JP3523010B2 - Flux-cored wire for primer-resistant gas shielded arc welding - Google Patents

Flux-cored wire for primer-resistant gas shielded arc welding

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JP3523010B2
JP3523010B2 JP09379597A JP9379597A JP3523010B2 JP 3523010 B2 JP3523010 B2 JP 3523010B2 JP 09379597 A JP09379597 A JP 09379597A JP 9379597 A JP9379597 A JP 9379597A JP 3523010 B2 JP3523010 B2 JP 3523010B2
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flux
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bead
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和夫 森
政男 鎌田
武夫 足立
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日鐵住金溶接工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、船舶、橋梁などの
溶接構造物の建造分野で、特に水平すみ肉溶接に使用し
て良好な耐プライマ性が得られるガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤ(以下、フラックス入りワイ
ヤという)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flux-cored wire for gas shielded arc welding, which is used in the field of building welded structures such as ships and bridges, and is particularly suitable for horizontal fillet welding to obtain good primer resistance. Hereinafter referred to as flux-cored wire).

【0002】[0002]

【従来の技術】造船、橋梁などの分野においては、水平
すみ肉溶接の比率が高く、しかも鋼材の多くは建造期間
中の防錆のためにプライマ(防錆塗料)が塗布されてお
り、この鋼板の溶接時にピットやガス溝等の溶接欠陥が
発生しやすい。この防止対策として溶接前のプライマ除
去や溶接速度低減、或いは溶接後の欠陥箇所の手直しは
工数増となり溶接作業能率を低下させる。
2. Description of the Related Art In fields such as shipbuilding and bridges, the proportion of horizontal fillet welding is high, and most steel materials are coated with a primer (rust preventive paint) to prevent rust during construction. Weld defects such as pits and gas grooves tend to occur during welding of steel sheets. To prevent this, removal of the primer before welding, reduction of the welding speed, or repair of the defective portion after welding increases man-hours and reduces welding work efficiency.

【0003】従来より、水平すみ肉溶接における耐プラ
イマ性改善を目的としたフラックス入りワイヤが種々提
案されている。例えば、特開昭61−147993号公
報の提案は、金属弗化物や金属炭酸塩を含有させること
により、溶融金属プールの撹拌を強めてプライマ熱分解
ガスの放出を容易にしたものである。特開平1−262
096号公報には、金属または金属合金の水素添加物を
使用し、スラグ形成剤の種類及び量を適正化し、耐プラ
イマ性・ビード形状が良好でスパッタの少ないフラック
ス入りワイヤについて述べてある。特開昭52−680
40号公報、特開昭52−144341号公報などの提
案は、シールドガスや充填フラックスから所定量の水素
を供給し、溶融金属中のガス放出速度を促進して溶融金
属の凝固前にガスを放出させることにより、ピットやガ
ス溝などの溶接欠陥を防止しようとするものである。
Conventionally, various flux-cored wires for improving the primer resistance in horizontal fillet welding have been proposed. For example, the proposal of Japanese Patent Laid-Open No. 61-147993 is to increase the stirring of the molten metal pool to facilitate the release of the primer pyrolysis gas by containing a metal fluoride or a metal carbonate. JP-A-1-262
Japanese Patent Publication No. 096 describes a flux-cored wire that uses a hydrogenated substance of a metal or a metal alloy, optimizes the type and amount of a slag forming agent, has good primer resistance and a bead shape, and has little spatter. JP-A-52-680
No. 40, JP-A No. 52-144341, and the like propose that a predetermined amount of hydrogen is supplied from a shield gas or a filling flux to accelerate the gas release rate in the molten metal and to supply the gas before solidification of the molten metal. The emission is intended to prevent welding defects such as pits and gas grooves.

【0004】しかし、金属弗化物を多量に含有させた場
合には溶融スラグの粘性が低下し、水平すみ肉ビードの
立板側にスラグが薄く残りこれの除去、即ちスラグ剥離
性が問題となる。金属炭酸塩はスパッタの発生が多くな
り、溶接部に付着したスパッタ除去のために工数増とな
るので、その含有量が制限される。また、高水素系のフ
ラックス入りワイヤでは溶接速度の制限とともに溶接金
属の耐割れ性の点で鋼種や板厚が制限される。
However, when a large amount of metal fluoride is contained, the viscosity of the molten slag is reduced, and the slag remains thin on the standing plate side of the horizontal fillet beads, and the removal thereof, that is, the slag removability becomes a problem. . Since the metal carbonates are more likely to generate spatters and increase the man-hours for removing the spatters attached to the welded portions, the content thereof is limited. Further, in the high hydrogen type flux-cored wire, the steel type and the plate thickness are limited in view of the welding speed and the crack resistance of the weld metal.

【0005】さらに、船舶や橋梁の場合は、耐疲労強度
の観点からアンダーカットやオーバーラップのない水平
すみ肉ビード形状を必要とし、もし発生した場合、これ
らの修復は著しく作業能率を低下させる。
Further, in the case of ships and bridges, from the viewpoint of fatigue strength, a horizontal fillet bead shape without undercuts or overlaps is required, and if they occur, restoration of these beads will significantly reduce work efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は耐プ
ライマ性の改善とともに、アークが安定しスラグ除去も
容易で、かつ良好な水平すみ肉ビード形状が得られる耐
プライマ性ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is for primer-resistant gas shielded arc welding for which the arc resistance is stable, slag can be easily removed, and a good horizontal fillet bead shape can be obtained together with the improvement of the primer resistance. It is intended to provide a flux-cored wire.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、鋼製外
皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対
する重量%で、 TiO2 :2.0〜5.0%、 SiO2 :0.2〜0.6%、 ZrO2 :0.2〜0.8%、 鉄酸化物:1.0〜3.5%、 Ca:0.03〜0.30%、かつ、F:0.005〜0.05% を含有する耐プライマ性ガスシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤであり、またワイヤの全水素量が20
ppm 以下に限定する耐プライマ性に優れたガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is a flux-cored wire for gas shielded arc welding in which a steel shell is filled with flux, and the weight percentage of the total weight of the wire is TiO 2 : 2.0. ~5.0%, SiO 2: 0.2~0.6% , ZrO 2: 0.2~0.8%, iron oxide: 1.0~3.5%, Ca: 0.03~0 It is a flux-cored wire for gas-shield arc welding, which has a resistance to primer of 30% and F: 0.005 to 0.05%, and has a total hydrogen content of 20.
It is a flux-cored wire for gas shielded arc welding with excellent primer resistance that is limited to ppm or less.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】従来の耐プライマ性フラックス入
りワイヤを使用した場合、無機ジンクプライマ塗布鋼板
ではかなりの高速溶接が可能であるが、橋梁分野ではウ
オッシュプライマ塗布鋼板が多用されいる。溶接現場で
はウオッシュプライマの膜厚変動や板厚が厚く冷却速度
が大きくなることもあって、溶接速度が概略30cm/min
を超えるとピットやガス溝の多発が問題となる。本発明
者らは、特にウオッシュプライマ塗装鋼板の水平すみ肉
溶接における耐プライマ性改善を目的に、種々のフラッ
クス入りワイヤを試作し詳細に検討した結果、次のよう
な知見を得て本発明を完成したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When a conventional primer-corrosion resistant flux-cored wire is used, considerably high speed welding is possible with a steel sheet coated with an inorganic zinc primer, but a steel sheet coated with a wash primer is often used in the field of bridges. At the welding site, the welding speed is approximately 30 cm / min because the thickness of the wash primer varies and the plate thickness is large and the cooling rate increases.
If it exceeds, the frequent occurrence of pits and gas grooves becomes a problem. The present inventors, in particular, for the purpose of improving the primer resistance in horizontal fillet welding of wash primer-coated steel sheet, as a result of examining various flux-cored wires in detail and examining them, the present invention was obtained with the following findings. It has been completed.

【0009】本発明において、TiO2 ,SiO2 及び
ZrO2 はビード表面全体を被包しビード形状を整え、
またスラグにある程度の厚みを持たせてスラグを除去し
やすくするためのスラグ形成剤として含有させる。さら
に、鉄酸化物及びCaOを含有するスラグ組成にして溶
融プールを拡大し、また、鉄酸化物の含有量を多めにす
ることにより、図1(a),(b),(c)に示したよ
うに生成スラグに敢えて凝固むらを形成させた。
[0009] In the present invention, TiO 2, SiO 2 and ZrO 2 is established a encapsulated with bead shape the entire bead surface,
Further, the slag is made to have a certain thickness and is contained as a slag forming agent for facilitating the removal of the slag. Further, the slag composition containing iron oxide and CaO was used to expand the molten pool, and the content of iron oxide was increased to show the results in FIGS. 1 (a), (b), and (c). As described above, the solidified unevenness was intentionally formed in the generated slag.

【0010】図1(a)はビード表面の模式図であり、
スラグの厚い部分6、薄い部分5を表し、(b)は
(a)のB−B断面、(c)は(a)のC−C断面を表
し、ビード3表面のスラグ4の断面厚さの違いを示す。
即ち、溶融プールの拡大とともにビード3表面が露出し
ない程度にスラグ層4の薄い部分5を断続的に形成する
ことによって、プライマ燃焼ガスの外部への放出が促進
される。加えて、Fを少なく制限し、アーク力を弱めて
コーナー部の溶け込みを抑えプライマ燃焼ガスの発生量
を少なくした。また、フラックス入りワイヤ自身が持つ
全水素量について極力少なくすることにより、さらに耐
プライマ性が改善できることを確認した。これらにより
ウオッシュプライマ塗装鋼板であっても、溶接速度を4
0〜45cm/minにおいてピット、ガス溝を顕著に低減で
きることを見出した。
FIG. 1 (a) is a schematic view of the bead surface,
The thick portion 6 and the thin portion 5 of the slag are shown, (b) shows the BB cross section of (a), (c) shows the CC cross section of (a), and the cross sectional thickness of the slag 4 on the surface of the bead 3 is shown. Shows the difference.
That is, the discharge of the primer combustion gas to the outside is promoted by intermittently forming the thin portion 5 of the slag layer 4 to the extent that the surface of the bead 3 is not exposed as the molten pool expands. In addition, F was limited to a small amount to weaken the arcing force and suppress the melting of the corner portion to reduce the amount of primer combustion gas generated. It was also confirmed that the primer resistance can be further improved by reducing the total hydrogen content of the flux-cored wire itself as much as possible. Even if it is a wash primer coated steel sheet, the welding speed is 4
It was found that pits and gas grooves can be significantly reduced at 0 to 45 cm / min.

【0011】この時、鉄酸化物はアークを安定にしスパ
ッタの低減、及び下板側ビード止端部のオーバーラップ
がなく、母材とのなじみ性のよいビード形成に、また、
CaOを含有する組成のスラグは脆く砕けやすくなりス
ラグ除去を容易にするのにも有効に作用した。
At this time, iron oxide stabilizes the arc to reduce spatter, and there is no overlap of the toe of the lower plate bead to form a bead having good compatibility with the base metal.
The slag having a composition containing CaO was brittle and easily crushed, and effectively acted to facilitate slag removal.

【0012】以下に本発明のフラックス入りワイヤの成
分限定理由を述べる。 [TiO2 :2.0〜5.0%]TiO2 はビード表面
全体を被包するスラグを生成し、なめらかなビード形状
とある程度のスラグ生成量を確保し、スラグ除去を容易
にするために2.0%以上含有させる。TiO2 が2.
0%未満ではスラグ生成量が不足し、スラグによる被包
効果が不充分でビード形状、外観が劣り、さらにはビー
ドが部分的に露出するようになり、スラグの除去も困難
となる。一方、TiO2 が5.0%を超えるとスラグ生
成量が多く、溶融スラグの粘性も高くなり過ぎるため
に、図1に示したような溶融スラグの凝固むらが形成さ
れず、ガスの放出が阻害されてピットのみならずガス溝
が発生しやすくなる。また、ビード止端部がオーバーラ
ップとなる。
The reasons for limiting the components of the flux-cored wire of the present invention will be described below. [TiO 2 : 2.0 to 5.0%] TiO 2 forms a slag that covers the entire bead surface, secures a smooth bead shape and a certain amount of slag, and facilitates slag removal. It is contained at 2.0% or more. TiO 2 is 2.
If it is less than 0%, the amount of slag produced is insufficient, the encapsulation effect of the slag is insufficient, the bead shape and appearance are inferior, and the bead is partially exposed, and removal of the slag becomes difficult. On the other hand, when TiO 2 exceeds 5.0%, the amount of slag generated is large and the viscosity of the molten slag is too high, so that the uneven solidification of the molten slag as shown in FIG. 1 is not formed and the gas is released. It becomes obstructed, and gas grooves are likely to occur as well as pits. In addition, the bead toe portion overlaps.

【0013】[SiO2 :0.2〜0.6%]SiO2
はスラグ形成剤として0.2%以上含有させ、スラグ被
包性が良好なスラグ組成とする。一方、SiO2 が0.
6%を超えるとスラグの粘性が大きくなり溶融スラグの
凝固むらが起こりにくくなり、耐プライマ性が劣化す
る。また、ビードが丸みを持ち、止端部のなじみ性が悪
くなる。
[SiO 2 : 0.2-0.6%] SiO 2
Is contained in an amount of 0.2% or more as a slag forming agent to obtain a slag composition having a good slag encapsulation property. On the other hand, SiO 2 is less than 0.
If it exceeds 6%, the viscosity of the slag becomes large, uneven solidification of the molten slag hardly occurs, and the primer resistance deteriorates. In addition, the bead has a rounded shape, which makes the toe portion less compatible.

【0014】[ZrO2 :0.2〜0.8%]ZrO2
をスラグ形成剤として0.2%以上含有させることによ
り、ビード全体を被包するスラグを形成しビード形状を
整える。ZrO2 が0.2%未満では溶融スラグが流動
しやすくビードの立板側の脚長が小さくなる。また、溶
融スラグの凝固むらが過剰となりビードが部分的に露出
しスラグ除去が困難となる。一方、ZrO2 が0.8%
を超えるとビードが細く凸状となる他、緻密で固く砕け
にくいスラグとなり、スラグの除去が困難になる。ま
た、凝固が速く凝固むらも形成されにくくなる。
[ZrO 2 : 0.2-0.8%] ZrO 2
Is contained as a slag forming agent in an amount of 0.2% or more, a slag encapsulating the entire bead is formed and the bead shape is adjusted. If ZrO 2 is less than 0.2%, the molten slag tends to flow and the leg length of the bead on the standing plate side becomes small. Further, the uneven solidification of the molten slag becomes excessive and the bead is partially exposed, which makes it difficult to remove the slag. On the other hand, ZrO 2 is 0.8%
Beyond that, the bead becomes thin and convex, and it becomes a slag that is dense, hard and difficult to break, and it becomes difficult to remove the slag. In addition, solidification is fast and uneven solidification is less likely to be formed.

【0015】[鉄酸化物:1.0〜3.5%]本発明で
は、FeO,Fe43 4 ,Fe2 3 などの鉄酸化物
を1.0%以上含有させる。このように比較的多量の鉄
酸化物をCaOとともスラグ組成として含有させること
によってスラグの粘性を小さくする。これにより、プラ
イマ熱分解ガスを外部に放出しやすくして耐プライマ性
改善のために効果的な溶融プールの拡大と溶融スラグの
凝固むらの形成が可能となった。なお、溶融スラグの凝
固むらの形成は、鉄酸化物の増加に伴いその度合いが強
くなるが、これはCaOとの共存下において可能とな
る。また、鉄酸化物は安定したアーク状態となしスパッ
タの発生を少なくし、母材とのなじみ性がよく、揃った
ビード止端部形状にするように作用する。
[0015] [Iron oxide: 1.0 to 3.5%] in the present invention, FeO, Fe4 3 O 4, Fe 2 O 3 iron oxide such is contained more than 1.0%. By including a relatively large amount of iron oxide in the slag composition together with CaO, the viscosity of the slag is reduced. As a result, it became possible to easily release the primer pyrolysis gas to the outside and effectively expand the molten pool and form uneven solidification of the molten slag to improve the primer resistance. The formation of the solidification unevenness of the molten slag becomes stronger with the increase of iron oxide, but this is possible in the presence of CaO. Further, the iron oxide has a stable arc state, reduces the occurrence of spatter and has good compatibility with the base material, and acts to form a uniform bead toe shape.

【0016】鉄酸化物が1.0%未満では、これらの効
果が得られず、一方、3.5重量%を超えるとスラグ生
成量が過剰となり、溶融スラグの凝固むらによる断続的
な薄いスラグ層を形成しにくくなり、耐プライマ性は急
激に劣化する。また、スラグの粘性が過剰に低下するこ
とにより、ビード立板側のスラグ被包性が劣化しアンダ
ーカットが生じたり、ビード表面からスラグが剥離しに
くくスラグ除去も困難となる。
If the iron oxide content is less than 1.0%, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the iron oxide content exceeds 3.5% by weight, the amount of slag produced becomes excessive, and intermittent thin slag due to uneven solidification of the molten slag. It becomes difficult to form a layer, and the primer resistance rapidly deteriorates. Further, when the viscosity of the slag is excessively decreased, the slag encapsulation property on the bead standing plate side is deteriorated and undercut occurs, and the slag is difficult to be separated from the bead surface, and the slag is also difficult to remove.

【0017】[Ca:0.03〜0.30%]CaはC
aOを含有するスラグ組成にするために0.03〜0.
30%含有させる。この組成の溶融スラグは鉄酸化物と
相まって、粘性を小さくし溶融プールを拡大し、また、
溶融スラグの凝固むらを形成させるためにも不可欠であ
る。さらに、凝固したスラグは脆くて砕けやすく、かつ
ビード表面からも剥離しやすいのでスラグ除去が容易に
なる。なお、鉄酸化物を相当量含有し、CaOを含有し
ないスラグ組成の場合、ビード止端部がオーバーラップ
気味になる。このCaの効果は0.03%以上含有させ
ることにより得られる。一方、Caが0.30%を超え
るとCaOが過剰なスラグ組成となり、溶融スラグの凝
固むらが形成されにくくなるとともに、スラグのビード
表面への焼き付きが見られるようになりスラグ除去が困
難となる。
[Ca: 0.03 to 0.30%] Ca is C
To obtain a slag composition containing aO, 0.03 to 0.
Contains 30%. The molten slag of this composition, combined with iron oxide, reduces the viscosity and expands the molten pool.
It is also essential for forming uneven solidification of the molten slag. Further, the solidified slag is brittle and easily broken, and easily peeled off from the bead surface, so that the slag can be easily removed. In addition, in the case of a slag composition containing a considerable amount of iron oxide and not containing CaO, the bead toes tend to overlap. The effect of Ca is obtained by containing 0.03% or more. On the other hand, when Ca exceeds 0.30%, CaO becomes an excessive slag composition, uneven solidification of the molten slag is less likely to be formed, and seizure on the bead surface of the slag becomes visible, which makes it difficult to remove the slag. .

【0018】なお、本発明ではCaを含有させる原料に
ついて特に限定するものでないが、Caの単体以外に、
例えばCa−Siのような合金やCaOを組成に含む溶
融型フラックス、Caの酸化物及び炭酸塩或いはステア
リン酸カルシウムなどで含有させる場合には、それらの
Ca換算値をもって含有量とする。鋼製外皮中及び鋼製
外皮の内外表面に付着しているCaは含有量に含める
が、CaF2 はスラグ組成にCaOを含有させる効果が
小さいので、本発明では限定するCaの含有量から除外
する。
In the present invention, the raw material containing Ca is not particularly limited, but in addition to the simple substance of Ca,
For example, when an alloy such as Ca-Si or a molten flux containing CaO, Ca oxide and carbonate, calcium stearate, or the like is contained, the Ca conversion value thereof is regarded as the content. Ca adhering to the inside and outside surfaces of the steel shell and the steel shell is included in the content, but CaF 2 has a small effect of including CaO in the slag composition, and is excluded from the Ca content limited in the present invention. To do.

【0019】[F:0.005〜0.05%]Fは従来
より耐プライマ性の改善に対し、溶融金属内の撹拌作用
によりガスの放出を容易にし、ピット、ガス溝の発生防
止に効果的な成分として利用されている。反面、Fはア
ーク力を強くし、コーナー部の溶け込みを増し、プライ
マの燃焼量を増加させる。特にウオッシュプライマのよ
うにプライマ熱分解ガスの発生量が多い場合には、Fの
含有量は極力少なくして過剰な溶け込みとならないよう
にすることが耐プライマ性改善には有利である。従っ
て、Fは0.005〜0.05%に限定した。この範囲
で、耐プライマ性を劣化させることなく、スラグの粘性
を調整して、すみ肉ビード形状をより平滑化し、また、
ビード止端部と母材とのなじみ性を良好にする。Fが
0.05%を超えると、コーナー部の溶け込み増加の他
に、溶融スラグの適度な凝固むらが形成しにくくなった
り、また立板側のビード止端部にスラグが薄く残るなど
悪影響が現れる。FはLi,Na,K,Mg,Caの弗
化物或いはK2 SiF6 などで含有させてよく、これら
のF換算値でもって含有量とする。
[F: 0.005 to 0.05%] F has an effect of preventing the formation of pits and gas grooves by facilitating the release of gas by the stirring action in the molten metal in order to improve the primer resistance as compared with the prior art. It is used as an essential ingredient. On the other hand, F strengthens the arc force, increases the penetration of the corner portion, and increases the combustion amount of the primer. In particular, in the case where a large amount of primer pyrolysis gas is generated, such as a wash primer, it is advantageous to improve the primer resistance by reducing the F content as much as possible to prevent excessive penetration. Therefore, F is limited to 0.005 to 0.05%. Within this range, the viscosity of the slag is adjusted without deteriorating the primer resistance to make the fillet bead shape smoother, and
Improves the conformability between the bead toe and the base material. If F exceeds 0.05%, in addition to the increase in the penetration at the corners, it is difficult to form appropriate solidification unevenness of the molten slag, and the slag remains thin at the bead toe on the standing plate side, which has adverse effects. appear. F may be contained in a fluoride of Li, Na, K, Mg, Ca, or K 2 SiF 6, etc., and the content is expressed by the F conversion value of these.

【0020】[ワイヤの全水素量:20ppm 以下]ワイ
ヤ中の水素は、プライマ熱分解ガスによる水素とともに
アーク雰囲気中の水素分圧を上げ、溶融金属中に侵入
し、ピット、ガス溝の発生原因となる。この水素に起因
するピット、ガス溝の発生を抑制するためには、充填フ
ラックス、鋼製外皮中に含有され、また鋼製外皮の内表
面に付着しているワイヤの全水素量を極力抑える必要が
ある。ワイヤの全水素量はフラックス原料の種類、充填
フラックスの乾燥条件、或いはシームレスタイプのフラ
ックス入りワイヤの場合は、ワイヤの中間焼鈍条件を適
宜選択することによって、20ppm 以下低減することが
可能である。ワイヤ成分をほぼ同一にして全水素量を変
化させた試作ワイヤについて、その影響を調査した結
果、ワイヤの全水素量を20ppm 以下にすることによっ
て、さらに耐プライマ性が向上する。なお、ワイヤの全
水素量の測定は、ワイヤ表面に付着している水分及び潤
滑剤(これらの影響は耐プライマ性に対し極めて小さ
い。)を除去後、不活性ガス融解熱伝導法による分析で
行うものとする。
[Total amount of hydrogen in wire: 20 ppm or less] Hydrogen in the wire raises the hydrogen partial pressure in the arc atmosphere together with hydrogen by the primer pyrolysis gas and penetrates into the molten metal, causing pits and gas grooves. Becomes In order to suppress the generation of pits and gas grooves due to this hydrogen, it is necessary to minimize the total amount of hydrogen contained in the filling flux, the wire contained in the steel shell and attached to the inner surface of the steel shell. There is. The total amount of hydrogen in the wire can be reduced by 20 ppm or less by appropriately selecting the kind of the flux raw material, the drying condition of the filling flux, or, in the case of the seamless type flux-cored wire, the intermediate annealing condition of the wire. As a result of investigating the influence of the trial wires in which the wire components were made almost the same and the total hydrogen content was changed, the primer resistance was further improved by setting the total hydrogen content of the wire to 20 ppm or less. The total amount of hydrogen in the wire is measured by an inert gas fusion heat conduction method after removing water and lubricant (these effects are extremely small for the primer resistance) adhering to the wire surface. Assumed to be performed.

【0021】以上、本発明のフラックス入りワイヤが必
須とする成分の限定理由を述べたが、その他のワイヤ成
分は、主に溶接金属に必要な強度及び靭性を確保するた
めの基本成分であるC(0.02〜0.10%)、Si
(0.2〜1.5%)、Mn(1.0〜4.0%)、ア
ーク安定化のためにK及びNa(1種または2種の合計
で0.02〜0.10%)及び高溶着性を得るための鉄
粉などである。なお、( )内には軟鋼及び490N/
mm2 級高張力鋼用フラックス入りワイヤとして好ましい
含有量の範囲を示した。
The reasons for limiting the components essential to the flux-cored wire of the present invention have been described above. Other wire components are C, which is a basic component mainly for ensuring the strength and toughness necessary for the weld metal. (0.02-0.10%), Si
(0.2 to 1.5%), Mn (1.0 to 4.0%), K and Na for arc stabilization (0.02 to 0.10% in total of one or two). And iron powder for obtaining high weldability. In addition, in (), mild steel and 490 N /
The preferable range of the content of the flux-cored wire for mm 2 class high-strength steel is shown.

【0022】さらに、Al2 3 ,MgO及びMnOな
どのスラグ形成剤やAl,Mg,Zr,Tiなどの強脱
酸剤を含有させてこれらの高融点酸化物をスラグ組成に
取り入れて溶接構造物の目標脚長や施工溶接条件範囲の
拡大に対応すること、Ni,Cr,Mo,Nb,V,B
などの合金剤を含有させて適用鋼種の要求品質に適合し
た溶接金属の種々の特性(強度、靭性、耐火性、耐熱
性、耐候性等)を高めること、またBi,Bi2 3
どのスラグ剥離補助剤を含有させることも、本発明の効
果を損なうことのない範囲で可能である。
Further, a slag forming agent such as Al 2 O 3 , MgO and MnO and a strong deoxidizing agent such as Al, Mg, Zr and Ti are contained and these refractory oxides are incorporated into the slag composition to form a welded structure. Corresponding to expansion of target leg length and construction welding condition range of objects, Ni, Cr, Mo, Nb, V, B
To improve various properties (strength, toughness, fire resistance, heat resistance, weather resistance, etc.) of the weld metal that meet the required quality of the applied steel by including alloying agents such as Bi, Bi 2 O 3 etc. It is also possible to include a slag peeling aid within a range that does not impair the effects of the present invention.

【0023】鋼製外皮は、フラックス充填後の伸線加工
性の点からフラックス入りワイヤに一般的に用いられて
いる軟鋼材が好ましいが、C,Si,Mn以外に上記脱
酸剤、合金剤を含有した成分系のものも使用できる。
The steel shell is preferably a mild steel material generally used for flux-cored wires from the viewpoint of drawability after flux filling, but in addition to C, Si and Mn, the above deoxidizing agent and alloying agent. It is also possible to use a component system containing.

【0024】フラックス充填率は、高溶着、高能率性を
得るために8%以上とし、一方、上限については充填率
があまり高くなるとワイヤ製造段階で断線が発生しやす
くなることを考慮し30%とした。ワイヤ断面形状につ
いては、図2(a),(b),(c)に示したような、
外皮7にフラックス8を充填した一般的な形状のもので
よいが、外皮部に開口部がないシームレスタイプ(a)
は海辺や梅雨時などの使用環境においても充填フラック
スの吸湿がなく耐プライマ性が劣化することがない。
The flux filling rate is set to 8% or more in order to obtain high welding and high efficiency. On the other hand, the upper limit of the flux filling rate is 30% in consideration of the fact that if the filling rate is too high, wire breakage is likely to occur. And Regarding the wire cross-sectional shape, as shown in FIGS. 2 (a), (b), and (c),
A general shape in which the outer skin 7 is filled with the flux 8 may be used, but a seamless type (a) in which the outer skin has no opening
Does not absorb the filled flux even in the environment of use such as at the seaside or in the rainy season, and the primer resistance does not deteriorate.

【0025】ワイヤ径は公称外径1.0〜2.0mmの細
径のものが高溶着、高能率性の点から好ましい。また、
ワイヤ表面にCuめっきを施すことは溶接時の通電性や
耐錆性を向上させる。
A fine wire having a nominal outer diameter of 1.0 to 2.0 mm is preferable in terms of high welding and high efficiency. Also,
Applying Cu plating to the wire surface improves the electrical conductivity and rust resistance during welding.

【0026】本発明のフラックス入りワイヤを使用する
場合に用いるシールドガスは安価なCO2 ガス、低ヒュ
ーム、低スパッタ化が可能なArガス或いはAr−CO
2 混合ガスなどを使用できる。以下に、実施例により本
発明の効果をさらに詳細に示す。
The shield gas used when the flux-cored wire of the present invention is used is inexpensive CO 2 gas, Ar gas or Ar-CO which can reduce fumes and spatter.
2 Mixed gas can be used. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0027】[0027]

【実施例】軟鋼パイプ(C:0.05%、Si:0.0
3%、Mn:0.35%、P:0.P:0.013%、
S:0.005%)を外皮素材に用いて、フラックスを
充填後、伸線して(外皮部の軟化及び低水素化のための
中間焼鈍を1回実施、水素量の変化には温度及び保持時
間で対応)、フラックス充填率15%、ワイヤ径1.2
mmのシームレスタイプのフラックス入りワイヤを試作し
た。表1に試作ワイヤのフラックス成分を示した。
EXAMPLES Mild steel pipe (C: 0.05%, Si: 0.0
3%, Mn: 0.35%, P: 0. P: 0.013%,
(S: 0.005%) was used as the outer skin material, and after the flux was filled, wire drawing (intermediate annealing for softening and lowering the hydrogenation of the outer skin was carried out once, and the temperature and Hold time), flux filling rate 15%, wire diameter 1.2
mm seamless type flux cored wire was prototyped. Table 1 shows the flux components of the prototype wire.

【0028】これら試作ワイヤを使用して、図3に示し
た試験体に組んで水平すみ肉溶接試験を行った。図3に
おいてプライマ塗装した9鋼板(鋼種SM490B)を
用い、その下板2の板厚は16mm、縦板1の板厚は12
mm、試験体長さは2m、プライマ膜厚は約25μmとし
た。3は溶接した第1パス側ビード、3′は溶接した第
2パス側ビードを示し、さらに溶接欠陥のピット10及
びガス溝11を示した。
Using these trial wires, a horizontal fillet welding test was conducted by assembling the test body shown in FIG. In FIG. 3, 9 steel plates (steel type SM490B) coated with a primer are used, the lower plate 2 has a plate thickness of 16 mm, and the vertical plate 1 has a plate thickness of 12
mm, the test body length was 2 m, and the primer film thickness was about 25 μm. Reference numeral 3 denotes a welded first pass side bead, 3'denotes a welded second pass side bead, and further shows a pit 10 and a gas groove 11 of a welding defect.

【0029】表2に溶接条件(自動溶接)、表3に溶接
試験結果を示した。なお、溶接順は、第1パス側終了
後、第2パス側を溶接した。耐プライマ性の評価は第1
パス側ではピット、ガス溝とも発生しなかったので第2
パス側で行った。
Table 2 shows welding conditions (automatic welding), and Table 3 shows welding test results. The welding sequence was such that after the end of the first pass, the second pass was welded. First evaluation of primer resistance
No pits or gas grooves occurred on the pass side, so the second
I went on the pass side.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】試験No.1〜21はウオッシュプライマ
塗装鋼板による試験結果である。試験No.1〜6は本
発明によるフラックス入りワイヤ(W1〜6)を使用し
た場合で、溶融スラグの凝固むらが効果的に形成され、
ピット、ガス溝は発生しない。また、ビード止端部のな
じみ性のよいビード形状が得られ、スラグの除去も容易
であった。なお、試験No.20,21はワイヤの全水
素量を特に少なくしたフラックス入りワイヤ(W20,
21)を使用した場合で、溶接速度を速めることができ
た。これに対し、試験No.7〜19は比較例である。
Test No. Nos. 1 to 21 are test results with wash primer-coated steel sheets. Test No. 1 to 6 are cases where the flux-cored wires (W1 to 6) according to the present invention are used, and uneven solidification of the molten slag is effectively formed,
No pits or gas grooves are generated. In addition, a bead shape with good conformability at the bead toe was obtained, and slag was easily removed. The test No. 20 and 21 are flux-cored wires (W20,
21), the welding speed could be increased. On the other hand, the test No. 7 to 19 are comparative examples.

【0034】比較例において、試験No.7(W7)は
TiO2 が不足、試験No.8(W8)はTiO2 が過
剰、試験No.9(W9)はSiO2 が不足、試験N
o.10(W10)はSiO2 が過剰、試験No.11
(W11)はZrO2 が含有されていない、試験No.
12(W12)はZrO2 が過剰、試験No.13(W
13)は鉄酸化物が不足、試験No.14(W14)は
鉄酸化物が過剰、試験No.15(W15)はCaが含
有されていない、試験No.16(W16)はCaが過
剰、試験No.18(W18)はFが過剰のため、いず
れも溶融スラグの凝固むらが適度に形成されず、ピッ
ト、ガス溝が発生した。また、ビード形状、外観も劣
り、スラグ除去が困難なものもあった。
In the comparative example, the test No. No. 7 (W7) lacks TiO 2 , and the test No. 8 (W8) has an excessive amount of TiO 2 , and the test No. 9 (W9) lacks SiO 2 , test N
o. No. 10 (W10) has excessive SiO 2 , and test No. 11
(W11) does not contain ZrO 2 , test No.
No. 12 (W12) has excess ZrO 2 , and test No. 13 (W
13) is insufficient in iron oxide, and the test No. No. 14 (W14) has an excessive iron oxide, and the test No. Test No. 15 (W15) does not contain Ca, Test No. 16 (W16) has excessive Ca, and the test No. In 18 (W18), since F was excessive, uneven solidification of the molten slag was not appropriately formed, and pits and gas grooves were generated. Further, the bead shape and appearance were inferior, and it was difficult to remove slag.

【0035】試験No.17(W17)はFが含有され
ていないため、ピット、ガス溝の発生とビード形状も劣
った。試験No.19(W19)はワイヤの全水素量が
多すぎるため、ピット、ガス溝が発生した。試験No.
22〜24は無機ジンクプライマ塗装鋼板による試験結
果である。試験No.22,23は本発明によるフラッ
クス入りワイヤ(W1,6)を使用した場合で、溶融ス
ラグの凝固むらが効果的に形成され、ピット、ガス溝の
発生がなく、ビード形状、スラグの除去も良好であっ
た。試験No.24は比較例で、ワイヤ(W15)にC
aが含有されていないため、無機ジンクプライマ塗装鋼
板であっても溶接速度が速くなるとピットが発生した。
Test No. Since No. 17 (W17) did not contain F, the formation of pits and gas grooves and the bead shape were inferior. Test No. In No. 19 (W19), since the total hydrogen content of the wire was too large, pits and gas grooves were generated. Test No.
Nos. 22 to 24 are test results obtained by using an inorganic zinc primer-coated steel sheet. Test No. 22 and 23 are the cases where the flux-cored wire (W1, 6) according to the present invention is used, uneven solidification of molten slag is effectively formed, pits and gas grooves are not generated, and bead shape and slag removal are also good. Met. Test No. 24 is a comparative example, and C is attached to the wire (W15).
Since "a" was not contained, pits were generated when the welding speed increased even for the inorganic zinc primer coated steel sheet.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤによれば、プラ
イマ塗布鋼板のすみ肉溶接において問題となる耐プライ
マ性を改善でき、これによるビード形状、スラグ除去性
も良好であり、溶接の高能率化及び溶接部の品質向上が
図れる。
As described above, according to the flux-cored wire for gas shielded arc welding of the present invention, it is possible to improve the primer resistance, which is a problem in fillet welding of a primer-coated steel sheet, and thereby the bead shape and slag can be improved. The removability is also good, and the welding efficiency can be improved and the quality of the welded part can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による水平すみ肉溶接状況(溶融スラグ
の凝固むら)を説明するために示した模式図であって、
(a)はビード平面、(b)はB−B断面、(c)はC
−C断面を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a horizontal fillet welding situation (solidification unevenness of molten slag) according to the present invention,
(A) is a bead plane, (b) is a BB cross section, (c) is C
-C cross section is shown.

【図2】(a),(b),(c)は各種フラックス入り
ワイヤの断面形状を示す模式図である。
2 (a), (b) and (c) are schematic diagrams showing cross-sectional shapes of various flux-cored wires.

【図3】実施例における水平すみ肉溶接試験体及び溶接
後の断面を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a horizontal fillet welded test body and a cross section after welding in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:立板 2:下板 3:ビード 4:スラグ 5:スラグ被包の薄い部分 6:スラグ被包の厚い部分 7:外皮 8:フラックス 9:プライマ 10:ピット 11:ガス溝 1: Standing plate 2: Lower plate 3: Bead 4: Slag 5: Thin part of slag encapsulation 6: Thick slag encapsulation 7: outer skin 8: Flux 9: Primer 10: Pit 11: Gas groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−239597(JP,A) 特開 平7−328795(JP,A) 特開 平7−314181(JP,A) 特開 平3−294092(JP,A) 特開 平1−262096(JP,A) 特開 昭61−206597(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/368 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-239597 (JP, A) JP-A-7-328795 (JP, A) JP-A-7-314181 (JP, A) JP-A-3- 294092 (JP, A) JP-A 1-262096 (JP, A) JP-A 61-206597 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 35/368

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鋼製外皮内にフラックスを充填してなる
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおい
て、ワイヤ全重量に対する重量%で、 TiO2 :2.0〜5.0%、 SiO2 :0.2〜0.6%、 ZrO2 :0.2〜0.8%、 鉄酸化物:1.0〜3.5%、 Ca:0.03〜0.30%、かつ、 F :0.005〜0.05% を含有させたことを特徴とする耐プライマ性ガスシール
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
1. A flux-cored wire for gas shielded arc welding, comprising a steel shell filled with flux, wherein the weight% of the total weight of the wire is TiO 2 : 2.0 to 5.0%, SiO 2 : 0. 2 to 0.6%, ZrO 2 : 0.2 to 0.8%, iron oxide: 1.0 to 3.5%, Ca: 0.03 to 0.30%, and F: 0. A flux-cored wire for gas shield arc welding, which is resistant to primer and is characterized by containing 005 to 0.05%.
【請求項2】 ワイヤの全水素量が20ppm 以下である
ことを特徴とする請求項1記載の耐プライマ性ガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
2. The flux-cored wire for primer-resistant gas shielded arc welding according to claim 1, wherein the total hydrogen content of the wire is 20 ppm or less.
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