JPH08257752A - 厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法 - Google Patents
厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法Info
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- JPH08257752A JPH08257752A JP6112195A JP6112195A JPH08257752A JP H08257752 A JPH08257752 A JP H08257752A JP 6112195 A JP6112195 A JP 6112195A JP 6112195 A JP6112195 A JP 6112195A JP H08257752 A JPH08257752 A JP H08257752A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 板厚50mmを超える厚鋼板の大入熱２層２パ
ス溶接を可能にして溶接施工の高能率化を図る。 【構 成】 厚鋼板に２パスで完全溶込み片面３電極潜
弧溶接するに際し、その２層目溶接を、（１）Ｍ極とＴ
極の極間距離ｄMT（mm）；30〜 130、（２）Ｍ極電流／
Ｔ極電流 ；0.5 〜1.2 、（３）一方の開先端からＭ極
端部までの母材表面における最短距離ｂ（mm）；t/9 〜
t/3 、（４）他方の開先端からＴ極端部までの母材表面
における最短距離ｃ（mm）；t/8 〜t/2 、の条件を満足
させて溶接することを特徴とする厚鋼板の３電極２層潜
弧溶接方法である。ここで、ｔは母材表面における開先
幅（mm）を示している。
ス溶接を可能にして溶接施工の高能率化を図る。 【構 成】 厚鋼板に２パスで完全溶込み片面３電極潜
弧溶接するに際し、その２層目溶接を、（１）Ｍ極とＴ
極の極間距離ｄMT（mm）；30〜 130、（２）Ｍ極電流／
Ｔ極電流 ；0.5 〜1.2 、（３）一方の開先端からＭ極
端部までの母材表面における最短距離ｂ（mm）；t/9 〜
t/3 、（４）他方の開先端からＴ極端部までの母材表面
における最短距離ｃ（mm）；t/8 〜t/2 、の条件を満足
させて溶接することを特徴とする厚鋼板の３電極２層潜
弧溶接方法である。ここで、ｔは母材表面における開先
幅（mm）を示している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、板厚が50mmを超える厚
鋼板の３電極２層潜弧溶接方法であり、特に高層ビルに
使用されるボックス柱角継手部を効率よく溶接すること
が可能な潜弧溶接方法に関するものである。
鋼板の３電極２層潜弧溶接方法であり、特に高層ビルに
使用されるボックス柱角継手部を効率よく溶接すること
が可能な潜弧溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビルの高層化や柱なし大空間を生
み出すための大スパン化などにより板厚が50mmを超える
厚鋼板を用いたボックス柱の需要が増加しているが、か
かる厚鋼板を用いた鉄骨の生産では溶接施工の高能率化
が問題となっている。従来50キロ級鋼の溶接において、
３電極潜弧溶接法を用いる場合、60mmあるいは70mmの板
厚までは片面１パス溶接が適用され、高能率の溶接が行
われている。しかしながら、１パス溶接が適用できる板
厚には限度があって、３電極溶接を用いたとしても板厚
80mm程度が限界であり、電極ワイヤの送給性能や電源容
量が十分でなければ、その適用板厚はさらに減少する。
み出すための大スパン化などにより板厚が50mmを超える
厚鋼板を用いたボックス柱の需要が増加しているが、か
かる厚鋼板を用いた鉄骨の生産では溶接施工の高能率化
が問題となっている。従来50キロ級鋼の溶接において、
３電極潜弧溶接法を用いる場合、60mmあるいは70mmの板
厚までは片面１パス溶接が適用され、高能率の溶接が行
われている。しかしながら、１パス溶接が適用できる板
厚には限度があって、３電極溶接を用いたとしても板厚
80mm程度が限界であり、電極ワイヤの送給性能や電源容
量が十分でなければ、その適用板厚はさらに減少する。
【０００３】これ以上の板厚の溶接では、図４に示すよ
うに母材１、２の開先下方部を CO2多層溶接による下盛
り溶接部３を形成した後、その上に数パスの潜弧溶接に
よって溶着金属部４を施して仕上げるのが一般的な方法
であり、また、特開平2-179392号公報には、２電極によ
り５パス程度の潜弧溶接による多層盛りを行う方法も提
案されているが、いずれの場合も数多くの溶接パスを必
要としており、能率の面から必ずしも十分な溶接方法と
はなっていない。なお、符号５は裏当金を示す。
うに母材１、２の開先下方部を CO2多層溶接による下盛
り溶接部３を形成した後、その上に数パスの潜弧溶接に
