JP3717644B2

JP3717644B2 - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JP3717644B2
Application number: JP29741697A
Authority: JP
Inventors: 宏一青木; 敦夫小埜田; 政男鎌田; 均西村
Original assignee: 日鐵住金溶接工業株式会社
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: JPH11129092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼構造物の製造に使用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関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、船舶、橋梁、圧力容器等を初めとする溶接鋼構造物の製造分野においては、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。）の使用量が増加している。図４に市販フラックス入りワイヤの代表的な断面構造例を示したが、外皮部に隙間がないシームレスタイプ（図４（ａ）、（ｂ））と外皮部１に隙間３がある巻き締めタイプ（図４（ｃ）、（ｄ））とに大別できる。特にシームレスタイプのものは、製造過程で高温度で行う脱水素処理が出来、また使用中にも吸湿しないのでワイヤの持つ水素量が低く、耐割れ性や耐気孔性に優れている。外皮素材は伸線加工性が良好な軟鋼が一般的であり、内部のフラックスはその使用目的、用途に応じてスラグ形成剤、脱酸剤、合金剤、鉄粉及びその他アーク安定剤等種々の原料粉からなる。ワイヤ径は溶接能率及び溶接作業性の観点から細径（ワイヤ径：２．０ｍｍ以下）のものが使用されている。
【０００３】
フラックス入りワイヤは、軟鋼及び４９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼用、５９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼用、低温用鋼用など種々市販されている。さらに、これらフラックス入りワイヤは全姿勢用、すみ肉用、高溶着用など用途に応じて組成の異なるフラックスが充填されている。全姿勢用は良好な溶接作業性が得られるようにＴｉＯ₂を主体とするスラグ系、高溶着用は鉄粉を主体とするメタル系、すみ肉用は耐プライマ性向上を考慮してスラグ形成剤をやや少な目にした中間タイプのものが一般的である。これら充填フラックスに共通する点は軟鋼外皮を用いているために、フラックス中に溶接金属の機械的性質を確保するために必要な多量のＳｉ、Ｍｎの原料粉を含有していることにある。Ｓｉ、Ｍｎの原料粉の割合が多いことは、それら原料粉の特性がフラックス入りワイヤの生産性及び溶接性能に重要な影響をおよぼす。
【０００４】
フラックス入りワイヤに含有されるＳｉ、Ｍｎは脱酸剤及び合金剤として必須の成分であり、溶接金属の機械的性質（強度、靭性等）の確保とともに、脱酸反応で生成したＳｉＯ₂、ＭｎＯは溶融スラグ組成の主要成分となりビード形成にも寄与する。仮にワイヤ長手方向にＳｉ、Ｍｎの偏析があると、溶接金属中への歩留まりが変化して強度、靭性にばらつきが生じるばかりでなく、ビード形状やスラグ剥離性などの溶接作業性が劣化する。
【０００５】
また、Ｓｉ、Ｍｎの原料粉の特性はワイヤの製造工程における伸線加工性にも影響し、後記するように原料粉の影響で外皮部肉厚の均一性が損なわれた場合には断線発生の原因となる他、溶接中、アークが不安定になりスパッタが多発するなど溶接作業性が劣化する。即ち、本来均一であるべき外皮部肉厚の変動が大きくなったり、フラックス原料が外皮部に噛み込んでいると、ワイヤの溶融状態（溶滴移行性）が乱れ、アーク不安定やスパッタの発生量が多くなる。
【０００６】
さらに、低水素化に有利なシームレスタイプのフラックス入りワイヤを、特公平４−７２６４０号公報、特公平４−６２８３８号公報及び特開平５−３１５９４号公報等の提案に見られるように、帯鋼を管状体に成形する段階でフラックスを充填した後、帯鋼の合わせ目のシーム溶接を行い連続的に能率よく製造しようとした場合、フラックス中に磁性を持つ原料粉が含有されているとシーム溶接部に融合不良や溶接スパッタ（この時のスパッタはフラックス中にも落下混入する）等が発生しやすくなり、フラックス入りワイヤの製造歩留まりの低下のみならずワイヤ溶接中に安定した溶融状態が得られにくくなる。従って、Ｓｉ、Ｍｎの原料粉はＳｉ、Ｍｎの偏析や外皮部肉厚の均一性を損なうことなく、かつ、非磁性であることが好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、フラックス中に必須成分として多量に含有させるＳｉ、Ｍｎの原料粉について見直し、成分の偏析や外皮部肉厚の不均一が極力なく、さらには帯鋼の合わせ目のシーム溶接を行う高能率な連続的製造方法によっても優れた溶接性能が得られるフラックス入りワイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、
（１）重量％で、
Ｃ：０．４０〜１．２０％、
Ｓｉ：５〜１２％、
Ｍｎ：１９〜４２％、
残部Ｆｅからなり、
かつ、Ｓｉ≧１１．８９−２．９２Ｃ−０．０７７Ｍｎを満たし、
粒径が２１２μｍ以下の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を含むフラックスを鋼製外皮内に充填してな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。
【０００９】
（２）重量％で、
Ｃ：０．４０〜１．２０％、
Ｓｉ：５〜１２％、
Ｍｎ：１９〜４２％、
残部Ｆｅからなり、
かつ、Ｓｉ≧１１．８９−２．９２Ｃ−０．０７７Ｍｎ及び
Ｓｉ≦８．３Ｃ＋０．１４Ｍｎを満たし、
粒径が２１２μｍ以下の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を含み、比透磁率（μ）≦１．１０の原料からなるフラックスを鋼製外皮内に充填してなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラヅクス入りワイヤにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記限定した組成及び粒径の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉をフラックス原料として用いることを基本とする。フラックス入りワイヤに含有させるＳｉ、Ｍｎの原料としては、従来よりＪＩＳ規格に規定されたＳｉ粉、Ｍｎ粉、フェロシリコン、フェロマンガン、シリコマンガンなどの合金粉が主に用いられている。フラックス入りワイヤの製造時、入手した各原料の成分、粒度構成は厳密に管理されるが、原料種類毎、また原料の製造ロット単位毎にその成分範囲及び粒度構成には差異が生じている。従って、上記数種類のＳｉ、Ｍｎの原料粉を組み合わせて配合するよりも、目標成分と同じ成分を持った単一の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を予め用意して、これをＳｉ、Ｍｎの原料として配合する方がワイヤ中のフラックス成分及びフラックス充填率が安定する。
【００１１】
さらに、本発明で用いる鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉はＳｉ及びＭｎの含有量を、従来一般的に用いられているシリコマンガン（ＪＩＳＧ２３０４−１９８６）の組成に比較して格段に少なくし、かつ、その粒径も細粒のものにした。これによりＳｉ、Ｍｎの品位の低い粒子がフラックス中に充分均一に分布出来るようにした。これらによりワイヤ長手方向のＳｉ、Ｍｎの分布が非常に均一になったことは溶着金属試験（ＪＩＳＺ３３１３）及び溶接作業性試験により充分に確認出来た。
【００１２】
なお、ワイヤ成分としてＳｉとＭｎの含有量の関係が常に一定であることは、特に低温用鋼用ワイヤによる溶接金属の機械的性質やすみ肉用ワイヤによる水平すみ肉溶接のスラグ被包性の安定化をもたらした。また、鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉のＦｅ成分を高くしたことは、溶接金属の機械的性質面から同一のＳｉ、Ｍｎ含有量のワイヤを設計する場合、そのＦｅ成分の割合だけフラックス充填率を高くすることが出来るようになり、溶着速度やアーク安定性の向上という効果をもたらした。この高充填率化による効果は、特に非磁性のフラックス原料が必要な帯鋼の合わせ目のシーム溶接を行う高能率な連続的製造方法によるフラックス入りワイヤにおいて発揮された。
【００１３】
次に、図５に模式的に拡大して示したようなワイヤ長手方向断面の観察で見られる外皮部１の肉厚減少部分５やフラックス原料粉６が外皮部に噛み込んだ部分７は、フラックス部が伸線加工の進行にともない外皮部から連続的な押し圧力を受け、順次圧縮され堅く締まった状態となり、フラックス原料の個々の粒子の自由な移動が妨げられ、外皮部の延びに対するフラックス部の追従性を保持出来なくなったことによって生じる。このような外皮部肉厚の変化は、シームレスタイプでフラックス充填率が高くなったり、金属粉の含有量の多いメタル系ワイヤにおいて特に生じやすい。
【００１４】
これに対し、本発明で用いる鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉は、フラックス部の追従性を良好にして外皮部肉厚の均一性を高めるために伸線加工中に破砕しやすくなる特性を与えた。Ｓｉ、Ｍｎ及びＣの下限設定とともに、特にＳｉの下限をＣ、Ｍｎとの関係で規制した組成に限定することによって非常に脆い鉄合金となり、しかも、原料製造中の通常の機械的粉砕の衝撃により個々の粒子に微小な亀裂（ひび割れ）が生じるようになり、伸線加工中の破砕性が容易になることを見いだした。
【００１５】
図１に本発明によるフラックス入りワイヤを伸線加工の中間段階で採取して観察したワイヤ長手方向断面のフラックス充填状態を模式的に示した。外皮部肉厚の均一性は良好で、フラックス原料の噛み込みは見られない。フラックス部２に分布する鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉８（拡大図）に注目すると、その大部分の粒子が破砕された状態、或いは粒子に亀裂が見られ、この破砕性が外皮部１の伸びに対するフラックス部２の追従性を良好にするように作用する。
【００１６】
即ち、フラックス充填後、一般にダイス群あるいはロール群により伸線加工されるが、ワイヤが縮径される毎にフラックス部は押し圧力を受け、このとき非常に脆い鉄合金粉であればその粒子は押し圧力に抗しきれず破砕される。また、粒子に元々亀裂が入っている原料粉であることは、さらに破砕性に効果的である。伸線加工中、縮径毎にこの破砕挙動が繰り返される結果、鉄合金粉自身及び周囲近傍のフラックス粒子を移動しやすくし、細径段階まで外皮部１の延びに対するフラックス部２の追従性が良好となり、外皮部肉厚の均一性が保たれる。
【００１７】
さらに、本発明では実質的に非磁性の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を用いることにより、前記各公報の提案に記載された帯鋼の合わせ目のシーム溶接に係わる問題点を解決した。伸線加工中の破砕性に対しては、上記鉄合金粉のＳｉ、Ｍｎを増加させること、特にＳｉの増加が有効であったが、Ｓｉの増加は非磁性化には相反する作用を持つために、破砕性と非磁性という両特性を備えた組成範囲に限定した。
【００１８】
なお、前記特公平４−６２８３８号公報及び特開平５−３１５９４号公報には非磁性で鉄含有量の多いＦｅ−Ｍｎ系合金粉を用いたフラックス入りワイヤが記載されている。しかし、その実施例からも明らかなようにフラックス入りワイヤに必要な所定量のＳｉは、別種の原料粉から含有させるものであり、本発明によるフラックス入りワイヤのように単一の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を用いることによりフラックス成分の偏析防止及び伸線加工中の破砕効果による溶接性能改善という技術思想は何等開示されていない。
【００１９】
以下に、本発明のフラックス入りワイヤに含有させる鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の限定理由について説明する。
Ｃは鉄合金粉の伸線加工中の破砕性を良好にし、また非磁性化にも有効に作用する成分である。鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉のＣが０．４０％未満では伸線加工中に破砕しにくく外皮部肉厚が不均一になりやすく溶接作業性が劣化する。一方、Ｃが１．２０％を超えても鉄合金粉の破砕性及び非磁性化に対する効果はほとんど変わらず、むしろフラックス入りワイヤのＣ含有量が過剰になり、スパッタ発生や溶接金属の強度過大などの悪影響が出るので上限を１．２０％に限定した。
【００２０】
Ｓｉは脱酸剤及び合金剤としての役割以外に、鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の伸線加工中の破砕性を良好にするために不可欠で、５％以上必要である。Ｓｉが５％未満では破砕効果が充分に発揮されず外皮部肉厚が不均一になる。一方、Ｓｉが１２％を超えても破砕性に対する効果はほとんど変わらないことと、フラックス入りワイヤのＳｉ含有量が過剰になり、溶接金属の強度過大や靭性低下の原因となるので上限を１２％に限定した。なお、Ｓｉは破砕性及び非磁性化の面からＣ、Ｍｎの含有量との関係において規制される。
【００２１】
鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の場合、Ｓｉ≧１１．８９−２．９２Ｃ−０．０７７Ｍｎ（（１）式）を満たす組成であれば、その溶解製造過程における粉砕工程の衝撃により大部分が粒子状に粉砕され、かつ、各粒子に亀裂（ひび割れ）が生じることになり、伸線加工中の破砕性が良好で、外皮部肉厚が不均一にならず、アークが安定しスパッタ発生量も低減する。
【００２２】
他方、鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉が非磁性であるためには、Ｓｉ≦８．３Ｃ＋０．１４Ｍｎ（（２）式）により規制される。つまり、Ｃ、Ｍｎの増加は鉄合金粉のオーステナイト化傾向を高めるが、Ｓｉはフェライト形成能が高い成分であり磁性化の方に働く。この（２）式を満たすＳｉの範囲においては、フェライト量がほとんど消失し、振動試料型磁力計により測定した非透磁率（μ）が１．１０以下となった。比透磁率（μ）が１．１０以下という値は磁性を僅かに帯びる性質を有する限界値であって実質的に非磁性と言える。前記帯鋼の合わせ目のシーム溶接をともなうフラックス入りワイヤの製造に用いてもシーム溶接部に溶接欠陥が全く発生しないで、良好な溶接結果が得られる。
即ち、本発明によるフラックス入りワイヤに用いる鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉が伸線加工中の破砕性が良好で、かつ非磁性という特性を持つためには、Ｃ及びＭｎの含有量によって適正なＳｉの範囲のものを選択しなければならない。
【００２３】
図２に鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を用いて試作した軟鋼及び４９０Ｎ／ｍｍ²級鋼用の全姿勢用フラックス入りワイヤに含有させた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉のＳｉ含有量が、外皮部肉厚の均一性に及ぼす影響について調査結果を示した。フラックス中に含有させた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の割合は４５％で、その組成はＣ：０．５６〜０．６０％、Ｍｎ：３１．５〜３２．５％で、Ｓｉは３．２〜１３．０％の範囲で変化させた。フラックスは充填率１５％、ワイヤ径は１．２ｍｍである。ワイヤの試作方法、外皮部肉厚の均一性の測定方法は、後記実施例１の場合に同じで、ワイヤ断面構造はシームレスタイプである。
【００２４】
本発明のフラックス入りワイヤに用いる鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉のＳｉ含有量は図中の斜線部に限定される。（１）式は伸線加工中の破砕性を良好にするＳｉの下限を求めたものであり、これよりもＳｉの含有量を多くすることにより外皮部肉厚が非常に均一になる。なお、（２）式は非磁性にするためのＳｉの上限を求めたものである。図３は後記実施例における本発明を含む全姿勢用フラックス入りワイヤによる外皮部肉厚の均一性とスパッタ発生量の関係を示した図である。外皮部肉厚の均一性が損なわれる（測定したＴ２／Ｔｌの最小値が小さくなること）とスパッタ発生量が多くなることがわかる。
【００２５】
Ｍｎは脱酸剤及び合金剤として含有させるが、鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の伸線加工中の破砕性及び非磁性化のために１９％以上必要である。Ｍｎが４２％を超えても破砕性及び非磁性化への効果が変わらないことと、鉄合金中の残部としてのＦｅ成分を多くして高充填率のフラックス入りワイヤ設計が可能なように上限を４２％に限定した。
【００２６】
なお、鉄合金粉の伸線加工中の破砕性に効果を示すＰ（溶接金属を脆化させる危険性があるので、０．４％以下が好ましい）、また、通常の溶接金属の脱酸あるいは機械的性質の調整成分としてのＡｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ及びＮｂなどを破砕性及び非磁性化を損なわない範囲で含有させることが出来る。また、ＳやＮについては溶接金属の耐割れ性あるいは靭性面からは出来るだけ少ない方がよいが、硬化肉盛用フラックス入りワイヤに用いる場合のＮ、あるいは水平すみ肉溶接におけるスラグ剥離性やビード形状の改善に効果的なＳの積極的な添加も可能である。
【００２７】
鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉の粒径は２１２μｍ以下に限定した。粒径が２１２μｍ以下の細粒であれば、フラックス中に粒子が充分均一に分布しフラックス成分の偏析防止に効果的で、溶接時のＳｉ、Ｍｎの作用及び溶接金属への歩留りが安定する。
また、このような細粒にすることによって合金粉の溶解製造時の機械的粉砕による衝撃によって個々の粒子に十分な亀裂（ひび割れ）を与えることが出来るようになり、伸線加工時の破砕性が良好になる。一方、粒径が２１２μｍを超えて粗粒のものを用いた場合、フラックス中に粒子を充分に均一に分布させることが出来ず偏析しやすくなり、また伸線加工の縮径１回毎の破砕効果が小さくなりフラックス部の追従性が不充分で外皮部肉厚の不均一が生じやすくなる。なお、粒径２１２μｍ以下において、仕上がりワイヤ径、充填フラックス中の含有量及びフラックス充填率、フラックスの充填方式などを考慮して最適な粒径のものを選択することが好ましい。
【００２８】
本発明によるフラックス入りワイヤは、上記限定した鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を、ワイヤ成分として必要なＳｉ、Ｍｎの所定量を満足するように含有させるが、伸線加工中の破砕効果により外皮部肉厚の均一化を充分に図るためには概略、フラックス中に１０％以上含有することが好ましい。この場合、ワイヤに必要なＳｉ、Ｍｎの所定量の大部分を前記限定した鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉から含有させ、他のＳｉ、Ｍｎの原料を少量合わせて用いたフラックス入りワイヤにおいても本発明の効果は充分に発揮できる。
【００２９】
本発明によるフラックス入りワイヤは、鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉以外に、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃などのスラグ形成剤、ＮａやＫなどのアーク安定剤、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＣｕなどの脱酸剤、あるいは合金剤、鉄粉（帯鋼の合わせ目のシーム溶接を行う連続的製造方法においては不可）などをフラックス入りワイヤの用途に応じて含有する。フラックス充填率は１０〜２５％の範囲が好ましい。フラックス充填率が１０％未満では目的とする溶接性能や高溶着性が得られにくく、一方、２５％を超えると外皮部の肉厚が薄くなり過ぎて細径化が困難となる。
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が好ましいが、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎの調整やＡＩ、Ｔｉ、Ｂ、Ｎｉ、Ｍｏなどを含む合金鋼を用いることも可能である。
以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３０】
【実施例１】
表１に示した軟鋼製鋼管（Ｓ１、Ｓ２）を所定の充填率が得られる充填径にまで縮径して、これに振動充填方式で一方の端口からフラックスを充填後、ロール群及び孔ダイス群により伸線を行った。ワイヤ径３．５ｍｍで脱水素処理及び加工硬化緩和のための中間焼鈍と銅めっき処理を行い、表４に示した組成のシームレスタイプのフラックス入りワイヤ（記号：Ｗ１〜Ｗ６、ワイヤ径１．２ｍｍ）を試作した。
また、表１に示した軟鋼製帯鋼（Ｓ３）をＵ形に成形し、このＵ形内にフラックスを供給した後、両端部を突き合わせて管状体にし、引き続きロール群及び孔ダイス群により伸線を行い、図４（ｄ）に示したワイヤ断面構造で表４に示した組成のフラックス入りワイヤ（記号：Ｗ７〜Ｗ９、ワイヤ径１．２ｍｍ）を試作した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
フラックスのＳｉ、Ｍｎの原料粉を表２、表３に示した。表５に試作ワイヤの長手方向断面観察による外皮部肉厚の均一性の調査結果及び溶接試験結果を示した。
外皮部肉厚の均一性は、図５に示したようにワイヤ長さ２０ｍｍ（任意の連続しない３箇所から採取）について連続的に５０倍で写真撮影し、この観察写真を用いて平均的な肉厚Ｔ１に対する肉厚が最も薄くなっている部分の肉厚Ｔ２の比率（Ｔ２／Ｔ１の最小値）によって評価した。フラックス原料の噛み込みについても同様にＴｌとＴ２を測定し、（Ｔ２／Ｔｌ）が０．９０未満の場合をフラックス原料の噛み込み発生有りとした。溶接試験は下向溶接と水平すみ肉溶接でアーク状態を観察し、下向溶接でスパッタ発生量を測定した。溶接条件は溶接電流２６０Ａ、アーク電圧３０Ｖ、溶接速度４０ｃｍ／ｍｉｎ、チップ・母材間距離２５ｍｍ、シールドガスＣＯ₂ガス（流量２０Ｌ／ｍｉｎ）である。
【００３３】
【表２】

【００３４】
【表３】

【００３５】
【表４】

【００３６】
【表５】

【００３７】
試作ワイヤはＷ１〜Ｗ４が全姿勢用、Ｗ５とＷ６がすみ肉用、Ｗ７〜Ｗ９が高溶着用で、それぞれ本発明と比較例とを対比させた。
全姿勢用ワイヤの場合、本発明のＷ１とＷ２は外皮部肉厚の変動が小さく、アークが安定し、スパッタ発生量も少ない。
Ｗ３は用いた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉（ＳＭ１０）のＣ及びＳｉが低過ぎるために、Ｗ４は従来原料（Ｆｅ−Ｍｎ粉、シリコマンガン）を用いたために、伸線加工中の破砕効果がなく、外皮部肉厚が不均一で本発明ワイヤに比較してアークの安定性が劣り、スパッタ発生量が多い。すみ肉用ワイヤの場合、本発明のＷ５は外皮部肉厚の変動が小さく、アークが安定し、スパッタ発生量も少ない。
【００３８】
Ｗ６は用いた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉（ＳＭ１２）のＭｎ及びＳｉが低過ぎるために、外皮部肉厚が不均一で本発明ワイヤに比較してアークの安定性が劣り、スパッタ発生量が多い。高溶着用ワイヤの場合、本発明のＷ７は外皮部肉厚の変動が小さく、アークが安定し、スパッタ発生量も少ない。
Ｗ８は用いた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉（ＳＭ１１）のＳｉが低過ぎるために、Ｗ９は従来原料（Ｆｅ−Ｓｉ粉、Ｆｅ−Ｍｎ粉）を用いたために、伸線加工中の破砕効果がなく、外皮部肉厚が不均一で本発明ワイヤに比較してアークの安定性が劣り、スパッタ発生量が多い。
【００３９】
【実施例２】
表１に示した軟鋼製帯鋼（Ｓ４）を管状体に成形する段階でフラックスを供給した後、管状体の相対するエッジ面を高周波誘導加熱によりシーム溶接して、引き続き連続的にロール群によりワイヤ径３．５ｍｍまで縮径、銅めっき処理した。以後、孔ダイス群により伸線を行い、表６に示した組成のシームレスタイプのフラックス入りワイヤ（記号：Ｗ１０〜Ｗ１７、ワイヤ径１．２ｍｍ）を試作した。シーム溶接は管状体の外径２１．７ｍｍ、入熱量１４０ＫＶＡ、周波数５２０ＫＨＺ、溶接速度３０ｍ／ｍｉｎ、また途中で加工硬化緩和のための中間焼鈍を実施した。フラックスのＳｉ、Ｍｎの原料粉は表３に示した。
【００４０】
【表６】

【００４１】
表７にシーム溶接時の管状体エッジ面へのフラックスの磁着状況、試作ワイヤの長手方向断面の外皮部肉厚の均一性の調査結果及び溶接試験結果を示した。外皮部肉厚の均一性の測定方法、溶接試験条件は実施例１に同じである。
試作ワイヤはＷ１０〜Ｗ１４及びＷ１７が全姿勢用、Ｗ１５、Ｗ１６がすみ肉用である。本発明の全姿勢用ワイヤＷ１０〜Ｗ１４及びすみ肉用ワイヤＷ１５、Ｗ１６は、いずれも外皮部肉厚の変動が小さく、アークが安定し、スパッタ発生量も少ない。これに対し、Ｗ１７は比較例で、用いた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉（ＳＭ１０）に磁性があり管状体エッジ面へのフラックスの磁着が多く、また伸線加工中の破砕性も悪い組成であるために仕上げ伸線中に断線が発生し、外皮部肉厚の均一性、アークの安定性、スパッタ発生量とも本発明ワイヤに比較して劣る。
【００４２】
【表７】

【００４３】
【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は、組成及び粒径を限定した鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を用いることによって、ワイヤ中に充填されたフラックス成分の偏析がなく、また、伸線加工中の破砕効果により外皮部肉厚を極めて均一に出来るため、安定した溶接金属の機械的性質と共に、アーク状態（溶滴移行性）が安定しスパッタ発生量の低減を含む溶接作業改善が出来る。さらに、上記鉄合金粉のＦｅ成分の含有量を多くし、かつ非磁性となる組成に限定することは、帯鋼の合わせ目のシーム溶接を行う高能率な連続的製造方法で製造するシームレスタイプのフラックス入りワイヤの品質を一層高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフラックス入りワイヤのワイヤ方向の断面状態例を示す図である。
【図２】本発明を含むフラックス入りワイヤに用いた鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉中のＳｉ量の効果を示す図である。
【図３】本発明を含むフラックス入りワイヤにおける外皮部肉厚とスパッタ発生量の関係を示す図である。
【図４】フラックス入りワイヤの断面構造例を示す図である。
【図５】フラックス入りワイヤの長手方向の断面状態例を示す図である。
【符号の説明】
１外皮部
２フラックス部
３外皮部の隙間
４シーム溶接部
５外皮部肉厚の減少部分
６フラックス原料
７フラックス原料の噛み込み部分
８鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉

Claims

重量％で、
Ｃ：０．４０〜１．２０％、
Ｓｉ：５〜１２％、
Ｍｎ：１９〜４２％、
残部Ｆｅからなり、
かつ、Ｓｉ≧１１．８９−２．９２Ｃ−０．０７７Ｍｎを満たし、
粒径が２１２μｍ以下の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を含むフラックスを鋼製外皮内に充填してな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。
重量％で、
Ｃ：０．４０〜１．２０％、
Ｓｉ：５〜１２％、
Ｍｎ：１９〜４２％、
残部Ｆｅからなり、
かつ、Ｓｉ≧１１．８９−２．９２Ｃ−０．０７７Ｍｎ及び
Ｓｉ≦８．３Ｃ＋０．１４Ｍｎを満たし、
粒径が２１２μｍ以下の鉄系Ｓｉ−Ｍｎ合金粉を含み、比透磁率（μ）≦１．１０の原料粉からなるフラックスを鋼製外皮内に充填してな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。