JPH0716786A - 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及び溶接方法 - Google Patents
非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及び溶接方法Info
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- JPH0716786A JPH0716786A JP18354593A JP18354593A JPH0716786A JP H0716786 A JPH0716786 A JP H0716786A JP 18354593 A JP18354593 A JP 18354593A JP 18354593 A JP18354593 A JP 18354593A JP H0716786 A JPH0716786 A JP H0716786A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接構造物の安全性向上の面から、ドライエ
クステンション部分でワイヤを積極的に発熱させながら
高能率で非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接しても、
安定して高靱性な溶接金属を得るためのワイヤ及び溶接
方法を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：０．
１５％以下、Ｍｎ：１．８０〜３．５０％、Ｔｉ：０．
００５〜０．１００％を含み、Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍ
ｏ＋Ｔｉ）を満足し、ワイヤ径が１．２〜２．０ｍｍで
ある非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ。ま
た溶融スラグ浴表面と溶接チップ間のワイヤ突出し長さ
を２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に保持して溶接する方法。
クステンション部分でワイヤを積極的に発熱させながら
高能率で非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接しても、
安定して高靱性な溶接金属を得るためのワイヤ及び溶接
方法を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：０．
１５％以下、Ｍｎ：１．８０〜３．５０％、Ｔｉ：０．
００５〜０．１００％を含み、Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍ
ｏ＋Ｔｉ）を満足し、ワイヤ径が１．２〜２．０ｍｍで
ある非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ。ま
た溶融スラグ浴表面と溶接チップ間のワイヤ突出し長さ
を２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に保持して溶接する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶着速度を高め高能率で
厚板の非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接を行なう場
合に、安定して高靭性な溶接金属が得られる細径の非消
耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及びそれを用
いた溶接方法に関する。
厚板の非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接を行なう場
合に、安定して高靭性な溶接金属が得られる細径の非消
耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及びそれを用
いた溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶着速度を高め、高能率で厚板の非消耗
ノズル式エレクトロスラグ溶接を行なう方法としては、
例えば特開昭５７−１５６８８４号公報がある。同公報
では高能率のエレクトロスラグ溶接を目的としてワイヤ
径２．０ｍｍ以下、溶融スラグ浴表面と溶接チップ間の
ワイヤ突出し長さ（以下、ドライエクステンションとい
う）を３０ｍｍ以上として自動上昇する非消耗ノズルを
用いるエレクトロスラグ溶接方法が開示されている。こ
の方法によれば、ワイヤが細径のため溶接時ドライエク
ステンション部分が高温に発熱し、これによってワイヤ
の溶融速度が高まり高能率で溶接できる。しかし、大入
熱溶接のため溶接金属の靭性が時々低値になる場合があ
り、溶接構造物の安全性向上の面から改善が望まれてい
る。
ノズル式エレクトロスラグ溶接を行なう方法としては、
例えば特開昭５７−１５６８８４号公報がある。同公報
では高能率のエレクトロスラグ溶接を目的としてワイヤ
径２．０ｍｍ以下、溶融スラグ浴表面と溶接チップ間の
ワイヤ突出し長さ（以下、ドライエクステンションとい
う）を３０ｍｍ以上として自動上昇する非消耗ノズルを
用いるエレクトロスラグ溶接方法が開示されている。こ
の方法によれば、ワイヤが細径のため溶接時ドライエク
ステンション部分が高温に発熱し、これによってワイヤ
の溶融速度が高まり高能率で溶接できる。しかし、大入
熱溶接のため溶接金属の靭性が時々低値になる場合があ
り、溶接構造物の安全性向上の面から改善が望まれてい
る。
【０００３】また、特開昭５０−７７３７号公報では消
耗式エレクトロスラグ溶接において消耗ノズルを通して
溶融スラグ面にガスを噴出し、溶接金属中のガス成分の
調節を行わしめ、機械的性質の向上を図ることが提案さ
れている。しかし、ＡｒガスやＣＯ2 ガスを開先内に溶
接中長時間にわたって常時放流する方法は、ガスに係わ
る費用やガスを放流する諸機能の追加が必要となり、ま
た溶接作業の煩雑化をもたらす等の問題がある。
耗式エレクトロスラグ溶接において消耗ノズルを通して
溶融スラグ面にガスを噴出し、溶接金属中のガス成分の
調節を行わしめ、機械的性質の向上を図ることが提案さ
れている。しかし、ＡｒガスやＣＯ2 ガスを開先内に溶
接中長時間にわたって常時放流する方法は、ガスに係わ
る費用やガスを放流する諸機能の追加が必要となり、ま
た溶接作業の煩雑化をもたらす等の問題がある。
【０００４】また、成分についての従来からの技術は以
下の通りである。すなわち、Ｃは溶接金属の強度を調整
するため０．１％程度添加するが、エレクトロスラグ溶
接では母材の希釈が大きいため、母材のＣ量が多い場合
は割れることがある。また、Ｓｉは一般的には脱酸剤と
して０．４％以上添加するが、エレクトロスラグ溶接で
は脱酸剤としての効果は必要ではなく、むしろ靭性を低
下させる。Ｍｎは溶接金属の脱酸を行ないまた焼入性を
向上させ、強度と低温靭性の確保に有効であり、一般的
には１．５％程度添加される。しかし、この程度ではそ
の効果があまり得られない。Ｍｏは溶接金属の焼入性を
高め、強度、靭性を高めるために添加するが、１％を超
えるとＭｏ炭化物を生成し溶接金属を硬化させ、著しく
靭性を損なう。Ｔｉは溶接金属の酸化を妨げ、かつＴｉ
酸化物の生成により溶接金属のミクロ組織を微細化し、
靭性改善に効果がある。しかし、添加量が少ないとミク
ロ組織微細化による靭性改善効果が得られず、多いと炭
化物を形成し著しく靭性を損なう。
下の通りである。すなわち、Ｃは溶接金属の強度を調整
するため０．１％程度添加するが、エレクトロスラグ溶
接では母材の希釈が大きいため、母材のＣ量が多い場合
は割れることがある。また、Ｓｉは一般的には脱酸剤と
して０．４％以上添加するが、エレクトロスラグ溶接で
は脱酸剤としての効果は必要ではなく、むしろ靭性を低
下させる。Ｍｎは溶接金属の脱酸を行ないまた焼入性を
向上させ、強度と低温靭性の確保に有効であり、一般的
には１．５％程度添加される。しかし、この程度ではそ
の効果があまり得られない。Ｍｏは溶接金属の焼入性を
高め、強度、靭性を高めるために添加するが、１％を超
えるとＭｏ炭化物を生成し溶接金属を硬化させ、著しく
靭性を損なう。Ｔｉは溶接金属の酸化を妨げ、かつＴｉ
酸化物の生成により溶接金属のミクロ組織を微細化し、
靭性改善に効果がある。しかし、添加量が少ないとミク
ロ組織微細化による靭性改善効果が得られず、多いと炭
化物を形成し著しく靭性を損なう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は溶接構造物の
安全性向上の面から、ドライエクステンション部分でワ
イヤを積極的に発熱させながら高能率で非消耗ノズル式
エレクトロスラグ溶接を行なっても、安定して高靭性な
溶接金属を得ることができるワイヤ及び溶接方法を提供
することを目的とする。
安全性向上の面から、ドライエクステンション部分でワ
イヤを積極的に発熱させながら高能率で非消耗ノズル式
エレクトロスラグ溶接を行なっても、安定して高靭性な
溶接金属を得ることができるワイヤ及び溶接方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため高Ｍｎ−Ｔｉ系成分により、溶接金属の焼入
性向上及びＴｉ酸化物の生成によるミクロ組織の微細化
という作用を利用し、溶接金属を高靭化することを特徴
とする。すなわち本発明の要旨とするところは、重量％
で、Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍ
ｎ：１．８０〜３．５０％、Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１００
％を含み、Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）を満足
し、ワイヤ径が１．２〜２．０ｍｍであることを特徴と
する非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤであ
る。ここにおいて、Ｍｎが１．８０〜２．５０％の場合
にＭｏを０．１５〜０．５５％添加することも特徴とす
る。また、上記のワイヤを用い、溶融スラグ浴表面と溶
接チップ間のワイヤ突出し長さを２０ｍｍ以上５０ｍｍ
以下に保持して溶接することを特徴とする非消耗ノズル
式エレクトロスラグ溶接方法である。
決するため高Ｍｎ−Ｔｉ系成分により、溶接金属の焼入
性向上及びＴｉ酸化物の生成によるミクロ組織の微細化
という作用を利用し、溶接金属を高靭化することを特徴
とする。すなわち本発明の要旨とするところは、重量％
で、Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍ
ｎ：１．８０〜３．５０％、Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１００
％を含み、Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）を満足
し、ワイヤ径が１．２〜２．０ｍｍであることを特徴と
する非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤであ
る。ここにおいて、Ｍｎが１．８０〜２．５０％の場合
にＭｏを０．１５〜０．５５％添加することも特徴とす
る。また、上記のワイヤを用い、溶融スラグ浴表面と溶
接チップ間のワイヤ突出し長さを２０ｍｍ以上５０ｍｍ
以下に保持して溶接することを特徴とする非消耗ノズル
式エレクトロスラグ溶接方法である。
【０００７】
【作用】図１は非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接の
状況を示す図で、６は開先、７は溶接の進行に伴って自
動上昇する非消耗ノズル、４はソリッドワイヤ、２は溶
融スラグ浴、３は溶接金属である。本発明者らは、直径
１．６ｍｍのワイヤを用いて、非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接法における溶接中のドライエクステンショ
ン部分を詳細に観察したところ、図１に示すようにドラ
イエクステンション１が長い場合、ワイヤ先端部近傍５
の部分が光輝色と化して、時折火花を発し、高温度状態
で溶融スラグ浴２へ送給されている現象を確認した。
状況を示す図で、６は開先、７は溶接の進行に伴って自
動上昇する非消耗ノズル、４はソリッドワイヤ、２は溶
融スラグ浴、３は溶接金属である。本発明者らは、直径
１．６ｍｍのワイヤを用いて、非消耗ノズル式エレクト
ロスラグ溶接法における溶接中のドライエクステンショ
ン部分を詳細に観察したところ、図１に示すようにドラ
イエクステンション１が長い場合、ワイヤ先端部近傍５
の部分が光輝色と化して、時折火花を発し、高温度状態
で溶融スラグ浴２へ送給されている現象を確認した。
【０００８】この現象を考察するに、図１において溶融
スラグ浴２の上方は大気であることからワイヤ先端部近
傍５は高温状態のため窒化し溶融スラグ浴中に送給され
ていることとなり、溶接金属３も窒化していることにな
る。溶接中、ワイヤ先端部近傍５が光輝色化する度合は
ドライエクステンション１が長いほど顕著であるが、溶
接電流が一定ならばドライエクステンション１が長いほ
ど溶接速度が速く高能率であった。なお、ワイヤ先端部
近傍５が光輝色化する度合は、ワイヤ径を１．２ｍｍに
細くして溶接すると更に顕著となり、細径ワイヤほどド
ライエクステンション部分での発熱が著しくワイヤが溶
けやすいことを確認した。ワイヤ径が２．０ｍｍを超え
た場合には光輝色化現象は認められなかったが、溶接入
熱が多くなったわりには溶接速度が遅く、能率がよくな
かった。
スラグ浴２の上方は大気であることからワイヤ先端部近
傍５は高温状態のため窒化し溶融スラグ浴中に送給され
ていることとなり、溶接金属３も窒化していることにな
る。溶接中、ワイヤ先端部近傍５が光輝色化する度合は
ドライエクステンション１が長いほど顕著であるが、溶
接電流が一定ならばドライエクステンション１が長いほ
ど溶接速度が速く高能率であった。なお、ワイヤ先端部
近傍５が光輝色化する度合は、ワイヤ径を１．２ｍｍに
細くして溶接すると更に顕著となり、細径ワイヤほどド
ライエクステンション部分での発熱が著しくワイヤが溶
けやすいことを確認した。ワイヤ径が２．０ｍｍを超え
た場合には光輝色化現象は認められなかったが、溶接入
熱が多くなったわりには溶接速度が遅く、能率がよくな
かった。
【０００９】すなわち、かかる溶接法においては高能率
な溶接性を追求した場合、溶接金属はＮの固溶量が多く
なり、靭性の劣化の要因になり得ることを示していると
いえる。従って、高能率な溶接性を追求する限り、溶接
金属中のＮを増えないようにするか、増えても靭性に害
を与えない対策が必要である。溶接金属中のＮが増えて
も靭性に害を与えない対策として、Ｎと親和力の強いＴ
ｉをワイヤに添加すれば窒化したワイヤが溶けてＮの多
い溶接金属となってもＮはＴｉＮなどの高融点物質とな
ってマトリックスに分散するようになって固溶する分が
少なくなる筈である。従ってワイヤ組成を高Ｍｎ−Ｔｉ
系とすることが有効と判断し検討した結果、後記実施例
で例示するように本発明を得るに至った。
な溶接性を追求した場合、溶接金属はＮの固溶量が多く
なり、靭性の劣化の要因になり得ることを示していると
いえる。従って、高能率な溶接性を追求する限り、溶接
金属中のＮを増えないようにするか、増えても靭性に害
を与えない対策が必要である。溶接金属中のＮが増えて
も靭性に害を与えない対策として、Ｎと親和力の強いＴ
ｉをワイヤに添加すれば窒化したワイヤが溶けてＮの多
い溶接金属となってもＮはＴｉＮなどの高融点物質とな
ってマトリックスに分散するようになって固溶する分が
少なくなる筈である。従ってワイヤ組成を高Ｍｎ−Ｔｉ
系とすることが有効と判断し検討した結果、後記実施例
で例示するように本発明を得るに至った。
【００１０】ところで、特開昭４８−４３４６号公報に
よればエレクトロスラグ溶接では溶接金属にＮがある場
合Ｔｉをワイヤ中に単独に添加したのみではＴｉＮとは
ならずＴｉＯ2 となり、ＴｉとＡｌが共存した場合には
じめて両元素の酸素との親和力との違いからＡｌがＡｌ
2 Ｏ3 となってＴｉがＴｉＮになると指摘し、本発明の
如くＴｉの単独添加は溶接金属の結晶を針状化させ衝撃
値を低下させるとしている。しかし、これはワイヤ径が
３．２ｍｍという太径のワイヤを用いた場合であり、ワ
イヤ径が太い場合はワイヤ先端が溶融スラグ浴中に浸漬
して溶けるのに対し、ワイヤ径が２．０ｍｍ以下の本発
明の場合ではワイヤの溶融速度が速くワイヤ先端が溶融
スラグ表面で溶けるため特開昭４８−４３４６号公報と
は溶接現象が変っていると考えられ、本発明の特徴とい
える。
よればエレクトロスラグ溶接では溶接金属にＮがある場
合Ｔｉをワイヤ中に単独に添加したのみではＴｉＮとは
ならずＴｉＯ2 となり、ＴｉとＡｌが共存した場合には
じめて両元素の酸素との親和力との違いからＡｌがＡｌ
2 Ｏ3 となってＴｉがＴｉＮになると指摘し、本発明の
如くＴｉの単独添加は溶接金属の結晶を針状化させ衝撃
値を低下させるとしている。しかし、これはワイヤ径が
３．２ｍｍという太径のワイヤを用いた場合であり、ワ
イヤ径が太い場合はワイヤ先端が溶融スラグ浴中に浸漬
して溶けるのに対し、ワイヤ径が２．０ｍｍ以下の本発
明の場合ではワイヤの溶融速度が速くワイヤ先端が溶融
スラグ表面で溶けるため特開昭４８−４３４６号公報と
は溶接現象が変っていると考えられ、本発明の特徴とい
える。
【００１１】以下に、本発明の構成限定理由について述
べる。先ず、ワイヤの成分限定理由を述べる。
べる。先ず、ワイヤの成分限定理由を述べる。
【００１２】Ｃはフェライト系鋼を対象とする他の溶接
法では溶接金属の強度を調整するため適量添加するが、
本溶接法では母材希釈率が大きく、そのため母材からＣ
が溶接金属へ移行するのでワイヤにはＣは故意に添加し
ないので０．０７％以下とした。０．０７％超では過多
となり高強度、また割れという問題を生じる。
法では溶接金属の強度を調整するため適量添加するが、
本溶接法では母材希釈率が大きく、そのため母材からＣ
が溶接金属へ移行するのでワイヤにはＣは故意に添加し
ないので０．０７％以下とした。０．０７％超では過多
となり高強度、また割れという問題を生じる。
【００１３】Ｓｉは通常ガスシールドアーク溶接などで
は主要かつ必須の脱酸剤として使用し、ブローホールの
発生を防止し健全な溶接部を得るため一般的には０．４
０％以上添加する。しかし、エレクトロスラグ溶接では
ワイヤが溶けるワイヤ先端部雰囲気の温度はアーク溶接
の場合より低いので酸化反応が緩慢となり、従ってアー
ク溶接の場合と異なって添加を必須としない。また、Ｓ
ｉが０．１５％超になるとエレクトロスラグ溶接時溶融
スラグ浴部でＭｎシリケートを生成しこれがＴｉ等の酸
化物と結合して大形の複合介在物を形成し溶接金属ミク
ロ組織微細化に有効な核生成サイトを減少させ粗大なミ
クロ組織となったり、またマトリックスに固溶して硬化
したりして、結果的に靭性を低下させる。従って、Ｓｉ
は上限を０．１５％とした。
は主要かつ必須の脱酸剤として使用し、ブローホールの
発生を防止し健全な溶接部を得るため一般的には０．４
０％以上添加する。しかし、エレクトロスラグ溶接では
ワイヤが溶けるワイヤ先端部雰囲気の温度はアーク溶接
の場合より低いので酸化反応が緩慢となり、従ってアー
ク溶接の場合と異なって添加を必須としない。また、Ｓ
ｉが０．１５％超になるとエレクトロスラグ溶接時溶融
スラグ浴部でＭｎシリケートを生成しこれがＴｉ等の酸
化物と結合して大形の複合介在物を形成し溶接金属ミク
ロ組織微細化に有効な核生成サイトを減少させ粗大なミ
クロ組織となったり、またマトリックスに固溶して硬化
したりして、結果的に靭性を低下させる。従って、Ｓｉ
は上限を０．１５％とした。
【００１４】Ｍｎは溶接金属の脱酸を行ないまた焼入性
を向上させ、強度と低温靭性の確保に有効であるが、こ
の効果を発揮するＭｎ量は１．８０％以上である。しか
し３．５０％を超えて添加するとワイヤの素材である鋼
を溶製するのに特別な処理が必要となり高価になること
から添加量は１．８０〜３．５０％とした。
を向上させ、強度と低温靭性の確保に有効であるが、こ
の効果を発揮するＭｎ量は１．８０％以上である。しか
し３．５０％を超えて添加するとワイヤの素材である鋼
を溶製するのに特別な処理が必要となり高価になること
から添加量は１．８０〜３．５０％とした。
【００１５】ＭｏはＭｎ量との兼ね合いで添加するもの
であり、Ｍｎが２．５０％以下の場合溶接金属の強度が
低下するのでその対策として０．１５〜０．５５％添加
し、粗大初析フェライト析出の抑制をも図った。Ｍｏが
０．１５％未満では上記効果が不足し、０．５５％超で
はＭｏ炭化物を析出し、溶接金属を硬化させ靭性を低下
させるという問題が生じる。
であり、Ｍｎが２．５０％以下の場合溶接金属の強度が
低下するのでその対策として０．１５〜０．５５％添加
し、粗大初析フェライト析出の抑制をも図った。Ｍｏが
０．１５％未満では上記効果が不足し、０．５５％超で
はＭｏ炭化物を析出し、溶接金属を硬化させ靭性を低下
させるという問題が生じる。
【００１６】Ｔｉは既述の通りドライエクステンション
が長く窒化したワイヤが溶けるが、この固溶したＮを溶
接金属中に固定して溶接金属の靭性が劣化するのを防止
するために０．００５％以上添加する。一方、Ｔｉは
０．１００％超添加してもその効果は大きくなく、むし
ろ過剰添加すると大きな析出物を作って靭性を阻害する
のでワイヤ中で０．００５〜０．１００％とした。
が長く窒化したワイヤが溶けるが、この固溶したＮを溶
接金属中に固定して溶接金属の靭性が劣化するのを防止
するために０．００５％以上添加する。一方、Ｔｉは
０．１００％超添加してもその効果は大きくなく、むし
ろ過剰添加すると大きな析出物を作って靭性を阻害する
のでワイヤ中で０．００５〜０．１００％とした。
【００１７】Ｐ及びＳは前記したＳｉと同じように溶接
金属凝固時に粒界に低融点化合物を作り、溶接金属の割
れ感受性を高めるからできる限り少ない方が好ましく、
ワイヤ中でＰ，Ｓともに０．０２０％以下とした。
金属凝固時に粒界に低融点化合物を作り、溶接金属の割
れ感受性を高めるからできる限り少ない方が好ましく、
ワイヤ中でＰ，Ｓともに０．０２０％以下とした。
【００１８】ワイヤ全体の合金構成としては、冷速が遅
い大入熱溶接金属の靭性を確保するためにはオーステナ
イト形成元素とそれ以外の元素の比を高くすることが有
効である。即ち、オーステナイト形成元素を多くして、
強度を損なわない程度にＣ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｔｉを少なく
することが有効である。そのことから、種々検討した結
果Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）を満足するように
構成する。これを満足しない場合、合金バランスが悪く
なり溶接金属の靭性は低下する。
い大入熱溶接金属の靭性を確保するためにはオーステナ
イト形成元素とそれ以外の元素の比を高くすることが有
効である。即ち、オーステナイト形成元素を多くして、
強度を損なわない程度にＣ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｔｉを少なく
することが有効である。そのことから、種々検討した結
果Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）を満足するように
構成する。これを満足しない場合、合金バランスが悪く
なり溶接金属の靭性は低下する。
【００１９】本発明のワイヤは、通常のワイヤと同様に
鋼塊を圧延、伸線し、必要に応じて銅めっきを施して製
造することができる。
鋼塊を圧延、伸線し、必要に応じて銅めっきを施して製
造することができる。
【００２０】本発明では、ワイヤ成分は上記のように限
定するとともに、ワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとす
る。これはワイヤ径が２．０ｍｍ超だと溶接中ドライエ
クステンション部分で大きな発熱が生ぜず、したがって
ワイヤの溶融速度が遅くなり溶接速度が遅く非能率とな
るためである。また、１．２ｍｍ未満では極端にワイヤ
の溶融速度が速くなり、ワイヤがスラグ浴から離れアー
クが発生し安定した溶接ができない。
定するとともに、ワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとす
る。これはワイヤ径が２．０ｍｍ超だと溶接中ドライエ
クステンション部分で大きな発熱が生ぜず、したがって
ワイヤの溶融速度が遅くなり溶接速度が遅く非能率とな
るためである。また、１．２ｍｍ未満では極端にワイヤ
の溶融速度が速くなり、ワイヤがスラグ浴から離れアー
クが発生し安定した溶接ができない。
【００２１】さらに本発明では、ドライエクステンショ
ンを２０ｍｍ〜５０ｍｍに保持して溶接するが、これは
２０ｍｍ未満にすると溶接中に何か異常が発生し溶融ス
ラグ浴が突沸してスラグが跳ねた時溶接チップにこれが
付着し、溶接中断をもたらすことがあるので２０ｍｍ以
上とする。また、５０ｍｍ超だとワイヤの直進性が悪く
なり、片溶けが発生して安定した溶込みが得られない。
ンを２０ｍｍ〜５０ｍｍに保持して溶接するが、これは
２０ｍｍ未満にすると溶接中に何か異常が発生し溶融ス
ラグ浴が突沸してスラグが跳ねた時溶接チップにこれが
付着し、溶接中断をもたらすことがあるので２０ｍｍ以
上とする。また、５０ｍｍ超だとワイヤの直進性が悪く
なり、片溶けが発生して安定した溶込みが得られない。
【００２２】また、本発明における諸条件として、溶融
スラグ浴を形成するためのフラックス主組成はＳｉＯ
2 ：２０〜４０％、ＭｎＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：１０
〜２０％、ＣａＯ：５〜１５％、ＴｉＯ2 ：２〜６％、
Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜１３％であり、フラックスの添加量は
板厚に応じて２５〜２４０ｇ投入すれば、溶融スラグ浴
の深さはほぼ３０〜４０ｍｍとなる。また、ワイヤの供
給速度は７〜９ｍ／ｍｉｎとし、溶接電流は３４０〜４
５０Ａ、溶接電圧は４０〜５３Ｖ、溶接速度は５〜５０
ｍｍ／ｍｉｎ、入熱量は１６０〜２７００ｋＪ／ｃｍで
ある。
スラグ浴を形成するためのフラックス主組成はＳｉＯ
2 ：２０〜４０％、ＭｎＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：１０
〜２０％、ＣａＯ：５〜１５％、ＴｉＯ2 ：２〜６％、
Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜１３％であり、フラックスの添加量は
板厚に応じて２５〜２４０ｇ投入すれば、溶融スラグ浴
の深さはほぼ３０〜４０ｍｍとなる。また、ワイヤの供
給速度は７〜９ｍ／ｍｉｎとし、溶接電流は３４０〜４
５０Ａ、溶接電圧は４０〜５３Ｖ、溶接速度は５〜５０
ｍｍ／ｍｉｎ、入熱量は１６０〜２７００ｋＪ／ｃｍで
ある。
【００２３】
【実施例】Ｃ：０．１７％、Ｓｉ：０．３６％、Ｍｎ：
１．４４％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．００４％残部
が鉄からなる厚さ３０ｍｍのＳＭ４９０Ｂ鋼板を図２の
通り組み上げ、鋼製当金８と鋼板１０、１１で４面を包
囲された開先部６を直径１．６ｍｍのワイヤで非消耗ノ
ズル式エレクトロスラグ溶接した。この開先部の寸法は
図３の通りである。
１．４４％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．００４％残部
が鉄からなる厚さ３０ｍｍのＳＭ４９０Ｂ鋼板を図２の
通り組み上げ、鋼製当金８と鋼板１０、１１で４面を包
囲された開先部６を直径１．６ｍｍのワイヤで非消耗ノ
ズル式エレクトロスラグ溶接した。この開先部の寸法は
図３の通りである。
【００２４】溶融スラグ浴を形成するためのフラックス
は主組成がＳｉＯ2 −ＭｎＯ−ＭｇＯからなる溶融型の
もので、溶接開始時に５４ｇ添加し溶融スラグ浴深さが
約３０ｍｍになるようにした。溶接時のワイヤ送給速度
は８．５ｍ／ｍｉｎで溶接電流３８０Ａ、溶接電圧４６
Ｖ、溶接速度２２．５ｍｍ／ｍｉｎ、ドライエクステン
ション３８ｍｍ、入熱４６６ｋＪ／ｃｍである。
は主組成がＳｉＯ2 −ＭｎＯ−ＭｇＯからなる溶融型の
もので、溶接開始時に５４ｇ添加し溶融スラグ浴深さが
約３０ｍｍになるようにした。溶接時のワイヤ送給速度
は８．５ｍ／ｍｉｎで溶接電流３８０Ａ、溶接電圧４６
Ｖ、溶接速度２２．５ｍｍ／ｍｉｎ、ドライエクステン
ション３８ｍｍ、入熱４６６ｋＪ／ｃｍである。
【００２５】溶接終了後、開先中央部の溶接金属からＪ
ＩＳ・Ａｌ号丸棒引張試験片とＪＩＳ・４号２ｍｍＶノ
ッチシャルピー衝撃試験片を採取し、引張試験と衝撃試
験を行った。ワイヤ成分及び試験結果を表１及び表２に
示す。番号１から８の本発明のワイヤによる溶接の場合
はいずれも良好な結果になっている。一方、比較例の番
号８は適正値よりＳｉが高くＭｎが低く、Ｍｎ／（Ｃ＋
Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）も３に満たない。また番号９はＣが
高く、Ｍｎ／（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）もやはり低い。
このためいずれも衝撃値が低くなっている。
ＩＳ・Ａｌ号丸棒引張試験片とＪＩＳ・４号２ｍｍＶノ
ッチシャルピー衝撃試験片を採取し、引張試験と衝撃試
験を行った。ワイヤ成分及び試験結果を表１及び表２に
示す。番号１から８の本発明のワイヤによる溶接の場合
はいずれも良好な結果になっている。一方、比較例の番
号８は適正値よりＳｉが高くＭｎが低く、Ｍｎ／（Ｃ＋
Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）も３に満たない。また番号９はＣが
高く、Ｍｎ／（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）もやはり低い。
このためいずれも衝撃値が低くなっている。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】ＳＭ４９０Ｂの機械的性能として引張強
さ４９０Ｎ／ｍｍ2 以上、降伏点３１５Ｎ／ｍｍ2 以
上、シャルピー衝撃試験値は０℃で２７Ｊ以上要求され
ているのに対し、本発明ワイヤ及び溶接方法によれば表
１及び表２で示した通りいずれも溶接金属はこれを満足
していることがわかる。
さ４９０Ｎ／ｍｍ2 以上、降伏点３１５Ｎ／ｍｍ2 以
上、シャルピー衝撃試験値は０℃で２７Ｊ以上要求され
ているのに対し、本発明ワイヤ及び溶接方法によれば表
１及び表２で示した通りいずれも溶接金属はこれを満足
していることがわかる。
【図１】非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接の状況を
示す図
示す図
【図２】実施例における試験板形状と溶接実施状況を示
す概略図
す概略図
【図３】実施例における開先部の寸法を示す図
１ ドライエクステンション ２ 溶融スラグ浴 ３ 溶接金属 ４ ソリッドワイヤ ５ ワイヤ先端部近傍 ６ 開先 ７ 非消耗ノズル ８ 鋼製当金 １０、１１ 鋼板
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０７％以下 Ｓｉ：０．１５％以下 Ｍｎ：１．８０〜３．５０％ Ｐ ：０．０２０％以下 Ｓ ：０．０２０％以下 Ｔｉ：０．００５〜０．１００％ を含み、Ｍｎ≧３（Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍｏ＋Ｔｉ）を満足し、
ワイヤ径が１．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする
非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ。 - 【請求項２】 Ｍｎが１．８０〜２．５０％の場合にＭ
ｏを０．１５〜０．５５％添加することを特徴とする請
求項１記載の非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワ
イヤ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のワイヤを用い、溶
融スラグ浴表面と溶接チップ間のワイヤ突出し長さを２
０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に保持して溶接することを特徴
とする非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18354593A JP2892575B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及び溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18354593A JP2892575B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及び溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716786A true JPH0716786A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2892575B2 JP2892575B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16137691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18354593A Expired - Lifetime JP2892575B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接用ワイヤ及び溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892575B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009154199A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤ |
| CN112779456A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-05-11 | 广西柳钢华创科技研发有限公司 | 焊接结构用钢板sm490b的制造方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18354593A patent/JP2892575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009154199A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤ |
| CN112779456A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-05-11 | 广西柳钢华创科技研发有限公司 | 焊接结构用钢板sm490b的制造方法 |
| CN112779456B (zh) * | 2020-12-01 | 2021-12-10 | 广西柳钢华创科技研发有限公司 | 焊接结构用钢板sm490b的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2892575B2 (ja) | 1999-05-17 |
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