よって溶着金属部４を施して仕上げるのが一般的な方法
であり、また、特開平2-179392号公報には、２電極によ
り５パス程度の潜弧溶接による多層盛りを行う方法も提
案されているが、いずれの場合も数多くの溶接パスを必
要としており、能率の面から必ずしも十分な溶接方法と
はなっていない。なお、符号５は裏当金を示す。
【０００４】さらに、近年高層ビルの鉄骨材料として60
キロ級鋼の適用が拡大しつつある。建築用60キロ級鋼
（590MPa級鋼）の溶接においては、建設省より「高性能
HT60鋼溶接施工指針」が示されており、これにはボック
ス柱角継手の溶接は溶接入熱400kJ/cm以下とすることが
明記されている。これに従えば、２電極や３電極の潜弧
溶接により１パス溶接が可能な板厚は50mm程度となり、
それ以上の板厚における溶接は必然的に多層溶接に頼ら
ざるを得ない。
キロ級鋼の適用が拡大しつつある。建築用60キロ級鋼
（590MPa級鋼）の溶接においては、建設省より「高性能
HT60鋼溶接施工指針」が示されており、これにはボック
ス柱角継手の溶接は溶接入熱400kJ/cm以下とすることが
明記されている。これに従えば、２電極や３電極の潜弧
溶接により１パス溶接が可能な板厚は50mm程度となり、
それ以上の板厚における溶接は必然的に多層溶接に頼ら
ざるを得ない。
【０００５】しかしながら、板厚50mmを超える厚鋼板を
数多くのパスを重ねる多層溶接を行うと生産能率が低下
して納期が長くなったり、人件費などのコストが増える
などの問題がある。高能率に生産するには、できるだけ
溶接入熱を大きくし、少ないパス数で溶接する必要があ
る。ところで、厚鋼板を多電極で、初層から大入熱溶接
を行う場合には、初層部に高温割れやスラグ剥離不良な
どの欠陥が発生しやすく、これらの改良技術として特公
平 5-32155号公報や特開平2-258191号公報の技術が挙げ
られる。
数多くのパスを重ねる多層溶接を行うと生産能率が低下
して納期が長くなったり、人件費などのコストが増える
などの問題がある。高能率に生産するには、できるだけ
溶接入熱を大きくし、少ないパス数で溶接する必要があ
る。ところで、厚鋼板を多電極で、初層から大入熱溶接
を行う場合には、初層部に高温割れやスラグ剥離不良な
どの欠陥が発生しやすく、これらの改良技術として特公
平 5-32155号公報や特開平2-258191号公報の技術が挙げ
られる。
【０００６】特公平 5-32155号公報で開示された技術
は、開先角度やその他溶接条件を限定することで高温割
れを防止する２電極潜弧溶接方法であるが、該公報にお
ける実施例では、例えば図５に示すとおり、板厚80mmの
50キロ級鋼を６層９パスで溶着金属部４を仕上げてお
り、高能率な溶接方法とはなっていない。また、特開平
2-258191号公報では図６に示すように、開先形状を複数
段となして開先内のビード幅を溶込み深さに比して拡げ
ることによって高温割れを防止し、板厚60mmの50キロ級
鋼板を、第１層目の溶着ビード部41と第２層目の溶着ビ
ード部42の２パスで溶接する２電極潜弧溶接方法が示さ
れている。複数段開先を用いる場合には、開先加工にお
いて少なくとも１工程増えるためにコスト高となる問題
と高精度の開先加工が要求されるなどの問題がある。か
かる問題点に加え、大入熱で２層２パスの溶接の場合、
２パス目の溶接は溶込みに対してビード幅が大きい溶着
ビード部42を得る必要があるが、通常の電極配置では十
分なビード幅が得られず、図７に示すような開先の溶け
残し部６が発生する問題もある。
は、開先角度やその他溶接条件を限定することで高温割
れを防止する２電極潜弧溶接方法であるが、該公報にお
ける実施例では、例えば図５に示すとおり、板厚80mmの
50キロ級鋼を６層９パスで溶着金属部４を仕上げてお
り、高能率な溶接方法とはなっていない。また、特開平
2-258191号公報では図６に示すように、開先形状を複数
段となして開先内のビード幅を溶込み深さに比して拡げ
ることによって高温割れを防止し、板厚60mmの50キロ級
鋼板を、第１層目の溶着ビード部41と第２層目の溶着ビ
ード部42の２パスで溶接する２電極潜弧溶接方法が示さ
れている。複数段開先を用いる場合には、開先加工にお
いて少なくとも１工程増えるためにコスト高となる問題
と高精度の開先加工が要求されるなどの問題がある。か
かる問題点に加え、大入熱で２層２パスの溶接の場合、
２パス目の溶接は溶込みに対してビード幅が大きい溶着
ビード部42を得る必要があるが、通常の電極配置では十
分なビード幅が得られず、図７に示すような開先の溶け
残し部６が発生する問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、板厚50mmを
超える厚鋼板の大入熱２層２パス溶接における上記問題
点を解決し、１パス溶接適用が不可能である場合に、高
能率に２層２パス溶接する方法を提供するものである。
超える厚鋼板の大入熱２層２パス溶接における上記問題
点を解決し、１パス溶接適用が不可能である場合に、高
能率に２層２パス溶接する方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、厚鋼板に２パ
スで完全溶込み片面３電極潜弧溶接するに際し、その２
層目溶接を、下記条件（１）〜（４）を満足させて溶接
することを特徴とする厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法
であり、板厚50mm超の厚鋼板、特に板厚60mm以上の鋼板
に有利に適用できる。
スで完全溶込み片面３電極潜弧溶接するに際し、その２
層目溶接を、下記条件（１）〜（４）を満足させて溶接
することを特徴とする厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法
であり、板厚50mm超の厚鋼板、特に板厚60mm以上の鋼板
に有利に適用できる。
【０００９】記 （１）Ｍ極とＴ極の極間距離ｄMT（mm）；30〜 130 （２）Ｍ極電流／Ｔ極電流 ；0.5 〜1.2 （３）一方の開先端からＭ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｂ（mm）；t/9 〜t/3 （４）他方の開先端からＴ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｃ（mm）；t/8 〜t/2 ここで、ｔは母材表面における開先幅を示す。
る最短距離ｂ（mm）；t/9 〜t/3 （４）他方の開先端からＴ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｃ（mm）；t/8 〜t/2 ここで、ｔは母材表面における開先幅を示す。
【００１０】
【作用】まず、３電極潜弧溶接を適用する理由を述べ
る。板厚50mmを超える鋼板を２層２パスで溶接するには
必然的に大入熱溶接となるが、大入熱で初層を溶接する
と開先幅によりビード幅が拘束されるため、ビード幅に
対して溶込みが深い梨型ビードとなり高温割れが発生し
やすくなる。しかし、初層の溶接に３電極溶接を適用す
ることにより、飛躍的に耐高温割れ性を向上させること
が可能になる。
る。板厚50mmを超える鋼板を２層２パスで溶接するには
必然的に大入熱溶接となるが、大入熱で初層を溶接する
と開先幅によりビード幅が拘束されるため、ビード幅に
対して溶込みが深い梨型ビードとなり高温割れが発生し
やすくなる。しかし、初層の溶接に３電極溶接を適用す
ることにより、飛躍的に耐高温割れ性を向上させること
が可能になる。
【００１１】すなわち、従来２電極潜弧溶接で問題とさ
れていた初層部の高温割れは、最終電極である２極目の
溶込みに対してビード幅が小さいためにいわゆる梨割れ
が発生し易かった。これに対し、３電極溶接においては
最終電極である３極目の溶込みが２電極溶接のそれに比
べて浅いため、２電極溶接に比較して耐高温割れ性が高
く、大入熱によって開先の中にビードを止める初層の溶
接に適している。
れていた初層部の高温割れは、最終電極である２極目の
溶込みに対してビード幅が小さいためにいわゆる梨割れ
が発生し易かった。これに対し、３電極溶接においては
最終電極である３極目の溶込みが２電極溶接のそれに比
べて浅いため、２電極溶接に比較して耐高温割れ性が高
く、大入熱によって開先の中にビードを止める初層の溶
接に適している。
【００１２】多電極溶接により厚鋼板の多層溶接を行う
場合は、電極を溶接線上に一直線に配置するのが一般的
である。しかし前述したように、板厚50mmを超える鋼板
に３電極２層２パスで溶接を行う場合、初層および２層
目溶接において電極配置を同じ溶接線上に一直線配置す
ると、２層目においてビード幅が不足して開先が溶け残
るという問題がある。ビード幅を確保する手段として多
層多パスの溶接方法もあるが能率的な溶接方法ではな
い。このため、本発明では２層目溶接のときに、３本の
電極のうちの中間電極（Ｍ極）と後行電極（Ｔ極）を、
開先中心線より左右に振り分けるようにしたのである。
場合は、電極を溶接線上に一直線に配置するのが一般的
である。しかし前述したように、板厚50mmを超える鋼板
に３電極２層２パスで溶接を行う場合、初層および２層
目溶接において電極配置を同じ溶接線上に一直線配置す
ると、２層目においてビード幅が不足して開先が溶け残
るという問題がある。ビード幅を確保する手段として多
層多パスの溶接方法もあるが能率的な溶接方法ではな
い。このため、本発明では２層目溶接のときに、３本の
電極のうちの中間電極（Ｍ極）と後行電極（Ｔ極）を、
開先中心線より左右に振り分けるようにしたのである。
【００１３】図１、図２は本発明における各電極Ｌ、
Ｍ、Ｔの配置を説明するものであり、図１に示すとお
り、電極Ｌ、ＭおよびＴの３電極は、矢印で示す溶接方
向に対して所定の極間距離ｄLM(mm)、ｄMT(mm)をもって
順次配置されている。そして各電極は、前進角をプラ
ス、後退角をマイナスで表された所定の電極角度
（θ）、コンタクトチップ先端から母材表面1a(2a)まで
の所定の突き出し長さ（ｌ）(mm)を有して配置されてい
る。
Ｍ、Ｔの配置を説明するものであり、図１に示すとお
り、電極Ｌ、ＭおよびＴの３電極は、矢印で示す溶接方
向に対して所定の極間距離ｄLM(mm)、ｄMT(mm)をもって
順次配置されている。そして各電極は、前進角をプラ
ス、後退角をマイナスで表された所定の電極角度
（θ）、コンタクトチップ先端から母材表面1a(2a)まで
の所定の突き出し長さ（ｌ）(mm)を有して配置されてい
る。
【００１４】図２は、本発明での２層目溶接時における
Ｍ極とＴ極の左右振り分け配置の説明図である。各電極
の狙い位置は、Ｌ極、Ｍ極では一方の開先端からそれぞ
れ寸法ａ（mm）、ｂ（mm）だけ離れた位置に、Ｔ極では
他方の開先端から寸法ｃ（mm）だけ離れた位置に定めて
いる。なお、Ｌ極は開先幅ｔ（mm）のほぼ中央位置とす
るのが好ましい。
Ｍ極とＴ極の左右振り分け配置の説明図である。各電極
の狙い位置は、Ｌ極、Ｍ極では一方の開先端からそれぞ
れ寸法ａ（mm）、ｂ（mm）だけ離れた位置に、Ｔ極では
他方の開先端から寸法ｃ（mm）だけ離れた位置に定めて
いる。なお、Ｌ極は開先幅ｔ（mm）のほぼ中央位置とす
るのが好ましい。
【００１５】しかしながら、ただ単に電極を左右に振り
分けただけでは、図８に示すように、Ｍ極側の溶接金属
42M が開先内部に向かって流れるため、Ｍ極側の溶融金
属42 M がビード表面に出た場合には、Ｔ極による溶融金
属42T との境界部にアンダーカット状の欠陥７が発生す
るという新たな問題を生じる。本発明は、これらの欠陥
を電極配置と溶接電流、電圧の制御によって解決したも
のであり、図３に示すように、開先溶け残し部やアンダ
ーカット状の欠陥のない健全な溶着金属を得ることがで
きる。
分けただけでは、図８に示すように、Ｍ極側の溶接金属
42M が開先内部に向かって流れるため、Ｍ極側の溶融金
属42 M がビード表面に出た場合には、Ｔ極による溶融金
属42T との境界部にアンダーカット状の欠陥７が発生す
るという新たな問題を生じる。本発明は、これらの欠陥
を電極配置と溶接電流、電圧の制御によって解決したも
のであり、図３に示すように、開先溶け残し部やアンダ
ーカット状の欠陥のない健全な溶着金属を得ることがで
きる。
【００１６】本発明の１層目溶接時における限定理由を
以下に説明する。 （１）Ｍ極とＴ極の極間距離ｄMT（mm）; 30〜 130 30mm未満ではビード幅が不均一になるとともに、ビード
波目が荒くなってビード外観が劣化する。 130mmを超え
るとＭ極により形成される溶接金属がビード表面に残
り、アンダーカット状の欠陥となり好ましくない。
以下に説明する。 （１）Ｍ極とＴ極の極間距離ｄMT（mm）; 30〜 130 30mm未満ではビード幅が不均一になるとともに、ビード
波目が荒くなってビード外観が劣化する。 130mmを超え
るとＭ極により形成される溶接金属がビード表面に残
り、アンダーカット状の欠陥となり好ましくない。
【００１７】（２）Ｍ極電流／Ｔ極電流； 0.5〜 1.2 0.5未満ではＭ極側に融合不良やスラグ巻き込み等の欠
陥が発生し易い。 1.2超になるとＭ極で形成される溶接
金属がビード表面に残り、アンダーカット状の欠陥とな
る。 （３）一方の開先端からＭ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｂ（mm）；t/9〜 t/3 t/9mm未満ではＭ極によって形成される溶接金属がビー
ド表面に残り、アンダーカット状の欠陥となる。 t/3mm
を超えると開先の溶け残しや初層溶接において完全に剥
離できなかったスラグが２層目溶接時にＭ極で溶解され
ずに残り、スラグ巻き込み状の欠陥となる。
陥が発生し易い。 1.2超になるとＭ極で形成される溶接
金属がビード表面に残り、アンダーカット状の欠陥とな
る。 （３）一方の開先端からＭ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｂ（mm）；t/9〜 t/3 t/9mm未満ではＭ極によって形成される溶接金属がビー
ド表面に残り、アンダーカット状の欠陥となる。 t/3mm
を超えると開先の溶け残しや初層溶接において完全に剥
離できなかったスラグが２層目溶接時にＭ極で溶解され
ずに残り、スラグ巻き込み状の欠陥となる。
【００１８】（４）他方の開先端からＴ極端部までの母
材表面における最短距離ｃ（mm）；t/8〜t/2 t/8mm未満の場合、Ｍ極によって形成される溶接金属が
ビード表面に残り、アンダーカット状の欠陥となる。t/
2mm を超えると、開先の溶け残しや初層溶接において完
全に剥離できなかったスラグが２層目溶接時にＴ極で溶
解されずに残り、スラグ巻き込み状の欠陥となる。
材表面における最短距離ｃ（mm）；t/8〜t/2 t/8mm未満の場合、Ｍ極によって形成される溶接金属が
ビード表面に残り、アンダーカット状の欠陥となる。t/
2mm を超えると、開先の溶け残しや初層溶接において完
全に剥離できなかったスラグが２層目溶接時にＴ極で溶
解されずに残り、スラグ巻き込み状の欠陥となる。
【００１９】上記した（３）および（４）の条件におけ
るｔは、母材表面における開先幅（mm）である。なお、
１層目の溶接条件は特に規定されないが、Ｔ極電圧が低
すぎると開先面と溶接金属の間にスラグが深くはまり込
み、スラグ剥離が著しく不良になり、高すぎると１層目
溶接金属上端が開先面を溶かし込み、そこにスラグがは
まり込んでスラグ剥離が著しく不良になるため、Ｔ極電
圧は43〜53Ｖとするのが好ましい。
るｔは、母材表面における開先幅（mm）である。なお、
１層目の溶接条件は特に規定されないが、Ｔ極電圧が低
すぎると開先面と溶接金属の間にスラグが深くはまり込
み、スラグ剥離が著しく不良になり、高すぎると１層目
溶接金属上端が開先面を溶かし込み、そこにスラグがは
まり込んでスラグ剥離が著しく不良になるため、Ｔ極電
圧は43〜53Ｖとするのが好ましい。
【００２０】また、２層目溶接時における先行電極（Ｌ
極）とＭ極の極間距離ｄLMは30〜160 、Ｌ極電流ＩL と
Ｍ極電流ＩM の比ＩM ／ＩL は 0.5〜1.0 がそれぞれ好
ましく、さらにＬ極の狙い位置は開先のほぼ中央で良い
が、これに限定されるものではない。
極）とＭ極の極間距離ｄLMは30〜160 、Ｌ極電流ＩL と
Ｍ極電流ＩM の比ＩM ／ＩL は 0.5〜1.0 がそれぞれ好
ましく、さらにＬ極の狙い位置は開先のほぼ中央で良い
が、これに限定されるものではない。
【００２１】
実施例１ 板厚65mmの低降伏比（73％）590MPa級鋼板に開先角度35
°、ルートフェース３mmのＹ開先を施し、図１および図
２に示した電極配置により３電極２層２パス潜弧溶接を
行った。開先幅 tは39mmである。使用した鋼板の化学組
成を表１のＢに、使用したワイヤ（ 6.4mmφ）の化学組
成を表２のＤに、フラックスの組成を表３のＥにそれぞ
れ示した。
°、ルートフェース３mmのＹ開先を施し、図１および図
２に示した電極配置により３電極２層２パス潜弧溶接を
行った。開先幅 tは39mmである。使用した鋼板の化学組
成を表１のＢに、使用したワイヤ（ 6.4mmφ）の化学組
成を表２のＤに、フラックスの組成を表３のＥにそれぞ
れ示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】各電極の電源特性は、Ｌ極がＤＣＥＰ（直
流逆極性）、Ｍ極およびＴ極はＡＣ（交流）であり、Ｍ
極とＴ極の位相差は 120°である。１層目の溶接条件は
次のとおりである。突き出し長さｌをＬ極；40mm、Ｍ
極；60mm、Ｔ極；80mm、電極角度θをＬ極；-8°、Ｍ
極； 0°、Ｔ極； 8°となし、電極間距離はＬ極−Ｍ極
間ｄLM； 100mm、Ｍ極−Ｔ極間ｄMT； 100mm、電極狙い
位置は３電極ともに開先中央とした。また、電流−電圧
はＬ極；2400Ａ−40Ｖ、Ｍ極；1900Ａ−45Ｖ、Ｔ極；15
00Ａ−50Ｖであり、溶接速度；39cm/min、溶接入熱；39
5kJ/cmとした。２層目の溶接条件と、その溶接結果を表
４に示す。
流逆極性）、Ｍ極およびＴ極はＡＣ（交流）であり、Ｍ
極とＴ極の位相差は 120°である。１層目の溶接条件は
次のとおりである。突き出し長さｌをＬ極；40mm、Ｍ
極；60mm、Ｔ極；80mm、電極角度θをＬ極；-8°、Ｍ
極； 0°、Ｔ極； 8°となし、電極間距離はＬ極−Ｍ極
間ｄLM； 100mm、Ｍ極−Ｔ極間ｄMT； 100mm、電極狙い
位置は３電極ともに開先中央とした。また、電流−電圧
はＬ極；2400Ａ−40Ｖ、Ｍ極；1900Ａ−45Ｖ、Ｔ極；15
00Ａ−50Ｖであり、溶接速度；39cm/min、溶接入熱；39
5kJ/cmとした。２層目の溶接条件と、その溶接結果を表
４に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】記号１〜３は、本発明の実施例であり健全
な溶接金属が得られた。記号４〜７は、比較例を示しい
ずれも溶接部に欠陥が生じた。すなわち、記号４ではＭ
極が開先端より離れ過ぎて、開先の溶け残しやスラグ巻
き込みが発生した。記号５はＴ極が開先端に近すぎてい
るため、記号６ではＭ極電流／Ｔ極電流の値が高いた
め、記号７ではＭ極−Ｔ極間距離が大き過ぎたために、
それぞれＭ極溶接金属がビード表面に現れてアンダーカ
ット状の欠陥が発生した。なお、記号１の溶接金属につ
いてシャルピー衝撃試験を行った。試験片Ｓの採取位置
を図９に示す。 VＥ0 は112Jであり良好であった。
な溶接金属が得られた。記号４〜７は、比較例を示しい
ずれも溶接部に欠陥が生じた。すなわち、記号４ではＭ
極が開先端より離れ過ぎて、開先の溶け残しやスラグ巻
き込みが発生した。記号５はＴ極が開先端に近すぎてい
るため、記号６ではＭ極電流／Ｔ極電流の値が高いた
め、記号７ではＭ極−Ｔ極間距離が大き過ぎたために、
それぞれＭ極溶接金属がビード表面に現れてアンダーカ
ット状の欠陥が発生した。なお、記号１の溶接金属につ
いてシャルピー衝撃試験を行った。試験片Ｓの採取位置
を図９に示す。 VＥ0 は112Jであり良好であった。
【００２８】実施例２ 板厚80mmの490MPa級鋼板に開先角度45°、ルートフェー
ス９mmのＹ開先を施し、３電極２層２パス潜弧溶接を行
った。開先幅 tは59mmである。使用した鋼板の化学組成
を表１のＡに、使用したワイヤの化学組成を表２のＣ
に、フラックスの組成を表３のＧにそれぞれ示した。各
電極の電源特性は、Ｌ極、Ｍ極およびＴ極ともにＡＣ
（交流）であり、Ｌ極、Ｍ極、Ｔ極の位相差はそれぞれ
120°である。
ス９mmのＹ開先を施し、３電極２層２パス潜弧溶接を行
った。開先幅 tは59mmである。使用した鋼板の化学組成
を表１のＡに、使用したワイヤの化学組成を表２のＣ
に、フラックスの組成を表３のＧにそれぞれ示した。各
電極の電源特性は、Ｌ極、Ｍ極およびＴ極ともにＡＣ
（交流）であり、Ｌ極、Ｍ極、Ｔ極の位相差はそれぞれ
120°である。
【００２９】１層目の溶接条件は次のとおりである。突
き出し長さｌをＬ極；30mm、Ｍ極；50mm、Ｔ極；70mm、
電極角度θをＬ極；-5°、Ｍ極； 0°、Ｔ極； 5°とな
し、電極間距離はＬ極−Ｍ極間ｄLM； 120mm、Ｍ極−Ｔ
極間ｄMT； 120mm、電極狙い位置は３電極ともに開先中
央とした。また、電流−電圧はＬ極；2500Ａ−38Ｖ、Ｍ
極；1800Ａ−45Ｖ、Ｔ極；1600Ａ−50Ｖであり、溶接速
度；23cm/min、溶接入熱；668kJ/cmとした。２層目の溶
接条件と、その溶接結果を表５に示す。
き出し長さｌをＬ極；30mm、Ｍ極；50mm、Ｔ極；70mm、
電極角度θをＬ極；-5°、Ｍ極； 0°、Ｔ極； 5°とな
し、電極間距離はＬ極−Ｍ極間ｄLM； 120mm、Ｍ極−Ｔ
極間ｄMT； 120mm、電極狙い位置は３電極ともに開先中
央とした。また、電流−電圧はＬ極；2500Ａ−38Ｖ、Ｍ
極；1800Ａ−45Ｖ、Ｔ極；1600Ａ−50Ｖであり、溶接速
度；23cm/min、溶接入熱；668kJ/cmとした。２層目の溶
接条件と、その溶接結果を表５に示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】記号８〜10は、本発明の実施例であり健全
な溶接金属が得られた。記号11〜14は、比較例を示しい
ずれも溶接部に欠陥が生じた。記号11ではＭ極が開先端
に近過ぎてアンダーカット状の欠陥が発生した。記号12
ではＴ極が開先端から離れ過ぎているため、開先溶け残
しやスラグ巻き込みが発生した。記号13ではＭ極電流／
Ｔ極電流の値が小さすぎ、Ｍ極側に開先溶け残しやスラ
グ巻き込みが発生した。記号14ではＭ極−Ｔ極間距離が
大きいために、Ｍ極溶接金属がビード表面に現れてアン
ダーカット状の欠陥が発生した。なお、記号８の溶接金
属についてシャルピー衝撃試験を行った。試験片Ｓの採
取位置は実施例１と同様に図９に示す位置である。 VＥ
0 は68J であった。
な溶接金属が得られた。記号11〜14は、比較例を示しい
ずれも溶接部に欠陥が生じた。記号11ではＭ極が開先端
に近過ぎてアンダーカット状の欠陥が発生した。記号12
ではＴ極が開先端から離れ過ぎているため、開先溶け残
しやスラグ巻き込みが発生した。記号13ではＭ極電流／
Ｔ極電流の値が小さすぎ、Ｍ極側に開先溶け残しやスラ
グ巻き込みが発生した。記号14ではＭ極−Ｔ極間距離が
大きいために、Ｍ極溶接金属がビード表面に現れてアン
ダーカット状の欠陥が発生した。なお、記号８の溶接金
属についてシャルピー衝撃試験を行った。試験片Ｓの採
取位置は実施例１と同様に図９に示す位置である。 VＥ
0 は68J であった。
【００３２】実施例３ 板厚 100mmの490MPa級鋼板であるSN490B鋼板に開先角度
45°、ルートフェース15mmのＹ開先を施して３電極２層
２パス潜弧溶接を行った。開先幅 tは70mmである。使用
した鋼板の化学組成を表１のＡに、使用したワイヤの化
学組成を表２のＤに、フラックスの組成を表３のＦにそ
れぞれ示した。各電極の電源特性は、Ｌ極がＤＣＥＰ
（直流逆極性）、Ｍ極およびＴ極はＡＣ（交流）とし
た。交流電極間の位相差はそれぞれ 120°である。
45°、ルートフェース15mmのＹ開先を施して３電極２層
２パス潜弧溶接を行った。開先幅 tは70mmである。使用
した鋼板の化学組成を表１のＡに、使用したワイヤの化
学組成を表２のＤに、フラックスの組成を表３のＦにそ
れぞれ示した。各電極の電源特性は、Ｌ極がＤＣＥＰ
（直流逆極性）、Ｍ極およびＴ極はＡＣ（交流）とし
た。交流電極間の位相差はそれぞれ 120°である。
【００３３】１層目の溶接条件は次のとおりである。突
き出し長さｌをＬ極；20mm、Ｍ極；40mm、Ｔ極；60mm、
電極角度θをＬ極；-8°、Ｍ極； 3°、Ｔ極； 8°とな
し、電極間距離はＬ極−Ｍ極間ｄLM； 130mm、Ｍ極−Ｔ
極間ｄMT； 130mm、電極狙い位置は３電極ともに開先中
央とした。また、電流−電圧はＬ極；2750Ａ−40Ｖ、Ｍ
極；2100Ａ−47Ｖ、Ｔ極；1750Ａ−56Ｖであり、溶接速
度；21cm/min、溶接入熱；876kJ/cmとした。２層目の溶
接条件と、その溶接結果を表６に示す。
き出し長さｌをＬ極；20mm、Ｍ極；40mm、Ｔ極；60mm、
電極角度θをＬ極；-8°、Ｍ極； 3°、Ｔ極； 8°とな
し、電極間距離はＬ極−Ｍ極間ｄLM； 130mm、Ｍ極−Ｔ
極間ｄMT； 130mm、電極狙い位置は３電極ともに開先中
央とした。また、電流−電圧はＬ極；2750Ａ−40Ｖ、Ｍ
極；2100Ａ−47Ｖ、Ｔ極；1750Ａ−56Ｖであり、溶接速
度；21cm/min、溶接入熱；876kJ/cmとした。２層目の溶
接条件と、その溶接結果を表６に示す。
【００３４】
【表６】
【００３５】記号15および記号16は、本発明の実施例で
あり健全な溶接金属が得られた。記号17〜19は、本発明
の適正条件を満足しない比較例であり、いずれも溶接部
に欠陥が生じている。記号17はＭ極が開先端から離れ過
ぎており、開先溶け残しやスラグ巻き込みが発生した。
記号18ではＴ極が開先端に近づき過ぎているため、Ｍ極
側にアンダーカットが生じた。記号19ではＭ極電流／Ｔ
極電流の値が大きく、Ｍ極側アンダーカット状の欠陥が
発生した。なお、記号15の溶接金属についてシャルピー
衝撃試験を行った。試験片Ｓの採取位置は図９のとおり
である。 VＥ0は82J であり良好であった。
あり健全な溶接金属が得られた。記号17〜19は、本発明
の適正条件を満足しない比較例であり、いずれも溶接部
に欠陥が生じている。記号17はＭ極が開先端から離れ過
ぎており、開先溶け残しやスラグ巻き込みが発生した。
記号18ではＴ極が開先端に近づき過ぎているため、Ｍ極
側にアンダーカットが生じた。記号19ではＭ極電流／Ｔ
極電流の値が大きく、Ｍ極側アンダーカット状の欠陥が
発生した。なお、記号15の溶接金属についてシャルピー
衝撃試験を行った。試験片Ｓの採取位置は図９のとおり
である。 VＥ0は82J であり良好であった。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は１パス溶
接が不可能な板厚において、従来の多層溶接に替わって
２パス溶接可能としたもので、コスト削減、納期短縮な
どを図ることができ、工業的に顕著な効果を奏するもの
である。
接が不可能な板厚において、従来の多層溶接に替わって
２パス溶接可能としたもので、コスト削減、納期短縮な
どを図ることができ、工業的に顕著な効果を奏するもの
である。
【図１】本発明における電極配置を説明する概略側面図
である。
である。
【図２】本発明での２層目溶接時における各電極の狙い
位置ａ、ｂ、ｃを示す概略平面図である。
位置ａ、ｂ、ｃを示す概略平面図である。
【図３】本発明における溶接部の形状を示す説明図であ
る。
る。
【図４】従来技術における溶接積層法を示す説明図であ
る。
る。
【図５】従来技術における他の溶接積層法を示す説明図
である。
である。
【図６】従来技術での複数段形状の開先を用いた溶接方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図７】従来技術における溶接欠陥を示す説明図であ
る。
る。
【図８】従来技術における溶接欠陥を示す説明図であ
る。
る。
【図９】シャルピー衝撃試験に用いた試験片の採取位置
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１、２ 母材 ３ 下盛り溶接部 ４ 溶着金属部 ５ 裏当金 ６ 溶け残し部 ７ アンダーカット状の欠陥 41 溶接ビード部（第１層目） 42 溶接ビード部（第２層目） Ｌ 先行電極（Ｌ極） Ｍ 中間電極（Ｍ極） Ｔ 後行電極（Ｔ極）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿山 義也 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 高橋 計好 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 厚鋼板に２パスで完全溶込み片面３電極
潜弧溶接するに際し、その２層目溶接を、下記条件
（１）〜（４）を満足させて溶接することを特徴とする
厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法。 記 （１）Ｍ極とＴ極の極間距離ｄMT（mm）；30〜 130 （２）Ｍ極電流／Ｔ極電流 ；0.5 〜1.2 （３）一方の開先端からＭ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｂ（mm）；t/9 〜t/3 （４）他方の開先端からＴ極端部までの母材表面におけ
る最短距離ｃ（mm）；t/8 〜t/2 ここで、ｔは母材表面における開先幅を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112195A JPH08257752A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112195A JPH08257752A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257752A true JPH08257752A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13161937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112195A Pending JPH08257752A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 厚鋼板の３電極２層潜弧溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257752A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013237103A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-11-28 | Jfe Steel Corp | 鋼板の多電極サブマージアーク溶接方法 |
| CN104625361A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-20 | 天津大学 | 双电弧与冷丝脉冲复合焊接的三丝焊枪及焊接***和方法 |
| CN106001867A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-10-12 | 株式会社神户制钢所 | 多电极单面单层埋弧焊方法 |
| JP2017213569A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接方法 |
| EP3417979A4 (en) * | 2016-02-19 | 2019-03-13 | JFE Steel Corporation | UNDERPULSE WELDING PROCESS WITH MULTIPLE ELECTRODES |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP6112195A patent/JPH08257752A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013237103A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-11-28 | Jfe Steel Corp | 鋼板の多電極サブマージアーク溶接方法 |
| CN104625361A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-20 | 天津大学 | 双电弧与冷丝脉冲复合焊接的三丝焊枪及焊接***和方法 |
| CN106001867A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-10-12 | 株式会社神户制钢所 | 多电极单面单层埋弧焊方法 |
| JP2016193444A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 多電極片面１層サブマージアーク溶接方法 |
| EP3417979A4 (en) * | 2016-02-19 | 2019-03-13 | JFE Steel Corporation | UNDERPULSE WELDING PROCESS WITH MULTIPLE ELECTRODES |
| US11453079B2 (en) | 2016-02-19 | 2022-09-27 | Jfe Steel Corporation | Multi-electrode submerged arc welding method |
| JP2017213569A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接方法 |
| CN107442906A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊接方法 |
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