JP2538815B2

JP2538815B2 - 厚鋼板の高能率すみ肉溶接方法

Info

Publication number: JP2538815B2
Application number: JP3244920A
Authority: JP
Inventors: 忠政山口; 喜三目黒; 三郎林; 松重中島
Original assignee: KAWATETSU METARU FUABURIKA KK; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: KAWATETSU METARU FUABURIKA KK; JFE Steel Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPH0557448A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厚鋼板の高能率すみ肉溶
接方法に係り、詳しくは、簡単な開先加工を行ない、厚
板のＴ型すみ肉サブマ−ジドア−ク溶接を両側１パスで
行なう厚鋼板の高能率すみ肉溶接方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年、高層ビルが各地で建設される様に
なったが、それにつれて使用される鋼材の厚さも次第に
厚くなり、例えば柱として使用される、所謂ボックス柱
では１００ｍｍ厚さのものもあり、また、梁として使用
されるＨ形鋼の厚さも同様に増加しており、このため高
層ビルに使用される部材の組立加工の能率アップが大き
な問題となっている。

【０００３】一般に、ビルトＨと言われる溶接Ｈ形鋼の
すみ肉溶接部は、部分溶込溶接若しくは完全溶込溶接に
より、また、クレ−ンガ−ダ−重構造物などに用いられ
る溶接Ｈ形鋼は通常完全溶込溶接で施工されている。こ
の完全溶込溶接方法はウェブが比較的薄い場合のものに
ついては既に知られており、例えば特公昭５６−３７０
２９号公報がある。これは細径ワイヤを用いプライマ−
鋼板を溶接する場合にピットやブロ−ホ−ルを防止しよ
うとするものであり、本発明者らが目的としているとこ
ろとその主旨がやや異なるものである。

【０００４】従来、ウェブ厚が厚くなると一般にウェブ
側に開先加工を施し、多層の表溶接、裏ガウジング、グ
ラインダ−仕上後多層の裏溶接を行ない、完全溶込を得
る方法がとられてきたが、開先加工、ガウジング、グラ
インダ−仕上などの各工程が不可欠であり、省力化はも
とよりア−クタイム率を向上させる事が困難であった。

【０００５】ところで厚鋼板のすみ肉溶接完全溶込を簡
単な開先加工、ガウジングなしの両側１パス溶接を達成
しようとすると種々の問題があり、その解決が要望され
ている。一般に、薄肉Ｈ形鋼のすみ肉溶接では溶融型フ
ラックスが使用されるケ−スが多い。これは溶融型フラ
ックスの方が融点が低く、高速溶接に適しているためで
あるが、高速になるほどビ−ド幅の狭い凸状ビ−ドにな
り易いという欠点がある。これを防止するため、フラッ
クスを発泡させ軽質化してビ−ド幅を広げる工夫がなさ
れているが、融点が低いため厚肉の大入熱溶接ではスラ
グが増えすぎて良好な外観を有するビ−ドを得る事がむ
ずかしいという問題がある。

