JPH08290271A - 片面サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
片面サブマージアーク溶接方法Info
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- JPH08290271A JPH08290271A JP11528995A JP11528995A JPH08290271A JP H08290271 A JPH08290271 A JP H08290271A JP 11528995 A JP11528995 A JP 11528995A JP 11528995 A JP11528995 A JP 11528995A JP H08290271 A JPH08290271 A JP H08290271A
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- arc welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温靱性が要求される大板継ぎ溶接におい
て、高能率で、かつ耐割れ性に優れた片面サブマージア
ーク溶接方法を提供する。 【構成】 ４電極を用いて行う片面サブマージアーク溶
接方法において、フラックスの塩基度が１．５〜２．５
となるフラックスと、Ｃ：０．０１〜０．１４％，Ｓ
ｉ：０．２０％以下を含有し、さらにＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏ
の１種または２種以上を適量含有するワイヤと、Ａｌ2
Ｏ3 ：４５．０〜６５．０％，ＳｉＯ2 ：２０．０〜５
０．０％，ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％，ＭｇＯ：１．
０〜７．０％を含有し、かつＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｚ
ｒＯ2 の合計が９０．０％以上である裏当材の固化形成
フラックスとを用いる。
て、高能率で、かつ耐割れ性に優れた片面サブマージア
ーク溶接方法を提供する。 【構成】 ４電極を用いて行う片面サブマージアーク溶
接方法において、フラックスの塩基度が１．５〜２．５
となるフラックスと、Ｃ：０．０１〜０．１４％，Ｓ
ｉ：０．２０％以下を含有し、さらにＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏ
の１種または２種以上を適量含有するワイヤと、Ａｌ2
Ｏ3 ：４５．０〜６５．０％，ＳｉＯ2 ：２０．０〜５
０．０％，ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％，ＭｇＯ：１．
０〜７．０％を含有し、かつＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｚ
ｒＯ2 の合計が９０．０％以上である裏当材の固化形成
フラックスとを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は４電極を用いて行う片面
サブマージアーク溶接方法に関わり、特に低温靱性が要
求される大板継ぎの片面サブマージアーク溶接方法に関
するものである。
サブマージアーク溶接方法に関わり、特に低温靱性が要
求される大板継ぎの片面サブマージアーク溶接方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、造船等の大板継ぎはフラック
ス銅バッキング片面溶接方法（以下、ＦＣｕＢ法とい
う）あるいはフラックスバッキング片面溶接方法等の高
能率な溶接方法が適用されてきた。このうち、ＦＣｕＢ
法は図３に示すように、突き合わされた被溶接鋼板８の
裏面から、銅当金１２上に層状に散布した裏フラックス
１１をエアホース１３等の押上機構により被溶接鋼板８
の裏面に押圧しておき、表側よりワイヤ１０、フラック
ス９を用いてサブマージアーク溶接を行い、被溶接鋼板
の表側と裏側に同時にビード形成する溶接方法である。
この溶接方法は、鋼板裏面にフラックスが密着するため
バッキングの当りがよく、またフラックスの下の銅当金
で裏ビードの余盛高さを抑制するので、大電流を使用し
ても美麗かつ健全な裏ビードが得られる。このため、Ｆ
ＣｕＢ法は薄板から厚板まで広く適用されてきた。
ス銅バッキング片面溶接方法（以下、ＦＣｕＢ法とい
う）あるいはフラックスバッキング片面溶接方法等の高
能率な溶接方法が適用されてきた。このうち、ＦＣｕＢ
法は図３に示すように、突き合わされた被溶接鋼板８の
裏面から、銅当金１２上に層状に散布した裏フラックス
１１をエアホース１３等の押上機構により被溶接鋼板８
の裏面に押圧しておき、表側よりワイヤ１０、フラック
ス９を用いてサブマージアーク溶接を行い、被溶接鋼板
の表側と裏側に同時にビード形成する溶接方法である。
この溶接方法は、鋼板裏面にフラックスが密着するため
バッキングの当りがよく、またフラックスの下の銅当金
で裏ビードの余盛高さを抑制するので、大電流を使用し
ても美麗かつ健全な裏ビードが得られる。このため、Ｆ
ＣｕＢ法は薄板から厚板まで広く適用されてきた。
【０００３】しかし、ＦＣｕＢ法は溶接入熱量が大きい
ため結晶粒が粗大化し、靱性が大きく劣化する欠点があ
る。従って、低温靱性が要求される溶接部に対しては、
特開昭５５−４０００２号公報あるいは特開昭５８−３
７８９号公報等に開示されているような第１電極と第２
電極の距離を大きくとり、溶接入熱を分散し結晶粒の粗
大化を防止した技術が適用されていた。しかし、これら
の技術は第１電極だけで裏ビードを形成するため溶接速
度が遅く、能率が大幅に低下する欠点がある。
ため結晶粒が粗大化し、靱性が大きく劣化する欠点があ
る。従って、低温靱性が要求される溶接部に対しては、
特開昭５５−４０００２号公報あるいは特開昭５８−３
７８９号公報等に開示されているような第１電極と第２
電極の距離を大きくとり、溶接入熱を分散し結晶粒の粗
大化を防止した技術が適用されていた。しかし、これら
の技術は第１電極だけで裏ビードを形成するため溶接速
度が遅く、能率が大幅に低下する欠点がある。
【０００４】一方、本発明者らは、上記ＦＣｕＢ法の、
さらなる高能率化を目的に特開平３−２３８１７４号公
報に高速の片面サブマージアーク溶接法を開示してい
る。この技術は溶接速度が１ｍ／ｍｉｎ以上と高速のた
め、従来のＦＣｕＢ法に比べ同一板厚では溶接入熱が小
さく、低温靱性もかなり向上した。しかし、この技術を
ＬＰＧ等の低温用鋼の溶接に適用すると微小割れが発生
するという新たな問題が発生した。すなわち、ＦＣｕＢ
法は、図３に示すような裏フラックス１１を使用する
が、この裏フラックスは、良好な裏ビードを得るため溶
接中に裏フラックスを固化させる目的で、通常のフラッ
クス組成中に熱硬化性樹脂を含有している。この熱硬化
性樹脂は約８０℃以上で溶融固化するため、裏フラック
スの乾燥はこの温度以下で製造する必要があり、フラッ
クス中の水分を十分除去できない。このため、溶接金属
中の拡散性水素量が高くなり、低温用鋼の溶接では結晶
粒界に微小割れが発生しやすくなる。従って、低温靱性
が要求される大板継ぎには、品質確保の面から裏フラッ
クスを使用しない両面一層溶接が多用されている。しか
し、鋼板の反転作業を伴うため、溶接能率は著しく低下
する。
さらなる高能率化を目的に特開平３−２３８１７４号公
報に高速の片面サブマージアーク溶接法を開示してい
る。この技術は溶接速度が１ｍ／ｍｉｎ以上と高速のた
め、従来のＦＣｕＢ法に比べ同一板厚では溶接入熱が小
さく、低温靱性もかなり向上した。しかし、この技術を
ＬＰＧ等の低温用鋼の溶接に適用すると微小割れが発生
するという新たな問題が発生した。すなわち、ＦＣｕＢ
法は、図３に示すような裏フラックス１１を使用する
が、この裏フラックスは、良好な裏ビードを得るため溶
接中に裏フラックスを固化させる目的で、通常のフラッ
クス組成中に熱硬化性樹脂を含有している。この熱硬化
性樹脂は約８０℃以上で溶融固化するため、裏フラック
スの乾燥はこの温度以下で製造する必要があり、フラッ
クス中の水分を十分除去できない。このため、溶接金属
中の拡散性水素量が高くなり、低温用鋼の溶接では結晶
粒界に微小割れが発生しやすくなる。従って、低温靱性
が要求される大板継ぎには、品質確保の面から裏フラッ
クスを使用しない両面一層溶接が多用されている。しか
し、鋼板の反転作業を伴うため、溶接能率は著しく低下
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温靱性が
要求される大板継ぎ溶接において、高能率で、かつ耐割
れ性に優れた片面サブマージアーク溶接方法を提供する
ことを目的とするものである。
要求される大板継ぎ溶接において、高能率で、かつ耐割
れ性に優れた片面サブマージアーク溶接方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、４電極を用いて行う片面サブマージ
アーク溶接方法において、フラックスの構成成分（重量
％）により、 Ｌ＝（０．０６０５ＣａＣＯ3 ＋０．０６８ＭｎＯ＋
０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０
５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3＋０．０８０ＴｉＯ2
） なる式で計算される塩基度Ｌが、Ｌ＝１．５〜２．５と
なるフラックスと、ワイヤ構成成分が、Ｃ：０．０１〜
０．１４％，Ｓｉ：０．２０％以下を含有し、さらにＭ
ｎ：０．４０〜２．１０％，Ｎｉ：０．５〜４．０％，
Ｍｏ：０．２〜１．０％の１種または２種以上を含有す
るワイヤと、裏当材の固化形成フラックス組成が、Ａｌ
2 Ｏ3 ：４５．０〜６５．０％，ＳｉＯ2 ：２０．０〜
５０．０％，ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％，ＭｇＯ：
１．０〜７．０％を含有し、かつＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 ，ＺｒＯ2 の合計が９０．０％以上である固化形成フ
ラックスとを用いることを特徴とする片面サブマージア
ーク溶接方法である。またここにおいて固化形成フラッ
クスは、被溶接鋼板と接する面に溝を設け、該フラック
ス同士の継ぎ部は凹凸形状で結合し、かつ連結した該フ
ラックスの溝を設けた側に被溶接鋼板との間にガラス繊
維シートを装着したものであることも特徴とする。
するものであって、４電極を用いて行う片面サブマージ
アーク溶接方法において、フラックスの構成成分（重量
％）により、 Ｌ＝（０．０６０５ＣａＣＯ3 ＋０．０６８ＭｎＯ＋
０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０
５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3＋０．０８０ＴｉＯ2
） なる式で計算される塩基度Ｌが、Ｌ＝１．５〜２．５と
なるフラックスと、ワイヤ構成成分が、Ｃ：０．０１〜
０．１４％，Ｓｉ：０．２０％以下を含有し、さらにＭ
ｎ：０．４０〜２．１０％，Ｎｉ：０．５〜４．０％，
Ｍｏ：０．２〜１．０％の１種または２種以上を含有す
るワイヤと、裏当材の固化形成フラックス組成が、Ａｌ
2 Ｏ3 ：４５．０〜６５．０％，ＳｉＯ2 ：２０．０〜
５０．０％，ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％，ＭｇＯ：
１．０〜７．０％を含有し、かつＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 ，ＺｒＯ2 の合計が９０．０％以上である固化形成フ
ラックスとを用いることを特徴とする片面サブマージア
ーク溶接方法である。またここにおいて固化形成フラッ
クスは、被溶接鋼板と接する面に溝を設け、該フラック
ス同士の継ぎ部は凹凸形状で結合し、かつ連結した該フ
ラックスの溝を設けた側に被溶接鋼板との間にガラス繊
維シートを装着したものであることも特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明者らは前記の目標を達成するため、電極
数、組み合わせ溶接材料および裏当て材について検討し
た結果、以下の知見を得た。
数、組み合わせ溶接材料および裏当て材について検討し
た結果、以下の知見を得た。
【０００８】（１）溶接入熱を高くしないで溶接の能率
を向上するためには、高速化が必須であり、そのために
は電極数は４本以上必要である。しかし、電極数が多く
なると装置そのものが大型化し、設備コストが膨大とな
る。また、薄板に５電極以上使用すると余盛が大きくな
りすぎる。従って、最適な電極数は４電極である。
を向上するためには、高速化が必須であり、そのために
は電極数は４本以上必要である。しかし、電極数が多く
なると装置そのものが大型化し、設備コストが膨大とな
る。また、薄板に５電極以上使用すると余盛が大きくな
りすぎる。従って、最適な電極数は４電極である。
【０００９】（２）低温靱性を確保するためには、溶接
金属中の酸素低減が非常に重要で高塩基性のフラックス
を使用する。また、溶接金属の合金調整は主としてワイ
ヤで行う。
金属中の酸素低減が非常に重要で高塩基性のフラックス
を使用する。また、溶接金属の合金調整は主としてワイ
ヤで行う。
【００１０】（３）裏当材は、高温乾燥が可能な固化形
成フラックスにする。以下、本発明について詳細に説明
する。
成フラックスにする。以下、本発明について詳細に説明
する。
【００１１】［電極数の限定理由］まず、本発明におい
ては４本の電極を用いることが必要である。これによ
り、先行電極（第１、第２電極）で裏ビードを形成し、
後行電極（第３，第４電極）で溶接金属の凝固形態と表
面ビード形成の役割分担ができ、必要な溶着量を確保す
ることが可能となる。５本以上では溶着量の面から各電
極の電流を低くする必要が生じ、アークが不安定の結
果、特に鋼板が薄くなると溶接が不可能となる。
ては４本の電極を用いることが必要である。これによ
り、先行電極（第１、第２電極）で裏ビードを形成し、
後行電極（第３，第４電極）で溶接金属の凝固形態と表
面ビード形成の役割分担ができ、必要な溶着量を確保す
ることが可能となる。５本以上では溶着量の面から各電
極の電流を低くする必要が生じ、アークが不安定の結
果、特に鋼板が薄くなると溶接が不可能となる。
【００１２】［フラックスの塩基度］フラックスの構成
成分により、 Ｌ＝（０．０６０５ＣａＣＯ3 ＋０．０６８ＭｎＯ＋
０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０
５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3＋０．０８０ＴｉＯ2
） なる式で計算される塩基度Ｌが１．５未満では溶接金属
