JPH0221911B2 - - Google Patents
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- JPH0221911B2 JPH0221911B2 JP17820283A JP17820283A JPH0221911B2 JP H0221911 B2 JPH0221911 B2 JP H0221911B2 JP 17820283 A JP17820283 A JP 17820283A JP 17820283 A JP17820283 A JP 17820283A JP H0221911 B2 JPH0221911 B2 JP H0221911B2
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- Japan
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- welding
- wire
- arc
- diameter
- wires
- Prior art date
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、従来よりも高電流なMIG溶接にお
いて、高速度で、しかも深溶込みが得られ、融合
不良、オーバラツプ等欠陥発生のないビード形状
を得るための高速度アーク溶接法に関するもので
ある。 （従来技術および問題点） 従来、溶接能率および溶接部の靭性値の向上を
主たる目的として、多電極MIG溶接法が用いら
れているが、溶接速度を増すと単位溶接長あたり
の溶着量と溶込深さが減少する。一方実用上から
は常に一定量の溶着量と溶込み深さが要求される
ので、高速溶接になるほど、製造ワイヤの送給量
を増して、溶接電流を増加させた高電流溶接が必
要となる。 第１図は従来用いられている多電極MIG溶接
状況を示す。図において、３は第１電極、４は第
２電極であつて、給電チツプ１１，１２、溶接ワ
イヤ１，２の外周からシールドガス１０を流出し
溶接ワイヤ１，２と母材５間にアークを発生さ
せ、その熱で溶接を行なうものである。このさ
い、高電流溶接では、強力なプラズマ気流を伴な
い、これによつてアーク直下の溶融金属６は、矢
印７の方向へ吹かれ、アーク熱の及ばない既に凝
固したビード８の方へ急速に押しやられるため、
母材５となじみ性が悪化して、アンダーカツト
や、ハンピングビードが発生する。 またアーク直下の溶融金属の一部は９の部分で
急速に凝固し、該急速凝固部９はアーク直下の溶
融金属が極度に減少するため、アーク直下には母
材の固体面が露出する。この固体面は冷却速度が
速く溶融金属とのぬれ性が悪いためビード底部に
融合不良欠陥を発生させる。又溶込みもビード底
部が極めて幅狭く細長で、ビード上部も幅が狭く
凸状の形状となるために、熱間割れ、ビードの幅
下足、アンダーカツトおよび不整ビード等の問題
が生じる。 このような問題を溶接手段の面から対処する目
的で、例えば特開昭54−71744号公報で、直流ガ
スシールドアーク溶接の高品質化および高能率化
の一手段として、第１電極に細径ワイヤ、第２電
極に太径ワイヤを用いた直流ガスシールドアーク
溶接方法が提案されている。 この方法は第１電極の細径MIG溶接で小電流
の浅い溶接部を形成し、第１電極の予熱を利用し
て、第２電極以降の大電流MIG溶接法で大電流
により十分な溶込み深さを確保するものである。
しかしながらこの方法では新たな次の欠点が生じ
る。即ち第２電極以降に大電流MIG溶接法を用
いる関係上、大電流MIGでは磁気吹きによりア
ークが不安定になり、それに伴なつて溶接に融合
不良等の各種の欠陥が生じる。 なお、この溶接法は太径ワイヤを用いてアーク
のピンチ力の減少を図つたものであるが、アーク
の硬直性がなく、このため極めて磁気吹きが起り
やすくアークが偏向しやすいという欠点を有す
る。さらにまた、第１電極の予熱を利用するとと
もに大電流で溶込を得ているために母材にあたえ
る溶接入熱が増大する。このため溶接金属のSR
脆化等の問題が生ずる。 一方このような太径ワイヤを用いない一般の
MIG溶接法では、比較的細径ワイヤ（0.8〜2.0mm
φ）を使用して小電流で溶接されるため、単位時
間あたりの溶着金属量が少なくなるとともに、溶
込み深さも浅く、さらにビード形状が不良で各種
