JPS636315B2 - - Google Patents
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- JPS636315B2 JPS636315B2 JP57158006A JP15800682A JPS636315B2 JP S636315 B2 JPS636315 B2 JP S636315B2 JP 57158006 A JP57158006 A JP 57158006A JP 15800682 A JP15800682 A JP 15800682A JP S636315 B2 JPS636315 B2 JP S636315B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/032—Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams
- B23K9/0325—Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams helicoidal seams
Landscapes
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
この発明は、スパイラル管の高速サブマージア
ーク溶接方法に関し、とくに水平姿勢でのサブマ
ージアーク溶接の場合と同様に、スラグの剥離性
が良好でしかも形状の良好なスパイラルビードが
とくに高速でえられるサブマージアーク溶接法の
改良についての開発成果を提案しようとするもの
である。 サブマージアーク溶接は、高能率溶接方法であ
るため、パイプの溶接や造船、構造物などの溶接
分野で広く用いられているが、溶接能率向上のた
め溶接速度につき、一段と高速化を進める努力が
傾けられている。 この点スパイラル管の製造においても例外では
なく、溶接速度の増加によつて生産性を向上させ
ようとする種々な試みが企てられている。こゝで
スパイラル管は一般にその横置姿勢での溶接が通
例なので必然的に管の周面に沿う上り坂または下
り坂に、溶融池がさしかかるような位置での溶加
が行われるため、溶融スラグおよび溶融金属の流
出傾向のためにビードがコンケーブやコンベツク
スになりやすく、水平姿勢での溶接におけるビー
ドに比較するとビード形状ははるかに劣つて、オ
ーバーラツプやアンダーカツトなどの欠陥も発生
しやすいという問題があつた。 第１図ａ，ｂにはスパイラル管１を内面溶接電
極２と外面溶接電極３とにより、スパイラルビー
ド４を形成する要領を模式に示し、通常内面溶接
電極２で先行形成した第２図ａの内周ビード４ａ
上にその半周おくれで外面溶接電極３による第２
図ｂのような外周ビード４ｂを重ねて積層するよ
うにスパイラル管素材を連続的に回転させる。 このため内周および外周両ビード４ａ，４ｂと
も溶接金属およびスラグは凝固しつゝ上り坂、下
り坂に差しかかりその傾斜の度合いが次第に強ま
るので内周ビード４ａはコンケーブ５を生じてオ
ーバーラツプ欠陥６を含むような凹型ビードにな
りやすく、いつぽう外周ビード４ｂはコンベツク
ス７を生じアンダーカツト欠陥８を含むような凸
型ビードとなりやすい。 かような問題に対し従来は主にフラツクスの物
性値を調整してスラグを流れにくくしたりあるい
は溶接入熱量を低くおさえて生成スラグ量を少な
くするなどの対策がとられていたが必ずしも満足
できるものではなかつた。すなわち単にフラツク
ス粘性を高めてスラグの流動性を調整しようとす
ると、ビード表面にポツクマークが発生したりあ
るいは高速溶接性が阻害され、また溶接入熱量を
低下させ、生成スラグ量を少なくしようとすると
溶込み不足を招きやすく、何れも対策としては不
充分なものであつた。 加えて従来スパイラル管の溶接に供されていた
フラツクスはスラグのはく離性が悪いため、とく
にパイプ内面にこびりついたまま残つていること
が多く、内面塗装を必要とするパイプの場合には
大きな問題となつていたのであり、それというの
はかりに水平姿勢での溶接で優れたはく離性を示
すフラツクスであつても、オーバーラツプ欠陥６
やアンダカツト欠陥８の発生しやすいスパイラル
管での適用の場合には、これらの欠陥にスラグが
物理的に拘束され、はく離性は一層著しく劣化す
るからである。 そこではく離性の良好なフラツクスを用いて、
しかも形状の良好なビードを得ることがスパイラ
ル管のサブマージアーク溶接では極めて重要であ
る。 そこで発明者らは、スパイラル管のサブマージ
アーク溶接に適合するフラツクス組成につき、フ
ラツクス軟化温度やスラグ生成量などに関しても
多くの実験を行い、とくに傾斜溶接時のビード形
状、欠陥発生率に及ぼす影響を詳細に検討した。 その結果SiO2，TiO2およびMnOを多く配合
し、かつCaF2を低減することが、この発明の適
用上、フラツクスの高速溶接性、スラグはく離に
極めて優れていること、とくにフラツクスの軟化
温度については1130℃以上の場合に生成スラグ量
が少なくスパイラル管の場合に不可避な傾斜溶接
時のビード形状の劣化が少なく比較的良好なビー
ドが得られることを見出した。 なおこゝでフラツクスの軟化温度は粉粒状のフ
ラツクスを直径10mm、高さ10mmの円筒状に成形
し、これを電気炉中で昇温加熱したとき原形がく
ずれはじめる温度で定義することにした。 さらに、実際のスパイラル管のサブマージアー
ク溶接において通常のストレートシーム管におけ
ると同様な溶接ビードを得るためには、フラツク
ス組成および軟化温度の上述知見に基く制御を、
以下にのべる溶融池内凝固率とともに制御するこ
とが必要であることを究明した。 こゝに溶融池内凝固率は内周および外周各ビー
ドの最終断面積に対する、内外周での溶融池内に
て生長しつつある各凝固殻の断面積比率で表され
る。 この発明は上記知見に由来し、さらに進んで究
明を加えて確認をした下記の事項で上述した目的
についての有効な解決を与えるのである。 この発明は帯状金属条片の一側縁を他側縁に沿
わせてらせんに巻回したスパイラル管の横置姿勢
において接合縁にサブマージアーク溶接を適用す
るに当り、管頂の母線と直交する断面において内
周および外周各ビードの最終断面積に対する各溶
融池内凝固面積の比率が40〜70％となるスパイラ
ル管の内周および外周上の溶接点に電極を配置し
て、スパイラル管を回転駆動しながら両電極を相
対移動させる間に、フラツクスとしてSiO2：
35wt％を超え46wt％以下、TiO2：14〜25wt％を
％SiO2／％TiO2比1.5〜2.9の範囲で含み、かつ
MnO：10〜20wt％、Al2O3：１〜10wt％、
MgO：２〜10wt％、CaO：10wt％を超え20wt％
以下およびCaF2：２〜8wt％を含有して軟化温度
1130℃以上のものを散布供給することである。 換言すればこの発明は、スパイラル管の横置き
姿勢にける継目溶接を行うに当り、 SiO2：35wt％を超え46wt％以下、 TiO2：14〜25wt％、 MnO：10〜20wt％、 Al2O3：１〜10wt％、 MgO：２〜10wt％、 CaO：10wt％を超え20wt％以下および CaF2：２〜８％ を含有し、残余は不純物からなり、かつSiO2／
TiO2＝1.5〜2.9を満足し、しかも軟化温度が1130
℃以上であるフラツクスを用い、 スパイラル管の内、外面各最終ビード断面積に
対する、内、外面溶融池の断面におけるおのおの
の凝固面積の割合であらわされるビードの断面凝
固率が内面溶接にあつてはスパイラル管の最下
部、また外面溶接ではスパイラル管の頂部にて、
それぞれ40〜70％となる溶接点を選んでサブマー
ジアーク溶接を行う ことを特徴とするスパイラル管の高速サブマージ
アーク溶接方法である。 まずこの発明においてフラツクス組成を限定し
た理由について述べる。 SiO2：35wt％超え46％以下 SiO2はスラグ粘性と高速溶接性を調整するの
にとくに必要な成分であるが、35％以下では傾斜
溶接時スラグが流れやすくなり、46％を超えると
粘性が大きくなりすぎ、溶接中に発生したガスが
スラグを通つて抜けきれず、ポツクマークが発生
する。 TiO2：14〜25％ TiO2はすぐれたアーク安定剤であり、高速溶
接にとつては不可欠の成分であるが14％未満では
その効果が小さく、いつぽう25％を超えるとスラ
グのはく離性が悪くなる。 MnO：10〜20％ MnOはスラグのはく離性、ビード形状に影響
する成分であるが、10％未満ではスラグのはく離
性が劣化し、また20％を超えるとビード外観が悪
くなることから10〜20％の範囲にする必要があ
る。 Al2O3：１〜10％ Al2O3はフラツクス軟化温度の調整およびスラ
グ粘性に影響する成分であるが、１％未満ではス
ラグ軟化温度が低くなりすぎ溶接時のスラグ量が
増加する。また10％を超えるとビード表面にポツ
クマークが発生しやすくなることから10％以下で
添加する必要がある。 MgO：２〜10％ MgOは傾斜溶接時のビード形状を改善する上
で極めて効果のある成分であるが、２％未満では
その効果は期待できず、また10％を超えて添加す
るとポツクマークの発生が著しく２％〜10％にす
る必要がある。 CaO：10％超〜20％ CaOは溶接金属中の酸素量を低下させ溶接金属
のじん性を改善するとともに、フラツクスの軟化
温度を高める作用があるが、10％以下ではその効
果が期待できず、いつぽう20％を超えて添加する
とポツクマークの発生が著しいことから10％超〜
20％に限定した。 CaF2：２〜８％ CaF2は少量でもスラグ粘性に対する影響が極
めて大きく、また溶接金属酸素量低減にも効果の
ある成分である。酸素量低減のためには２％以上
の添加が必要であるが、８％を超えて添加すると
スラグ粘性の低下が大きくなり、傾斜溶接時のビ
ード形状が劣化することから２％〜８％の範囲に
限定した。 以上のべたところのうちとくに（％SiO2）／
（％TiO2）の値は、高速溶接性を決定する重要な
要因であり（％SiO2）／（％TiO2）＝1.5〜2.9の
ときに安定な高速溶接が可能となるが、この値が
1.5未満の場合にはスラグの流動性が大きくなり
高速溶接時のビード形状が不良となり、また2.9
を超える場合にもアークが不安定となりポツクマ
ークも発生しやすくなることから、（％SiO2）／
（％TiO2）の値は1.5〜2.9にする必要がある。 上記成分組成のフラツクスはポツクマークの発
生も無く、高速溶接性にすぐれているが、傾斜溶
接時のビード形状との関係でさらに検討を加えた
ところ、ビード形状劣化軽減のためにはフラツク
ス軟化温度が1130℃以上必要であることがわかつ
た。これより低い場合には溶接時のスラグ量増加
をまねき、傾斜面で流れやすくビード形状劣化の
原因となることから上記の配合組成においてとく
にフラツクス軟化温度が1130℃以上である必要が
ある。 また通常の水平面におけるサブマージアーク溶
接ビードとほぼ同様の形状を有する良好なスパイ
ラルビード４を得るためには、溶融池内凝固面積
の比率40〜70％の位置が、横置姿勢のスパイラル
管素材の内面溶接ではその最下部に、外面溶接で
は最頂部に来るような、すなわちこれらを一括し
て、管頂母線と直交する断面を占める、こととな
る内周および外周上の溶接点を選ぶ必要があるの
は、以下の理由による。すなわち内面溶接では最
下部での凝面面積率が40％未満のときには最終的
に内周ビード４ａの中央部が凹んだコンケーブビ
ードになりやすく、いつぼう70％を超えると最終
ビードが逆に凸状となり、また外面溶接の場合に
は最頂部での凝固面積率が40％未満のときには、
最終的に外周ビード４ｂが凸状をなすコンベツク
スビードになりやすく、反対に70％を超えると凹
状のコンケーブビードになつてしまい、この発明
で所期した目的を達成できない。 以下実施例について説明する。 表１に示した化学組成および軟化温度を有する
供試フラツクスを調製し、これらを用いて板厚14
mm、長さ１ｍのSM41鋼に表２に示した溶接条件
で2.0％Mnワイヤを用い平板２電極（先行：直
流、後行：交流）溶接を下り坂7゜、上り坂7゜の両
方で実施しスラグのはく離性、ビード形状、ポツ
クマークなどの溶接作業性について調査した。
ーク溶接方法に関し、とくに水平姿勢でのサブマ
ージアーク溶接の場合と同様に、スラグの剥離性
が良好でしかも形状の良好なスパイラルビードが
とくに高速でえられるサブマージアーク溶接法の
改良についての開発成果を提案しようとするもの
である。 サブマージアーク溶接は、高能率溶接方法であ
るため、パイプの溶接や造船、構造物などの溶接
分野で広く用いられているが、溶接能率向上のた
め溶接速度につき、一段と高速化を進める努力が
傾けられている。 この点スパイラル管の製造においても例外では
なく、溶接速度の増加によつて生産性を向上させ
ようとする種々な試みが企てられている。こゝで
スパイラル管は一般にその横置姿勢での溶接が通
例なので必然的に管の周面に沿う上り坂または下
り坂に、溶融池がさしかかるような位置での溶加
が行われるため、溶融スラグおよび溶融金属の流
出傾向のためにビードがコンケーブやコンベツク
スになりやすく、水平姿勢での溶接におけるビー
ドに比較するとビード形状ははるかに劣つて、オ
ーバーラツプやアンダーカツトなどの欠陥も発生
しやすいという問題があつた。 第１図ａ，ｂにはスパイラル管１を内面溶接電
極２と外面溶接電極３とにより、スパイラルビー
ド４を形成する要領を模式に示し、通常内面溶接
電極２で先行形成した第２図ａの内周ビード４ａ
上にその半周おくれで外面溶接電極３による第２
図ｂのような外周ビード４ｂを重ねて積層するよ
うにスパイラル管素材を連続的に回転させる。 このため内周および外周両ビード４ａ，４ｂと
も溶接金属およびスラグは凝固しつゝ上り坂、下
り坂に差しかかりその傾斜の度合いが次第に強ま
るので内周ビード４ａはコンケーブ５を生じてオ
ーバーラツプ欠陥６を含むような凹型ビードにな
りやすく、いつぽう外周ビード４ｂはコンベツク
ス７を生じアンダーカツト欠陥８を含むような凸
型ビードとなりやすい。 かような問題に対し従来は主にフラツクスの物
性値を調整してスラグを流れにくくしたりあるい
は溶接入熱量を低くおさえて生成スラグ量を少な
くするなどの対策がとられていたが必ずしも満足
できるものではなかつた。すなわち単にフラツク
ス粘性を高めてスラグの流動性を調整しようとす
ると、ビード表面にポツクマークが発生したりあ
るいは高速溶接性が阻害され、また溶接入熱量を
低下させ、生成スラグ量を少なくしようとすると
溶込み不足を招きやすく、何れも対策としては不
充分なものであつた。 加えて従来スパイラル管の溶接に供されていた
フラツクスはスラグのはく離性が悪いため、とく
にパイプ内面にこびりついたまま残つていること
が多く、内面塗装を必要とするパイプの場合には
大きな問題となつていたのであり、それというの
はかりに水平姿勢での溶接で優れたはく離性を示
すフラツクスであつても、オーバーラツプ欠陥６
やアンダカツト欠陥８の発生しやすいスパイラル
管での適用の場合には、これらの欠陥にスラグが
物理的に拘束され、はく離性は一層著しく劣化す
るからである。 そこではく離性の良好なフラツクスを用いて、
しかも形状の良好なビードを得ることがスパイラ
ル管のサブマージアーク溶接では極めて重要であ
る。 そこで発明者らは、スパイラル管のサブマージ
アーク溶接に適合するフラツクス組成につき、フ
ラツクス軟化温度やスラグ生成量などに関しても
多くの実験を行い、とくに傾斜溶接時のビード形
状、欠陥発生率に及ぼす影響を詳細に検討した。 その結果SiO2，TiO2およびMnOを多く配合
し、かつCaF2を低減することが、この発明の適
用上、フラツクスの高速溶接性、スラグはく離に
極めて優れていること、とくにフラツクスの軟化
温度については1130℃以上の場合に生成スラグ量
が少なくスパイラル管の場合に不可避な傾斜溶接
時のビード形状の劣化が少なく比較的良好なビー
ドが得られることを見出した。 なおこゝでフラツクスの軟化温度は粉粒状のフ
ラツクスを直径10mm、高さ10mmの円筒状に成形
し、これを電気炉中で昇温加熱したとき原形がく
ずれはじめる温度で定義することにした。 さらに、実際のスパイラル管のサブマージアー
ク溶接において通常のストレートシーム管におけ
ると同様な溶接ビードを得るためには、フラツク
ス組成および軟化温度の上述知見に基く制御を、
以下にのべる溶融池内凝固率とともに制御するこ
とが必要であることを究明した。 こゝに溶融池内凝固率は内周および外周各ビー
ドの最終断面積に対する、内外周での溶融池内に
て生長しつつある各凝固殻の断面積比率で表され
る。 この発明は上記知見に由来し、さらに進んで究
明を加えて確認をした下記の事項で上述した目的
についての有効な解決を与えるのである。 この発明は帯状金属条片の一側縁を他側縁に沿
わせてらせんに巻回したスパイラル管の横置姿勢
において接合縁にサブマージアーク溶接を適用す
るに当り、管頂の母線と直交する断面において内
周および外周各ビードの最終断面積に対する各溶
融池内凝固面積の比率が40〜70％となるスパイラ
ル管の内周および外周上の溶接点に電極を配置し
て、スパイラル管を回転駆動しながら両電極を相
対移動させる間に、フラツクスとしてSiO2：
35wt％を超え46wt％以下、TiO2：14〜25wt％を
％SiO2／％TiO2比1.5〜2.9の範囲で含み、かつ
MnO：10〜20wt％、Al2O3：１〜10wt％、
MgO：２〜10wt％、CaO：10wt％を超え20wt％
以下およびCaF2：２〜8wt％を含有して軟化温度
1130℃以上のものを散布供給することである。 換言すればこの発明は、スパイラル管の横置き
姿勢にける継目溶接を行うに当り、 SiO2：35wt％を超え46wt％以下、 TiO2：14〜25wt％、 MnO：10〜20wt％、 Al2O3：１〜10wt％、 MgO：２〜10wt％、 CaO：10wt％を超え20wt％以下および CaF2：２〜８％ を含有し、残余は不純物からなり、かつSiO2／
TiO2＝1.5〜2.9を満足し、しかも軟化温度が1130
℃以上であるフラツクスを用い、 スパイラル管の内、外面各最終ビード断面積に
対する、内、外面溶融池の断面におけるおのおの
の凝固面積の割合であらわされるビードの断面凝
固率が内面溶接にあつてはスパイラル管の最下
部、また外面溶接ではスパイラル管の頂部にて、
それぞれ40〜70％となる溶接点を選んでサブマー
ジアーク溶接を行う ことを特徴とするスパイラル管の高速サブマージ
アーク溶接方法である。 まずこの発明においてフラツクス組成を限定し
た理由について述べる。 SiO2：35wt％超え46％以下 SiO2はスラグ粘性と高速溶接性を調整するの
にとくに必要な成分であるが、35％以下では傾斜
溶接時スラグが流れやすくなり、46％を超えると
粘性が大きくなりすぎ、溶接中に発生したガスが
スラグを通つて抜けきれず、ポツクマークが発生
する。 TiO2：14〜25％ TiO2はすぐれたアーク安定剤であり、高速溶
接にとつては不可欠の成分であるが14％未満では
その効果が小さく、いつぽう25％を超えるとスラ
グのはく離性が悪くなる。 MnO：10〜20％ MnOはスラグのはく離性、ビード形状に影響
する成分であるが、10％未満ではスラグのはく離
性が劣化し、また20％を超えるとビード外観が悪
くなることから10〜20％の範囲にする必要があ
る。 Al2O3：１〜10％ Al2O3はフラツクス軟化温度の調整およびスラ
グ粘性に影響する成分であるが、１％未満ではス
ラグ軟化温度が低くなりすぎ溶接時のスラグ量が
増加する。また10％を超えるとビード表面にポツ
クマークが発生しやすくなることから10％以下で
添加する必要がある。 MgO：２〜10％ MgOは傾斜溶接時のビード形状を改善する上
で極めて効果のある成分であるが、２％未満では
その効果は期待できず、また10％を超えて添加す
るとポツクマークの発生が著しく２％〜10％にす
る必要がある。 CaO：10％超〜20％ CaOは溶接金属中の酸素量を低下させ溶接金属
のじん性を改善するとともに、フラツクスの軟化
温度を高める作用があるが、10％以下ではその効
果が期待できず、いつぽう20％を超えて添加する
とポツクマークの発生が著しいことから10％超〜
20％に限定した。 CaF2：２〜８％ CaF2は少量でもスラグ粘性に対する影響が極
めて大きく、また溶接金属酸素量低減にも効果の
ある成分である。酸素量低減のためには２％以上
の添加が必要であるが、８％を超えて添加すると
スラグ粘性の低下が大きくなり、傾斜溶接時のビ
ード形状が劣化することから２％〜８％の範囲に
限定した。 以上のべたところのうちとくに（％SiO2）／
（％TiO2）の値は、高速溶接性を決定する重要な
要因であり（％SiO2）／（％TiO2）＝1.5〜2.9の
ときに安定な高速溶接が可能となるが、この値が
1.5未満の場合にはスラグの流動性が大きくなり
高速溶接時のビード形状が不良となり、また2.9
を超える場合にもアークが不安定となりポツクマ
ークも発生しやすくなることから、（％SiO2）／
（％TiO2）の値は1.5〜2.9にする必要がある。 上記成分組成のフラツクスはポツクマークの発
生も無く、高速溶接性にすぐれているが、傾斜溶
接時のビード形状との関係でさらに検討を加えた
ところ、ビード形状劣化軽減のためにはフラツク
ス軟化温度が1130℃以上必要であることがわかつ
た。これより低い場合には溶接時のスラグ量増加
をまねき、傾斜面で流れやすくビード形状劣化の
原因となることから上記の配合組成においてとく
にフラツクス軟化温度が1130℃以上である必要が
ある。 また通常の水平面におけるサブマージアーク溶
接ビードとほぼ同様の形状を有する良好なスパイ
ラルビード４を得るためには、溶融池内凝固面積
の比率40〜70％の位置が、横置姿勢のスパイラル
管素材の内面溶接ではその最下部に、外面溶接で
は最頂部に来るような、すなわちこれらを一括し
て、管頂母線と直交する断面を占める、こととな
る内周および外周上の溶接点を選ぶ必要があるの
は、以下の理由による。すなわち内面溶接では最
下部での凝面面積率が40％未満のときには最終的
に内周ビード４ａの中央部が凹んだコンケーブビ
ードになりやすく、いつぼう70％を超えると最終
ビードが逆に凸状となり、また外面溶接の場合に
は最頂部での凝固面積率が40％未満のときには、
最終的に外周ビード４ｂが凸状をなすコンベツク
スビードになりやすく、反対に70％を超えると凹
状のコンケーブビードになつてしまい、この発明
で所期した目的を達成できない。 以下実施例について説明する。 表１に示した化学組成および軟化温度を有する
供試フラツクスを調製し、これらを用いて板厚14
mm、長さ１ｍのSM41鋼に表２に示した溶接条件
で2.0％Mnワイヤを用い平板２電極（先行：直
流、後行：交流）溶接を下り坂7゜、上り坂7゜の両
方で実施しスラグのはく離性、ビード形状、ポツ
クマークなどの溶接作業性について調査した。
【表】
表中その他は、不可避不純物およびFeOであ
る。
る。
【表】
下り傾斜溶接ビードでは第３図ａに示すごとく
ビード断面におけるコンケーブ深さｃ、およびビ
ード立上り角度θを、また上り傾斜溶接ビードで
は第３図ｂに示すビード高さｈおよびアンダーカ
ツト８の有無を５断面について測定した。 同時にスラグのはく離性とポツクマークの有無
などについても調査した。 その結果をまとめて表３に示すように、この発
明の適正範囲をはずれた比較フラツクスＢ１〜Ｂ
５では傾斜溶接時のビード形状不良、スラグのは
く離性が劣化またはポツクマークの発生の何れか
が認められた。
ビード断面におけるコンケーブ深さｃ、およびビ
ード立上り角度θを、また上り傾斜溶接ビードで
は第３図ｂに示すビード高さｈおよびアンダーカ
ツト８の有無を５断面について測定した。 同時にスラグのはく離性とポツクマークの有無
などについても調査した。 その結果をまとめて表３に示すように、この発
明の適正範囲をはずれた比較フラツクスＢ１〜Ｂ
５では傾斜溶接時のビード形状不良、スラグのは
く離性が劣化またはポツクマークの発生の何れか
が認められた。
【表】
すなわちＢ１ではTiO2，Al2O3，MgO，CaO，
CaF2が適正範囲からはずれて、しかもSiO2／
TiO2の値が3.67と大きすぎて、ビード形状の劣
化は少いもののスラグのはく離性が悪く、ポツク
マークも発生する。 Ｂ２ではSiO2，Al2O3が適正範囲外であるため
下り傾斜溶接時のコンケーブ量やビード立上り角
度が大きく、また上り傾斜溶接ではビード高さが
大きくアンダーカツト、ポツクマークが発生し、
ビード形状が悪いためスラグはく離性も不良であ
る。 Ｂ３ではCaOが適正範囲外のため下り傾斜溶接
ではコンケーブ量が大きくオーバーラツプが発生
し、上り傾斜溶接ではアンダーカツトが発生し、
スラグはく離性も不良である。 またＢ４も適正範囲外であるためほぼＢ３と同
様の結果となつている。 Ｂ５の化学組成はこの発明の適正範囲内にある
もののSiO2／TiO2の値が1.47と小さく、またフ
ラツクス軟化温度も1129℃とやや低いためスラグ
が流れやすく傾斜溶接時のビード形状も大きいと
いう難点があつた。 これに対しこの発明によるフラツクスＡ１〜Ａ
５による傾斜溶接時のビード形状劣化は極めて僅
かでスラグはく離性、耐ポツクマーク性などの高
速溶接作業性は非常に優れていることがわかる。 つぎに第４図に示す方法により実際のスパイラ
ル管の素材を用いてこれにスパイラル状の溶接を
行いビード形状と溶接位置の定量的な関係を求め
た。 スパイラルビード４は、第４図中に示すターニ
ングローラ９の上に置いた素材を回転速度VRで
回転し、同時に電極２および３を速度V0で回転
軸心と平行に走行させることにより得た。この場
合溶接速度ＶはＶ＝√0 2＋R 2で与えられるの
はいうまでもない。 この素材は、外径750mm、板厚12.7mmのものを
用い表２に示した条件と同一の条件で溶接を行つ
た。 すなわちV0＝VR＝140cm／minに選びＶ≒200
cm／minとなるようにし、最下部１０および最頂
部１１における各溶融池内凝固面積率のビード形
状におよぼす影響を溶接点の位置を変化させて調
べた。最下部１０、最頂部１１における凝固面積
率は表２に示す溶接条件を用いた溶接の際に溶融
池から溶鋼を排出する方法をもつて事前に凝固殻
の成長厚さを溶接点からの距離の実測の下に調べ
た値で対応させた。 測定項目は表３で示した項目と同一であり、結
果を表４に示した。
CaF2が適正範囲からはずれて、しかもSiO2／
TiO2の値が3.67と大きすぎて、ビード形状の劣
化は少いもののスラグのはく離性が悪く、ポツク
マークも発生する。 Ｂ２ではSiO2，Al2O3が適正範囲外であるため
下り傾斜溶接時のコンケーブ量やビード立上り角
度が大きく、また上り傾斜溶接ではビード高さが
大きくアンダーカツト、ポツクマークが発生し、
ビード形状が悪いためスラグはく離性も不良であ
る。 Ｂ３ではCaOが適正範囲外のため下り傾斜溶接
ではコンケーブ量が大きくオーバーラツプが発生
し、上り傾斜溶接ではアンダーカツトが発生し、
スラグはく離性も不良である。 またＢ４も適正範囲外であるためほぼＢ３と同
様の結果となつている。 Ｂ５の化学組成はこの発明の適正範囲内にある
もののSiO2／TiO2の値が1.47と小さく、またフ
ラツクス軟化温度も1129℃とやや低いためスラグ
が流れやすく傾斜溶接時のビード形状も大きいと
いう難点があつた。 これに対しこの発明によるフラツクスＡ１〜Ａ
５による傾斜溶接時のビード形状劣化は極めて僅
かでスラグはく離性、耐ポツクマーク性などの高
速溶接作業性は非常に優れていることがわかる。 つぎに第４図に示す方法により実際のスパイラ
ル管の素材を用いてこれにスパイラル状の溶接を
行いビード形状と溶接位置の定量的な関係を求め
た。 スパイラルビード４は、第４図中に示すターニ
ングローラ９の上に置いた素材を回転速度VRで
回転し、同時に電極２および３を速度V0で回転
軸心と平行に走行させることにより得た。この場
合溶接速度ＶはＶ＝√0 2＋R 2で与えられるの
はいうまでもない。 この素材は、外径750mm、板厚12.7mmのものを
用い表２に示した条件と同一の条件で溶接を行つ
た。 すなわちV0＝VR＝140cm／minに選びＶ≒200
cm／minとなるようにし、最下部１０および最頂
部１１における各溶融池内凝固面積率のビード形
状におよぼす影響を溶接点の位置を変化させて調
べた。最下部１０、最頂部１１における凝固面積
率は表２に示す溶接条件を用いた溶接の際に溶融
池から溶鋼を排出する方法をもつて事前に凝固殻
の成長厚さを溶接点からの距離の実測の下に調べ
た値で対応させた。 測定項目は表３で示した項目と同一であり、結
果を表４に示した。
【表】
この発明に従つて特定のフラツクスを用い、凝
固面積率40〜70％の位置が内面溶接においてはパ
イプ最下部にまた外面溶接においては最頂部に来
る位置を選んで溶接を行うと極めて良好なビード
が得られ傾斜溶接特有の凹状ビードや凸状ビード
はほぼ解消され、水平面上における溶接と同等の
ビード形状が得られている。 なお凝固面積率40〜70％以外の部分がパイプ最
下部またはパイプ頂上部に来てもこの発明による
フラツクスの場合の形状劣化は少ない。 いつぽう比較フラツクスの場合は断面凝固率40
〜70％の部分がパイプ最下部または最頂部にくる
ように溶接すればある程度の形状改善は認められ
るものの、その程度は小さく、ポツクマークが発
生したり、スラグのはく離性が悪かつたり、ある
いはオーバーラツプ、アンダーカツトなどの欠陥
が発生するなどの問題があり、良好な結果は得ら
れなかつた。ましてやパイプ最下部、最頂部での
断面凝固率が40〜70％の範囲外の場合には、形状
劣化および溶接作業性劣化は極めて大きいもので
あつた。 以上具体例について示したようにスパイラル管
のサブマージアーク溶接においてこの発明におい
て特定したフラツクスを、とくに内面溶接におい
ては最下部、外面溶接においては最頂部でそれぞ
れ凝固面積率40〜70％となるような溶接点の選定
の下に適用することにより、スパイラル管の溶接
ビードに特有なビード形状の劣化をほゞ全面的に
解消し、通常の水平面上における溶接ビードと同
様に外観のすぐれたビードが高能率で得られるの
であり、その工業的価値は極めて大きい。 またこの発明は、単電極、多電極の何れのサブ
マージアーク溶接にも十分使用できるのはいうま
でもない。
固面積率40〜70％の位置が内面溶接においてはパ
イプ最下部にまた外面溶接においては最頂部に来
る位置を選んで溶接を行うと極めて良好なビード
が得られ傾斜溶接特有の凹状ビードや凸状ビード
はほぼ解消され、水平面上における溶接と同等の
ビード形状が得られている。 なお凝固面積率40〜70％以外の部分がパイプ最
下部またはパイプ頂上部に来てもこの発明による
フラツクスの場合の形状劣化は少ない。 いつぽう比較フラツクスの場合は断面凝固率40
〜70％の部分がパイプ最下部または最頂部にくる
ように溶接すればある程度の形状改善は認められ
るものの、その程度は小さく、ポツクマークが発
生したり、スラグのはく離性が悪かつたり、ある
いはオーバーラツプ、アンダーカツトなどの欠陥
が発生するなどの問題があり、良好な結果は得ら
れなかつた。ましてやパイプ最下部、最頂部での
断面凝固率が40〜70％の範囲外の場合には、形状
劣化および溶接作業性劣化は極めて大きいもので
あつた。 以上具体例について示したようにスパイラル管
のサブマージアーク溶接においてこの発明におい
て特定したフラツクスを、とくに内面溶接におい
ては最下部、外面溶接においては最頂部でそれぞ
れ凝固面積率40〜70％となるような溶接点の選定
の下に適用することにより、スパイラル管の溶接
ビードに特有なビード形状の劣化をほゞ全面的に
解消し、通常の水平面上における溶接ビードと同
様に外観のすぐれたビードが高能率で得られるの
であり、その工業的価値は極めて大きい。 またこの発明は、単電極、多電極の何れのサブ
マージアーク溶接にも十分使用できるのはいうま
でもない。
第１図ａ，ｂはスパイラル管のサブマージアー
ク溶接を示す模式図、第２図ａは下り坂傾斜溶接
の場合の典型的なビード形状、同図ｂは上り坂傾
斜溶接の場合のビード形状の一般例を示す断面
図、第３図ａ，ｂはこの発明で試験的に測定した
ビード形状の判定諸元を示すビード断面図であ
り、第４図ａ，ｂは供試スパイラルビードの作成
要領を示す正面図と側面図である。
ク溶接を示す模式図、第２図ａは下り坂傾斜溶接
の場合の典型的なビード形状、同図ｂは上り坂傾
斜溶接の場合のビード形状の一般例を示す断面
図、第３図ａ，ｂはこの発明で試験的に測定した
ビード形状の判定諸元を示すビード断面図であ
り、第４図ａ，ｂは供試スパイラルビードの作成
要領を示す正面図と側面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スパイラル管の横置き姿勢にける継目溶接を
行うに当り、 SiO2：35wt％を超え46wt％以下、 TiO2：14〜25wt％、 MnO：10〜20wt％、 Al2O3：１〜10wt％、 MgO：２〜10wt％、 CaO：10wt％を超え20wt％以下および CaF2：２〜８％ を含有し、残余は不純物からなり、かつSiO2／
TiO2＝1.5〜2.9を満足し、しかも軟化温度が1130
℃以上であるフラツクスを用い、 スパイラル管の内、外面各最終ビード断面積に
対する、内、外面溶融池の断面におけるおのおの
の凝固面積の割合であらわされるビードの断面凝
固率が内面溶接にあつてはスパイラル管の最下
部、また外面溶接ではスパイラル管の頂部にて、
それぞれ40〜70％となる溶接点を選んでサブマー
ジアーク溶接を行う ことを特徴とするスパイラル管の高速サブマージ
アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15800682A JPS5947069A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | スパイラル管の高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15800682A JPS5947069A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | スパイラル管の高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5947069A JPS5947069A (ja) | 1984-03-16 |
| JPS636315B2 true JPS636315B2 (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15662191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15800682A Granted JPS5947069A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | スパイラル管の高速サブマ−ジア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947069A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61108495A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-27 | Kawasaki Steel Corp | スパイラルパイプの溶接方法 |
| CN103008999B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-04-22 | 华油钢管有限公司 | 一种螺旋缝埋弧焊管对接工艺 |
| CN104741868A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 晋西铁路车辆有限责任公司 | 一种铁路罐车罐体筒体的制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075143A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS5431051A (en) * | 1977-08-12 | 1979-03-07 | Nippon Steel Corp | Fused type flux for submerged arc inclined position welding |
| JPS54155166A (en) * | 1978-05-27 | 1979-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of spirally welded steel tube |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP15800682A patent/JPS5947069A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075143A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS5431051A (en) * | 1977-08-12 | 1979-03-07 | Nippon Steel Corp | Fused type flux for submerged arc inclined position welding |
| JPS54155166A (en) * | 1978-05-27 | 1979-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of spirally welded steel tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5947069A (ja) | 1984-03-16 |
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