JPH044073B2 - - Google Patents
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- JPH044073B2 JPH044073B2 JP15465386A JP15465386A JPH044073B2 JP H044073 B2 JPH044073 B2 JP H044073B2 JP 15465386 A JP15465386 A JP 15465386A JP 15465386 A JP15465386 A JP 15465386A JP H044073 B2 JPH044073 B2 JP H044073B2
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はトーチを揺動する横向エレクトロガス
溶接方法に関する。 （従来の技術） 従来の横向エレクトロガス溶接法としては、特
開昭54−23049号公報記載のものが提案されてい
る。第８図はその溶接方法を実施している状況を
示す斜視図であり、第９図は上から見た部分断面
図、第１０図には前面から見た部分断面図であ
る。 第８図において、１ａ，１ｂはそれぞれ上母
材、下母材を示し、Ｉ形又はＩ形に近いＶ形、〓
形開先を示している。又、開先裏面には固定裏当
材２、開先表面にはシールドガスノズル７付きの
摺動銅当金４を当接している。これらにより形成
されている空間内に溶接ワイヤ５を溶接トーチ６
を介して挿入し、溶接ワイヤ５の先端部を板厚方
向、すなわち第１０図における矢印Ｅ方向に揺動
しながら溶接金属３を形成し、溶接線方向（第８
図の矢印Ｃ）に横向エレクトロガス溶接を行なつ
ている。 なお、摺動銅当金４は給排水管８により水冷さ
れているとともに、第１０図の部分断面図に示す
ように裏当材２と同様に上母材１ａとの間にガス
逃げ溝１０が形成されるように配置されており、
摺動銅当金４には上母材に当接し据動銅当金４と
共に摺動する間隔支持具９を設けている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来法では揺動が単振動で
あるため、第１１図に示す揺動軌跡Ｄのように揺
動の中心部におけるアークの移動速度が速く、両
端部で遅くなる。また、板厚中央部は母材表裏面
と比較して母材の熱伝導による冷却速度が速いた
め、第１２図に示すように溶接金属３の断面の形
状が板厚中央部が狭くなり、鼓のように中央がく
びれた形状になるとともに、板厚中央部と板端部
との機械的性態に差を生じる。 すなわち、板厚中央部の溶接金属の金属組織は
板端部の金属組織よりも微細なものとなつてお
り、靭性が優れている。反面、板両端部での靭性
は板厚中央部よりも劣つており、板厚方向での均
質な溶接部が得られないという問題点がある。 又、特開昭60−191662号公報では、アーク揺動
を板厚中央部で一時停止する方法をとりあげ、板
厚中央部での溶け込みを確保するとしているが、
板厚中央部の一個所にアークを停止することで
は、その個所における溶接金属の冷却速度を下げ
る効果はあるが、板厚方向における均質な溶接金
属の生成に対しては効果が得られなかつた。 本発明は従来技術の前記問題点を解決するため
になされたものであり、板厚方向に均質な溶接部
を得ることのできる横向エレクトロガス溶接方法
を提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、溶接アークを略
板厚方向に揺動する横向エレクトロガス溶接方法
において、溶接アーク揺動の往路および／または
復路の母材板厚中央を中心として母材板厚の1/3
の範囲内におけるアーク揺動の平均揺動速度を該
範囲外のアーク平均揺動速度より20％以上50％以
下の範囲で低くするとともに、該範囲内のアーク
揺動速度の最小アーク揺動速度／最大アーク揺動
速度の比を0.5以上とすることを特徴とする横向
エレクトロガス溶接方法である。 以下に本発明について詳細に説明する。 （作用） 第１図はアーク揺動部を示す図、第２図〜第５
図は本発明に用いるアーク揺動軌跡の例を示す図
である。本発明は、前述の第８〜１０図で説明し
た横向エレクトロガス溶接法において適用するも
のである。 アークの揺動は、第１図における母材板厚中央
部を中心として、板厚Ｔの1/3ＴのＡ範囲内にお
けるアークの平均揺動速度を、Ａ範囲外のBa範
囲およびBb範囲のそれぞれのアーク平均揺動速
度より20％以上50％以下の範囲で低くする。 Ba範囲、Bb範囲は特に開先の表側、裏側と限
ることはなく、板端部のアーク揺動領域である。 又、Ａ範囲内の平均揺動速度とは、アーク揺動
の往路又は復路の片路におけるＡ範囲内のアーク
の滞留時間でＡ範囲の長さを除したものである。
Ba範囲内の平均揺動速度とはアーク揺動の往路
と復路の両路におけるBa範囲内のアークの滞留
時間でBa範囲の長さ、つまり２×Baを除したも
のであり、Bb範囲内の平均揺動速度もBa範囲内
の平均揺動速度と同様である。 Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、Bb
範囲内のそれぞれの平均揺動速度より20％未満の
値で低いときには板厚中央部での冷却効果を下げ
る効果があらわれず、板厚方向での機械的性質の
バラツキを改善する効果が得られず、よつて20％
以上低くすることが必要である。 又、Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、
Bb範囲内のそれぞれの平均揺動速度より50％を
越えて低いときには、アークが不安定となり、ス
パツターが多発するので、50％以下に抑えて低く
することが必要である。 又、Ａ範囲内においてある一個所にアークを集
中させることは板厚方向の溶接部の均質化の防げ
となるので、Ａ範囲内の個々の地点におけるアー
クの揺動速度の最小揺動速度／最大揺動速度の比
を0.5以上とすることが必要である。 アークの揺動軌跡としては、溶接アーク揺動の
往路および／又は復路のＡ範囲内におけるアーク
平均揺動速度をＡ範囲外のBa，Bbそれぞれの範
囲のアーク平均揺動速度より20％以上、50％以下
の範囲で低くするとともに、Ａ範囲内のアーク揺
動速度の最小アーク揺動速度／最大アーク揺動速
度の比が0.5以上であればよく、第２図、第３図
に示す如く、揺動の往復路又は片路において揺動
のＡ範囲、Ba，Bb範囲のそれぞれにおいて一定
速度で揺動するもの、又第４図，第５図に示す如
く、揺動のＡ範囲、Ba，Bb範囲のそれぞれの範
囲で個々の地点の揺動速度が変化するものであつ
ても構わない。 又、Ａ範囲内のアーク平均揺動速度を往路又は
復路の片路においてのみBa範囲、Bb範囲のそれ
ぞれの平均揺動速度より20％以上、50％以下の範
囲で低くする場合においては、他の片路のＡ範囲
内のアーク平均揺動速度はBa範囲、Bb範囲内の
それぞれの平均揺動速度と同等、もしくは20％未
満の範囲で低下していても、又片路の揺動が単振
動であつても板厚方向の溶接部の均質化が防げら
れることはない。しかし、この場合においても、
Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、Bb範
囲内のそれぞれの平均揺動速度より50％を越えて
低くするとアークが不安定となる。 なお、本発明において、アークの揺動回数が30
回／分未満であると振幅両端部においてアークの
吹き付け力が得られない時間が増大し、第６図に
示す如く溶融金属１１が先行する現象を呈し、ア
ーク不安定を起こす。又、揺動回数が150回／分
を越えるとアークが不安定となり、スパツターが
多発するので望ましくなく、従つて揺動回数は30
〜150回／分が好ましい範囲である。 （実施例） Ｉ型開先における１パス溶接を、第８図に示す
ように表側を摺動銅当金、裏側を固形裏当材を用
い、供試鋼板としては板厚24mmのSM−50Bを用
い、開先間隙13mmのＩ型開先として、供試ワイヤ
には1.6mmのJISYCM1を用い、シールドガスには
CO2（100％）を30／mmの流量で用いて、溶接電
流380A、溶接電圧31Vで横向エレクトロガス溶
接した。 アーク揺動幅は20mmとし、Ａ範囲は８mm、Ba，
Bb範囲はそれぞれ６mm、揺動軌跡は第５図に示
す軌跡を採用した。 揺動は母材表側から裏側への揺動を往路、その
逆を復路とし、揺動速度は図示しない揺動機構内
に設けた揺動軌跡測定用直線移動型ポテンシヨメ
ータにより溶接トーチ６の位置を検出し、電磁オ
シログラフにより第５図に示す如く縦軸に溶接ト
ーチ６の揺動位置、横軸に時間となる様に軌跡を
記録し、求めた。 板厚方向の機械的性能の均質化の判定について
は衝撃試験を採用し、衝撃試験片は第７図に示す
如く表面から2.5mm、６mm、裏面から2.5mm、６
mm、そして板厚中央の５ヶ所を中心として、2.5
mm幅×10mm厚の２mmＶノツチ衝撃試験片をそれぞ
れの個所において６本ずつ採取し、ノツチ位置を
溶け込み幅方向の中央部とし、０℃に試験した。
その結果、それぞれの位置での衝撃値の平均が他
の個所と比較して最大２Kgｆ・ｍ未満のバラツキ
に収まつているものを判定良とし、最大２Kgｆ・
ｍ以上のバラツキがあるものを判定不良とした。 その他の溶接条件および結果は第１表に示す。 条件No.１〜３は本発明例、条件No.４〜９は比較
例を示す。 条件No.１〜３はいずれも平均衝撃値のバラツキ
が２Kgｆ・ｍ未満であり、判定は良である。 比較例の条件No.４〜７はＡ範囲内におけるアー
ク平均揺動速度の低下率が、又条件No.８，９はＡ
範囲内におけるアークの最小揺動速度／最大揺動
速度の比が本発明の要件よりはずれており、結果
の判定はいずれも不良であつた。
溶接方法に関する。 （従来の技術） 従来の横向エレクトロガス溶接法としては、特
開昭54−23049号公報記載のものが提案されてい
る。第８図はその溶接方法を実施している状況を
示す斜視図であり、第９図は上から見た部分断面
図、第１０図には前面から見た部分断面図であ
る。 第８図において、１ａ，１ｂはそれぞれ上母
材、下母材を示し、Ｉ形又はＩ形に近いＶ形、〓
形開先を示している。又、開先裏面には固定裏当
材２、開先表面にはシールドガスノズル７付きの
摺動銅当金４を当接している。これらにより形成
されている空間内に溶接ワイヤ５を溶接トーチ６
を介して挿入し、溶接ワイヤ５の先端部を板厚方
向、すなわち第１０図における矢印Ｅ方向に揺動
しながら溶接金属３を形成し、溶接線方向（第８
図の矢印Ｃ）に横向エレクトロガス溶接を行なつ
ている。 なお、摺動銅当金４は給排水管８により水冷さ
れているとともに、第１０図の部分断面図に示す
ように裏当材２と同様に上母材１ａとの間にガス
逃げ溝１０が形成されるように配置されており、
摺動銅当金４には上母材に当接し据動銅当金４と
共に摺動する間隔支持具９を設けている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来法では揺動が単振動で
あるため、第１１図に示す揺動軌跡Ｄのように揺
動の中心部におけるアークの移動速度が速く、両
端部で遅くなる。また、板厚中央部は母材表裏面
と比較して母材の熱伝導による冷却速度が速いた
め、第１２図に示すように溶接金属３の断面の形
状が板厚中央部が狭くなり、鼓のように中央がく
びれた形状になるとともに、板厚中央部と板端部
との機械的性態に差を生じる。 すなわち、板厚中央部の溶接金属の金属組織は
板端部の金属組織よりも微細なものとなつてお
り、靭性が優れている。反面、板両端部での靭性
は板厚中央部よりも劣つており、板厚方向での均
質な溶接部が得られないという問題点がある。 又、特開昭60−191662号公報では、アーク揺動
を板厚中央部で一時停止する方法をとりあげ、板
厚中央部での溶け込みを確保するとしているが、
板厚中央部の一個所にアークを停止することで
は、その個所における溶接金属の冷却速度を下げ
る効果はあるが、板厚方向における均質な溶接金
属の生成に対しては効果が得られなかつた。 本発明は従来技術の前記問題点を解決するため
になされたものであり、板厚方向に均質な溶接部
を得ることのできる横向エレクトロガス溶接方法
を提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、溶接アークを略
板厚方向に揺動する横向エレクトロガス溶接方法
において、溶接アーク揺動の往路および／または
復路の母材板厚中央を中心として母材板厚の1/3
の範囲内におけるアーク揺動の平均揺動速度を該
範囲外のアーク平均揺動速度より20％以上50％以
下の範囲で低くするとともに、該範囲内のアーク
揺動速度の最小アーク揺動速度／最大アーク揺動
速度の比を0.5以上とすることを特徴とする横向
エレクトロガス溶接方法である。 以下に本発明について詳細に説明する。 （作用） 第１図はアーク揺動部を示す図、第２図〜第５
図は本発明に用いるアーク揺動軌跡の例を示す図
である。本発明は、前述の第８〜１０図で説明し
た横向エレクトロガス溶接法において適用するも
のである。 アークの揺動は、第１図における母材板厚中央
部を中心として、板厚Ｔの1/3ＴのＡ範囲内にお
けるアークの平均揺動速度を、Ａ範囲外のBa範
囲およびBb範囲のそれぞれのアーク平均揺動速
度より20％以上50％以下の範囲で低くする。 Ba範囲、Bb範囲は特に開先の表側、裏側と限
ることはなく、板端部のアーク揺動領域である。 又、Ａ範囲内の平均揺動速度とは、アーク揺動
の往路又は復路の片路におけるＡ範囲内のアーク
の滞留時間でＡ範囲の長さを除したものである。
Ba範囲内の平均揺動速度とはアーク揺動の往路
と復路の両路におけるBa範囲内のアークの滞留
時間でBa範囲の長さ、つまり２×Baを除したも
のであり、Bb範囲内の平均揺動速度もBa範囲内
の平均揺動速度と同様である。 Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、Bb
範囲内のそれぞれの平均揺動速度より20％未満の
値で低いときには板厚中央部での冷却効果を下げ
る効果があらわれず、板厚方向での機械的性質の
バラツキを改善する効果が得られず、よつて20％
以上低くすることが必要である。 又、Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、
Bb範囲内のそれぞれの平均揺動速度より50％を
越えて低いときには、アークが不安定となり、ス
パツターが多発するので、50％以下に抑えて低く
することが必要である。 又、Ａ範囲内においてある一個所にアークを集
中させることは板厚方向の溶接部の均質化の防げ
となるので、Ａ範囲内の個々の地点におけるアー
クの揺動速度の最小揺動速度／最大揺動速度の比
を0.5以上とすることが必要である。 アークの揺動軌跡としては、溶接アーク揺動の
往路および／又は復路のＡ範囲内におけるアーク
平均揺動速度をＡ範囲外のBa，Bbそれぞれの範
囲のアーク平均揺動速度より20％以上、50％以下
の範囲で低くするとともに、Ａ範囲内のアーク揺
動速度の最小アーク揺動速度／最大アーク揺動速
度の比が0.5以上であればよく、第２図、第３図
に示す如く、揺動の往復路又は片路において揺動
のＡ範囲、Ba，Bb範囲のそれぞれにおいて一定
速度で揺動するもの、又第４図，第５図に示す如
く、揺動のＡ範囲、Ba，Bb範囲のそれぞれの範
囲で個々の地点の揺動速度が変化するものであつ
ても構わない。 又、Ａ範囲内のアーク平均揺動速度を往路又は
復路の片路においてのみBa範囲、Bb範囲のそれ
ぞれの平均揺動速度より20％以上、50％以下の範
囲で低くする場合においては、他の片路のＡ範囲
内のアーク平均揺動速度はBa範囲、Bb範囲内の
それぞれの平均揺動速度と同等、もしくは20％未
満の範囲で低下していても、又片路の揺動が単振
動であつても板厚方向の溶接部の均質化が防げら
れることはない。しかし、この場合においても、
Ａ範囲内のアーク平均揺動速度がBa範囲、Bb範
囲内のそれぞれの平均揺動速度より50％を越えて
低くするとアークが不安定となる。 なお、本発明において、アークの揺動回数が30
回／分未満であると振幅両端部においてアークの
吹き付け力が得られない時間が増大し、第６図に
示す如く溶融金属１１が先行する現象を呈し、ア
ーク不安定を起こす。又、揺動回数が150回／分
を越えるとアークが不安定となり、スパツターが
多発するので望ましくなく、従つて揺動回数は30
〜150回／分が好ましい範囲である。 （実施例） Ｉ型開先における１パス溶接を、第８図に示す
ように表側を摺動銅当金、裏側を固形裏当材を用
い、供試鋼板としては板厚24mmのSM−50Bを用
い、開先間隙13mmのＩ型開先として、供試ワイヤ
には1.6mmのJISYCM1を用い、シールドガスには
CO2（100％）を30／mmの流量で用いて、溶接電
流380A、溶接電圧31Vで横向エレクトロガス溶
接した。 アーク揺動幅は20mmとし、Ａ範囲は８mm、Ba，
Bb範囲はそれぞれ６mm、揺動軌跡は第５図に示
す軌跡を採用した。 揺動は母材表側から裏側への揺動を往路、その
逆を復路とし、揺動速度は図示しない揺動機構内
に設けた揺動軌跡測定用直線移動型ポテンシヨメ
ータにより溶接トーチ６の位置を検出し、電磁オ
シログラフにより第５図に示す如く縦軸に溶接ト
ーチ６の揺動位置、横軸に時間となる様に軌跡を
記録し、求めた。 板厚方向の機械的性能の均質化の判定について
は衝撃試験を採用し、衝撃試験片は第７図に示す
如く表面から2.5mm、６mm、裏面から2.5mm、６
mm、そして板厚中央の５ヶ所を中心として、2.5
mm幅×10mm厚の２mmＶノツチ衝撃試験片をそれぞ
れの個所において６本ずつ採取し、ノツチ位置を
溶け込み幅方向の中央部とし、０℃に試験した。
その結果、それぞれの位置での衝撃値の平均が他
の個所と比較して最大２Kgｆ・ｍ未満のバラツキ
に収まつているものを判定良とし、最大２Kgｆ・
ｍ以上のバラツキがあるものを判定不良とした。 その他の溶接条件および結果は第１表に示す。 条件No.１〜３は本発明例、条件No.４〜９は比較
例を示す。 条件No.１〜３はいずれも平均衝撃値のバラツキ
が２Kgｆ・ｍ未満であり、判定は良である。 比較例の条件No.４〜７はＡ範囲内におけるアー
ク平均揺動速度の低下率が、又条件No.８，９はＡ
範囲内におけるアークの最小揺動速度／最大揺動
速度の比が本発明の要件よりはずれており、結果
の判定はいずれも不良であつた。
【表】
※１：アーク不安定により判定は不良であり、衝撃試
験を実施するに至らなかつた。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明による横向エレク
トロガス溶接方法を用いることにより板厚方向に
おける機械的性能の均質化をはかることができ、
従来法に比較して優れた横向エレクトロガス溶接
法となつている。
験を実施するに至らなかつた。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明による横向エレク
トロガス溶接方法を用いることにより板厚方向に
おける機械的性能の均質化をはかることができ、
従来法に比較して優れた横向エレクトロガス溶接
法となつている。
第１図は本発明のアーク揺動部を示す図、第２
図〜５図は本発明のアーク揺動軌跡の例を示す線
図、第６図は湯面先行を示す図、第７図は衝撃試
験片の採取位置を示す図、第８図は横向エレクト
ロガス溶接方法を示す斜視図、第９図は横向エレ
クトロガス溶接方法を上から見た部分断面図、第
１０図は横向エレクトロガス溶接方法を前面から
見た部分断面図、第１１図は従来溶接法のアーク
揺動軌跡を示す線図、第１２図は従来溶接法の断
面マクロを示す図である。 １ａ…上母材、１ｂ…下母材、２…固定裏当
材、３…溶接金属、４…摺動銅当金、５…溶接ワ
イヤ、６…溶接トーチ、７…シールドガスノズ
ル、８…給排水管、９…間隔支持具、１０…ガス
逃げ溝、１１…溶融金属。
図〜５図は本発明のアーク揺動軌跡の例を示す線
図、第６図は湯面先行を示す図、第７図は衝撃試
験片の採取位置を示す図、第８図は横向エレクト
ロガス溶接方法を示す斜視図、第９図は横向エレ
クトロガス溶接方法を上から見た部分断面図、第
１０図は横向エレクトロガス溶接方法を前面から
見た部分断面図、第１１図は従来溶接法のアーク
揺動軌跡を示す線図、第１２図は従来溶接法の断
面マクロを示す図である。 １ａ…上母材、１ｂ…下母材、２…固定裏当
材、３…溶接金属、４…摺動銅当金、５…溶接ワ
イヤ、６…溶接トーチ、７…シールドガスノズ
ル、８…給排水管、９…間隔支持具、１０…ガス
逃げ溝、１１…溶融金属。
Claims (1)
- １ 溶接アークを略板厚方向に揺動する横向エレ
クトロガス溶接方法において、溶接アーク揺動の
往路および／または復路の母材板厚中央を中心と
して母材板厚の1/3の範囲内におけるアーク揺動
の平均揺動速度を該範囲外のアーク平均揺動速度
より20％以上50％以下の範囲で低くするととも
に、該範囲内のアーク揺動速度の最小アーク揺動
速度／最大アーク揺動速度の比を0.5以上とする
ことを特徴とする横向エレクトロガス溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15465386A JPS6310080A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 横向エレクトロガス溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15465386A JPS6310080A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 横向エレクトロガス溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310080A JPS6310080A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH044073B2 true JPH044073B2 (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=15588938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15465386A Granted JPS6310080A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 横向エレクトロガス溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6310080A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248266B (zh) * | 2011-07-11 | 2013-06-05 | 江苏科技大学 | 基于avr单片机控制的粗丝气电立焊机及控制方法 |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15465386A patent/JPS6310080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310080A (ja) | 1988-01-16 |
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