欠陥が生じやすい。 また、磁気吹きに対処するための溶接法とし
て、交流アークを用いた溶接が特開昭56−168968
号公報および特開昭56−168969号公報により提案
されているが、この方法では、磁気吹きは軽減さ
れるが、ワイヤの太径化によつてソフトなアーク
にしているとともに、コアードワイヤを使用して
いるためアークが広がり、溶込不足が生じやす
い。又太径ワイヤを用いているために、ワイヤの
溶融量が少なく、大電流を用いているにもかかわ
らず細径ワイヤを使用する通常のMIG溶接法の
場合と大差なく、高能率化は得られない。 （発明の目的） 本発明は、上記したような従来法の不利、欠点
をすべて解消した高速度アーク溶接法を提供する
ものである。 （発明の構成） 本発明は、Ar、He等の不活性ガスを主体とす
るガスシールドアーク溶接法において、１個の送
給モーターで２本の溶接ワイヤを送給可能な給電
チツプを１個以上用い、溶接ワイヤはいずれも直
径ｄを1.0〜3.2mmφの範囲とし、１給電チツプ当
り1000〜2500Aの範囲の高電流で溶接することを
特徴とする高速度アーク溶接法を要旨とするもの
である。 次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第２図および第３図は、本発明の高速度アーク
溶接法の態様例を夫々示す説明図で、いずれも溶
接部中央の溶接線方向縦断面図を示す。まず第２
図において３は電極、１−１は第１溶接ワイヤ、
１−２は第２溶接ワイヤ、１０はシールドガス、
１１は給電チツプであり、溶接ワイヤ１−１，１
−２とも図示しない１個の送給モーターで送給可
能に構成されている。 第１溶接ワイヤ１−１は、母材５の堀り下げを
行ないつつ、母材５の板厚方向への予熱効果が与
られるが、第１溶接ワイヤ１−１のアークによつ
て生じた溶融金属６′は矢印７の方向へ吹かれる。
第２溶接ワイヤ１−２は、第１溶接ワイヤ１−１
のアーク熱で形成された溶融池６′にアークを発
生させ、同極性の第１溶接ワイヤ１−１の電流に
よる相互作用をうけて進行方向へ偏向して矢印７
に示す溶融金属の後方流に対する反力を発生して
第１溶接ワイヤによつて生ずる溶融池６′が後方
向へ吹かれるのを防ぐ。その結果、融合不良のよ
うな溶接欠陥を発生することもなく良好な溶融金
属８を形成し、第１溶接ワイヤ１−１による溶込
みをさらに上廻る溶込みが得られる。 又、第２図の態様例に示す如く、センターシー
ルドガスノズル１３と、第１溶接ワイヤと第２溶
接ワイヤの突出し長さを変えた給電チツプを用い
ることによつてさらに前記効果の向上が期待され
る。即ち、センターシールドガスノズル１３から
出たシールドガスと、チツプの傾斜により生ずる
第１溶接ワイヤ１−１と第２溶接ワイヤ１−２の
電圧降下差でアーク長を変え、第１溶接ワイヤ１
−１のアークにより生じた溶融金属６′が矢印７
の方向へ吹かれるのがおさえられるので、溶融金
属６の後方への移動がなく安定した深溶込みと欠
陥のない良好な形状の溶接金属８が得られる。 なお、同一の給電チツプとしているために、ワ
イヤ間隔が近ずけられ装置がコンパクトになると
いう利点もある。 本発明は、かかる態様において、２本の溶接ワ
イヤの直径ｄを1.0〜3.2mmφとし、これを溶接電
流として1000〜2500Aの大電流を用いてスプレイ
アークの条件の下でワイヤを高速送給するもので
あつて、これによつて高電流密度のアークの下で
ピンチ力で細く絞られた硬いアーク特性を利用
し、深溶込みを得るものである。かかるピンチ力
によつて硬直したアークは大電流であつても太径
ワイヤを使用した場合のような磁気吹きが発生せ
ず、安定したアーク形法によつて溶込不足のよう
な溶接欠陥が発生しにくい。又高電流でしかも電
流密度を高くしたことにより、ワイヤの溶融量が
極めて多い。そのため同一入熱でサブマージ・ア
ーク溶接した場合や、従来のMIG溶接した場合
よりも溶着量が多く、したがつて極めて高能率な
溶接となる。 ここで溶接ワイヤの直径ｄを1.0〜3.2mmφとし
たのは、２本のワイヤの内１本でも溶接ワイヤ径
が3.2mmφ超では、チツプ尖端からワイヤの溶融
尖端で発生する電気抵抗熱が、細径に比べて格段
に低く、溶着量の増大が期待できず、しかもアー
クの安定化に必要なピンチ力の増大を期待するこ
とができないと共にビード止端部凝固位置が溶接
速度の高速化に伴ない前進し、溶融池がビード後
