JP2754280B2 - 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法 - Google Patents
非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法Info
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- JP2754280B2 JP2754280B2 JP26020290A JP26020290A JP2754280B2 JP 2754280 B2 JP2754280 B2 JP 2754280B2 JP 26020290 A JP26020290 A JP 26020290A JP 26020290 A JP26020290 A JP 26020290A JP 2754280 B2 JP2754280 B2 JP 2754280B2
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- Japan
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- steel
- nozzle type
- temperature
- welding
- consumable nozzle
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築および橋梁等の分野において、各種建
造物に用いられる耐候性および耐火性の優れた鋼（以
下、耐候性耐火鋼という）の溶接方法に係わり、さらに
詳しくは、高耐候性であり、かつ600℃での高温耐力、
伸びに優れ、靭性も良好な溶接金属が得られる非消耗ノ
ズル式エレクトロスラグ溶接方法に関するものである。
造物に用いられる耐候性および耐火性の優れた鋼（以
下、耐候性耐火鋼という）の溶接方法に係わり、さらに
詳しくは、高耐候性であり、かつ600℃での高温耐力、
伸びに優れ、靭性も良好な溶接金属が得られる非消耗ノ
ズル式エレクトロスラグ溶接方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、橋梁においては部材表面の塗装を省くことも可
能な耐候性鋼が広く用いられている。
能な耐候性鋼が広く用いられている。
一方、生活に密着したビルや事務所および住居などの
建築物の鋼部材表面には、火災時に350℃以上にならな
いように耐火被覆が施されている。これは350℃程度で
耐力が常温時の60〜70％に低下し、建築物の倒壊を引き
起こすおそれがあるためである。このような被覆を施す
ため、建築分野で耐候性鋼を用いることは殆んどなかっ
た。
建築物の鋼部材表面には、火災時に350℃以上にならな
いように耐火被覆が施されている。これは350℃程度で
耐力が常温時の60〜70％に低下し、建築物の倒壊を引き
起こすおそれがあるためである。このような被覆を施す
ため、建築分野で耐候性鋼を用いることは殆んどなかっ
た。
ところで、最近さらに高温の600℃での耐力が常温時
の70％以上を確保でき、軽被覆あるいは無被覆が可能と
なって建設コストを低くすることができる高温特性に優
れた鋼が開発されている。さらに耐候性をも付加した耐
候性耐火鋼も考えられている。
の70％以上を確保でき、軽被覆あるいは無被覆が可能と
なって建設コストを低くすることができる高温特性に優
れた鋼が開発されている。さらに耐候性をも付加した耐
候性耐火鋼も考えられている。
しかし、耐候性および高温特性に優れた溶接金属を
得、かつコスト面でも有用な耐候性耐火鋼の溶接に適用
できる非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法は従来
なかった。
得、かつコスト面でも有用な耐候性耐火鋼の溶接に適用
できる非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法は従来
なかった。
単に高温特性という観点からは、Cr−Mo鋼用溶接ワイ
ヤとして、例えば特開昭53−73444号公報にCr,Mo,Vを含
有する例が開示されている。一方、Ti−Ｂ系の溶接金属
を得る低温鋼用のAr−CO2シールドガス溶接用ワイヤと
しては、特開昭55−16702号公報に開示されている。
ヤとして、例えば特開昭53−73444号公報にCr,Mo,Vを含
有する例が開示されている。一方、Ti−Ｂ系の溶接金属
を得る低温鋼用のAr−CO2シールドガス溶接用ワイヤと
しては、特開昭55−16702号公報に開示されている。
（発明が解決しようとする課題） 周知のTi−Ｂ系溶接金属成分を得る低温鋼用溶接材料
では、靭性は良好となるが高温特性の向上に課題があ
る。
では、靭性は良好となるが高温特性の向上に課題があ
る。
一方、Cr−Mo鋼用溶接材料では、高温特性は良好とな
るものの、耐候性の向上に課題がある。また、溶接金属
の靭性は、溶接終了後、SRを行うことにより確保するも
のであり、溶接のままでの靭性は非常に悪い。よって建
築用としては適用できない。さらにCr−Mo鋼用ワイヤは
合金成分を多く含有しているため価格が非常に高く、耐
火被覆を省略化するコスト的メリットがなくなるという
欠点がある。
るものの、耐候性の向上に課題がある。また、溶接金属
の靭性は、溶接終了後、SRを行うことにより確保するも
のであり、溶接のままでの靭性は非常に悪い。よって建
築用としては適用できない。さらにCr−Mo鋼用ワイヤは
合金成分を多く含有しているため価格が非常に高く、耐
火被覆を省略化するコスト的メリットがなくなるという
欠点がある。
本発明の目的は、十分な耐候性を保ち、さらに600℃
での高温特性、伸びが優れ、かつ溶接のままでの衝撃靭
性が良好な溶接金属が得られる非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接方法を提供することにある。
での高温特性、伸びが優れ、かつ溶接のままでの衝撃靭
性が良好な溶接金属が得られる非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は前述の課題を克服し、目的を達成するもの
で、Cu−Cr−Ni−Mo等を含んだ耐候性耐火鋼またはCu−
Cr−Ni−Mo−Ｂ等を含んだ耐候性耐火鋼とCu−Ni−Mo等
を含んだソリッドワイヤまたはCu−Ni−Mo−Ｂ等を含ん
だソリッドワイヤの組合せで、鋼板中のＢ量とワイヤ中
のＢ量の総和が.0020％以下となる耐候性耐火鋼とソリ
ッドワイヤの組合せで溶接を行うことを特徴とする非消
耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法を要旨とするもの
である。
で、Cu−Cr−Ni−Mo等を含んだ耐候性耐火鋼またはCu−
Cr−Ni−Mo−Ｂ等を含んだ耐候性耐火鋼とCu−Ni−Mo等
を含んだソリッドワイヤまたはCu−Ni−Mo−Ｂ等を含ん
だソリッドワイヤの組合せで、鋼板中のＢ量とワイヤ中
のＢ量の総和が.0020％以下となる耐候性耐火鋼とソリ
ッドワイヤの組合せで溶接を行うことを特徴とする非消
耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法を要旨とするもの
である。
（作 用） 本発明者らは、耐候性耐火鋼用の非消耗ノズル式エレ
クトロスラグ溶接ワイヤを得るため、まず既存の溶接材
料により検討した結果、溶接金属において600℃での耐
力が常温時の70％以上を満足する材料は、実用が困難で
あるとの結論を得た。すなわち、必要な高温耐力が得ら
れるワイヤには高価な合金元素が多量添加されており、
溶接材料費が増大するため、耐火被覆の削減による建設
コスト低減効果が相殺されてしまう。
クトロスラグ溶接ワイヤを得るため、まず既存の溶接材
料により検討した結果、溶接金属において600℃での耐
力が常温時の70％以上を満足する材料は、実用が困難で
あるとの結論を得た。すなわち、必要な高温耐力が得ら
れるワイヤには高価な合金元素が多量添加されており、
溶接材料費が増大するため、耐火被覆の削減による建設
コスト低減効果が相殺されてしまう。
さらに、本来高温で使用されるCr−Mo鋼と異なり、本
発明の目的とする用途が常温である橋梁や建築の鋼構造
物に合金元素を多量含む溶接金属が適用されると、強度
が高くなり過ぎるため耐割れ性が問題となり、また溶接
のままでの靭性が非常に劣ることも判明した。
発明の目的とする用途が常温である橋梁や建築の鋼構造
物に合金元素を多量含む溶接金属が適用されると、強度
が高くなり過ぎるため耐割れ性が問題となり、また溶接
のままでの靭性が非常に劣ることも判明した。
そこで、溶接金属の耐候性を得るため、JISで規定さ
れ十分な耐候性が保証されているCu,Ni,Crの金属成分を
含有した上で、さらに高温特性の向上を図るべく、耐候
性耐火鋼板とソリッドワイヤの組合せで非消耗ノズル式
エレクトロスラグ溶接方法を検討した結果十分な耐候性
を得るためには鋼板またはソリッドワイヤ中にCu,Ni,Cr
等を添加すればよく、高温強度を向上させる成分として
はMoが効果があることを確かめた。また、高温伸び、靭
性の向上については溶接金属中のＢを適正量にすれば大
きな効果があることが判った。
れ十分な耐候性が保証されているCu,Ni,Crの金属成分を
含有した上で、さらに高温特性の向上を図るべく、耐候
性耐火鋼板とソリッドワイヤの組合せで非消耗ノズル式
エレクトロスラグ溶接方法を検討した結果十分な耐候性
を得るためには鋼板またはソリッドワイヤ中にCu,Ni,Cr
等を添加すればよく、高温強度を向上させる成分として
はMoが効果があることを確かめた。また、高温伸び、靭
性の向上については溶接金属中のＢを適正量にすれば大
きな効果があることが判った。
溶接金属の酸素量が多い（酸素量3ppm以上）溶接法で
は鋼板およびワイヤ中のＢが多くても、酸素と結合して
スラグとなり、溶接金属のＢが減少するが、エレクトロ
スラグ溶接は溶接金属の酸素量が潜弧溶接やCO2溶接に
比べて非常に少なく、一般的には溶接金属の酸素量は11
0ppm以下であるため、鋼板およびワイヤ中のＢが多い場
合は溶接金属のＢが過多となり、高温伸び、靭性が低下
する。
は鋼板およびワイヤ中のＢが多くても、酸素と結合して
スラグとなり、溶接金属のＢが減少するが、エレクトロ
スラグ溶接は溶接金属の酸素量が潜弧溶接やCO2溶接に
比べて非常に少なく、一般的には溶接金属の酸素量は11
0ppm以下であるため、鋼板およびワイヤ中のＢが多い場
合は溶接金属のＢが過多となり、高温伸び、靭性が低下
する。
非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接において、種々
検討した結果、溶接金属中のＢを0.0003％程度にすれば
良好な高温伸び、靭性が得られることが判った。すなわ
ち、非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接において、溶
接金属中のＢ含有量を前記の程度にするためには鋼板及
びワイヤ中のＢの総和を0.0020％以下にすればよく、良
好な高温特性が得られることが判った。Ｂの総和がこれ
を超える場合は、溶接金属中のＢが過多となり効果が得
られない。
検討した結果、溶接金属中のＢを0.0003％程度にすれば
良好な高温伸び、靭性が得られることが判った。すなわ
ち、非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接において、溶
接金属中のＢ含有量を前記の程度にするためには鋼板及
びワイヤ中のＢの総和を0.0020％以下にすればよく、良
好な高温特性が得られることが判った。Ｂの総和がこれ
を超える場合は、溶接金属中のＢが過多となり効果が得
られない。
（実施例） 第１表に示すW1〜W7の７種類のワイヤと、第２表に示
すS1〜S3の３種類の耐候性耐火鋼板を用いて、第１図に
示す開先形状（t1＝25mm,t2＝25mm,t3＝25mm,G＝25mm）
の試験板を作製し、第３表に示す溶接条件で溶接を実施
した。
すS1〜S3の３種類の耐候性耐火鋼板を用いて、第１図に
示す開先形状（t1＝25mm,t2＝25mm,t3＝25mm,G＝25mm）
の試験板を作製し、第３表に示す溶接条件で溶接を実施
した。
上記条件により溶接終了後、第２図に示す1/2t1とａ
＝12.5mmの位置より引張試験片４とシャルピー衝撃試験
片５を採取し、機械試験を実施した。
＝12.5mmの位置より引張試験片４とシャルピー衝撃試験
片５を採取し、機械試験を実施した。
溶接金属の機械的性能を評価するに当たり最も重要な
600℃での耐力は、JIS G3106の２種に規定されるSM−5
0鋼の、常温での最小降伏点である33kgf/mm2の70％以上
を確保することを目的とした。すなわち、600℃におけ
る溶接金属の耐力については、23kgf/mm2以上を適用可
能とした。また、高温伸びについては常温と同等な18％
以上を適用可能とした。
600℃での耐力は、JIS G3106の２種に規定されるSM−5
0鋼の、常温での最小降伏点である33kgf/mm2の70％以上
を確保することを目的とした。すなわち、600℃におけ
る溶接金属の耐力については、23kgf/mm2以上を適用可
能とした。また、高温伸びについては常温と同等な18％
以上を適用可能とした。
第４表にこれら試験結果を示す。この結果から明らか
なように、本発明方法による溶接金属は良好な常温強度
および高温耐力、高温伸びを有すると共に衝撃値も高い
のに対し、比較方法では高温伸びの不足や常温の引張強
さの過大や衝撃値のやや低いものがあり、耐候性耐火鋼
の非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法として満足
できるものではない。
なように、本発明方法による溶接金属は良好な常温強度
および高温耐力、高温伸びを有すると共に衝撃値も高い
のに対し、比較方法では高温伸びの不足や常温の引張強
さの過大や衝撃値のやや低いものがあり、耐候性耐火鋼
の非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法として満足
できるものではない。
（発明の効果） 以上のように、本発明方法は高温強度特性、衝撃靭性
および耐候性の良好な溶接金属を得ることができ、耐候
性耐火鋼構造物の溶接部へ適用し、耐候耐火施工に関す
る建築コストを大幅に引き下げることが可能である。
および耐候性の良好な溶接金属を得ることができ、耐候
性耐火鋼構造物の溶接部へ適用し、耐候耐火施工に関す
る建築コストを大幅に引き下げることが可能である。
第１図は実施例に用いた溶接開先形状を示す平面図、第
２図は試験片採取位置を示す図である。 １……コラム板、２……ダイヤフラム板、３……側板、
４……引張試験片、５……シャルピー衝撃試験片。
２図は試験片採取位置を示す図である。 １……コラム板、２……ダイヤフラム板、３……側板、
４……引張試験片、５……シャルピー衝撃試験片。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 行彦 神奈川県相模原市淵野辺５―10―１ 新 日本製鐵株式會社第２技術研究所内 (56)参考文献 特開 平２−220795（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−197096（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】耐候性耐火鋼の非消耗ノズル式エレクトロ
スラグ溶接において、鋼板中のＢ量とワイヤ中のＢ量の
総和が0.0020％（以下重量％）以下となる耐候性耐火鋼
とソリッドワイヤの組合せで溶接を行うことを特徴とす
る非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020290A JP2754280B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020290A JP2754280B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138885A JPH04138885A (ja) | 1992-05-13 |
| JP2754280B2 true JP2754280B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=17344756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26020290A Expired - Lifetime JP2754280B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06269963A (ja) * | 1993-03-23 | 1994-09-27 | Kawaju Tekko Koji Kk | ボックス柱のダイヤフラム溶接方法 |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP26020290A patent/JP2754280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04138885A (ja) | 1992-05-13 |
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