JP2002137088A - 片面炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材 - Google Patents
片面炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材Info
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- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な溶接品質を保持しつつ、高溶接電流片
面炭酸ガスアーク溶接を可能にするセラミック裏当材を
提供すること。 【解決手段】 ＳｉＯ2６５〜９５重量％、Ａｌ2Ｏ3３
〜２０重量％、ＭｇＯ１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ及びＫ2
Ｏからなる群から選択された１種以上の酸化物２〜１５
重量％、並びにＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＣａＯからなる
群から選択された１種以上の酸化物０．５〜５重量％を
含むことを特徴とする、片面炭酸ガスアーク溶接用セラ
ミック裏当材である。
面炭酸ガスアーク溶接を可能にするセラミック裏当材を
提供すること。 【解決手段】 ＳｉＯ2６５〜９５重量％、Ａｌ2Ｏ3３
〜２０重量％、ＭｇＯ１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ及びＫ2
Ｏからなる群から選択された１種以上の酸化物２〜１５
重量％、並びにＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＣａＯからなる
群から選択された１種以上の酸化物０．５〜５重量％を
含むことを特徴とする、片面炭酸ガスアーク溶接用セラ
ミック裏当材である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、片面炭酸ガスアー
ク溶接に使用されるセラミック裏当材に関し、特に、セ
ラミックの耐火度（ＳＫ）を高めて、高溶接電流を使用
する片面炭酸ガスアーク溶接に適用可能なセラミック裏
当材に関する。
ク溶接に使用されるセラミック裏当材に関し、特に、セ
ラミックの耐火度（ＳＫ）を高めて、高溶接電流を使用
する片面炭酸ガスアーク溶接に適用可能なセラミック裏
当材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、片面炭酸ガスアーク溶接に使用さ
れるセラミック裏当材として、ＭｇＯ１３．８重量％、
Ａｌ2Ｏ3３４．８重量％、ＳｉＯ2５１．４重量％を代
表的な組成とする、いわゆるコージェライト（Cordieri
te）系のセラミック裏当材が使用されてきた。このコー
ジェライト系のセラミック裏当材は、溶接裏ビード部の
溶接性能に関しては好ましい効果を与えるものの、その
組成に起因して融点が低いのが特徴であり、約１,４６
０℃で完全に溶融する。
れるセラミック裏当材として、ＭｇＯ１３．８重量％、
Ａｌ2Ｏ3３４．８重量％、ＳｉＯ2５１．４重量％を代
表的な組成とする、いわゆるコージェライト（Cordieri
te）系のセラミック裏当材が使用されてきた。このコー
ジェライト系のセラミック裏当材は、溶接裏ビード部の
溶接性能に関しては好ましい効果を与えるものの、その
組成に起因して融点が低いのが特徴であり、約１,４６
０℃で完全に溶融する。
【０００３】このため、溶接金属の溶着効率を高めるべ
く、溶接電流を、例えば３００〜６００Ａに高めて溶接
を行うと、溶接金属に接するセラミック裏当材の温度が
その融点を容易に超え、それによりセラミック裏当材が
溶損しあるいは溶け落ちるため、裏当材としての機能を
保つことができなかった。このため、コージェライト系
セラミック裏当材では、その温度が融点以下になるよう
に、溶接電流を１８０〜２８０Ａ程度の範囲内に制限し
て炭酸ガスアーク溶接を行う必要があった。
く、溶接電流を、例えば３００〜６００Ａに高めて溶接
を行うと、溶接金属に接するセラミック裏当材の温度が
その融点を容易に超え、それによりセラミック裏当材が
溶損しあるいは溶け落ちるため、裏当材としての機能を
保つことができなかった。このため、コージェライト系
セラミック裏当材では、その温度が融点以下になるよう
