WO2012117808A1 - ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置 - Google Patents

ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012117808A1
WO2012117808A1 PCT/JP2012/052605 JP2012052605W WO2012117808A1 WO 2012117808 A1 WO2012117808 A1 WO 2012117808A1 JP 2012052605 W JP2012052605 W JP 2012052605W WO 2012117808 A1 WO2012117808 A1 WO 2012117808A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
molten pool
welding
trailing
filler wire
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/052605
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
横田　泰之
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Priority to CN201280008855.8A priority Critical patent/CN103370163B/zh
Priority to KR1020137022673A priority patent/KR101538249B1/ko
Publication of WO2012117808A1 publication Critical patent/WO2012117808A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • 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
    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0229—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member being situated alongside the workpiece
    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0241—Attachments between the welding or cutting element and the carriage
    • 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
    • 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
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • 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
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
    • B23K9/0256—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams for welding ribs on plates
    • 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
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • 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
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the present invention relates to a gas shield arc welding method and welding apparatus using a leading electrode and a trailing electrode.
  • the leg length of fillet weld beads in the shipbuilding and bridge fields is often designed according to the plate thickness.
  • CSR common structural rules
  • the application of common structural rules (CSR) tends to increase the plate thickness, and improvements in technology for welding members with large plate thickness and higher efficiency are required.
  • the leg length of the weld bead increases.
  • a welding method for forming a large-leg weld bead a welding wire is used as a leading electrode and a trailing electrode, both electrodes are moved in parallel, and a single molten pool is formed by the leading electrode and the trailing electrode.
  • There is a one-pool type gas shielded arc welding method see, for example, Patent Document 1).
  • a two-pool gas shield arc welding method and welding apparatus capable of forming a large-leg weld bead satisfactorily and efficiently even when the above-described problems are solved and the welding speed is increased.
  • the issue is to provide.
  • the present invention uses a welding wire as a leading electrode and a trailing electrode, and forms and welds a first molten pool by the leading electrode and a second molten pool by the trailing electrode.
  • a gas shielded arc welding method is characterized in that the distance between the leading electrode and the trailing electrode is set to 50 to 150 mm and a filler wire is inserted into the first molten pool for welding.
  • another configuration of the present invention is a gas shielded arc welding apparatus, which is disposed between a leading electrode and a trailing electrode using a welding wire and between the leading electrode and the trailing electrode.
  • the leading electrode and the trailing electrode are set to have a distance between the electrodes such that a first molten pool by the leading electrode and a second molten pool by the trailing electrode are formed.
  • the filler wire is disposed at a predetermined distance from the preceding electrode so as to be inserted into the first molten pool.
  • the filler wire is inserted into the first molten pool by the leading electrode, whereby the temperature of the first molten pool is lowered and solidification is promoted. Therefore, it is possible to form a good weld bead in which the first molten pool is appropriately formed and no undercut or overlap occurs.
  • the 2nd fusion pool by a back electrode is formed in a suitable shape on the welding bead by a preceding electrode. Therefore, even if the welding current is increased in order to increase the welding speed, a weld bead having a large leg length (for example, 8 mm or more) can be satisfactorily formed, and a work for reworking is not required. The working efficiency when forming the bead can be increased.
  • the succeeding electrode can reach the welded portion of the preceding electrode after the first molten pool is sufficiently solidified.
  • the slag generated in the welded part is difficult to energize, the arc is easily extinguished on the solidified slag.
  • the trailing electrode reaches the welded portion of the leading electrode, so that the arc of the trailing electrode can be generated stably.
  • the filler wire is disposed 10 to 50 mm behind the preceding electrode.
  • the filler wire can be prevented from being melted by the arc heat of the leading electrode, and the temperature of the first molten pool can be set by the filler wire. It can be lowered effectively.
  • the distance between the leading electrode and the filler wire to 50 mm or less, it is possible to prevent the first molten pool from being solidified before the filler wire insertion position, and the filler wire is melted into the first melt. Can be reliably inserted into the pool.
  • the filler wire is disposed 10 mm or more forward with respect to the succeeding electrode.
  • the filler wire can be prevented from being melted by the arc heat of the succeeding electrode, and the filler wire can prevent the first molten pool from being melted.
  • the temperature can be effectively lowered.
  • the welding method described above it is preferable to control the solidification rate of the first molten pool by passing an electric current through the filler wire.
  • the welding heat input increases, so the value of the current flowing through the filler wire is reduced, and the temperature of the filler wire is lowered, so that the first molten pool The coagulation of the can be promoted.
  • the welding heat input becomes small and the weld bead tends to have a convex shape. Therefore, by increasing the current flowing through the filler wire and increasing the temperature of the filler wire, The weld bead can be formed smoothly by delaying solidification of the first molten pool.
  • the current flowing through the filler wire is set to 200 A or less, the current flowing through the leading electrode is set to 300 to 550 A, and the current flowing to the trailing electrode is set to 200 to 400 A.
  • solidification of the first molten pool can be more effectively promoted by the filler wire.
  • production of an undercut and an overlap can be suppressed more by restrict
  • At least one additional electrode using a welding wire is disposed in front of the preceding electrode, and the first molten pool is formed by the leading electrode and the additional electrode, At least one additional electrode using a welding wire may be arranged behind the electrode, and the second molten pool may be formed by the trailing electrode and the additional electrode.
  • the cooling effect of the first molten pool can be enhanced.
  • a good welding bead is formed, Since the second molten pool of the trailing electrode can be formed in an appropriate shape on the weld bead of the leading electrode, a large leg length weld bead can be formed well and efficiently, improving productivity. Can be made.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of the welding apparatus of the present embodiment, in which (a) is a view taken along the line AA in FIG. It is the perspective view which showed the aspect which welds a lower board and a standing board using the welding apparatus of this embodiment. It is the schematic block diagram which showed the welding apparatus of this embodiment. It is sectional drawing which showed the weld bead formed with the welding apparatus of this embodiment. It is the flowchart which showed each step of the welding method of this embodiment.
  • FIG. 1 a welding apparatus 1 for fillet welding corners of a lower plate 2 installed horizontally and a standing plate 3 arranged vertically on the upper surface of the lower plate 2.
  • the welding method will be described as an example.
  • the welding apparatus 1 of the present embodiment supplies current to the torches 10, 20, 30, the support body 40 that supports the torches 10, 20, 30, and the torches 10, 20, 30. And a power supply device 50 to be supplied.
  • Each torch 10, 20, 30 is configured such that the leading electrode 11, the trailing electrode 21, and the filler wire 31 are fed from a supply device (not shown).
  • This welding apparatus 1 performs gas shielded arc welding, and a configuration for supplying current to the torches 10, 20, and 30 and a configuration for injecting inert gas are the same as those of known gas shielded arc welding apparatuses. Since the configuration is used, detailed description thereof is omitted.
  • the support 40 includes a vertical member 41 that is vertically raised, and two arm members 42 and 42 that extend horizontally from the left and right corners of the lower end of the vertical member 41. It is equipped with.
  • a set of three torches 10, 20, and 30 are attached to the arm member 42 via a position adjusting mechanism 60 described later.
  • the torches 10, 20, and 30 are juxtaposed from the distal end side to the proximal end side of the arm member 42, and the torches 10, 20, and 30 of the both arm members 42 and 42 are opposed to the left and right.
  • the torches 10, 20, and 30 are arranged along the left and right corners of the lower plate 2 and the upright plate 3. Furthermore, the support body 40 can be moved in the longitudinal direction of the lower plate 2 and the upright plate 3 by a drive mechanism (not shown). Therefore, by moving the support body 40, each torch 10, 20, 30 can be moved along the corners of the lower plate 2 and the upright plate 3.
  • the torches 10, 20, and 30 are cylindrical members into which the leading electrode 11, the trailing electrode 21, and the filler wire 31 are fed. Are arranged side by side.
  • the leading electrode 11, the trailing electrode 21, and the filler wire 31 are welding solid wires or flux-cored wires.
  • the leading electrode 11 is fed into the leading torch 10, the trailing electrode 21 is fed into the trailing torch 20, and the filler wire 31 is fed into the intermediate torch 30.
  • the torches 10, 20, and 30 are provided with cylindrical contact chips (not shown). Then, both the electrodes 11, 21 and the filler wire 31 sent to the torches 10, 20, 30 are inserted into the contact chips and protrude from the tip portions (lower end portions) of the torches 10, 20, 30.
  • the power supply device 50 includes a distribution board 51 attached to the front surface of the vertical member 41, and a power supply cable 52 that connects the distribution board 51 to each of the torches 10, 20, and 30 (see FIG. 2A). And.
  • the power feeding cable 52 is connected to the base end portions (upper end portions) of the torches 10, 20, and 30. Then, the current supplied from the power source (not shown) to the switchboard 51 is converted into a predetermined current value in the switchboard 51 and then supplied to each of the torches 10, 20, 30 through the power supply cable 52, and both are connected via the contact chip. It is supplied to the electrodes 11 and 21 and the filler wire 31.
  • an electric current value can also be controlled by the remote controller attached to the power supply.
  • a current of 300 to 550 A is supplied to the leading electrode 11 and a current of 200 to 400 A is supplied to the trailing electrode 21.
  • the filler wire 31 is configured not to pass a current or to pass a current of 200 A or less.
  • the polarity of the filler wire 31 may be either DC positive polarity or DC reverse polarity.
  • the position adjustment mechanism 60 is provided on the upper surface of the arm member 42, and supports the torches 10, 20, and 30 by holding the power supply cable 52.
  • the position adjustment mechanism 60 includes two upper and lower guide members 61 and 61, two left and right guide members 62 and 62, and a holding member 63.
  • the upper and lower guide members 61 and 61 are erected on the upper surface of the arm member 42 on both front and rear sides of the torches 10, 20, and 30, as shown in FIG.
  • the vertical guide member 61 is provided with a rotation shaft 61a arranged vertically.
  • a screw groove is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 61a, and the rotating shaft 61a can be rotated by rotating a dial (not shown).
  • the left and right guide members 62 and 62 are formed with screw holes into which the rotary shafts 61a and 61a of the upper and lower guide members 61 and 61 are screwed. That is, a feed screw mechanism is configured to move the left and right guide members 62 up and down by rotating the rotary shafts 61 a and 61 a of the upper and lower guide members 61 and 61. Further, as shown in FIG. 2A, the left and right guide member 62 is provided with a rotation shaft 62a arranged horizontally on the left and right. A screw groove is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 62a, and the rotating shaft 62a can be rotated by rotating a dial (not shown).
  • a feed screw mechanism is configured to move the holding member 63 left and right by rotating the rotation shafts 62a and 62a of the left and right guide members 62 and 62, respectively.
  • the holding member 63 is provided with three holding holes through which the lower portion of the power supply cable 52 is inserted in the front-rear direction.
  • the torch 10, 20, 30 is supported by the holding member 63 by fixing the power feeding cable 52 to the holding hole.
  • Each torch 10, 20, 30 is inclined with respect to the vertical direction, and the tips of both electrodes 11, 21 and filler wire 31 are directed to the corners of lower plate 2 and upright plate 3.
  • the left and right guide members 62 and the holding member 63 of the position adjusting mechanism 60 are moved up and down and left and right to each torch 10, 20, 30.
  • the distance between the corners of the lower plate 2 and the upright plate 3 and the tips of both the electrodes 11 and 21 and the filler wire 31 can be adjusted.
  • the inter-electrode distance between the leading electrode 11 and the trailing electrode 21 is set to 50 to 150 mm.
  • the filler wire 31 is disposed 10 to 50 mm behind the leading electrode 11.
  • the wire aiming position of the leading electrode 11 is set on the lower plate 2 side with respect to the corners of the lower plate 2 and the standing plate 3, and the wire aiming position of the trailing electrode 21 is set to the corner. It is set on the upright plate 3 side with respect to the part.
  • the distance between the leading electrode 11 and the trailing electrode 21 is set to 50 to 150 mm. Further, the filler wire 31 is disposed 10 to 50 mm behind the preceding electrode 11, and the filler wire 31 is disposed 10 mm or more ahead of the trailing electrode 21 (step S1).
  • the position adjusting mechanism 60 shown in FIG. 2A adjusts the distance between the distal ends of the electrodes 11 and 21 and the filler wire 31, and the corners of the lower plate 2 and the upright plate 3 (step S2). .
  • a current of 300 to 550 A is supplied to the leading electrode 11 from the power feeding device 50 (see FIG. 1), and a current of 200 to 400 A is supplied to the trailing electrode 21 to generate arcs on both electrodes 11 and 21. Further, no current is passed through the filler wire 31, or a current of 200 A or less is passed (step S3).
  • the trailing electrode 21 reaches the welded portion by the leading electrode 11 after the first molten pool 15 is sufficiently solidified. Therefore, in the welding apparatus 1, two-pool gas shield arc welding is performed in which the first molten pool 15 formed by the leading electrode 11 and the second molten pool 25 formed by the trailing electrode 21 are formed apart from each other.
  • interval of the precedence electrode 11 and the filler wire 31 is set to 50 mm or less, and the filler wire 31 is arrange
  • the filler wire 31 is inserted into the first molten pool 15.
  • the second molten pool 25 made of the trailing electrode is formed on the weld bead made by the leading electrode 11.
  • the 1st fusion pool 15 and the 2nd fusion pool 25 are formed in the position shifted to the lower board 2 side and the standing board 3 side.
  • a weld bead 26 having a large leg length is formed by overlapping a weld bead 26 having a trailing electrode 21 on a weld bead 16 having a leading electrode 11.
  • the electrodes 11 and 21 and the filler wire 31 are moved to predetermined positions at the corners to complete the welding (step S5). .
  • the welding apparatus 1 and the welding method described above have the following operational effects. As shown in FIG. 3, when an electric current is passed through the leading electrode 11 and the trailing electrode 21 to generate an arc and the electrodes 11 and 21 are moved in parallel, the first molten pool 15 and the trailing electrode 11 formed by the leading electrode 11 are moved. A second molten pool 25 is formed by the electrode 21.
  • the filler wire 31 is inserted into the first molten pool 15, whereby the temperature of the first molten pool 15 is lowered and solidification is promoted. Therefore, the 1st fusion pool 15 is formed appropriately and the favorable weld bead 16 which does not produce an undercut and an overlap can be formed. Thereby, the 2nd fusion pool 25 is formed in the suitable shape on the weld bead 16 by the preceding electrode 11. FIG. Therefore, even if the welding current is increased in order to increase the welding speed, it is possible to satisfactorily form a large leg length weld bead and eliminate the need for reworking, thus forming a large leg length weld bead. When working efficiency can be increased.
  • a weld bead having a leg length of 5 mm or more is formed, but particularly suitable for forming a weld bead having a large leg length of 8 mm or more. ing.
  • the solidification rate of the first molten pool 15 can be controlled by passing an electric current through the filler wire 31. Specifically, when the welding heat input is large, the solidification of the first molten pool 15 can be promoted by reducing the value of the current flowing through the filler wire 31 and lowering the temperature of the filler wire 31. . Further, when the welding heat input is small, the current flowing through the filler wire 31 is increased, and the temperature of the filler wire 31 is increased, thereby delaying the solidification of the first molten pool 15 and forming the weld bead smoothly. can do. In addition, like this embodiment, when an electric current is not sent through the filler wire 31, or when an electric current of 200 A or less is supplied, solidification of the first molten pool 15 can be effectively promoted by the filler wire 31. .
  • the distance between the leading electrode 11 and the filler wire 31 is set to 10 mm or more, and the distance between the filler wire 31 and the succeeding electrode 21 is set to 10 mm or more. Melting by the arc heat of the trailing electrode 21 can be prevented, and the temperature of the first molten pool 15 can be effectively reduced.
  • the current flowing through the leading electrode 11 is set to 300 to 550 A
  • the current flowing to the trailing electrode 21 is set to 200 to 400 A
  • the heat input amount of both the electrodes 11 and 21 is limited. And occurrence of overlap can be prevented.
  • the distance between the electrodes of the leading electrode 11 and the trailing electrode 21 is set to 150 mm or less.
  • the trailing electrode 21 reaches the welding site before the slag generated at the welding site by the leading electrode 11 solidifies. Therefore, the arc of the trailing electrode 21 can be stably generated at the welding site by the leading electrode 11.
  • the welding apparatus 1 and the welding method of the present embodiment a large leg length weld bead can be obtained efficiently and efficiently by the two-pool gas shield arc welding using the leading electrode 11 and the trailing electrode 21. It can be formed well and productivity can be improved.
  • the welding apparatus 1 of the present embodiment is preferably applied to an automatic fillet welding facility such as a line welder for joining a longitudinal member or a rib to a panel, or a simple traveling cart for fillet welding.
  • an additional electrode using a welding wire may be disposed in front of the leading electrode 11 shown in FIG. 3, and the first molten pool 15 may be formed by the leading electrode 11 and the additional electrode.
  • an additional electrode may be disposed behind the trailing electrode 21 and the second molten pool 25 may be formed by the trailing electrode 21 and the additional electrode.
  • additional electrodes may be arranged both in front of the leading electrode 11 and behind the trailing electrode 21.
  • the number of electrodes when the number of electrodes is added, the amount of welding increases, so that the welding speed can be increased and a weld bead having a larger leg length can be formed.
  • the number of additional electrodes is not limited and can be set as appropriate according to the welding speed and the leg length of the weld bead.
  • the number of filler wires 31 inserted into the first molten pool 15 is not limited, and when the number of filler wires 31 is increased, the cooling effect of the first molten pool 15 can be enhanced.
  • the distance between the preceding electrode and the succeeding electrode is set to 50 to 150 mm, and 50 to 150 mm.
  • the shape of the weld bead was compared with the case where it was set outside the range.
  • (Lower plate and vertical plate) A steel plate having a thickness of 16 mm, a width of 100 mm, and a length of 1000 mm. Apply a primer with a thickness of 40 ⁇ m on the surface. (Shielding gas) 100% carbon dioxide gas is supplied to the leading and trailing electrodes at a flow rate of 25 L / min. The filler wire is not supplied.
  • (Leading electrode and trailing electrode) Uses flux-cored wire. Wire diameter is 1.6mm and wire protrusion is 25mm. The torch angle is 50 °. The front-rear angle is vertical (0 °). The wire aiming position of the leading electrode is 5 mm from the corner to the lower plate side and 0 mm to the standing plate side. The wire aiming position of the trailing electrode is 0 mm from the corner to the lower plate side and 0 mm to the standing plate side. (Filler wire) Use solid wire or flux cored wire. Wire diameter is 1.2mm and wire protrusion is 25mm. The torch angle is 50 °. The wire aiming position is 0 mm from the corner to the lower plate side and 0 mm to the standing plate side.
  • the power supply characteristics of both electrodes are DC reverse polarity, and the power supply characteristics of the filler wire are DC positive polarity or reverse polarity (see Tables 1 to 4).
  • Example 1 to 13 shown in Tables 1 and 2 the distance between the leading electrode and the trailing electrode is set to 50 to 150 mm. In these Examples 1 to 13, As a result, it was possible to form a large-leg weld bead well and to generate an arc well without causing a shape defect such as undercut or overlap in the weld bead.
  • Comparative Example 1 to Comparative Example 3 shown in Tables 3 and 4 when the distance between the leading electrode and the trailing electrode is less than 50 mm, the weld bead is undercut and Overlap occurred. Further, as in Comparative Example 4 to Comparative Example 8, when the distance between the leading electrode and the trailing electrode was larger than 150 mm, the weld bead was overlapped.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

　先行電極と後行電極を用いて、大脚長の溶接ビードを良好かつ効率良く形成することができるガスシールドアーク溶接方法は、先行電極１１による第一溶融プール１５と後行電極２１による第二溶融プール２５とを形成する溶接方法であって、両電極１１，２１の電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定し、第一溶融プール１５にフィラーワイヤ３１を挿入して溶接する。溶接装置は、先行電極１１と後行電極２１との間に配置されたフィラーワイヤ３１を備え、先行電極１１と後行電極２１とは、先行電極による第一溶融プール１５と後行電極２１による第二溶融プール２５とが離れるように電極間距離が設定され、フィラーワイヤ３１は、第一溶融プール１５に挿入されるように、先行電極１１に対して所定の距離を空けて配置されている。

Description

ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置
　本発明は、先行電極および後行電極を用いたガスシールドアーク溶接方法および溶接装置に関する。
　造船や橋梁の分野におけるすみ肉溶接ビードの脚長は、板厚に応じて設計される場合が多い。造船の分野においては、共通構造規則（ＣＳＲ：Common Structural Rules）の適用により、板厚が大きくなる傾向にあり、板厚が大きい部材を溶接する技術の向上および高効率化が求められている。
　一般的に、板厚が大きくなるに従って、溶接ビードの脚長が大きくなる。大脚長の溶接ビードを形成する溶接方法としては、溶接用のワイヤを先行電極および後行電極として使用し、両電極を並行して移動させ、先行電極および後行電極によって一つの溶融プールを形成する１プール方式のガスシールドアーク溶接方法がある（例えば、特許文献１参照）。このような１プール方式の溶接方法によって、大脚長の溶接ビードを形成するためには、溶融プールを大きく形成する必要があるが、溶融プールが大きくなると、重力等の影響によって溶融プールが崩れ易くなるため、大脚長の溶接ビードを良好に形成することが困難である。
　そこで、大脚長の溶接ビードを形成する場合には、先行電極による溶融プールと、後行電極による溶融プールとを形成する２プール方式のガスシールドアーク溶接方法が用いられる（例えば、特許文献２参照）。２プール方式の溶接方法においても、脚長が大きくなるに従って、溶接ビードにアンダーカットやオーバーラップなどの形状不良が生じ易くなる。
　そこで、例えば特許文献３のように、先行電極と後行電極との電極間距離や各電極のワイヤ狙い位置などを規定した２プール方式の溶接方法がある。
特開平２－２８０９６８号公報 特開平９－２７７０８９号公報 特開２００７－２２９７７０号公報
　溶接作業をより高効率化させるためには、溶接速度を高める必要がある。しかしながら、各電極の電極間距離やワイヤ狙い位置などを規定した特許文献３のような従来の溶接方法で、溶接速度を高めるために溶接電流を大きくすると、入熱量が大きくなりすぎて、溶融プールが崩れ易くなるため、溶接ビードにアンダーカットやオーバーラップなどの形状不良が生じ易く、疲労強度が低下するとともに、防錆塗料の塗装性が低下する等の要因となり、手直しが多くなり、生産性を向上させることが難しいという問題がある。
　本発明では、前記した問題を解決し、溶接速度を高めた場合であっても、大脚長の溶接ビードを良好かつ効率良く形成することができる２プール方式のガスシールドアーク溶接方法および溶接装置を提供することを課題とする。
　前記課題を解決するため、本発明は、溶接用ワイヤを先行電極および後行電極として使用し、前記先行電極による第一溶融プールと前記後行電極による第二溶融プールとを形成して溶接するガスシールドアーク溶接方法であって、前記先行電極と前記後行電極との電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定し、前記第一溶融プールにフィラーワイヤを挿入して溶接することを特徴としている。
　また、本発明の他の構成としては、ガスシールドアーク溶接装置であって、溶接用のワイヤを用いた先行電極および後行電極と、前記先行電極と前記後行電極との間に配置されたフィラーワイヤと、前記先行電極および前記後行電極に電流を供給する給電装置と、を備えている。そして、前記先行電極と前記後行電極とは、前記先行電極による第一溶融プールと前記後行電極による第二溶融プールとが形成されるように、電極間距離が設定されている。また、前記フィラーワイヤは、前記第一溶融プールに挿入されるように、前記先行電極に対して所定の距離を空けて配置されている。
　これらの構成では、先行電極による第一溶融プールにフィラーワイヤが挿入されることで、第一溶融プールの温度が低下して凝固が促進される。したがって、第一溶融プールが適切に形成され、アンダーカットやオーバーラップが生じない良好な溶接ビードを形成することができる。これにより、先行電極による溶接ビードの上に、後行電極による第二溶融プールが適切な形状に形成される。したがって、溶接速度を高めるために溶接電流を大きくしても、大脚長（例えば８ｍｍ以上）の溶接ビードを良好に形成することができ、かつ、手直しする作業が不要になるため、大脚長の溶接ビードを形成するときの作業効率を高めることができる。
　また、両電極の電極間距離を５０ｍｍ以上に設定することで、第一溶融プールが十分に凝固された後に、先行電極による溶接部位に後行電極を到達させることができる。
　また、溶接部位に生じたスラグは通電し難いため、凝固したスラグ上ではアークが消弧し易くなるが、両電極の電極間距離を１５０ｍｍ以下に設定することで、先行電極による溶接部位に生じたスラグが凝固する前に、先行電極による溶接部位に後行電極が到達するため、後行電極のアークを安定して発生させることができる。
　前記した溶接方法において、前記フィラーワイヤは、前記先行電極に対して１０～５０ｍｍ後方に配置されることが好ましい。
　このように、先行電極とフィラーワイヤとの距離を１０ｍｍ以上に設定することで、フィラーワイヤが先行電極のアーク熱によって溶融されるのを防ぐことができ、フィラーワイヤによって第一溶融プールの温度を効果的に下げることができる。
　また、先行電極とフィラーワイヤの距離を５０ｍｍ以下に設定することで、フィラーワイヤの挿入位置よりも前で、第一溶融プールの凝固が完了するのを防ぐことができ、フィラーワイヤを第一溶融プールに確実に挿入することができる。
　前記した溶接方法において、前記フィラーワイヤは、前記後行電極に対して１０ｍｍ以上前方に配置されていることが好ましい。
　このように、フィラーワイヤと後行電極との距離を１０ｍｍ以上に設定することで、フィラーワイヤが後行電極のアーク熱によって溶融されるのを防ぐことができ、フィラーワイヤによって第一溶融プールの温度を効果的に下げることができる。
　前記した溶接方法において、前記フィラーワイヤに電流を流して第一溶融プールの凝固速度を制御することが好ましい。
　具体的には、大脚長の溶接ビードを形成する場合には、溶接入熱が大きくなるため、フィラーワイヤに流す電流値を小さくして、フィラーワイヤの温度を低くすることで、第一溶融プールの凝固を促進させることができる。
　また、脚長が小さい溶接ビードを形成する場合には、溶接入熱が小さくなり、溶接ビードが凸形状になり易いため、フィラーワイヤに流す電流を大きくして、フィラーワイヤの温度を高くすることで、第一溶融プールの凝固を遅らせて、溶接ビードを平滑に形成することができる。
　前記した溶接方法において、前記フィラーワイヤに流す電流を２００Ａ以下に設定するとともに、前記先行電極に流す電流を３００～５５０Ａ、前記後行電極に流す電流を２００～４００Ａに設定することが好ましい。
　この構成では、フィラーワイヤによって第一溶融プールの凝固をより効果的に促進させることができる。また、両電極の入熱量を制限することで、アンダーカットやオーバーラップの発生をより抑制することができる。
　前記した溶接方法において、前記先行電極の前方に、溶接用のワイヤを用いた追加電極を少なくとも一つ配置し、前記先行電極および前記追加電極によって前記第一溶融プールを形成したり、前記後行電極の後方に、溶接用のワイヤを用いた追加電極を少なくとも一つ配置し、前記後行電極および前記追加電極によって前記第二溶融プールを形成したりしてもよい。このように、電極を追加することで、溶着量が増加するため、溶接速度を高めるとともに、より大きな脚長の溶接ビードを形成することができる。
　また、第一溶融プールに挿入されるフィラーワイヤの本数を増やした場合には、第一溶融プールの冷却効果を高めることができる。
　本発明によれば、先行電極と後行電極とを用いた２プール方式のガスシールドアーク溶接において、先行電極による第一溶融プールにフィラーワイヤを挿入することで、良好な溶接ビードを形成し、この先行電極による溶接ビードの上に、後行電極による第二溶融プールを適切な形状に形成することができるため、大脚長の溶接ビードを良好かつ効率良く形成することができ、生産性を向上させることができる。
本実施形態の溶接装置を示した正面図である。 本実施形態の溶接装置の部分拡大図で、（ａ）は図１のＡ－Ａ矢視図、（ｂ）は図１のＢ－Ｂ矢視図である。 本実施形態の溶接装置を用いて下板と立板を溶接する態様を示した斜視図である。 本実施形態の溶接装置を示した概略構成図である。 本実施形態の溶接装置によって形成された溶接ビードを示した断面図である。 本実施形態の溶接方法の各段階を示したフローチャートである。
　本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　本実施形態では、図１に示すように、水平に設置された下板２と、下板２の上面に垂直に配置された立板３との隅部をすみ肉溶接するための溶接装置１および溶接方法を例として説明する。
　本実施形態の溶接装置１は、図１および図２に示すように、トーチ１０，２０，３０と、トーチ１０，２０，３０を支持する支持体４０と、トーチ１０，２０，３０に電流を供給する給電装置５０と、を備えている。各トーチ１０，２０，３０には、図示しない供給装置から先行電極１１、後行電極２１およびフィラーワイヤ３１が送り込まれるように構成されている。
　この溶接装置１は、ガスシールドアーク溶接を行うものであり、トーチ１０，２０，３０に電流を供給する構成や、不活性のガスを噴射する構成などは、公知のガスシールドアーク溶接装置の各構成を用いているため、その詳細な説明は省略する。
　支持体４０は、図１に示すように、鉛直に立ち上げられた鉛直部材４１と、鉛直部材４１の下端部の左右角部から、水平前方に延出された二つのアーム部材４２，４２と、を備えている。
　アーム部材４２には、図２（ａ）に示すように、後記する位置調整機構６０を介して、三つ一組のトーチ１０，２０，３０が取り付けられている。
　各トーチ１０，２０，３０は、アーム部材４２の先端側から基端側に並設されており、両アーム部材４２，４２の各トーチ１０，２０，３０は左右に対峙している。
　両アーム部材４２，４２の間は、下板２および立板３が配置される領域である。このように、溶接装置１では、下板２と立板３の左右両隅部に沿って、各トーチ１０，２０，３０が配置される。
　さらに、支持体４０は、図示しない駆動機構によって、下板２および立板３の長手方向に移動可能となっている。したがって、支持体４０を移動させることで、各トーチ１０，２０，３０を下板２と立板３の隅部に沿って移動させることができる。
　トーチ１０，２０，３０は、先行電極１１、後行電極２１、フィラーワイヤ３１が送り込まれる筒状の部材であり、アーム部材４２の先端側から順に先行トーチ１０、中間トーチ３０、後行トーチ２０が並設されている。
　なお、先行電極１１、後行電極２１およびフィラーワイヤ３１は、溶接用のソリッドワイヤまたはフラックス入りワイヤを用いている。
　先行トーチ１０には先行電極１１が送り込まれ、後行トーチ２０には後行電極２１が送り込まれ、中間トーチ３０にはフィラーワイヤ３１が送り込まれる。
　トーチ１０，２０，３０には、筒状のコンタクトチップ（図示せず）が設けられている。そして、各トーチ１０，２０，３０に送り込まれた両電極１１，２１やフィラーワイヤ３１は、コンタクトチップに挿通され、各トーチ１０，２０，３０の先端部（下端部）から突出している。
　給電装置５０は、図１に示すように、鉛直部材４１の前面に取り付けられた配電盤５１と、配電盤５１と各トーチ１０，２０，３０（図２（ａ）参照）とを接続する給電ケーブル５２と、を備えている。給電ケーブル５２は、トーチ１０，２０，３０の基端部（上端部）に連結されている。
　そして、図示しない電源から配電盤５１に供給された電流は、配電盤５１内で所定の電流値に変換された後に、給電ケーブル５２を通じて各トーチ１０，２０，３０に供給され、コンタクトチップを介して両電極１１，２１やフィラーワイヤ３１に供給される。
　なお、各トーチ１０，２０，３０に電流を供給する構成としては、電源に付属されたリモートコントローラによって電流値を制御することもできる。
　図４に示すように、本実施形態では、先行電極１１には３００～５５０Ａの電流を流すとともに、後行電極２１には２００～４００Ａの電流を流すように構成されている。また、フィラーワイヤ３１には、電流を流さない、または２００Ａ以下の電流を流すように構成されている。なお、フィラーワイヤ３１の極性は直流正極性または直流逆極性のいずれでもよい。
　位置調整機構６０は、図２（ａ）に示すように、アーム部材４２の上面に設けられており、給電ケーブル５２を保持することで、各トーチ１０，２０，３０を支持している。
　この位置調整機構６０は、二つの上下ガイド部材６１，６１と、二つの左右ガイド部材６２，６２と、保持部材６３と、を備えている。
　各上下ガイド部材６１，６１は、図２（ｂ）に示すように、各トーチ１０，２０，３０の前後両側でアーム部材４２の上面に立設されている。上下ガイド部材６１には、鉛直に配置された回転軸６１ａが設けられている。回転軸６１ａの外周面にはねじ溝が形成されており、図示しないダイヤルを回転させることで、回転軸６１ａを回転させることができる。
　各左右ガイド部材６２，６２には、各上下ガイド部材６１，６１の回転軸６１ａ，６１ａが螺合されるねじ孔が形成されている。つまり、各上下ガイド部材６１，６１の回転軸６１ａ，６１ａを回転させることで、左右ガイド部材６２を上下に移動させる送りねじ機構が構成されている。
　また、左右ガイド部材６２には、図２（ａ）に示すように、左右水平に配置された回転軸６２ａが設けられている。回転軸６２ａの外周面にはねじ溝が形成されており、図示しないダイヤルを回転させることで、回転軸６２ａを回転させることができる。
　保持部材６３の前後両端部には、各左右ガイド部材６２，６２の回転軸６２ａ，６２ａが螺合されるねじ孔が形成されている。つまり、各左右ガイド部材６２，６２の回転軸６２ａ，６２ａを回転させることで、保持部材６３を左右に移動させる送りねじ機構が構成されている。
　また、保持部材６３には、給電ケーブル５２の下部が挿通される三つの保持孔が、前後方向に並設されている。そして、給電ケーブル５２が保持孔に固定されることで、各トーチ１０，２０，３０が保持部材６３に支持されている。
　各トーチ１０，２０，３０は鉛直方向に対して傾斜しており、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１の先端部が下板２と立板３の隅部に向けられている。
　このような溶接装置１では、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、位置調整機構６０の左右ガイド部材６２および保持部材６３を上下左右に移動させて、各トーチ１０，２０，３０の位置を調整することで、下板２と立板３の隅部と、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１の先端部との間隔を調整することができる。
　次に、本実施形態の溶接装置１における先行電極１１、後行電極２１およびフィラーワイヤ３１の位置関係について詳細に説明する。
　溶接装置１では、図４に示すように、先行電極１１と後行電極２１との電極間距離が５０～１５０ｍｍに設定されている。また、フィラーワイヤ３１は、先行電極１１に対して１０～５０ｍｍ後方に配置されている。
　また、図３に示すように、先行電極１１のワイヤ狙い位置は、下板２と立板３の隅部に対して下板２側に設定され、後行電極２１のワイヤ狙い位置は、隅部に対して立板３側に設定されている。
　次に、前記した溶接装置１を用いた溶接方法について説明する。なお、以下の説明では、図６に示すフローチャートを適宜に参照する。
　まず、図４に示すように、先行電極１１と後行電極２１との電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定する。さらに、フィラーワイヤ３１を先行電極１１に対して１０～５０ｍｍ後方に配置するとともに、フィラーワイヤ３１を後行電極２１に対して１０ｍｍ以上前方に配置する（ステップＳ１）。
　また、図２（ａ）に示す位置調整機構６０によって、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１の各先端部と、下板２と立板３の隅部との間隔を調整する（ステップＳ２）。
　給電装置５０（図１参照）から先行電極１１に３００～５５０Ａの電流を流すとともに、後行電極２１に２００～４００Ａの電流を流して、両電極１１，２１でアークを発生させる。さらに、フィラーワイヤ３１には、電流を流さない、または２００Ａ以下の電流を流す（ステップＳ３）。
　このようにして、先行電極１１による第一溶融プール１５と、後行電極２１による第二溶融プール２５とを形成し、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１の間隔を保ちながら、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１を隅部に沿って移動させる（ステップＳ４）。
　このとき、両電極１１，２１の電極間距離が５０ｍｍ以上であるため、第一溶融プール１５が十分に凝固された後に、先行電極１１による溶接部位に後行電極２１が到達する。
　したがって、溶接装置１では、先行電極１１による第一溶融プール１５と、後行電極２１による第二溶融プール２５とが離れて形成される２プール方式のガスシールドアーク溶接が行われる。
　また、先行電極１１とフィラーワイヤ３１との間隔は５０ｍｍ以下に設定されており、先行電極１１による第一溶融プール１５の凝固が完了する位置よりも前に、フィラーワイヤ３１が配置されているため、フィラーワイヤ３１は第一溶融プール１５に挿入された状態となる。
　両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１を一定の間隔を保ちながら移動させることで、先行電極１１による溶接ビードの上に、後行電極による第二溶融プール２５を形成する。このとき、第一溶融プール１５と第二溶融プール２５は、下板２側と立板３側とにずれた位置に形成される。そして、図５に示すように、先行電極１１による溶接ビード１６に後行電極２１による溶接ビード２６が重なることで、大脚長の溶接ビードが形成される。
　このようにして、大脚長の溶接ビードを形成しながら、図３に示すように、両電極１１，２１およびフィラーワイヤ３１を隅部の所定の位置まで移動させて溶接を完了する（ステップＳ５）。
　前記した溶接装置１および溶接方法では、以下のような作用効果を奏する。
　図３に示すように、先行電極１１および後行電極２１に電流を流してアークを発生させ、両電極１１，２１を並行して移動させると、先行電極１１による第一溶融プール１５と後行電極２１による第二溶融プール２５とが形成される。
　このとき、第一溶融プール１５にフィラーワイヤ３１が挿入されることで、第一溶融プール１５の温度が低下して凝固が促進される。したがって、第一溶融プール１５が適切に形成され、アンダーカットやオーバーラップが生じない良好な溶接ビード１６を形成することができる。
　これにより、先行電極１１による溶接ビード１６の上に、第二溶融プール２５が適切な形状に形成される。したがって、溶接速度を高くするために溶接電流を大きくしても、大脚長の溶接ビードを良好に形成することができ、かつ、手直しする作業が不要になるため、大脚長の溶接ビードを形成するときの作業効率を高めることができる。
　なお、本実施形態の溶接装置１および溶接方法では、脚長が５ｍｍ以上の溶接ビードを形成することを想定しているが、特に、脚長が８ｍｍ以上の大脚長の溶接ビードを形成する場合に適している。
　また、フィラーワイヤ３１に電流を流すことで、第一溶融プール１５の凝固速度を制御することができる。
　具体的には、溶接入熱が大きい場合には、フィラーワイヤ３１に流す電流値を小さくして、フィラーワイヤ３１の温度を低くすることで、第一溶融プール１５の凝固を促進させることができる。また、溶接入熱が小さい場合には、フィラーワイヤ３１に流す電流を大きくして、フィラーワイヤ３１の温度を高くすることで、第一溶融プール１５の凝固を遅らせて、溶接ビードを平滑に形成することができる。
　なお、本実施形態のように、フィラーワイヤ３１に電流を流さない、または２００Ａ以下の電流を流した場合には、フィラーワイヤ３１によって第一溶融プール１５の凝固を効果的に促進させることができる。
　また、先行電極１１とフィラーワイヤ３１との距離が１０ｍｍ以上に設定されるとともに、フィラーワイヤ３１と後行電極２１との距離が１０ｍｍ以上に設定されているため、フィラーワイヤ３１が先行電極１１または後行電極２１のアーク熱によって溶融されるのを防ぐことができ、第一溶融プール１５の温度を効果的に低下させることができる。
　また、先行電極１１に流す電流が３００～５５０Ａ、後行電極２１に流す電流が２００～４００Ａに設定されており、両電極１１，２１の入熱量が制限されているため、溶接ビードにアンダーカットやオーバーラップが発生するのを防ぐことができる。
　また、溶接部位に生じたスラグは通電し難いため、凝固したスラグ上ではアークが消弧し易くなるが、先行電極１１と後行電極２１との電極間距離は１５０ｍｍ以下に設定されているため、先行電極１１による溶接部位に発生したスラグが凝固する前に、溶接部位に後行電極２１が到達する。したがって、先行電極１１による溶接部位において、後行電極２１のアークを安定して発生させることができる。
　以上のように、本実施形態の溶接装置１および溶接方法によれば、先行電極１１と後行電極２１とを用いた２プール方式のガスシールドアーク溶接によって、大脚長の溶接ビードを良好かつ効率良く形成することができ、生産性を向上させることができる。
　例えば、本実施形態の溶接装置１は、ロンジ（longitudinal member）やリブをパネルに接合するためのラインウェルダーなどの自動すみ肉溶接設備や、すみ肉溶接用簡易走行台車に適用するのが望ましい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
　例えば、図３に示す先行電極１１の前方に、溶接用のワイヤを用いた追加電極を配置し、先行電極１１および追加電極によって、第一溶融プール１５を形成してもよい。また、後行電極２１の後方に、追加電極を配置し、後行電極２１および追加電極によって、第二溶融プール２５を形成してもよい。さらには、先行電極１１の前方および後行電極２１の後方の両方に追加電極を配置してもよい。
　このように、電極の本数を追加した場合には、溶着量が増加するため、溶接速度を高めるとともに、より大きな脚長の溶接ビードを形成することができる。
　なお、追加電極の本数は限定されるものではなく、溶接速度や溶接ビードの脚長に応じて、適宜に設定することができる。
　また、第一溶融プール１５に挿入されるフィラーワイヤ３１の本数は限定されるものではなく、フィラーワイヤ３１の本数を増やした場合には、第一溶融プール１５の冷却効果を高めることができる。
　次に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。先行電極と後行電極との間にフィラーワイヤを配置した溶接装置を用いたガスシールドアーク溶接において、先行電極と後行電極との電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定した場合と、５０～１５０ｍｍの範囲外に設定した場合とにおける溶接ビードの形状を比較した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　この実施例に用いられる各構成要素について説明する。
（下板および立板）
　厚さ１６ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの鋼板。
　表面に膜厚が４０μｍのプライマーを塗布。
（シールドガス）
　先行電極および後行電極には、１００％の二酸化炭素ガスを２５Ｌ／分の流量で供給。
　フィラーワイヤには供給していない。
　（先行電極および後行電極）
　フラックス入りワイヤを使用。
　ワイヤ径は１．６ｍｍ、ワイヤ突き出し量は２５ｍｍ。
　トーチ角度は５０°。
　前後角度は垂直（０°）。
　先行電極のワイヤ狙い位置は、隅部から下板側に５ｍｍ、立板側に０ｍｍ。
　後行電極のワイヤ狙い位置は、隅部から下板側に０ｍｍ、立板側に０ｍｍ。
（フィラーワイヤ）
　ソリッドワイヤまたはフラックス入りワイヤを使用。
　ワイヤ径は１．２ｍｍ、ワイヤ突き出し量は２５ｍｍ。
　トーチ角度は５０°。
　ワイヤ狙い位置は、隅部から下板側に０ｍｍ、立板側に０ｍｍ。
　両電極の電源特性は、直流逆極性であり、フィラーワイヤの電源特性は、直流正極性または逆極性である（表１から表４参照）。
　そして、表１および表２に示した実施例１から実施例１３は、先行電極と後行電極との電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定したものであり、この実施例１から実施例１３では、溶接ビードにアンダーカットやオーバーラップなどの形状不良が生じることなく、大脚長の溶接ビードを良好に形成するとともに、アークも良好に発生させることができた。
　これに対して、表３および表４に示した比較例１から比較例３のように、先行電極と後行電極との電極間距離が５０ｍｍよりも小さい場合には、溶接ビードにアンダーカットおよびオーバーラップが生じた。また、比較例４から比較例８のように、先行電極と後行電極との電極間距離が１５０ｍｍよりも大きい場合には、溶接ビードにオーバーラップが生じた。
　以上のような実施例により、本発明のガスシールドアーク溶接方法および溶接装置によれば、大脚長の溶接ビードが良好に形成されることがわかった。
１　　溶接装置
２　　下板
３　　立板
１０　先行トーチ
１１　先行電極
１５　第一溶融プール
１６　溶接ビード（先行電極）
２０　後行トーチ
２１　後行電極
２５　第二溶融プール
２６　溶接ビード（後行電極）
３０　中間トーチ
３１　フィラーワイヤ
４０　支持体
５０　給電装置
６０　位置調整機構

Claims (7)

  1. 　溶接用のワイヤを先行電極および後行電極として使用し、前記先行電極による第一溶融プールと前記後行電極による第二溶融プールとを形成して溶接するガスシールドアーク溶接方法であって、
    　前記先行電極と前記後行電極との電極間距離を５０～１５０ｍｍに設定し、
    　前記第一溶融プールにフィラーワイヤを挿入して溶接することを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
  2. 　前記フィラーワイヤは、前記先行電極に対して１０～５０ｍｍ後方に配置されるとともに、前記後行電極に対して１０ｍｍ以上前方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接方法。
  3. 　前記フィラーワイヤに電流を流すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスシールドアーク溶接方法。
  4. 　前記フィラーワイヤに流す電流は２００Ａ以下であるとともに、
    　前記先行電極に流す電流は３００～５５０Ａ、前記後行電極に流す電流は２００～４００Ａであることを特徴とする請求項３に記載のガスシールドアーク溶接方法。
  5. 　前記先行電極の前方に、溶接用のワイヤを用いた追加電極を少なくとも一つ配置し、前記先行電極および前記追加電極によって前記第一溶融プールを形成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接方法。
  6. 　前記後行電極の後方に、溶接用のワイヤを用いた追加電極を少なくとも一つ配置し、前記後行電極および前記追加電極によって前記第二溶融プールを形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接方法。
  7. 　溶接用のワイヤを用いた先行電極および後行電極と、
    　前記先行電極と前記後行電極との間に配置されたフィラーワイヤと、
    　前記先行電極および前記後行電極に電流を供給する給電装置と、を備え、
    　前記先行電極と前記後行電極とは、前記先行電極による第一溶融プールと前記後行電極による第二溶融プールとが形成されるように、電極間距離が設定され、
    　前記フィラーワイヤは、前記第一溶融プールに挿入されるように、前記先行電極に対して所定の距離を空けて配置されていることを特徴とするガスシールドアーク溶接装置。
PCT/JP2012/052605 2011-02-28 2012-02-06 ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置 WO2012117808A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280008855.8A CN103370163B (zh) 2011-02-28 2012-02-06 气体保护电弧焊接方法及焊接装置
KR1020137022673A KR101538249B1 (ko) 2011-02-28 2012-02-06 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-042740 2011-02-28
JP2011042740A JP5608115B2 (ja) 2011-02-28 2011-02-28 ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012117808A1 true WO2012117808A1 (ja) 2012-09-07

Family

ID=46757747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/052605 WO2012117808A1 (ja) 2011-02-28 2012-02-06 ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5608115B2 (ja)
KR (1) KR101538249B1 (ja)
CN (1) CN103370163B (ja)
WO (1) WO2012117808A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017187981A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社神戸製鋼所 ガスシールドアーク溶接システム及びガスシールドアーク溶接方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6282199B2 (ja) * 2014-08-28 2018-02-21 株式会社神戸製鋼所 多電極ガスシールドアーク溶接方法
KR102049662B1 (ko) 2018-03-23 2019-11-28 우양에이치씨(주) 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템
JP7307025B2 (ja) * 2020-03-31 2023-07-11 株式会社神戸製鋼所 多電極ガスシールドアーク片面溶接方法及び多電極ガスシールドアーク片面溶接装置
KR102353152B1 (ko) * 2020-11-16 2022-01-20 한국생산기술연구원 용접 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561276A (en) * 1979-06-15 1981-01-08 Babcock Hitachi Kk Plural electrode welding method
JPS5916679A (ja) * 1982-07-16 1984-01-27 Mitsubishi Electric Corp 消耗電極式ア−ク溶接法および装置
JPH05337650A (ja) * 1992-06-11 1993-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 消耗電極式アーク溶接方法
JP2005246469A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Sumitomo Metal Plantec Co Ltd 消耗電極式アーク溶接方法
JP2007229770A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd ２電極大脚長水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09206946A (ja) * 1996-02-05 1997-08-12 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd ３電極サブマージアーク溶接方法
JP3160535B2 (ja) * 1996-08-15 2001-04-25 川崎製鉄株式会社 大入熱２電極サブマージアーク溶接方法
JP3759114B2 (ja) * 2003-02-28 2006-03-22 株式会社神戸製鋼所 多電極ガスシールドアーク溶接方法
JP2005271064A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd アーク溶接装置
JP2005349407A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Kobe Steel Ltd 片面サブマージアーク溶接方法
CN100589914C (zh) * 2006-08-01 2010-02-17 株式会社神户制钢所 多电极气体保护电弧焊方法
JP5225962B2 (ja) * 2008-12-02 2013-07-03 株式会社神戸製鋼所 多電極ガスシールドアーク溶接方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561276A (en) * 1979-06-15 1981-01-08 Babcock Hitachi Kk Plural electrode welding method
JPS5916679A (ja) * 1982-07-16 1984-01-27 Mitsubishi Electric Corp 消耗電極式ア−ク溶接法および装置
JPH05337650A (ja) * 1992-06-11 1993-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 消耗電極式アーク溶接方法
JP2005246469A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Sumitomo Metal Plantec Co Ltd 消耗電極式アーク溶接方法
JP2007229770A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd ２電極大脚長水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017187981A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社神戸製鋼所 ガスシールドアーク溶接システム及びガスシールドアーク溶接方法
CN109070257A (zh) * 2016-04-28 2018-12-21 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊系统和气体保护电弧焊方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012179614A (ja) 2012-09-20
KR101538249B1 (ko) 2015-07-20
CN103370163B (zh) 2015-09-02
KR20130132590A (ko) 2013-12-04
CN103370163A (zh) 2013-10-23
JP5608115B2 (ja) 2014-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9718147B2 (en) Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for root pass welding of the inner diameter of clad pipe
JP5905074B2 (ja) ハイブリッド・レーザ・サブマージアーク溶接プロセスを用いた厚板接合方法及び装置
EP3299107A2 (en) Method and system to use ac welding waveform and enhanced consumable to improve welding of galvanized workpiece
KR101538209B1 (ko) 다전극 가스 실드 아크 용접 방법 및 다전극 가스 실드 아크 용접 장치
PT1736270E (pt) Oldobrasagem ou soldadura tig com transferência de metal por ponte líquida
JP2015501727A (ja) 直流電極マイナス回転式アーク溶接方法およびシステム
JP5608115B2 (ja) ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置
JP6216111B2 (ja) 溶接システム、溶接プロセス及び溶接物品
JP2015523217A (ja) 調節可能な回転式アーク溶接方法およびシステム
US20100012638A1 (en) TIG Braze-Welding With Metal Transfer In Drops At A Controlled Frequency
WO2017043086A1 (ja) 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法
CN103817449A (zh) 一种等离子弧和熔化极电弧复合焊接方法及焊接装置
JP5826137B2 (ja) タンデムサブマージアーク溶接方法
JP6439882B2 (ja) 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法
JP2007237225A (ja) 薄鋼板の高速ホットワイヤ多電極ｔｉｇ溶接方法
JP4538518B2 (ja) 鋼板のガスシールドアークブレージング方法
JP5416422B2 (ja) レーザ・アーク複合溶接法
CN203765179U (zh) 一种等离子弧和熔化极电弧复合焊接装置
JP2014079783A (ja) レーザ・アークハイブリッド溶接方法、ハイブリッド溶接用ヘッド、及びハイブリッド溶接装置
JP4890179B2 (ja) プラズマミグ溶接方法
JP2019000908A (ja) 多電極サブマージアーク溶接方法及び溶接装置
JP5483553B2 (ja) レーザ・アーク複合溶接法
JP2004130346A (ja) 溶接方法及び溶接装置
JP6522179B1 (ja) 溶接装置及びその溶接装置を用いた溶接方法
WO2015022569A2 (en) Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding aluminium to steel

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12752032

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137022673

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12752032

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1