JPS63212069A - 自動テイグ溶接のスタ−ト方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ この発明は自動ティグ溶接のスタート方法、特にＶ開先
による円周多層盛溶接の溶接スタートの容易化に関する
。

［従来の技術］ 従来の円周多層盛溶接をティグ溶接により自動で行なう
場合には、第５図に示すように母材１１；特殊形状のＵ
開先を採用して溶接を行なっている。

このＵ開先採用は母材１上でアークを発生させ溶融池が
形成できるため溶接のスタートが容易であるため、初層
の裏波ビードの安定した形成が容易であるため等の理由
による。

しかし、Ｕ開先を採用すると溶接は安定するが、溶接施
工に際しては、 ■通常、円周多層盛溶接を行なう鋼管の管端部は出荷時
にはＶ開先用に加工されていることが多く、これを溶接
時にＵ開先に再加工する必要がある。

このため管端部°を再加工する設備が必要となり、設備
、再加工費が高価となる。

■異形管の再加工は設備、費用の点で非常に困難であり
、手溶接によらざるを得ない。

等の問題があり、Ｕ開先採用の適用範囲が制限されてい
た。このため、円周多層盛溶接を自動ティグ溶接により
行なう場合にもＶ開先の採用が望まれていた、。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来、自動ティグ溶接にＶ開先を採用すると、■開先に
ルート間隔がない場合には、下向き姿勢の溶接では特に
問題がないが、円周多層盛溶接のように全姿勢で溶接を
行なうと裏ビードに安定性が欠けるという問題点があっ
た。またＶ開先にルート間隔がある場合は、溶接のスタ
ート時のアーク発生後に、溶融池を形成する母材がルー
ト間隔のために存在せず溶接のスタートが困難であると
いう問題点があった。

このため、円周多層盛溶接を自動ティグ溶接で行なうと
きに、実際にはＶ開先が採用されていなかった。

この発明はかかる問題点を解決し、円周多層盛溶接を自
動ティグ溶接で行なうときにはＶ開先を採用することが
できる自動ティグ溶接のスタート方法を提案することを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る自動ティグ溶接のスタート方法は、母材
のＶ開先の裏面に溝付裏当銅板をあて、（イ）溶接電流
をアーク発生と同時に徐々に上昇させ、溶接電流が通電
開始から定常電流に達するまでの時間Ｔ１を０．５〜１
．５秒と設定し、（ロ）ワイヤ送給をアーク発生後、は
ぼＴ１／２時間経過後の時間Ｔ２で開始し、徐々に送給
速度を上昇させ、送給開始時から定常速度に達するまで
の時間Ｔ３を０．５〜１．５秒と設定し、（ハ）溶接ヘ
ッド回転及びアーク長制御を溶接電流が定常電流に達し
てから開始する、 ことにより溶接スタートを行なうことを特徴とする。

［作用］ この発明においては、裏当銅板上にアークを発生させた
ときから溶接電流を徐々に上昇させ、この溶接電流の上
昇途中でワイヤを徐々に送給して裏当銅板上に安定した
初期溶融池を形成してから溶接を進行する。

［実施例〕 第１図はこの発明の一実施例に係る溶接部を示す部分断
面図であり、図において１は鋼管からなる母材、３は母
材１にルート間隔Ｃを置いて設けられたＶ開先である。

５は不図示のクランプ装置によりＶ開先３の裏面に当て
られた裏当銅板であり、裏当銅板５の中央部には深さが
約０．８ｍｍ程度の溝６が設けられている。

［２図は上記Ｖ開先３を自動ティグ溶接する溶接装置の
構成を示し、図において７は、例えばタングステン等か
らなる電極８を備えた溶接トーチを有する溶接ヘッド、
９は溶接ヘッド７を鋼管からなる母材１の回りに回転さ
せる回転装置、ＩＱは電極８と母材１間に電圧を印加す
る電源装置、１１は制御装置である。１２は溶接ワイヤ
、１３はワイヤ送給装置、１４はシールドガスを供給す
る電磁弁である。　上記のように構成した溶接装置によ
りルート間隔Ｃを有するＶ開先３を自動ティグ溶接する
場合のスタート時に、良好な初期溶融池を形成するため
の制御装置１１における溶接シーケンス制御を第３図に
基いて説明する。

まず、クランプ装置により所定のルート間隔Ｃ１例えば
２．３〜３．３關を有するＶ開先３の裏面に裏当銅板５
を当てる。

次に、制御装置１１に溶接開始信号２１を入力すると、
シールドガス電磁弁開信号２３を電磁弁１４に出力して
電磁弁１４を開としてシールドガスを溶接へラド７に供
給する。

シールドガスの供給を開始してから一定時間Ｔｏ経過後
に点弧装置（不図示）をオンとして裏当銅板５上でアー
クを発生させ、同時に溶接電流２４を徐々に上昇し始め
る。この溶接電流２４が通電開始から定常電流に達する
までの時間（以下、溶接電流スロープアップ時間という
。）をＴ１とすると、この溶接電流スロープアップ時間
Ｔｔを０．５秒から１．５秒の範囲に設定する。溶接電
流２４が上昇し通電開始から溶接電流スロープアップ時
間Ｔ　のほぼ１／２の時間Ｔ２が経過すると、ワイヤ送
給信号２５がワイヤ送給装置１３に出力され、溶接ワイ
ヤー２の送給を開始する。この溶接ワイヤー２の送給速
度も送給開始から定常速度に達するまでの時間（以下、
ワイヤスロープアップ時間という。）Ｔ３の間で徐々に
上昇させる。このワイヤスロープアップ時間Ｔ３も０．
５秒から１．５秒の範囲に設定する。

溶接ワイヤー２を徐々に送給しながら溶接電流スロープ
アップ時間Ｔ１が経過するとヘッド回転信号２２とアー
ク長制御信号２Ｂを出力して溶接ヘッドを回転させなが
らＶ開先３の初層溶接を行なう。

上記のように溶接電流２４をアーク発生から徐々に上昇
させるようにしたのは、溶接のスタート時に大電流を流
すことにより裏当銅板５が溶融すること及びルート部が
溶けすぎることを防止するためである。また溶接ワイヤ
ー２の送給を溶接電流スロープアップ時間Ｔ　のほぼ１
／２の時間Ｔ２経過後開始し、定常速度に達するまで徐
々に上昇させるようにしたのは、溶接電流２４の上昇に
対応してワイヤ送給量を増加することにより裏当銅板５
上に良好な初期溶融池を形成するためである。

また、溶接電流スロープアップ時間Ｔ１を０．５秒から
１．５秒の範囲に設定し、この時間Ｔ１のほぼ１／２の
時間Ｔ２後ワイヤの送給を行なう際のワイヤスロープア
ップ時間Ｔ３を０．５秒から１．５秒としたのは、Ｖ開
先３のルート間隔Ｃが通常使用される２、３龍〜８，３
寵の範囲のときに、上記条件で溶接のスタートを行なう
と裏当銅板５上で良好な初期溶融池が形成されることが
確認されたからである。

以下、定常状態における溶接条件を第１表に示す条件に
定めて厚さ６．５＋ｎｍの鋼管の円周溶接を行なった具
体例について説明する。

第　　１　　表 この溶接はＶ開先３の開先角度を６０度、ルート間隔Ｃ
を２．３〜２．５＋ｎとして、第２表に示すスタートシ
ーケンスを溶接を行なった。

第　　２　　表 この溶接の結果、第４図に示すように良好な初層ビード
８をＶ開先３の全周に自動で形成することができた。

この溶接を行なうに際し、溶接電流スロープアップ時間
Ｔ１を０．５秒より早くすると裏当銅板５の溶融とルー
ト部の溶けすぎが生じ溶接不能となり、またワイヤスロ
ープアップ時間を０．５秒より早くし、ワイヤ送給量を
増加するとワイヤの溶融が円滑に行なわれず、溶融池が
不安定となり、ワイヤの溶は残りや電極の損傷が起き易
く、溶接不能となった。さらにワイヤスロープアップ時
間を１．５秒より遅くすると初期溶融池が不足し溶接不
良となった。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、裏当銅板上にアークを
発生させたときから溶接電流を徐々に上昇させ、この溶
接電流の上昇途中でワイヤを徐々に送給して、溶接スタ
ート時に裏当銅板上に安定した初期溶融池を形成して溶
接を進行するようにしたから、自動ティグ溶接の円周多
層盛溶接において従来困難とされたＶ開先を採用し良好
なビードを形成することができる。

また、自動ティグ溶接にＶ開先を採用することができる
から、溶接施工の際に開先をＵ開先等特殊開先に再加工
する必要がなく、Ｖ開先用に加工された出荷時の鋼管の
状態で溶接することができ、再加工の設備、費用の低減
を図ることができる。

したがって、比較的特殊溶接に使用されていた円周多層
盛溶接の自動ティグ溶接の適用範囲を拡大することがで
きる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る溶接部を示す部分断面
図、第２図は第１図の溶接部を溶接する自動ティグ溶接
装置を示す構成図、第３図はこの発明の実施例の溶接シ
ーケンスを示すタイムチャート、第４図は第３図のタイ
ムチャートにより溶接した初層ビームを示す断面図、第
５図は従来の自動ティグ溶接に置ける開先を示す断面図
である。 １・・・母材、２・・・Ｕ開先、３・・・Ｖ開先、５・
・・裏当銅板、７・・・溶接ヘッド、Ｃ・・・ルート間
隔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円周多層盛溶接を自動で行なうテイグ溶接において、母
   材のＶ開先裏面に溝付裏当銅板を当て、（イ）溶接電流
   をアーク発生と同時に徐々に上昇させ、溶接電流が通電
   開始から定常電流に達するまでの時間Ｔ＿１を０．５〜
   １．５秒と設定し、（ロ）ワイヤ送給をアーク発生後、
   ほぼＴ＿１／２時間経過後の時間Ｔ＿２で開始し、徐々
   に送給速度を上昇させ、送給開始時から定常速度に達す
   るまでの時間Ｔ＿３を０．５〜１．５秒と設定し、（ハ
   ）溶接ヘッド回転及びアーク長制御を溶接電流が定常電
   流に達してから開始する、 ことにより溶接スタートを行なうことを特徴とする自動
   テイグ溶接のスタート方法。