JP2729529B2 - エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ - Google Patents
エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤInfo
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- JP2729529B2 JP2729529B2 JP2204070A JP20407090A JP2729529B2 JP 2729529 B2 JP2729529 B2 JP 2729529B2 JP 2204070 A JP2204070 A JP 2204070A JP 20407090 A JP20407090 A JP 20407090A JP 2729529 B2 JP2729529 B2 JP 2729529B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶接金属または熱影響部に対して、低温靱
性、特にCOD特性に優れたエレクトロガスアーク溶接用
複合ワイヤに関するものである。
性、特にCOD特性に優れたエレクトロガスアーク溶接用
複合ワイヤに関するものである。
現在、エレクトロガスアーク溶接は、溶接の高速度化
や低入熱化が可能であるところから、軟鋼から原油タン
クの側板立継手に代表される様な調質型60kg/mm2級高張
力鋼の溶接にも採用されている。
や低入熱化が可能であるところから、軟鋼から原油タン
クの側板立継手に代表される様な調質型60kg/mm2級高張
力鋼の溶接にも採用されている。
しかし、−20℃以下の低温状態で使用する溶接構造物
を溶接するに当って、従来のエレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤでは、溶接金属自体および熱影響部の再熱
部の靱性を確保することができず、溶接能率の優秀性に
もかかわらず適用不可とされている。そのため、低温で
の多層盛やＸ開先継手などの適用には困難とされてい
た。
を溶接するに当って、従来のエレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤでは、溶接金属自体および熱影響部の再熱
部の靱性を確保することができず、溶接能率の優秀性に
もかかわらず適用不可とされている。そのため、低温で
の多層盛やＸ開先継手などの適用には困難とされてい
た。
また、エレクトロガスアーク溶接における溶接金属の
靱性改善手段としては、例えば、特開昭55−48495号公
報に見られる様に、鋼製外皮に囲まれるフラックス中に
CaF2およびNaFを必須とするスラグ剤にMo,Ti,Bを添加し
たワイヤを用いる方法等が提案されているが、十分な方
策とはなっていない。
靱性改善手段としては、例えば、特開昭55−48495号公
報に見られる様に、鋼製外皮に囲まれるフラックス中に
CaF2およびNaFを必須とするスラグ剤にMo,Ti,Bを添加し
たワイヤを用いる方法等が提案されているが、十分な方
策とはなっていない。
本発明は、溶接金属と熱影響部の再熱部の低温靱性を
良好にすることを目的としたもので、溶接金属中の酸素
量を低減し、併せて溶接金属の再加熱に対して、結晶組
織の粗大化を抑えることにより、溶接金属と熱影響部の
再熱部の低温靱性を改善して従来ワイヤの欠点を解消
し、適用分野を拡大することが出来るエレクトロガスア
アーク溶接用複合ワイヤを提供するものである。
良好にすることを目的としたもので、溶接金属中の酸素
量を低減し、併せて溶接金属の再加熱に対して、結晶組
織の粗大化を抑えることにより、溶接金属と熱影響部の
再熱部の低温靱性を改善して従来ワイヤの欠点を解消
し、適用分野を拡大することが出来るエレクトロガスア
アーク溶接用複合ワイヤを提供するものである。
本発明の要旨とするところは、スラグ生成剤が金属弗
化物のみからなるフラックスを鋼製外皮中に充填して、
複合ワイヤ全重量に対して、金属弗化物:0.7〜1.5％、M
n:0.7〜1.5％、Si:0.15〜0.5％、Mg:0.1〜0.6％、Ti:0.
05〜0.25％、Ni:1.5〜4.5％、B:0.002〜0.02％、鉄粉:1
0〜25％を含有させ、かつMoを実質的に含有しないこと
を特徴とするエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤに
あり、さらに上記複合ワイヤにおいて、充填フラックス
中に複合ワイヤ全重量に対して、Alを0.005〜0.25％含
有してなるエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤにあ
る。
化物のみからなるフラックスを鋼製外皮中に充填して、
複合ワイヤ全重量に対して、金属弗化物:0.7〜1.5％、M
n:0.7〜1.5％、Si:0.15〜0.5％、Mg:0.1〜0.6％、Ti:0.
05〜0.25％、Ni:1.5〜4.5％、B:0.002〜0.02％、鉄粉:1
0〜25％を含有させ、かつMoを実質的に含有しないこと
を特徴とするエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤに
あり、さらに上記複合ワイヤにおいて、充填フラックス
中に複合ワイヤ全重量に対して、Alを0.005〜0.25％含
有してなるエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤにあ
る。
本発明者は、長年、エレクトロガスアーク溶接の研究
に携わっている者であり、長年にわたりワイヤの試作を
重ね研究した結果、溶接金属および熱影響部の再熱部の
低温靱性を向上させるためには、溶接金属中に存在する
Moは再加熱時にミクロ組織を粗大化する作用があるため
極力添加しないこと、再加熱に対しても粗大化がおこら
ず、ミクロ組織を微細化、均一化するNiを添加するこ
と、また溶接金属中の酸素量が増加するとミクロ組織が
粗大化するため、その酸素源となるスラグ生成剤として
添加する酸化物をすべて除き、スラグ生成剤を金属弗化
物のみとすることの３点が有効であるとの知見が得られ
た。
に携わっている者であり、長年にわたりワイヤの試作を
重ね研究した結果、溶接金属および熱影響部の再熱部の
低温靱性を向上させるためには、溶接金属中に存在する
Moは再加熱時にミクロ組織を粗大化する作用があるため
極力添加しないこと、再加熱に対しても粗大化がおこら
ず、ミクロ組織を微細化、均一化するNiを添加するこ
と、また溶接金属中の酸素量が増加するとミクロ組織が
粗大化するため、その酸素源となるスラグ生成剤として
添加する酸化物をすべて除き、スラグ生成剤を金属弗化
物のみとすることの３点が有効であるとの知見が得られ
た。
そこで、３点の知見を組合せ、充填フラックス中から
従来添加しているMoを除き、Niを添加し、スラグ生成剤
を金属弗化物のみにして、実験をくり返したところ、従
来ワイヤには見られなかった溶接金属および熱影響部の
再熱部の低温靱性の優れた複合ワイヤを得ることがで
き、本発明を構成するにに至った。
従来添加しているMoを除き、Niを添加し、スラグ生成剤
を金属弗化物のみにして、実験をくり返したところ、従
来ワイヤには見られなかった溶接金属および熱影響部の
再熱部の低温靱性の優れた複合ワイヤを得ることがで
き、本発明を構成するにに至った。
以下、充填フラックスの成分組成について説明する。
金属弗化物はアーク安定性を高めると共に脱水素作用
によって溶接金属の低温靱性を向上させる作用がある。
これらの作用は金属弗化物で0.7％以上添加することに
より有効に発揮される。しかし、1.5％を超えるとスラ
グの流動性が過大となり、スラグ被包性が悪く、ビード
形状が悪化する。従って0.7〜1.5％の範囲とする。金属
弗化物としては、Na,K,Li,Mg,Ca等のアルカリ金属およ
びアルカリ土類金属の弗化物が一般的に用いられる。
によって溶接金属の低温靱性を向上させる作用がある。
これらの作用は金属弗化物で0.7％以上添加することに
より有効に発揮される。しかし、1.5％を超えるとスラ
グの流動性が過大となり、スラグ被包性が悪く、ビード
形状が悪化する。従って0.7〜1.5％の範囲とする。金属
弗化物としては、Na,K,Li,Mg,Ca等のアルカリ金属およ
びアルカリ土類金属の弗化物が一般的に用いられる。
Mnはスラグの流動性を調整し、ビード形状を改善する
と共に溶接金属の脱酸を促進し、かつ溶接継手に適した
強度を与えるために添加される。0.7未満では、必要な
強度が得られない。一方1.5％を超えると強度は向上す
るが逆に靱性を劣化させる。従ってMnの添加量は0.7〜
1.5％とする。なお、Mnは単体で用いられる他、Fe−Mn,
Fe−Si−Mn等の鉄合金の形態でも使用できる。
と共に溶接金属の脱酸を促進し、かつ溶接継手に適した
強度を与えるために添加される。0.7未満では、必要な
強度が得られない。一方1.5％を超えると強度は向上す
るが逆に靱性を劣化させる。従ってMnの添加量は0.7〜
1.5％とする。なお、Mnは単体で用いられる他、Fe−Mn,
Fe−Si−Mn等の鉄合金の形態でも使用できる。
Siは有効な脱酸剤であると共に、ビード外観、および
溶接作業性を改善するが、0.15％未満では、これらの効
果は得られない。しかし、0.5％を超えると溶接金属中
のSiが過剰となって靱性を劣化させるので好ましくな
い。従ってSiは0.15〜0.5％とする。なお、Siは単体あ
るいは、Fe−Si、Fe−Si−Mn等の鉄合金の形態でも使用
できる。
溶接作業性を改善するが、0.15％未満では、これらの効
果は得られない。しかし、0.5％を超えると溶接金属中
のSiが過剰となって靱性を劣化させるので好ましくな
い。従ってSiは0.15〜0.5％とする。なお、Siは単体あ
るいは、Fe−Si、Fe−Si−Mn等の鉄合金の形態でも使用
できる。
Mgは強力な脱酸剤である。特に溶接金属中の酸素量を
低減するのには、最良である。添加量が0.1％未満では
その効果が十分得られず、一方、0.6％を超えると溶接
作業性が悪化して、スパッタ発生量が多くなると共に低
温靱性も劣化させる。従ってMgの適正範囲は0.1〜0.6％
とする。Mgは単体もしくはNi−Mg,Ca−Mg,Fe−Mg,Fe−S
i−Mg等のMg合金の形態で添加してもよい。
低減するのには、最良である。添加量が0.1％未満では
その効果が十分得られず、一方、0.6％を超えると溶接
作業性が悪化して、スパッタ発生量が多くなると共に低
温靱性も劣化させる。従ってMgの適正範囲は0.1〜0.6％
とする。Mgは単体もしくはNi−Mg,Ca−Mg,Fe−Mg,Fe−S
i−Mg等のMg合金の形態で添加してもよい。
TiはTi酸化物を形成し、溶接金属のミクロ組織を微細
化し、低温靱性改善に有効であるが、0.05％未満ではこ
の効果が望めないので下限を0.05％とする。また0.25％
を超えると低温靱性を著しく損なうので、上限を0.25％
とする。Tiは金属Tiの他にFe−Ti等の合金として添加し
てもよい。
化し、低温靱性改善に有効であるが、0.05％未満ではこ
の効果が望めないので下限を0.05％とする。また0.25％
を超えると低温靱性を著しく損なうので、上限を0.25％
とする。Tiは金属Tiの他にFe−Ti等の合金として添加し
てもよい。
Ｂは強力な脱酸性炭化物生成元素であるから、これを
ワイヤに添加することによって溶接金属における結晶粒
は微細化する。また溶接金属の焼入れ性を高める効果が
あり、この様な効果を得るためには、最小限0.002％の
Ｂ量が必要で、それ未満では、効果がなく、また多すぎ
ると溶接金属の高温割れが発生し易くなるので、上限を
0.02％とする。Ｂ源としてはFe−B,アトマイズＢ等の合
金として添加することもできる。
ワイヤに添加することによって溶接金属における結晶粒
は微細化する。また溶接金属の焼入れ性を高める効果が
あり、この様な効果を得るためには、最小限0.002％の
Ｂ量が必要で、それ未満では、効果がなく、また多すぎ
ると溶接金属の高温割れが発生し易くなるので、上限を
0.02％とする。Ｂ源としてはFe−B,アトマイズＢ等の合
金として添加することもできる。
Niは溶接金属の靱性を上昇させるのに有効であり、特
に再加熱しても靱性が低下しない利点を有するが、1.5
％未満では効果がなく、また4.5％超であると溶接金属
の高温割れを起こすので、下限を1.5％とし、上限を4.5
％とする。
に再加熱しても靱性が低下しない利点を有するが、1.5
％未満では効果がなく、また4.5％超であると溶接金属
の高温割れを起こすので、下限を1.5％とし、上限を4.5
％とする。
Alの添加は、TiおよびＢの効果を助長する作用がある
が、0.005％未満では効果がなく、逆に0.25％超では溶
接金属を脆化させ靱性を低下させる。従って下限を0.00
5％とし、上限を0.25％とする。尚、Alの添加方法とし
ては単体もしくはAl−Mg,Fe−Al等の合金の形で添加す
ることができる。
が、0.005％未満では効果がなく、逆に0.25％超では溶
接金属を脆化させ靱性を低下させる。従って下限を0.00
5％とし、上限を0.25％とする。尚、Alの添加方法とし
ては単体もしくはAl−Mg,Fe−Al等の合金の形で添加す
ることができる。
また、フラックスの充填率は特に限定されないが、伸
線性を考慮してワイヤ全重量に対して20〜30％の範囲が
最も適当である。
線性を考慮してワイヤ全重量に対して20〜30％の範囲が
最も適当である。
尚、ワイヤの断面形状には何らの制限もなく、2mmφ
以下の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また
2.4〜3.2mmφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部へ複
雑に折り込んだ構造のものが一般的である。また、シー
ムレスワイヤにおいては、表面にCu等メッキ処理を施す
ことも有効である。
以下の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また
2.4〜3.2mmφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部へ複
雑に折り込んだ構造のものが一般的である。また、シー
ムレスワイヤにおいては、表面にCu等メッキ処理を施す
ことも有効である。
第１表に示す成分の外皮を用い、第２表に示すフラッ
クス組成にて試作したワイヤを用いて溶接をおこなっ
た。その結果を第３表に示す。
クス組成にて試作したワイヤを用いて溶接をおこなっ
た。その結果を第３表に示す。
第２表、第３表において、ワイヤ記号No.1〜５は比較
例、No.6〜No.15が本発明になるワイヤの実施例であ
る。
例、No.6〜No.15が本発明になるワイヤの実施例であ
る。
いずれも厚さ0.8mm、幅11.1mmの軟鋼フープを圧延加
工しながらフラックスを充填し、1.6mmφワイヤに仕上
げたワイヤを使用し、下記の条件で溶接して得た溶接金
属の引張特性、衝撃特性、COD特性、Ｘ線性能を調べた
ところ第３表の結果が得られた。
工しながらフラックスを充填し、1.6mmφワイヤに仕上
げたワイヤを使用し、下記の条件で溶接して得た溶接金
属の引張特性、衝撃特性、COD特性、Ｘ線性能を調べた
ところ第３表の結果が得られた。
溶接条件 溶接電流:380A 溶接電圧:39V 溶接速度:10cm/min シールドガス：CO2,35l/min 開先形状:X型継手（第１図参照） 母材：板厚40mm, 材質：低温用YP42鋼， 積層法：両面１パス 尚、溶接金属の特性は、板厚方向および開先幅方向の
中央部からとり出した試験片を用いて調査した。
中央部からとり出した試験片を用いて調査した。
第３表の試験結果から明らかな様に、本発明外である
ワイヤは低温靱性が低く、COD値も低く、Ｘ線性能が悪
いことが確認された。
ワイヤは低温靱性が低く、COD値も低く、Ｘ線性能が悪
いことが確認された。
これに対して、本発明の実施例のワイヤは低温靱性、
COD値、Ｘ線性能が良好なことが確認された。
COD値、Ｘ線性能が良好なことが確認された。
〔発明の効果〕 以上の如く、本発明のフラックス入りワイヤによれ
ば、溶接金属および熱影響部の再熱部の低温靱性を改善
することができ、その結果、エレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤの欠点を解消し、その用途を大幅に拡大し
得るものであるから、本発明は産業上極めて有用であ
る。
ば、溶接金属および熱影響部の再熱部の低温靱性を改善
することができ、その結果、エレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤの欠点を解消し、その用途を大幅に拡大し
得るものであるから、本発明は産業上極めて有用であ
る。
第１図は実施例における開先形状（Ｘ型継手）の説明図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京 広之 神奈川県相模原市淵野辺５―10―１ 新 日本製鐵株式會社第２技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−115951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−189097（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259894（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−7559（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−11600（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−6759（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】スラグ生成剤が金属弗化物のみからなるフ
ラックスを鋼製外皮中に充填して、複合ワイヤ全重量に
対して、 金属弗化物:0.7〜1.5％ Mn:0.7〜1.5％ Si:0.15〜0.5％ Mg:0.1〜0.6％ Ti:0.05〜0.25％ Ni:1.5〜4.5％ B:0.002〜0.02％ 鉄粉:10〜25％ を含有させ、かつMoを実質的に含有しないことを特徴と
するエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ。 - 【請求項２】請求項１記載の複合ワイヤにおいて、充填
フラックス中に複合ワイヤ全重量に対して、Alを0.005
〜0.25％含有してなるエレクトロガスアーク溶接用複合
ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204070A JP2729529B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204070A JP2729529B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0489196A JPH0489196A (ja) | 1992-03-23 |
| JP2729529B2 true JP2729529B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16484270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204070A Expired - Lifetime JP2729529B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729529B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010064087A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP7031271B2 (ja) * | 2017-12-11 | 2022-03-08 | 日本製鉄株式会社 | 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、及び溶接継手の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115951A (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-06 | ||
| JPS556759A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-18 | Omron Tateisi Electronics Co | Electromagnetic relay |
| DE3224268C1 (de) * | 1982-06-28 | 1984-01-05 | Wilhelm Hegenscheidt Gmbh, 5140 Erkelenz | Maschine fuer die Bearbeitung von Kurbelwellen |
| JPS59189097A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Nippon Steel Corp | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ |
| JPS6011600A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-21 | ユシロ化学工業株式会社 | 自動車用エンジン防錆剤の除去剤 |
| JPS61259894A (ja) * | 1985-05-11 | 1986-11-18 | Kobe Steel Ltd | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP2204070A patent/JP2729529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0489196A (ja) | 1992-03-23 |
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