JP5557790B2

JP5557790B2 - ２電極水平すみ肉ｃｏ２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: JP5557790B2
Application number: JP2011089508A
Authority: JP
Inventors: 政男鎌田; 雄己栢森
Original assignee: 日鐵住金溶接工業株式会社
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: JP2012218065A

Description

本発明は、軟鋼および４９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼など各種鋼板の水平すみ肉溶接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係わるものであり、特に造船パネルのロンジ先付けやビルトアップロンジなどの長尺すみ溶接を高電流高速度の溶接条件で施工して、健全な中脚長ビード（脚長６〜７ｍｍ）が高い作業能率の下に得られる２電極水平すみ肉ＣＯ₂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。

最近、船舶の構造強化のためにすみ肉脚長基準が改正され、特許文献１で提案されたような２電極１プール方式の高速水平すみ肉溶接法で施工されるロンジ溶接においても、すみ肉溶接部の大脚長化が進められている。大脚長化は必然的に溶着量増大をともなうもので、同一電流条件であっても溶接速度を遅くすれば対応可能であるが、施工現場からは作業能率的に溶接速度をあまり遅くしないで、高電流溶接条件にして所定の脚長が得られるフラックス入りワイヤの開発要望が強い。

高電流高速度の溶接条件（両極とも溶接電流４００Ａ以上、溶接速度１．０ｍ／ｍｉｎ以上）で中脚長ビード（脚長６〜７ｍｍ）を形成する場合に起こる問題は、２電極間に安定して形成されるべき湯溜りが強いアーク力の影響で不安定になり、ビード形状が乱れることである。また、ロンジ溶接は一般に両側同時溶接で施工されるので、高電流の溶接条件では溶接部への入熱量が増大するためにスラグ被包性が不十分になり、アンダーカットやオーバーラップが発生し、スラグ剥離性も悪くなり除去しにくくなることである。

本発明者らが先に提案した熱延スケールが付着したままの無塗装鋼板（以下、黒皮鋼板という。）対応の特許文献２および特許文献３に記載のすみ肉溶接用フラックス入りワイヤを使用して、例えば脚長６ｍｍを溶接速度１．３ｍ／ｍｉｎで施工しようとした場合、溶着量確保のためには両極とも４００Ａ以上（ワイヤ径１．６ｍｍ）の高電流溶接条件にしなければならず、このときの２電極間の湯溜りは前後に揺れて不安定な状態で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となった。また、特許文献４に記載の２電極水平すみ肉用フラックス入りワイヤでは、無機ジンクプライマ塗装鋼板では高電流溶接条件でも良好なすみ肉ビードが得られたが、黒皮鋼板ではワイヤ表面スケールの影響でビード形状およびスラグ剥離性が不良となり、さらに２電極間の湯溜りの安定性およびスラグ被包性を向上させる必要があった。

特開昭６３−２３５０７７号公報特開２００６−２２４１７８号公報特開２００８−２２１２３１号公報特開２０１０−２８４６８２号公報

本発明は、無機ジンクプライマ塗装鋼板および黒皮鋼板の水平すみ肉溶接を、両極とも４００Ａ以上の高電流で１．０ｍ／ｍｉｎ以上の高速度の溶接条件で施工した場合でも、アンダーカットやオーバーラップがなく健全な脚長６〜７ｍｍのビードが得られ、スラグ剥離性も良好な２電極水平すみ肉ＣＯ₂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。

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、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックスにＴｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値：３．０〜４．０％、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値：１．０〜１．８％、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値：０．６〜１．２％、但し、ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計：２．４％以下、かつ、（ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計）／ＴｉＯ₂換算値：０．４５〜０．７０、Ｍｇ：０．1〜０．５％、ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計：０．１０〜０．３０％、弗素化合物のＦ換算値：０．０５〜０．２０％、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和：０．０１０〜０．０３０％、Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値：０．０５〜０．３％、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３％を含有し、さらに、鋼製外皮およびフラックスの合計で、Ｃ：０．０４〜０．０８％、Ｓｉ：０．３〜０．７％、Ｍｎ：２．８〜３．８％、Ａｌ：０．０５〜０．４％を含有し、残部は鋼製外皮のＦｅ分、フラックスの鉄粉、鉄合金等からのＦｅ分および不可避的不純物からなることを特徴とする。
さらに、フラックスに、Ｎｉ：０．３〜０．９％を含有することも特徴とする２電極水平すみ肉ＣＯ₂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２電極水平すみ肉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、軟鋼および４９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼などの無機ジンクプライマ塗装鋼板および黒皮鋼板の２電極水平すみ肉ＣＯ₂ガスシールドアーク溶接を、両極とも４００Ａ以上の高電流で１．０ｍ／ｍｉｎ以上の高速度の溶接条件で施工して脚長６〜７ｍｍの健全なビードが得られ、スラグ除去作業も大幅に軽減できるので、溶接部の高品質化とともに作業能率の向上を図ることができる。

１プール方式の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を示す模式図である。２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において発生するビード形状の欠陥例を示した模式図である。

図１に１プール方式の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を示す。電極角度θ１を持たせた先行電極ワイヤ１と電極角度θ２を持たせた後行電極ワイヤ２との間に安定した湯溜り３を形成することが、良好なビード形状を得るための必須条件である。６〜７ｍｍの中脚長ビードを１ｍ／ｍｉｎ以上の高速度の溶接で得るために溶接電流を高くするにともない、先行電極ワイヤ１と後行電極ワイヤ２のアーク力が強くなり、そのアーク力により湯溜り３が不安定になり、ついには吹き飛びビード形成ができなくなる。また、後行極の後方の溶融プール４が凝固してできるスラグ被包状態が不十分であると、図２に示すようにアンダーカット１１やオーバーラッブ１２が発生し、スラグ剥離性も不良となる。また、立板９および下板１０鋼板表面の赤錆や付着水分、プライマ８に起因した気孔１３の発生が顕著になる。なお、図１中５は溶融スラグ、６は凝固スラグ、７は溶接ビードを示す。

本発明者らは、まず、高電流での溶接条件の施工において最も問題となる湯溜りの安定化に対しては、主要なスラグ形成剤であるＴｉ酸化物（ＴｉＯ₂換算値）、Ｓｉ酸化物（ＳｉＯ₂換算値）およびＺｒ酸化物（ＺｒＯ₂換算値）の含有量および比率を検討し、従来のすみ肉溶接用フラックス入りワイヤに比較してＳｉ酸化物の比率を高くすることによって、２電極間の湯溜りを安定して保持できるようにした。また、特に黒皮鋼板で問題となったスラグ被包性については、Ｓｉ酸化物とともにＺｒ酸化物を高めにし、さらにＦｅ酸化物の低減などにより、アンダーカットやオーバーラップがなくビード止端部と鋼板とのなじみ性が良好な平滑なビード形状とした。スラグ剥離性については、Ｓｉ酸化物およびＺｒ酸化物の比率が増加するにつれてスラグが緻密で堅くなり除去しにくくなったが、適量のＴｉ酸化物の比率においてスラグが脆くなり、さらに微量のＢｉ添加、Ｆｅ酸化物の低減などの効果を加えることによって極めて除去しやすくなることがわかった。

これら知見を基本にして、フラックス入りワイヤとして具備すべきアーク安定性、プライマ塗装鋼板に対する耐気孔性、溶着金属試験における機械的性質、さらに低温用鋼への適用などを種々の試作ワイヤで詳細に検討し、それぞれワイヤ成分の含有量を限定したことにより所期の目的を達したものである。

以下、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。以下組成における質量％は、単に％と記載する。

Ｔｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値：３．０〜４．０％
ルチールやチタンスラグなどのＴｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高めスラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値が３．０％未満では、スラグ量の不足とともに溶融スラグの粘性が不足してスラグ被包性が不十分となり、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。一方、ＴｉＯ₂換算値が４．０％を超えると、スラグ量が多くなり耐気孔性が不良となる。したがって、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値は３．０〜４．０％とする。

Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値：１．０〜１．８％
珪砂やジルコンサンドなどのＳｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高め高電流の溶接条件で施工した場合でも２電極間に安定した湯溜りを形成し、またスラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値が１．０％未満では、溶融スラグの粘性が不足して湯溜りが不安定になり、スラグ被包性も不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。一方、ＳｉＯ₂換算値が１．８％を超えると、スラグが堅くて除去しにくく、耐気孔性も不良で、溶接金属試験の衝撃靭性は低下する。したがって、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値は１．０〜１．８％とする。

Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値：０．６〜１．２％
ジルコンサンド、酸化ジルコンなどのＺｒ酸化物は、高電流の溶接条件で施工した場合でも溶融プールの極端な後退を抑えてスラグ被包性を十分にして平滑なビードを形成する作用を有する。しかし、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値が０．６％未満では、ビード止端部のなじみ性が悪い凸状ビードとなり、スラグ被包むらによるスラグ剥離性不良となる。一方、ＺｒＯ₂換算値が１．２％を超えると、スラグが堅くビードに固着しスラグ除去が極めて困難になる。したがって、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値は０．６〜１．２％とする。

ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計：２．４％以下、かつ、（ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計）／ＴｉＯ₂換算値：０．４５〜０．７０
ＳｉＯ₂換算値とＺｒＯ₂換算値の合計およびＴｉＯ₂換算値と前記合計との比を上記した範囲において、高電流の溶接条件で施工した場合の２電極間の湯溜りの安定性およびスラグ剥離性の向上が可能となる。しかし、ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計が２．４％を超えると堅い緻密なスラグがビードに密着した状態で、ハンマーなどで強く叩かないと除去できなくなる。

さらに、（ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計）／ＴｉＯ₂換算値が０．４５未満では、ビード止端部が膨らんで下板とのなじみ性のない形状となり、逆に、０．７０を超えるとスラグが脆くならず、スラグが堅くて除去しにくくなる。

Ｍｇ：０．1〜０．５％
ＭｇおよびＡｌ−ＭｇなどからのＭｇは、強脱酸剤として溶接金属の酸素量を低減し衝撃靱性を高める作用を有する。しかし、Ｍｇが０．１％未満では衝撃靱性が低下する。一方、Ｍｇが０．５％を超えるとスラグ被包性が悪くなりビード形状が不良となる。したがって、Ｍｇは０．1〜０．５％とする。

ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計：０．１０〜０．３０％
珪酸ソーダ、珪酸カリ、氷晶石およびカリ長石などからのＮａおよびＫは、アーク安定剤として溶滴移行を良好にする作用を有する。しかし、ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計が０．１０％未満では、アークが不安定となり２電極間に安定した湯溜りが形成されず、スラグ被包性も不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。一方、Ｎａ₂Ｏ換算値およびＫ₂Ｏ換算値の合計が０．３０％を超えると、溶融スラグの粘性が低下しすぎてスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。したがって、ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計は０．１０〜０．３０％とする。

弗素化合物のＦ換算値：０．０５〜０．２０％
弗化ソーダや珪弗化カリなどの弗素化合物からのＦは、耐気孔性を向上させる作用を有する。しかし、弗素化合物のＦ換算値が０.０５％未満では、無機ジンクプライマ鋼板で耐気孔性が不良となる。一方、Ｆ換算値が０．２０％を超えると、溶融スラグの粘性が過剰に低下し、２電極間に安定した湯溜りが形成されずビード形状が不良となる。したがって、弗素化合物のＦ換算値は０．０５〜０．２０％とする。

ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和：０．０１０〜０．０３０％
ＢｉおよびＢｉ酸化物は、スラグ剥離剤としてビード表面からスラグを解離させる作用を有する。しかし、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和が０．０１０％未満では、ビード表面にスラグが固着した状態でスラグ剥離性が不良となる。一方、Ｂｉ換算値の和が０．０３０％を超えると溶接金属の酸素量が増加し衝撃靭性が低下する。したがって、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和は０．０１０〜０．０３０％とする。

Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値：０．０５〜０．３％
アルミナなどのＡｌ酸化物は、スラグ形成剤としてスラグ被包性を高め、ビード形状およびスラグ剥離性を良好にする作用を有する。しかし、Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られない。一方、０．３％を超えると、スラグ被包むらが生じてビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値は０．０５〜０．３％とする。

Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３％
酸化鉄、ミルスケールなどのＦｅ酸化物は、溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、ビード下脚側止端部のなじみ性を良好にする作用を有する。しかし、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られない。一方、０．３％を超えると、高電流の溶接条件で施工した場合の２電極間の湯溜りが不安定になり、スラグ被包性も不良でビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値は０．０５〜０．３％とする。

Ｃ：０．０４〜０．０８％
溶接構造物に要求される溶接金属の強度、衝撃靱性を得るために、Ｃは鋼製外皮およびフラックスの合計で０．０４〜０．０８％とする。Ｃが０．０４％未満では衝撃靭性が低くなる。一方、Ｃが０．０８％を超えると強度が高くなり衝撃靭性が低下する。フラックスのＣは、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−ＭｎおよびＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎなどの鉄合金粉が微量含有するＣ、あるいはＣ粉などである。

Ｓｉ：０．３〜０．７％
Ｓｉは鋼製外皮およびフラックスの合計で０．３％未満では、ビード形状およびスラグ剥離性が不良となる。一方、Ｓｉが０．７％を超えると溶接金属の強度が高くなり衝撃靱性が低下する。フラックスのＳｉは、金属Ｓｉ、Ｆｅ−ＳｉおよびＦｅ−Ｓｉ−ＭｎなどからのＳｉである。

Ｍｎ：２．８〜３．８％
Ｍｎも溶接金属の強度および衝撃靭性を得るために、鋼製外皮およびフラックスの合計で２．８〜３．８％とする。Ｍｎが２．８％未満では衝撃靭性が低くなる。一方、Ｍｎが３．８％を超えると強度が高くなり衝撃靭性が低下する。フラックスのＭｎは、金属Ｍｎ、Ｆｅ−ＭｎおよびＦｅ−Ｓｉ−ＭｎなどからのＭｎである。

Ａｌ：０．０５〜０．４％
Ａｌは強脱酸剤として溶接金属の酸素量を低減し衝撃靱性を高める作用を有するが、鋼製外皮およびフラックスの合計で０．０５％未満であると、前記効果が得られない。一方、０．４％を超えると溶接金属の強度が高くなり衝撃靭性が低下する。フラックスのＡｌは、金属Ａｌ、Ｆｅ−ＡｌおよびＡｌ−ＭｇなどからのＡｌである。

Ｎｉ：０．３〜０．９％
ＮｉおよびＦｅ−ＮｉなどからのＮｉは、溶接金属の低温衝撃靭性（試験温度−２０℃）が要求される溶接構造物の施工に使用するフラックス入りワイヤに０．３〜０．９％含有させて、安定した衝撃靭性が得られる。しかし、Ｎｉが０．３％未満では吸収エネルギーにばらつきが認められる。一方、Ｎｉが０．９％を超えると高電流で高速度の水平すみ肉溶接においてビードに高温割れが発生しやすくなる。

以上、本発明のフラックス入りワイヤの構成要件の限定理由を述べたが、残部は鋼製外皮のＦｅ分、フラックスの鉄粉、鉄合金等からのＦｅ分（但しＦｅ酸化物のＦｅは除く）および不可避的不純物である。
上記鋼製外皮については、フラックス充填後の伸線加工性が良好な軟鋼が最適で、さらに、Ｃが０．０１〜０．０３％のものは、スパッタ発生量の低下、低ヒューム化に有効である。ワイヤ径は２電極溶接用として一般的な１．４〜１．６ｍｍ、ワイヤ全質量に対するフラックス充填率は高溶着性と生産性を考慮して１３〜２０％程度のものが好ましい。

また、ワイヤ断面形状は市販のフラックス入りワイヤと同様にシームレス、かしめおよび突きあわせタイプのいずれでもよいが、ワイヤ表面にＣｕめっきを施したシームレスタイプは溶接チップの磨耗が少なく、アーク安定性を長い操業の間も継続できる。フラックス入りワイヤが含有する水素量はおよび窒素量は、それぞれ耐気孔性および衝撃靭性を低下させないように、ワイヤ全質量に対して４０ｐｐｍ以下にすることが好ましい。

なお、スラグ剥離剤としてＦｅＳなどによるＳを故意に添加することは有効であるが、Ｓが０．０３０％を超えるとスラグ被包性が不十分となりビード形状が不良になる。また、Ｂを添加することは、溶着金属試験の衝撃靭性の安定化には極めて有効であるが、Ｂが０．００８０％を超えると、高電流高速用接条件の施工においてはビードに高温割れの発生が顕著になる。

本発明のフラックス入りワイヤと組み合わせて使用するシールドガスはＣＯ₂ガスとする。

以下、実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明する。

軟鋼外皮（Ｃ：０．０２％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３５％、Ａｌ：０．０２％、Ｎ：０．００１５％）に、フラックスを充填後、縮径して、フラックス充填率１７％でワイヤ径１．６ｍｍのフラックス入りワイヤを各種試作した。ワイヤ断面形状はシームレスタイプで、ワイヤ表面にＣｕめっきはない。表１にそれぞれの試作ワイヤを示す。

これら試作ワイヤを各々両電極に使用して、２電極１プール方式の水平すみ肉溶接試験（両側同時溶接）を行った。さらに、ＪＩＳＺ３３１３およびＪＩＳＺ３１１１に準拠して溶着金属試験を行った。なお、シールドガスはＣＯ₂ガスである。表２にそれらの溶接条件を示す。

２電極水平すみ肉溶接試験（以下、すみ肉溶接という。）のＴ字すみ肉試験体は、４９０Ｎ／ｍｍ²級高張力鋼の板厚１２ｍｍ、板幅１５０ｍｍ、長さ１．０ｍの黒皮鋼板（下板および立板の全面に熱延による酸化スケールが黒色に厚く付着、立板端面はガス切断のまま）および無機ジンクプライマ塗装鋼板（以下、プライマ鋼板という。プライマ膜厚：側面および端面とも約２０μｍ）であって、下板と立板との隙間がない状態とした。

各試作ワイヤについて、アーク安定性、２電極間の湯溜りの安定性、スラグ被包性とともに、実測脚長、ビード形状、スラグ剥離性および耐気孔性を評価した。

各試験の評価結果は、アーク安定性は○：安定、×：不安定を示す。２電極間の湯溜り安定性は○：安定、×：不安定を示す。スラグ被包性は○：ビード全面を被包した状態、×：部分的にビード露出部がある状態を示す。実測脚長は○：目標脚長を満足、×：脚長不足を示す。ビード形状は○：アンダーカット、オーバーラップがなくビード止端部のなじみ性も良好、×：不良を示す。スラグ剥離性は○：直径１２ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ約１ｍの鉄パイプで軽く突付いてビード全面剥離し除去が極めて容易、×：スラグ上脚部に部分的に固着、あるいは強く突付いても除去困難を示す。耐気孔性は○：ピット、ガス溝などの気孔発生なし、×：気孔発生ありを示す。耐高温割れ性は○：クレータ部含め割れ発生なし、×：割れ発生ありを示す。

溶着金属試験は引張強さが４９０〜６７０ＭＰａ、吸収エネルギーが試験温度０℃での３個の平均値が４７Ｊ以上を合格とした。なお、一部試作ワイヤについては試験温度−２０℃での吸収エネルギーも調べた。それらの結果を表３にまとめて示す。

表１および表３中ワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ８が本発明例、ワイヤ記号Ｗ９〜Ｗ２５は比較例である。

本発明例であるワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ８は、フラックス入りワイヤにＴｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値、Ｍｇ、ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計、弗素化合物のＦ換算値、ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和、Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値、Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌを適量含有しているので、黒皮鋼板およびプライマ鋼板（以下、両鋼板という。）の２電極水平すみ肉溶接におけるアーク安定性、２電極間の湯溜り安定性、スラグ被包性、実測脚長、ビード形状、スラグ剥離性、耐気孔性、耐高温割れ性のいずれも良好で、溶着金属試験における強度および吸収エネルギーも良好な結果であった。なお、Ｎｉを含有させたワイヤ記号Ｗ７およびＷ８は、−２０℃における吸収エネルギーも高値が得られた。

比較例中ワイヤ記号Ｗ９は、ＴｉＯ₂換算値が少ないので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、Ａｌが少ないので溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ１０は、ＴｉＯ₂換算値が多いのでプライマ鋼板のすみ肉溶接における耐気孔性が不良であった。また、Ｂｉが多いので溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ１１は、ＳｉＯ₂換算値が少ないので両鋼板のすみ肉溶接における２電極間の湯溜りが安定せず、スラグ被包性も不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、脚長もばらつきが大きく確保できなかった。

ワイヤ記号Ｗ１２は、ＳｉＯ₂換算値が多いので黒皮鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ剥離性が不良、プライマ鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ剥離性および耐気孔性が不良となり、溶着金属試験の吸収エネルギーも低かった。

ワイヤ記号Ｗ１３は、ＺｒＯ₂換算値が少ないので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｎが高いので溶着金属試験の引張強さが高く吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ１４は、ＺｒＯ₂換算値が多いので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ剥離性が不良であった。また、ＦｅＯ換算値が少ないのでビード止端部のなじみが悪く形状が不良であった。

ワイヤ記号Ｗ１５は、ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計が多いので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ剥離性が不良であった。

ワイヤ記号Ｗ１６は、Ａｌ₂Ｏ₃換算値が少ないので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、Ｃが高いので溶着金属試験の引張強さが高く吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ１７は、ＴｉＯ₂換算値に対するＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計比が大きいので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｇが多いので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状も不良であった。

ワイヤ記号Ｗ１８は、Ｎａ₂Ｏ換算値とＫ₂Ｏ換算値の和が多いので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｇを含有しないので溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ１９は、Ｎａ₂Ｏ換算値とＫ₂Ｏ換算値の和が少ないので両鋼板のすみ肉溶接におけるアーク状態および湯溜りが不安定で、スラグ被包性も不十分となりビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、脚長もばらつきが大きく確保できなかった。さらに、Ｎｉが多いので両鋼板のすみ肉溶接のクレータ部に高温割れが生じた。したがって、溶着金属試験は中止した。

ワイヤ記号２０は、ＴｉＯ₂換算値に対するＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計の比が小さいので両鋼板のすみ肉溶接におけるビード形状が不良であった。また、Ｆ換算値が少ないのでプライマ鋼板のすみ肉溶接における耐気孔性が不良であった。さらに、Ａｌが多いので溶着金属試験の引張強さが高く吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ２1は、Ｆ換算値が多いので両鋼板のすみ肉溶接における湯溜りが不安定で、ビード形状が不良であった。また、Ｓｉが多いので溶着金属試験の引張強さが高く吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ２２は、Ｂｉ換算値が少ないので両鋼板スラグ剥離性が不良であった。また、Ｍｎが少ないので溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。

ワイヤ記号Ｗ２３は、Ａｌ₂Ｏ₃換算値が多いので両鋼板のすみ肉溶接におけるスラグ被包性が不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性不良であった。また、Ｃが少ないので溶着金属試験の吸収エネルギーが低かった。ワイヤ記号Ｗ２４は、ＦｅＯ換算値が多いので両鋼板のすみ肉溶接における湯溜りが不安定、スラグ被包性も不十分で、ビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。

ワイヤ記号Ｗ２５は、Ｓｉが少ないので両鋼板のすみ肉溶接におけるビード形状およびスラグ剥離性が不良であった。また、Ｎｉが少ないので溶着金属試験の−２０℃における吸収エネルギーは低かった。

１先行電極ワイヤ
２後行電極ワイヤ
３湯溜り
４溶融プール
５溶融スラグ
６凝固スラグ
７溶接ビード
８プライマ
９立板
１０下板
１１アンダーカット
１２オーバーラップ
１３気孔

Claims

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、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックスに、
Ｔｉ酸化物のＴｉＯ₂換算値：３．０〜４．０％、
Ｓｉ酸化物のＳｉＯ₂換算値：１．０〜１．８％、
Ｚｒ酸化物のＺｒＯ₂換算値：０．６〜１．２％、
但し、ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計：２．４％以下、
かつ、（ＳｉＯ₂換算値およびＺｒＯ₂換算値の合計）/ＴｉＯ₂換算値：０．４５〜０．７０、
Ｍｇ：０．1〜０．５％、
ＮａおよびＫの酸化物および化合物のＮａ₂Ｏ換算値ならびにＫ₂Ｏ換算値の合計：０．１０〜０．３０％、
弗素化合物のＦ換算値：０．０５〜０．２０％、
ＢｉおよびＢｉ酸化物のＢｉ換算値の和：０．０１０〜０．０３０％、
Ａｌ酸化物のＡｌ₂Ｏ₃換算値：０．０５〜０．３％、
Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３％を含有し、
さらに、鋼製外皮およびフラックスの合計で、
Ｃ：０．０４〜０．０８％、
Ｓｉ：０．３〜０．７％、
Ｍｎ：２．８〜３．８％、
Ａｌ：０．０５〜０．４％を含有し、残部は鋼製外皮のＦｅ分、フラックスの鉄粉、鉄合金等からのＦｅ分および不可避的不純物からなることを特徴とする２電極水平すみ肉ＣＯ₂ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
フラックスに、Ｎｉ：０．３〜０．９％を含有することを特徴とする請求項１に記載の２電極水平すみ肉ＣＯ₂ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。