JPH01127193A

JPH01127193A - ガスシールドアーク溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JPH01127193A
Application number: JP28296387A
Authority: JP
Inventors: Tadao Amasaka; 天坂　格郎; Kozo Yamashita; 山下　礦三; Kazuo Nagatomo; 長友　和男
Original assignee: Nippon Steel Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-11-11
Filing date: 1987-11-11
Publication date: 1989-05-19
Also published as: JPH0575518B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、有彩色の溶接ビード面が得られるガスシール
ドアーク溶接用ワイヤに関する。

［従来の技術］ガスシールドアーク溶接は、様々な産業分野に広く使用
されており、この傾向は近年ますます強くなっている。

したがって、その使われ方も多岐にわたり、要求される
性能も多様化、高度化している。

たとえば、スパッタの低減手段に関しては、Ｃ０２シー
ルド溶接用鋼ワイヤについて、特公昭５０−３２５６＠
公報、特開昭５７−５８９９４号公報記載のものが提案
されている。前者は鋼ワイヤ中に適量のＴｉを含有した
ものであり、後者は鋼ワイヤ中のＣ，／ｌ、Ｔｉ等を抑
制し、Ｓｅ、Ｔｅ１Ｓｂを適量添加したものである。

また、Ａｒ−ＧＯ２混合ガス用鋼ワイヤでは、リチウム
、ナトリウム、カリウム、バリウム等を適量添加した特
開昭５８−３７９７号公報記載のものが提案されている
。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、特にロボットによる溶接作業には鋼ワイヤが
主に使用され、この種の溶接では上述したようなスパッ
タ量抑制、ビード表面のスラグ付着状態改善、溶接後の
ビードの着色等が重要な課題となってきた。中でも溶接
後、溶接残しを検査する上で、母材と溶接ビードの区別
が一目で分るように溶接ビードに色付けする技術が確立
できれば、検査作業が容易となり、溶接漏れを防止する
うえで非常に有効である。

しかしながら、溶接後の溶接ビードの色は鉛色が殆んど
で色が付いていても母材と同系色の色であり、明瞭な差
がでないのが現状でおる。まして、有彩色のビードを得
る検討は全くなされていないのが実状であった。

本発明は、上記の問題に着目し、溶接ビード面を有彩色
化することのできる溶接用ワイヤを提供し、究極的には
、母材と溶接ビードの色別が一目ででき、溶接後に溶接
漏れを容易に発見することができるようにすることを目
的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］この目的に沿う本発明のガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤは、Ｃ：０．０１〜０．１５重最％、Ｓｉ：０゜３０
〜１．１０重量％、Ｍ　ｎ　：　０．２０−０．８０重
量％、Ｐ；０．０３重量％以下、３：０．００５〜０．
ＣＦ３重量％、Ｏ：０、０１５０重量％以下、Ｎ：０．
０１００重間％以下を含有し、かつ残部が実質Ｆｅおよ
び不可避不純物からなる。

［作　　用］本発明は、溶接ビード表面の極薄ガラス質スラグの着色
を色ガラスの着色原理から発展させたもので、溶接ビー
ド表面に極薄のガラス質のスラグ膜を均一に被包させる
ことを、Ｃ，Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ含有量およびシールド
ガス中のＡｒとＣＯ２ガスの混合比率を適正にすること
により達成している。

すなわち、ガラスの着色においては、ガラス中の着色剤
の状態、つまり有色イオンによる着色、非金属元素によ
る着色および金属元素による着色があるが、その内、炭
素とイオウ、硫化物またはＷｔ酪酸塩配合してコハク色
を得るいわゆる非金属元素による着色方法（アンバー着
色）に、本発明は着目している。その結果、ワイヤ成分
と溶接時のシールドガス組成を適正にすれば、溶接ビー
ド面に均一で極薄ガラス質スラグを形成でき、そのガラ
ス質スラグを着色することが可能となることが判明した
。

以下に、本発明における溶接ワイヤの成分を前述の如く
限定した理由について説明する。

（イ）　Ｃをｏ、　ｏｉ％〜０，１５％に限定した理由
既述の如く、Ｃとイオウ、硫化物または硫酸塩を配合し
て得るガラスのコハク色化は、アンバー着色といわれて
いるが、本発明ではＣを溶接ビードに歩留ませるととも
に、このアンバー着色効果を引出すことを目的に溶接に
よって生成させる極薄ガラス質スラグ部にＣを歩留ませ
るため添加する。Ｃの添加量がｏ、　ｏｉ％未満ではア
ンバー着色効果が期待できないので、下限を０．０１％
とし、０．１５％超えると溶接ビードのかたさが大きく
なって靭性が劣化するので、上限は０．１５％とした。

