JPH03501366A - 上向きサブマージアーク溶接方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 上向きサブマージアーク溶接方法およびこの方法を実施するための装置 〔発明の分野〕 本発明はアーク溶接用のノウハウ、技術および設備に関し、より詳細には、上向 きサブマージアーク溶接方法およびこの方法を実施するための装置に関する。

〔発明の背景〕

溶接構造体を作製する際、溶接すべき継手への内側での接近が制限される中空物 品の周方向の回転可能な溶接部により多量の労力が費される。継手としては、閉 鎖容器、溜め器およびハウジングの周方向継手、パイプラインの周方向継手、船 体の外側メッキにおける現場溶接部およびスロット、溶接に有用な位置へ全（動 かし難０面積の大きい物品の長さ方向溶接部がある。また、継手としては、扱い 難いパネルの継手、セグメント、３次元の平らな部分の継手等がある。

上向きサブマージアーク溶接方法は下向きサブマージアーク溶接と比較して、溶 接プールが１８０”回転した種類のものであり、フラックスおよび溶接棒を垂直 方向上方に供給することを特徴としている。尚、溶接棒はフラックスの圧縮層を 通して供給する。

その理由はこの方法が上向き溶接と呼ばれているからである。

また、この方法は金属の厚い部分でアークが燃焼するため、サブマージアーク溶 接と呼ばれている。

かかる種類の溶接はいわゆる上向き溶接部を生じる。

上向き溶接部は異なる種類のものがあり、例えば、上向きルート溶接部および上 向支持溶接部がある。また、上向き単層溶接部および他の種類の上向き溶接部が ある。

特表平３−５０１３［；Ｇ　（２） 上向きルート溶接部は継手を溶接する際に初めに溶接され、供給溶接棒の側と反 対の側で溶接すべき継手の上部分に位置決めされるべき溶接部である。次の溶接 、すなわち、次の溶接部の形成は当業界で知られている任意の方法により行なわ れ、上向きルート溶接部、例えば、容器、溜め部、船の外側底部めっきの連結部 および他の物品の周方向の回転可能な継手における内部ルート溶接部を形成する 際と同じ方向から溶接棒を供給する。

上向きルートアーク溶接によれば、本質的に容器の内側の周方向回転溶接、およ び天井と反対の側への接近が制限された構造体において直線溶接部を形成する際 の接近し難い空間における溶接を省くことができる。

上向き支持溶接部は、継目を形成する際に初めに溶接され、供給溶接棒の側に最 も近い側で溶接すべき部分の下部に位置決めされる溶接部である。次の溶接は当 業界で知られた任意の方法で行なわれ、この際、上向き溶接の場合の側と反対の 側から溶接棒を供給する。

ルート溶接部は実際には、内側での接近が制限された物品の上向き周方向および 長さ方向継手を溶接する際に使用され、支持溶接部は扱い難い物品、例えば、セ グメントで構成されたシート構造物および他の物品の長さ方向継手を溶接する際 に使用される。

上向き単層溶接部は所定幅の継目を形成する際に使用され、溶接すべき全部分に 位置決めされる溶接部である。特徴としては、片側における継手の次の溶接を必 要としない。既製溶接部の成形により、支持単層溶接部を形成する際に多くの問 題が生じる。

上向き溶接では、被溶接金属、溶接棒の材料、および溶接フラン。

クスの融解の結果、アークの燃焼により生じた溶融フラックスおよび溶接プール の金属を部分的に融解したフラックスのクラストと、成形装置の作用とにより下 から保持する。これらの成形装置は形状および大きさの異なるものでもよく、例 えば、プレート、シューおよび支持板および他の構造要素の形態であってもよい 。

フラックスを下から溶接スポットに押しつけ、消費量を溶接工程で絶えず補充す る。溶接部の上部を成形するには、フラックスを任意の公知方法により物品の縁 部間の隙間を通して底部および頂部の両方から供給し、溶接工程でばらのフラッ クス層を形成する。この目的で支持板またはフラックス保持構造体を使用しても よい。

円筒形またはそれに近い形状を有する大形物品、例えば、特に高品質の溶接部を 必要としかつ溶接工程で軸線を中心に回転しなければならない船体およびボイラ ユニットのケーシングを溶接する際、また扱い難い大形の平らな物品を溶接する 際、最も多くの問題が生じる。

フラックスおよび溶接棒を継手の下から供給し、特別な板を使用してフラックス の圧力を継手全体に沿って調整する上向きサブマージアーク溶接方法が当業界で 知られている（Ｓ　Ｕ、　Ａ、　４６９．５５４）。

上記溶接方法を使用した場合、フラックスの最大圧力はアークの背後に形成され る。

しかしながら、この方法を適用した場合、フラックスの最大圧力は、溶接部の金 属が調整板を徐々に押すのにつれて、溶接プールの長さより大きい距離をへだて てアークの背後に発生される。

上記の従来方法はフラックスを被溶接物に供給して加圧するための手段と、この フラックス供給手段の内側に位置決めされた消耗溶接棒付き溶接チップとを備え る装置で具体化される。フラックス供給手段は調整板を収容しており、この調整 板の位置は継手に対して調整される。

操作者はこの装置を使用して、生じた継目を観察し、継目が標準から片寄ったパ ラメータ、例えば、物品の縁部間に隙間を形成する場合、必要なフラックスの圧 力を保つように板の傾斜角を調整する。

高品質の上向き溶接部を得るには、所定のフラックスの圧力に厳密に保つのが肝 要である。

上記装置の使用による溶接は調整板の位置の一定変化を必要する。

これにより、操作者が絶えず注意することおよび高い専門技能水準を必要とする 。

かくして、上記装置を使用して形成された溶接部の品質は操作者の技量および経 験により決まり、しばしば、溶接部の品質は損なわれたものになる。

他の従来の上向きサブマージアーク溶接方法も知られており（Ｄ　Ｅ、　Ｃ，３ １２５２２５）、この方法によれば、フラックスを継手の下から圧送し、消耗溶 接棒を下からフラックスを通して継手に供給し、アークを当てる。すると、溶接 プールが形成され、次いで溶接プールが固化し、溶接部が成形されて継手が溶接 される。この際、継手に沿って異なる部分に異なる圧力を加えてフラックスを継 手の下がら供給し、溶接部に対するアークが形成される前は、溶接プールを押す のに有利な条件を与えるのに肝要な所定の一定圧力下でフラックスを供給し、ア ーク燃焼および溶接プール位置の部分では、溶接プールを溶接すべき継手の高さ に保つのに必要な圧力下でフラックスを供給する。上記圧力はフラックスの最大 圧力が溶接部の開始部分に加えられるように溶接プール全体に沿って絶えず上昇 されている。

このような上向きサブマージアーク溶接方法によれば、溶接すべき継手に沿って 異なる部分に所定の圧力の最適な分布が達成され、それにより溶接プールを継手 の高さに確実に保つことができ、例えば、上向きルート継手を溶接する際に溶接 部の内側（天井と反対側）に補強を必要とする場合に高品質の溶接部を形成する ことができる。

かくして形成された溶接部は新たに形成された溶接部の外側の成形部に溶接部の 幅におけるむら、アンダーカン’ｃ、局部変化の形態の偏りおよび他の偏りを存 する。

溶接部の外側の成形部におけるこのような偏りは溶接部の固化開始領域における 、すなわち、フラックス、の最大圧力個所における溶接部に対するフラックスお よび成形装置の十分な作用から由来する。

この上向きアーク溶接方法は、フラックスを溶接すべき継手に供給して押しつけ るための手段と、このフラックス供給手段の内側に配置された消耗溶接棒付き溶 接チンプとを備えた装置で具体化される。上記手段の内側は継手の領域に必要な 圧力を形成するために溶接すべき継手に対して調整できる調整板を包囲している 。この調整板はこれを２つの部分子ａＪ、ｒｂＪに分割する折り目を有しており 、この折り目は所定の部分にフラックスの最大圧力を生じるように溶接部の固化 開始部分の下に位置決めされる。溶接プールの側に位置決めされた方の調整板の 部分子ａＪは溶接プールの長さに事実上等しい長さを有し、溶接すべき継手の表 面に対して角度αで設けられ、それにより溶接プールを継手の高さに保つために 溶接プールに対するフラックスの必要圧力を確保する。成形すべき溶接部の側に 位置決めされた方の調整板の部分子ｂＪは溶接部の最終成形部分まで延び、溶接 部の固化開始領域における最大から溶接部の最終成形部分における最小まで、溶 接部の形成部分に供給される液状スラグ層に対する必要な圧力を確保するために 溶接すべき継手の表面に対して角度βで設けられる。

このような装置は最適な工程条件下で上向き溶接を行うことができ、特に溶接す べき継手に沿って各個々の部分Ａ、Ｂ、Ｃ（アーク前方、アークおよび溶接プー ルの領域および新たに形成される溶接部を成形する位置）において所定の圧力を 正しく分布させ、安定化することができる。しかしながら、より小さい長さを有 し、アーク燃焼／溶接プールの部分Ｂと溶接部の成形部分Ｃとの間の境界を呈す る固化開始部分において、溶接部の外側の成形の偏りはこの部分における、折り 線が本質的に溶接プールの長さに等しい距離をへだでて位置決めされた調整板の 平らな傾斜部分の不十分な作用に基因している。

溶接部の成形開始部分（溶接プールの固化境界）が溶接プールの端部分の輪郭上 に配置されるので、その下に位置決めされた平らな部分子ａＪはフラックスの圧 力が最大な部分でこの固化輪郭（境界）全体に沿って一定なフラックスの圧力を 確保することができない。

この結果、フラックス最大圧力部分で溶接する工程で、フラックスの圧力は溶接 プールの固化境界全体にわたって一様ではなくなり、溶接部の幅における上記の むら、アンダーカット、局部的変化および溶接部の外側の補強における他の偏り を生じる。

溶接部の外側を成形する際の上述偏りは、全体としての、すなわち、内側および 外側の上向き溶接部の成形に悪影響し、また例えば、溶接部が引続きエナメルで 被覆される、すなわち物品全体と同時に被覆される物品において非常に高い品質 の溶接部成形を必要とするときは常に溶接部の成形に難点を引起こす。

〔発明の概要〕

本発明は結晶化溶接部の境界でフラックスの圧力を選択して分布させることによ り、両側で高品質の補強を必要とする新たに形成される溶接部の高い品質を確保 することができる上向きサブマージアーク溶接方法およびこの方法を実施するた めの装置を提供することを目的とする。

上記目的は、フラックスを下から継手に圧送し、次いで消耗溶接棒を下からフラ ックスを通して供給し、アークを当て、溶接プールを形成し、次いて溶接プール を固化し、溶接部を成形して継手を溶接する上向きサブマージアーク溶接方法で あって、フラックスを溶接すべき継手に沿って異なる部分に異なる圧力をかけて 供給し、溶接部に対するアークを形成する前の部分では、溶接プールを加圧する ための条件を与えるのに必要とされる一定な所定圧力下でフラックスを供給し、 アーク燃焼／溶接プール位置の部分では、フラックスの最大圧力が固化開始部分 に加えられるように次第に上昇される圧力をフラックス層および液状スラグ層を 通して及ぼす上向きサブマージアーク溶接方法において、フラックスの塊を溶接 プールの形成帯域へ圧送し、そこに形成されたフラックスの最大圧力を溶接部の 固化開始部分の境界に沿って分布させ、上記圧力の値を固化境界全体に沿って一 定に保つことを特徴とする上向きサブマージアーク溶接方法によって達成される 。

かかる上向きアーク溶接方法によれば、フラックスの塊を溶接プールの形成帯域 に正しく供給し、溶接部の固化開始部分の境界上に分布されるフラックスの最大 圧力を最適に生じ、次いで上記圧力の値を固化境界全体に沿って一定のレベルに 保つことができる。これにより、溶接すべき継手に沿って異なる部分で上向き溶 接を行い、高品質の溶接部を成形するための最適な条件を促進する。

そのうえ、上記方法を実施することにより、上向きサブマージアーク溶接工程の 所定パラメータに対する確実な効果を生じ、これにより高品質の上向き溶接部を 得ることができる。

また、この方法におけるすべての操作が簡単であり、かつ全自動化容易である。

工程パラメータの安定な最適条件での溶接は溶接材料をより理想的に使用するこ とができ、溶接材料の節約になる。しかも、工程の所定要件が高い精度で維持さ れる。

支持単層溶接部を形成する際、フラックスの最大圧力が本質的に、溶接部の対称 軸線を通る垂直平面に対称軸線が位置決めされた放物線上に分布されるのが好都 合である。

これにより、溶接プール（その後端部分における）の固化線の形状に本質的に近 似する固化開始部分の境界におけるフラックスの最大圧力の集中を可能にし、か くして上向き継手の高品質成形のための最適な条件を得ることができる。

また、上記目的は、フラックスを溶接すべき継手に供給して加圧するための手段 と、消耗溶接棒を有し、フラックスを溶接すべき継手に供給して加圧するための 手段の内側に位置決めされた溶接チップと、フラックスを溶接すべき継手に供給 して加圧するための手段の内側で溶接すべき継手に対して調整可能であり、溶接 すべき継手に沿って異なる部分に異なる圧力を生じるための調整板とを備え１、 調整板は溶接すべき継手の側で２つの部分の形態で構成され、溶接すべき継手に 対して角度をなして配置され、その頂点が溶接部の固化開始部分の下に位置決め されてその部分にフラックスの最大圧力を生じるようになっており、調整板の頂 部と溶接チップとの間の距離を調整するために調整板を溶接方向に長さ方向に変 位させるための手段を備えた上記方法を実施するための方法において、溶接プー ルの下に位置決めされた調整板の部分がフラックスの流れを形成して溶接プール の液状金属の固化帯域へ差し向けるために傾斜壁部を持つ縦横断面形状で断面可 変の凹部を有しており、溶接プールに面した凹部の縁部が溶接プールの固化境界 の形状と同じ輪郭を有していることを特徴とする装置により達成される。

かかる装置によれば、最適な工程条件下で上向き溶接を行うことができ、すなわ ち、溶接部の固化境界にフラックスの最大圧力を正確に分布させ、安定させるこ とができ、それにより溶接部の両側の成形品質を大幅に向上させることができる 。

そのうえ、この装置によれば、（例えば、開先を設けて、あるいは設けずに）溶 接すべき継手の目的（例えば、エナメル引きの目的）、形状・寸法および構成の 異なる物品に対する方法の使用範囲を広くすることができる。

この装置は操作が容易であり、いずれの標準熟練者でも取扱うことができる。

自動モードで実際に作業する際、かかる装置はその部品の作動の特別な監視を必 要としない。

更らに、操作者が指示する操作回数が著しく減少される。

これにより溶接継手の品質を大幅に向上させることができる。

この装置は製造が容易であり、大きさおよび質量が小さく、比較的安価である。

事実上すべての溶接パラメータを定レベルに保つことができ、装置は従来の装置 より高い溶接性を特徴としている。

支持単層溶接部を形成する際、溶接ブールの下に配置された調整板の部分に放物 線形状の凹部を設けるのが好ましい。

また、溶接プールの下に位置決めされた調整板の部分に支持単層溶接部を形成す る際、２つのくさび形交差突出部を設け、それらの頂点を調整板の傾斜部分の交 差部に配置し、これらの突出部の隣接縁部に切欠きを形成し、調整板の上記部分 の平面とその宏量上で接し、かつ頂点が調整板の傾斜部分の交差線上に配置され た放物線上でくさび形突出部の上平面と交差する円筒形表面を有する断面可変の 凹部を調整板の作用表面に形成するのが適切である。

これにより、溶接部の固化開始部分の境界に対するフラックスの最大圧力の最適 な集中を可能し、それにより溶接部の両側での補強部の成形性の向上により高品 質の溶接部（特に、支持単層溶接部）を有利に形成することができる。

特表千３−５０１３６６　（４、 図面の簡単な説明〕 添付図面と関連して特定の実施例について本発明を以下により詳細に説明する。

第１図は本発明による上向き溶接装置の（長さ方向断面）概略図である。

第２図は第１図の■−■に沿った断面図である。

第３図は溶接方法を説明するための（等角投影）図である。

第４図は構成要素である調整板を示す。

本発明による方法およびこの方法を実施するための装置を説明するために装置の 必要要素を概略的に示す第１図、第２図および第３図を参照して本発明による方 法を説明する。

〔発明を実施するための最良の態様〕

本発明の本質は次の如くである。例えば、溶接すべき平らな金属板１　（第１図 ）は全く異なる金属構造体、例えば、船体の構成部材であり、これらの構成部材 は頂部への接近を制限してあり、上向姿勢でのみ溶接するのがよい。この目的で 、フラックスを供給して加圧する手段２を使用して、当業界で知られている方法 でフラックス３を溶接すべき継手に供給し、加圧する。手段２の内側は溶極５付 きのチップ４（第１図、第２図、第３図）を収容している。電極５は工業界で広 く使用されているいずれの種類のものでもよく、その種類は本発明の本質に無関 係である。

溶接工程を開始するのに、電極５を溶接すべき継手に供給し、電圧を電極５に供 給し、アークを当てることが必要である。当てられたアーク、板１の金属、フラ ックス３および電極５を融解して溶接プール６を生じる。

アークおよび溶接プール６の熱が更らに作用することにより、フラックス３の融 解および一部が溶接プール６の下に配置される液状スラグの形成を促進していわ ゆるスラグ浴７を形成し、このスラグ浴７には、溶接工程でフラックス３の塊が 作用する。

これらの工程が行なわれるのと一致して、溶接帯域全体をい（つかの部分、すな わち、溶接部８に対するアークが形成される前の部分Ａと、溶接部８の固化開始 部分を含むアーク燃焼および溶接プール６の位置の部分Ｂと、溶接部８を成形す る部分Ｃとに技術的に分ける。

第３図における溶接部８を概略的に示しである。

フラックス３は、継手に沿って異なる部分Ａ、Ｂ、Ｃに対する異なる圧力下で溶 接すべき継手の下から供給する。

溶接部８に対してアークを形成する前の部分Ａでは、溶接プール６を加圧するた めの条件を生じるのに不可欠な一定な規定圧力下でフラックスを供給する０部分 Ａにおけるフラックス３の圧力は選択される溶接、溶接される材料の特性および 形状寸法および継手の形状に基づいて設定される。しかも、部分Ａにおけるフラ ックス３の圧力は一定に保たれる。

部分Ｂでは、溶接プール６を溶接すべき継手の高さに保つことができる圧力下で フラックス３の塊を供給し、この圧力は最大のフラックス圧が溶接部８の固化開 始部分の境界全体に加えられるように溶接プール６の端から端まで一定に形成す る。溶接部８の固化開始部分は固体状態すなわち溶接部８への溶接プール６の溶 融液の変化開始部分であると考えられる。溶接部８の固化開始部分は溶接プール の長さに等しい距離だけアークから片寄っている（第１図）、溶接部の固化開始 部分は、第３図に在来の平面９として示される、溶接すべき継手の下面上のクレ ータの側で輪郭１０上に配置され、例えば、放物線として成形された境界を有し ている。このような放物線の頂点も溶接プールの長さに等しい距離だけアークか ら片寄っており、その対称軸線は溶接部の長さ方向対称軸線を通る垂直平面に位 置決めされる。

部分Ｂにおける所定圧力は部分Ａにおける圧力より高い。

部分Ｂにおける圧力がより高いことは、クラスト１１に熔は入って固化するフラ ックスの量を考慮して溶接ブール６中の溶融液を溶接すべき継手の高さに保つこ とを必要とすることで説明がつく。

そこで、液状スラグ層を溶接ブール内から溶接部成形部分Ｃに下方から供給し、 これに圧力を加える。この圧力は溶接部８の固化開始部分における最大値から部 分Ｃにおける最小値まで変化している。

そのとき、液状スラグの層は硬化してスラグ膜１２を形成しく第１図、第２図） 、溶接部が成形される。

溶接部８の固化開始部分における最大圧力は溶接部８を溶接される継手の高さに 保つのに不可欠である。

溶接部８の固化開始部分の境界にフラックス３の最大圧力を加えて分布させるこ とは特に重要である。何故なら、溶接ブール６内の溶融金属がこの境界で固化し 始めて非常に粘性になり、それによりこの境界に加えられた圧力に対する最大の 耐性をもたらすからである。

溶接部の固化開始部分の境界がむしろ短かいことは注意すべきであり、この境界 は輪郭１０上に配置され、実際には、溶接部の固化境界である。

従って、溶接部の固化開始部分にフラックス３の最大圧力を加える精度が特に重 要であり、この最大圧力は溶接部８の固化開始部分の境界に加えなければならず 、これは溶接部８の成形性に著しく影響し、従ってなお一層、この境界の位置は これらの溶接パラメータにより決まる。

輪郭１０は例えば、放物線として成形される。

溶接条件に基づいて設定される最大圧力の値、溶接すべき継手の形状および製品 の材料は全輪郭１０において、すなわち、例えば、在来の下面９と事実上一致し て、溶接すべき継手（板１）の下面上ツクレータの側に放物線として成形された 境界において一定でなければならない。

