JP7448086B2 - 片面サブマージアーク溶接方法および溶接継手の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]2枚の鋼板を突き合わせて溶接する片面サブマージアーク溶接方法において、前記鋼板の表面側および裏面側に開先と、前記表面側の開先と前記裏面側の開先との間にルート面とを形成し、表面側から溶接を行う片面サブマージアーク溶接方法。
[2]前記ルート面の高さが2~5mmである[1]に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[3]前記裏面側の開先の開先深さが2~5mmである[1]または[2]に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[4]前記表面側および裏面側の開先角度が20~70°である[1]ないし[3]のいずれか一に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[5]前記鋼板の板厚が9~40mmである[1]ないし[4]のいずれか一に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[6]溶接速度が500~1200mm/minである[1]ないし[5]のいずれか一に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[7]2~4本の電極を用いる[1]ないし[6]のいずれか一に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[8]前記電極における第一電極の電流値が700~1600Aである[7]に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[9]前記電極すべての合計溶接入熱が20000J/mm以下である[7]または[8]に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[10]前記表面側の溶接を、一層以上行う[1]ないし[9]のいずれか一に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
[11][1]ないし[10]のいずれか一に記載された溶接方法で作製された溶接継手。
[12][1]ないし[10]のいずれか一に記載された溶接方法で接合して溶接継手を形成する溶接継手の製造方法。
まず、本発明の一実施形態にかかる片面サブマージアーク溶接方法に適した開先形状について、図1を参照しながら説明する。
なお、片面サブマージアーク溶接される側が表面側である。
次に、本実施形態にかかる突合せ継手の片面一層サブマージアーク溶接(SAW)方法について説明する。
図3に片面サブマージアーク溶接方法における鋼板の板厚tと溶接入熱量との関係に与える開先形状の影響を示す。発明例(記号B)は図1に示すように表面側および裏面側ともに開先を設けている。従来例(記号A)は図2に示すように表面側にのみ開先を設けている。図3の結果から、発明例の方が従来例より同じ板厚であっても溶接入熱量を低減できることがわかる。一般的に同じ板厚の鋼材に対して入熱量を低くすると靭性が向上することが知られている。本実施形態の適用により、過大な入熱を原因とするHAZにおける低温靭性の劣化を抑止できるといえる。また、本実施形態では、このような観点から電極すべての合計溶接入熱は、20000J/mm以下とすることが好ましい。
本実施形態で用いる溶接用ワイヤの一実施態様として、低温用鋼用溶接材料であるソリッドワイヤがある。その化学成分は、たとえば、質量基準で、C:0.10%、Si:0.03%、Mn:1.65%、Ni:2.40%、Mo:0.50%、残部Feおよび不可避的不純物である鋼が挙げられる。しかし、本実施形態において、溶接用ワイヤはこれに限定されるものではない。
溶接用フラックスとしては、通常公知の溶融フラックスまたはボンドフラックスのいずれも使用することができる。例えば、ボンドフラックスの化学成分の例としては、SiO2:10~30%、CaO:10~50%、MgO:20~50%、Al2O3:10~30%、CaF2:5~20%、CaCO3:2~15%などを含有するフラックスを使用することができる。しかし、本実施形態において、溶接用フラックスはこれに限定されるものではない。なお、ボンドフラックスの場合、従来のSAWと同様に溶接前に乾燥(例えば、200-300℃、1~2時間)することが好ましい。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、下記の実施例は、本発明を例示してより詳細に説明するためのものにすぎず、本発明の権利範囲を限定するものではない。
前述のSAWにより得られた突合せ溶接継手部から、JIS Z 3111:2005(溶着金属の引張及び衝撃試験方法)の規定に準拠して、図4に示すようにシャルピー衝撃試験片(Vノッチ)を採取し、衝撃試験を実施した。
2a、2b (表面側)テーパー部
3a、3b ルート面
4a、4b 裏面側テーパー部
5 溶接金属
6 溶接熱影響部(HAZ)
7 試験片
7a Vノッチ(位置)
8 裏波
h (表面側開先の)開先深さ
k (裏面側開先の)開先深さ
r ルート面高さ
S 開先断面積(表面側)
θ (表面側)開先角度
δ (裏面側)開先角度
Claims (7)
- 2枚の鋼板を突き合わせて溶接する片面サブマージアーク溶接方法において、前記鋼板の表面側および裏面側に開先と、前記表面側の開先と前記裏面側の開先との間にルート面とを形成し、表面側から溶接を行い、裏面側に所定の形状の裏波を形成するにあたり、
前記鋼板の板厚を9~40mmの範囲とし、
前記ルート面の高さを2~5mmの範囲とし、
前記裏面側の開先の開先深さを2~5mmの範囲とし、
溶接速度が500~1200mm/minである片面サブマージアーク溶接方法。 - 前記表面側および裏面側の開先角度が20~70°である請求項1に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
- 2~4本の電極を用いる請求項1に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
- 前記電極における第一電極の電流値が700~1600Aである請求項3に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
- 前記電極すべての合計溶接入熱が20000J/mm以下である請求項3に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
- 前記表面側の溶接を、一層以上行う請求項1に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
- 請求項1ないし6のいずれか一項に記載された溶接方法で接合して溶接継手を形成する溶接継手の製造方法。
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