JPH06312267A - 高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法 - Google Patents

高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法

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JPH06312267A
JPH06312267A JP12306293A JP12306293A JPH06312267A JP H06312267 A JPH06312267 A JP H06312267A JP 12306293 A JP12306293 A JP 12306293A JP 12306293 A JP12306293 A JP 12306293A JP H06312267 A JPH06312267 A JP H06312267A
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JP
Japan
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welding
horizontal fillet
primer
molten metal
welding method
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JP12306293A
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Masao Kamata
政男 鎌田
Harutoshi Kubota
晴敏 窪田
Kazuo Mori
和夫 森
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 造船、橋梁等の分野で多用されているプライ
マー塗装鋼板の水平すみ肉溶接において、特に高能率で
耐ピット性に優れた高速水平すみ肉ガスシールドアーク
溶接法を提供する。 【構成】 先行電極と後行電極の両方、もしくは一方に
JIS Z3118規格に準じて測定される溶着金属の
拡散性水素量が15.0〜40.0ml/100gであ
るルチール系フラックス入りワイヤを用いて、両電極の
極間距離を20〜50mmとし、実質的に1プールを形
成して水平すみ肉溶接を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は造船、橋梁等の分野で多
用されているプライマー塗装鋼板の水平すみ肉溶接にお
いて、特に高能率で耐ピット性に優れた高速水平すみ肉
ガスシールドアーク溶接法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種溶接構造物の施工現場ではフ
ラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法
の普及がめざましい。このことは、フラックス入りワイ
ヤの良好な溶接作業性もさることながら、その高溶着性
により高能率な溶接ができることによる。最近、さらに
溶接のトータルコスト低減の要求が強まり、特に造船や
橋梁等の分野では水平すみ肉溶接の比率が高いことから
これの高速化が最大の課題となっている。これに対し、
特開昭63−235077号公報、特開平2−2809
68号公報等は、溶接速度1m/min以上で行う高速
水平すみ肉溶接法を提案したものである。
【0003】しかしながら、鋼板の多くは施工期間中の
錆発生防止のために各種のプライマー(ショッププライ
マー)が塗装されており、そのまま水平すみ肉溶接を行
った場合、溶接アーク熱により水素や一酸化炭素等のプ
ライマー熱分解ガスが溶接金属中に侵入することにより
ビード表面にピットが発生しやすくなる。ビード表面に
発生したピットは手直しが必要で作業能率が低下する。
このビード表面欠陥であるピットの発生を防止するため
に、従来より種々の提案がなされている。例えば、上記
特開平2−280968号公報では特に造船分野で多用
されている無機ジンクプライマー塗装鋼板を対象とし、
耐ピット性向上のために用いるフラックス入りワイヤに
金属弗化物や金属炭酸塩を含有させて溶融金属を攪拌
し、プライマー熱分解ガスの放出を促進することの効果
を示している。しかし、溶接速度が1.5m/minを
超えた場合、あるいは無機ジンクプライマーといえども
プライマーの塗装膜厚が大きくなったり、上板側の端面
に厚くプライマーが溜まっているような場合、必ずしも
十分な耐ピット性が得られない。
【0004】一方、橋梁分野で多用されるウォッシュプ
ライマー塗装鋼板の水平すみ肉溶接においては、プライ
マー熱分解ガスが多量に発生し、低水素系のフラックス
入りワイヤを用いた場合にはピットの発生傾向が非常に
大きくなるので、逆に溶融金属中に過剰の水素を供給す
ることの効果が知られている。例えば、特開平1−26
2096号公報、特開平3−180298号公報等は、
水素化合物や故意に水分を含有させたフラックス入りワ
イヤを用いることにより溶融金属中の水素を過飽和に
し、溶融金属からのガスの放出速度を速くしてピットの
発生を防止することを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記高水素系
フラックス入りワイヤによるウォッシュプライマー塗装
鋼板の水平すみ肉溶接は、現場施工においては単電極溶
接で溶接速度40〜50cm/min程度の低速にして
行われており、この高速化が強く要望されていた。そこ
で、本発明は無機ジンクプライマー塗装鋼板の膜厚変動
に対応でき、また、ウォッシュプライマー塗装鋼板を高
速で水平すみ肉溶接した場合でも耐ピット性が良好な高
速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、プライマー塗装鋼板の水平すみ肉溶
接に際し、先行電極と後行電極の両方、もしくは一方に
JIS Z3118規格に準じて測定される溶着金属の
拡散性水素量が15.0〜40.0ml/100gであ
るルチール系フラックス入りワイヤを用いて、両電極の
極間距離を20〜50mmとし、実質的に1プールを形
成して行うことを特徴とする高速水平すみ肉ガスシール
ドアーク溶接法である。またここにおいて、水平すみ肉
継手の両側を先行側と後行側のシフト量を0〜250m
mにして、同時に溶接することも特徴とする。
【0007】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者ら
は、まず、無機ジンクプライマー塗装鋼板の2電極高速
水平すみ肉溶接において、溶接条件及びプライマー膜厚
を変化させた場合のピット発生状況について詳細に調査
した。その結果、電流を高くして脚長を大き目にしたり
電圧を高くして溶融金属プールを大きくした場合にピッ
トの発生が減少傾向を示すことがわかった。
【0008】しかし、高速溶接においてはプライマー膜
厚変動に対しピットの発生は非常に敏感で、特に上板の
端面のプライマー膜厚管理は難しく現場施工での最大の
ピット発生要因となっている。この時、すみ肉継手の第
1ビードにはピットの発生はほとんど見られず、第2ビ
ードに発生する。これは第2ビードの溶接時には第1ビ
ードによりガスの逃げ道が塞がれているために溶融金属
中にガスが多量に侵入し、このガスが溶融金属の凝固以
前に放出しきれなかったことによる。つまり、水平すみ
肉溶接におけるピットの発生はプライマーの熱分解ガス
に起因していることは明らかで、耐ピット性向上のため
には溶融金属中に侵入したガスを速やかに外部に放出す
る必要がある。
【0009】本発明者らは、溶接条件の調整によるピッ
ト発生防止効果にはあまり期待できず、また現場施工に
おいてはプライマーの膜厚変動はある程度やむを得ない
ことでもあるので、溶融金属中に侵入したプライマー熱
分解ガスを速やかに外部に放出させる手段について種々
検討した結果、水素発生量の多い高水素系のフラックス
入りワイヤを用いて、1プールを形成して行う2電極溶
接を基本とする本発明により、高速水平すみ肉溶接にお
けるピットの発生を大幅に減少できることを見出した。
【0010】図1は本発明による実施状況例を示す溶接
進行方向に平行な断面図である。図1において、先行電
極1、後行電極2の両方、または一方に後記限定する範
囲の水素発生量をもつフラックス入りワイヤを用いる。
両電極のアーク3、4の雰囲気中で発生した水素は溶融
金属プール5に侵入し、溶融金属の攪拌効果とともに水
素が過剰に供給されることにより気泡の成長及び離脱、
浮上速度を促進する。
【0011】しかし、高速水平すみ肉溶接においては、
溶融金属の凝固速度が速くなるので、上記気泡の離脱、
浮上が不十分となりピットが発生しやすくなる。そこ
で、本発明では溶融金属の凝固を遅らせてガスの放出を
十分に行わせるために2電極溶接により投入熱量を大き
くし、溶融金属は1プールを形成させる。この1プール
を形成させることは、溶融金属プールの長さ6を長くし
てガスの放出時間を確保するために極めて効果的であ
る。なお、両電極の極間距離7が20〜50mmとなる
ように電極を配置するのは、溶融金属の1プール状態を
安定に形成させるためである。極間距離が20mm未満
では、両電極のアーク干渉により溶融金属プールが安定
しにくく、また溶融金属プールの長さが短くなりガスの
放出が不十分となりピットが発生する。一方、極間距離
が50mmを超えると先行電極により発生したスラグが
凝固を開始し安定した1プールを形成できない。
【0012】また、ルチール系フラックス入りワイヤを
用いるのは、溶融スラグ層8を生成させて溶融金属の凝
固を遅らせるとともにビード形状・外観及びスラグ剥離
性などの溶接作業性を良好にするためである。ワイヤ径
は1.2〜2.0mmでよい。なお図1中9は溶接金属
(ビード)、10は凝固スラグ、11は母材(鋼板)で
ある。
【0013】さらに、溶接状況を上から見た平面図であ
る図2に示すように、水平すみ肉継手の両側を先行側ト
ーチ1A、1Bと後行側トーチ2A、2Bとのシフト距
離12を250mm以下にして同時溶接することにより
本発明の耐ピット性向上の効果は一層発揮できる。これ
は、溶接が終了した先行側の溶接熱で後行側の溶融金属
の凝固を遅らせ、ガスの放出を容易にできることによ
る。
【0014】次に、ウォッシュプライマー塗装鋼板の水
平すみ肉溶接は従来、単電極で溶接速度を遅くして行わ
れている。これはウォッシュプライマーの熱分解ガスの
発生量が無機ジンクプライマーに比較して著しく多いた
めに、低速溶接で行い溶融金属からのガスの放出を十分
に行わせるためである。本発明は前記のように1プール
を形成させて行う2電極溶接の利点を活用し、ウォッシ
ュプライマー塗装鋼板であっても溶接速度1.0m/m
in以上でピットの発生を防止できる。
【0015】ここで、本発明に用いるフラックス入りワ
イヤについて、JIS Z3118規格に準じて測定さ
れる溶着金属の拡散性水素量を15.0〜40.0ml
/100gに限定した理由は以下の通りである。
【0016】本発明は上記のように溶融金属中に水素を
富化するとともに、2電極溶接の利点を利用し溶融金属
からガスを放出しやすくして耐ピット性を向上させるも
のである。フラックス入りワイヤの拡散性水素量が1
5.0ml/100g未満では、溶融金属中に供給され
る水素量が少なすぎるために気泡の成長・離脱速度が溶
融金属の凝固速度よりも遅くなりピットの発生を防止で
きない。一方、拡散性水素量が40ml/100gを超
えたフラックス入りワイヤを用いた場合は、アーク雰囲
気中で水素放出が活発となりアークが荒くスパッタが多
発し、溶融金属プールも激しい沸騰現象を起こしビード
形状が乱れる。なお、フラックス入りワイヤから所定量
の水素量を溶融金属中に供給することは、TiH2 など
の水素化合物、セルローズ、木粉等の有機物、マイカ、
タルクなどの無機化合物のフラックス中への添加、吸湿
したフラックスを充填することなどにより容易である。
【0017】なお、シールドガスは通常CO2 ガスを使
用するが、拡散性水素量が35ml/100g以上のフ
ラックス入りワイヤを用いる場合には、アーク安全性を
高めるAr−CO2 系混合ガスを使用することが好まし
い。
【0018】
【実施例】以下に実施例により本発明の効果を具体的に
示す。図3に示すプライマー塗装鋼板のすみ肉継手を表
1、表2に示すフラックス入りワイヤを用いて、表3、
表4に示す溶接条件で水平すみ肉溶接を行った。なお、
図3(a)は無機ジンクプライマー鋼板(板厚12.7
mm、膜厚は下板11Bが20〜30μm、上板11A
端面が20〜40μm)、同図(b)はウォッシュプラ
イマー鋼板(板厚12.7mm、膜厚は20〜30μ
m、上板11Aの端面はガス切り)で、上板11Aと下
板11Bとのギャップは加圧仮付けにより0.1mm以
下とした。図中13は塗膜である。表3、表4に試験結
果をまとめて示す。表3、表4に示した以外の条件は鋼
板としてはJIS SM490Bの12.7t×75w
×1200l(mm)のものを用い、溶接はワイヤ径
1.6mm、電源はDC−DCで、ワイヤ突出し長さ2
5mm、シールドガス流量各電極とも25リットル/m
in、ビードの脚長は5〜6mmである。また試験結果
は各溶接長合計3m(試験体各3)についてのものであ
る。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】試験No.1〜4,9〜11,13,14
は本発明によるもので、溶接作業性、耐ピット性とも良
好である。No.5〜8,No.12は比較例である。
No.5は低水素系のフラックス入りワイヤを使用した
場合で第2ビード側にピットが発生した。No.6及び
No.12は水素の供給量不足のためピットが多発し
た。No.7は水素の供給量が過剰の場合、No.8は
極間距離が大きすぎた場合で、それぞれアークが不安定
になりスパッタの多発、ビード形状劣化とともにピット
が発生した。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明はプライマー塗装鋼
板の水平すみ肉溶接の高速化において問題となる耐ピッ
ト性を大幅に向上させたものである。これにより溶接の
高能率化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施状況例を示す断面図
【図2】本発明の溶接状況の例を示す平面図
【図3】実施例で用いたプライマー塗装鋼板のすみ肉継
手形状を(a)、(b)それぞれ示す模式図
【符号の説明】
1、1A、1B 先行電極 2、2A、2B 後行電極 3 先行電極のアーク 4 後行電極のアーク 5 溶融金属プール 6 溶融金属プールの長さ 7 極間距離 8 溶融スラグ層 9 溶接金属 10 溶接スラグ 11 母材 11A 上板 11B 下板 12 両側同時溶接の場合のシフト距離 13 塗膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プライマー塗装鋼板の水平すみ肉溶接に
    際し、先行電極と後行電極の両方、もしくは一方にJI
    S Z3118規格に準じて測定される溶着金属の拡散
    性水素量が15.0〜40.0ml/100gであるル
    チール系フラックス入りワイヤを用いて、両電極の極間
    距離を20〜50mmとし、実質的に1プールを形成し
    て行うことを特徴とする高速水平すみ肉ガスシールドア
    ーク溶接法。
  2. 【請求項2】 水平すみ肉継手の両側を先行側と後行側
    のシフト量を0〜250mmにして、同時に溶接するこ
    とを特徴とする請求項1記載の高速水平すみ肉ガスシー
    ルドアーク溶接法。
JP12306293A 1993-04-28 1993-04-28 高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接法 Withdrawn JPH06312267A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013111597A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Panasonic Corp アーク溶接方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013111597A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Panasonic Corp アーク溶接方法

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