JPH1080765A - 溶接方法及びその装置 - Google Patents
溶接方法及びその装置Info
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- JPH1080765A JPH1080765A JP25221896A JP25221896A JPH1080765A JP H1080765 A JPH1080765 A JP H1080765A JP 25221896 A JP25221896 A JP 25221896A JP 25221896 A JP25221896 A JP 25221896A JP H1080765 A JPH1080765 A JP H1080765A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接とほぼ同時に溶接部における残留応力を
抑制し、溶接時におけるスパッタの付着を低減するとと
もに、スラグの迅速な剥離を促進して溶接に伴なう付帯
作業を軽減できる構造物の溶接方法及びその装置を提供
する。 【解決手段】 対置された被溶接材間に溶接トーチによ
り、アークを発生せしめて該被溶接材を溶接するに際
し、前記被溶接材の両端を拘束治具を介して拘束して、
被溶接部に加振装置により振動を付与しつつ、溶接す
る。
抑制し、溶接時におけるスパッタの付着を低減するとと
もに、スラグの迅速な剥離を促進して溶接に伴なう付帯
作業を軽減できる構造物の溶接方法及びその装置を提供
する。 【解決手段】 対置された被溶接材間に溶接トーチによ
り、アークを発生せしめて該被溶接材を溶接するに際
し、前記被溶接材の両端を拘束治具を介して拘束して、
被溶接部に加振装置により振動を付与しつつ、溶接す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は船舶、橋梁等の鉄鋼
構造物の溶接方法及びその装置に関する。
構造物の溶接方法及びその装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】船舶、橋梁等の鉄鋼構
造物の溶接継手においては、溶融金属が凝固する過程に
おける収縮によって、溶接部及びその周辺に溶接材の降
伏点に近い過大な残留引張応力や溶接歪の発生をみるこ
とが多い。
造物の溶接継手においては、溶融金属が凝固する過程に
おける収縮によって、溶接部及びその周辺に溶接材の降
伏点に近い過大な残留引張応力や溶接歪の発生をみるこ
とが多い。
【０００３】かかる残留応力や溶接歪は、溶接継手の疲
労や胞性破壊、応力腐食割れ等を誘発することとなる
が、その除去及び低減には、従来より応力除去焼なまし
等の熱処理や疲労強度の増大のため、溶接直後にショッ
トピーニングを施す手段が提供されている。
労や胞性破壊、応力腐食割れ等を誘発することとなる
が、その除去及び低減には、従来より応力除去焼なまし
等の熱処理や疲労強度の増大のため、溶接直後にショッ
トピーニングを施す手段が提供されている。
【０００４】かかる従来の応力除去焼なまし等の熱処理
によって、残留応力を低減する手段にあっては、被溶接
材の大きさに相当する大がかりな溶接設備が必要となる
のみならず、溶接終了後にかかる熱処理を行うことから
作業時間が長くなり、溶接コストが高くなるという問題
点を抱えている。
によって、残留応力を低減する手段にあっては、被溶接
材の大きさに相当する大がかりな溶接設備が必要となる
のみならず、溶接終了後にかかる熱処理を行うことから
作業時間が長くなり、溶接コストが高くなるという問題
点を抱えている。
【０００５】また、近年溶接作業者の高年齢化や人員不
足と相まって、溶接ロボットの普及により、１人の作業
者が複数台の溶接ロボットや自動溶接機を操作すること
が求められるようになっていきているが、これに伴な
い、溶接時に発生するスラグやスパッタの除去作業にも
多大な労力や時間を要している。
足と相まって、溶接ロボットの普及により、１人の作業
者が複数台の溶接ロボットや自動溶接機を操作すること
が求められるようになっていきているが、これに伴な
い、溶接時に発生するスラグやスパッタの除去作業にも
多大な労力や時間を要している。
【０００６】本発明はかかる従来の課題に鑑み、溶接と
ほぼ同時に溶接部における残留応力を抑制し、溶接時に
おけるスパッタの付着を低減するとともに、スラグの迅
速な剥離を促進して溶接に伴なう付帯作業を軽減できる
構造物の溶接方法及びその装置を提供することを目的と
する。
ほぼ同時に溶接部における残留応力を抑制し、溶接時に
おけるスパッタの付着を低減するとともに、スラグの迅
速な剥離を促進して溶接に伴なう付帯作業を軽減できる
構造物の溶接方法及びその装置を提供することを目的と
する。
【０００７】本発明はかかる課題を解決するために、対
置された被溶接材間にアークを発生せしめて該被溶接材
を溶接するに際し、前記被溶接材の両端を拘束して、被
溶接部に振動を付与しつつ溶接すること、即ちより具体
的には例えば周辺支持した平板の突き合せ溶接におい
て、非溶接部が溶融及び凝固しつつある部分に加振機に
より振動応力を付加し、局部的に塑成変形させることを
特徴とする溶接方法を提案する。
