JPS6141668B2 - - Google Patents
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- JPS6141668B2 JPS6141668B2 JP9021979A JP9021979A JPS6141668B2 JP S6141668 B2 JPS6141668 B2 JP S6141668B2 JP 9021979 A JP9021979 A JP 9021979A JP 9021979 A JP9021979 A JP 9021979A JP S6141668 B2 JPS6141668 B2 JP S6141668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- electrode
- slag
- trailing
- weld
- 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.)
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- Arc Welding In General (AREA)
Description
本発明は、多電極潜弧溶接において生ずる溶接
入熱過大による溶接熱影響部の靭性低下を防止す
るための多電極大極間潜弧溶接方法の改良に係る
ものである。 従来、多電極潜弧溶接においては溶接電極間隔
が狭く単位時間当りの溶接入熱増大により溶接熱
影響部の金属組織が粗大化し、その靭性が低下す
るため低温用鋼などでは適用されにくい。 このため与えられるべき溶接入熱を溶接熱影響
部が脆化しない程度の小入熱に分散するため、溶
接電極間隔隔を大きくして溶接熱影響部の脆化を
防止し、高能率で潜弧溶接を行う方法として多電
極大極間潜弧溶接がある。 第１図はかかる潜弧溶接法の実施態様を模式的
に示したものであつて、被溶接材１０の開先内及
びその上部をフラツクス４で覆い、溶接電極間距
離を大きく離して、それぞれ先行及び後行溶接電
極１，２を設け、それによつて潜弧溶接を実施す
るものであつて、図において５，５′は溶接ワイ
ヤ、６は溶接アーク、８は溶融プール、９は溶接
金属を示すものである。 ところで、この場合先行溶接電極１で生成・溶
融したスラグ７は、溶接電極１，２の間隔が大き
いため後行溶接電極２が到達する時点では凝固
し、後行溶接電極２の溶接ワイヤ５′が凝固した
スラグ１１に突き当つたり、導電性も小さくなつ
てアーク発生が困難となり、安定した溶接を行う
ことができないという問題点があつた。 本発明はこれらの問題点に鑑み、種々検討の結
果なされたものであつてその要旨とするところ
は、複数の溶接電極を用いて潜弧溶接を行う方法
において、スラグ加熱用電極を配置し当該電極に
電流を通電せしめ、先行溶接電極で生成・溶融し
たスラグを加熱して、後行溶接電極位置まで溶融
性を保持せしめることを特徴とする多電極大極間
潜弧溶接方法にあり、かかる手段を講ずることに
より安定した多電極大極間潜弧溶接を行うことを
可能にしたものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 第２図は本発明の実施態様を模式的に示したも
のであつて、図において先行溶接電極１が形成し
た溶接金属９の温度が600℃以下の低温になつて
から、後行溶接電極２の溶接を行わしめるのであ
るが、そのとき先行溶接電極１で生成・溶融した
スラグ７が凝固して導電性が低下することを防止
するため、先行溶接電極１と後行溶接電極２との
中間にスラグ加熱用電極３を配置し、当該電極に
より溶接熱影響部の冷却を妨げない程度の電流を
溶融スラグ７中に通電し、スラグを再加熱するこ
とにより後行溶接電極２の溶接位置まで溶融性を
保持させることによつて、後行溶接電極２の溶接
を容易に行わしめんとするものである。 なお同図において６′は後行溶接電極における
溶接アーク、８′は同溶融プール、９′は同溶着金
属をそれぞれ示すものである。 第３図は溶接接合部の温度変化について示した
ものであつて、被溶接材７の板厚中央部の溶接接
合部と思われる箇所まで、あらかじめ板表面より
斜めにドリルで穴を開け、そこに熱電対を挿入
し、先行溶接電極１が通過した直後からの溶接接
合部の温度変化について測定したものである。溶
接条件としては被溶接材はK32E、板厚14mm、先
行溶接電極１の入熱量29KJ/cm、後行溶接電極２
での入熱量は31KJ/cmである。 同図中Ａは従来法の短極間溶接で、溶接電極間
距離は25mmの場合の溶接接合部の温度変化を示
し、ＢおよびＣは本発明法の場合で、溶接電極間
距離を600mmとし、その中間点にスラグ加熱用電
極３を配置した場合の温度変化である。 なおＢは先行溶接電極１で投入した入熱量の1/
２、Ｃは1/3を合スラグ加熱用電極３に投入したと
きの溶接接合部の温度変化を示している。 溶接熱影響部の靭性低下を抑制するには、溶接
接合部の1000℃以上での滞溜時間を極力短かくす
ることが望ましい。 同図からわかるように、従来法Ａの場合は1000
℃以上での滞溜時間が１分程度あり、このため溶
接熱影響部の組織が粗大化し靭性が低下する。一
方本発明法の場合では、低温まで溶接接合部の温
度が低下してから後行溶接電極２での熱を受ける
ため、各溶接電極から受ける溶接接合部の温度変
化は高温側での冷却速度が大きくなり、従つて
1000℃以上での滞溜時間が短かくなるので、靭性
低下を抑制できる。しかしながらスラグ加熱用電
極の入熱を先行溶接電極の1/2とした第３図Ｂの
場合には、この入熱量により溶接接合部の復熱が
大きくなり、後行溶接電極２による温度上昇した
溶接接合部の高温側での滞溜時間が、長くなる傾
向が同図に示すようにに認められた。そこでスラ
グ加熱用電極３の入熱を変化させて溶接接合部の
1000℃以上における滞溜時間について調べた。 第４図はその結果について示しており、試験方
法は第３図の場合と同様である。同図中の左はし
の点は、従来法の短極間溶接の場合の滞溜時間、
右はしは一般に多層盛溶接と称されるもので、単
電極で溶接後直ちにスラグを剥離し、溶接ビード
の上にさらにもう一度一層溶接を行つた場合の滞
溜時間を示している。 同図からスラグ加熱用電極への入熱量が先行溶
接電極入熱量の1/2を超えると、1000℃以上の滞
溜時間が短極間溶接時の滞溜時間に近づき好まし
くない。したがつてスラグ加熱用電極の入熱量と
しては先行溶接電極入熱量の1/2未満がよい。 また電流密度はあまり大きすぎると先行溶接電
極１で生成した溶接金属９の一部を再溶融し、温
度低下を妨げる恐れがあり、また小さすぎると通
電が不安定となる。このため電流密度としては２
〜50A/mm2が適当である。 溶接電極１，２とスラグ加熱用電極３との間隔
は、先行溶接電極１での入熱量および生成・溶融
したスラグ７の溶融特性によつて異なるので、使
用条件によつて適宜決定されるべきである。な
お、溶接のスタート時はスラグの冷却速度が大き
く、フラツクスの種類によつてはスラグ加熱用電
極３が到達する時点で、既にスラグが凝固するこ
とがあるが、この場合は先行溶接電極１にスラグ
加熱用電極３を接近させて溶接をスタートさせ、
それと同時に溶接線方向と反対方向にスラグ加熱
用電極３のみを電動モーター等の駆動機構により
移動せしめ、リミツトスイツチ等で所定の間隔に
停止せしめてもよい。さらにスラグ溶融性保持を
容易にするため、スラグ加熱用電極３に前述の駆
動機構を取り付け、溶接電極間隔内で溶接線方向
に往復運動をさせたり、溶接線と直角方向に振動
させても差支えない。また、一本のスラグ加熱用
電極３でスラグの溶融性を保持することが困難な
場合は、溶接電極間に複数のスラグ加熱用電極を
配置してもよい。 なお、使用溶接電極数は溶込みや溶着量を増大
させるため、第５図に示すような先行溶接電極１
または後行溶接電極２を複数本とした組合せを用
いても、各電極グループ内での入熱量が鋼板の制
限入熱量の範囲内であれば何ら差支えない。 また、スラグ加熱用電極３の材質としては市販
されている溶接ワイヤや帯状消耗電極でもよい
が、この場合消耗した電極が溶着金属７に移行し
ても、材質に悪影響を及ぼさないものを選択する
必要がある。また、スラグを加熱するのが目的で
あるため、炭素棒やタングステン電極などのよう
な非消耗電極を用いてもよい。これらスラグ加熱
用電極３の断面積は前述した入熱量や電流密度と
の関連から４〜100mm2が望ましい。 以下実施例に基いて本発明の効果をさらに具体
的に説明する。 実施例 １ 第１表に示すような溶接条件でＥ級鋼の多電極
潜弧溶接を行い、第２表に示すように溶接部の靭
性を確認した。 被溶接材 K32E 14mm 溶接ワイヤ Mn系（JISZ−3311のSAW41相当） 先行溶接電極４φ、後行溶接電極4.8φ フラツクス TiO2−CaO−MnO系フラツクス その結果、従来法(1)では先行溶接電極１で生
成・溶融したスラグが、後行溶接電極２が溶接を
開始する時点で凝固しており、後行溶接電極はア
ークスタートせず、適正なビードが得られなかつ
た。また従来法(2)は良好なビード形状は得られた
ものの、第２表に示すように溶接金属と鋼板との
接合部Ｆおよび接合部より１mm離れた溶接熱影響
部F1の靭性が大きく低下している。一方本発明
法によれば、後行溶接電極２のアークスタートも
容易で、安定した溶接が行われビード形状も良好
であり、かつ第２表に示すように溶接熱影響部に
おいても良好な靭性を有している。 実施例 ２ 本発明法を用いて第３表に示すような溶接条件
で両面一層溶接を行い、第４表に示すように溶接
部の靭性を確認した。 被溶接材 K32E 25mm 溶接ワイヤ Mn系（JISZ−3311のSAW41相当） 先行溶接電極 第１電極(L) ４φ 第２電極（Ｍ） 4.8φ 後行溶接電極 第３電極（Ｔ） 4.8φ フラツクス TiO2−CaO−MnO系フラツクス その結果、本発明法を用いて両面一層の高速溶
接を行つても、第４表に示すように熱影響部の靭
性低下は認められず、ビード外観も良好でＸ線検
査でも何ら欠陥は認められなかつた。 以上の実施例でも明らかなように溶接電極間に
スラグ加熱用電極を配置して当該電極に電流を通
電しスラグに溶融性を保持させることにより、溶
接電極間隔を拡げ溶接入熱を分散させた多電極大
極間潜弧溶接を容易に行わしめることができる。
入熱過大による溶接熱影響部の靭性低下を防止す
るための多電極大極間潜弧溶接方法の改良に係る
ものである。 従来、多電極潜弧溶接においては溶接電極間隔
が狭く単位時間当りの溶接入熱増大により溶接熱
影響部の金属組織が粗大化し、その靭性が低下す
るため低温用鋼などでは適用されにくい。 このため与えられるべき溶接入熱を溶接熱影響
部が脆化しない程度の小入熱に分散するため、溶
接電極間隔隔を大きくして溶接熱影響部の脆化を
防止し、高能率で潜弧溶接を行う方法として多電
極大極間潜弧溶接がある。 第１図はかかる潜弧溶接法の実施態様を模式的
に示したものであつて、被溶接材１０の開先内及
びその上部をフラツクス４で覆い、溶接電極間距
離を大きく離して、それぞれ先行及び後行溶接電
極１，２を設け、それによつて潜弧溶接を実施す
るものであつて、図において５，５′は溶接ワイ
ヤ、６は溶接アーク、８は溶融プール、９は溶接
金属を示すものである。 ところで、この場合先行溶接電極１で生成・溶
融したスラグ７は、溶接電極１，２の間隔が大き
いため後行溶接電極２が到達する時点では凝固
し、後行溶接電極２の溶接ワイヤ５′が凝固した
スラグ１１に突き当つたり、導電性も小さくなつ
てアーク発生が困難となり、安定した溶接を行う
ことができないという問題点があつた。 本発明はこれらの問題点に鑑み、種々検討の結
果なされたものであつてその要旨とするところ
は、複数の溶接電極を用いて潜弧溶接を行う方法
において、スラグ加熱用電極を配置し当該電極に
電流を通電せしめ、先行溶接電極で生成・溶融し
たスラグを加熱して、後行溶接電極位置まで溶融
性を保持せしめることを特徴とする多電極大極間
潜弧溶接方法にあり、かかる手段を講ずることに
より安定した多電極大極間潜弧溶接を行うことを
可能にしたものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 第２図は本発明の実施態様を模式的に示したも
のであつて、図において先行溶接電極１が形成し
た溶接金属９の温度が600℃以下の低温になつて
から、後行溶接電極２の溶接を行わしめるのであ
るが、そのとき先行溶接電極１で生成・溶融した
スラグ７が凝固して導電性が低下することを防止
するため、先行溶接電極１と後行溶接電極２との
中間にスラグ加熱用電極３を配置し、当該電極に
より溶接熱影響部の冷却を妨げない程度の電流を
溶融スラグ７中に通電し、スラグを再加熱するこ
とにより後行溶接電極２の溶接位置まで溶融性を
保持させることによつて、後行溶接電極２の溶接
を容易に行わしめんとするものである。 なお同図において６′は後行溶接電極における
溶接アーク、８′は同溶融プール、９′は同溶着金
属をそれぞれ示すものである。 第３図は溶接接合部の温度変化について示した
ものであつて、被溶接材７の板厚中央部の溶接接
合部と思われる箇所まで、あらかじめ板表面より
斜めにドリルで穴を開け、そこに熱電対を挿入
し、先行溶接電極１が通過した直後からの溶接接
合部の温度変化について測定したものである。溶
接条件としては被溶接材はK32E、板厚14mm、先
行溶接電極１の入熱量29KJ/cm、後行溶接電極２
での入熱量は31KJ/cmである。 同図中Ａは従来法の短極間溶接で、溶接電極間
距離は25mmの場合の溶接接合部の温度変化を示
し、ＢおよびＣは本発明法の場合で、溶接電極間
距離を600mmとし、その中間点にスラグ加熱用電
極３を配置した場合の温度変化である。 なおＢは先行溶接電極１で投入した入熱量の1/
２、Ｃは1/3を合スラグ加熱用電極３に投入したと
きの溶接接合部の温度変化を示している。 溶接熱影響部の靭性低下を抑制するには、溶接
接合部の1000℃以上での滞溜時間を極力短かくす
ることが望ましい。 同図からわかるように、従来法Ａの場合は1000
℃以上での滞溜時間が１分程度あり、このため溶
接熱影響部の組織が粗大化し靭性が低下する。一
方本発明法の場合では、低温まで溶接接合部の温
度が低下してから後行溶接電極２での熱を受ける
ため、各溶接電極から受ける溶接接合部の温度変
化は高温側での冷却速度が大きくなり、従つて
1000℃以上での滞溜時間が短かくなるので、靭性
低下を抑制できる。しかしながらスラグ加熱用電
極の入熱を先行溶接電極の1/2とした第３図Ｂの
場合には、この入熱量により溶接接合部の復熱が
大きくなり、後行溶接電極２による温度上昇した
溶接接合部の高温側での滞溜時間が、長くなる傾
向が同図に示すようにに認められた。そこでスラ
グ加熱用電極３の入熱を変化させて溶接接合部の
1000℃以上における滞溜時間について調べた。 第４図はその結果について示しており、試験方
法は第３図の場合と同様である。同図中の左はし
の点は、従来法の短極間溶接の場合の滞溜時間、
右はしは一般に多層盛溶接と称されるもので、単
電極で溶接後直ちにスラグを剥離し、溶接ビード
の上にさらにもう一度一層溶接を行つた場合の滞
溜時間を示している。 同図からスラグ加熱用電極への入熱量が先行溶
接電極入熱量の1/2を超えると、1000℃以上の滞
溜時間が短極間溶接時の滞溜時間に近づき好まし
くない。したがつてスラグ加熱用電極の入熱量と
しては先行溶接電極入熱量の1/2未満がよい。 また電流密度はあまり大きすぎると先行溶接電
極１で生成した溶接金属９の一部を再溶融し、温
度低下を妨げる恐れがあり、また小さすぎると通
電が不安定となる。このため電流密度としては２
〜50A/mm2が適当である。 溶接電極１，２とスラグ加熱用電極３との間隔
は、先行溶接電極１での入熱量および生成・溶融
したスラグ７の溶融特性によつて異なるので、使
用条件によつて適宜決定されるべきである。な
お、溶接のスタート時はスラグの冷却速度が大き
く、フラツクスの種類によつてはスラグ加熱用電
極３が到達する時点で、既にスラグが凝固するこ
とがあるが、この場合は先行溶接電極１にスラグ
加熱用電極３を接近させて溶接をスタートさせ、
それと同時に溶接線方向と反対方向にスラグ加熱
用電極３のみを電動モーター等の駆動機構により
移動せしめ、リミツトスイツチ等で所定の間隔に
停止せしめてもよい。さらにスラグ溶融性保持を
容易にするため、スラグ加熱用電極３に前述の駆
動機構を取り付け、溶接電極間隔内で溶接線方向
に往復運動をさせたり、溶接線と直角方向に振動
させても差支えない。また、一本のスラグ加熱用
電極３でスラグの溶融性を保持することが困難な
場合は、溶接電極間に複数のスラグ加熱用電極を
配置してもよい。 なお、使用溶接電極数は溶込みや溶着量を増大
させるため、第５図に示すような先行溶接電極１
または後行溶接電極２を複数本とした組合せを用
いても、各電極グループ内での入熱量が鋼板の制
限入熱量の範囲内であれば何ら差支えない。 また、スラグ加熱用電極３の材質としては市販
されている溶接ワイヤや帯状消耗電極でもよい
が、この場合消耗した電極が溶着金属７に移行し
ても、材質に悪影響を及ぼさないものを選択する
必要がある。また、スラグを加熱するのが目的で
あるため、炭素棒やタングステン電極などのよう
な非消耗電極を用いてもよい。これらスラグ加熱
用電極３の断面積は前述した入熱量や電流密度と
の関連から４〜100mm2が望ましい。 以下実施例に基いて本発明の効果をさらに具体
的に説明する。 実施例 １ 第１表に示すような溶接条件でＥ級鋼の多電極
潜弧溶接を行い、第２表に示すように溶接部の靭
性を確認した。 被溶接材 K32E 14mm 溶接ワイヤ Mn系（JISZ−3311のSAW41相当） 先行溶接電極４φ、後行溶接電極4.8φ フラツクス TiO2−CaO−MnO系フラツクス その結果、従来法(1)では先行溶接電極１で生
成・溶融したスラグが、後行溶接電極２が溶接を
開始する時点で凝固しており、後行溶接電極はア
ークスタートせず、適正なビードが得られなかつ
た。また従来法(2)は良好なビード形状は得られた
ものの、第２表に示すように溶接金属と鋼板との
接合部Ｆおよび接合部より１mm離れた溶接熱影響
部F1の靭性が大きく低下している。一方本発明
法によれば、後行溶接電極２のアークスタートも
容易で、安定した溶接が行われビード形状も良好
であり、かつ第２表に示すように溶接熱影響部に
おいても良好な靭性を有している。 実施例 ２ 本発明法を用いて第３表に示すような溶接条件
で両面一層溶接を行い、第４表に示すように溶接
部の靭性を確認した。 被溶接材 K32E 25mm 溶接ワイヤ Mn系（JISZ−3311のSAW41相当） 先行溶接電極 第１電極(L) ４φ 第２電極（Ｍ） 4.8φ 後行溶接電極 第３電極（Ｔ） 4.8φ フラツクス TiO2−CaO−MnO系フラツクス その結果、本発明法を用いて両面一層の高速溶
接を行つても、第４表に示すように熱影響部の靭
性低下は認められず、ビード外観も良好でＸ線検
査でも何ら欠陥は認められなかつた。 以上の実施例でも明らかなように溶接電極間に
スラグ加熱用電極を配置して当該電極に電流を通
電しスラグに溶融性を保持させることにより、溶
接電極間隔を拡げ溶接入熱を分散させた多電極大
極間潜弧溶接を容易に行わしめることができる。
【表】
【表】
【表】
第１図は従来法による実施態様を示す側面載断
図、第２図および第５図は本発明法の実施態様を
示す側面載断図、第３図は溶接時の溶接接合部温
度の経時変化について示した図、第４図は各溶接
条件において溶接接合部が1000℃以上における滞
溜時間について示した図、第６図ａ，ｂは実施例
に用いられた開先形状を示す図、第７図ａ，ｂは
実施例における衝撃試験片の採取位置を示す図で
ある。 １，１′……先行溶接電極、２……後行溶接電
極、３……スラグ加熱用電極、４……フラツク
ス、５，５′……溶接ワイヤ、６，６′……溶接ア
ーク、７，７′……溶融スラグ、８，８′……溶融
プール、９，９′……溶接金属、１０……被溶接
材、１１……凝固したスラグ。
図、第２図および第５図は本発明法の実施態様を
示す側面載断図、第３図は溶接時の溶接接合部温
度の経時変化について示した図、第４図は各溶接
条件において溶接接合部が1000℃以上における滞
溜時間について示した図、第６図ａ，ｂは実施例
に用いられた開先形状を示す図、第７図ａ，ｂは
実施例における衝撃試験片の採取位置を示す図で
ある。 １，１′……先行溶接電極、２……後行溶接電
極、３……スラグ加熱用電極、４……フラツク
ス、５，５′……溶接ワイヤ、６，６′……溶接ア
ーク、７，７′……溶融スラグ、８，８′……溶融
プール、９，９′……溶接金属、１０……被溶接
材、１１……凝固したスラグ。
Claims (1)
- １ 複数の電極を用いて潜弧溶接を行う方法にお
いて、スラグ加熱用電極を配置し当該電極に電流
を通電せしめ、先行溶接電極で生成溶融したスラ
グを加熱して、後行溶接電極位置まで溶融性を保
持せしめることを特徴とする多電極大極間潜弧溶
接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021979A JPS5614083A (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Submerged arc welding method between large poles of multiple electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021979A JPS5614083A (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Submerged arc welding method between large poles of multiple electrodes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5614083A JPS5614083A (en) | 1981-02-10 |
| JPS6141668B2 true JPS6141668B2 (ja) | 1986-09-17 |
Family
ID=13992366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021979A Granted JPS5614083A (en) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Submerged arc welding method between large poles of multiple electrodes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5614083A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4593399B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2010-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | 耐低温割れ性に優れたｕｏ鋼管の製造方法およびｕｏ鋼管 |
| US20150311773A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-10-29 | GM Global Technology Operations LLC | Method of using a filler sheet having a flat surface to reduce core loss and weld failure in laminated stacked stators |
-
1979
- 1979-07-16 JP JP9021979A patent/JPS5614083A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5614083A (en) | 1981-02-10 |
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