JPH0453625B2 - - Google Patents
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- JPH0453625B2 JPH0453625B2 JP63240935A JP24093588A JPH0453625B2 JP H0453625 B2 JPH0453625 B2 JP H0453625B2 JP 63240935 A JP63240935 A JP 63240935A JP 24093588 A JP24093588 A JP 24093588A JP H0453625 B2 JPH0453625 B2 JP H0453625B2
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- welding
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、ガスシールドアーク溶接を用い、
高品質かつ高能率な高速連続溶接を行う方法に関
するものである。
高品質かつ高能率な高速連続溶接を行う方法に関
するものである。
［従来の技術］
従来、ガスシールドアーク高速溶接を行う場
合、溶接欠陥を生ずる問題があつた。そのため、
単電極高速炭素ガスアーク溶接法において、直径
が3.2mm乃至6.4mmの消耗電極を使用して該電極に
5°乃至20°の後退角をもたせ、溶接電流を600A以
上として毎分３ｍ／分以上の高速度溶接を行う技
術が開示されている（特公昭61−39152号公報）。
合、溶接欠陥を生ずる問題があつた。そのため、
単電極高速炭素ガスアーク溶接法において、直径
が3.2mm乃至6.4mmの消耗電極を使用して該電極に
5°乃至20°の後退角をもたせ、溶接電流を600A以
上として毎分３ｍ／分以上の高速度溶接を行う技
術が開示されている（特公昭61−39152号公報）。
さらに改善された方法として、複数の消耗電極
を用い、消耗電極の相隣接する電極に位相差を与
えるパルス電流を流すことにより、ビード形成を
安定させ、高速度で連続的に安定した仮付溶接を
行う技術が開示されている（特開昭61−49787）。
を用い、消耗電極の相隣接する電極に位相差を与
えるパルス電流を流すことにより、ビード形成を
安定させ、高速度で連続的に安定した仮付溶接を
行う技術が開示されている（特開昭61−49787）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前者の従来の技術の場合、単電
極高速炭酸ガスアーク溶接法では速度が５ｍ／分
を越えると、第２図に示す溶融金属４のプールの
後退８が大きくなるため、融合不良欠陥が多発す
るようになるという問題があり、後者の従来技術
の場合、相隣接する電極に位相差を与える方法は
溶接電流600A以上で実現するには技術的に相当
困難な問題がある。
極高速炭酸ガスアーク溶接法では速度が５ｍ／分
を越えると、第２図に示す溶融金属４のプールの
後退８が大きくなるため、融合不良欠陥が多発す
るようになるという問題があり、後者の従来技術
の場合、相隣接する電極に位相差を与える方法は
溶接電流600A以上で実現するには技術的に相当
困難な問題がある。
第３図は、60〜100°のＶ開先で溶接速度３〜12
ｍ／分における高速炭素ガスアーク溶接の実験で
得られた溶接ビード断面の実測によるビード幅と
ビード断面積の関係を整理した結果を示す。速度
の増加により第３図の領域の条件となり、溶着
量が不足して途切れビードを生ずる。溶込み増加
のため溶接電流を増加するとビード幅に対して溶
着量が過大になり、ハンピングを生じ易くなる
（領域Ｉ）。
ｍ／分における高速炭素ガスアーク溶接の実験で
得られた溶接ビード断面の実測によるビード幅と
ビード断面積の関係を整理した結果を示す。速度
の増加により第３図の領域の条件となり、溶着
量が不足して途切れビードを生ずる。溶込み増加
のため溶接電流を増加するとビード幅に対して溶
着量が過大になり、ハンピングを生じ易くなる
（領域Ｉ）。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので
あり、上述の実験により得られた知見からビード
形成条件を領域となるよう制御することによ
り、不整ビードや溶接欠陥を生じることなく、従
来以上の高能率かつ高品質な溶接を行いつつ大電
流使用でルートフエースの大きな開先で充分なル
ート部溶込みが得られる方法を提供することを目
的とするものである。
あり、上述の実験により得られた知見からビード
形成条件を領域となるよう制御することによ
り、不整ビードや溶接欠陥を生じることなく、従
来以上の高能率かつ高品質な溶接を行いつつ大電
流使用でルートフエースの大きな開先で充分なル
ート部溶込みが得られる方法を提供することを目
的とするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明のガスシールアーク高速溶接方法は、ガ
スシールドアーク溶接法において、消耗電極ワイ
ヤを２本使用し、いわゆる１プールタンデム溶接
にて大アークエネルギーを投入してもパツカリン
グやハンピング等の不整ビードあるいはコールド
ラツプ等の溶接欠陥を生じないようにアークおよ
び溶融プールの挙動を制御して溶接入熱および溶
接速度の限界を向上させたものである。
スシールドアーク溶接法において、消耗電極ワイ
ヤを２本使用し、いわゆる１プールタンデム溶接
にて大アークエネルギーを投入してもパツカリン
グやハンピング等の不整ビードあるいはコールド
ラツプ等の溶接欠陥を生じないようにアークおよ
び溶融プールの挙動を制御して溶接入熱および溶
接速度の限界を向上させたものである。
すなわち本発明の要旨は、消耗電極ワイヤを２
本使用し、先行電極の鉛直線に対する傾斜角度を
０〜30°の後退角とし、後行電極の鉛直線に対す
る傾斜角度を５〜50°の前進角とし、電極間距離
を100mm以下とし、先行電極のワイヤ径２mmΦ以
上で溶接電流は600A以上とし、溶接速度を５
ｍ／分以上で行なうガスシールドアーク溶接法に
おいて、先行電極に直流溶接電源を電極プラス極
性で用い、後行電極に再点弧用パルス発生装置を
備えた商用周波数の交流溶接電源またはトランジ
スタインバータ等によるスイツチング特性の50Hz
〜100KHzの振動電流を用い、後行電極のワイヤ
径を先行電極より小さくし、後行電流は先行電流
の２分の１以下にすることを特徴とするガスシー
ルドアーク高速溶接法にある。
本使用し、先行電極の鉛直線に対する傾斜角度を
０〜30°の後退角とし、後行電極の鉛直線に対す
る傾斜角度を５〜50°の前進角とし、電極間距離
を100mm以下とし、先行電極のワイヤ径２mmΦ以
上で溶接電流は600A以上とし、溶接速度を５
ｍ／分以上で行なうガスシールドアーク溶接法に
おいて、先行電極に直流溶接電源を電極プラス極
性で用い、後行電極に再点弧用パルス発生装置を
備えた商用周波数の交流溶接電源またはトランジ
スタインバータ等によるスイツチング特性の50Hz
〜100KHzの振動電流を用い、後行電極のワイヤ
径を先行電極より小さくし、後行電流は先行電流
の２分の１以下にすることを特徴とするガスシー
ルドアーク高速溶接法にある。
以下に本発明を詳細に説明する。
［作用］
第１図は先行電極１と後行電極２を用いた２電
極ガスシールドアーク溶接法による本発明の実施
例をモデル的に示したものであり、図において３
は母材、４は溶融金属、５は先行電極１のアー
ク、６は後行電極２のアークである。この溶接法
は極間距離７を小さくし、特に先行電極に大電流
を使用するため電磁干渉によるアーク切れが生じ
やすい。それを防止するために後行電極用の電流
位相が周期的に変化するようにするとともに、後
行電流は先行電流の２分の１以下にすることが特
徴である。先行電流は直流のワイヤプラス極性と
し、後行電流は再点弧用パルスを印加した商用周
波数の交流またはトランジスタインバータ等によ
るスイツチング特性の50Hz〜100KHzの振動電流
を用いる。この振動電流は、中心がＯボルトの交
流でも（第４図ａ，ｄ）、ワイヤプラス極性とな
る直流（第４図ｂ，ｅ）でもあるいはマイナス極
性となる直流（第４図ｃ，ｆ）でもいずれでもよ
い。
極ガスシールドアーク溶接法による本発明の実施
例をモデル的に示したものであり、図において３
は母材、４は溶融金属、５は先行電極１のアー
ク、６は後行電極２のアークである。この溶接法
は極間距離７を小さくし、特に先行電極に大電流
を使用するため電磁干渉によるアーク切れが生じ
やすい。それを防止するために後行電極用の電流
位相が周期的に変化するようにするとともに、後
行電流は先行電流の２分の１以下にすることが特
徴である。先行電流は直流のワイヤプラス極性と
し、後行電流は再点弧用パルスを印加した商用周
波数の交流またはトランジスタインバータ等によ
るスイツチング特性の50Hz〜100KHzの振動電流
を用いる。この振動電流は、中心がＯボルトの交
流でも（第４図ａ，ｄ）、ワイヤプラス極性とな
る直流（第４図ｂ，ｅ）でもあるいはマイナス極
性となる直流（第４図ｃ，ｆ）でもいずれでもよ
い。
つぎに、本発明法を前記のように限定した理由
を説明する。
を説明する。
消耗電極ワイヤを２本使用するのは、単電極溶
接では溶接速度が５ｍ／分を超えると、融合不良
欠陥が多発するようになるからである。
接では溶接速度が５ｍ／分を超えると、融合不良
欠陥が多発するようになるからである。
先行電極の鉛直線に対する傾斜角度を０〜30°
の後退角とした理由は、前進角ではプールが先行
電極アークよりも先行するようになり、アーク不
安定を生ずること、30°超の後退角ではプールの
後退が大きくなり、融合不良欠陥を生ずるためで
ある。
の後退角とした理由は、前進角ではプールが先行
電極アークよりも先行するようになり、アーク不
安定を生ずること、30°超の後退角ではプールの
後退が大きくなり、融合不良欠陥を生ずるためで
ある。
後行電極の鉛直線に対する傾斜角度を５〜50°
の前進角とし、電極間距離を100mm以下とした理
由は先行電極により形成されたプールの斜め上方
から後行電極のアークを吹き付け、アーク圧力で
プールの後退防止とプール幅増大に最も効果的で
あるからである。
の前進角とし、電極間距離を100mm以下とした理
由は先行電極により形成されたプールの斜め上方
から後行電極のアークを吹き付け、アーク圧力で
プールの後退防止とプール幅増大に最も効果的で
あるからである。
先行電極のワイヤ径２mmΦ以上とした理由は、
２mmΦ未満のワイヤで溶接速度を５ｍ／分以上で
溶接を行なうとビード幅が極めて狭くなりハンピ
ングビードを生じ易いからであり、溶接電流を
600A以上としたのは２mmΦのワイヤのアーク切
れを生じない下限電流が600Aであるからである。
２mmΦ未満のワイヤで溶接速度を５ｍ／分以上で
溶接を行なうとビード幅が極めて狭くなりハンピ
ングビードを生じ易いからであり、溶接電流を
600A以上としたのは２mmΦのワイヤのアーク切
れを生じない下限電流が600Aであるからである。
溶接速度を５ｍ／分以上としたのは、５ｍ／分
未満の溶接は従来技術でできるからである。先行
電極に直流溶接電源を電極プラス極性で用いる理
由は溶込みとアークの安定性が良好なためであ
る。
未満の溶接は従来技術でできるからである。先行
電極に直流溶接電源を電極プラス極性で用いる理
由は溶込みとアークの安定性が良好なためであ
る。
後行電極に再点弧用パルス発生装置を備えた商
用周波数の交流溶接電源またはトランジスタイン
バータ等によるスイツチング特性の50Hz〜100K
Hzの振動電流を用いる理由は、先行電極との電磁
干渉によるアーク切れを防止するのに有効だから
である。商用周波数の交流溶接電源ではアークの
安定維持のために再点弧用パルス発生装置が必要
である。トランジスタインバータ等によるスイツ
チング特性の50Hz〜100KHzの振動電流の場合は、
立ち上がりが急峻な矩形波となるため、パルス発
生装置は不用であるが、周波数は高い程アーク安
定性が良好になり、電磁干渉によるアーク切れを
防止するにも有利となる。しかし、装置製作技術
面からの上限があり、100KHz超の振動電流は実
用化が困難である。
用周波数の交流溶接電源またはトランジスタイン
バータ等によるスイツチング特性の50Hz〜100K
Hzの振動電流を用いる理由は、先行電極との電磁
干渉によるアーク切れを防止するのに有効だから
である。商用周波数の交流溶接電源ではアークの
安定維持のために再点弧用パルス発生装置が必要
である。トランジスタインバータ等によるスイツ
チング特性の50Hz〜100KHzの振動電流の場合は、
立ち上がりが急峻な矩形波となるため、パルス発
生装置は不用であるが、周波数は高い程アーク安
定性が良好になり、電磁干渉によるアーク切れを
防止するにも有利となる。しかし、装置製作技術
面からの上限があり、100KHz超の振動電流は実
用化が困難である。
後行電極のワイヤ径を先行電極より小さくし、
後行電流は先行電流の２分の１以下にする理由
は、電磁干渉によるアーク切れを防止するのに必
要だからである。後行電流に交流または振動電流
を使用しても電極間距離を100mm以下として溶接
速度を５ｍ／分以上で高速溶接を行なうと、電磁
干渉によるアーク切れを非常に起こし易くなり、
後行電流は先行電流の２分の１を超えるとアーク
の安定維持ができなくなる。一方、アークの安定
維持には、電流密度を下げすぎないために後行電
極のワイヤ径を先行電極より小さくすることが必
要である。
後行電流は先行電流の２分の１以下にする理由
は、電磁干渉によるアーク切れを防止するのに必
要だからである。後行電流に交流または振動電流
を使用しても電極間距離を100mm以下として溶接
速度を５ｍ／分以上で高速溶接を行なうと、電磁
干渉によるアーク切れを非常に起こし易くなり、
後行電流は先行電流の２分の１を超えるとアーク
の安定維持ができなくなる。一方、アークの安定
維持には、電流密度を下げすぎないために後行電
極のワイヤ径を先行電極より小さくすることが必
要である。
第３図はCO2主体のシールドガスによる本発明
法で達成できるハンピングビードおよび途切れビ
ードの生じないビード幅とビード断面積の関係
（領域）の実験結果を従来法（領域と）と
比較して示したものである。この図から、本発明
法は従来法と比較して、良好な大断面積のビード
が形成出来ることが分る。このことは、例えば溶
