JP2002011575A - Welding method for steel pipe - Google Patents
Welding method for steel pipeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の溶接方法に
係り、とくに消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装
置を用いて、端部どうしが互いに当接もしくは近接する
ように配置した鋼管の溶接方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for welding steel pipes, and more particularly, to a method for welding steel pipes arranged so that their ends are in contact with or close to each other by using a consumable electrode type gas shielded arc automatic welding apparatus. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】大径厚肉鋼管の配管建設では、従来か
ら、複数の鋼管をその端部どうしを互いに当接もしくは
近接して配置し、鋼管外周に設置した環状軌条上を走行
する自動溶接装置でその端部どうしを溶接し接合する方
法が採用されている。２本の鋼管は、その端部どうしが
当接もしくは近接されるように、水平、あるいは垂直に
または傾斜して固定配置される。通常の配管建設におい
ては、その多くは水平配置となる。2. Description of the Related Art Conventionally, in the construction of pipes for large-diameter thick-walled steel pipes, a plurality of steel pipes have been arranged such that their ends are in contact with each other or close to each other, and run on an annular rail set on the outer periphery of the steel pipes. A method has been adopted in which the ends are welded and joined by a device. The two steel pipes are fixedly arranged horizontally, vertically or inclined so that their ends come into contact with or close to each other. In ordinary pipe construction, most of them are arranged horizontally.
【０００３】通常、端部どうしが当接もしくは近接され
るように、固定配置された鋼管は、それらの外周に設置
された自動溶接装置の構成の一部である環状軌条上を、
自動溶接装置の構成の一部である溶接ヘッドが走行し、
円周自動溶接される。溶接ヘッドには、アークを発する
トーチが、上下左右に移動可能に備えられ、ウィビング
しながら溶接していく。しかし、溶接ヘッドの一回の走
行で得られる溶接厚みは薄い。このため、肉厚の厚い管
どうしを溶接する際には、溶接ヘッドを同一部分に複数
回走行させる、いわゆる多層盛り溶接を行う必要があ
る。[0003] Usually, steel pipes fixedly arranged so that their ends come into contact with or close to each other are placed on an annular rail which is a part of the construction of an automatic welding device installed on the outer periphery of the steel pipes.
The welding head, which is part of the configuration of the automatic welding device, runs,
Circumferential automatic welding. The welding head is provided with a torch that emits an arc so as to be movable up, down, left and right, and performs welding while weaving. However, the welding thickness obtained by one run of the welding head is small. For this reason, when welding thick-walled pipes, it is necessary to perform so-called multi-layer welding in which the welding head is moved to the same portion a plurality of times.
【０００４】消耗電極式ガスシールドアーク溶接を用い
た多層盛り溶接を行う際に、鋼管の端部どうしが形成す
る開先形状は、図２に示すような開先角度６５°のＶ開
先が一般に使用されていた。溶接トーチはこのような開
先内をウィビングしながら溶接していくが、鋼管の円周
方向の溶接にあたっては、管の側壁を上昇しながら溶接
する上進溶接から管の側壁を下降しながら溶接する下進
溶接までの全姿勢が要求される。開先角度６５°のＶ開
先を用いた場合には、上進溶接、上向溶接において溶融
金属の垂れが発生しやすく、そのため溶着速度を高くす
ることができず、溶接効率が低いという問題があった。
さらに、開先角度６５°のＶ開先を用いた場合には、開
先断面積が広いため、必要溶着量が多く、したがって溶
接効率が低いという問題もあった。When performing multi-layer welding using consumable electrode type gas shielded arc welding, the groove formed by the ends of the steel pipe has a V groove having a groove angle of 65 ° as shown in FIG. It was commonly used. The welding torch welds while weaving inside such a groove, but in circumferential welding of steel pipes, welding is performed while descending the side wall of the pipe from ascending welding where the welding is performed while raising the side wall of the pipe. All the postures until the downward welding to be performed are required. When a V-groove with a groove angle of 65 ° is used, the molten metal is apt to sag in upward welding and upward welding, so that the welding speed cannot be increased and the welding efficiency is low. was there.
Further, when a V groove having a groove angle of 65 ° is used, there is also a problem that the required welding amount is large and the welding efficiency is low because the groove cross section is wide.
【０００５】また、配管建設では、建設コストの低減要
求とも絡み、施工期間の短縮が重要となっている。とく
に、工程全体で時間的に大きな比率を占める、溶接工程
の短縮が要望されている。このような問題に対し、例え
ば、特開平4-200975号公報には、環状溝の底部がＶ形と
なる形状の狭開先を形成し、パイプ内面側にセラミック
ス製の裏当材を配し、自動溶接機をパイプ外面に取り付
けた円周ガイドレール上を走行させながら高速回転アー
クによるガスシールドアーク溶接により、初層溶接を全
姿勢で片面溶接するパイプの片面溶接方法が提案されて
いる。しかしながら、特開平4-200975号公報に記載され
た技術では、高効率の溶接が可能となるが、高速回転ア
ークとするために特別な装置の配設を必要とするという
問題があった。[0005] Further, in the construction of pipes, shortening of the construction period is important in connection with the demand for reducing the construction cost. In particular, there is a demand for shortening the welding process, which occupies a large proportion of time in the entire process. To cope with such a problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-200975, a narrow groove having a shape in which the bottom of the annular groove is V-shaped is formed, and a ceramic backing material is disposed on the inner surface side of the pipe. A single-sided pipe welding method has been proposed in which the first layer welding is performed on all sides by single-sided welding by gas shielded arc welding using a high-speed rotating arc while running an automatic welding machine on a circumferential guide rail attached to the outer surface of the pipe. However, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-200975 enables high-efficiency welding, but has a problem that a special device must be provided to achieve a high-speed rotating arc.
【０００６】また、特開平11-129067 号公報には、端部
どうしが形成する開先形状を0 〜40°のＩ形またはＶ形
開先とし、消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接機を
用いて、溶接電流を150 〜250 Ａとして、溶接ヘッドを
端部に沿って同一方向に回転走行させて多層盛り溶接す
る固定管の円周溶接方法が提案されている。また、特開
平11-129068 号公報、特開平11-129069 号公報には、端
部どうしが形成する開先形状を10〜40°Ｖ形開先とし、
消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接機を用いて、溶
接電流を150 〜250 Ａとして、トーチに供給する溶接用
金属ワイヤをフラックスコアードワイヤとして、溶接ヘ
ッドを端部に沿って上進振分け積層法で溶接する固定管
の円周溶接方法が提案されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-129067 discloses that a groove formed between ends is an I-shaped or V-shaped groove of 0 to 40 °, and a consumable electrode type gas shield arc automatic welding machine is used. A method for circumferentially welding a fixed pipe for performing multi-layer welding by rotating a welding head in the same direction along an end portion at a welding current of 150 to 250 A has been proposed. In addition, JP-A-11-129068 and JP-A-11-129069, the groove shape formed by the ends is a 10-40 ° V-shaped groove,
Using a consumable electrode type gas shield arc automatic welding machine, the welding current is set to 150 to 250 A, the welding metal wire to be supplied to the torch is used as a flux cored wire, and the welding head is moved up and down along the end. There has been proposed a method for circumferential welding of a fixed pipe to be welded by a welding method.
【０００７】しかしながら、特開平11-129067 号公報、
特開平11-129068 号公報、特開平11-129069 号公報に記
載された技術では、開先形状を狭開先化して必要溶着量
の低減をはかり、さらに溶接電流を高電流化して溶着速
度の向上を図っているが、シールドガスとして20〜50vo
l ％CO2-Arガスが好ましいとしており、全姿勢溶接が要
求される水平固定管の溶接においては、狭開先化に伴う
微細なブローホール等の溶接欠陥が観察される場合があ
った。However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-129067 discloses
In the technology described in JP-A-11-129068 and JP-A-11-129069, the required welding amount is reduced by narrowing the groove shape, and the welding speed is increased by further increasing the welding current. 20-50 vo as shielding gas
l% CO 2 -Ar gas is preferred, and welding of horizontal fixed pipes that require all-position welding sometimes shows welding defects such as fine blow holes due to narrowing of the groove.
【０００８】さらに加えて、高圧配管では、内圧変化に
よる繰返し荷重に対してはもちろん、地震時におけるよ
うな大きな歪み荷重にも耐えうることが要求されてい
る。そのため、高圧配管等の溶接継手においては、溶接
金属および溶接熱影響部が高い強度と優れた靭性を有す
ることに加え、破壊起点となりうる、ブローホールや融
合不良などの内部欠陥が介在しないことが肝要となる。In addition, the high-pressure piping is required to be able to withstand not only a repeated load due to a change in internal pressure but also a large strain load as in the case of an earthquake. Therefore, in welded joints such as high-pressure pipes, in addition to the high strength and excellent toughness of the weld metal and welding heat affected zone, internal defects such as blowholes and poor fusion, which can be the starting point of fracture, do not intervene. It is vital.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題に鑑み、端部どうしが互いに当接もしくは
近接するように配置された複数の鋼管を、該端部に沿っ
て円周方向に消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接機
を用いて溶接するにあたり、ビード形状に優れ、内部欠
陥の少ない円周溶接継手を、高い効率で溶接できる鋼管
の溶接方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention is to form a plurality of steel pipes arranged such that their ends are in contact with or close to each other. It is an object of the present invention to provide a method for welding a steel pipe which can weld a circumferential welded joint having excellent bead shape and few internal defects with high efficiency in welding in a direction using a consumable electrode type gas shielded arc automatic welding machine. .
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するために、まず、開先形状を狭開先とした
場合のブローホールや融合不良などの内部欠陥の発生に
およぼす溶接条件の影響について鋭意検討した。その結
果、シールドガスとして酸素供給ガスを用いると、溶込
みの深い溶接が可能であるこをと見出した。ここで、酸
素供給ガスとは、溶接時に溶融金属に酸素を供給する働
きをもつガスであり、溶融金属の表面に酸素を吸着する
ことにより溶融金属の粘性を制御できるガスを指す。酸
素供給ガスは、コスト的にも廉価であるCO2 ガスが好ま
しいが、CO2 ガスの一部または全部をO2ガスと置換して
も構わない。シールドガスとして酸素供給ガスを用いた
消耗電極式シールドガスアーク溶接では、溶融金属中の
酸素量が高くなり、溶融金属の粘性が低くなるため、全
姿勢溶接への適用はビード形成の観点より困難であると
従来は考えられていた。本発明者らは、開先形状を溶接
部幅の狭い狭開先とすることにより、開先壁面からの溶
融金属の保持効果が大きくなり、シールドガスとして酸
素供給ガスを用いても、全姿勢溶接において溶融金属の
垂れが生じにくくなり、安定したビード形成が可能とな
るうえ、ブローホールや融合不良などの内部欠陥の発生
がなく内部品質に優れた溶接部を形成することができる
ことを見いだした。In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have first considered that the present invention relates to the occurrence of internal defects such as blowholes and poor fusion when the groove shape is narrow. The influence of welding conditions was studied diligently. As a result, it has been found that when an oxygen supply gas is used as a shielding gas, welding with deep penetration can be performed. Here, the oxygen supply gas is a gas having a function of supplying oxygen to the molten metal during welding, and refers to a gas capable of controlling the viscosity of the molten metal by adsorbing oxygen on the surface of the molten metal. The oxygen supply gas is preferably a CO 2 gas which is inexpensive in terms of cost, but a part or all of the CO 2 gas may be replaced with an O 2 gas. In consumable electrode type shield gas arc welding using an oxygen supply gas as a shielding gas, the amount of oxygen in the molten metal increases and the viscosity of the molten metal decreases, so application to all-position welding is more difficult than from the viewpoint of bead formation. It was previously thought that there was. By making the groove shape a narrow groove with a narrow welded portion, the holding effect of the molten metal from the groove wall surface becomes large, and even if the oxygen supply gas is used as the shielding gas, It has been found that dripping of molten metal is less likely to occur during welding, stable bead formation is possible, and that a weld having excellent internal quality can be formed without occurrence of internal defects such as blowholes and poor fusion. .
【００１１】すなわち、狭開先と、シールドガスとして
酸素供給ガスを用いた消耗電極式シールドガスアーク溶
接とを組み合わせることにより、高効率でかつ内部欠陥
が少なくビード形状の安定した全姿勢積層パス溶接が可
能となるという知見を得た。さらに、本発明者らは、酸
素供給ガスをシールドガスとして仕上パスを溶接する
と、積層パスの溶接と異なり、開先壁面からの溶融金属
の保持効果が有効に働かないため、ビードの垂れが発生
し、満足な仕上げビード外観を得ることが困難となるこ
とから、仕上げパスのみを、シールドガスとして（Ar＋
酸素供給ガス）の混合ガスを用いることを思い至った。
仕上げ層は、良好な外観を得ることと溶接継手部への応
力集中を緩和するという観点からビード形状が重要視さ
れるためである。That is, by combining a narrow groove and a consumable electrode type shield gas arc welding using an oxygen supply gas as a shielding gas, a highly efficient, all-position lamination pass welding with a small bead shape and high efficiency can be realized. We have learned that it is possible. Furthermore, when welding the finishing pass using the oxygen supply gas as a shielding gas, unlike the welding of the lamination pass, the effect of holding the molten metal from the groove wall surface does not work effectively, so that dripping of the bead occurs. However, since it is difficult to obtain a satisfactory finish bead appearance, only the finishing pass is used as a shielding gas (Ar +
(Oxygen supply gas).
This is because the bead shape is regarded as important for the finish layer from the viewpoints of obtaining a good appearance and reducing stress concentration on the welded joint.
【００１２】本発明は、上記した知見に基づき、さらに
検討を加え完成されたものである。すなわち、本発明
は、端部どうしが互いに当接もしくは近接するように配
置された複数の鋼管を、該端部に沿って消耗電極式ガス
シールドアーク溶接により多層盛り溶接する鋼管の溶接
方法において、前記端部どうしが形成する開先形状を、
内周側の開先を外周側に開いた開先角度が０〜20度のＩ
形またはＶ形開先とし、外周側の開先を外周側に開いた
開先角度が30度以上となる範囲を１〜４mm設けた２段開
先とし、積層パスにおけるシールドガスを酸素供給ガス
100 ％、仕上げパスにおけるシールドガスを（酸素供給
ガス＋30〜90vol.％Ar）の混合ガスとして、消耗電極式
ガスシールドアーク溶接により多層盛り溶接を行うこと
を特徴とする鋼管の溶接方法である。The present invention has been completed based on the above findings and further studies. That is, the present invention provides a method for welding steel pipes in which a plurality of steel pipes arranged so that their ends are in contact with or close to each other are multi-pass welded by consumable electrode type gas shield arc welding along the ends. The groove shape formed by the ends,
The groove angle at which the groove on the inner circumference is opened to the outer circumference is 0 to 20 degrees.
And a V-shaped groove, wherein the outer groove is a two-step groove having a range of 1 to 4 mm where the angle of the groove opened to the outer side is 30 degrees or more, and the shielding gas in the lamination pass is an oxygen supply gas.
This is a method for welding steel pipes, wherein a multi-pass welding is performed by consumable electrode type gas shielded arc welding using a 100%, shield gas in a finishing pass as a mixed gas of (oxygen supply gas +30 to 90 vol.% Ar).
【００１３】また、本発明では、前記外周側の１〜４mm
の範囲の開先を、開先肩部にＲ＝１〜４mmのＲ加工を施
した開先形状とすることが好ましい。In the present invention, the outer peripheral side may have a thickness of 1 to 4 mm.
The groove in the range is preferably a groove shape in which the groove shoulder is subjected to R processing of R = 1 to 4 mm.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明では、端部どうしが互いに
当接もしくは近接するように配置された複数の鋼管を、
消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置を用いて溶
接する。自動溶接装置の溶接ヘッドは、鋼管の端部に沿
って円周方向に回転走行させて円周溶接する。溶接ヘッ
ドの走行方法は、一周回転法、上進振り分け法、下進振
り分け法いずれでもよいが、ビード形式の観点から下進
振り分け法が好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a plurality of steel pipes arranged so that their ends are in contact with or close to each other,
Welding is performed using a consumable electrode type gas shielded arc automatic welding device. The welding head of the automatic welding device is rotated circumferentially along the end of the steel pipe to perform circumferential welding. The traveling method of the welding head may be any of the one-round rotation method, the upward distribution method, and the downward distribution method, but the downward distribution method is preferable from the viewpoint of the bead type.
【００１５】本発明では、鋼管の端部どうしが形成する
開先形状を、図１（ａ）に示すような２段開先とする。
一段目の、内周側の底部開先は、積層パスのための開先
であり、開先角度が０度のＩ形開先または外周側に開い
た開先角度が20度以下のＶ形開先とする。積層パスをこ
のような狭開先とすることにより、必要溶着量を低減で
き、溶接時間を短縮でき溶接能率を向上できる。開先角
度が20度を超えると、開先壁面による溶融金属の保持効
果が低減し、溶融金属の垂れが発生しやすくなる。な
お、溶接時の熱変形による開先角度の縮小を考慮する
と、底部開先の開先角度は、５度以上とするのが好まし
い。より好ましくは、開先内のアーク観察によるオペレ
ーション性の観点から５〜15度である。なお、初層溶接
金属を保持するための裏当て材として、開先の内周側
に、銅製バッキングを配設して溶接するのが好ましい。
また、ギャップを少なくし、開先縮みを防止するととも
に、必要とする溶着量が削減する目的で、底部開先の初
層パス相当部分のみを、図１（ｂ）に示すように、Ｕ形
の形状としてもよい。この場合、前記したＶ形開先の角
度は、Ｕ形の形状部分ではなく板厚中央付近の角度一定
部分で測定するものとする。In the present invention, the groove formed by the ends of the steel pipe is a two-step groove as shown in FIG.
The first groove on the inner peripheral side is a groove for a lamination pass, and is an I-shaped groove with a groove angle of 0 degrees or a V-shaped groove with an opening angle of 20 degrees or less on the outer periphery. Become a groove. By making the lamination path such a narrow groove, the required welding amount can be reduced, the welding time can be shortened, and the welding efficiency can be improved. If the groove angle exceeds 20 degrees, the effect of holding the molten metal by the groove wall surface is reduced, and the molten metal is likely to sag. In consideration of reduction of the groove angle due to thermal deformation during welding, the groove angle of the bottom groove is preferably set to 5 degrees or more. More preferably, it is 5 to 15 degrees from the viewpoint of operability by observing the arc in the groove. As a backing material for holding the first-layer weld metal, it is preferable to arrange and weld a copper backing on the inner peripheral side of the groove.
In addition, for the purpose of reducing the gap, preventing the groove from shrinking, and reducing the amount of welding required, only the portion corresponding to the first layer pass at the bottom groove, as shown in FIG. May be used. In this case, the angle of the V-shaped groove is measured not at the U-shaped portion but at a fixed angle portion near the center of the plate thickness.
【００１６】一方、二段目の、外周側の１〜４mmの範囲
の上部開先は、仕上げパスのための開先であり、外周側
に開いた開先角度が30度以上となる開先とする。上部開
先の開先角度が30度未満では、仕上げパスでの溶け込み
が不足し、融合不良等の内部欠陥が発生し内部品質が劣
化する。また、上部開先を、外周側から４mmを超える範
囲とすると、開先断面積が増加して溶接時間の増大を招
き溶接効率を低下させる。一方、上部開先を、外周側か
ら１mm未満の範囲とすると、溶け込みの十分な確保が困
難となり、融合不良等の内部欠陥が発生し内部品質が劣
化する。On the other hand, an upper groove in the range of 1 to 4 mm on the outer peripheral side of the second step is a groove for a finishing pass, and a groove having an outer peripheral opening groove angle of 30 degrees or more. And If the groove angle of the upper groove is less than 30 degrees, the penetration in the finishing pass is insufficient, and internal defects such as poor fusion occur to deteriorate the internal quality. Further, if the upper groove is set to a range exceeding 4 mm from the outer peripheral side, the groove cross-sectional area increases, so that welding time is increased and welding efficiency is reduced. On the other hand, when the upper groove is less than 1 mm from the outer peripheral side, it is difficult to ensure sufficient penetration, and internal defects such as poor fusion occur, thereby deteriorating the internal quality.
【００１７】また、上部開先は、図１（ｃ）に示すよう
に、上記した外周側に開いた開先角度が30度以上となる
開先の肩部に、半径Ｒ：１〜４mmのＲ加工を施した開先
としてもよい。本発明で使用する消耗電極式ガスシール
ドアーク溶接では、シールドガスとして、積層パスでは
100％ 酸素供給ガスを、仕上げパスでは（酸素供給ガ
ス＋30〜90vol.％Ar）の混合ガスを用いる。As shown in FIG. 1 (c), the upper groove has a radius R: 1 to 4 mm at the shoulder of the groove having a groove angle of 30 degrees or more. It may be a groove with R processing. In the consumable electrode type gas shielded arc welding used in the present invention, as a shielding gas, in a lamination pass
A mixed gas of 100% oxygen supply gas and (oxygen supply gas + 30 to 90 vol.% Ar) is used in the finishing pass.
【００１８】積層パスにおけるシールドガスとして、 1
00％酸素供給ガスを用いることにより、アークが緊縮し
溶け込みが深くなり、開先形状を狭開先としても開先壁
面を安定して溶かすことが容易となり融合不良の発生が
防止できる。また、シールドガスとして 100％酸素供給
ガスを使用すると、酸素供給ガスは溶融金属中で脱酸さ
れるため、気孔として溶接金属中に残留しにくくなるこ
と、さらには溶融金属の攪拌性の高いアーク現象が得ら
れ、狭開先でも気孔が残留しにくくなり、ブローホール
の発生が防止できる。[0018] As the shielding gas in the lamination pass, 1
By using the 00% oxygen supply gas, the arc is contracted and the penetration deepens, and even if the groove shape is narrow, it is easy to stably melt the groove wall surface and the occurrence of poor fusion can be prevented. Also, if a 100% oxygen supply gas is used as a shielding gas, the oxygen supply gas is deoxidized in the molten metal, so that it is difficult for the oxygen supply gas to remain as pores in the weld metal, and an arc having a high agitation property for the molten metal. Phenomenon is obtained, pores hardly remain even in narrow gaps, and generation of blow holes can be prevented.
【００１９】一方、仕上げパスにおけるシールドガスと
して、（酸素供給ガス＋30〜90vol.％Ar）の混合ガスを
用いることにより、良好なビード外観を得ることができ
る。仕上げパスにおけるシールドガスとして 100％酸素
供給ガスを用いると、溶融金属の粘性が低く、ビードの
垂れが発生し、良好なビード外観が得ることが困難とな
る。On the other hand, by using a mixed gas of (oxygen supply gas + 30 to 90 vol.% Ar) as a shielding gas in the finishing pass, a good bead appearance can be obtained. If a 100% oxygen supply gas is used as a shielding gas in the finishing pass, the viscosity of the molten metal is low, and the bead sags, making it difficult to obtain a good bead appearance.
【００２０】本発明では、開先形状を上記したように仕
上げパスに相当する上部範囲を30度以上の開先角度を有
する開先とすることにより、仕上げ層においては溶融金
属が急峻な開先壁面に挟まれないため、シールドガスに
不活性ガスを混入しても開先壁面からの急冷によるシー
ルドガスのトラップに起因するブローホールは発生しに
くくなる。シールドガスを、Ar＋酸素供給ガスの混合ガ
スとすることにより、溶接金属中への混入酸素量を低減
でき、かつ溶融金属の粘性を高くして、ブローホールの
発生が少なくかつ良好なビード形状とすることができ
る。Arガスに酸素供給ガスを混合することにより、アー
クの集中性が低下し溶け込みが浅くなるが、仕上げパス
に相当する上部の開先形状を上記したような開先とする
ことにより、良好なビード外観とすることができるとと
もに、十分な溶け込みを得ることもできるようになる。In the present invention, as described above, the upper range corresponding to the finishing pass is formed as a groove having a groove angle of 30 ° or more, so that the molten metal in the finished layer has a sharp groove. Since it is not sandwiched between the wall surfaces, even if an inert gas is mixed into the shield gas, blow holes due to trapping of the shield gas due to rapid cooling from the groove wall surface are less likely to occur. By using a mixed gas of Ar + oxygen supply gas as the shielding gas, the amount of oxygen mixed into the weld metal can be reduced, and the viscosity of the molten metal is increased to reduce the occurrence of blowholes and improve the bead shape. can do. By mixing the oxygen supply gas with the Ar gas, the concentration of the arc decreases and the penetration becomes shallower, but by forming the groove at the top corresponding to the finishing pass as described above, a good bead The appearance can be obtained, and sufficient penetration can be obtained.
【００２１】また、シールドガスを、Ar＋酸素供給ガス
の混合ガスとすることにより、酸素供給ガスにくらべ微
細な溶滴移行現象が得られるため、低電流域におけるア
ーク安定性に優れる。したがって、仕上げパスにおける
シールドガスを、Ar＋酸素供給ガスの混合ガスとし、さ
らに溶接電流を低電流域とすることにより、ビード垂れ
のより少ない、良好なビード外観を得ることが容易とな
る。Further, by using a mixed gas of an Ar + oxygen supply gas as the shield gas, a fine droplet transfer phenomenon can be obtained as compared with the oxygen supply gas, so that the arc stability in a low current region is excellent. Therefore, by setting the shielding gas in the finishing pass to a mixed gas of Ar + oxygen supply gas and setting the welding current to a low current range, it is easy to obtain a good bead appearance with less bead dripping.
【００２２】仕上げパス溶接に用いる、Ar＋酸素供給ガ
スの混合ガスにおけるArの混合量は、Ar：30〜90vol.％
とする。Arの混合量が30vol.％未満では、溶融金属の粘
性が低すぎ、ビード垂れが発生し、一方、90vol.％を超
えると、融合不良が発生しやすくなる。なお、酸素供給
ガスはコスト的に廉価であるCO2 ガスが好ましいが、CO
2 の一部または全部をO2ガスで置換しても構わない。The mixing amount of Ar in the mixed gas of Ar + oxygen supply gas used for the finish pass welding is as follows: Ar: 30 to 90 vol.
And If the mixing amount of Ar is less than 30 vol.%, The viscosity of the molten metal is too low, causing bead dripping, while if exceeding 90 vol.%, Poor fusion is likely to occur. The oxygen supply gas is preferably CO 2 gas which is inexpensive in terms of cost.
2 some or all may be replaced with O 2 gas.
【００２３】また、本発明では、消耗電極式ガスシール
ドアーク溶接での溶接電流値を、積層パスでは 200〜 4
00Ａ、仕上げパスでは 100〜 250Ａとすることが好まし
い。積層パスにおける溶接電流値が200 Ａ未満では、溶
着速度が遅く溶接効率が低下し、一方、400 Ａを超える
と、アークが不安定となり、スパッタが増加する。ま
た、仕上げパスにおける溶接電流値が100 Ａ未満では、
アークの安定性と溶け込みが低下し、一方、250 Ａを超
えると、ビード垂れによる外観不良が生じる。In the present invention, the welding current value in the consumable electrode type gas shielded arc welding is set to 200 to 4 in the lamination pass.
It is preferable to be 100 A to 250 A in the finishing pass. If the welding current value in the lamination pass is less than 200 A, the welding speed is slow and the welding efficiency is reduced, while if it exceeds 400 A, the arc becomes unstable and spatter increases. If the welding current value in the finishing pass is less than 100 A,
The stability and penetration of the arc are reduced. On the other hand, if it exceeds 250 A, poor appearance due to bead dripping occurs.
【００２４】トーチに供給される溶接用金属ワイヤは、
直径 0.9〜1.2mm φのワイヤとするのが好ましい。溶接
用金属ワイヤの直径が 0.9mm未満では、溶接効率が低
く、一方、 1.2mmを超えると、電流密度の低下により全
姿勢でのアークの安定性が確保できない。本発明では、
開先形状を狭開先としたため、溶融金属の垂れが生じに
くくなり、全姿勢で高い溶着速度を使用することができ
る。溶着速度の増加に伴い供給する溶接金属ワイヤも太
径のワイヤを使用できる。The welding metal wire supplied to the torch is
It is preferable to use a wire having a diameter of 0.9 to 1.2 mm φ. If the diameter of the welding metal wire is less than 0.9 mm, the welding efficiency is low. On the other hand, if it exceeds 1.2 mm, the stability of the arc in all positions cannot be ensured due to the decrease in current density. In the present invention,
Since the groove shape is a narrow groove, dripping of the molten metal is less likely to occur, and a high welding speed can be used in all postures. A large-diameter wire can also be used as the welding metal wire supplied with an increase in the welding speed.
【００２５】[0025]
【実施例】Ｃ：0.07mass％、Si：0.28mass％、Mn：1.56
mass％、Ｐ：0.012mass ％、Ｓ：0.003mass ％を含むAP
I 5L X 65 級の複数の鋼管（寸法：φ600mm ×15mmt ）
を端部どうしが近接するように配置した。そして、鋼管
の端部どうしを消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接
装置により多層盛り溶接を行った。[Example] C: 0.07 mass%, Si: 0.28 mass%, Mn: 1.56
AP containing mass%, P: 0.012mass%, S: 0.003mass%
I 5L x 65 class steel pipes (dimensions: φ600mm x 15mmt)
Were arranged such that the ends were close to each other. Then, multi-layer welding was performed on the ends of the steel pipes using a consumable electrode type gas shielded arc automatic welding apparatus.
【００２６】開先形状は、図１（ａ）に示す２段開先と
した。第１段の、積層パスに対応する内周側の底部開先
を、外周側に開いた開先角度ａ（°）を有するＶ形開先
とし、第２段の、仕上げパスに対応する外周側からｃ
（mm）の範囲の上部開先を、外周側に開いた開先角度ｂ
（°）を有し、ルートギャップｄ（mm）のＶ形開先とし
た。各開先形状を表１に示す。なお、ルートギャップｄ
は 3.5±1.5mm に設定し、初層溶接金属を保持するため
の裏当て材として、銅製バッキングを用いた。The groove shape was a two-step groove shown in FIG. The first-stage bottom groove on the inner peripheral side corresponding to the lamination pass is a V-shaped groove having a groove angle a (°) opened to the outer peripheral side, and the outer periphery corresponding to the second-stage finish pass. C from the side
A groove angle b at which the upper groove in the range of (mm) is opened to the outer peripheral side.
(°) and a V-shaped groove with a root gap d (mm). Table 1 shows each groove shape. Note that the root gap d
Was set to 3.5 ± 1.5 mm, and a copper backing was used as a backing material to hold the first layer weld metal.
【００２７】積層法は、下進振り分け５層溶接とした。
第１〜第４層の積層パス、および第５層の仕上げパスで
使用したシールドガスの組成を表３に示す。使用した溶
接用金属ワイヤは、JIS Z 3312 YGW11規格の線径φ1.0m
m のソリッドワイヤである。溶接条件は表２に示す条件
とした。The laminating method was a downward distribution five-layer welding.
Table 3 shows the composition of the shielding gas used in the lamination pass of the first to fourth layers and the finishing pass of the fifth layer. The welding metal wire used is JIS Z 3312 YGW11 standard wire diameter φ1.0m
m solid wire. The welding conditions were as shown in Table 2.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】[0029]
【表２】 [Table 2]
【００３０】[0030]
【表３】 [Table 3]
【００３１】上記した条件で円周溶接を行った鋼管の溶
接継手部から試験片を採取して、継手性能試験を実施し
た。継手性能試験としては、JIS Z 3121に準拠した引張
試験、JIS Z 3122に準拠した曲げ試験、JIS Z 2242に準
拠した衝撃試験、およびJISZ 3104に準拠したＸ線透過
試験および目視検査を実施し、継手部の機械的性質、内
部品質、表面外観を評価した。衝撃試験は、溶接継手部
の管外面側から試験片を採取、ノッチを溶接金属中央部
とした。なお、溶接時のアーク時間についても併記し
た。溶接時のアーク時間は、比較例No.A7 を１とし、そ
れに対する比で表示している。これらの結果を表３に示
す。A test piece was taken from a welded joint portion of a steel pipe subjected to circumferential welding under the above conditions, and a joint performance test was performed. As a joint performance test, a tensile test according to JIS Z 3121, a bending test according to JIS Z 3122, an impact test according to JIS Z 2242, and an X-ray transmission test and visual inspection according to JIS Z 3104 were performed, The mechanical properties, internal quality, and surface appearance of the joint were evaluated. In the impact test, a test piece was sampled from the outer surface of the pipe of the welded joint, and the notch was used as the center of the weld metal. The arc time during welding is also shown. The arc time at the time of welding is shown as a ratio with respect to Comparative Example No. A7 as 1. Table 3 shows the results.
【００３２】[0032]
【表４】 [Table 4]
【００３３】本発明例は、いずれも融合不良やブローホ
ールの発生のない優れた内部品質の溶接継手部を有する
鋼管となっている。これに対し、本発明の範囲を外れる
条件で溶接された比較例は、融合不良やブローホール等
が発生した溶接継手部となっている。また、本発明例で
は、溶接時のアーク時間も従来にくらべ短縮されてお
り、溶接効率が顕著に向上している。Each of the examples of the present invention is a steel pipe having a welded joint portion of excellent internal quality without poor fusion or occurrence of blow holes. On the other hand, the comparative example welded under the conditions outside the range of the present invention is a welded joint portion in which poor fusion, blow holes and the like have occurred. Further, in the example of the present invention, the arc time at the time of welding is shorter than before, and the welding efficiency is remarkably improved.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、機械的性質、内部品質
に優れた溶接継手部を有する鋼管の溶接が短時間で可能
となり、配管敷設工事の施工効率が高くなるという産業
上格段の効果を奏する。According to the present invention, a steel pipe having a welded joint having excellent mechanical properties and internal quality can be welded in a short period of time, and the construction efficiency of pipe laying work is significantly improved. To play.
【図１】本発明の実施に好適に使用できる開先形状の例
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a groove shape that can be suitably used for implementing the present invention.
【図２】従来の開先形状を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional groove shape.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 103:04 Ｂ２３Ｋ 103:04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) B23K 103: 04 B23K 103: 04
Claims (2)
るように配置された複数の鋼管を、該端部に沿って消耗
電極式ガスシールドアーク溶接により多層盛り溶接する
鋼管の溶接方法において、前記端部どうしが形成する開
先形状を、内周側の開先を外周側に開いた開先角度が０
〜20度のＩ形またはＶ形開先とし、外周側の開先を外周
側に開いた開先角度が30度以上となる範囲を１〜４mm設
けた開先とする２段開先とし、積層パスにおけるシール
ドガスを酸素供給ガス 100％、仕上げパスにおけるシー
ルドガスを酸素供給ガス＋30〜90vol.％Ar混合ガスとし
た、消耗電極式ガスシールドアーク溶接により多層盛り
溶接を行うことを特徴とする鋼管の溶接方法。1. A method for welding a plurality of steel pipes arranged so that their ends are in contact with or close to each other by multi-layer welding along a consumable electrode type gas shielded arc welding along the ends, said method comprising: The groove shape formed by the ends is such that the groove angle when the groove on the inner peripheral side is opened to the outer peripheral side is 0.
I- or V-shaped groove of up to 20 degrees, the groove on the outer peripheral side is a groove provided with 1 to 4 mm in the range where the groove angle opened to the outer side is 30 degrees or more. The multi-pass welding is performed by consumable electrode type gas shielded arc welding, in which the shielding gas in the above is 100% oxygen supply gas and the shielding gas in the finishing pass is a mixed gas of oxygen supply gas and 30 ~ 90vol.% Ar mixed gas. Welding method.
開先肩部にＲ＝１〜４mmのＲ加工を施した開先形状とす
ることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の溶接方法。2. A groove in a range of 1 to 4 mm on the outer peripheral side,
The method for welding a steel pipe according to claim 1, wherein the groove shoulder is formed into a groove shape in which R processing is performed with R = 1 to 4 mm.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008023565A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Joined structure of structural steel |
| JP2009131862A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Joint for hybrid welding |
| JP2012051030A (en) * | 2011-09-21 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | Narrow groove butt welding method for thick steel sheet |
| JP2013233592A (en) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | Narrow bevel welding method of steel |
| JP2014202212A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ | Method for welding rotors for power generating unit |
| CN105750709A (en) * | 2016-05-17 | 2016-07-13 | 山东电力建设第工程公司 | SA-213TP347HFG steel small diameter tube welding method |
| CN105855744A (en) * | 2015-05-29 | 2016-08-17 | 咸宁职业技术学院 | Welding groove and welding method of narrow slit of crane track |
| JP2016155059A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社上村工業 | Cylindrical chemical filter case |
| CN111168288A (en) * | 2020-01-02 | 2020-05-19 | 中船重工鹏力（南京）智能装备***有限公司 | Double-ring welding seam laser visual tracking system and tracking method |
| CN112025045A (en) * | 2020-08-31 | 2020-12-04 | 中车大同电力机车有限公司 | Butt weld seam single-side welding double-side forming manufacturing process |
| CN113523506A (en) * | 2021-09-15 | 2021-10-22 | 中国电建集团核电工程有限公司 | Novel martensite heat-resistant steel G115 pipeline welding method |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000198484A patent/JP2002011575A/en active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008023565A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Joined structure of structural steel |
| JP2009131862A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Joint for hybrid welding |
| JP2012051030A (en) * | 2011-09-21 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | Narrow groove butt welding method for thick steel sheet |
| JP2013233592A (en) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | Narrow bevel welding method of steel |
| JP2014202212A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ | Method for welding rotors for power generating unit |
| JP2016155059A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社上村工業 | Cylindrical chemical filter case |
| CN105855744A (en) * | 2015-05-29 | 2016-08-17 | 咸宁职业技术学院 | Welding groove and welding method of narrow slit of crane track |
| CN105750709A (en) * | 2016-05-17 | 2016-07-13 | 山东电力建设第工程公司 | SA-213TP347HFG steel small diameter tube welding method |
| CN111168288A (en) * | 2020-01-02 | 2020-05-19 | 中船重工鹏力（南京）智能装备***有限公司 | Double-ring welding seam laser visual tracking system and tracking method |
| CN111168288B (en) * | 2020-01-02 | 2022-01-04 | 中船重工鹏力（南京）智能装备***有限公司 | Double-ring welding seam laser visual tracking system and tracking method |
| CN112025045A (en) * | 2020-08-31 | 2020-12-04 | 中车大同电力机车有限公司 | Butt weld seam single-side welding double-side forming manufacturing process |
| CN113523506A (en) * | 2021-09-15 | 2021-10-22 | 中国电建集团核电工程有限公司 | Novel martensite heat-resistant steel G115 pipeline welding method |
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