JPH05393A - セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ - Google Patents
セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤInfo
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- JPH05393A JPH05393A JP17890791A JP17890791A JPH05393A JP H05393 A JPH05393 A JP H05393A JP 17890791 A JP17890791 A JP 17890791A JP 17890791 A JP17890791 A JP 17890791A JP H05393 A JPH05393 A JP H05393A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 全姿勢で優れた溶接作業性、良好なビード形
状、健全な機械的性質の得られるセルフシールドアーク
溶接用複合ワイヤを提供する。 【構成】 鋼製外皮で囲まれる腔部に、ワイヤ全重量に
対して、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種または２種：３〜12
％、70〜 350μｍの粒度構成のものが50％以上である鉄
酸化物：0.2 〜５％、Ａｌ：1.0 〜2.5 ％、Ｍｇ：1.0
〜2.5％、鉄粉：0.5 〜5.0 ％、粉末状珪酸アルカリ：
Ｎａ2Ｏ、0.1 〜0.5 ％、ＳｉＯ2 、0.1〜1.0 ％を含有
した粒状フラックスをワイヤ全重量に対して10〜30％充
填し、かつ、外皮およびフラックス中のＭｎの総和：0.
2 〜2.0 ％、外皮およびフラックス中のＣの総和：0.07
〜0.3 ％であるセルフシールドアーク溶接用複合ワイ
ヤ。必要に応じて、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以外の金属ふっ
化物を0.5 〜1.5 ％、また、Ｚｒ：0.5 〜1.0 ％、Ｔ
ｉ：0.5 〜1.0 ％の１種または２種を含有する。
状、健全な機械的性質の得られるセルフシールドアーク
溶接用複合ワイヤを提供する。 【構成】 鋼製外皮で囲まれる腔部に、ワイヤ全重量に
対して、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種または２種：３〜12
％、70〜 350μｍの粒度構成のものが50％以上である鉄
酸化物：0.2 〜５％、Ａｌ：1.0 〜2.5 ％、Ｍｇ：1.0
〜2.5％、鉄粉：0.5 〜5.0 ％、粉末状珪酸アルカリ：
Ｎａ2Ｏ、0.1 〜0.5 ％、ＳｉＯ2 、0.1〜1.0 ％を含有
した粒状フラックスをワイヤ全重量に対して10〜30％充
填し、かつ、外皮およびフラックス中のＭｎの総和：0.
2 〜2.0 ％、外皮およびフラックス中のＣの総和：0.07
〜0.3 ％であるセルフシールドアーク溶接用複合ワイ
ヤ。必要に応じて、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以外の金属ふっ
化物を0.5 〜1.5 ％、また、Ｚｒ：0.5 〜1.0 ％、Ｔ
ｉ：0.5 〜1.0 ％の１種または２種を含有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屋外全姿勢に優れた溶
接作業性を有し、且つ、Ｘ線および曲げ性能の良好な溶
接部を安定して得る事のできるセルフシールドアーク溶
接用複合ワイヤに関する。
接作業性を有し、且つ、Ｘ線および曲げ性能の良好な溶
接部を安定して得る事のできるセルフシールドアーク溶
接用複合ワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ
（以下セルフシールドワイヤという）は、他の溶接材料
と異なり、溶接中のアークや溶融池を大気から自己シー
ルドする機構が強化されているため、ガスを他から供給
しないで溶接できるので、特に屋外現場施工に好んで採
用されてきた。
（以下セルフシールドワイヤという）は、他の溶接材料
と異なり、溶接中のアークや溶融池を大気から自己シー
ルドする機構が強化されているため、ガスを他から供給
しないで溶接できるので、特に屋外現場施工に好んで採
用されてきた。
【０００３】しかし、従来のセルフシールドワイヤは、
アーク電圧、即ち、アークの長さおよびその変動による
シールド性の変化、ワイヤの突き出し長さなどの施工条
件、ワイヤの吸湿、錆、開先内の錆、汚れおよび防錆塗
料付着などの水分に敏感で許容範囲が狭いため、欠陥の
ない溶接部を得るには特別な技量および管理が必要であ
る。また、セルフシールドワイヤでは大気シールドが完
全でなく、溶接中に侵入した窒素、酸素による溶接金属
の気孔の発生を防止するため脱窒、脱酸剤として多量の
Ａｌ、Ｍｇを添加する。そのためＡｌが溶接金属中に多
量に残留し、結晶粒が粗大化し、良好な曲げ性能、低温
靱性が得られなかった。さらに、ＣａＦ2 を主たる金属
ふっ化物として使用してきたこの系ではスラグの凝固が
遅く、粘性が低いため、立向、上向姿勢は溶接作業性や
ビード形成に問題があり、全姿勢溶接が要求される現場
施工への適用が困難であった。
アーク電圧、即ち、アークの長さおよびその変動による
シールド性の変化、ワイヤの突き出し長さなどの施工条
件、ワイヤの吸湿、錆、開先内の錆、汚れおよび防錆塗
料付着などの水分に敏感で許容範囲が狭いため、欠陥の
ない溶接部を得るには特別な技量および管理が必要であ
る。また、セルフシールドワイヤでは大気シールドが完
全でなく、溶接中に侵入した窒素、酸素による溶接金属
の気孔の発生を防止するため脱窒、脱酸剤として多量の
Ａｌ、Ｍｇを添加する。そのためＡｌが溶接金属中に多
量に残留し、結晶粒が粗大化し、良好な曲げ性能、低温
靱性が得られなかった。さらに、ＣａＦ2 を主たる金属
ふっ化物として使用してきたこの系ではスラグの凝固が
遅く、粘性が低いため、立向、上向姿勢は溶接作業性や
ビード形成に問題があり、全姿勢溶接が要求される現場
施工への適用が困難であった。
【０００４】これらの欠点を解消するため、例えば特開
昭５４−１５５１３９号公報、特開昭５６−７４３９５
号公報、特開昭５８−１４８０９５号公報、特開昭５９
−１４１３９号公報にワイヤを細径化し、全姿勢での良
好な使用特性と、耐気孔性、低温靱性および曲げ性能の
向上を図ったセルフシールドワイヤが開示されている。
これらのワイヤは主なスラグ剤である金属ふっ化物とし
てＣａＦ2 の代わりにＢａＦ2 を使用し、スラグの凝固
点を高め、さらに細径化する事で確かに従来ワイヤより
全姿勢溶接が向上している。しかしスラグの剥離性が悪
く、ビード外観が劣るなどそれぞれに問題がある。
昭５４−１５５１３９号公報、特開昭５６−７４３９５
号公報、特開昭５８−１４８０９５号公報、特開昭５９
−１４１３９号公報にワイヤを細径化し、全姿勢での良
好な使用特性と、耐気孔性、低温靱性および曲げ性能の
向上を図ったセルフシールドワイヤが開示されている。
これらのワイヤは主なスラグ剤である金属ふっ化物とし
てＣａＦ2 の代わりにＢａＦ2 を使用し、スラグの凝固
点を高め、さらに細径化する事で確かに従来ワイヤより
全姿勢溶接が向上している。しかしスラグの剥離性が悪
く、ビード外観が劣るなどそれぞれに問題がある。
【０００５】上記欠点を解消するために、例えば特開平
１−２１５４９号公報、特開昭６３−６３６００号公
報、特開平１−２１０１９５号公報記載のものがある。
しかし、これらのワイヤも溶接作業性、衝撃靱性の点で
必ずしも満足できるものではない。
１−２１５４９号公報、特開昭６３−６３６００号公
報、特開平１−２１０１９５号公報記載のものがある。
しかし、これらのワイヤも溶接作業性、衝撃靱性の点で
必ずしも満足できるものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来ワ
イヤの欠点を解消し、適用分野を拡大することを目的と
し、全姿勢で溶接作業性、良好なビード形状、および健
全な溶接部の得られるセルフシールドアーク溶接用複合
ワイヤを提供するものである。
イヤの欠点を解消し、適用分野を拡大することを目的と
し、全姿勢で溶接作業性、良好なビード形状、および健
全な溶接部の得られるセルフシールドアーク溶接用複合
ワイヤを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、鋼製外
皮で囲まれる腔部に、ワイヤ全重量に対して、Ｃａ
Ｆ2 、ＢａＦ2 の１種または２種：３〜１２％、７０〜
３５０μｍの粒度構成のものが５０％以上である鉄酸化
物：０．２〜５％、Ａｌ：１．０〜２．５％、Ｍｇ：
１．０〜２．５％、鉄粉：０．５〜５．０％、粉末状珪
酸アルカリ：Ｎａ2 Ｏ、０．１〜０．５％、ＳｉＯ2 、
０．１〜１．０％を含有した粒状フラックスをワイヤ全
重量に対して１０〜３０％充填し、かつ、外皮およびフ
ラックス中のＭｎの総和：０．２〜２．０％、外皮およ
びフラックス中のＣの総和：０．０７〜０．３％である
ことを特徴とするセルフシールドアーク溶接用複合ワイ
ヤである。付加成分として、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以外の
金属ふっ化物を０．５〜１．５％含有すること、Ｚｒ：
０．５〜１．０％、Ｔｉ：０．５〜１．０％の１種また
は２種を含有することは好ましい。
皮で囲まれる腔部に、ワイヤ全重量に対して、Ｃａ
Ｆ2 、ＢａＦ2 の１種または２種：３〜１２％、７０〜
３５０μｍの粒度構成のものが５０％以上である鉄酸化
物：０．２〜５％、Ａｌ：１．０〜２．５％、Ｍｇ：
１．０〜２．５％、鉄粉：０．５〜５．０％、粉末状珪
酸アルカリ：Ｎａ2 Ｏ、０．１〜０．５％、ＳｉＯ2 、
０．１〜１．０％を含有した粒状フラックスをワイヤ全
重量に対して１０〜３０％充填し、かつ、外皮およびフ
ラックス中のＭｎの総和：０．２〜２．０％、外皮およ
びフラックス中のＣの総和：０．０７〜０．３％である
ことを特徴とするセルフシールドアーク溶接用複合ワイ
ヤである。付加成分として、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以外の
金属ふっ化物を０．５〜１．５％含有すること、Ｚｒ：
０．５〜１．０％、Ｔｉ：０．５〜１．０％の１種また
は２種を含有することは好ましい。
【０００８】
【作用】以下に、本発明に係るワイヤを上記構成に限定
した理由を説明する。
した理由を説明する。
【０００９】セルフシールドワイヤに多量に使用する金
属ふっ化物の役割は、ＡｌおよびＭｇと共にスラグ剤と
して溶接金属を被包し、ビード形状を良好にすること、
溶接時アーク熱により一部気化してアーク雰囲気および
溶融池を大気からシールドし、脱ガス性元素の効果を十
分発揮させると共にアークを安定し、良好な溶接作業性
を得る事であり、これにより耐気孔性を改善し、機械的
性質を向上させる。しかし、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種
または２種が３％未満ではスラグ量が不足し、凝固点の
高いＡｌ、Ｍｇ酸化物の比が多くなるためスラグ凝固点
が上がり、流動性も悪くなるためビードを安定して覆う
ことができず、良好なビード外観、形状および耐気孔性
を得ることができない。１２％を超えて添加するとスラ
グ生成量が過剰になり、アークが不安定となり、スラグ
巻き込み等の溶接欠陥が発生し易くなり、溶接作業性も
劣化する。したがって、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種また
は２種は３〜１２％の範囲とする。
属ふっ化物の役割は、ＡｌおよびＭｇと共にスラグ剤と
して溶接金属を被包し、ビード形状を良好にすること、
溶接時アーク熱により一部気化してアーク雰囲気および
溶融池を大気からシールドし、脱ガス性元素の効果を十
分発揮させると共にアークを安定し、良好な溶接作業性
を得る事であり、これにより耐気孔性を改善し、機械的
性質を向上させる。しかし、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種
または２種が３％未満ではスラグ量が不足し、凝固点の
高いＡｌ、Ｍｇ酸化物の比が多くなるためスラグ凝固点
が上がり、流動性も悪くなるためビードを安定して覆う
ことができず、良好なビード外観、形状および耐気孔性
を得ることができない。１２％を超えて添加するとスラ
グ生成量が過剰になり、アークが不安定となり、スラグ
巻き込み等の溶接欠陥が発生し易くなり、溶接作業性も
劣化する。したがって、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種また
は２種は３〜１２％の範囲とする。
【００１０】尚、本発明ではＣａＦ2 、ＢａＦ2 以外の
金属ふっ化物を０．５〜１．５％の範囲で添加する事が
できるが、その理由は、金属ふっ化物はシールド剤であ
ると共に主要な造滓剤となるからである。しかし、過少
になるとシールドが不十分になり、ピット、ブロホール
等の欠陥が生じるので、０．５％を添加する。一方、
１．５％を超えるとスパッタおよびヒューム量が過大に
なり、溶接作業性を損なう。尚、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以
外の金属ふっ化物としてはＭｇＦ2 、ＭｎＦ2 、ＳｒＦ
2 、ＮａＦ、Ｋ2 ＳｉＦ6 等が有効である。
金属ふっ化物を０．５〜１．５％の範囲で添加する事が
できるが、その理由は、金属ふっ化物はシールド剤であ
ると共に主要な造滓剤となるからである。しかし、過少
になるとシールドが不十分になり、ピット、ブロホール
等の欠陥が生じるので、０．５％を添加する。一方、
１．５％を超えるとスパッタおよびヒューム量が過大に
なり、溶接作業性を損なう。尚、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以
外の金属ふっ化物としてはＭｇＦ2 、ＭｎＦ2 、ＳｒＦ
2 、ＮａＦ、Ｋ2 ＳｉＦ6 等が有効である。
【００１１】本発明では鉄酸化物を必須成分とするが、
その理由は、第１に、Ａｌ−Ｍｇにより過剰に脱酸され
た溶接金属に酸素を補給してフェライトの核生成を促進
させ、溶接金属の靱性および曲げ延性を向上させるため
である。第２に、鉄酸化物は低融点であるため、Ａｌ−
Ｍｇの脱酸反応により生成された高融点のＡｌ2 Ｏ3 や
ＭｇＯをスラグとして浮上させ、ビード外観の光沢や、
スラグ巻き込み等の溶接欠陥を防止することができるた
めである。さらに、第３に、鉄酸化物を添加することに
より全姿勢溶接用として適度のスラグ流動性が得られる
ため、ビード外観形状を改善すると共に、スラグシール
ドを高めるためである。鉄酸化物が０．２％未満では上
記の効果がなく、一方５％を超えると溶接作業性が劣化
する他、スラグ過多によるスラグ巻込み等の欠陥が発生
し易くなる。よって、鉄酸化物の適正範囲は０．２〜５
％とする。
その理由は、第１に、Ａｌ−Ｍｇにより過剰に脱酸され
た溶接金属に酸素を補給してフェライトの核生成を促進
させ、溶接金属の靱性および曲げ延性を向上させるため
である。第２に、鉄酸化物は低融点であるため、Ａｌ−
Ｍｇの脱酸反応により生成された高融点のＡｌ2 Ｏ3 や
ＭｇＯをスラグとして浮上させ、ビード外観の光沢や、
スラグ巻き込み等の溶接欠陥を防止することができるた
めである。さらに、第３に、鉄酸化物を添加することに
より全姿勢溶接用として適度のスラグ流動性が得られる
ため、ビード外観形状を改善すると共に、スラグシール
ドを高めるためである。鉄酸化物が０．２％未満では上
記の効果がなく、一方５％を超えると溶接作業性が劣化
する他、スラグ過多によるスラグ巻込み等の欠陥が発生
し易くなる。よって、鉄酸化物の適正範囲は０．２〜５
％とする。
【００１２】尚、鉄酸化物はＦｅｘＯｙで表せる酸化
物、例えばＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 などの形態で添加しても
よく、あるいはＭｘＦｅｙＯｚで表せるＬｉもしくはア
ルカリ土類金属の酸化物との複合酸化物（例えばＬｉＦ
ｅＯ2 、Ｓｒ2 Ｆｅ2 Ｏ5 、Ｓｒ7 Ｆｅ10Ｏ22、ＢａＦ
ｅ2 Ｏ4、ＢａＦｅ12Ｏ19など）の形態でも添加でき
る。
物、例えばＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 などの形態で添加しても
よく、あるいはＭｘＦｅｙＯｚで表せるＬｉもしくはア
ルカリ土類金属の酸化物との複合酸化物（例えばＬｉＦ
ｅＯ2 、Ｓｒ2 Ｆｅ2 Ｏ5 、Ｓｒ7 Ｆｅ10Ｏ22、ＢａＦ
ｅ2 Ｏ4、ＢａＦｅ12Ｏ19など）の形態でも添加でき
る。
【００１３】これらの鉄酸化物として、粒度が７０〜３
５０μｍの範囲であるものが５０％以上と規制した理由
は以下の通りである。鉄酸化物は一般的に２００μｍ以
下の細粒であり、特にアルカリ土類金属の酸化物は磁気
テープ用の磁性体として使用され、その物自体は１μｍ
以下の超微粉である。したがって、これを使用すると充
填時に偏析をおこし、目的とする性能が得られない。本
発明者はこれらの混合フラックスにおいて鉄酸化物の粒
度について検討した結果、粒度が７０μｍ以上であるも
のが５０％以上であれば、充填時にフラックスの分散性
が良く偏析も起こらないことが確認できた。また、粒度
が粗粒すぎても充填時にフラックスの分散性が悪く、偏
析が起こる。したがって、鉄酸化物は７０〜３５０μｍ
の粒度範囲のものが５０％以上とした。
５０μｍの範囲であるものが５０％以上と規制した理由
は以下の通りである。鉄酸化物は一般的に２００μｍ以
下の細粒であり、特にアルカリ土類金属の酸化物は磁気
テープ用の磁性体として使用され、その物自体は１μｍ
以下の超微粉である。したがって、これを使用すると充
填時に偏析をおこし、目的とする性能が得られない。本
発明者はこれらの混合フラックスにおいて鉄酸化物の粒
度について検討した結果、粒度が７０μｍ以上であるも
のが５０％以上であれば、充填時にフラックスの分散性
が良く偏析も起こらないことが確認できた。また、粒度
が粗粒すぎても充填時にフラックスの分散性が悪く、偏
析が起こる。したがって、鉄酸化物は７０〜３５０μｍ
の粒度範囲のものが５０％以上とした。
【００１４】Ａｌは強力な脱酸剤および脱窒剤として溶
接金属の気孔の発生を防止する作用を持ち、セルフシー
ルドワイヤには不可欠の元素として添加する。しかし、
１．０％未満では溶接金属に脱酸、脱窒不足によるピッ
ト、ブロホール等の溶接欠陥が発生し、一方２．５％を
超えるとＡｌが必要以上に歩留まる結果溶接金属の組織
が粗大化し、切欠靱性に悪影響を及ぼす。したがって、
Ａｌは１．０〜２．５％とする。尚、Ａｌは単体で用い
てもよいし、Ｆｅ−Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ、Ｚｒ−Ａｌ、Ｌ
ｉ−Ａｌ、Ｃａ−Ａｌ、Ｃａ−Ａｌ−Ｍｇ等の合金形態
で添加してもよい。
接金属の気孔の発生を防止する作用を持ち、セルフシー
ルドワイヤには不可欠の元素として添加する。しかし、
１．０％未満では溶接金属に脱酸、脱窒不足によるピッ
ト、ブロホール等の溶接欠陥が発生し、一方２．５％を
超えるとＡｌが必要以上に歩留まる結果溶接金属の組織
が粗大化し、切欠靱性に悪影響を及ぼす。したがって、
Ａｌは１．０〜２．５％とする。尚、Ａｌは単体で用い
てもよいし、Ｆｅ−Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ、Ｚｒ−Ａｌ、Ｌ
ｉ−Ａｌ、Ｃａ−Ａｌ、Ｃａ−Ａｌ−Ｍｇ等の合金形態
で添加してもよい。
【００１５】また、Ｍｇは強力な脱酸機能を有する他、
アーク熱によって容易に金属蒸気となり、優れたシール
ド効果を発揮する。更に溶滴の粒子が細かくなり、スプ
レー状の移行となる。Ｍｇが１．０％未満ではこうした
効果が発揮されず、２．５％を超えるとヒューム量が著
しく増加して溶融池の観察が困難になり、スパッタの増
大およびスラグ粘性増大による被包性の悪化を招く。よ
って、Ｍｇの適正範囲は１．０〜２．５％とする。尚、
Ｍｇは単体でもよいし、Ａｌ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｌｉ
−Ｍｇ、Ｃａ−Ｍｇ、Ｆｅ−ＭｇのＭｇ合金の形態で添
加してもよい。
アーク熱によって容易に金属蒸気となり、優れたシール
ド効果を発揮する。更に溶滴の粒子が細かくなり、スプ
レー状の移行となる。Ｍｇが１．０％未満ではこうした
効果が発揮されず、２．５％を超えるとヒューム量が著
しく増加して溶融池の観察が困難になり、スパッタの増
大およびスラグ粘性増大による被包性の悪化を招く。よ
って、Ｍｇの適正範囲は１．０〜２．５％とする。尚、
Ｍｇは単体でもよいし、Ａｌ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｌｉ
−Ｍｇ、Ｃａ−Ｍｇ、Ｆｅ−ＭｇのＭｇ合金の形態で添
加してもよい。
【００１６】鉄粉を０．５〜５％にした理由は、フラッ
クスの流動性が良くフラックス充填作業を安定化すると
共に、溶接時には熱伝導の役割を担い、それにより溶着
速度を高め、更にアークを安定にし、且つ安定した溶融
状態が得られるためである。０．５％未満では上記効果
が得られず、一方５％を超えると金属ふっ化物の添加量
が相対的に減少し、シールド低下等の問題が発生する
他、アークの吹き付けが強くなり、ビード形状も劣化す
る。したがって、鉄粉の添加量は０．５〜５％とする。
クスの流動性が良くフラックス充填作業を安定化すると
共に、溶接時には熱伝導の役割を担い、それにより溶着
速度を高め、更にアークを安定にし、且つ安定した溶融
状態が得られるためである。０．５％未満では上記効果
が得られず、一方５％を超えると金属ふっ化物の添加量
が相対的に減少し、シールド低下等の問題が発生する
他、アークの吹き付けが強くなり、ビード形状も劣化す
る。したがって、鉄粉の添加量は０．５〜５％とする。
【００１７】粉末状珪酸アルカリは完全無機質の溶接材
料で、耐熱性、耐火性および耐酸性を有する優れた性能
を有している。粉末状珪酸アルカリは種々な組成のＮａ
2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＳｉＯ2 で構成される。本発明では、こ
の粉末状珪酸アルカリをワイヤ全重量に対して、Ｎａ2
Ｏが０．１〜０．５％、ＳｉＯ2 が０．１〜１．０％に
なるように添加する。本発明者は種々実験した結果、上
記のＮａ2 ＯとＳｉＯ2 の組成範囲内であれば粉末状珪
酸アルカリはスラグの粘性を調整し、スラグの被包性を
改善し、ビード形状を整えると共に、溶接作業性を改善
することを見いだした。こうした効果は適正組成範囲内
で有効であるが、Ｎａ2 Ｏ、ＳｉＯ2 が０．１％未満で
は十分発揮できない。Ｎａ2Ｏが０．５％、ＳｉＯ2 が
１．０％を超える組成になるとスラグ粘性が過大とな
り、スラグの被包性が低下し、特に立向上進溶接の際に
ビードが凸気味となり、スラグの被包性が劣化し、更に
溶接金属のＳｉ量が多くなり、衝撃値が低下すると共に
耐割れ性も低下する。更にスパッタが多量に発生するな
ど、溶接作業性が悪化する。
料で、耐熱性、耐火性および耐酸性を有する優れた性能
を有している。粉末状珪酸アルカリは種々な組成のＮａ
2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＳｉＯ2 で構成される。本発明では、こ
の粉末状珪酸アルカリをワイヤ全重量に対して、Ｎａ2
Ｏが０．１〜０．５％、ＳｉＯ2 が０．１〜１．０％に
なるように添加する。本発明者は種々実験した結果、上
記のＮａ2 ＯとＳｉＯ2 の組成範囲内であれば粉末状珪
酸アルカリはスラグの粘性を調整し、スラグの被包性を
改善し、ビード形状を整えると共に、溶接作業性を改善
することを見いだした。こうした効果は適正組成範囲内
で有効であるが、Ｎａ2 Ｏ、ＳｉＯ2 が０．１％未満で
は十分発揮できない。Ｎａ2Ｏが０．５％、ＳｉＯ2 が
１．０％を超える組成になるとスラグ粘性が過大とな
り、スラグの被包性が低下し、特に立向上進溶接の際に
ビードが凸気味となり、スラグの被包性が劣化し、更に
溶接金属のＳｉ量が多くなり、衝撃値が低下すると共に
耐割れ性も低下する。更にスパッタが多量に発生するな
ど、溶接作業性が悪化する。
【００１８】Ｍｎの添加量を外皮およびフラックス中の
総和で０．２〜２．０％にした理由は、溶接継手の強度
を調整すると共に、溶融金属の表面張力を下げビード形
状を整えるためである。０．２％未満では必要強度およ
び良好なビード形状が得られず、一方２．０％を超える
と強度が高くなりすぎて耐割れ性を劣化させる。したが
って、Ｍｎの添加量は０．２〜２．０％とする。尚、Ｍ
ｎはフラックス中に必須として入れるが、外皮Ｍｎとの
総和で規定する。フラックスにおけるＭｎは単体で用い
られる他、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の鉄合金の
形態でも使用できる。
総和で０．２〜２．０％にした理由は、溶接継手の強度
を調整すると共に、溶融金属の表面張力を下げビード形
状を整えるためである。０．２％未満では必要強度およ
び良好なビード形状が得られず、一方２．０％を超える
と強度が高くなりすぎて耐割れ性を劣化させる。したが
って、Ｍｎの添加量は０．２〜２．０％とする。尚、Ｍ
ｎはフラックス中に必須として入れるが、外皮Ｍｎとの
総和で規定する。フラックスにおけるＭｎは単体で用い
られる他、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の鉄合金の
形態でも使用できる。
【００１９】Ｃは溶接金属の強度および衝撃靱性に影響
を与える元素で、溶接金属組織の粗大化した結晶類を微
細化させて靱性を良好にする。また、溶接時の溶滴を小
さくし、アーク状態をシャープに安定させる。Ｃが０．
０７％未満では強度および結晶類の粗大化防止が不十分
で、溶滴移行もスムーズさを欠く。一方、０．３％を超
えて多量に含有させた場合は、アークの吹き付けが強す
ぎてビード形状が乱れると共に、ヒュームの発生量が著
しく増加し、また溶接金属の強度上昇により耐割れ性、
衝撃靱性が劣化する。したがって、Ｃの量は０．０７〜
０．３％とする。尚、Ｃはフラックス中に必須としてい
れるが、外皮のＣとの総和で規定する。フラックスにお
けるＣはグラファイト単体もしくは合金形態、たとえば
Ｆｅ−Ｃ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃでも使用で
きる。
を与える元素で、溶接金属組織の粗大化した結晶類を微
細化させて靱性を良好にする。また、溶接時の溶滴を小
さくし、アーク状態をシャープに安定させる。Ｃが０．
０７％未満では強度および結晶類の粗大化防止が不十分
で、溶滴移行もスムーズさを欠く。一方、０．３％を超
えて多量に含有させた場合は、アークの吹き付けが強す
ぎてビード形状が乱れると共に、ヒュームの発生量が著
しく増加し、また溶接金属の強度上昇により耐割れ性、
衝撃靱性が劣化する。したがって、Ｃの量は０．０７〜
０．３％とする。尚、Ｃはフラックス中に必須としてい
れるが、外皮のＣとの総和で規定する。フラックスにお
けるＣはグラファイト単体もしくは合金形態、たとえば
Ｆｅ−Ｃ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｃ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃでも使用で
きる。
【００２０】更に、本発明は付加成分としてＺｒ：０．
５〜１．０％、Ｔｉ：０．５〜１．０％の１種または２
種を必要に応じてフラックスに含有する。すなわち、Ｚ
ｒおよびＴｉはアークの安定性を向上させ、また溶接金
属の脱酸剤であるが、窒化物生成力が強く、Ａｌと共に
過剰に溶接金属中に侵入した窒素を固定し、ブロホー
ル、ピットなどの気孔の発生を防止する。また、窒化物
は凝固点が鉄より高く、溶融金属の固化時に微細な核と
なり結晶粒が粗大化するのを防止し、靱性、曲げ性能を
改善する。それらの添加量が０．５％未満では上記効果
は認められず、１．０％を超えて添加すると溶接金属中
のＺｒ、Ｔｉ量が過剰となり、強度が高くなり、衝撃靱
性が低下する。したがって、Ｚｒ、Ｔｉの１種または２
種を含有させる場合にはそれぞれを０．５〜１．０％に
限定した。
５〜１．０％、Ｔｉ：０．５〜１．０％の１種または２
種を必要に応じてフラックスに含有する。すなわち、Ｚ
ｒおよびＴｉはアークの安定性を向上させ、また溶接金
属の脱酸剤であるが、窒化物生成力が強く、Ａｌと共に
過剰に溶接金属中に侵入した窒素を固定し、ブロホー
ル、ピットなどの気孔の発生を防止する。また、窒化物
は凝固点が鉄より高く、溶融金属の固化時に微細な核と
なり結晶粒が粗大化するのを防止し、靱性、曲げ性能を
改善する。それらの添加量が０．５％未満では上記効果
は認められず、１．０％を超えて添加すると溶接金属中
のＺｒ、Ｔｉ量が過剰となり、強度が高くなり、衝撃靱
性が低下する。したがって、Ｚｒ、Ｔｉの１種または２
種を含有させる場合にはそれぞれを０．５〜１．０％に
限定した。
【００２１】以上、鋼製鞘内に充填するフラックス組成
および外皮組成について説明したが、それらの各成分の
効果を有効に発揮させる為にフラックスの充填率も極め
て重要であり、ワイヤ全重量に対する充填率を１０〜３
０％の範囲にしなければならない。即ち、充填率が１０
％未満では先に規定したフラックス構成成分の個々の含
有量が不足する為に満足な効果を得ることができず、一
方３０％を超えるとスラグ量が過大となり、溶接性能が
劣化し、溶接性能が低下する。したがって、フラックス
充填率は１０〜３０％とした。
および外皮組成について説明したが、それらの各成分の
効果を有効に発揮させる為にフラックスの充填率も極め
て重要であり、ワイヤ全重量に対する充填率を１０〜３
０％の範囲にしなければならない。即ち、充填率が１０
％未満では先に規定したフラックス構成成分の個々の含
有量が不足する為に満足な効果を得ることができず、一
方３０％を超えるとスラグ量が過大となり、溶接性能が
劣化し、溶接性能が低下する。したがって、フラックス
充填率は１０〜３０％とした。
【００２２】以上が本発明の構成であるが、シールド効
果を更に高める意味でＬｉ2 ＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｃａ
ＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 などの金属炭酸塩、およびＭｇＯ、
ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 等の金属酸化物を必要に応じて添加
してもよい。鋼製外皮としては通常炭素鋼を用いるが、
用途に応じて低合金あるいは高合金を用いることもでき
る。尚、ワイヤの断面形状にはなんら制限もなく、比較
的単純な円筒状のものか、鞘材を内部に複雑に折り込ん
だ構造のものが一般的である。また、シームレスワイヤ
においては、表面にＣｕメッキを施すことも有効であ
る。
果を更に高める意味でＬｉ2 ＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、Ｃａ
ＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 などの金属炭酸塩、およびＭｇＯ、
ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 等の金属酸化物を必要に応じて添加
してもよい。鋼製外皮としては通常炭素鋼を用いるが、
用途に応じて低合金あるいは高合金を用いることもでき
る。尚、ワイヤの断面形状にはなんら制限もなく、比較
的単純な円筒状のものか、鞘材を内部に複雑に折り込ん
だ構造のものが一般的である。また、シームレスワイヤ
においては、表面にＣｕメッキを施すことも有効であ
る。
【００２３】
【実施例】表１に使用帯鋼成分、表２、３に充填フラッ
クスの構成、表４、５に試験結果をそれぞれ示す。
クスの構成、表４、５に試験結果をそれぞれ示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表２〜５においてＮｏ．１〜１６は本発明
例、Ｎｏ．１７〜２５は比較例である。表１に示す成分
のみがき帯鋼を使用し、管状外皮内に表２、３の充填フ
ラックスを充填し、伸線加工によりいずれも２．０ｍｍ
径のフラックス入りワイヤを製作した。
例、Ｎｏ．１７〜２５は比較例である。表１に示す成分
のみがき帯鋼を使用し、管状外皮内に表２、３の充填フ
ラックスを充填し、伸線加工によりいずれも２．０ｍｍ
径のフラックス入りワイヤを製作した。
【００２６】ＪＩＳ Ｚ ３３１３に準じて機械的性能
試験を行った。その際の溶接条件は、試験片ＪＩＳ Ｇ
３１０６、ＳＭ４１Ｂ（２０ｔ×１３０ｗ×３８０
Ｌ、単位ｍｍ）を使用し、ＤＣワイヤ（−）、２５０
Ａ、ワイヤ突き出し長さ２０ｍｍ、パス間温度１５０
℃、7 層１３パスとした。
試験を行った。その際の溶接条件は、試験片ＪＩＳ Ｇ
３１０６、ＳＭ４１Ｂ（２０ｔ×１３０ｗ×３８０
Ｌ、単位ｍｍ）を使用し、ＤＣワイヤ（−）、２５０
Ａ、ワイヤ突き出し長さ２０ｍｍ、パス間温度１５０
℃、7 層１３パスとした。
【００２７】表４、５から、Ｎｏ．１７〜２５の比較例
では下記の通り溶接性能に問題があった。
では下記の通り溶接性能に問題があった。
【００２８】Ｎｏ．１７は金属ふっ化物多量となり、ア
ークが不安定でスラグインが起こり易く、健全な溶接部
が得られなかった。
ークが不安定でスラグインが起こり易く、健全な溶接部
が得られなかった。
【００２９】Ｎｏ．１８は脱酸剤が不足し、ピット、ブ
ロホールが多発し、機械試験を中止した。
ロホールが多発し、機械試験を中止した。
【００３０】Ｎｏ．１９は金属ふっ化物多量となり、ス
パッタ、ヒューム量が多くなり、溶接作業性が劣化し
た。
パッタ、ヒューム量が多くなり、溶接作業性が劣化し
た。
【００３１】Ｎｏ．２０は鉄酸化物が不足なためスラグ
流動性が悪く、被包性が劣化し、立向溶接性が悪化し
た。
流動性が悪く、被包性が劣化し、立向溶接性が悪化し
た。
【００３２】Ｎｏ．２１は鉄酸化物の粒度が細く、充填
時にフラックス流動性が悪く、作製を中止した。
時にフラックス流動性が悪く、作製を中止した。
【００３３】Ｎｏ．２２は溶接金属中のＡｌが過剰とな
り、結晶粒が粗大化し、衝撃靱性が劣化した。
り、結晶粒が粗大化し、衝撃靱性が劣化した。
【００３４】Ｎｏ．２３はマグネシウムが不足なためシ
ールド効果が不十分でピットが多発し、機械試験を中止
した。
ールド効果が不十分でピットが多発し、機械試験を中止
した。
【００３５】Ｎｏ．２４は溶接金属中のＣが多量とな
り、溶滴の移行性が劣化し、アークの持続性が不安定で
あった。
り、溶滴の移行性が劣化し、アークの持続性が不安定で
あった。
【００３６】Ｎｏ．２５は粉末状珪酸ソーダのＳｉＯ2
が多量なためスラグの粘性が低下し、溶着金属の衝撃靱
性が低下した。
が多量なためスラグの粘性が低下し、溶着金属の衝撃靱
性が低下した。
【００３７】これらに反し、本発明例Ｎｏ．１〜１６は
いずれのワイヤも下向、立向姿勢での溶接作業性が良好
で、溶接金属にブロホール、融合不良、スラグインなど
有害な欠陥もなく、機械的性質も一般の溶接構造物の接
合に十分使用できるものであることが分かった。
いずれのワイヤも下向、立向姿勢での溶接作業性が良好
で、溶接金属にブロホール、融合不良、スラグインなど
有害な欠陥もなく、機械的性質も一般の溶接構造物の接
合に十分使用できるものであることが分かった。
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
【発明の効果】本発明により、屋外全姿勢で優れた溶接
作業性と良好なビード形状および健全な溶接部が得られ
るセルフシールドアーク溶接用複合ワイヤが提供でき
る。
作業性と良好なビード形状および健全な溶接部が得られ
るセルフシールドアーク溶接用複合ワイヤが提供でき
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 鋼製外皮で囲まれる腔部に、ワイヤ全重
量に対して、 ＣａＦ2 、ＢａＦ2 の１種または２種：３〜１２％、 ７０〜３５０μｍの粒度構成のものが５０％以上である
鉄酸化物：０．２〜５％、 Ａｌ：１．０〜２．５％、 Ｍｇ：１．０〜２．５％、 鉄粉：０．５〜５．０％、 粉末状珪酸アルカリ：Ｎａ2 Ｏ、 ０．１〜０．５％、 ＳｉＯ2 、 ０．１〜１．０％ を含有した粒状フラックスをワイヤ全重量に対して１０
〜３０％充填し、かつ、 外皮およびフラックス中のＭｎの総和：０．２〜２．０％、 外皮およびフラックス中のＣの総和：０．０７〜０．３％ であることを特徴とするセルフシールドアーク溶接用複
合ワイヤ。 - 【請求項２】 付加成分として、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 以
外の金属ふっ化物を０．５〜１．５％含有する請求項１
記載のセルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ。 - 【請求項３】 付加成分として、 Ｚｒ：０．５〜１．０％、 Ｔｉ：０．５〜１．０％ の１種または２種を含有する請求項１または２記載のセ
ルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17890791A JPH05393A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17890791A JPH05393A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05393A true JPH05393A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=16056768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17890791A Withdrawn JPH05393A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05393A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113784815A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP17890791A patent/JPH05393A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113784815A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
| CN113784815B (zh) * | 2019-06-20 | 2023-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |