JPH08276273A - Butt welding method for clad steel - Google Patents

Butt welding method for clad steel

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JPH08276273A
JPH08276273A JP8060595A JP8060595A JPH08276273A JP H08276273 A JPH08276273 A JP H08276273A JP 8060595 A JP8060595 A JP 8060595A JP 8060595 A JP8060595 A JP 8060595A JP H08276273 A JPH08276273 A JP H08276273A
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JP
Japan
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welding
groove
high alloy
steel
alloy steel
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Application number
JP8060595A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Ogata
佳紀 尾形
Yoshio Terada
好男 寺田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To enable even a double V groove to be welded by means of two layers of one run continuous welding on the high alloy side, in the butt welding of a clad steel, and to remarkably improve the efficiency of welding execution. CONSTITUTION: In this butt welding method for a clad steel, the abutting shape of the clad steel is a double V and in welding a high alloy steel 2 side, one run continuous welding is performed for the two layers, by combining GMAW method for the groove of a low alloy steel with a wire delta arranging type SAW method for the remaining groove of a high alloy steel.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はクラッド鋼の突合せ溶接
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a butt welding method for clad steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】クラッド鋼は炭素鋼に高合金鋼などが重
層されているもので、むくの炭素鋼の溶接と異なり、炭
素鋼部と高合金鋼部の溶接とでそれぞれ溶接材料を使い
分ける必要がある。また、溶接材料の使い分けをして
も、クラッド鋼の溶接では一般的に以下の点に留意して
溶接を行う必要がある。
2. Description of the Related Art Clad steel is made of carbon steel and high-alloy steel layered on top of it. Unlike welding of ordinary carbon steel, it is necessary to use different welding materials for welding carbon steel and high-alloy steel. There is. In addition, even if the welding material is properly used, it is generally necessary to perform the welding in consideration of the following points when welding the clad steel.

【0003】まず、高合金鋼側の炭素鋼部分の溶接で
は、通常、炭素鋼ワイヤで高合金鋼部分が溶融しないよ
うに留意する必要がある。何故ならば、もしこのときの
溶接において高合金鋼部分が少しでも溶融すると、該溶
接金属には高合金鋼のNi、Cr、Moなどが混入し、
その組成はマルテンサイト組織などを形成して、異常な
高硬度や割れなどの溶接欠陥につながるからである。
First, in the welding of the carbon steel portion on the high alloy steel side, it is usually necessary to take care so that the carbon steel wire does not melt the high alloy steel portion. Because, if the high alloy steel portion melts even a little in the welding at this time, Ni, Cr, Mo, etc. of the high alloy steel are mixed in the weld metal,
This is because the composition forms a martensite structure or the like and leads to welding defects such as abnormally high hardness and cracks.

【0004】次に、高合金ワイヤを用いての高合金鋼開
先部の溶接を行う場合の課題を述べる。通常、クラッド
鋼の高合金鋼開先部分の溶接に適用するワイヤ、すなわ
ち溶接材料成分系を選定する際は、まず最初にクラッド
材である高合金鋼の成分を把握する必要がある。次に溶
接方法の決定が重要なポイントとなるが、それと同時に
ワイヤ成分系として何を適用するかの判断も必要とな
る。例えば、ここではクラッド材としての高合金鋼の成
分系をSUS316L系からINCOLOY825まで
の範囲と仮定すると、溶接ワイヤとしては前者用として
JIS Z3324(YS309Mo)が、また後者用
としてはJIS Z3334(YNiCrMo−3)な
どが候補として挙げられる。
Next, a problem in welding a high alloy steel groove using a high alloy wire will be described. Usually, when selecting a wire to be applied to welding a groove portion of a high alloy steel of clad steel, that is, a welding material composition system, it is first necessary to grasp the composition of the high alloy steel which is a clad material. Next, the determination of the welding method is an important point, but at the same time, it is necessary to judge what to apply as the wire component system. For example, assuming that the composition system of the high alloy steel as the clad material is in the range from SUS316L system to INCOLOY825, JIS Z3324 (YS309Mo) is used for the former as a welding wire and JIS Z3334 (YNiCrMo-for the latter). 3) etc. are mentioned as candidates.

【0005】しかし、ここでさらに溶接方法の選択によ
っては、上記のワイヤを適用しても健全な溶接部が得ら
れるとは限らない。これは、この部分の溶接ではクラッ
ド材の高合金鋼開先部分も溶融するが、下地である炭素
鋼開先部分の溶接部も同時に溶融し、溶接金属の組成は
ワイヤと高合金鋼の開先部分および下地の炭素鋼が溶融
攪拌された組成となる。通常、このように用いたワイヤ
成分が炭素鋼や高合金鋼もしくは炭素鋼と混じり合って
本来のワイヤ組成と異なった組成となる場合を、溶接に
よる希釈という。この希釈の程度(希釈率)は溶接方法
によって大きく左右されるものであり、定性的に希釈率
はTIG、SMAW(被覆アーク溶接)、GMAW(ガ
スシールドアーク溶接)、SAW(潜弧溶接)の順に大
きくなる傾向がある。
However, depending on the selection of the welding method, even if the above wire is applied, a sound welded portion may not always be obtained. This is because the welding of this portion also melts the groove portion of the high alloy steel of the clad material, but the weld portion of the carbon steel groove portion of the base material also melts at the same time, and the composition of the weld metal changes the composition of the wire and the alloy The tip portion and the carbon steel of the base are melted and agitated. Usually, the case where the wire components used in this way are mixed with carbon steel, high alloy steel or carbon steel to give a composition different from the original wire composition is called welding dilution. The degree of dilution (dilution rate) largely depends on the welding method, and the dilution rate is qualitatively determined from TIG, SMAW (covered arc welding), GMAW (gas shield arc welding), and SAW (submerged arc welding). Tend to grow in order.

【0006】以上のような点を考慮してクラッド鋼の突
合せ溶接においては、特別な溶接方法が用いられる。図
5(a)〜(d)は、そのような方法を示す模式図であ
る。まず、図5(a)では炭素鋼側1に開先を設けた
後、図5(b)に示すように、裏面側の高合金鋼部分2
を溶融させない程度の小入熱で炭素鋼の溶接棒(SMA
W)を用いて多層溶接する。次に、図5(c)に示すよ
うに、高合金鋼側の突合せ部分をハツリ取りした後、図
5(d)に示すように、小入熱で高合金鋼の溶接棒(S
MAW)を用いて溶接する。
Considering the above points, a special welding method is used in butt welding of clad steel. 5A to 5D are schematic views showing such a method. First, in FIG. 5 (a), after forming a groove on the carbon steel side 1, as shown in FIG. 5 (b), the high alloy steel portion 2 on the back side is formed.
Welding rod of carbon steel (SMA
Multi-layer welding using W). Next, as shown in FIG. 5 (c), after the butt portion on the high alloy steel side is chipped off, as shown in FIG. 5 (d), the welding rod (S
Weld using MAW).

【0007】以上のように、炭素鋼側および高合金鋼側
の何れにおいても小入熱で溶接するのは、上述したよう
に希釈率をそれぞれ低く抑えるためであり、溶接方法と
しても比較的小電流で溶接可能なSMAW法が多用され
る。しかし、このような溶接方法は非能率であり、今後
ますます必要とされるクラッド鋼の種々の需要には追い
つけなくなるものと思われる。
As described above, the reason why the welding is performed with a small heat input on both the carbon steel side and the high alloy steel side is to keep the dilution rate low as described above, and the welding method is relatively small. The SMAW method, which allows welding with electric current, is often used. However, such a welding method is inefficient, and it seems that it will not be able to keep up with various demands for clad steel which will be increasingly required in the future.

