JPH0333436B2 - - Google Patents
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- JPH0333436B2 JPH0333436B2 JP59095132A JP9513284A JPH0333436B2 JP H0333436 B2 JPH0333436 B2 JP H0333436B2 JP 59095132 A JP59095132 A JP 59095132A JP 9513284 A JP9513284 A JP 9513284A JP H0333436 B2 JPH0333436 B2 JP H0333436B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- welding
- wire
- current
- arc
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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
-
- 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
- B23K9/18—Submerged-arc welding
- B23K9/186—Submerged-arc welding making use of a consumable electrodes
- B23K9/188—Submerged-arc welding making use of a consumable electrodes making use of several electrodes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
本発明は多電極ワイヤを用いてサブマージアー
ク溶接を高速で行なう方法に関し、特にアークを
電磁気的に振動させて溶融池にかかるアーク力の
分散軽減を図ることによりサブマージアーク溶接
を一層高速で行なえる様にしたものである。 薄板のサブマージアーク溶接を高速で行なう場
合には多電極溶接法によることが有効とされ、こ
れまでに例えば２電極法であれば最高約150cm／
min、３電極法であれば最高約250cm／minまで
高速化が可能とされている。しかしより一層の高
速化を図つて溶接作業性を高めようとする産業界
の要請は非常に強く、従来の高速サブマージアー
ク溶接法ではその技術内容からして上記要請に十
分対応することができない状況にある。即ち多電
極方式においては溶接が高速化するにつれて電極
後方へ向かうアーク力が増加して溶融池の要鋼が
必要以上に後方へ流され、アンダーカツトやハン
ピング等の溶接欠陥を生じ易くなる。そこでこの
ような不都合の発生を未然に防止するためには溶
融池に作用するアーク力を分散軽減することが有
効な手段と考えられ、このような観点から従来で
は溶接ワイヤを機械的に振動する方法が実施され
ている。しかしこの方法ではワイヤを約10〜30Hz
という周波数で振動させるので、ワイヤ先端の溶
滴が強制的にふり落とされ、それがビードエツジ
のばりとして残つたり、あるいはワイヤがフラツ
クをかき分けるために溶鋼に有害な窒素が入り込
むという問題があり、そのために高速化の要請に
十分対応できない状況にあるという点については
上述したところである。 本発明者等はかかる状況に鑑み、ワイヤを機械
的に振動させなくとも溶融池にかかるアーク力を
分散軽減できるような手段を開発すべく研究を行
なつてきたが、所定強さの磁気力を利用してアー
クを電磁気的に振動させる事によつてより一層の
高速化を実現できる方法を完成しここに提供しよ
うとするものである。 しかしてこの様な本発明の多電極式高速サブマ
ージアーク溶接方法とは、少なくとも第２位以後
の電極ワイヤ下方に交番磁界を付与して、隣接先
行する電極のアークを溶接線と直交する水平方向
に振動させながら溶接すると共に、該電極ワイヤ
下方で測定される磁束密度値（単位：ガウス）
が、隣接先行する電極ワイヤの溶接電流値（単
位：アンペア）の少なくとも1/4以上の値となる
ように前記磁界の強度を維持しつつサブマージア
ーク溶接を行なう点に要旨を有するものである。 以下図面を参照しつつ本発明の構成及び作用効
果を具体的に説明する。第１図及び第２図は本発
明方法の原理説明図であり、理解の便のため２電
極法により高速サブマージアーク溶接を行なう場
合を示している。P1、P2は夫々先行電極及び後
行電極であり、１ａ，１ｂは夫々電極ワイヤで、
その先端部から発生するアーク６ａ，６ｂは溶接
方向（矢印Ａ方向）と反対の方向に放射されてい
る。その為に溶融池の溶鋼５は後方凝固面上に吹
き上げられ、前方に溶鋼不足を来たし、アンダー
カツトが起こり易くなる状況が形成される。そし
てこの状況はワイヤ先端間隔ｄが小さいときほど
両電極のアーク力が協調し易くなつて顕著な傾向
を示す。 ところが本発明では第２図に示す様に後行電極
ワイヤ１ｂの下方において先行電極P1のアーク
６ａを垂直方向に横切るような磁力線が作用する
磁界８を与えるので、アーク６ａはフレミングの
左手の法則に従つて紙面に直角方向（溶接線と直
角方向）に力を受け、溶接線を横切る方行へ偏向
させられる。この場合において磁力線の方向即ち
磁気ベクトルＨを常に一定として電流の方向即ち
電流ベクトルＩの向きを経時的に変化させれば、
アーク６ａは溶接線を横切る方向に振動されるこ
とになる。この場合先行の電極ワイヤ１ａは特に
強制的に振動させていないから、ワイヤ先端の溶
滴が強制的にふり落とされたり、フラツクスがワ
イヤによつてかき乱されるという心配はなくな
り、ビードエツジのばり発生や溶鋼へ窒素混入と
いつた外観及び構造上の溶接欠陥の発生は回避で
きる。 以上は先行電極のアークに対して後行電極の磁
界が作用する場合を説明したが、先行電極の下方
に磁界を直接作用させることにより、即ち自極下
で強く作用する磁界によつて自極のアークを直接
制御することも当然考えられる。しかし本発明は
高速溶接即ちアークが水平に近い状態で吹き流れ
ている場合の効果的な適用を意図しているので、
上述の様に後行電極下方に磁界を作用させるだけ
で目的は十分達せられ、しかもその方が先行電極
のアークを制御する上でより効果的である。 しかしながら後行電極P2の下方に磁界８を付
与するに当つては条件的に次の配慮が必要にな
る。即ち電極ワイヤ１ｂ先端において測定される
磁束密度値（単位：ガウス）が隣接先行する電極
ワイヤ１ａの溶接電流値（単位：アンペア）の少
なくとも1/4以上（両者を無名数化して比較、例
えば1000アンペアに対して250ガウス以上）とな
るようにしなければ電極ワイヤ１ｂ下のアーク６
ａを溶接線を横切る方向へ駆動する力を十分誘起
せしめ得ず、ひいてはアンダーカツト等の不都合
を排除する効果も期待できなくなる。 ただし、上記磁界強さを測定するにあたり「ワ
イヤ先端位置」を特定しなければならないが、そ
れは便宜上ワイヤが通常「ワイヤエクステンシヨ
ン」と呼ばれている長さ（ワイヤ方向に沿つた流
電チツプと鋼板面との距離）だけ突き出たときの
位置（たとえば第１図X1，X2点）とする。 又電極ワイヤ先端間隔ｌとの関係においても多
少の考慮を要する。即ちワイヤ先端間隔l1，2（第
１極目と第２極目の先端間隔）が短くなるほどア
ーク６ａ，６ｂの協調性が増し、溶鋼５がより後
方へ排斥駆動されるようになつて好ましくないの
で、ワイヤ先端間隔l1，2の減少程度に応じて磁界
８が強くなるという状態をつくることが好まし
い。本発明者等の実験ではワイヤ先端間隔値（単
位：mm）と磁束密度値（単位：ガウス）との積が
約3000以上（例えばその間隔が20mmの場合であれ
ば150ガウス以上）になるようにすれば、ワイヤ
先端間隔l1，2が短くなつてもアーク６ａ，６ｂの
協調性を増加させないことを確認している。 ところで電極ワイヤ１ｂ下方に磁界８を付与す
るには電極ワイヤ１ｂの周囲に外部磁界を形成す
ることが有効であるが、その具体的手段としては
下記の諸法を挙げることができる。即ち (1) 電極ワイヤ１ｂの周囲に電磁ソレノイドを設
ける方法。この場合、汎用のワイヤガイドノズ
ル（図示していない）周囲に電磁ソレノイドを
設けるようにすれば電極間隔の狭い多電極溶接
においても特別なスペースを必要としないので
装置設計上好ましい。 (2) (1)の構成において電極ワイヤガイドノズルを
鉄又は鉄合金等の強磁性体とし、その周囲に電
磁ソレノイドを設ける方法。このようにする
と、上記ノズルが鉄心として作用することによ
つて電極ワイヤ１ｂ下方への磁束の集中がより
効果的に行われるため、該ノズルをたとえば弱
磁性体の銅で製作した場合に比べ電磁ソレノイ
ドに要求される励磁強さが小さくてすむ。従つ
て電磁ソレノイドの小型化が可能で、電極間隔
のより狭い多電極溶接にも容易に適用すること
ができる。 (3) 電極ワイヤガイドノズルを適当な磁力を有す
る永久磁石により構成する方法。 この方法によれば、溶接条件がほぼきまつて
いる場合、特に電磁コイルを用いることなく、
アークに対して必要な磁界を及ぼすことがで
き、励磁電源装置やスイツチ投入操作を省略す
ることができる。 (4) 電極ワイヤガイドノズルを永久磁石とし、そ
の周囲にさらに電磁ソレノイドを設ける方法。 この方法によれば同じ磁力を得るにも電磁ソ
レノイドの励磁能力を上記(1)或いは(2)の場合よ
り低めることもでき電磁ソレノイドをさらに小
型化できるという利点がある。 尚上記(1)〜(4)のいずれかの方法により励起され
た磁気を電極ワイヤ１ｂ先端まで効率良く導くた
めには電磁ソレノイド、磁心たるワイヤガイドノ
ズル、永久磁石等をできるだけ電極ワイヤ１ｂ先
端付近まで延設することが望ましいことは言うま
でもない。ところが電極ワイヤ１ｂ先端からは、
超高温のアークが発生しており、又溶融池からは
高温の輻射熱、ガスが放出されているので電極ワ
イヤ１ｂ先端に近づけるにしても限度がある。そ
こで実施に際してはワイヤガイドノズルの先端に
装着される通電チツプ２ｂ（通常銅合金で造られ、
使い捨てにされる）として鉄又は鉄合金製のもの
を使用するのが便利である。この場合ワイヤへの
通電性及び鉄スパツタの溶着防止等を考慮して通
電チツプ２ｂに銅めつき、浸銅処理、耐熱合金溶
射処理等を施したり、また鉄もしくは鉄合金製の
通電チツプ２ｂの先端部外周を鋼もしくは鋼合金
製のもので覆つたような複合構造体とすることも
可能である。 尚本発明の原理からすれば電極ワイヤ１ｂ先端
及びその近傍における磁界は必ずしも一方向であ
る必要はなく、交番磁界を利用する場合には交流
電磁石の直流アークを用いることにより所期の目
的を十分達成することができる。但しこの場合、
上述の(4)の磁界形成方法は採用できない。 又アーク電流として例えば50乃至60Hzという商
用周波数電流を使用する場合には、励磁電流とし
て直流の代わりに50Hzより周波数の低い交流を使
用することができる。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第３図に示す様に第１電極（先行極）及び第２
電極（後行極）を鉛直線に対して溶接方向と反対
方向に夫々4゜と20゜傾け4.0mmφの軟鋼ワイヤ及び
SiO2−MnO系フラツクスを使用して２電極式サ
ブマージアーク溶接法により第４図で示される開
先形状を有する軟鋼板４の両面ワンパス溶接を行
なつた。その際第２電極１ｂに電磁ソレノイド１
０を使用して下記条件のもとで溶接を行ない、ワ
イヤ先端における磁界強さとビードの状態との関
係を調べた。但し溶接電流には50Hzの交流を、又
励磁電流には直流を使用した。結果は第１表に示
す通りであるが、通電チツプ２ａ，２ｂとしては
銅合金製で長さ30mmのものを使用し、又鋼板面に
おける第１電極１ａと第２電極１ｂとの間隔l1，2
は15mmとした。 〔溶接条件〕 第１電極：900×36V 第２電極：700×42V 溶接速度：170cm／min
ク溶接を高速で行なう方法に関し、特にアークを
電磁気的に振動させて溶融池にかかるアーク力の
分散軽減を図ることによりサブマージアーク溶接
を一層高速で行なえる様にしたものである。 薄板のサブマージアーク溶接を高速で行なう場
合には多電極溶接法によることが有効とされ、こ
れまでに例えば２電極法であれば最高約150cm／
min、３電極法であれば最高約250cm／minまで
高速化が可能とされている。しかしより一層の高
速化を図つて溶接作業性を高めようとする産業界
の要請は非常に強く、従来の高速サブマージアー
ク溶接法ではその技術内容からして上記要請に十
分対応することができない状況にある。即ち多電
極方式においては溶接が高速化するにつれて電極
後方へ向かうアーク力が増加して溶融池の要鋼が
必要以上に後方へ流され、アンダーカツトやハン
ピング等の溶接欠陥を生じ易くなる。そこでこの
ような不都合の発生を未然に防止するためには溶
融池に作用するアーク力を分散軽減することが有
効な手段と考えられ、このような観点から従来で
は溶接ワイヤを機械的に振動する方法が実施され
ている。しかしこの方法ではワイヤを約10〜30Hz
という周波数で振動させるので、ワイヤ先端の溶
滴が強制的にふり落とされ、それがビードエツジ
のばりとして残つたり、あるいはワイヤがフラツ
クをかき分けるために溶鋼に有害な窒素が入り込
むという問題があり、そのために高速化の要請に
十分対応できない状況にあるという点については
上述したところである。 本発明者等はかかる状況に鑑み、ワイヤを機械
的に振動させなくとも溶融池にかかるアーク力を
分散軽減できるような手段を開発すべく研究を行
なつてきたが、所定強さの磁気力を利用してアー
クを電磁気的に振動させる事によつてより一層の
高速化を実現できる方法を完成しここに提供しよ
うとするものである。 しかしてこの様な本発明の多電極式高速サブマ
ージアーク溶接方法とは、少なくとも第２位以後
の電極ワイヤ下方に交番磁界を付与して、隣接先
行する電極のアークを溶接線と直交する水平方向
に振動させながら溶接すると共に、該電極ワイヤ
下方で測定される磁束密度値（単位：ガウス）
が、隣接先行する電極ワイヤの溶接電流値（単
位：アンペア）の少なくとも1/4以上の値となる
ように前記磁界の強度を維持しつつサブマージア
ーク溶接を行なう点に要旨を有するものである。 以下図面を参照しつつ本発明の構成及び作用効
果を具体的に説明する。第１図及び第２図は本発
明方法の原理説明図であり、理解の便のため２電
極法により高速サブマージアーク溶接を行なう場
合を示している。P1、P2は夫々先行電極及び後
行電極であり、１ａ，１ｂは夫々電極ワイヤで、
その先端部から発生するアーク６ａ，６ｂは溶接
方向（矢印Ａ方向）と反対の方向に放射されてい
る。その為に溶融池の溶鋼５は後方凝固面上に吹
き上げられ、前方に溶鋼不足を来たし、アンダー
カツトが起こり易くなる状況が形成される。そし
てこの状況はワイヤ先端間隔ｄが小さいときほど
両電極のアーク力が協調し易くなつて顕著な傾向
を示す。 ところが本発明では第２図に示す様に後行電極
ワイヤ１ｂの下方において先行電極P1のアーク
６ａを垂直方向に横切るような磁力線が作用する
磁界８を与えるので、アーク６ａはフレミングの
左手の法則に従つて紙面に直角方向（溶接線と直
角方向）に力を受け、溶接線を横切る方行へ偏向
させられる。この場合において磁力線の方向即ち
磁気ベクトルＨを常に一定として電流の方向即ち
電流ベクトルＩの向きを経時的に変化させれば、
アーク６ａは溶接線を横切る方向に振動されるこ
とになる。この場合先行の電極ワイヤ１ａは特に
強制的に振動させていないから、ワイヤ先端の溶
滴が強制的にふり落とされたり、フラツクスがワ
イヤによつてかき乱されるという心配はなくな
り、ビードエツジのばり発生や溶鋼へ窒素混入と
いつた外観及び構造上の溶接欠陥の発生は回避で
きる。 以上は先行電極のアークに対して後行電極の磁
界が作用する場合を説明したが、先行電極の下方
に磁界を直接作用させることにより、即ち自極下
で強く作用する磁界によつて自極のアークを直接
制御することも当然考えられる。しかし本発明は
高速溶接即ちアークが水平に近い状態で吹き流れ
ている場合の効果的な適用を意図しているので、
上述の様に後行電極下方に磁界を作用させるだけ
で目的は十分達せられ、しかもその方が先行電極
のアークを制御する上でより効果的である。 しかしながら後行電極P2の下方に磁界８を付
与するに当つては条件的に次の配慮が必要にな
る。即ち電極ワイヤ１ｂ先端において測定される
磁束密度値（単位：ガウス）が隣接先行する電極
ワイヤ１ａの溶接電流値（単位：アンペア）の少
なくとも1/4以上（両者を無名数化して比較、例
えば1000アンペアに対して250ガウス以上）とな
るようにしなければ電極ワイヤ１ｂ下のアーク６
ａを溶接線を横切る方向へ駆動する力を十分誘起
せしめ得ず、ひいてはアンダーカツト等の不都合
を排除する効果も期待できなくなる。 ただし、上記磁界強さを測定するにあたり「ワ
イヤ先端位置」を特定しなければならないが、そ
れは便宜上ワイヤが通常「ワイヤエクステンシヨ
ン」と呼ばれている長さ（ワイヤ方向に沿つた流
電チツプと鋼板面との距離）だけ突き出たときの
位置（たとえば第１図X1，X2点）とする。 又電極ワイヤ先端間隔ｌとの関係においても多
少の考慮を要する。即ちワイヤ先端間隔l1，2（第
１極目と第２極目の先端間隔）が短くなるほどア
ーク６ａ，６ｂの協調性が増し、溶鋼５がより後
方へ排斥駆動されるようになつて好ましくないの
で、ワイヤ先端間隔l1，2の減少程度に応じて磁界
８が強くなるという状態をつくることが好まし
い。本発明者等の実験ではワイヤ先端間隔値（単
位：mm）と磁束密度値（単位：ガウス）との積が
約3000以上（例えばその間隔が20mmの場合であれ
ば150ガウス以上）になるようにすれば、ワイヤ
先端間隔l1，2が短くなつてもアーク６ａ，６ｂの
協調性を増加させないことを確認している。 ところで電極ワイヤ１ｂ下方に磁界８を付与す
るには電極ワイヤ１ｂの周囲に外部磁界を形成す
ることが有効であるが、その具体的手段としては
下記の諸法を挙げることができる。即ち (1) 電極ワイヤ１ｂの周囲に電磁ソレノイドを設
ける方法。この場合、汎用のワイヤガイドノズ
ル（図示していない）周囲に電磁ソレノイドを
設けるようにすれば電極間隔の狭い多電極溶接
においても特別なスペースを必要としないので
装置設計上好ましい。 (2) (1)の構成において電極ワイヤガイドノズルを
鉄又は鉄合金等の強磁性体とし、その周囲に電
磁ソレノイドを設ける方法。このようにする
と、上記ノズルが鉄心として作用することによ
つて電極ワイヤ１ｂ下方への磁束の集中がより
効果的に行われるため、該ノズルをたとえば弱
磁性体の銅で製作した場合に比べ電磁ソレノイ
ドに要求される励磁強さが小さくてすむ。従つ
て電磁ソレノイドの小型化が可能で、電極間隔
のより狭い多電極溶接にも容易に適用すること
ができる。 (3) 電極ワイヤガイドノズルを適当な磁力を有す
る永久磁石により構成する方法。 この方法によれば、溶接条件がほぼきまつて
いる場合、特に電磁コイルを用いることなく、
アークに対して必要な磁界を及ぼすことがで
き、励磁電源装置やスイツチ投入操作を省略す
ることができる。 (4) 電極ワイヤガイドノズルを永久磁石とし、そ
の周囲にさらに電磁ソレノイドを設ける方法。 この方法によれば同じ磁力を得るにも電磁ソ
レノイドの励磁能力を上記(1)或いは(2)の場合よ
り低めることもでき電磁ソレノイドをさらに小
型化できるという利点がある。 尚上記(1)〜(4)のいずれかの方法により励起され
た磁気を電極ワイヤ１ｂ先端まで効率良く導くた
めには電磁ソレノイド、磁心たるワイヤガイドノ
ズル、永久磁石等をできるだけ電極ワイヤ１ｂ先
端付近まで延設することが望ましいことは言うま
でもない。ところが電極ワイヤ１ｂ先端からは、
超高温のアークが発生しており、又溶融池からは
高温の輻射熱、ガスが放出されているので電極ワ
イヤ１ｂ先端に近づけるにしても限度がある。そ
こで実施に際してはワイヤガイドノズルの先端に
装着される通電チツプ２ｂ（通常銅合金で造られ、
使い捨てにされる）として鉄又は鉄合金製のもの
を使用するのが便利である。この場合ワイヤへの
通電性及び鉄スパツタの溶着防止等を考慮して通
電チツプ２ｂに銅めつき、浸銅処理、耐熱合金溶
射処理等を施したり、また鉄もしくは鉄合金製の
通電チツプ２ｂの先端部外周を鋼もしくは鋼合金
製のもので覆つたような複合構造体とすることも
可能である。 尚本発明の原理からすれば電極ワイヤ１ｂ先端
及びその近傍における磁界は必ずしも一方向であ
る必要はなく、交番磁界を利用する場合には交流
電磁石の直流アークを用いることにより所期の目
的を十分達成することができる。但しこの場合、
上述の(4)の磁界形成方法は採用できない。 又アーク電流として例えば50乃至60Hzという商
用周波数電流を使用する場合には、励磁電流とし
て直流の代わりに50Hzより周波数の低い交流を使
用することができる。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第３図に示す様に第１電極（先行極）及び第２
電極（後行極）を鉛直線に対して溶接方向と反対
方向に夫々4゜と20゜傾け4.0mmφの軟鋼ワイヤ及び
SiO2−MnO系フラツクスを使用して２電極式サ
ブマージアーク溶接法により第４図で示される開
先形状を有する軟鋼板４の両面ワンパス溶接を行
なつた。その際第２電極１ｂに電磁ソレノイド１
０を使用して下記条件のもとで溶接を行ない、ワ
イヤ先端における磁界強さとビードの状態との関
係を調べた。但し溶接電流には50Hzの交流を、又
励磁電流には直流を使用した。結果は第１表に示
す通りであるが、通電チツプ２ａ，２ｂとしては
銅合金製で長さ30mmのものを使用し、又鋼板面に
おける第１電極１ａと第２電極１ｂとの間隔l1，2
は15mmとした。 〔溶接条件〕 第１電極：900×36V 第２電極：700×42V 溶接速度：170cm／min
第１電極：1200A×34V
第２電極：900A×42V
第３電極：700A×44V
溶接速度：330cm／min
【表】
実施例 ３
アンダーカツトの発生状態と電極ワイヤ間隔、
溶接電流、磁束密度の関係を調べるために第３電
極に電磁ソレノイドを付して３電極式サブマージ
アーク溶接を行なつた。この場合電磁ソレノイド
のコアを軟鋼製とし、ワイヤガイドノズルを兼用
させた。又第３電極の通電チツプとしては第５図
ｂで示されるような軟鋼部２７とクロム銅部２８
の複合体構造のものを使用すると共に、4.0mmφ
の軟鋼製ワイヤ及びSiO2−Al2O3−CaO−TiO2
−CaF2系フラツクスを使用した。そして溶接電
流には50Hzの交流を励磁電流には直流を使用し、
深さ３mmの90゜溝を両面に有する９mm厚の軟鋼板
を下記条件のもとで溶接してアンダーカツト発生
の有無を調べた。但し第１、第２、第３電極の傾
きは夫夫2゜、12゜、24゜傾き方向は実施例１と同じ
であり、通電チツプと鋼板面との間隔は第１、第
２電極が30mm、第３電極が25mmである。結果は第
３表に示す通りである。 〔溶接条件〕 Ａ第１電極：900A×35V 第２電極：600A×40V 第３電極：500A×45V 溶接速度：300cm／min Ｂ第１電極：1000A×35V 第２電極：800A×40V 第３電極：650A×45V 溶接速度：360cm／min
溶接電流、磁束密度の関係を調べるために第３電
極に電磁ソレノイドを付して３電極式サブマージ
アーク溶接を行なつた。この場合電磁ソレノイド
のコアを軟鋼製とし、ワイヤガイドノズルを兼用
させた。又第３電極の通電チツプとしては第５図
ｂで示されるような軟鋼部２７とクロム銅部２８
の複合体構造のものを使用すると共に、4.0mmφ
の軟鋼製ワイヤ及びSiO2−Al2O3−CaO−TiO2
−CaF2系フラツクスを使用した。そして溶接電
流には50Hzの交流を励磁電流には直流を使用し、
深さ３mmの90゜溝を両面に有する９mm厚の軟鋼板
を下記条件のもとで溶接してアンダーカツト発生
の有無を調べた。但し第１、第２、第３電極の傾
きは夫夫2゜、12゜、24゜傾き方向は実施例１と同じ
であり、通電チツプと鋼板面との間隔は第１、第
２電極が30mm、第３電極が25mmである。結果は第
３表に示す通りである。 〔溶接条件〕 Ａ第１電極：900A×35V 第２電極：600A×40V 第３電極：500A×45V 溶接速度：300cm／min Ｂ第１電極：1000A×35V 第２電極：800A×40V 第３電極：650A×45V 溶接速度：360cm／min
【表】
ことを示す。
上記第１〜第３表から明らかな様に実施例１か
ら実施例３のいずれの実施例においても第２位以
後の電極下方での磁束密度（単位：ガウス）が隣
接先行電極の溶接電流値（単位：アンペア）の少
なくとも1/4以上あればアンダーカツトの発生は
全く見られない。 実施例 ４ 通電チツプとして鋼部を有する銅・鋼複合構造
体のものを使用し、ワイヤ励磁能力及び耐熱性を
調べた。但し通電チツプとしては第５図ａ〜ｃで
示されるものを用意した。図中２１，２５，２９
はワイヤ通過孔、２２，２６，３０は接続ねじ
部、２３，２７，３１は鋼部、２４，２８は銅
部、３２は銅めつき部である。まず励磁能力即ち
磁界強さの向上を確認するため実施例１の実験番
号１−３において通電チツプを上記ａ〜ｃのもの
と交換して実施した結果、ワイヤ先端において
夫々1300、1700、1500ガウスと著しく向上するこ
とが認められた。 次に実施例１の条件により、上記ａ〜ｃの通電
チツプをこれらチツプ先端が鋼板面から30mmとな
るように第２電極に取付けて100ｍ連続溶接した
結果、通電特性、溶損度等はいずれも通常の銅合
金製のものに比べて見劣りすることはなかつた。 本発明は以上の様に構成されるが、要はワイヤ
を機械的に振動させずに所定強さの磁気力を利用
してアークを電磁気的に振動させて溶融池にかか
るアーク力の分散軽減を図るようにしたので、溶
接部の品質を何ら損うことなくサブマージアーク
溶接をより一層高速で行なえる様になつた。
上記第１〜第３表から明らかな様に実施例１か
ら実施例３のいずれの実施例においても第２位以
後の電極下方での磁束密度（単位：ガウス）が隣
接先行電極の溶接電流値（単位：アンペア）の少
なくとも1/4以上あればアンダーカツトの発生は
全く見られない。 実施例 ４ 通電チツプとして鋼部を有する銅・鋼複合構造
体のものを使用し、ワイヤ励磁能力及び耐熱性を
調べた。但し通電チツプとしては第５図ａ〜ｃで
示されるものを用意した。図中２１，２５，２９
はワイヤ通過孔、２２，２６，３０は接続ねじ
部、２３，２７，３１は鋼部、２４，２８は銅
部、３２は銅めつき部である。まず励磁能力即ち
磁界強さの向上を確認するため実施例１の実験番
号１−３において通電チツプを上記ａ〜ｃのもの
と交換して実施した結果、ワイヤ先端において
夫々1300、1700、1500ガウスと著しく向上するこ
とが認められた。 次に実施例１の条件により、上記ａ〜ｃの通電
チツプをこれらチツプ先端が鋼板面から30mmとな
るように第２電極に取付けて100ｍ連続溶接した
結果、通電特性、溶損度等はいずれも通常の銅合
金製のものに比べて見劣りすることはなかつた。 本発明は以上の様に構成されるが、要はワイヤ
を機械的に振動させずに所定強さの磁気力を利用
してアークを電磁気的に振動させて溶融池にかか
るアーク力の分散軽減を図るようにしたので、溶
接部の品質を何ら損うことなくサブマージアーク
溶接をより一層高速で行なえる様になつた。
第１図及び第２図は本発明方法の原理説明図、
第３図〜第５図は実施例条件説明図である。 P1……先行電極、P2……後行電極、１ａ，１
ｂ……電極ワイヤ、２ａ，２ｂ……通電チツプ、
４……鋼板、５……溶鋼、６ａ，６ｂ……アー
ク、７……溶接金属、８……磁界、Ｈ……磁気ベ
クトル、Ｉ……電流ベクトル。
第３図〜第５図は実施例条件説明図である。 P1……先行電極、P2……後行電極、１ａ，１
ｂ……電極ワイヤ、２ａ，２ｂ……通電チツプ、
４……鋼板、５……溶鋼、６ａ，６ｂ……アー
ク、７……溶接金属、８……磁界、Ｈ……磁気ベ
クトル、Ｉ……電流ベクトル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電極ワイヤ下方で測定される磁束密度値（単
位：ガウス）ならびに隣接先行する電極における
溶接電流値（単位：アンペア）をそれぞれ無名数
化したものが、下記条件を満たすように少なくと
も２極目以降の電極ワイヤ下方に交番磁界を付与
して、隣接先行する電極のアークを溶接線と直交
する水平方向に振動させながら溶接することを特
徴とする多電極式高速サブマージアーク溶接方
法。 溶接電流値／磁束密度値≦４
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9513284A JPS60240382A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 多電極式高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9513284A JPS60240382A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 多電極式高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60240382A JPS60240382A (ja) | 1985-11-29 |
| JPH0333436B2 true JPH0333436B2 (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=14129291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9513284A Granted JPS60240382A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 多電極式高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60240382A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533833A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-10 | Nippon Steel Corp | High speed inclined position submerged arc welding method |
-
1984
- 1984-05-12 JP JP9513284A patent/JPS60240382A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60240382A (ja) | 1985-11-29 |
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