JP2908585B2 - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接作業性が良好で、
かつ優れた低温じん性を得るガスシールドアーク溶接用
フラックス入りワイヤに関するものである。
かつ優れた低温じん性を得るガスシールドアーク溶接用
フラックス入りワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ルチール系フラックス入りワイヤは、ビ
ード外観が優れ、溶接作業性・溶接能率が優れることか
ら、５０キロ級高張力鋼などの溶接に広く使用されてい
る。このルチール系フラックス入りワイヤは、上述した
ように溶接作業性という面では優れた特長を持つが、一
方溶接金属の材質面からはじん性確保が難しく、特に−
２０℃以下の低温域に於てじん性を確保するのは困難と
されていた。この理由としては、ＴｉＯ2 が酸化性酸化
物であり、溶接時において、溶融金属から溶融スラグが
浮上・分離し難いため、非金属介在物として溶接金属中
に残留し、結果として溶接金属中の酸素量が７００〜９
００ppm と著しく高くなることに起因する。
ード外観が優れ、溶接作業性・溶接能率が優れることか
ら、５０キロ級高張力鋼などの溶接に広く使用されてい
る。このルチール系フラックス入りワイヤは、上述した
ように溶接作業性という面では優れた特長を持つが、一
方溶接金属の材質面からはじん性確保が難しく、特に−
２０℃以下の低温域に於てじん性を確保するのは困難と
されていた。この理由としては、ＴｉＯ2 が酸化性酸化
物であり、溶接時において、溶融金属から溶融スラグが
浮上・分離し難いため、非金属介在物として溶接金属中
に残留し、結果として溶接金属中の酸素量が７００〜９
００ppm と著しく高くなることに起因する。
【０００３】このような問題を解決するための一例とし
て、特公昭５９−４４１５９号公報においては、フラッ
クス中にＭｇを添加し、更に金属Ｔｉ或はＦｅ−Ｔｉな
どの状態でＴｉを添加し、溶接金属の酸素量を低減させ
ることによって低温じん性の改善を図ることを開示して
いる。しかし、単にＭｇ及びＴｉを添加するだけでは、
溶接金属の酸素量は若干は減少するものの、ミクロ組織
を微細化させることはできず、従って比較的大入熱で使
用する場合において低温じん性を確保するには不十分で
あった。
て、特公昭５９−４４１５９号公報においては、フラッ
クス中にＭｇを添加し、更に金属Ｔｉ或はＦｅ−Ｔｉな
どの状態でＴｉを添加し、溶接金属の酸素量を低減させ
ることによって低温じん性の改善を図ることを開示して
いる。しかし、単にＭｇ及びＴｉを添加するだけでは、
溶接金属の酸素量は若干は減少するものの、ミクロ組織
を微細化させることはできず、従って比較的大入熱で使
用する場合において低温じん性を確保するには不十分で
あった。
【０００４】また、特公昭５６−６８４０号公報には、
Ｔｉ及びＴｉＯ2 量と、Ｂ及びＢ2 Ｏ3 量を制限するこ
とにより、大入熱溶接を行なった場合でも良好な低温じ
ん性を得るガス被包アーク溶接用複合ワイヤが開示され
ている。しかし、このような制約を行っても溶接金属ミ
クロ組織の微細化が不十分であるため、溶接金属のじん
性は何等の改善もなされていなかった。
Ｔｉ及びＴｉＯ2 量と、Ｂ及びＢ2 Ｏ3 量を制限するこ
とにより、大入熱溶接を行なった場合でも良好な低温じ
ん性を得るガス被包アーク溶接用複合ワイヤが開示され
ている。しかし、このような制約を行っても溶接金属ミ
クロ組織の微細化が不十分であるため、溶接金属のじん
性は何等の改善もなされていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記諸問題
を解決し、溶接作業性が良好で、かつ優れたじん性を得
るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提
供するものである。
を解決し、溶接作業性が良好で、かつ優れたじん性を得
るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提
供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の要旨とするところは、鋼製外皮中にワイヤ全
重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０〜５．５％、Ｓｉ
Ｏ2 ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：０．４〜１．０％、Ｍ
ｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：０．４〜２．５％、Ａ
ｌ：０．０５〜０．２０％、Ｔｉ：０．０４〜０．１１
％、Ｍｇ：０．４〜０．７％、Ｂ：０．００２〜０．０
１５％を含有すると共に、上記ＴｉとＴｉＯ2 の含有比
を下記の式で示される範囲とす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入りワイヤであり、 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０ 鋼製外皮中にワイヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．
