JPH10258364A - 溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法 - Google Patents
溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法Info
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- JPH10258364A JPH10258364A JP6151797A JP6151797A JPH10258364A JP H10258364 A JPH10258364 A JP H10258364A JP 6151797 A JP6151797 A JP 6151797A JP 6151797 A JP6151797 A JP 6151797A JP H10258364 A JPH10258364 A JP H10258364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンダーカットなど溶接欠陥のない鋼管の溶
接方法を提供する。 【解決手段】 多電極潜孤溶接において、各電極を同時
に囲む通電コイルを配置して溶接する際、周波数を５〜
１５ヘルツ、磁束密度を５０〜５００ガウスにすること
により溶接欠陥の少ない鋼管が得られる。 【効果】 溶接欠陥の少ない鋼管を提供することにより
パイプラインの安全性が向上した。
接方法を提供する。 【解決手段】 多電極潜孤溶接において、各電極を同時
に囲む通電コイルを配置して溶接する際、周波数を５〜
１５ヘルツ、磁束密度を５０〜５００ガウスにすること
により溶接欠陥の少ない鋼管が得られる。 【効果】 溶接欠陥の少ない鋼管を提供することにより
パイプラインの安全性が向上した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＵＯＥおよびスパイ
ラル（以下ＳＰという）鋼管の溶接方法に関するもので
ある。
ラル（以下ＳＰという）鋼管の溶接方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＵＯＥ鋼管やＳＰ鋼管は石油・天然ガス
などの輸送手段として使用されている。ＵＯＥ鋼管やＳ
Ｐ鋼管の溶接に対しては、溶接速度の向上など生産性の
観点から、潜弧溶接（ＳＡＷ）において３ないしは４〜
５電極の多電極潜弧溶接法の適用が一般的となってい
る。また、溶接速度をさらに向上させる手段として、各
溶接電極の溶接電流値を高く設定し、溶接速度を向上さ
せることが一般的であるが、溶接電流を極端に高く設定
し、溶接速度を大きくした場合、溶接欠陥の発生が顕著
になるという問題がある。
などの輸送手段として使用されている。ＵＯＥ鋼管やＳ
Ｐ鋼管の溶接に対しては、溶接速度の向上など生産性の
観点から、潜弧溶接（ＳＡＷ）において３ないしは４〜
５電極の多電極潜弧溶接法の適用が一般的となってい
る。また、溶接速度をさらに向上させる手段として、各
溶接電極の溶接電流値を高く設定し、溶接速度を向上さ
せることが一般的であるが、溶接電流を極端に高く設定
し、溶接速度を大きくした場合、溶接欠陥の発生が顕著
になるという問題がある。
【０００３】溶接速度の上昇にともなって助長される溶
接欠陥には、溶接金属中に発生する欠陥、および溶接金
属の表面近傍に発生する外観上の欠陥がある。前者の欠
陥には溶融スラグの巻き込みやスラグの生成時に生じる
ガスを起因とするブローホール欠陥、および溶接金属割
れなどがある。スラグ巻き込み欠陥とブローホール欠陥
は、溶融状態で生成した溶融スラグやガスに起因するも
ので、溶接速度の上昇に伴い溶融池の凝固時間が短くな
るため、溶融スラグやガスが溶接金属中にトラップされ
やすい。
接欠陥には、溶接金属中に発生する欠陥、および溶接金
属の表面近傍に発生する外観上の欠陥がある。前者の欠
陥には溶融スラグの巻き込みやスラグの生成時に生じる
ガスを起因とするブローホール欠陥、および溶接金属割
れなどがある。スラグ巻き込み欠陥とブローホール欠陥
は、溶融状態で生成した溶融スラグやガスに起因するも
ので、溶接速度の上昇に伴い溶融池の凝固時間が短くな
るため、溶融スラグやガスが溶接金属中にトラップされ
やすい。
【０００４】一方、外観上の欠陥には溶接速度の上昇に
よるビード表面形状の凸化とそれに伴うアンダーカット
の生成がある。一般的に４電極ＳＡＷ（サブマージアー
ク溶接）の場合、先行の第一、第二電極は主として母材
の掘り下げに寄与し、掘り出された溶鋼流は後方へ押し
流される。つづく第三電極では第一，二電極で掘り出さ
れた溶鋼流の勢いを抑制するとともに、ビード幅を広げ
る作用がある。さらに第四電極目では第一〜第三電極に
よって後方へ押し出された溶鋼流の勢いをさらに弱めて
凝固を安定化させる。したがって４電極ＳＡＷなどの多
電極潜弧溶接において溶接速度の高速化を達成するため
には、各電極の電流、電圧あるいは電極角度、電極間隔
などのバランスが非常に重要である。
よるビード表面形状の凸化とそれに伴うアンダーカット
の生成がある。一般的に４電極ＳＡＷ（サブマージアー
ク溶接）の場合、先行の第一、第二電極は主として母材
の掘り下げに寄与し、掘り出された溶鋼流は後方へ押し
流される。つづく第三電極では第一，二電極で掘り出さ
れた溶鋼流の勢いを抑制するとともに、ビード幅を広げ
る作用がある。さらに第四電極目では第一〜第三電極に
よって後方へ押し出された溶鋼流の勢いをさらに弱めて
凝固を安定化させる。したがって４電極ＳＡＷなどの多
電極潜弧溶接において溶接速度の高速化を達成するため
には、各電極の電流、電圧あるいは電極角度、電極間隔
などのバランスが非常に重要である。
【０００５】これに対して発明者らは特願平７−２４５
９７２号明細書で多電極潜弧溶接法において、多電極の
溶接チップ部を囲むコイルを配置し、該コイルに通電し
て磁場を形成し、溶融金属に磁気攪拌を与えて溶接する
ことにより、溶接欠陥の少ない溶接方法を示してきた。
９７２号明細書で多電極潜弧溶接法において、多電極の
溶接チップ部を囲むコイルを配置し、該コイルに通電し
て磁場を形成し、溶融金属に磁気攪拌を与えて溶接する
ことにより、溶接欠陥の少ない溶接方法を示してきた。
【０００６】しかしながら、全電極をコイルで囲んで各
電極に強力な磁場を付与することで溶接欠陥は減少する
が、攪拌により第一電極での堀り下げ作用が弱まって溶
け込み深さが小さくなり、内外面溶接金属のメタルタッ
チを確保できないという問題点、および、溶接速度が大
きくなると溶融池の長さが長くなり、磁場による攪拌の
効果が十分に発揮されないという問題点が生じてきた。
電極に強力な磁場を付与することで溶接欠陥は減少する
が、攪拌により第一電極での堀り下げ作用が弱まって溶
け込み深さが小さくなり、内外面溶接金属のメタルタッ
チを確保できないという問題点、および、溶接速度が大
きくなると溶融池の長さが長くなり、磁場による攪拌の
効果が十分に発揮されないという問題点が生じてきた。
【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り、鋼管の多電
極潜弧溶接における溶接速度を向上し、生産性とその溶
接品質を改善できる鋼管の溶接方法を提供することを目
的とするものである。
の問題点を解消すべくなされたものであり、鋼管の多電
極潜弧溶接における溶接速度を向上し、生産性とその溶
接品質を改善できる鋼管の溶接方法を提供することを目
的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、(1)２つ以上の電極を有する多電極潜
孤溶接において、各電極を同時に囲む通電コイルを配置
して、該コイルによって磁場を形成させるに際し、５〜
１５ヘルツの交番電流をコイルに付与し、溶接ワイヤ先
端部の磁束密度が５０〜５００ガウスとなるように設定
して溶接することを特徴とする溶接欠陥の少ない鋼管の
溶接方法。および、(2)２つ以上の電極を有する多電極
潜孤溶接において、多電極の溶接チップ部を囲うコイル
を配置し、該コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を付与
して、溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁束密
度を形成させながら溶接する際、溶接線長さ方向のコイ
ルの内径距離（mm）と溶接速度（mm/min）との比が０．
０６５〜０．０８５を満足する磁気コイルを用いること
を特徴とする溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法である。
とするところは、(1)２つ以上の電極を有する多電極潜
孤溶接において、各電極を同時に囲む通電コイルを配置
して、該コイルによって磁場を形成させるに際し、５〜
１５ヘルツの交番電流をコイルに付与し、溶接ワイヤ先
端部の磁束密度が５０〜５００ガウスとなるように設定
して溶接することを特徴とする溶接欠陥の少ない鋼管の
溶接方法。および、(2)２つ以上の電極を有する多電極
潜孤溶接において、多電極の溶接チップ部を囲うコイル
を配置し、該コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を付与
して、溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁束密
度を形成させながら溶接する際、溶接線長さ方向のコイ
ルの内径距離（mm）と溶接速度（mm/min）との比が０．
０６５〜０．０８５を満足する磁気コイルを用いること
を特徴とする溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法である。
【０００９】発明者らは鋭意検討を行い、コイルによっ
て磁場を形成する際に、適正な周波数および磁束密度を
付与することにより、十分な溶け込み深さが得られ、ブ
ローホールやアンダーカットなど溶接欠陥の少ない溶接
方法を発明することができた。
て磁場を形成する際に、適正な周波数および磁束密度を
付与することにより、十分な溶け込み深さが得られ、ブ
ローホールやアンダーカットなど溶接欠陥の少ない溶接
方法を発明することができた。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明による多電極（４電
極）の潜弧溶接法による鋼管の溶接法を示すものであ
る。図２は図１の正断面図（ａ）および上部からの態様
を示す図（ｂ）である。図中の記号Ｌ2 は磁気攪拌用コ
イルの溶接線方向のコイル内径距離（mm）を示し、一様
な磁場強度の得られる範囲である。この図１および図２
に示す溶接設備において、符号１はコイルの鋼製外皮、
２は同様に鋼製内皮、３は鋼製内皮と鋼製外皮の間にエ
ナメル銅線を巻いたコイル。４はコイルの間接水冷管、
５は冷却水導入口、６は冷却水排水口、７は冷却水仕切
り壁、８は電極へのコイル固定用冶具、９は電極と鋼製
外皮１の絶縁材、１０は電極へ鋼製外皮を固定するため
の止めネジ、１１はコイル３に接続する交番磁場電源、
１２は潜弧溶接用の第一電極、１３は第二電極、１４は
第三電極、１５は第四電極、１６〜１９は４電極用の各
溶接電源、２０は鋼管の母材、２１は潜弧溶接用のフラ
ックス、２２〜２５は各電極の溶接アーク、２６は溶融
池、２７は潜弧溶接ビード、２８は潜弧溶接スラグであ
る。
極）の潜弧溶接法による鋼管の溶接法を示すものであ
る。図２は図１の正断面図（ａ）および上部からの態様
を示す図（ｂ）である。図中の記号Ｌ2 は磁気攪拌用コ
イルの溶接線方向のコイル内径距離（mm）を示し、一様
な磁場強度の得られる範囲である。この図１および図２
に示す溶接設備において、符号１はコイルの鋼製外皮、
２は同様に鋼製内皮、３は鋼製内皮と鋼製外皮の間にエ
ナメル銅線を巻いたコイル。４はコイルの間接水冷管、
５は冷却水導入口、６は冷却水排水口、７は冷却水仕切
り壁、８は電極へのコイル固定用冶具、９は電極と鋼製
外皮１の絶縁材、１０は電極へ鋼製外皮を固定するため
の止めネジ、１１はコイル３に接続する交番磁場電源、
１２は潜弧溶接用の第一電極、１３は第二電極、１４は
第三電極、１５は第四電極、１６〜１９は４電極用の各
溶接電源、２０は鋼管の母材、２１は潜弧溶接用のフラ
ックス、２２〜２５は各電極の溶接アーク、２６は溶融
池、２７は潜弧溶接ビード、２８は潜弧溶接スラグであ
る。
【００１１】なお、第一電極１２と溶接進行方向の鋼製
内皮２との間は５〜１０mm離して設定する。前記図１お
よび図２において、鋼製外皮と鋼製内皮の間に数百から
数千回エナメル銅線を巻いたコイル３に交番磁場電源１
１から交番電流を流し磁場を発生させる。磁場はエナメ
ル銅線が溶接電極１２〜１５の円周方向に巻き付けてい
るため、コイルの鋼製内皮側では溶接電極に対して軸方
向の磁場が得られる。一方、溶接電源１６〜１９から溶
接電極１２〜１５を介してそれぞれの中心から溶接ワイ
ヤと母材との間で溶接部近傍を潜孤溶接用のフラックス
２１で覆いながら溶接アーク２２〜２５を発生させる。
母材部の溶接アークの直下には溶融池の長さ記号Ｌ1
（mm）の溶融池２６が形成され、さらにその後方には潜
孤溶接スラグ２８に覆われた溶接ビード２７が形成され
る。ここで溶接電流はアーク２２〜２５と溶融池２６を
介して母材面２０に平行、かつ放射状に流れる。
内皮２との間は５〜１０mm離して設定する。前記図１お
よび図２において、鋼製外皮と鋼製内皮の間に数百から
数千回エナメル銅線を巻いたコイル３に交番磁場電源１
１から交番電流を流し磁場を発生させる。磁場はエナメ
ル銅線が溶接電極１２〜１５の円周方向に巻き付けてい
るため、コイルの鋼製内皮側では溶接電極に対して軸方
向の磁場が得られる。一方、溶接電源１６〜１９から溶
接電極１２〜１５を介してそれぞれの中心から溶接ワイ
ヤと母材との間で溶接部近傍を潜孤溶接用のフラックス
２１で覆いながら溶接アーク２２〜２５を発生させる。
母材部の溶接アークの直下には溶融池の長さ記号Ｌ1
（mm）の溶融池２６が形成され、さらにその後方には潜
孤溶接スラグ２８に覆われた溶接ビード２７が形成され
る。ここで溶接電流はアーク２２〜２５と溶融池２６を
介して母材面２０に平行、かつ放射状に流れる。
【００１２】これに対して前記の磁場２９がほぼ垂直に
クロスし、フレーミングの左手の法則により、溶融池２
６に回転力が作用して溶融金属溶を一方向に回転させよ
うとする力が作用し、溶融金属が攪拌される。一般にコ
イルに発生する磁束密度は、コイルに流れる電流に比例
する。コイルに流れる電流の増加に伴い、磁束密度は大
きくなる。この結果、溶融池に作用する回転力は大きく
なる。しかし、単に磁束密度を大きくしても、溶接欠陥
は低減されず、むしろ溶接欠陥を助長することもある。
クロスし、フレーミングの左手の法則により、溶融池２
６に回転力が作用して溶融金属溶を一方向に回転させよ
うとする力が作用し、溶融金属が攪拌される。一般にコ
イルに発生する磁束密度は、コイルに流れる電流に比例
する。コイルに流れる電流の増加に伴い、磁束密度は大
きくなる。この結果、溶融池に作用する回転力は大きく
なる。しかし、単に磁束密度を大きくしても、溶接欠陥
は低減されず、むしろ溶接欠陥を助長することもある。
【００１３】また、交番電流を付与することにより、コ
イルに発生する磁界の方向は正負の逆転を繰り返す。こ
の結果、溶融池に作用する回転力も時計廻りと反時計廻
りの逆転を繰り返す。周波数を大きくすると、単位時間
に逆転する回数が多くなる。しかし、単に逆転する回数
を多くしても、溶接欠陥は低減されず、むしろ溶接欠陥
を助長することもある。そこで、溶接欠陥を低減するた
めに、コイルに付与する適正な周波数および溶接ワイヤ
先端に形成する適正な磁束密度について、鋭意検討を行
った。この結果、コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を
付与して、溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁
束密度を形成させながら溶接することにより、溶接欠陥
の少ない溶接が可能となった。
イルに発生する磁界の方向は正負の逆転を繰り返す。こ
の結果、溶融池に作用する回転力も時計廻りと反時計廻
りの逆転を繰り返す。周波数を大きくすると、単位時間
に逆転する回数が多くなる。しかし、単に逆転する回数
を多くしても、溶接欠陥は低減されず、むしろ溶接欠陥
を助長することもある。そこで、溶接欠陥を低減するた
めに、コイルに付与する適正な周波数および溶接ワイヤ
先端に形成する適正な磁束密度について、鋭意検討を行
った。この結果、コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を
付与して、溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁
束密度を形成させながら溶接することにより、溶接欠陥
の少ない溶接が可能となった。
【００１４】周波数が５ヘルツ未満になると、溶融池に
作用する回転力の回転方向の逆転が少なく、十分に攪拌
されないために溶接欠陥が発生する。また15ヘルツを超
えると溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が多す
ぎるために、粘性のある溶融金属を十分に攪拌できない
ために、溶接欠陥が発生する。溶接ワイヤ先端の磁束密
度が５０ガウス未満になると、溶融池に作用する回転力
が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌することがで
きないため、溶接欠陥が発生する。また５００ガウスを
超えると溶融池に作用する回転力が大きくなるため、ア
ークの掘り下げ力が低下し、溶け込み深さが低減する。
この結果、内外面溶接金属のメタルタッチが確保できな
くなる。
作用する回転力の回転方向の逆転が少なく、十分に攪拌
されないために溶接欠陥が発生する。また15ヘルツを超
えると溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が多す
ぎるために、粘性のある溶融金属を十分に攪拌できない
ために、溶接欠陥が発生する。溶接ワイヤ先端の磁束密
度が５０ガウス未満になると、溶融池に作用する回転力
が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌することがで
きないため、溶接欠陥が発生する。また５００ガウスを
超えると溶融池に作用する回転力が大きくなるため、ア
ークの掘り下げ力が低下し、溶け込み深さが低減する。
この結果、内外面溶接金属のメタルタッチが確保できな
くなる。
【００１５】なお、溶接時の熱からコイルを保護するた
め、コイルの間接水冷管４の冷却水導水口５から冷却水
を供給し、コイルを間接的に冷却したのち冷却水排水口
６から排水される。水冷仕切り壁７は冷却水をコイルの
周方向に回転させて冷却能を高めるためである。
め、コイルの間接水冷管４の冷却水導水口５から冷却水
を供給し、コイルを間接的に冷却したのち冷却水排水口
６から排水される。水冷仕切り壁７は冷却水をコイルの
周方向に回転させて冷却能を高めるためである。
【００１６】つぎに、本発明のもう一つの特徴である磁
気攪拌用コイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ2 （mm）
を前記の範囲とする理由について説明する。本発明者ら
は、２つ以上の電極を有する多電極潜弧溶接において、
さらなる高速度化を指向する場合、磁気攪拌による効果
が少なくなることが判明した。この原因は溶接速度の変
化に伴い、溶融池の長さＬ1 が大きく変化することに起
因することが明らかとなった。すなわち、溶接速度が遅
い場合は溶融池長さＬ1 は短く、また溶接速度が速くな
れば溶融池長さＬ1 が長くなる。磁気攪拌コイルの溶接
線長さ方向の内径距離Ｌ2 が２００mm程度で、溶融池長
さＬ1 が２１００mm以上となる溶接速度の場合、溶融池
の一部が磁場の作用による攪拌が行われないために磁気
攪拌の効果が弱まる。
気攪拌用コイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ2 （mm）
を前記の範囲とする理由について説明する。本発明者ら
は、２つ以上の電極を有する多電極潜弧溶接において、
さらなる高速度化を指向する場合、磁気攪拌による効果
が少なくなることが判明した。この原因は溶接速度の変
化に伴い、溶融池の長さＬ1 が大きく変化することに起
因することが明らかとなった。すなわち、溶接速度が遅
い場合は溶融池長さＬ1 は短く、また溶接速度が速くな
れば溶融池長さＬ1 が長くなる。磁気攪拌コイルの溶接
線長さ方向の内径距離Ｌ2 が２００mm程度で、溶融池長
さＬ1 が２１００mm以上となる溶接速度の場合、溶融池
の一部が磁場の作用による攪拌が行われないために磁気
攪拌の効果が弱まる。
【００１７】そこで、４電極の潜弧溶接法で溶接速度と
溶融池長さについて調査した。その結果、磁気攪拌溶接
の場合、磁気攪拌コイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ
2 （mm）は溶接速度に応じた距離に設定する必要がある
ことを見出した。コイルの内径距離Ｌ2 と溶接速度（mm
/min）の比（Ｐ値）が０．０６５〜０．０８５を満足す
るコイルを使用することにより、溶接速度が高速度化し
ても磁気攪拌効果の得られることが明かとなった。Ｌ2
を上記の係数の範囲とした理由は、係数が０．０６５未
満の場合は上述のように溶融池の一部が一様な磁場の作
用しない領域にはみだし、磁気攪拌効果が十分に得られ
なくなるからである。また、逆にＰ値が０．０８５を超
えると磁気攪拌コイルの形状が必要以上に大きくなり、
またコイルのエナメル銅線の長さも長くなるために必要
な磁場強度を得るために交番磁場電源装置の容量も大幅
に増強しなければならず、装置価格も高価格となるから
である。
溶融池長さについて調査した。その結果、磁気攪拌溶接
の場合、磁気攪拌コイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ
2 （mm）は溶接速度に応じた距離に設定する必要がある
ことを見出した。コイルの内径距離Ｌ2 と溶接速度（mm
/min）の比（Ｐ値）が０．０６５〜０．０８５を満足す
るコイルを使用することにより、溶接速度が高速度化し
ても磁気攪拌効果の得られることが明かとなった。Ｌ2
を上記の係数の範囲とした理由は、係数が０．０６５未
満の場合は上述のように溶融池の一部が一様な磁場の作
用しない領域にはみだし、磁気攪拌効果が十分に得られ
なくなるからである。また、逆にＰ値が０．０８５を超
えると磁気攪拌コイルの形状が必要以上に大きくなり、
またコイルのエナメル銅線の長さも長くなるために必要
な磁場強度を得るために交番磁場電源装置の容量も大幅
に増強しなければならず、装置価格も高価格となるから
である。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例について記述する。 ［実施例１］ＡＰＩ規格Ｘ６５級の１２．７mm厚鋼板を
溶接した。表１に溶接条件を示す。溶接後、ビード部の
Ｘ線透過試験、アンダーカット発生率の測定を実施し
た。試験結果を表２に示す。アンダーカット発生率は、
アンダーカット長さの総和とビード長さの総和の比で表
した。実用性の評価は、実用上適用可能と判断されたも
のを○印、ハツリおよび補修溶接が必要と判断されたも
のを×印として示す。
溶接した。表１に溶接条件を示す。溶接後、ビード部の
Ｘ線透過試験、アンダーカット発生率の測定を実施し
た。試験結果を表２に示す。アンダーカット発生率は、
アンダーカット長さの総和とビード長さの総和の比で表
した。実用性の評価は、実用上適用可能と判断されたも
のを○印、ハツリおよび補修溶接が必要と判断されたも
のを×印として示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】本発明法による符号１は溶接欠陥のない良
好な溶接ビードが得られたが、比較法による溶接では溶
接欠陥が発生し、実用上適用不可能であった。符号２は
コイルに付与した交番電流の周波数が５ヘルツ未満であ
るために、溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が
少なく、十分に攪拌されないために溶接欠陥が発生す
る。符号３は交番電流の周波数が１５ヘルツを超えるた
め、溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が多すぎ
て、粘性のある溶融金属を十分に攪拌できないために、
溶接欠陥が発生する。符号４は溶接ワイヤ先端部の磁束
密度が５０ガウス未満であったために、溶融池に作用す
る回転力が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌する
ことができず、溶接欠陥が発生する。符号５は溶接ワイ
ヤ先端部の磁束密度が５００ガウスを超えるため、内外
面溶接のメタルタッチがなく、溶接欠陥が生じた。
好な溶接ビードが得られたが、比較法による溶接では溶
接欠陥が発生し、実用上適用不可能であった。符号２は
コイルに付与した交番電流の周波数が５ヘルツ未満であ
るために、溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が
少なく、十分に攪拌されないために溶接欠陥が発生す
る。符号３は交番電流の周波数が１５ヘルツを超えるた
め、溶融池に作用する回転力の回転方向の逆転が多すぎ
て、粘性のある溶融金属を十分に攪拌できないために、
溶接欠陥が発生する。符号４は溶接ワイヤ先端部の磁束
密度が５０ガウス未満であったために、溶融池に作用す
る回転力が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌する
ことができず、溶接欠陥が発生する。符号５は溶接ワイ
ヤ先端部の磁束密度が５００ガウスを超えるため、内外
面溶接のメタルタッチがなく、溶接欠陥が生じた。
【００２２】［実施例２］ＡＰＩ規格Ｘ６５級の１２．
７mm厚鋼板を用いて、溶接速度３．３ｍ/minで４電極の
潜弧溶接を実施した。磁場形成の条件はコイルの下面と
母材間の距離を４０mmの一定とし、コイルに流す電流の
周波数と溶接ワイヤ先端部の磁束密度を変化させた。Ｘ
線撮影による溶接欠陥の有無、アンダーカット発生率を
調査した。アンダーカット発生率はアンダーカットの長
さの総和をビード長さの総和で割って示した。実用性の
評価は、実用上適用可能と判断されたものを○印、ハツ
リおよび補修溶接が必要と判断されたものを×印として
示す。試験条件を表３、試験結果を表４に示す。
７mm厚鋼板を用いて、溶接速度３．３ｍ/minで４電極の
潜弧溶接を実施した。磁場形成の条件はコイルの下面と
母材間の距離を４０mmの一定とし、コイルに流す電流の
周波数と溶接ワイヤ先端部の磁束密度を変化させた。Ｘ
線撮影による溶接欠陥の有無、アンダーカット発生率を
調査した。アンダーカット発生率はアンダーカットの長
さの総和をビード長さの総和で割って示した。実用性の
評価は、実用上適用可能と判断されたものを○印、ハツ
リおよび補修溶接が必要と判断されたものを×印として
示す。試験条件を表３、試験結果を表４に示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】本発明法である符号１はＬ2 を大きくした
ために、溶接速度が３．３ｍ/minでアンダーカットの発
生もなく、さらに溶接部の内質も良好な結果が得られ
た。これに対して、比較鋼の溶接部では溶接欠陥が多発
した。符号２の磁気コイルを使用しない場合はアンダー
カットが発生した。また、符号３の磁気コイルを使用し
た場合でもコイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ2 が２
００mmすなわちＰ値が０．０６１であるためにアンダー
カットが発生した。符号４は適正なコイルの内径距離を
確保したが、コイルに付与した電流の周波数が５ヘルツ
未満であるために、溶融池に作用する回転力の回転方向
の逆転が少なく、十分に攪拌されないために溶接欠陥が
発生する。符号５は磁気攪拌を適用したが、溶融池に作
用する回転力の回転方向の逆転が多すぎるために、粘性
のある溶融金属を十分に攪拌できないために、溶接欠陥
が発生する。符号６は磁気攪拌を適用し、かつ適正なコ
イルの内径距離を確保したが、溶接ワイヤ先端部の磁束
密度が５００ガウス未満であったために、溶融池に作用
する回転力が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌す
ることができず、溶接欠陥が発生する。符号７は磁気攪
拌を適用したが、溶接ワイヤ先端部の磁束密度が５００
ガウスを超えるため、内外面溶接のメタルタッチがな
く、溶接欠陥が生じた。
ために、溶接速度が３．３ｍ/minでアンダーカットの発
生もなく、さらに溶接部の内質も良好な結果が得られ
た。これに対して、比較鋼の溶接部では溶接欠陥が多発
した。符号２の磁気コイルを使用しない場合はアンダー
カットが発生した。また、符号３の磁気コイルを使用し
た場合でもコイルの溶接線長さ方向の内径距離Ｌ2 が２
００mmすなわちＰ値が０．０６１であるためにアンダー
カットが発生した。符号４は適正なコイルの内径距離を
確保したが、コイルに付与した電流の周波数が５ヘルツ
未満であるために、溶融池に作用する回転力の回転方向
の逆転が少なく、十分に攪拌されないために溶接欠陥が
発生する。符号５は磁気攪拌を適用したが、溶融池に作
用する回転力の回転方向の逆転が多すぎるために、粘性
のある溶融金属を十分に攪拌できないために、溶接欠陥
が発生する。符号６は磁気攪拌を適用し、かつ適正なコ
イルの内径距離を確保したが、溶接ワイヤ先端部の磁束
密度が５００ガウス未満であったために、溶融池に作用
する回転力が弱く、粘性のある溶融金属を十分に攪拌す
ることができず、溶接欠陥が発生する。符号７は磁気攪
拌を適用したが、溶接ワイヤ先端部の磁束密度が５００
ガウスを超えるため、内外面溶接のメタルタッチがな
く、溶接欠陥が生じた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によればＵＯＥ鋼管およびスパイ
ラル鋼管のシーム溶接における溶接速度の向上が実現で
き、高生産性とその溶接品質を著しく改善することが可
能となった。
ラル鋼管のシーム溶接における溶接速度の向上が実現で
き、高生産性とその溶接品質を著しく改善することが可
能となった。
【図１】本発明による鋼管の溶接方法を示す説明図。
【図２】図２（ａ）は本発明の磁気攪拌用コイルの断面
図、（ｂ）は同コイルの平面図。
図、（ｂ）は同コイルの平面図。
１：磁気攪拌用コイルの鋼製外皮 ２：磁気攪拌用コイルの鋼製内皮 ３：鋼製内皮と鋼製外皮の間に巻いたコイル ４：間接水冷管 ５：冷却水導水口 ６：冷却水排水口 ７：冷却水仕切り壁 ８：電極へのコイル固定用冶具 ９：電極と鋼製外皮の絶縁材 １０：止めネジ １１：交番磁場電源 １２：第一電極 １３：第二電極 １４：第三電極 １５：第四電極 １６：第一電極用溶接電源 １７：第二電極用溶接電源 １８：第三電極用溶接電源 １９：第四電極用溶接電源 ２０：母材 ２１：潜弧溶接用フラックス ２２：第一電極用の溶接アーク ２３：第二電極用の溶接アーク ２４：第三電極用の溶接アーク ２５：第四電極用の溶接アーク ２６：溶融池 ２７：潜弧溶接ビード ２８：潜弧溶接スラグ ２９：磁場の作用方向 Ｌ1 ：溶接線方向の溶融池長さ（mm） Ｌ2 ：磁気攪拌コイルの溶接線長さ方向の内径距離（m
m）
m）
Claims (2)
- 【請求項１】 ２つ以上の電極を有する多電極潜孤溶接
において、多電極の溶接チップ部を囲うコイルを配置
し、該コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を付与して、
溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁束密度を形
成させながら溶接することを特徴とする溶接欠陥の少な
い鋼管の溶接方法。 - 【請求項２】 ２つ以上の電極を有する多電極潜孤溶接
において、多電極の溶接チップ部を囲うコイルを配置
し、該コイルに５〜１５ヘルツの交番電流を付与して、
溶接ワイヤ先端部に５０〜５００ガウスの磁束密度を形
成させながら溶接する際、次式のＰ値が０．０６５〜
０．０８５を満足する磁気コイルを用いることを特徴と
する溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法。 Ｐ＝｛溶接線長さ方向のコイルの内径距離(mm)｝／｛溶
接速度（mm/min）｝
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151797A JPH10258364A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151797A JPH10258364A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10258364A true JPH10258364A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13173371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6151797A Withdrawn JPH10258364A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 溶接欠陥の少ない鋼管の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10258364A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004017134A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | スパイラル溶接鋼管の製造方法 |
| JP2010125482A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Ihi Corp | 溶接継手部の保全装置及び保全方法 |
| JP2013184181A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | 溶接部品質に優れたサブマージアーク溶接方法 |
| JP2014208362A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接物の製造方法、溶接方法、溶接装置 |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP6151797A patent/JPH10258364A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004017134A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | スパイラル溶接鋼管の製造方法 |
| JP2010125482A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Ihi Corp | 溶接継手部の保全装置及び保全方法 |
| JP2013184181A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | 溶接部品質に優れたサブマージアーク溶接方法 |
| JP2014208362A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接物の製造方法、溶接方法、溶接装置 |
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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: 20040601 |