JPH06285672A - ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤInfo
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- JPH06285672A JPH06285672A JP5097169A JP9716993A JPH06285672A JP H06285672 A JPH06285672 A JP H06285672A JP 5097169 A JP5097169 A JP 5097169A JP 9716993 A JP9716993 A JP 9716993A JP H06285672 A JPH06285672 A JP H06285672A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒューム発生量の少ないガスシールドアーク
溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 軟鋼製外皮にフラックスを充填してなるガス
シールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤに
おいて、軟鋼製外皮が、外皮全重量に対する割合で、
Ｃ：≦０.０２％、Ｔi：０.０１〜０.２０％、Ａl：０.
０１〜０.１５％を含有し、かつ、Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl
／Ｃ≧１.５を満足する組成の鋼からなり、フラック
スが、ワイヤ全重量に対する割合で、ＴiＯ2：１.００
〜８.５０％、アルカリ金属の酸化物(金属元素換算
値)：０.０１〜１.５０％を含み、更にＭn(外皮中のＭn
量も合計して)：０.５０〜３.６０％、Ｓi(外皮中のＳi
量も合計して)：０.１０〜１.５０％を含むチタニヤ系
フラックスであることを特徴としている。前記フラック
スに更に、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍg及び／又
はＭgＯ(Ｍg量に換算した値)：０.０１〜１.００％、及
び／又は、Ｃ：０.０６％以下で添加してもよい。
溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 軟鋼製外皮にフラックスを充填してなるガス
シールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤに
おいて、軟鋼製外皮が、外皮全重量に対する割合で、
Ｃ：≦０.０２％、Ｔi：０.０１〜０.２０％、Ａl：０.
０１〜０.１５％を含有し、かつ、Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl
／Ｃ≧１.５を満足する組成の鋼からなり、フラック
スが、ワイヤ全重量に対する割合で、ＴiＯ2：１.００
〜８.５０％、アルカリ金属の酸化物(金属元素換算
値)：０.０１〜１.５０％を含み、更にＭn(外皮中のＭn
量も合計して)：０.５０〜３.６０％、Ｓi(外皮中のＳi
量も合計して)：０.１０〜１.５０％を含むチタニヤ系
フラックスであることを特徴としている。前記フラック
スに更に、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍg及び／又
はＭgＯ(Ｍg量に換算した値)：０.０１〜１.００％、及
び／又は、Ｃ：０.０６％以下で添加してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフラックス入りワイヤに
関し、特に、ヒューム発生量を低減したガスシールドア
ーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤに関するもの
で、特に鋼種として軟鋼、高張力鋼及び低合金鋼などの
溶接に適している。
関し、特に、ヒューム発生量を低減したガスシールドア
ーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤに関するもの
で、特に鋼種として軟鋼、高張力鋼及び低合金鋼などの
溶接に適している。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
ガスシールドアーク溶接フラックスワイヤ、とりわけ低
スパッタでビード外観の良いチタニヤ系フラックス入り
ワイヤの需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急
速に拡大しつつある。
ガスシールドアーク溶接フラックスワイヤ、とりわけ低
スパッタでビード外観の良いチタニヤ系フラックス入り
ワイヤの需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急
速に拡大しつつある。
【０００３】しかし、一方で、溶接技能者の不足は益々
深刻になりつつある。これは、溶接作業環境が高温下
で、かつ溶接ヒュームが多いなど、他産業に比べて劣悪
であることによるところが大きい。
深刻になりつつある。これは、溶接作業環境が高温下
で、かつ溶接ヒュームが多いなど、他産業に比べて劣悪
であることによるところが大きい。
【０００３】本発明は、これらの状況のもとで、ヒュー
ム発生量の少ないガスシールドアーク溶接チタニヤ系フ
ラックス入りワイヤを提供することを目的としている。
ム発生量の少ないガスシールドアーク溶接チタニヤ系フ
ラックス入りワイヤを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】溶接ヒュームを低減する
技術としては、本出願人による特許第１４０３５６９
号、同第１５７２３１３号、同第１５７２３２７号など
があり、特に外皮中のＣ量や酸素量を低減することが有
効であることが知られている。溶接ヒューム発生量は、
溶接電流やアーク電圧の増加につれて増大することが知
られており、近年、高能率性を求めて高電流が適用され
る場合が多くなっているため、溶接作業環境改善の必要
性から、従来よりも溶接ヒューム発生量の少ないチタニ
ヤ系フラックス入りワイヤが求められている。
技術としては、本出願人による特許第１４０３５６９
号、同第１５７２３１３号、同第１５７２３２７号など
があり、特に外皮中のＣ量や酸素量を低減することが有
効であることが知られている。溶接ヒューム発生量は、
溶接電流やアーク電圧の増加につれて増大することが知
られており、近年、高能率性を求めて高電流が適用され
る場合が多くなっているため、溶接作業環境改善の必要
性から、従来よりも溶接ヒューム発生量の少ないチタニ
ヤ系フラックス入りワイヤが求められている。
【０００５】そこで、本発明者は、チタニヤ系フラック
ス入りワイヤにおけるヒューム発生量の低減対策につい
て鋭意研究を行った結果、主に外皮に関する従来の低Ｃ
量化技術に加えて、外皮中のＴi、Ａl量に着目してなさ
れたものである。
ス入りワイヤにおけるヒューム発生量の低減対策につい
て鋭意研究を行った結果、主に外皮に関する従来の低Ｃ
量化技術に加えて、外皮中のＴi、Ａl量に着目してなさ
れたものである。
【０００６】すなわち、本発明は、軟鋼製外皮にフラッ
クスを充填してなるガスシールドアーク溶接チタニヤ系
フラックス入りワイヤにおいて、 軟鋼製外皮が、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１５％ を含有し、かつ、 Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼からなり、 フラックスが、ワイヤ全重量に対する割合で、 ＴiＯ2：１.００〜８.５０％ アルカリ金属の酸化物(金属元素換算値)：０.０１〜１.
５０％ を含み、更に Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５０〜３.６０％ Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１０〜１.５０％ を含むチタニヤ系フラックスであることを特徴とするガ
スシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ
を要旨としている。
クスを充填してなるガスシールドアーク溶接チタニヤ系
フラックス入りワイヤにおいて、 軟鋼製外皮が、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１５％ を含有し、かつ、 Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼からなり、 フラックスが、ワイヤ全重量に対する割合で、 ＴiＯ2：１.００〜８.５０％ アルカリ金属の酸化物(金属元素換算値)：０.０１〜１.
５０％ を含み、更に Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５０〜３.６０％ Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１０〜１.５０％ を含むチタニヤ系フラックスであることを特徴とするガ
スシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ
を要旨としている。
【０００７】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。
る。
【０００８】先ず、本発明のうち、ワイヤ外皮の成分を
限定するに至った理由を記述する。外皮成分面からの溶
接ヒューム低減を図る手段を検討するために各種実験を
行い、それにより得られた成果の骨子を示す実験結果例
を以下に示す。
限定するに至った理由を記述する。外皮成分面からの溶
接ヒューム低減を図る手段を検討するために各種実験を
行い、それにより得られた成果の骨子を示す実験結果例
を以下に示す。
【０００９】これらの実験では、後述の表１中のＮo.３
の組成のフラックス(フラックス率１５％)を、種々のＴ
i、Ａl量の軟鋼外皮(Ｃ：０.００３〜０.０３％、Ｍn：
０.２０〜０.３０％、Ｓi：０.０１〜０.０３％、Ｐ：
０.００８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７
％、Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合せて、１.２mm
径のフラックス入りワイヤを作製した。
の組成のフラックス(フラックス率１５％)を、種々のＴ
i、Ａl量の軟鋼外皮(Ｃ：０.００３〜０.０３％、Ｍn：
０.２０〜０.３０％、Ｓi：０.０１〜０.０３％、Ｐ：
０.００８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７
％、Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合せて、１.２mm
径のフラックス入りワイヤを作製した。
【００１０】次に、以下に示す一定の溶接条件で、試験
板ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ(板厚１２mm)を使っ
て下向ビードオンプレート溶接を実施し、その間の溶接
ヒューム発生量をＪＩＳ Ｚ３９３０に準拠して測定し
た。
板ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ(板厚１２mm)を使っ
て下向ビードオンプレート溶接を実施し、その間の溶接
ヒューム発生量をＪＩＳ Ｚ３９３０に準拠して測定し
た。
【００１１】（溶接条件） 溶接電流：３００Ａ 溶接電圧：３２Ｖ 溶接速度：３０cm／分 ワイヤ突出し長さ：２５mm 極性：ＤＣ(ワイヤプラス) シールドガス：ＣＯ2、流量２５リットル／分
【００１２】図１、図２は、実験によって得られたデー
タを基に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ａl、Ｃ量
との関係を求めたものである。図１、図２に示すよう
に、溶接ヒューム発生量を減少させるためには、外皮成
分について従来技術である低Ｃ％化に加えて、Ｔi、Ａl
をそれぞれ０.０１％以上での複合添加が有効な手段で
あることが確認された。このうち、Ａlについては単独
では効果が少なく、Ｔiとの複合添加により始めて顕著
な効果が生じることが判明した。また、Ｔi、Ａlの溶接
ヒューム低減効果は、Ｃ≦０.０２％、Ｔi／Ｃ≧１.
０、Ａl／Ｃ≧１.５で得られることも判明した。
タを基に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ａl、Ｃ量
との関係を求めたものである。図１、図２に示すよう
に、溶接ヒューム発生量を減少させるためには、外皮成
分について従来技術である低Ｃ％化に加えて、Ｔi、Ａl
をそれぞれ０.０１％以上での複合添加が有効な手段で
あることが確認された。このうち、Ａlについては単独
では効果が少なく、Ｔiとの複合添加により始めて顕著
な効果が生じることが判明した。また、Ｔi、Ａlの溶接
ヒューム低減効果は、Ｃ≦０.０２％、Ｔi／Ｃ≧１.
０、Ａl／Ｃ≧１.５で得られることも判明した。
【００１３】これらＴi、Ａlにより溶接ヒューム低減効
果が得られる理由としては、Ｔi、Ａlが酸素との親和性
が強く、高凝固点酸化物を生成するため、アーク溶接過
程においてワイヤ先端の懸垂溶滴表面に酸化皮膜を形成
し、Ｃと酸素との反応の結果として生じるヒューム発生
源であるＣＯ、ＣＯ2の爆発的生成を抑制するためと考
えられる。
果が得られる理由としては、Ｔi、Ａlが酸素との親和性
が強く、高凝固点酸化物を生成するため、アーク溶接過
程においてワイヤ先端の懸垂溶滴表面に酸化皮膜を形成
し、Ｃと酸素との反応の結果として生じるヒューム発生
源であるＣＯ、ＣＯ2の爆発的生成を抑制するためと考
えられる。
【００１４】また、Ｔi、Ａl量の上限は、溶接金属へ歩
留った結果生じる延性低下、硬化等に材質劣化を避ける
ため、また、Ａlは溶接中に大部分が酸化物となり、ス
ラグ剥離性を劣化させるため、それぞれ０.２０％、０.
１５％とする必要があることを究明した。
留った結果生じる延性低下、硬化等に材質劣化を避ける
ため、また、Ａlは溶接中に大部分が酸化物となり、ス
ラグ剥離性を劣化させるため、それぞれ０.２０％、０.
１５％とする必要があることを究明した。
【００１５】以上の理由から、溶接ヒューム低減に適切
な軟鋼外皮としては、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１５％ を含有し、かつ、 Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼である。
な軟鋼外皮としては、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１５％ を含有し、かつ、 Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼である。
【００１６】より好ましい範囲を示すと、 Ｃ：０.０１％未満 Ａl：０.０１５〜０.１５％ Ａl／Ｃ≧２.０ である。なお、ワイヤ製造上の圧延又は／及び引抜工程
における加工性を考慮すると、Ｍn：０.１０〜０.７０
％、Ｓi≦０.３５％の範囲が望ましい。
における加工性を考慮すると、Ｍn：０.１０〜０.７０
％、Ｓi≦０.３５％の範囲が望ましい。
【００１７】次に、充填するフラックス成分を限定する
に至った理由を説明する。なお、フラックス成分は、ワ
イヤ全体に対する重量％である。
に至った理由を説明する。なお、フラックス成分は、ワ
イヤ全体に対する重量％である。
【００１８】ＴiＯ2：１.００〜８.５０％ ＴiＯ2は、スラグ剥離剤として、またアーク安定剤とし
ての作用が期待できる。ＴiＯ2量は、下向及び水平姿勢
において良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善
効果を得るためには、少なくとも１.００％以上が必要
である。しかし、ＴiＯ2が８.５０％を超えるとスラグ
の凝固点が高く、かつ粘性が過剰になってスラグ巻込み
欠陥やビード表面の気孔欠陥が生じ易くなる。なお、Ｔ
iＯ2源としては、ルチール、還元イルミナイト、ルコキ
シン、イルミナイト、チタン酸カリウム等の酸化物が挙
げられる。
ての作用が期待できる。ＴiＯ2量は、下向及び水平姿勢
において良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善
効果を得るためには、少なくとも１.００％以上が必要
である。しかし、ＴiＯ2が８.５０％を超えるとスラグ
の凝固点が高く、かつ粘性が過剰になってスラグ巻込み
欠陥やビード表面の気孔欠陥が生じ易くなる。なお、Ｔ
iＯ2源としては、ルチール、還元イルミナイト、ルコキ
シン、イルミナイト、チタン酸カリウム等の酸化物が挙
げられる。
【００１９】アルカリ金属の酸化物(金属元素換算値)：
０.０１〜１.５０％ アーク安定性の向上及びスパッタ量低減を図るため、Ｌ
i、Ｎa、Ｋ、Ｒb、Ｃs等のアルカリ金属成分を添加する
のが有効であるが、著しい溶接ヒューム発生源となる。
特にアルカリ金属のフッ化物、炭酸塩及びＮa2Ｏ、Ｋ2
Ｏ、Ｌi2Ｏ等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生源
となる。しかし、前記Ｌi、Ｎa、Ｋ、Ｒb、Ｃs等のアル
カリ金属が、ＴixＯy、ＡlxＯy、ＦexＯy、ＭnxＯy、Ｓ
ixＯy、ＺrxＯy等の酸化物の１種以上との複合酸化物
(ｘ、ｙ：正数)であれば、溶接ヒューム発生量の増加は
少なく、むしろ、Ｃs、Ｒbの場合は低減するとの知見が
得られた。上記範囲に規定したのは、０.０１％未満で
はアーク安定性向上及びスパッタ低減の効果が得られな
いためであり、また１.５０％超えでは、Ｒb、Ｃsを除
き、外皮組成限定によるヒューム低減効果が殆ど期待で
きないのに加えて、スラグ剥離性が著しく低下するため
である。いずれもアルカリ金属元素に換算して上記範囲
で添加する。複合酸化物の例としては、ＬiＦeＯ2、Ｌi
2ＳiＯ3、Ｌi2ＭnＯ3、Ｌi2ＺrＯ3、Ｌi2ＴiＯ3、Ｎa2
ＳiＯ3、ＮaＡlＳi3Ｏ8、Ｋ2ＴiＯ3、ＫＡlＳi3Ｏ8及び
ＣsＡlＳi12Ｏ6等がある。これら複合酸化物としては、
高温焼成又は溶融法で製造される他、長石等の天然物質
が利用できる。
０.０１〜１.５０％ アーク安定性の向上及びスパッタ量低減を図るため、Ｌ
i、Ｎa、Ｋ、Ｒb、Ｃs等のアルカリ金属成分を添加する
のが有効であるが、著しい溶接ヒューム発生源となる。
特にアルカリ金属のフッ化物、炭酸塩及びＮa2Ｏ、Ｋ2
Ｏ、Ｌi2Ｏ等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生源
となる。しかし、前記Ｌi、Ｎa、Ｋ、Ｒb、Ｃs等のアル
カリ金属が、ＴixＯy、ＡlxＯy、ＦexＯy、ＭnxＯy、Ｓ
ixＯy、ＺrxＯy等の酸化物の１種以上との複合酸化物
(ｘ、ｙ：正数)であれば、溶接ヒューム発生量の増加は
少なく、むしろ、Ｃs、Ｒbの場合は低減するとの知見が
得られた。上記範囲に規定したのは、０.０１％未満で
はアーク安定性向上及びスパッタ低減の効果が得られな
いためであり、また１.５０％超えでは、Ｒb、Ｃsを除
き、外皮組成限定によるヒューム低減効果が殆ど期待で
きないのに加えて、スラグ剥離性が著しく低下するため
である。いずれもアルカリ金属元素に換算して上記範囲
で添加する。複合酸化物の例としては、ＬiＦeＯ2、Ｌi
2ＳiＯ3、Ｌi2ＭnＯ3、Ｌi2ＺrＯ3、Ｌi2ＴiＯ3、Ｎa2
ＳiＯ3、ＮaＡlＳi3Ｏ8、Ｋ2ＴiＯ3、ＫＡlＳi3Ｏ8及び
ＣsＡlＳi12Ｏ6等がある。これら複合酸化物としては、
高温焼成又は溶融法で製造される他、長石等の天然物質
が利用できる。
【００２０】Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５０
〜３.６０％ Ｍnは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
や焼入性向上による靭性改善及び溶融金属・スラグの粘
性増加によるビード形状改善(特に水平すみ肉の場合)の
ために、外皮中のＭn量も考慮して添加する。その場
合、Ｍnが０.５０％未満では軟鋼用としても十分な強度
が得られず、またビード形状も良好でない。またＭnが
３.６０％超では溶着金属強度が過大となり、低温割れ
が生じ易くなるので、上記範囲とする。なお、Ｍn源と
しては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられ
る。
〜３.６０％ Ｍnは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
や焼入性向上による靭性改善及び溶融金属・スラグの粘
性増加によるビード形状改善(特に水平すみ肉の場合)の
ために、外皮中のＭn量も考慮して添加する。その場
合、Ｍnが０.５０％未満では軟鋼用としても十分な強度
が得られず、またビード形状も良好でない。またＭnが
３.６０％超では溶着金属強度が過大となり、低温割れ
が生じ易くなるので、上記範囲とする。なお、Ｍn源と
しては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられ
る。
【００２１】Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１０
〜１.５０％ ＳiはＭnと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓiが０.
１０％未満では、脱酸剤としての作用、靭性改善及びビ
ード形状改善効果が十分に得られず、またＳiが１.５０
％超では、溶着金属中のＳi量が過剰となり、逆に靭性
や延性が低下するので、上記範囲とする。なお、Ｓi源
としては、ＳiやＦe−Ｓi、Ｆe−Ｓi−Ｍn、Ｆe−Ｓi−
Ｍg等の合金が挙げられる。
〜１.５０％ ＳiはＭnと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓiが０.
１０％未満では、脱酸剤としての作用、靭性改善及びビ
ード形状改善効果が十分に得られず、またＳiが１.５０
％超では、溶着金属中のＳi量が過剰となり、逆に靭性
や延性が低下するので、上記範囲とする。なお、Ｓi源
としては、ＳiやＦe−Ｓi、Ｆe−Ｓi−Ｍn、Ｆe−Ｓi−
Ｍg等の合金が挙げられる。
【００２２】Ｍg及び／又はＭgＯ(Ｍg量に換算した
値)：０.０１〜１.００％ 溶接ヒューム低減のためにＡl含有外皮を使用すること
やアーク安定性改善のためにアルカリ金属の化合物をフ
ラックス中に配合するが、開先角度が狭い場合や溶接入
熱が大きい場合に特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しく
なる。スラグ剥離性を改善するために、必要に応じてＭ
g及び／又はＭgＯすることができる。上記範囲に限定し
たのは、０.０１％未満ではスラグ剥離性の改善効果が
得られず、逆に１.００％超では溶接ヒューム量が増大
し、本発明の目的が達せられないためである。また、Ｍ
gやＭgＯは、溶接金属中の酸素低減作用を有するために
靭性や耐気孔性改善効果も得られる。なお、Ｍg源とし
ては、金属Ｍgの他にＡl-Ｍg、Ｌi−Ｍg、Ｎi−Ｍg、Ｓ
i−Ｍg等の合金、またＭｇＯ源としては、クリンカー、
硅酸マグネシウム、オリビンサイド等の化合物が挙げら
れる。
値)：０.０１〜１.００％ 溶接ヒューム低減のためにＡl含有外皮を使用すること
やアーク安定性改善のためにアルカリ金属の化合物をフ
ラックス中に配合するが、開先角度が狭い場合や溶接入
熱が大きい場合に特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しく
なる。スラグ剥離性を改善するために、必要に応じてＭ
g及び／又はＭgＯすることができる。上記範囲に限定し
たのは、０.０１％未満ではスラグ剥離性の改善効果が
得られず、逆に１.００％超では溶接ヒューム量が増大
し、本発明の目的が達せられないためである。また、Ｍ
gやＭgＯは、溶接金属中の酸素低減作用を有するために
靭性や耐気孔性改善効果も得られる。なお、Ｍg源とし
ては、金属Ｍgの他にＡl-Ｍg、Ｌi−Ｍg、Ｎi−Ｍg、Ｓ
i−Ｍg等の合金、またＭｇＯ源としては、クリンカー、
硅酸マグネシウム、オリビンサイド等の化合物が挙げら
れる。
【００２３】Ｃ：０.０６％以下 Ｃは、脱酸剤としてのみならず、強度調整や焼入性向上
による靭性確保及びアーク集中性の促進による溶込み深
さを得るため、必要に応じて、外皮中のＣ量を考慮して
添加することができる。その場合、Ｃ量が０.０６％を
超えると低Ｃ、Ｔi、Ａlを添加した外皮の溶接ヒューム
量低減効果が得られず、著しく溶接ヒューム発生量が増
大する。またスパッタ量も多くなる。
による靭性確保及びアーク集中性の促進による溶込み深
さを得るため、必要に応じて、外皮中のＣ量を考慮して
添加することができる。その場合、Ｃ量が０.０６％を
超えると低Ｃ、Ｔi、Ａlを添加した外皮の溶接ヒューム
量低減効果が得られず、著しく溶接ヒューム発生量が増
大する。またスパッタ量も多くなる。
【００２４】以上、溶接ヒューム発生量低減するための
外皮金属及びフラックスの基本的成分について説明した
が、ビード外観、形状、溶接作業性及び溶接金属の機械
的性質等の特性を考慮して、次の成分を充填フラックス
及び／又は外皮金属に添加できる。なお、添加量はいず
れもワイヤ全重量に対する割合である。
外皮金属及びフラックスの基本的成分について説明した
が、ビード外観、形状、溶接作業性及び溶接金属の機械
的性質等の特性を考慮して、次の成分を充填フラックス
及び／又は外皮金属に添加できる。なお、添加量はいず
れもワイヤ全重量に対する割合である。
【００２５】ＳiＯ2：０.１〜１.５％ ＳiＯ2は、０.１％以上添加すればビード外観、形状、
スラグ剥離性等の溶接作業性の改善に効果があるが、
１.５％を超えるとスラグの酸性や粘性が過剰となり、
溶接金属の清浄度が低下する他に、スラグ巻込みや気孔
欠陥が生じ易くなる。
スラグ剥離性等の溶接作業性の改善に効果があるが、
１.５％を超えるとスラグの酸性や粘性が過剰となり、
溶接金属の清浄度が低下する他に、スラグ巻込みや気孔
欠陥が生じ易くなる。
【００２６】ＺrＯ2：０.０５〜０.６０％ ＺrＯ2は、スラグの凝固点を高める作用があり、０.０
５％以上ですみ肉溶接、特に水平すみ肉溶接でのビード
形状の改善効果が認められるが、０.６０％を超えると
スラグ剥離性やビード外観が劣化する。
５％以上ですみ肉溶接、特に水平すみ肉溶接でのビード
形状の改善効果が認められるが、０.６０％を超えると
スラグ剥離性やビード外観が劣化する。
【００２７】Ａl2Ｏ3：０.０５〜１.０％ Ａl2Ｏ3は、スラグの凝固点や粘性を高めるため、特に
立向上進や上向姿勢でのビード形状改善の効果がある。
Ａl2Ｏ3は０.０５％以上で前記効果が認められるが、
１.０％を超えるとスラグの粘性が過剰となり、立向下
進でのビード外観、形状や作業性が劣化する他にスラグ
の焼付きが著しくなる。
立向上進や上向姿勢でのビード形状改善の効果がある。
Ａl2Ｏ3は０.０５％以上で前記効果が認められるが、
１.０％を超えるとスラグの粘性が過剰となり、立向下
進でのビード外観、形状や作業性が劣化する他にスラグ
の焼付きが著しくなる。
【００２８】Ａl：０.０５〜０.５０％ Ａlは、外皮金属に加えてフラックス中に添加すると脱
酸剤、窒素固定剤として作用する他に、Ａl2Ｏ3と同様
の作用効果を有する。Ａlの好ましい添加範囲及び制限
理由はＡl2Ｏ3の場合と同様である。
酸剤、窒素固定剤として作用する他に、Ａl2Ｏ3と同様
の作用効果を有する。Ａlの好ましい添加範囲及び制限
理由はＡl2Ｏ3の場合と同様である。
【００２９】金属フッ化物(Ｆ量換算値)：０.０１〜０.
２０％ Ｎa、Ｋ、Ｌi等のアルカリ金属やＣa、Ｓr等のアルカリ
土類金属のフッ化物は、特公昭５９−１５７５６号で述
べられているように溶接金属の水素量を低減する作用を
有する。金属フッ化物は、０.０１％以上で前記効果が
得られるが、０.２０％を超えるとヒューム発生量が著
しく増加する他、溶融スラグの粘性が低下するため立向
姿勢や水平姿勢でのビード形状の劣化が著しくなる。
２０％ Ｎa、Ｋ、Ｌi等のアルカリ金属やＣa、Ｓr等のアルカリ
土類金属のフッ化物は、特公昭５９−１５７５６号で述
べられているように溶接金属の水素量を低減する作用を
有する。金属フッ化物は、０.０１％以上で前記効果が
得られるが、０.２０％を超えるとヒューム発生量が著
しく増加する他、溶融スラグの粘性が低下するため立向
姿勢や水平姿勢でのビード形状の劣化が著しくなる。
【００３０】Ｂi2Ｏ3：０.００５〜０.０５０％ 酸化ビスマス(Ｂi2Ｏ3)は、溶接金属とスラグとの界面
に存在して、スラグ剥離性を著しく改善する。Ｂi2Ｏ3
は、０.００５％以上で前記効果が認められるが、０.０
５０％を超えると高温割れが発生し易くなる。
に存在して、スラグ剥離性を著しく改善する。Ｂi2Ｏ3
は、０.００５％以上で前記効果が認められるが、０.０
５０％を超えると高温割れが発生し易くなる。
【００３１】本発明の適用鋼種は、主に軟鋼、高張力鋼
であるが、低温用鋼、耐候性鋼及び耐熱鋼にも適用でき
る。
であるが、低温用鋼、耐候性鋼及び耐熱鋼にも適用でき
る。
【００３２】その際、溶着金属の切欠靭性の改善を図る
には、Ｃ、Ｍn、Ｓiの他に、結晶粒の微細化作用を有す
るＴi、Ｂを金属中に添加することが有効であることが
知られていると同様、以下の成分を必要に応じて金属外
皮及び／又はフラックス中に添加できる。なお、添加量
はいずれもワイヤ全重量に対する割合である。
には、Ｃ、Ｍn、Ｓiの他に、結晶粒の微細化作用を有す
るＴi、Ｂを金属中に添加することが有効であることが
知られていると同様、以下の成分を必要に応じて金属外
皮及び／又はフラックス中に添加できる。なお、添加量
はいずれもワイヤ全重量に対する割合である。
【００３３】Ｔi：０.７％以下 Ｔiとしては、ＴiＯ2よりの還元Ｔi及び金属外皮中のT
ｉが期待できるが、脱酸効果を高める目的と結晶粒を微
細化する目的で、外皮金属分に加えて最大０.７％まで
フラックス中に添加できる。しかし、Ｔi量が０.７％を
超えると溶着金属へのＴiの歩留りが高まって、溶着金
属の強度が過大となると共に延性が低下する。
ｉが期待できるが、脱酸効果を高める目的と結晶粒を微
細化する目的で、外皮金属分に加えて最大０.７％まで
フラックス中に添加できる。しかし、Ｔi量が０.７％を
超えると溶着金属へのＴiの歩留りが高まって、溶着金
属の強度が過大となると共に延性が低下する。
【００３４】Ｂ：０.００２〜０.０２５％ Ｂは、通常、Ｔi又はＴiＯ2と併用して添加すると溶接
金属の結晶粒を微細化し、著しく靭性を高める効果を有
する。Ｂは、金属外皮やフラックス中(Ｆe−Ｂ等の合金
やＢ2Ｏ3)に添加することができ、０.００２％以上で前
記靭性改善効果が得られるが、０.０２５％を超えると
溶着金属中への歩留りが過剰となり、溶着金属は硬化
し、却って靭性が低下する他に高温割れに敏感となる。
金属の結晶粒を微細化し、著しく靭性を高める効果を有
する。Ｂは、金属外皮やフラックス中(Ｆe−Ｂ等の合金
やＢ2Ｏ3)に添加することができ、０.００２％以上で前
記靭性改善効果が得られるが、０.０２５％を超えると
溶着金属中への歩留りが過剰となり、溶着金属は硬化
し、却って靭性が低下する他に高温割れに敏感となる。
【００３５】Ｎi：４.０％以下 Ｎiは、溶着金属の結晶組織のマトリックスを強化し
て、靭性を向上させる硬化を有する。Ｎi量が４.０％を
超えると溶着金属の焼入硬化が著しくなり、耐割れ性も
著しく低下する。
て、靭性を向上させる硬化を有する。Ｎi量が４.０％を
超えると溶着金属の焼入硬化が著しくなり、耐割れ性も
著しく低下する。
【００３６】その他、耐候性鋼の用途に際してはＮi、
Ｃu、Ｃｒを、また耐熱鋼の用途に際してはＮi、Ｃr、
Ｍoを、それぞれ母材成分とマッチングさせてフラック
ス又は金属外皮より添加して対応することができる。
Ｃu、Ｃｒを、また耐熱鋼の用途に際してはＮi、Ｃr、
Ｍoを、それぞれ母材成分とマッチングさせてフラック
ス又は金属外皮より添加して対応することができる。
【００３７】なお、ワイヤ中のフラックス率(ワイヤ全
重量に対するフラックス重量の比率)の好ましい範囲
は、５〜３０％である。通常、フラックス率は、ワイヤ
溶融時の均一性やワイヤ加工性の面から、ワイヤ断面形
状と組み合わせて決められるべきで、細径ワイヤに対し
ては低フラックス率で単純断面が、また太径ワイヤに対
しては高フラックス率で複雑断面が望ましい。
重量に対するフラックス重量の比率)の好ましい範囲
は、５〜３０％である。通常、フラックス率は、ワイヤ
溶融時の均一性やワイヤ加工性の面から、ワイヤ断面形
状と組み合わせて決められるべきで、細径ワイヤに対し
ては低フラックス率で単純断面が、また太径ワイヤに対
しては高フラックス率で複雑断面が望ましい。
【００３８】また、ワイヤの断面形状も何ら制限がな
く、例えば、図３の(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示す
る種々の形状のものが使用できる。(Ｄ)の形状の場合は
ワイヤ表面にＡl、Ｃu等のメッキ処理を施してもよく、
メッキ量は０.０５〜０.３０％が適当である。ワイヤ径
も用途に応じて１.２mmφ、１.４mmφ、１.６mmφ、２.
０mmφ、２.４mmφ、３.２mmφの中から任意に決めるこ
とができる。
く、例えば、図３の(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示す
る種々の形状のものが使用できる。(Ｄ)の形状の場合は
ワイヤ表面にＡl、Ｃu等のメッキ処理を施してもよく、
メッキ量は０.０５〜０.３０％が適当である。ワイヤ径
も用途に応じて１.２mmφ、１.４mmφ、１.６mmφ、２.
０mmφ、２.４mmφ、３.２mmφの中から任意に決めるこ
とができる。
【００３９】以上、外皮金属及びフラックス組成につい
て説明したが、シールドガスについては、酸化性、中
性、還元性のガスが適用できる。一般的なシールドガス
としては、ＣＯ2ガスやＡr、ＣＯ2、Ｏ2、Ｈe等の２種
以上の混合ガスを使用することができる。
て説明したが、シールドガスについては、酸化性、中
性、還元性のガスが適用できる。一般的なシールドガス
としては、ＣＯ2ガスやＡr、ＣＯ2、Ｏ2、Ｈe等の２種
以上の混合ガスを使用することができる。
【００４０】次に本発明の実施例を示す。
【００４１】表１に示す化学成分を有する軟鋼製外皮金
属と、表２成分組成の充填用フラックスを組合せ、図３
中の(Ａ)の断面形状の供試ワイヤ(ワイヤ径１.２mmφ、
フラックス率１５％)を作製した。次いで、各フラック
ス入りワイヤを使用し、下記条件で溶接を行い、ヒュー
ム発生量、作業性等について調査した。
属と、表２成分組成の充填用フラックスを組合せ、図３
中の(Ａ)の断面形状の供試ワイヤ(ワイヤ径１.２mmφ、
フラックス率１５％)を作製した。次いで、各フラック
ス入りワイヤを使用し、下記条件で溶接を行い、ヒュー
ム発生量、作業性等について調査した。
【００４２】(溶接条件) 極 性：ＤＣワイヤ(＋) 溶接電流：２８０Ａ 溶接電圧：３０Ｖ 溶接速度：３０cm／min シールドガス：１００％ＣＯ2、２５リットル／min チップ母材間距離：２５mm 試験板：ＪＩＳ Ｇ ３１０６、ＳＭ４９０Ａ(１２mmｔ) 溶接法：水平すみ肉溶接
【００４３】(ヒューム測定法)ＪＩＳ Ｚ ３９３０「被
覆アーク溶接棒の全ヒューム量測定方法」に準じ、１分
間溶接した際に発生するヒュームの重量を測定すること
により、単位時間当たりの値(mｇ／分)(繰返し回数＝３
の平均値)を求めた。ヒュームは図４に示す捕集箱を備
えた装置により回収した。
覆アーク溶接棒の全ヒューム量測定方法」に準じ、１分
間溶接した際に発生するヒュームの重量を測定すること
により、単位時間当たりの値(mｇ／分)(繰返し回数＝３
の平均値)を求めた。ヒュームは図４に示す捕集箱を備
えた装置により回収した。
【００４４】試験結果は表３に示すとおりであり、以下
の如く考察される。
の如く考察される。
【００４５】試験Ｎo.１〜８は本発明例であり、いずれ
もヒューム発生量が少なく、かつ溶接作業性も良好であ
る。これに対し、試験Ｎo.９〜１５の比較例は、本発明
の要件を完全に満足していないため、以下に示すとお
り、ヒューム発生量が多い、或いはヒューム発生量が少
なくても溶接作業性が劣っている。
もヒューム発生量が少なく、かつ溶接作業性も良好であ
る。これに対し、試験Ｎo.９〜１５の比較例は、本発明
の要件を完全に満足していないため、以下に示すとお
り、ヒューム発生量が多い、或いはヒューム発生量が少
なくても溶接作業性が劣っている。
【００４６】試験Ｎo.９は、外皮金属のＴi／Ｃが本発
明範囲外にある例で、ヒューム発生量が多くなってい
る。試験Ｎo.１０は、外皮金属のＡl／Ｃが本発明範囲
外にある例で、ヒューム発生量が著しく多くなってい
る。
明範囲外にある例で、ヒューム発生量が多くなってい
る。試験Ｎo.１０は、外皮金属のＡl／Ｃが本発明範囲
外にある例で、ヒューム発生量が著しく多くなってい
る。
【００４７】試験Ｎo.１１は、フラックス中のＴiＯ2量
が本発明範囲の上限超える例で、ヒューム発生量は少な
いものの、溶接欠陥(スラグ巻)が生じている。試験Ｎo.
１２は、フラックス中のＴiＯ2量が本発明範囲の下限未
満の例で、ヒューム発生量は少ないものの、ビード表面
のスラグ被包性が十分でなく、ビード外観が劣ってい
る。
が本発明範囲の上限超える例で、ヒューム発生量は少な
いものの、溶接欠陥(スラグ巻)が生じている。試験Ｎo.
１２は、フラックス中のＴiＯ2量が本発明範囲の下限未
満の例で、ヒューム発生量は少ないものの、ビード表面
のスラグ被包性が十分でなく、ビード外観が劣ってい
る。
【００４８】試験Ｎo.１３は、フラックス中のアルカリ
金属酸化物(ＮaＡlＳi3Ｏ8)の量が本発明範囲の上限を
超える例で、ヒューム発生量は少ないものの、スラグ剥
離性が劣っている。
金属酸化物(ＮaＡlＳi3Ｏ8)の量が本発明範囲の上限を
超える例で、ヒューム発生量は少ないものの、スラグ剥
離性が劣っている。
【００４９】試験Ｎo.１４は、フラックス中のＭg量が
本発明範囲の上限を超える例で、ヒューム発生量が多く
なっている。
本発明範囲の上限を超える例で、ヒューム発生量が多く
なっている。
【００５０】試験Ｎo.１５は、フラックス中のＣ量が本
発明範囲の上限を超える例で、ヒューム発生量が著しく
多く、またスパッタ発生量も多い。
発明範囲の上限を超える例で、ヒューム発生量が著しく
多く、またスパッタ発生量も多い。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ヒューム発生量の少ないガスシールドアーク溶接チタニ
ヤ系フラックス入りワイヤを提供できるので、特に作業
環境改善に寄与する効果は大きい。
ヒューム発生量の少ないガスシールドアーク溶接チタニ
ヤ系フラックス入りワイヤを提供できるので、特に作業
環境改善に寄与する効果は大きい。
【図１】ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ｃ量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ａl量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】フラックス入りワイヤの断面形状の例を示す図
である。
である。
【図４】ヒューム捕集箱を備えた装置の概略説明図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細井宏一 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100−１株式 会社神戸製鋼所藤沢事業所内
Claims (3)
- 【請求項１】 軟鋼製外皮にフラックスを充填してなる
ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイ
ヤにおいて、 軟鋼製外皮が、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１５％ を含有し、かつ、 Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼からなり、 フラックスが、ワイヤ全重量に対する割合で、 ＴiＯ2：１.００〜８.５０％ アルカリ金属の酸化物(金属元素換算値)：０.０１〜１.
５０％ を含み、更に Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５０〜３.６０％ Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１０〜１.５０％ を含むチタニヤ系フラックスであることを特徴とするガ
スシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイ
ヤ。 - 【請求項２】 前記フラックスが更に、ワイヤ全重量に
対する割合で、 Ｍg及び／又はＭgＯ(Ｍg量に換算した値)：０.０１〜
１.００％ を含んでいる請求項１に記載のガスシールドアーク溶接
チタニヤ系フラックス入りワイヤ。 - 【請求項３】 前記フラックスが更に、ワイヤ全重量に
対する割合で、 Ｃ：０.０６％以下 を含んでいる請求項１又は２に記載のガスシールドアー
ク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9716993A JP2614969B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ |
| KR1019940006768A KR0134561B1 (ko) | 1993-03-31 | 1994-03-31 | 저휴움 가스시일드 아아크 용접용 플럭스 충전와이어 |
| TW083102825A TW303317B (ja) | 1992-09-30 | 1994-03-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9716993A JP2614969B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285672A true JPH06285672A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2614969B2 JP2614969B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=14185085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9716993A Expired - Fee Related JP2614969B2 (ja) | 1992-09-30 | 1993-03-31 | ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ |
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| JP (1) | JP2614969B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100497182B1 (ko) * | 2000-12-21 | 2005-06-23 | 현대종합금속 주식회사 | 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| KR100502572B1 (ko) * | 2000-07-28 | 2005-07-22 | 현대종합금속 주식회사 | 가스 보호형 내열강용 플럭스 충전 복합와이어 |
| KR100505918B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2005-08-04 | 현대종합금속 주식회사 | 보호가스를 겸용으로 사용할 수 있는 티타니아계 플럭스충전와이어 |
| KR100550331B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2006-02-09 | 현대종합금속 주식회사 | 탄산가스 아아크 용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| KR100615685B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2006-08-28 | 현대종합금속 주식회사 | 고온균열 저항성이 우수한 해변 내후성강용 티타니아계플럭스 충전 와이어 |
| KR100925321B1 (ko) * | 2006-12-15 | 2009-11-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| CN101870045A (zh) * | 2009-04-22 | 2010-10-27 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝 |
| KR101134841B1 (ko) * | 2008-07-08 | 2012-04-13 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 플럭스 코어드 와이어 |
| KR101288680B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2013-07-22 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 플럭스 내장 와이어 |
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1993
- 1993-03-31 JP JP9716993A patent/JP2614969B2/ja not_active Expired - Fee Related
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