KR20160144494A

KR20160144494A - Vertical narrow gap gas shielded arc welding method

Info

Publication number: KR20160144494A
Application number: KR1020167032422A
Authority: KR
Inventors: 도키히코 가타오카; 나오야 하야카와
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-12-16
Also published as: JP5884209B1; CN106488825A; WO2015186544A1; JPWO2015186544A1; KR101888780B1; CN106488825B

Abstract

본 발명은, 고기능이며 또한 고정밀도의 용접 자동화 기술을 활용하여 개선 형상이나 용접 자세 등에 따른 정밀한 용접 토치의 위빙을 실시함으로써, 후강재, 특히는 판두께가 40 ㎜ 이상인 후강재의 용접에 적용할 수 있는, 고품질이며 또한 고능률적인 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 소정의 개선 조건으로서, 판두께 : 40 ㎜ 이상의 2 장의 후강재를, 위빙을 사용하는 수직 방향 다층 용접에 의해 접합하는 가스 실드 아크 용접 방법에 있어서, 초층 용접 조건, 특히 용접 토치 각도나 용접 입열량, 위빙 조건을 적정하게 제어하고, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 한다. The present invention can be applied to the welding of a post-welded steel, particularly a post-welded steel having a thickness of 40 mm or more, by performing precise welding torch weaving using a high-performance and highly accurate welding automation technique And to provide a high-quality and highly efficient vertically oriented narrow-gauge shielded arc welding method which is capable of producing a high-quality, highly efficient, As a predetermined improvement condition, in a gas shielded arc welding method in which two posterior steels having a plate thickness of 40 mm or more are joined by vertical multi-layer welding using weaving, the welding conditions of the superstructure, particularly the welding torch angle, , The weaving conditions are suitably controlled and the junction depth in the ultra-layer welding is 20 mm or more and 50 mm or less.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a vertical gas tight arc welding method,

본 발명은, 협개선 (狹開先) 가스 실드 아크 용접 방법에 관한 것으로서, 특히 2 장의 후 (厚) 강재의 맞댐 용접에 적용할 수 있는, 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법에 관한 것이다. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a narrow-gap gas shielded arc welding method, and more particularly, to a vertically narrowed gas shielded arc welding method which can be applied to butt welding of two thick steel materials.

본 발명에 있어서, 「협개선」이란, 개선 각도가 25°이하이고 또한 피용접재가 되는 강재 간의 최소 개선폭이, 당해 강재의 판두께의 50 ％ 이하인 것을 의미한다. In the present invention, " narrowed improvement " means that the improvement angle is 25 DEG or less and the minimum improvement width between the steel materials to be welded is 50% or less of the thickness of the steel material.

강의 용접 시공에 사용되는 가스 실드 아크 용접은, CO₂ 단독의 가스, 혹은 Ar 과 CO₂ 의 혼합 가스를 용융부의 실드에 사용하는 소모 전극식이 일반적이고, 자동차, 건축, 교량 및 전기 기기 등의 제조 분야에 있어서 폭넓게 사용되고 있다. Gas shielded arc welding used in welding of steel is a consumable electrode type in which gas of CO ₂ alone or mixed gas of Ar and CO ₂ is used for shielding of the molten part, and manufacturing of automobile, building, bridge and electric appliance Have been widely used in the field.

그런데 최근, 강 구조물의 대형화·후육화에 수반하여, 제작 과정에서의 용접, 특히 강재의 맞댐 용접에 있어서의 용착량이 증대하고, 나아가서는 용접 시공에 많은 시간이 필요해져, 시공 비용의 증대를 초래하고 있다. In recent years, with the enlargement / enlargement of the steel structure, the amount of welding in the manufacturing process, particularly, the butt welding of the steel material increases, and more time is required for the welding construction, resulting in an increase in construction costs .

이것을 개선하는 방법으로서, 판두께에 대해 작은 간극의 개선을 아크 용접법에 의해 다층 용접하는, 협개선 가스 실드 아크 용접의 적용을 생각할 수 있다. 이 협개선 가스 실드 아크 용접은, 통상적인 가스 실드 아크 용접과 비교하여 용착량이 적어지므로, 용접의 고능률화·에너지 절약화를 달성할 수 있고, 나아가서는 시공 비용의 저감을 가져올 것으로 기대된다. As a method for improving this, application of narrow-angle gas-shielded arc welding in which improvement of small clearance with respect to plate thickness is multilayer-welded by arc welding method can be considered. This narrow gas shielded arc welding has a smaller amount of welding as compared with a conventional gas shielded arc welding, so that it is possible to achieve high efficiency and energy saving of welding and further reduce the construction cost.

한편, 수직 방향의 고능률 용접에는, 통상적으로 일렉트로슬래그 용접이 적용되고 있는데, 1 패스 대입열 용접이 기본이고, 판두께가 60 ㎜ 를 초과하는 용접에서는 입열 과다가 되어 인성 (靭性) 저하가 우려되고 있다. 또, 1 패스 용접에는 판두께의 한계가 있어, 특히 판두께가 65 ㎜ 를 초과하는 용접은, 아직 기술 확립되어 있지 않은 것이 현 상황이다. On the other hand, electroslag welding is generally applied to high efficiency welding in the vertical direction. However, one-pass large-scale heat welding is a basic technique. In welding with a plate thickness exceeding 60 mm, heat input becomes excessive and toughness deterioration . In addition, there is a limit in the thickness of the one-pass welding, and in particular, it is the present situation that the welding has exceeded 65 mm in the plate thickness yet.

이 때문에, 협개선 가스 실드 아크 용접을 수직 방향 용접에 적용한, 고품질이며 또한 고능률적인 용접 방법을 개발하는 것이 요망되고 있다. For this reason, it is desired to develop a high-quality and highly efficient welding method in which the narrow-angle gas shielded arc welding is applied to the vertical direction welding.

이와 같은 협개선 가스 실드 아크 용접을 수직 방향 용접에 적용한 용접 방법으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 양면 U 형 개선 이음매를 대상으로 하는 양측 다층 용접 방법이 개시되어 있다. 이 용접 방법에서는, 이너트 가스를 사용한 TIG 용접에 의한 적층 용접을 실시하고 있고, 이너트 가스를 사용함으로써 슬래그나 스퍼터의 발생을 억제하여, 적층 결함을 방지하는 것으로 하고 있다. As a welding method in which the narrow-angle gas shielded arc welding is applied to the vertical direction welding, for example, Patent Document 1 discloses a double-sided multi-layer welding method for a double-sided U type improved joint. In this welding method, laminated welding is performed by TIG welding using inert gas, and generation of slag and sputter is suppressed by using inert gas to prevent lamination defects.

그러나, 비소모 전극식인 TIG 용접은, 소모 전극인 강 와이어를 사용하는 MAG 용접이나 CO₂ 용접과 비교하여, 용접법 그 자체의 능률이 크게 떨어진다. However, TIG welding, which is a non-consumable electrode type, is less efficient than MAG welding or CO ₂ welding using steel wire as a consumable electrode.

또, 특허문헌 2 에는, 스퍼터나 융합 불량을 억제하기 위하여 용접 토치의 위빙을 실시하는, 협개선의 수직 방향 용접 방법이 개시되어 있다. Patent Document 2 discloses a narrow vertical welding method in which weaving of a welding torch is performed in order to suppress spatter and fusion failure.

그러나, 이 용접 방법에서는, 용접 토치의 위빙 방향이, 개선 깊이 방향이 아니라, 강판 표면 방향이기 때문에, 용융 금속이 늘어지기 전에 용접 토치를 위빙 시킬 필요가 있고, 용접 전류를 150 A 정도의 저전류로 하고, 1 패스당 용착량 (≒ 입열량) 을 억제할 필요가 발생한다. However, in this welding method, since the weaving direction of the welding torch is not the improvement depth direction but the surface direction of the steel plate, it is necessary to weave the welding torch before the molten metal is stretched, And it is necessary to suppress the amount of deposition per one pass (the amount of heat input).

그 때문에, 이 용접 방법을 판두께가 큰 후강재의 용접에 적용하는 경우에는, 소량 다패스의 적층 용접이 되고, 용입 불량 등의 적층 결함이 많아지는 것 외에, 용접 능률이 크게 저하된다. Therefore, when this welding method is applied to welding of a steel sheet having a large plate thickness, a small amount of multi-pass lamination welding is performed, and lamination defects such as poor penetration are increased.

또한, 특허문헌 3 에는, 특허문헌 2 와 마찬가지로, 융합 불량을 억제하기 위하여 용접 토치의 위빙을 실시하는, 수직 방향 용접 방법이 개시되어 있다. Patent Document 3 discloses a vertical welding method in which weaving of a welding torch is performed in order to suppress fusing defects as in Patent Document 2.

여기서 개시되는 면 각도 (개선 각도) 는 26.3 ∼ 52°로 넓기는 하지만, 여기서의 용접 토치의 위빙은 개선 깊이 방향에 대해서도 실시되기 때문에, 1 패스당 용착량을 비교적 많이 취하는 것이 가능하다. Although the surface angle (improvement angle) disclosed here is as wide as 26.3 to 52 degrees, since the weaving of the welding torch here is also performed in the depth direction of improvement, it is possible to take a relatively large amount of welding per one pass.

그러나, 개선 깊이 방향의 위빙량이 작고, 또 용접 금속 및 용접 와이어 조성이 고려되고 있지 않기 때문에, 1 패스당의 용착량 (≒ 입열량) 을 억제할 필요가 발생하여, 1 패스당의 용접 깊이는 10 ㎜ 정도로 얕아진다. However, since the amount of weaving in the direction of the depth of improvement is small and the composition of the welding metal and the welding wire is not considered, it is necessary to suppress the welding amount per one pass (the amount of incident heat), and the welding depth per pass is 10 mm .

그 때문에, 이 용접 방법을 판두께가 큰 후강재의 용접에 적용하는 경우에는, 역시 소량 다패스의 적층 용접이 되어, 용입 불량 등의 적층 결함이 많아지는 것 외에, 용접 능률이 저하된다. Therefore, when this welding method is applied to welding of a steel sheet having a large plate thickness, lamination welding is also carried out with a small amount of multiple passes, resulting in an increase in stacking defects such as poor penetration, and in addition, the welding efficiency is lowered.

또, 특허문헌 4 에는, 극후재의 1 패스 용접을 가능하게 한 2 전극의 일렉트로 가스 아크 용접 장치가 개시되어 있다. In addition, Patent Document 4 discloses a two-electrode electro-arc arc welding apparatus capable of performing one-pass welding of a superficial material.

이 2 전극의 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 사용에 의해, 판두께 : 70 ㎜ 정도까지의 후강재의 접합이 가능해지기는 하지만, 2 전극화에 의해 입열량이 360 kJ/㎝ 정도로 대폭 증가되기 때문에, 강판으로의 열 영향이 크고, 이음매에 높은 특성 (강도, 인성) 이 요구되는 경우, 이와 같은 특성을 만족시키는 것은 매우 곤란하다. The use of this two-electrode electrogas arc welding apparatus enables the joining of the rear steel up to a plate thickness of about 70 mm, but since the heat input is drastically increased to about 360 kJ / cm by making two electrodes, It is very difficult to satisfy such characteristics when the heat effect on the steel sheet is large and high quality (strength, toughness) is required for the joint.

또, 이 2 전극의 일렉트로 가스 아크 용접 장치에서는, 개선에 있어서, 이면측에는 세라믹의 백킹 스트립을, 표면 (용접기측) 에는 수랭식의 구리 스트랩의 가압 기구를 형성하는 것이 불가결하고, 용융 금속의 늘어짐의 걱정이 없는 반면, 용접 장치가 복잡해진다. In this two-electrode electro-arc arc welding apparatus, it is essential to form a backing strip of ceramic on the back surface and a water-pressing copper strap pressing mechanism on the surface (welder side) for improvement. While there is no worry, the welding apparatus becomes complicated.

또한, 이 2 전극의 일렉트로 가스 아크 용접 장치에서는, 표면 (용접기측) 에 구리 스트랩의 가압 기구를 형성하는 것이 불가결하기 때문에, 1 패스 용접이 기본이고, 다패스의 적층 용접으로서 저입열화를 도모하는 것은 곤란하다. Further, in this two-electrode electrogas arc welding apparatus, it is essential to form a pressing mechanism of a copper strap on the surface (on the welder side). Therefore, one-pass welding is a basic technique and multi- It is difficult.

일본 공개특허공보 2009-61483호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2009-61483 일본 공개특허공보 2010-115700호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-115700 일본 공개특허공보 2001-205436호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-205436 일본 공개특허공보 평10-118771호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-118771

상기한 바와 같이, 후강재의 용접에 적용할 수 있는, 고품질이며 또한 고능률적인 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법은, 아직 개발되지 않은 것이 현 상황이다. As described above, a high-quality and highly efficient vertical narrowing-down gas shielded arc welding method which can be applied to the welding of the rear steel has not yet been developed.

한편, 용접 자동화 기술 (용접 로봇) 의 경량·고기능·고정밀화가 진행되어, 지금까지 곤란하였던 개선 형상과 용접 자세에 적합한 용접 토치의 위빙이 가능해지고, 이것을 활용함으로써, 강재, 개선 형상, 용접 자세 및 용접 재료 (와이어) 에 적절한 용접 시공 (조건 설정) 이 가능해지고 있다. On the other hand, the lightweight, high-performance, high-precision welding automation technology (welding robots) has progressed, making it possible to weave the welding torch suitable for the improved shape and welding posture, Welding work (condition setting) suitable for the welding material (wire) is becoming possible.

본 발명은, 고기능이며 또한 고정밀도의 용접 자동화 기술을 활용하여 개선 형상이나 용접 자세 등에 따른 정밀한 용접 토치의 위빙을 실시함으로써, 후강재, 특히 판두께가 40 ㎜ 이상인 후강재의 용접에 적용할 수 있는, 고품질이며 또한 고능률적인 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention can be applied to the welding of a post-steel material, particularly a steel material having a plate thickness of 40 mm or more, by performing precise welding torch weaving using a high-performance and high-precision welding automation technique, The present invention also provides a high-quality, highly efficient vertical narrowing-down gas shielded arc welding method.

그런데, 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 후강재에 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접을 적용하는 경우의 용접 조건에 대해, 예의 연구를 거듭하였다. In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have conducted intensive researches on the welding conditions in the case where vertical narrowing-down gas shield arc welding is applied to the rear steel material.

그 결과, 후강재의 수직 방향의 협개선 가스 실드 아크 용접을 실시할 때에, 용접 금속 및 열 영향부에 있어서 원하는 기계적 특성을 얻음과 함께, 용접의 고능률화를 실현하려면, 2 패스 이상의 다층 용접으로 하여 1 패스당의 용접 입열량을 억제하고, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이 (용접 깊이) 를 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 하는 것이 중요한 것을 지견하였다. As a result, in order to obtain the desired mechanical characteristics in the weld metal and the heat-affected zone while achieving the high efficiency of welding in the narrow-angle gas shield arc welding in the vertical direction of the rear steel, , It is important to suppress the amount of heat input per pass and to set the welding depth (welding depth) in the ultra-layer welding to 20 mm or more and 50 mm or less.

그리고, 상기한 2 패스 이상의 다층 용접으로 하여 1 패스당의 용접 입열량을 억제하고, 초층 용접에 있어서의 소정의 접합 깊이를 얻기 위한 용접 조건에 대해, 더욱 연구를 진행시켰다. 그 결과, 개선 조건을 소정의 조건으로 한 후, 초층의 용접 조건, 특히 용접 토치 각도 및 위빙 조건을 적정하게 제어함으로써, 수직 방향 용접에 있어서 문제가 되는 용융 금속의 늘어짐의 억제를 포함하는 비드 형상의 안정화와 용접 결함의 발생 방지를 도모하면서, 상기한 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 달성할 수 있었다. 이로써, 판두께가 40 ㎜ 이상인 후강재여도, 고품질이며 또한 고능률적인 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접을 실시하는 것이 가능해진다는 지견을 얻었다. Further, the welding conditions for suppressing the amount of welding heat per pass by using the above-described two-pass or more multi-layer welding and obtaining a predetermined welding depth in the multi-layer welding were further studied. As a result, the welding conditions of the superstructure, particularly the welding torch angle and the weaving condition, are appropriately controlled after the improvement condition is set to a predetermined condition. By appropriately controlling the bead shape including suppression of sagging of the molten metal, It is possible to attain the junction depth in the above-mentioned super-layer welding, while stabilizing the thickness and preventing the occurrence of welding defects. As a result, it was found that high-quality and highly efficient vertical narrowing-down gas shield arc welding can be carried out even after the steel sheet having a plate thickness of 40 mm or more.

본 발명은, 상기의 지견에 입각하는 것이다. The present invention is based on the above-described findings.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다. That is, the structure of the present invention is as follows.

1. 개선 각도를 25°이하, 개선 갭을 20 ㎜ 이하로 하여, 판두께가 40 ㎜ 이상인 2 장의 후강재를, 위빙을 사용하는 수직 방향 다층 용접에 의해 접합하는 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법에 있어서, 1. Vertical narrowed-angle gas shielded arc welding which joins two rear steel plates with a plate thickness of 40 mm or more with an improvement angle of 25 ° or less and an improvement gap of 20 mm or less by vertical multi-layer welding using weaving In the method,

초층 용접시에, 용접 토치의 각도를 수평 방향에 대해 25°이상 75°이하, 용접 입열을 30 kJ/㎝ 이상 170 kJ/㎝ 이하로 함과 함께, 판두께 방향으로의 위빙 깊이를 15 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하, 또한 초층 용접에 있어서의 용접 비드폭을 W 로 한 경우에, 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭을 (W - 6) ㎜ 이상 W ㎜ 이하로 하여, 용접 토치의 위빙을 실시하고, It is preferable that the angle of the welding torch with respect to the horizontal direction is 25 ° or more and 75 ° or less and the heat input of welding is 30 kJ / cm or more and 170 kJ / cm or less at the time of the ultra-layer welding and the weaving depth in the plate thickness direction is 15 mm or more (W-6) mm or more and W mm or less in the plate thickness direction and in the direction perpendicular to the weld line when the weld bead width is 50 mm or less and the weld bead width is W, Weaving,

상기 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 하는 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.Wherein the welding depth in the super-layer welding is 20 mm or more and 50 mm or less.

2. 상기 초층 용접의 위빙에 있어서, 용접선 방향에서 본 용접 토치의 위빙 패턴이 コ 자형인 상기 1 에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.2. The vertical narrowing-angle shielded arc welding method according to the above 1, wherein the weaving pattern of the welding torch viewed in the direction of the weld line in the weaving of the super-layer welding is U-shaped.

3. 상기 초층 용접에 있어서의 용접 금속의 S 량 및 O 량의 합계가 450 질량ppm 이하이고, 또한 N 량이 120 질량ppm 이하인 상기 1 또는 2 에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.3. The vertical narrowing-gas shielded arc welding method as described in 1 or 2 above, wherein the total amount of S and O of the weld metal in the super-layer welding is 450 mass ppm or less and the N amount is 120 mass ppm or less.

4. 상기 초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계가 1.5 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하인 상기 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.4. The vertical narrowing-gas shielded arc welding method according to any one of 1 to 3 above, wherein the sum of the Si amount and the Mn amount of the welding wire used in the super-layer welding is 1.5 mass% or more and 3.5 mass% or less.

5. 상기 초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Ti 량, Al 량 및 Zr 량의 합계가 0.08 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하인 상기 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.5. The vertical narrowing-angle shielded arc welding method according to any one of 1 to 4, wherein the total amount of Ti, Al and Zr of the welding wire used in the super-layer welding is 0.08 mass% or more and 0.5 mass% or less.

6. 실드 가스로서 20 체적％ 이상의 CO₂ 가스를 함유하는 가스를 사용하는 상기 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.6. The vertical narrowing-angle shielded arc welding method according to any one of 1 to 5, wherein a gas containing 20 vol% or more of CO ₂ gas is used as the shield gas.

7. 상기 초층 용접에 있어서, 평균 용접 전류가 270 A 이상 360 A 이하의 범위인 청구항 1 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법.7. The vertical narrowing-angle shielded arc welding method according to any one of claims 1 to 6, wherein the average welding current is in the range of 270 A or more and 360 A or less.

본 발명에 의하면, 판두께가 40 ㎜ 이상인 후강재를 용접하는 경우여도, 수직 방향 용접에 있어서 문제가 되는 용융 금속의 늘어짐 억제를 포함하는 비드 형상의 안정화와 용접 결함을 방지하면서, 고품질이며 또한 고능률적인 협개선 가스 실드 아크 용접을 실시할 수 있다. According to the present invention, even if a steel sheet having a plate thickness of 40 mm or more is welded, it is possible to prevent bead-shaped stabilization and welding defects including suppression of sagging of molten metal, which is a problem in vertical direction welding, Efficient narrow-gap gas shielded arc welding can be performed.

그리고, 본 발명의 용접 방법은, 통상적인 가스 실드 아크 용접과 비교하여 용착량이 적고, 용접의 고능률화에 의한 에너지 절약화도 달성할 수 있으므로, 용접 시공 비용의 대폭적인 저감이 가능해진다. The welding method of the present invention can reduce the amount of welding compared to conventional gas-shielded arc welding and achieve energy saving by increasing the efficiency of welding, and thus the welding construction cost can be greatly reduced.

또, 본 발명의 용접 방법에서는, 특허문헌 4 에 나타낸 일렉트로 가스 아크 용접 장치와 같은 용융 금속이 늘어져 떨어지는 것을 방지하는 수랭식의 구리 스트랩의 가압 기구는 불필요하기 때문에, 장치의 복잡화를 회피할 수 있고, 나아가서는, 다패스에서의 용접 시공에 의해 1 패스당의 용접 입열을 억제할 수 있기 때문에, 용접 금속 및 강재 열 영향부에서 원하는 기계적 특성의 확보가 용이해진다. Further, in the welding method of the present invention, since the water-cooled copper strap pressing mechanism for preventing molten metal from falling down, such as the electro-arc arc welding apparatus shown in Patent Document 4, is unnecessary, complication of the apparatus can be avoided, Furthermore, since welding heat input per pass can be suppressed by welding in multiple passes, it is easy to secure the desired mechanical characteristics in the weld metal and the steel material heat affected zone.

도 1 은 본 발명의 용접 방법에 있어서의 각종 개선 형상을 나타내는 것이다.
도 2 는 V 형의 개선 형상에 있어서, 본 발명의 용접 방법에 의해 초층 용접을 시공할 때의 시공 요령을 나타내는 것이다.
도 3 은 V 형의 개선 형상에 있어서, 본 발명의 용접 방법에 의해 초층 용접을 실시한 후의 개선 단면을 나타내는 것이다.
도 4 는 초층 용접의 위빙에 있어서의, 용접선 방향에서 본 용접 토치의 위빙 패턴을 나타내는 것이고, (a) 가 コ 자형, (b) 가 사다리꼴, (c) 가 V 자형, (d) 가 삼각형인 것이다.
도 5 는 본 발명의 발명예 (No.7) 에 있어서, 본 발명의 용접 방법에 의해 초층 용접을 실시한 후의 사진이고, (a) 는 전체의 외관을, (b) 는 개선 단면을 나타내는 것이다. Fig. 1 shows various improved shapes in the welding method of the present invention.
Fig. 2 shows the construction of the V-shaped modified shape when the multi-layer welding is carried out by the welding method of the present invention.
Fig. 3 shows an improved sectional view after the multi-layer welding is carried out by the welding method of the present invention in the V-shaped improved shape.
Fig. 4 shows a weaving pattern of the welding torch viewed from the weld line direction in the weaving of the super-layer welding, and Fig. 4 (a) will be.
FIG. 5 is a photograph of the inventive example (No. 7) of the present invention after the multi-layer welding is carried out by the welding method of the present invention, wherein (a) shows the overall appearance and (b) shows the improved section.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1 의 (a) ∼ (c) 는, 본 발명의 용접 방법에서 대상으로 하는 각종 개선 형상을 나타내는 것이다. 도면 중, 부호 1 이 후강재, 2 가 후강재의 개선면, 3 이 (Y 형 개선에 있어서의) 강재 하단부의 개선이고, 기호 θ 로 개선 각도를, G 로 개선 갭을, t 로 판두께를, h 로 (Y 형 개선에 있어서의) 강재 하단부의 개선 높이를 나타낸다. 1 (a) to 1 (c) show various improved shapes to be subjected to the welding method of the present invention. In the figure, the improvement of the steel material after the numeral 1, the improvement surface of the after-bifurcated steel, and the improvement of the lower end of the steel material (in the Y-type improvement) are 3, the improvement angle by the symbol θ, the improvement gap by G, , And h denotes the height of the lower end of the steel material (in the Y-type improvement).

동 도면에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 용접 방법에 있어서의 개선 형상은 V 형 개선 (I 형 개선 및 レ 형 개선을 포함한다) 및 Y 형 개선 중 어느 것으로 하는 것도 가능하고, 또 도 1 의 (c) 에 나타내는 바와 같이 다수 단의 Y 형 개선으로 하는 것도 가능하다. As shown in the figure, the improved shape in the welding method of the present invention can be any of V-type improvement (including improvement of I-shape and reduction of shape) and Y-shape improvement, it is also possible to adopt a Y-type improvement in multiple stages as shown in Fig.

또한, 본 발명에 있어서는, 도 1 의 (b) 및 (c) 에 나타내는 바와 같이, Y 형 개선인 경우의 개선 각도 및 개선 갭을, 강재 하단부의 개선에 있어서의 개선 각도, 개선 갭으로 한다. 여기서, 강재 하단부의 개선이란, 용접시에 이면 (용접 장치 (용접 토치) 측의 면을 표면, 그 반대측의 면을 이면으로 한다) 이 되는 강재면으로부터 판두께의 20 ∼ 40 ％ 정도까지의 영역을 의미한다. In the present invention, as shown in Figs. 1 (b) and 1 (c), the improvement angle and the improvement gap in the case of the Y-type improvement are defined as the improvement angle and the improvement gap in the improvement of the lower end portion of the steel material. Here, the improvement of the lower end portion of the steel means an improvement in the area from 20% to 40% of the plate thickness from the steel material surface which is the back surface (the side of the welding apparatus (welding torch) .

또, 도 2 는, V 형의 개선 형상에 있어서, 본 발명의 용접 방법에 있어서의 초층 용접을 시공할 때의 시공 요령을 나타내는 것이다. 도면 중, 부호 4 가 용접 토치, 5 가 용접 와이어, 6 이 백킹 스트립재이고, φ 가 수평 방향에 대한 용접 토치의 각도이다. 또한, 용접선, 용융지 (溶融池) 및 용접 비드에 대해서는, 도 시를 생략하고 있다. Fig. 2 shows the construction of a V-shaped modified shape when the multi-layer welding is carried out in the welding method of the present invention. In the figure, four welding torches, five welding wires and six backing strips are used, and φ is the angle of the welding torch with respect to the horizontal direction. In addition, the illustration of the weld line, the molten bond (weld pool) and the weld bead is omitted.

여기에, 본 발명의 용접 방법은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 소정의 판두께가 되는 2 장의 후강재를 맞대고, 이들 후강재끼리를 위빙을 사용한 수직 방향 용접에 의해 접합하는 가스 실드 아크 용접으로서, 진행 방향을 상측 방향으로 하는 상진 (上進) 용접을 기본으로 한다. As shown in Fig. 2, the welding method of the present invention is a gas-shielded arc welding in which two rear steel plates having a predetermined thickness are brought into contact with each other, and then the steel members are joined by vertical welding using weaving , And the upward direction welding in which the traveling direction is the upward direction.

또한, 여기서는, V 형의 개선 형상을 예로 하여 나타냈지만, 다른 개선 형상에서도 마찬가지이다. In addition, although the V-shaped improvement shape is shown here as an example, the same is true for other improved shapes.

또한, 도 3 은, V 형의 개선 형상에 있어서, 본 발명의 용접 방법에 의해 초층 용접을 실시한 후의 개선 단면을 나타내는 것이다. 도면 중, 부호 7 이 용접 비드이고, 기호 D 로 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를, W 로 초층 용접에 있어서의 용접 비드폭 (초층 용접 후의 개선 간의 갭) 을 나타낸다. Fig. 3 shows an improved section after the multi-layer welding is performed by the welding method of the present invention in the V-shaped improvement shape. In the figure, reference numeral 7 denotes a weld bead, symbol D denotes the junction depth in the super-layer welding, and W denotes the weld bead width in the super-layer welding (gap between improvements after welding in the superstructure).

또한, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이 (D) 는, 용접시에 이면이 되는 강재면을 기점으로 한 경우의 초층 용접 비드 높이의 최소치 (기점의 강재면으로부터 가장 가까운 (낮은) 초층 용접 비드 높이) 로서 정의된다. The welding depth D in the multi-layer welding is the minimum value of the height of the layered weld bead (the height of the layered weld bead closest to (lower) layer from the steel surface of the starting point) .

여기서는, V 형의 개선 형상을 예로 하여 나타냈지만, 다른 개선 형상에서도 D 및 W 는 동일하다. Here, the V-shaped improved shape is shown as an example, but D and W are the same in other improved shapes.

다음으로, 본 발명의 용접 방법에 있어서, 바닥부 개선 각도, 바닥부 개선 갭 및 강재의 판두께를 상기의 범위로 한정한 이유에 대해 설명한다. Next, the reason why the bottom improving angle, the bottom improving gap and the steel sheet thickness are limited to the above range in the welding method of the present invention will be described.

개선 각도θ : 25°이하 Improvement angle θ: 25 ° or less

강재의 개선부는 작을수록 보다 빨리 고능률적인 용접을 가능하게 하는 반면, 융합 불량 등의 결함이 발생하기 쉽다. 또, 개선 각도가 25°를 초과하는 경우의 용접은, 종래의 시공 방법으로도 실시 가능하다. 이 때문에, 본 발명에서는, 종래의 시공 방법으로는 시공이 곤란하고, 또한 한층 더 고능률화가 예상되는 개선 각도 : 25°이하의 경우를 대상으로 한다. The smaller the improvement part of the steel, the faster and more efficient welding is possible, while the defects such as defective fusion are liable to occur. The welding in the case where the improvement angle exceeds 25 degrees can also be achieved by a conventional construction method. Therefore, in the present invention, the present invention is applied to a case where an improvement angle is 25 ° or less, which is difficult to construct by conventional construction methods and is expected to further increase the efficiency.

또한, V 형 개선에 있어서, 개선 각도가 0°인 경우에는 이른바 I 형 개선으로 불리고, 용착량 면에서는 이 0°인 경우가 가장 효율적이지만, 용접 열변형에 의해 용접 중에 개선이 닫히기 때문에, 이것을 예상하여, 판두께 (t) (단, Y 형 개선의 경우에는 강재 하단부의 개선 높이 (h)) 에 따른 개선 각도를 설정하는 것이 바람직하다. In the case of the V-type improvement, when the improvement angle is 0 °, the so-called I-type improvement is called. In the case of the welding amount, the 0 ° is most effective. However, since the improvement is closed during welding by welding heat distortion, It is preferable to set an improvement angle in accordance with the plate thickness t (in the case of the Y-type improvement, the improvement height h of the lower end portion of the steel material).

구체적으로는, 개선 각도는 (0.5 × t/20) ∼ (2.0 × t/20)°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 (0.8 × t/20) ∼ (1.2 × t/20)°의 범위이다. 예를 들어, 판두께 (t) 가 100 m 인 경우, 개선 각도는 2.5 ∼ 10°의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4 ∼ 6°의 범위이다. Specifically, the improvement angle is preferably in the range of (0.5 x t / 20) to (2.0 x t / 20), more preferably in the range of (0.8 x t / 20) °. For example, when the plate thickness t is 100 m, the improvement angle is preferably in the range of 2.5 to 10 °, more preferably in the range of 4 to 6 °.

단, 판두께 (t) 가 100 ㎜ 를 초과하면, 적합 범위의 상한은 10°를 초과하게 되지만, 이 경우의 적합 범위의 상한은 10°로 한다. However, if the plate thickness t exceeds 100 mm, the upper limit of the acceptable range will exceed 10 °, but the upper limit of the acceptable range in this case is 10 °.

개선 갭 G : 20 ㎜ 이하Improvement gap G: 20 mm or less

강재의 개선부는 작을수록, 보다 빨리 고능률적인 용접을 가능하게 한다. 또, 개선 갭이 20 ㎜ 를 초과하는 경우의 용접은, 용융 금속이 늘어지기 쉬워 시공이 곤란하다. 그 대책으로는, 용접 전류를 낮게 억제하는 것이 필요해지지만, 슬래그 혼입 등의 용접 결함이 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 개선 갭은 20 ㎜ 이하인 경우를 대상으로 한다. 바람직하게는 4 ㎜ 이상 12 ㎜ 이하의 범위이다. The smaller the improvement portion of the steel, the faster and more efficient welding becomes possible. In addition, when the improvement gap exceeds 20 mm, the molten metal tends to slacken, making it difficult to construct. As countermeasures against this, it is necessary to suppress the welding current to a low level, but welding defects such as slag inclusion tend to occur. Therefore, a case where the improvement gap is 20 mm or less is targeted. And preferably in the range of 4 mm to 12 mm.

판두께 (t) : 40 ㎜ 이상Plate thickness (t): 40 mm or more

강재의 판두께는 40 ㎜ 이상으로 한다. 그렇다는 것은, 강재의 판두께가 40 ㎜ 미만이면, 종래의 용접 방법, 예를 들어, 특허문헌 4 의 일렉트로 가스 아크 용접과 같은 1 패스 용접을 사용해도, 용접 입열량을 억제할 수 있기 때문이다. The plate thickness of the steel is to be 40 mm or more. This is because, if the plate thickness of the steel material is less than 40 mm, the amount of heat of welding can be suppressed even by using the conventional welding method, for example, one-pass welding such as the electrogas arc welding of Patent Document 4.

예를 들어, 판두께 (t) : 35 ㎜ 이고, 개선 각도 : 20°, 개선 갭 : 8 ㎜ 의 V 형 개선인 경우, 특허문헌 4 의 일렉트로 가스 아크 용접을 사용한 1 패스 용접에 의한 입열량은 150 kJ/㎝ 정도가 된다. For example, in the case of the V-type improvement in which the plate thickness t is 35 mm, the improvement angle is 20 °, and the improvement gap is 8 mm, the heat input amount by one-pass welding using the electro- 150 kJ / cm or so.

또한, 일반의 압연 강재를 대상으로 하는 경우, 판두께는 일반적으로 100 ㎜ 가 상한이다. 따라서, 본 발명에서 대상으로 하는 강재의 판두께의 상한은 100 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. Further, in general rolled steels, the plate thickness is generally 100 mm or less. Therefore, the upper limit of the plate thickness of the steel material to be subjected in the present invention is preferably 100 mm or less.

또한, 본 발명에서 대상으로 하는 강종으로는, 고장력강 (예를 들어, 조선용 극후 YP460 ㎫ 급 강 (인장 강도 570 ㎫ 급 강) 이나 건축용 TMCP 강 SA440 (인장 강도 590 ㎫ 급 강)) 이 특히 바람직하다. 그렇다는 것은, 고장력강은, 용접 입열 제한이 엄격하고, 용접 금속에 균열이 발생하기 쉬운 것 외에, 용접 열 영향에 의해 요구되는 이음매 강도나 인성이 얻어지지 않는다. 이에 반하여 본 발명에서는, 입열량 : 170 kJ/㎝ 이하로 효율적으로 용접이 가능하고, 590 ㎫ 급 고장력 강판, 고합금계가 되는 590 ㎫ 급 내식강의 용접도 가능하다. 당연히 연강에도 문제없이 대응할 수 있다. As the steel material to be used in the present invention, high strength steel (for example, ultra-high YP460 MPa grade steel for shipbuilding (tensile strength 570 MPa grade steel) or TMCP steel SA440 (tensile strength 590 MPa grade) Do. In other words, the high tensile strength steel has a strict restriction of heat input to the weld, and cracks are easily generated in the weld metal, and the joint strength and toughness required by the weld heat effect are not obtained. On the other hand, according to the present invention, it is possible to weld 590 MPa class high strength steel sheet and 590 MPa class corrosion resistant steel which can be welded efficiently with an heat input of 170 kJ / cm or less. Of course, we can respond to mild steel without any problem.

이상, 본 발명의 용접 방법에 있어서, 개선 각도, 개선 갭 및 강재의 판두께를 한정한 이유에 대해 설명했지만, 본 발명에서는, 후강재를 협개선에 적절한 입열량으로 효율적으로 용접하기 위하여 2 패스 이상의 다층 용접으로 하고, 초층 용접 조건을 적정하게 제어하면서 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 소정의 범위로 하는 것이 중요하다. The reason why the improvement angle, the improvement gap and the plate thickness of the steel material are limited in the welding method of the present invention has been described above. However, in the present invention, in order to efficiently weld the rear steel material with an appropriate heat quantity for narrowing, Layer welding, and it is important to set the welding depth in the super-layer welding to a predetermined range while appropriately controlling the super-layer welding conditions.

이하, 이들 초층 용접에 있어서의 접합 깊이의 한정 이유 및 초층 용접 조건에 대해 설명한다. Hereinafter, the reason for limiting the junction depth in the ultra-layer welding and the conditions for the super-layer welding will be described.

초층 용접에 있어서의 접합 깊이 (D) : 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하 (D): 20 mm or more and 50 mm or less

본 발명에서 대상으로 하는 판두께 : 40 ㎜ 이상의 후강재를 2 패스 이상의 다층 용접으로 용접하려면, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 20 ㎜ 이상으로 할 필요가 있다. 초층 용접에 있어서의 접합 깊이가 20 ㎜ 미만에서는, 용접열이 집중되기 때문에, 용융 금속의 늘어짐이 발생한다. 한편, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이가 50 ㎜ 를 초과하면, 용접 입열이 과다가 되기 쉬운 것 외에, 고온 균열이나, 용접 중의 열이 분산되는 것에 의한 개선면의 융합 불량, 슬래그 혼입 등의 용접 결함이 발생한다. 따라서, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이는 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 한다. 바람직하게는, 25 ㎜ 이상 40 ㎜ 이하이다. Plate Thickness to be Applied in the Present Invention In order to weld the post-steel material having a thickness of 40 mm or more by multi-layer welding of two or more passes, it is necessary to set the joint depth in the super-layer welding to 20 mm or more. When the joint depth in the ultra-layer welding is less than 20 mm, welding heat is concentrated, so that sagging of the molten metal occurs. On the other hand, when the bonding depth in the super-layer welding is more than 50 mm, not only the heat input of the welding is likely to be excessive but also high temperature cracking, defective fusion of the improvement surface due to dispersion of heat during welding, Lt; / RTI > Therefore, the bonding depth in the super-layer welding is set to 20 mm or more and 50 mm or less. And preferably 25 mm or more and 40 mm or less.

용접 토치 (급전 팁 선단) 의 각도 φ : 수평 방향에 대해 25°이상 75°이하 Angle of the welding torch (tip of the feeding tip): 25 ° or more and 75 ° or less with respect to the horizontal direction

용접 토치의 각도는 수직보다 수평에 근접시킴으로써, 아크가 용접 비드 표면보다 이면 방향이 되어, 용융 금속의 늘어짐을 억제할 수 있다. 여기서, 용접 토치의 각도가 수평 방향에 대해 25°미만에서는 용접 비드의 형성이 곤란하고, 용접 토치의 각도가 수평 방향에 대해 75°초과에서는 용융 금속의 늘어짐을 억제하는 것이 곤란해진다. 따라서, 용접 토치의 각도는 수평 방향에 대해 25°이상 75°이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는 30°이상 45°이하이다. By bringing the angle of the welding torch closer to the horizontal than the vertical, the arc is directed to the back side of the weld bead surface, so that sagging of the molten metal can be suppressed. Here, when the angle of the welding torch is less than 25 degrees with respect to the horizontal direction, it is difficult to form the welding bead, and when the angle of the welding torch is more than 75 degrees with respect to the horizontal direction, it is difficult to suppress the sagging of the molten metal. Therefore, the angle of the welding torch needs to be not less than 25 degrees and not more than 75 degrees with respect to the horizontal direction. Preferably not less than 30 DEG and not more than 45 DEG.

용접 입열량 : 30 kJ/㎝ 이상 170 kJ/㎝ 이하 Welding heat input: 30 kJ / cm or more and 170 kJ / cm or less

다층 용접에서는, 1 패스당의 입열량 (＝ 용착량) 을 크게 함으로써 패스 수를 줄여, 용접 적층 결함을 저감시킬 수 있다. 그러나, 용접 입열량이 지나치게 커지면, 용접 금속의 강도, 인성의 확보가 어려워지는 것 외에, 강재 열 영향부의 연화 억제, 결정립 조대화에 의한 인성의 확보가 어려워진다. 특히, 용접 입열량이 170 kJ/㎝ 를 초과하면, 용접 금속의 특성 확보를 위하여, 강재 희석을 고려한 전용 와이어가 불가결해지고, 또한, 강재에서도, 용접 입열에 견딜 수 있는 설계의 강재가 불가결해진다. 한편, 용융 금속을 확보하고, 용접 결함이 없는 용접부를 얻기 위해서는, 용접 입열량은 높은 쪽이 유리하고, 협개선에 있어서 용접 입열 30 kJ/㎝ 미만에서는 개선면의 용융이 부족하고, 적층 결함의 발생을 피할 수 없다. In the multi-layer welding, the number of passes can be reduced by increasing the amount of heat input per pass (= welding amount), and welding lamination defects can be reduced. However, if the amount of heat of welding is excessively large, it becomes difficult to secure the strength and toughness of the weld metal, besides, it becomes difficult to suppress the softening of the heat affected zone of the steel material and secure toughness by crystal grain coarsening. In particular, when the heat input amount exceeds 170 kJ / cm, a dedicated wire considering the dilution of the steel becomes indispensable for securing the characteristics of the weld metal, and a steel designed to withstand the heat input of the weld becomes indispensable. On the other hand, in order to secure a molten metal and obtain a welded portion free from welding defects, it is advantageous that the welding heat quantity is high, and when the welding heat input is less than 30 kJ / cm, The occurrence can not be avoided.

따라서, 용접 입열량은 30 kJ/㎝ 이상 170 kJ/㎝ 이하로 한다. 바람직하게는 90 kJ/㎝ 이상 160 kJ/㎝ 이하이다. Therefore, the amount of heat of welding is set to 30 kJ / cm or more and 170 kJ / cm or less. Preferably 90 kJ / cm or more and 160 kJ / cm or less.

용접 토치의 위빙에 있어서의 판두께 방향으로의 위빙 깊이 (L) : 15 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하 Weaving depth (L) in the plate thickness direction in weaving of the welding torch: 15 mm or more and 50 mm or less

본 발명의 용접 방법은 용접 토치의 위빙을 실시하는 것이지만, 이 용접 토치의 위빙에 있어서의 판두께 방향으로의 위빙 깊이 (L) 그리고 후술하는 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭 (M) 을 적정하게 제어하는 것이 중요하다. The weaving method of the present invention is to perform weaving of the welding torch, but the weaving depth L in the plate thickness direction in the weaving of the welding torch and the weaving depth L in a direction perpendicular to the plate thickness direction and the weld line M) is properly controlled.

또한, 각종 위빙 패턴에 있어서의 판두께 방향으로의 위빙 깊이 (L) 그리고 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭 (M) 은, 도 4 의 (a) ∼ (d) 에 나타내는 바와 같이 된다. The weaving depth L in the plate thickness direction in various weaving patterns and the maximum weaving width M in the plate thickness direction and in the direction perpendicular to the weld line are shown in Figs. 4A to 4D Become like.

여기서, 본 발명의 용접 방법에서 기본으로 하는 수직 방향 상진 용접에 있어서는, 접합 깊이와 판두께 방향의 위빙폭은 동일한 정도가 되기 때문에, 판두께 방향으로의 위빙 깊이가 15 ㎜ 미만에서는, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 20 ㎜ 이상으로 하는 것이 곤란하다. 한편, 판두께 방향으로의 위빙 깊이가 50 ㎜ 를 초과하면, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이를 50 ㎜ 이하로 하는 것이 곤란해질 뿐만 아니라, 용접 입열량이 과다해져, 용접 금속이나 강재의 열 영향부에 있어서 원하는 기계적 특성을 얻는 것이 곤란해지는 것 외에, 고온 균열이나, 용접 중의 열이 분산되는 것에 의한 개선면의 융합 불량, 슬래그 혼입 등의 용접 결함이 발생하기 쉬워진다. Here, in the vertical direction vertical vibration welding, which is a basic method in the welding method of the present invention, since the joining depth and the width of the lower ice in the plate thickness direction are about the same, when the weaving depth in the plate thickness direction is less than 15 mm, It is difficult to set the joint depth at 20 mm or more. On the other hand, if the weaving depth in the plate thickness direction exceeds 50 mm, it is difficult not only to make the joint depth in the super-layer welding not more than 50 mm, but also to increase the heat input amount of welding, It is difficult to obtain the desired mechanical properties in the welded joints, and welding defects such as high-temperature cracks, fusion defects on the improvement surface due to heat dissipation during welding, and slag inclusion tend to occur.

따라서, 판두께 방향으로의 위빙 깊이는 15 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 한다. 바람직하게는 25 ㎜ 이상 35 ㎜ 이하의 범위이다. Therefore, the weaving depth in the plate thickness direction is 15 mm or more and 50 mm or less. Preferably not less than 25 mm and not more than 35 mm.

용접 토치의 위빙에 있어서의 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭 (M) : (W - 6) ㎜ 이상 W ㎜ 이하 (W : 초층 용접에 있어서의 용접 비드폭) (W - 6) ㎜ or more and W ㎜ or less (W: Weld width of the weld bead in the superstructure welding). The maximum width of the weaving in the direction perpendicular to the weld line and the plate thickness direction in the weaving of the welding torch

개선면의 미용융을 방지하기 위해서는, 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭을 (W - 6) ㎜ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭이 W ㎜ 를 초과하면, 용융 금속이 늘어져 용접이 이루어지지 않는다. It is necessary to set the maximum width of the weaving in the plate thickness direction and the direction orthogonal to the weld line to be (W - 6) mm or more in order to prevent uneven fusion of the improvement surface. On the other hand, if the maximum width of the weaving in the plate thickness direction and in the direction perpendicular to the weld line exceeds W mm, the molten metal is stretched to prevent welding.

따라서, 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭은, (W - 6) ㎜ 이상 W ㎜ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는 (W - 4) ㎜ 이상 (W - 1) ㎜ 이하의 범위이다. Therefore, the maximum width of the weaving in the plate thickness direction and the direction perpendicular to the weld line is in the range of (W - 6) mm to W mm. (W - 4) mm or more and (W - 1) mm or less.

또, 용접 토치의 위빙 패턴에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 도 4 의 (a) ∼ (d) 에 나타내는 바와 같이, 용접선 방향 (용접 진행 방향과 일치하고, 통상적으로는 연직 방향) 에서 보아 コ 자형, V 자형, 사다리꼴 및 삼각형 등으로 할 수 있다. 또한, 도 4 의 (a) ∼ (d) 중, 용접 토치의 방향이 바뀌는 각 점 (도 4 의 (a) 에서 말하면 B 점 및 C 점) 에서의 용접 토치의 궤적은, 모나게 해도 되고, 둥그스름하게 해도 된다. The weaving pattern of the welding torch is not particularly limited, and as shown in Figs. 4 (a) to 4 (d), the weft pattern of the welding torch can be seen in the welding line direction (coinciding with the welding advancing direction, V-shaped, trapezoidal, triangular or the like. 4A to 4D, the locus of the welding torch at each point where the direction of the welding torch is changed (point B and point C in Fig. 4A) may be compensated, It may be rounded.

단, 수직 방향 상진 용접에 있어서는, 용접 표면측에 가까운 지점에서의 위빙은 용융 금속이 늘어져 떨어지는 것을 발생시키기 쉽고, 또한 용접 토치 동작이 개선면과 어긋나면, 개선면의 균일한 용융이 얻어지지 않아, 융합 불량 등의 용접 결함이 발생하기 쉽다. 특히, 반전 동작을 필요로 하지 않는 일반적인 사다리꼴 및 삼각형의 위빙 패턴은, 장치 부하가 작은 반면, 용접 표면측에 가까운 지점에서의 용접 토치 동작 (도 4 의 (b) 에 있어서의 사다리꼴 위빙 패턴의 D 점 → A 점, 도 4 의 (d) 에 있어서의 삼각형 위빙 패턴의 C 점 → A 점) 에 의해, 용융 금속이 늘어져 떨어지는 것이 발생하기 쉽다. 이 때문에, 용융 금속이 늘어져 떨어지는 것을 억제한다는 관점에서는, 용접 표면측에서의 토치 동작이 없는 コ 자형 또는 V 자형의 위빙 패턴으로 하는 것이 바람직하다. However, in the vertical direction vertical welding, the weaving at a position close to the welding surface side tends to cause the molten metal to stretch and fall, and if the welding torch operation is shifted from the improved surface, the uniform surface melting is not obtained , Welding defects such as defective fusion are likely to occur. Particularly, a general trapezoidal and triangular weaving pattern which does not require a reversing operation is a welding torch operation at a position close to the welding surface side (a trapezoidal weaving pattern in Fig. 4 (b) The point A → the point A → the point C → the point A in the triangular weaving pattern in FIG. 4D). Therefore, from the viewpoint of suppressing the falling of the molten metal, it is preferable to use a U-shaped or V-shaped weaving pattern free from torch action on the welding surface side.

또한, V 자형이나 삼각형의 위빙 패턴에서는, 개선 갭이 큰 (예를 들어, 6 ㎜ 이상) 경우, 용접 토치 동작이 개선면과 어긋나 (예를 들어, 도 4 의 (c) 에 있어서의 A 점 → B 점의 동작에 있어서, 용접 토치 선단의 궤적이 개선면 (용접 토치에 가까운 쪽) 과 평행하지 않게 되는 등), 개선면의 균일한 용융이 얻어지지 않아, 융합 불량 등의 용접 결함이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 개선면과 평행하게 용접 토치를 동작시키는 것이 가능한 コ 자형의 위빙 패턴으로 하는 것이 최적이다. Further, in the V-shaped or triangular weaving pattern, when the improvement gap is large (for example, 6 mm or more), the welding torch operation is shifted from the improvement surface (for example, → the trajectory of the tip of the welding torch is not parallel to the improvement surface (the side closer to the welding torch) in the operation of the point B), uniform melting of the improvement surface is not obtained and welding defects such as defective fusion occur It becomes easier to do. Therefore, in such a case, it is optimum to use a U-shaped weaving pattern capable of operating the welding torch in parallel with the improvement surface.

또한, 판두께 방향에 있어서의, 위빙시의 용접 토치 선단의 최심점 (예를 들어, 도 4 의 (a), (b) 에 있어서의 B 점 및 C 점, 도 4 의 (c), (d) 에 있어서의 B 점) 의 강재 이면으로부터의 거리 (a) 는, 통상적으로 2 ∼ 5 ㎜ 정도이다. 4 (a), 4 (b) and 4 (c), 4 (c), and 4 (c)) of the welding torch tip at the time of weaving the distance a from the back surface of the steel material at point B in Fig. 4D is usually about 2 to 5 mm.

또, 본 발명에서 대상으로 하는 개선 형상에 대해, コ 자형 위빙이나 사다리꼴 위빙을 적용하는 경우, 도 4 의 (a), (b) 중의 M₁, M₂, M₃ 은, 각각 2 ∼ 18 ㎜, 0 ∼ 10 ㎜, 0 ∼ 10 ㎜ 정도가 된다. 4A and 4B, M ₁ , M ₂ and M ₃ in FIG. 4A and FIG. 4B are respectively 2 to 18 mm in the case of applying the weft-type weaving or the trapezoid weaving in the improvement shape of the present invention. , 0 to 10 mm, and 0 to 10 mm.

또한, 위빙시의 주파수나 정지 시간 (도 4 에 나타내는 A 점 등의 각 점에 있어서의 정지 시간) 은 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 주파수는 0.25 ∼ 0.5 ㎐ (바람직하게는 0.4 ∼ 0.5 ㎐), 정지 시간은 0 ∼ 0.5 초 (바람직하게는 0.2 ∼ 0.3 초) 정도로 하면 된다. The frequency and the stopping time at the time of weaving (stopping time at each point such as the point A shown in Fig. 4) are not particularly limited. For example, the frequency is 0.25 to 0.5 Hz (preferably 0.4 to 0.5 Hz ), And the stopping time may be about 0 to 0.5 seconds (preferably 0.2 to 0.3 seconds).

이상, 기본 조건에 대해 설명했지만, 본 발명의 용접 방법에서는, 이하의 조건을 추가로 만족시킴으로써, 특히 수직 방향 용접에 있어서 문제가 되는 용융 금속의 늘어짐을 억제하고, 비드 형상의 안정화를 한층 더 도모할 수 있다. Although the basic conditions have been described above, in the welding method of the present invention, by further satisfying the following conditions, it is possible to suppress the sagging of the molten metal, which is a problem particularly in the vertical direction welding, and further stabilize the bead shape can do.

초층 용접에 있어서의 용접 금속의 S 량 및 O 량의 합계량 : 450 질량ppm 이하 Total amount of S and O of the weld metal in the ultra-layer welding: 450 mass ppm or less

안정적인 수직 방향 상진 용접을 실현하려면, 용융 금속의 늘어짐을 방지하고, 또한 안정적인 용접 비드 형상 (요철이 없는 평활한 비드) 을 얻을 필요가 있고, 특히, 용융 금속의 늘어짐을 방지하려면, 용융 금속의 표면 장력과 점성을 저하시키는 S 량 및 O 량을 낮게 관리하는 것이 중요하다. In order to achieve a stable vertical directional superior-direction welding, it is necessary to prevent the molten metal from sagging and to obtain a stable weld bead shape (smooth bead without irregularities). In order to prevent sagging of the molten metal, It is important to keep the amounts of S and O which lower the tension and viscosity low.

여기에, 용접 금속의 S 량 및 O 량의 합계량이 450 질량ppm (이하, 간단히 ppm 이라고도 한다) 을 초과하면, 표면 장력과 점성의 저하에 더하여 용접 금속의 대류가 표면에서 외측 방향이 되고, 고온의 용접 금속이 중앙에서 주변을 향하여 대류하여, 용융 금속이 확산성을 가져, 용융 금속의 늘어짐이 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 용융 금속의 표면 장력과 점성, 유체성을 지배하는, 용접 금속의 S 량 및 O 량은, 이것들의 합계량으로 450 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 400 ppm 이하이다. If the total amount of the S amount and the O amount of the weld metal exceeds 450 mass ppm (hereinafter simply referred to as ppm), the convection of the weld metal becomes outward in the direction in addition to the decrease of the surface tension and the viscosity, The molten metal is diffused and the molten metal is liable to sag. Therefore, it is preferable that the total amount of S and O of the weld metal, which governs the surface tension, viscosity and fluidity of the molten metal, is 450 ppm or less. More preferably, it is 400 ppm or less.

또, 용접 와이어에는, 표면 장력을 낮춰, 용접 비드를 평탄화할 목적으로, 통상적으로 S 가 0.010 ∼ 0.025 질량％ 함유되어 있다. 용접 금속의 S 량의 저감에는, 이와 같은 용접 와이어 자체의 S 량의 저감에 더하여, 강재 중의 S 량을 낮추는 것이 유효하다. The welding wire usually contains S in an amount of 0.010 to 0.025 mass% for the purpose of lowering the surface tension and flattening the weld bead. In order to reduce the amount of S of the weld metal, in addition to the reduction of the amount of S of the welding wire itself, it is effective to lower the amount of S in the steel.

또한, 용접 금속의 O 량은, 실드 가스 중의 CO₂ 의 산화에 의해 증가한다. 예를 들어, 실드 가스로서 100 ％ CO₂ 가스를 사용하는 경우, 용접 금속 중의 O 량은 0.040 ∼ 0.050 질량％ 정도 증가한다. 이와 같은 용접 금속의 O 량의 저감에는, 용접 와이어 자체에 통상적으로 0.003 ∼ 0.006 질량％ 정도 함유되는 O 의 저감에 더하여, 용접 와이어로의 Si 및 Al 첨가가 유효하다. 또, 용접 전류 및 아크 전압을 높게 하고, 용융 금속 중의 슬래그 메탈 반응 (탈산 반응) 과 슬래그의 응집, 용접 비드 표면으로의 부상을 충분히 실시하게 하는 것도 유효하다.Further, the O amount of the weld metal is increased by the oxidation of CO _{2 in} the shield gas. For example, when 100% CO ₂ gas is used as the shielding gas, the amount of O in the weld metal increases by 0.040 to 0.050 mass%. In order to reduce the amount of O in the weld metal, addition of Si and Al to the welding wire is effective in addition to the reduction of O contained in the welding wire itself usually in an amount of about 0.003 to 0.006 mass%. It is also effective to raise the welding current and the arc voltage so that the slag metal reaction (deoxidation reaction) in the molten metal, aggregation of the slag, and float to the surface of the weld bead are sufficiently performed.

초층 용접에 있어서의 용접 금속의 N 량 : 120 ppm 이하 N amount of weld metal in super-layer welding: 120 ppm or less

용접 금속 중의 질소 (N) 은, 응고시에 용접 금속으로부터 배출되어 기포가 된다. 이 기포의 발생이 탕면의 진동을 초래하여, 용융 금속의 늘어짐의 원인이 된다. 특히, 용접 금속 중의 N 량이 120 ppm 을 초과하면, 용융 금속의 늘어짐이 발생하기 쉬워지는 점에서, 초층 용접에 있어서의 용접 금속의 N 량은 120 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60 ppm 이하이다. Nitrogen (N) in the weld metal is discharged from the weld metal at the time of solidification and becomes bubbles. The generation of the bubbles causes vibration of the bath surface, which causes the molten metal to sag. Particularly, when the N content in the weld metal exceeds 120 ppm, it is preferable that the N content of the weld metal in the super-layer welding is 120 ppm or less in that the sintering of the molten metal tends to occur easily. More preferably not more than 60 ppm.

또, 통상적으로 용접 와이어에는 불순물로서 질소 (N) 이 50 ∼ 80 ppm 함유되어 있고, 여기에서부터, 실드 가스의 불순물과 대기의 혼입에 의해, 용접 금속 중의 N 량이 20 ∼ 120 ppm 정도 증가한다. 한편, 통상적으로 아크 용접의 노즐 내경은 16 ∼ 20 ㎜ 정도이기 때문에, 이와 같은 노즐을 사용하여, 이 노즐 내경을 초과하는 접합 깊이가 되는 용접 금속 부분을 완전하게 실드하는 것은 곤란하고, 결과적으로, 용접 금속 중의 N 량이 200 ppm 을 초과하는 경우도 있다. Normally, the welding wire contains nitrogen (N) in an amount of 50 to 80 ppm as an impurity. From this, the amount of N in the weld metal increases by 20 to 120 ppm due to the incorporation of impurities in the shielding gas and the atmosphere. On the other hand, since the nozzle inner diameter of the arc welding is usually about 16 to 20 mm, it is difficult to completely shield the weld metal portion having the junction depth exceeding the nozzle inner diameter by using such a nozzle, The N content in the weld metal may exceed 200 ppm.

이와 같은 N 량의 증가를 방지하여, 초층 용접에 있어서의 용접 금속의 N 량을 120 ppm 이하, 나아가서는 60 ppm 이하로 하려면, 통상적인 아크 용접의 노즐과는 다른 가스 실드 계통을 형성하고, 이로써, 용접 금속으로의 대기의 혼입을 억제하는 것이 유효하다. In order to prevent the increase of the amount of N and to reduce the N content of the weld metal in the super-layer welding to 120 ppm or less, and further to 60 ppm or less, a gas shield system different from a conventional arc welding nozzle is formed, , It is effective to suppress the incorporation of the atmosphere into the weld metal.

또한, 용접시의 강재 희석에 의해, 강재로부터 용접 금속에 S, O 및 N 이 용출되기 때문에, S : 0.005 질량％ 이하, O : 0.003 질량％ 이하 및 N : 0.004 질량％ 이하의 강재를 사용하는 것이, 상기한 초층 용접에 있어서의 용접 금속의 S 량, O 량 및 N 량을 억제하는 데에 있어서는 바람직하다.In addition, since S, O and N are eluted from the steel material to the weld metal by dilution of the steel during welding, a steel material containing 0.005 mass% or less of S, 0.003 mass% or less of O and 0.004 mass% or less of N is used Is preferable in suppressing the amount of S, O, and N of the weld metal in the above-described multi-layer welding.

초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계 : 1.5 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 Sum of Si amount and Mn amount of welding wire used in super-layer welding: 1.5 mass% or more and 3.5 mass% or less

상기한 용융 금속의 늘어짐을 방지하고 또한 안정적인 용접 비드 형상의 외관을 얻으려면, 적정량의 슬래그를 형성하는 것이 중요하다. 슬래그는 주로 SiO₂ 와 MnO 로 구성되어 있고, 이 슬래그량은, 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계에 크게 좌우된다. In order to prevent slacking of the molten metal and to obtain a stable weld bead-like appearance, it is important to form an appropriate amount of slag. The slag is mainly composed of SiO ₂ and MnO, and the amount of this slag greatly depends on the sum of the Si amount and the Mn amount of the welding wire.

여기에, 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계가 1.5 질량％ 미만에서는, 용융 금속의 늘어짐을 방지하기에 충분한 슬래그량이 얻어지지 않는다. 한편, 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계가 3.5 질량％ 를 초과하면, 슬래그가 덩어리가 되어 다음 층 이후의 용접에 지장을 주는 경우가 있다. 따라서, 초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Si 량 및 Mn 량의 합계는, 1.5 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.8 질량％ 이상 2.8 질량％ 이하이다. If the total amount of Si and Mn in the welding wire is less than 1.5% by mass, a sufficient amount of slag is not obtained to prevent the molten metal from sagging. On the other hand, when the total amount of Si and Mn in the welding wire exceeds 3.5 mass%, the slag becomes lumpy, which may interfere with the welding of subsequent layers. Therefore, it is preferable that the total amount of Si and Mn of the welding wire used in the super-layer welding is 1.5 mass% or more and 3.5 mass% or less. More preferably, it is 1.8 mass% or more and 2.8 mass% or less.

초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Ti 량, Al 량 및 Zr 량의 합계 : 0.08 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하 Sum of Ti amount, Al amount and Zr amount of the welding wire used in the ultra-layer welding: 0.08 mass% or more and 0.5 mass% or less

상기한 용융 금속의 늘어짐을 방지하고 또한 안정적인 용접 비드 형상의 외관을 얻는 데에 중요한 역할을 다하는 슬래그의 물성 (점성) 에 크게 영향을 주는 것이, TiO₂, Al₂O₃, Zr₂O₃ 이다. Prevent sagging of the above-described molten metal and also _{_{_{to, TiO 2, Al 2 O 3}}} , Zr 2 O 3 gives a great influence on the physical properties (viscosity) of the slag fulfills an important role in obtaining the appearance of a stable weld bead shape .

여기에, 용접 와이어의 Ti 량, Al 량 및 Zr 량의 합계가 0.08 질량％ 미만에서는, 용융 금속의 늘어짐을 방지하는 데에 유효한 슬래그의 점성이 얻어지지 않는다. 한편, 용접 와이어의 Ti 량, Al 량 및 Zr 량의 합계가 0.5 질량％ 를 초과하면, 슬래그의 제거, 재용융 모두 곤란해져, 다음 층 이후의 용접에 지장이 발생한다.If the total amount of Ti, Al, and Zr in the welding wire is less than 0.08 mass%, the viscosity of the slag, which is effective in preventing slack of the molten metal, can not be obtained. On the other hand, if the total amount of Ti, Al, and Zr in the welding wire exceeds 0.5 mass%, it becomes difficult to remove and re-melt the slag, and the welding of the next layer or the subsequent layer will be hindered.

따라서, 초층 용접에서 사용하는 용접 와이어의 Ti 량, Al 량 및 Zr 량의 합계는, 0.08 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.15 질량％ 이상 0.25 질량％ 이하이다. Therefore, it is preferable that the total amount of Ti, Al, and Zr of the welding wire used in the super-layer welding is 0.08 mass% or more and 0.5 mass% or less. More preferably, it is 0.15 mass% or more and 0.25 mass% or less.

또한, 상기한 것 이외의 용접 와이어의 성분에 대해서는, 용접하는 후강재의 성분에 따라 적절히 선택하면 되는데, 상기한 용접 금속 중의 S 량, O 량 및 N 량을 억제하는 관점에서는, S : 0.03 질량％ 이하, O : 0.01 질량％ 이하, N : 0.01 질량％ 이하로 하고, 추가로 Si : 0.05 ∼ 0.80 질량％, Al : 0.005 ∼ 0.050 질량％ 의 범위로 한 용접 와이어 (예를 들어, JIS Z 3312 YGW18 이나 JIS Z 3319 YFEG-22C 등) 를 사용하는 것이 바람직하다.From the standpoint of suppressing the amounts of S, O, and N in the above-mentioned weld metal, it is preferable that the content of S: 0.03 mass (For example, JIS Z 3312) in which the content of Si is 0.05 to 0.80 mass% and the content of Al is 0.005 to 0.050 mass% YGW18 or JIS Z3319 YFEG-22C) is preferably used.

실드 가스 조성 : CO₂ 가스를 20 체적％ 이상 Shielding gas composition: 20% by volume or more of CO ₂ gas

용접부의 용입은, 아크 그 자체에 의한 가우징 효과와 고온 상태에 있는 용접 금속의 대류에 의해 지배되고 있다. 용접 금속의 대류가 내측 방향이 되는 경우, 고온의 용접 금속이 위로부터 하방향으로 대류하므로 아크 바로 아래의 용입이 증가한다. 한편, 용접 금속의 대류가 외측 방향이 되는 경우, 고온의 용접 금속이 중앙에서 좌우 방향으로 대류하고, 용접 비드가 확산성을 가짐과 함께 개선면의 용입이 증가한다. 따라서, 본 발명의 목표로 하는 후강재의 수직 방향 다층 가스 실드 아크 용접에 있어서, 용융 (용접) 금속의 늘어짐을 억제하여 균일한 용접 비드 형상을 얻으려면, 용접 금속의 대류를 내측 방향으로 하는 것이 바람직하다. The penetration of the weld is governed by the gouging effect of the arc itself and the convection of the weld metal in the high temperature state. If the convection of the weld metal becomes inward, the weld metal under the arc increases because the weld metal convects from the top to the bottom. On the other hand, when the convection of the weld metal becomes outward, the weld metal of high temperature convects from the center to the left and right direction, the weld bead has diffusibility and the penetration of the improvement surface increases. Therefore, in the vertical multi-layer gas shield arc welding of the post-steel of the present invention, in order to suppress sagging of the molten (welded) metal to obtain a uniform weld bead shape, desirable.

여기서, 용접 금속의 뜨거운 물의 흐름을 지배하는 산소 (O) 를 저감시키는 관점에서 말하면, CO₂ 가스를 낮게 억제하는 편이 유리하지만, CO₂ 가스는 해리 흡열 반응에 의해 아크 그 자체를 긴축시켜, 용접 금속의 대류를 보다 내측 방향으로 하는 효과가 있다. From the viewpoint of reducing the oxygen (O) that governs the hot water flow of the weld metal, it is advantageous to suppress the CO ₂ gas to a low level, but the CO ₂ gas shrinks the arc itself by the dissociative endothermic reaction, There is an effect that the convection of the metal is made more inward.

이 때문에, 실드 가스 조성으로는, CO₂ 가스를 20 체적％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60 체적％ 이상이다. 또한, CO₂ 가스 이외의 잔부는, Ar 등의 불활성 가스를 사용하면 된다. 또, CO₂ 가스 : 100 체적％ 여도 된다. For this reason, it is preferable that the shield gas composition has a CO ₂ gas of 20 vol% or more. More preferably, it is at least 60% by volume. The remaining portion other than the CO ₂ gas may be an inert gas such as Ar. Alternatively, CO ₂ gas may be 100 vol.%.

또, 용접부의 용입은, 아크의 지향성 및 가우징 효과에도 영향을 받는다. 따라서, 용접의 극성은, 아크의 지향성 및 가우징 효과가 보다 큰 와이어 마이너스 (정극성) 로 하는 것이 바람직하다. The penetration of the welded portion is also influenced by the directivity and gouging effect of the arc. Therefore, it is preferable that the polarity of the welding be a wire minus (positive polarity) in which the arc directivity and the gouging effect are larger.

상기 이외의 조건에 대해서는, 특별히 규정할 필요는 없지만, 평균 용접 전류 270 A 미만에서는, 용융지가 작고, 표면측에서는 토치 위빙마다 용융과 응고를 반복하는 다층 용접과 같은 상태가 되어 융합 불량, 슬래그 혼입이 발생하기 쉽다. 한편, 평균 용접 전류가 360 A 를 초과하면, 용융 (용접) 금속의 늘어짐이 발생하기 쉬워지는 것 외에, 용접 흄과 스퍼터에 의해 아크점의 확인이 곤란해지기 때문에 시공 중의 조정이 어려워진다. 이 때문에, 평균 용접 전류는, 270 ∼ 360 A 로 하는 것이 바람직하다. 또, 평균 용접 전류를 270 ∼ 360 A 로 함으로써, 용접 흄, 스퍼터의 발생을 억제하면서 안정적인 용입이 얻어지는 점에서 본 발명의 용접을 실시하는 데에 있어서 한층 더 유리해진다. If the average welding current is less than 270 A, the melting point is small, and on the surface side, the state is the same as that of the multi-layer welding in which melting and solidification are repeated for each torch weaving, so that fusion failure and slag inclusion It is easy to occur. On the other hand, when the average welding current exceeds 360 A, sagging of the molten (welded) metal tends to occur more easily, and it is difficult to confirm the arc spot by the welding fume and the sputtering, so adjustment during the welding becomes difficult. Therefore, the average welding current is preferably set to 270 to 360 A. Further, by setting the average welding current to 270 to 360 A, it is further advantageous in carrying out the welding of the present invention that stable penetration can be obtained while suppressing generation of welding fumes and spatter.

이외의 조건에 대해서는 정법에 따르면 되고, 예를 들어, 용접 전압 : 32 ∼ 37 V (전류와 함께 상승), 용접 속도 (상진) : 3 ∼ 15 ㎝/분 (바람직하게는 4 ∼ 9 ㎝/분), 와이어 돌출 길이 : 20 ∼ 45 ㎜, 와이어 직경 : 1.2 ∼ 1.6 ㎜ 정도로 하면 된다. For example, welding voltage: 32 to 37 V (rising with current), welding speed (upside): 3 to 15 cm / min (preferably 4 to 9 cm / min ), A wire protrusion length of 20 to 45 mm, and a wire diameter of about 1.2 to 1.6 mm.

또한, 초층 이외의 각 층에 있어서의 용접 조건에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 기본적으로는 상기한 초층의 용접 조건과 마찬가지로 하면 된다. The welding conditions in each layer other than the super-layer are not particularly limited, and basically, the welding conditions for the super-layer can be basically the same.

또, 용접 완료까지의 적층수는, 적층 결함을 방지하는 관점에서 2 내지 4 층 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 용접 방법에서는, 1 층당 1 패스의 적층 용접을 기본으로 한다. It is preferable that the number of laminated layers up to the completion of welding is about 2 to 4 layers from the viewpoint of preventing lamination defects. Further, in the welding method of the present invention, laminated welding of one pass per layer is used as a basis.

실시예Example

표 1 에 나타내는 개선 형상으로 한 2 장의 강재에, 표 2 에 나타내는 용접 조건으로 협개선의 수직 방향 상진 다층 가스 실드 아크 용접을 실시하였다. Two narrow steels of the improved shape shown in Table 1 were subjected to narrow-angle, inverted multi-layered gas shield arc welding in the narrow direction under the welding conditions shown in Table 2.

여기서, 강재는 모두, S : 0.005 질량％ 이하, O : 0.003 질량％ 이하, N : 0.004 질량％ 이하인 것을 사용하였다. 또한, 강재의 개선 가공에는, 가스 절단을 사용하고, 개선면에는 연삭 등의 손질은 실시하지 않았다. Here, all of the steels were used in an amount of S: 0.005 mass% or less, O: 0.003 mass% or less, and N: 0.004 mass% or less. Gas cutting was used for the improvement of the steel material, and polishing of the improvement surface was not performed.

또, 용접 와이어는, 강재 강도용 또는 그것보다 1 랭크 상 (上) 용의 그레이드인 1.2 ㎜φ 의 솔리드 와이어를 사용하였다. 또한, 사용한 용접 와이어 중의 성분 조성은 모두, S : 0.005 질량％ 이하, O : 0.003 질량％ 이하, N : 0.005 질량％ 이하, Si : 0.6 ∼ 0.8 질량％, Al : 0.005 ∼ 0.03 질량％ 였다. As the welding wire, a solid wire having a diameter of 1.2 mm, which is a grade for steel strength or one rank above, was used. The compositions of the welding wire used were all S: 0.005 mass% or less, O: 0.003 mass% or less, N: 0.005 mass% or less, Si: 0.6 to 0.8 mass%, and Al: 0.005 to 0.03 mass%.

또한, 용접 전류는 270 ∼ 360 A, 용접 전압은 32 ∼ 37 V (전류와 함께 상승), 평균 용접 속도는 3 ∼ 15 ㎝/분 (용접 중에 조정), 평균의 와이어 돌출 길이는 30 ㎜ 로 하고, 용접 길이는 400 ㎜ 로 하였다. 또, No.11 을 제외하고, 통상적인 아크 용접의 노즐과는 다른 가스 실드 계통을 형성하여, 용접을 실시하였다. The welding current is 270 to 360 A, the welding voltage is 32 to 37 V (rising with current), the average welding speed is 3 to 15 cm / min (adjusted during welding), and the average wire protrusion length is 30 mm , And the welding length was 400 mm. In addition, except for No. 11, a gas shield system different from that of a conventional arc welding nozzle was formed and welding was performed.

또한, 초층 이외의 각 층에 있어서의 용접에 대해서는, 기본적으로 초층 용접과 동일한 입열 조건으로 하였다. The welding in each layer other than the superlayer was basically performed under the same heat input condition as the superlayer welding.

초층 용접 후, 임의로 선택한 5 점의 단면 매크로 조직 관찰에 의해, 비드폭 및 접합 깊이를 측정하였다. 또한, 비드폭에 대해서는, 측정한 값의 최대치를 초층 용접 비드폭 (W) 으로 하고, 접합 깊이에 대해서는, 측정한 값의 최소치를 초층 용접 접합 깊이 (D) 로 하였다. After the super-layer welding, the bead width and the bonding depth were measured by observation of arbitrarily selected five points of cross-section macroscopic structure. With respect to the bead width, the maximum value of the measured values was defined as the layered weld bead width (W), and the minimum value of the measured values was defined as the welded depth (D).

또, 초층 용접시에 있어서의 용융 금속의 늘어짐을, 육안으로 다음과 같이 평가하였다. In addition, sagging of the molten metal at the time of ultra-layer welding was visually evaluated as follows.

◎ : 용접 금속의 늘어짐 없음 ◎: No sagging of weld metal

○ : 용접 금속의 늘어짐 2 개 지점 이하 ○: sagging of weld metal 2 points or less

× : 용접 금속의 늘어짐 5 개 지점 이상, 또는 용접 중단X: sagging of weld metal 5 points or more, or welding interruption

또한, 최종적으로 얻어진 용접 이음매에 대해, 초음파 탐상 검사를 실시하여, 다음과 같이 평가하였다. Ultrasonic inspection of the finally obtained weld seam was carried out and evaluated as follows.

◎ : 검출 결함 없음 ◎: No detection defects

○ : 결함 길이가 3 ㎜ 이하인 합격 결함만을 검출 ○: Only pass failures with a defect length of 3 mm or less are detected

× : 결함 길이가 3 ㎜ 를 초과하는 결함을 검출 X: Detecting defects whose defect length exceeds 3 mm

이들의 결과도 아울러 표 2 에 나타낸다. These results are also shown in Table 2.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 발명예인 No.1 ∼ 14 에서는, 초층 용접 금속의 늘어짐은 없거나, 있더라도 2 개 지점 이하였다. 또, 초음파 탐상 검사에서도 검출 결함이 없거나, 있더라도 결함 길이가 3 ㎜ 이하였다. As shown in Table 2, in Inventive Nos. 1 to 14, there was no sagging of the super-layer weld metal or less than two points. In the ultrasonic inspection, there was no detection defect or the defect length was 3 mm or less.

한편, 비교예인 No.15 ∼ 19 는, 5 개 지점 이상의 용접 금속의 늘어짐이 있거나, 및/또는 초음파 탐상 검사에 있어서 결함 길이가 3 ㎜ 초과인 결함이 검출되었다. On the other hand, in Nos. 15 to 19 of the comparative examples, defects having a sagging of weld metal of 5 points or more and / or a defect length of 3 mm or more in the ultrasonic inspection were detected.

또, 도 5 의 (a) 에 발명예인 No.7 의 초층 용접 후의 표 (용접 시공측) 의 외관 사진을, 도 5 의 (b) 에 단면 매크로 조직 사진의 일례를 나타낸다. 동 도면으로부터, 위빙 조건 등을 적정하게 제어한 No.7 의 발명예에서는, 초층 용접에 있어서의 접합 깊이 (D) 가 28 ㎜ 정도로 원하는 접합 깊이가 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또, 동시에 안정적인 용접 비드 형상도 얻어지고 있었다. Fig. 5A shows an external view of a table (welded side) after No. 7 welding of the invention example, and Fig. 5B shows an example of a cross sectional macro-structure photograph. It can be seen from the figure that in the inventive example No. 7 in which the weaving conditions and the like are appropriately controlled, the desired joining depth is obtained with a joining depth D of about 28 mm in the super-layer welding. In addition, a stable weld bead shape was obtained at the same time.

1 : 후강재
2 : 후강재의 개선면
3 : 강재 하단부의 개선
4 : 용접 토치
5 : 용접 와이어
6 : 백킹 스트립재
7 : 용접 비드
θ : 개선 각도
G : 개선 갭
h : 강재 하단부의 개선 높이
t : 판두께
φ : 수평 방향에 대한 용접 토치의 각도
D : 초층 용접에 있어서의 접합 깊이
W : 초층 용접에 있어서의 용접 비드폭
L : 판두께 방향으로의 위빙 깊이
M : 판두께 방향 및 용접선에 직각인 방향으로의 위빙 최대폭1: after steel
2: Improved side of post-steel
3: Improvement of steel bottom part
4: welding torch
5: welding wire
6: Backing strip material
7: Weld bead
θ: Improvement angle
G: Improvement gap
h: Improvement height of steel lower part
t: plate thickness
φ: Angle of the welding torch in the horizontal direction
D: Depth of joint in deep-layer welding
W: Weld bead width in super-layer welding
L: Weaving depth in the plate thickness direction
M: maximum width of weaving in the direction of plate thickness and direction perpendicular to the weld line

Claims

In a vertically narrow narrowing gas shielded arc welding method in which two posterior steels having a plate thickness of 40 mm or more are joined by vertical multi-layer welding using weaving with an improvement angle of 25 degrees or less and an improvement gap of 20 mm or less As a result,
It is preferable that the angle of the welding torch with respect to the horizontal direction is 25 ° or more and 75 ° or less and the heat input of welding is 30 kJ / cm or more and 170 kJ / cm or less at the time of the ultra-layer welding and the weaving depth in the plate thickness direction is 15 mm or more (W-6) mm or more and W mm or less in the plate thickness direction and in the direction perpendicular to the weld line when the weld bead width is 50 mm or less and the weld bead width is W, Weaving,
Wherein the welding depth in the super-layer welding is 20 mm or more and 50 mm or less.

The method according to claim 1,
Wherein the weaving pattern of the welding torch viewed in the welding line direction is U-shaped in the weaving of the super-layer welding.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the total amount of S and O of the weld metal in the super-layer welding is 450 mass ppm or less and the N amount is 120 mass ppm or less.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the total amount of Si and Mn of the welding wire used in the super-layer welding is 1.5% by mass or more and 3.5% by mass or less.

5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the total amount of Ti, Al, and Zr of the welding wire used in the super-layer welding is 0.08 mass% or more and 0.5 mass% or less.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
A vertically narrowing gas shielded arc welding method using a gas containing 20 vol% or more of CO ₂ gas as a shield gas.

7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the average welding current is in the range of 270 A to 360 A in the ultra-layer welding.