JPH04253571A - ガスシールドメタルアーク溶接方法 - Google Patents

ガスシールドメタルアーク溶接方法

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JPH04253571A
JPH04253571A JP3156991A JP3156991A JPH04253571A JP H04253571 A JPH04253571 A JP H04253571A JP 3156991 A JP3156991 A JP 3156991A JP 3156991 A JP3156991 A JP 3156991A JP H04253571 A JPH04253571 A JP H04253571A
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JP
Japan
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welding
wire
arc
pits
arc welding
Prior art date
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Pending
Application number
JP3156991A
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English (en)
Inventor
Hideaki Takano
英明 高野
Jitsuo Nakada
中田 実雄
Yuji Nakahara
中原 雄治
Takao Ko
高 隆夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYODO SANSO KK
Kyodo Oxygen Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
KYODO SANSO KK
Kyodo Oxygen Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、亜鉛系めっき鋼板ま
たは樹脂、油等の有機物塗布鋼板のような溶接時にガス
化する物質が表面に存在する鋼板を、ガスシールドメタ
ルアーク溶接する際に発生し易いピットやブローホール
を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板は、熱間圧延あるいは
冷間圧延された鋼板表面に亜鉛めっきを施したもので、
その用途としては薄板分野が多く、屋根材をはじめとす
る建築材料、ガソリン缶、洗濯機の部品等のほか、最近
では自動車の車体に多く使用されている。
【0003】亜鉛系めっき鋼板を溶接する場合、鋼板表
面から低い沸点(906℃)を持った亜鉛蒸気が溶融金
属中に侵入する。この侵入した亜鉛蒸気は、浮上前に溶
融金属表面が凝固を完了すると気泡として残留し、ピッ
トやブローホール等の溶接欠陥が多く発生する。特に薄
鋼板の溶接においては、溶接速度が大きく、溶接入熱が
小さいうえ、継手形状も重ねやすみ肉等の鋼板表面の影
響を受けやすい形状が用いられるため、上記溶接欠陥が
発生し易い状況にある。
【0004】このような亜鉛蒸気に起因する溶接欠陥を
回避する手段としては、予め溶接線上から亜鉛を機械的
に除去することが有効であるが、非能率的である。また
、亜鉛系めっき鋼板の溶接におけるピット、ブローホー
ル等の溶接欠陥を防止する方法としては、ソリッドワイ
ヤ中にC、Si、Mn、P、SおよびNbまたはVの含
有量を規定した溶接ワイヤ(特開平2−59195号公
報)、パルス電流と溶滴移行のタイミングを合せること
によりブローホールを防止する方法(特開平1−202
394号公報)、電極ワイヤを振動させることによりブ
ローホールを減少させる方法(特開昭54−14715
1号公報)、あるいは電極に対して先行するフイラメタ
ルに相対的な振動を与えつつフィラメタルをプールに挿
入する方法(特開昭61−165276号公報)等多く
の提案が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平2−591
95号公報や特開平1−202394号公報に開示の方
法は、ブローホール発生率が数%から10%程度あり、
満足できるものではない。また、特開昭54−1471
51号公報に開示の方法は、アーク直下で溶融金属が振
動しても、プラズマ気流と共に巻込まれた亜鉛蒸気等の
ガスが浮上するための力を得ることができず効果がない
。さらに特開昭61−165276号公報に開示の方法
は、電極に対してフィラメタルを先行振動させて溶融池
の温度を均一にし、フィラメタルの溶融速度を増加させ
ることを目的としたもので、電極が後行するため、アー
クにより溶接金属中に侵入した気泡の浮上が十分にに行
なわれず、ブローホール防止に対して効果がない。
【0006】この発明の目的は、亜鉛系めっき鋼板や樹
脂、有機物塗布鋼板等のガスシールドメタルアーク溶接
において問題となるピット、ブローホール等の溶接欠陥
の発生を防止できるガスシールドアーク溶接法を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、亜鉛系
めっき鋼板のガスシールドメタルアーク溶接で発生する
ピット、ブローホールを防止するには、溶融池を機械的
にアーク直下より後方で攪拌するのが最も有効であるこ
とを見い出し、この発明に到達した。
【0008】すなわちこの発明は、亜鉛系めっき鋼板ま
たは有機物塗布鋼板のガスシールドメタルアーク溶接に
おいて、複数の溶接ワイヤを用い、先行のワイヤのみに
アークを発生させて溶融池を形成し、該溶融池に後行ワ
イヤを先行ワイヤとの距離2mm以上で挿入し、振動数
0.5回/秒以上、振幅0.3mm以上の条件で振動さ
せて攪拌するのである。
【0009】
【作用】この発明においては、先行ワイヤのアークによ
り形成された溶融池に後行ワイヤを先行ワイヤとの距離
2mm以上で挿入し、振動数0.5回/秒以上、振幅0
.3mm以上の条件で振動させて攪拌するので、先行ワ
イヤにより形成されたアークの後方で溶融池が後行ワイ
ヤによって機械的に攪拌されるから、溶融金属中に侵入
した亜鉛蒸気や樹脂、油等の蒸気が浮上して大気中に逃
散し、ピットやブローホールの発生が抑制される。なお
、この発明でいう振動数とは、例えば図3に示す矢印間
Lをワイヤが動く回数を意味する。すなわち、振動数0
.5回/秒とは、ワイヤが2秒に1回の割合で矢印間L
を往復するのである。また、振幅とは、振動の中心から
端までの距離をいう。
【0010】振動方法としては、モータの回転運動を滑
子クランク機構により直線運動に変換する方式、モータ
の回転運動をクランクと揺動梃により揺動運動に変換す
る方式等を用いることができる。また、振動は、後行ワ
イヤのみを振動させるだけで十分であるが、先行ワイヤ
を振動させてもよい。さらに、先行ワイヤと後行ワイヤ
との距離は、2mm未満ではアーク直下に近すぎて亜鉛
蒸気等が浮上のための力を得ることができず、所期の効
果が得られない。本発明者らの実験によると、振動数が
0.5回/秒未満では、振動を付与した効果が得られな
かった。なお、上記ワイヤ間距離および振動数の上限に
ついては、溶融池の大きさおよび装置の能力等によって
適宜選択して決定する。また、振幅は、0.3mm未満
では所望の効果が得られないばかりでなく、逆にブロー
ホール、ピット数の増加を招くため、大きい方がよいが
、ビード端を超えてはならないことはいうまでもない。 振動方向は、図3に示すとおり溶接線方向でも、図4に
示すとおり溶接線と直角方向でもよく、また、図5に示
すとおり後行ワイヤで弧を描くようにしてもよい。 基本的には溶融金属の攪拌が行えればよく、振動方向は
特に限定されない。
【0011】この発明において後行ワイヤにアークを発
生させない理由は、後行ワイヤにアークを発生させると
溶融池を機械的に攪拌できず、ピットあるいはブローホ
ールの発生を防止できないためである。また、通常のタ
ンデム溶接のように、両方アークを発生させて振動させ
ると、アークが乱れて溶接不良を引起こすこととなる。 さらにこの発明における後行ワイヤの役割は、溶融池を
機械的に攪拌することにあるが、望ましくは通電する方
がよい。特に溶融池の小さい高速溶接時には必要である
。この場合は、先行ワイヤに流れる溶接電流と後行ワイ
ヤに流れる電流とを、逆方向にすることによってアーク
が安定し、より効果的である。さらにこの発明は、亜鉛
を主成分とするめっき鋼板についても利用できるもので
ある。
【0012】
【実施例】表1に示す供試材料を使用し、図1に示すと
おり2枚の合金化亜鉛めっき鋼板1、1を30mm重ね
合せて垂直に立て、表2に示す溶接条件で、図2に示す
溶接ノズル2の先行ワイヤ3と後行ワイヤ4間距離、溶
融池5内での後行ワイヤ4の振動数、振幅を表3に示す
とおり変化させ、ビード6の幅概略10mm、溶接ビー
ド長さ30cmの溶接を行い、発生ピット数は目視で、
ブローホール発生率はX線撮影で観察し、その結果を表
3に併記した。さらに、比較のために従来のパルスアー
ク溶接法(試験No.13)、MIG溶接で電極ワイヤ
を振動させる方法(特開昭54−147151号公報、
試験No.14)でのデータも採取し、同様に表3に示
す。なお、振動モードは、試験No.1〜6および9〜
11が溶接線と平行、試験No.7と14が溶接線と直
角、試験No.8が回転とした。  なお、ピット数は
、ビード1m当たりに換算し、ブローホール発生率は、
ビード全長に対するブローホールの幅の総和とした。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】表3に示すとおり、試験No.1〜8の本
発明方法の場合は、いずれもピット数が0で、ブローホ
ール発生率が1%以下である。これに対し試験No.9
〜14の比較例の場合は、いずれもピット数が5以上で
あり、しかもブローホール発生率が10%以上である。
【0017】上記本実施例においては、合金化亜鉛めっ
き鋼板を使用したが、この発明は亜鉛系めっき鋼板では
同等の特性が得られ、例えばZn−Ni合金系、Zn−
Fe合金系、亜鉛めっきの上に有機物を塗布した鋼板に
適用しても、良好な結果が得られることを確認している
。また、この発明は、亜鉛めっき鋼板同志の他に、亜鉛
めっき鋼板と通常の鋼板同志の溶接等その組合せは自由
であり、その場合においても優れた効果が得られる。 さらに、この発明は、シールドガスとしてアルゴンとC
O2混合ガスに若干の酸素を添加しても、良好な結果が
得られた。
【0018】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、溶接時に多くのガスを発生する物質が表面に存在す
る亜鉛系めっき鋼板、樹脂、油等の有機物塗布鋼板等の
ガスシールドメタルアーク溶接において、ピットおよび
ブローホールの発生を防止して健全な溶接金属を得るこ
とができ、しかもビード外観は良好で、スパッタ発生量
が少なく、自動車工業等において大きな効果が得られる
ものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における供試材料の重ね継手の説明図で
ある。
【図2】実施例での溶接方法説明のための溶接トーチ先
端部と溶融池の断面説明図である。
【図3】この発明方法の後行ワイヤの振動方向が溶接線
と平行の場合の説明図である。
【図4】同じく後行ワイヤの振動方向が溶接線と直角の
場合の説明図である。
【図5】同じく後行ワイヤの振動方向が回転の場合の説
明図である。
【符号の説明】
1    合金化亜鉛めっき鋼板 2    溶接ノズル 3    先行ワイヤ 4    後行ワイヤ 5    溶融池 6    ビード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  亜鉛系めっき鋼板または有機物塗布鋼
    板のガスシールドメタルアーク溶接において、複数の溶
    接ワイヤを用い、先行のワイヤのみにアークを発生させ
    て溶融池を形成し、該溶融池に後行ワイヤを先行ワイヤ
    との距離2mm以上で挿入し、振動数0.5回/秒以上
    、振幅0.3mm以上の条件で振動させて攪拌すること
    を特徴とするガスシールドメタルアーク溶接方法。
JP3156991A 1991-01-30 1991-01-30 ガスシールドメタルアーク溶接方法 Pending JPH04253571A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06285643A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Toyota Motor Corp 鋼材のアーク溶接方法
JP2018164940A (ja) * 2017-02-17 2018-10-25 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 溶接の方法および溶接された物品

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