JPH0698494B2 - Consumable electrode arc welding method - Google Patents

Consumable electrode arc welding method

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JPH0698494B2
JPH0698494B2 JP9851390A JP9851390A JPH0698494B2 JP H0698494 B2 JPH0698494 B2 JP H0698494B2 JP 9851390 A JP9851390 A JP 9851390A JP 9851390 A JP9851390 A JP 9851390A JP H0698494 B2 JPH0698494 B2 JP H0698494B2
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英明 高野
実雄 中田
雄治 中原
秀樹 宮内
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、炭素鋼、合金鋼、アルミニウム等の消耗電
極式アーク溶接法の改良に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a consumable electrode type arc welding method for carbon steel, alloy steel, aluminum and the like.

従来の技術 炭素鋼、合金鋼、アルミニウム等の消耗電極式アーク溶
接法においては、従来高い溶接品質を確保しながら高速
度、高能率な溶接を実施するため、多くの試みがなされ
ている。
2. Description of the Related Art In the consumable electrode type arc welding method for carbon steel, alloy steel, aluminum, etc., many attempts have been made in order to perform high speed and high efficiency welding while ensuring high welding quality.

例えば、シールドノズル内に複数の電極を設け、各電極
に加えるパルス状電圧またはパルス状電流の位相を各電
極ごとにずらせて溶接する方法(特開昭63-313674号公
報)、消耗電極からの溶滴移行形態をスプレー状とし、
かつ母材溶融部に接触するようにアーク中に別途フィラ
ーワイヤを通電加熱させながら送給する手段と、さらに
そのワイヤ加熱用の電流の電流値を溶接電流値の1/2以
下に設定する手段とを有する装置(特開昭59-16680号公
報)等が提案されている。
For example, a method in which a plurality of electrodes are provided in a shield nozzle and welding is performed by shifting the phase of a pulsed voltage or a pulsed current applied to each electrode for each electrode (Japanese Patent Laid-Open No. 63-313674), The droplet transfer form is sprayed,
And means for feeding while separately heating the filler wire in the arc so as to contact the base material melting part, and means for further setting the current value of the current for heating the wire to 1/2 or less of the welding current value An apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 59-16680) and the like have been proposed.

これらの提案においては、複数電極間のアークの干渉や
消耗電極とフィラーワイヤの干渉を防止するため、パル
ス状電流、電圧を用いているが、いずれも制御装置が複
雑になる。また、全自動溶接機としては使用できても、
半自動溶接機としては、作業性の点から使用できない。
このため、溶接の大部分を占める半自動溶接の分野で
は、依然として高速化、高能率化が図れなかった。
In these proposals, pulsed current and voltage are used in order to prevent arc interference between a plurality of electrodes and interference between a consumable electrode and a filler wire, but in both cases, the control device becomes complicated. Also, even if it can be used as a fully automatic welding machine,
It cannot be used as a semi-automatic welding machine in terms of workability.
For this reason, in the field of semi-automatic welding, which accounts for the majority of welding, it has not been possible to achieve high speed and high efficiency.

ガスシールドアーク溶接において、高速性を阻害する要
因としては、アンダーカットがある。アンダーカットの
延長上に不安定ビードで知られるハンピングビード等の
不整ビードがある。
In gas shielded arc welding, undercutting is a factor that impedes high speed performance. There is an irregular bead such as a humping bead known as an unstable bead on the extension of the undercut.

その発生要因は、アークにより母材が加熱、溶融され、
アーク中に発生するプラズマ気流により堀り込まれる
(ガウジング)。この状態が激しくなると、溶融池側壁
と溶融金属の“ぬれ”が悪くなり、アンダーカットが発
生し、これが加速されるとハンピングビードとなる。
The cause is that the arc heats and melts the base metal,
It is dug by the plasma airflow generated in the arc (gouging). When this state becomes severe, "wetting" between the molten pool side wall and the molten metal deteriorates, undercut occurs, and when this is accelerated, a humping bead is formed.

一般に高速溶接においては、所定の溶込み、溶着量を得
るためには溶接電流を増す必要があるが、溶接電流を増
すとプラズマ気流が大きくなり、アンダーカット、ハン
ピング等の不整ビードにつながり、安易に電流を増すこ
とができない。
Generally, in high-speed welding, it is necessary to increase the welding current in order to obtain a certain amount of penetration and deposition, but increasing the welding current increases the plasma airflow, leading to irregular beads such as undercut and humping, which is not easy. The current cannot be increased.

前記特開昭63-313674号公報等に開示されているような
多電極溶接においては、高速化は容易に達成できるもの
の、外乱等により溶融金属の平衡がくずれやすく、ハン
ピングビードの形成あるいは多量のスパッタが発生する
場合があり、安定して健全なビードを得るのは容易でな
い。
In multi-electrode welding as disclosed in JP-A-63-313674, etc., although high speed can be easily achieved, the equilibrium of the molten metal is easily broken due to disturbance or the like, and a humping bead is formed or a large amount is formed. The spatter may occur, and it is not easy to obtain a stable and healthy bead.

さらに溶着速度を増すことと、溶接速度を上げることは
本質的に異なる。すなわち、溶着速度を高めたとして
も、溶込みを得るために電流を増せば、高速性は得られ
ない。溶着速度を増すのは、単に高能率を得るという意
味である。
Further increasing the deposition rate is essentially different from increasing the welding rate. That is, even if the deposition rate is increased, high speed cannot be obtained if the current is increased to obtain the penetration. Increasing the deposition rate simply means obtaining high efficiency.

また、アルミニウムおよびその合金の消耗電極式アーク
溶接においては、溶接金属割れ、気孔の発生のほかに、
溶接歪みやパッカリング現象も発生し易い。
Also, in consumable electrode type arc welding of aluminum and its alloys, in addition to the occurrence of weld metal cracks and pores,
Welding distortion and puckering phenomenon are also likely to occur.

従来、溶接歪みの発生を防止する方法としては、溶接入
熱をできるだけ少なくすること、パス間温度を制限する
ことおよび逆歪みを加えること等が知られている。しか
し、これらの防止方法は、作業能率上問題があった。
Heretofore, as a method of preventing the occurrence of welding distortion, it has been known to reduce welding heat input as much as possible, limit the temperature between passes, and apply reverse distortion. However, these prevention methods have a problem in work efficiency.

アルミニウム特有のパッカリング現象は、例えば軽金属
溶接VOL.22(1984)、No.9、P395〜P407に記載されてい
るように、溶接電流が大きすぎる場合や、シールド不足
の場合に発生する。このパッカリング現象を防止するた
めには、溶接電流の抑制、シールドガス量の増加等の対
策が取られている。
The puckering phenomenon peculiar to aluminum occurs when the welding current is too large or the shield is insufficient, as described in, for example, Light Metal Welding VOL.22 (1984), No.9, P395 to P407. In order to prevent this puckering phenomenon, measures such as suppressing the welding current and increasing the shield gas amount are taken.

しかし上記これらの対策は、必然的に溶接能率の低下、
シールドガス使用量の増加を招き、経済的に有利な方法
ではない。
However, these measures inevitably reduce the welding efficiency,
This is not an economically advantageous method because it causes an increase in the amount of shield gas used.

発明が解決しようとする課題 上記のとおり、炭素鋼、合金鋼、アルミニウム等におけ
る従来の消耗電極式アーク溶接法は、いずれも溶接速
度、溶接能率、作業性ならびに溶接品質の点で満足でき
るものではない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As described above, the conventional consumable electrode arc welding methods for carbon steel, alloy steel, aluminum, etc. are all satisfactory in terms of welding speed, welding efficiency, workability and welding quality. Absent.

この発明は、上記欠点を解消し、溶接速度、溶接能率、
作業性ならびに溶接品質の点で優れた性能を有する消耗
電極式アーク溶接法を提供することを目的とする。
This invention eliminates the above drawbacks, welding speed, welding efficiency,
An object of the present invention is to provide a consumable electrode type arc welding method having excellent performance in terms of workability and welding quality.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、下記の各項目について鋭意試
験研究を行った。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, earnest test research was conducted on the following items.

(1)溶接速度の向上 溶接速度を上げるため、フィラーワイヤを溶融池に挿入
し、溶接電流の一部をフィラーワイヤに分流し、溶接電
源のアース端に合流せしめる。これによってフィラーワ
イヤの溶融により“ぬれ”が良くなり、不整ビードが防
止できる。また、近接平行している消耗電極ワイヤとフ
ィラーワイヤとに流れる電流の向きが逆となるため、ア
ークが常に前方を向くこととなり、高速溶接時のもう一
つの問題点である溶込み深さ確保の観点から有効であ
る。
(1) Improvement of welding speed In order to increase the welding speed, a filler wire is inserted into the molten pool, a part of the welding current is shunted to the filler wire, and the welding wire is joined to the ground end of the welding power source. This improves "wetting" due to the melting of the filler wire and prevents irregular beads. Also, since the directions of the currents flowing through the consumable electrode wire and the filler wire, which are in close proximity and parallel to each other, are opposite, the arc always faces forward, which is another problem during high-speed welding. Is effective from the viewpoint of.

