JPH03234368A

JPH03234368A - 狭開先溶接の初層溶接方法

Info

Publication number: JPH03234368A
Application number: JP3101990A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Yamaura; 晃央山浦; Tadamasa Yamaguchi; 忠政山口
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-18

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狭開先溶接の初ｌｌ溶接方法に係り、詳しくは
、裏はつりを省略し、溶接工数を削減することができる
狭開先溶接の初ｌ！溶接方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術化学反応圧力容器や原子力圧力容器はその操業条件（温
度、圧力等）により３００〜４００關程度までの板厚の
鋼材が用いられる場合がある。このような圧力容器を溶
接により組立てるには、その溶接工数削減を目的として
狭開先が主として採用されている。その際に突き合せ部
の溶は残しを防ぐため初ｌｉ溶接をしたのち反対側の開
先からガウジングや機械切削による裏はつりを行ないそ
の未溶融部を削除してから溶接を行ない十分な溶は込み
を確保するようにしている。

厚肉綱材を狭開先溶接する場合、通常は例えば第２図に
示すような開先を用いてガウジング等による裏はつりを
行ない、十分な溶は込みを得るようにする場合が多い。

しかし、極厚材を狭開先溶接する場合、第２図に示すよ
うに例えば厚さに対し０．８〜０．９程度の開先を採用
すると片側だけが非常に深い開先となり狭開先溶接の信
頼性低下し、例えば狙い位！制御が困難となったり、ワ
イヤ送給の信頼性低下したりする。また、狭開先溶接に
欠陥が出た場合、補修が困難となる等の問題が生じる。

そのため、開先幅を広くして１１１１パス溶接を避け、
また、第１図に示すようなダブルロ開先により片側の開
先深さが深くなりすぎないようにして、初−溶接を行な
いガウジング等による裏はつりを行なっている。しかし
、開先を広げて裏はつりを容易にしようとすると狭開先
溶接の長所である溶接パス数の削減が不可能となり、著
しく溶接能率を低下させるという問題がある。

発明が解決しようとする課題本発明は上記の問題を解決することを目的とし、具体的
には、ダブルＪ開先において、安定したＮ液を形成させ
、裏はつりを省略し、溶接パス数の削減することができ
る狭開先溶接の初Ｈ’；ｆｊ接方法を提案することを目
的とする。

課題を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明は、ダブルロ開先において開先底半径
のＲが４〜１０■、ルートフェースｄが１．０〜３．０
１１１．ルートギャップｇがＯ〜０．５１１１とした狭
開先を溶接する際に、片側の開先の初Ｉ！溶接にミグ溶
接法を用い、ワイヤ径が０．９〜１．８１１のワイヤで
溶接電流が２００〜４５０Ａの範囲でスプレー移行とな
る電流で溶接を行なう一方、他側の開先内に不活性ガス
を１０１−′ｍｉｎ以上の流量で供給して開先内を不活
性ガスに置換し良好な裏波を形成させ、裏はつりを省略
することを特徴とする。

以下、本発明の手段たる構成ならびにその作用について
説明すると、次の通りである。

本発明者らは上記問題を解決するため片側の開先の初Ｉ
ｌ溶接に深情は込みが得られるスプレー移行条件による
ミグ溶接方法を採用しその開先形状に検討を行なったと
ころ、良好な裏波ビドを得るためには開先底のＲおよび
ルートフェースを選定し、しかも、他側の開先内を不活
性ガスでｍ検するようにすればＩ！波上ビード安定保持
が可能となりかつそのビードの酸化が防止され安定した
ＩＩ波上ビード得られ、裏はつりを省略できるという知
見を得た。

更に進んで研究開発を行ない、この研究に基づいて本発
明は成立したものである。

以下、図面により本発明法を具体的に説明する。

第１図＜ａ＞ならびに（ｂ）は本発明を実施する際に用
いられるダブルＪ開先の構造を示し、（ａ）はその断面
の説明図、（ｂ）は＜ａ＞の開先要部の拡大説明図であ
り、第２図は従来例の開先構造の断面の説明図である。

まず、第１図（ａ）に示すダブルＪＲ先において開先底
のＲを４〜１０■とし、ルートフェースｄを１．０〜３
．０−１また、第１図（ｂ）に不すようにルートギャッ
プｑをＯ〜０．５ｍｍとした狭開先を溶接する際に初ｌ
ｌ溶接にミグ溶接法を用い、ワイヤ径として０．９〜１
．８■のワイヤ、溶接電流として２００〜４５０Ａの範
囲でスプレー移行となる電流で溶接を行なう一方、他側
の開先内を不活性ガス１０１　、、ｍｉ　ｎ以上の流量
で供給して開先内を不活性ガスに置換し良好な裏波ビー
ドを形成させ裏はつりを省略するようにしたものである
。かような溶接方法を用いることにより、裏はつりが省
略可能であり、しかも、狭開先の特長を十分に活かせる
開先形状で溶接可能となり著しく溶接工数の削減効果が
得られる。なお、初Ｉｌ溶接において、本発明の溶接方
法を用いることにより、良好な裏波が形成されるのでそ
れ以降の溶接は狭開先サブマージアーク溶接法、狭開先
ミグ溶接法、狭開先ティグ溶接法等の狭開先溶接法によ
り溶接が可能である。

次に、本発明の範囲の限定理由について説明する。

開先底Ｒは４＋ｗ未満では開先壁からの影響を受け、ア
ークが側壁にも出るためルートフェスを十分に溶かすこ
とが困難となる。また、Ｒが１０ＩＩｍを越えると狭開
先としての特長であるバス数削減効果が得られないが、
１０■を越えても本発明の効果は同様である。

ルートフェースｄは１．０−未満ではアーク力により溶
は落ちを生じるため１．０−以上必要となる。また、３
．０−を越えるとルートフェースの溶は残しを生ずるた
め３−以下とした。

ルートギャップｑはＯ閣で行なうことが望ましいが、０
．５ｍｍ以下においては良好なｍ液が形成でき、また、
０．５ｍを超えるとアーク力による溶は落ちを生じるた
め０．５−以下とした。

溶接方法としてはスプレー移行となる条件のミグ溶接が
十分な溶は込みを得るために不可欠である。なお、ミグ
溶接に用いるガスシールドは例えばＡ「、八「十目ｅ、
Ｈｅ等の輛不活性ガス系の他にＡ「＋２〜２０％ＣＯ２
、Ａｒ＋０．５〜２％０２などの不活性ガスと活性ガス
との混合ガスを用いることができる。しかし、これら成
分のうちＣＯ２や０２等の活性ガス底弁が増加するとス
プレー移行が困難となる。また、上記組成のガスシール
ドを用いても溶接電流および電圧によりアークの移行形
態は影響をうけるが、ワイヤ径によりその条件は異なる
ため、溶接に用いるワイヤ径のスプレー移行となる条件
で行なうことが必要である。ワイヤ径としては０．９〜
１．８閤の範囲のものを用い、溶接電流としては２００
〜４５０Ａの範囲で溶接すると安定したＩＩ波を形成す
ることが可能となる。ワイヤ径が０．９閣禾渦ではアー
クの広がりが不十分でルートフェースを溶は残してしま
う。また、４５０Ａを超えるとアーク力が大きくなりす
ぎ、甚だしい場合は回転アークとなり溶接が不可能とな
る。

他側の開先内に流す不活性ガスの流量は１０１７ｍ１ｎ
未満では開先内を置換して裏波ビドを保持するのに十分
でなく、溶は落ちやｌＩ液ビート形状が不均一になった
りする他にさらには！ｌ液ビードが酸化されてしまう恐
れがある。

なお、不活性ガスの種類としてはへ「、Ａｒ＋Ｈｅ、Ｈ
ｅ等が好ましく用いられるが、これらの中でＨｅは八ｒ
にくらべ原子量が小さく大気よりも軽いことから開先内
の置換が容易でその効果は一段と優れたものである。

なお、流量の上限は本発明の効果に悪影響を与えないた
め特定する必要はないが、多量に流入することによりコ
スト上昇の原因ともなるので５Ｑｌ’ｍｉｎ程度とした
。

以下具体的に本発明の効果を実施例において説明する。

実　　施　　例第１表に示す極厚鋼板Ａ、Ｂおよびワイヤ１．２を用い
第２表に示す条件で狭開先ＧＭＡＷ陽接により初Ｉ！溶
接を行なった。なお、開先形状は、板厚中央にルートフ
ェースがくるように開先角度θを２度に固定した。また
、ワイヤの極性は直流逆極性のものを用いた。第３表は
第２表の条件において得られたルートフェースにおける
溶は込み深さと裏波の形成状況を示した。

第２表ならびに第３表に示す＆１〜＆８までのものは本
発明の実施例であり、いずれも良好なｇｘ上ビード得ら
れており、ＩＩＩ波ビードの表面性状は酸化等もなく十
分に裏はつりを省略できるものである。また、ｋｇから
＆１７までのものは比較例のものを示し、翫９はルートのＲが３．５ｍｍと狭い場合のものであり
、側壁の影響を受は深い溶は込みが得られないこと、ｋｌＯはルートのＲが１１１１１と広い場合のものであ
り、溶は落ちを生じること、Ｎｔｌｌはルートフェースｄｔｆ０．５■と狭いもので
あり、溶は落ちを生じること、＆１２はルートフェース
ｄが３．５１１１と広いものであり、溶は残しを生じる
こと、翫１３はルートギャップｑが１．０閣と広いもの
であり、溶は落ちを生じること、ｋ　１４は溶接電流値
が５００Ａと高い場合であり、溶接中にいわゆるローテ
ィトアークとなり良好な溶接ができないこと、Ｎｔ１５は溶接電流値が１８０Ａと低い場合であり、ア
ークの移行形態がスプレー移行とならず十分な溶は込み
が得られないこと、＆１６はバックシールドガスが５．
０１．′ｍｉｎと少ない場合であり、バックシールドガ
スによる十分な効果が得られず溶は落ちを生じること、Ｎ１１７はバックシールドガスとしてＡｒ＋２０％ＣＯ
２を用いた場合であり、ＩＩＩは形成されるものの裏波
ビードは酸化されビード形状も悪いこと、が示されている。

以上述べたように本発明を適用することにより極厚材の
狭開先溶接においてもガウジング等の裏はつりを行なう
ことなく良好な裏波ビード〈発明の効果〉以上詳しく説明したように、本発明は、ダブルＱ開先に
おいて開先式半径のＲが４〜１０閣、ルートフェースｄ
が１．０〜３．０閣、ルートギャップＩ１０〜０．５■
とした狭開先を溶接する際に、片側の開先の初ｌｌ溶接
にミグ溶接法を用い、ワイヤ径が０．９〜１．８１１の
ワイヤで溶接電Ｒｆｆ２００〜４５０Ａの範囲でスプレ
ー移行となる電流で溶接を行なう一方、他側の開先内に
不活性ガスを１０１・′ｍ１ｎ以上の流量で供給して開
先内を不活性ガスに置換し良好な裏波を形成させ、襲は
つりを省略することを特徴とする。

従って、ダブルｊ開先において狭開先を溶接する際に、
片側の開先の初層溶接をミグ溶接法を用い゛、ワイヤ径
が０．９〜１．８閣のワイヤで溶接電流２００〜４５０
Ａでスプレー移行となる電流で溶接する一方、他側の開
先内を不活性ガスにより置換し、良好な裏波を形成させ
裏はつりを省略するようにしたため、狭開先の特徴を十
分に活かせる開先形状で溶接ｔｆ可能となり、著しく溶
接工数の削減効果が得られる。また、本発明によれば良
好な裏波が形成されるので、それ以降の溶接は狭開先サ
ブマージアーク溶接法、狭開先ミグ溶接法、狭開先ティ
グ溶接法等の狭開先溶接法により溶接が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ならびにｃｂ＞は本発明を実施する際に用
いられるダブルｊ開先の構造を示し、（ａ）はその断面
の説明図、（ｂ）は（ａ）の開先要部の拡大説明図、第
２図は従来例の開先構造の断面の説明図である。符号Ｒ・・・・・・開先底の半径ｄ・・・・・・ルートフェースＱ・・・・・・ルートギャップ θ・・・・・・開先角度

Claims

【特許請求の範囲】１）ダブルＪ開先において開先底半径のＲが４〜１０ｍ
ｍ、ルートフェースｄが１．０〜３．０ｍｍ、ルートギ
ャップｇが０〜０．５ｍｍとした狭開先を溶接する際に
、片側の開先の初層溶接にミグ溶接法を用い、ワイヤ径
が０．９〜１．８ｍｍのワイヤで溶接電流が２００〜４
５０Ａの範囲でスプレー移行となる電流で溶接を行なう
一方、他側の開先内に不活性ガスを１０ｌ／ｍｉｎ以上
の流量で供給して開先内を不活性ガスに置換し良好な裏
波を形成させ、裏はつりを省略することを特徴とする狭
開先溶接の初層溶接方法。２）前記不活性ガスがＨｅである請求項１記載の狭開先
溶接の初層溶接方法。