溶接プール６内の溶融液が固体状態、すなわち、溶接部８に変化するとき、圧力 は溶接部８を成形し、同時に溶接部の表面にスラグ膜１２を形成する硬化しつつ あるスラグ層を保護するために最小まで徐々に降下しなければならない。

溶接部８の成形部分Ｃにおけるスラグ浴７から供給された液状スラグの層に対す る圧力は部分Ｃ全体に分布されたフラックス３の層を通して及ぼされる０部分Ｂ 、Ｃに供給されたスラグのこの層は固化しつつある溶接部８の金属とフラックス 層との間の潤滑剤として機能し、この潤滑剤は熱作用により部分的に軟化され、 この熱作用を介して圧力が加えられる。

液状スラグ層形態のかかる潤滑剤は所定種類の上向き溶接を行う際に溶接プール ６の定状態を維持するのを助け、その平衡を機械的に破壊することがない。

しかも、溶接部８を成形する部分Ｃにおけるスラグ浴７から供給される液状スラ グの層に対する圧力は熱除去成形表面１３を介して及ぼされる（第１図）。

また、この場合の液状スラグ層は固化しつつある溶接部８の金属と成形表面１３ との閏の潤滑剤の役割を果たす。

熱除去成形表面１３は溶接部８の固化を加速し、それにより所定の上向き溶接方 法の能力を高める。

成形表面１３の使用によれば、溶接部８を成形する部分Ｃにおける液状スラグの 層に対する圧力がフラックス３の層なしで及ぼされ、それにより所定形状の高品 質溶接部を得ることができることが予想される。

成形表面１３は熱伝導率の高い材料、例えば、銅で作られる。

成形表面１３　（第１図）は成形された作用表面を有しており、そのパラメータ は形状および寸法の両方が許容可能な溶接補強部分、供給される液状スラグの厚 さの許容可能な変化、および固化しつつある溶接部８の進行および作用表面の両 側における余剰フラックス３を受ける追加空間の形成に基づいて選択される。

溶接部からの熱除去を強めるには、成形表面１３を例えば水又は空気により冷却 すればよい。実際には、かかる成形表面１３は任意の成形装置、例えば、スライ ダを使用して成形される。

この上向きサブマージアーク溶接方法を使用する場合、フラックス３の塊を溶接 プール６の形成帯域に圧送する。

フラックス３の塊のかかる濃縮はこの高温帯域に融解しているフラックス３の量 の補償を考慮して溶接プール６内の溶融液を被溶接板１の下面の高さに不動に保 ったり、溶接部８の固化開始部分の境界、すなわち、輪郭１０にその最大圧力を 生じて分布させたりするのに重要である。

この方法を使用する場合、フラックス３のこの最大圧力の値は溶接部８の固化境 界全体に沿って一定に保たれる。

フラックス３の一定圧力を保つ必要性は固化しつつある溶接部を特にその横断面 方向に加圧するための一定条件を確保する、従って所定の溶接条件を安定化する 要件から由来し、それにより（下向きサブマージアーク溶接におけるように）広 い技術的可能性範囲内で高品質の上向き溶接部を得ることができる。

この溶接方法を使用した場合に支持単層溶接を行う際、対称軸線が溶接部８の長 さ方向対称軸線を通る垂直平面内に位置決めされた放物線にフラックス３の最大 圧力を分布させることが最も有利であり、その結果、最大圧力は実際には溶接部 ８の固化開始部分の境界に加えられ、かくして高品質の溶接継手を得ることがで きる。

試験的な実施例として第１図に示す下記装置で本方法を具体化する。

この装置はフラックスを下から溶接すべき継手に供給して加圧する手段２を備え ている。

上記手段２は例えばフラックス供給のために広く使用されているスクリューフィ ーダの形態の当業界で知られている任意のフラックス供給手段であればよい（第 １図には省略）。

この装置には、フラックスを供給して加圧する手段２の内側に位置決めされた溶 極５を有する溶接チップ４が設けられている。

そのうえ、この装置は、フラックス３を供給して加圧する手段２の内側に取付け られ、継手１に対して調整できる成形表面１３を持つ調整板１４を有している。

この調整板１４は溶接継手の帯域におけるフラックス３の圧力を調整する。

調整板１４　（第３図、第４図）は折り線１５を形成する折・り目を有している 。この溶接方法において、板１４の折り線１５は溶接部８の固化開始部分の下に 配置されて板１４の折り目の頂部と、成形されている溶接部８との間に隙間ｒｌ Ｊを形成する。

この隙間ｒｆＪＯ値は溶接部の必要な形状、継手の種類、被溶接材料の特性およ び溶接条件の種類により決まる。

調整板１４の折り線１５が溶接部８の固化開始部分の下に配置されているため、 この部分にはフラックス３（第１図、第２図）の最大圧力が生じる。

溶接プール６の側に位置決めされた調整板１４の上記部分子ａＪは溶接プール６ の長さに本質的に等しい長さを有しており、上記部分子ａＪは継手の表面に対し て角度αで設けられ、フラックス３を溶接すべき継手の高さに保つのに溶接プー ル６に対するフラックス３の必要圧力を確保する。

成形される溶接部８の側に位置決めされた調整板１４の上記部分子ｂＪは溶接部 ８の最終成形平面まで延びており、この部分子ｂＪは継手の表面に対して角度「 β」で配置されて、溶接部８を成形する部分Ｃに供給された液状スラグ層に対す る圧力を溶接部８の固化開始部分における最大値から溶接部８の最終成形部分に おける最小値までの範囲で確保する。

フラックス３の塊を効果的に成形して溶接プール６の固化帯域へ差し向けるため に、溶接プール６の下に位置決めされた調整板１４の部分子ａＪは縦横断面で傾 斜壁を備えた断面可変の凹部を有する。

溶接プール６に面した凹部の縁部１６は溶接プール６の固化輪郭１０の形状、す なわち、溶接部８の固化開始部分の境界の形状と一致する輪郭を有している。

調整板１４の部分子ａＪにおいて支持単層溶接部を溶接する際、線１７上で互い に接触し、調整板１４の傾斜部分子ａＪ、ｒｂＪの交差部、すなわち、板１４の 折り線１５上に位置決めされる２つのくさび形突出部１８を例えばはんだ付けに より形成するのが好ましい。

このくさび形突出部１８はそれらの相隣る縁部に成形切欠きを有しており、これ らの切欠きは調整板１４の部分子ａＪのその接触線１７上の平面と接する断面可 変の凹部、例えば、円筒形表面を有する凹部を板１４０作用表面に形成する。

この凹部の円筒形表面は放物線を表わす凹部の縁部１６上のくさび形突出部１８ の上平面と交差している。

この放物線の頂点は調整板１４の傾斜部分の交差（折り）線１５上に位置決めさ れる。

ルートおよび他の種類の上向溶接部を形成する際、特に開先形成を使用する場合 、調整板１４の凹部および対応突出部は特定の溶接条件に応じて異なる形状を有 してもよい。

このような凹部の寸法および形状は溶接モード、継手の形状（例えば、開先付き または開先なし）、必要な溶接部補強形状等に基づいて選択される。

構造上、放物線上のくさび形突出部１８の上平面と交差する開先、例えば、円筒 形表面を有する開先は調整板】４の作用表面の任意の長さ方向垂直断面平面が Ｔ＝１８０’−（α＋β）６ に等しい値の等角度「γ」　（第１図、第３図）で配置される交差線を形成する ような条件を生じる。

フラフクス３の最大圧力の部分に対する調整板１４の作用表面の一定な相互作用 のこのような条件は一般に高品質溶接部を形成するのに役立つ。

尚、調整板１４の部分子ａＪにおける凹部は、溶接部８の固化開始部の輪ｊｌ！ １０の頂点が凹部の縁部により形成される放物線の頂点の下になるように、溶接 すべき継手の下面上のクレータの側で溶接ブール６の後端部分の輪郭１０の下、 すなわち、溶接部の固化開始部分の境界の下に配置される。

輪郭１０および放物線の溶接中のかかる相互位置により、最適な成形および溶接 プール６の固化開始部分の境界全体に対するフラフクス３の一定な所定最大圧力 の分布を確保し、その結果、溶接部８０両側における良好な余盛成形により溶接 性を向上させる。

所定の溶接モードへのより正確な転向のためには、調整板１４をばよい。このよ うな手段は調整板の折り線１５と溶接チツブ４との間の距離を調整する際に好ま しい。しかも、このような手段によれば、上向き溶接方法での要件を厳密に観察 して溶接を行うことができ、−ｉに上向き溶接部のより高い品質に寄与する。

〔産業上の適用性〕

本発明による方法およびこれを実施するための装置を使用することによる最大の 効果は溶接すべき継手の外側または内側の両方における補強表面の高い成形性を 必要とする場合に支持単層溶接部（例えば、溜め器、バイブライン、容器、ハウ ジンジの周溶接部または３次元部分、パネル、セグメント等の長さ方向溶接部） を溶接する際に得られる。

全体から見て、本発明による装置および方法は溶接部の両側の表面の成形性およ び上向き溶接能力が従来の装置の使用で得られるものより可成り高い上向き溶接 部の自動溶接を行うことができ、また高品質の上向き溶接部を生じることができ る。

手続補正書（方式）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下から溶接すべき継手にフラックス（３）を圧送し、溶極（５）を下からフ ラックス（３）を通して溶接すべき継手に供給し、アークを当て、溶接ブール（ ６）を形成し、次いで溶接プール（６）を固化させ、溶接部を成形して継手を溶 接する上向きサブマージアーク溶接方法であって、フラックス（３）を溶接すべ き継手の下方で異なる部分に異なる圧力をかけて供給し、溶接部に対するアーク を形成する前の部分（Ａ）では、溶接プール（６）を加圧する条件を与えるのに 必要とされる一定な所定圧力下でフラックス（３）を供給し、アーク燃焼および 溶接プール（６）の位置の部分（Ｂ）では、フラックス（３）の最大圧力が溶接 部の固化開始部分に加えられるように次第に上昇される圧力をフラックス層（３ ）および液状スラグ層を通して及ぼす上向きサブマージアーク溶接方法において 、フラックス（３）の塊を溶接プール（６）の形成帯域へ圧送し、そこに形成さ れたフラックスの最大圧力を溶接部の固化開始部分の境界に沿って分布させ、上 記圧力の値を固化境界全体に沿って一定に保つことを特徴とする方法。 ２．支持単層溶接を行う際、フラックス（３）の最大圧力を本質的に、対称軸線 が溶接部（８）の長さ方向対称軸線を通る垂直平面内に配置された放物線上に分 布させることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．フラックスを溶接すべき継手に供給して加圧するための手段（２）と、溶極 （５）を有し、フラックス（３）を溶接すべき継手に供給して加圧するための手 段（２）の内側に位置決めされた溶接チップ（４）と、溶接すべき継手に対して 調整可能であり、溶接すべき継手に沿って異なる部分に異なる圧力を生じるため の調整板（１４）とを備え、調整板（１４）は継手の側で２つの交差部分の形態 で構成され、溶接すべき継手に対して角度をなして配置され、その頂点が溶接部 の固化開始部分の下に位置決めされてその部分にフラックスの最大圧力を生じる ようになっており、調整板の頂部と溶接チップとの間の距離を調整するために調 整板を溶接方向に長さ方向に変位させるための手段を備えた、請求項１および２ に記載の上向きサブマージアーク溶接方法を実施するための装置において、溶接 プール（６）の下に位置決めされた調整板（１４）の部分はフラックスの流れを 形成して溶接プール（６）の液状金属の固化帯域へ差し向けるために傾斜壁部を 持つ縦横断面形状で断面可変の凹部を有しており、溶接プール（６）に面した凹 部の縁部は溶接プールの固化境界の形状と同じ輪郭（１０）を有していることを 特徴とする装置。 ４．支持単層溶接部を形成するために、凹部を放物線（１０）として成形したこ とを特徴とする請求項３記載の上向きサブマージアーク溶接方法を実施するため の装置。 ５．溶接プール（６）の下に位置決めされた調整板（１４）の部分に支持単層溶 接部を形成するのに、２つのくさび形交差突出部（１８）を設け、それらの頂点 を調整板（１４）の傾斜部分の交差部に配置し、これらの突出部の隣接縁部に切 欠きを形成し、調整板（１４）の上記部分の平面と接する円筒形表面を有する断 面可変の凹部を調整板（１４）の作用表面に形成したことを特徴とする請求項４ 記載の上向きサブマージアーク溶接方法を実施するための装置。