込みを大きくするために大電流を使用してもハン
ピングを防止することが可能ということになり、
これにより従来不可能であつた高能率領域でのガ
スシールドアーク高速溶接が可能になりその実用
範囲が広くなる。また、後述の実施例で説明する
ように従来法では得られなかつた大きな溶け込み
を得ることが可能になる。
法で達成できるハンピングビードおよび途切れビ
ードの生じないビード幅とビード断面積の関係
（領域）の実験結果を従来法（領域と）と
比較して示したものである。この図から、本発明
法は従来法と比較して、良好な大断面積のビード
が形成出来ることが分る。このことは、例えば溶
込みを大きくするために大電流を使用してもハン
ピングを防止することが可能ということになり、
これにより従来不可能であつた高能率領域でのガ
スシールドアーク高速溶接が可能になりその実用
範囲が広くなる。また、後述の実施例で説明する
ように従来法では得られなかつた大きな溶け込み
を得ることが可能になる。
なお、本発明の１プールタンデムアーク溶接を
任意の距離の間隔で複数で行なえばさらに能率が
向上する。また本発明を厚板の狭開先溶接に適用
することもできる。
任意の距離の間隔で複数で行なえばさらに能率が
向上する。また本発明を厚板の狭開先溶接に適用
することもできる。
［実施例］
以下に具体的な実施例１，２により、さらに詳
細に説明する。溶接条件および結果はつぎの通り
である。第５図はビード断面の各サイズを示す。
細に説明する。溶接条件および結果はつぎの通り
である。第５図はビード断面の各サイズを示す。
実施例 １
［先行電極］
DC電源：定電圧特性
ワイヤ：普通鋼ソリツド４mmΦ
ガス：CO2，150毎分
トーチ角：15度後退、Ext35mm
電流：1400A
電圧：24V
極間：28mm
［後行電極］
AC電極：垂下特性、50Hz
ワイヤ：普通鋼ソリツド２mmΦ
ガス：80％Ar＋CO2，25毎分
トーチ角：27度前進、Ext25mm
電流：600A
電圧：35V
［開先形状］
70°、８mm深さＶ開先、普通鋼20mm厚
［溶接速度］
９ｍ／分
〔試験結果〕
ビード外観良好、欠陥なし、溶け込み1.6mm、
のど厚4.5mm 実施例 ２ ［先行電極］ DC電源：定電圧特性 ワイヤ：普通鋼ソリツド4.8mmΦ ガス：CO2，200毎分 トーチ角：７度後退、Ext30mm 電流：2000A 電圧：25V 極間：45mm ［後行電極］ DC電源：定電圧特性、20KHzインバータ ワイヤ：フラツクス入り1.6mmΦ ガス：CO2，20毎分 トーチ角：15度前進、Ext20mm 電流：450A 電圧：37V ［開先形状］ 90°V開先、SM50材25mm厚 ［溶接速度］ 12ｍ／分 〔試験結果〕 ビード外観良好、欠陥なし、溶け込み2.6mm、
のど厚５mm ［発明の効果］ 実施例１，２にも示したように、本発明法によ
るガスシールドアーク高速溶接法を行なうと、従
来の２倍の10ｍ／分の溶接速度においても上述の
ように溶込みおよびのど厚が大きく、しかも溶接
欠陥の無い良好な溶接ビードが得られ、従来法に
比較して格段に高能率で高品質な溶接継手が得ら
れる。
のど厚4.5mm 実施例 ２ ［先行電極］ DC電源：定電圧特性 ワイヤ：普通鋼ソリツド4.8mmΦ ガス：CO2，200毎分 トーチ角：７度後退、Ext30mm 電流：2000A 電圧：25V 極間：45mm ［後行電極］ DC電源：定電圧特性、20KHzインバータ ワイヤ：フラツクス入り1.6mmΦ ガス：CO2，20毎分 トーチ角：15度前進、Ext20mm 電流：450A 電圧：37V ［開先形状］ 90°V開先、SM50材25mm厚 ［溶接速度］ 12ｍ／分 〔試験結果〕 ビード外観良好、欠陥なし、溶け込み2.6mm、
のど厚５mm ［発明の効果］ 実施例１，２にも示したように、本発明法によ
るガスシールドアーク高速溶接法を行なうと、従
来の２倍の10ｍ／分の溶接速度においても上述の
ように溶込みおよびのど厚が大きく、しかも溶接
欠陥の無い良好な溶接ビードが得られ、従来法に
比較して格段に高能率で高品質な溶接継手が得ら
れる。
第１図は、本発明を実施するための溶接電極周
辺の模式図、第２図は従来法による溶接電極周辺
の模式図、第３図はビード幅とビード断面積の関
係図を示す。第４図は、振動電流の波形図を示
し、第５図は溶接ビード断面図を示す。 １……先行電極ワイヤ、２……後行電極ワイ
ヤ、３……母材、４……溶接プール、５……先行
アーク、６……後行アーク、７……電極間距離、
８……プール後退距離、９……ビード幅、１０…
…ビード（溶着）断面積、１１……溶込み、１２
……のど厚。
辺の模式図、第２図は従来法による溶接電極周辺
の模式図、第３図はビード幅とビード断面積の関
係図を示す。第４図は、振動電流の波形図を示
し、第５図は溶接ビード断面図を示す。 １……先行電極ワイヤ、２……後行電極ワイ
ヤ、３……母材、４……溶接プール、５……先行
アーク、６……後行アーク、７……電極間距離、
８……プール後退距離、９……ビード幅、１０…
…ビード（溶着）断面積、１１……溶込み、１２
……のど厚。
Claims (1)
- １ 消耗電極ワイヤを２本使用し、先行電極の鉛
直線に対する傾斜角度を０〜30°の後退角とし、
後行電極の鉛直線に対する傾斜角度を５〜50°の
前進角とし、電極間距離を100mm以下とし、先行
電極のワイヤ径２mmΦ以上で溶接電流は600A以
上とし、溶接速度を５ｍ／分以上で行なうガスシ
ールドアーク溶接法において、先行電極に直流溶
接電源を電極プラス極性で用い、後行電極に再点
弧用パルス発生装置を備えた商用周波数の交流溶
接電源またはトランジスタインバータ等によるス
イツチング特性の50Hz〜100KHzの振動電流を用
い、後行電極のワイヤ径を先行電極より小さく
し、後行電流は先行電流の２分の１以下にするこ
とを特徴とするガスシールドアーク高速溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24093588A JPH0292464A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | ガスシールドアーク高速溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24093588A JPH0292464A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | ガスシールドアーク高速溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0292464A JPH0292464A (ja) | 1990-04-03 |
| JPH0453625B2 true JPH0453625B2 (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=17066835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24093588A Granted JPH0292464A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | ガスシールドアーク高速溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0292464A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001071053A1 (de) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Werner Jung | Verfahren zur erzeugung eines materialauftrags auf einer oberfläche |
| US8895896B2 (en) * | 2004-01-12 | 2014-11-25 | Lincoln Global, Inc. | Modified series arc welding and improved control of one sided series arc welding |
| DE102005014969A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Linde Ag | Verfahren zum Lichtbogenschweißen |
| DE102007016103A1 (de) | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Linde Ag | Verfahren zum Tandemschweißen |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542132A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Gas shielded arc welding method |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP24093588A patent/JPH0292464A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0292464A (ja) | 1990-04-03 |
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