JPH0698496B2 - 高速サブマージドアーク溶接法 - Google Patents
高速サブマージドアーク溶接法Info
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- JPH0698496B2 JPH0698496B2 JP17964990A JP17964990A JPH0698496B2 JP H0698496 B2 JPH0698496 B2 JP H0698496B2 JP 17964990 A JP17964990 A JP 17964990A JP 17964990 A JP17964990 A JP 17964990A JP H0698496 B2 JPH0698496 B2 JP H0698496B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はサブマージドアーク溶接方法にかかわり、特に
スパイラル溶接などの突き合わせ溶接において、高速溶
接のもとでも溶接欠陥のない良好なビードを得る方法を
提供するものである。
スパイラル溶接などの突き合わせ溶接において、高速溶
接のもとでも溶接欠陥のない良好なビードを得る方法を
提供するものである。
［従来の技術］ 近年、鋼板の突き合わせ溶接において電子ビーム溶接な
ど高密度エネルギーを利用した高能率溶接法や、電縫管
溶接（以後、ERWと略称）の厚板溶接への試みなど、溶
接生産性向上が図られつつある。しかしながら、これら
の溶接法で高速溶接を行うとビードの表裏面が不安定に
なり易く、従来のサブマージドアーク溶接法に比べ品質
が劣化する。この表面部欠陥を解消するには、ERWの後
でこの表裏面を高速化粧盛りすればよいが、これには3m
/min以上の高速溶接で良好なビード形成を有する溶接法
が要求される。これに対し、通常の2.4mm径以上のワイ
ヤを使用した多電極サブマージドアーク溶接法でかかる
高速溶接を行った場合には、溶融プールを後方に押しや
るアーク力が強く、アンダカットが多発し、良好なビー
ドを得るには至らない。そこで、高速溶接で良好なビー
ド形成が得られる溶接法として、例えば、特開昭58-125
373号公報のような2mm径以下の細径ワイヤを複数本溶接
線方向に並べてアーク力を分散し、溶融プール後退を抑
制した高速潜弧溶接法が提案されている。
ど高密度エネルギーを利用した高能率溶接法や、電縫管
溶接（以後、ERWと略称）の厚板溶接への試みなど、溶
接生産性向上が図られつつある。しかしながら、これら
の溶接法で高速溶接を行うとビードの表裏面が不安定に
なり易く、従来のサブマージドアーク溶接法に比べ品質
が劣化する。この表面部欠陥を解消するには、ERWの後
でこの表裏面を高速化粧盛りすればよいが、これには3m
/min以上の高速溶接で良好なビード形成を有する溶接法
が要求される。これに対し、通常の2.4mm径以上のワイ
ヤを使用した多電極サブマージドアーク溶接法でかかる
高速溶接を行った場合には、溶融プールを後方に押しや
るアーク力が強く、アンダカットが多発し、良好なビー
ドを得るには至らない。そこで、高速溶接で良好なビー
ド形成が得られる溶接法として、例えば、特開昭58-125
373号公報のような2mm径以下の細径ワイヤを複数本溶接
線方向に並べてアーク力を分散し、溶融プール後退を抑
制した高速潜弧溶接法が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溶接速度が3m/min以上では上記高速潜弧
溶接法でも、ビード幅が10mm前後と狭くなり、ERW余盛
りの形成状況と溶接法いずれによっては、時折、ERW余
盛り、開先残りなどの化粧盛り残しを発生することがあ
り、常に安定した品質を維持することは困難であった。
これは高速溶接になるほど母材、またはワイヤ側のアー
ク点が溶接後方に速く移行するため、アークは後方に引
かれてビード幅方向に働く成分が少なくなるうえ、ワイ
ヤ径が細いためアーク点弧サイズも小さいことがビード
幅を狭くする原因と考えられる。
溶接法でも、ビード幅が10mm前後と狭くなり、ERW余盛
りの形成状況と溶接法いずれによっては、時折、ERW余
盛り、開先残りなどの化粧盛り残しを発生することがあ
り、常に安定した品質を維持することは困難であった。
これは高速溶接になるほど母材、またはワイヤ側のアー
ク点が溶接後方に速く移行するため、アークは後方に引
かれてビード幅方向に働く成分が少なくなるうえ、ワイ
ヤ径が細いためアーク点弧サイズも小さいことがビード
幅を狭くする原因と考えられる。
［課題を解決するための手段］ 本発明は細径ワイヤを複数本溶接線方向に並べた３電極
サブマージドアーク溶接において、高速溶接での耐アン
ダカット性を損なうことなく、ビード幅を広げて溶接残
りなどの化粧盛り不良発生のない方法について、種々検
討を重ねた結果得られたもので、その要旨とするところ
は、それぞれの電極に対し、２本の細径ワイヤを同一チ
ップより給電して溶接する３電極サブマージドアーク溶
接において、第１電極は溶接中心線から２〜6mm離し、
第２電極は溶接中心線から第１電極とは逆方向に２〜6m
m離し、第３電極は溶接線中心付近に配置し、かつ、第
１電極と第２電極、第２電極と第３電極の溶接線方向の
間隔を５〜25mmに保って溶接することを特徴とする高速
サブマージドアーク溶接法にある。
サブマージドアーク溶接において、高速溶接での耐アン
ダカット性を損なうことなく、ビード幅を広げて溶接残
りなどの化粧盛り不良発生のない方法について、種々検
討を重ねた結果得られたもので、その要旨とするところ
は、それぞれの電極に対し、２本の細径ワイヤを同一チ
ップより給電して溶接する３電極サブマージドアーク溶
接において、第１電極は溶接中心線から２〜6mm離し、
第２電極は溶接中心線から第１電極とは逆方向に２〜6m
m離し、第３電極は溶接線中心付近に配置し、かつ、第
１電極と第２電極、第２電極と第３電極の溶接線方向の
間隔を５〜25mmに保って溶接することを特徴とする高速
サブマージドアーク溶接法にある。
［作用］ 以下、本発明を添付図を参照しながら詳述する。第１図
は本発明の高速サブマージドアーク溶接法の溶接部を溶
接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の側面模
式図である。第１図において、1,2,3はそれぞれ第1,第
2,第３電極給電チップ、4,5,6はツインワイヤ、７はア
ーク、８は被溶接物、10はフラックス、θは溶接線と直
角方向の電極の傾き、Ｘは溶接線と直角方向への溶接線
からの距離、Ｈは溶接線である。また、第２図におい
て、９は溶接金属、A,Bは溶接線方向への各電極間距離
である。なお、両図とも本発明の高速サブマージドアー
クに先だって行われたERWなどは省略してある。
は本発明の高速サブマージドアーク溶接法の溶接部を溶
接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の側面模
式図である。第１図において、1,2,3はそれぞれ第1,第
2,第３電極給電チップ、4,5,6はツインワイヤ、７はア
ーク、８は被溶接物、10はフラックス、θは溶接線と直
角方向の電極の傾き、Ｘは溶接線と直角方向への溶接線
からの距離、Ｈは溶接線である。また、第２図におい
て、９は溶接金属、A,Bは溶接線方向への各電極間距離
である。なお、両図とも本発明の高速サブマージドアー
クに先だって行われたERWなどは省略してある。
従来法では、各電極が溶接線上に一列に並んで溶接され
ているため、高速溶接でアークが後方に引かれるに従
い、ビード幅方向のアーク径が狭くなって広いビード幅
を確保することが困難であったが、本発明では第１図に
示す溶接線Ｈからの距離Ｘを、第１電極ワイヤは２〜6m
m、第２電極ワイヤ５は第１電極とは逆方向に２〜6mm離
し、かつ、第３電極ワイヤ６は溶接線付近に配置するこ
とによってビード幅を広げることを可能としたものであ
る。すなわち、第１電極アークでまず、片側のビード止
端を形成し、つぎに第２電極アークで逆側のビード止端
を確保し、最後に第３電極アークでビード中央部の溶け
込みを得るとともに全体のビードを整えるものである。
かかる構成にすることによって高速溶接を行ってもアン
ダカットがなく、かつ、幅の広いビードとなり、ERW溶
接残りのない安定した溶接部が得られる。
ているため、高速溶接でアークが後方に引かれるに従
い、ビード幅方向のアーク径が狭くなって広いビード幅
を確保することが困難であったが、本発明では第１図に
示す溶接線Ｈからの距離Ｘを、第１電極ワイヤは２〜6m
m、第２電極ワイヤ５は第１電極とは逆方向に２〜6mm離
し、かつ、第３電極ワイヤ６は溶接線付近に配置するこ
とによってビード幅を広げることを可能としたものであ
る。すなわち、第１電極アークでまず、片側のビード止
端を形成し、つぎに第２電極アークで逆側のビード止端
を確保し、最後に第３電極アークでビード中央部の溶け
込みを得るとともに全体のビードを整えるものである。
かかる構成にすることによって高速溶接を行ってもアン
ダカットがなく、かつ、幅の広いビードとなり、ERW溶
接残りのない安定した溶接部が得られる。
ここで、第1,2電極ワイヤ4,5の配置距離Ｘを溶接線から
２〜6mmと限定したのは2mm未満では幅出し効果が小さ
く、本発明の効果がないためであり、一方、6mmを超え
ると間隔が広過ぎて各電極で形成した溶融プールが一体
にならなくなり、それぞれの溶融プールが急冷凝固しビ
ード形状が悪化する危険があるので好ましくない。そし
て、第３電極を溶接線付近に配置するのは、第１、第２
電極アークでは溶接線付近の溶融作用が少ないので、こ
の部分の溶け込みを確保するとともに、第１、第２電極
アークで形成した溶融プールに熱を与え、全体のビード
形状の安定化を図るためである。
２〜6mmと限定したのは2mm未満では幅出し効果が小さ
く、本発明の効果がないためであり、一方、6mmを超え
ると間隔が広過ぎて各電極で形成した溶融プールが一体
にならなくなり、それぞれの溶融プールが急冷凝固しビ
ード形状が悪化する危険があるので好ましくない。そし
て、第３電極を溶接線付近に配置するのは、第１、第２
電極アークでは溶接線付近の溶融作用が少ないので、こ
の部分の溶け込みを確保するとともに、第１、第２電極
アークで形成した溶融プールに熱を与え、全体のビード
形状の安定化を図るためである。
また、第１図において、溶接線と直角方向の第1,2電極
の傾きθは０°である必要はなく、送給モータ、電源ケ
ーブルとの取り合いによっては数十度まで傾けてもなん
ら差し支えない。ただ、この角度が45°を超えるように
なるとアーク点弧位置が溶接線に近づき、アーク幅を狭
めるため避けた方がよい。
の傾きθは０°である必要はなく、送給モータ、電源ケ
ーブルとの取り合いによっては数十度まで傾けてもなん
ら差し支えない。ただ、この角度が45°を超えるように
なるとアーク点弧位置が溶接線に近づき、アーク幅を狭
めるため避けた方がよい。
一方、第２図における第１−２電極、第２−３電極間の
間隔Ａ、Ｂは広過ぎると各電極でのアーク熱が単独作用
となり、溶融プールが急冷され、止端部附近のわずかな
溶融プール変動でもアンダカットになり易い。また、極
間が5mm未満になると各電極アークが吸引、または反発
し合って電極同志でアークが点弧し易くなって、被溶接
物の溶け込みが減少するため好ましくなく、Ａ、Ｂの電
極間隔は５〜25mmが適正域である。
間隔Ａ、Ｂは広過ぎると各電極でのアーク熱が単独作用
となり、溶融プールが急冷され、止端部附近のわずかな
溶融プール変動でもアンダカットになり易い。また、極
間が5mm未満になると各電極アークが吸引、または反発
し合って電極同志でアークが点弧し易くなって、被溶接
物の溶け込みが減少するため好ましくなく、Ａ、Ｂの電
極間隔は５〜25mmが適正域である。
なお、各電極配置法として、第１または、第２電極を溶
接線中央に設置することも考えられるが、この場合には
ビード形成を行う最終第３電極アークが溶接線より外
れ、ビード幅に対し熱、及び溶融プール攪拌作用の偏り
が生じるため、第３電極アークから離れたビード止端側
にアンダカットが発生し易く、良好なビード形状確保は
困難である。
接線中央に設置することも考えられるが、この場合には
ビード形成を行う最終第３電極アークが溶接線より外
れ、ビード幅に対し熱、及び溶融プール攪拌作用の偏り
が生じるため、第３電極アークから離れたビード止端側
にアンダカットが発生し易く、良好なビード形状確保は
困難である。
［実施例］ 板厚12mmの軟鋼板をERWで溶接した後に、溶接速度5m/mi
nでERW余盛り部を３電極サブマージドアーク溶接を行
い、そのビード形状を評価した。ワイヤは２％Mn径で1.
2〜3.2mm径、フラックスはSiO2-MnO径の溶融型を使用し
た。なお、ERWは溶接入力270KVAで溶接速度は３電極サ
ブマージドアーク溶接と同じ5m/minである。
nでERW余盛り部を３電極サブマージドアーク溶接を行
い、そのビード形状を評価した。ワイヤは２％Mn径で1.
2〜3.2mm径、フラックスはSiO2-MnO径の溶融型を使用し
た。なお、ERWは溶接入力270KVAで溶接速度は３電極サ
ブマージドアーク溶接と同じ5m/minである。
第１表に実施した溶接条件、及び測定したビード形状結
果を示す。ここで、ワイヤ本数の１はシングルワイヤを
示し、２は同一給電チップを使用したツインワイヤを示
し、電極配置欄のＸは溶接前方からみて溶接線に対し右
側に配置したとき＋、左側に配置したときは−符号を付
している。また、電極間隔欄のＡ、Ｂはそれぞれ第１−
２、第２−３電極間隔を示している。溶接後、ビード幅
とその偏差、溶け込み、アンダカット発生率、及びERW
溶接残しの有無を測定した。ビード幅は溶接長さ1mにつ
いて10点計測しその平均値、及び偏差値で表示し、アン
ダカット発生率は検査長さに対するアンダカット総長さ
の比で表示した。また、ERW溶接残りなしは○、溶接長
の50％未満発生を△、50％以上発生したＸで表示した。
果を示す。ここで、ワイヤ本数の１はシングルワイヤを
示し、２は同一給電チップを使用したツインワイヤを示
し、電極配置欄のＸは溶接前方からみて溶接線に対し右
側に配置したとき＋、左側に配置したときは−符号を付
している。また、電極間隔欄のＡ、Ｂはそれぞれ第１−
２、第２−３電極間隔を示している。溶接後、ビード幅
とその偏差、溶け込み、アンダカット発生率、及びERW
溶接残しの有無を測定した。ビード幅は溶接長さ1mにつ
いて10点計測しその平均値、及び偏差値で表示し、アン
ダカット発生率は検査長さに対するアンダカット総長さ
の比で表示した。また、ERW溶接残りなしは○、溶接長
の50％未満発生を△、50％以上発生したＸで表示した。
第１表において、本発明電極配置、間隔が下限値である
試験No.H1でもビード幅は13mmあり、ERW溶接残り発生も
なく良好であった。また、電極配置が上限値である試験
No.H3ではわずかにアンダカットが発生したが、これら
は小さく、浅いもので手入れ不要で問題にならず、幅は
十分確保され、ERW溶接残りも発生していない。試験No.
H4は第３電極が溶接線より1mmずれている場合である
が、全く問題ないビードが得られている。さらに試験N
o.H5は1.2mm径のツインワイヤを用い、かつ、第1,2電極
配置が左右同一ではないケースであるが、これも良好な
ビード品質が得られている。
試験No.H1でもビード幅は13mmあり、ERW溶接残り発生も
なく良好であった。また、電極配置が上限値である試験
No.H3ではわずかにアンダカットが発生したが、これら
は小さく、浅いもので手入れ不要で問題にならず、幅は
十分確保され、ERW溶接残りも発生していない。試験No.
H4は第３電極が溶接線より1mmずれている場合である
が、全く問題ないビードが得られている。さらに試験N
o.H5は1.2mm径のツインワイヤを用い、かつ、第1,2電極
配置が左右同一ではないケースであるが、これも良好な
ビード品質が得られている。
一方、比較例である試験No.H6は従来の太径シングルワ
イヤを用いて溶接したものであるが、第2,3電極電圧を
アップしているにもかかわらず、幅は狭く、かつ、溶接
全線にわたって深いアンダカットが発生した。また、試
験No.H7の電極配置距離Ｘが本発明より小さく、ほぼ直
線状になったものではアンダカットは発生しなかったも
のの、ビード幅が狭く、一部ERW溶接残りが発生した。
逆に、電極配置が広過ぎる試験No.H8、及び電極間隔が
広過ぎる試験No.H9ではERW溶接残りは認められなかった
がアンダカットが発生した。また、全ワイヤ1.2mm径を
用い、本発明より狭い電極間隔で溶接した試験No.H10で
はビード幅が狭く、ERW溶接残りが発生していた。
イヤを用いて溶接したものであるが、第2,3電極電圧を
アップしているにもかかわらず、幅は狭く、かつ、溶接
全線にわたって深いアンダカットが発生した。また、試
験No.H7の電極配置距離Ｘが本発明より小さく、ほぼ直
線状になったものではアンダカットは発生しなかったも
のの、ビード幅が狭く、一部ERW溶接残りが発生した。
逆に、電極配置が広過ぎる試験No.H8、及び電極間隔が
広過ぎる試験No.H9ではERW溶接残りは認められなかった
がアンダカットが発生した。また、全ワイヤ1.2mm径を
用い、本発明より狭い電極間隔で溶接した試験No.H10で
はビード幅が狭く、ERW溶接残りが発生していた。
［発明の効果］ 本発明によれば、ツインワイヤを用いる高速サブマージ
ドアーク溶接において、耐アンダカット性を損なうこと
なくビード幅を広げることができるため、ERW表面部の
高速化粧盛り溶接が可能となり、大幅な生産性向上が実
現でき、省力化、集約化など産業上に及ぼす効果は著し
く大きい。
ドアーク溶接において、耐アンダカット性を損なうこと
なくビード幅を広げることができるため、ERW表面部の
高速化粧盛り溶接が可能となり、大幅な生産性向上が実
現でき、省力化、集約化など産業上に及ぼす効果は著し
く大きい。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の高速サブマージドアーク溶接法の溶接
部を溶接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の
側面模式図である。 1,2,3はそれぞれ第1,第2,第３電極給電チップ、4,5,6は
ツインワイヤ、７はアーク、８は被溶接物、９は溶接金
属、10はフラックス、θは溶接線と直角方向の電極の傾
き、Ｘは溶接線と直角方向への溶接線からの距離、A,B
は溶接線方向への各電極間距離、Ｈは溶接線。
部を溶接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の
側面模式図である。 1,2,3はそれぞれ第1,第2,第３電極給電チップ、4,5,6は
ツインワイヤ、７はアーク、８は被溶接物、９は溶接金
属、10はフラックス、θは溶接線と直角方向の電極の傾
き、Ｘは溶接線と直角方向への溶接線からの距離、A,B
は溶接線方向への各電極間距離、Ｈは溶接線。
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれの電極に対し、２本の細径ワイヤ
を同一チップより給電して溶接する３電極サブマージド
アーク溶接において、第１電極は溶接中心線から２〜6m
m離し、第２電極は溶接中心線から第１電極とは逆方向
に２〜6mm離し、第３電極は溶接線中心付近に配置し、
かつ、第１電極と第２電極、第２電極と第３電極の溶接
線方向の間隔を５〜25mmに保って溶接することを特徴と
する高速サブマージドアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17964990A JPH0698496B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 高速サブマージドアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17964990A JPH0698496B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 高速サブマージドアーク溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0471782A JPH0471782A (ja) | 1992-03-06 |
| JPH0698496B2 true JPH0698496B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16069466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17964990A Expired - Lifetime JPH0698496B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 高速サブマージドアーク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698496B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109434253A (zh) * | 2018-07-29 | 2019-03-08 | 合肥市智信汽车科技有限公司 | 一种铁路运输车辆排管焊接方法 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP17964990A patent/JPH0698496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471782A (ja) | 1992-03-06 |
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