JP6765259B2 - 溶接用フラックス入りシームレスワイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、溶接用フラックス入りシームレスワイヤに関する。
従来、造船や海洋構造物等の建造等において溶接用フラックス入りシームレスワイヤ（以下、シームレスワイヤともいう）が用いられている。シームレスワイヤは、一般的に、帯鋼を鞘状に成型し、フラックスを投入した後、パイプ状に成形して突き合わせ部を溶接し、さらに製品径まで縮径を行うことにより製造される。
ここで、圧延または伸線による縮径の過程で断線が発生すると、その回復には相当な時間を要するため、生産歩度まりが著しく低下してしまう。したがって、圧延または伸線工程における断線の発生の防止が求められている。
たとえば、特許文献１では、溶接用フラックス入りシームレスワイヤの製造方法において、６ｗｔ％以上の鉄粉及び鉄粉含有量の０．０３〜０．２０％の滑剤を含有し、鉄粉の粒度が１２５μｍ以下であるフラックスを用いることにより、フラックスの流動性を改善して、圧延または伸線時の断線を防止できることが記載されている。
ここで、特許文献１では、鉄粉に所定量の滑剤を配合するとともに鉄粉の粒度を所定値以下に規定することでフラックスの流動性を良好にし、管内のフラックスの凹凸に起因する管外皮肉厚の変動を抑制することで、圧延または伸線時の断線の防止が図られている。
図１に、シームレスワイヤの製造方法の概要図を示す。
まず、本製造方法では、帯鋼１を用意し（図１（ａ）参照）、これを成型して鞘状とする（図１（ｂ）参照）。つづいて、鞘状の帯鋼１の内側にフラックス２を充填し（図１（ｃ）参照）、エッジ部をつきあわせてシーム３を形成する（図１（ｄ）参照）。そして、シーム３を溶接してパイプ４を形成し（図１（ｅ）参照）、これを伸線して縮径することで、鋼製外皮６にフラックス２が充填されてなるシームレスワイヤ７が製造される（図１（ｆ）参照）。
まず、本製造方法では、帯鋼１を用意し（図１（ａ）参照）、これを成型して鞘状とする（図１（ｂ）参照）。つづいて、鞘状の帯鋼１の内側にフラックス２を充填し（図１（ｃ）参照）、エッジ部をつきあわせてシーム３を形成する（図１（ｄ）参照）。そして、シーム３を溶接してパイプ４を形成し（図１（ｅ）参照）、これを伸線して縮径することで、鋼製外皮６にフラックス２が充填されてなるシームレスワイヤ７が製造される（図１（ｆ）参照）。
ここで、縮径前のパイプ４の内部にはフラックス２が充填されているが、図１（ｅ）に示されるように内部には空間部５が存在する。また、空間部５以外に、粉体からなるフラックス２内にも空隙が存在する。そして、伸線による縮径とともに空間部５は減少していき、最終製品としてのシームレスワイヤ７においては空間部５がほぼ無くなる。
本発明者等は、シームレスワイヤ製造の場合には、縮径の過程において、ワイヤ進行方向と逆方向へ空気が流れていくこと、すなわち、逆流空気が発生することを見出した。そして、この逆流空気によって鋼製外皮内側のフラックスが乱れる結果、ワイヤ断面積に占めるフラックス断面積のばらつきが大きくなり、ワイヤ断線の原因となることをつきとめた。
特許文献１では、このような逆流空気に起因するワイヤ断面積に占めるフラックス断面積のばらつきという、シームレスワイヤ特有の課題については何ら考慮されておらず、ワイヤの断線抑制効果は限定的であると考えられる。
そこで、本発明は、逆流空気に起因するワイヤ断面積に占めるフラックス断面積のばらつきが抑制され、断線の発生が防止された溶接用フラックス入りシームレスワイヤを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行い、上述の逆流空気を減少させるために、鋼製外皮内側においてフラックスが充填されていない空間を可能な限り減らすことを検討した。具体的には、ワイヤに通常用いられるフラックスよりもＦｅの含有量を多くすることにより、ワイヤ断面積に対するフラックスの占有面積を大きくし、フラックスが充填されていない空間を減らすことで、逆流空気の量を減少させることに想到し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、鋼製外皮中にフラックスが充填されてなる溶接用フラックス入りシームレスワイヤであって、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量が２〜１５質量％であり、
フラックス充填率が１０〜３０質量％であり、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（％）をＹとしたときに、下記式（１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
の関係を満足する溶接用フラックス入りシームレスワイヤに関する。
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量が２〜１５質量％であり、
フラックス充填率が１０〜３０質量％であり、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（％）をＹとしたときに、下記式（１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
の関係を満足する溶接用フラックス入りシームレスワイヤに関する。
上記溶接用フラックス入りシームレスワイヤは、外径が０．８ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であってもよい。
また、上記溶接用フラックス入りシームレスワイヤにおいて、ワイヤにおける鋼製外皮の板厚ｔ（ｍｍ）と、ワイヤの直径Ｄ（ｍｍ）との比ｔ／Ｄは、０．１５〜０．３０であってもよい。
通常、各ワイヤ成分の比率には制約があるため、鋼製外皮とフラックスの質量比を自由に変更することはできない。そこで、本発明では、フラックス中のＦｅの含有量を多くして、ワイヤ全質量中のＦｅとＦｅ以外の成分の比率を同じにしつつ、フラックス充填率を増加させることにより、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積を大きくし、パイプ内部の空間を減少させている。これにより、逆流空気の量が減少し、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきが抑制される。また、Ｆｅはフラックス中に含有されうる成分の中で、相対的に高比重である。本発明では、フラックス中のＦｅの含有量が多く、フラックス自体の比重が高められているため、該フラックスは逆流空気の影響を受けにくくなり、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきがさらに抑制される。このようにして、逆流空気に起因する、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきを抑制することにより、縮径過程の断線を有効に防止することができる。
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本明細書において、質量を基準とする百分率（質量％）は、重量を基準とする百分率（重量％）と同義である。
本実施形態の溶接用フラックス入りシームレスワイヤは、鋼製外皮中にフラックスが充填されてなる溶接用フラックス入りシームレスワイヤであって、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量が２〜１５質量％であり、
フラックス充填率が１０〜３０質量％であり、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（質量％）をＹとしたときに、下記式（１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
の関係を満足するものである。
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量が２〜１５質量％であり、
フラックス充填率が１０〜３０質量％であり、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（質量％）をＹとしたときに、下記式（１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
の関係を満足するものである。
本実施形態のシームレスワイヤにおいて、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量は２〜１５質量％である。
Ｆｅはフラックス中に含有されうる成分の中で相対的に比重の高い成分であるため、フラックス中のＦｅ量が多いほど、フラックス自体の比重が高められることとなる。その結果、フラックスが逆流空気の影響を受けにくくなるため、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきが抑制され、縮径過程の断線が防止される。この効果を十分に得るために、本実施形態のシームレスワイヤでは、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を２質量％以上とし、好ましくは２．５質量％以上、より好ましくは３質量％以上とする。なお、Ｆｅの比重は７．８であり、また、フラックス中に含有されうるその他の成分のうちのいくつかの成分の比重として、例えば、Ｔｉの比重は４．５、Ａｌの比重は２．７、Ｍｎの比重は７．４、Ｎｉの比重は８．９である。
一方、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１５質量％より大きい場合、フラックス充填量が過大となる結果、鋼製外皮の厚みが小さくなり、断線を生じやすくなる。したがって、本実施形態のシームレスワイヤでは、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を１５質量％以下、好ましくは１４質量％以下、より好ましくは１３質量％以下とする。
なお、ワイヤ全質量とは、鋼製外皮の全質量とフラックスの全質量の総和である。
また、本明細書において、フラックス中のＦｅとは、フラックスに含有されるＦｅ単体に加えて、Ｆｅ−ＳｉやＦｅ−Ｍｎ等の、Ｆｅを含有する合金成分中のＦｅをも包含するものとする。
Ｆｅはフラックス中に含有されうる成分の中で相対的に比重の高い成分であるため、フラックス中のＦｅ量が多いほど、フラックス自体の比重が高められることとなる。その結果、フラックスが逆流空気の影響を受けにくくなるため、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきが抑制され、縮径過程の断線が防止される。この効果を十分に得るために、本実施形態のシームレスワイヤでは、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を２質量％以上とし、好ましくは２．５質量％以上、より好ましくは３質量％以上とする。なお、Ｆｅの比重は７．８であり、また、フラックス中に含有されうるその他の成分のうちのいくつかの成分の比重として、例えば、Ｔｉの比重は４．５、Ａｌの比重は２．７、Ｍｎの比重は７．４、Ｎｉの比重は８．９である。
一方、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１５質量％より大きい場合、フラックス充填量が過大となる結果、鋼製外皮の厚みが小さくなり、断線を生じやすくなる。したがって、本実施形態のシームレスワイヤでは、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を１５質量％以下、好ましくは１４質量％以下、より好ましくは１３質量％以下とする。
なお、ワイヤ全質量とは、鋼製外皮の全質量とフラックスの全質量の総和である。
また、本明細書において、フラックス中のＦｅとは、フラックスに含有されるＦｅ単体に加えて、Ｆｅ−ＳｉやＦｅ−Ｍｎ等の、Ｆｅを含有する合金成分中のＦｅをも包含するものとする。
本実施形態のシームレスワイヤは、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が上記範囲内であれば、ルチル系フラックス入りワイヤ、メタル系フラックス入りワイヤ、フッ化物系フラックス入りワイヤ等のいずれの種類のワイヤであってもよく、また、その他の成分組成は特に限定されず、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、適宜選択できる。
例えば、ある一態様に係るフラックス入りワイヤ（以下、一態様に係るフラックス入りワイヤともいう）に含有されうる成分について、以下に例示するが、含有されうる成分及びそれらの含有量は、以下に限定されるものではない。なお、以下の各成分量は、ワイヤ全質量あたりの質量％表示での含有量である。
一態様に係るフラックス入りワイヤにおいて、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなどの酸化物は、スラグ剤およびアーク安定剤の主成分である。
ここで、酸化物の含有量が少ないと、全姿勢溶接においてビード形成が困難になるとともにアーク安定性が劣化しスパッタ量が増加する。したがって、酸化物の含有量は２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。一方、酸化物の含有量が多すぎると、スラグ巻込みなどの欠陥が発生しやすくなるとともに、溶接金属中の酸素量が増加してじん性が低下する場合がある。したがって、酸化物の含有量は８％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましい。
ここで、酸化物の含有量が少ないと、全姿勢溶接においてビード形成が困難になるとともにアーク安定性が劣化しスパッタ量が増加する。したがって、酸化物の含有量は２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。一方、酸化物の含有量が多すぎると、スラグ巻込みなどの欠陥が発生しやすくなるとともに、溶接金属中の酸素量が増加してじん性が低下する場合がある。したがって、酸化物の含有量は８％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましい。
一態様に係るフラックス入りワイヤにおいて、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｂなどの脱酸元素は、脱酸効果ならびに溶接金属組織の微細化効果により溶接金属の強度向上およびじん性向上に有効な元素である。
ここで、脱酸元素の含有量が少ないと、溶接金属の強度が不足したり、じん性が劣化したりする場合がある。したがって、脱酸元素の含有量は１％以上であることが好ましく、２％以上であることがより好ましい。一方、脱酸元素の含有量が多いと強度過多および焼入れ性過多により溶接金属のじん性が低下する場合がある。したがって、脱酸元素の含有量は５％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましい。
なお、これら脱酸元素は、金属、合金、鋼製外皮などから添加され、その添加される形態は特に限定されるものではない。また、これら脱酸元素について規定する値は上記ＴｉＯ２などの酸化物に含まれるＴｉ等は含まないものとする。
ここで、脱酸元素の含有量が少ないと、溶接金属の強度が不足したり、じん性が劣化したりする場合がある。したがって、脱酸元素の含有量は１％以上であることが好ましく、２％以上であることがより好ましい。一方、脱酸元素の含有量が多いと強度過多および焼入れ性過多により溶接金属のじん性が低下する場合がある。したがって、脱酸元素の含有量は５％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましい。
なお、これら脱酸元素は、金属、合金、鋼製外皮などから添加され、その添加される形態は特に限定されるものではない。また、これら脱酸元素について規定する値は上記ＴｉＯ２などの酸化物に含まれるＴｉ等は含まないものとする。
一態様に係るフラックス入りワイヤにおいて、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃｏなどの合金元素は、強度やじん性を向上させるのに有効な元素であり、要求される強度やじん性に応じて適宜添加される。
ここで、合金元素の含有量が多いと焼き入れ性が過剰となり、じん性が劣化したり、低温割れ感受性が高まることによる溶接金属に割れが発生する場合がある。したがって、合金元素の含有量は１０％以下であることが好ましく、９％以下であることがより好ましい。
なお、これら合金元素は、金属、合金、鋼製外皮などから添加され、その添加される形態は特に限定されるものではない。
ここで、合金元素の含有量が多いと焼き入れ性が過剰となり、じん性が劣化したり、低温割れ感受性が高まることによる溶接金属に割れが発生する場合がある。したがって、合金元素の含有量は１０％以下であることが好ましく、９％以下であることがより好ましい。
なお、これら合金元素は、金属、合金、鋼製外皮などから添加され、その添加される形態は特に限定されるものではない。
一態様に係るフラックス入りワイヤにおいて、フッ素化合物は、アーク雰囲気中のＨ分圧を下げ、溶接金属の拡散性水素量を低減する効果のある化合物である。また、溶接中に発生するヒュームを増加させる化合物でもある。フッ素化合物は、ＮａＦ、Ｋ２ＳｉＦ６、ＬｉＦ、ＣａＦ、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などが挙げられる。フッ素化合物の含有量が、フッ素換算値の合計で０．０１％以上であれば、溶接金属の拡散性水素量が低下する。より好ましくは０．０５％以上である。一方、フッ素化合物の含有量が、フッ素換算値の合計で０．５０％を超えるとヒューム量が過剰となるため、０．５０％以下が好ましく、０．４０％以下がより好ましい。
なお、一態様に係るフラックス入りワイヤの残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
また、本実施形態のシームレスワイヤにおけるフラックスは、マイカやタルク等の滑剤を含有していてもよいが、フラックス中の水分量の増加を抑制するとの観点からは、滑剤を実質的に含有しないことが好ましい。また、滑剤を実質的に含有しない場合には、焼結工程を省略することができ、製造コストを抑制できる点でも有利である。なお、「滑剤を実質的に含有しない」とは、フラックス全質量あたり、０．０１質量％以下の少量の滑剤であれば含有が許容されることを意味する。本実施形態のシームレスワイヤは、フラックスは滑剤を実質的に含有しなくても、断線を有効に防止することができる。
また、本実施形態のシームレスワイヤにおけるフラックス充填率は、所定の規格により定められるワイヤが満足すべき成分比率を考慮すると、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量によって変化するが、本実施形態においては、フラックス充填率を１０〜３０質量％とする。ここで、ワイヤの縮径過程で発生する逆流空気を減少させ、ワイヤ断面に占めるフラックス断面積のばらつきを抑制するためには、縮径前のパイプ内部の空間が小さい方が好ましい。また、パイプ内部の空間が小さければ、フラックス断面積のばらつきが抑制されるため、得られる溶着金属の性能が安定する。これらの観点より、本実施形態においては、フラックス充填率を１０質量％以上とし、好ましくは１２質量％以上とし、より好ましくは１３．５質量％以上とする。
一方、フラックス充填率を高くしすぎると、鋼製外皮を過度に薄くせざるを得なくなり、断線の発生を招くおそれがある。したがって、本実施形態では、フラックス充填率を３０質量％以下とし、好ましくは２８質量％以下とし、より好ましくは２５質量％以下とする。
なお、フラックス充填率は、鋼製外皮内側に充填されるフラックスの質量を、ワイヤ（鋼製外皮＋フラックス）の全質量に対する割合で規定したものである。
一方、フラックス充填率を高くしすぎると、鋼製外皮を過度に薄くせざるを得なくなり、断線の発生を招くおそれがある。したがって、本実施形態では、フラックス充填率を３０質量％以下とし、好ましくは２８質量％以下とし、より好ましくは２５質量％以下とする。
なお、フラックス充填率は、鋼製外皮内側に充填されるフラックスの質量を、ワイヤ（鋼製外皮＋フラックス）の全質量に対する割合で規定したものである。
また、本実施形態のシームレスワイヤにおいては、ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（質量％）をＹとしたときに、下記式（１）を満足する必要がある。
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
後述する実施例において実証されるように、上記式（１）を満足するシームレスワイヤであれば、伸線による縮径過程の断線を有効に防止することができる。
本実施形態のシームレスワイヤにおける鋼製外皮の組成は、フラックス中におけるＦｅ等の各成分割合を考慮して適宜調整すればよく、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されない。典型的には、所望される特性に応じた添加元素を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である。添加元素としては、例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｍｏ等が例示される。
本実施形態のシームレスワイヤの外径は、特に限定されるものではないが、断線防止の観点から、好ましくは０．８ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。また、フラックス充填率ばらつき防止の観点からは、好ましくは８ｍｍ以下であり、より好ましくは６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは５ｍｍ以下である。
また、本実施形態のシームレスワイヤにおいて、ワイヤにおける鋼製外皮の板厚ｔ（ｍｍ）と、ワイヤの直径Ｄ（ｍｍ）との比ｔ／Ｄは、０．１５〜０．３０であることが好ましい。ｔ／Ｄが大きくなるほど、ワイヤ断面におけるフラックス断面積のバラつきをより低減することができる。この観点から、ｔ／Ｄは０．１５以上であることが好ましく、０．１７以上であることがより好ましい。一方、ｔ／Ｄが大きくなりすぎると、フラックス断面積が減少し、鉄の部分が増加しすぎるため、ワイヤ送給性が好ましくなくなる場合があるため、ｔ／Ｄは０．３０以下であることが好ましく、０．２８以下であることがより好ましい。
なお、ワイヤにおける鋼製外皮の板厚ｔについて、本実施形態のシームレスワイヤの断面図である図２を参照して説明する。図２において、Ｄはシームレスワイヤ７の直径であり、ｔは、シームレスワイヤ７の直径Ｄにおいて、鋼製外皮６が占める両端の２つの領域のそれぞれに相当する長さである。すなわち、ワイヤの直径において、フラックス２が占める領域に相当する長さをｓとすると、ｔは（Ｄ−ｓ）／２に相当する長さである。
本実施形態のシームレスワイヤは、例えば、図１に示される製造方法によって製造される。
まず、図１（ａ）に示されるように、シームレスワイヤの鋼製外皮となる帯鋼１を用意する。つづいて、図１（ｂ）に示されるように、帯鋼１を鞘状に成形する。成形方法としては、帯鋼を鞘状に成形できる方法であれば特に限定されず、公知の成形方法を適宜適用することができる。
つづいて、図１（ｃ）に示されるように、鞘状に成形された帯鋼１の内側にフラックス２を充填する。その後、図１（ｄ）に示されるように、帯鋼１のエッジ部をつきあわせてシーム３を形成し、さらに図１（ｅ）に示されるように、シーム３を溶接してシームレスのパイプ４を形成する。ここで、本実施形態では、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を増加させてフラックス充填率を増加させることで、図１（ｅ）に示される状態における、パイプ４の内部における空間部５の占める割合を減少させている。
この状態で伸線による縮径を行うと、空間部５は徐々に減少していき、最終的には図１（ｆ）に示されるような、空間部５がほぼ無い、鋼製外皮６内側にフラックス２が充填されてなるシームレスワイヤ７が製造される。ここで、縮径の過程において、空間部５に存在する空気はワイヤ進行方向と逆方向へ流れていき、すなわち、逆流空気が発生する。しかしながら、本実施形態では、パイプ４の内部における空間部５の占める割合を低く抑えているため、逆流空気の量を抑制でき、逆流空気に起因するパイプ４内でのフラックス２の乱れを抑制できる。また、Ｆｅを多く含有し、高比重のフラックス２を用いているため、該フラックス２は逆流空気の影響を受けにくい。その結果、ワイヤ断面積に占めるフラックス断面積のばらつきが良好に抑制され、縮径過程でのワイヤの断線が有効に防止される。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
まず、表１に示される成分組成を有し、同じ板厚で、同じ幅の帯鋼を用意し、鞘状に成形した。なお、表１に示される帯鋼成分の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
つづいて、鞘状の帯鋼にフラックスを投入した後、帯鋼のエッジ部をつきあわせ、シームを溶接してパイプを形成した。なお、各例においては、フラックスの組成および量をそれぞれ調整した。
さらに、得られたパイプを伸線により直径１．１７０ｍｍまで縮径して、各例に係るシームレスワイヤを作製した。
各例に係るシームレスワイヤの成分組成は、表２に示される範囲内であった。なお、表２に示されるワイヤ成分の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
つづいて、鞘状の帯鋼にフラックスを投入した後、帯鋼のエッジ部をつきあわせ、シームを溶接してパイプを形成した。なお、各例においては、フラックスの組成および量をそれぞれ調整した。
さらに、得られたパイプを伸線により直径１．１７０ｍｍまで縮径して、各例に係るシームレスワイヤを作製した。
各例に係るシームレスワイヤの成分組成は、表２に示される範囲内であった。なお、表２に示されるワイヤ成分の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
表３に、各例についての、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量及びフラックス充填率を示す。ここで、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量は、以下のように算出した。
まず、ワイヤ中に充填されたフラックス中のＦｅ量をＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計、ＳＩＭＡＤＺＵ社製：ＩＣＰ９８２０）により測定した。得られたフラックス中のＦｅ量に対して、（フラックス充填率／１００）を乗じることにより、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を算出した。
まず、ワイヤ中に充填されたフラックス中のＦｅ量をＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計、ＳＩＭＡＤＺＵ社製：ＩＣＰ９８２０）により測定した。得られたフラックス中のＦｅ量に対して、（フラックス充填率／１００）を乗じることにより、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量を算出した。
また、ワイヤにおける鋼製外皮の板厚（ｔ、単位：ｍｍ）とワイヤの直径（Ｄ、単位：ｍｍ）とをそれぞれ測定し、また、それらの比（ｔ／Ｄ）を算出して、表３にあわせて示した。
また、各例について、ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（質量％）をＹとしたときの、下記式（１）の右辺の値と、下記式（１）を満たすか否かについて、表３にあわせて示した。
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
また、各例についての、ワイヤ１トンあたりの縮径過程での断線の有無を、表３にあわせて示した。なお、断線回数がゼロであった場合を○、断線回数が１回以上であった場合を×として評価した。
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８のうち、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２及びＮｏ．４〜Ｎｏ．６は実施例であり、Ｎｏ．３、Ｎｏ．７及びＮｏ．８は比較例である。
ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１．４質量％と低く、また式（１）の関係を満たしていないＮｏ．３のシームレスワイヤにおいては、縮径過程で断線が発生した。
また、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１６．０質量％と高いＮｏ．７のシームレスワイヤにおいては、縮径過程で断線が発生した。なお、Ｎｏ．７のシームレスワイヤはｔ／Ｄの値も０．１４６と低かった。
また、フラックス充填率が９．５質量％と低いＮｏ．８のシームレスワイヤにおいても、縮径過程で断線が発生した。なお、Ｎｏ．８のシームレスワイヤはｔ／Ｄの値も０．３３０と高かった。
一方、本発明に規定の範囲内であるＮｏ．１〜Ｎｏ．２及びＮｏ．４〜Ｎｏ．６のシームレスワイヤにおいては、縮径過程での断線は発生しなかった。
ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１．４質量％と低く、また式（１）の関係を満たしていないＮｏ．３のシームレスワイヤにおいては、縮径過程で断線が発生した。
また、ワイヤ全質量あたりのフラックス中のＦｅ量が１６．０質量％と高いＮｏ．７のシームレスワイヤにおいては、縮径過程で断線が発生した。なお、Ｎｏ．７のシームレスワイヤはｔ／Ｄの値も０．１４６と低かった。
また、フラックス充填率が９．５質量％と低いＮｏ．８のシームレスワイヤにおいても、縮径過程で断線が発生した。なお、Ｎｏ．８のシームレスワイヤはｔ／Ｄの値も０．３３０と高かった。
一方、本発明に規定の範囲内であるＮｏ．１〜Ｎｏ．２及びＮｏ．４〜Ｎｏ．６のシームレスワイヤにおいては、縮径過程での断線は発生しなかった。
１ 帯鋼
２ フラックス
３ シーム
４ パイプ
５ 空間部
６ 鋼製外皮
７ シームレスワイヤ
２ フラックス
３ シーム
４ パイプ
５ 空間部
６ 鋼製外皮
７ シームレスワイヤ
Claims (3)
- 鋼製外皮中にフラックスが充填されてなる溶接用フラックス入りシームレスワイヤであって、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量が８．０〜１５質量％であり、
フラックス充填率が１０〜３０質量％であり、
ワイヤ全質量あたりの前記フラックス中のＦｅ量（質量％）をＸとし、前記フラックス充填率（質量％）をＹとしたときに、下記式（１）
Ｙ＞−２Ｘ＋１９ （１）
の関係を満足する溶接用フラックス入りシームレスワイヤ。 - 外径が０．８ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の溶接用フラックス入りシームレスワイヤ。
- 前記ワイヤにおける前記鋼製外皮の板厚ｔ（ｍｍ）と、前記ワイヤの直径Ｄ（ｍｍ）との比ｔ／Ｄが０．１５〜０．３０である請求項１または２に記載の溶接用フラックス入り
シームレスワイヤ。
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