JPH0999371A - 鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法Info
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- JPH0999371A JPH0999371A JP25541795A JP25541795A JPH0999371A JP H0999371 A JPH0999371 A JP H0999371A JP 25541795 A JP25541795 A JP 25541795A JP 25541795 A JP25541795 A JP 25541795A JP H0999371 A JPH0999371 A JP H0999371A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ウェブ板厚が１００ｍｍまでの鋼板を完全溶
込溶接できる下向隅肉サブマージアーク溶接方法。 【解決手段】 鉄粉：１５乃至３５重量％を含有し、
Ｃ：０．００５重量％以下に規制したボンドフラックス
と、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％を含有する溶接用
鋼ワイヤを使用し、開先角度が４０乃至６０°の両側開
先を設け、母材板厚ｔに対するルート長さを０．１５乃
至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８０°、先行電
極の電流値ＩＬ2 と後行電極の電流値ＩＴ2 との電流比
（ＩＴ2／ＩＬ2）を０．６５乃至１．００、先行電極の
電圧値ＶＬ2と後行電極の電圧値ＶＴ2との電圧比（ＶＴ
2／ＶＬ2）を１．００乃至１．５０、先行電極のワイヤ
傾斜角を＋３乃至＋６°、後行電極のワイヤ傾斜角を−
１０乃至−３°、先行−後電極間距離を５０乃至７０ｍ
ｍとして溶接。
込溶接できる下向隅肉サブマージアーク溶接方法。 【解決手段】 鉄粉：１５乃至３５重量％を含有し、
Ｃ：０．００５重量％以下に規制したボンドフラックス
と、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％を含有する溶接用
鋼ワイヤを使用し、開先角度が４０乃至６０°の両側開
先を設け、母材板厚ｔに対するルート長さを０．１５乃
至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８０°、先行電
極の電流値ＩＬ2 と後行電極の電流値ＩＴ2 との電流比
（ＩＴ2／ＩＬ2）を０．６５乃至１．００、先行電極の
電圧値ＶＬ2と後行電極の電圧値ＶＴ2との電圧比（ＶＴ
2／ＶＬ2）を１．００乃至１．５０、先行電極のワイヤ
傾斜角を＋３乃至＋６°、後行電極のワイヤ傾斜角を−
１０乃至−３°、先行−後電極間距離を５０乃至７０ｍ
ｍとして溶接。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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１００ｍｍまでの鋼板を完全溶
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。
使用され、ウェブ板厚が１００ｍｍまでの鋼板を完全溶
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】近時、建築物の高層化に伴って、建築物
に使用される鋼材の板厚が厚くなってきている。また、
溶接Ｈ形鋼を梁としてだけでなく柱として利用すること
によって、建設費の低減を図っている。このため、Ｈ形
鋼においても厚板化が進んでおり、厚板に対しても高強
度で優れた溶接作業性が得られる溶接方法が要求されて
いる。
に使用される鋼材の板厚が厚くなってきている。また、
溶接Ｈ形鋼を梁としてだけでなく柱として利用すること
によって、建設費の低減を図っている。このため、Ｈ形
鋼においても厚板化が進んでおり、厚板に対しても高強
度で優れた溶接作業性が得られる溶接方法が要求されて
いる。
【０００３】そこで、ウェブ両側に板厚の（１／４）乃
至（１／３）の深さの開先を設けて、２電極両側１パス
法でサブマージアーク溶接することにより、板厚が３６
ｍｍを超えて６０ｍｍの厚板まで完全溶込み溶接できる
ことが公知である（特開平５−５７４４８号公報）。
至（１／３）の深さの開先を設けて、２電極両側１パス
法でサブマージアーク溶接することにより、板厚が３６
ｍｍを超えて６０ｍｍの厚板まで完全溶込み溶接できる
ことが公知である（特開平５−５７４４８号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板厚が
６０ｍｍを超えると、板厚の（１／５）乃至（１／４）
の開先を設けて部分溶込み溶接しかできなくなる。完全
溶込み溶接を得るために溶接条件を調整し、例えば開先
ルート部を長くすると、溶込み深さが不安定になること
がある。また、溶込み深さを大きくすると、高温割れが
発生しやすくなるか、又は各電極からの溶着金属の融合
不良によって、割れが発生したり、ビードの外観が不良
になる等の問題点がある。
６０ｍｍを超えると、板厚の（１／５）乃至（１／４）
の開先を設けて部分溶込み溶接しかできなくなる。完全
溶込み溶接を得るために溶接条件を調整し、例えば開先
ルート部を長くすると、溶込み深さが不安定になること
がある。また、溶込み深さを大きくすると、高温割れが
発生しやすくなるか、又は各電極からの溶着金属の融合
不良によって、割れが発生したり、ビードの外観が不良
になる等の問題点がある。
【０００５】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１００ｍｍまでの鋼板を完全
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
ク溶接方法を提供することを目的とする。
のであって、ウェブ板厚が１００ｍｍまでの鋼板を完全
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
ク溶接方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼板の下向
隅肉サブマージアーク溶接方法は、Ｃ：０．０５乃至
０．１６重量％を含有し、板厚が４０ｍｍ以上８５ｍｍ
未満である鋼板母材を先行極及び後行極からなる２電極
で下向隅肉サブマージアーク溶接する方法において、フ
ラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５乃至２８重量％、Ａｌ2
Ｏ3：１０乃至２０重量％、全ＴｉＯ2 ：５乃至１４重
量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量％、ＣａＣＯ3 ：７乃
至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１
５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ2 ：１．０乃至６．０
重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至７．０重量％及び（水溶
性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５
乃至３．５重量％を含有し、Ｃ：０．００５重量％以下
に規制されており、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋
水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2
Ｏ）：０．６０乃至０．９８及び（ＭｇＯ／全Ｓｉ
Ｏ2 ）：０．５０乃至１．１０である組成を有し、嵩密
度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃｍ3 であり、溶接用ワ
イヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％及びＭｎ：
１．８０乃至２．２０重量％を含有し、ワイヤ径が４．
８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤであり、前記母材に開
先角度が４０乃至６０°の両側開先を設け、前記母材の
板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長さ（ｍｍ）を０．１５
ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８０°、前
記先行極の電流値ＩＬ2と前記後行極の電流値ＩＴ2との
電流比（ＩＴ2／ＩＬ2）を０．６５乃至１．００、前記
先行極の電圧値ＶＬ2 と前記後行極の電圧値ＶＴ2 との
電圧比（ＶＴ2／ＶＬ2）を１．００乃至１．５０、前記
先行極のワイヤ傾斜角を＋３乃至＋６°、前記後行極の
ワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、先行−後行極間距離
を５０乃至７０ｍｍとして前記母材を溶接することを特
徴とする 本発明に係る鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法
は、Ｃ：０．０５乃至０．１６重量％を含有し、板厚が
７０乃至１００ｍｍである鋼板母材を先行極、中間極及
び後行極からなる３電極で下向隅肉サブマージアーク溶
接する方法において、フラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５
乃至２８重量％、Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％、全Ｔ
ｉＯ2 ：５乃至１４重量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量
％、ＣａＣＯ3 ：７乃至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃
至８重量％、鉄粉：１５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ
2 ：１．０乃至６．０重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至
７．０重量％及び（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水
溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５乃至３．５重量％を含有し、
Ｃ：０．００５重量％以下に規制されており、（水溶性
Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ
2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ）：０．６０乃至０．９８
及び（ＭｇＯ／全ＳｉＯ2 ）：０．５０乃至１．１０で
ある組成を有し、嵩密度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃ
ｍ3 であり、溶接用ワイヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０
９重量％及びＭｎ：１．８０乃至２．２０重量％を含有
し、ワイヤ径が４．８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤで
あり、前記母材に開先角度が４０乃至６０°の両側開先
を設け、前記厚鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長
さ（ｍｍ）を０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角
を５５乃至８０°、前記先行極の電流値ＩＬ3と前記中
間極の電流値ＩＭ3との電流比（ＩＭ3／ＩＬ3）を０．
６５乃至１．００、前記中間極の電流値ＩＭ3 と前記後
行極の電流値ＩＴ3 との電流比（ＩＴ3／ＩＭ3）を０．
６５乃至１．００、前記先行極の電圧値ＶＬ3と前記中
間極の電圧値ＶＭ3との電圧比（ＶＭ3 ／ＶＬ3 ）を
１．００乃至１．５０、前記中間極の電圧値ＶＭ3 と前
記後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧比（ＶＴ3／ＶＭ3）を
０．８０乃至１．２０、前記先行極のワイヤ傾斜角を＋
３乃至＋６°、前記中間極のワイヤ傾斜角を−２乃至＋
２°、前記後行極のワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、
先行−中間極間距離を５０乃至８０ｍｍ、中間−後行極
間距離を８０乃至１４０ｍｍとして前記母材を溶接する
ことを特徴とする
隅肉サブマージアーク溶接方法は、Ｃ：０．０５乃至
０．１６重量％を含有し、板厚が４０ｍｍ以上８５ｍｍ
未満である鋼板母材を先行極及び後行極からなる２電極
で下向隅肉サブマージアーク溶接する方法において、フ
ラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５乃至２８重量％、Ａｌ2
Ｏ3：１０乃至２０重量％、全ＴｉＯ2 ：５乃至１４重
量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量％、ＣａＣＯ3 ：７乃
至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１
５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ2 ：１．０乃至６．０
重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至７．０重量％及び（水溶
性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５
乃至３．５重量％を含有し、Ｃ：０．００５重量％以下
に規制されており、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋
水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2
Ｏ）：０．６０乃至０．９８及び（ＭｇＯ／全Ｓｉ
Ｏ2 ）：０．５０乃至１．１０である組成を有し、嵩密
度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃｍ3 であり、溶接用ワ
イヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％及びＭｎ：
１．８０乃至２．２０重量％を含有し、ワイヤ径が４．
８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤであり、前記母材に開
先角度が４０乃至６０°の両側開先を設け、前記母材の
板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長さ（ｍｍ）を０．１５
ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８０°、前
記先行極の電流値ＩＬ2と前記後行極の電流値ＩＴ2との
電流比（ＩＴ2／ＩＬ2）を０．６５乃至１．００、前記
先行極の電圧値ＶＬ2 と前記後行極の電圧値ＶＴ2 との
電圧比（ＶＴ2／ＶＬ2）を１．００乃至１．５０、前記
先行極のワイヤ傾斜角を＋３乃至＋６°、前記後行極の
ワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、先行−後行極間距離
を５０乃至７０ｍｍとして前記母材を溶接することを特
徴とする 本発明に係る鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法
は、Ｃ：０．０５乃至０．１６重量％を含有し、板厚が
７０乃至１００ｍｍである鋼板母材を先行極、中間極及
び後行極からなる３電極で下向隅肉サブマージアーク溶
接する方法において、フラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５
乃至２８重量％、Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％、全Ｔ
ｉＯ2 ：５乃至１４重量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量
％、ＣａＣＯ3 ：７乃至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃
至８重量％、鉄粉：１５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ
2 ：１．０乃至６．０重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至
７．０重量％及び（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水
溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５乃至３．５重量％を含有し、
Ｃ：０．００５重量％以下に規制されており、（水溶性
Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ
2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ）：０．６０乃至０．９８
及び（ＭｇＯ／全ＳｉＯ2 ）：０．５０乃至１．１０で
ある組成を有し、嵩密度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃ
ｍ3 であり、溶接用ワイヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０
９重量％及びＭｎ：１．８０乃至２．２０重量％を含有
し、ワイヤ径が４．８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤで
あり、前記母材に開先角度が４０乃至６０°の両側開先
を設け、前記厚鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長
さ（ｍｍ）を０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角
を５５乃至８０°、前記先行極の電流値ＩＬ3と前記中
間極の電流値ＩＭ3との電流比（ＩＭ3／ＩＬ3）を０．
６５乃至１．００、前記中間極の電流値ＩＭ3 と前記後
行極の電流値ＩＴ3 との電流比（ＩＴ3／ＩＭ3）を０．
６５乃至１．００、前記先行極の電圧値ＶＬ3と前記中
間極の電圧値ＶＭ3との電圧比（ＶＭ3 ／ＶＬ3 ）を
１．００乃至１．５０、前記中間極の電圧値ＶＭ3 と前
記後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧比（ＶＴ3／ＶＭ3）を
０．８０乃至１．２０、前記先行極のワイヤ傾斜角を＋
３乃至＋６°、前記中間極のワイヤ傾斜角を−２乃至＋
２°、前記後行極のワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、
先行−中間極間距離を５０乃至８０ｍｍ、中間−後行極
間距離を８０乃至１４０ｍｍとして前記母材を溶接する
ことを特徴とする
【０００７】
【作用】本願発明者等は、厚板の隅肉溶接においても完
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、種々研究を行った。先ず、溶接母材の開
先深さを大きく設定し、これによる溶着量の不足を補う
ためにフラックスに鉄粉を添加したが、溶着金属の高温
割れが多発した。そこで、本願発明者等は、開先深さに
よる原因の他に、高温割れを発生させる原因を究明した
結果、溶接金属中のＣ含有量とビードの断面形状とが関
与していることを見い出した。本発明はこのような知見
に基づいてなされたものである。
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、種々研究を行った。先ず、溶接母材の開
先深さを大きく設定し、これによる溶着量の不足を補う
ためにフラックスに鉄粉を添加したが、溶着金属の高温
割れが多発した。そこで、本願発明者等は、開先深さに
よる原因の他に、高温割れを発生させる原因を究明した
結果、溶接金属中のＣ含有量とビードの断面形状とが関
与していることを見い出した。本発明はこのような知見
に基づいてなされたものである。
【０００８】以下、本発明における下向隅肉サブマージ
アーク溶接方法について、更に説明する。先ず、使用す
るボンドフラックスの成分及び組成限定理由について説
明する。
アーク溶接方法について、更に説明する。先ず、使用す
るボンドフラックスの成分及び組成限定理由について説
明する。
【０００９】ＳｉＯ2 （全ＳｉＯ2 ）：１５乃至２８重
量％ ＳｉＯ2 は酸性成分であり、スラグの粘性を調整するた
めに必須の成分である。ＳｉＯ2 含有量が１５重量％未
満であると、スラグの粘性が不十分になり、ビード幅が
不安定又は不均一になると共に、ビード形状が凸状とな
る。また、スラグ生成量が増加する。一方、ＳｉＯ2 含
有量が２８重量％を超えると、スラグの粘性が過剰とな
り、ビードの広がりが悪くなる。また、スラグの剥離性
が劣化すると共に、塩基度の低下により靱性が低下しや
すくなる。従って、フラックス重量に対するＳｉＯ2 含
有量は１５乃至２８重量％とする。このＳｉＯ2 含有量
は水溶性ＳｉＯ2 と非水溶性ＳｉＯ2 を含むと共に、Ｓ
ｉ合金等から添加されたＳｉのＳｉＯ2 換算値の総量で
ある。
量％ ＳｉＯ2 は酸性成分であり、スラグの粘性を調整するた
めに必須の成分である。ＳｉＯ2 含有量が１５重量％未
満であると、スラグの粘性が不十分になり、ビード幅が
不安定又は不均一になると共に、ビード形状が凸状とな
る。また、スラグ生成量が増加する。一方、ＳｉＯ2 含
有量が２８重量％を超えると、スラグの粘性が過剰とな
り、ビードの広がりが悪くなる。また、スラグの剥離性
が劣化すると共に、塩基度の低下により靱性が低下しや
すくなる。従って、フラックス重量に対するＳｉＯ2 含
有量は１５乃至２８重量％とする。このＳｉＯ2 含有量
は水溶性ＳｉＯ2 と非水溶性ＳｉＯ2 を含むと共に、Ｓ
ｉ合金等から添加されたＳｉのＳｉＯ2 換算値の総量で
ある。
【００１０】Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％ Ａｌ2Ｏ3は中性成分であり、溶接金属の靱性を低下させ
ることなく、スラグの粘性及び凝固温度を調整する効果
を有する。Ａｌ2Ｏ3含有量が１０重量％未満であると、
スラグの粘性及び凝固温度が高くなり、ビード幅が不均
一となるか又はビード形状が凸状となる。一方、Ａｌ2
Ｏ3含有量が２０重量％を超えると、スラグの凝固温度
が必要以上に高くなるので、ビードの広がりが不十分と
なるか又はビードが蛇行しやすくなる。従って、フラッ
クス重量に対するＡｌ2Ｏ3含有量は１０乃至２０重量％
とする。
ることなく、スラグの粘性及び凝固温度を調整する効果
を有する。Ａｌ2Ｏ3含有量が１０重量％未満であると、
スラグの粘性及び凝固温度が高くなり、ビード幅が不均
一となるか又はビード形状が凸状となる。一方、Ａｌ2
Ｏ3含有量が２０重量％を超えると、スラグの凝固温度
が必要以上に高くなるので、ビードの広がりが不十分と
なるか又はビードが蛇行しやすくなる。従って、フラッ
クス重量に対するＡｌ2Ｏ3含有量は１０乃至２０重量％
とする。
【００１１】ＴｉＯ2 （全ＴｉＯ2 ）：５乃至１４重量
％ ＴｉＯ2 はスラグの融点及び粘性の調整剤として有効な
成分である。また、ＴｉＯ2 は溶接中における還元反応
によってＴｉとなり、溶接金属中に添加されて衝撃性能
を向上させる効果も有している。ＴｉＯ2 含有量が５重
量％未満であると、溶接金属中に添加されるＴｉ量が不
足するため、衝撃性能が低下すると共に、アンダカット
が発生しやすくなる。一方、ＴｉＯ2 含有量が１４重量
％を超えると、スラグ剥離性が急激に劣化し、スラグ生
成量が増加する。従って、フラックス重量に対するＴｉ
Ｏ2 含有量は５乃至１４重量％とする。なお、ＴｉＯ2
はルチール及びルコキシン等のＴｉ酸化物又はＦｅ−Ｔ
ｉ等のＴｉ合金とＴｉ酸化物とを組み合わせてフラック
ス成分として使用することができる。フラックス成分と
してＦｅ−Ｔｉ等のＴｉ合金を使用する場合は、ＴｉＯ
2 含有量はＴｉ合金中のＴｉ量をＴｉＯ2 に換算した全
ＴｉＯ2 を示す。
％ ＴｉＯ2 はスラグの融点及び粘性の調整剤として有効な
成分である。また、ＴｉＯ2 は溶接中における還元反応
によってＴｉとなり、溶接金属中に添加されて衝撃性能
を向上させる効果も有している。ＴｉＯ2 含有量が５重
量％未満であると、溶接金属中に添加されるＴｉ量が不
足するため、衝撃性能が低下すると共に、アンダカット
が発生しやすくなる。一方、ＴｉＯ2 含有量が１４重量
％を超えると、スラグ剥離性が急激に劣化し、スラグ生
成量が増加する。従って、フラックス重量に対するＴｉ
Ｏ2 含有量は５乃至１４重量％とする。なお、ＴｉＯ2
はルチール及びルコキシン等のＴｉ酸化物又はＦｅ−Ｔ
ｉ等のＴｉ合金とＴｉ酸化物とを組み合わせてフラック
ス成分として使用することができる。フラックス成分と
してＦｅ−Ｔｉ等のＴｉ合金を使用する場合は、ＴｉＯ
2 含有量はＴｉ合金中のＴｉ量をＴｉＯ2 に換算した全
ＴｉＯ2 を示す。
【００１２】ＭｇＯ：１０乃至２０重量％ ＭｇＯは塩基性成分であり、溶接金属中のＯ量を低減さ
せて靱性を確保する効果を有する。また、粘性の調整剤
としての作用も有する。ＭｇＯ含有量が１０重量％未満
であると、溶接金属中のＯ量を低減させる効果が低下す
るので、靱性が劣化する。また、ビードが蛇行しやす
く、アンダカットが発生する。一方、ＭｇＯ含有量が２
０重量％を超えると、スラグの焼付きが増加すると共
に、ポックマークが発生しやすくなる。更に、スラグ生
成量が増加する。従って、フラックス重量に対するＭｇ
Ｏ含有量は１０乃至２０重量％とする。
せて靱性を確保する効果を有する。また、粘性の調整剤
としての作用も有する。ＭｇＯ含有量が１０重量％未満
であると、溶接金属中のＯ量を低減させる効果が低下す
るので、靱性が劣化する。また、ビードが蛇行しやす
く、アンダカットが発生する。一方、ＭｇＯ含有量が２
０重量％を超えると、スラグの焼付きが増加すると共
に、ポックマークが発生しやすくなる。更に、スラグ生
成量が増加する。従って、フラックス重量に対するＭｇ
Ｏ含有量は１０乃至２０重量％とする。
【００１３】ＣａＣＯ3 ：７乃至１５重量％ ＣａＣＯ3 は溶接中において、ＣａＯとＣＯ2 とに分解
され、ＣＯ2 ガスによって溶接部を外気から保護すると
共に、Ｈ2 又はＮ2 等のような不純物ガスの分圧を低下
させることによって、不純物の溶接金属中への侵入を防
止する効果を有する。ＣａＣＯ3 含有量が７重量％未満
であると、ＣＯ2 ガスによる溶接部に対する保護効果が
不十分となるため、溶接金属中の水素及び窒素量が増加
し、低温割れの発生及び靱性の低下が起こりやすくな
る。一方、ＣａＣＯ3 含有量が１５重量％を超えると、
ＣＯ2 ガスの発生量が過剰になり、ガスが均一に抜けな
いことから溶接中の吹き上げ現象が極めて多くなるの
で、ビードの外観が劣化しやすくなる。従って、フラッ
クス重量に対するＣａＣＯ3 含有量は７乃至１５重量％
である。
され、ＣＯ2 ガスによって溶接部を外気から保護すると
共に、Ｈ2 又はＮ2 等のような不純物ガスの分圧を低下
させることによって、不純物の溶接金属中への侵入を防
止する効果を有する。ＣａＣＯ3 含有量が７重量％未満
であると、ＣＯ2 ガスによる溶接部に対する保護効果が
不十分となるため、溶接金属中の水素及び窒素量が増加
し、低温割れの発生及び靱性の低下が起こりやすくな
る。一方、ＣａＣＯ3 含有量が１５重量％を超えると、
ＣＯ2 ガスの発生量が過剰になり、ガスが均一に抜けな
いことから溶接中の吹き上げ現象が極めて多くなるの
で、ビードの外観が劣化しやすくなる。従って、フラッ
クス重量に対するＣａＣＯ3 含有量は７乃至１５重量％
である。
【００１４】Ｍｎ（全Ｍｎ）：０．５乃至８重量％ Ｍｎはスラグの粘性及び凝固温度を調整する効果を有
し、更に、溶接金属中のＭｎ量を調整して、溶接金属の
引張性能及び衝撃性能を確保するための必須成分であ
る。Ｍｎ含有量が０．５重量％未満であると、アンダカ
ット及びスラグの焼付きが発生しやすくなる。一方、Ｍ
ｎ含有量が８重量％を超えると、ビードが蛇行しやすく
なると共に、フラックスの消費量が増加する。従って、
フラックス重量に対するＭｎ含有量は０．５乃至８重量
％とする。なお、Ｍｎは金属Ｍｎの他に、Ｆｅ−Ｍｎ等
のようなＭｎ合金又はＭｎＯ及びＭｎＯ2 等のようなＭ
ｎ酸化物からフラックス中に添加されるものであり、Ｍ
ｎ合金又はＭｎ酸化物から添加される場合は、Ｍｎ含有
量はこれらに含有される全Ｍｎとする。
し、更に、溶接金属中のＭｎ量を調整して、溶接金属の
引張性能及び衝撃性能を確保するための必須成分であ
る。Ｍｎ含有量が０．５重量％未満であると、アンダカ
ット及びスラグの焼付きが発生しやすくなる。一方、Ｍ
ｎ含有量が８重量％を超えると、ビードが蛇行しやすく
なると共に、フラックスの消費量が増加する。従って、
フラックス重量に対するＭｎ含有量は０．５乃至８重量
％とする。なお、Ｍｎは金属Ｍｎの他に、Ｆｅ−Ｍｎ等
のようなＭｎ合金又はＭｎＯ及びＭｎＯ2 等のようなＭ
ｎ酸化物からフラックス中に添加されるものであり、Ｍ
ｎ合金又はＭｎ酸化物から添加される場合は、Ｍｎ含有
量はこれらに含有される全Ｍｎとする。
【００１５】Ｆｅ（鉄粉）：１５乃至３５重量％ フラックス中に鉄粉を添加すると、溶接中においてＦｅ
が溶融池に移行して溶着量が増加する。これにより、溶
接能率の向上と溶接入熱の低下とを図ることが可能とな
る。鉄粉の添加量が１５重量％未満であると、この効果
が低下し、大入熱による溶接時の吹き上げ現象が増加す
ると共に、溶込み深さが浅くなり、溶込み不足が発生す
る。一方、鉄粉の添加量が３５重量％を超えると、ビー
ドの広がりが低下するか又はスラグの巻き込みが発生す
ることがある。従って、フラックス重量に対する鉄粉の
添加量は１５乃至３５重量％とする。
が溶融池に移行して溶着量が増加する。これにより、溶
接能率の向上と溶接入熱の低下とを図ることが可能とな
る。鉄粉の添加量が１５重量％未満であると、この効果
が低下し、大入熱による溶接時の吹き上げ現象が増加す
ると共に、溶込み深さが浅くなり、溶込み不足が発生す
る。一方、鉄粉の添加量が３５重量％を超えると、ビー
ドの広がりが低下するか又はスラグの巻き込みが発生す
ることがある。従って、フラックス重量に対する鉄粉の
添加量は１５乃至３５重量％とする。
【００１６】水溶性ＳｉＯ2 ：１．０乃至６．０重量％ フラックスの吸湿性が高いと、溶接金属中の拡散性水素
量が増加することより、水素割れが発生することがあ
る。水溶性ＳｉＯ2 はフラックスの耐粉化性及び耐吸湿
性を向上させる効果を有する。水溶性ＳｉＯ2 含有量が
１．０重量％未満であると、強力な回収機によってフラ
ックスを回収する場合に、フラックスが粉化又は微細化
してしまう。フラックスが粉化すると、ガス抜けが悪く
なり、極めて強い吹き上げが発生する。一方、水溶性Ｓ
ｉＯ2 含有量が６．０重量％を超えると、特に厚板の多
層盛り溶接においては、フラックスの耐吸湿性が低下し
て水素割れが発生しやすくなる。従って、フラックス重
量に対する水溶性ＳｉＯ2 含有量は１．０乃至６．０重
量％とする。
量が増加することより、水素割れが発生することがあ
る。水溶性ＳｉＯ2 はフラックスの耐粉化性及び耐吸湿
性を向上させる効果を有する。水溶性ＳｉＯ2 含有量が
１．０重量％未満であると、強力な回収機によってフラ
ックスを回収する場合に、フラックスが粉化又は微細化
してしまう。フラックスが粉化すると、ガス抜けが悪く
なり、極めて強い吹き上げが発生する。一方、水溶性Ｓ
ｉＯ2 含有量が６．０重量％を超えると、特に厚板の多
層盛り溶接においては、フラックスの耐吸湿性が低下し
て水素割れが発生しやすくなる。従って、フラックス重
量に対する水溶性ＳｉＯ2 含有量は１．０乃至６．０重
量％とする。
【００１７】水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌ
ｉ2Ｏ ：１．５乃至３．５重量％ 溶接母材の板厚が厚くなり、溶接入熱が高くなるほど溶
接が困難になって、適正溶接条件の範囲が狭くなる。特
に、アーク溶接において、アーク電圧を制御することが
極めて重要であり、水溶性Ｎａ2Ｏ 、水溶性Ｋ2Ｏ 又は
水溶性Ｌｉ2Ｏ の添加によりアーク安定性を向上させる
ことができる。しかしながら、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶
性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）含有量が１．５重量％未満
であると、その効果が低下する。即ち、アーク電圧を測
定する電圧計の針の振れが極めて大きくなり、所定の電
圧値に設定するときに溶接オペレーターによって個人差
が生じるので、アンダカット又は溶込み不足等のような
欠陥が発生する。また、アーク電圧が不安定であるの
で、溶接長が長くなるほど均一な溶接結果が得られなく
なる。一方、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性
Ｌｉ2Ｏ ）含有量が３．５重量％を超えると、フラック
スの耐吸湿性が低下するので、好ましくない。従って、
（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）含
有量は１．５乃至３．５重量％とする。
ｉ2Ｏ ：１．５乃至３．５重量％ 溶接母材の板厚が厚くなり、溶接入熱が高くなるほど溶
接が困難になって、適正溶接条件の範囲が狭くなる。特
に、アーク溶接において、アーク電圧を制御することが
極めて重要であり、水溶性Ｎａ2Ｏ 、水溶性Ｋ2Ｏ 又は
水溶性Ｌｉ2Ｏ の添加によりアーク安定性を向上させる
ことができる。しかしながら、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶
性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）含有量が１．５重量％未満
であると、その効果が低下する。即ち、アーク電圧を測
定する電圧計の針の振れが極めて大きくなり、所定の電
圧値に設定するときに溶接オペレーターによって個人差
が生じるので、アンダカット又は溶込み不足等のような
欠陥が発生する。また、アーク電圧が不安定であるの
で、溶接長が長くなるほど均一な溶接結果が得られなく
なる。一方、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性
Ｌｉ2Ｏ ）含有量が３．５重量％を超えると、フラック
スの耐吸湿性が低下するので、好ましくない。従って、
（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）含
有量は１．５乃至３．５重量％とする。
【００１８】Ｃ：０．００５重量％以下 Ｃは、通常、不純物として混入される成分である。溶接
金属中のＣ含有量が高くなるほど、溶接金属の高温割れ
が発生しやすくなる。このため、溶接材料からのＣ混入
量を可能な限り低減することが必要である。フラックス
から溶接金属への希釈寄与率は３０％程度となるので、
フラックス中のＣ量は０．００５重量％まで許容するこ
とができる。Ｃ含有量が０．００５重量％を超えると、
高温割れが発生しやすくなる。従って、フラックス重量
に対するＣ含有量は０．００５重量％以下とする。
金属中のＣ含有量が高くなるほど、溶接金属の高温割れ
が発生しやすくなる。このため、溶接材料からのＣ混入
量を可能な限り低減することが必要である。フラックス
から溶接金属への希釈寄与率は３０％程度となるので、
フラックス中のＣ量は０．００５重量％まで許容するこ
とができる。Ｃ含有量が０．００５重量％を超えると、
高温割れが発生しやすくなる。従って、フラックス重量
に対するＣ含有量は０．００５重量％以下とする。
【００１９】（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性
Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2 Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ ）：
０．６０乃至０．９８ フラックスの耐粉化性及び耐吸湿性は、アルカリ金属の
酸化物の総量に対する水溶性のアルカリ金属の酸化物の
比の値に影響される。即ち、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性
Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋
全Ｌｉ2Ｏ ）が０．６０未満であると、フラックスの耐
粉化性及び耐吸湿性が低下するので、溶接による製品製
造時において製品の歩留まりが低下すると共に、アーク
の安定性も低下する。一方、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性
Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋
全Ｌｉ2Ｏ ）が０．９８を超えると、２０乃至４０重量
％の鉄粉を含有する鉄粉系ボンドフラックスが有する耐
粉化性が低下し、繰り返し使用時にフラックスが微細化
されやすくなる。また、フラックスの耐吸湿性も低下す
るので、水素割れが発生する。従って、（水溶性Ｎａ2
Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ
＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ ）は０．６０乃至０．９８とす
る。
Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2 Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ ）：
０．６０乃至０．９８ フラックスの耐粉化性及び耐吸湿性は、アルカリ金属の
酸化物の総量に対する水溶性のアルカリ金属の酸化物の
比の値に影響される。即ち、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性
Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋
全Ｌｉ2Ｏ ）が０．６０未満であると、フラックスの耐
粉化性及び耐吸湿性が低下するので、溶接による製品製
造時において製品の歩留まりが低下すると共に、アーク
の安定性も低下する。一方、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性
Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋
全Ｌｉ2Ｏ ）が０．９８を超えると、２０乃至４０重量
％の鉄粉を含有する鉄粉系ボンドフラックスが有する耐
粉化性が低下し、繰り返し使用時にフラックスが微細化
されやすくなる。また、フラックスの耐吸湿性も低下す
るので、水素割れが発生する。従って、（水溶性Ｎａ2
Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ
＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2Ｏ ）は０．６０乃至０．９８とす
る。
【００２０】ＣａＦ2 ：１．５乃至７．０重量％ ＣａＦ2 は塩基性成分であり、溶接金属中のＯ量を低減
する効果を有すると共に、スラグの流動性を調整し、溶
接中におけるスラグと溶接金属との間の反応を促進する
化合物である。ＣａＦ2 含有量が１．５重量％未満であ
ると、靱性を向上させる効果がなく、粘性を向上させる
効果も低下する。一方、ＣａＦ2 含有量が７．０重量％
を超えると、スラグの流動性が高くなり、ビードの蛇行
又はアンダカットが発生する。従って、フラックス重量
に対するＣａＦ2 含有量は１．５乃至７．０重量％とす
る。
する効果を有すると共に、スラグの流動性を調整し、溶
接中におけるスラグと溶接金属との間の反応を促進する
化合物である。ＣａＦ2 含有量が１．５重量％未満であ
ると、靱性を向上させる効果がなく、粘性を向上させる
効果も低下する。一方、ＣａＦ2 含有量が７．０重量％
を超えると、スラグの流動性が高くなり、ビードの蛇行
又はアンダカットが発生する。従って、フラックス重量
に対するＣａＦ2 含有量は１．５乃至７．０重量％とす
る。
【００２１】ＭｇＯ／全ＳｉＯ2 ：０．５０乃至１．１
０重量％ ＭｇＯの全ＳｉＯ2 に対する比の値は、塩基度の調整及
び溶接作業性に影響を与える。即ち、ＭｇＯ／全ＳｉＯ
2 が０．５０未満であると、塩基度が低くなりすぎるた
め、靱性が著しく低下する。また、溶込みが浅くなって
溶け込み不足の欠陥が発生しやすくなる。一方、ＭｇＯ
／全ＳｉＯ2 が１．１０を超えると、スラグの焼付きが
発生すると共に、ビード形状が大きな凸状となり、開先
残りが発生する。従って、ＭｇＯ／全ＳｉＯ2 は０．５
０乃至１．１０とする。
０重量％ ＭｇＯの全ＳｉＯ2 に対する比の値は、塩基度の調整及
び溶接作業性に影響を与える。即ち、ＭｇＯ／全ＳｉＯ
2 が０．５０未満であると、塩基度が低くなりすぎるた
め、靱性が著しく低下する。また、溶込みが浅くなって
溶け込み不足の欠陥が発生しやすくなる。一方、ＭｇＯ
／全ＳｉＯ2 が１．１０を超えると、スラグの焼付きが
発生すると共に、ビード形状が大きな凸状となり、開先
残りが発生する。従って、ＭｇＯ／全ＳｉＯ2 は０．５
０乃至１．１０とする。
【００２２】フラックス中のその他の成分としては、例
えば大入熱による潜弧溶接時において、適量のＴｉ、
Ｂ、Ｍｏ及びＮｉ等を溶接金属中に添加することにより
強度及び靱性が向上することができることは公知であ
る。本発明においても、Ｂ含有量が溶接金属中で０．０
０２０乃至０．００５０重量％となるように、フラック
ス及びワイヤのいずれか一方又は両方からＢを添加する
ことができる。
えば大入熱による潜弧溶接時において、適量のＴｉ、
Ｂ、Ｍｏ及びＮｉ等を溶接金属中に添加することにより
強度及び靱性が向上することができることは公知であ
る。本発明においても、Ｂ含有量が溶接金属中で０．０
０２０乃至０．００５０重量％となるように、フラック
ス及びワイヤのいずれか一方又は両方からＢを添加する
ことができる。
【００２３】フラックスの嵩密度：０．９０乃至１．３
０ｇ／ｃｍ3 フラックスの嵩密度が０．９０ｇ／ｃｍ3 未満である
と、フラックスが必要以上に軽くなり、溶接中において
吹き上げが多くなるので作業性が低下する。また、ビー
ドが過度に広がって溶込みが困難になり、割れ又は融合
不良が発生する。一方、フラックスの嵩密度が１．３０
ｇ／ｃｍ3 を超えると、フラックスの圧力が増加し、ビ
ード幅が広がらないのでビードの外観が劣化する。
０ｇ／ｃｍ3 フラックスの嵩密度が０．９０ｇ／ｃｍ3 未満である
と、フラックスが必要以上に軽くなり、溶接中において
吹き上げが多くなるので作業性が低下する。また、ビー
ドが過度に広がって溶込みが困難になり、割れ又は融合
不良が発生する。一方、フラックスの嵩密度が１．３０
ｇ／ｃｍ3 を超えると、フラックスの圧力が増加し、ビ
ード幅が広がらないのでビードの外観が劣化する。
【００２４】ボンドフラックスは原材料として水硝子等
の固着材を使用して造粒し、その後、焼成する工程によ
り製造されるものである。本発明におけるフラックスと
してボンドタイプを使用するのは、ボンドフラックスは
溶融型フラックスと比較して、ＣａＣＯ3 等の金属炭酸
塩を添加することができるので、溶融金属を低水素化で
き、鉄粉の添加により高溶着速度が得られると共に、大
入熱溶接に必要なスラグの塩基度、凝固温度及び粘性の
調整が容易であるという利点を有するからである。
の固着材を使用して造粒し、その後、焼成する工程によ
り製造されるものである。本発明におけるフラックスと
してボンドタイプを使用するのは、ボンドフラックスは
溶融型フラックスと比較して、ＣａＣＯ3 等の金属炭酸
塩を添加することができるので、溶融金属を低水素化で
き、鉄粉の添加により高溶着速度が得られると共に、大
入熱溶接に必要なスラグの塩基度、凝固温度及び粘性の
調整が容易であるという利点を有するからである。
【００２５】次に、本発明における下向隅肉サブマージ
アーク溶接用ワイヤの成分等の限定理由について説明す
る。
アーク溶接用ワイヤの成分等の限定理由について説明す
る。
【００２６】Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％ 前述の如く、溶接金属中のＣ含有量が増加すると、溶接
金属の高温割れが発生しやすくなるので、ワイヤ中のＣ
含有量を可能な限り低減することによって、溶接金属中
のＣ量を低減する必要がある。溶接ワイヤから溶接金属
へのＣの希釈寄与率は３０％程度であると推定できるの
で、ワイヤ中におけるＣ含有量は０．０９重量％まで許
容することができる。一方、ワイヤ中のＣ含有量を０．
０２重量％未満とすることは、技術的に困難である。従
って、ワイヤ中のＣ含有量は０．０２乃至０．０９重量
％とする。
金属の高温割れが発生しやすくなるので、ワイヤ中のＣ
含有量を可能な限り低減することによって、溶接金属中
のＣ量を低減する必要がある。溶接ワイヤから溶接金属
へのＣの希釈寄与率は３０％程度であると推定できるの
で、ワイヤ中におけるＣ含有量は０．０９重量％まで許
容することができる。一方、ワイヤ中のＣ含有量を０．
０２重量％未満とすることは、技術的に困難である。従
って、ワイヤ中のＣ含有量は０．０２乃至０．０９重量
％とする。
【００２７】Ｍｎ：１．８０乃至２．２０重量％ 前述の如く、Ｍｎは溶接金属の強度を向上させる元素で
ある。ワイヤ中のＭｎ含有量が１．８０重量％未満であ
ると、Ｃ含有量を低減させることによって発生する溶接
金属の強度不足を補うことができなくなる。一方、ワイ
ヤ中のＭｎ含有量が２．２０重量％を超えると、必要以
上に強度が高くなって、低温割れが発生しやすくなる。
従って、ワイヤ中のＭｎ含有量は、１．８０乃至２．２
０重量％とする。
ある。ワイヤ中のＭｎ含有量が１．８０重量％未満であ
ると、Ｃ含有量を低減させることによって発生する溶接
金属の強度不足を補うことができなくなる。一方、ワイ
ヤ中のＭｎ含有量が２．２０重量％を超えると、必要以
上に強度が高くなって、低温割れが発生しやすくなる。
従って、ワイヤ中のＭｎ含有量は、１．８０乃至２．２
０重量％とする。
【００２８】ワイヤ径：４．８乃至７．２ｍｍ ワイヤ径が４．８ｍｍ未満であると、アークが集中する
ので溶込み深さは十分に得られるが、溶込み幅が小さく
なりすぎるため、高温割れが発生しやすくなる。一方、
ワイヤ径が大きくなるに従ってワイヤの剛性が高くな
り、ワイヤ径が７．２ｍｍを超えると、ワイヤの送給抵
抗の増加によって送給不良が発生する。従って、ワイヤ
径は４．８乃至７．２ｍｍとする。
ので溶込み深さは十分に得られるが、溶込み幅が小さく
なりすぎるため、高温割れが発生しやすくなる。一方、
ワイヤ径が大きくなるに従ってワイヤの剛性が高くな
り、ワイヤ径が７．２ｍｍを超えると、ワイヤの送給抵
抗の増加によって送給不良が発生する。従って、ワイヤ
径は４．８乃至７．２ｍｍとする。
【００２９】本願発明者等は、溶接条件について、電極
間距離及びワーク傾斜角を重視し、これらを変化させる
ことによってビードの断面幅を調整した。即ち、前述の
如く、フラックス中のＣ含有量を可能な限り低減すると
共に、２電極の場合において電極間距離を６０ｍｍとす
ると、ビードの断面幅が広くなり、高温割れの発生を抑
制することができる。また、ワーク傾斜を７０°に設定
すると、最も良好な溶込み形状を得ることができる。
間距離及びワーク傾斜角を重視し、これらを変化させる
ことによってビードの断面幅を調整した。即ち、前述の
如く、フラックス中のＣ含有量を可能な限り低減すると
共に、２電極の場合において電極間距離を６０ｍｍとす
ると、ビードの断面幅が広くなり、高温割れの発生を抑
制することができる。また、ワーク傾斜を７０°に設定
すると、最も良好な溶込み形状を得ることができる。
【００３０】しかしながら、上述の方法によって、より
一層厚い鋼板を隅肉溶接すると、溶接速度が実用上の最
低限度まで低下し、板厚の増加に伴って溶着量も不足し
てしまう。従って、ウェブ板厚が８５ｍｍ以上である厚
板に対しては、電極数を３電極とすることにより溶接速
度を向上させることができる。３電極溶接における電極
間距離は、先行−中間極間を７０ｍｍとし、中間−後行
極間を１２０ｍｍとすることによって、ビードの断面幅
を広くすることができる。
一層厚い鋼板を隅肉溶接すると、溶接速度が実用上の最
低限度まで低下し、板厚の増加に伴って溶着量も不足し
てしまう。従って、ウェブ板厚が８５ｍｍ以上である厚
板に対しては、電極数を３電極とすることにより溶接速
度を向上させることができる。３電極溶接における電極
間距離は、先行−中間極間を７０ｍｍとし、中間−後行
極間を１２０ｍｍとすることによって、ビードの断面幅
を広くすることができる。
【００３１】以下、本発明における下向隅肉サブマージ
アーク溶接に適用する溶接母材並びに２電極及び３電極
溶接における溶接条件の限定理由について説明する。
アーク溶接に適用する溶接母材並びに２電極及び３電極
溶接における溶接条件の限定理由について説明する。
【００３２】溶接母材中のＣ：０．０５乃至０．１６重
量％ 通常、一般構造用圧延鋼、溶接構造用圧延鋼及びそれら
に準ずる鋼材中におけるＣ含有量はＪＩＳによって規定
されている。前述の如く、溶接金属中のＣ含有量が増加
すると溶接金属の高温割れが発生しやすくなるので、本
発明に適用する溶接母材においても、ＪＩＳに準ずるも
のとする。従って、溶接母材中のＣ含有量は０．０５乃
至０．１６重量％とする。
量％ 通常、一般構造用圧延鋼、溶接構造用圧延鋼及びそれら
に準ずる鋼材中におけるＣ含有量はＪＩＳによって規定
されている。前述の如く、溶接金属中のＣ含有量が増加
すると溶接金属の高温割れが発生しやすくなるので、本
発明に適用する溶接母材においても、ＪＩＳに準ずるも
のとする。従って、溶接母材中のＣ含有量は０．０５乃
至０．１６重量％とする。
【００３３】板厚ｔの鋼板におけるルート長さ：０．１
５ｔ乃至０．２０ｔ 板厚がｔ（ｍｍ）である鋼板において、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、溶込みが深くなり溶込み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の鋼板におけるルート長さは
０．１５ｔ乃至０．２０ｔとする。
５ｔ乃至０．２０ｔ 板厚がｔ（ｍｍ）である鋼板において、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、溶込みが深くなり溶込み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の鋼板におけるルート長さは
０．１５ｔ乃至０．２０ｔとする。
【００３４】溶接母材の開先角度：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、溶込み幅が細くなることにより、
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、溶着量が不足する。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、溶込み幅が細くなることにより、
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、溶着量が不足する。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。
【００３５】ワーク傾斜角：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、梨形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、脚長のバランスがウェブ側に傾き
すぎて、フランジ側になめカットが発生する。また、溶
込み形状が細長くなり、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溶込み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、梨形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、脚長のバランスがウェブ側に傾き
すぎて、フランジ側になめカットが発生する。また、溶
込み形状が細長くなり、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溶込み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。
【００３６】２電極溶接における先行極の電流値ＩＬ2
と後行極の電流値ＩＴ2 との電流比ＩＴ2／ＩＬ2：０．
６５乃至１．００ ３電極溶接における先行極の電流値ＩＬ3 と中間極の電
流値ＩＭ3 との電流比ＩＭ3／ＩＬ3：０．６５乃至１．
００、中間極の電流値と後行極の電流値ＩＴ3 との電流
比ＩＴ3／ＩＭ3：０．６５乃至１．００ 電流比は２電極及び３電極のいずれの溶接においても、
全体の溶融池がセミワンプールになるように調整した。
電流比が０．６５未満であると、溶融池が２プールとな
り、各電極の溶着金属が融合不良になると共に、ビード
表面が荒れやすくなるので好ましくない。一方、電流比
が１．００を超えると、溶融池が１プール化して溶接金
属が一体化することによって、高温割れが発生しやすく
なる。これは、２電極及び３電極のいずれの溶接におい
ても、同様の現象が発生する。従って、２電極溶接にお
ける先行極の電流値ＩＬ2 と後行極の電流値ＩＴ2 との
電流比ＩＴ2／ＩＬ2は０．６５乃至１．００とする。ま
た、３電極溶接における先行極の電流値ＩＬ3 と中間極
の電流値ＩＭ3 との電流比ＩＭ3／ＩＬ3は０．６５乃至
１．００とし、中間極の電流値と後行極の電流値ＩＴ3
との電流比ＩＴ3／ＩＭ3は０．６５乃至１．００とす
る。
と後行極の電流値ＩＴ2 との電流比ＩＴ2／ＩＬ2：０．
６５乃至１．００ ３電極溶接における先行極の電流値ＩＬ3 と中間極の電
流値ＩＭ3 との電流比ＩＭ3／ＩＬ3：０．６５乃至１．
００、中間極の電流値と後行極の電流値ＩＴ3 との電流
比ＩＴ3／ＩＭ3：０．６５乃至１．００ 電流比は２電極及び３電極のいずれの溶接においても、
全体の溶融池がセミワンプールになるように調整した。
電流比が０．６５未満であると、溶融池が２プールとな
り、各電極の溶着金属が融合不良になると共に、ビード
表面が荒れやすくなるので好ましくない。一方、電流比
が１．００を超えると、溶融池が１プール化して溶接金
属が一体化することによって、高温割れが発生しやすく
なる。これは、２電極及び３電極のいずれの溶接におい
ても、同様の現象が発生する。従って、２電極溶接にお
ける先行極の電流値ＩＬ2 と後行極の電流値ＩＴ2 との
電流比ＩＴ2／ＩＬ2は０．６５乃至１．００とする。ま
た、３電極溶接における先行極の電流値ＩＬ3 と中間極
の電流値ＩＭ3 との電流比ＩＭ3／ＩＬ3は０．６５乃至
１．００とし、中間極の電流値と後行極の電流値ＩＴ3
との電流比ＩＴ3／ＩＭ3は０．６５乃至１．００とす
る。
【００３７】２電極溶接における先行極の電圧値ＶＬ2
と後行極の電圧値ＶＴ2 との電圧比ＶＴ2／ＶＬ2：１．
００乃至１．５０ ３電極溶接における先行極の電圧値ＶＬ3 と中間極の電
圧値ＶＭ3 との電圧比ＶＭ3／ＶＬ3：１．００乃至１．
５０、中間極の電圧値と後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧
比ＶＴ3／ＶＭ3：０．８０乃至１．２０ ２電極溶接において、電圧比が１．００未満であると、
溶込み幅が細くなると共に、高温割れが発生しやすくな
って余盛りが不足する。一方、電圧比が１．５０を超え
ると、後行極の溶着金属が先行極の溶着金属に溶け込ま
なくなり、融合不良が生じたり、先行極の溶着金属に梨
形割れが発生しやすくなる。従って、２電極溶接におけ
る先行極の電圧値ＶＬ2 と後行極の電圧値ＶＴ2 との電
圧比ＶＴ2／ＶＬ2は１．００乃至１．５０とする。
と後行極の電圧値ＶＴ2 との電圧比ＶＴ2／ＶＬ2：１．
００乃至１．５０ ３電極溶接における先行極の電圧値ＶＬ3 と中間極の電
圧値ＶＭ3 との電圧比ＶＭ3／ＶＬ3：１．００乃至１．
５０、中間極の電圧値と後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧
比ＶＴ3／ＶＭ3：０．８０乃至１．２０ ２電極溶接において、電圧比が１．００未満であると、
溶込み幅が細くなると共に、高温割れが発生しやすくな
って余盛りが不足する。一方、電圧比が１．５０を超え
ると、後行極の溶着金属が先行極の溶着金属に溶け込ま
なくなり、融合不良が生じたり、先行極の溶着金属に梨
形割れが発生しやすくなる。従って、２電極溶接におけ
る先行極の電圧値ＶＬ2 と後行極の電圧値ＶＴ2 との電
圧比ＶＴ2／ＶＬ2は１．００乃至１．５０とする。
【００３８】また、３電極溶接において、先行−中間極
に関しては２電極溶接と同様の現象が発生する。また、
中間−後行極において、電圧比が０．８０未満である
と、溶着量の不足によって余盛りが不足となり、開先が
残ってしまう。一方、電圧比が１．２０を超えると、余
盛りが過多となって、他の電極の溶着金属への溶込みが
浅くなるので融合不良となる。従って、３電極溶接にお
ける先行極の電圧値ＶＬ3 と中間極の電圧値ＶＭ3 との
電圧比ＶＭ3／ＶＬ3は１．００乃至１．５０とし、中間
極の電圧値と後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧比ＶＴ3／
ＶＭ3は０．８０乃至１．２０とする。
に関しては２電極溶接と同様の現象が発生する。また、
中間−後行極において、電圧比が０．８０未満である
と、溶着量の不足によって余盛りが不足となり、開先が
残ってしまう。一方、電圧比が１．２０を超えると、余
盛りが過多となって、他の電極の溶着金属への溶込みが
浅くなるので融合不良となる。従って、３電極溶接にお
ける先行極の電圧値ＶＬ3 と中間極の電圧値ＶＭ3 との
電圧比ＶＭ3／ＶＬ3は１．００乃至１．５０とし、中間
極の電圧値と後行極の電圧値ＶＴ3 との電圧比ＶＴ3／
ＶＭ3は０．８０乃至１．２０とする。
【００３９】２電極溶接における先行−後行極間距離：
５０乃至７０ｍｍ ３電極溶接における先行−中間極間距離：５０乃至８０
ｍｍ、中間−後行極間距離：８０乃至１４０ｍｍ ２電極溶接において、先行−後行極間距離が５０ｍｍ未
満であると、溶融池が１プール化して高温割れが発生し
やすくなる。一方、先行−後行極間距離が７０ｍｍを超
えると、溶融池が２プール化して各電極の溶着金属間に
融合不良が生じやすくなる。また、先行極の溶着金属に
高温割れが発生しやすい。従って、２電極溶接における
先行−後行極間距離は５０乃至７０ｍｍとする。
５０乃至７０ｍｍ ３電極溶接における先行−中間極間距離：５０乃至８０
ｍｍ、中間−後行極間距離：８０乃至１４０ｍｍ ２電極溶接において、先行−後行極間距離が５０ｍｍ未
満であると、溶融池が１プール化して高温割れが発生し
やすくなる。一方、先行−後行極間距離が７０ｍｍを超
えると、溶融池が２プール化して各電極の溶着金属間に
融合不良が生じやすくなる。また、先行極の溶着金属に
高温割れが発生しやすい。従って、２電極溶接における
先行−後行極間距離は５０乃至７０ｍｍとする。
【００４０】また、３電極溶接においては、一般的に、
溶接入熱を大きくするために溶接速度を低くするが、低
速溶接は効率の点で不利であり、実用上安定して使用で
きる溶接速度範囲の下限近くになるため、溶接速度を上
げる必要がある。更に、３電極溶接の先行−中間極にお
いては２電極間溶接における先行−後行極と同様の現象
が発生する。一方、先行−中間極において形成された溶
融池に対して、中間−後行極間においてもセミワンプー
ルとなるようにする必要がある。従って、３電極溶接に
おける先行−中間極間距離は５０乃至８０ｍｍとし、中
間−後行極間距離は８０乃至１４０ｍｍとする。
溶接入熱を大きくするために溶接速度を低くするが、低
速溶接は効率の点で不利であり、実用上安定して使用で
きる溶接速度範囲の下限近くになるため、溶接速度を上
げる必要がある。更に、３電極溶接の先行−中間極にお
いては２電極間溶接における先行−後行極と同様の現象
が発生する。一方、先行−中間極において形成された溶
融池に対して、中間−後行極間においてもセミワンプー
ルとなるようにする必要がある。従って、３電極溶接に
おける先行−中間極間距離は５０乃至８０ｍｍとし、中
間−後行極間距離は８０乃至１４０ｍｍとする。
【００４１】先行極のワイヤ傾斜角：＋３乃至＋６°、
後行極のワイヤ傾斜角：−１０乃至−３°、３電極溶接
における中間極のワイヤ傾斜角：−２乃至＋２° ２電極及び３電極のいずれの溶接においても、先行極の
ワイヤ傾斜角が＋３°未満であると、溶融池がアークの
下まで流れ込み、溶込みが浅くなってしまう。一方、先
行極のワイヤ傾斜角が＋６°を超えると、溶込み幅が小
さくなって高温割れが発生しやすくなる。また、後行極
のワイヤ傾斜角が−１０°未満であると、余盛りが過多
となり、融合不良が発生しやすくなる。一方、後行極の
ワイヤ傾斜角が−３°を超えると、溶込みが細くなりす
ぎて高温割れが発生しやすくなる。
後行極のワイヤ傾斜角：−１０乃至−３°、３電極溶接
における中間極のワイヤ傾斜角：−２乃至＋２° ２電極及び３電極のいずれの溶接においても、先行極の
ワイヤ傾斜角が＋３°未満であると、溶融池がアークの
下まで流れ込み、溶込みが浅くなってしまう。一方、先
行極のワイヤ傾斜角が＋６°を超えると、溶込み幅が小
さくなって高温割れが発生しやすくなる。また、後行極
のワイヤ傾斜角が−１０°未満であると、余盛りが過多
となり、融合不良が発生しやすくなる。一方、後行極の
ワイヤ傾斜角が−３°を超えると、溶込みが細くなりす
ぎて高温割れが発生しやすくなる。
【００４２】３電極溶接において、中間極のワイヤ傾斜
角が−２°未満であると、溶融池を先行極へ押しやる形
となり、先行極の溶融池と１プール化すると共に、後行
極の溶融池と２プールとなって、浅い位置において融合
不良又は高温割れが発生する。一方、中間極のワイヤ傾
斜角が＋２°を超えると、逆に、後行極の溶融池と１プ
ール化すると共に、先行極の溶融池と２プールとなるの
で、深い位置において融合不良又は高温割れが発生す
る。従って、先行極のワイヤ傾斜角は＋３乃至＋６°、
後行極のワイヤ傾斜角は−１０乃至−３°とし、３電極
溶接における中間極のワイヤ傾斜角は−２乃至＋２°と
する。
角が−２°未満であると、溶融池を先行極へ押しやる形
となり、先行極の溶融池と１プール化すると共に、後行
極の溶融池と２プールとなって、浅い位置において融合
不良又は高温割れが発生する。一方、中間極のワイヤ傾
斜角が＋２°を超えると、逆に、後行極の溶融池と１プ
ール化すると共に、先行極の溶融池と２プールとなるの
で、深い位置において融合不良又は高温割れが発生す
る。従って、先行極のワイヤ傾斜角は＋３乃至＋６°、
後行極のワイヤ傾斜角は−１０乃至−３°とし、３電極
溶接における中間極のワイヤ傾斜角は−２乃至＋２°と
する。
【００４３】
【実施例】以下、本発明に係る鋼板の下向隅肉サブマー
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。
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。
【００４４】先ず、フラックスの鉄粉含有量が溶込み深
さ及びビード外観に対して及ぼす影響を調査するため
に、厚鋼板を使用して、下向隅肉サブマージアーク溶接
を施した。
さ及びビード外観に対して及ぼす影響を調査するため
に、厚鋼板を使用して、下向隅肉サブマージアーク溶接
を施した。
【００４５】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的断面図である。図１
（ａ）に示すように、鋼板からなる溶接母材１の表面
に、溶接母材２の端部を溶接母材１に垂直になるように
当て、溶接部がＫ開先となるように切欠を設け、溶接母
材２の端部の表面と裏面とに斜面２ｂ及び２ｃを形成す
ると共に、溶接母材２の端部の中央にルート部２ａを形
成した。そして、上部の開先部４に対して下向きに溶接
するので、開先部４が上向きに開く開先となるように、
溶接母材１及び２を固定板３に固定した。
開先形状及び設置方法を示す模式的断面図である。図１
（ａ）に示すように、鋼板からなる溶接母材１の表面
に、溶接母材２の端部を溶接母材１に垂直になるように
当て、溶接部がＫ開先となるように切欠を設け、溶接母
材２の端部の表面と裏面とに斜面２ｂ及び２ｃを形成す
ると共に、溶接母材２の端部の中央にルート部２ａを形
成した。そして、上部の開先部４に対して下向きに溶接
するので、開先部４が上向きに開く開先となるように、
溶接母材１及び２を固定板３に固定した。
【００４６】本実施例においては、図１（ｂ）に示すよ
うに、ワーク傾斜角αを７０°とし、上部の開先角度β
及び下部の開先角度θを、共に４２°とした。但し、溶
接母材２の板厚ｔは８０ｍｍのものと１００ｍｍのもの
とを準備して、板厚ｔが８０ｍｍである鋼板に対しては
２電極溶接、板厚ｔが１００ｍｍである鋼板に対しては
３電極溶接とした。また、本発明においては、板厚ｔの
鋼板に対してルート部２ａのルート長さｍを０．１５ｔ
乃至０．２０ｔとするので、８０ｍｍ鋼板においては、
ルート長さｍを１４ｍｍとし、１００ｍｍ鋼板において
は、ルート長さを１６ｍｍとした。本発明においては、
溶接母材２の端部の表面及び裏面に同一サイズの切欠を
設けたので、溶接母材２の表面における溶接母材１に平
行方向の切欠の深さｋと、溶接母材の裏面における溶接
母材１に平行方向の切欠の深さｎとは同一である。即
ち、８０ｍｍ鋼板の切欠の深さｋ及びｎは３３ｍｍと
し、１００ｍｍ鋼板の切欠の深さｋ及びｎは４２ｍｍと
した。
うに、ワーク傾斜角αを７０°とし、上部の開先角度β
及び下部の開先角度θを、共に４２°とした。但し、溶
接母材２の板厚ｔは８０ｍｍのものと１００ｍｍのもの
とを準備して、板厚ｔが８０ｍｍである鋼板に対しては
２電極溶接、板厚ｔが１００ｍｍである鋼板に対しては
３電極溶接とした。また、本発明においては、板厚ｔの
鋼板に対してルート部２ａのルート長さｍを０．１５ｔ
乃至０．２０ｔとするので、８０ｍｍ鋼板においては、
ルート長さｍを１４ｍｍとし、１００ｍｍ鋼板において
は、ルート長さを１６ｍｍとした。本発明においては、
溶接母材２の端部の表面及び裏面に同一サイズの切欠を
設けたので、溶接母材２の表面における溶接母材１に平
行方向の切欠の深さｋと、溶接母材の裏面における溶接
母材１に平行方向の切欠の深さｎとは同一である。即
ち、８０ｍｍ鋼板の切欠の深さｋ及びｎは３３ｍｍと
し、１００ｍｍ鋼板の切欠の深さｋ及びｎは４２ｍｍと
した。
【００４７】また、図２はワイヤの傾斜角を示す模式的
断面図である。図２（ａ）に示すように、ワイヤ４ａ及
びチップ５ａを有する溶接機６ａは、溶接方向に向かっ
て前傾しており、ワイヤ４ａの先端は溶接方向から後退
して溶接母材７に当てられているので、溶接母材７に垂
直な線に対する後退角を正（＋）のワイヤ傾斜角として
表すものとする。従って、ワイヤ４ｂとチップ５ｂを有
する溶接機６ｂは、溶接方向に向かって後傾しており、
ワイヤ４ｂの先端は溶接方向へ前進するように溶接母材
７に当てられているので、溶接母材７に垂直な線に対す
る前進角は負（−）のワイヤ傾斜角で表される。
断面図である。図２（ａ）に示すように、ワイヤ４ａ及
びチップ５ａを有する溶接機６ａは、溶接方向に向かっ
て前傾しており、ワイヤ４ａの先端は溶接方向から後退
して溶接母材７に当てられているので、溶接母材７に垂
直な線に対する後退角を正（＋）のワイヤ傾斜角として
表すものとする。従って、ワイヤ４ｂとチップ５ｂを有
する溶接機６ｂは、溶接方向に向かって後傾しており、
ワイヤ４ｂの先端は溶接方向へ前進するように溶接母材
７に当てられているので、溶接母材７に垂直な線に対す
る前進角は負（−）のワイヤ傾斜角で表される。
【００４８】本実施例の８０ｍｍ鋼板に対する２電極溶
接においては、図２（ｂ）に示すように、先行極１０の
ワイヤ８を溶接方向に向かって前傾させて溶接母材１４
に当て、ワイヤ傾斜角を＋５°とした。また、後行極１
３のワイヤ１１は溶接方向に向かって後傾させており、
ワイヤ傾斜角は−８°とした。そして、先行−後行極間
距離は６０ｍｍとした。
接においては、図２（ｂ）に示すように、先行極１０の
ワイヤ８を溶接方向に向かって前傾させて溶接母材１４
に当て、ワイヤ傾斜角を＋５°とした。また、後行極１
３のワイヤ１１は溶接方向に向かって後傾させており、
ワイヤ傾斜角は−８°とした。そして、先行−後行極間
距離は６０ｍｍとした。
【００４９】また、本実施例の１００ｍｍ鋼板に対する
３電極溶接においては、先行極１６のワイヤ１１の傾斜
角は、２電極溶接と同様に＋５°とし、中間極１９のワ
イヤ１７を溶接母材２３に垂直に当て（ワイヤ傾斜角０
°）、後行極２２のワイヤ２０の傾斜角は−７°とし
た。そして、先行−中間極間距離を７０ｍｍ、中間−後
行極間距離を１２０ｍｍとした。
３電極溶接においては、先行極１６のワイヤ１１の傾斜
角は、２電極溶接と同様に＋５°とし、中間極１９のワ
イヤ１７を溶接母材２３に垂直に当て（ワイヤ傾斜角０
°）、後行極２２のワイヤ２０の傾斜角は−７°とし
た。そして、先行−中間極間距離を７０ｍｍ、中間−後
行極間距離を１２０ｍｍとした。
【００５０】なお、溶接母材１及び２として下記表１に
示す化学成分を有するＳＭ４９０Ａ鋼板を使用し、供試
溶材として、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に示す化学成分及び粉体特性を有する
３種のボンドフラックスを使用し、下記表３に示す溶接
条件によって溶接した。これらの溶込み深さ及びビード
の外観等の評価結果を下記表４に示す。但し、下記表３
において、側は溶接サイドを表している。また、下記表
４において○は評価結果が良好であることを示し、×は
実用的でないことを示す。
示す化学成分を有するＳＭ４９０Ａ鋼板を使用し、供試
溶材として、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に示す化学成分及び粉体特性を有する
３種のボンドフラックスを使用し、下記表３に示す溶接
条件によって溶接した。これらの溶込み深さ及びビード
の外観等の評価結果を下記表４に示す。但し、下記表３
において、側は溶接サイドを表している。また、下記表
４において○は評価結果が良好であることを示し、×は
実用的でないことを示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】上記表４に示すように、フラックス記号Ａ
−１を使用して溶接したものについては、鉄粉の含有量
が低いので、溶着量が不足してアンダカットが発生しや
すくなった。一方、フラックス記号Ａ−３を使用して溶
接すると、ビードの表面が荒れて、外観が極めて悪くな
った。このように、フラックス中の鉄粉含有量は、ビー
ドの外観に大きく影響している。
−１を使用して溶接したものについては、鉄粉の含有量
が低いので、溶着量が不足してアンダカットが発生しや
すくなった。一方、フラックス記号Ａ−３を使用して溶
接すると、ビードの表面が荒れて、外観が極めて悪くな
った。このように、フラックス中の鉄粉含有量は、ビー
ドの外観に大きく影響している。
【００５６】次に、溶接母材の開先形状が溶接金属の成
形性に対して及ぼす影響を調査するために、下記表５に
示す種々の開先形状に加工した厚鋼板を使用して、下向
隅肉サブマージアーク溶接を施した。
形性に対して及ぼす影響を調査するために、下記表５に
示す種々の開先形状に加工した厚鋼板を使用して、下向
隅肉サブマージアーク溶接を施した。
【００５７】なお、溶接母材及び供試溶材は上記表１に
示す化学成分を有するものを使用すると共に、上記表２
におけるフラックス記号Ａ−２のボンドフラックスを使
用し、上記表３に示す溶接条件によって溶接した。溶接
金属の成形性として、溶込み深さ、ビード外観及び溶接
金属の健全性の３点で評価した。溶接金属の健全性は溶
接金属をＵＴによって観察し、割れ又は溶込み不良の発
生の有無を確認することによって評価したものである。
これらの評価結果を下記表５に併せて示す。
示す化学成分を有するものを使用すると共に、上記表２
におけるフラックス記号Ａ−２のボンドフラックスを使
用し、上記表３に示す溶接条件によって溶接した。溶接
金属の成形性として、溶込み深さ、ビード外観及び溶接
金属の健全性の３点で評価した。溶接金属の健全性は溶
接金属をＵＴによって観察し、割れ又は溶込み不良の発
生の有無を確認することによって評価したものである。
これらの評価結果を下記表５に併せて示す。
【００５８】
【表５】
【００５９】上記表５に示すように、記号Ｂ−１及びＢ
−４の開先形状を有する母材に対して溶接したものにつ
いては、ルート長さが本発明範囲の上限を超えているの
で、十分な溶込みを得ることができず、開先が残ってし
まう。一方、記号Ｂ−３及びＢ−６の開先形状を有する
母材に対して溶接すると、ルート長さが本発明範囲の下
限未満であるので、溶込み幅が細くなり、高温割れが発
生しやすくなったと推定される。
−４の開先形状を有する母材に対して溶接したものにつ
いては、ルート長さが本発明範囲の上限を超えているの
で、十分な溶込みを得ることができず、開先が残ってし
まう。一方、記号Ｂ−３及びＢ−６の開先形状を有する
母材に対して溶接すると、ルート長さが本発明範囲の下
限未満であるので、溶込み幅が細くなり、高温割れが発
生しやすくなったと推定される。
【００６０】更に、溶接時における電極間距離が、溶接
作業性及び溶接金属の成形性に対して及ぼす影響を調査
するために、下記表６に示す電極間距離で電極を設置
し、下向隅肉サブマージアーク溶接を実施した。
作業性及び溶接金属の成形性に対して及ぼす影響を調査
するために、下記表６に示す電極間距離で電極を設置
し、下向隅肉サブマージアーク溶接を実施した。
【００６１】なお、溶接母材及び供試溶材は上記表１に
示す化学成分を有するものを使用すると共に、上記表２
のフラックス記号Ａ−２のボンドフラックスを使用し、
上記表５の記号Ｂ−２の開先形状に形成した鋼板を上記
表３に示す溶接条件によって溶接した。これらの評価結
果を下記表６に併せて示す。
示す化学成分を有するものを使用すると共に、上記表２
のフラックス記号Ａ−２のボンドフラックスを使用し、
上記表５の記号Ｂ−２の開先形状に形成した鋼板を上記
表３に示す溶接条件によって溶接した。これらの評価結
果を下記表６に併せて示す。
【００６２】
【表６】
【００６３】上記表６に示すように、板厚が８０ｍｍで
ある鋼板に対する２電極溶接において、記号Ｃ−１は電
極間距離が本発明範囲の下限未満であるので、溶込み形
状が細くなって高温割れが発生しやすくなった。一方、
記号Ｃ−３は電極間距離が本発明範囲の上限を超えてい
るので、アークが安定せず、ビードの外観に荒れが生じ
たり、溶融池が２プールになることから、先行極の溶着
金属と後行極の溶着金属との間に融合不良が生じ、割れ
が発生しやすくなった。
ある鋼板に対する２電極溶接において、記号Ｃ−１は電
極間距離が本発明範囲の下限未満であるので、溶込み形
状が細くなって高温割れが発生しやすくなった。一方、
記号Ｃ−３は電極間距離が本発明範囲の上限を超えてい
るので、アークが安定せず、ビードの外観に荒れが生じ
たり、溶融池が２プールになることから、先行極の溶着
金属と後行極の溶着金属との間に融合不良が生じ、割れ
が発生しやすくなった。
【００６４】また、板厚が１００ｍｍである鋼板に対す
る３電極溶接において、記号Ｃ−４〜Ｃ−７及びＣ−１
０は、先行−中間極又は中間−後行極間距離が本発明範
囲の下限未満であるので、溶接金属に割れが発生した。
中間−後行極間距離が短いと、先行−中間極間で形成し
た溶融池と一体化して、１プールの溶融池になるため
に、高温割れが発生しやすくなる。記号Ｃ−６、Ｃ−９
及びＣ−１２については、先行−中間極間距離が本発明
範囲の上限を超えているので、２電極溶接と同様に溶接
作業性が低下した。また、Ｃ−１０〜Ｃ−１２は中間−
後行極間距離が本発明範囲の上限を超えているので、ビ
ード外観に荒れが生じ、溶融池が２プールとなることか
ら、先行−中間極の溶着金属と後行極の溶着金属とが融
合不良となって、割れが発生しやすくなった。
る３電極溶接において、記号Ｃ−４〜Ｃ−７及びＣ−１
０は、先行−中間極又は中間−後行極間距離が本発明範
囲の下限未満であるので、溶接金属に割れが発生した。
中間−後行極間距離が短いと、先行−中間極間で形成し
た溶融池と一体化して、１プールの溶融池になるため
に、高温割れが発生しやすくなる。記号Ｃ−６、Ｃ−９
及びＣ−１２については、先行−中間極間距離が本発明
範囲の上限を超えているので、２電極溶接と同様に溶接
作業性が低下した。また、Ｃ−１０〜Ｃ−１２は中間−
後行極間距離が本発明範囲の上限を超えているので、ビ
ード外観に荒れが生じ、溶融池が２プールとなることか
ら、先行−中間極の溶着金属と後行極の溶着金属とが融
合不良となって、割れが発生しやすくなった。
【００６５】更に、溶接時のワーク傾斜角が溶接金属に
与える影響を調査するために、下記表７に示すワーク傾
斜角で溶接母材を設置し、下向隅肉サブマージアーク溶
接を実施した。
与える影響を調査するために、下記表７に示すワーク傾
斜角で溶接母材を設置し、下向隅肉サブマージアーク溶
接を実施した。
【００６６】なお、溶接母材及び供試溶材は上記表１に
示す化学成分を有するものを使用すると共に、フラック
ス記号Ａ−２のボンドフラックス及び記号Ｂ−２の開先
形状に形成した鋼板を使用し、電極間距離はＣ−２及び
Ｃ−８として、上記表３に示す溶接条件によって溶接し
た。これらの評価結果を下記表７に併せて示す。
示す化学成分を有するものを使用すると共に、フラック
ス記号Ａ−２のボンドフラックス及び記号Ｂ−２の開先
形状に形成した鋼板を使用し、電極間距離はＣ−２及び
Ｃ−８として、上記表３に示す溶接条件によって溶接し
た。これらの評価結果を下記表７に併せて示す。
【００６７】
【表７】
【００６８】上記表７に示すように、８０ｍｍ及び１０
０ｍｍの板厚のいずれにおいても、記号Ｄ−１及びＤ−
６はワーク傾斜角が５５°未満であるので、ビード幅が
狭くなり、梨形割れが発生した。一方、Ｄ−５及びＤ−
１０はワーク傾斜角が８０°を超えているので、フラン
ジ側になめカットが発生し、溶込み形状が細長くなりす
ぎて梨形割れが発生した。なお、ワーク傾斜角が５５乃
至８０°の範囲においても、Ｄ−２、Ｄ−４、Ｄ−７及
びＤ−９は欠陥は発生しないが、高温割れが生じるよう
な溶接の溶込み形状に近くなった。このように、溶込み
幅が十分であり、不安がない溶込み形状になるワーク傾
斜角の範囲は６０乃至７５°であった。
０ｍｍの板厚のいずれにおいても、記号Ｄ−１及びＤ−
６はワーク傾斜角が５５°未満であるので、ビード幅が
狭くなり、梨形割れが発生した。一方、Ｄ−５及びＤ−
１０はワーク傾斜角が８０°を超えているので、フラン
ジ側になめカットが発生し、溶込み形状が細長くなりす
ぎて梨形割れが発生した。なお、ワーク傾斜角が５５乃
至８０°の範囲においても、Ｄ−２、Ｄ−４、Ｄ−７及
びＤ−９は欠陥は発生しないが、高温割れが生じるよう
な溶接の溶込み形状に近くなった。このように、溶込み
幅が十分であり、不安がない溶込み形状になるワーク傾
斜角の範囲は６０乃至７５°であった。
【００６９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
フラックス中の鉄粉添加量を適正量に規定し、溶接金属
中のＣ含有量を制限すると共に、溶接母材のルート長
さ、電極間距離及びワーク傾斜角等を適切に選択してい
るので、ウェブ板厚が１００ｍｍまでの鋼板を完全溶込
み溶接することができ、優れた溶接作業性及び溶接金属
を得ることができる。
フラックス中の鉄粉添加量を適正量に規定し、溶接金属
中のＣ含有量を制限すると共に、溶接母材のルート長
さ、電極間距離及びワーク傾斜角等を適切に選択してい
るので、ウェブ板厚が１００ｍｍまでの鋼板を完全溶込
み溶接することができ、優れた溶接作業性及び溶接金属
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的断面図である。
び設置方法を示す模式的断面図である。
【図２】ワイヤの傾斜角を示す模式的断面図である。
１、２、７、１４、２３；母材 ２ａ；ルート部 ３；固定板 ４；開先部 ４ａ、４ｂ、８、１１、１４、１７、２０；ワイヤ ５ａ、５ｂ、９、１２、１５、１８、２１；チップ ６ａ、６ｂ、１０、１３、１６、１９、２２；溶接機
───────────────────────────────────────────────────── 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 35/30 ３２０ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３２０Ａ 35/362 ３１０ 35/362 ３１０Ｂ ３１０Ｃ
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０５乃至０．１６重量％を含有
し、板厚が４０ｍｍ以上８５ｍｍ未満である鋼板母材を
先行極及び後行極からなる２電極で下向隅肉サブマージ
アーク溶接する方法において、 フラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５乃至２８重量％、Ａｌ
2Ｏ3：１０乃至２０重量％、全ＴｉＯ2 ：５乃至１４重
量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量％、ＣａＣＯ3 ：７乃
至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１
５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ2 ：１．０乃至６．０
重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至７．０重量％及び（水溶
性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５
乃至３．５重量％を含有し、Ｃ：０．００５重量％以下
に規制されており、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋
水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2
Ｏ）：０．６０乃至０．９８及び（ＭｇＯ／全Ｓｉ
Ｏ2 ）：０．５０乃至１．１０である組成を有し、嵩密
度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃｍ3 であり、 溶接用ワイヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％及び
Ｍｎ：１．８０乃至２．２０重量％を含有し、ワイヤ径
が４．８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤであり、前記母
材に開先角度が４０乃至６０°の両側開先を設け、前記
母材の板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長さ（ｍｍ）を
０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８
０°、前記先行極の電流値ＩＬ2と前記後行極の電流値
ＩＴ2との電流比（ＩＴ2／ＩＬ2）を０．６５乃至１．
００、前記先行極の電圧値ＶＬ2 と前記後行極の電圧値
ＶＴ2 との電圧比（ＶＴ2／ＶＬ2）を１．００乃至１．
５０、前記先行極のワイヤ傾斜角を＋３乃至＋６°、前
記後行極のワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、先行−後
行極間距離を５０乃至７０ｍｍとして前記母材を溶接す
ることを特徴とする鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶
接方法。 - 【請求項２】 Ｃ：０．０５乃至０．１６重量％を含有
し、板厚が７０乃至１００ｍｍである鋼板母材を先行
極、中間極及び後行極からなる３電極で下向隅肉サブマ
ージアーク溶接する方法において、 フラックスは、全ＳｉＯ2 ：１５乃至２８重量％、Ａｌ
2Ｏ3：１０乃至２０重量％、全ＴｉＯ2 ：５乃至１４重
量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量％、ＣａＣＯ3 ：７乃
至１５重量％、全Ｍｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１
５乃至３５重量％、水溶性ＳｉＯ2 ：１．０乃至６．０
重量％、ＣａＦ2 ：１．５乃至７．０重量％及び（水溶
性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋水溶性Ｌｉ2Ｏ ）：１．５
乃至３．５重量％を含有し、Ｃ：０．００５重量％以下
に規制されており、（水溶性Ｎａ2Ｏ ＋水溶性Ｋ2Ｏ ＋
水溶性Ｌｉ2Ｏ ）／（全Ｎａ2Ｏ ＋全Ｋ2Ｏ ＋全Ｌｉ2
Ｏ）：０．６０乃至０．９８及び（ＭｇＯ／全Ｓｉ
Ｏ2 ）：０．５０乃至１．１０である組成を有し、嵩密
度が０．９０乃至１．３０ｇ／ｃｍ3 であり、 溶接用ワイヤは、Ｃ：０．０２乃至０．０９重量％及び
Ｍｎ：１．８０乃至２．２０重量％を含有し、ワイヤ径
が４．８乃至７．２ｍｍである鋼ワイヤであり、前記母
材に開先角度が４０乃至６０°の両側開先を設け、前記
母材の板厚ｔ（ｍｍ）に対するルート長さ（ｍｍ）を
０．１５ｔ乃至０．２０ｔ、ワーク傾斜角を５５乃至８
０°、前記先行極の電流値ＩＬ3と前記中間極の電流値
ＩＭ3との電流比（ＩＭ3／ＩＬ3）を０．６５乃至１．
００、前記中間極の電流値ＩＭ3 と前記後行極の電流値
ＩＴ3 との電流比（ＩＴ3／ＩＭ3）を０．６５乃至１．
００、前記先行極の電圧値ＶＬ3と前記中間極の電圧値
ＶＭ3との電圧比（ＶＭ3／ＶＬ3）を１．００乃至１．
５０、前記中間極の電圧値ＶＭ3 と前記後行極の電圧値
ＶＴ3 との電圧比（ＶＴ3／ＶＭ3）を０．８０乃至１．
２０、前記先行極のワイヤ傾斜角を＋３乃至＋６°、前
記中間極のワイヤ傾斜角を−２乃至＋２°、前記後行極
のワイヤ傾斜角を−１０乃至−３°、先行−中間極間距
離を５０乃至８０ｍｍ、中間−後行極間距離を８０乃至
１４０ｍｍとして前記母材を溶接することを特徴とする
鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25541795A JP2978744B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25541795A JP2978744B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999371A true JPH0999371A (ja) | 1997-04-15 |
| JP2978744B2 JP2978744B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=17278476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25541795A Expired - Lifetime JP2978744B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 鋼板の下向隅肉サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978744B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105196005A (zh) * | 2015-10-28 | 2015-12-30 | 上海振华重工机械配套有限公司 | 平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺 |
| CN107206549A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用焊剂 |
| CN115279528A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-11-01 | 株式会社神户制钢所 | 多电极气体保护电弧单面焊方法和多电极气体保护电弧单面焊装置 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25541795A patent/JP2978744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107206549A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用焊剂 |
| CN107206549B (zh) * | 2015-02-02 | 2019-08-09 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用焊剂 |
| CN105196005A (zh) * | 2015-10-28 | 2015-12-30 | 上海振华重工机械配套有限公司 | 平衡梁纵缝免清根全溶透埋弧焊成型工艺 |
| CN115279528A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-11-01 | 株式会社神户制钢所 | 多电极气体保护电弧单面焊方法和多电极气体保护电弧单面焊装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2978744B2 (ja) | 1999-11-15 |
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