JPH0694067B2 - 高速回転ア−ク隅肉溶接方法 - Google Patents
高速回転ア−ク隅肉溶接方法Info
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- JPH0694067B2 JPH0694067B2 JP9490486A JP9490486A JPH0694067B2 JP H0694067 B2 JPH0694067 B2 JP H0694067B2 JP 9490486 A JP9490486 A JP 9490486A JP 9490486 A JP9490486 A JP 9490486A JP H0694067 B2 JPH0694067 B2 JP H0694067B2
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- welding
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高速回転アーク隅肉溶接方法、特に溶接ビー
ドの等脚化及び平滑化に関する。
ドの等脚化及び平滑化に関する。
従来、下板に立設した立板の隅肉溶接は下向水平姿勢で
継手に沿つて溶接を進行させて隅肉の溶接を行なつてい
る。
継手に沿つて溶接を進行させて隅肉の溶接を行なつてい
る。
上記のような下向水平姿勢の隅肉溶接では重力の影響を
受けて、第12図に示すように立板脚長l1と下板脚長l2が
相違する下垂れビードが発生し易く、溶接条件によつて
は立板にアンダーカツトが発生し易いなどの根本的問題
があり、特に高速度溶接による小脚長ビードの形成、あ
るいはその逆に大電流低速度の溶接による大脚長ビード
の形成に問題があつた。
受けて、第12図に示すように立板脚長l1と下板脚長l2が
相違する下垂れビードが発生し易く、溶接条件によつて
は立板にアンダーカツトが発生し易いなどの根本的問題
があり、特に高速度溶接による小脚長ビードの形成、あ
るいはその逆に大電流低速度の溶接による大脚長ビード
の形成に問題があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、隅肉溶接のビードの等脚長化，高速度化，施工
脚長範囲の拡大を図ると共にビードの平滑化をも図るこ
とができる高速回転アーク隅肉溶接方法を提案すること
を目的とするものである。
であり、隅肉溶接のビードの等脚長化，高速度化，施工
脚長範囲の拡大を図ると共にビードの平滑化をも図るこ
とができる高速回転アーク隅肉溶接方法を提案すること
を目的とするものである。
この発明に係る高速回転アーク隅肉溶接方法は、電極ノ
ズルを同心状に回転することにより、通電チツプを通過
するワイヤ先端を回転させてアークを高速回転しながら
行なう隅肉溶接において、 （イ）アークの回転速度の範囲は、立板脚長l1と下板脚
長l2の比l1/l2が最大となる回転速度をNo（HZ）とする
と下限をNo（HZ）、上限を120（HZ）とし、 （ロ）上記アークの回転直径は1mmから6mmとし、 （ハ）上記回転するワイヤは直径0.8mmから1.6mmのワイ
ヤを使用して、 ガスシールドアーク溶接あるいはサブマージアーク溶接
により下向水平隅肉溶接を行なう溶接方法である。
ズルを同心状に回転することにより、通電チツプを通過
するワイヤ先端を回転させてアークを高速回転しながら
行なう隅肉溶接において、 （イ）アークの回転速度の範囲は、立板脚長l1と下板脚
長l2の比l1/l2が最大となる回転速度をNo（HZ）とする
と下限をNo（HZ）、上限を120（HZ）とし、 （ロ）上記アークの回転直径は1mmから6mmとし、 （ハ）上記回転するワイヤは直径0.8mmから1.6mmのワイ
ヤを使用して、 ガスシールドアーク溶接あるいはサブマージアーク溶接
により下向水平隅肉溶接を行なう溶接方法である。
この発明においては、アークを高速回転することにより
溶融池が周辺部に拡がり易くなるため、ビードの下垂れ
を防止し等脚長とすると共にビードを平滑化し、必要な
溶込みを確保する。
溶融池が周辺部に拡がり易くなるため、ビードの下垂れ
を防止し等脚長とすると共にビードを平滑化し、必要な
溶込みを確保する。
この発明の高速回転アーク隅肉溶接方法において、アー
クを高速回転アークとしたのは、回転しない従来の隅肉
溶接ではビードが重力の影響を受けて下板側に垂れ下が
るが、これを防止するためビードに立板側に偏向する力
を与えて等脚長ビードを得るためである。例えば溶接電
流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22cm/分でアークを回転させな
