JP3523917B2 - ガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents
ガスシールドアーク溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、引張強度が５９０Ｎ／
ｍｍ２（６０ｋｇｆ／ｍｍ２）級ないしは６９０Ｎ／ｍ
ｍ２（７０ｋｇｆ／ｍｍ２）級の高張力を有しかつまた
板厚が１０ｍｍ以下の高張力薄鋼板の溶接にも好適であ
って、このような高張力薄鋼板を使用した自動車，建設
機械等々のパネルやフレームなどの溶接に利用するのに
適したガスシールドアーク溶接方法に関するものであ
る。
ｍｍ２（６０ｋｇｆ／ｍｍ２）級ないしは６９０Ｎ／ｍ
ｍ２（７０ｋｇｆ／ｍｍ２）級の高張力を有しかつまた
板厚が１０ｍｍ以下の高張力薄鋼板の溶接にも好適であ
って、このような高張力薄鋼板を使用した自動車，建設
機械等々のパネルやフレームなどの溶接に利用するのに
適したガスシールドアーク溶接方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶接方法には、電気的エネルギ
−，化学的エネルギー，機械的エネルギー，超音波エネ
ルギー，光エネルギーなどを用いたものがあり、電気的
エネルギーを用いたものには、アーク溶接法，抵抗溶接
法，高周波溶接法，電子ビーム溶接法，エレクトロスラ
グ溶接法，プラズマ溶接法などがあり、アーク溶接法に
は、被覆アーク溶接法，サブマージアーク溶接法，ガス
シールドアーク溶接法，セルフシールドアーク溶接法な
どがある。
−，化学的エネルギー，機械的エネルギー，超音波エネ
ルギー，光エネルギーなどを用いたものがあり、電気的
エネルギーを用いたものには、アーク溶接法，抵抗溶接
法，高周波溶接法，電子ビーム溶接法，エレクトロスラ
グ溶接法，プラズマ溶接法などがあり、アーク溶接法に
は、被覆アーク溶接法，サブマージアーク溶接法，ガス
シールドアーク溶接法，セルフシールドアーク溶接法な
どがある。
【０００３】そして、ガスシールドアーク溶接法には、
シールドガスとして炭酸ガスを用いる炭酸ガスアーク溶
接法、アルゴン等の不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガス
を用いる混合ガスシールドアーク溶接法（マグ溶接法
（ＭＡＧ溶接法；ＭｅｔａｌＡｃｔｉｖｅ Ｇａｓ ｗ
ｅｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ））などがある。
シールドガスとして炭酸ガスを用いる炭酸ガスアーク溶
接法、アルゴン等の不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガス
を用いる混合ガスシールドアーク溶接法（マグ溶接法
（ＭＡＧ溶接法；ＭｅｔａｌＡｃｔｉｖｅ Ｇａｓ ｗ
ｅｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ））などがある。
【０００４】一方、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２（６０
ｋｇｆ／ｍｍ２）級ないしは６９０Ｎ／ｍｍ２（７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ２）級の高張力鋼が開発されており、従来は
建築用鉄骨や橋梁用鋼材などの比較的板厚の大きい用途
に用いられていた。
ｋｇｆ／ｍｍ２）級ないしは６９０Ｎ／ｍｍ２（７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ２）級の高張力鋼が開発されており、従来は
建築用鉄骨や橋梁用鋼材などの比較的板厚の大きい用途
に用いられていた。
【０００５】他方、自動車の分野においては、車体重量
の軽減による走行性能の向上，低燃費化の要請が絶えず
なされており、上記したような高張力鋼板、とくに板厚
が１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板の採用が、ドアアウ
タ，フロントフェンダ，フロントサイドメンバ，リヤサ
イドメンバ，フロアフレームなどに使用されるようにな
ってきている。
の軽減による走行性能の向上，低燃費化の要請が絶えず
なされており、上記したような高張力鋼板、とくに板厚
が１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板の採用が、ドアアウ
タ，フロントフェンダ，フロントサイドメンバ，リヤサ
イドメンバ，フロアフレームなどに使用されるようにな
ってきている。
【０００６】また、このような高張力鋼の溶接に使用さ
れる溶接用ワイヤとして、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３３１
２に制定されているＹＧＷ２１，ＹＧＷ２２等があっ
た。
れる溶接用ワイヤとして、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３３１
２に制定されているＹＧＷ２１，ＹＧＷ２２等があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の高張力鋼溶接用ワイヤを用いて、自動車用等
に使用される板厚が１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板を
溶接する場合には、溶接により得られる溶接金属が硬化
しすぎるために溶接継手部分の靭延性が低下したり、溶
接作業時にスパッタの発生が多いために溶接作業性が低
下したりすることがあるという問題点があったため、こ
のような問題点を解決することが課題であった。
うな従来の高張力鋼溶接用ワイヤを用いて、自動車用等
に使用される板厚が１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板を
溶接する場合には、溶接により得られる溶接金属が硬化
しすぎるために溶接継手部分の靭延性が低下したり、溶
接作業時にスパッタの発生が多いために溶接作業性が低
下したりすることがあるという問題点があったため、こ
のような問題点を解決することが課題であった。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、引張強度が５９０Ｎ／ｍ
ｍ２以上ないしは６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有す
る板厚１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板の溶接を行なっ
たときでも、溶接金属の機械的性質を良好なものにする
ことが可能であると共に、溶接時におけるスパッタの発
生が少なく溶接作業性にも優れたものとすることが可能
であるガスシールドアーク溶接方法を提供することを目
的としている。
がみてなされたものであって、引張強度が５９０Ｎ／ｍ
ｍ２以上ないしは６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有す
る板厚１０ｍｍ以下程度の高張力薄鋼板の溶接を行なっ
たときでも、溶接金属の機械的性質を良好なものにする
ことが可能であると共に、溶接時におけるスパッタの発
生が少なく溶接作業性にも優れたものとすることが可能
であるガスシールドアーク溶接方法を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるガスシー
ルドアーク溶接方法は、重量％で、Ｃ：０．１５％以
下、Ｓｉ：０．３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５
％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：
０．０２〜０．２０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：
０．００１〜０．００４％、Ｏ：０．０１０％以下、
Ｎ：０．０１５％以下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる
溶接用ワイヤを用い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガ
スをシールドガスとしてパルスアーク方式によりパルス
マグ溶接するようにしたことを特徴としている。
ルドアーク溶接方法は、重量％で、Ｃ：０．１５％以
下、Ｓｉ：０．３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５
％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：
０．０２〜０．２０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：
０．００１〜０．００４％、Ｏ：０．０１０％以下、
Ｎ：０．０１５％以下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる
溶接用ワイヤを用い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガ
スをシールドガスとしてパルスアーク方式によりパルス
マグ溶接するようにしたことを特徴としている。
【００１０】そして、本発明に係わるガスシールドアー
ク溶接方法の実施態様にあっては、パルスマグ溶接にお
いてアルゴンガスと炭酸ガスと（場合によっては少量の
酸素ガスと）の混合ガスをシールドガスとし、Ａｒ＋５
〜５０体積％ＣＯ２の混合ガスをシールドガスとして用
いるようにすることができる。
ク溶接方法の実施態様にあっては、パルスマグ溶接にお
いてアルゴンガスと炭酸ガスと（場合によっては少量の
酸素ガスと）の混合ガスをシールドガスとし、Ａｒ＋５
〜５０体積％ＣＯ２の混合ガスをシールドガスとして用
いるようにすることができる。
【００１１】また、同じく、本発明によるガスシールド
アーク溶接方法の実施態様においては、パルスアーク方
式によりパルスマグ溶接するに際してのパルス周波数を
６０〜１２０Ｈｚとしたり、パルス幅を１．０〜１．３
ｍｓｅｃとしたり、ピーク溶接電流を４２０〜４８０
Ａ，平均溶接電流を２８０Ａ以下としたり、入熱量を１
５ｋＪ／ｃｍ以下としたり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉ
ｎ以上としたりすることができる。
アーク溶接方法の実施態様においては、パルスアーク方
式によりパルスマグ溶接するに際してのパルス周波数を
６０〜１２０Ｈｚとしたり、パルス幅を１．０〜１．３
ｍｓｅｃとしたり、ピーク溶接電流を４２０〜４８０
Ａ，平均溶接電流を２８０Ａ以下としたり、入熱量を１
５ｋＪ／ｃｍ以下としたり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉ
ｎ以上としたりすることができる。
【００１２】また、本発明によるガスシールドアーク溶
接方法の実施態様においては、溶接後に得られる溶接金
属の引張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上であって、引張強
度６９０Ｎ／ｍｍ２級の高張力薄鋼板よりなる被溶接材
料の溶接に適用されるものとすることができる。
接方法の実施態様においては、溶接後に得られる溶接金
属の引張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上であって、引張強
度６９０Ｎ／ｍｍ２級の高張力薄鋼板よりなる被溶接材
料の溶接に適用されるものとすることができる。
【００１３】次に、本発明に係わるガスシールドアーク
溶接方法において用いられる溶接用ワイヤの成分組成
（重量％）の限定理由について説明する。
溶接方法において用いられる溶接用ワイヤの成分組成
（重量％）の限定理由について説明する。
【００１４】Ｃ：０．１５％以下
Ｃは溶接後に得られる溶接金属の強度を高めるのに有効
な必須の元素であるが、過剰に含有すると溶接金属の硬
さが増大して靭延性の低下を来たすこととなるので、
０．１５％以下としている。
な必須の元素であるが、過剰に含有すると溶接金属の硬
さが増大して靭延性の低下を来たすこととなるので、
０．１５％以下としている。
【００１５】Ｓｉ：０．３〜０．９％
シールドガス中に炭酸ガスを含むマグ溶接を行う場合に
は、高温で炭酸ガスが解離して酸素を発生することによ
り酸化性を有するものとなるので、Ｓｉは溶接金属の脱
酸のために添加する。しかし、Ｓｉ含有量が０．３％未
満では十分な脱酸作用を得ることができないので、０．
３％以上としている。他方、Ｓｉ含有量が多すぎると、
溶接金属の靭延性が低下することとなるので、０．９％
以下としている。
は、高温で炭酸ガスが解離して酸素を発生することによ
り酸化性を有するものとなるので、Ｓｉは溶接金属の脱
酸のために添加する。しかし、Ｓｉ含有量が０．３％未
満では十分な脱酸作用を得ることができないので、０．
３％以上としている。他方、Ｓｉ含有量が多すぎると、
溶接金属の靭延性が低下することとなるので、０．９％
以下としている。
【００１６】Ｍｎ：１．２〜２．５％
Ｍｎは上記Ｓｉと同様に、溶接金属の脱酸のため、なら
びに、溶接金属の強度および靭延性を向上させるために
添加するが、Ｍｎ含有量が１．２％未満では十分な作用
を得ることができないので、１．２％以上としている。
しかし、Ｍｎ含有量が多すぎると、溶接時にスパッタの
発生量が増加して溶接作業性を低下させることとなるの
で、２．５％以下としている。
びに、溶接金属の強度および靭延性を向上させるために
添加するが、Ｍｎ含有量が１．２％未満では十分な作用
を得ることができないので、１．２％以上としている。
しかし、Ｍｎ含有量が多すぎると、溶接時にスパッタの
発生量が増加して溶接作業性を低下させることとなるの
で、２．５％以下としている。
【００１７】Ｐ：０．０２％以下
Ｐ含有量が多すぎると、溶接金属に割れを発生させる原
因となるので、Ｐ含有量は少ないことが望ましく、０．
０２％以下としている。
因となるので、Ｐ含有量は少ないことが望ましく、０．
０２％以下としている。
【００１８】Ｓ：０．０２％以下
Ｓ含有量が多すぎると、Ｐと同様に、溶接金属に割れを
発生させる原因となるので、Ｓ含有量は少ないことが望
ましく、０．０２％以下としている。
発生させる原因となるので、Ｓ含有量は少ないことが望
ましく、０．０２％以下としている。
【００１９】Ｔｉ：０．０２〜０．２０％
Ｔｉは、上記ＳｉやＭｎと同様に、シールドガス中に含
まれる炭酸ガスは溶接アーク中で強い酸化性を示すの
で、溶接金属の脱酸のために添加すると共に、高電流域
における溶接アークの安定化とスパッタ発生量の減少の
ため、および溶接金属の結晶粒微細化などのために添加
するが、これらの作用を良好に得るために、Ｔｉ含有量
は０．０２％以上としている。しかし、Ｔｉ含有量を必
要以上に多くしても上記作用は増大しないとともに、む
しろ溶接金属の靭延性を低下させることとなるので、
０．２０％以下としている。
まれる炭酸ガスは溶接アーク中で強い酸化性を示すの
で、溶接金属の脱酸のために添加すると共に、高電流域
における溶接アークの安定化とスパッタ発生量の減少の
ため、および溶接金属の結晶粒微細化などのために添加
するが、これらの作用を良好に得るために、Ｔｉ含有量
は０．０２％以上としている。しかし、Ｔｉ含有量を必
要以上に多くしても上記作用は増大しないとともに、む
しろ溶接金属の靭延性を低下させることとなるので、
０．２０％以下としている。
【００２０】Ａｌ：０．１０％以下
Ａｌは、上記Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉと同様に溶接金属の脱酸
のために添加するが、Ａｌ含有量が多すぎると溶接作業
時にスパッタの発生量が多くなるので、０．１０％以下
としている。
のために添加するが、Ａｌ含有量が多すぎると溶接作業
時にスパッタの発生量が多くなるので、０．１０％以下
としている。
【００２１】Ｂ：０．００１〜０．００４％
Ｂは、溶接後に得られる溶接金属の組織を微細化し、そ
の強靭性を増加させる作用の著しい元素であるので、
０．００１％以上含有させることとしている。しかし、
過剰に添加してもその作用はさほど向上しないと共に、
むしろ溶接作業時にスパッタの発生量を増加させること
となるので、Ｂ含有量は０．００４％以下としている。
の強靭性を増加させる作用の著しい元素であるので、
０．００１％以上含有させることとしている。しかし、
過剰に添加してもその作用はさほど向上しないと共に、
むしろ溶接作業時にスパッタの発生量を増加させること
となるので、Ｂ含有量は０．００４％以下としている。
【００２２】Ｏ：０．０１０％以下
Ｏ含有量が多いと溶接金属の機械的性質を低下させるこ
ととなるので、できるだけ少ないことが望ましく、０．
０１％以下としている。
ととなるので、できるだけ少ないことが望ましく、０．
０１％以下としている。
【００２３】Ｎ：０．０１５％以下
Ｎ含有量が多いと溶接金属の機械的性質を低下させるこ
ととなるので、できるだけ少ないことが望ましく、０．
０１５％以下としている。
ととなるので、できるだけ少ないことが望ましく、０．
０１５％以下としている。
【００２４】Ｆｅ：残部
Ｆｅは溶接金属の基本成分であるので不純物と共に残部
としている。
としている。
【００２５】次に、このような成分組成を有する溶接用
ワイヤを用い、不活性ガスと炭酸ガスと（場合によって
は少量の酸素ガスと）の混合ガスをシールドガスとして
パルスアーク方式によりパルスマグ溶接するに際し、上
記混合ガスよりなるシールドガスとしては、Ａｒ＋５〜
５０体積％ＣＯ２ガスを用いることが望ましい。
ワイヤを用い、不活性ガスと炭酸ガスと（場合によって
は少量の酸素ガスと）の混合ガスをシールドガスとして
パルスアーク方式によりパルスマグ溶接するに際し、上
記混合ガスよりなるシールドガスとしては、Ａｒ＋５〜
５０体積％ＣＯ２ガスを用いることが望ましい。
【００２６】すなわち、シールドガス中において不活性
ガス例えばＡｒガスの含有量が多いときには溶接金属の
強度は向上するものとなるが、Ａｒガス中のＣＯ２ガス
量を５体積％以上とすることによって、アークの安定性
が向上するものとなる。
ガス例えばＡｒガスの含有量が多いときには溶接金属の
強度は向上するものとなるが、Ａｒガス中のＣＯ２ガス
量を５体積％以上とすることによって、アークの安定性
が向上するものとなる。
【００２７】一方、Ａｒガス中のＣＯ２ガス量が５０体
積％以上となると相対的にＡｒガス量が少なくなって溶
接時におけるスパッタ発生量が多くなると共に溶接金属
の強度が低下することとなるので、ＣＯ２ガスの混合量
は５〜５０体積％とするのが良い。
積％以上となると相対的にＡｒガス量が少なくなって溶
接時におけるスパッタ発生量が多くなると共に溶接金属
の強度が低下することとなるので、ＣＯ２ガスの混合量
は５〜５０体積％とするのが良い。
【００２８】本発明では、上記した成分組成を有する溶
接用ワイヤを用い、上記した混合ガスをシールドガスと
してパルスアーク方式によりパルスマグ溶接を行うよう
にしているが、このようなパルスマグ溶接では、これを
自動車用高張力薄鋼板の溶接に適用した場合に、溶接速
度を上昇できると共に、薄板の溶接に際して入熱過剰に
ならないために所望の溶接継手を得やすく、さらには溶
接時のスパッタ発生量が少ないため溶接作業性を良好な
ものにできるなどといった利点がもたらされる。
接用ワイヤを用い、上記した混合ガスをシールドガスと
してパルスアーク方式によりパルスマグ溶接を行うよう
にしているが、このようなパルスマグ溶接では、これを
自動車用高張力薄鋼板の溶接に適用した場合に、溶接速
度を上昇できると共に、薄板の溶接に際して入熱過剰に
ならないために所望の溶接継手を得やすく、さらには溶
接時のスパッタ発生量が少ないため溶接作業性を良好な
ものにできるなどといった利点がもたらされる。
【００２９】そして、このようなパルスマグ溶接を行う
場合におけるパルス周波数としては、６０〜１２０Ｈｚ
とすることが望ましく、この場合、パルス周波数が６０
Ｈｚよりも低いとスパッタ発生量は低下するものの入熱
量が不足し、融合不良などの欠陥が発生しやすくなるの
で好ましくなく、反対に、パルス周波数が１２０Ｈｚよ
りも高いとスパッタ発生量が多くなったり、入熱量が過
大になり溶け落ちが生じやすくなったりすることがある
ので好ましくない。
場合におけるパルス周波数としては、６０〜１２０Ｈｚ
とすることが望ましく、この場合、パルス周波数が６０
Ｈｚよりも低いとスパッタ発生量は低下するものの入熱
量が不足し、融合不良などの欠陥が発生しやすくなるの
で好ましくなく、反対に、パルス周波数が１２０Ｈｚよ
りも高いとスパッタ発生量が多くなったり、入熱量が過
大になり溶け落ちが生じやすくなったりすることがある
ので好ましくない。
【００３０】さらに、パルスマグ溶接を行う場合におけ
るパルス幅は、１．０〜１．３ｍｓｅｃとすることが望
ましく、パルス幅が小さすぎると入熱不足となって溶け
込みが不安定になりやすく、パルス幅が大きすぎると入
熱過剰となって溶接金属の靭延性が低下したりスパッタ
発生量が増大したりするので好ましくない。
るパルス幅は、１．０〜１．３ｍｓｅｃとすることが望
ましく、パルス幅が小さすぎると入熱不足となって溶け
込みが不安定になりやすく、パルス幅が大きすぎると入
熱過剰となって溶接金属の靭延性が低下したりスパッタ
発生量が増大したりするので好ましくない。
【００３１】さらにまた、パルスマグ溶接を行う場合に
おけるピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電
流を２８０Ａ以下とすることが望ましく、ピーク溶接電
流が小さすぎると入熱不足となって溶け込みが不安定に
なることがあり、反対にピーク溶接電流が大きすぎた
り、平均溶接電流が大きすぎるときには、入熱量が過大
なものとなって溶接金属の靭延性が低下したり、溶け落
ちが発生しやすくなったりするので好ましくない。そし
て、ベース溶接電流は５０Ａ程度とすることができる。
おけるピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電
流を２８０Ａ以下とすることが望ましく、ピーク溶接電
流が小さすぎると入熱不足となって溶け込みが不安定に
なることがあり、反対にピーク溶接電流が大きすぎた
り、平均溶接電流が大きすぎるときには、入熱量が過大
なものとなって溶接金属の靭延性が低下したり、溶け落
ちが発生しやすくなったりするので好ましくない。そし
て、ベース溶接電流は５０Ａ程度とすることができる。
【００３２】さらにまた、パルスマグ溶接を行う場合に
おける入熱量は１５ｋＪ／ｃｍ以下とすることが望まし
く、入熱量が過大になると溶接金属の強度および靭性な
どの機械的性質が劣化するので好ましくない。
おける入熱量は１５ｋＪ／ｃｍ以下とすることが望まし
く、入熱量が過大になると溶接金属の強度および靭性な
どの機械的性質が劣化するので好ましくない。
【００３３】さらにまた、パルスマグ溶接を行う場合に
おける溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上とし、溶接部へ
の入熱量が過大なものとならないようにすることが望ま
しい。
おける溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上とし、溶接部へ
の入熱量が過大なものとならないようにすることが望ま
しい。
【００３４】前述のような溶接用ワイヤを用いて上記し
た溶接条件によりパルスマグ溶接を行うことによって、
引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２以上、ないしは引張強度６９
０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以下程
度の高張力薄鋼板の溶接を実施したときでも、溶接部分
への入熱量が過大にならず、溶接金属の硬さが過大なも
のとならないことから、強度および靭性の優れた溶接継
手が得られると共に、溶接時においてスパッタの発生量
が少ないために溶接作業性も良好な溶接を行うことが可
能となり、かつまた均一なビードからなる溶接金属を得
ることができると共に溶け込みが安定した溶接金属を得
ることができ、このような溶接条件（例えば、溶接入熱
（ｋＪ／ｃｍ）＝［６０×電流（Ａ）×電圧（Ｖ）］／
［溶接速度（ｃｍ）］をもとにしてパルス周波数，パル
ス幅，ピーク溶接電流，平均溶接電流，ベース溶接電流
等を選定することによる適切な溶接入熱が与えられる溶
接条件）を適切に選定することによって高張力薄鋼板に
対する良好なガスシールドアーク溶接を行うことが可能
となって、全姿勢溶接にも適用することが可能となる。
た溶接条件によりパルスマグ溶接を行うことによって、
引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２以上、ないしは引張強度６９
０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以下程
度の高張力薄鋼板の溶接を実施したときでも、溶接部分
への入熱量が過大にならず、溶接金属の硬さが過大なも
のとならないことから、強度および靭性の優れた溶接継
手が得られると共に、溶接時においてスパッタの発生量
が少ないために溶接作業性も良好な溶接を行うことが可
能となり、かつまた均一なビードからなる溶接金属を得
ることができると共に溶け込みが安定した溶接金属を得
ることができ、このような溶接条件（例えば、溶接入熱
（ｋＪ／ｃｍ）＝［６０×電流（Ａ）×電圧（Ｖ）］／
［溶接速度（ｃｍ）］をもとにしてパルス周波数，パル
ス幅，ピーク溶接電流，平均溶接電流，ベース溶接電流
等を選定することによる適切な溶接入熱が与えられる溶
接条件）を適切に選定することによって高張力薄鋼板に
対する良好なガスシールドアーク溶接を行うことが可能
となって、全姿勢溶接にも適用することが可能となる。
【００３５】
【発明の作用】本発明に係わるガスシールドアーク溶接
方法では、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．
３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｐ：０．０２
％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２〜０．２
０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｏ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以
下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる溶接用ワイヤを用
い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガス
としてパルスアーク方式によりパルスマグ溶接するよう
にしたから、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以
下程度の高張力薄鋼板の溶接を行ったときでも、溶接金
属の硬さが過大なものとならず靭性が良好なものとなっ
て溶接金属の引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上で被溶接母材である高張力薄鋼板
と同程度の引張強度が得られると共にしかも靭性も良好
であって機械的性質に優れたものとなり、溶接時のスパ
ッタ発生量も少ないものとなって溶接作業性が良好なガ
スシールドアーク溶接が行えるものとなる。
方法では、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．
３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｐ：０．０２
％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２〜０．２
０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｏ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以
下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる溶接用ワイヤを用
い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガス
としてパルスアーク方式によりパルスマグ溶接するよう
にしたから、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以
下程度の高張力薄鋼板の溶接を行ったときでも、溶接金
属の硬さが過大なものとならず靭性が良好なものとなっ
て溶接金属の引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上で被溶接母材である高張力薄鋼板
と同程度の引張強度が得られると共にしかも靭性も良好
であって機械的性質に優れたものとなり、溶接時のスパ
ッタ発生量も少ないものとなって溶接作業性が良好なガ
スシールドアーク溶接が行えるものとなる。
【００３６】そして、実施態様にあっては、パルスマグ
溶接においてアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガスをシ
ールドガスとし、Ａｒ＋５〜５０体積％ＣＯ２の混合ガ
スを用いるようにすることによって、アーク安定性や溶
滴の移行性がより一層良好なものになると共に溶接金属
の強度および靭性もより一層良好なものとなる。
溶接においてアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガスをシ
ールドガスとし、Ａｒ＋５〜５０体積％ＣＯ２の混合ガ
スを用いるようにすることによって、アーク安定性や溶
滴の移行性がより一層良好なものになると共に溶接金属
の強度および靭性もより一層良好なものとなる。
【００３７】また、パルスアーク方式によりパルスマグ
溶接するに際してのパルス周波数を６０〜１２０Ｈｚと
したり、パルス幅を１．０〜１．３ｍｓｅｃとしたり、
ピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電流を２
８０Ａ以下としたり、入熱量を１５ｋＪ／ｃｍ以下とし
たり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上としたりするこ
とによって、溶接部分への入熱量が不足したり過剰とな
ったりすることがなく、溶接金属のビードが均一なもの
になると共に溶け込みが安定したものとなり、溶接金属
の強度および靭性が良好なものになると共に溶接時にお
けるスパッタ発生量が減少して溶接作業性が良好なもの
となる。
溶接するに際してのパルス周波数を６０〜１２０Ｈｚと
したり、パルス幅を１．０〜１．３ｍｓｅｃとしたり、
ピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電流を２
８０Ａ以下としたり、入熱量を１５ｋＪ／ｃｍ以下とし
たり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上としたりするこ
とによって、溶接部分への入熱量が不足したり過剰とな
ったりすることがなく、溶接金属のビードが均一なもの
になると共に溶け込みが安定したものとなり、溶接金属
の強度および靭性が良好なものになると共に溶接時にお
けるスパッタ発生量が減少して溶接作業性が良好なもの
となる。
【００３８】したがって、溶接金属の引張強度が６９０
Ｎ／ｍｍ２以上のものが得られることとなって、引張強
度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力薄鋼板よりなる被溶
接材料の溶接にも適したものとなる。
Ｎ／ｍｍ２以上のものが得られることとなって、引張強
度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力薄鋼板よりなる被溶
接材料の溶接にも適したものとなる。
【００３９】
【実施例】容量２トンの電気アーク炉を用いて表１に示
す化学成分組成の鋼（鋼種Ａ〜Ｇ）を溶製したのち、分
塊圧延，線材圧延ならびに冷間伸線および電気めっきを
含む工程を経ることによって、線径１．２ｍｍのガスシ
ールドアーク溶接用ワイヤを製造した。
す化学成分組成の鋼（鋼種Ａ〜Ｇ）を溶製したのち、分
塊圧延，線材圧延ならびに冷間伸線および電気めっきを
含む工程を経ることによって、線径１．２ｍｍのガスシ
ールドアーク溶接用ワイヤを製造した。
【００４０】
【表１】
【００４１】一方、表２に示す化学成分組成を有しかつ
板厚が２．４ｍｍ，引張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２（７０
ｋｇｆ／ｍｍ２）級の高張力鋼板を用意し、開先角度を
３０°として、上記各ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
を用いて、ＪＩＳ Ｚ ３１２１に制定されている突合
せ溶接継手の引張試験方法に準じて突合せ溶接を実施し
た。このときの溶接条件を表３に示す。また、溶接時に
はスパッタの発生状況を観察した。
板厚が２．４ｍｍ，引張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２（７０
ｋｇｆ／ｍｍ２）級の高張力鋼板を用意し、開先角度を
３０°として、上記各ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
を用いて、ＪＩＳ Ｚ ３１２１に制定されている突合
せ溶接継手の引張試験方法に準じて突合せ溶接を実施し
た。このときの溶接条件を表３に示す。また、溶接時に
はスパッタの発生状況を観察した。
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】そして、溶接後において、溶接継手部を含
む高張力薄鋼板から、ＪＩＳ Ｚ３１２１に制定する１
号引張試験片を切出して、この引張試験片を用いた引張
試験を行った。
む高張力薄鋼板から、ＪＩＳ Ｚ３１２１に制定する１
号引張試験片を切出して、この引張試験片を用いた引張
試験を行った。
【００４５】また、上記溶接継手部を含む高張力薄鋼板
から、ＪＩＳ Ｚ ３１２８に制定する溶接継手の衝撃
試験方法に準じて、ＪＩＳ Ｚ ２２０２に制定する１
／４サイズ４号試験片（幅：２．５ｍｍ）を切り出し、
この衝撃試験片を用いたシャルピー衝撃試験を行った。
これらの結果を表４に示す。なお、衝撃試験において評
価した靭性は、衝撃吸収エネルギーで表わしている。
から、ＪＩＳ Ｚ ３１２８に制定する溶接継手の衝撃
試験方法に準じて、ＪＩＳ Ｚ ２２０２に制定する１
／４サイズ４号試験片（幅：２．５ｍｍ）を切り出し、
この衝撃試験片を用いたシャルピー衝撃試験を行った。
これらの結果を表４に示す。なお、衝撃試験において評
価した靭性は、衝撃吸収エネルギーで表わしている。
【００４６】
【表４】
【００４７】表１および表４に示すように、溶接用ワイ
ヤの化学成分組成が適切であり、また、溶接条件も適切
である試験Ｎｏ．１，３，６，７においては、溶接金属
の強度および靭性が良好であると共に、溶接時のスパッ
タの発生も少ないことが認められた。
ヤの化学成分組成が適切であり、また、溶接条件も適切
である試験Ｎｏ．１，３，６，７においては、溶接金属
の強度および靭性が良好であると共に、溶接時のスパッ
タの発生も少ないことが認められた。
【００４８】一方、パルス幅が大きめである供試Ｎｏ．
２では、溶接金属の強度および靭性は良好であるが、ス
パッタ発生量がやや多いものとなっていた。また、パル
ス幅が小さめである供試Ｎｏ．５においても、溶接金属
の強度および靭性は良好であるが、スパッタ発生量がや
や多いものとなっていた。
２では、溶接金属の強度および靭性は良好であるが、ス
パッタ発生量がやや多いものとなっていた。また、パル
ス幅が小さめである供試Ｎｏ．５においても、溶接金属
の強度および靭性は良好であるが、スパッタ発生量がや
や多いものとなっていた。
【００４９】他方、溶接の際の入熱量が多い供試Ｎｏ．
４では、溶接金属の強度および靭性があまり良くないも
のとなっていた。
４では、溶接金属の強度および靭性があまり良くないも
のとなっていた。
【００５０】さらに、シールドガス中のＣＯ２量が多い
供試Ｎｏ．８では、スパッタ発生量が多いものとなって
いた。
供試Ｎｏ．８では、スパッタ発生量が多いものとなって
いた。
【００５１】さらにまた、溶接用ワイヤの化学成分にお
いてＢを含有していない供試Ｎｏ．９，１０では、溶接
金属の強度が溶接母材である高張力薄鋼板の強度に比べ
て低いものとなっており、また、溶接用ワイヤの化学成
分において、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉの含有量が多い供試
Ｎｏ．１１では溶接金属の引張強度が過大であって靭性
がかなり劣っていると共に、スパッタ発生量も多いもの
となっていた。
いてＢを含有していない供試Ｎｏ．９，１０では、溶接
金属の強度が溶接母材である高張力薄鋼板の強度に比べ
て低いものとなっており、また、溶接用ワイヤの化学成
分において、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉの含有量が多い供試
Ｎｏ．１１では溶接金属の引張強度が過大であって靭性
がかなり劣っていると共に、スパッタ発生量も多いもの
となっていた。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係わるガスシールドアーク溶接
方法では、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．
３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｐ：０．０２
％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２〜０．２
０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｏ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以
下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる溶接用ワイヤを用
い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガス
としてパルスアーク方式によりパルスマグ溶接する構成
としたから、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以
下程度の高張力薄鋼板の溶接を行ったときでも、溶接金
属の硬さが大きくなりすぎない適度なものにすることが
可能であって溶接金属の靭性を良好なものにすることが
可能であり、溶接金属の機械的性質を優れたものにする
ことが可能であると共に、溶接時のスパッタ発生量を少
ないものにすることが可能であって溶接作業性を良好な
ものにすることが可能であり、自動車用フレーム材やパ
ネル材への高張力鋼板の適用をさらに増大させることが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
方法では、重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：０．
３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｐ：０．０２
％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２〜０．２
０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｏ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５％以
下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる溶接用ワイヤを用
い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガス
としてパルスアーク方式によりパルスマグ溶接する構成
としたから、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上ないしは
６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力を有する板厚１０ｍｍ以
下程度の高張力薄鋼板の溶接を行ったときでも、溶接金
属の硬さが大きくなりすぎない適度なものにすることが
可能であって溶接金属の靭性を良好なものにすることが
可能であり、溶接金属の機械的性質を優れたものにする
ことが可能であると共に、溶接時のスパッタ発生量を少
ないものにすることが可能であって溶接作業性を良好な
ものにすることが可能であり、自動車用フレーム材やパ
ネル材への高張力鋼板の適用をさらに増大させることが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００５３】そして、パルスマグ溶接において、アルゴ
ンガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガスとし、Ａ
ｒ＋５〜５０体積％ＣＯ２の混合ガスを用いることによ
って溶接時のアーク安定性や溶滴の移行性をより一層良
好なものとすることができると共に溶接金属の強度およ
び靭性をより一層良好なものとすることが可能である。
ンガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガスとし、Ａ
ｒ＋５〜５０体積％ＣＯ２の混合ガスを用いることによ
って溶接時のアーク安定性や溶滴の移行性をより一層良
好なものとすることができると共に溶接金属の強度およ
び靭性をより一層良好なものとすることが可能である。
【００５４】また、パルスアーク方式によりパルスマグ
溶接するに際してのパルス周波数を６０〜１２０Ｈｚと
したり、パルス幅を１．０〜１．３ｍｓｅｃとしたり、
ピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電流を２
８０Ａ以下としたり、入熱量を１５ｋＪ／ｃｍ以下とし
たり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上としたりするこ
とによって、溶接部分への入熱量を適切なものとするこ
とが可能となって、溶接金属のビードを均一なものにす
ることが可能であると共に溶け込みを安定したものとす
ることが可能であり、溶接金属の強度および靭性を良好
なものとすることが可能であると共に、溶接時における
スパッタ発生量を減少させて溶接作業性を良好なものと
することが可能である。
溶接するに際してのパルス周波数を６０〜１２０Ｈｚと
したり、パルス幅を１．０〜１．３ｍｓｅｃとしたり、
ピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平均溶接電流を２
８０Ａ以下としたり、入熱量を１５ｋＪ／ｃｍ以下とし
たり、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上としたりするこ
とによって、溶接部分への入熱量を適切なものとするこ
とが可能となって、溶接金属のビードを均一なものにす
ることが可能であると共に溶け込みを安定したものとす
ることが可能であり、溶接金属の強度および靭性を良好
なものとすることが可能であると共に、溶接時における
スパッタ発生量を減少させて溶接作業性を良好なものと
することが可能である。
【００５５】そして、溶接金属の引張強度を６９０Ｎ／
ｍｍ２以上のものとすることが可能であることから、引
張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力薄鋼板よりなる
被溶接材料の溶接にも適したものとなり、自動車のパネ
ル材やフレーム材等への高張力鋼板の適用をさらに拡大
させることが可能になるという著しく優れた効果がもた
らされる。
ｍｍ２以上のものとすることが可能であることから、引
張強度が６９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力薄鋼板よりなる
被溶接材料の溶接にも適したものとなり、自動車のパネ
ル材やフレーム材等への高張力鋼板の適用をさらに拡大
させることが可能になるという著しく優れた効果がもた
らされる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹之内 優
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社 内
(56)参考文献 特開 昭60−56486（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−158995（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−186193（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 9/00
B23K 9/173
B23K 35/30
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：
０．３〜０．９％、Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｐ：０．
０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２〜
０．２０％、Ａｌ：０．１０％以下、Ｂ：０．００１〜
０．００４％、Ｏ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１５
％以下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる溶接用ワイヤを
用い、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスをシールドガ
スとしてパルスアーク方式によりパルスマグ溶接するこ
とを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。 - 【請求項２】 パルスマグ溶接においてアルゴンガスと
炭酸ガスとの混合ガスをシールドガスとし、Ａｒ＋５〜
５０体積％ＣＯ２の混合ガスをシールドガスとして用い
ることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアー
ク溶接方法。 - 【請求項３】 パルスアーク方式によりパルスマグ溶接
するに際してのパルス周波数を６０〜１２０Ｈｚとする
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガスシール
ドアーク溶接方法。 - 【請求項４】 パルスアーク方式によりパルスマグ溶接
するに際してのパルス幅を１．０〜１．３ｍｓｅｃとす
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
のガスシールドアーク溶接方法。 - 【請求項５】 パルスアーク方式によりパルスマグ溶接
するに際してのピーク溶接電流を４２０〜４８０Ａ，平
均溶接電流を２８０Ａ以下とすることを特徴とする請求
項１ないし４のいずれかに記載のガスシールドアーク溶
接方法。 - 【請求項６】 パルスアーク方式によりパルスマグ溶接
するに際しての入熱量を１５ｋＪ／ｃｍ以下とすること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のガス
シールドアーク溶接方法。 - 【請求項７】 パルスアーク方式によりパルスマグ溶接
するに際しての溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎ以上とする
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の
ガスシールドアーク溶接方法。 - 【請求項８】 溶接後に得られる溶接金属の引張強度が
６９０Ｎ／ｍｍ２以上であって、引張強度６９０Ｎ／ｍ
ｍ２級の高張力薄鋼板よりなる被溶接材料の溶接に適用
されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに
記載のガスシールドアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570994A JP3523917B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ガスシールドアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570994A JP3523917B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ガスシールドアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899175A JPH0899175A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3523917B2 true JP3523917B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=16990076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23570994A Expired - Fee Related JP3523917B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ガスシールドアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523917B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3826444B2 (ja) * | 1996-07-10 | 2006-09-27 | 大同特殊鋼株式会社 | パルスマグ溶接用ワイヤ |
| JP3352920B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2002-12-03 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接方法 |
| JPH11129072A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | ２電極多層盛りガスシールドアーク溶接方法 |
| JP3877940B2 (ja) * | 2000-07-06 | 2007-02-07 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 炭素鋼鋼管周溶接用ソリッドワイヤ及びそれを使用する溶接方法 |
| JP5222014B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2013-06-26 | 住友軽金属工業株式会社 | 鋼材とアルミニウム材のｍｉｇ溶接継手の製造方法 |
| JP5449110B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2014-03-19 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ |
| CN102500887B (zh) * | 2011-10-28 | 2014-04-23 | 南车眉山车辆有限公司 | 一种铁路运输车辆排管焊接方法 |
| CN104741831A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种搪瓷钢用焊丝 |
| JP6892302B2 (ja) * | 2017-03-28 | 2021-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | アーク溶接方法 |
| WO2018159844A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 株式会社神戸製鋼所 | アーク溶接方法 |
| JP6892305B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2021-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | アーク溶接方法 |
| US20190375038A1 (en) * | 2017-03-02 | 2019-12-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Arc welding method |
| CN109352142A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-02-19 | 广州增立钢管结构股份有限公司 | 一种Q420B钢板的GMAW-Ar焊接方法 |
| JP6771638B1 (ja) * | 2019-11-07 | 2020-10-21 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
| CN113787278B (zh) * | 2021-09-01 | 2023-03-24 | 武汉轻工大学 | 一种氮钛复合强化高强钢的混合气体保护焊接工艺 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23570994A patent/JP3523917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0899175A (ja) | 1996-04-16 |
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