JPH03118993A - Flux-cored wire for self-shielded arc welding - Google Patents

Flux-cored wire for self-shielded arc welding

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JPH03118993A
JPH03118993A JP25464189A JP25464189A JPH03118993A JP H03118993 A JPH03118993 A JP H03118993A JP 25464189 A JP25464189 A JP 25464189A JP 25464189 A JP25464189 A JP 25464189A JP H03118993 A JPH03118993 A JP H03118993A
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flux
cored wire
welding
self
arc welding
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Minoru Yamada
稔 山田
Tetsuo Suga
哲男 菅
Katsushi Nishimura
西村 勝士
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

PURPOSE:To suppress the occurrence of defects especially at the time of three o'clock multi-layer welding and to improve welding performance such as toughness and bendability by using a flux-cored wire for self-shielded arc welding obtd. by filling the flux into a steel shell under specified conditions. CONSTITUTION:In order to obtain a sound weld zone, a flux-cored wire enhancing shielding property, rendering proper physical properties to slag and having a stable rate of the flux is required. The flux filled into a steel shell is prepd. with a metal fluoride, a metal carbonate, Li, deoxidizers, iron powder, etc., as essential components and the rate of the flux is regulated. The flux-cored wire for selfshielded arc welding is obtd. by filling the flux 2 having a compsn. contg., by weight, 2-15% metal fluoride, 0.1-4% Li, 4-15% Al, 0.5-10% Mg, 0.2-8% Mn and 30-60% iron powder as essential components in 0.25-0.7 ratio of the metal fluoride to the iron powder into the steel shell 1 at 17-23wt.% rate of the flux.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明はセルフシールドアーク溶接フラックス入りワイ
ヤに係り、特にスパッタの発生量が少なく、また溶接欠
陥のない健全な溶接部を安定して得ることができるセル
フシールドアーク溶接フラックス入りワイヤに関する。 (従来の技術及び解決しようとする課題)セルフシール
ドアーク溶接は、風によりピット。 ブローホール等の欠陥が生じる危険が少なく、また外部
からのシールドガスを必要としないことから取扱いが容
易であるなど、屋外溶接に適した特長を持っており、建
設現場に適した溶接法と云える。 しかし乍ら、セルフシールドアーク溶接は上記利点を有
するものの、スパッタが大粒で発生量が多く鋼板に付着
し易いので、溶接後のスパッタ除去に工数がかかる。ま
た溶接条件による作業性の変化が著しく大きいため、高
度の溶接技輌を必要とし、厚板の多層溶接などでは、溶
接欠陥(スラグインクルージヨン、融合不良)の発生機
会が多く、健全な溶接部を得ることは極めて困難と云え
る。建設現場で常用される横向姿勢では特に欠陥が生じ
易い。このため、建設現場の溶接には、ガスシールドア
ーク溶接が適用されている。 しかし、ガスシールドアーク溶接では、風の影響を受は
易いことから防風対策を講じる必要があり、特に風速の
強い時には溶接作業を中断しなければならない等の欠点
がある。 このようなことから、スパッタの発生量が少なく、且つ
容易に健全な溶接部が得られるセルフシールドアーク溶
接ワイヤの開発が望まれており、従来より種々の提案が
ある0例えば、特公昭62−25479号等が提案され
ているが、横向溶接に対しては必ずしも十分とはいえな
い。また、特公昭53−10011号は、弗化カルシウ
ムの添加量が多いため、スパッタの発生量が多いという
欠点がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消して、特に横向姿
勢の多層溶接でも溶接欠陥の発生率が極めて少なく、靭
性及び曲げ延性等の溶接性能の優れたセルフシールドア
ーク溶接フラックス入りワイヤを提供することを目的と
するものである。 (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、まず、従来のセ
ルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤによる溶
接部において溶接欠陥が発生し易い要因について分析し
たところ、以下のような要因により溶接欠陥が発生し易
いことが判明した。 ■ビードが凸状になるため、ビードとビードの間に狭い
溝を形成し、スラグインクルージヨンや融合不良が生じ
る。 ■ビードが垂れ落ち易いため、コールドラップを形成す
る。 ■ビードの揃いが不良のため、凹凸が生じ、融合不良や
スラグインクルージヨンの原因になる。 ■ビードにスラグが焼付くので十分な除去が困難であり
、焼付いたスラグの上から溶接した場合にはスラグイン
クルージヨンやコールドラップを生じ易い。 ■アークが安定しないため、安定した溶込みや安定した
溶融状況が得にくく、溶接欠陥の原因になり易い。 ■ワイヤの突出し長さが短くなったり、またアーク電圧
が高すぎるとビットが発生し1条件変動に弱く、溶接条
件範囲が狭い。 これらの要因のうち、■〜■はスラグの物性に起因し、
■はフラックス率の安定性に起因し、■はシールド性に
基因するものと考えられる6そこで、本発明者は、シー
ルド性を強化し、スラグに適正な物性を与えると共に、
フラックス率の安定したフラックス入りワイヤを作成す
ることによって健全な溶接部が得られるとの知見に基づ
いて鋭意研究を重ねた。 その結果、S製外皮に充填するフラックスとして金属弗
化物、金属炭酸塩、Li、脱酸剤、鉄粉等を必須成分と
して調整し且つフラックス率を規制することにより可能
で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1本発明に係るセルフシールドアーク溶接フラ
ックス入りワイヤは、鋼製外皮中に、重量%で(以下、
同じ)。 金属弗化物:15〜30% 弗化ストロンチウム二金属弗化物の内 60%以上 金属炭酸塩:2〜15% Li   :0.1〜4% Al   :4〜15% Mg   :0.5〜10% Mn   :0.2〜8% 鉄粉  :30〜60% 但し、金属弗化物/鉄粉:0.25〜0.7%を必須成
分として含有する組成のフラックスをフラックス率が1
7〜23wt%となるように充填してなることを特徴と
するものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) まず、本発明のセルフシールドアーク溶接フラックス入
りワイヤに用いるフラックスの成分限定理由を説明する
。 倉l見止腹: 金属弗化物はシールド剤であると共に主要な造滓剤であ
り、15〜30%の範囲で添加する。 添加量が多いほどシールド効果を増すが、スパッタ及び
ヒユーム量が過大になり、溶接作業性を著しく損なう。 そして、30%を超える量ではスラグの融点を下げ、横
向などの姿勢溶接においてはビードが垂れ落ち易く、ま
たコールドラップの原因となる。シールド性及び作業性
のからみからみて、最適含有量は20〜26%であるが
、上限値以下であれば許容できる。一方、金属弗化物量
は少ないほど作業性向上の傾向にあるが、過少になると
シールドが不十分になり、ピット、ブローホール等の欠
陥が生じるので、下限値は15%にとどめるのが望まし
い。 なお、金属弗化物としては、種々のものが使用できる。 但し、スパッタ発生量の抑制の面から弗化ストロンチウ
ムが最も望ましく、明瞭な効果を得るためには、弗化ス
トロンチウムは金属弗化物の内60%以上の添加が必要
である。 第1図は、弗化ストロンチウムと弗化カルシウムを併用
した時のスパッタ発生量を示したもので、弗化ストロン
チウムが60%以上の添加でスパッタ発生量が約50%
軽減できることがわかる。 弗化ストロンチウムと併用できる弗化物としては特に限
定しないが、LiF、に2SiF、、NaF、BaF2
、CaF、等が使用できる。 童」U丸陳鵠4: 金属炭酸塩はスラブの剥離性及びスラグの粘性を好まし
いものにする作用がある。したがって、光沢のあるビー
ド表面が得られると共にビードの垂れ落ちを改善し、均
一で平滑なビード形状が得られる。更にはシールド剤と
しても作用するものである。そのために、金属炭酸塩は
2〜15%の範囲で添加する。 添加量が多いほどスラグの剥離性、ビード形状、シール
ド性は改善されるが、15%を超えて過大になると溶接
時に発生する分解ガス(CO□)のため著しく大粒のス
パッタが発生し1作業性上望ましくない。最適量は4〜
7%であるが、15%までは許容できる。一方、含有量
が2%より少なすぎるとスラグが焼付く傾向にあり、ま
たスラグの粘性が低くなるので均一で平滑なビード形状
が得られない。 なお、金属炭酸塩としては、CaC○、が最も適当であ
るが、そのイ也にはBaC0:+、5rCO,、Li、
CO2等も1種以上併用することができる。 ↓1: LLはアーク電圧及び突出し長さの変動によるピットの
発生を抑制する効果があるので0.1〜4%の範囲で添
加する。 第2図はLiを含有しないセルフシールドアーク溶接フ
ラックス入りワイヤについて、ビードオンプレート溶接
法でテストした結果を示したもので、突出し長さが短く
なるとピットが発生する状況を示したものである。 第2図の結果より、ピットが発生し易い突出し長さ(1
5mm)にして、Liを含有するセルフシールドアーク
溶接フラックス入りワイヤについてテストした結果を示
したものが第3図である。同図より、Liがピットの抑
制及びアーク電圧範囲の拡大に有効であることが判る。 しかし、0.1%未満では効果が少なく、4%を超える
とスラグが流れ易くなり、特に横向溶接ではビードが垂
れ、凸状になるので好ましくない。 なお、Li単体は大気との反応が激しいため、原料とし
て適していない。したがって、Li源の原料としては他
の金属との合金化した粉末で使用するのが好ましく、A
l−Liが最適である。この場合、Al−LiのLi含
有量は1.5〜6%程度が望ましい、6%以上では大気
との反応が激しくなり、また爆発性も増すので好ましく
ない。 Li源の原料としては、Al−Liの他に、炭酸リチウ
ム、リチウムフェライト、リチウムマンガネート、リチ
ウムジルコネート、リチウムシリケート等が使用できる
。なお、炭酸リチウムは分解してC02を生成し、スパ
ッタの発生を増加させるので10%以下に抑えるのがよ
い。Al−Liや炭酸リチウム、或いは炭酸リチウム以
外の化合物を適宜併用することにより、作業性を損なう
ことなく、広い条件範囲で耐ピツト性を向上させること
ができる。 A」じ Alは脱酸剤として作用すると共に溶着金属中に侵入し
たNを固定し、ピット及びブローホールを防止するので
、4〜15%の範囲で添加する。 しかし、4%未満ではピット及びブローホールが発生し
、健全な溶接部が得られない。また15%を超えると、
溶着金属中に残存するAffが増加するので結晶粒が粗
大化し、著しく延性を損なうので好ましくない。なお、
Al原料としては金属アルミのほか、Fe−Al、An
−Mg、Al−Li、Ca−Al等の合金で使用するの
が望ましい。 Ml: Mgは蒸気になって溶接部のシールドを行うと共に脱酸
剤としても作用するので、0.5〜10%の範囲で添加
する。しかし、0.5%未満ではピット、ブローホール
の抑制が困難である。また過剰な添加はスラグの粘性を
下げ、ビードの垂れ落ちを助長し、またヒユーム量も著
しく増加するので、10%を超える添加は好ましくない
。なお。 Mg原料としてはMg粉末のほか、A Q −Mg、 
Fe−31−Mg、Ni−Mg等の合金が最適である。 Mn: Mnは脱酸剤として作用すると共に溶着金属に適正な引
張強さを与えるので、0.2〜8%の範囲で添加する。 しかし、0.2%未満では引張強さが不足し、8%を超
えると引張強さが過剰になり、曲げ延性を著しく損なう
ので好ましくない。 なお、Mn原料としてはMn粉末のほか、Fe−Mn、
FeFe−8i−等の合金が適当である。 見翫: 鉄粉はフラックスの流動性を増すのでフラックス率を安
定にする。また、溶接時の作用としては。 熱伝導の役割゛を担い、金属弗化物の溶融を促進してい
るものと考えられる。したがって、鉄粉はアークを安定
にし、且つ安定した溶融状態が得られるので、30〜6
0%の範囲で添加する。しかし、30%未満ではフラッ
クス柱の生成がa察され、溶接欠陥の抑制に好ましくな
く、スパッタ増加の問題がある。また60%を超えると
、金属弗化物の添加量が相対的に減少し、シールド低下
等の問題が発生するので好ましくない。なお、鉄粉のカ
サ比重は2.5〜3.7%のものが望ましく、成分的に
は特に制約を受けない。 本発明者は、鉄粉につき主要な造滓剤である金属弗化物
との関係で溶接現象を調査したところ。 (金属弗化物)/(鉄粉)の比がアーク状態と密接な関
係が認められ、0.25〜0.7%の範囲で極めて効果
的であることが判明した。 すなわち、第4図に示すように、(金属弗化物)/(鉄
粉)の比が0.7%を超えるとアークの安定性が損なわ
れ、スパッタ発生量が増す傾向が認められる。一方、0
.25%未満では、シールド不良等が生じる。この比を
規定した点が本発明の特長でもある。 以上の組成のフラックスは以下のフラックス率にて鋼製
外皮中に充填して製造することにより、目的とする溶接
性能が得られる。 λjヱ交ス皇: ワイヤ構成中のフラックス率は17〜23%の範囲内に
とどめるべきである。17%未満では必要なスラグ量が
確保できなくなるので、作業性を劣化させる。また、2
3%を超えると伸線中に断線が発生し、能率的な生産を
行うことができなくなるので避けるべきである。 なお、本発明においては、必要に応じて次の成分を加え
てフラックス入りワイヤを製造することができる。 Ni: Niは靭性を向上させるので、ワイヤ全重量当たり0.
2〜3%の範囲で添加することができる。 しかし、0.2%未満では効果が得られず、3%を超え
ると溶着金属の引張強さが過剰になり、靭性を損なうの
で好ましくない。 Ti、 Zr: Ti及びZrは、靭性を向上させるのでフラックス中に
0.1〜2%の範囲で添加できる。しかし、0.1%未
満では効果が得られず、また2%を超えると溶着金属の
引張強さが過剰になり、靭性を損なうので好ましくない
。なお、Ti及びZrは、同様の効果が得られるので、
単体若しくは併用することができる。 フ/コヲLr處: ワイヤの水分量は300〜2000ppmの範囲が推奨
される。300ppm未満ではシールド性の面で、また
2000ppmを超えると耐ピツト性。 割れの面でそれぞれ問題となる。なお、ワイヤの水分量
は、JIS  K  0113(1979)に準じて測
定した値である。 なお、本発明ワイヤは、上記成分を混合したフラックス
を鋼製の外皮内に充填されたものであるが、外皮の化学
成分は特に限定されないが、Sj:1%以下、 Tot
alN: 100ppm以下の組成のものが望ましい。 これらの成分は、アーク特性に影響を与え、スパッタ発
生量を増加させる傾向にあり、特にNはピットやブロー
ホールの原因となるので、上記のように規制するのが望
ましい。 また、本発明のセルフシールドアーク溶接フラックス入
りワイヤの製造方法は、通常のフラックス入りワイヤの
製造方法と特に変わるところはなく、同様に生産するこ
とができる。 また、ワイヤの断面形状においても特に制限を受けるも
のではなく、第5図に例示する断面形状のものが使用で
きる。作業性の面で(b)がよい。 ワイヤ径は1.2〜2.4mn+φのいずれも対象とな
るが、使い易さ、性能等の面より特に1.6mmφ、2
.0mmφがよい。 対象鋼種は軟鋼、HT−50,低温用鋼が主たる対象で
あるが、特に制限を受けない。 極性は正極性(D CE N)が望ましい。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表及び第2表に示す諸元により、ワイヤ径2mmφ
のフラックス入りワイヤを作成した。ワイヤ断面形状は
第5図の(c)の形状であり、鋼製外皮成分はC:0.
07%、Mn: 0 、3%、Si:0,1%、Cr:
0.05%、T、Nニア0ppm等である。 次いで、このフラックス入りワイヤを用い、横向姿勢で
25m+ntのV形開先(ギャップ6IIII+、開先
角度35°)の半自動溶接を行い、溶接部の性能及び作
業性を調査した。なお、溶接条件はDCEN、300A
−24〜26V1’ある。作業性の評価は、試験板作成
時に観察したものである。 第3表は試験結果を示したもので、以下の如く考察され
る。 Nα1〜Na1Oは本発明例であり、いずれも作業性(
ビード形状、スラグ剥離性、アーク安定性、スパッタ、
ピット)が優れていると共に、溶接性能(強度、曲げ延
性、靭性、溶接欠陥)も優れており、良好な結果が得ら
れている。特にスパッタ発生の軽減が顕著であった。 Nα11〜Ha 12は金属炭酸塩の配合比が適切でな
い比較例であり、多すぎるとアーク不安定で、スパッタ
量が多く、溶接性能も良くない。少なすぎるとビード形
状、スラブ剥離性が悪く、溶接性能も良くない。 Na13〜Nct14は金属弗化物の配合量が適切でな
い比較例であり、多すぎるとスパッタが多く溶接作業性
が悪い。少なすぎると溶接欠陥が多くなる。 Nα15〜Na 16はLiの配合量が適切でない比較
例であり、少なすぎるとピットが多く、溶接性能も良く
ない。多すぎるとビード形状の面で悪く、溶接性能も良
くない。 Nα17〜N018は(金属弗化物)/(鉄粉)の比が
適切でない比較例であり、この比が高すぎるとスパッタ
が多く、少なすぎると溶接性能が劣る。 Nα19〜Nα2oはMg又はAlの配合比が適切でな
い比較例であり、Nα21〜Nα22はMn又はNiの
配合量が多すぎる比較例であり、Nα23〜Nci24
は鉄粉の配合比が適切でない比較例であり、いずれの比
較例も良い結果が得られなかった。 また425は(弗化ストロンチウム)/(金属弗化物)
の比が適切でない比較例であり、良い結果が得られなか
った。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a self-shielded arc welding flux-cored wire, in particular a self-shielded arc welding flux that generates less spatter and can stably obtain a sound welded part without welding defects. Concerning the inlet wire. (Conventional technology and problems to be solved) Self-shielded arc welding causes pits due to wind. It has features that make it suitable for outdoor welding, such as there is less risk of defects such as blowholes, and it is easy to handle because it does not require external shielding gas, making it a welding method suitable for construction sites. I can do it. However, although self-shielded arc welding has the above-mentioned advantages, spatter is generated in large quantities and tends to adhere to the steel plate, so it takes many man-hours to remove the spatter after welding. In addition, workability changes significantly depending on welding conditions, so advanced welding techniques are required, and in multilayer welding of thick plates, there are many chances of welding defects (slag inclusions, poor fusion), and it is difficult to maintain a sound weld. It can be said that it is extremely difficult to obtain. Defects are particularly likely to occur in the horizontal position commonly used at construction sites. For this reason, gas shielded arc welding is used for welding at construction sites. However, gas-shielded arc welding is susceptible to the effects of wind, so it is necessary to take wind-proof measures, and there are drawbacks such as the welding work having to be interrupted especially when the wind speed is strong. For these reasons, there is a desire to develop a self-shielded arc welding wire that generates less spatter and can easily produce sound welds. No. 25479 and the like have been proposed, but they are not necessarily sufficient for horizontal welding. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 10011/1983 has a disadvantage in that a large amount of spatter is generated due to the large amount of calcium fluoride added. The present invention eliminates the drawbacks of the above-mentioned prior art and provides a self-shielded arc welding flux-cored wire that has an extremely low incidence of welding defects, especially during multilayer welding in a horizontal position, and has excellent welding performance such as toughness and bending ductility. The purpose is to (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventor first analyzed the factors that tend to cause welding defects in welded parts using conventional self-shielded arc welding flux-cored wire, and found the following. It has been found that welding defects are likely to occur due to such factors. ■Since the beads are convex, narrow grooves are formed between the beads, resulting in slag inclusions and poor fusion. ■Because the beads tend to drip, a cold wrap is formed. ■Improper bead alignment causes unevenness, which can lead to poor fusion and slag inclusions. ■Since slag is baked into the bead, it is difficult to remove it sufficiently, and when welding over baked-on slag, slag inclusions and cold laps are likely to occur. ■Since the arc is not stable, it is difficult to obtain stable penetration and stable melting conditions, which can easily cause welding defects. ■If the protruding length of the wire becomes short or the arc voltage is too high, bits will occur, making it vulnerable to fluctuations in one condition and narrowing the range of welding conditions. Among these factors, ■~■ are due to the physical properties of the slag,
It is thought that (2) is due to the stability of the flux rate, and (2) is due to the shielding property6.Therefore, the present inventors strengthened the shielding property, gave the slag appropriate physical properties, and
We conducted extensive research based on the knowledge that a healthy weld can be obtained by creating a flux-cored wire with a stable flux rate. As a result, we discovered that it is possible to fill the S shell with metal fluorides, metal carbonates, Li, deoxidizing agents, iron powder, etc. as essential components and by regulating the flux rate. The present invention has been made in this way. That is, 1 the self-shielded arc welding flux-cored wire according to the present invention has a steel outer shell in which the flux cored wire is
same). Metal fluoride: 15-30% Strontium fluoride 60% or more of dimetallic fluoride Metal carbonate: 2-15% Li: 0.1-4% Al: 4-15% Mg: 0.5-10% Mn: 0.2-8% Iron powder: 30-60% However, if the flux has a composition containing metal fluoride/iron powder: 0.25-0.7% as essential components, the flux rate is 1.
It is characterized by being filled with 7 to 23 wt%. The present invention will be explained in more detail below. (Function) First, the reason for limiting the components of the flux used in the self-shielded arc welding flux-cored wire of the present invention will be explained. Clamping: Metal fluoride is a shielding agent as well as a major sludge-forming agent, and is added in a range of 15 to 30%. The shielding effect increases as the amount added increases, but the amount of spatter and fume becomes excessive, which significantly impairs welding workability. If the amount exceeds 30%, the melting point of the slag will be lowered, and in horizontal welding, the bead will tend to drip down, and this will cause cold lap. From the viewpoint of shielding properties and workability, the optimum content is 20 to 26%, but it is permissible as long as it is below the upper limit. On the other hand, the lower the amount of metal fluoride, the better the workability tends to be, but if it is too small, shielding becomes insufficient and defects such as pits and blowholes occur, so it is desirable to keep the lower limit at 15%. Note that various metal fluorides can be used. However, from the viewpoint of suppressing the amount of spatter generated, strontium fluoride is most desirable, and in order to obtain a clear effect, strontium fluoride must be added in an amount of 60% or more of the metal fluorides. Figure 1 shows the amount of spatter generated when strontium fluoride and calcium fluoride are used together, and the amount of spatter generated is approximately 50% when strontium fluoride is added at 60% or more.
It turns out that it can be reduced. Fluorides that can be used in combination with strontium fluoride are not particularly limited, but include LiF, 2SiF, NaF, and BaF2.
, CaF, etc. can be used. 4: Metal carbonate has the effect of improving the peelability of the slab and the viscosity of the slag. Therefore, a glossy bead surface is obtained, and the dripping of the bead is improved, and a uniform and smooth bead shape is obtained. Furthermore, it also acts as a shielding agent. For this purpose, the metal carbonate is added in a range of 2 to 15%. The greater the amount added, the better the slag releasability, bead shape, and shielding properties will be, but if it exceeds 15%, extremely large spatter will occur due to decomposed gas (CO□) generated during welding, making it difficult to perform one operation. Sexually undesirable. The optimal amount is 4~
7%, but up to 15% is acceptable. On the other hand, if the content is less than 2%, the slag tends to seize and the viscosity of the slag becomes low, making it impossible to obtain a uniform and smooth bead shape. The most suitable metal carbonate is CaC○, but also includes BaC0:+, 5rCO, Li,
One or more types of CO2 etc. can also be used in combination. ↓1: LL has the effect of suppressing the generation of pits due to fluctuations in arc voltage and protrusion length, so it is added in a range of 0.1 to 4%. FIG. 2 shows the results of testing a self-shielded arc welding flux-cored wire that does not contain Li using the bead-on-plate welding method, and shows the situation in which pits occur as the protrusion length becomes shorter. From the results shown in Figure 2, the protrusion length (1
Fig. 3 shows the results of a test on a self-shielded arc welding flux-cored wire containing Li. From the figure, it can be seen that Li is effective in suppressing pits and expanding the arc voltage range. However, if it is less than 0.1%, the effect will be small, and if it exceeds 4%, the slag will flow easily, and the bead will sag and become convex, especially in horizontal welding, which is not preferable. Note that Li alone is not suitable as a raw material because it reacts violently with the atmosphere. Therefore, it is preferable to use a powder alloyed with other metals as a raw material for the Li source.
l-Li is optimal. In this case, the Li content of Al-Li is desirably about 1.5 to 6%; if it exceeds 6%, the reaction with the atmosphere becomes violent and the explosiveness increases, so it is not preferable. As the raw material for the Li source, in addition to Al-Li, lithium carbonate, lithium ferrite, lithium manganate, lithium zirconate, lithium silicate, etc. can be used. Note that lithium carbonate decomposes to produce CO2 and increases the occurrence of spatter, so it is preferable to suppress it to 10% or less. By appropriately using Al-Li, lithium carbonate, or a compound other than lithium carbonate in combination, pit resistance can be improved over a wide range of conditions without impairing workability. A) Al acts as a deoxidizing agent and fixes N that has entered the weld metal to prevent pits and blowholes, so it is added in an amount of 4 to 15%. However, if it is less than 4%, pits and blowholes will occur, making it impossible to obtain a sound weld. Also, if it exceeds 15%,
This is not preferable because the amount of Aff remaining in the weld metal increases, causing the crystal grains to become coarser and significantly impairing ductility. In addition,
Al raw materials include metal aluminum, Fe-Al, An
- It is preferable to use alloys such as Mg, Al-Li, Ca-Al, etc. Ml: Mg is added in the range of 0.5 to 10% because it turns into vapor and shields the weld zone and also acts as a deoxidizing agent. However, if it is less than 0.5%, it is difficult to suppress pits and blowholes. Further, excessive addition lowers the viscosity of the slag, promotes dripping of beads, and also significantly increases the amount of fume, so it is not preferable to add more than 10%. In addition. In addition to Mg powder, Mg raw materials include AQ-Mg,
Alloys such as Fe-31-Mg and Ni-Mg are optimal. Mn: Mn acts as a deoxidizing agent and provides appropriate tensile strength to the weld metal, so it is added in a range of 0.2 to 8%. However, if it is less than 0.2%, the tensile strength will be insufficient, and if it exceeds 8%, the tensile strength will be excessive and the bending ductility will be significantly impaired, which is not preferable. In addition to Mn powder, Mn raw materials include Fe-Mn,
Alloys such as FeFe-8i- are suitable. Note: Iron powder increases the fluidity of flux, making the flux rate stable. Also, as a function during welding. It is thought that it plays the role of heat conduction and promotes the melting of the metal fluoride. Therefore, iron powder stabilizes the arc and provides a stable molten state.
Add in a range of 0%. However, if it is less than 30%, the formation of flux columns is observed, which is not preferable for suppressing welding defects, and there is a problem of increased spatter. Moreover, if it exceeds 60%, the amount of metal fluoride added is relatively reduced, causing problems such as a reduction in shielding, which is not preferable. Note that the bulk specific gravity of the iron powder is preferably 2.5 to 3.7%, and there are no particular restrictions on the components. The present inventor investigated welding phenomena in relation to metal fluoride, which is a major slag-forming agent for iron powder. It has been found that the ratio of (metal fluoride)/(iron powder) has a close relationship with the arc condition, and is extremely effective in the range of 0.25 to 0.7%. That is, as shown in FIG. 4, when the ratio of (metal fluoride)/(iron powder) exceeds 0.7%, the stability of the arc is impaired and the amount of spatter generated tends to increase. On the other hand, 0
.. If it is less than 25%, shielding failure etc. will occur. The feature of the present invention is that this ratio is defined. The desired welding performance can be obtained by filling the flux having the above composition into a steel shell at the following flux rate. λj Ekosu: The flux rate in the wire configuration should remain within the range of 17-23%. If it is less than 17%, the necessary amount of slag cannot be secured, resulting in deterioration of workability. Also, 2
If it exceeds 3%, wire breakage will occur during wire drawing, making efficient production impossible, and should be avoided. In addition, in the present invention, the following components can be added as needed to manufacture the flux-cored wire. Ni: Since Ni improves toughness, it is added at 0.0% per total weight of the wire.
It can be added in a range of 2 to 3%. However, if it is less than 0.2%, no effect will be obtained, and if it exceeds 3%, the tensile strength of the welded metal will become excessive and the toughness will be impaired, which is not preferable. Ti, Zr: Since Ti and Zr improve toughness, they can be added to the flux in a range of 0.1 to 2%. However, if it is less than 0.1%, no effect can be obtained, and if it exceeds 2%, the tensile strength of the weld metal becomes excessive, which impairs toughness, which is not preferable. Note that Ti and Zr can provide similar effects, so
Can be used alone or in combination. F/CoW Lr: It is recommended that the moisture content of the wire is in the range of 300 to 2000 ppm. If it is less than 300 ppm, it will have poor shielding properties, and if it exceeds 2000 ppm, it will have poor pit resistance. Each has problems in terms of cracking. Note that the moisture content of the wire is a value measured according to JIS K 0113 (1979). The wire of the present invention has a steel outer sheath filled with a flux mixed with the above components, and the chemical composition of the outer sheath is not particularly limited, but Sj: 1% or less, Tot
alN: Desirably has a composition of 100 ppm or less. These components tend to affect the arc characteristics and increase the amount of spatter generated, and N in particular causes pits and blowholes, so it is desirable to control them as described above. Furthermore, the method for manufacturing the self-shielded arc welding flux-cored wire of the present invention is not particularly different from the method for manufacturing ordinary flux-cored wires, and can be produced in the same manner. Further, the cross-sectional shape of the wire is not particularly limited, and wires having the cross-sectional shape illustrated in FIG. 5 can be used. (b) is better in terms of workability. Wire diameters of 1.2 to 2.4 mm + φ are applicable, but from the standpoint of ease of use and performance, we especially recommend wire diameters of 1.6 mm φ and 2 mm.
.. 0mmφ is good. The target steel types are mainly mild steel, HT-50, and low temperature steel, but are not particularly limited. The polarity is preferably positive (D CE N). Next, examples of the present invention will be shown. (Example) According to the specifications shown in Tables 1 and 2, the wire diameter is 2 mmφ.
A flux-cored wire was created. The cross-sectional shape of the wire is as shown in FIG. 5(c), and the steel outer skin component is C:0.
07%, Mn: 0.3%, Si: 0.1%, Cr:
0.05%, T, N near 0 ppm, etc. Next, using this flux-cored wire, semi-automatic welding of a 25 m+nt V-shaped groove (gap 6III+, groove angle 35°) was performed in a horizontal position, and the performance and workability of the welded part were investigated. The welding conditions are DCEN, 300A.
-24 to 26V1'. Workability was evaluated based on observations made during the preparation of test plates. Table 3 shows the test results, which are discussed as follows. Nα1 to Na1O are examples of the present invention, and all have workability (
Bead shape, slag removability, arc stability, spatter,
Good results have been obtained, with excellent welding performance (strength, bending ductility, toughness, and welding defects). In particular, the reduction in spatter generation was remarkable. Nα11 to Ha12 are comparative examples in which the blending ratio of metal carbonate is not appropriate; if it is too large, the arc becomes unstable, the amount of spatter is large, and the welding performance is not good. If it is too small, the bead shape and slab peelability will be poor, and the welding performance will also be poor. Na13 to Nct14 are comparative examples in which the amount of metal fluoride compounded is not appropriate, and if it is too much, there will be a lot of spatter and welding workability will be poor. If it is too small, welding defects will increase. Nα15 to Na16 are comparative examples in which the blending amount of Li is not appropriate, and if it is too small, there will be many pits and the welding performance will be poor. Too much will result in poor bead shape and poor welding performance. Nα17 to N018 are comparative examples in which the ratio of (metal fluoride)/(iron powder) is not appropriate; if this ratio is too high, there will be a lot of spatter, and if this ratio is too low, the welding performance will be poor. Nα19 to Nα2o are comparative examples in which the blending ratio of Mg or Al is not appropriate, Nα21 to Nα22 are comparative examples in which the blending amount of Mn or Ni is too large, and Nα23 to Nci24
is a comparative example in which the blending ratio of iron powder was not appropriate, and good results were not obtained in any of the comparative examples. Also, 425 is (strontium fluoride)/(metal fluoride)
This is a comparative example with an inappropriate ratio of , and good results were not obtained.

【以下余白】[Left below]

(発明の効果) 以上詳述した如く、本発明のセルフシールドアーク溶接
フラックス入りワイヤによれば、容易に健全な溶接部を
得ることができ、特に、従来のセルフシールドアーク溶
接では溶接性能(欠陥、曲げ性能等)が十分保障されな
かった横向溶接部の健全性を画期的に向上させることが
できる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the self-shielded arc welding flux-cored wire of the present invention, it is possible to easily obtain a sound weld. , bending performance, etc.) can be dramatically improved in the soundness of horizontal welds whose properties have not been sufficiently guaranteed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は(弗化ストロンチウム)/(金属弗化物)の比
とスパッタ発生量との関係を示した図、第2図は従来の
フラックス入りワイヤ(LL無添加のもの)における突
き出し長さの変動によるピット発生状況を示した図、 第3図は本発明のフラックス入りワイヤにおけるLi含
有量とピット数及びピットの発生しない上限電圧の関係
を示した図、 第4図は(金属弗化物)/(鉄粉)の比とスパッタ及び
溶着金属中のN量との関係を示した図、第5図(a)〜
(d)はフラックス入りワイヤの断面形状の一例を示す
図である。 1・・・外皮金属、 2・・・フラックス。
Figure 1 shows the relationship between the (strontium fluoride)/(metal fluoride) ratio and the amount of spatter generated, and Figure 2 shows the protrusion length of a conventional flux-cored wire (without LL additives). Figure 3 shows the relationship between the Li content, the number of pits, and the upper limit voltage at which pits do not occur in the flux-cored wire of the present invention. Figure 4 shows (metal fluoride) / (iron powder) and the amount of N in the sputtered and welded metal, Figure 5 (a) ~
(d) is a diagram showing an example of the cross-sectional shape of a flux-cored wire. 1...Sheath metal, 2...Flux.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)鋼製外皮中に、重量%で(以下、同じ)、金属弗
化物:15〜30% 弗化ストロンチウム:金属弗化物の内 60%以上 金属炭酸塩:2〜15% Li:0.1〜4% Al:4〜15% Mg:0.5〜10% Mn:0.2〜8% 鉄粉:30〜60% 但し、金属弗化物/鉄粉:0.25〜0.7%を必須成
分として含有する組成のフラックスをフラックス率が1
7〜23wt%となるように充填してなることを特徴と
するセルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ。
(1) In the steel shell, in weight percent (the same applies hereinafter): Metal fluoride: 15-30% Strontium fluoride: 60% or more of metal fluoride Metal carbonate: 2-15% Li: 0. 1-4% Al: 4-15% Mg: 0.5-10% Mn: 0.2-8% Iron powder: 30-60% However, metal fluoride/iron powder: 0.25-0.7% A flux with a composition containing as an essential component has a flux rate of 1
A self-shielded arc welding flux-cored wire, characterized in that it is filled with a flux of 7 to 23 wt%.
(2)Niをワイヤ全重量当たり0.2〜3%含有する
請求項1に記載のセルフシールドアーク溶接フラックス
入りワイヤ。
(2) The self-shielded arc welding flux-cored wire according to claim 1, containing 0.2 to 3% Ni based on the total weight of the wire.
(3)Ti又はZrの1種以上をフラックス中に0.1
〜2%含有する請求項1に記載のセルフシールドアーク
溶接フラックス入りワイヤ。
(3) 0.1 or more of Ti or Zr in flux
The self-shielded arc welding flux-cored wire according to claim 1, containing ~2%.
(4)ワイヤの水分量が300〜2000ppmである
請求項1に記載のセルフシールドアーク溶接フラックス
入りワイヤ。
(4) The self-shielded arc welding flux-cored wire according to claim 1, wherein the wire has a moisture content of 300 to 2000 ppm.
(5)Li源としてAl−Li合金(Li含有量:1.
5〜6.5%)粉末が使用される請求項1に記載のセル
フシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ。
(5) Al-Li alloy as a Li source (Li content: 1.
5-6.5%) self-shielded arc welding flux-cored wire according to claim 1.
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