JP2001129683A - Steel wire for co2 shielded pulsed arc welding - Google Patents

Steel wire for co2 shielded pulsed arc welding

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JP2001129683A
JP2001129683A JP31182099A JP31182099A JP2001129683A JP 2001129683 A JP2001129683 A JP 2001129683A JP 31182099 A JP31182099 A JP 31182099A JP 31182099 A JP31182099 A JP 31182099A JP 2001129683 A JP2001129683 A JP 2001129683A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide steel wire that improves arc stability and reduces the amount of sputter in the CO2 shielded pulsed arc welding. SOLUTION: Two to five pulses is applied to 1 droplet transfer of the steel wire for the CO2 shielded pulsed arc welding. The wire comprises, by mass, 0.15% or less C, 0.30-2.0% Si, 0.50-2.5% Mn, 0.030% or less S, 0.0015% or less Ca, 0.11-0.15 mass % (Ti+Al), and the balance substantially Fe.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガスシールドア
ーク溶接用鋼ワイヤに関し、特にパルス CO2溶接におい
てスパッタ発生量の有利な低減を図ろうとするものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel wire for gas shielded arc welding, and more particularly to an advantageous effect of reducing the amount of spatter generated in pulsed CO 2 welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】Ar−(5〜25%)CO2 混合ガスをシール
ドガスとする溶接法(以下、MAG溶接法という)は、
ビード形状に優れ、スパッタの発生が少ないことから、
高品質な溶接を必要とする分野で広く使用されている。
しかしながら、Arガスは CO2ガスに比べると、その価格
が約5倍と高価であることから、通常の溶接施工に際し
ては、安価な CO2ガスを主成分(40%以上)とする溶接
法(以下、CO2 溶接法という)が使用されている(例え
ば特開平10−272591号公報)。
2. Description of the Related Art A welding method using a mixed gas of Ar- (5 to 25%) CO 2 as a shielding gas (hereinafter, referred to as a MAG welding method) is known.
Excellent bead shape and less spatter
Widely used in fields requiring high quality welding.
However, when Ar gas is compared with CO 2 gas, a welding method because the price is expensive and about 5-fold, at the time of ordinary welding, to an inexpensive CO 2 gas as a main component (40% or more) ( Hereinafter, the method is referred to as a CO 2 welding method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-272591).

【0003】ところで、CO2 溶接法では、粗大な溶滴
が、ワイヤ先端に懸垂し、アーク力によって揺れ動くた
め、母材(鋼板)との短絡、再アークによりスパッタが
多発するという問題がある。
By the way, in the CO 2 welding method, there is a problem that spatter is frequently generated due to a short circuit with a base material (steel plate) and re-arcing, because a coarse droplet is suspended at a wire tip and fluctuated by an arc force.

【0004】これに対し、カリウムの付与によってスパ
ッタ発生量を低減する方法が、特開平6−218574号公報
に開示されているが、この方法では、満足いくほど十分
な効果を得ることができなかった。
On the other hand, a method of reducing the amount of spatters generated by adding potassium is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-218574, but this method cannot provide a satisfactory effect satisfactorily. Was.

【0005】また、特開平7−47473 号公報および特開
平7−290241号公報には、1パルス1溶滴移行によって
スパッタの発生量を低減する方法が提案されている。こ
の方法は、1溶滴の形成に1〜2msの時間しか要せず、
しかも安定な移行が可能なMAG溶接においては、優れ
た効果が得られる。しかしながら、MAG溶接に対して
10〜20倍の溶滴を形成し、溶滴が不安定な挙動を呈する
CO2溶接においては、1パルス当たり1溶滴の移行は困
難である。また、ピーク時間と共にベース時間も長くな
るため、1パルスで移行しきれなかった溶滴がベース期
間中に短絡して、スパッタの発生を増大させる結果とな
っていた。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-47473 and 7-290241 propose a method of reducing the amount of spatter generated by transferring one droplet to one droplet. This method requires only 1-2 ms for forming one droplet,
In addition, excellent effects can be obtained in MAG welding that enables stable transition. However, for MAG welding
Form droplets 10 to 20 times larger and exhibit unstable behavior
In CO 2 welding, transfer of one droplet per pulse is difficult. Further, since the base time becomes longer together with the peak time, droplets that could not be transferred by one pulse are short-circuited during the base period, resulting in an increase in spatter generation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、パル
ス CO2溶接法では、粗大な溶滴がワイヤ先端に懸垂し、
アーク力によって揺れ動くため、母材(鋼板)との短
絡、再アークにより、スパッタが多発するという問題が
あった。この発明は、上記の現状に鑑み開発されたもの
で、いわゆるパルス CO2溶接において、アークの安定化
およびスパッタ量の低減はいうまでもなく、優れたビー
形状を確保することができる鋼ワイヤを提案することを
目的とする。
As described above, in the pulse CO 2 welding method, a coarse droplet hangs at the wire tip,
There is a problem that spatters occur frequently due to short-circuit with the base material (steel plate) and re-arcing because of swinging due to the arc force. The present invention has been developed in view of the above situation, and in so-called pulsed CO 2 welding, a steel wire capable of securing an excellent bee shape, not to mention stabilizing the arc and reducing the amount of spatter. The purpose is to propose.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の目的を達成すべく、電源特性と組み合わせて、ワイヤ
組成について鋭意検討した結果、以下に述べる知見を得
た。すなわち、(1) 1溶滴移行当たりのパルス数は2〜
5とすることが好ましい、(2) 上記した複数パルス1溶
滴移行のパルス CO2溶接においては、ワイヤ成分中、特
にS, Caおよび(Ti+Al)量を所定の範囲に制限するこ
とが極めて重要であることの知見を得た。この発明は、
上記の知見に立脚するものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies on wire compositions in combination with power supply characteristics, and have obtained the following findings. That is, (1) the number of pulses per droplet transfer is 2 to
5 is preferable. (2) In the above-mentioned pulse CO 2 welding in which a plurality of pulses are transferred to a single droplet, it is extremely important to limit the amounts of S, Ca and (Ti + Al) in the wire components to a predetermined range. Was obtained. The present invention
It is based on the above findings.

【0008】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 1.1溶滴移行当たり2〜5のパルスを付与するパルス
CO2溶接用のワイヤであって、 C:0.15mass%以下、 Si:0.30〜2.0 mass%、 Mn:0.50〜2.5 mass% を含み、かつ S:0.030 mass%以下、 Ca:0.0015mass%以下、 Ti+Al:0.11〜0.15mass% に制限し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows. 1.1 A pulse that gives 2 to 5 pulses per droplet transfer
A wire for CO 2 welding, C: 0.15 mass% or less, Si: 0.30~2.0 mass%, Mn : 0.50~2.5 include mass%, and S: 0.030 mass% or less, Ca: 0.0015% or less, Ti + Al: A steel wire for pulsed CO 2 welding, characterized in that the content is limited to 0.11 to 0.15 mass% and the balance is substantially Fe.

【0009】2.1溶滴移行当たり2〜5のパルスを付
与するパルス CO2溶接用のワイヤであって、 C:0.15mass%以下、 Si:0.30〜2.0 mass%、 Mn:0.50〜2.5 mass%、 K:0.0001〜0.0030mass% を含み、かつ S:0.030 mass%以下、 Ca:0.0015mass%以下、 Ti+Al:0.07〜0.15mass% に制限し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
2.1 A pulse CO 2 welding wire for applying 2 to 5 pulses per droplet transfer, C: 0.15 mass% or less, Si: 0.30 to 2.0 mass%, Mn: 0.50 to 2.5 mass %, K: 0.0001 to 0.0030 mass%, S: 0.030 mass% or less, Ca: 0.0015 mass% or less, Ti + Al: 0.07 to 0.15 mass%, the balance being substantially Fe composition. Characterized by steel wire for pulsed CO 2 welding.

【0010】3.上記1または2において、鋼ワイヤ
が、さらに Cr:0.60mass%以下、 Ni:3.0 mass%以下、 Cu:3.0 mass%以下、 Mo:0.50mass%以下、 B:0.005 mass%以下 のうちから選んだ1種または2種以上を含有する組成に
なることを特徴とする、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
[0010] 3. In the above 1 or 2, the steel wire is further selected from Cr: 0.60 mass% or less, Ni: 3.0 mass% or less, Cu: 3.0 mass% or less, Mo: 0.50 mass% or less, and B: 0.005 mass% or less. A steel wire for pulsed CO 2 welding, characterized in that it has a composition containing one or more kinds.

【0011】4.上記1,2または3において、鋼ワイ
ヤが、さらに Nb, ZrおよびVのうちから選んだ少なくとも1種:0.25
mass%以下 を含有する組成になることを特徴とする、パルス CO2
接用鋼ワイヤ。
4. In the above 1, 2 or 3, the steel wire further comprises at least one selected from Nb, Zr and V: 0.25
A steel wire for pulsed CO 2 welding, characterized by having a composition containing less than mass%.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。この発明で対象とする溶接方法は、溶滴の移行に合
わせて2〜5のパルスを付与し、溶滴に振動を与えると
共に、平均電流よりも高いピーク電流を使って溶滴をス
ムーズに移行させる溶接方法であるが、1溶滴移行当た
りの付与パルス数が2未満では、パルスのピークと次の
パルスピークまでの間に短絡を生じ、スパッタを増大さ
せる。一方、1溶滴当たり5パルス超えの付与は、溶接
中のアーク音が増大し、溶接作業者および周囲の作業者
の負担が増大する。従って、この発明で対象とする溶接
方法では、1溶滴移行当たりに付与するパルス数につい
て、2パルス以上、5パルス以下としたのである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. In the welding method targeted by the present invention, 2 to 5 pulses are applied in accordance with the transfer of the droplet to oscillate the droplet and smoothly transfer the droplet using a peak current higher than the average current. If the number of applied pulses per droplet transfer is less than 2, a short circuit occurs between the pulse peak and the next pulse peak, and spatter is increased. On the other hand, when more than 5 pulses are applied per droplet, the arc sound during welding increases, and the burden on the welding worker and surrounding workers increases. Therefore, in the welding method targeted in the present invention, the number of pulses applied per droplet transfer is set to 2 or more and 5 or less.

【0013】なお、移行する溶滴の大きさ(重さ)は、
平均電流、電流波形、突き出し長さおよびワイヤ径など
に左右される。例えば、平均溶接電流:300 A、ピーク
電流:350 A、ベース電流:80A、突き出し長さ:20mm
およびワイヤ径:1.2 mmの場合には、移行する溶滴の平
均重さは 60 mg、1分間のワイヤ溶融量は 115 g/minで
あり、従ってこの溶接法におけるパルス周波数範囲は63
〜160 Hzとなる。また、平均溶接電流が通常の使用限界
である 450Aでは、ピーク電流:550 A、ベース電流:
100 A、突き出し長さ:25mmおよびワイヤ径:1.2 mmに
おいて、1分間のワイヤ溶融量は 185 g/minであり、移
行する溶滴の平均重さは 35 mgに微細化し、この溶接法
におけるパルス周波数範囲は 176〜440 Hzとなる。
The size (weight) of the transferred droplet is
It depends on the average current, current waveform, protrusion length and wire diameter. For example, average welding current: 300 A, peak current: 350 A, base current: 80 A, protrusion length: 20 mm
And with a wire diameter of 1.2 mm, the average weight of the transferred droplets is 60 mg, the wire melting rate per minute is 115 g / min and the pulse frequency range for this welding method is 63
~ 160 Hz. When the average welding current is 450A, which is the normal use limit, the peak current is 550A, and the base current is
At 100 A, protrusion length: 25 mm, and wire diameter: 1.2 mm, the wire melting amount per minute was 185 g / min, and the average weight of the transferred droplets was reduced to 35 mg. The frequency range is 176-440 Hz.

【0014】一方、パルスのピーク終了から次のピーク
の始まりまでの時間が長いと、短絡が生じ、スパッタの
発生が増加するので、パルスピークの終了と次のパルス
ピークの始まりまでの時間(TP-P )(図1参照のこ
と)は3.0 ms以下とすることが望ましい。とはいえ、パ
ルスピークの終了から次のパルスピークの始まりまでの
時間を1.5 ms未満とすると溶滴に大きな振動が与えられ
ず、スムーズな溶滴移行が得られない。従って、パルス
ピークの終了から次のパルスピークの始まりまでの時間
(TP-P )は 1.5〜3.0 ms程度とするのが好ましい。
On the other hand, if the time from the end of the peak of the pulse to the start of the next peak is long, a short circuit occurs, and the occurrence of spatter increases. Therefore, the time from the end of the pulse peak to the start of the next pulse peak (T PP ) (see Fig. 1) should be 3.0 ms or less. However, if the time from the end of the pulse peak to the start of the next pulse peak is less than 1.5 ms, no large vibration is given to the droplet, and smooth droplet transfer cannot be obtained. Accordingly, time from the end of the pulse peak to the beginning of the next pulse peak (T PP) is preferably about 1.5 to 3.0 ms.

【0015】また、平均電流に対するパルス条件とし
て、ピーク電流を(平均電流+30〜100)A、ベース電流
を 150A以下、さらにベース期間を2ms以下にすること
によって、より効果的にベース期間中の短絡を防止し、
ピーク期間中に溶滴を移行させることが可能である。こ
こに、ピーク電流が(平均電流+30)A未満ではパルス
を付与する効果がなく、一方ピーク電流が(平均電流+
100 )A超えでは、小粒のスパッタが増大する。さら
に、ベース電流が 150A超えではパルスを付与する効果
がない。
Further, as the pulse conditions for the average current, the peak current is set to (average current +30 to 100) A, the base current is set to 150 A or less, and the base period is set to 2 ms or less. To prevent
It is possible to transfer droplets during peak periods. Here, if the peak current is less than (average current + 30) A, there is no effect of applying a pulse, while the peak current is (average current + 30).
Above 100) A, the spatter of small particles increases. Further, when the base current exceeds 150 A, there is no effect of applying a pulse.

【0016】次に、上記した理想的な溶滴移行を実現さ
せるために必要な、この発明に従うワイヤ組成につい
て、その限定理由を説明する。 C:0.15mass%以下 Cは、溶接金属の強度を確保するために重要な添加元素
であるが、一方で溶鋼の粘性を低下させ流動性を向上さ
せる。含有量が0.15mass%を超えると CO2パルス溶接時
の溶滴および溶融プールの挙動が不安定となり、スパッ
タが多発するようになるので、C量は0.15mass%以下と
した。
Next, the reason for limiting the wire composition according to the present invention, which is necessary to realize the ideal droplet transfer described above, will be described. C: 0.15 mass% or less C is an important additional element for securing the strength of the weld metal, but on the other hand, it lowers the viscosity of the molten steel and improves the fluidity. If the content exceeds 0.15 mass%, the behavior of the droplet and the molten pool during CO 2 pulse welding becomes unstable, and spatter occurs frequently. Therefore, the C content is set to 0.15 mass% or less.

【0017】Si:0.30〜2.0 mass%以下 Siは、脱酸剤として、また高強度、高靱性を得るため
に、さらには作業性確保のために少なくとも0.30mass%
を必要とする。また、Siの増加と共にパルス溶接におけ
るスパッタ量は僅かに減少する傾向を有する。しかしな
がら、2.0 mass%を超えて多量に含有すると、スラグ量
が多くなり、溶接金属の靱性が低下するので、Si量の上
限は 2.0mass%とした。
Si: 0.30 to 2.0 mass% or less Si is at least 0.30 mass% as a deoxidizing agent, to obtain high strength and high toughness, and to secure workability.
Need. Also, the amount of spatter in pulse welding tends to decrease slightly with the increase in Si. However, if the content exceeds 2.0 mass%, the slag content increases and the toughness of the weld metal decreases, so the upper limit of the Si content was set to 2.0 mass%.

【0018】Mn:0.50〜2.5 mass%以下 Mnは、脱酸剤として、また高強度、高靱性を得るために
有用な元素であり、0.50mass%以上の含有によってその
効果が得られる。また、Mnの増加と共にパルス溶接にお
けるスパッタ量は僅かに減少する傾向を持つ。しかしな
がら、2.5 mass%を超えて多量に含有するとスラグの剥
離性が悪化し、溶接金属の靱性が低下するので、Mn量の
上限は 2.5mass%とした。
Mn: 0.50 to 2.5 mass% or less Mn is a useful element as a deoxidizing agent and for obtaining high strength and high toughness. Its effect can be obtained by containing 0.50 mass% or more. Also, the amount of spatter in pulse welding tends to decrease slightly with an increase in Mn. However, if it is contained in a large amount exceeding 2.5 mass%, the slag removability deteriorates and the toughness of the weld metal decreases, so the upper limit of the Mn content was set to 2.5 mass%.

【0019】S:0.030 mass%以下 Sは、溶融金属の粘性を低下させ、ワイヤ先端に懸垂し
た溶滴の離脱を助ける働きがある。しかしながら、0.03
0 mass%を超えて添加すると、パルス溶接時の溶滴およ
び溶融プールの挙動が不安定となり、小粒のスパッタが
増すだけでなく、溶接金属の靱性が低下する。従って、
S量は 0.030mass%以下に制限した。
S: 0.030 mass% or less S has a function of lowering the viscosity of the molten metal and assisting the detachment of the droplet suspended from the tip of the wire. However, 0.03
If it is added in excess of 0 mass%, the behavior of the droplet and the molten pool during pulse welding becomes unstable, and not only the spatter of small grains increases, but also the toughness of the weld metal decreases. Therefore,
The amount of S was limited to 0.030 mass% or less.

【0020】Ca:0.0015mass%以下 Caは、アークを緊縮させ溶滴移行のスプレー化を阻害す
る作用があるが、含有量が0.0015mass%を超えると、パ
ルス溶接時の溶滴および溶融プールの挙動が不安定とな
って、大粒のスパッタが増大する。従って、Ca量は0.00
15mass%以下に制限した。
Ca: 0.0015 mass% or less Ca has the effect of contracting the arc and impeding the spraying of droplet transfer, but if the content exceeds 0.0015 mass%, the droplet and the molten pool during pulse welding become less effective. The behavior becomes unstable, and the spatter of large grains increases. Therefore, the amount of Ca is 0.00
It was limited to 15 mass% or less.

【0021】Ti+Al:0.11〜0.15mass%または0.07〜0.
15mass% TiおよびAlは、脱酸剤として、また溶接金属の強度およ
び耐候性を確保する上で有用な元素である。さらに、溶
滴の移行に関しては、溶滴の粘性を上げ不安定な挙動を
抑える働きがある。しかしながら、後述するKを含有し
ない場合に、含有量が0.11mass%未満では、この溶滴の
挙動を安定化する効果がなく、小粒のスパッタが増大
し、一方0.15mass%を超えて添加すると、パルス付与の
目的である溶滴の振動が抑制されるので、この場合にお
ける(Ti+Al)量は0.11〜0.15mass%の範囲に制限し
た。他方、Kを1〜30ppm の範囲で含有する場合には、
Kのアーク安定化効果によって、溶滴の不安定な挙動が
押さえられるので、(Ti+Al)量は0.07mass%以上で小
粒のスパッタの発生を抑制でき、Kを含まない場合の
(Ti+Al):0.11mass%以上と同等の効果がある。従っ
て、Kを1〜30 ppmの範囲で含有する場合における(Ti
+Al)量は0.07〜0.15mass%の範囲とした。
Ti + Al: 0.11-0.15 mass% or 0.07-0.
15 mass% Ti and Al are useful elements as deoxidizing agents and for securing the strength and weather resistance of the weld metal. Further, with regard to the transfer of the droplet, it has the function of increasing the viscosity of the droplet and suppressing the unstable behavior. However, when K is not contained as described below, if the content is less than 0.11 mass%, there is no effect of stabilizing the behavior of the droplet, and the spatter of small particles increases. Since the vibration of the droplet, which is the purpose of pulse application, is suppressed, the (Ti + Al) amount in this case is limited to the range of 0.11 to 0.15 mass%. On the other hand, when K is contained in the range of 1 to 30 ppm,
Since the unstable behavior of the droplet is suppressed by the arc stabilizing effect of K, the (Ti + Al) amount can be suppressed to 0.07 mass% or more to suppress the generation of small-sized spatters, and (Ti + Al) when K is not contained: 0.11 It has the same effect as mass% or more. Therefore, when K is contained in the range of 1 to 30 ppm (Ti
+ Al) was in the range of 0.07 to 0.15 mass%.

【0022】K:0.0001〜0.0030wtmass% Kは、微量でスパッタを激減させる効果がある。特にパ
ルス CO2溶接時の溶滴および溶融プールの挙動の安定化
に効果がある。しかしながら、含有量が0.0001mass%未
満ではスパッタの低減効果に乏しく、一方0.0030mass%
を超えるとアーク長が長くなり、ワイヤ先端に懸垂した
溶滴が不安定となってビード近傍への大粒のスパッタを
増大する。従って、K量は0.0001〜0.0030mass%の範囲
で含有させるものとした。なお、Kは沸点が約 760℃と
低く溶鋼段階での歩留りが著しく低いため、Kをワイヤ
中に存在させることは極めて困難であるが、後述する製
造工程中の熱拡散を利用することによって有利に付与す
ることができる。
K: 0.0001 to 0.0030 wtmass% K has an effect of drastically reducing spatter in a very small amount. In particular, it is effective for stabilizing the behavior of droplets and molten pools during pulsed CO 2 welding. However, if the content is less than 0.0001 mass%, the effect of reducing spatter is poor, while the content is 0.0030 mass%.
If the length exceeds the arc length, the arc length becomes long, the droplet suspended at the wire tip becomes unstable, and the spatter of large grains near the bead increases. Therefore, the content of K is set in the range of 0.0001 to 0.0030 mass%. Since K has a boiling point of about 760 ° C. and the yield in the molten steel stage is extremely low, it is extremely difficult to make K exist in the wire. However, it is advantageous to use thermal diffusion during the manufacturing process described later. Can be provided.

【0023】以上、基本成分について説明したが、この
発明ではその他にも以下の元素を必要に応じて適宜添加
することができる。 Cr:0.60mass%以下、Ni:3.0 mass%以下、Cu:3.0 ma
ss%以下、Mo:0.50mass%以下、B:0.005 mass%以下 Cr, Ni, Cu, MoおよびBはいずれも、溶接金属の強度お
よび耐侯性の向上に有用な元素であり、必要に応じて適
宜添加することができる。しかしながら、過剰な添加は
むしろ靱性の低下を招くので、単独添加または複合添加
いずれの場合にも上記の範囲で含有させるものとした。
The basic components have been described above. In the present invention, the following other elements can be added as needed. Cr: 0.60 mass% or less, Ni: 3.0 mass% or less, Cu: 3.0 ma
ss% or less, Mo: 0.50 mass% or less, B: 0.005 mass% or less All of Cr, Ni, Cu, Mo and B are elements useful for improving the strength and weather resistance of the weld metal. It can be added as appropriate. However, since excessive addition causes a decrease in toughness, the content is set in the above range in either case of single addition or composite addition.

【0024】Nb, ZrおよびVのうちから選んだ少なくと
も1種:0.25mass%以下 Nb, ZrおよびVにいずれも、溶接金属の強度確保、耐侯
性の確保を目的として必要に応じて添加することができ
る。しかしながら、過剰な添加は靱性の低下を招くの
で、これらは合計量で0.25mass%以下の範囲で含有させ
るものとした。
At least one selected from Nb, Zr and V: not more than 0.25 mass% All of Nb, Zr and V are added as necessary for the purpose of securing the strength of the weld metal and securing the weather resistance. Can be. However, since an excessive addition causes a decrease in toughness, they are contained in a total amount of 0.25 mass% or less.

【0025】その他、不可避的不純物については次のと
おりである。Oは、製鋼および製造工程中の内部酸化に
よってワイヤ中に不可避的に混入する元素であるが、過
剰な添加は溶接金属の靱性を低下させるので、0.0025ma
ss%以下に抑制することが好ましい。また、PやNも不
可避混入不純物であり、過剰の混入は溶接金属の靱性低
下を招くので、これらの元素は極力低減することが好ま
しい。
Other unavoidable impurities are as follows. O is an element inevitably mixed into the wire due to internal oxidation during steelmaking and the manufacturing process.However, since excessive addition lowers the toughness of the weld metal, it is 0.0025 ma.
It is preferable to suppress the ss% or less. Further, P and N are unavoidable impurities, and excessive incorporation causes a decrease in the toughness of the weld metal. Therefore, it is preferable to reduce these elements as much as possible.

【0026】さて、上記の好適成分組成に調整した溶鋼
は、好ましくは連続鋳造によりビレットとし、その後熱
間圧延により鋼素線とする。ついで、乾式による冷間伸
線、焼鈍後、酸洗、銅めっきおよび伸線加工を施して製
品とする。この発明では、上記の伸線工程中の焼鈍を利
用して、ワイヤ表層に内部酸化層を形成すると共に、こ
の内部酸化層中にKを保持させることが、Kの添加方法
としては最も安定である。というのは、前述したとお
り、Kは沸点が約760 ℃と低く溶鋼段階での歩留りが著
しく低いため、Kをワイヤ中に存在させることは極めて
難しいのではあるが、伸線工程中の熱拡散を利用すれ
ば、効果的にKを添加することができるからである。な
お、他の、表面塗布あるいはめっきによって保持させる
方法では、めっきの変色等による問題が発生し易く、ま
た熱的に不安定であるため、Kによる低スパッタ化の効
果も小さい。
The molten steel adjusted to the above-mentioned preferable composition is preferably made into a billet by continuous casting, and then into a steel wire by hot rolling. Then, after cold-drawing by a dry method and annealing, it is subjected to pickling, copper plating and wire-drawing to obtain a product. In the present invention, the most stable method for adding K is to form an internal oxide layer on the surface layer of the wire by utilizing the annealing during the wire drawing step and to retain K in the internal oxide layer. is there. This is because, as mentioned above, K has a boiling point of about 760 ° C and the yield in the molten steel stage is extremely low, so it is extremely difficult to make K exist in the wire. If K is used, K can be effectively added. In the other methods of holding by surface coating or plating, problems such as discoloration of plating are apt to occur, and the effect of reducing spatter by K is small because it is thermally unstable.

【0027】また、ワイヤ送給性や給電の安定性、アー
ク安定性、溶接作業性等に影響を及ぼす要因としては、
上記したもの以外に、銅めっき厚、ワイヤ表面に付着し
ている銅粉等不純物、ワイヤ金属表面と銅めっき層との
間に介在する伸線潤滑剤残留物(Ca, Na)、ワイヤの比
表面積およびワイヤの偏芯度等が考えられる。ここに、
比表面積は、例えばSEM画像処理によりワイヤ表面の
微小な凹凸(高さ方向の変動)を含めて測定した実表面
積と前記凹凸がないものとして幾何学的関係(例えばワ
イヤ断面外周長さ×ワイヤ長手方向長さ)にて導出した
理論表面積の比であり、また、ワイヤの偏芯度は、ワイ
ヤ直径の最大値dmax 、最小値dmin 、10点平均値d
ave から、(dmax −dmin )/dave で算出する。
Factors that affect wire feedability, power supply stability, arc stability, welding workability, and the like include:
Other than the above, copper plating thickness, impurities such as copper powder adhering to the wire surface, wire drawing lubricant residue (Ca, Na) interposed between the wire metal surface and the copper plating layer, ratio of wire The surface area, the eccentricity of the wire, and the like can be considered. here,
The specific surface area is, for example, a geometrical relationship (eg, wire cross-sectional outer peripheral length × wire longitudinal length) assuming that there is no actual surface area including fine irregularities (fluctuations in the height direction) of the wire surface by SEM image processing and the irregularities. Is the ratio of the theoretical surface area derived in the formula (1), and the eccentricity of the wire is the maximum value d max , the minimum value d min , and the 10-point average value d of the wire diameter.
From ave , it is calculated by (d max -d min ) / d ave .

【0028】これら要因については、銅めっき厚は 1.5
μm 以下、銅粉等不純物はワイヤ10kg当たり 0.2g以
下、伸線潤滑剤残留物(Ca、Na)は5ppm 以下、ワイヤ
の比表面積は1.02以下、ワイヤの偏芯度は 0.008以下と
することが好ましい。
Regarding these factors, the copper plating thickness is 1.5
μm or less, impurities such as copper powder should be 0.2 g or less per 10 kg of wire, wire lubricant residue (Ca, Na) should be 5 ppm or less, specific surface area of wire should be 1.02 or less, and eccentricity of wire should be 0.008 or less. preferable.

【0029】[0029]

【実施例】実施例1 連続鋳造製鋼素材(ビレット)を、熱間圧延して5.5 mm
φの素線としたのち、炭酸カルシウムとCaOを主成分と
する伸線潤滑剤を用いた冷間伸線によって線径を 2.8mm
φとし、ついで2〜30%のクエン酸3カリウム水溶液を
塗布してから、露点:−2℃以下、酸素:200ppm以下、
二酸化炭素:0.1 %以下のN2雰囲気中で750〜950 ℃に
加熱した。この時のカリウム塩濃度、加熱温度および加
熱時間の調整により、ワイヤの内部酸化による酸素量と
カリウム量を調整した。ついで、鋼素線を、35℃の10%H
Cl水溶液中に30秒間侵漬後、水洗、Cuめっき、冷間伸線
によって1.2 mmφとし、表面にワイヤ10kg当たり 0.4〜
1.7 gの潤滑油を塗布したワイヤを溶接試験に供した。
ワイヤの引張り強さは 750〜950 MPa 、Cuめっき厚は
0.4〜0.65μm 、ワイヤ表面に付着した銅粉等の不純物
はワイヤ10kg当たり 0.1g以下、伸線潤滑剤の残留物は
Ca:2ppm 以下、Na:2ppm 以下、そして非表面積は1.
01以下、偏芯度は0.005 以下であった。表1,2に、試
作した鋼ワイヤの成分組成を示す。なお、組成中のCuは
めっきを含んだ値である。
EXAMPLE 1 Continuously cast steel material (billet) was hot-rolled to 5.5 mm.
After making a wire of φ, the wire diameter is 2.8mm by cold drawing using a drawing lubricant containing calcium carbonate and CaO as main components.
φ, then apply a 2-30% aqueous solution of 3 potassium citrate, then dew point: -2 ° C or less, oxygen: 200 ppm or less,
Carbon dioxide: heated to 750-950 ° C. in an N 2 atmosphere of 0.1% or less. At this time, by adjusting the potassium salt concentration, the heating temperature and the heating time, the amount of oxygen and the amount of potassium due to the internal oxidation of the wire were adjusted. Then, the steel wire was heated to 10% H at 35 ° C.
After immersion in Cl aqueous solution for 30 seconds, water washing, Cu plating, cold drawing to 1.2 mmφ
The wire coated with 1.7 g of lubricating oil was subjected to a welding test.
The tensile strength of the wire is 750 to 950 MPa, the Cu plating thickness is
0.4 to 0.65 μm, impurities such as copper powder adhering to the wire surface are 0.1 g or less per 10 kg of wire, and residue of wire drawing lubricant is
Ca: 2 ppm or less, Na: 2 ppm or less, and non-surface area is 1.
The eccentricity was not more than 01 and the eccentricity was not more than 0.005. Tables 1 and 2 show the component compositions of the prototype steel wires. Note that Cu in the composition is a value including plating.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】表1,2に示した鋼ワイヤを用いて、ビー
ドオン溶接を行い、その際のスパッタ発生量について調
査した。溶接条件は、次のとおりである。100%CO2
毎分:20 Lシールドガスとして流し、パルス電源によ
り、溶接電流:320 A、電圧:37V、溶接速度:45 cm/
min の条件で、板厚:19mmの鋼板に対してビードオン溶
接を行った。この時のパルス条件は、1溶滴移行当たり
のパルス数:2〜3、ピーク電流:370 A、ベース電
流:120 Aとし、またベース期間は約3msとした。これ
らの溶接条件をまとめて表3に示す。
Bead-on welding was performed using the steel wires shown in Tables 1 and 2, and the amount of spatter generated at that time was examined. The welding conditions are as follows. 100% CO 2 per minute: 20 L as shielding gas, welding current: 320 A, voltage: 37 V, welding speed: 45 cm /
Under the condition of min, bead-on welding was performed on a steel plate having a thickness of 19 mm. The pulse conditions at this time were: the number of pulses per droplet transfer: 2 to 3, the peak current: 370 A, the base current: 120 A, and the base period was about 3 ms. Table 3 summarizes these welding conditions.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【0034】また、スパッタ発生量の目標値は 1.5 g/m
in以下に設定した。そして、とくに1.2 g/min 以下を良
(○)、1.2 g/min 超え 1.5 g/min以下を可(△)、1.
5 g/min 超えを不可(×)とした。得られた調査結果を
表4に示す。
The target value of the spatter generation amount is 1.5 g / m
set to in or less. In particular, good for less than 1.2 g / min (○), acceptable for more than 1.2 g / min and 1.5 g / min or less (△), 1.
A value exceeding 5 g / min was judged as unacceptable (x). Table 4 shows the obtained survey results.

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】同表に示したとおり、鋼ワイヤとして、成
分組成がこの発明の適正範囲を満足するものを用いた場
合には、スパッタの発生量を格段に低減することができ
た。特に、Kを1〜30ppm 含有させ、かつTi+Al量を0.
11〜0.15mass%に制限した場合には極めて優れた低スパ
ッタ化が達成されている。これに対し、成分組成がこの
発明の適正範囲を外れた比較例(No.32〜37)を用いた場
合には、スパッタ発生量が 1.5 g/minを超えて多量に発
生した。
As shown in the table, when a steel wire having a component composition satisfying the proper range of the present invention was used, the amount of spatters generated was significantly reduced. In particular, K is contained in an amount of 1 to 30 ppm and the amount of Ti + Al is set to 0.1.
When it is limited to 11 to 0.15 mass%, extremely excellent low spattering is achieved. On the other hand, when the comparative examples (Nos. 32 to 37) having a component composition outside the proper range of the present invention were used, the amount of spatters generated was large, exceeding 1.5 g / min.

【0037】実施例2 この実験は、溶接条件を次のように変えた場合である。 ・溶接条件 シールドガス:100 %CO2 (毎分 25L) ・パルス電源 溶接電流:360 A 電圧:39V 溶接速度:60 cm/min ・鋼板板厚:22mm ・パルス条件 1溶滴移行当たりのパルス数:2.5 〜3.5 ピーク電流:430 A ベース電流:150 A ベース期間:1.6 ms これらの溶接条件をまとめて表5に示す。Example 2 In this experiment, the welding conditions were changed as follows.・ Welding conditions: Shielding gas: 100% CO 2 (25 L / min) ・ Pulse power supply Welding current: 360 A Voltage: 39 V Welding speed: 60 cm / min ・ Steel plate thickness: 22 mm ・ Pulse conditions Number of pulses per droplet transfer : 2.5 to 3.5 Peak current: 430 A Base current: 150 A Base period: 1.6 ms Table 5 summarizes these welding conditions.

【0038】[0038]

【表5】 [Table 5]

【0039】なお、この例では、スパッタ発生量の目標
値は 1.0 g/min以下に設定した。そして、特に 0.8 g/m
in以下を良(○)、0.80 g/min超え 1.0 g/min以下を可
(△)、1.0 g/min 超えを不可(×)とした。得られた
調査結果を表6に示す。
In this example, the target value of the amount of spatter generation was set to 1.0 g / min or less. And especially 0.8 g / m
In less than or equal to good (○), 0.80 g / min or more and 1.0 g / min or less were acceptable (△), and 1.0 g / min or more was unacceptable (×). Table 6 shows the obtained survey results.

【0040】[0040]

【表6】 [Table 6]

【0041】同表に示したとおり、鋼ワイヤとして、成
分組成がこの発明の適正範囲を満足するものを用いた場
合には、スパッタの発生量を格段に低減することができ
た。特に、Kを1〜30ppm 含有させ、かつTi+Al量を0.
11〜0.15mass%に制限した場合には極めて優れた低スパ
ッタ化が達成されている。これに対し、成分組成がこの
発明の適正範囲を外れた比較例(No.32〜37)を用いた場
合には、スパッタ発生量が 1.0 g/minを超えて多量に発
生した。
As shown in the table, when a steel wire having a composition that satisfies the proper range of the present invention was used, the amount of spatter generated was significantly reduced. In particular, K is contained in an amount of 1 to 30 ppm and the amount of Ti + Al is set to 0.1.
When it is limited to 11 to 0.15 mass%, extremely excellent low spattering is achieved. On the other hand, when the comparative examples (Nos. 32-37) whose component compositions were outside the proper range of the present invention were used, the amount of spatters generated was large, exceeding 1.0 g / min.

【0042】[0042]

【発明の効果】かくして、この発明によれば、パルス C
O2溶接において、アーク安定性を向上させるだけでな
く、スパッタ発生量を格段に低減することができ、その
結果、高品質の溶接が可能となる。
Thus, according to the present invention, the pulse C
In O 2 welding, not only the arc stability can be improved, but also the amount of spatter generated can be significantly reduced, and as a result, high quality welding can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 パルスの出力状態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an output state of a pulse.

【図2】 ワイヤ中の(Al+Ti)量とスパッタ発生量と
の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of (Al + Ti) in a wire and the amount of spatter generated.

【図3】 ワイヤ中の(Al+Ti)量とスパッタ発生量と
の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of (Al + Ti) in a wire and the amount of spatter generated.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 功一 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 Fターム(参考) 4E001 AA03 BB06 BB09 DD04 DE04 DF09 EA01 EA05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Yasuda 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture F-term in the Technical Research Institute, Kawasaki Steel Co., Ltd. 4E001 AA03 BB06 BB09 DD04 DE04 DF09 EA01 EA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1溶滴移行当たり2〜5のパルスを付与
するパルス CO2溶接用のワイヤであって、 C:0.15mass%以下、 Si:0.30〜2.0 mass%、 Mn:0.50〜2.5 mass% を含み、かつ S:0.030 mass%以下、 Ca:0.0015mass%以下、 Ti+Al:0.11〜0.15mass% に制限し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
1. A pulse CO 2 welding wire for applying 2 to 5 pulses per droplet transfer, wherein C: 0.15 mass% or less, Si: 0.30 to 2.0 mass%, Mn: 0.50 to 2.5 mass. Pulsed CO 2 welding characterized in that it is limited to 0.030 mass% or less of S, 0.0015 mass% or less of Ca, and 0.11 to 0.15 mass% of Ti + Al, with the balance being substantially Fe. For steel wire.
【請求項2】 1溶滴移行当たり2〜5のパルスを付与
するパルス CO2溶接用のワイヤであって、 C:0.15mass%以下、 Si:0.30〜2.0 mass%、 Mn:0.50〜2.5 mass%、 K:0.0001〜0.0030mass% を含み、かつ S:0.030 mass%以下、 Ca:0.0015mass%以下、 Ti+Al:0.07〜0.15mass% に制限し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
2. A pulse CO 2 welding wire for applying 2 to 5 pulses per droplet transfer, wherein C: 0.15 mass% or less, Si: 0.30 to 2.0 mass%, Mn: 0.50 to 2.5 mass. %, K: 0.0001 to 0.0030 mass%, S: 0.030 mass% or less, Ca: 0.0015 mass% or less, Ti + Al: 0.07 to 0.15 mass%, the balance being substantially Fe composition. Characterized by steel wire for pulsed CO 2 welding.
【請求項3】 請求項1または2において、鋼ワイヤ
が、さらに Cr:0.60mass%以下、 Ni:3.0 mass%以下、 Cu:3.0 mass%以下、 Mo:0.50mass%以下、 B:0.005 mass%以下 のうちから選んだ1種または2種以上を含有する組成に
なることを特徴とする、パルス CO2溶接用鋼ワイヤ。
3. The steel wire according to claim 1, further comprising: Cr: 0.60 mass% or less, Ni: 3.0 mass% or less, Cu: 3.0 mass% or less, Mo: 0.50 mass% or less, B: 0.005 mass%. A steel wire for pulsed CO 2 welding, characterized in that it has a composition containing one or more selected from the following.
【請求項4】 請求項1,2または3において、鋼ワイ
ヤが、さらに Nb, ZrおよびVのうちから選んだ少なくとも1種:0.25
mass%以下 を含有する組成になることを特徴とする、パルス CO2
接用鋼ワイヤ。
4. The steel wire according to claim 1, wherein the steel wire further comprises at least one of Nb, Zr and V: 0.25.
A steel wire for pulsed CO 2 welding, characterized by having a composition containing less than mass%.
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