【0008】このために近時になって、クラッド鋼を溶
接する際、特に高合金鋼側の炭素鋼開先内の溶接におい
て、高合金鋼部分の希釈を抑えながら、かつ溶接能率を
向上させる方法が提案されている。例えば、このような
方法として、特開昭59−137191号公報、特開昭
61−226187号公報、特開昭63−10095号
公報等に記載のものがある。これらの方法は、何れもU
OEクラッド鋼管の溶接方法であるが、図6に示すよう
に、炭素鋼1にX開先3′(鋼管外側の炭素鋼開先)、
3″(鋼管内側の炭素鋼開先)を設ける一方、高合金鋼
2の開先部分4(内側の高合金鋼開先)を炭素鋼1の開
先3″よりも広くとり、その溶接では、まず炭素鋼1の
開先3′に対して炭素鋼ワイヤで仮付け溶接5を行い、
次に高合金鋼2の側から炭素鋼ワイヤで炭素鋼1の開先
3″を溶接してビード6を形成し、さらに炭素鋼側の開
先3′の残りの開先部分を炭素鋼ワイヤで溶接してビー
ド7を形成し、最後に高合金鋼側の開先部分4を高合金
鋼ワイヤで溶接してビード8を形成するものである。ま
た、その溶接方法は、内側の炭素鋼開先はSAW方法
(2例)およびGMAW法(1例)、外側の炭素鋼開先
は全てSAW法、また内側の高合金鋼の開先では帯状電
極やコアードワイヤを用いたSAW法が適用されてい
る。
For this reason, when welding clad steel, particularly in welding in a carbon steel groove on the high alloy steel side, a method for improving the welding efficiency while suppressing the dilution of the high alloy steel portion Is proposed. For example, such methods include those described in JP-A-59-137191, JP-A-61-226187, JP-A-63-10095 and the like. These methods are all U
This is a method of welding an OE clad steel pipe, but as shown in FIG. 6, the carbon steel 1 is provided with an X groove 3 '(a carbon steel groove outside the steel pipe),
3 "(the carbon steel groove inside the steel pipe) is provided, while the groove portion 4 (the inner high alloy steel groove) of the high alloy steel 2 is made wider than the groove 3" of the carbon steel 1 First, temporary welding 5 is performed on the groove 3'of the carbon steel 1 with the carbon steel wire,
Next, the groove 3 ″ of the carbon steel 1 is welded with a carbon steel wire from the high alloy steel 2 side to form a bead 6, and the remaining groove portion of the groove 3 ′ on the carbon steel side is further covered with the carbon steel wire. To form the bead 7, and finally, the groove portion 4 on the high alloy steel side is welded with the high alloy steel wire to form the bead 8. The welding method is the inner carbon steel. The SAW method (2 examples) and GMAW method (1 example) are applied to the groove, the SAW method is applied to all of the outer carbon steel grooves, and the SAW method using a strip electrode or a cored wire is applied to the inner high alloy steel groove. ing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法には以下のような問題がある。第1点目は開
先形状の問題である。すなわち、UOE工程で炭素鋼鋼
管を製造する際、通常はX型開先が常用される。しか
し、上記クラッド鋼管の場合は内側の開先形状を2段開
先に加工する必要があり、既存のバイト(刃)使用がで
きないために新たな設備投資やバイトの組替えに要する
時間ロスなどが生じる。そのため高コスト化や製造能力
の低下などが避けられない。
However, the above method has the following problems. The first point is the problem of the groove shape. That is, when manufacturing a carbon steel pipe in the UOE process, the X-shaped groove is usually used. However, in the case of the above clad steel pipe, it is necessary to process the inner groove shape into a two-step groove, and it is not possible to use the existing bite (blade), so new capital investment and time loss required for changing the bite occur. Therefore, higher costs and lower manufacturing capacity are unavoidable.

【0010】第2点目は開先形状とその溶接性について
の問題である。まず、内側の炭素鋼部分の溶接ではSA
W法を採用しているため、次のような観点から課題があ
った。すなわち、該部分のビード形状はその平滑さが重
要であるとともに高合金鋼部分を溶融させないことが必
須条件であるにもかかわらず、SAW法では溶接アーク
が不可視なために、ビード形状の良否や高合金鋼が溶融
したかどうかをリアルタイムに判断することはなかなか
困難である。その結果、高合金鋼開先部の溶接前に高合
金鋼部の溶融の有無やSAWビードをグラインダーで手
直しする必要が時々生じていた。また、次の高合金鋼開
先部分の溶接では、帯状電極やコアードワイヤを用いた
SAW法が適用されているが、帯状電極を用いたアーク
溶接では帯幅にわたってアークが均一にならず、すなわ
ち波状のアークとなりやすく、均一な溶接部が得られな
い場合がある。さらに、コアードワイヤによるSAWで
はワイヤの先端を前層の炭素鋼溶接ビードの中心に配置
して溶接がなされるため、炭素鋼溶接部の希釈率を低く
抑えて溶接することが難しい。
The second problem is the groove shape and its weldability. First, when welding the inner carbon steel part, SA
Since the W method is adopted, there are problems from the following viewpoints. That is, the smoothness of the bead shape of the portion is important, and it is an essential condition that the high alloy steel portion is not melted. However, the welding arc is invisible in the SAW method. It is difficult to judge in real time whether the high alloy steel has melted. As a result, it was sometimes necessary to weld the high alloy steel groove before welding the high alloy steel groove and to rework the SAW bead with a grinder. Further, the SAW method using a strip electrode or a cored wire is applied in the welding of the groove portion of the next high alloy steel, but in the arc welding using the strip electrode, the arc is not uniform over the strip width, that is, wavy. The arc is likely to occur and a uniform weld may not be obtained. Furthermore, in SAW using a cored wire, the tip of the wire is placed in the center of the carbon steel weld bead in the front layer and welding is performed, so it is difficult to keep the dilution rate of the carbon steel weld low and perform welding.

【0011】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
消すべくなされたものであって、クラッド鋼の突合せ溶
接に際し、高合金鋼側の開先形状を汎用性のあるX型と
し、かつ高合金鋼側の2層溶接では1ラン連続溶接を可
能とし、高能率でかつ低希釈率なクラッド鋼の溶接方法
を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. In butt welding of clad steel, the groove shape on the high alloy steel side is a versatile X type, and It is an object of the present invention to provide a welding method for a clad steel having a high efficiency and a low dilution rate, which enables one-run continuous welding in the two-layer welding on the high alloy steel side.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の構成を要旨とする。 (1)炭素鋼に高合金鋼を重層したクラッド鋼を突合せ
て溶接するに際し、高合金鋼側に幅が10〜12mm、
高合金鋼表面からの深さが高合金鋼厚みと炭素鋼厚みの
45±5%の総和からなる開先を設ける一方、ルートフ
ェイス厚みが炭素鋼厚みの20±5%を介して炭素鋼側
には深さが炭素鋼厚みの残部、角度が70〜120°と
なるようなX型の開先に対し、高合金鋼側の炭素鋼開先
部を炭素鋼ワイヤ用いてGMAW(ガスシールドアーク
溶接)法で溶接し、また残部の高合金鋼開先部を高合金
鋼ワイヤで潜弧溶接を1ラン連続溶接で施し、しかる
後、炭素鋼側の開先部を炭素鋼ワイヤで潜弧溶接するこ
とを特徴とするクラッド鋼の突合せ溶接方法。
In order to achieve the above object, the present invention has the following structures. (1) When butt welding the clad steel in which the high alloy steel is layered on the carbon steel, the width is 10 to 12 mm on the high alloy steel side,
While forming a groove whose depth from the surface of the high alloy steel is the sum of the high alloy steel thickness and the carbon steel thickness of 45 ± 5%, the root face thickness is 20 ± 5% of the carbon steel thickness and the carbon steel side For the X-shaped groove where the depth is the remainder of the carbon steel thickness and the angle is 70 to 120 °, the carbon steel groove on the high alloy steel side is used for the GMAW (gas shield arc). Welding), and the remaining high alloy steel groove is subjected to one arc continuous welding with high alloy steel wire, and then the carbon steel side groove is submerged with carbon steel wire. A butt welding method for clad steel characterized by welding.

【0013】(2)高合金鋼側の炭素鋼開先部のGMA
Wが、 0.9〜1.6mm径のソリッドまたはコアードワイ
ヤを用いること、 溶接電流:200〜350A、溶接電圧:26〜38
Vとすること、の各条件で行われることを特徴とする前
項(1)記載のクラッド鋼の突合せ溶接方法。
(2) GMA of carbon steel groove on high alloy steel side
W uses a solid or cored wire having a diameter of 0.9 to 1.6 mm, welding current: 200 to 350 A, welding voltage: 26 to 38
The butt welding method for clad steel according to the above (1), wherein the butt welding is performed under the respective conditions of V.

【0014】(3)高合金鋼開先部の潜弧溶接が、 1つの電源に接続される2本のワイヤを先行電極と
し、この2本のワイヤ間隔を前記の高合金鋼開先幅より
も4〜8mm広幅とし、かつ溶接線方向に直角に配置す
ること、 さらに1つの電源に接続される1本のワイヤを後行電
極として、開先中心で、かつ先行電極の後方5〜20m
mの位置に配置すること、 ワイヤは先行電極、後行電極ともに0.9〜1.6m
m径のソリッドまたはコアードワイヤを用いること、 先行電極の条件は電流:400〜600A、電圧:2
5〜42Vとし、後行電極は電流:200〜300A、
電圧:25〜42Vとすること、の各条件で行われるこ
とを特徴とする前項(1)または(2)記載のクラッド
鋼の突合せ溶接方法。
(3) In the latent arc welding of the groove portion of the high alloy steel, the two wires connected to one power source are used as the leading electrodes, and the distance between the two wires is defined by the groove width of the above high alloy steel. 4 to 8 mm wide and arranged at right angles to the welding line direction. Further, one wire connected to one power source is used as a trailing electrode at the groove center and 5 to 20 m behind the leading electrode.
Place the wire at the position m, and the wire for both the leading electrode and the trailing electrode is 0.9 to 1.6 m.
Use solid or cored wire of m diameter, the condition of the leading electrode is current: 400-600A, voltage: 2
5 to 42 V, the following electrode has a current of 200 to 300 A,
The butt welding method for clad steel according to the above (1) or (2), which is carried out under each condition of voltage: 25 to 42V.

【0015】(4)高合金鋼側の炭素鋼開先部のGMA
Wと高合金鋼開先部の潜弧溶接の1ラン連続溶接が、 溶接速度を30〜60cm/minとすること、 GMAWと潜弧溶接の先行電極の間隔を300mm以
上離すこと、の各条件で行われることを特徴とする前項
(1)〜(3)の何れか1項に記載のクラッド鋼の突合
せ溶接方法。
(4) GMA of carbon steel groove on high alloy steel side
Each condition of 1-run continuous welding of W and high alloy steel groove part of the arc welding is to set the welding speed to 30 to 60 cm / min, and to separate the gap between the GMAW and the preceding electrode of the latent arc welding by 300 mm or more. The butt welding method for clad steel according to any one of the above items (1) to (3), characterized in that

【0016】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
が対象とするクラッド鋼は、炭素鋼を母材とし、その表
面にステンレス鋼や高Ni系の高合金鋼(例えば、SU
S304やインコロイ825など)を合わせ材として接
着したものである。クラッド鋼を突合せ溶接するために
は、その突合せ部分に開先加工がなされる。図1に本発
明による開先形状を示す。厚みがt1 (mm)の炭素鋼
1と厚みがt2 (mm)の高合金鋼2からなるクラッド
鋼には、突合せの状態で深さt3 が0.45t1 ±5%
+t2 (mm)、高合金鋼表面の幅Wが10〜12mm
となるようなV型の開先3と、t4 が0.20t1 ±5
%(mm)のルート厚みを介して炭素鋼側には角度θ2
°が70〜120°となるようなV型の開先4を加工す
る。
The present invention will be described in detail below. The clad steel targeted by the present invention has carbon steel as a base material, and has stainless steel or high Ni-based high alloy steel (for example, SU on its surface).
S304, Incoloy 825, etc.) are bonded as a joining material. In order to butt-weld clad steel, a groove is formed in the butt portion. FIG. 1 shows a groove shape according to the present invention. The clad steel Carbon steel 1 and thickness made of a high alloy steel 2 t 2 (mm) of the thickness t 1 (mm), the depth t 3 in butting state 0.45 T 1 ± 5%
+ T 2 (mm), width W of high alloy steel surface is 10 to 12 mm
V-shaped groove 3 such that and t 4 is 0.20 t 1 ± 5
The angle θ 2 to the carbon steel side through the root thickness of% (mm)
The V-shaped groove 4 is processed so that the angle becomes 70 to 120 °.

【0017】本発明は上記のように開先の基本形状をX
型としたところに特徴があるが、さらに高合金鋼側には
次のような特徴を持っている。すなわち、開先の幅Wを
10〜12mm(一定)とし、開先深さt3 を上記の範
囲としたことにより、開先角度θ1 °はt1 とt2 によ
って変わることである。通常、クラッド鋼の高合金鋼部
分の厚みt2 は2〜4mm程度とあまり変化しないと思
われるが、t1 はクラッド鋼の用途によって変わる可能
性が大きい。本発明では、それらのクラッド鋼の厚み変
化も考慮して高合金鋼側の開先形状を設定した。因み
に、θ1 °はt1、t2 が大きくなれば小さくなり、t
1 とt2 が小さくなればθ1 °は大きくなるようにし
た。
In the present invention, the basic shape of the groove is X as described above.
It is characterized in that it is made into a mold, but it has the following features on the high alloy steel side. That is, when the groove width W is set to 10 to 12 mm (constant) and the groove depth t 3 is set within the above range, the groove angle θ 1 ° changes depending on t 1 and t 2 . Normally, the thickness t 2 of the high alloy steel portion of the clad steel is not likely to change as much as about 2 to 4 mm, but t 1 is highly likely to change depending on the use of the clad steel. In the present invention, the groove shape on the high alloy steel side is set in consideration of the change in the thickness of these clad steels. Incidentally, θ 1 ° becomes smaller as t 1 and t 2 become larger,
As 1 and t 2 become smaller, θ 1 ° becomes larger.

【0018】以下、開先形状を上記の範囲とした理由に
ついて述べる。まず、高合金鋼側の開先幅Wであるが、
これは次項で述べる高合金鋼の潜弧溶接に際しての特殊
電極の配置とあいまって、10〜12mmとした。次に
3 を0.45t1 ±5%+t2 としたが、t3 が0.
40t1 +t2 未満の場合は、特にクラッド鋼の全厚み
の薄肉側において、炭素鋼部分の開先断面積が小さくな
り過ぎるため、次項で述べるGMAW法で良好な溶接ビ
ードの形成が困難になるからである。また逆に、t3
0.50t1 +t2 を超えると、クラッド鋼の全厚みの
厚肉側において、炭素鋼部分の開先断面積が大きくなり
過ぎるため、GMAW法で良好な溶接ビードの形成が難
しくなるからである。
The reason why the groove shape is within the above range will be described below. First, regarding the groove width W on the high alloy steel side,
This was set to 10 to 12 mm in combination with the arrangement of the special electrode during the latent arc welding of the high alloy steel described in the next section. Next, t 3 was set to 0.45t 1 ± 5% + t 2 , but t 3 was 0.
If it is less than 40 t 1 + t 2, the groove cross-sectional area of the carbon steel part becomes too small, especially on the thin side of the total thickness of the clad steel, making it difficult to form good weld beads by the GMAW method described in the next section. Because. On the other hand, when t 3 exceeds 0.50t 1 + t 2 , the groove cross-sectional area of the carbon steel portion becomes too large on the thick side of the total thickness of the clad steel, so that a good welding bead by the GMAW method is obtained. It is difficult to form.

【0019】また、ルート厚みt4 を0.20t1 ±5
%としたが、t4 が0.15t1 未満の場合は、クラッ
ド鋼の全厚みの薄肉側において、炭素鋼開先部のGMA
W法での溶落ち発生頻度が増大するからであり、逆にt
4 が0.25t1 を超える場合は、クラッド鋼の全厚み
の厚肉側において、ルート厚みt4 が大きくなり過ぎる
ため、最後の開先4側からの潜弧溶接時にメタルタッチ
不良が生じるからである。
Further, the root thickness t 4 is 0.20t 1 ± 5
%, But when t 4 is less than 0.15 t 1 , the GMA of the carbon steel groove portion on the thin side of the total thickness of the clad steel
This is because the frequency of burn-through in the W method increases, and conversely t
When 4 exceeds 0.25 t 1 , the root thickness t 4 becomes too large on the thick side of the total thickness of the clad steel, and a metal touch defect occurs during the latent arc welding from the last groove 4 side. Is.

【0020】さらに、炭素鋼側の開先角度θ2 °は70
〜120°の範囲とした。θ2 °が70°未満では、ク
ラッド鋼の全厚みの薄肉側において、その開先断面積が
小さくなり過ぎるため、潜弧溶接で良好な溶接ビード形
成が難しくなるからである。逆に、θ2 °が120°を
超える場合は、クラッド鋼の全厚みの厚肉側において、
開先断面積が大きくなり過ぎるため、必要な溶接金属量
を確保するために溶接速度を低くしなければならず、溶
接能率の低下が避けられないからである。
Further, the groove angle θ 2 ° on the carbon steel side is 70
The range was up to 120 °. This is because if θ 2 ° is less than 70 °, the groove cross-sectional area becomes too small on the thin side of the total thickness of the clad steel, which makes it difficult to form good weld beads in latent arc welding. On the contrary, when θ 2 ° exceeds 120 °, on the thick side of the total thickness of the clad steel,
This is because the groove cross-sectional area becomes too large, so that the welding speed must be reduced in order to secure the necessary amount of weld metal, and a decrease in welding efficiency cannot be avoided.

【0021】図2(a)、(b)は本発明の溶接工程を
示す図である。溶接は、まず高合金鋼側の開先3に対し
て炭素鋼開先部を炭素鋼ワイヤで溶接ビード5を形成す
るが(図2(a))、このときに高合金鋼部分が溶融し
ないように溶接する必要がある。何故ならば、高合金鋼
部分が多少なりとも溶融するようなことがあれば、該溶
接金属中には高合金鋼のNi、Cr、Moなどの成分が
混入し、凝固組織がマルテンサイトを形成して硬さが異
常に高くなったり、マルテンサイト割れなどの溶接欠陥
を生じるからである。このため、本発明ではこの部分の
溶接をGMAW法(CO2 、MIG、MAGなど含む)
で溶接する。GMAW法は可視アーク溶接法であり、溶
接中に容易に溶接アークや溶融池の観察ができるため、
高合金鋼部分が溶融しないような溶接ができ、かつ必要
に応じて溶接条件を調整して平滑な溶接ビードの形成も
可能となる。
2A and 2B are views showing the welding process of the present invention. In welding, first, the weld bead 5 is formed from the carbon steel groove to the groove 3 on the high alloy steel side with the carbon steel wire (FIG. 2 (a)), but at this time, the high alloy steel portion does not melt. Need to be welded. The reason is that if the high alloy steel part melts to some extent, components such as Ni, Cr, and Mo of the high alloy steel are mixed in the weld metal, and the solidified structure forms martensite. This is because the hardness becomes abnormally high and welding defects such as martensite cracking occur. Therefore, in the present invention, welding of this portion is performed by the GMAW method (including CO 2 , MIG, MAG, etc.).
Weld with. The GMAW method is a visible arc welding method, and because the welding arc and molten pool can be easily observed during welding,
It is possible to perform welding so that the high alloy steel portion does not melt, and it is possible to adjust the welding conditions as necessary to form a smooth weld bead.

【0022】本発明で用いるGMAW用の溶接ワイヤ径
は0.9〜1.6mmφの範囲とする。ワイヤ径を上記
のように限定した理由は、0.9mmφ未満ではワイヤ
の送給が安定し難いためであり、また1.6mmφを超
えると溶接電流を必要以上に高くする必要があり、特に
開先断面積の小さくなる薄肉側では安定した溶接が困難
になるため、GMAW用のワイヤ径は上記の範囲とす
る。また、溶接ワイヤの種類はソリッドおよびコアード
ワイヤの何れでも可能である。
The welding wire diameter for GMAW used in the present invention is in the range of 0.9 to 1.6 mmφ. The reason for limiting the wire diameter as described above is that it is difficult to stabilize the wire feeding when the wire diameter is less than 0.9 mmφ, and when the wire diameter exceeds 1.6 mmφ, the welding current needs to be increased more than necessary. Since it is difficult to perform stable welding on the thin side where the tip cross-sectional area is small, the wire diameter for GMAW is set within the above range. Further, the type of welding wire may be solid or cored wire.

【0023】GMAWの溶接条件範囲は、溶接電流:2
00〜350A、溶接電圧:26〜38Vの範囲とす
る。溶接電流が上記範囲を外れて低電流側では溶接が不
安定となるからであり、また逆に350Aを超えて高電
流側ではワイヤの高速送給性が不安定となるからであ
る。溶接電圧は26V未満では電流が比較的高電流側で
スパッターの発生が顕著となり、逆に38Vを超えると
溶接アーク長さが長くなり過ぎて、高合金鋼の開先部分
にアークが作用して高合金鋼部分が溶融する。従って、
溶接電流および電圧条件の範囲は上記のとおりとする。
The welding condition range of GMAW is welding current: 2
The range is 00 to 350 A and the welding voltage is 26 to 38 V. This is because the welding current deviates from the above range and the welding becomes unstable on the low current side, and conversely, the high-speed feedability of the wire becomes unstable on the high current side when it exceeds 350A. If the welding voltage is less than 26V, the generation of spatter becomes remarkable on the relatively high current side, and if it exceeds 38V, the welding arc length becomes too long and the arc acts on the groove portion of the high alloy steel. The high alloy steel part melts. Therefore,
The range of welding current and voltage conditions is as described above.

【0024】一方、潜弧溶接法の場合は、アークが不可
視な溶接であるために溶融池の観察が困難であり、高合
金鋼部分の溶融を完全に避けることは難しく、さらに加
えて開先内に平滑な潜弧溶接ビードを形成することはほ
とんど困難である。本発明では溶接ビード5を形成する
際、同時に残りの高合金鋼開先部に特殊電極に高合金ワ
イヤを適用して潜弧溶接ビード6も形成する。つまり、
高合金鋼側の開先を2層の1ラン連続溶接を可能として
いるところにも特徴がある。2層盛りの1ラン連続溶接
は先行溶接がMAGWの場合のみ可能であり、先行溶接
が潜弧溶接の場合はフラックスが溶融してスラグとな
り、そのスラグがビード表面を覆っており、高合金鋼開
先の溶接前に必ずスラグの除去作業が必要となる。従っ
て、本発明のように先行電極にGMAWを適用すること
によって、クラッド鋼の高合金鋼側の1ラン連続溶接が
可能となり、溶接能率の大幅な向上が期待できる。
On the other hand, in the case of the latent arc welding method, it is difficult to observe the molten pool because the arc is invisible welding, and it is difficult to completely avoid melting of the high alloy steel portion. It is almost difficult to form a smooth latent arc weld bead in it. In the present invention, when the welding bead 5 is formed, at the same time, a high alloy wire is applied to the remaining high alloy steel groove portion as a special electrode to form the latent arc welding bead 6. That is,
Another feature is that the groove on the high alloy steel side enables continuous welding of two layers. Two-layer, one-run continuous welding is possible only when the preceding welding is MAGW, and when the preceding welding is latent arc welding, the flux is melted to form slag, and the slag covers the bead surface. Before welding the groove, slag must be removed. Therefore, by applying GMAW to the leading electrode as in the present invention, it is possible to perform one-run continuous welding on the high alloy steel side of the clad steel, and it is expected that the welding efficiency will be greatly improved.

【0025】上記の2層の1ラン連続溶接に際して、G
MAWの溶接電極と潜弧溶接電極の間隔は300mm以
上離す必要がある。間隔が300mm未満では、1層目
のGMAWによる炭素鋼部の溶接金属が完全に凝固して
いないため、該溶接金属が2層目の高合金鋼ワイヤによ
る潜弧溶接金属と混じりやすくなり、希釈率が大きくな
るからである。
In the above-mentioned two-layer one-run continuous welding, G
The distance between the MAW welding electrode and the latent arc welding electrode must be 300 mm or more. If the interval is less than 300 mm, the weld metal of the carbon steel portion of the first layer GMAW is not completely solidified, so that the weld metal easily mixes with the latent arc weld metal of the high alloy steel wire of the second layer, resulting in dilution. This is because the rate increases.

【0026】次に高合金鋼側の溶接後、第2図(b)に
示すように炭素鋼側の開先4に対して炭素鋼ワイヤと潜
弧溶接法の組合せで溶接を行い、ビード7を形成してク
ラッド鋼の溶接を終了する。ここでの潜弧溶接は1電極
から多電極溶接まで適用可能であり、多電極とするほど
溶接能率が向上することはいうまでもないが、この部位
の潜弧溶接は通常の潜弧溶接と大きく変わる要素がない
ため、特に限定するものではない。
Next, after welding the high alloy steel side, as shown in FIG. 2 (b), the groove 4 on the carbon steel side is welded by the combination of carbon steel wire and the latent arc welding method, and the bead 7 is welded. To complete the welding of the clad steel. It is needless to say that the latent arc welding here can be applied from one electrode to multi-electrode welding, and the welding efficiency is improved as the number of electrodes is increased. It is not particularly limited because there are no elements that change significantly.

【0027】次に高合金鋼側の高合金鋼開先部の特殊電
極による潜弧溶接方法について述べる。図3は溶接ビー
ド6を得るための溶接装置の概要を示す図である。溶接
チップ8には、溶接電源9に接続されたワイヤ送給装置
10から送給された2本の高合金鋼用の溶接ワイヤ1
1、12を保持し、溶接チップ13には、溶接電源14
に接続されたワイヤ送給装置15から送給された1本の
高合金鋼用溶接ワイヤ16を保持し、それぞれのワイヤ
先端を高合金鋼表面上にワイヤ突出し長さが15〜25
mmの範囲となるようにセットする。その際、溶接チッ
プ8から送給される2本のワイヤ11と12の間隔は、
前記高合金鋼の開先幅よりも4〜8mm広幅とし、かつ
溶接線に対して直角になるようにセットする。ワイヤ1
1と12の間隔の下限を4mmとした理由は、これ未満
ではワイヤからの溶接アークが直接炭素鋼に作用し、炭
素鋼および該溶接部の希釈率が大きくなることから、こ
れを防止するためであり、逆に間隔が8mmを超える場
合は良好な溶接ビード形状の確保が難しくなるからであ
る。また、溶接チップ13から送給されるワイヤ16
は、前記ワイヤ11および12の溶接線後方5〜15m
mの中間位置にワイヤ突出し長さが15〜25mmの範
囲となるように設定して、高合金鋼の開先部分の潜弧溶
接を行う。
Next, a latent arc welding method using a special electrode in the groove portion of the high alloy steel on the high alloy steel side will be described. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a welding device for obtaining the welding beads 6. The welding tip 8 has two welding wires 1 for high alloy steel fed from a wire feeder 10 connected to a welding power source 9.
1 and 12 are held and the welding tip 13 has a welding power source 14
One welding wire 16 for high alloy steel fed from the wire feeding device 15 connected to the above is held, and the tip of each wire is projected on the surface of the high alloy steel to have a length of 15 to 25.
Set so that it is in the range of mm. At that time, the distance between the two wires 11 and 12 fed from the welding tip 8 is
The groove width of the high alloy steel is set to be 4 to 8 mm wider and set so as to be perpendicular to the welding line. Wire 1
The reason why the lower limit of the distance between 1 and 12 is 4 mm is that in order to prevent this, the welding arc from the wire directly acts on the carbon steel and the dilution ratio of the carbon steel and the welded portion becomes large below this. On the contrary, if the distance exceeds 8 mm, it becomes difficult to secure a good weld bead shape. In addition, the wire 16 fed from the welding tip 13
5 to 15 m behind the welding line of the wires 11 and 12
The wire protrusion length is set to be in the range of 15 to 25 mm at an intermediate position of m, and the latent arc welding of the groove portion of the high alloy steel is performed.

【0028】図4はワイヤ11、12およびワイヤ16
の配置を示しているが、図4(a)に示すように、ワイ
ヤ11、12はシーム溶接方向(矢印)と直角に配置
し、ワイヤ16はワイヤ11、12の後方5〜20mm
の位置で、かつ溶接線に対してはワイヤ11とワイヤ1
2の間隔の中間位置に配置されていることが本発明の基
本である(以後、該法はワイヤデルタ型配置の潜弧溶接
法と記述する)。すなわち、このように配置することに
より、先行の2本のワイヤ11、12は、その溶接アー
クが直接炭素鋼部の溶接部に作用しないようにして高合
金鋼を溶融し、溶接ワイヤと融合して高合金鋼の開先部
の両端部を充たして溶融池17を形成する。さらに、後
行の1本の溶接ワイヤ16は先行ワイヤで形成された溶
融池17の溶着量を増加させることに作用して溶接速度
の向上が容易になる。しかし、図4(b)に示すよう
に、先行電極と後行電極の配置距離が極端に離れ過ぎた
場合、先行電極で形成された溶融池と後行電極で形成さ
れた溶融池がそれぞれ単独に形成され、スラグ巻込み等
の溶接欠陥が発生しやすくなる。また、逆に配置距離を
極端に近づけた場合、図4(c)に示すように、溶融池
は1つとなるが、後行電極の溶接アークが直接炭素鋼部
分の溶接金属に作用するため、低合金部分の希釈率が増
加して該溶接金属の主要特性である耐食性などが損なわ
れる。従って、ワイヤデルタ型配置の寸法は上記の範囲
とした。
FIG. 4 shows wires 11, 12 and wire 16.
4A, the wires 11 and 12 are arranged at right angles to the seam welding direction (arrow), and the wire 16 is 5 to 20 mm behind the wires 11 and 12.
Wire 11 and wire 1 at the position
It is the basis of the present invention that it is arranged at an intermediate position between two intervals (hereinafter, the method is referred to as a wire delta type arrangement of a latent arc welding method). That is, by arranging in this manner, the preceding two wires 11 and 12 melt the high alloy steel so that the welding arc does not directly act on the weld portion of the carbon steel portion, and are fused with the welding wire. To fill both ends of the groove of the high alloy steel to form the molten pool 17. Further, the one welding wire 16 in the trailing portion acts to increase the amount of welding of the molten pool 17 formed of the leading wire, and thus the welding speed can be easily improved. However, as shown in FIG. 4 (b), when the leading electrode and the trailing electrode are arranged too far apart from each other, the molten pool formed by the leading electrode and the molten pool formed by the trailing electrode are independent of each other. Formed, and welding defects such as slag inclusion easily occur. On the contrary, when the arrangement distance is extremely close, as shown in FIG. 4 (c), there is only one molten pool, but since the welding arc of the trailing electrode directly acts on the weld metal of the carbon steel portion, The dilution ratio of the low alloy portion increases, and the corrosion resistance, which is a main characteristic of the weld metal, is impaired. Therefore, the dimensions of the wire delta arrangement are in the above range.

【0029】本発明は、このように先行電極の溶接アー
クを直接炭素鋼部分に作用させないため、また後行電極
の溶接アークは先行電極で形成された溶融池に作用する
ために低希釈率の溶接金属が得られ、さらに高溶着量が
確保可能なために溶接能率の向上も可能となる。一方、
溶接ワイヤは高合金鋼よりも多量の合金元素を含有する
高合金系の溶接ワイヤを使用するが、例えばクラッド鋼
の高合金鋼部分の成分がインコロイ825(40%Ni
−20%Cr−3%Mo)系であれば、溶接材料は炭素
鋼部からの希釈を考慮してインコネル625(60%N
i−20%Cr−9%Mo)系を使用する。そのワイヤ
径は先行電極、後行電極ともに0.9〜1.6mmφの
範囲とし、またワイヤの種類はソリッド、コアードワイ
ヤの何れも適用が可能である。ワイヤ径を上記の範囲と
した理由はGMAWの場合と同じである。
According to the present invention, since the welding arc of the leading electrode does not act directly on the carbon steel portion in this way, and the welding arc of the trailing electrode acts on the molten pool formed by the leading electrode, the low dilution rate is obtained. Weld metal can be obtained, and since a high welding amount can be secured, it is possible to improve welding efficiency. on the other hand,
As the welding wire, a high alloy type welding wire containing a larger amount of alloying elements than the high alloy steel is used. For example, the component of the high alloy steel portion of the clad steel is Incoloy 825 (40% Ni).
-20% Cr-3% Mo), the welding material is Inconel 625 (60% N) considering dilution from the carbon steel part.
i-20% Cr-9% Mo) system is used. The diameter of the wire is set in the range of 0.9 to 1.6 mmφ for both the leading electrode and the trailing electrode, and the type of wire may be solid or cored wire. The reason for setting the wire diameter in the above range is the same as in the case of GMAW.

【0030】また、溶接条件は先行電極の溶接電流とし
て400〜600A、溶接電圧は25〜42V、後行電
極の溶接電流は200〜300A、溶接電圧は25〜4
2Vの範囲とする。先行電極、後行電極の溶接電流が上
記範囲を外れて高電流側では、溶込み深さが大きくなっ
て炭素鋼の溶接部分の希釈率が増大して好ましくない。
また逆に、上記範囲を外れて低電流側では、希釈率は小
さいが適正な溶着量を得るために極端に溶接速度を遅く
しなければならず非能率となる。溶接電圧を上記の範囲
とした理由は、ビード形状の形成能および内質の観点か
ら決めた。
The welding conditions are as follows: welding current of the leading electrode is 400-600 A, welding voltage is 25-42 V, welding current of the trailing electrode is 200-300 A, welding voltage is 25-4.
The range is 2V. On the high current side where the welding currents of the leading electrode and the trailing electrode deviate from the above range, the penetration depth increases and the dilution rate of the welded portion of carbon steel increases, which is not preferable.
On the contrary, on the low current side outside the above range, the dilution rate is small, but the welding speed must be extremely slowed down in order to obtain an appropriate amount of welding, resulting in inefficiency. The reason for setting the welding voltage in the above range was determined from the viewpoint of bead shape forming ability and internal quality.

【0031】一方、2層の1ラン連続溶接の溶接速度は
30〜60cm/minの範囲とする。本発明の基本
は、高合金鋼側の炭素鋼開先部および高合金鋼開先部の
2層溶接を1ランの連続溶接で終えるところに特徴があ
る。これを可能とするため、既述したように、開先形
状、溶接方法について検討した。その場合、溶接性の観
点から炭素鋼部のGMAW法では特にスパッターの発生
やビード形成能、また高合金鋼の潜弧溶接法では炭素鋼
部の希釈率、ビード形成能、さらに内質などについて両
者の1ラン連続溶接を可能とする溶接速度限界を見極め
た結果、上記の範囲で良好な結果の得られることが判明
した。溶接速度が上記の下限未満では溶接速度が遅く能
率が著しく低下するからであり、また上限を超える高速
度域では溶接電流をさらに増加する必要があり、GMA
Wでスパッターの多発、潜弧溶接での高希釈率化を招き
好ましくない。
On the other hand, the welding speed of the two-layer one-run continuous welding is set in the range of 30 to 60 cm / min. The basic feature of the present invention is that the two-layer welding of the carbon steel groove portion and the high alloy steel groove portion on the high alloy steel side is completed by continuous welding for one run. In order to make this possible, as described above, the groove shape and the welding method were examined. In that case, from the viewpoint of weldability, especially in the GMAW method of the carbon steel part, spatter generation and bead forming ability, and in the latent arc welding method of high alloy steel, the dilution rate of the carbon steel portion, the bead forming ability, and the internal quality etc. As a result of ascertaining the welding speed limit that enables continuous one-run welding of both, it was found that good results can be obtained within the above range. This is because if the welding speed is less than the above lower limit, the welding speed is slow and the efficiency is remarkably reduced, and if the welding speed is higher than the upper limit, it is necessary to further increase the welding current.
W is not preferable because it causes frequent spatter and a high dilution rate in latent arc welding.

【0032】なお、本発明をさらに有効にするために
は、GMAWおよび潜弧溶接の電極角度をシーム溶接線
方向に対して直角に配置することが好ましい。この角度
は、前後5°の範囲まで許容できる。この角度が大き過
ぎると溶接アークが不安定となり、ビード形状を悪くす
る。また、潜弧溶接用のフラックスはメルトタイプまた
はボンドタイプの何れでもよい。
In order to make the present invention more effective, it is preferable to arrange the electrode angles of GMAW and latent arc welding at right angles to the seam welding line direction. This angle is acceptable up to a range of 5 ° in the front and back. If this angle is too large, the welding arc becomes unstable and the bead shape deteriorates. Further, the flux for latent arc welding may be either melt type or bond type.

【0033】[0033]

【実施例】表1に示す成分の全厚みが20mmt(炭素
鋼厚み17mm、高合金鋼厚み3mm)のインコロイ8
25クラッド鋼に対して、表2に示すような種々の突合
せ形状の開先を加工して組立て、溶接線の両端部にタブ
材を取り付けて試験に供した(開先各部の記号は図1に
対応して記述、試験材長さ1000mm、タブ長さ50
0mm)。ここで、突合せ開先形状を上記のように設定
した理由は、特に高合金鋼側の溶接が2層の1ラン連続
溶接が本発明の重要なポイントとなっているからであ
る。
EXAMPLES Incoloy 8 having a total thickness of the components shown in Table 1 of 20 mmt (carbon steel thickness of 17 mm, high alloy steel thickness of 3 mm)
The 25 clad steel was processed by assembling various butt-shaped grooves as shown in Table 2 and assembled, and tab materials were attached to both ends of the welding line for testing (symbols of each groove are shown in FIG. 1). Corresponding to, test material length 1000mm, tab length 50
0 mm). Here, the reason why the butt groove shape is set as described above is that the two-layer, one-run continuous welding is an important point particularly for welding on the high alloy steel side.

【0034】開先区分A材は高合金鋼側の開先深さt3
が本発明の範囲の下限側となるように設定したものであ
り、B材は逆にt3 が本発明の範囲の上限側となるよう
に設定したものである。また、DおよびE材は比較用と
して加工したもので、D材はt3 が下限未満、E材は逆
にt3 が上限を超えるように設定したものである。な
お、ルート厚みt2 と高合金鋼側の開先幅Wはそれぞれ
3mm、11mmの一定とした。さらに、炭素鋼側の開
先角度は、極端に開先の断面積が変化しないようにt3
が小さい開先材、すなわち炭素鋼側の開先深さが深くな
る場合は狭角度となるように、また逆にt3 が大きい場
合は広角度となるようにした。
The groove section A material has a groove depth t 3 on the high alloy steel side.
Is set so as to be on the lower limit side of the range of the present invention, and conversely, for material B, t 3 is set so as to be on the upper limit side of the range of the present invention. Further, the D and E materials were processed for comparison, and the D material was set so that t 3 was less than the lower limit and the E material was set so that t 3 exceeded the upper limit. The root thickness t 2 and the groove width W on the high alloy steel side were constant at 3 mm and 11 mm, respectively. Furthermore, the groove angle on the carbon steel side is t 3 so that the cross-sectional area of the groove does not change extremely.
The groove angle is small when the groove depth is small, that is, when the groove depth on the carbon steel side is deep, the angle is narrow, and conversely, when t 3 is large, the angle is wide.

【0035】溶接は、まずそれぞれの開先材について高
合金鋼側の開先を2層の1ラン連続溶接で実施した。溶
接電極の配置は炭素鋼の開先中心の溶接スタート点に低
合金鋼ワイヤとGMAW法を配置し、その溶接線後方4
00mm位置のタブ材上にワイヤデルタ配置型のSAW
電極を配置し、SAWフラックスは該電極の前方50m
m位置の上方から供給して溶接した。ワイヤデルタ配置
型SAWのワイヤ配置は先行電極のワイヤ間隔を15m
m、SAWの先行電極と後行電極の間隔は13mm、溶
接チップからのワイヤ突出し長さは各々20mmの一定
とした。
The welding was carried out by first performing continuous welding of two layers on the groove on the high alloy steel side of each groove material. The welding electrodes are arranged by placing the low alloy steel wire and the GMAW method at the welding start point in the center of the groove of carbon steel, and arranging them behind the welding line 4
SAW with wire delta arrangement on tab material at 00 mm position
The electrode is placed and the SAW flux is 50m in front of the electrode.
It was supplied from above the m position and welded. The wire arrangement of the wire delta arrangement type SAW has a wire interval of the leading electrode of 15 m.
m, the distance between the leading electrode and the trailing electrode of the SAW was 13 mm, and the protruding length of the wire from the welding tip was 20 mm.

【0036】溶接条件は、それぞれの開先に対して溶接
速度を30〜50cm/minの任意の範囲について2
層の1ラン連続溶接を前提に溶接電流、電圧を調整し
た。特に、低合金鋼のGMAWでは高合金鋼部分が溶融
しないようにその溶着金属量を高合金鋼との境界よりも
0.5〜1mm程度低くなるように電流を調整した。高
合金鋼側を連続溶接後、炭素鋼側の開先部を2電極の潜
弧溶接で溶接を行い、クラッド鋼の溶接を終了した。2
電極SAWの条件は、各々の開先断面積に応じて溶接速
度を変えてビード形状を調整した。用いた溶接材料の種
類を表3に、溶接条件と結果を表4、表5(表4のつづ
き)にまとめて示す。
The welding condition is that the welding speed for each groove is 2 for an arbitrary range of 30 to 50 cm / min.
The welding current and voltage were adjusted on the premise of continuous one-run welding of the layer. In particular, in the low alloy steel GMAW, the current was adjusted so that the amount of the deposited metal was 0.5 to 1 mm lower than the boundary with the high alloy steel so that the high alloy steel portion did not melt. After continuously welding the high alloy steel side, the groove portion on the carbon steel side was welded by latent arc welding with two electrodes, and welding of the clad steel was completed. Two
The conditions of the electrode SAW were such that the welding speed was changed according to each groove cross-sectional area to adjust the bead shape. The types of welding materials used are summarized in Table 3, and the welding conditions and results are summarized in Tables 4 and 5 (continued from Table 4).

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】[0040]

【表4】 [Table 4]

【0041】[0041]

【表5】 [Table 5]

【0042】高合金鋼側の溶接では本発明の開先形状を
使用した試験記号A1〜A3およびB1〜B3は溶接速
度が30〜60cm/minまでの範囲において良好な
2層の1ラン連続溶接が可能であった。しかし、比較法
の開先区分がC材の場合、開先深さが浅いために低合金
鋼開先部の断面積が小さくなり過ぎ、低い溶接電流の使
用によるスパッターの発生やビード形状不良が生じ、溶
接速度が31cm/min(試験記号C1)から58c
m/min(試験記号C2)まで良好な溶接はできなか
った。また、逆に開先深さを上記の適正範囲よりも深く
した開先区分D材は、溶接速度が30cm/minの試
験記号D1の場合、低合金鋼のGMAW部に融合不良欠
陥が発生し、溶接速度が59cm/minの試験記号D
2ではGMAW溶接の段階で溶落ち(裏側に溶接アーク
が突抜ける)が発生し、2層の1ラン連続溶接は困難で
あった。
In welding on the high alloy steel side, the test symbols A1 to A3 and B1 to B3 using the groove shape of the present invention are good two-layer one-run continuous welding in the welding speed range of 30 to 60 cm / min. Was possible. However, when the groove classification of the comparative method is C material, since the groove depth is shallow, the cross-sectional area of the groove portion of the low alloy steel becomes too small, and the occurrence of spatter and defective bead shape due to the use of low welding current. Occurrence of welding speed from 31 cm / min (test code C1) to 58c
Good welding could not be performed up to m / min (test code C2). On the contrary, in the groove section D material in which the groove depth is deeper than the above-mentioned appropriate range, in the case of the test symbol D1 where the welding speed is 30 cm / min, a defective fusion defect occurs in the GMAW part of the low alloy steel. , Test symbol D with a welding speed of 59 cm / min
In No. 2, burn-through (penetration of the welding arc on the back side) occurred at the GMAW welding stage, and it was difficult to perform continuous welding of two layers in one run.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればク
ラッド鋼の突合せ溶接に際し、X開先でも高合金鋼側の
溶接を2層の1ラン連続溶接が可能となり、溶接施工能
率を大幅に向上させることができる。
As described above, according to the present invention, in butt welding of clad steel, two layers of one run continuous welding can be performed on the high alloy steel side even with the X groove, and welding efficiency can be greatly improved. Can be improved.

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

【図1】クラッド鋼の開先形状を示す図である。FIG. 1 is a view showing a groove shape of clad steel.

【図2】本発明の溶接工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a welding process of the present invention.

【図3】本発明によるクラッド鋼管の内側合わせ材の溶
接装置の概要を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a welding device for an inner laminated material of a clad steel pipe according to the present invention.

【図4】本発明による溶接ワイヤ配置を示す図である。FIG. 4 shows a welding wire arrangement according to the present invention.

【図5】実施例に用いた開先形状を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a groove shape used in Examples.

【図6】従来法によるUOEクラッド鋼管の溶接方法を
示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a welding method of a UOE clad steel pipe according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炭素鋼 2 高合金鋼 3 高合金鋼側の開先 4 炭素鋼側の開先 5 高合金鋼側の炭素鋼開先部のGMAWビード 6 高合金鋼開先部の潜弧溶接ビード 7 炭素鋼側の潜弧溶接ビード 8 先行電極の溶接チップ 9 先行電極の溶接電源 10 先行電極のワイヤ送給機構部 11、12 先行電極の溶接ワイヤ 13 後行電極の溶接チップ 14 後行電極の溶接電源 15 後行電極のワイヤ送給機構部 16 後行電極の溶接ワイヤ 17 溶融池 1 carbon steel 2 high alloy steel 3 groove on high alloy steel side 4 groove on carbon steel side 5 GMAW bead on carbon steel groove on high alloy steel side 6 latent arc welding bead on high alloy steel groove 7 carbon Steel side latent arc welding bead 8 Welding tip of leading electrode 9 Welding power source of leading electrode 10 Wire feeding mechanism of leading electrode 11, 12 Welding wire of leading electrode 13 Welding tip of trailing electrode 14 Welding power source of trailing electrode 15 Wire feeding mechanism of trailing electrode 16 Welding wire of trailing electrode 17 Weld pool

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素鋼に高合金鋼を重層したクラッド鋼
を突合せて溶接するに際し、高合金鋼側に幅が10〜1
2mm、高合金鋼表面からの深さが高合金鋼厚みと炭素
鋼厚みの45±5%の総和からなる開先を設ける一方、
ルートフェイス厚みが炭素鋼厚みの20±5%を介して
炭素鋼側には深さが炭素鋼厚みの残部、角度が70〜1
20°となるようなX型の開先に対し、高合金鋼側の炭
素鋼開先部を炭素鋼ワイヤ用いてGMAW(ガスシール
ドアーク溶接)法で溶接し、また残部の高合金鋼開先部
を高合金鋼ワイヤで潜弧溶接を1ラン連続溶接で施し、
しかる後、炭素鋼側の開先部を炭素鋼ワイヤで潜弧溶接
することを特徴とするクラッド鋼の突合せ溶接方法。
1. When butt welding a clad steel obtained by layering a high alloy steel on a carbon steel, the width is 10 to 1 on the high alloy steel side.
2 mm, the depth from the surface of the high alloy steel is provided with a groove consisting of the total of the high alloy steel thickness and the carbon steel thickness of 45 ± 5%,
The root face thickness is 20 ± 5% of the carbon steel thickness, and the depth is the remainder of the carbon steel thickness, and the angle is 70 to 1 on the carbon steel side.
For an X-shaped groove with an angle of 20 °, a carbon steel groove on the high alloy steel side is welded by a GMAW (gas shield arc welding) method using a carbon steel wire, and the remaining high alloy steel groove Part is made of high alloy steel wire and subjected to submerged arc welding by one run continuous welding,
Thereafter, a butt welding method for clad steel, characterized in that the groove portion on the carbon steel side is subjected to latent arc welding with a carbon steel wire.
【請求項2】 高合金鋼側の炭素鋼開先部のGMAW
が、 0.9〜1.6mm径のソリッドまたはコアードワイ
ヤを用いること、 溶接電流:200〜350A、溶接電圧:26〜38
Vとすること、の各条件で行われることを特徴とする請
求項1記載のクラッド鋼の突合せ溶接方法。
2. GMAW of carbon steel groove on high alloy steel side
Uses a solid or cored wire with a diameter of 0.9 to 1.6 mm, welding current: 200 to 350 A, welding voltage: 26 to 38
The butt welding method for clad steel according to claim 1, wherein the butt welding is performed under the respective conditions of V.
【請求項3】 高合金鋼開先部の潜弧溶接が、 1つの電源に接続される2本のワイヤを先行電極と
し、この2本のワイヤ間隔を前記の高合金鋼開先幅より
も4〜8mm広幅とし、かつ溶接線方向に直角に配置す
ること、 さらに1つの電源に接続される1本のワイヤを後行電
極として、開先中心で、かつ先行電極の後方5〜20m
mの位置に配置すること、 ワイヤは先行電極、後行電極ともに0.9〜1.6m
m径のソリッドまたはコアードワイヤを用いること、 先行電極の条件は電流:400〜600A、電圧:2
5〜42Vとし、後行電極は電流:200〜300A、
電圧:25〜42Vとすること、の各条件で行われるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のクラッド鋼の突
合せ溶接方法。
3. In the arc welding of the groove of the high alloy steel, two wires connected to one power source are used as leading electrodes, and the distance between the two wires is larger than the groove width of the high alloy steel. 4-8 mm wide and arranged at right angles to the welding line direction. Further, one wire connected to one power source is used as a trailing electrode at the groove center and 5 to 20 m behind the leading electrode.
Place the wire at the position m, and the wire for both the leading electrode and the trailing electrode is 0.9 to 1.6 m.
Use solid or cored wire of m diameter, the condition of the leading electrode is current: 400-600A, voltage: 2
5 to 42 V, the following electrode has a current of 200 to 300 A,
The butt welding method for clad steel according to claim 1 or 2, wherein the voltage is set to 25 to 42 V under each condition.
【請求項4】 高合金鋼側の炭素鋼開先部のGMAWと
高合金鋼開先部の潜弧溶接の1ラン連続溶接が、 溶接速度を30〜60cm/minとすること、 GMAWと潜弧溶接の先行電極の間隔を300mm以
上離すこと、の各条件で行われることを特徴とする請求
項1〜3の何れか1項に記載のクラッド鋼の突合せ溶接
方法。
4. The one-run continuous welding of the GMAW of the carbon steel groove on the high alloy steel side and the latent arc welding of the high alloy steel groove is performed at a welding speed of 30 to 60 cm / min. The butt welding method for clad steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the arc welding is performed under the respective conditions of separating the leading electrodes by 300 mm or more.
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