JPS6343773A - 高炭素鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 - Google Patents
高炭素鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法Info
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- JPS6343773A JPS6343773A JP18595486A JP18595486A JPS6343773A JP S6343773 A JPS6343773 A JP S6343773A JP 18595486 A JP18595486 A JP 18595486A JP 18595486 A JP18595486 A JP 18595486A JP S6343773 A JPS6343773 A JP S6343773A
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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。
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〕
スラリー輸送の輸送管等には高い耐摩耗性が・要求され
ることから、炭素含有量の商い鋼が用いられる。本発明
は、このような高炭素鋼のサブマージアーク溶接方法に
関し、リミに詳しくはその溶接時に生じる溶接金属割れ
を抑えるサブマージアーク溶接方法に関する。
ることから、炭素含有量の商い鋼が用いられる。本発明
は、このような高炭素鋼のサブマージアーク溶接方法に
関し、リミに詳しくはその溶接時に生じる溶接金属割れ
を抑えるサブマージアーク溶接方法に関する。
従来より、炭素含有量が０，２０％を超える高炭素鋼の
溶接においては、溶接金属に高温割れの発生し易いこと
が知られている。その防止のためには、母材の希釈によ
る溶接金属−１の炭素の混入をできるだけ少なくするこ
とが望まれζおり、被覆アーク溶接や炭酸ガス溶接では
小入熱多層盛溶接によりほぼ問題のない溶接を行うごと
ができる。
溶接においては、溶接金属に高温割れの発生し易いこと
が知られている。その防止のためには、母材の希釈によ
る溶接金属−１の炭素の混入をできるだけ少なくするこ
とが望まれζおり、被覆アーク溶接や炭酸ガス溶接では
小入熱多層盛溶接によりほぼ問題のない溶接を行うごと
ができる。
しかし、これらの溶接方法はいずれも能率が低いため、
比較的大人熱溶接がｉ１Ｊ能なサブマージアーク溶接の
適用が９！まれでいる。しかるに、人人熱になれば溶接
金属中への母材の希釈率が増加して溶接金属中への炭素
混入が増大し、溶接金属割れ感受性が増加することは避
けられない。したがって、サブマージアーク溶接におい
ては、入熱以外の観点から、割れ防止を図ることが求め
られる。
比較的大人熱溶接がｉ１Ｊ能なサブマージアーク溶接の
適用が９！まれでいる。しかるに、人人熱になれば溶接
金属中への母材の希釈率が増加して溶接金属中への炭素
混入が増大し、溶接金属割れ感受性が増加することは避
けられない。したがって、サブマージアーク溶接におい
ては、入熱以外の観点から、割れ防止を図ることが求め
られる。
このような観点からの割れ防止対策として、特開昭５８
−７７７７８号公報では溶接材料（ワイヤ、フラックス
）のＣ，Ｐ、Ｓ量と塩基度を下げて溶接金属中の酸素含
有量を増加させる方法が示され、特開昭６０−３３８７
８号公報では電極電流条件をコントロールしてビート形
状を変える方法が示されているが、いずれの方法も次の
ような問題がある。
−７７７７８号公報では溶接材料（ワイヤ、フラックス
）のＣ，Ｐ、Ｓ量と塩基度を下げて溶接金属中の酸素含
有量を増加させる方法が示され、特開昭６０−３３８７
８号公報では電極電流条件をコントロールしてビート形
状を変える方法が示されているが、いずれの方法も次の
ような問題がある。
ずなわら、前者の溶接材料による方法では、溶接金属の
酸素含有量の増加による靭性の劣化がとくに問題となる
。また、後者のビード形状を変える方法では、電極電流
条件の不安定性が問題となると共に、溶接金属中の炭素
含有量について規定していないことから、炭素含有量が
増大したときに凝固温度幅が増大する現象があり、これ
によるビード形状の変化を考慮していないために、その
効果には限界がある。
酸素含有量の増加による靭性の劣化がとくに問題となる
。また、後者のビード形状を変える方法では、電極電流
条件の不安定性が問題となると共に、溶接金属中の炭素
含有量について規定していないことから、炭素含有量が
増大したときに凝固温度幅が増大する現象があり、これ
によるビード形状の変化を考慮していないために、その
効果には限界がある。
本発明は、これらの問題点を解決して、高炭素鋼を高能
率のサブマージアーク溶接により割れを生じることなく
、しかも安定性よ←簡便に溶接する方法を提供しようと
するものである。
率のサブマージアーク溶接により割れを生じることなく
、しかも安定性よ←簡便に溶接する方法を提供しようと
するものである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明の溶接方法は、炭素含有量が０．２０％を超える
高炭素鋼を多電極ワイヤにてサブマージアーク溶接する
際に、前記多電極ワイヤのうち少なくとも１極において
アークを発生させずにワイヤを？８融池に送給するもの
である。
高炭素鋼を多電極ワイヤにてサブマージアーク溶接する
際に、前記多電極ワイヤのうち少なくとも１極において
アークを発生させずにワイヤを？８融池に送給するもの
である。
ここで、アークを発生さセないワイヤには、通電を行っ
て予熱を行わしめることが６Ｉ能である。
て予熱を行わしめることが６Ｉ能である。
〔作用］
通常のサブマージアーク溶接においては、溶接金属の成
分含有量の７０％は母材からの溶出によるものである。
分含有量の７０％は母材からの溶出によるものである。
例えは、炭素含有量の０．１０％の低炭素銅１ワイヤで
０．３０％炭素含有量の鋼板を溶接した場合、溶接金属
の炭素含有量は０．２１％以上となり、ワイヤの炭素含
有量を０．０１％にしても０．２％程度の量は含有され
ることになる。しかるに、本発明の方法による場合は、
母材との間にアークを出さずに、従って母材からの成分
の溶出なしに低炭素ワイヤを溶解油に供給させ得るので
、溶出防止、ワイヤによる積極希釈の両面から溶接金属
の炭素含有量が低減され、溶接材料やビード形状に特別
の工夫を講じることなく、溶接割れを防止できる。
０．３０％炭素含有量の鋼板を溶接した場合、溶接金属
の炭素含有量は０．２１％以上となり、ワイヤの炭素含
有量を０．０１％にしても０．２％程度の量は含有され
ることになる。しかるに、本発明の方法による場合は、
母材との間にアークを出さずに、従って母材からの成分
の溶出なしに低炭素ワイヤを溶解油に供給させ得るので
、溶出防止、ワイヤによる積極希釈の両面から溶接金属
の炭素含有量が低減され、溶接材料やビード形状に特別
の工夫を講じることなく、溶接割れを防止できる。
本発明の方法が対象とする鋼は、炭素含有量が０．２０
％を超える鋼材であって、具体的には機械構造用炭素鋼
鋼材（ＳＣ）、焼入性を保証した構造用鋼釦１材（Ｈ鋼
）等である。
％を超える鋼材であって、具体的には機械構造用炭素鋼
鋼材（ＳＣ）、焼入性を保証した構造用鋼釦１材（Ｈ鋼
）等である。
電極ワイヤの成分組織は、溶接金属の炭素含有量を抑え
る観点から、炭素量を少なくすることが望ましく、実用
的にはＣ０，１０％以下が適当である。
る観点から、炭素量を少なくすることが望ましく、実用
的にはＣ０，１０％以下が適当である。
他の成分については、割れ防止の観点からＳｉ０゜１０
％以下、Ｐ Ｏ，０１０％以下、Ｓ Ｏ，０１，０％以
下が望ましい。
％以下、Ｐ Ｏ，０１０％以下、Ｓ Ｏ，０１，０％以
下が望ましい。
電極ワイヤの径は送給性と能率の面から１．６〜３．２
腸礪φ力く最適である。
腸礪φ力く最適である。
第１図および第２図は本発明方法の手法の一例を示した
ものである。これは３電極サブマージアーク溶接を基本
としていて、中央の電極３ｂには電流を流さず、単にワ
イヤ供給のみを行わせていることが特徴である。すなわ
ち、第１電極３ａおよび第３電極３ｃにおいては、母材
１との間にアークを発生させながらワイヤを送給ロール
５ａおよび５ｃにより送給して、母材１にワイヤを溶解
させているのに対し、第２電極５ｂにおいてはそのワイ
ヤをアークを出すことなく送給ローラ５ｂにより送り込
んで、溶融池にワイヤ成分のみを添加するものである。
ものである。これは３電極サブマージアーク溶接を基本
としていて、中央の電極３ｂには電流を流さず、単にワ
イヤ供給のみを行わせていることが特徴である。すなわ
ち、第１電極３ａおよび第３電極３ｃにおいては、母材
１との間にアークを発生させながらワイヤを送給ロール
５ａおよび５ｃにより送給して、母材１にワイヤを溶解
させているのに対し、第２電極５ｂにおいてはそのワイ
ヤをアークを出すことなく送給ローラ５ｂにより送り込
んで、溶融池にワイヤ成分のみを添加するものである。
なお、７はフラックスである。
本発明方法においては、」−記のような手法を採ること
から、溶接金属に溶出する母材成分をワイヤの別途添加
により希釈できるとともに、母材からの溶出を抑える目
的で第１、第３電極の電流を一ドげた場合でも溶着量の
不足を補うことができ、全体として母材成分の影響が少
ない溶接金属を得ることができる。
から、溶接金属に溶出する母材成分をワイヤの別途添加
により希釈できるとともに、母材からの溶出を抑える目
的で第１、第３電極の電流を一ドげた場合でも溶着量の
不足を補うことができ、全体として母材成分の影響が少
ない溶接金属を得ることができる。
この場合、アークを出す電極の電流は５００八以上、ｌ
１００Ａ以下が好ましい。５００八未満では溶接速度を
高めるのが困難になって能率の低下を生じ、１１００Ａ
を超えるとアークによる母材の溶融量が増加し、割れ性
を高めることになる。
１００Ａ以下が好ましい。５００八未満では溶接速度を
高めるのが困難になって能率の低下を生じ、１１００Ａ
を超えるとアークによる母材の溶融量が増加し、割れ性
を高めることになる。
また、アークを出さないワイヤ送給のみを行う電極の数
は、総電極数が２又は３の場合は１極、４電極以上の場
合は１極又は２極が適当である。
は、総電極数が２又は３の場合は１極、４電極以上の場
合は１極又は２極が適当である。
これは、ワイヤ送給のみの電極を増加させると、溶接能
率が低下することによる。
率が低下することによる。
ワイヤ送給のみを行う電極の位置は、そのワイヤの溶融
に溶融池の熱と、隣接する電極のワーク熱とを利用する
関係から、アークを出す電極の中間に位置させることが
好ましいが、後行電極の後方でちり能であり、更に溶接
速度の遅い場合（３０ｃｍ ／ ｍ ｉ ｎ以下程度）
には先行電極の前方後行電極の後方でも可能である。ま
た、同じ理由から、アークの出るワイヤとアークの出な
いワイヤの間隔は２０１１以下が好ましい。
に溶融池の熱と、隣接する電極のワーク熱とを利用する
関係から、アークを出す電極の中間に位置させることが
好ましいが、後行電極の後方でちり能であり、更に溶接
速度の遅い場合（３０ｃｍ ／ ｍ ｉ ｎ以下程度）
には先行電極の前方後行電極の後方でも可能である。ま
た、同じ理由から、アークの出るワイヤとアークの出な
いワイヤの間隔は２０１１以下が好ましい。
また、アークの出ないワイヤの送給量は、与えられた溶
接入熱や溶接速度等の溶接条件下でビード形状、外観を
悪化させない範囲内で最大量の添加が好ましく、通常は
アークの出るワイヤの送給量の２０％（予熱なしの場合
）〜４０％（予熱ありの場合）程度である。
接入熱や溶接速度等の溶接条件下でビード形状、外観を
悪化させない範囲内で最大量の添加が好ましく、通常は
アークの出るワイヤの送給量の２０％（予熱なしの場合
）〜４０％（予熱ありの場合）程度である。
また、第３図はアークの出ないワイヤに対して、予熱を
行う場合の手法を例示したもので、２電極についての例
を示している。予熱のすなわち、ワイヤ供給のみを行う
第２電極３ ｂにおいて、アークを出すことなくワ・イ
ヤに電流を通じ、母材１との間で抵抗発熱を生じさせる
ことにより、溶融池へのワイヤ送給量を増加させたもの
で、予熱なしの場合と比べて溶接金属の炭素含有量を一
段と低下させることができる。
行う場合の手法を例示したもので、２電極についての例
を示している。予熱のすなわち、ワイヤ供給のみを行う
第２電極３ ｂにおいて、アークを出すことなくワ・イ
ヤに電流を通じ、母材１との間で抵抗発熱を生じさせる
ことにより、溶融池へのワイヤ送給量を増加させたもの
で、予熱なしの場合と比べて溶接金属の炭素含有量を一
段と低下させることができる。
この場合の予熱電流は、２０ＯＡ未満では予熱効果が十
分でなく、７００八を超えるとワイヤの発熱が過大とな
って安定したワイヤ送給が困難となるので、２００Δ以
ドア０〇八以下が望まれる。
分でなく、７００八を超えるとワイヤの発熱が過大とな
って安定したワイヤ送給が困難となるので、２００Δ以
ドア０〇八以下が望まれる。
また、予熱電流の電源としては、第３図に示すような専
門電源の使用でも、またアークを出す電極の電源を併用
する形式でもよい。
門電源の使用でも、またアークを出す電極の電源を併用
する形式でもよい。
他の条件については、前述した予熱なしの場合の条件が
適用できる。
適用できる。
第１表に化学成分を示す炭素含有量が０．２０〜０゜３
５ｗｔ％の綱板（２５ｍｍｔ Ｘ ３００ｍｍＷ Ｘ
６００ｍ１）に第４図に示す開先を形成し、ここに第２
表に示す溶接材料を用いて第３表に示す条件にて各種サ
ブマージアーク溶接を行った。ワイヤ径は４．ＯＲ、ワ
イヤ間隔は１５１１とした。
５ｗｔ％の綱板（２５ｍｍｔ Ｘ ３００ｍｍＷ Ｘ
６００ｍ１）に第４図に示す開先を形成し、ここに第２
表に示す溶接材料を用いて第３表に示す条件にて各種サ
ブマージアーク溶接を行った。ワイヤ径は４．ＯＲ、ワ
イヤ間隔は１５１１とした。
第 １ 表
第 ２ 表
第 ３ 表
第３表にＭｌで示した比較例は各電極ともアークを出す
通常の３電極サブマージアーク溶接である。一方、隘２
．３で示した本発明例は、３電極のうち第２極のワイヤ
をアークを出さずに溶融池に供給するもので、ＩＶｋ１
２は第２極ワイヤの予熱を・ 行わなかった場合、歯３
は予熱を行った場合である。
通常の３電極サブマージアーク溶接である。一方、隘２
．３で示した本発明例は、３電極のうち第２極のワイヤ
をアークを出さずに溶融池に供給するもので、ＩＶｋ１
２は第２極ワイヤの予熱を・ 行わなかった場合、歯３
は予熱を行った場合である。
第５図は、上記で得られた各溶接ヒートについて溶接金
属の化学組成を分析するとともに、側曲げ試験を繰り返
して割れの有無を調査した結果を整理したものである。
属の化学組成を分析するとともに、側曲げ試験を繰り返
して割れの有無を調査した結果を整理したものである。
同図より、割れ発生の限界は溶接金属の炭素含有量０．
２０％にあることがわかる。そうして、比較例の現用サ
ブマージアーク溶接方法に、おいては母材の炭素含有量
が０．３０％で割れが発生しているが、本発明の方法に
おいては０゜３０％でも割れの発生はない。但し、本発
明の方法においても母材の炭素含有量が０．３５％の場
合には割れが発生しているが、こればワイヤの炭素含有
量が０．０８％であることに起因するものであり、ワイ
ヤの炭素含有量を更に低下させれば、この割れも防くこ
とができる。本発明者らは、母材の炭素含有量が０．３
５％の場合に、０．０１％炭素含有量のワイヤを使用す
ることにより （他の条件は階２、陽３と同一）、割れ
を防止できることを確認している。ちなみに、このとき
の溶接金属の炭素含有量は隔２の条件に準じた場合（予
熱なしの場合）ｏ。
２０％にあることがわかる。そうして、比較例の現用サ
ブマージアーク溶接方法に、おいては母材の炭素含有量
が０．３０％で割れが発生しているが、本発明の方法に
おいては０゜３０％でも割れの発生はない。但し、本発
明の方法においても母材の炭素含有量が０．３５％の場
合には割れが発生しているが、こればワイヤの炭素含有
量が０．０８％であることに起因するものであり、ワイ
ヤの炭素含有量を更に低下させれば、この割れも防くこ
とができる。本発明者らは、母材の炭素含有量が０．３
５％の場合に、０．０１％炭素含有量のワイヤを使用す
ることにより （他の条件は階２、陽３と同一）、割れ
を防止できることを確認している。ちなみに、このとき
の溶接金属の炭素含有量は隔２の条件に準じた場合（予
熱なしの場合）ｏ。
１９％、陽３の条イ１に準じた場合（予熱ありの場合）
０．１８％であった。
０．１８％であった。
また、本発明者らは、第３表以外の条件につい”ζも試
験を行っているが、同様の結果を得ることができた。条
件と結果を整理して第４表に示しておく。なお、仇討母
材、溶接材料、開先については、前述の試験と同じもの
を使用した。
験を行っているが、同様の結果を得ることができた。条
件と結果を整理して第４表に示しておく。なお、仇討母
材、溶接材料、開先については、前述の試験と同じもの
を使用した。
本発明の→Ｊ′ブマージアーク溶接方法によると、ワイ
ヤのｃ、ｐ、ｓを低下させることなく、またビート形状
に依存することなく溶接金属の炭素含有量を低下させる
ことができるので、溶接部の割れに対し他に弊害を生じ
ることなく確実かつ安定に防止効果が発現され、溶接構
造物の強度の向上環に大きな効果が得られるものとなる
。
ヤのｃ、ｐ、ｓを低下させることなく、またビート形状
に依存することなく溶接金属の炭素含有量を低下させる
ことができるので、溶接部の割れに対し他に弊害を生じ
ることなく確実かつ安定に防止効果が発現され、溶接構
造物の強度の向上環に大きな効果が得られるものとなる
。
第１図〜第３図は本発明方法の溶接手法を模式的に例示
したもので、第１図は縦断正面図、第２図、第３図は縦
断側面図、第４図は実施例で採用した開先形状を示す縦
断面図、第５図は母材の炭素含有量（％）と溶接金属の
炭素含有量（％）との関係を示す線図である。 １：高炭素鋼、２：開先、３ａ、３ｂ、３ｃ ：電極、
４：溶融池、５ａ、５ｂ、５ｃ：送給ロール、７二フラ
ノクス。 第 ｌ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図
したもので、第１図は縦断正面図、第２図、第３図は縦
断側面図、第４図は実施例で採用した開先形状を示す縦
断面図、第５図は母材の炭素含有量（％）と溶接金属の
炭素含有量（％）との関係を示す線図である。 １：高炭素鋼、２：開先、３ａ、３ｂ、３ｃ ：電極、
４：溶融池、５ａ、５ｂ、５ｃ：送給ロール、７二フラ
ノクス。 第 ｌ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図
Claims (4)
- （１）炭素含有量が０．２０％を超える鋼を多電極ワイ
ヤによりサブマージアーク溶接する際に、前記多電極ワ
イヤのうち少なくとも１極においてアークを発生させず
にワイヤを溶融池に送給することを特徴とする高炭素鋼
のサブマージアーク溶接方法。 - （２）多電極ワイヤの各炭素含有量が０．１０％以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
高炭素鋼のサブマージアーク溶接方法。 - （３）多電極ワイヤのうちアークを発生させるワイヤの
電流が５００Ａ以上１１００Ａ以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の高
炭素鋼のサブマージアーク溶接方法。 - （４）多電極ワイヤのうちアークを発生させないワイヤ
が２００Ａ以上７００Ａ以下の電流で予熱されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（３）項
のいずれかに記載の高炭素鋼のサブマージアーク溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18595486A JPS6343773A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 高炭素鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18595486A JPS6343773A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 高炭素鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6343773A true JPS6343773A (ja) | 1988-02-24 |
Family
ID=16179781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18595486A Pending JPS6343773A (ja) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | 高炭素鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6343773A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050866A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corp | サブマージアーク溶接方法 |
| JP2010029931A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Jfe Steel Corp | 多電極サブマージアーク溶接法 |
| JP2014213331A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 川田工業株式会社 | ２電極式サブマージアーク溶接方法 |
| JP2015524749A (ja) * | 2012-08-14 | 2015-08-27 | エサブ・アーベー | サブマージアーク溶接のための方法およびシステム |
| JP2017029986A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 |
-
1986
- 1986-08-06 JP JP18595486A patent/JPS6343773A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050866A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corp | サブマージアーク溶接方法 |
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| US10137521B2 (en) | 2012-08-14 | 2018-11-27 | Esab Ab | Method and system for submerged arc welding |
| US11135670B2 (en) | 2012-08-14 | 2021-10-05 | Esab Ab | Method and system for submerged arc welding |
| JP2014213331A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 川田工業株式会社 | ２電極式サブマージアーク溶接方法 |
| JP2017029986A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 |
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