方に引張られるためアンダーカツトやハンピング
ビード発生の原因となる。一方２本のワイヤの内
１本でも溶接ワイヤの直径が1.0mmφ未満では、
許容最高電流値が低くなりワイヤの溶着量の増大
がはかれなくなる。 １給電チツプ当たりの溶接電流Ｉ（Ａ）を1000
〜2500Aとしたのは、１給電チツプ２本ワイヤの
ため、それらのワイヤ径が3.2mm以下であつても、
１給電チツプ１本ワイヤの場合の許容値の２倍よ
り高い電流である2500Aまで流しても、過大なピ
ンチ力によるアークの不安定現象はおこらずパツ
カリーング現象も生ぜず、ビード不整、融合不良
等の欠陥を生ずることがないからであるが、
1000A未満では十分な電流密度が得られず能率低
下をきたすと共に、十分なピンチ力が得られず溶
込みの減少が生ずるからである。 またこの場合特に第２図において第１溶接ワイ
ヤ１−１として細径ワイヤを第２溶接ワイヤ１−
２として、太径ワイヤと、夫々のワイヤ径を異な
るようにすると第１溶接ワイヤ１−１の高電流密
度の細く絞られた硬いアークで深溶込みが得られ
ると共に、溶融金属６′は矢印７の方向へ吹かれ
るが、第１溶接ワイヤ１−１に比べ太径のワイヤ
を第２溶接ワイヤに使用することにより、電流密
度を低くし、かつピンチ力を小さくしてアークの
広がりで、矢印の方向へ吹かれる溶融金属がおさ
えられ、ビード形状が良好なものとなる。 なお、ここでは、第１溶接ワイヤ１−１が細径
である場合について述べたが、第１溶接ワイヤ１
−１に太径ワイヤを使用すれば、溶込み深さは、
細径ワイヤを用いた場合より少なくなるものの、
溶込の先端がまるみをおびた溶込で、広幅のビー
ドが得られる。そのため、細径ワイヤ、太径ワイ
ヤをいずれの溶接ワイヤに用いるかは、十分な深
溶込み必要とするか、あるいは、広幅のビードを
得るかの使用目的で選択すればよい。 又ワイヤ径を変える代わりにワイヤの送給速度
の比率を変更することも出来る。この場合、ワイ
ヤ径が異なつた場合と同様の効果が得られること
はもとより、溶接金属の成分を調整することがで
きる。望ましい送給比率は１：0.5〜1.5である。 なおワイヤの径と送給比率の両者を同時に変更
しうるのは云うまでもない。 また、本発明は、第３図に示すごとく２電極以
上の多電極高速度アーク溶接としても適用できる
ことは勿論であるが、高電流密度のアークの下で
ピンチ力で細く絞られた硬いアークを利用してい
るため、従来の多電極で問題となつていた磁気吹
き、それによる融合不良を、特別な磁気吹き処理
を要せず使用できると共に、アークの相互干渉が
少ないので各々の電極間、つまり、第１電極３と
第２電極４の間を60mm以内に近ずけることができ
る。 さらに、前記の図においては、溶接ワイヤを同
一給電チツプを介して溶接進行方向に配列した態
様例についてのみ示したが、必ずしもこれにこだ
わるものではなく、例えば開先幅が広い場合、溶
接金属の幅を広げるなどを目的とする場合には、
図示しないが、溶接進行方向とほぼ直角方向に２
個以上のワイヤ送給孔を配した給電チツプを具備
する電極を必要に応じて各電極の内１個以上のい
ずれか又はすべてに使用することによつて所期の
目的を達成することが出来る。 次に本発明の効果を実施例によりさらに具体的
に説明する。 実施例 １ 供試材として60キロ級高張力鋼のHT60鋼、板
厚32mm材を第１表に示すような開先形状に加工し
本発明法の高速度アーク溶接法と従来のガスシー
ルドアーク溶接法（MIG溶接）の両者を夫々３
電極法により第１表に示す条件で実施した。 同表からも明らかな如く本発明の方法によれ
ば、MIG溶接法と比較して溶接速度、パス数の
面で飛躍的に改善されている。さらに溶込量を見
ても、本発明法の場合は溶込みが深いので第１表
に示すルートフエイス７mmを用いることができる
が、従来のMIG溶接法の場合は、溶込みおよび
割れとの関連より第１表に示すルートフエイス３
mmまでしか使用できないため開先断面積が広くな
り、したがつて溶接能率も低下する。このような
細径ワイヤを同一給電チツプより高速送給し、高
電流密度下で溶接することにより、融合不良およ
び初層割れのない溶接金属が高能率で得られた。 実施例 ２ 供試材として、Ｘ−65鋼、鋼管外径1020mm（40
インチ）、内厚32mm材を仮付溶接後、本発明法と
SAW溶接法の両者を夫々２電極法により第２表
に示す溶接条件で実施した。 本発明の方法によれば、同表からも明らかな如
くSAW溶接法に比較してパス数が大幅に少なく、
溶接速度も大となる、など能率面で飛躍的に改善
されている。さらに、本発明は深溶込み溶接であ
るためルートフエースが大きくでき、従つて開先
断面積が小さくできること、またワイヤの溶融量
が低入熱でも極めて多いこと、その結果としてパ
ス数が低減できること、など多くの利点があると
ともに、２本の溶接ワイヤで１つの溶融池を形成
するので、異種ワイヤを用いることにより成分コ
ントロールができ、良好な靭性がたやすく得られ
る。またルートフエースを７mmと大きくしても初
層割れは認められなかつた。 実施例 ３ 供試材として低温用鋼の2.5Ni鋼、32mm材を用
いて本発明法と、SAW法の両者を夫々２電極法
により第３表に示す溶接条件で実施した。同表か
らも明らかな如く本発明方法によれば、SAWに
比べ溶接速度が速く、パス数が大幅に少なく、能
率面で飛躍的に改善されている。さらに本発明
は、ワイヤ径、および送給比率を変更できるため
に、初層部でのナゲツト形状の改善と溶接金属の
成分調整ができること、さらに、ビード形状が極
めて良好なものが得られるので開先断面積を少さ
くできるとともに深溶込みが得られるためルート
フエースが大きくとれる。また溶接入熱が低入熱
でもワイヤ溶融量が極めて多く、その結果、溶接
層数が低減できる。 このように、ワイヤ径、および送給比率を変更
することにより、初層割れがなく健全で且つ均一
美麗な外観を有する溶接金属が高能率で得られ
た。
いて、高速度で、しかも深溶込みが得られ、融合
不良、オーバラツプ等欠陥発生のないビード形状
を得るための高速度アーク溶接法に関するもので
ある。 （従来技術および問題点） 従来、溶接能率および溶接部の靭性値の向上を
主たる目的として、多電極MIG溶接法が用いら
れているが、溶接速度を増すと単位溶接長あたり
の溶着量と溶込深さが減少する。一方実用上から
は常に一定量の溶着量と溶込み深さが要求される
ので、高速溶接になるほど、製造ワイヤの送給量
を増して、溶接電流を増加させた高電流溶接が必
要となる。 第１図は従来用いられている多電極MIG溶接
状況を示す。図において、３は第１電極、４は第
２電極であつて、給電チツプ１１，１２、溶接ワ
イヤ１，２の外周からシールドガス１０を流出し
溶接ワイヤ１，２と母材５間にアークを発生さ
せ、その熱で溶接を行なうものである。このさ
い、高電流溶接では、強力なプラズマ気流を伴な
い、これによつてアーク直下の溶融金属６は、矢
印７の方向へ吹かれ、アーク熱の及ばない既に凝
固したビード８の方へ急速に押しやられるため、
母材５となじみ性が悪化して、アンダーカツト
や、ハンピングビードが発生する。 またアーク直下の溶融金属の一部は９の部分で
急速に凝固し、該急速凝固部９はアーク直下の溶
融金属が極度に減少するため、アーク直下には母
材の固体面が露出する。この固体面は冷却速度が
速く溶融金属とのぬれ性が悪いためビード底部に
融合不良欠陥を発生させる。又溶込みもビード底
部が極めて幅狭く細長で、ビード上部も幅が狭く
凸状の形状となるために、熱間割れ、ビードの幅
下足、アンダーカツトおよび不整ビード等の問題
が生じる。 このような問題を溶接手段の面から対処する目
的で、例えば特開昭54−71744号公報で、直流ガ
スシールドアーク溶接の高品質化および高能率化
の一手段として、第１電極に細径ワイヤ、第２電
極に太径ワイヤを用いた直流ガスシールドアーク
溶接方法が提案されている。 この方法は第１電極の細径MIG溶接で小電流
の浅い溶接部を形成し、第１電極の予熱を利用し
て、第２電極以降の大電流MIG溶接法で大電流
により十分な溶込み深さを確保するものである。
しかしながらこの方法では新たな次の欠点が生じ
る。即ち第２電極以降に大電流MIG溶接法を用
いる関係上、大電流MIGでは磁気吹きによりア
ークが不安定になり、それに伴なつて溶接に融合
不良等の各種の欠陥が生じる。 なお、この溶接法は太径ワイヤを用いてアーク
のピンチ力の減少を図つたものであるが、アーク
の硬直性がなく、このため極めて磁気吹きが起り
やすくアークが偏向しやすいという欠点を有す
る。さらにまた、第１電極の予熱を利用するとと
もに大電流で溶込を得ているために母材にあたえ
る溶接入熱が増大する。このため溶接金属のSR
脆化等の問題が生ずる。 一方このような太径ワイヤを用いない一般の
MIG溶接法では、比較的細径ワイヤ（0.8〜2.0mm
φ）を使用して小電流で溶接されるため、単位時
間あたりの溶着金属量が少なくなるとともに、溶
込み深さも浅く、さらにビード形状が不良で各種
欠陥が生じやすい。 また、磁気吹きに対処するための溶接法とし
て、交流アークを用いた溶接が特開昭56−168968
号公報および特開昭56−168969号公報により提案
されているが、この方法では、磁気吹きは軽減さ
れるが、ワイヤの太径化によつてソフトなアーク
にしているとともに、コアードワイヤを使用して
いるためアークが広がり、溶込不足が生じやす
い。又太径ワイヤを用いているために、ワイヤの
溶融量が少なく、大電流を用いているにもかかわ
らず細径ワイヤを使用する通常のMIG溶接法の
場合と大差なく、高能率化は得られない。 （発明の目的） 本発明は、上記したような従来法の不利、欠点
をすべて解消した高速度アーク溶接法を提供する
ものである。 （発明の構成） 本発明は、Ar、He等の不活性ガスを主体とす
るガスシールドアーク溶接法において、１個の送
給モーターで２本の溶接ワイヤを送給可能な給電
チツプを１個以上用い、溶接ワイヤはいずれも直
径ｄを1.0〜3.2mmφの範囲とし、１給電チツプ当
り1000〜2500Aの範囲の高電流で溶接することを
特徴とする高速度アーク溶接法を要旨とするもの
である。 次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第２図および第３図は、本発明の高速度アーク
溶接法の態様例を夫々示す説明図で、いずれも溶
接部中央の溶接線方向縦断面図を示す。まず第２
図において３は電極、１−１は第１溶接ワイヤ、
１−２は第２溶接ワイヤ、１０はシールドガス、
１１は給電チツプであり、溶接ワイヤ１−１，１
−２とも図示しない１個の送給モーターで送給可
能に構成されている。 第１溶接ワイヤ１−１は、母材５の堀り下げを
行ないつつ、母材５の板厚方向への予熱効果が与
られるが、第１溶接ワイヤ１−１のアークによつ
て生じた溶融金属６′は矢印７の方向へ吹かれる。
第２溶接ワイヤ１−２は、第１溶接ワイヤ１−１
のアーク熱で形成された溶融池６′にアークを発
生させ、同極性の第１溶接ワイヤ１−１の電流に
よる相互作用をうけて進行方向へ偏向して矢印７
に示す溶融金属の後方流に対する反力を発生して
第１溶接ワイヤによつて生ずる溶融池６′が後方
向へ吹かれるのを防ぐ。その結果、融合不良のよ
うな溶接欠陥を発生することもなく良好な溶融金
属８を形成し、第１溶接ワイヤ１−１による溶込
みをさらに上廻る溶込みが得られる。 又、第２図の態様例に示す如く、センターシー
ルドガスノズル１３と、第１溶接ワイヤと第２溶
接ワイヤの突出し長さを変えた給電チツプを用い
ることによつてさらに前記効果の向上が期待され
る。即ち、センターシールドガスノズル１３から
出たシールドガスと、チツプの傾斜により生ずる
第１溶接ワイヤ１−１と第２溶接ワイヤ１−２の
電圧降下差でアーク長を変え、第１溶接ワイヤ１
−１のアークにより生じた溶融金属６′が矢印７
の方向へ吹かれるのがおさえられるので、溶融金
属６の後方への移動がなく安定した深溶込みと欠
陥のない良好な形状の溶接金属８が得られる。 なお、同一の給電チツプとしているために、ワ
イヤ間隔が近ずけられ装置がコンパクトになると
いう利点もある。 本発明は、かかる態様において、２本の溶接ワ
イヤの直径ｄを1.0〜3.2mmφとし、これを溶接電
流として1000〜2500Aの大電流を用いてスプレイ
アークの条件の下でワイヤを高速送給するもので
あつて、これによつて高電流密度のアークの下で
ピンチ力で細く絞られた硬いアーク特性を利用
し、深溶込みを得るものである。かかるピンチ力
によつて硬直したアークは大電流であつても太径
ワイヤを使用した場合のような磁気吹きが発生せ
ず、安定したアーク形法によつて溶込不足のよう
な溶接欠陥が発生しにくい。又高電流でしかも電
流密度を高くしたことにより、ワイヤの溶融量が
極めて多い。そのため同一入熱でサブマージ・ア
ーク溶接した場合や、従来のMIG溶接した場合
よりも溶着量が多く、したがつて極めて高能率な
溶接となる。 ここで溶接ワイヤの直径ｄを1.0〜3.2mmφとし
たのは、２本のワイヤの内１本でも溶接ワイヤ径
が3.2mmφ超では、チツプ尖端からワイヤの溶融
尖端で発生する電気抵抗熱が、細径に比べて格段
に低く、溶着量の増大が期待できず、しかもアー
クの安定化に必要なピンチ力の増大を期待するこ
とができないと共にビード止端部凝固位置が溶接
速度の高速化に伴ない前進し、溶融池がビード後
方に引張られるためアンダーカツトやハンピング
ビード発生の原因となる。一方２本のワイヤの内
１本でも溶接ワイヤの直径が1.0mmφ未満では、
許容最高電流値が低くなりワイヤの溶着量の増大
がはかれなくなる。 １給電チツプ当たりの溶接電流Ｉ（Ａ）を1000
〜2500Aとしたのは、１給電チツプ２本ワイヤの
ため、それらのワイヤ径が3.2mm以下であつても、
１給電チツプ１本ワイヤの場合の許容値の２倍よ
り高い電流である2500Aまで流しても、過大なピ
ンチ力によるアークの不安定現象はおこらずパツ
カリーング現象も生ぜず、ビード不整、融合不良
等の欠陥を生ずることがないからであるが、
1000A未満では十分な電流密度が得られず能率低
下をきたすと共に、十分なピンチ力が得られず溶
込みの減少が生ずるからである。 またこの場合特に第２図において第１溶接ワイ
ヤ１−１として細径ワイヤを第２溶接ワイヤ１−
２として、太径ワイヤと、夫々のワイヤ径を異な
るようにすると第１溶接ワイヤ１−１の高電流密
度の細く絞られた硬いアークで深溶込みが得られ
ると共に、溶融金属６′は矢印７の方向へ吹かれ
るが、第１溶接ワイヤ１−１に比べ太径のワイヤ
を第２溶接ワイヤに使用することにより、電流密
度を低くし、かつピンチ力を小さくしてアークの
広がりで、矢印の方向へ吹かれる溶融金属がおさ
えられ、ビード形状が良好なものとなる。 なお、ここでは、第１溶接ワイヤ１−１が細径
である場合について述べたが、第１溶接ワイヤ１
−１に太径ワイヤを使用すれば、溶込み深さは、
細径ワイヤを用いた場合より少なくなるものの、
溶込の先端がまるみをおびた溶込で、広幅のビー
ドが得られる。そのため、細径ワイヤ、太径ワイ
ヤをいずれの溶接ワイヤに用いるかは、十分な深
溶込み必要とするか、あるいは、広幅のビードを
得るかの使用目的で選択すればよい。 又ワイヤ径を変える代わりにワイヤの送給速度
の比率を変更することも出来る。この場合、ワイ
ヤ径が異なつた場合と同様の効果が得られること
はもとより、溶接金属の成分を調整することがで
きる。望ましい送給比率は１：0.5〜1.5である。 なおワイヤの径と送給比率の両者を同時に変更
しうるのは云うまでもない。 また、本発明は、第３図に示すごとく２電極以
上の多電極高速度アーク溶接としても適用できる
ことは勿論であるが、高電流密度のアークの下で
ピンチ力で細く絞られた硬いアークを利用してい
るため、従来の多電極で問題となつていた磁気吹
き、それによる融合不良を、特別な磁気吹き処理
を要せず使用できると共に、アークの相互干渉が
少ないので各々の電極間、つまり、第１電極３と
第２電極４の間を60mm以内に近ずけることができ
る。 さらに、前記の図においては、溶接ワイヤを同
一給電チツプを介して溶接進行方向に配列した態
様例についてのみ示したが、必ずしもこれにこだ
わるものではなく、例えば開先幅が広い場合、溶
接金属の幅を広げるなどを目的とする場合には、
図示しないが、溶接進行方向とほぼ直角方向に２
個以上のワイヤ送給孔を配した給電チツプを具備
する電極を必要に応じて各電極の内１個以上のい
ずれか又はすべてに使用することによつて所期の
目的を達成することが出来る。 次に本発明の効果を実施例によりさらに具体的
に説明する。 実施例 １ 供試材として60キロ級高張力鋼のHT60鋼、板
厚32mm材を第１表に示すような開先形状に加工し
本発明法の高速度アーク溶接法と従来のガスシー
ルドアーク溶接法（MIG溶接）の両者を夫々３
電極法により第１表に示す条件で実施した。 同表からも明らかな如く本発明の方法によれ
ば、MIG溶接法と比較して溶接速度、パス数の
面で飛躍的に改善されている。さらに溶込量を見
ても、本発明法の場合は溶込みが深いので第１表
に示すルートフエイス７mmを用いることができる
が、従来のMIG溶接法の場合は、溶込みおよび
割れとの関連より第１表に示すルートフエイス３
mmまでしか使用できないため開先断面積が広くな
り、したがつて溶接能率も低下する。このような
細径ワイヤを同一給電チツプより高速送給し、高
