JPS613682A - 消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法 - Google Patents
消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法Info
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- JPS613682A JPS613682A JP59124699A JP12469984A JPS613682A JP S613682 A JPS613682 A JP S613682A JP 59124699 A JP59124699 A JP 59124699A JP 12469984 A JP12469984 A JP 12469984A JP S613682 A JPS613682 A JP S613682A
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- welding
- laser beam
- consumable electrode
- shielded arc
- arc welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
- B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法の改良
に関する。
に関する。
ガスシールドアーク溶接方法は、消耗電極式ガスシール
ドアーク溶接（ＭＩＧ溶接）とＴＩＧ溶接（Ｔｕｎｇｓ
ｔｅｎ−１ｎｅｒｔ ＱａＳ、Ａ、ｒｅ Ｗｅｌｄｉｎ
ｏ）とに分類される。従来、全姿勢溶接には品質の点か
らＴＴＧ溶接が用いられており、この場合、溶加材の送
給を溶接電流に対して独立に制御できるため濡れ性の良
い高品質の溶接部が得られるが、溶接能率が悪いという
欠点がある。他方、ＭＩＧ溶接はＴＩＧ溶接に較べて高
能率であり、このため最近ではＭＩＧ溶接で全姿勢溶接
を行なう試みがなされている。しかし、ＭＩＧ溶接では
溶接電流とワイヤの送給とを独立には制御できず、スプ
レーアーク移行形態のアークにおいては、溶接姿勢が上
向き或いは立向きになるときにビードの垂れ落ちが生じ
易い。このためビードが凸型となり、その上に次層を形
成する際に欠陥が発生する要因となる。また、短絡移行
形態のアークを用いると入熱が不足し、ビードの濡れ性
が悪いためにビードは凸型となる。特に全姿勢溶接では
グラインダー処理が必要となるため溶接能率の低下は避
けられない。ＭＩＧ溶接におけるこれ等の傾向は狭開先
溶接においても同様で、開先側壁からの熱伝導が多いた
めに側壁底面部で入熱が不足し易く、融合不良等の欠陥
が発生するという欠点がある。
ドアーク溶接（ＭＩＧ溶接）とＴＩＧ溶接（Ｔｕｎｇｓ
ｔｅｎ−１ｎｅｒｔ ＱａＳ、Ａ、ｒｅ Ｗｅｌｄｉｎ
ｏ）とに分類される。従来、全姿勢溶接には品質の点か
らＴＴＧ溶接が用いられており、この場合、溶加材の送
給を溶接電流に対して独立に制御できるため濡れ性の良
い高品質の溶接部が得られるが、溶接能率が悪いという
欠点がある。他方、ＭＩＧ溶接はＴＩＧ溶接に較べて高
能率であり、このため最近ではＭＩＧ溶接で全姿勢溶接
を行なう試みがなされている。しかし、ＭＩＧ溶接では
溶接電流とワイヤの送給とを独立には制御できず、スプ
レーアーク移行形態のアークにおいては、溶接姿勢が上
向き或いは立向きになるときにビードの垂れ落ちが生じ
易い。このためビードが凸型となり、その上に次層を形
成する際に欠陥が発生する要因となる。また、短絡移行
形態のアークを用いると入熱が不足し、ビードの濡れ性
が悪いためにビードは凸型となる。特に全姿勢溶接では
グラインダー処理が必要となるため溶接能率の低下は避
けられない。ＭＩＧ溶接におけるこれ等の傾向は狭開先
溶接においても同様で、開先側壁からの熱伝導が多いた
めに側壁底面部で入熱が不足し易く、融合不良等の欠陥
が発生するという欠点がある。
そこで、ＭＩＧ溶接の上記欠点を改善する方法として、
先行させたＴＩＧ電極で母材表面を加熱しなからＭＩＧ
溶接を行なう方法等が提案されている。しかし、ＴＩＧ
電極で母材表面を加熱する方法では、効率的な加熱を行
なうために二つの電極を接近させる場合に、ＴＩＧアー
クとＭＩＧアークとの相互緩衝を防止するため電流を高
サイクルで切換える必要が生じること、また特に狭開先
内では開先表面を均一に加熱するためにＴＩＧアークを
複雑にウイーヴイングさせることが必要になるといった
問題が生じている。
先行させたＴＩＧ電極で母材表面を加熱しなからＭＩＧ
溶接を行なう方法等が提案されている。しかし、ＴＩＧ
電極で母材表面を加熱する方法では、効率的な加熱を行
なうために二つの電極を接近させる場合に、ＴＩＧアー
クとＭＩＧアークとの相互緩衝を防止するため電流を高
サイクルで切換える必要が生じること、また特に狭開先
内では開先表面を均一に加熱するためにＴＩＧアークを
複雑にウイーヴイングさせることが必要になるといった
問題が生じている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、各姿勢溶接
、全姿勢溶接、狭開先溶接を行なうに際し、高能率で且
つ欠陥発生のない良好な溶接を行なうことができ、しか
も溶接条件の複雑な制御を必要としない消耗電極式ガス
シールドアーク溶接方法を提供するものである。
、全姿勢溶接、狭開先溶接を行なうに際し、高能率で且
つ欠陥発生のない良好な溶接を行なうことができ、しか
も溶接条件の複雑な制御を必要としない消耗電極式ガス
シールドアーク溶接方法を提供するものである。
即ち、本発明は、消耗電極式ガスシールドアーク溶接を
行なう際、その直前に同速度で移動する先行熱源を配置
し、溶接部を通常の余熱温度より高温且つ均一加熱しつ
つ溶接する方法であって、前記先行熱源としてＣＯ２ガ
スレーザビームまたはＹＡＧレーザビームを用いると共
に、該レーザビームのスポット径Ｄｙを２Ｍ≦ＤＹ≦２
５咽にデフォーカスして行なうことを特徴とするもので
ある。
行なう際、その直前に同速度で移動する先行熱源を配置
し、溶接部を通常の余熱温度より高温且つ均一加熱しつ
つ溶接する方法であって、前記先行熱源としてＣＯ２ガ
スレーザビームまたはＹＡＧレーザビームを用いると共
に、該レーザビームのスポット径Ｄｙを２Ｍ≦ＤＹ≦２
５咽にデフォーカスして行なうことを特徴とするもので
ある。
上記本発明による溶接方法を図解して説明すれば第１図
および第２図に示す通りである。これらの図において、
１はＭＩＧ溶接トーチ、２は溶接ワイヤ、３はＭＩＧビ
ード、であり、１１はレーザビーム、１２はレンズ、１
３はレーザビームによる加熱部、１４はファイバ光学系
出射光学部、１５は光ファイバである。
および第２図に示す通りである。これらの図において、
１はＭＩＧ溶接トーチ、２は溶接ワイヤ、３はＭＩＧビ
ード、であり、１１はレーザビーム、１２はレンズ、１
３はレーザビームによる加熱部、１４はファイバ光学系
出射光学部、１５は光ファイバである。
図示のよう′に、本発明では先行する熱源としてＣＯ２
レーザまたはＹＡＧレーザによるビーム１１をデフォー
カス、即ち焦点をぼかして用い、被溶接物を広範囲に均
一に加熱しつつＭＩＧ溶接を行なうものである。なお、
第２図は光ファイパーン ５によるレーザビーム転送方式を採用して装置のコンパ
クト化を図ったもので、全姿勢溶接や各姿勢溶接で溶接
ヘッドが移動するような場合に極めて有利で、本発明の
適用対象範囲を大きく拡大することを可能とするもので
ある。
レーザまたはＹＡＧレーザによるビーム１１をデフォー
カス、即ち焦点をぼかして用い、被溶接物を広範囲に均
一に加熱しつつＭＩＧ溶接を行なうものである。なお、
第２図は光ファイパーン ５によるレーザビーム転送方式を採用して装置のコンパ
クト化を図ったもので、全姿勢溶接や各姿勢溶接で溶接
ヘッドが移動するような場合に極めて有利で、本発明の
適用対象範囲を大きく拡大することを可能とするもので
ある。
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例
先行熱源としてＣＯ２レーザを用い、第１図に示した方
法により軟鋼にビードオンプレート溶接を行なった（シ
ールドガスはアルゴンを用いた）。
法により軟鋼にビードオンプレート溶接を行なった（シ
ールドガスはアルゴンを用いた）。
更に、ＣＯ２レーザビーム１１の照射による表面加熱温
度ｅを種々変化させてこの実施例のＭＩＧ溶接を行ない
、夫々の場合について形成されたビードの接触角αを測
定した （接触角αはビードの濡れ性を示すもので、α
が小さくなる程濡れ性が良く、融合不良等の欠陥発生が
少ないことを示す。） なお表面加熱温度ｅは、第１図中でＬ ＝ ２０ ｔｎ
ｍ離れた際にわける母材表面熱源中央部のＭＩＧ電極が
ある位置での最高到達温度を移動分布熱源による熱伝導
解析で求めたものである（熱電対による温度の実測によ
って、この熱伝導解析が実際とよく一致していることが
確認されている）。また、レーザビーム１１の実測熱源
分布形状を第３図（Ａ）に、その解析座標系を第３図（
Ｂ）に夫々示した。図示のように、溶接進行方向（Ｘ）
と並行な断面においてはガウス分布、溶接進行方向に対
して直行する方向では矩形分布をしており、広範囲を均
一に加熱できるビーム形状が用いられている。
度ｅを種々変化させてこの実施例のＭＩＧ溶接を行ない
、夫々の場合について形成されたビードの接触角αを測
定した （接触角αはビードの濡れ性を示すもので、α
が小さくなる程濡れ性が良く、融合不良等の欠陥発生が
少ないことを示す。） なお表面加熱温度ｅは、第１図中でＬ ＝ ２０ ｔｎ
ｍ離れた際にわける母材表面熱源中央部のＭＩＧ電極が
ある位置での最高到達温度を移動分布熱源による熱伝導
解析で求めたものである（熱電対による温度の実測によ
って、この熱伝導解析が実際とよく一致していることが
確認されている）。また、レーザビーム１１の実測熱源
分布形状を第３図（Ａ）に、その解析座標系を第３図（
Ｂ）に夫々示した。図示のように、溶接進行方向（Ｘ）
と並行な断面においてはガウス分布、溶接進行方向に対
して直行する方向では矩形分布をしており、広範囲を均
一に加熱できるビーム形状が用いられている。
上記実施例において測定されたビーム接触角αの値を、
そのときの表面加熱温度ｅと共に第４図に示す。なお、
同図中には実用化されている全姿勢ＴＩＧ溶接でビード
オンプレート溶接を行なった際の接触角αの値を目標値
として併記しである。
そのときの表面加熱温度ｅと共に第４図に示す。なお、
同図中には実用化されている全姿勢ＴＩＧ溶接でビード
オンプレート溶接を行なった際の接触角αの値を目標値
として併記しである。
即ち、上記実施例でのα値がこの目標値と同程度であれ
ば、ＴＩＧ溶接並の高品質が達成されていることを示し
ている。
ば、ＴＩＧ溶接並の高品質が達成されていることを示し
ている。
第４図の結果から明らかなように、上記の実施例ではレ
ーザビーム１１で母材表面を加熱することによりビード
の濡れ性が増し、約５００℃の表面加熱を行なうことに
よってＴＩＧ溶接並の高品質を得ることができる。従っ
て、適正加熱温度となるようにレーザのパワー及びビー
ム径を選択して加熱す２ることで高品質のビードが得ら
れることが分る。上記実施例の場合、この適正なビーム
径Ｄｙは２ｍ≦Ｄｙ≦２５履であった。
ーザビーム１１で母材表面を加熱することによりビード
の濡れ性が増し、約５００℃の表面加熱を行なうことに
よってＴＩＧ溶接並の高品質を得ることができる。従っ
て、適正加熱温度となるようにレーザのパワー及びビー
ム径を選択して加熱す２ることで高品質のビードが得ら
れることが分る。上記実施例の場合、この適正なビーム
径Ｄｙは２ｍ≦Ｄｙ≦２５履であった。
以上詳述したように、本発明による消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接方法は、高能率というＭＩＧ溶接の長所
を具備すると共に、ＴＩＧ溶接溶接裏品質溶接が可能で
ある等、顕著な効果が得られるものである。
ルドアーク溶接方法は、高能率というＭＩＧ溶接の長所
を具備すると共に、ＴＩＧ溶接溶接裏品質溶接が可能で
ある等、顕著な効果が得られるものである。
第１図および第２図は本発明による消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接方法を図解して示ず説明図、第３図（Ａ
）は本発明の実施例で先行熱源に用いたレーザビーム１
１の実測熱源分布形状を示す線図であり、第３図（Ｂ）
はその解析座標系を示す図、第４図は本発明の実施例に
おいて測定されたビードの接触角度α及びそのときのレ
ーザビームによる表面加熱温度θの関係を示す線図であ
る。 １・・・ＭＩＧ溶接トーチ、２・・・溶接ワイヤ、３・
・・ＭＩＧビード、１１・・・レーザビーム、１２・・
・レンズ、１３・・・レーザビームによる加熱部、１４
・・・ファイバ光学系出射光学部、１５・・・光ファイ
バ。
ルドアーク溶接方法を図解して示ず説明図、第３図（Ａ
）は本発明の実施例で先行熱源に用いたレーザビーム１
１の実測熱源分布形状を示す線図であり、第３図（Ｂ）
はその解析座標系を示す図、第４図は本発明の実施例に
おいて測定されたビードの接触角度α及びそのときのレ
ーザビームによる表面加熱温度θの関係を示す線図であ
る。 １・・・ＭＩＧ溶接トーチ、２・・・溶接ワイヤ、３・
・・ＭＩＧビード、１１・・・レーザビーム、１２・・
・レンズ、１３・・・レーザビームによる加熱部、１４
・・・ファイバ光学系出射光学部、１５・・・光ファイ
バ。
Claims (1)
- 消耗電極式ガスシールドアーク溶接を行なう際、その
直前に同速度で移動する先行熱源を配置し、溶接部を通
常の余熱温度より高温且つ均一加熱しつつ溶接する方法
であつて、前記先行熱源としてＣＯ＿２ガスレーザビー
ムまたはＹＡＧレーザビームを用いると共に、該レーザ
ビームのスポット径Ｄ＿Υを２ｍｍ≦Ｄ＿Ｙ≦２５ｍｍ
にデフォーカスして行なうことを特徴とする消耗電極式
ガスシールドアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124699A JPS613682A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124699A JPS613682A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613682A true JPS613682A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14891901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124699A Pending JPS613682A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613682A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343015A (en) * | 1992-11-06 | 1994-08-30 | Fintube Limited Partnership | Laser assisted high frequency welding |
| JP2000301376A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-31 | General Electric Co <Ge> | 溶接ビードの熱処理方法 |
| US6608285B2 (en) * | 2000-05-31 | 2003-08-19 | L'air Liquide - Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Hybrid arc/laser welding with earth contactor position control |
| US6683268B2 (en) * | 2000-05-31 | 2004-01-27 | L'air Liquide-Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Application of a hybrid arc/laser process to the welding of pipe |
| WO2006120222A1 (de) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren und vorrichtung zum thermischen fügen von werkstoffen mit hochschmelzenden oxidbehafteten oberflächen |
| CN102922153A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种激光引导gmaw电弧复合横向焊接方法 |
| CN102962591A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-03-13 | 中联重科股份有限公司 | 高强钢焊接方法 |
| CN103801845A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-05-21 | 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 | 基于光束扫描的铁或镍基材料激光mig复合堆焊方法 |
| DE102014104936A1 (de) * | 2014-04-08 | 2015-10-22 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg | Schweißeinrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels Schweißung und Verwendung einer Elektrode aus Schweißzusatzwerkstoff |
| EP3138650A1 (de) * | 2015-09-03 | 2017-03-08 | Ewm Ag | Vorrichtung und verfahren zum lichtbogenschweissen oder lichtbogenlöten mit einer abschmelzenden elektrode |
| EP2546020B1 (en) * | 2010-03-08 | 2019-06-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Laser/arc hybrid welding method and method for producing welded member using same |
| JP2020131204A (ja) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 株式会社ダイヘン | レーザ・アークハイブリッド溶接装置 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59124699A patent/JPS613682A/ja active Pending
Cited By (16)
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| CN103801845A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-05-21 | 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 | 基于光束扫描的铁或镍基材料激光mig复合堆焊方法 |
| CN103801845B (zh) * | 2014-03-13 | 2016-05-25 | 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 | 基于光束扫描的铁或镍基材料激光mig复合堆焊方法 |
| DE102014104936B4 (de) * | 2014-04-08 | 2016-06-23 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg | Schweißeinrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels Schweißung und Verwendung einer Elektrode aus Schweißzusatzwerkstoff |
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