JP3227845B2 - ガスシールドアーク溶接用ワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用ワイヤInfo
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- JP3227845B2 JP3227845B2 JP33875292A JP33875292A JP3227845B2 JP 3227845 B2 JP3227845 B2 JP 3227845B2 JP 33875292 A JP33875292 A JP 33875292A JP 33875292 A JP33875292 A JP 33875292A JP 3227845 B2 JP3227845 B2 JP 3227845B2
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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、ガスシールドアーク溶
接、とくに炭酸ガスをシールドガスとするアーク溶接に
用いる電極ワイヤの改良に関する。 本発明は、溶接後
に防錆塗装を施す構造物や機械部品の製造に適用したと
き、その意義が大きい。
接、とくに炭酸ガスをシールドガスとするアーク溶接に
用いる電極ワイヤの改良に関する。 本発明は、溶接後
に防錆塗装を施す構造物や機械部品の製造に適用したと
き、その意義が大きい。
【０００２】
【従来の技術】たとえばトラックのフレームを溶接した
場合、溶接後のビード上に残ったスラグは、従来、塗装
前にブラシでこすったり、ハンマリングして剥離した
り、ウォータージェットで洗い落したりして除去してい
た。 溶接部に付着するスラグは主としてＳｉＯ2 −Ｆ
ｅＯ−ＭｎＯ系の金属酸化物からなっていて、非導電性
であるため、とくに電着塗装を行なった場合には、スラ
グが覆っている部分には塗料がのらない。 このスラグ
が後に剥離すると、塗膜も脱落するから、その部分から
錆が出る。
場合、溶接後のビード上に残ったスラグは、従来、塗装
前にブラシでこすったり、ハンマリングして剥離した
り、ウォータージェットで洗い落したりして除去してい
た。 溶接部に付着するスラグは主としてＳｉＯ2 −Ｆ
ｅＯ−ＭｎＯ系の金属酸化物からなっていて、非導電性
であるため、とくに電着塗装を行なった場合には、スラ
グが覆っている部分には塗料がのらない。 このスラグ
が後に剥離すると、塗膜も脱落するから、その部分から
錆が出る。
【０００３】スラグが剥れにくいと、その除去には多大
の労力を費やしたり、ウォータージェットの水圧を高め
たりする必要がある。 これは、生産性の低下を招くば
かりでなく、エネルギー消費が増してしまう。 従って
溶接後にスラグが容易に剥離できるような溶接技術が望
ましい。
の労力を費やしたり、ウォータージェットの水圧を高め
たりする必要がある。 これは、生産性の低下を招くば
かりでなく、エネルギー消費が増してしまう。 従って
溶接後にスラグが容易に剥離できるような溶接技術が望
ましい。
【０００４】このような要望にこたえる技術として、出
願人は、スラグ剥離が容易である溶接ワイヤ２種を発明
して、すでに提案した。
願人は、スラグ剥離が容易である溶接ワイヤ２種を発明
して、すでに提案した。
【０００５】そのひとつは、特開昭６１−１９５７９３
号に開示したように、基本的には、Ｃ：０．１２％以
下、Ｓｉ：０．５〜１．６％を含有し、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下であっ
て、残部がＦｅおよび不可避の不純物からなる組成を有
する。 好ましい態様においては、上記の基本組成に対
して、Ｂｉ：０．００５〜０．０２０％を添加した合金
を材料とする。
号に開示したように、基本的には、Ｃ：０．１２％以
下、Ｓｉ：０．５〜１．６％を含有し、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下であっ
て、残部がＦｅおよび不可避の不純物からなる組成を有
する。 好ましい態様においては、上記の基本組成に対
して、Ｂｉ：０．００５〜０．０２０％を添加した合金
を材料とする。
【０００６】いまひとつの溶接ワイヤは、特開昭６２−
１２４０９５号に開示したように、Ｃ：０．１５％以