電流密度下で溶接することにより、融合不良およ
び初層割れのない溶接金属が高能率で得られた。 実施例 ２ 供試材として、Ｘ−65鋼、鋼管外径1020mm（40
インチ）、内厚32mm材を仮付溶接後、本発明法と
SAW溶接法の両者を夫々２電極法により第２表
に示す溶接条件で実施した。 本発明の方法によれば、同表からも明らかな如
くSAW溶接法に比較してパス数が大幅に少なく、
溶接速度も大となる、など能率面で飛躍的に改善
されている。さらに、本発明は深溶込み溶接であ
るためルートフエースが大きくでき、従つて開先
断面積が小さくできること、またワイヤの溶融量
が低入熱でも極めて多いこと、その結果としてパ
ス数が低減できること、など多くの利点があると
ともに、２本の溶接ワイヤで１つの溶融池を形成
するので、異種ワイヤを用いることにより成分コ
ントロールができ、良好な靭性がたやすく得られ
る。またルートフエースを７mmと大きくしても初
層割れは認められなかつた。 実施例 ３ 供試材として低温用鋼の2.5Ni鋼、32mm材を用
いて本発明法と、SAW法の両者を夫々２電極法
により第３表に示す溶接条件で実施した。同表か
らも明らかな如く本発明方法によれば、SAWに
比べ溶接速度が速く、パス数が大幅に少なく、能
率面で飛躍的に改善されている。さらに本発明
は、ワイヤ径、および送給比率を変更できるため
に、初層部でのナゲツト形状の改善と溶接金属の
成分調整ができること、さらに、ビード形状が極
めて良好なものが得られるので開先断面積を少さ
くできるとともに深溶込みが得られるためルート
フエースが大きくとれる。また溶接入熱が低入熱
でもワイヤ溶融量が極めて多く、その結果、溶接
層数が低減できる。 このように、ワイヤ径、および送給比率を変更
することにより、初層割れがなく健全で且つ均一
美麗な外観を有する溶接金属が高能率で得られ
た。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第１図は、従来のガスシールドアーク溶接法の
溶接状態の説明図、第２図および第３図は、本発
明の高速度アーク溶接法の態様例を夫々示す説明
図、第４図および第５図は実施例に用いられた溶
接開先の寸法形状を示す模式図である。 １，２…溶接ワイヤ、１−１，２−１…第１溶
接ワイヤ、１−２，２−２…第２溶接ワイヤ、
３，４…電極、５…母材、６…溶融金属、６′…
溶融池、７…アークにより溶融金属が受ける力の
方向、８…溶接金属、９…急速凝固部、１０…イ
ンナーシールドガス、１１，１２…給電チツプ、
１３…センターシールドガスノズル。
溶接状態の説明図、第２図および第３図は、本発
明の高速度アーク溶接法の態様例を夫々示す説明
図、第４図および第５図は実施例に用いられた溶
接開先の寸法形状を示す模式図である。 １，２…溶接ワイヤ、１−１，２−１…第１溶
接ワイヤ、１−２，２−２…第２溶接ワイヤ、
３，４…電極、５…母材、６…溶融金属、６′…
溶融池、７…アークにより溶融金属が受ける力の
方向、８…溶接金属、９…急速凝固部、１０…イ
ンナーシールドガス、１１，１２…給電チツプ、
１３…センターシールドガスノズル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ar、He等の不活性ガスを主体とするガスシ
ールドアーク溶接法において、１個の送給モータ
ーで２本の溶接ワイヤを送給可能な給電チツプを
１個以上用い、溶接ワイヤはいずれも直径ｄを
1.0〜3.2mmφの範囲とし、１給電チツプ当り1000
〜2500Aの範囲の高電流で溶接することを特徴と
する高速度アーク溶接法。 ２ 溶接ワイヤ径が異なることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の高速度アーク溶接法。 ３ 溶接ワイヤの送給比率を可変とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
高速度アーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17820283A JPS6072678A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 高速度ア−ク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17820283A JPS6072678A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 高速度ア−ク溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072678A JPS6072678A (ja) | 1985-04-24 |
| JPH0221911B2 true JPH0221911B2 (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=16044357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17820283A Granted JPS6072678A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 高速度ア−ク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6072678A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10218297A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-11-14 | Linde Ag | Tandemschweißschutzgas |
| JP5080748B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-11-21 | 株式会社神戸製鋼所 | タンデムアーク溶接方法 |
| JP5199802B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2013-05-15 | 株式会社ダイヘン | ２ワイヤ溶接方法 |
| JP5515850B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2014-06-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ガスシールドアーク溶接とサブマージアーク溶接を組み合わせた複合溶接方法およびその複合溶接機 |
| JP5163600B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2013-03-13 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 固定管の円周溶接方法 |
| JP5163601B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2013-03-13 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 固定管の円周溶接方法及び装置 |
| JP5322859B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2013-10-23 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | プラズマトーチのインサートチップ，プラズマトーチおよびプラズマ溶接装置 |
| JP5626994B2 (ja) * | 2011-01-30 | 2014-11-19 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | インサートチップおよびプラズマトーチ |
| JP2013111597A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Panasonic Corp | アーク溶接方法 |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP17820283A patent/JPS6072678A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6072678A (ja) | 1985-04-24 |
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