JPS5945080A - 圧延鋼板のすみ肉溶接方法 - Google Patents

圧延鋼板のすみ肉溶接方法

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JPS5945080A
JPS5945080A JP15525582A JP15525582A JPS5945080A JP S5945080 A JPS5945080 A JP S5945080A JP 15525582 A JP15525582 A JP 15525582A JP 15525582 A JP15525582 A JP 15525582A JP S5945080 A JPS5945080 A JP S5945080A
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JP
Japan
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welding
joint
fillet welding
steel sheet
fillet
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Pending
Application number
JP15525582A
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English (en)
Inventor
Shigeyoshi Sugiyama
茂嘉 杉山
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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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
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/0008Welding without shielding means against the influence of the surrounding atmosphere
    • B23K9/0017Welding without shielding means against the influence of the surrounding atmosphere using more than one electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】 この発明は圧延鋼板の板厚方向に応力を生ずる溶接継手
、例えばT形継子のすみ肉溶接において鋼板内に発生す
る層状の剥離割れ、いわゆるラメラティアを防止するす
み肉溶接方法の改良に係る。
圧延鋼板の圧延方向に平行な断面には多かれ少なかれ圧
延組織いわゆるラミネーション或いはフェライトバンド
等と呼ばれる鋼塊凝固の際のPlS等の偏析に基づく内
部欠陥が存在し、圧延方向に直角方向の試験片の機械的
性質が圧延方向に平行な試験片のそれに劣ることは古く
から周知であシ、通常この欠陥内部にはマンガンシリケ
ート系酸化物や硫化物等の延伸性のある非金属介在物が
存在する。
ラメラティアはこれらのMnS  系介在物(A系介在
物)、アルミナ(B系介在物)などの圧延による層状組
織欠陥に起因して発生するほか超音波探傷で検出し難い
微小介在物が発生原因となることもあシ、或いは溶接に
よる収縮応力のみでなく、ひずみ時効や水素による遅れ
割れに起因する等の説が提示されているが、いすだ定説
はない。
このような層状組織欠陥は鋼板の板厚方向の連続性を害
する欠陥であるため、第1図に示すようなT形継子21
或いは十字形継手等で板厚方向に応力が生ずるような平
面側継手22を有する溶接構造物においては例えば第2
図(a)に示すように材料鋼板中VCM n S 系介
在物27が圧延によって層状に存在する場合、板面に直
角方向に応力が作用すると同図(b)に示すように層状
欠陥27に沿ってテラスと呼ばれる破面28を生じ、隣
接するテラス同士はウオールと呼ばれる破面29によっ
てつながってラメラティアとなり、低応力でも破壊を生
ずるおそれがあシ、板厚方向に大きな拘束を受ける場合
には溶接熱影響部に沿って生ずるのみならず、そこから
離れた板厚内部においても、ラメラティアと呼ばれる層
状剥離割れ25が発生し、その対策が種々検討されてい
る。
現段階では圧延鋼板のすみ肉溶接においてラメラティア
を防止するだめには鋼材のS含有量を0.015%以下
とすることが有効であると言われ、また介在物や水素ガ
ス量をできる限り少なくするため脱硫処理或いは真空脱
ガス処理を施したものがこの用途に対して優れた鋼材で
あると言われている。
しかしながら一般の構造用圧延鋼材(As’rM等 A36、JIS  88相当品Y÷はSの許容値は0.
05%と規定されておシ、このような鋼板を使用してす
み肉溶接をしなければならないときはミルシート等によ
ってS含有量のできるだけ低い鋼板を選び出して使用す
ることになる。
一方、溶接上の対策としてはすみ肉溶接において板厚方
向に応力を受ける継手(以下平面側継手という)22の
溶接予定部を予め機械加工またはガウジング加工によっ
て削除して圧延による層状組織欠陥を除去した跡は肉盛
溶接し、圧延による層状組織欠陥の無い組織としておい
て、該個所にウェブ側継手23を立ててすみ肉溶接する
ことが提案されている。しかしながらこの方法によれば
加工費が多額になるほかに、ガウジング加工の場合は精
度および品質上に問題が残るおそれがある。
また削除跡の肉盛溶接には加工以上に多くの時間を要し
、溶接工数および溶接材料費等の増加によってコストが
高くなる等の欠点がある。
これに対して平面側継手溶接予定部にウェブ側継手を溶
接する前に肉盛溶接しておく方法或いはウェブ側継手の
V形等開先面と平面側継手との間に溶着金属をおく順序
を平面側継手表面に平行に層をなして行く方法で継手を
溶接するいわゆるバタリング法と呼ばれる方法が提案さ
れているが、多大の工数を要する上にウェブ継手先端部
下などにラメラティアを生ずることがあシ、或いは自動
溶接が難かしい等の問題点がある。
本発明は上記の如き事情に鑑み、ラメラティアの発生を
防ぎ、材料鋼板のミルシート等によってS含有量のチェ
ックを行なうとしても0.030%以下という緩い規制
でもラメラティアの発生を防止することのできる圧延鋼
板のすみ肉溶接方法を提供することを目的とし、溶接施
工前の平面側継手溶接部表面をアーク溶接方法で溶けこ
みを深く溶かして凝固さぜ、ウェブ側継手を該部分に当
ててすみ肉溶接することをll?徴とする圧延鋼板のす
み肉溶接方法に係る。
次に添付図面に示す実施態様を参照して本発明を説明す
る。T形継子の平面側1の溶接予定部2上方にアーク溶
接トーチ3を必要本数準備する。
溶接トーチ3は非消耗電極或いは消耗電極のいずれでも
よく、電流密度を大にして溶込みが深くなるものがよい
。これを溶接部の幅を充分に溶かすだけの本数を準備し
、溶接線方向に走行できるように設置する。
平面側継手1の鋼板は溶接トーチ3の進行方向に傾斜角
的5〜lO0の登シ坂になるように傾斜させ、いわゆる
上進溶接の姿勢をとるようにすると溶けこみが深くなっ
てよい。
溶接トーチ3を複数本使用する場合には第3図に示すよ
うに溶接トーチの位置を適宜ずらして前進させると母材
の局部的加熱を軽減することができるので好都合である
。溶接トーチ3の前進にょシ平面側継手1の溶接予定部
4は溶融され、ついで急速に凝固する。かくして溶接ト
ーチ3の通過した跡は材料鋼板に見られた圧延による層
状組織欠陥は消去され、一様な溶接金属組織5になる。
消耗型電極としてP1S含有量の少ない溶接材料を使用
すれば溶着部5のP、Sは薄められるので一層効果的で
ある。
このようにして溶融、凝固した平面側継手の溶着部5に
通例のとおシラニブ側継手6の先端部を当ててすみ肉溶
接を行なう。
次に本発明の方法を実施したすみ肉溶接の試験結果の一
例を従来方法によるすみ肉溶接の試験結果と比較して示
すと次のとおシである。
まず試験方法について述べれば第5図、第6図に示すよ
うに基板7に間隔をおいて平行な透孔8.8を穿設し、
両送孔8.8間に直角方向で、試験鋼板11が通るだけ
の隙間aをもつ透孔9を穿設する。透孔9の両側の基板
7には所定形状の開先ioを加工しておく。
透孔9に十字形継手の平面側継手11用として試験鋼板
11′を基板7に直角に挿通し、開先1゜に溶着金属1
01をおいて平面側継手11の片側に基板7の一方の継
手71を溶接する。
試験鋼板11’には継手71によって板厚方向に拘束し
た状態で、反対側の基板7の継手72の開先10をすみ
肉溶接する。試験鋼板11′は板幅方向には透孔8.8
によって自由に保持されているが、板厚方向には拘束さ
れているので、両面をすみ肉溶接することによって板厚
方向に応力を受けることになる。
次に、基板71を試験鋼板11’から削除し、その跡の
試験鋼板面は平らに約15 ミ17削シ取っておき、こ
の而から探触子を描てて試験鋼板11′の超音波探傷を
行なって鋼板内部の割れきずの有無を検査する。
比較試験は従来方法としてすみ肉溶接をα)ガスシール
ド金属アーク溶接(GMAW)、■)サブマージアーク
溶接(SAW)、(3)被覆溶接棒アーク手溶接(SM
AW)によるバターリング、(4)予熱後にガスシール
ド金属ア・−り溶接(GMAW)で行なった。本発明の
