JP2001121266A - サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
サブマージアーク溶接方法Info
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- JP2001121266A JP2001121266A JP30549299A JP30549299A JP2001121266A JP 2001121266 A JP2001121266 A JP 2001121266A JP 30549299 A JP30549299 A JP 30549299A JP 30549299 A JP30549299 A JP 30549299A JP 2001121266 A JP2001121266 A JP 2001121266A
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Abstract
おいて、溶接機の改変を伴わず、溶け込み不良、融合不
良および凝固割れを防止するのに好適なサブマージアー
ク溶接方法を提供する。 【解決手段】 1パス目の溶接を3電極サブマージアー
ク溶接で行うようになっており、先行電極Leのワイヤ
の直径Dを4.8[mm]<D≦5.6[mm]、先行電極
Leの電流密度dを80[A/mm2]≦d≦100[A/m
m2]とし、先行電極Leから後行電極Teまでの通過時間
tを40[s]≦t≦60[s]とし、電流差ΔI(L
M)、極間距離L(LM)、電流差ΔI(MT)および
極間距離L(MT)が下式を満たすように、1パス目の
溶接条件を設定した。 650[A]≦ΔI(LM)+7.0×L(LM)≦11
20[A] 900[A]≦ΔI(MT)+12×L(MT)≦180
0[A]
Description
溶接に係り、特に、鉄骨ボックス柱の角継手溶接のよう
な厚鋼板を片面から高能率に溶接施工する場合におい
て、溶接機の改変を伴わず、溶け込み不良および融合不
良を防止するのに好適なサブマージアーク溶接方法に関
する。
[mm]以上の厚鋼板を組み合わせて形成したボックス柱
が普通に使用されるようになり、溶接の高能率化はます
ます重要になっている。ボックス柱角継手の溶接には、
高能率が得られる鉄粉添加フラックスを用いた片面1パ
ス2電極サブマージアーク溶接方法が広く用いられてい
るが、板厚増大に伴い溶接に必要な溶着量は著しく増大
するため、適用可能な板厚が溶接機の電流容量などによ
り制限される。1パス溶接の適用が困難な場合には、C
O2溶接による下盛溶接を施した後、サブマージアーク
溶接を行う方法が用いられることが多いが、下盛溶接に
は多大な労力を要するため、1パス溶接の適用が困難な
板厚に対する高能率溶接施工方法の確立は切実な課題と
なっている。
サブマージアーク溶接についていくつかの方法が提案さ
れている。3電極サブマージアーク溶接を用いた溶接方
法としては、例えば、特開平6-328254号公報に開示され
たもの(以下、第1の従来例という。)があり、この公
報には、溶接条件を特定することにより厚鋼板の1パス
溶接を可能にする方法が提案されている。また、3電極
サブマージアーク溶接を用いた多層溶接方法としては、
例えば、特開平8-257752号公報に開示されたもの(以
下、第2の従来例という。)があり、この公報には、2
パス目の溶接条件を特定のねらい位置と電流の組み合わ
せにすることで極厚鋼板の高能率溶接を行う方法が提案
されている。
マージアーク溶接する場合に、工程上問題となる欠陥の
多くは溶け込み不良であり、従来溶け込みの確保につい
ては、先行電極の溶接電流または電流密度を確保する方
法が採用されている。このような方法としては、例え
ば、特開平2-258191号公報に開示されたもの(以下、第
3の従来例という。)および特開平10-58143号公報に開
示されたもの(以下、第4の従来例という。)がある。
