JPH0636994B2 - 立向上進溶接法 - Google Patents
立向上進溶接法Info
- Publication number
- JPH0636994B2 JPH0636994B2 JP2262301A JP26230190A JPH0636994B2 JP H0636994 B2 JPH0636994 B2 JP H0636994B2 JP 2262301 A JP2262301 A JP 2262301A JP 26230190 A JP26230190 A JP 26230190A JP H0636994 B2 JPH0636994 B2 JP H0636994B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- metal
- welding method
- welding
- base material
- Prior art date
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は摺動式の水冷銅（銅合金も含む、以下同じ）当
金を使用するエレクトロスラグ溶接法及びエレクトロガ
スアーク溶接法等の立向上進溶接法に関する。
金を使用するエレクトロスラグ溶接法及びエレクトロガ
スアーク溶接法等の立向上進溶接法に関する。
［従来の技術］ エレクトロスラグ溶接法及びエレクトロガスアーク溶接
法等の立向上進溶接法は、立向継手の高能率施工法とし
て、造船及び石油タンク等の大型構造物の溶接に広く採
用されている。
法等の立向上進溶接法は、立向継手の高能率施工法とし
て、造船及び石油タンク等の大型構造物の溶接に広く採
用されている。
第１図はエレクトロスラグ溶接法の原理を示す一部切欠
斜視図である。１対の母材１がその被溶接面を垂直にし
て相互に対向させて配置されている。そして、この母材
１の対向面間を挟むようにして水冷銅当金２が母材１に
接触して配置されている。この母材１及び銅当金２によ
り囲まれて形成された開先内には、３本の電極ワイヤ３
が１／４円状に湾曲するノズル４に案内されて連続的に
供給される。
斜視図である。１対の母材１がその被溶接面を垂直にし
て相互に対向させて配置されている。そして、この母材
１の対向面間を挟むようにして水冷銅当金２が母材１に
接触して配置されている。この母材１及び銅当金２によ
り囲まれて形成された開先内には、３本の電極ワイヤ３
が１／４円状に湾曲するノズル４に案内されて連続的に
供給される。
そして、電極ワイヤ３と母材１との間の溶融スラグ５を
流れる電流によってスラグ５が抵抗発熱し、スラグ５が
母材１の融点以上の高温に達する。そうすると、電極ワ
イヤ３及び母材１の対向面が溶融し、溶融金属６が生成
する。これにより、母材１は、スラグ浴の下で溶融池の
状態で結合される。そして、水冷銅当金２を上方に摺動
させることにより、この溶融金属６が冷却されて凝固
し、凝固金属７とななる。これにより、母材１間に溶接
金属８が介在して母材１同士が接合される。
流れる電流によってスラグ５が抵抗発熱し、スラグ５が
母材１の融点以上の高温に達する。そうすると、電極ワ
イヤ３及び母材１の対向面が溶融し、溶融金属６が生成
する。これにより、母材１は、スラグ浴の下で溶融池の
状態で結合される。そして、水冷銅当金２を上方に摺動
させることにより、この溶融金属６が冷却されて凝固
し、凝固金属７とななる。これにより、母材１間に溶接
金属８が介在して母材１同士が接合される。
第２図ははエレクトロガスアーク溶接法の原理を示す側
面断面図である。母材１１の裏側には、水冷銅板、固形
耐火フラックス又は永久鉄当金等からなる固定式裏当材
１２が配置されている。摺動式水冷銅当金１３は内部を
通流する冷却水により冷却されており、開先に形成され
る溶融スラグ１４及び溶融金属１５を、固定式裏当材１
２及び１対の母材１１との間で囲むように配置される。
この水冷銅当金１３が上方に摺動することにより、溶融
金属１５が凝固して溶接金属１６が形成される。この溶
接金属１６の表面及び裏面は溶融スラグ１４が流れ出て
凝固した固着スラグ１７により覆われる。
面断面図である。母材１１の裏側には、水冷銅板、固形
耐火フラックス又は永久鉄当金等からなる固定式裏当材
１２が配置されている。摺動式水冷銅当金１３は内部を
通流する冷却水により冷却されており、開先に形成され
る溶融スラグ１４及び溶融金属１５を、固定式裏当材１
２及び１対の母材１１との間で囲むように配置される。
この水冷銅当金１３が上方に摺動することにより、溶融
金属１５が凝固して溶接金属１６が形成される。この溶
接金属１６の表面及び裏面は溶融スラグ１４が流れ出て
凝固した固着スラグ１７により覆われる。
摺動式銅当金１３の上部からは、開先内にシールドガス
としてＣＯ2ガスが吹き付けられている。そして、トー
チ１８によりフラックス入り溶接ワイヤ２０が前記開先
内に供給され、このワイヤ２０はチップ１９により給電
されてワイヤ２０と溶融スラグ１４との間にアーク２１
が形成される。このアーク２１により母材１１の対向面
及びワイヤ２０が溶融する。
としてＣＯ2ガスが吹き付けられている。そして、トー
チ１８によりフラックス入り溶接ワイヤ２０が前記開先
内に供給され、このワイヤ２０はチップ１９により給電
されてワイヤ２０と溶融スラグ１４との間にアーク２１
が形成される。このアーク２１により母材１１の対向面
及びワイヤ２０が溶融する。
而して、これらのエレクトロスラグ溶接法及びエレクト
ロガスアーク溶接法には、摺動式の銅当金２，１３とし
て、ＪＩＳに規定されている銅又は銅合金が使用されて
いる。例えば、特開昭54-148155号には、摺動式水冷銅
板を使用するエレクトロガスアーク溶接法が開示されて
いる。
ロガスアーク溶接法には、摺動式の銅当金２，１３とし
て、ＪＩＳに規定されている銅又は銅合金が使用されて
いる。例えば、特開昭54-148155号には、摺動式水冷銅
板を使用するエレクトロガスアーク溶接法が開示されて
いる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、近時、高能率化のために大入熱化が促進
されており、溶接速度も速くなっている。これに伴な
い、ビード表面のあれ等のビード外観不良が増大するよ
うになってきた。
されており、溶接速度も速くなっている。これに伴な
い、ビード表面のあれ等のビード外観不良が増大するよ
うになってきた。
この立向上進溶接法においては、当金として水冷銅板を
使用することはその溶接施工上不可欠である。従って、
銅板に替わる水冷当金は考えられない。このため、従
来、ビード表面にあれが発生する都度、新しい銅当金と
交換する等の対応をとっている。しかしながら、このよ
うな対応では、交換頻度が増加するため溶接能率が低下
し、溶接コストが上昇する要因になっている。
使用することはその溶接施工上不可欠である。従って、
銅板に替わる水冷当金は考えられない。このため、従
来、ビード表面にあれが発生する都度、新しい銅当金と
交換する等の対応をとっている。しかしながら、このよ
うな対応では、交換頻度が増加するため溶接能率が低下
し、溶接コストが上昇する要因になっている。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
溶接ビードの表面にあれが発生することを防止し、その
外観不良を防止することができる立向上進溶接法を提供
することを目的とする。
溶接ビードの表面にあれが発生することを防止し、その
外観不良を防止することができる立向上進溶接法を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る立向上進溶接法は、摺動式の銅又は銅合金
製当金及び母材により囲まれて形成された開先を溶接す
る立向上進溶接法において、前記銅又は銅合金製当金と
して、少なくとも母材接触面及び溶接部接触面に、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｎｉ合金及びＣｒ合金からなる群から選択さ
れたいずれか１種をメッキしたものを使用することを特
徴とする。
製当金及び母材により囲まれて形成された開先を溶接す
る立向上進溶接法において、前記銅又は銅合金製当金と
して、少なくとも母材接触面及び溶接部接触面に、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｎｉ合金及びＣｒ合金からなる群から選択さ
れたいずれか１種をメッキしたものを使用することを特
徴とする。
［作用］ 本願発明者等は、上記問題点を解決すべくビード表面に
あれが発生するメカニズムを究明すべく実験を繰り返し
た。その結果、以下の知見を得た。即ち、立向上進溶接
法では、当金はスラグを介して溶融金属と接触している
ため、水冷されているものの、当金の温度は高温になっ
ている。銅及び銅合金は高温になるにつれて硬度が低下
する傾向にある。このように硬度が低下すると、摺動時
に、凝固スラグ、鋼板表面のあれ、及びスパッタリング
等により当金の表面が削りとられやすくなる。従って、
長期間使用すると、当金の鋼板に接触する面はもちろん
のこと、溶接部に接触する面の損傷が特に著しいものと
なる。このようにして表面が損傷した当金を使用する
と、ビード表面にあれが発生する。本発明はこのような
知見に基づいてなされたものである。
あれが発生するメカニズムを究明すべく実験を繰り返し
た。その結果、以下の知見を得た。即ち、立向上進溶接
法では、当金はスラグを介して溶融金属と接触している
ため、水冷されているものの、当金の温度は高温になっ
ている。銅及び銅合金は高温になるにつれて硬度が低下
する傾向にある。このように硬度が低下すると、摺動時
に、凝固スラグ、鋼板表面のあれ、及びスパッタリング
等により当金の表面が削りとられやすくなる。従って、
長期間使用すると、当金の鋼板に接触する面はもちろん
のこと、溶接部に接触する面の損傷が特に著しいものと
なる。このようにして表面が損傷した当金を使用する
と、ビード表面にあれが発生する。本発明はこのような
知見に基づいてなされたものである。
即ち、ビード表面のあれの発生が、高温における銅又は
銅合金の硬度の低下に起因しているとの観点に立ち、当
金としての銅又は銅合金の作用を確保しつつ、溶融金属
との接触面の硬度低下を防止するため、本発明において
は、この銅又は銅合金当金における母材との接触面及び
溶接部との接触面に、銅又は銅合金よりも融点が高い金
属又は合金のメッキを形成したものを使用する。このよ
うなメッキ層としては、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ又はＣｒ
合金のメッキ層がある。
銅合金の硬度の低下に起因しているとの観点に立ち、当
金としての銅又は銅合金の作用を確保しつつ、溶融金属
との接触面の硬度低下を防止するため、本発明において
は、この銅又は銅合金当金における母材との接触面及び
溶接部との接触面に、銅又は銅合金よりも融点が高い金
属又は合金のメッキを形成したものを使用する。このよ
うなメッキ層としては、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ又はＣｒ
合金のメッキ層がある。
このような高融点金属又は合金のメッキ層を表面に設け
ることによって、この母材及び溶接部の接触面の硬度が
極めて高くなり、逆にビード表面のあれを助長すること
も予想されたが、摺動式銅又は銅当金に実際にこのよう
なメッキ層を設けて立向上進溶接を施行した結果、ビー
ド表面のあれの発生を防止することができた。
ることによって、この母材及び溶接部の接触面の硬度が
極めて高くなり、逆にビード表面のあれを助長すること
も予想されたが、摺動式銅又は銅当金に実際にこのよう
なメッキ層を設けて立向上進溶接を施行した結果、ビー
ド表面のあれの発生を防止することができた。
メッキ層の厚は、0.005mm（５μｍ）以上であることが
好ましい。メッキ層の厚が小さい場合は、メッキ層の摩
耗により、当金の交換又は補修の回数が多くなり、好ま
しくない。
好ましい。メッキ層の厚が小さい場合は、メッキ層の摩
耗により、当金の交換又は補修の回数が多くなり、好ま
しくない。
一方、メッキ層の厚さが３mmを超えて厚くなり過ぎる
と、熱伝導度が低下し、下地の銅又は銅合金部分が当金
として作用しにくくなる。これにより、溶融金属が摺動
式銅又は銅合金当金の表面に融着しやすくなり、ビード
外観が劣化する。このため、メッキ層の厚さ３mm以下と
することが好ましい。
と、熱伝導度が低下し、下地の銅又は銅合金部分が当金
として作用しにくくなる。これにより、溶融金属が摺動
式銅又は銅合金当金の表面に融着しやすくなり、ビード
外観が劣化する。このため、メッキ層の厚さ３mm以下と
することが好ましい。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について、その比較例と比較して
説明する。
説明する。
銅当金に種々のメッキを施し、以下に示す条件で溶接を
実施した後、そのビード表面の状況及び当金の損傷程度
を調べた。
実施した後、そのビード表面の状況及び当金の損傷程度
を調べた。
溶接条件 溶接条件は下記に示す通りである。
ワイヤ；ＪＩＳ Ｚ３３１９（径1.6mm） 溶接電流；360Ａ 極性；ＤＣＥＰ（直流ワイヤプラス） アーク電圧；36Ｖ 溶接速度；９cm／分 母材；ＪＩＳ Ｇ３１２６ ＳＬＡ３３Ｂ （厚さ16mm） 母材形状；第３図に示すように、厚さが16mmの板材に20
゜で傾斜する開先を設け、最近接位置で５mmの間隔を設
けて配置した。
゜で傾斜する開先を設け、最近接位置で５mmの間隔を設
けて配置した。
溶接姿勢；立向上進 シールドガス；100％ＣＯ2か、又は80％Ａｒ−20％ＣＯ
2流量は35／分 予熱；室温 裏当て材；耐火物タイプ 溶接長；計10ｍ（２ｍ×５継手） また、溶接品及び当金損傷は以下に示すようにして調べ
た。
2流量は35／分 予熱；室温 裏当て材；耐火物タイプ 溶接長；計10ｍ（２ｍ×５継手） また、溶接品及び当金損傷は以下に示すようにして調べ
た。
ビード表面の状況 ビード表面の状況は、ビード表面のあれ、ひっかき割れ
及びスラグのかみ込み等の有無を、目視及び透過Ｘ線
（ＪＩＳ Ｚ３１０４に準拠）により試験した。
及びスラグのかみ込み等の有無を、目視及び透過Ｘ線
（ＪＩＳ Ｚ３１０４に準拠）により試験した。
銅当金の母材接触面における損傷 当金の損傷は目視観察で行った。
これらのビード表面の状況及び当金の損傷の各試験の結
果を下記第１表にまとめて示す。但し、当金の損傷を示
す欄において、〇は損傷が少ない場合、×は損傷が多い
場合、△はその中間の場合である。
果を下記第１表にまとめて示す。但し、当金の損傷を示
す欄において、〇は損傷が少ない場合、×は損傷が多い
場合、△はその中間の場合である。
この第１表に示すように、当金の表面にメッキを施して
いない従来の場合（比較例４）はビード表面にあれが発
生したのに対し、当金の表面にメッキを施したものは
（実施例１乃至７及び比較例１乃至３）、ビード表面の
状況が良好であった。また、特に、このメッキ層の厚さ
が0.005mm以上の場合には（実施例１乃至７）、当金の
母材接触面の損傷が極めて少なかった。
いない従来の場合（比較例４）はビード表面にあれが発
生したのに対し、当金の表面にメッキを施したものは
（実施例１乃至７及び比較例１乃至３）、ビード表面の
状況が良好であった。また、特に、このメッキ層の厚さ
が0.005mm以上の場合には（実施例１乃至７）、当金の
母材接触面の損傷が極めて少なかった。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、銅又は銅合金の
当金の母材接触面及び溶接部接触面に、Ｎｉ若しくはＣ
ｒ又はその合金からなるメッキ層を設けたから、溶接部
のビード表面にあれが発生することを防止することがで
き、大入熱時にもビード外観を良好に保持することがで
きる。また。当金の損傷も軽減することができる。
当金の母材接触面及び溶接部接触面に、Ｎｉ若しくはＣ
ｒ又はその合金からなるメッキ層を設けたから、溶接部
のビード表面にあれが発生することを防止することがで
き、大入熱時にもビード外観を良好に保持することがで
きる。また。当金の損傷も軽減することができる。
第１図はエレクトロスラグ溶接法の原理を示す一部切り
欠き斜視図、第２図はエレクトロガスアーク溶接法の原
理を示す側面断面図、第３図は試験における開先形状を
示す模式図である。 １，１１；母材、２，１３；摺動式水冷銅当金、１２；
固定式裏当、５，１４；溶融金属、６，１５；溶融金属
欠き斜視図、第２図はエレクトロガスアーク溶接法の原
理を示す側面断面図、第３図は試験における開先形状を
示す模式図である。 １，１１；母材、２，１３；摺動式水冷銅当金、１２；
固定式裏当、５，１４；溶融金属、６，１５；溶融金属
Claims (2)
- 【請求項１】摺動式の銅又は銅合金製当金及び母材によ
り囲まれて形成された開先を溶接する立向上進溶接法に
おいて、前記銅又は銅合金製当金として、少なくとも母
材接触面及び溶接部接触面に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｉ合金及
びＣｒ合金からなる群から選択されたいずれか１種をメ
ッキしたものを使用することを特徴とする立向上進溶接
法。 - 【請求項２】前記銅合金のメッキ厚は、0.005mm以上で
あることを特徴とする請求項１に記載の立向上進溶接
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262301A JPH0636994B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 立向上進溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262301A JPH0636994B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 立向上進溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138872A JPH04138872A (ja) | 1992-05-13 |
| JPH0636994B2 true JPH0636994B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=17373886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2262301A Expired - Lifetime JPH0636994B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 立向上進溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636994B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3266325B2 (ja) * | 1992-09-10 | 2002-03-18 | ▲滲▼透工業株式会社 | 熱交換バッキング体 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2262301A patent/JPH0636994B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04138872A (ja) | 1992-05-13 |
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Legal Events
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