JPH06312294A - 溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 - Google Patents

溶接用フラックス入りワイヤの製造方法

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JPH06312294A
JPH06312294A JP10333493A JP10333493A JPH06312294A JP H06312294 A JPH06312294 A JP H06312294A JP 10333493 A JP10333493 A JP 10333493A JP 10333493 A JP10333493 A JP 10333493A JP H06312294 A JPH06312294 A JP H06312294A
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JP
Japan
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flux
welding
steel pipe
cored wire
iron powder
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JP10333493A
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Masao Kamata
政男 鎌田
Toshiyuki Izumi
敏行 泉
Kazuo Mori
和夫 森
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 外皮部に開口部のない全姿勢溶接用ルチール
系フラックス入りワイヤの製造方法を提供。 【構成】 鋼管外皮にフラックスを充填後、伸線加工す
ることからなる溶接用フラックス入りワイヤの製造方法
において、TiO2 を主体とする成分系のフラックス配
合原料に水ガラスを添加して1次造粒し、引き続き、濡
れが保持された状態にある1次造粒フラックス粒子の表
面にTiO2 より導電性の良い金属鉄を主成分とする粉
体をフラックス全重量比で10〜30重量%付着させた
後、乾燥処理をして2次造粒フラックスとし、これを鋼
管外皮に充填し、伸線加工することを特徴とする溶接用
フラックス入りワイヤの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は造船や鉄骨、橋梁等の溶
接構造物の施工に広く使用されている溶接用フラックス
入りワイヤの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、フラックス入りワイヤは主に細径
のガスシールドアーク溶接材料(ワイヤ径1.0〜1.
6mm)として著しく普及している。これは鋼製外皮内
に充填されたフラックスの作用により、ソリッドワイヤ
に比較してアークが安定でスパッタが少なく、また立向
姿勢や上向姿勢においてもメタルが垂れにくく溶接がし
やすいこと、さらにワイヤ溶融速度が速く高能率な溶接
ができるなどの優れた溶接性能を持つことによる。特に
図1に示すような外皮部に開口部のない断面形状のフラ
ックス入りワイヤは、使用中に吸湿がなく極低水素の溶
接金属が得られ、またワイヤ表面に銅メッキを施せるの
で溶接時の通電性が良好でアークが安定し、チップ、コ
ンジットライナー等部品の摩耗も少ないといった利点が
あり使用量が年々増加している。
【0003】ところで、このような断面形状のフラック
ス入りワイヤは通常、特公昭45−30937号公報に
代表されるように鋼管の端口からフラックスを振動、搬
送方式により充填後、所定のワイヤ径まで伸線加工して
製造される。この時、成分偏析防止、フラックス充填率
の安定化および充填時間の短縮などのために、配合原料
に水ガラスを添加して増粒処理を行ったフラックスが一
般に用いられている。
【0004】しかし、水ガラスを添加して造粒されたフ
ラックスを充填したフラックス入りワイヤは電流を高め
て溶接した場合、外皮部が充填フラックスよりも先に溶
けてしまい、充填フラックスが未溶融のままワイヤ径よ
りも相当長くアーク中に突き出すという現象が生じやす
い。このような未溶融フラックスの突き出しは溶接中の
スパッタを多くし、さらに立向下進溶接のように溶接速
度を速くした場合には未溶融フラックスが溶融プール中
に入り、そのまま浮上分離せずにスラグ巻き込み欠陥の
発生要因となっている。これまでにも、未溶融フラック
ス突き出し防止のために、例えば特開昭62−1660
99号公報、特開昭62−19925号公報等により、
水ガラス以外の固着材あるいはフレーク状鉄粉を使用す
ることの効果が提案されているが、フラックス入りワイ
ヤへの使用条件の要求も厳しくなっており、さらに溶接
性能を高めていく必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の高電
流域や溶接速度の速い使用条件において問題となる未溶
融フラックスの突き出しを短くし、スパッタが少なくス
ラグ巻き込み欠陥が発生しないフラックス入りワイヤの
製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、鋼管外皮にフラックスを充填後、伸線加工
することからなる溶接用フラックス入りワイヤの製造方
法において、TiO2を主体とする成分系のフラックス
配合原料に水ガラスを添加して1次造粒し、引き続き、
濡れが保持された状態にある1次造粒フラックス粒子の
表面にTiO2より導電性の良い金属鉄を主成分とする
粉体をフラックス全重量比で10〜30重量%付着させ
た後、乾燥処理をして2次造粒フラックスとし、これを
鋼管外皮に充填し、伸線加工することを特徴とする溶接
用フラックス入りワイヤの製造方法にある。
【0007】
【作用】本発明者らは、水ガラスを添加して造粒処理し
たフラックスを充填したフラックス入りワイヤにおける
未溶融フラックスの突き出し現象は、水ガラスがほぼ完
全に各フラックス粒子をコーティングしてしまうために
充填フラックスと外皮部との間に絶縁作用をもたらし、
電流が主として外皮部を流れることにより生じるもの
で、従って充填フラックスに通電性を十分にもたせるこ
とによって未溶融フラックスの突き出しを短くできると
の観点から種々検討した。その結果、非造粒フラックス
を充填した場合、未溶融フラックスの突き出しが短くな
ることは認められるものの、成分偏析防止やフラックス
充填率の安定化、充填能率の点からやはり造粒フラック
スが好ましく、そのフラックス粒子の表面にこれらのフ
ラックスより導電性の良好な粉体を付着させることによ
り未溶融フラックスの突き出しを短くできることを見出
したものである。図2に本発明の実施態様例を示す。
【0008】まず、1次造粒装置(湿式混合機)3にT
iO2 を主成分とし、これにSiO 2 、ZrO2 、Al
2 3 、MgOなどのスラグ形成剤、Si、Mn、N
i、Moなどの脱酸剤や合金剤、Na、K、Liなどの
アーク安定剤、鉄粉などからなる配合原料4および例え
ば珪酸ソーダ、珪酸カリあるいは両者を混合した組成の
水ガラス5を投入して1次造粒する。そして、湿式造粒
により濡れた状態にあるうちに1次造粒フラックス粒子
の表面にTiO2 よりも導電性の良好な例えば金属鉄粉
を付着させる。この鉄粉を付着させる方法は攪拌機を使
用し混合してもよいが、図2(b)、(c)に示すよう
な2次造粒装置6により回転振動が与えられる振動架台
7の上に1次造粒フラックス8および鉄粉9を供給し、
両者を外周板10に沿って流動させることにより、充填
フラックス部の通電性向上のために好ましい自然付着の
状態、即ち、水ガラスによりコーティングされていない
部分を多くして鉄粉をフラックス粒子の表面に付着させ
ることができる。また、鉄粉が付着した後も振動架台上
をしばらく流動するので、粉化や鉄粉の離脱が起こりに
くいいわゆる締まった状態の造粒フラックスが形成され
る。さらに、鉄粉を付着させた後に行う乾燥処理(11
0〜350℃程度)は、水分の除去とともに鉄粉のフラ
ックス粒子への固着を強くする。なお、図2(c)にお
いて11は1次造粒フラックスおよび鉄粉の流れ方向を
示し、12は鉄粉を付着させた2次造粒フラックスの流
れ方向を示す。
【0009】図3(a)は鉄粉を付着させたフラックス
粒子を模式的に示したもので、鉄粉のフラックス粒子に
接触する側は水ガラスでコーティングされた状態になっ
ているが、鉄粉表面の大部分は水ガラスによりコーティ
ングされていない。図3(b)は従来の造粒フラックス
の状態を示したもので、鉄粉を含む各原料粉は水ガラス
でコーティングされ、さらに鉄粉は他の原料粉と一緒に
配合、造粒されたことにより通電性の悪いスラグ形成剤
と接触あるいは一体となっており、溶接時に充填フラッ
クス部の通電効果を発揮し得ない。
【0010】図4は鉄粉を付着させた造粒フラックスを
充填後、伸線加工して製造したフラックス入りワイヤの
断面構造を模式的に示したもので、水ガラスで全面をコ
ーティングされていない鉄粉は充填フラックス中に散在
し、鋼管外皮部と接触するかあるいは互いに接触するこ
とになる。このようなワイヤ断面構造にすることにより
溶接時の充填フラックス部の通電性を向上させ、未溶融
フラックスの突き出しを短くすることができる。
【0011】ここで鉄粉の付着量をフラックス全重量比
で10〜30重量%に限定した理由は、通常の全姿勢溶
接用ルチール系フラックス入りワイヤのフラックス充填
率が10〜20重量%であることを考慮し、鉄粉の付着
量が10重量%未満では溶接時の未溶融フラックスの突
き出しの減少効果が顕著でなく、他方30重量%を超え
て付着させるためにはバインダーを過剰に添加しなけれ
ばならず、この場合、鉄粉の付着量が均一にならず、ま
た充填フラックス中の鉄粉含有量が多くなり、ルチール
系フラックス入りワイヤの全姿勢溶接性が損なわれるた
めである。
【0012】本発明において1次造粒フラックス粒子に
付着させる鉄粉の粒径は特に限定するものでないが、鉄
粉の付着性および細径段階の伸線性等を考慮して平均粒
径が300μm以下のものが好ましい。鉄粉の種類は通
常フラックス入りワイヤに使用している球状鉄粉、板状
鉄粉、線状鉄粉等で、Fe−Si、Fi−Mn等の合金
粉末を含み、少量の鉄酸化物を含んでもよい。また鉄粉
と同様フラックスの主成分であるTiO2 より導電性の
良いNi、Al、Cu等の粉末を少量混合して用いるこ
ともできる。より好ましくは容易に入手でき、かつ安価
な金属鉄をベースとする粉末を用いる。
【0013】以下に実施例により本発明の効果を具体的
に示す。
【0014】
【実施例】表1に示す造粒フラックスを特公昭45−3
0937号公報の技術により軟鋼製パイプ(化学成分=
C:0.05重量%、Mn:0.29重量%、Si:
0.02重量%、P:0.010重量%、S:0.00
6重量%、残部Feおよび不可避的不純物)に充填後、
伸線加工によりワイヤ径1.2mmの全姿勢用ルチール
系フラックス入りワイヤを試作した。表2に1次造粒フ
ラックスに付着させた鉄粉の粒度分布を示す。1次造粒
および鉄粉の付着方法は前記図2に示す湿式混合機、振
動架台を用い、各試作ワイヤについて表3に示す試験条
件で立向下進溶接を行い、未溶融フラックスの突き出し
長さの測定とスラグ巻き込み欠陥の有無、およびスパッ
タ発生量の測定を行った。なお、未溶融フラックスの突
き出し長さは高速度カメラによる写真撮影により、スラ
グ巻き込みはX線試験により測定し、スパッタ発生量は
鋼製容器で囲って溶接することにより全量補集し、1分
間当たりの発生量として評価した。表4に試験結果をま
とめて示す。
【0015】試験No.1は鉄粉の全量を他の原料と一
緒に配合し水ガラスで造粒して製造したワイヤを使用し
た場合で、未溶融フラックスの突き出しが長く、スパッ
タ量が増加し、またスラグ巻き込み欠陥が発生した。試
験No.4はフラックス粒子に付着させた鉄粉量が少な
すぎるために本発明の効果が認められない。これに対
し、試験No.2、3、5は本発明によるもので、未溶
融フラックスの突き出しが短く、良好な溶接作業性を示
した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、鋼管外皮に
フラックスを充填して製造するフラックス入りワイヤに
おいて、しばしば問題となる未溶融フラックスの突き出
しを短くし、しかもスパッタが少なくスラグ巻き込み欠
陥が発生せず、溶接作業性が良好な溶接用フラックス入
りワイヤの製造方法を提供するものであり、溶接の高能
率化、高品質化の強い要望に十分に応え得るものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】フラックス入りワイヤの断面形状を示す図であ
る。
【図2】(a)、(b)、(c)は実施例におけるフラ
ックス粒子に鉄粉を付着させる方法の説明図である。
【図3】本発明における効果を説明するための模式図で
ある。
【図4】本発明における効果を説明するための模式図で
ある。
【符号の説明】
1 外皮部 2 充填フラックス部 3 1次造粒装置(湿式混合機) 4 配合原料 5 水ガラス 6 2次造粒装置 7 振動架台 8 1次造粒フラックス 9 鉄粉 10 外周板 11 1次造粒フラックスおよび鉄粉の流れ方向 12 2次造粒フラックスの流れ方向 13 水ガラスによりコーティングされた鉄粉表面
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼管外皮にフラックスを充填後、伸線加
    工することからなる溶接用フラックス入りワイヤの製造
    方法において、TiO2 を主体とする成分系のフラック
    ス配合原料に水ガラスを添加して1次造粒し、引き続
    き、濡れが保持された状態にある1次造粒フラックス粒
    子の表面にTiO2 より導電性の良い金属鉄を主成分と
    する粉体をフラックス全重量比で10〜30重量%付着
    させた後、乾燥処理をして2次造粒フラックスとし、こ
    れを鋼管外皮に充填し、伸線加工することを特徴とする
    溶接用フラックス入りワイヤの製造方法。
JP10333493A 1993-04-28 1993-04-28 溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 Withdrawn JPH06312294A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103317073A (zh) * 2013-07-05 2013-09-25 成都市新筑路桥机械股份有限公司 一种用于大型摆辗机的球面摆动装置

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