JP2628765B2 - セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number
JP2628765B2
JP2628765B2 JP29861289A JP29861289A JP2628765B2 JP 2628765 B2 JP2628765 B2 JP 2628765B2 JP 29861289 A JP29861289 A JP 29861289A JP 29861289 A JP29861289 A JP 29861289A JP 2628765 B2 JP2628765 B2 JP 2628765B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
flux
amount
welding
self
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29861289A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03161192A (ja
Inventor
稔 山田
哲男 菅
哲哉 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP29861289A priority Critical patent/JP2628765B2/ja
Publication of JPH03161192A publication Critical patent/JPH03161192A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2628765B2 publication Critical patent/JP2628765B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はセルフシールドアーク溶接フラックス入りワ
イヤに係り、より詳細には、軟鋼・高張力鋼用に適し、
低弗化物のLi系セルフシールドアーク溶接フラックス入
りワイヤに関するものである。
(従来の技術及び解決しようとする課題) セルフシールドアーク溶接は、 (1)シールドガスが不要 (2)耐風性に優れる (3)取扱いが容易 等の特長を有しており、各溶接分野、特に屋外作業にお
いて今後の需要の増加が期待される溶接法である。
ところで、セルフシールドアーク溶接に用いるフラッ
クス入りワイヤとしては、古くから多くの技術が提案さ
れており、フラックスタイプの主なものとしては、弗化
物系と、Li酸化物系の2種類がある。
前者の弗化物系ワイヤのガス発生剤は、主としてCa
F2、BaF2が使用され、他に少量の炭酸塩が使用されてい
る。このタイプは弗化物を多量に含むことから、一般に
スラグ剥離性及びビード外観は良好であるが、アークが
不安定であるため、スパッタの発生が極めて多い。また
ヒューム発生量も極端に多く、溶接作業が困難であるこ
とが欠点になっている。
一方、後者のLi酸化物系ワイヤは、ガス発生剤として
Li酸化物を使用するので、弗化物は多くは必要としな
い。したがって、スパッタ及びヒュームの発生量は上記
弗化物系ワイヤに比べて改善されており、溶接作業が容
易になっている。
従来より、このLi酸化物系ワイヤの技術としては、特
開昭48−4347号公報、同48−8627号公報、同54−160532
号公報、特公昭62−25479号公報等、数多くのものが提
案されている。
しかしながら、この種のフラックス入りワイヤは、ス
パッタ、ヒューム発生量が少ないという利点を有してい
るものの、逆に溶込みが非常に浅いという欠点があり、
通常のガスシールドタイプのフラックス入りワイヤの1/
3〜1/5である。
このことは、溶込み不良、融合不良等の欠陥が発生し
易く、健全な溶接部が得られないということであり、実
用化の障害となっている。
本発明は、上記セルフシールドアーク溶接フラックス
入りワイヤ、特にLi酸化物系ワイヤに関する上記欠点を
解消し、十分な溶込みが得られると共に溶接作業性がよ
いセルフシールドアーク溶接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。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、Li酸化物系ワ
イヤにおいて溶込みの問題を解決し得る方策について鋭
意研究を重ねた結果、溶接作業性を損なわずに溶込み深
さを改善できる因子が特にワイヤ水分とフラックス中の
金属窒化物であることを知見し、更に詳細に実験を重ね
て、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係るセルフシールドアーク溶接フ
ラックス入りワイヤは、対ワイヤ重量%で(以下、同
じ)、ワイヤ水分が0.02〜0.10%であり、且つ鋼製外皮
内に、 金属窒化物:0.02〜0.20%、 Li2O:2〜5%、 Al:2.5〜5.0%、 Mg:1.0〜2.0%、 Mn:0.1〜2.0% を含有したフラックスを充填してなることを特徴とする
ものである。
以下本発明を更に詳細に説明する。
(作用) まず、本発明者は、セルフシールドアーク溶接フラッ
クス入りワイヤ、特にLi酸化物系ワイヤの溶込み深さ向
上について種々検討した結果、溶接作業性(スパッタ、
ヒューム発生量等)を損なわずに効果のある因子とし
て、 (1)ワイヤ水分、 (2)金属窒化物の添加、 の2点が重要であることが認められた。以下にこの知見
を得た基礎実験の結果について説明する。
なお、実験条件は以下の通りである。
(供試ワイヤ) ワイヤ径:1.6mmφ 断面形状:第3図の(A) フラックス組成:後述の実施例のNo.1 フラックス率:16% 使用フープ:軟鋼 (供試鋼板) SM−50A(12mmt) (溶接条件) 溶接法:下向きビードオンプレート法 溶接電流:300A アーク電圧:アーク長約1mmとなる電圧 溶接速度:30cm/min チップ・母材間距離:25mm トーチ角度:垂直、前後進角0゜ (溶込み深さ測定) 後述の実施例の場合と同一 以上の実験結果を第1図及び第2図に示すとおり、
(1)ワイヤ水分の増加、(2)金属窒化物の添加はい
ずれもアーク力を増し、溶込み深さの向上に効果がある
ことが判明した。
その結果、本発明は、従来技術に比較して、(1)高
いワイヤ水分量、(2)金属窒化物の微量添加、の2点
に最も特徴を有し、これにより、溶込み深さを顕著に改
善したものである。
次ぎに本発明におけるワイヤ水分量、フラックス成分
を限定した理由について説明する。
ワイヤ水分量:0.02〜0.10% ワイヤ水分量は、第1図に示したように、溶込み深さ
向上に影響を及ぼし、0.02%未満ではその効果がなく、
0.02%以上が必要である。しかし、0.10%を超えると溶
着金属の拡散性水素量が高くなりすぎて、低温割れの危
険性がある。したがって、ワイヤ水分量を0.02〜0.10%
(対ワイヤ重量)の範囲とする。なお、ワイヤ水分量は
充填するフラックスの強制吸湿、含水鉱物の添加等によ
り調整することができる。
フラックス成分(対ワイヤ重量) 金属窒化物:0.02〜0.20% 金属窒化物の微量添加は、第2図に示したように、溶
込み深さ向上に効果があるが、そのためには0.02%以上
が必要である。しかし、0.20%を超えるとスパッタが増
大し、且つ溶着金属中のN量が増大し、ブローホール等
の欠陥が発生する。したがって、金属窒化物量は0.02〜
0.20%の範囲とする。
なお、金属窒化物としては、AlN、CrN等が使用でき
る。
Li2O:2〜5% Li2Oは溶接時に分解してシールド剤として作用するも
ので、ピット、ブローホール等の溶接欠陥防止に効果が
あり、且つスラグ剥離性にも効果がある。しかし、2%
未満ではシールド不足となり、また5%を超えるとヒュ
ーム発生量が増大する。したがって、Li2O量は2〜5%
の範囲とする。
なお、Li組成物としては、リチウムフェライト(Li2O
・Fe2O3)、リチウムアルミネート(Li2O・Al2O3)、リ
チウムシリケート(Li2O・SiO2)、リチウムマンガネー
ト(Li2O・MnO2)、リチウムジルコネート(Li2O・Zr
O2)等が使用できる。その他、Li源としてLi2CO3及びAl
−Li、Mg−Liの金属粉が使用できる。これらのLi組成
物、Li源を使用するときは、Li2Oとして換算して上記範
囲で添加すればよい。
Al:2.5〜5.0% Alは脱酸、脱窒剤として作用するが、2.5%未満では
ピット及びブローホール等の溶接欠陥が発生する。ま
た、5.0%を超えると溶着金属中のAl量を増加させ、機
械的性能(伸び、衝撃値)の劣化を招き、好ましくな
い。またヒューム量も増大する。したがって、Al量は2.
5〜5.0%の範囲とする。
なお、Al源としては金属Alのほか、Fe−Al、Al−Li、
Al−Mg等をAl量に換算して使用できる。
Mg:1〜2% Mgは脱酸剤として作用し、且つ溶接時に金属蒸気を発
生してアーク柱や溶融プールをシールドし、アークを安
定にする効果がある。しかし、1.0%未満ではその効果
が十分でなく、ピット、ブローホール等の溶接欠陥が発
生する。またアークが不安定になり易い。また2.0%を
超えるとヒューム発生量が増大し、作業性が劣化する。
したがって、Mg量は1〜2%の範囲とする。
なお、Mg源としては金属Mgのほか、Al−Mg、Mg−Li、
Ni−Mg、Fe−Si−Mg等をMg量に換算して使用できる。
Mn:0.1〜2% Mnは脱酸剤として使用し、溶着金属の清浄度を高め、
また必要な引張強さと衝撃性能を与えるのに有効な元素
である。しかし、0.1%未満では充分な効果が得られ
ず、また2%を超えると引張強度が高くなりすぎて、衝
撃性能が低くなり、好ましくない。したがって、Mn量は
0.1〜2%の範囲とする。
なお、Mn原料としては金属Mnのほか、Fe−Mn、MnO又
はMnO2を含む化合物或いは組成物をMnに換算して使用で
きる。
以上の成分を必須成分としてフラックスに添加する
が、以下の成分を必要に応じて添加することもできる。
F: 弗化物はシールド剤として効果があるが、スパッタ発
生量を増し、作業性に好ましくない影響を与えるので、
弗化物中のFガスで3%以下に調整するのが望まれる。
なお、弗化物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金
属の弗化物が適当であるが、他の弗化物を排除するもの
ではない。
Ti、Zr: Ti、Zrは脱酸、脱窒剤であり、ピット、ブローホール
防止の面より、2%以下の範囲で使用できる。
また、本発明で使用する外皮金属(帯鋼フープ)とし
ては、成形性の観点から深絞り性の良好な冷間圧延鋼や
熱間圧延鋼が使用されるが、C量は極力少ないものを使
用する方が有利である。また金属中のMnやSi等は脱酸剤
として作用し、溶滴移行中のCO及びCO2の発生量を抑制
する効果があるから、ある程度含有させた方が有利であ
る。しかし、これらの含有量が多すぎると加工性が低下
するので、外皮金属中のMn量は2.0%以下、Si量は1.0%
以下に抑えるのがよい。
更に、本発明はあらゆる断面形状のワイヤとすること
ができ、例えば、第3図の(A)〜(D)にワイヤの断
面形状を4種類例示したが、これらのいずれの形状であ
ってもよい。また、ワイヤ径は用途に応じて0.9mmφ、
1.0mmφ、1.2mmφ、1.4mmφ、1.6mmφ、2.0mmφ、2.4mm
φ、3.2mmφ等の中から任意に決めることができる。
また、本発明の適用鋼種は主として軟鋼、高張力鋼で
あるが、用途により低合金鋼、高合金鋼などに拡大して
も差し支えない。
次に本発明の実施例を示す。
(実施例) 第1表に示すワイヤ水分及びフラックス組成を有する
フラックス入りワイヤを常法により作成した。
なお、ワイヤ径は1.2mmφで、その断面形状は第3図
(B)のものである。また該ワイヤの外皮金属として使
用した軟鋼の化学成分(wt%)は、C:0.005%、Mn:0.35
%、Si:0.01%、P:0.014%、S:0.010%である。フラッ
クス率は16%である。
各供試フラックス入りワイヤを用いて、第2表に示す
溶接条件で溶接実験を行い、溶込み深さ、溶接部の健全
性及び溶接作業性を調べた。その結果を第3表に示す。
なお、溶接作業性は第2表中の(A)溶込み深さ実験
でのビードオン溶接時に官能で評価した。また、溶接性
能は同表中の(B)溶接部健全性実験での突合せ溶接部
にて確認した。
これらの実験結果より、以下の如く考察できる。
(1)実験No.1〜No.5は本発明例であり、溶込み深さも
十分得られ、いずれも健全な溶接部が得られている。勿
論、スパッタ、ヒューム発生量が少ない等、溶接作業性
も良好である。
(2)実験No.18は、主に溶込み深さ向上に関与してい
る2要件、すなわち、ワイヤ水分量、金属窒化物含有量
がすべて満足しない比較例であり、溶込み深さが極めて
小さく、第2種(融合不良等)の欠陥が発生している。
(3)実験No.6とNo.7はワイヤ水分量が本発明範囲外の
比較例であり、少なすぎると第2種の欠陥が発生し、多
すぎると融着金属の拡散性水素量が高くなることがわか
る。
(4)実験No.8とNo.9は金属窒化物の量が本発明範囲外
の比較例であり、少なすぎると溶込みが劣化し、第2種
の欠陥が発生し、多すぎるとスパッタが増え、且つブロ
ホールが発生することがわかる。
(5)実験No.10とNo.11はLi2Oの量が本発明範囲外の比
較例であり、少なすぎるとブローホールが発生し、多す
ぎるとヒューム発生量が増大することがわかる。
(6)実験No.12とNo.13はAlの量が本発明範囲外の比較
例であり、少なすぎると溶接欠陥(ピット、ブローホー
ル)が発生し、多すぎると溶接性能(衝撃値等)が劣化
し、更にヒュームが増大することがわかる。
(7)実験No.14とNo.15はMgの量が本発明の範囲外の比
較例であり、少なすぎると脱酸不足となり、ピット、ブ
ローホール等の欠陥が発生し、またアークが不安定とな
り易い。更にビード外観(光沢)が劣化する。多すぎる
とヒュームが増大することがわかる。
(8)実験No.16とNo.17はMnの量が本発明範囲外の比較
例であり、少なすぎても、多すぎても衝撃性能が劣化す
ることがわかる。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、特にワイヤ水
分量の増加、フラックス中の金属窒化物の微量添加等に
よって低弗化物のLi系セルフシールドアーク溶接フラッ
クス入りワイヤとしたので、従来のLi酸化物系セルフシ
ールドアーク溶接フラックス入りワイヤの問題点である
溶込み深さを大幅に向上させ、健全な溶接部を得ること
ができると共に、併せて溶接作業性も良好である。した
がって、本発明ワイヤがセルフシールドアーク溶接フラ
ックス入りワイヤの用途拡大に大きく寄与する効果は顕
著である。
【図面の簡単な説明】
第1図はワイヤ水分量と溶込み深さの関係を示す図、第
2図は金属窒化物量と溶込み深さの関係を示す図、第3
図(A)〜(D)はワイヤ断面形状の一例を示す図、第
4図は溶込み深さを説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−118993(JP,A) 特開 平2−55697(JP,A) 特開 平2−52197(JP,A) 特開 昭61−176497(JP,A) 特開 昭57−4397(JP,A) 特開 昭56−148493(JP,A) 特許2519308(JP,B2) 特許2530899(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対ワイヤ重量%で、ワイヤ水分が0.02〜0.
    10%であり、且つ鋼製外皮内に、 金属窒化物:0.02〜0.20%、 Li2O:2〜5%、 Al:2.5〜5.0%、 Mg:1.0〜2.0%、 Mn:0.1〜2.0% を含有したフラックスを充填してなることを特徴とする
    セルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ。
JP29861289A 1989-11-16 1989-11-16 セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ Expired - Lifetime JP2628765B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29861289A JP2628765B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29861289A JP2628765B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03161192A JPH03161192A (ja) 1991-07-11
JP2628765B2 true JP2628765B2 (ja) 1997-07-09

Family

ID=17861982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29861289A Expired - Lifetime JP2628765B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2628765B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100102049A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Keegan James M Electrodes having lithium aluminum alloy and methods
CN104625472B (zh) * 2014-12-19 2017-04-12 华中科技大学 一种用于fcb法自动焊高强韧性药芯焊丝材料
JP6762131B2 (ja) * 2016-04-28 2020-09-30 株式会社神戸製鋼所 フラックス入りワイヤ
CN107127477A (zh) * 2017-05-17 2017-09-05 安徽飞弧焊业股份有限公司 一种防裂药芯焊丝

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03161192A (ja) 1991-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6809533B2 (ja) フラックス入りワイヤ、溶接継手の製造方法、及び溶接継手
JPH1158069A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP6953869B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
US6559417B2 (en) Flux cored wire for arc-welding of austenitic stainless steel
JP2003220481A (ja) アークとレーザの複合溶接方法及びアーク・レーザ複合溶接用溶接ワイヤ
JP2628765B2 (ja) セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH08257785A (ja) 鋼溶接部の耐低温割れ性を改善するアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2756084B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2614967B2 (ja) ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ
JPH0771760B2 (ja) 全姿勢溶接用セルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
JPH11207491A (ja) 直流正極性用炭酸ガスアーク溶接フラックス入りワイヤ及び溶接方法
JP3339759B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用チタニヤ系フラックス入りワイヤ
JPH03146295A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
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
JP3208556B2 (ja) アーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH09277088A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2628396B2 (ja) セルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH0669634B2 (ja) 薄板用セルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
JPH11151592A (ja) ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及び片面溶接方法
JPH07276078A (ja) ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ
JPS6357155B2 (ja)
JPS61286090A (ja) ア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JPH0751890A (ja) ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ
JPS62110897A (ja) 鉄粉系フラツクス入りワイヤ
JP3463346B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