JPH0465748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は薄鋼板の溶接方法に関し、特に、−
162℃前後の極低温状態で使用される液化天然ガ
ス（LNG）タンクや−45℃前後の低温状態で使
用される液化石油ガス（LPG）タンクのような
低温タンクにおいて、底板や屋根板を形状するた
めに薄鋼板を水平状態またはそれに近い状態で突
合せ溶接する場合の溶接方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ LNGやLPGを貯蔵する低温タンクにおいては、
構造物としての十分な安全性を確保するために、
使用材料および溶接部は特に低温特性を重視した
高品質・高性能であることが要求されている。従
つて、LNGタンクにおいては９％ニツケル鋼、
LPGタンクにおいては低温用アルミキルド鋼が
使用材料として一般に用いられており、このよう
な材料から成る屋根板や底板等の溶接継手の形式
は突合せ溶接が多い。

低温タンクにおける屋根板や底板等を形成する
ために低温用の薄鋼板を水平状態またはそれに近
い状態で突合せ溶接する場合、従来一般には、第
３図に示される如く、薄鋼板１の下面側に裏当材
２および拘束治具３等を取り付けて下向姿勢で溶
接を行う片側突合せ溶接方法が採られており、し
かも溶接部の安定性および信頼性を確保するため
に、サブマージアーク溶接、全自動MIG溶接ま
たは全自動TIG溶接等の自動溶接が用いられてい
る。しかしながら、このような溶接方法において
は、以下に述べられる種々の問題点を有してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 第１に、上記の従来技術による溶接方法におい
ては、裏当材として鋼製の裏当金を用いた場合に
はルート部にブローホールが多発する傾向があ
る。また、鋼製の裏当材を用いて裏波溶接を行う
場合においては、サブマージアーク溶接等の高電
流溶接方法によると銅が溶着金属の中に混入して
溶接割れを生ずることがある。

また、健全な裏波形状を確保するためには、Ｖ
字型開先形状における開先角度を60度以上とし、
且つ、ルートギヤツプを広くとらなければならな
いが、このような開先形状を溶接前および溶接中
に維持することは非常に困難であり、加えて広角
度、広ルートギヤツプで溶接を行うことは溶接材
料や溶接作業時間の増加につながるという問題点
がある。また、この条件下では開先断面積が大き
いことから、必然的に溶接入熱量が大きくなり、
この結果、溶接部の低温じん性が劣化することが
ある。第４図にはこの従来方法により溶接された
薄鋼板のシヤルビー衝撃試験結果が示されている
が、この図からも理解されるように、融合線から
一定の距離離れた地点にぜい化点が生じている。

更に、片側突合せ溶接は溶接変形や溶接歪みが
大きいので、これを防止するための拘束治具が多
くなると共に、これら拘束治具や裏当材を取り付
けるための治具等、溶接に必要な治具類を下向溶
接の邪魔にならないように薄鋼板の下面側に取り
付ける必要があり、従つてこの取付作業ならびに
溶接完了後の撤去作業、撤去後の治具跡の検査作
業を上向姿勢で行わなければならないことから、
作業性が悪い、等の問題点があつた。

従つて、この発明の目的は、かかる問題点を解
決し、作業能率の高い高品質な溶接継手を得るこ
とができる溶接方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明による薄鋼板の溶接方法は、薄鋼板同
士を水平状態またはそれに近い状態にて突合せ溶
接する場合に、薄鋼板同士の突合せ部の開先形状
をＸ型として両側から溶接することとし、少なく
とも初層の溶接において、上面側開先部を覆うよ
うにシール板を薄鋼板上面に密着させ下面側開先
部を全自動TIG溶接により上向姿勢で溶接するよ
うにしたことを特徴としている。

［作用］ 上述したこの発明に従つた薄鋼板の溶接方法に
おいては、開先部の断面積が従来に比べて小さく
なり、また、初層を上向姿勢の全自動TIG溶接に
よつて行うので、裏波形状が平坦なものとなる。

この発明の他の目的や特徴および利点は以下の
添付図面に沿つての詳細な説明から明らかになろ
う。

［実施例］ 図面の第１図にはこの発明に従つた溶接方法の
一実施例が示されている。図示されるように、こ
の発明の溶接方法を用いて低温タンクの屋根板等
を形成するために薄鋼板１をほぼ水平状態で突合
せ溶接する場合には、まず、溶接部の開先形状を
Ｘ型とし、少なくとも下面側の開先角度を60度以
下とし、ルートギヤツプも前記従来方法の場合と
比較して狭いものとする。例えば、薄鋼板１の板
厚が９mmであるならば、従来ではルートギヤツプ
を６乃至８mmとしなければならなかつたが、この
発明によればルートギヤツプは３mmでよい。この
ように加工された薄鋼板１の開先形状を維持し且
つ溶接歪みを防止するために、コの字状の拘束板
３を突合せ部をまたぐようにして隣合う薄鋼板１
のそれぞれの上面に溶着する。次に、突合せ部の
上部を覆うべくシール板４を薄鋼板１上面に載置
し、拘束板３とシール板４との間に金矢５を打ち
込むことによりシール板４を薄鋼板１に密着させ
る。シール板４の材料は金属板やガラスクロス
等、実質的に大気を遮断できるものが用いられ
る。

上述の如く溶接準備が完了したならば、初層溶
接として全自動TIG溶接により上向姿勢で下面側
開先部６の溶接を行う。TIG溶接は不活性ガス中
で行われるが、シール板４によつて不活性ガスの
放散が防止され、また、大気からも遮断されてい
るので裏波ビードの酸化が防止される。また、狭
いルートギヤツプであつても、TIG溶接の強いア
ーク力によつて溶融金属が強制的に押し上げられ
ると共に重力の作用により、裏当材がなくとも、
偏平で良好な裏波形状が得られるようになつてい
る。従つて、上面側開先部７の下向溶接を行う前
に、グラインダ等を用いた整形作業が不要とな
る。下面側の溶接が終了後、上面側開先部７の溶
接を全自動TIG溶接により行つて溶接作業が完了
する。

この実施例では溶接は溶接部６，７の品質を考
慮して全て全自動TIG溶接によるものとしている
が、初層の溶接以外は、状況に応じてMIG溶接
や手溶接等を併用することも可能である。また、
下面側開先部６と上面側開先部７は、共に１層盛
りとしてもよく、いずれか一方或は両方とも多層
盛りにしてもよい。

尚、この発明は低温タンクに限定されることな
く、他の構造物における薄鋼板の突合せ溶接に適
用可能なことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、両側突合せ
溶接とすると共に初層を上向姿勢の全自動TIG溶
接としたことにより、開先形状を狭開先角度で狭
ルートギヤツプのＸ型とすることができ、開先部
の断面積を減じることができる。従つて、溶接に
要する時間が短縮されるので、溶接入熱量も小さ
く、じん性が向上する。図面の第２図はこの発明
に従つた溶接方法によつて突合せ溶接された薄鋼
板のシヤルピー衝撃試験結果を示す図であるが、
溶接熱によるぜい化点が生じていないことがこの
図からも理解されるであろう。

また、開先断面積が小さいことから、溶材の使
用量が少なくてすみ、材料費が安くなるという効
果もある。

更に、溶着金属の量が少ないこと、および、上
下両面からの溶接によることから、溶接変形が小
さく、拘束治具の数を大幅に減じることができ
る。しかも、治具類は全て上面に取り付けられる
ので、その取付け、取外しの作業における作業者
の負担は著しく軽減される。

また、初層が上向姿勢の溶接であるので、裏当
材を用いることなく良好な裏波形状を得ることが
でき、裏当材の取付けや取外し、グラインダによ
る整形作業が不要である。

このように、この発明によれば、作業効率並び
に品質の大幅な向上を達成することができ、特に
低温タンクの屋根板や底板等を形成する際に好適
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従つた薄鋼板の溶接方法を
示す概略説明図、第２図はこの発明によつて溶接
された薄鋼板のシヤルピー衝撃試験の結果を示す
図、第３図は従来の溶接方法を示す概略説明図、
第４図は第３図の従来方法によつて溶接された薄
鋼板のシヤルピー衝撃試験の結果を示す図であ
る。 図中、１……薄鋼板、２……裏当材、３……拘
束治具、４……シール板、５……金矢、６……下
面側開先部、７……上面側開先部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薄鋼板同士を水平状態またはそれに近い状態
   にて突合せ溶接する場合に、前記薄鋼板同士の突
   合せ部の開先形状をＸ型として両側から溶接する
   こととし、少なくとも初層の溶接において、上面
   側開先部を覆うようにシール板を前記薄鋼板上面
   に密着させ下面側開先部を全自動TIG溶接により
   上向姿勢で溶接するようにしたことを特徴とする
   薄鋼板の溶接方法。