KR20120131563A - Gma root pass welding method for overcoming root gap variation and stable back bead formation by controlling the relative arc force - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성할 수 있는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a butt joint GMAW superlayer welding method capable of controlling the relative arc force to overcome root gap variation and stably form the backside beads.
파이프 구조물은 해양구조물, 배관, 철탑, 의장 등에 수요가 증대되고 있고, 이를 제작하기 위한 생산성과 정밀성이 함께 요구되고 있다. Pipe structures are increasing in demand for offshore structures, piping, steel towers, design, and the like, and are required for productivity and precision to manufacture them.
파이프 간의 결합 제작 공정은 주로 루트 패스(root pass, 초층)와 필패스(fill pass, 두번째 이상층) 용접으로 구성되며, 루트 패스는 결함 발생 가능성 등으로 인해 숙련된 작업자의 경험에 크게 의존하여, 가스 텅스텐아크 공정에 의해 용접되고, 필패스에는 주로 반자동 형태의 가스메탈아크(gas metal arc) 용접 방법을 적용하고 있다.
The joint fabrication process between pipes consists mainly of root pass (straight layer) and fill pass (second pass) welding, which is heavily dependent on the experience of experienced operators due to the possibility of defects, The gas is welded by a gas tungsten arc process, and a semi-automatic gas metal arc welding method is applied to the fill path.
용접 공정 중 맞대기 이음은 강재끼리 맞대어진 상태, 즉 일직선으로 나란히 된 상태로 접합하는 이음으로서, 용접부를 따라 용착 금속이 메워지도록 개선(beveling)을 형성하여야 하며, 강재의 V자형, U자형 개선 사이에 루트 갭(root gap)을 두고 용접한다. Butt joints in the welding process are joints joined together in a state where steels are joined together, ie, in a straight line, and a beveling is formed to fill the weld metal along the welded part. Weld with a root gap at the end.
맞대기 이음으로 배관 용접시 우선 도 1 과 도 2에서 보는 바와 같이 배관을 용접하기 위하여 어느 정도의 개선 각도(12)를 가지도록 개선면(14)을 만들고, 상기 개선면(14) 사이에 용접 비드(16)를 채워 넣으면서 용접을 하게 된다. 먼저, 상기 용접 비드(16)를 채우기 위하여 루트갭(13) 사이에 초층 용접(15)을 하게 된다. 맞대기 이음에서 초층(root pass) 용접이란 도 2에서 보는 바와 같이 한번 또는 그 이상의 패스(pass)로 형성된 용착 금속의 최초층의 용접을 말한다. When welding a pipe with butt joints, first, as shown in FIGS. 1 and 2, an improved
종래 맞대기 이음으로 배관 용접시 루트면 없이 3 mm 의 루트갭을 가진 개선면을 만들고, 불활성 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)과 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW) 방법을 병행하였다. 그러나, 이러한 종래 방법의 경우 생산성을 높이기 위해 대전류 고속 용접을 하면 언더컷이나 험핑 비드와 같은 불안정 비드가 나타나게 되고, 이와는 반대로 용접 속도를 낮추게 되면 입열량이 증가하게 되어 용접부의 변형, 잔류 응력이 커지게 되는 문제점이 나타나게 되었다. In conventional butt joints, an improved surface having a root gap of 3 mm without a root surface when pipe welding is made, and an inert gas tungsten arc welding (GTAW) and a flux cored arc welding (FCAW) method are combined. However, in the conventional method, when high current and high speed welding is performed to increase productivity, unstable beads such as undercuts or humping beads appear. On the contrary, when the welding speed is lowered, heat input increases to increase deformation and residual stress of the weld. Problems have arisen.
이에 따라, 가스 금속 아크 용접(Gas Metal Arc Welding; GMAW)이 새로운 방안으로 사용되게 되었다. 가스 금속 아크 용접(Gas Metal Arc Welding; GMAW)은 용가재로서 작용하는 소모전극 와이어를 일정한 속도로 용융지에 송급하면서 전류를 통하여 와이어와 모재 사이에서 아크가 발생되도록 하는 용접법이다. 도 3에 GMAW 용접의 원리를 나타내었다. 도 3에서 보는 바와 같이 연속적으로 송급되는 와이어가 아크의 높은 열에 의해 용융되어 아크 기둥을 거쳐 용융지로 이행하게 되며, 용융 부위는 가스 노즐을 통하여 공급되는 보호 가스에 의해 주위의 대기로부터 보호받게 된다. GMAW 는 비교적 세경(0.9 - 1.6 mm )의 전극 와이어를 사용하므로 전류 밀도가 높아져 용착 속도가 높기 때문에 다른 용접법에 비하여 능률적이다. 또한, 용접 로봇이나 자동화기기 등을 사용하여 용접 자동화가 비교적 용이하다는 장점이 있다. Accordingly, Gas Metal Arc Welding (GMAW) has been used as a new approach. Gas metal arc welding (GMAW) is a welding method in which an arc is generated between a wire and a base material through an electric current while supplying a consumed electrode wire serving as a filler material to a molten material at a constant speed. 3 shows the principle of GMAW welding. As shown in FIG. 3, the wires continuously fed are melted by the high heat of the arc to be transferred through the arc column to the molten pool, and the molten site is protected from the surrounding atmosphere by the protective gas supplied through the gas nozzle. GMAW uses relatively narrow (0.9-1.6 mm) electrode wire, which is more efficient than other welding methods because of high current density and high welding speed. In addition, there is an advantage that welding automation is relatively easy using a welding robot or an automation device.
GMAW 에서 용접부의 기계적 특성 및 건전성을 크게 좌우하는 부분이 초층 용접(루트 패스 용접)이다. 파이프 용접 부재의 경우 파이프의 개선 가공 과정에서 오차가 발생할 수 있고, 용접을 위한 가접에서 용접선의 기울어짐이 발생할 수 있다. 또한 파이프를 회전하는 회전 장치의 편심에 의한 용접선의 오차가 유발될 수 있다. 또한, 루트 갭(root gap)은 용접 전류, 아크 전압등과 같은 여러 가지 용접 파라미터 들에 영향을 미친다.
In GMAW, the first layer welding (root pass welding) is a factor that greatly influences the mechanical properties and integrity of the weld. In the case of the pipe welding member, an error may occur in the process of improving the pipe, and the welding line may be inclined at the temporary welding for welding. In addition, an error in the welding line due to the eccentricity of the rotating device for rotating the pipe may be caused. In addition, the root gap affects various welding parameters such as welding current, arc voltage, and the like.
파이프 용접에서 용입의 형태는 압력이나 기밀이 요구되는 파이프 용접의 경우 매우 중요하기 때문에 이와 같이 형성되는 용입 형태를 실시간으로 제어해 적절한 용입 형태를 유지해야 할 필요가 있다. 이로 인해 현재 적용되고 있는 파이프 용접용 자동화 장치의 운용은 용접 작업자가 용접 도중에 토치를 지속적으로 용접선으로 위치시키고 갭의 크기에 따라 용접 조건을 변화시켜 가는 작업으로 진행되어야 하며, 이에 대해 많은 연구가 있었다. 그 결과 종래에는 갭이 확대되면 속도와 전류를 줄이고, 갭이 축소되면 속도와 전류를 증가시키는 방법을 주로 사용하였다. 그러나, 갭의 변동에 따라 속도와 전류를 어떠한 관계를 가지고 조절하는지에 대한 좀더 정확하고 구체적인 기술이 필요하였다.
Since the shape of penetration in pipe welding is very important in the case of pipe welding requiring pressure or airtightness, it is necessary to control the formation of the penetration in real time to maintain an appropriate penetration. For this reason, the operation of the automation device for pipe welding, which is currently applied, requires the welding worker to continuously position the torch as the welding line during the welding and change the welding conditions according to the size of the gap. . As a result, conventionally, a method of reducing the speed and current when the gap is enlarged and increasing the speed and the current when the gap is reduced is mainly used. However, a more accurate and detailed description of how the speed and the current are regulated as the gap changes is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상대적 아크력을 제어함으로써 맞대기 이음 시 발생하는 루트 갭(root gap)의 변동을 극복하면서도 안정적인 이면 비드를 형성할 수 있는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention provides a butt joint GMAW superlayer welding method that can form a stable back bead while overcoming fluctuations in the root gap generated during butt joints by controlling the relative arc force. It aims to do it.
본 발명은 상기와 같은 목적을 위하여,The present invention for the above purpose,
상대적 아크력의 제어를 통한 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 루트 갭이 작아지면 상대적 아크력을 증가시키고, 루트 갭이 커지면 상대적 아크력을 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
The present invention provides a butt joint GMAW superlayer welding method that overcomes the root gap variation through the control of relative arc force and stably forms the backside bead. In the present invention, when the root gap is smaller, the relative arc force is increased, and when the root gap is larger, the relative arc force is controlled to be reduced.
본 발명에 있어서, 루트갭이 작아지면 전류와 용접 속도를 증가시킴으로써 상대적 아크력이 증가되게 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 루트갭이 작아지면 전류와 용접 속도를 증가시키는 것에 의한 용입 부족을 방지하기 위해 용착단면적을 작게 하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, when the root gap becomes smaller, the relative arc force is increased by increasing the current and the welding speed. In addition, when the root gap is small, the weld cross-sectional area is reduced in order to prevent the shortage of penetration caused by increasing the current and the welding speed.
본 발명에 있어서, 루트갭이 커지면, 전류와 용접 속도를 감소시킴으로써 상대적 아크력이 감소되게 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 루트캡이 커지면 전류와 용접 속도를 감소시키는 것에 의한 용락을 방지하기 위해 용착단면적을 크게 하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, when the root gap is increased, the relative arc force is reduced by reducing the current and the welding speed. In addition, when the root cap is increased, the weld cross-sectional area is increased in order to prevent melting by reducing current and welding speed.
이하에서는 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
아크 용접은, 넓은 면적에 작은 에너지가 투입되기 때문에, 상대적으로 용입 깊이가 얕고, 용접 속도가 느린 바, 동일한 두께의 강재를 용접하는 경우에 많은 용접공수가 필요로 될 뿐만 아니라, 많은 입열량이 투입되기 때문에 용접금속과 열영향부가 넓게 형성되는 동시에, 열변형이 심하게 발생하게 되고, 이를 바로 잡기 위한 다수의 후속 공수가 필요로 되는 문제가 있다. 따라서, 아크 용접에 있어서는 용접 과정의 입열량이 적을수록 용접과정에서의 변형을 최소화 할 수 있게 된다.
Arc welding has a relatively small penetration depth and a slow welding speed because a small amount of energy is applied to a large area, and therefore, a large amount of heat is required as well as a large amount of welding labor is required when welding steels of the same thickness. As a result, the weld metal and the heat affected zone are widely formed, and thermal deformation is severely generated, which requires a large number of subsequent airlifts to correct them. Therefore, in arc welding, as the amount of heat input in the welding process decreases, deformation in the welding process can be minimized.
입열량은 용접시에 외부로부터 용접부에 가해지는 열량을 말하며, 용접 입열(welding heat input)이라고도 한다. 아크 용접에서는 아크가 용접 비드의 단위 길이당 발생시키는 전기적 열에너지 Q(J/mm)로 나타낸다. 아크 전압을 E, 아크 전류를 I, 용접 속도를 v (mm/s) 이라고 하면, 입열량은 다음과 같이 나타낼 수 있다. The heat input amount refers to the amount of heat applied to the weld portion from the outside during welding, also referred to as welding heat input. In arc welding, the arc represents the electrical thermal energy Q (J / mm) generated per unit length of the weld bead. If the arc voltage is E, the arc current is I, and the welding speed is v (mm / s), the heat input can be expressed as follows.
입열량 Q(J/mm) = E(V)*I(A)/v(mm/s)Heat input Q (J / mm) = E (V) * I (A) / v (mm / s)
상기 입열량을 나타내는 관계식으로부터 전류 I 와 용접 속도를 반비례하여 변형시킬 경우 입열량이 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
It can be seen from the relational expression representing the heat input amount that the heat input amount is kept constant when the current I and the welding speed are deformed in inverse proportion.
이에 비해 본 발명에 의한 상대적 아크력은 도 4에서 나타나는 것처럼 전류의 제곱에 비례하고 전압에 비례하는 힘을 말하며, 맞대기 용접시 갭이 존재할 때 용융 쇳물을 아래쪽으로 밀어주는 힘이다.
In comparison, the relative arc force according to the present invention refers to a force proportional to the square of the current and a voltage as shown in FIG. 4, and is a force that pushes the molten metal downward when there is a gap during butt welding.
이러한 상대적 아크력과 입열량은 전류와 전압에 의해 변한다는 공통점이 있지만, 상대적 아크력은 용접 속도에 따라 변하는데 비해 입열량은 용접 속도에 의해서 변하지 않는다는 큰 차이점이 있다. 따라서 용접 속도를 조절함으로써 입열량은 변화가 없으면서 상대적 아크력만을 증가시켜 이면 비드 형성의 제어가 가능하게 된다.
Although the relative arc force and the heat input change in common with the current and voltage, there is a big difference that the relative arc force is changed according to the welding speed, while the heat input is not changed by the welding speed. Therefore, by adjusting the welding speed, the amount of heat input does not change and only the relative arc force is increased, thereby making it possible to control the backside bead formation.
즉, 본 발명에 있어서, 기준 루트갭인 1.5 mm 보다 루트갭이 작아지면 작아진 루트갭 사이로 용융 쇳물을 아래쪽으로 더 크게 밀어주는 힘이 필요하기 때문에 상대적 아크력이 증가되도록 하기 위해 전류와 용접 속도를 증가시킨다. 그러나, 전류와 용접 속도가 증가되면 그에 따라 용입 부족 현상이 발생할 수 있으므로, 전류와 용접 속도를 증가시키면서 동시에 용착단면적을 작게 조절하여 용입 부족 현상 없이 안정적으로 이면 비드를 형성할 수 있게 한다.
In other words, in the present invention, when the root gap becomes smaller than the reference root gap of 1.5 mm, a force that pushes the molten metal downwards further between the smaller root gaps is required, so that the current and the welding speed are increased to increase the relative arc force. To increase. However, as the current and the welding speed are increased, the shortage of penetration may occur accordingly, so that the current surface and the welding speed may be increased while simultaneously controlling the small welding cross-section to form the backside beads stably without the shortage of the penetration.
한편 기준 루트갭인 1.5 mm 보다 루트갭이 커지면, 루트갭 사이로 용융 쇳물을 아래쪽으로 밀어주기 위해 필요한 상대적 아크력의 크기가 감소하므로 전류와 용접 속도를 감소시킨다. 그러나, 전류와 용접 속도가 감소함에 의하여 용락 발생 가능성이 증가하므로, 이러한 용락 발생 가능성을 감소시키기 위해 용착단면적을 증가시킨다. 이에 의하여 용착량은 증가시키면서도 용락은 방지되고, 전류와 전압을 감소시켜 상대적 아크력을 감소시킴으로써 결과적으로 안정적으로 이면비드를 형성할 수 있게 한다. On the other hand, if the root gap is larger than the reference root gap of 1.5 mm, the relative arc force required to push the molten metal downward between the root gaps decreases, thus reducing the current and welding speed. However, as the current and welding speed decrease, the likelihood of melting increases, so that the weld cross-sectional area is increased to reduce the likelihood of such melting. This prevents the melt while increasing the amount of deposition, and reduces the current and voltage, thereby reducing the relative arc force, resulting in stable backside bead formation.
본 발명의 맞대기 이음 GMAW 초층 용접에 있어서, 상기 맞대기 이음은 Y-그루우브, I-그루우브, V-그루우브 및 U-그루우브 중의 한 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 좋은 용접비드를 형성하기 위해, 그루우브의 형상은 적당해야만 한다.
In the butt joint GMAW first layer welding of the present invention, the butt joint has one of the following shapes: Y-groove, I-groove, V-groove and U-groove. In order to form good weld beads, the shape of the grooves must be appropriate.
본 발명에 의한 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법은 상대적 아크력을 제어함으로써 맞대기 이음 시 발생하는 루트 갭(root gap)의 변동을 극복하면서도 안정적인 이면 비드를 형성할 수 있다.
The butt joint GMAW superlayer welding method according to the present invention can form a stable back bead while controlling the relative arc force while overcoming the fluctuation of the root gap generated during the butt joint.
도 1과 도 2는 맞대기 이음으로 용접 시 단면도를 나타낸다.
도 3은 GMAW 용접의 원리를 나타낸다.
도 4는 상대적 아크력을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예 1-1 내지 1-3에서 용착량을 동일하게 하고 전류에 따른 상대적 아크력과 입열량 과의 관계를 나타낸다.
도 6은 실시예 1-1 내지 1-3에서의 용접 결과 및 용접부의 형상을 나타낸다.
도 7은 루트갭이 1.5 mm 일 때 전압을 변화시켜 상대적 아크력을 변화시키면서 평판 맞대기 용접을 실시한 결과를 나타낸다.
도 8은 루트갭이 0.5 mm 일 때 전압을 변화시켜 상대적 아크력을 변화시키면서 평판 맞대기 용접을 실시한 결과를 나타낸다.
도 9는 루트갭이 2.5 mm 일 때 전압을 변화시켜 상대적 아크력을 변화시키면서 평판 맞대기 용접을 실시한 결과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에서 루트갭이 변화함에 따른 상대적 아크력과 비드 형상과의 관계를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예 2내지 4에서 루트갭의 크기와 각각의 루트갭 크기에서의 안정적인 비드 형성을 위한 필요 상대적 아크력과의 관계와 관계식을 나타낸다.
도 12는 본 실시예에서 적용한 U 그루브의 형상을 나타낸다.
도 13은 본 발명에 의한 조건에 따라 초층 용접을 실시한 결과를 나타낸다. 1 and 2 show a cross section during welding with butt joints.
3 shows the principle of GMAW welding.
4 shows the relative arc force.
5 shows the relationship between the relative arc force and the heat input amount according to the current in the same amount of deposition in Examples 1-1 to 1-3 of the present invention.
6 shows the weld results and the shapes of the welded portions in Examples 1-1 to 1-3.
FIG. 7 shows the result of performing the plate butt welding while changing the relative arc force by changing the voltage when the root gap is 1.5 mm.
FIG. 8 shows the result of performing the plate butt welding while changing the relative arc force by changing the voltage when the root gap is 0.5 mm.
FIG. 9 shows the result of performing the plate butt welding while changing the relative arc force by changing the voltage when the root gap is 2.5 mm.
Figure 10 shows the relationship between the relative arc force and the bead shape as the root gap changes in the embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the relationship and relationship between the size of the root gap and the required relative arc force for stable bead formation at each root gap size in Examples 2-4 of the present invention.
12 shows the shape of the U groove applied in this embodiment.
Fig. 13 shows the results of the first layer welding under the conditions of the present invention.
실시예Example 1. One. 루트갭이Root gap 1.5 1.5 mmmm 일 때 구리판에서의 상대적 Relative to copper plate when 아크력Arc 변경 실험 Change experiment
전류와 용접 속도를 비례하여 증가시킬 경우 상대적 아크력이 이면 비드 형성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 200 mm × 50 mm × 5 mm 구리판을 사용하여 기준 루트갭인 1.5 mm 조건에서 평판 맞대기 용접을 실시하였다. 전류와 전압을 아래 표 1의 조건으로 변경하면서 상대적 아크력을 변화시키고 그에 따른 이면 비드의 형상을 관찰하였다. In order to investigate the effect of relative arc force on the backside bead formation when the current and the welding speed were increased proportionally, the plate butt welding was performed under the standard root gap of 1.5 mm using a 200 mm × 50 mm × 5 mm copper plate. . The relative arc force was changed while changing the current and voltage under the conditions of Table 1, and the shape of the backside beads was observed.
전류가 증가함에 따라 용착 금속(Deposited metal)의 단면적을 10.5 mm2 로 일정하게 유지하기 위해 용접 속도를 비례하여 증가시켰으며, 또한 각각의 경우에 있어서 입열량은 아래 식에서와 같이 계산하였다.
As the current was increased, the welding speed was proportionally increased to maintain a constant cross-sectional area of the deposited metal at 10.5 mm 2 , and in each case, the heat input was calculated as follows.
입열량 Q(J/mm) = E(V)I(A)/v(mm/s)
Heat input Q (J / mm) = E (V) I (A) / v (mm / s)
상기 실시예 1-1 내지 1-3 에서의 전류에 따른 상대적 아크력과 입열량 과의 관계를 도 5에 나타내고, 실시예 1-1 내지 1-3 에서의 용접부의 형상을 도 6에 나타내었다. 도 5, 도 6에서 전류와 용접 속도를 비례하여 증가시킬 경우 입열량(heat input)의 차이는 거의 없지만, 도 6 에서 용접 속도의 증가에 따라 상대적 아크력이 증가하여 용입의 깊이가 깊어지는 것을 확인 할 수 있다.
The relationship between the relative arc force and the heat input amount according to the current in Examples 1-1 to 1-3 is shown in FIG. 5, and the shape of the welded part in Examples 1-1 to 1-3 is shown in FIG. 6. . When the current and the welding speed are proportionally increased in FIGS. 5 and 6, there is almost no difference in heat input, but in FIG. 6, the relative arc force increases with the increase of the welding speed, so that the depth of penetration deepens. can do.
실시예Example 2. 기준 2. Standard 루트갭Root gap 1.5 1.5 mmmm 연강판에서 상대적 Relative to mild steel sheet 아크력Arc 측정 실험 Measurement experiment
루트갭이 1.5 mm 일 때 상대적 아크력 변화에 의한 이면 비드 형성을 알아보기 위하여 상기 실시예 1에서와 같이 150 mm × 50 mm × 3 mm 연강판을 사용하여 세팅 전류가 120 A 일 때, 전압을 변화시켜 상대적 아크력을 변화시키면서 평판 맞대기 용접을 실시하였다. In order to investigate the backside bead formation due to the change in relative arc force when the root gap is 1.5 mm, the voltage is reduced when the setting current is 120 A using a 150 mm × 50 mm × 3 mm mild steel plate as in Example 1 above. Plate butt welding was performed while changing the relative arc force.
각각의 조건 및 용접부의 형상을 도 7에 나타내었다. 도 7에서 보는 바와 같이 상대적 아크력이 303K, 출력 전류 126A, 출력 전압 19.4V 일 경우 비드의 형상이 가장 안정적으로 나타났다.
Each condition and the shape of the welded portion are shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, when the relative arc force was 303K, the output current 126A, and the output voltage 19.4V, the shape of the beads was most stable.
실시예Example
3. 3.
루트갭Root gap
0.5 0.5
mm 에서mm in
상대적 Relative
아크력Arc
변경 실험 Change experiment
루트갭이 0.5 mm 라는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 측정하고, 그 결과를 도 8에 나타내었다. 도 8에서 보는 바와 같이 용접 조건은 기준 루트갭인 1.5 mm 에서보다 상대적 아크력이 증가한 510k 출력 전류 152A, 출력 전압 22.0V 일 경우 비드의 형상이 가장 안정적으로 나타났다. Except that the root gap is 0.5 mm was measured in the same manner as in Example 2, and the results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, the bead shape was most stable in the welding condition at the 510k output current 152A and the output voltage 22.0V where the relative arc force increased from the reference root gap of 1.5 mm.
루트갭이 1.5 mm 인 상기 실시예 2보다 입열량은 감소하였지만, 상대적 아크력은 증가하였고, 루트갭이 감소함에 따라 상대적 아크력을 증개시킴으로써 안정적인 이면 비드를 얻을 수 있었다.
Although the heat input amount was lower than that of Example 2 having a root gap of 1.5 mm, the relative arc force was increased, and stable backside beads could be obtained by increasing the relative arc force as the root gap was decreased.
실시예Example 4. 4. 루트갭Root gap 2.5 2.5 mm 에서mm in 상대적 Relative 아크력Arc 변경 실험 Change experiment
루트갭이 2.5 mm 라는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 측정하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9에서 보는 바와 같이 용접 조건은 기준 루트갭인 1.5mm 에서보다 상대적 아크력이 감소한 197k, 출력 전류 109A, 출력 전압이 16.6V, 일 경우 비드의 형상이 가장 안정적임을 확인할 수 있었다. 루트갭이 1.5 mm 인 상기 실시예 2보다 루트갭의 크기가 증가함에 따라 상대적 아크력이 감소하도록 용접하였으며, 이로 인해 용락발생 없이 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.
Except that the root gap is 2.5 mm was measured in the same manner as in Example 2, and the results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, the welding condition was found to be the most stable in the shape of the bead when the relative arc force is reduced to 197k, the output current 109A, the output voltage is 16.6V, than the reference root gap 1.5mm. The root gap was welded so that the relative arc force was reduced as the root gap was increased in size compared to Example 2 having 1.5 mm, thereby obtaining stable backside beads without melting.
상기 실시예 2 내지 4에서 루트갭이 변화함에 따른 상대적 아크력과 비드 형상과의 관계를 도 10에 나타내었다. 각각의 루트갭에 대해서 비드의 높이와 폭이 상대적 아크력과 일정 관계가 있는 것을 알 수 있다.
The relationship between the relative arc force and the bead shape as the root gap is changed in Examples 2 to 4 is shown in FIG. For each root gap, it can be seen that the height and width of the beads have a constant relationship with the relative arc force.
상기 실시예 2 내지 4에서 루트갭의 크기와 각각의 루트갭 크기에서의 안정적인 비드 형성을 위한 아크 침투력과의 관계식을 도 11에 나타내었다. 도 11에서 보는 바와 같이 루트 갭의 크기와 아크 침투력과 서로 반비례 관계가 있다는 것을 알 수 있다.
The relationship between the size of the root gap in Examples 2 to 4 and the arc penetration force for stable bead formation at each root gap size is shown in FIG. 11. As shown in FIG. 11, it can be seen that there is an inverse relationship with the size of the root gap and the arc penetration force.
실시예Example 5. U 5. U 그루브Groove 맞대기 이음 용접 실험 Butt Joint Welding Experiment
루트갭이 0.5mm, 1.5 mm, 2.5mm 인 경우 도 12에서 보는 바와 같이 상기 실시예 2 내지 4에서 이면 비드 형상이 가장 안정적인 조건으로 U 그루브 맞대기 이음 용접을 실시하였다. When the root gap is 0.5mm, 1.5mm, 2.5mm, as shown in FIG. 12, U groove butt joint welding was performed under the most stable conditions of the back bead shape in Examples 2 to 4.
본 실시예에서 적용한 U 그루브의 형상을 도 12에 나타내었으며, 용접 실시결과는 도 13에 나타내었다. 본 실시예에 적용한 U 그루브 형상은 루트갭이 1.5 mm 이고, 루트면이 3mm 인 경우로서, 도 13에서 보는 바와 같이 본 발명의 조건으로 루트갭이 기준 루트갭 1.5 mm 보다 커질 때는 기준 루트갭 1.5 mm 에서의 상대적 아크력보다 상대적 아크력을 감소시키고, 루트갭이 기준 루트갭 1.5 mm 보다 작아 질 때는 기준 루트갭 1.5 mm 에서의 상대적 아크력보다 상대적 아크력을 감소시키는 조건으로 용접을 실시하였을 때, 초층 용접에서 안정적인 이면비드가 생성되는 것을 확인할 수 있었다.
The shape of the U groove applied in this embodiment is shown in FIG. 12, and the results of welding are shown in FIG. 13. The U groove shape applied to the present embodiment has a root gap of 1.5 mm and a root surface of 3 mm. When the root gap is larger than the reference root gap 1.5 mm under the conditions of the present invention as shown in FIG. 13, the reference root gap 1.5 is used. When welding is performed under the condition that the relative arc force is reduced than the relative arc force at mm, and when the root gap is smaller than the reference root gap 1.5 mm, the relative arc force is reduced than the relative arc force at the reference root gap 1.5 mm. , It was confirmed that stable backside beads were produced in the first layer welding.
Claims (7)
Butt Joint GMAW Superlayer Welding Method of Controlling Relative Arc Force to Overcome Root Gap Variation and Form Stably Backside Beads
루트 갭이 작아지면 상대적 아크력을 증가시키고, 루트갭이 커지면 상대적 아크력을 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법
The method of claim 1,
Butt joint GMAW that overcomes the root gap variation and stably forms the bead by controlling the relative arc force, characterized by increasing the relative arc force as the root gap decreases and decreasing the relative arc force as the root gap increases. Ultralayer welding method
루트갭이 작아지면 전류와 용접 속도를 증가시킴으로써 상대적 아크력이 증가되게 하는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법
The method of claim 2,
Butt joint GMAW superlayer welding method of controlling relative arc force to overcome root gap variation and stably forming backside beads by controlling the relative arc force by increasing the current and welding speed as the root gap decreases.
루트갭이 작아지면 전류와 용접 속도를 증가시키는 것에 의한 용입 부족을 방지하기 위해 용착단면적을 작게 하는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법
The method of claim 3, wherein
Butt joint that overcomes root gap variation and stably forms backside beads by controlling the relative arc force, characterized in that the weld cross section is reduced to prevent shortage of penetration by increasing current and welding speed when the root gap is reduced. GMAW Ultralayer Welding Method
루트갭이 커지면 전류와 용접 속도를 감소시킴으로써 상대적 아크력이 감소되게 하는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법
The method of claim 2,
Butt joint GMAW superlayer welding method which controls relative arc force to overcome root gap variation and stably forms backside beads by controlling relative arc force, which decreases current and welding speed as the root gap increases.
루트갭이 커지면 전류와 용접 속도를 감소시키는 것에 의한 용락을 방지하기 위해 용착단면적을 크게 하는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법
The method of claim 5, wherein
Butt joint GMAW superlayer that overcomes the root gap variation and stably forms the backside bead by controlling the relative arc force, which increases the weld cross-sectional area to prevent melting by decreasing the current and welding speed as the root gap increases. welding method
상기 맞대기 이음은 Y-그루브, I-그루브, V-그루브 및 U-그루브 중 하나 형태의 그루브를 가지는 것을 특징으로 하는 상대적 아크력을 제어하여 루트 갭 변동을 극복하고 안정적으로 이면 비드를 형성하는 맞대기 이음 GMAW 초층 용접 방법.
The method of claim 1,
The butt joint has a groove in the form of one of Y-groove, I-groove, V-groove and U-groove to control relative arc force to overcome root gap variation and stably form a back bead Joint GMAW superlayer welding method.
Priority Applications (1)
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| KR1020110049826A KR20120131563A (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Gma root pass welding method for overcoming root gap variation and stable back bead formation by controlling the relative arc force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110049826A KR20120131563A (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Gma root pass welding method for overcoming root gap variation and stable back bead formation by controlling the relative arc force |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120131563A true KR20120131563A (en) | 2012-12-05 |
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ID=47515354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
| KR20190047324A (en) | 2017-10-27 | 2019-05-08 | (주)홍진 | Auto-welding machine for the root pass weld |
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2011
- 2011-05-25 KR KR1020110049826A patent/KR20120131563A/en not_active Application Discontinuation
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