JPS6050544B2 - Narrow gap welding method and device - Google Patents

Narrow gap welding method and device

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JPS6050544B2
JPS6050544B2 JP923377A JP923377A JPS6050544B2 JP S6050544 B2 JPS6050544 B2 JP S6050544B2 JP 923377 A JP923377 A JP 923377A JP 923377 A JP923377 A JP 923377A JP S6050544 B2 JPS6050544 B2 JP S6050544B2
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JP
Japan
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welding
gas
bead
narrow gap
molten pool
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JP923377A
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功 浅野
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Publication date
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  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は狭開先のアーク溶接において溶接部の溶け込
みを充分にした欠陥のない溶接部を得る溶接方法とその
装置の構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a welding method for obtaining a defect-free welded part with sufficient welding penetration in narrow gap arc welding, and a structure of an apparatus therefor.

例えば溶接特にシールドガスとして不活性ガスを用いる
イナートガスメタルアーク溶接(MIG溶接と略称する
。)は欠陥のない良質な溶接接続をする手段として知ら
れている。しかしその溶接に際しては不活性ガス(イナ
ートガス)例えはアルゴンガスと炭酸ガスの混合ガス等
を溶接部に供給するためノズルが開先寸法にくらべ大き
なものとなり溶接ノズルの動きが制限されある程度以上
の厚みをもつ材料を接続する狭開先の溶接作業は困難な
ものとなつてきた。これに加えて狭開先溶接では開先幅
6〜1ヒ、母材厚み200〜3007wt程度のものを
対象としており、溶接後の補修手直しは極めて困難であ
る。
For example, welding, particularly inert gas metal arc welding (abbreviated as MIG welding) using an inert gas as a shielding gas, is known as a means of making high-quality welded connections without defects. However, during welding, inert gas (for example, a mixture of argon gas and carbon dioxide gas) is supplied to the welding area, so the nozzle is larger than the groove size, and the movement of the welding nozzle is restricted. Narrow gap welding work that connects materials with In addition, narrow gap welding is intended for groove widths of 6 to 1 mm and base material thickness of approximately 200 to 3007 wt, making it extremely difficult to perform repairs after welding.

・ 即ちこれらの困難は厚母材狭開先の溶接における全
く新規な解決すべき課題てもある。ぞのため本発明者は
さきに狭い開先、即ち狭開先において溶接ノズル自身を
溶接進行方向に対し左右に揺動させることなく溶接線材
(以下ワイヤiと称す。
・In other words, these difficulties are completely new problems that must be solved when welding thick base materials with narrow grooves. Therefore, the present inventor first developed a welding wire rod (hereinafter referred to as wire i) in a narrow gap, that is, without swinging the welding nozzle itself from side to side with respect to the welding progress direction.

)自身が揺動して狭開先において良質の溶接部が得られ
る手段と装置を提案した。しかしこのワイヤ揺動手段を
採用しても溶接部をさらに欠陥の少い良質なものとする
ために実験、検討を重ね、この結果に基きこの発明にか
かる狭開先の溶接方法とその装置を提案するものである
。狭開先溶接においてはMIG溶接、TIG(タングス
テンイナートガス)溶接についても他の溶接手段による
溶接部におけると同様にその欠陥の種類は母材開先側壁
との溶け込み不良、ブローホール、スラグ巻き込み、前
層部との融合不足等である。MIG溶接に際してのアー
クによる溶融部を子細に観察すると、その状態は第1図
に示すようなものである。
) proposed a means and device that can swing itself to obtain high-quality welds in narrow gaps. However, even if this wire swinging means is adopted, repeated experiments and studies were conducted to improve the quality of the welded part with fewer defects, and based on the results, the narrow gap welding method and device according to the present invention were developed. This is a proposal. In narrow gap welding, the types of defects in MIG welding and TIG (tungsten inert gas) welding are similar to those in welds made by other welding methods, such as poor penetration with the base metal groove sidewall, blowholes, slag entrainment, and There is a lack of integration with the layers. If we closely observe the melted area caused by the arc during MIG welding, the state is as shown in FIG. 1.

ワイヤ1の下側で溶接進行方向に対しやや後方寄りに溶
融金属よりなる溶融池2があり、溶接の進行に伴い溶接
進行方向aに対し後方に逐次固つた金属の層たる後続ビ
ード3を形成して行くものてある。溶融金属は表面張力
が大なることから第1図に示すごとくその縦断面で楕円
形に近いものてあり、前層部4の表面についての接触角
θは900より大な所謂5ヌレ性ョ(濡れ性)の悪いも
のとなつている。また第1図のA″−A″断面を示す第
2図においてもビード3と母材5との間ては所謂1ヌレ
性ョが悪く隅角部イを生じアンダーカット及びスラグ巻
き込みの機会をもつ状態となつている。これらのことは
特に第2図に示すようなビードー層につきーバスの狭開
先溶接においては実用化の可否を左右する問題となる。
従来イナートガスの供給は第1図に示すようにコンタク
トチューブ6の廻りの通路17から流出.させたり、更
に空気との遮断を充分にするために前記通路17を囲み
第2のイナートガスの通路17aを設けている。
There is a molten pool 2 made of molten metal on the lower side of the wire 1 and slightly rearward in the welding direction a, and as welding progresses, a subsequent bead 3 is formed as a layer of metal that hardens sequentially toward the rear in the welding direction a. There are things to do. Because the surface tension of molten metal is large, its vertical cross section is close to an ellipse as shown in Figure 1, and the contact angle θ with respect to the surface of the front layer 4 is greater than 900, which is the so-called 5-wtness angle ( It has poor wettability. Furthermore, in FIG. 2 showing the A''-A'' cross section of FIG. 1, the so-called 1-wetness between the bead 3 and the base metal 5 is poor, resulting in corner parts and creating opportunities for undercuts and slag entrainment. It has become a state of being. These problems are particularly important in narrow gap welding of bead layers and baths as shown in FIG.
Conventionally, the inert gas was supplied through a passage 17 around the contact tube 6, as shown in FIG. A second inert gas passage 17a is provided surrounding the passage 17 in order to provide sufficient insulation from air.

これら従来のイナートガスの供給は例えは特公昭51−
23461に記載されているようにすべて空気遮断を目
的としており、溶融池.に影響を与える構造とはなつて
おらずまた影響を与えようとする意図を有するものでは
ない。この発明の目的は一層一バスによる狭開先溶接に
おいて、シールドガスの使用をアーク部を空気から遮断
する効果とともに、より積極的に溶融池・の形状を変化
させ、MIG,TIG等の狭開先アーク溶接による溶接
部の欠陥発生の防止をはかる溶接方法とその装置を提案
することにある。そこて本願発明者は、良質の溶接部を
得るためには開先の両側壁への溶け込み及び前層ビード
への溶け込みが良いことが必要との見解にもとづき、上
記目的を達成するため数多くの実験と検討を行なつた。
These conventional inert gas supplies are, for example,
As described in 23461, all of them are intended to block air, and the molten pool. It is not structured to have any influence on, nor is it intended to have any influence on. The purpose of this invention is to use a shielding gas in narrow gap welding using single-layer baths, to have the effect of shielding the arc part from the air, and to more actively change the shape of the molten pool. The purpose of the present invention is to propose a welding method and device for preventing the occurrence of defects in welded parts due to pre-arc welding. Therefore, the inventor of the present application believes that in order to obtain a high-quality weld, it is necessary that the groove penetrates well into both side walls and into the bead of the previous layer, and has developed a number of methods to achieve the above object. We conducted experiments and studies.

