JPH09234563A - 固定管の周継ぎ手形成方法 - Google Patents
固定管の周継ぎ手形成方法Info
- Publication number
- JPH09234563A JPH09234563A JP6937696A JP6937696A JPH09234563A JP H09234563 A JPH09234563 A JP H09234563A JP 6937696 A JP6937696 A JP 6937696A JP 6937696 A JP6937696 A JP 6937696A JP H09234563 A JPH09234563 A JP H09234563A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- pipe
- butt
- steel pipes
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定管の周継ぎ手を全周にわたり良好な溶接
品質で形成できる方法を提供する。 【解決手段】 固定管の周継ぎ手の本形成方法は、固定
した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際に、両
鋼管の突き合わせ部の内面及び外面の少なくともいずれ
か一方に開先加工を施した後に、両鋼管の突き合わせ部
を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水素とから
なるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期で
パルス化した溶接電流との下で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しつつ、開先加工していない面で突き
合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施す。次
いで、他方の開先加工した面で両鋼管の突き合わせ部に
非消耗電極式溶接法により溶接を施して、開先部を埋め
る。
品質で形成できる方法を提供する。 【解決手段】 固定管の周継ぎ手の本形成方法は、固定
した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際に、両
鋼管の突き合わせ部の内面及び外面の少なくともいずれ
か一方に開先加工を施した後に、両鋼管の突き合わせ部
を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水素とから
なるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期で
パルス化した溶接電流との下で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しつつ、開先加工していない面で突き
合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施す。次
いで、他方の開先加工した面で両鋼管の突き合わせ部に
非消耗電極式溶接法により溶接を施して、開先部を埋め
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定した大径の鋼
管、例えばパイプラインの突き合わせ周継ぎ手の形成方
法に関し、更に詳細には、高い溶接作業能率で固定した
大径のオーステナイト系のステンレス鋼管の突き合わせ
周継ぎ手を形成するのに適した周継ぎ手形成方法に関す
るものである。
管、例えばパイプラインの突き合わせ周継ぎ手の形成方
法に関し、更に詳細には、高い溶接作業能率で固定した
大径のオーステナイト系のステンレス鋼管の突き合わせ
周継ぎ手を形成するのに適した周継ぎ手形成方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、固定して回転不可能な大径の鋼
管、例えばパイプラインの突き合わせ周継ぎ手は、管の
突き合わせ部の外面から溶接を施すことにより形成され
ている。それには、先ず、管の外面の突き合わせ部に開
先加工を施し、溶接作業者が管の突き合わせ部の外周全
周にわたり溶接姿勢を変えつつ、かつ溶接姿勢に応じて
溶接条件を適宜変更しながら手溶接法又は半自動溶接法
で溶接を施している。しかしながら、このような方法で
は、良好な裏波と欠陥の無い良好な品質の溶接を周継ぎ
手全周にわたり均一に得ることは高い技量を有する溶接
士によらなければならない。そこで、このような回転出
来ない大径の鋼管の周継ぎ手を形成する方法として、鋼
管の内面と外面の双方から溶接する方式が提案されてい
る。提案されている方式では、管の内面の溶接は、主と
して、消耗電極式アーク溶接法により行われる。
管、例えばパイプラインの突き合わせ周継ぎ手は、管の
突き合わせ部の外面から溶接を施すことにより形成され
ている。それには、先ず、管の外面の突き合わせ部に開
先加工を施し、溶接作業者が管の突き合わせ部の外周全
周にわたり溶接姿勢を変えつつ、かつ溶接姿勢に応じて
溶接条件を適宜変更しながら手溶接法又は半自動溶接法
で溶接を施している。しかしながら、このような方法で
は、良好な裏波と欠陥の無い良好な品質の溶接を周継ぎ
手全周にわたり均一に得ることは高い技量を有する溶接
士によらなければならない。そこで、このような回転出
来ない大径の鋼管の周継ぎ手を形成する方法として、鋼
管の内面と外面の双方から溶接する方式が提案されてい
る。提案されている方式では、管の内面の溶接は、主と
して、消耗電極式アーク溶接法により行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】管の周継ぎ手を形成す
るためには、溶接の進行に伴い溶接姿勢が変化するいわ
ゆる全姿勢溶接を行う必要がある。しかし、周継ぎ手溶
接に消耗電極式アーク溶接法を適用して、全姿勢溶接で
消耗電極式アーク溶接法を行おうとすると、アークの状
態が溶接姿勢により著しく影響を受ける。そのために、
周継ぎ手溶接の進行に伴い溶接位置の移動と共に時々刻
々と変化する溶接姿勢に適した溶接条件を選択すること
が技術的に極めて難しい。特に、ステンレス鋼の溶接を
消耗電極式アーク溶接法により行うことは、技術的に困
難であった。
るためには、溶接の進行に伴い溶接姿勢が変化するいわ
ゆる全姿勢溶接を行う必要がある。しかし、周継ぎ手溶
接に消耗電極式アーク溶接法を適用して、全姿勢溶接で
消耗電極式アーク溶接法を行おうとすると、アークの状
態が溶接姿勢により著しく影響を受ける。そのために、
周継ぎ手溶接の進行に伴い溶接位置の移動と共に時々刻
々と変化する溶接姿勢に適した溶接条件を選択すること
が技術的に極めて難しい。特に、ステンレス鋼の溶接を
消耗電極式アーク溶接法により行うことは、技術的に困
難であった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、固定管の周継ぎ
手を全周にわたり良好な溶接品質で形成できる方法を提
供することである。
手を全周にわたり良好な溶接品質で形成できる方法を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、管の外面又
は内面のいずれか一方の面からだけの溶接では、周継ぎ
手の全周にわたって良好な裏波を形成することが困難で
あると考え、円筒形圧力容器の周継ぎ手を形成する際に
用いられるような両面溶接方法を採用することに着目
し、更に消耗電極式アーク溶接法に代えて、非消耗電極
式溶接法とプラズマアーク溶接法とを組み合わせること
を考えた。
は内面のいずれか一方の面からだけの溶接では、周継ぎ
手の全周にわたって良好な裏波を形成することが困難で
あると考え、円筒形圧力容器の周継ぎ手を形成する際に
用いられるような両面溶接方法を採用することに着目
し、更に消耗電極式アーク溶接法に代えて、非消耗電極
式溶接法とプラズマアーク溶接法とを組み合わせること
を考えた。
【０００６】ところで、プラズマアーク溶接法は、プラ
ズマジェット（気流）が保有するエネルギーを溶接熱源
として利用する溶接方法であるから、プラズマジェット
直下の溶融池には常に強い気流が吹きつけられ、溶融池
に対する重力とプラズマジェットの影響が溶接姿勢によ
り異なるので、溶接姿勢が異なると溶接条件を変化させ
ることが必要である。例えば、溶接姿勢が下向きの場合
及び上向きの場合では、溶融池に働く重力の方向が溶接
線と直角であるため、溶融した金属が重力によって溶接
線方向に流動することはなく、安定した溶融池が形成さ
れる。しかし、立向き姿勢の場合、溶融池が溶接線方向
に流動するため、溶融池が不安定となる。この現象は、
上進溶接の場合に特に著しい。
ズマジェット（気流）が保有するエネルギーを溶接熱源
として利用する溶接方法であるから、プラズマジェット
直下の溶融池には常に強い気流が吹きつけられ、溶融池
に対する重力とプラズマジェットの影響が溶接姿勢によ
り異なるので、溶接姿勢が異なると溶接条件を変化させ
ることが必要である。例えば、溶接姿勢が下向きの場合
及び上向きの場合では、溶融池に働く重力の方向が溶接
線と直角であるため、溶融した金属が重力によって溶接
線方向に流動することはなく、安定した溶融池が形成さ
れる。しかし、立向き姿勢の場合、溶融池が溶接線方向
に流動するため、溶融池が不安定となる。この現象は、
上進溶接の場合に特に著しい。
【０００７】そこで、本発明者は、３０Ｈｚから１１０
Ｈｚの周期のパルス化された溶接電流を用いるプラズマ
アーク溶接法で管の内側または外側のいずれか一方を溶
接し、他方を非消耗電極式溶接法で溶接して、管の周継
ぎ手を形成する方法を開発した。
Ｈｚの周期のパルス化された溶接電流を用いるプラズマ
アーク溶接法で管の内側または外側のいずれか一方を溶
接し、他方を非消耗電極式溶接法で溶接して、管の周継
ぎ手を形成する方法を開発した。
【０００８】そして、本発明者は、更に、プラズマアー
ク溶接法と非消耗電極式溶接法との併用による管の周継
ぎ手形成方法の研究を進めたところ、プラズマアーク溶
接法において、シールドガスとしてアルゴンとヘリウム
と水素との混合ガスを使用し、トーチの角度を特定の角
度に維持し、かつ溶接電流のパルス周期を３０Ｈｚから
１１０Ｈｚの範囲に選定することにより、相乗効果が生
まれ、一層良好な溶接結果を得ることができた。本方法
によれば、下進溶接において良好な裏波を得ることがで
きることは勿論、上進溶接でも溶融池の保持を一層容易
にし、それにより良好な裏波を得ることができた。ま
た、プラズマアーク溶接法は、キーホール貫通型溶接で
あるから、非消耗電極式溶接法により開先部を埋める溶
接の前に行うことが必要である。
ク溶接法と非消耗電極式溶接法との併用による管の周継
ぎ手形成方法の研究を進めたところ、プラズマアーク溶
接法において、シールドガスとしてアルゴンとヘリウム
と水素との混合ガスを使用し、トーチの角度を特定の角
度に維持し、かつ溶接電流のパルス周期を３０Ｈｚから
１１０Ｈｚの範囲に選定することにより、相乗効果が生
まれ、一層良好な溶接結果を得ることができた。本方法
によれば、下進溶接において良好な裏波を得ることがで
きることは勿論、上進溶接でも溶融池の保持を一層容易
にし、それにより良好な裏波を得ることができた。ま
た、プラズマアーク溶接法は、キーホール貫通型溶接で
あるから、非消耗電極式溶接法により開先部を埋める溶
接の前に行うことが必要である。
【０００９】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づき、本発明に係る固定管の周継ぎ手形成方法は、固
定した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際、両
鋼管の突き合わせ部の内面及び外面の少なくともいずれ
か一方に開先加工を施した後に、両鋼管の突き合わせ部
を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水素とから
なるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期で
パルス化した溶接電流との下で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しつつ、開先加工を施していない側で
両鋼管の突き合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶
接を施し、次いで、他方の開先加工した側で両鋼管の突
き合わせ部に非消耗電極式溶接法により溶接を施して、
開先部を埋めることを特徴としている。
基づき、本発明に係る固定管の周継ぎ手形成方法は、固
定した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際、両
鋼管の突き合わせ部の内面及び外面の少なくともいずれ
か一方に開先加工を施した後に、両鋼管の突き合わせ部
を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水素とから
なるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期で
パルス化した溶接電流との下で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しつつ、開先加工を施していない側で
両鋼管の突き合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶
接を施し、次いで、他方の開先加工した側で両鋼管の突
き合わせ部に非消耗電極式溶接法により溶接を施して、
開先部を埋めることを特徴としている。
【００１０】本発明でシールドガスとして使用する混合
ガスの組成比率は、好適には、ヘリウムが１５〜２５容
積％、水素が３〜７容積％で、残部がアルゴンである。
ヘリウムの使用により、良好なキーホールが溶融池に形
成され易くなる。ヘリウムが１５容積％より少ないと効
果がなく、２５容積％より多いと、裏側に抜ける力が大
きくなり溶け落ちを生じ易くなる。水素の使用により、
アークの広がりが防止され、従って熱影響部が局部的に
限定される。水素が、３容積％より少ないと効果がな
く、７容積％以上ではブローホール等の溶接欠陥が生じ
るおそれがある。本発明方法で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しているのは、トーチの角度を特定し
た前進角の範囲に維持しないと、上進溶接の際に、溶融
金属が落下し易いからである。逆に、トーチの角度がこ
の角度範囲の上限を越えると、下進溶接の場合に不都合
が生じる。本明細書で言う前進角とは、周継ぎ手の溶接
部に対する法線方向からトーチの進行方向に計ったトー
チの軸線方向までの角度を言う。
ガスの組成比率は、好適には、ヘリウムが１５〜２５容
積％、水素が３〜７容積％で、残部がアルゴンである。
ヘリウムの使用により、良好なキーホールが溶融池に形
成され易くなる。ヘリウムが１５容積％より少ないと効
果がなく、２５容積％より多いと、裏側に抜ける力が大
きくなり溶け落ちを生じ易くなる。水素の使用により、
アークの広がりが防止され、従って熱影響部が局部的に
限定される。水素が、３容積％より少ないと効果がな
く、７容積％以上ではブローホール等の溶接欠陥が生じ
るおそれがある。本発明方法で、トーチの角度を４〜７
度の前進角に維持しているのは、トーチの角度を特定し
た前進角の範囲に維持しないと、上進溶接の際に、溶融
金属が落下し易いからである。逆に、トーチの角度がこ
の角度範囲の上限を越えると、下進溶接の場合に不都合
が生じる。本明細書で言う前進角とは、周継ぎ手の溶接
部に対する法線方向からトーチの進行方向に計ったトー
チの軸線方向までの角度を言う。
【００１１】両面溶接法を採用することにより、開先の
目違いが多少生じていても、良好な溶接品質の周継ぎ手
を形成できる。また、プラズマアーク溶接法を採用する
ことにより、良好な裏波を実現し、かつ溶接の作業能率
を向上させることができる。本発明で溶接電流を３０Ｈ
ｚから１１０Ｈｚの周期でパルス化しているのは、シー
ルドガスとしてアルゴンとヘリウムと水素の混合ガスを
使用し、かつトーチの角度を４〜７度の後退角に維持
し、かつ３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期のパルス溶接電
流を用いることにより、特定した条件の相乗効果が生ま
れ、下進及び上進溶接でも連続した良好なビードを形成
することができるからである。逆に、３０Ｈｚ以下及び
１１０Ｈｚ以上のパルスでは、３０Ｈｚから１１０Ｈｚ
の周期に比べて上進溶接でビードが形成し難い。他方の
面の溶接には、非消耗電極式溶接法、例えばプラズマア
ーク溶接法、ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法を採用す
ることにより、消耗電極式アーク溶接法では得ることが
出来ない高品質の溶接金属部を得ることができる。
目違いが多少生じていても、良好な溶接品質の周継ぎ手
を形成できる。また、プラズマアーク溶接法を採用する
ことにより、良好な裏波を実現し、かつ溶接の作業能率
を向上させることができる。本発明で溶接電流を３０Ｈ
ｚから１１０Ｈｚの周期でパルス化しているのは、シー
ルドガスとしてアルゴンとヘリウムと水素の混合ガスを
使用し、かつトーチの角度を４〜７度の後退角に維持
し、かつ３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期のパルス溶接電
流を用いることにより、特定した条件の相乗効果が生ま
れ、下進及び上進溶接でも連続した良好なビードを形成
することができるからである。逆に、３０Ｈｚ以下及び
１１０Ｈｚ以上のパルスでは、３０Ｈｚから１１０Ｈｚ
の周期に比べて上進溶接でビードが形成し難い。他方の
面の溶接には、非消耗電極式溶接法、例えばプラズマア
ーク溶接法、ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法を採用す
ることにより、消耗電極式アーク溶接法では得ることが
出来ない高品質の溶接金属部を得ることができる。
【００１２】本発明方法の別の態様は、固定した大径鋼
管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際、両鋼管の突き合
わせ部の管外側に開先加工を施した後に、両鋼管の突き
合わせ部を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水
素とからなるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚ
の周期でパルス化した溶接電流との下で、トーチの角度
を４〜７度の前進角に維持しつつ、開先加工を施してい
ない管内側で両鋼管の突き合わせ部にプラズマアーク溶
接法により溶接を施し、次いで、開先加工を施した管外
側で両鋼管の突き合わせ部にＴＩＧ自動溶接法又はプラ
ズマ溶接法により溶接を施して、開先部を埋めることを
特徴としている。
管の突き合わせ周継ぎ手を形成する際、両鋼管の突き合
わせ部の管外側に開先加工を施した後に、両鋼管の突き
合わせ部を突き合わせ、先ず、アルゴンとヘリウムと水
素とからなるシールドガスと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚ
の周期でパルス化した溶接電流との下で、トーチの角度
を４〜７度の前進角に維持しつつ、開先加工を施してい
ない管内側で両鋼管の突き合わせ部にプラズマアーク溶
接法により溶接を施し、次いで、開先加工を施した管外
側で両鋼管の突き合わせ部にＴＩＧ自動溶接法又はプラ
ズマ溶接法により溶接を施して、開先部を埋めることを
特徴としている。
【００１３】本発明方法において、プラズマアーク溶接
法により管内側を溶接するのは、その方が溶接装置の装
着等が容易であるからである。ＴＩＧ自動溶接にはホッ
トワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法を使用するのが望ましい。
ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法とは、送給するワイヤ
を加熱して溶着速度を上げるようにした既知の自動溶接
方法である。ＴＩＧ溶接法は、ステンレス鋼を始めとす
る高合金材料を溶接する上で、溶接欠陥の発生率が低
く、高品質の溶接継ぎ手を得ることができるものの、ア
ークの熱エネルギーの一部が送給されるワイヤを加熱す
るために消費されるので、溶着速度（単位時間当たりに
溶接される金属量）が低くなると言う欠点がある。ホッ
トワイヤ式ＴＩＧ自動溶接方法は、かかる欠点を解消し
て溶着速度を高くした自動溶接方法である。
法により管内側を溶接するのは、その方が溶接装置の装
着等が容易であるからである。ＴＩＧ自動溶接にはホッ
トワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法を使用するのが望ましい。
ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接法とは、送給するワイヤ
を加熱して溶着速度を上げるようにした既知の自動溶接
方法である。ＴＩＧ溶接法は、ステンレス鋼を始めとす
る高合金材料を溶接する上で、溶接欠陥の発生率が低
く、高品質の溶接継ぎ手を得ることができるものの、ア
ークの熱エネルギーの一部が送給されるワイヤを加熱す
るために消費されるので、溶着速度（単位時間当たりに
溶接される金属量）が低くなると言う欠点がある。ホッ
トワイヤ式ＴＩＧ自動溶接方法は、かかる欠点を解消し
て溶着速度を高くした自動溶接方法である。
【００１４】本発明方法は、大径の鋼管、特に大径のオ
ーステナイト系のステンレス鋼管の周継ぎ手形成に好適
に適用できる。
ーステナイト系のステンレス鋼管の周継ぎ手形成に好適
に適用できる。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る固定
管の周継ぎ手形成方法（以下、簡単に本発明方法と言
う）の一例を実施している様子を示す管の横断面図であ
る。図２は本発明方法を実施する際の開先の形状の一例
を示す管壁の断面図及び図３は本発明方法の溶接過程を
示す模式的断面図である。
本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る固定
管の周継ぎ手形成方法（以下、簡単に本発明方法と言
う）の一例を実施している様子を示す管の横断面図であ
る。図２は本発明方法を実施する際の開先の形状の一例
を示す管壁の断面図及び図３は本発明方法の溶接過程を
示す模式的断面図である。
【００１６】本発明に係る固定管の周継ぎ手形成方法
は、先ず、管１２Ａと管１２Ｂとを突き合わせ、次い
で、図２に示すように、機械加工によりθが７０°〜９
０°のＶ型開先を突き合わせ部の管外側に形成する。次
に、管１２Ａ、Ｂの突き合わせ部の管内側にプラズマア
ーク溶接装置（図示せず）のプラズマ溶接トーチ１４を
配置し、管１２Ａ、Ｂの突き合わせ部に沿って周方向に
図１で見て時計回り又は反時計周りに継続して走行させ
ながら、プラズマアーク溶接を行って、図３（ａ）に示
すように、突き合わせ部を溶接する。プラズマアーク溶
接を行う際には、シールドガスとしてアルゴンにヘリウ
ムと水素とを加えた混合ガスを使用し、３０Ｈｚから１
１０Ｈｚの範囲でパルス化した溶接電流をプラズマアー
ク溶接装置に通電しつつ、図４に示すように、４〜７度
の前進角Φになるようにプラズマ溶接トーチ１４の角度
を維持する。図４中、ｃはプラズマ溶接トーチ１４の軸
線、ｎは溶接部の接線と軸線ｃとの交点での法線、Ｖは
プラズマ溶接トーチ１４の進行方向、及び、Φは進行方
向Ｖとは逆方向に法線ｎから軸線ｃまで計った角度（前
進角と言う）をそれぞれ示す。
は、先ず、管１２Ａと管１２Ｂとを突き合わせ、次い
で、図２に示すように、機械加工によりθが７０°〜９
０°のＶ型開先を突き合わせ部の管外側に形成する。次
に、管１２Ａ、Ｂの突き合わせ部の管内側にプラズマア
ーク溶接装置（図示せず）のプラズマ溶接トーチ１４を
配置し、管１２Ａ、Ｂの突き合わせ部に沿って周方向に
図１で見て時計回り又は反時計周りに継続して走行させ
ながら、プラズマアーク溶接を行って、図３（ａ）に示
すように、突き合わせ部を溶接する。プラズマアーク溶
接を行う際には、シールドガスとしてアルゴンにヘリウ
ムと水素とを加えた混合ガスを使用し、３０Ｈｚから１
１０Ｈｚの範囲でパルス化した溶接電流をプラズマアー
ク溶接装置に通電しつつ、図４に示すように、４〜７度
の前進角Φになるようにプラズマ溶接トーチ１４の角度
を維持する。図４中、ｃはプラズマ溶接トーチ１４の軸
線、ｎは溶接部の接線と軸線ｃとの交点での法線、Ｖは
プラズマ溶接トーチ１４の進行方向、及び、Φは進行方
向Ｖとは逆方向に法線ｎから軸線ｃまで計った角度（前
進角と言う）をそれぞれ示す。
【００１７】継続走行に代えて振り分け上進溶接、或い
は振り分け下進溶接を施しても良いが、振り分け上進溶
接及び振り分け下進溶接では、溶接終点から溶接始点に
プラズマ溶接トーチを移動させる労力及び時間が必要と
なるので、継続走行の方が作業能率が高い。次いで、図
１に示すように、ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接装置
（図示せず）のＴＩＧトーチ１６により、管の外側の突
き合わせ部の開先部に沿って振り分け上進溶接を行い、
図３（ｂ）に示すように、溶接金属でＶ型の開先部を埋
める。
は振り分け下進溶接を施しても良いが、振り分け上進溶
接及び振り分け下進溶接では、溶接終点から溶接始点に
プラズマ溶接トーチを移動させる労力及び時間が必要と
なるので、継続走行の方が作業能率が高い。次いで、図
１に示すように、ホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶接装置
（図示せず）のＴＩＧトーチ１６により、管の外側の突
き合わせ部の開先部に沿って振り分け上進溶接を行い、
図３（ｂ）に示すように、溶接金属でＶ型の開先部を埋
める。
【００１８】実施例１ 本発明方法を評価するために、オーステナイト系のステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の呼び径３６インチの肉厚
８mmの管を試料として本発明方法を実施した。本実施例
では、突き合わせ部の管外面に次のようなＶ開先を形成
し、以下のような条件で管内側にプラズマアーク溶接
を、管外側に開先部を埋めるＴＩＧ溶接をそれぞれ施し
て周継ぎ手を数か所で形成し、長尺の管を形成した。 １）Ｖ型開先の形状（図５参照） 角度θ ：９０° ギャップＧの間隔 ：０mm ルート部Ｌ1 の厚さ ：４mm 拡開部Ｌ2 の厚さ ：４mm ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：３０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７０〜１８５Ａ ベース電流値 ：１５０〜１６５Ａ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：２層（図７参照）
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の呼び径３６インチの肉厚
８mmの管を試料として本発明方法を実施した。本実施例
では、突き合わせ部の管外面に次のようなＶ開先を形成
し、以下のような条件で管内側にプラズマアーク溶接
を、管外側に開先部を埋めるＴＩＧ溶接をそれぞれ施し
て周継ぎ手を数か所で形成し、長尺の管を形成した。 １）Ｖ型開先の形状（図５参照） 角度θ ：９０° ギャップＧの間隔 ：０mm ルート部Ｌ1 の厚さ ：４mm 拡開部Ｌ2 の厚さ ：４mm ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：３０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７０〜１８５Ａ ベース電流値 ：１５０〜１６５Ａ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：２層（図７参照）
【００１９】３）使用したホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶
接装置の操作条件 使用ワイヤ ：直径１mm 溶接用電流値 ：１５０〜２００Ａ 加熱用電流値 ：１５Ａ以下 ワイヤ送給速度 ：約１００cm／min ＴＩＧトーチの走行速度：約９０mm／min 溶接層数 ：２層あるいは３層（図７参
照）
接装置の操作条件 使用ワイヤ ：直径１mm 溶接用電流値 ：１５０〜２００Ａ 加熱用電流値 ：１５Ａ以下 ワイヤ送給速度 ：約１００cm／min ＴＩＧトーチの走行速度：約９０mm／min 溶接層数 ：２層あるいは３層（図７参
照）
【００２０】実施例２ 本実施例は、プラズマアーク溶接装置の操作条件を除い
て実施例１と同じ条件で同様にして本発明方法を実施し
た。 ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：８０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７５〜１９０Ａ ベース電流値 ：１５５〜１７０Ａ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：２層（図７参照）
て実施例１と同じ条件で同様にして本発明方法を実施し
た。 ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：８０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７５〜１９０Ａ ベース電流値 ：１５５〜１７０Ａ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：２層（図７参照）
【００２１】実施例３ 実施例３では、オーステナイト系のステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４）製の呼び径４０インチの肉厚９mmの管を試料
とした。本実施例でも、実施例１同様に、突き合わせ部
の管外面に次のようなＶ開先を形成し、以下の条件で管
内側にプラズマアーク溶接を、管外側に開先部を埋める
ＴＩＧ溶接をそれぞれ施して周継ぎ手を数か所で形成
し、長尺の管を形成した。 １）Ｖ型開先の形状（図５参照） 角度θ ：９０° ギャップＧの間隔 ：０mm ルート部Ｌ1 の厚さ ：４mm 拡開部Ｌ2 の厚さ ：５mm ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件（初層
形成の条件） 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：３０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７５〜１９０Ａ ベース電流値 ：１５５〜１７５ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：３層（図７参照）
Ｓ３０４）製の呼び径４０インチの肉厚９mmの管を試料
とした。本実施例でも、実施例１同様に、突き合わせ部
の管外面に次のようなＶ開先を形成し、以下の条件で管
内側にプラズマアーク溶接を、管外側に開先部を埋める
ＴＩＧ溶接をそれぞれ施して周継ぎ手を数か所で形成
し、長尺の管を形成した。 １）Ｖ型開先の形状（図５参照） 角度θ ：９０° ギャップＧの間隔 ：０mm ルート部Ｌ1 の厚さ ：４mm 拡開部Ｌ2 の厚さ ：５mm ２）使用したプラズマアーク溶接装置の操作条件（初層
形成の条件） 溶接用電流 ： （図６参照） パルスの周期 ：３０Ｈｚ ピーク電流値 ：１７５〜１９０Ａ ベース電流値 ：１５５〜１７５ シールドガスの混合比率：ヘリウム２０容積％、水素５
容積％ 残部はアルゴン プラズマ溶接トーチの角度 ：４度の前進角 プラズマ溶接トーチの走行速度：約３００mm／min 溶接層数 ：３層（図７参照）
【００２２】３）使用したホットワイヤ式ＴＩＧ自動溶
接装置の操作条件 使用ワイヤ ：直径１mm 溶接用電流値 ：１５０〜２００Ａ 加熱用電流値 ：１５Ａ以下 ワイヤ送給速度 ：約１００cm／min ＴＩＧトーチの走行速度：約９０cm／min 溶接層数 ：３層（図７参照）
接装置の操作条件 使用ワイヤ ：直径１mm 溶接用電流値 ：１５０〜２００Ａ 加熱用電流値 ：１５Ａ以下 ワイヤ送給速度 ：約１００cm／min ＴＩＧトーチの走行速度：約９０cm／min 溶接層数 ：３層（図７参照）
【００２３】実施例１から実施例３で接合した周継ぎ手
を全数目視検査した結果、管の接合部の内側には良好な
裏波が各周継ぎ手の全周にわたり形成されていた。また
各周継ぎ手の全周についてＸ線写真を撮影して溶接内部
欠陥の有無を検査したところ、欠陥の発生はなく、極め
て良好な周継ぎ手を得ることができた。また、試験片を
採取して、引っ張り強度及び曲げ強度を試験したとこ
ろ、良好な試験結果を得た。
を全数目視検査した結果、管の接合部の内側には良好な
裏波が各周継ぎ手の全周にわたり形成されていた。また
各周継ぎ手の全周についてＸ線写真を撮影して溶接内部
欠陥の有無を検査したところ、欠陥の発生はなく、極め
て良好な周継ぎ手を得ることができた。また、試験片を
採取して、引っ張り強度及び曲げ強度を試験したとこ
ろ、良好な試験結果を得た。
【００２４】
【発明の効果】本発明方法によれば、固定した大径鋼管
の突き合わせ部の内面又は外面のいずれか一方に開先加
工を施し、特定のシールドガスと、特定周期でパルス化
溶接電流との下で、開先加工を施していない側で両鋼管
の突き合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施
し、次いで、他方の開先加工した側で両鋼管の突き合わ
せ部に非消耗電極式溶接法により開先部を埋める溶接を
施している。本発明方法によれば、特定した諸条件の相
乗効果により、全周にわたり良好な溶接品質を有する、
固定管の突き合わせ周継ぎ手を高い作業能率で形成する
ことができる。
の突き合わせ部の内面又は外面のいずれか一方に開先加
工を施し、特定のシールドガスと、特定周期でパルス化
溶接電流との下で、開先加工を施していない側で両鋼管
の突き合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施
し、次いで、他方の開先加工した側で両鋼管の突き合わ
せ部に非消耗電極式溶接法により開先部を埋める溶接を
施している。本発明方法によれば、特定した諸条件の相
乗効果により、全周にわたり良好な溶接品質を有する、
固定管の突き合わせ周継ぎ手を高い作業能率で形成する
ことができる。
【図１】本発明に係る固定管の周継ぎ手形成方法の一例
を実施している様子を示す管の横断面図である。
を実施している様子を示す管の横断面図である。
【図２】本発明方法を実施する際の開先の形状の一例を
示す管壁の断面図である。
示す管壁の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明方法
による溶接過程を示す模式的断面図である。
による溶接過程を示す模式的断面図である。
【図４】後退角を説明する図である。
【図５】実験例の開先形状を示す管壁の断面図である。
【図６】パルス化された溶接用電流の電流値と時間の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図７】実験例の溶接構造を示す模式的断面図である。
１２Ａ、Ｂ 接合する管 １４ プラズマ溶接トーチ １６ ＴＩＧトーチ
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 10/02 Ｂ２３Ｋ 10/02 Ａ // Ｂ２３Ｋ 101:06
Claims (3)
- 【請求項１】 固定した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手
を形成する際、 両鋼管の突き合わせ部の内面及び外面の少なくともいず
れか一方に開先加工を施した後に、両鋼管の突き合わせ
部を突き合わせ、 先ず、アルゴンとヘリウムと水素とからなるシールドガ
スと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期でパルス化した溶
接電流との下で、トーチの角度を４〜７度の前進角に維
持しつつ、開先加工を施していない側で両鋼管の突き合
わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施し、 次いで、他方の開先加工した側で両鋼管の突き合わせ部
に非消耗電極式溶接法により溶接を施して、開先部を埋
めることを特徴とする固定管の周継ぎ手形成方法。 - 【請求項２】 固定した大径鋼管の突き合わせ周継ぎ手
を形成する際、 両鋼管の突き合わせ部の管外側に開先加工を施した後
に、両鋼管の突き合わせ部を突き合わせ、 先ず、アルゴンとヘリウムと水素とからなるシールドガ
スと、３０Ｈｚから１１０Ｈｚの周期でパルス化した溶
接電流との下で、トーチの角度を４〜７度の前進角に維
持しつつ、開先加工を施していない管内側で両鋼管の突
き合わせ部にプラズマアーク溶接法により溶接を施し、 次いで、開先加工を施した管外側で両鋼管の突き合わせ
部にＴＩＧ自動溶接法又はプラズマ溶接法により溶接を
施して、開先部を埋めることを特徴とする固定管の周継
ぎ手形成方法。 - 【請求項３】 シールドガスとして使用する混合ガス
は、ヘリウムが１５〜２５容積％、水素が３〜７容積％
で、残部がアルゴンであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の固定管の周継ぎ手形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6937696A JPH09234563A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 固定管の周継ぎ手形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6937696A JPH09234563A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 固定管の周継ぎ手形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09234563A true JPH09234563A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=13400791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6937696A Pending JPH09234563A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 固定管の周継ぎ手形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09234563A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420974B2 (en) | 1997-03-20 | 2013-04-16 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| JP5753951B1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-07-22 | 岩谷産業株式会社 | Ｍｉｇブレージング用シールドガス |
| CN112372168A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-19 | 芜湖天航重工股份有限公司 | 风电塔筒的环焊方法 |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP6937696A patent/JPH09234563A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420974B2 (en) | 1997-03-20 | 2013-04-16 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| JP5753951B1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-07-22 | 岩谷産業株式会社 | Ｍｉｇブレージング用シールドガス |
| WO2015140985A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 岩谷産業株式会社 | Ｍｉｇブレージング用シールドガス |
| CN112372168A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-19 | 芜湖天航重工股份有限公司 | 风电塔筒的环焊方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0523615B1 (en) | Method of welding nickel or nickel alloy products | |
| DeRuntz | Assessing the benefits of surface tension transfer® welding to industry | |
| CN106903399A (zh) | X80以上钢级的高强度管道半自动焊接方法 | |
| JP5586182B2 (ja) | 突き合わせガスシールドアーク溶接継手および方法 | |
| CN108856989B (zh) | 熔化极mig焊在管道焊接中的打底方法 | |
| JP2000084665A (ja) | 立向下進肉盛溶接方法 | |
| CN112171016A (zh) | 一种奥氏体不锈钢nbg焊接工艺 | |
| CN108890092B (zh) | 熔化极mag焊焊接管板单面焊双面成型的方法 | |
| Majumdar | Underwater welding-present status and future scope | |
| JPH09234563A (ja) | 固定管の周継ぎ手形成方法 | |
| US4177373A (en) | Oscillating arc welding | |
| CN105195866B (zh) | 一种双金属复合管的管端全自动根焊方法 | |
| KR20120029650A (ko) | 배관 부재의 용접 방법 | |
| US6858813B1 (en) | Weld overlay system | |
| JPH0938770A (ja) | 固定管の周継ぎ手形成方法 | |
| JPH0252586B2 (ja) | ||
| JPH0919767A (ja) | 固定管の周継ぎ手接合方法 | |
| JP2833279B2 (ja) | 鋼管の溶接方法 | |
| JP2001179441A (ja) | 鋼管自動溶接方法 | |
| RU2787195C1 (ru) | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки толстостенных труб | |
| JPH0353068B2 (ja) | ||
| JPH0866774A (ja) | プラズマキーホール溶接方法 | |
| Dave et al. | Comparative Analysis of Regulated Metal Deposition (RMD) and Flux-Cored Arc Welding (FCAW) on 316LN Stainless Steel: Effects of Welding Parameters on Weld Bead Characteristics | |
| JPS58163574A (ja) | 溶接方法及び溶接装置 | |
| JPH0557072B2 (ja) |