JPH02299797A

JPH02299797A - 非低水素系被覆アーク溶接棒

Info

Publication number: JPH02299797A
Application number: JP12084489A
Authority: JP
Inventors: Noriyasu Funayama; 船山　憲泰; Isao Nagano; 長野　功; Akira Hirano; 平野　侃
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-05-15
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1990-12-12

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、非低水素系被覆アーク溶接棒に関し、特にス
パッタ発生量が少なく、かつスパッタの粒径が細粒化す
る非低水素系被覆アーク溶接棒に関する。

〔従来の技術〕

非低水素系被覆アーク溶接棒（以下溶接棒という）は、
良好な溶接作業性や汎用性を兼備し、保管や管理などの
取り扱いが容易なため、利用範囲が極めて広い。例えば
、イルミナイト系溶接棒は、造船、橋梁１機械、建築お
よび圧力容器などに使用され、また、ライムチタニア系
溶接棒は、軽量鉄骨、自動車部品、セグメント、ドラム
缶などの溶接に用いられ、いづれも軟鋼の薄板、中板の
溶接に適している。しかし、このような溶接棒は。

スパッタ発生量が多く、また大粒のスパッタが発生しや
すい。このスパッタ発生量の多さと大粒のスパッタ発生
は、溶接後の清掃に多大な労力を費やし、また溶接者自
身の火傷や溶接作業場所近傍。

の可燃物への燃焼による火災の原因になる。

このような間層に答えるものとして、例えば特公昭５８
−１２８２９６号公報に開示された鋼心線の既存の組成
に酸素と親和性のある元素を添加含有させる方法や、同
５８−１１６９９１号公報に開−示された鋼心線および
被覆剤のＭｎ量と鋼心線のＣ量を限定する方法がある。

これらの方法は、スパッタの発生量の減少に関してはあ
る程度の効果を得たものといえよう。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の方法は大粒のスパッタの発生量の
減少に関してはあまり効果的ではない。

本発明は、スパッタ発生量を少なくし、かつ。

スパッタの粒径を細粒化してスパッタ自体の持つ熱量を
小さくし、鋼板に付着するスパッタを減少させて溶接棒
の清掃を容易にすることにより溶接効率の向上を計り、
また、スパッタによる火傷および火災等を著しく減少さ
せる非低水素系被覆アーク溶接棒を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明の被覆アーク溶接棒は、
鋼心線に、平均粒径１４０〜１８０μｍの鉄粉を２０〜
５０ｗｔ、％、平均粒径６５〜１０５μｍのルチールを
１５〜３５ｗｔ％含有し、残部をアーク安定剤、スラグ
生成剤９合合剤および有機物からなる被覆剤を固着剤を
用いて塗布する。

〔作用〕本発明の作用は以下の検討結果から知ることができよう
。

まず、第１表（末尾に掲載：他について同じ）で示され
る組成の被覆剤中の鉄粉平均粒径を２０〜２００μｍの
間で種々に変化させて鋼心線に塗布し、鉄粉の粒径とス
パッタの発生量の関係および鉄粉の粒径のスパッタの平
均粒径を調べた。この被覆剤はライムチタニア系であり
、溶接棒サイズを４．０＋ｗｍφＸ　４５０ｍｍ　Ｑと
し、　Ｊ工Ｓ　Ｇ３５２３の１種１号に相当する鋼心線
を使用した。

第１図および第２図はこの結果を示したグラフであり、
第２表は次の判定基準を用いた総合評価である。

く判定基準〉スパッタの発生量；Ｑ　：　１．８ｇｒ／＋ｍｉｎ未満 Δ：　Ｌ、８〜２．０ｇｒ／＋ｗｉｎＸ　：　２．Ｏｇｒ／ｗｉｎ超スパッタの平均粒径；０　：　４４０μｍ未満 Δ：４４０〜４６０μｍＸ　：　４６０μｍ超総合評価；０：発生量、平均粒径ともに０ Δニ一方だけ０ ×：いずれもΔまたは× 第１図および第２図に示したグラフかられかるように、
被覆剤中の鉄粉の粒径が粗粒化するに伴ってスパッタ発
生量が減少し、スパッタが細粒化する。ただし、鉄粉の
粒径を最大にしてもスパッタの発生量が目標値を上まわ
っており、総合評価において満足できるレベルが得られ
ていない、また、第１図に示したグラフから、鉄粉をこ
れ以上に粗粒化してもスパッタの発生量が低減できない
と予測されるため、被覆剤の他の成分に対する検討を種
々に行なった。

ところで、ルチールの添加によるスパッタ低減効果は良
く知られているがルチールの粒径とスパッタの発生量お
よびスパッタ平均粒径との関係は知られていない、そこ
で、第１表に示した組成の被覆剤において、鉄粉の平均
粒径を１４０〜１８０μｍに限定し、さらに被覆剤中の
ルチールの平均粒径を３０〜１５５μｍの間で種々に変
化させ、鋼心線に塗布してルチールの平均粒径とスパッ
タの発生量との関係およびルチールの平均粒径とスパッ
タの平均粒径との関係をそれぞれ調べた（他の要件は前
述したものに同一）。この結果を、第１図および第２図
にグラフで示し、前述と同一の判定基準を用いた総合評
価を第３表に示した。

この調査により、被覆剤中の鉄粉の平均粒径を１４０μ
ｍ以上とし、ルチールの平均粒径を１０５μｍ以下とす
れば、スパッタ発生量を低減し、スパッタの粒径を細粒
化できることがわかった。

本発明は、以上の検討結果に基づいてなされたが、鉄粉
の平均粒径を１８０μｍより大きくしてもこれ以上の効
果が希望できないばかりか溶接棒の生産性の著しい劣化
を招くことからそれを１４０〜１８０μｍの範囲に限定
し、ルチールの平均粒径を６５μｍより小さくすると大
幅なコストアップおよび溶接棒の生産性の劣化を招くこ
とからそれを６５〜１０５μｍに限定した。

また、鉄粉は、溶着量を増大し、ビード伸びを高めて溶
接効率を向上させる重要な成分であるが、その含有量が
２０ｗｔ％未溝のときにはこれらの効果が充分に発揮さ
れずにスパッタの発生量の低減および細粒化の効果が期
待できなくなり、５０ｗｔ％を超えると被覆の絶縁性が
低下し、安全上問題や生産性の劣化を招くことから、そ
の含有量を２０〜５０ｗｔ％とした。

さらに、ルチールは、スラグ生成剤および粘性調整剤と
して不可欠の成分であるが、その含有量がＬ５ｗｔ％未
満のときにはスパッタの発生量の低減および細粒化の効
果が薄弱となり、３５ｗｔ％を超えるとスラグ量および
粘性が過大になって作業性の劣化を招くことから、その
含有量を１５〜３５ｗｔ％に限定した。

なお、上記の検討においては、銅製の捕集溶鉛内で金棒
溶接を行なってスパッタを捕集し１発生したスパッタの
重量を１分間当たりに換算してスパッタの発生量を求め
、　ＪＩＳ　Ｚ８８０１に準じて各粒径間の重量比率を
求めた後、次式を用いてスパッタ、鉄粉およびルチール
の平均粒径を算出した。

平均粒径Ｄ（μｍ）＝（ｗｌＸ１４１０＋ｖ２　Ｘ１２０５＋ｖ３　Ｘ９２
０＋ｗ４　Ｘ６７０＋すｓ　Ｘ３５５＋ｗ６　Ｘ１３７
＋Ｗ７　Ｘ３２）／１００ただし、各数字は測定ふるい
間の平均粒径を示し、ｗｌ　：　１４１０μ階　以上の
ｗｔ％　　　ｗ５：５００〜２１０μ−のｗｔ％ｖ２　
：　１４１０〜１０００μｓのｗｔ％　　　ｖ６　　：
　２１０〜６３　ｐ　ｍのｗｔ％ｖ３　：　１０００〜
８４０μＩのｗｔ％　　　ｗ７：６３μｌ　未満のｗｔ
％ｖ４　：　８４０〜５００μｓ　　のｗｔ％とする。

また、被覆材の残部は、イルミナイト、長石などのアー
ク安定剤、珪砂、炭酸石灰、マグネサイト、マグネシア
クリンカ−、マイカ、タルクなとのスラグ生成剤、フェ
ロマンガン、フェロシリコンなどの合金剤、および、セ
ルロース、澱粉、デキストリンなどの有機物で構成され
、固着剤として珪酸ナトリウム、珪酸カリウムが用いら
れるが、これらは、それぞれ１種もしくは２種以上の組
合せで使用して良い。

〔実施例）次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

ここでは、まず、第４表および第５表（第４表は、第５
表中の記号と鉄粉またはルチールの平均粒径との対応を
示す、）により示される組成を有する２０とおりのライ
ムチタニア系の被覆剤（このうち第５表においてＮｏ、
　１〜４で示されるものは本発明の適用例であり、Ｎｏ
、５〜２０は比較例である。）を用意し、それぞれを通
常の押し出し式塗装機によりＪＩＳ　Ｇ３５２３の１種
１号に相当する鋼心線に被覆塗装した後、最高温度を１
６０℃とする乾燥を行って溶接棒サイズが４．０■φＸ
　４５０ｍｍ　Ｑの供試溶接棒を作成した。

次に、これら２０種の溶接棒を用いた溶接を行ない、ス
パッタ発生量、スパッタ平均粒径を測定し、さらに生産
性および作業性について検討して総合的な評価を行なっ
た。この結果を第５表に示す。ただし、スパッタの発生
量においては、くり返し３回の測定における平均値が１
．８ｇｒ／ｗｉｎ未満であれば０．１　ｒ　８ｇｒ／ｗ
ｉｎ以上であればＸと評価し、スパッタの平均粒径にお
いては、くり返し３回の測定における平均値が４４０μ
ｍ未満であれば０゜４４０μｍ以上であれば×と評価し
た。また、生産性や作業性に問題がある場合を×と評価
し、総合結果においては、全ての項目が０で評価された
ものを良好とし、その他は不良とした。

Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、４の溶接棒は、鉄粉量、鉄粉の平均
粒径、ルチール量およびルチールの平均粒径に関して本
発明を適用した被覆剤を用いたものであり、スパッタの
発生量、スパッタの平均粒径、生産性および作業性に問
題がなく、いずれも“良好”なる総合結果が得られてい
る。

Ｎｏ、　５およびＮ０４７の溶接棒に用いた被覆剤では
、ルチール量、ルチールの平均粒径および鉄粉量に関し
て本発明が求める条件を満足しているが、これらは鉄粉
の平均粒径が適正でない（本発明が求める条件を満足し
ていない）ためスパッタの発生量および平均粒径が目標
値を上まわり、総合結果はいずれも″不良″と判定され
た。

Ｎｏ、６およびＮｏ、８の溶接棒に用いた被覆剤では。

ルチール量、ルチール平均粒径および鉄粉平均粒径に関
して本発明が求める条件を満足しているが、Ｎｏ、６に
おいては鉄粉量が多すぎるために生産性が劣化し、Ｎｏ
、８においては鉄粉量が少なすぎるためにスパッタの発
生量および平均粒径が目標値を上まわり、ともに総合結
果は″不良″と判定された。

Ｎｏ、９〜Ｎｏ、　１２の溶接棒に用いた被覆剤では、
ルチール量、ルチール平均粒径および鉄粉平均粒径に関
して本発明が求める条件を満足しているが。

Ｎｏ、９およびＮｏ、　１２においては鉄粉量が少なす
ぎるためにスパッタの発生量および平均粒径が目標値を
上まわり、Ｎｏ、　１０およびＮｏ、１１においては鉄
粉量が多すぎるために生産性が劣化し、総合結果はいず
れも“不良″と判定された。

Ｎｏ、　１３およびＮｏ、　１５の溶接棒に用いた被覆
剤では、鉄粉量、鉄粉平均粒径およびルチール平均粒径
に関して本発明が求める条件を満足しているが、Ｎｏ、
　１３においてはルチール量が少ないためにスパッタの
発生量および平均粒径が目標値を上まわり、Ｎｏ、　１
５においてはルチール量が多いために生産性が劣化し、
ともに総合結果は“不良″と判定された。

Ｎｏ、　１４およびＮｏ、　１６の溶接棒に用いた被覆
剤では、鉄粉量、鉄粉平均粒径およびルチール量に関し
て本発明が求める条件を満足しているが、これらのルチ
ールの平均粒径が適正でないためにスパッタの発生量お
よび平均粒径が目標値を上まわり、総合結果はともに゛
′不良″と判定された。

Ｎｏ、１７〜Ｎｏ、　２０の溶接棒に用いた被覆剤では
、鉄粉量、鉄粉平均粒径およびルチール平均粒径に関し
て本発明が求める条件を満足しているが、Ｎｏ、１７お
よびＮｏ、２０においてはルチール量が少ないためにス
パッタの発生量および平均粒径が目標値を上まわり、ま
た、Ｎｏ、１８およびＮｏ、１９においてはルチール量
が多いために作業性が劣化し、いずれの総合結果も“不
良”と判定された。

第２表鉄粉粒径の総合評価第３表ルチール粒径の総合評価〔発明の効果〕以上説明したとおり、本発明の溶接棒を用いれば、スパ
ッタの発生量が少なく、かつ、その粒径が小さい、つま
り、鋼板に付着するスパッタが少ないために溶接後の清
掃が容易になり、スパッタ自体の持つ熱量が小さいため
にスパッタによる火傷および火災等を著しく減少できる
。このように。

本発明の溶接棒によれば従来の非低水素系溶接棒の問題
点が解決されるので、溶接効率の向上や安全衛生面等に
おいて高く評価されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は鉄粉の平均粒径とスパッタの発生量との関係を
、第２図は鉄粉の平均粒径とスパッタの平均粒径との関
係を、第３図はルチールの平均粒径とスパッタの発生量
との関係を、第４図はルチールの平均粒径とスパッタの
平均粒径との関係を、それぞれ示したグラフである。出願人　　　　新日本製鐵株式会社グＨｉｊｊｊｌｚｆ、＊１図声２図凛Ｓっ子四政企（２ｍ）克３図声４図）し千−）しの″ｆ：埒牝会　（、〜ｍ）手続上〇正書
（自発）平成　元年　６月２０日１、事件の表示　平成　１年特許願第１２０８４４号２
８発明の名称　非低水素系被覆アーク溶接棒３、補正を
する者事件との関係　　　特許出願人住　所　　　東京都千代田区大手町二丁目６番３号名　
称　　　　（６６５）新日本製鐵株式會社代表音　齋　
藷　　　裕４、代理人　　〒１０３　　電話　０３−８６４−６０
５２住　所　　　　東京都中央区東日本橋２丁目２７番
６号昭和ビル４Ｐｌ明細書の特許請求の範囲２発明の詳細な説明の欄および
図面６、補正の内容（１）明＃ｌＩ書第１頁の特許請求の範囲の欄全文を次
の通りに訂正する。「２、特許請求の範囲平均粒径１４０〜１８０μｍの鉄粉を２０〜５０ｗｔ、
％。平均粒径Ｇ５〜１０５μｍのルチールを１５〜３５ｗｔ
％含有し、残部をアーク安定剤、スラグ生成剤、合金剤
および有機物からなる被覆ｎ、固着剤を用いて鋼心線に
塗布した非低水素系被覆アーク溶接棒６」（２）明Ｐｓｆの下記の頁２行の誤とした部分を正とし
た内容に訂正する。（３）明＃Ｉｌ書第１３頁の第１表および第４表、明細
書第１５頁の第５表（そのｌ）および明細書第１６頁の
第５表（その２）を添付別紙の通りに訂正する。（４）第１図を添付別紙の通りに訂正する。７、添付書類の目録第１表、第４表、第５表（その１）および第５表（その
２）・・・各１通図面・・・１葉克１図ゆ民ヵ年うギ均辷企　（Ｐｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

平均粒径１４０〜１８０μｍの鉄粉を２０〜５０ｗｔ％
、平均粒径６５〜１０５μｍのルチールを１５〜３５ｗ
ｔ％含有し、残部をアーク安定剤、スラグ生成剤、合金
剤および有機物からなる被覆剤、を、固着剤を用いて鋼
心線に塗布した非低水素系被覆アーク溶接棒。