JPS586777A - 立向き溶接方法 - Google Patents

立向き溶接方法

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JPS586777A
JPS586777A JP10462181A JP10462181A JPS586777A JP S586777 A JPS586777 A JP S586777A JP 10462181 A JP10462181 A JP 10462181A JP 10462181 A JP10462181 A JP 10462181A JP S586777 A JPS586777 A JP S586777A
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welding
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molten metal
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JP10462181A
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Ichiro Seta
一郎 瀬田
Hiroshi Asai
浅井 博士
Mutsuo Nakanishi
中西 睦夫
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1093Consumable electrode or filler wire preheat circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/025Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は立向きの溶接姿勢にてMIG、TIG等のアー
ク溶接を行う方法に関し、更に詳述すれば溶融金属の垂
れ落ちを防止する七共に溶融金属量を増して溶接の高能
率化を図ったアーク溶接方法を提案するものである。
立向きの溶接姿勢にてTIG溶接を行う従来法を第11
図に、その要部拡大斜視図を第12図に示す。図に示す
ように従来はタングステン電極3のアーク点の真下又は
その近傍(5調程度の位[)に中実のフィラーワイヤ5
を供給して下から上方へ立向き溶接を行っているが、ア
ーク熱によシフイラーワイヤ5が溶融され、溶接中に生
成される溶融池Pの温度が高いので凝固されに<<、ま
たその溶融池Pは重力によシ下方へ引かれるために溶融
池の垂れ落ちが発生しやすい。特に溶接の高能率化を図
るために多量の溶融金属を生成させて溶接する際には溶
融金属の垂れ落ちが多く発生する。
これを防止すべく特殊な1シレージヨンをかける方法、
例えば直流TIGアークの電流値を周期的に変化させて
溶接するTIGパルス溶接法等が開発されているが、そ
の効果は十分なもの□ではない。
本発明は所かる技術的背景の下になされたものであシ、
溶融金属の垂れ落ちを防止して立向きアーク溶接の高能
率化を図ることを目的とする。
本発明に係る立向き溶接方法はMIG、 TIG等のア
ーク溶接方法において、外径2.4M以下の複合ワイヤ
を溶接中に生成される溶融池の下端から上方へ5■以内
の溶融池内に固体状態で供給することを特徴とする。
以下本発明を図面に基いて具体的に説明する。
41図は本発明方法をTIG溶接に適用した場合の状態
を示す側面模式図であシ、第2図はその要部拡大斜視図
である。溶接部に所定の開先を設は丸板材l及び板材2
を突合せた状態で開光線が鉛直になるように立設し、そ
の板材の脚部10をTIG溶接用電源7の一方の端子に
連結し、TIG溶接溶接トーチ4適 電源7の他方の端子に連結されたタングステン電極3を
開先線に略垂直に即ち、略水平Kr1mませ、さらKそ
の上方に中実のフィラーワイヤ5を、下方に複合ワイヤ
6を夫々その先端が前記タングステン電極3の先端近傍
に位置するよう忙タンデムに配設し、その電極及びワイ
ヤを図示しt馳駆動手股によシ矢符に示す如く上方へ移
動させて立向き溶接を行う。溶接中はフィラーワイヤ5
は送シロールIIKより、また複合ワイヤ6は送りロー
ル12により夫々所要供給速度で繰り出されるようにな
っている。上述の如く立向き溶接を行うと溶融池Pが生
成され、タングステン電極3、フィラーワイヤ5及び複
合ワイヤ6の上方への移動に伴い、溶融池Pが凝固して
溶接ビードBが形成されるが、複合ワイヤ6は生成され
る溶融池Pの下端から上方へ5■w以内、即ち第3図に
示すHが5■以内の部分(83図において斜線で示した
部分)に供給される。複合ワイヤ6は薄いフープ材を外
径2.4■以下のパイプ状に成形し丸ものであり、その
内部には7ラツクスが充填されている。
このように複合ワイヤ6を溶融池下部に供給すると、複
合ワイヤ6の溶融は溶融金属の熱によって行われるので
、その融解熱によシ溶融金属が冷却され、その凝固が促
進されることと溶融池下部に挿入された複合ワイヤ6の
周囲に働く表面張力とKより溶融池Pが複合ツイヤ6に
・よシ文えられ、溶融金属の垂れ落ちが防止できる。そ
の為に複合  。
ワイヤ6を供給しない場合に比べ、大電流高速溶  □
゛接が行えるようKなる。また複合ワイヤ6の供給及び
大電流化による溶融金属の増加及び高速溶接化により溶
接効率が大幅に改善されることkなる。
またTIG溶接の場合は必要とされる溶融金属量その他
の条件によっては上方からフィラーワイヤ5を供給せず
に下方から複合ワイヤ6を供給するだけで十分なことも
多く、その実施例については後述する。
上述したように複合ワイヤ6を供給するのを溶融池Pの
下端から5■以内の位置に限定したのは、それより上方
に複合ワイヤ6を供給すると溶融金属がアーク熱により
溶融されて溶融池PK固体ワイヤが供給されなくなシ、
凝固が促進されず、溶融金属量が増加した分だけかえっ
て溶融金属の垂れ落ちが発生しやすくなることを実験的
に知見したからである。一方、溶融池Pよシ下方即ち、
既に凝固した溶接ビードBに複合ワイヤ6を供給しても
複合ワイヤ6は溶融しないから溶融池Pの下端から5■
以内の位置に限定した。また供給するワイヤを外径が2
.4以下の複合ワイヤに限定したのは外径が2.4■を
越えるとワイヤが完全に溶融されるのが遅れて、スラグ
巻込み等の欠陥が発生しやすくなること及び中実のワイ
ヤに比べて複合ワイヤが溶融されやすく非常に良好な溶
融特性を実験的に知見したからである。なお上述の例で
は複合ワイヤ内部にフッツク、ネが充填されているもノ
ヲ用いるとしたが、フクツクスの組成は溶接条件に応じ
て選定される。また被溶接材の材質又は溶接条件により
ては複合ワイヤ内部に鉄又は合金元素の粉末が屍填され
ているものを用いてもよく、また中空の複合ワイヤを用
いてもよい。
第4図〜第6図は本発明方法の他の実施例を示している
。第4図に示す実施例は溶融池Pの下端から上方へ51
w以内の位置に供給される複合ワイヤ6を加熱用電源9
の一方の端子に連結されたコンタクトチップ8を用いて
通電加熱する点に特徴を有している。なお加熱用電源9
の他方の端子は板材の脚部10に連結されている。図に
おいて第1図と同様のものKついては同じ符号を付しで
ある。この方法によると、複合ワイヤ6Fi予熱されつ
つ供給されるために複合ワイヤ6の多量供給が可能2な
る一方、通電加熱は複合ワイヤ6の予熱にのみ関与し、
複合ワイヤ6の溶融は第、1図の場合と同様に溶融池P
の熱によって行われる丸めに上述した溶融金属の凝固を
促進する効果及び溶融金属を複合ワイヤ6によシ下方か
ら支える効果は損われない。従って溶融金属の垂れ落ち
を防止しつつ多量のワイヤを供給することができて一層
の高能率溶接が図れる。なお加熱手段としては通電加熱
を用いるとしたが、他の方法、例えば輻射加熱等の手段
を用いてもよいことは勿論である。
第5図に示す実施例は本発明方法をMIG溶接に適用し
たものであり、また第6図に示す実施例は4M5図に示
す実施例の複合ワイヤ6をコンタクトチップ8を用いて
通電加熱して予熱するものである。図において31は溶
接アークを発生せしめる消耗電極、41 FiMIG溶
接トーチ、71はMIG溶接用電源であシ、その他第1
図と同様のものについては同じ符号を付してあ為。いず
れもMIG溶接トーチ41に挿通された消耗電極31以
外に外径が2.4閤以下の複合ワイヤ6を溶融池Pの下
端から上方へ6W以内の位置に供給することにより溶融
金属の垂れ落ちを防止しつつ溶融金属量を増加すること
ができて溶接の高能率化が図れる。
次に本発明方法の効果を実施例に基いて説明する。第7
図はテストに用いた供試材の斜視図を示している。材質
が5M41ムの板材を板厚25M9幅200 m 、長
さ500flに加工し、さらにその幅方向中央に開先角
度60°、深さ23mの開先加工を全長にわたって施し
、その開先線に沿って一層のTIG溶接(但し、上方か
らのフィラーワイヤ供給なし)を行い、本発明方法(予
熱なしと予熱ありの2方法)と従来法とを比較した。第
1表はその溶接条件及び溶接の結果得られた溶着金属量
の一覧表である。第8図はそのデータを、横軸に溶接入
熱量をとシ、縦軸に溶着金属量をとって表わしたもので
あり、図中実線は従来法による場合を、破線は本発明方
法(予熱なし)による場合を、一点鎖線は本発明方法(
予熱あ′す)による場合を夫々示している。第8図から
明らかなように溶接jwL流が360ムの条件では不発
明方@によると溶着金属量は従来法と比較して約2倍と
なっておシ、また溶接電流が40OAの条件では従来法
による場合、溶融金属量が多くて垂れ落ちが発生するた
めに溶接不能であったKも拘らず、本発明方法による場
合、溶接可能となったことから本発明方法の十分な効果
が確認できた。
次に多層盛溶接を行って模擬的に溶接継手を形成した実
施例について説明する。第9図はテストに用いた供試材
の斜視図を示している。材質が低合金鋼の板材を板厚2
5m1幅300 m 、長さ750−゛に加工し、さら
Kその幅方向中央に開先角度6G’、深さ23鱈の開先
加工を全長にわたって施し、その開光線に沿って多層の
TIG溶接(上方からのフィラーワイヤ供給なし)を行
い、本発明方法(予熱あり)と従来法とを比較した。第
2表はその溶接条件、溶着金属量及び溶接継手を形成す
るのに要した積層数をまとめたものである。
1810図は縦軸に積層数及び従来法による場合、を1
GGとするアークタイ云をとり、本発明方法と従来法と
を比較したグラフである。第1θ図から明らかなように
本発明方法による場合、溶接継手を形成するのに要した
積層数及びアークタイムは共に1/3程度であったこと
から本発明方法による溶接能力の著しい向上効果が確認
できた。
なお実施例では本発明方法を不活性ガスアーク溶接に適
用したものについて説明したが、炭酸ガスアーク溶接等
のアーク溶接に適用しても同様の効果が得られる。
以上詳述し・た如く本発明方法を用いてMIG、TIG
等の立向きアーク溶接を行う場合は外径2.4W以下の
複合ワイヤを溶接中に生成される溶融池下端から上方へ
5閣以内の位置に供給することにより溶融金属の垂れ落
ちを防止しつつ溶融金属量を増加することができて溶接
の高能率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施例を示す模式図、第2図はそ
の要部拡大斜視図、第3図は複合ワイヤが供給されるべ
き位置を示す図、第4図〜第6図  。 は本発明方法の他の実施例を示す模式図、第7図及び第
9図はテストに用いた供試材の斜視図、第8図は溶着金
属量を本発明方法と従来法とで比較したグラフ、第10
図は実際の継手を形成するのに要する積層数及びアーク
タイムを本発明方法と従来法とで比較したグラフ、第1
1図は従来法の実施例を示す模式図、第12図はその要
部拡大斜視図である。 3・・・タングステン電極 31・・・消耗電極 5・
・・フィラーワイヤ 6・・・複合ワイヤ 7・・・T
IG溶接用電源 71・・・MIG溶接用電源 9・・
・加熱用電源P・・・溶融池 B・・・溶接ビニド 特 許 出 願 人   住友金属工業株式会社代理人
 弁理士  河 野 登 夫 IO 箸1図 箔2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、立向き溶接姿勢にてアーク溶接を行う方法において
    、外径2.4W以下の複合ワイヤを、溶接中に生成され
    る溶融池の下端から上方へ5鱈以内の溶融池内に固体状
    態で供給することを特徴とする立向き溶接方法。 2、立向きの溶接姿勢にてアーク溶接を行う方法におい
    て、外径2.4u以下の複合ワイヤを、溶接中に生成さ
    れる溶融池の下端から上方へ5鱈以内の溶融池内に、予
    熱しつつ固体状態で供給することを特徴とする立向き溶
    接方法。
JP10462181A 1981-07-03 1981-07-03 立向き溶接方法 Expired JPS5932234B2 (ja)

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JPS5932234B2 JPS5932234B2 (ja) 1984-08-07

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