JPS60206582A - 片面多層盛エレクトロガスア−ク溶接方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、氷海域船舶や北海向海洋構造物等。

溶接部に対する低温じん性の要求仕様が厳しくかつ厚板
構造の多い場合において好適な片面多層盛エレクトロガ
ヌアーク溶接方法に関する。

〔従来技術〕

従来、エレクトロガヌアーク溶接法は、造船における船
側外板や円筒陸上タンクの立向き継手に対する高能率溶
接法として使用されている。

しかし、この溶接法は、他の溶接法に比べて溶接入熱量
が極めて大きく、溶着金属並びに継手熱影蕾部が脆化す
るため、その利用は、低温じん性の仕様が低グレードの
鋼板でかつ比較的薄板の継手に限定されておシ、氷海域
船１制や北海向海洋描゛造物等、溶接部に対する低温じ
ん性の要求仕様が厳しくかつ厚板の構造が多い建造にお
いては適用されない。

これは、従来のエレクトロガヌアーク溶接法が、薄板に
おいては片面一層盛の溶接法であったために、板厚の増
加に対して入熱量のコン１〜ロールができないことによ
る。

また、従来では、陸上の円筒タンク等をエレクトロガヌ
アーク溶接する場合、裏面に内構材がないため開先の画
面から片側一層盛で施工することにより、入熱量を下げ
る工夫をしている。しかし、この方法では、表面に内構
材がある構造物に対しては適用できないという問題があ
る。

〔発明の目的〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
溶接部に対する低温じん性の要求仕様が厳しくかつ厚板
の構造においても、溶接入熱量を一定値以下に保ちなが
ら片面からの多層盛エレクトロガフアーク溶接によシ高
能率に溶接することを目的とする。

〔発明の構成〕

この発明は、鋼板の開先内に片面より挿入される突起部
を備えた水冷銅当金と裏当を用い、前記開先内の前記裏
当と＠記突起部との間をｆｉｉＪ記水冷銅当金を上動し
ながら立向き姿勢でエレクトロガフアーク溶接により初
層溶接し、つぎに、他の水冷銅当今を用い、前記開先内
の該水冷銅当今と初層ビードとの間を該水冷銅当金を」
二動しながら２層溶接し、前記開先を片面より多層盛で
溶接することを特徴とする片面多層盛エレクトロガフア
ーク溶接方法である。

〔発明の効果〕

したがって、この発明の片面多層盛エレクトロガフアー
ク溶接方法によると、鋼板の開先内に片面より挿入され
る突起部を備えだ水冷銅当今および池の水冷銅当今を用
いることにより、ｊ重板突合せ継手を、溶接入熱量を一
定値以下に制御しながら、片面より多層盛にてエレクト
ロガフアーク溶接することができるものであり、板厚が
厚くなっても溶接入熱量を一定値以下に保ちながら片面
からのエレクトロガフアーク溶接法を可能にでき、この
ため、低温じん性の仕様が厳しい氷海域や北研等で稼動
する船舶および処洋構造物の厚板立向き継手に通用し、
高能率に溶接することができ、溶接時間の大幅な短縮が
図れるものである。

また、この発明の溶接方法を、特に熱影響部のしん性の
優れた制御圧延鋼との組み合せで使用すれば、能率の向
上は著しく、これまでの手溶接法や半自動溶接法での施
工に比べて生産工程の短縮に寄与できる効果は極めて大
となる。　。

〔実施例〕

つぎにこの発明を、その１実施例を示した図面とともに
詳細に説明する。

図面は片面２層盛エレクトロガヌアーク溶接の場合を示
し、（υ、（１）は立向き姿勢で突合せ溶接される厚板
の鋼板、（２）は鋼板（１）、（１）の突合せ継手の上
下方向の開先であり、前方に拡開されており、この開先
（２）のルートギャップａは裏波ビードを得るために標
準４　ｍｍに保たれ、また、開先角度θ０は板厚に応じ
て２０°〜４０°の範囲の最適値に設定されている。（
３）は鋼板（υ、（１〕の後面に当接され開先（２）の
後面を閉塞する上下方向の裏当である。

