JP2006289404A

JP2006289404A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JP2006289404A
Application number: JP2005111293A
Authority: JP
Inventors: Masao Kamata; 政男鎌田; Rikiya Takayama; 力也高山; Yasunobu Shigemori; 康伸重森
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Welding Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: JP4531617B2

Abstract

【課題】耐高温割れ性の一段の向上とともに、スラグ剥離性や耐メタル垂れ性など溶接作業性および溶接金属の衝撃靱性が良好なガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】鋼製外皮内にフラックスを充填してなるワイヤ全質量に対する質量％で、ＴｉＯ₂：５．１〜６．５％、ＳｉＯ₂：０．３〜０．７％、ＺｒＯ₂：０．１〜０．４％、ＣａＯ：０．０１〜０．０４％、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計：０．０５〜０．２０％、Ｆ：０．０２〜０．１５％、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．８〜２．４％、但し、Ｍｎ／Ｓｉ：３．６以上、Ａｌ：０．１〜０．６％、Ｍｇ：０．１〜０．４％、但しＡｌ＋Ｍｇ：０．４〜０．８％を含有し、かつ、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｂ：０．００２％以下、Ｂｉ：０．００２％以下で、残部は主に鋼製外皮およびフラックスのＦｅからなることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は軟鋼および４９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼などの溶接構造物を製造する際に使用するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わるものであり、特に鋼板の片面突き合わせ継手溶接（以後、片面継手溶接という。）の初層パスで問題となる耐高温割れ性を向上させたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（以下、フラックス入りワイヤという。）に関する。

造船での溶接には、ＴｉＯ₂系フラックス入りワイヤを使用して、鋼板の片面継手溶接を自動および半自動溶接で行っている。図１（ａ）に片面継手の開先形状、図１（ｂ）にその溶接状況例（下向姿勢の場合）を示す。鋼板１を開先角度θ、ルート間隔Ｇの開先形状にして突き合わせ、開先裏面にセラミックス裏当材２（以下、裏当材という。）を当てて、初層パスで裏ビード３を形成した後、順に積層して継手溶接金属４を形成する。

溶接姿勢は、下向、立向など全姿勢で行われるが、特に下向姿勢の片面継手溶接における初層パスはその凝固形態からビード中央に高温割れが発生しやすいので、高温割れ防止の観点から溶接電流および溶接速度を抑え、また、鋼板１の開先角度θおよびルート間隔Ｇもあまり小さくしないで溶接されている。

しかるに、最近、溶接能率を上げるために、溶接電流を高めて溶接速度を速くすること、あるいは開先角度θおよびルート間隔Ｇを小さくした狭い開先形状にして、溶接パス数を少なくして溶接した場合でも、高温割れが発生しにくいフラックス入りワイヤの開発要望が強い。

これに対し、Ｐ、Ｓの低減以外にＳｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｐｂの含有量を規制することにより耐高温割れ性を改良したフラックス入りワイヤの提案がある（例えば、特許文献１、２参照）。

しかし、前記技術のようなフラックス入りワイヤの不純物低減だけでは現場的に安定した耐高温割れ性向上効果が得られない。特に半自動下向姿勢で、鋼板の開先角度３０〜４０°、ルート間隔３〜５ｍｍのような狭い開先形状にして、初層パスを溶接電流２３０〜２５０Ａ程度（ワイヤ径１．２ｍｍ）と高くすると、ビード中央に微小な高温割れが点々と発生する場合がある。これは狭い開先形状や高電流の溶接条件になるほど、半自動溶接特有のアーク状態や溶接速度の変動が裏ビード形成に敏感に影響することによる。特に裏ビードの形状が不均一になって開先内ビード表面に凹んだ部分ができると、その箇所に微小な高温割れの発生頻度が高くなる。従って、狭い開先形状で、かつ高電流の溶接条件でも安定した耐高温割れ性を得るためには、裏ビードを安定して形成できる溶接が可能なフラックス入りワイヤが必要となる。

また、フラックス入りワイヤが含有するＰ、Ｓを始めとし、凝固時に不純物として高温割れを発生しやすくするＳｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｐｂを規制することは初層パスの高温割れ防止のための必須要件であるが、全姿勢溶接用フラックス入りワイヤにおいて、Ｂｉ、ＰｂおよびＳはスラグ剥離性、Ｂは溶接金属の衝撃靱性に効果的に作用する成分であり、これら溶接性能の劣化に対しての回復手段についても十分に配慮する必要がある。

なお、ＴｉＯ₂を低めにし、ＣａＯ、ＭｇＯを含有させて溶融スラグの塩基度を高め、酸素量低減による耐高温割れ性向上を図ったフラックス入りワイヤの提案もある（例えば、特許文献３参照）。しかし、上向や立向姿勢でメタル垂れが発生しやすく、全姿勢溶接用フラックス入りワイヤとしては、耐高温割れ性向上に偏らず、溶接条件範囲が広く良好な溶接作業性が得られることも必要である。

特開２００２−１３７０９０号公報特開２００３−３１１４７６号公報特開昭６２−１５１２９３号公報

本発明は、片面継手溶接の初層パスで問題となる耐高温割れ性の一段の向上とともに、スラグ剥離性や上向や立向姿勢での耐メタル垂れ性など溶接作業性および溶接金属の衝撃靱性が良好なガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨は、鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、ＴｉＯ₂：５．１〜６．５％、ＳｉＯ₂：０．３〜０．７％、ＺｒＯ₂：０．１〜０．４％、ＣａＯ：０．０１〜０．０４％、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計：０．０５〜０．２０％、Ｆ：０．０２〜０．１５％、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．８〜２．４％、但し、Ｍｎ／Ｓｉ：３．６以上、Ａｌ：０．１〜０．６％、Ｍｇ：０．１〜０．４％、但しＡｌ＋Ｍｇ：０．４〜０．８％を含有し、かつ、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｂ：０．００２％以下、Ｂｉ：０．００２％以下で、残部は主に鋼製外皮およびフラックスのＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。

本発明のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤによれば、狭い開先形状の片面継手溶接の初層パスを高電流の溶接条件で行った場合でも高温割れが発生しにくく、かつ、全姿勢溶接用ワイヤとして保有すべき各種溶接作業性および溶接金属の衝撃靱性が得られるので、溶接の高能率化および溶接部の品質向上が図れる。

本発明者らは、種々フラックス入りワイヤを試作して、狭開先片面継手溶接における耐高温割れ性、全姿勢溶接における溶接作業性および溶接金属の衝撃靱性に及ぼす各種成分の影響について詳細に検討した。

片面継手溶接における半自動溶接では、高電流の溶接条件になるとアーク状態も激しさを増し、溶接速度も必然的に速くなるので、良好な形状の裏ビードの形成が難しくなる。特に狭開先の初層パスでの溶接では、アーク点近傍における溶融スラグの追従性が悪く、溶融スラグがアーク点より先行しすぎたり、或いは後退しすぎると、溶接作業者は裏ビードを出すために最適な位置にアーク点を移そうとして瞬間的に溶接速度を変化させる。この時、アーク状態が不安定となり裏ビードの形状が乱れ、開先内のビードが長手方向に凹凸（起伏）が生じた形状となり、その凹み部に微小な高温割れが発生しやすくなる。

そこで、スラグ剤について検討した結果、狭開先片面継手溶接の初層パスで重要な溶融スラグの追従性が、特にＣａＯを微量含有させたスラグ系により改善できることを見出し、凹凸がなく均一な裏ビードを安定して形成できるようにした。

また、開先形状が狭くなると裏ビードが出にくく不均一になることに対しては、特にＣを高めにして、アーク吹きつけを強めにした方が鋼板のルート部の溶融が容易になり、安定した裏ビード形成に効果的である。

フラックス入りワイヤが不可避的不純物として含有し耐高温割れ性を著しく損なうＰ、Ｓ、ＢｉおよびＢについては、鋼製外皮、原料フラックスの選択および成分設計により極力低減した。

スラグ剥離性および溶接金属の衝撃靱性に対しては、スラグ剤、合金剤、脱酸剤およびアーク安定剤を種々組み合わせることによって良好な結果が得られるようにした。

以下に、本発明のフラックス入りワイヤの成分限定理由を述べる。

ＴｉＯ₂：５．１〜６．５質量％（以下、％という。）
ルチール、チタンスラグなどを原料として、ＴｉＯ₂が５．１％未満では、溶融スラグの粘性が不足して上向や立向姿勢でメタル垂れが発生しやすく、ビード形状が凸状になるなど全姿勢溶接用ワイヤとしての溶接作業性が劣化する。また、スラグ生成量が不足して、立向下進溶接ではスラグ剥離性が劣化する。一方、ＴｉＯ₂が６．５％を超えるとスラグ生成量が多すぎて、狭開先片面継手溶接の初層パスでスラグ追従性が不安定になり、裏ビードに凹凸が生じ高温割れが発生しやすくなる。

ＳｉＯ₂：０．３〜０．７％
珪砂、ジルコンサンドなどを原料として、ＳｉＯ₂が０．３％未満では、スラグ被包状態が悪く各姿勢溶接ともスラグ剥離性、ビード形状、外観が不良となる。一方、ＳｉＯ₂が０．７％を超えると、溶融スラグの凝固が遅れて上向、立向姿勢溶接でメタル垂れが発生しやすくなる。溶接金属のＳｉ歩留まりが上がり衝撃靱性が劣化する。片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定になり、裏ビードに凹凸が生じ高温割れが発生しやすくなる。

ＺｒＯ₂：０．１〜０．４％
ジルコンサンド、酸化ジルコンなどを原料として、ＺｒＯ₂が０．１％未満では、立向姿勢溶接の耐メタル垂れ性や水平すみ肉溶接のビード形状が劣化する。また、狭開先片面継手溶接の初層パスでは、溶融スラグが先行しやすくなり裏ビードが出にくく、高温割れも発生しやすくなる。一方、ＺｒＯ₂が０．４％を超えるとスラグ剥離性が劣化する。

ＣａＯ：０．０１〜０．０４％
ＣａＯを含有する溶融原料、Ｃａ化合物などを原料として、ＣａＯを０．０１％以上含有させることにより、溶融スラグの流動性か調整され狭開先片面継手溶接の初層パスの溶融スラグ追従性を改善できる。また、スラグ剥離性の改善効果も認められる。一方、ＣａＯが０．０４％を超えると溶融スラグの流動性が過剰になり上向や立向姿勢溶接の溶接作業性が劣化する。狭開先片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定になり、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。

Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計：０．０５〜０．２０％
チタン酸ソーダ、カリ長石などを原料として、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計で０．０５％未満では、アーク状態が不安定になるとともに、上向や立向姿勢溶接でメタルが垂れやすくビード形状が不良になる。また、狭開先片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビードの凹凸とともに高温われが発生しやすくなる。一方、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計が０．２０％を超えると、溶融スラグの流動性が過剰になり、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生しやすく、スラグ剥離性も劣化する。狭開先片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、高温割れが発生しやすく、スラグ剥離性も劣化する。

Ｆ：０．０２〜０．１５％
弗化ソーダや珪弗化カリなどの弗化物を原料として、Ｆが０．０２％未満では、アークの集中性が弱く、立向下進溶接でメタル垂れが発生しやすくなる。また、狭開先片面継手溶接の初層パスで裏ビードが出にくく、さらに溶融スラグの流動性が不足気味で、溶融スラグ追従性が不安定せず、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。一方、Ｆが０．１５％を超えると、溶融スラグの流動性が過剰で、上向、立向姿勢溶接でメタル垂れが発生しやすくなり、水平すみ肉溶接ではビード形状が凸気味になる。また、狭開先片面継手溶接の初層パスでは、アークの吹きつけが強すぎ、溶融スラグの流動性も過剰になり、溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。

Ｃ：０．０６〜０．１２％
フラックスおよび外皮成分の合計で、Ｃが０．０６％未満では溶接金属の衝撃靱性が低下する。一方、Ｃが０．１２％を超えると強度が高くなりすぎて衝撃靱性が低下する。
なお、狭開先片面継手溶接の初層パスの裏ビードが出にくいので、鋼製外皮のＣを０．０３％以上にしてアーク状態を強めにすることが好ましい。しかし、鋼製外皮のＣが０．０８％を超えると、アーク状態が強くなりすぎて、溶融スラグの追従性が不安定になるので、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。したがって、鋼製外皮のＣは、０．０３〜０．０８％であることが好ましい。

Ｓｉ：０．３〜０．６％
Ｓｉは、溶接金属の強度および衝撃靱性を確保するために、フラックスおよび外皮成分の合計で０．３％以上含有させる。Ｓｉが０．３％未満では、強度および衝撃靱性が低下する。一方、Ｓｉが０．６％を超えた場合も衝撃靱性が低下する。

Ｍｎ：１．８〜２．４％
Ｍｎは、溶接金属の強度、衝撃靱性の確保および脱酸反応で生成するＭｎ酸化物を溶融スラグ成分として利用するために、フラックスおよび外皮成分の合計で１．８〜２．４％含有させる。Ｍｎが１．８％未満では強度および衝撃靱性が低下する。一方、Ｍｎが２．４％を超えるとＭｎ酸化物の生成が多くなり、片面継手溶接でスラグ追従性が不安定になり、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。

溶接金属の衝撃靱性を確保するために、ＭｎとＳｉの比Ｍｎ／Ｓｉを３．６以上とする。Ｍｎ／Ｓｉが３．６未満では衝撃靱性が低下する。

Ａｌ：０．１〜０．６％
Ａｌは、フラックスおよび外皮成分の合計で、０．１％以上含有させることによって溶接金属の酸素量の低下とともにＳｉ、Ｍｎの歩留まりを上げ、強度および衝撃靱性を向上させる。一方、Ａｌが０．６％を超えると強度が高くなりすぎて衝撃靱性が低下し、また、脱酸生成物であるＡｌ₂Ｏ₃が溶融スラグ中に過剰に増加するため、狭開先片面継手溶接では溶融スラグの追従性が安定せず、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。

Ｍｇ：０．１〜０．４％
Ｍｇは、０．１％以上含有させることによって、スラグ剥離性を良好にし、溶接属の酸素量が低下して衝撃靱性を向上させる。また、脱酸生成物であるＭｇＯは水平すみ肉ビード形状を良好にする。一方、Ｍｇが０．４％を超えると、脱酸生成物であるＭｇＯが溶融スラグ中に過剰に増加し、立向姿勢溶接でメタル垂れが発生しやすくなる。また、狭開先片面継手溶接の初層パスでは、溶融スラグの追従性が不安定になり、裏ビードの凹凸とともに高温割れが発生しやすくなる。

溶接金属の衝撃靱性を確保するために、ＡｌとＭｇの合計を０．４％以上にする。また、狭開先片面継手溶接の初層パスでは、溶融スラグの追従性が安定し、耐高温割れ性、裏ビード形状、スラグ剥離性とも良好になる。

ＡｌとＭｇの合計が０．４％未満であると、溶接金属の衝撃靱性が低下する。一方、ＡｌとＭｇの合計が０．９％を超えると上向や立向姿勢溶接でメタルが垂れやすくビード形状不良、また、スラグがビード表面に焼き付きスラグ剥離性が劣化する。

Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００５％以下
Ｐ、Ｓはフラックス原料および鋼製外皮から不可避的不純物として含有される成分であるが、鋼製外皮およびフラックス原料の選択により、Ｐを０．０１５％以下、Ｓを０．０１０％以下に制限することは、耐高温割れ性および衝撃靱性に極めて効果的である。

Ｂ：０．００２％以下、Ｂｉ：０．００２％以下
ＢおよびＢｉは、狭開先片面継手溶接の初層パスの高温割れを防止するために含有させるもので、フラックスおよび鋼製外皮成分中に含有される合計でＢ：０．００２％以下、Ｂｉ：０．００２％以下とする。

本発明のフラックス入りワイヤは、上記構成により狭開先片面継手溶接の初層パスの耐高温割れ性が向上し、スラグ剥離性や立向姿勢溶接での耐メタル垂れ性などの溶接作業性が良好で、溶接金属の衝撃靱性（ＪＩＳ規格：ＳＭ４９０Ｂ鋼やＮＫ規格ＫＤ３６鋼など、衝撃試験温度０℃で４７Ｊ以上）を十分に確保できる。

なお、溶接金属の衝撃靱性を確保するためにＮｉを含有させることは、反面、耐高温割れ性にマイナスの影響をおよぼすので、本発明のフラックス入りワイヤは実質的にＮｉを含有しない。しかし、Ｎｉを含有させて低温用鋼の溶接に使用する場合は、高温割れ防止の観点からＮｉを１．５％以下として、開先形状を広くして、低電流の溶接条件で施工する必要がある。

また、Ａｌ₂Ｏ₃は立向上進溶接の高電流使用性を向上させるが、狭開先片面継手溶接の初層パスの高温割れ防止およびスラグ剥離性から０．５％以下に抑えることが好ましい。

Ｆｅ₂Ｏ₃、ＦｅＯなどの酸化鉄は、水平すみ肉溶接におけるビード形状を良好にするが、上向や立向姿勢溶接の耐メタル垂れ性および狭開先片面継手溶接の初層パスの耐高温割れ性、さらに溶接金属の衝撃靱性を確保するために、０．５％以下に抑えることが好ましい。

フラックス入りワイヤが含有する全水素量は、耐低温割れ性のためにワイヤ全質量に対する質量％で０．００４０％以下、窒素量は溶接金属の強度、衝撃靱性が劣化しないように０．００３５％以下にすることが好ましい。

本発明のフラックス入りワイヤはフラックス充填後の伸線加工性が良好な軟鋼または合金鋼の外皮内にフラックスを、ワイヤ全質量に対して１０〜２０％程度充填後、ダイス伸線やローラ圧延加工により所定のワイヤ径（１．０〜１．６ｍｍ）に縮径して製造されるものである。ワイヤの断面構造などは、特に限定するものではない。

溶接用シールドガスはＣＯ₂ガスが一般的であるが、Ａｒ−ＣＯ₂などの混合ガスも使用できる。

以下に、実施例により本発明の効果をさらに詳細に示す。

表１に示す成分の軟鋼パイプにフラックスを充填後、縮径して（外皮部の軟化および脱水素のための中間焼鈍を１回実施）、フラックス充填率１５％でワイヤ径１．２ｍｍのシームレスタイプのフラックス入りワイヤを試作した。表２および表３に試作したワイヤを示す。なお、ワイヤの全水素量は全ワイヤとも０．００２０％以下、全窒素量は０．００３０％以下であることを確認した。

まず、これら試作ワイヤを使用して、図１に示す形状の片面継手溶接試験体（鋼種：ＫＤ３６鋼、板厚ｔ：２０ｍｍ、幅４００ｍｍ、長さ５００ｍｍ、開先角度θ：３０°、ルート間隔Ｇ：５ｍｍ、裏面の拘束：３箇所）に、裏当て材（Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＭｇＯ系）を当てて、表３に示す溶接条件で、半自動下向姿勢で、初層パスの耐高温割れ性試験を行った。初層パスの高温割れの発生状況はＸ線透過試験により判定した

次に、初層パスでの高温割れの発生が認められなかった試験体について、表４に溶接条件により半自動下向溶接で順次積層した。このときの溶接作業性観察とともに、溶接後ＪＩＳＺ３１１１に規定されるＡ２号丸棒引張試験片およびシャルピー衝撃試験片を採取し、溶接金属の機械的性質を試験した。なお、引張強さは４９０Ｎ／ｍｍ²以上、衝撃試験は０℃におけるシャルピー吸収エネルギーが４７Ｊ以上を良好とした。

さらに、全姿勢溶接用ワイヤとしての半自動溶接作業性を、板厚１２ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのＳＭ４９０Ｂ鋼をＴ字型に仮組みし、上向および立向（上進、下進）姿勢溶接で、特に問題となる耐メタル垂れ性とスラグ剥離性を中心に評価した。これらの結果を表５にまとめて示した。

表５中のワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ８が本発明例、ワイヤ記号Ｗ９〜Ｗ３３は比較例である。

本発明例であるワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ８は、フラックス入りワイヤの成分がいずれも適正であるので、鋼板の開先角度３０°、ルート間隙５ｍｍという狭開先にして、溶接電流２５０Ａ（溶接速度：約２０ｃｍ／ｍｉｎ）というきびしい溶接条件にも拘わらず、初層パスで問題となる高温割れの発生はなく、また、スラグ剥離性および溶接金属の強度および吸収エネルギーも十分に満足した。また、上向や立向姿勢溶接で問題となる耐メタル垂れ性およびスラグ剥離性などの溶接作業性についても良好で、きわめて満足な結果であった。

比較例中、ワイヤ記号Ｗ９は、ＴｉＯ₂が多いので、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ１０は、ＴｉＯ₂が少ないので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生してビード形状が不良で、立向下進溶接ではスラグ剥離性も不良であった。また、Ｓｉが多いので、吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ１１は、ＳｉＯ₂が多いので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生してビード形状が不良で、また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ１２は、ＳｉＯ₂が少ないので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生してビード形状およびスラグ剥離性が不良になった。また、片面継手溶接の初層パスでは、スラグ剥離性が不良となった。さらに、Ｃが少ないので、吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ１３は、ＺｒＯ₂が多いので、各姿勢溶接でスラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｎ／Ｓｉが小さいので吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ１４は、ＺｒＯ₂が少ないので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生してビード形状が不良となった。また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ１５は、ＣａＯが多いので、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。また、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生してビード形状が不良となった。

ワイヤ記号Ｗ１６は、ＣａＯが少ないので、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。また、各姿勢溶接でスラグ剥離性が不良であった。

ワイヤ記号Ｗ１７は、Ｎａ₂ＯとＫ₂Ｏの合計が多いので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生し、スラグ剥離性も不良であった。また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生し、スラグ剥離性も不良であった。

ワイヤ記号Ｗ１８は、Ｎａ₂ＯとＫ₂Ｏの合計が少ないので、アーク状態が不安定で、片面継手溶接では高温割れが発生し、また、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ１９は、Ｆが多いので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生した。また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。なお、アーク状態は吹きつけが強すぎて、不安定であった。

ワイヤ記号Ｗ２０は、Ｆが少ないので、立向下進溶接でメタル垂れが発生した。また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ２１は、Ｃが多いので、引張強さが高くなり吸収エネルギーが低下した。また、ＡｌとＭｇの合計量が多いので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生し、スラグ剥離性も劣化した。

ワイヤ記号Ｗ２２は、Ｓｉが少ないので、引張強さおよび吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ２３は、Ｍｎが多いので、Ｍｎ酸化物の生成量が多くなり片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ２４は、Ｍｎが少ないので、吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ２５は、Ａｌが多いので、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ２６は、Ａｌが少ないので、吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ２７は、Ｍｇが多いので、上向および立向姿勢溶接でメタル垂れが発生した。また、片面継手溶接の初層パスでは溶融スラグの追従性が不安定で、裏ビード形状が不均一で高温割れが発生した。

ワイヤ記号Ｗ２８は、Ｍｇが少ないので、吸収エネルギーが低下し、スラグ剥離性も不良であった。

ワイヤ記号Ｗ２９は、ＡｌとＭｇの合計が少ないので、吸収エネルギーが低下した。

ワイヤ記号Ｗ３０はＰが多いので、ワイヤ記号Ｗ３１はＳが多いので、ワイヤ記号Ｗ３２はＢが多いので、また、ワイヤ記号Ｗ３３はＢｉが多いので、いずれも片面継手溶接の初層パスで高温割れが発生した。

下向片面継手溶接の開先形状および溶接状況を説明するために示した模式図で、（ａ）は片面継手の開先形状、（ｂ）は溶接状況例を示す図である。

符号の説明

１鋼板
２裏当材
３裏ビード
４溶接金属

Claims

鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、
ＴｉＯ₂：５．１〜６．５％、
ＳｉＯ₂：０．３〜０．７％、
ＺｒＯ₂：０．１〜０．４％、
ＣａＯ：０．０１〜０．０４％、
Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計：０．０５〜０．２０％、
Ｆ：０．０２〜０．１５％、
Ｃ：０．０６〜０．１２％、
Ｓｉ：０．３〜０．６％、
Ｍｎ：１．８〜２．４％、
但し、Ｍｎ／Ｓｉ：３．６以上、
Ａｌ：０．１〜０．６％、
Ｍｇ：０．１〜０．４％、
但し、Ａｌ＋Ｍｇ：０．４〜０．８％を含有し、かつ、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｂ：０．００２％以下、
Ｂｉ：０．００２％以下であり、
残部は主に鋼製外皮およびフラックスのＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。