JPS6117371A - ガスシ−ルドア−ク溶接法 - Google Patents

ガスシ−ルドア−ク溶接法

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JPS6117371A
JPS6117371A JP13650484A JP13650484A JPS6117371A JP S6117371 A JPS6117371 A JP S6117371A JP 13650484 A JP13650484 A JP 13650484A JP 13650484 A JP13650484 A JP 13650484A JP S6117371 A JPS6117371 A JP S6117371A
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JP
Japan
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gas
welding
arc
molten metal
deoxidizer
Prior art date
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Pending
Application number
JP13650484A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikuo Wakamoto
郁夫 若元
Toshiro Kobayashi
敏郎 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6117371A publication Critical patent/JPS6117371A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Arc Welding Control (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、例えば、エチレン、LPG、LNGプラント
、LPG、LNG船、LPG、LNGタンク等の低温容
器や活性金属を用いる溶接構造物に適用するガスシール
ドアーク溶接法に関する。また、本発明は、主として五
5係Mi鋼や996M1鋼等の低温靭性が要求される低
温用鋼のガスシールドアーク溶接法に関する。
〔従来の溶接技術〕
低温靭性の要求されるA 5 S Ni鋼や99611
1鋼等の低温用鋼共重溶接としては、T工G溶接、MX
G溶接、プラズマ溶接等のガスシールドアーク溶接法が
従来よシ用いられている。
この内、従来のT工G溶接法金第5図に示す。
この図において、1が母材鋼板、2が溶接金属、3が給
電チップ、4がタングステン電極、5がシールドノズル
、6がシールドガス(Ar等の不活性ガス)、7が溶加
ワイヤ、8が溶融金属である。
また、従来のM工G溶接法を第6図に示す。
この図において、1が母材鋼板、2が溶接金属、3が給
電チップ、7′が溶接ワイヤ、5がシールドノズル、6
がシールドガス(Ar等不活性ガス)、8が溶融金属で
ある。
〔従来の上記溶接技術の欠点〕
上記の従来め’L’lG溶接法及びMiG溶接法などの
ガスシールドアーク溶接法では、溶接時に風等によシ−
ルドガスが生じ、大気中の酸素を巻き込み溶接金属中の
酸素量が増加し、その結果、溶接金属の靭性低下の原因
となる欠点を有している。
そこで、要求性能の厳しい溶接構造物では、酸素混入に
よる影響が少ない高1ti合金等の溶接材料を使用して
おシ、その結果、材料費の大巾な上昇itねいている。
ところで、今日、xru、a、Lla、エチレン等を取
扱うプラント、船舶、タンク等の低温靭性が要求される
溶接構造物の需要が多く、低コストで高靭性が安定して
得られる高品質溶接法が現在強く要求されている。
〔本発明の目的〕
本発明は、上記要求にこたえる低温用鋼等のガスシール
ドアーク溶接方法を提供することを目的とする。詳細に
は、本発明は、溶融金属中に酸素の吸収を防止すると共
に、溶接ワイヤや母材鋼板中の酸素に起因する溶接金属
中の酸素を強制的に除去することが可能なガスシールド
アーク溶接方法t−徒供することを目的上する。
さらに、本発明は、低温靭性が要求される低温用鋼など
のガスシールドアーク溶接法において、風等によシ−ル
ド不良が生じた時、これをセンサーで検知し、シールド
ガス流量、脱酸剤の添加量などを自動制御するガスシー
ルドアーク溶接法を提供すること金目的とする。
〔本発明の構成〕
そして、本発明は、上記目的を達成する手段として、二
重シールドガス方式を採用し、脱酸剤粉末を添加すると
共に溶融金属を磁気攪拌しながら溶接し、この溶接部の
アーク光の分光分析結果に基づいて、上記シールドガス
流量、脱酸剤粉末添加量及び磁気攪拌を自動制御する点
にある。すなわち、本発明は、不活性ガスからなる一次
シールドガスの外側に還元性ガスからなる二次シールド
ガスを供給し、脱酸剤粉末を添加すると共に溶融金属を
磁気攪拌しな、がら溶接し、この溶接部のアーク光を分
光分析し、この分光分析結果に基づいて上記一次及び二
次シールドガス流量の制御、脱酸剤粉末添加量の制御及
び磁気攪拌制御を行うことを特徴とするガスシールドア
ーク溶接法である。
本発明において、−次シールドガスとして使用する不活
性ガスとしては、ArやHe等であり、また、二次シー
ルドガスとして使用する還元性ガスとしては、水素(H
2”)が好適である。また、脱酸剤粉末とシテは、AL
、Ti、’ Zr、B、V。
Si、Mn等を使用するものである。
また、本発明では、溶融金属を磁気翫拌しながら溶接す
るものであるが、これは、溶融金属中の脱酸反応を促進
するためであり、具体的には、トーチ先端に設けた励磁
コイルに低周波交流電流を流して、その磁場と溶接電流
によって生じるローレンツ力によシ溶融金属を1〜20
Tlz で攪拌するものである口 さらに、本発明では、風等によりシールド不良が生じた
時、これをアーク光センサーで検知し、シールドガス流
量の増大、脱酸剤粉末の添加量の増加及び溶融金属の磁
気攪拌の増進を自動的に行わせしめるものである。
以下本発明の実施例を第1図に基づいて説明する。第1
図は本発明をMIG溶接に適用した場合を説明するため
の図であるが、第1図中の符号1〜B、5,6,8fi
第6図に基づ゛いて説明した前記従来のM工G溶接法と
同一部分を示し、同一作用をするものであるから、ここ
では、この共通部分の説明を省略し、異なるところのみ
を説明する。
第1図Ki?いて、9は導磁体、10は二次シールドノ
ズル、11[二次シールドガス(還元性ガスH2又は不
活性ガス)、12は励磁コイル、13#i低周波交流励
磁電源、14ij集光レンズ、15ij光フアイバー、
16は分光分析式シールド状況そニタ・制御装置、17
は弁駆動装置、18Fi粉末添加量制御弁、19は弁駆
動装置、20は二次シールドガス流量制御弁、21は脱
酸剤粉末、22はアーク、23はアーク光、24は溶接
電源、Pは脱酸剤粉末21の輸送ノ(イブであって、こ
の輸送バイブ21の先端は、溶加ワイヤ7の先端部に対
向して開口しているものである。
第1図による溶接法の作用を説明すると、風等の外乱に
よシ大気中の酸素がシールドガス中に入るとアーク光2
3中には酸素や空気中の窒素に起因した特有の波長の光
が増加する。これをアーク22の近傍に設けた集光レン
ズ14によシ集め、光ファイバー15を通して分光分析
式シールド状況モニター制御装置16に導く。
第2図にアーク光の分光分析結果の一例を示す。これよ
)第3図に示す溶接金属2中の酸素量と特有波長のスペ
クトル強度の関係よシ溶接金属2中の酸素量を推定する
。
次に前もって入力しておいた酸素量低減対策、二次シー
ルドガス流量の増大や脱酸剤粉末の添加信号が出力され
、各弁駆動装置17.19を通じて粉末添加量制御弁1
8や二次シールドガス流量制御弁20が開かれ、励磁コ
イル124通じて磁気攪拌も行われる。
これによシ酸素のシールドガス中への混入防止と溶融金
属中へ吸収した酸素の脱酸が効率的に自動的に行われる
。このように、本発明はアーク光によりシールド状況を
モニターし、シールド不良を生じた時、−次シールドノ
ズルの外側に設けた二次シールドノズルより還元性ガス
H3や不活性ガスを増量し、酸素の混入を防止すると共
に溶融金属中に脱酸剤を添加、攪拌し、吸収した酸素を
除去することを自動的に行うことができるものである。
溶融金属8中に酸素が混入してくると、この溶接金属の
靭性が低下すること、l!:なるが、この関係を第4図
に示す。この図から明らかなように、溶接金属中の酸素
量の低減と共罠吸収エネルギーが増大し、靭性が向上す
る。
以上本発明の詳細な説明したが、さらに、本発明の具体
例をあげて、本発明をより詳細に説明する。
〔具体例〕
9%N1鋼の共金M工G溶接に本発明を適用した具体例
を、従来法、比較例1.2と対比させて、次の表に示す
。
上記表から明らかなように、従来法では、溶接金属中の
酸素量が500 ppmで、靭性は規格値(vlc−1
96℃≧xskgf−m)?下まわる2kB−mである
が、本発明方法でl′i30 ppm、 20kl/f
