JP2000126893A - セルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ - Google Patents
セルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤInfo
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- JP2000126893A JP2000126893A JP10300511A JP30051198A JP2000126893A JP 2000126893 A JP2000126893 A JP 2000126893A JP 10300511 A JP10300511 A JP 10300511A JP 30051198 A JP30051198 A JP 30051198A JP 2000126893 A JP2000126893 A JP 2000126893A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた溶接作業性及び耐気孔性を有し、且つ
高靱性を有する溶接金属が得られるセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤを提供する。 【解決手段】 フラックスを鋼製外皮に充填してなるセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤにおい
て、ワイヤ全重量に対して、Ｃ：0.01〜0.30wt% 、Si：
0.01〜0.30wt% 、Mn：0.50〜3.00wt% 、Mo：0.001 〜0.
25wt% 、Ni：1.0 〜3.0wt%、Al：1.5 〜4.0wt%、Mg：0.
5 〜2.0wt%、Ca，Sr，Baの１種又は２種以上：3.0 〜7.
0wt%、Li：0.05〜0.30wt% 、Ｆ：0.5 〜3.0wt%を含有
し、且つ、Ni／Mo：10〜300 であることを特徴とするセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ。
高靱性を有する溶接金属が得られるセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤを提供する。 【解決手段】 フラックスを鋼製外皮に充填してなるセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤにおい
て、ワイヤ全重量に対して、Ｃ：0.01〜0.30wt% 、Si：
0.01〜0.30wt% 、Mn：0.50〜3.00wt% 、Mo：0.001 〜0.
25wt% 、Ni：1.0 〜3.0wt%、Al：1.5 〜4.0wt%、Mg：0.
5 〜2.0wt%、Ca，Sr，Baの１種又は２種以上：3.0 〜7.
0wt%、Li：0.05〜0.30wt% 、Ｆ：0.5 〜3.0wt%を含有
し、且つ、Ni／Mo：10〜300 であることを特徴とするセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セルフシールド溶
接用フラックスコアードワイヤに関し、より詳細には、
優れた溶接作業性及び耐気孔性を有し、且つ高靱性を有
する溶接金属を得ることができるセルフシールド溶接用
フラックスコアードワイヤに関する技術分野に属する。
尚、耐気孔性とは、溶接金属中の気孔の残存し難さの程
度のことである。
接用フラックスコアードワイヤに関し、より詳細には、
優れた溶接作業性及び耐気孔性を有し、且つ高靱性を有
する溶接金属を得ることができるセルフシールド溶接用
フラックスコアードワイヤに関する技術分野に属する。
尚、耐気孔性とは、溶接金属中の気孔の残存し難さの程
度のことである。
【０００２】
【従来の技術】セルフシールド溶接用フラックスコアー
ドワイヤ（以降、セルフシールド溶接用ワイヤともい
う）は、従来よりシールドガスを用いずに溶接し得ると
いう簡便性から、土木、建築分野を中心に利用されてき
た。しかし、従来のセルフシールド溶接用ワイヤは、シ
ールドガスを使用する通常の半自動溶接用ワイヤに比
べ、溶接作業性が悪い上に、得られる溶接金属の靱性も
低い。
ドワイヤ（以降、セルフシールド溶接用ワイヤともい
う）は、従来よりシールドガスを用いずに溶接し得ると
いう簡便性から、土木、建築分野を中心に利用されてき
た。しかし、従来のセルフシールド溶接用ワイヤは、シ
ールドガスを使用する通常の半自動溶接用ワイヤに比
べ、溶接作業性が悪い上に、得られる溶接金属の靱性も
低い。
【０００３】そのため、これまでも溶接作業性の改良や
高靱性化への取り組みがなされてきた。しかし、溶接作
業性の改良と高靱性化の両方を達成し得るようなセルフ
シールド溶接用ワイヤは未だ開発されていない。
高靱性化への取り組みがなされてきた。しかし、溶接作
業性の改良と高靱性化の両方を達成し得るようなセルフ
シールド溶接用ワイヤは未だ開発されていない。
【０００４】例えば、最近の研究では特許番号第２６８
４４０３号に係る特許公報に記載されたセルフシールド
溶接用ワイヤがある。しかし、このセルフシールド溶接
用ワイヤをもってしても溶接作業性に満足のいくもので
なく、溶接金属の靱性もこの特許公報に記載されている
ような高い値は得られない。そのため、溶接金属の機械
的性能の要求値が高い部位での使用が制限され、広く普
及するまでには至っていない。
４４０３号に係る特許公報に記載されたセルフシールド
溶接用ワイヤがある。しかし、このセルフシールド溶接
用ワイヤをもってしても溶接作業性に満足のいくもので
なく、溶接金属の靱性もこの特許公報に記載されている
ような高い値は得られない。そのため、溶接金属の機械
的性能の要求値が高い部位での使用が制限され、広く普
及するまでには至っていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に着目してなされたものであって、優れた溶接作業
性及び耐気孔性を有し、且つ高靱性を有する溶接金属を
得ることができるセルフシールド溶接用フラックスコア
ードワイヤを提供することを目的とするものである。
