JPH06320275A - ２層レールの被覆アーク溶接方法 - Google Patents
２層レールの被覆アーク溶接方法Info
- Publication number
- JPH06320275A JPH06320275A JP5070198A JP7019893A JPH06320275A JP H06320275 A JPH06320275 A JP H06320275A JP 5070198 A JP5070198 A JP 5070198A JP 7019893 A JP7019893 A JP 7019893A JP H06320275 A JPH06320275 A JP H06320275A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- layer
- welding
- low
- arc welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低Ｃ低合金鋼と高炭素鋼からなる複層レール
の健全な溶接継手を形成する溶接方法の提供。 【構成】 レール頭部の上方が低Ｃ低合金鋼、残部が高
炭素鋼からなるレールのアーク溶接において、それぞれ
の共金溶接棒を用い、かつその境界部の限定された位置
に中炭素の溶接棒で成分希釈中間層を形成する溶接方
法。 【効果】 溶接継手内に高炭素と合金の混ざり合いによ
るマルテンサイトの生成を防止し、かつＨＡＺ液化割れ
などの欠陥も防止することにより、健全な溶接継手が形
成できる。
の健全な溶接継手を形成する溶接方法の提供。 【構成】 レール頭部の上方が低Ｃ低合金鋼、残部が高
炭素鋼からなるレールのアーク溶接において、それぞれ
の共金溶接棒を用い、かつその境界部の限定された位置
に中炭素の溶接棒で成分希釈中間層を形成する溶接方
法。 【効果】 溶接継手内に高炭素と合金の混ざり合いによ
るマルテンサイトの生成を防止し、かつＨＡＺ液化割れ
などの欠陥も防止することにより、健全な溶接継手が形
成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道や産業用機械の運搬
に使用される２層レールの突き合わせ被覆アーク溶接方
法に関するものである。
に使用される２層レールの突き合わせ被覆アーク溶接方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からレール鋼の突き合わせアーク溶
接には化学成分がＣ；０．２％以下で必要に応じて合金
が含まれ、金属組織が主にベイナイト（アシキュラーフ
ェライトを含む）を呈する溶接金属が用いられてきた。
例えば、特公昭５６−４３５０号公報に報じられている
レール鋼の突き合わせアーク溶接にはＪＩＳ−Ｚ３２１
２低合金高張力鋼用被覆アーク溶接棒が用いられてい
る。また、最近、高炭素鋼レール用として特公平４−２
０７０５号公報に報じられているレールの突き合わせ溶
接には高炭素の溶接金属が得られる被覆アーク溶接棒が
紹介されている。
接には化学成分がＣ；０．２％以下で必要に応じて合金
が含まれ、金属組織が主にベイナイト（アシキュラーフ
ェライトを含む）を呈する溶接金属が用いられてきた。
例えば、特公昭５６−４３５０号公報に報じられている
レール鋼の突き合わせアーク溶接にはＪＩＳ−Ｚ３２１
２低合金高張力鋼用被覆アーク溶接棒が用いられてい
る。また、最近、高炭素鋼レール用として特公平４−２
０７０５号公報に報じられているレールの突き合わせ溶
接には高炭素の溶接金属が得られる被覆アーク溶接棒が
紹介されている。
【０００３】一方、レール鋼としてはその耐摩耗性、耐
疲労損傷性の向上を目的に高炭素鋼レールが用いられて
きたが最近、レール頭部の特性を変化させるため、レー
ル頭部の上方が低Ｃの低合金組成で、残りの部分が高炭
素組成の２層からなるレールが開発されている。
疲労損傷性の向上を目的に高炭素鋼レールが用いられて
きたが最近、レール頭部の特性を変化させるため、レー
ル頭部の上方が低Ｃの低合金組成で、残りの部分が高炭
素組成の２層からなるレールが開発されている。
【０００４】この２層レールを被覆アーク溶接する場合
に先に述べた２種類の被覆アーク溶接棒でそれぞれ単独
に溶接した場合、すなわちＣ；０．２％以下の低合金鋼
系溶接棒で溶接した場合、レールの高炭素鋼からなる部
分の溶接熱影響部にレール母材と溶接金属の炭素量に起
因する凝固温度の違いによって生ずる高温割れが発生し
たり、あるいはその母材との融合部にレールからの炭素
の希釈による溶接金属の焼入れ性の上昇に起因するマル
テンサイトの生成により著しく硬さを増加し、好ましく
ない。また、Ｃ；０．６％以上の高炭素鋼系溶接棒で溶
接した場合、レールの低炭素低合金からなる部分の母材
との融合部にレールからの合金元素の希釈による溶接金
属の焼入れ性の上昇に起因するマルテンサイトの生成に
より著しい硬さの増加を招き、好ましいものではない。
に先に述べた２種類の被覆アーク溶接棒でそれぞれ単独
に溶接した場合、すなわちＣ；０．２％以下の低合金鋼
系溶接棒で溶接した場合、レールの高炭素鋼からなる部
分の溶接熱影響部にレール母材と溶接金属の炭素量に起
因する凝固温度の違いによって生ずる高温割れが発生し
たり、あるいはその母材との融合部にレールからの炭素
の希釈による溶接金属の焼入れ性の上昇に起因するマル
テンサイトの生成により著しく硬さを増加し、好ましく
ない。また、Ｃ；０．６％以上の高炭素鋼系溶接棒で溶
接した場合、レールの低炭素低合金からなる部分の母材
との融合部にレールからの合金元素の希釈による溶接金
属の焼入れ性の上昇に起因するマルテンサイトの生成に
より著しい硬さの増加を招き、好ましいものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこでレールのそれぞ
れの層の成分組成に類似した溶接金属が得られる溶接棒
を用いて、レールと溶接金属のそれぞれの凝固温度の
差、あるいは成分希釈に起因する問題を解決する手段が
考えられる。しかしながら、アーク溶接法による多層溶
接の場合、現場で用いられる直流溶接機の極性を溶接棒
側をプラスにし、できるだけ被溶接材の溶け込み量を小
さく抑えても、下層の溶接金属の溶け込みを避けること
は困難で、母材レールからの希釈より大きくなる。その
結果、レールのそれぞれの層の成分組成に類似した溶接
棒、すなわち、レール底部から高炭素溶接棒で溶接し、
次いで低炭素系低合金で溶接する場合、高炭素の溶接金
属層の上に低炭素系低合金溶接棒で溶接するパスで炭素
の希釈が著しく大きくなり、炭素が高く、かつ合金を含
む溶接金属となり、焼入れ性が上昇し、マルテンサイト
などの非常に硬さの高い層が生成する問題が生ずる。
れの層の成分組成に類似した溶接金属が得られる溶接棒
を用いて、レールと溶接金属のそれぞれの凝固温度の
差、あるいは成分希釈に起因する問題を解決する手段が
考えられる。しかしながら、アーク溶接法による多層溶
接の場合、現場で用いられる直流溶接機の極性を溶接棒
側をプラスにし、できるだけ被溶接材の溶け込み量を小
さく抑えても、下層の溶接金属の溶け込みを避けること
は困難で、母材レールからの希釈より大きくなる。その
結果、レールのそれぞれの層の成分組成に類似した溶接
棒、すなわち、レール底部から高炭素溶接棒で溶接し、
次いで低炭素系低合金で溶接する場合、高炭素の溶接金
属層の上に低炭素系低合金溶接棒で溶接するパスで炭素
の希釈が著しく大きくなり、炭素が高く、かつ合金を含
む溶接金属となり、焼入れ性が上昇し、マルテンサイト
などの非常に硬さの高い層が生成する問題が生ずる。
【０００６】本発明はこのような溶接金属間で起こる問
題を解決し、健全なレール溶接継手を提供することを目
的とする２層レールの被覆アーク溶接方法を提供するも
のである。
題を解決し、健全なレール溶接継手を提供することを目
的とする２層レールの被覆アーク溶接方法を提供するも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、レール
頭部の上方がＣ；０．５％以下の低炭素低合金鋼であ
り、残りの部分がＣ；０．６〜０．８％の高炭素鋼であ
る２層からなるレールを突き合わせ溶接する際に、レー
ル底部から複層境界面２〜３mm下の部分までＣ；０．６
％以上の高炭素鋼系被覆アーク溶接棒で溶接し、次いで
Ｃ；０．３〜０．５％の中炭素鋼系被覆アーク溶接棒で
１層溶接し、さらにレール頭頂までＣ；０．２％以下の
低合金鋼系被覆アーク溶接棒で溶接する２層レールの被
覆アーク溶接方法である。
に本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、レール
頭部の上方がＣ；０．５％以下の低炭素低合金鋼であ
り、残りの部分がＣ；０．６〜０．８％の高炭素鋼であ
る２層からなるレールを突き合わせ溶接する際に、レー
ル底部から複層境界面２〜３mm下の部分までＣ；０．６
％以上の高炭素鋼系被覆アーク溶接棒で溶接し、次いで
Ｃ；０．３〜０．５％の中炭素鋼系被覆アーク溶接棒で
１層溶接し、さらにレール頭頂までＣ；０．２％以下の
低合金鋼系被覆アーク溶接棒で溶接する２層レールの被
覆アーク溶接方法である。
【０００８】以下、本発明について図面を参照しなが
ら、さらに限定理由に触れながら詳細に説明する。図１
は相対向するレールに間隙を設け、突き合わせ溶接する
時の状態をレール軸方向の断面（ａ）、及び高さ方向の
断面（ｂ）で示した図面である。はレール頭部上方の
Ｃ；０．５％以下の低炭素低合金鋼部分、はＣ；０．
６〜０．８％の高炭素鋼の部分である。はその境界部
分である。さらに図２は図１のレール頭部の拡大図を示
す。図で示す複層境界面の下２〜３mm位置までＣ；
０．６％以上の高炭素の被覆アーク溶接棒で溶接す
る。この部分をＣ；０．６％以上の高炭素の被覆アーク
溶接棒で溶接する理由はレールに求められる引張強さ８
００MPa 以上を確保し、かつレールと溶接金属の炭素量
の差、言い換えれば凝固温度の差に起因するレール溶接
熱影響部の熱間割れを防ぐことにある。炭素量がこれに
満たないと強度が不足し、先の熱間割れも発生し易くな
る。
ら、さらに限定理由に触れながら詳細に説明する。図１
は相対向するレールに間隙を設け、突き合わせ溶接する
時の状態をレール軸方向の断面（ａ）、及び高さ方向の
断面（ｂ）で示した図面である。はレール頭部上方の
Ｃ；０．５％以下の低炭素低合金鋼部分、はＣ；０．
６〜０．８％の高炭素鋼の部分である。はその境界部
分である。さらに図２は図１のレール頭部の拡大図を示
す。図で示す複層境界面の下２〜３mm位置までＣ；
０．６％以上の高炭素の被覆アーク溶接棒で溶接す
る。この部分をＣ；０．６％以上の高炭素の被覆アーク
溶接棒で溶接する理由はレールに求められる引張強さ８
００MPa 以上を確保し、かつレールと溶接金属の炭素量
の差、言い換えれば凝固温度の差に起因するレール溶接
熱影響部の熱間割れを防ぐことにある。炭素量がこれに
満たないと強度が不足し、先の熱間割れも発生し易くな
る。
【０００９】次に図２で示す複層境界面下２〜３mm位置
でＣ；０．３〜０．５％の中炭素の溶接棒により１層
溶接する。この溶接の目的はそれまでの高炭素の溶接
金属の炭素量を希釈し、次の低炭素低合金溶接棒の合金
が希釈してもマルテンサイトの生成のない範囲の焼入れ
性を確保するに足る炭素量まで低減することにある。こ
の時、この溶接ビードはＣｒなどの合金元素を含まず、
かつＣ；０．６％以下となり、８００MPa の強度を確保
しにくいビードとなるがその厚みは大きくとも３mm程度
であり、さらに複層境界面下で生成するため、発明者ら
の検討によると実用上問題のないことが確認された。さ
らにこの層が複層境界面より上部に生成した場合、レー
ルが使用環境下で頭部の摩耗が進み、列車の輪重の影響
でこの部分が降伏する場合があることを確認した。一
方、複層境界面下３mm以上ではこのビードが複層境界面
より下に生成されるため、課題の解決にはならない。す
なわち、低炭素低合金の溶接棒で高炭素のレールを溶接
する部分が生ずる。したがって、この溶接は複層境界面
下２〜３mmで行うことが最適である。次いで図１ので
示すレール頭部上方をＣ；０．２％以下の低合金の溶接
棒で溶接し、溶接を完了する。
でＣ；０．３〜０．５％の中炭素の溶接棒により１層
溶接する。この溶接の目的はそれまでの高炭素の溶接
金属の炭素量を希釈し、次の低炭素低合金溶接棒の合金
が希釈してもマルテンサイトの生成のない範囲の焼入れ
性を確保するに足る炭素量まで低減することにある。こ
の時、この溶接ビードはＣｒなどの合金元素を含まず、
かつＣ；０．６％以下となり、８００MPa の強度を確保
しにくいビードとなるがその厚みは大きくとも３mm程度
であり、さらに複層境界面下で生成するため、発明者ら
の検討によると実用上問題のないことが確認された。さ
らにこの層が複層境界面より上部に生成した場合、レー
ルが使用環境下で頭部の摩耗が進み、列車の輪重の影響
でこの部分が降伏する場合があることを確認した。一
方、複層境界面下３mm以上ではこのビードが複層境界面
より下に生成されるため、課題の解決にはならない。す
なわち、低炭素低合金の溶接棒で高炭素のレールを溶接
する部分が生ずる。したがって、この溶接は複層境界面
下２〜３mmで行うことが最適である。次いで図１ので
示すレール頭部上方をＣ；０．２％以下の低合金の溶接
棒で溶接し、溶接を完了する。
【００１０】以上、述べた溶接方法はレール頭部の上方
がＣ；０．５％以下の低炭素低合金鋼、レールの残りの
部分がＣ；０．６〜０．８％の高炭素鋼の２層からなる
レールを突き合わせ溶接する時に溶接部に欠陥のない健
全な溶接継手を提供する。
がＣ；０．５％以下の低炭素低合金鋼、レールの残りの
部分がＣ；０．６〜０．８％の高炭素鋼の２層からなる
レールを突き合わせ溶接する時に溶接部に欠陥のない健
全な溶接継手を提供する。
【００１１】以下に本発明の実施例を示す。表１に供試
レールの化学成分、表２に用いた溶接金属の化学成分を
示す。表３は本発明法の効果を比較法のそれに比較して
示す。すなわち、本発明は溶接金属境界部分で、マルテ
ンサイト組織を生成させることなく、欠陥のない健全な
溶接部を得ることができる。
レールの化学成分、表２に用いた溶接金属の化学成分を
示す。表３は本発明法の効果を比較法のそれに比較して
示す。すなわち、本発明は溶接金属境界部分で、マルテ
ンサイト組織を生成させることなく、欠陥のない健全な
溶接部を得ることができる。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように２層レールを突き合
わせ溶接した場合に、それぞれ部位に応じた溶接棒を使
用することにより溶接部に欠陥のない健全な継手部を得
ることができる。
わせ溶接した場合に、それぞれ部位に応じた溶接棒を使
用することにより溶接部に欠陥のない健全な継手部を得
ることができる。
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明レールの長さ方向及び
その直交方向の断面を示す説明図。
その直交方向の断面を示す説明図。
【図２】図１（ａ）開先部分の拡大図を示す説明図。
【符号の説明】 レール頭部上方部 その他の部分 複層境界面 溶接部（下部） 複層境界面下２〜３mm位置 溶接部
Claims (1)
- 【請求項１】 レール頭部の上方がＣ；０．５％以下の
低炭素低合金鋼であり、残りの部分がＣ；０．６〜０．
８％の高炭素鋼である２層レールを突き合わせ溶接する
際に、レール底部から複層境界面２〜３mm下の部分まで
Ｃ；０．６％以上の高炭素鋼系被覆アーク溶接棒で溶接
し、次いでＣ；０．３〜０．５％の中炭素鋼系被覆アー
ク溶接棒で１層溶接し、さらにレール頭頂までＣ；０．
２％以下の低合金鋼系被覆アーク溶接棒で溶接すること
を特徴とする２層レールの被覆アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5070198A JPH06320275A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ２層レールの被覆アーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5070198A JPH06320275A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ２層レールの被覆アーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320275A true JPH06320275A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=13424583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5070198A Withdrawn JPH06320275A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ２層レールの被覆アーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06320275A (ja) |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP5070198A patent/JPH06320275A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6565678B2 (en) | Weld metals with superior low temperature toughness for joining high strength, low alloy steels | |
| US3860777A (en) | Process for welding low-alloy steels containing niobium | |
| US20080057341A1 (en) | Wire, flux and process for welding steel having a high nickel content | |
| JP5696824B1 (ja) | 溶接継手の製造方法 | |
| JP5842734B2 (ja) | 継手強度に優れたアークスポット溶接継手およびその製造方法 | |
| Dwivedi | Fundamentals of metal joining | |
| Switzner et al. | Austenitic stainless steel cladding interface microstructures evaluated for petrochemical applications | |
| JP2014004607A (ja) | 多層アーク溶接継手 | |
| JP2601741B2 (ja) | レ−ルの補修溶接方法 | |
| US6730876B2 (en) | Highly ductile reduced imperfection weld for ductile iron and method for producing same | |
| JP2002011575A (ja) | 鋼管の溶接方法 | |
| US20220063019A1 (en) | Improvements in the welding of pipes | |
| Samanta et al. | Review of weldability of E 450 grade high strength structural steel | |
| JP2003220492A (ja) | 鋼材のレーザ溶接用コアドワイヤおよびソリッドワイヤ | |
| JP3597375B2 (ja) | チタン又はチタン合金と鉄系材料との接合体および接合方法 | |
| CN115780967A (zh) | 一种用于ZGMn13Mo高锰钢与A514低合金钢的打底层焊接工艺 | |
| JP3281097B2 (ja) | 相対向するレールのアーク溶接法 | |
| JPH01162596A (ja) | レール溶接用複合ワイヤ | |
| Rajesh Kannan et al. | Some studies on mechanical properties of AISI 316L austenitic stainless steel weldments by cold metal transfer process | |
| Cho et al. | Mechanical properties of one-sided welding for the low-temperature steel using a high-current MAG welding | |
| Wang et al. | Weldability of high strength and enhanced hardenability steels | |
| JPH06234076A (ja) | 複層鋼材の溶接方法 | |
| JPH0454557B2 (ja) | ||
| CN117241907B (zh) | 焊接结构体 | |
| KR101116168B1 (ko) | 내식합금을 이용하여 내부에 클래딩 용접된 고온고압반응기 및 클래딩 용접 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |