JP3160535B2 - 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
大入熱2電極サブマージアーク溶接方法Info
- Publication number
- JP3160535B2 JP3160535B2 JP21562096A JP21562096A JP3160535B2 JP 3160535 B2 JP3160535 B2 JP 3160535B2 JP 21562096 A JP21562096 A JP 21562096A JP 21562096 A JP21562096 A JP 21562096A JP 3160535 B2 JP3160535 B2 JP 3160535B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- electrode
- submerged arc
- arc welding
- heat input
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/18—Submerged-arc welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
マージアーク溶接に関し、とくに鉄骨ボックス柱の角継
手のような厚鋼板を片面から溶接施工するサブマージア
ーク溶接において、良好なエネルギー効率のもとに、溶
接電源などの設備の増強を行わずに可能な、より高能率
なサブマージアーク溶接方法に関する。
ス柱が普通に使用されるようになっている。ボックス柱
角継手の溶接には、鉄粉添加フラックスを用いた片面1
パス大入熱2電極サブマージアーク溶接法が広く用いら
れているが、板厚の増大に伴い必要な溶着金属量が著し
く増大するため、溶接機の電流容量などにより適用可能
な板厚が制限される。1パス溶接の適用が困難な厚物継
手の場合には、CO2 溶接による下盛溶接を施した後サブ
マージアーク溶接を行う方法が用いられることが多い
が、下盛溶接には多大の労力を要するために、経済的に
も問題があり、ボックス柱の角継手溶接の高能率化のた
めに、1パス溶接の適用範囲の拡大は切実な課題となっ
ている。
るサブマージアーク溶接機の使用可能な最大電流は2000
A程度であるが、この電流に対しては一般的には直径6.
4mmのワイヤが使用されている。しかし、この場合、電
流密度が小さいため板厚50mm以上になると、1パス溶接
を行う場合には、溶着量の確保のために溶接速度を遅く
する必要がある。溶接速度が遅くなりすぎると溶融金属
が溶接アークより先行しがちになって安定した溶込みを
得ることが難しくなったり、先行電極が溶融金属と短絡
したりするなどの不具合が生じるようになる。
として市販されている溶接ワイヤの直径は4.0 、4.8 、
6.4mm であり、6.4mm より細いワイヤとしては4.8 、4.
0mmのものがあるが、直径が4.8mm の溶接ワイヤでは溶
接電流が約1800A以上になると、送給速度が通常の溶接
機の能力を超えるようになるため、ワイヤの送給やアー
ク電圧、電流が安定せず信頼性のある溶接ができなくな
るという問題がある。
パスサブマージアーク溶接は信頼性に乏しく、1パス溶
接の適用は50mm程度までが一般的となっていたのであ
る。このような厚物角継手の1パス溶接の課題につい
て、例えば、特公平6-30818号公報には、開先形状、電
極ワイヤ径、先行電極と後行電極との間の距離、先行電
極と後行電極の電流比、電圧比、ワイヤ突き出し長さ等
の、開先形状、電極配置および溶接条件を特定した、板
厚40mm以上の角継手部のサブマージアーク溶接方法が提
案されている。このサブマージアーク溶接方法は、被溶
接物に溶接熱歪による溶接線の傾斜が存在しても高品質
の溶接部を提供できるとしているが、板厚50mm以上では
溶込み深さが浅くなりがちであり、板厚60mm以上の1パ
ス溶接ができないなどの問題を残していた。
フラックスと2000A以上の溶接電流条件と組み合わせる
ことにより板厚50mmを超える1パス溶接を実現できるサ
ブマージアーク溶接方法が提案されているが、この方法
では2000A以上の電流を適用するためには専用の溶接機
が必要であり、適用範囲が限られるなど問題があった。
ついての最適な解決方法を提供するものであり、溶接電
源などの設備の増強を行わずに、板厚50mm以上の鋼板の
片面1パス溶接を可能にする大入熱サブマージアーク溶
接方法を提案することを目的とする。
ブマージアーク溶接機として最も一般的な最大電流2000
Aの2電極サブマージアーク溶接機を用いて、厚鋼板へ
の1パスサブマージアーク溶接の適用限界について検討
を行った結果、従来の溶接材料を用いた場合には、フラ
ックスと溶接条件の組み合わせだけでは安定した溶込み
を得るには不十分であり、アーク力の増大を図ることが
肝要であるという結論に達した。
増加させたりアークを絞ってアーク力を集中させること
が必要であるが、従来から用いられているワイヤでは最
適な電流で使用することが困難であり、また従来提案さ
れている溶接条件は、溶接機の能力をフルに使用して高
能率な溶接を行うという配慮に欠けていた。そこで、本
発明者らは、2000A程度の溶接電流を用いた場合の1パ
スサブマージアーク溶接の能率を最大限に発揮させ、板
厚50mm以上の鋼板の1パス溶接で安定した信頼性の高い
溶接を行うための必要条件を検討した。その結果、先行
電極の電流密度を溶接電流とワイヤ直径の関係で効果的
にかつ安定的に増大させることにより、すなわち、溶接
電流が2000A程度の場合では、溶接ワイヤ直径を5.0mm
程度にすることにより、溶込みの安定確保が可能とな
り、また高電流密度とすることにより、先行電極電圧を
従来用いることのできなかった高い溶接電圧に設定で
き、溶込みの安定確保とビード外観が改善できることを
新たに見い出したのである。
たものである。本発明は、板厚50mm以上の鋼板を先行電
極および後行電極を用いて溶接する大入熱2電極サブマ
ージアーク溶接方法において、先行電極のワイヤの直径
が4.8mm 超〜5.6mm であり、先行電極の電流密度が80〜
100 A/mm2、先行電極電圧が42V〜55V、先行電極と後
行電極との極間距離が50〜90mm未満の条件で溶接するこ
とを特徴とする大入熱2電極サブマージアーク溶接方法
であり、さらに、本発明で使用するフラックスは、重量
%で、SiO2:10〜30%、 MgO:5〜30%、 Al2O3:2〜
20%、 CaO:2〜10%、鉄粉:10〜40%、金属成分とし
てSi, Mn, TiおよびAlの1種以上を合計で1〜10%を含
む焼成型フラックスが好適である。
詳細に説明する。本発明の溶接方法は、先行電極および
後行電極をもちいて板厚50mm以上、好ましくは60mm以上
の鋼板を1パス溶接できる大入熱2電極サブマージアー
ク溶接方法である。
を実現しようとすると溶接電流は1900A程度が必要とな
り、ワイヤ直径が4.8mm 以下では電流密度が大きくなり
すぎてワイヤの溶融速度が増大するため送給が不安定に
なり安定した溶接が行えなくなる。一方、5.6mm を超え
ると電流密度が小さくなりすぎて十分な溶込みが得にく
くなる。このため使用するワイヤの直径は4.8mm 超〜5.
6mm とした。
する大入熱1パス溶接において溶込みを確保する上で不
可欠の因子であり、このためには80A/mm2以上が必要で
ある。一方、電流密度が増加するとワイヤの溶融速度が
増大するためそれに見合うワイヤの送給が必要になる
が、電流密度が100 A/mm2を超えると一般的な溶接機で
はワイヤの送給が不安定となり溶込み不良が起こりやす
くなる。このため、先行電極の電流密度は80〜100 A/m
m2の範囲とした。なお、より好ましくは85〜95A/mm2で
ある。
込みの形状に顕著な影響を及ぼす。42V未満では、先行
電極電圧の安定性が悪く、ビード外観が乱れやすく、ま
た、溶込みの幅が狭く融合不良を生じやすい。一方、54
Vを超えると溶込みが減少し、溶込み不良を生じる恐れ
がある。このため、先行電極電圧の範囲は42V〜54Vと
した。なお、より好ましくは42〜48Vである。
90mm未満 極間距離は溶接金属の凝固割れを防止するために、溶融
池の形態がセミワンプールになるように設定する必要が
ある。したがって、本発明のような大入熱溶接に対して
は、これが50mm未満では溶融池がワンプールに近くなり
凝固割れを発生しやすくなる。一方、90mm以上では融合
不良を生じやすくなるため、先行電極と後行電極との極
間距離は50mm〜90mm未満とした。なお、より好ましくは
60〜80mmである。本発明における極間距離とは、被溶接
鋼板表面における先行電極ワイヤ中心から後行電極ワイ
ヤ中心までの距離である。
流比、後行極の溶接電圧、電極の傾き、突き出し長さな
どがあるが、これらは通常のボックス柱角継手の大入熱
サブマージアーク溶接を行う際に用いられる範囲でよ
く、溶接電流比I2 /I1 :0.7 〜1.0 (ここに、
I1 :先行電極電流、I2 :後行電極電流)、後行電極
の溶接電圧:42〜55V、電極の傾き:(先行極)0〜−
10°、(後行極)20〜0°、突き出し長さ:30〜80mmで
よい。また、溶接速度は、溶接電流と溶接材料から決ま
る溶着速度から開先を満たすのに必要な速度として必然
的に決まる条件であるが、本発明の意図する厚鋼板の1
パス溶接を行う範囲としては、12〜30cm/minの範囲が望
ましい。
SiO2-MgO-Al203系の鉄粉添加フラックスが好適である。
このフラックスの好ましい組成範囲について説明する。 SiO2:10〜30% SiO2は、造滓材として重要な成分であるが10%未満では
生成スラグの融点が上昇しすぎて良好なビード外観が得
られず、一方30%を超えるとスラグ量が増加してスラグ
剥離性が劣化したり塩基度が下がりすぎて溶接金属の靱
性が劣化する。このため、SiO2は10〜30%の範囲とし
た。なお、好ましくは15〜25%である。
分であるが、5%未満ではこの効果に乏しく、30%を超
えると融点が上昇しすぎてビード外観が劣化する。この
ため、MgO は5〜30%の範囲とした。なお、好ましくは
15〜28%である。
させるのに有効な成分であるが、2%未満ではこの効果
に乏しく、20%を超えて含まれるとスラグの融点が上昇
しすぎてビード外観が劣化する傾向がある。このため、
Al2O3 は2〜20%の範囲とした。なお、好ましくは5〜
15%である。
分であるが、2%未満ではこの効果に乏しく、10%を超
えるとスラグ剥離性が劣化する。このため、CaO は2〜
10%の範囲とした。なお、好ましくは4〜8%である。 金属Fe(鉄粉):10〜40% Feは溶着速度を増すとともに溶接作業性を改善するのに
不可欠な成分であり、10%未満では溶着速度の向上が十
分でなく、一方40%を超えて含まれるとビード幅が狭く
なりがちで良好なビード外観が得られなくなる。このた
め、金属Fe(鉄粉)は10〜40%の範囲とした。なお、好
ましくは20〜38%である。
〜10% 脱酸剤として金属成分の添加が必要であり、1%未満で
は効果が十分でなく溶接金属の酸素量が増加しすぎて靱
性が劣化し、一方合計で10%を超えて含まれると酸素量
が低下しすぎてかえって靱性を劣化させる嫌いがある。
以上本発明に用いて好適なフラックスの組成範囲につい
て説明したが、その他の成分として通常フラックスに用
いられている成分を添加しても差し支えない。そのよう
な成分としては、CaF2, BaO, ZrO, B2O3, CO2 などがあ
り、CaF2, BaO,ZrO, CO2 は5%以下、B2O3は1%以下
の範囲内でそれぞれ添加することができる。BaO, CaF2,
ZrOはスラグの塩基度および融点を調整するのに有効な
成分であるが、5%を超える添加はビード外観やスラグ
剥離性を害する。CO2 は、溶接中の炭酸塩の分解によっ
て生じ水素分圧をさげて溶接金属中の水素量を低減する
のに有効な成分であるが、5%を超えるとガスの発生に
よるビード外観の劣化が著しくなる。B2O3は溶接金属の
靱性を改善するのに有効な成分であるが、1%を超える
と溶接金属の耐割れ性が劣化する。
ーや各原料の不純物として不可避的に含有されるNa2O,
K2O などの成分があるが、これらは通常の範囲内であれ
ば問題ない。
ワイヤと表2に示す組成のフラックスを用いて、図1に
示す開先形状、表3に示す溶接条件で片面1パスのサブ
マージアーク溶接を行い、各継手部の内部欠陥およびビ
ード外観を調査した。その結果を表3に示す。
もかかわらず、良好なビード外観で内部欠陥のない溶接
継手が得られた。これに対して先行電極電圧が本発明の
範囲から外れる比較例No. 6では融合不良が、先行電極
電圧および極間距離が本発明の範囲から外れるNo. 7で
は融合不良が、フラックス組成、先行電極の電流密度が
本発明の範囲を外れる比較例No. 8では溶け込み不良、
ビード外観不良の欠陥を生じた。
増強を行わずに、板厚50mm以上の厚鋼板の片面1パス溶
接においても、内部欠陥がなく良好なビード外観を有す
る溶接継手を高能率に得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 板厚50mm以上の鋼板を先行電極および後
行電極を用いて溶接する大入熱2電極サブマージアーク
溶接方法において、先行電極のワイヤの直径が4.8mm 超
〜5.6mm であり、先行電極の電流密度が80〜100 A/m
m2、先行電極電圧が42V〜55V、先行電極と後行電極と
の極間距離が50mm〜90mm未満の条件で溶接することを特
徴とする大入熱2電極サブマージアーク溶接方法。 - 【請求項2】 重量%で、SiO2:10〜30%、 MgO:5〜
30%、 Al2O3:2〜20%、 CaO:2〜10%、鉄粉:10〜
40%、金属成分としてSi, Mn, TiおよびAlの1種以上を
合計で1〜10%を含む焼成型フラックスを使用すること
を特徴とする請求項1記載の大入熱2電極サブマージア
ーク溶接方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21562096A JP3160535B2 (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 |
TW086111257A TW368449B (en) | 1996-08-15 | 1997-08-06 | Bipolar latent arc welding method with large heat capacity |
KR1019970038383A KR100295369B1 (ko) | 1996-08-15 | 1997-08-12 | 대입열 2전극 서브머지드 아아크 용접방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21562096A JP3160535B2 (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1058143A JPH1058143A (ja) | 1998-03-03 |
JP3160535B2 true JP3160535B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=16675429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21562096A Expired - Fee Related JP3160535B2 (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3160535B2 (ja) |
KR (1) | KR100295369B1 (ja) |
TW (1) | TW368449B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101902254B1 (ko) * | 2017-07-10 | 2018-10-01 | 주식회사 제이티엔유 | 고출력 led용 방열 기판 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5608115B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2014-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接方法および溶接装置 |
-
1996
- 1996-08-15 JP JP21562096A patent/JP3160535B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-06 TW TW086111257A patent/TW368449B/zh active
- 1997-08-12 KR KR1019970038383A patent/KR100295369B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101902254B1 (ko) * | 2017-07-10 | 2018-10-01 | 주식회사 제이티엔유 | 고출력 led용 방열 기판 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980018616A (ko) | 1998-06-05 |
JPH1058143A (ja) | 1998-03-03 |
KR100295369B1 (ko) | 2001-09-17 |
TW368449B (en) | 1999-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5515850B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接とサブマージアーク溶接を組み合わせた複合溶接方法およびその複合溶接機 | |
JP4006009B2 (ja) | 亜鉛めっき鋼板のmag溶接用シールドガスおよびこのシールドガスを使用した溶接方法 | |
US6784402B2 (en) | Steel wire for MAG welding and MAG welding method using the same | |
JP2007118068A (ja) | 厚鋼板の狭開先突合せ溶接方法 | |
JP2008290115A (ja) | 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 | |
JP2538815B2 (ja) | 厚鋼板の高能率すみ肉溶接方法 | |
JP3160535B2 (ja) | 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 | |
JP3951593B2 (ja) | Mag溶接用鋼ワイヤおよびそれを用いたmag溶接方法 | |
JP3114958B2 (ja) | 厚鋼板の高能率すみ肉溶接方法 | |
JP2947731B2 (ja) | 大入熱2電極サブマージアーク溶接方法 | |
JP3765761B2 (ja) | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス | |
JP2670848B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤ | |
JPH09206945A (ja) | 多電極ガスシールド片面溶接方法 | |
JP2801161B2 (ja) | パルスmag溶接用ソリッドワイヤ | |
KR102051960B1 (ko) | 탄뎀 가스 실드 아크 용접 와이어 | |
KR960002111B1 (ko) | 두꺼운 강판의 고능률 필렛 용접 방법 | |
JP3861979B2 (ja) | 炭酸ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ | |
JPH02263593A (ja) | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ | |
JP3523777B2 (ja) | 2電極エレクトロガスア−ク溶接方法 | |
JP2005219062A (ja) | Yagレーザアークハイブリッド溶接方法 | |
JP2978744B2 (ja) | 鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法 | |
JPH11138267A (ja) | 2電極下向すみ肉サブマージアーク溶接方法 | |
JP3526769B2 (ja) | 混合ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP2000288735A (ja) | 溶接作業性および裏波ビード外観に優れた2電極立向エレクトロガスア−ク溶接方法 | |
JPH11226735A (ja) | ガスシールドアーク溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090216 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |