JPH0471782A

JPH0471782A - 高速サブマージドアーク溶接法

Info

Publication number: JPH0471782A
Application number: JP17964990A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Kitamura; 北村　征義; Shigeo Fujimori; 藤森　成夫; Koichi Shinada; 功一品田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-03-06
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0698496B2

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］本発明はサブマージドアーク溶接方法にかかわり、特に
スパイラル溶接などの突き合わせ溶接において、高速溶
接のもとでも溶接欠陥のない良好なビートを得る方法を
提供するものである。

［従来の技術］近年、鋼板の突き合わせ溶接において電子ビーム溶接な
と高密度エネルギーを利用した高能率溶接法や、電縫管
溶接（以後、ＥＲＷと略称）の厚板溶接への試みなど、
溶接生産性向上が図られつつある。しかしながら、これ
らの溶接法で高速溶接を行うとビートの表裏面が不安定
になり易く、従来のサブマージドアーク溶接法に比べ品
質が劣化する。この裏面部欠陥を解消するには、ＥＲＷ
の後てこの表裏面を高速化粧盛りすればよいか、これに
は３ｍ／ｍｉｎ以上の高速溶接で良好なビード形成を有
する溶接法か要求される。これに対し、通常の２．４ｍ
ｍ径以上のワイヤを使用した多電極サブマージドアーク
溶接法でかかる高速溶接を行った場合には、溶融プール
を後方に押しやるアーク力が強く、アンタカットか多発
し、良好なビートを得るには至らない。そこで、高速溶
接で良好なビート形成が得られる溶接法として、例えば
、特開昭５ＥＩ−１２５３７３号公報のような２ｆｆ１
ｍ径以下の細径ワイヤを複数本溶接線方向に並べてアー
ク力を分散し、溶融プール後退を抑制した高速潜弧溶接
法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、溶接速度が３ｍ／ｍｉｎ以上では上記高
速潜弧溶接法でも、ビード幅が１０ｍｍ前後と狭くなり
、ＥＲＷ余盛りの形成状況と溶接法いずれによっては、
時折、ＥＲＷ余盛り、開先残りなとの化粧盛り残しを発
生することがあり、常に安定した品質を維持することは
困難であった。これは高速溶接になるほど母材、または
ワイヤ側のアーク点が溶接後方に速く移行するため、ア
ークは後方に引かれてビード幅方向に慟〈成分か少なく
なるうえ、ワイヤ径が細いためアーク点弧サイズも小さ
いことがビート幅を狭くする原因と考えられる。

［課題を解決するための手段］本発明は細径ワイヤを複数本溶接線方向に並へた３電極
サブマージドアーク溶接において、高速溶接での耐アン
タ゛カット性を損なうことなく、と−ド幅を広げて溶接
残りなどの化粧盛り不良発生のない方法について、種々
検討を重ねた結果得られたもので、その要旨とするとこ
ろは、それぞれの電極に対し、２本の細径ワイヤを同一
チップより給電して溶接する３電極サブマージドアーク
溶接において、第１電極は溶接中心線から２〜６ｍｍ離
し、第２電極は溶接中心線から第１電極とは逆方向に２
〜６ｍｍ離し、第３電極は溶接線中心付近に配置し、か
つ、第１電極と第２電極、第２電極と第３電極の溶接線
方向の間隔を５〜２５ｍｍに保って溶接することを特徴
とする高速サブマージドアーク溶接法にある。

［作用］以下、本発明を添付図を参照しながら詳述する。第１図
は本発明の高速サブマージドアーク溶接法の溶接部を溶
接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の側面模
式図である。第１図において、１，２．３はそれぞれ第
１．第２．第３電極給電チツプ、４，５．６はツインワ
イヤ、７はアーク、８は被溶接物、１０はフラックス、
θは溶接線と直角方向の電極の傾き、Ｘは溶接線と直角
方向への溶接線からの距離、Ｈは溶接線である。

また、第２図において、９は溶接金属、Ａ、Ｂは溶接線
方向への各電極間距離である。なお、両図とも本発明の
高速サブマージドアーク溶接に先たって行われたＥＲＷ
なとは省略しである。

従来法ては、各電極が溶接線上に一列に並んて溶接され
ているため、高速溶接でアークか後方に引かれるに従い
、ビード幅方向のアーク径が狭くなって広いビード幅を
確保することが困難であったが、本発明では第１図に示
す溶接線Ｈからの距離Ｘを、第１電極ワイヤは２〜６ｍ
ｍ、第２電極ワイヤ５は第１電極とは逆方向に２〜６ｍ
ｍ離し、かつ、第３電極ワイヤ６は溶接線付近に配置す
ることによってビード幅を広げることを可能としたもの
である。すなわち、第１電極アーつてまず、片側のビー
ド止端を形成し、つきに第２電極アークで逆側のビード
止端を確保し、最後に第３電極アークでビード中央部の
溶は込みを得るとともに全体のビートを整えるものであ
る。かかる構成にすることによって高速溶接を行っても
アンダカットがなく、かつ、幅の広いビードとなり、Ｅ
ＲＷ溶接残りのない安定した溶接部か得られる。

ここで、第１，２電極ワイヤ４，５の配置距離Ｘを溶接
線から２〜６ｍｍと限定したのは２ｍｍ未満では幅出し
効果が小さく、本発明の効果がないためであり、一方、
６ｍｍを超えると間隔が広過ぎて各電極で形成した溶融
プールか一体にならなくなり、それぞれの溶融プールが
急冷凝固しビート形状が悪化する危険かあるので好まし
くない。そして、第３電極を溶接線付近に配置するのは
、第１、第２電極アークでは溶接線付近の溶融作用か少
ないのて、この部分の溶は込みを確保するとともに、第
１．第２電極アークで形成した溶融プールに熱を与え、
全体のビート形状の安定化を図るためである。

また、第１図において、溶接線と直角方向の第１．２電
極の傾きθは０°である必要はなく、送給モータ、電源
ケーブルとの取り合いによっては数十環まで傾けてもな
んら差し支えない。ただ、この角度が４５゛を超えるよ
うになるとアーク点弧位置が溶接線に近づき、アーク幅
を狭めるため避けた方がよい。

一方、第２図における第１−２電極、第２−３電極間の
間隔Ａ、Ｂは広過ぎると各電極でのアーク熱が単独作用
となり、溶融プールが急冷され、止端部付近のわずかな
溶融プール変動でもアップカットになり易い。また、極
間が５ｍｍ未満になると各電極アークが吸引、または反
発し合って電極同志でアークが点弧し易くなって、被溶
接物の溶は込みか減少するため好ましくなく、Ａ、Ｂの
電極間隔は５〜２５ｍｍが適正域である。

なお、各電極配置法として、第１または、第２電極を溶
接線中央に設置することも考えられるが、この場合には
ビード形成を行う最終第３電極アークが溶接線より外れ
、ビート幅に対し熱、及び溶融ブール攪伴作用の偏りが
生しるため、第３電極アークから離れたビート止端側に
アップカットが発生し易く、良好なビード形状確保は困
難である。

［実施例コ板厚１２ａ＋ｍの軟鋼板をＥＲＷて溶接した後に、溶接
速度５ｍ／ｍｉｎでＥＲＷ余盛り部を３電極サブマージ
ドアーク溶接を行い、そのビード形状を評価した。ワイ
ヤは２９６Ｍｎ径で１．２〜３．２　ｔｎｔｎ径、フラ
ックスは５１０２−Ｍｎ０径の溶融型を使用した。なお
、ＥＲＷは溶接人力２７０ＫＶＡで溶接速度は３電極サ
ブマージドアーク溶接と同じ５ｍ／ｗｉｎである。

第１表に実施した溶接条件、及び測定したと一ド形状結
果を示す。ここで、ワイヤ本数の１はシングルワイヤを
示し、２は同一給電チップを使用したツインワイヤを示
し、電極配置順のＸは溶接前方からみて溶接線に対し右
側に配置したとき士、左側に配置したときは一符号を付
している。

また、電極間隔欄のＡ、Ｂはそれぞれ第１−２、第２−
３電極間隔を示している。溶接後、ビード幅とその偏差
、溶は込み、アップカット発生率、及びＥＲＷ溶接残し
の有無を測定した。ビート幅は溶接長さ１．ａ＋につい
て１０点計測しその平均値、及び偏差値で表示し、アッ
プカット発生率は検査長さに対するアップカット総長さ
の比で表示した。

また、ＥＲＷ溶接残りなしはＯ１溶接長の５０％未満発
生を△、５０％以上発生をＸで表示した。

第１表において、本発明電極配置、間隔か下限値である
試験Ｎｏ、旧でもビート幅は１３ｍｍあり、ＥＲＷ溶接
残り発生もなく良好であった。また、電極配置が上限値
である試験Ｎｏ、Ｈ：ｌではわずかにアップカットが発
生したか、これらは小さく、浅いもので手入れ不要で問
題にならず、幅は十分確保され、ＥＲＷ溶接残りも発生
していない。試験Ｎｏ、旧は第３電極が溶接線より１ｍ
ｍずわている場合であるが、全く問題ないビードが得ら
れている。さらに試験Ｎｏ、Ｈ５は１．２ｍｍ径のツイ
ンワイヤを用い、かつ、第１．２電極配置が左右同一で
はないケースであるが、これも良好なビード品質か得ら
れている。

方、比較例である試験Ｎｏ、Ｈ６は従来の大径シンクル
ワイヤを用いて溶接したものであるが、第２．３電極電
圧をアップしているにもかかわらず、幅は狭く、かつ、
溶接全線にわた）て深いアップカットが発生した。また
、試験Ｎｏ、Ｈ７の電極配置距離Ｘが本発明より小さく
、はぼ直線状になったものではアップカットは発生しな
かったものの、ビート幅が狭く、一部ＥＲＷ溶接残りが
発生した。逆に、電極配置か広過ぎる試験Ｎｏ、Ｈ８、
及び電極間隔か広過きる試験Ｎｏ、Ｈ９ではＥＲＷ溶接
残りは認められなかったかアンタ゛カットが発生した。

また、全ワイヤ１．２ｍｍ径を用い、本発明より狭い電
極間隔で溶接した試験Ｎｏ、Ｈｌｏではヒート幅か狭く
、ＥＲＷ溶接残りが発生していた。

［発明の効果］本発明によれば、ツインワイヤを用いる高速サブマージ
ドアーク溶接において、耐アンタカット性を損なうこと
なくヒート幅を広げることがてきるため、ＥＲＷ表面部
の高速化粧盛り溶接が可能となり、大幅な生産性向上が
実現でき、省力化、集約化など産業上に及ぼす効果は著
しく大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高速サブマージドアーク溶接法の溶接
部を溶接前方からみた正面模式図、第２図は同溶接法の
側面模式図である。１．２．３はそれぞれ第１．第２．第３電極給電チツプ
、４．５．６はツインワイヤ、７はアーク、８は被溶接
物、９は溶接金属、ｌＯはフラックス、θは溶接線と直
角方向の電極の傾き、Ｘは溶接線と直角方向への溶接線
からの距離、Ａ、Ｂは溶接線方向への各電極間距離、Ｈ
は溶接線。

Claims

【特許請求の範囲】

１、それぞれの電極に対し、２本の細径ワイヤを同一チ
ップより給電して溶接する３電極サブマージドアーク溶
接において、第１電極は溶接中心線から２〜６ｍｍ離し
、第２電極は溶接中心線から第１電極とは逆方向に２〜
６ｍｍ離し、第３電極は溶接線中心付近に配置し、かつ
、第１電極と第２電極、第２電極と第３電極の溶接線方
向の間隔を５〜２５ｍｍに保って溶接することを特徴と
する高速サブマージドアーク溶接法。