JP2500020B2 - ガスシ―ルドア―ク溶接用塩基性フラックス入りワイヤ - Google Patents

ガスシ―ルドア―ク溶接用塩基性フラックス入りワイヤ

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JP2500020B2 JP4285031A JP28503192A JP2500020B2 JP 2500020 B2 JP2500020 B2 JP 2500020B2 JP 4285031 A JP4285031 A JP 4285031A JP 28503192 A JP28503192 A JP 28503192A JP 2500020 B2 JP2500020 B2 JP 2500020B2
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    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶接作業性に優れ且つ低
温靱性、耐割れ性(特に高温割れ)に優れたガスシールド
アーク溶接用塩基性フラックス入りワイヤに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、ガスシールドアーク溶接用塩基性フラックス入りワ
イヤは、耐割れ性、低温靱性に優れており、種々のもの
が提案され、或いは実施されているが、ビード外観、形
状、スラグの剥離性及びアークの安定性などが悪く、こ
の点でチタニア系等の他のフラックス入りワイヤに比べ
て劣っている。
【0003】また、通常の塩基性フラックス入りワイヤ
は良好なアーク安定性、溶滴移行性を確保するためにD
C−EN(直流、極性:ワイヤマイナス)で使用されてい
るが、これらの特性をDC−EP(直流、極性:ワイヤ
プラス)でも確保できるならば、そのような塩基性フラ
ックス入りワイヤの適用範囲が一層拡大し得る。
【0004】本発明は、塩基性フラックス入りワイヤの
作業性を耐割れ性、低温靱性を損なうことなく向上させ
ると共に、DC−EN及びDC−EPのいずれの極性で
も使用し得るガスシールドアーク溶接用塩基性フラック
ス入りワイヤを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために塩基性フラックス入りワイヤのフラック
ス及び鋼製外皮成分並びに含有量について総合的に研究
を重ねた結果、ここに本発明を完成したものである。
【0006】すなわち、本発明に係るガスシールドアー
ク溶接用塩基性フラックス入りワイヤは、フラックス中
に、ワイヤ全重量に対して、Ca、Ba、Mg、Srのフッ
化物の1種又は2種以上を合計で0.5〜3%と、Ca、
Ba、Srの炭酸塩及び/又は複合酸化物の1種又は2種
以上を合計で0.5〜3%と、アルカリ金属化合物(フッ
化物、酸化物、炭酸塩)の1種又は2種以上を合計で0.
01〜0.1%と、Mn(但し、鋼製外皮中の含有量と合
わせて)を1.0〜2.5%と、Si(但し、鋼製外皮中の
含有量と合わせて)を0.4〜1.4%含み、更に鉄粉を
含み、かつ、フラックス中の金属粉と非金属粉との比が
金属粉/非金属粉≧2、ワイヤ全体におけるMnとSiの
比がMn/Si=1.0〜2.5であるフラックスを鋼製外
皮に充填したことを特徴としている。
【0007】 また、他の本発明は、更に、付加成分と
して、ワイヤ全重量に対して、Ti(TiO 2 換算量)及び
/又はTi酸化物(TiO2換算量)の0.01〜0.10%
をフラックス又は鋼製外皮の一方又は両方に含有させた
こと、及び/又は、Mgの0.08〜1.5%をフラック
ス中に含有させたことを特徴としている。
【0008】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0009】
【作用】
【0010】本発明における添加成分の限定理由は以下
のとおりである。
【0011】Ca、Ba、Mg、Srのフッ化物:Ca、B
a、Mg、Srのフッ化物は、主要なスラグ形成剤であ
り、ビードの外観を良好にするために添加する。この効
果を得るためには、フラックス中に少なくとも0.5%
が必要である。しかし、3%を超えるとスパッタ、ヒュ
ームが多くなり、溶融金属の粘性が低下してビード形状
が凸になるので好ましくない。よって、Ca、Ba、M
g、Srのフッ化物の1種又は2種以上をフラックス中に
ワイヤ全重量に対して0.5〜3%の範囲で添加する。
【0012】Ca、Ba、Srの炭酸塩、複合酸化物:C
a、Ba、Srの炭酸塩、複合酸化物は、スラグ形成剤で
あり、ビード形状を調整すると共に分解ガス(CO2)を
生成するためにシールド性を向上させる作用を有する。
ビード形状の点からはフッ化物以外のCa、Ba、Srの
化合物も有効であるが、吸湿性の問題から、難吸湿性の
炭酸塩或いは複合酸化物の形態で用いる。この効果を得
るためにはフラックス中に少なくとも0.5%が必要で
ある。しかし、3%を超えると、スパッタが多くなり、
アークの安定性も悪くなるので好ましくない。よって、
Ca、Ba、Srの炭酸塩及び/又は複合酸化物の1種又
は2種以上をフラックス中にワイヤ全重量に対して0.
5〜3%の範囲で添加する。
【0013】アルカリ金属化合物(フッ化物、酸化物、
炭酸塩):アルカリ金属化合物のフッ化物、酸化物及び
炭酸塩はアークを安定させる効果がある。この効果を得
るためにはフラックス中に少なくとも0.01%が必要
である。しかし、0.1%を超えると溶融金属の粘性が
過小となり、ビード形状を凸にするので好ましくない。
よって、アルカリ金属化合物(フッ化物、酸化物、炭酸
塩)の1種又は2種以上をフラックス中にワイヤ全重量
に対して0.01〜0.1%の範囲で添加する。
【0014】Mn、Si:Mn、Siは脱酸剤として、また
溶融金属の成分及び粘度を調節するために添加する。こ
の効果を得るためには、Mnは1.0%以上、Siは0.4
%以上が必要である。しかし、2.5%を超えるMnの添
加、1.4%を超えるSiの添加は、溶接金属の材質が劣
化し、またビード形状が悪くなるので好ましくない。よ
って、フラックス中及び鋼製外皮中にワイヤ全重量に対
してMnを1.0〜2.5%、Siを0.4〜1.4%の範囲
で添加する。
【0015】Mn/Siの比率:但し、溶融金属の粘度を
整えて、ビード形状を良好にするために、Mn/Siの比
率を1.0〜2.5の範囲とする。この範囲外では上記効
果が得られなくなる。
【0016】鉄粉:鉄粉をフラックス中に添加すること
により、ワイヤの溶着速度及び溶着効率が向上する。ま
たアークを安定させる効果も有する。上記効果を得るた
めには、ワイヤ全重量に対して鉄粉の添加量は3%以上
が好ましい。
【0017】金属粉/非金属粉の比率:フラックス中の
金属粉の比率を高めることにより、スラグの量、流動性
及び溶融金属の流動性を適度に調整する。特に水平すみ
肉溶接において、ビード止端部でスラグがずり落ち、過
剰になるのを阻止することにより、止端形状を鈍角に
し、母材とのなじみを良好にする。また、スラグの被り
が均一になりスラグ剥離性も良くなる。上記効果を得る
にはフラックス中の金属粉/非金属粉の比率が2以上必
要である。
【0018】なお、金属粉とは例えばFe、Mn、Si、
Ti、Al及びMg等の単体や、Fe−Mn、Fe−Si、Fe
−Ti、Fe-Al及びAl−Mg等の合金であり、非金属粉
とは例えばフッ化物、炭酸塩、酸化物及び複合酸化物等
である。
【0019】 Ti、Ti酸化物:Ti及びTi酸化物はD
C−EPの極性でのアーク安定性を良くし、またビード
形状を良くする効果がある。更に金属Ti添加の場合は
脱酸効果もある。これらの効果を得るためには、Ti(T
iO 2 換算量)及び/又はTi酸化物(TiO 2 換算量)を少な
くとも0.01%必要である。しかし、0.10%を超え
るとアルカリ土類化合物を主体とするスラグ層と分離
し、ビード表面に緻密に付着するため、スラグ剥離性を
悪くするので好ましくない。よって、Ti(TiO 2 換算
量)及び/又はTi酸化物(TiO2 換算量)をフラックス又
は鋼製外皮の一方又は両方にワイヤ全重量に対して0.
01〜0.10%の範囲で添加する。
【0020】Tiとしては金属Ti、Fe−Ti及びNi−
TiなどのTi合金を、またTi酸化物としてはルチー
ル、チタンスラグ及びイルミナイト等を用いることがで
きる。
【0021】Mg:Mgはアーク安定性を良くし、またス
パツタの発生量を減少させる効果があり、更に立向上進
溶接においてビードが垂れにくくなり、作業性を向上す
る効果がある。0.08%未満ではその効果が見られ
ず、また1.5%を超えるとビード外観の劣化、ヒュー
ム発生量の増加及びスパッタ発生量の増加が生じる。な
お、Mgとしては金属Mgのほか、Ni−MgなどのMg合
金を用いることができる。
【0022】なお、フラックス中に必要に応じて上記以
外のアーク安定剤及びスラグ生成剤を添加してもよい。
またシールトガスはその組成に制限されずに用いること
ができる。フラックス入りワイヤの断面形状、ワイヤ径
等々も特に制限されるものではない。なお、フラックス
率は10〜40%が好ましい。
【0023】次に本発明の実施例を示す。
【0024】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼製外皮を用い、フラ
ックス率15%で表2-1及び表2-2に示す成分組成
(ワイヤ全体に対する重量%)のフラックス入りワイヤ
(1.2mmφ)を試作した。このフラックス入りワイヤを
用いて、溶接条件:280A−30V、シールドガス:
80%Ar−20%CO2(流量25リットル/min)の条
件でT形継手水平すみ肉溶接(脚長6mm)を実施した。母
材としてJIS G 3106 SM490A(板厚12m
m)を使用した。
【0025】アーク安定性、スパッタ量及びスラグ剥離
性等の溶接作業性、及びビード外観・形状を調査した結
果を表2-1、表2-2に併記する。同表より明らかなよ
うに、本発明例は、DC−EN極性の場合のみならずD
C−EP極性の場合であっても、アーク安定性が良好
で、スパッタが少なく、しかもスラグ剥離性、ビード外
観・形状が優れていることがわかる。なお、溶接金属の
耐割れ性、低温靱性も良好であることを確認した。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2−1】
【0028】
【表2−2】
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
DC−EP極性であっても良好な溶接作業性を確保で
き、耐割れ性、低温靱性などを損なうことがない。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラックス中に、ワイヤ全重量に対し
    て、Ca、Ba、Mg、Srのフッ化物の1種又は2種以上
    を合計で0.5〜3%と、Ca、Ba、Srの炭酸塩及び/
    又は複合酸化物の1種又は2種以上を合計で0.5〜3
    %と、アルカリ金属化合物(フッ化物、酸化物、炭酸塩)
    の1種又は2種以上を合計で0.01〜0.1%と、Mn
    (但し、鋼製外皮中の含有量と合わせて)を1.0〜2.5
    %と、Si(但し、鋼製外皮中の含有量と合わせて)を0.
    4〜1.4%含み、更に鉄粉を含み、かつ、フラックス
    中の金属粉と非金属粉との比が金属粉/非金属粉≧2、
    ワイヤ全体におけるMnとSiの比がMn/Si=1.0〜
    2.5であるフラックスを鋼製外皮に充填したことを特
    徴とするガスシールドアーク溶接用塩基性フラックス入
    りワイヤ。
  2. 【請求項2】 更に、付加成分として、ワイヤ全重量に
    対して、Ti(TiO 2 換算量)及び/又はTi酸化物(TiO
    2換算量)の0.01〜0.10%をフラックス又は鋼製外
    皮の一方又は両方に含有させたことを特徴とする請求項
    1に記載のガスシールドアーク溶接用塩基性フラックス
    入りワイヤ。
  3. 【請求項3】 更に、付加成分として、ワイヤ全重量に
    対して、Mgの0.08〜1.5%をフラックス中に含有
    させたことを特徴とする請求項1又は2に記載のガスシ
    ールドアーク溶接用塩基性フラックス入りワイヤ。
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