の酸素が高すぎて低温靱性が劣化し、Ｌが２．５を超え
ると溶接作業性が著しく劣化し、４電極溶接に適用でき
ない。
成分により、 Ｌ＝（０．０６０５ＣａＣＯ3 ＋０．０６８ＭｎＯ＋
０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０
５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3＋０．０８０ＴｉＯ2
） なる式で計算される塩基度Ｌが１．５未満では溶接金属
の酸素が高すぎて低温靱性が劣化し、Ｌが２．５を超え
ると溶接作業性が著しく劣化し、４電極溶接に適用でき
ない。
【００１３】この場合、ＣａＣＯ3 ：３〜１２％，Ｍｎ
Ｏ：２％以下、ＭｇＯ：１０〜３０％，ＣａＦ2 ：５〜
１５％，ＳｉＯ2 ：５〜２５％，Ａｌ2 Ｏ3 ：１０％以
下、ＴｉＯ2 ：１０％以下が好ましい。なお、フラック
ス成分は上記以外に、Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｃ
ａＯ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉ等を適宜含有することは
本発明の技術を損なうものではない。
Ｏ：２％以下、ＭｇＯ：１０〜３０％，ＣａＦ2 ：５〜
１５％，ＳｉＯ2 ：５〜２５％，Ａｌ2 Ｏ3 ：１０％以
下、ＴｉＯ2 ：１０％以下が好ましい。なお、フラック
ス成分は上記以外に、Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｃ
ａＯ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉ等を適宜含有することは
本発明の技術を損なうものではない。
【００１４】［ワイヤ中のＣ］Ｃは強度を確保するうえ
でワイヤ全重量に対し０．０１％以上必要である。しか
し、０．１４％を超えると高温割れ感受性が増加すると
ともに靱性を劣化させる。
でワイヤ全重量に対し０．０１％以上必要である。しか
し、０．１４％を超えると高温割れ感受性が増加すると
ともに靱性を劣化させる。
【００１５】［ワイヤ中のＳｉ］Ｓｉは溶接金属の靱性
を低下させる。この場合、溶接金属中のＳｉはワイヤ以
外に、母材の希釈あるいはフラックスからも影響を受け
る。従って、ワイヤ中のＳｉはワイヤ全重量に対し０．
２０％以下に制限する必要がある。
を低下させる。この場合、溶接金属中のＳｉはワイヤ以
外に、母材の希釈あるいはフラックスからも影響を受け
る。従って、ワイヤ中のＳｉはワイヤ全重量に対し０．
２０％以下に制限する必要がある。
【００１６】［ワイヤ中のＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏ］Ｍｎは、
強度および靱性を確保するうえで不可欠な成分であり、
ワイヤ全重量に対し０．４０％以上含有すると効果があ
る。一方、２．１０％を超えると、強度が高くなり、靱
性が低下する。またＮｉは靱性を向上させるうえでワイ
ヤ全重量に対し０．５％以上で効果がある。しかし、
４．０％を超えると逆に靱性が低下し、またワイヤが硬
く十分な矯正ができない。またＭｏは強度および耐力を
得るためにワイヤ全重量に対し０．２％以上含有すると
効果がある。しかし、１．０％を超えると強度が高くな
りすぎ微小割れが発生する。これら３成分については、
被溶接鋼板の成分あるいは溶接部に必要な強度、靱性等
を考慮して１種また２種以上含有すればよい。
強度および靱性を確保するうえで不可欠な成分であり、
ワイヤ全重量に対し０．４０％以上含有すると効果があ
る。一方、２．１０％を超えると、強度が高くなり、靱
性が低下する。またＮｉは靱性を向上させるうえでワイ
ヤ全重量に対し０．５％以上で効果がある。しかし、
４．０％を超えると逆に靱性が低下し、またワイヤが硬
く十分な矯正ができない。またＭｏは強度および耐力を
得るためにワイヤ全重量に対し０．２％以上含有すると
効果がある。しかし、１．０％を超えると強度が高くな
りすぎ微小割れが発生する。これら３成分については、
被溶接鋼板の成分あるいは溶接部に必要な強度、靱性等
を考慮して１種また２種以上含有すればよい。
【００１７】なお、本発明で限定した以外のワイヤ成分
はＣｕが０．３０％以下、Ｔｉが０．１０％以下、Ａｌ
が０．０２％以下、Ｐ，Ｓとも０．０１５％以下である
ことが好ましい。
はＣｕが０．３０％以下、Ｔｉが０．１０％以下、Ａｌ
が０．０２％以下、Ｐ，Ｓとも０．０１５％以下である
ことが好ましい。
【００１８】［裏当て材］本発明は従来のＦＣｕＢ法に
代わり、裏当材として固化形成フラックスを使用するこ
とに大きな特徴がある。固化形成フラックスは高温で乾
燥できるため、微小割れ防止対策として、低水素化が達
成できる。しかし、ガスシールドアーク溶接に適用され
ている従来成分の固化形成フラックスでは、４電極を用
いる片面サブマージアーク溶接で良好な裏ビードを得る
ことはできなかった。そこで、４電極片面サブマージア
ーク溶接を実施し、良好な裏ビードが得られる適正成分
を種々検討した。
代わり、裏当材として固化形成フラックスを使用するこ
とに大きな特徴がある。固化形成フラックスは高温で乾
燥できるため、微小割れ防止対策として、低水素化が達
成できる。しかし、ガスシールドアーク溶接に適用され
ている従来成分の固化形成フラックスでは、４電極を用
いる片面サブマージアーク溶接で良好な裏ビードを得る
ことはできなかった。そこで、４電極片面サブマージア
ーク溶接を実施し、良好な裏ビードが得られる適正成分
を種々検討した。
【００１９】その結果、スラグ融点を向上させ、かつ裏
ビード形成層として適度な耐火性およびスラグの粘性を
有するには、固化形成フラックスの主成分は、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 であり、特にＡｌ2 Ｏ3 を多量
に含有することが重要である。しかし、耐火性を上げる
ためにＭｇＯを多量に含有すると、裏ビードのなじみが
悪くなる。従って、ＭｇＯはなじみを劣化させない程度
の添加は許されるが極力制限する必要がある。さらに固
化形成フラックス形状を限定し、連結して使用すること
により任意の長さが得られ、ガラス繊維シートを装着す
ることにより均一幅の裏ビードを形成できることが判明
した。上記知見で得られた個々の限定理由は以下の通り
である。
ビード形成層として適度な耐火性およびスラグの粘性を
有するには、固化形成フラックスの主成分は、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 であり、特にＡｌ2 Ｏ3 を多量
に含有することが重要である。しかし、耐火性を上げる
ためにＭｇＯを多量に含有すると、裏ビードのなじみが
悪くなる。従って、ＭｇＯはなじみを劣化させない程度
の添加は許されるが極力制限する必要がある。さらに固
化形成フラックス形状を限定し、連結して使用すること
により任意の長さが得られ、ガラス繊維シートを装着す
ることにより均一幅の裏ビードを形成できることが判明
した。上記知見で得られた個々の限定理由は以下の通り
である。
【００２０】Ａｌ2 Ｏ3 ：４５〜６５％とする理由は、
Ａｌ2 Ｏ3 は固化形成フラックスの融点を高めるのに効
果があり、片面のサブマージアーク溶接においては、裏
ビード形状を整えるのに重要な成分である。このような
効果を発揮させるためには４５％以上含有させる必要が
あり、それ未満の場合には裏ビード保持力に欠け、裏ビ
ード過大となる。また６５％を超えて含有した場合には
耐火性が高くなりすぎ、溶接反応中のガス抜けが劣化
し、ピット等の溶接欠陥が生じやすくなる。
Ａｌ2 Ｏ3 は固化形成フラックスの融点を高めるのに効
果があり、片面のサブマージアーク溶接においては、裏
ビード形状を整えるのに重要な成分である。このような
効果を発揮させるためには４５％以上含有させる必要が
あり、それ未満の場合には裏ビード保持力に欠け、裏ビ
ード過大となる。また６５％を超えて含有した場合には
耐火性が高くなりすぎ、溶接反応中のガス抜けが劣化
し、ピット等の溶接欠陥が生じやすくなる。
【００２１】ＳｉＯ2 ：２０〜５０％とする理由は、Ｓ
ｉＯ2 は生成スラグの粘性を高め、裏ビード形成におい
ては重要な成分である。２０％未満ではスラグの流動性
を欠き、５０％超ではスラグの流動性が過多となり、ビ
ード幅の均一性を損ねるばかりではなく、アンダーカッ
ト等の溶接欠陥を生じやすくなる。
ｉＯ2 は生成スラグの粘性を高め、裏ビード形成におい
ては重要な成分である。２０％未満ではスラグの流動性
を欠き、５０％超ではスラグの流動性が過多となり、ビ
ード幅の均一性を損ねるばかりではなく、アンダーカッ
ト等の溶接欠陥を生じやすくなる。
【００２２】ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％とする理由
は、ＳｉＯ2 同様生成スラグの粘性を高め、裏ビード趾
端部のなじみを改善する。これらの効果を発揮させるた
めには３．０％以上必要であり、８．０％を超えると粘
性が過大となりガス抜けが劣化する。
は、ＳｉＯ2 同様生成スラグの粘性を高め、裏ビード趾
端部のなじみを改善する。これらの効果を発揮させるた
めには３．０％以上必要であり、８．０％を超えると粘
性が過大となりガス抜けが劣化する。
【００２３】ＭｇＯ：１．０〜７．０％とする理由は、
ＭｇＯは耐火性調整成分として機能を有するほか、スラ
グ剥離性を向上させる効果がある。このような効果を発
揮させるためには１．０％以上必要であり、多量に添加
した場合には耐火性が上がりすぎて、生成スラグの粘性
過大となりガス抜けが劣化するので、７．０％以下に制
限する。
ＭｇＯは耐火性調整成分として機能を有するほか、スラ
グ剥離性を向上させる効果がある。このような効果を発
揮させるためには１．０％以上必要であり、多量に添加
した場合には耐火性が上がりすぎて、生成スラグの粘性
過大となりガス抜けが劣化するので、７．０％以下に制
限する。
【００２４】また、その他の不純物としては、鉱物中に
含有される微量の酸化物やＮａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏなどのアル
カリ酸化物、付着水、吸湿水、結晶水等の水分があり、
水分は溶接反応中にガス化してピット等の溶接欠陥とな
る。しかし、耐火物を形成する上記粉末粒子間に介在し
て焼結性を高めるのに必要であり、水分量を０．１％以
下にするのが望ましい。また、これら不純物が含まれて
いてもＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 の合計が９０％
以上で上記範囲内であれば、裏ビードの保持作用を高め
ることができ良好な裏ビード形状を形成できる。
含有される微量の酸化物やＮａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏなどのアル
カリ酸化物、付着水、吸湿水、結晶水等の水分があり、
水分は溶接反応中にガス化してピット等の溶接欠陥とな
る。しかし、耐火物を形成する上記粉末粒子間に介在し
て焼結性を高めるのに必要であり、水分量を０．１％以
下にするのが望ましい。また、これら不純物が含まれて
いてもＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 の合計が９０％
以上で上記範囲内であれば、裏ビードの保持作用を高め
ることができ良好な裏ビード形状を形成できる。
【００２５】［固化形成フラックス形状を規定し、ガラ
ス繊維シートを装着する理由］裏ビードは溶接中のアー
ク力により押し出された溶着金属を固化形成フラックス
が保持することにより形成されるが、この裏ビード形成
の因子としては、固化形成フラックスの成分および形状
によるところが大きい。成分規定については前述のよう
に規定される。しかし、形状については固化形成フラッ
クスに溝を設けることにより、押し出された溶着金属が
溝形状に沿って冷却され、ビード幅均一の裏ビードが形
成されるほか、スラグ剥離性が向上する。また、片面サ
ブマージアーク溶接の場合、裏ビード過大になりやす
く、被溶接鋼板と接触する固化形成フラックス面にガラ
ス繊維シートを装着することにより、鋼板との密着性が
向上しビード保持力も増加し、良好な裏ビードを形成す
る。
ス繊維シートを装着する理由］裏ビードは溶接中のアー
ク力により押し出された溶着金属を固化形成フラックス
が保持することにより形成されるが、この裏ビード形成
の因子としては、固化形成フラックスの成分および形状
によるところが大きい。成分規定については前述のよう
に規定される。しかし、形状については固化形成フラッ
クスに溝を設けることにより、押し出された溶着金属が
溝形状に沿って冷却され、ビード幅均一の裏ビードが形
成されるほか、スラグ剥離性が向上する。また、片面サ
ブマージアーク溶接の場合、裏ビード過大になりやす
く、被溶接鋼板と接触する固化形成フラックス面にガラ
ス繊維シートを装着することにより、鋼板との密着性が
向上しビード保持力も増加し、良好な裏ビードを形成す
る。
【００２６】一方、これら裏当材を適用するにあたって
は、図１の正面図および図２（ａ）の斜視図に示すよう
に固化形成フラックス１を溶接長に応じて任意の長さに
連結し、粘着アルミ箔４等の接着テープ上に配列して使
用する。図２（ａ）のＡ部の拡大側面図である（ｂ）図
に６で示すように固化形成フラックス継ぎ部に凹凸を設
けることにより連結が容易となり、溶接作業能率が向上
するほか、被溶接鋼板との密着性も良くなる。また、溶
接反応中に発生するガスが連結部側面より拡散し、ピッ
ト等の溶接欠陥が発生し難くなる。ところで、図２の符
号４の粘着アルミ箔は固化形成フラックス１の下面また
は側面をも被うものであるが、ヒューム発生量が多い場
合には、固化形成フラックス連結部側面を回避してアル
ミ箔を装着する必要があり、たとえば、アルミ箔等にガ
ス穴などを設けて装着することも必要である。なお、図
１および図２において２はガラス繊維シート、３は溝、
５は粘着テープである。
は、図１の正面図および図２（ａ）の斜視図に示すよう
に固化形成フラックス１を溶接長に応じて任意の長さに
連結し、粘着アルミ箔４等の接着テープ上に配列して使
用する。図２（ａ）のＡ部の拡大側面図である（ｂ）図
に６で示すように固化形成フラックス継ぎ部に凹凸を設
けることにより連結が容易となり、溶接作業能率が向上
するほか、被溶接鋼板との密着性も良くなる。また、溶
接反応中に発生するガスが連結部側面より拡散し、ピッ
ト等の溶接欠陥が発生し難くなる。ところで、図２の符
号４の粘着アルミ箔は固化形成フラックス１の下面また
は側面をも被うものであるが、ヒューム発生量が多い場
合には、固化形成フラックス連結部側面を回避してアル
ミ箔を装着する必要があり、たとえば、アルミ箔等にガ
ス穴などを設けて装着することも必要である。なお、図
１および図２において２はガラス繊維シート、３は溝、
５は粘着テープである。
【００２７】図１により本発明の片面サブマージアーク
溶接方法を説明すると、被溶接鋼板８を突き合わせ、鋼
板裏面側に固化形成フラックス１をセットし、マグネッ
トクランプ７等で密着させる。その後、表側より電極１
０（４本ある）とフラックス９で溶接を行う。以上本発
明について詳述したが、本発明効果をさらに明確にする
ため、以下実施例について述べる。
溶接方法を説明すると、被溶接鋼板８を突き合わせ、鋼
板裏面側に固化形成フラックス１をセットし、マグネッ
トクランプ７等で密着させる。その後、表側より電極１
０（４本ある）とフラックス９で溶接を行う。以上本発
明について詳述したが、本発明効果をさらに明確にする
ため、以下実施例について述べる。
【００２８】
【実施例】表１に示す鋼板に対し、表２のワイヤ、表３
のフラックス、表４の固化形成フラックスを用いて、表
５の溶接条件で１３種類の片面サブマージアーク溶接を
行った。本明細書の各表においてアンダーラインを引い
たデータは本発明範囲外であることを示す。なお、鋼板
の開先形状は角度５０°、ルートフェース３ｍｍを用い
た。
のフラックス、表４の固化形成フラックスを用いて、表
５の溶接条件で１３種類の片面サブマージアーク溶接を
行った。本明細書の各表においてアンダーラインを引い
たデータは本発明範囲外であることを示す。なお、鋼板
の開先形状は角度５０°、ルートフェース３ｍｍを用い
た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】表３のフラックスは、原料粉を水ガラスを
用いて造粒した後、４００℃×１２０ｍｉｎの条件でロ
ータリーキルンで焼成した焼成形フラックスである。ま
た、表４の固化形成フラックスは、目標成分に混合した
後、焼成炉を用いて焼結させた。
用いて造粒した後、４００℃×１２０ｍｉｎの条件でロ
ータリーキルンで焼成した焼成形フラックスである。ま
た、表４の固化形成フラックスは、目標成分に混合した
後、焼成炉を用いて焼結させた。
【００３５】本発明実施例における溶接結果を表６に示
す。本発明例であるＴ１〜Ｔ６は本発明の効果によりい
ずれも良好な溶接部を得ることができたが、一方、比較
例のＴ７〜Ｔ１３の場合、満足できる溶接部ができなか
った。
す。本発明例であるＴ１〜Ｔ６は本発明の効果によりい
ずれも良好な溶接部を得ることができたが、一方、比較
例のＴ７〜Ｔ１３の場合、満足できる溶接部ができなか
った。
【００３６】
【表６】
【００３７】すなわち比較例Ｔ７およびＴ８はフラック
スの塩基度不足で靱性が劣化した。またＴ９はフラック
スの塩基度過大でアークが不安定となり、溶接を中止し
た。
スの塩基度不足で靱性が劣化した。またＴ９はフラック
スの塩基度過大でアークが不安定となり、溶接を中止し
た。
【００３８】比較例Ｔ１０はワイヤのＳｉ過大、Ｍｎ不
足、Ｎｉ不足で靱性が劣化した。またＴ１１はワイヤの
Ｃ過大、Ｍｎ過大、Ｎｉ過大で靱性が不良であると共に
Ｍｏ過大のため割れが発生した。
足、Ｎｉ不足で靱性が劣化した。またＴ１１はワイヤの
Ｃ過大、Ｍｎ過大、Ｎｉ過大で靱性が不良であると共に
Ｍｏ過大のため割れが発生した。
【００３９】比較例Ｔ１２は固化形成フラックスのＡｌ
2 Ｏ3 過大、ＳｉＯ2 不足、ＺｒＯ2 過大、ＭｇＯ不足
により裏ビード不良でピットが発生した。またＴ１３は
固化形成フラックスのＡｌ2 Ｏ3 不足、ＳｉＯ2 過大、
ＺｒＯ2 不足、ＭｇＯ過大、Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＳｉＯ2 ＋Ｚ
ｒＯ2 の合計量の不足により裏ビード不良でピットが発
生した。このためＴ１２，Ｔ１３は衝撃値等の以後の試
験を中止した。
2 Ｏ3 過大、ＳｉＯ2 不足、ＺｒＯ2 過大、ＭｇＯ不足
により裏ビード不良でピットが発生した。またＴ１３は
固化形成フラックスのＡｌ2 Ｏ3 不足、ＳｉＯ2 過大、
ＺｒＯ2 不足、ＭｇＯ過大、Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＳｉＯ2 ＋Ｚ
ｒＯ2 の合計量の不足により裏ビード不良でピットが発
生した。このためＴ１２，Ｔ１３は衝撃値等の以後の試
験を中止した。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法は片面
サブマージアーク溶接方法のため非常に能率的で、また
品質面では低温靱性と耐割れ性に優れた溶接部を得るこ
とができる。
サブマージアーク溶接方法のため非常に能率的で、また
品質面では低温靱性と耐割れ性に優れた溶接部を得るこ
とができる。
【図１】本発明の片面サブマージアーク溶接方法を説明
する正面図
する正面図
【図２】本発明裏当材の構成を説明する（ａ）斜視図
と、（ｂ）Ａ部の拡大側面図
と、（ｂ）Ａ部の拡大側面図
【図３】従来のフラックス銅バッキング片面溶接方法を
説明する正面図
説明する正面図
１ 固化形成フラックス ２ ガラス繊維シート ３ 溝 ４ 粘着アルミ箔 ５ 粘着テープ ６ 固化形成フラックス接続用凹凸 ７ マグネットクランプ ８ 被溶接鋼板 ９ フラックス １０ 電極ワイヤ １１ 裏フラックス １２ 銅当金 １３ エアホース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 ４電極を用いて行う片面サブマージアー
ク溶接方法において、フラックスの構成成分（重量％）
により、 Ｌ＝（０．０６０５ＣａＣＯ3 ＋０．０６８ＭｎＯ＋
０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０
５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3＋０．０８０ＴｉＯ2
） なる式で計算される塩基度Ｌが、Ｌ＝１．５〜２．５と
なるフラックスと、ワイヤ構成成分が、Ｃ：０．０１〜
０．１４％，Ｓｉ：０．２０％以下を含有し、さらにＭ
ｎ：０．４０〜２．１０％，Ｎｉ：０．５〜４．０％，
Ｍｏ：０．２〜１．０％の１種または２種以上を含有す
るワイヤと、裏当材の固化形成フラックス組成が、Ａｌ
2 Ｏ3 ：４５．０〜６５．０％，ＳｉＯ2 ：２０．０〜
５０．０％，ＺｒＯ2 ：３．０〜８．０％，ＭｇＯ：
１．０〜７．０％を含有し、かつＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 ，ＺｒＯ2 の合計が９０．０％以上である固化形成フ
ラックスとを用いることを特徴とする片面サブマージア
ーク溶接方法。 - 【請求項２】 固化形成フラックスは、被溶接鋼板と接
する面に溝を設け、該フラックス同士の継ぎ部は凹凸形
状で結合し、かつ連結した該フラックスの溝を設けた側
に被溶接鋼板との間にガラス繊維シートを装着したもの
であることを特徴とする請求項１記載の片面サブマージ
アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11528995A JPH08290271A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 片面サブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11528995A JPH08290271A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 片面サブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290271A true JPH08290271A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14658981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11528995A Withdrawn JPH08290271A (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 片面サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08290271A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152369A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 低温用鋼の片面サブマージアーク溶接用フラックスおよび溶接方法並びに溶接金属 |
| CN104625327A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-05-20 | 武汉天高熔接股份有限公司 | 全位置焊接用焊剂衬垫材料及其生产工艺 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP11528995A patent/JPH08290271A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152369A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 低温用鋼の片面サブマージアーク溶接用フラックスおよび溶接方法並びに溶接金属 |
| JP4537310B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2010-09-01 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 低温用鋼の片面サブマージアーク溶接方法および溶接金属 |
| CN104625327A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-05-20 | 武汉天高熔接股份有限公司 | 全位置焊接用焊剂衬垫材料及其生产工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |