JPH0324302B2 - - Google Patents

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JPH0324302B2
JPH0324302B2 JP16197685A JP16197685A JPH0324302B2 JP H0324302 B2 JPH0324302 B2 JP H0324302B2 JP 16197685 A JP16197685 A JP 16197685A JP 16197685 A JP16197685 A JP 16197685A JP H0324302 B2 JPH0324302 B2 JP H0324302B2
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JP
Japan
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trailing
arc
nozzle
electrode
leading
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JP16197685A
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English (en)
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JPS6224865A (ja
Inventor
Juji Sugitani
Masao Kobayashi
Masatomo Murayama
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、2電極回転アーク隅肉溶接方法に
関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
従来、垂直板と水平板とを下向き姿勢によつて
隅肉溶接する場合、溶融金属が重力の影響によつ
て垂れ下がる結果、第8図に示すように、垂直板
1側のビード3の幅、即ち、垂直脚長(l1)と水
平板2側のビード3の幅、即ち、垂直脚長(l2
とが等しくなりにくく、且つ、特に、垂直板1に
アンダーカツト4が発生し易い等の問題があつ
た。
上述した問題は、垂直および水平脚長(l1),
(l2)が長くなる程、顕著に現われる。従つて、
垂直板1と水平板2とを1パスで隅肉溶接する場
合、垂直および水平脚長(l1),(l2)を長くする
ことに限界があつた。
垂直および水平脚長(l1),(l2)を長くするた
めの方法として、溶接方向に互いに所定間隔をあ
けて先行電極および後行電極を設け、これら2本
の溶接電極によつて、垂直板1と水平板2とを隅
肉溶接する2電極隅肉溶接方法がある。
上述した、2電極隅肉溶接方法によれば、1本
の溶接電極を用いる単電極隅肉溶接方法に比べ
て、垂直および水平脚長(l1),(l2)を長くする
ことができる。しかし、不等脚長およびアンダー
カツト発生の問題は、依然として解決されない。
〔発明の目的〕
従つて、この発明の目的は、1パスの溶接で垂
直脚長と水平脚長とが等しく且つ各脚長が長いビ
ードが得られ、しかも、アンダーカツトの発生が
防止できる。2電極回転アーク隅肉溶接方法を提
供することにある。
〔発明の概要〕
この発明は、垂直板と水平板とによつて形成さ
れる隅肉溶接部に先行ノズルを向け、先行電極を
前記先行ノズルの中心軸線から偏位させて前記隅
肉溶接部に向けてシールドガスと共に供給し、前
記先行ノズルを回転させながら前記先行電極と前
記隅肉溶接部との間に先行アークを発生させて下
層ビードを形成し、前記先行ノズルの溶接進行方
向下流側に、前記先行ノズルと間隔をあけて後行
ノズルを設け、前記後行ノズルを前記下層ビード
に向け、後行電極を前記後行ノズルの中心軸線か
ら偏位させて前記下層ビードに向けてシールドガ
スと共に供給し、前記後行ノズルを回転させなが
ら前記後行電極と前記下層ビードとの間に後行ア
ークを発生させて前記下層ビード上に上層ビード
を形成し、このようにして、前記垂直板と前記水
平板とを隅肉溶接し、下記条件、 前記先行アークの回転速度(NL):3Np〜120
Hz、 前記先行アークの回転直径(DL):1〜6mm、 前記後行アークの回転方向:溶接進行方向に向
つて右側に垂直板を配したときには、前記後行ア
ークの回転方向は、前記後行ノズルの上端から見
て右回転、溶接進行方向に向つて左側に垂直板を
配したときには、前記後行アークの回転方向は、
