JPH0636998B2 - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

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JPH0636998B2
JPH0636998B2 JP9301586A JP9301586A JPH0636998B2 JP H0636998 B2 JPH0636998 B2 JP H0636998B2 JP 9301586 A JP9301586 A JP 9301586A JP 9301586 A JP9301586 A JP 9301586A JP H0636998 B2 JPH0636998 B2 JP H0636998B2
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cored wire
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宥公 竹内
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、とくに亜鉛めっき系鋼板のガスシールドア
ーク溶接に使用するのに適したガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤに関するものである。
(従来の技術) ガスシールドアーク溶接には、非消耗電極を用いるいわ
ゆるTIG溶接法や、消耗電極を用いるいわゆるMIG
溶接法などがあり、各種機械構造物等の幅広い分野にお
いて適用されている(例えば、『金属便覧』改訂4版
第1548頁〜第1554頁 昭和57年12月20日
丸善株式会社発行)。
例えば、自動車外板の溶接に際してもガスシールドアー
ク溶接が用いられているが、このような自動車外板にお
いては、その防錆性を改善するために、近年、亜鉛めっ
き系鋼板が多く採用されるようになってきている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接を行う場合に
は、亜鉛蒸気によるものと考えられるブローホール(気
孔)が発生しやすく、健全な溶接部が得られないことが
ある。そこで、このような不具合の発生を防止するため
に、 溶接部近傍の亜鉛めっき被膜をあらかじめ除去してお
く。
すみ肉溶接のコーナー部における溶込みを少なくして
2層溶接を行う。
などの対策が施されているが、いずれも生産効率の低下
を招き、またの対策では健全な溶接部が得られないこ
とがあるという問題点があった。
(発明の目的) この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、とくに亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接を行うに
際して、あらかじめ溶接部近傍の亜鉛めっき被膜を除去
したり、コーナー部の溶込み量を少なくしたりしなくと
も、健全な溶接部を得ることができるようにする、とく
に亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接に適したガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目
的としているものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
入りワイヤに関するものであって、ワイヤ全重量に対
し、重量%で、C:0.10%以下、Si:0.1〜
1.2%、Mn:0.4〜2.5%、P:0.040%
以下、S:0.040%以下、F:0.01〜6.5
%、(Zn+Al+Cu):0.2〜2.0%を含み、
必要に応じてTi:0.10%以下より望ましくは0.
005〜0.10%,B:0.010%以下より望まし
くは0.0005〜0.010%のうちの1種または2
種、同じく必要に応じて(Sb+Te+Tl+Pb+B
i):0.20%以下より望ましくは0.01〜0.2
0%、(NaO+KO):0.1〜2.0%を含有
し、残部が実質的にFeよりなる組成を有し、ワイヤ全
重量に対するフラックス充填率が8.0〜50.0重量
%であることを特徴としている。
この発明によるガスシールドアーク溶接用フラックス入
りワイヤは、上記の成分組成とすることによって、とく
に亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接に際して何んら前処理
を行うことなく健全な溶接部が得られるようにしたもの
であるが、以下にその成分範囲およびフラックス充填率
(いずれも重量%)の限定理由について説明する。
C:0.10%以下 Cは溶接部の強度を確保するのに有効な元素であるが、
多すぎると溶接部の強度および硬さが増大しすぎて靭性
が低下するので、スパッタ発生量を減少させることもあ
わせて、0.10%以下とした。
Si:0.1〜1.2% Siは溶接部の脱酸を行って清浄度を高め、溶接部の機
械的特性を向上させるのに有効な元素であり、このよう
な効果を得るために0.1%以上とした。しかし、多す
ぎると強度が過大となり、溶接部の靭性が低下するので
1.2%以下とした。
Mn:0.4〜2.5% Mnは溶接部の脱酸および脱硫を行って清浄度を高め、