(2)溶接能率の向上 ワイヤ溶融速度を増加させるため、フィラーワイヤを溶
融池に挿入する。フィラーワイヤ挿入量と消耗電極ワイ
ヤ溶融量との関係を調査し、適切な範囲を求めた。
(2) Improvement of welding efficiency In order to increase the wire melting rate, a filler wire is inserted in the molten pool. The relationship between the filler wire insertion amount and the consumable electrode wire melting amount was investigated, and an appropriate range was obtained.

(3)溶接作業性の向上(特に半自動溶接において) 従来のフィラーワイヤ挿入消耗電極アーク溶接において
は、消耗電極ワイヤとフィラーワイヤとの位置関係が平
行でないため、アーク長さやワイヤ突出し長さの変動に
より、アークとフィラーワイヤの距離が変化し、溶接が
不安定になっていた。
(3) Improvement of welding workability (especially in semi-automatic welding) In conventional filler wire insertion consumable electrode arc welding, since the positional relationship between the consumable electrode wire and the filler wire is not parallel, variations in arc length and wire protrusion length are caused. As a result, the distance between the arc and the filler wire changed, and welding became unstable.

そこで、消耗電極ワイヤとフィラーワイヤを平行に配置
し、それらの適切な位置関係を調査した。また、アーク
力による溶融フィラーワイヤの吹き飛びを防止するた
め、消耗電極ワイヤから母材に流れる溶接電流の一部
を、フィラーワイヤに分流させて溶接電源のアース端に
合流せしめることにより反発力を生じさせ、アークを溶
接進行方向に押圧してフィラーワイヤをスムーズに溶融
池に挿入できるようにした。
Therefore, the consumable electrode wire and the filler wire were arranged in parallel, and the appropriate positional relationship between them was investigated. In addition, in order to prevent blowout of the molten filler wire due to the arc force, a part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal is diverted to the filler wire and merged with the ground end of the welding power source to generate repulsive force. Then, the arc was pressed in the welding advancing direction so that the filler wire could be smoothly inserted into the molten pool.

(4)溶接欠陥の防止 アルミニウムに特有のパッカリング現象の発生原因につ
いて調査した。その結果、前記引用文献に記載のアーク
力による溶融金属の外部への押流し以外に、溶融池表面
に形成される酸化物の影響が考えられた。
(4) Prevention of welding defects The cause of the puckering phenomenon peculiar to aluminum was investigated. As a result, the influence of oxides formed on the surface of the molten pool was considered, in addition to the flow of molten metal to the outside by the arc force described in the above cited document.

以上の知見のに基づいて、パッカリング現象の防止に
は、溶融池にフィラーワイヤを挿入することにより溶融
金属量を増加させ、溶融池の温度を低い温度に抑制する
のが有効であることを究明した。
Based on the above findings, it is effective to prevent the puckering phenomenon by increasing the amount of molten metal by inserting a filler wire into the molten pool and suppressing the temperature of the molten pool to a low temperature. Investigated.

また、溶接歪みは、溶融池にフィラーワイヤを挿入し、
溶融池温度を低下させることにより、著しく改善される
ことを究明した。
Also, welding distortion is caused by inserting a filler wire into the molten pool,
It was found that the reduction was significantly improved by lowering the molten pool temperature.

すなわちこの発明は、消耗電極式アーク溶接法におい
て、 先行ワイヤ:消耗電極ワイヤ 後行ワイヤ:フィラーワイヤ 先行ワイヤと後行ワイヤのなす角度:最大20度の条件で
シールドノズル内に2本のワイヤを挿入し、消耗電極ワ
イヤでアークを発生させ、フィラーワイヤを溶融池に挿
入し、消耗電極ワイヤから母材に流れる溶接電流の一部
を分流してフィラーワイヤに導いて溶接電源のアース端
に合流せしめるのである。
That is, the present invention is a consumable electrode type arc welding method, in which a leading wire: a consumable electrode wire, a trailing wire: a filler wire, an angle formed by a leading wire and a trailing wire: two wires in a shield nozzle under a condition of a maximum of 20 degrees. Insert and generate an arc with the consumable electrode wire, insert the filler wire into the molten pool, divert part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal, guide it to the filler wire, and join the ground end of the welding power source. It's blaming.

また、消耗電極式アーク溶接法において、 先行ワイヤ:消耗電極ワイヤ 後行ワイヤ:フィラーワイヤ 先行ワイヤ挿入角:前進角最大50度、後退角最大50度 後行ワイヤ挿入角:前進角最大50度、後退角最大50度 先行ワイヤと後行ワイヤのなす角度:最大20度ワイヤ先
端間距離: ただし、υは溶接速度(m/min) 挿入用フィラーワイヤ供給量/消耗電極ワイヤ供給量:
0.1〜1.8 の条件でシールドノズル内に2本のワイヤを挿入し、消
耗電極ワイヤでアークを発生させ、フィラーワイヤを溶
融池に挿入し、消耗電極ワイヤから母材に流れる溶接電
流の一部を分流してフィラーワイヤに導いて溶接電源の
アース端に合流せしめるのである。
In the consumable electrode arc welding method, leading wire: consumable electrode wire, trailing wire: filler wire, leading wire insertion angle: maximum advance angle of 50 degrees, maximum receding angle of 50 degrees, backward wire insertion angle: maximum advance angle of 50 degrees, Receding angle Max 50 ° Angle between leading wire and trailing wire: Max 20 ° Distance between wire tips: Where υ is welding speed (m / min) Insertion filler wire supply amount / consumable electrode wire supply amount:
Insert two wires into the shield nozzle under the condition of 0.1 to 1.8, generate an arc with the consumable electrode wire, insert the filler wire into the molten pool, and remove a part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal. It splits and guides it to the filler wire so that it merges with the ground end of the welding power source.

作用 この発明において、溶接条件を上記のように限定した理
由を詳述する。
Action In the present invention, the reason why the welding conditions are limited as described above will be described in detail.

A.ワイヤのなす角度 先行ワイヤと後行ワイヤのなす角度を最大20度としたの
は、20度を超えると溶融池に安定してフィラーワイヤが
挿入できないためであり、また、アーク長さやワイヤ突
出し長さが変動した場合、溶接ビードが不安定いなるか
らである。
A. Angle formed by the wire The maximum angle between the leading wire and the trailing wire is 20 degrees because the filler wire cannot be stably inserted into the molten pool if the angle exceeds 20 degrees. This is because the weld bead becomes unstable when the protruding length changes.

B.ワイヤの挿入角 先行ワイヤと後行ワイヤの挿入角を前進角の場合最大50
度としたのは、前進角が50度を超えるとアーク力によっ
て溶融金属が前方に吹き飛ばされるためである。
B. Wire insertion angle The insertion angle of the leading wire and trailing wire is up to 50 for the advancing angle.
The reason is that the molten metal is blown forward by the arc force when the advancing angle exceeds 50 degrees.

また、先行ワイヤと後行ワイヤの挿入角を後退角の場合
最大50度としたのは、後退角が50度を超えるとアーク力
によって溶融金属が後方に吹き飛ばされ、スティッキン
グ等が発生し、後行のフィラーワイヤがスムーズに溶融
池に入らず、不安定となるからである。
In addition, the maximum insertion angle of the leading wire and trailing wire was set to 50 degrees when the receding angle was set to 50 degrees, because when the receding angle exceeds 50 degrees, the molten metal is blown backward by the arc force, causing sticking, etc. This is because the filler wire in the row does not enter the molten pool smoothly and becomes unstable.

C.ワイヤ先端間距離 先行ワイヤと後行ワイヤ先端間距離を、最大で20×▲√
▼(mm)、すなわち溶接速度(υm/min)の平方根の2
0倍としたのは、20×▲√▼(mm)を超えると、第3
図に示すとおりフィラーワイヤがスムーズに溶融池に入
らず、溶接が不安定になるからである。
C. Wire tip distance The maximum distance between the leading wire and trailing wire is 20 × ▲ √
▼ (mm), that is, the square root of the welding speed (υm / min), 2
The value of 0 times means that if it exceeds 20 × ▲ √ ▼ (mm), the third
This is because the filler wire does not enter the molten pool smoothly as shown in the figure, and welding becomes unstable.

この発明でいうワイヤ先端間距離とは、先行ワイヤのア
ーク直下部と後行ワイヤの溶融池接触部間の距離をい
う。
The distance between the tip ends of the wire in the present invention means the distance between the portion directly below the arc of the leading wire and the molten pool contact portion of the trailing wire.

なお、第3図は、溶接電流300〜1500A、ワイヤ径1.2〜
4.8mmの条件で、溶接速度とワイヤ先端間距離と溶接品
質の関係を示す図表である。
In addition, FIG. 3 shows welding current 300 to 1500 A, wire diameter 1.2 to
6 is a chart showing the relationship between welding speed, wire tip distance, and welding quality under the condition of 4.8 mm.

D.ワイヤ供給量 挿入用フィラーワイヤ供給量と消耗電極ワイヤ供給量と
の比を0.1〜1.8としたのは、0.1未満ではフィラーワイ
ヤが少なすぎて溶融金属量の増加が少なく、溶融池の温
度がほとんど低下せず、また、1.8を超えるとフィラー
ワイヤの供給量が多すぎて溶融池の温度が低くなり過
ぎ、スティッキングが発生して溶接が不安定になるから
である。
D. Wire supply amount The ratio of the supply amount of the insertion filler wire to the supply amount of the consumable electrode wire was set to 0.1 to 1.8 because the amount of the filler wire is too small and the increase of the molten metal amount is small when the ratio is less than 0.1, and the temperature of the molten pool is low. It is because the temperature of the molten pool becomes too low and the sticking occurs and the welding becomes unstable.

この発明においては、消耗電極ワイヤとフィラーワイヤ
を特定条件でシールドノズル内に配設し、溶接電流の一
部をフィラーワイヤに分流し、かつ消耗電極ワイヤのア
ークによって形成された溶融池に、フィラーワイヤを上
記条件で挿入するから、溶融池側壁と溶融金属の“ぬ
れ”が良くなり、アークが前方に向くので溶込み深さを
確保でき、さらに溶融金属量が増加すると共に、溶融池
の温度を低い温度に抑制できる。
In the present invention, a consumable electrode wire and a filler wire are arranged in a shield nozzle under specific conditions, a part of the welding current is shunted to the filler wire, and a filler pool is formed in the molten pool formed by the arc of the consumable electrode wire. Since the wire is inserted under the above conditions, "wetting" between the molten pool side wall and the molten metal is improved, and the arc is directed forward to secure the penetration depth. Furthermore, the molten metal amount increases and the molten pool temperature increases. Can be suppressed to a low temperature.

このため、炭素鋼、合金鋼、アルミニウム等を、全自動
溶接のみならず、半自動溶接においても高速度、高能
率、高品質の溶接を作業性良く、実現できる。
Therefore, high-speed, high-efficiency, high-quality welding of carbon steel, alloy steel, aluminum, etc. can be realized not only in fully automatic welding but also in semi-automatic welding with good workability.

実施例 実施例1 この発明による溶接方法を第1図に基づいて説明する。Embodiment 1 A welding method according to the present invention will be described with reference to FIG.

消耗電極ワイヤ(1)を溶接進行方向に対して先行ワイ
ヤとし、消耗電極ワイヤ(1)と実質的に同一材質のフ
ィラーワイヤ(2)を後行ワイヤとし、消耗電極ワイヤ
(1)とフィラーワイヤ(2)を概略平行に配置する。
The consumable electrode wire (1) is a leading wire with respect to the welding proceeding direction, the filler wire (2) having substantially the same material as the consumable electrode wire (1) is a trailing wire, and the consumable electrode wire (1) and the filler wire are Arrange (2) substantially in parallel.

そして消耗電極ワイヤ(1)から母材(3)に流れる溶
接電流の一部を、フィラーワイヤ(2)と溶接電源
(4)のアース線(5)とをアース線(6)で接続して
分流させる。
Then, a part of the welding current flowing from the consumable electrode wire (1) to the base material (3) is connected to the filler wire (2) and the ground wire (5) of the welding power source (4) by the ground wire (6). Divert.

なお、(7)はワイヤリール、(8)は溶融池、(9)
はアーク、(10)はガスノズル、(11)は溶接金属であ
り、図中の矢印は電流の流れを示す。
In addition, (7) is a wire reel, (8) is a molten pool, (9)
Is an arc, (10) is a gas nozzle, (11) is weld metal, and the arrows in the figure indicate the flow of electric current.

上記溶接法を高速性が特に要求される溶接鋼管の連続仮
付溶接に適用すべく実験を行った。
An experiment was conducted to apply the above-mentioned welding method to continuous tack welding of welded steel pipes, which particularly requires high speed.

板厚:12.7mm、外径:30インチ、長さ:12m、の低合金鋼の
溶接鋼管用素管を用い、第1表に示す溶接条件のうち、
ワイヤ角度を変えて溶接を行い、溶接速度ならびに溶接
状態を判定した。その結果を従来法と比較し、第2表に
示す。
Among the welding conditions shown in Table 1, using a base pipe for welded steel pipe of low alloy steel with plate thickness: 12.7 mm, outer diameter: 30 inches, length: 12 m,
Welding was performed while changing the wire angle, and the welding speed and welding state were determined. The results are shown in Table 2 in comparison with the conventional method.

第2表に示すとおり、従来法では溶接速度が7m/minが限
界であったが、この発明方法では、ワイヤ間角度
(θ3)を20度以下とし、消耗電極ワイヤを先行させ、
フィラーワイヤを後行させることによって、溶接速度12
m/minの高速溶接が安定して得られた。
As shown in Table 2, in the conventional method, the welding speed was limited to 7 m / min, but in the method of the present invention, the wire-to-wire angle (θ 3 ) was set to 20 degrees or less, and the consumable electrode wire was set ahead.
Welding speed 12 by trailing the filler wire
Stable high speed welding of m / min was obtained.

実施例2 実施例1で説明したこの発明による溶接法により、、板
厚12mmの鋼板を用いてビードオンプレート溶接を行い、
アンダーカット発生限界を試験した。
Example 2 Bead-on-plate welding was performed using a steel plate having a plate thickness of 12 mm by the welding method according to the present invention described in Example 1,
Undercut occurrence limit was tested.

溶接条件は、溶接電流:270A、シールドガス:CO2100
%、シールドガス流量:20L/min、消耗電極ワイヤ材質:J
IS YGW12、消耗電極ワイヤ角度:前進角5度、消耗電極
ワイヤ径:1.2mm、フィラーワイヤ材質:JIS YGW12、フィ
ラーワイヤ角度:前進角5度、フィラーワイヤ径:0.9m
m、消耗電極ワイヤとフィラーワイヤのなす角度:0度、
ワイヤ先端間距離:8mmとした。
Welding conditions: welding current: 270A, shielding gas: CO 2 100
%, Shield gas flow rate: 20 L / min, consumable electrode wire material: J
IS YGW12, Consumable electrode wire angle: Advance angle 5 °, Consumable electrode wire diameter: 1.2 mm, Filler wire material: JIS YGW12, Filler wire angle: Advance angle 5 °, Filler wire diameter: 0.9 m
m, angle between consumable electrode wire and filler wire: 0 degree,
Distance between wire tips: 8 mm.

その結果を従来法と比較し、第3表に示す。The results are shown in Table 3 in comparison with the conventional method.

第3表に示すとおり、従来法では溶接速度が1.6m/minを
超えると、外観、内質、スパッタ共に悪くなり、1.8m/m
inを超えると、アンダーカットが発生する。これに対し
本発明法では、溶接速度が2.4m/minまではアンダーカッ
ト、外観、内質、スパッタ共に良好であり、2.6m/minま
ではアンダーカットの発生は見られなかった。
As shown in Table 3, in the conventional method, when the welding speed exceeds 1.6 m / min, the appearance, internal quality, and spatter deteriorate, and 1.8 m / m
When it exceeds in, undercut occurs. On the other hand, in the method of the present invention, the undercut was good up to a welding speed of 2.4 m / min, and the appearance, internal quality, and spatter were good, and no undercut was observed up to 2.6 m / min.

実施例3 実施例1に記載の溶接法により、第4表に示す溶接条件
のうち、ワイヤ角度、ワイヤ先端間距離およびワイヤ供
給量を第5表に示すとおり変化せしめてアルミニウム合
金の溶接を行った。その結果を第5表に示す。
Example 3 According to the welding method described in Example 1, among the welding conditions shown in Table 4, the wire angle, the distance between the wire tips and the wire supply amount were changed as shown in Table 5 to weld an aluminum alloy. It was The results are shown in Table 5.

第5表に示すとおり、アルミニウム合金の溶接において
は、ワイヤ挿入角(θ1、θ2)は、前進角および後退角
ともに50度まで、ワイヤ間角度(θ3)は20度まで、ワ
イヤ先端間距離(L)は20mmまで、消耗電極ワイヤとフ
ィラーワイヤの供給量比(r)は、0.1〜1.8の範囲であ
れば、溶接結果は良好であった。
As shown in Table 5, in welding aluminum alloys, the wire insertion angle (θ 1 , θ 2 ) is up to 50 degrees for both advancing and receding angles, the inter-wire angle (θ 3 ) is up to 20 degrees, and the wire tip is up to 20 degrees. The welding result was good when the distance (L) was up to 20 mm and the supply amount ratio (r) of the consumable electrode wire and the filler wire was in the range of 0.1 to 1.8.

実施例4 この発明法と従来のMIG溶接法でアルミニウムの溶接を
行い、パッカリング発生を調査した。その結果を第2図
に示す。
Example 4 Aluminum was welded by the method of the present invention and the conventional MIG welding method, and the occurrence of puckering was investigated. The results are shown in FIG.

なお、溶接は、溶接電流300〜500A、溶接速度1m/min、
フィラーワイヤ供給量40g/minで行った。
Welding current is 300-500A, welding speed 1m / min,
The filler wire supply rate was 40 g / min.

第2図に示すとおり、この発明法は、従来法に比較して
溶着速度を大きくしてもパッカリングが発生し難いこと
がわかる。
As shown in FIG. 2, it can be understood that the method of the present invention is less likely to cause puckering even if the welding speed is increased as compared with the conventional method.

