KR20150103213A - 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법 - Google Patents

Abstract

판 두께가 40 내지 300㎜인 후강판 또는 강관끼리를 입향으로 맞대어 용접할 때, 용접 효율 향상과 용접 결함 저감의 양립이 가능한, 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 원주 용접 방법을 제공한다. 용접하려고 하는 후강판의 단부를 대향되게 배치해서 홈을 형성하고, 상기 홈의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 소정의 관계를 충족시키고, 상기 홈의 표리 양면측에 각각, 일렉트로 가스 아크 용접 전극을 배치하고, 연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, 동시에 용접을 행하고, 각 일렉트로 가스 아크 용접 전극이 상기 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동하는 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

Description

후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법 {MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ARC WELDING METHOD FOR THICK STEEL PLATES AND MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ARC CIRCUMFERENTIAL WELDING METHOD FOR STEEL PIPES}

본 발명은 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법에 관한 것으로, 특히 판 두께가 40 내지 300㎜ 정도의 후강판 부재를 사용해서 대형 강 구조물을 제작, 건조하는 데 있어서, 강판 부재끼리의 맞댐 용접이나 강관의 단부끼리를 맞댄 원주 용접, 또는 강관의 심 부분을 입향 자세로 맞댐 용접을 행할 때, 높은 생산성으로 1 패스에서의 일렉트로 가스 아크 용접을 행함으로써, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 저감을 양립 가능하게 하는, 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 구조물의 대형화에 수반하여, 단순한 강판 부재 또는 기둥 부재로서 사용되는 강관 부재의 판 두께가 증대하고, 예를 들어 200㎜를 초과하는 두꺼운 판 부재, 또는 100㎜를 초과하는 판 두께의 강판을 원통형으로 굽힘 가공하여, 맞댐 부분을 심 용접해서 제조되는 강관과 같은 예도 증가하고 있다. 또한, 건축 분야에서 사용되는 강제의 기둥 부재는, 종래부터 사용되고 있는 박스 기둥과 같은 각형 단면의 기둥 부재에 추가하여, 최근에는 의장성의 관점 등으로부터, 단면 원형의 강관을 기둥 부재로서 적용하는 예가 증가하고 있다. 또한, 강관 형상 부재가 대형 철탑, 발전용 대형 풍차에 사용되는 등, 강판과 함께 강관의 대형 강 구조물로서의 이용 예는 증가하고 있다.

현재, 구조물로서의 강관 기둥을 제조하는 경우에는, 최종적인 구조물의 전체 길이에 비해 짧은 강관 부재끼리를, 그들 단부에서 원주 용접함으로써, 복수개 서로 연결하여 제조하는 방법이 주류이다. 또한, 그들의 접속 방법으로서는, 예를 들어 탄산가스 아크 용접, 또는 비교적 작은 입열량에서의 서브머지 아크 용접 등에 의해, 다(多)패스, 다층 용접에 의한 방법이 일반적이다. 한편, 강관의 판 두께가 50㎜를 초과하게 되면, 상술한 바와 같이 소(小)입열에 의한 다층 용접에서는, 시공 시간, 시공 비용이 막대해지므로, 용접 효율(용접 스피드)을 향상시켜, 용접 시공 시간의 단축, 즉 시공 비용의 저감이 요구되어 오고 있다. 또한, 능률 향상의 요구는, 후강판으로 이루어지는 구조물의 제작에 있어서도 마찬가지이며, 후강판으로 구성되는 평판 조인트 또는 강관 부재의 심 용접, 강관 부재끼리의 단부에 있어서의 원주 용접과 같은 대형 용접 구조물의 건조에 있어서는, 종래의 다패스, 다층 용접을 대신해서, 예를 들어 일렉트로 가스 아크 용접(EGW 용접) 등을 이용한, 대(大)입열에 의한 1 패스 용접을 적용하는 것이 기대되고 있다.

상술한 EGW 용접은, 일반적으로는 입향 자세로 행하여지는 고효율적인 1 패스 용접 방법으로서 알려져 있고, 특히 조선 분야에 있어서 적절하게 사용되고 있다. EGW 용접의 일반적인 형태로서는, 예를 들어 피용접 강판의 단부 각각에 홈 가공을 실시하고, 이 홈면끼리를 맞대면서, 용접선이 실질적으로 연직 방향이 되도록 피용접 강판을 배치한 후, 피강판 부재의 하단부로부터 상단부를 향하도록, 용접 토치를 수직 상진(上進)시켜서 용접을 진행시킨다. 또한, 여기서 사용하는 용접 토치(용접 전극)는, 통상 자동 대차와 일체로 되어 있고, 홈 내에 용접 금속이 형성되어 가는 속도(탕면 상승 속도)를 검출하여, 이 속도에 동기해서 대차가 자동으로 수직 상방으로 주행해 가는 기구를 구비하고 있는 것이 일반적이다.

또한, 최근 들어, 상술한 바와 같이 EGW 용접에 의해 건축 철골 기둥용 강관 부재를 제조하는 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 1, 2에는, 각각, 비관통형과 관통형의 다이어프램 플레이트를 강관 부재의 단부면, 또는 통체의 통 둘레에 EGW 용접에 의해 접합하는 방법이 개시되어 있다. 여기서, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술은, 강관 부재끼리를 원주 용접하는 것은 아니며, 조인트 부재로서의 다이어프램 플레이트(강판) 부재를 강관 부재의 통 둘레에 외부 끼움하고, 이것을 강관의 통 둘레에 대하여 용접 접합하기 위한 원주 용접 방법이다. 또한, 특허문헌 2에 있어서는, 특허문헌 1에 기재된 구성에 추가하여, 또한 용접 중의 전류 감시 방법을 규정해, 용융지 액면의 안정화를 도모하는 것이 기재되어 있다.

또한, 예를 들어 특허문헌 3 등에는, 강관 부재와 그 외주면에 설치하는 철골 조인트 등의 플랜지 형상 부재를 EGW 용접에 의해 원주 용접하는 장치가 개시되어 있다. 특히, 특허문헌 3에 기재된 용접 장치에서는, 하나의 강관 기둥(워크)에 대하여 설치하는 복수의 플랜지 형상 부재를, 동시에 합쳐서 시공할 수 있도록 하기 위해, 시공해야 할 개소 수만큼의 복수의 용접 토치(전극)를 설치한 구성으로 되어 있다. 또한, 여기에서의 다전극의 의미는, 1대의 용접 기기에 용접 개소 수만큼의 전극이 구비되어 있는 구성을 의미하고 있고, 1개의 홈 내에 복수의 전극을 구비하고 있는 것을 의미하는 것은 아니다.

여기서, EGW 용접 방법에 대해서는, 하나의 용접 개소에 복수의 용접 토치(전극)를 사용한 2 전극형의 EGW 용접 장치가 제안되어 있으며(예를 들어, 특허문헌 4), 특히, 후강판의 용접이 필요해지는 콘테이너선 건조에 사용되고 있다. 하나의 용접 개소에 대하여 1 전극만을 사용하는 종래 구성의 EGW 용접 장치에 대하여, 특허문헌 4에 기재된 용접 장치는, 하나의 용접 개소에 대하여 2 전극을 적용한 기기 구성으로 하고 있다. 그리고 2 전극화 시에, 2개의 토치가 너무 근접하면 발생하는, 아크의 상호 간섭의 문제를 극복하면서 2 전극화를 달성하고 있다. 특허문헌 4에 의하면, 2 전극화에 의한 효용 중, 첫 번째는 용접 가능하게 하는 판 두께의 상한 확대이며, 두 번째는 용접 효율의 향상, 즉 용접 시공 시간의 단축에 의한 생산성의 향상을 실현할 수 있게 되어 있다. EGW 용접에서는, 마주 향한 홈면으로 둘러싸인 공극(영역) 내에서, 토치로 송급된 용접 재료(용접 와이어)의 선단부로부터 발생한 아크가 열원이 되어, 용접 와이어 자체와 홈면(모재) 표면이 균일하게 서로 용융하고, 최종적으로 마주 향한 홈면으로 둘러싸인 공간은 모두 용융한 용접 금속으로 채워진다. 그리고 이것이 응고함으로써 용접 금속이 되어, 결과적으로 각 모재와 용접 금속이 일체가 됨으로써 용접 조인트가 형성되게 된다.

일반적으로, 과도하게 두꺼운 모재를 용접하려고 한 경우에는, 전극수가 1개만으로는 홈면 전체를 균일하게 가열할 수 없어, 홈면의 일부 범위에 용해되다 남아, 소위 융합 불량 결함을 발생시키게 된다. 특허문헌 4에 기재된 용접 장치에서는, 1 전극 EGW 용접에서는 융합 불량 결함이 발생하는 판 두께라도, 전극수를 2개로 증설함으로써, 홈면을 충분히 가열 용융할 수 있어, 융합 불량 결함의 발생을 억제할 수 있게 된다. 이에 의해, 특허문헌 4에서는, 용접 가능하게 하는 판 두께의 상한 확대를 달성하고 있다. 또한, 용접 효율, 즉 단위 시간당 얻을 수 있는, 마주 향한 홈면으로 둘러싸인 공극을 채우는 용접 금속의 생성량(질량)은 2개의 전극 모두 거의 동일한 양이므로, 전극수가 2개로 늘어남으로써 1 전극 EGW 용접의 경우에 비교하여, 단순하게 약 2배의 용접 효율을 달성하고 있다. 또한, 전극이 1개인 경우에는, 안정된 양호한 아크 상태를 유지하는 것, 즉 아크를 안정적으로 발생시켜서 실용적인 시공성을 유지하는 관점에서는, 전극에 부여할 수 있는 전기적 에너지에는 상한이 있으므로, 예를 들어 전류값 또는 전압값을 2배로 증대시켜, 단위 시간당에 단순하게 2배의 에너지를 전극에 투입함으로써 2배의 용착 효율을 얻으려고 하는 것은, 일반적으로는 곤란하다.

또한, 특허문헌 4에 의한 2 전극형의 EGW 용접 장치에서는, 용접 전류값을 항상 감시함으로써, 탕면 상승 속도를 검지하여, 대차의 상승 속도를 제어함으로써, 적정한 용접을 계속하는 기구를 구비하고 있다.

특허문헌 5, 6에서는, 탕면과 토치(용접 와이어) 선단부가 가까워지면 용접 전류값이 상승하고, 탕면과 토치 선단부가 떨어지면 용접 전류값이 저하되는 것을 이용하여, 용접 전류값이 소정의 범위 내가 되도록, 토치의 상승 속도 및/또는 용접 와이어의 공급 속도를 변화시키고 있다.

특허문헌 7에서는, 탕면과 토치(용접 와이어) 선단부 간의 거리를, 용접 전류 및 미리 구해 둔 계수로부터 검출하여, 설정 거리와 차를 보정하도록, 토치 위치를 조정하고 있다.

일본 특허 공개 평11-33716호 공보 일본 특허 공개 제2005-74442호 공보 일본 특허 공개 제2003-245775호 공보 일본 특허 공개 평10-118771호 공보 일본 특허 공개 제2012-11400호 공보 일본 특허 공개 제2012-11407호 공보 일본 특허 공개 제2007-160349호 공보

최근 들어, 구조물의 대형화에 수반하여 구조 부재의 판 두께 증대가 진행되어, 최대로 300㎜ 정도에나 달하는 후강판이 적용되는 예가 생기고 있다. 이러한 후강판을 접합하는 용접 조인트의 제작 시에, 종래의 소입열에 의한 다패스 용접을 적용한 경우, 시공 시간의 증대가 현저해지므로, 시공 비용의 저감, 즉 용접 효율의 향상이 강하게 요망되는 결과가 되고 있다. 따라서, 하나의 용접 개소의 판 두께분 전부를 일시에 용접 가능한, 대입열에 의한 1 패스 용접을 적용하여, 후강판 부재로 이루어지는 구조물의 용접 시공 시간의 단축을 도모하는 것이 기대되고 있다.

상기 각 특허문헌에 기재된 종래의 방법 또는 장치에 있어서, 최대 판 두께가 300㎜에나 달하는 후강판의 EGW 용접에 의한 1 패스 용접을 적용하려고 하는 경우, 이하에 설명하는 것과 같은 문제가 있다.

판 두께가 100㎜를 초과하는 후강판에 1 패스 용접을 실시하는 경우의 대응 방법 중 첫 번째는, 부재의 표리면 각각의 측으로부터, 1회씩, 합계 2회에 걸쳐 1 패스 용접을 행함으로써, 편측당, 즉 1회당 용접 가능한 판 두께의 상한이 통상은 80㎜ 정도로 한정되어 있는 기재를, 2회 반복해서 사용함으로써, 실질적으로 2배의 판 두께까지 용접을 가능하게 하는 방법이다. 예를 들어, X형 홈과 같은 홈 형상을 채용하고, 부재의 표리면 양면으로부터 용접 가능한 홈 형상을 채용한다. 보다 구체적으로는, 표면측으로부터의 1 패스 용접을 완료시킨 후, 강판을 뒤집어, 이면측으로부터 한번 더 1 패스 용접을 실행하는 방법이다. 이 방법에 의하면, 2 전극형의 EGW 용접 장치에 의해, 편측만의 용접 시공으로 판 두께 80 내지 90㎜분을 1 패스에 의해 시공 가능하고, 2회로 나누어서 양면 용접을 함으로써, 최대 160 내지 180㎜의 판 두께까지 대응 가능하다.

그러나, 상술한 방책을 적용한 경우의 문제점으로서는, 표면측 홈에 대응하는 용접 비드가 형성되어 있는 곳에, 이면측으로부터 다시 EGW 용접을 행하는 경우, 표면측에 먼저 형성되어 있는 용접 금속의 루트부를 완전히 재용융해서 미용착부가 없는 완전한 용해를 얻기 위해서는 용접 시공에 관한 고도의 기능을 필요로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 상술한 방법에서는, 양면으로부터의 용접 금속은, 각각 판 두께 중앙 부근에서 루트부를 형성하는데, 2회째의 용접 시에, 루트부측에서 발생한 슬래그가 잘 부상 배출되지 않고, 루트부 부근에 있어서 슬래그 말림에 의한 용접 결함을 발생시킬 우려가 있는 것을 들 수 있다. 또한, 애당초 대상으로 하는 부재의 판 두께 전체에 걸쳐 1 패스 용접을 행하지 않고 2회의 용접 시공을 행하는 것은 비효율적인 데다가, 일반적으로 거대한 중량물이 되는 조인트를 반전시키는 공정도 가해지게 되어, 나아가 효율적이라고 할 수 없는 시공법이라 할 수 있다. 또한, 적용하는 용접 재료의 성질에도 따르지만, 선행 용접 금속이 후속(2회째 용접) 패스에 의한 열 영향을 받음으로써, 인성 저하의 우려도 발생한다.

또한, 후강판에 1 패스 용접을 실시하는 경우의 두 번째 대응 방법으로서는, 1 패스 용접으로 대응 가능한 판 두께 이외의 부분을, 소입열 다패스(다층) 용접에 의해 대처하는 방법도 채용되는 경우가 많다. 이 경우, 홈 형상은 편면 용접이 되는 V형 홈이나, 양면으로부터의 용접이 되는 X형 홈 등, 어느 쪽도 채용 가능하지만, 소입열 용접을 먼저 실시하고, 나머지 판 두께를 대입열 1 패스 용접으로 하거나, 또는 그 반대로 하여, 대입열 1 패스 용접을 먼저 실시한 후, 나머지 판 두께를 소입열 용접으로 하여 매워서 끝낼지의, 2개의 순서를 취할 수 있다. 상술한 대응 방법에서는, 용접 기기의 변경을 위한 셋업 시간을 제외하면, 모든 판 두께분에 소입열 용접을 적용하는 경우보다도, 확실하게 시공 시간의 단축으로 이어진다.

한편, 상기 방법을 채용한 경우의 유의점으로서, 조인트에 요구되는 기계적 성질의 사양에 따라서는, 적용하는 용접 재료의 선택에 특별한 배려가 필요해지는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 소입열 용접을 먼저 실시하고, 나머지 판 두께를 대입열 1 패스 용접으로 할 경우에는, 소입열 용접에 의해 형성된 용접 금속에, 후속하는 대입열 용접에 의한 재열이 가해지므로, 소입열 용접의 용접 금속이 과도하게 연화되어 버리므로, 부분적인 강도 저하를 일으킬 가능성에 대해서 검토할 필요가 있다. 또한, 반대로 대입열 1 패스 용접을 먼저 실시하고, 나머지 판 두께를 소입열 용접으로 할 경우에는, 통상 켄칭성을 비교적 고수준으로 설정하고 있는 대입열 용접 금속에 대하여, 후속해서 소입열 용접에 의한 재열이 가해지므로, 대입열 용접에 의한 용접 금속이 과도하게 경화되고, 결과적으로 이 영역의 용접 금속이 인성 저하를 일으킬 가능성에 대해서 검토할 필요가 발생한다.

종래, 판 두께가 100㎜를 초과하는 후강판을 맞대어 용접할 경우에는, 극히 엄청난 공정 시간과 노동력으로 다패스(다층) 용접을 행하거나, 또는 거대한 워크를 반전시키는 공정을 수반하면서 후강판의 표면측 및 이면측의 2회에 걸쳐, 각각 1 패스 용접을 행하는 방법 등의 채용을 하지 않을 수 없게 되는 경우가 많아, 시공 능률 저하가 현저했다. 이로 인해, 후강판끼리 또는 후강판으로 이루어지는 강관 부재의 심 용접 부분 등을 용접 효율이 좋은 1 패스 용접, 예를 들어 EGW 용접을 적용함으로써, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 억제를 양립 가능한 방법이 절실히 요망되고 있었다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 특히 판 두께가 40 내지 300㎜ 정도의 후강판으로 제조된 부재를 사용해서 대형 강 구조물을 제작, 건조하는 데 있어서, 강판 부재 또는 강관 부재의 심 부분을 입향 자세로 맞대어 용접할 경우 및 강관 부재의 원주 용접을 행하는 경우에, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 저감을 양립시킬 수 있는, 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들이 상기 문제를 해결하기 위해서, 특히 후강판으로 이루어지는 요소 부재의 단부를 맞대어 용접하고, 후강판끼리, 또는 강관 부재의 심부를 용접하는 방법으로서 다전극의 EGW 용접 방법을 적용하고, 용접 효율의 향상 및 용접 결함의 저감을 도모하는 것을 시도하고, 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 2대의 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 후강판의 표면측 및 이면측의 양쪽에 배치하고, 이들 2대의 용접 장치가 보유 지지하는 용접 토치의 합계수를 2 이상으로 한 다음, 다시 후강판의 표면측과 이면측 사이에서 용접 중에 용융한 용접 금속이 도통 가능한 홈 형상 및 맞댐 형태를 채용하고, 용접 전극을 홈 내의 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동함으로써, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 저감을 양립할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명은 상기 지견에 기초해서 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

[1]

용접하려고 하는 후강판의 단부를 대향되게 배치하여, 상기 강판의 단부 사이에 홈을 형성하고,

상기 홈의 루트 간격 RO이 0 내지 16㎜의 범위이며, 또한 상기 루트 간격 RO이 0≤RO<1㎜의 범위에서는 루트면 RF가 다음의 식 1로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 1㎜≤RO<10㎜의 범위에서는 루트면 RF가 다음의 식 2로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 상기 루트 간격 RO이 10㎜≤RO≤16㎜의 범위에서는, 루트면 RF가 다음의 식 3으로 나타내어지는 관계를 충족시키고,

RF≤7.8RO＋4.0㎜ … 식 1

RF≤4.8RO＋7.0㎜ … 식 2

RF≤55㎜ … 식 3

단, 상기 식 1, 식 2, 식 3에 있어서, RF : 루트면, RO : 루트 간격이며,

상기 홈 내에, 상기 강판의 표리면측에 각각, 전극수가 1개 또는 2개 이상의 일렉트로 가스 아크 용접 전극을 배치하고,

연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, 동시에 용접을 행하고,

각각의 상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극이 상기 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동하도록, 해당 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[2]

상기 루트 간격 RO이 3㎜ 이상 8㎜ 이하이고, 루트면 RF가 8㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[3]

상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 진입 각도를, 연직 하향 방향을 0°로 하여, 0°이상 40°이하로 하는 것을 특징으로 하는, [1] 또는 [2]에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[4]

상기 후강판의 판 두께가 40 내지 300㎜인 것을 특징으로 하는, [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[5]

상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극 중 적어도 하나의 전극을, 상기 후강판의 판 두께 방향으로 요동시키면서, 용접을 행하는 것을 특징으로 하는, [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[6]

상기 후강판에 굽힘 가공을 실시해서 강관 형상으로 가공한 후, 상기 굽힘 가공에 의해 대향되게 배치된 상기 후강판의 단부를 용접하는 것을 특징으로 하는, [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.

[7]

복수의 강관의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강관의 단부 사이에 상기 홈을 형성하고, 상기 강관의 중심축이 대략 동심, 또한 대략 수평이 되도록, 상기 강관을 포지셔너 수단에 적재하고,

계속해서, 상기 포지셔너 수단으로 상기 강관을 그 중심축 주위로 회전시켜서, 상기 용접을 행하는 것을 특징으로 하는, [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법.

[8]

또한, 상기 강관의 통 둘레에 조인트 부재를 대향되게 배치하고, 상기 홈을 형성하고, 상기 조인트 부재를 용접하는 것을 특징으로 하는, [7]에 기재된 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법.

본 발명의 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법에 의하면, 대체로 상기 구성과 같이,

후강판의 단부끼리를 맞대어, 소정의 홈을 형성하고,

상기 홈의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 소정의 관계를 충족시키고,

상기 홈의 양면측에 각각, 일렉트로 가스 아크 용접 전극을 배치하고,

상기 후강판의 양면측에 있어서, 연직 방향 하측으로부터 상측을 향해서, 동시에 1 패스 용접을 행하고,

각 일렉트로 가스 아크 용접 전극이 상기 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동한다. 이에 의해, 판 두께가 40 내지 300㎜ 정도의 후강판을 입향 자세로 맞대어 용접하는 경우에도, 1 패스 용접에 의한 용접 효율의 향상과 용접 결함의 억제 효과가 동시에 얻어진다.

따라서, 예를 들어 후강판으로 제조되어, 건축 분야에서 사용되는 강관 형상 기둥 부재, 대형 철탑, 발전용 대형 풍차의 철탑 부분 등, 강판 및 강관으로 구성되는 대형 강 구조물을 제조할 때의 용접 프로세스에 본 발명을 적용함으로써, 높은 생산성 및 용접 품질을 동시에 실현할 수 있으므로, 그 사회적 공헌은 헤아릴 수 없다.

도 1은, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)는 후강판의 홈 가공이 실시된 단부끼리를 맞댄 상태를 도시하는 평면도, (b)는 (a)의 상면도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)는 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 사용해서 후강판의 단부 사이의 용접을 행하는 순서를 도시하는 개략도, (b)는 (a)의 x-x 단면도이다.
도 3은, 도 2와 마찬가지인 도면이며, 후강판의 판 두께가 비교적 얇고, 후강판의 한쪽 면측 및 반대 면측에 각각 1개의 용접 전극을 배치한 경우의 도면이다. (a)에서는, 용접 전극의 진입 각도도 설명한다.
도 4는, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)는 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면이 후강판의 양면측에 있어서 동일 레벨인 상태를 나타내고, (b)는 용융 용접 금속의 탕면의 레벨이 후강판의 양면에서 상이한 상태를 도시하는 개략도이다.
도 5는, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 일실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 후강판의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강판의 단부 사이에 홈을 형성했을 때의 루트 간격과 루트면의 관계를 나타내는 그래프이다(a). (b)는 판 두께 t가 102㎜인 경우, (c)는 80㎜인 경우의 미용착부의 유무를 플롯한 그래프이다.
도 6은, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, 후강판의 단부의 홈 형상을 변화시킨 경우의, 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 배치를 도시하는 개략도이다.
도 7은, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)는 강관 형상으로 가공된 후강판을 도시하는 사시도, (b)는 (a)에 나타내는 강관의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강관의 단부 사이에 홈을 형성한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 8은, 본 발명에 관한 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 일실시 형태를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 사용해서 강관의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강관의 단부 사이에 홈을 형성해서 용접하는 순서를 도시하는 개략도이다.
도 9는, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 실시예를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, 후강판의 단부의 홈 형상과 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 위치 관계를 도시하는 개략도이다.

이하, 본 발명의 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법의 일실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 9를 적절히 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태는, 본 발명의 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 상세하게 설명하는 것이므로, 특별히 지정이 없는 한 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명자들은, 상술한 바와 같이, 특히 후강판으로 이루어지는 요소 부재의 단부를 맞대어 용접하고, 후강판끼리, 강관 부재의 단부, 또는 강관 부재의 심부를 용접하는 방법으로서 다전극의 일렉트로 가스 아크(EGW) 용접 방법을 적용하고, 용접 효율의 향상 및 용접 결함의 저감을 도모하는 것을 시도하고, 예의 연구를 거듭하였다.

최근 들어, 강판 부재로서, 판 두께가 100㎜를 초과해서 300㎜에나 달하는 후강판이 적용되는 경향이 있으므로, 소입열을 적용하는 종래의 다패스에 의한 다층 용접에서는, 용접 효율이 매우 낮다고 하는 문제가 있다. 또한, 대입열을 적용한, 예를 들어 2 전극형의 EGW 용접 방법을 이용한 경우에도, 부재 판 두께 전체를 1 패스 용접하는 것은, 용접 장치의 능력 부족에 의해, 어려운 상황에 있다.

본 발명자들은 예의 실험을 반복하여, 상기 과제에 대처하는 방법으로서, 먼저 전극을 증설하는 대응책을 검토하였다. 여기서, 상술한 바와 같은 대입열 용접법의 대표적인 예로서 든, 종래 공지된 2 전극형의 EGW 용접 방법을 적용한 경우, 융합 불량 등의 결함을 발생시키지 않고, 일시에 용접 가능한 상한 판 두께는 80 내지 90㎜ 정도이다. 또한, 이 경우, 1 전극당 건전한 용접 시공에 기여할 수 있는 최대의 판 두께는, 판 두께를 전극수로 나눈 단순 평균을 채용하면, 40 내지 45㎜ 정도라고 추정할 수 있다. 예를 들어, 판 두께 300㎜의 조인트에 1 패스 용접을 적용하기 위해서는, 7 내지 8 전극 정도를 구비하는 EGW 용접 장치이면, 전체 두께분의 1 패스 용접이 가능하다고 생각된다. 그러나 V형 홈과 같이 편면만으로 용접 가능한 홈 형상을 채용하는 종래법의 범위에 있어서, 상술한 다전극 용접을 실시한 경우, V형 홈이 이루는 홈 단면적, 즉 마주 향한 홈면으로 둘러싸인 영역의 면적이 방대해진다. 이때, 1 패스 용접의 입열량은 홈 단면적에 비례해서 증대하므로, 적용 입열의 막대한 증가가 발생하고, 실질적으로 강재의 열 영향부(HAZ부) 및 용접 금속부의 강도·인성 저하를 초래하므로, 현실적으로는 적용 불가능한 방책이다.

여기서, 입열량의 증대를 억제하는 것을 목적으로 하여, X형, H형, I형, 또는 K형의 홈 형상을 채용함으로써, 단순한 편측 V형 홈의 홈 형상보다도 홈 단면적을 저감할 수 있다고 생각된다. 여기서, 부재 양면으로부터 용접을 행하기 위한 대표적인 홈 형상인, X형, H형, I형, K형 홈이라 함은, 부재의 편면측 상당의 홈 형상이, 각각, 개략적으로 V형(또는 Y형), U형, I형, レ형의 홈 형상에 상당하고, 또한 양면 모두 형상이 동일한 홈 형상을 가리키고 있다.

또한, EGW 용접을 이용하여, 후강판을 1 패스 용접하는 데 있어서, 후강판의 한쪽 면측(이하, 표면측이라 하는 경우가 있음) 및 반대 면측(이하, 이면측이라 하는 경우가 있다. 또한 표면 및 이면은 특정한 면을 가리키는 것은 아니며, 상대적인 호칭임)에 각각, 용접 토치(용접 전극)를 배치하고, 양면측으로부터 동시에 1 패스 용접을 행하는 방법으로 함으로써, 용접 효율을 향상시킬 수 있다고 생각된다.

상술한 바와 같은, 양면에 개구된 홈 형상을 채용한 다음, 홈 단면적, 즉 용접 입열량의 저감을 도모하면서, 부재의 표면측, 이면측 각각에 전극을 배치하여, 양면 동시에 1 패스 용접을 행하는 아크 용접 또는 EGW 용접 방법이 바람직하다.

이러한 장치 및 방법을 채용한 경우의 문제점으로서, 양측의 용접 토치의 상승 속도가 동일해지지 않고, 용융 풀의 탕면의 높이 위치가, 후강판의 표면측과 이면측에서 다른 위치가 되어, 표리면의 용융 용접 금속이 일체가 되어 응고되지 않는다고 하는 문제가 있었다[도 4의 (b)를 참조]. 이 경우, 최초로 응고된 측의 용접 금속(131)이, 이후에 응고되는 용융 용접 금속(131a)으로 재가열[도 4의 (b) 중 재열 영향부(H)를 참조]되어, 용접부의 인성이 저하될 가능성이 있었다. 이러한 현상이 발생하는 이유로서는, 표면측, 이면측의 홈 단면적의 차 외에, 표면측, 이면측의 용접 장치에서 용접 와이어의 송급 속도에 약간의 차가 발생하는 것 등이 생각할 수 있다. 또한, 상술한 용접 방법에 있어서는, 편측의 용접 금속이 최초로 응고되고, 이 응고된 용접 금속의 루트 근방부가, 늦게 상승해 오는 측의 용접 금속에 의해 재용융되지만, 이때, 루트부에 있어서, 융합 불량 결함의 발생도 염려된다.

따라서, 본 발명자는, 상술한 바와 같이 상승 속도의 불일치를 해결하는 방책으로서, 부재 중 어느 한쪽의 면측에 형성된 용융 풀로부터, 다른 쪽의 용융 풀로 용융 금속이 자유롭게 이동할 수 있도록, 홈의 루트 간격과 루트면이 소정의 관계를 만족시키는 것을 고안하였다. 바꿔 말하면, 표면측과 이면측의 홈면의 중간에, 적당한 치수를 규정한 루트 간격과 루트면을 마련함으로써, 용융 금속의 도통로를 구성한다. 이러한 도통로를 마련해서 용융 금속이 홈 내를 이동함으로써, 표면측·이면측 각각의 홈 부분에 형성된 용융 풀의 탕면 레벨이, 판 두께 전체에 걸쳐 일정해진다. 또한, 용접 전극이, 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동함으로써, 표리면 모두 동일한 용접 속도로 용접 전극을 상승시키게 되어, 상술한 판 두께 중앙 부근에서의 융합 불량 결함의 발생 및 재열에 의한 인성 저하의 우려를 불식시킬 수 있게 된다.

그리고 본 발명에서는, 상술한 바와 같이, 후강판의 표면측 및 이면측에 각각 용접 전극을 배치하고, 연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, 동시에 용접을 행한다. 그 다음에, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 후강판(1)의 표면측과 이면측 사이에서 용융 용접 금속(31a)이 도통 가능한 도통로(21)를 마련함으로써, 1회로 표면에서 이면까지 용접 금속이 형성된 완전 용해 용접, 즉 1 패스 용접이 가능해져, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 억제를 양립할 수 있다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태인 다전극 일렉트로 가스 아크(EGW) 용접 방법은, 용접하려고 하는 후강판(1)의 단부(1a)를 대향되게 배치하고, 상기 강판의 단부 사이에 홈(2)을 형성하고,

홈(2)의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 소정의 관계를 충족시키고(상세는 후술),

홈(2)의 후강판(1)의 표면측(1A) 및 이면측(1B)에 각각, 전극수가 1개 또는 2개 이상의 일렉트로 가스 아크 용접 전극(5)을 배치하고,

연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, 동시에 용접을 행하고,

각각의 일렉트로 가스 아크 용접 전극(5)이 홈(2) 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동하도록, 일렉트로 가스 아크 용접 전극(5)의 이동 속도를 제어하는 것을 채용하고 있다.

이하에, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 후강판(1)의 EGW 용접 방법의 순서에 대해서 상세하게 설명한다.

용접하려고 하는 후강판(1)의 단부(1a)를 대향되게 배치하고, 상기 강판의 단부 사이에 홈(2)을 형성한다. 본 실시 형태에 있어서의 피용접물인 후강판으로서는, 도 1의 (a), (b)에 도시한 바와 같은, 예를 들어 판 두께가 40 내지 300㎜의 범위라도 된다. 또한, 후강판(1)의 강 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 성분을 아무런 제한 없이 채용할 수 있다. 그리고 도 1의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같은 후강판(1)의 단부(1a)끼리를 맞대어 EGW 용접[도 2의 (a), (b), 도 3의 (a), (b)를 참조]을 행함으로써, 대형 구조물을 이루는 강판 조인트 등을 제조할 수 있다.

후강판(1)의 단부(1a)를 대향되게 배치하고, 강판의 단부 사이에 형성되는 홈으로서는, 도 1의 (b)에 나타내는 홈(2)과 같은, 양면 홈인 X형 홈 형상으로 할 수 있다. 또한, 홈이라 함은, JIS Z 3001-1 : 2008에 기초하여, 용접하는 모재 사이에 마련하는 홈을 가리킨다. 본 실시 형태에 있어서의 홈 형상은, 도 1의 (b)에 나타내는 예의 X형 홈에는 한정되지 않고, 후강판(1)의 표면측(1A) 및 이면측(1B)의 각각에 있어서 용접 가능한 홈, 즉 양면 홈이면 어떠한 형상이라도 된다. 예를 들어, 양면 홈으로서는, X형 홈 외에, JIS Z 3001-1 : 2008로 규정되는 K형, 양면 J형, H형, I형 등의 각종 형상을 채용할 수 있다. 이 경우, 반드시, 판 두께 중앙에서 대칭인 형상·치수가 되는 순수한 X형, H형의 홈으로 할 필요는 없고, 예를 들어 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 표면측은 큰 판 두께 방향 깊이를 갖는 V형으로 하고, 이면은 표면측보다도 작은 판 두께 방향 깊이를 갖는 V형이라도 된다. 또한, 반드시 강판의 표리면측이 모두 동일한 홈 형상일 필요는 없고, 표리면 각각이, V형, U형, I형, レ형, J형 중 하나씩을 홈 형상으로서 선택하여, 자유롭게 조합해도 된다. 예를 들어, 강판의 표면측을 U형으로 하고, 이면측을 レ형으로 하는 등의 조합을 들 수 있다.

단부(1a)를 대향되게 배치하고, 강판의 단부 사이에 홈을 형성하기 위해서, 도 2의 (a)에 나타내는 예와 같은 일렉트로 가스 아크(EGW) 용접기(4)를 사용하고, 용접 대상인 2매의 후강판(1)을, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 베이스(41) 위에 세트해도 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 홈(2)의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 소정의 관계를 충족시킨다. 이것은, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈(2) 내의 표면측(1A) 및 이면측(1B) 각각에서 생성된 용융 용접 금속(31a)이, 표면(1A)측과 이면(1B)측 사이에서 도통 가능해지는 도통로(21)를 확보하기 위해서이다[도 4의 (a)도 참조]. 이러한 도통로(21)에 의해, 용융 용접 금속(31a)이 표면(1A) 및 이면(1B)의 양면측을 자유롭게 도통하므로, 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨이 표리에서 동등하게 유지된다. 이에 의해, 용융 용접 금속(31a)이 응고되어 용접 금속(31)이 되는 타이밍도, 표면(1A)과 이면(1B)에서 거의 동시가 되어, 예를 들어 표면측에서 이미 응고한 용접 금속이 이면측의 용융 용접 금속으로부터 부분적으로 재가열(재용융)되는 것을 억제할 수 있으므로, 용접부의 인성 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 용접 결함의 억제 효과가 얻어진다.

본 실시 형태에 있어서는, 홈(2)의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 충족되는 소정의 관계는 이하와 같다.

홈의 루트 간격 RO이 0 내지 16㎜의 범위이며, 또한 루트 간격 RO이 0≤RO<1㎜의 범위에 있어서는, 루트면 RF가 다음의 식 1로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 1㎜≤RO<10㎜의 범위에 있어서는, 루트면 RF가 다음의 식 2로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 상기 루트 간격 RO이 10㎜≤RO≤16㎜의 범위에 있어서는, 루트면 RF가 다음의 식 3으로 나타내어지는 관계를 충족시킨다.

RF≤7.8RO＋4.0㎜ … 식 1

RF≤4.8RO＋7.0㎜ … 식 2

RF≤55㎜ … 식 3

{단, 상기 식 1, 식 2, 식 3에 있어서, RF : 루트면, RO : 루트 간격임}

루트면 RF, 루트 간격 RO라 함은, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하지 않는 한, JIS Z 3001-1 : 2008에 의해 정의되는 길이를 의미하고, 각각의 단위는 ㎜이다. 예를 들어, 상술한 바와 같은 도통로(21)를 마련하는 데 있어서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같은, 도통로(21)의 통로 폭(판 폭 방향)에 상당하는 길이를, 루트 간격 RO라 칭하고, 도통로(21)의 통로 길이(판 두께 방향)에 상당하는 길이를 루트면 RF라 칭한다.

상기의 관계식 1 내지 3을, 도 5에 도시한다.

도 5의 (a)의 그래프에 나타낸 바와 같이, 루트 간격 RO는 0 내지 16㎜이며, 루트면 RF는 0 내지 55㎜이다.

루트 간격 RO의 상한은 16㎜이다. 루트 간격 RO가 16㎜일 때에, 루트면 RF의 상한값은 55㎜가 되지만, 루트 간격 RO 및 루트면 RF의 양자가 상기 수치 이상, 즉 도 5의 (a)의 영역의 우측 상방을 벗어나면, EGW 용접 전극으로부터의 아크의 영향력이 홈면, 특히 루트면 RF에 미치기 어려워져, 융합 불량이 발생한다. 또한, 루트 간격 RO의 증대에 수반하여, 당연히 홈 단면적이 증대하고, 입열량도 증대하므로, 루트 간격 RO이 16㎜를 초과하는 경우에는, 입열량의 수준이 과대해져, HAZ부 및 용융 금속의 인성 및 강도의 저하를 초래하므로, 실용적이지 않다.

도 5의 (a)의 그래프에 나타낸 바와 같이, 루트면 RF와 루트 간격 RO의 관계는, 루트 간격 RO가 길어질수록, 루트면 RF를 길게 할 수 있다. 이것은, 일반적으로 루트면 RF가 길어질수록 미용착부가 발생하기 쉬워지므로, 루트면 RF를 길게 할 경우에는, 루트 간격 RO도 폭이 넓어짐으로써, 전극 선단부에서 발생한 아크가 도통로(21)를 구성하는 루트면 RF 전체에 닿기 쉽게 해서 미용융의 영역을 남기지 않는 것, 또한 아크에 의해 고온으로 가열된 용융 용접 금속을 충분히 지체 없이 공급, 유통시킴으로써, 미용착 결함이 도통로부(21)에 발생하는 것을 억제한다.

루트 간격 RO의 하한은 0㎜이다. 루트 간격 RO이 0㎜일 때에, 루트면 RF의 상한값은 4㎜가 된다. 루트 간격 RO이 0㎜라도, 아크의 복사열 및 용융 용접 금속으로부터의 열전도와 대류 등의 효과에 의해, 판 두께 방향 길이(루트면 RF)에서 4㎜ 거리의 용해 깊이가 얻어져, 미용착 결함을 발생하는 일은 없다.

더욱 바람직하게는, 루트 간격 RO이 3㎜ 이상 8㎜ 이하의 범위를 취하고, 루트면 RF가 8㎜ 이하의 범위를 취한다. 이 이유를 이하에 기재한다. 융합 불량은, 전극 선단부에서 발생한 아크의 열이 홈면 특히 루트면 RF에 충분히 미치치 않는, 홈면의 일부 영역이, 강재의 용융점까지 승온하지 않는 것을 한 요인으로 해서 발생한다. 루트 간격 RO이 3㎜ 미만이면, 아크가 도통로 부분(루트면 RF)에 닿기 어려워져, 아크 열이 충분히 도달하기 어려워진다. 또한, 가열한 용융 용접 금속도 도통로를 통과하기 어려워진다. 따라서, 루트 간격 RO에 따라서 루트면 RF를 짧게 할 필요가 있다.

루트 간격 RO는 8㎜ 이하가 바람직하다고 하는 이유는, 루트 간격 RF가 8㎜를 초과해서 커질 경우, 도통로를 구성하는, 대향하고 있는 루트면 RF가 양자 모두, 아크에 대하여 원위(遠位)가 되어, 루트면 RF의 길이를 구성하는 홈면의 충분한 가열을 얻을 수 없을 가능성이 높아지기 때문이다.

루트면 RF는 8㎜ 이하가 바람직한 이유는, 도통로를 구성하는 루트면 RF를 충분히 가열할 필요성으로부터, 루트면 RF≤8㎜이면 충분히 아크 열을 루트면 RF 전체에 미칠 수 있기 때문이다.

통상, 홈 형상 및 홈 각도, 치수 등은, 용접 토치의 치수, 전극수, 오실레이션 동작의 진폭 등을 종합적으로 고려해서 결정된다. 1 패스 용접의 입열량은, 홈 단면적에 거의 정비례하고, 용접 속도는 홈 단면적에 반비례하기 때문에, 입열량을 가능한 한 저감하고, 용접 속도를 향상시키기 위해서는 홈 단면적의 저감이 유효하다. X형 홈의 경우, 홈 단면적은 루트면 RF의 증가에 수반해서 단조 감소하므로, 루트면 RF를 길게 하는 것이 유효하다. 그러나 상술한 바와 같이, 미용착부 회피의 관점에서, 루트면 RF의 확대에는 루트 간격 RO의 확대도 유의해야만 한다. 이로 인해, 본 발명자는 루트 간격 RO와 루트면 RF의 상관 관계를 조사하는 것은, 능률 향상 및 조인트 품질 향상의 관점에서 의의가 있다고 생각하여, 예의 실험을 실행하였다.

즉, 이하에 나타내는 검증 시험을 통해, 도 5의 (a)의 그래프(영역)에 나타내는, 미용착부 회피를 위한 루트 간격 RO와 루트면 RF의 상관 관계를 구하였다.

먼저, 하기 표 2에 나타내는 강종 B1에서 판 두께 102㎜의 강판 및 강종 A에서 판 두께 80㎜의 강판을 사용하고, 다양한 RO, RF의 치수를 설정하고, 강판 단부에 기계 가공에 의해 X형 홈을 마련하고, 4 전극 구성 또는 2 전극 구성의 EGW 용접을 실시하였다. 하기 표 1에, 본 실험에 있어서 공통되는 용접 조건을 나타내고, 또한 하기 표 2에, 후술하는 실시예에 있어서의 데이터와 병합한 강종 일람을 나타낸다.

그리고 얻어진 맞댐 조인트에 대하여 초음파 탐상 시험(UT)을 실시하고, 필요에 따라 단면 매크로 시험편의 직접 관찰을 행함으로써, 도통 부분(루트면 부분)에서의 미용착 결함의 발생 유무를 확인하였다.

그 결과, 도 5의 (b), (c)의 그래프에 나타낸 바와 같은 관찰 결과가 얻어졌다. 이러한 결과로부터, 미용착 결함의 발생은 RO, RF의 치수에 의존하고 있는 것이 확인되었으므로, RO, RF의 적합한 범위를 이하와 같이 규정하였다.

도 5의 (b)는 후강판(1)의 판 두께 t=102㎜, 도 5의 (c)는 후강판(1)의 판 두께 t=80m의 경우의 그래프이다. t=102, 80㎜와, 판 두께가 바뀌어도, 용해 불량을 만들지 않는 영역에 변화는 없다. 즉, 판 두께에 의존하지 않고, 이 영역 내의 RO, RF의 치수로 함으로써, 용해 불량을 확실하게 억제할 수 있다.

이 관찰 결과에 기초하여, 상기한 바와 같이, 홈(2)의 루트 간격 RO 및 루트면 RF가 충족되는 소정의 관계, 식 1 내지 3을 규정하였다.

여기서, 도 5의 (a)의 그래프 중에 나타내는 영역 1은 상기 식 1로 표현되는 범위를 나타내는 영역이며, 영역 2는 상기 식 2로 표현되는 범위를 나타내는 영역이며, 영역 3은 상기 식 3으로 표현되는 범위를 나타내는 영역이다. 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 도 5의 (a)의 관계 곡선에 나타낸 바와 같이, 루트 간격 RO이 0≤RO(㎜)<1의 범위인 영역 1과, 1≤RO(㎜)<10의 범위인 영역 2와, 10≤RO(㎜)≤16의 범위인 영역 3에서는, 루트 간격 RO와 루트면 RF의 관계가 상이한 것이 명확해졌다. 이로 인해, 본 발명에서는 루트 간격 RO에 따라, 각각 상이한 상기 식 1 내지 3을 규정하고 있다. 이에 의해, 루트 간격 RO(㎜)이 0 내지 16(㎜)의 범위 전체에 있어서, 루트 간격 RO와 루트면 RF의 관계를 적정한 범위로 하는 것이 가능해져, 용접 효율의 향상과 용접 결함의 저감을 양립할 수 있는 효과가 보다 현저하게 얻어진다.

이어서, 홈(2)의 상기 후강판(1)의 표리면측(1A, 1B)에 각각, 전극수가 1개 또는 2개 이상인 일렉트로 가스 아크 용접 전극을 배치한다. 강판의 표면측(1A) 및 이면측(1B)은, 강판의 한쪽 면측 및 상기 반대 면측이라 칭해도 된다. 여기서, 표면 및 이면은 특정한 면을 가리키는 것은 아니며, 상대적인 호칭이다. 도 2의 (a), (b)에 나타낸 예와 같이, 후강판(1)의 단부(1a)의 홈(2) 내에, 표면(1A) 및 이면(1B)의 양면측으로부터 각각 2개의 EGW 용접 전극(5)을 배치해도 된다. 또한, EGW 용접 전극(5)은 표면(1A) 및 이면(1B)의 양면측으로부터 각각 1개 또는 2개 이상의 전극수로 되어 있으면 되고, 후강판(1)의 판 두께에 따라서 적정한 전극수를 설정하면 된다. 이때의 전극수 결정의 판단 기준으로서는, 1 전극당, 대략 40 내지 45㎜분의 판 두께의 강판을 용접 가능한 종래 지견을 적용하면 된다. 예를 들어, 도 6의 (b)에 나타낸 예와 같이, 후강판(10)의 표면(10A)측과 이면(10B)측에서 홈(2a, 2b)의 치수나 형상이 상이한 경우에는, 이들 치수 형상에 따라, 표면(10A)측과 이면(10B)측에서 다른 개수의 EGW 용접 전극(5)을 배치한 구성으로 해도 된다. 도시한 예에 있어서는, 후강판(10)의 표면(10A)측에 배치된 EGW 용접 전극(5)의 개수가 2개로 되어 있는 한편, 이면(10B)측에 배치된 EGW 용접 전극(5)의 개수는 1개로 되어 있다.

해당 EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)가, 도 3의 (a)의 확대부에 도시한 바와 같이, 후강판(1)의 강판 판 두께 방향, 특히 도통로(21)를 향하도록 배치해도 된다. 강판의 표면(또는 이면)을 기준면으로 하고, 이 기준면 내의 대략 연직 방향과 토치 선단부로부터 와이어가 돌출되는 방향이 이루는 각도 P(°)를 용접 전극(5)의 진입 각도라 정의한다. 여기서, 연직 하향 방향을 0°로 한다. 토치의 진입 각도 P는 0°이상 40°이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20°이상 35°이하로 하는 것이, 더욱 바람직하다. 이 이유를 이하에 기재한다. 융합 불량은, 전극 선단부에서 발생한 아크의 열이 홈면 특히 루트면 RF에 충분히 미치치 않아, 홈면의 일부 영역이, 강재의 용융점에까지 승온하지 않는 것 및 융점에 달해서 용융한 홈면의 신생면을 덮도록 충분한 용융 용접 금속이 공급되지 않을 때에 발생하는데, P가 0°이상 40°이하이면 융합 불량을 특별히 발생할 가능성이 있는 도통로를 구성하는 루트면 RF에 아크가 충분히 닿고, 게다가 용융 용접 금속의 표면을 동시에 가열하게 되어, 융합 불량을 발생할 가능성을 저감할 수 있다. 토치 진입 각도가 0°라도, 식 1 내지 3으로 규정되는 적정한 루트 간격 RO와 루트면 RF를 채용하고 있으면, 용융 용접 금속으로부터의 열 전도와 대류 등의 효과도 있고, 미용착 결함을 발생하는 일은 없다. 보다 적합하게는, 토치 진입 각도를 20°이상 35°이하로 함으로써, 아크 열이 루트면 RF를 구성하는, 대향하고 있는 홈면 양자에의 가열분과 용융 용접 금속의 가열분으로 적정하게 분배되고, 이에 의해 융합 불량 결함을 억제할 수 있다.

그리고 본 실시 형태에서는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 후강판(1)의 표면측(1A) 및 이면측(1B)에 있어서, 연직 방향 하측의 용접 개시 위치 A로부터 용접 종료 위치 B를 향해, 동시에 용접을 행한다. 여기서,「연직 방향 하측으로부터 상측을 향해」라 함은, 후강판을 고정해서 용접 전극을 상승 이동시키는 것뿐만 아니라, 용접 전극을 고정해서 후강판을 하강 이동시키는 것도 의도하고 있다. 이 용접은, 1회로 표면에서 이면까지 용융 금속을 형성하는 완전 용해 용접이며, 즉 1 패스 용접이다. 1 패스 용접이기 때문에, 판 두께가 큰 40 내지 300㎜ 정도의 후강판(1)끼리를 EGW 용접하는 경우에도, 용접 공정의 효율을 저하시키지 않고 용접을 행할 수 있다.

용접 개시 위치 A에 있어서, 용접 와이어를 공급하면서 용융 풀(용융 용접 금속)을 형성시키고, 다시 자동 대차(42)에 의해, EGW 용접 전극(5)을 홈(2)을 따라 용접 종료 위치 B를 향해 상진시켜도 된다. 여기서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, EGW 용접 전극(5)은 자동 대차(42)와 일체화되어 있어도 된다. 이에 의해, 차례로 홈(2) 내부에 용융 용접 금속(31a)으로 이루어지는 용융 풀을 형성시키고, 이 용융 풀[용융 용접 금속(31a)]의 응고에 따라 용접 금속(31)이 형성된다. 이상과 같은 공정에 의해, 홈(2) 내에 용접부(3)가 형성되고, 후강판(1)끼리가 용접된다.

그리고 본 실시 형태에서는, 용접 전극(5)이 홈(2) 내에서 생성된 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨에 동기해서 이동하도록, 용접 전극(5)의 이동 속도를 제어한다. 상기 도통로(21)를 마련함으로써, 용융 용접 금속(31a)으로 이루어지는 하나의 공유 용융 풀을 형성하고, 안정된 양면 동시의 EGW 용접을 실현하고 있다. 물론, 하나의 공유 용융 풀을 형성하고 있으므로, 표면측과 이면측에서 용융 금속의 탕면 레벨은 동일한 높이에 있다. 용접 전극(5)이, 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨에 동기해서 이동함으로써, 후강판(1)의 양면측에 배치한 EGW 용접 전극(5)의 상승 속도가 동기되어, 한층 더 안정된 동시 용접을 행할 수 있게 되므로, 용접 결함의 억제로 이어진다. 동기라 함은, 동작을 시간적으로 일치시키는 것, 또는 그렇게 되도록 제어하는 것이다. 용접 전극(5)이 탕면 레벨에 동기해서 이동한다고 하는 것은, 용접 전극(5)이 탕면 레벨의 상승 속도와 동일한 속도, 동일한 방향으로 이동하는 것, 또는 그렇게 되도록 제어해서 이동하는 것이다.

동기시키는 수단은, 목적을 달성할 수 있는 것이면, 특별히 제한은 되지 않는다. 예를 들어, EGW 용접 전극(5) 중 어느 하나에, 용접 전류의 변화를 검지하는, 도시하지 않은 전류 검지 수단을 마련하는 것을 들 수 있다. 이러한 전류 검지 수단을 마련한 경우, 용융 용접 금속(31a)의 표면(탕면)이 상승하여, 선단부(51)로부터 돌출된 와이어의 돌출 길이가 짧아졌을 때에 용접 전류값이 상승하는데, 전류 검지 수단에 의해, 용접 전류값의 시간 변화를 감시하고, 용접 전류값의 상승 속도를 연산함으로써, 탕면의 상승 속도를 검지할 수 있다. 그리고 이 전류 검지 수단에 의한 연산 결과에 기초하여, 표면(1A)측 및 이면(1B)측에 배치된 각각의 EGW 용접 전극(5)이, 탕면 상승에 동기해서 상승 이동하도록, 즉 탕면 상승과 동일한 속도로 동일한 방향으로 상승 이동하도록, EGW 용접 전극(5)[자동 대차(42)]의 이동 속도를 제어할 수 있다. 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 용융 용접 금속(31a)의 표면과 EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)와의 거리(아크 길이)가 소정의 범위 내, 예를 들어 15 내지 60㎜, 보다 바람직하게는 15 내지 30㎜로 할 수 있어, 한층 더 안정된 동시 용접을 행할 수 있게 되어, 용접 결함의 억제로 이어진다.

또한, 용융 용접 금속(31a)의 탕면은, 온도, 방사율 모두 거의 일정하므로, 탕면으로부터의 거리에 따라 적외선의 강도가 변화된다. 이 현상을 이용하여, 소정의 위치에 설치한 방사 온도계에 의해, 탕면 레벨을 검지할 수 있다. 또한, CCD 카메라나 초음파에 의해, 탕면 레벨을 검지하는 것도 가능하다. 이들의 검출 신호에 기초하여, 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨과 전극 선단부(51) 사이의 거리가 소정의 범위 내, 예를 들어 15 내지 60㎜, 보다 바람직하게는 15 내지 30㎜의 범위 내가 되도록, EGW 용접 전극(5)[자동 대차(42)]을 이동시킬 수 있다. 이와 같이, EGW 용접 전극(5)이 탕면 상승에 동기해서 상승 이동하도록, 해당 EGW 용접 전극(5)[자동 대차(42)]의 이동 속도를 제어할 수도 있다.

상기한 용접 전류값, 적외선 강도, 화상, 초음파 반사 시간 등의 신호를 검출하는 수단, 및/또는 이들의 검출 신호에 기초하여 자동 대차(42)의 이동 속도를 조정하기 위한 제어 수단을, 도 2의 (a)에 나타내는 대차 구동 제어 장치(43)의 내부에 설치한 구성을 채용해도 된다. 이들 수단은, 표면측(1A)과 이면측(1B) 중 어느 한쪽에만 구비하고 있어도 되고, 또한 표면측(1A)과 이면측(1B)의 양쪽에 구비해도 된다. 편면에만 검출 수단을 구비하는 것은, 비용적으로 유리하다. 만일, 용융 풀의 탕면의 높이가, 후강판의 표면측과 이면측에서 상이해도[도 4의 (b) 참조], 양면에 검출 수단을 구비하고 있으면, 이상한 탕면 레벨의 상이를 검지하여, 적절하게 필요한 조치, 예를 들어 알람의 발생, 용접 중단, 전극 선단부 위치의 수정, 아크 전류·전압의 조정 등의 조치를 취할 수 있다. 이상 사상인지 여부의 판단에는, 양면에서의 자동 대차(42)의 위치 또는 속도와의 어긋남을 고려할 수도 있다. 이에 의해, 나아가 판단 정밀도가 향상된다.

또한, 본 실시 형태에서는 후강판(1)의 표면(1A) 및 이면(1B)으로부터 양면 동시 용접을 행하는데, 일시적이면서 또한 조금이지만, 양측의 용접 토치의 상승 속도가 동일해지지 않고, 용융 풀의 탕면의 높이 위치가, 후강판의 표면측과 이면측에서 다른 위치가 되는 경우가 있을 수 있다. 그 이유로서는, 후강판의 표면측과 이면측의 홈 단면적의 약간의 차 외에, 표면측 및 이면측의 각용접 장치 사이에서, 용접 와이어의 송급 속도에 약간의 차가 발생하는 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 이외의 이유에서, 매우 단시간의 시간 범위 내에서 일어나는 사상으로서, 기기의 상승 동작의 특징 등에 의해, 각 면에 있어서의 각각의 EGW 용접 전극(5)의 이동 속도에 약간의 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 통상, 입향 상진에서 EGW 용접을 행할 경우, EGW 용접 전극(5)은 상진과 단시간의 정지를 반복하면서 스텝 형상의 상승 동작을 행하지만, 예를 들어 표면측에서는 상승 동작 직후의 순간에, 이면측에서는 정말로 스텝 형상의 상승 동작의 개시 직전인 상황에서는, 매우 단시간이면서, 표리면측의 기기의 상하 방향 위치에 약간의 차를 발생할 가능성이 있다. 이로 인해, 본 발명에 있어서는, 표면(1A)측 및 이면(1B)측의 각각에 있어서의 EGW 용접 전극(5)의 상하 방향 어긋남, 즉 용접 진행 방향에 있어서의 어긋남은 10㎜ 이하인 것이 바람직하고, 이 범위 내인 것이, 동시에 EGW 용접의 허용 범위가 된다. EGW 용접 전극(5)의 어긋남이 10㎜ 이하이면, 용융 용접 금속(31a)의 탕면의 레벨에 큰 차이가 발생하는 일이 없어, 용융 용접 금속(31a)이 도통로(21)를 통해서 표면(1A)측과 이면(1B)측 사이를 도통하고, 후강판(1)의 양면측에서 공유의 용융 풀을 형성시킬 수 있게 된다.

상술한 동기 수단에 있어서, 표리면측의 용접 전극(5)의 상하 방향의 어긋남이 소정의 범위 내, 예를 들어 ±10㎜ 이내, 바람직하게는 ±5㎜ 이내, 보다 바람직하게는 ±3㎜ 이내로 한다고 하는 조건을 추가하여, 제어할 수도 있다.

본 실시 형태에 있어서, 후강판(1)의 표면(1A)측 및 이면(1B)측의 각각에 있어서의 EGW 용접 전극(5)의 용접 진행 방향에 있어서의 어긋남을, 10㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다고 하는 근거에 대해서, 이하에 설명한다.

일반적으로, EGW 용접은 300 내지 400A 정도의 용접 전류를 EGW 용접 전극(5)에 인가하면서 행하여진다. 또한, 용융 용접 금속(31a)에 의한 용융 풀의 평균 깊이(㎜)는, 일반적으로 용접 전류값(A)의 약 1/10(㎜)이라 일컬어지고 있으며, 즉 상기 범위의 용접 전류이면, 용융 풀의 깊이는 30㎜ 정도로 추정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 후강판(1)의 표면(1A)측 및 이면(1B)측의 각각에 있어서, 각각 홈(2) 내에 생성되는 용융 용접 금속(31a)으로 이루어지는 용융 풀을, 도통로(21)에 의해 하나의 공유 용융 풀로 하는 것이 가장 중요하다. 이러한 공유의 용융 풀을 유지하기 위해서는, 용융 풀의 깊이 방향의 어긋남, 즉 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨의 어긋남이, 표면(1A)측과 이면(1B)측에서 ±1/3 정도, 즉 ± 10㎜ 정도까지가 허용할 수 있는 것이라 추정된다. 따라서, EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)의 위치가 용접 진행 방향으로 ±10㎜ 이하의 어긋남이면, 대략 동시 용접이라 간주할 수 있어, 허용 범위 내라 할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 탕면 레벨 검출 수단을 갖는 동기 수단을 양면에 구비함으로써, 표리면 간의 탕면 레벨의 상이를 검지하고, 탕면 레벨의 차이가 소정의 범위 내, 예를 들어 ±10㎜ 이내, 바람직하게는 ±5㎜ 이내, 보다 바람직하게는 ±3㎜ 이내로 할 수 있다.

EGW 용접 전극(5)을, 후강판(1)의 판 두께 방향으로 요동시키면서 용접을 행해도 된다. 이것은, 용접 결함을 억제하는 효과를 보다 현저하게 얻을 수 있는 점에서 더욱 바람직하다.

또한, EGW 용접 전극(5)은, 반드시 모든 전극을 요동시킬 필요는 없다. 예를 들어, 후강판(1)의 표면측 및 이면측 모두 1 전극씩인 경우에는, 표면측의 전극만을 요동시키고, 이면측의 전극을 요동시키지 않고 용접을 실시하는 것, 표면측 및 이면측 모두 2 전극씩인 경우에는, 표면측·이면측의 개구측의 전극만을 요동시키고, 표면측·이면측의 루트측의 전극은 요동시키지 않고 용접을 실시하는 것 등, 일부의 전극을 요동시키고, 그 밖의 전극을 요동시키지 않고, 고정한 채 용접을 행하는 것도 가능하다.

후강판(1)에 굽힘 가공을 실시해서 강관 형상으로 가공한 후, 상기 굽힘 가공에 의해 대향되게 배치된 상기 후강판의 단부(11a)를 용접해도 된다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 후강판(1)이 굽힘 가공에 의해 관 형상이 된다. 이때의 가공 방법으로서는, 종래부터 강관 부재의 제조에 사용되고 있는 UO 또는 UOE 가공법을 아무런 제한 없이 채용할 수 있다. 보다 후강판 소재로 이루어지는 강관에는, 벤딩 롤 등에 의한 굽힘 가공에 의해 강관 형상으로 가공할 수 있다. 이 굽힘 가공에 의해 대향되게 배치된 단부(11a, 11a) 사이의 홈을, 상기에서 설명한 바와 같은 EGW 용접 방법 또는 다른 용접 방법에 의해 심 용접한다. 또한, 강관(11)을 수직으로 세워, 수직이 된 심부를 본 발명의 다전극 EGW 용접 방법을 이용해서 용접하는 것도 가능하다. 이와 같이 하여, 후강판으로 이루어지는 강관(11)을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같은, 본 실시 형태의 후강판(1)의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법에 의하면, 후강판(1)의 양면 사이를 용융 용접 금속(31a)이 도통 가능하고, 이 탕면 레벨에 동기해서 용접 전극을 이동시키고, 양면측으로부터 동시에 EGW 용접을 행하는 프로세스를 채용함으로써, 판 두께가 40 내지 300㎜ 정도의 후강판(1)을 입향 자세로 맞대어 용접하는 경우에도, 1 패스 용접에 의한 용접 효율의 향상과 용접 결함의 억제 효과가 동시에 얻어진다. 강판의 판 두께에 따라서 적정한 전극수를 설정하면 된다. 그 경우, 1 전극당, 대략 40 내지 45㎜분의 판 두께의 강판을 용접 가능한 종래 지견을 적용해도 된다. 예를 들어, 강판의 판 두께는 80㎜ 이하라도 된다. 강판의 판 두께는 70 또는 80㎜ 이상으로 해도 되고, 또는 100㎜ 이상으로 해도 된다. 강판의 판 두께를 250㎜ 이하 또는 200㎜ 이하 또는 160㎜ 이하로 제한해도 된다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태인 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크(EGW)원주 용접 방법에 대해서, 주로 도 7, 8을 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태에서는, 강관 형상의 복수의 강관(11)의 관단부를 대향되게 배치하고, 강관의 단부 사이에 상기 홈을 형성해서 원주 용접하는 방법이며, 제1 실시 형태의 EGW 용접 방법과는 상이한 점이 있다. 이하의 설명에 있어서, 상술한 제1 실시 형태의 후강판의 EGW 용접 방법과 공통되는 구성에 대해서는, 동일 부호를 부여함과 함께, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 강관(11)의 다전극 EGW 원주 용접 방법은, 도 7의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 각각의 단부(11a, 11a)를 맞대어 홈(2)을 형성한 후강판을, 내경이 300㎜ 이상의 관 형상으로 가공한 후, 관 형상이 된 복수의 강관(11)의 관단부(11b)를 대향되게 배치하여, 강관의 단부 사이에 홈을 형성하거나, 또는 강관(11)의 관단부(11b)와 다른 관 형상 부재(도시 생략)의 관단부를 대향되게 배치하여, 단부 사이에 홈을 형성하고, 원주 용접을 행한다. 이때, 본 실시 형태에서는, 관 형상으로 한 동체 부분의 내면에 EGW 용접 장치를 설치하므로, EGW 용접 장치가 설치 가능한 스페이스를 고려하여, 관 형상 부재의 내경이 300㎜ 이상인 경우를 적용 대상으로 한다. 그리고 도 8에 도시한 바와 같이, 홈(12)[도 7의 (a), (b) 참조] 내에 EGW 용접 전극(5)을 배치하고, 용접선(원주)이 실질적으로 연입향 내에 포함되도록, 서로 맞대어진 관단부(11b, 11b)[도 7의 (a), (b) 참조] 각각의 원주 상의 홈 면을 따라 EGW 용접을 행한다.

본 실시 형태에 있어서는, 강관 형상으로 형성한 복수의 강관(11)을 워크로 하고, 이들의 관단부(11b, 11b)끼리를, EGW 용접에 의한 원주 용접으로 접합하는 예에 대해서 설명한다. 또한, 강관(11)은 제1 실시 형태의 후강판(1)과 마찬가지로, 두께가 40 내지 300㎜인 두꺼운 판으로 해도 된다. 또한, 필요에 따라 사용되는 도시를 생략한 관 형상 부재, 조인트 부재에 대해서도, 마찬가지로 40 내지 300㎜의 두꺼운 판으로 이루어지는 것이라도 된다.

또한, 본 실시 형태에서 설명하는 예에 있어서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 강관(11)의 표면(외면)(11A)측 및 이면(내면)(11B)측의 각각의 측으로부터, EGW 용접 전극(5)을 2개씩, 관단부(11b)의 홈(12) 내에 있어서, 선단부(51)가 강관(11)의 강판 판 두께 방향, 특히 도통부를 향하도록 배치하고 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 예와 같은 포지셔너 수단(45)을 구비한 EGW 원주 용접기(40)를 사용하여, 강관(11)의 내외면의 양면으로부터 동시에, 1 패스로 원주 용접을 행하는 예에 대해서 설명한다. 원주 용접에 EGW 용접을 적용할 때에는, 강관 길이 방향으로부터 보아, 대략 시계 문자판으로 표현하는 결과 9시(또는 3시)의 위치 부근에 용접 전극을 고정하고, 워크인 강관(11)을 회전시킴으로써 용접을 진행시키면, EGW 용접기는 실질적으로 입향 자세를 유지한 상태가 된다. 이것으로부터, 원래 직립 용접 자세로 행하여지는 EGW 용접법의 특징으로부터, 탕 누설 등을 일으킬 위험성이 낮아, 합리적인 장치 구성이라 생각된다.

본 실시 형태에서는, 먼저 복수의 강관(11)의 관단부(11b, 11b)를 대향되게 배치하고, 강관(또는 관 형상 부재)의 단부 사이에 홈(12)을 형성한다. 홈(12)의 형상은, 도 7의 (b)에 나타내는 예의 X형 홈에는 한정되지 않고, 강관(11)(또는 관 형상 부재)의 표면(11A) 및 이면(11B)의 각각에 있어서 용접 가능한 홈, 즉 양면 홈이면 어떠한 형상이라도 된다.

도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 각각의 양면 홈(12, 12) 내에서 생성된 용융 용접 금속(31a)이 표면(11A) 및 이면(11B) 사이를 도통 가능해지는 도통로(12A)를 확보하면서, 강관(11)의 관단부(11b)끼리를 맞댄다. 이와 함께, 도 8에 도시한 바와 같이, 이들 강관(11)을, 각각의 중심축이 대략 동심, 또한 대략 수평이 되도록, 그 중심축 주위로 회전시키는 포지셔너 수단(45)의 롤러(45a) 위에 적재한다.

도 8에 도시한 바와 같이[도 7의 (a), (b)도 참조], 강관(11)의 표면(11A) 및 이면(11B)의 양면측으로부터 홈(12) 내에, 전극수가 1개 또는 2개 이상이 된 EGW 용접 전극(5)을 각각 배치한다(도 8에 나타낸 예에서는 각 면측 2개씩 합계 4개). 이어서, 강관(11)을, 도 8 중에 나타내는 R 방향으로 회전시키면서, 강관(11)의 표면(11A) 및 이면(11B)의 양면측에 있어서 동시에 1 패스 원주 용접을 행한다. 여기서, 강관(11)의 회전은, 제1 실시 형태에 있어서의 「연직 방향 하측으로부터 상측을 향해」가 의도하는 후강판을 하강 이동시키는 것에 상당하는 동작이다.

이상과 같은 방법에 의해, 복수의 강관(11)끼리를 1 패스 용접한다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 도 8에 나타내는 용접 개시 위치 A1로부터 용접 종료 위치 B1을 향해, 실질적으로 입향 자세로 1 패스에 의한 EGW 용접을 행함으로써, 강관(11)의 관단부(11b, 11b)끼리를 원주 용접한다. 이에 의해, 후강판(11)이 복수 서로 연결되어 이루어져, 대형 구조물을 이루는 강관 기둥 등을 제조할 수 있다.

이하, 본 실시 형태의 강관(11)의 다전극 EGW 용접 방법의 순서 및 조건에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 먼저 평판 형상의 후강판의 용접 부위가 되는 각각의 단부(11b, 11b) 사이에, 도 1의 (b)에 예시한 바와 같은 X형의 홈(12)을 형성한다[도 7의 (a) 중의 부호 12를 참조]. 여기서, 관단부(11b)는 강관 형상으로 가공한 후의 강관(11)끼리를 맞대서 접합할 때의 용접 부위가 된다. 또한, 홈 형상에 대해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, X형 홈뿐만 아니라, 각종 형상을 적절히 채용할 수 있다.

계속해서, 도 7, 8에 도시한 바와 같이, 이들 강관(11)을, 포지셔너 수단(45)의 롤러(45a) 위에 적재한다. 이때, 맞대어진 각각의 관단부(11b, 11b)에 있어서의 루트 간격 RO 및 루트 페이스 RF의 치수, 및 이들 관계는 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.

계속해서, 도 8에 도시한 바와 같이, 표면(11A) 및 이면(11B)의 양면측에 형성된 홈(12)[도 7의 (a), (b) 참조] 내에 2개의 EGW 용접 전극(5)을 배치함과 함께, 이 EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)가, 워크인 강관(11)의 판 두께 방향을 향하도록 배치한다.

그리고 제1 실시 형태와 마찬가지로, 용접 개시 위치 A1에 있어서, 용접 와이어를 공급하면서 용융 풀[용융 용접 금속(31a)]을 형성시키고, 도 8에 나타내는 용접 개시 위치 A1로부터 용접 종료 위치 B1을 향해, 실질적으로 입향 상진의 방향에서 동시에 EGW 용접을 행한다. 이때, 맞대어진 각각의 관단부(11b) 사이의 홈(12) 내에서 형성된 용융 용접 금속(31a)이, 표면(11A)과 이면(11B) 사이에서 도통 가능해지는 도통로(12A)[도 7의 (b) 참조]를 확보하도록, EGW 용접을 행한다. 이에 의해, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 표면(11A) 및 이면(11B)의 양면측에서 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨이 동등하게 유지된다.

이때, 포지셔너 수단(45)이, 용접 속도, 즉 용융 용접 금속(31a)의 용착 속도에 따른 속도에 의한 롤러(45a)의 회전을 개시하고, 강관(11)을, 도 8 중에 나타내는 R 방향으로 회전시키고, 회전 속도를 제어하면서 원주 용접을 진행시킨다. 이때, 용접 방향으로서는, 용접선이 실질적으로 연입향 내가 됨과 함께, EGW 용접 전극(5)이 실질적으로 연직 방향에서 상진하는 것과 동일한 자세가 된다. 이에 의해, 차례로, 홈(12) 내부에 용융 용접 금속(31a)으로 이루어지는 용융 풀을 형성시키고, 이 용융 풀[용융 용접 금속(31a)]의 응고에 따라 용접 금속(31)이 형성되고, 원주 용접부(30)가 얻어진다.

상술한 바와 같은 1 패스 원주 용접에 있어서는, 용접 전극(5)이 홈(2) 내에서 생성된 용융 용접 금속(31a)의 탕면 레벨에 동기해서 이동하도록, 용접 전극(5)의 이동 속도를 제어한다. 예를 들어, 강관(11)의 홈(12) 내에 배치된 각각의 EGW 용접 전극(5)에 있어서의 용접 전류값의 시간 변화에 의해, 홈(12) 내에서 생성된 용융 용접 금속(31a)의 탕면의 상승 속도를 검지한다. 그리고 이 검출 결과에 기초하여, 포지셔너 수단(45)의 롤러(45a)의 회전 속도를 제어함으로써, EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)로부터 홈(12) 내로 돌출되는 용접 와이어의 돌출 길이를 소정의 범위 내로 유지하면서 용접할 수 있어, 한층 더 안정된 동시 1 패스 용접을 행할 수 있게 된다. 이러한 방법을 실현하기 위해서는, 예를 들어 EGW 용접 전극(5) 중 어느 하나에, 용접 전류의 변화를 검지하는, 도시하지 않은 전류 검지 수단을 마련하는 것을 들 수 있다. 이러한 전류 검지 수단을 마련한 경우, 용융 용접 금속(31a)의 표면(탕면)이 상승하여, 선단부(51)로부터 돌출된 와이어의 돌출 길이가 짧아졌을 때에 용접 전류값이 상승하지만, 전류 검지 수단에 의해, 용접 전류값의 시간 변화를 감시하고, 용접 전류값의 상승 속도를 연산함으로써 탕면의 상승 속도를 검지할 수 있다. 그리고 이 전류 검지 수단에 의한 연산 결과에 기초하여, 탕면 상승 속도에 동기하도록, 포지셔너 수단(45)의 롤러(45a)의 회전 속도를 제어한다. 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 용융 용접 금속(31a)의 표면과 EGW 용접 전극(5)의 선단부(51)와의 거리(아크 길이)가 소정의 범위 내, 예를 들어 15 내지 60㎜, 보다 바람직하게는 15 내지 30㎜로 할 수 있고, 한층 더 안정된 동시 1 패스 용접을 행할 수 있게 되어, 용접 결함의 억제로 이어진다. 탕면의 검지에는, 전술한 방사 온도계, CCD 카메라나 초음파 등을 사용해도 된다.

상기 용접 전류값, 적외선 강도, 화상, 초음파 반사 시간, 등의 신호를 검출하는 수단, 및/또는 이들의 검출 신호에 기초하여 자동 대차(42)의 이동 속도를 조정하기 위한 제어 수단을, 도 2의 (a)에 나타내는 대차 구동 제어 장치(43)의 내부에, 설치한 구성을 채용해도 된다.

그리고 용접의 진행에 따라 EGW 용접 전극(5)이 용접 종료 위치 B에 도달하는데 수반하여, 포지셔너 수단(45)의 롤러(45a)를 정지시킨다.

이상과 같은 공정에 의해, 맞대어진 단부(11a, 11a)의 위치에 원주 용접부(30)가 형성되어, 강관(11)끼리가 용접된다.

본 실시 형태에서는, 강관(11)의 표면(11A) 및 이면(11B)의 양면측, 즉 강관 표면(외면)(11A)측과 이면(내면)(11B)측의 양측에 EGW 용접 전극(5)을 배치하고, 동시에 1 패스 원주 용접을 행한다. 이에 의해, 판 두께가 큰 강관(11)끼리를 EGW 용접하는 경우에도, 용접 공정의 효율을 저하시키지 않고 또한 용접 결함을 억제하면서 1 패스 원주 용접을 행할 수 있게 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, EGW 용접 전극(5)의 양면측의 합계 개수를 2개 이상으로 하고, 피용접물인 강관(11)의 판 두께에 따라, 적절히 전극수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 판 두께가 40 내지 300㎜의 두꺼운 판인 강관(11)의 관단부(11b, 11b)를, 고효율로 결함 발생을 억제하면서 EGW 용접할 수 있게 된다.

또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, EGW 용접 전극(5)을, 강관(11)(또는 관 형상 부재)의 판 두께 방향으로 요동시키면서 원주 용접을 행하는 것이, 용접 결함을 억제하는 효과가 보다 현저하게 얻어지는 점에서 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 또한 원주 용접부(30)에 의해 접합된 강관(11)의 통 둘레에, 도시하지 않은 조인트 부재를 용접에 의해 접합하는 방법을 채용해도 된다. 이때, 조인트 부재에 사용하는 강재로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 다이어프램 플레이트 등, 종래부터 이 분야에서 사용되고 있는 것을 적용할 수 있고, 또한 단부에 있어서, 표면(11A)측 및 이면(11B)측에 양면 홈 가공이 실시된 조인트 부재를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 이때의 용접 방법으로서도, 상술한 바와 같은 EGW 용접을 채용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서 설명한 바와 같은, EGW 용접을 이용한 표리면측 동시의 1 패스에 의한 원주 용접 방법은, 종래부터 알려져 있는, 강관 비관통형의 다이어프램 등의 조인트 부재(통상은 개략 원반 형상의 강판)와 강관의 용접 시공에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은, 본 실시 형태의 후강판(11)의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 강관(11)의 양면 사이를 용융 용접 금속(31a)이 도통 가능하게 구성하고, 양면측으로부터 동시에 EGW 용접을 행하는 프로세스를 채용함으로써, 판 두께가 40 내지 300㎜ 정도인 후강판으로 구성되는 강관 형상 부재를 입향 자세로 맞대어 용접하는 경우에도, 1 패스 용접에 의한 용접 효율의 향상과 용접 결함의 억제 효과가 동시에 얻어진다.

실시예

이하에, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법의 실시예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 원래부터 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 전술 및 후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 추가해서 실시하는 것도 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

본 실시예에서는, 먼저, 상기한 표 2에 나타낸 바와 같은 강종으로 이루어지고, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 판 두께 및 외형 사이즈를 갖는 강판을 준비하였다. 또한, 마찬가지로, 상기 표 2에 나타낸 바와 같은 강종으로 이루어지고, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 판 두께 및 외형 사이즈를 갖는 강판을 사용하여, 굽힘 가공법에 의해, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 외경이 된 강관을 제작하였다.

이어서, 준비한 각각의 강판 및 강관의 각각의 단부에, 하기 표 4 및 도 9의 (a) 내지 (e)에 도시한 바와 같은 홈 형상으로 하였다.

계속해서, 각각의 강판의 단부끼리, 및 강관의 관단부끼리를 맞대어, 하기 표 4, 5에 나타낸 바와 같은 본 발명예 및 비교예의 조건으로, 다전극 EGW 용접에 의한 1 패스 용접을 행하였다. 이때, 본 발명예 1 내지 30 및 비교예 1 내지 8에 대해서는, 입향 상진의 용접 자세로 EGW 용접에 의한 맞댐 용접을 행하였다. 또한, 본 발명예 31 내지 39 및 비교예 9 내지 12에 대해서는, 강관의 관단부끼리를 맞댄 상태에서, 용접선이 실질적으로 연입향 내가 되도록, 관단부를 따라 강관을 회전시킴으로써, 연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, EGW 용접에 의한 원주 용접을 행하였다. 또한, 각 본 발명예 및 비교예에 있어서는, 하기 표 4 및 도 9의 (a) 내지 (e)에 도시한 바와 같은 전극 배치로서, EGW 용접을 행하였다.

그리고 각종 조건으로 다전극 일렉트로 가스 아크 용접을 이용해서 접합한 강판 조인트 및 강관 조인트에 관한 것으로, 이하에 설명한 바와 같은 방법에 의해, 용접부의 용접 결함 및 용접 열 영향부(HAZ)와 용접 금속의 인성을 평가하였다.

용접 결함에 대해서는, 용접부 중, 용해를 얻을 수 없을 우려가 있는, 루트 위치의 용해 불량을 주로 검지할 목적으로, JIS Z 3060(2002년)에 있어서의 강 용접부의 초음파 탐상 시험 방법을 적용 규격으로 하고, 용접 조인트의 초음파 탐상 시험을 실시함으로써 조사하였다. 이때, 탐상 방법으로서 사각(斜角)-탐촉자법을 이용하여, 탐상 굴절각을 60.0°로 하여, 조인트 양면측으로부터 직사법에 의해 탐상을 행하였다. 또한, 판정 기준으로서는 상기 규격의 부속서 7L 검출 레벨에 준하여, 탐상 결과를 평가하였다.

그리고 상기 조건에 의한 초음파 탐상법으로 용접 결함이 검출되지 않은 경우를「○」, 「용접 결함이 검출된 경우를 「×」로 하여, 평가 결과를 표 5, 6에 나타냈다.

한편, 모재 열 영향부와 용접 금속의 재질 그 자체의 건전성을 평가할 목적으로, 특히 대입열 용접에 있어서 과제가 되는 인성을 평가하기 위해, JIS Z 2242(1998년)에 준하여, 용접 조인트로부터 판 폭 방향을 길이로 하여 샤르피 시험편을 채취해서 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 이때, HAZ 인성에 대해서는, 용융 선으로부터 HAZ측으로 1㎜ 떨어진 위치에 V자 형상의 절결(노치)을 마련하고, 충격 시험에 있어서의 모든 흡수 에너지를 샤르피 흡수 에너지「-20℃ : vE-20(J), 0℃ : vE0(J)」로서 평가하고, 결과를 표 5, 6에 나타냈다.

또한, 용접 금속 인성에 대해서는, 용접 금속의 중앙 위치에 V자 형상의 절결(노치)을 마련하고, 충격 시험에 있어서의 모든 흡수 에너지를 샤르피 흡수 에너지 「-20℃ : vE-20(J), 0℃ : vE0(J)」로 하여 평가하고, 결과를 표 5, 6에 나타냈다.

일반적으로, 용접 조인트를 구조물에 공용하기 위해서는, 첫째로 탐상 결과의 평가로서 용접 결함이 검출되지 않는 것이 필수적인 요건이며, 둘째로 용접부가 양호한 샤르피 인성값을 확보하고 있는 것이 요망된다. 본 실시예에서는, 대체로 -20℃에서의 샤르피 충격 시험에 있어서, 흡수 에너지가 47J를 초과하는 범위를, 양호한 샤르피 인성값으로서 평가하는 것으로 하였다.

표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 규정한 조건으로 1 패스에서의 EGW 용접을 행한 본 발명예 1 내지 39에 있어서는, 강판끼리 또는 강관끼리를 EGW 용접한 어떠한 경우에 있어서도 용접 결함이 검출되지 않고, 또한 HAZ와 용융 금속 중앙 위치의 인성이 우수한 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 용접 방법을 이용함으로써, 용접 품질이 우수함과 함께, 1 패스에 의한 높은 생산성을 실현할 수 있는 것이 명확해졌다.

이에 반해, 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 규정한 범위 밖의 조건으로 1 패스에서의 EGW 용접을 행한 비교예 1 내지 12에 있어서는, 강판끼리 또는 강관끼리를 EGW 용접한 어떠한 경우에 있어서도, 용접 결함을 검출하지 않는 것 및 HAZ, 용접 금속 인성의 확보를 모두 양립시킬 수 없어, 실제로 구조물의 용접 조인트로서 불합격인 것이 명확해졌다.

비교예 4 및 8은 X형 홈이며, 판 두께에 비해 적합한 용접 입열량이 적용되었기 때문에, 양호한 인성값이 얻어지고 있지만, 동시에 루트면 RF의 거리에 대하여 충분한 용해가 얻어지지 않아, 용접 결함 평가가 불합격이 된 예이다.

또한, 비교예 1 내지 3, 5 내지 7 및 9 내지 12는 용접 결함 평가는 합격으로 되어 있지만, 편면측에만 홈 가공이 실시된 홈 형상이며, 강재 HAZ 인성, 용접 금속 모두 충분한 인성값을 얻을 수 없어, 실제 구조물의 용접 조인트로서 불합격이라 판정된 예이다.

이상 설명한 바와 같은 실시예의 결과에 의해, 본 발명에 관한 후강판의 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법 및 강관의 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법이, 용접부 성능의 저하를 억제하면서, 용접 효율 향상과 용접 결함 저감의 양립이 가능하다.

산업상 이용 가능성

본 발명에 따르면, 예를 들어 후강판으로 제조되어, 건축 분야에서 사용되는 강관 형상 기둥 부재나 강시판, 대형 철탑, 발전용 대형 풍차의 철탑 부분 등, 강판 및 강관으로 구성되는 대형 강 구조물을 제조할 때의 용접 프로세스에 본 발명을 적용함으로써, 높은 생산성 및 용접 품질을 동시에 실현할 수 있으므로, 그 사회적 공헌은 헤아릴 수 없다.

1, 10 : 후강판
1A, 10A : 표면
1B, 10B : 이면
1a : 단부
2, 2a, 2b : 홈
21 : 도통로
11 : 강관(후강판을 관 형상으로 가공한 강관)
11A : 표면
11B : 이면
11a : 단부
11b : 관단부
12 : 홈
3 : 용접부
30 : 원주 용접부
31 : 용접 금속
31a : 용융 용접 금속(용융 풀)
4 : 일렉트로 가스 아크 용접기(EGW 용접기)
41 : 베이스
42 : 자동 대차
43 : 대차 구동 제어 장치
40 : 일렉트로 가스 아크 원주 용접기(EGW 원주 용접기)
45 : 포지셔너 수단
45a : 롤러
5 : 일렉트로 가스 아크 용접 전극(EGW 용접 전극)
51 : 선단부
A, A1 : 용접 개시 위치
B, B1 : 용접 종료 위치

Claims (8)

1. 용접하려고 하는 후강판의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강판의 단부 사이에 홈을 형성하고,
   상기 홈의 루트 간격 RO이 0 내지 16㎜의 범위이며, 또한 상기 루트 간격 RO이 0≤RO<1㎜의 범위에서는, 루트면 RF가 다음의 식 1로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 1㎜≤RO<10㎜의 범위에서는, 루트면 RF가 다음의 식 2로 나타내어지는 관계를 충족시키고, 상기 루트 간격 RO이 10㎜≤RO≤16㎜의 범위에서는, 루트면 RF가 다음의 식 3으로 나타내어지는 관계를 충족시키고,
   RF≤7.8RO＋4.0㎜ … 식 1
   RF≤4.8RO＋7.0㎜ … 식 2
   RF≤55㎜ … 식 3
   단, 상기 식 1, 식 2, 식 3에 있어서, RF : 루트면, RO : 루트 간격이며,
   상기 홈 내에, 상기 강판의 표리면측에 각각, 전극수가 1개 또는 2개 이상인 일렉트로 가스 아크 용접 전극을 배치하고,
   연직 방향 하측으로부터 상측을 향해, 동시에 용접을 행하고,
   각각의 상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극이 상기 홈 내에서 생성된 용융 용접 금속의 탕면 레벨에 동기해서 이동하도록, 해당 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 루트 간격 RO이 3㎜ 이상 8㎜ 이하이고, 루트면 RF가 8㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극의 진입 각도를, 연직 하향 방향을 0°로 하여, 0°이상 40°이하로 하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후강판의 판 두께가 40 내지 300㎜인 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일렉트로 가스 아크 용접 전극 중 적어도 하나의 전극을, 상기 후강판의 판 두께 방향으로 요동시키면서, 용접을 행하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후강판에 굽힘 가공을 실시해서 강관 형상으로 가공한 후, 상기 굽힘 가공에 의해 대향되게 배치된 상기 후강판의 단부를 용접하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 용접 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 강관의 단부를 대향되게 배치하고, 상기 강관의 단부 사이에 상기 홈을 형성하고, 상기 강관의 중심축이 대략 동심, 또한 대략 수평이 되도록, 상기 강관을 포지셔너 수단에 적재하고,
   계속해서, 상기 포지셔너 수단으로 상기 강관을 그 중심축 주위로 회전시켜서, 상기 용접을 행하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법.
8. 제7항에 있어서, 또한 상기 강관의 통 둘레에 조인트 부재를 대향되게 배치하고, 상기 홈을 형성하고, 상기 조인트 부재를 용접하는 것을 특징으로 하는, 다전극 일렉트로 가스 아크 원주 용접 방법.

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