JP2009190042A - 2電極すみ肉ガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】プライマ塗装鋼板を溶接速度が1m/min以上の2電極高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の提供。
【解決手段】先行電極と後行電極の電極間距離を10〜40mmとし、後行電極のトーチ角度が下板に対して0〜60°で溶接進行方向に対して1〜25°の前進角にして、ワイヤ全質量に対する質量%でフラックスに、Ti酸化物:TiO換算値で1.5〜2.8%、Si酸化物:SiO換算値で0.4〜1.2%、Zr酸化物:ZrO換算値で0.1〜0.5%、Si:0.6〜1.2%、Mn:2.0〜3.0%、Al:0.3〜1.0%、但し、Ti酸化物のTiO換算値/Al≧2.0、弗素化合物:F換算値で0.01〜0.07%、NaおよびK:NaO換算値およびKO換算値の合計で0.10〜0.025%を含有するフラックス入りワイヤを先行電極および後行電極に用いて溶接する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、フラックス入りワイヤを用いて、軟鋼および490N/mm級高張力鋼をはじめとする各種鋼板をすみ肉溶接する2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法に係わるものであり、特に無機ジンクプライマなどの塗装鋼板の高速水平すみ肉溶接で問題となるビード形状および耐気孔性を向上させ、またロンジ溶接のような長尺物の連続溶接で問題となるスパッタ発生量を低減させた2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法に関する。
船舶、橋梁などの建造分野では、製造コスト低減のためにフラックス入りワイヤを用いた2電極高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法が採用されている。
2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法は、例えば特許文献1には2電極で高速度の水平すみ肉溶接方法が、特許文献2にはショッププライマ塗装鋼板の耐気孔性を向上する技術の記載がある。また、特許文献3はビード形状と耐ピット性の観点から用いるフラックス入りワイヤの組成を特定した技術の開示がある。
最近の水平すみ肉溶接は、板端面まで全表面にショッププライマを塗装した鋼板(以下、プライマ塗装鋼板という。)を使用した長尺ロンジの1m/min以上の高速度での溶接が要望されており、この場合特にプライマに起因する気孔欠陥の発生とともにビード形成性とスパッタの発生量が多くなることが問題になる。さらに、耐気孔性を向上させようとしてスラグ量を少なくするとスラグの被包むらやビード上脚側のスラグ被包がなくなるなどスラグ被包状態が悪く、スラグ剥離性が不良となる。このスラグ被包性の劣化は、アンダーカット、ビード止端部の不揃いや下脚側の膨らみ、ビード凸状化などビード形状およびビード外観を不良にする等の問題がある。
図1は、水平すみ肉溶接において発生しやすいビード形状の欠陥例を説明するために示した模式図である。下板1と立板2の表面にはプライマ3が塗装してあり、4はビード上脚側のアンダーカット、5はビード下脚側止端部の膨らみで全体的に凸ビードのビード形状になる。θ3は電極13の下板1に対するトーチ14角度である。
プライマ塗装鋼板の水平すみ肉溶接における高速化の要望に対し、本出願人は先に特許文献4で、スラグ量を極端に少なくして耐気孔性を向上させたすみ肉溶接用フラックス入りワイヤを提案した。本技術によればZrOをスラグ剤の主成分として溶融プールの激しい撹拌作用と、スラグ生成量を少なくしてプライマ燃焼ガスを溶融プールから外部に放出してピットの発生を防止し、SiOでスラグの粘性を調整してビード形状を整えることができ、プライマ塗装鋼板で良好な耐気孔性、ビード形状およびビード外観を得ることができるが、溶接速度が1m/min以上の2電極水平すみ肉溶接に使用した場合のビード形成が満足できるものではなく、またスパッタが多発し溶接部の衝撃靱性も十分に満足できるものではなく、更なる改善が望ましいものであった。
