WO2008016084A1 - Procédé de soudage à l'arc sous gaz avec métal tandem, torche de soudage et dispositif de soudage utilisés - Google Patents

Procédé de soudage à l'arc sous gaz avec métal tandem, torche de soudage et dispositif de soudage utilisés Download PDF

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WO2008016084A1
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gas
electrode
welding
carbon dioxide
shielding
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PCT/JP2007/065079
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Inventor
Yuichiro Enatsu
Makoto Takahashi
Original Assignee
Taiyo Nippon Sanso Corporation
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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
    • 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
    • B23K9/1735—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode making use of several electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a tandem gas metal arc (GMA) welding method that can move two electrodes simultaneously to increase the amount of welding per one pass, a welding torch and a welding apparatus used in the welding method.
  • GMA gas metal arc
  • Tandem GMA welding which is a highly efficient welding method, is required in many fields, such as fields in which thick plate welding is performed for construction machinery and bridges, and fields in which thin plate welding is performed for automobiles. It is popular.
  • Tandem GMA welding is a method in which two electrodes and a welding wire are used and two arcs are generated simultaneously.
  • the main advantage is that the welding speed can be increased and the amount of welding per pass can be increased.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-53545 discloses a tandem GMA welding method using a solid wire for welding without copper plating!
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and by supplying a shielding gas having a different composition suitable for the leading electrode and the trailing electrode, it is possible to stabilize the droplet transfer that reduces the penetration. It is an object of the present invention to provide a tandem gas metal arc welding method, a welding torch and a welding apparatus used therefor that can reduce spatter.
  • the present invention relates to a tandem gas metal arc welding method using a leading electrode and a trailing electrode, and a shielding gas force for leading electrode supplied to the leading electrode, argon gas, and Two kinds of mixed gas of carbon dioxide, or three kinds of mixed gas of argon gas, carbon dioxide gas and oxygen gas.
  • a tandem gas metal arc welding method characterized in that the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode is made lower than the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the leading electrode.
  • the shield gas for the leading electrode is used. It is preferable that the carbon dioxide gas concentration is 5 vol.% Or more and less than 40 vol.%, And the oxygen gas concentration in the preceding electrode shielding gas is 0 or more and 10 vol.% Or less.
  • Oxygen gas does not have the effect of deepening the penetration like carbon dioxide gas, but if it is added in a small amount, there is little adverse effect on the welding quality and spatter generation amount. Does not interfere with the addition. However, if the amount added is too large, the generation of the snout increases and the oxide adheres to the bead surface as slag after the droplet metal solidifies.
  • the concentration of oxygen gas in the shielding gas of the leading electrode is preferably 5 vol.% Or less, preferably Ovol.% Or more and lOvol.% Or less.
  • the difference between the carbon dioxide concentration in the leading electrode shield gas and the carbon dioxide concentration in the trailing electrode shield gas is 3% or more, and the rear It is preferred that the oxygen gas concentration in the row electrode shielding gas is Ovol.% Or more and 10 vol.% Or less. More preferably, it is Ovol.% Or more and 5 vol.
  • the lower the oxygen concentration in the shielding gas for the trailing electrode the lower the bead surface slag and the lower the amount of dissolved oxygen contained in the weld metal. It is preferable because toughness is improved.
  • the present invention is a welding torch used in the tandem gas metal arc welding method, wherein the torch includes a plurality of electrodes inside the nozzle, and further includes a shield gas for the leading electrode and Provided is a tandem gas metal arc welding torch comprising a partition that prevents mixing with a shielding gas for a trailing electrode.
  • the present invention is a welding torch used in the above tandem gas metal arc welding method, wherein a protective cover for shielding the weld pool is provided behind the welding progress direction. Provide a welding torch.
  • the protective cover preferably includes a shield gas nozzle.
  • the present invention further provides a tandem comprising a welding torch having a leading electrode and a trailing electrode, and a shielding gas supply source for supplying a shielding gas to each electrode.
  • a welding torch having a leading electrode and a trailing electrode
  • a shielding gas supply source for supplying a shielding gas to each electrode.
  • tandem gas metal arc welding apparatus comprising a device for switching between a shield gas supplied to the preceding electrode and a shield gas supplied to the succeeding electrode.
  • tandem gas metal arc welding method of the present invention in the tandem GMA welding method, by using an appropriate shield gas for each of the leading electrode and the trailing electrode, welding is performed without reducing penetration. Sputtering that occurs can be reduced. This reduces the spatter removal work and reduces the cost in the welding process with the power S.
  • a shield gas having a different composition is supplied to the leading electrode and the trailing electrode, respectively, and the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode is made lower than the concentration of carbon dioxide for the leading electrode.
  • the shielding gas for the leading electrode is a mixed gas of two kinds of argon gas and carbon dioxide, or the mixed gas of three kinds of argon, carbon dioxide and oxygen
  • the shielding gas for the trailing electrode is argon gas alone, argon gas and carbon dioxide A mixed gas of argon gas and oxygen gas, or a mixed gas of argon gas, carbon dioxide gas and oxygen gas
  • the concentration of the carbon dioxide gas in the leading electrode shield gas is the same, the penetration is considered to hardly depend on the concentration of the carbon dioxide gas in the trailing electrode shield gas.
  • the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode and making it argon gas rich the detachment of the droplets is improved and the amount of spatter generated by the trailing electrode is reduced. The amount of spatter generated can be reduced.
  • a plurality of electrodes are provided inside the nozzle, and a partition is provided between the preceding electrode and the succeeding electrode in the nozzle.
  • a protective cover is attached to the welding torch, a shield gas nozzle is attached to the protective cover, and a shield gas is supplied from the shield gas nozzle, so that the molten pool can be shielded from the atmosphere. It is possible to reduce welding defects such as blow holes.
  • the traveling direction of the welding torch is changed as appropriate, so that the leading and trailing electrodes are switched.
  • a gas switching device that supplies a shield gas for the leading electrode to the electrode that becomes the leading electrode and a shield gas for the trailing electrode to the electrode that becomes the trailing electrode in accordance with the change in the welding traveling direction was provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a welding apparatus used in a welding method of the present invention.
  • 2 is a schematic configuration diagram showing a first example of a welding torch of the welding apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second example of a welding torch.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a third example of a welding torch.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fourth example of a welding torch.
  • Control device 2 Leading electrode welding power source
  • Shield gas supply source for leading electrode 8 Shield gas supply source for trailing electrode
  • FIG. 1 shows an example of a welding apparatus used in the tandem GMA welding method of the present invention
  • FIG. 2 shows a first example of a welding torch used in the welding apparatus.
  • reference numeral 1 denotes a control device.
  • This control device 1 sends control signals for controlling the welding current value, welding voltage value, welding wire delivery speed, etc., to the leading electrode welding power source 2, the trailing electrode welding power source 3, the leading electrode welding wire feeding device 4, These are sent to the subsequent electrode welding wire supply device 5, and these operations are individually controlled.
  • a control signal for controlling the gas switching is sent to the gas switching device 22 in accordance with the change in the welding progress direction.
  • a predetermined welding current is sent from the leading electrode welding power source 2 and the trailing electrode welding power source 3 to the leading electrode welding wire supply device 4 and the trailing electrode welding wire supply device 5, respectively. Further, these leading electrode welding wire feeder 4 and trailing electrode welding wire feeder The welding current is applied to welding wire A and welding wire B, which are fed from 5 to the leading electrode and the trailing electrode, respectively, at a predetermined supply speed.
  • the welding torch 6 is connected to the leading electrode shield gas supply source 7 and the trailing electrode shield gas supply source 8 via the gas switching device 22 and the leading electrode shielding gas and the trailing electrode, respectively.
  • Shielding gas is supplied individually through pipes 9 and 10 at a predetermined flow rate.
  • the gas switching device 22 receives the signal from the control device 1, and supplies the leading electrode shield gas to the leading electrode side and the trailing electrode shielding gas to the trailing electrode side in accordance with the welding direction. Switch to supply appropriate shielding gas to 9 and pipe 10.
  • FIG. 2 shows a first example of the welding torch 6.
  • This welding torch 6 is arranged in a front-and-rear direction along the welding direction at a predetermined interval in the nozzle 11 with a cover-like nozzle 11 that injects the above-described two kinds of shielding gas toward the workpiece C.
  • Leading electrode 12 and trailing electrode 13 leading electrode inlet 14 for feeding leading electrode shield gas and leading electrode welding wire A into nozzle 11, shield electrode gas for trailing electrode and trailing electrode welding And a trailing electrode inlet 15 through which the wire B is fed.
  • a preceding flow path 16 through which the leading electrode shield gas flows is formed on the front side in the welding direction of the leading electrode 12, and the trailing electrode shim is formed on the rear side in the welding direction of the trailing electrode 13.
  • a trailing flow path 17 through which a gas is flowing is formed.
  • leading electrode welding wire A introduced from the leading electrode introduction port 14 is fed through a through hole formed in the leading electrode 12.
  • the trailing electrode welding wire B introduced from the trailing electrode introduction port 15 is fed through a through hole formed in the trailing electrode 13.
  • each electrode is freely selectable. Is slightly inclined toward the front side in the welding direction, and the trailing electrode 13 is slightly inclined toward the rear side in the welding direction.
  • the welding wires A and B fed from the respective electrodes 12 and 13 are also slightly inclined, and are inclined about 4 degrees with respect to the vertical direction of the workpiece C, respectively.
  • the leading electrode shield gas flows from the leading channel 16 of the nozzle 11 having the above structure, and the trailing electrode shielding gas flows from the trailing channel 17 and is blown out toward the workpiece C.
  • the welding wires A and B are delivered from the electrodes 12 and 13, respectively, and a welding current is applied to the electrodes 12 and 13 to form an arc. In this state, the welding torch 6 moves relative to the workpiece C in the illustrated welding direction.
  • leading electrode 12 and the resulting arc are surrounded by the leading electrode shielding gas
  • trailing electrode 13 and the resulting arc are surrounded by the trailing electrode shielding gas, and are each shielded from the atmosphere.
  • the composition of the shielding gas for the leading electrode and the shielding gas for the trailing electrode is different.
  • a mixed gas of argon gas and carbon dioxide or a mixed gas of argon gas, carbon dioxide and oxygen gas is used.
  • the carbon dioxide gas concentration in the shielding gas for the leading electrode is preferably 10 vol.% Or more and 30 vol.% Or less, preferably 5 vol.% Or more and less than 40 vol.%. Carbon dioxide concentration is 5vol.
  • the arc is unstable and the penetration becomes insufficient, and if it is 40 vol.% Or more, the effect of reducing the sputtering is lost. Especially at 30 vol.% Or less, arc stability and spatter reduction effect are good.
  • the oxygen gas concentration in the shield electrode electrode gas is preferably 0 vol.% Or more and 10 vol.% Or less, more preferably 5 vol.% Or less.
  • the oxygen gas concentration exceeds 10 vol.%, The spatter and slag increase, and the mechanical properties of the joint deteriorate.
  • the shielding gas for the trailing electrode includes argon gas alone, a mixed gas of two types of argon gas and carbon dioxide, a mixed gas of two types of argon gas and oxygen gas, or argon gas and carbonic acid gas.
  • argon gas alone a mixed gas of two types of argon gas and carbon dioxide
  • a mixed gas of two types of argon gas and oxygen gas or argon gas and carbonic acid gas.
  • a triple gas mixture with oxygen gas is used.
  • the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode is preferably Ovol.% Or more and less than 37 vol.%. Good.
  • the concentration of oxygen gas in the shielding gas for the trailing electrode is preferably Ovol.% Or more and less than 10 vol.%, More preferably 5 vol.% Or less.
  • the shielding gas composition of both is determined so that the concentration of the carbon dioxide gas in the shielding gas for the trailing electrode is lower than the concentration of the carbon dioxide gas in the shielding gas for the leading electrode.
  • the difference in carbon dioxide concentration in the shielding gas between the two is preferably 3 vol.% Or more, more preferably 5 vol.% Or more. If the difference in carbon dioxide concentration between the two shielding gases is less than 3 vol.%, The effect of reducing the sputtering becomes insufficient. On the other hand, the spatter reduction effect is particularly good at 5 vol.% Or more.
  • the composition of the leading electrode shield gas and the composition of the trailing electrode shield gas are made different so that the concentration of carbon dioxide in the trailing electrode shield gas is such that the carbon dioxide concentration in the leading electrode shield gas is low.
  • tandem gas metal arc welding method of the present invention can be applied not only to the torch shape shown in FIG. 2 but also to a tandem GMA welding torch in which nozzles are independent for each electrode.
  • FIG. 3 shows a second example of the welding torch used in the welding method of the present invention.
  • the welding torch 6 shown in FIG. 3 is provided with a partition plate 19 that partitions the electrodes 12 and 13 between the leading electrode 12 and the trailing electrode 13 and substantially at the center of the nozzle 11.
  • the torch 6 shown in FIG. 3 is different from the torch shown in FIG.
  • the shielding gas for the leading electrode and the shielding gas for the trailing electrode are not mixed in the nozzle 11, and the effect of the shielding gas is maximized. be able to.
  • FIG. 4 shows a third example of the welding torch which is the force of the present invention
  • FIG. 5 shows the fourth example.
  • a dome-shaped protective cover 20 is attached to the rear side of the nozzle 11 in the welding direction.
  • the welding torch 6 of the fourth example further includes the protective cover.
  • One is equipped with a shield gas nozzle 21.
  • the length of the weld pool in tandem GMA welding is longer than that of the conventional weld pool in GMA welding using a single wire. For this reason, the conventional welding torch could not sufficiently shield the weld pool behind the welding direction.
  • a protective cover 20 is attached to the rear of the welding torch 6 and the welding pool is supplied with shielding gas so as to shield the entire molten pool, thereby oxidizing and nitriding the weld metal, blowholes, etc. It becomes possible to prevent welding defects.
  • the shield gas supplied to the shield gas nozzle 21 includes argon gas, helium gas, a mixed gas of argon gas and helium gas, a mixed gas of argon gas and carbon dioxide, or argon gas, carbon dioxide and oxygen. It is possible to use a triple gas mixture with gas.
  • the welding torch according to the present invention is not limited to the shapes shown in FIGS. 2 to 5 shown in FIGS. 2 to 5, but may be a tandem GMA welding torch in which nozzles are independent for each electrode.
  • the shielding gas for the leading electrode and the shielding gas for the trailing electrode a mixed gas of argon gas and carbonic acid gas is used, and the total amount of spatter generated during welding is changed using a sputtering collection box. Collected and measured.
  • the flow rates of the leading electrode shielding gas and the trailing electrode shielding gas were 25 L / min., Respectively.
  • a solid wire (YGW11) having a diameter of 1 ⁇ 2 mm was used as the welding wire.
  • the mild steel welding current was set to 325A for both electrodes, and the arc voltage was adjusted to the boundary voltage that changed from the short circuit to the spray region for each shield gas composition.
  • mother The material used was SS400 (thickness 12 mm), which is a general structural rolled steel specified in JIS G 3101.
  • the torch posture is vertical, the distance between the leading electrode and the trailing electrode is 19 mm, and the angle of each electrode is 4 degrees with respect to the vertical direction as shown in FIG. The distance was 25 mm.
  • the numbers on the bottom indicate sputter evaluation. With reference to 3, the larger the number, the more effective the amount of spatter generated.
  • the numbers in the upper part of each column in Table 2 are the sample numbers as in Table 1, and are in the range of No. 1-10,; .1 1 to 25, 26,; and 31 ⁇ . This is outside the scope of the present invention.
  • the lower row shows the results of evaluation of penetration.
  • the evaluation criteria for penetration are as follows.
  • “-” in Table 2 indicates that it is not subject to evaluation in the same manner as “-” in Table 1.
  • ⁇ ⁇ ⁇ 12 or ⁇ ⁇ 14 may be used as a standard, and it is not particular about standard No. 13.
  • the effect of the invention shown in this example is for the leading electrode No. 11, Nol 2, No. 13, Nol 4, No. 15, No. 16 with the same composition gas applied to the shielding gas and the shielding gas for the trailing electrode. This shows the fact that when the carbon dioxide concentration is changed, the melting does not decrease.
  • the amount of spatter generated can be reduced by reducing the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode to be lower than the shielding gas for the leading electrode.
  • concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the leading electrode is 20 vol.% (No. 24, No. 14, No. 8, No. 6, No. 3, No. 29)
  • concentration of carbon dioxide in the electrode shielding gas is 10 vol.%, 5 vol.%, 2 vol.%, And 0 vol.
  • the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the leading electrode is 5 vol.%, 10 vol.%, And 30 ⁇ 1 ⁇ %.
  • Nos. 16-21 and 31 can reduce the amount of spatter almost unchanged even if the concentration of carbon dioxide in the shielding gas for the trailing electrode is lowered. It was inappropriate because it was not.
  • the concentration of carbon dioxide gas in the shield electrode electrode gas is preferably 5 vol.% Or more and less than 40 vol.%, More preferably 10 vol.% Or more and 30 vol.
  • the required penetration varies depending on the thickness of the object.
  • carbon dioxide concentration in the shielding gas for the leading electrode is about 10 vol.% To 20 vol.
  • the tandem gas metal arc welding method of the present invention it is possible to reduce spatter generated during welding without reducing penetration. As a result, the spatter removal work can be reduced and the cost in the welding process can be reduced. Furthermore, the transfer of droplets becomes stable, and spatter can be reduced without reducing penetration.
  • shield gases having different compositions can be supplied to the leading electrode and the trailing electrode without being mixed in the nozzle, Therefore, it is possible to maximize the effect of the shielding gas.

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Description

明 細 書
タンデムガスメタルアーク溶接方法、これに用いられる溶接用トーチおよ び溶接装置
技術分野
[0001] 本発明は、 2つの電極を同時に移動させ、ワンパスあたりの溶着量を増加できるタン デムガスメタルアーク（GMA)溶接方法、その溶接方法に用いられる溶接用トーチお よび溶接装置に関する。
本願 (ま、 2006年 8月 2曰 ίこ出願された特願 2006— 211093号 ίこ基づき優先権を 主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 建機、橋梁などの厚板溶接を行う分野、自動車などの薄板溶接を行う分野等の多く の分野で低コスト化が求められており、高効率な溶接方法であるタンデム GMA溶接 が普及している。
タンデム GMA溶接は、 2本の電極および溶接ワイヤを用い、同時に 2つのアークを 出して溶接する方法である。主な長所は溶接速度を速くできる点と、 1パス当たりの溶 着量を増大させることが可能である点とにある。
[0003] しかし、タンデム GMA溶接は 2つのアークによる引き合う力が発生するため、溶滴 形状が乱れ、溶滴離脱性に劣る傾向がある。そのため、従来の 1本の溶接ワイヤを用 いる GMA溶接方法と比較して、スパッタが多量に発生するため、溶接ビードに付着 したスパッタを除去する作業に多くの時間が必要であり、溶接コストが増大する問題 力 sある。
[0004] 特開 2003— 53545号公報には、銅めつきなし溶接用ソリッドワイヤを用いるタンデ ム GMA溶接方法が開示されて!/、る。
[0005] この先行文献によれば、銅めつきなし溶接用ソリッドワイヤと不活性ガスリッチのシー ルドガスとを用い、所定の溶接条件にすることにより、スパッタ発生量が少なぐ溶融 プールの安定性が改善され、ビード形状が良好な溶接ビードが得られると報告され ている。 [0006] また、そのシールドガスとして、アルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス（アルゴンガス の混合比率 55〜96%)と、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスに酸素ガスまた は炭酸ガスを加えた混合ガス（アルゴンガスの混合比率 55〜96%)が開示されて!/、 特許文献 1 :特開 2003— 53545号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] タンデム GMA溶接にお!/、ては、先行電極は母材への溶込みを深くし、後行電極 は先行電極のアークで溶融しプール後方に流れてくる溶融金属をアーク圧力により 抑えて溶融池形状を整える役割を有するため、先行電極と後行電極とにはそれぞれ に適したシールドガス組成が存在すると考えられる。
したがって、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先行電極と後行電極 とに適した異なる組成のシールドガスを供給することにより、溶け込みを減少させるこ となぐ溶滴移行を安定にしてスパッタを減らすことができるタンデムガスメタルアーク 溶接方法、これに用いられる溶接トーチ、および溶接装置を提供することを目的とす
課題を解決するための手段
[0008] この課題を解決するため、本発明は、先行電極と後行電極とを使用するタンデムガ スメタルアーク溶接方法にぉレ、て、 先行電極に供給する先行電極用シールドガス力 アルゴンガスと炭酸ガスの二種 混合ガス、またはアルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスの三種混合ガスであり、 後行電極に供給する後行電極用シールドガスカ、アルゴンガス単体、アルゴンガス と炭酸ガスとの二種混合ガス、アルゴンガスと酸素ガスとの二種混合ガス、またはアル ゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスであり、
後行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度を、先行電極用シールドガス中の炭酸 ガス濃度より低くすることを特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接方法を提供する
〇
[0009] 上記タンデムガスメタルアーク溶接方法においては、前記先行電極用シールドガス 中の炭酸ガス濃度が 5vol. %以上 40vol. %未満であり、前記先行電極用シールド ガス中の酸素ガス濃度が 0以上 10vol. %以下であることが好ましい。
酸素ガスは、炭酸ガスのような溶け込みを深くする効果はないが、少量の添加では 溶接品質およびスパッタ発生量への悪影響が少なレ、ことから、先行電極用および後 行電極用シールドガスへの添加することを妨げない。ただし添加量が多すぎると、ス ノ クタの発生が増加するとともに、溶滴金属の凝固後に酸化物がスラグとしてビード 表面に付着する。
したがって、先行電極のシールドガス中の酸素ガスの濃度は、 Ovol. %以上 lOvol . %以下が好ましぐ 5vol. %以下がより好ましい。
なお、先行電極用シールドガスにおける酸素濃度が低いほど、ビード表面のスラグ が減少し、また溶接金属中に含まれる固溶酸素量が低下し、靱性が向上するため好 ましい。
また、先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が 40vol. %以上になると、ワイ ャ先端の溶滴に作用する反力が溶滴に力、かる重力に対して過大となり、溶滴がワイ ャ先端から離脱し難くなり、ワイヤ先端で溶滴が肥大化して溶融プールと接触してス ノ クタが増加する。これは、先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が高ぐ電 流電圧を調整しても溶滴がスプレー移行せずに短絡移行が混在した溶滴移行となつ たためであると考える。
[0010] 上記タンデムガスメタルアーク溶接方法においては、前記先行電極用シールドガス 中の炭酸ガス濃度と、前記後行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度との差が 3% 以上であり、前記後行電極用シールドガス中の酸素ガスの濃度が Ovol. %以上 10v ol. %以下であることが好ましぐ Ovol. %以上 5vol. %以下がより好ましい。
なお、先行電極用シールドガスにおける効果と同様に、後行電極用シールドガスに おける酸素濃度が低いほど、ビード表面のスラグが減少し、また溶接金属中に含まれ る固溶酸素量が低下し、靱性が向上するため好ましい。
[0011] 上記タンデムガスメタルアーク溶接方法においては、溶接進行方向の反転に合わ せて、先行電極となる電極に前記先行電極用シールドガスを供給し、後行電極となる 電極に前記後行電極用シールドガスを供給するようにガス切替を行うことが好ましい [0012] 本発明は、上記目的を達するために、上記タンデムガスメタルアーク溶接方法に用 いる溶接トーチであり、トーチがノズルの内部に複数の電極を具備し、さらに先行電 極用シールドガスと後行電極用シールドガスとの混合を防止する仕切りを具備するこ とを特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接用トーチを提供する。
[0013] さらに、本発明は上記タンデムガスメタルアーク溶接方法に用いる溶接トーチであり 、溶接進行方向の後方に、溶融池をシールドするための保護カバーを設けたことを 特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接用トーチを提供する。
上記タンデムガスメタルアーク溶接用トーチにおいては、前記保護カバーがシール ドガスノズルを具備することが好ましレ、。
[0014] さらに本発明は、上記目的を達するために、先行電極と後行電極とを有する溶接ト ーチと、それぞれの電極にシールドガスを供給するシールドガス供給源とを備えたタ ンデムガスメタルアーク溶接装置にぉレ、て、
上記先行電極に供給するシールドガスと、上記後行電極に供給するシールドガスと を切替える装置を備えたことを特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接装置を提供 する。
発明の効果
[0015] 本発明のタンデムガスメタルアーク溶接方法にあっては、タンデム GMA溶接方法 において、先行電極と後行電極とにそれぞれ適切なシールドガスを用いることにより 、溶け込みを減少させることなぐ溶接中に発生するスパッタを低減させることが可能 である。これにより、スパッタ除去作業を軽減でき、溶接工程におけるコストを削減す ること力 Sでさる。
[0016] 特に、先行電極と後行電極とに、それぞれに異なる組成のシールドガスを供給し、 かつ後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度を先行電極用炭酸ガスの濃度より 低くし、先行電極用シールドガスをアルゴンガスと炭酸ガスとの二種混合ガス、または アルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスとし、後行電極用シールドガス をアルゴンガス単体、アルゴンガスと炭酸ガスとの二種混合ガス、アルゴンガスと酸素 ガスとの二種混合ガス、またはアルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスと することにより、溶滴の移行が安定になり溶け込みを減少させることなぐスパッタの低 減が可能となる。
炭酸ガスは、電位傾度が比較的高いガスであるため、アークが緊縮してワイヤ先端 に集中し、アーク圧力によって溶融池が掘り下げられて溶け込みを深くする。タンデ ム GMA溶接の溶け込みに対しては、溶接時に先行し母材面を直接加熱する先行ァ ークの影響が大きぐ先行電極のシールドガス中の炭酸ガスの濃度によって溶け込 みはほぼ決まると考えられる。
言い換えれば、先行電極用シールドガスの炭酸ガスの濃度が同一であれば、溶け 込みは後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度にほとんど依存しないと考えら れる。また、後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度を低くしてアルゴンガスリツ チにすることにより、溶滴の離脱性が良くなり、後行電極によるスパッタ発生量が少な くなるため全体としてのスパッタ発生量を少なくすることができる。
[0017] 本発明の溶接用トーチにおいては、ノズルの内部に複数の電極を設け、かつノズ ル内の先行電極と後行電極との間に仕切りを設けた。これにより、異なる組成のシー ルドガスをノズル内で混合することなぐ先行電極と後行電極とに供給することができ 、シールドガスの効果を最大限に発揮することが可能となる。
また、溶接トーチに保護カバーを取り付け、さらにこの保護カバーにシールドガスノ ズノレを取り付け、このシールドガスノズルからシールドガスを供給することにより、溶融 池を大気から遮断することが可能となり、酸化ゃ窒化およびブローホール等の溶接 欠陥を低減することが可能となる。
また、実際の溶接施工では、溶接トーチの進行方向は適宜変更されるため、先行- 後行電極が入れ替わる。本発明の溶接装置においては、溶接の進行方向の変更に 合わせて、先行電極となる電極に先行電極用シールドガスを、後行電極となる電極 に後行電極用シールドガスを供給するガス切替装置を設けた。これにより、溶接の進 行方向の制約を受けることなぐ先行 ·後行電極に同一ガス組成のシールドガスを用 いる方法と同等の自由度を確保することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の溶接方法に用いられる溶接装置の一例を示す概略構成図である。 [図 2]図 1の溶接装置の溶接トーチの第 1の例を示す概略構成図である。
[図 3]溶接トーチの第 2の例を示す概略構成図である。
[図 4]溶接トーチの第 3の例を示す概略構成図である。
[図 5]溶接トーチの第 4の例を示す概略構成図である。
符号の説明
[0019] 1 :制御装置 2 :先行電極溶接電源
3：後行電極溶接電源 4：先行電極溶接ワイヤ供給装置
5：後行電極溶接ワイヤ供給装置 6：溶接トーチ
7：先行電極用シールドガス供給源 8：後行電極用シールドガス供給源
9, 10 :管 11 :ノス、ノレ
12：先行電極 13：後行電極
14 :先行電極用導入口 15 :後行電極用導入口
16 :先行流路 17 :後行流路
19 :仕切板 20 :保護カバー
21：シールドガスノズノレ 22：ガス切替装置
A, B :溶接ワイヤ C :ワーク
発明を実施するための最良の形態
[0020] 図 1は本発明のタンデム GMA溶接方法に用いられる溶接装置の一例を示すもの であり、図 2はその溶接装置に用いられる溶接トーチの第 1例を示す。
図 1において、符号 1は、制御装置を示す。この制御装置 1は、溶接電流値、溶接 電圧値、および溶接ワイヤの送出速度等を制御する制御信号を、先行電極溶接電 源 2、後行電極溶接電源 3、先行電極溶接ワイヤ供給装置 4、および後行電極溶接ヮ ィャ供給装置 5にそれぞれ送出し、これらの動作を個別に制御する。また溶接進行 方向の変更に伴い、ガス切替え装置 22へガス切り替えを制御する制御信号を送出 する。
[0021] 先行電極溶接電源 2および後行電極溶接電源 3からは、それぞれ所定の溶接電流 が先行電極溶接ワイヤ供給装置 4および後行電極溶接ワイヤ供給装置 5に送られる 。さらに、これら先行電極溶接ワイヤ供給装置 4および後行電極溶接ワイヤ供給装置 5から所定の供給速度でそれぞれ先行電極および後行電極に向けて送り出される溶 接ワイヤ Aおよび溶接ワイヤ Bに、上記溶接電流がそれぞれ印加される。
溶接ワイヤ Aおよび Bには、 JIS Z 3312に規定する軟鋼 MAG溶接用ソリッドワイ ャ全般（YGW11〜YGW19)が用!/ヽられる。
[0022] また、溶接トーチ 6には、先行電極用シールドガス供給源 7および後行電極用シー ルドガス供給源 8から、ガス切替装置 22を経由して、それぞれ先行電極用シールド ガスおよび後行電極用シールドガスが個別に所定の流量にて管 9および 10を介して 供給されるようになってレ、る。
ガス切替え装置 22は、制御装置 1からの信号を受け、先行電極側に先行電極用シ 一ルドガスを、後行電極側に後行電極用シールドガスを供給するように、溶接方向に 合わせて管 9および管 10へ適したシールドガスを切り替えて供給する。
[0023] 図 2は、上記溶接トーチ 6の第 1の例を示す。
この溶接トーチ 6は、上記 2種のシールドガスをワーク Cに向けて噴射する覆い状の ノズル 11と、このノズル 11内に所定の間隔を配して溶接方向に沿って前後に並んで 配置された先行電極 12および後行電極 13と、ノズル 11内に先行電極用シールドガ スおよび先行電極溶接ワイヤ Aを送給する先行電極用導入口 14と、後行電極用シ 一ルドガスおよび後行電極溶接ワイヤ Bを送給する後行電極用導入口 15とを具備し ている。
[0024] また、ノズル 11内には、先行電極 12の溶接方向前方側に先行電極用シールドガス が流れる先行流路 16が形成され、後行電極 13の溶接方向後方側に後行電極用シ 一ルドガスが流れる後行流路 17が形成されている。先行電極用導入口 14から導入 された先行電極用シールドガスが先行流路 16に流れ、後行電極用導入口 15から導 入された後行電極用シールドガスが後行流路 17に流れ、ワーク Cに向けてそれぞれ 噴出される。
[0025] さらに、先行電極用導入口 14から導入された先行電極溶接ワイヤ Aが先行電極 12 内に形成された貫通孔を通って送出される。後行電極用導入口 15から導入された 後行電極溶接ワイヤ Bが後行電極 13内に形成された貫通孔を通って送出される。
[0026] また各電極の角度は自由に選択可能である力 図 2に示した例では、先行電極 12 が溶接方向前方側にわずかに傾斜し、後行電極 13が溶接方向後方側にわずかに 傾斜している。これに伴ってそれぞれの電極 12および 13から送り出される溶接ワイ ャ Aおよび Bもそれぞれわずかに傾斜し、ワーク Cの鉛直方向に対してそれぞれ 4度 程度傾斜している。
[0027] 上記構造を有するノズル 11の先行流路 16から先行電極用シールドガスが流れ、 後行流路 17から後行電極用シールドガスが流れて、ワーク Cに向かって吹き出され る。各電極 12および 13からはそれぞれ溶接ワイヤ Aおよび Bが送出されるとともに、 各電極 12および 13に溶接電流が印加されてアークが形成される。この状態で溶接ト ーチ 6がワーク Cに対して相対的に図示の溶接方向に移動する。
[0028] これにより、先行電極 12およびそれによるアークが先行電極用シールドガスで包囲 され、後行電極 13およびそれによるアークが後行電極用シールドガスで包囲され、 それぞれ大気から遮断される。
[0029] 本発明の溶接方法では、先行電極用シールドガスと後行電極用シールドガスにと は、それぞれ組成が異なる。
先行電極用シールドガスには、アルゴンガスと炭酸ガスとの二種混合ガスまたはァ ルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスを用いる。
[0030] この先行電極用シールドガスにおける炭酸ガス濃度は、 5vol. %以上 40vol. %未 満が好ましぐ 10vol. %以上 30vol. %以下がより好ましい。炭酸ガス濃度が 5vol.
%未満ではアークが不安定かつ溶け込みが不十分となり、 40vol. %以上ではスパ ッタの低減効果がなくなる。特に 30vol. %以下において、アーク安定性とスパッタ低 減効果が良好である。
また先行電極用シールドガス中の酸素ガス濃度は、 0vol. %以上 10vol. %以下 が好ましぐ 5vol. %以下がより好ましい。酸素ガス濃度が 10vol. %を越えるとスパッ タおよびスラグが増し、かつ継手の機械的性質が劣化する。
[0031] 一方、後行電極用シールドガスには、アルゴンガス単体、アルゴンガスと炭酸ガスと の二種混合ガス、アルゴンガスと酸素ガスとの二種混合ガス、またはアルゴンガスと炭 酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスを用いる。
後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度は Ovol. %以上 37vol. %未満が好 ましい。
後行電極用シールドガス中の酸素ガスの濃度は Ovol. %以上 10vol. %未満が好 ましぐ 5vol. %以下がより好ましい。
[0032] さらに、後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が、先行電極用シールドガス 中の炭酸ガスの濃度より低くなるように、両者のシールドガス組成が定められる。両者 のシールドガス中の炭酸ガス濃度の差は、 3vol. %以上が好ましぐ 5vol. %以上が より好ましい。両者のシールドガス中の炭酸ガス濃度の差が 3vol. %未満では、スパ ッタ低減効果が不十分となる。一方、特に 5vol. %以上ではスパッタ低減効果が良 好である。
[0033] このように、先行電極用シールドガスの組成と後行電極用シールドガスの組成とを 相違させ、後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が、先行電極用シールドガ ス中の炭酸ガスの濃度より低くなるように設定することで、溶け込みを減少させること なぐ溶滴の移行が安定になり溶接中に発生するスパッタを低減させることが可能で ある。
なお本発明のタンデムガスメタルアーク溶接方法は、図 2に示すトーチ形状以外に も、ノズルが電極ごとに独立しているタンデム GMA溶接トーチにも適用可能である。
[0034] 図 3は、本発明の溶接方法に用いられる溶接トーチの第 2の例を示すものである。
図 3では、図 2と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
図 3に示される溶接トーチ 6には、先行電極 12と後行電極 13との間であってノズノレ 11のほぼ中央にこれら電極 12および 13を仕切る仕切板 19が設けられている。この 点で図 3に示されているトーチ 6は、図 2にしめされるトーチと異なる。この仕切板 19 の材料には、耐火性および耐熱性のある樹脂等が使用される。
[0035] このような仕切板 19を設けることで、ノズル 11内で先行電極用シールドガスと後行 電極用シールドガスとが混じり合うことがなくなり、そのシールドガスが有する効果を 最大限に発揮することができる。
[0036] 図 4は本発明に力、かる溶接トーチの第 3の例を示し、図 5は同じく第 4の例を示すも のである。第 3の例の溶接トーチ 6は、ノズル 11の溶接方向の後方側にドーム状の保 護カバー 20が取り付けられている。第 4の例の溶接トーチ 6は、さらに上記保護カバ 一 20にシールドガスノズル 21が取り付けられている。
[0037] 従来の 1本のワイヤを用いた GMA溶接の溶融池と比較して、タンデム GMA溶接 における溶融池の長さは長い。このため、従来の溶接トーチでは溶接方向後方の溶 融池を充分シールドできなかった。
第 3の例では、溶接トーチ 6の後方に保護カバー 20を取り付け、溶融池全体を大気 力、らシールドするようにシールドガスを供給することにより、溶接金属の酸化および窒 化、並びにブローホール等の溶接欠陥を防ぐことが可能になる。
[0038] これよりもさらにシールド性を良好にしたい場合には、第 4の例のように、保護カバ 一 20の上部にシールドガスノズル 21を取り付け、保護カバー 20内部に直接シール ドガスを供給することで対応できる。
このシールドガスノズル 21に供給するシールドガスとしては、アルゴンガス、ヘリウム ガス、アルゴンガスとヘリウムガスとの二種混合ガス、アルゴンガスと炭酸ガスとの二 種混合ガス、またはアルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスとの三種混合ガスを用いること ができる。
なお、本発明の溶接用トーチは、図 2〜図 5に示される第;!〜 4の形状に限定される ことはなぐ例えばノズルが電極ごとに独立しているタンデム GMA溶接トーチとしても よい。
実施例
[0039] 本発明の効果を確認するため、図 1および図 2に示すタンデム GMA溶接装置およ び溶接トーチを用いて以下の条件でビードオンプレート溶接を行い、スパッタ発生量 および溶け込み具合を評価した。
先行電極用シールドガスおよび後行電極用シールドガスとして、アルゴンガスと炭 酸ガスとの二種混合ガスを使用し、組成を代えて溶接中に発生するスパッタをスパッ タ捕集箱を用いて全量捕集して測定した。なお、先行電極用シールドガスと後行電 極用シールドガスの流量はそれぞれ 25L/min.とした。
[0040] 溶接ワイヤは、直径 1 · 2mmのソリッドワイヤ (YGW11)を用いた。
軟鋼溶接電流は、両電極共に設定値を 325Aとし、アーク電圧はそれぞれのシー ルドガス組成において、短絡からスプレー領域に変化する境界電圧に調整した。母 材は JIS G 3101に規定される一般構造用圧延鋼材である SS400 (板厚 12mm)を 使用した。
[0041] トーチ姿勢は垂直とし、先行電極と後行電極との電極間距離を 19mm、各電極の 角度は図 2に示すとおり鉛直方向に対し 4度であり、合わせて 8度、チップ母板間距 離を 25mmとした。
[0042] 先行電極用シールドガスおよび後行電極用シールドガスの炭酸ガス濃度を 0、 2、 5 、 10、 20、 30、および 40νο1· %としてスパッタ発生量を測定した。その結果を表 1に 示す。
表 1中の各欄の上段に記載の数字はサンプル番号である。 No. ；!〜 10および 27 〜30は本発明の範囲である。 No. 11— 25, 26、および 31は本発明外の範囲であ 下段の英字は先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度による区分を示し、 A、 B 、 D、 E、および Fは、それぞれ炭酸ガス濃度が 5、 10、 20、 30、および 40vol. %で ある場合を不す。
下段の数字は、スパッタの評価を示す。 3を基準として、数字が大きくなるほどスパッ タ発生量の低減効果があることを示す。
また、下段の「X」はアークが不安定で測定が不可能であることを示し、「一」は評価 対象外であることを示す。
[0043] [表 1]
先行電極用シ-一ルドガス中の
K酸ガス濃度 （vol.%)
ド力電極行用シルー
ガ度酸濃炭 (スlvo. 2 5 10 20 30 40
26 27 28 29 30 31
0
Θ X A - 4 B-4 D-5 E-6 F-3
11 1 2 3 4 21
2
X A-4 B-4 D-5 E-5 F-3
6 7 20
5 ― 12 5
A-3 B-4 D - 4 E-5 F-3
13 8 9 19
10 一 22
A - 2 B-3 D - 4 E-4 F-3
18
20 ― ― 23 14 10
B-2 D-3 E-4 F-3
17
30 ― 一 ― 24 15
D-2 E - 3 F-3
40 一 ― ― ― 25 16
E-2 F— 3 次に、先行電極用シールドガスおよび後行電極用シールドガスの炭酸ガス濃度を 0 、 2、 5、 10、 20、 30、 40vol. %として溶け込みを評価した。その結果を表 2に示す。 溶け込み深さについては、一般的に溶接対象により様々な基準が存在し、溶接対 象ごとに要求される溶け込み深さおよび合否判定は異なる。本実施例の表 2におい ては、サンプル番号 No. 13を表 2全体に対する評価基準とした。
なお、表 2中の各欄の上段に記載の数字は、表 1と同様に、サンプル番号であり、 N o. 1— 10,；、よび 27〜30ίま本宪明の範囲であり、 No. 1 1〜25、 26、；、よび 31 ίま 本発明外の範囲である。下段は溶け込み具合の評価結果を示す。溶け込み具合の 評価基準は以下の通りである。
◎:深い溶け込み
〇：やや深い溶け込み
口：基準の溶け込み
△:やや浅い溶け込み
X：浅い溶け込み
なお、表 2中の「―」は、表 1中の「―」と同様に、評価対象外であることを示す。 なお、溶接対象により Νο· 12や Νο· 14を基準としてもよく、 No. 13を基準とするこ とにこだわるものではない。本実施例において示される発明の効果は、先行電極用 シールドガスと後行電極用シールドガスとに同組成ガスを適用した No. 11、 Nol 2、 No. 13、Nol4、No. 15、 No. 16を各々の基準とし、後行電極用シールドガス中の 炭酸ガス濃度を変更した場合にぉレ、て、溶け込みが減少することがなレ、事実を示し たものである。
Νο1、Νο· 12、 No. 22、 No. 27に示される Δは溶け込み不足を示しているもので はなぐ Νο· 12に比較し No. 1 , No. 27が溶け込みを減少させないことを表している
〇
[表 2]
Figure imgf000015_0001
[0046] 表 1に示される結果から、後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度を先行電 極用シールドガスよりも低くした方力 スパッタ発生量を少なくできることがわかる。例 えば、先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度を 20vol. %にした場合（No. 2 4、 No. 14、 No. 8、 No. 6、 No. 3、 No. 29)、後行電極用シールドガス中の炭酸 ガスの濃度が、 10vol. %、 5vol. %、 2vol. %、および 0vol. %の場合、スパッタ発 生量が少なレ、ことがわかる。先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が 5vol. %、 10vol. %、および 30νο1· %の場合においても同様のことが言える。
[0047] また、表 2に示される結果から、後行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度を先 行電極用シールドガスよりも低くした場合、溶け込みがほとんど減少しないことがわか [0048] さらに、表 2に示されるように、 No. 11および No. 26は溶け込みが浅く不適当であ る。また、アークが不安定となりビード外観が悪かった。これは、先行電極用シールド ガス中の炭酸ガス濃度が低いためであると思われる。よって、先行電極用シールドガ ス中の炭酸ガス濃度は 5vol. %以上が好ましい。
[0049] さらに、得られたデータをより詳細に以下の通り分析した。
先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度を 30vol. %とした場合、表 2に示され るように、 No. 15および No. 10ともに溶け込みが深いが、表 1に示されるように、 No . 15と比較して、 No. 10はスパッタが少ない。そこで、これらの結果を考慮して No- 10を適当、そして No. 15を不適当と判断した。
[0050] 先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度が 5vol. %、 10vol. %、および 20vol . %の場合も同様に、溶け込みが深くかつスパッタ低減効果が得られるか否力、という 観点、力、ら、 No. 12、 No. 13、および No. 14を不適当であると半 IJ断した。
[0051] No. 16— 21 ,および 31は、表 1にしめされるように、後行電極用シールドガス中の 炭酸ガスの濃度を下げてもスパッタ発生量はほとんど変わらず低減させることができ ないため不適当とした。
先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が 40vol. %以上になると、ワイヤ先 端の溶滴に作用する反力が溶滴に力、かる重力に対して過大となり、溶滴がワイヤ先 端から離脱し難くなり、ワイヤ先端で溶滴が肥大化して溶融プールと接触してスパッ タが増加する。これは、先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度が高ぐ電流電 圧を調整しても溶滴がスプレー移行せずに短絡移行が混在した溶滴移行となったた めであると考える。
[0052] これらの実験結果から、先行電極用シールドガス中の炭酸ガスの濃度は 5vol. % 以上 40vol. %未満が好ましぐ 10vol. %以上 30vol. %以下がより好ましいことが 明らかである。
なお、要求される溶け込みは対象の板厚によって変化する。
先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度が 20vol. %程度から 30vol. %程度の 場合は、厚板でスパッタ低減効果と深レ、溶け込みを得たレ、場合に適して!/、ると考えら れる。
先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度が 10vol. %程度から 20vol. %程度の 場合は、薄板で溶け込みをあまり必要とせず、スパッタ低減効果を重視する場合に 適していると考えられる。
先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度が 5vol. %程度から 10vol. %程度の 場合は、さらなる極薄板であり、溶け落ちが生じ易い溶接対象に限り、スパッタ低減 効果を重視した適用が可能であると考えられる。
産業上の利用可能性
[0053] 本発明のタンデムガスメタルアーク溶接方法にあっては、溶け込みを減少させること なぐ溶接中に発生するスパッタを低減させることが可能である。これにより、スパッタ 除去作業の軽減化をはかることができ、溶接工程におけるコストを削減することができ る。さらには、溶滴の移行が安定になり溶け込みを減少させることなぐスパッタを低 減できる。
[0054] さらに、本発明のタンデムガスメタルアーク溶接用トーチおよび溶接装置にあって は、ノズル内で混合することなぐ先行電極と後行電極とに異なる組成のシールドガス を供給することができ、したがってシールドガスの効果を最大限に発揮することが可 能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 先行電極と後行電極とを使用するタンデムガスメタルアーク溶接方法にお!/、て、 上記先行電極に供給する先行電極用シールドガス力 アルゴンガスと炭酸ガスの 二種混合ガス、またはアルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスの三種混合ガスであり、 上記後行電極に供給する後行電極用シールドガスカ、アルゴンガス単体、アルゴン ガスと炭酸ガスの二種混合ガス、アルゴンガスと酸素ガスの二種混合ガス、またはァ ルゴンガスと炭酸ガスと酸素ガスの三種混合ガスであり、
上記後行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度を、上記先行電極用シールドガス 中の炭酸ガス濃度より低くすることを特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接方法。
[2] 前記先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度が 5vol. %以上 40vol. %未満で あり、前記先行電極用シールドガス中の酸素ガス濃度が 0以上 10vol. %以下である ことを特徴とする請求項 1記載のタンデムガスメタルアーク溶接方法。
[3] 前記先行電極用シールドガス中の炭酸ガス濃度と、前記後行電極用シールドガス 中の炭酸ガス濃度との差が 3%以上であり、前記後行電極用シールドガス中の酸素 ガスの濃度が 0以上 10vol. %以下であることを特徴とする請求項 2記載のタンデム ガスメタルアーク溶接方法。
[4] 溶接進行方向の反転に合わせて、先行電極となる電極に前記先行電極用シール ドガスを供給し、後行電極となる電極に前記後行電極用シールドガスを供給するよう にガス切替を行う請求項 1記載のタンデムガスメタルアーク溶接方法。
[5] 請求項 1記載の溶接方法に用いる溶接トーチであり、
トーチが、ノズルの内部に複数の電極を具備し、さらに先行電極用シールドガスと 後行電極用シールドガスとの混合を防止する仕切りを具備することを特徴とするタン デムガスメタルアーク溶接用トーチ。
[6] 請求項 1記載の溶接方法に用いる溶接トーチであり、
溶接進行方向の後方に、溶融池をシールドするための保護カバーを設けたことを 特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接用トーチ。
[7] 前記保護カバーが、シールドガスノズルを具備することを特徴とする請求項 6記載 のタンデムガスメタルアーク溶接用トーチ。 先行電極と後行電極とを有する溶接トーチと、それぞれの電極にシールドガスを供 給するシールドガス供給源とを備えたタンデムガスメタルアーク溶接装置において、 上記先行電極に供給するシールドガスと、上記後行電極に供給するシールドガスと を切替える装置を備えたことを特徴とするタンデムガスメタルアーク溶接装置。
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