置された被溶接材間にアークを発生せしめて該被溶接材
を溶接するに際し、前記被溶接材の両端を拘束して、被
溶接部に振動を付与しつつ溶接すること、即ちより具体
的には例えば周辺支持した平板の突き合せ溶接におい
て、非溶接部が溶融及び凝固しつつある部分に加振機に
より振動応力を付加し、局部的に塑成変形させることを
特徴とする溶接方法を提案する。
【０００８】また、前記溶接方法を実施するための装置
として、対置された被溶接材の両端を拘束状態にて支持
する拘束治具と、被溶接部にアークを発生させる溶接ト
ーチと、前記拘束治具を介して、前記被溶接部に振動を
付与する加振装置とを備えたことを特徴とする溶接装置
を提案する。
として、対置された被溶接材の両端を拘束状態にて支持
する拘束治具と、被溶接部にアークを発生させる溶接ト
ーチと、前記拘束治具を介して、前記被溶接部に振動を
付与する加振装置とを備えたことを特徴とする溶接装置
を提案する。
【０００９】かかる発明によれば、被溶接材の両端を拘
束治具に拘束状態にて支持して、被溶接部を突き合わ
せ、加振装置によって所定の周波数及び振幅の振動を拘
束治具を介して被溶接部に付与しつつ、溶接用トーチに
より被溶接部にアークを発生せしめる。
束治具に拘束状態にて支持して、被溶接部を突き合わ
せ、加振装置によって所定の周波数及び振幅の振動を拘
束治具を介して被溶接部に付与しつつ、溶接用トーチに
より被溶接部にアークを発生せしめる。
【００１０】このアークにより、被溶接部が溶融して溶
接金属が形成され、この溶融金属が上記振動によって攪
拌され、被溶接部におけるブローホールの原因となる水
素等のガスの放出が促進されるとともに、飛散するスパ
ッタの被溶接材への付着が阻止される。
接金属が形成され、この溶融金属が上記振動によって攪
拌され、被溶接部におけるブローホールの原因となる水
素等のガスの放出が促進されるとともに、飛散するスパ
ッタの被溶接材への付着が阻止される。
【００１１】また、被溶接部は振動しているため、前記
溶融金属及びこれの近傍は塑性変形しながら凝固するこ
ととなり、残留応力及び溶接歪の発生が抑制される。
溶融金属及びこれの近傍は塑性変形しながら凝固するこ
ととなり、残留応力及び溶接歪の発生が抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の実施形態に係る構造物の溶
接方法を実施するための溶接装置の正面外観図を、図２
は被溶接材及び拘束治具の斜視図を夫々示す。図１にお
いて、９は基礎１００上に立設された対をなすレール支
持台、１０は該レール支持台９上に水平に架設されたレ
ール、１２は該レール１０上に走行可能に載置された台
車、１１は該台車１２に保持された溶接用のトーチ、１
３は該トーチ１１に接続されるコンジットケーブルであ
る。
接方法を実施するための溶接装置の正面外観図を、図２
は被溶接材及び拘束治具の斜視図を夫々示す。図１にお
いて、９は基礎１００上に立設された対をなすレール支
持台、１０は該レール支持台９上に水平に架設されたレ
ール、１２は該レール１０上に走行可能に載置された台
車、１１は該台車１２に保持された溶接用のトーチ、１
３は該トーチ１１に接続されるコンジットケーブルであ
る。
【００１４】１５は前記トーチ１１の先端に取付けられ
たノズルであり、該ノズル１５には前記コンジットケー
ブル１３を介して、溶接用ワイヤ１４が連続的に送ら
れ、被溶接材１（図２参照）を溶接するようになってい
る。また、前記台車１２には、前記被溶接材１とノズル
１５との距離を設定するための高さ調整治具１６及び該
治具１６を操作するためのハンドル１７が付設されてい
る。
たノズルであり、該ノズル１５には前記コンジットケー
ブル１３を介して、溶接用ワイヤ１４が連続的に送ら
れ、被溶接材１（図２参照）を溶接するようになってい
る。また、前記台車１２には、前記被溶接材１とノズル
１５との距離を設定するための高さ調整治具１６及び該
治具１６を操作するためのハンドル１７が付設されてい
る。
【００１５】５は電磁加振装置の本体、６は該本体５に
取付けられた加振機であり、該加振機６上には、テーブ
ル７が載置され、該テーブル７上には、拘束治具２が複
数個のボルト孔４に挿通されるボルト（図示せず）によ
り固定されている。前記拘束治具２は、図２に示すよう
に、中抜きの直方体形状に構成され、これの方形状の中
抜き部２ａ内にＶ形開先が形成された被溶接材１、１が
両端を拘束溶接３されている。
取付けられた加振機であり、該加振機６上には、テーブ
ル７が載置され、該テーブル７上には、拘束治具２が複
数個のボルト孔４に挿通されるボルト（図示せず）によ
り固定されている。前記拘束治具２は、図２に示すよう
に、中抜きの直方体形状に構成され、これの方形状の中
抜き部２ａ内にＶ形開先が形成された被溶接材１、１が
両端を拘束溶接３されている。
【００１６】図２に示す実施例では、板厚６ｍｍ程度の
銅板を被溶接材１、１として突き合わせ溶接する場合を
示しており、前記被溶接材１、１間の被溶接部８は、前
記拘束治具２の内壁面２ａ及び対向する内壁面２ｂへの
拘束溶接３によって両端から片持ち状態にて支持されて
固定されており、前記加振機（加振装置）６から拘束治
具２に附与される振動に連動して、振動するようになっ
ている。
銅板を被溶接材１、１として突き合わせ溶接する場合を
示しており、前記被溶接材１、１間の被溶接部８は、前
記拘束治具２の内壁面２ａ及び対向する内壁面２ｂへの
拘束溶接３によって両端から片持ち状態にて支持されて
固定されており、前記加振機（加振装置）６から拘束治
具２に附与される振動に連動して、振動するようになっ
ている。
【００１７】１８は前記被溶接部８の近傍に取付けら
れ、被溶接部８近傍の振動振幅及び加速度を検出する振
動検出器、２１は該検出器１８に接続されるリード線で
ある。
れ、被溶接部８近傍の振動振幅及び加速度を検出する振
動検出器、２１は該検出器１８に接続されるリード線で
ある。
【００１８】前記のように構成された溶接装置を使用
し、溶接用ワイヤ１４として、直径１．４ｍｍのフラッ
クスコアードワイヤを用い、溶接金属及びワイヤを被包
するシールドガスとして炭酸ガスを使用して、厚さ６ｍ
ｍの銅板をＶ形開先にて突合わせ溶接する実施例の溶接
動作について説明する。
し、溶接用ワイヤ１４として、直径１．４ｍｍのフラッ
クスコアードワイヤを用い、溶接金属及びワイヤを被包
するシールドガスとして炭酸ガスを使用して、厚さ６ｍ
ｍの銅板をＶ形開先にて突合わせ溶接する実施例の溶接
動作について説明する。
【００１９】適宜の振幅及び周期で加振機６を作動させ
ると拘束治具２を介して被溶接材１の被溶接部８が振動
する。この実施例においては、前記振動は周波数６０Ｈ
ｚの正弦波加振とし、振幅を０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ
とした。そして、トーチ１１による溶接開始と同時に台
車１２を走行させると、ワイヤ１４と被溶接部８との間
に、アークが発生し、該被溶接部８の母材を部分的に溶
融しながら、消耗電極であるワイヤ１４が溶融せしめら
れ、被溶接部８のＶ型開先を充填するように溶融金属が
形成される。
ると拘束治具２を介して被溶接材１の被溶接部８が振動
する。この実施例においては、前記振動は周波数６０Ｈ
ｚの正弦波加振とし、振幅を０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ
とした。そして、トーチ１１による溶接開始と同時に台
車１２を走行させると、ワイヤ１４と被溶接部８との間
に、アークが発生し、該被溶接部８の母材を部分的に溶
融しながら、消耗電極であるワイヤ１４が溶融せしめら
れ、被溶接部８のＶ型開先を充填するように溶融金属が
形成される。
【００２０】このとき、該溶融金属は前記加振機６から
の振動によって、攪拌されるため、被溶接部８のブロー
ホールの原因となる水素等のガスの放出が促進されると
ともに、飛散するスパッタの被溶接材１への付着が阻止
される。また、前記被溶接部８は加振機６によって振動
せしめられているため、溶融金属及び被溶接部８の近傍
は塑性変形しながら凝固する。これにより、残留応力及
び溶接歪の発生が抑制される。
の振動によって、攪拌されるため、被溶接部８のブロー
ホールの原因となる水素等のガスの放出が促進されると
ともに、飛散するスパッタの被溶接材１への付着が阻止
される。また、前記被溶接部８は加振機６によって振動
せしめられているため、溶融金属及び被溶接部８の近傍
は塑性変形しながら凝固する。これにより、残留応力及
び溶接歪の発生が抑制される。
【００２１】被溶接部８の近傍の振動加速度及び振幅
は、振動検出器１８にて検出され、図示しない制御装置
にフィードバックされる。該制御装置においては該フィ
ードバック信号に基づき、溶接トーチ１１の移動速度、
溶接用ワイヤ１４の繰り出し速度等を制御する。
は、振動検出器１８にて検出され、図示しない制御装置
にフィードバックされる。該制御装置においては該フィ
ードバック信号に基づき、溶接トーチ１１の移動速度、
溶接用ワイヤ１４の繰り出し速度等を制御する。
【００２２】前記のようにして、溶接が施工された被溶
接材１において、溶接後、溶接金属表面を覆うスラグは
被溶接部８の温度低下、時間の経過とともに振動によっ
て自然に剥離した。これにより、スラグ除去作業が軽減
され、作業性が著しく向上した。また、溶接後、Χ線応
力測定装置及び歪ケージによる応力弛緩法により、被溶
接部８の残留応力を測定した。この結果、加振機６によ
る加振なしに、溶接した場合の３０％程度、残留応力が
減少することが確認された。
接材１において、溶接後、溶接金属表面を覆うスラグは
被溶接部８の温度低下、時間の経過とともに振動によっ
て自然に剥離した。これにより、スラグ除去作業が軽減
され、作業性が著しく向上した。また、溶接後、Χ線応
力測定装置及び歪ケージによる応力弛緩法により、被溶
接部８の残留応力を測定した。この結果、加振機６によ
る加振なしに、溶接した場合の３０％程度、残留応力が
減少することが確認された。
【００２３】尚、前記実施形態は銅板の突き合わせ溶接
について示したが、本発明はこれに限定されず、板材、
棒材、角材、管材の突き合わせ溶接や隅肉溶接にも適用
できる。
について示したが、本発明はこれに限定されず、板材、
棒材、角材、管材の突き合わせ溶接や隅肉溶接にも適用
できる。
【００２４】
【発明の効果】以上の記載のごとく、本発明によれば、
溶接時に両端が拘束支持された被溶接材の被溶接部に振
動を付与して、高温状態にある溶融金属及びこれの近傍
を塑性変形しながら凝固せしめることができるので、残
留応力及び溶接歪の低減が実現できるとともに、ブロー
ホールの発生が阻止され、高品質の溶接製品を得ること
ができる。
溶接時に両端が拘束支持された被溶接材の被溶接部に振
動を付与して、高温状態にある溶融金属及びこれの近傍
を塑性変形しながら凝固せしめることができるので、残
留応力及び溶接歪の低減が実現できるとともに、ブロー
ホールの発生が阻止され、高品質の溶接製品を得ること
ができる。
【００２５】また、被溶接材へのスパッタの付着が少な
くなるとともに、振動によってスラグを自然に剥離せし
めることができるので、付帯作業を含めた溶接能率が大
幅に向上し、溶接製品の低コスト化がなされる。
くなるとともに、振動によってスラグを自然に剥離せし
めることができるので、付帯作業を含めた溶接能率が大
幅に向上し、溶接製品の低コスト化がなされる。
【図１】本発明の実施形態に係る溶接装置の全体構成
図。
図。
【図２】前記実施形態における被溶接材取付部の外観斜
視図。
視図。
１ 被溶接材 ２ 拘束治具 ３ 拘束溶接 ５ 電磁加振装置の本体 ６ 加振機 ８ 被溶接部 １１ トーチ １２ 台車 １４ ワイヤ １８ 振動検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/04 Ｂ２３Ｋ 37/04 Ｘ
Claims (2)
- 【請求項１】 対置された被溶接材間にアークを発生せ
しめて該被溶接材を溶接するに際し、前記被溶接材の両
端を拘束して、被溶接部に振動を付与しつつ、溶接する
ことを特徴とする溶接方法。 - 【請求項２】 対置された被溶接材の両端を拘束状態に
て支持する拘束治具と、被溶接部にアークを発生させる
溶接トーチと、前記拘束治具を介して、前記被溶接部に
振動を付与する加振装置とを備えたことを特徴とする溶
接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25221896A JPH1080765A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 溶接方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25221896A JPH1080765A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 溶接方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080765A true JPH1080765A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17234161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25221896A Pending JPH1080765A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 溶接方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080765A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10012792A1 (de) * | 2000-03-13 | 2001-10-04 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen, bei dem durch einen lokalen Energieeintrag eine schmelzflüssige Phase erzeugt wird |
| KR100940678B1 (ko) * | 2007-08-13 | 2010-02-08 | 주식회사 포스코 | 용접이음부 특성이 우수한 용접방법 |
| CN102059489A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-05-18 | 沈阳工业大学 | 一种获得高性能超级钢焊接接头性能的焊接装置及方法 |
| CN103418921A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-12-04 | 杭州博数土木工程技术有限公司 | 调频微振焊接装备及工艺 |
| JP2015020185A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接用電源装置及びアーク溶接用電源装置の制御方法 |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP25221896A patent/JPH1080765A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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