JPS6245475A - 厚板の両面1層サブマ−ジア−ク溶接法 - Google Patents
厚板の両面1層サブマ−ジア−ク溶接法Info
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- JPS6245475A JPS6245475A JP18502485A JP18502485A JPS6245475A JP S6245475 A JPS6245475 A JP S6245475A JP 18502485 A JP18502485 A JP 18502485A JP 18502485 A JP18502485 A JP 18502485A JP S6245475 A JPS6245475 A JP S6245475A
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- welding
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- electrodes
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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。
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、造船あるいは海洋構造物の突合せ溶接法に関
し、さらに詳細には、板厚50〜Loomの厚板におい
ても、両面から1層で溶接でき、かつ高能率で溶接欠陥
のない溶接金属を得るサブマージアーク溶接法に係るも
のである。
し、さらに詳細には、板厚50〜Loomの厚板におい
ても、両面から1層で溶接でき、かつ高能率で溶接欠陥
のない溶接金属を得るサブマージアーク溶接法に係るも
のである。
(従来の技術)
近年、エネルギー資源の枯渇に伴ない、極地での石油探
索が盛んとなり、低温用鋼を用いた海洋構造物が多数建
造式れる実情にある。これに伴ない、使用する材料は、
益々厚肉化、高強度化、高靭性化しており、しかも経済
性の点からは、より高能率な溶接法の適用が要望されて
いる。高能率溶接法としては、高電流が使用出来るとい
う利点からサブマージアーク溶接法が広く用いられてい
るが、現状ではとても満足しうる状態ではなく、特に氷
海域で用いられる砕氷船においては、75謡に達する厚
板が用いられ、更に100■の銅板を適用する計画もあ
シ、これらを高能率で溶接し得る方法の開発が重要な課
題となっている。
索が盛んとなり、低温用鋼を用いた海洋構造物が多数建
造式れる実情にある。これに伴ない、使用する材料は、
益々厚肉化、高強度化、高靭性化しており、しかも経済
性の点からは、より高能率な溶接法の適用が要望されて
いる。高能率溶接法としては、高電流が使用出来るとい
う利点からサブマージアーク溶接法が広く用いられてい
るが、現状ではとても満足しうる状態ではなく、特に氷
海域で用いられる砕氷船においては、75謡に達する厚
板が用いられ、更に100■の銅板を適用する計画もあ
シ、これらを高能率で溶接し得る方法の開発が重要な課
題となっている。
すなわち、現状では50mを超えるような厚板は5 Q
kJ/m程度以下の比較的小人熱で両面から多層溶接
を行なっておシ、この様な溶接では、溶接のパス数が多
く々シ能率が悪くなる上に、FP側(2ndサイド)の
溶接の際にはガウジングを行なう必要がちシ溶接能率が
更に悪くなる。さて、サプマーゾアーク溶接で高能率を
得るために従来よシ提案石れていることは片面溶接ある
いは両面1層を用いることである。これらについて検討
をしてみれば以下の如く々る。
kJ/m程度以下の比較的小人熱で両面から多層溶接
を行なっておシ、この様な溶接では、溶接のパス数が多
く々シ能率が悪くなる上に、FP側(2ndサイド)の
溶接の際にはガウジングを行なう必要がちシ溶接能率が
更に悪くなる。さて、サプマーゾアーク溶接で高能率を
得るために従来よシ提案石れていることは片面溶接ある
いは両面1層を用いることである。これらについて検討
をしてみれば以下の如く々る。
(1) 片面溶接には、1層溶接と2層溶接の2法が
用りられておシ、3層以上の溶接は通常用いられてない
。片面1層溶接は通常3を極溶接機を用い、高能率が得
られるが、溶接可能範囲は、表7ラツクス及び裏7ラツ
クスの耐火性よシきまり、高々36w程度である。又、
2層溶接は、1層目は3電極、2層目は通常2電極で溶
接するが、1層目の溶接では、割れ防止という観点から
留意が必要であシ、2層で溶接可能な最大板厚は、高々
40m程度である。すなわち、1層目の溶着金属は鋼板
から過冷却されかつ、拘束されるため凝固われを生じや
すいので、これを防止するために開先表面から10−程
度以内になるように溶着量を調整する必要があυ、この
ために最大板厚は40−程度となる。又、3層溶接は、
開先内での割れ防止が困難であり、実用化されてない。
用りられておシ、3層以上の溶接は通常用いられてない
。片面1層溶接は通常3を極溶接機を用い、高能率が得
られるが、溶接可能範囲は、表7ラツクス及び裏7ラツ
クスの耐火性よシきまり、高々36w程度である。又、
2層溶接は、1層目は3電極、2層目は通常2電極で溶
接するが、1層目の溶接では、割れ防止という観点から
留意が必要であシ、2層で溶接可能な最大板厚は、高々
40m程度である。すなわち、1層目の溶着金属は鋼板
から過冷却されかつ、拘束されるため凝固われを生じや
すいので、これを防止するために開先表面から10−程
度以内になるように溶着量を調整する必要があυ、この
ために最大板厚は40−程度となる。又、3層溶接は、
開先内での割れ防止が困難であり、実用化されてない。
(2)両面1層溶接方法としては第2図(、)で示した
通常の溶接法と、第2図(b)で示した高能率を目的と
したKX法(後述)がある。
通常の溶接法と、第2図(b)で示した高能率を目的と
したKX法(後述)がある。
(イ) まず通常の両面1層溶接では2電極溶接が用い
られ、適用可能な最大板厚範囲は40m程度である。そ
の理由は、40E1を超えるような厚板では溶接入熱は
140 kJ/αを超え、2電極ではフラックスの耐火
性が不足し、ビードが乱れる。又、大電流を使うためB
P側(latザイトつの溶接において、開先状況に大き
く左右式れ、す彦わち、ルートフェイスが小さかったり
ルートギャップがあると溶落ちが生じ溶接不能となる事
である。
られ、適用可能な最大板厚範囲は40m程度である。そ
の理由は、40E1を超えるような厚板では溶接入熱は
140 kJ/αを超え、2電極ではフラックスの耐火
性が不足し、ビードが乱れる。又、大電流を使うためB
P側(latザイトつの溶接において、開先状況に大き
く左右式れ、す彦わち、ルートフェイスが小さかったり
ルートギャップがあると溶落ちが生じ溶接不能となる事
である。
(ロ)次に、これらを防止してさらに、厚板まで両面1
層溶接可能なサブマージアーク溶接法としては、昭和4
7年5月に溶接学会第39回溶接法研究委員会資料とし
て発表式れた「サブマージアークによる深溶込み溶接−
KX法について」(以後、本溶接法をKX法、資料をK
X法資料という)があり、50m程度まで両面1層溶接
が可能であることが記載されている。
層溶接可能なサブマージアーク溶接法としては、昭和4
7年5月に溶接学会第39回溶接法研究委員会資料とし
て発表式れた「サブマージアークによる深溶込み溶接−
KX法について」(以後、本溶接法をKX法、資料をK
X法資料という)があり、50m程度まで両面1層溶接
が可能であることが記載されている。
しかし、KX法の技術的ポイントは、開先断面積を小石
くシ、比較的小人熱で厚板の溶接を行なう事にあり、そ
のためにルートフェイスを板厚の55チ程度と大きくし
、第1電極に高エネルギー密度すなわち、高電流で低電
圧を用いる。更に第1に極の溶接金属に発生する凝固割
れ、スラグ巻込み等の溶接欠陥を第2に極を適正距離に
配し、かつ第2電極の溶接電流を適正にすることによシ
第1電極の溶接金属の凝固形態を突合せ凝固から上向き
凝固に改善し、防止するものである。しかしながらこの
ような深溶込み溶接においては母材希釈率が60〜65
チと通常の1.5〜2倍程度と非常に大きくなり母材成
