JPS62214874A - サブマ−ジドア−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 本発明はサブマージドアーク溶接に関する。さらに詳細
には本発明は、アークが安定し且つ高速度のサブマージ
ドアーク溶接方法に関する。

従来の技術 各柚溶接法のなかでも、サブマージアーク溶接法は、溶
接速度の高さ、溶接信頼性、自動化（省力化）に優れ、
工場内など溶接条件の良好な環境下にては、最も多用さ
れている。

特にライン・パイプ製造工程などの比較的厚肉、直線下
向き溶接では、工場内でサブマージドアーク溶接によっ
て成形されたパイプの内側及び外側よりシーム溶接を行
っている。

さらに、溶接能率向上のため、電極数を増して溶接速度
を上げる多電極溶接法が一般的に広く行なわれている。

しかし、多電極溶接の場合は、電極間距離が溶接欠陥と
大きな関係がある。

添付の第４図および第５図を参照して従来技術による多
電極サブマージアーク溶接に於ける電極チップ間距離と
溶接スラブ巻込みとの関係を説明する。

第４図は従来技術の多電極サブマージドアーク溶接の概
略模式図である。図示の如く、溶接は溶接進行方向にタ
ンデムに配列された３本の電極チップ１１．１２．１３
と溶接すべき鋼板１４との間に交流または直流を印加し
てアークを発生することにより行う。なお、第４図中、
電極チップ１１．１２．１３を移動するための機構およ
び溶接フラックスとその供給系は図示を省略している。

第５図は、第４図に示した多電極サブマージドアーク溶
接における電極チップ間距離ａまたはｂと溶接スラグ巻
込み発生還との関係を示すグラフである。第５図に示す
ように、電極チップ間距離を小さくすると、スラグ巻込
み欠陥は減少する。

しかしながら、電極間隔を狭めるのは、給電用チップや
保持器等装置的な制約の他に、アーク相互干渉による溶
接欠陥（ビード形状不良またはアーク集中によるアンダ
ーカット等）が発生する為、あまり狭くはできなかった
。

スラグ巻込み欠陥は、溶接池内で先行アークにより押し
広げられたスラグが次のアークの前方に戻り、該アーク
力により溶接池内へ巻き込まれて起るものと考えられ、
先行アークと後続アーク間を近づけ′るに従い、スラグ
の押し広げ力が増し、欠陥が減少するものと思われる。

発明の解決しようとする問題点 本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決するこ
とにあり、より詳細には、多電極サブマージドアーク溶
接方法と同等の高速度を維持しながら、アークによるス
ラグ巻込みがなく、さらに操作の容易なサブマージドア
ーク溶接方法を提供することにある。

すなわち、従来の多電極サブマージドアーク溶接方法で
は、電極間距離とスラク巻込みとは密接な関係にあった
。しかしながら、スラグ巻込みを減少するのに電極を相
互に近接配置するのにも操作上および機構上の制約があ
り、スラグ巻込みを完全に解決することはできなかった
。

本発明は、帯状金属を電極として用いることによって上
記の問題を解決すると同時に、多電極溶接の利点である
高速性を保持する新規な溶接方法を提供することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するため、本発明に従うと、断面が略
矩形の帯状金属を電極として用い、幅方向が溶接方向と
なるように該帯状金属を供給することを特徴とするサブ
マージドアーク溶接方法が提供される。

ここで、電極となる帯状金属の厚みは、最適の溶接条件
が得られるように幅方向に変化しているのが好ましい。

］月 多電極溶接の場合は、各電極の役割としては第１電極が
母材を掘り下げ、第２電極で該掘り下げ底面を攪拌し、
第３電極でビード表面を整えるなどであり、各役割に応
じて溶接電流を変えるのが一般的である。

上述の如く、本発明では帯状金属を、その幅方向を溶接
方向に配置して電極として使用することによって、隣接
配置された多電極溶接と同等の効果を発揮するものであ
る。

本発明の方法におけるアーク発生機構は、帯状電極先端
のいづれかの場所にアークが点弧すると、その部分が溶
け、アーク距離が大きくなり、抵抗が増すことより、順
次アークは移動し、全体的に均一に溶けて行くようにな
るが、板厚の厚い部分では、溶ける速度が遅くなる分、
アークのとどまる時間も増し、結果的に、溶接電流密度
が高くなり、多電極法の各電流調整と同様の効果が得ら
れる。

さらに、アークの発生範囲は帯状電極断面全域であるの
で、多電極法のチップ間隔を狭めたような効果が得られ
、これにより、スラグ押しのけ力も強力となり、スラグ
巻込み欠陥が減少する。

また、帯状電極の幅方向厚さを変化させると、電極先頭
部、中間部、後方部のそれぞれに最適のアーク発生条件
が得られ、これらの関係を容易に維持することができる
。

以下、本発明を実施例により説明するが、これらの実施
例は本発明の単なる例示であって本発明の範囲を何等制
限するものではない。

実施例 第１図は本発明の方法の概略図である。すなわち、帯状
電極１はガイド２によって幅方向が溶接方向と一致する
ように案内される。一方、溶接すべき鋼板３とガイド２
とは交流または直流電源４に接続され、帯状電極ｌと鋼
板３との間にアーク５が発生する。

なお、帯状電極１の先端はフラックスに埋まっており、
さらにガイド２は溶接方向に移動するように構成されて
いるが、これらのフラッフおよび移動機構は、図面の簡
単化のため図示を省略されている。

第２図および第３図は、本発明の好ましい態様に従い用
いられる帯状電極の例である。

第２図に示す電極は、先頭部、中間部および後方部の厚
みの比Ａ：Ｂ：ＣがＩＯ：９：８となっている。この電
極では、電気抵抗がその部分の厚みに反比例しているの
で、得られるアークの分布も、電流密度が１０：９：８
となる。このような電極を用いると、先頭部分のアーク
強度が大きく、従って溶は込み深さを大きくするので厚
肉または中肉用の材料の溶接に好適である。

第３図に示す電極は、先頭部、中間部および後方部の肉
厚の比Ａ：Ｂ：Ｃが８：１０：８となっている。このよ
うな電極では、先頭部のアーク強度が比較的小さく、薄
肉材料用の溶接に好適に用いられる。

次に第２図に示した帯状電極を用いてサブマージドアー
ク溶接を行った。

帯状電極の先頭部の厚みＡは２．１順、中間部の厚みＢ
は１．９ｍｍ、後方部の厚みＣは１７ｍｔｎで、幅は２
０ｍｍであった。

４０Ｖの直流電源を用い、全電流を３０００　Ａとし、
溶接速度１．６ｍ／分で１５＋＋＋ｍ厚の鋼板を１００
０　ｍ長にわたって溶接した。

これと対比して、３木の電極ワイヤーを用い、それぞれ
先頭より１００ＯＡ、　　９００Ａおよび８００Ａの電
流配分として、上記と同等の条件で多電極溶接を行った
。

得られた溶接部分のビード外観は本発明の方法および従
来技術の方法ともに美麗であった。さらに溶接部分の全
長をＸ線撮影してスラグ巻き込みの有無を検査した。１
０００　ｍの溶接長さに対して、従来技術による３本の
電極ワイヤを用いる方法では、１０ケ所のスラグ巻き込
みが観察されたのに対して、本発明の方法では１ケ所し
か観察されなかった。

第３図は、本発明の方法に用いる幅方向の厚みの相違す
る帯状電極の製造方法の１例を示す模式図である。第３
図に示す如く、上下３対のロール７．８．９が板幅方向
に配置され、帯状金属１を圧下する。各ロール対の圧下
量は、最適の板圧が得られるように調整する。

発明の効果 上述したように本発明の方法では帯状電極を用い、その
幅方向を溶接方向と一致させてサブマージド溶接を行う
ので、アークが安定し、スラグ巻き込みを抑制すること
ができる。

また、本発明の方法では、１本のみの帯状電極を用いる
ので、その幅方向を溶接方向に保持しながら供給すれば
よく、従来技術による多電極溶接の如く各電極の配列お
よび間隔保持の調整が不用となる。さらに、帯状電極の
幅方向の厚さを変えることによって最適の溶接条件を得
ることができる。

さらに、電極としては１本であるので対応する電源は１
つでよく、制御が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を概略的に示す模式図であり、 第２図（ａ）右よびら）はそれぞれ本発明の好ましい態
様に従い使用される帯状電極を示し、第３図は、幅方向
に厚みの相違する帯状電極の製造方法の模式図であり、 第４図は従来技術の３本の電極ワイヤによるサブマージ
ドアーク溶接の模式図であり、第５図は、従来技術によ
る３電極ワイヤによるサブマージドアーク溶接の際の電
極チップ間距離とスラク巻き込みとの関係を示すグラフ
である。 （主な参照番号） １・・帯状電極、 ２　・　・ガイド、 ３・・溶接すべき鋼板、 ４・・電源、 ５・・アーク、 ７．８．９・・ロール対、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面が略矩形の帯状金属を電極として用い、幅方
   向が溶接方向となるように該帯状金属を供給することを
   特徴とするサブマージドアーク溶接方法。
2. （２）上該帯状金属の厚みが幅方向に変化していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサブマージド
   アーク溶接方法。