事情に着目してなされたものであって、優れた溶接作業
性及び耐気孔性を有し、且つ高靱性を有する溶接金属を
得ることができるセルフシールド溶接用フラックスコア
ードワイヤを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】(1) 本発明者らは上記課
題を解決し目的を達成するために研究を重ねた結果、耐
気孔性を良好にするための因子として、溶接金属中の
窒素固定、アーク内窒素分圧の低減、溶融金属中へ
の窒素溶解反応の抑制が重要であることが判った。そし
て、更に、各々の因子に最も有効に寄与する原料（含有
させる元素）を研究した結果、の溶接金属中の窒素固
定にはＡｌ、のアーク内窒素分圧の低減にはＭｇ、
の溶融金属中への窒素溶解反応の抑制にはＬｉが効果の
あることが判明した。
題を解決し目的を達成するために研究を重ねた結果、耐
気孔性を良好にするための因子として、溶接金属中の
窒素固定、アーク内窒素分圧の低減、溶融金属中へ
の窒素溶解反応の抑制が重要であることが判った。そし
て、更に、各々の因子に最も有効に寄与する原料（含有
させる元素）を研究した結果、の溶接金属中の窒素固
定にはＡｌ、のアーク内窒素分圧の低減にはＭｇ、
の溶融金属中への窒素溶解反応の抑制にはＬｉが効果の
あることが判明した。
【０００７】(2) 又、溶接作業性に寄与する原料（添加
元素）を研究した結果、Ａｌについては添加量が多いほ
どアークの安定性やスパッタ発生量の低減につながるこ
と、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの添加がアークの安定性につなが
ること、Ｆの添加がスパッタ発生量の低減につながるこ
とが判明した。
元素）を研究した結果、Ａｌについては添加量が多いほ
どアークの安定性やスパッタ発生量の低減につながるこ
と、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの添加がアークの安定性につなが
ること、Ｆの添加がスパッタ発生量の低減につながるこ
とが判明した。
【０００８】(3) 更に、Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃ，Ｍｏなどの元
素の添加により、溶接金属の高靱性化がはかれることを
見出した。この詳細を以下説明する。前記の如くＡｌの
添加は耐気孔性及び溶接作業性の向上に効果がある。し
かし、Ａｌの添加量が多いほど溶接金属中に多量のＡｌ
が歩留まり、溶接金属の靱性を大きく劣化させることが
判った。この原因を詳細に検討した結果、Ａｌが溶接金
属中に固溶することにより、フェライトが安定となり、
凝固時に生成する粗大なδフェライトが冷却後も残存す
るために、靱性が劣化していることを解明した。
素の添加により、溶接金属の高靱性化がはかれることを
見出した。この詳細を以下説明する。前記の如くＡｌの
添加は耐気孔性及び溶接作業性の向上に効果がある。し
かし、Ａｌの添加量が多いほど溶接金属中に多量のＡｌ
が歩留まり、溶接金属の靱性を大きく劣化させることが
判った。この原因を詳細に検討した結果、Ａｌが溶接金
属中に固溶することにより、フェライトが安定となり、
凝固時に生成する粗大なδフェライトが冷却後も残存す
るために、靱性が劣化していることを解明した。
【０００９】鋼の溶接金属は通常、凝固時に粗大なδフ
ェライトが生成するが、その後の冷却過程において一旦
完全にオーステナイトに変態し、さらにオーステナイト
から微細なフェライトへと変態するため、溶接金属の組
織は最終的には微細となり、靱性も良好となる。そのた
め、Ａｌが溶接金属に固溶した場合においても、靱性を
劣化させないためには、δフェライトを残存させなけれ
ばよいこと、逆にいえば、完全にオーステナイトに変態
させればよいことを見出した。
ェライトが生成するが、その後の冷却過程において一旦
完全にオーステナイトに変態し、さらにオーステナイト
から微細なフェライトへと変態するため、溶接金属の組
織は最終的には微細となり、靱性も良好となる。そのた
め、Ａｌが溶接金属に固溶した場合においても、靱性を
劣化させないためには、δフェライトを残存させなけれ
ばよいこと、逆にいえば、完全にオーステナイトに変態
させればよいことを見出した。
【００１０】そこで、かかるδフェライトを残存させな
いための改善策について検討した。その結果、δフェラ
イトを残存させないためには、溶接金属のマトリックス
組成のバランスが重要であることを見出した。即ち、よ
り具体的には、δフェライトを残存させないためには、
上記の如く冷却過程に一旦完全にオーステナイトに変態
させればよいが、これは溶接金属中のマトリックス組成
によって決定され、フェライトを安定させるＡｌが多量
存在する場合はオーステナイトを安定化するＮｉ，Ｍ
ｎ，Ｃなどの元素を適量添加することが効果のあること
が判った。
いための改善策について検討した。その結果、δフェラ
イトを残存させないためには、溶接金属のマトリックス
組成のバランスが重要であることを見出した。即ち、よ
り具体的には、δフェライトを残存させないためには、
上記の如く冷却過程に一旦完全にオーステナイトに変態
させればよいが、これは溶接金属中のマトリックス組成
によって決定され、フェライトを安定させるＡｌが多量
存在する場合はオーステナイトを安定化するＮｉ，Ｍ
ｎ，Ｃなどの元素を適量添加することが効果のあること
が判った。
【００１１】また、δフェライトの残存の有無の他に、
オーステナイトからの変態組織も影響を与えていること
も突き止め、Ｍｏを微量添加することにより、オーステ
ナイトからの変態組織が微細化し、溶接金属の靱性を一
層良好とできることも見出した。
オーステナイトからの変態組織も影響を与えていること
も突き止め、Ｍｏを微量添加することにより、オーステ
ナイトからの変態組織が微細化し、溶接金属の靱性を一
層良好とできることも見出した。
【００１２】(4) 更に、完全にオーステナイトに変態さ
せるための溶接金属組成について、熱力学的解析及び実
験により研究した結果、下記式で決められるＦＰの値が
０以上の場合に完全にオーステナイトに変態することを
見出した。即ち、溶接金属組成をＦＰ≧０とすることに
より、溶接金属の靱性をより高くすることができること
が分かった。
せるための溶接金属組成について、熱力学的解析及び実
験により研究した結果、下記式で決められるＦＰの値が
０以上の場合に完全にオーステナイトに変態することを
見出した。即ち、溶接金属組成をＦＰ≧０とすることに
より、溶接金属の靱性をより高くすることができること
が分かった。
【００１３】ＦＰ＝〔Ｃ〕− 0.145×〔Si〕＋ 0.013×
〔Mn〕−0.3 ×〔Al〕＋ 0.196×〔Ni〕− 0.123×〔M
o〕＋ 0.393 ただし、この式において、〔Ｃ〕はＣ濃度（重量％）、
〔Si〕はSi濃度（重量％）、〔Mn〕はMn濃度（重量
％）、〔Al〕はAl濃度（重量％）、〔Ni〕はNi濃度（重
量％）、〔Mo〕はMo濃度（重量％）である。いずれも、
ワイヤ全重量（フラックスと鋼製外皮の合計重量）に対
する濃度（重量％）である。
〔Mn〕−0.3 ×〔Al〕＋ 0.196×〔Ni〕− 0.123×〔M
o〕＋ 0.393 ただし、この式において、〔Ｃ〕はＣ濃度（重量％）、
〔Si〕はSi濃度（重量％）、〔Mn〕はMn濃度（重量
％）、〔Al〕はAl濃度（重量％）、〔Ni〕はNi濃度（重
量％）、〔Mo〕はMo濃度（重量％）である。いずれも、
ワイヤ全重量（フラックスと鋼製外皮の合計重量）に対
する濃度（重量％）である。
【００１４】本発明は以上の研究結果に基づき完成され
たものであり、請求項１〜３記載のセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤとしており、それは次のよ
うな構成としたものである。
たものであり、請求項１〜３記載のセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤとしており、それは次のよ
うな構成としたものである。
【００１５】即ち、請求項１記載のセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤは、フラックスを鋼製外皮
に充填してなるセルフシールド溶接用フラックスコアー
ドワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対して、Ｃ：０．０
１〜０．３０重量％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０重量
％、Ｍｎ：０．５０〜３．００重量％、Ｍｏ：０．００
１〜０．２５重量％、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％、Ａ
ｌ：１．５〜４．０重量％、Ｍｇ：０．５〜２．０重量
％、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの１種又は２種以上：３．０〜
７．０重量％、Ｌｉ：０．０５〜０．３０重量％、Ｆ：
０．５〜３．０重量％を含有し、且つ、Ｎｉ／Ｍｏ：１
０〜３００であることを特徴とする、セルフシールド溶
接用フラックスコアードワイヤである（第１発明）。
用フラックスコアードワイヤは、フラックスを鋼製外皮
に充填してなるセルフシールド溶接用フラックスコアー
ドワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対して、Ｃ：０．０
１〜０．３０重量％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０重量
％、Ｍｎ：０．５０〜３．００重量％、Ｍｏ：０．００
１〜０．２５重量％、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％、Ａ
ｌ：１．５〜４．０重量％、Ｍｇ：０．５〜２．０重量
％、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの１種又は２種以上：３．０〜
７．０重量％、Ｌｉ：０．０５〜０．３０重量％、Ｆ：
０．５〜３．０重量％を含有し、且つ、Ｎｉ／Ｍｏ：１
０〜３００であることを特徴とする、セルフシールド溶
接用フラックスコアードワイヤである（第１発明）。
【００１６】請求項２記載のセルフシールド溶接用フラ
ックスコアードワイヤは、Ｃ：０．０１〜０．１５重量
％、Ｍｏ：０．０１〜０．１０重量％、Ｎｉ：１．４〜
２．７重量％である請求項１記載のセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤである（第２発明）。
ックスコアードワイヤは、Ｃ：０．０１〜０．１５重量
％、Ｍｏ：０．０１〜０．１０重量％、Ｎｉ：１．４〜
２．７重量％である請求項１記載のセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤである（第２発明）。
【００１７】請求項３記載のセルフシールド溶接用フラ
ックスコアードワイヤは、下記式（１）で定義されるＦ
Ｐが０以上である請求項１又は２記載のセルフシールド
溶接用フラックスコアードワイヤである（第３発明）。
ックスコアードワイヤは、下記式（１）で定義されるＦ
Ｐが０以上である請求項１又は２記載のセルフシールド
溶接用フラックスコアードワイヤである（第３発明）。
【００１８】 ＦＰ＝〔Ｃ〕− 0.145×〔Si〕＋ 0.013×〔Mn〕−0.3 ×〔Al〕 ＋ 0.196×〔Ni〕− 0.123×〔Mo〕＋ 0.393 -------- 式（１）
【００１９】上記本発明に係るセルフシールド溶接用フ
ラックスコアードワイヤによれば、前述の課題を解決し
目的を達成することができる。即ち、第１発明に係るセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤによれ
ば、溶接作業性及び耐気孔性が極めて向上し、且つ高靱
性を有する溶接金属を得ることができる。第２発明に係
るセルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤによ
れば、より確実に高水準の靱性を有する溶接金属を得る
ことができる。第３発明に係るセルフシールド溶接用フ
ラックスコアードワイヤによれば、さらに確実に高水準
の靱性を有する溶接金属を得ることができる。
ラックスコアードワイヤによれば、前述の課題を解決し
目的を達成することができる。即ち、第１発明に係るセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤによれ
ば、溶接作業性及び耐気孔性が極めて向上し、且つ高靱
性を有する溶接金属を得ることができる。第２発明に係
るセルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤによ
れば、より確実に高水準の靱性を有する溶接金属を得る
ことができる。第３発明に係るセルフシールド溶接用フ
ラックスコアードワイヤによれば、さらに確実に高水準
の靱性を有する溶接金属を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、例えば次のような形態
で実施する。フラックスを鋼製外皮に充填し、伸線加工
する。このとき、ワイヤ全重量（フラックス及び鋼製外
皮の重量）に対して、Ｃ：０．０１〜０．３０重量％、
Ｓｉ：０．０１〜０．３０重量％、Ｍｎ：０．５０〜
３．００重量％、Ｍｏ：０．００１〜０．２５重量％、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％、Ａｌ：１．５〜４．０重
量％、Ｍｇ：０．５〜２．０重量％、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ
の１種又は２種以上：３．０〜７．０重量％、Ｌｉ：
０．０５〜０．３０重量％、Ｆ：０．５〜３．０重量％
を含有し、且つ、Ｎｉ／Ｍｏ：１０〜３００となるよう
にする。そうすると、本発明に係るセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤが得られる。
で実施する。フラックスを鋼製外皮に充填し、伸線加工
する。このとき、ワイヤ全重量（フラックス及び鋼製外
皮の重量）に対して、Ｃ：０．０１〜０．３０重量％、
Ｓｉ：０．０１〜０．３０重量％、Ｍｎ：０．５０〜
３．００重量％、Ｍｏ：０．００１〜０．２５重量％、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％、Ａｌ：１．５〜４．０重
量％、Ｍｇ：０．５〜２．０重量％、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ
の１種又は２種以上：３．０〜７．０重量％、Ｌｉ：
０．０５〜０．３０重量％、Ｆ：０．５〜３．０重量％
を含有し、且つ、Ｎｉ／Ｍｏ：１０〜３００となるよう
にする。そうすると、本発明に係るセルフシールド溶接
用フラックスコアードワイヤが得られる。
【００２１】以下、本発明に係るセルフシールド溶接用
フラックスコアードワイヤ（第１発明）についての数値
限定理由を説明する。
フラックスコアードワイヤ（第１発明）についての数値
限定理由を説明する。
【００２２】Ｃはオーステナイト安定化元素の一つであ
り、δフェライトの残存を抑制する効果があり、又、溶
接金属の強度を向上させる効果を有するが、Ｃ：０．０
１重量％未満ではδフェライトの残存を抑制する効果が
確保できず、Ｃ：０．３０重量％超ではかえって強度の
上昇による靱性の劣化を引き起こす。このため、Ｃ：
０．０１〜０．３０重量％としている。
り、δフェライトの残存を抑制する効果があり、又、溶
接金属の強度を向上させる効果を有するが、Ｃ：０．０
１重量％未満ではδフェライトの残存を抑制する効果が
確保できず、Ｃ：０．３０重量％超ではかえって強度の
上昇による靱性の劣化を引き起こす。このため、Ｃ：
０．０１〜０．３０重量％としている。
【００２３】Ｓｉは溶接金属の粘性を良好にし、溶接ビ
ード形状を良好にする効果があり、又、固溶強化元素で
ある一方、フェライト安定化元素でもある。Ｓｉ：０．
０１重量％未満では溶接ビード形状が不安定になり、Ｓ
ｉ：０．３０重量％超では強度が高くなり過ぎて靱性の
低下の原因となる。かかる点から、Ｓｉ：０．０１〜
０．３０重量％としている。
ード形状を良好にする効果があり、又、固溶強化元素で
ある一方、フェライト安定化元素でもある。Ｓｉ：０．
０１重量％未満では溶接ビード形状が不安定になり、Ｓ
ｉ：０．３０重量％超では強度が高くなり過ぎて靱性の
低下の原因となる。かかる点から、Ｓｉ：０．０１〜
０．３０重量％としている。
【００２４】Ｍｎは、Ｃと同様オーステナイト安定化元
素の一つであり、δフェライトの残存を抑制する効果が
あり、又、オーステナイトからの変態組織を微細にして
溶接金属の靱性を高める効果もあるが、Ｍｎ：０．５０
重量％未満ではこれらの効果が発揮されず、Ｍｎ：３．
００重量％超では強度が高まり過ぎて靱性の劣化を引き
起こす。このため、Ｍｎ：０．５０〜３．００重量％と
している。
素の一つであり、δフェライトの残存を抑制する効果が
あり、又、オーステナイトからの変態組織を微細にして
溶接金属の靱性を高める効果もあるが、Ｍｎ：０．５０
重量％未満ではこれらの効果が発揮されず、Ｍｎ：３．
００重量％超では強度が高まり過ぎて靱性の劣化を引き
起こす。このため、Ｍｎ：０．５０〜３．００重量％と
している。
【００２５】Ｎｉはオーステナイト安定化元素の一つで
あり、最もδフェライトの残存を抑制する効果がある
が、Ｎｉ：１．０重量％未満ではその効果が発揮され
ず、Ｎｉ：３．０重量％超では強度を著しく高めて靱性
を劣化させる。このため、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％
としている。
あり、最もδフェライトの残存を抑制する効果がある
が、Ｎｉ：１．０重量％未満ではその効果が発揮され
ず、Ｎｉ：３．０重量％超では強度を著しく高めて靱性
を劣化させる。このため、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％
としている。
【００２６】Ａｌはアークの安定性を高め、スパッタ発
生量を低減し、溶接作業性を向上させる効果があり、
又、溶接金属中の窒素を固定し、気孔の発生を抑制する
効果もある。かかる点から、Ａｌは最も重要な元素であ
る。しかし、Ａｌ：１．５重量％未満ではこれらの効果
が得られず、Ａｌ：４．０重量％超では溶接金属中に粗
大なδフェライトが析出し、靱性が劣化する。このた
め、Ａｌ：１．５〜４．０重量％としている。
生量を低減し、溶接作業性を向上させる効果があり、
又、溶接金属中の窒素を固定し、気孔の発生を抑制する
効果もある。かかる点から、Ａｌは最も重要な元素であ
る。しかし、Ａｌ：１．５重量％未満ではこれらの効果
が得られず、Ａｌ：４．０重量％超では溶接金属中に粗
大なδフェライトが析出し、靱性が劣化する。このた
め、Ａｌ：１．５〜４．０重量％としている。
【００２７】Ｍｇは高蒸気圧金属であるため、高温のア
ーク中で容易に気化する。その結果アーク内の窒素分圧
を低下させ、溶接金属中に溶解する窒素量を低減し、気
孔の発生を抑制する。しかし、Ｍｇ：０．５未満ではそ
の効果が発揮されず、Ｍｇ：２．０重量％超ではＭｇが
爆発的に気化するため、アークが乱れて溶接作業性が劣
化する。かかる点から、Ｍｇ：０．５〜２．０重量％と
している。
ーク中で容易に気化する。その結果アーク内の窒素分圧
を低下させ、溶接金属中に溶解する窒素量を低減し、気
孔の発生を抑制する。しかし、Ｍｇ：０．５未満ではそ
の効果が発揮されず、Ｍｇ：２．０重量％超ではＭｇが
爆発的に気化するため、アークが乱れて溶接作業性が劣
化する。かかる点から、Ｍｇ：０．５〜２．０重量％と
している。
【００２８】Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａはいずれも、アークの安
定性を高め、スパッタ発生量を低減し、溶接作業性を向
上させる効果があり、又、スラグの形成にも寄与し、適
量の添加によってビード形状を安定化させる効果もあ
る。しかし、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの添加量の合計が３．０
重量％未満ではこれらの効果が得られず、７．０重量％
超ではアークの安定性が劣化し、さらにはスラグの粘度
上昇によってビード形状も不安定になる。かかる点か
ら、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの１種又は２種以上：３．０〜
７．０重量％としている。尚、これらの元素は通常、弗
化物、炭酸塩、酸化物の形態で添加されるが、このいず
れを用いても効果は同じである。特には弗化物の形態で
添加するのが好ましい。
定性を高め、スパッタ発生量を低減し、溶接作業性を向
上させる効果があり、又、スラグの形成にも寄与し、適
量の添加によってビード形状を安定化させる効果もあ
る。しかし、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの添加量の合計が３．０
重量％未満ではこれらの効果が得られず、７．０重量％
超ではアークの安定性が劣化し、さらにはスラグの粘度
上昇によってビード形状も不安定になる。かかる点か
ら、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの１種又は２種以上：３．０〜
７．０重量％としている。尚、これらの元素は通常、弗
化物、炭酸塩、酸化物の形態で添加されるが、このいず
れを用いても効果は同じである。特には弗化物の形態で
添加するのが好ましい。
【００２９】Ｌｉはスラグを低融点化し、その粘性も下
げ、又、溶接金属との界面エネルギーも小さくするた
め、溶接金属表面や溶滴表面を均一に覆い、その結果、
溶接金属への窒素溶解反応を抑制する。しかし、Ｌｉ：
０．０５重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｌｉ：
０．３０重量％超ではアークが乱れ、溶接作業性が劣化
する。従って、Ｌｉ：０．０５〜０．３０重量％として
いる。尚、Ｌｉ源としては合金や複合酸化物等がある
が、最も好ましいのはリチウムフェライトなどの複合酸
化物である。
げ、又、溶接金属との界面エネルギーも小さくするた
め、溶接金属表面や溶滴表面を均一に覆い、その結果、
溶接金属への窒素溶解反応を抑制する。しかし、Ｌｉ：
０．０５重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｌｉ：
０．３０重量％超ではアークが乱れ、溶接作業性が劣化
する。従って、Ｌｉ：０．０５〜０．３０重量％として
いる。尚、Ｌｉ源としては合金や複合酸化物等がある
が、最も好ましいのはリチウムフェライトなどの複合酸
化物である。
【００３０】Ｆはアークの安定性を向上し、スパッタ発
生量を低減し、溶接作業性を向上させる効果があるが、
Ｆ：０．５重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｆ：
３．０重量％超ではアークが乱れ、溶接作業性が劣化す
る。このため、Ｆ：０．５〜３．０重量％としている。
尚、Ｆ源としては各種フッ化物が考えられるが、Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ等とのフッ化物が最も好ましい。
生量を低減し、溶接作業性を向上させる効果があるが、
Ｆ：０．５重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｆ：
３．０重量％超ではアークが乱れ、溶接作業性が劣化す
る。このため、Ｆ：０．５〜３．０重量％としている。
尚、Ｆ源としては各種フッ化物が考えられるが、Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ等とのフッ化物が最も好ましい。
【００３１】Ｍｏは、オーステナイトからの変態組織を
微細にして靱性を高める効果があるが、Ｍｏ：０．００
１重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｍｏ：０．２
５重量％超では強度上昇による靱性の劣化を招く。そこ
で、Ｍｏ：０．００１〜０．２５重量％としている。
微細にして靱性を高める効果があるが、Ｍｏ：０．００
１重量％未満ではその効果が発揮されず、Ｍｏ：０．２
５重量％超では強度上昇による靱性の劣化を招く。そこ
で、Ｍｏ：０．００１〜０．２５重量％としている。
【００３２】前記の如くＮｉはオーステナイト安定化元
素であり、δフェライトの残存を抑制して靱性を高める
効果があり、一方、Ｍｏはオーステナイトからの変態組
織を微細にして靱性を高める効果があるが、そもそもＭ
ｏはフェライト形成元素であるため、Ｎｉのもつオース
テナイトの安定化を阻害する傾向がある。このＮｉ含有
量とＭｏ含有量との比（Ｎｉ／Ｍｏ）が１０未満では、
ＭｏがＮｉに対して多すぎるためにオーステナイト化が
不充分となり、充分な靱性が得られず、Ｎｉ／Ｍｏが３
００を超えると、変態組織の微細化にＭｏの量が少なす
ぎて充分な靱性が得られない。このため、Ｎｉ／Ｍｏ：
１０〜３００としている。
素であり、δフェライトの残存を抑制して靱性を高める
効果があり、一方、Ｍｏはオーステナイトからの変態組
織を微細にして靱性を高める効果があるが、そもそもＭ
ｏはフェライト形成元素であるため、Ｎｉのもつオース
テナイトの安定化を阻害する傾向がある。このＮｉ含有
量とＭｏ含有量との比（Ｎｉ／Ｍｏ）が１０未満では、
ＭｏがＮｉに対して多すぎるためにオーステナイト化が
不充分となり、充分な靱性が得られず、Ｎｉ／Ｍｏが３
００を超えると、変態組織の微細化にＭｏの量が少なす
ぎて充分な靱性が得られない。このため、Ｎｉ／Ｍｏ：
１０〜３００としている。
【００３３】Ｃ、Ｎｉ、Ｍｏの含有量については、前記
の如くいずれも靱性の面から限定されている。このＣ、
Ｎｉ、Ｍｏの含有量に関し、Ｃ：０．０１〜０．１５重
量％、Ｍｏ：０．０１〜０．１０重量％、Ｎｉ：１．４
〜２．７重量％にすると、より確実に高水準の靱性を有
する溶接金属を得ることができる。かかる点からする
と、Ｃ：０．０１〜０．１５重量％、Ｍｏ：０．０１〜
０．１０重量％、Ｎｉ：１．４〜２．７重量％にするこ
とが望ましい（第２発明）。
の如くいずれも靱性の面から限定されている。このＣ、
Ｎｉ、Ｍｏの含有量に関し、Ｃ：０．０１〜０．１５重
量％、Ｍｏ：０．０１〜０．１０重量％、Ｎｉ：１．４
〜２．７重量％にすると、より確実に高水準の靱性を有
する溶接金属を得ることができる。かかる点からする
と、Ｃ：０．０１〜０．１５重量％、Ｍｏ：０．０１〜
０．１０重量％、Ｎｉ：１．４〜２．７重量％にするこ
とが望ましい（第２発明）。
【００３４】ＦＰは、前記式（１）より求められる値で
あり、溶接金属が冷却中に完全にオーステナイトに変態
するか否かの指標である。このＦＰの値が０以上の場合
に完全にオーステナイトに変態し、溶接金属の靱性をよ
り高くすることができる。ＦＰの値が０未満の場合は、
オーステナイトへの完全な変態は起こり難く、δフェラ
イトが少し残存するため、溶接金属の靱性は低下する傾
向がある。かかる点から、ＦＰが０以上となるようにし
ておくことが望ましい（第３発明）。
あり、溶接金属が冷却中に完全にオーステナイトに変態
するか否かの指標である。このＦＰの値が０以上の場合
に完全にオーステナイトに変態し、溶接金属の靱性をよ
り高くすることができる。ＦＰの値が０未満の場合は、
オーステナイトへの完全な変態は起こり難く、δフェラ
イトが少し残存するため、溶接金属の靱性は低下する傾
向がある。かかる点から、ＦＰが０以上となるようにし
ておくことが望ましい（第３発明）。
【００３５】
【実施例】セルフシールド溶接用フラックスコアードワ
イヤとしては、フラックスを鋼製外皮に充填し、ワイヤ
径１．４ｍｍに伸線加工して製作したものを用いた。
尚、フラックスコアードワイヤには図１に示す５つのタ
イプの断面形状があるが、上記フラックスコアードワイ
ヤには図１の(C) に示すタイプのものを採用した。上記
鋼製外皮としては組成的にはＣ：０．００８重量％、Ｓ
ｉ：０．００８重量％、Ｍｎ：０．２５重量％、Ｐ：
０．００５重量％、Ｓ：０．００５重量％を含有し、残
部Ｆｅからなるものを用いた。
イヤとしては、フラックスを鋼製外皮に充填し、ワイヤ
径１．４ｍｍに伸線加工して製作したものを用いた。
尚、フラックスコアードワイヤには図１に示す５つのタ
イプの断面形状があるが、上記フラックスコアードワイ
ヤには図１の(C) に示すタイプのものを採用した。上記
鋼製外皮としては組成的にはＣ：０．００８重量％、Ｓ
ｉ：０．００８重量％、Ｍｎ：０．２５重量％、Ｐ：
０．００５重量％、Ｓ：０．００５重量％を含有し、残
部Ｆｅからなるものを用いた。
【００３６】上記フラックスコアードワイヤを用いて溶
接を行い、溶接作業性、耐気孔性及び溶接金属の靱性を
調べた。このとき、溶接条件としては、表１に示す溶接
条件とした。試験片には、JIS Z 3106に該当するSM490B
であって板厚２０ｍｍ、長さ５００ｍｍのものを用い、
JIS Z 3111に従って溶接した。溶接作業性は、溶接中の
アークの安定性、スパッタ発生状況を目視観察し、評価
した。耐気孔性は、溶接後の試験片についてJIS Z 3104
に従ってＸ線透過試験を行い、分類が１種１類のものを
良好（○）とし、それ以外のものは不良（×）とした。
溶接金属の靱性は、JIS Z 3111に従って試験を行い、０
℃での衝撃値が７０Ｊ以上のものを良好とした。
接を行い、溶接作業性、耐気孔性及び溶接金属の靱性を
調べた。このとき、溶接条件としては、表１に示す溶接
条件とした。試験片には、JIS Z 3106に該当するSM490B
であって板厚２０ｍｍ、長さ５００ｍｍのものを用い、
JIS Z 3111に従って溶接した。溶接作業性は、溶接中の
アークの安定性、スパッタ発生状況を目視観察し、評価
した。耐気孔性は、溶接後の試験片についてJIS Z 3104
に従ってＸ線透過試験を行い、分類が１種１類のものを
良好（○）とし、それ以外のものは不良（×）とした。
溶接金属の靱性は、JIS Z 3111に従って試験を行い、０
℃での衝撃値が７０Ｊ以上のものを良好とした。
【００３７】上記フラックスコアードワイヤの成分を表
２〜３に示す。上記溶接作業性、耐気孔性及び溶接金属
の靱性に関する試験結果を表４〜５に示す。これらの表
からわかる如く、フラックスコアードワイヤとして本発
明の実施例に係るフラックスコアードワイヤ(No.１〜1
0）を用いた場合は、溶接作業性、耐気孔性及び溶接金
属の靱性のいずれも良好である。これに対し、比較例に
係るフラックスコアードワイヤ（No.11 〜31）を用いた
場合は、溶接作業性、耐気孔性、溶接金属の靱性のいず
れかが不良であり、総合的に判断して×である。
２〜３に示す。上記溶接作業性、耐気孔性及び溶接金属
の靱性に関する試験結果を表４〜５に示す。これらの表
からわかる如く、フラックスコアードワイヤとして本発
明の実施例に係るフラックスコアードワイヤ(No.１〜1
0）を用いた場合は、溶接作業性、耐気孔性及び溶接金
属の靱性のいずれも良好である。これに対し、比較例に
係るフラックスコアードワイヤ（No.11 〜31）を用いた
場合は、溶接作業性、耐気孔性、溶接金属の靱性のいず
れかが不良であり、総合的に判断して×である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】
【００４３】
【発明の効果】本発明に係るセルフシールド溶接用フラ
ックスコアードワイヤによれば、溶接作業性及び耐気孔
性が極めて向上し、且つ高靱性を有する溶接金属を得る
ことができるようになる
ックスコアードワイヤによれば、溶接作業性及び耐気孔
性が極めて向上し、且つ高靱性を有する溶接金属を得る
ことができるようになる
【図１】 フラックスコアードワイヤの断面形状の種類
（５種類）を示す図である。
（５種類）を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑野 等 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 森本 啓之 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4E084 BA03 BA04 BA05 BA06 BA09 BA10 BA16 BA17 BA18 CA03 CA16 CA21 CA24 CA25 DA14 GA02 HA01
Claims (3)
- 【請求項１】 フラックスを鋼製外皮に充填してなるセ
ルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤにおい
て、ワイヤ全重量に対して、Ｃ：０．０１〜０．３０重
量％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０重量％、Ｍｎ：０．５
０〜３．００重量％、Ｍｏ：０．００１〜０．２５重量
％、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％、Ａｌ：１．５〜４．
０重量％、Ｍｇ：０．５〜２．０重量％、Ｃａ，Ｓｒ，
Ｂａの１種又は２種以上：３．０〜７．０重量％、Ｌ
ｉ：０．０５〜０．３０重量％、Ｆ：０．５〜３．０重
量％を含有し、且つ、Ｎｉ／Ｍｏ：１０〜３００である
ことを特徴とする、セルフシールド溶接用フラックスコ
アードワイヤ。 - 【請求項２】 Ｃ：０．０１〜０．１５重量％、Ｍｏ：
０．０１〜０．１０重量％、Ｎｉ：１．４〜２．７重量
％である請求項１記載のセルフシールド溶接用フラック
スコアードワイヤ。 - 【請求項３】 下記式（１）で定義されるＦＰが０以上
である請求項１又は２記載のセルフシールド溶接用フラ
ックスコアードワイヤ。 ＦＰ＝〔Ｃ〕− 0.145×〔Si〕＋ 0.013×〔Mn〕−0.3 ×〔Al〕 ＋ 0.196×〔Ni〕− 0.123×〔Mo〕＋ 0.393 -------- 式（１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30051198A JP4261647B2 (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | セルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30051198A JP4261647B2 (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | セルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000126893A true JP2000126893A (ja) | 2000-05-09 |
| JP4261647B2 JP4261647B2 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=17885707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30051198A Expired - Lifetime JP4261647B2 (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | セルフシールド溶接用フラックスコアードワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4261647B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263288A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Kobe Steel Ltd | セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| KR100371920B1 (ko) * | 2000-07-10 | 2003-02-11 | 고려용접봉 주식회사 | 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드와이어 |
| KR100436489B1 (ko) * | 2001-05-28 | 2004-06-22 | 고려용접봉 주식회사 | 고장력강용 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| EP1743730A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-17 | Lincoln Global, Inc. | Barium and lithium ratio for flux cored electrode |
| US7842903B2 (en) | 2005-10-31 | 2010-11-30 | Lincoln Global, Inc. | Short arc welding system |
| KR101150366B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2012-06-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 마그네슘 용접 와이어 및 그 제조 방법 |
| KR101264606B1 (ko) | 2011-05-25 | 2013-05-27 | 현대종합금속 주식회사 | 내균열성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어 |
| US8704135B2 (en) | 2006-01-20 | 2014-04-22 | Lincoln Global, Inc. | Synergistic welding system |
| US8759715B2 (en) | 2004-10-06 | 2014-06-24 | Lincoln Global, Inc. | Method of AC welding with cored electrode |
| US9333580B2 (en) | 2004-04-29 | 2016-05-10 | Lincoln Global, Inc. | Gas-less process and system for girth welding in high strength applications |
| JP2019063870A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | リンカーン グローバル，インコーポレイテッド | アルミニウム含有溶接電極 |
| JP2019150872A (ja) * | 2014-04-04 | 2019-09-12 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | Ａｃ溶接波形を使用する方法及びシステム並びに亜鉛めっきされた加工物の溶接を改善する強化された消耗材料 |
| JP2019177415A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社神戸製鋼所 | セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1998
- 1998-10-22 JP JP30051198A patent/JP4261647B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100436489B1 (ko) * | 2001-05-28 | 2004-06-22 | 고려용접봉 주식회사 | 고장력강용 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
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| US8759715B2 (en) | 2004-10-06 | 2014-06-24 | Lincoln Global, Inc. | Method of AC welding with cored electrode |
| US9956638B2 (en) | 2004-10-06 | 2018-05-01 | Lincoln Global, Inc. | Electric arc welder for AC welding with cored electrode |
| US7812284B2 (en) | 2005-07-12 | 2010-10-12 | Lincoln Global, Inc. | Barium and lithium ratio for flux cored electrode |
| EP1743730A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-17 | Lincoln Global, Inc. | Barium and lithium ratio for flux cored electrode |
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| JP2019150872A (ja) * | 2014-04-04 | 2019-09-12 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | Ａｃ溶接波形を使用する方法及びシステム並びに亜鉛めっきされた加工物の溶接を改善する強化された消耗材料 |
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| JP2019177415A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社神戸製鋼所 | セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP7188899B2 (ja) | 2018-03-30 | 2022-12-13 | 株式会社神戸製鋼所 | セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
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|---|---|
| JP4261647B2 (ja) | 2009-04-30 |
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