JP2001096368A - 高強度鋼板のアーク溶接方法 - Google Patents
高強度鋼板のアーク溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度鋼板のアーク溶接において、熱影響部
における軟化を最小限に抑えることが可能なアーク溶接
法を提供する。 【解決手段】 高強度鋼板のアーク溶接において、ＣＯ
2 ガスまたはＡｒとＣＯ 2 が混合されたガスをシールド
ガスに用い、限定された溶接入熱範囲で電流一定のＭＡ
Ｇ溶接を行うことにより、熱影響部での軟化を最小限に
抑える。 【効果】 限定された溶接入熱範囲でアーク溶接を行う
ことにより、熱影響部での軟化が最小限の抑えられ、ア
ーク溶接部で高い継手強度が得られる。
における軟化を最小限に抑えることが可能なアーク溶接
法を提供する。 【解決手段】 高強度鋼板のアーク溶接において、ＣＯ
2 ガスまたはＡｒとＣＯ 2 が混合されたガスをシールド
ガスに用い、限定された溶接入熱範囲で電流一定のＭＡ
Ｇ溶接を行うことにより、熱影響部での軟化を最小限に
抑える。 【効果】 限定された溶接入熱範囲でアーク溶接を行う
ことにより、熱影響部での軟化が最小限の抑えられ、ア
ーク溶接部で高い継手強度が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体の軽量化や衝
突安全性向上を目的に、自動車用構造材料として用いら
れる薄板における高強度鋼板の、アーク溶接方法に関す
るものである。
突安全性向上を目的に、自動車用構造材料として用いら
れる薄板における高強度鋼板の、アーク溶接方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、大気中のＣＯ2 の増加による地球
の温暖化が環境問題として大きく取り上げられるように
なり、自動車、鉄道車両、船舶などを軽量化し、ＣＯ2
の排出量を軽減させようという動きがある。このような
動きに対応して、自動車分野では、高強度鋼板を用いる
ことにより板厚を低減し、車体の重量を低減させようと
いう試みがなされている。一方、これとは別に、最近、
自動車の衝突安全特性の問題が大きくクローズアップさ
れるようになり、衝突安全特性を向上させるために、高
強度鋼板を使用することが検討されている。このよう
に、自動車分野においては、高強度鋼板に対するニーズ
は日増しに高まっており、今後、その適用は拡大するこ
とが予想される。
の温暖化が環境問題として大きく取り上げられるように
なり、自動車、鉄道車両、船舶などを軽量化し、ＣＯ2
の排出量を軽減させようという動きがある。このような
動きに対応して、自動車分野では、高強度鋼板を用いる
ことにより板厚を低減し、車体の重量を低減させようと
いう試みがなされている。一方、これとは別に、最近、
自動車の衝突安全特性の問題が大きくクローズアップさ
れるようになり、衝突安全特性を向上させるために、高
強度鋼板を使用することが検討されている。このよう
に、自動車分野においては、高強度鋼板に対するニーズ
は日増しに高まっており、今後、その適用は拡大するこ
とが予想される。
【０００３】薄板における高強度鋼板とは、一般的に、
引張強さが３７０ＭＰａ以上の鋼板を指し、その種類と
しては、従来から使用されている、Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、
Ｍｎ等で強化された固溶強化型や、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの炭
窒化物を析出させて強化した析出強化型の他に、最近で
は、フェライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼
（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイ
トを含む高バーリング鋼、フェライト中に残留オーステ
ナイトを含む加工誘起変態型の高残留オーステナイト鋼
（ＴＲＩＰ鋼）、なども知られている。この内、Ｄｕａ
ｌ Ｐｈａｓｅ鋼、高バーリング鋼、ＴＲＩＰ鋼は、２
相以上の組織から構成されているため、複合組織鋼板と
呼ばれている。複合組織鋼板では、フェライト中のマル
