JPS59137191A - クラツド鋼管の溶接方法 - Google Patents

クラツド鋼管の溶接方法

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JPS59137191A
JPS59137191A JP1056483A JP1056483A JPS59137191A JP S59137191 A JPS59137191 A JP S59137191A JP 1056483 A JP1056483 A JP 1056483A JP 1056483 A JP1056483 A JP 1056483A JP S59137191 A JPS59137191 A JP S59137191A
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welding
weld
welded
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clad steel
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JP1056483A
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JPH0138597B2 (ja
Inventor
Kiyoteru Hirabayashi
平林 清照
Kazutaka Akao
赤尾 一孝
Tadaaki Taira
平 忠明
Yukio Nishino
西野 征規男
Hideo Toma
当麻 英夫
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams
    • B23K33/006Filling of continuous seams for cylindrical workpieces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばU、O,E方式で製造するクラツド
鋼管を7−ム溶接するに当り、溶接欠陥が発生すること
なく健全な溶接部を得ることができるクラツド鋼管の溶
接方法に関するものである。
靭性および耐食性に優れた大径鋼管として、外側は靭性
に優れた低合金鋼で、内側は合せ材としての耐食性に優
れたステンレス鋼からなるクラツド鋼管が知られている
。このようなりランド鋼管は、一般にクラツド鋼板をU
、O,E、方式で管体に成形後、接合部をシーム溶接す
ることによって製造される。
クラツド鋼管のシーム溶接には、シーム部をX開先に形
成し、高速で作業能率の優れたサブマーソアーク溶接に
よシ前記X開先の内面を2層で、外面を1層で溶接する
ことが行なわれている。第1図は開先形状の断面図で、
1は外側の低合金鋼1aと内側の合せ材であるステンレ
ス鋼1bとからなるクラツド鋼管であって、その接合部
に形成したX開先2に対し、内面側3に第1層目3aの
溶接を施し、次に外面側4を溶接し、最後に内面側3に
第2層目3bの溶接を施す。
しかるに、上述した従来の溶接方法には、次のような問
題があった。即ち内面側3の第1層目3aは、サブマー
ソアーク溶接によF)1m1分以上の高速で溶接される
ため、溶接ビードが梨実型になシやすく、その結果第1
層目3aの融合線部にスラグの巻込みが生じた。
まだ内面側3の第2層目のステンレス鋼1bを溶接する
ときに一サブマージアーク溶接は被溶接部の希釈率が6
0〜65%と高いため、その溶接金属に高温割れが発生
しやすい。この高温割れの発生を防止するためには、溶
接金属中に5〜8%のδフェライトが含有されるように
すればよいが、そのためには、CrおよびN1を30%
以上含有する高合金の溶接ワイヤを使用して溶接する必
要がある。しかしこのような溶接ワイヤの製造は、線引
加工中にσ相が析出して割れが発生するため不可能であ
った。
この発明は、上述のような観点から、クラツド鋼管のシ
ーム部を高温割れの如き欠陥が発生することなく溶接す
ることができるクラツド鋼管の溶接方法を提供するもの
で、 外側の低合金鋼と内側のステンレス鋼とからなるクラツ
ド鋼管の7一ム部にX形開先を形成し、前記シーム部を
前記X形開先の外面側は1層で溶接し、そして、その内
面側は2層で溶接するクラツド鋼管の溶接方法において
、 前記X形開先を、その外面側は60〜90°の角度に形
成上、そして、その内面側は60〜900の角度の第1
段と前記第1段に続<90〜1400の角度の第2段と
からなる2段開先に形成し、このように形成したX形開
先に対して、サブマーソアーク溶接によシ内面側第1段
をステンレス鋼部分に溶接ビードがかからないように溶
接した後、前記外面側を溶接し、次いで、前記内面側第
2段を10〜50胴の1〕の帯状電極を用いてバンドア
ーク溶接によシ溶接することに特徴を有するものである
第2図は、この発明の開先形状を示す断面図で、外側の
低合金鋼1aと内側のステンレス鋼1bとからなるクラ
ツド鋼管1のシーム部に形成されたX形開先5は、その
外面側7が60〜90°の角度θ1に形成され、そして
、その内面側6が60〜90゜の角度θ2の第1段6a
と、前記第1段6aに続く90〜140°の角度θ3の
第2段6bとからなる2段開先に形成されている。
このようにX形開先5の内面側6を第1段6aと第2段
6bとからなる2段開先に形成した理由は、X形開先5
の内面側1層目を溶接したときの梨実型のビード溶込み
形状を改善し、ビード幅を広げてスラグの浮上を容易に
するためである。内面側の第2段6bの角度θ3を90
〜140°に定めた理由は、90°未満ではビード幅を
広げビード溶込み形状を改善する効果がなく、一方14
0°横えるとビード幅が広がり過ぎてマッシュルム形状
とな々ためである。
X形開先5の内面側6の開先深さは、第2図に示す内面
側6の深さをa、第2段6bの深さをb、板厚を七とし
た場合、前記aおよびbが1 −t<a<−t 、  ”a(b<”’a4   2 
 4   3 の範囲内にあるようにすると良好な溶は込み形状が得ら
れる。
また、X形開先5の外面側7の角度θ1は、良好な溶は
込み形状が得られる範囲である60〜900に定めた。
また外面側7の開先深さCば、1 4 t (c (]t の範囲内にあるようにすると良好な溶は込み形状が得ら
れる。
との発明の方法においては、上述した形状のX形開先5
に対して、ザプマーソアーク溶接により先づ第3図(イ
)に示すように、内面側の第1段6aを溶接する。この
場合、ステンレス鋼1b部分に溶接ビード鮭端部がかか
らないように溶接することが必要で、第4図に示すよう
に溶接ビードの祉端部がステンレス鋼1b部分にががる
と、ステンレス鋼の成分であるNiやCrが溶接金属中
に溶は込んで、溶接金属にマルテンサイト組織が生成す
るため溶接部に割れが発生する原因となる。このように
して内面側6に対し第1層目の溶接を行なった後、同じ
くサブマーソアーク溶接により、第3図(ロ)に示すよ
うに外面側7の溶接を行なう。
次いで、第3図(ハ)に示すように内面側6の第2段6
bを帯板電極を用いたバンドアーク溶接にょシ溶接する
。前記第2段6bの溶接をバンドアーク溶接で行なう理
由は、バンドアーク溶接は被溶接部の希釈率が7〜15
%でサブマーソアーク溶接に比べて著しく少なく、また
帯板電極の化学成分を変えることによって溶接金属の成
分調整が容易にでき、溶接高温割れなどの欠陥防止に有
効である上、溶接部の溶は込みが浅く、ビード幅が広く
なって、クラツド鋼管の溶接に適しているからである。
このバンドアーク溶接においては、使用する帯状電極の
幅によって溶接ビード幅が変わシ、幅の広い帯状電極を
使用すれば溶接ビード幅も広くなる。この発明方法にお
いては、帯状電極の幅を10〜50叫に限定した。その
理由は、U、O,E方式で製造するクラツド鋼管の溶接
ビード幅が10〜5゜陥のため、帯状電極の幅が10m
m未満では幅狭のビードとなってアンダーカットが発生
しゃすく、一方、帯状電極の幅が50mmを超えると、
内側のステンレス鋼部分が必要以上に溶接されるからで
ある。
次に、この発明を実施例によシ説明する。
API規格でX65(7)厚さ13 mm (7) N
b−V系鋼板の内側に合せ材として厚さ2聞のSUS 
316 Lのステンレス鋼板を張シ合わせたクラッド鋼
板ヲ使用し、U、0.E方式で外径30インチ、肉厚1
5咽のクラツド鋼管を製造した。第1表はこのときの溶
接条件、第2表は開先形状および使用したフラックスの
塩基度で、第2表の実施例1,2の溶接材料として、内
面側1層目溶接と外面側溶接は、C:0.10 wt、
%、 Mn : 1.50 wt4 、 Mo’ : 
0.5wt0%の成分組成を有する直径4.0論の溶接
ワイヤを使用し、内面側2層目溶接は厚さ0.4 mm
、幅25叫のSUS 316 L  のフープ材を使用
した。また第2表の比較例1〜4の溶接材料は、内面側
2層目溶接も上記1層目溶接と同じものを使用した。第
2表に内面側1層の融合線部に発生したスラグ巻込み率
を併せて示す。なお、フラックスの塩基度Bは下記の式
によって算出したものである。
B = 6 、5 NBaO+ 6.05NCaO+4
.8 NIVfnO+ 4.0 NMgO+ 3.4 
NFe0 + 0.3NZr02− (0,2NAt2
03 + 2.2NTi02+ 6−31NSi02)
 + 5.lNCaFe (Mo1e % )上記第2
表から明らかな如く、この発明の実施例1,2の場合に
は、内面側1層目の溶接に当りスラグの巻込みは発生し
−なかった。
次に、API規格でX65の厚さ13關のNb−V系鋼
板の内側に合せ材として厚さ2咽の329 JIに相当
する2相系のステンレス鋼板を張シ合わせたクラツド鋼
板を使用し、U、O,E方式で外径24インチ、肉厚1
5叫のクラツド鋼管を製造した。
開先形状は第2表に示した実施例1と同様であシ、また
その溶接条件は第1表と同じである。内面側2層目の溶
接に下記第3表に示す寸法および成分のワイヤまたはフ
ープを使用して、第4表に実施例3〜5および比較例5
〜7で示す溶接を行なった。第4表に高温割れ発生率を
併せて示す。
上記第4表から明らかなように、この発明の実施例3〜
5の場合には、内面側2層目の溶接に当シ高温割れは発
生せず健全な溶接金属が得られた。
以上述べたように、この発明によれば、クラツド鋼管の
シーム部を溶接するに当シ、スラグの巻込みや高温割れ
の発生することがなく、健全な溶接部が得られる工業上
優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の開先形状の断面図、第2図はこの発明の
開先形状の断面図、第3図はこの発明の溶接方法を示す
説明図、第4図は内面側1層目の悪い溶接状態を示す説
明図である。図面において、1・・・クラツド鋼管、 
  1a・・低合金鋼、1b・・・ステンレス鋼、 2
・・・従来のX開先、3・・・内面側、      4
・・・外面側、5・・・この発明のX開先、6・・・内
面側、6a・・・内面側第1段、  6b・・内面側第
2段、7・・・外面側。 出願人 日本鋼管株式会社 代理人  潮 谷 奈津夫 (他2名)第1図 第2図 手続補正書(自発) 11F−1和58年3 月17日 特許庁長官 若杉和犬 殿 1、事件の表示 特願昭58 −  .10564   号2、発明の名
称 クラツド鋼管の溶接方法 住所  東京都千代田区丸の内−丁目1番2号i戦(、
ii)  日本鋼管株式会社 代表者  金 尾  實 自   発 (1)図面において、第1図、第3図(イ)、(ロ)、
(ハ)および第4図を別紙のように訂正する。 8、 添付書類の目録 (1)訂正図面   1通 以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 外側の低合金鋼と内側のステンレス鋼とからなるクラツ
    ド鋼管のシーム部にX形開先を形成し、前記シーム部を
    前記X形開先の外面側は1層で溶接し、そして、その内
    面側は2層で溶接するクラツド鋼管の溶接方法において
    、 前記X形開先を、その外面側は60〜90°の角度に形
    成し、そして、その内面側は60〜90°の角度の第1
    段と前記第1段に続く90〜140°の角度の第2段と
    からなる2段開先に形成し、このように形成したX形開
    先に対して、サブマーヅアーク溶接によシ内面側第1段
    をステンレス鋼部分に溶接ビードがかからないように溶
    接した後、前記外面側を溶接し、次いで、前記内面側第
    2段を10〜50調の巾の帯板電極を用いて・ぐンドア
    ーク溶接によシ溶接することを特徴とするクラツド鋼管
    の溶接方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005246403A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Nippon Steel Corp 溶接部脆化割れ特性に優れた高強度溶接鋼管
CN114309897A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 哈尔滨威尔焊接有限责任公司 复合钢管纵缝焊接方法及采用带极堆焊焊接复合钢管纵缝的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56175190U (ja) * 1980-05-22 1981-12-24

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