に、溶接電流を１８０〜２８０Ａ程度の範囲内に制限し
て炭酸ガスアーク溶接を行う必要があった。
【０００４】したがって、例えば、厚さ２０mm程度の鋼
板を溶接する場合、溶接電流を１８０〜２８０Ａの範囲
に制限する必要から、１パスあたりの溶着量が小さくな
り、少なくても６〜８パスの多層溶接を行う必要があっ
た。また、このように溶接電流を制限する場合は、溶接
裏ビードを適正な形状に維持するために、溶接鋼板のル
ートギャップを５〜６mm設ける必要があり、このことは
溶接ワイヤの消耗量を増大させていた。さらに、多層溶
接を行うことにより、溶接鋼板は昇温−冷却の熱履歴を
繰り返して受けるため、溶接に伴う熱変形も起こり易か
った。このように、従来のコージェライト系セラミック
裏当材を用いる場合は、非能率的であり、生産性が低
く、さらに溶接ワイヤの消耗量も過大となり、生産コス
トの上昇の要因となっていた。
板を溶接する場合、溶接電流を１８０〜２８０Ａの範囲
に制限する必要から、１パスあたりの溶着量が小さくな
り、少なくても６〜８パスの多層溶接を行う必要があっ
た。また、このように溶接電流を制限する場合は、溶接
裏ビードを適正な形状に維持するために、溶接鋼板のル
ートギャップを５〜６mm設ける必要があり、このことは
溶接ワイヤの消耗量を増大させていた。さらに、多層溶
接を行うことにより、溶接鋼板は昇温−冷却の熱履歴を
繰り返して受けるため、溶接に伴う熱変形も起こり易か
った。このように、従来のコージェライト系セラミック
裏当材を用いる場合は、非能率的であり、生産性が低
く、さらに溶接ワイヤの消耗量も過大となり、生産コス
トの上昇の要因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来のコージェライト系セラミック裏当材の低融点に起因
する種々の課題を根本的に解決し、溶接電流を高めて裏
当材が高温に曝される条件のもとでも、片面炭酸ガスア
ーク溶接を可能にし、それにより、溶接パス数を大幅に
減らして、例えば、厚さ２２mmの溶接鋼板を２パスで溶
接し得る、セラミック裏当材を提供することを目的とす
る。また、本発明は、高能率性のみならず、裏ビード形
状やスラグ剥離性などの溶接品質においても、従来のセ
ラミック裏当材と同等以上の性能を有するセラミック裏
当材を提供することを目的とする。このような、高能率
溶接の適用が可能になることで、溶接時に、溶接鋼板に
ルートギャップを設ける必要がなくなり、ワイヤの消耗
量を減らすことができるとともに、溶接熱変形も最小に
抑えることができる。
来のコージェライト系セラミック裏当材の低融点に起因
する種々の課題を根本的に解決し、溶接電流を高めて裏
当材が高温に曝される条件のもとでも、片面炭酸ガスア
ーク溶接を可能にし、それにより、溶接パス数を大幅に
減らして、例えば、厚さ２２mmの溶接鋼板を２パスで溶
接し得る、セラミック裏当材を提供することを目的とす
る。また、本発明は、高能率性のみならず、裏ビード形
状やスラグ剥離性などの溶接品質においても、従来のセ
ラミック裏当材と同等以上の性能を有するセラミック裏
当材を提供することを目的とする。このような、高能率
溶接の適用が可能になることで、溶接時に、溶接鋼板に
ルートギャップを設ける必要がなくなり、ワイヤの消耗
量を減らすことができるとともに、溶接熱変形も最小に
抑えることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳｉＯ2６５
〜９５重量％、Ａｌ2Ｏ3３〜２０重量％、ＭｇＯ１〜１
０重量％、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏからなる群から選択された
１種以上の酸化物２〜１５重量％、並びにＦｅ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2及びＣａＯからなる群から選択された１種以上の
酸化物０．５〜５重量％を含むことを特徴とする、片面
炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材である。また、
各々の組成物を混合し、加圧成形し、焼成したセラミッ
ク裏当材は、２０〜４５％の気孔率を有している。さら
に、本発明のセラミック裏当材は、その上面に厚さ０．
０５〜１．５mmのガラス繊維を積層することができ、及
び／又は、その下面にガス排出孔を有するアルミ粘着テ
ープを備えることができる。
〜９５重量％、Ａｌ2Ｏ3３〜２０重量％、ＭｇＯ１〜１
０重量％、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏからなる群から選択された
１種以上の酸化物２〜１５重量％、並びにＦｅ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2及びＣａＯからなる群から選択された１種以上の
酸化物０．５〜５重量％を含むことを特徴とする、片面
炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材である。また、
各々の組成物を混合し、加圧成形し、焼成したセラミッ
ク裏当材は、２０〜４５％の気孔率を有している。さら
に、本発明のセラミック裏当材は、その上面に厚さ０．
０５〜１．５mmのガラス繊維を積層することができ、及
び／又は、その下面にガス排出孔を有するアルミ粘着テ
ープを備えることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記した本発明のセラミック裏当
材を構成する各々の組成物による作用効果を説明する
と、次のとおりである。
材を構成する各々の組成物による作用効果を説明する
と、次のとおりである。
【０００８】シリカ（ＳｉＯ2）は、片面炭酸ガスアー
ク溶接用セラミック裏当材を構成する主成分であり、本
発明のセラミック裏当材は、シリカを６５〜９５重量％
の範囲で含有する。シリカの含有量が６５重量％未満で
は、裏当材の耐熱性が低下し、ワイヤの消耗量が過多に
なるとともに、３００〜６００Ａの高溶接電流の条件下
では、溶接時に、裏当材の溶け落ちによる溶接不良を招
来して裏当材の役割を果たすことができない。また、シ
リカの含有量が９５重量％を超えると、溶接時に生成す
るスラグの流動性が低下して、スラグが固化し易くな
り、それによりガスの放出が容易でなくなるため、裏ビ
ードが深く凹んだ形状に成り易く、溶接品質上好ましく
ない。
ク溶接用セラミック裏当材を構成する主成分であり、本
発明のセラミック裏当材は、シリカを６５〜９５重量％
の範囲で含有する。シリカの含有量が６５重量％未満で
は、裏当材の耐熱性が低下し、ワイヤの消耗量が過多に
なるとともに、３００〜６００Ａの高溶接電流の条件下
では、溶接時に、裏当材の溶け落ちによる溶接不良を招
来して裏当材の役割を果たすことができない。また、シ
リカの含有量が９５重量％を超えると、溶接時に生成す
るスラグの流動性が低下して、スラグが固化し易くな
り、それによりガスの放出が容易でなくなるため、裏ビ
ードが深く凹んだ形状に成り易く、溶接品質上好ましく
ない。
【０００９】アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）は、セラミック裏当
材の耐熱性向上とともに、溶接時に生成するスラグの剥
離性を良好にする役割を果たし、本発明のセラミック裏
当材は、アルミナを３〜２０重量％の範囲で含有する。
アルミナの含有量が３重量％未満では、セラミックの融
点が低下し、高溶接電流を適用することが困難になると
ともに、裏ビードの形状制御も困難となる。また、生成
するスラグの粘性も低くなり、スラグ剥離性が低下す
る。一方、アルミナ含有量が２０重量％を超えると、セ
ラミックの耐火度が高くなりすぎ、したがって、生成す
るスラグの粘性も高くなりすぎて、スパッター、アンダ
ーカット、オーバーラップ等の溶接欠陥が発生し易くな
る。
材の耐熱性向上とともに、溶接時に生成するスラグの剥
離性を良好にする役割を果たし、本発明のセラミック裏
当材は、アルミナを３〜２０重量％の範囲で含有する。
アルミナの含有量が３重量％未満では、セラミックの融
点が低下し、高溶接電流を適用することが困難になると
ともに、裏ビードの形状制御も困難となる。また、生成
するスラグの粘性も低くなり、スラグ剥離性が低下す
る。一方、アルミナ含有量が２０重量％を超えると、セ
ラミックの耐火度が高くなりすぎ、したがって、生成す
るスラグの粘性も高くなりすぎて、スパッター、アンダ
ーカット、オーバーラップ等の溶接欠陥が発生し易くな
る。
【００１０】マグネシア（ＭｇＯ）は、アルミナととも
に、セラミック裏当材の耐火度を調整する役割を果た
し、本発明のセラミック裏当材は、マグネシアを１〜１
０重量％の範囲で含有する。マグネシアの含有量が１重
量％未満では、溶融金属の粘性が低くなりすぎてスラグ
の剥離性が低下し、これによりアンダーカット、オーバ
ーラップ等の溶接欠陥が発生し易くなる。一方、含有量
が１０重量％を超えると、溶融金属の粘性が過度に高く
なるので、溶接時に発生する溶接ガスの放出が困難にな
り、ブローホールの発生や深く凹んだ裏ビード形状の発
生に伴い、溶接欠陥が発生し易くなる。
に、セラミック裏当材の耐火度を調整する役割を果た
し、本発明のセラミック裏当材は、マグネシアを１〜１
０重量％の範囲で含有する。マグネシアの含有量が１重
量％未満では、溶融金属の粘性が低くなりすぎてスラグ
の剥離性が低下し、これによりアンダーカット、オーバ
ーラップ等の溶接欠陥が発生し易くなる。一方、含有量
が１０重量％を超えると、溶融金属の粘性が過度に高く
なるので、溶接時に発生する溶接ガスの放出が困難にな
り、ブローホールの発生や深く凹んだ裏ビード形状の発
生に伴い、溶接欠陥が発生し易くなる。
【００１１】酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）及び／又は酸
化カルシウム（Ｋ2Ｏ）は、セラミックの物性変化を最
小化させて機械的強度を増加させ、また焼成温度範囲を
広くする役割を果たす必須の組成物である。本発明にお
いては、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏからなる群から選択された１
種以上の酸化物を２〜１５重量％の範囲で含有する。こ
れらの組成物の含有量が２重量％未満であると、スラグ
の粘性が低くなり、形成したビードの固化現象が生じ
て、アンダーカット等の溶接欠陥が発生し易くなる。一
方、１５重量％を超えて含有すると、セラミック裏当材
の融点が低下し、亀裂が発生し易くなるとともに、溶接
後の急速冷却に伴う熱衝撃に対する抵抗が低下する。さ
らに、生成したスラグの粘性が過度に高くなり、ガスの
放出が困難になる。このため、裏ビード形状は、深く凹
んだ形状を生じやすく、またブローホールが多量に発生
して、溶接欠陥が多発する。
化カルシウム（Ｋ2Ｏ）は、セラミックの物性変化を最
小化させて機械的強度を増加させ、また焼成温度範囲を
広くする役割を果たす必須の組成物である。本発明にお
いては、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏからなる群から選択された１
種以上の酸化物を２〜１５重量％の範囲で含有する。こ
れらの組成物の含有量が２重量％未満であると、スラグ
の粘性が低くなり、形成したビードの固化現象が生じ
て、アンダーカット等の溶接欠陥が発生し易くなる。一
方、１５重量％を超えて含有すると、セラミック裏当材
の融点が低下し、亀裂が発生し易くなるとともに、溶接
後の急速冷却に伴う熱衝撃に対する抵抗が低下する。さ
らに、生成したスラグの粘性が過度に高くなり、ガスの
放出が困難になる。このため、裏ビード形状は、深く凹
んだ形状を生じやすく、またブローホールが多量に発生
して、溶接欠陥が多発する。
【００１２】三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化チタニウム
（ＴｉＯ2）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）の金属酸化
物は、高温において、セラミック裏当材を構成する組成
物の耐火度を調整する融剤（Flux）の役割を果たし、上
記のＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏと同様に、セラミック裏当材の機械
的強度を増加させる。本発明では、これらからなる群か
ら選択された１種以上の酸化物を０．５〜５重量％を含
有する。これらの成分が０．５重量％未満では、含有量
が少なすぎてセラミック裏当材において融剤の役割を果
たすことができず、一方、５重量％を超えて含有する
と、セラミック裏当材の耐火度が著しく低下して、亀裂
が発生しやすく、また溶接後の急冷時に熱衝撃に対する
抵抗を低下させてしまう。
（ＴｉＯ2）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）の金属酸化
物は、高温において、セラミック裏当材を構成する組成
物の耐火度を調整する融剤（Flux）の役割を果たし、上
記のＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏと同様に、セラミック裏当材の機械
的強度を増加させる。本発明では、これらからなる群か
ら選択された１種以上の酸化物を０．５〜５重量％を含
有する。これらの成分が０．５重量％未満では、含有量
が少なすぎてセラミック裏当材において融剤の役割を果
たすことができず、一方、５重量％を超えて含有する
と、セラミック裏当材の耐火度が著しく低下して、亀裂
が発生しやすく、また溶接後の急冷時に熱衝撃に対する
抵抗を低下させてしまう。
【００１３】本発明のセラミック裏当材は、例えば、以
下の方法で製造することができる。まず、シリカ、アル
ミナ、マグネシア粉末、又はこれらの酸化物を含有す
る、例えばカオリン、タルク、アルミナ粉末を原料とし
て、本発明のセラミック裏当材の組成範囲となるよう
に、原料を調整して混合し、次いで、加圧成形し、約１
３００℃で焼成して、所望の形状を有する裏当材を形成
する。このとき、セラミック粉末には、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）やステアリン酸等の有機バインダを添
加することができる。
下の方法で製造することができる。まず、シリカ、アル
ミナ、マグネシア粉末、又はこれらの酸化物を含有す
る、例えばカオリン、タルク、アルミナ粉末を原料とし
て、本発明のセラミック裏当材の組成範囲となるよう
に、原料を調整して混合し、次いで、加圧成形し、約１
３００℃で焼成して、所望の形状を有する裏当材を形成
する。このとき、セラミック粉末には、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）やステアリン酸等の有機バインダを添
加することができる。
【００１４】こうして形成したセラミック裏当材におい
て、気孔率は２０〜４５％であることが好ましい。溶接
裏当材は、溶接に際しての急速加熱、急速冷却に伴う熱
衝撃サイクルを受け、非常に大きな熱応力が発生する。
裏当材中の気孔率がこの範囲にあると、発生する熱応力
を緩和する役割を果たし、亀裂の発生や、熱衝撃に対す
る抵抗を高めることができ、その結果、熱応力に対して
セラミック裏当材の破損を防止でき、溶融金属を保護す
ることができる。本発明において、セラミック裏当材の
気孔率を２０％未満にすると、裏当材の密度が緻密にな
りすぎて、熱応力により裏当材が破損し易くなる。一
方、気孔率が４５％を超えて存在すると、セラミック裏
当材の機械的強度が小さくなりすぎ、外部からの衝撃や
運搬中にセラミック裏当材が破損するおそれがあるとと
もに、大気中に放置されたときに大気中の水分を容易に
吸収するので、セラミック裏当材の融点が不安定になる
という欠点をもつようになる。
て、気孔率は２０〜４５％であることが好ましい。溶接
裏当材は、溶接に際しての急速加熱、急速冷却に伴う熱
衝撃サイクルを受け、非常に大きな熱応力が発生する。
裏当材中の気孔率がこの範囲にあると、発生する熱応力
を緩和する役割を果たし、亀裂の発生や、熱衝撃に対す
る抵抗を高めることができ、その結果、熱応力に対して
セラミック裏当材の破損を防止でき、溶融金属を保護す
ることができる。本発明において、セラミック裏当材の
気孔率を２０％未満にすると、裏当材の密度が緻密にな
りすぎて、熱応力により裏当材が破損し易くなる。一
方、気孔率が４５％を超えて存在すると、セラミック裏
当材の機械的強度が小さくなりすぎ、外部からの衝撃や
運搬中にセラミック裏当材が破損するおそれがあるとと
もに、大気中に放置されたときに大気中の水分を容易に
吸収するので、セラミック裏当材の融点が不安定になる
という欠点をもつようになる。
【００１５】本発明において、セラミック裏当材と溶接
鋼板の密着性を向上し、一方溶接時に発生するガスの放
出と、生成した溶融金属の保護の役割を果たす目的で、
図１に示すように、セラミック裏当材の上面にガラス繊
維を積層して使用することができる。ガラス繊維は、公
知のものを使用することができ、積層するガラス繊維
は、厚さ０．０５〜１．５mmの範囲が好ましい。この範
囲にあると、セラミック裏当材と溶接鋼板の密着性と溶
融金属の保護を図ることができるからである。この場
合、図１に示すように、ガラス繊維の上面の一部に両面
テープを載置してガラス繊維と溶接鋼板の固定を確実に
することができる。さらに、セラミック裏当材の下面に
は、裏当材を溶接鋼板に支持するために、ガス排出孔を
有する粘着剤層とアルミ箔からなるアルミ粘着テープ
を、図１に示すように備えることができる。
鋼板の密着性を向上し、一方溶接時に発生するガスの放
出と、生成した溶融金属の保護の役割を果たす目的で、
図１に示すように、セラミック裏当材の上面にガラス繊
維を積層して使用することができる。ガラス繊維は、公
知のものを使用することができ、積層するガラス繊維
は、厚さ０．０５〜１．５mmの範囲が好ましい。この範
囲にあると、セラミック裏当材と溶接鋼板の密着性と溶
融金属の保護を図ることができるからである。この場
合、図１に示すように、ガラス繊維の上面の一部に両面
テープを載置してガラス繊維と溶接鋼板の固定を確実に
することができる。さらに、セラミック裏当材の下面に
は、裏当材を溶接鋼板に支持するために、ガス排出孔を
有する粘着剤層とアルミ箔からなるアルミ粘着テープ
を、図１に示すように備えることができる。
【００１６】
【実施例】以上のようにして製造した片面炭酸ガスアー
ク溶接用セラミック裏当材を、図２に示すようにして、
溶接鋼板に取り付け、溶接試験を行った。試験に用いた
セラミック裏当材の組成を表１に、試験結果を表２に示
す。なお、本試験においては、２電極により１パス溶接
したのち、各種の溶接性能を評価した。また、溶接電流
を従来の裏当材を用いる片面炭酸ガスアーク溶接に比べ
て著しく高めているので、カットワイヤを溶接開先部内
に散布して、溶着効率を高める方法を採用しているが、
カットワイヤを使用する代わりに、溶接ワイヤ径を高め
て溶着効率を増すことも可能である。
ク溶接用セラミック裏当材を、図２に示すようにして、
溶接鋼板に取り付け、溶接試験を行った。試験に用いた
セラミック裏当材の組成を表１に、試験結果を表２に示
す。なお、本試験においては、２電極により１パス溶接
したのち、各種の溶接性能を評価した。また、溶接電流
を従来の裏当材を用いる片面炭酸ガスアーク溶接に比べ
て著しく高めているので、カットワイヤを溶接開先部内
に散布して、溶着効率を高める方法を採用しているが、
カットワイヤを使用する代わりに、溶接ワイヤ径を高め
て溶着効率を増すことも可能である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】溶接条件は以下のとおりである。 供試鋼板 ：板厚２２mm 開先形状 ：Ｖ開先、角度５０〜６０゜、開先幅０〜５mm 溶接機 ：２電極片面炭酸ガスアーク溶接機 溶接ワイヤ：Ｌ極 １．６mmφ、ＹＭ−５５Ｈ（新日本製鉄株式会社製） Ｔ極 １．６mmφ、ＳＦ-７１（現代総合金属株式会社製） カットワイヤ：１．０mmφｘ２mm、ＹＫ-ＣＭ（新日本製鉄株式会社製） 溶接電流 ：３２０〜５８０（Ａ） 溶接電圧 ：３３〜４７（Ｖ） 溶接速度 ：２２〜５３cpm シールドガス： ＣＯ2、Ｌ極２５リットル／分、Ｔ極３０リットル／分 溶接姿勢 :下向き 溶接パス数：２パス
【００２０】溶接性の評価は、アンダーカット、スラグ
剥離性、オーバーラップ、スパッター、セラミックの破
損状況及び裏ビード形状は肉眼検査で、ピンホール及び
ブローホールはＲＴ検査（放射線透過検査）及びＵＴ検
査（超音波検査）を用いて行った。
剥離性、オーバーラップ、スパッター、セラミックの破
損状況及び裏ビード形状は肉眼検査で、ピンホール及び
ブローホールはＲＴ検査（放射線透過検査）及びＵＴ検
査（超音波検査）を用いて行った。
【００２１】表１及び表２より、本発明の範囲のセラミ
ック裏当材組成物と気孔率を有する実施例１〜５は、裏
ビード形状が良好であり、またアンダーカット、オーバ
ーラップ、ピンホール等の溶接欠陥がまったく発生して
いなかった。
ック裏当材組成物と気孔率を有する実施例１〜５は、裏
ビード形状が良好であり、またアンダーカット、オーバ
ーラップ、ピンホール等の溶接欠陥がまったく発生して
いなかった。
【００２２】一方、コージェライト系セラミック裏当材
の組成を有する比較例１は、融点が低いので、本溶接試
験における電流値３２０〜５８０（Ａ）の高電流溶接で
は、裏当材が溶損して溶け落ち、裏当材として使用する
ことができなかった。また、Ａｌ2Ｏ3含有量が高く、か
つＮａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計量を減少させた、本発明の範
囲外のセラミック裏当材組成物である比較例２及び３
は、いずれも耐火度が高くなりすぎるため、多くの溶接
欠陥が発生した。
の組成を有する比較例１は、融点が低いので、本溶接試
験における電流値３２０〜５８０（Ａ）の高電流溶接で
は、裏当材が溶損して溶け落ち、裏当材として使用する
ことができなかった。また、Ａｌ2Ｏ3含有量が高く、か
つＮａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計量を減少させた、本発明の範
囲外のセラミック裏当材組成物である比較例２及び３
は、いずれも耐火度が高くなりすぎるため、多くの溶接
欠陥が発生した。
【００２３】このことは、Ａｌ2Ｏ3含有量を多くするな
どセラミック裏当材の耐火度を高くしすぎると、発生し
たスラグがセラミック裏当材の表面（裏当材と溶融金属
の界面）に安定して生成できなくなり、溶融金属を保護
することができなくなるので、スラグ剥離性の低下、ア
ンダーカット、スパッター、オーバーラップ等の多くの
溶接欠陥が発生し易くなることを意味する。
どセラミック裏当材の耐火度を高くしすぎると、発生し
たスラグがセラミック裏当材の表面（裏当材と溶融金属
の界面）に安定して生成できなくなり、溶融金属を保護
することができなくなるので、スラグ剥離性の低下、ア
ンダーカット、スパッター、オーバーラップ等の多くの
溶接欠陥が発生し易くなることを意味する。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、高溶接電流の条件下での
片面炭酸ガスアーク溶接が可能になり、例えば、厚さ２
２mmの溶接鋼板を２パスで溶接することができる。これ
により、溶接作業の高能率化が可能になり製造コスト低
減の効果が大きい。また、本発明は、裏ビード形状やス
ラグ剥離性などの溶接品質においても、従来のセラミッ
ク裏当材と同等以上の性能を有する。さらに、溶接時
に、溶接鋼板にルートギャップを設ける必要がなくな
り、ワイヤの消耗量を減らすことができるとともに、溶
接熱変形も最小に抑えることができる。
片面炭酸ガスアーク溶接が可能になり、例えば、厚さ２
２mmの溶接鋼板を２パスで溶接することができる。これ
により、溶接作業の高能率化が可能になり製造コスト低
減の効果が大きい。また、本発明は、裏ビード形状やス
ラグ剥離性などの溶接品質においても、従来のセラミッ
ク裏当材と同等以上の性能を有する。さらに、溶接時
に、溶接鋼板にルートギャップを設ける必要がなくな
り、ワイヤの消耗量を減らすことができるとともに、溶
接熱変形も最小に抑えることができる。
【図１】本発明によるセラミック裏当材の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明のセラミック裏当材を溶接鋼板に取り付
けた断面図である。
けた断面図である。
１：セラミック裏当材 ２：アルミ粘着テープ ３：ガラス繊維 ４：カットワイヤ ５：溶接ワイヤ ６：溶接鋼板 ７：両面テープ
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2６５〜９５重量％、Ａｌ2Ｏ3３
〜２０重量％、ＭｇＯ１〜１０重量％、Ｎａ2Ｏ及びＫ2
Ｏからなる群から選択された１種以上の酸化物２〜１５
重量％、並びにＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＣａＯからなる
群から選択された１種以上の酸化物０．５〜５重量％を
含むことを特徴とする、片面炭酸ガスアーク溶接用セラ
ミック裏当材。 - 【請求項２】 前記各々の組成物を混合し、加圧成形
し、焼成したセラミック裏当材が、２０〜４５％の気孔
率を有する、請求項１記載の片面炭酸ガスアーク溶接用
セラミック裏当材。 - 【請求項３】 前記セラミック裏当材が、その上面に厚
さ０．０５〜１．５mmのガラス繊維を積層した、請求項
１又は２記載の片面炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏
当材。 - 【請求項４】 前記セラミック裏当材が、さらに、ガス
排出孔を有する粘着剤層とアルミ箔からなるアルミ粘着
テープをその下面に備えた、請求項１〜３のいずれか１
項記載の片面炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材。
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|---|---|---|---|
| KR2000/056692 | 2000-09-27 | ||
| KR1020000056692A KR100357723B1 (ko) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 대입열 탄산가스 편면 용접용 세라믹 백킹재 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002137088A true JP2002137088A (ja) | 2002-05-14 |
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ID=19690656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001274805A Pending JP2002137088A (ja) | 2000-09-27 | 2001-09-11 | 片面炭酸ガスアーク溶接用セラミック裏当材 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002137088A (ja) |
| KR (1) | KR100357723B1 (ja) |
| CN (1) | CN1215018C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010120037A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Ihi Corp | 裏当て部材及び溶接方法 |
| CN102581433A (zh) * | 2011-10-22 | 2012-07-18 | 象山焊接衬垫厂 | 铝及铝合金焊接衬垫 |
| JP2020151763A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社シービーリサーチ | 鉄筋溶接用の裏当て材 |
| KR102164348B1 (ko) * | 2019-05-28 | 2020-10-12 | 정무수 | 가스 텅스텐 아크 용접 방법 및 가스 텅스텐 아크 용접용 쉴드 박스 |
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| JP5592810B2 (ja) * | 2011-01-25 | 2014-09-17 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用耐火材 |
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| KR102533398B1 (ko) * | 2016-09-08 | 2023-05-19 | 대우조선해양 주식회사 | 싱글 saw 용접 방법 |
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| CN109773395A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-21 | 东北石油大学 | 钢板焊接用的复合衬垫及其安装卡具 |
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2000
- 2000-09-27 KR KR1020000056692A patent/KR100357723B1/ko active IP Right Grant
-
2001
- 2001-09-11 JP JP2001274805A patent/JP2002137088A/ja active Pending
- 2001-09-27 CN CNB011414944A patent/CN1215018C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100357723B1 (ko) | 2002-10-25 |
| CN1215018C (zh) | 2005-08-17 |
| CN1346815A (zh) | 2002-05-01 |
| KR20020024872A (ko) | 2002-04-03 |
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