JPH0671435A - 下向きアーク溶接法 - Google Patents
下向きアーク溶接法Info
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- JPH0671435A JPH0671435A JP4227289A JP22728992A JPH0671435A JP H0671435 A JPH0671435 A JP H0671435A JP 4227289 A JP4227289 A JP 4227289A JP 22728992 A JP22728992 A JP 22728992A JP H0671435 A JPH0671435 A JP H0671435A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被覆アーク溶接金属の凝固割れを防止し、健
全な溶接ビードを形成する。 【構成】 被覆アーク溶接棒を用いた鋼の突合せ溶接に
おいて、相対向する鋼を−層−パスの下向き溶接する際
に溶接進行方向に凸型のウィービングを行い、かつ開先
両端部で０．５〜３．０秒間アークを保持することを特
徴とする被覆アークのウィービング方法。 【効果】 高強度レール（ＤＨＨレール）の敷設に必要
な、特に高Ｃ系エンクローズアーク溶接法であって、ス
ラグの巻き込みや形状不良を発生せず、凝固割れのない
健全なビードが得られる。
全な溶接ビードを形成する。 【構成】 被覆アーク溶接棒を用いた鋼の突合せ溶接に
おいて、相対向する鋼を−層−パスの下向き溶接する際
に溶接進行方向に凸型のウィービングを行い、かつ開先
両端部で０．５〜３．０秒間アークを保持することを特
徴とする被覆アークのウィービング方法。 【効果】 高強度レール（ＤＨＨレール）の敷設に必要
な、特に高Ｃ系エンクローズアーク溶接法であって、ス
ラグの巻き込みや形状不良を発生せず、凝固割れのない
健全なビードが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道や産業機械用のレ
ールまたは高層建築用の各種形鋼などの部材を相対向し
て接合する下向きアーク溶接法に関するものである。
ールまたは高層建築用の各種形鋼などの部材を相対向し
て接合する下向きアーク溶接法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からレールや形鋼などの高炭素銅の
接合方法には、接合する部材を突合せその間に通電し、
発生するジュール熱で接合側端面の一部を溶解し加圧し
接合するフラッシュバット溶接法、酸素−アセチレン火
炎や、酸素−プロパン火炎などのガス火炎で、接合面を
高温度に加熱し圧接するガス圧接法、微細なアルミニウ
ムと酸化鉄の混合物を点火して発する高温度の反応熱を
利用して溶接するテルミット溶接法などの他に、エンク
ローズアーク溶接法が使用されている。
接合方法には、接合する部材を突合せその間に通電し、
発生するジュール熱で接合側端面の一部を溶解し加圧し
接合するフラッシュバット溶接法、酸素−アセチレン火
炎や、酸素−プロパン火炎などのガス火炎で、接合面を
高温度に加熱し圧接するガス圧接法、微細なアルミニウ
ムと酸化鉄の混合物を点火して発する高温度の反応熱を
利用して溶接するテルミット溶接法などの他に、エンク
ローズアーク溶接法が使用されている。
【０００３】このエンクローズアーク溶接法は、主とし
てレールの接合に使用され、例えば特公昭５６−４３５
０号公報でも紹介されているが、レール端面間に小間隙
を設けてレールの形状に合わせた銅ブロックで囲み、被
覆アーク溶接棒を用いて下向き姿勢で溶接する接合方法
で、拘束状態のレールでも溶接が可能であり、諸々の溶
接特性の信頼度も高い利点から、現場溶接法として一般
に多く使用されている。
てレールの接合に使用され、例えば特公昭５６−４３５
０号公報でも紹介されているが、レール端面間に小間隙
を設けてレールの形状に合わせた銅ブロックで囲み、被
覆アーク溶接棒を用いて下向き姿勢で溶接する接合方法
で、拘束状態のレールでも溶接が可能であり、諸々の溶
接特性の信頼度も高い利点から、現場溶接法として一般
に多く使用されている。
【０００４】しかしながら、耐摩耗性と耐疲労損傷性さ
らには静的大強度が要求されるレールの如き高炭素鋼質
のエンクローズアーク溶接法は、表１で示すような成分
組成
らには静的大強度が要求されるレールの如き高炭素鋼質
のエンクローズアーク溶接法は、表１で示すような成分
組成
【表１】 のＪＩＳ Ｚ３２１２低合金高張力鋼用被覆アーク溶接
棒を使用し、下向きアーク溶接姿勢で施工されている。
ところが継手部に形成された溶接金属中のＣ成分は０．
３％以下の量で含有されるため、溶接金属とレールの如
き母材との間のＣ含有量の差に由来する凝固温度の差、
すなわち溶接金属の完全凝固温度が１５００℃また母材
が１４００℃の差に起因し、母材の溶融境界部近傍（Ｈ
ＡＺ）に高温割れを多発する問題があった。
棒を使用し、下向きアーク溶接姿勢で施工されている。
ところが継手部に形成された溶接金属中のＣ成分は０．
３％以下の量で含有されるため、溶接金属とレールの如
き母材との間のＣ含有量の差に由来する凝固温度の差、
すなわち溶接金属の完全凝固温度が１５００℃また母材
が１４００℃の差に起因し、母材の溶融境界部近傍（Ｈ
ＡＺ）に高温割れを多発する問題があった。
【０００５】最近ではＣ含有量に起因する高温割れを無
くし、さらに耐摩耗性を向上する溶接法として例えば特
開昭６２−３３６０８３号公報で紹介されるように、
Ｃ：０．４〜１．０％を含有した高炭素系の被覆アーク
溶接棒を適用した溶接法が開発されている。こうした高
炭素系溶接棒は、例えばレールなどに要求される耐摩耗
性と耐疲労損傷性を著しく向上するものの、オーステナ
イト系ステンレス溶接棒と同様に、溶接金属にオーステ
ナイト相特有の凝固割れを生じ易い問題があった。凝固
割れは溶接時の溶融池の形状や凝固収縮時の引張応力が
影響して発生し、その発生が溶接継手部の静的強度や疲
労強度を低下せしめる一因になっている。
くし、さらに耐摩耗性を向上する溶接法として例えば特
開昭６２−３３６０８３号公報で紹介されるように、
Ｃ：０．４〜１．０％を含有した高炭素系の被覆アーク
溶接棒を適用した溶接法が開発されている。こうした高
炭素系溶接棒は、例えばレールなどに要求される耐摩耗
性と耐疲労損傷性を著しく向上するものの、オーステナ
イト系ステンレス溶接棒と同様に、溶接金属にオーステ
ナイト相特有の凝固割れを生じ易い問題があった。凝固
割れは溶接時の溶融池の形状や凝固収縮時の引張応力が
影響して発生し、その発生が溶接継手部の静的強度や疲
労強度を低下せしめる一因になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状の問題点を解消しようとするものであって、普通炭
素系さらには高炭素系の被覆アーク溶接棒を使用して各
種の部材を溶接した場合に起こる溶接金属割れを無く
し、溶接金属へのスラグの巻込み、形状（融合）不良欠
陥など溶接金属中で起こる諸欠陥の発生を抑制し、健全
な継手性能が安定して確保できる運棒法（ウィービン
グ）の溶接法を提供することを目的とするものである。
現状の問題点を解消しようとするものであって、普通炭
素系さらには高炭素系の被覆アーク溶接棒を使用して各
種の部材を溶接した場合に起こる溶接金属割れを無く
し、溶接金属へのスラグの巻込み、形状（融合）不良欠
陥など溶接金属中で起こる諸欠陥の発生を抑制し、健全
な継手性能が安定して確保できる運棒法（ウィービン
グ）の溶接法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が要旨とするところは、開先を設けて相対向す
る部材の突合せ継手部を下向き溶接方法で、溶接棒を、
溶接方向に突出する半月ループ形状に運棒しながら、か
つ該ループ両止端部で０．５〜３秒間アークを保持しな
がら、突合せ溶接する下向きアーク溶接法である。
に本発明が要旨とするところは、開先を設けて相対向す
る部材の突合せ継手部を下向き溶接方法で、溶接棒を、
溶接方向に突出する半月ループ形状に運棒しながら、か
つ該ループ両止端部で０．５〜３秒間アークを保持しな
がら、突合せ溶接する下向きアーク溶接法である。
【０００８】以下、本発明について図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は、本発明の溶接法を示す平面概
略図である。図１において、１および２は接合される部
材であって、これには鉄道用レールや高層建築用あるい
は護岸工事用に使用されるＨ形鋼やＩ形鋼などのような
各種形状の形鋼・形材がある。この部材はＩ型開先、Ｖ
型開先、Ｕ型開先など任意な形状の開先加工が施され、
相対向して設けられる。３は溶接線方向に移動する溶接
棒（溶接ワイヤーも含む）で、４はその溶接ビード形状
を示す。また５は、溶接棒３のウィービング軌跡形状を
示す。すなわち、開先を設けて相対向する部材１および
２の突合せ継手部を下向き溶接法で、溶接棒３を、溶接
方向に突出する半月ループ状のウィービング形状５に動
かしながら溶加し、溶接ビード４を形成する。
詳細に説明する。図１は、本発明の溶接法を示す平面概
略図である。図１において、１および２は接合される部
材であって、これには鉄道用レールや高層建築用あるい
は護岸工事用に使用されるＨ形鋼やＩ形鋼などのような
各種形状の形鋼・形材がある。この部材はＩ型開先、Ｖ
型開先、Ｕ型開先など任意な形状の開先加工が施され、
相対向して設けられる。３は溶接線方向に移動する溶接
棒（溶接ワイヤーも含む）で、４はその溶接ビード形状
を示す。また５は、溶接棒３のウィービング軌跡形状を
示す。すなわち、開先を設けて相対向する部材１および
２の突合せ継手部を下向き溶接法で、溶接棒３を、溶接
方向に突出する半月ループ状のウィービング形状５に動
かしながら溶加し、溶接ビード４を形成する。
【０００９】本発明において使用する溶接棒３の成分組
成については特に限定するものではないが、レールの如
き高炭素質鋼を溶接する時にＣ：０．４〜１．０％を含
有した被覆溶接棒を使用した場合、溶接金属がパーライ
ト金属組織を呈してレール母材と同等の耐摩耗性を具備
し、レール母材と溶接金属のＣ含有量の差がもたらす凝
固温度の差に起因する溶接熱影響部（ＨＡＺ）の高温割
れが軽減できる特長がある。一般に、溶接棒３のウィー
ビングには波型、螺旋形、三角形のループ形状の運棒技
術が知られている。しかしながら、これらのウィービン
グは、溶接棒を溶加した溶融池の中心部とその両側端部
との間で不均一な温度分布を形成して中心部で凝固遅れ
を起こし、さらに溶接速度が速い場合には涙滴形状の溶
融池を形成し、溶接金属の凝固割れ感受性を高める問題
があった。凝固割れは、溶接金属部が脆い性質の柱状晶
組織を呈し、しかもその両止端部でＰ，Ｓなど不純物を
濃化して一層脆弱な界面になり、凝固時の収縮歪みが作
用して起こる割れである。さらにまた、溶融池で生成し
た溶融スラグがアーク近傍にまとわり付いてスラグを噛
み込み、融合不良欠陥を招き易い問題もあった。
成については特に限定するものではないが、レールの如
き高炭素質鋼を溶接する時にＣ：０．４〜１．０％を含
有した被覆溶接棒を使用した場合、溶接金属がパーライ
ト金属組織を呈してレール母材と同等の耐摩耗性を具備
し、レール母材と溶接金属のＣ含有量の差がもたらす凝
固温度の差に起因する溶接熱影響部（ＨＡＺ）の高温割
れが軽減できる特長がある。一般に、溶接棒３のウィー
ビングには波型、螺旋形、三角形のループ形状の運棒技
術が知られている。しかしながら、これらのウィービン
グは、溶接棒を溶加した溶融池の中心部とその両側端部
との間で不均一な温度分布を形成して中心部で凝固遅れ
を起こし、さらに溶接速度が速い場合には涙滴形状の溶
融池を形成し、溶接金属の凝固割れ感受性を高める問題
があった。凝固割れは、溶接金属部が脆い性質の柱状晶
組織を呈し、しかもその両止端部でＰ，Ｓなど不純物を
濃化して一層脆弱な界面になり、凝固時の収縮歪みが作
用して起こる割れである。さらにまた、溶融池で生成し
た溶融スラグがアーク近傍にまとわり付いてスラグを噛
み込み、融合不良欠陥を招き易い問題もあった。
【００１０】ところが、本発明においては、溶接棒３を
溶接方向に突出する半月ループ状のウィービング形状に
運棒しながら、溶融スラグを後方へ排除するような溶接
を行うため、溶融スラグを溶融池内に噛み込ませること
もなくまたアーク近傍にまとわり付くこともなく、融合
不良欠陥のない安定した溶接作業を行うことができる。
溶接方向に突出する半月ループ状のウィービング形状に
運棒しながら、溶融スラグを後方へ排除するような溶接
を行うため、溶融スラグを溶融池内に噛み込ませること
もなくまたアーク近傍にまとわり付くこともなく、融合
不良欠陥のない安定した溶接作業を行うことができる。
【００１１】さらに本発明は、ウィービング形状の両止
端部で０．５〜３秒間アーク保持（運棒停止）しながら
溶接を行うため、溶融池の凝固先端部と中心部とその両
側端部との間で、温度勾配が小さくなって均一な冷却温
度分布を形成し、溶接金属の凝固割れを著しく少なめる
効果を奏する。しかしこの効果は、０．５秒未満の短い
アーク保持時間では前記した従来のウィービング形状と
同様に溶融池とその近傍の温度分布が不均一となり、そ
の反対に３秒間を超える長い時間では開先面の溶融が過
大になってアンダーカットのような溶接欠陥の発生を招
く恐れがある。以下、本発明の実施例について説明す
る。
端部で０．５〜３秒間アーク保持（運棒停止）しながら
溶接を行うため、溶融池の凝固先端部と中心部とその両
側端部との間で、温度勾配が小さくなって均一な冷却温
度分布を形成し、溶接金属の凝固割れを著しく少なめる
効果を奏する。しかしこの効果は、０．５秒未満の短い
アーク保持時間では前記した従来のウィービング形状と
同様に溶融池とその近傍の温度分布が不均一となり、そ
の反対に３秒間を超える長い時間では開先面の溶融が過
大になってアンダーカットのような溶接欠陥の発生を招
く恐れがある。以下、本発明の実施例について説明す
る。
【００１２】
【実施例】表２は、間隙１５mmを設けて相対向する６０
Ｋレール（Ｃ：０．８％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：
０．９％、Ｃｒ：０．１５％）を、４mmΦの溶接棒
（Ｃ：０．５９％、Ｓｉ：０．３１％、Ｍｎ：０．７５
％）、溶接電流２００〜２５０Ａの溶接条件で、下向き
−層−パスの突合せ溶接をした、図２（ａ），（ｂ）は
その時の比較法で使用したウィービング形状を示す。表
２の試験結果から明らかなように、本発明法は、比較法
で起こしたスラグ噛み込みなどの溶接欠陥もなく、健全
な溶接ビードが得られた。
Ｋレール（Ｃ：０．８％、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：
０．９％、Ｃｒ：０．１５％）を、４mmΦの溶接棒
（Ｃ：０．５９％、Ｓｉ：０．３１％、Ｍｎ：０．７５
％）、溶接電流２００〜２５０Ａの溶接条件で、下向き
−層−パスの突合せ溶接をした、図２（ａ），（ｂ）は
その時の比較法で使用したウィービング形状を示す。表
２の試験結果から明らかなように、本発明法は、比較法
で起こしたスラグ噛み込みなどの溶接欠陥もなく、健全
な溶接ビードが得られた。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上のような本発明法によれば継手溶接
部は、溶接金属へのスラグの巻込みや形状（融合）不良
欠陥もなく、特に高炭素の溶接金属で懸念される凝固割
れもなく、健全な溶接ビードが得られる。
部は、溶接金属へのスラグの巻込みや形状（融合）不良
欠陥もなく、特に高炭素の溶接金属で懸念される凝固割
れもなく、健全な溶接ビードが得られる。
【図１】本発明のウィービング形状示す図。
【図２】（ａ），（ｂ）は比較法として使用したウィー
ビング形状を示す図。
ビング形状を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉野 和男 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 奥村 誠 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 上山 且芳 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 辰巳 光正 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 開先を設けて相対向する部材の突合せ継
手部を下向き溶接法で、溶接棒を、溶接方向に突出する
半月ループ形状に運棒しながら、かつ該ループ両止端部
で０．５〜３秒間アークを保持しながら、突合せ溶接す
ることを特徴とする下向きアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227289A JP2675951B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 下向きアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227289A JP2675951B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 下向きアーク溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0671435A true JPH0671435A (ja) | 1994-03-15 |
| JP2675951B2 JP2675951B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=16858481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227289A Expired - Lifetime JP2675951B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 下向きアーク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675951B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6110582B1 (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-05 | 太陽誘電株式会社 | 蓄電モジュールの製造方法 |
| US10882680B2 (en) | 2018-07-24 | 2021-01-05 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Container for both cryopreservation and transportation |
| CN116117269A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-05-16 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种航空支架组件的分层焊接方法 |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4227289A patent/JP2675951B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6110582B1 (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-05 | 太陽誘電株式会社 | 蓄電モジュールの製造方法 |
| JP2017139239A (ja) * | 2015-10-01 | 2017-08-10 | 太陽誘電株式会社 | 金属接合体及び金属接合体の製造方法 |
| US10882680B2 (en) | 2018-07-24 | 2021-01-05 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Container for both cryopreservation and transportation |
| CN116117269A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-05-16 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种航空支架组件的分层焊接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2675951B2 (ja) | 1997-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970624 |