JPH0957447A - Ｕｏｅ鋼管の溶接方法 - Google Patents
Ｕｏｅ鋼管の溶接方法Info
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- JPH0957447A JPH0957447A JP21063295A JP21063295A JPH0957447A JP H0957447 A JPH0957447 A JP H0957447A JP 21063295 A JP21063295 A JP 21063295A JP 21063295 A JP21063295 A JP 21063295A JP H0957447 A JPH0957447 A JP H0957447A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＵＯＥ鋼管の高能率、簡便な溶接方法を提供
する。 【解決手段】 多電極の潜弧溶接において、先行電極の
前方から成分調整用のフィラーワイヤを該電極の溶接点
に供給しながら溶接することを特徴とするＵＯＥ鋼管の
溶接方法。 【効果】 溶接金属の成分調整にかかわる溶接ワイヤの
組替えを不要とすることが可能となり、小ロット・多品
種の受注整造が能率良くできる。
する。 【解決手段】 多電極の潜弧溶接において、先行電極の
前方から成分調整用のフィラーワイヤを該電極の溶接点
に供給しながら溶接することを特徴とするＵＯＥ鋼管の
溶接方法。 【効果】 溶接金属の成分調整にかかわる溶接ワイヤの
組替えを不要とすることが可能となり、小ロット・多品
種の受注整造が能率良くできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＵＯＥ鋼管の溶接方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼管はオイル、ガスなどの輸送手段とし
て非常に有効であり、かつその使用量も多いことから、
その多くは大量生産が可能なＵＯＥプロセスによって製
造がなされる。一般にＵＯＥプロセスで鋼管を製造する
場合、厚板工程で製造されたＵＯＥ鋼管用のＸ４２〜Ｘ
６５（あるいは最近ではＸ１００も含めて）成分系など
の鋼板が用いられ、概略以下の工程によってＵＯＥ鋼管
が製造される。
て非常に有効であり、かつその使用量も多いことから、
その多くは大量生産が可能なＵＯＥプロセスによって製
造がなされる。一般にＵＯＥプロセスで鋼管を製造する
場合、厚板工程で製造されたＵＯＥ鋼管用のＸ４２〜Ｘ
６５（あるいは最近ではＸ１００も含めて）成分系など
の鋼板が用いられ、概略以下の工程によってＵＯＥ鋼管
が製造される。
【０００３】（１）まず鋼板にはタブ付け工程において
鋼板の長手方向の両端部にスタート、エンドタブが取り
付けられる。 （２）次に鋼板は開先加工工程において、その長手方向
の両端部にエッジプレーナやエッジミラーなどによって
開先が加工される。 （３）開先加工がなされた上記鋼板は成形工程におい
て、その断面形状が鋼管の形状となるようにプレスさ
れ、 （４）さらに成形された鋼管素材は、その長手方向の開
先加工された長手シーム線に沿って溶接する。シーム溶
接は、 （５）外面側の仮付け溶接、 （６）内面側の多電極潜弧溶接、 （７）外面側の多電極潜弧溶接を経て鋼管のシーム溶接
は完了する。シーム溶接の終了後、 (８）溶接部の検査、 (９）Ｅｘｐによる拡管矯正、 （10）水圧検査などの工程をたどり、ＵＯＥ鋼管の基本
的な製造は一応終了する。
鋼板の長手方向の両端部にスタート、エンドタブが取り
付けられる。 （２）次に鋼板は開先加工工程において、その長手方向
の両端部にエッジプレーナやエッジミラーなどによって
開先が加工される。 （３）開先加工がなされた上記鋼板は成形工程におい
て、その断面形状が鋼管の形状となるようにプレスさ
れ、 （４）さらに成形された鋼管素材は、その長手方向の開
先加工された長手シーム線に沿って溶接する。シーム溶
接は、 （５）外面側の仮付け溶接、 （６）内面側の多電極潜弧溶接、 （７）外面側の多電極潜弧溶接を経て鋼管のシーム溶接
は完了する。シーム溶接の終了後、 (８）溶接部の検査、 (９）Ｅｘｐによる拡管矯正、 （10）水圧検査などの工程をたどり、ＵＯＥ鋼管の基本
的な製造は一応終了する。
【０００４】本発明は上記のシーム溶接における多電極
の潜弧溶接方法にかかわるものである。従来の技術につ
いて記述すると、まず低合金系鋼管の最近の需要動向
は、従来にもまして厚肉、高強度・高靭性化、あるいは
耐サワー性、耐摩耗、さらには耐候性などの特性が要求
されるようになってきている。そのため鋼の成分はもち
ろん、シーム溶接部においても同様な特性を求められる
結果、使用する溶接材料、特に溶接ワイヤの成分系は鋼
の成分系によって大幅に変更する必要性が生じるように
なってきている。
の潜弧溶接方法にかかわるものである。従来の技術につ
いて記述すると、まず低合金系鋼管の最近の需要動向
は、従来にもまして厚肉、高強度・高靭性化、あるいは
耐サワー性、耐摩耗、さらには耐候性などの特性が要求
されるようになってきている。そのため鋼の成分はもち
ろん、シーム溶接部においても同様な特性を求められる
結果、使用する溶接材料、特に溶接ワイヤの成分系は鋼
の成分系によって大幅に変更する必要性が生じるように
なってきている。
【０００５】また、鋼管の受注動向も最近は小ロット、
かつ上記のように多品種傾向となっており、そのシーム
溶接金属成分を各仕様に適合させるためには、それぞれ
の仕様に適合できるワイヤの確保が必要となる。一方、
ワイヤの種類を多くすると、溶接ワイヤを品種毎に組替
える頻度も多くなる。
かつ上記のように多品種傾向となっており、そのシーム
溶接金属成分を各仕様に適合させるためには、それぞれ
の仕様に適合できるワイヤの確保が必要となる。一方、
ワイヤの種類を多くすると、溶接ワイヤを品種毎に組替
える頻度も多くなる。
【０００６】しかし、ワイヤの組替えが多くなることは
ＵＯＥプロセスにとってマイナス要因となる。その理由
は第１にワイヤを組替えるために製造ラインを一時的に
停止する必要がある。またＵＯＥプロセスは内外面の潜
弧溶接ともに多電極のため、必然的にワイヤ組替え本数
が多くなること、さらにワイヤ自体が大単重なためにク
レーンなどを使用するため長時間に亘ってラインを停止
しなければならない。第２にＵＯＥ鋼管は比較的管長さ
が長く、特に内面側の溶接ワイヤは溶接電極とワイヤ設
置場所の距離が約２０ｍ、かつワイヤの送給経路が狭い
ため、新しいワイヤをワイヤガイドに通して溶接チップ
の先端まで通すためには相当の時間を要する。従って、
ＵＯＥプロセスは本来大量生産を得意とするプロセスで
あるが、ワイヤの組替えが多くなることによってライン
の稼働率の低下が避けられないという問題がある。
ＵＯＥプロセスにとってマイナス要因となる。その理由
は第１にワイヤを組替えるために製造ラインを一時的に
停止する必要がある。またＵＯＥプロセスは内外面の潜
弧溶接ともに多電極のため、必然的にワイヤ組替え本数
が多くなること、さらにワイヤ自体が大単重なためにク
レーンなどを使用するため長時間に亘ってラインを停止
しなければならない。第２にＵＯＥ鋼管は比較的管長さ
が長く、特に内面側の溶接ワイヤは溶接電極とワイヤ設
置場所の距離が約２０ｍ、かつワイヤの送給経路が狭い
ため、新しいワイヤをワイヤガイドに通して溶接チップ
の先端まで通すためには相当の時間を要する。従って、
ＵＯＥプロセスは本来大量生産を得意とするプロセスで
あるが、ワイヤの組替えが多くなることによってライン
の稼働率の低下が避けられないという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の問題点を解消すべくなされたものであって、ＵＯＥプ
ロセスにおいて、溶接金属成分の調整にかかわる溶接ワ
イヤの組替え時間を大幅に短縮し小ロット、多品種の受
注生産においても高能率、かつ簡便な溶接金属成分の調
整可能なＵＯＥ鋼管の溶接方法を提供するものである。
の問題点を解消すべくなされたものであって、ＵＯＥプ
ロセスにおいて、溶接金属成分の調整にかかわる溶接ワ
イヤの組替え時間を大幅に短縮し小ロット、多品種の受
注生産においても高能率、かつ簡便な溶接金属成分の調
整可能なＵＯＥ鋼管の溶接方法を提供するものである。
【０００８】
【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。すなわち、 １）ＵＯＥプロセスで鋼板を管状に成形した後、相対向
する端同士を突合せ、その突合せ部を多電極の潜弧溶接
方法で内外面を溶接して鋼管を製造する方法において、
潜弧溶接用の先行電極の前方側より先行電極の溶接点に
向けて成分調整用のフィラーワイヤを供給しながら溶接
することを特徴とするＵＯＥ鋼管の溶接方法。および ２）フィラーワイヤとして、径のサイズが１．２〜２．
４mmφであるソリッドまたはフラックス入りのワイヤを
用いることを特徴とする前項１）に記載するＵＯＥ鋼管
の溶接方法。ならびに、 ３）フィラーワイヤは、１乃至複数のそれぞれ独立した
ワイヤ送給装置から供給され、かつ独立したワイヤ送給
装置はそれぞれが一定送給速度の設定ができることを特
徴とする前項１）乃至２）に記載するＵＯＥ鋼管の溶接
方法である。
するために、以下の構成を要旨とする。すなわち、 １）ＵＯＥプロセスで鋼板を管状に成形した後、相対向
する端同士を突合せ、その突合せ部を多電極の潜弧溶接
方法で内外面を溶接して鋼管を製造する方法において、
潜弧溶接用の先行電極の前方側より先行電極の溶接点に
向けて成分調整用のフィラーワイヤを供給しながら溶接
することを特徴とするＵＯＥ鋼管の溶接方法。および ２）フィラーワイヤとして、径のサイズが１．２〜２．
４mmφであるソリッドまたはフラックス入りのワイヤを
用いることを特徴とする前項１）に記載するＵＯＥ鋼管
の溶接方法。ならびに、 ３）フィラーワイヤは、１乃至複数のそれぞれ独立した
ワイヤ送給装置から供給され、かつ独立したワイヤ送給
装置はそれぞれが一定送給速度の設定ができることを特
徴とする前項１）乃至２）に記載するＵＯＥ鋼管の溶接
方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。図
１はＵＯＥ鋼管のシーム溶接における代表的な突合せ開
先形状、図２はシーム溶接の工程を示す図である。ＵＯ
Ｅプロセスでは開先加工工程において鋼板１の長手方向
の両端部にエッジプレーナやエッジミラーなどの開先加
工機で内面側の開先２と外面側の開先３が加工され、鋼
板はその後の成形によって管状となりシーム溶接部の突
合せ開先形状は図１のようになる。
１はＵＯＥ鋼管のシーム溶接における代表的な突合せ開
先形状、図２はシーム溶接の工程を示す図である。ＵＯ
Ｅプロセスでは開先加工工程において鋼板１の長手方向
の両端部にエッジプレーナやエッジミラーなどの開先加
工機で内面側の開先２と外面側の開先３が加工され、鋼
板はその後の成形によって管状となりシーム溶接部の突
合せ開先形状は図１のようになる。
【００１０】またシーム溶接では、先ず図２（ａ）に示
すように外面側の開先３の底部に仮付け溶接が炭酸ガス
アーク溶接法などによって溶接がなされビード４が形成
される。この溶接は管状に成形されたシーム溶接部の端
部同士が互いに開こうとする残留応力を拘束する程度の
ビードを形成することが目的で通常小入熱溶接が採用さ
れる。次に図２（ｂ）に示すように内面側の開先２に潜
弧溶接ビード５を形成する。該部の溶接には通常３〜４
電極の潜弧溶接法が採用される。内面側の開先部を溶接
後、さらに図２（ｃ）に示すように外面側の開先３の残
部を内面側と同様に３〜４電極の潜弧溶接法で溶接し、
ビード６を形成してＵＯＥ鋼管のシーム溶接を終了す
る。上記までの方法、工程は通常の内容であり、本発明
法で特に限定するものではない。
すように外面側の開先３の底部に仮付け溶接が炭酸ガス
アーク溶接法などによって溶接がなされビード４が形成
される。この溶接は管状に成形されたシーム溶接部の端
部同士が互いに開こうとする残留応力を拘束する程度の
ビードを形成することが目的で通常小入熱溶接が採用さ
れる。次に図２（ｂ）に示すように内面側の開先２に潜
弧溶接ビード５を形成する。該部の溶接には通常３〜４
電極の潜弧溶接法が採用される。内面側の開先部を溶接
後、さらに図２（ｃ）に示すように外面側の開先３の残
部を内面側と同様に３〜４電極の潜弧溶接法で溶接し、
ビード６を形成してＵＯＥ鋼管のシーム溶接を終了す
る。上記までの方法、工程は通常の内容であり、本発明
法で特に限定するものではない。
【００１１】図３は本発明による内面側の３電極潜弧溶
接法を示す図で、（ａ）はシーム溶接状況の側面、
（ｂ）は溶接状況の正面を表わす模式図である。溶接は
先行電極７にワイヤ供給装置８から溶接部１６にワイヤ
９が供給され、また中間電極１０にはワイヤ供給装置１
１から溶接部１６にワイヤ１２が、さらに後行電極１３
にはワイヤ供給装置１４から溶接部１６にワイヤ１５が
同時に供給されながら溶接が進行する。この時、先行電
極の前方上部のフラックス供給口１７からフラックス１
８を供給して溶接部を大気から遮断する。
接法を示す図で、（ａ）はシーム溶接状況の側面、
（ｂ）は溶接状況の正面を表わす模式図である。溶接は
先行電極７にワイヤ供給装置８から溶接部１６にワイヤ
９が供給され、また中間電極１０にはワイヤ供給装置１
１から溶接部１６にワイヤ１２が、さらに後行電極１３
にはワイヤ供給装置１４から溶接部１６にワイヤ１５が
同時に供給されながら溶接が進行する。この時、先行電
極の前方上部のフラックス供給口１７からフラックス１
８を供給して溶接部を大気から遮断する。
【００１２】一方、本発明では先行電極７の前方の一定
位置から先行電極の溶接点に向けて１乃至複数のそれぞ
れ独立したワイヤ送給装置１９乃至２０，２１から成分
調整用のフィラーワイヤ２２乃至２３，２４をワイヤガ
イド２５を通して供給しながら溶接することに大きな特
徴がある。本発明は前述した如く、鋼管の強度が異なる
毎に不可欠である溶接ワイヤの組替えを不要にするため
の発明であり、以下にその方法を詳細に記述する。
位置から先行電極の溶接点に向けて１乃至複数のそれぞ
れ独立したワイヤ送給装置１９乃至２０，２１から成分
調整用のフィラーワイヤ２２乃至２３，２４をワイヤガ
イド２５を通して供給しながら溶接することに大きな特
徴がある。本発明は前述した如く、鋼管の強度が異なる
毎に不可欠である溶接ワイヤの組替えを不要にするため
の発明であり、以下にその方法を詳細に記述する。
【００１３】先ず潜弧溶接に用いる溶接ワイヤ９，１２
及び１５は鋼管の最も強度レベルの低い規格に適合する
ものを採用し、これをベースワイヤとする。そのため強
度がさらに高強度化された鋼管のシーム溶接でも本ワイ
ヤは組替えをせずにそのまま使用する。それに対して成
分調整用のフィラーワイヤ２２乃至２３，２４は溶接ワ
イヤに比較してＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏなど強度、靭性及びそ
の他の特性に有用な合金元素を可能な限り多く含有する
成分系のワイヤを図示のように配置する。そして鋼管の
強度に応じてフィラーワイヤ２２，２３，２４を先行電
極７の溶接点に向けて供給する。その結果、溶接金属中
にフィラーワイヤ中のＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏなどの合金成分
が溶接金属中に添加され溶接金属の高強度化が溶接ワイ
ヤの組替えなしで可能となる。
及び１５は鋼管の最も強度レベルの低い規格に適合する
ものを採用し、これをベースワイヤとする。そのため強
度がさらに高強度化された鋼管のシーム溶接でも本ワイ
ヤは組替えをせずにそのまま使用する。それに対して成
分調整用のフィラーワイヤ２２乃至２３，２４は溶接ワ
イヤに比較してＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏなど強度、靭性及びそ
の他の特性に有用な合金元素を可能な限り多く含有する
成分系のワイヤを図示のように配置する。そして鋼管の
強度に応じてフィラーワイヤ２２，２３，２４を先行電
極７の溶接点に向けて供給する。その結果、溶接金属中
にフィラーワイヤ中のＭｎ，Ｎｉ，Ｍｏなどの合金成分
が溶接金属中に添加され溶接金属の高強度化が溶接ワイ
ヤの組替えなしで可能となる。
【００１４】次にフィラーワイヤによる成分調整方法と
して、フィラーワイヤの供給量の設定方法を具体的に記
述する。先ず溶接金属の成分を調整するためには、該溶
接部の溶着金属量を把握する必要がある。溶着金属量は
単位時間当りの溶接ワイヤの溶融量であり、溶接での必
要な溶着金属量はほぼ開先形状で決まる量である。具体
的には、溶接部の開先断面積と余盛ビード部の断面積の
和（cm2 ）にその時の溶接速度（cm/min）と該溶接金属
の比重の積で必要な溶着金属量（gr/min）は求められ
る。一方、溶接において溶着金属の成分を推定すること
は溶接金属が必要な特性を確保できるかどうかという観
点から非常に重要である。通常のＵＯＥ鋼管のシーム溶
接の場合、溶接金属の成分は母材成分と母材希釈率（約
６５％）の積と溶接ワイヤ成分とワイヤ溶融比率（１０
０％−母材希釈率）の積の和、さらに歩留り係数を乗じ
て推定が可能である。また溶接金属の強度は経験的に上
記の組成パラメータであるＣｅｑ(=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15
+Cr/5+Mo/5+V/5）やＰｃｍ(=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cu/2
0+Cr/20+Mo/15+V/15+5B)と良い相関があり、本発明者ら
の検討によればフィラーワイヤの供給による溶接金属の
強度調整は母材のＰｃｍ、ベースワイヤのＰｃｍ及びフ
ィラーワイヤのＰｃｍに着目することで可能であること
を見出した。
して、フィラーワイヤの供給量の設定方法を具体的に記
述する。先ず溶接金属の成分を調整するためには、該溶
接部の溶着金属量を把握する必要がある。溶着金属量は
単位時間当りの溶接ワイヤの溶融量であり、溶接での必
要な溶着金属量はほぼ開先形状で決まる量である。具体
的には、溶接部の開先断面積と余盛ビード部の断面積の
和（cm2 ）にその時の溶接速度（cm/min）と該溶接金属
の比重の積で必要な溶着金属量（gr/min）は求められ
る。一方、溶接において溶着金属の成分を推定すること
は溶接金属が必要な特性を確保できるかどうかという観
点から非常に重要である。通常のＵＯＥ鋼管のシーム溶
接の場合、溶接金属の成分は母材成分と母材希釈率（約
６５％）の積と溶接ワイヤ成分とワイヤ溶融比率（１０
０％−母材希釈率）の積の和、さらに歩留り係数を乗じ
て推定が可能である。また溶接金属の強度は経験的に上
記の組成パラメータであるＣｅｑ(=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15
+Cr/5+Mo/5+V/5）やＰｃｍ(=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cu/2
0+Cr/20+Mo/15+V/15+5B)と良い相関があり、本発明者ら
の検討によればフィラーワイヤの供給による溶接金属の
強度調整は母材のＰｃｍ、ベースワイヤのＰｃｍ及びフ
ィラーワイヤのＰｃｍに着目することで可能であること
を見出した。
【００１５】以下、上記の考え方に基づいて溶接金属の
強度をＰｃｍで調整するためのフィラーワイヤの供給量
について説明する。いま、強度がＸ６５相当（Ｐｃｍ＝
０．１３０）の鋼管シーム溶接用としてベースワイヤ
（Ｐｃｍ＝０．１９０）を用いた場合、溶接金属のＰｃ
ｍはＸ６５級鋼の母材Ｐｃｍ×母材希釈率＋ベースワイ
ヤのＰｃｍ×ワイヤ溶融比率＝０．１５１で溶接金属の
Ｐｃｍは母材のＰｃｍよりも約０．０２０程度高くな
り、溶接金属の強度はＸ６５の強度を充分満足すること
がわかる。
強度をＰｃｍで調整するためのフィラーワイヤの供給量
について説明する。いま、強度がＸ６５相当（Ｐｃｍ＝
０．１３０）の鋼管シーム溶接用としてベースワイヤ
（Ｐｃｍ＝０．１９０）を用いた場合、溶接金属のＰｃ
ｍはＸ６５級鋼の母材Ｐｃｍ×母材希釈率＋ベースワイ
ヤのＰｃｍ×ワイヤ溶融比率＝０．１５１で溶接金属の
Ｐｃｍは母材のＰｃｍよりも約０．０２０程度高くな
り、溶接金属の強度はＸ６５の強度を充分満足すること
がわかる。
【００１６】次にＸ８０相当（Ｐｃｍ＝０．１６０）の
鋼に対してベースワイヤとフィラーワイヤ（Ｐｃｍ＝
０．６０相当）の供給による溶接金属の高強度化を説明
する。ここでは溶接金属の狙いＰｃｍを強度の観点から
０．１８０と母材のＰｃｍよりも０．０２０程度高く設
定する。先ずフィラーワイヤの供給なしの場合について
計算すると、溶接金属のＰｃｍはＸ８０鋼の母材Ｐｃｍ
×母材希釈率＋ベースワイヤのＰｃｍ×ワイヤ溶融比率
＝０．１７１となる。この溶接金属のＰｃｍ値は狙いの
Ｐｃｍ値０．１８０に対して低く、このままでは溶接金
属のＰｃｍが不足しＸ８０の強度を確保することは困難
である。そこでＸ８０鋼×ベースワイヤの組合せによる
溶接金属のＰｃｍと狙いＰｃｍとの差から不足分のＰｃ
ｍを計算し、不足分のＰｃｍ値をフィラーワイヤの供給
によって補ってやる必要がある。そこで、単位時間当り
の溶着金属量を１０００gr/minの場合で計算すると、Ｐ
ｃｍが０．６００のフィラーワイヤの供給量（gr/min）
は、不足分Ｐｃｍ×溶着金属量／（フィラーワイヤのＰ
ｃｍ−不足分Ｐｃｍ−ベースワイヤのみで溶接金属のＰ
ｃｍ）で求めることができる。上式に不足分Ｐｃｍ０．
００９、溶着金属量１０００gr/min、フィラーワイヤの
Ｐｃｍ０．６００、ベースワイヤのみでの溶接金属のＰ
ｃｍ０．１７１を代入して計算すると、フィラーワイヤ
の供給量は２１gr/minとなり、フィラーワイヤの供給量
を２１gr/minに設定することにより溶接金属のＰｃｍを
０．１８０とすることができる。
鋼に対してベースワイヤとフィラーワイヤ（Ｐｃｍ＝
０．６０相当）の供給による溶接金属の高強度化を説明
する。ここでは溶接金属の狙いＰｃｍを強度の観点から
０．１８０と母材のＰｃｍよりも０．０２０程度高く設
定する。先ずフィラーワイヤの供給なしの場合について
計算すると、溶接金属のＰｃｍはＸ８０鋼の母材Ｐｃｍ
×母材希釈率＋ベースワイヤのＰｃｍ×ワイヤ溶融比率
＝０．１７１となる。この溶接金属のＰｃｍ値は狙いの
Ｐｃｍ値０．１８０に対して低く、このままでは溶接金
属のＰｃｍが不足しＸ８０の強度を確保することは困難
である。そこでＸ８０鋼×ベースワイヤの組合せによる
溶接金属のＰｃｍと狙いＰｃｍとの差から不足分のＰｃ
ｍを計算し、不足分のＰｃｍ値をフィラーワイヤの供給
によって補ってやる必要がある。そこで、単位時間当り
の溶着金属量を１０００gr/minの場合で計算すると、Ｐ
ｃｍが０．６００のフィラーワイヤの供給量（gr/min）
は、不足分Ｐｃｍ×溶着金属量／（フィラーワイヤのＰ
ｃｍ−不足分Ｐｃｍ−ベースワイヤのみで溶接金属のＰ
ｃｍ）で求めることができる。上式に不足分Ｐｃｍ０．
００９、溶着金属量１０００gr/min、フィラーワイヤの
Ｐｃｍ０．６００、ベースワイヤのみでの溶接金属のＰ
ｃｍ０．１７１を代入して計算すると、フィラーワイヤ
の供給量は２１gr/minとなり、フィラーワイヤの供給量
を２１gr/minに設定することにより溶接金属のＰｃｍを
０．１８０とすることができる。
【００１７】フィラーワイヤの供給量をフィラーワイヤ
のワイヤ径別に供給速度で概略計算すると、ワイヤ径が
１．２mmφの場合は約２．３６ｍ/min、１．６mmφでは
１．３３ｍ/min、２．４mmφの場合は約０．５９ｍ/min
となる。なお上記の場合、総溶着金属量は１０２１gr/m
inとなり、フィラーワイヤを供給することにより約２．
１％増加し、ビードの余盛高さが若干増加する。もし総
溶着金属量を１０００gr/minに抑える必要がある場合、
元の溶着金属量とフィラーワイヤの供給量をそれぞれの
比率に応じて減じてやれば良い。即ち元の溶着金属量を
９８０gr/min、フィラーワイヤの供給量を２０gr/minに
設定し直すことにより適正な余盛高さとなり溶接金属の
Ｐｃｍも狙い通りの０．１８０が確保でき、溶接ワイヤ
を組替えせずに成分調整が可能となる。
のワイヤ径別に供給速度で概略計算すると、ワイヤ径が
１．２mmφの場合は約２．３６ｍ/min、１．６mmφでは
１．３３ｍ/min、２．４mmφの場合は約０．５９ｍ/min
となる。なお上記の場合、総溶着金属量は１０２１gr/m
inとなり、フィラーワイヤを供給することにより約２．
１％増加し、ビードの余盛高さが若干増加する。もし総
溶着金属量を１０００gr/minに抑える必要がある場合、
元の溶着金属量とフィラーワイヤの供給量をそれぞれの
比率に応じて減じてやれば良い。即ち元の溶着金属量を
９８０gr/min、フィラーワイヤの供給量を２０gr/minに
設定し直すことにより適正な余盛高さとなり溶接金属の
Ｐｃｍも狙い通りの０．１８０が確保でき、溶接ワイヤ
を組替えせずに成分調整が可能となる。
【００１８】本発明に用いるフィラーワイヤの径は１．
２〜２．４mmφの範囲とする。その理由は径が１．２mm
φ以下の場合、必要な合金元素を確保するための送給速
度があまり速くなりすぎるために安定したフィラーワイ
ヤの供給が困難となるからである。また径が２．４mmφ
以上では送給速度が遅くなりすぎるため、溶接点での合
金添加量が不均一となることを避けるためである。な
お、フィラーワイヤの径は可能な限りその供給速度が溶
接速度以上になるようなワイヤ径を選定することが好ま
しい。フィラーワイヤの種類としてはソリッドタイプ、
フラックス入りワイヤのいずれも使用可能とする。
２〜２．４mmφの範囲とする。その理由は径が１．２mm
φ以下の場合、必要な合金元素を確保するための送給速
度があまり速くなりすぎるために安定したフィラーワイ
ヤの供給が困難となるからである。また径が２．４mmφ
以上では送給速度が遅くなりすぎるため、溶接点での合
金添加量が不均一となることを避けるためである。な
お、フィラーワイヤの径は可能な限りその供給速度が溶
接速度以上になるようなワイヤ径を選定することが好ま
しい。フィラーワイヤの種類としてはソリッドタイプ、
フラックス入りワイヤのいずれも使用可能とする。
【００１９】フィラーワイヤの供給は１乃至複数のそれ
ぞれ独立したワイヤ送給装置から供給可能とする。フィ
ラーワイヤを複数本供給可能とする理由は、溶接金属成
分を種々の範囲に調整可能とするためである。図３では
１本のワイヤガイドから３本のフィラーワイヤを供給す
る状態を図示したが、本発明は複数のワイヤガイドから
フィラーワイヤを供給する場合も当然包含するものであ
る。さらにそれぞれのフィラーワイヤの送給装置はそれ
ぞれが独立した送給速度の設定が可能とすることであ
る。これはそれぞれフィラーワイヤの合金添加量を微妙
に調整可能とするためである。なおフィラーワイヤを供
給するガイドの位置は、フィラーワイヤを溶接点に精度
良く供給するため溶接点に近いほど、またその角度はよ
り母材面に平行に近いほど好ましい。
ぞれ独立したワイヤ送給装置から供給可能とする。フィ
ラーワイヤを複数本供給可能とする理由は、溶接金属成
分を種々の範囲に調整可能とするためである。図３では
１本のワイヤガイドから３本のフィラーワイヤを供給す
る状態を図示したが、本発明は複数のワイヤガイドから
フィラーワイヤを供給する場合も当然包含するものであ
る。さらにそれぞれのフィラーワイヤの送給装置はそれ
ぞれが独立した送給速度の設定が可能とすることであ
る。これはそれぞれフィラーワイヤの合金添加量を微妙
に調整可能とするためである。なおフィラーワイヤを供
給するガイドの位置は、フィラーワイヤを溶接点に精度
良く供給するため溶接点に近いほど、またその角度はよ
り母材面に平行に近いほど好ましい。
【００２０】
【実施例】表１に示す成分の鋼厚みが２５．４mmt で、
強度がＸ６５級のＡ鋼と強度がＸ８０級のＢ鋼に対し、
図４に示すような突合せ形状の開先加工を施し、開先の
外面側開先底部に炭酸ガスアーク溶接法で入熱３８００
Ｊ／cmの仮付けビードを溶接して試験に供した。溶接方
法はＵＯＥ鋼管のシーム溶接と同じように内面側は３電
極、外面側は４電極の潜弧溶接法を採用した。
強度がＸ６５級のＡ鋼と強度がＸ８０級のＢ鋼に対し、
図４に示すような突合せ形状の開先加工を施し、開先の
外面側開先底部に炭酸ガスアーク溶接法で入熱３８００
Ｊ／cmの仮付けビードを溶接して試験に供した。溶接方
法はＵＯＥ鋼管のシーム溶接と同じように内面側は３電
極、外面側は４電極の潜弧溶接法を採用した。
【００２１】
【表１】
【００２２】溶接試験は先ず、 Ｐｃｍが０．１３０のＡ鋼に対して、そのシーム溶接
金属の強度の観点から溶接金属のＰｃｍが０．１５０と
なるような溶接ワイヤの組合せを選定し、実際に溶接し
てその溶接金属のＰｃｍが狙い通りであるかどうかを確
認し、それをベースワイヤとする。 次にＰｃｍが０．１６１のＢ鋼に対してその溶接金属
の強度の観点から溶接金属のＰｃｍが０．１８０となる
ような溶接ワイヤの組合せを選定した。選定に際しては
内外面ともに溶接ワイヤの組替えが最小となるように考
慮し、その組合せで溶接継手を作製の上溶接金属のＰｃ
ｍが狙い通りかどうかを評価した（比較法）。 さらにＢ鋼とベースワイヤの組合せに対し、その溶接
金属のＰｃｍが０．１８０となるように成分調整用のフ
ィラーワイヤを供給して溶接継手を作製の上溶接金属の
Ｐｃｍが狙い通りかどうかを評価した（発明法）。
金属の強度の観点から溶接金属のＰｃｍが０．１５０と
なるような溶接ワイヤの組合せを選定し、実際に溶接し
てその溶接金属のＰｃｍが狙い通りであるかどうかを確
認し、それをベースワイヤとする。 次にＰｃｍが０．１６１のＢ鋼に対してその溶接金属
の強度の観点から溶接金属のＰｃｍが０．１８０となる
ような溶接ワイヤの組合せを選定した。選定に際しては
内外面ともに溶接ワイヤの組替えが最小となるように考
慮し、その組合せで溶接継手を作製の上溶接金属のＰｃ
ｍが狙い通りかどうかを評価した（比較法）。 さらにＢ鋼とベースワイヤの組合せに対し、その溶接
金属のＰｃｍが０．１８０となるように成分調整用のフ
ィラーワイヤを供給して溶接継手を作製の上溶接金属の
Ｐｃｍが狙い通りかどうかを評価した（発明法）。
【００２３】試験に供した溶接材料の種類、成分を表
２、溶接ワイヤの組合せと潜弧溶接条件、フィラーワイ
ヤ供給の有無及び溶接金属成分の分析結果を表３にまと
めて示す。
２、溶接ワイヤの組合せと潜弧溶接条件、フィラーワイ
ヤ供給の有無及び溶接金属成分の分析結果を表３にまと
めて示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】強度がＸ６５級成分のＡ鋼に対しては、内
面側の第一電極にＳＷ２、第二及び第三電極にＳＷ１ワ
イヤを、また外面側の第一，第二電極にＳＷ２及び第
三，第四電極にＳＷ１ワイヤを適用することにより溶接
金属のＰｃｍは狙い通り０．１５０となることが確認で
き、ベースワイヤとして適合していることがわかる。し
かし、強度がＸ８０級成分のＢ鋼に対し、可能な限りベ
ースワイヤの適用を前提として実施した比較法では、溶
接金属のＰｃｍを０．１８０程度確保するため、内面側
の第二，第三電極のＳＷ１ワイヤをＳＷ３ワイヤに、ま
た外面側は第二〜第四電極の溶接ワイヤをＳＷ３に組替
える必要があり、ワイヤ組替えのために溶接の稼働率低
下は避けられない。一方、Ｂ鋼に対してワイヤの組替え
なしに（ベースワイヤのままで）フィラーワイヤを供給
しながら実施した本発明法によれば、表３の溶接金属の
分析結果からもわかるように溶接金属のＰｃｍは０．１
８０が確保されその有効性が確認された。
面側の第一電極にＳＷ２、第二及び第三電極にＳＷ１ワ
イヤを、また外面側の第一，第二電極にＳＷ２及び第
三，第四電極にＳＷ１ワイヤを適用することにより溶接
金属のＰｃｍは狙い通り０．１５０となることが確認で
き、ベースワイヤとして適合していることがわかる。し
かし、強度がＸ８０級成分のＢ鋼に対し、可能な限りベ
ースワイヤの適用を前提として実施した比較法では、溶
接金属のＰｃｍを０．１８０程度確保するため、内面側
の第二，第三電極のＳＷ１ワイヤをＳＷ３ワイヤに、ま
た外面側は第二〜第四電極の溶接ワイヤをＳＷ３に組替
える必要があり、ワイヤ組替えのために溶接の稼働率低
下は避けられない。一方、Ｂ鋼に対してワイヤの組替え
なしに（ベースワイヤのままで）フィラーワイヤを供給
しながら実施した本発明法によれば、表３の溶接金属の
分析結果からもわかるように溶接金属のＰｃｍは０．１
８０が確保されその有効性が確認された。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＵ
ＯＥ鋼管のシーム溶接金属の成分調整にかかわる溶接ワ
イヤの組替えが不要となり、小ロット及び多品種の受注
製造が容易となる。
ＯＥ鋼管のシーム溶接金属の成分調整にかかわる溶接ワ
イヤの組替えが不要となり、小ロット及び多品種の受注
製造が容易となる。
【図１】ＵＯＥ鋼管における代表的な突合せ開先形状を
示す図である。
示す図である。
【図２】ＵＯＥ鋼管のシーム溶接工程を示す図である。
【図３】本発明による溶接方法を示す図である。
【図４】実施例の開先形状を示す図である。
１ 鋼 ２ 内面開先 ３ 外面開先 ４ 外面側の仮付け溶接ビード ５ 内面側の潜弧溶接ビード ６ 外面側の潜弧溶接ビード ７ 先行電極 ８ 先行電極の溶接ワイヤ供給装置 ９ 先行電極の溶接ワイヤ １０ 中間電極 １１ 中間電極の溶接ワイヤ供給装置 １２ 中間電極の溶接ワイヤ １３ 後行電極 １４ 後行電極の溶接ワイヤ供給装置 １５ 後行電極の溶接ワイヤ １６ 溶接部 １７ フラックス供給口 １８ フラックス １９〜２１ フィラーワイヤ供給装置 ２２〜２４ フィラーワイヤ ２５ フィラーワイヤ供給ガイド ２６ 潜弧溶接ビード（溶接金属）
Claims (3)
- 【請求項１】 ＵＯＥプロセスで鋼板を管状に成形した
後、相対向する端同士を突合せ、その突合せ部を多電極
の潜弧溶接方法で内外面を溶接して鋼管を製造する方法
において、潜弧溶接用の先行電極の前方側より先行電極
の溶接点に向けて成分調整用のフィラーワイヤを供給し
ながら溶接することを特徴とするＵＯＥ鋼管の溶接方
法。 - 【請求項２】 フィラーワイヤとして、径のサイズが
１．２〜２．４mmφであるソリッドまたはフラックス入
りのワイヤを用いることを特徴とする請求項１に記載す
るＵＯＥ鋼管の溶接方法。 - 【請求項３】 フィラーワイヤは、１乃至複数のそれぞ
れ独立したワイヤ送給装置から供給され、かつ独立した
ワイヤ送給装置はそれぞれが一定送給速度の設定ができ
ることを特徴とする請求項１乃至２に記載するＵＯＥ鋼
管の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063295A JPH0957447A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｕｏｅ鋼管の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063295A JPH0957447A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｕｏｅ鋼管の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0957447A true JPH0957447A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16592539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21063295A Withdrawn JPH0957447A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｕｏｅ鋼管の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0957447A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050866A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corp | サブマージアーク溶接方法 |
| JP2013111642A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Jfe Steel Corp | 溶接評価試験用の試験片及び溶接評価試験方法 |
| CN103143823A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-12 | 开封空分集团有限公司 | 一种圆筒膜式壁纵缝埋弧自动焊机专用装置 |
| CN105234535A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-13 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 筒体焊接工艺 |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP21063295A patent/JPH0957447A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050866A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corp | サブマージアーク溶接方法 |
| JP2013111642A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Jfe Steel Corp | 溶接評価試験用の試験片及び溶接評価試験方法 |
| CN103143823A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-12 | 开封空分集团有限公司 | 一种圆筒膜式壁纵缝埋弧自动焊机专用装置 |
| CN103143823B (zh) * | 2013-03-27 | 2015-07-01 | 开封空分集团有限公司 | 一种圆筒膜式壁纵缝埋弧自动焊机专用装置 |
| CN105234535A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-13 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 筒体焊接工艺 |
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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: 20021105 |