JPS6018280A - サブマ−ジア−ク溶接方法 - Google Patents

サブマ−ジア−ク溶接方法

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JPS6018280A
JPS6018280A JP12555683A JP12555683A JPS6018280A JP S6018280 A JPS6018280 A JP S6018280A JP 12555683 A JP12555683 A JP 12555683A JP 12555683 A JP12555683 A JP 12555683A JP S6018280 A JPS6018280 A JP S6018280A
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JP
Japan
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welding
iron powder
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flux
heat input
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Kaname Nishio
要 西尾
Itaru Yamashita
山下 至
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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
    • B23K9/18Submerged-arc welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (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】 本発明は、サブマージアーク溶接に係り、唱に厚鋼板を
大入熱量で溶接する場合に生する高温割れを効果的に防
止し得るザブマージアーク市接方法に門する。
近年、構造物の大型化に伴い、厚鋼板が多く用いられる
ようになり、溶接技術としても施工能率を増大すること
が要求されてきた。この要請に応える溶接方法として種
々試みられて(0るが、その1つにサブマージアーク溶
接の大入熱浴接が?)る。
この溶接方法は一応の成果をあげてはいるが、しかし、
海洋構造物用厚肉鋼管等の溶接に適用するに至って新た
な問題が生じた。
即ら、このprjの□□□管に1、引を沿番)強度を確
保するために比較的C含イイ)・:の市い(r1板が多
く使用さねでおり、このため、前5z1Σの大入熱溶接
を採用すると、希釈率が高くなる結果、溶1妾金F’S
のC川が増加して高温ν;りれが発生するという欠点が
生じ、この大入熱サブマージアーク渭接法の大きな間順
点として指摘さλ′するようになツブζ。
この高温割れtj:、第1図に示すように、1h接金属
のデンドライトに沿−りて発生する割ねであるが、C量
の低い6四板k・大入熱で溶接しても生じ凱丁いことは
、実際の施工上、経験するところである。しかし、C量
が比較的高い錯枦を大入熱浴接で施工すると発生する場
合が多い。したがって、イ17)板のC含有量が主原因
で生ずることは明らかである。
そのだめ、この高′g1割れを防止する方法が開発され
ていない現状においては、C量の高い鋼板を溶接する場
合には、低入熱の多層盛溶接法を採用ぜさるをイ(Iな
かった。
そこで、本発明者等は、このような現状に鑑み、大入熱
ザブマージアーク溶接において高温割れ(以下、「割れ
」という。)の発生を防止し得る方策を鋭意研究したと
ころ、害lれ発生に及に゛す缶板のC含有量並びに溶接
入熱の関係を分析して明確に把握し、この認識の下に更
に検討した結果、フラックス組成が割れ発生に形管を及
はすことを見い出すに至9、その塩基1(rl板のC含
有量に応じて調整することによって割れ発生を効果的に
防止し得ること、更には、開先内に低O含有量の鉄粉を
充填することによって前記の効果的な調整幅を大幅に拡
大し得、以って割J1発生を完全に防止できるとの知見
を得て、ここに本発明を完成したものである。
以下、本発明についで詳細に説明する。
既述のように、大入熱ツブマージアーク溶接では、鋼板
のC含有量が多くなると割れ発生の傾向にあるが、それ
らの関係は必ずしも明確に把握されでいない嫌いがあっ
た。そこで、割れ発生を呈する条件を明確に把握し、効
率的に前記方策を見い出すために、まず、各種溶接条件
でザブマージアーク溶接を行って割れ発生状況ヲ調らべ
た。
溶接施工条件rし、表−1ば示才とおりであって、条件
Aは深酒込み溶接方式で“矛・す、条件Bは開先内の割
れを検討するだめの条件である。なお、Q : 0,2
1係を含む件1板及び(1?1基度2.0のフラックス
を用いた。
\ \ 表−1溶接条件 (注)L・・・・・・先行T1.極 T・・・・・・・後行電極 溶接後、1′n2のビードか+?〕4.i;[l11j
74:に] (+1の倒曲は試1倹片を採取腰試験?i
1’、1つだ。試験片(月采取に当って、開先内にビー
 !゛が〕ど寸ろJJつ合には、ビード表面き′りぎり
寸で1.13 :l成加工して1111曲は試験片を株
数した。また、試i1、(・zJ1?、+1而からも溶
込み下端部寸で捲械加工した。jil’: !険の結果
を’i’;’lれ率εと溶接人熱曾Qとの関係で示した
のが第2 Illである。
なお、割れ率εとは、次式(8)に示すように、割れが
発生し、た試kq片の([・“4れ治・・0−セントで
表わしたものである。
第2図から明らかなように、割れカリ1z生するのは5
0000ジユ一ル/Cm以」二の入’、l′jV、lI
4で溶接した場合でスリ、その場自丁も、3(l旧)0
ジ:I−−ル/ cnr未a−の人か3のときは、一層
盛よりもビードが開先内にとどまる場イ1の方が割れ率
が大きい傾向を示し、8 tl U 00 ’/ j−
−ル/an以上の人r;’yのときは、いずflの場合
でも割れ率が111 i、+ 1.であることがわかる
1ブζ、飛−1と四梯の条件の下に供試銅板のC含有量
Opを種々変化させて溶接し7(但し、入熱量はRO0
00ジユ一ル/Cmとした。)、割ね率との相関を調べ
た。その結果を第8図に示す。
同図より、割れの発生は実’MLCp≧r)、15%で
観♀イされ、Cp≧0.20係を超えると100チの割
れ率であることがわかる。
以上の各試験結果より、割れが発生するのは、Otjt
、が0.15%以上の鋼板を50000ジユール/ c
nI以上の入熱でサブマージアーク溶接する場合である
ことが判明したため、本発明はこれらの条件で大入熱ザ
ブマージアーク溶接を行うこと庖前掛とするものである
本発明者等は、か\る条件での溶接について、割れ発生
防止に有効な因子を見い出すべく更に研究を重ねた結果
、フラックス組成が割れ率に影響を及ぼすことを解明し
た。
第4図は、表−1に示す肴−ず接1ミ件A(但し、Q=
70800ジュール/ cm 、開先内ビードの場合)
で深溶込み溶接を採用したタンデム両面一層溶接を行い
、割れの発生の有無を横倒した結果を示している。
同図より、フラックスの塩’r’(let BL kで
より割f]、の発生傾向が変化していZ)ことがわかる
。即ち、イ氏B、、 Eと割れが発生しにくく、B1−
、==Q、?のフラックスを使用した場合には、(H板
のO−、b’j Op= 0.15 %でも割ねは観察
さ11ないが、BL=2.+3の局舎には、Q = t
l、1.4係でも割オ]が観察された。なお、ブラシク
スの塩基度BLは次式(4)で定義するものて夛)る。
BL =6−05 (klcao−1−Ll 、 71
8↑JOaF2) e 、 si ”5in2−4.9
7 N、、、io−0,20U NA、、。、十、 4
.80 N、in。
+ 4.0ON −1−8,4=ONFo、・・・・・
・・・(4)120 [JJi : i酸化物のモル分率] この、lうに、割′J+発生を防止するためには、フラ
ックスの塩基度B□、を低くする必吸があるが、しかし
乍ら、特に大入熱溶接においては、溶接全屈の靭性の(
+、!、:下を避りるだめ、浴(2)金属中の酸素量の
パラメーターでもある塩基度Bbを高くして酸素−【■
をイ「配少すべきであるとの周知の関係を考慮すると、
3j4’jに塩基度B、をできる/、゛り高く1−る必
璧が生じる。したがって、割れ発生を防止するためには
、塩基底孔についての相反する要求を調整し得る伺らか
の手段を講じなければ、現場施工上、採用し斧いところ
となる。
そこで、本発明者等は、更に種々横側した結果、開先内
に低Cの鉄粉を添加し、鋼板のOiの影響をできる限り
少なくする方策を新たに見い出したのである。
表−2に示す溶接施工条件で、開先内に低Cの鉄粉(a
 : o、osチ)を充填し、溶接を行い、割れ試験を
行って鉄粉添加の効果について調べた。その結果を第5
図に示す。
同図より、開先内に鉄粉を添加しないがも合(図中、点
線)に比べ、鉄粉を添加すると、割れの生じない良好な
領域が大幅に拡大されることが明らかであり、鉄粉の開
先内への癌加が割れ防止に極めて有効な手段であること
がわかる。
即ち、次式(5)を湾足イる領稜(1Y21中、実縮下
佃)においては、フラックスの塩基度BLを割れ防止の
ために必要以上に低くしなくとも、銅板のG[の割れ発
生に対する影響度合を大幅に鈍化せしめることが可能と
なり、塩基度BLの低下に伴う溶接金属の靭性劣化の間
Wjを誘発さぜない程度において、フラックスの塩基度
B、を低下でき、Q fi有荒の多い鋼板に大入熱溶接
を適用することができる。
鉄粉は次のような態様で開先内にぢ5加する。まず、使
用する鉄粉は低C含イ〕量のものとする必Vi址がある
が、種々の試験によりC50,08%であわ&:l:、
特に問題はないことが判明した。CfJlが0.20%
の鋼板の溶接に際してC含有量が0.1θ%の鉄粉を開
先に添加した場合、割れが発生したことを確認した。な
お、他の含有成分についてはIt’、?にノJt制しな
くとも彩管がなく、更に、鉄粉の粒111に関しても、
1’: 154:施工上8メツシユ以下にするのが望ま
しいが、特に規制する必要がないことも石1f認した。
次に、鉄粉の添加鼠の及11“す影〜ψについて調べる
ため、表−8に示す溶接施工条件の下に鉄粉添加用6並
びに溶接条flA!Fを種々?(化させて溶接を行い、
割れのジ[手生の有無を調r1ミした。その結果を同表
に併わせで示す。
\ 表−8 米粒度・・・ 8〜100メツシュ 成分(%)・・・G : 0 、08 、 Sl: 0
 、2’ + 、Mll : (J −80,p : 
(’ 、o12S:0,008.’L’、F’e≧98
電壜配@(mnす・・・第8図(ロ) 逆■結線 同人に示す試1ψ1結果より、″)売注について分析し
てみると、杉凡ね、名フラックス堵基度の下で鉄粉の充
填量が充填高伴てはtY 8 t++、711以上であ
わば割わが発生しljいことがわかった、ぞしで、この
分1i−結41↓と更にf・li々の追加itい!/r
35−(JつプC結果どから、鉄粉の充Jf+XIS’
1−it−,、開先断面で表わされる効果的なりし、j
j’i jQ(面積S (m )かワイヤ(L 4’g
<、T(【〕t)の溶Fa量を決足する因子である1 
hひ1.、 I: 1.1が乃びT 、Itの各j9.
 jli、値(A−) ) sl、Itひに” (rt
マ41速度、′/)nt’111 とtl“テ定の関係があり、具体的にC」充Jp′l断
1ハ1績Sが)一式(6)を満足する冗填度に相当する
分冒゛の鉄粉を添力II t hば?flれが今へ牛し
!、(いことブへ判明した。
IL−+〜■、1゜ S≧1..2 X −(c+++”) ==・” (’
j)■ 以上の1況明から明らかl、(ように、本イら明により
ば、イIr来、高温印jれが発生L 171条件(高C
含有]11゜の鋼オ)!、大入熱I+t−)の−トてあ
っても、竹だの低C鉄粉を開先内に所定量添加し、かつ
、溶接金員の靭性を加1↓)ミシた特定塩基度のフラッ
クスを使用することい二より、大入熱ザブマージアーク
溶4妥を伺の間貿点もなく実が1i−1’−ることがで
き、施工能率を著しく向」二し得、か\る溶接法の適用
節回を大幅に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の76接法によ(つ溶接金属のデンドライ
ト組織に沿って高温割11が発生しプc状況を示し、(
イ)は溶接全組及びその近傍の顕微鏡でrJ、14;、
(ロ)は高温割れの発生位置を示す説明図、第2図は高
温割れの割れ本と溶接人熱邦との関係を示す図、 第8図は高温割れの刷れ率と鋼板のQ )j、)との関
係を示す図、 第4図及び第5図附、高温割れの9己生のイ1無におり
るフラックス塩基Hogと浴接のC絹との関係を示す図
であって、第5図は’l’、Jに開・)ii内にU、粉
を添力[1した場合を示す図、 第6図(イ)及び(r′j)は開先形状と箪伶配置Nを
示す図、 第7図(イ)及び(ロ)は開先形状と鉄粉添加状況を示
す図、同(ノリは電極配置を睨すIJする1シ<1、第
8図(イ)は1;]先11ぞ状と6・1、臣潅ノ111
状況を示す図、同(口litゴj、’ lii 4〜配
(ffン°示す図Y−ある。 L・・・先行′1E極 T・・・後行電極S ・・・鉄
1分充j3Q li〕1面積 F ・・・6人 オ分。 特a’r /18Kn人 川崎製鉄e1、式会社第1図 (4)(p) 第2図 第6図 第7図 (p) 第8図 (イ) (p)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t Cを0.15係以上含有する銅板を入熱量50.0
    00ジユ一ル/cTn以上でザブマージアーク溶接する
    に際し、予め開先内に、充填断面積Sが下記(1)式を
    満足する飴の充填底に相当する分ト1の鉄粉(但し、C
    含有室を0.08係以下とする。)を充填し、かつ、フ
    ラックスとして、その塩基度B、が前記鋼板のC含有量
    Opに応じて下記(2)式をηり足する値を有するフラ
    ックスを使用することを特徴とするザブマージアーク溶
    接方法。 記 但し、工し=先行■1□(愼りの電流値(A)■、:後
    行後行電極型流値(A) V :溶接速度(a++/min ) −+、d7NTio−o、2oo1+、 。+ 4.8
    0 N、、。 2 28 + 4.0ON、、o+ 8.40 NFe。 [Ni:i酸化物のモル分率]
JP12555683A 1983-07-12 1983-07-12 サブマ−ジア−ク溶接方法 Granted JPS6018280A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0626227A1 (en) * 1993-05-24 1994-11-30 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Submerged arc welding method for high strength Cr-Mo steel
CN104816077A (zh) * 2015-05-15 2015-08-05 武汉钢铁(集团)公司 能快速确定v型坡口埋弧焊一次成形焊接线能量的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0626227A1 (en) * 1993-05-24 1994-11-30 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Submerged arc welding method for high strength Cr-Mo steel
CN104816077A (zh) * 2015-05-15 2015-08-05 武汉钢铁(集团)公司 能快速确定v型坡口埋弧焊一次成形焊接线能量的方法

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