一層一バスの狭開先溶接においても、ワイヤ材質、母材
の材質、電源特性(電圧、電流)、溶接速度等の諸条件
を考慮せねばならぬことは当然であるが、前記の実験と
検討の結果、本願発明の対象となる狭開先(例えは開先
幅6〜1077!17り厚母材(例えば厚み200〜3
00W$L)溶接にお冫いては溶融池を制御するシール
ドガスの吹き付け位置を定めることが最も重要な溶接条
件の一つであることが判つた。即ち溶融池へのガスの吹
き付け位置を定めさえすれば、前記の溶接条件はその溶
接仕様に応じ適宜決定することにより所望の溶門接部を
得ることができるという知見が得られた。要するにこの
発明の第1の特徴は、1狭開先をシールドガスを用いて
ビードー層一バスでアーク溶接する方法において、溶接
進行方向につきアーク後方側に形成される溶融池がその
後j方部において後続ビードと重なる部分の溶融金属表
面に二次ガスを吹きつけ、その風圧により前記溶融金属
表面を押し拡げることによつて両開先側壁へのヌレ性を
良くすると同時に前記アーク直前の前層ビード表面上に
一次ガスを吹きつけ、その風圧によつて前記溶融池前方
部の溶融金属の押し戻しを行ない前層ビードとのヌレ性
を良くして溶接を行なうことョであり、第2の特徴は、
Even in narrow gap welding of single-layer busses, it is natural that various conditions such as wire material, base material material, power supply characteristics (voltage, current), welding speed, etc. must be taken into consideration, but the above experiment and As a result of the study, it was found that narrow grooves (for example, groove widths of 6 to 1077!
00W$L) It was found that one of the most important welding conditions during welding is determining the spraying position of the shielding gas that controls the molten pool. That is, it has been found that as long as the position at which gas is blown onto the molten pool is determined, a desired weld joint can be obtained by appropriately determining the welding conditions according to the welding specifications. In short, the first feature of the present invention is that in the method of arc welding one narrow gap in a bead layer one bath using shielding gas, a molten pool formed on the rear side of the arc in the welding direction is then welded in the j direction. A secondary gas is blown onto the molten metal surface in the portion that overlaps with the subsequent bead, and the molten metal surface is pushed and spread by the wind pressure, thereby improving the wetting properties to the side walls of both grooves, and at the same time improving the wetting properties of the previous layer bead immediately before the arc. The second feature is to blow primary gas onto the surface and use the wind pressure to push back the molten metal in the front part of the molten pool to improve wetting properties with the front layer bead, and perform welding. ,
.

前記第1の特徴に加え、一次ガスと二次ガスの夫々の供
給量を制御することョである。第3の特徴は、1狭開先
をシールドガスを用いてアーク溶接するものにおいて、
コンタクトチューブの溶接進行方向後方側であつて、か
つアーク後方に形成される溶融池がその後方部において
おいて後続ビードと重なる部分に対応する位置に溶融池
の溶融金属表面の押し拡げを行なうガスを噴出する二次
ガスノズルを配置し、前記コンタクトチューブと二次ガ
スノズルとの間へコンタクトチューブに密着させて冷却
水管を配置し、前記コンタクトチューブ直前に溶融金属
の押し戻しを行なうガスを噴出する一次ガスノズルを配
置したことョである。この発明の一実施例を以下図面に
よりMIG溶接を例にとり説明する。
In addition to the first feature, the supply amount of each of the primary gas and the secondary gas is controlled. The third feature is that one narrow gap is arc welded using shielding gas.
A gas that pushes and spreads the molten metal surface of the molten pool at the rear side of the contact tube in the welding progress direction and at a position corresponding to the part where the molten pool formed at the rear of the arc overlaps with the trailing bead. A cooling water pipe is arranged between the contact tube and the secondary gas nozzle in close contact with the contact tube, and a primary gas nozzle that spouts gas for pushing back the molten metal is arranged immediately before the contact tube. This is what I have placed. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking MIG welding as an example.

第3図は溶接装置を溶接進行方向前方より見た状態を示
す図面(第4図のA−A断面視図)てある。溶接ノズル
は通常その横断面が長方形の長柱状をなしその内部にワ
イヤの通る孔6aをもつコンタクトチューブ6が配置さ
れている。このコンタクトチューブ6は熱伝導がよく電
気伝導度の大なる材料で形成され孔6a内には発明者の
先に提案した装置により波状に形成されたワイヤが第3
図において上方より連続して供給され、下端でアークを
発生し消耗しながらかつ左右にワイヤ端部を揺動させて
ビードを形成し溶接するものである。第4図は第3図の
B−B断面を示すもので、コンタクトチューブ6の溶接
進行方向aについてアーク18の直前にこのコンタクト
チューブに密着して一次ガスノズル7を取付けする。
FIG. 3 is a diagram showing the welding apparatus viewed from the front in the direction of welding progress (a sectional view taken along the line A-A in FIG. 4). The welding nozzle usually has a long columnar shape with a rectangular cross section, and a contact tube 6 having a hole 6a through which a wire passes is disposed inside the welding nozzle. This contact tube 6 is made of a material with good thermal conductivity and high electrical conductivity, and a third wire formed in a wave shape by the device proposed earlier by the inventor is placed in the hole 6a.
In the figure, the wire is continuously supplied from above, generates an arc at the lower end, is consumed, and swings the wire ends from side to side to form a bead and weld. FIG. 4 shows a cross section taken along line BB in FIG. 3, and the primary gas nozzle 7 is attached in close contact with the contact tube 6 just before the arc 18 in the welding direction a of the contact tube 6.

