JP2008290115A - 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平板2と縦板1の突合せ部にレ開先(くさび状空隙)を有する略T字型の隅肉溶接継手を以下の条件で溶接し、裏波ビードを形成する。(1)溶接方法:正極性ガスメタルアーク溶接、(2)シールドガス:CO2比率が60%以上で残部がAr,He,H2,O2の2種または3種以上からなる混合ガス、あるいは、100%CO2ガス、(3)溶接ワイヤ:ソリッドワイヤ
【選択図】図1
Description
1.平板と縦板の突合せ部にレ開先(くさび状空隙)を有する略T字型の隅肉溶接継手において、開先として開先角度20°以上35°以下レ開先(くさび状空隙)を形成し、1電極1パス当たりの入熱量が5kJ/cm以上、10kJ/cm以下でソリッドワイヤを用いたガスメタルアーク溶接により裏波ビードを形成することを特徴とする隅肉溶接方法。
2.前記ガスメタルアーク溶接は、正極性とし、シールドガスとしてCO2比率が60%以上で残部がAr,He,H2,O2の2種または3種以上からなる混合ガス、あるいは、100%CO2ガスを用い、質量%でREM:0.015〜0.100%を含有するソリッドワイヤを用いることを特徴とする1記載の隅肉溶接方法。
3.平板を橋梁における鋼床版とし、縦板を前記鋼床版を補強するU字型リブ材の一端とする1または2に記載の隅肉溶接方法。
4.鋼床版および/またはU字型リブ材が耐疲労亀裂伝播鋼であることを特徴とする1乃至3のいずれか一つに記載の隅肉溶接方法。
5.1乃至4のいずれか一つに記載の隅肉溶接方法による隅肉溶接継手。
鋼床版に対しリブ材が直立する完全なT字型隅肉継手の場合、リブ材の片面側からの溶接で完全溶け込みとし、裏波ビードを形成することは困難なため、リブ材の下端部に開先加工を施し、平板表面との間でレ開先を形成する。
逆極性ガスメタルアーク溶接では、シールドガス中のCO2ガス比率が高くなるとアーク不安定となり溶接施工性が低下していたが、正極性ガスメタルアーク溶接法では、最も安価なCO2100%あるいは、60%以上の混合ガスにおいても安定かつ深溶け込みの溶接施工が可能である。混合ガスの残部はAr,He,H2,O2の2種または3種以上とする。尚、%は体積%とする。
溶接ワイヤはフラックス入りワイヤと比較して深溶け込みが得られるソリッドワイヤとする。鋼素線の表面にめっきを施し、あるいは潤滑剤を塗布したソリッドワイヤも支障なく使用できる。溶接ワイヤは高電流溶接とアークの集中が可能なように0.8mm径以上、1.6mm径以下とする。以下、溶接ワイヤの化学成分について説明する。説明において含有量%はmass%とする。
Ti,Zrは、いずれも強脱酸剤として作用し、さらに溶接金属の強度を増加する元素である。さらに溶融メタルの脱酸による粘性向上によって溶滴の挙動を安定化(すなわちハンピングビードを抑制)に加えて溶接ビード形状を平滑化する作用も有する。このような効果を有する故に高電流溶接においては有効な元素であり、Ti,Zrは、1種または2種以上添加する。
Oは、正極性のCO2ガスメタルアーク溶接において溶接ワイヤ先端に懸垂した溶滴に発生するアーク点を不安定にするとともに、溶滴の挙動を不安定にする働きがある。よって、溶接ワイヤの酸素量を高くすると高電流溶接におけるREMのアーク安定化効果を低下させ、鋼中のO量が0.0080%を超えると高電流溶接においてスパッタを多発させる。また、Oは、製鋼(溶鋼)においてREMと激しく反応してスラグを形成する性質を有する。
Caは、製鋼および鋳造時およびに伸線加工時に鋼素線に混入、付着する不純物である。しかし、CO2ガスメタルアーク溶接では、高電流溶接においてアークの安定性を阻害する作用を有する。Ca含有量が0.0008%を超えると、REM添加による安定化効果を阻害するので、0.0008%以下が好ましい。
Alは強脱酸剤として作用し、さらに溶接金属の強度を増加する元素である。さらに、溶融メタルの脱酸による粘性向上によって溶滴挙動を安定化させハンピングビードを抑制し、溶融プールを安定化し、隅肉溶接ビードにおけるアンダーカットの抑制に効果がある。
Cは、溶接金属の強度を確保するために重要な元素であり、さらに溶鋼の粘性を低下させて流動性を向上する効果がある。C含有量が0.20%を超えると、溶滴および溶融プールの挙動が不安定となるのみならず、溶接金属の靭性低下を招く。
従って、好適には、C含有量は0.20%以下で、さらに、好適には、0.01〜0.10%である。
Siは、脱酸作用を有し、溶接金属の脱酸のためには不可欠な元素である。Si含有量が0.05%未満では、溶融メタルの脱酸が不足し、溶接金属にブローホールが発生する。
Mnは、Siと同様に、脱酸作用を有し、溶融メタルの脱酸のためには不可欠な元素である。Mn含有量が0.25%未満では、溶融メタルの脱酸が不足し、溶接金属にブローホールが発生する。
Pは、鋼の融点を低下させるとともに電気抵抗率を向上させ、溶融効率を向上させる元素である。さらに正極性の炭酸ガスシールドアーク溶接において溶滴を微細化しアークを安定化させる作用も有する。
従って、Pは、好適には、0.050%以下、より好ましくは0.002%以上、0.030%以下である。
Sは、溶融金属の粘性を低下させ、ワイヤ先端に懸垂した溶滴の離脱を助け、正極性の炭酸ガスシールドアーク溶接においてアークを安定化する。
Cr,Ni,Mo,Cu,B,Mgは、いずれも溶接金属の強度を増加させ、かつ耐候性を向上させる元素である。これらの元素の含有量が微少である場合は、このような効果が得られない。
従って、Nb,Vを含有させる場合、好ましくは、それぞれNb:0.005〜0.5%,V:0.005〜0.5%である。
40万回の疲労試験において1mm以上の亀裂発生のないものを優(○)、貫通には至っていないが1mm以上の亀裂が発生したものを良(△)、板厚12mmの鋼床板あるいは溶接ビードに貫通亀裂の発生したものを不可(×)として評価した。
2 鋼床版
3 溶接金属
Claims (5)
- 平板と縦板の突合せ部にレ開先(くさび状空隙)を有する略T字型の隅肉溶接継手において、開先として開先角度20°以上35°以下レ開先(くさび状空隙)を形成し、1電極1パス当たりの入熱量が5kJ/cm以上、10kJ/cm以下でソリッドワイヤを用いたガスメタルアーク溶接により裏波ビードを形成することを特徴とする隅肉溶接方法。
- 前記ガスメタルアーク溶接は、正極性とし、シールドガスとしてCO2比率が60%以上で残部がAr,He,H2,O2の2種または3種以上からなる混合ガス、あるいは、100%CO2ガスを用い、質量%でREM:0.015〜0.100%を含有するソリッドワイヤを用いることを特徴とする請求項1記載の隅肉溶接方法。
- 平板を橋梁における鋼床版とし、縦板を前記鋼床版を補強するU字型リブ材の一端とする請求項1または2に記載の隅肉溶接方法。
- 鋼床版および/またはU字型リブ材が耐疲労亀裂伝播鋼であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の隅肉溶接方法。
- 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の隅肉溶接方法による隅肉溶接継手。
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