JPS63119983A - 多電極潜弧溶接法 - Google Patents

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〕 本発明は薄肉大径管の製管溶接等に用いられる多電極溶
接法に関する。

〔従来の技術〕

一般に多電極潜弧溶接法は太径溶接ワイヤの使用が可能
であって、溶融能力が高く、またフラックスに覆われた
状態下でアークを発生させるのでアーク光、ヒユーム等
に対する対策が不要であって、作業環境の管理に好都合
であり、特に多電極式のものはタンデムに配した各電極
、すなわち溶込み深さを決めるデイギング機能を備えた
所謂ディギングミ極、これに後続し、デイギング機能及
びビード表面性状を整えるスムージング機能を併有する
電極、更にこれに後続するスムージング機能を備えた電
極に夫々に適した溶接条件を設定することにより、溶接
ビードの溶込み形状、表面性状等を任意に設定し得る優
れた特性を備える反面、高速溶接時には特にアンダーカ
ット、スラグ巻込み等の溶接欠陥が発生し易い難点があ
った。

アンダーカット、スラグ巻込み等の発生防止手段として
は従来、溶接速度の上限設定、或いは電極間隔、電圧配
分の微調整、或いはフラックスの粒度分布の調節等が図
られているが、いずれも経験的な方法であるため確実性
に乏しく、その効果も不十分なものであった。

〔発明の経緯〕

本発明者は上述した如き溶接欠陥の発生防止、について
の実験研究を行った結果、アンダーカットの防止には高
粘度のスラグ物性を備えたフラックスを、またスラグ巻
込みの防止には低融点のフ・ラックスを用いるのが有効
であることを知見した。

アンダーカット防止とスラグ粘性、並びにスラグ巻込み
とフラックス融点との関係については正確には解明され
ていないが、フラックスが高粘性のスラグ物性を備える
ときはスラグによって溶融金属の流動が抑制される結果
、溶融金属が開先面から後退することなく固化せしめら
れることによってアンダーカットが防止されることとな
り、またフラックスが低融点であると、温度の高い溶融
池内ではスラグの流動性が大きく、溶融金属中にスラグ
が巻き込まれても浮上し易く、スラグの巻込みが防止さ
れることとなるものと考えられている。

〔発明の目的〕

本発明は斯かる知見に基づいてなされたものであり、Ｃ
ａＦ、を用いることでスラグ全体の物性を高粘度に維持
しなからスラグ巻込みに関係する溶融池底部のスラグ物
性のみ低融点、低粘度にしてアンダーカット、スラグ巻
込みを防止すると共に、ビード外観、形状を安定にでき
る多電極潜弧溶接法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明に係る多電極潜弧溶接法は内包成分重量比率で５
０％以上のＣａＦ、を含有するコアードヮイヤを少なく
とも１本用い、溶接対象を溶接進行方向に水平に対して
Ｏ°〜２°下降傾斜させて溶接することを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式的断面図であ
り、フラックスの低融点化に寄与するＣａＦ　ｚを内包
成分重量比率で５０％以上含有するコアードワイヤ３ａ
を第３の電極３に用い、また管母材Ｍ全体を水平線に対
し所要角度θ（Ｏ〜２°）だけ傾斜させ、溶接進行方向
が斜め下向きとなるようにしである０図中Ｍは管母材、
Ｍａはエツジ部、ｌ。

２．３は潜弧溶接用の電極、Ｆはフラックスを示してい
る。管母材Ｍの両側エツジ部は開先加工を施して衝き合
せてあり、この衝き合せられたエツジ部Ｍａ上に臨ませ
て溶接進行方向である白抜矢符で示す方向に対し一列に
並べて溶接電極１，２゜３が単一の溶融池を形成すべく
相互に所要の間隔を隔てて配設されている。溶接進行方
向の最前部に位置する第１の電極１は主に溶込み深さを
決めるデイギング機能を、またこれに続く第２の電極２
はデイギング機能及び溶接ビードＢの表面性状を整える
スムージング機能を、更に後行の第３の電極３はスムー
ジング機能を備えるべ（夫々の機能に応じて被溶接部に
対する離隔寸法、傾斜角度、溶接電流、電圧等を適切に
設定しである。そして溶接ワイヤｌａ、　２ａ、　３ａ
のうち、先行電極たる第１の電極１、これに続く第２の
電極２に用いる溶接ワイヤｌａ、　２ａとしてはソリッ
ドワイヤ又はコアードワイヤが、また後行電極たる第３
の電極３に用いる溶接ワイヤ３ａとしては前述のコアー
ドワイヤが夫々用いられている。最後行の第３の電極３
にコアードワイヤを用いるのは第３の電極３の後方にお
ける溶融池でスラグ巻込みが発生することが多いことの
外に、コアードワイヤであるが故に、ソリッドワイヤを
用いる場合に比較してアーク力が弱く、アーク直下の溶
融金属を後方へ押しやる力が弱く、溶融金属の後退によ
る裸面の出現を防止し、スラグ巻込みを防止できること
となるからである０例えばコアードワイヤを第１の電極
１に使用すると、第１の電極は既述した如くデイギング
機能を司るが、アーク力の低下でその機能が低下し、ま
た裸面が形成されるために、スラグ巻込み防止機能も小
さい。勿論他の電極１，２にも上記と同様のコアードワ
イヤを用いてもよいことは勿論である。

なお、散布フラックスとしてはスラグ物性として高粘度
で作業性のよいものであればよく、従来市販されている
ものを適宜採択してよい。

第３電極のコアードワイヤの内包成分のＣａＦｚ量を５
０％以上としたのはこれ未満ではフラックスの融点低下
効果が不十分であることによる。また溶接進行方向を下
向きに傾斜させるのはこれによって溶融金属がその自重
により溶接進行方向に対し後方への流動が抑制され、そ
れだけ溶融金属の溶接進行方向と直交する幅方向への流
動が促進され、アンダーカットが効果的に抑制されるこ
ととなるからである、　。

なお傾斜角θとしてＯ〜２°としたのは０を越える状態
、即ち溶接進行方向が斜め上向きとなると、溶融金属の
自重が溶接進行方向の後方に作用し、溶融金属の後退が
促進され、それだけ左、右への広がりが不足し、ビード
が狭幅で高くなり、アンダーカットが発生し易くなるこ
とによる。またθが２＠を越えると、逆に溶融金属の自
重が溶接進行方向の前方に向けて過大に作用し、オーバ
ラップビードが発生し、スラグ巻込みが多発する結果を
招くこととなることによる。

なお上述の説明は第３の電極３にコアードワイヤを用い
た場合につき説明したが、他の第１．２のＩＢＨ１、２
に用いてもよいことは勿論である。

次に本発明方法の実施例について説明する。

供試鋼材としては表１に示す如き組成の５Ｍ４１を素材
とする厚さ１２ｍ、幅２００　ｔｘｍ、長さ１５００■
の板材であり、これをビードオンプレートで溶接し、３
電極潜弧溶接法にて溶接した。

表１ 溶接条件は３電極のうち第１の電極は直流、９５０Ａ。

３６ｖ１第２の電極は交流、　８００Ａ、　４２Ｖ　、
第３の電極は交流、　７５０Ａ、　４６Ｖとし、また溶
接速度は２．３ｍ／分、電極間間隔は第１〜第２電極間
、第２〜第３電極間とも２０　ｍ　％’チップ高さ３５
ｍｎ＋とじた。

使用フラックスは表２に示す如き成分９組成のものであ
って粒度はメツシュ２８以下である。

（以　下　余　白） また使用したコアードワイヤの成分及び組成は表３に示
すとおりである。表３中組成は内包成分重量比率（％）
で示しである。なお（）内はコアードワイヤ全体に対す
る重量比である。

（以　下　余　白） 表３ なお、溶接ワイヤ１〜４のうちＮα１，３．４は本発明
に属するものであり、２は本発明に属しない溶接ワイヤ
（系を付したもの）であって参照用として示したもので
ある。水平に対する管母材の傾斜角θ、溶接ワイヤの組
合せ並びに結果は表４に示すとおりである。

表４には本発明方法による場合の外、本発明方法に属し
ない方法（※印を付しである）によった場合の結果も併
記しである。表１０中◎印はアンダーカット、スラグ巻
込み等の溶接欠陥のいずれも発生しない場合を、Ｏ印は
溶接欠陥の発生が極めて少ない場合を、Δ印は溶接欠陥
の発生が通常のレベルの場合を、Ｘ印は溶接欠陥が多発
した場合を示しである。

表４から明らかな如く、本発明方法以外の方法（番号１
，８）では溶接欠陥の発生数が多いのに対し、本発明方
法（番号２〜７．　９．１０）を適用したときはアンダ
ーカット、スラグ巻込みのいずれの溶接欠陥の発生も大
幅に低減し得ていることが解る。

以上の如く本発明方法にあってはフラックス融点が低く
溶融池内のスラグ及び溶融金属の流動性が高（維持され
る結果、スラグの巻込みが生じてもその浮上が容易なた
めスラグ巻込みか解消される。

そしてアンダーカットが防止され更にビート外観形状が
安定するなど本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式的側面図であ
る。 １．２．３・・・電極　１ａ、２ａ、３ａ・・・溶接ワ
イヤＭ・・・管母材　Ｍａ・・・エツジ部　Ｆ・・・フ
ラックス特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理
人　弁理士　　河　　野　　登　　夫鳥 ｈＪ、Ｉ　　凹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内包成分重量比率で５０％以上のＣａＦ＿２を含有
   するコアードワイヤを少なくとも１本用い、溶接対象を
   溶接進行方向に水平に対して０°〜２°下降傾斜させて
   溶接することを特徴とする多電極潜弧溶接法。