分特に、Cによる影響を受けやすい。
くシ、比較的小人熱で厚板の溶接を行なう事にあり、そ
のためにルートフェイスを板厚の55チ程度と大きくし
、第1電極に高エネルギー密度すなわち、高電流で低電
圧を用いる。更に第1に極の溶接金属に発生する凝固割
れ、スラグ巻込み等の溶接欠陥を第2に極を適正距離に
配し、かつ第2電極の溶接電流を適正にすることによシ
第1電極の溶接金属の凝固形態を突合せ凝固から上向き
凝固に改善し、防止するものである。しかしながらこの
ような深溶込み溶接においては母材希釈率が60〜65
チと通常の1.5〜2倍程度と非常に大きくなり母材成
分特に、Cによる影響を受けやすい。
嘔らに、本質的にすrット形状が悪く梨の実割れを生じ
易いこと、又、板厚が厚くなればなる程母材の拘束が大
となり、50■を超える厚板では、たとえ極間距離およ
び電流を調整し。
易いこと、又、板厚が厚くなればなる程母材の拘束が大
となり、50■を超える厚板では、たとえ極間距離およ
び電流を調整し。
かつ鉄粉等の開先充填剤を併用したとしても適用可能な
最大板厚は50mを若干超える程度である。
最大板厚は50mを若干超える程度である。
(発明が解決しようとする問題点)
そこで発明者らは50〜100瓢の厚板において、両面
1層溶接を可能にする条件として、次の4点を満足する
方法を検討した。
1層溶接を可能にする条件として、次の4点を満足する
方法を検討した。
l)、充分な溶着金属量を得ることが出来る事。
2)、梨の実割れが発生しない事。
3)、溶落が生じない事。
4)、スラグ巻込み等が生じない事。
(問題点を解決するための手段、作用)本発明の要旨は
、板厚50〜100m(t■とする)の鋼板を両面1層
すブマーノアーク溶接する方法において、被溶接材の開
先角度35〜60°。
、板厚50〜100m(t■とする)の鋼板を両面1層
すブマーノアーク溶接する方法において、被溶接材の開
先角度35〜60°。
ルート7エイス0.15t〜0.35t■のX開先で突
合せ、3を種以上の溶接機を用いて溶接することを特徴
とする両面1層すブマーゾアーク溶接法にある。
合せ、3を種以上の溶接機を用いて溶接することを特徴
とする両面1層すブマーゾアーク溶接法にある。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず本発明において板厚範囲を50〜100鶏に限定す
るのは、50so*程度までは、従来枝術によシ両面1
層サブマージアーク溶接が可能であり、本発明は、従来
技術より更に高能率化を目的とするものであるから50
mを板厚の下限とした。一方板厚の上限を100mとし
たのは、Loomを超えると、本発明による多電極溶接
法を用いても溶接入熱が過大となりフラックスの耐火性
が不足するからである。
るのは、50so*程度までは、従来枝術によシ両面1
層サブマージアーク溶接が可能であり、本発明は、従来
技術より更に高能率化を目的とするものであるから50
mを板厚の下限とした。一方板厚の上限を100mとし
たのは、Loomを超えると、本発明による多電極溶接
法を用いても溶接入熱が過大となりフラックスの耐火性
が不足するからである。
次に本発明においては、開先角度35〜60°。
ルートフェイス0.15 t 〜0.35 t mのX
開先を用いることが必要である。これは厚板溶接におい
て解決すべき最大の問題点である溶接金属の梨の実割れ
を防止するためであり、この梨の実割れの防止には、そ
のすrット形状を改善する事が肝要である。すなわち、
厚板溶接に於いては、第3図に示した溶込み深−4Hと
溶込み幅WO比、pで示される溶接金属の形状係数が小
さいため、溶接金属は母材より過冷却され突合せ凝固と
なり、かつ母材からの拘束も大となυ梨の実割れを生じ
る。
開先を用いることが必要である。これは厚板溶接におい
て解決すべき最大の問題点である溶接金属の梨の実割れ
を防止するためであり、この梨の実割れの防止には、そ
のすrット形状を改善する事が肝要である。すなわち、
厚板溶接に於いては、第3図に示した溶込み深−4Hと
溶込み幅WO比、pで示される溶接金属の形状係数が小
さいため、溶接金属は母材より過冷却され突合せ凝固と
なり、かつ母材からの拘束も大となυ梨の実割れを生じ
る。
従ってこれを防止するために、ルートフェイスを板厚り
の0.15〜0.35倍程度にし、かつ開先角度を35
〜60’にし、形状係数ルWを大にし、ナゲツト形状を
改善する必要がある。
の0.15〜0.35倍程度にし、かつ開先角度を35
〜60’にし、形状係数ルWを大にし、ナゲツト形状を
改善する必要がある。
ルートフェイスが0.35t■を超え過大となると、深
溶込みの状態となり、形状停動が小でくなり、梨の実が
生じる。一方0.11−5t未満では、過小となるため
、BP側(18tサイド)において、溶落が生じる。又
、溶落ち防止のため、小電流を用いると溶着量不足、ス
ラグ巻込み等の欠陥を生じる。又、開先角度が35°未
満では、形状係数が小さい事から梨の実割れやスラグ巻
込みが生じる。
溶込みの状態となり、形状停動が小でくなり、梨の実が
生じる。一方0.11−5t未満では、過小となるため
、BP側(18tサイド)において、溶落が生じる。又
、溶落ち防止のため、小電流を用いると溶着量不足、ス
ラグ巻込み等の欠陥を生じる。又、開先角度が35°未
満では、形状係数が小さい事から梨の実割れやスラグ巻
込みが生じる。
一方、60°を超えると、開先断面積が過大、しだがっ
て必要溶接入熱が犬となり、フラックスの耐火性が不足
しビード外観が不良となる。又、X開先を用いるのは、
■又はY開先にした場合には、溶落ち、溶接入熱過大あ
るいは深溶込みが生じ、適用出来ないためである。
て必要溶接入熱が犬となり、フラックスの耐火性が不足
しビード外観が不良となる。又、X開先を用いるのは、
■又はY開先にした場合には、溶落ち、溶接入熱過大あ
るいは深溶込みが生じ、適用出来ないためである。
次に本発明には、3¥M、極以上の多電極溶接法を用い
ることが必要である。すなわち、2逼極以下の溶接では
充分な溶着金属が得られないからである。
ることが必要である。すなわち、2逼極以下の溶接では
充分な溶着金属が得られないからである。
又、開先角度、ルートフェイス以外の溶接条件について
は、特に限定するものではないが第1極の電流は、10
00〜1600A程度が望ましく、第1−第2電極間距
離は、30〜80++ag程度、第2−第3電極距離は
80〜160瓢程度が望ましい。
は、特に限定するものではないが第1極の電流は、10
00〜1600A程度が望ましく、第1−第2電極間距
離は、30〜80++ag程度、第2−第3電極距離は
80〜160瓢程度が望ましい。
又、電極としては、単極はもちろん、実質的に1プール
になる極間距離すなわち10〜40篩以内に配はされた
電極群を用いる事が出来る。
になる極間距離すなわち10〜40篩以内に配はされた
電極群を用いる事が出来る。
尚、本発明法に用いるワイヤとしては、通常用いられる
鋼ワイヤあるいは複合ワイヤを適宜用いる事が出来る。
鋼ワイヤあるいは複合ワイヤを適宜用いる事が出来る。
又、鉄粉、カットワイヤ等の開先充填剤も適宜用いる事
が出来る。
が出来る。
又、本発明に用いるフラックスは、プントフラックスが
望ましく、その4オ成成分としては、S10□。
望ましく、その4オ成成分としては、S10□。
TiO2,MgO、At203等の金属酸化物+ Ca
CO3# BaCOyMgC03等の金属炭酸塩e C
aF2 e B凰F2等の金属弗化物、Fs 、 Fe
−8t 、 Fe−At、 Fe −Mn 、 Mg
、 TI等の金属粉を適宜選択出来る。これらのうち、
特に鉄粉は本発明の効果をよう一層高めるものであるが
、その添加量はフラックス全体に対して、501fk%
以下が望ましい。
CO3# BaCOyMgC03等の金属炭酸塩e C
aF2 e B凰F2等の金属弗化物、Fs 、 Fe
−8t 、 Fe−At、 Fe −Mn 、 Mg
、 TI等の金属粉を適宜選択出来る。これらのうち、
特に鉄粉は本発明の効果をよう一層高めるものであるが
、その添加量はフラックス全体に対して、501fk%
以下が望ましい。
以上、本発明について詳述したが、本発明法の効果をよ
り明らかにするために実施例により、詳細に説明する。
り明らかにするために実施例により、詳細に説明する。
まず第1衣に示すよう々P1〜P4の4種類の鋼板と、
第2表に示すようfiF1〜F3の3種類のフラックス
と、第3表に示すよりなW1〜W4の4稲類のワイヤを
用いて、第4表に示す条件で溶接を行なった。A1〜屋
9は本発明法の例であり、410−A16は本発明の効
果を明らかにするために行なった比較例である。すなわ
ち、A 10はルートフェイスが過小、屋11およびA
12はルートフェイスが過大、扁13は開先角度が過
小、A14は開先角度が過大、ム15は板厚が過大、A
16は2電極溶接の場合の比較例である。
第2表に示すようfiF1〜F3の3種類のフラックス
と、第3表に示すよりなW1〜W4の4稲類のワイヤを
用いて、第4表に示す条件で溶接を行なった。A1〜屋
9は本発明法の例であり、410−A16は本発明の効
果を明らかにするために行なった比較例である。すなわ
ち、A 10はルートフェイスが過小、屋11およびA
12はルートフェイスが過大、扁13は開先角度が過
小、A14は開先角度が過大、ム15は板厚が過大、A
16は2電極溶接の場合の比較例である。
第5表に溶接結果を示す。検討項目としては、BP側溶
接時の溶落ちの有無、溶接作業性(ビード外観、カット
など)およびUST検査である。またUST検査を実施
し、欠陥エコーが認められた部分についてはマクロ断面
検査を実施し欠陥の内容についても調査した。
接時の溶落ちの有無、溶接作業性(ビード外観、カット
など)およびUST検査である。またUST検査を実施
し、欠陥エコーが認められた部分についてはマクロ断面
検査を実施し欠陥の内容についても調査した。
検討の結果は第5表左欄に示す通りであるが、本発明に
よるA1〜屋9は、いずれも全ての項目において満足し
うる結果が得られた。一方比較例Al0−Al6は第5
表備考欄に示す如く、ルートフェイス、開先角度、板厚
の過大、あるいは2電極溶接を行なったため溶落ち、ビ
ード外観不良、スラグ巻込み、われの発生の如き問題が
生じた。
よるA1〜屋9は、いずれも全ての項目において満足し
うる結果が得られた。一方比較例Al0−Al6は第5
表備考欄に示す如く、ルートフェイス、開先角度、板厚
の過大、あるいは2電極溶接を行なったため溶落ち、ビ
ード外観不良、スラグ巻込み、われの発生の如き問題が
生じた。
(発明の効果)
本発明法は、充分な溶着金属量の確保、溶落ち防止対策
、スラブ巻込み欠陥防止対策2割れ防止対策を行なう事
により、50〜100簡の厚板を両面1層すブマージブ
ーク溶接を可能としたもので、これによって高能率溶接
が達成出来るものである。
、スラブ巻込み欠陥防止対策2割れ防止対策を行なう事
により、50〜100簡の厚板を両面1層すブマージブ
ーク溶接を可能としたもので、これによって高能率溶接
が達成出来るものである。
4、図面のf21増か説明
第1図(a) p (b)は本発明の溶接法を示すもの
で第1図(ム)は3電極溶接、第1図(b)は4’il
!!極溶接の場合の電極配置の側面図2開先断面を示す
正面図。
で第1図(ム)は3電極溶接、第1図(b)は4’il
!!極溶接の場合の電極配置の側面図2開先断面を示す
正面図。
第2図(荀、(鶴は比較例として用いた従来法の電極配
置の側面図、開先断面を示す正面図であり、第2図(8
)は通常の24極両面1層サブマージアーク溶接法、第
2図(b)は用鉄KX法の場合であり、第3図は、Y開
先片側溶接のナデットを示す断面図であり、第4図は実
施例に用いた開先形状を示す正面図である。
置の側面図、開先断面を示す正面図であり、第2図(8
)は通常の24極両面1層サブマージアーク溶接法、第
2図(b)は用鉄KX法の場合であり、第3図は、Y開
先片側溶接のナデットを示す断面図であり、第4図は実
施例に用いた開先形状を示す正面図である。
1・・・扱溶接材、2・・・ルートフェイス、3・・・
開先角度、4・・・ワイヤ、5・・・チップ、H・・・
溶込み深さ。
開先角度、4・・・ワイヤ、5・・・チップ、H・・・
溶込み深さ。
W・・・浴込み幅、θl・・・BP側開先角度、θ2・
・・FP側の開先角度、a・・・BP側の開先深さ、b
・・・FP側の開先深さ、R・・・ルートフェイス。
・・FP側の開先角度、a・・・BP側の開先深さ、b
・・・FP側の開先深さ、R・・・ルートフェイス。
第2図(a)
ン
第2図(b)
′7−′
手続補正書(自発)
昭和60年10月18日
特許庁長官 宇 賀 道 部 殿
■、事件の表示
昭和60年特許願第185024号
2、発明の名称
厚板の両面1層サブマージアーク溶接法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武 1) 豊 4、代理人〒io。
者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武 1) 豊 4、代理人〒io。
東京都千代田区丸の内二丁目4番1号
5、補正命令の日付 昭和 年 月 日6、補
正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の
欄 7、補正の内容 (1)明細書7頁14行及び20行「H/W」をrW/
Hlに夫々補正する。
正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の
欄 7、補正の内容 (1)明細書7頁14行及び20行「H/W」をrW/
Hlに夫々補正する。
(2)同7頁下から2行「0.15〜0.35倍程度に
し、」を「o、is〜0.35倍にし、」に補正する。
し、」を「o、is〜0.35倍にし、」に補正する。
(3)同8頁4行「梨の実」を「梨の実割れ」に補正す
る。
る。
(4)同23頁3行[・・・ルートフェイス。」を「h
・・・ルートフェイス、t・・・板厚。」に補正する。
・・・ルートフェイス、t・・・板厚。」に補正する。
Claims (1)
- 板厚50〜100mm(tmmとする)の鋼板を両面1
層サブマージアーク溶接する方法において、被溶接材の
開先角度35〜60°、ルートフェイス0.15t〜0
.35tmmのX開先で突合せ、3電極以上の溶接機を
用いて溶接することを特徴とする厚板の両面1層サブマ
ージアーク溶接法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18502485A JPS6245475A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 厚板の両面1層サブマ−ジア−ク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18502485A JPS6245475A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 厚板の両面1層サブマ−ジア−ク溶接法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6245475A true JPS6245475A (ja) | 1987-02-27 |
Family
ID=16163443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18502485A Pending JPS6245475A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 厚板の両面1層サブマ−ジア−ク溶接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6245475A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010184244A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Hitachi Zosen Corp | シャー切断鋼板の突合せ両面サブマージアーク溶接方法 |
WO2013073565A1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の高能率溶接方法 |
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