JPH0596397A

JPH0596397A - 高電流ｍｉｇ溶接用鋼ワイヤ

Info

Publication number: JPH0596397A
Application number: JP25920691A
Authority: JP
Inventors: Tokihiko Kataoka; 時彦片岡; Koki Sato; 功輝佐藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】高電流溶接による高能率化において入熱が上
昇しても所定の溶接強度を付与できる高電流ＭＩＧ溶接
用鋼ワイヤの提案。【構成】電流 450Ａ以上1000Ａ以下のガスシールドア
ーク溶接に用いる直径1.0〜2.5 mmの細径ワイヤにおい
て、その組成をＣ：0.02〜0.15％、Si： 0.1〜0.8 ％、
Mn： 0.8〜2.5 ％、Ti：0.02〜0.2 ％、Ｂ： 0.002〜0.
006 ％とし、さらにMo： 0.1〜0.8 ％、Ni： 0.2〜2.0
％、Cr： 0.1〜0.6 ％のいずれか１種以上を含有された
ＭＩＧ溶接用ワイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電流溶接に適した細
径のＭＩＧ（ガスシールドアーク）溶接用鋼ワイヤに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】CO₂およびAr−CO₂ をシールドガスとす
るガスシールドアーク溶接法は、自動溶接の急速な普及
により、自動車、造船、建築各分野で広く使用されてい
る。しかし、一般に強度、靭性確保のため比較的低入熱
（低電流）で使用されている。低電流で溶接を行うた
め、溶込深さが浅く、溶着効率が低く、生産性に劣り、
高能率、高強度、高靭性に対する高いニーズを充分満足
しているとは言えない。

【０００３】しかし、従来の溶接用鋼ワイヤを用い、高
電流で溶接を行った場合、入熱、パス間温度の上昇によ
り目的とする強度を得ることは難しい。大入熱溶接で機
械的性質に優れた溶接部金属を得るため、特公昭54-326
23号公報では軟鋼、および50キロ級高張力鋼を主として
炭酸ガスによるシールドガス溶接する際の鋼ワイヤを開
示している。しかし、この発明では、ワイヤに結晶粒の
成長を抑えるＢの添加を行っておらず、また、大入熱と
いっても電流は 420Ａ以下であり、電流を 450Ａとした
場合には更に機械的性質が低下するものと考えられる。

【０００４】また、特公昭59−4237号公報では高電流溶
接において60キロ級高張力鋼をAr−CO₂ ガス溶接する際
の鋼ワイヤを開示している。この特許では、Ni、Cr、Mo
を一切添加していないため、強度確保の点で十分ではな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、高電流
溶接においては高能率化が図れるが、電流を高くするこ
とにより、入熱が上昇し強度が確保しにくいという問題
があった。本発明は、このような高電流溶接による高能
率化において入熱が上昇し、パス間温度が上昇した状態
で溶接した場合に所定の強度すなわち、降伏点40kgf/mm
²、引張強さ50kgf/mm² 、衝撃値4.8kgf−ｍ以上を得る
ための溶接ワイヤを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電流 450Ａ以
上1000Ａ以下のガスシールドアーク溶接に用いる直径1.
0〜2.5 mmの細径ワイヤにおいて、その組成を重量％
で、0.02％≦Ｃ≦0.15％、 0.1％≦Si≦0.8 ％、 0.8％
≦Mn≦2.5 ％、0.02≦Ti≦0.2 ％、 0.002％≦Ｂ≦0.00
6 ％とし、さらに 0.1％≦Mo≦0.8 ％、 0.2％≦Ni≦2.
0 ％、 0.1％≦Cr≦0.6 ％のいずれか１種類以上を含有
し、かつ、Al≦0.03％、Ｏ≦0.02％、Ｎ≦0.006 ％、Ｐ
≦0.02％、Ｓ≦0.02％に制限し、残部実質的にFeからな
ることを特徴とする高電流ＭＩＧ溶接用鋼ワイヤであ
る。

【０００７】

【作用】本発明のワイヤ組成を上記のように限定した
理由は次のとおりである。まず、本発明が対象とするワ
イヤの電流条件であるが、 450Ａ未満では入熱および多
層溶接の場合パス間温度が低くなり、冷却速度が速くな
るため強度は確保できるが、靭性が確保できない。ま
た、1000Ａを超えると、入熱およびパス間温度が高くな
り、冷却速度が遅く、強度が確保できない。よって、電
流は、 450Ａ以上、1000Ａ以下とした。

【０００８】Ｃについては、強度を確保するために重要
な添加元素であるが、0.02％未満では強度の確保ができ
ない。また、0.15％を超えると靭性が確保できない。し
たがってＣ量は0.02％≦Ｃ≦0.15％とした。Siについて
は、主に脱酸剤としてある程度含有させる必要がある。
0.1％未満では溶接金属中にピット等の欠陥を生じやす
く、 0.8％を超えると靭性が確保できない。したがって
Si量は 0.1％≦Si≦0.8 ％とした。

【０００９】Mnについては、主に脱酸剤及び高強度、高
靭性を得るためにある程度含有させる必要がある。 0.8
％未満ではＯやＳによる高温割れを生じる危険性があ
り、 2.5％を超えると冷間加工性が低下するとともに、
靭性が確保できない。したがってMn量は 0.8％≦Mn≦2.
5 ％とした。Tiについては、溶接金属の結晶粒の粗大化
を阻止し、かつ強度上昇を図るために必須な成分であ
る。0.02％未満では強度上昇は図れない。 0.2％を超え
ると極端に靭性の劣化が認められる。したがってTi量は
0.02％≦Ti≦0.2 ％とした。

【００１０】Ｂについては、溶接金属の結晶粒の粗大化
を阻止する元素として必要がある。0.002％未満では結
晶粒の粗大化を防ぐ効果がない。特に高電流で行う高入
熱の溶接では、冷却速度が遅くなるためその添加は不可
欠である。0.06％を超えると極端に靭性の劣化が認めら
れる。したがってＢ量は 0.002％≦Ｂ≦0.006 ％とし
た。

【００１１】さらに強度、靭性の確保のために 0.1％≦
Mo≦0.8 ％、 0.2％≦Ni≦2.0 ％、0.1％≦Cr≦0.6 ％
の１種以上を含有させなければいけない。Moは溶接金属
の強度、靭性を確保するために有効であり、 0.1％未満
ではその効果は小さく、 0.8％を超えると靭性の劣化が
認められる。Niは溶接金属の強度、靭性を確保するため
に有効であり、 0.2％未満ではその効果は小さく、 2.0
％を超えると高温割れの可能性がある。Crは溶接金属の
強度、靭性を確保するために有効であり、 0.1％未満で
はその効果は小さく、 0.6％を超えると靭性の劣化が認
められる。また、特に２種以上の添加が強度、靭性の確
保のために望ましい。

【００１２】Alは0.03％を超えて含有すると低温での靭
性の劣化が認められる。したがってAl量は、0.03％以下
に限定される。Ｏ、Ｎは溶接金属中に欠陥を生じやすい
のでできるだけ少なくしたい。Ｏの許容できる範囲は0.
02％以下、Ｎは 0.006％以下である。Ｐ、Ｓは溶接金属
の靭性を低下させるためできるだけ少なくしたい。Ｐの
許容できる範囲は0.02％以下、Ｓは0.02％以下である。

【００１３】次に実施例に基づいて本発明をより詳細に
説明する。

【００１４】

【実施例】表１に示す板厚19mmと40mmの低合金鋼を図１
（ａ）、（ｂ）に示すような開先形状Ｗ12mm又は16mm、
開先角度をそれぞれ45度に加工し表２に示す溶接ワイヤ
で溶接を行った。シールドガスには、20％ CO₂ガス残り
がArガスの混合ガスを使用した。

【００１５】試験後、図２に示す要領で各試験片を採取
し溶接部の機械的性質、健全性を調査した。同図の３は
衝撃試験片（ JIS Z 2202 ４号）、４は引張試験片（ J
IS Z2201 10号）、５は断面マクロ試験片採取位置を示
す。なお１は鋼板、２は溶接部である。表３に溶接条件
および溶接部の機械的性質を示す。これからも明らかな
ように、本発明による組成範囲の溶接ワイヤは、高電流
ガスシールド溶接に対し良好な溶接部品質が得られてい
る。

【００１６】本発明範囲のワイヤ組成であるNo. １〜13
では低合金鋼溶接用ワイヤとして十分な強度と耐衝撃性
を有している。これに対し、Ｂ量が 0.001％（重量）と
本発明の下限 0.002％より低いワイヤを用いたNo. 14で
は組織が粗く、衝撃値が4.3kgf−ｍと低い。No. 15で
は、Ti量が0.01％（重量）と本発明の下限0.02％より低
いワイヤを用いたため No.14同様、組織が粗く、引張強
さが43.2kgf/mm²と低い。

【００１７】No. 16では、Mo、Ni、Cr中Ni量が0.01％
（重量）と低いワイヤを用いたため引張強さが41.5kgf/
mm²と低い。No. 17では、Mo量が0.90％（重量）と本発
明の上限 0.8％を超えたワイヤを用いたため引張強さは
十分であるが、衝撃値が3.6kgf−ｍと低い。No. 18で
は、Si量が0.90％（重量）と本発明の上限 0.8％を超え
たワイヤを用いたため引張強さは十分であるが、衝撃値
が2.8kgf−ｍと低い。

【００１８】No. 19では、Mn量が2.68％（重量）と本発
明の上限 2.5％を超え、かつＢ量が0.007％（重量）と
本発明の上限 0.006％を超えたワイヤを用いたため引張
強さは十分であるが、衝撃値が4.0kgf−ｍと低い。No.
20では、Si量が0.08％（重量）と本発明の下限 0.1％未
満、かつＢ量が 0.008％（重量）と本発明の上限 0.006
％を超えたワイヤを用いたため引張強さは十分である
が、衝撃値が4.0kgf−ｍと低い。

【００１９】No. 21では、Mn量が0.68％（重量）と本発
明の下限 0.8％未満のワイヤを用いたため引張強さは十
分であるが、衝撃値が3.1kgf−ｍと低い。No. 22では、
Ti量が0.23％（重量）と本発明の下限 0.2％未満のワイ
ヤを用いたため引張強さは十分であるが、衝撃値が2.5k
gf−ｍと低い。No. 23では、溶接電流が1200Ａと本発明
が対象とする上限1000Ａ以上の電流を用いたため引張強
さが42.3kgf/mm² と低い。

【００２０】No. 24では、溶接電流が 400Ａと本発明が
対象とする下限 450Ａ以下の電流を用いたため衝撃値が
4.2kgf−ｍと低い。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、高電流ガスシールドアーク溶
接における高強度、高靭性を得る溶接用ワイヤを提供す
るものである。これにより、従来成し得なかった高能
率、かつ高強度、高靭性溶接を可能とすることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板溶接部開先形状を示す断面図である。

【図２】鋼板溶接部試験片採取位置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１鋼板２溶接部３衝撃試験片４引張試験片５断面マクロ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流 450Ａ以上1000Ａ以下のガスシール
ドアーク溶接に用いる直径 1.0〜2.5 mmの細径ワイヤに
おいて、その組成を重量％で、0.02％≦Ｃ≦0.15％、
0.1％≦Si≦0.8 ％、 0.8％≦Mn≦2.5 ％、0.02≦Ti≦
0.2 ％、 0.002％≦Ｂ≦0.006 ％とし、さらに 0.1％≦
Mo≦0.8 ％、 0.2％≦Ni≦2.0 ％、 0.1％≦Cr≦0.6 ％
のいずれか１種類以上を含有し、かつ、Al≦0.03％、Ｏ
≦0.02％、Ｎ≦0.006 ％、Ｐ≦0.02％、Ｓ≦0.02％に制
限し、残部実質的にFeからなることを特徴とする高電流
ＭＩＧ溶接用鋼ワイヤ。