JP2996829B2 - 炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法 - Google Patents
炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は造船及び橋梁などでのす
み肉溶接において、1.5m／分以上の高溶接速度にて脚長
5〜7mm以上の継手を得るための炭酸（ＣＯ2）ガスシー
ルドアーク溶接による高速水平すみ肉溶接方法に関す
る。
み肉溶接において、1.5m／分以上の高溶接速度にて脚長
5〜7mm以上の継手を得るための炭酸（ＣＯ2）ガスシー
ルドアーク溶接による高速水平すみ肉溶接方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】造船及び橋梁などにおけるすみ肉溶接で
は、従来、主として直径1.2〜1.6mmの炭酸ガスシールド
アーク溶接用ワイヤを使用し、すみ肉の立板に対して片
側１電極（シングル）若しくは２電極（タンデム）、又
は両側２電極（ツイン）若しくは４電極（ツインタンデ
ム）によって、最高で約1m／分の速度にて溶接を行って
いる。
は、従来、主として直径1.2〜1.6mmの炭酸ガスシールド
アーク溶接用ワイヤを使用し、すみ肉の立板に対して片
側１電極（シングル）若しくは２電極（タンデム）、又
は両側２電極（ツイン）若しくは４電極（ツインタンデ
ム）によって、最高で約1m／分の速度にて溶接を行って
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の水平すみ肉溶接技術によって1.5m／分以上の高
速溶接を行うと、溶着量の不足によるビード外観及び
形状の不良又は脚長の不足、アーク若しくは溶滴移行
の不安定による作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性
など）の低下又は錆若しくはペイントなどによる気孔発
生数の増加等の種々の問題が生じる。
た従来の水平すみ肉溶接技術によって1.5m／分以上の高
速溶接を行うと、溶着量の不足によるビード外観及び
形状の不良又は脚長の不足、アーク若しくは溶滴移行
の不安定による作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性
など）の低下又は錆若しくはペイントなどによる気孔発
生数の増加等の種々の問題が生じる。
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、すみ肉溶接の速度を従来の最高速度1m／分
から例えば1.5m／分以上へと高速化することができる炭
酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法を
提供することを目的とする。
のであって、すみ肉溶接の速度を従来の最高速度1m／分
から例えば1.5m／分以上へと高速化することができる炭
酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る炭酸ガスシ
ールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法は、３電極
を使用して炭酸ガスシールドアーク溶接により水平すみ
肉溶接する方法において、１極目（Ｌ極）に金属粉を６
０〜９９重量％、スラグ形成剤を０．１〜３５重量％
（但し、３５重量％を含まず）及びアーク安定剤を１〜
１０重量％含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ重
量当たり１０〜２０％充填してなる直径が１．４ｍｍの
メタル系フラックス入りワイヤを使用し、２極目（Ｔ1
極）及び３極目（Ｔ2極）に金属粉を４０〜６０重量％
（但し、６０重量％を含まず）、スラグ形成剤を３５〜
５５重量％及びアーク安定剤を１〜１０重量％含有する
フラックスを鋼製外皮中にワイヤ重量当たり１０〜２０
％充填してなる直径が１．６ｍｍのチタニア系フラック
ス入りワイヤを使用し、各極の相互間隔を５０ｍｍ以上
として重ね方式によるビード積層法により炭酸ガスシー
ルドアーク溶接し、前記１極目（Ｌ極）の溶接電流を３
００〜４５０Ａ、前記２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2
極）の溶接電流を３５０〜５００Ａとし、溶接速度を
１．５ｍ／分以上、脚長を５〜７ｍｍとすることを特徴
とする。
ールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法は、３電極
を使用して炭酸ガスシールドアーク溶接により水平すみ
肉溶接する方法において、１極目（Ｌ極）に金属粉を６
０〜９９重量％、スラグ形成剤を０．１〜３５重量％
（但し、３５重量％を含まず）及びアーク安定剤を１〜
１０重量％含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ重
量当たり１０〜２０％充填してなる直径が１．４ｍｍの
メタル系フラックス入りワイヤを使用し、２極目（Ｔ1
極）及び３極目（Ｔ2極）に金属粉を４０〜６０重量％
（但し、６０重量％を含まず）、スラグ形成剤を３５〜
５５重量％及びアーク安定剤を１〜１０重量％含有する
フラックスを鋼製外皮中にワイヤ重量当たり１０〜２０
％充填してなる直径が１．６ｍｍのチタニア系フラック
ス入りワイヤを使用し、各極の相互間隔を５０ｍｍ以上
として重ね方式によるビード積層法により炭酸ガスシー
ルドアーク溶接し、前記１極目（Ｌ極）の溶接電流を３
００〜４５０Ａ、前記２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2
極）の溶接電流を３５０〜５００Ａとし、溶接速度を
１．５ｍ／分以上、脚長を５〜７ｍｍとすることを特徴
とする。
【０００６】
【作用】以下、本発明における各数値の限定理由につい
て説明する。電極数 1.5m／分以上の高溶接速度で所定の脚長（5〜7mm）に必
要な溶着量を得るため、及び良好なビード外観及び形状
を得るため、電極数は３本（３電極）とする必要があ
る。電極数が１〜２電極では、必要な溶着量を得るため
に高電流で溶接を行うと、ビード外観及び形状が不良と
なる。一方、１〜２電極でビード外観及び形状が良好と
なるように溶接条件を設定すると、必要な溶着量を得る
ことができない。また、４電極以上では良好なビード外
観及び形状を安定して得ることができない。このため、
電極数は３とする。溶接用ワイヤの種類、径及び組成 １極目（Ｌ極）には、1.5m／分以上の溶接速度において
もアーク及び溶滴移行が安定し、且つ必要な溶着量が確
保され、更にそのビード形状及び寸法が２極目（Ｔ
1極）及び３極目（Ｔ2極）のワイヤ狙い位置の設定を容
易にし、それらの後行極（Ｔ1極、Ｔ2極）の溶融池が安
定するように、下記表１のメタル系フラックス入りワイ
ヤ欄に示す化学成分のフラックスを鋼製外皮中にワイヤ
重量当たり10〜20％充填してなる直径が1.4mmのメタル
系フラックス入りワイヤを使用する。
て説明する。電極数 1.5m／分以上の高溶接速度で所定の脚長（5〜7mm）に必
要な溶着量を得るため、及び良好なビード外観及び形状
を得るため、電極数は３本（３電極）とする必要があ
る。電極数が１〜２電極では、必要な溶着量を得るため
に高電流で溶接を行うと、ビード外観及び形状が不良と
なる。一方、１〜２電極でビード外観及び形状が良好と
なるように溶接条件を設定すると、必要な溶着量を得る
ことができない。また、４電極以上では良好なビード外
観及び形状を安定して得ることができない。このため、
電極数は３とする。溶接用ワイヤの種類、径及び組成 １極目（Ｌ極）には、1.5m／分以上の溶接速度において
もアーク及び溶滴移行が安定し、且つ必要な溶着量が確
保され、更にそのビード形状及び寸法が２極目（Ｔ
1極）及び３極目（Ｔ2極）のワイヤ狙い位置の設定を容
易にし、それらの後行極（Ｔ1極、Ｔ2極）の溶融池が安
定するように、下記表１のメタル系フラックス入りワイ
ヤ欄に示す化学成分のフラックスを鋼製外皮中にワイヤ
重量当たり10〜20％充填してなる直径が1.4mmのメタル
系フラックス入りワイヤを使用する。
【０００７】
【表１】
【０００８】１極目（Ｌ極）にチタニヤ系フラックス入
りワイヤを使用すると、２極目（Ｔ1極）もチタニヤ系
フラックス入りワイヤとするため、３極目（Ｔ2極）の
溶接においてアークに先行するスラグ量が過多となり、
ビード外観・形状が劣化したり、鋼板表面のペイント又
は錆によってピット及びブローホールが発生しやすくな
る。また、ソリッドワイヤを使用するとアース位置など
の施工条件によっては、アーク又は溶滴移行が不安定と
なり、作業性（スパッタ発生量、ビード外観・形状な
ど）の低下及び溶接欠陥が生じやすくなる。なお、直径
が1.4mmでないメタル系フラックス入りワイヤを使用す
ると、溶着量の不足及びビード外観・形状の劣化が生じ
る。
りワイヤを使用すると、２極目（Ｔ1極）もチタニヤ系
フラックス入りワイヤとするため、３極目（Ｔ2極）の
溶接においてアークに先行するスラグ量が過多となり、
ビード外観・形状が劣化したり、鋼板表面のペイント又
は錆によってピット及びブローホールが発生しやすくな
る。また、ソリッドワイヤを使用するとアース位置など
の施工条件によっては、アーク又は溶滴移行が不安定と
なり、作業性（スパッタ発生量、ビード外観・形状な
ど）の低下及び溶接欠陥が生じやすくなる。なお、直径
が1.4mmでないメタル系フラックス入りワイヤを使用す
ると、溶着量の不足及びビード外観・形状の劣化が生じ
る。
【０００９】２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2極）に
は、必要な溶着量を確保すると共にスラグ剥離を容易に
し、且つ良好なビード外観・形状を得るため、表１のチ
タニヤ系フラックス入りワイヤ欄に示す化学成分のフラ
ックスを鋼製外皮中にワイヤ重量当たり10〜20％充填し
てなる直径が1.6mmのチタニヤ系フラックス入りワイヤ
を使用する。２極目及び３極目のワイヤとして、メタル
系フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤを使用する
と、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性等）の低下
又はビード外観・形状の劣化が生じる。なお、直径が1.
6mmでないチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用する
と、溶着量の不足及びビード外観・形状の劣化が生じ
る。
は、必要な溶着量を確保すると共にスラグ剥離を容易に
し、且つ良好なビード外観・形状を得るため、表１のチ
タニヤ系フラックス入りワイヤ欄に示す化学成分のフラ
ックスを鋼製外皮中にワイヤ重量当たり10〜20％充填し
てなる直径が1.6mmのチタニヤ系フラックス入りワイヤ
を使用する。２極目及び３極目のワイヤとして、メタル
系フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤを使用する
と、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性等）の低下
又はビード外観・形状の劣化が生じる。なお、直径が1.
6mmでないチタニヤ系フラックス入りワイヤを使用する
と、溶着量の不足及びビード外観・形状の劣化が生じ
る。
【００１０】各フラックス入りワイヤにおけるフラック
スの化学成分及び充填率の限定理由は、以下の通りであ
る。 （Ａ）メタル系フラックス入りワイヤ（1.4mmφ）：１
極目の場合 スラグ形成剤：フラックス中に0.1〜35重量％（但
し、35重量％を含まず） 溶接速度の高速化に伴い、２極目（Ｔ1極）及び３極目
（Ｔ2極）の溶接を安定させるためには、１極目（Ｌ
極）に良好なビード形状が要求される。従って、ビード
形状の改善を目的とし、必要に応じてフラックス中にス
ラグ形成剤を添加する。
スの化学成分及び充填率の限定理由は、以下の通りであ
る。 （Ａ）メタル系フラックス入りワイヤ（1.4mmφ）：１
極目の場合 スラグ形成剤：フラックス中に0.1〜35重量％（但
し、35重量％を含まず） 溶接速度の高速化に伴い、２極目（Ｔ1極）及び３極目
（Ｔ2極）の溶接を安定させるためには、１極目（Ｌ
極）に良好なビード形状が要求される。従って、ビード
形状の改善を目的とし、必要に応じてフラックス中にス
ラグ形成剤を添加する。
【００１１】スラグ形成剤をフラックス中に35重量％以
上添加すると、スラグ発生量がチタニヤ系フラックス入
りワイヤを用いる場合と同程度に増加する。２極目（Ｔ
1極）がチタニヤ系フラックス入りワイヤであるため、
３極目（Ｔ2極）の溶接においてアークも先行するスラ
グ量が過多となり、ビード外観・形状が劣化したり、鋼
板表面のペイント又は錆によってピット及びブローホー
ルが発生し易くなる。
上添加すると、スラグ発生量がチタニヤ系フラックス入
りワイヤを用いる場合と同程度に増加する。２極目（Ｔ
1極）がチタニヤ系フラックス入りワイヤであるため、
３極目（Ｔ2極）の溶接においてアークも先行するスラ
グ量が過多となり、ビード外観・形状が劣化したり、鋼
板表面のペイント又は錆によってピット及びブローホー
ルが発生し易くなる。
【００１２】なお、アーク安定剤の中には、スラグ形成
剤の成分が不可避成分として含まれるため、添加量の下
限値は0.1重量％とする。 アーク安定剤：フラックス中に1〜10重量％ 高速溶接において良好なアーク安定剤を確保し、スパッ
タの発生を抑制して良好なビード形状を得るために、ア
ーク安定剤を添加する。アーク安定剤とはアルカリ金属
の酸化物及び弗化物等のアークの安定化効果があるもの
をいう。
剤の成分が不可避成分として含まれるため、添加量の下
限値は0.1重量％とする。 アーク安定剤：フラックス中に1〜10重量％ 高速溶接において良好なアーク安定剤を確保し、スパッ
タの発生を抑制して良好なビード形状を得るために、ア
ーク安定剤を添加する。アーク安定剤とはアルカリ金属
の酸化物及び弗化物等のアークの安定化効果があるもの
をいう。
【００１３】アーク安定剤をフラックス中に10重量％を
超えて添加すると、アークの形状が不鮮明となって集中
性が低下し、ビード外観・形状の劣化、融合不良又は溶
け込み不良などの溶接欠陥が発生し易くなる。一方、ア
ーク安定剤が1重量％未満の場合には、アーク不安定現
象（アーク長の変動など）が生じ、同様の溶接欠陥が発
生し易くなる。 金属粉：フラックス中に60〜99重量％ 金属粉には、主として脱酸剤（Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ
等、及びそれらとＦｅとの化合物）と鉄粉が含まれる。
脱酸剤は、溶融金属中の酸素をスラグとして除去するこ
とにより、溶接金属中の酸化物量を低減して、その機械
的性能（靱性など）を高めることができる。また、脱酸
剤の添加により溶接金属組織も改善され、これによって
も、機械的性能（強度、靱性など）を高めることができ
る。鉄粉は溶融されてそのまま溶接金属となる。
超えて添加すると、アークの形状が不鮮明となって集中
性が低下し、ビード外観・形状の劣化、融合不良又は溶
け込み不良などの溶接欠陥が発生し易くなる。一方、ア
ーク安定剤が1重量％未満の場合には、アーク不安定現
象（アーク長の変動など）が生じ、同様の溶接欠陥が発
生し易くなる。 金属粉：フラックス中に60〜99重量％ 金属粉には、主として脱酸剤（Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ
等、及びそれらとＦｅとの化合物）と鉄粉が含まれる。
脱酸剤は、溶融金属中の酸素をスラグとして除去するこ
とにより、溶接金属中の酸化物量を低減して、その機械
的性能（靱性など）を高めることができる。また、脱酸
剤の添加により溶接金属組織も改善され、これによって
も、機械的性能（強度、靱性など）を高めることができ
る。鉄粉は溶融されてそのまま溶接金属となる。
【００１４】金属粉がフラックス中に99重量％を超えて
含まれる場合、脱酸剤の添加量が過多になるため、溶接
金属の強度が上昇し過ぎて延性又は靱性等が低下する。
また、アーク安定剤を1重量％以上添加できない場合
は、前述のに示すように、アーク不安定現象（アーク
長の変動等）によって溶接欠陥が発生し易くなる。一
方、金属粉が60重量％未満の場合は、脱酸剤の添加量が
不足するため、溶接金属中の酸化物量が増加して靱性等
の機械的性質が低下する。また、鉄粉の添加量が不足す
ると、ワイヤの溶着効率が低下して、本高速溶接法に必
要な高溶着量を確保できない。 フラックス率:10〜20重量％ 上記（〜）組成のフラックスとの組み合わせにおい
て、フラックス率が20重量％を超える場合は、スラグ形
成剤、アーク安定剤及び金属粉の添加量が過多となる。
一方、10重量％未満の場合は、それらの添加量が不足す
る。過多となる場合及び不足する場合のいずれの場合
も、前述の及びに示すような種々の不具合が生じ
る。 （Ｂ）チタニヤ系フラックス入りワイヤ（直径1.6m
m）：２極目及び３極目の場合 メタル系フラックス入
りワイヤの場合と同様の理由により、アーク安定剤（1
〜10重量％）及び金属粉（40重量％以上、60重量％未
満）のフラックス中の添加量、並びにフラックス率（10
〜20重量％）を限定する。なお、チタニヤ系フラックス
入りワイヤの場合は、スラグが溶融池を覆ってシールド
効果を発揮するので、メタル系フラックス入りワイヤよ
りも金属粉、即ち脱酸剤の添加量が少なくても健全な溶
接が可能である。従って、金属粉の添加量を前述の範囲
に限定する。スラグ形成剤の添加量については、以下の
如く限定する。 スラグ形成剤（Ｔｉ酸化物主体）：フラックス中に35
〜55重量％ 高速溶接において、良好なビード外観・形状及びスラグ
剥離性を確保するため、必要に応じてスラグ形成剤を添
加する。
含まれる場合、脱酸剤の添加量が過多になるため、溶接
金属の強度が上昇し過ぎて延性又は靱性等が低下する。
また、アーク安定剤を1重量％以上添加できない場合
は、前述のに示すように、アーク不安定現象（アーク
長の変動等）によって溶接欠陥が発生し易くなる。一
方、金属粉が60重量％未満の場合は、脱酸剤の添加量が
不足するため、溶接金属中の酸化物量が増加して靱性等
の機械的性質が低下する。また、鉄粉の添加量が不足す
ると、ワイヤの溶着効率が低下して、本高速溶接法に必
要な高溶着量を確保できない。 フラックス率:10〜20重量％ 上記（〜）組成のフラックスとの組み合わせにおい
て、フラックス率が20重量％を超える場合は、スラグ形
成剤、アーク安定剤及び金属粉の添加量が過多となる。
一方、10重量％未満の場合は、それらの添加量が不足す
る。過多となる場合及び不足する場合のいずれの場合
も、前述の及びに示すような種々の不具合が生じ
る。 （Ｂ）チタニヤ系フラックス入りワイヤ（直径1.6m
m）：２極目及び３極目の場合 メタル系フラックス入
りワイヤの場合と同様の理由により、アーク安定剤（1
〜10重量％）及び金属粉（40重量％以上、60重量％未
満）のフラックス中の添加量、並びにフラックス率（10
〜20重量％）を限定する。なお、チタニヤ系フラックス
入りワイヤの場合は、スラグが溶融池を覆ってシールド
効果を発揮するので、メタル系フラックス入りワイヤよ
りも金属粉、即ち脱酸剤の添加量が少なくても健全な溶
接が可能である。従って、金属粉の添加量を前述の範囲
に限定する。スラグ形成剤の添加量については、以下の
如く限定する。 スラグ形成剤（Ｔｉ酸化物主体）：フラックス中に35
〜55重量％ 高速溶接において、良好なビード外観・形状及びスラグ
剥離性を確保するため、必要に応じてスラグ形成剤を添
加する。
【００１５】スラグ形成剤をフラックス中に55重量％を
超えて添加すると、アーク安定剤又は金属粉の添加量が
不足するため、メタル系フラックス入りワイヤの場合の
及びに示すような種々の不具合が生じる。また、極
端に多い場合には、３極目（Ｔ2極）の溶接において、
アークに先行するスラグ量が過多となり、ビード外観・
形状が劣化したり、鋼板表面のペイント又は錆によって
ビット及びブローホールが発生し易くなる。一方、スラ
グ形成剤が35重量％未満の場合は、スラグ量の不足によ
ってビード外観・形状及びスラグ剥離性が劣化する。シールドガス組成 一般に、1.5m／分以上の溶接速度ではアーク長を通常よ
りも短めとし、特に約2m／分以上の高速溶接では所謂
“うもれアーク”とする。このようなアーク状態におけ
るスパッタの発生を抑制し、且つ溶け込み形状に起因す
る溶接欠陥の発生及びピット又はブローホール等の気孔
欠陥の発生を抑制するため、シールドガス組成は炭酸ガ
ス（ＣＯ2）を主成分とする。Ａｒ等の不活性ガスを含
む混合ガスを使用すると、アーク長が通常よりも短い高
速溶接では細かいスパッタが多量に発生したり、溶け込
み形状に起因する溶接欠陥の発生頻度も高くなる。ま
た、ガス価格の上昇により、施工法としてのコストも上
昇する。但し、若干のＡｒ（40重量％程度まで）及びＯ
2（5重量％程度まで）をＣＯ2に混合しても良い。溶接条件 １極目（Ｌ極）、２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2極）
の相互間隔は、アーク相互の干渉を避けてアークを安定
させるため、50mm以上とする。電極間隔が50mm未満で
は、アーク干渉に起因するアーク及び溶滴移行の不安定
現象が発生するため、作業性（スパッタ発生量、スラグ
剥離性）の低下又はビード外観及び形状の劣化が生じ
る。
超えて添加すると、アーク安定剤又は金属粉の添加量が
不足するため、メタル系フラックス入りワイヤの場合の
及びに示すような種々の不具合が生じる。また、極
端に多い場合には、３極目（Ｔ2極）の溶接において、
アークに先行するスラグ量が過多となり、ビード外観・
形状が劣化したり、鋼板表面のペイント又は錆によって
ビット及びブローホールが発生し易くなる。一方、スラ
グ形成剤が35重量％未満の場合は、スラグ量の不足によ
ってビード外観・形状及びスラグ剥離性が劣化する。シールドガス組成 一般に、1.5m／分以上の溶接速度ではアーク長を通常よ
りも短めとし、特に約2m／分以上の高速溶接では所謂
“うもれアーク”とする。このようなアーク状態におけ
るスパッタの発生を抑制し、且つ溶け込み形状に起因す
る溶接欠陥の発生及びピット又はブローホール等の気孔
欠陥の発生を抑制するため、シールドガス組成は炭酸ガ
ス（ＣＯ2）を主成分とする。Ａｒ等の不活性ガスを含
む混合ガスを使用すると、アーク長が通常よりも短い高
速溶接では細かいスパッタが多量に発生したり、溶け込
み形状に起因する溶接欠陥の発生頻度も高くなる。ま
た、ガス価格の上昇により、施工法としてのコストも上
昇する。但し、若干のＡｒ（40重量％程度まで）及びＯ
2（5重量％程度まで）をＣＯ2に混合しても良い。溶接条件 １極目（Ｌ極）、２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2極）
の相互間隔は、アーク相互の干渉を避けてアークを安定
させるため、50mm以上とする。電極間隔が50mm未満で
は、アーク干渉に起因するアーク及び溶滴移行の不安定
現象が発生するため、作業性（スパッタ発生量、スラグ
剥離性）の低下又はビード外観及び形状の劣化が生じ
る。
【００１６】ビードの積層方法は、1.5m／分以上の溶接
速度におけるアーク及び溶融池の広がりを考慮し、良好
なビード外観及び形状を得るため、図１に示す重ね方式
とする。この重ね方式とは、各電極のねらい位置が異な
る積層方法である。各電極のねらい位置が同一の被せ方
式（図２参照）では、後行極（被せる方）のワイヤ狙い
位置の許容範囲が、重ね方式の場合よりも狭くなるた
め、アーク及び溶滴移行の不安定現象が発生し易い。こ
れにより、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性）の
低下又はビード外観及び形状の劣化が生じ易くなる。
速度におけるアーク及び溶融池の広がりを考慮し、良好
なビード外観及び形状を得るため、図１に示す重ね方式
とする。この重ね方式とは、各電極のねらい位置が異な
る積層方法である。各電極のねらい位置が同一の被せ方
式（図２参照）では、後行極（被せる方）のワイヤ狙い
位置の許容範囲が、重ね方式の場合よりも狭くなるた
め、アーク及び溶滴移行の不安定現象が発生し易い。こ
れにより、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性）の
低下又はビード外観及び形状の劣化が生じ易くなる。
【００１７】溶接電流は、1.5m／分以上の溶接速度にて
所定の脚長（5〜7mm）に必要な溶着量を得ると共に、ア
ーク及び溶滴移行を安定させるなどしてスパッタの発生
を抑制したり、良好なビード外観・形状を得るため、１
極目（Ｌ極）のメタル系フラックス入りワイヤ（直径1.
4mm）の溶接電流は300〜450Ａ、２番目（Ｔ1極）及び３
極目（Ｔ2極）のチタニヤ系フラックス入りワイヤ（直
径1.6mm）の溶接電流は350〜500Ａとする。１極目及び
２極目の溶接電流が夫々300Ａ及び350Ａ未満では、アー
クの硬直性が低下して溶滴移行が不安定となる。このた
め、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性）の低下又
はビード外観及び形状の劣化が生じる。一方、１極目及
び２極目の溶接電流が夫々450Ａ及び500Ａを超えると、
溶着量が過多となってビード外観・形状が劣化したり、
アンダカットなどの溶接欠陥が生じる。
所定の脚長（5〜7mm）に必要な溶着量を得ると共に、ア
ーク及び溶滴移行を安定させるなどしてスパッタの発生
を抑制したり、良好なビード外観・形状を得るため、１
極目（Ｌ極）のメタル系フラックス入りワイヤ（直径1.
4mm）の溶接電流は300〜450Ａ、２番目（Ｔ1極）及び３
極目（Ｔ2極）のチタニヤ系フラックス入りワイヤ（直
径1.6mm）の溶接電流は350〜500Ａとする。１極目及び
２極目の溶接電流が夫々300Ａ及び350Ａ未満では、アー
クの硬直性が低下して溶滴移行が不安定となる。このた
め、作業性（スパッタ発生量、スラグ剥離性）の低下又
はビード外観及び形状の劣化が生じる。一方、１極目及
び２極目の溶接電流が夫々450Ａ及び500Ａを超えると、
溶着量が過多となってビード外観・形状が劣化したり、
アンダカットなどの溶接欠陥が生じる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明する。
と比較して説明する。
【００１９】各実施例及び比較例における溶接条件及び
官能による作業性の評価方法は以下のとおりである。溶接条件 母材：ＳＭ４９０Ａ、厚さ；12mm、幅；100mm、長
さ；1000mm ペイント塗布（無機ジンクプライマー、厚さ；20μｍ） シールドガス：種類ＣＯ2ガス、供給量；20リットル
／分 トーチ角度及びワイヤ狙い位置：図３に示すように、
第１極（Ｌ極）、第２極（Ｔ1極）及び第３極（Ｔ2極）
の各トーチ角度及びねらい位置を定めた。官能による作業性の評価方法 作業性の官能評価は下記表を基準にした。
官能による作業性の評価方法は以下のとおりである。溶接条件 母材：ＳＭ４９０Ａ、厚さ；12mm、幅；100mm、長
さ；1000mm ペイント塗布（無機ジンクプライマー、厚さ；20μｍ） シールドガス：種類ＣＯ2ガス、供給量；20リットル
／分 トーチ角度及びワイヤ狙い位置：図３に示すように、
第１極（Ｌ極）、第２極（Ｔ1極）及び第３極（Ｔ2極）
の各トーチ角度及びねらい位置を定めた。官能による作業性の評価方法 作業性の官能評価は下記表を基準にした。
【００２０】実施例１ １極目のワイヤ径及びフラックス組成の影響を調べるた
め、下記表２に示すワイヤを用いて溶接した。その結果
を下記表３に示す。但し、溶接条件は下記表４に示す。
め、下記表２に示すワイヤを用いて溶接した。その結果
を下記表３に示す。但し、溶接条件は下記表４に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】この表３に示すように、実施例No.１〜３
は、ワイヤ系及びフラックス組成が本願発明の範囲に入
るものであるため、アーク安定性、スパッタ発生量、ス
ラグ剥離性、ビード外観・形状、耐気孔性、溶着量及び
機械的性質の全てで優れていた。これに対し、本願発明
の範囲から外れる比較例の場合には、これらの各性質の
内でいずれかが劣るものであった。実施例２ ２極目（Ｔ1）及び３極目（Ｔ2）のワイヤ径並びにフラ
ックス組成の影響を調べるために、下記表５に示すワイ
ヤを用いて溶接した。その溶接結果を下記表６に示す。
なお、溶接条件は、実施例１の表４と同一である。
は、ワイヤ系及びフラックス組成が本願発明の範囲に入
るものであるため、アーク安定性、スパッタ発生量、ス
ラグ剥離性、ビード外観・形状、耐気孔性、溶着量及び
機械的性質の全てで優れていた。これに対し、本願発明
の範囲から外れる比較例の場合には、これらの各性質の
内でいずれかが劣るものであった。実施例２ ２極目（Ｔ1）及び３極目（Ｔ2）のワイヤ径並びにフラ
ックス組成の影響を調べるために、下記表５に示すワイ
ヤを用いて溶接した。その溶接結果を下記表６に示す。
なお、溶接条件は、実施例１の表４と同一である。
【００２５】
【表５】
【００２６】
【表６】
【００２７】この表６から明らかなように、本発明の実
施例の場合は、官能による作業性評価の全ての項目で比
較例よりも優れている。実施例３ 溶接条件の影響を調べるために、下記表７乃至表１０に
示す条件で溶接した。その溶接結果を下記表１１に示
す。
施例の場合は、官能による作業性評価の全ての項目で比
較例よりも優れている。実施例３ 溶接条件の影響を調べるために、下記表７乃至表１０に
示す条件で溶接した。その溶接結果を下記表１１に示
す。
【００２８】
【表７】
【００２９】
【表８】
【００３０】
【表９】
【００３１】
【表１０】
【００３２】
【表１１】
【００３３】この表１１から明らかなように、本発明の
実施例は、いずれも官能による評価が優れているのに対
し、本発明から外れる比較例の場合には、いずれかの評
価項目が劣るものであった。
実施例は、いずれも官能による評価が優れているのに対
し、本発明から外れる比較例の場合には、いずれかの評
価項目が劣るものであった。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方
法は、1.5m/分以上の高速溶接において、安定したアー
ク形成及び溶滴移行を得ることができ、気孔の発生、ス
パッタ発生及びスラグ剥離も防止され、十分な溶着量が
得られると共に、ビード外観・形状が優れていて脚長も
十分に大きい。
る炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方
法は、1.5m/分以上の高速溶接において、安定したアー
ク形成及び溶滴移行を得ることができ、気孔の発生、ス
パッタ発生及びスラグ剥離も防止され、十分な溶着量が
得られると共に、ビード外観・形状が優れていて脚長も
十分に大きい。
【図１】重ね方式の溶接方法を説明する模式図である。
【図２】被せ方式の溶接方法を説明する模式図である。
【図３】実施例における３極のトーチ角及びワイヤねら
い位置を示す模式図である。
い位置を示す模式図である。
フロントページの続き (72)発明者 西川 裕 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 菅 哲男 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 中野 利彦 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−235077（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−66376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−40002（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238174（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/16 B23K 9/00 B23K 9/02 B23K 9/095
Claims (3)
- 【請求項１】 ３電極を使用して炭酸ガスシールドアー
ク溶接により水平すみ肉溶接する方法において、１極目
（Ｌ極）に金属粉を６０〜９９重量％、スラグ形成剤を
０．１〜３５重量％（但し、３５重量％を含まず）及び
アーク安定剤を１〜１０重量％含有するフラックスを鋼
製外皮中にワイヤ重量当たり１０〜２０％充填してなる
直径が１．４ｍｍのメタル系フラックス入りワイヤを使
用し、２極目（Ｔ1極）及び３極目（Ｔ2極）に金属粉を
４０〜６０重量％（但し、６０重量％を含まず）、スラ
グ形成剤を３５〜５５重量％及びアーク安定剤を１〜１
０重量％含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ重量
当たり１０〜２０％充填してなる直径が１．６ｍｍのチ
タニア系フラックス入りワイヤを使用し、各極の相互間
隔を５０ｍｍ以上として重ね方式によるビード積層法に
より炭酸ガスシールドアーク溶接し、前記１極目（Ｌ
極）の溶接電流を３００〜４５０Ａ、前記２極目（Ｔ1
極）及び３極目（Ｔ2極）の溶接電流を３５０〜５００
Ａとし、溶接速度を１．５ｍ／分以上、脚長を５〜７ｍ
ｍとすることを特徴とする炭酸ガスシールドアーク溶接
による水平すみ肉溶接方法。 - 【請求項２】 前記金属粉は、脱酸剤及び鉄粉を主成分
とすることを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガスシー
ルドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法。 - 【請求項３】 前記スラグ形成剤は、Ｔｉ酸化物を主成
分とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭酸
ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063951A JP2996829B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063951A JP2996829B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269944A JPH06269944A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2996829B2 true JP2996829B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=13244155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5063951A Expired - Lifetime JP2996829B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 炭酸ガスシールドアーク溶接による水平すみ肉溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996829B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5898576B2 (ja) * | 2012-06-25 | 2016-04-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 多層アーク溶接継手の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP5063951A patent/JP2996829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06269944A (ja) | 1994-09-27 |
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