JPH09201675A - 鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方法Info
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- JPH09201675A JPH09201675A JP1126796A JP1126796A JPH09201675A JP H09201675 A JPH09201675 A JP H09201675A JP 1126796 A JP1126796 A JP 1126796A JP 1126796 A JP1126796 A JP 1126796A JP H09201675 A JPH09201675 A JP H09201675A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ウェブ板厚４０乃至８５ｍｍの厚鋼板を完全
溶込み溶接する２電極下向隅肉サブマージアーク溶接
法。 【解決手段】 ウェブ鋼板１に開先角度θV が４０乃至
６０°の両側開先を設け、ウェブ鋼板の板厚ｔｍｍに対
するルート長Ｒｍｍを０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワー
ク２の傾斜角θを５５乃至８０°とし、開先深さをＤV
ｍｍ、先行極のワイヤ径をｄ1ｍｍ、後行極のワイヤ径
をｄ2ｍｍとしたとき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２
×（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1
から、先行極のワイヤ傾斜角θwire°、ワイヤ狙い位置
ａｍｍを所定式にて求め、後行極のワイヤ傾斜角θ
wire2を実質的に垂直下向、ワイヤ狙い位置ｂｍｍを所
定式にて求め、鋼板を溶接する。
溶込み溶接する２電極下向隅肉サブマージアーク溶接
法。 【解決手段】 ウェブ鋼板１に開先角度θV が４０乃至
６０°の両側開先を設け、ウェブ鋼板の板厚ｔｍｍに対
するルート長Ｒｍｍを０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワー
ク２の傾斜角θを５５乃至８０°とし、開先深さをＤV
ｍｍ、先行極のワイヤ径をｄ1ｍｍ、後行極のワイヤ径
をｄ2ｍｍとしたとき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２
×（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1
から、先行極のワイヤ傾斜角θwire°、ワイヤ狙い位置
ａｍｍを所定式にて求め、後行極のワイヤ傾斜角θ
wire2を実質的に垂直下向、ワイヤ狙い位置ｂｍｍを所
定式にて求め、鋼板を溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建築物等の厚板に対
して使用され、ウェブ板厚が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板
を完全溶込み溶接することができると共に、優れた溶接
作業性及び溶接金属が得られる鋼板の下向隅肉サブマー
ジアーク溶接方法に関する。
して使用され、ウェブ板厚が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板
を完全溶込み溶接することができると共に、優れた溶接
作業性及び溶接金属が得られる鋼板の下向隅肉サブマー
ジアーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】４０ｍｍを超える板厚の厚鋼板に対して
２電極両側１パス法で完全溶込み溶接するとき、通常、
十分な溶込みと良好なビード形状を得るために、厚鋼板
の母材に開先を設けて下向き姿勢溶接する方法が多用さ
れている。また、この溶接方法においては、ワイヤは下
向きに開先底部をねらって溶接され、開先断面方向への
ワイヤ傾斜角については考慮されていないことが多い。
従って、従来においては、溶接材料を改良することによ
り、ビード形状を改善して高温割れを防止したり、溶接
金属表面の外観を改善する場合が殆どであった。
２電極両側１パス法で完全溶込み溶接するとき、通常、
十分な溶込みと良好なビード形状を得るために、厚鋼板
の母材に開先を設けて下向き姿勢溶接する方法が多用さ
れている。また、この溶接方法においては、ワイヤは下
向きに開先底部をねらって溶接され、開先断面方向への
ワイヤ傾斜角については考慮されていないことが多い。
従って、従来においては、溶接材料を改良することによ
り、ビード形状を改善して高温割れを防止したり、溶接
金属表面の外観を改善する場合が殆どであった。
【０００３】そこで、溶接材料を改良すると共に、溶接
方法についても適正条件を規定することにより、欠陥等
がなく良好に厚鋼板を完全溶込み隅肉溶接できることが
開示されている（特開平７−６８３８０号公報）。
方法についても適正条件を規定することにより、欠陥等
がなく良好に厚鋼板を完全溶込み隅肉溶接できることが
開示されている（特開平７−６８３８０号公報）。
【０００４】図４は従来の厚鋼板の完全溶込み隅肉溶接
方法を示す模式的断面図である。図４に示すように、フ
ランジ鋼板１６の表面に、板厚が６０乃至１００ｍｍの
ウェブ鋼板１５の端部が当てられている。また、ウェブ
鋼板１５の端部の両側に、板厚の０．３乃至０．４倍の
深さで開先部１７が設けられ、ルート部２０が形成され
ている。
方法を示す模式的断面図である。図４に示すように、フ
ランジ鋼板１６の表面に、板厚が６０乃至１００ｍｍの
ウェブ鋼板１５の端部が当てられている。また、ウェブ
鋼板１５の端部の両側に、板厚の０．３乃至０．４倍の