方法の)としてはユニオンメルトサブマージアーク溶接
トーチで溶接予定部表面(片面)を溶融凝固させた試験
鋼板を用い、(1)と同様にガスシールド金属アーク溶
接でまず無処理面に継手71をすみ肉溶接しておいて、
次に試験鋼板11′の予め溶融、凝固させた溶接予定部
に他方の継手72をすみ肉溶接した。なおシールド用ガ
スはC02ガスを使用し、試験鋼板はASTMA36(
JIS 5M41A  相当品、S=0.031%)を
使用した。試験条件の大要は第1表に示すとおシである
第1表 これらの試験鋼板についてすみ肉溶接後に前記のとおシ
超音波試験を行なったところ、従来方法では溶接部の鋼
板内部にはほぼ溶接線全長にわたってエコーがあシ、割
れが発生しているのが認められた。
第7図〜第10図は従来方法による溶接部のエコー個所
で試験鋼板を直角方向に切断し切断面のクラックの発生
状況を検査した断面見取図の例を示している。点線は溶
着金属の溶けこみ境を示しておシ、溶着金属下の試験鋼
板ll内の実線で示したラメラティア13は従来法α)
、ρ)の場合には第7図また゛は第8図に見られるよう
に著しく発生し、c3)のバターリング法(試験鋼板表
面に平行に溶着金属をおいて行きながらすみ肉溶接)ま
たは(aの予熱を行なっへ場合は第9図または鵜1に見
られるようにラメラティアは少なくなったが、それでも
なお溶接部全面に発生した。
第11図は本発明の方法による例を示しておシ、超音波
試験ではエコーが散在して僅か認められたが、該エコー
個所の断面検査では第11図に示すようにクラックは認
められなかった。なお第11図において溶着金属のうち
範囲14のザブマージアーク溶接トーチで予め溶融凝固
させた部分は表面からおよそ5〜12同あり、範囲15
はすみ肉溶接の溶着金属である。
以上説明したように本発明の方法によればすみ肉溶接に
おいて材料鋼板の板厚方向に応力の発生する継手側の溶
接部を溶接1・−チで予め溶融、凝固せしめて層状の圧
延組織欠陥を消去しておいてすみ肉溶接をするので、ス
カーフィング或いは機械加工によって削除してその跡を
肉盛溶接してからウェブ側継手をすみ肉溶接する方法に
比較して工数や材料費が少なくて済み、またバターリン
グ法と異なって自動溶接が容易であシ、或いはまたSを
0.030%も含有する鋼板でもラメラティアの発生を
防止することができるので特に脱ガス或いは脱硫処理を
施さない安価な鋼板を用いて安全にすみ溶接をすること
ができるようになるなど、その工業的、経済的効果はき
わめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はすみ肉溶接におけるラメラティアの発生状況を
模型的に示す断面図、第2図は同じくラメラティアの発
生を説明するための模型図、第3図は本発明の方法の実
施態様を示す(a)平面図、(b)断面図、第4図は同
じくすみ肉溶接の平面側継手とウェブ側継手との関係を
示す断面図、第5図は試験方法を示す平面図、第6図は
同じく第×図■−VJ断面図、第7図〜第10図は従来
方法によるすみ肉溶接方法における溶接部のラメラティ
ア発生状況の例を示す断面見取図、第11図は本発明の
方法による溶接部のラメラティア検査の断面見取図であ
る。 1・・・平面側継手、3・・・溶融用アーク溶接トーチ
、5・・・溶着金属、6・・・ウェブ側継手、7・・・
基板、10・・・開先、11・・・試験鋼板(平面側継
手)、13・・・ラメラティア、14・・・溶接予定部
の溶融凝固部、72・・・基板継手(ウェブ側継手)出
願人代理人  弁理士 鴨志1)次 男第5図 矛7図 矛g図 第9図 第l/図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、圧延鋼板のすみ肉溶接方法において、溶接節゛工前
    の平面側継手溶接部表面をアーク溶接方法で溶けこみを
    深く溶かして凝固させ、ウェブ側継手を該部分に当てて
    すみ肉溶接することを特徴とする圧延鋼板のすみ肉溶接
    方法 2、アーク溶接方法が非消耗電極式アーク溶接方法であ
    る特許請求の範囲第1項記載の圧延鋼板のすみ肉溶接方
    法 3、アーク溶接方法が消耗電極式アーク溶接である特許
    請求の範囲第1項記載の圧延鋼板のすみ肉溶接方法
JP15525582A 1982-09-08 1982-09-08 圧延鋼板のすみ肉溶接方法 Pending JPS5945080A (ja)

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