また、溶接金属の機械的性質、ブローホールの発生につ
いては、従来法と大差がなく、溶接歪みの発生量につい
ては、著しい改善がみられた。
The mechanical properties of the weld metal and the generation of blowholes were not much different from those of the conventional method, and the amount of welding strain generated was significantly improved.

実施例5 第6表に示す溶接条件のうち、ワイヤ角度、ワイヤ先端
間距離およびワイヤ供給量を第7表に示すとおり変化せ
しめて炭素鋼の溶接を行った。その結果を第7表に示
す。
Example 5 Carbon steel was welded by changing the wire angle, the distance between the wire tips, and the wire supply amount among the welding conditions shown in Table 6 as shown in Table 7. The results are shown in Table 7.

第7表に示すとおり、炭素鋼の溶接においても、ワイヤ
挿入角(θ1、θ2)は、前進角および後退角が50度ま
で、ワイヤ間角度(θ3)は20度まで、ワイヤ先端間距
離(L)は20mmまで、消耗電極ワイヤとフィラーワイヤ
の供給量比(r)は、0.1〜1.8の範囲であれば、溶接結
果は良好であった。また、溶接金属の機械的性質、ブロ
ーホールの発生については、従来法と大差がなく、溶融
歪みの発生量については、著しい改善が見られた。
As shown in Table 7, even in the welding of carbon steel, the wire insertion angle (θ 1 , θ 2 ) is up to 50 degrees for the advancing and receding angles, the wire angle (θ 3 ) is up to 20 degrees, and the wire tip is up to 20 degrees. The welding result was good when the distance (L) was up to 20 mm and the supply amount ratio (r) of the consumable electrode wire and the filler wire was in the range of 0.1 to 1.8. Further, the mechanical properties of the weld metal and the generation of blowholes were not much different from those of the conventional method, and the amount of melt strain generated was significantly improved.

実施例6 第8表に示す溶接条件のうち、ワイヤ角度、ワイヤ先端
間距離およびワイヤ供給量を第9表に示すとおり変化せ
しめてステンレス鋼の溶接を行った。その結果を第9表
に示す。
Example 6 Among the welding conditions shown in Table 8, stainless steel was welded by changing the wire angle, the wire tip distance and the wire supply amount as shown in Table 9. The results are shown in Table 9.

第9表に示すとおり、ステンレス鋼の溶接においても、
ワイヤ挿入角(θ1、θ2)は、前進角および後退角が50
度まで、ワイヤ間角度(θ3)は20度まで、ワイヤ先端
間距離(L)は20mmまで、消耗電極ワイヤとフィラーワ
イヤの供給量比(r)は、0.1〜1.8の範囲であれば、溶
接結果は良好であった。
As shown in Table 9, even when welding stainless steel,
Wire insertion angle (θ 1 , θ 2 ) is 50
Angle, the wire angle (θ 3 ) is up to 20 degrees, the wire tip distance (L) is up to 20 mm, and the supply amount ratio (r) of the consumable electrode wire to the filler wire is in the range of 0.1 to 1.8, The welding result was good.

また、溶接金属の機械的性質、ブローホールの発生につ
いては、従来法と比較したが大差がなく、溶接歪みの発
生量については、著しい改善が見られた。
Further, the mechanical properties of the weld metal and the generation of blowholes were not significantly different from those of the conventional method, and the amount of welding distortion was significantly improved.

以上の実施例においては、溶融池挿入フィラーワイヤに
分流する電流値を3〜25Aとしたが、分流電流をさらに
多くしても同様な結果を得ることができる。
In the above examples, the current value shunted to the molten pool insertion filler wire is set to 3 to 25 A, but the same result can be obtained by increasing the shunt current.

また、消耗電極ワイヤと溶融池挿入フィラーワイヤのな
す角度を、最大20度としたが、この角度は小さければ小
さいほと、すなわち平行に近いほど安定して高速度、高
能率で溶接作業を行うことができる。
The angle between the consumable electrode wire and the molten pool insert filler wire was set to 20 degrees at maximum. However, the smaller this angle is, the closer to parallel, the more stable the welding operation is at high speed and high efficiency. be able to.

発明の効果 この発明による消耗電極式アーク溶接法は、消耗電極ワ
イヤを先行に、フィラーワイヤを後行に、かつ各々概略
平行に配設し、消耗電極ワイヤでアークを発生させ、フ
ィラーワイヤを溶融池に挿入し、消耗電極ワイヤから母
材に流れる溶接電流の一部を、分流してフィラーワイヤ
に導いて溶接電源のアース端に合流せしめることによっ
て、炭素鋼、合金鋼、アルミニウム等を高速度、高能率
で、高品質の溶接を作業性良く、全自動、半自動で実施
でき、溶接コストの低減に大きく寄与することができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION In the consumable electrode type arc welding method according to the present invention, the consumable electrode wires are arranged first, the filler wires are arranged rearward, and each is approximately parallel to each other, and the consumable electrode wires generate an arc to melt the filler wires. By inserting it into a pond and diverting a part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal, guiding it to the filler wire and joining it to the ground end of the welding power source, carbon steel, alloy steel, aluminum, etc. can be processed at high speed. Highly efficient and high quality welding can be performed with good workability, fully automatically and semi-automatically, which can greatly contribute to the reduction of welding cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明方法を実施する際の概略説明図、第2
図は実施例4におけるこの発明方法と従来法とによりMI
G溶接した際のバッカリング発生域を示す図表、第3図
は溶接速度とワイヤ間距離と溶接品質の関係を示す図表
である。 1……消耗電極ワイヤ、2……フィラーワイヤ、 3……母材、4……溶接電源、 5、6……アース線、7……ワイヤリール、 8……溶融池、9……アーク、 10……ガスノズル、11……溶接金属、
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for carrying out the method of the present invention, and FIG.
The figure shows MI by the method of the present invention and the conventional method in the fourth embodiment.
FIG. 3 is a chart showing the buzzer ring generation area when G welding is performed, and FIG. 3 is a chart showing the relationship between welding speed, distance between wires, and welding quality. 1 ... Consumable electrode wire, 2 ... Filler wire, 3 ... Base metal, 4 ... Welding power source, 5, 6 ... Ground wire, 7 ... Wire reel, 8 ... Molten pool, 9 ... Arc, 10 …… Gas nozzle, 11 …… Welding metal,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 秀樹 和歌山県和歌山市湊1850番地 共同酸素株 式会社内 審査官 松本 貢 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideki Miyauchi Inventor Hideki Miyauchi 1850 Minato Minato, Wakayama, Wakayama Joint oxygen stock company Examiner Mitsugu Matsumoto

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】消耗電極式アーク溶接法において、 先行ワイヤ:消耗電極ワイヤ 後行ワイヤ:フィラーワイヤ 先行ワイヤと後行ワイヤのなす角度:最大20度の条件で
シールドノズル内に2本のワイヤを挿入し、消耗電極ワ
イヤでアークを発生させ、フィラーワイヤを溶融池に挿
入し、消耗電極ワイヤから母材に流れる溶接電流の一部
を分流してフィラーワイヤに導いて溶接電源のアース端
に合流せしめることを特徴とする消耗電極式アーク溶接
法。
1. In the consumable electrode type arc welding method, a leading wire: a consumable electrode wire, a trailing wire: a filler wire, an angle formed by a leading wire and a trailing wire: two wires in a shield nozzle under a condition of a maximum of 20 degrees. Insert and generate an arc with the consumable electrode wire, insert the filler wire into the molten pool, divert part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal, guide it to the filler wire, and join the ground end of the welding power source. A consumable electrode type arc welding method characterized by being hardened.
【請求項2】消耗電極式アーク溶接法において、 先行ワイヤ:消耗電極ワイヤ 後行ワイヤ:フィラーワイヤ 先行ワイヤ挿入角:前進角最大50度、後退角最大50度 後行ワイヤ挿入角:前進角最大50度、後退角最大50度 先行ワイヤと後行ワイヤのなす角度:最大20度ワイヤ先
端間距離: ただし、υは溶接速度(m/min) フィラーワイヤ供給量/消耗電極ワイヤ供給量:0.1〜1.
8 の条件でシールドノズル内に2本のワイヤを挿入し、消
耗電極ワイヤでアークを発生させ、フィラーワイヤを溶
融池に挿入し、消耗電極ワイヤから母材に流れる溶接電
流の一部を分流してフィラーワイヤに導いて溶接電源の
アース端に合流せしめることを特徴とする消耗電極式ア
ーク溶接法。
2. In the consumable electrode type arc welding method, a leading wire: a consumable electrode wire, a trailing wire: a filler wire, a leading wire insertion angle: a maximum advance angle of 50 degrees, a maximum receding angle of 50 degrees, and a trailing wire insertion angle: a maximum advance angle. 50 degrees, receding angle up to 50 degrees Angle between leading wire and trailing wire: Up to 20 degrees Distance between wire tips: However, υ is welding speed (m / min) Filler wire supply amount / consumable electrode wire supply amount: 0.1 to 1.
Under the conditions of 8, insert two wires into the shield nozzle, generate an arc with the consumable electrode wire, insert the filler wire into the molten pool, and divert part of the welding current flowing from the consumable electrode wire to the base metal. The consumable electrode arc welding method is characterized in that it is guided to a filler wire and joined to the ground end of the welding power source.
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