JPH01299775A - 高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の裏波溶接方法 - Google Patents
高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の裏波溶接方法Info
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- JPH01299775A JPH01299775A JP12679688A JP12679688A JPH01299775A JP H01299775 A JPH01299775 A JP H01299775A JP 12679688 A JP12679688 A JP 12679688A JP 12679688 A JP12679688 A JP 12679688A JP H01299775 A JPH01299775 A JP H01299775A
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Classifications
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- 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
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド
鋼の構造物、鋼管等の裏波溶接において、良好な継手特
性が得られる溶接方法および極めて良好な継手特性が得
られ且つ高能率な溶接方法に関する。
鋼の構造物、鋼管等の裏波溶接において、良好な継手特
性が得られる溶接方法および極めて良好な継手特性が得
られ且つ高能率な溶接方法に関する。
高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の全姿
勢溶接法としては、従来、被覆アーク溶接法およびＴＩ
Ｇ溶接法が行われている。
勢溶接法としては、従来、被覆アーク溶接法およびＴＩ
Ｇ溶接法が行われている。
上記の従来行われてきた溶接法のうち被覆アーク溶接法
は、溶着速度が２０ ｇ／ｍｔｎ程度とやや低能率であ
る。また溶接ビード継ぎ箇所が多いためクレータ−処理
部に欠陥が発生しやすい、さらにこれらの溶接に使用さ
れる被覆アーク溶接棒の被覆材には多量のＮｌ、Ｃｒ、
Ｍｏ等の合金元素を添加するためにアークが不安定にな
り、そのため全姿勢溶接を行うには高度の溶接技術をも
った溶接部を必要とする。
は、溶着速度が２０ ｇ／ｍｔｎ程度とやや低能率であ
る。また溶接ビード継ぎ箇所が多いためクレータ−処理
部に欠陥が発生しやすい、さらにこれらの溶接に使用さ
れる被覆アーク溶接棒の被覆材には多量のＮｌ、Ｃｒ、
Ｍｏ等の合金元素を添加するためにアークが不安定にな
り、そのため全姿勢溶接を行うには高度の溶接技術をも
った溶接部を必要とする。
一方、ＴＩＧ溶接においては、溶着速度が１０ｇ ／ｓ
ｉｎ程度と低く非能率である。またＴＩＧ溶接は大入熱
溶接になり、高合金、二相ステンレス鋼やそれらのクラ
ッド鋼の板厚および管厚が増大すると、溶接積層が増す
ため、溶接部に熱履歴を多く受け、そのため耐食性が劣
化する。
ｉｎ程度と低く非能率である。またＴＩＧ溶接は大入熱
溶接になり、高合金、二相ステンレス鋼やそれらのクラ
ッド鋼の板厚および管厚が増大すると、溶接積層が増す
ため、溶接部に熱履歴を多く受け、そのため耐食性が劣
化する。
上記問題に鑑み、被覆アーク溶接法やＴＩＧ溶接よりも
っと高能率で、しかも安定した良好な継手特性が得られ
る溶接法を提供することが本発明の目的である。
っと高能率で、しかも安定した良好な継手特性が得られ
る溶接法を提供することが本発明の目的である。
〔課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため発明者等はＭＩＧｔ＠接法を採
用することにした。
用することにした。
しかし、−ｍ的にＭＩＧ溶接ではシールドガスにＡｒと
ＣＯｔの混合ガス、もしくはＡｒと０□の混合ガスを使
用するが、これらのシールドガスでは溶接ビード表面が
酸化されるため耐食性が劣る。このため本発明者は種々
試験研究の結果、シールドガスとしてＡｒにＨｅを混合
することにより、溶接ビード表面の酸化が防止できるこ
とを確認した。
ＣＯｔの混合ガス、もしくはＡｒと０□の混合ガスを使
用するが、これらのシールドガスでは溶接ビード表面が
酸化されるため耐食性が劣る。このため本発明者は種々
試験研究の結果、シールドガスとしてＡｒにＨｅを混合
することにより、溶接ビード表面の酸化が防止できるこ
とを確認した。
また裏波部の酸化を防止するために、バックパージシー
ルドガスとしてＡｒとＨ！の混合ガスを使用することに
より確実な効果のあることを発見した。さらに溶接電流
としてパルス電流の使用により、溶着金属量を増加し、
溶接を高能率化することができる。
ルドガスとしてＡｒとＨ！の混合ガスを使用することに
より確実な効果のあることを発見した。さらに溶接電流
としてパルス電流の使用により、溶着金属量を増加し、
溶接を高能率化することができる。
すなわち、本発明請求項１は、高合金、ステンレス鋼お
よびそれらのクラッド鋼のＭＩＧ溶接において、シール
ドガスとして体積％でＨｅ ： ２５〜５０％、残が実
質的にＡｒからなるガスを３０〜５０ ｊ！／ｗｉｎ流
すとともに、バックパージシールドガススとして体積％
でＨ！Ｆ１０％以下、残が実質的にＡｒからなるガスを
１０〜２０１／ｕｒｎ流して溶接する裏波溶接方法を要
旨とし、また本発明請求項２は高合金、ステンレス鋼お
よびそれらのクラッド鋼のＭＩＧ溶接において、上記シ
ールドガスおよびバックパージシールドガスを流し、パ
ルス溶接電流により溶接する裏波溶接方法を要旨とする
。
よびそれらのクラッド鋼のＭＩＧ溶接において、シール
ドガスとして体積％でＨｅ ： ２５〜５０％、残が実
質的にＡｒからなるガスを３０〜５０ ｊ！／ｗｉｎ流
すとともに、バックパージシールドガススとして体積％
でＨ！Ｆ１０％以下、残が実質的にＡｒからなるガスを
１０〜２０１／ｕｒｎ流して溶接する裏波溶接方法を要
旨とし、また本発明請求項２は高合金、ステンレス鋼お
よびそれらのクラッド鋼のＭＩＧ溶接において、上記シ
ールドガスおよびバックパージシールドガスを流し、パ
ルス溶接電流により溶接する裏波溶接方法を要旨とする
。
以下本願で特にことわらないかぎり％は体積％である。
本願ＭＩＧ溶接においては、シールドガスとしてＡｒに
Ｈｅを混合するため・溶接待発生するスパッタを少なく
し、ビード表面の酸化を防止し、溶接作業性゛が改善さ
れ、溶接部の耐食性を良好にする。またバックパージシ
ールドガスとして一般的には１００％Ａｒが使用される
が、Ａｒ単体では裏波部表面がわずかに酸化される０本
発明ではＡｒに少量のＨ８を混合したガスを使用するた
め、このわずかの酸化も防止され耐食性の劣化が防げる
。すなわち不活性ガスであるＨ２を混合することにより
、工業用Ａｒ中に存在する不純物で酸化される裏波部を
還元反応させることにより酸化を防止する。
Ｈｅを混合するため・溶接待発生するスパッタを少なく
し、ビード表面の酸化を防止し、溶接作業性゛が改善さ
れ、溶接部の耐食性を良好にする。またバックパージシ
ールドガスとして一般的には１００％Ａｒが使用される
が、Ａｒ単体では裏波部表面がわずかに酸化される０本
発明ではＡｒに少量のＨ８を混合したガスを使用するた
め、このわずかの酸化も防止され耐食性の劣化が防げる
。すなわち不活性ガスであるＨ２を混合することにより
、工業用Ａｒ中に存在する不純物で酸化される裏波部を
還元反応させることにより酸化を防止する。
さらにパルス溶接電流を使用する場合、溶接電流の平均
値が小さくてしかも溶着能率を高める作用があり、最適
溶接条件が広くとれ、全姿勢溶接が容易である。また溶
接入熱を小さくすることができるので、溶接熱影響部が
小さくなり、耐食性の劣化が少ない。
値が小さくてしかも溶着能率を高める作用があり、最適
溶接条件が広くとれ、全姿勢溶接が容易である。また溶
接入熱を小さくすることができるので、溶接熱影響部が
小さくなり、耐食性の劣化が少ない。
先ず本発明においてシールドガスを特定した理由につい
て述べる０本発明者は第１表の成分母材を第２表の成分
の溶接材料で第１図の開先を設けて、電流２００Ａ、電
圧２２ｖ、速度２０ ａｍ／ｗｉｎの溶接条件でＭＩＧ
ｆ９接しく一層のみ溶接）、その際シールドガス組成を
変え、発生したスパッタ数を測定し、また溶接ビード表
面より試験片を採取して耐食性試験を行った。その結果
を第３図および第４図に示す。
て述べる０本発明者は第１表の成分母材を第２表の成分
の溶接材料で第１図の開先を設けて、電流２００Ａ、電
圧２２ｖ、速度２０ ａｍ／ｗｉｎの溶接条件でＭＩＧ
ｆ９接しく一層のみ溶接）、その際シールドガス組成を
変え、発生したスパッタ数を測定し、また溶接ビード表
面より試験片を採取して耐食性試験を行った。その結果
を第３図および第４図に示す。
スパッタ数では第３図に示す如＜ＡｒとＣＯｚ混合ガス
が一番多くて成績が悪く、Ｈｅ２５〜５０％、Ａｒ５０
〜７５％の混合ガスがスパッタ数が少なく、良好な成績
を示した。また耐食性試験でも第４図に示す如く、Ａｒ
とＣＯ８の混合ガスは、母材やＨｅ：５０％、Ａｒ５０
％の混合ガスをシールドガスに用いた本発明の溶接法に
よる継手に較べて極端に劣り、これに対してＨｅ：５０
％、Ａｒ ： ５０％のシールドガスを用いたものは母
材に較べ、継手部の耐食性が殆ど劣化していない。この
ようにＨｅ：２５〜５０％混合Ａｒガスをシールドガス
に使用することにより良好な溶接部が得られる。
が一番多くて成績が悪く、Ｈｅ２５〜５０％、Ａｒ５０
〜７５％の混合ガスがスパッタ数が少なく、良好な成績
を示した。また耐食性試験でも第４図に示す如く、Ａｒ
とＣＯ８の混合ガスは、母材やＨｅ：５０％、Ａｒ５０
％の混合ガスをシールドガスに用いた本発明の溶接法に
よる継手に較べて極端に劣り、これに対してＨｅ：５０
％、Ａｒ ： ５０％のシールドガスを用いたものは母
材に較べ、継手部の耐食性が殆ど劣化していない。この
ようにＨｅ：２５〜５０％混合Ａｒガスをシールドガス
に使用することにより良好な溶接部が得られる。
シールドガスの流量が３０１／ｌｉｎ未満ではシールド
効果が不充分となり、逆に５０４！／ｌｌ１ｉｎを超え
ても効果がそれ以上顕著にならず、流量としては３０〜
５０ ｊ／＋ｅｉｎが適当である。
効果が不充分となり、逆に５０４！／ｌｌ１ｉｎを超え
ても効果がそれ以上顕著にならず、流量としては３０〜
５０ ｊ／＋ｅｉｎが適当である。
次にバンクパージシールドは、裏波の酸化防止、良好な
継手性能を得るために行われるが、特に本発明が対象と
する適用鋼種が高合金、ステンレス鋼およびそれらのク
ラッド鋼であり、バックパージシールドガスは特に重要
である。
継手性能を得るために行われるが、特に本発明が対象と
する適用鋼種が高合金、ステンレス鋼およびそれらのク
ラッド鋼であり、バックパージシールドガスは特に重要
である。
バックパージシールドガスには従来１００％Ａ「が使用
されてきた。工業用の純Ａｒは純度が９９％〜９９．９
９９％であるが、裏波部では残部の１％〜０．００１％
の不純物でも酸化される。このためＡｒとＨｌの混合ガ
スをバンクパージシールドガスに使用することにより、
この不純物に対し還元反応させることにより裏波酸化を
防止することができる。
されてきた。工業用の純Ａｒは純度が９９％〜９９．９
９９％であるが、裏波部では残部の１％〜０．００１％
の不純物でも酸化される。このためＡｒとＨｌの混合ガ
スをバンクパージシールドガスに使用することにより、
この不純物に対し還元反応させることにより裏波酸化を
防止することができる。
一方、トーチ側のシールドガスにＨ２を添加すると水素
割れの問題を生じる恐れがあるので使用できない、しか
しバックパージシールドガスにＨ３を添加した場合は溶
接部に吸収されるＨｔの割合は少なく、本発明で限定し
た１０％迄であれば水素割れの問題は生じないで良好な
結果が得られる。バックパージシールドガスの流量とし
ては１０〜２０ ｊ！／ｗｉｎが必要である。
割れの問題を生じる恐れがあるので使用できない、しか
しバックパージシールドガスにＨ３を添加した場合は溶
接部に吸収されるＨｔの割合は少なく、本発明で限定し
た１０％迄であれば水素割れの問題は生じないで良好な
結果が得られる。バックパージシールドガスの流量とし
ては１０〜２０ ｊ！／ｗｉｎが必要である。
バンクパージシールドガスの流量を１０〜２０Ｉｔ ／
ｓ＋ｉｎとする理由は１０１１／ｍｉｎ未満ではシール
ド効果が不充分であり、裏波の酸化防止に役立たず逆に
２０７／ｗｉｎを超えても効果がそれ以上顕著にならな
い。
ｓ＋ｉｎとする理由は１０１１／ｍｉｎ未満ではシール
ド効果が不充分であり、裏波の酸化防止に役立たず逆に
２０７／ｗｉｎを超えても効果がそれ以上顕著にならな
い。
第 １ 表 供試母材成分（重量％）
第 ２ 表 使用溶接材料成分償量％）次にパルス溶接
電流を用いた本発明の溶接法の実施例について、従来の
溶接法と比較して記載する。
電流を用いた本発明の溶接法の実施例について、従来の
溶接法と比較して記載する。
第３表に示すＮｉ高合金クラッド鋼を、第２図に示す開
先を施し、第４表に示す溶接材料を用いて本発明法ＭＴ
Ｇ溶接法および従来法ＴＩＧ溶接法を行った。
先を施し、第４表に示す溶接材料を用いて本発明法ＭＴ
Ｇ溶接法および従来法ＴＩＧ溶接法を行った。
このときのクラッド厚みは３龍、炭素鋼厚みは１２、７
ｗである。また溶接条件は第５表に示す。
ｗである。また溶接条件は第５表に示す。
第 ３ 表 使用クラッド鋼成分（３１％）第 ４ 表
使用溶接材料成分（１１１％）第 ５ 表 溶接条
件 上記本発明の溶接法と従来の溶接法との溶接入熱比較を
第６表に示す。
使用溶接材料成分（１１１％）第 ５ 表 溶接条
件 上記本発明の溶接法と従来の溶接法との溶接入熱比較を
第６表に示す。
第 ６ 表 膿人熱比較
第５表、第６表に示すように、本発明の溶接法は高能率
であり、しかも低入熱である。このように溶接入熱が小
さいため、溶接熱影響部の耐食性劣化が防止できる長所
が大である。
であり、しかも低入熱である。このように溶接入熱が小
さいため、溶接熱影響部の耐食性劣化が防止できる長所
が大である。
また、本発明法および従来法の溶接継手部の引張り試験
および表曲げ、表曲げ試験を行ったが、引張り強さは従
来法のものがＴｏ、 ６ ｋｇ ｆ ７ｗ”、本発明法
のものが７１．２ ｋｔ ｆ ７１ｍ” 、表曲げ、表
曲げは何れも合格で良好な継手部であることが示された
。
および表曲げ、表曲げ試験を行ったが、引張り強さは従
来法のものがＴｏ、 ６ ｋｇ ｆ ７ｗ”、本発明法
のものが７１．２ ｋｔ ｆ ７１ｍ” 、表曲げ、表
曲げは何れも合格で良好な継手部であることが示された
。
なお、本発明方法においてパルス溶接電流の好ましい範
囲は、そのときの開先形状、溶接材料、特に溶接ワイヤ
ー径等で異なってくるが第５図に示すように、横軸に時
間、縦軸に電流をとって表わすと、パルス電流ｔｐは４
５０〜５００Ａ、パルス幅Ｔｐは２〜３ｍｓ、ベース電
流！ｂは５０Ａ、平均電流は２００〜２２０Ａの範囲が
適当である。
囲は、そのときの開先形状、溶接材料、特に溶接ワイヤ
ー径等で異なってくるが第５図に示すように、横軸に時
間、縦軸に電流をとって表わすと、パルス電流ｔｐは４
５０〜５００Ａ、パルス幅Ｔｐは２〜３ｍｓ、ベース電
流！ｂは５０Ａ、平均電流は２００〜２２０Ａの範囲が
適当である。
本発明は上記実施例の範囲に限られるものではな（、高
合金、ステンレス鋼およびそれらのクランド鋼の構造物
、管その他の裏波溶接全般に広く適用され得るものであ
る。
合金、ステンレス鋼およびそれらのクランド鋼の構造物
、管その他の裏波溶接全般に広く適用され得るものであ
る。
本発明は高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド
鋼のＭＴＧ溶接において、シールドガスにＡｒにｌ（ｅ
を混合することにより溶接ビード表面の酸化防止効果が
向上し、バックパージシールドガスとしてＡｒにＨ８を
混合することにより裏波部の酸化が有効に防止される効
果がある。
鋼のＭＴＧ溶接において、シールドガスにＡｒにｌ（ｅ
を混合することにより溶接ビード表面の酸化防止効果が
向上し、バックパージシールドガスとしてＡｒにＨ８を
混合することにより裏波部の酸化が有効に防止される効
果がある。
さらにパルス溶接電流の使用により溶着量が増加し、高
能率がはかられ、これらの組合せで高能率で、しかも低
入熱のために溶接熱影響部が狭く、耐食性劣化の殆どな
い安定した性能の継手部が得られる全姿勢溶接が可能で
ある。
能率がはかられ、これらの組合せで高能率で、しかも低
入熱のために溶接熱影響部が狭く、耐食性劣化の殆どな
い安定した性能の継手部が得られる全姿勢溶接が可能で
ある。
第１図および第２図は本発明の溶接試験に用いた寸法大
り開先形状図、第３図はシールドガス組成を変えたとき
の発生したスパッタ数を表わす曲線グラフ、第４図は同
じくシールドガス組成を変えたときの溶接ビード表面の
耐食性試験結果の棒グラフ、第５図は本発明の溶接方法
で使用するパルス電流の波形図である。 第 １ 図 第 ２ 間第 ３
図 シールドガス比率
り開先形状図、第３図はシールドガス組成を変えたとき
の発生したスパッタ数を表わす曲線グラフ、第４図は同
じくシールドガス組成を変えたときの溶接ビード表面の
耐食性試験結果の棒グラフ、第５図は本発明の溶接方法
で使用するパルス電流の波形図である。 第 １ 図 第 ２ 間第 ３
図 シールドガス比率
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の
ＭＩＧ溶接において、シールドガスとして体積％でＨｅ
：２５〜５０％、残部が実質的にＡｒからなるガスを３
０〜５０ ｌ／ｍｉｎ流すとともに、バックパージシールドガスと
して、体積％でＨ＿２：１０％以下、残部が実質的にＡ
ｒからなるガスを１０〜２０ｌ／ｍｉｎ流して溶接する
ことを特徴とする高合金、ステンレス鋼およびそれらの
クラッド鋼の裏波溶接方法。 ２、高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の
ＭＩＧ溶接において、シールドガスとして体積％でＨｅ
：２５〜５０％、残部が実質的にＡｒからなるガスを３
０〜５０ ｌ／ｍｉｎ流すとともに、バックパージシールドガスと
して体積％でＨ＿２：１０％以下、残部が実質的にＡｒ
からなるガスを１０〜２０ ｌ／ｍｉｎ流し、パルス溶接電流により溶接することを
特徴とする高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッ
ド鋼の裏波溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679688A JPH01299775A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の裏波溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679688A JPH01299775A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の裏波溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01299775A true JPH01299775A (ja) | 1989-12-04 |
Family
ID=14944162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12679688A Pending JPH01299775A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 高合金、ステンレス鋼およびそれらのクラッド鋼の裏波溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01299775A (ja) |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP12679688A patent/JPH01299775A/ja active Pending
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