がら狭開先溶接によりビードの偏りを調べた結果ビード
の水平面に対する偏りθは第１図に示すようになつた。
第１図において１は下板、2,2aは立板、３は上方方から
見て右回転すなわち時計方向に回転する電極、４はビー
ドである。図においてビード４は溶接が紙面の裏側に進
行するときに形成されたものを示す。図に示すようにワ
イヤ３の回転方向及び溶接進行方向によりビード４の偏
りに大きな差が見られ、ワイヤ３が右回転のときは溶接
進行方向に向つて右上りのビード４となつている。この
ビード４の偏りθはアークの回転速度Ｎと関係があり、
横軸に回転速度Ｎ（HZ）、縦軸に偏りθを示すと第２図
に示すようになり、溶接電流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22c
m/分のときは、アークの回転速度Ｎが7HZ（420回転／
分）のときに偏りθが最大となつた。
クを高速回転アークとしたのは、回転しない従来の隅肉
溶接ではビードが重力の影響を受けて下板側に垂れ下が
るが、これを防止するためビードに立板側に偏向する力
を与えて等脚長ビードを得るためである。例えば溶接電
流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22cm/分でアークを回転させな
がら狭開先溶接によりビードの偏りを調べた結果ビード
の水平面に対する偏りθは第１図に示すようになつた。
第１図において１は下板、2,2aは立板、３は上方方から
見て右回転すなわち時計方向に回転する電極、４はビー
ドである。図においてビード４は溶接が紙面の裏側に進
行するときに形成されたものを示す。図に示すようにワ
イヤ３の回転方向及び溶接進行方向によりビード４の偏
りに大きな差が見られ、ワイヤ３が右回転のときは溶接
進行方向に向つて右上りのビード４となつている。この
ビード４の偏りθはアークの回転速度Ｎと関係があり、
横軸に回転速度Ｎ（HZ）、縦軸に偏りθを示すと第２図
に示すようになり、溶接電流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22c
m/分のときは、アークの回転速度Ｎが7HZ（420回転／
分）のときに偏りθが最大となつた。
そこで、この回転アーク溶接を第３図に示す下向水平隅
肉溶接により電極３を回転しながら下板１と立板２の隅
部を溶接するとビード４の偏りθを最大とするアークの
回転速度Noのときに等脚長ビードが得られ易く、隅肉溶
接のビード形状の改善を図ることができる。このビード
４の偏りθを最大とするアークの回転速度Noを溶接電流
Ｉと溶接速度Ｖを変えて調べた結果を第１表に示す。
肉溶接により電極３を回転しながら下板１と立板２の隅
部を溶接するとビード４の偏りθを最大とするアークの
回転速度Noのときに等脚長ビードが得られ易く、隅肉溶
接のビード形状の改善を図ることができる。このビード
４の偏りθを最大とするアークの回転速度Noを溶接電流
Ｉと溶接速度Ｖを変えて調べた結果を第１表に示す。
第１表からあきらかなように、この回転速度Noは溶接電
流Ｉと溶接速度Ｖの値に依存し、この比V/Iが増加すれ
ば回転速度Noも増加する傾向を有する。このため回転速
度Noは使用する溶接電流I,溶接速度Ｖにより異なるが、
溶接電流I,溶接速度Ｖを定めれば、ビード４の偏りθを
最大とする回転速度Noが定まる。
流Ｉと溶接速度Ｖの値に依存し、この比V/Iが増加すれ
ば回転速度Noも増加する傾向を有する。このため回転速
度Noは使用する溶接電流I,溶接速度Ｖにより異なるが、
溶接電流I,溶接速度Ｖを定めれば、ビード４の偏りθを
最大とする回転速度Noが定まる。
この回転速度Noを定めるには、使用する溶接電流I,溶接
速度Ｖにて隅肉溶接を行ない立板２の脚長l1と下板１の
脚長l2の比l1/l2が最大となる回転速度を求めれば良
い。第４図は溶接電流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22cm/分の
ときのアーク回転速度と脚長比l1/l2の関係を示し、図
に示すように、この溶接条件のときの回転速度Noは7HZ
（420回転／分）となる。
速度Ｖにて隅肉溶接を行ない立板２の脚長l1と下板１の
脚長l2の比l1/l2が最大となる回転速度を求めれば良
い。第４図は溶接電流Ｉ＝300A,溶接速度Ｖ＝22cm/分の
ときのアーク回転速度と脚長比l1/l2の関係を示し、図
に示すように、この溶接条件のときの回転速度Noは7HZ
（420回転／分）となる。
上記のようにアークの回転速度がNo（HZ）に近づくと等
脚長ビードが得られ易くなる。
脚長ビードが得られ易くなる。
また、アークの回転速度がNo（HZ）に近いと第５図に示
すようにビード形状は凸部の高さ△ｌを有する凸形ビー
ドになる。そこでアークの回転速度Ｎ（HZ）と第５図に
示す凸部の高さ△ｌの関係を調べた結果第６図に示すよ
うになつた。第６図は横軸にアークの回転速度Ｎ（HZ）
を、縦軸に立板脚長l1と下板脚長l2の平均値に対するビ
ードの凸部の高さ△ｌの割合を示す。図からあきらかな
ようにアークの回転速度Ｎ（HZ）がほぼ3No（HZ）以上
でビードの凸部の高さ△ｌが最小になる。このことはア
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ためである。
すようにビード形状は凸部の高さ△ｌを有する凸形ビー
ドになる。そこでアークの回転速度Ｎ（HZ）と第５図に
示す凸部の高さ△ｌの関係を調べた結果第６図に示すよ
うになつた。第６図は横軸にアークの回転速度Ｎ（HZ）
を、縦軸に立板脚長l1と下板脚長l2の平均値に対するビ
ードの凸部の高さ△ｌの割合を示す。図からあきらかな
ようにアークの回転速度Ｎ（HZ）がほぼ3No（HZ）以上
でビードの凸部の高さ△ｌが最小になる。このことはア
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ためである。
一方ビードの形状を調べると、アークの回転数が零の場
合すなわち従来の水平隅肉溶接の場合は第７図の鎖線で
示すように中央部が深く幅がせまいフインガ状のビード
4aを形成し、かつこのビード4aは下垂れビードとなるた
め、溶接速度が例えば80cm/minと速くなると不要ビード
となり、隅肉溶接の高速化は図れなかつた。
合すなわち従来の水平隅肉溶接の場合は第７図の鎖線で
示すように中央部が深く幅がせまいフインガ状のビード
4aを形成し、かつこのビード4aは下垂れビードとなるた
め、溶接速度が例えば80cm/minと速くなると不要ビード
となり、隅肉溶接の高速化は図れなかつた。
しかしアークの回転速度がNo（HZ）から3No（HZ）の範
囲では第５図に示すようにビード凸部の高さ△ｌが小さ
くなると同時に脚長比l1/l2が改善されているためビー
ド形状は第７図の実線に示す偏平ビード4bとなり、幅方
向特に立板側の溶込みが増加し、実質的な溶込みが増加
することになる。
囲では第５図に示すようにビード凸部の高さ△ｌが小さ
くなると同時に脚長比l1/l2が改善されているためビー
ド形状は第７図の実線に示す偏平ビード4bとなり、幅方
向特に立板側の溶込みが増加し、実質的な溶込みが増加
することになる。
さらにアークの回転速度が3No（HZ）以上になると、ア
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ため、ビード形状はさらに偏平化され、また下板側及び
立板側の幅方向の溶込みが増加する。
ークの高速回転により溶融池が周辺部に拡がり易くなる
ため、ビード形状はさらに偏平化され、また下板側及び
立板側の幅方向の溶込みが増加する。
上記アークの回転数をNo（HZ）以上とすることによる溶
込みの増加により溶接速度を例えば140cm/min程度にし
ても不良ビードの発生を防止することができ、隅肉溶接
の高速化を図ることができる。このためアークの回転数
をNo（HZ）以上とした。
込みの増加により溶接速度を例えば140cm/min程度にし
ても不良ビードの発生を防止することができ、隅肉溶接
の高速化を図ることができる。このためアークの回転数
をNo（HZ）以上とした。
また、アークの回転速度Ｎが増加すると、回転速度Ｎに
ほぼ比例してワイヤの溶融速度MRも例えば第８図に示す
ように増加する。すなわち隅肉溶接が高能率となる。第
８図はワイヤ径1.2mm、溶接電流300AのMAG溶接におい
て、アークの回転径を6mmとしてアークの回転速度Ｎを
変えてワイヤの溶融速度MRの変化を調べた結果を示し、
第８図において横軸はアークの回転速度Ｎ（HZ）、縦軸
はワイヤの溶融速度MR（g/min）である。
ほぼ比例してワイヤの溶融速度MRも例えば第８図に示す
ように増加する。すなわち隅肉溶接が高能率となる。第
８図はワイヤ径1.2mm、溶接電流300AのMAG溶接におい
て、アークの回転径を6mmとしてアークの回転速度Ｎを
変えてワイヤの溶融速度MRの変化を調べた結果を示し、
第８図において横軸はアークの回転速度Ｎ（HZ）、縦軸
はワイヤの溶融速度MR（g/min）である。
しかしながら、アークの回転速度Ｎを増加すると第９図
に示すようにスパツタが増加する。第９図は第８図に示
した条件で溶接を行なつたときのアークの回転速度Ｎ
（HZ）とスパツタ損（g/min）の関係を示す。図からあ
きらかなようにアークの回転速度Ｎが120（HZ）を越え
るとスパツタ損は急増し約25g/minとなり、溶接作業が
困難となる。このため、アークの回転速度Ｎを120（H
Z）以下としたのである。
に示すようにスパツタが増加する。第９図は第８図に示
した条件で溶接を行なつたときのアークの回転速度Ｎ
（HZ）とスパツタ損（g/min）の関係を示す。図からあ
きらかなようにアークの回転速度Ｎが120（HZ）を越え
るとスパツタ損は急増し約25g/minとなり、溶接作業が
困難となる。このため、アークの回転速度Ｎを120（H
Z）以下としたのである。
一方脚長比l1/l2は溶接電流Ｉ、溶接速度Ｖが一定でも
アークの回転直径Ｄにより異なる。
アークの回転直径Ｄにより異なる。
例えば溶接電流Ｉ＝300（Ａ）、溶接速度Ｖ＝22（cm/
分）、回転数７（HZ）でアークの回転直径Ｄを変えて隅
肉溶接を行なつた結果は第10図に示すようになる。第10
図は横軸にアークの回転直径Ｄ、縦軸にＤ＝０すなわち
アークの回転を行なわないときに得られた脚長比l1/l2
を1.0とした脚長比l1/l2を示す。図からあきらかなよう
に、回転直径Ｄが1mmから6mmの範囲で脚長比l1/l2が1.0
以上となり、脚長比の改善が図られる。
分）、回転数７（HZ）でアークの回転直径Ｄを変えて隅
肉溶接を行なつた結果は第10図に示すようになる。第10
図は横軸にアークの回転直径Ｄ、縦軸にＤ＝０すなわち
アークの回転を行なわないときに得られた脚長比l1/l2
を1.0とした脚長比l1/l2を示す。図からあきらかなよう
に、回転直径Ｄが1mmから6mmの範囲で脚長比l1/l2が1.0
以上となり、脚長比の改善が図られる。
また隅肉溶接の適否は脚長のみならず溶込深さの適否も
関係するが、上記回転直径Ｄと溶込深さの関係を調べた
結果、横軸に回転直径Ｄ（mm）、縦軸に溶込深さＰ（m
m）をとつて示すと第11図に示すようになり、回転直径
Ｄが4mm以下では溶込深さＰはあまり浅くならず回転直
径Ｄが8mmとなると溶込深さＰが零となる。この結果、
回転直径Ｄが上記1mmから6mmの範囲では適当な溶込深さ
を得ることができる。
関係するが、上記回転直径Ｄと溶込深さの関係を調べた
結果、横軸に回転直径Ｄ（mm）、縦軸に溶込深さＰ（m
m）をとつて示すと第11図に示すようになり、回転直径
Ｄが4mm以下では溶込深さＰはあまり浅くならず回転直
径Ｄが8mmとなると溶込深さＰが零となる。この結果、
回転直径Ｄが上記1mmから6mmの範囲では適当な溶込深さ
を得ることができる。
したがつて隅肉溶接に際して、アークの回転直径1mm〜6
mmで、アークの回転速度範囲をNo〜120（HZ）とするこ
とにより第11図に示すような等脚長かつ良好な溶込みの
ビードを形成することができ、さらにビードの平滑化も
図ることができる。
mmで、アークの回転速度範囲をNo〜120（HZ）とするこ
とにより第11図に示すような等脚長かつ良好な溶込みの
ビードを形成することができ、さらにビードの平滑化も
図ることができる。
なお上記実施例はワイヤ径1.2mmのMAG溶接で行なつた場
合を示すが、ワイヤ径は0.8mmから1.6mmの範囲で上記溶
接方法を適用することができる。ワイヤ径で2.0mm以上
を除いたのは、ワイヤ径が2.0mm以上だとワイヤの剛性
抵抗が増してワイヤを高速度で回転するのに、大出力の
回転機構を必要とし、価格的に実用にならないためであ
る。さらに溶接もMAG溶接に限定されず、CO2溶接,TIG溶
接,SAW溶接にも適用され得る。
合を示すが、ワイヤ径は0.8mmから1.6mmの範囲で上記溶
接方法を適用することができる。ワイヤ径で2.0mm以上
を除いたのは、ワイヤ径が2.0mm以上だとワイヤの剛性
抵抗が増してワイヤを高速度で回転するのに、大出力の
回転機構を必要とし、価格的に実用にならないためであ
る。さらに溶接もMAG溶接に限定されず、CO2溶接,TIG溶
接,SAW溶接にも適用され得る。
この発明は以上説明したように、隅肉溶接を一定回転速
度範囲、一定回転直径の高速回転アークにより行なうよ
うにしたから、溶融金属の下垂れを防止し、等脚長でか
つ良好な溶込みのビードを容易に得ることができると共
にビードの平滑化を図ることができる効果を有する。
度範囲、一定回転直径の高速回転アークにより行なうよ
うにしたから、溶融金属の下垂れを防止し、等脚長でか
つ良好な溶込みのビードを容易に得ることができると共
にビードの平滑化を図ることができる効果を有する。
さらに、アークの高速回転によりワイヤ溶融速度が増加
するから、隅肉溶接の高能率化を図ることができ、隅肉
溶接の高速度化、小脚長化あるいは大脚長化を図ること
ができる利点も有する。
するから、隅肉溶接の高能率化を図ることができ、隅肉
溶接の高速度化、小脚長化あるいは大脚長化を図ること
ができる利点も有する。
第１図はビードの偏りを示す偏り状態図、第２図は回転
速度と偏りの特性図、第３図はこの発明の実施例の概略
構成図、第４図は回転速度と脚長比l1/l2の特性図、第
５図はビード形状を示した断面図、第６図はアークの回
転速度Ｎと立板脚長l1,下板脚長l2の平均値に対するビ
ード凸部の高さ△ｌの割合との特定図、第７図はビード
形状の説明図、第８図はアークの回転速度Ｎとワイヤの
溶融速度MRとの特性図、第９図はアークの回転速度Ｎと
スパツタ損の特性図、第10図はアーク回転直径Ｄと脚長
比l1/l2の特性図、第11図はアーク回転直径Ｄと溶込深
さの特性図、第12図は従来例によるビード形状を示した
断面図である。 １……下板、２……立板、３……電極、4,4a,4b……ビ
ード、l1……立板脚長、l2……下板脚長。
速度と偏りの特性図、第３図はこの発明の実施例の概略
構成図、第４図は回転速度と脚長比l1/l2の特性図、第
５図はビード形状を示した断面図、第６図はアークの回
転速度Ｎと立板脚長l1,下板脚長l2の平均値に対するビ
ード凸部の高さ△ｌの割合との特定図、第７図はビード
形状の説明図、第８図はアークの回転速度Ｎとワイヤの
溶融速度MRとの特性図、第９図はアークの回転速度Ｎと
スパツタ損の特性図、第10図はアーク回転直径Ｄと脚長
比l1/l2の特性図、第11図はアーク回転直径Ｄと溶込深
さの特性図、第12図は従来例によるビード形状を示した
断面図である。 １……下板、２……立板、３……電極、4,4a,4b……ビ
ード、l1……立板脚長、l2……下板脚長。
Claims (1)
- 【請求項１】アークを高速回転しながら行なう隅肉溶接
において、 上記アークの回転速度の範囲は、立板脚長l1と下板脚長
l2の比l1/l2が最大となる回転速度をNo（HZ）とすると
下限をNo（HZ）、上限を120（HZ）とし、 上記アークの回転直径を1mmから6mmとし、上記回転する
ワイヤ直径を0.8mmから1.6mmとして、ガスシールドアー
ク溶接あるいはサブマージアーク溶接により下向水平隅
肉溶接を行なうことを特徴とする高速回転アーク隅肉溶
接方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10690185 | 1985-05-21 | ||
| JP60-106901 | 1985-05-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254574A JPS6254574A (ja) | 1987-03-10 |
| JPH0694067B2 true JPH0694067B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=14445361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9490486A Expired - Lifetime JPH0694067B2 (ja) | 1985-05-21 | 1986-04-25 | 高速回転ア−ク隅肉溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694067B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5163613B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2013-03-13 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 回転サブマージアーク溶接方法 |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP9490486A patent/JPH0694067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254574A (ja) | 1987-03-10 |
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