【０００６】一方、焼成型フラックスは製法上単体酸化
物あるいは炭酸塩の混合結合体であるため一般に融点が
高く大入熱溶接に適している。また、完全溶込溶接では
溶込みを確保しなければならないため、必然的に母材希
釈が多くなり、Ｃ量の多い鋼板では高温割れが発生し易
いという問題もある。高温割れは溶接金属の化学組成の
みならず、ビ−ド断面形状にも大きく影響され、ビ−ド
幅（Ｗ）に対し溶込み深さ（Ｐ）が大きい時、すなわ
ち、Ｗ／Ｐが小さい時発生し易い。従って、高温割れを
防止するためにはビ−ド幅をできるだけ広くしなければ
ならない、という問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明は上
記問題の解決を目的とし、具体的には、簡単な開先加工
を行ない厚板鋼板の高能率すみ肉溶接方法を提案するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はＣ量
０．２１ｗｔ％以下含有する鋼板を２電極法でＴ型すみ
肉溶接する場合、ウェブ厚が３６ｍｍ超え６０ｍｍまで
はウェブの両側に板厚×（１／４〜１／３）深さの開先
を設けて完全溶込法により、また、ウェブ厚６０ｍｍ超
１２０ｍｍまでは板厚×（１／５〜１／４）深さの開先
を設けて部分溶込法により、両側１パスサブマ−ジドア
−ク溶接する際に、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯの各成分
の合計量が６０〜９１ｗｔ％、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃ
ａＦ₂の各成分の合計量が５〜３０ｗｔ％ならびに各種
金属粉２〜８ｗｔ％を含むほか、溶接時に添加原料が熱
分解して発生するガス量が２〜１０ｗｔ％を含み、残部
が不可避的不純物であるフラックスからなり、しかも前
記フラックスの累積粒度分布は５０ｗｔ％を占める粒子
のメジアン径が５００〜８００μｍ、粒子径２９５μｍ
以下の粒子が前記フラックス全体の１５ｗｔ％以下、か
つ前記フラックスのかさ比重が０．８０〜１．２０ｇ／
ｃｍ³である焼成型フラックスと、０．３９Ｃ_ワイヤ＋０．３９Ｃ_ウエフ゛＋０．２２Ｃ_{フランシ゛}≦０．１３５ここでＣ_ワイヤ：ワイヤＣ量（ｗｔ％）Ｃ_ウェフ゛：ウェブ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）Ｃ_{フランシ゛}：フランジ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）を満足するＣ量およびＭｎ：１．２０〜２．５０ｗｔ％
を含む直径４．８〜６．４ｍｍφのワイヤを用い、先行
極（Ｌ極）に対する後行極（Ｔ極）の電流比（Ｉ_T／
Ｉ_L）を０．６５〜１．００の条件下で先行極に３〜１
５°の後退角を、後行極に３〜２０°の前進角を設けて
溶接することを特徴とする。

【０００９】

【作用】以下、本発明の手段たる構成ならびにその作用
について詳しく説明すると、次の通りである。

【００１０】本発明者等は簡単な開先加工を行ない厚板
鋼板を効率よくすみ肉サブマ−ジドア−ク溶接する方法
について検討を行なったところ、特定の各種成分を含
み、所定のかさ比重を有する焼成型フラックスと所定の
成分、ワイヤ径を有するワイヤを用い２電極サブマ−ジ
ドア−ク溶接すればよいという知見を得た。

【００１１】更に進んで研究開発を行ない、この研究に
基づいて本発明は成立したものである。

【００１２】本発明者等の研究結果によれば、（１）厚
鋼板の高温割れを防止しビ−ド幅を広くするために焼成
型フラックスのかさ比重とワイヤ径を一定の範囲にコン
トロ−ルすること、（２）スラグ巻込みを防止するため
には、太径ワイヤを用い、溶込み底部をラウンドタイプ
（曲率半径大）にすること、なお、溶込み底部がシャ−
プ（曲率半径小）になると、スラグ巻込みが発生しやす
くなるとともに高温割れも起り易い。また、太径ワイヤ
はビ−ド幅を広げる上でも有利である。（３）２電極サ
ブマ−ジドア−ク溶接においては、先行極（Ｌ極）、後
行極（Ｔ極）の電流比（Ｉ_T／Ｉ_L）もスラグ巻込みに影
響し、一定の比であればスラグ巻込みが発生しにくいこ
と、（４）さらに先行極、後行極ト−チに一定の角度を
設ける事により溶込みが深く外観の良好なビ−ドが得ら
れる事、等がわかった。そこで、上記の如く様々な検討
を総合的に行なった結果、簡単な開先加工のみを行な
い、ガウジング、グラインダ−などの工程なしで、完全
溶込みならびに部分溶込みすみ肉溶接を両側１パスで行
なう方法を完成した。

【００１３】以下、本発明法について詳しく説明する。

【００１４】まず、本発明法に用いられるフラックスに
ついて説明すると、フラックスはビ−ド外観を良好に保
つ必要があるが、造滓剤としてベ−スとなるＳｉＯ₂は
ビ−ド幅を広くし、ビ−ド表面を平滑に保つ効果があ
る。ＭｇＯは生成スラグの融点を上げ大入熱溶接時の作
業性を改善するとともにフラックスの塩基度を上げ、溶
接金属の酸素量を低減して靭性を向上させるのに重要な
成分である。ＣａＯはＭｇＯと同様、生成スラグの耐火
性を向上させ、フラックスの塩基度を上げる成分として
重要であり、ＣａＣＯ₃として添加すればＣＯ₂発生源と
しても有効である。重要なこれらの各成分はフラックス
構成上一定以上必要であり、ビ−ド外観、フラックス耐
火性の面からこれら各成分を合計量として６０ｗｔ％以
上含む必要がある。一方、これら各成分を合計量として
９１ｗｔ％を超えるとフラックス融点が高くなりすぎて
ビ−ド幅が細くなり、外観も劣化するため、ＳｉＯ₂、
ＭｇＯ、ＣａＯの各成分の合計量の値を６０〜９１ｗｔ
％とした。

【００１５】ＴｉＯ₂はスラグ剥離性を改善、また、ア
−ク安定作用のある成分であり、Ａｌ₂Ｏ₃はスラグ粘性
を調整する重要な成分である。また、ＣａＦ₂もスラグ
の流動性をコントロ−ルする上で重要な成分であり、こ
れらの合計が５ｗｔ％以下ではスラグ剥離性が劣化した
り、スラグの粘性が大きすぎて良好な外観のビ−ドが得
られない。

【００１６】これら各成分の合計量が３０ｗｔ％を超え
ると逆にスラグ粘性が小さくなりすぎたり、ア−クが不
安定になるため、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＦ₂の合計量
の値は５〜３０ｗｔ％とした。

【００１７】これらのスラグ構成成分に加え、脱酸剤、
合金元素としての金属粉を２〜８ｗｔ％添加する必要が
ある。この添加量が２ｗｔ％未満では溶接金属の靭性を
確保することが難しいだけでなくポックマ−クが発生し
易くなる。一方、８ｗｔ％を超えると酸素量が低くなり
すぎ焼が入るため、かえって靭性を低下させる。従っ
て、金属粉は２〜８ｗｔ％とした。金属粉としては鉄
粉、フェロマンガン、フェロシリコン、フェロチタン等
の粉末が使用される。

【００１８】また、炭酸塩の形で含まれるガスは溶接金
属中の水素量を低減させるために必要であるが、ガス量
が２ｗｔ％未満ではその効果は乏しく、１０ｗｔ％を超
えるとガスの吹上げによるビ−ド形状の劣化が生じる。
従って、ガス発生量は２〜１０ｗｔ％とした。

【００１９】ところで上記組成で良好な溶接作業性を示
す事は認められたが、ア−クを安定させかつ、欠陥の無
い、幅の広いビ−ドを安定して得るために粉体特性を更
に検討したところ、粒度構成、かさ比重をも限定する事
が重要である事がわかった。すなわち、フラックスの粒
度構成は溶接作業性に顕著に影響し、メジアン径が５０
０μｍより小さい場合はフラックス溶融量が増加し、し
かも、フラックス流動性が悪化するため、ア−ク空洞か
らのガスの逸出が困難となりア−クが不安定化する。一
方、８００μｍを超えると粗くなりすぎ、溶融が不均一
となるため、この場合にもア−クは不安定となる。従っ
て、フラックス累積粒度分布において５０ｗｔ％を占め
る粒子のメジアン径は５００〜８００μｍの範囲とし
た。

【００２０】また、製造上不可避な微粒子において２９
５μｍ径以下のものは１５ｗｔ％以下にしなければなら
ず、これを超えるとアンダ−カットの発生が著しくな
る。

【００２１】開先加工なしで溶接する場合、最も問題と
なるのは母材希釈量が多いため、溶接金属中のＣ量が多
い場合には高温割れが発生し易い事である。従って、本
発明の技術のキ−ポイントはいかにして高温割れの発生
を防止するかにある。溶接金属の高温割れを防止するた
めには、溶接金属中のＣ量を低減する必要があるが、ビ
−ド断面形状の影響も大きい事は先に述べた通りであ
る。完全溶込みの場合はある程度溶込み深さを確保する
必要があり、溶込み深さ（Ｐ）に対しビ−ド幅（Ｗ）が
小さい場合、すなわち、Ｗ／Ｐが小さいときは割れが発
生し易い事からＷを大きくするため、フラックスかさ比
重を小さくする必要がある。しかしながら、フラックス
のかさ比重が０．８ｇ／ｃｍ³では軽すぎて、ア−ク空
洞を安定に保ち得ず、容易に吹きあげる。一方、１．２
０ｇ／ｃｍ³を超えるとア−ク空洞を押えつける作用が
大きくなり、ビ−ド幅が出にくい。従って、フラックス
かさ比重は０．８０〜１．２０ｇ／ｃｍ³とした。

【００２２】次に、溶接用ワイヤおよび母材について説
明する。

【００２３】割れに最も影響する成分はＣ量である事か
ら溶接金属中のＣ量を低減しなければならない。本技術
の様な溶接入熱の大きいＴ型すみ肉両側１パスサブマ−
ジドア−ク溶接では母材の希釈が大きいため溶接金属の
Ｃ量は母材のＣ量によって大きく影響され、母材Ｃ量に
よってワイヤＣ量を調整しなければ割れを防止する事が
むずかしい。後記する条件を全て設定した上で本技術を
適用するに当り種々の板厚について母材の希釈量を測定
したところ、ウェブ側の希釈率は最大で３９％、また、
フランジ側の希釈率は最大で２２％であった。拘束割れ
試験により割れの発生する計算上のＣ量を求めたとこ
ろ、計算値で０．１３５％以下であれば割れ防止が可能
である事が明らかになった。このときの溶接金属中Ｃ量
の分析値は０．１２０％以下となるが、実際の溶接では
溶融池内においてＣとＯの反応によりＣＯガスやＣＯ₂
ガスとして逸出するため計算値よりもＣ量は低値とな
る。

【００２４】すなわち、ワイヤＣ量は０．３９Ｃ_ワイヤ＋０．３９Ｃ_ウエフ゛＋０．２２Ｃ_{フランシ゛}≦０．１３５（１）ここでＣ_ワイヤ：ワイヤＣ量（ｗｔ％）Ｃ_ウェフ゛：ウェブ鋼板のＣ量（ｗｔ％）Ｃ_{フランシ゛}：フランジ鋼板のＣ量（ｗｔ％）を満足する必要がある。ウェブやフランジ鋼板のＣ量が
多い場合はワイヤのＣ量低減の限界を超えるため、母材
Ｃ量はウェブ、フランジ側とも０．２１％以下とする必
要がある。

【００２５】なお、ワイヤ中のＭｎ量については母材Ｍ
ｎ量によらず、脱酸効果と強度確保のため１．２０〜
２．５０ｗｔ％とする必要がある。１．２０ｗｔ％未満
では脱酸不足になり易く、低Ｃ溶接金属での強度が出に
くい。一方、２．５０ｗｔ％を超えると強度が出すぎ
て、今度は硬さアップに伴う低温割れが起り易くなる。
従って、ワイヤ中のＭｎ量は１．２０〜２．５０ｗｔ％
とした。ワイヤ径については４．８ｍｍφ未満のワイヤ
ではア−クが細く、ビ−ド幅が出にくいという問題があ
る。また、溶込み底部の形状が鋭くなってスラグ巻込み
等の欠陥も発生し易い。従って、ワイヤ径としては４．
８ｍｍφ以上とする必要がある。一方、６．４ｍｍφを
超えると剛性が大きすぎて溶接機に負荷がかかりすぎる
ので、ワイヤ径は４．８〜６．４ｍｍφとした。

【００２６】次にサブマ−ジドア−ク溶接方法について
説明する。

【００２７】２電極法で先行極（Ｌ極）、後行極（Ｔ
極）の電流比（Ｉ_T／Ｉ_L）を０．６５〜１．００とした
のは以下の理由による。すなわち、Ｉ_T／Ｉ_Lが０．６５
より小さい場合は先行極によって生じたスラグ巻込みを
後行極で浮上させ得なくなり、結果的にスラグ巻込みが
発生し易くなる。一方、Ｉ_T／Ｉ_Lが１．００より大きく
なるとＴ極自身の電流が大きいため、Ｔ極によりスラグ
巻込みが発生する。従って、電流比Ｉ_T／Ｉ_Lを０．６５
〜１．００とした。また、先行極に３〜１５°の後退角
を、後行極に３〜２０°の前進角を設ける事により溶込
みが深く、外観の良好なビ−ドが得られるため、電極角
度は上記の様にした。

【００２８】上記の様な条件を設定してもウェブ厚３６
ｍｍ超えの鋼板に完全溶込法を適用するためにはウェブ
に若干の開先加工が必要である。すなわち、ウェブ板厚
×（１／４〜１／３）深さの開先加工を両側にしない場
合は極めて深溶込みの溶接にしなければならず、現実的
には無理である。ウェブ側にウェブ板厚×（１／４〜１
／３）深さの開先加工を施す事により両側からのビ−ド
を完全にラップさせる事が可能となる。開先加工の深さ
がウェブ厚の１／４より小さい場合には溶込みを深くし
なければならず、幅の狭いビ−ドとなり、また、母材希
釈量も多くなるため高温割れが起りやすい。一方、開先
深さがウェブ厚の１／３以上となると完全溶込みは得ら
れるものの開先を埋めてかつすみ肉ビ−ドの形状を良好
にするためには大量のメタルが必要となり、能率的でな
くなりかつ得られる継手特性も十分でない事から完全溶
込みではウェブの開先加工はウェブ厚の１／４〜１／３
深さとした。ウェブ厚が６０ｍｍを超える場合にはウェ
ブ厚の１／４〜１／３深さの開先加工を施しても完全溶
込みを指向すると、溶込みが深くなりすぎ、幅の狭い
ビ−ドとなって高温割れが起り易く、また、母材希釈
量が大きくなって高温割れが起り易いという問題点があ
る。

【００２９】従って、ウェブ厚３６ｍｍを超え６０ｍｍ
まではウェブ厚の１／４〜１／３深さの開先をウェブの
両側に加工する事により両側１パスの完全溶込みＴ型す
み肉高能率溶接が可能である。

【００３０】一方、ウェブ厚が６０ｍｍを超え〜１２０
ｍｍまでは同様の考え方でウェブ厚の１／５〜１／４深
さの開先を加工する事により部分溶込み溶接（両側ビ−
ドの溶込みがウェブ厚の１／３以上）が可能である。１
２０ｍｍを超える場合には別の方法を考えねばならない
ため、適用限界は１２０ｍｍｔまでとした。

【００３１】なお、図１はＴ型すみ肉溶接を示す説明図
であり、図２は完全溶込みＴ型すみ肉溶接部を示す説明
図であり、図３は部分溶込みＴ型すみ肉溶接部を示す説
明図である。符号１はウェブ、２はフランジ、３は溶接
部を示す。

【００３２】

【実施例】次に、本発明法の実施例について説明する。

【００３３】実施例１．表１に示す化学組成および粉体
特性を有する焼成型フラックスを調整し、このフラック
スを用いて表２に示すウェブ厚４０ｍｍ、フランジ５０
ｍｍのＪＩＳ規格ＳＭ−５０Ａ鋼板を図１の如くウェブ
の両側に深さ１０ｍｍ、角度５０°の開先加工を施して
Ｔ型に組み、すみ肉溶接を行なった。なお、用いたワイ
ヤの化学組成を表３に、また、溶接条件を表４に示す。

【００３４】溶接時のア−クの安定性、ビ−ド外観観
察、ビ−ド断面形状観察、溶接金属の酸素量と靭性の関
係などについて調べた結果を表５に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】表５から明らかなように本発明フラックス
によればいずれの場合も良好なすみ肉溶接作業性を示
し、得られた溶接金属の靭性も良好であるのに対し、フ
ラックスの化学組成や粉体特性が本発明フラックスの適
正条件からはずれている比較フラックスＢ−１〜Ｂ−７
によれば、溶接作業性、溶接金属の靭性の全てにわたっ
て同時に満足する事はできなかった。

【００４１】すなわち、比較フラックスＢ−１はＴｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＦ₂の各成分の合計量の値が４．３％
と低く、スラグ剥離性が悪いのと同時にガス発生量が少
ないため、拡散性水素量が多くなり、溶接金属中に水素
による微小割れが認められた。

【００４２】比較フラックスＢ−２ではＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯの各成分の合計量が適正域からはずれてお
り、耐火性に欠けるためビ−ド表面の凹凸が激しかっ
た。また、細粒フラックスの割合が多く、かさ比重が
１．２９ｇ／ｃｍ³と高いためビ−ド幅も狭く、溶込み
先端形状が鋭くなってスラグ巻込みが認められた。

【００４３】比較フラックスＢ−３では粒度構成上２９
５μｍより細かい粒子が１６．８％と多いため、溶接
時、ガスが逸出しにくくア−クが不安定であった。ま
た、かさ比重も１．２８ｇ／ｃｍ³と大きいため、比較
フラックスＢ−２と同様にスラグ巻込みが発生した。

【００４４】比較フラックスＢ−４では合金元素および
脱酸剤としてのフェロマンガン金属粉添加量が少なく、
ビ−ド表面にポックマ−クが発生するとともに、溶接金
属中酸素量が多いため靭性が低かった。また、フラック
スかさ比重も小さいため、ア−ク空洞を押えつける力が
小さく、ア−クが不安定であった。

【００４５】比較フラックスＢ−５ではガス発生量が多
すぎるため、溶接時の吹上げが激しくア−クが安定しな
かった。また、粒度構成上粗粒のものが多く、フラック
スの溶融も不均一であった。

【００４６】比較フラックスＢ−６では化学組成が本発
明フラックスの適正域からはずれており、融点が高く粘
性が小さすぎるため、ビ−ドが細く割れの危険性が大き
い事、また、合金元素および脱酸剤としてのフェロマン
ガン金属粉が添加されていないため、ポックマ−クの発
生、溶接金属中酸素量増加に伴う、靭性低下が認められ
た。

【００４７】比較フラックスＢ−７では合金元素および
脱酸剤としての金属粉添加量が多すぎるために、脱酸が
すすみすぎて逆に焼が入りすぎ溶接金属靭性が劣化し
た。また、フラックスかさ比重が大きすぎるため、ビ−
ド幅が狭く、溶込みが深くなって梨形ビ−ド状となって
高温割れが起った。

【００４８】実施例２．実施例１で用いた本発明フラッ
クスＡ−２と比較フラックスＢ−１を用い、母材、ワイ
ヤ溶接条件の影響について調べた。

【００４９】表６に用いた鋼板の化学組成、表７にワイ
ヤの化学組成、表８に溶接条件を示す。

【００５０】これらのフラックス、鋼板、ワイヤ、溶接
条件を適宜組合せて完全溶込みＴ型すみ肉溶接を行なっ
た。その結果を表９に一括して示した。

【００５１】

【表６】

【００５２】

【表７】

【００５３】

【表８】

【００５４】

【表９】

【００５５】本発明例では欠陥の無い良好な完全溶込み
すみ肉溶接が可能であるが、比較例ではいずれも何らか
の問題があった。

【００５６】すなわち、比較例Ｇ１では溶接条件のうち
電流比が０．６３と小さいためスラグ巻込みが発生し
た。比較例Ｇ２ではワイヤ径が細く、ビ−ド幅が出ず、
溶込み先端のとがったビ−ドとなってスラグ巻込みが発
生し、割れの危険性も大であった。

【００５７】比較例Ｇ３ではワイヤＭｎ量が少なく一部
ブロ−ホ−ルが発生するとともに、強度が不足してい
た。

【００５８】比較例Ｇ４〜Ｇ６では母材あるいはワイヤ
のＣ量が多いため、高温割れが発生した。

【００５９】比較例Ｇ７では本発明フラックスＡ−２を
比較フラックスＢ−１に変え、母材、ワイヤ、溶接条件
は最適に設定したが、すでに表５で説明した通り、ビ−
ド外観、内部欠陥に問題が生じた。

【００６０】比較例Ｇ８では、Ｔ極の電流がＬ極の電流
よりも大きいため、スラグ巻込みが発生した。

【００６１】比較例Ｇ９では電極角度が先行極で＋０
°、後行極で−２５°と本発明例からはずれているため
溶込不足とビ−ド外観不良を起した。

【００６２】以上のように満足な結果が得られるのは本
発明フラックスの範囲のみの場合であった。

【００６３】この方法をウェブ厚６０ｍｍ超の場合完全
溶込み溶接に適用すると、図２の如く溶込みが深くなり
すぎビ−ド幅の狭いビ−ドとなって高温割れが起り易い
のと同時に母材希釈量が大きく、やはり高温割れが起り
易くなった。

【００６４】表６のＣ−１と同様の化学組成を有するウ
ェブ厚７０ｍｍのＴ型すみ肉溶接を表７のワイヤ記号Ｄ
−１を用いて種々溶接条件の選定を行なったが、いずれ
の場合も完全溶込みでは割れが生じたが６０ｍｍｔまで
の場合は割れなかった。しかしながら、ウェブ厚の１/
３の溶込みを確保すれば良い図３の部分溶込み法では７
０ｍｍｔでも問題はなく１２０ｍｍｔまでは適用可能で
あった。従って、本発明法は簡単な開先加工を行ないウ
ェブ厚３６ｍｍ超え６０ｍｍｔまでは完全溶込み法、６
０ｍｍｔを超え１２０ｍｍｔまでは完全溶込み法が適用
対象となる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は、
Ｃ量０．２１ｗｔ％以下含有する鋼板を２電極法でＴ型
すみ肉溶接する場合、ウェブ厚が３６ｍｍ超え６０ｍｍ
まではウェブの両側に板厚×（１／４〜１／３）深さの
開先を設けて完全溶込法により、また、ウェブ厚６０ｍ
ｍ超１２０ｍｍまでは板厚×（１／５〜１／４）深さの
開先を設けて部分溶込法により、両側１パスサブマ−ジ
ドア−ク溶接する際に、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯの各
成分の合計量が６０〜９１ｗｔ％、ＴｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＣａＦ₂の各成分の合計量が５〜３０ｗｔ％なら
びに各種金属粉２〜８ｗｔ％を含むほか、溶接時に添加
原料が熱分解して発生するガス量が２〜１０ｗｔ％を含
み、残部が不可避的不純物であるフラックスからなり、
しかも前記フラックスの累積粒度分布は５０ｗｔ％を占
める粒子のメジアン径が５００〜８００μｍ、粒子径２
９５μｍ以下の粒子が前記フラックス全体の１５ｗｔ％
以下、かつ前記フラックスのかさ比重が０．８０〜１．
２０ｇ／ｃｍ³である焼成型フラックスと、０．３９Ｃ_ワイヤ＋０．３９Ｃ_ウエフ゛＋０．２２Ｃ_{フランシ゛}≦０．１３５ここでＣ_ワイヤ：ワイヤＣ量（ｗｔ％）Ｃ_ウェフ゛：ウェブ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）Ｃ_{フランシ゛}：フランジ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）を満足するＣ量およびＭｎ：１．２０〜２．５０ｗｔ％
を含む直径４．８〜６．４ｍｍφのワイヤを用い、先行
極（Ｌ極）に対する後行極（Ｔ極）の電流比（Ｉ_T／
Ｉ_L）を０．６５〜１．００の条件下で先行極に３〜１
５°の後退角を、後行極に３〜２０°の前進角を設けて
溶接することを特徴とする。

【００６６】本発明によれば簡単な開先加工により厚肉
Ｔ型すみ肉サブマ−ジドア−ク溶接を両側１パスで行な
うことができ、コスト削減、短納期など工業的に極めて
有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｔ型すみ肉溶接を示す説明図である。

【図２】完全溶込みＴ型すみ肉溶接部を示す説明図であ
る。

【図３】部分溶込みＴ型すみ肉溶接部を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ウェブ２フランジ３溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｋ 35/362 ３１０Ｂ２３Ｋ 35/362 ３１０Ｃ (72)発明者林三郎東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社東京本社内 (72)発明者中島松重香川県丸亀市昭和町18番地四国鉄工株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ量０．２１ｗｔ％以下含有する鋼板を
２電極法でＴ型すみ肉溶接する場合、ウェブ厚が３６ｍ
ｍ超え６０ｍｍまではウェブの両側に板厚×（１／４〜
１／３）深さの開先を設けて完全溶込法により、また、
ウェブ厚６０ｍｍ超１２０ｍｍまでは板厚×（１／５〜
１／４）深さの開先を設けて部分溶込法により、両側１
パスサブマ−ジドア−ク溶接する際に、ＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯの各成分の合計量が６０〜９１ｗｔ％、Ｔｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＦ₂の各成分の合計量が５〜３０ｗ
ｔ％ならびに各種金属粉２〜８ｗｔ％を含むほか、溶接
時に添加原料が熱分解して発生するガス量が２〜１０ｗ
ｔ％を含み、残部が不可避的不純物であるフラックスか
らなり、しかも前記フラックスの累積粒度分布は５０ｗ
ｔ％を占める粒子のメジアン径が５００〜８００μｍ、
粒子径２９５μｍ以下の粒子が前記フラックス全体の１
５ｗｔ％以下、かつ前記フラックスのかさ比重が０．８
０〜１．２０ｇ／ｃｍ³である焼成型フラックスと、０．３９Ｃ_ワイヤ＋０．３９Ｃ_ウエフ゛＋０．２２Ｃ_{フランシ゛}≦０．１３５ここでＣ_ワイヤ：ワイヤＣ量（ｗｔ％）Ｃ_ウェフ゛：ウェブ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）Ｃ_{フランシ゛}：フランジ鋼板のＣ量（ｗｔ％）（≦０．２
１ｗｔ％）を満足するＣ量およびＭｎ：１．２０〜２．５０ｗｔ％
を含む直径４．８〜６．４ｍｍφのワイヤを用い、先行
極（Ｌ極）に対する後行極（Ｔ極）の電流比（Ｉ_T／
Ｉ_L）を０．６５〜１．００の条件下で先行極に３〜１
５°の後退角を、後行極に３〜２０°の前進角を設けて
溶接することを特徴とする厚鋼板の高能率すみ肉溶接方
法。