深さで開先部１７が設けられ、ルート部２０が形成され
ている。
【０００５】この開先部１７を先行極及び後行極の２電
極で完全溶込み溶接するとき、先行極のワイヤ１８はフ
ランジ鋼板１６側に５乃至１５°傾斜させ、フランジ鋼
板１６の表面とウェブ鋼板１５の表面との交点２１から
先行極のワイヤ１８の先端１８ａまでの距離ａが５乃至
１５ｍｍとなるように先行極のワイヤ狙い位置を定め
る。一方、後行極のワイヤ１９は、この交点２１から後
行極のワイヤ１９の先端１９ａまでの距離ｂが２乃至１
２ｍｍとなるように後行極のワイヤ狙い位置を定める。
極で完全溶込み溶接するとき、先行極のワイヤ１８はフ
ランジ鋼板１６側に５乃至１５°傾斜させ、フランジ鋼
板１６の表面とウェブ鋼板１５の表面との交点２１から
先行極のワイヤ１８の先端１８ａまでの距離ａが５乃至
１５ｍｍとなるように先行極のワイヤ狙い位置を定め
る。一方、後行極のワイヤ１９は、この交点２１から後
行極のワイヤ１９の先端１９ａまでの距離ｂが２乃至１
２ｍｍとなるように後行極のワイヤ狙い位置を定める。
【０００６】このように溶接条件を規定すると、先行極
をフランジ側に傾斜させない溶接方法と比較して、小電
流で深い溶込みが得られ、ビード形状及びその表面の外
観が優れた溶接金属を得ることができる。
をフランジ側に傾斜させない溶接方法と比較して、小電
流で深い溶込みが得られ、ビード形状及びその表面の外
観が優れた溶接金属を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−６８３８０号に示す溶接方法においては、開先深さ
が板厚の０．３乃至０．４倍と規定されており、このた
め、ルート長さが板厚の０．２乃至０．４倍と大きくな
るので、ルート部２０を完全に溶け込ませることが困難
である。
７−６８３８０号に示す溶接方法においては、開先深さ
が板厚の０．３乃至０．４倍と規定されており、このた
め、ルート長さが板厚の０．２乃至０．４倍と大きくな
るので、ルート部２０を完全に溶け込ませることが困難
である。
【０００８】また、この溶接方法においては、ワーク傾
斜角について言及されておらず、先行極の傾斜角度、狙
い位置、開先深さ、ルート長さ及びワーク傾斜角のバラ
ンスが適切でない場合には、良好な溶接金属が得られな
いことがあるという問題点がある。即ち、高温割れが発
生しやすいビード形状になったり、溶接金属表面の外観
が不良になるか、又はアンダーカットが発生することが
ある。アンダーカットが発生した場合には、手直しが必
要となり、作業能率が著しく悪化する。
斜角について言及されておらず、先行極の傾斜角度、狙
い位置、開先深さ、ルート長さ及びワーク傾斜角のバラ
ンスが適切でない場合には、良好な溶接金属が得られな
いことがあるという問題点がある。即ち、高温割れが発
生しやすいビード形状になったり、溶接金属表面の外観
が不良になるか、又はアンダーカットが発生することが
ある。アンダーカットが発生した場合には、手直しが必
要となり、作業能率が著しく悪化する。
【０００９】このように、厚鋼板に対する完全溶込み隅
肉溶接については、前記課題の有効な解決方法は提案さ
れていない。
肉溶接については、前記課題の有効な解決方法は提案さ
れていない。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ウェブ板厚が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板を
完全溶込み溶接することができると共に、優れたビード
形状及び溶接金属が得られる鋼板の完全溶込みサブマー
ジアーク溶接方法を提供することを目的とする。
のであって、ウェブ板厚が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板を
完全溶込み溶接することができると共に、優れたビード
形状及び溶接金属が得られる鋼板の完全溶込みサブマー
ジアーク溶接方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼板の完全
溶込みサブマージアーク溶接方法は、フランジ鋼板の腹
部に板厚が４０ｍｍ乃至８５ｍｍであるウェブ鋼板の端
部を当て、前記フランジ鋼板と前記ウェブ鋼板とを先行
極及び後行極からなる２電極でサブマージアーク溶接す
る方法において、前記ウェブ鋼板に開先角度θV が４０
乃至６０°の両側開先を設け、前記ウェブ鋼板の板厚ｔ
（ｍｍ）に対するルート長さＲ（ｍｍ）を０．１５ｔ乃
至０．２０ｔ、ワーク傾斜角θを５５乃至８０°とし、
開先深さをＤV（ｍｍ）、前記先行極のワイヤ径をｄ
1（ｍｍ）、前記後行極のワイヤ径をｄ2（ｍｍ）とした
とき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２×（ＤV＋Ｒ））
／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1から前記先行極
の先端がウェブ鋼板側になるように傾斜した場合に＋と
するワイヤ傾斜角θwire1（°）を（θ1−２）乃至（θ
1＋２）とし、前記先行極のワイヤ狙い位置ａ（ｍｍ）
を（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）−２）乃至
（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）＋２）とすると共
に、前記後行極のワイヤ傾斜角θwire2を実質的に垂直
下向き、前記後行極のワイヤ狙い位置ｂ（ｍｍ）を
（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV
／ｔａｎθ）−（ｄ2／２））として前記フランジ鋼板
と前記ウェブ鋼板とを溶接することを特徴とする。
溶込みサブマージアーク溶接方法は、フランジ鋼板の腹
部に板厚が４０ｍｍ乃至８５ｍｍであるウェブ鋼板の端
部を当て、前記フランジ鋼板と前記ウェブ鋼板とを先行
極及び後行極からなる２電極でサブマージアーク溶接す
る方法において、前記ウェブ鋼板に開先角度θV が４０
乃至６０°の両側開先を設け、前記ウェブ鋼板の板厚ｔ
（ｍｍ）に対するルート長さＲ（ｍｍ）を０．１５ｔ乃
至０．２０ｔ、ワーク傾斜角θを５５乃至８０°とし、
開先深さをＤV（ｍｍ）、前記先行極のワイヤ径をｄ
1（ｍｍ）、前記後行極のワイヤ径をｄ2（ｍｍ）とした
とき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２×（ＤV＋Ｒ））
／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1から前記先行極
の先端がウェブ鋼板側になるように傾斜した場合に＋と
するワイヤ傾斜角θwire1（°）を（θ1−２）乃至（θ
1＋２）とし、前記先行極のワイヤ狙い位置ａ（ｍｍ）
を（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）−２）乃至
（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）＋２）とすると共
に、前記後行極のワイヤ傾斜角θwire2を実質的に垂直
下向き、前記後行極のワイヤ狙い位置ｂ（ｍｍ）を
（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV
／ｔａｎθ）−（ｄ2／２））として前記フランジ鋼板
と前記ウェブ鋼板とを溶接することを特徴とする。
【００１２】このワーク傾斜角θは６０乃至７５°であ
ることが好ましい。また、ウェブ鋼板には、その端部の
両側に同一サイズの開先を設けることが好ましい。
ることが好ましい。また、ウェブ鋼板には、その端部の
両側に同一サイズの開先を設けることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本願発明者等は、フランジ鋼板の
腹部に板厚が４０ｍｍ乃至８５ｍｍであるウェブ鋼板の
端部を当て、両者を先行極及び後行極からなる２電極で
隅肉溶接する方法において、完全溶込みを得ることがで
きるサブマージアーク溶接方法を開発すべく、種々実験
研究を行った。先ず、通常の下向き姿勢による溶接、即
ち、先行極及び後行極のワイヤを垂直下向き方向に向
け、開先底部を狙って溶接する条件において、溶接電
流、溶接電圧、ワイヤの矯正具合及び開先精度等の種々
の条件を変化させて、隅肉溶接を実施した。その結果、
どのような条件においても、ビード形状及び溶接金属の
外観の不良が多発した。
腹部に板厚が４０ｍｍ乃至８５ｍｍであるウェブ鋼板の
端部を当て、両者を先行極及び後行極からなる２電極で
隅肉溶接する方法において、完全溶込みを得ることがで
きるサブマージアーク溶接方法を開発すべく、種々実験
研究を行った。先ず、通常の下向き姿勢による溶接、即
ち、先行極及び後行極のワイヤを垂直下向き方向に向
け、開先底部を狙って溶接する条件において、溶接電
流、溶接電圧、ワイヤの矯正具合及び開先精度等の種々
の条件を変化させて、隅肉溶接を実施した。その結果、
どのような条件においても、ビード形状及び溶接金属の
外観の不良が多発した。
【００１４】そこで、次に、先行極及び後行極の狙い位
置についても変化させて、適切な条件を検討した。そう
すると、ビード形状及び溶接金属の不良は低減された
が、根本的な解決方法とはなり得なかった。
置についても変化させて、適切な条件を検討した。そう
すると、ビード形状及び溶接金属の不良は低減された
が、根本的な解決方法とはなり得なかった。
【００１５】次いで、ビード断面方向のワイヤ傾斜角に
ついても変化させた結果、溶接される開先部の裏側の開
先底部にワイヤの狙い位置を定めると、良好なビード形
状を得ることができ、アンダーカットが発生することな
く、優れた外観の溶接金属を得ることができた。即ち、
ビードの断面方向におけるワイヤ傾斜角及び狙い位置
を、ウェブ鋼板の板厚、ワーク傾斜角、開先深さ及び開
先角度から幾何学的に求めて設定することにより、優れ
たビード形状を得ることができる。
ついても変化させた結果、溶接される開先部の裏側の開
先底部にワイヤの狙い位置を定めると、良好なビード形
状を得ることができ、アンダーカットが発生することな
く、優れた外観の溶接金属を得ることができた。即ち、
ビードの断面方向におけるワイヤ傾斜角及び狙い位置
を、ウェブ鋼板の板厚、ワーク傾斜角、開先深さ及び開
先角度から幾何学的に求めて設定することにより、優れ
たビード形状を得ることができる。
【００１６】以下、本発明における完全溶込みサブマー
ジアーク溶接の母材及び溶接条件の限定理由について説
明する。
ジアーク溶接の母材及び溶接条件の限定理由について説
明する。
【００１７】母材とするウェブ鋼板の板厚ｔ：４０乃至
８５ｍｍ 本発明は開先部を有する溶接母材を２電極で隅肉溶接す
る場合の範囲について規定する。母材の板厚が４０ｍｍ
未満であると、開先を形成しないで溶接するか、又は鉄
粉を含有しないボンドフラックス若しくはメルトフラッ
クスを使用して溶接する。一方、母材の板厚が８５ｍｍ
を超える場合は、２電極で溶接すると溶着速度が遅くな
りすぎるため、３電極化することが必要である。このよ
うに、母材の板厚が４０ｍｍ未満又は８５ｍｍを超える
場合は、本発明が対象とする溶接方法に適用されない。
従って、母材とするウェブ鋼板の板厚は４０乃至８５ｍ
ｍとする。
８５ｍｍ 本発明は開先部を有する溶接母材を２電極で隅肉溶接す
る場合の範囲について規定する。母材の板厚が４０ｍｍ
未満であると、開先を形成しないで溶接するか、又は鉄
粉を含有しないボンドフラックス若しくはメルトフラッ
クスを使用して溶接する。一方、母材の板厚が８５ｍｍ
を超える場合は、２電極で溶接すると溶着速度が遅くな
りすぎるため、３電極化することが必要である。このよ
うに、母材の板厚が４０ｍｍ未満又は８５ｍｍを超える
場合は、本発明が対象とする溶接方法に適用されない。
従って、母材とするウェブ鋼板の板厚は４０乃至８５ｍ
ｍとする。
【００１８】板厚ｔのウェブ鋼板におけるルート長さ
Ｒ：０．１５ｔ乃至０．２０ｔ 板厚がｔ（ｍｍ）であるウェブ鋼板において、ルート長
さが０．１５ｔ未満であると、溶け落ちが発生しやすく
なり、更に、溶込みが深くなってビード幅が細くなるこ
とにより、高温割れが発生しやすくなる。一方、ルート
長さが０．２０ｔを超えると、溶込みが不足するか又は
不安定になる。従って、板厚ｔのウェブ鋼板におけるル
ート長さは０．１５ｔ乃至０．２０ｔとする。
Ｒ：０．１５ｔ乃至０．２０ｔ 板厚がｔ（ｍｍ）であるウェブ鋼板において、ルート長
さが０．１５ｔ未満であると、溶け落ちが発生しやすく
なり、更に、溶込みが深くなってビード幅が細くなるこ
とにより、高温割れが発生しやすくなる。一方、ルート
長さが０．２０ｔを超えると、溶込みが不足するか又は
不安定になる。従って、板厚ｔのウェブ鋼板におけるル
ート長さは０．１５ｔ乃至０．２０ｔとする。
【００１９】更に、このような理由からルート面の長さ
を設定し、ウェブ鋼板の両側に同一サイズの開先を設け
ると、両面ともほぼ同一の溶接条件及び電極配置で溶接
することができるので、作業効率が向上する。即ち、ウ
ェブ鋼板の両側に同一サイズの開先を設ける場合、ルー
ト長さＲが０．１５ｔ乃至０．２０ｔであるので、形成
する開先深さは０．４０ｔ乃至０．４２５ｔとする。
を設定し、ウェブ鋼板の両側に同一サイズの開先を設け
ると、両面ともほぼ同一の溶接条件及び電極配置で溶接
することができるので、作業効率が向上する。即ち、ウ
ェブ鋼板の両側に同一サイズの開先を設ける場合、ルー
ト長さＲが０．１５ｔ乃至０．２０ｔであるので、形成
する開先深さは０．４０ｔ乃至０．４２５ｔとする。
【００２０】溶接母材の開先角度θV：４０乃至６０° 溶接母材の開先角度が４０°未満であると、溶込みが十
分に得られず、また、ビード幅が細くなることにより、
高温割れが発生しやすい。一方、開先角度が６０°を超
えると、開先断面積が増加するため、２電極溶接におい
ては溶着速度が遅くなってしまい、実用性が低下する。
従って、溶接母材の開先角度は４０乃至６０°の両側開
先とする。
分に得られず、また、ビード幅が細くなることにより、
高温割れが発生しやすい。一方、開先角度が６０°を超
えると、開先断面積が増加するため、２電極溶接におい
ては溶着速度が遅くなってしまい、実用性が低下する。
従って、溶接母材の開先角度は４０乃至６０°の両側開
先とする。
【００２１】ワーク傾斜角θ：５５乃至８０° 下向き隅肉溶接においては、溶接時にワークを傾斜させ
る必要がある。このワーク傾斜角が５５°未満である
と、等脚長のビードを得やすいが、ビード幅が狭くな
り、高温割れが発生しやすくなる。一方、ワーク傾斜角
が８０°を超えると、ウェブ鋼板側の脚長が大きくなり
すぎて、フランジ鋼板側にアンダーカットが発生する。
また、ビード形状が細長くなり、高温割れが発生しやす
くなる。このように、欠陥の発生を抑制するためには、
ビードをある程度不等脚長としてビード形状を調整する
必要がある。従って、ワーク傾斜角は５５乃至８０°と
する。好ましくは、ワーク傾斜角は６０乃至７５°であ
る。
る必要がある。このワーク傾斜角が５５°未満である
と、等脚長のビードを得やすいが、ビード幅が狭くな
り、高温割れが発生しやすくなる。一方、ワーク傾斜角
が８０°を超えると、ウェブ鋼板側の脚長が大きくなり
すぎて、フランジ鋼板側にアンダーカットが発生する。
また、ビード形状が細長くなり、高温割れが発生しやす
くなる。このように、欠陥の発生を抑制するためには、
ビードをある程度不等脚長としてビード形状を調整する
必要がある。従って、ワーク傾斜角は５５乃至８０°と
する。好ましくは、ワーク傾斜角は６０乃至７５°であ
る。
【００２２】先行極の先端がウェブ鋼板側になるように
先行極が傾斜した場合を＋とするワイヤ傾斜角
θwire1：（θ1−２）乃至（θ1＋２） 前述の如く、本発明においては、ビードの断面方向に対
する最適なワイヤ傾斜角を、ウェブ鋼板の板厚、ワーク
傾斜角、開先深さ及び開先角度から幾何学的に求めるこ
とができる。即ち、開先角度をθV （°）、ルート長さ
をＲ（ｍｍ）、ワーク傾斜角をθ（°）、開先深さをＤ
V（ｍｍ）としたとき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２
×（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1
が求められ、先行極のワイヤの先端が垂直下向き方向よ
りもウェブ鋼板側になるように先行極がθ1°だけ傾斜
していると、優れたビード形状及び溶接金属を得ること
ができる。この先行極は、先端がウェブ鋼板側になるよ
うに傾斜した場合を＋としたとき、（θ1−２）乃至
（θ1＋２）°の範囲で傾斜していても同様の効果が得
られる。
先行極が傾斜した場合を＋とするワイヤ傾斜角
θwire1：（θ1−２）乃至（θ1＋２） 前述の如く、本発明においては、ビードの断面方向に対
する最適なワイヤ傾斜角を、ウェブ鋼板の板厚、ワーク
傾斜角、開先深さ及び開先角度から幾何学的に求めるこ
とができる。即ち、開先角度をθV （°）、ルート長さ
をＲ（ｍｍ）、ワーク傾斜角をθ（°）、開先深さをＤ
V（ｍｍ）としたとき、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２
×（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足するθ1
が求められ、先行極のワイヤの先端が垂直下向き方向よ
りもウェブ鋼板側になるように先行極がθ1°だけ傾斜
していると、優れたビード形状及び溶接金属を得ること
ができる。この先行極は、先端がウェブ鋼板側になるよ
うに傾斜した場合を＋としたとき、（θ1−２）乃至
（θ1＋２）°の範囲で傾斜していても同様の効果が得
られる。
【００２３】先行極のワイヤの先端がウェブ鋼板側にな
るように先行極が傾斜した場合を＋とするワイヤ傾斜角
が（θ1−２）°未満の場合、即ち、ワイヤの先端が所
定範囲よりもフランジ側になるように傾斜していると、
ビード形状が細くなると共に、狙いずれによるルート面
の溶け残し又はフランジ側におけるアンダーカットが発
生しやすくなる。一方、ワイヤ傾斜角が（θ1＋２）°
を超える場合、即ち、ワイヤの先端が所定の範囲よりも
ウェブ側になるように傾斜していると、フランジ側への
溶込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生しや
すくなる。従って、先行極のワイヤ傾斜角θwire1は、
ワイヤの先端がウェブ鋼板側になるように先行極が傾斜
した場合を＋として（θ1−２）乃至（θ1＋２）°とす
る。但し、θ1は、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２×
（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足する値で
ある。
るように先行極が傾斜した場合を＋とするワイヤ傾斜角
が（θ1−２）°未満の場合、即ち、ワイヤの先端が所
定範囲よりもフランジ側になるように傾斜していると、
ビード形状が細くなると共に、狙いずれによるルート面
の溶け残し又はフランジ側におけるアンダーカットが発
生しやすくなる。一方、ワイヤ傾斜角が（θ1＋２）°
を超える場合、即ち、ワイヤの先端が所定の範囲よりも
ウェブ側になるように傾斜していると、フランジ側への
溶込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生しや
すくなる。従って、先行極のワイヤ傾斜角θwire1は、
ワイヤの先端がウェブ鋼板側になるように先行極が傾斜
した場合を＋として（θ1−２）乃至（θ1＋２）°とす
る。但し、θ1は、数式（ｔａｎ（θ＋θ1）＝（２×
（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎθV））を満足する値で
ある。
【００２４】後行極のワイヤ傾斜角θwire2：実質的に
垂直下向 後行極のワイヤは、その先端が垂直下向き方向よりもフ
ランジ鋼板側になるように傾斜していると、ビード形状
が細くなると共に、狙いずれによるルート面の溶け残し
又はフランジ側におけるアンダーカットが発生しやすく
なる。一方、後行極のワイヤの先端が垂直下向き方向よ
りもウェブ鋼板側に傾斜していると、フランジ側への溶
込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生しやす
くなる。従って、後行極のワイヤ傾斜角θwire2は、実
質的に垂直下向き方向とする。なお、実質的に垂直下向
きとは、垂直下向き方向から±１°の範囲を意味する。
垂直下向 後行極のワイヤは、その先端が垂直下向き方向よりもフ
ランジ鋼板側になるように傾斜していると、ビード形状
が細くなると共に、狙いずれによるルート面の溶け残し
又はフランジ側におけるアンダーカットが発生しやすく
なる。一方、後行極のワイヤの先端が垂直下向き方向よ
りもウェブ鋼板側に傾斜していると、フランジ側への溶
込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生しやす
くなる。従って、後行極のワイヤ傾斜角θwire2は、実
質的に垂直下向き方向とする。なお、実質的に垂直下向
きとは、垂直下向き方向から±１°の範囲を意味する。
【００２５】先行極のワイヤ狙い位置ａ：（（（ＤV×
ｔａｎθV−ｄ1）／２）−２）乃至（（（ＤV×ｔａｎ
θV−ｄ1）／２）＋２） 本発明においては、ワイヤの狙い位置についても、ワイ
ヤ傾斜角と同様に幾何学的に好ましい範囲を算出するこ
とができる。但し、このワイヤ狙い位置とは、ウェブ鋼
板表面とフランジ鋼板表面との交点を原点としたときの
ウェブ鋼板側へのずらし量をいう。
ｔａｎθV−ｄ1）／２）−２）乃至（（（ＤV×ｔａｎ
θV−ｄ1）／２）＋２） 本発明においては、ワイヤの狙い位置についても、ワイ
ヤ傾斜角と同様に幾何学的に好ましい範囲を算出するこ
とができる。但し、このワイヤ狙い位置とは、ウェブ鋼
板表面とフランジ鋼板表面との交点を原点としたときの
ウェブ鋼板側へのずらし量をいう。
【００２６】先行極のワイヤ径をｄ1（ｍｍ）としたと
き、先行極のワイヤ狙い位置ａが（（（ＤV×ｔａｎθV
−ｄ1）／２）−２）ｍｍ未満であると、ビード形状が
細くなると共に、狙いずれによるルート面の溶け残し又
はフランジ側におけるアンダーカットが発生しやすくな
る。一方、ａが（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）＋
２）ｍｍを超えると、フランジ側への溶込みが過小とな
り、ラメラティア等の欠陥が発生しやすくなる。従っ
て、先行極のワイヤ狙い位置ａは（（（ＤV×ｔａｎθV
−ｄ1）／２）−２）乃至（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）
／２）＋２）ｍｍとする。
き、先行極のワイヤ狙い位置ａが（（（ＤV×ｔａｎθV
−ｄ1）／２）−２）ｍｍ未満であると、ビード形状が
細くなると共に、狙いずれによるルート面の溶け残し又
はフランジ側におけるアンダーカットが発生しやすくな
る。一方、ａが（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）／２）＋
２）ｍｍを超えると、フランジ側への溶込みが過小とな
り、ラメラティア等の欠陥が発生しやすくなる。従っ
て、先行極のワイヤ狙い位置ａは（（（ＤV×ｔａｎθV
−ｄ1）／２）−２）乃至（（（ＤV×ｔａｎθV−ｄ1）
／２）＋２）ｍｍとする。
【００２７】後行極のワイヤ狙い位置ｂ：（（ＤV／ｔ
ａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV／ｔａｎθ）
−（ｄ2／２）） 後行極のワイヤ狙い位置は、溶接部の開先底部への垂線
よりもワイヤ中央が０乃至４ｍｍフランジ鋼板よりであ
ると、十分な溶込みが得られると共に、ビード幅が広く
なって、高温割れを防止することができる。また、アン
ダーカットも発生しにくくなる。即ち、後行極のワイヤ
径をｄ2（ｍｍ）としたとき、後行極のワイヤ狙い位置
ｂが（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）ｍｍ未満
であると、ビード形状が細くなると共に、狙いずれによ
るルート面の溶け残し又はフランジ側におけるアンダー
カットが発生しやすくなる。一方、ｂが（（ＤV／ｔａ
ｎθ）−（ｄ2／２））ｍｍを超えると、フランジ側へ
の溶込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生し
やすくなる。従って、後行極のワイヤ狙い位置ｂは
（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV
／ｔａｎθ）−（ｄ2／２））ｍｍとする。
ａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV／ｔａｎθ）
−（ｄ2／２）） 後行極のワイヤ狙い位置は、溶接部の開先底部への垂線
よりもワイヤ中央が０乃至４ｍｍフランジ鋼板よりであ
ると、十分な溶込みが得られると共に、ビード幅が広く
なって、高温割れを防止することができる。また、アン
ダーカットも発生しにくくなる。即ち、後行極のワイヤ
径をｄ2（ｍｍ）としたとき、後行極のワイヤ狙い位置
ｂが（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）ｍｍ未満
であると、ビード形状が細くなると共に、狙いずれによ
るルート面の溶け残し又はフランジ側におけるアンダー
カットが発生しやすくなる。一方、ｂが（（ＤV／ｔａ
ｎθ）−（ｄ2／２））ｍｍを超えると、フランジ側へ
の溶込みが過小となり、ラメラティア等の欠陥が発生し
やすくなる。従って、後行極のワイヤ狙い位置ｂは
（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２）−４）乃至（（ＤV
／ｔａｎθ）−（ｄ2／２））ｍｍとする。
【００２８】
【実施例】以下、本発明に係る鋼板の完全溶込みサブマ
ージアーク溶接方法の実施例について、その比較例と比
較して具体的に説明する。
ージアーク溶接方法の実施例について、その比較例と比
較して具体的に説明する。
【００２９】先ず、下記表１に示す化学成分の鋼板をＴ
字形状となるように配置し、下記表１に併せて示す化学
成分を有するワイヤと下記表２に示す化学成分を有する
フラックスを使用して、完全溶込みサブマージアーク溶
接を施した。
字形状となるように配置し、下記表１に併せて示す化学
成分を有するワイヤと下記表２に示す化学成分を有する
フラックスを使用して、完全溶込みサブマージアーク溶
接を施した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】但し、上記表２において、全ＳｉＯ2 含有
量とはフラックス中に含有される全てのＳｉをＳｉＯ2
に換算した総量とし、全ＴｉＯ2、全Ｍｎ、全Ｎａ2Ｏに
ついても同様とする。
量とはフラックス中に含有される全てのＳｉをＳｉＯ2
に換算した総量とし、全ＴｉＯ2、全Ｍｎ、全Ｎａ2Ｏに
ついても同様とする。
【００３３】図１は本実施例において使用する厚鋼板の
開先形状及び設置方法を示す模式図である。図１に示す
ように、フランジ鋼板２の表面に、ウェブ鋼板１の端部
をフランジ鋼板２に垂直になるように当て、ウェブ鋼板
１の端部の表面と裏面とに、溶接部がＫ開先となるよう
に開先部４ａ及び４ｂを設けて、ウェブ鋼板１の端部の
中央にルート部５を形成した。そして、表面の開先部４
ａに対して下向きに溶接するので、開先部４ａが上向き
に開く開先となるように、鋼板１及び２を水平な固定板
３に固定した。
開先形状及び設置方法を示す模式図である。図１に示す
ように、フランジ鋼板２の表面に、ウェブ鋼板１の端部
をフランジ鋼板２に垂直になるように当て、ウェブ鋼板
１の端部の表面と裏面とに、溶接部がＫ開先となるよう
に開先部４ａ及び４ｂを設けて、ウェブ鋼板１の端部の
中央にルート部５を形成した。そして、表面の開先部４
ａに対して下向きに溶接するので、開先部４ａが上向き
に開く開先となるように、鋼板１及び２を水平な固定板
３に固定した。
【００３４】図２は溶接部４ａを拡大して本実施例に係
る溶接方法を示す模式図である。溶接時において、先行
極のワイヤ８は垂線６に対してワイヤ先端がウェブ鋼板
側になるように傾斜させ、先行極のワイヤ狙い位置はウ
ェブ鋼板１側にずらして配置した。また、後行極のワイ
ヤ１１は実質的に垂直下向きになるように配置し、その
狙い位置は先行極と同様にウェブ鋼板１側にずらして配
置した。本発明においては、ワイヤの先端がウェブ鋼板
側になるように先行極及び後行極が傾斜した場合を＋と
して、垂線６とワイヤ８又は垂線６とワイヤ１１とがな
す角を先行極又は後行極のワイヤ傾斜角度としている。
また、ウェブ鋼板１の表面とフランジ鋼板２の表面との
交点７を原点としたときのウェブ鋼板側への先行極のワ
イヤ８のずらし量を先行極のワイヤ狙い位置、後行極の
ワイヤ１１のずらし量を後行極のワイヤ狙い位置とす
る。
る溶接方法を示す模式図である。溶接時において、先行
極のワイヤ８は垂線６に対してワイヤ先端がウェブ鋼板
側になるように傾斜させ、先行極のワイヤ狙い位置はウ
ェブ鋼板１側にずらして配置した。また、後行極のワイ
ヤ１１は実質的に垂直下向きになるように配置し、その
狙い位置は先行極と同様にウェブ鋼板１側にずらして配
置した。本発明においては、ワイヤの先端がウェブ鋼板
側になるように先行極及び後行極が傾斜した場合を＋と
して、垂線６とワイヤ８又は垂線６とワイヤ１１とがな
す角を先行極又は後行極のワイヤ傾斜角度としている。
また、ウェブ鋼板１の表面とフランジ鋼板２の表面との
交点７を原点としたときのウェブ鋼板側への先行極のワ
イヤ８のずらし量を先行極のワイヤ狙い位置、後行極の
ワイヤ１１のずらし量を後行極のワイヤ狙い位置とす
る。
【００３５】本実施例においては、ウェブ鋼板１の種々
の板厚ｔに対して、開先部４ａ及び４ｂの開先角度
θV、開先深さＤV、ルート部５の長さＲ及びフランジ鋼
板２と固定板３とがなす角（ワーク傾斜角）θを設定
し、最適のワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位置を算出し
た。次いで、この最適なワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位
置から適正範囲を求め、この範囲内であるものを実施
例、範囲から外れているものを比較例としてビード形状
及び溶接金属表面の外観等について評価した。
の板厚ｔに対して、開先部４ａ及び４ｂの開先角度
θV、開先深さＤV、ルート部５の長さＲ及びフランジ鋼
板２と固定板３とがなす角（ワーク傾斜角）θを設定
し、最適のワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位置を算出し
た。次いで、この最適なワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位
置から適正範囲を求め、この範囲内であるものを実施
例、範囲から外れているものを比較例としてビード形状
及び溶接金属表面の外観等について評価した。
【００３６】板厚ｔに対する溶接条件を下記表３に示
し、これらの溶接条件に対して最適なワイヤ傾斜角及び
ワイヤ狙い位置を下記表４に示す。但し、表４におい
て、（）内には適正範囲を示す。また、実施例及び比較
例のワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位置を下記表５乃至７
に示し、評価結果を下記表８乃至１０に示す。
し、これらの溶接条件に対して最適なワイヤ傾斜角及び
ワイヤ狙い位置を下記表４に示す。但し、表４におい
て、（）内には適正範囲を示す。また、実施例及び比較
例のワイヤ傾斜角及びワイヤ狙い位置を下記表５乃至７
に示し、評価結果を下記表８乃至１０に示す。
【００３７】なお、本実施例では、図３に示すように、
先行極１０においては、チップ９に保持されたワイヤ８
は溶接方向に向かって＋５°前傾させ、後行極１３にお
いてはチップ１２に保持されたワイヤ１１は溶接方向に
向かって−８°後傾させた。このとき、先行−後行極間
距離は６０ｍｍとした。
先行極１０においては、チップ９に保持されたワイヤ８
は溶接方向に向かって＋５°前傾させ、後行極１３にお
いてはチップ１２に保持されたワイヤ１１は溶接方向に
向かって−８°後傾させた。このとき、先行−後行極間
距離は６０ｍｍとした。
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】
【表７】
【００４３】
【表８】
【００４４】
【表９】
【００４５】
【表１０】
【００４６】上記表４乃至１０に示すように、溶接条件
が本発明の範囲内である実施例Ｎｏ．１〜４について
は、良好なビード形状及び優れた外観を有する溶接金属
を得ることができた。一方、先行極及び後行極のワイヤ
傾斜角及びワイヤ狙い位置が本発明の範囲から外れてい
る比較例については、ビード形状の不良及び溶込みの不
足等が発生した。
が本発明の範囲内である実施例Ｎｏ．１〜４について
は、良好なビード形状及び優れた外観を有する溶接金属
を得ることができた。一方、先行極及び後行極のワイヤ
傾斜角及びワイヤ狙い位置が本発明の範囲から外れてい
る比較例については、ビード形状の不良及び溶込みの不
足等が発生した。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶接条件を適切に選択し、特に、ワイヤの傾斜角度及び
狙い位置の範囲を適切に規定しているので、ウェブ板厚
が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板を完全溶込み溶接すること
ができ、良好なビード形状及び優れた外観の溶接金属を
得ることができる。
溶接条件を適切に選択し、特に、ワイヤの傾斜角度及び
狙い位置の範囲を適切に規定しているので、ウェブ板厚
が４０乃至８５ｍｍの厚鋼板を完全溶込み溶接すること
ができ、良好なビード形状及び優れた外観の溶接金属を
得ることができる。
【図１】本実施例において使用する厚鋼板の開先形状及
び設置方法を示す模式図である。
び設置方法を示す模式図である。
【図２】溶接部４ａを拡大して本実施例に係る溶接方法
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図３】本実施例において使用した先行極及び後行極の
溶接進行方向への傾斜角度を示す模式的断面図である。
溶接進行方向への傾斜角度を示す模式的断面図である。
【図４】従来の厚鋼板の完全溶込み隅肉溶接方法を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
１、２、１５、１６；鋼板 ３；固定板 ４ａ、４ｂ、１７；開先部 ５、２０；ルート部 ８、１１、１８、１９；ワイヤ ９、１２；チップ １０；先行極 １３；後行極
Claims (3)
- 【請求項１】 フランジ鋼板の腹部に板厚が４０ｍｍ乃
至８５ｍｍであるウェブ鋼板の端部を当て、前記フラン
ジ鋼板と前記ウェブ鋼板とを先行極及び後行極からなる
２電極でサブマージアーク溶接する方法において、前記
ウェブ鋼板に開先角度θV が４０乃至６０°の両側開先
を設け、前記ウェブ鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）に対するルー
ト長さＲ（ｍｍ）を０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク
傾斜角θを５５乃至８０°とし、開先深さをＤV（ｍ
ｍ）、前記先行極のワイヤ径をｄ1（ｍｍ）、前記後行
極のワイヤ径をｄ2（ｍｍ）としたとき、数式（ｔａｎ
（θ＋θ1）＝（２×（ＤV＋Ｒ））／（ＤV×ｔａｎ
θV））を満足するθ1から前記先行極の先端がウェブ鋼
板側になるように傾斜した場合に＋とするワイヤ傾斜角
θwire1（°）を（θ1−２）乃至（θ1＋２）とし、前
記先行極のワイヤ狙い位置ａ（ｍｍ）を（（（ＤV×ｔ
ａｎθV−ｄ1）／２）−２）乃至（（（ＤV×ｔａｎθV
−ｄ1）／２）＋２）とすると共に、前記後行極のワイ
ヤ傾斜角θwire2を実質的に垂直下向、前記後行極のワ
イヤ狙い位置ｂ（ｍｍ）を（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2
／２）−４）乃至（（ＤV／ｔａｎθ）−（ｄ2／２））
として前記フランジ鋼板と前記ウェブ鋼板とを溶接する
ことを特徴とする鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶
接方法。 - 【請求項２】前記ワーク傾斜角θを６０乃至７５°とす
ることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の完全溶込み
サブマージアーク溶接方法。 - 【請求項３】前記ウェブ鋼板には、その端部の両側に同
一サイズの開先が設けられていることを特徴とする請求
項１に記載の鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126796A JPH09201675A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126796A JPH09201675A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201675A true JPH09201675A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11773199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126796A Pending JPH09201675A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 鋼板の完全溶込みサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201675A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046714A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-03-04 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| CN107199421A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-09-26 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种组合式焊缝坡口检验尺 |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP1126796A patent/JPH09201675A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046714A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-03-04 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| JP2013226600A (ja) * | 2008-07-23 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| CN107199421A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-09-26 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种组合式焊缝坡口检验尺 |
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