第3の従来例では、大電流溶接条件と特殊なフラックス
を用いることにより、第4の従来例では、溶接電流密度
をワイヤ送給の可能な範囲で大きくすることにより、溶
け込み不良を防止している。
1の従来例にあっては、2500[A]以上の電流を先行
電極に流す必要があり、一般的な溶接機の電源が200
0[A]までしか電流を供給できないことから、安定して
このような電流を供給するためには、溶接機の改変を行
わなければならない。また、上記第2の従来例にあって
も、1パス目では2000[A]を超える電流を先行電極
に流す必要があり、同様の理由から、安定してこのよう
な電流を供給するためには、やはり溶接機の改変を行わ
なければならない。
ては、鋼板の板厚が60[mm]以上と極めて厚い場合に
は、溶け込み不良、融合不良または凝固割れが発生しや
すいという問題があった。そこで、本発明は、このよう
な従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされた
ものであって、厚鋼板をサーブマージアーク溶接する場
合において、溶接機の改変を伴わず、溶け込み不良、融
合不良および凝固割れを防止するのに好適なサブマージ
アーク溶接方法を提供することを目的としている。
接の困難な板厚60[mm]以上の厚鋼板の多層溶接の初
層において溶け込み不良が生じる原因について検討を行
った結果、ボックス柱のように溶接長が長い溶接物をサ
ブマージアーク溶接する場合には、従来の溶接材料と溶
接条件を単に組み合わせただけでは安定した溶け込み、
良好な断面形状を得るのに不十分であり、ワイヤの曲が
り癖の影響を少なくすることが肝要であるという結論に
達した。
がり癖の変化に起因するが、本発明者等は、先行電極の
チップ先端部から鋼板の開先底部までの距離を板厚に応
じて適切に調整することにより、電極のワイヤの曲がり
癖の変化に起因した溶け込み形状の変化を少なくするこ
とができ、溶込みの安定確保とビード外観が改善できる
ことを新たに見い出したのである。
1記載のサブマージアーク溶接方法は、複数の電極を用
いたサブマージアーク溶接方法において、先行電極およ
び後行電極の少なくとも2つの電極を用いて溶接を行う
多電極サブマージアーク溶接で溶接を行うにあたり、少
なくとも1パス目の溶接における先行電極のチップ先端
部から前記鋼板の開先底部までの距離L[mm]が下式
(6),(7)を満たす。
先の距離[mm]である。
接機として最も一般的な最大溶接電流2000[A]の3
電極サブマージアーク溶接機を用いて、厚鋼板への1パ
スサブマージアーク溶接の適用限界について検討を行っ
た結果、板厚60[mm]以上の厚鋼板をサブマージアー
ク溶接する場合には、従来の溶接材料と溶接条件を単に
組み合わせただけでは安定した溶け込み、良好な断面形
状を得るのに不十分であり、アーク力の増大を図ること
が肝要であるという結論に達した。
を増加させたりアークを絞ってアーク力を集中させるこ
とが必要であるが、従来から用いられているワイヤでは
最適な電流で使用することが困難であり、また従来提案
されている溶接条件は、溶接機の能力をフルに使用して
高能率な溶接を行うという配慮に欠けていた。そこで、
本発明者等は、2000[A]程度の溶接電流を用いた場
合の1パスサブマージアーク溶接の能率を最大限に発揮
させ、板厚60[mm]以上の厚鋼板の1パス溶接で安定
した信頼性の高い溶接を行うための必要条件を検討し
た。その結果、ワイヤ直径、溶接電流、溶接速度、電極
間の電流差および電極間の距離との関係でアーク力を効
果的にかつ安定的に増大させることにより、溶込みの安
定確保とビード外観が改善できることを新たに見い出し
たのである。
ために、本発明に係る請求項2記載のサブマージアーク
溶接方法は、複数の電極を用いたサブマージアーク溶接
方法において、1パス目の溶接を、先行電極、中間電極
および後行電極を用いて溶接する3電極サブマージアー
ク溶接で行うにあたり、前記先行電極のワイヤの直径D
が4.8[mm]<D≦5.6[mm]、前記先行電極の電
流密度dが80[A/mm2]≦d≦100[A/mm2]であ
り、前記先行電極から前記後行電極までの通過時間tが
40[s]≦t≦60[s]であり、前記先行電極と前記中
間電極との電流差ΔI(LM)[A]、前記先行電極と前
記中間電極との極間距離L(LM)[mm]、前記中間電
極と前記後行電極との電流差ΔI(MT)[A]および前
記中間電極と前記後行電極との極間距離L(MT)[m
m]が下式(8),(9)を満たす。
12[A/mm] また、請求項2記載の発明では、先行電極と前記中間電
極との電流差ΔI(LM)および中間電極と後行電極と
の電流差ΔI(MT)が取り得る範囲を特定していない
が、好ましくは、電流差ΔI(LM)および電流差ΔI
(MT)がともに800[A]以下であることである。
マージアーク溶接方法は、請求項2記載のサブマージア
ーク溶接方法において、2パス目以降の溶接を、2電極
サブマージアーク溶接で行うにあたり、2パス目以降の
溶接入熱H2[J/cm]が1パス目の溶接入熱H1[J/
cm]に対して下式(10)を満たす。 0.2<H2/H1<0.5 …(10) ただし、H1,H2=60×電流×電圧/溶接速度[c
m/min] さらに、本発明に係る請求項4記載のサブマージアーク
溶接方法は、複数の電極を用いたサブマージアーク溶接
方法において、1パス目の溶接を、先行電極、中間電極
及び後行電極を用いて溶接する3電極サブマージアーク
溶接で行うにあたり、前記先行電極のワイヤの直径Dが
4.8[mm]<D≦5.6[mm]、前記先行電極の電流
密度dが80[A/mm2]≦d≦100[A/mm2]であ
り、前記先行電極から前記後行電極までの通過時間tが
40[s]≦t≦60[s]であり、前記先行電極と前記中
間電極との電流差ΔI(LM)[A]、前記先行電極と前
記中間電極との極間距離L(LM)[mm]、前記中間電
極と前記後行電極との電流差ΔI(MT)[A]及び前記
中間電極と前記後行電極との極間距離L(MT)[mm]
が上式(8),(9)を満たし、2パス目以降の溶接
を、2電極サブマージアーク溶接で行うにあたり、2パ
ス目以降の溶接入熱H2[J/cm]が1パス目の溶接入
熱H1[J/cm]に対して下式(10)を満たし、前記先
行電極のチップ先端部から前記鋼板の開先底部までの距
離L[mm]が上式(6),(7)を満たす。
を図面を参照しながら説明する。この第1の実施の形態
は、本発明に係るサブマージアーク溶接方法を、3電極
サブマージアーク溶接機により、板厚60[mm]以上の
厚鋼板を大入熱の下でサブマージアーク溶接する場合に
ついて適用したものである。
接条件を図1を参照しながら説明する。図1は、鋼板の
開先形状を示す断面図および3電極サブマージアーク溶
接機と鋼板との位置関係を示す図である。ここで、図1
は、開先角度が2段階で広がる場合であるが、開先角度
が1段階の場合は、d2=0として適用すればよい。
示すように、1パス目の溶接を、先行電極Le、中間電
極Meおよび後行電極Teを用いて溶接する3電極サブマ
ージアーク溶接で行うようになっており、先行電極Le
のワイヤの直径Dを4.8[mm]<D≦5.6[mm]、
先行電極Leの電流密度dを80[A/mm2]≦d≦10
0[A/mm2]とし、先行電極Leから後行電極Teまでの
通過時間tを40[s]≦t≦60[s]とし、先行電極L
eと中間電極Meとの電流差ΔI(LM)[A]、先行電極
Leと中間電極Meとの極間距離L(LM)[mm]、中間
電極Meと後行電極Teとの電流差ΔI(MT)[A]およ
び中間電極Meと後行電極Teとの極間距離L(MT)
[mm]が上式(8),(9)を満たすように、1パス目
の溶接条件を設定した。
る。 (1) 先行電極Leのワイヤの直径Dを4.8[mm]
<D≦5.6[mm]として溶接条件を設定する理由 最大溶接電流が2000[A]の場合に、板厚60[mm]
の1パス溶接を実現しようとすると、溶接電流は190
0[A]程度必要となる。このとき、先行電極L eのワイ
ヤの直径Dが4.8[mm]以下では、電流密度が大きく
なりすぎてワイヤの溶融速度が増大するためワイヤ送給
が不安定になり安定した溶接が行えなくなる。一方、先
行電極Leのワイヤの直径Dが5.6[mm]を超える
と、電流密度が小さくなりすぎて十分な溶込みが得にく
くなる。
ヤの直径Dは、4.8[mm]<D≦5.6[mm]とし
た。 (2) 先行電極Leの電流密度dを80[A/mm2]≦
d≦100[A/mm2]として溶接条件を設定する理由 先行電極Leの電流密度dは、低速度で多量の溶接金属
を生成する大入熱1パス溶接において溶込みを確保する
上で不可欠の因子であり、このためには、80[A/mm
2]以上必要である。一方、電流密度が増加すると、ワイ
ヤの溶融速度が増大するためそれに見合うワイヤ送給が
必要になるが、電流密度が100[A/mm2]を超える
と、一般的な溶接機ではワイヤ送給が不安定となり溶込
み不良が起こりやすくなる。
は、80[A/mm2]≦d≦100[A/mm2]とした。な
お、より好ましくは、85[A/mm2]≦d≦95[A/m
m2]である。 (3) 先行電極Leから後行電極Teまでの通過時間t
を40[s]≦t≦60[s]として溶接条件を設定する理
由 3電極サブマージアーク溶接では、電極のすべてが通過
するまでの時間が長くなることで溶接ビード幅の広がり
を確保することに有利である。通過時間が40[s]より
短いと、溶接ビード幅の広がりが不十分であり、融合不
良やスラグの巻き込みを生じやすくなる。しかし、通過
時間が60[s]より長くなると、溶け込みが不十分にな
り、溶け込み不良が生じやすくなる。
までの通過時間tは、40[s]≦t≦60[s]とした。 (4) 電流差ΔI(LM),ΔI(MT)および極間
距離L(LM),L(MT)が上式(8),(9)を満
たすように溶接条件を設定する理由 厚鋼板のサブマージアーク溶接においては、極間距離を
それぞれの電流値に応じて設定し、溶接金属の断面形状
を整えて凝固割れの発生や融合不良などの内部欠陥を生
じないように調整する必要がある。このためには、隣り
合う電極の電流差が大きい場合には、極間距離を狭め、
逆に隣り合う電極の電流差が小さい場合には、極間距離
を広げて形状のバランスをとる必要がある。
L(LM)の値が650[A]よりも小さい場合には、溶
け込みの株が膨らんだいわゆる梨型になり凝固割れを生
じやすく、逆に1120[A]を超える場合には、融合不
良を生じやすくなる。したがって、電流差ΔI(LM)
および極間距離L(LM)は、上式(8)を満たすよう
にした。
2×L(MT)の値が900[A]よりも小さい場合に
は、ビード幅の広がりが不十分で1パス目ビード止端部
にアンダーカットが発生しやすく、逆に1800[A]を
超える場合には、スラグ巻き込みや融合不良を生じやす
くなる。したがって、電流差ΔI(MT)および極間距
離L(MT)は、上式(9)を満たすようにした。
M),L(MT)を40[mm]≦L(LM),L(M
T)≦90[mm]とすることである。また、極間距離L
(LM),L(MT)は、図1(b)に示すように、電
極Le,Me,Teのワイヤの延長線と開先底部とが交わ
る点間のそれぞれの距離である。極間距離も溶接金属の
断面形状を整え、溶接作業性を確保するのに重要な因子
であるが、極間距離が短すぎると溶け込みが減少し、逆
に極間距離が長すぎると溶接金属の揺動が大きくなった
り極間で溶融スラグが凝固してしまい作業性が劣化す
る。このため、極間距離L(LM),L(MT)は、4
0[mm]≦L(LM),L(MT)≦90[mm]とする
のが好ましい。また、溶接電流は、後続電極ほど低く設
定する方が良好な結果が得られるが、電流差ΔI(L
M),ΔI(MT)は、800[A]以下であることが望
ましい。
図1に示すように、2パス目以降の溶接を、先行電極L
eおよび後行電極Teを用いて溶接する2電極サブマージ
アーク溶接で行うようになっており、2パス目以降の溶
接入熱H2[J/cm]が1パス目の溶接入熱H1[J/c
m]に対して上式(10)を満たすように、2パス目以降
の溶接条件を設定した。
る。 (1) 2パス目以降の溶接入熱H2が1パス目の溶接
入熱H1に対して上式(10)を満たすように溶接条件を
設定する理由 板厚60[mm]以上の厚鋼板の多層溶接においては、1
パス目に大入熱溶接条件を適用して凝固割れの発生を防
止するとともに溶接能率を向上させることが重要である
が、後続パスは、溶接ビード外観の確保とスラグ巻き込
みなどの欠陥防止の観点から振り分け溶接を行うことが
適当である。その際の条件としては、ビード幅が開先幅
に対して広がりすぎないことが好ましく、1パス目の溶
接入熱に対して0.5以上ではビードが広がりすぎて欠
陥を生じやすく、逆に0.2以下では能率の面から好ま
しくない。
あたり、溶け込みの確保や溶接電源容量の限界により開
先のなかに溶接金属およびスラグが溜まるような極厚鋼
板の場合には、溶接金属の断面形状が凝固割れを生じや
すい形状になりやすい。このような場合には、2パス目
以降の溶接を開先中央で行って1パス目で生じた凝固割
れを再溶融するのも有効な方法であり、その際、溶接金
属が開先の両端面に接しないように行うことが融合不良
などの欠陥を防止する上で必要である。
極Meおよび後行電極Teの溶接電圧、電極の傾き、突き
出し長さなどがあるが、これらは、通常のサブマージア
ーク溶接を行う際に用いられる範囲でよい。例えば、中
間電極Meの溶接電圧を40[V]〜50[V]、後行電極
Teの溶接電圧を45[V]〜55[V]とし、先行電極Le
の傾きを垂直軸に対して0[゜]〜−10[゜]、中間電極
Meおよび後行電極Teの傾きを垂直軸に対して20[゜]
〜0[゜]とし、突き出し長さを鋼板表面から30[mm]
〜80[mm]とすればよい。また、溶接速度は、溶接電
流と溶接材料から決まる溶着速度により開先を満たすた
めに必要な速度として必然的に決まる条件であるが、1
5[Cm/min]〜35[Cm/min]とするのが好まし
い。
しながら説明する。表1に示す化学組成を有する鋼板お
よび溶接ワイヤと、SiO2−MgO−CaO−Al2O
3系の鉄粉添加フラックスを用いて、図1に示す開先形
状、表2に示す溶接条件でサブマージアーク溶接を行
い、各継手部の内部欠陥およびビード外観を調査した。
その結果を表3に示す。
かかわらず、良好なビード外観で内部欠陥のない溶接継
手が得られた。これに対し、先行電極Leのワイヤの直
径Dおよび先行電極Leの電流密度dが本発明の範囲か
ら外れる比較例No.4,No.5では、溶け込み不良が、極
間距離L(LM),L(MT)および電流差ΔI(L
M)と極間距離L(LM)との関係が本発明の範囲から
外れるNo.6では、融合不良が生じた。また、先行電極
Leの電流密度dおよび2パス目以降の溶接入熱H2の
1パス目の溶接入熱H1に対する比が本発明の範囲を外
れる比較例No.7では、スラグ巻き込みが、電極の通過
時間tが本発明の範囲から外れる比較例No.8では、融
合不良が生じた。
ス目の溶接を3電極サブマージアーク溶接で行うように
なっており、先行電極Leのワイヤの直径Dを4.8[m
m]<D≦5.6[mm]、先行電極Leの電流密度dを8
0[A/mm2]≦d≦100[A/mm2]とし、先行電極L
eから後行電極Teまでの通過時間tを40[s]≦t≦6
0[s]とし、電流差ΔI(LM)、極間距離L(L
M)、電流差ΔI(MT)および極間距離L(MT)が
上式(8),(9)を満たすように、1パス目の溶接条
件を設定した。
をサーブマージアーク溶接する場合において、溶接機の
改変を伴わず、従来に比して、溶け込み不良、融合不良
などの内部欠陥が少なく良好なビード外観を有する溶接
継手を高能率に得ることができる。さらに、本実施の形
態では、2パス目以降の溶接を2電極サブマージアーク
溶接で行うようになっており、2パス目以降の溶接入熱
H2が1パス目の溶接入熱H1に対して上式(10)を満
たすように、2パス目以降の溶接条件を設定した。
をサーブマージアーク溶接する場合において、溶け込み
不良、融合不良などの内部欠陥がより少なくさらに良好
なビード外観を有する溶接継手を高能率に得ることがで
きる。次に、本発明の第2の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。この第2の実施の形態は、本発明に係
るサブマージアーク溶接方法を、上記第1の実施の形態
と同様に、3電極サブマージアーク溶接機により、板厚
60[mm]以上の厚鋼板を大入熱の下でサブマージアー
ク溶接する場合について適用したものである。
接条件を図1を参照しながら説明する。3電極サブマー
ジアーク溶接機は、図1に示すように、鋼板の開先形状
を、開先角度が2段階θ1,θ2で広がる複数段開先と
し、先行電極Le、中間電極Meおよび後行電極Teを用
いて溶接する3電極サブマージアーク溶接で溶接を行う
ようになっており、先行電極Leのチップ先端部から鋼
板の開先底部までの距離L[mm]が上式(6),(7)
を満たすように、溶接条件を設定した。
る。 (1) 先行電極Leのチップ先端部から鋼板の開先底
部までの距離L[mm]が上式(6),(7)を満たすよ
うに溶接条件を設定する理由 完全溶け込みを行う1パス目では、先行電極Leのワイ
ヤは、開先中央をねらっていることが必要である。先行
電極Leのワイヤが曲がっていると、アーク発生点が開
先中央からずれて溶け込み不良が発生しやすくなるから
である。鋼板の板厚が厚くなると、アーク発生点までの
距離は長くなる。したがって、板厚が厚くなるほどより
精度の高い調整が必要になるが、溶接中に調整を行うこ
とはできないので、ボックス柱のように溶接長が長くな
ると、ワイヤの曲がり癖の変化によってアーク発生点が
ずれ、溶け込み不良が発生しやすくなる。
超えるようなサブマージアーク溶接においては、先行電
極Leの突き出し長さが40[mm]以上に設定されてい
る。例えば、特開平6-30818号公報では、板厚40[m
m]〜55[mm]の鋼板を溶接する場合において、先行
電極Leの通電部から鋼板の開先底部までの距離を75
[mm]〜220[mm]とし、短すぎると内部欠陥の発生
や溶融速度が遅くなる点で好ましくないとしているが、
板厚が大きく溶け込み不良の防止が重要な場合には、こ
の距離が短い方が良好な結果が得られるのである。
えるようなサブマージアーク溶接においては、先行電極
Leの突き出し長さを、溶融スラグや溶接金属の吹き上
げにより先行電極Leのチップが損傷しようないように
設定する必要がある。多層溶接の初層においては、溶接
金属は開先内に溜まり、溶融スラグもほとんど鋼板表面
に現れないので、1パス溶接と同じ突き出し長さは必要
なく、むしろワイヤの曲がり癖の変化によってアーク発
生点がずれることを防止するためには、短い方が適切で
ある。
は大型であり、鋼板表面に接触しないようにするために
は、通常の開先の場合には、鋼板表面よりも上に位置さ
せることが必要であり、また、開先幅の広い2段開先の
場合には、2段目の開先よりも上に位置させる必要があ
る。以上のことから、先行電極Leのチップ先端部から
鋼板の開先底部までの距離Lの下限を(t−d2)[m
m]とし、上限を(t+20)[mm]とし、さらにこれ
が120[mm]を超えないこととした。
ジアーク溶接する場合は、すべて有効である。また、3
電極サブマージアーク溶接機は、図1に示すように、先
行電極Leのワイヤの直径Dを4.8[mm]<D≦5.
6[mm]、先行電極Leの電流密度dを80[A/mm2]
≦d≦100[A/mm2]として、溶接条件を設定した。
ここでの限定理由は、上記第1の実施の形態で記載した
ものと同様である。
溶接により初層の溶接を行うことがより好ましく、その
際の溶接条件としては、先行電極Leの溶接電流ILと中
間電極Meの溶接電流IMとの比が0.7<(IM/IL)
<0.9、先行電極Leと中間電極Meとの極間距離L
(LM)が60[mm]≦L(LM)≦100[mm]、中
間電極Meと後行電極Teとの極間距離L(MT)が60
[mm]≦L(LM)≦120[mm]であることが好まし
い。
極Meおよび後行電極Teの溶接電圧、電極の傾き、突き
出し長さなどがあるが、これらは、上記第1の実施の形
態と同様に、通常のサブマージアーク溶接を行う際に用
いられる範囲でよい。
しながら説明する。板厚70,80,90,100[m
m]のSM490B鋼板と、表4に示す化学組成を有す
る溶接ワイヤと、SiO2−MgO−CaO−Al2O3
系の鉄粉添加フラックスを用いて、図1に示す開先形
状、表5に示す溶接条件でサブマージアーク溶接を行
い、各継手部の内部欠陥およびビード外観を調査した。
その結果を表6に示す。
かかわらず、良好なビード外観で内部欠陥のない溶接継
手が得られた。これに対し、先行電極Leのチップ先端
部から鋼板の開先底部までの距離L[mm]が本発明の範
囲から外れる比較例No.6〜No.8では、溶け込み不良が
生じた。このようにして、本実施の形態では、鋼板の開
先形状を、本発明例No.1では通常のY開先とし、本発明
例No.2〜No.5では開先角度が2段階θ1,θ2で広がる
複数段開先とし、3電極サブマージアーク溶接で溶接を
行うようになっており、先行電極Leのチップ先端部か
ら鋼板の開先底部までの距離L[mm]が上式(6),
(7)を満たすように、溶接条件を設定した。
をサーブマージアーク溶接する場合において、溶接機の
改変を伴わず、従来に比して、溶け込み不良、融合不良
などの内部欠陥が少なく良好なビード外観を有する溶接
継手を高能率に得ることができる。さらに、本実施の形
態では、先行電極Leのワイヤの直径Dを4.8[mm]
<D≦5.6[mm]、先行電極Leの電流密度dを80
[A/mm2]≦d≦100[A/mm2]として、溶接条件を
設定した。
をサーブマージアーク溶接する場合において、溶け込み
不良、融合不良などの内部欠陥がより少なくさらに良好
なビード外観を有する溶接継手を高能率に得ることがで
きる。なお、上記第1および第2の実施の形態において
は、それぞれ異なる溶接条件を設定して溶接を行うよう
に構成したが、これに限らず、上記第1の実施の形態に
おける溶接条件(以下、溶接条件1という。)と上記第
2の実施の形態における溶接条件(以下、溶接条件2と
いう。)をともに設定して溶接を行うように構成しても
よい。
がら説明する。表1に示す化学組成を有する鋼板および
溶接ワイヤと、SiO2−MgO−CaO−Al2O3系
の鉄粉添加フラックスを用いて、図1に示す開先形状、
表2に示す溶接条件でサブマージアーク溶接を行い、各
継手部の内部欠陥およびビード外観を調査した。その結
果を表3に示す。
o.1,No.3では、極厚継手にもかかわらず、良好なビ
ード外観で内部欠陥のない溶接継手が得られた。これに
対し、溶接条件1を満たすが溶接条件2を満たさない実
施例No.2では、本発明例No.1,No.3に比して溶け込
み到達深さがやや浅くなっており、溶接条件1,2をい
ずれも満たさない比較例No.4では、溶け込み不良が、
溶接条件2を満たすが溶接条件1を満たさない比較例N
o.5では、溶け込み不良が生じた。また、溶接条件1,
2をいずれも満たさない溶接条件を満たさない比較例N
o.6では、融合不良が、溶接条件1,2をいずれも満た
さない溶接条件を満たさない比較例No.7では、スラグ
巻き込みが、溶接条件2を満たすが溶接条件1を満たさ
ない比較例No.8では、融合不良が生じた。
項1または2記載のサブマージアーク溶接方法によれ
ば、溶接機の改変を伴わず、従来に比して、溶け込み不
良、融合不良などの内部欠陥が少なく良好なビード外観
を有する溶接継手を高能率に得ることができるという効
果が得られる。
載のサブマージアーク溶接方法によれば、溶け込み不
良、融合不良などの内部欠陥がより少なくさらに良好な
ビード外観を有する溶接継手を高能率に得ることができ
るという効果も得られる。
アーク溶接機と鋼板との位置関係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の電極を用いたサブマージアーク溶
接方法において、 先行電極及び後行電極の少なくとも2つの電極を用いて
溶接を行う多電極サブマージアーク溶接で溶接を行うに
あたり、 少なくとも1パス目の溶接における先行電極のチップ先
端部から前記鋼板の開先底部までの距離L[mm]が下式
(1),(2)を満たすことを特徴とするサブマージア
ーク溶接方法。 (t−d2)[mm]<L<(t+20)[mm] …(1) L<120[mm] …(2) 但し、tは前記鋼板の板厚[mm]、d2は2段目の開先
の距離[mm]である。 - 【請求項2】 複数の電極を用いたサブマージアーク溶
接方法において、 1パス目の溶接を、先行電極、中間電極及び後行電極を
用いて溶接する3電極サブマージアーク溶接で行うにあ
たり、 前記先行電極のワイヤの直径Dが4.8[mm]<D≦
5.6[mm]、前記先行電極の電流密度dが80[A/m
m2]≦d≦100[A/mm2]であり、前記先行電極から
前記後行電極までの通過時間tが40[s]≦t≦60
[s]であり、 前記先行電極と前記中間電極との電流差ΔI(LM)
[A]、前記先行電極と前記中間電極との極間距離L(L
M)[mm]、前記中間電極と前記後行電極との電流差Δ
I(MT)[A]及び前記中間電極と前記後行電極との極
間距離L(MT)[mm]が下式(3),(4)を満たす
ことを特徴とするサブマージアーク溶接方法。 650[A]≦ΔI(LM)+C(LM)×L(LM)≦1120[A]…(3) 900[A]≦ΔI(MT)+C(MT)×L(MT)≦1800[A]…(4) 但し、C(LM)=7.0[A/mm],C(MT)=1
2[A/mm] - 【請求項3】 請求項2において、 2パス目以降の溶接を、2電極サブマージアーク溶接で
行うにあたり、 2パス目以降の溶接入熱H2[J/cm]が1パス目の溶
接入熱H1[J/cm]に対して下式(5)を満たすこと
を特徴とするサブマージアーク溶接方法。 0.2<H2/H1<0.5 …(5) - 【請求項4】 複数の電極を用いたサブマージアーク溶
接方法において、 1パス目の溶接を、先行電極、中間電極及び後行電極を
用いて溶接する3電極サブマージアーク溶接で行うにあ
たり、 前記先行電極のワイヤの直径Dが4.8[mm]<D≦
5.6[mm]、前記先行電極の電流密度dが80[A/m
m2]≦d≦100[A/mm2]であり、前記先行電極から
前記後行電極までの通過時間tが40[s]≦t≦60
[s]であり、 前記先行電極と前記中間電極との電流差ΔI(LM)
[A]、前記先行電極と前記中間電極との極間距離L(L
M)[mm]、前記中間電極と前記後行電極との電流差Δ
I(MT)[A]及び前記中間電極と前記後行電極との極
間距離L(MT)[mm]が上式(3),(4)を満た
し、 2パス目以降の溶接を、2電極サブマージアーク溶接で
行うにあたり、 2パス目以降の溶接入熱H2[J/cm]が1パス目の溶
接入熱H1[J/cm]に対して下式(5)を満たし、 前記先行電極のチップ先端部から前記鋼板の開先底部ま
での距離L[mm]が上式(1),(2)を満たすことを
特徴とするサブマージアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30549299A JP2001121266A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | サブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30549299A JP2001121266A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | サブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001121266A true JP2001121266A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17945823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30549299A Pending JP2001121266A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001121266A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100910495B1 (ko) | 2007-12-26 | 2009-07-31 | 주식회사 포스코 | 용접이음부의 저온 인성이 우수한 강판의 용접방법 |
CN102837135A (zh) * | 2012-09-04 | 2012-12-26 | 芜湖中集瑞江汽车有限公司 | 一种挂车箱板装配及焊接变形的校正工艺 |
JPWO2013080523A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2015-04-27 | Jfeスチール株式会社 | 鋼板のサブマージアーク溶接方法 |
JP2017213569A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接方法 |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30549299A patent/JP2001121266A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107442906A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊接方法 |
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