JPS608908B2 - 狭開先２電極潜弧溶接法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚鋼板の狭関先累層溶接において、ビード外観
、スラグ剥離性、耐溶接欠陥性等を損うことなく、溶接
の高能率化の可能な狭開先２霞極潜弧溶接法に関するも
のである。

狭関先熔接法は能率および経済性のすぐれた溶接施工法
としてＭＩＧ溶接、Ｃ０２溶接法ではかなりの実績を得
ている。しかし、潜弧熔接法では狭開先化によるスラグ
剥離性の劣化、高温われ、アンダーカットの発生等が問
題となり、板厚のほとんど大部分を１層１パスで累層溶
接するような狭関先潜弧溶接法はほとんどその実績がな
かった。本発明者らは先に開先幅に合せた溶接条件を選
定することによって、熔接作業性の劣化や、溶接欠陥の
発生なく、１層１パス累層による狭関先潜弧溶接法が可
能となることを見出し、これについて既に提案を行った
が、その後の検討によればより能率向上を図るため２電
極溶接法を採用した場合には、やや適正電圧範囲が狭く
、わずかな電圧変動によっても、ややもするとアンダー
カットが発生したり、凸型ビ−Ｈこなったりしてスラグ
剥離性の劣化あるいは融合不良、スラグ巻込みが発生す
ることがあった。

したがってこの２電極狭開先潜弧熔接にあたっては、溶
接装置、メーター類の監視を特に厳重に行なう必要があ
った。そこで、本発明者らは２電極の狭開先潜弧溶接に
おけるこれら問題点を解消し、熔接能率の向上を目的と
して、溶接施工法を詳細に検討した結果先行電極、後行
電極２極間の距離を極めて小さくすることによってアン
ダーカットの発生なく波形の細かい凹型ビードの得られ
る電圧範囲が大幅に広くなり、かつ１層１パス溶接可能
な関先幅が広くなることを見出した。

すなわち、このような狭関先溶接においてはアンダーカ
ットを発生させずに凹入度の大きい凹型ビードを形成さ
せることが良好なスラグ剥離性と溶接欠陥のない健全な
熔接金属を得るために不可欠となる。

つまり狭関先熔接では開先壁面がほぼ垂直となるため、
４・さなアンダーカットといえどもスラグ剥離性を極端
に劣化させる。また、凹入度の小さい平らなあるいは凸
型ビードでは開先壁面と溶接金属表面の接触角が小さく
なってスラグ剥離性が劣化するばかりでなく、次の層を
累ねた場合にビード跡端部に融合不良やスラグ巻込みが
発生しやすくなる。第１図は第１表に示すワイヤＷ−１
を第２表に示すフラックスＦ−１と組合せ、先行および
後行電流５００Ａ、溶接速度６０肌／ｍｊｎで、板厚５
仇帆、開先幅１２肋の狭開先内を１層１パス累層溶接し
た時の初層のビード形状におよぼす溶接電圧、極間距離
の影響を調査したものである。

この図からわかるように、先行および後行の電極間距離
は狭開先溶接の可能な電圧範囲に極めて大きく影響し、
極間距離が１５脚以下であれば溶接電圧が２５〜３０Ｖ
の広い範囲で凹型の良好なビードを得ることができるの
に対し、極間距離が１５肋を超える場合には低電圧側で
凸型ビ−ドになりやすく、凹型ビードが得られる電圧範
囲が極めて狭くなる。

また、極間距離の狭い２電極溶接の場合には同じ入熱量
の単電極溶接の場合にくらベビード幅が広くなることが
認められ、厚板の狭開先熔接の最終層近傍のように開先
幅が広くなっても極間距離の狭い２電極溶接法を用いれ
ば入熱量をさほど上げなくても１層１パス溶薮が可能と
なる。なお、この極間距離を小さくすることによって適
正電圧範囲が広くなり、かつビード幅が広くなる傾向は
ワイヤ径が３．２側の場合のみならず、２．４柳、４．
０側、４．８肌の場合にも同様に認められた。本発明は
以上の知見に基づくもので、その要旨とするところは、
板厚３０側以上の厚鋼板を突合せ溶接するに際し、開先
幅８〜３仇舷、関先角度２０ｏ未満の開先部分を、先行
ワイヤと後行ワイヤをほぼ溶接線中心に位置せしめ、か
つ両ワイヤの先端中心間距離を１５肌以下とし、１層１
パスで累層溶接することを特徴とする狭開先２雷極潜弧
熔接法にある。以下に本発明を詳細に述べる。

まず、本発明法においてその対象を板厚３０側以上の厚
鋼板の突合せ熔接に限定したのは３０肌未満の板厚では
両面１パス溶接も可能で、特に狭開先溶接法を採用して
も能率面での効果がほとんどないことによる。

次に本発明において開先幅を８肋以上としたのは、これ
未満では２電極溶接の場合いかに溶接フラックス、溶接
条件を選定してもスラグの除去が困難で、２露極潜弧溶
接が不可能になることによる。

また関先幅が３仇肌を超えては関先幅が広くなりすぎ２
電極化によって能率向上を図っても、もはや狭開先溶接
としての経済性の長所を生かすことができない。関先角
度についても２００以上になると厚板の場合開先幅が広
くなりすぎ、やはり狭開先溶接としての長所が生かせな
い。先行電極ワイヤと後行電極ワイヤの先端中心間距離
を１５柳以下に限定した理由は前述のとおりである。こ
こで、本発明において開先幅とは、その熔接ビードを置
こうとする開先底部の幅のことを指し、第２層以降では
前置のビード幅に一致するが、初層溶接ではルートギャ
ップ（裏当金付開先）あるいは開先底部の曲率半径の２
倍（Ｕ型開先）に相当する。

また、ワイヤの先端中心間距離とは被溶接物の溶接線上
において測定した値をいつ。なお、本発明法は１層１パ
ス累層熔接であるから、ワイヤ位置は開先幅のほぼ中央
であればよくパス毎にワイヤ位置をずらすわすらわしさ
がない。

次に、本発明の効果を実施例によりさらに具体的に示す
。

実施例 第１表に示す溶接用ワイヤＷ−２と第２表に示すフラッ
クスＦ−２、Ｆ−３とを組合せ、板厚ｔ＝５０肌のＳＭ
−５０Ｂ鋼を用い、開先角度Ｑおよび開先幅Ｗを変えて
作成した第２図の開先内をそれぞれの溶接条件で１層１
パスの初層溶接を行ない熔接作業性および溶接欠陥の有
無を調査した。

さらに溶接作業性に問題がなく、欠陥のないものについ
ては同一熔接条件で板厚表面まで１層１パス累層溶接し
、最終パスとして化粧盛ビー−ドを置いた後、Ｘ線透過
試験を実施し健全性を調査した。第１表第２表第３表 この結果は第３表に示すとおりで比較例では初層溶接に
おいては、アンダーカットが発生しやすく、スラグ暴騰
僅か困難となった。

また、スラグ剥離を可能にするため低い溶接電圧を用い
た場合には凸型ビードとなって累層溶接終了後のＸ線性
能が劣る結果となった。これに対し本発明溶接法では良
好な凹型ビードが得られるため、開先内部においてもス
ラグ剥離が容易で、累層溶接終了後のＸ線透過試験にお
いても良好な結果が得られた。

なお最終パスは開先外となるため、いずれの溶接条件の
場合も適度の余盛高さを持つ良好な溶接ビードが得られ
た。以上、本発明方法を用いれば広い溶接電圧範囲で能
率的な１層１パスの２電極狭開先潜狐溶接が可能となる
ばかりでなく、広い開先幅でも入熱を上げることなく１
層１パス熔接が可能となり、溶接時間、スラグ除去時間
、溶接材料の節減によるコストの大幅な低下が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はビード形状（凹入度）と溶接電圧、極間距離の
関係を示す図、第２図は実施例に用いられた開先形状を
示す図である。 Ｗ：開先幅、Ｑ：開先角度、ｔ：板厚。 髪′図 多２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板厚３０ｍｍ以上の厚鋼板を突合せ溶接するに際し
   、開先幅８〜３０ｍｍ、開先角度２０°未満の開先部分
   を、先行ワイヤと後行ワイヤをほぼ溶接線中心に位置せ
   しめ、かつ両ワイヤの先端中心間距離を１５ｍｍ以下と
   し、１層１パスで累層溶接することを特徴とする狭開先
   ２電極潜弧溶接法。