JP2010179353A - Gas-shield arc welding method - Google Patents
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Abstract
【課題】亜鉛を含むめっき鋼鈑の溶接において、ブローホールやピットなどの発生を効果的に抑制することのできるガスシールドアーク溶接方法を提供する。
【解決手段】本発明によって提供されるガスシールドアーク溶接方法は、亜鉛めっき鋼板である溶接母材Ｐ１，Ｐ２と溶接ワイヤＷとの間にアークＡＣを発生させるとともに、コンタクトチップ３２を囲うように溶接母材Ｐ１，Ｐ２に対してシールドガスＳＧを噴出させるガスシールドアーク溶接方法であって、シールドガスＳＧには、主成分ガスにオゾンが添加された混合ガスが用いられる。
【選択図】図１The present invention provides a gas shielded arc welding method capable of effectively suppressing the occurrence of blow holes and pits in welding of a plated steel sheet containing zinc.
A gas shielded arc welding method provided by the present invention generates an arc AC between welding base materials P1 and P2, which are galvanized steel plates, and a welding wire W, and surrounds a contact tip 32. This is a gas shielded arc welding method in which a shielding gas SG is ejected to the welding base materials P1 and P2, and a mixed gas in which ozone is added to the main component gas is used as the shielding gas SG.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、たとえば亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法に関する。 The present invention relates to a gas shielded arc welding method for, for example, a galvanized steel sheet.
従来、たとえば亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れていることから、自動車のボデーや住宅などの建材などに広く利用されている。亜鉛めっき鋼板からなる溶接母材を溶接する溶接方法としては、溶接母材と電極との間に生じるアークを大気から遮蔽するためのシールドガスを用いたガスシールドアーク溶接方法がある。 Conventionally, for example, a galvanized steel sheet is widely used for building materials such as automobile bodies and houses because of its excellent corrosion resistance. As a welding method for welding a welding base material made of a galvanized steel sheet, there is a gas shield arc welding method using a shielding gas for shielding an arc generated between the welding base material and an electrode from the atmosphere.
ガスシールドアーク溶接方法においては、アーク溶接時に高温のアーク熱によって亜鉛めっき鋼板に含まれる亜鉛が溶融し、溶融した亜鉛が急激に沸騰する現象（以下、「突沸」という）が生じる。そして、突沸した亜鉛が蒸気となって飛散するといった吹き上げが生じ、これによりビード上にピット（表面欠陥）が発生する。また、飛散した蒸気が溶融金属中に残存することがあり、これによりブローホール（気孔）が発生する。そのため、たとえば重ね継手においては、ピットやブローホールによって溶接母材同士の接合部の強度が低下するといった問題がある。 In the gas shielded arc welding method, the zinc contained in the galvanized steel sheet is melted by high-temperature arc heat during arc welding, and a phenomenon that the molten zinc rapidly boils (hereinafter referred to as “sudden boiling”) occurs. Then, blow-up occurs such that bumped zinc is scattered as vapor, and pits (surface defects) are generated on the beads. Further, the scattered vapor may remain in the molten metal, thereby generating blow holes (pores). Therefore, for example, in a lap joint, there exists a problem that the intensity | strength of the junction part of welding base materials falls by a pit or a blowhole.
特許文献１には、シールドガスとしてアルゴンガスと少量の酸素ガスとからなる混合ガスが用いられた技術が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、亜鉛めっき鋼板に含まれる亜鉛をシールドガス中の酸素ガスによって酸化させ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を形成することにより、亜鉛蒸気の突沸を抑えるようにしている。一般に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の昇華点は１７２５℃程度であり、ガスシールドアーク溶接時に亜鉛めっき鋼板が溶融しても上記昇華点に達することはない。そのため、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が形成されることによって、亜鉛蒸気の突沸をある程度抑制することができる。 Patent Document 1 describes a technique in which a mixed gas composed of argon gas and a small amount of oxygen gas is used as a shielding gas. According to the technique described in Patent Document 1, zinc contained in a galvanized steel sheet is oxidized by oxygen gas in a shield gas to form zinc oxide (ZnO), thereby suppressing bumping of zinc vapor. . In general, the sublimation point of zinc oxide (ZnO) is about 1725 ° C. Even if the galvanized steel sheet is melted during gas shielded arc welding, the sublimation point is not reached. Therefore, by forming zinc oxide (ZnO), bumping of zinc vapor can be suppressed to some extent.
しかしながら、亜鉛のめっき量が比較的大の亜鉛めっき鋼板をアーク溶接する場合には、アルゴンガスに酸素ガスを混合させたシールドガスを用いたとしても、溶融金属中に混入した亜鉛を十分に酸化させることはできない場合がある。そのため、亜鉛蒸気の突沸を十分に抑えることができず、なおもブローホールやピットが発生するといった問題点があった。 However, when arc welding a galvanized steel sheet with a relatively large amount of zinc plating, the zinc mixed in the molten metal is sufficiently oxidized even if a shield gas in which oxygen gas is mixed with argon gas is used. It may not be possible. For this reason, the bumping of zinc vapor cannot be sufficiently suppressed, and there is still a problem that blow holes and pits are generated.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、少なくとも亜鉛が含まれためっき鋼鈑のアーク溶接において、ブローホールやピットなどの発生を効果的に抑制することのできるガスシールドアーク溶接方法を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and can effectively suppress the occurrence of blow holes, pits, etc. in arc welding of a plated steel sheet containing at least zinc. It is an object of the present invention to provide a gas shielded arc welding method.
本発明によって提供されるガスシールドアーク溶接方法は、少なくとも亜鉛が含まれためっき鋼板からなる溶接母材と電極との間にアークを発生させるとともに、上記電極を囲うように上記溶接母材に対してシールドガスを噴出させるガスシールドアーク溶接方法であって、上記シールドガスには、主成分ガスにオゾンが添加された混合ガスが用いられることを特徴としている。 The gas shielded arc welding method provided by the present invention generates an arc between a welding base material made of a plated steel sheet containing at least zinc and an electrode, and surrounds the electrode with respect to the welding base material. A gas shielded arc welding method in which a shielding gas is jetted, wherein the shielding gas is a mixed gas in which ozone is added to a main component gas.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記オゾンの添加率は、２００〜１０００ｐｐｍである。 In preferable embodiment of this invention, the addition rate of the said ozone is 200-1000 ppm.
このような構成によれば、亜鉛が含まれためっき鋼鈑のアーク溶接においては、アーク溶接時のアーク熱などによってシールドガスに含まれるオゾン（Ｏ3）が単原子の酸素（Ｏ）の状態となり、この単原子の酸素（Ｏ）と溶融金属中に含まれる亜鉛とが結合し、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が形成される。そのため、溶融金属中に含まれる亜鉛のほとんどを酸化させることができ、亜鉛蒸気の突沸を抑制することができる。したがって、ブローホールやピットの発生を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, in arc welding of a plated steel sheet containing zinc, ozone (O 3 ) contained in the shielding gas due to arc heat during arc welding is in a state of monoatomic oxygen (O). Thus, this monoatomic oxygen (O) and zinc contained in the molten metal are combined to form zinc oxide (ZnO). Therefore, most of zinc contained in the molten metal can be oxidized, and bumping of zinc vapor can be suppressed. Therefore, the occurrence of blow holes and pits can be effectively suppressed.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１は、本発明にかかるガスシールドアーク溶接方法が適用される溶接装置のシステム構成を示す図である。溶接装置Ａは、亜鉛めっき鋼板としての溶接母材Ｐ１，Ｐ２に対してガスシールドアーク溶接を施すための装置である。溶接装置Ａは、溶接電源１、ガスボンベ２、溶接トーチ３およびワイヤ送給機構４などを備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a welding apparatus to which a gas shielded arc welding method according to the present invention is applied. The welding apparatus A is an apparatus for performing gas shield arc welding on the welding base materials P1 and P2 as galvanized steel sheets. The welding apparatus A includes a welding power source 1, a gas cylinder 2, a welding torch 3, a wire feeding mechanism 4, and the like.
図１では、たとえば溶接母材Ｐ１，Ｐ２を重ね合わせて溶接する重ね継手の隅肉溶接を一例として記載している。すなわち、この隅肉溶接では、図１における紙面の奥行き方向または手前方向に溶接トーチ３が直線移動して、２つの溶接母材Ｐ１，Ｐ２の略直交する２つの面の隅に溶接が行われる。なお、このガスシールドアーク溶接方法が用いられる溶接継手の形態は、上記した重ね継手に限るものではなく、たとえば突合せ継手またはＴ字継手などにこのガスシールドアーク溶接方法が用いられてもよい。 In FIG. 1, for example, fillet welding of a lap joint in which welding base materials P1 and P2 are overlapped and welded is described as an example. That is, in this fillet welding, the welding torch 3 moves linearly in the depth direction or the near side of the paper surface in FIG. . In addition, the form of the welded joint in which this gas shielded arc welding method is used is not limited to the above-described lap joint, and for example, this gas shielded arc welding method may be used for a butt joint or a T-shaped joint.
また、このガスシールドアーク溶接が実施される溶接母材Ｐ１，Ｐ２としては、少なくとも亜鉛が含まれためっき鋼板であればよく、たとえばアルミニウムやマグネシウムなどが含まれる合金がめっきされためっき鋼板であってもよい。 Further, the welding base materials P1 and P2 on which this gas shield arc welding is performed may be a plated steel plate containing at least zinc, for example, a plated steel plate plated with an alloy containing aluminum or magnesium. May be.
溶接電源１は、溶接母材Ｐ１，Ｐ２をアーク溶接するための溶接電圧を発生させるとともに、シールドガスＳＧを溶接トーチ３に供給するためのものである。溶接電源１は、電源主回路１１、ガス流量設定回路１２、およびガス流量調整器１３などを備えている。溶接電源１には、２つの電極（図示略）が設けられており、その一方が溶接トーチ３に設けられたコンタクトチップ３２（後述）を介して溶接ワイヤＷに導通しており、他方が溶接母材Ｐ１に導通している。 The welding power source 1 is for generating a welding voltage for arc welding the welding base materials P1 and P2 and for supplying a shielding gas SG to the welding torch 3. The welding power source 1 includes a power source main circuit 11, a gas flow rate setting circuit 12, a gas flow rate adjuster 13, and the like. The welding power source 1 is provided with two electrodes (not shown), one of which is connected to the welding wire W via a contact tip 32 (described later) provided on the welding torch 3 and the other is welded. It is electrically connected to the base material P1.
電源主回路１１は、溶接電圧として直流のアーク電圧を発生させるための直流電源回路である。電源主回路１１には、図略のガバナ回路が含まれており、このガバナ回路は、ワイヤ送給速度指令信号Ｗｆによってワイヤ送給モータ４２を駆動させるものである。ガス流量設定回路１２は、たとえば電源主回路１１から出力される電流信号Ｉｄに応じてガス流量調整器１３に対してガス流量設定信号Ｆｓを伝達するものである。ガス流量調整器１３は、ガスボンベ２から供給されるシールドガスＳＧの流量をガス流量設定信号Ｆｓにしたがって調整するものである。ガス流量調整器１３は、たとえば金属製のダイヤフラム（図略）を有する流量調整弁によって構成される。なお、ガス流量調整器１３は、溶接電源１とは別の機器として構成されてもよい。 The power supply main circuit 11 is a DC power supply circuit for generating a DC arc voltage as a welding voltage. The power supply main circuit 11 includes an unillustrated governor circuit, and this governor circuit drives the wire feed motor 42 by the wire feed speed command signal Wf. The gas flow rate setting circuit 12 transmits the gas flow rate setting signal Fs to the gas flow rate regulator 13 in accordance with the current signal Id output from the power source main circuit 11, for example. The gas flow rate adjuster 13 adjusts the flow rate of the shield gas SG supplied from the gas cylinder 2 according to the gas flow rate setting signal Fs. The gas flow rate regulator 13 is constituted by a flow rate regulating valve having, for example, a metal diaphragm (not shown). The gas flow regulator 13 may be configured as a device different from the welding power source 1.
ガスボンベ２は、溶接トーチ３にシールドガスＳＧを供給するためのものであり、予め所望の混合ガスとしてのシールドガスＳＧが注入されている。本実施形態では、シールドガスＳＧには、主成分ガスとして一般的に用いられるアルゴンガスに、微量のオゾンが添加された混合ガスが用いられている。このシールドガスＳＧにおけるオゾンの添加率は、たとえば２００〜１０００ｐｐｍとされている。オゾンの添加率は、後述するように、アーク溶接が実施された際に、亜鉛蒸気の吹き上げが生じない程度の値とされており、実験などにより求められた値である。 The gas cylinder 2 is for supplying the shielding gas SG to the welding torch 3 and is previously injected with a shielding gas SG as a desired mixed gas. In the present embodiment, the shield gas SG is a mixed gas obtained by adding a small amount of ozone to an argon gas generally used as a main component gas. The addition rate of ozone in the shield gas SG is, for example, 200 to 1000 ppm. As will be described later, the ozone addition rate is set to a value that does not cause zinc vapor to blow up when arc welding is performed, and is a value obtained through experiments and the like.
一般に、オゾンは高濃度になると毒性が強くなる傾向があるので、シールドガスＳＧに高濃度のオゾンを添加してアーク溶接を行うと、たとえば溶接装置Ａで用いられる金属製のガス配管やガス流量調整器１３に用いられる金属製のダイヤフラム（図略）などを腐食させることがある。そのため、オゾンは、一般に、低濃度オゾンとして定義される１０００ｐｐｍまでの添加率でシールドガスＳＧの主成分ガスに添加することが望ましい。 In general, since ozone tends to be more toxic at high concentrations, when arc welding is performed by adding high concentration ozone to the shield gas SG, for example, metal gas pipes and gas flow rates used in the welding apparatus A A metal diaphragm (not shown) used in the adjuster 13 may be corroded. Therefore, it is generally desirable to add ozone to the main component gas of the shield gas SG at an addition rate of up to 1000 ppm defined as low concentration ozone.
なお、本実施形態においては、シールドガスＳＧの主成分ガスとして、不活性ガスであるアルゴンガスが用いられているが、主成分ガスはこれに限るものではない。たとえばアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス、アルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス、あるいは炭酸ガスなどの活性ガスが主成分ガスとして用いられてもよい。 In this embodiment, argon gas, which is an inert gas, is used as the main component gas of the shield gas SG, but the main component gas is not limited to this. For example, a mixed gas of argon gas and oxygen gas, a mixed gas of argon gas and carbon dioxide, or an active gas such as carbon dioxide may be used as the main component gas.
溶接トーチ３は、ノズル３１およびコンタクトチップ３２を備えており、たとえば多関節ロボット（図略）によって保持されている。ノズル３１は、たとえば銅などの金属からなる筒状部材であり、適宜水冷構造を有している。コンタクトチップ３２は、たとえば銅などの金属からなり貫通孔が形成されている。この貫通孔には、消耗電極としての溶接ワイヤＷが挿通され、これにより、コンタクトチップ２４は、溶接ワイヤＷと導通している。コンタクトチップ３２は、溶接母材Ｐ１，Ｐ２との間に溶接電圧Ｖを印加するための電極として機能するものである。なお、溶接トーチ３は、アーク溶接時には、図示しない多関節ロボットによって所定の速度で図１における紙面の奥行き方向または手前方向に移動される。 The welding torch 3 includes a nozzle 31 and a contact tip 32, and is held by, for example, an articulated robot (not shown). The nozzle 31 is a cylindrical member made of a metal such as copper, and has a water cooling structure as appropriate. The contact chip 32 is made of a metal such as copper and has a through hole formed therein. A welding wire W as a consumable electrode is inserted into the through-hole, whereby the contact tip 24 is electrically connected to the welding wire W. The contact tip 32 functions as an electrode for applying a welding voltage V between the welding base materials P1 and P2. Note that, during arc welding, the welding torch 3 is moved at a predetermined speed in the depth direction or the front side in FIG. 1 by a multi-joint robot (not shown).
ノズル３１のコンタクトチップ３２には、溶接電源１から溶接電圧Ｖが供給され、この溶接電圧Ｖの供給により、溶接ワイヤＷから溶接母材Ｐ１，Ｐ２に対してアークＡＣが発生される。なお、図１の符号５０は溶融池を示す。 The contact tip 32 of the nozzle 31 is supplied with a welding voltage V from the welding power source 1, and the supply of the welding voltage V generates an arc AC from the welding wire W to the welding base materials P <b> 1 and P <b> 2. In addition, the code | symbol 50 of FIG. 1 shows a molten pool.
ノズル３１には、ガスボンベ２から溶接電源１を介してシールドガスＳＧが供給され、シールドガスＳＧは、コンタクトチップ３２および溶接ワイヤＷを囲うように溶接母材Ｐ１，Ｐ２に対して噴出される。シールドガスＳＧは、コンタクトチップ３２および溶接ワイヤＷを囲うように噴出されることにより、上記アークＡＣを大気から遮蔽する機能を有する。 The nozzle 31 is supplied with the shielding gas SG from the gas cylinder 2 via the welding power source 1, and the shielding gas SG is ejected to the welding base materials P <b> 1 and P <b> 2 so as to surround the contact tip 32 and the welding wire W. The shield gas SG has a function of shielding the arc AC from the atmosphere by being ejected so as to surround the contact tip 32 and the welding wire W.
ワイヤ送給機構４は、溶接ワイヤＷを溶接トーチ２に送給するための機構であり、図示しないワイヤリール、溶接ワイヤＷを溶接トーチ２に対して送り出す一対の送給ローラ４１、および送給ローラ４１を回転させるワイヤ送給モータ４２などによって構成されている。ワイヤ送給モータ４２は、ＧＭＡアーク溶接電源ＰＳＭから伝達されるワイヤ送給速度指令信号Ｗｆによって回転制御される。 The wire feeding mechanism 4 is a mechanism for feeding the welding wire W to the welding torch 2. A wire reel (not shown), a pair of feeding rollers 41 for feeding the welding wire W to the welding torch 2, and a feeding A wire feeding motor 42 that rotates the roller 41 is used. The wire feed motor 42 is rotationally controlled by a wire feed speed command signal Wf transmitted from the GMA arc welding power source PSM.
次に、本実施形態のガスシールドアーク溶接方法の作用について説明する。 Next, the operation of the gas shield arc welding method of the present embodiment will be described.
本実施形態では、ガスシールドアーク溶接が実施される際、アルゴンガスを主成分ガスとし、このアルゴンガスに微量のオゾン（Ｏ3）が添加された混合ガスがシールドガスＳＧとして用いられる。オゾン（Ｏ3）は、溶接ワイヤＷと溶接母材Ｐ１，Ｐ２との間に発生されるアークＡＣの熱によって容易に分解し、酸素（Ｏ2）になる（２Ｏ3→３Ｏ2）。ここで、オゾン（Ｏ3）が酸素（Ｏ2）になる途中の過程では、オゾン（Ｏ3）の状態から不安定な単原子の酸素原子（Ｏ）の状態となることが知られている（Ｏ3→３Ｏ）。 In the present embodiment, when gas shield arc welding is performed, a mixed gas in which argon gas is a main component gas and a small amount of ozone (O 3 ) is added to the argon gas is used as the shield gas SG. Ozone (O 3 ) is easily decomposed by the heat of the arc AC generated between the welding wire W and the welding base materials P1 and P2, and becomes oxygen (O 2 ) (2O 3 → 3O 2 ). Here, in the process in which ozone (O 3 ) becomes oxygen (O 2 ), it is known that the state of ozone (O 3 ) is changed to an unstable monoatomic oxygen atom (O) state. (O 3 → 3O).
本実施形態では、オゾン（Ｏ3）が添加されたシールドガスＳＧを噴出させて、ガスシールドアーク溶接が行われると、オゾン（Ｏ3）がアーク熱によって単原子である酸素原子（Ｏ）に分解され、その酸素原子（Ｏ）が溶融金属中の亜鉛と容易に結合して酸化亜鉛（ＺｎＯ）が形成される。すなわち、シールドガスにアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスが用いられた、従来のガスシールドアーク溶接においても、亜鉛めっき鋼板に含まれる亜鉛が酸素ガスによって酸化され酸化亜鉛（ＺｎＯ）が形成された。しかし、本実施形態では、オゾン（Ｏ3）から分解された単原子の酸素原子（Ｏ）が溶融金属中の亜鉛と結合するので、その結合の度合いが従来に比べより顕著となり、より好ましく酸化亜鉛（ＺｎＯ）を形成することができる。 In this embodiment, ozone (O 3) by jetting a shielding gas SG, which is added, the gas shielded arc welding is performed, the ozone (O 3) is a single atom by arc heat oxygen atoms (O) By being decomposed, the oxygen atoms (O) are easily combined with zinc in the molten metal to form zinc oxide (ZnO). That is, even in conventional gas shielded arc welding in which a mixed gas of argon gas and oxygen gas was used as the shielding gas, zinc contained in the galvanized steel sheet was oxidized by oxygen gas to form zinc oxide (ZnO). . However, in this embodiment, since the monoatomic oxygen atom (O) decomposed from ozone (O 3 ) is bonded to zinc in the molten metal, the degree of bonding becomes more conspicuous than in the past, and oxidation is more preferable. Zinc (ZnO) can be formed.
そのため、オゾン（Ｏ3）が添加されたシールドガスＳＧを噴出させることにより、アーク溶接時において溶融金属中に溶け込んでいた亜鉛をより一層効果的に酸化させることができる。したがって、亜鉛蒸気の発生を抑制することができるので、溶融金属中におけるブローホールやピットの発生を格段に抑えることができる。 Therefore, by blowing out the shielding gas SG to which ozone (O 3 ) is added, zinc dissolved in the molten metal at the time of arc welding can be more effectively oxidized. Therefore, since generation | occurrence | production of zinc vapor | steam can be suppressed, generation | occurrence | production of the blowhole and pit in a molten metal can be suppressed markedly.
図２は、本実施形態のガスシールドアーク溶接方法を実施した場合の、シールドガスＳＧにおけるオゾンの添加率と、亜鉛蒸気による吹き上げ回数との関係を示したグラフである。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the addition rate of ozone in the shield gas SG and the number of blow-ups with zinc vapor when the gas shield arc welding method of the present embodiment is performed.
このガスシールドアーク溶接方法では、溶接電源１から供給される溶接電流は２００Ａ、溶接電圧は２１Ｖに設定され、溶接速度（溶接トーチ３の移動速度）は７０ｃｍ／分に設定されている。また、シールドガスＳＧの主成分ガスには、アルゴンガスが用いられている。図２における亜鉛蒸気による吹き上げ回数は、溶接長１０ｃｍ当たりにおける値である。 In this gas shielded arc welding method, the welding current supplied from the welding power source 1 is set to 200 A, the welding voltage is set to 21 V, and the welding speed (the moving speed of the welding torch 3) is set to 70 cm / min. Argon gas is used as the main component gas of the shield gas SG. The number of blow-ups with zinc vapor in FIG. 2 is a value per 10 cm weld length.
図２に示すように、オゾンの添加率が２００ｐｐｍ程度以下のシールドガスＳＧを用いた場合では、亜鉛蒸気の吹き上げが著しく生じているが、オゾンの添加率が２００〜４００ｐｐｍ程度のシールドガスＳＧを用いた場合では、亜鉛蒸気の吹き上げは全く発生しなかった。したがって、シールドガスＳＧにおけるオゾンの添加率が２００ｐｐｍ程度を境にして、亜鉛蒸気の吹き上げが生じないことがわかる。 As shown in FIG. 2, when the shielding gas SG having an ozone addition rate of about 200 ppm or less is used, zinc vapor is significantly blown up. When used, no zinc vapor blow-up occurred. Therefore, it can be seen that zinc vapor does not blow up when the ozone addition rate in the shield gas SG is about 200 ppm.
図３は、本実施形態のガスシールドアーク溶接方法を用いた場合の、溶接母材Ｐ１，Ｐ２の重ね継手の溶接接合部におけるビード外観図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う要部断面図である。このガスシールドアーク溶接方法では、溶接電源１から供給される溶接電流は２２０Ａ、溶接電圧は２２Ｖに設定され、溶接速度は６０ｃｍ／分に設定されている。また、溶接母材Ｐ１，Ｐ２として板厚３ｍｍ程度の亜鉛めっき鋼板が用いられている。 FIG. 3 is an external view of the bead at the welded joint portion of the lap joint of the weld base materials P1 and P2 when the gas shield arc welding method of the present embodiment is used. FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts taken along line IV-IV in FIG. In this gas shielded arc welding method, the welding current supplied from the welding power source 1 is set to 220 A, the welding voltage is set to 22 V, and the welding speed is set to 60 cm / min. Further, galvanized steel sheets having a thickness of about 3 mm are used as the welding base materials P1 and P2.
図５は、比較例として従来のガスシールドアーク溶接方法を用いた場合の、溶接母材Ｐ１，Ｐ２の重ね継手の溶接接合部におけるビード外観図である。図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う要部断面図である。溶接条件は、図３および図４に示すガスシールドアーク溶接方法とほぼ同様であるが、シールドガスとしてアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスが用いられている。 FIG. 5 is an external view of a bead in a welded joint portion of a lap joint of weld base materials P1 and P2 when a conventional gas shield arc welding method is used as a comparative example. FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part taken along line VI-VI in FIG. The welding conditions are substantially the same as those in the gas shielded arc welding method shown in FIGS. 3 and 4, but a mixed gas of argon gas and oxygen gas is used as the shielding gas.
図５および図６に示すように、従来のガスシールドアーク溶接方法では、ビード５１の複数個所にピット５２が表出したり、溶融金属中にブローホール５３が発生したりした。一方、図３および図４に示すように、主成分ガスにオゾン（Ｏ3）が添加されたシールドガスＳＧが用いられた、本実施形態のガスシールドアーク溶接方法では、ビード５１にピット５２やブローホール５３の発生が見られず、良好なビード５１を形成することができた。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the conventional gas shield arc welding method, pits 52 are exposed at a plurality of locations of the beads 51, and blow holes 53 are generated in the molten metal. On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, in the gas shielded arc welding method of the present embodiment in which the shielding gas SG in which ozone (O 3 ) is added to the main component gas is used, pits 52 and The generation of the blow hole 53 was not observed, and a good bead 51 could be formed.
上記のように、本実施形態のガスシールドアーク溶接方法においては、シールドガスＳＧに含まれるオゾン（Ｏ3）によってアーク溶接中に溶融金属中のほとんどの亜鉛を酸化亜鉛（ＺｎＯ）にすることができる。そのため、亜鉛蒸気の突沸による吹き上げを抑制でき、溶融金属中のブローホール５３、ビード５１に表出されるピット５２などを効果的に抑制することができる。したがって、亜鉛を含むめっき鋼板のガスシールドアーク溶接において、その溶接品質を向上させることができる。 As described above, in the gas shielded arc welding method of the present embodiment, most zinc in the molten metal is converted to zinc oxide (ZnO) during arc welding by ozone (O 3 ) contained in the shielding gas SG. it can. Therefore, the blow-up due to the bumping of zinc vapor can be suppressed, and the blow holes 53 in the molten metal, the pits 52 exposed in the beads 51, and the like can be effectively suppressed. Therefore, the welding quality can be improved in the gas shield arc welding of the plated steel sheet containing zinc.
本発明に係るガスシールドアーク溶接方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るガスシールドアーク溶接方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、上記実施形態では、溶接電源１から直流の溶接電圧が供給されたが、これに限らず、たとえば交流の溶接電圧が供給されてもよい。また、本発明のガスシールドアーク溶接方法は、プラズマ溶接やＴＩＧ溶接などに適用されてもよい。 The gas shielded arc welding method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the gas shielded arc welding method according to the present invention can be varied in design in various ways. For example, in the above-described embodiment, the DC welding voltage is supplied from the welding power source 1. However, the present invention is not limited thereto, and for example, an AC welding voltage may be supplied. Moreover, the gas shielded arc welding method of the present invention may be applied to plasma welding, TIG welding, and the like.
Ａ 溶接装置
ＡＣ アーク
Ｐ１，Ｐ２ 溶接母材
ＳＧ シールドガス
Ｗ 溶接ワイヤ
１ 溶接電源
１１ 電源主回路
１２ ガス流量調整器
１３ ガス流量設定回路
２ ガスボンベ
３ 溶接トーチ
３１ ノズル
３２ コンタクトチップ
４ ワイヤ送給機構
４１ 送給ローラ
４２ ワイヤ送給モータ
５１ ビード
５２ ピット
５３ ブローホール
A welding apparatus AC arc P1, P2 welding base material SG shield gas W welding wire 1 welding power source 11 power supply main circuit 12 gas flow rate regulator 13 gas flow rate setting circuit 2 gas cylinder 3 welding torch 31 nozzle 32 contact tip 4 wire feed mechanism 41 Feed roller 42 Wire feed motor 51 Bead 52 Pit 53 Blow hole
Claims (2)
上記シールドガスには、主成分ガスにオゾンが添加された混合ガスが用いられることを特徴とする、ガスシールドアーク溶接方法。 A gas shielded arc welding method in which an arc is generated between a welding base material made of a plated steel sheet containing at least zinc and an electrode, and a shielding gas is jetted to the welding base material so as to surround the electrode. And
A gas shielded arc welding method, wherein a mixed gas in which ozone is added to a main component gas is used as the shield gas.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013035060A (en) * | 2011-07-13 | 2013-02-21 | Nisshin Steel Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING Zn-Al-Mg BASED PLATED STEEL SHEET ARC WELDING STRUCTURAL MEMBER |
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2009
- 2009-02-09 JP JP2009027343A patent/JP2010179353A/en active Pending
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