前記後行ノズルの上端から見て左回転、 前記後行アークの回転速度(N):Np、 前記後行アークの回転直径(DT):(WL−8
mm)および1mmのうちの何れか大きい方から
(WL+6mm)の範囲、 前記先行電極と前記後行電極との間の間隔:前
記先行アークによる先行クレータと前記後行アー
クによる後行クレータとが重ならないような間
隔、 但し、Np:垂直脚長(l1)と水平脚長(l2)と
の比(l1/l2)が最大となるアークの回転速度、 WL:前記下層ビードの幅 を満足させることに特徴を有するものである。
〔発明の構成〕
本願発明者等は、垂直脚長と水平脚長とが等し
くなるように、垂直板と水平板とを隅肉溶接する
ことができる回転アーク隅肉溶接方法を、特願昭
60−88732号(以下、第1先行発明という)とし
て提案した。以下に、第1先行発明を説明する。
溶接電極をノズルを通してノズルの中心軸線か
ら偏位して被溶接物の開先部に対して垂直に向
け、溶接電極の先端と開先部との間にアークを発
生させて前記被溶接物を前記開先部にそつて溶接
し、そして、前記ノズルを回転させて前記アーク
に前記偏位に対応する円運動を行なわせ、前記開
先部に向けてシールドガスを供給することからな
る回転アーク溶接方法は、既に知らている。この
方法は、一定幅の広幅のアークが得られるので、
部分的に深い溶け込みが生じることなく、且つ、
高能率で溶接が行なえるといつた利点を有してい
る。
上記第1先行発明は、上述した回転アーク溶接
方法を隅肉溶接に適用したものであり、第1図A
に示すように、垂直板1が、溶接進行方向(紙面
表側から裏側に向う方向)に向つて右側に配置さ
れているときは、アークの回転方向が、ノズル5
の上端から見て右回転、即ち、時計方向回転とな
るように、ノズル5を回転させ、一方、第1図B
に示すように、垂直板1が、溶接進行方向に向つ
て左側に配置されているときは、アークの回転方
向が、ノズル5の上端から見て左回転、即ち、反
時計方向回転となるように、ノズル5を回転させ
る。
アークの回転方向を、上述したように定めた理
由は、重力の影響によつて垂れ下がる溶融金属の
すくい上げ効果を生じさせて、ビード3の等脚長
化を図るためである。前記効果は、アークの回転
速度と関係し、溶接電流および溶接速度を固定し
た場合、適正回転速度(No)でアークを回転さ
せると、前記すくい上げ効果が最大に現われる。
上記適正回転速度(No)を定めるには、所定
の溶接電流および所定の溶接速度の基で隅肉溶接
を行ない、垂直脚長(l1)と水平脚長(l2)との
比(l1/l2)が最大となるアークの回転速度を求
めれば良い。第2図に、溶接電流300A、溶接速
度22cm/分の条件で隅肉溶接したときのアーク回
転速度(N)と脚長比(l1/l2)との関係を示す。
第2図から明らかなように、上述した溶接条件の
ときのアークの適正回転速度(Np)は、7Hz
(420回転/分)となる。即ち、この回転速度でア
ークを回転させると、脚長比(l1/l2)が最大と
なる。このことは、アークの回転による溶融金属
のすくい上げ効果が最大に現われて、溶融金属の
垂下がりを防止できることを示す。
上記第1先行発明においては、アークの回転直
径(溶接電極6の回転直径)(D)を、1〜6mmの範
囲に限定するが、この理由は、次の通りである。
アークの回転直径(D)が1mm未満であると、十分
な溶け込みが得られないために、回転アーク溶接
の機能を十分に発揮できない。また、回転アーク
隅肉溶接方法においては、次のようにして開先倣
いを行なう。即ち、溶接電流および溶接電圧の何
れか1つの変動値を検出し、前記検出した変動値
を、溶接電極の溶接進行方向最前方点を中心とし
て、左右にそれぞれ等範囲にわたつて積分し、そ
して、前記左右の積分値の差が零になるようにノ
ズルをビードの幅方向に移動させる。以下、この
方法をアークセンサーによる開先倣いと云うが、
アークの回転直径(D)が1mm未満であると、アーク
の回転中心が正規の位置からずれていても、前記
左右の積分値の差が顕著に現われず、アークセン
サーによる開先倣いが精度良く行なえない。
一方、アークの回転直径(D)が6mmを超えると、
アークが垂直板1および水平板2に接近し過ぎ、
特に、垂直板1側にアンダーカツトが生じ易すく
なる。このようなことから、アークの回転直径(D)
は、1〜6mmの範囲に限定した。
さらに、本願発明者等は、ビードの表面が平滑
化されるように、垂直板と水平板とを隅肉溶接す
ることができる回転アーク隅肉溶接方法を、先
に、特願昭60−106901号(以下、第2先行発明と
いう)として提案した。以下に、第2先行発明を
説明する。
アークの回転速度(N)が、上述した適正回転
速度(Np)であるときは、溶融金属の垂下がり
を防止できるが、この場合、第3図に示されるよ
うに、ビード3の表面が山形に突出するために、
所定長さの脚長を得るのに余分な溶着金属が必要
となるといつた問題を有している。
上記第2先行発明は、上述した問題点を解決す
るためになされたものであつて、アークの回転速
度(N)を3Np(Np:上述した第1先行発明にお
ける適正回転速度)から120Hz(7200回転/分)
の範囲に限定し、且つ、アークの回転直径(D)を1
〜6mmの範囲に限定することに特徴を有するもの
である。
アークの回転速度を上述した範囲に限定した理
由は、以下の通りである。アークの回転速度が
3No未満であると、アークの回転速度が遅いため
に、ビードの表面を平滑化する効果が十分に現わ
れない。一方、アークの回転速度(N)が3Np
上になると、溶融金属が周辺部に拡がつてビード
の表面が平滑化されるが、アークの回転速度
(N)が120Hzを超えると、スパツタ量が増大して
良好な隅肉溶接が行なえない。このようなことか
ら、アークの回転速度(N)は、3Np〜120Hzの
範囲に限定した。
第4図にアークの回転速度(N)と、垂直脚長
(l1)および水平脚長(l2)の平均値に対するビー
ドの最大突出高さ(Δl)の割合との関係を示す。
第4図から明らかなように、アークの回転速度
(N)が3Np以上となると、ビードの表面が平滑
化されることがわかる。
また、第5図にアークの回転速度(N)と、ス
パツタ量との関係を示す。第5図から明らかなよ
うに、アークの回転速度(N)が120Hzを超える
とスパツタ量が急激に増大することがわかる。
上述した、第2先行発明において、アークの回
転直径(D)を1〜6mmの範囲に限定した理由は、上
述した第1先行技術におけると同様である。
この発明は、上述した第1および第2先行発明
を2電極隅肉溶接に適用したものである。
第6図は、この発明の方法によつて、垂直板1
と水平板2とを隅肉溶接している状態を示す斜視
図である。第6図において、下層ビード3Aを形
成するための、先行ノズル5Aに挿通された先行
電極6Aの回転速度、即ち、先行アークの回転速
度(NL)は、上述した第2先行発明におけると
同様の理由により、3Np〜120Hzの範囲に限定す
る。これによつて、下層ビード3Aの表面が平滑
化される。先行アークの回転直径(DL)は、上
述した第1先行発明におけると同様の理由によつ
て、1〜6mmの範囲に限定する。これによつて、
十分な溶け込みが得られ、且つ、アークセンサー
による開先倣いが精度良く行なえ、さらに、垂直
板1側に発生し易すいアンダーカツトを防止する
ことができる。下層ビード3Aの表面を平滑化す
る理由は、無駄な溶着金属の消費を防止し、且
つ、下層ビード3Aと、後述する後行電極により
形成される上層ビードとの溶着性を良くする等の
ためである。
一方、上層ビード3Bを形成するための、後行
ノズル5Bに挿通された後行電極6Bの回転方
向、即ち、後行アークの回転方向は、上述した第
1先行発明におけると同様の方向として、上層ビ
ード3Bを形成する溶融金属の垂下がりを抑制す
る。後行アークの回転速度(NT)は、上述した
第1先行発明におけると同様に、上層ビード3B
を形成する溶融金属の垂下がりの抑制効果が最大
に現われる適正回転速度(Np)とする。後行ア
ークの回転直径(DT)は、(WL−8)mmまたは
1mmのうちの大きい方を下限とし、(WL+6)mm
を上限とする。ここで、(WL)は、先行アークに
よる下層ビード3Aの幅である。
このように後行アークの回転直径(DT)を限
定したのは、後行アークの回転直径(DT)が前
記下限値未満では、十分な溶込みが確保できず、
且つ、アークセンサによる開先倣いが精度良く行
なえないからである。一方、後行アークの回転直
径(DT)が前記上限値を超えると、後行アーク
が垂直板1および水平板2に接近し過ぎて、特
に、垂直板1側にアンダーカツトが生じ易すくな
るからである。
先行電極6Aと後行電極6Bとの間には、先行
アークによる先行クレータと、後行アークによる
後行クレータとが重ならないような間隔を設け
る。これは、磁気吹きを防止し、且つ、ビード形
状を乱さないようにするためである。
このようにして、垂直板1と水平板2とを隅肉
溶接すると、第7図に示すように、表面が平滑化
された下層ビード3Aが形成され、そして、下層
ビード3A上に、垂直脚長(l1)と水平脚長(l2
とが等しい。即ち、等脚長の上層ビード3Bが形
成される。なお、この発明における先行および後
行電極6A,6Bは、消耗、非消耗の何れであつ
ても良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、垂直
脚長と水平脚長とが等しい等脚長ビードが得ら
れ、アンダーカツトの発生が防止でき、且つ、下
層ビードと上層ビードとを確実に溶着させること
ができる等種々の有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは、第1先行発明の方法によつ
て、隅肉溶接を行なつている状態を示す正面図、
第2図は、アークの回転速度と脚長比との関係を
示すグラフ、第3図は、第1先行発明の方法によ
つて得られたビードの断面図、第4図は、アーク
の回転速度とビードの突出量との関係を示すグラ
フ、第5図は、アークの回転速度とスパツタ量と
の関係を示すグラフ、第6図は、この発明の方法
によつて、隅肉溶接を行なつている状態を示す斜
視図、第7図は、この発明の方法によつて得られ
たビードの断面図、第8図は、アンダーカツトが
生じたビードの断面図である。図面において、 1……垂直板、2……水平板、3……ビード、
3A……下層ビード、3B……上層ビード、4…
…アンダーカツト、5……ノズル、5A……先行
ノズル、5B……後行ノズル、6……溶接電極、
6A……先行電極、6B……後行電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 垂直板と水平板とによつて形成される隅肉溶
    接部に先行ノズルを向け、先行電極を前記先行ノ
    ズルの中心軸線から偏位させて前記隅肉溶接部に
    向けてシールドガスと共に供給し、前記先行ノズ
    ルを回転させながら前記先行電極と前記隅肉溶接
    部との間に先行アークを発生させて下層ビードを
    形成し、前記先行ノズルの溶接進行方向下流側
    に、前記先行ノズルと間隔をあけて後行ノズルを
    設け、前記後行ノズルを前記下層ビードに向け、
    後行電極を前記後行ノズルの中心軸線から偏位さ
    せて前記下層ビードに向けてシールドガスと共に
    供給し、前記後行ノズルを回転させながら前記後
    行電極と前記下層ビードとの間に後行アークを発
    生させて前記下層ビード上に上層ビードを形成
    し、このようにして、前記垂直板と前記水平板と
    を隅肉溶接し、下記条件、 前記先行アークの回転速度(NL):3Np〜120Hz 前記先行アークの回転直径(DL):1〜6mm、 前記後行アークの回転方向:溶接進行方向に向
    つて右側に垂直板を配したときには、前記後行ア
    ークの回転方向は、前記後行ノズルの上端から見
    て右回転、溶接進行方向に向つて左側に垂直板を
    配したときには、前記後行アークの回転方向は、
    前記後行ノズルの上端から見て左回転、 前記後行アークの回転速度(N):Np、 前記後行アークの回転直径(DT):(WL−8
    mm)および1mmのうちの何れか大きい方から
    (WL+6mm)の範囲、 前記先行電極と前記後行電極との間の間隔:前
    記先行アークによる先行クレータと前記後行アー
    クによる後行クレータとが重ならないような間
    隔、 但し、Np:垂直脚長(l1)と水平脚長(l2)と
    の比(l1/l2)が最大となるアークの回転速度、 WL:前記下層ビードの幅 を満足させることを特徴とする2電極回転アーク
    隅肉溶接方法。
JP16197685A 1985-07-24 1985-07-24 2電極回転ア−ク隅肉溶接方法 Granted JPS6224865A (ja)

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JPS6224865A JPS6224865A (ja) 1987-02-02
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JP2751744B2 (ja) * 1992-07-07 1998-05-18 日本鋼管株式会社 複数電極高速回転アークの溶接電流制御方法

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JPS6224865A (ja) 1987-02-02

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