JPH0453617B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、下向および横向姿勢の多層突合せ溶
接あるいは下向および水平隅肉溶接等に用いて好
適なセルフシールドアーク溶接方法に関する。

［従来の技術］ フラツクスコアードワイヤを使用するセルフシ
ールドアーク溶接方法は、10m／秒程度の風速下
でも良好な溶接ができるため、屋外溶接に適す
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このセルフシールドアーク溶接
方法にあつては、溶滴の移行形態が完全なスプレ
イ移行にならず、グロビユラ＋スプレイ型を呈す
るものであるため、溶込が浅く、スパツタが相当
に多いという欠点がある。

したがつて、下向および横向姿勢での裏当金つ
き溶接における初層あるいは多層溶接の過程で生
ずる狭隘部において、スラグ巻込や融合不良を生
じやすい。

また、下向および水平隅肉溶接においても、ル
ート部の溶込を確保するのに困難がある。

さらに、スパツタ損とスラグ生成をともなうた
め、溶着効率（溶着金属重量／ワイヤ重量）が低
く、溶接能率も悪い。特に、溶接長の長い厚肉、
大径杭の溶接等では、ガスシールドアーク溶接に
比し、溶接能率に劣ることが歴然としている。

すなわち、セルフシールドアーク溶接方法は、
前述した屋外溶接に適するというメリツトがある
にもかかわらず、余り利用されない溶接法となつ
ている。

本発明は、セルフシールドアーク溶接を用い
て、複数ワイヤの先端溶融金属を安定的に橋絡さ
せ、溶込を深く、かつスパツタ発生量を抑えるこ
とにより、無欠陥で高能率の多層溶接や深溶込の
隅肉溶接等を行なえるようにすることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、複数本のフラツク
スコアードワイヤを同時に送給して行なうセルフ
シールドアーク溶接方法において、各ワイヤの送
給を、同一送給モータにより行なうとともに、各
ワイヤへの通電を、同一溶接電源から同一通電チ
ツプを介して行ない、各ワイヤの先端を溶接中に
接近させて各ワイヤ先端の溶融金属を橋絡させ、
橋絡部と母板との間に１つのアークを発生させる
ようにしたものである。

請求項２に記載の本発明は、各ワイヤの先端を
接近させる程度が、各ワイヤの先端の間隔で10mm
以下であるようにしたものである。

請求項３に記載の本発明は、２〜４本のワイヤ
を同時に送給して、それらのワイヤ先端の溶融金
属を橋絡し１つのアークを発生させるようにした
ものである。

［作用］ 本発明によれば、下記〜の作用がある。

各フラツクスコアードワイヤ先端の溶融した
メタルとスラグが互いに橋絡してアークが一体
化するから、溶滴はその橋絡部の中央部から溶
融池に向けて指向性をもつた状態で移行するよ
うになり、結果として溶滴は１プールの溶融池
に集中し、溶込が深く、かつスパツタが減少す
る。したがつて、本発明によれば下記，の
メリツトがある。

従来方法ではスラグ巻込や融合不良等を生
じやすかつた下向および横向姿勢での裏当金
つき突合せ多層溶接、もしくは下向および水
平隅肉溶接においても、溶込を深く、スパツ
タを減少でき、良好な溶接部を形成できる。

同時に送給されるワイヤ量が多いことに加
え、スパツタ損が少ないから、溶着効率、溶
着速度が高く、突合せ多層溶接や隅肉溶接等
を高能率にて行なうことができる。

同一の送給モータを用いるから各ワイヤの送
給速度を同期化し、また、同一の溶接電源およ
び通電チツプを用いるから各ワイヤの先端間に
電位差を生じさせず、各ワイヤ先端溶融金属の
橋絡を安定的に行なえる。

各ワイヤの先端にて溶融したメタルとスラグ
を確実に橋絡し、それらのアークを安定的に一
体化できる。

溶接部およびワイヤ送給の空間的制約の下
で、各ワイヤのアークを安定的に一体化でき
る。すなわち、ワイヤ本数を増加するほど大電
流域で使用でき溶着速度を向上して高能率溶接
が達成できる等、本発明の基本的な作用効果は
顕著となるが、上述の物理的制約からして実用
的なワイヤ本数の上限は４本程度である。

なお、従来技術として、複数本のソリツドワイ
ヤをより合わせて一本化したストランドワイヤを
用いるMIG溶接法が、特開昭59−202197号に記
載されている。しかしながら、本発明は、セル
フシールドアーク溶接方法である点、アークの
橋絡、一体化によりアークの指向性を向上し、溶
込不良やスパツタ損を改善する点において、上記
従来技術とその構成、作用効果を全く異にする。
すなわち、ストランド溶接はソリツドワイヤのよ
り線を用いるため、そのアーク特性は単体のソリ
ツドワイヤによる場合と基本的に同じである。し
たがつてストランド溶接にあつては溶滴移行特性
が主としてシールドガス組成と溶接電流に依存し
てグロビユラ型・スプレイ型にそれぞれ変化し、
溶接対象物に応じてそれらを使い分ける。これに
対し、本発明法では、上述の如くセルフシールド
アーク溶接において例えば２ないし４本のワイヤ
の先端溶融金属を橋絡させ、しかもその部分の面
積がワイヤ１本分面積を大きく越えないため、そ
の部分の電流密度を通常のワイヤ１本分の場合に
比して大としてスプレイ型の溶滴移行を実現し、
アークの指向性を良好とするものである。

［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例を示す模式図、第
２図はワイヤ先端間距離と溶着効率、溶込深さと
の関係を示す線図である。

第１図において、１は母板、２は通電チツプ、
３はワイヤ送給モータ、４はフラツクスコアード
ワイヤ、５は制御装置、６は溶接電源である。

すなわち、この第１実施例にあつては、２本の
フラツクスコアードワイヤ４を１つの送給モータ
３で同時に同速度で送給し、同一の溶接電源６か
ら同一の通電チツプ２を介して両ワイヤ４に通電
することとしている。さらに、各ワイヤ４の先端
を溶接中に接近させて各ワイヤ４の先端溶融金属
を橋絡させ発生するアークを一体化することとし
た。

以下、上記第１実施例の具体的実施結果につい
て説明する。

（実施例Ａ） 2.4mm直径のフラツクスコアードワイヤを２本
用い、各ワイヤの先端間隔を10mm以下に接近せし
めることにより、第２図に示す如く、溶込深さを
深く、かつスパツタを減少でき、結果として溶着
効率も向上できることが認められた。

（実施例Ｂ） 横向突合せ多層溶接において、2.4mm直径のフ
ラツクスコアードワイヤを２本用い、各ワイヤ先
端の間隔を３mm、８mm、13mmと変化させた。溶接
結果は表１に示すとおりであり、ワイヤ先端間隔
が３mmおよび８mmの場合にはワイヤ間にスラグ、
メタルの橋絡が生じて１つのアークとなり溶滴移
行方向に集中性があり、溶込は深くなつてルート
部のスラグ巻込が生じず、中間層にもスラグ巻込
が生じない良好な溶接結果が得られた。

これに対し、ワイヤ先端間隔を13mmとした場合
には、ワイヤ先端での橋絡が生じず、２つのアー
クが存在し、後行アークは先行溶融池の後端部に
点弧されるので溶込深さが浅くなり、ルート部に
スラグ巻込が生じた。

第３図は本発明の第２実施例を示す模式図、第
４図は各ワイヤの先端状態を示す模式図、第５図
はワイヤ先端間距離と溶着速度との関係を示す線
図、第６図はワイヤ先端間距離と溶込形状との関
係を示す線図である。

第３図において、１１は母板、１２は通電チツ
プ、１３はワイヤ送給モータ、１４はフラツクス
コアードワイヤ、１５は制御装置、１６は溶接電
源である。

すなわち、この第２実施例にあつては、３本の
フラツクスコアードワイヤ１４を１つの送給モー
タ１３で同時に同速度で送給し、同一の溶接電源
１６から同一の通電チツプ１２を介して全ワイヤ
１４に通電することとしている。さらに、各ワイ
ヤ１４の先端を溶接中に接近させて各ワイヤ１４
の先端溶融金属を橋絡させ発生するアークを一体
化することとした。

なお、この第２実施例にあつて、前記第１実施
例に比して、３本のワイヤ１４を用いたから、第
電流域で使用でき、溶着速度をより向上し、より
高能率な溶接が達成できる。

以下、上記第２実施例の具体的実施結果につい
て説明する。

（実施例Ｃ） 横向溶接において、2.4mm直径のフラツクスコ
アードワイヤを３本用い、溶着速度と溶込形状に
及ぼすワイヤ先端間距離の影響を調査した。その
結果、３本のワイヤ先端間距離が10mm以下では各
ワイヤ先端の溶融スラグ・メタルは橋絡して１つ
になり、そこから発生する１本の指向性をもつた
アークにより、スパツタが少ない大溶着速度の溶
接が行なえることを認めた。

この時、ワイヤを上記10mm間隔の範囲内で更に
接近させれば、第５図、第６図に示す如く、溶着
速度は更に高くできるとともに、溶込深さも増加
し、スラグ巻込等の溶接欠陥も発生しにくくなる
ことが認められた。なお、溶着速度、溶込形状と
もに、ワイヤが相互に接触しあうワイヤ間距離零
の場合が最良の結果を示す。

以上のように、上記第１実施例、第２実施例に
よれば、以下のことが認められる。

上記各実施例にあつては、各フラツクスコア
ードワイヤの溶融したメタルとスラグが接触し
てアークが一体化するから、溶滴はその橋絡部
の中央から溶融池に向けて指向性をもつた状態
で移行するようになり、結果として溶滴は１プ
ールの溶融池に集中し、溶込が深く、かつスパ
ツタが減少する。

したがつて、上記各実施例によれば以下の、
のメリツトがある。

従来方法ではスラグ巻込や融合不良等を生
じやすかつた下向および横向姿勢での裏当金
つき突合せ多層溶接、もしくは下向および水
平隅肉溶接においても、溶込を深く、スパツ
タを減少でき、良好な溶接部を形成できる。

同時に送給されるワイヤ量が多いことに加
え、スパツタ損が少ないから、溶着効率、溶
着速度が高く、突合せ多層溶接や隅肉溶接等
を高能率にて行なうことができる。

上記各実施例によれば、同一の送給モータを
用いるから各ワイヤの送給速度を同期化し、ま
た、同一の溶接電源、通電チツプを用いるから
各ワイヤの先端間に電位差を生じさせず、各ワ
イヤのアークの橋絡を安定的に行なえる。

上記各実施例において、各ワイヤの先端間隔
を10mm以下とする場合には、各ワイヤの先端に
て溶融したメタルとスラグを確実に橋絡し、ア
ークを安定的に一体化できる。

上記各実施例によれば、２本もしくは３本の
ワイヤを同時に送給して、それらワイヤ先端溶
融金属を橋絡し一体化したから、溶接部および
ワイヤ送給の空間的制約の下で、各ワイヤのア
ークを安定的に一体化できる。すなわち、ワイ
ヤ本数を増加するほど大電流域で使用でき溶着
速度を向上して高能率溶接が達成できる等、本
発明の基本的な作用効果は顕著となるが、上述
の物理的制約からして実用的なワイヤ本数の上
限は４本程度である。

なお、本発明は、通常のタンデム溶接、すなわ
ち複数本の各ワイヤが、各個独立の送給モータに
て送給され、かつ各個独立の通電チツプにて通電
される場合にも適用できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、セルフシールド
アーク溶接を用いて、複数ワイヤの先端溶融金属
を安定的に橋絡させ、溶込を深く、かつスパツタ
発生量を抑えることにより、無欠陥で高能率の多
層溶接や深溶込の隅肉溶接等を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す模式図、第
２図はワイヤ先端間距離と溶着効率、溶込深さと
の関係を示す線図、第３図は本発明の第２実施例
を示す模式図、第４図は各ワイヤの先端状態を示
す模式図、第５図はワイヤ先端間距離と溶着速度
との関係を示す線図、第６図はワイヤ先端間距離
と溶込形状との関係を示す線図である。 １，１１……母板、２，１２……通電チツプ、
３，１３……ワイヤ送給モータ、４，１４……フ
ラツクスコアードワイヤ、５，１５……制御装
置、６，１６……溶接電源。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数本のフラツクスコアードワイヤを同時に
   送給して行なうセルフシールドアーク溶接方法に
   おいて、各ワイヤの送給を、同一送給モータによ
   り行なうとともに、各ワイヤへの通電を、同一溶
   接電源から同一通電チツプを介して行ない、各ワ
   イヤの先端を溶接中に接近させて各ワイヤ先端の
   溶融金属を橋絡させ、橋絡部と母板との間に１つ
   のアークを発生させることを特徴とするセルフシ
   ールドアーク溶接方法。 ２ 各ワイヤの先端を接近させる程度が、各ワイ
   ヤの先端の間隔で10mm以下である請求項１記載の
   セルフシールドアーク溶接方法。 ３ ２〜４本のワイヤを同時に送給して、それら
   のワイヤ先端の溶融金属を橋絡し１つのアークを
   発生させる請求項１または２に記載のセルフシー
   ルドアーク溶接方法。