そのイナートガスの通路は第5図に示すごとく横断面形
状が一つの長方形の孔をもつものであつてもよく、複数
のガス通路をブ七ツクに穿孔して設けた第6図に示すよ
うなものでもよく、更に第7図に示すごとく複数本の管
を接続して一つのブロックとしたものてあつてもよい。
コンタクトチューブ6の溶接進行方向につき後方にこの
コンタクトチューブ6を冷却する冷却水管8を密着して
位置させ、この冷却水管8のさらに後方に二次ガスノズ
ル9を外“密着して位置させる。二次ガスノズル9の形
状は一次ガスノズル7と類似又は同様のものとし、かつ
そのガス通路形状については第5図乃至第7図の何れか
を採用してもよい。この発明の実施による溶接部の溶融
池の性状及び母材に対する影響を確認するため、発明者
は実験検討を行なつた。
The inert gas passage may have a hole with a rectangular cross section as shown in Figure 5, or it may have a hole with a rectangular cross section as shown in Figure 6, in which multiple gas passages are drilled in blocks. Furthermore, as shown in FIG. 7, a plurality of tubes may be connected to form one block.
A cooling water pipe 8 for cooling the contact tube 6 is positioned closely behind the contact tube 6 in the welding progress direction, and a secondary gas nozzle 9 is positioned further behind the cooling water pipe 8 in close contact with the outside. The shape of the gas nozzle 9 may be similar to or the same as the primary gas nozzle 7, and the shape of the gas passage may be any of those shown in FIGS. In order to confirm the properties of the material and its effect on the base material, the inventor conducted an experimental study.

供試試験片の形状は第11図に示すようなものとし、x
は300T0n,yは30?,wは9瓢の開先幅とした
The shape of the test piece is as shown in Figure 11, and x
is 300T0n, y is 30? , w is the groove width of 9 gourds.

また使用するトーチは狭開先に対応するものとし、トー
チの横断面図たる第10図に示す断面をもつものとした
。イナートガスの通路となる管材、コンタクトチューブ
の管材、冷却水管の管材の肉厚は夫々17r011とし
、芯間距離eは7.5?,fは17.5?,hは4?,
gは6=とした。E,fはアークの中心(アークポイン
ト)からの一次ガスノズル中心及び二次ガスノズルの中
心との距離を言い、溶融池の押し戻し、押し広げかつ冷
却の効果より定めたものである。なおビード形状調査実
験溶接条件は下記第1表に示すものてある。つぎにこの
発明にかかる溶接装置を使用した場合の溶融池形状につ
いて説明する。
The torch used was one that could be used for narrow grooves and had a cross section shown in FIG. 10, which is a cross-sectional view of the torch. The wall thickness of the tube material for the inert gas passage, the contact tube tube material, and the cooling water tube tube material is each 17r011, and the center-to-center distance e is 7.5? , f is 17.5? , h is 4? ,
g was set to 6=. E and f refer to the distances from the center of the arc (arc point) to the center of the primary gas nozzle and the center of the secondary gas nozzle, and are determined from the effects of pushing back, spreading, and cooling the molten pool. The welding conditions for the bead shape investigation experiment are shown in Table 1 below. Next, the shape of the molten pool when the welding apparatus according to the present invention is used will be explained.

従来のイナートガスによる空気遮断のみを行なつて溶接
をした場合の溶融池の縦断面形状は第4図に一点鎖線で
示す凸状の表面曲線10で示すようなものになるもので
ある。この発明にかかる溶接装置においては、二次ガス
ノズル9の位置はワイヤ端部即ちアーク18に対して設
定された距離の接触進行の後方で、第4図より明かなよ
うに溶融池全体の後方部に対応する位置、即ち後続ビー
ド15とその一部が重なつている部分に対向するように
してある。溶融池11は二次ガスノズルからのイナート
ガスの風圧により押し拡げられその表面は第4図及び第
8図の曲線10aで示すような凹状の断面9形状を示す
ものとなり母材の開先側壁への融け込み部14も十分な
ものとなりアンダーカットやスラグ巻き込みの機会をな
くすものである。また一次ガスノズルの位置はワイヤ端
部に対して設定された溶接進行方向直前位置にあるので
一次ガスはアーク直前に吹付けされ、前記の二次ガスノ
ズルから噴出するイナートガスで押し拡げられた溶融池
の溶融金属は一次ガスノズルからのイナートガスにより
さらに押し戻され第4図に示すようにその表面は断面て
凹状の表面曲線10aを示すものとなり、アークは前層
部12を充分に溶融する。従つてこの高温の溶融金属と
溶触する前層部12との融合は符号13で示すように十
分にとけ込みの良いものとなる。このようにして溶接ノ
ズルの進行に伴い欠陥のないビード15が形成されて行
くものである。また複数個のガス通路をもつ一次又は二
次ガスノズルにおいては一例を第9図に示すごとくガス
通路161,162,163のガス噴出方向をそれぞれ
変化させたものとし前記の溶融池の表面を押し戻し又は
溶融池押し拡げの効果の良いものとすることができる。
またこれら一次、二次のガスノズルのガス通路からの噴
出ガス量を通路ことに異つたものとすることとし溶融池
変形の効果を高めた最適の条件にすることができる。上
記したごとくコンタクトチューブ軸心(アーク位置)と
一次ガスの前方吹きつけ位置間の距離(第1距離)をe
、コンタクトチューブ軸心(アーク位置)と二次ガスの
吹きつけ位置間の距離(第2距離)をfとするるときは
、f>e即ちfはeより大にすることが良好な結果が得
られることを確めた。
When welding is carried out using only conventional air blocking using inert gas, the longitudinal cross-sectional shape of the molten pool is as shown by the convex surface curve 10 indicated by a dashed line in FIG. 4. In the welding apparatus according to the present invention, the position of the secondary gas nozzle 9 is at the rear of the wire end, that is, the contact progress of a set distance with respect to the arc 18, and at the rear of the entire molten pool, as is clear from FIG. It is arranged to face a position corresponding to , that is, a portion where the trailing bead 15 and a portion thereof overlap. The molten pool 11 is expanded by the wind pressure of the inert gas from the secondary gas nozzle, and its surface has a concave cross-section 9 as shown by the curve 10a in FIGS. The fused portion 14 is also sufficient to eliminate the possibility of undercutting or slag entrainment. In addition, since the primary gas nozzle is located just before the wire end in the welding direction, the primary gas is sprayed just before the arc, creating a molten pool that is expanded by the inert gas ejected from the secondary gas nozzle. The molten metal is further pushed back by the inert gas from the primary gas nozzle, so that its surface exhibits a concave surface curve 10a in cross section as shown in FIG. 4, and the arc sufficiently melts the front layer 12. Therefore, the fusion of this high-temperature molten metal and the front layer portion 12 with which it comes into contact with the melt becomes sufficiently fused as indicated by the reference numeral 13. In this way, a defect-free bead 15 is formed as the welding nozzle advances. Furthermore, in the case of a primary or secondary gas nozzle having a plurality of gas passages, as shown in FIG. The effect of pushing and spreading the molten pool can be improved.
Furthermore, by making the amount of gas ejected from the gas passages of the primary and secondary gas nozzles different for each passage, it is possible to obtain optimal conditions that enhance the effect of molten pool deformation. As mentioned above, the distance between the contact tube axis (arc position) and the forward blowing position of the primary gas (first distance) is e.
, when the distance between the contact tube axis (arc position) and the secondary gas blowing position (second distance) is f, f>e, that is, f should be greater than e for good results. I made sure that I could get it.

