JPS63130275A

JPS63130275A - 鋼板突合わせ多層盛り溶接方法

Info

Publication number: JPS63130275A
Application number: JP27775386A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Fujimoto; 智也藤本; Noboru Fukuhara; 昇福原
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-11-20
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1988-06-02
Also published as: JPH05140B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈発明の目的〉産業上の利用分野本発明は鋼板突合わせ多層盛り溶接方法に係り、詳しく
は、例えば、橋梁用鋼桁材等の鋼板を板の裏返し等を行
なうことなく垂直に立てたままで溶接して継ぎ合わせで
き、しかも、この溶接を立向姿勢で能率よく行なうこと
ができる溶接方法に係る。

なお、本明りＩｌ書において被溶接材として鋼板を中心
に説明するが、口の鋼板とは必ずしも板状に成型された
ものに限らず、形状のいかんにかかわらず、鋼材一般が
含まれる。

従　　来　　の　　技　　術従来から、鋼板一般の突合わせ溶接には、例えば、Ｃ０
２ガスアーク溶接、サブマージアーク溶接、エレクトロ
スラグ溶接等種々の溶接方法が用いられている。しかし
、鉄骨、橋猥等の分野では溶接部に多大な強度、とくに
、疲労強度等が要求されるため、エレクトロスラグ溶接
等は好まれず、主として、ＧＯ？ガスアーク溶接、サブ
マージアーク溶接等の突合わせ溶接が用いられている。

これらの溶接は、まず、鋼板を下に置いて、各端面を突
合わせ、この突合わせ開先を片面から下向き姿勢でアー
ク溶接する。次に、片面溶接後、鋼板を裏返してから、
ルート部の欠陥を取り除くためにガウジングし、その後
、再び先の溶接と同様にアーク溶接して接合する。

このように鋼板を継ぎ合わせると、次の示す如き欠点が
ある。

（Ｎ　ｉＩ板を片側づつ溶接するために、片面溶接後に
鋼板を裏返すことになり、この裏返しのための装置が必
要になること、（２）ルート部をガウジングするための工程や、それに
使用される装置が必要であって、ガウジング時に開先を
損傷すること、（３）鋼板を片側づつ溶接するため、鋼板に面外変形が
生じやすいこと、（４）溶接は下向き姿勢で行なわれるため、バス数が多
くなって、欠陥が発生しやすいこと、なお、鉄骨、橋染
分野の鋼板の継ぎ合わせ以外に、タンク、高炉鉄皮、ケ
ーソン等でも突合わせ溶接により鋼板が榊ぎ合わされ、
この場合には、立面姿勢で溶接が行なわれている。しが
し、この溶接は片面づつ溶接が行なわれ、作業性も劣る
。

発明が解決しようとする問題点本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、鋼板
を突合わせ溶接する際に、片面溶接完了盪に鋼板を裏返
してから、他面の溶接を行なうこと、この他面の溶接に
先立ってルート部にガウジングを施こす必要があること
、面外変形しやすいこと、溶接が下向き姿勢で行なわれ
ることによる欠陥の多発等の欠点を解決し、これら欠点
を回避したｕＡ根の突合わせ溶接方法を提案する。

〈発明の構成〉問題点を解決するための手段ならｄにその作用すなわち、本発明方法は、鋼板の端面を突合わせ、この
突合わせ開先を表裏両面から少なくとも２層の多＠盛り
溶接して、これら鋼板を継ぎ合わせる際に、前記鋼板を
略々垂直に立てた状態に保持する一方、この垂直に立て
られた前記鋼板間の前記突合わせ開先を表裏いずれかの
面の開先角度が少なくとも７０５でかつ開先ルー（・部
の間隔が実質的に零のＸ型開先として成形し、その上で
、前記鋼板の表裏両面のうち一方の面の先行電極から他
方の而の後行電極を互いにアークが干渉し合わない範囲
だけ離間して、これら先行ならびに後行の両電極によっ
て前記鋼板の表裏両面から前記Ｘ型開先を同時にパルス
溶接して第１苦ビードを形成することを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用を更に具
体的に説明すると、次の通りである。

まず、第１図は本発明方法を実施する際に使用する装置
の一例の説明図であり、とくに、符号１．２は被溶接材
としての鋼板を示す。溶接に先立って、これら鋼板１．
２は略々垂直に保持し、両端面を突合わせて開先３を形
成する。口の開先３を溶接線として後記の如く立向姿勢
において鋼板１．２の表裏両面から同時に少なくとも２
層以上多層盛り溶接を行なうが、この場合、第１図に示
す如く、溶接ロボットを組込んで自動的に溶接を行なう
口ともできる。

すなわち、第１図に示す如く、一対の鋼板１．２をはさ
んでその両側に台車４．５を設け、これら台車４．５は
枠体６で一体に結合する。この枠体６の各支柱６ａ、６
ｂにはそれぞれ溶接トーチ７ａ、７ｂを昇降自在に取付
ける一方、６台ｍ４．５上にはそれぞれワイヤスプール
８をおき、各ワイヤスプール８からワイヤ８ａを引出し
て、１殺記の如く、溶接を行なう。また、各溶接トーチ
７ａ、７ｂはリード線９によって溶接ロボット制ｔｌＩ
ｌ盤１０ならびに溶接電源１１にそれぞれ接続し、この
制御盤１０はリード線１２によってワイヤスプール８に
接続する。このように溶接装置を構成すると、各制御１
１１ｐＡ１０からの信号によって各溶接１・−チアａ、
７ｂは後記の溶接条件で昇降し、開先３は表裏両面から
同時に溶接される。

また、このように開先３を表裏両面からワイヤ８ａを連
続的に送給して両溶接トーチ７ａ、７ｂによって溶接す
るときに、一対の鋼板１．２は陰極にする一方、ワイヤ
８ａ側は陽極とし、これらの間にパルス電流を流して溶
融アーク溶接し、この溶接によって第１層目を形成する
。このときに、これら両ワイヤ８ａ、８ｂのうちで一方
のワイヤ８ａ（つまり、先行電極）と他方のワイヤ８ａ
との間で、互いにアークが干渉し合わない範囲、例えば
５０〜７０ｍｍ程度離間する一方、開先３の形状は第２
図に示す如くＸ型形状に成形する。この際、表裏両開光
のうちで少なくとも一方の開先３の開先角度を７０６以
上にし、各ルート面３ａの長さを０．５〜１．Ｏｍｍの
範囲に調整する一方、ルート面３ａの間隔は実質的に零
（約Ｏｍｍ）とし、鋼板１．２を突合わせるときに、各
ルート面３ａが当接し、この突合わせがきわめて容易に
行なえるようにする。

すなわち、少なくとも第１層目をパルス溶接によって形
成するのは、パルス力に起因する深溶込み作用を利用す
るためであって、とくに、パルス電流であると、開先ル
ート部を十分にとかし、両面からできる第１層目の溶接
ビードを互いに合体させることができる。しかし、パル
ス電流で電流値の上限を上げて開先３の壁面やルート部
で十分な溶込みを得るとしても、電流値を上げすぎると
、溶融金属がたれて好ましくなく、その上に、開先角度
θ４、Ｃ２が小さいと、開先壁面やルート部がアークに
より適度にとかされず、少なくとも一方の開先角度が７
０゜以上でないときは溶込み不足が発生する。このとき
に、ルート間隔を実質的に零（Ｏｍｍ’ｌとするのは主
として鋼板の突合わせセツティングを容易にし、これと
同様な理由から各ルー］・而３ａ、３ａの長さを０．５
〜１．０ｍｍにするが、ｉ、ｏｍｍ以上になると、当該
立面姿勢ではルート部で十分な溶込みが得られず、両面
からできる第１層目の溶接ビードが合体化しにくくなる
。

また、極間距離を上記の如く例えば５０〜７０ｍｍ程度
にするのは、７０ｍｍ以上であると、先行電極の予熱効
果が相当失なわれたときに、後行電極で溶接することに
なって溶込み不定が発生し、５０ｍｍ以下のときは両ア
ークが干渉し合って不安定となり、安定した溶接が達成
できない。なお、この極間距離は溶接速度と相対的なも
のであり、一般的には、少なくともアークが干渉し合わ
ない範囲だけ離し、先行電極の予熱効果を残して溶込み
の得られる範囲内にとどめるのが好ましい。

なお、上記の如くパルス溶接によって第１岡目を形成し
たのちは、その上に例えばＣ０２ガスアーク溶接の如く
通常の溶接法により第２層目以後を形成すれば十分であ
る。

実　　施　　例まず、第３図ｆａ）、（１）’ｌならびにｆｃ）に示す
如き３種の開先を厚さくい＝２２ｍｍの鋼板１．２をル
ート間隔雪の条件で突合わせて構成し、両鋼板１．２は
垂直に保って表裏両面から次の条件で第１層目を形成し
、２層目は通常の条件でＣＯ２ガスアーク溶接を行なっ
て、多ｌｉ！盛り溶接した。

（１）開先形状（イ）第３図（ａ＞のもの（以下、Ａ開先という。）ル
ート面（ｇ）：　０，５〜１．Ｏｍｍ開先角度：θ、＝
９０°、θ、＝９０６（ロ）第３図（ｂ）のもの（以下
、Ｂ開先という。）ルート面（（Ｊｌ　：　０，５〜１
．０！Ｉ１ｍ開先角度：θ、−７０°、Ｃ７＝６０’（
ハ）第３図（Ｃ）のもの（以下、Ｃ開先という。１ル一
ト面（（１）　：　０．５〜１．０ｍｍ開先角度二〇、
＝６０°、θ、　＝６０’（２）溶接条件鋼板１．２として軟！１１２２ｔ　ｘ　３００ｗｘ　３
５０１、ワイヤにはＫＯ−４５、φ１．２を使用し、Ａ
、　ＢならびにＣ開先について極間距離を５０〜７０ｍ
１＋とし、両面から同時溶接した。溶接トーチは前進角
７０”〜８０°、各サイド２バス盛りとした。アークタ
イムはおよそ１０分であった。１Ｎはストレート運棒で
パルスミグ溶接、シールドガスはＣｏ２２０％、Ａｒ８
０％、流１２０ｊ／ｍｉｎ、一方、２岡目（仕上げ留）
はウィーヴイングし・ｃｏ２溶接でシールドガスはＣｏ
２１００％、ガス流台２０１ｚ′ｍｆｎとした・また、
第１ｍ目において溶接′電流（上限値）１４０〜１６０
＾、溶接電圧（上限値）２０〜２５ｖ、溶接速に５１４
０〜１７０ｍｍ１′ｍｔｎであった。

（３）結果Ａ、８、Ｃの各開先において、Ａ、Ｂの各開先について
は１層目バス間相互の完全な融合が認められたが、Ｃ開
先については部分的に溶込み不足が発生した。開先角度
としては少なくとも一方が７０°以上が適当であること
がわかった。

また、ビード外観について、仕上げ岡は立面でＣ（ｈ′
；Ａ接するため上進すると表面開先幅が狭い場合、とく
に、中央部が凸形になり易い。従って、上進する場合に
は表面開先幅をある程度拡げるか、または、下進溶接す
ることが望ましい。ただし、上進時には融合不足が発生
し易いため、仕上げ溶接前のビード表面を平らにしてお
かなければならない。

〈発明の効果〉以上詳しく説明した通り、本発明法は、一対の鋼板を表
裏両面から少なくとも２囮の多層酩り溶接して、これら
鋼板を継ぎ合わせる溶接方法であって、この際に、鋼板
を略々垂直に立てた状態に保持して溶（ビする。このた
め、溶接は立面姿勢で行なうことができ、橋染等の構造
物においても容易かつ効果的に継ぎ合わせることができ
、表裏両面から同時に溶接できる。

また、突合わせ開先は表寝いずれかの面の開先角度が少
なくとも７０″以上になるよう構成されているため、両
面からの溶接により十分な溶込みが得られる。また、開
先ルート・部の間隔が実質的に零であり、ルート面が０
．５〜１．Ｏｍｍ稈度０良さにしであるため、突合わせ
セツティングもきわめて容易である。その上、先行電極
から後行電極を互いにアークが干渉し合わない範囲だけ
離間しかつパルス溶接によって第１留ビードを形成する
ため、上記条件と相まって十分な溶込みが得られ、この
第１苦ビードの上に常法により２＠目以後を形成しても
外観のすぐれたビードが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する際に使用する自動溶接装置
の一例の斜視図、第２図はＸ型開先の一例の説明図、第
３図（ａ）、（旧ならびに（Ｃ）は実施例で使用した各
開先の説明図である。符号１．２・・・・・・鋼板３・・・・・・開先１ａ、７ｂ・・・・・・溶接トーチ８ａ・・・・・・ワイヤ１０・・・・・・ロボット制御盤１１・・・・・・溶接電源

Claims

【特許請求の範囲】

鋼板の端面を突合わせ、この突合わせ開先を表裏両面か
ら少なくとも２層の多層盛り溶接して、これら鋼板を継
ぎ合わせる際に、前記鋼板を略々垂直に立てた状態に保
持する一方、この垂直に立てられた前記鋼板間の前記突
合わせ開先を表裏いずれかの面の開先角度が少なくとも
７０°でかつ開先ルート部の間隔が実質的に零のＸ型開
先として成形し、その上で、前記鋼板の表裏両面のうち
一方の面の先行電極から他方の面の後行電極を互いにア
ークが干渉し合わない範囲だけ離間して、これら先行な
らびに後行の両電極によって前記鋼板の表裏両面から前
記Ｘ型開先を同時にパルス溶接して第１層ビードを形成
することを特徴とする鋼板突合わせ多層盛り溶接方法。