テンサイトやベイナイト、あるいは加工誘起変態によっ
てオーステナイトから生じるマルテンサイトが鋼板の強
化機構に寄与している。複合組織鋼板は、固溶強化型や
析出強化型の鋼板に比べて、優れた強度−延性バランス
を示し、かつ、成形性も優れているため、今後、自動車
への適用拡大が期待されている。
引張強さが３７０ＭＰａ以上の鋼板を指し、その種類と
しては、従来から使用されている、Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、
Ｍｎ等で強化された固溶強化型や、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの炭
窒化物を析出させて強化した析出強化型の他に、最近で
は、フェライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼
（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイ
トを含む高バーリング鋼、フェライト中に残留オーステ
ナイトを含む加工誘起変態型の高残留オーステナイト鋼
（ＴＲＩＰ鋼）、なども知られている。この内、Ｄｕａ
ｌ Ｐｈａｓｅ鋼、高バーリング鋼、ＴＲＩＰ鋼は、２
相以上の組織から構成されているため、複合組織鋼板と
呼ばれている。複合組織鋼板では、フェライト中のマル
テンサイトやベイナイト、あるいは加工誘起変態によっ
てオーステナイトから生じるマルテンサイトが鋼板の強
化機構に寄与している。複合組織鋼板は、固溶強化型や
析出強化型の鋼板に比べて、優れた強度−延性バランス
を示し、かつ、成形性も優れているため、今後、自動車
への適用拡大が期待されている。
【０００４】一方、従来、自動車の組立行程では、スポ
ット溶接やシーム溶接などの抵抗溶接が主に使われてお
り、高強度鋼板の溶接でも、これらの溶接法が主に使わ
れている。しかし、足廻りやシャーシなど、強度や剛性
を必要とする部位では直線的な溶接が必要となり、この
場合にはアーク溶接、特に、高速溶接が可能なＭＡＧ溶
接が使われている。高強度鋼板は、軟鋼板の場合と同
様、アーク溶接することが可能であるが、高強度鋼板の
中で、フェライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼
（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイ
トを含む高バーリング鋼をアーク溶接すると、以下のよ
うな問題が生じる。
ット溶接やシーム溶接などの抵抗溶接が主に使われてお
り、高強度鋼板の溶接でも、これらの溶接法が主に使わ
れている。しかし、足廻りやシャーシなど、強度や剛性
を必要とする部位では直線的な溶接が必要となり、この
場合にはアーク溶接、特に、高速溶接が可能なＭＡＧ溶
接が使われている。高強度鋼板は、軟鋼板の場合と同
様、アーク溶接することが可能であるが、高強度鋼板の
中で、フェライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼
（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイ
トを含む高バーリング鋼をアーク溶接すると、以下のよ
うな問題が生じる。
【０００５】すなわち、２相組織鋼や高バーリング鋼の
アーク溶接では、アークの熱によって鋼板が溶融し溶接
が行われるが、この際、溶接部周辺でもかなり温度が上
昇するため、その部分では２相組織鋼中のマルテンサイ
トや高バーリング鋼中のベイナイトが焼き戻されて強度
が低下するのである。この熱影響部で強度が低下（軟
化）する現象は、ＨＡＺ軟化と呼ばれている。これが起
こると、例えば、重ね隅肉継手で作製した継手をせん断
方向に引っ張ると、母材で破断が起こらずに、熱影響部
で破断が起こり、母材で破断する場合より継手強度が低
下するのである。
アーク溶接では、アークの熱によって鋼板が溶融し溶接
が行われるが、この際、溶接部周辺でもかなり温度が上
昇するため、その部分では２相組織鋼中のマルテンサイ
トや高バーリング鋼中のベイナイトが焼き戻されて強度
が低下するのである。この熱影響部で強度が低下（軟
化）する現象は、ＨＡＺ軟化と呼ばれている。これが起
こると、例えば、重ね隅肉継手で作製した継手をせん断
方向に引っ張ると、母材で破断が起こらずに、熱影響部
で破断が起こり、母材で破断する場合より継手強度が低
下するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、今後、自動車への適用が拡大すると考えられる２相
組織鋼や高バーリング鋼のアーク溶接において、熱影響
部における硬さ低下量と硬さが低下する領域の幅を最小
限に抑えるようなアーク溶接法を提供し、溶接部で高い
継手強度を得ることにある。
は、今後、自動車への適用が拡大すると考えられる２相
組織鋼や高バーリング鋼のアーク溶接において、熱影響
部における硬さ低下量と硬さが低下する領域の幅を最小
限に抑えるようなアーク溶接法を提供し、溶接部で高い
継手強度を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記で述べた課題を解決
するために、本発明では、２相組織鋼や高バーリング鋼
の溶接法として、ＣＯ2 ガスまたはＡｒ＋ＣＯ2 ガスを
シールドガスに用いる電流一定のＭＡＧ溶接法を用い、
溶接入熱を限定することにより、熱影響部での硬さ低下
量と硬さが低下する領域の幅を最小限に抑え、溶接部で
高い継手強度を得ることを目的とする。
するために、本発明では、２相組織鋼や高バーリング鋼
の溶接法として、ＣＯ2 ガスまたはＡｒ＋ＣＯ2 ガスを
シールドガスに用いる電流一定のＭＡＧ溶接法を用い、
溶接入熱を限定することにより、熱影響部での硬さ低下
量と硬さが低下する領域の幅を最小限に抑え、溶接部で
高い継手強度を得ることを目的とする。
【０００８】ここに、本発明の要旨とするところは、板
厚０．６ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板であって、フェライト
ならびにマルテンサイトまたはベイナイトのうちの少な
くともいずれかを含む複合組織からなる高強度鋼板のア
ーク溶接において、継手部において鋼板を重ね合わせ、
ＣＯ2 ガスまたはＡｒとＣＯ2 が混合されたガスをシー
ルドガスに用い、下記に示す入熱範囲で、電流一定のＭ
ＡＧ溶接により１パスで隅肉溶接継手を形成することを
特徴とする高強度鋼板のアーク溶接方法にある。 ５０・ｔ≦Ｈ≦１１０・ｔ Ｈ＝Ｖ・Ｉ／Ｒ ただし、 ｔ：板厚（ｍｍ）、 Ｈ：溶接入熱（ｋＪ／ｍ）、Ｖ：
アーク電圧（Ｖ） Ｉ：溶接電流（Ａ）、Ｒ：溶接速度（ｍ／ｓ）
厚０．６ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板であって、フェライト
ならびにマルテンサイトまたはベイナイトのうちの少な
くともいずれかを含む複合組織からなる高強度鋼板のア
ーク溶接において、継手部において鋼板を重ね合わせ、
ＣＯ2 ガスまたはＡｒとＣＯ2 が混合されたガスをシー
ルドガスに用い、下記に示す入熱範囲で、電流一定のＭ
ＡＧ溶接により１パスで隅肉溶接継手を形成することを
特徴とする高強度鋼板のアーク溶接方法にある。 ５０・ｔ≦Ｈ≦１１０・ｔ Ｈ＝Ｖ・Ｉ／Ｒ ただし、 ｔ：板厚（ｍｍ）、 Ｈ：溶接入熱（ｋＪ／ｍ）、Ｖ：
アーク電圧（Ｖ） Ｉ：溶接電流（Ａ）、Ｒ：溶接速度（ｍ／ｓ）
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて、本発明に
かかる高強度鋼板（２相組織鋼、高バーリング鋼）のア
ーク溶接方法について、作用とともに具体的に説明す
る。図１は、本発明にかかるアーク溶接方法の説明図で
あり、ＭＡＧ溶接で高強度鋼板同士を溶接する方法につ
いて示している。図に示すように、ＭＡＧ溶接すべき高
強度鋼板１同士を重ね合わせて重ね隅肉継手を作製し、
この重ね合わせた部分を溶接トーチ２からワイヤ４を送
給して隅肉溶接し、１パスでビード５（図２）を形成す
る。
かかる高強度鋼板（２相組織鋼、高バーリング鋼）のア
ーク溶接方法について、作用とともに具体的に説明す
る。図１は、本発明にかかるアーク溶接方法の説明図で
あり、ＭＡＧ溶接で高強度鋼板同士を溶接する方法につ
いて示している。図に示すように、ＭＡＧ溶接すべき高
強度鋼板１同士を重ね合わせて重ね隅肉継手を作製し、
この重ね合わせた部分を溶接トーチ２からワイヤ４を送
給して隅肉溶接し、１パスでビード５（図２）を形成す
る。
【００１０】高強度鋼板をＭＡＧ溶接する時のシールド
ガス３としては、ＣＯ2 ガス、またはＡｒとＣＯ2 が混
合されたガスを用いる。シールドガスとして、いずれの
ガスを用いてもかまわないが、スパッタを出来るだけ低
減させるためには、ＣＯ2 ガスよりもＡｒとＣＯ2 が混
合されたガスを用いた方が良い。また、ＡｒとＣＯ2が
混合されたガスにおいては、組成は特に問わないが、ア
ークを安定化させ、スパッタを低減させる意味から、１
０〜３０％のＣＯ2 ガスが混合されたＡｒガスを用いる
ことが望ましい。
ガス３としては、ＣＯ2 ガス、またはＡｒとＣＯ2 が混
合されたガスを用いる。シールドガスとして、いずれの
ガスを用いてもかまわないが、スパッタを出来るだけ低
減させるためには、ＣＯ2 ガスよりもＡｒとＣＯ2 が混
合されたガスを用いた方が良い。また、ＡｒとＣＯ2が
混合されたガスにおいては、組成は特に問わないが、ア
ークを安定化させ、スパッタを低減させる意味から、１
０〜３０％のＣＯ2 ガスが混合されたＡｒガスを用いる
ことが望ましい。
【００１１】本発明で用いるワイヤ５としては、高強度
鋼板の組成に適しており、また、溶接部で高強度鋼板よ
り高い引張強さが得られるものであればどのようなもの
でも良い。ワイヤの直径は、０．６〜１．６ｍｍ程度の
範囲で板厚に合わせて選択すれば良い。なお、上記で述
べた入熱範囲で溶接するためには、板厚の低下ととも
に、直径の小さなワイヤを用いる必要性がある。なぜな
ら、板厚の低下とともに、溶け落ちを防ぐために溶接電
流を低く設定する必要性があるが、この場合には、電流
が低下してアークが不安定になるため、アークを安定化
させるためには、適度な電流密度を維持するために、適
度な直径のワイヤを用いる必要性があるからである。
鋼板の組成に適しており、また、溶接部で高強度鋼板よ
り高い引張強さが得られるものであればどのようなもの
でも良い。ワイヤの直径は、０．６〜１．６ｍｍ程度の
範囲で板厚に合わせて選択すれば良い。なお、上記で述
べた入熱範囲で溶接するためには、板厚の低下ととも
に、直径の小さなワイヤを用いる必要性がある。なぜな
ら、板厚の低下とともに、溶け落ちを防ぐために溶接電
流を低く設定する必要性があるが、この場合には、電流
が低下してアークが不安定になるため、アークを安定化
させるためには、適度な電流密度を維持するために、適
度な直径のワイヤを用いる必要性があるからである。
【００１２】本発明のアーク溶接方法では、電流一定の
溶接を行うことが重要である。なぜなら、後で示すよう
に、シールドガスとしてＡｒとＣＯ2 が混合されたガス
を用い、パルス溶接を行うと、同じ入熱量で電流一定の
溶接を行った場合に比べ、熱影響部で容易に軟化が起こ
るからである。これは、同じ入熱量でも、電流一定の溶
接に比べ、パルス溶接の方が、ワイヤ送給量が大きいた
め、溶着金属量が多く、その結果、熱影響部での最高到
達温度や熱影響が及ぼされる領域が広くなるためと考え
られる。
溶接を行うことが重要である。なぜなら、後で示すよう
に、シールドガスとしてＡｒとＣＯ2 が混合されたガス
を用い、パルス溶接を行うと、同じ入熱量で電流一定の
溶接を行った場合に比べ、熱影響部で容易に軟化が起こ
るからである。これは、同じ入熱量でも、電流一定の溶
接に比べ、パルス溶接の方が、ワイヤ送給量が大きいた
め、溶着金属量が多く、その結果、熱影響部での最高到
達温度や熱影響が及ぼされる領域が広くなるためと考え
られる。
【００１３】本発明で、溶接入熱を１１０・ｔ［ｋＪ／
ｍ］（ｔは板厚）以下に限定したのは、これを超える溶
接入熱でアーク溶接を行うと、熱影響部で軟化が起こ
り、引張せん断試験において、熱影響部で破断が起こっ
て、溶接入熱の増加とともに継手強度が低下するからで
ある。また、一方、溶接入熱を５０・ｔ［ｋＪ／ｍ］以
上に限定したのは、それ未満の溶接入熱では、溶け込み
が不十分になる場合があり、かつ、ビード形状も悪いた
め、引張せん断試験において、溶接部で破断が生じ強度
が低下する恐れがあり、かつ、疲労強度に対しても悪影
響を及ぼす可能性があるからである。したがって、上記
範囲の溶接入熱でアーク溶接を行った継手では、破断位
置が母材となる信頼性のある継手が得られる。
ｍ］（ｔは板厚）以下に限定したのは、これを超える溶
接入熱でアーク溶接を行うと、熱影響部で軟化が起こ
り、引張せん断試験において、熱影響部で破断が起こっ
て、溶接入熱の増加とともに継手強度が低下するからで
ある。また、一方、溶接入熱を５０・ｔ［ｋＪ／ｍ］以
上に限定したのは、それ未満の溶接入熱では、溶け込み
が不十分になる場合があり、かつ、ビード形状も悪いた
め、引張せん断試験において、溶接部で破断が生じ強度
が低下する恐れがあり、かつ、疲労強度に対しても悪影
響を及ぼす可能性があるからである。したがって、上記
範囲の溶接入熱でアーク溶接を行った継手では、破断位
置が母材となる信頼性のある継手が得られる。
【００１４】本発明で用いる高強度鋼板としては、フェ
ライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼（Ｄｕａｌ
Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイトを含む高
バーリング鋼などが挙げられる。また、フェライト中に
マルテンサイトとベイナイトの両方を含んでいても良
い。フェライト中のマルテンサイトあるいはベイナイト
の比率は特に限定するものではないが、本発明の効果を
最大限に出すためには、フェライト中に２〜４０％程度
のマルテンサイトあるいはベイナイトが含まれたものが
望ましい。機械的特性としては、引張強さが、３９０Ｍ
Ｐａ〜１１８０ＭＰａ程度のものであれば良い。高強度
鋼板の製造法は、熱間圧延法でも冷間圧延法でも良い。
本発明は一般的に自動車などで用いられる薄板に適用す
ることから、板厚は０．６ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲のも
のを対象とする。また重ね継手を１パスで隅肉溶接する
ことからもこの範囲が適当で、板厚が０．６ｍｍより薄
いと溶接時に溶け落ちなどが生じ、一方３．０ｍｍより
厚いと本発明で規定するような低い入熱量で１パス溶接
するのは困難となる。また、鋼板の表面にＺｎ系（Ｚ
ｎ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｍ
ｇ）、Ａｌ系（Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−
Ｍｇ、など）、Ｐｂ系（Ｐｂ−Ｓｎ、など）、などのめ
っきが施されていても良い。
ライト中にマルテンサイトを含む２相組織鋼（Ｄｕａｌ
Ｐｈａｓｅ鋼）やフェライト中にベイナイトを含む高
バーリング鋼などが挙げられる。また、フェライト中に
マルテンサイトとベイナイトの両方を含んでいても良
い。フェライト中のマルテンサイトあるいはベイナイト
の比率は特に限定するものではないが、本発明の効果を
最大限に出すためには、フェライト中に２〜４０％程度
のマルテンサイトあるいはベイナイトが含まれたものが
望ましい。機械的特性としては、引張強さが、３９０Ｍ
Ｐａ〜１１８０ＭＰａ程度のものであれば良い。高強度
鋼板の製造法は、熱間圧延法でも冷間圧延法でも良い。
本発明は一般的に自動車などで用いられる薄板に適用す
ることから、板厚は０．６ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲のも
のを対象とする。また重ね継手を１パスで隅肉溶接する
ことからもこの範囲が適当で、板厚が０．６ｍｍより薄
いと溶接時に溶け落ちなどが生じ、一方３．０ｍｍより
厚いと本発明で規定するような低い入熱量で１パス溶接
するのは困難となる。また、鋼板の表面にＺｎ系（Ｚ
ｎ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｍ
ｇ）、Ａｌ系（Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−
Ｍｇ、など）、Ｐｂ系（Ｐｂ−Ｓｎ、など）、などのめ
っきが施されていても良い。
【００１５】
【実施例】以下、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。 実施例１ 試験片として、表１および表２に示す板厚１．０ｍｍの
２相組織鋼（ＤｕａｌＰｈａｓｅ鋼）と高バーリング
鋼、および板厚２．０ｍｍの２相組織鋼（Ｄｕａｌ Ｐ
ｈａｓｅ鋼）を用いた。同種材同士の組み合わせで、板
厚１．０ｍｍの場合には１００×３００ｍｍの試験片を
３０ｍｍラップさせて、また、板厚２．０ｍｍの場合に
は１２５×３００ｍｍの試験片を４０ｍｍラップさせて
図１に示すように重ね合わせた。これをＡｒ＋２０％Ｃ
Ｏ2 ガスまたはＣＯ2 ガスをシールドガスに用い、表１
および表２に示した溶接条件で長手方向にアーク溶接を
行ない、１パスで隅肉溶接継手を形成した。
明する。 実施例１ 試験片として、表１および表２に示す板厚１．０ｍｍの
２相組織鋼（ＤｕａｌＰｈａｓｅ鋼）と高バーリング
鋼、および板厚２．０ｍｍの２相組織鋼（Ｄｕａｌ Ｐ
ｈａｓｅ鋼）を用いた。同種材同士の組み合わせで、板
厚１．０ｍｍの場合には１００×３００ｍｍの試験片を
３０ｍｍラップさせて、また、板厚２．０ｍｍの場合に
は１２５×３００ｍｍの試験片を４０ｍｍラップさせて
図１に示すように重ね合わせた。これをＡｒ＋２０％Ｃ
Ｏ2 ガスまたはＣＯ2 ガスをシールドガスに用い、表１
および表２に示した溶接条件で長手方向にアーク溶接を
行ない、１パスで隅肉溶接継手を形成した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】なお、溶接電源としてインバーター制御式
のアーク溶接電源を用い、直流溶接とした。また、比較
のため、Ａｒ＋２０％ＣＯ2 ガスをシールドガスに用い
パルスＭＡＧ溶接も実施した。溶接用のワイヤとして
は、ＪＩＳ Ｚ ３３１２ ＹＧＷ２３相当のものを用
い、溶接電流が低い場合には直径０．８ｍｍのワイヤ
を、また、溶接電流が高い場合には直径１．２ｍｍのワ
イヤを用いた。
のアーク溶接電源を用い、直流溶接とした。また、比較
のため、Ａｒ＋２０％ＣＯ2 ガスをシールドガスに用い
パルスＭＡＧ溶接も実施した。溶接用のワイヤとして
は、ＪＩＳ Ｚ ３３１２ ＹＧＷ２３相当のものを用
い、溶接電流が低い場合には直径０．８ｍｍのワイヤ
を、また、溶接電流が高い場合には直径１．２ｍｍのワ
イヤを用いた。
【００１９】アーク溶接後、それぞれの試験片について
ビード外観の調査を行った。また、それぞれの試験片か
ら、ビードと垂直な方向に図２に示すような引張せん断
試験片（板厚１．０ｍｍの場合には３０×１７０ｍｍ、
板厚２．０ｍｍの場合には４０×２１０ｍｍ）を切り出
し、ＪＩＳ引張せん断試験法に基づいて、６の方向に荷
重をかけて、継手の引張せん断強さを測定した。また、
各試験片の破断位置を調査した。その結果を表１および
表２に併せて示す。
ビード外観の調査を行った。また、それぞれの試験片か
ら、ビードと垂直な方向に図２に示すような引張せん断
試験片（板厚１．０ｍｍの場合には３０×１７０ｍｍ、
板厚２．０ｍｍの場合には４０×２１０ｍｍ）を切り出
し、ＪＩＳ引張せん断試験法に基づいて、６の方向に荷
重をかけて、継手の引張せん断強さを測定した。また、
各試験片の破断位置を調査した。その結果を表１および
表２に併せて示す。
【００２０】直流溶接法を用い、本発明の入熱範囲でア
ーク溶接を行った場合（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３、Ｎｏ．７
〜Ｎｏ．９、Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎ
ｏ．１９）には、いずれも溶接部（ビード５）から離れ
た母材（図２の７）で破断が生じており、母材と同等の
引張せん断強さが得られた。
ーク溶接を行った場合（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３、Ｎｏ．７
〜Ｎｏ．９、Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎ
ｏ．１９）には、いずれも溶接部（ビード５）から離れ
た母材（図２の７）で破断が生じており、母材と同等の
引張せん断強さが得られた。
【００２１】一方、本発明の入熱範囲より低い入熱で溶
接した場合（Ｎｏ．４、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５、Ｎ
ｏ．２０）には、溶接部で溶着量不足やアンダーカット
が起こっており、ビード外観が劣っていた。また、引張
せん断強さは、母材強度よりわずかに低い値を示した。
本発明の入熱範囲より高い入熱で溶接した場合（Ｎｏ．
５〜Ｎｏ．６、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１６、Ｎｏ．２１）
には、ビード近傍の熱影響部（図２の８）で破断が起こ
り、引張せん断強さは母材強度より低い値を示した。さ
らに、入熱量の増加とともに、引張せん断強さは低下し
た（Ｎｏ．５とＮｏ．６の比較）。
接した場合（Ｎｏ．４、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５、Ｎ
ｏ．２０）には、溶接部で溶着量不足やアンダーカット
が起こっており、ビード外観が劣っていた。また、引張
せん断強さは、母材強度よりわずかに低い値を示した。
本発明の入熱範囲より高い入熱で溶接した場合（Ｎｏ．
５〜Ｎｏ．６、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１６、Ｎｏ．２１）
には、ビード近傍の熱影響部（図２の８）で破断が起こ
り、引張せん断強さは母材強度より低い値を示した。さ
らに、入熱量の増加とともに、引張せん断強さは低下し
た（Ｎｏ．５とＮｏ．６の比較）。
【００２２】一方、パルス溶接を行った場合（Ｎｏ．２
２〜Ｎｏ．２４）には、直流溶接と同じ入熱量であって
も、ビード近傍の熱影響部（図２の８）で破断が起こ
り、引張せん断強さも母材強度に比べて低い値を示し
た。板厚が０．８〜３．０ｍｍの範囲の鋼板で同様の実
験を行ったが、結果は上記と同様であった。また、めっ
き鋼板についても実験を行ったが、結果は同様であっ
た。
２〜Ｎｏ．２４）には、直流溶接と同じ入熱量であって
も、ビード近傍の熱影響部（図２の８）で破断が起こ
り、引張せん断強さも母材強度に比べて低い値を示し
た。板厚が０．８〜３．０ｍｍの範囲の鋼板で同様の実
験を行ったが、結果は上記と同様であった。また、めっ
き鋼板についても実験を行ったが、結果は同様であっ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、高
強度鋼板のアーク溶接において、熱影響部での軟化を最
小限に抑え、溶接部で高い継手強度（母材破断）を得る
ことができる。したがって、これまで適用が限定されて
いた２相組織鋼や高バーリング鋼などを広く使用するこ
とが可能となる。この意味から、本発明の実用上の意義
は大きい。
強度鋼板のアーク溶接において、熱影響部での軟化を最
小限に抑え、溶接部で高い継手強度（母材破断）を得る
ことができる。したがって、これまで適用が限定されて
いた２相組織鋼や高バーリング鋼などを広く使用するこ
とが可能となる。この意味から、本発明の実用上の意義
は大きい。
【図１】高強度鋼板同士のＭＡＧ溶接を説明するための
概略図である。
概略図である。
【図２】引張せん断試験片を説明するための概略図であ
る。
る。
１ 高強度鋼板 ２ 溶接トーチ ３ シールドガス ４ 溶接ワイヤ ５ 溶接ビード ６ 荷重をかける方向 ７ 母材の破断部 ８ 熱影響部の破断部
Claims (1)
- 【請求項１】 板厚０．６ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板であ
って、フェライトならびにマルテンサイトまたはベイナ
イトのうちの少なくともいずれかを含む複合組織からな
る高強度鋼板のアーク溶接において、継手部において鋼
板を重ね合わせ、ＣＯ2 ガスまたはＡｒとＣＯ2 が混合
されたガスをシールドガスに用い、下記に示す入熱範囲
で、電流一定のＭＡＧ溶接により１パスで隅肉溶接継手
を形成することを特徴とする高強度鋼板のアーク溶接方
法。 ５０・ｔ≦Ｈ≦１１０・ｔ Ｈ＝Ｖ・Ｉ／Ｒ ただし、 ｔ：板厚（ｍｍ）、 Ｈ：溶接入熱（ｋＪ／ｍ）、Ｖ：
アーク電圧（Ｖ） Ｉ：溶接電流（Ａ）、Ｒ：溶接速度（ｍ／ｓ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27200199A JP2001096368A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高強度鋼板のアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27200199A JP2001096368A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高強度鋼板のアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001096368A true JP2001096368A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17507774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27200199A Withdrawn JP2001096368A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高強度鋼板のアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001096368A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007160324A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Jfe Steel Kk | ステンレス鋼の溶接継手 |
| CN103769727A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-07 | 中国核工业华兴建设有限公司 | 核电站钢制安全壳自动焊接方法 |
| CN104325230A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-02-04 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种大型厂房箱型柱对接焊接方法 |
| EP2862662A1 (en) * | 2012-06-14 | 2015-04-22 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Process for producing arc-welded structural member |
| CN112045281A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-08 | 广西中亿实业集团有限公司 | 一种钢材的高成品率焊接工艺 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27200199A patent/JP2001096368A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007160324A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Jfe Steel Kk | ステンレス鋼の溶接継手 |
| EP2862662A1 (en) * | 2012-06-14 | 2015-04-22 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Process for producing arc-welded structural member |
| EP2862662A4 (en) * | 2012-06-14 | 2016-04-20 | Nisshin Steel Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING ARC-BASED STRUCTURAL ELEMENT |
| CN103769727A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-07 | 中国核工业华兴建设有限公司 | 核电站钢制安全壳自动焊接方法 |
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|---|---|---|---|
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