JPH0615484A

JPH0615484A - 亜鉛めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JPH0615484A
Application number: JP21196392A
Authority: JP
Inventors: Tatsusaburo Adachi; 辰三郎足立; Kazumasa Ishidoko; 和正石床
Original assignee: NAISU KK
Current assignee: NAISU KK
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-25
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3223259B2

Abstract

(57)【要約】【目的】亜鉛または亜鉛合金のめっき層が厚い鋼板、
鋼管等を溶接する際に、溶接欠陥であるピット及びブロ
ーホールの発生を僅少に抑えると共に、スパッタの発生
を抑制して、その溶接作業性を向上させる。【構成】鋼製外皮内にワイヤ全体に対する重量比で、
スラグ生成剤を３．０〜１２％、金属チタンまたは金属
チタンと金属ボロンとの混合物を０．４〜２．０％、硅
フッ化物または硼フッ化物を０．２〜１．０％含有する
フラックスを充填した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は亜鉛めっき鋼溶接用フ
ラックス入りワイヤに関するもので、特に亜鉛または亜
鉛合金のめっき層が厚い鋼板または鋼管の溶接に使用す
るのに好適な亜鉛めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、亜鉛めっき鋼溶接用フラックス入
りワイヤは、自動車に使用される亜鉛めっき鋼板、ある
いは住宅産業の軽量鉄骨に使用される亜鉛めっき鋼板等
の溶接に使用されているが、これらの亜鉛めっき鋼板の
めっき層の厚さは８〜１６μｍ程度と薄いものである。
この従来の亜鉛めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤ
を、例えば亜鉛めっき層厚さが１００〜５００μｍであ
り、しかもその厚みにムラがある鋼管、例えば造船、空
調配管等に使用されている、いわゆる白ガス管（ＪＩＳ
Ｇ−３４５２、ＳＧＰ白管）の溶接に使用した場合、
亜鉛層により溶接金属の馴染み性が劣り、アークスタ
ート性も悪い、亜鉛の気化によりピット、ブローホー
ルが多発する、スパッタの発生が多く、これによりノ
ズルが閉塞してガスシールド性を不良にし、これにより
連続溶接やロボット化ができない、亜鉛の溶接金属へ
の侵入が懸念され、直接溶接が敬遠される、等の問題が
発生していた。このため次のような対策を施して上記問
題に対応している。溶接部及び開先部内の亜鉛めっき
層をグラインダー等の工具で除去してから溶接を行う。
突合せ溶接のルート間隔を大きくしたり、隙間を設け
るなど、気化した亜鉛ガスが逸散しやすい形状に加工す
る。２パス以上の溶接を行い、１パス目の溶接で予熱
効果を引出し、亜鉛を気化させ、２パス以降の溶接で仕
上げる。亜鉛めっき処理を施していない、いわゆる黒
管の状態で溶接をした後に亜鉛めっき処理を行い、めっ
き後に溶接する箇所を少なくする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記亜鉛
めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤを用いた上記従来
の溶接作業においては、ピット、ブローホールなどの溶
接欠陥の発生は幾分抑制できるものの、溶接作業前の処
理や溶接作業量の増加を招くという新たな問題が生じ、
その作業性は改善されていない。

【０００４】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、鋼板、鋼管等に
施されている亜鉛または亜鉛合金のめっき層が厚くて
も、ピットやブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制で
きると共に、溶接作業性を向上させることが可能な亜鉛
めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明の亜鉛め
っき鋼溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全体に対
する重量比で、スラグ生成剤を３．０〜１２％含有する
と共に、金属チタンまたは金属チタンと金属ボロンとの
混合物を０．４〜２．０％含有し、さらに硅フッ化物、
硼フッ化物の少なくともいずれか一方を０．２〜１．０
％含有するフラックスを、鋼製外皮内に充填して成るこ
とを特徴している。なおフラックスの量はワイヤ全体に
対する重量比で１８〜２０％とするのが好適である。ま
た上記成分以外に残部としてフラックス中に鉄粉、脱酸
剤、アーク安定剤を含有させるのが好ましく、その総量
はワイヤ全体に対する重量比で９〜１５％とするのが好
適である。

【０００６】

【作用】上記亜鉛めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤ
において金属チタンまたは金属ボロンの総量を０．４〜
２．０％の範囲としたのは、次のような理由による。す
なわちワイヤ全体に対寸る重量比で、フラックス中の金
属チタンまたは金属ボロンの総量が０．４％よりも少な
いとピット及びブローホールが多発し、その総量が２．
０％よりも多いとスパッタか多発するためである。。な
お上記総量が０．４％以上であっても、金属チタンが含
有されていなければピット及びブローホールが多発した
ので、金属チタンは必ず含有させる必要がある。

【０００７】また硅フッ化物、硼フン化物の総量を０．
２〜１．０％の範囲としたのは、その総量が０．２％よ
りも少ないと、ピット及びブローホールが多発し、また
その総量が１．０％よりも多いとスパッタが多発するた
めである。なおこれらはいずれか一方の化合物を含有し
ていればよい。

【０００８】

【実施例】次にこの発明の亜鉛めっき鋼溶接用フラック
ス入りワイヤの具体的な実施例について、図面を参照し
つつ詳細に説明する。まず耐気孔性及び作業性を比較す
るための溶接試験を実施した。図１は重ね隅肉溶接継手
の形状、寸法（ｍｍ）及びトーチ角度を示す説明図であ
る。表１はフラックス中の特定成分の構成と、この構成
のフラックス入りワイヤを用いて溶接した結果を示して
いる。供試鋼板１、１の材質はＳＳ４００（ＪＩＳＧ
−３１０１）であり、寸法は厚さ１０ｍｍ、幅１００ｍ
ｍ、長さ５００ｍｍである。亜鉛めっきは両面に施さ
れ、その厚さはそれぞれ２００〜５００μｍである。そ
して供試鋼板１、１を図１に示すように３０ｍｍ重ねた
継手形状とした。また使用ワイヤは管状であり、その外
皮の材質はＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ−３１４１）である。
そしてその重量構成はワイヤ全体に対する重量比で、鋼
性外皮が８０〜８２％、その外皮内に充填されるフラッ
クスが１８〜２０％である。このフラックスは、スラグ
生成剤、表１の特定成分及びその他の成分（残部）から
成っており、その値はスラグ生成剤が約８％、残部が約
１０％であり、特定成分は表１にそれぞれ示している値
である（いずれもワイヤ全体に対する重量比）。なお上
記残部とは、鉄粉、脱酸剤、アーク安定剤等であり、ス
ラグ生成剤とは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｚ
ｒＯ_２であるがこれらには限定されない。また表１の特
定成分中の硅フッ化物は、具体的にＫ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ
_２ＳｉＦ_６等であり、硼フッ化物はＮａＢＦ_４、ＫＢＦ
_４等であるが、これらの化合物にも限定はされない。

【０００９】また溶接は、ワイヤ径を１．２ｍｍ、溶接
電流を１８０Ａ、溶接電圧を２６Ｖ、溶接速度を３０ｃ
ｍ／ｍｉｎ，、シールドガスをＣＯ_２（２０ｌ／ｍｉ
ｎ．）とした炭酸ガスアーク溶接法によって行った。

【００１０】溶接試験後、耐気孔性、作業性を評価し
た。それらの結果も表１に示す。なお同表中の評価基準
は次の通りである。まずピット及びブローホールの評価
は、溶接長５００ｍｍ当りの上記欠陥の発生数が０個を
極めて良好として「◎」、１〜２個を良好として
「○」、３〜５個をやや不良として「△」、６個以上を
不良として「×」とした。またスパッタの評価は相対評
価で行った。総合評価は上記項目で１個以上「×」があ
る場合は「×」とし、その他は相対評価とした。表１よ
り次のことが明らかである。

【００１１】

【表１】

【００１２】まず実施例のＮｏ．２と比較例のＮｏ．２
を比較すると、金属チタンまたは金属ボロンの総量が
０．４％よりも下回るとピット及びブローホールが多発
していることがわかる。さらに実施例のＮｏ．１と比較
例のＮｏ．１を考慮すると、その総量が０．４％以上で
あっても金属チタンは必ず含有されていなければならな
いことがわかる。したがって金属チタンは必ず含有さ
れ、しかも金属チタンと金属ボロンとの総量は０．４％
以上とする必要かある。

【００１３】また実施例のＮｏ．４及びＮｏ．１４と比
較例のＮｏ．７を比較すると、金属チタンまたは金属ボ
ロンの総量が２．０％を超えるとスパッタが多発してい
る。したがって金属チタンは必ず含有させ、しかも金属
チタンと金属ボロンとの総量は２．０％以下にする必要
がある。

【００１４】次に実施例のＮｏ．３、Ｎｏ．６及びＮ
ｏ．９と比較例のＮｏ．３、Ｎｏ．５及びＮｏ．６を比
較すると、硅フッ化物と硼フッ化物との総量が０．２％
を下回るとピット及びブローホールが多発している。つ
まり硅フッ化物と硼フッ化物との総量は０．２％以上で
なければならないことがわかる。この場合、いずれか一
方の化合物だけであってもよい。

【００１５】また実施例のＮｏ．７、Ｎｏ．１０及びＮ
ｏ．１２と比較例のＮｏ．４を比較すると、硅フッ化物
と硼フッ化物との総量が１．０％を上回るとスパッタが
多発している。したがって硅フッ化物と硼フッ化物との
総量は１．０％以下でなければならず、この場合、いず
れか一方の化合物を含有していればよい。

【００１６】次に継手性能、特に引張強度を比較するた
めに、表１の実施例のＮｏ．６のワイヤを用いて溶接試
験を実施した。

【００１７】試験材として、ＳＳ４００（ＪＩＳＧ
−３１０１）の場合と、ＳＳ４００（ＪＩＳＧ−３
１０１）に亜鉛めっき２００〜５００μｍを施している
場合との２種類を採用し、ワイヤ径を１．２ｍｍ、溶接
電流を１８０Ａ、溶接電圧を２６Ｖ、シールトガスをＣ
Ｏ_２、ガス流量を２０ｌ／ｍｉｎ．、パス間温度を約１
５０℃で炭酸ガスアーク溶接を行った。その結果、の
場合は引張強さは５８５Ｎ／ｍｍ^２であった。なお溶接
方法及び試験方法は、ＪＩＳＺ−３１１１に基づき、
試験片はＡ１号試験片を採用した。の場合の引張強さ
は５０３Ｎ／ｍｍ^２であった。なお溶接方法及び試験方
法はＪＩＳＺ−３１２１に基づき、試験片は１号試験
片を採用した。上記結果から本発明の亜鉛めっき鋼溶接
用フラックス入りワイヤによれば、亜鉛めっきしていな
い鋼板の場合と同様の充分な引張強度が得られることが
わかる。

【００１８】以上の説明のように上記実施例における亜
鉛めっき鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいては、従
来では亜鉛または亜鉛合金めっき層の厚さが２００〜５
００μｍと厚い鋼板または鋼管を溶接する場合に実施し
ていた溶接前の処理を施さず、直接溶接しても溶接欠陥
であるピット及びブローホールの発生を僅少に抑え、ス
パッタの発生も抑制し得るので、その作業性を一段と向
上させることが可能になる。しかも継手部の引張強さも
充分なものが得られる。

【００１９】以上にこの発明の具体的な実施例について
説明したが、この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更して実施すること
が可能である。例えば上記実施例においては、フラック
ス入りワイヤを管状としているが、鋼製の外皮がフラッ
クスを内包していればよく、ワイヤの形状や内包方法に
は限定されない。

【００２０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の亜鉛めっき鋼溶
接用フラックス入りワイヤでは、鋼板、鋼管等の亜鉛ま
たは亜鉛合金のめっき層が厚くても、ピット及びブロー
ホールの発生を抑えることができると共に、スパッタの
発生を抑制できるので、その作業性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】重ね隅肉溶接継手の形状、寸法及びトーチ角度
を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤ全体に対する重量比で、スラグ生
成剤を３．０〜１２％含有すると共に、金属チタンまた
は金属チタンと金属ボロンとの混合物を０．４〜２．０
％含有し、さらに硅フッ化物、硼フッ化物の少なくとも
いずれか一方を０．２〜１．０％含有するフラックス
を、銅製外皮内に充填して成ることを特徴とする亜鉛め
っき鋼溶接用フラックス入りワイヤ。