下、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ａｌからえらばれる１種または２種以上を合
計で０．０５〜１．０％含有し、残部がＦｅおよび不可
避の不純物からなる。 この場合も、好ましい態様にお
いて、Ｂｉ，Ｓｂ，Ｎｂからえらばれる１種または２種
以上を合計で０．００５〜１．０％添加した合金を使用
する。
１２４０９５号に開示したように、Ｃ：０．１５％以
下、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ａｌからえらばれる１種または２種以上を合
計で０．０５〜１．０％含有し、残部がＦｅおよび不可
避の不純物からなる。 この場合も、好ましい態様にお
いて、Ｂｉ，Ｓｂ，Ｎｂからえらばれる１種または２種
以上を合計で０．００５〜１．０％添加した合金を使用
する。
【０００７】上記いずれの溶接ワイヤにおいても、Ｂｉ
はスラグの剥離を容易にするという本来の目的に役立っ
た上、ピット、ブローホールの発生を減少させて、溶接
部分に機械的な欠陥が生じないようにする意図の下に添
加する。
はスラグの剥離を容易にするという本来の目的に役立っ
た上、ピット、ブローホールの発生を減少させて、溶接
部分に機械的な欠陥が生じないようにする意図の下に添
加する。
【０００８】ところが、Ｂｉの添加が耐溶接割れ性を損
う場合のあることが経験された。また、ＡｌおよびＴｉ
は強力な脱酸作用を期待できる一方で、スラグの剥離性
にとっては好ましくないことが判明した。 さらに、耐
溶接割れ性を高くするためには、不純物のＳの量をいっ
そう低減すべきこともわかった。
う場合のあることが経験された。また、ＡｌおよびＴｉ
は強力な脱酸作用を期待できる一方で、スラグの剥離性
にとっては好ましくないことが判明した。 さらに、耐
溶接割れ性を高くするためには、不純物のＳの量をいっ
そう低減すべきこともわかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の新しい知見を活用して、ガスシールドアーク溶接にお
いてスラグ剥離性が高く、しかも耐溶接割れ性が良好で
あって溶接金属の機械的欠陥が無い溶接を可能にする、
改良された溶接ワイヤを提供することにある。
の新しい知見を活用して、ガスシールドアーク溶接にお
いてスラグ剥離性が高く、しかも耐溶接割れ性が良好で
あって溶接金属の機械的欠陥が無い溶接を可能にする、
改良された溶接ワイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のガスシールドア
ーク溶接用ワイヤは、基本的には、Ｃ：０．１０％以
下、Ｓｉ：１．２０〜１．８０％、Ｍｎ：０．１５〜
０．８５％、Ｂｉ：０．０３〜０．２０％およびＢ：
０．００１〜０．０１０％を含有し、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、かつＡｌ：０．０２％以下、
Ｔｉ：０．０２％以下であって、残部が実質上Ｆｅおよ
び不可避の不純物からなる合金組成を有する。
ーク溶接用ワイヤは、基本的には、Ｃ：０．１０％以
下、Ｓｉ：１．２０〜１．８０％、Ｍｎ：０．１５〜
０．８５％、Ｂｉ：０．０３〜０．２０％およびＢ：
０．００１〜０．０１０％を含有し、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、かつＡｌ：０．０２％以下、
Ｔｉ：０．０２％以下であって、残部が実質上Ｆｅおよ
び不可避の不純物からなる合金組成を有する。
【００１１】排除すべき不純物であるＴｉおよびＡｌ
は、原料の製造に使用する脱酸剤の選択や配合するスク
ラップに注意すれば、多くの場合に問題にならないであ
ろうが、それぞれの存在量を０．０２％以下に規制す
る。好ましい態様にあっては、同じく不純物であるＳを
０．０１０％以下に規制する。
は、原料の製造に使用する脱酸剤の選択や配合するスク
ラップに注意すれば、多くの場合に問題にならないであ
ろうが、それぞれの存在量を０．０２％以下に規制す
る。好ましい態様にあっては、同じく不純物であるＳを
０．０１０％以下に規制する。
【００１２】
【作用】前記したさきの二つの発明を提案したときに開
示したように、溶接により発生するスラグは、主として
ＳｉＯ2、ＦｅＯおよびＭｎＯからなる。 その性状は
溶接金属中のＳｉとＭｎの組成比によって決定され、一
般に高Ｓｉ−低Ｍｎの界域ではスラグ中に固態ＳｉＯ2
が分離生成し、高Ｍｎ−低Ｓｉの界域ではＳｉＯ2に不
飽和のＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＤ2融液が分離生成するこ
とが知られている。さきの発明は、溶接金属中のＳｉと
Ｍｎの組成が、界域Ｉ内に位置していれば、生成するス
ラグの性状は、一般に薄く、細かく取り扱いやすいもの
となることを確認し、さらに、界域Ｉの内部でも、界域
IIとの境界に近い部分よりは遠い部分において好結果が
得られること、つまり、溶接金属を低Ｍｎ，高Ｓｉにす
るとよいことを明らかにしたものである。 Ｓｉ：１．
２０〜１．８０％およびＭｎ：０．１５〜０．８５％の
範囲は、この観点から決定した。
示したように、溶接により発生するスラグは、主として
ＳｉＯ2、ＦｅＯおよびＭｎＯからなる。 その性状は
溶接金属中のＳｉとＭｎの組成比によって決定され、一
般に高Ｓｉ−低Ｍｎの界域ではスラグ中に固態ＳｉＯ2
が分離生成し、高Ｍｎ−低Ｓｉの界域ではＳｉＯ2に不
飽和のＦｅＯ−ＭｎＯ−ＳｉＤ2融液が分離生成するこ
とが知られている。さきの発明は、溶接金属中のＳｉと
Ｍｎの組成が、界域Ｉ内に位置していれば、生成するス
ラグの性状は、一般に薄く、細かく取り扱いやすいもの
となることを確認し、さらに、界域Ｉの内部でも、界域
IIとの境界に近い部分よりは遠い部分において好結果が
得られること、つまり、溶接金属を低Ｍｎ，高Ｓｉにす
るとよいことを明らかにしたものである。 Ｓｉ：１．
２０〜１．８０％およびＭｎ：０．１５〜０．８５％の
範囲は、この観点から決定した。
【００１３】さきの発明の好ましい態様においては、Ｂ
ｉを添加してピット、ブローホールの発生を抑制し、溶
接部の機械的性質を改善することをはかったが、Ｂｉの
添加はしばしば溶接割れをひきおこす危険があるので、
その対策として適量のＢの添加を提案したのが本発明で
ある。 Ｂの添加による耐溶接割れ性の向上は、０．０
０１％程度の少量でも認められ、その効果は添加量の増
加につれて高まるが、間もなく飽和する。 ０．０１０
％を超えると溶接金属部に表面ピットが多く発生するよ
うになるので、これを上限とした。
ｉを添加してピット、ブローホールの発生を抑制し、溶
接部の機械的性質を改善することをはかったが、Ｂｉの
添加はしばしば溶接割れをひきおこす危険があるので、
その対策として適量のＢの添加を提案したのが本発明で
ある。 Ｂの添加による耐溶接割れ性の向上は、０．０
０１％程度の少量でも認められ、その効果は添加量の増
加につれて高まるが、間もなく飽和する。 ０．０１０
％を超えると溶接金属部に表面ピットが多く発生するよ
うになるので、これを上限とした。
【００１４】Ｓは、Ｂｉの添加による高いスラグ剥離性
を享受しつつ耐溶接割れ性を高く保つ上で、できるだけ
低減したい不純物であるが、極端な低イオウ化はコスト
の上昇を招くから、０．０１０％を好ましい上限界とす
る。
を享受しつつ耐溶接割れ性を高く保つ上で、できるだけ
低減したい不純物であるが、極端な低イオウ化はコスト
の上昇を招くから、０．０１０％を好ましい上限界とす
る。
【００１５】
〔実施例１〕下記の表１に示す組成(重量％、残余はＦ
ｅ)の材料で溶接ワイヤを製造した。
ｅ)の材料で溶接ワイヤを製造した。
【００１６】
【表１】 剥離 耐溶接 No． C Si Mn P S Bi B Al Ti 性 割れ性 実施例 １ 0.05 1.25 0.80 0.020 0.015 0.15 0.003 0.008 0.015 Ａ Ｃ ２ 0.05 1.26 0.80 0.019 0.005 0.15 0.004 0.008 0.007 Ａ Ａ ３ 0.08 1.47 0.62 0.018 0.002 0.18 0.007 0.007 − Ａ Ａ ４ 0.01 1.76 0.22 0.021 0.007 0.04 0.002 0.005 0.005 Ａ Ａ ５ 0.06 1.30 0.30 0.015 0.012 0.06 0.003 0.007 − Ａ Ｃ ６ 0.06 1.30 0.28 0.016 0.009 0.06 0.003 0.008 − Ａ Ａ ７ 0.07 1.71 0.79 0.019 0.006 0.11 0.004 0.009 0.009 Ａ Ａ 比較例 11 0.06 1.08 0.80 0.020 0.005 0.14 0.003 0.007 0.008 Ｂ Ａ 12 0.05 1.26 0.95 0.017 0.006 0.16 0.004 0.008 − Ｂ Ａ 13 0.05 1.47 0.65 0.009 0.007 0.01 0.007 0.008 0.009 Ｄ Ａ 14 0.06 1.48 0.63 0.018 0.008 0.30 0.009 0.005 − Ａ Ｅ 15 0.05 1.25 0.80 0.019 0.008 0.15 − 0.008 − Ａ Ｅ 16 0.06 2.09 0.24 0.019 0.007 0.05 0.003 0.005 0.006 Ａ Ｄ 17 0.06 1.71 0.80 0.018 0.013 0.22 0.005 0.005 − Ａ Ｄ 母材として、低Ｍｎかつ低ＳｉのＳＰＣＣ材（Ｍｎ：
０．１８％、Ｓｉ：０．０３％）を用い、つぎの条件で
重ねすみ肉溶接を行ない、 シールドガス ＣＯ2 ２０リットル/min ２００Ａ−２４Ｖ−７０cm/min ワイヤ径 １．２mm 付着スラグの剥離性の良否をしらべて、つぎのように評
価した。
０．１８％、Ｓｉ：０．０３％）を用い、つぎの条件で
重ねすみ肉溶接を行ない、 シールドガス ＣＯ2 ２０リットル/min ２００Ａ−２４Ｖ−７０cm/min ワイヤ径 １．２mm 付着スラグの剥離性の良否をしらべて、つぎのように評
価した。
【００１７】（スラグ剥離性） Ａ １００％自然に剥離する。 Ｂ ９０％自然に剥離し、残ったスラグも手袋をした手
で軽く払うことにより容易に剥離する。 Ｃ ６０〜７０％が自然に、または容易に剥離するが、
残ったものは容易に剥離しない。 Ｄ 大部分が容易に剥離しない。
で軽く払うことにより容易に剥離する。 Ｃ ６０〜７０％が自然に、または容易に剥離するが、
残ったものは容易に剥離しない。 Ｄ 大部分が容易に剥離しない。
【００１８】（耐溶接割れ性）次に、割れ１２mmの軟鋼
を溶接母材とし、下記の条件でＪＩＳ Ｚ３１５３の方
法に従うＴ型割れ試験を行なって、 溶接長さ １２０mm １パス目：２００Ａ−２４Ｖ−６０cm/min ２パス目：２００Ａ−２４Ｖ−９０cm/min つぎのように評価した。 Ａ 割れはない。 Ｃ 小さな割れ数個、割れ率にして０．２５〜１％未
満。 Ｄ 小さな割れが割れ率１〜３％で存在するか、または
大きな割れが１個以上存在する。 Ｅ 割れ率３％以上。
を溶接母材とし、下記の条件でＪＩＳ Ｚ３１５３の方
法に従うＴ型割れ試験を行なって、 溶接長さ １２０mm １パス目：２００Ａ−２４Ｖ−６０cm/min ２パス目：２００Ａ−２４Ｖ−９０cm/min つぎのように評価した。 Ａ 割れはない。 Ｃ 小さな割れ数個、割れ率にして０．２５〜１％未
満。 Ｄ 小さな割れが割れ率１〜３％で存在するか、または
大きな割れが１個以上存在する。 Ｅ 割れ率３％以上。
【００１９】〔実施例２〕溶接母材としてＳＳ４１およ
びＳＡＰＨ４５を単独でまたは組み合わせて使用し、実
施例１のワイヤNo．３，４および６ならびにNo．１１を
使用して、同様な重ねすみ肉溶接を下記条件で行なっ
た。
びＳＡＰＨ４５を単独でまたは組み合わせて使用し、実
施例１のワイヤNo．３，４および６ならびにNo．１１を
使用して、同様な重ねすみ肉溶接を下記条件で行なっ
た。
【００２０】シールドガス ＣＯ2 ２０リットル/min １８０Ａ−２３Ｖ−７０cm/min ワイヤ径 １．２mm 溶接スラグをエアノズルからのブローで吹きとばす剥離
試験を行なって、スラグの剥離性をつぎのように評価し
た。 その結果を、母材の組み合わせとともに表２に示
す。
試験を行なって、スラグの剥離性をつぎのように評価し
た。 その結果を、母材の組み合わせとともに表２に示
す。
【００２１】Ａ エアにより１００％剥離。 Ｂ 大部分剥離するがエアで除去しきれない。 Ｃ エアではほとんど除去できない。
【００２２】
【表２】 ワイヤNo． 母材の組み合わせ 剥離性 実施例３ ＳＳ４１／ＳＳ４１ Ａ 実施例３ ＳＳ４１／ＳＡＰＨ４５ Ａ 実施例３ ＳＡＰＨ４５／ＳＡＰＨ４５ Ａ 実施例４ ＳＳ４１／ＳＳ４１ Ａ 実施例４ ＳＡＰＨ４５／ＳＡＰＨ４５ Ａ 実施例６ ＳＡＰＨ４５／ＳＡＰＨ４５ Ａ 比較例１１ ＳＳ４１／ＳＳ４１ Ｂ 比較例１１ ＳＡＰＨ４５／ＳＡＰＨ４５ Ｃ 上記の結果は、溶接母材が高Ｓｉ−低Ｍｎの組成でなく
ても、スラグ剥離性が高く得られることを示している。
ても、スラグ剥離性が高く得られることを示している。
【００２３】
【発明の効果】本発明の溶接ワイヤを使用してガスシー
ルドアーク溶接をすれば、溶接により生成するスラグが
剥離しやすく、溶接後に塗装を行なったときに塗装ムラ
が生じたり、塗装後のスラグ剥離に起因する塗膜が脱落
するなどの問題が防げる。
ルドアーク溶接をすれば、溶接により生成するスラグが
剥離しやすく、溶接後に塗装を行なったときに塗装ムラ
が生じたり、塗装後のスラグ剥離に起因する塗膜が脱落
するなどの問題が防げる。
【００２４】この効果は、溶接母材として高Ｓｉ−低Ｍ
ｎのものを使用した場合に顕著であるが、常用の鋼であ
って、とりたててそのような配慮をしない合金組成のも
のを溶接した場合にも、大差なく得られる。
ｎのものを使用した場合に顕著であるが、常用の鋼であ
って、とりたててそのような配慮をしない合金組成のも
のを溶接した場合にも、大差なく得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/30
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．２０〜
１．８０％、Ｍｎ：０．１５〜０．８５％、Ｂｉ：０．
０３〜０．２０％およびＢ：０．００１〜０．０１０％
を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、
かつＡｌ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２％以下であ
って、残部が実質上Ｆｅおよび不可避の不純物からなる
合金組成を有するガスシールドアーク溶接用ワイヤ。 - 【請求項２】 Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．２０〜
１．８０％、Ｍｎ：０．１５〜０．８５％、Ｂｉ：０．
０３〜０．２０％およびＢ：０．００１〜０．０１０％
を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下で
あって、残部が実質上Ｆｅおよび不可避の不純物からな
る合金組成を有するガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33875292A JP3227845B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33875292A JP3227845B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06182585A JPH06182585A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3227845B2 true JP3227845B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=18321128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33875292A Expired - Fee Related JP3227845B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227845B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6608284B1 (en) | 2000-05-17 | 2003-08-19 | Illinois Tool Works Inc. | Weld wire with enhanced slag removal |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33875292A patent/JP3227845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06182585A (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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