（２）３　ｒ　２Ｆｆｏ、３ｏ〜１．１０％に限定した
理由Ｓｉは極薄ガラス質スラグを溶接ビード表面に被包
させるため添加するもので、１．１０％を超えて添加す
ると溶接ビードを被包するスラグ量が増加し、またスラ
グの被包性が均一にならない。ざらにスラグは非ガラス
買になり着色効果が薄れるので、Ｓｉ添加量の上限は１
．１０％とした。Ｓｉの添加量が０゜３０％未満では均
一で極薄の着色したガラス質スラグが溶接ビード仝面を
覆ったが、溶接ビードが脱酸不定となりブロホールが発
生し易くなるので、Ｓｉ添加量の下限値は０．３０％と
した。

ｎ　　Ｍ　ｎ　；１．２０−０．８０％に限定した理由
ＭｎはＳｉと共に脱酸性元素であり、強度確保の為欠く
ことができないが、スラグかふりの均一化およびスラグ
の着色を図るためには少ない方が良い。したがって、０
．０８％を超えるとスラグの生成量を増加させ、均一性
がなくなりスラグの色が褐色化してくる。０．２０％未
満ではＨｊＱ不足となると共に、溶接ビード形状が不良
となり、スラグ口も減少し溶接ビードは特に着色しない
。

０　Ｐを０．０３０％以下に限定した理由Ｐは着色には
寄与しないが多く添加すると溶接ビードにおける高温割
れの発生を助長する為、０゜０３０％以下とした。

ｆｒｊ９　　Ｓを０．００５〜０．０３０％に限定した
理由Ｓは発色効果を得る為不可欠であるが、その他ビー
ド形状を良好にする作用ばかりでなく、スラグ■の減少
および均一化、スパッタ量の低減にも有効な元素である
。特に水平′隅肉溶接においては顕著な傾向が得られる
。しかし、多値に含有してもビード波目の不均一傾向や
高温割れの発生が考えられるため、下限を０．００５％
、上限を０．０３０％とした。

（へ）　Ｏを０．０１５０％以下に限定した理由０はワ
イヤ中の酸化物介在物あるいはワイヤ表面のスケール層
や塗布油脂類中に含まれており、その効果はワイヤ送給
性ヤ溶滴移行性を向上させスパッタ発生間を減少させる
が、多聞の添加は溶接金属の靭性を著しく低下させるた
め、Ｏ，０１５０％以下とした。

（ｉ）Ｎを０．０１００％以下に限定した理由Ｎは低め
のレベルの方がスパッタ量の減少、アーク状態の維持、
向上に効果があり、含有レベルが高い場合にはブローホ
ール発生の主因となるばかりでなく、アーク状態め劣化
傾向が認められるため、ｏ、ｏｉｏｏ％以下とした。

以上、本発明ワイヤの成分限定理由について記述したが
、この結果を出すに当っては、Ａｒ−ＣＯ２混合ガスに
より、検討を行った。そして、Ａｒ−ＣＯ２の混合ガス
の成分のうちＣＯ２の割合が５〜３０％の範囲の時、期
待した効果が得られることが判明した。

［実施例］以下に、本発明に係るガスシールドアーク溶接用ワイヤ
の望ましい実施例を、表および図面を参照して説明する
。

第１表は、試験に用いた各溶接用ワイヤの化学成分を示
している。第１表において、ＮＯ，１は従来例を示し、
ＮＯ６２〜Ｎ０．７は本発明、Ｎｏ、　１３〜Ｎ０．１
３は比較例を示している。溶接ワイヤは、直径が１．２
　ｍｔｎのものを使用し、母材としての試験板は第１図
に示す形状のものを用いた。試験板は第１図に示す如く
、板厚ｔを有する２枚の鋼板１．２からなり、鋼板１に
対して鋼板２は垂直となっており、両者の当接部分が隅
肉溶接される。なお、この場合、板厚ｔは２７１１１１
１、鋼板１の幅Ｗは８０．、鋼板２の高さｈは８０Ｍで
ある。

第２表は溶接条件を示している。溶接姿勢は水平隅肉溶
接であり、シールドガスはアルゴン８５％に対して炭酸
ガス１５％のものを使用した。シールドガスの流量は、
２５１／ｍｉｎである。溶接電流は１５０Ａであり、溶
接電圧は１６Ｖにそれぞれ設定した。溶接速度は５０ｃ
ｍ／ｍｉｎ　、チップと母材間との距離は、１５．に設
定した。さらに、溶接トーチの角度は、水平角４５°、
前進角２０”に設定した。

第３表は、溶接結果を示している。

第３表に示すように、Ｎｏ、ｌの従来例における溶接ビ
ード付着スラグ状況は、スラグかふりに均一性がなく島
状に点在している。島状に点在しているスラグの色はや
や黄土色を示しているが均一性がない為、溶接ビードの
色は母材と殆ど同系色（鉛色）であり、見分けがつけに
くい。第２図に従来の溶接ワイヤを用いた場合の溶接ビ
ード３の外観を示す。

これに対し、Ｎｏ、　２〜Ｎｏ、７の本発明においては
、溶接ビードの付着スラグ状況は、いずれもスラグの色
が黄金色を呈し、スラグがガラス質で均一に全面にかぶ
っている為、溶接直後ビードの色が黄金色に見える。第
３図に本発明の溶接ワイヤを用いた場合の溶接ビード４
の外観を示す。

比較例のＮｏ、　８は、５ｉｆｆｉが本発明範囲外で、
その含有量が高い場合を示している。この場合のスラグ
の色はやや黄土色であり、スラグの付着状況は島状に点
在し、均一性がない。また、溶接直後のビードの色は従
来例と同様鉛色（灰青）を呈した。第４図は、その溶接
ビード５の外観を示す。

比較例のＮｏ、９は、５ｉｆｆｉが本発明範囲外で、そ
の含有量が低い場合を示している。この場合、スラグは
ωが少なく、溶接ビードの両端に付着している。又、溶
接直後のビードの色は鉛色（灰青）を呈した。第５図に
その溶接ビード６の外観を示す。

比較例のＮｏ、　１０は、Ｍｎｆｆ１が本発明範囲外で
、その含有量が高い場合を示している。この場合、スラ
グの色はやや黒褐色でスラグの付着状態は島状に点在し
均一性がない。また溶接直後のビードの色は鉛色（灰青
）を呈した。第６図にその溶接ビード７の外観を示す。

比較例のＮｏ、１１は、Ｍｎｆｆ１が本発明範囲外で、
その含有量が低い場合を示している。この場合のスラグ
の色はやや黄土色であり、スラグの付着状態は島状に点
在し、溶接直後のビードの色は鉛色（灰青）を呈した。

比較例のＮｏ、１２は、Ｃ量が本発明範囲外で、その含
有量が低い場合を示している。この場合のスラグの色は
僅かに黄土色でスラグの付着状態は島状に点在し、溶接
直後のビードの色は鉛色（灰青）を呈した。

比較例のＮｏ、　１３は、Ｃ，Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｆｆ１が
本発明範囲外の場合で、スラグの色はやや黒褐色である
。そして、この場合もスラグの付着状態は島状に点在し
、溶接直後のビードの色は鉛色（灰青）を呈した。

第３表［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
用ワイヤによるときは、スラグの色を黄金色にでき、か
つスラグが溶接ビードの表面を均一に覆うようになるの
で、溶接ビードと母材との色の区別が明瞭となり、溶接
ビードのの有無を一目で確認することが可能となる。そ
の結果、溶接箇所の確認検査が極めて容易となり、ロボ
ットや自動溶接機の溶接作業における溶接残しを確実に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接試験に用いられる試験板の正面図、第２図
は従来の溶接ワイヤによる溶接ビードの平面図、第３図は本発明の溶接ワイヤによる溶接ビードの平面図
、第４図ないし第６図は比較例の溶接ワイヤによる溶接ビ
ード平面図、である。１．２・・・・・・母材４・・・・・・・・・・・・溶接ビード特　許　出　願
　人　　トヨタ自動車株式会社第１図第２図第３図２母材４溶接ピート　　　　　１　母材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ：０．０１〜０．１５重量％、Ｓｉ：０．３０
〜１．１０重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．８０重量％、
Ｐ：０．０３重量％以下、Ｓ：０．００５〜０．０３重
量％、Ｏ：０．０１５０重量％以下、Ｎ：０．０１００
重量％以下を含有し、かつ残部が実質Ｆｅおよび不可避
不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶
接用ワイヤ。