JP2006224116A - 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 固定管1,2の突き合わせ部に開先を形成して固定管1,2の開先突き合わせ部3aの初層溶接を行なう際に、開先突き合わせ部3aの裏面側に裏当金属材4を当接させるとともに、電極ワイヤの送給速度をWFS(m3/分)とし、溶接速度をVs(m/分)としたときに下記(1)式が成立する条件で溶接を行なうことを特徴とする消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法を採用する。
WFS=3.2×10−6Vs+b(b=5.6×10−6〜8.6×10−6) (1)
【選択図】 図1
Description
従来、消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法による固定管のルートパスにおいては、電極ワイヤの送給速度が低いままで溶接速度を高めると、ビードの高温割れの発生が多くなると考えられていた。一方、電極ワイヤの送給速度を高くしたままで溶接速度を低くすると、電極ワイヤの供給が過剰気味になり、ビード表面にハンピング等が起きやすくなると考えられていた。
すなわち、本発明の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法は、固定管の突き合わせ部に開先を形成して固定管の開先突き合わせ部の初層溶接を行なう際に、開先突き合わせ部の裏面側に裏当金属材を当接させるとともに、電極ワイヤの送給速度をWFS(m3/分)とし、溶接速度をVs(m/分)としたときに下記(1)式が成立する条件で溶接を行なうことを特徴とする。
WFS=3.2×10−6Vs+b (1)
(ただし、5.6×10−6m3/分≦b≦8.6×10−6m3/分)
また本発明の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法は、先に記載の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法であり、溶接により形成される溶接金属の組成が、Feを主成分とし、Cを0.06〜0.10質量%、Sを0.004質量%以下の範囲で含有させるようにすることを特徴とする。
また、固定管の好ましい材質としては、低炭素鋼管を例示することができる。
また、溶接後の溶接金属に含まれるCおよびSの含有率が上記の範囲となるように溶接することで、ビードの高温割れを防止することができる。
図1には、消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法(以下、溶接方法と表記する場合がある)に適用される水平固定管(固定管)の開先形状を示す。図1に示すように、本発明の溶接方法においては、水平固定管の開先形状として、いわゆるU型狭開先形状(狭開先形状)が採用されている。図1において、符号1、2は固定管であり、この固定管1、2の突き合わせ部に開先部3が形成されている。この開先部3には、断面視略U字状のルート部開先3a(開先突き合わせ部)が設けられている。また、ルート部開先3aの裏側(固定管1、2の内周側)には、裏開先3bが設けられている。ルート部開先3aは、テーパー部3cを介して固定管1、2の外周面1a,2aに連結されている。このテーパー部3cは、3°〜5°の開先角度αを有している。
また、開先底面幅wは4.0〜7.0mmの範囲に設定することが好ましい。開先底面幅wを4.0mm以上に設定することで、初層溶接時の高温割れを防止するとともに、裏波ビードを良好に形成することができ、初層溶接を良好に行うことができる。また、開先底面幅wを7.0mm以下に設定することにより、溶接の効率性を向上することができる。
更に、ルートフェイスrfは1〜2mmの範囲に設定することが好ましい。ルートフェイスrfを1mm以上に設定することにより、溶接時の裏当材の焼き付きを防止することができる。また、ルートフェイスrfを2mm以下に設定することにより、良好な裏波ビードを形成することができる。
また、電極ワイヤに添加されるSは、溶接時に溶融金属の融点を下げて最終凝固部に濃化して脆い組織となり、ビードの高温割れを起こしやすくする。そこで、Sの含有量を0.006質量%以下の範囲とした。
表1に開先形状および溶接条件を示し、表2に固定管および電極ワイヤの組成並びに溶接により形成された溶接金属の組成を示す。また表3に、ビードの高温割れおよび裏波の形状の観察結果を示す。
また表1に示した結果のうち、試料1〜14までの結果について、溶接速度と電極ワイヤ送給量との関係を図2に示す。図2において、○印は、ビードの高温割れが発生せず、且つ裏波形状が良好な結果となったものである。また×印は、ビードの高温割れが発生したか、裏波形状が良好ではないか、またはその両方の結果となったものである。
w…開先底面幅、rf…ルートフェイス
Claims (4)
- 固定管の突き合わせ部に開先を形成して固定管の開先突き合わせ部の初層溶接を行なう際に、開先突き合わせ部の裏面側に裏当金属材を当接させるとともに、電極ワイヤの送給速度をWFS(m3/分)とし、溶接速度をVs(m/分)としたときに下記(1)式が成立する条件で溶接を行なうことを特徴とする消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法。
WFS=3.2×10−6Vs+b (1)
(ただし、5.6×10−6m3/分≦b≦8.6×10−6m3/分) - 前記電極ワイヤの組成が、Feを主成分とし、Cを0.04〜0.10質量%、Sを0.006質量%以下の範囲で含有するものであることを特徴とする請求項1に記載の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法。
- 溶接により形成される溶接金属の組成が、Feを主成分とし、Cを0.06〜0.10質量%、Sを0.004質量%以下の範囲で含有するように構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法。
- 前記開先突き合わせ部の形状が、開先角度:3〜5°、ルートフェイス:1〜2mm、開先底面幅:4.0〜7.0mmで規定される狭開先形状であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法。
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