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    公开号:WO1980001770A1
    申请号:PCT/JP1980/000024
    申请日:1980-02-21
    公开日:1980-09-04
    发明作者:K Agusa；N Nishiyama
    申请人:Kawasaki Steel Co；K Agusa；N Nishiyama；
    IPC主号:B23K35-00
    专利说明:
    [0001] 明 ミ グ 了 ク 溶 接 方 法 技 術 .分 野 こ の 発明は ミ グ （MIG) · ア ー ク 溶接法に 関 し 、 と く に そ の ァ - ク 発生形態を 含 め て ワ イ ヤ端溶滴の移行挙動 を 抜本的に改善す る こ と に よ り 、 こ れ ま で不可能 と さ れ て 来た純不活性 ガス 雰囲気中に お け る 直流逆極性 ァ 一 ク の 下での ミ グ . ア ー ク 溶接は も ち ろ ん 、 直流正極性 ア ー ク の下で さ え 、 何 ら の欠か ん を伴な わ ず に実現す る こ と を 可能な ら し め 、 ひ レ、 て は 従来-諦観視 さ れ て い た交流に よ る ミ グ ' ァ ― ク 溶接を も 、 は じ め て有利に達成する こ と がで き る よ う に し た 、 新規な溶接技術上の 開発成果を 開 示するもので あ る 。 背 景 技 術 一般に ミ グ ' ア ー ク 溶接は従来専 ら 、 溶接 ト ー チ を 直 流電源の プ ラ ス 極に 、 被溶接母板 を 同 じ く マ イ ナ ス 極に それぞれ接続す る 陽電極方式、 い わ ゆ る 直流逆極性に お レ、 て 、 シ ー ル ド ガス と し て は 、 不活性 ガ ス た と え ば ァ ル ゴ ン ガス な ど に適量 （ 通常数 ％ ) の酸素ま た は炭酸ガ ス の ご と き活性ガス 成分を ア ー ク の安定化を 図る た め に配 合 し た混合ガス を用い る の が普通で あっ た。
    [0002] シ - ル ド ガ ス 中 に上記の よ う な活性 ガス 成分 を混合せ ね ばな ら な かつ た'理 由は 、 第一に活性ガス 成分無添加の、 つ ま り 純、 不活性ガス 雰囲気中では 、 ア - ク の足 （ 陰極 点 ） が 、 被溶接母板上の一定位置 に 固定せず、 該母板表 面に存在す る ミ ル ス ケ ー ル な ど の酸化皮膜を 食いつぶす よ う な挙動の下に 該母板表面 を走 り 廻る た め 、 ァ - ク の ゆ ら ぎや 、 溶接 ワ イ ヤ の不規則溶融が発生 し 、 そ の結果 満足な溶接結果が得 ら れ難 く 、 ま た第二に は 、 上記の よ う な ア - ク 不安定の下で得 ら れた溶接金属が、 溶込み底 部に ぉレ、 て著 し レ、 フ ィ ン ガ状溶込み を 生 じ 、 こ の部分に 融合不良 、 ス ラ グま き 込み 、 お よ び ブ ロ ー ホ ー ル その他 の溶接欠かん が多発する の を 回避す る 、 唯一の手段であ つ たた め であ る 。
    [0003] 溶接継手の安全性確保の 面か ら 、 上記諸欠点は も と よ り 許容 さ れ得な い の で 、 か よ う な欠点な し に健全な溶接 継手 を 得る た め の手段 と し て 、 従来は 不活性 ガス に適量 の活性 ガス を添加 し 、 ア ー ク の安定化 と 欠かん防止 と を 図る こ と が不可欠であつ た のであ る 。
    [0004] ち な み に 、 溶接の 目 的や 、 ワ イ ヤ の種類 、 被溶接材な ど に応 じ て活性 ガ ス の混合比は 必ず し も 一定では ないが、
    [0005] O PI
    [0006] WIPO た と え ば ア ル ゴ ン ガ ス に I 〜 S % の酸素を混合 し た シ グ マ · グ レ — ド . ア ル ゴ ン （ 米国 リ ン デ社 ） は著名で、 と く に ヮ ィ ャ端溶滴の ス プ レ - 移行に有効で あ る こ と が知 ら れ て レ、 S o
    [0007] か よ う に し て溶接 ア ー ク の安定化な い し は溶接欠かん の 防止に 関 し て上記活性ガ ス の 不活性 ガス への混合は有 効で は あ る がそ の 反面、 それに よ っ て溶接金属に含有 さ れ る こ と と な る 酸素量の必然的な増加は 、 た と え ば
    [0008] - 1 9 6 °C 程度の極低温に ぉ レ、 て な お高い じ ん性が要求 さ れ る ？ % 鋼の共金溶接では 、 そ の要請 を 満た す こ と がで き な レ、 の で あ り 、 こ の よ う に じ ん性 の と く に 重要視 さ れ る よ う な溶接 目 的に適合 し得なレ、 こ と は 明 ら かであ る o
    [0009] 一方 すでに触れた よ う に従来の ミ グ ' ア ー ク 溶接 は 、 専 ら 直流逆極性で慣用 さ れ、 そ の理 由は逆極性に おい て の み ヮ ィ ャ溶滴の被溶接母板へ の 円滑な移行に よ り 、 良 好な溶接 ビ — ド が形成 さ れる か ら であ る 。 こ れ に反 し て 直流正極性、 すな わ ち 溶接 ト ー チ を 直流電源の マ イ ナ ス 極！/ 被溶接母板 を プ ラ ス 極に接続 し た場合に は 、 と く に ワ イ ャ溶滴に強力 な ァ 一 ク 力が作用 し て こ れ を押上げ る た め.に溶滴が引き ち ぎ ら れる よ う な形で母板側へ移行 し 、 こ れが し ば し ば大塊の ス ノ、 - ッ タ と し て飛散す る こ と と な つ て 、 実用 に供 し得る ビ - ド の形成は 、 殆ん ど不可
    [0010] O PI WIPO 能であっ たの であ る
    [0011] ま たそ れ故、 極性が周期的に交替する 交流 ミ グ . 了 — ク 溶接は 、 極性が正極性 と な る 半波での溶滴不安定移行 が、 良好な ビ — ド の形成 を 妨げる こ と に加え て 、 上記の 極性の変 り 目 に おい て電流値が零に 、 つ ま り 'ア ー ク が一 旦消弧す る の で 、 こ れを 再点弧する の に通常 りり V 程度 の高電 E を再点弧電 E と し て必要 と する 不利 も あ り 、 こ こ に溶接電源容量の 大型化 を 要 し 、 そ の 結果溶接才 ペ レ - タ が電撃を受け た際 の危険が高い こ と か ら 上記の よ う な高 E電源は実用面で許容 さ れ得ない。
    [0012] 以上の よ う な理 由で 、 直流正極性お よ び交流に よ る ミ グ - ア ー ク 溶接は 、 従来事実上顧み ら れる と こ ろ が な か つ た の で あ る o
    [0013] こ の発明は 、 通常 の 直流逆極性での ミ グ · ア ー ク 溶接 を 、 純、 不活性 ガス 雰囲気中に ぉレ、 て と く に有利に実現 し 、 ま たそ れの み に 止 ら ず し て 直流正極性、 さ ら に は交 流 で の ミ グ · ア ー ク 溶接への適用 を も 容易に実現 し得る、 溶接 ア ー ク の安定化 を と く に ワ イ ヤ溶滴の移行条件の適 切な改善 の も と に達成 し よ う と す る も の 1 め る 。
    [0014] ΟΜΡΙ _ 発 明 の 開 示
    [0015] ま ず直流逆極性に お け る 陰極点の 不規則運動の 防止を 目 指 し て発明者 ら は 、 種 々 実験を 行っ た結果、 ワ イ ヤ 先 端の溶滴を 、 被溶接母板上に形成 さ れる 溶融池 の表面 と の接触短絡に よ り 移行 さ せ る こ と が、 純ア ル ゴ ン 中 に お け る 直流逆極性 ァ — ク を 安定 さ せ る た めに 必要で あ る こ と を究明 し た o
    [0016] し か し通常使用 さ れ て レ、 る 化学組成の ワ イ ヤ に よ り 上 記の接触短絡を 安定に維持す る こ と は一般に 困難で 、 純 ァ ル ゴ ン 気中で は ヮ ィ ャ が溶融池 中 に突込ん では げ し い ス ッ タ を 生 じ 、 さ も な く ば陰極点の不規則運動 を伴 う ス プ レ ー 移行 を も た ら す不安定な ア ー ク 状態 を 呈 する の が通例で あ る o
    [0017] 明者 ら は 、 ワ イ ヤ先端の溶滴 を 溶融池表面に対 し安 定な接触短絡の瞬時反覆を 生 じ さ せ る 手段 と し て 、 と く に 0 . 02 重』 ％ 以上 の 希土類元素 を 溶接 ヮ ィ ャ に 含有 さ せる こ と の有用性 を 、 幾多の試行錯誤を経 て知見 す る に 至つ た o
    [0018] すな わ ち かか る 溶接 ヮ ィ ャ を 純不活性雰囲 気 ガ ス の代 表例で あ る 純ア ル ゴ ン に あ わせ用レ、 る と き 、 こ の雰囲気 力、、 ス 中で直流逆極性の ア ー ク に よ り ワ イ ヤ の先端が尖鋭 化 し て頂角の銳ぃ逆 円錐形 と な り 、 こ の尖鋭化 し た ワ イ ャ の先端で溶融池金属表面 と の瞬間的な接触短絡の安定 な 反覆が継続的に起る の であ り 、 こ こ に希土類元素の添 加量が り。り ·2 重量 ％ に満た なレ、 と き は、 上記の よ う な尖鋭 化 も 、 瞬間的接触短絡移行の安定な維持 も 起 ら ず 、 ま た 0,30 重量 ％ を 超え る と 溶接金属中の非金属介在物の増 大を も た ら し て じ ん性が劣化する た め 、 添加量は 0.02 〜 0.30 重量 ％ の範囲 と する こ と が肝要で あ る 。
    [0019] か く し て こ の 発明に よ れば、 純不活性 ガス 雰囲気中で の 直流逆極性な ら びに 同 じ く 正極性で も 、 さ ら に は交流 に おい て も ミ グ . ァ - ク 溶接が安定に行な え 、 何れの場 合 も 従来の ご と く 、 ア - ク 安定化 の た め に酸素、 炭酸 ガ ス な ど の活性 ガ ス を 不活性 ガス に添加 する 必要は全 く な く 、 こ れに よ り 、 溶接金属中の酸素量 の低減ひい て は じ ん性の大幅な改善が可能に な る ほか何 ら 溶接欠陥を伴 う こ と がな レ、 ο 図面の簡単な説明 第 / 図は こ の 発明に従っ て ミ グ - ア ー ク 溶接の ア ー ク 安定化 を も た ら すべ き溶接電流 と ァ — ク 電 £ と の 関係の 一例 を 示 し た グ ラ フ 、 第 《2 図は交流を 適用 し た場合の溶 滴移行 と ァ - ク の挙動 を 示す説明図であ る 。
    [0020] ΟΜΡΙ WIFO 発明を 実施する た め の 最良 の形態 希土類元素を適量含む ワ イ ヤ を純 ア ル ゴ ン ガス に あ わ せ用い直流逆極性ア ー ク の安定化 の下で 、 溶滴の瞬間的 接触短絡移行を安定に維持 さ せ る.た め の溶接電流 と ァ — ク 電 E と の 関係につ い て は 、 現有の溶接電源に お け る 慣用の 設定範囲 に おけ る 試験を 行い 、 第 / 図の実線 a で上下 を 境界 し た 領域内で十分に満足な溶接 ビ - ドが得 ら れた。 こ こ に実験に は 0 . 1 0 % の希土類元素を 含有する /。2 0 の溶接 ヮ ィ ャ を 用い た結果を 示 し て あ る 。 こ こ に ワ イ ヤ 径ゃ電流値の大き さ に 応 じ て 、 上記の適合条件は 、 やや 変動する に し て も 、 一般に 同 ·図下側の実線 よ り も 下方の 領域で、 ワ イ ヤ の突込み を生 じ る 一方 、 同図上側の実線 よ り も 上方の領域が不安定ア ー ク と な る 中間に 、 上、 下 両実線で区画 さ れ る よ う な 、 接触短絡移行 を 安定に も た ら すべき 領域幅が 、 希土類元素 ワ イ ヤ 中への添加に よ り 図の よ う に拡張 さ れる こ と こ そ が 、 従来 の純 ア ル ゴ ン 直流逆極性 ミ グ - ァ - ク 溶接では陰極点の 不規則運動 を 伴 う ス プ レ ー 移行条件か ら 、 ア - ク 電 E が下る 過程で突 如 と し て ワ イ ヤ 突込み を 生 じ る に至っ て レ、た の と 、 大き く 異な る 特徵で あ •O o ·
    [0021] 希土類元素の添加量は 、 り。り《2 重量 ％ 以上で上記の ァ - ク 安定化に著 し い寄与が認め ら れる が 、 0 · 重量 ％ i を こ え る 程の過量添加は溶接金属中 の非金属介在物の増 大 を も た ら し 、 じ ん性劣化の傾向を 示す の で 、 0。 02 〜 0 . 3 0 重量 ％ が適量の 限界であ る 。
    [0022] こ こ に希土類元素は 、 一般に入手が容易な ミ ッ シ ュ メ 5 タ ル 、 'た と え ばそ の約半量が G e ま た G e の 半量が La で あ る よ う な一般市販品を 、 G e 量 を 目 安 と し て 溶接 ワ イ ャ 中に お け る 希土類元素の歩留 り を定め 、 上記の添加量 を 決定 す る と 取扱い が簡便であ る 。
    [0023] ま た上記の よ う に し て希土類元素の適量 を添加 し た溶 i。 接 ワ イ ヤ を 直流正極性の純ア ル ゴ ン ' ミ グ ' ア ー ク 溶接 に適用す る と 、 在来の一般的な 成分組成 の溶接 ワ イ ヤ に よ る と き に は ァ ー ク 熱で溶融'し た ワ イ ャ端の溶滴が強力 な ア - ク 力で押上げ ら れ て 、 母板側に ス ム - ズ に移行せ ず大塊 と な り 、 っレ、に飛散す る よ う な ス バ ッ タ が生 じ る
    [0024] " 最大の 問題点が有利に克服 さ れ て 、 純ア ル ゴ ン 気中 、 直 流正極性の下で も 、 溶滴が小粒 の ま ま著 し い 成長を 生ぜ ず、 こ れについ て や は り 接触短絡移行 を 円滑に生 じ る こ と が知見 さ れた の であ り 、 こ の よ う に 特異の 溶滴移行を 生 じ る 溶接条件範囲 は 、 再び第 / 図に お い て 、 上下の破
    [0025] 20 線 ^ 間の領域内 で示 さ れる こ と があ わ せ見出 さ れた の で あ る 。 こ こ に ワ イ ヤ 端溶滴の肥大化 を抑え て 円滑な瞬間 的短絡移行を も た ら すべき希土類元素の添加量の 臨界値 につ い て も 、 すでに 直流逆極性 の場合につ い て ポベた と
    [0026] OMPI こ ろ の そ れ と 同様であ っ た。
    [0027] 次に交流 ミ グ · ア - ク 溶接は 、 正極性 と 逆極性が茼期 的に交替する も の で あ る か ら -、 溶接現象は基本的に は正, 性での現象の組合わせ と して理解 し得る が、 すで に触れた よ う に交流 'ア ー ク の.場合極性の 変 り 目 に ぉレ、て ア ー ク が一旦消弧す る の で 、 ア - ク を再点弧する た め に 極めて高い電 が一般に必要 と な る 。 し かる に上記の よ う に し て正、 逆両極性での ア ー ク の安定化お よ び ワ イ ヤ 端溶滴の安定な移行を実現すべ く り.り《2 〜 り . ·？σ 重量 ％ の 希土類元素 を添加 し た溶接 ワ イ ヤ では 、 上記の再点弧電 を著 し く 低下す る こ と がで き て 、 ワ イ ヤ端溶滴が溶融 池金属表面に対 し て瞬間的接触短絡移行 を生 じ 、 こ れ に よ っ て交流 ミ グ ' ア ー ク の安'定化 を も 有利に 図れる こ と が見出 さ れた。 こ の場合に溶接電 £ 、 電流の適正範囲 は、 再び第 I 図に お いて実線 び の上側 と 破線 ^ の 下側 と の 中 間領域に おいて好成績が得 ら れる こ と がた し か め ら れて いる。
    [0028] 希土類元素含有量 が り. 重量 。 よ り 少な い場合は 、 直流逆極性お よ び正極性の下に お け る ァ - ク の安定化お よ び溶滴移行の 安定化 が不可能 と な り 、 ま た 交流につい て は極性の変わ り 目 で の再点弧電 Ε も 低下で き な い。 一 方希土類元素含有量が り. り 重量 ％ を超 える と 、 溶接金 属中の 非金属介在物の増大に基づ く じ ん性劣化の傾向を
    [0029] Ο ΡΙ _ i 示す の は すでに のベた と お り で あ る 。
    [0030] こ の発明の諸条件に従って溶接を行な う 場合、 使用す る 溶接 ワ イ ヤ の基本成分は 、 通常の用途に供 さ れる ワ イ ャ であ り さ えす ればその如何に拘 ら ず こ の発明法の効果
    [0031] 5 を発揮 し得る 。 こ こ に 、 通常.使用 め ワ イ ヤ と は 、
    [0032] G <. 0.20 M % 2. S0 重量
    [0033] % 、 ： Ρ お よ び s ≤ り.り《 0 重量 ％ を基本組成 と する 普通鋼 製 ワ イ ヤ 、 ま た は 、 こ れ に更に Ni 《20 重量 ％ 、 Gr ≤ 重量 お よ び Mo ≤ /0 重量 ％ の / 種ま た は 《2 種以上を含 i。 有する よ う な合金鋼製 ワ イ ヤ を意味す る 。
    [0034] 表 / に示 し た 、 希土類元素 を 0 〜 り . J 重量 の範囲 で含有す る 種類の ワ イ ヤ を用レ、 、 こ の発明の方法に従 つて溶接 し た場合の実施例 について以下に述べる 。 試験 に用い た鋼板は 、 板厚 ^ の軟鋼材で 、 溶接前に表面 ミ is ル ス ケ ー ル を グ ラ イ ン ダ で完全に 除去 し た。 溶接速度は
    [0035] 60 cm/min 、 シ ー ル ド ガ ス 流量は 屮0 £/ ±n の そ れぞれ一定 に保持 し た。
    [0036] ， ワイャ径： 1 · z Φ )
    [0037] 注） RE は ミ ッシュメタルを用いた。
    [0038] total RE は分析 Ce値の J gで表した。 2 は 、 純ア ル ゴ ン シ - ル ドで直流逆極性を用い た場 合の溶接実施例であ る 。
    [0039] ΟΜΡΙ WIPO 表 2 純アル ゴン気中 直流逆極性
    [0040]
    [0041] 土類元素を含有 し な い ヮ ィ ャ （ ；¾ ι ) を用レ、 る と 、 ヮ ィ ャ が溶融池中 に突込み 、 著 し レ、 ス バ ッ タ が発生す る。 こ の場合の ァ ー ク 電 波形を観察 し た結果、 ワ イ ヤ の 突 込み現象に伴い 、 ァ ― ク 中断す な わ ち 無負荷電 の 発生 が多数認め ら れ 、 そ の n 、 .表 2 に見 ら れる ご と く 、 ァ 一 ク 電 が設定値 よ り も 高 く 測定 さ れた。 こ の よ う な 、
    [0042] V ィ ャ突込み現象 を 回避する た め に 、 設定 ア ー ク 電 Ε を 順次高 く し て溶接 を試みた が 、 あ る 臨界電 Εで ワ イ ヤ 突 込み現象が解消す る も の の 、 こ れに 代わ っ て ワ イ ヤ先端 の 不安定摇動 を伴 う ス プ レ ー 移行が現出 し 、 瞬間的接触 短絡の安定域を 見出す こ と は で き な かっ た。
    [0043] 土類元素を 0 . 02 〜 0 . 3 0 重量 ％ の範囲 で含有す る ヮ ィ ャ " 〜 5 ) を用い て溶接 し た場合は 、 瞬間的接触 短絡移行が安定に発生 し 、 ビ - ド形状 も 極め て良好な も の が得 ら れた。 こ の と き の実測溶接条件は 、 表 《2 に見る '- と く 、 設定値に見合っ た一定値に 安定 している 。
    [0044] 希土類元素添加量 を σ . ·5 】 I量 ％ ま で増大 さ せ る （ ワ イ ヤ ^ 6 ) と 、 溶接 ア ー ク 自体 は安定で、 溶接 ビ - ド も 外 観的 に は 良好であつ た が 、 溶接金属の清浄度が著 し く 低 下す る 傾向 を示 し 、 それが 、 溶接金属 の じ ん性 を劣化 さ せ る 結果 と なつ た ο
    [0045] つ ぎに 、 希土類元素含有量 0。 /り 重量 ％ の ワ イ ヤ （ 3 ) を用レ、 、 ア ー ク 電 £ を変化 し た場合の実施例 を見る と 、 / 7 . S V では ワ イ ャ突込み お よ びそれに伴 う ス バ ッ タ 発 生の た め実用性の あ る ビ ー ドは 得 ら れな かっ た。 し か し 希土類元素無添加 ワ イ ヤ ) に見 ら れた よ う な設定 条件を再現でき な い程の 不安定現象に は至 ら な かった。 ア ー ク 電 E を 《2=2 . V に.す る と 、 尖鋭化 し た ワ イ ヤ先端 が極め て安定な形で、 溶融池表面に接触短絡 し 、 良好な 溶接 ビ ― ドが得 ら れた。 ア - ク 電 を更に上げて «2 . J"V に する と 、 ワ イ ヤ 先端の接触短絡を安定に維持でき な く な り 、 ワ イ ヤ先端お よ び陰極点の 不安定摇動の た め 、 安 定 し た溶接の続行が不可能に なっ た （ 表 ·2 に 示 し た デ ー タ は 、 第 / 図の 直流逆極性での現象に対応 し てい る ） 。
    [0046] 表 は 、 純ア ル ゴ ン シ ー ル ド で直流正極性を甩いた場 合の溶接実施例で あ る 。 '
    [0047] 表 3 純 ア ル ゴ ン気中 直流正極性
    [0048]
    [0049] i 希土類元素無添加 ヮ ィ ャ （ 1 ) を用いる と 、 強力な ァ — ク カの た め 、 溶滴が順調に母板側に移行でき ず、 ヮ ィ ャ先端で大塊に 成長 し 、 それが不規則に飛散 し てゆ き、 ア ー ク 自体 も 極め て不安定に な り 、 設定条件の再現が困
    [0050] 5 難に なっ た。 希土類元素を り..02 〜 0 ·30 重量 ％ の範囲 に おいて含有する ワ イ ヤ （ £ 2 〜 5 ) を用いた場合、 希土 類元素の陰極点安定化効果の た め ァ — ク 力が弱め ら れ 、 ワ イ ヤ端溶滴が瞬間的短絡を伴レ、なが ら ス ム ー ズ に移行 でき る よ う に な り 、 極めて安定 し た ビ - ドが得 ら れた。 。 し か し希土類元素添加量 を 0.36 重量 ％ ま で増加する と 、 ア ー ク 自体の安定性お よ び ビ - ド外観は 良好であ る が、 溶接金属 中 に多数の非金属介在物が内蔵 さ れる 結果に な り 、 溶接金属の じ ん性の 劣化が認め ら れた。
    [0051] つ ぎに 、 希土類元素 0 , /0 重量 ％ を含む ワ イ ャ （；¾ 3 )5 を用いて 、 ァ ー ク 電 を変化 し た場合、 20.0Ύ で は ワ イ ャ の溶融池へ の突込みの た め 、 3S .0Ύ では小粒 の溶滴が 四方に ま き散 ら さ れる よ う な形で移行す る た め 、 実用性 の あ る ビ ー ドは得 ら れな かっ た。 し か し 、 そ の 中間電 の 《27. で は 、 瞬間的短絡が安定に維持 さ れ 、 極め て良0 好な溶接 ビ ー ドが得 ら れた （ 表 の デ ー タ は 、 第 / 図の 直流正極性での現象に対 j心 して レ、る ) 0
    [0052] 表 ^ は純 ァ ノレ ゴ ン シ 一 ル ドで交流電流 を用いて溶接 し た場合の実施例 を 示 してい る
    [0053] OMPI 表 4 交 流 設定溶接条件 実測溶接条件
    [0054] シ-ルドヮィャ希土類元素 I 溶 滴 移 行 形 態 tf接結 含 有 量 ワイヤ送給 ア-ク電 溶接電流 アーク電 E
    [0055] ガ ス 番 号 その他特記事項 の判定
    [0056] ( wt ) 逮度（ m/min) (V) (A) (V)
    [0057] ア -ク再点弧不可
    [0058] 1 溶接できない X 瞬間的接触短絡、 再点弧
    [0059] 2 0.02 345 26.0 電 E低い、 ァ -ク安定 〇 純
    [0060] 3 0.10 10.8 26.0 345 26.0 同 上 〇 ァ ル 4 0.20 345 26.0 同 上 〇 ゴ 0.30 345 26.0 同 上 〇 ン 同上、 ただし溶接金属の
    [0061] 0.36 345 26.0 清浄度悪く、 靱性劣化 X ヮィャ突込みァ - ク不安 a 20.0 300 20.0 定、 スパッタ顕著 X 瞬間的接触短絡、 再点弧
    [0062] 0.10 10.8 25.0 340 25.0 電 Είέい、 ァ -ク安定 〇 ヮゴャ先端揺動、 ア-ク
    [0063] 35.0 400 35.0 不安定、 ビ- ド蛇行 X
    [0064]
    [0065] 1
    [0066] i こ の例で も 希土類元素添加に よ る 交流 ミ グ ' ア ー ク の 安定化効果が同様に発揮 さ れる こ と が理解でき る 。
    [0067] 交流 ア - ク に 特徵的な現象は 、 希土類元素無添加 ワ イ ャ （ 1 ) を用レ、 た場合に は 、 ア ー ク の再点弧が安定に 5 行な われないた め 、 溶接の続行がま っ た く 不可能に なつ て し ま う こ と で あ る 。 こ れに対 し て 、 り.り《2 〜 り .《 0 重量 % の希土類元素を添加 した ワ イ ヤ （ 2 〜^ 5 ) を用レ、 る と 、 正、 逆両半波域での ア ー ク 安定化は云 う に及ばず、 極性反転時の 、 再点弧特性の安定化 も 可能に な り 、 極め i。 て良質の溶接 ビ - ドの形成が実現でき た。 希土類含有量 が 0.· 重量 ％ ま で増加 する と 、 こ の場合 も 溶接金属の 清浄度の低下が、 や は り 問題に な り 実用性に欠ける 。
    [0068] つ ぎに 重量 ％ の希土類元素を添加 し た ワ イ ャ ί 3 ：) を用いて 、 ア ー ク 電 を変化 し て溶接 し た場合 、 is 20.0 V では ァ — ク 電 が低すぎて ワ イ ヤ の突込み現象 の た め 、 ま た一方 .0V では ア ー ク 電 が高すぎて瞬間 的短絡が維持でき ず、 ワ イ ヤ端の揺動が発生する た め良 好な ビ — ド を形成 し得な かつた が 、 中間電 の . で は瞬間的接触短絡が安定に維持でき 、 良好な溶接 ビ - ド を得
    [0069] ∞ る こ と ができ た C
    [0070] な お第 《2 図に純 ア ル ゴ ン 気中交流 ミ グ ' ア ー ク 溶接の 一サ イ ク ル 中に お け る 溶滴移行お よ び ア ー ク の挙動 を 図 解 し た。
    [0071] _ ΟΜΡΙ 中 s は溶接電流波形、 w は 希土類元素の適量 を 含有 する 溶接 ヮ ィ ャ 、 Ρ は 被溶接母板上 に形成 さ れた溶融池 表面 を それぞれ表わ し 、 ま た破線で領域 を 示 し た c は一次 ァ — ク 、 同 じ く f は二次 ァ — ク で あ り 、 さ ら に
    [0072] 5 は溶接 ワ イ ャ端に ア ー ク 熱に.よ り 生成する 溶滴 、 そ して が瞬間的短絡移行 を 生 じ つつ あ る ワ イ ヤ端 め る 。 ま た図 の番号は溶接電流波形 s 上で、 時間軸に沿い区 分 し た各点に お け る ワ イ ャ と ァ — ク お よ び溶滴移行の あ り さ ま を 変化 の 順に従つ て あ ら わ し 、 各点は 電流の瞬時0 値に対応する ο な お 「 '」 記号は 、 「 」 記号の な い場 合 と は 異なつ た状況の ー例 を 示す
    [0073] •2 図 の左半に逆極性半波域 を 示 し そ の 前半 1 〜 4 の 過程で ァ ー ク 熱に よ り ヮ ィ ャ. W の端が溶融 し こ れ に懸垂 する 形で生成 し た溶滴 i が母板側へ垂下す る の に伴っ て5 7 ィ ャ w の尖銳端が下向き に伸長 し てそ の尖鋭端で溶融 池金 表面 と 接触す る に至る と 上記半波域の後半 5 〜 7 に おいて逆極性下の接触短絡移行 の状態 と な り 、 約 2 S 0 サ ィ ク ル の 周波数で 、 短絡 と ァ — ク と が反覆す o
    [0074] の発明の交流 ミ グ · ア ー ク 溶接への週用 で は 、 溶滴 。 移行の大部分が こ の逆極性半波域後半で行わ れ 、 正極性 半波域に お け る 溶滴移行は 次の よ ラ 【こ；^め て少な い。
    [0075] すな わ ち逆極性半波域か ら 正極性半波域 に転ずる 時点 ε で は ア ー ク c 、 f が消失 し 、 こ の と き ワ イ ヤ w の 尖鋭 端が残存 し 、 つ ぎに正極性半波域に入っ た 直後の 時点 で ア ー ク ί が尖銳端か ら 上方に這い上 り 、 こ れ に よ つ て 尖鋭端部分 m が溶落する 。 その後は 時点 / 〜 に わ たつ て は著 しい変化の ないま ま正極性半波域の後半に至って ワ イ ヤ W の 端に貯え ら れ る 溶.滴 d は 、 そ の末期の 時点 に おい て母板側へ移行す る か ま た は し な レ、 ま ま に 、 ， / で示す よ う に逆極性半波域に転 じ 、 すでに の ベた 経過 を た どる か 、 時点 2 ' に お け る 溶滴移行を介 し た あ と は 、 や は り 同様な様相 を呈する こ と と な る 。
    [0076] ち な み に 直流逆極性の ミ グ . ア ー ク 溶接では 、 第 ·2 図 の 時点、 〜 7 に お け る よ う な瞬間的接触短絡移行が継続 さ れる の であ り 、 一方直流正極性の場合に は 、 第 ·2 図に お け る 時点 / で示 し た よ う な瞬間的短絡移行が約 り サ ィ ク ル の 周波数で安定 し て継続する の である 。
