JP2000042741A - 極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接欠陥を生じないような開先形状及び溶接
電流値を適正に定めることにより、板厚８０ｍｍ以上の
極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接可能なサブマージ
アーク溶接方法を提供する。 【解決手段】 溶接継手の開先角度θを２８゜〜３８
゜、ルートフェースＲを板厚ｔの０〜２５％、開先断面
積Ｓを１８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔとし、先行電極１の溶接
電流Ｉを３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2 として板
厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板１０を多電極の片面１パスで
サブマージアーク溶接する。
電流値を適正に定めることにより、板厚８０ｍｍ以上の
極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接可能なサブマージ
アーク溶接方法を提供する。 【解決手段】 溶接継手の開先角度θを２８゜〜３８
゜、ルートフェースＲを板厚ｔの０〜２５％、開先断面
積Ｓを１８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔとし、先行電極１の溶接
電流Ｉを３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2 として板
厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板１０を多電極の片面１パスで
サブマージアーク溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、板厚８０ｍｍ以上
の極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接するサブマージ
アーク溶接方法に関する。
の極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接するサブマージ
アーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築用構造部材として、例えばボックス
柱向けの極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接するサブ
マージアーク溶接方法が各種提案されているが、中でも
板厚５０ｍｍ以上に対するものとして特開平４−２１０
８７４号公報や特開平９−１５５５８８号公報がある。
前者は、溶接継手の開先角度θを３０〜５０゜、ルート
フェースＲを板厚ｔの１０〜３０％とし、先行電極に直
流定電圧特性の電源を用い、２０００Ａを超える電流に
より板厚５０ｍｍ以上の極厚鋼板を溶接するものであ
る。また、後者は、特に溶接ビードの靱性を向上させる
ために、溶接金属中のＭｎ、Ｍｏ、Ｓｉ及び酸素量を適
正範囲内にするようなフラックスと溶接ワイヤを使用
し、先行電極の溶接電流を２３００Ａ以上として板厚が
６０ｍｍ以上の極厚鋼板を溶接するものである。ただ
し、この場合開先形状は特に規定していないが、その実
施例によれば、開先角度を４０゜、ルートフェースを板
厚の１６〜１７％としている。
柱向けの極厚鋼板を多電極の片面１パスで溶接するサブ
マージアーク溶接方法が各種提案されているが、中でも
板厚５０ｍｍ以上に対するものとして特開平４−２１０
８７４号公報や特開平９−１５５５８８号公報がある。
前者は、溶接継手の開先角度θを３０〜５０゜、ルート
フェースＲを板厚ｔの１０〜３０％とし、先行電極に直
流定電圧特性の電源を用い、２０００Ａを超える電流に
より板厚５０ｍｍ以上の極厚鋼板を溶接するものであ
る。また、後者は、特に溶接ビードの靱性を向上させる
ために、溶接金属中のＭｎ、Ｍｏ、Ｓｉ及び酸素量を適
正範囲内にするようなフラックスと溶接ワイヤを使用
し、先行電極の溶接電流を２３００Ａ以上として板厚が
６０ｍｍ以上の極厚鋼板を溶接するものである。ただ
し、この場合開先形状は特に規定していないが、その実
施例によれば、開先角度を４０゜、ルートフェースを板
厚の１６〜１７％としている。
【０００３】このような極厚鋼板を片面１パスで溶接す
るにあたっては、開先形状と先行電極の溶接電流値が特
に問題となる。
るにあたっては、開先形状と先行電極の溶接電流値が特
に問題となる。
【０００４】（１）開先形状 開先形状、特に開先断面積Ｓは、その大小によって、溶
接ビードが形成される板厚方向の位置に大きく影響を及
ぼす。図４に詳細を示す。図４の（ａ）は開先断面積が
大きい場合で、（ｂ）は開先断面積が小さい場合であ
る。図４において、１０は被溶接材、１１は裏当金、ｈ
は溶融池高さまたはビード高さ、θは開先角度、Ｒはル
ートフェース、ｔは板厚である。溶融池高さ（ビード高
さ）ｈは、溶接電流Ｉが同じなら、どちらもほぼ等しい
（ｈ〓Ｉ2 ）ので、開先断面積が大きい場合はビードが
板厚方向の下側に形成されるため、開先上部に溶着量不
足２１が生じる。逆に、開先断面積が小さい場合はビー
ドが板厚方向の上側に形成されるため、ルート部に溶込
み不足２２が発生する。そこで、所定のビード高さｈ
（＝ｔ＋α）を得るために、溶接電流を上げていくと、
それぞれ図４の（ｃ）、（ｄ）に示すように、開先断面
積が大きい場合には溶け落ち２３を生じ、小さい場合に
は凸ビード２４やアンダーカット２５を生じる。
接ビードが形成される板厚方向の位置に大きく影響を及
ぼす。図４に詳細を示す。図４の（ａ）は開先断面積が
大きい場合で、（ｂ）は開先断面積が小さい場合であ
る。図４において、１０は被溶接材、１１は裏当金、ｈ
は溶融池高さまたはビード高さ、θは開先角度、Ｒはル
ートフェース、ｔは板厚である。溶融池高さ（ビード高
さ）ｈは、溶接電流Ｉが同じなら、どちらもほぼ等しい
（ｈ〓Ｉ2 ）ので、開先断面積が大きい場合はビードが
板厚方向の下側に形成されるため、開先上部に溶着量不
足２１が生じる。逆に、開先断面積が小さい場合はビー
ドが板厚方向の上側に形成されるため、ルート部に溶込
み不足２２が発生する。そこで、所定のビード高さｈ
（＝ｔ＋α）を得るために、溶接電流を上げていくと、
それぞれ図４の（ｃ）、（ｄ）に示すように、開先断面
積が大きい場合には溶け落ち２３を生じ、小さい場合に
は凸ビード２４やアンダーカット２５を生じる。
【０００５】さらに、開先形状の因子を個別にみると、
以下のようになる。 開先角度θ 開先角度θが過小な場合は、図５（ａ）に示すように、
ビード断面形状が細長くなるため、凝固割れ２６を生じ
る。開先角度θが過大な場合は、図５（ｂ）に示すよう
に、ビード断面形状が開先幅まで広がらないため、開先
残り２７や融合不良２８を生じる。 ルートフェースＲ ルートフェースＲが過大な場合は、図５（ｃ）に示すよ
うに、溶接電流が小さいと溶込み不足２２を生じ、また
溶込み不足を防ぐために溶接電流を上げると、開先のな
いルート部ではビード断面形状が細長くなるため凝固割
れ２６を生じる。したがって、以上のような溶接欠陥を
防ぐためには、図４の（ｅ）に示すように、ビード高さ
ｈの中央がほぼ板厚ｔの中央となる開先断面積Ｓ（斜線
部で示す）を選ぶ必要がある。
以下のようになる。 開先角度θ 開先角度θが過小な場合は、図５（ａ）に示すように、
ビード断面形状が細長くなるため、凝固割れ２６を生じ
る。開先角度θが過大な場合は、図５（ｂ）に示すよう
に、ビード断面形状が開先幅まで広がらないため、開先
残り２７や融合不良２８を生じる。 ルートフェースＲ ルートフェースＲが過大な場合は、図５（ｃ）に示すよ
うに、溶接電流が小さいと溶込み不足２２を生じ、また
溶込み不足を防ぐために溶接電流を上げると、開先のな
いルート部ではビード断面形状が細長くなるため凝固割
れ２６を生じる。したがって、以上のような溶接欠陥を
防ぐためには、図４の（ｅ）に示すように、ビード高さ
ｈの中央がほぼ板厚ｔの中央となる開先断面積Ｓ（斜線
部で示す）を選ぶ必要がある。
【０００６】（２）溶接電流 溶融池に働く表面張力を一定とすると、溶接電流と溶融
池高さ（溶込み底からビード頂点までの高さ）との間に
は相関関係があり、ある値以上の電流であれば良いとい
うものではない。すなわち、ある電流値に対して形成さ
れる溶融池高さｈはほぼ決まっており、溶接電流が過小
な場合、全板厚にわたる溶接ビードを形成することはで
きない。つまり、１パスで溶接することはできない。こ
のため、 溶接電流が過小な場合 図６（ａ）に示すように、ルート部を完全に溶かそうと
するとすると溶着量不足２１を生じる。この溶着量不足
を補うために溶接速度を落とすと、（ｂ）に示すよう
に、ルート部に溶込み不足２２を生じる。 溶接電流が過大な場合 この場合には、溶込みが裏当金を超え、溶け落ちを発生
したり、図６（ｃ）に示すように、ビード外観が著しく
凸になる。またアンダーカット２５を発生したりする。
池高さ（溶込み底からビード頂点までの高さ）との間に
は相関関係があり、ある値以上の電流であれば良いとい
うものではない。すなわち、ある電流値に対して形成さ
れる溶融池高さｈはほぼ決まっており、溶接電流が過小
な場合、全板厚にわたる溶接ビードを形成することはで
きない。つまり、１パスで溶接することはできない。こ
のため、 溶接電流が過小な場合 図６（ａ）に示すように、ルート部を完全に溶かそうと
するとすると溶着量不足２１を生じる。この溶着量不足
を補うために溶接速度を落とすと、（ｂ）に示すよう
に、ルート部に溶込み不足２２を生じる。 溶接電流が過大な場合 この場合には、溶込みが裏当金を超え、溶け落ちを発生
したり、図６（ｃ）に示すように、ビード外観が著しく
凸になる。またアンダーカット２５を発生したりする。
【０００７】そこで、前記公報に示す開先形状の条件を
板厚８０ｍｍの場合で開先断面積が最大と最小のときで
検討する。 開先断面積が最大の場合 開先角度θ＝５０゜、ルートフェースＲ＝８ｍｍ（板厚
ｔの１０％）のとき、開先断面積Ｓは最大となり、Ｓ＝
２４１７ｍｍ2 となる。このときの開先形状の寸法を図
７（ａ）に示す。この場合は、θが過大のときの図６
（ｂ）のように、低電流の場合には融合不良や開先残り
を生じる。また、所定の溶融池高さが得られる高電流で
は、ビードが板厚方向の下側に形成されるため、溶け落
ちを生じるといった問題点がある。 開先断面積が最小の場合 θ＝３０゜、Ｒ＝２４ｍｍ（板厚の３０％）のとき、開
先断面積は最小となり、Ｓ＝８４０ｍｍ2 となる。この
ときの開先形状の寸法を図７（ｂ）に示す。この場合
は、θが過小の図５（ａ）及びＲが過大の図５（ｃ）、
（ｄ）のように、凝固割れや溶込み不足を生じる。ま
た、ビードが板厚方向の上側に形成されるため、凸ビー
ドやアンダーカットを生じるといった問題点がある。こ
のように従来技術の開先形状では、条件範囲が広く、適
用板厚が８０ｍｍ以上の極厚鋼板になると適用不可能な
領域が発生する。
板厚８０ｍｍの場合で開先断面積が最大と最小のときで
検討する。 開先断面積が最大の場合 開先角度θ＝５０゜、ルートフェースＲ＝８ｍｍ（板厚
ｔの１０％）のとき、開先断面積Ｓは最大となり、Ｓ＝
２４１７ｍｍ2 となる。このときの開先形状の寸法を図
７（ａ）に示す。この場合は、θが過大のときの図６
（ｂ）のように、低電流の場合には融合不良や開先残り
を生じる。また、所定の溶融池高さが得られる高電流で
は、ビードが板厚方向の下側に形成されるため、溶け落
ちを生じるといった問題点がある。 開先断面積が最小の場合 θ＝３０゜、Ｒ＝２４ｍｍ（板厚の３０％）のとき、開
先断面積は最小となり、Ｓ＝８４０ｍｍ2 となる。この
ときの開先形状の寸法を図７（ｂ）に示す。この場合
は、θが過小の図５（ａ）及びＲが過大の図５（ｃ）、
（ｄ）のように、凝固割れや溶込み不足を生じる。ま
た、ビードが板厚方向の上側に形成されるため、凸ビー
ドやアンダーカットを生じるといった問題点がある。こ
のように従来技術の開先形状では、条件範囲が広く、適
用板厚が８０ｍｍ以上の極厚鋼板になると適用不可能な
領域が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な課題を解決するためになされたもので、溶接欠陥を生
じないような開先形状及び溶接電流値を適正に定めるこ
とにより、板厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板を多電極の片面
１パスで溶接可能なサブマージアーク溶接方法を提供す
ることを目的とする。
な課題を解決するためになされたもので、溶接欠陥を生
じないような開先形状及び溶接電流値を適正に定めるこ
とにより、板厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板を多電極の片面
１パスで溶接可能なサブマージアーク溶接方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の考
察に基づき、板厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板のサブマージ
アーク溶接において多くの実験研究を積み重ねてきた結
果、以下のような知見を得たものである。 （１）開先形状範囲とともに開先断面積が板厚の関数と
して把握できる。 （２）先行電極の溶接電流値が板厚の関数として把握で
きる。 （３）２極目以降の溶接電流値が１つ前の電極電流値か
ら決定できる。 したがって、本発明に係る極厚鋼板のサブマージアーク
溶接方法は、板厚が８０ｍｍ以上の極厚鋼板を多電極の
片面１パスでサブマージアーク溶接をする方法であっ
て、次の（イ）〜（ニ）の条件で溶接することを特徴と
するものである。 （イ）溶接継手の開先角度θ：２８゜≦θ≦３８゜ （ロ）ルートフェースＲ：０≦Ｒ≦０．２５×ｔ （ハ）開先断面積Ｓ：１８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔ （ニ）先行電極の溶接電流Ｉ：３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３
５０×ｔ1/2 ただし、ｔは板厚である。また、単位は板厚ｔ（ｍ
ｍ），開先断面積Ｓ（ｍｍ2），先行電極の溶接電流Ｉ
（Ａ）である。
察に基づき、板厚８０ｍｍ以上の極厚鋼板のサブマージ
アーク溶接において多くの実験研究を積み重ねてきた結
果、以下のような知見を得たものである。 （１）開先形状範囲とともに開先断面積が板厚の関数と
して把握できる。 （２）先行電極の溶接電流値が板厚の関数として把握で
きる。 （３）２極目以降の溶接電流値が１つ前の電極電流値か
ら決定できる。 したがって、本発明に係る極厚鋼板のサブマージアーク
溶接方法は、板厚が８０ｍｍ以上の極厚鋼板を多電極の
片面１パスでサブマージアーク溶接をする方法であっ
て、次の（イ）〜（ニ）の条件で溶接することを特徴と
するものである。 （イ）溶接継手の開先角度θ：２８゜≦θ≦３８゜ （ロ）ルートフェースＲ：０≦Ｒ≦０．２５×ｔ （ハ）開先断面積Ｓ：１８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔ （ニ）先行電極の溶接電流Ｉ：３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３
５０×ｔ1/2 ただし、ｔは板厚である。また、単位は板厚ｔ（ｍ
ｍ），開先断面積Ｓ（ｍｍ2），先行電極の溶接電流Ｉ
（Ａ）である。
【００１０】また、２極目以降の電極の溶接電流値を１
つ前の電極の溶接電流値に対してほぼ一定の割合で減少
させることを特徴とするものである。
つ前の電極の溶接電流値に対してほぼ一定の割合で減少
させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の極厚鋼板のサブマ
ージアーク溶接方法を示す図で、（ａ）はその開先形状
の図、（ｂ）は先行電極のアーク圧力と溶鋼の重力ヘッ
ドとの釣り合いを示す図である。図中、１は先行電極、
２は溶融池、３は溶接ビード、１０は極厚鋼板である被
溶接材、１１は裏当金である。多電極のサブマージアー
ク溶接においては、先行電極の溶接電流が支配的である
から、極厚鋼板の場合でも先行電極１のアークの圧力Ｐ
ａと溶融池２の溶鋼の重力ヘッドＨ（＝ρｇｈ、ただ
し、ρ：溶鋼の密度、ｇ：重力加速度、ｈ：溶融池高
さ）とのバランスが良ければ、良好な溶接ビード３が得
られるものと考えられる。すなわち、適正な範囲の開先
形状（開先断面積）のとき、ビード断面幅はほぼ一定と
なり、したがって、溶融池２の表面張力は一定とみなさ
れる。このことから、アーク圧力Ｐａと溶鋼の重力ヘッ
ドＨのバランスと、各電極間のバランスをとることで、
良好な溶接ビード３が得られる。
ージアーク溶接方法を示す図で、（ａ）はその開先形状
の図、（ｂ）は先行電極のアーク圧力と溶鋼の重力ヘッ
ドとの釣り合いを示す図である。図中、１は先行電極、
２は溶融池、３は溶接ビード、１０は極厚鋼板である被
溶接材、１１は裏当金である。多電極のサブマージアー
ク溶接においては、先行電極の溶接電流が支配的である
から、極厚鋼板の場合でも先行電極１のアークの圧力Ｐ
ａと溶融池２の溶鋼の重力ヘッドＨ（＝ρｇｈ、ただ
し、ρ：溶鋼の密度、ｇ：重力加速度、ｈ：溶融池高
さ）とのバランスが良ければ、良好な溶接ビード３が得
られるものと考えられる。すなわち、適正な範囲の開先
形状（開先断面積）のとき、ビード断面幅はほぼ一定と
なり、したがって、溶融池２の表面張力は一定とみなさ
れる。このことから、アーク圧力Ｐａと溶鋼の重力ヘッ
ドＨのバランスと、各電極間のバランスをとることで、
良好な溶接ビード３が得られる。
【００１２】そこでまず、適正な溶接ビードを１パスで
得るためには、溶融池高さ（ビード高さ）ｈを板厚ｔの
全厚に位置するように開先断面積Ｓを適切に選ばなけれ
ばならない。表１及び表２は、それぞれ板厚８０ｍｍと
９０ｍｍについての開先形状の条件、溶接条件及び溶接
試験結果を示したものである。そして、このデータから
開先断面積Ｓ（ｍｍ2 ）の変化に対する溶接ビードの板
厚方向のずれｄ（（ｃ）図参照）をグラフ化したものが
図２の（ａ）と（ｂ）である。
得るためには、溶融池高さ（ビード高さ）ｈを板厚ｔの
全厚に位置するように開先断面積Ｓを適切に選ばなけれ
ばならない。表１及び表２は、それぞれ板厚８０ｍｍと
９０ｍｍについての開先形状の条件、溶接条件及び溶接
試験結果を示したものである。そして、このデータから
開先断面積Ｓ（ｍｍ2 ）の変化に対する溶接ビードの板
厚方向のずれｄ（（ｃ）図参照）をグラフ化したものが
図２の（ａ）と（ｂ）である。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】図２から、開先断面積Ｓを大きくするほ
ど、溶接ビード中心は板厚下方へ下がってくる。溶接ビ
ード中心（ｈ／２の位置）が板厚中心（ｔ／２）より上
部にあるときは溶込み不足を生じやすく、著しく下方に
位置する場合は溶け落ちを生じることがわかる。したが
って、これらのデータより、開先断面積Ｓ（ｍｍ2 ）の
適正範囲は、板厚８０ｍｍの場合、大体において１４５
０〜１７５０ｍｍ2 であり、板厚９０ｍｍの場合、大体
において１６００〜２０００ｍｍ2 であるから、開先断
面積Ｓ（ｍｍ2 ）は板厚ｔ（ｍｍ）に対し １８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔ の範囲が好ましい。また、この開先断面積Ｓの範囲か
ら、開先角度θは２８゜〜３８゜、ルートフェースＲは
板厚の０〜２５％の範囲が好ましい。
ど、溶接ビード中心は板厚下方へ下がってくる。溶接ビ
ード中心（ｈ／２の位置）が板厚中心（ｔ／２）より上
部にあるときは溶込み不足を生じやすく、著しく下方に
位置する場合は溶け落ちを生じることがわかる。したが
って、これらのデータより、開先断面積Ｓ（ｍｍ2 ）の
適正範囲は、板厚８０ｍｍの場合、大体において１４５
０〜１７５０ｍｍ2 であり、板厚９０ｍｍの場合、大体
において１６００〜２０００ｍｍ2 であるから、開先断
面積Ｓ（ｍｍ2 ）は板厚ｔ（ｍｍ）に対し １８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔ の範囲が好ましい。また、この開先断面積Ｓの範囲か
ら、開先角度θは２８゜〜３８゜、ルートフェースＲは
板厚の０〜２５％の範囲が好ましい。
【００１６】次に、溶接電流値については、少なくとも
板厚以上の溶融池高さ（ビード高さ）ｈを得る溶接条件
を選定しなければならない。図１に示すように、溶融池
２の表面張力を無視すると、溶接によるアーク圧力Ｐａ
により溶鋼が押し上げられて溶接ビード３が形成され
る。つまり、アーク圧力Ｐａとビード高さｈはほぼ比例
する。アーク圧力Ｐａは溶接電流と電流密度の積に比例
するので、アークの広がりを一定とすると溶接電流Ｉの
２乗に比例することになる。多電極溶接の場合は先行電
流（先行電極（Ｌ極）１の溶接電流）Ｉ1 がｈに支配的
である。
板厚以上の溶融池高さ（ビード高さ）ｈを得る溶接条件
を選定しなければならない。図１に示すように、溶融池
２の表面張力を無視すると、溶接によるアーク圧力Ｐａ
により溶鋼が押し上げられて溶接ビード３が形成され
る。つまり、アーク圧力Ｐａとビード高さｈはほぼ比例
する。アーク圧力Ｐａは溶接電流と電流密度の積に比例
するので、アークの広がりを一定とすると溶接電流Ｉの
２乗に比例することになる。多電極溶接の場合は先行電
流（先行電極（Ｌ極）１の溶接電流）Ｉ1 がｈに支配的
である。
【００１７】図３（ａ）に、溶接電流（先行電流）を変
化させたときに形成される溶融池高さｈを計測した結果
を示す。同図は、（ｂ）に示すように開先角度を３５゜
とし、板厚ｔは６０〜１００ｍｍの範囲で試験した。た
だし、ルートフェースＲは任意に変化させ、このような
開先形状を３電極のサブマージアーク溶接を行ったとき
の先行電流Ｉ1 （Ａ）と溶融池高さｈ（ｍｍ）の釣り合
い関係を示すものである。なお、この場合の溶接条件と
して、先行電流Ｉ1 は直流とし、中間電流（Ｍ極の溶接
電流）Ｉ2 ＝０．７５×Ｉ1 （交流）、後行電流（Ｔ極
の溶接電流）Ｉ3 ＝０．８×Ｉ1 （交流）としたもので
ある。図３（ａ）に示す試験結果から、板厚ｔ以上のｈ
を得るためには、Ｉ≧３００×ｔ1/2 が必要である。ま
た、あまりｈが大きいと溶け落ちや凸ビードとなるの
で、Ｉ≦３５０×ｔ1/2 ほどが望ましい。よって、３０
０×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2の範囲が好ましい。
化させたときに形成される溶融池高さｈを計測した結果
を示す。同図は、（ｂ）に示すように開先角度を３５゜
とし、板厚ｔは６０〜１００ｍｍの範囲で試験した。た
だし、ルートフェースＲは任意に変化させ、このような
開先形状を３電極のサブマージアーク溶接を行ったとき
の先行電流Ｉ1 （Ａ）と溶融池高さｈ（ｍｍ）の釣り合
い関係を示すものである。なお、この場合の溶接条件と
して、先行電流Ｉ1 は直流とし、中間電流（Ｍ極の溶接
電流）Ｉ2 ＝０．７５×Ｉ1 （交流）、後行電流（Ｔ極
の溶接電流）Ｉ3 ＝０．８×Ｉ1 （交流）としたもので
ある。図３（ａ）に示す試験結果から、板厚ｔ以上のｈ
を得るためには、Ｉ≧３００×ｔ1/2 が必要である。ま
た、あまりｈが大きいと溶け落ちや凸ビードとなるの
で、Ｉ≦３５０×ｔ1/2 ほどが望ましい。よって、３０
０×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2の範囲が好ましい。
【００１８】また、本発明においては、電極数は３電極
以上とし、極性は２極以上を交流とすることが好まし
く、さらに、各電極間のバランスをとるため、２極目以
降の溶接電流を１つ前の電極の溶接電流から決定するも
のとし、 ２極目の溶接電流Ｉ2 ＝（０．７〜０．８）×Ｉ1 ３極目以降の溶接電流Ｉn ＝（０．７５〜０．８５）×
Ｉn-1 とする。上記の各係数は試験データより求めたものであ
る。
以上とし、極性は２極以上を交流とすることが好まし
く、さらに、各電極間のバランスをとるため、２極目以
降の溶接電流を１つ前の電極の溶接電流から決定するも
のとし、 ２極目の溶接電流Ｉ2 ＝（０．７〜０．８）×Ｉ1 ３極目以降の溶接電流Ｉn ＝（０．７５〜０．８５）×
Ｉn-1 とする。上記の各係数は試験データより求めたものであ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
開先形状に関し、開先角度を２８゜〜３８゜、ルートフ
ェースを板厚ｔの０〜２５％、開先断面積Ｓを１８×ｔ
≦Ｓ≦２２×ｔとし、溶接条件として、先行電極の溶接
電流Ｉを、３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2 の範囲
内でサブマージアーク溶接を行うことにより、板厚８０
ｍｍ以上の極厚鋼板を片面１パスで良好に溶接すること
ができる。また、２極目以降の電極の溶接電流をその１
つ前の電極の溶接電流から決定し、ほぼ一定の割合で減
じた溶接電流とすることで、溶接欠陥のない優れた断面
形状の溶接ビードが得られる。
開先形状に関し、開先角度を２８゜〜３８゜、ルートフ
ェースを板厚ｔの０〜２５％、開先断面積Ｓを１８×ｔ
≦Ｓ≦２２×ｔとし、溶接条件として、先行電極の溶接
電流Ｉを、３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３５０×ｔ1/2 の範囲
内でサブマージアーク溶接を行うことにより、板厚８０
ｍｍ以上の極厚鋼板を片面１パスで良好に溶接すること
ができる。また、２極目以降の電極の溶接電流をその１
つ前の電極の溶接電流から決定し、ほぼ一定の割合で減
じた溶接電流とすることで、溶接欠陥のない優れた断面
形状の溶接ビードが得られる。
【図１】本発明の極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法
を示す図である。
を示す図である。
【図２】開先断面積と溶接ビードの板厚方向のずれとの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】溶接電流と溶融池高さの釣り合い関係を示す図
である。
である。
【図４】開先断面積の大小による溶接欠陥の説明図であ
る。
る。
【図５】開先角度の過小、過大、およびルートフェース
の過大の場合における溶接欠陥の説明図である。
の過大の場合における溶接欠陥の説明図である。
【図６】溶接電流の過小、過大の場合における溶接欠陥
の説明図である。
の説明図である。
【図７】従来の開先角度およびルートフェースの最大、
最小の条件を板厚８０ｍｍに適用した場合の開先形状の
寸法図である。
最小の条件を板厚８０ｍｍに適用した場合の開先形状の
寸法図である。
１ 先行電極 ２ 溶融池 ３ 溶接ビード １０ 被溶接材 １１ 裏当金
フロントページの続き (72)発明者 雑賀 正和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岩田 真治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 戸塚 殷司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB05 CA01 CC04 DA01 DB01 DF01 EA01 EA09 EA10
Claims (2)
- 【請求項１】 板厚が８０ｍｍ以上の極厚鋼板を多電極
の片面１パスでサブマージアーク溶接をする方法であっ
て、次の（イ）〜（ニ）の条件で溶接することを特徴と
する極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法。 （イ）溶接継手の開先角度θ：２８゜≦θ≦３８゜ （ロ）ルートフェースＲ：０≦Ｒ≦０．２５×ｔ （ハ）開先断面積Ｓ：１８×ｔ≦Ｓ≦２２×ｔ （ニ）先行電極の溶接電流Ｉ：３００×ｔ1/2 ≦Ｉ≦３
５０×ｔ1/2 ただし、ｔは板厚である。 - 【請求項２】 ２極目以降の電極の溶接電流値を１つ前
の電極の溶接電流値に対してほぼ一定の割合で減少させ
ることを特徴とする請求項１記載の極厚鋼板のサブマー
ジアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552398A JP2000042741A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552398A JP2000042741A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042741A true JP2000042741A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16673838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21552398A Pending JP2000042741A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 極厚鋼板のサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000042741A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2767361A4 (en) * | 2011-11-15 | 2015-09-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | METHOD FOR HIGHLY EFFICIENT WELDING OF THICK STEEL PLATE |
-
1998
- 1998-07-30 JP JP21552398A patent/JP2000042741A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2767361A4 (en) * | 2011-11-15 | 2015-09-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | METHOD FOR HIGHLY EFFICIENT WELDING OF THICK STEEL PLATE |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |