JPH08309527A - Production of clad welded steel pipe - Google Patents

Production of clad welded steel pipe

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JPH08309527A
JPH08309527A JP12229195A JP12229195A JPH08309527A JP H08309527 A JPH08309527 A JP H08309527A JP 12229195 A JP12229195 A JP 12229195A JP 12229195 A JP12229195 A JP 12229195A JP H08309527 A JPH08309527 A JP H08309527A
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JP
Japan
Prior art keywords
welding
material portion
clad
steel pipe
base material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12229195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamitsu Doi
正充 土井
Jo Kondo
丈 近藤
Noriaki Uchitomi
則明 内富
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08309527A publication Critical patent/JPH08309527A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a process for efficient production of a clad welded steel pipe having decreased defects. CONSTITUTION: This method for producing the clad welded steel pipe by working a clad steel plate to a pipe stock shape and welding a base metal part of carbon steel, etc., and a clad metal part of a high alloy, etc., to the pipe stock, in which method the welding on the clad metal part side of the base metal part is executed by using a flux having a groove angle of 90 to 120 deg. and bulk density of <=1.5g/cm<3> and by a submerged arc welding method specifying the welding speed, welding current value and welding voltage to optimum ranges according to the number of electrodes. As a result, smooth and good weld beads free from slag inclusion are obtd. without inducing the contamination of the base metal part and the clad metal parts with each other at the time of welding.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はクラッド溶接鋼管の製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a clad welded steel pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】クラッド溶接鋼管の製造においては、欠
陥の少ない製品をいかに能率的に、かつ経済的に作るか
に多大の努力がなされて来た。クラッド溶接鋼管の製造
プロセスは、まず母材部である炭素鋼や低合金鋼の溶接
を行い、その後にステンレス鋼や高Ni、高Cr等の合
金より成る合わせ材部の溶接を行なう。ここにおいて
は、合わせ材部の肉盛り溶接に先立って行なう炭素鋼等
の母材部の溶接が、欠陥のない製品を造る上で重要であ
る。
2. Description of the Related Art In the production of clad welded steel pipes, great efforts have been made on how to efficiently and economically produce products with few defects. In the manufacturing process of a clad welded steel pipe, first, carbon steel or a low alloy steel, which is a base material portion, is welded, and then a laminated material portion made of an alloy such as stainless steel or high Ni or high Cr is welded. Here, the welding of the base material portion such as carbon steel prior to the overlay welding of the laminated material portion is important for producing a product having no defects.

【0003】この母材部の溶接においては図4に示した
ような(a)〜(d)の問題点がある。 (a)合金元素の含有量の多い合わせ材部1が母材部2
の溶接ビード3に溶け込み、脆いマルテンサイト組織4
を生成し、その部分に割れが発生する。 (b)炭素鋼等の母材部の溶接時に母材のスパッタ5が
発生して、合わせ材部の表面性状を劣化させる。 (c)母材部の溶接ビード3が裏側の仮付けビード6に
会合しない場合に、突き合わせルート部7に空気が残
り、溶接時に溶融池内に浮上して溶接金属ビード内にブ
ローホール8を形成する原因となる。 (d)炭素鋼等の母材部が溶接された後に、合わせ材部
の肉盛り溶接を行なうが、溶接ビードの形状が不良の場
合は、肉盛り溶接時に欠陥発生の原因となる。
There are the problems (a) to (d) as shown in FIG. 4 in the welding of the base material. (A) The base material portion 2 is the laminated material portion 1 containing a large amount of alloy elements.
Brittle martensite structure 4 that melts into the weld bead 3 of
Is generated, and a crack occurs in that part. (B) When the base material such as carbon steel is welded, the base material spatter 5 is generated to deteriorate the surface quality of the laminated material portion. (C) When the weld bead 3 of the base metal portion does not meet the temporary bead 6 on the back side, air remains in the butt root portion 7 and floats in the molten pool during welding to form a blow hole 8 in the weld metal bead. Cause (D) Overlay welding of the laminated material portion is performed after the base material portion of carbon steel or the like is welded. If the shape of the weld bead is not good, defects will occur during overlay welding.

【0004】これらの問題点の内、まず注目された点は
(a)、(b)である。これに対しては、まず図5に示
したような対策が立てられた。これは、合わせ材部を研
削した開先形状を用いることにより、母材部の溶接時に
溶接個所を合わせ材部から一定の距離以上離す方法であ
る。なお、図5において、9は合わせ材部の溶接ビード
の第1層、10は合わせ材部の溶接ビードの第2層であ
る。
Of these problems, the points that have been first noticed are (a) and (b). To deal with this, first, the measures as shown in FIG. 5 were taken. This is a method in which the welded portion is separated from the laminated material portion by a certain distance or more when the base material portion is welded by using a groove shape obtained by grinding the laminated material portion. In FIG. 5, 9 is the first layer of the weld bead of the laminated material portion, and 10 is the second layer of the weld bead of the laminated material portion.

【0005】特開昭63−10095号公報に開示され
ている技術は、合わせ材部を母材部の開先の幅に比較し
て広く研削して、母材部を表面に出した開先とし、母材
部の溶接をスラグの巻き込みの少ないミグ溶接法により
行い、合わせ材部の溶接を溶け込みの少ないサブマージ
アーク溶接法により行う技術である。
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-10095 is a groove in which the base material portion is exposed on the surface by grinding the joining material portion wider than the groove width of the base material portion. In this technique, the base material is welded by the MIG welding method with less slag inclusion, and the mating material is welded by the submerged arc welding method with less penetration.

【0006】特開昭62−234670号公報に開示さ
れている技術は、図6にその概略を示す様に、炭素鋼の
母材部をキーホール式プラズマアーク溶接法により溶接
し、ついで高合金の合わせ材部の溶接を揺動サブマージ
アーク溶接法により行っている。この方法においても、
高合金よりなる合わせ材部1を削除することが条件とさ
れており、工数やコストのかかることは明らかである。
また、開先内にキーホール式プラズマアーク溶接ビード
11の突起が形成されるため、合わせ材部の溶接時に欠
陥の発生が懸念される。なお、この突起の研削は能率の
低下とコストの上昇をもたらすことは言うまでもない。
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 234670/1987, as shown in the outline of FIG. 6, a base material portion of carbon steel is welded by a keyhole type plasma arc welding method, and then a high alloy is used. Welding of the laminated material is performed by the swing submerged arc welding method. Even in this method,
It is a condition that the laminated material part 1 made of a high alloy is removed, and it is obvious that man-hours and costs are required.
Further, since the projection of the keyhole type plasma arc welding bead 11 is formed in the groove, there is a concern that a defect may occur during welding of the mating material portion. Needless to say, the grinding of the protrusion brings about a decrease in efficiency and an increase in cost.

【0007】以上の方法は合わせ材部1の研削時に母材
部2をある程度研削しているが、図7に示す特開昭60
−154875号公報に開示されている技術は、母材部
の研削は行なっていない。しかし、合わせ材部を研削し
ているためコストが高く、能率が低いことは言うでもな
い。なお、この方法はティグ溶接法またはミグ溶接法を
用いるものであり、この面からも溶接能率は低い。
According to the above method, the base material portion 2 is ground to some extent when the laminated material portion 1 is ground.
The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 154875 does not grind the base material. However, it goes without saying that the cost is high and the efficiency is low because the mating material portion is ground. Note that this method uses the TIG welding method or the MIG welding method, and the welding efficiency is also low in this respect.

【0008】以上の方法はいずれも高価な合わせ材を大
きく研削し、その後に再度、高価な溶材を用いて肉盛り
溶接を行なっており、コスト上昇、能率低下は明らかで
あろう。
In any of the above methods, the expensive mating material is largely ground, and then the overlay welding is performed again using the expensive molten material, and it is clear that the cost increase and the efficiency decrease.

【0009】これに対して、より簡単な開先形状とした
ものに特開昭59−137191号公報に開示された技
術がある。この技術はX開先ではあるが、母材部と合わ
せ材部の開先角度を境界部で変化させて合わせ材部の開
先角度を大きくし、母材部はサブマージアーク溶接法、
合わせ材部はバンドアーク溶接法で行なうというもので
ある。なお、母材部のサブマージアーク溶接時の溶接条
件は、発明の構成要件とはなっていない。本発明の開先
形状は上記に2段開先に比較すると簡単になったとは言
え、なお複雑な形状であることに変わりはない。
On the other hand, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-137191 which has a simpler groove shape. Although this technique is an X groove, the groove angle of the base material part and the composite material part is changed at the boundary to increase the groove angle of the composite material part, and the base material part is a submerged arc welding method.
The laminated material is made by band arc welding. The welding conditions at the time of submerged arc welding of the base metal portion are not the constituent features of the invention. Although the groove shape of the present invention is simpler than the above-described two-step groove, it still has a complicated shape.

【0010】特開昭62−199273号公報に開示さ
れている技術は、さらに簡素化が計られている。すなわ
ちX開先を用い、先ず炭素鋼母材部の溶接をサブマージ
アーク溶接法により行い、ついで合わせ材部の溶接を帯
状電極を用いたオーバーレイ溶接法により行う、高電
圧、高電流密度、高溶接速度の能率重視の溶接である。
しかし、特開昭59−137191号公報の技術と同様
に、母材部の溶接条件は発明の構成要件とはなっていな
い。
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-199273 is further simplified. That is, using the X groove, first, the carbon steel base metal part is welded by the submerged arc welding method, and then the laminated material part is welded by the overlay welding method using the strip electrode. High voltage, high current density, high welding Welding that emphasizes speed efficiency.
However, similar to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-137191, the welding conditions for the base metal portion are not a constituent of the invention.

【0011】以上の技術に対して、特開平4−3190
75号公報に開示されている技術はやや異質の技術であ
る。図8に示す様に、ミグ溶接法による3層1パス溶接
であるが、この方法では1層目に炭素鋼のワイヤを用い
て母材部の炭素鋼の溶接ビード部3を得た後に、2、3
層目の溶接を高合金のソリッドワイヤを用いて行い、合
わせ材部の溶接ビード部9および10を形成させてい
る。
With respect to the above technique, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3190
The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 75 is a slightly different technique. As shown in FIG. 8, it is a three-layer one-pass welding by the MIG welding method. In this method, after the carbon steel welding bead portion 3 of the base metal portion is obtained by using the carbon steel wire for the first layer, A few
The welding of the layer is performed using a high alloy solid wire to form the weld bead portions 9 and 10 of the mating material portion.

【0012】この方法においては、第1層目の溶接時に
は炭素鋼の溶融を抑えるために、電流値を小さくするこ
とが必須であり、裏面仮付け溶接ビードと会合しない可
能性がある。すなわち、さきに示した(c)の問題点が
解決されておらず、ブローホールの発生する確率が高い
と言ってよい。
In this method, it is essential to reduce the current value in order to suppress the melting of the carbon steel during the welding of the first layer, and there is a possibility that it will not associate with the backside tack weld bead. That is, it can be said that the problem (c) shown above has not been solved and the probability of blowholes being high.

【0013】母材部の溶接ビードは裏面の仮付けビード
と会合する必要があり、そのためには溶け込み量がある
程度大きい溶接条件を採用する必要がある。一方、製造
能率の点からは溶接速度は速いことが好ましく、この2
点を両立させることは本発明では困難である。
The weld bead on the base material needs to be associated with the temporary bead on the back surface, and for that purpose it is necessary to adopt welding conditions in which the amount of penetration is large to some extent. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing efficiency, it is preferable that the welding speed is fast.
It is difficult for the present invention to satisfy both points.

【0014】また、スパッタの飛散による合わせ材部の
表面性状の悪化などの問題もある。スパッタを防止する
ために、フラックスコアードワイヤを使用した場合は、
2層目、3層目の溶接時にスラグの巻き込みが起こるこ
とが懸念される。
There is also a problem that the surface quality of the mating material portion is deteriorated due to scattering of spatter. If flux cored wire is used to prevent spatter,
There is a concern that slag may be caught during the welding of the second and third layers.

【0015】さきの(c)に示した様なブローホールを
低減または防止するためには、溶け込み量がある程度深
い溶接法を採用する必要がある。一方、製造能率の点か
らは当然溶接速度は速いことが要求され、これらの点か
らはサブマージアーク溶接法が優れており、ティグ溶接
法やミグ溶接法は一般的には好ましくない。上記の技術
の内、特開昭62−199273号公報、特開昭59−
137191号公報、特開昭63−10095号公報、
特開昭62−234670号公報に示された技術がこの
点からは良いことに成る。
In order to reduce or prevent blow holes as shown in (c) above, it is necessary to adopt a welding method in which the amount of penetration is deep to some extent. On the other hand, the welding speed is naturally required to be high from the viewpoint of manufacturing efficiency, and the submerged arc welding method is excellent from these points, and the TIG welding method and the MIG welding method are generally not preferable. Among the above techniques, JP-A-62-199273 and JP-A-59-
137191, JP-A-63-10095,
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-234670 is good from this point.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記の技術はいずれ
も、クラッド溶接鋼管の製造において品質を追求するあ
まり、コストと能率を犠牲にしていると言ってよい。し
かしその反面で、目的とした品質に付いても必ずしも十
分な物でない可能性もあることはすでに述べた。
It can be said that all of the above techniques sacrifice cost and efficiency by pursuing quality in the production of clad welded steel pipe. However, on the other hand, it has already been mentioned that the desired quality may not always be sufficient.

【0017】その多くは、X開先を採用した場合には、
母材部の溶接時に合わせ材部は必然的に溶け、マルテン
サイト相を生成するとか、スパッタが飛ぶ現象は避けら
れないものと扱つかわれてきたといってもよく、一方、
クラッド溶接鋼管の製造において、極めて重要な部分を
占める母材部の溶接方法の最適化は行なわれていない。
In many cases, when the X groove is adopted,
It can be said that the joining material part inevitably melts during the welding of the base material part, and that the phenomenon that the martensite phase is generated or the spatter fly is inevitable, on the other hand,
In the production of clad welded steel pipes, the welding method of the base metal portion, which occupies a very important part, has not been optimized.

【0018】すなわち、先に示したクラッド溶接鋼管の
製造時に、合わせ材部の溶接に先立って行われる母材部
の溶接についての問題点の(d)の解決を考慮していな
いことがわかる。上記の技術において、母材部の溶接ビ
ードの凹凸が問題のない状態であり、合わせ材部の溶接
において欠陥の発生を避けられるかは、はなはだ疑問で
ある。この根本的は問題の解決なくしては、欠陥のない
クラッド溶接鋼管の能率的、経済的な製造は困難と考え
られる。また(a)、(b)の問題点についても、複雑
な開先形状の採用を必須と考えずに、溶接条件の改善に
より可能なかぎり対処すべきであり、この面からの解決
方法が先ず検討されるべきである。
That is, it is understood that the solution of the problem (d) regarding the welding of the base material portion, which is performed prior to the welding of the laminated material portion, is not taken into consideration when the above-described clad welded steel pipe is manufactured. In the above-mentioned technique, it is very questionable whether the unevenness of the weld bead in the base material portion is in a state in which there is no problem and whether the occurrence of defects can be avoided in the welding of the laminated material portion. Without this fundamental solution to the problem, efficient and economical production of defect-free clad welded steel pipe would be difficult. As for the problems (a) and (b), it is necessary to improve the welding conditions as much as possible without considering the use of a complicated groove shape as essential. Should be considered.

【0019】[0019]

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、クラッ
ド溶接鋼管の製造時の欠陥の発生原因について、従来の
認識を改める必要があると判断して、総合的な再検討を
行い本発明を完成させた。すなわち、母材部の溶接ビー
ドに対する合わせ材部の溶融によるマルテンサイト化、
および母材部の鋼による合わせ材部に対する汚染は、特
殊な開先形状を用いることなく、開先角度の最適化と溶
接条件の最適化により解決できること、および母材部の
溶接金属の表面性状を十分に平滑化することにより、合
わせ材部の溶接部も含めた溶接部の形状および性能が満
足いくものになるとの結果を得て、以下の発明を完成さ
せた。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have decided that it is necessary to revise the conventional recognition as to the cause of defects during the production of clad welded steel pipes, and comprehensively reexamined the present invention. Completed the invention. That is, the martensite due to melting of the laminated material portion with respect to the weld bead of the base material portion,
Contamination of the base material with the steel by the steel can be solved by optimizing the groove angle and welding conditions without using a special groove shape, and the surface properties of the weld metal of the base material. The present invention has been completed by obtaining the result that the shape and performance of the welded part including the welded part of the laminated material part will be satisfactory by sufficiently smoothing.

【0020】まず、第一の発明は、クラッド鋼板を素管
形状に成形後に、母材部の溶接、合わせ材部の肉盛り溶
接の順に行なうクラッド溶接鋼管の製造方法において、
母材部の合わせ材部側の溶接方法を、開先角度を90°
〜120°とし、嵩密度が1.5g/cm3 以下のフラ
ックスを用いたサブマージアーク溶接法とするクラッド
溶接鋼管の製造方法である。
First, the first invention is a method for producing a clad welded steel pipe, in which a clad steel plate is formed into a raw pipe shape, followed by welding of a base material portion and overlay welding of a laminated material portion in this order.
Welding method for the base material part on the mating material part side, groove angle is 90 °
It is a method for producing a clad welded steel pipe, which is a submerged arc welding method using a flux having a bulk density of up to 120 ° and a bulk density of 1.5 g / cm 3 or less.

【0021】また、第2の発明は、第1の発明におい
て、母材部の合わせ材部側の溶接方法を、1個の電極を
用い、溶接速度を450〜600mm/分、溶接電流値
を400〜600A、溶接電圧を28〜36Vとした請
求項1に記載のクラッド溶接鋼管の製造方法である。
A second aspect of the present invention is the same as the first aspect of the present invention, in which the welding method for the base material portion on the side of the laminated material is one electrode, the welding speed is 450 to 600 mm / min, and the welding current value is The method for producing a clad welded steel pipe according to claim 1, wherein the welding voltage is 400 to 600 A and the welding voltage is 28 to 36 V.

【0022】また、第3の発明は、第1の発明におい
て、母材部の合わせ材部側の溶接方法を、2個の電極を
用い、溶接速度を900〜1500mm/分、先行電極
の溶接電流値を550〜700A、後行電極の溶接電流
値を550〜600A、両電極の溶接電圧を28〜36
Vとした請求項1に記載のクラッド溶接鋼管の製造方法
である。
A third aspect of the present invention is the method of welding the base material portion on the side of the mating material portion in the first invention, wherein two electrodes are used, the welding speed is 900 to 1500 mm / min, and the preceding electrode is welded. Current value 550-700A, trailing electrode welding current value 550-600A, both electrodes welding voltage 28-36
The method for producing a clad welded steel pipe according to claim 1, wherein V is V.

【0023】[0023]

【作用】本発明は開先角度と溶接条件の最適化により、
母材部の合わせ材部側の溶接において、高能率を確保し
つつ、溶接ビードの形状および表面性状の最適化、完全
な溶け込みの確保、マルテンサイト相の生成や、合わせ
材部に対する母材部溶接部からの汚染の極小化を目指し
たものである。以下にその限定理由を説明する。
The present invention is characterized by optimizing the groove angle and welding conditions.
In welding of the base metal part on the side of the base metal part, while ensuring high efficiency, optimization of the shape and surface quality of the weld bead, ensuring complete penetration, generation of martensite phase, and base metal part for the base metal part The aim is to minimize pollution from the weld. The reason for the limitation will be described below.

【0024】開先形状はX開先である。X開先には先に
述べた(a)、(b)の問題点が危惧されたが、開先角
度および溶接条件を最適範囲とすることにより、実質的
に問題点は克服できることを見いだした。なお、板厚が
極めて薄い等の理由により、V開先を採用した場合も同
様であることはもちろんである。
The groove shape is an X groove. The X-groove was concerned about the problems (a) and (b) described above, but it was found that the problems can be practically overcome by setting the groove angle and welding conditions to the optimum ranges. . Of course, this is also the case when the V groove is adopted because of the extremely thin plate thickness.

【0025】図1にに開先角度と欠陥数(密度)の関係
を示す。開先角度が90°未満の場合は母材部の溶接時
に合わせ材部が溶融する傾向があり、欠陥が発生しやす
くなる。また。開先角度が120°を越えると、合わせ
材部の研削部分が大きくなりすぎ、母材部の溶接ビード
の形状が凸状となり、ビードの両端にスラグを巻き込む
確率が増大して、やはり欠陥の発生率を大きくする。し
たがって、開先角度は90°〜120°の範囲とする。
FIG. 1 shows the relationship between the groove angle and the number of defects (density). When the groove angle is less than 90 °, the laminated material portion tends to melt during welding of the base material portion, and defects are likely to occur. Also. If the groove angle exceeds 120 °, the ground portion of the mating material portion becomes too large and the shape of the weld bead on the base material portion becomes convex, and the probability of slag being caught at both ends of the bead increases, which also causes defects. Increase the incidence. Therefore, the groove angle is in the range of 90 ° to 120 °.

【0026】フラックスの選択も本発明の重要な要件で
ある。図2にフラックスの嵩密度と欠陥数(密度)との
関係を示す。フラックスの嵩密度が1.5g/cm3
越えるとビードの形状が凸状になり、止端部にスラグが
残留する確率が増大し、欠陥の発生率が増大する。この
ような状態で合わせ材部の溶接を行なうと新たな欠陥の
原因となるため、合わせ材部の溶接前に手入れが必要と
なる。したがって、フラックスの嵩密度は1.5g/c
3 以下とする。
The choice of flux is also an important requirement of the present invention. FIG. 2 shows the relationship between the bulk density of the flux and the number of defects (density). If the bulk density of the flux exceeds 1.5 g / cm 3 , the bead shape becomes convex, the probability that slag remains at the toe increases, and the incidence of defects increases. Welding of the mating material portion in such a state causes a new defect, and therefore maintenance is required before the welding of the mating material portion. Therefore, the bulk density of the flux is 1.5 g / c
and m 3 or less.

【0027】なお、嵩密度の下限は特に規定する必要は
ないが、通常は0.6g/cm3 以上である。焼成型フ
ラックス、溶融型フラックスのいずれも使用可能である
が、一般的には溶融型フラックスが安価であり、これで
十分である。
The lower limit of the bulk density does not have to be specified, but is usually 0.6 g / cm 3 or more. Although either a baking type flux or a melting type flux can be used, the melting type flux is generally inexpensive and is sufficient.

【0028】溶接速度が速すぎたり、溶接電流値が大き
すぎると、ビードの形状が凸状となり、ビードの止端部
にスラグを巻き込むことが多くなる。逆に溶接電流値が
小さ過ぎると溶着金属量が少なくなるため、溶接ビード
の形状を良好に保つためには溶接速度を小さくする必要
があり、結果的に溶接効率が低下する。また、溶け込み
が浅くなり、裏面の仮付け溶接ビードと会合しない場合
は、ブローホールの発生する原因となる。
If the welding speed is too fast or the welding current value is too large, the bead has a convex shape, and the slag is often caught in the toe of the bead. On the other hand, if the welding current value is too small, the amount of deposited metal will be small, so it is necessary to reduce the welding speed in order to keep the shape of the welding bead good, and as a result, the welding efficiency decreases. Further, if the penetration becomes shallow and does not associate with the tack weld bead on the back surface, it may cause blow holes.

【0029】溶接電圧も重要である。溶接電圧が高すぎ
るとスパッタの増加およびシールド不良による脱酸元素
の歩留り低下や、気孔発生および機械的特性の劣化がお
こる。また溶接電圧が低いとアークが不安定になり、ビ
ードの形状が乱れる。
Welding voltage is also important. If the welding voltage is too high, the yield of deoxidizing elements decreases due to an increase in spatter and a defective shield, and pores are generated and mechanical properties are deteriorated. If the welding voltage is low, the arc becomes unstable and the bead shape is disturbed.

【0030】以上の点より溶接条件を以下のように定め
た。 1電極溶接の場合は、 溶接速度 :450〜600mm/分、 溶接電流値:500〜600A、 溶接電圧 :28〜36V、 2電極溶接の場合は、 溶接速度 :900〜1500mm/分、 先行電極溶接電流値:500〜700A、 先行電極溶接電圧 :28〜36V、 後行電極溶接電流値:500〜600A、 後行電極溶接電圧:28〜36V、 が最適である。
From the above points, the welding conditions are defined as follows. In the case of 1-electrode welding, welding speed: 450-600 mm / min, welding current value: 500-600 A, welding voltage: 28-36 V, in the case of 2-electrode welding, welding speed: 900-1500 mm / min, preceding electrode welding Current value: 500-700A, Leading electrode welding voltage: 28-36V, trailing electrode welding current value: 500-600A, trailing electrode welding voltage: 28-36V are optimal.

【0031】なお、溶着量を確保しつつ、溶接速度を高
く維持すると言う高能率の溶接を行なう場合は、電極数
は多い方が有利である。ただし、板厚が薄い場合には1
電極による溶接で十分なことは言うまでもない。
When performing high-efficiency welding in which the welding amount is secured and the welding speed is kept high, it is advantageous to use a large number of electrodes. However, if the plate thickness is thin, 1
It goes without saying that welding with electrodes is sufficient.

【0032】[0032]

【実施例】図3に本発明を実施する溶接工程の模式図を
示す。3、6、12、9は各々、母材部の合わせ材部側
サブマージアーク溶接ビード、裏面仮付け溶接ビード、
母材部の裏面側サブマージアーク溶接ビードおよび合わ
せ材部の肉盛り溶接ビードである。
EXAMPLE FIG. 3 shows a schematic diagram of a welding process for carrying out the present invention. 3, 6, 12, and 9 are submerged arc welding beads for the mating material portion of the base material portion, backside tack welding beads, and
These are a submerged arc welding bead on the back surface side of the base metal portion and a build-up welding bead on the laminated material portion.

【0033】使用した母材は、API規格のX65相当
の鋼であり、合わせ材はSUS329J1に相当する2
相系ステンレス鋼である。1電極法および2電極法によ
り、クラッド溶接鋼管を製造した。1電極法による場合
の母材部の板厚は8mm,合わせ材部の厚さは1.5m
m、製品のクラッド溶接鋼管のサイズは外径508m
m、肉厚9.5mmである。2電極法による場合の母材
部の板厚は13mm,合わせ材部の厚さは2mm、製品
のクラッド溶接鋼管のサイズは外径609mm、肉厚1
5mmである。
The base material used is a steel equivalent to API standard X65, and the laminated material is equivalent to SUS329J1 2
It is a phase stainless steel. A clad welded steel pipe was manufactured by the one-electrode method and the two-electrode method. When using the one-electrode method, the base material has a plate thickness of 8 mm, and the laminated material has a thickness of 1.5 m.
m, product clad welded steel pipe size is 508m outside diameter
m, wall thickness 9.5 mm. When using the two-electrode method, the base material has a plate thickness of 13 mm, the laminated material has a thickness of 2 mm, and the product clad welded steel pipe has an outer diameter of 609 mm and a wall thickness of 1
It is 5 mm.

【0034】母材、合わせ材、および各々の溶接材の成
分は表1に示した。
Table 1 shows the components of the base material, the laminated material, and each welding material.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】表2に1電極法による場合の本発明の実施
例および比較例を、同様に表3に2電極法を用いた場合
の本発明の実施例および比較例を示す。合わせ材部側の
母材部の開先の角度は85〜130°の範囲に変化させ
ており、使用するフラックスの嵩密度は0.6〜1.6
に変化させた。
Table 2 shows examples and comparative examples of the present invention when the one-electrode method is used, and Table 3 shows examples and comparative examples of the present invention when the two-electrode method is used. The angle of the groove of the base material portion on the side of the laminated material portion is changed in the range of 85 to 130 °, and the bulk density of the flux used is 0.6 to 1.6.
Was changed to.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】表2においては、実施例である1〜13
は、いずれも欠陥のない良好なビードが得られており、
引き続いて行なった合わせ材部の溶接においても良好な
ビードが得られた。
In Table 2, Examples 1 to 13 are shown.
In each case, good beads with no defects were obtained,
Good beads were also obtained in the subsequent welding of the laminated material portion.

【0040】これに対して、比較例の14、20、25
は溶接電流値が本発明の範囲以下であり、溶着量が不足
している。比較例の15〜17は開先角度が本発明の範
囲以下であり、合わせ材部が溶融した。比較例の18、
19、21〜24、27はフラックスの嵩密度が本発明
の範囲以上であり凸状ビードになり、またスラグが残留
した。比較例の26、34は溶接速度が本発明の範囲以
上であり、また比較例の33は溶接電流値が本発明の範
囲以上であるため、何れも凸状ビードになり、またスラ
グが残留した。比較例の28〜30は開先角度が本発明
の範囲以上であり、やはり凸状ビードになり、スラグが
残留した。
On the other hand, Comparative Examples 14, 20, and 25
Indicates that the welding current value is below the range of the present invention and the amount of welding is insufficient. In Comparative Examples 15 to 17, the groove angle was within the range of the present invention, and the laminated material portion was melted. Comparative Example 18,
In Nos. 19, 21 to 24 and 27, the bulk density of the flux was above the range of the present invention, and the beads became convex and slag remained. In Comparative Examples 26 and 34, the welding speed was more than the range of the present invention, and in Comparative Example 33, the welding current value was more than the range of the present invention, so that both became convex beads and slag remained. . The groove angles of Comparative Examples 28 to 30 were more than the range of the present invention, and the beads were also convex beads, and the slag remained.

【0041】比較例の31は溶接電圧が本発明の範囲以
下であり、アークが安定せずビード形状が不良であっ
た。また比較例の32は溶接電圧が本発明の範囲以上で
あり、ブローホール欠陥が認められた。
In Comparative Example 31, the welding voltage was below the range of the present invention, the arc was not stable, and the bead shape was poor. In Comparative Example 32, the welding voltage was above the range of the present invention, and blowhole defects were recognized.

【0042】これらの比較例は、母材部を溶接したまま
では、合わせ材部の溶接ができず、ビードのはつりやス
ラグの除去が必要であったり、また一部には修復が不可
能な場合もあった。
In these comparative examples, if the base material is still welded, the mating material cannot be welded, and bead chipping or slag must be removed, or part of the material cannot be repaired. In some cases.

【0043】2電極法を用いた表3の結果では、本発明
例である51〜61は表2と同様に良好なビード形状が
得られ、また、合わせ材部の溶接も問題なく可能であっ
た。
According to the results of Table 3 using the two-electrode method, in Examples 51 to 61 of the present invention, a good bead shape was obtained as in Table 2, and welding of the joining material portion was possible without any problem. It was

【0044】これに対して、比較例の67は先行および
後行の電極の溶接電流値が、本発明の範囲以下であり溶
着量が不足し、またブローホールが発生した。比較例の
62、63は開先角度が本発明の範囲以下であり、合わ
せ材部が溶融した。比較例の64〜66、68〜71は
フラックスの嵩密度が本発明の範囲以上であり、凸状ビ
ードになり、またスラグが残留した。比較例の72、7
3は開先角度が本発明の範囲以上であり、やはり、凸状
ビードになりスラグが残留した。
On the other hand, in Comparative Example 67, the welding current values of the leading and trailing electrodes were below the range of the present invention, the amount of welding was insufficient, and blowholes were generated. In Comparative Examples 62 and 63, the groove angle was within the range of the present invention, and the laminated material portion was melted. In Comparative Examples 64-66 and 68-71, the bulk density of the flux was more than the range of the present invention, and the beads became convex and slag remained. Comparative Examples 72 and 7
In No. 3, the groove angle was more than the range of the present invention, and again, the bead became a convex bead and the slag remained.

【0045】比較例の74、75は溶接電流値が本発明
の範囲以上であり、また比較例の76は溶接速度が本発
明の範囲以上であり、何れも凸状ビードになりスラグが
残留した。
In Comparative Examples 74 and 75, the welding current value was above the range of the present invention, and in Comparative Example 76, the welding speed was above the range of the present invention, and both were convex beads and slag remained. .

【0046】比較例の77は溶接電圧が本発明の範囲以
上であり、ブローホール欠陥が認められた。また比較例
の78は溶接電圧が本発明の範囲以下であり、アークが
安定せずビード形状が不良であった。
In Comparative Example 77, the welding voltage was above the range of the present invention, and blowhole defects were recognized. Further, in Comparative Example 78, the welding voltage was below the range of the present invention, the arc was not stable, and the bead shape was poor.

【0047】これらの、比較例は母材部を溶接したまま
では、合わせ材部の溶接ができず、ビードのはつりやス
ラグの除去を必要とし、また一部には修復が不可能な場
合もあった。
In these comparative examples, it is impossible to weld the mating material portion with the base material portion welded, and it is necessary to remove bead chipping and slag, and in some cases repair is impossible. there were.

【0048】なお、本発明はもちろん上記の鋼にかぎる
ものではない。合わせ材はステンレス鋼、高Cr鋼・合
金、高Ni鋼・合金、あるいはCu合金等の非鉄金属で
あってもよい。母材は、炭素鋼および低合金鋼である
が、C、N、Cr、Mo、Ni、Cu、Nb、V、A
l、Ti、Mn、Si、B等の合金元素の合計の含有量
は5%以下が一応の目安である。
The present invention is of course not limited to the above steel. The laminated material may be a non-ferrous metal such as stainless steel, high Cr steel / alloy, high Ni steel / alloy, or Cu alloy. The base materials are carbon steel and low alloy steel, but C, N, Cr, Mo, Ni, Cu, Nb, V, A
The total content of alloying elements such as 1, Ti, Mn, Si, and B is 5% or less.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明により、クラッド溶接鋼管の製造
時における母材部の溶接をブローホールやマルテンサイ
ト相の生成、合わせ材部の表面汚染、止端部のスラグの
巻き込み等を発生させることなく行なうことができる。
ビードの表面形状も優れており、合わせ材部の溶接にあ
たっては前処理を必要としないため、欠陥のないクラッ
ド溶接鋼管を高能率に製造でき、その経済的な価値も極
めて大きい。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, in the welding of the base material portion during the production of the clad welded steel pipe, the formation of blowholes and martensite phases, the surface contamination of the laminated material portion, the inclusion of slag at the toe portion, etc. occur. It can be done without.
Since the surface shape of the bead is also excellent and pretreatment is not required for welding the laminated material portion, it is possible to manufacture a clad welded steel pipe without defects with high efficiency, and its economic value is also extremely large.

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

【図1】開先角度と欠陥の個数(密度)の関係を示した
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a groove angle and the number of defects (density).

【図2】フラックス嵩密度と欠陥の個数(密度)の関係
を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flux bulk density and the number of defects (density).

【図3】本発明の溶接方法を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a welding method of the present invention.

【図4】クラッド溶接鋼管の溶接時に発生する欠陥の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of defects that occur during welding of a clad welded steel pipe.

【図5】クラッド溶接鋼管の従来の溶接方法を示した図
である。
FIG. 5 is a view showing a conventional welding method for a clad welded steel pipe.

【図6】クラッド溶接鋼管の従来の溶接方法を示した図
である。
FIG. 6 is a view showing a conventional welding method for a clad welded steel pipe.

【図7】クラッド溶接鋼管の従来の開先形状を示した図
である。
FIG. 7 is a view showing a conventional groove shape of a clad welded steel pipe.

【図8】クラッド溶接鋼管の従来の溶接方法を示した図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a conventional welding method for a clad welded steel pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.合わせ材部 2.母材部 3.母材部溶接ビード(合わせ材部側) 4.マルテンサイト組織 5.スッパタ 6.母材部裏面仮付けビード 7.突き合わせルート部 8.ブローホール 9.合わせ材部溶接ビード(第1層) 10.合わせ材部溶接ビード(第2層) 11.母材部キーホール式サブマージアーク溶接ビード 12.母材溶接部ビード(裏面側) 1. Laminated material 2. Base material 3. Base material weld bead (together side) 4. Martensite organization 5. Spatter 6. Temporary bead on backside of base metal 7. Butt root section 8. Blowhole 9. Laminated material weld bead (first layer) 10. Laminated material weld bead (second layer) 11. Base metal keyhole type submerged arc welding bead 12. Base material weld bead (back side)

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/23 8315−4E B23K 9/23 K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B23K 9/23 8315-4E B23K 9/23 K

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クラッド鋼板を素管形状に成形後に、母
材部の溶接、合わせ材部の肉盛り溶接の順に行なうクラ
ッド溶接鋼管の製造方法において、母材部の合わせ材部
側の溶接方法を、開先角度を90°〜120°とし、嵩
密度が1.5g/cm3 以下のフラックスを用いたサブ
マージアーク溶接法とすることを特徴とするクラッド溶
接鋼管の製造方法。
1. A method for producing a clad welded steel pipe, comprising: forming a clad steel plate into a tubular shape; then welding a base material portion and overlay welding a laminated material portion in this order; Is a submerged arc welding method using a flux having a groove angle of 90 ° to 120 ° and a bulk density of 1.5 g / cm 3 or less, a method for producing a clad welded steel pipe.
【請求項2】 母材部の合わせ材部側の溶接方法を、1
個の電極を用い、溶接速度を450〜600mm/分、
溶接電流値を400〜600A、溶接電圧を28〜36
Vとした請求項1に記載のクラッド溶接鋼管の製造方
法。
2. A method for welding a base material portion on a side of a laminated material portion is
Welding speed is 450-600mm / min.
Welding current value 400-600A, welding voltage 28-36
The method for producing a clad welded steel pipe according to claim 1, wherein V is V.
【請求項3】 母材部の合わせ材部側の溶接方法を、2
個の電極を用い、溶接速度を900〜1500mm/
分、先行電極の溶接電流値を550〜700A、後行電
極の溶接電流値を550〜600A、両電極の溶接電圧
を28〜36Vとした請求項1に記載のクラッド溶接鋼
管の製造方法。
3. A method of welding a base material portion on the side of a laminated material portion
Welding speed of 900-1500mm /
The method for producing a clad welded steel pipe according to claim 1, wherein the welding current value of the leading electrode is 550 to 700 A, the welding current value of the trailing electrode is 550 to 600 A, and the welding voltage of both electrodes is 28 to 36 V.
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