JPS5910477A - 常中温用炭素鋼管のsawタンデム溶接方法 - Google Patents

常中温用炭素鋼管のsawタンデム溶接方法

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JPS5910477A
JPS5910477A JP11776082A JP11776082A JPS5910477A JP S5910477 A JPS5910477 A JP S5910477A JP 11776082 A JP11776082 A JP 11776082A JP 11776082 A JP11776082 A JP 11776082A JP S5910477 A JPS5910477 A JP S5910477A
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JP
Japan
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welding
saw
carbon steel
ordinary
relationship
Prior art date
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Pending
Application number
JP11776082A
Other languages
English (en)
Inventor
Toyofumi Kitada
北田 豊文
Yutaka Osanawa
長縄 裕
Yasunobu Kunisada
国定 泰信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPS5910477A publication Critical patent/JPS5910477A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/23Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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】 本発明は常中温用炭素鋼管のSAWタンデム溶接方法に
係り、常中温用炭素鋼管をSAWタンデム溶接するに当
って、高温割れを発生させることなしに適切な溶接をな
すことのできる方法を提供しようとするものである。
SB材などの炭素鋼を用いU OEニア’ロセスで厚肉
炭素鋼管を製造する場合において、通常の操業条件にあ
つでは両面1−eスの大電流高速の溶接条件の採用が不
El欠的であり、このような条件の採用l」、高能率の
鋼管製造が可能となる反面、ビーr形状的には梨型状の
ビード形状となり易く、浴接金属に高温割れが発生し問
題となっており、この典型例は第1図に示されるように
母材8.8間の溶瘉金属10中に発生するフレヤークラ
ツク1とセンタークラック2である。然してこのような
割れ1.2発生を防止する方法として、低温熱化は確か
に効果が認められるが、厚材においては多1−#接とな
り、前記TJ OE fロセスのような両面1ノぐスを
基本として各設備機構の配置が行われている工場におい
ては極めて煩雑な作業二F程となり能率低下が著しい。
従って材料的にc、p、sなどの高温割れ発生に対して
悪影響を及ばず元素量が出来る限り低い溶接ワイヤー、
溶接フラックス、母材を用いることが重要と考えられる
。しかしながら母材中のCは炭素鋼の必須元素であり、
これを簡単に減少させることは出来ず、その量も他のP
、Sなどの不純物元素蓋と比較しで多い。然してこの母
材のCtと溶接金属のCtとの関係はその1例を第2図
に示すが、溶接金属のCtは母材のC散とともに直線的
に増加し、溶接金属中のCtの7〜8割は母材中のC量
vとよって決定される。即ちこの第2図中には015%
Cのワイヤ(測定点△印)と低C系004%のワイヤー
(測定点(一つ印)についてそれぞれ示しであるが、溶
接金属中における〔C〕情と[2てはその差は余bgめ
られない。又このようなSAW溶接時の脱燐、脱硫反応
をみでみると、母材P量が0.01.1〜0.028係
の場合の脱燐についての第3図と、母材S量の(1,0
04〜(1,015%の場合における脱硫についての第
4図に示されるように、脱燐は高塩基性のフラックスを
用いても第3図の、L′うにほとんど期待できない。−
万脱硫反応は、高塩基性フラックスを用いれば、ある程
度の期待にできるが、市販フラックスの塩基度範囲にお
いてけはとんと期待できない。即ち桐材的な面からの高
温割れ防止は、M害元累である〔C〕が母材の必須元素
である関係より極めて困離であり、[p〕、[s〕につ
いてもほとんど期待し難い実情にある。
本発明は、ヒ記したような実情に鑑み検討を重ねて創案
されたものであって、SB材などの炭素鋼を用いてUO
Eゾロセスで厚肉炭素鋼管を両1fi 1 /”スのS
AWタンデムで製造する場合において、溶接金栖の高温
割れ発生を的確に防止することに成功した。
即ち本発明者等は」二配のような高温割れ発生と溶接金
属の化学成分の関係を検討するため、開先形状を70°
とし、その深さが5.5〜11+mnの開先において第
1表に示すような各抽の溶接条件により試験溶接を行っ
た。
第  1  表 又この場合の母材としては、第2表に示す5M50と5
B46を用いた。
第  2  表 更に溶接桐材として、溶接ワイヤーは第3表に示す各種
組成のものを用い、溶接フラックスは第4六に示すもの
を用いた。
高温割れに&ぼす化学組成の影響を簡易的に表示するた
めに提案されている種々の幽計式と、高温割れを側曲げ
試wlI法により評価した試験片1本当りの全割れ長さ
との関係を求めたところ、バイレイ(Ba1lay) 
 らのUC8” 230C+190S+75P+45N
b−12,3Sj−5,4M?+−14A/1  (但
しC≦008  では、c=o、osとして計算する)
によるパラメーターが蝦も良く全割れ長さとの関係を示
1〜でいることがわかった。即ちこの関係は第5図に示
すが、Ba1ley  らによるUC8(30では高温
割れの発生は皆無であるに対し、このUC8≧30では
割れ発生の危険性がある。パイレイらの前記・ぐラメ−
ターにも示されるように、炭素鋼の必須元素であるCは
その係数が大きく、第1次近似によりUC8値を決定し
ている。このUC8値と母材のC量の関係を示すと第6
図のようになり、UC8(30とするためには母材のC
量を平均で023%以下、安全サイドをとって0.20
%以下にする必要がある。即ち、SAW溶接金属の高温
割れを冶金的に防止するためには母材のC量を0.20
%以下にすることが必要で、020%以上の鋼材の溶接
に対しては、溶接条件からの調整が必要となる。
然して前記第5図に示した高温割れ試験結果をU CS
値および溶接入熱によって整理すると第7図に示すよう
になる。即ちUC8値が30以上でも25 KJ/ly
n以下の溶接入熱を選ぶことから無条件に割れ発生が防
IFできることがわかる。さらに溶接条件の影響を詳細
に検討するために、UC8値が30〜45となるS B
 −46材 (C= 0.268%)を用いた場合の割
れ試験結果は次の第5異に示す通りである。
ところでこの第5表の結果を溶接入熱と溶接速度により
整理したものが第8図である。
即ちこの第8図に示されるように、低溶接速Itにする
と、溶接入熱を大きくしても割れは発生り、 &いこと
が纏められる。この理由としては第9図に示す如くであ
って、第9図(a)の高速溶接連間のものに比し同図(
b)の低溶接速度にすると、ピード10の形状について
の(H/I))  が大きくなって偏平なビードとなり
、デンドライトの方向もこの第9図(b)のように上向
きとなって、不純物元素のiクロ的な偏析の防止に役立
つことになり、またこのように溶接速度を遅くすること
により溶接金属に対する母材の効朱が少くなることから
UC8値が小さくなって、高温割れ発生が減少する傾向
にあることが挙げられる。しかしながら、この場合にお
いて8 (l KJ/mの高大熱域においては、溶接金
属と母材の境界近傍の熱影響部に液化割れが発生する。
ところで実際のU OE 70ロセスに従ったシーム溶
接において、両面1・にスで実施した場合の各板厚にお
ける溶接入熱と溶接速度の関係は第10図に要約して示
す通りである。即ちこの第10図に示すように6〜32
g、Lの谷也厚において、高温割れを発生させないだめ
の限界溶接速度が存在し、これは板厚などの関係におい
て次の(I)式により示される。
/、ror Y = −(1,956log X+ 3
.257      (1’)ただし、上式において、 Y:溶接速度(cm/m ) X:板厚 (簡) である。
然して^温割れ発生防止のためには、溶接速度奮この(
【)式で示される値以下にしなければならないことは明
らかであり、まだ、溶接金属と′母材の境界近傍の熱影
響部の液化割れ発生防止のためには溶接入熱を80 K
J/crn以下にしなければならないのであるが、この
こトハ次の(II’)式に示す板厚との関係によって示
される。
z = 2.5 X −5(II) ただしここで 2;溶接入熱(KJ/cm ) である。
更に以上説明した様に溶接金属のUO3値が30〜45
となる桐材を用いる場合に、溶接速度(y)を前記(I
1式で示される値以下に設定すれば、高温割れの発生が
防止できる。
まだ液化割れを防止するためには入熱(2)を80 K
J/(Yn以下にする必要がある。
なお上記したところでは溶接方法としてSAWタンデム
法を規定したが、その他にはSAWシングル法がある。
即ちこのものは1電極により、溶は込みの確保とビード
表面性状の保持という2つの目的を有し、特に大電流で
板厚の大きい物を画面1パヌで行う場合、両力の特性を
兼ね備えだ条件を見い出すことは実地的に非常に困難で
ある。SAWタンプ(12) 方法は、先行極で溶解ビードの溶は込みへ:確保し、後
行極でビード表面性状を整える分担方式であり、溶接条
件の設定の容易な方法と向える。トd己1扶夕1に、3
 YL極、4電(食方式の多電極SAW法があるが、こ
ねられr一般に高速溶接に用いる方法であるが上述した
よりな高温割れ防止のだめに適宜に低溶接速度が推奨さ
れる粂件ドにあってV1必ずしも好捷(2い方法となし
イIない。
以」−説明17′にような本発明によるときは常中温炭
素銅管のSAWタンデム溶接をなすに当り高温割れを適
切に防正し、SR材などの炭素銅を用いUOE’7’ロ
セスなどで通常の両面1パスによる大電流高速溶接条件
により好ま]7い製品を得しめるものであって、工業的
にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第1図
は大電流高速溶接条件におけZ)溶接金属での高温割れ
発生状態を示した説明(13) 図、第2図はtU′材C量と溶接金属C址との関係を示
した図表、第3図けSAW溶接時のフラックスによる脱
燐反応関係を示した図表、第4図tゴ同じ<SAW浴接
においてのフラックスによる脱硫、反応関係を示した図
表、第5図は高温割れに関する化学組成の影譬について
パイレイ等の提案によるUO3値と全割れ長さの関係を
示した図表、第6図は前記UO3値と母材中[C1%の
関係を示した図表、第7図はこのUO3値と入熱普の関
係を示した図表、第8図は溶接速度と入熱量の関係を示
した図表、第9図は溶接速度の如何(高速又は低速)に
より形成される溶接ビードの状態を比較して示した断面
的説明図、第10図は溶接速度と溶接入熱の関係を板厚
毎に割れ発生状態との関係を示した図表である。 然してこれらの図面において、1はフレアークラック、
2はセンタークラック、8は母材、10は溶接金属を示
すものである。 ゐ2ミゼイ、′、■ 特開昭59−10477 <7) +−11−一  −二ノ 巨 に 楚 〈:4串(d)) ピ 葛 振 吻槃+9ス (12) (−J) 第 10 閣 8#米/L (CP→ 手続補正書く9覧p 特許庁長官若 杉 和 夫殿 1、事件の表示 昭和り−Yず1特   許願第+177、:ン)号3、
補正をする者 事件との関(媚昏     1g出願人名称(氏釦日本
鋼管株式会社 4、代理人 補  正  の  同  容 1゜不頼明、咄吾中第1負「2.4計謂ポの朝占」の項
の記gを以下のようeこ訂正する。 、−前中温用炭素鋼骨をSAWタンデム浴接するQこ当
ジ、ベイレイのUC8櫃か仄のf 、 ff式の条件を
1湾足することを褥ヱとする常中温用炭素A官のSAW
タンテム浴屓刀法。 ちg Y≦−0,956、i!Og X+ふ257  
・・・・・・・・・・・・IY:@接迷【(弓l屈n) X:板4(ml) Z二2.5X−5≦80   ・・・・・・・・・・・
■Z:浴接入熱(KJ//−rrL)」 2゜同2拘14付目から15行目にかげて[低温熱化は
・・・・・・・・・・・・4材9こ」とあるのを1低入
熱化に確かζこ効未が認めら几るが、厚内材eこ」と訂
正する。 3゜同7jQ5fTElrバイレイ (z3ailey
)らのJとあるのを1ベイレイ (bailey)  
らの」と訂正する。 4゜1*J 12 jl 20 N EJ FX地市t
CJとh6UJJ)’lir芙帽山こ」とiJfする。 0゜同1,3負1何l−1「浴H4ヒートの」とあるσ
)をl゛浴1妾ヒートの、1と削正する。 1スバ月中削止告 * MA 出hlA 唄+lI中1ン11n1[第21
区」、I N< 61E J、I弔7 PI J、「r
A8図」及び「第10図」を別紙のクロく訂正する。 −39゜ 臂宜@−子巨誠 4y、 」IE 特開口a59−10477  (10)響1 、、、ユ
  泄 」、。 1  二4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 常中温用炭素鋼管をSAWタンデム溶接するに当り、バ
    インイのUO3値が次のI、II式の条件を満足するこ
    とを特徴とする常中温用炭素鋼管のSAWタンデム溶接
    方法。 tag y≦−0,956Thg X−1−3,257
    −−−・−・IY:溶接速度(cram) X:緻厚(、) Z=2.5X−5≦80 Z:溶接入熱(r<、r/cm)
JP11776082A 1982-07-08 1982-07-08 常中温用炭素鋼管のsawタンデム溶接方法 Pending JPS5910477A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63295070A (ja) * 1987-05-28 1988-12-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 高強度溶接鋼管の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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