最適のものはeは7.5TfUnfは17.5T!Un
てあつた。冷却水管8は図示の配置に限定されるもので
はなく、コンタクトチューブ6を囲むようにしてもよく
、それによりF.l5eの寸法!は適当なものにするこ
とができる。一次ガスノズル、コンタクトチューブ、冷
却水管、二次ガスノズルはコンタクトチューブの放熱の
ため密着させて伝熱を良くすることと構造をできるだけ
小さくする目的からも相互に密着させることが望まし5
い。また一例では一次ガスノズル、二次ガスノズルは第
10図に示すごとく断面は1かどョの丸いほぼ長方形に
形成され、その断面は長辺は107T$i1短辺は6w
!n1管肉厚は1悶のものとしている。
The optimal one is e is 7.5TfUnf is 17.5T! Un
It was hot. The cooling water pipe 8 is not limited to the illustrated arrangement, but may be arranged to surround the contact tube 6, so that the F. Dimensions of l5e! can be made appropriate. It is desirable that the primary gas nozzle, contact tube, cooling water pipe, and secondary gas nozzle be in close contact with each other in order to improve heat transfer and to minimize the structure for heat dissipation of the contact tube.
stomach. In one example, the primary gas nozzle and the secondary gas nozzle are formed into a roughly rectangular shape with a round cross section as shown in Figure 10, and the cross section has a long side of 107T$i1 and a short side of 6W
! The thickness of the n1 tube is assumed to be 1 mm.

4この一次ガスノズル7からのガス供給量は10f
/Minl二次ガスノズル9からのガス供給量も10f
/Minであるとき最適な溶融池の形状とすることがで
きた。第12図でAはビード、溶融池とトーチの関係を
示し、BはAに関連した溶融池及び溶融池近傍の温度状
態を示すものである。
4 The gas supply amount from this primary gas nozzle 7 is 10f
/MinlThe gas supply amount from the secondary gas nozzle 9 is also 10f.
/Min, the optimum shape of the molten pool could be achieved. In FIG. 12, A shows the relationship between the bead, the molten pool, and the torch, and B shows the molten pool related to A and the temperature state near the molten pool.

実測では符号イは溶融池よソー寸前方の母材の温度で2
50℃、二次ガスノズル下の符号口は凝固前の溶融池の
温度で約1400゜C1ハ部では約5000Cあり凝固
の状態であつた。
In actual measurements, the sign A is the temperature of the base material just in front of the molten pool.
At 50°C, the temperature of the molten pool under the secondary gas nozzle was approximately 1400°C, which was the temperature of the molten pool before solidification.

この口部が最も温度の高いのは既に形成された後続ビー
ド(第12図Aノの斜線なしのの部分)上に溶融池が重
なり後続ビードの保有熱が加わることによるものである
。口部は溶融金属が周辺より凝固し始めるところであり
、溶融池表面形状を制御することによりヌレ性の良いビ
ード形状を得るに最適の位置を示している。なお前記一
次、二次ガスノズルに供給するガス量を10e/Min
とするときは、ガス速度は出口で15rn/sとなる。
The reason why this mouth part has the highest temperature is because the molten pool overlaps the already formed succeeding bead (the part without diagonal lines in FIG. 12A), and the retained heat of the succeeding bead is added thereto. The mouth is where the molten metal begins to solidify from the periphery, and represents the optimal position to obtain a bead shape with good wetting properties by controlling the surface shape of the molten pool. Note that the amount of gas supplied to the primary and secondary gas nozzles is 10e/Min.
In this case, the gas velocity at the outlet is 15 rn/s.

また第12図より明かなように、アーク位置と一次ガス
、二次ガスの位置関係を本発明のごとくしたため、溶接
進行方向につき溶融池先端近傍に一次ガス、後端近傍に
二次ガスを吹きつけることとなる。
Furthermore, as is clear from Fig. 12, since the arc position and the positional relationship between the primary gas and the secondary gas are set as in the present invention, the primary gas is blown near the tip of the molten pool and the secondary gas is blown near the rear end in the direction of welding progress. I will attach it.

従つて両ガス吹き付け位置間にある溶融池の部分は両ガ
スの噴出圧のバランスにより溶融池表面に対し静圧のみ
が作用することになり、溶融池表面を乱すことなく、即
ちブローホール等の欠陥を発生することなく、前層ビー
ド及び開先両側壁へのヌレ性を良くすることがてきる。
本発明は以上説明したことく、厚母材、狭開先溶接を一
層一バスで行なう際のシールドガスの一次ガスと二次ガ
スの吹き付け位置を特定したものである。
Therefore, in the part of the molten pool between the two gas blowing positions, only static pressure acts on the molten pool surface due to the balance of the jetting pressures of both gases, so that the molten pool surface is not disturbed, and blowholes etc. It is possible to improve the wettability to the front layer bead and both side walls of the groove without causing defects.
As described above, the present invention specifies the spraying positions of the primary gas and the secondary gas of the shielding gas when welding a thick base material and a narrow gap in a layer-by-layer bus.

前記したごとく溶接を行なうためには、各種溶接条件を
決定しなければならないが、本願発明の対象であるアー
ク溶接においては、一次ガス、二次ガスの位置さえ特定
されれば他の溶接諸条件は対象となる溶接仕様に応じて
適宜決定することにより実機に適用可能である。
In order to perform welding as described above, various welding conditions must be determined, but in arc welding, which is the subject of the present invention, once the positions of the primary gas and secondary gas are specified, other welding conditions can be determined. can be applied to the actual machine by appropriately determining it according to the target welding specifications.

代表的な実機への適用例を第2表に示す。この発明を重
施することにより、溶融池の押し戻し押し拡げは適切に
行なわれ、凹面の溶融金属表面が形成され、母材と前層
部への融け込みは十分に行なわれ、スラグ巻き込み、ア
ンダカツト、ブローホール等の欠陥発生も少なく、また
装置も小型になり、下向きの作業を容易にするのみなら
ず狭開先による溶融金属の保持効果とあいまつて横向き
など全姿勢の作業も容易にできるなど種々の効果を奏す
るものである。
Table 2 shows examples of application to typical actual machines. By repeatedly applying this invention, the molten pool is pushed back and expanded appropriately, a concave molten metal surface is formed, and the molten metal is sufficiently melted into the base material and the front layer, preventing slag entrainment and undercuts. There are fewer defects such as blowholes, and the equipment is smaller, making it easier not only to work downwards, but also to work in all positions, such as horizontally, due to the narrow gap that holds the molten metal. It has various effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の溶接方法及び装置により狭開先部を溶接
したときの溶接装置及びビードの縦断面図、第2図はそ
のビードの横断面図、第3図はこの発明にかかる装置の
第4図のA−A断面視図、第4図はこの発明にかかる装
置の縦断面図て第3図のB−B断面視図、第5図、第6
図、第7図は一次又は二次ガスノズルの横断面図でガス
通路の各種形状を示す図面、第8図はこの発明にかかる
溶接装置で溶接をしたときの融け込みを示すビードの横
断面図、第9図は一次又は二次ガスノズルの複数個のガ
ス通路のガス噴出方向をそれぞれ異にする場合の一例を
示す縦断面図、第10図はトーチの横断面図、第11図
は実験に使用した試験片形状を示す斜視図、第12図A
はトーチ端部と溶接ビードの関係を模式に示す断面図、
第12図BはA図との関連と溶融池と溶融池先端母材の
温度を示す線図てある。 1・・・・・・ワイヤ、2・・・・・・溶融池、3・・
・・・・後続ビード、4・・・・・・前層部、5・・・
・・・母材、6・・・・・コンタクトチューブ、6a・
・・・・・孔、7・・・・・一次ガスノズル、8・・・
・・・冷却水管、9・・・・・・二次ガスノズル、10
・・・・・凸状の表面曲線、10a・・・・・・凹状の
表面曲線、11・・・・・・溶融池、12・・・・・・
前層部、13・・前層部への融け込み部、14・・・・
・・母材への融け込み部、15・・・・・・後続ビード
、161,16。
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a welding device and a bead when a narrow gap is welded by a conventional welding method and device, Fig. 2 is a cross-sectional view of the bead, and Fig. 3 is a cross-sectional view of the welding device according to the present invention. 4 is a longitudinal sectional view of the device according to the present invention, BB sectional view of FIG. 3, FIGS.
Fig. 7 is a cross-sectional view of the primary or secondary gas nozzle showing various shapes of gas passages, and Fig. 8 is a cross-sectional view of a bead showing fusion when welding with the welding device according to the present invention. , Fig. 9 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a case where the gas ejection directions of the plurality of gas passages of the primary or secondary gas nozzle are different from each other, Fig. 10 is a cross-sectional view of the torch, and Fig. 11 is a cross-sectional view of the torch. Perspective view showing the shape of the test piece used, Figure 12A
is a cross-sectional view schematically showing the relationship between the torch end and the weld bead,
FIG. 12B is a diagram showing the relationship with FIG. A and the temperature of the molten pool and the base material at the tip of the molten pool. 1... wire, 2... molten pool, 3...
...Subsequent bead, 4...Previous layer part, 5...
...Base material, 6...Contact tube, 6a.
... Hole, 7 ... Primary gas nozzle, 8 ...
...Cooling water pipe, 9...Secondary gas nozzle, 10
... Convex surface curve, 10a ... Concave surface curve, 11 ... Molten pool, 12 ...
Front layer part, 13... Melting part to the front layer part, 14...
... Melting part into the base material, 15... Successive bead, 161, 16.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 狭開先をシールドガスを用いてビード一層一パスで
アーク溶接する方法において、溶接進行方向につき、ア
ーク後方側に形成される溶融池がその後方部において後
続ビードと重なる部分の溶融金属表面に二次ガスを吹き
つけ、その風圧により前記溶融金属表面を押し拡げるこ
とによつて両開先側壁へのヌレ性を良くすると同時に、
前記アーク直前の前層ビード表面上に一次ガスを吹きつ
け、その風圧によつて前記溶融池前方部の溶融金属の押
し戻しを行ない前層ビードとのヌレ性を良くして溶接を
行なうことを特徴とする狭開先溶接方法。 2 前記一次ガスと二次ガスの夫々の供給量を制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の狭開先溶
接方法。 3 狭開先をシールドガスを用いてアーク溶接するもの
において、コンタクトチューブの溶接進行方向後方側で
あつて、かつアーク後方に形成される溶融池がその後方
部において後続ビードと重なる部分に対応する位置に、
溶融池の溶融金属表面の押し拡げを行なうガスを噴出す
る二次ガスノズルを配置し、前記コンタクトチューブと
二次ガスノズルとの間へコンタクトチューブに密着させ
て冷却水管を配置し、前記コンタクトチューブ直前に溶
融金属の押し戻しを行なうガスを噴出する一次ガスノズ
ルを配置したことを特徴とする狭開先溶接装置。
[Claims] 1. In a method of arc welding a narrow gap in one bead layer by pass using a shielding gas, a molten pool formed on the rear side of the arc overlaps a subsequent bead in the rear part in the welding direction. By blowing a secondary gas onto the molten metal surface of the part and pushing and spreading the molten metal surface by the wind pressure, at the same time improving the wettability to the side walls of both grooves,
A primary gas is blown onto the surface of the front layer bead just before the arc, and the molten metal in the front part of the molten pool is pushed back by the wind pressure to improve wetting properties with the front layer bead and welding is performed. Narrow gap welding method. 2. The narrow gap welding method according to claim 1, wherein the supply amount of each of the primary gas and the secondary gas is controlled. 3. In arc welding of a narrow gap using shielding gas, this corresponds to the rear side of the contact tube in the direction of welding progress, and corresponds to the part where the molten pool formed at the rear of the arc overlaps with the subsequent bead at the rear part. position,
A secondary gas nozzle for ejecting gas for pushing and spreading the molten metal surface of the molten pool is arranged, a cooling water pipe is arranged between the contact tube and the secondary gas nozzle in close contact with the contact tube, and immediately in front of the contact tube. A narrow gap welding device characterized by having a primary gas nozzle disposed to eject gas for pushing back molten metal.
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