図2は2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を説明するために示した模式図である。良好なビードを形成するためにトーチ角度を溶接進行方向に対して電極角度θ1を持たせた先行電極6と電極角度θ2を持たせた後行電極7との間に安定した湯溜り8を形成することが肝要であるが、無機ジンクプライマなどのプライマ塗装鋼板を溶接した場合、プライマ3の燃焼などにより発生したガスによる気孔欠陥が発生する。また、スラグ量が少ないフラックス入りワイヤを用いた場合は、湯溜り8が安定して継続されなくなり、後行電極7の後方に形成される溶融プール9が不安定になり、溶融スラグ10の凝固が遅れて溶接ビード11の立板(図1の立板2参照)側では凝固スラグ12が全体に薄く、部分的に溶接ビード11が露出する。このような不均一なスラグ被包は、スラグ剥離性を劣化させ、ビード形状の不等脚やビード止端部の不揃い、スラグ焼き付によるビード外観不良となる。また、気孔欠陥や湯溜りの不安定現象は高電流の溶接条件で行う1m/min以上の高速溶接になる程に激しくなるという問題がある。
特開昭63−235077号公報 特開平3−180298号公報 特開平7−314181号公報 特開2006−95550号公報
本発明は、プライマ塗装鋼板を溶接速度が1m/min以上の高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において問題となるスラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が良好で、さらに、スパッタ発生量を低減し、耐気孔性および溶接部の衝撃靱性が良好な2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法を提供することを目的とする。
本発明の要旨は、2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法において、先行電極と後行電極の電極間距離を10〜40mmとし、後行電極のトーチ角度が下板に対して0〜60°で溶接進行方向に対して1〜25°の前進角にして、ワイヤ全質量に対する質量%でフラックスに、
Ti酸化物:TiO換算値で1.5〜2.8%、
Si酸化物:SiO換算値で0.4〜1.2%、
Zr酸化物:ZrO換算値で0.1〜0.5%、
Si:0.6〜1.2%、
Mn:2.0〜3.0%、
Al:0.3〜1.0%、
但し、Ti酸化物のTiO換算値/Al≧2.0、
弗素化合物:F換算値で0.01〜0.07%、
NaおよびK:NaO換算値およびKO換算値の合計で0.10〜0.025%を含有し、その他は鋼製外皮のFe分、フラックスの鉄粉、鉄合金からのFe分および不可避不純物からなるフラックス入りワイヤを先行電極および後行電極に用いて溶接することを特徴とする。
また、フラックス入りワイヤのMgが0.2%以下であることを特徴とする。
さらに、フラックス入りワイヤを構成する鋼製外皮のCが0.03%以下であることも特徴とする2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法にある。
本発明の2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法によれば、無機ジンクプライマなどのプライマ塗装鋼板の溶接速度を1m/min以上の高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接に適用した場合においても、良好なスラグ剥離性、ビード形状、ビード外観および耐気孔性が得られ、スパッタ発生量も少なく、溶接部の衝撃靱性も優れているので、溶接の高能率化および溶接部の品質向上を図ることができるという顕著な効果を奏する。
本発明者らは、前記課題を解決するために、2電極すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の施工条件および用いるフラックス入りワイヤの成分組成について種々検討した。
図2に示す1m/minの溶接速度で行う2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の場合、先行電極6と後行電極7との間に安定した湯溜りを形成することが重要であり、先行電極6と後行電極7の電極間距離(アーク発生点の間隔)d、後行電極の下板に対するトーチ角度θ3(図1参照)および溶接進行方向に対する前進角θ2を適正にする必要があることを見出した。
また、フラックス入りワイヤの成分組成も重要で、鋼板表面から発生するプライマなどの燃焼ガス、フラックス入りワイヤのポテンシャル水分に起因した水素ガスを溶融プールから放出させ耐気孔性を向上させるため、スラグ形成剤のTiOとSiOの含有率を低く抑える必要がある。しかし、その結果生じるスラグ被包性とスラグ剥離性およびビード形成の劣化を防止するために、合金脱酸剤のSi、Mn量と強脱酸剤のAl量の適性化を図り、さらにビード全体に均一にスラグを被包させるためにMg含有量を調整し、スパッタ発生量を削減するには鋼製外皮のC量を低減することが必要であることを見出した。
以下に、本発明の2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の施工条件と用いるフラックス入りワイヤの成分組成の限定理由を述べる。まず、溶接方法の施工条件について説明する。
先行電極と後行電極の電極間距離:10〜40mm
安定した湯溜りを形成する2電極すみ肉ガスシールドアーク溶接を行うためには、先行電極と後行電極の電極間距離(アーク発生点の間隔)が適正である必要がある。先行電極と後行電極の電極間距離が10mm未満であると安定した湯溜りが形成されずスラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良になるとともに、アークの相互干渉によりスパッタ発生量が多くなる。一方、40mmを超えると先行電極による溶融金属が凝固した上に後行電極のアークが発生し、いわゆる2プールとなり湯溜りが形成されずにビード形状およびビード外観が不良になる。したがって、先行電極と後行電極の電極間距離は10〜40mmとする。
後行電極の下板に対するトーチ角度:40〜60°、溶接進行方向に対する前進角:1〜25°
水平すみ肉溶接をするにあたり、図1に示す後行電極の下板に対するトーチ角度θ3が40°未満であるとスパッタ発生量が増加し、下板側ビード止端にアンダーカットが生じ下板側の脚長が小さくなって不等脚ビードとなる。一方、60°を超えると同じくスパッタ発生量が増加し、立板側のビード止端にアンダーカットが生じ立板側の脚長が小さくなる不等脚ビードとなる。したがって、後行電極の下板に対するトーチ角度θ3は40°〜60°の範囲とする。
また、2電極による溶接速度1m/min以上の溶接条件で溶接する水平すみ肉溶接は、図2に示すように、先行電極と後行電極との間に安定した湯溜りを形成させることが必要である。即ち、先行電極で生じた溶融金属は先行電極のアークにより後方に吹かれるが、後行電極に溶接進行方向に対して前進角θ2をもたせて後行電極のアークにより前向きの力を作用させて、電極間に湯溜りを形成させ後行電極後方の溶融プールの後退を抑制し、これによりスラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観ともに良好なすみ肉ビードが得られるが、溶接進行方向に対して前進角θ2が1°未満であると前述した効果が弱くなる。一方、25°を超えると溶融プール高さが変動し安定した湯溜りの形成が困難となり、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良になるとともに、スパッタ発生量が増加する。
なお、先行電極の下板に対するトーチ角度は特に限定しないが溶接施工の容易さから30〜70°であることが好ましい。また、先行電極の溶接進行方向に対するトーチ角度は、電極間距離の調整の容易さから溶接進行方向に対して後退角θ1を0〜20°とすることが好ましい。
次に、溶接ワイヤの成分について説明する。なお、成分割合%は、ワイヤ全質量に対する質量%を意味する。
Ti酸化物:TiO換算値で1.5〜2.8%
ルチール、チタンスラグなどのTi酸化物は、溶融スラグの粘性を高めスラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、Ti酸化物のTiO換算値の合計が1.5質量%(以下、%という。)未満では、スラグ量の不足とともに溶融スラグの粘性が不足してスラグ被包性が不十分となり、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良となる。また、アークを安定させる効果がなくなりスパッタ発生量も増加する。一方、TiO換算値が2.8%を超えると、アークは安定してスパッタ発生量は減少するが、溶融スラグの粘性および生成量とも過剰で耐気孔性が不良となり、ビード止端部がオーバラップとなる。したがって、Ti酸化物のTiO換算値は1.5〜2.8%とする。
Si酸化物:SiO換算値で0.4〜1.2%
珪砂やジルコンサンドなどのSi酸化物は、溶融スラグの粘性を高めスラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、Si酸化物のSiO換算値が0.4%未満では、溶融スラグの粘性が不足してスラグ被包性が不十分となり、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良となる。一方、SiO換算値が1.2%を超えると、溶融スラグの粘性および生成量が過剰になり、耐気孔性が不良で衝撃靱性が低下する。したがって、Si酸化物のSiO換算値は0.4〜1.2%とする。
Zr酸化物:ZrO換算値で0.1〜0.5%
ジルコンサンド、酸化ジルコンなどのZr酸化物は、溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、スラグ被包性を高める作用を有する。しかし、Zr酸化物のZrO換算値が0.1%未満では、ビード表面の凹凸が大きくなるとともに下脚側が大きい著しく不等脚のビード形状となる。一方、ZrO換算値が0.5%を超えると、スラグ被包むらが生じてスラグ剥離性およびビード外観が不良で、ビード形状は丸く凸状になる。したがって、Zr酸化物のZrO換算値は0.1〜0.5%とする。
Si:0.6〜1.2%
Siは、鋼製外皮、金属Si、Fe−SiおよびFe−Si−Mn等より添加され、脱酸剤として作用して溶接金属の強度および靭性を確保するために添加する。Siが鋼製外皮およびフラックスの合計で0.6%未満であると脱酸不足となり溶接部にピット等の溶接欠陥が発生するとともにスラグ被包性が不十分でビード形状が不良となる。一方、Siが1.2%を超えると強度が高くなり衝撃靱性が低下する。したがって、Siは0.6〜1.2%とする。
Mn:2.0〜3.0%
MnもSiと同様に強度、衝撃靱性を確保する成分であるが、脱酸生成物のMnOはTiOおよびSiOによる溶融スラグの過度の粘性を調整し、溶融プールを適度に後退させるように作用して耐気孔性を向上させる。しかし、Mnが鋼製外皮およびフラックスの合計で2.0%未満では、Mnの歩留まりが低く衝撃靱性が低下するとともに、MnOの生成量が不足して溶融プールの後退が小さくなり耐気孔性が劣化する。一方、Mnが3.0%を超えると強度が高くなり衝撃靭性の低下とともに、MnOの過剰生成によりスラグ被包性が悪くビード形状が不良となる。したがって、Mnは2.0〜3.0%とする。
Al:0.3〜1.0%
Alは、鋼製外皮、金属Al、Fe−AlおよびAl−Mg等から添加され脱酸剤として作用するとともに、SiおよびMnの溶接金属中への歩留まりを上げて強度および靭性を調整する効果を有する。また、スラグ中にAl酸化物として放出され、スラグ被包を整える役割を果たす。溶接金属の粘性については上げる作用を有しビード形状を整える効果がある。Alが0.3%未満であると脱酸剤としての効果が少なく耐気孔性が劣化する。また、スラグ中のAl酸化物の量が少なくスラグ被包を整える効果が無くなり、特に水平すみ肉溶接時のビード上部のスラグが均一に被包しなくなってスラグ焼付きが生じる。さらに溶接金属の粘性が低下するためにビードが垂れて下脚側が膨らんだビード形状となる。一方、1.0%を超えると溶融プールが小さくなりプライマ燃焼ガスが放出されにくくなり耐気孔性が劣化する。また、強度が高くなりすぎて靭性が低下する。したがって、Alは0.3〜1.0%とする。
Ti酸化物のTiO換算値/Al≧2.0
Ti酸化物のTiO換算値/Alが2.0未満になると、生成するAl酸化物が増えて生成スラグの凝固が早くなり溶融プールが小さくなることにより、プライマ燃焼ガスの放出がされにくく耐気孔性が劣化する。
弗素化合物:F換算値で0.01〜0.07%
弗化ソーダや珪弗化カリなどの弗素化合物のF換算値は、シールド性に寄与するとともに、溶融スラグの粘性を調整して耐気孔性を向上させる作用を有する。しかし、弗素化合物のF換算値が0.01%未満では、アークの集中性が弱くなり安定したアーク状態を得ることができないとともに耐気孔性が劣化する。一方、F換算値が0.07%を超えると、アークが強くなりスパッタ発生量が多くなる。したがって、弗素化合物のF換算値は0.01〜0.07%とする。
NaおよびK:NaO換算値およびKO換算値の合計で0.10〜0.25%
珪酸ソーダや珪酸カリなどの水ガラス、氷晶石、カリ長石などからのNaおよびKは、アークを安定にして、安定した溶接状況をもたらす。しかし、NaおよびKのNaO換算値およびKO換算値の合計が0.10%未満では、アークが不安定となり、スパッタ発生量の増加、スラグ被包状態が乱れてスラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良となる。一方、NaO換算値およびKO換算値の合計が0.25%を超えると、溶融スラグの粘性が低下しすぎてスラグ被包状態が悪くなり、スラグ剥離性およびビード形状が不良となる。したがって、NaおよびKのNaO換算値およびKO換算値の合計は0.10〜0.25%とする。
Mg:0.2%以下
Mgは、金属MgおよびAl−Mg等から添加され、脱酸剤として作用する。しかし、本発明のようにスラグ量が少ない場合には、Mgを添加しすぎるとスラグの粘性が過剰となりスラグが均一に被包しなくなる。そのため、Mgが0.2%を超えると水平すみ肉溶接時のビード上部のスラグが均一に被包しなくなり、スラグ剥離性およびビード形状が悪くなる。
鋼製外皮C:0.03%以下
溶接構造物に要求される溶接金属の強度、衝撃靱性を得るために、適当量のCを鋼製外皮およびフラックスから必要であるが、鋼製外皮のCが0.03%を超えるとアークが強くなり、スパッタ量が増加する。
以上、本発明の溶接速度1m/min以上で行う2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の施工条件と用いるフラックス入りワイヤの成分組成の限定理由を述べたが、その他のワイヤ成分としては、軟鋼、490N/mm級高張力鋼用以外にも、570〜590N/mm級高張力鋼用、低温用鋼用、耐候性鋼用などフラックス入りワイヤの品種毎に規定されている溶着金属試験の機械的性質および化学成分を満足するためにMo、Cu、Ni、Crなどの必要な成分を含有することができる。また、Cは鋼製外皮や添加する鉄合金から不可避的に含有されスパッタ量を増加させる成分であるので、少ないほうが好ましく、特に鋼製外皮のC成分との合計で0.04〜0.12%であることが好ましい。
なお、フラックス充填率は、アーク安定性、高溶着性および伸線性などを考慮して10〜18%程度が好ましい。フラックス入りワイヤが含有する水素量は、耐気孔性の観点からワイヤ全質量に対して40ppm以下にすることが好ましい。ワイヤ径は一般的な1.2〜2.0mm、断面構造も市販のフラックス入りワイヤと同様でよい。表面にCuなどのめっきを施して衝撃靭性向上や防錆効果を高めることも可能である。さらに、電源特性は、上記構成条件を満足していれば、DC−DC、DC−AC、AC−DC、AC−ACいずれの組み合わせも採用できるが、アークの安定性の点でDC−DCの組み合わせが最も好ましい。なお、本発明のフラックス入りワイヤのシールドガスはCOガスまたはAr−CO混合ガスまたはその組み合わせとする。
以下、実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明する。
表1に示す2種類の成分の軟鋼製外皮を使用し、フラックスを充填後、縮径して、フラックス充填率15%でワイヤ径1.6mmのフラックス入りワイヤを各種試作した。表2にそれぞれの試作ワイヤを示す。
Figure 2009190042
Figure 2009190042
これら試作ワイヤを各々両電極に使用して、無機ジンクプライマ塗装鋼板のT字すみ肉試験体を用いて後行電極の下板に対するトーチ角度および溶接進行方向に対する前進角を変化させて2電極高速水平すみ肉溶接試験(両側同時溶接)を行った。表3に水平すみ肉溶接条件を示す。また、表4に電極のトーチ角度および極間間距離を示す。さらに、JIS Z 3313およびJIS Z3111に準拠して溶着金属試験を行った。表5に溶着金属試験の溶接条件を示す。なお、シールドガスはCOガスである。
Figure 2009190042
Figure 2009190042
Figure 2009190042
2電極水平すみ肉溶接試験(以下、すみ肉溶接という。)の試験体は、板厚16mm、試験体長さ1.0mのプライマ塗装鋼板(490N/mm級高張力鋼用)であって、下板および立板の全面にプライマ平均膜厚30μm(25〜40μm)に塗装しているものを用いた。これらの下板と立板に隙間がない状態で仮付け溶接して試験体とした。
各試作ワイヤについて、溶接状況(アーク安定性、2電極間の湯溜りの安定性)、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状、ビード外観、耐気孔性(ビード表面のピット、ガス溝)および目視によるスパッタ発生量を評価した。
各試験の評価基準は、溶接状況は○:アークが安定で湯溜りも安定した状態、×:アークおよび湯溜りの一方または両方が不安定な状態を示す。スラグ被包性は○:良好、×:部分的または全線で被包むらが生じたものを示す。スラグ剥離性は○:良好、×:部分的に除去しにくいまたは極めて除去しにくいを示す。ビード形状およびビード外観は○:良好、×:不良を示す。耐気孔性は○:気孔なし、×:気孔発生を示す。スパッタ発生量は○:発生量少ない、×:発生量多いことを示す。衝撃靭性は試験温度0℃で吸収エネルギーが47J以上を合格とした。表6にそのすみ肉溶接試験結果と溶着金属試験における衝撃靭性(吸収エネルギー)の試験結果をまとめて示す。
Figure 2009190042
表6中試験No.1〜10が本発明例、試験No.11〜30は比較例である。
本発明例である試験No.1〜10は、すみ肉溶接条件(C1〜C3)および用いるフラックス入りワイヤの成分組成(W1〜W10)のTi酸化物のTiO換算値、Si酸化物のSiO換算値、Zr酸化物のZrO換算値、弗素化合物のF換算値、Si、Mn、Al、NaおよびKのNaO換算値およびKO換算値の合計、Mg、さらに鋼製外皮のC量が適量含であるので、すみ肉溶接における両電極間の湯溜りも安定し、スラグ被包性が十分で、スラグ剥離性、ビード形状、ビード外観および耐気孔性が良好でスパッタ発生量が少なかった。また、溶着金属試験における吸収エネルギーも高いなど、極めて満足な結果であった。
比較例中試験No.11は、水平すみ肉溶接条件記号C4の後行電極のトーチ角度の溶接進行方向に対する前進角が小さいので、湯溜りが安定せずスラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良であった。
試験No.12は、水平すみ肉溶接条件記号C5の後行電極のトーチ角度の溶接進行方向に対する前進角が大きいので、湯溜りの形成が困難で、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良で、スパッタ発生量も多かった。
試験No.13は、水平すみ肉溶接条件記号C6の後行電極のトーチ角度が下板に対して小さいので、ビード形状およびビード外観が不良で、スパッタ発生量も多かった。
試験No.14は、水平すみ肉溶接条件記号C7の後行電極のトーチ角度が下板に対して大きいので、ビード形状およびビード外観が不良で、スパッタ発生量も多かった。
試験No.15は、水平すみ肉溶接条件記号C8の電極間距離が小さいので、安定した湯溜りが形成されず、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良で、スパッタ発生量も多かった。
試験No.16は、水平すみ肉溶接条件記号C9の電極間距離が大きいので、湯溜りが形成されずビード形状およびビード外観が不良であった。
試験No.17は、ワイヤ記号W11のTiO換算値が少ないので、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良で、アークが不安定でスパッタ発生量も多かった。また、Siが多いので、吸収エネルギーが低値であった。
試験No.18は、ワイヤ記号W12のTiO換算値が多いので、ビード形状および耐気孔性が不良であった。また、鋼製外皮のCが多いので、スパッタ発生量も多かった。
試験No.19は、ワイヤ記号W13のSiO換算値が少ないので、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良であった。また、F換算値が少ないので、アークが不安定で耐気孔性も不良であった。
試験No.20は、ワイヤ記号W14のSiO換算値が多いので、耐気孔性が不良で吸収エネルギーが低値であった。また、Mgが多いので、スラグ被包性、ビード形状およびビード外観が不良であった。
試験No.21は、ワイヤ記号W15のZrO換算値が少ないので、ビード形状およびビード外観が不良であった。また、Mnが少ないので、耐気孔性が不良で吸収エネルギーも低値であった。
試験No.22は、ワイヤ記号W16のZrO換算値が多いので、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良であった。また、Alが多いので、大気鋼製が不良で吸収エネルギーも低値であった。
試験No.23は、ワイヤ記号W17のSiが少ないので、スラグ被包性、ビード形状および耐気孔性が不良であった。また、F換算値が多いので、アークが強くスパッタ発生量が多かった。
試験No.24は、ワイヤ記号W18のMnが多いので、スラグ被包性およびビード形状が不良で吸収エネルギーも低値であった。また、TiO換算値/Alが低いので、耐気孔性も不良であった。
試験No.25は、ワイヤ記号W19のAlが少ないので、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状および耐気孔性が不良であった。
試験No.26は、ワイヤ記号W20のNaO換算値およびKO換算値の合計が少ないので、アークが不安定でスラグ被包、スラグ剥離性、ビード形状およびビード外観が不良で、スパッタ発生量も多かった。
試験No.27は、ワイヤ記号W21のNaO換算値およびKO換算値の合計が多いので、スラグ被包性、スラグ剥離性およびビード形状が不良であった。
水平すみ肉溶接において発生するビード例を説明するために示した模式図である。 本発明の実施例に用いた2電極高速水平すみ肉溶接方法の溶接状況を説明するために示した模式図である。
符号の説明
1 下板
2 立板
3 プライマ
4 ビード上脚側のアンダーカット
5 ビード下脚側の膨らみ
6 先行電極
7 後行電極
8 湯溜り
9 溶融プール
10 溶融スラグ
11 溶接ビード
12 凝固スラグ
13 電極
14トーチ
d 電極間距離
θ1 先行電極角度
θ2 後行電極角度
θ3 トーチ角度

Claims (3)

  1. 2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法において、先行電極と後行電極の電極間距離を10〜40mmとし、後行電極のトーチ角度が下板に対して40〜60°で溶接進行方向に対して1〜25°の前進角にして、ワイヤ全質量に対する質量%で、
    Ti酸化物:TiO換算値で1.5〜2.8%、
    Si酸化物:SiO換算値で0.4〜1.2%、
    Zr酸化物:ZrO換算値で0.1〜0.5%、
    Si:0.6〜1.2%、
    Mn:2.0〜3.0%、
    Al:0.3〜1.0%、
    但し、Ti酸化物のTiO換算値/Al≧2.0、
    弗素化合物:F換算値で0.01〜0.07%、
    NaおよびK:NaO換算値およびKO換算値の合計で0.10〜0.25%を含有し、その他は鋼製外皮のFe分、フラックスの鉄粉、鉄合金からのFe分および不可避不純物からなるフラックス入りワイヤを先行電極および後行電極に用いて溶接することを特徴とする2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法。
  2. フラックス入りワイヤのMgが0.2%以下であることを特徴とする請求項1に記載の2電極すみ肉ガスシールドアーク溶接方法。
  3. フラックス入りワイヤを構成する鋼製外皮のCが0.03%以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法。
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