JPH01127178A - フラックス入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法 - Google Patents
フラックス入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法Info
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- JPH01127178A JPH01127178A JP28264987A JP28264987A JPH01127178A JP H01127178 A JPH01127178 A JP H01127178A JP 28264987 A JP28264987 A JP 28264987A JP 28264987 A JP28264987 A JP 28264987A JP H01127178 A JPH01127178 A JP H01127178A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、自動及び半自動溶接によりフラックス入りワ
イヤを用いて低合金鋼を溶接する際、良好な耐割れ性を
得ることができる溶接方法に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする問題点）低合金鋼は
その特性に応じて広い分野で使用されている。 例えば、低合金高張力鋼はその強度特性を活かして、鉄
骨、橋梁、タンク、海洋構造物等々に使用されており、
また低合金耐熱鋼はその耐熱性、耐食性を活かして、化
学工業プラント、高温高圧ボイラ、原子力機器等々に使
用されている。 そして、これらの分野での使用に際しては各種溶接法が
適用され、良好な溶接作業性及び高能率性と云った長所
を有するフラックス入りワイヤの使用が拡大しつつある
。 ところが、低合金鋼はＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等の合金元素の
添加により種々の特性を得ているため、−般の軟鋼、５
０キロ級高張力鋼と比較して強度が高くなっており、水
素による低温割れ感受性も高くなっている。 そのため、従来より、フラックス入りワイヤを用いて低
合金鋼を溶接する場合、十二分の熱管理（予熱、バス間
、直後熱）が必要であったり、適用鋼種が限定される等
の不都合が生じており、これらの問題点を解決すること
が望まれていた６本発明は、かＮる要請に応えるべくな
されたものであって、低合金鋼の鋼種によらずに、水素
による低温割れ感受性の少ない溶接方法を提供すること
を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、各種条件を種々
変化させ、特に種々レベルのポテンシャル水素量を有す
る低合金鋼に対しフラックス入りワイヤのワイヤ突出し
長さを変化させて溶接し、耐低温割れ性との関係を調べ
たところ、その間に一定の関連性があることを見い出し
、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、低合金鋼をフラックス入りワイヤ
を用いて溶接するに際し、次式を満たす条件で溶接を行
うことを特徴とするものである。 Ｅｘ ここで、［Ｈ］ ｗは不活性ガス融解法で測定したフラ
ックス入りワイヤのポテンシャル水素量をｐｐ−で表わ
したものであり、Ｅｘはフラックス入りワイヤの突出し
長さをｍｍで表わしたものであって。 ワイヤ突出し長さは、第２図に示すように、フラックス
入りワイヤ１の先端とコンタクトチップ２の先端との間
の距離を示し、コンタクトチップ２と母材３の距離から
アーク長４を引いた長さに等しい。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、フラックス入りワイヤのポテンシャル水素量（Ｈ
） ｗとワイヤ突出し長さＥｘの比について述べる。 ワイヤそのものに含有している水素を測定する方法とし
ては種々開発されているが、ここでは簡便性及び普遍性
並びに精度の観点より不活性ガス融解法を採用した。こ
の方法は、試料を高温で溶解し、その時に放出される水
素を測定するものであり、フランクス入すワイヤの表面
付着物、フープ材そのものや内蔵フラックスに含有する
水素量を合計した値で知ることができる。勿論、他の方
法で測定して、本方法に換算してもよいことは云うまで
もない。 本発明者が前記不活性ガス融解法で各種のフラックス入
りワイヤのポテンシャル水素量を測定したところ、ワイ
ヤの鋼種やその製造方法により種々の値が得られた。そ
こで、これらのワイヤを用いると共にワイヤの突出し長
さを種々変え、且つ各種鋼種の母材について溶接し、溶
接部につき拘束割れ試験を行い、割れの有無を確認した
ところ。 第１図に示す結果が得られた。この試験結果より。 水素に起因する割れを防ぐには、（Ｈ）％ｉ／Ｅｘを４
以下に規制することが有効であることが判明した。 勿論、その比が４を超えると溶接部に割れが発生し、耐
低温割れ性が劣化するので好ましくない。 なお１本発明法を実施するに際しては、以下に述べるよ
うに、ワイヤの電気抵抗及びキャスト径を適切にコント
ロールするのが好ましいことである。 ワイヤ突出−し長さを長くすることによって拡散性水素
が少なくなるという現象は、コンタクトチップとアーク
点の間でワイヤがジュール熱により加熱され、そのため
脱水素（水分）が行われるためであると考えられる。 ジュール熱による単位時間の発熱量は次の式で表わされ
る。 Ｈ＝Ｋ Ｉ”Ｒ ここで、に：定数 工：電流 Ｒ：抵抗 この式から、同じ電流値で比較すれば１発熱量は抵抗値
に比例することがわかる。そこで、抵抗値の異なる種々
のフープによりフラックス入りワイヤを製作し、確認し
たところ、１ｍ当りの電気抵抗にワイヤの実質断面積を
乗じた値が１．０×１０″″３Ω・Ｃｒｙ”未満のフラ
ックス入りワイヤでは十分な発熱が得られないため、効
果が少なく、また逆に１５Ｘ１０−’Ω・０ｍ２を超え
るものでは発熱が過大となり、溶接作業性が悪化すると
共に、一般の市販電源では必要な溶接電流が得られない
という問題が生じるため、フラックス入りワイヤとして
は上記の値が（１，０〜１５）Ｘ １０−’Ω”ｃｍ”
のものを用いることが好ましい。 なお、実質断面積とはワイヤ断面積中のフープ部分のこ
とを示す。 勿論、フラックス入りワイヤの抵抗値は溶接時には高温
に加熱されるため、抵抗値も上昇するので、実際の使用
時の抵抗値で規定すべきとも考えられるが、低合金鋼用
フラックス入りワイヤに使用される軟鋼及び低合金鋼フ
ープ材の電気抵抗の温度係数（温度の変化に伴う抵抗値
の変化の割合）は、殆ど同一であるため、室温における
電気抵抗値で規定しても問題はない。 更に、より安定した効果を得るためには、ワイヤとコン
タクトチップ間で安定した通電が行われることが好まし
い。安定した通電が行われないと溶接作業性が悪化する
のみでなく５部分的にジュール熱の発生不足により拡散
性水素の高い溶接部が生じる可能性があり、継手部の健
全性に問題を生じる。この点に関して検討を行った結果
、ワイヤのキャストを３００〜１０００ｍｍの範囲に管
理することが効果的であるとの知見を得た。つまり、キ
ャストが３００＋ａｍ未満ではワイヤがコンジットやチ
ップを通過しにくくなり、アークの安定性を害すること
になり、また、１０００ｎ＋ｍを超えるとコンタクトチ
ップにおける通電が不安定となることがわかった。した
がって、キャストを３００〜１０００＋ｍの範囲にする
のが好ましい。 なお、この溶接方法に使用されるシールドガスとしては
、ＣＯ□１００％でもアルゴンにｃｏ２やｏ２を混合し
た混合ガスも使用することができ、特に制限されない。 また、フラックス入りワイヤについての他の条件、例え
ばフープ材質、フラックス材料、フラックス充填率等々
は特に制限されず、ワイヤの断面形状についても、溶接
上問題のない範囲であれば種々の形を採用することが可
能であり、いわゆるシームレス、シーム有りの区別は問
わない。 また、母材の低合金鋼としても、各種鋼種のものを適用
できることは云うまでもない。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表及び第２表に示す各種特性のフラックス入りワイ
ヤを使用し、同表に示す条件並びに第３表に示す溶接条
件により、同表に示す各種鋼種の母材を溶接した。 なお、フープ材は純鉄に近い極軟鋼から合金鋼に至る各
種成分のものを使用した。内蔵フラックスは一般的な組
成（合金元素＋スラブ形成剤）のものを使用し、ワイヤ
の水素量を種々変えるため、乾燥条件を変えたり、含水
鉱物を添加する等の処置を行うと共に、対象母材鋼種及
び使用フープ成分に応じて合金成分の調整も行った。ワ
イヤはすべて１．２＋ｎｎ＋φに伸線し１巻き替え時に
キャストをコントロールした。 第３表に示す試験要領で溶接性及び拘束割れ試験を行っ
た。その結果を第１表及び第２表に併記する。なお、溶
接性は０印（良好）、×印（不良）を付して評価し、ｘ
印の場合には溶接を中止した。 また割れの有無については０印（割れ）、Ｘ印（割れ有
り）を付した。 第１表及び第２表に示すとおり、本発明による溶接法の
場合、各種低合金鋼の溶接に際し、極めて良好な耐低温
割れ性を示し、溶接性も良好であることがわかる。その
場合、同表中、Ｎαにカッコを付した参考ワイヤの例に
示すように、ワイヤの電気抵抗、キャストを適切にコン
トロールするのが好ましい。
イヤを用いて低合金鋼を溶接する際、良好な耐割れ性を
得ることができる溶接方法に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする問題点）低合金鋼は
その特性に応じて広い分野で使用されている。 例えば、低合金高張力鋼はその強度特性を活かして、鉄
骨、橋梁、タンク、海洋構造物等々に使用されており、
また低合金耐熱鋼はその耐熱性、耐食性を活かして、化
学工業プラント、高温高圧ボイラ、原子力機器等々に使
用されている。 そして、これらの分野での使用に際しては各種溶接法が
適用され、良好な溶接作業性及び高能率性と云った長所
を有するフラックス入りワイヤの使用が拡大しつつある
。 ところが、低合金鋼はＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等の合金元素の
添加により種々の特性を得ているため、−般の軟鋼、５
０キロ級高張力鋼と比較して強度が高くなっており、水
素による低温割れ感受性も高くなっている。 そのため、従来より、フラックス入りワイヤを用いて低
合金鋼を溶接する場合、十二分の熱管理（予熱、バス間
、直後熱）が必要であったり、適用鋼種が限定される等
の不都合が生じており、これらの問題点を解決すること
が望まれていた６本発明は、かＮる要請に応えるべくな
されたものであって、低合金鋼の鋼種によらずに、水素
による低温割れ感受性の少ない溶接方法を提供すること
を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、各種条件を種々
変化させ、特に種々レベルのポテンシャル水素量を有す
る低合金鋼に対しフラックス入りワイヤのワイヤ突出し
長さを変化させて溶接し、耐低温割れ性との関係を調べ
たところ、その間に一定の関連性があることを見い出し
、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、低合金鋼をフラックス入りワイヤ
を用いて溶接するに際し、次式を満たす条件で溶接を行
うことを特徴とするものである。 Ｅｘ ここで、［Ｈ］ ｗは不活性ガス融解法で測定したフラ
ックス入りワイヤのポテンシャル水素量をｐｐ−で表わ
したものであり、Ｅｘはフラックス入りワイヤの突出し
長さをｍｍで表わしたものであって。 ワイヤ突出し長さは、第２図に示すように、フラックス
入りワイヤ１の先端とコンタクトチップ２の先端との間
の距離を示し、コンタクトチップ２と母材３の距離から
アーク長４を引いた長さに等しい。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、フラックス入りワイヤのポテンシャル水素量（Ｈ
） ｗとワイヤ突出し長さＥｘの比について述べる。 ワイヤそのものに含有している水素を測定する方法とし
ては種々開発されているが、ここでは簡便性及び普遍性
並びに精度の観点より不活性ガス融解法を採用した。こ
の方法は、試料を高温で溶解し、その時に放出される水
素を測定するものであり、フランクス入すワイヤの表面
付着物、フープ材そのものや内蔵フラックスに含有する
水素量を合計した値で知ることができる。勿論、他の方
法で測定して、本方法に換算してもよいことは云うまで
もない。 本発明者が前記不活性ガス融解法で各種のフラックス入
りワイヤのポテンシャル水素量を測定したところ、ワイ
ヤの鋼種やその製造方法により種々の値が得られた。そ
こで、これらのワイヤを用いると共にワイヤの突出し長
さを種々変え、且つ各種鋼種の母材について溶接し、溶
接部につき拘束割れ試験を行い、割れの有無を確認した
ところ。 第１図に示す結果が得られた。この試験結果より。 水素に起因する割れを防ぐには、（Ｈ）％ｉ／Ｅｘを４
以下に規制することが有効であることが判明した。 勿論、その比が４を超えると溶接部に割れが発生し、耐
低温割れ性が劣化するので好ましくない。 なお１本発明法を実施するに際しては、以下に述べるよ
うに、ワイヤの電気抵抗及びキャスト径を適切にコント
ロールするのが好ましいことである。 ワイヤ突出−し長さを長くすることによって拡散性水素
が少なくなるという現象は、コンタクトチップとアーク
点の間でワイヤがジュール熱により加熱され、そのため
脱水素（水分）が行われるためであると考えられる。 ジュール熱による単位時間の発熱量は次の式で表わされ
る。 Ｈ＝Ｋ Ｉ”Ｒ ここで、に：定数 工：電流 Ｒ：抵抗 この式から、同じ電流値で比較すれば１発熱量は抵抗値
に比例することがわかる。そこで、抵抗値の異なる種々
のフープによりフラックス入りワイヤを製作し、確認し
たところ、１ｍ当りの電気抵抗にワイヤの実質断面積を
乗じた値が１．０×１０″″３Ω・Ｃｒｙ”未満のフラ
ックス入りワイヤでは十分な発熱が得られないため、効
果が少なく、また逆に１５Ｘ１０−’Ω・０ｍ２を超え
るものでは発熱が過大となり、溶接作業性が悪化すると
共に、一般の市販電源では必要な溶接電流が得られない
という問題が生じるため、フラックス入りワイヤとして
は上記の値が（１，０〜１５）Ｘ １０−’Ω”ｃｍ”
のものを用いることが好ましい。 なお、実質断面積とはワイヤ断面積中のフープ部分のこ
とを示す。 勿論、フラックス入りワイヤの抵抗値は溶接時には高温
に加熱されるため、抵抗値も上昇するので、実際の使用
時の抵抗値で規定すべきとも考えられるが、低合金鋼用
フラックス入りワイヤに使用される軟鋼及び低合金鋼フ
ープ材の電気抵抗の温度係数（温度の変化に伴う抵抗値
の変化の割合）は、殆ど同一であるため、室温における
電気抵抗値で規定しても問題はない。 更に、より安定した効果を得るためには、ワイヤとコン
タクトチップ間で安定した通電が行われることが好まし
い。安定した通電が行われないと溶接作業性が悪化する
のみでなく５部分的にジュール熱の発生不足により拡散
性水素の高い溶接部が生じる可能性があり、継手部の健
全性に問題を生じる。この点に関して検討を行った結果
、ワイヤのキャストを３００〜１０００ｍｍの範囲に管
理することが効果的であるとの知見を得た。つまり、キ
ャストが３００＋ａｍ未満ではワイヤがコンジットやチ
ップを通過しにくくなり、アークの安定性を害すること
になり、また、１０００ｎ＋ｍを超えるとコンタクトチ
ップにおける通電が不安定となることがわかった。した
がって、キャストを３００〜１０００＋ｍの範囲にする
のが好ましい。 なお、この溶接方法に使用されるシールドガスとしては
、ＣＯ□１００％でもアルゴンにｃｏ２やｏ２を混合し
た混合ガスも使用することができ、特に制限されない。 また、フラックス入りワイヤについての他の条件、例え
ばフープ材質、フラックス材料、フラックス充填率等々
は特に制限されず、ワイヤの断面形状についても、溶接
上問題のない範囲であれば種々の形を採用することが可
能であり、いわゆるシームレス、シーム有りの区別は問
わない。 また、母材の低合金鋼としても、各種鋼種のものを適用
できることは云うまでもない。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表及び第２表に示す各種特性のフラックス入りワイ
ヤを使用し、同表に示す条件並びに第３表に示す溶接条
件により、同表に示す各種鋼種の母材を溶接した。 なお、フープ材は純鉄に近い極軟鋼から合金鋼に至る各
種成分のものを使用した。内蔵フラックスは一般的な組
成（合金元素＋スラブ形成剤）のものを使用し、ワイヤ
の水素量を種々変えるため、乾燥条件を変えたり、含水
鉱物を添加する等の処置を行うと共に、対象母材鋼種及
び使用フープ成分に応じて合金成分の調整も行った。ワ
イヤはすべて１．２＋ｎｎ＋φに伸線し１巻き替え時に
キャストをコントロールした。 第３表に示す試験要領で溶接性及び拘束割れ試験を行っ
た。その結果を第１表及び第２表に併記する。なお、溶
接性は０印（良好）、×印（不良）を付して評価し、ｘ
印の場合には溶接を中止した。 また割れの有無については０印（割れ）、Ｘ印（割れ有
り）を付した。 第１表及び第２表に示すとおり、本発明による溶接法の
場合、各種低合金鋼の溶接に際し、極めて良好な耐低温
割れ性を示し、溶接性も良好であることがわかる。その
場合、同表中、Ｎαにカッコを付した参考ワイヤの例に
示すように、ワイヤの電気抵抗、キャストを適切にコン
トロールするのが好ましい。
第３表
（発明の効果）
以上詳述したように１本発明によれば、フラックス入り
ワイヤを使用して低合金鋼を溶接する際にワイヤのポテ
ンシャル水素量とワイヤ突出し長さの関係を規制するの
で、極めて良好な耐低温割れ性を得ることができ、溶接
性も良好である。
ワイヤを使用して低合金鋼を溶接する際にワイヤのポテ
ンシャル水素量とワイヤ突出し長さの関係を規制するの
で、極めて良好な耐低温割れ性を得ることができ、溶接
性も良好である。
第１図はフラックス入りワイヤ中のポテンシャル水素量
とワイヤ突出し長さの関係を示す図、第２図はワイヤ突
出し長さを説明する図、第３図は実施例に用いた試験板
の形状、寸法（ｗｕａ）を示す平面図、 第４図は第３図のＡ−Ａ’断面図である。 １・・・フラックス入りワイヤ、２・・・コンタクトチ
ップ、３・・・母材、４・・・アーク長。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 クイ１′変工し表ざ（綱＃１） 第２図
とワイヤ突出し長さの関係を示す図、第２図はワイヤ突
出し長さを説明する図、第３図は実施例に用いた試験板
の形状、寸法（ｗｕａ）を示す平面図、 第４図は第３図のＡ−Ａ’断面図である。 １・・・フラックス入りワイヤ、２・・・コンタクトチ
ップ、３・・・母材、４・・・アーク長。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 クイ１′変工し表ざ（綱＃１） 第２図
Claims (3)
- （１）低合金鋼をフラックス入りワイヤを用いて溶接す
るに際し、次式 〔Ｈ〕＿ｗ／Ｅ＿ｘ≦４ 但し、 〔Ｈ〕＿ｗ：ワイヤのポテンシャル水素量（ｐｐｍ）Ｅ
＿ｘ：ワイヤの突出し長さ（ｍｍ） を満たす条件で溶接を行うことを特徴とするフラックス
入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法。 - （２）前記フラックス入りワイヤとして、１ｍ当りの電
気抵抗にワイヤの実質断面積を乗じた値が（１．０〜１
５）×１０＾−＾３Ω・ｃｍ＾２のものを用いる特許請
求の範囲第１項記載の方法。 - （３）前記フラックス入りワイヤとして、キャスト径が
３００〜１０００ｍｍものを用いる特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28264987A JPH08301B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | フラックス入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28264987A JPH08301B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | フラックス入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127178A true JPH01127178A (ja) | 1989-05-19 |
| JPH08301B2 JPH08301B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17655260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28264987A Expired - Fee Related JPH08301B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | フラックス入りワイヤによる低合金鋼の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08301B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010131637A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接方法 |
| CN104169035A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-11-26 | 日立造船株式会社 | 焊接结构钢的方法以及焊接成的钢结构件 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP28264987A patent/JPH08301B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010131637A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接方法 |
| CN104169035A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-11-26 | 日立造船株式会社 | 焊接结构钢的方法以及焊接成的钢结构件 |
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| JPH08301B2 (ja) | 1996-01-10 |
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