０〜５．５％、ＳｉＯ2 ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：
０．４〜１．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：
０．４〜２．５％、Ａｌ：０．０５〜０．２０％、Ｔ
ｉ：０．０４〜０．１１％、Ｍｇ：０．４〜０．７％、
Ｂ：０．００２〜０．０１５％を含有し、かつＭｏ：
０．１〜０．３％、Ｚｒ：０．０３〜０．２％の１種ま
たは２種を含有すると共に、上記ＴｉとＴｉＯ2 の含有
比を下記の式で示される範囲とす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。
本発明の要旨とするところは、鋼製外皮中にワイヤ全
重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０〜５．５％、Ｓｉ
Ｏ2 ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：０．４〜１．０％、Ｍ
ｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：０．４〜２．５％、Ａ
ｌ：０．０５〜０．２０％、Ｔｉ：０．０４〜０．１１
％、Ｍｇ：０．４〜０．７％、Ｂ：０．００２〜０．０
１５％を含有すると共に、上記ＴｉとＴｉＯ2 の含有比
を下記の式で示される範囲とす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入りワイヤであり、 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０ 鋼製外皮中にワイヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．
０〜５．５％、ＳｉＯ2 ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：
０．４〜１．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：
０．４〜２．５％、Ａｌ：０．０５〜０．２０％、Ｔ
ｉ：０．０４〜０．１１％、Ｍｇ：０．４〜０．７％、
Ｂ：０．００２〜０．０１５％を含有し、かつＭｏ：
０．１〜０．３％、Ｚｒ：０．０３〜０．２％の１種ま
たは２種を含有すると共に、上記ＴｉとＴｉＯ2 の含有
比を下記の式で示される範囲とす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。
【０００７】 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０
【０００８】
【作用】上述した如く、ルチール系フラックス入りワイ
ヤは溶接作業性が優れる点にその最大の特長があるが、
従来のワイヤ組成に単にミクロ組織微細化に有効である
とされているＴｉ，Ｂを複合添加しても、溶接金属のミ
クロ組織は微細化されず、低温じん性は何等の改善もみ
なかった。この原因について本発明者らは種々検討した
結果、溶接金属中に残留する酸化物が大形の複合介在
物を形成し、粒内フェライトの核となる有効なＴｉ酸化
物が不足するため、ミクロ組織の微細化が十分に達成さ
れないこと、Ｂが酸化消耗する、或はＢ窒化物を形成
するため、γ粒界に偏析し初析フェライトの生成を抑制
するフリーＢが十分確保できず、ミクロ組織の微細化が
十分に達成されないために、じん性が改善されないこと
を見い出した。
ヤは溶接作業性が優れる点にその最大の特長があるが、
従来のワイヤ組成に単にミクロ組織微細化に有効である
とされているＴｉ，Ｂを複合添加しても、溶接金属のミ
クロ組織は微細化されず、低温じん性は何等の改善もみ
なかった。この原因について本発明者らは種々検討した
結果、溶接金属中に残留する酸化物が大形の複合介在
物を形成し、粒内フェライトの核となる有効なＴｉ酸化
物が不足するため、ミクロ組織の微細化が十分に達成さ
れないこと、Ｂが酸化消耗する、或はＢ窒化物を形成
するため、γ粒界に偏析し初析フェライトの生成を抑制
するフリーＢが十分確保できず、ミクロ組織の微細化が
十分に達成されないために、じん性が改善されないこと
を見い出した。
【０００９】そこで、低温じん性を改善するには、 １）溶接金属に粒内フェライトの核となるＴｉ酸化物を
極力多く確保することが重要である。このＴｉ酸化物源
として充填フラックス中の金属ＴｉとＴｉＯ2 がある
が、このうち金属Ｔｉは一部が酸化され一部が金属Ｔｉ
として溶接金属に歩留まる。一方、ＴｉＯ2 はワイヤ先
端の溶滴の段階、つまりは非常に高温の状態で還元が進
み、次に溶滴がアーク中を飛行し溶融池に至る段階で、
還元されたＴｉがスラグとメタルとの界面に存在するた
め、スラグ側から供給される酸素により再度酸化されＴ
ｉ酸化物となる。こうして形成されたＴｉ酸化物はＴｉ
2 Ｏ3 などの低級酸化物であり、粒内フェライトの核と
なり微細なアシキュラーフェライト組織の生成を促進す
る。そして、このようにしてＴｉＯ2 からもたらされる
Ｔｉ酸化物を極力多く確保するには、充填フラックス中
のスラグ剤の主たる酸素源であるＳｉＯ2 を極力少なく
し、Ｓｉ，ＭｎおよびＡｌ，Ｍｇなどの脱酸剤の脱酸効
果を高め、スラグ剤中のＴｉＯ2 の還元を促進させるこ
とが第１に必要であり、 ２）更に、Ａｌ，Ｔｉなどの窒化物形成元素を適量添加
することにより、γ粒界に偏析し初析フェライトの生成
を抑制するフリーＢを確保することにより初めてミクロ
組織の微細化が可能であることを種々検討を行った結果
見いだしたものである。
極力多く確保することが重要である。このＴｉ酸化物源
として充填フラックス中の金属ＴｉとＴｉＯ2 がある
が、このうち金属Ｔｉは一部が酸化され一部が金属Ｔｉ
として溶接金属に歩留まる。一方、ＴｉＯ2 はワイヤ先
端の溶滴の段階、つまりは非常に高温の状態で還元が進
み、次に溶滴がアーク中を飛行し溶融池に至る段階で、
還元されたＴｉがスラグとメタルとの界面に存在するた
め、スラグ側から供給される酸素により再度酸化されＴ
ｉ酸化物となる。こうして形成されたＴｉ酸化物はＴｉ
2 Ｏ3 などの低級酸化物であり、粒内フェライトの核と
なり微細なアシキュラーフェライト組織の生成を促進す
る。そして、このようにしてＴｉＯ2 からもたらされる
Ｔｉ酸化物を極力多く確保するには、充填フラックス中
のスラグ剤の主たる酸素源であるＳｉＯ2 を極力少なく
し、Ｓｉ，ＭｎおよびＡｌ，Ｍｇなどの脱酸剤の脱酸効
果を高め、スラグ剤中のＴｉＯ2 の還元を促進させるこ
とが第１に必要であり、 ２）更に、Ａｌ，Ｔｉなどの窒化物形成元素を適量添加
することにより、γ粒界に偏析し初析フェライトの生成
を抑制するフリーＢを確保することにより初めてミクロ
組織の微細化が可能であることを種々検討を行った結果
見いだしたものである。
【００１０】本発明はこのような知見に基づいて完成し
たものであり、以下に、本発明における成分組成限定理
由について述べる。
たものであり、以下に、本発明における成分組成限定理
由について述べる。
【００１１】ＴｉＯ2 ：４．０〜５．５％ ＴｉＯ2 は、ルチール系フラックス入りワイヤの主要成
分であり、溶接ビードに対するスラグ形成剤およびアー
ク安定剤としての性質を示す。また溶接過程において一
部が還元されＴｉとして溶接金属中に歩留るとされてい
る。しかし、本発明者らが種々検討を行なった結果、Ｔ
ｉＯ2 から還元されたＴｉは、溶接凝固過程で再度酸化
され、粒内フェライトの核となるＴｉ酸化物となること
を見いだした。このＴｉ酸化物が適量存在して初めて、
粒内フェライトは微細なアシキュラーフェライトとな
り、ミクロ組織が微細化されるが、ワイヤ全重量に対し
て４．０％未満ではミクロ組織微細化に有効なＴｉ酸化
物が確保できずじん性が不足する。また５．５％を超え
ると溶接金属中に酸素量が増加し、２μｍを超える大形
の非金属介在物が増加するため粒内フェライトの核とな
るＴｉ酸化物が不足しミクロ組織が微細化されないた
め、じん性が低下するのでＴｉＯ2 は４．０〜５．５％
とした。
分であり、溶接ビードに対するスラグ形成剤およびアー
ク安定剤としての性質を示す。また溶接過程において一
部が還元されＴｉとして溶接金属中に歩留るとされてい
る。しかし、本発明者らが種々検討を行なった結果、Ｔ
ｉＯ2 から還元されたＴｉは、溶接凝固過程で再度酸化
され、粒内フェライトの核となるＴｉ酸化物となること
を見いだした。このＴｉ酸化物が適量存在して初めて、
粒内フェライトは微細なアシキュラーフェライトとな
り、ミクロ組織が微細化されるが、ワイヤ全重量に対し
て４．０％未満ではミクロ組織微細化に有効なＴｉ酸化
物が確保できずじん性が不足する。また５．５％を超え
ると溶接金属中に酸素量が増加し、２μｍを超える大形
の非金属介在物が増加するため粒内フェライトの核とな
るＴｉ酸化物が不足しミクロ組織が微細化されないた
め、じん性が低下するのでＴｉＯ2 は４．０〜５．５％
とした。
【００１２】ＳｉＯ2 ：０．２〜０．６％ ＳｉＯ2 は、スラグ剤中の主たる酸素源であり、また少
量の添加で大形の非金属介在物を形成し、粒内フェライ
ト生成に有効なＴｉ酸化物との複合介在物を形成し、ミ
クロ組織の微細化を阻害するので上限を０．６％とし
た。しかし、０．２％未満ではスラグの被包性が急激に
低下し、ビードが凸型となるアンダーカットが発生する
ため、ＳｉＯ2 は０．２〜０．６％とした。
量の添加で大形の非金属介在物を形成し、粒内フェライ
ト生成に有効なＴｉ酸化物との複合介在物を形成し、ミ
クロ組織の微細化を阻害するので上限を０．６％とし
た。しかし、０．２％未満ではスラグの被包性が急激に
低下し、ビードが凸型となるアンダーカットが発生する
ため、ＳｉＯ2 は０．２〜０．６％とした。
【００１３】Ｓｉ：０．４〜１．０％ 脱酸剤として使用し溶接金属の酸素量を低減させる上で
効果がある。しかし０．４％未満では脱酸力が不足しブ
ローホールが発生し、また１．０％を超えるとフェライ
トを固溶硬化させじん性を低下させるので上限を１．０
％とした。
効果がある。しかし０．４％未満では脱酸力が不足しブ
ローホールが発生し、また１．０％を超えるとフェライ
トを固溶硬化させじん性を低下させるので上限を１．０
％とした。
【００１４】Ｍｎ：１．５〜３．０％ Ｍｎは脱酸を補助し溶融金属の流動性を改善する上で効
果があり、また強度・じん性を改善する上でも効果があ
る。しかし、１．５％未満では脱酸不足となり溶接欠陥
が発生し易く、また３．０％を超えると溶接金属が脱酸
過剰となりピットやブローホールが発生し易くなるので
１．５〜３．０％とした。
果があり、また強度・じん性を改善する上でも効果があ
る。しかし、１．５％未満では脱酸不足となり溶接欠陥
が発生し易く、また３．０％を超えると溶接金属が脱酸
過剰となりピットやブローホールが発生し易くなるので
１．５〜３．０％とした。
【００１５】Ｎｉ：０．４〜２．５％ Ｎｉは強度・低温じん性を確保するために添加するが、
０．４％未満では十分なじん性改善効果が得られず、ま
た２．５％を超えると高温割れが発生しやすくなるので
０．４〜２．５％とした。
０．４％未満では十分なじん性改善効果が得られず、ま
た２．５％を超えると高温割れが発生しやすくなるので
０．４〜２．５％とした。
【００１６】Ａｌ：０．０５〜０．２０％ Ａｌは強脱酸剤であり、溶着金属の酸化を妨げＴｉＯ2
の還元を促進し、ミクロ組織を微細化しじん性を改善す
る上で効果がある。更には、Ｂの酸化消耗を抑制し、γ
粒界に偏析するフリーＢを確保する上で必須の成分であ
る。しかし、０．０５％未満ではじん性改善効果は得ら
れず、また０．２０％を超えるとＡｌ酸化物が急激に増
加し、これがＴｉ酸化物と結合し大型の複合介在物とな
り、粒内フェライトの核生成サイトとなるＴｉ酸化物が
不足するため、じん性が低下するので、Ａｌ量は０．０
５〜０．２０％とした。
の還元を促進し、ミクロ組織を微細化しじん性を改善す
る上で効果がある。更には、Ｂの酸化消耗を抑制し、γ
粒界に偏析するフリーＢを確保する上で必須の成分であ
る。しかし、０．０５％未満ではじん性改善効果は得ら
れず、また０．２０％を超えるとＡｌ酸化物が急激に増
加し、これがＴｉ酸化物と結合し大型の複合介在物とな
り、粒内フェライトの核生成サイトとなるＴｉ酸化物が
不足するため、じん性が低下するので、Ａｌ量は０．０
５〜０．２０％とした。
【００１７】Ｔｉ：０．０４〜０．１１％ Ｔｉは強脱酸剤であり溶着金属の酸化を妨げ、Ｂの酸化
消耗を抑制する。また、溶接凝固過程の高温域でＴｉＮ
を形成しＮを固定するため、冷却過程でＢがＢＮとなる
ことを妨げ、γ粒界に偏析するフリーＢを確保する上で
必須の成分である。この効果は、ＴｉＯ2 の還元による
Ｔｉ量確保では不十分であり、金属Ｔｉを添加すること
により初めて上記効果が得られる。しかし、０．０４％
未満では金属Ｔｉのほとんどが酸化消耗し、溶接金属に
ＴｉＮを形成する上で十分なＴｉが歩留らないため、上
記効果が十分得られずミクロ組織の微細化が不十分とな
り、じん性改善効果が得られないので下限を０．０４％
とした。また、０．１１％を超えると炭化物を形成し、
溶接金属が過度に硬化する結果、著しくじん性が低下す
るので上限を０．１１％とした。
消耗を抑制する。また、溶接凝固過程の高温域でＴｉＮ
を形成しＮを固定するため、冷却過程でＢがＢＮとなる
ことを妨げ、γ粒界に偏析するフリーＢを確保する上で
必須の成分である。この効果は、ＴｉＯ2 の還元による
Ｔｉ量確保では不十分であり、金属Ｔｉを添加すること
により初めて上記効果が得られる。しかし、０．０４％
未満では金属Ｔｉのほとんどが酸化消耗し、溶接金属に
ＴｉＮを形成する上で十分なＴｉが歩留らないため、上
記効果が十分得られずミクロ組織の微細化が不十分とな
り、じん性改善効果が得られないので下限を０．０４％
とした。また、０．１１％を超えると炭化物を形成し、
溶接金属が過度に硬化する結果、著しくじん性が低下す
るので上限を０．１１％とした。
【００１８】Ｍｇ：０．４〜０．７％ Ｍｇは、高温のアーク中に於いて酸素と反応し、ワイヤ
先端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。その結果、脱
酸生成物が溶融池内に残留しないこと、更には溶融池内
で反応するＳｉ，Ｍｎの脱酸反応を助け、溶接金属の酸
素量を減少させる上で効果がある。しかし、０．４％未
満では上記効果が不足し、また０．７％を超えるとアー
ク長が過大となり立向溶接に於いて溶融金属が垂れ下が
り、ビード形成が不可能となるのでＭｇは０．４〜０．
７％とした。
先端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。その結果、脱
酸生成物が溶融池内に残留しないこと、更には溶融池内
で反応するＳｉ，Ｍｎの脱酸反応を助け、溶接金属の酸
素量を減少させる上で効果がある。しかし、０．４％未
満では上記効果が不足し、また０．７％を超えるとアー
ク長が過大となり立向溶接に於いて溶融金属が垂れ下が
り、ビード形成が不可能となるのでＭｇは０．４〜０．
７％とした。
【００１９】Ｂ：０．００２〜０．０１５％ Ｂは、γ粒界に偏析し初析フェライトの生成を抑制し、
溶接金属のミクロ組織を微細化することにより、じん性
改善に効果がある。しかし、０．００２％未満ではミク
ロ組織微細化によるじん性改善効果が得られず、また
０．０１５％を超えると炭化物を形成し著しくじん性を
損なうので０．００２〜０．０１５％とした。
溶接金属のミクロ組織を微細化することにより、じん性
改善に効果がある。しかし、０．００２％未満ではミク
ロ組織微細化によるじん性改善効果が得られず、また
０．０１５％を超えると炭化物を形成し著しくじん性を
損なうので０．００２〜０．０１５％とした。
【００２０】 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０ ＴｉＯ2 は、溶接過程において一部が還元されＴｉとし
て溶接金属中に歩留る。この還元されたＴｉは、凝固過
程に於て再度酸化されＴｉ酸化物となり、これが粒内フ
ェライトの核生成サイトとなる。また、γ粒界から生成
する初析フェライトの生成を抑制させるには、フリーＢ
が必要である。Ｂは凝固過程で一部が酸化消耗し、溶接
金属中に歩留るが、溶接凝固過程に於てＢ以外に有効な
窒化物形成元素が不足すると、Ｂ窒化物となりフリーＢ
が不足することになり、ミクロ組織が微細化されない。
これを防ぐには、少量の金属Ｔｉを添加し、溶接金属中
に歩留るＴｉを確保し、ＴｉＮを生成させることにより
初めて実現できる。表２に示す軟鋼外皮を使用して作製
した表１に示すワイヤについて、表３の溶接条件および
図２に示す開先形状で溶接した検討例を図１に示す。同
図から明らかな如く、金属ＴｉとＴｉＯ2 の含有比（Ｔ
ｉ÷ＴｉＯ2 ×１００）が増加するに比例して、溶接金
属中のＴｉ量が増加する。このＴｉ量増加に比例して溶
接金属の破面遷移温度（ｖＴｒｓ）は改善され、この効
果は金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が１．０を超えると顕著と
なるが、金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が２．０を超えると溶
接金属中のＴｉ量が過大となるためじん性が低下する。
て溶接金属中に歩留る。この還元されたＴｉは、凝固過
程に於て再度酸化されＴｉ酸化物となり、これが粒内フ
ェライトの核生成サイトとなる。また、γ粒界から生成
する初析フェライトの生成を抑制させるには、フリーＢ
が必要である。Ｂは凝固過程で一部が酸化消耗し、溶接
金属中に歩留るが、溶接凝固過程に於てＢ以外に有効な
窒化物形成元素が不足すると、Ｂ窒化物となりフリーＢ
が不足することになり、ミクロ組織が微細化されない。
これを防ぐには、少量の金属Ｔｉを添加し、溶接金属中
に歩留るＴｉを確保し、ＴｉＮを生成させることにより
初めて実現できる。表２に示す軟鋼外皮を使用して作製
した表１に示すワイヤについて、表３の溶接条件および
図２に示す開先形状で溶接した検討例を図１に示す。同
図から明らかな如く、金属ＴｉとＴｉＯ2 の含有比（Ｔ
ｉ÷ＴｉＯ2 ×１００）が増加するに比例して、溶接金
属中のＴｉ量が増加する。このＴｉ量増加に比例して溶
接金属の破面遷移温度（ｖＴｒｓ）は改善され、この効
果は金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が１．０を超えると顕著と
なるが、金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が２．０を超えると溶
接金属中のＴｉ量が過大となるためじん性が低下する。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】本発明は以上の成分と残部は実質的に鉄か
らなるワイヤであるが、更にこれに下記のようにＭｏ，
Ｚｒの一種または二種を含有した本発明ワイヤは更にじ
ん性の向上が期待できる。
らなるワイヤであるが、更にこれに下記のようにＭｏ，
Ｚｒの一種または二種を含有した本発明ワイヤは更にじ
ん性の向上が期待できる。
【００２５】Ｍｏ：０．１〜０．３％ Ｍｏは、溶接金属の焼き戻し軟化抵抗を高め、大入熱溶
接におけるミクロ組織粗大化による強度の低下を防ぐた
め使用する。しかし、０．１％未満では上記効果が不足
し、また０．３％を超えるとＭｏ炭化物を析出し、溶接
金属を著しく硬化させじん性を低下させるので０．１〜
０．３％とした。
接におけるミクロ組織粗大化による強度の低下を防ぐた
め使用する。しかし、０．１％未満では上記効果が不足
し、また０．３％を超えるとＭｏ炭化物を析出し、溶接
金属を著しく硬化させじん性を低下させるので０．１〜
０．３％とした。
【００２６】Ｚｒ：０．０３〜０．２％ Ｚｒは強脱酸剤であり溶着金属の酸化を妨げ、かつ溶接
金属のミクロ組織を微細化し、じん性改善に効果があ
る。しかし、０．０３％未満ではミクロ組織微細化によ
るじん性改善効果が得られず、また０．２％を超えると
炭化物を形成し著しくじん性を損なうので０．０３〜
０．２％とした。
金属のミクロ組織を微細化し、じん性改善に効果があ
る。しかし、０．０３％未満ではミクロ組織微細化によ
るじん性改善効果が得られず、また０．２％を超えると
炭化物を形成し著しくじん性を損なうので０．０３〜
０．２％とした。
【００２７】
【実施例】［実施例１］表２に示す軟鋼外皮を使用して
作製した表４に示すワイヤを用いて、表５に示す溶接条
件および図３に示す開先形状により低温用Ａｌキルド鋼
溶接継手を作製した。この溶接継手から引張試験片及び
シャルピー衝撃試験片を採取し、機械試験を行なった結
果を表６に示した。表中のシャルピー衝撃試験におい
て、−６０℃の吸収エネルギーが４．８kgｆ・m 以上あ
れば良好な低温じん性を有するとした。
作製した表４に示すワイヤを用いて、表５に示す溶接条
件および図３に示す開先形状により低温用Ａｌキルド鋼
溶接継手を作製した。この溶接継手から引張試験片及び
シャルピー衝撃試験片を採取し、機械試験を行なった結
果を表６に示した。表中のシャルピー衝撃試験におい
て、−６０℃の吸収エネルギーが４．８kgｆ・m 以上あ
れば良好な低温じん性を有するとした。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】表４においてＢ１〜Ｂ４が本発明ワイヤで
あり、Ｃ１〜Ｃ４が本発明の限定外にある比較ワイヤで
ある。フラックス組成を本発明の限定内としたＢ１〜Ｂ
４のワイヤは、いずれも母材強度に適した強度を得、か
つ良好な低温じん性を得る。
あり、Ｃ１〜Ｃ４が本発明の限定外にある比較ワイヤで
ある。フラックス組成を本発明の限定内としたＢ１〜Ｂ
４のワイヤは、いずれも母材強度に適した強度を得、か
つ良好な低温じん性を得る。
【００３２】一方、Ｎｉ量が本発明を超え、またＴｉ量
が本発明の範囲を超え、金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が本発
明の範囲を超える比較ワイヤＣ１は、Ｎｉ量が過剰であ
り、さらに溶接金属中のＴｉが過剰に歩留まる溶接金属
が著しく硬化したためじん性が不足する。Ｓｉ，Ｍｎ，
Ａｌ，Ｔｉ量が本発明の範囲未満で、かつＴｉＯ2 量が
本発明の範囲未満である比較ワイヤＣ２は、脱酸が不十
分であること、更には溶接金属のミクロ組織微細化に有
効なＴｉ酸化物が不足することとが相乗して、著しくじ
ん性が低下している。また、ＴｉＯ2 量が不足するため
ビード外観が劣化している。Ａｌ量が本発明の範囲を超
え、ＳｉＯ2 が本発明の範囲を超えるＣ３は、Ａｌ量が
過多であるため、ミクロ組織の微細化が不十分であるた
めじん性が低い。Ｓｉ，Ｍｎ量が本発明の範囲を超え、
Ｎｉ量が本発明の範囲未満である比較ワイヤＣ４は、Ｓ
ｉ，Ｍｎ量が過剰であるため溶接金属が過度に硬化した
こと、更にＮｉが不足することが相乗して著しくじん性
が低い。
が本発明の範囲を超え、金属ＴｉとＴｉＯ2 の比が本発
明の範囲を超える比較ワイヤＣ１は、Ｎｉ量が過剰であ
り、さらに溶接金属中のＴｉが過剰に歩留まる溶接金属
が著しく硬化したためじん性が不足する。Ｓｉ，Ｍｎ，
Ａｌ，Ｔｉ量が本発明の範囲未満で、かつＴｉＯ2 量が
本発明の範囲未満である比較ワイヤＣ２は、脱酸が不十
分であること、更には溶接金属のミクロ組織微細化に有
効なＴｉ酸化物が不足することとが相乗して、著しくじ
ん性が低下している。また、ＴｉＯ2 量が不足するため
ビード外観が劣化している。Ａｌ量が本発明の範囲を超
え、ＳｉＯ2 が本発明の範囲を超えるＣ３は、Ａｌ量が
過多であるため、ミクロ組織の微細化が不十分であるた
めじん性が低い。Ｓｉ，Ｍｎ量が本発明の範囲を超え、
Ｎｉ量が本発明の範囲未満である比較ワイヤＣ４は、Ｓ
ｉ，Ｍｎ量が過剰であるため溶接金属が過度に硬化した
こと、更にＮｉが不足することが相乗して著しくじん性
が低い。
【００３３】即ち、本発明により、ルチール系フラック
ス入りワイヤの特長である良好な溶接作業性を確保し、
かつミクロ組織微細化により、ばらつきが少なく良好な
低温じん性を得、さらに母材強度とバランスの取れた溶
接金属強度を確保できることが明かである。
ス入りワイヤの特長である良好な溶接作業性を確保し、
かつミクロ組織微細化により、ばらつきが少なく良好な
低温じん性を得、さらに母材強度とバランスの取れた溶
接金属強度を確保できることが明かである。
【００３４】［実施例２］実施例１と同様に、表２に示
す軟鋼外皮を使用して作製した表７に示すワイヤを用い
て、表８及び図４に示す溶接条件と開先形状による６０
キロ級高張力鋼溶接継手を作製した。この溶接継手から
引張試験片及びシャルピー衝撃試験片を採取し、機械試
験を行なった結果を表９に示した。表中シャルピー衝撃
試験における−４０℃の吸収エネルギーが４．８kgｆ・
m以上あれば良好な低温じん性を有するとした。
す軟鋼外皮を使用して作製した表７に示すワイヤを用い
て、表８及び図４に示す溶接条件と開先形状による６０
キロ級高張力鋼溶接継手を作製した。この溶接継手から
引張試験片及びシャルピー衝撃試験片を採取し、機械試
験を行なった結果を表９に示した。表中シャルピー衝撃
試験における−４０℃の吸収エネルギーが４．８kgｆ・
m以上あれば良好な低温じん性を有するとした。
【００３５】
【表７】
【００３６】
【表８】
【００３７】
【表９】
【００３８】表７においてＤ１〜Ｄ４が本発明ワイヤで
あり、Ｅ１〜Ｅ４が本発明の限定外にある比較ワイヤで
ある。フラックス組成を本発明の限定内としたＤ１〜Ｄ
４のワイヤは、表８に示す比較的大入熱で使用された場
合においても、母材強度に適した強度を得、かつ良好な
低温じん性を有している。
あり、Ｅ１〜Ｅ４が本発明の限定外にある比較ワイヤで
ある。フラックス組成を本発明の限定内としたＤ１〜Ｄ
４のワイヤは、表８に示す比較的大入熱で使用された場
合においても、母材強度に適した強度を得、かつ良好な
低温じん性を有している。
【００３９】一方、Ｓｉ，Ｍｇ量が本発明の範囲未満で
ある比較ワイヤＥ１は、脱酸が不足しＴｉＯ2 の還元が
不十分であること、さらには微小なブローホール・ピッ
トが多発するためじん性が低い。Ａｌ・Ｚｒ，Ｂ量が本
発明の範囲を超え、ＳｉＯ2 が本発明の範囲未満である
比較ワイヤＥ２は、脱酸が過剰となり合金量が著しく増
加するためじん性が低い。さらにＳｉＯ2 が不足するた
め、スラグの流動性が悪くなったためビードが不揃いと
なる。Ｍｇ，ＳｉＯ2 が本発明の範囲を超え、Ｎｉ量が
本発明の範囲未満である比較ワイヤＥ３は、Ｍｇ量が過
剰であるため溶接過程でのアーク長が著しく長くなるた
めビードが不揃いとなっている。また、ＳｉＯ2 が過剰
であるため溶接金属中の酸素量が増加し、ミクロ組織の
微細化が不十分であるため、著しくじん性が低下してい
る。Ｔｉ，Ｂ量が本発明の範囲未満であり、ＴｉＯ2 が
本発明の範囲を超える比較ワイヤＥ４は、Ｔｉ，Ｂ量が
不足するためミクロ組織が微細化されず、またＴｉＯ2
が過多であるため溶接金属中の酸素量が多くなったこと
が相乗してじん性が低い。
ある比較ワイヤＥ１は、脱酸が不足しＴｉＯ2 の還元が
不十分であること、さらには微小なブローホール・ピッ
トが多発するためじん性が低い。Ａｌ・Ｚｒ，Ｂ量が本
発明の範囲を超え、ＳｉＯ2 が本発明の範囲未満である
比較ワイヤＥ２は、脱酸が過剰となり合金量が著しく増
加するためじん性が低い。さらにＳｉＯ2 が不足するた
め、スラグの流動性が悪くなったためビードが不揃いと
なる。Ｍｇ，ＳｉＯ2 が本発明の範囲を超え、Ｎｉ量が
本発明の範囲未満である比較ワイヤＥ３は、Ｍｇ量が過
剰であるため溶接過程でのアーク長が著しく長くなるた
めビードが不揃いとなっている。また、ＳｉＯ2 が過剰
であるため溶接金属中の酸素量が増加し、ミクロ組織の
微細化が不十分であるため、著しくじん性が低下してい
る。Ｔｉ，Ｂ量が本発明の範囲未満であり、ＴｉＯ2 が
本発明の範囲を超える比較ワイヤＥ４は、Ｔｉ，Ｂ量が
不足するためミクロ組織が微細化されず、またＴｉＯ2
が過多であるため溶接金属中の酸素量が多くなったこと
が相乗してじん性が低い。
【００４０】即ち、本発明により、ルチール系フラック
ス入りワイヤの特長である良好な溶接作業性を確保し、
かつ溶接入熱が大きくミクロ組織が粗大化しやすい使用
条件下に於いてもミクロ組織微細化が達成されているた
め、良好な低温じん性および母材強度とバランスの取れ
た溶接金属強度を得ることが明かである。
ス入りワイヤの特長である良好な溶接作業性を確保し、
かつ溶接入熱が大きくミクロ組織が粗大化しやすい使用
条件下に於いてもミクロ組織微細化が達成されているた
め、良好な低温じん性および母材強度とバランスの取れ
た溶接金属強度を得ることが明かである。
【００４１】以上が本発明の主要構成であるが、アーク
安定化や、少量のスラグの物性調整によるビード形状良
好化を図るため、Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2Ｏ，ＭｎＯ，ＭｇＯ，
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 などの酸化
物を、その総量が７％を超えない範囲で添加することが
できる。
安定化や、少量のスラグの物性調整によるビード形状良
好化を図るため、Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2Ｏ，ＭｎＯ，ＭｇＯ，
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 などの酸化
物を、その総量が７％を超えない範囲で添加することが
できる。
【００４２】
【発明の効果】以上に示したように、本発明ワイヤによ
り初めてルチール系フラックス入りワイヤの特長である
優れた作業性を確保し、かつ清浄な溶着鋼を得ることに
より低温でじん性を改善でき、また母材強度とバランス
の取れた溶接継手強度を確保でき、更には溶接能率をも
著しく改善できる。
り初めてルチール系フラックス入りワイヤの特長である
優れた作業性を確保し、かつ清浄な溶着鋼を得ることに
より低温でじん性を改善でき、また母材強度とバランス
の取れた溶接継手強度を確保でき、更には溶接能率をも
著しく改善できる。
【００４３】従って、低温じん性を要求される高張力鋼
を使用する構造物の溶接加工において溶接部の品質向
上、溶接能率の改善が図れる。
を使用する構造物の溶接加工において溶接部の品質向
上、溶接能率の改善が図れる。
【図１】溶接金属のじん性、Ｔｉ量に及ぼす金属Ｔｉと
ＴｉＯ2 の比の影響を示す図。
ＴｉＯ2 の比の影響を示す図。
【図２】図１で用いた開先形状を示す図。
【図３】本発明の実施例で用いた開先形状を示す図。
【図４】本発明の実施例で用いた開先形状を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石出 博俊 東京都中央区築地三丁目５番４号 日鐵 溶接工業株式会社 研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−286089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33094（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 35/368 B23K 35/362 B23K 35/365
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼製外皮中にワイヤ全重量に対して、 ＴｉＯ2 ：４．０〜５．５％、 ＳｉＯ2 ：０．２〜０．６％、 Ｓｉ：０．４〜１．０％、 Ｍｎ：１．５〜３．０％、 Ｎｉ：０．４〜２．５％、 Ａｌ：０．０５〜０．２０％、 Ｔｉ：０．０４〜０．１１％、 Ｍｇ：０．４〜０．７％、 Ｂ ：０．００２〜０．０１５％ を含有すると共に、上記ＴｉとＴｉＯ2 の含有比を下記
式で示される範囲に規制す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。 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０ - 【請求項２】 鋼製外皮中にワイヤ全重量に対して、 ＴｉＯ2 ：４．０〜５．５％、 ＳｉＯ2 ：０．２〜０．６％、 Ｓｉ：０．４〜１．０％、 Ｍｎ：１．５〜３．０％、 Ｎｉ：０．４〜２．５％、 Ａｌ：０．０５〜０．２０％、 Ｔｉ：０．０４〜０．１１％、 Ｍｇ：０．４〜０．７％、 Ｂ ：０．００２〜０．０１５％ を含有し、かつ Ｍｏ：０．１〜０．３％、 Ｚｒ：０．０３〜０．２％、 の１種または２種を含有せしめ、更に上記ＴｉとＴｉＯ
2 の含有比を下記式で示される範囲に規制することを特
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。 １．０≦（Ｔｉ÷ＴｉＯ2 ）×１００≦２．０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7659391A JP2908585B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ガス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 |
|---|---|---|---|
| JP7659391A JP2908585B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ガス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 |
|---|---|
| JPH04309492A JPH04309492A (ja) | 1992-11-02 |
| JP2908585B2 true JP2908585B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=13609611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7659391A Expired - Fee Related JP2908585B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | ガス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) | JP2908585B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100502571B1 (ko) * | 2000-07-25 | 2005-07-22 | 현대종합금속 주식회사 | 탄산가스 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전와이어 |
| KR100419495B1 (ko) * | 2001-04-09 | 2004-02-19 | 고려용접봉 주식회사 | 가스 쉴드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| CN100462182C (zh) * | 2005-11-24 | 2009-02-18 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种气体保护焊用碳钢药芯焊丝 |
| JP5005309B2 (ja) * | 2006-10-02 | 2012-08-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
| JP2009018337A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP5111028B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2012-12-26 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| KR101035723B1 (ko) * | 2008-11-26 | 2011-05-19 | 현대종합금속 주식회사 | 고장력강용 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| CN102528332B (zh) * | 2010-12-20 | 2015-02-04 | 昆山京群焊材科技有限公司 | 高强度耐低温TiO2系CO2气体保护低氢型药芯焊丝 |
| JP6786427B2 (ja) | 2017-03-21 | 2020-11-18 | 日鉄溶接工業株式会社 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| CN112917043A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-08 | 西安理工大学 | 用于x100管线钢焊接的气体保护焊焊丝及制备方法 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP7659391A patent/JP2908585B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04309492A (ja) | 1992-11-02 |
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