JPH07266047A - Welding method for manufacture of tube - Google Patents

Welding method for manufacture of tube

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JPH07266047A
JPH07266047A JP7962694A JP7962694A JPH07266047A JP H07266047 A JPH07266047 A JP H07266047A JP 7962694 A JP7962694 A JP 7962694A JP 7962694 A JP7962694 A JP 7962694A JP H07266047 A JPH07266047 A JP H07266047A
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JP
Japan
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welding
arc welding
electrode
electrodes
submerged arc
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Application number
JP7962694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuto Fukada
康人 深田
Takao Ko
隆夫 高
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP7962694A priority Critical patent/JPH07266047A/en
Publication of JPH07266047A publication Critical patent/JPH07266047A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain a defectless weld zone with a high speed welding by combining gas metal arc welding and submerged arc welding using parallel arcs, and specifying the interval of wires with a slender diameter in the submerged arc welding. CONSTITUTION:In welding for manufacture off a tube, first of all, submerged arc welding with one molten pool two electrodes, is performed from an internal surface side. Next, gas metal arc welding with one electrode, is performed from an external surface side. Successively, submerged arc welding with one molten pool three electrodes, is performed on it. In the submerged arc welding, plural wires with a slender diameter, are arranged at right angle to a weld line direction, and parallel arc electrodes in which the interval of the wires with a slender diameter is within four times the wire diameter, are adopted. For a preceding electrode, a DC power source is used, and for the other electrodes, an AC power source is used. After securing the deep depth of penetration by gas metal arc welding, external surface welding can be made speedy by an allotted function performing submerged welding with a large deposited amount.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サブマージアーク溶接
鋼管の製造に用いられる製管溶接方法に関し、更に詳し
くは多電極と並列アークを組み合わせた高速溶接方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe-making welding method used for producing a submerged arc welded steel pipe, and more particularly to a high-speed welding method in which multiple electrodes and parallel arcs are combined.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶接鋼管は、溶接の種類によって電縫鋼
管、鍛接鋼管、サブマージアーク溶接溶接鋼管に大別さ
れる。これらのうち、サブマージアーク溶接鋼管は、通
常は大径鋼管であり、製管プロセスの相違によってUO
E鋼管とスパイラル鋼管とに分けられる。
2. Description of the Related Art Welded steel pipes are roughly classified into electric resistance welded steel pipes, forged welded steel pipes and submerged arc welded welded steel pipes according to the type of welding. Of these, submerged arc welded steel pipes are usually large-diameter steel pipes, and UO
It is divided into E steel pipe and spiral steel pipe.

【0003】UOE鋼管は、切り板をオープンパイプに
成形し、その側縁の突き合わせ部をガスメタルアーク溶
接により仮付けした後、内面側および外面側からサブマ
ージアーク溶接することにより製造されるのが通例であ
る。ガスメタルアーク溶接による仮付け溶接部は、引き
続き行われるサブマージアーク溶接により完全に再溶融
され、その溶接金属は後に残らない。
The UOE steel pipe is manufactured by forming a cut plate into an open pipe, temporarily attaching the abutting portions of its side edges by gas metal arc welding, and then performing submerged arc welding from the inner surface side and the outer surface side. It is customary. The tack weld by gas metal arc welding is completely remelted by the subsequent submerged arc welding, and the weld metal does not remain behind.

【0004】一方、スパイラル鋼管の製造は、鋼帯をス
パイラル状に成形し、その側縁突き合わせ部を内面側お
よび外面側からそれぞれサブマージアーク溶接すること
により行われるのが通例である。
On the other hand, manufacture of a spiral steel pipe is usually carried out by forming a steel strip into a spiral shape and submerged arc welding the side edge butting portions from the inner surface side and the outer surface side, respectively.

【0005】これらのサブマージアーク溶接鋼管の製造
速度は、他の溶接鋼管の製造速度よりも遅く、例えばス
パイラル鋼管の製造では、内外面側の溶接電極を多電極
化して、内外面とも1パスで溶接を行うことにより能率
向上を図っている。
The production speed of these submerged arc welded steel pipes is slower than the production speed of other welded steel pipes. For example, in the production of spiral steel pipes, the welding electrodes on the inner and outer surfaces are made into multiple electrodes so that both the inner and outer surfaces can be formed in one pass. The efficiency is improved by welding.

【0006】多電極化以外では、同一の溶接電極および
ワイヤ送給機構を用いて2本の並列した溶接ワイヤから
単一アークを発生させる並列アークによる高能率サブマ
ージアーク溶接方法が古くから知られている(例えばJ.
E.Hinkel and F.W.Forsthoefel:"Submerged Arc Weldi
ng with Twin Electrodes",Welding Journal,March(197
6) p175)。
Aside from the use of multiple electrodes, a high-efficiency submerged arc welding method using a parallel arc for generating a single arc from two parallel welding wires using the same welding electrode and wire feeding mechanism has been known for a long time. (E.g. J.
E.Hinkel and FW Worsthoefel: "Submerged Arc Weldi
ng with Twin Electrodes ", Welding Journal, March (197
6) p175).

【0007】そして、多電極と並列アークを組み合わせ
て高能率なサブマージアーク溶接を行う技術としては、
以下のものが提示されている。 A)特開昭52−97344号公報 B)特開昭58−125373号公報 C)特開昭61−212480号公報 D)特開昭61−232067号公報 E)特開昭62−9777号公報 F)特開平4−71782号公報
As a technique for performing highly efficient submerged arc welding by combining multiple electrodes and parallel arcs,
The following are presented: A) JP-A-52-97344 B) JP-A-58-125373 C) JP-A-61-212480 D) JP-A-61-232067 E) JP-A-62-9777 F) Japanese Patent Laid-Open No. 4-71782

【0008】以下にこれらを図2を参照して説明する。
図中1は溶接ワイヤ、2はチップ、3はプール、4はビ
ードを示す。1つのチップ2から1本の溶接ワイヤ1を
送り出すのが通常電極、1つのチップ2から2本の溶接
ワイヤ1,1を送り出すのが並列アーク電極である。並
列アーク電極における溶接ワイヤ1,1は溶接線方向に
対して平行に配置される場合と直角に配置される場合と
がある。その溶接ワイヤ1,1としては細径ワイヤが使
用される。
These will be described below with reference to FIG.
In the figure, 1 is a welding wire, 2 is a tip, 3 is a pool, and 4 is a bead. It is a normal electrode that sends out one welding wire 1 from one tip 2 and a parallel arc electrode that sends out two welding wires 1 and 1 from one tip 2. The welding wires 1, 1 in the parallel arc electrodes may be arranged parallel to the welding line direction or may be arranged at right angles. A thin wire is used as the welding wires 1, 1.

【0009】A法は多電極のうちの先行電極に並列アー
ク電極を採用する。並列アーク電極における2本の細径
ワイヤは、溶接線方向に対して直角に配置される。
Method A employs a parallel arc electrode as the leading electrode of the multiple electrodes. The two thin wires in the parallel arc electrode are arranged at right angles to the welding line direction.

【0010】B法は多電極のうちのいずれか一極に並列
アーク電極を採用する。C法は多電極のすべてに並列ア
ーク電極を採用する。並列アーク電極における2本の細
径ワイヤは、いずれも溶接線方向に対して平行に配置さ
れる。
Method B employs a parallel arc electrode for any one of the multiple electrodes. Method C employs parallel arc electrodes for all of the multiple electrodes. The two thin wires in the parallel arc electrode are both arranged parallel to the welding line direction.

【0011】D法は複数のプールを形成し、その最終プ
ールに並列アーク電極を採用したことが特徴である。並
列アーク電極における2本の細径ワイヤは、溶接線方向
に対して平行に配置される場合と、溶接線方向に対して
直角に配置される場合とがある。
The method D is characterized in that a plurality of pools are formed and a parallel arc electrode is adopted as the final pool. The two thin wires in the parallel arc electrode may be arranged parallel to the welding line direction or may be arranged at right angles to the welding line direction.

【0012】E法は多電極のうちの最終電極とその直前
の電極とに並列アーク電極を採用する。F法は電気抵抗
溶接部の整形のために3電極に並列アーク電極を採用
し、溶接中心線に対して先行電極を一方の側に偏位さ
せ、次の電極を他方の側に偏位させたことが特徴であ
る。並列アーク電極における2本の細径ワイヤは、いず
れも溶接線方向に対して平行に配置される。
The E method employs parallel arc electrodes for the last electrode of the multiple electrodes and the electrode immediately before it. The F method employs parallel arc electrodes for the three electrodes to shape the electric resistance welded portion, displacing the leading electrode to one side and the next electrode to the other side with respect to the welding center line. It is a feature. The two thin wires in the parallel arc electrode are both arranged parallel to the welding line direction.

【0013】以上を整理すると、2本の細径ワイヤが溶
接線方向に対して直角に配置された「直角配置」の並列
アーク電極を採用するのはA法およびD法であり、他は
2本の細径ワイヤが溶接線方向に対して平行に配置され
た「平行配置」の並列アーク電極を採用する。
To summarize the above, it is the A and D methods that employ the "right angle" parallel arc electrodes in which two thin wires are arranged at right angles to the welding line direction, and the other two A "parallel arrangement" of parallel arc electrodes in which the thin wires are arranged parallel to the welding line direction is adopted.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】これらの従来法は、溶
け込み深さによる制限とビードの表面欠陥による制限の
ために、板厚が10mm程度でもF法を除けば3m/mi
n を超える高速溶接は困難である。また、F法における
高速化も、電気抵抗溶接とサブマージアーク溶接の組合
せによるところが大きく、サブマージアーク溶接だけで
は3m/min を超える高速溶接は困難である。
In these conventional methods, due to the limitation of the penetration depth and the surface defect of the bead, even if the plate thickness is about 10 mm, 3 m / mi except for the F method.
High-speed welding exceeding n is difficult. Also, the high speed in the F method is largely due to the combination of electric resistance welding and submerged arc welding, and it is difficult to achieve high speed welding exceeding 3 m / min only by submerged arc welding.

【0015】本発明の目的は、板厚が10mm以上の場
合に、3m/min を超え更には5m/min 以上の溶接速
度でも、健全な溶接部が得られる製管溶接方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a pipe welding method capable of obtaining a sound welded portion even at a welding speed of more than 3 m / min and more than 5 m / min when the plate thickness is 10 mm or more. is there.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】従来法で3m/min を超
える高速溶接が困難なのは、基本的には、サブマージア
ーク溶接だけでは十分な溶け込み深さが得られないこと
による。本発明者らは、サブマージアーク溶接における
溶け込み不足を補うために、以前よりガスメタルアーク
溶接との組み合わせに着目した研究を続けており、その
成果の一つとして、「鋼帯を管状に成形してその突き合
わせ部に内面側および外面側のいずれか一方からサブマ
ージアーク溶接また炭酸ガスアーク溶接を行った後、そ
の溶接部が150℃の温度を保有している状態で、他方
から炭酸ガスアーク溶接を行い、その上からサブマージ
アーク溶接を行う溶接鋼管の製造方法」を特願平4−2
03111号により出願した。
The reason why high-speed welding exceeding 3 m / min is difficult by the conventional method is basically that submerged arc welding alone cannot provide a sufficient penetration depth. The present inventors have been continuing research focusing on combination with gas metal arc welding in order to compensate for insufficient penetration in submerged arc welding, and as one of the results, "steel strip is formed into a tubular shape. After performing submerged arc welding or carbon dioxide arc welding on the butt portion from either the inner surface side or the outer surface side, perform carbon dioxide gas arc welding from the other side while the welding portion has a temperature of 150 ° C. Japanese Patent Application No. 4-2.
Filed under No. 03111.

【0017】この方法の最大の特徴は、ガスメタルアー
ク溶接のなかでも特に深い溶け込み深さが得られる炭酸
ガスアーク溶接により十分な溶け込み深さを確保し、そ
の上から溶着量の多いサブマージアーク溶接を行うこと
にある。すなわち、溶け込み深さの確保と溶着量の確保
との機能を分担し、サブマージアーク溶接の負担を軽減
することにより、その高速化を図るのである。
The greatest feature of this method is that, among the gas metal arc welding, a carbon dioxide gas arc welding, which provides a particularly deep penetration depth, ensures a sufficient penetration depth, and a submerged arc welding with a large amount of welding is performed from above. There is something to do. That is, the functions of securing the penetration depth and securing the amount of welding are shared, and the burden of submerged arc welding is reduced, thereby increasing the speed.

【0018】しかし、サブマージアーク溶接に先行し
て、溶け込み深さの深いガスメタルアーク溶接を行う
と、サブマージアーク溶接の後も、ガスメタルアーク溶
接による溶接部が残る。ガスメタルアーク溶接による溶
接部は、図3に示すように、中央部が高く盛り上がり、
その両側に狭く深い谷を生じる。破線で囲む両側の谷部
は、サブマージアーク溶接の後に融合不良部として残存
しやすく、高速化を阻害する。また、ガスメタルアーク
溶接によりサブマージアーク溶接の負担を軽減しても、
そのサブマージアーク溶接を高速で行うと、溶融金属の
ぬれ不良によりビードぎわの不揃いが生じ、この表面欠
陥も高速化の阻害要因となる。これらのため、期待する
ほどの高速化は実現されない。
However, if the gas metal arc welding having a deep penetration depth is performed prior to the submerged arc welding, the welded portion by the gas metal arc welding remains after the submerged arc welding. As shown in FIG. 3, the welded portion formed by gas metal arc welding has a high central portion,
Narrow and deep valleys occur on both sides. The valleys on both sides surrounded by the broken line are likely to remain as a fusion defective portion after the submerged arc welding, which hinders the speedup. Moreover, even if the burden of submerged arc welding is reduced by gas metal arc welding,
When the submerged arc welding is carried out at high speed, unevenness of bead wrinkles occurs due to poor wetting of the molten metal, and this surface defect also hinders the speedup. For these reasons, the expected speed-up cannot be realized.

【0019】この問題を解決するために、特願平4−2
03111号の方法は、ガスメタルアーク溶接に先だっ
て裏側から行ったアーク溶接による溶接部の残熱を利用
するが、これとは別に、前述した並列アークによる高能
率サブマージアーク溶接方法も、この問題解決に有効な
ことを、本発明者らは種々の調査研究から新たに知見し
た。
In order to solve this problem, Japanese Patent Application No. 4-2
The method of No. 03111 uses the residual heat of the welded portion by the arc welding performed from the back side prior to the gas metal arc welding, but apart from this, the high efficiency submerged arc welding method by the parallel arc described above also solves this problem. The present inventors have newly found that it is effective for various studies.

【0020】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、鋼板を管状に形成してその突き合わせ部に内面側か
らサブマージアーク溶接を行い、外面側からガスメタル
アーク溶接を行った後、引き続きサブマージアーク溶接
を行う製管溶接であって、内面側および外面側からのサ
ブマージアーク溶接を2電極以上の1プール多電極溶接
とし、その多電極のなかの先行電極以外の1極を含む1
極または2極以上に、2本の細径ワイヤが溶接線方向に
対して直角に配置され且つその細径ワイヤの間隔がワイ
ヤ径の4倍以内とされた並列アーク電極を採用し、先行
電極に直流電源を用い、他極に交流電源を用いたことを
特徴とする製管溶接方法を要旨とする。
The present invention was made on the basis of the above findings. Steel plates were formed into a tubular shape, and submerged arc welding was performed from the inner surface side to the abutting portion and gas metal arc welding was performed from the outer surface side. Pipe welding for welding, wherein submerged arc welding from the inner surface side and the outer surface side is one pool multi-electrode welding with two or more electrodes, and one electrode other than the preceding electrode is included in the multi-electrode.
A parallel arc electrode in which two thin wires are arranged at right angles to the welding line direction in two or more poles and the distance between the thin wires is within 4 times the wire diameter A gist of the pipe welding method is characterized in that a DC power source is used for the other electrode and an AC power source is used for the other electrode.

【0021】本発明の製管溶接方法は、そのプロセスか
らしてスパイラル鋼管の製造に特に適する。
The pipe-making welding method of the present invention is particularly suitable for producing a spiral steel pipe due to its process.

【0022】ガスメタルアーク溶接としては、深い溶け
込み深さを得やすい炭酸ガスアーク溶接が望ましい。ま
た、その溶接は、内面側から行うサブマージアーク溶接
による溶接部が150℃以上の温度を保有している段階
で行うのが望ましい。
As the gas metal arc welding, carbon dioxide gas arc welding is preferable because it is easy to obtain a deep penetration depth. Further, it is desirable to perform the welding at a stage where the welded portion by submerged arc welding performed from the inner surface side has a temperature of 150 ° C. or higher.

【0023】なお、UOE鋼管の製造では、サブマージ
アーク溶接に先だってガスメタルアーク溶接による仮付
けを行うが、その仮付け溶接は、前述したように、その
溶接部が引き続き行われるサブマージアーク溶接により
完全に再溶融する程度のものであり、サブマージアーク
溶接の負担を軽減するまでには至っていない。また仮
に、そのガスメタルアーク溶接において十分な溶け込み
深さを確保したとしても、前述した融合不良およびビー
ドぎわの不揃いにより、期待するほどの高速化は実現さ
れない。
In the production of UOE steel pipes, temporary joining by gas metal arc welding is performed prior to submerged arc welding. The temporary joining welding is completed by submerged arc welding in which the welded portion is continued as described above. However, the burden of submerged arc welding has not been reduced yet. Even if a sufficient penetration depth is secured in the gas metal arc welding, the expected speeding up cannot be realized due to the above-mentioned defective fusion and uneven beading.

【0024】[0024]

【作用】本発明の製管溶接方法では、ガスメタルアーク
溶接により深い溶け込み深さを確保した後、溶着量の大
きいサブマージアーク溶接を行う機能分担により、外面
溶接の高速化を図り、合わせて外面溶接の高速化による
内面溶接の負担軽減により、その高速化を図ることが第
1の特徴である。
In the pipe-making welding method of the present invention, after the deep penetration depth is secured by gas metal arc welding, the function of performing submerged arc welding with a large amount of deposition is shared to speed up the outer surface welding, and to combine the outer surface welding. The first feature is to speed up the welding by reducing the burden of the inner surface welding by speeding up the welding.

【0025】第2の特徴は、内面側および外面側からの
サブマージアーク溶接に並列アーク溶接を採用し、内面
溶接では、ビードぎわの不揃い防止することにより、そ
の高速溶接を可能にし、外面溶接では、これと合わせて
図3に示す谷部の融合不良を防止することにより、それ
ぞれの高速溶接を可能にする点にある。
A second feature is that parallel arc welding is adopted for submerged arc welding from the inner surface side and the outer surface side, and in inner surface welding, high speed welding is enabled by preventing unevenness of bead wrinkles, and in outer surface welding, In addition to this, by preventing the fusion failure of the valley portions shown in FIG. 3, it is possible to perform high-speed welding of each.

【0026】以下に、本発明の製管溶接方法が採用する
並列アーク溶接が、サブマージアーク溶接でのビードぎ
わの不揃い防止およびサブマージアーク溶接に先行して
ガスメタルアーク溶接を行ったときの融合不良(図3)
の防止に有効なことを説明する。
In the following, parallel arc welding employed in the pipe welding method of the present invention prevents uneven bead wrinkles in submerged arc welding and fusion failure when gas metal arc welding is performed prior to submerged arc welding ( (Fig. 3)
Explain that it is effective in preventing

【0027】多電極サブマージアーク溶接でのビード形
成は後行電極に依存することが知られている(例えば川
崎製鉄技報 Vol.6 No.4(1974)P100)。そこ
で、本発明者らは同一の溶接電源およびワイヤ送給機構
を用いて2本の細径ワイヤから単一アークを発生させる
並列アーク電極を、後行電極に適用することを検討し
た。その結果、2本の細径ワイヤを溶接線方向に対して
直角に配置した直角配置の並列アーク電極を、後行電極
に適用した場合にのみ、ビードぎわの不揃いが防止され
る事実が判明した。これは、同一電極内に2本の細径ワ
イヤが溶接線方向に対して直角に配置されることによ
り、各ワイヤで発生しているアークが安定して電磁力に
より両側に向くため、溶融金属が一定してビードぎわに
押しやられることが理由である。
It is known that the bead formation in multi-electrode submerged arc welding depends on the trailing electrode (for example, Kawasaki Steel Technical Report Vol. 6 No. 4 (1974) P100). Therefore, the present inventors examined the application of a parallel arc electrode that generates a single arc from two thin wires using the same welding power source and wire feeding mechanism to the trailing electrode. As a result, it has been found that the unevenness of the bead wrinkles can be prevented only when a parallel arc electrode in which two small-diameter wires are arranged at right angles to the welding line direction is applied to the trailing electrode. This is because the two thin wires are placed in the same electrode at right angles to the welding line direction, and the arc generated in each wire is stably directed toward both sides by the electromagnetic force. The reason is that the bead is constantly pushed to the edge.

【0028】従って、本発明の製管溶接方法では、この
直角配置の並列アーク電極を、少なくとも先行電極以外
の1極を含む1極または2極以上に適用することとし
た。
Therefore, in the pipe welding method of the present invention, the parallel arc electrodes arranged at right angles are applied to one or more poles including at least one pole other than the preceding electrode.

【0029】この直角配置の並列アーク電極を先行電極
に適用しても、後行電極の少なくとも1極にこの並列ア
ーク電極が適用されていれば、ビード形成上は何ら問題
はないが、溶け込み深さが浅くなるという問題が発生す
る。従って、先行電極としては1本の溶接ワイヤを使用
する通常電極を使用することが望ましい。先行電極に直
角配置の並列アーク電極を使用するのは、板厚が比較的
薄く、溶け込み深さに対する条件が緩和される場合であ
る。
Even if this parallel arc electrode arranged at a right angle is applied to the leading electrode, if this parallel arc electrode is applied to at least one electrode of the trailing electrode, there is no problem in bead formation, but the penetration depth The problem arises that the depth becomes shallow. Therefore, it is desirable to use a normal electrode that uses one welding wire as the leading electrode. The parallel arc electrodes arranged at right angles to the leading electrode are used when the plate thickness is relatively thin and the conditions for the penetration depth are relaxed.

【0030】3電極以上の場合、最終電極は通常電極で
も大きな差異は生じない。これは、後行電極がビード形
成上大きな役割を果たすという考えと反するように思わ
れるが、3電極以上の場合、最終極以前の後行電極でビ
ードぎわの安定化を図っておけば、ビード形成上良好な
結果が得られることが、本発明者らの調査から判明した
ことによる。
When the number of electrodes is three or more, the final electrode may be a normal electrode without any great difference. This seems contrary to the idea that the trailing electrode plays a major role in bead formation, but in the case of three or more electrodes, bead formation is possible if the trailing electrode before the final pole is stabilized. It is found from the investigation by the present inventors that excellent results can be obtained.

【0031】本発明者らの調査によれば、更に、2本の
細径ワイヤを溶接線方向に対して直角に配置した直角配
置の並列アーク電極が、図3に示す谷部の融合不良の防
止に有効なことも判明した。すなわち、直角配置による
と、その2本の細径ワイヤにより、図3の破線で囲む両
側の谷部が集中的に再溶融され、ガスメタルアーク溶接
の後からサブマージアーク溶接を高速で行った場合も、
融合不良が残らないのである。
According to the investigation conducted by the present inventors, a parallel arc electrode in which two thin wires are arranged at a right angle to the welding line direction has a parallel arc electrode, which is shown in FIG. It was also found to be effective in prevention. That is, according to the right-angled arrangement, when the two small-diameter wires intensively remelt the valleys on both sides surrounded by the broken line in FIG. 3, and the submerged arc welding is performed at high speed after the gas metal arc welding. Also,
No fusion failure remains.

【0032】直角配置の並列アーク電極で融合不良の防
止を図る場合、その2本の細径ワイヤの間隔(隙間)を
ワイヤ径の4倍以内に狭くする必要があり、望ましくは
3倍以内、更に望ましくは2.5倍以内である。細径ワイ
ヤの間隔が広がると、両側の谷部の融合不良が残るよう
になる。ワイヤ間隔の下限については、2本の細径ワイ
ヤから発生するアークの干渉の点から、ワイヤ径の0.5
倍以上が望ましく、1倍以上が更に望ましい。
In order to prevent defective fusion with the parallel arc electrodes arranged at right angles, it is necessary to narrow the distance (gap) between the two thin wires to within 4 times the wire diameter, preferably within 3 times. More preferably, it is within 2.5 times. When the distance between the thin wires increases, the fusion defects in the valleys on both sides will remain. Regarding the lower limit of the wire interval, from the point of interference of the arc generated from the two thin wires, the wire diameter is 0.5.
It is preferably double or more, more preferably once or more.

【0033】並列アーク電極における細径ワイヤの直径
としては1.6〜2.0mmが望ましい。1.6mm未満では
ワイヤ送給ケーブル中で腰折れの発生により送給不能に
なる場合があり、2.0mmを超えると2本の細径ワイヤ
の同時安定送給が困難になる場合がある。
The diameter of the thin wire in the parallel arc electrode is preferably 1.6 to 2.0 mm. If it is less than 1.6 mm, it may not be possible to feed it due to the occurrence of a waist break in the wire feeding cable, and if it exceeds 2.0 mm, it may be difficult to simultaneously and stably feed two thin wires.

【0034】通常電極におけるワイヤ径としては、3.2
〜4.8mmが望ましい。3.2mm未満では使用できる電
流値の制限より溶着量が確保できず、4.8mm超えでは
電流密度が低くなるため溶着量不足となり、適正電流密
度を確保するためには、非常に大きな容量をもつ電源を
使用する必要があり、経済的に不利である。
The wire diameter of the normal electrode is 3.2.
~ 4.8 mm is desirable. If it is less than 3.2 mm, the amount of welding cannot be secured due to the limitation of the current value that can be used, and if it exceeds 4.8 mm, the current density becomes low and the amount of welding becomes insufficient, so a very large capacity is required to secure an appropriate current density. It is necessary to use a power source that has power, which is economically disadvantageous.

【0035】本発明の製管溶接方法における多電極サブ
マージアーク溶接の最も望ましい電極配置形態は、2電
極では先行電極が通常電極、後行電極が並列アーク電極
であり、3電極以上では先行電極が通常電極、他極が並
列アーク電極である。
The most desirable electrode arrangement of the multi-electrode submerged arc welding in the pipe welding method of the present invention is that the leading electrode is a normal electrode and the trailing electrode is a parallel arc electrode in two electrodes, and the leading electrode is in three or more electrodes. The normal electrode and the other electrode are parallel arc electrodes.

【0036】前述した従来法のうち、A法およびD法は
直角配置の並列アーク電極を使用するが、A法は先行電
極のみにその並列アーク電極を適用するため、特にビー
ドぎわの安定化を図ることができない。また、D法は複
数のプールを形成し、その最終プールに直角配置の並列
アーク電極を用いるため、高速溶接ができない。なぜな
ら、溶接速度は単位時間当りの溶着量に依存するため、
同じ電極数でもプールを分割した場合は各プール当りの
溶着量が減少する。つまり、溶着量の観点から溶接速度
が律速されるわけである。
Among the above-mentioned conventional methods, the A method and the D method use parallel arc electrodes arranged at right angles, but the A method applies the parallel arc electrodes only to the leading electrode, so that the bead wrinkles are particularly stabilized. I can't. Further, since the D method forms a plurality of pools and uses parallel arc electrodes arranged at right angles in the final pool, high speed welding cannot be performed. Because the welding speed depends on the amount of welding per unit time,
Even if the number of electrodes is the same, if the pool is divided, the amount of welding per pool will decrease. That is, the welding speed is rate-controlled from the viewpoint of the amount of welding.

【0037】従って、本発明の製管溶接方法では、1プ
ール多電極溶接を原則とし、その多電極の少なくとも先
行電極以外の1極を含む1極または2極以上に直角配置
の並列アーク電極を採用することとした。
Therefore, in the pipe manufacturing welding method of the present invention, one pool multi-electrode welding is used in principle, and parallel arc electrodes arranged at right angles to one or two or more poles including at least one pole other than the preceding electrode of the multi-electrode. I decided to adopt it.

【0038】電源として、先行電極に直流電源を用い、
他極に交流電源を用いたのは、直流電源の方がアークが
安定しているが、直流電源のみの多電極法では磁気吹き
が発生しアークが不安定となることから、1極のみ直流
電源とした。そして、直流電源の方が溶け込み量を確保
しやすいことから、直流電源を先行電極に用いることと
した。
As a power source, a direct current power source is used for the leading electrode,
The AC power supply is used for the other pole because the DC power supply has a more stable arc, but the multi-electrode method using only the DC power supply causes magnetic spraying and makes the arc unstable. I used it as a power source. Since the DC power source is easier to secure the melted amount, the DC power source is used for the leading electrode.

【0039】ガスメタルアーク溶接におけるワイヤ径
は、同一電流での溶着速度の比較では細い方が有利であ
るが、3.2mm未満では使用できる電流値の上限が低い
ため、十分な溶着量を確保できない。逆に、4.8mmを
超えると、高速でアークを安定させるための電流値が非
常に大きくなり、溶接電源が高価となる。従って、ガス
メタルアーク溶接におけるワイヤ径としては3.2〜4.8
mmが望ましく、なかでも4.0mm以下が望ましい。こ
の径はガスメタルアーク溶接に通常使用されるワイヤ径
(1.2mm前後)に比べてかなり大きい。
In the gas metal arc welding, it is advantageous that the wire diameter is thin in comparison of the deposition rates at the same current, but if it is less than 3.2 mm, the upper limit of the usable current value is low, so a sufficient deposition amount is secured. Can not. On the contrary, if it exceeds 4.8 mm, the current value for stabilizing the arc at a high speed becomes very large, and the welding power source becomes expensive. Therefore, the wire diameter in gas metal arc welding is 3.2 to 4.8.
mm is preferable, and 4.0 mm or less is particularly preferable. This diameter is considerably larger than the wire diameter normally used for gas metal arc welding (around 1.2 mm).

【0040】[0040]

【実施例】次に本発明の実施例を示し、比較例と対比さ
せることにより、その効果を明らかにする。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be shown and the effects thereof will be clarified by comparison with comparative examples.

【0041】JIS G3444にSTK490として
規定される外径609.6mm、厚さ16mmの杭用スパ
イラル鋼管を製造する際の溶接として、まず内面側から
1プール2電極のサブマージアーク溶接を行い、次いで
外面側から1電極のガスメタルアーク溶接(炭酸ガス溶
接)を行い、引き続きその上から1プール3電極のサブ
マージアーク溶接を行った。
As welding for manufacturing a spiral steel pipe for a pile having an outer diameter of 609.6 mm and a thickness of 16 mm specified by JIS G3444 as STK490, first, submerged arc welding of one pool and two electrodes is performed from the inner surface side, and then the outer surface. Gas metal arc welding of one electrode (carbon dioxide welding) was performed from the side, and subsequently submerged arc welding of one pool and three electrodes was performed from above.

【0042】サブマージアーク溶接における電極配置
は、内面側からの2電極溶接については図1中のA,
B,C,Dとし、外面側からの3電極溶接については図
1中のa,b,c,d,e,fとした。
The electrode arrangement in submerged arc welding is the same as in FIG. 1 for two-electrode welding from the inner surface side.
B, C, and D, and a, b, c, d, e, and f in FIG. 1 for three-electrode welding from the outer surface side.

【0043】サブマージアーク溶接用フラックはSiO
2 −MnOタイプの溶融型フラックスを用いた。ワイヤ
はガスメタルアーク溶接では1.2%Mn系、サブマージ
アーク溶接では1.5%Mn系を用いた。ワイヤ径はガス
メタルアーク溶接では4mm、サブマージアーク溶接で
は4mm(通常電極)または2mm(並列アーク電極)
とした。また、並列アーク電極におけるワイヤ間隔は、
ワイヤ径の2倍の4mmとした。
Frac for submerged arc welding is made of SiO.
A 2- MnO type molten flux was used. The wire used was 1.2% Mn system for gas metal arc welding and 1.5% Mn system for submerged arc welding. Wire diameter is 4 mm for gas metal arc welding and 4 mm (normal electrode) or 2 mm (parallel arc electrode) for submerged arc welding.
And The wire spacing in the parallel arc electrode is
It was 4 mm, which is twice the wire diameter.

【0044】開先形状は、内面側では深さ3mm、開き
角50°のV開先とし、外面側では深さ9mm、開き角
40°のV開先とした。
The groove shape was a V-groove having a depth of 3 mm and an opening angle of 50 ° on the inner surface side, and a V-groove having a depth of 9 mm and an opening angle of 40 ° on the outer surface side.

【0045】電源としては先行電極に直流電源を用い、
他極に交流電源を用いた。溶接電流・電圧は以下の通り
である。 内面側2電極SAW:1400A(36V)−850A
(45V) 外面側GMAW:1350A(26V) 外面側3電極SAW:1700A(35V)−1150
A(40V)−850A(35V)
As a power source, a direct current power source is used for the leading electrode,
An AC power supply was used for the other pole. The welding current and voltage are as follows. Inner surface 2 electrodes SAW: 1400A (36V) -850A
(45V) Outside GMAW: 1350A (26V) Outside 3 electrodes SAW: 1700A (35V) -1150
A (40V) -850A (35V)

【0046】溶接速度5.3m/min (一定)で溶接を行
ったときの溶接品質を調査した。調査結果を表1に示
す。なお、外面側からガスメタルアーク溶接を行うとき
の、内面サブマージアーク溶接部の温度は、150℃未
満の120℃とした。
The welding quality when welding was performed at a welding speed of 5.3 m / min (constant) was investigated. The survey results are shown in Table 1. The temperature of the inner surface submerged arc welded portion when the gas metal arc welding was performed from the outer surface side was 120 ° C, which was lower than 150 ° C.

【0047】[0047]

【表1】 *1 溶け込み不足 *2 溶着量不足 *3 ビードぎわ不揃い *4 融合不良[Table 1] * 1 Insufficient penetration * 2 Insufficient amount of welding * 3 Random bead wrinkle * 4 Poor fusion

【0048】No. 1はスパイラル製管溶接方法として一
般的な内面2電極−外面3電極のサブマージアーク溶接
を行った場合である。外面ガスメタルアーク溶接を行っ
ていないので、5.3m/min という高速溶接では外面溶
接で溶け込み不足が生じ、かつ溶着量が不足した。
No. 1 is a case where submerged arc welding of two electrodes on the inner surface and three electrodes on the outer surface, which is a general spiral pipe welding method, is performed. Since the outer surface gas metal arc welding was not performed, at the high-speed welding of 5.3 m / min, insufficient penetration occurred in the outer surface welding and the welding amount was insufficient.

【0049】なお、内面溶接については、いずれの場合
も溶け込み深さおよび溶着量に不足が生じないように、
外面溶接に比して開先を浅くした。
With regard to the inner surface welding, in any case, in order not to cause deficiency in the penetration depth and the welding amount,
The groove is shallower than that of external welding.

【0050】No. 2は外面ガスメタルアーク溶接を行っ
たので、多面溶接での溶け込み深さおよび溶着量は十分
であった。しかし、内外面サブマージアーク溶接に並列
アーク溶接を用いないので、外面溶接では図3に示す谷
部に融合不良が生じ、また、内外面溶接ともビードきわ
の不揃いが生じた。
Since No. 2 was subjected to outer surface gas metal arc welding, the penetration depth and the amount of welding in the multi-face welding were sufficient. However, since parallel arc welding is not used for inner / outer surface submerged arc welding, fusion defects occur in the valley portions shown in FIG.

【0051】No. 3は内外面サブマージアーク溶接に並
列アークを用いたが、並列アーク電極における2本の細
径ワイヤが直角配置でなく、溶接線方向に対して平行な
配置のため、融合不良およびビードぎわ不揃いは防止さ
れなかった。
No. 3 used a parallel arc for the inner and outer surface submerged arc welding, but the two thin wires in the parallel arc electrode were not arranged at right angles, but were arranged parallel to the welding line direction, resulting in poor fusion. And bead ruffles were not prevented.

【0052】No. 4は直角配置の並列アーク電極を採用
するものの、その並列アーク電極を先行電極にのみ用い
たため、ビードぎわ不揃いの問題は解決されなかった。
No. 4 employs parallel arc electrodes arranged at right angles, but since the parallel arc electrodes are used only for the leading electrodes, the problem of uneven bead wrinkles has not been solved.

【0053】これらに対し、No. 5〜7は内外面サブマ
ージアーク溶接用多電極の、少なくとも先行電極以外の
1極を含む1極または2極以上に直角配置の並列アーク
電極を使用したので、5.3m/min という高速溶接であ
るにもかかわらず、健全な溶接部が得られた。
On the other hand, Nos. 5 to 7 used parallel arc electrodes arranged at right angles to one or more poles including at least one pole other than the preceding electrode of the multi-electrode for inner and outer surface submerged arc welding. Despite the high-speed welding of 5.3 m / min, a sound weld was obtained.

【0054】外面ガスメタルアーク溶接を行うときの、
内面サブマージアーク溶接部の温度を150℃以上の1
75℃としたときは、5.3m/min より更に高速の5.6
m/min で、表1と同じ結果が得られた。
When performing external gas metal arc welding,
The temperature of the inner submerged arc weld is 150 ℃ or more 1
At 75 ℃, it is 5.6, which is faster than 5.3m / min.
The same result as in Table 1 was obtained at m / min.

【0055】このように、本発明の製管溶接方法によ
り、板厚が16mmのスパイラル鋼管の製造において
も、5m/min 以上の高速溶接が実現された。
As described above, according to the pipe manufacturing welding method of the present invention, high-speed welding of 5 m / min or more was realized even in the manufacture of a spiral steel pipe having a plate thickness of 16 mm.

【0056】なお、上記実施例は本発明をスパイラル製
管に適したものであるが、UOE鋼管の製造にも適用で
き、更に厚板溶接等にその技術を応用することもでき
る。
Although the above-described embodiment is suitable for the spiral pipe according to the present invention, it can be applied to the production of UOE steel pipe, and the technique can be applied to thick plate welding and the like.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の製管溶接
方法は、ガスメタルアーク溶接と、並列アークを用いた
サブマージアーク溶接との組み合わせにより、板厚が1
0mm以上、更には15mm以上の場合も、5m/min
以上の高品質・高速溶接を可能にする。従って、製管能
率の向上およびこれによる製管コストの低減に多大の効
果を発揮する。
As described above, the pipe welding method of the present invention uses the combination of gas metal arc welding and submerged arc welding using parallel arc to achieve a plate thickness of 1
5m / min for 0 mm or more, and even for 15 mm or more
Enables the above high quality and high speed welding. Therefore, a great effect is exerted in improving the pipe manufacturing efficiency and thereby reducing the pipe manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明法におけるサブマージアーク溶接の電極
配置例を従来配置および比較用配置と共に示した模式図
である。
FIG. 1 is a schematic view showing an electrode arrangement example of submerged arc welding in the method of the present invention, together with a conventional arrangement and a comparison arrangement.

【図2】並列アークを用いた従来のサブマージアーク溶
接の電極配置を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrode arrangement for conventional submerged arc welding using parallel arcs.

【図3】ガスメタルアーク溶接における溶け込み形状を
示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a penetration shape in gas metal arc welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶接ワイヤ 2 チップ 3 プール 4 ビード 1 Welding wire 2 Tip 3 Pool 4 Bead

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板を管状に形成してその突き合わせ部
に内面側からサブマージアーク溶接を行い、外面側から
ガスメタルアーク溶接を行った後、引き続きサブマージ
アーク溶接を行う製管溶接であって、 内面側および外面側からのサブマージアーク溶接を2電
極以上の1プール多電極溶接とし、 その多電極のなかの先行電極以外の1極を含む1極また
は2極以上に、2本の細径ワイヤが溶接線方向に対して
直角に配置され且つその細径ワイヤの間隔がワイヤ径の
4倍以内とされた並列アーク電極を採用し、 先行電極に直流電源を用い、他極に交流電源を用いたこ
とを特徴とする製管溶接方法。
1. A pipe-making welding in which a steel plate is formed into a tubular shape, and the butted portion is subjected to submerged arc welding from the inner surface side, gas metal arc welding is performed from the outer surface side, and then submerged arc welding is performed. Submerged arc welding from the inner surface side and the outer surface side is one-pool multi-electrode welding with two or more electrodes, and two thin wires with one or more poles including one pole other than the preceding electrode Are arranged at right angles to the direction of the welding line, and the parallel arc electrodes are used in which the distance between the thin wires is within 4 times the wire diameter. A DC power source is used for the leading electrode and an AC power source is used for the other pole. A method for welding pipes characterized in that
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004017134A (en) * 2002-06-20 2004-01-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for manufacturing spiral welded steel pipe
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