JPH1158064A - 溶接開先部材および溶接施工方法 - Google Patents

溶接開先部材および溶接施工方法

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JPH1158064A
JPH1158064A JP21877797A JP21877797A JPH1158064A JP H1158064 A JPH1158064 A JP H1158064A JP 21877797 A JP21877797 A JP 21877797A JP 21877797 A JP21877797 A JP 21877797A JP H1158064 A JPH1158064 A JP H1158064A
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JP
Japan
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welding
thickness
tack
root face
groove
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Application number
JP21877797A
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English (en)
Inventor
Yasuo Murai
康生 村井
Kenji Saito
賢司 斉藤
Tsutomu Mori
勉 毛利
Takeshi Sasaki
健 佐々木
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Yutani Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開先面内に仮付け溶接を施した後、本溶接を
行って溶接継手を形成する溶接施工方法を実施するに際
して、溶接線方向全体に亘って十分な溶け込み深さを確
保することができ、溶接効率を低下させることなくより
優れた強度を有する溶接継手を得ることのできる溶接開
先部材および溶接施工方法を提供する。 【解決手段】 開先面内に仮付け溶接を施した後本溶接
を行って溶接継手を形成する溶接施工方法に用いる開先
部材であって、仮付け溶接を施す箇所のルートフェイス
の厚さが定常部のルートフェイスの厚さよりも小さいも
のである。また開先面内に仮付け溶接を施した後、本溶
接を行って鋼材の溶接継手を形成する溶接施工方法にお
いて、上記の様な溶接開先部材を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接によって鋼構
造物等を製作するに際に、より優れた強度を有する溶接
継手を得る為の溶接開先部材および溶接施工方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】各種金属構造物における突合せ継手、角
継手、T継手等を溶接によって得るに際しては、構造物
の組み立て精度を確保する為に、継手部を何箇所かで仮
付け溶接した後に継手部全体を本溶接する手順を採用す
るのが一般的である。こうした溶接を実施する場合、構
造物の形状の関係から開先裏面側に仮付け溶接を施せな
いときには、表面側の開先面内に仮付け溶接を行う必要
が生じる。この様なときには、本溶接時に適用する条件
よりも低い溶接電流によって仮付け溶接を行った後、本
溶接を行う様にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこうした
溶接施工方法においては、下記に示す様な問題がある。
例えば図1に示す様なレ型開先(片刃型開先)のT継手
溶接においては(図中1は溶接開先部材、6は被溶接材
を夫々示す)、溶接後の未溶着厚さ(図1中rで示す)
が継手の強度を大きく左右し、この厚さrが大きくなる
と継手の強度が大幅に減少する為に、この部分が極力小
さくなる様な施工を実施することが望ましいとされてい
る。
【0004】しかしながら、前述の様な仮付け溶接を行
うと、図2(a)に示す様に開先面内に仮付溶接ビード
2が存在し、図2(b)[図2(a)のA−A矢視断面
図]に示す様に、本溶接を行った後には仮付溶接ビード
2が存在する箇所(仮付部)ではそれ以外の定常部に比
べて溶込み量が浅くなるので、該本溶接ビード3の溶込
み深さが溶接線方向で変動してしまうことになる。その
結果、仮付部における未溶着厚さrが大きくなってその
箇所の強度が低下してしまうことになる。尚上記「定常
部」とは、上述の如く仮付部以外の部分(即ち、本溶接
のみが行われる部分)を意味する。
【0005】上記した不都合を回避するという観点か
ら、例えば図3(a)に示す様に、仮付部において仮付
溶接ビード2よりも深くなる様な本溶接ビード3を形成
することも考えられるが、こうした溶接条件で本溶接を
行うと、開先部材の先端部が過度に溶融して、図3
(b)に示す様な溶着金属の溶け落ち4という現象が生
じる。また仮付け溶接を本溶接よりも高い溶接電流で実
施すると、仮付け溶接部の深さを本溶接部の深さよりも
大きくできるが、この場合には定常部の未溶着厚みが大
きくなって、溶接継手全体の強度が低いものとなる。ま
たこれらの溶接条件では、仮付け溶接時に過大電流によ
る溶け落ちが発生し易いことや、溶け込み深さを確保す
ることが困難であるという観点からしても適切であると
は言えず、夫々問題のある施工法であるといえる。
【0006】尚本溶接条件を仮付部と定常部に分けて任
意に制御することも考えられるが、溶接効率の低下や溶
着金属の不均一等を招くので、到底採用できない。こう
した状況においては、上記問題は避けることのできない
ものであり、こうした問題の根本的な解決策を講じる必
要がある。
【0007】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であって、その目的は、開先面内に仮付け溶接を施した
後、本溶接を行って溶接継手を形成する溶接施工方法を
実施するに際して、溶接線方向全体に亘って十分な溶け
込み深さを確保することができ、溶接効率を低下させる
ことなくより優れた強度を有する溶接継手を得ることの
できる溶接開先部材および溶接施工方法を提供しようと
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決した本
発明の溶接開先部材とは、開先面内に仮付け溶接を施し
た後本溶接を行って溶接継手を形成する溶接施工方法に
用いる開先部材であって、仮付け溶接を施す箇所のルー
トフェイスの厚さが定常部のルートフェイスの厚さより
も小さいものである点に要旨を有するものである。また
この溶接開先部材においては、仮付けを施す箇所のルー
トフェイスの厚さと定常部のルートフェイスの厚さの差
は1mm以上であることが好ましい。
【0009】一方、上記の課題を解決した本発明の溶接
施工方法とは、開先面内に仮付け溶接を施した後、本溶
接を行って鋼材の溶接継手を形成する溶接施工方法にお
いて、上記の様な本発明の溶接開先部材を使用する点に
要旨を有するものである。またこの方法を実施するに当
たっては、本溶接後の定常部における未溶着厚さが、本
溶接前の定常部のルートフェイスの厚さよりも小さくな
る様な条件で本溶接を行うことが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の構成および作用効果を図
面を用いて説明する。図4は、本発明をT継手に適用す
る場合の例を説明する為の図である。本発明の溶接開先
部材1aでは、仮付け溶接予定箇所に、ガス切断加工や
グラインダ加工等によって溝部5が形成され、この溝部
5が形成された部分(仮付部)におけるルートフェイス
厚みDを定常部のルートフェイス厚みdよりも小さくな
るようにされている[図4(a)]。
【0011】そしてこの様に加工した溶接開先部材1a
のルートフェイス7の部分を、被溶接部材6に当接した
状態で組み立て[図4(b)]、前記溝部5を形成した
仮付部を比較的低い溶接電流(溶け落ちが発生しない範
囲の条件)で仮付け溶接する。その後、定常部の未溶着
厚さr(前記図1参照)が定常部の元のルートフェイス
の厚さdよりも小さくなる様な、比較的高い溶接電流で
本溶接を行う。この様な溶接施工を行うことによって、
仮付け溶接時および本溶接時のいずれにおいても溶け落
ちが発生せず、且つ仮付部の未溶着厚さrは、本溶接部
の未溶着厚さrと同等若しくはそれ以下となるので、安
定して高い強度を有する継手が得られるのである。また
本溶接時に比較高電流の溶接が可能となるので、溶接能
率の向上も期待できる。
【0012】尚ルートフェイスの厚さを溶接線方向全体
に亘って0〜2mm程度と小さくした開先形状の開先部
材を用い、低い電流で仮付け溶接した後、本溶接する方
法も知られているが、この様な溶接施工法では板厚10
mm程度以上の継手に適用すると、本溶接時の溶接電流
を低くせざるを得ず、従って溶接層数が増えるので能率
的とはいえない。これに対して本発明によれば、継手の
強度、溶接能率の両面とも向上することになるのであ
る。
【0013】本発明に係る溶接開先部材は、上記効果を
有効に発揮させるためには、仮付部のルートフェイス厚
さDと定常部のルートフェイス厚さdの差が1mm以上
であることが好ましいが、この差があまり大きくなり過
ぎると、仮付け溶接時に溶け落ちが発生したり、本溶接
時の開先形状が急変して溶接ビード高さが変動するの
で、適切な範囲に調整する必要がある(この点について
は、後述する)。また本発明に係る溶接開先部材は、上
記の要件を満足するものであれば、仮付部のルートフェ
イス厚さDは0mmであっても良い。
【0014】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0015】
【実施例】
実施例1 鋼材のT型継手において、本発明方法と従来法の各場合
における各溶接部(仮付け溶接部と本溶接部)の溶け込
み深さ(未溶着厚さr)を比較した。図5は従来法にお
ける継手寸法および開先形状を示したものであり、溶接
開先部材1のルートフェイスの厚さは溶接線方向全線に
亘って3mmとした(即ち、溝部5は形成されていな
い)。また図6は本発明の溶接開先部材1aの形状例を
示したものであり(先端部拡大図)、定常部のルートフ
ェイスの厚さdは従来と同様に3mmであるが、仮付部
におけるルートフェイスの厚さDを0〜2.5mmの範
囲で変化させたものである。
【0016】そして図5に示した溶接開先部材1または
図6に示した溶接開先部材1aの夫々を用いて、まず仮
付け溶接予定箇所(図5に示した溶接開先部材1では当
該箇所に相当する箇所)にいくつかの条件でMIG溶接
し、次いでMIG溶接の条件を変えて定常部および仮付
部を連続的に本溶接した。このとき、MIG溶接におけ
る溶接材料としては、市販の1.2mmワイヤーを用
い、シールドガスは(Ar+20%CO2 )の混合ガス
とした。下記表1に仮付け溶接条件を、表2に本溶接条
件を示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】溶接後、溶接部のX線検査によって溶接欠
陥の有無を調査すると共に、仮付部と定常部の夫々から
断面マクロ試験片を採取し、未溶着厚さrを測定した。
下記表3に試験条件および評価結果を示す。このときの
判定基準は、X線検査によって溶接部欠陥がなく(表3
中「○」印で示す)、未溶着厚さrが2mm以下のもの
を合格とした。
【0020】
【表3】
【0021】この結果から、次の様に考察できる。まず
No.1〜8のものは、ルートフェイスの厚さを溶接線
方向全線に亘って3mmとした比較例であり、いずれか
の特性が劣化しており、合格には至らない。このうちN
o.1〜6のものは、仮付け溶接を低電流条件で行った
ものであり、元のルートフェイスの厚さよりも大きく溶
け込まず、この仮付溶接ビートの上に高電流条件の本溶
接を行っても、仮付溶接ビートを超えて溶け込む量が少
ないので、溶接部欠陥がないとは言うものの未溶着厚さ
rが大きくなっている。またNo.7,8のものは、仮
付け溶接を高電流条件で行ったものであり、未溶着厚さ
rに関しては基準を満足するものの、仮付溶接ビートの
両端部で融合不良が発生し、これが溶接部欠陥となって
現れていた。
【0022】これらに対しNo.9〜25のものは、本
発明で規定する要件を満足する実施例であり、未溶着厚
さrが基準を満足すると共に、融合不良による溶接部欠
陥も発生していない。このうち特にNo.16〜25の
ものでは、仮付部のルートフェイス厚さDと定常部のル
ートフェイス厚さdの差が1mm以上になっているもの
であり、且つ本溶接条件も十分高電流であるので、更に
良好な結果が得られている。
【0023】実施例2 実施例1におけるNo.17,22(実施例)のものと
No.5(比較例)の夫々について、本溶接2層目を3
60A−36V−35cm/minの条件で仕上げ溶接
を行い、これらの仮付け溶接個所から図7に示す様な疲
労試験片を採取して曲げ疲労試験を行った。このときの
疲労試験は、被溶接部材6から20mm離れた溶接開先
部材1,1aの表裏面に貼付された歪ゲージにより応力
を設定し、応力振幅16kgf/mm2 における破断繰り返し
数を比較した。
【0024】下記表4に、各試験片の曲げ疲労試験結果
(破断繰り返し数)を示すが、本発明方法によって得ら
れた継手では仮付部の未溶着厚さrが小さく高強度にな
っているので、比較例と比べて破断繰り返し数が極めて
高くなっいることがわかる。
【0025】
【表4】
【0026】ところで、上記実施例1の結果から明らか
な様に、定常部と仮付部のルートフェイスの厚さの差は
1mm以上であることが好ましい確認される。一方、こ
の差があまり大きくなり過ぎると、仮付け溶接時に溶け
落ちが発生したり、本溶接時の開先形状が急激に変化す
ることによる溶接ビードの変動によって、溶接部欠陥に
至ることがある。従って、上記差の上限についても適切
に設定することが必要である。例えば、前記図6に示し
た溶接開先部材1aにおいては、前記差の最大値は3m
m程度までとすることが好ましいが、溶接開先部材の構
成によってはこの差を大きくすることができる。例えば
図8に示した溶接開先部材1bは、前記図6に示した溶
接開先部材1aに比べて、仮付部と定常部の断面面積差
が小さくなる様に溝部5を形成したものであり、図9に
示した溶接開先部材1bは、上記断面面積差が更に小さ
くなる様に溝部5を形成したものである。これらの構成
の溶接開先部材1b,1cでは、定常部と仮付部のルー
トフェイスの厚さの差を6mm程度まで大きくしても、
溶接ビードの変動を極力少なくできるので本発明の目的
が十分に達成される。
【0027】尚、上記実施例では、本発明をT継手に適
用する場合について示したけれども、本発明はこれに限
らず、突き合わせ継手、角継手等の各種継手に適用でき
るものである。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、溶
接線方向全体に亘って十分な溶け込み深さを確保するこ
とができ、より優れた強度を発揮して高い信頼性を有す
る溶接継手を、溶接能率を低下させることなく得ること
のできる溶接開先部材および溶接施工方法が実現でき
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】T継手のレ型開先による溶接を説明する為の図
である。
【図2】従来の溶接法における問題を説明する為の図で
ある。
【図3】従来の溶接法で溶接条件を変えた場合の問題を
説明する為の図である。
【図4】本発明をT継手に適用する場合の例を説明する
為の図である。
【図5】従来法における継手寸法および開先形状を示し
た説明図である。
【図6】本発明による開先形状例を示した説明図であ
る。
【図7】曲げ疲労試験片の形状を示す説明図である
【図8】本発明の溶接開先部材の他の例を示す概略説明
図である
【図9】本発明の溶接開先部材の更に他の例を示す概略
説明図である
【符号の説明】
1,1a,1b,1c 溶接開先部材 2 仮付溶接ビード 3 本溶接ビード 4 溶け落ち 5 溝部 6 被溶接材 7 ルートフェイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 勉 広島市安佐南区祇園3丁目12番4号 油谷 重工株式会社内 (72)発明者 佐々木 健 広島市安佐南区祇園3丁目12番4号 油谷 重工株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開先面内仮付け溶接を施した後本溶接を
    行って溶接継手を形成する溶接施工方法に用いる溶接開
    先部材であって、仮付け溶接を施す箇所のルートフェイ
    スの厚さが定常部のルートフェイスの厚さよりも小さい
    ものであることを特徴とする溶接開先部材。
  2. 【請求項2】 仮付け溶接を施す箇所のルートフェイス
    の厚さと定常部のルートフェイスの厚さの差が1mm以
    上である請求項1に記載の溶接開先部材。
  3. 【請求項3】 開先面内に仮付け溶接を施した後本溶接
    を行って溶接継手を形成する溶接施工方法において、請
    求項1または2に記載の溶接開先部材を使用することを
    特徴とする溶接施工方法。
  4. 【請求項4】 本溶接後の定常部における未溶着厚さ
    が、本溶接前の定常部のルートフェイスの厚さよりも小
    さくなる様な条件で本溶接を行う請求項3に記載の溶接
    施工方法。
JP21877797A 1997-08-13 1997-08-13 溶接開先部材および溶接施工方法 Withdrawn JPH1158064A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2127799A1 (de) * 2008-05-28 2009-12-02 LFK-Lenkflugkörpersysteme GmbH Geschweisste Bauteile mit heftnahtfreiem Schweissen in den Nahtaussenbereichen
JP2015085344A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 キャタピラー エス エー アール エル 溶接における部品識別方法および溶接方法

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