（４）は初層溶接用の水冷銅当今であり、第３図ないし
第５図に示すように、鋼板（１）　、　（υの前面に当
接する当金部（５）と開先（２）内に前面より挿入−さ
れる上下方向の突起部ｔ６＋とからな９、突起部＋６１
を開先（２）内に挿入した状態で溶接の進行とともに上
動される。この突起部（６１は、溶接部の収縮による走
行トラブルを避るため開先角度θ０に対してω−θ０−
１０゜の角度で突出され、また、突起部（６）の先端は
、ビード形状を凹形にするためにフラグだめとして９緒
　の面取りがなされている。

（７）は突起部（６）の上端面に溶接縁に対して６ｏ０
の角度を設けて形成されたシールドガフ案内用傾斜面、
（３）は尚金部（４）の中央上部に傾斜面（７）と同様
６０′の角度を設けて一体に取っ付けられ吹出口（９）
が傾斜面（７）上に開口されたシールドガヌ供給部であ
り、シールドガフ供給パイプａｌがらのシールドガスが
供給部（８）の吹出口（９ンよシ頗斜面（７）上を油っ
て吹き出される。

（１υは当金部（５）から導入されて突起部（６）内を
貝通し下方より４出された冷却水パイプであり、該パイ
プ（１り内に冷却水を矢印に示すように流し、溶接によ
る当該水冷銅当今（４）の過！！′ｌ（を防止する。

０々はエレクトロガフアーク溶接用溶接トーチであり、
第１図および第２図の太線矢印に示すように前後方向に
オンレートしながら溶接を進行する。

なお、図中ｕ４は初層溶接ビードを示し、（＋３ａ）　
は凝固金属、（＋３ｂ）は溶融金属、（１３０）は７ラ
グである。

ところで、ｖｉＪ述の水ｔ′ａ銅当全当今）においては
、開先（２）内に挿入される突起部（６）の突起高さ［
Ｊは、鋼板（υの許容入熱量および板厚等から理論計堺
結果により設定されるが、つぎにこの突起高さＨの計算
方法を、第６図の計算モテルを用いて説明する。

まず、板厚もの鋼板（１）を２層盛エレクトロガフアー
ク溶接するに際し、ル−トギャップをａ　ｃｍ。

開先角度を２θ（二００）、初層のど厚をｘ　ｃｍとす
ると、初層溶接ビードα４の断面債Ｓはっきの０式で計
算される。

５＝（ａ＋ｘｔａｎθ）−Ｘ　（ｆｆｌ）　・・・■ま
た、ｌ　Ｃｍ長さだけ溶接するのに要する溶着金属重量
Ｗは０式を用いてつぎの０式で計算される。

Ｗ＝　７．８８　＝　７．８ｘ（ａ＋ｘｌａｌ＋θ）　
（／　７ｃｍ）　−■つぎに、この溶接法において、使
用電流Ｅ（Ａ）　。

電圧Ｅ（Ｖ）での溶着速度をＰ（ダ／ｍｍ　）　、　溶
ｆｇ　４度をＶ　（ｏｎ７月）とすると、１ｃｍだけ溶
接するのに要する溶着金属重量Ｗはつぎの０式で計算さ
れる。

Ｗ−（！／α）　・・・■ 一方、入熱量Ｊは曲常つぎの０式で計算される。

Ｊ＝剋星−輸。ｕｌｅ／ｃｍ）　−■ そして、０式および０式にょシっぎの０式が得られ、 さらに、０式を■式に代入してっぎの０式がまる。

との０式に示す２次方程式の解はっぎの０式とより計算
され、最適値が決定される。

たとえば、板厚ｔ　＝　４　ｏｎ　、　／レートギャッ
プａ＝ｇ、４　ｃｍ　、開先角度２θ＝２０°　、溶接
電流Ｉ　＝　３８ＯＡ　。

電圧Ｅ−３８■、こ（７）？［流での溶着速度Ｐ　＝　
ＩＴＯｙ／１ｎ（１６刷φワイヤでの実測値）および鋼
板（１）の許容　。

入熱量Ｊ　＝　１００．０００　ｊｏｕｌｅ／１１＋ｚ
とすると、０式ヨリ、突起部（６）の突起高さＭ　＝　
＋３Ｏｎが設定される。

七ころで、第７図は、鋼板（υの許容入熱量Ｊと初層溶
接ののどｊ享Ｘとの関係の理論曲線である。

これによると、低温じん性の観点からの鋼板（１）の許
容入熱量Ｊが設定されると、開先（２）の開先角度２θ
によりのど厚Ｘが決まり、水冷銅当今（４）の突起部（
６）の突起高さＨが決定され、最も合理的な片面多−盛
エレクトロガフアーク溶接が可能となる。

つぎに、前記実施例の溶接方法について説明する。

第１図および第２図に示すように、鋼板（ｇ　、　（１
）の後面に裏当（３）を設けるととも・に、鋼板（１）
、　（１）の前面に水冷銅当金（４）をその突起部（６
）を開先（２）内に挿入して設ける。

そして、開先（２）内の裏当（３）と突起部（６）との
間を上方から溶接トーチＱ匂により、該トーチ（＋４を
ｍＪ後にオシレートしながら立向き姿勢でエレクトロガ
フアーク溶接による初層溶接を行なう。このとき、供給
バイブαＯからのシールドガスが吹呂口（９）より６０
’の角度で溶融池ならびにアーク部に吹き出され、また
、水冷銅当金（４）は冷却水パイプ（ｌυの水によシ水
冷されながら溶接の進行とともに上動される。

つぎに、前述の初１曽俗接終了後、突起部を有しない他
の水冷銅当金を用いてこれを鋼板（１）　、　（１）の
前面に配置し、開先（２）内の初１曽溶接ビード（良と
当該水冷銅当金との間を、前述と同様に、当該水冷銅当
金を溶接の進行とともに上動して、エレクトロガフアー
ク溶接法 したがって、１１１記実施例によると、突起部（６）を
１１ｆｆｉえた水冷銅当金（４）を用いて初ｊ曽溶接す
るとともに、他の水冷銅当金を用いて２層溶接すること
により、Ｉ４扱の鋼板（ｌｌ　、　（１）の開先（２）
を、鋼板（１ンの許容最大入熱量以下の溶接条件で片面
から２層盛エレクトロガフアーク溶接することができ、
このため、低温じん性の仕様が厳しくかつ厚板の構造物
における溶接においても、高能率にかつ知時間に行なう
ことができるものであり、これ丑でエレクトロガフアー
ク溶接法の適用ができなかった氷海域船Ｍｎや北海向海
洋１１４造物の建造においても十分適用できるものであ
る。

たとえば、−６０°Ｃ以下の極低温域でも、３５Ｊ以上
の高い衝撃性能が得られることも実験的に確認されてい
る。

なお、前記実施例では、片面２層盛エレクトロガフアー
ク溶接の場合について説明したが、この発明は鋼板の板
厚に応じ３層以上の多層盛の場合にも同様に実施するこ
とができ、たとえば３１１盛の場合、２層溶接用の水冷
銅当今にも開先内に挿入される突起部を備えたものを使
用する。この場合の突起部の突起高さは、前述と同様の
罎算手順によシ最適値を設定する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の片面多層盛エレクトロガフアーク溶接
方法の１実施例を示し、第１図および第２図は初層溶接
時のＰＩ則面図および→正面図、第３図、第４図および
第５図は初春溶接用水冷銅当金の正面図、平面図および
側面図、第６図は水冷銅当金の突起部の突起高さの計算
モテルを示す平面図、第７図は鋼板の許容入熱量と初層
のど厚との関係図である。 （υ、（１）・・・鋼板、（２）・・・開先、（３）・
・・裏当、（４）・・・水冷銅当金、（６）・・・突起
部、ｕ４・・・溶接トーチ、賎・・・初層溶接ビード。 代坤人　弁理士　膝用１４は太部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　鋼板の開先内に片面よシ挿入される突起部を備えた
   水冷銅当金と裏当を用い、前記開先内の前記裏当と前記
   突起部との間を前記水冷銅当金を上動しながら立向き姿
   勢でエレクトロガヌアーク溶接によシ初層溶接し、つぎ
   に、他の水冷銅当金を用い、前記開先内の該水冷銅当金
   と初層ビードとの間を該水冷銅当金を上動しながら２層
   溶接し、前記開先を片面より多層盛で溶接することを特
   徴とする片面多層盛エレクトロガヌアーク溶接方法。