JPH08168879A - 固定管の片面突合せ溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定管の片面突合せ溶接において、溶接開始
時の裏ビードの形成と溶接ビード端部の継ぎを良好かつ
効率的に行う。 【構成】 溶接開始部はセラミックス裏当材を、その他
の部分は銅裏当材を用いるとともに、溶接開始部の開先
底部を他の部分に比べ薄くなるように加工し、その薄肉
開先底部から溶接を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定管の片面突合せ溶
接方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定管の片面突合せ溶接は、溶接
開先を取り、炭酸ガスアーク溶接、ＭＩＧ、ＭＡＧ等の
ガスメタルアーク溶接方法により行われている。

【０００３】そして、良好な裏ビードの形成のために裏
当て材を用い、裏当て材としては、溶接部の冷却効率、
コスト、保管、耐久性の面で優れている銅裏当金が最も
一般的に使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】片面突合せ溶接での溶
接開始部においては、母材の温度が低いことと溶接アー
クが立ち上がり状態にあることから、母材の溶融が不充
分となって、良好な裏ビードが形成されないことがあ
る。そして、固定管では、溶接開始部で溶接ビードの端
部を継ぐ必要があるので、溶接開始部で良好な裏ビード
が形成されなければ、溶接開始部での溶接ビードの継ぎ
も良好に行われない。

【０００５】特に、固定管相互の開先合わせ作業を容易
にするために標準ルートギャップをゼロにして施工する
場合には、母材が溶融しないと開先裏面に溶融金属が流
れないので、上記の問題が顕著に生じる。

【０００６】この問題に対処するために、溶接開始時の
溶接電流値を上げることが考えられるが、溶接電流値を
あまり上げると、溶接アークが銅裏当金に直接当たり、
銅裏当金を損傷するとともに、溶けた銅が不純物として
溶接金属に混入してしまう危険性がある。

【０００７】また、前記特開平４ー２２８２６３号公報
に開示されているように、溶接開始部の開先底部に切欠
孔を形成し、面積が少なくて加熱されやすいため短時間
に溶融温度に達する切欠孔縁の母材に溶接アークを点弧
後、開先幅方向に溶接トーチを移動してから管周方向に
溶接を開始する方法があるが、この方法では、シーケン
スおよび装置が複雑になり、現地施工を考えた場合に、
決して効率的な方法とはいえない。

【０００８】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、固定管の片面突合せ溶接において、
複雑なシーケンス等を用いることなく、効率的に、溶接
開始部の良好な裏ビードの形成および溶接ビードの継ぎ
を行うことのできる固定管の片面突合せ溶接方法を提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の課題は、固定管の
片面突合せ溶接を行うに際し、溶接開始部近傍の裏当材
としてはセラミックス裏当材を、その他の部分の裏当材
としては銅裏当金をそれぞれ用いるととともに、溶接開
始部近傍の開先底部を他の部分に比べて薄くなるように
加工して薄肉開先底部を形成し、該薄肉開先底部を溶接
開始位置として片面突合せ溶接を行うことを特徴とする
固定管の片面突合せ溶接方法により解決される。

【００１０】

【作用】まず、溶接開始部近傍の裏当材を耐熱強度に優
れたセラミックス裏当材としたことから、溶接アークが
裏当材に直接当たっても、裏当材が損傷して不純物とし
て溶接金属に混入してしまうことがないので、その点を
気づかうことなく高溶接電流を用いて大入熱を付与する
ことができる。

【００１１】さらに、溶接開始部近傍の開先底部を薄肉
にしたので、溶接開始部の母材が、より一層溶融されや
すくなっている。

【００１２】これにより、溶接開始部の母材が確実に溶
融され、良好な裏ビードが形成される。そして、溶接開
始部における溶接ビードの継ぎも良好に行うことができ
る。

【００１３】従って、１本の溶接トーチを用いて左右振
り分け溶接を行う場合のように、先行側の溶接ビード始
端部の温度が大幅に低下した状態で、後行側の溶接ビー
ド始端部を継がなければならない場合には、本発明の方
法が特に有効である。

【００１４】なお、溶接開始部近傍の薄肉開先底部の形
成は、固定管相互の開先合わせを行った後に、グライン
ダー等による機械切削やガスバーナ等による溶削で加工
することにより、薄肉開先底部の形成作業を迅速に実施
することができる。

【００１５】その際、薄肉開先底部の長さについては、
あまり短いと、確実に確実に母材を溶融する効果が薄れ
るし、あまり長いと、加工の手間がかかるので、溶接長
方向に１５〜５０ｍｍ程度の長さが好ましい。

【００１６】また、薄肉開先底部の厚さについても、あ
まり厚いと、確実に確実に母材を溶融する効果が薄れる
し、あまり薄いと、加工の手間がかかるので、他の開先
底部の厚さの１／２程度が望ましい。

【００１７】そして、溶接開始部近傍以外の部分は、溶
接状態が安定してくるので、裏当材として通常の銅裏当
金を用いることで、低コスト化を図ることができる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明にかかる固定管の片面突合せ
溶接方法の実施例について述べる。

【００１９】図１は、本発明の固定管の片面突合せ溶接
方法における固定管の配置状況を示す平面図である。

【００２０】図１において、１、２は突合せ配置された
固定管である。３、４は固定管１、２のそれぞれの開先
底部であり、５は開先底部３、４を標準ルートギャップ
ゼロで当接することにより形成された溶接開先である。
６はセラミックス裏当材であり、固定管１、２の溶接開
始部裏面に配置され、７は銅裏当金であり、溶接開始部
以外の裏面に配置されている。８は薄肉開先底部であ
り、前記開先底部３、４の溶接開始近傍を他の部分に比
べて薄くなるように加工されたものである。

【００２１】図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示したもの
で、溶接開始位置である０時の位置近傍にセラミックス
裏当材６が配置されており、他の部分には、複数の銅裏
当金７が配置されている。また、セラミックス裏当材６
とほぼ同じ位置に薄肉開先底部８が形成されている。

【００２２】セラミックス裏当材６および銅裏当金７
は、固定管１、２の内部に設置された図示しない公知の
インターナルクランプ装置に装着され、管径方向に押圧
されることにより、裏当機能とともに固定管１、２の内
面を面一にする芯出し機能も果している。

【００２３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、薄肉
開先底部８の断面形状の一例を示したものである。固定
管１、２が突合せ配置され、裏当材が設置された後、開
先底部３、４をガスバーナによる溶削加工により形成さ
れたもので、隅に丸み８ａおよび８ｂが付いている。

【００２４】図４は、同じく図１のＢ−Ｂ断面図であ
り、薄肉開先底部８の断面形状の別の例を示したもので
ある。固定管１、２が突合せ配置され、裏当材が設置さ
れた後、開先底部３、４をガスバーナによる溶削加工に
より形成されたもので、角形の隅８ｃ、８ｄとなってい
る。

【００２５】そして、下記の溶接条件にて、固定管１、
２の初層片面突合せ溶接を、０時位置からの左右振り分
け下進溶接にて施工した。

【００２６】（１）溶接法 ： 高速回転アーク溶接法 ・アーク回転速度 ２０〜１００Ｈｚ ・アーク回転直径 １〜４ｍｍ （２）シールドガス ： 炭酸ガス１００％ （３）ソリッドワイヤ径 ： １．２ｍｍ （４）溶接電流 ： ２３０〜４２０Ａ （５）溶接速度 ： １０８〜２００ｃｍ／分 （６）薄肉開先底部の形状 ・長さ ２０ｍｍ ・断面形状 隅部に丸みあり 溶接は、１本の溶接トーチで行い、まず、０時位置の薄
肉開先底部８から、右回りの下進溶接を６時の位置まで
行った後、次に、薄肉開先底部８の残部から、左回りの
下進溶接を６時の位置まで行って、溶接を終了した。

【００２７】その結果、溶接開始部の裏ビードの形成お
よび溶接ビードの継ぎが良好に行われ、良品質の溶接ビ
ードが得られた。

【００２８】

【発明の効果】溶接開始部において、裏当材としてセラ
ミックス裏当材を用いるとともに、開先底部を薄肉にし
たので、高溶接電流を使用して大入熱を付与でき、溶接
開始部の開先底部が確実に溶融され、溶接開始部での裏
ビードの形成と溶接ビード端部の継ぎが極めて良好かつ
効率的に行われる。

【００２９】そして、溶接開始部以外の部分には銅裏当
金を用いることにより、裏当材のコストを軽減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における固定管の片面突合せ配置状況の
平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ断面図にかかる他の実施例であ
る。

【符号の説明】

１、２ 固定管 ３、４ 開先底部 ５ 溶接開先 ６ セラミックス裏当材 ７ 銅裏当金 ８ 薄肉開先底部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定管の片面突合せ溶接を行うに際し、
   溶接開始部近傍の裏当材としてはセラミックス裏当材
   を、その他の部分の裏当材としては銅裏当金をそれぞれ
   用いるとともに、溶接開始部近傍の開先底部を他の部分
   に比べて薄くなるように加工して薄肉開先底部を形成
   し、該薄肉開先底部を溶接開始位置として片面突合せ溶
   接を行うことを特徴とする固定管の片面突合せ溶接方
   法。