溶接部の機械的特性を向上させるのに有効な元素であ
り、このような効果を得るために0.4%以上とした。
しかし、多すぎると強度および硬さが過大となり、溶接
部の靭性が低下するので2.5%以下とした。
P:0.040%以下 P含有量が多すぎるとスラグ剥離性やビード外観を悪化
させ、溶接作業性を低下させるので、0.040%以下
にする必要がある。
S:0.040%以下 S含有量が多すぎると溶接作業性および溶接金属の機械
的性質を低下させるので、0.040%以下する必要が
ある。
F:0.01〜6.5% Fはアークの安定性を高めて溶接作業性を向上させるの
に有効な元素であり、金属のフッ化物として添加する場
合もこの発明に含まれる。そして、上記フッ化物中のF
がアークの安定性を向上させると共に、分離した金属が
スラグの剥離性を向上させ、ビードの外観を良好なもの
とする。そこで、このような効果を得るために0.01
%以上含有させた。しかし、多すぎると溶接部の機械的
性質を低下させるので6.5%以下にする必要がある。
Zn+Cu+Al:0.2〜2.0% Cu,AlはZnの固溶限が大きい元素であり、ワイヤ
中にZn,Cu,Alのうちの1種または2種以上を含
有させることによって、とくに亜鉛めっき系鋼板表面の
Znによるブローホール(気孔)の発生を防止すること
ができるようになる。そして、このような効果を得るた
めには、Zn,Cu,Alの1種または2種以上を合計
で0.2%以上含有させる必要がある。しかし、Zn,
Cu,Alの含有量が多すぎると溶接部の機械的性質が
低下し、割れを発生しやすくなるので、これらの合計が
2.0%以下となるようにすることが必要である。
Ti:0.10%以下,B:0.010%以下のうちの
1種または2種 Ti,Bはいずれも溶接部の靭性を向上させるのに有効
な元素であり、Tiは溶接金属の結晶粒を微細化して溶
接部の靭性を向上させ、Bは溶接金属の結晶粒界を強化
して溶接部の靭性を向上させるので、より望ましくはT
iは0.005%以上、Bは0.0005%以上含有さ
せるのもよい。しかし、多すぎるとかえって靭性を低下
させるので、含有させるとしても、Tiは0.10%以
下、Bは0.010%以下とする必要がある。
Sb+Te+Tl+Pb+Bi:0.20%以下 上記のように、Si,Mnは脱酸作用を有する元素であ
るが、この脱酸反応によってSiO,MnOが形成さ
れるとこれらがスラグとして浮上するため溶接部の表面
における塗装性が低下することもありうる。そこで、こ
のような場合に、Sb,Te,Tl,Pb,Biのうち
の1種または2種以上を添加すると、スラグの剥離性が
良好となり、その後の溶接部表面での塗装性を向上させ
ることができるようになる。このようなスラグ剥離性向
上の効果を得るためには、Sb,Te,Tl,Pb,B
iのうちの1種または2種以上をより望ましくは合計で
0.01%以上含有させることが必要である。しかし、
多量に添加すると溶接部の靭性を低下するので、含有さ
せるとしてもこれらの合計で0.20%以下とする必要
がある。
NaO+KO:0.1〜2.0% NaOおよびKOはスラグの粘性を調整するのに有
効な成分であり、これらの成分の1種または2種を添加
することによってスラグの流動性を高め、スラグ形成性
および剥離性を良好なものにして溶接作業性を向上させ
ることができるので、これらの合計で0.1%以上添加
するのもよい。しかし、多すぎるとヒュームの発生量が
増大して溶接作業性を悪化させるので、含有させるとし
てもこれらの合計で2.0%以下とするのが良い。
ワイヤ全重量に対するフラックス充填率:8.0〜5
0.0重量% ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が少なすぎると
鋼外皮となる鋼管の成形が困難となると共に、フラック
スの充填も難かしくなり、さらにはアークの安定性が悪
くなってアークを乱すようになると共にスパッタの発生
量も増大して溶接作業性を悪化させるので、ワイヤ全重
量に対するフラックス充填率は8.0%以上とする必要
がある。反対に、ワイヤ全重量に対するフラックス充填
率が多すぎると外皮部分が薄くなり、伸線過程で破断を
生じやすくなって生産性を低下させると共に、フラック
スの偏在をきたすこととなってスラグ剥離性やビード外
観を悪化させるので、ワイヤ全重量に対するフラックス
充填率は50.0%以下とする必要がある。
以上のように、この発明によるガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤは、、鋼外皮に、上記のワイヤ
組成となるフラックスを8.0〜50.0%充填してな
るものであるが、この発明においては、鋼外皮の構造は
とくに限定されず、継目ありの管状外皮,継目なしの管
状外皮のいずれであってもよく、また外皮の一部がフラ
ックス中に存在する断面構造のもの、中心部分にソリッ
ドワイヤを有する断面構造のものなどであってもよく、
特に限定されないものである。
(実施例) 鋼外皮として軟鋼管(JIS STKM11A:直径1
3.0mm,肉厚2.0mmのもの)を用い、振動式充
填機を使用して真空雰囲気中において前記鋼外皮中にフ
ラックスを第1表に示すワイヤ組成および充填率となる
ように充填した。このとき、、フラックス充填率の調整
は、充填フラックス粒子の寸法により行った。そして、
このフラックス入り軟鋼管1.2mmまで線引きするこ
とにより、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤを各々製作した。
次いで、第2表ならびに第1図(a)(b)および第2
図に示す要領でガスシールドアーク溶接を行い、溶接時
のアーク安定性、スパッタおよびヒュームの発生状況、
スラグ剥離性、ビード外観を観察することにより溶接作
業性を評価すると共に、溶接金属中のピット発生数およ
びブローホール発生数ならびに溶接割れの有無を調べ
た。これらの結果を同じく第1表に示す。
なお、第1図(a)(b)は、幅(W)が150mm,
長さ(H)が500mm,厚さ(t)が2.3mmの二
枚の亜鉛めっき系鋼板1,2を寸法L(=30mm)だ
けずらして重ね合わせた状態を示し、第2図に示すよう
に、溶接トーチ3に第1表に示した各成分組成の溶接用
フラックス入りワイヤ4をそれぞれセットしてガスシー
ルドアーク溶接を行った。
第1表に示すように、Zn,Cu,Alの含有量が少な
すぎる比較例1,2の溶接ワイヤを用いた場合には、ピ
ットおよびブローホールの発生数がかなり多いことが明
らかである。また、Zn,Cu,Alの含有量が多すぎ
る比較例3の溶接ワイヤを用いた場合には、ピットおよ
びブローホールの発生はないものの、溶接割れを生じや
すいことが認められた。
これに対して、この発明の成分組成を満足する発明例4
〜12の溶接ワイヤを用いた場合には、アーク安定性,
スラグ剥離性,ビード外観が良好であると共に、スパッ
タやヒュームの発生が少なく、溶接作業性が良好である
と共に、ピットやブローホールならびに溶接割れの発生
もほとんどなく、非常に良好な結果を得ることができ
た。
また、ワイヤ組成は満足しているもののフラックス充填
率が低すぎる比較例13の溶接ワイヤを用いた場合に
は、フラックスが少なすぎるためアークの乱れを生じや
すく、スパッタの発生が多くビード外観も良くないもの
となっており、反対にフラックス充填率が高すぎる比較
例17の場合にもフラックスが多すぎるためアークの安
定性が悪く、スパッタの発生が多くビード外観も良くな
いものとなっていた。
これに対して、フラックス充填率を8.0〜50.0%
の範囲にした発明例14〜16の溶接ワイヤを用いた場
合にはいずれもアーク安定性,スラグ剥離性,ビード外
観が良好であると共にスパッタやヒュームの発生が少な
く、溶接作業性が良好であり、ピット,ブローホールお
よび溶接割れの発生がほとんどないという非常に優れた
結果が得られた。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によれば、鋼外皮中
に、金属粉末を主成分とするフラックスを充填したガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0.10%以下、
Si:0.1〜1.2%、Mn:0.4〜2.5%、
P:0.040%以下、S:0.040%以下、F:
0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu):0.2〜
2.0%を含み、必要に応じてTi:0.10%以下,
B:0.010%以下のうちの1種または2種を含有
し、同じく必要に応じて(Sb+Te+Tl+Pb+B
i):0.20%以下、(NaO+KO):0.1
〜2.0%を含有し、残部が実質的にFeよりなる組成
とし、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が8.0
〜50.0重量%であるようにしたから、とくに防錆性
に優れた亜鉛めっき系鋼板の溶接に使用したときでも溶
接部にピットやブローホールが発生するのを防ぐことが
可能であり、健全な溶接部を形成させることができるた
め、溶接に先立って溶接部近傍の亜鉛めっき被膜を除去
したり2層溶接を行ったりする必要がなくなり、溶接作
業性を著しく向上させることが可能であり、例えば近年
採用が増加している自動車外板用亜鉛めっき系鋼板の溶
接に著しく適したものであるという非常に優れた効果が
もたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)はこの発明の実施例において使用し
た亜鉛めっき系鋼板の重ね要領を示す各々平面説明図お
よび側面説明図、第2図は溶接トーチを用いた溶接要領
を示す拡大説明図である。 1,2……亜鉛めっき系鋼板、 3……溶接トーチ、 4……溶接用フラックス入りワイヤ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
    ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
    入りワイヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、
    C:0.10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:
    0.4〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.0
    40%以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+
    Cu):0.2〜2.0%を含み、残部が実質的にFe
    よりなる組成を有し、ワイヤ全重量に対するフラックス
    充填率が8.0〜50.0重量%であることを特徴とす
    るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
  2. 【請求項2】鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
    ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
    入りワイヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、
    C:0.10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:
    0.4〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.0
    40%以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+
    Cu):0.2〜2.0%を含み、さらにTi:0.1
    0%以下,B:0.010%以下のうちの1種または2
    種以上を含有し、残部が実質的にFeよりなる組成を有
    し、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が8.0〜
    50.0重量%であることを特徴とするガスシールドア
    ーク溶接用フラックス入りワイヤ。
  3. 【請求項3】鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
    ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
    入りワイヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、
    C:0.10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:
    0.4〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.0
    40%以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+
    Cu):0.2〜2.0%を含み、さらに(Sb+Te
    +Tl+Pb+Bi):0.20%以下、(NaO+
    O):0.1〜2.0%を含有し、残部が実質的に
    Feよりなる組成を有し、ワイヤ全重量に対するフラッ
    クス充填率が8.0〜50.0重量%であることを特徴
    とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
    ヤ。
  4. 【請求項4】鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
    ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
    入りワイヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、
    C:0.10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:
    0.4〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.0
    40%以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+
    Cu):0.2〜2.0%を含み、さらにTi:0.1
    0%以下,B:0.010%以下のうちの1種または2
    種、および(Sb+Te+Tl+Pb+Bi):0.2
    0%以下、(NaO+KO):0.1〜2.0%を
    含有し、残部が実質的にFeよりなる組成を有し、ワイ
    ヤ全重量に対するフラックス充填率が8.0〜50.0
    重量%であることを特徴とするガスシールドアーク溶接
    用フラックス入りワイヤ。
JP9301586A 1986-04-21 1986-04-21 ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ Expired - Lifetime JPH0636998B2 (ja)

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KR100615686B1 (ko) 2005-06-30 2006-08-28 현대종합금속 주식회사 저온인성이 우수한 메탈계 플럭스 충전 와이어

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