JP2007268577A - タンデムアーク溶接方法 - Google Patents
タンデムアーク溶接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007268577A JP2007268577A JP2006098892A JP2006098892A JP2007268577A JP 2007268577 A JP2007268577 A JP 2007268577A JP 2006098892 A JP2006098892 A JP 2006098892A JP 2006098892 A JP2006098892 A JP 2006098892A JP 2007268577 A JP2007268577 A JP 2007268577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- welding
- wire
- welding wire
- tandem arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
【解決手段】タンデムアーク溶接方法は、シールドガスを用い、2つの電極(L極EL及びT極ET)で1つの溶融池Pを形成して溶接し、Ni及びMnの含有量が、0.50(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦6.00(質量%)を満足する鉄系ワイヤである第1溶接ワイヤ(溶接ワイヤW1又はW2)と、Ni及びMnの含有量が、11.00(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦50.00(質量%)を満足するワイヤである第2溶接ワイヤ(溶接ワイヤW2又はW1)とを用いることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明に係るタンデムアーク溶接方法において用いられる2つのワイヤのうちの1つである第1溶接ワイヤは、Ni及びMnの含有量が、0.50(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦6.00(質量%)を満足する鉄系ワイヤである。このワイヤは、一般的な炭素鋼用ソリッドワイヤもしくはメタル系フラックス入りワイヤである。例えば、ソリッドワイヤではJIS Z3312 YGW11〜YGW22が挙げられる。これらのワイヤは、Mnを1.0〜2.5%程度含有し、Niを含有していないか、1.0質量%以下含有しているものが多い。また、低温用鋼用として比較的多く用いられているJIS Z3325 YGL1−3A(X)、YGL1−3G(X)、YGL1−4A(X)、YGL1−4G(X)、YGL2−4A(X)、YGL2−4G(X)、YGL1−6A(X)、YGL1−6G(X)、YGL2−6A(X)、YGL2−6G(X)、YGL3−6A(X)、YGL3−6G(X)、YGL3−10G(X)(以下、JIS Z3325 YGLワイヤという。なお、Xは溶接後熱処理の有無によって、A、P、APのいずれかである。Aは「溶接のままで性能満足」、Pは「熱処理が必須で性能満足」、APは「溶接のままと熱処理両方で性能満足」を示す)は、Mnを0.6〜2.0質量%、Niを0〜4.0質量%程度含有しているものが多い。従って、多くのJIS Z3312 YGW11〜YGW22のワイヤあるいはJIS Z3325 YGLワイヤは、0.50(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦6.00(質量%)を満足し、入手もたやすい。
本発明に係るタンデムアーク溶接方法において用いられるもう一方の第2溶接ワイヤは、Ni及びMnの含有量が、11.00(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦50.00(質量%)を満足するワイヤである。このワイヤは、例えば、JIS Z3321のY308、Y308Si、Y308L、Y308LSi、Y308N2、Y309、Y309Mo、Y310、Y310S、Y312、Y16−8−2、Y316、Y316L、Y316Si、Y316LSi、Y316J1L、Y317、Y317L、Y347、Y347Si、Y347Lや、AWS A5.9のER308、ER308L、ER308LSi、ER309、ER309L、ER309LSi、ER309Mo、ER309LMo、ER309LSi、ER310、ER312、ER16−8−2、ER316、ER316L、ER316LSi、ER317L、ER318、ER330、ER347、ER347Siといったオーステナイト系ステンレス鋼用ソリッドワイヤが該当し、流通性が良いものが多い。ちなみに、JIS Z3322のステンレス鋼用フラックス入りワイヤでも、チタニア等のスラグ発生材の少ないメタル系タイプであれば適用可能である。なお、スラグが多く発生するタイプはタンデムアーク溶接に適用するとスラグ巻きなどの欠陥が生じやすい。
(Neq−25.2+0.8×Req)=0は、シェフラーの組織図(JIS Z3119)における「オーステナイト相」と「オーステナイト相+マルテンサイト相」の境界を表し、(Neq−25.2+0.8×Req)>0の場合、第2溶接ワイヤは、オーステナイト単相を呈する。そして、第2溶接ワイヤにオーステナイト系のワイヤを用いると、マルテンサイト系よりも流通性だけでなく、加工性に優れるために溶接ワイヤの強度が低く送給性に富む。そのため、溶接安定性が向上する。また、溶融池を形成したときのMs点も顕著に下がり、疲労強度が更に向上する。従って、本発明では、第2溶接ワイヤにおいて、(Neq−25.2+0.8×Req)>0を満たすことが好ましい。
第2溶接ワイヤの送給速度[WN]と第1溶接ワイヤの送給速度[WF]の比([WN]/[WF])が0.5以上であれば、溶融金属のMs点が顕著に下がり、より圧縮残留応力を残すことができるため、疲労強度の改善が大きい。一方、([WN]/[WF])が1.2以下であれば、低Ms点のマルテンサイト変態が生じ、より大きい圧縮残留応力を残すことができるため、疲労強度の改善が大きい。従って、本発明では、送給速度比([WN]/[WF])が、0.5≦([WN]/[WF])≦1.2を満たすことが好ましい。
タンデムアーク溶接では、先行極が後行極より高電流のほうが、溶融池の安定性が優れる。従って、先行極のワイヤの送給速度が、後行極のワイヤの送給速度よりも同等以上とするのがよい。
溶接時の電源は、一般的な消耗電極式アーク溶接に用いられる定電圧特性電源でも残留応力低減には問題ない。しかし、薄板溶接における高速溶接性、アーク安定性、低ヒューム化を図るために、パルス溶接電源と定電圧特性電源との組み合わせが推奨される。また、パルス溶接では定電圧特性波形の溶接に比べて、溶着量が同一の場合に電流値が1〜2割ほど低下し入熱も減少することから、溶接部の冷却速度が増大する。その結果、焼入れ性が高まり、Ms点の低下につながって残留応力の低減に対しても好ましい。なお、タンデムアーク溶接の場合、パルス発生パターンとして大きく区別すると、2電極同期(同時にパルスピークを発生)と、2電極非同期(交互にパルスピークを発生)とがあるが、特に本目的に対しては大差がないため、パルス発生パターンは限定されない。
シールドガスは溶接金属の酸素量を低下させMs点を下げるため、更にスパッタを抑制するために、できるだけ非酸化性が望ましい。タンデムアーク溶接の場合、シールドガスのArの濃度が75体積%以上であれば、Ms点が十分に低下し、残留応力が低減するとともに、スパッタ量が抑制される。従って、本発明では、Arが75体積%以上であることが好ましい。そして、更に好ましくはArの濃度が95体積%以上であることが推奨され、このとき、溶接金属の残留応力向上が顕著になるとともに、高速性も良好となる。
更に、シールドガスは、Heを含むことが好ましい。非常に高い電流密度では溶滴が加
熱されることによって回転し始める、いわゆるローテーティング移行の状態になり、アークが不安定になりスパッタが増加する可能性があるが、分子量の小さい適量のHeを混合することで、冷却効果により溶滴の回転を抑制し、アーク安定化を図ることができる。従って、本発明では、シールドガスが、Heを含むことが好ましい。
溶接金属の変態膨張で鋼材熱影響部に発生する残留応力を低減できる理由は、溶接金属が膨張するときに、鋼材(母材)側に発生する応力も溶接金属への反力により圧縮応力になることによる。このため、より高い反力が期待できる高強度鋼板ほど疲労特性の改善も大きい。そして、母材の強度が490MPa以上の場合には、反力が生じ、変態終了後の熱収縮後にも十分に圧縮応力が残留する。
鋼材(母材)の板厚が1mm未満であると、溶接時の入熱によって表裏がほぼ均一に熱せられ、更には溶融金属が裏側に達して裏波と呼ばれる状態になる。このような状態になると、溶接金属がマルテンサイト変態時にほとんど自由に熱膨張してしまう。そのため、鋼材の熱影響部側に反力が十分に発生せず、疲労強度の改善効果は限定的になる。
次に、図1及び図2を参照して、本発明に係るタンデムアーク溶接方法について説明する。図1に示すように、シールドノズルNからシールドガスGを鋼材Sに対して吹きつけながら、L極EL(先行極)とT極ET(後行極)のそれぞれの溶接ワイヤW1、W2に通電する。ここで、L極ELに送給される溶接ワイヤW1、及び、T極ETに送給される溶接ワイヤW2は、前記した第1溶接ワイヤ及び第2溶接ワイヤであり、どちらのワイヤがどちらの極(L極EL、T極ET)に送給されることとしてもよい。通電されると、それぞれの極EL、ETからアークAL、ATが発生し、溶融池Pが形成される。この溶融池Pは、溶接ワイヤW1、W2と、鋼材Sとが溶融したものである。
X=(Neq−25.2+0.8×Req) …(1)
ここで、
Ni当量Neq=Ni(質量%)+30×C(質量%)+0.5×Mn(質量%)
Cr当量Req=Cr(質量%)+Mo(質量%)+1.5×Si(質量%)+0.5×Nb(質量%)
試験片について、両振平面曲げ疲労試験を行った。周波数25Hzの正弦波応力を試験片に200万回負荷し、時間強度を疲労強度として測定した。そして、鋼板No.Aの場合、200MPa以上を顕著に向上したとして○、180MPa以上200MPa未満を△、180MPa未満を疲労改善効果無しとして×とした。そして、○、△を合格とし、×を実用に耐えないとして不合格とした。また、鋼板No.2の場合、150MPa以上を合格(○)、150MPa未満を疲労改善効果無しとして不合格(×)と判定した。なお、ハンピングビードが発生した場合も、安定個所を探し、その場所から試験片を採取した。
溶接時のアーク安定性を3段階で官能評価し、良好な場合を○、多少スパッタが発生する場合を△、アークがふらついたり、大粒のスパッタが発生した場合、あるいは送給性が著しく悪い場合を×とした。○、△を合格とし、×を実用に耐えないとして不合格とした。
X線透過試験によって、溶接部に割れの発生や、ブローホール、ピットといった気孔欠陥が確認された場合は、JIS Z3104付属書4の分類方法に従って欠陥レベルを判定し、2類以下を不合格とした。
高速溶接に対してビード形成が追いつかず、数珠状に切れてしまうハンピング現象が発生した場合を不合格とし、それ以外を合格(○)とした。以上の評価結果を表5に示す。
ET T極(電極、後行極)
W1、W2 溶接ワイヤ(第1溶接ワイヤ、第2溶接ワイヤ)
G シールドガス
S 鋼材(母材)
Claims (6)
- シールドガスを用い、2つの電極で1つの溶融池を形成して溶接するタンデムアーク溶接方法において、
Ni及びMnの含有量が、0.50(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦6.00(質量%)を満足する鉄系ワイヤである第1溶接ワイヤと、
Ni及びMnの含有量が、11.00(質量%)≦{Ni(質量%)+Mn(質量%)}≦50.00(質量%)を満足するワイヤである第2溶接ワイヤとを用いることを特徴とするタンデムアーク溶接方法。 - 前記第2溶接ワイヤにおいて、Neq=Ni(質量%)+30×C(質量%)+0.5×Mn(質量%)によって算出されるNi当量Neq、及び、Req=Cr(質量%)+Mo(質量%)+1.5×Si(質量%)+0.5×Nb(質量%)によって算出されるCr当量Reqが、(Neq−25.2+0.8×Req)>0を満足することを特徴とする請求項1に記載のタンデムアーク溶接方法。
- 前記第2溶接ワイヤの送給速度[WN]と前記第1溶接ワイヤの送給速度[WF]の比[WN]/[WF]が、0.5≦([WN]/[WF])≦1.2を満足し、かつ、先行極のワイヤの送給速度が後行極のワイヤの送給速度以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のタンデムアーク溶接方法。
- 前記2つの電極に接続される溶接電源がパルス溶接電源であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のタンデムアーク溶接方法。
- 前記シールドガスが、Arを75体積%以上、98体積%以下含有し、残部にCO2もしくはO2の1種以上を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のタンデムアーク溶接方法。
- 前記シールドガスが、Heを含むことを特徴とする請求項5に記載のタンデムアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006098892A JP5080748B2 (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | タンデムアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006098892A JP5080748B2 (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | タンデムアーク溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007268577A true JP2007268577A (ja) | 2007-10-18 |
JP5080748B2 JP5080748B2 (ja) | 2012-11-21 |
Family
ID=38671914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006098892A Expired - Fee Related JP5080748B2 (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | タンデムアーク溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5080748B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017042799A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属、及び溶接金属の製造方法 |
CN110360948A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-22 | 大连理工大学 | 一种激光熔覆层及熔池形貌表征方法 |
JP2020025965A (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-20 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
CN112518062A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-19 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种用于异种接头元素调控的激光交替填丝焊接方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6072678A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Nippon Steel Corp | 高速度ア−ク溶接法 |
JPH04367376A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-18 | Nkk Corp | 多電極溶接方法 |
JPH07314174A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Nippon Steel Corp | ステンレスクラッド鋼管の造管溶接方法 |
JP2004001033A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Daihen Corp | 2電極パルスアーク溶接制御方法 |
JP2006122991A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 消耗電極式アーク溶接方法及び装置 |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006098892A patent/JP5080748B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6072678A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Nippon Steel Corp | 高速度ア−ク溶接法 |
JPH04367376A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-18 | Nkk Corp | 多電極溶接方法 |
JPH07314174A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Nippon Steel Corp | ステンレスクラッド鋼管の造管溶接方法 |
JP2004001033A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Daihen Corp | 2電極パルスアーク溶接制御方法 |
JP2006122991A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 消耗電極式アーク溶接方法及び装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017042799A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属、及び溶接金属の製造方法 |
JP2020025965A (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-20 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
JP7096099B2 (ja) | 2018-08-09 | 2022-07-05 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
CN110360948A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-22 | 大连理工大学 | 一种激光熔覆层及熔池形貌表征方法 |
CN112518062A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-19 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种用于异种接头元素调控的激光交替填丝焊接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5080748B2 (ja) | 2012-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5019781B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤを使用するmigアーク溶接方法 | |
JP4857015B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ及び溶接方法 | |
JP5205115B2 (ja) | 純Arシールドガス溶接用MIGフラックス入りワイヤ及びMIGアーク溶接方法 | |
JP5450293B2 (ja) | すみ肉溶接継手およびガスシールドアーク溶接方法 | |
JP4800628B2 (ja) | フェライト鋼のレーザー/アークハイブリッド溶接方法 | |
JP6000947B2 (ja) | ガンマジェニック元素(gammagenicelements)と、10%未満の窒素又は酸素を含有するガスとを使用する、アルミナイズ鋼部品に対するハイブリッドアーク/レーザー溶接方法 | |
JP5022428B2 (ja) | 硬化肉盛用migアーク溶接ワイヤおよび硬化肉盛用migアーク溶接方法 | |
JP5405711B2 (ja) | 鉄合金のガス−金属アーク溶接法 | |
JP6594266B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接方法及び溶接構造物の製造方法 | |
WO2018203513A1 (ja) | アーク溶接方法及び溶接ワイヤ | |
JP2013220431A (ja) | 疲労強度に優れた溶接継手、熱延鋼板のmag溶接方法、熱延鋼板のmig溶接方法およびフラックス入りワイヤ | |
JP6800770B2 (ja) | 薄鋼板のパルスmag溶接方法 | |
JP4930048B2 (ja) | 重ね隅肉溶接継手の継手疲労強度を向上するプラズマアークハイブリッド溶接方法 | |
JP5080748B2 (ja) | タンデムアーク溶接方法 | |
JPS5950992A (ja) | 溶接ワイヤ | |
JP7244322B2 (ja) | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
KR101091469B1 (ko) | 순수 Ar 실드 가스 용접용 MIG 플럭스 코어드 와이어 및 MIG 아크용접 방법 | |
JP6782580B2 (ja) | アークスポット溶接方法 | |
JP5280060B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接方法 | |
JP5037369B2 (ja) | パルスmag溶接用ソリッドワイヤ | |
JP7432723B2 (ja) | 溶接部の疲労強度に優れた溶接部材及びその製造方法 | |
JP2005288504A (ja) | 疲労強度に優れた溶接継手およびその溶接方法 | |
US20240198447A1 (en) | Arc welded joint and arc welding method | |
JP5078264B2 (ja) | 鋼板のアーク溶接法 | |
Patel et al. | Experimental Study of the Effect of Heat Input on Mechanical Properties of TIG Welded Joints of SA516 Grade 70 Material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120828 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120831 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |