JPH11104837A - 炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法 - Google Patents
炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法Info
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- JPH11104837A JPH11104837A JP26683797A JP26683797A JPH11104837A JP H11104837 A JPH11104837 A JP H11104837A JP 26683797 A JP26683797 A JP 26683797A JP 26683797 A JP26683797 A JP 26683797A JP H11104837 A JPH11104837 A JP H11104837A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 裏波ビードに高温割れを発生することなく狭
開先Ｖ形突合せ継手を片面溶接できること。 【解決手段】 狭開先を有する被溶接物を片面溶接する
炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法において、前記
被溶接物の開先が開先角度５５°以下、ルートギャップ
２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭開先であり、裏当て材
を用い裏波ビードを形成する片面初層溶接に際し、平均
粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が２００ｐｐｍ以下の
開先内充填剤を開先内に開先ルートより高さ２ｍｍ以上
散布し、炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤとして、
ワイヤ径１．２〜１．６ｍｍの、ソリッドワイヤ、若し
くは、フラックス成分として含有される酸化物が２重量
％以下のメタル系フラックス入りワイヤを用いて、片面
初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐｐｍ以下となる溶
接を行うこと。
開先Ｖ形突合せ継手を片面溶接できること。 【解決手段】 狭開先を有する被溶接物を片面溶接する
炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法において、前記
被溶接物の開先が開先角度５５°以下、ルートギャップ
２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭開先であり、裏当て材
を用い裏波ビードを形成する片面初層溶接に際し、平均
粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が２００ｐｐｍ以下の
開先内充填剤を開先内に開先ルートより高さ２ｍｍ以上
散布し、炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤとして、
ワイヤ径１．２〜１．６ｍｍの、ソリッドワイヤ、若し
くは、フラックス成分として含有される酸化物が２重量
％以下のメタル系フラックス入りワイヤを用いて、片面
初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐｐｍ以下となる溶
接を行うこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟鋼・高張力鋼よ
りなる中板・厚板で構成される狭開先Ｖ形継手の片面溶
接に適用されるもので、高温割れのない健全な裏波ビー
ド（初層ビード）が得られ、耐高温割れ性に優れた片面
溶接を行うことができる、炭酸ガスアーク溶接による片
面溶接方法に関するものである。
りなる中板・厚板で構成される狭開先Ｖ形継手の片面溶
接に適用されるもので、高温割れのない健全な裏波ビー
ド（初層ビード）が得られ、耐高温割れ性に優れた片面
溶接を行うことができる、炭酸ガスアーク溶接による片
面溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】中板・厚板での溶接の能率化を図るた
め、被溶接物の開先をその断面積を減少させるべく狭開
先化し、シールドガスである炭酸ガスが安価であること
などから広く普及している炭酸ガスアーク溶接にて狭開
先Ｖ形突合せ継手を片面溶接するようにした炭酸ガスア
ーク溶接による片面溶接方法が提案されている。周知の
ように片面溶接では、開先裏面に開先長手方向に沿って
裏当て材を当て、開先表面の側から片面初層溶接を行っ
て、該裏当て材で溶融金属を支えて裏波ビード（片面初
層溶接ビード、あるいは単に初層ビードという）を形成
し、次いで２層目以後の溶接を行って狭開先継手の溶接
を完了させるようにしている。
め、被溶接物の開先をその断面積を減少させるべく狭開
先化し、シールドガスである炭酸ガスが安価であること
などから広く普及している炭酸ガスアーク溶接にて狭開
先Ｖ形突合せ継手を片面溶接するようにした炭酸ガスア
ーク溶接による片面溶接方法が提案されている。周知の
ように片面溶接では、開先裏面に開先長手方向に沿って
裏当て材を当て、開先表面の側から片面初層溶接を行っ
て、該裏当て材で溶融金属を支えて裏波ビード（片面初
層溶接ビード、あるいは単に初層ビードという）を形成
し、次いで２層目以後の溶接を行って狭開先継手の溶接
を完了させるようにしている。
【０００３】このような片面溶接方法の一例が、特公平
４−４５２７０号に示されている。この従来の片面溶接
方法では、狭開先Ｖ形突合せ継手（開先角度：５０°、
ルートギャップ：０ｍｍ）において裏当て材を用い裏波
ビードを形成する片面初層溶接に際し、鉄粉を主体とし
た金属粉からなる開先内充填剤を開先内に所定量散布
し、太径（φ２．０ｍｍ）のメタル系フラックス入りワ
イヤ（スラグ系ワイヤに比べてスラグ形成剤が少ないワ
イヤ）を用いて溶接するようにしている。
４−４５２７０号に示されている。この従来の片面溶接
方法では、狭開先Ｖ形突合せ継手（開先角度：５０°、
ルートギャップ：０ｍｍ）において裏当て材を用い裏波
ビードを形成する片面初層溶接に際し、鉄粉を主体とし
た金属粉からなる開先内充填剤を開先内に所定量散布
し、太径（φ２．０ｍｍ）のメタル系フラックス入りワ
イヤ（スラグ系ワイヤに比べてスラグ形成剤が少ないワ
イヤ）を用いて溶接するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の炭酸
ガスアーク溶接による片面溶接方法では、裏波ビード
（初層ビード）に高温割れが発生することがあるという
問題があった。
ガスアーク溶接による片面溶接方法では、裏波ビード
（初層ビード）に高温割れが発生することがあるという
問題があった。
【０００５】そこで本発明は、裏当て材、開先内充填剤
及び炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤを用い、狭開
先を有する被溶接物を片面溶接する炭酸ガスアーク溶接
による片面溶接方法において、高温割れのない健全な裏
波ビード（初層ビード）が得られ、耐高温割れ性に優れ
た片面溶接を行うことができる、炭酸ガスアーク溶接に
よる片面溶接方法を提供することを課題とする。
及び炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤを用い、狭開
先を有する被溶接物を片面溶接する炭酸ガスアーク溶接
による片面溶接方法において、高温割れのない健全な裏
波ビード（初層ビード）が得られ、耐高温割れ性に優れ
た片面溶接を行うことができる、炭酸ガスアーク溶接に
よる片面溶接方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明に係る炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法は、
裏当て材、開先内充填剤及び炭酸ガスシールドアーク溶
接用ワイヤを用い、狭開先を有する被溶接物を片面溶接
する炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法において、
前記被溶接物の開先が開先角度５５°以下、ルートギャ
ップ２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭開先であり、裏当
て材を用い裏波ビードを形成する片面初層溶接に際し、
平均粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が２００ｐｐｍ以
下の開先内充填剤を開先内に開先ルートより高さ２ｍｍ
以上散布し、炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤとし
て、ワイヤ径１．２〜１．６ｍｍの、ソリッドワイヤ、
若しくは、フラックス成分として含有される酸化物が２
重量％（ワイヤ全重量に対する重量％）以下のメタル系
フラックス入りワイヤを用いて、片面初層溶接金属の酸
素含有量が５５０ｐｐｍ以下となる溶接を行うことを特
徴とするものである。また、前記片面初層溶接に際し、
溶接電流：３５０〜５００Ａ、溶接速度：３０ｃｍ／分
以下に設定するようにしている。
発明に係る炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法は、
裏当て材、開先内充填剤及び炭酸ガスシールドアーク溶
接用ワイヤを用い、狭開先を有する被溶接物を片面溶接
する炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法において、
前記被溶接物の開先が開先角度５５°以下、ルートギャ
ップ２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭開先であり、裏当
て材を用い裏波ビードを形成する片面初層溶接に際し、
平均粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が２００ｐｐｍ以
下の開先内充填剤を開先内に開先ルートより高さ２ｍｍ
以上散布し、炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤとし
て、ワイヤ径１．２〜１．６ｍｍの、ソリッドワイヤ、
若しくは、フラックス成分として含有される酸化物が２
重量％（ワイヤ全重量に対する重量％）以下のメタル系
フラックス入りワイヤを用いて、片面初層溶接金属の酸
素含有量が５５０ｐｐｍ以下となる溶接を行うことを特
徴とするものである。また、前記片面初層溶接に際し、
溶接電流：３５０〜５００Ａ、溶接速度：３０ｃｍ／分
以下に設定するようにしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】片面溶接における初層ビードの高
温割れは、溶接金属の凝固時に割れが発生するもので、
凝固中の溶接金属に負荷される拘束力、溶接金属の成
分、溶接条件などに起因して発生するものである。この
高温割れは、ビード表面にビード幅のほぼ中央を開先長
手方向に沿って生じる表面縦割れの形態、あるいは、ビ
ード表面に達していない内部縦割れの形態をとるもので
ある。本発明に係る片面溶接方法では、開先角度５５°
以下でルートギャップ２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭
開先Ｖ形突合せ継手を炭酸ガスアーク溶接による片面溶
接するにあたり、初層ビード（裏波ビード）に高温割れ
を発生することなく片面初層溶接を行うために、以下
〜の構成としている。なお、前記狭開先継手の開先角
度の下限は３０°に設定している。
温割れは、溶接金属の凝固時に割れが発生するもので、
凝固中の溶接金属に負荷される拘束力、溶接金属の成
分、溶接条件などに起因して発生するものである。この
高温割れは、ビード表面にビード幅のほぼ中央を開先長
手方向に沿って生じる表面縦割れの形態、あるいは、ビ
ード表面に達していない内部縦割れの形態をとるもので
ある。本発明に係る片面溶接方法では、開先角度５５°
以下でルートギャップ２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭
開先Ｖ形突合せ継手を炭酸ガスアーク溶接による片面溶
接するにあたり、初層ビード（裏波ビード）に高温割れ
を発生することなく片面初層溶接を行うために、以下
〜の構成としている。なお、前記狭開先継手の開先角
度の下限は３０°に設定している。
【０００８】平均粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が
２００ｐｐｍ以下の開先内充填剤を開先内に開先ルート
より高さ２ｍｍ以上散布すること：前記狭開先の片面初
層溶接では、開先が狭いために、溶融池が開先長手方向
に沿って細長く延びるとともに溶融池幅が一定でなく不
規則に変動し、かつ該溶融池が上下にも不規則に大きく
動揺し、このように溶融池が細長く、かつ形状不安定と
なり、そのために溶融池の凝固が一斉かつ均一になされ
ないことで、高温割れが発生し易いということが分かっ
た。また、前記した溶融池が細長く、かつ形状不安定と
なることに起因して、アーク長（ワイヤ先端と溶融池と
の距離）が大きく変動しアークが不安定となり、このア
ークが不安定になることで前記の溶融池不安定現象が助
長されるという悪循環が生じていることが分かった。
２００ｐｐｍ以下の開先内充填剤を開先内に開先ルート
より高さ２ｍｍ以上散布すること：前記狭開先の片面初
層溶接では、開先が狭いために、溶融池が開先長手方向
に沿って細長く延びるとともに溶融池幅が一定でなく不
規則に変動し、かつ該溶融池が上下にも不規則に大きく
動揺し、このように溶融池が細長く、かつ形状不安定と
なり、そのために溶融池の凝固が一斉かつ均一になされ
ないことで、高温割れが発生し易いということが分かっ
た。また、前記した溶融池が細長く、かつ形状不安定と
なることに起因して、アーク長（ワイヤ先端と溶融池と
の距離）が大きく変動しアークが不安定となり、このア
ークが不安定になることで前記の溶融池不安定現象が助
長されるという悪循環が生じていることが分かった。
【０００９】そこで、開先内に開先内充填剤（例えば鋼
粒）を開先ルートより高さ２ｍｍ以上散布することによ
り、図１に示すように、散布された開先内充填剤で狭開
先の底部が埋められてあたかも開先ルートギャップが広
くなった状態となる。この状態でアークを発生させ充填
剤を溶融しながら溶接を行うと、充填剤なしの場合に比
べて溶融池が幅方向に広がって大きくなり、かつ不規則
に動揺することなく安定し、溶融池が安定化することで
アーク長の変動も小さくアークも安定化する。この溶融
池及びアークの安定化により溶融池の凝固が均一になさ
れて、高温割れの発生を抑制することができる。しかし
散布高さが２ｍｍ未満ではこのような溶融池及びアーク
の安定化による高温割れ抑制効果が発揮されない。
粒）を開先ルートより高さ２ｍｍ以上散布することによ
り、図１に示すように、散布された開先内充填剤で狭開
先の底部が埋められてあたかも開先ルートギャップが広
くなった状態となる。この状態でアークを発生させ充填
剤を溶融しながら溶接を行うと、充填剤なしの場合に比
べて溶融池が幅方向に広がって大きくなり、かつ不規則
に動揺することなく安定し、溶融池が安定化することで
アーク長の変動も小さくアークも安定化する。この溶融
池及びアークの安定化により溶融池の凝固が均一になさ
れて、高温割れの発生を抑制することができる。しかし
散布高さが２ｍｍ未満ではこのような溶融池及びアーク
の安定化による高温割れ抑制効果が発揮されない。
【００１０】一方、開先内充填剤は、その平均粒径が
０．３ｍｍ以上、かつ酸素含有量が２００ｐｐｍ以下と
する必要がある。開先内充填剤の平均粒径が０．３ｍｍ
より小さいと、溶接時のシールドガス（炭酸ガス）の吹
き付けによって飛ばされて散布高さが乱され、アークが
不安定になることで溶融池も動揺し不安定になる。した
がって、開先内充填剤の平均粒径の下限値は０．３ｍｍ
とする。なお、平均粒径が３ｍｍを超えると該充填剤を
アークで溶かし難くなる。また、後述するように、初層
ビードの良好な耐高温割れ性を確保するため片面初層溶
接金属の酸素含有量を５５０ｐｐｍ以下にすべく、酸素
含有量が２００ｐｐｍ以下の開先内充填剤を用いる必要
がある。
０．３ｍｍ以上、かつ酸素含有量が２００ｐｐｍ以下と
する必要がある。開先内充填剤の平均粒径が０．３ｍｍ
より小さいと、溶接時のシールドガス（炭酸ガス）の吹
き付けによって飛ばされて散布高さが乱され、アークが
不安定になることで溶融池も動揺し不安定になる。した
がって、開先内充填剤の平均粒径の下限値は０．３ｍｍ
とする。なお、平均粒径が３ｍｍを超えると該充填剤を
アークで溶かし難くなる。また、後述するように、初層
ビードの良好な耐高温割れ性を確保するため片面初層溶
接金属の酸素含有量を５５０ｐｐｍ以下にすべく、酸素
含有量が２００ｐｐｍ以下の開先内充填剤を用いる必要
がある。
【００１１】炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤの
ワイヤ径は１．２〜１．６ｍｍであること：太径ワイヤ
ほどワイヤ剛性が大きくなり、ワイヤ送給性不安定に起
因するアーク不安定（アーク長変動）がしばしば発生す
る。その結果、溶融池が不安定となり該溶融池の凝固が
均一になされず高温割れが発生し易くなる。ワイヤ径が
φ１．６ｍｍより太いものでは耐高温割れ性が大幅に悪
くなる。一方、ワイヤ径がφ１．２ｍｍより細いもので
は使用溶接電流範囲が低く安定した裏波ビードが得られ
ない（開先裏面側に裏波ビードが安定して出ない）。し
たがって、ワイヤ径は１．２〜１．６ｍｍの範囲とし
た。
ワイヤ径は１．２〜１．６ｍｍであること：太径ワイヤ
ほどワイヤ剛性が大きくなり、ワイヤ送給性不安定に起
因するアーク不安定（アーク長変動）がしばしば発生す
る。その結果、溶融池が不安定となり該溶融池の凝固が
均一になされず高温割れが発生し易くなる。ワイヤ径が
φ１．６ｍｍより太いものでは耐高温割れ性が大幅に悪
くなる。一方、ワイヤ径がφ１．２ｍｍより細いもので
は使用溶接電流範囲が低く安定した裏波ビードが得られ
ない（開先裏面側に裏波ビードが安定して出ない）。し
たがって、ワイヤ径は１．２〜１．６ｍｍの範囲とし
た。
【００１２】炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤと
して、ソリッドワイヤ、若しくは、フラックス成分とし
て含有される酸化物が２重量％（ワイヤ全重量に対する
重量％）以下のメタル系フラックス入りワイヤを用いる
こと：後述するように、初層ビードの良好な耐高温割れ
性を確保するため片面初層溶接金属の酸素含有量を５５
０ｐｐｍ以下にすべく、ソリッドワイヤ（一般に酸素含
有量が５０〜２００ｐｐｍ程度である）、若しくは、酸
化物が２重量％以下のメタル系フラックス入りワイヤを
用いる必要がある。
して、ソリッドワイヤ、若しくは、フラックス成分とし
て含有される酸化物が２重量％（ワイヤ全重量に対する
重量％）以下のメタル系フラックス入りワイヤを用いる
こと：後述するように、初層ビードの良好な耐高温割れ
性を確保するため片面初層溶接金属の酸素含有量を５５
０ｐｐｍ以下にすべく、ソリッドワイヤ（一般に酸素含
有量が５０〜２００ｐｐｍ程度である）、若しくは、酸
化物が２重量％以下のメタル系フラックス入りワイヤを
用いる必要がある。
【００１３】片面初層溶接金属の酸素含有量が５５０
ｐｐｍ以下：片面初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐ
ｐｍを超える場合は、初層ビードの耐高温割れ性が悪く
なる。したがって、良好な耐高温割れ性を得るためには
初層溶接金属中の酸素含有量の上限は５５０ｐｐｍとす
る必要がある。初層溶接金属の酸素含有量が高温割れに
対してどのような作用をするのか、その作用機構自体は
明らかではない。しかし、酸素含有量が多く５５０ｐｐ
ｍを超えると、若干の固溶酸素により固液共存温度領域
が広がり耐高温割れ性が悪くなる、あるいは、酸化物
（介在物）が比較的低融点酸化物となり耐高温割れ性が
悪くなる、と推定される。
ｐｐｍ以下：片面初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐ
ｐｍを超える場合は、初層ビードの耐高温割れ性が悪く
なる。したがって、良好な耐高温割れ性を得るためには
初層溶接金属中の酸素含有量の上限は５５０ｐｐｍとす
る必要がある。初層溶接金属の酸素含有量が高温割れに
対してどのような作用をするのか、その作用機構自体は
明らかではない。しかし、酸素含有量が多く５５０ｐｐ
ｍを超えると、若干の固溶酸素により固液共存温度領域
が広がり耐高温割れ性が悪くなる、あるいは、酸化物
（介在物）が比較的低融点酸化物となり耐高温割れ性が
悪くなる、と推定される。
【００１４】溶接電流が３５０〜５００Ａであるこ
と：溶接電流が大きいほど、アーク力も強くなって溶融
池が不規則に大きく動揺し形状不安定になり易く耐高温
割れ性が悪くなる。その上限は５００Ａである。一方、
３５０Ａより低いと、アーク力が弱くて安定した裏波ビ
ードが得られない（開先裏面側に裏波ビードが安定して
出ない）。したがって、片面初層溶接時の溶接電流は、
３５０〜５００Ａの範囲がよい。
と：溶接電流が大きいほど、アーク力も強くなって溶融
池が不規則に大きく動揺し形状不安定になり易く耐高温
割れ性が悪くなる。その上限は５００Ａである。一方、
３５０Ａより低いと、アーク力が弱くて安定した裏波ビ
ードが得られない（開先裏面側に裏波ビードが安定して
出ない）。したがって、片面初層溶接時の溶接電流は、
３５０〜５００Ａの範囲がよい。
【００１５】溶接速度が３０ｃｍ／分以下であるこ
と：溶接速度が大きいほど、溶融池が細長く延びて形状
不安定になり易く耐高温割れ性が悪くなる。その上限は
３０ｃｍ／分である。なお、溶接速度が１５ｃｍ／分よ
り小では、溶融池がアーク発生点前方に大きく先行する
ために裏波ビードが安定して出ないので、下限値は１５
ｃｍ／分が望ましい。ただし、水平に対して若干の昇り
傾斜となっている継手では、溶融池の先行が起こりにく
く裏波ビードが出やすいので、当然ながら溶接速度が１
５ｃｍ／分より小でも安定した裏波ビードが得られる場
合がある。
と：溶接速度が大きいほど、溶融池が細長く延びて形状
不安定になり易く耐高温割れ性が悪くなる。その上限は
３０ｃｍ／分である。なお、溶接速度が１５ｃｍ／分よ
り小では、溶融池がアーク発生点前方に大きく先行する
ために裏波ビードが安定して出ないので、下限値は１５
ｃｍ／分が望ましい。ただし、水平に対して若干の昇り
傾斜となっている継手では、溶融池の先行が起こりにく
く裏波ビードが出やすいので、当然ながら溶接速度が１
５ｃｍ／分より小でも安定した裏波ビードが得られる場
合がある。
【００１６】なお、裏当て材としては、その構成（構
造、材料）は特に制限されず、一般に市販されている耐
火物（セラミックス）製の裏当て材を用いることができ
る。また、裏当て材としてビード形状を良好に整えるた
めに裏当てフラックスなどを使用しても差し支えない。
造、材料）は特に制限されず、一般に市販されている耐
火物（セラミックス）製の裏当て材を用いることができ
る。また、裏当て材としてビード形状を良好に整えるた
めに裏当てフラックスなどを使用しても差し支えない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。表１及び表２に示す供試材料を使用し、表３に示
す初層溶接条件（個別の電流及び速度は表６に示す）に
て、狭開先Ｖ形突合せ継手の炭酸ガスアーク溶接による
片面初層溶接を実施し、裏波ビード（初層ビード）の高
温割れ発生の有無を調べた。
する。表１及び表２に示す供試材料を使用し、表３に示
す初層溶接条件（個別の電流及び速度は表６に示す）に
て、狭開先Ｖ形突合せ継手の炭酸ガスアーク溶接による
片面初層溶接を実施し、裏波ビード（初層ビード）の高
温割れ発生の有無を調べた。
【００１８】表２に使用した充填剤（本例では鋼粒）の
化学成分の範囲を示している。充填剤の化学成分は、基
本的には本例では使用ソリッドワイヤ（JIS Z 3312 YGW
11相当品）相当の化学成分であれば差し支えない。ま
た、初層溶接の運棒法については、表３のようにオシレ
ート幅２ｍｍの単純横振りのオシレートを行ったが、他
のオシレート法、またはオシレートしないストレート運
棒でも差し支えない。
化学成分の範囲を示している。充填剤の化学成分は、基
本的には本例では使用ソリッドワイヤ（JIS Z 3312 YGW
11相当品）相当の化学成分であれば差し支えない。ま
た、初層溶接の運棒法については、表３のようにオシレ
ート幅２ｍｍの単純横振りのオシレートを行ったが、他
のオシレート法、またはオシレートしないストレート運
棒でも差し支えない。
【００１９】図２はテストピース（溶接試験用の狭開先
Ｖ形突合せ継手）の説明図で、その（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。耐高温割れを評価するために拘
束板付きのテストピースを製作した。同図に示すよう
に、２枚の開先付き供試鋼板１を突き合わせてなる狭開
先Ｖ形突合せ継手（板厚ｔ：２０ｍｍ、幅Ｗ：３００ｍ
ｍ、長さＬ：６００ｍｍ）の裏面に４枚の拘束板２を溶
接接合してテストピースを製作した。各拘束板２はその
脚部（開先長手方向に対し直角方向へ延びる部位）をす
み肉溶接（全長）して継手裏面に溶接接合してある。符
号３は開先面内仮付け溶接部、４は裏当て材である。
Ｖ形突合せ継手）の説明図で、その（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。耐高温割れを評価するために拘
束板付きのテストピースを製作した。同図に示すよう
に、２枚の開先付き供試鋼板１を突き合わせてなる狭開
先Ｖ形突合せ継手（板厚ｔ：２０ｍｍ、幅Ｗ：３００ｍ
ｍ、長さＬ：６００ｍｍ）の裏面に４枚の拘束板２を溶
接接合してテストピースを製作した。各拘束板２はその
脚部（開先長手方向に対し直角方向へ延びる部位）をす
み肉溶接（全長）して継手裏面に溶接接合してある。符
号３は開先面内仮付け溶接部、４は裏当て材である。
【００２０】図３は開先内充填剤（本例では鋼粒）の平
均粒径φm を説明するための図である。同図に示すよう
に、１個の充填剤における最大長さをφmax(x)とし、そ
の中央点から垂直で、かつ最大長さのところをφy と
し、φmax(x)φy 平面からの垂直の長さをφz とし、
φ’＝（φmax(x)＋φy ＋φz ）／３を求める。任意の
２０個の充填剤の各φ’を測定し、これら２０個のφ’
の平均値を充填剤の平均粒径φm としている。
均粒径φm を説明するための図である。同図に示すよう
に、１個の充填剤における最大長さをφmax(x)とし、そ
の中央点から垂直で、かつ最大長さのところをφy と
し、φmax(x)φy 平面からの垂直の長さをφz とし、
φ’＝（φmax(x)＋φy ＋φz ）／３を求める。任意の
２０個の充填剤の各φ’を測定し、これら２０個のφ’
の平均値を充填剤の平均粒径φm としている。
【００２１】メタル系フラックス入りワイヤ（メタル系
ＦＣＷと略称される）については、表４に示す化学成分
の鋼製外皮（JIS G 3141 SPCC 相当）を用い、該鋼製外
皮内にフラックスを充填したものを線引きし、表５に示
すフラックス成分組成を持つ２種類のメタル系フラック
ス入りワイヤ（ワイヤ：酸化物総和１重量％、ワイヤ
：酸化物総和３重量％）を製作した。両ワイヤのワイ
ヤ径はφ１．４ｍｍである。
ＦＣＷと略称される）については、表４に示す化学成分
の鋼製外皮（JIS G 3141 SPCC 相当）を用い、該鋼製外
皮内にフラックスを充填したものを線引きし、表５に示
すフラックス成分組成を持つ２種類のメタル系フラック
ス入りワイヤ（ワイヤ：酸化物総和１重量％、ワイヤ
：酸化物総和３重量％）を製作した。両ワイヤのワイ
ヤ径はφ１．４ｍｍである。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】片面初層溶接の試験結果を表６に示す。な
お、表６の「初層溶接金属の酸素含有量」の欄の「―」
印は、安定した裏波ビードが得られなかったので、酸素
量を測定しなかったものである。また、Ｎｏ．７の比較
例では、開先裏面に裏波ビードが出なかったので、耐高
温割れ性の評価は除外している。
お、表６の「初層溶接金属の酸素含有量」の欄の「―」
印は、安定した裏波ビードが得られなかったので、酸素
量を測定しなかったものである。また、Ｎｏ．７の比較
例では、開先裏面に裏波ビードが出なかったので、耐高
温割れ性の評価は除外している。
【００２９】試験結果から、Ｎｏ．１〜８の比較例では
本発明で規定する要件の何れかを欠くために、次のよう
な問題があった。Ｎｏ．１は開先内充填剤の平均粒径が
下限値を下回るため、アーク及び溶融池不安定に起因し
た高温割れが発生し、Ｎｏ．２は充填剤の散布高さが下
限値を下回るため、溶融池及びアークに起因した高温割
れが発生した。また、Ｎｏ．３は充填剤の酸素量が上限
値を上回るため、初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐ
ｐｍを超え、耐高温割れ性が悪化し、高温割れが発生し
た。Ｎｏ．４はワイヤ径２ｍｍの太径ワイヤのため、ワ
イヤ送給不安定に起因した高温割れが発生した。
本発明で規定する要件の何れかを欠くために、次のよう
な問題があった。Ｎｏ．１は開先内充填剤の平均粒径が
下限値を下回るため、アーク及び溶融池不安定に起因し
た高温割れが発生し、Ｎｏ．２は充填剤の散布高さが下
限値を下回るため、溶融池及びアークに起因した高温割
れが発生した。また、Ｎｏ．３は充填剤の酸素量が上限
値を上回るため、初層溶接金属の酸素含有量が５５０ｐ
ｐｍを超え、耐高温割れ性が悪化し、高温割れが発生し
た。Ｎｏ．４はワイヤ径２ｍｍの太径ワイヤのため、ワ
イヤ送給不安定に起因した高温割れが発生した。
【００３０】また、Ｎｏ．５は溶接電流が上限値を上回
るため、溶融池が大きく動揺し融池不安定に起因した高
温割れが発生し、Ｎｏ．６は溶接速度が上限値を上回る
ため、溶融池が細長く延び溶融池不安定に起因した高温
割れが発生した。Ｎｏ．７は溶接電流が下限値を下回
り、開先裏面に裏波ビードが出なかった。また、Ｎｏ．
８は、酸化物含有量が上限値を超えたメタル系フラック
ス入りワイヤを使用したため、初層溶接金属の酸素含有
量が５５０ｐｐｍを超え、耐高温割れ性が悪化し、高温
割れが発生した。
るため、溶融池が大きく動揺し融池不安定に起因した高
温割れが発生し、Ｎｏ．６は溶接速度が上限値を上回る
ため、溶融池が細長く延び溶融池不安定に起因した高温
割れが発生した。Ｎｏ．７は溶接電流が下限値を下回
り、開先裏面に裏波ビードが出なかった。また、Ｎｏ．
８は、酸化物含有量が上限値を超えたメタル系フラック
ス入りワイヤを使用したため、初層溶接金属の酸素含有
量が５５０ｐｐｍを超え、耐高温割れ性が悪化し、高温
割れが発生した。
【００３１】これに対して、本発明例（Ｎｏ．９〜Ｎ
ｏ．１３）では、高温割れのない健全な裏波ビード（初
層ビード）が得られた。
ｏ．１３）では、高温割れのない健全な裏波ビード（初
層ビード）が得られた。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る炭酸ガ
スアーク溶接による片面溶接方法によると、裏当て材、
開先内充填剤及び炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
を用い、狭開先被溶接物を片面溶接する方法において、
開先角度５５°以下でルートギャップ２ｍｍ以下（０ｍ
ｍを含む）の狭開先Ｖ形突合せ継手について、高温割れ
のない健全な裏波ビード（初層ビード）が得られ、耐高
温割れ性に優れた片面溶接を行うことができ、中板・厚
板鋼板の溶接能率化の進展に寄与することができる。
スアーク溶接による片面溶接方法によると、裏当て材、
開先内充填剤及び炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
を用い、狭開先被溶接物を片面溶接する方法において、
開先角度５５°以下でルートギャップ２ｍｍ以下（０ｍ
ｍを含む）の狭開先Ｖ形突合せ継手について、高温割れ
のない健全な裏波ビード（初層ビード）が得られ、耐高
温割れ性に優れた片面溶接を行うことができ、中板・厚
板鋼板の溶接能率化の進展に寄与することができる。
【図１】狭開先Ｖ形突合せ継手（ルートギャップ０ｍ
ｍ）の開先内に充填剤を散布した様子を模式的に示す図
である。
ｍ）の開先内に充填剤を散布した様子を模式的に示す図
である。
【図２】実施例におけるテストピース（溶接試験用の狭
開先Ｖ形突合せ継手）の説明図である。
開先Ｖ形突合せ継手）の説明図である。
【図３】開先内充填剤の平均粒径を説明するための図で
ある。
ある。
１…供試鋼板 ２…拘束板 ３…開先面内仮付け溶接部
４…裏当て材
４…裏当て材
Claims (2)
- 【請求項１】 裏当て材、開先内充填剤及び炭酸ガスシ
ールドアーク溶接用ワイヤを用い、狭開先を有する被溶
接物を片面溶接する炭酸ガスアーク溶接による片面溶接
方法において、 前記被溶接物の開先が開先角度５５°以下、ルートギャ
ップ２ｍｍ以下（０ｍｍを含む）の狭開先であり、裏当
て材を用い裏波ビードを形成する片面初層溶接に際し、
平均粒径０．３ｍｍ以上、かつ酸素量が２００ｐｐｍ以
下の開先内充填剤を開先内に開先ルートより高さ２ｍｍ
以上散布し、炭酸ガスシールドアーク溶接用ワイヤとし
て、ワイヤ径１．２〜１．６ｍｍの、ソリッドワイヤ、
若しくは、フラックス成分として含有される酸化物が２
重量％（ワイヤ全重量に対する重量％）以下のメタル系
フラックス入りワイヤを用いて、片面初層溶接金属の酸
素含有量が５５０ｐｐｍ以下となる溶接を行うことを特
徴とする炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法。 - 【請求項２】 溶接電流：３５０〜５００Ａ、溶接速
度：３０ｃｍ／分以下に設定し、前記片面初層溶接を行
う請求項１記載の炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26683797A JP3579573B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26683797A JP3579573B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11104837A true JPH11104837A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3579573B2 JP3579573B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=17436357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26683797A Expired - Lifetime JP3579573B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 炭酸ガスアーク溶接による片面溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3579573B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006224116A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 |
| KR100634628B1 (ko) | 2004-11-09 | 2006-10-16 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 편면 맞대기 자동 용접 시작부의 종균열 방지를 위한 부분 구속 비이드 형성방법 |
| CN102091880A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-06-15 | 上海三一科技有限公司 | 一种wq890d厚板焊接工艺 |
| CN104400244A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 上海交通大学 | 薄壁钛合金旋压件激光焊接热裂纹敏感性测试方法 |
| CN105234525A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-13 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种船体结构钢与锻钢立对接焊接方法 |
| CN114603238A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-10 | 蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 | 一种海洋工程方通结构预制焊接节点的新焊接工艺方法 |
| CN114734124A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-12 | 广船国际有限公司 | 一种气电立焊接头处理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947697B (zh) * | 2010-08-17 | 2012-06-06 | 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 | 提高焊缝耐磨损性的焊接方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26683797A patent/JP3579573B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100634628B1 (ko) | 2004-11-09 | 2006-10-16 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 편면 맞대기 자동 용접 시작부의 종균열 방지를 위한 부분 구속 비이드 형성방법 |
| JP2006224116A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 |
| JP4667898B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2011-04-13 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 |
| CN102091880A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-06-15 | 上海三一科技有限公司 | 一种wq890d厚板焊接工艺 |
| CN104400244A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 上海交通大学 | 薄壁钛合金旋压件激光焊接热裂纹敏感性测试方法 |
| CN105234525A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-13 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种船体结构钢与锻钢立对接焊接方法 |
| CN114603238A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-10 | 蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 | 一种海洋工程方通结构预制焊接节点的新焊接工艺方法 |
| CN114734124A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-12 | 广船国际有限公司 | 一种气电立焊接头处理方法 |
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|---|---|
| JP3579573B2 (ja) | 2004-10-20 |
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