JP3479200B2 - 片面サブマージアーク溶接開先用鋼充填材 - Google Patents

片面サブマージアーク溶接開先用鋼充填材

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JP3479200B2 JP06841197A JP6841197A JP3479200B2 JP 3479200 B2 JP3479200 B2 JP 3479200B2 JP 06841197 A JP06841197 A JP 06841197A JP 6841197 A JP6841197 A JP 6841197A JP 3479200 B2 JP3479200 B2 JP 3479200B2
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伸昭 飛嶋
直明 松谷
隆一 元松
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラックス銅パッ
キング片面サブマージアーク溶接等の片面サブマージア
ーク溶接において、開先形状の補正に利用したり、ある
いは、余盛調整のためなどに開先内に散布する鋼充填材
に関し、特に、低温靱性が良好な溶接金属が得られる鋼
充填材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】造船の大板継ぎ溶接では、多電極の片面
サブマージアーク溶接が一般的に採用されている。とこ
ろで、多電極の片面溶接は入熱が大きいため、他の溶接
方法に比べHAZ部の靱性が劣化する傾向にある。この
ため、溶接金属は当然のこと、HAZ部にも厳しい低温
靱性が要求されるLPG船などの低温用鋼の溶接では、
片面サブマージアーク溶接は2電極、あるいは3電極の
溶接が薄板側で適用されたぐらいであった。
【0003】しかし、近年、TMCP(Thermo
mechanical control proces
s)鋼板の進歩あるいは片面サブマージアーク溶接の高
速化に伴い、板厚20mm程度までの低温用鋼の溶接に
4電極片面サブマージアーク溶接が適用されるようにな
った。この4電極片面サブマージアーク溶接は、板厚2
0mmで溶接速度約1m/min以上、板厚16mm以
下は溶接速度1.5m/min以上と高速であるため、
溶接入熱量が従来の2あるいは3電極法に比べて少な
く、また、HAZ粗粒域も小さい。
【0004】しかし、高速溶接で良好なビード形状を形
成するには、正確な開先寸法を確保することが重要であ
る。造船の大板継ぎに使用する鋼板は、通常20m以上
と長いため、鋼板の開先寸法はかなり変動する。特に、
ギャップとルートフェースが重要で、開先にギャップが
存在したまま、あるいは、ルートフェースが小さいまま
片面サブマージアーク溶接を行うと、裏ビードが過大と
なって表ビードの余盛りが不足し、ひどい場合は裏ビー
ドに横割れが発生する。
【0005】このため、通常ギャップが存在したり、ま
たルートフェースが小さい場合、フラックス入りワイヤ
などの半自動溶接でシーリングビードを置くか、開先内
に細径ワイヤを小さく切断したものやパウダー状の金属
粉を開先内に散布して対処している。シーリング溶接の
場合、ギャップがあまりに大きいとシーリングビードが
鋼板の裏側に出て、裏当て銅板を押し上げた時、裏当て
銅板上の裏フラックスと鋼板裏面の密着性が悪くなり、
表側から溶接した時、溶融金属が鋼板裏面の裏当て銅板
上を流れる、いわゆる湯漏れ現象を引き起こす。また、
シーリング溶接は、作業能率の面からも非効率的であ
る。
【0006】この点、開先内に細径ワイヤを小さく切断
したものやパウダー状の金属粉を開先内に散布する方法
は作業も容易で能率的である。しかし、従来適用されて
きた開先散布材としては、例えば実公昭43−332号
公報に提案されているが、軟鋼やHT490クラスには
適用できても、−60℃の靱性確保が要求されるLPG
船などの低温用鋼の溶接には適用できない。また、特開
昭60−46895号公報には、ガラステープ系裏当て
材を使用する場合の裏ビードのスラグ剥離を良好にする
ため低融点のPbやBiを含有した低温用鋼の片面潜弧
溶接用開先充填材が提案されている。しかし、本発明の
対象とする片面サブマージアーク溶接では、溶接金属は
溶接時に裏当て銅板から冷却され、ナゲット形状が突き
合わせ凝固になり易く、耐高温割れ感受性の観点から低
融点の成分は極力低減する必要があり適用できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は低温
用鋼の片面サブマージアーク溶接を行うに当たり、開先
変動の補修対策が容易に実施でき、併せて高靱性な溶接
金属が得られることを目的とした片面サブマージアーク
溶接開先用鋼充填材を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、片面サ
ブマージアーク溶接開先用鋼充填材であって、C:0.
03〜0.07%(重量%、以下同じ)、Si:≦0.
05%、Mn:1.10〜1.30%、Ni:1.5〜
3.5%、Al:0.002〜0.03%、N:≦0.
0040%、O:≦0.0060%を含有し、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とする片面サ
ブマージアーク溶接開先用鋼充填材で、粒径180μm
未満を開先用鋼充填材の80%以上、かつ、45μm以
上を80%以上含有することを特徴とする片面サブマー
ジアーク溶接開先用鋼充填材にある。
【0009】
【発明の実施の形態】片面サブマージアーク溶接は1パ
ス溶接で、鋼板の溶融面積が非常に大きく、溶接金属は
希釈され易い。特に、開先ルート部に散布される充填材
はこの点を考慮して成分設計する必要がある。一般に、
多層盛り溶接金属では後続パスによる再熱効果により組
織の微細化が期待できる。しかし、片面サブマージアー
ク溶接のような1パス溶接では、上記効果は期待でき
ず、溶接ままの溶接金属の靱性を高くする必要がある。
このような場合、一般的には合金成分を多くして溶接金
属の焼き入れ性を上げる。しかし、本発明が対象として
いる溶接法では板厚により溶接入熱量が異なり、溶接部
の冷却速度(以下、冷速)が大きく違う。即ち、合金を
増加するだけでは冷速が大きい場合に、溶接金属の強度
が非常に高くなり、高温割れを発生し易い。
【0010】即ち、溶接材料としては入熱量の違いによ
る溶接金属強度変化が少なく、かつ、−60℃レベルの
低温靱性を確保する必要があり、溶接金属マトリックス
の靱性を向上させ、組織的には粒界フェライトの生成を
抑制し、その上、組織の微細化を図ることが重要であ
る。そのため、本発明者らは、Ni添加によるマトリッ
クスの固溶靱性向上、低Cおよび溶接金属中のAlとO
のバランスによる組織制御が極めて有効であることを見
いだした。従って、本発明鋼充填材の特に重要な基本組
成としては低C系で、Ni,Alを含有することであ
り、さらに、Si、Mn、N、Oを特定することによ
り、低温靱性の良好な溶接金属が得られた。また、開先
用鋼充填材の実際の溶接における使用性を考慮して、粒
径を特定した。
【0011】以下に本発明を作用とともに詳細に説明す
る。一般に、本発明の鋼充填材が適用される片面サブマ
ージアーク溶接のルート部は鋼板の溶融面積が大きく、
鋼板約65%、(溶接ワイヤ+開先用鋼充填材)約35
%で溶接金属の組成が構成される。従って、本発明の成
分限定はこの割合を前提にしたものである。 C;Cは開先用鋼充填材全重量に対し0.03〜0.0
7%である。片面サブマージアーク溶接では、溶接金属
中のC量が0.13%を越えると高温割れを発生する可
能性が大きくなる。造船用鋼板ではC量を0.15%程
度含有している場合がある。従って、鋼充填材のC量は
できるだけ低くする必要があり、0.07%を上限とし
た。ただし、0.03%未満では溶接金属の強度が低く
なり、0.03%を下限とした。
【0012】Si:Siは開先用鋼充填材全重量に対し
0.05%以下である。Siは、溶接金属中の酸素量を
低くするために必要な組成であるが、0.05%を超え
ると低温靱性が劣化する。 Mn:Mnは開先用鋼充填材全重量に対し1.10〜
1.30%である。Mnは溶接金属の強度を維持し、焼
き入れ性を確保し、粒内フェライトの変態核を生成する
上で必要である。このようなMnの効果は、1.10%
以上の添加で得る事ができる。しかしながら、1.30
%を超えると逆に靱性が劣化する。
【0013】Ni:Niは開先用鋼充填材全重量に対し
1.5〜3.5%必要である。Niは溶接金属のマトリ
ックスに固溶して、靱性を向上させる。このようなNi
の効果は溶接金属中に0.5%以上必要である。従っ
て、開先充填材中のNiは希釈率などを考慮して1.5
%を下限とした。ただし3.5%を超えると強度が低下
する。従って、Niの上限は3.5%とした。 Al:Alは開先用鋼充填材全重量に対し0.002〜
0.03%である。Alは溶接金属中の酸素を低くする
とともに、微細なミクロ組織であるアシキュラーフェラ
イトの変態核として作用する。このようなAlの効果は
0.002%以上必要である。ただし、Alが0.03
%を越えるとベイナイト組織が増加し、靱性が劣化す
る。従って、Alの上限を0.03%とした。
【0014】N:Nが開先用鋼充填材全重量に対し0.
0040%を超えると、他の靱性向上対策を付加しても
低温靱性が著しく劣化する。従って、Nは0.0040
%を上限とした。 O:Oが開先用鋼充填材全重量に対し0.0060%を
超えると、低温靱性が劣化する。Oはアシキュラーフェ
ライト変態核としてのAl酸化物やTi酸化物を生成す
るために必要であるが、フラックスから供給できる。従
って、Oは0.0060%を上限とした。
【0015】粒径:図1に示すようなギャップgが存在
する開先に充填材を散布する場合、斜線部のルートフェ
ースrを充満する程度の散布を行う。なお、充填材の粒
径が大きいと空隙率が大きくなり、裏ビードが出易くな
る。また、粒径が小さいと比重が軽くなり、鋼板裏面側
まで十分落下しない。従って、空隙率はなるべく少なく
して、かつ、自然落下できるように粒径に設定すること
が重要である。即ち、充填材の粒径は180μm未満を
80%以上、かつ、45μm以上を80%以上含有する
こととした。
【0016】以上が本発明の必須構成要件であるが、鋼
種あるいは必要性能に対して、上記以外の成分を含有し
ても本発明の特性を損なうものではない。また、本発明
の開先用鋼充填材を使用する片面サブマージアーク溶接
方法の1例は図2に示す如く、突合せ溶接する母材3,
3′を図1に示すY開先にセットし、開先下面に裏当て
装置で裏フラックス6を裏当て銅板7を介してエアーホ
ース8で押し上げて裏面側の準備する。表側からは開先
ギャップgに鋼充填材2を充満させた後、表フラックス
5を散布して複数の溶接用ワイヤ4を用いて溶接を実施
する。この溶接方法によって、図1に実線で示す溶接部
1が得られるのである。以上本発明について詳述した
が、本発明効果をさらに明確にするため、以下実施例に
ついて述べる。
【0017】
【実施例】表1に示す化学成分の板厚16mmの低温用
鋼を図1に示すようにY型開先に加工し、表2に示すよ
うな開先状態で、図2に示す片面サブマージアーク溶接
に供した。溶接ワイヤを表3に示す。ワイヤの径は4.
8、6.4mmである。次に表4に表フラックス、表5
に裏フラックスの組成を示す。溶接条件を表6に示す。
次に表7に示すPW1〜PW11の11種類の組成の充
填材を作成した。表7のうちPW1〜PW6は本発明の
開先充填材、PW7〜PW11は本発明の効果を明確に
するための比較例の開先充填材である。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】
【表5】
【0023】
【表6】
【0024】
【表7】
【0025】試験結果を表8に示した。表8の中で記号
T1〜T6は本発明の実施例、T7〜T11は比較例で
ある。これらの結果、本発明例のT1〜T6は、表ビー
ド、裏ビード、耐割れ性、−60℃のシャルピー吸収エ
ネルギー値および引張強度とも良好な値を示した。一
方、比較例T7はCの含有量が過小で引張強度が不足し
た。また、Alの含有量が過小でシャルピー吸収エネル
ギーが不足した。また、比較例T8はC含有量が過大で
高温割れが発生した。このため、以後の試験を中止し
た。
【0026】また、比較例T9はSi、Mn、Alの含
有量が過大、Niの含有量が過小でシャルピー吸収エネ
ルギーが不足した。また、比較例T10は、粒径180
μm未満が過小で空隙率が大きく、裏ビードが過大とな
った。また、Niが過大のため、引張強度が不足した。
また、比較例T11はN、Oが過大でシャルピー吸収エ
ネルギーが不足し、粒径45μm以上が過小のため開先
充填材が鋼板裏面まで落下せず裏ビードが出なかった。
【0027】
【表8】
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明開先用鋼充
填材は低温用鋼の片面サブマージアーク溶接において、
開先変動の補修対策が容易で、併せて高靱性な溶接金属
を得ることを可能とし、片面サブマージアーク溶接の能
率を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に用いた溶接開先形状を示す図、
【図2】実施例に用いた片面サブマージアーク溶接方法
を示す図である。
【符号の説明】
1 溶接部 2 開先用鋼充填材 3,3′ 母材(鋼板) 4 溶接ワイヤ 5 表フラックス 6 裏フラックス 7 裏当て銅板 8 エアーホース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元松 隆一 東京都中央区築地三丁目5番4号 日鐵 溶接工業株式会社 研究所内 (56)参考文献 特開 平7−88651(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/20 - 35/30 B23K 35/36 - 35/362 B23K 9/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面サブマージアーク溶接開先用鋼充填
    材であって、C:0.03〜0.07%(重量%、以下
    同じ)、Si:≦0.05%、Mn:1.10〜1.3
    0%、Ni:1.5〜3.5%、Al:0.002〜
    0.030%、N:≦0.0040%、O:≦0.00
    60%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
    ことを特徴とする片面サブマージアーク溶接開先用鋼
    充填材。
  2. 【請求項2】 粒径180μm未満を開先用鋼充填材の
    80%以上、かつ、45μm以上を80%以上含有する
    ことを特徴とする請求項1記載の片面サブマージアーク
    溶接開先用鋼充填材。
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JP2005349407A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Kobe Steel Ltd 片面サブマージアーク溶接方法
CN104722897B (zh) * 2015-03-26 2017-03-01 广船国际有限公司 一种埋弧焊打底方法
CN105618905A (zh) * 2016-03-24 2016-06-01 戴寒冰 一种埋弧焊的焊接方法
CN107999997B (zh) * 2017-11-23 2020-06-16 青岛武船重工有限公司 一种fab法焊接用填充粉
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