JPS6281271A - 金属材料のパルステイグ溶接法 - Google Patents
金属材料のパルステイグ溶接法Info
- Publication number
- JPS6281271A JPS6281271A JP21914385A JP21914385A JPS6281271A JP S6281271 A JPS6281271 A JP S6281271A JP 21914385 A JP21914385 A JP 21914385A JP 21914385 A JP21914385 A JP 21914385A JP S6281271 A JPS6281271 A JP S6281271A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- pulse
- current value
- welding
- tig welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は金属材料のパルスティグ溶接法に関する。更に
詳しくは金属材料のパルスティグ溶接において、平均電
流としては極めて小電流値でありながら十分な溶込みが
得られ、かつ溶接部の冷却速度が極めて大きく、また溶
接部の結晶粒子が全域に亘って微細である溶接法に関す
る。
詳しくは金属材料のパルスティグ溶接において、平均電
流としては極めて小電流値でありながら十分な溶込みが
得られ、かつ溶接部の冷却速度が極めて大きく、また溶
接部の結晶粒子が全域に亘って微細である溶接法に関す
る。
従来技術
従来のパルスティグ溶接法においては、通常、第１図に
示すように、波形の溶接電流を用い、ベース電流値とピ
ーク電流値の比が通常２〜３の範囲で、電流を脈動させ
、溶接ピード形状の改良、溶込みの安定化等をはかって
いる。
示すように、波形の溶接電流を用い、ベース電流値とピ
ーク電流値の比が通常２〜３の範囲で、電流を脈動させ
、溶接ピード形状の改良、溶込みの安定化等をはかって
いる。
一般にアーク溶接部の組織は粗大化する。これは溶接ア
ークにより母板が過熱され結晶粒が粗大化することと、
凝固する溶接金属粒もその粗大粒を種として成長し粗大
粒となることによる。従って、溶接部組織を微細化する
ためには、母板の過熱を防ぐ必要がある。
ークにより母板が過熱され結晶粒が粗大化することと、
凝固する溶接金属粒もその粗大粒を種として成長し粗大
粒となることによる。従って、溶接部組織を微細化する
ためには、母板の過熱を防ぐ必要がある。
従来のパルスティグ溶接法では、溶接表層部等の一部分
については組織の微細化は可能であるが、溶接部全域に
亘っての微細化は困難であった。
については組織の微細化は可能であるが、溶接部全域に
亘っての微細化は困難であった。
発明の目的
本発明は従来のパルスティグ溶接法における欠点を解消
せんとするものであり、その目的は小電流で十分な溶込
みが得られ、かつ溶接部の冷却速度が速いと共に溶接部
の結晶粒子が全域に亘って微細である溶接法を提供する
にある。
せんとするものであり、その目的は小電流で十分な溶込
みが得られ、かつ溶接部の冷却速度が速いと共に溶接部
の結晶粒子が全域に亘って微細である溶接法を提供する
にある。
発明の構成
本発明者は前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、パル
スティグ溶接において、十分な溶込みを確保するために
、極めて大きなピーク電流を短時間に発生させ、そのア
ーク力で母板を溶剤し、しかる後、極めて小さなベース
電流で母板および溶加材の溶融状態を維持し、かつ次の
ピーク電流までの間のアーク安定保持をはかれば母板の
過熱を防止することができ、これにより溶接部全域に亘
って組織微細化が達成することが可能であることを究明
し得た。この知見に基いて本発明を完成した。
スティグ溶接において、十分な溶込みを確保するために
、極めて大きなピーク電流を短時間に発生させ、そのア
ーク力で母板を溶剤し、しかる後、極めて小さなベース
電流で母板および溶加材の溶融状態を維持し、かつ次の
ピーク電流までの間のアーク安定保持をはかれば母板の
過熱を防止することができ、これにより溶接部全域に亘
って組織微細化が達成することが可能であることを究明
し得た。この知見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は、
パルスティグ溶接において、ベース電流値とピークを流
値の比を１０以上とし、平均電流値が１００Ａ以下の小
電流を用い、かつ溶融池の共振周波数領域（２０〜５０
Ｈｚ未満）を除くパルス周波数を用いて溶接することを
特徴とする金属材料のパルスティグ溶接法にある。
値の比を１０以上とし、平均電流値が１００Ａ以下の小
電流を用い、かつ溶融池の共振周波数領域（２０〜５０
Ｈｚ未満）を除くパルス周波数を用いて溶接することを
特徴とする金属材料のパルスティグ溶接法にある。
本発明におけるベース電流値とピーク電流値の比が１０
未満であると、本発明の効果である十分な溶込みを確保
し、かつ結晶粒粗大化を防止することが困難となるので
、１０以上であることが必要である。
未満であると、本発明の効果である十分な溶込みを確保
し、かつ結晶粒粗大化を防止することが困難となるので
、１０以上であることが必要である。
また、平均電流値が１００Ａを超えると、従来法のパル
ス溶接と類似の結果しか得られないので、１００Ａ以下
であることが必要である。
ス溶接と類似の結果しか得られないので、１００Ａ以下
であることが必要である。
ベース電流は安定したアークを持続するためには、その
値が５Ａ以上であることが好ましく、また、２０Ａを超
えると結晶粒が粗大化するので、５〜２０Ａであること
が適当である。
値が５Ａ以上であることが好ましく、また、２０Ａを超
えると結晶粒が粗大化するので、５〜２０Ａであること
が適当である。
ピーク電流は３００Ａ未満であると、深溶込みが達成し
難いので３００Ａ以上であることが好ましく、その上限
は平均電流値を１００Ａ以下に保つことと、ベース電流
時間／ピーク電流時間比が８〜２０であることにより定
まる値で、９００Ａであることが好ましい。
難いので３００Ａ以上であることが好ましく、その上限
は平均電流値を１００Ａ以下に保つことと、ベース電流
時間／ピーク電流時間比が８〜２０であることにより定
まる値で、９００Ａであることが好ましい。
ベース電流時間／ピーク電流時間比は８〜２゜であるこ
とが適当である。この値は小電流溶接の特長を具備する
ことおよび溶接現象の安定維持する点から定まる。
とが適当である。この値は小電流溶接の特長を具備する
ことおよび溶接現象の安定維持する点から定まる。
パルス周波数は１〜５Ｈｚであることが適当である。Ｉ
Ｈｚ未満では実用的でなく、５Ｈｚを超えるとティグア
ークの安定性が阻害される。
Ｈｚ未満では実用的でなく、５Ｈｚを超えるとティグア
ークの安定性が阻害される。
次に本発明の溶接法を図面によって詳述する。
オーステナイトステンレス鋼を用いた第２図において、
平均電流値５０Ａの小電流条件下で、パルス周波数とベ
ース電流値を変化させて溶込みおよび溶接ビード性状を
調べると、ペース電流値が２ＯＡを超えると（換言すれ
ば、ピーク電流値が３２ＯＡにならない場合）には深溶
込み現象が減少し、浅い苗込みとなってしまう（領域１
［）。
平均電流値５０Ａの小電流条件下で、パルス周波数とベ
ース電流値を変化させて溶込みおよび溶接ビード性状を
調べると、ペース電流値が２ＯＡを超えると（換言すれ
ば、ピーク電流値が３２ＯＡにならない場合）には深溶
込み現象が減少し、浅い苗込みとなってしまう（領域１
［）。
領域１［［においては、アークにより溶剤された部分に
溶融金属かなじみえないで、所謂トルネル状の不整ビー
ドな生する。
溶融金属かなじみえないで、所謂トルネル状の不整ビー
ドな生する。
領域■においては、パルス周波数か溶融金属の共振周波
数とほぼ等しくなるために、縄の目状の不整ビードが生
ずる。
数とほぼ等しくなるために、縄の目状の不整ビードが生
ずる。
これに対し、領域ｌで示した範囲では、３２０〜４１０
Ａのピーク電流によるアーク力で探く溶剤され、その後
を溶融金属が埋めてい（深溶込み正常ビードとなる。
Ａのピーク電流によるアーク力で探く溶剤され、その後
を溶融金属が埋めてい（深溶込み正常ビードとなる。
炭素鋼、低合金鋼のようなフェライト鋼においても、第
３図に示すような領域図を求めろことができ、第２図と
ほぼ同様な溶込みおよびビード性状が認められる。
３図に示すような領域図を求めろことができ、第２図と
ほぼ同様な溶込みおよびビード性状が認められる。
一方、これら各領域における溶融部の組織微細化の程度
を、母板のアークによる熱影響部（以下）ＩＡＺと記す
）のオーステナイト結晶粒径により測定すると、第２図
のオーステナイトヌテンレス鋼におい−〔は約７０μｍ
（母板の粒径約７０μｍ）、第３図のフェライト鋼にお
いては約６０μｍ（母板の粒径約３０μｍ）であり、全
領域にわたり母板の結晶粒径と殆んど変わらないか、ま
たは数倍程度の粗粒化で留まる微細な組織である。
を、母板のアークによる熱影響部（以下）ＩＡＺと記す
）のオーステナイト結晶粒径により測定すると、第２図
のオーステナイトヌテンレス鋼におい−〔は約７０μｍ
（母板の粒径約７０μｍ）、第３図のフェライト鋼にお
いては約６０μｍ（母板の粒径約３０μｍ）であり、全
領域にわたり母板の結晶粒径と殆んど変わらないか、ま
たは数倍程度の粗粒化で留まる微細な組織である。
第２図において不整ビードが発生する領域■および領域
■において、磁気攪拌を利用して正常ビードに復元させ
ることを試みた。第４図に示す例のように、母板面に沿
って流れる溶接電流に直交するように、磁束を作用させ
ると、その相互作用によりローレンツ力が働き、図の矢
印で示す方向に溶融金属の回転運動が生ずる。
■において、磁気攪拌を利用して正常ビードに復元させ
ることを試みた。第４図に示す例のように、母板面に沿
って流れる溶接電流に直交するように、磁束を作用させ
ると、その相互作用によりローレンツ力が働き、図の矢
印で示す方向に溶融金属の回転運動が生ずる。
交番磁場を作用させると、それに応じて回転方向が逆転
し、効果的な攪拌が可能となる。このような方法を不整
ビードが発生する領域に適用したところ、領域■でみら
れたトルネル状不整ビードは解消し、正常ビードが得ら
れた。しかし、領域■にみられた縄の目状不整ビードに
は殆んど影響を及はさなかった。領域ｌの深溶込み・細
粒ビードにおいて磁気攪拌を重畳すると、若千浴込みが
増加する傾向が認められる以外は影響か少なか−）た。
し、効果的な攪拌が可能となる。このような方法を不整
ビードが発生する領域に適用したところ、領域■でみら
れたトルネル状不整ビードは解消し、正常ビードが得ら
れた。しかし、領域■にみられた縄の目状不整ビードに
は殆んど影響を及はさなかった。領域ｌの深溶込み・細
粒ビードにおいて磁気攪拌を重畳すると、若千浴込みが
増加する傾向が認められる以外は影響か少なか−）た。
第３図における不整ビード発生領域に対する磁気攪拌の
効果は第２図におけると同様であった。
効果は第２図におけると同様であった。
以上の結果から、本発明によるパルスティグ溶接におい
ては、磁気攪拌を併用すると不整ビード発生域を縮ｌ」
・シ、かつ溶込みを向上させるのに有効であることがわ
かる。
ては、磁気攪拌を併用すると不整ビード発生域を縮ｌ」
・シ、かつ溶込みを向上させるのに有効であることがわ
かる。
この交番磁場における強さは０．０２〜００５Ｔである
ことが好ましい。０．０２Ｔ未満では有効でな（，０，
０５’ｌ’を超えるとティグアークの安定性が阻害され
る。また、その周波数は０．２５〜２Ｈｚであることが
好ましい。０．２５Ｈｚ未満では攪拌効果が少なく、２
Ｈｚを超えると溶融金属が追随して動くことができなく
なる。
ことが好ましい。０．０２Ｔ未満では有効でな（，０，
０５’ｌ’を超えるとティグアークの安定性が阻害され
る。また、その周波数は０．２５〜２Ｈｚであることが
好ましい。０．２５Ｈｚ未満では攪拌効果が少なく、２
Ｈｚを超えると溶融金属が追随して動くことができなく
なる。
実施例１゜
オーステナイト鋼５ｔｌＳ３１０８鋼４關厚の板を用い
て、従来のティグ、パルスティグ、本発明のパルスティ
グの各溶接法を行い、その溶込み深さおよび溶接部の冷
却状況を測定した。表１に各溶接法の溶接条件を示し、
表２に溶込み深さおよび冷却状況の測定結果を示す。溶
接速度は６ ｃｍ ／ ｍと一定にした。
て、従来のティグ、パルスティグ、本発明のパルスティ
グの各溶接法を行い、その溶込み深さおよび溶接部の冷
却状況を測定した。表１に各溶接法の溶接条件を示し、
表２に溶込み深さおよび冷却状況の測定結果を示す。溶
接速度は６ ｃｍ ／ ｍと一定にした。
表２
この結果が示すように、同−溶込み深さである場合には
、本発明の方法の場合の冷却は従来法に比べて約２倍と
なることがわかる。
、本発明の方法の場合の冷却は従来法に比べて約２倍と
なることがわかる。
実施例２゜
炭素９４４ ｍｍ厚の板を用いて、実施例１におけると
同じ試験を行った。表３は各溶接法の溶接条件を示し、
表４に溶込み深さおよび冷却状況測定結果を示す。溶接
速度は６ ａｎ ／ ｍと一定して行った。
同じ試験を行った。表３は各溶接法の溶接条件を示し、
表４に溶込み深さおよび冷却状況測定結果を示す。溶接
速度は６ ａｎ ／ ｍと一定して行った。
表３
光４
この結果が示すように、本発明の方法における冷却は、
従来法に比べて約１．７倍の速さであることがわかる。
従来法に比べて約１．７倍の速さであることがわかる。
上記の各溶接部について、結晶粒径を測定した結果を表
５に示す。
５に示す。
この結果が示すように、本発明の方法における組織微細
化が、従来法に比べて格段と優れていることがわかる。
化が、従来法に比べて格段と優れていることがわかる。
発明の効果
本発明の方法によると、小ｔｉで十分な溶込みが得られ
、かつ溶接部の冷却速度が早く、また、溶融部の結晶粒
子が全域に亘って微細となし得る優れた効果を奏し得ら
れる。
、かつ溶接部の冷却速度が早く、また、溶融部の結晶粒
子が全域に亘って微細となし得る優れた効果を奏し得ら
れる。
第１図は従来法のパルスティグ法による溶接における電
流波形図で、図中Ｉｐはビーク′電流値、Ｉａは平均電
流値、ｌｂはペース電流値、ｔｐはピーク電流時間、ｔ
ｂはベース電流時間である。 第２図はオーステナイト鋼におけるパルス周波数とベー
ス電流値との関係図、第３図はフェライト鋼におけるパ
ルス周波数とペース電流値との関係図（いずれもｌａ
＝ ５ ＯＡ、 ｔａ／ｌｐ ＝ ９の場合）で、図中 領域ｌ二深浴込・細粒ピード 領域■：浅溶込・細粒ビード 贅 領域■二トンネル状不主ビード 整 領域■：縄の目状４釡ビード である。 第４図は交番磁場を作用させた場合における説明図で、
図中 ａ：溶！）−チ ｂ＝タングステン電極Ｃ二不活性
ガス ｄ：磁束 ｅ：溶接電流 ｆ：溶融池 ｇ：磁束発生コイル ｈ：交番磁場発生電源力 ドローレンツ安 である。 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長中 川
龍 − □時間 第１図 ベル人困シ皮枚（Ｈｚ） 第３１２
流波形図で、図中Ｉｐはビーク′電流値、Ｉａは平均電
流値、ｌｂはペース電流値、ｔｐはピーク電流時間、ｔ
ｂはベース電流時間である。 第２図はオーステナイト鋼におけるパルス周波数とベー
ス電流値との関係図、第３図はフェライト鋼におけるパ
ルス周波数とペース電流値との関係図（いずれもｌａ
＝ ５ ＯＡ、 ｔａ／ｌｐ ＝ ９の場合）で、図中 領域ｌ二深浴込・細粒ピード 領域■：浅溶込・細粒ビード 贅 領域■二トンネル状不主ビード 整 領域■：縄の目状４釡ビード である。 第４図は交番磁場を作用させた場合における説明図で、
図中 ａ：溶！）−チ ｂ＝タングステン電極Ｃ二不活性
ガス ｄ：磁束 ｅ：溶接電流 ｆ：溶融池 ｇ：磁束発生コイル ｈ：交番磁場発生電源力 ドローレンツ安 である。 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長中 川
龍 − □時間 第１図 ベル人困シ皮枚（Ｈｚ） 第３１２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）パルスティグ溶接において、ベース電流値とピーク
電流値の比を１０以上とし、平均電流値が１００Ａ以下
の小電流を用い、かつ溶融池の共振周波数領域（２０〜
５０Ｈｚ未満）を除くパルス周波数を用いて溶接するこ
とを特徴とする金属材料のパルスティグ溶接法。 ２）ベース電流範囲が５〜２０Ａで、ピーク電流範囲が
９００〜３００Ａであり、ベース電流時間／ピーク電流
時間比が８〜２０、パルス周波数が１〜５Ｈｚで、かつ
磁場強さが０．０２〜０．０５Ｔ、周波数０．２５〜２
Ｈｚの交番磁場により溶融金属を強制的に攪拌するよう
にした特許請求の範囲第１項記載のパルスティグ溶接法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21914385A JPS6281271A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 金属材料のパルステイグ溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21914385A JPS6281271A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 金属材料のパルステイグ溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281271A true JPS6281271A (ja) | 1987-04-14 |
| JPH0510190B2 JPH0510190B2 (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16730891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21914385A Granted JPS6281271A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 金属材料のパルステイグ溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281271A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133176A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Nippon Mining Co Ltd | Ｔｉｇパルスアーク溶接方法 |
| EP1710037A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-11 | Vermaat Technics B.V. | Apparatus and method for short-circuit arc welding |
| JP2013193086A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Honda Motor Co Ltd | アーク溶接装置及びアーク溶接方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6178573A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-22 | Kobe Steel Ltd | Ｔｉｇ溶接方法 |
-
1985
- 1985-10-03 JP JP21914385A patent/JPS6281271A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6178573A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-22 | Kobe Steel Ltd | Ｔｉｇ溶接方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133176A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Nippon Mining Co Ltd | Ｔｉｇパルスアーク溶接方法 |
| JPH0516944B2 (ja) * | 1988-11-14 | 1993-03-05 | Nitsuko Kinzoku Kk | |
| EP1710037A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-11 | Vermaat Technics B.V. | Apparatus and method for short-circuit arc welding |
| JP2013193086A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Honda Motor Co Ltd | アーク溶接装置及びアーク溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510190B2 (ja) | 1993-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Davies et al. | Solidification structures and properties of fusion welds | |
| Chern et al. | Study of the characteristics of duplex stainless steel activated tungsten inert gas welds | |
| US4336441A (en) | Welding process | |
| US8704135B2 (en) | Synergistic welding system | |
| US9333580B2 (en) | Gas-less process and system for girth welding in high strength applications | |
| US20070221643A1 (en) | Gas-less process and system for girth welding in high strength applications including liquefied natural gas storage tanks | |
| Ghosh et al. | Characteristics of a pulsed-current, vertical-up gas metal arc weld in steel | |
| Chen et al. | The mechanisms of underwater wet flux-cored arc welding assisted by ultrasonic frequency pulse high-current | |
| CN107538113B (zh) | 不锈钢应用的焊接波形 | |
| Singh et al. | Influence of vibrations in arc welding over mechanical properties and microstructure of butt-welded-joints | |
| JPS6281271A (ja) | 金属材料のパルステイグ溶接法 | |
| JP2001259873A (ja) | レーザー溶接方法 | |
| EP0024435B1 (en) | Mig arc welding method | |
| GB2037639A (en) | Arc welding method | |
| JPH11123553A (ja) | 溶接継手構造 | |
| Ugla | Enhancement of weld quality of AISI 304L austenitic stainless steel using a direct current pulsed TIG arc | |
| Fan et al. | Stable production of dissimilar steel joints in construction machinery by narrow gap oscillating laser welding | |
| US3557340A (en) | Selenium bearing wire for steel welding | |
| Singaravelu et al. | Modified short arc gas metal arc welding process for root pass welding applications | |
| Ukita et al. | High-speed DCEN TIG welding of very thin aluminium sheets with magnetic arc control | |
| EP0038820B1 (en) | Cast iron welding materials | |
| JPS6483378A (en) | Method for preventing weld crack | |
| JPS5825867A (ja) | ノジユラ−鋳鉄ベ−スメタルを表面硬化する方法 | |
| Padmanabhan | Performance characterization of shielded metal arc welding power supply designs | |
| JP3232645B2 (ja) | アルミニウム合金の結晶粒微細化溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |