JP2024006295A - 溶接ワイヤ - Google Patents
溶接ワイヤ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024006295A JP2024006295A JP2022107048A JP2022107048A JP2024006295A JP 2024006295 A JP2024006295 A JP 2024006295A JP 2022107048 A JP2022107048 A JP 2022107048A JP 2022107048 A JP2022107048 A JP 2022107048A JP 2024006295 A JP2024006295 A JP 2024006295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodeposition coating
- welding wire
- tensile strength
- content
- properties
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 46
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 46
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 abstract description 43
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
【課題】スラグに起因する電着塗装性の劣化を抑制し得て、引張強度、衝撃特性および耐ギャップ性にも優れた溶接ワイヤを提供する。【解決手段】溶接ワイヤは、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１５％、Ｓｉ：０超～０．１０％以下、Ｍｎ：０．５０～２．５０％、Ｐ：０．００１～０．０３０％、Ｓ：０．００１～０．０１５％、Ｃｕ：０．０１～０．５０％、Ｔｉ：０．０１～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．１５％、Ｗ：０．０１～０．５０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成を有する。【選択図】 なし
Description
この発明は、溶接ワイヤに関し、特にスラグに起因する電着塗装性の劣化を抑制することが可能な溶接ワイヤに関する。
自動車のシャーシ等では各種高張力板が適用され、これらが溶接組み立てされた後、防錆のための電着塗装が施されている。しかしながら溶接部（溶接ビード）の表面にスラグが残存していると電着塗装性が劣化し、塗装されない部位が生じ、その部位から腐食が進行する問題がある。
近年は軽量化を目的として更に薄い鋼板が使用される傾向にあり、溶接部における電着塗装不備による腐食の問題の解決が強く望まれている。
近年は軽量化を目的として更に薄い鋼板が使用される傾向にあり、溶接部における電着塗装不備による腐食の問題の解決が強く望まれている。
このような問題を解決するための手段として、溶接ワイヤ中の脱酸元素の含有量を減らし、溶接部におけるスラグの発生量を減らすことが考えられる。しかしながらこのような場合には脱酸不足によりピットやブローホールといった内部欠陥が発生し易くなり、溶接部の強度低下が懸念される。
また、脱酸元素としてのＳｉ，Ｍｎ量の減少は、溶湯の粘性を低下させるため、溶接対象の母材間に所定の隙間（ギャップ）が存在する状態での溶接性（耐ギャップ性）の低下が懸念される。
また、脱酸元素としてのＳｉ，Ｍｎ量の減少は、溶湯の粘性を低下させるため、溶接対象の母材間に所定の隙間（ギャップ）が存在する状態での溶接性（耐ギャップ性）の低下が懸念される。
尚、下記特許文献１は本発明に関連する技術を開示している。この特許文献１では溶接ワイヤ中のＳｉ量を抑えて、溶接部の表面に形成されたスラグ中に占めるＳｉ系スラグの比率を所定の値以下とすることで、溶接部における電着塗装性を高めた点が開示されている。しかしながら、本発明の溶接ワイヤの化学組成を具体的に開示するものではない。
本発明は以上のような事情を背景とし、スラグに起因する電着塗装性の劣化を抑制し得て、引張強度、衝撃特性および耐ギャップ性にも優れた溶接ワイヤを提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明に想到した。
本発明の第１の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
質量％で、Ｃ：０．０１～０．１５％、Ｓｉ：０超～０．１０％以下、Ｍｎ：０．５０～２．５０％、Ｐ：０．００１～０．０３０％、Ｓ：０．００１～０．０１５％、Ｃｕ：０．０１～０．５０％、Ｔｉ：０．０１～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．１５％、Ｗ：０．０１～０．５０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成を有する。
本発明の第１の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
質量％で、Ｃ：０．０１～０．１５％、Ｓｉ：０超～０．１０％以下、Ｍｎ：０．５０～２．５０％、Ｐ：０．００１～０．０３０％、Ｓ：０．００１～０．０１５％、Ｃｕ：０．０１～０．５０％、Ｔｉ：０．０１～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．１５％、Ｗ：０．０１～０．５０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成を有する。
本発明の第２の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｂ：０超～０．０１０％以下、Ｍｏ：０．０１～０．５０％の何れか１種若しくは２種以上を更に含有し、０．０１≦Ｍｏ＋１／２Ｗ≦０．５０を満たす。
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｂ：０超～０．０１０％以下、Ｍｏ：０．０１～０．５０％の何れか１種若しくは２種以上を更に含有し、０．０１≦Ｍｏ＋１／２Ｗ≦０．５０を満たす。
本発明の第３の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
第２の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｎｉ：０．０１～２．００％を更に含有する。
第２の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｎｉ：０．０１～２．００％を更に含有する。
本発明の第４の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
第２の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｃｒ：０．０５～０．７０％を更に含有する。
第２の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｃｒ：０．０５～０．７０％を更に含有する。
本発明の第５の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｚｒ：０．０１～０．１０％を更に含有する。
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｚｒ：０．０１～０．１０％を更に含有する。
本発明の第６の局面の溶接ワイヤは次のように規定される。即ち、
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｂａ：０．０１～０．０３％、Ｃａ：０．０００５～０．００１５％、Ｎａ：０．０１～０．０３％、Ｍｇ：０．０１～０．０５％の何れか１種若しくは２種以上を更に含有する。
第１の局面で規定の溶接ワイヤにおいて、質量％で、Ｂａ：０．０１～０．０３％、Ｃａ：０．０００５～０．００１５％、Ｎａ：０．０１～０．０３％、Ｍｇ：０．０１～０．０５％の何れか１種若しくは２種以上を更に含有する。
このように規定された本発明の溶接ワイヤでは、スラグ中に絶縁性の酸化物が形成される脱酸元素ＳｉおよびＭｎの含有量を低減しつつ、脱酸作用を有する他の元素Ｔｉ，Ａｌを所定量添加し、溶接時に生成されるスラグの導電性を高めることで電着塗装性の改善を図っている。
またＳｉおよびＭｎの含有量の減少に起因する溶湯の粘度低下をＷの添加により抑制し、耐ギャップ性を改善している。
これらに加えて本発明では、各合金元素が引張強度および衝撃特性に及ぼす影響を勘案し、各合金元素の添加量を適正にバランスさせることで、全体の効果として、目標とする電着塗装性、耐ギャップ性、引張強度および衝撃特性を確保している。
またＳｉおよびＭｎの含有量の減少に起因する溶湯の粘度低下をＷの添加により抑制し、耐ギャップ性を改善している。
これらに加えて本発明では、各合金元素が引張強度および衝撃特性に及ぼす影響を勘案し、各合金元素の添加量を適正にバランスさせることで、全体の効果として、目標とする電着塗装性、耐ギャップ性、引張強度および衝撃特性を確保している。
本発明の実施形態に係る溶接ワイヤは、Ｃと、Ｓｉと、Ｍｎと、Ｐと、Ｓと、Ｃｕと、Ｔｉと、Ａｌと、Ｗと、を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。また、Ｂと、Ｍｏと、Ｎｉと、Ｃｒと、Ｚｒと、Ｂａと、Ｃａと、Ｎａと、Ｍｇとを更に含有してもよい。
本実施形態の溶接ワイヤにおける各化学成分の限定理由を以下に詳述する。尚、以降の説明では、特にことわりがない限り「％」は「質量％」を意味するものとする。
Ｃ：０．０１～０．１５％
Ｃは、溶接金属部の強度確保のために添加される元素である。所定の強度を得るため本実施形態では０．０１％以上含有させる。但し、過剰な添加は溶接金属の脆化を招くため、その上限を０．１５％とする。好ましいＣの含有量は、０．０４～０．１３％である。
Ｃは、溶接金属部の強度確保のために添加される元素である。所定の強度を得るため本実施形態では０．０１％以上含有させる。但し、過剰な添加は溶接金属の脆化を招くため、その上限を０．１５％とする。好ましいＣの含有量は、０．０４～０．１３％である。
Ｓｉ：０超～０．１０％以下
Ｓｉは、溶接時における脱酸剤として作用する元素であるが、スラグ中に絶縁性のＳｉ酸化物が形成され、電着塗装性を顕著に悪化させるため、本実施形態ではＳｉの上限を０．１０％とする。好ましいＳｉの含有量は、０．００１～０．０８％である。
Ｓｉは、溶接時における脱酸剤として作用する元素であるが、スラグ中に絶縁性のＳｉ酸化物が形成され、電着塗装性を顕著に悪化させるため、本実施形態ではＳｉの上限を０．１０％とする。好ましいＳｉの含有量は、０．００１～０．０８％である。
Ｍｎ：０．５０～２．５０％
Ｍｎは、溶接時における脱酸剤として作用するとともに、溶接金属の強度を高める効果がある。本実施形態ではブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制するためＭｎを０．５０％以上含有させる。但し、過剰な添加は電着塗装性を悪化させる絶縁性のＭｎ酸化物の増加を招くため、その上限を２．５０％とするが、好ましくは２．１０％以下である。
Ｍｎは、溶接時における脱酸剤として作用するとともに、溶接金属の強度を高める効果がある。本実施形態ではブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制するためＭｎを０．５０％以上含有させる。但し、過剰な添加は電着塗装性を悪化させる絶縁性のＭｎ酸化物の増加を招くため、その上限を２．５０％とするが、好ましくは２．１０％以下である。
Ｐ：０．００１～０．０３０％
Ｐは、不純物として鋼中に混入する元素である。０．００１％以上含有してもよいが、Ｐ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．０３０％とする。
Ｐは、不純物として鋼中に混入する元素である。０．００１％以上含有してもよいが、Ｐ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．０３０％とする。
Ｓ：０．００１～０．０１５％
Ｓは、不純物として鋼中に混入する元素である。０．００１％以上含有してもよいが、Ｓ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．０１５％とする。
Ｓは、不純物として鋼中に混入する元素である。０．００１％以上含有してもよいが、Ｓ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．０１５％とする。
Ｃｕ：０．０１～０．５０％
Ｃｕは、銅めっきとしてワイヤに施される等によりワイヤ送給性の向上や通電性の安定化に寄与するため、０．０１％以上含有させる。但し、Ｃｕ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．５０％とする。
Ｃｕは、銅めっきとしてワイヤに施される等によりワイヤ送給性の向上や通電性の安定化に寄与するため、０．０１％以上含有させる。但し、Ｃｕ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を０．５０％とする。
Ｔｉ：０．０１～０．５０％
Ｔｉは、Ｓｉ酸化物よりも導電性を有するＴｉ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果があるため、０．０１％以上含有させる。但し、Ｔｉ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。またＴｉ単体の酸化物が多くなり、むしろ電着塗装性を低下させる。このため、Ｔｉの上限を０．５０％とする。好ましいＴｉの含有量は、０．０３～０．３０％である。
Ｔｉは、Ｓｉ酸化物よりも導電性を有するＴｉ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果があるため、０．０１％以上含有させる。但し、Ｔｉ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。またＴｉ単体の酸化物が多くなり、むしろ電着塗装性を低下させる。このため、Ｔｉの上限を０．５０％とする。好ましいＴｉの含有量は、０．０３～０．３０％である。
Ａｌ：０．００１～０．１５％
Ａｌは、溶接金属の引張強さを確保するのに有効な元素である。またＳｉ酸化物よりも導電性を有するＡｌ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果があるため、０．００１％以上含有させる。但し、Ａｌ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。またＡｌ単体の酸化物が多くなり、むしろ電着塗装性を低下させる。このため、Ａｌの上限を０．１５％とする。好ましいＡｌの含有量は、０．０１０～０．１２％である。
Ａｌは、溶接金属の引張強さを確保するのに有効な元素である。またＳｉ酸化物よりも導電性を有するＡｌ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果があるため、０．００１％以上含有させる。但し、Ａｌ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。またＡｌ単体の酸化物が多くなり、むしろ電着塗装性を低下させる。このため、Ａｌの上限を０．１５％とする。好ましいＡｌの含有量は、０．０１０～０．１２％である。
Ｗ：０．０１～０．５０％
Ｗは、溶接金属の引張強さを確保するのに有効な元素である。また溶湯の粘度を高めて耐ギャップ性を改善する効果がある。このような効果を得るため、本実施形態ではＷを０．０１％以上含有させる。但し、Ｗ含有量が過剰であると、伸びの低下や過剰硬さによる衝撃特性の低下を招くため、その上限を０．５０％とする。好ましいＷの含有量は、０．０３～０．３０％である。
Ｗは、溶接金属の引張強さを確保するのに有効な元素である。また溶湯の粘度を高めて耐ギャップ性を改善する効果がある。このような効果を得るため、本実施形態ではＷを０．０１％以上含有させる。但し、Ｗ含有量が過剰であると、伸びの低下や過剰硬さによる衝撃特性の低下を招くため、その上限を０．５０％とする。好ましいＷの含有量は、０．０３～０．３０％である。
Ｂ：０超～０．０１０％以下
Ｂは、粒界に偏析してＰなどの粒界偏析量が低下することで粒界を強化するとともに、粒界炭化物を微細分散させることによって靭性の向上に寄与するため、必要に応じて含有させることができる。但し、Ｂ量が過剰であると、Ｆｅ2Ｂを形成して赤熱脆性を引き起こす。また余分なＢ酸化物が形成され電着塗装性の低下を招くため、Ｂの含有量を０．０１０％以下に制限する。好ましいＢの含有量は、０．００１～０．００６％である。
Ｂは、粒界に偏析してＰなどの粒界偏析量が低下することで粒界を強化するとともに、粒界炭化物を微細分散させることによって靭性の向上に寄与するため、必要に応じて含有させることができる。但し、Ｂ量が過剰であると、Ｆｅ2Ｂを形成して赤熱脆性を引き起こす。また余分なＢ酸化物が形成され電着塗装性の低下を招くため、Ｂの含有量を０．０１０％以下に制限する。好ましいＢの含有量は、０．００１～０．００６％である。
Ｍｏ：０．０１～０．５０％
０．０１≦Ｍｏ＋１／２Ｗ≦０．５０
Ｍｏは、Ｗと同様に、溶接金属の引張強さの向上や、溶湯の粘度を高めて耐ギャップ性を改善する効果を有する。このため必要に応じてＭｏを０．０１％以上含有させることができる。但し、過剰な添加は伸びの低下を招くため、その上限を０．５０％とする。好ましいＭｏの含有量は、０．０３～０．２０％である。
Ｗと同等の効果を得るために必要なＭｏ量はＷの１／２であり、ＷとＭｏの両方を添加する場合には、ＭｏとＷの１／２との総量を０．０１～０．５０％に規定する。好ましいＭｏ＋１／２Ｗの範囲は、０．０３～０．３０％である。
０．０１≦Ｍｏ＋１／２Ｗ≦０．５０
Ｍｏは、Ｗと同様に、溶接金属の引張強さの向上や、溶湯の粘度を高めて耐ギャップ性を改善する効果を有する。このため必要に応じてＭｏを０．０１％以上含有させることができる。但し、過剰な添加は伸びの低下を招くため、その上限を０．５０％とする。好ましいＭｏの含有量は、０．０３～０．２０％である。
Ｗと同等の効果を得るために必要なＭｏ量はＷの１／２であり、ＷとＭｏの両方を添加する場合には、ＭｏとＷの１／２との総量を０．０１～０．５０％に規定する。好ましいＭｏ＋１／２Ｗの範囲は、０．０３～０．３０％である。
Ｎｉ：０．０１～２．００％
Ｎｉは、溶接金属の引張強さと伸びを高める効果があり、必要に応じて０．０１％以上含有させることができる。但し、Ｎｉ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を２．００％とする。好ましいＮｉの含有量は、０．０５～１．６０％である。
Ｎｉは、溶接金属の引張強さと伸びを高める効果があり、必要に応じて０．０１％以上含有させることができる。但し、Ｎｉ含有量が過剰であると溶接割れが発生するため、その上限を２．００％とする。好ましいＮｉの含有量は、０．０５～１．６０％である。
Ｃｒ：０．０５～０．７０％
Ｃｒは、溶接金属の引張強さと硬さを高める効果がある。また溶湯の粘性を高めて耐ギャップ性を改善するのに有効であり、必要に応じて０．０５％以上含有させることができる。但し、Ｃｒ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。また絶縁性のＣｒ酸化物が生成され電着塗装性を低下させる。このため、Ｃｒの上限を０．７０％とする。好ましいＣｒの含有量は、０．１０～０．６０％である。
Ｃｒは、溶接金属の引張強さと硬さを高める効果がある。また溶湯の粘性を高めて耐ギャップ性を改善するのに有効であり、必要に応じて０．０５％以上含有させることができる。但し、Ｃｒ含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。また絶縁性のＣｒ酸化物が生成され電着塗装性を低下させる。このため、Ｃｒの上限を０．７０％とする。好ましいＣｒの含有量は、０．１０～０．６０％である。
Ｚｒ：０．０１～０．１０％
Ｚｒは、Ｓｉ酸化物よりも導電性を有するＺｒ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果がある。また白色点の発生防止に有効である。このような効果を得るため、必要に応じてＺｒを０．０１％以上含有させることができる。但し、Ｚｒ含有量が過剰であると絶縁性のＺｒ酸化物が形成され、逆に電着塗装性を劣化させるため、その上限は０．１０％とする。好ましいＺｒの含有量は、０．０５～０．０７％である。
Ｚｒは、Ｓｉ酸化物よりも導電性を有するＺｒ含有複合酸化物を生成し電着塗装性を改善する効果がある。また白色点の発生防止に有効である。このような効果を得るため、必要に応じてＺｒを０．０１％以上含有させることができる。但し、Ｚｒ含有量が過剰であると絶縁性のＺｒ酸化物が形成され、逆に電着塗装性を劣化させるため、その上限は０．１０％とする。好ましいＺｒの含有量は、０．０５～０．０７％である。
Ｂａ：０．０１～０．０３％、Ｃａ：０．０００５～０．００１５％、Ｎａ：０．０１～０．０３％、Ｍｇ：０．０１～０．０５％
Ｂａ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇは、それぞれＳｉ酸化物よりも導電性を有する複合酸化物を生成し電着塗装性の向上に寄与するため、必要に応じて所定量を含有させることができる。但し、含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。また絶縁性の各酸化物が多くなりむしろ電着塗装性を低下させるため、それぞれの元素についての上限添加量を上記のように制限する。
Ｂａ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇは、それぞれＳｉ酸化物よりも導電性を有する複合酸化物を生成し電着塗装性の向上に寄与するため、必要に応じて所定量を含有させることができる。但し、含有量が過剰であると溶接金属の伸びが低下し、引張荷重時の早期破断や靭性の低下を招く。また絶縁性の各酸化物が多くなりむしろ電着塗装性を低下させるため、それぞれの元素についての上限添加量を上記のように制限する。
次に本発明の実施例を詳述する。ここでは、下記表２，表３に示す実施例および比較例の溶接ワイヤを用いて試験片を作製し、電着塗装性、耐ギャップ性、引張強度および衝撃特性について評価を行った。
＜電着塗装性＞
下記表２、表３に示す化学組成からなる合金を溶製し、得られた鋳塊に熱間加工及び冷間加工を行い、直径φ１．２ｍｍの溶接ワイヤを作製した。
次に下記表１で示す鋼板を母材とし、図１で示すように、一方の鋼板（上板２）の端部を、他方の鋼板（下板３）の表面に（隙間が無い状態で）重ね、上記の溶接ワイヤを用いて重ねすみ肉溶接を行い、重ね継手部材１を作製した。
形成した溶接ビード４の長さは２２０ｍｍである。溶接条件については、下記表１で示す通りである。
下記表２、表３に示す化学組成からなる合金を溶製し、得られた鋳塊に熱間加工及び冷間加工を行い、直径φ１．２ｍｍの溶接ワイヤを作製した。
次に下記表１で示す鋼板を母材とし、図１で示すように、一方の鋼板（上板２）の端部を、他方の鋼板（下板３）の表面に（隙間が無い状態で）重ね、上記の溶接ワイヤを用いて重ねすみ肉溶接を行い、重ね継手部材１を作製した。
形成した溶接ビード４の長さは２２０ｍｍである。溶接条件については、下記表１で示す通りである。
このようにして作製された重ね継手部材１を脱脂、化成処理した後、カチオン電着塗装（塗装膜厚２０μｍ）を施し、電着塗装性の評価のための試験片を得た。
得られた試験片における溶接ビードを写真撮影し、その画像から溶接ビード面積に対する塗装不良箇所の面積の比率である塗装不良面積率（％）を算出し、電着塗装性を評価した。
判定基準は下記の通りとした。
○：塗装不良面積率が５％以下
×：塗装不良面積率が５％超
判定基準は下記の通りとした。
○：塗装不良面積率が５％以下
×：塗装不良面積率が５％超
＜耐ギャップ性＞
上記電着塗装性の評価に用いた重ね継手部材１に対し、図２（Ａ）で示すように、鋼板２，３間の隙間δを１．０ｍｍとして重ねすみ肉溶接を行い、試験片としての重ね継手部材１Ｂを作製した。溶接条件は、上記重ね継手部材１の場合と同じである。
得られた試験片１Ｂにおける溶接ビード４（長さ２２０ｍｍ）を観察し、余盛不足箇所の有無を調査した。
ここで余盛とは、図２（Ｂ）に示すように、すみ肉溶接部における、上板２の上面２aよりも上方に盛り上がった部分（図中符号５で表す部分）であり、余盛不足箇所とは、図２（Ｃ）で示すように余盛５が得られていない箇所である。
耐ギャップ性についての判定基準は下記の通りとした。
○：余盛不足箇所無し
×：余盛不足箇所有り
上記電着塗装性の評価に用いた重ね継手部材１に対し、図２（Ａ）で示すように、鋼板２，３間の隙間δを１．０ｍｍとして重ねすみ肉溶接を行い、試験片としての重ね継手部材１Ｂを作製した。溶接条件は、上記重ね継手部材１の場合と同じである。
得られた試験片１Ｂにおける溶接ビード４（長さ２２０ｍｍ）を観察し、余盛不足箇所の有無を調査した。
ここで余盛とは、図２（Ｂ）に示すように、すみ肉溶接部における、上板２の上面２aよりも上方に盛り上がった部分（図中符号５で表す部分）であり、余盛不足箇所とは、図２（Ｃ）で示すように余盛５が得られていない箇所である。
耐ギャップ性についての判定基準は下記の通りとした。
○：余盛不足箇所無し
×：余盛不足箇所有り
＜引張強度および衝撃特性＞
図３に示すように、上記溶接ワイヤを用いて開先面にバタリング溶接した厚さ２０ｍｍの鋼板（材質ＳＭ４９０Ｂ）を供試母材とし、上記溶接ワイヤを用いて開先部に下記に示す条件でＭＡＧ溶接を行い、溶接金属を形成した。
溶接条件：溶接電流２５０Ａ、アーク電圧２５．５Ｖ、溶接速度４０ｃｍ／ｍｉｎ、
インターパス温度１５０～２００℃、シールドガスとしてＡｒ＋２０体積％ＣＯ2を使用。
図３に示すように、上記溶接ワイヤを用いて開先面にバタリング溶接した厚さ２０ｍｍの鋼板（材質ＳＭ４９０Ｂ）を供試母材とし、上記溶接ワイヤを用いて開先部に下記に示す条件でＭＡＧ溶接を行い、溶接金属を形成した。
溶接条件：溶接電流２５０Ａ、アーク電圧２５．５Ｖ、溶接速度４０ｃｍ／ｍｉｎ、
インターパス温度１５０～２００℃、シールドガスとしてＡｒ＋２０体積％ＣＯ2を使用。
そして、ＪＩＳ Ｚ ３１１１に準拠して、溶接部（溶接金属）から溶接線方向に沿って試験片全体が溶接金属からなるよう、引張試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２４１ １４Ａ号）を採取した。また、切欠き部および破断する部分が前記溶接金属からなるよう、シャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２４２ Ｖノッチ試験片）を採取した。
引張強度の評価は、上記引張試験片を用い、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して常温で引張試験を行ない、得られた引張強さで評価した。
判定基準は下記の通りとした。
○：引張強さが４９０ＭＰａ以上
×：引張強さが４９０ＭＰａ未満
判定基準は下記の通りとした。
○：引張強さが４９０ＭＰａ以上
×：引張強さが４９０ＭＰａ未満
衝撃特性の評価は、上記シャルピー衝撃試験片を用い、ＪＩＳ Ｚ２２４２に準拠して－２０℃におけるシャルピー衝撃試験を行い、繰返し３本の吸収エネルギーの平均で評価した。
判定基準は下記の通りとした。
○：吸収エネルギーが２７Ｊ以上
×：吸収エネルギーが２７Ｊ未満
このようにして得られた、電着塗装性、耐ギャップ性、引張強度および衝撃特性についての評価結果を下記表２、表３に示した。
判定基準は下記の通りとした。
○：吸収エネルギーが２７Ｊ以上
×：吸収エネルギーが２７Ｊ未満
このようにして得られた、電着塗装性、耐ギャップ性、引張強度および衝撃特性についての評価結果を下記表２、表３に示した。
表２、表３の評価結果より、以下のことが分かる。
比較例１は、Ｃが規定範囲を超えて過剰に添加されており、衝撃特性の評価が「×」であった。Ｃの過剰添加により脆化が生じ衝撃特性が低下したものと考えられる。
比較例１は、Ｃが規定範囲を超えて過剰に添加されており、衝撃特性の評価が「×」であった。Ｃの過剰添加により脆化が生じ衝撃特性が低下したものと考えられる。
比較例２は、Ｓｉが規定範囲を超えて過剰に添加されており、電着塗装性の評価が「×」であった。絶縁性のＳｉ酸化物が形成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。
比較例３は、Ｍｎが規定範囲よりも少ない例で、脱酸不足により内部欠陥（ブローホール）が多数生じ、引張強度および衝撃特性の評価は「×」であった。
比較例４は、Ｍｎが規定範囲を超えて過剰に添加されており、電着塗装性の評価が「×」であった。絶縁性のＭｎ酸化物が形成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。
比較例５は、Ｐ及びＳが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、引張強度の評価が「×」であった。内部における溶接割れの発生に起因して引張強度が低下したものと考えられる。
比較例６は、Ｃｕが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、引張強度の評価が「×」であった。比較例５と同様に溶接割れの発生に起因して引張強度が低下したものと考えられる。
比較例７は、Ｔｉが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、電着塗装性の評価が「×」であった。Ｔｉ単体酸化物が生成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。また引張強度および衝撃特性の評価も「×」であった。伸び低下に起因して引張強度および衝撃特性が低下したものと考えられる。
Ａｌが規定範囲を超えて過剰に添加された比較例８も同様の結果であった。
Ａｌが規定範囲を超えて過剰に添加された比較例８も同様の結果であった。
比較例９は、Ｗが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、衝撃特性の評価が「×」であった。Ｗの過剰添加による過剰硬さに起因するものと考えられる。
比較例１０は、Ｂが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、電着塗装性の評価が「×」であった。Ｂの過剰添加による余分なＢ酸化物が形成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。
比較例１１は、ＭｏとＷの１／２との総量が規定範囲を超えた例で、衝撃特性の評価が「×」であった。比較例９の場合と同様に過剰硬さに起因するものと考えられる。
Ｍｏが規定範囲を超えて過剰に添加された比較例１２も同様の結果であった。
Ｍｏが規定範囲を超えて過剰に添加された比較例１２も同様の結果であった。
比較例１３は、Ｎｉが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、引張強度の評価が「×」であった。内部における溶接割れの発生に起因して引張強度が低下したものと考えられる。
比較例１４は、Ｃｒが規定範囲を超えて過剰に添加された例で、電着塗装性の評価が「×」であった。Ｃｒ単体酸化物が生成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。また引張強度および衝撃特性の評価も「×」であった。伸び低下に起因して引張強度および衝撃特性が低下したものと考えられる。
比較例１５は、Ｚｒが規定範囲を超えて過剰に添加されており、電着塗装性の評価が「×」であった。絶縁性のＺｒ単体酸化物が生成されたことによる電着塗装性の低下と考えられる。
比較例１６～２０は、Ｂａ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇの何れか１種若しくは２種以上が規定範囲を超えて過剰に添加された例である。いずれの例も引張強度および衝撃特性の評価が「×」であった。また電着塗装性の評価も「×」であった。
以上のように各比較例においては、電着塗装性、耐ギャップ性、引張特性および衝撃特性のうち少なくとも１つの評価が「×」であった。
これに対し、溶接ワイヤの化学組成が規定範囲内である実施例１～３４は、電着塗装性、耐ギャップ性、引張特性および衝撃特性、いずれの評価も「○」であり、これら４つの特性の両立が図られていることが分かる。
以上本発明の実施形態および実施例について詳述したが、本発明はこれに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変更して実施可能である。
Claims (6)
- 質量％で
Ｃ：０．０１～０．１５％
Ｓｉ：０超～０．１０％以下
Ｍｎ：０．５０～２．５０％
Ｐ：０．００１～０．０３０％
Ｓ：０．００１～０．０１５％
Ｃｕ：０．０１～０．５０％
Ｔｉ：０．０１～０．５０％
Ａｌ：０．００１～０．１５％
Ｗ：０．０１～０．５０％
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物の組成を有することを特徴とする溶接ワイヤ。 - 請求項１において、質量％で
Ｂ：０超～０．０１０％以下
Ｍｏ：０．０１～０．５０％
の何れか１種若しくは２種以上を更に含有し、
０．０１≦Ｍｏ＋１／２Ｗ≦０．５０
を満たすことを特徴とする溶接ワイヤ。 - 請求項２において、質量％で
Ｎｉ：０．０１～２．００％
を更に含有することを特徴とする溶接ワイヤ。 - 請求項２において、質量％で
Ｃｒ：０．０５～０．７０％
を更に含有することを特徴とする溶接ワイヤ。 - 請求項１において、質量％で
Ｚｒ：０．０１～０．１０％
を更に含有することを特徴とする溶接ワイヤ。 - 請求項１において、質量％で
Ｂａ：０．０１～０．０３％
Ｃａ：０．０００５～０．００１５％
Ｎａ：０．０１～０．０３％
Ｍｇ：０．０１～０．０５％
の何れか１種若しくは２種以上を更に含有することを特徴とする溶接ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022107048A JP2024006295A (ja) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 溶接ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022107048A JP2024006295A (ja) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 溶接ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024006295A true JP2024006295A (ja) | 2024-01-17 |
Family
ID=89539536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022107048A Pending JP2024006295A (ja) | 2022-07-01 | 2022-07-01 | 溶接ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024006295A (ja) |
-
2022
- 2022-07-01 JP JP2022107048A patent/JP2024006295A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6573056B1 (ja) | 薄鋼板へのガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ | |
| KR101231949B1 (ko) | 아연 도금 강판 용접용 스테인리스강 플럭스 내장 용접 와이어 및 이것을 사용한 아연 도금 강판의 아크 용접 방법 | |
| JP2007118077A (ja) | 溶接部の耐食性および耐亜鉛脆化割れ性に優れた亜鉛めっき鋼板の溶接継手 | |
| JP2008068274A (ja) | 低温靭性に優れた高強度溶接金属 | |
| JP2012081514A (ja) | 亜鉛めっき鋼板の隅肉アーク溶接方法 | |
| JP5450260B2 (ja) | 耐高温割れ性に優れた溶接金属 | |
| JP6155810B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用高Ｎｉフラックス入りワイヤ | |
| WO2016175154A1 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接方法 | |
| JP3871655B2 (ja) | 高張力鋼用の両面一層サブマージアーク溶接用ワイヤ | |
| JPH07195193A (ja) | 薄板高張力鋼用ソリッドワイヤ | |
| JP3559806B2 (ja) | 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ | |
| JP2022102850A (ja) | 低Ｓｉ鋼材の溶接に用いるガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ、低Ｓｉ鋼材の接合方法及び低Ｓｉ鋼材の補修方法 | |
| JP3894703B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ | |
| JP2857318B2 (ja) | 高張力鋼用溶接ワイヤ | |
| JP6829111B2 (ja) | Ｔｉｇ溶接用溶加材 | |
| JP2024006295A (ja) | 溶接ワイヤ | |
| JPH07232294A (ja) | 亜鉛めっき鋼板用溶接ワイヤおよび溶接方法 | |
| KR20190035827A (ko) | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 및 용접 금속 | |
| JP3718323B2 (ja) | 極厚鋼用多電極立向エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| JP2022165315A (ja) | 溶接ワイヤ | |
| JP2007231366A (ja) | プレコート厚鋼板 | |
| JP2004261858A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管溶接用ワイヤ | |
| JP7510049B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ、及び溶接継手の製造方法 | |
| JPH08174267A (ja) | アーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| JP3642178B2 (ja) | 鋼材溶接用ｔｉｇ溶接ワイヤ |