−mと良好な結果が得られている。なお、二次シールド
を行うけれども、脱酸剤を添加せず、かつ、磁気攪拌も
しない溶接法(比較例1)では、溶接金属中の酸素量が
50 ppmで、靭−性は15kl?f−mであシ、ま
た、脱酸剤を添加すると共に磁気攪拌を行うけれども二
次シールドを行わない場合(比較例2)も、50ppm
、15に9 f −mでらつfco 〔本発明の効果〕 本発明は、以上詳記したように、二重シールドガス方式
を採用し、脱酸剤粉末を添加すると共に溶融金属を磁気
攪拌しながら溶接し、この溶接部のアーク光の分光分析
結果に基づいて、上記シールドガス流量、脱酸剤粉末添
加量及び磁気攪拌を自動制御するものであるから、溶接
時に於ける大気中の酸素の混入を自動的に防止でき、か
つ、溶融金属中の酸素も自動的に強制除去できる顕著な
効果が生ずるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をM工G溶接に適用した場合を説明する
ための図である。第2図は本発明によるアーク光の分光
分析結果の一例を示し、第3図は溶接金属中の酸素量と
特有波長のスペクトル強度の関係図であシ、第4図は溶
接金属中の酸素量と吸収エネルギー(靭性)との関係図
である。第5図は従来のT工G溶接、法を、第6図は従
来のM工G溶接法を夫々説明するための図である。 1・・・・母材鋼板 2・・・・溶接金属 511@・嗜給電チップ 4・elI拳タングステン電極 511−・・シールドノズル 6@中・・シールドガス 7・−・・溶加ワイヤ 7′壽90溶接ワイヤ 8・・・・溶融金属 9参・・・導磁体 10iIII*lに次シールドノズル 11110111+二次シールドカス 12−・1111励磁コイル 15・・令・低周波交流励磁電源 14・116・集光レンズ 15−#・・光7アイパー 16・拳番書分光分析式シールド状況モニタ・制御装置
17・・−9弁駆動装置 180e・粉末添加量制御弁 19・−・・弁駆動装置 20・・・・二次シールドガス流量制御弁21−・・・
脱酸剤粉末 22 e@II@アーク 25mammアーク光 24・・・・溶接電源 p e* ea輸送パイプ 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 第2図 第3図 あるシ皮!(nm)のスXクト」し5気度第4図 溶接金属中の02量(PPm)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 不活性ガスからなる一次シールドガスの外側に還元性ガ
    スからなる二次シールドガスを供給し、脱酸剤粉末を添
    加すると共に溶融金属を磁気撹拌しながら溶接し、この
    溶接部のアーク光を分光分析し、この分光分析結果に基
    づいて上記一次及び二次シールドガス流量の制御、脱酸
    剤粉末添加量の制御及び磁気攪拌制御を行うことを特徴
    とするガスシールドアーク溶接法。
JP13650484A 1984-07-03 1984-07-03 ガスシ−ルドア−ク溶接法 Pending JPS6117371A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1459830A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-22 Nippon Sanso Corporation Tig welding equipment and tig welding method
EP1847828A1 (en) * 2006-04-20 2007-10-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Use of tunable diode lasers for controlling a brazing process
US7915560B2 (en) 2003-03-19 2011-03-29 Taiyo Nippon Sanso Corporation TIG welding equipment and TIG welding methods
WO2024194409A1 (en) * 2023-03-22 2024-09-26 Cranfield University A welding sensing system, and a welding sensing method

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