JPH0362518B2 - - Google Patents

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JPH0362518B2
JPH0362518B2 JP62246939A JP24693987A JPH0362518B2 JP H0362518 B2 JPH0362518 B2 JP H0362518B2 JP 62246939 A JP62246939 A JP 62246939A JP 24693987 A JP24693987 A JP 24693987A JP H0362518 B2 JPH0362518 B2 JP H0362518B2
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JP
Japan
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lithium
less
flux
slag
amount
Prior art date
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Application number
JP62246939A
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Japanese (ja)
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JPS6487100A (en
Inventor
Yosha Sakai
Isao Aida
Tetsuo Suga
Katsushi Nishimura
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0362518B2 publication Critical patent/JPH0362518B2/ja
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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用フラツク
ス入りワイヤに係り、より詳細には、低弗化物、
低珪酸塩のLi系セルフシールドアーク溶接用フラ
ツクス入りワイヤ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) セルフシールドアーク溶接用フラツクス入りワ
イヤとしては、古くから多くの技術が提案されて
おり、フラツクスタイプの主なものとしては弗化
物系とLi酸化物系の2種類がある。 前者の弗化物系ワイヤのガス発生剤は、主とし
てCaF2、BaF2が使用され、他に少量の炭酸塩が
使用されている。このタイプは弗化物を多量に含
むことから、一般にスラグ剥離性及びビード外観
は良好であるが、アークが不安定であるため、ス
パツタの発生が極めて多い。またヒユーム発生量
も極端に多く、溶接作業が困難であることが欠点
になつている。 一方、後者のLi酸化物系ワイヤは、ガス発生剤
としてLi酸化物を使用するので、弗化物は多くは
必要としない。したがつて、スパツタ及びヒユー
ムの発生量は上記弗化物系ワイヤに比べて若干改
善されている。 このLi酸化物系ワイヤの代表的な技術として、
特公昭62−25479号公報(アーク溶接用電極、リ
ンカーン社)が提案されている。これには、弗化
物はCaF2、BaF2、NaFが使用され、好適量とし
て6.3%(電極重量当りのこれらの弗化物の合計
量)が示されている。 一般に弗化物の添加量を少なくすることによつ
てスパツタ及びヒユームの発生量を抑制すること
は可能であるが、前者の弗化物系ワイヤではピツ
ト及びブローホールの発生原因になるので、弗化
物を極端に低くすることは技術上困難である。一
方、後者のLi酸化物系ワイヤでは弗化物添加量を
少なくした場合、ピツト及びブローホールの発生
はないが、逆にスラグの流動性が不良になり、融
合不良やスラグインクルージヨンが生じやすく、
健全な溶接を行うことができなくなる。また、ス
ラグがビート表面に焼き付き、除去が困難である
等、溶接作業が困難である。 更には、一般にセルフシールドアーク溶接用フ
ラツクス入りワイヤは、電源特性の問題として、
ガスシールドアーク溶接に比べ、特に細径ワイヤ
の場合に安定した溶接が困難であるという問題が
ある。 すなわち、従来の前記弗化物系ワイヤは一般に
垂下特性の交流又は直流電源で溶接されており、
最近では、CO2ガス溶接の普及によつて直流定電
圧特性の電源が使用されるようになり、セルフシ
ールドタイプのワイヤの溶接にも適用されるよう
になつてきた。しかし、通常のガスシールドアー
ク溶接では、溶込みが深く、作業性がよいことか
ら、一般に直流逆極性で溶接が行われていること
に鑑みて、セルフシールド溶接の場合において
も、逆極性の適用が望ましいが、スパツタが多
く、作業性が不良であるため、アーク特性上から
やむを得ず正極性で溶接が行われていることが多
い。しかも、正極性はアークが不安定になりやす
いので、特に1.6mmφ以下の細径ワイヤを適用し
た場合、アークの不安定が顕著になり、安定した
溶接を行うことができない。一方、細径ワイヤは
溶接作業が行いやすいことから望まれているにも
拘わらず、上記のような問題があるため、殆ど用
いられていない。 本発明は、セルフシールドアーク溶接用フラツ
クス入りワイヤ、特にLi酸化物系ワイヤに関する
上記問題を解決するためになされたものであつ
て、低スパツタで、かつ、スラグの流動性並びに
スラグの剥離性に優れ、作業性が良く、健全な溶
接部が得られ、しかも、直流逆極性又は正極性の
いずれでもワイヤサイズに関係なく安定して溶接
できるLi系セルフシールドアーク溶接用フラツク
ス入りワイヤを提供することを目的とするもので
ある。 (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、前述の
如くLi酸化物系で弗化物添加量を少なくするとス
パツタ発生量を減少できるものの、スラグの流動
性や剥離性等の作業性が劣ることから、弗化物の
低減化に伴う問題を防止し得る補填手段を見い出
すべく鋭意研究を重ねた結果、フラツクス中の
SiO2量をリチウム組成物量との関連で規制する
ことにより、弗化物減少に伴う作業性の劣化を防
止できることを見出すに至り、この知見に基づき
更に詳細にワイヤ構成を研究し、ここに本発明を
なしたものである。 すなわち、本発明は、totalNを100ppm以下、
Siを1%以下に規制した鋼製外皮内に、フラツク
ス全重量当り、totalSiO2:0.5〜6%を含有する
と共にtotalFを3%以下に抑制し、かつ、 リチウムフエライトと、リチウムアルミネー
ト、リチウムシリケート、リチウムチタネート
及びリチウムマンガネートのうちの1種以上と
からなるリチウム組成物をLi2Oとして10〜25
%(但し、Li2O/SiO2≧2.5)、 Al:15〜25%、 Mg:5〜10%、 Mn:0.5〜5%、 Zr:0.5〜5%、 Ti:0.5〜5% を含有し、必要に応じて、 Li金属をAl−Li及びMg−Liの形で少なくと
も1種を1.5%以下、 を含有するフラツクスを、フラツクス率が12〜30
%となるように充填してなることを特徴とする低
Si、低F型セルフシールドアーク溶接用フラツク
ス入りワイヤ、を要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、フラツクス組成の成分限定理由を説明す
る。なお、各成分ともフラツクス全重量当りの量
である。 リチウム組成物(Li2O): 本発明におけるリチウム組成物は、Li2Oと他
の酸化物(鉄酸化物、Al酸化物、Si酸化物及び
Mn酸化物の1種以上)とを結合させたものであ
り、Li2Oとして10〜25%の範囲で含有させる。 Li2Oは溶接時に分解してシールド剤として作
用するもので、ピツトやブローホール等の溶接欠
陥防止に効果があり、かつ、スラグ剥離性にも効
果があり、そのためには、少なくとも10%以上に
なるように添加する必要がある。しかし、30%を
超えると、ヒユーム量が多くなつて好ましくな
い。 Li2Oと結合している他の酸化物は、アークの
安定性、スラグの流動性及びスラグの剥離性に影
響を与えるので、適当な配合比が必要である。 すなわち、リチウムフエライトはアークの安定
性を損わずに比較的流動性のあるスラグを生成す
るので、Li2Oの補給源の主原料として必須であ
り、30〜60%程度の添加が望ましい。 リチウムアルミネートはアークの安定性は損わ
ないが、スラグの粘性を高め、スラグ巻き込みの
原因となるので、8%以下で添加するのが良い。 リチウムシリケートはビードの“濡れ”角度を
小さくし、良い作用を及ぼすが、多すぎるとスラ
グの剥離性を著しく不良にするので、8%以下の
添加が望ましい。 リチウムチタネートはスラグの剥離性及びスラ
グの流動性を不良にするので、10%以下で添加す
るのが良い。 リチウムマンガネートはスラグの流動性及びス
ラグの剥離性に良い結果を与えるが、過大になる
とアーク安定性を損ね、スパツタ発生量が増加す
るので、10%以下の添加が良い。 なお、上述のリチウム組成物中のLi2Oは、通
常、第1表に示すものが使用される。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a flux-cored wire for self-shielded arc welding, and more particularly, it relates to a flux-cored wire for self-shielded arc welding, and more specifically, a flux-cored wire for self-shielded arc welding.
This invention relates to a low-silicate Li-based flux-cored wire for self-shielded arc welding. (Conventional technology and problems to be solved) Many technologies have been proposed for a long time as flux-cored wires for self-shielded arc welding, and the main flux types are fluoride-based and Li oxide. There are two types of systems. As the gas generating agent for the former fluoride wire, CaF 2 and BaF 2 are mainly used, and a small amount of carbonate is also used. Since this type contains a large amount of fluoride, it generally has good slag removability and bead appearance, but because the arc is unstable, spatter is extremely common. Further, the amount of fume generated is extremely large, making welding work difficult, which is a disadvantage. On the other hand, the latter Li oxide wire uses Li oxide as a gas generating agent, so it does not require much fluoride. Therefore, the amount of spatter and fume generated is slightly improved compared to the above-mentioned fluoride wire. As a typical technology for this Li oxide wire,
Japanese Patent Publication No. 62-25479 (Arc Welding Electrode, Lincoln Company) has been proposed. In this, CaF 2 , BaF 2 , and NaF are used as fluorides, and 6.3% (the total amount of these fluorides per weight of the electrode) is indicated as a preferable amount. In general, it is possible to suppress the amount of spatter and fume generated by reducing the amount of fluoride added, but since the former fluoride wire can cause pits and blowholes, It is technically difficult to make it extremely low. On the other hand, with the latter Li oxide wire, when the amount of fluoride added is small, pits and blowholes do not occur, but on the contrary, the fluidity of the slag becomes poor, and poor fusion and slag inclusions are likely to occur.
It becomes impossible to perform sound welding. In addition, welding work is difficult because slag sticks to the bead surface and is difficult to remove. Furthermore, flux-cored wire for self-shielded arc welding generally has problems with power supply characteristics.
Compared to gas-shielded arc welding, there is a problem in that stable welding is difficult, especially when using small diameter wires. That is, the conventional fluoride wire is generally welded with an AC or DC power source with drooping characteristics,
Recently, with the spread of CO 2 gas welding, power supplies with DC constant voltage characteristics have come to be used, and they have also come to be applied to welding self-shielded wires. However, considering that ordinary gas-shielded arc welding has deep penetration and good workability, welding is generally performed with DC reverse polarity, so reverse polarity is also applied in self-shielded welding. However, since there are many spatters and workability is poor, welding is often performed with positive polarity due to arc characteristics. Moreover, since positive polarity tends to cause the arc to become unstable, particularly when a thin wire of 1.6 mmφ or less is used, the instability of the arc becomes significant and stable welding cannot be performed. On the other hand, although small-diameter wires are desired because they are easy to weld, they are rarely used because of the problems described above. The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems regarding flux-cored wires for self-shielded arc welding, especially Li oxide wires, and has low spatter and improved slag fluidity and slag peelability. To provide a Li-based flux-cored wire for self-shielded arc welding that is excellent, has good workability, provides a sound welded part, and can be stably welded with either direct current reverse polarity or positive polarity regardless of the wire size. The purpose is to (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventor discovered that although the amount of spatter can be reduced by reducing the amount of fluoride added in the Li oxide system as described above, the fluidity of the slag As workability such as peelability is poor, as a result of intensive research to find a compensation method that can prevent problems associated with reduction of fluoride, we have found that
It was discovered that by regulating the amount of SiO 2 in relation to the amount of lithium composition, it was possible to prevent the deterioration of workability due to the reduction of fluoride.Based on this knowledge, the wire configuration was studied in more detail, and the present invention was developed. This is what was done. That is, the present invention reduces totalN to 100 ppm or less,
The steel shell, which limits Si to 1% or less, contains 0.5 to 6% total SiO 2 based on the total flux weight, suppresses total F to 3% or less, and contains lithium ferrite, lithium aluminate, and lithium. Lithium composition consisting of one or more of silicate, lithium titanate and lithium manganate is 10 to 25 as Li 2 O
% (however, Li 2 O / SiO 2 ≧2.5), Al: 15 to 25%, Mg: 5 to 10%, Mn: 0.5 to 5%, Zr: 0.5 to 5%, Ti: 0.5 to 5%. If necessary, a flux containing 1.5% or less of at least one type of Li metal in the form of Al-Li and Mg-Li is added at a flux rate of 12 to 30.
%.
The gist is Si, low F type flux-cored wire for self-shielded arc welding. The present invention will be explained in more detail below. First, the reason for limiting the components of the flux composition will be explained. Note that the amounts of each component are per total weight of flux. Lithium composition (Li 2 O): The lithium composition in the present invention contains Li 2 O and other oxides (iron oxide, Al oxide, Si oxide and
(one or more types of Mn oxides), and is contained in a range of 10 to 25% as Li 2 O. Li 2 O decomposes during welding and acts as a shielding agent. It is effective in preventing welding defects such as pits and blowholes, and is also effective in removing slag. It is necessary to add it so that However, if it exceeds 30%, the amount of fume increases, which is not preferable. Other oxides combined with Li 2 O affect arc stability, slag fluidity, and slag removability, so a suitable blending ratio is required. That is, since lithium ferrite produces a relatively fluid slag without impairing the stability of the arc, it is essential as a main raw material for a Li 2 O replenishment source, and it is desirable to add about 30 to 60%. Although lithium aluminate does not impair the stability of the arc, it increases the viscosity of the slag and causes slag entrainment, so it is best to add it in an amount of 8% or less. Lithium silicate reduces the "wetting" angle of the bead and exerts a good effect, but if it is too large, the slag releasability becomes extremely poor, so it is desirable to add 8% or less. Lithium titanate impairs slag releasability and slag fluidity, so it is best to add it in an amount of 10% or less. Lithium manganate gives good results to the fluidity of the slag and the peelability of the slag, but if it is too large, it impairs the arc stability and increases the amount of spatter, so it is best to add 10% or less. Note that, as Li 2 O in the above-mentioned lithium composition, those shown in Table 1 are usually used.

【表】 なお、上記リチウム組成物以外のリチウム源と
しては、必要に応じて、Li2CO3及びAl−Li、Mg
−Liの金属粉(金属リチウム源)が使用でき、金
属リチウム源を使用するのが望ましい。 すなわち、Li2CO3は溶接時に分解し、酸化物
としてLi2Oのみを生成するので、スラグの流動
性やスラグの剥離性を改善できる。しかし、多す
ぎるとスパツタの発生を多くするので、添加する
場合には20%以下にとどめるべきである。 Al−Li及びMg−Liはシールド効果が大きく、
リチウム組成物中の換算Liに体して2〜3倍のシ
ールド効果が得られる。また作業性の改善に対し
ても有効で、以下の作用が得られる。 (1) アークの安定性を増し、スパツタ発生量を減
少できる。 (2) スラグの流動性及びスラグの剥離性の改善に
も有効である。 これらのAl−Li及びMg−Liは化合物単独でシ
ールド剤として使用できるもので、上記リチウム
組成物と併用することもできる。添加する場合に
は、それらの少なくとも1種をLi量で1.5%以下
にとどめるべきである。 totalSiO2: SiO2はスラグの粘性を調整し、濡れ角度の小
さい良好なビード形状を得るのに必要である。し
かし、0.5%未満ではビード形状が凸形となり、
また立向姿勢ではスラグが流れやすく、一方、6
%を超えるとビード形状は良好であるものの、ス
ラグの焼き付きが発生し、スラグの除去が困難で
ある。なお、SiO2源としては、珪酸リチウムや
通常の珪酸塩の他、Si合金をSiO2に換算して使
用できる。 したがつて、totalSiO2は0.5〜6%の範囲とす
る。 なお、SiO2とLi2Oはスラグの流動性やスラグ
の剥離性に密切な関係があり、本発明者は種々検
討した結果、Li2O/SiO2を2.5以上とした時に良
好な結果が得られた。この比は望ましくは3.6〜
15とする。 F: 弗化物はスパツタ発生量を増し、作業性に好ま
しくない影響を与えるので、弗化物中のFガスで
3%以下に調整するのが望まれる。なお、弗化物
としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の弗
化物が適当であるが、他の弗化物を排除するもの
ではない。 Al: Alは脱酸、脱窒剤として作用するもので、15
%以下ではピツト及びブローホール等の溶接欠陥
が発生し、好ましくない。また25%を超えて添加
した場合、溶着金属中のAl量を増加させ、衝撃
値の低下を招き、好ましくない。したがつて、
Alは15〜25%の範囲とする。Al源としてはMe.
Al、Fe−Al、Al−Mg等を使用できる。 Mg: Mgは溶接時に金属蒸気を発生して、アーク柱
や溶融プールをシールドし、アークを安定にする
効果がある。しかし、5%未満ではそのような効
果がなく、また10%を超えるとヒユーム発生量が
過大になり、作業性を不良にする。したがつて、
Mgは5〜10%の範囲とする。Mg原料としては
Me.Mg、Al−Mg、Fe−Mg、Ni−Mg等を使用
できる。 Zr: Zrは脱酸、脱窒剤であり、ピツト及びブロー
ホールを防止できる。しかし、0.5%未満では効
果がなく、また5%を超えるとスラグ生成物がス
ラグの剥離性を阻害し、好ましくない。したがつ
て、Zrは0.5〜5%の範囲とする。Zr源としては
Fe−Zrが最適であるが、他の合金粉末でも差し
支えない。 Ti: Tiは脱酸、脱窒剤であり、ピツト及びブロー
ホールを防止できる。しかし、0.5%未満では効
果が十分でなく、また5%を超えるとスラグ生成
物がスラグの流動性を阻害し、好ましくない。し
たがつて、Tiは0.5〜5%の範囲とする。 Mn: MnはSiと共に脱酸剤として作用し、溶着金属
の清浄度を高め、また必要な引張強さと衝撃性能
を与えるのに有効な元素である。しかし、0.5%
未満では充分な効果が得られず、また5%を超え
ると引張強度が高くなりすぎて、衝撃性能も低く
なり、好ましくない。したがつて、Mnは0.5〜5
%の範囲とする。Mn原料としてはMe.Mn、Fe
−Mn、MnO又はMnOを含む化合物或いは組成
物をMnに換算して使用できる。 なお、上記成分を含有するフラツクス組成によ
り良好な結果が得られるが、必要に応じて、以下
の成分を添加することが許容される。 C: Cはアーク安定性を増し、スパツタ発生量の減
少に役立つと共に、スラグの被包性を善くするこ
とができる。しかし、1%を超える添加は引張強
さを必要以上に高めるので、Cは1%以下とす
る。C源としては黒鉛が最適であるが、合金粉末
においても同様の効果が得られる。 鉄粉: 鉄粉は溶着量を増加させたり、フラツクスの流
動性を変えたい時に添加するのが効果的である。
しかし、鉄粉の比率が多くなると必要な元素比率
が低くなり、所定の性能が得られなくなるので、
過大な鉄粉量は避けるべきであり、鉄粉は30%以
下で添加する。 MgO: MgOの添加はスラグの流動性及びスラグの剥
離性を好ましいものにする傾向がある。しかし、
5%を超えるとスパツタの発生を助長するので、
MgOは5%以下とする。MgO原料としてはMgO
単独若しくはMgOを含む珪酸塩が望ましい。 CaO: CaOの添加はスラグの流動性及びスラグの剥離
性を好ましいものにする傾向がある。しかし、3
%を超えるとスパツタの発生を助長するので、
CaOは3%以下とする。CaOの原料としては、
CaCO3、Ca−Si、Re.Ca−Siなどが好ましく、
CaOに換算して使用できる。 本発明のワイヤは、上記フラツクスを鋼製外皮
内に充填したものであるが、この外皮成分は本発
明ワイヤの性能の達成する上で重要な要素を占め
る成分である。本発明者の実験研究によれば、Si
を1%以下、totalNを100ppm以下に規制した組
成の鋼製外皮にする必要があることが判明した。
これらの成分はアーク特性に影響を与え、スパツ
タ発生量を増加させる傾向にあり、特にtotalN
はピツトやブローホールの原因となるので、上記
のように許容最大値を定めたものである。 また、ワイヤ構成中のフラツクス率は12〜25%
の範囲にする必要がある。フラツクス率が12%未
満では、必要なスラグ量を確保できなくなり、作
業性を劣化させる。また25%を超えると伸線中の
断線が発生し、能率的な生産が行えなくなるので
避けるべきである。 なお、本発明のワイヤの製造方法は、通常のフ
ラツクス入りワイヤの製造方法と特に変わるとこ
ろはなく、同様の要領で製造することができる。
また、ワイヤの断面形状においても、特に制限を
受けるものではない。 更に、本発明のセルフシールドアーク溶接用フ
ラツクス入りワイヤは、上記構成であるので、直
流逆極性又は正極性のいずれでも使用でき、特に
細径のワイヤサイズであつても安定して溶接する
ことができる。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第2表に示す配合割合で第3表に示す成分配合
のフラツクスを、C:0.07%、Si:0.30%、
Mn:0.40%、P:0.023%、S:0.08%、N:
0.005%、Al:0.04%、Ti:0.01%の化学成分の
鋼製外皮中にフラツクス率19%で充填して1.2mm
φのフラツクス入りワイヤを作成し、第1図及び
第2図に示す装置により、溶接電流280A、電圧
25V、速度30cpmの条件で直流逆極性で溶接試験
を行つた。 溶接試験中、スラグ剥離性及びスラグ流動性を
調べると共に、溶接試験後にスパツタ発生量を測
定し、溶接欠陥、ビート形状を調べた。それらの
結果を第3表に併記する。 なお、スラグ流動性及びスラグ剥離性は積層中
に観察して評価した。スパツタ発生量は全量を補
修して秤量し、スパツタ補修後、ビード形状を観
察により評価した。溶接欠陥の評価については、
X線透過試験を関先角度50゜、ギヤツプ5mmのV
開発を4層7パス(19mmt)で仕上げたものにつ
いて行い、評価した。 第3表において、No.1〜No.3は比較例であり、
弗化物を減少させるとスパツタ抑制に効果がある
が、スラグの剥離性を損う結果となつている。ま
たスラグの粘性が大であるためにスラングインク
ルージヨンが生じやすいことがわかる。 比較例No.4は硅酸リチウム及びLi2CO3が過剰
であるため、スラグ焼付及びスパツタ発生量が多
い。 比較例No.5はLi2Oが少なく、かつ、Li2O/
SiO2の比が小さいため、ピツト、ブローホール
の発生が多く、かつ、スラグの剥離性が不良であ
る。 比較例No.8はSiO2量が少ないため、ビード形
状が凸形になり、融合不良が生じやすい。 比較例No.12はMgが少ないため、アークの集中
性が劣り、スパツタ発生量が多い。 比較例No.13〜No.15はAl、Ti、Zrが少ないため、
ピツトが発生した。 一方、本発明例のNo.6、No.7、No.9〜No.11、No.
16〜No.21はいずれも良好な結果が得られた。
[Table] Lithium sources other than the above lithium compositions may include Li 2 CO 3 , Al-Li, Mg
−Li metal powder (metallic lithium source) can be used, and it is preferable to use a metallic lithium source. That is, since Li 2 CO 3 decomposes during welding and produces only Li 2 O as an oxide, the fluidity of the slag and the peelability of the slag can be improved. However, if it is added too much, spatter will increase, so if it is added, it should be kept at 20% or less. Al-Li and Mg-Li have a large shielding effect,
A shielding effect 2 to 3 times greater than the equivalent Li in the lithium composition can be obtained. It is also effective in improving workability, and the following effects can be obtained. (1) Increases arc stability and reduces spatter generation. (2) It is also effective in improving slag fluidity and slag peelability. These Al-Li and Mg-Li compounds can be used alone as shielding agents, and can also be used in combination with the above lithium composition. When added, at least one of them should be kept at a Li content of 1.5% or less. totalSiO2 : SiO2 is necessary to adjust the viscosity of the slag and obtain a good bead shape with a small wetting angle. However, if it is less than 0.5%, the bead shape becomes convex,
In addition, in the vertical position, slag flows easily;
If it exceeds %, although the bead shape is good, slag sticking occurs and it is difficult to remove the slag. Note that as the SiO 2 source, in addition to lithium silicate and ordinary silicates, Si alloy can be used in terms of SiO 2 . Therefore, total SiO 2 is in the range of 0.5 to 6%. Incidentally, SiO 2 and Li 2 O have a close relationship with the fluidity of slag and the removability of slag, and as a result of various studies, the present inventor found that good results were obtained when Li 2 O / SiO 2 was set to 2.5 or more. Obtained. This ratio is preferably 3.6~
15. F: Since fluoride increases the amount of spatter and has an unfavorable effect on workability, it is desirable to adjust the F gas in the fluoride to 3% or less. Note that, as the fluoride, fluorides of alkali metals and alkaline earth metals are suitable, but other fluorides are not excluded. Al: Al acts as a deoxidizing and denitrifying agent.
% or less, welding defects such as pits and blowholes occur, which is not preferable. Furthermore, if it is added in an amount exceeding 25%, the amount of Al in the weld metal increases, resulting in a decrease in impact value, which is not preferable. Therefore,
Al should be in the range of 15 to 25%. Me as an Al source.
Al, Fe-Al, Al-Mg, etc. can be used. Mg: Mg generates metal vapor during welding, shields the arc column and molten pool, and has the effect of stabilizing the arc. However, if it is less than 5%, there is no such effect, and if it exceeds 10%, the amount of fume generated becomes excessive, resulting in poor workability. Therefore,
Mg is in the range of 5 to 10%. As a Mg raw material
Me.Mg, Al-Mg, Fe-Mg, Ni-Mg, etc. can be used. Zr: Zr is a deoxidizing and denitrifying agent and can prevent pitting and blowholes. However, if it is less than 0.5%, there is no effect, and if it exceeds 5%, the slag products will inhibit the slag removability, which is not preferable. Therefore, Zr should be in the range of 0.5 to 5%. As a Zr source
Fe-Zr is optimal, but other alloy powders may also be used. Ti: Ti is a deoxidizing and denitrifying agent and can prevent pits and blowholes. However, if it is less than 0.5%, the effect will not be sufficient, and if it exceeds 5%, the slag product will inhibit the fluidity of the slag, which is not preferable. Therefore, Ti should be in the range of 0.5 to 5%. Mn: Mn is an effective element that acts as a deoxidizing agent together with Si, improving the cleanliness of the deposited metal, and providing the necessary tensile strength and impact performance. But 0.5%
If it is less than 5%, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 5%, the tensile strength becomes too high and the impact performance becomes low, which is not preferable. Therefore, Mn is 0.5 to 5
% range. Me.Mn, Fe as Mn raw material
-Mn, MnO, or a compound or composition containing MnO can be used in terms of Mn. Although good results can be obtained with a flux composition containing the above components, it is permissible to add the following components as necessary. C: C increases arc stability, helps reduce the amount of spatter, and can improve slag encapsulation. However, since adding more than 1% increases the tensile strength more than necessary, the content of C is set to 1% or less. Although graphite is most suitable as a C source, similar effects can be obtained with alloy powder. Iron powder: It is effective to add iron powder when you want to increase the amount of welding or change the fluidity of flux.
However, as the ratio of iron powder increases, the required element ratio decreases, making it impossible to obtain the desired performance.
Excessive amount of iron powder should be avoided, and iron powder should be added at 30% or less. MgO: Addition of MgO tends to favor slag fluidity and slag release properties. but,
If it exceeds 5%, it will encourage the occurrence of spatter, so
MgO should be 5% or less. MgO as a raw material for MgO
Silicates alone or containing MgO are desirable. CaO: Addition of CaO tends to favor slag fluidity and slag release properties. However, 3
If it exceeds %, it will encourage spatter.
CaO shall be 3% or less. As a raw material for CaO,
CaCO 3 , Ca−Si, Re.Ca−Si, etc. are preferable,
It can be used by converting it into CaO. The wire of the present invention has the above-mentioned flux filled in a steel jacket, and this jacket component is an important component in achieving the performance of the wire of the present invention. According to the inventor's experimental research, Si
It was found that it was necessary to create a steel shell with a composition that regulated the amount of N to 1% or less and the total N to 100 ppm or less.
These components tend to affect the arc characteristics and increase the amount of spatter, especially in total N.
Since this can cause pits and blowholes, the maximum allowable value has been set as described above. Also, the flux rate in wire configuration is 12-25%
It needs to be within the range. If the flux rate is less than 12%, it will not be possible to secure the required amount of slag, and workability will deteriorate. Moreover, if it exceeds 25%, wire breakage will occur during wire drawing, making efficient production impossible, so it should be avoided. Note that the method for manufacturing the wire of the present invention is not particularly different from the method for manufacturing ordinary flux-cored wires, and can be manufactured in the same manner.
Further, there are no particular restrictions on the cross-sectional shape of the wire. Furthermore, since the flux-cored wire for self-shielded arc welding of the present invention has the above-mentioned configuration, it can be used with either DC reverse polarity or positive polarity, and can perform stable welding even with particularly small diameter wires. can. Next, examples of the present invention will be shown. (Example) Fluxes with the ingredient combinations shown in Table 3 at the mixing ratios shown in Table 2 were: C: 0.07%, Si: 0.30%,
Mn: 0.40%, P: 0.023%, S: 0.08%, N:
0.005%, Al: 0.04%, Ti: 0.01% chemical composition filled steel shell with flux rate of 19% to 1.2mm.
A flux-cored wire of φ was made, and the welding current was 280A and the voltage was
Welding tests were conducted under the conditions of 25V and a speed of 30cpm with reverse polarity of DC. During the welding test, slag removability and slag fluidity were examined, and after the welding test, the amount of spatter generated was measured, and weld defects and bead shapes were examined. The results are also listed in Table 3. In addition, slag fluidity and slag removability were observed and evaluated during lamination. The amount of spatter generated was determined by repairing and weighing the entire amount, and after repairing the spatter, the bead shape was evaluated by observing. For evaluation of weld defects,
The X-ray transmission test was carried out using V with a joint angle of 50° and a gap of 5mm.
Development was conducted on a product finished with 4 layers and 7 passes (19 mm thickness) and evaluated. In Table 3, No. 1 to No. 3 are comparative examples,
Although reducing the fluoride content is effective in suppressing spatter, it results in a loss of slag removability. It can also be seen that slag inclusions are likely to occur due to the high viscosity of the slag. In Comparative Example No. 4, lithium silicate and Li 2 CO 3 were excessive, so the amount of slag burning and spatter was large. Comparative example No. 5 has less Li 2 O and Li 2 O/
Since the SiO 2 ratio is small, pits and blowholes occur frequently, and slag removability is poor. In Comparative Example No. 8, since the amount of SiO 2 is small, the bead shape becomes convex, and poor fusion tends to occur. Comparative Example No. 12 has less Mg, so the arc concentration is poor and the amount of spatter generated is large. Comparative examples No. 13 to No. 15 have less Al, Ti, and Zr, so
A pit has occurred. On the other hand, No. 6, No. 7, No. 9 to No. 11, and No. 7 of the present invention examples.
Good results were obtained for all samples No. 16 to No. 21.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 (発明の効果) 以上詳述したように、本発明のセルフシールド
アーク溶接用フラツクス入りワイヤは、Li系で低
弗化物、低珪酸塩型の特定構成のものであるの
で、スパツタ発生量が少なく、スラグの流動性や
スラグの剥離性に優れ、作業性良く健全な溶接部
を得ることができる。しかも、直流逆極性、正極
性のいずれでも使用でき、細径ワイヤでも安定し
て溶接できる。
[Table] (Effects of the Invention) As detailed above, the flux-cored wire for self-shielded arc welding of the present invention has a specific composition of Li-based low fluoride and low silicate type, so spatter is generated. The amount is small, the slag has excellent fluidity and slag removability, and it is possible to obtain a sound welded joint with good workability. Moreover, it can be used with either DC reverse polarity or positive polarity, and even small diameter wires can be stably welded.

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

第1図及び第2図は実施例に用いた溶接装置を
示す図で、第1図は側面図、第2図は平面図であ
る。 1…ワイヤ制御装置、2…トーチ、3…観察
窓、4…スパツタ補修装置、5…走行台車。
FIGS. 1 and 2 are views showing a welding apparatus used in an example, with FIG. 1 being a side view and FIG. 2 being a plan view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Wire control device, 2...Torch, 3...Observation window, 4...Spatter repair device, 5...Traveling trolley.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重量割合で(以下、同じ)、totalNを
100ppm以下、Siを1%以下に規制した鋼製外皮
内に、フラツクス全重量当り、totalSiO2:0.5〜
6%を含有すると共にtotalFを3%以下に抑制
し、かつ、 リチウムフエライトと、リチウムアルミネー
ト、リチウムシリケート、リチウムチタネート
及びリチウムマンガネートのうちの1種以上と
からなるリチウム組成物をLi2Oとして10〜25
%(但し、Li2O/SiO2≧2.5)、 Al:15〜25%、 Mg:5〜10%、 Mn:0.5〜5%、 Zr:0.5〜5%及び Ti:0.5〜5% を含有するフラツクスを、フラツクス率が12〜30
%となるように充填してなることを特徴とする低
Si、低F型セルフシールドアーク溶接用フラツク
ス入りワイヤ。 2 totalNを100ppm以下、Siを1%以下に規制
した鋼製外皮内に、フラツクス全重量当り、
totalSiO2:0.5〜6%を含有すると共にtotalFを
3%以下に抑制し、かつ、 リチウムフエライトと、リチウムアルミネー
ト、リチウムシリケート、リチウムチタネート
及びリチウムマンガネートのうちの1種以上と
からなるリチウム組成物をLi2Oとして10〜25
%(但し、Li2O/SiO2≧2.5)、 Al:15〜25%、 Mg:5〜10%、 Mn:0.5〜5%、 Zr:0.5〜5%、 Ti:0.5〜5%、 Li金属をAl−Li及びMg−Liの形で少なくと
も1種を1.5%以下、 含有するフラツクスを、フラツクス率が12〜30%
となるように充填してなることを特徴とする低
Si、低F型セルフシールドアーク溶接用フラツク
ス入りワイヤ。
[Claims] 1 In terms of weight percentage (the same applies hereinafter), totalN
Total SiO2: 0.5 ~ per total weight of flux in a steel shell with Si regulated to 100ppm or less and 1% or less
6% and suppresses totalF to 3% or less, and is composed of lithium ferrite and one or more of lithium aluminate, lithium silicate, lithium titanate, and lithium manganate . as 10~25
% (however, Li 2 O / SiO 2 ≧2.5), Al: 15 to 25%, Mg: 5 to 10%, Mn: 0.5 to 5%, Zr: 0.5 to 5%, and Ti: 0.5 to 5%. The flux rate is 12 to 30.
%.
Si, low F type flux-cored wire for self-shielded arc welding. 2 In a steel shell with total N regulated to 100 ppm or less and Si regulated to 1% or less, per total flux weight,
totalSiO 2 : A lithium composition containing 0.5 to 6%, suppressing totalF to 3% or less, and consisting of lithium ferrite and one or more of lithium aluminate, lithium silicate, lithium titanate, and lithium manganate. 10~25 as Li2O
% ( Li2O / SiO2 ≧2.5), Al: 15-25%, Mg: 5-10%, Mn: 0.5-5%, Zr: 0.5-5%, Ti: 0.5-5%, Li A flux containing at least 1.5% of at least one metal in the form of Al-Li and Mg-Li, with a flux rate of 12 to 30%.
It is characterized by being filled so that
Si, low F type flux-cored wire for self-shielded arc welding.
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