JPH0131995B2 - - Google Patents
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- JPH0131995B2 JPH0131995B2 JP59229601A JP22960184A JPH0131995B2 JP H0131995 B2 JPH0131995 B2 JP H0131995B2 JP 59229601 A JP59229601 A JP 59229601A JP 22960184 A JP22960184 A JP 22960184A JP H0131995 B2 JPH0131995 B2 JP H0131995B2
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- welding
- speed
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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
- 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
- B23K35/3607—Silica or silicates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、スパイラルパイプの２電極高速サブ
マージアーク方法に関し溶接においてアンダカツ
トの発生を防止し、しかも傾斜溶接に起因するビ
ード形状の劣化を防止しもしくは軽減するための
サブマージアーク溶接用溶融型フラツクスおよび
溶接条件に特色のある溶接方法についての提案で
ある。 スパイラルパイプの製造にあつては、溶接の速
度が直接生産性に影響することから、高速溶接の
要請が高い。ところがスパイラルパイプの溶接の
場合必然的にパイプの周面に沿う傾斜上り坂また
は傾斜下り坂の位置で溶接しなければならないた
め、溶接池内の溶融スラグや溶融金属が溶接線に
対してある角度をもつて流動し、その結果ビード
が凹状や凸状になりやすく、水平溶接のビードに
比較すると著しく形状が劣つており、溶接欠陥も
発生しやすい。この傾向は高速になるほど顕著で
あり、とくに内面ビードにおけるアンダカツトや
オーバーラツプの発生あるいはビード中央部にお
けるコンケーブの発生を招く原因となつていた。 （従来の技術） 第１図は、内面ビード形状の模式図で、図示の
１はオーバーラツプ、２はアンダカツト、３はコ
ンケーブの形態を示し、これらの発生を抑制する
技術については、既に特公昭55−48910号や特開
昭54−31051号、特開昭58−176098号等として提
供されている。 まず特公昭55−48910号に示されている技術は、
溶接時に外部磁場をアークに作用させてアーク柱
の方向を制御するという溶接方法そのものの改良
である。ただしこの技術の場合は磁場を作るため
の特殊な装置が必要になるという問題点があつ
た。 次に特開昭54−31051号や特開昭58−176098に
示されている技術は、いずれも傾斜高速用フラツ
クスに関する改良である。前者の技術はフラツク
スとしてSiO2、MgO、CaF2等の成分を特定して
スラグ粘度を高めると共に晶質化したフラツクス
とし、スラグ生成量を減じることにより耐湯流れ
性を改善した方法である。この既知技術の場合、
開示されているように溶接速度が2.5ｍ／min以
下の比較的低速度における下り溶接に対して適用
されるものであり、耐コンケーブ性には優れてい
るもの高速でのスパイラルパイプ溶接には適しな
いという問題点があつた。後者の技術ではフラツ
クスとして、Al2O3−SiO2−TiO2−MrO系溶融
型のものを用いて、3.0ｍ／min以上の高速溶接
においてもビード中央部のコンケーブやアンダカ
ツトが生じないように改善されてはいるものの、
Al2O3量の多いフラツクスでは融点が高いために
スラグ巻込みやポツクマーク発生などの欠陥が発
生しやすいという問題点が残されていた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、管厚９mmクラスのスパイラル
パイプについて、3.0ｍ／min以上の溶接速度で
造管できるとともにコンケーブやアンダカツトが
防止できる他、スラグ巻込みやポツクマークの発
生欠陥も阻止できる高速２電極サブマージアーク
溶接方法を提案することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、高速溶接時におけるスパイラル
パイプ内面溶接ビードのアンダカツト発生を防止
しかつ形状の良好なビードを得るために、フラツ
クスの化学組成、粉体特性、溶接位置および、溶
接速度の各関係について総合的に検討した。 まず、高速溶接において最も重要なことは、傾
斜溶接であれ、水平溶接であれアークを安定に保
つことであるが、我々はそのためにはフラツクス
中へTiO2で添加することが効果的であることを
見出した。またアークの安定性という観点からは
フラツクス粒度も重要であり、この意味において
フラツクスの組成と粒度構成の両方の適正化が必
要であることがわかつた。前記のようにアークの
安定性を良くするフラツクスを用いれば高速溶接
性の改善が期待できるが、この条件のみでは３
ｍ／min以上の高速溶接時にもアンダカツトの発
生を防止することは困難であり、さらに溶接位置
とフラツクス組成との関係についても検討を行つ
た。その結果フラツクス中にCaF2をやや多めに
添加し、溶接位置をやや下り坂位置にすることに
より、3.0ｍ／min以上の高速溶接でもアンダカ
ツトが発生せずかつコンケーブの少ない良好な形
状のビードが得られることがわかつた。しかもこ
の効果は高速の場合ほど大きいこともわかつた。 以上のことからフラツクス組成と溶接位置を適
正に選定すれば、高速溶接によつて一旦発生する
アンダカツトが順次に埋め戻されて最終的にアン
ダカツトの無い、しかも形状の良好なビードが得
られることがわかつた。 本発明は、以上のような知見に基づき、上記問
題点解決手段として、スパイラルパイプの２電極
サブマージアーク溶接に当り、 SiO2：30〜45wt％ TiO2：17〜27wt％ MnO：10〜20wt％ Al2O3：7wt％以下 MgO：２〜10wt％ CaO：10〜20wt％ およびCaF2：５〜11wt％を含有し、残余が主
として不純物からなり、1397μ以上の粒子の割合
が5wt％未満で、104μより小さい粒子の割合が
4wt％以下である溶融型フラツクスを用いて、内
面先行電極溶接位置がパイプ回転方向に−10〜10
mmの範囲内の偏心量で、パイプ厚みｔ（mm）と溶
接速度ｖ（ｍ／min）との関係が、 ｔ＜９mmのときｖ≧ｔ／10＋2.1 ｔ≧９mmのときｖ≧28.5／ｔ となるような条件下に溶接することを特徴とする
スパイラルパイプの溶接方法を提供する。 なお、内面先行電極の溶接位置偏心量とは、パ
イプの半径方向の断面について、パイプ中心を通
る鉛直線がパイプ底部と交わる点から先行電極先
端位置までの距離を表したものである。 （作用） 以下に本発明でフラツクスの成分組成、粒度、
溶接位置および溶接の速度を限定した理由につい
て詳述する。 まず成分組成の限定理由について述べる。 SiO2：SiO2はスラグ粘性と高速溶接性を調整
するのに必要な成分であるが、30wt％未満では
傾斜溶接時にスラグが流れやすく、ビード形状と
してコンケーブが大きくなり、45wt％を超える
と粘性が大きくなりすぎて溶接中に発生したガス
がスラグ層を通つて抜けきれずポツクマークが発
生する。そこで30〜45wt％とした。 TiO2：TiO2はすぐれたアーク安定剤であり、
高速溶接にとつては不可欠の成分である。ただ
17wt％未満ではその効果が小さく、一方27wt％
を超えるとスラグのはくり性が悪くなる。そこで
17〜27wt％とした。 MnO：MnOはスラグのはくり性、ビード形状
に影響する成分である。その量が10wt％未満で
はスラグはくり性が劣化し、20wt％を超えると
ビード外観が悪くなる。そこで10〜20wt％の範
囲に限定した。 Al2O3：Al2O3はフラツクス軟化温度の調整お
よびスラグ粘性に影響する成分である。これを
7wt％を超えて添加すると、ビード表面にポツク
マークが発生しやすくする。したがつて添加する
場合でも7wt％までを上限とする必要がある。 MgO：MgOは傾斜溶接時のビード形状を改善
する上で効果のある成分である。その添加量が２
％未満ではあまり効果が期待できず、また10％を
超えて添加するとポツクマークの発生が著しくな
るので、２〜10wt％にする必要がある。 CaO：CaO溶接金属中の酸素量を低下させ、溶
接金属のじん性改善に効果のある成分である。
10wt％未満の添加ではその効果が期待できず、
一方20wt％を超えて添加するとポツクマークの
発生が著しいことから10〜20wt％に限定した。 CaF2：CaF2は少量の添加でもスラグ粘性に対
する影響が極めて大きく、また溶接酸素量低減に
対して効果がある。 高速溶接時に発生しやすいアンダカツトを順次
埋めあわせながら最終的に良好なビード形状を得
るためには、5wt％を超えて添加する必要があ
り、5wt％を超えて添加することにより酸素量低
減効果も期待できるのである。これに対し11wt
％を超える量添加しても却つてスラグ粘性の低下
が大きくなり、傾斜溶接時のビード形状が劣化す
ることから、５〜11wt％の範囲に限定した。 成分組成よりなる上記フラツクスは、溶接時の
アーク安定性が良く高速溶接性にも優れている
が、フラツクス粒度との関係でさらに検討を加え
たところ、粒径1397μ以上の粒子の割合を、重量
比で５％未満とし、104μより小さい粒子の割合
を重量比で４％以下としたときには、アークの安
定性およびビードの形状が良好である。 要するにアーク空洞におけるガスの発生と逸出
のバランスに大きく影響されると考えられている
が、粒子が粗い場合には、フラツクスの溶解とガ
スの逸出のバランスが悪くなる。したがつて
1397μ以上の大きい粒子の場合は5wt％未満にす
る必要がある。一方細かい場合にはアークの安定
性は増すが、生成スラグ量が増加する傾向とな
り、傾斜溶接時のビード形状が劣化する。したが
つて104μより小さい粒子の割合は4wt％以下にす
る必要がある。 フラツクス成分組成、粒度適正化に加えて溶接
位置を内面先行（第１）電極の偏心量がパイプ回
転方向に−10〜10mmの範囲内に位置するように選
定することにより、アンダカツトを確実に防止で
きることから、溶接位置をこの範囲に限定した方
が良い。 即ち、偏心量を−10mmよりマイナス側に大きく
すると、第２図ａに示すように、スパイラルパイ
プ内面ビード特有のコンケーブを小さくすること
が可能となる。しかしながらこのマイナス側にす
ることは溶接位置がやや上り坂側に近ずくため、
高速溶接時にアンダカツトの発生が著しくなる。
一方偏心量が＋10mm（プラス）より大きくなる
と、すなわちパイプ回転方向に寄せると、高速溶
接時に第２図ｃのごとくアンダカツトの防止には
有効となるもののコンケーブが大きくなりすぎ
る。この点上記偏心量を−10mm〜＋10mmに設定す
ることにより、第２図ｂのようにアンダカツトの
発生も防止できかつコンケーブの発生も小さく抑
えることができる。 このような溶接位置の影響は、高速溶接におい
てとくに効果が大きく、溶接速度ｖ（ｍ／min）
とパイプ厚みｔ（mm）との関係で、ｔ＜９mmでは
ｖ≧ｔ／10＋2.1、ｔ≧９mmではｖ≧28.5／ｔの関係を 満足するときに、とりわけ顕著な効果がある。溶
接速度ｖが上記の値より小さい場合には従来の技
術と大差がないこと、および溶融金属量が多くな
りかえつてビード形状劣化を招きやすいことから
溶接速度を上記範囲のように限定した。 （実施例） 例 １ 第１表に示した組成と粒度構成を有するフラツ
クスを調整し外径700mm、厚み９mmの強度41Kg／
mm級のスパイラル鋼管内面溶接に適用した。 第２表はそのときの内面溶接条件であり、第１
電極の溶接電流、アーク電圧、溶接速度は同一に
し、内面先行第１電極の偏心量のみを変化させ
た。用いたワイヤはMn系のもので第１電極（直
流逆極性）では4.0mmφを第２電極（交流）では
3.2mmφを用いた。 第１表のフラツクスと第２表の溶接条件C1、
C2を組合わせたスパイラルパイプの溶接を行い
内面ビードコンケーブ深さおよびアンダカツトの
発生率を調べた結果を第３表に示す。なおアンダ
カツト発生率はビード長さｌ、アンダカツトの総
長さをΣΔlとして、次式； アンダカツト発生率（％）＝ΣΔl／２×ｌ で求めた。
マージアーク方法に関し溶接においてアンダカツ
トの発生を防止し、しかも傾斜溶接に起因するビ
ード形状の劣化を防止しもしくは軽減するための
サブマージアーク溶接用溶融型フラツクスおよび
溶接条件に特色のある溶接方法についての提案で
ある。 スパイラルパイプの製造にあつては、溶接の速
度が直接生産性に影響することから、高速溶接の
要請が高い。ところがスパイラルパイプの溶接の
場合必然的にパイプの周面に沿う傾斜上り坂また
は傾斜下り坂の位置で溶接しなければならないた
め、溶接池内の溶融スラグや溶融金属が溶接線に
対してある角度をもつて流動し、その結果ビード
が凹状や凸状になりやすく、水平溶接のビードに
比較すると著しく形状が劣つており、溶接欠陥も
発生しやすい。この傾向は高速になるほど顕著で
あり、とくに内面ビードにおけるアンダカツトや
オーバーラツプの発生あるいはビード中央部にお
けるコンケーブの発生を招く原因となつていた。 （従来の技術） 第１図は、内面ビード形状の模式図で、図示の
１はオーバーラツプ、２はアンダカツト、３はコ
ンケーブの形態を示し、これらの発生を抑制する
技術については、既に特公昭55−48910号や特開
昭54−31051号、特開昭58−176098号等として提
供されている。 まず特公昭55−48910号に示されている技術は、
溶接時に外部磁場をアークに作用させてアーク柱
の方向を制御するという溶接方法そのものの改良
である。ただしこの技術の場合は磁場を作るため
の特殊な装置が必要になるという問題点があつ
た。 次に特開昭54−31051号や特開昭58−176098に
示されている技術は、いずれも傾斜高速用フラツ
クスに関する改良である。前者の技術はフラツク
スとしてSiO2、MgO、CaF2等の成分を特定して
スラグ粘度を高めると共に晶質化したフラツクス
とし、スラグ生成量を減じることにより耐湯流れ
性を改善した方法である。この既知技術の場合、
開示されているように溶接速度が2.5ｍ／min以
下の比較的低速度における下り溶接に対して適用
されるものであり、耐コンケーブ性には優れてい
るもの高速でのスパイラルパイプ溶接には適しな
いという問題点があつた。後者の技術ではフラツ
クスとして、Al2O3−SiO2−TiO2−MrO系溶融
型のものを用いて、3.0ｍ／min以上の高速溶接
においてもビード中央部のコンケーブやアンダカ
ツトが生じないように改善されてはいるものの、
Al2O3量の多いフラツクスでは融点が高いために
スラグ巻込みやポツクマーク発生などの欠陥が発
生しやすいという問題点が残されていた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、管厚９mmクラスのスパイラル
パイプについて、3.0ｍ／min以上の溶接速度で
造管できるとともにコンケーブやアンダカツトが
防止できる他、スラグ巻込みやポツクマークの発
生欠陥も阻止できる高速２電極サブマージアーク
溶接方法を提案することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、高速溶接時におけるスパイラル
パイプ内面溶接ビードのアンダカツト発生を防止
しかつ形状の良好なビードを得るために、フラツ
クスの化学組成、粉体特性、溶接位置および、溶
接速度の各関係について総合的に検討した。 まず、高速溶接において最も重要なことは、傾
斜溶接であれ、水平溶接であれアークを安定に保
つことであるが、我々はそのためにはフラツクス
中へTiO2で添加することが効果的であることを
見出した。またアークの安定性という観点からは
フラツクス粒度も重要であり、この意味において
フラツクスの組成と粒度構成の両方の適正化が必
要であることがわかつた。前記のようにアークの
安定性を良くするフラツクスを用いれば高速溶接
性の改善が期待できるが、この条件のみでは３
ｍ／min以上の高速溶接時にもアンダカツトの発
生を防止することは困難であり、さらに溶接位置
とフラツクス組成との関係についても検討を行つ
た。その結果フラツクス中にCaF2をやや多めに
添加し、溶接位置をやや下り坂位置にすることに
より、3.0ｍ／min以上の高速溶接でもアンダカ
ツトが発生せずかつコンケーブの少ない良好な形
状のビードが得られることがわかつた。しかもこ
の効果は高速の場合ほど大きいこともわかつた。 以上のことからフラツクス組成と溶接位置を適
正に選定すれば、高速溶接によつて一旦発生する
アンダカツトが順次に埋め戻されて最終的にアン
ダカツトの無い、しかも形状の良好なビードが得
られることがわかつた。 本発明は、以上のような知見に基づき、上記問
題点解決手段として、スパイラルパイプの２電極
サブマージアーク溶接に当り、 SiO2：30〜45wt％ TiO2：17〜27wt％ MnO：10〜20wt％ Al2O3：7wt％以下 MgO：２〜10wt％ CaO：10〜20wt％ およびCaF2：５〜11wt％を含有し、残余が主
として不純物からなり、1397μ以上の粒子の割合
が5wt％未満で、104μより小さい粒子の割合が
4wt％以下である溶融型フラツクスを用いて、内
面先行電極溶接位置がパイプ回転方向に−10〜10
mmの範囲内の偏心量で、パイプ厚みｔ（mm）と溶
接速度ｖ（ｍ／min）との関係が、 ｔ＜９mmのときｖ≧ｔ／10＋2.1 ｔ≧９mmのときｖ≧28.5／ｔ となるような条件下に溶接することを特徴とする
スパイラルパイプの溶接方法を提供する。 なお、内面先行電極の溶接位置偏心量とは、パ
イプの半径方向の断面について、パイプ中心を通
る鉛直線がパイプ底部と交わる点から先行電極先
端位置までの距離を表したものである。 （作用） 以下に本発明でフラツクスの成分組成、粒度、
溶接位置および溶接の速度を限定した理由につい
て詳述する。 まず成分組成の限定理由について述べる。 SiO2：SiO2はスラグ粘性と高速溶接性を調整
するのに必要な成分であるが、30wt％未満では
傾斜溶接時にスラグが流れやすく、ビード形状と
してコンケーブが大きくなり、45wt％を超える
と粘性が大きくなりすぎて溶接中に発生したガス
がスラグ層を通つて抜けきれずポツクマークが発
生する。そこで30〜45wt％とした。 TiO2：TiO2はすぐれたアーク安定剤であり、
高速溶接にとつては不可欠の成分である。ただ
17wt％未満ではその効果が小さく、一方27wt％
を超えるとスラグのはくり性が悪くなる。そこで
17〜27wt％とした。 MnO：MnOはスラグのはくり性、ビード形状
に影響する成分である。その量が10wt％未満で
はスラグはくり性が劣化し、20wt％を超えると
ビード外観が悪くなる。そこで10〜20wt％の範
囲に限定した。 Al2O3：Al2O3はフラツクス軟化温度の調整お
よびスラグ粘性に影響する成分である。これを
7wt％を超えて添加すると、ビード表面にポツク
マークが発生しやすくする。したがつて添加する
場合でも7wt％までを上限とする必要がある。 MgO：MgOは傾斜溶接時のビード形状を改善
する上で効果のある成分である。その添加量が２
％未満ではあまり効果が期待できず、また10％を
超えて添加するとポツクマークの発生が著しくな
るので、２〜10wt％にする必要がある。 CaO：CaO溶接金属中の酸素量を低下させ、溶
接金属のじん性改善に効果のある成分である。
10wt％未満の添加ではその効果が期待できず、
一方20wt％を超えて添加するとポツクマークの
発生が著しいことから10〜20wt％に限定した。 CaF2：CaF2は少量の添加でもスラグ粘性に対
する影響が極めて大きく、また溶接酸素量低減に
対して効果がある。 高速溶接時に発生しやすいアンダカツトを順次
埋めあわせながら最終的に良好なビード形状を得
るためには、5wt％を超えて添加する必要があ
り、5wt％を超えて添加することにより酸素量低
減効果も期待できるのである。これに対し11wt
％を超える量添加しても却つてスラグ粘性の低下
が大きくなり、傾斜溶接時のビード形状が劣化す
ることから、５〜11wt％の範囲に限定した。 成分組成よりなる上記フラツクスは、溶接時の
アーク安定性が良く高速溶接性にも優れている
が、フラツクス粒度との関係でさらに検討を加え
たところ、粒径1397μ以上の粒子の割合を、重量
比で５％未満とし、104μより小さい粒子の割合
を重量比で４％以下としたときには、アークの安
定性およびビードの形状が良好である。 要するにアーク空洞におけるガスの発生と逸出
のバランスに大きく影響されると考えられている
が、粒子が粗い場合には、フラツクスの溶解とガ
スの逸出のバランスが悪くなる。したがつて
1397μ以上の大きい粒子の場合は5wt％未満にす
る必要がある。一方細かい場合にはアークの安定
性は増すが、生成スラグ量が増加する傾向とな
り、傾斜溶接時のビード形状が劣化する。したが
つて104μより小さい粒子の割合は4wt％以下にす
る必要がある。 フラツクス成分組成、粒度適正化に加えて溶接
位置を内面先行（第１）電極の偏心量がパイプ回
転方向に−10〜10mmの範囲内に位置するように選
定することにより、アンダカツトを確実に防止で
きることから、溶接位置をこの範囲に限定した方
が良い。 即ち、偏心量を−10mmよりマイナス側に大きく
すると、第２図ａに示すように、スパイラルパイ
プ内面ビード特有のコンケーブを小さくすること
が可能となる。しかしながらこのマイナス側にす
ることは溶接位置がやや上り坂側に近ずくため、
高速溶接時にアンダカツトの発生が著しくなる。
一方偏心量が＋10mm（プラス）より大きくなる
と、すなわちパイプ回転方向に寄せると、高速溶
接時に第２図ｃのごとくアンダカツトの防止には
有効となるもののコンケーブが大きくなりすぎ
る。この点上記偏心量を−10mm〜＋10mmに設定す
ることにより、第２図ｂのようにアンダカツトの
発生も防止できかつコンケーブの発生も小さく抑
えることができる。 このような溶接位置の影響は、高速溶接におい
てとくに効果が大きく、溶接速度ｖ（ｍ／min）
とパイプ厚みｔ（mm）との関係で、ｔ＜９mmでは
ｖ≧ｔ／10＋2.1、ｔ≧９mmではｖ≧28.5／ｔの関係を 満足するときに、とりわけ顕著な効果がある。溶
接速度ｖが上記の値より小さい場合には従来の技
術と大差がないこと、および溶融金属量が多くな
りかえつてビード形状劣化を招きやすいことから
溶接速度を上記範囲のように限定した。 （実施例） 例 １ 第１表に示した組成と粒度構成を有するフラツ
クスを調整し外径700mm、厚み９mmの強度41Kg／
mm級のスパイラル鋼管内面溶接に適用した。 第２表はそのときの内面溶接条件であり、第１
電極の溶接電流、アーク電圧、溶接速度は同一に
し、内面先行第１電極の偏心量のみを変化させ
た。用いたワイヤはMn系のもので第１電極（直
流逆極性）では4.0mmφを第２電極（交流）では
3.2mmφを用いた。 第１表のフラツクスと第２表の溶接条件C1、
C2を組合わせたスパイラルパイプの溶接を行い
内面ビードコンケーブ深さおよびアンダカツトの
発生率を調べた結果を第３表に示す。なおアンダ
カツト発生率はビード長さｌ、アンダカツトの総
長さをΣΔlとして、次式； アンダカツト発生率（％）＝ΣΔl／２×ｌ で求めた。
【表】
フラツクスの成分組成、粒度構成が本発明範囲
でかつ溶接位置が本発明の範囲の場合のみ、3.4
ｍ／minという高速溶接時にコンケーブ深さも小
さくアンダカツトの発生もない良好なビードが得
られるのに対し、たとえばフラツクス組成や、粒
度が本発明の範囲内であつても、溶接位置の選定
が本発明範囲外の場合や、逆に溶接位置が良くて
もフラツクス組成や粒度が本発明外の場合には、
コンケーブ深さが大きくてビードとしては不具合
だつたり、アンダカツトが発生するため高速溶接
には適さないことが確かめられた。
でかつ溶接位置が本発明の範囲の場合のみ、3.4
ｍ／minという高速溶接時にコンケーブ深さも小
さくアンダカツトの発生もない良好なビードが得
られるのに対し、たとえばフラツクス組成や、粒
度が本発明の範囲内であつても、溶接位置の選定
が本発明範囲外の場合や、逆に溶接位置が良くて
もフラツクス組成や粒度が本発明外の場合には、
コンケーブ深さが大きくてビードとしては不具合
だつたり、アンダカツトが発生するため高速溶接
には適さないことが確かめられた。
【表】
【表】
例 ２
上記例１の場合と同一サイズのスパイラルパイ
プの溶接において、第１表のフラツクスA1を用
い第２表の溶接条件で内面溶接を行つた。その結
果を第４表に示す。 本発明フラツクスと溶接条件偏心が±10以内の
ときの組合わせのときのみ、コンケーブ深さの少
ない形状良好な、しかもアンダカツト発生のない
内面ビードが得られている。 例 ３ 第１表に示すフラツクスA5と外径700mmで厚み
の異なる引張強さ41Kg／mm2級スパイラルパイプの
溶接を行つた。第５表が各パイプに対する内面溶
接条件であり厚み（ｔ）に対するｔ／10＋2.1あるい は28.5／ｔの値も併記した。 偏心量は全て共通で＋５mmである。
プの溶接において、第１表のフラツクスA1を用
い第２表の溶接条件で内面溶接を行つた。その結
果を第４表に示す。 本発明フラツクスと溶接条件偏心が±10以内の
ときの組合わせのときのみ、コンケーブ深さの少
ない形状良好な、しかもアンダカツト発生のない
内面ビードが得られている。 例 ３ 第１表に示すフラツクスA5と外径700mmで厚み
の異なる引張強さ41Kg／mm2級スパイラルパイプの
溶接を行つた。第５表が各パイプに対する内面溶
接条件であり厚み（ｔ）に対するｔ／10＋2.1あるい は28.5／ｔの値も併記した。 偏心量は全て共通で＋５mmである。
【表】
第６表に内面ビードコンケーブ深さ、アンダカ
ツトの発生率および本発明例D1〜D5と同一サイ
ズのパイプ毎に比較した溶接能率（本発明例を１
としたときの溶接速度比）を示した。比較例は従
来用いられていた溶接条件であるが、本発明例に
比較してコンケーブ深さがやや大きく、ｖ≧ｔ／10 ＋2.1（ｔ＜９）、ｖ≧28.5／ｔ（ｔ≧９） を満足しないため溶接能率が悪い。これに対し本
発明例では、従来例に比較してビード形状も良好
で、かつ極めて能率の良い溶接が実施できてい
る。
ツトの発生率および本発明例D1〜D5と同一サイ
ズのパイプ毎に比較した溶接能率（本発明例を１
としたときの溶接速度比）を示した。比較例は従
来用いられていた溶接条件であるが、本発明例に
比較してコンケーブ深さがやや大きく、ｖ≧ｔ／10 ＋2.1（ｔ＜９）、ｖ≧28.5／ｔ（ｔ≧９） を満足しないため溶接能率が悪い。これに対し本
発明例では、従来例に比較してビード形状も良好
で、かつ極めて能率の良い溶接が実施できてい
る。
【表】
【表】
【表】
較
（発明の効果） 以上説明したようにスパイラルパイプの高速サ
ブマージアーク溶接において、特定の成分組成お
よび粒度構成を有するフラツクスを採用し、内面
先行（第１）電極の偏心量がパイプ回転方向に−
10〜10mmとなる位置を選び、溶接速度が従来を25
〜30％も上回わる速度で溶接することにより、高
速溶接に伴うコンケーブや、アンダカツト等のス
パイラルパイプ溶接に特有のビード形状の劣化が
抑制でき、しかもスラグ巻込みやポツクマーク発
生もなくその工業的価値は極めて大きい。
（発明の効果） 以上説明したようにスパイラルパイプの高速サ
ブマージアーク溶接において、特定の成分組成お
よび粒度構成を有するフラツクスを採用し、内面
先行（第１）電極の偏心量がパイプ回転方向に−
10〜10mmとなる位置を選び、溶接速度が従来を25
〜30％も上回わる速度で溶接することにより、高
速溶接に伴うコンケーブや、アンダカツト等のス
パイラルパイプ溶接に特有のビード形状の劣化が
抑制でき、しかもスラグ巻込みやポツクマーク発
生もなくその工業的価値は極めて大きい。
第１図はスパイラルパイプの内面溶接ビードの
典型的な形状を示す模式図、第２図ａは、模式先
行電極の偏心量がコイル入り側に大きすぎる場合
の典型的内面ビード形状の断面図、同図ｂは偏心
量が適正な場合の、また同図ｃは偏心量がパイプ
回転方向に大きすぎる場合の典型的内面ビード形
状の断面図である。 １……オーバーラツプ、２……アンダカツト、
３……コンケーブ。
典型的な形状を示す模式図、第２図ａは、模式先
行電極の偏心量がコイル入り側に大きすぎる場合
の典型的内面ビード形状の断面図、同図ｂは偏心
量が適正な場合の、また同図ｃは偏心量がパイプ
回転方向に大きすぎる場合の典型的内面ビード形
状の断面図である。 １……オーバーラツプ、２……アンダカツト、
３……コンケーブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スパイラルパイプの２電極サブマージアーク
溶接に当り、 SiO2：30〜45wt％ TiO2：17〜27wt％ MnO：10〜20wt％ Al2O3：7wt％以下 MgO：２〜10wt％ CaO：10〜20wt％ およびCaF2：５〜11wt％を含有し、残余が主
として不純物からなり、かつ 1397μ以上の粒子の割合が5wt％未満で、104μ
より小さい粒子の割合が4wt％以下である溶融型
フラツクスを用いて、内面先行電極溶接位置がパ
イプ回転方向に−10〜10mmの範囲内の偏心量で、
パイプ厚みｔ（mm）と溶接速度ｖ（ｍ／min）との
関係が、 ｔ＜９mmのときｖ≧ｔ／10＋2.1 ｔ≧９mmのときｖ≧28.5／ｔ となるような条件下に溶接することを特徴とする
スパイラルパイプの溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22960184A JPS61108495A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | スパイラルパイプの溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22960184A JPS61108495A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | スパイラルパイプの溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61108495A JPS61108495A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH0131995B2 true JPH0131995B2 (ja) | 1989-06-28 |
Family
ID=16894733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22960184A Granted JPS61108495A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | スパイラルパイプの溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61108495A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54155166A (en) * | 1978-05-27 | 1979-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of spirally welded steel tube |
| JPS58112692A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-05 | Nippon Steel Corp | 潜弧溶接用フラツクス |
| JPS5947069A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-16 | Kawasaki Steel Corp | スパイラル管の高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
| JPS59104290A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-16 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 潜弧傾斜溶接用溶融型フラツクス |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP22960184A patent/JPS61108495A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54155166A (en) * | 1978-05-27 | 1979-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of spirally welded steel tube |
| JPS58112692A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-05 | Nippon Steel Corp | 潜弧溶接用フラツクス |
| JPS5947069A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-16 | Kawasaki Steel Corp | スパイラル管の高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
| JPS59104290A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-16 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 潜弧傾斜溶接用溶融型フラツクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61108495A (ja) | 1986-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |