薄板の溶接熱による変形について

質問

弊社ではＳＵＳ材の1.0t前後の板巻きパイプ（排気部品）を製造しております。
毎回同じ金型で成形してTig溶接しているのですが、毎回溶接後の製品の状態が異なり（突き合わせ部分が板厚ほどズレたりします）困っています。
プレス成形後の溶接での入熱の影響による変形を抑える方法はありませんでしょうか？

回答No.7

noname#230359

トラブルについてお答えいたします
多関節ロボットによるTIG溶接の不具合はほとんどの場合、前工程かその使用治具のの構造に原因があると思ってください。
?　コイル材の場合、溶接部位のバリの方向性を考えて切断する。（板　　厚0.5ｔ以下の場合は特に重要です）
?　仮止めのの時点で板厚1.0ｔに対して隙間が0.20.3mmもあっては　　いけません。
　　逆に仮止めなしの場合、アークスタート時点に隙間が無ければその　　後0.5mmの隙間であろうと1.0mmの隙間であろうと母材の溶接面は　　寄り合うもので可能である。
?　本件の場合、仮止めの時点、もしくは本付けの時点で適切な裏当て　　のあるクランプ治具の使用をお勧めします。
詳しくは有限会社ニシヤマまでメール下さい。
E-mail vita143@oregano.ocn.ne.jp

ちなみに当社ではステンレス製真空魔法瓶の製作に携わる産業機械（溶接、研磨など）を製作した実績があります。

回答No.6

noname#230359

またまた遅くなりまして申し訳有りません。
母材を直接溶かして溶接しているとのことですが、製品的に問題（強度面）なければかえってやりやすいと思います。
ロボットはハンドロボット（何軸？）なのでしょうか？
ひょっとすると1025ｍｍくらいの溶接、また溶接工が同じ場所で
（移動無し）であれば人間の方が早いかもしれません。
母材のスキマにもよりますが1分1個（最低？）はできるでしょう。
ただあまりにも数が多いと人は飽きて能率が落ちますが（笑）
母材同士が付いてくれる程度のスキマであればＯＫですし溶加棒を
加えればひずみは大きくなります。
前にも書きましたが熱を加えないことです（目安は溶接後の色で
ある程度判断できます）。
赤、青、他カラ－色であればまず母材に対して適性電流ですし
グレ－、黒になりますと強すぎます（溶接速度にもよります）
結局不純物やスキマがあるとスピ－ドが上げられなくなって
しまうばかりかひずみの原因のひとつになると思います。
一定速度で溶接するのが一番ＧＯＯＤです。
文章で語るのは難しいです。
薄物の得意な方はもっといい答えがあると思いますがまだ
お聞きになりたいことがあれば聞いてください。

@下に書いたのが最近出来ましたサイトですが、時間がある時にでも
覗いてくださいね♪

参考URL：

http://homepage1.nifty.com/syokunin/

補足

ダイヘンの５軸のロボットを使用しています。
１日３０００本くらい生産しますので手ではやる気になりません（笑）
歪が発生する場合では生産量も１／３ほどに落ち込みます。

ここ１ヶ月間は今回の現象が発生していませんが、母材の成分のバラツキも関係しているのかもしれませんね。

回答No.5

noname#230359

タングステンですが1ｍｍですと1.6が適当だと思います。
（日本溶接協会　監修　ティグ溶接入門）
現在ランタナ入りのタングステンをお使いのようですが
自分は現在（手溶接）トリア入りを利用しています。
材料の汚れですが非常に影響すると思いますがコスト
の問題があったとしても試験的に一度完全に除去して
溶接してみたらいかがでしょうか。
何分ロボットの経験はないものですから他に原因が
有るのかもしれません。
溶加棒は何ミリをお使いなのでしょうか？

参考URL：

http://www.ic-net.or.jp/home/konno01/

補足

申し訳ありません、これも書き忘れていましたが母材を直接溶かして溶接していますので溶加棒は使用しておりません。スキマがある場合溶加棒を使用しないと変形が顕著に見受けられる物なのでしょうか？
材料の汚れについては洗浄すると確かに変形の度合いは減少する場合もありますが少々汚れていても変形が無い場合もありますので一概には言えない様です。

回答No.4

noname#230359

遅くなりまして申し訳ありません。

（ 新しい答え、補足が登録されたらメールで知らせて欲しい）にした
つもりでいたものですから？

3.2は太すぎるし（研ぎかたにもよる）スキマがあるということですので当然溶加棒は使っていらしゃると思ってコメントさせて頂きますが、
何分薄物はほとんど経験が無いことと304だという事を断っておきますね。

?スキマを限りなくゼロにちかずける。
?タングステンは2ｍｍ以下にする。（出きればもっと細いほうが）
?タングステンはできる限り細く研ぐ。
?25ｍｍ位であれば肘を付けて溶接可能（ハンドフリ-でなくて）
?プレスの時の汚れ（油等）完全にﾄﾙ。←重要です！！
?最小限の電流で溶接する（テストピ－ス等で確認）
?溶接の時（借り付け）母材どうしが付かなくてヤバイと思ったら
　すぐ中止する。
まだありますが、このようなことは分かってらしゃるかも知れませんのでやめときます。
裏波の件はシ－ルドガスは普通表だけですが、完全溶接する時は
裏にも波（ビ－ト）を出します。その時管内にガスを通すわけですがそのガスがないと酸化してしまいます。
*現時点では解決されているかと思いますが、ご質問等御座いましたら
ＨＰから入って頂いてメ－ルください。
以上、山形県遊佐町上戸18　　金野正志

参考URL：

http://www.ic-net.or.jp/home/konno01/

補足

度重なるアドバイス有難う御座います。
指摘事項の現在の実状を書かせて頂きます。
?スキマは０．２３ｍｍ程度です。
??3.2の物をツンツンに研いで使用しています。
?説明不足でした。ロボットで溶接しています。
?脱脂は可能ですがコストを考えると・・・・です。
??検討してみようと思います。

タングステンの径ですが先を研いで使用していますがそれでも3.2じゃ太いでしょうか？

回答No.3

noname#230359

すいません、補足です。

溶加棒の利用状況とタングステンの種類と太さ等できれば
教えてください。

お礼

松下の「YN-32L2S」のφ3.2を使用しています。
成分はカタログが見当たらないので分かりません。

回答No.2

noname#230359

今一つ材料の形状わかりませんが。
溶接の長さはどれくらいなのでしょうか？
縦方向？円周？

つき合わせ部分が板厚ほどずれてしまうというのは、仮ずけ個所が
少ないのではありませんか。波をうったりもするのでしょうか。
厚板であれば冷やし金や拘束ジグ等考えられますが1ｍｍでは
駄目でしょう。

とにかくつき合わせ部分をぴったりと合わせることが重要です。
もう少し形状を教えていただければある程度微力ながらコメント
できると思います。今の状態ですとたぶん裏側に酸化した裏波が
出ている状態ではないでしょうか。（推測ですが）

参考URL：

http://www.ic-net.or.jp/home/konno01/

お礼

回答が送れて申し訳ありません。
１mmのSUS材をコイルからパンチング加工にて穴を開け、プレスにてパイプ形状に成形します。
溶接の長さは１０２５mm程度が数箇所あり、溶接方向は縦方向（全長方向）です。
仮付けは数点行っていますがクランプしていないので突合せ部のスキマは多少あると思います。
他の部品ではクランプしている物もありますがそれでも変形が見受けられます。

＞今の状態ですとたぶん裏側に酸化した・・・
その辺の知識が無い物で詳しくお教え願えませんでしょうか？

回答No.1

noname#230359

無理だとは思いますが、提案を・・・
＃私は、全くの素人なので、素人の戯言とでも思ってください。

溶接をする際の入熱の影響ということだったので、熱を
なくすことが出来るのならばいいのかな、と思いました。
そこで、その溶接をする部分の裏側に水などの冷却機関を
置けたら・・・などと思ったりするのです。

まぁ、無理だと思うので、あまり参考になさらないでください。
この発言で、良いアイデアが浮かぶ人が出ることを・・・

間違いがありましたらご指摘ください。
＃間違いどころか、今回は空想だなぁ・・・
ではでは☆

お礼

まさか回答が頂けるとは感激です。
実際、熱により何がどうなって変形するのか分からないので困っています。
冷却出来る装置を買う余裕は無いですが検証してみようと思います。