    [0077] 上述各実施例 に おい ては 、 軟鋼板 を 試験材 と する 場合 に つ い て こ の発明に よ る 效果 を実証 し'た が 、 こ の発明は、 は じ め に の べた よ う な 、 9 % Ni 鋼な どの合 金 鑼 一 般に 適用 し て と く に有利で あ り 、 こ の場合に も ほ ぼ同等な效 果が得 ら れる 。 産業上の利用可能性 交流 ミ グ ' ア ー ク 溶接への適甩に おいて は 、 ま ず溶接
    [0078] OMPI
    [0079] —W PO -. i 電源 と して は最 も 廉価な手溶接用交流 ア - ク 溶接機で十 分であ り 、 高価な 直流溶接機への設備投資の 必要がな く、 と く に交流 ミ グ · ア ー ク は 、 電流が脈動す る た め 、 直流 ア - ク の よ う に 外部磁場 （ た と え ば被溶接母板 の残留磁
    [0080] 5 気な ど ） の悪影響を受け に く く 、 従来、 直流 ア ー ク で問 題に なっ ていた ア ー ク の磁気吹 き の 問題 も 解決で き 、 し か も 再点弧電 Eが低下する た め電源の無負荷電 £が低 く て も 、 ア - ク の安定性が良 く 、 し た がっ て 、 再点弧特性 安定化の た め の特殊な装置が不要で あ る ばか り か 、 電撃 i。 時の 危険度 も 小 さ い点で も 有効であ る 。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲 溶接 ヮ ィ ャ 中に 0.0«2 〜 ひ 重量 ％ を 占め る 量の希 土類元素を溶接 ァ - ク 性状改善成分 と し て添加 し た溶 接 ワ イ ヤ を 、 純不活性雰囲.気ガ ス と あ わせ用い、 該雰 囲気 ガス 中で ワ イ ヤ端に ア - ク 熱に よ り 生成する 溶滴 の母板側への移行が溶融池金属表面に対す る 瞬間的接 触短絡移行であ る こ と を特徵 と する ミ グ ' ア ー ク 溶接 方法。
    2. 溶接 ア - ク の極性が 、 直流逆極性であ る 請求の範囲
    1 記載の溶接方法。 -
    3. 溶接 ア - ク の極性が、 直流正極性であ る 請求の範囲
    1 記載の溶接方法。
    4. 溶接電流が交流で あ る 請求の範囲 1 記載の溶接方法 。
    Ο Ρί NA"HO :
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
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    法律状态:
    1980-09-04| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1980-09-04| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    1980-10-18| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1980900426 Country of ref document: EP |
    1981-03-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1980900426 Country of ref document: EP |
    1984-06-20| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1980900426 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP79/20577||1979-02-23||
    JP2057779A|JPS6012151B2|1979-02-23|1979-02-23||DE8080900426T| DE3068280D1|1979-02-23|1980-02-21|Mig arc welding method|
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