A Study on Reducing Oxygen Content in Weld Metals for Narrow Groove GMA Welding with a Local CO2 Adding Nozzle

Abstract

高靭性を要求される一部の低合金鋼 (炭素鋼 )を対象とし たGMA(MIG)溶接では,アーク安定化のためにCO2やO2な どの酸化性のガスを微量に含む不活性ガスがシールドガス として用いられており ,この酸化性ガスの混合割合が増 加するほど溶接金属中の酸素量が増加し,靱性が低下する ことが知られている .アークの安定と溶接金属の高靭性 を両立させる方法として,酸化性ガスの添加割合を低減さ せた溶接法が種々検討されている.例えば,特殊形状のノ ズルを用いて不活性ガスと活性ガスを個別にアーク雰囲気 中へ添加する方法が検討されており ,ビードオンプレー ト溶接において溶接金属中の酸素量を数十 ppm程度に低減 できることが報告されている. 一方で,高能率なアーク溶接法である狭開先溶接法が, 特に自動化が容易なMAG/MIG溶接において適用されて いる.しかしながら,上述の溶接法を狭開先溶接に適用 しようとすると,アークの偏向が発生し,溶接欠陥の要因 となる等,課題が多い為 に実用化に至っていない. そこで本研究では,小型かつ軽量の特殊ノズルを用い、 さらにショートパルスアークと組合わせて狭開先溶接への 適用を試みた.実施内容として,主ガスとして不活性ガス (Ar) を,局所添加ガスとして活性ガス (CO2)をそれぞれ個別に狭 開先内に導入することが可能な Fig. 1に示す特殊形状のノズ ルを作製した.そして様々な活性ガス添加条件やアーク溶 接条件下での溶接実験を行い,それらの条件が溶接金属中 の酸素量やアーク現象に及ぼす影響について調査した.さ らに,当該溶接を模擬したシミュレーションを実施し,活