JPH0667558B2 - フラックス入りワイヤ用リチウム系原料 - Google Patents

フラックス入りワイヤ用リチウム系原料

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JPH0667558B2
JPH0667558B2 JP62204895A JP20489587A JPH0667558B2 JP H0667558 B2 JPH0667558 B2 JP H0667558B2 JP 62204895 A JP62204895 A JP 62204895A JP 20489587 A JP20489587 A JP 20489587A JP H0667558 B2 JPH0667558 B2 JP H0667558B2
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勲 藍田
哲男 菅
勝士 西村
宏一 細井
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はフラックス入りワイヤ用フラックス原料に係
り、より詳細には、ガスシールドアーク溶接用、シール
ドガスを用いないセルフシールド(ノンガスシールド)
アーク溶接用、サブマージアーク溶接用などの各種溶接
用のフラックス入りワイヤにおいて、鋼製外皮中に充填
されるフラックス中に添加するリチウム組成物に関する
ものである。
(従来の技術) 鋼製外皮中にフラックスを充填したフラックス入りワイ
ヤには、外皮に継ぎ目のあるもの或いは継ぎ目のないも
の、或いは細径のものから太径のものまであり、更には
充填されるフラックスも各種成分系のものが用いられる
など、種々のタイプのものがあるが、一般に溶接速度が
高く、溶接作業性が良好であることから、CO2、CO2
O2、Ar、Ar+O2などのシールドガスを用いたガスシール
ドアーク溶接用のワイヤとして、またシールドガスを用
いないセルフシールドアーク溶接用、或いはサブマージ
アーク溶接用のワイヤとして多用されているところであ
る。
ところで、鋼製外皮に充填されるフラックスは、一般に
スラグ剤、シールド剤、アーク安定剤、合金成分、脱酸
剤等々からなり、各種溶接法に応じて適宜調整のうえ利
用されているが、より効果的な成分並びに成分系のフラ
ックス原料開発が精力的に進められている。その1つと
して、Liのもつアーク安定効果、シールド効果を活かし
てリチウム組成物をフラックス入りワイヤに適用するこ
とが提案されている。
(発明が解決しようとする問題点) 例えば、特公昭62−25479号公報では、リチウム組成物
として、リチウム化合物と酸性又は両性の鉄、マンガ
ン、珪素、アルミニウム、ニッケル、チタン及びコバル
トの酸化物から選ばれた1種以上の金属酸化物との反応
生成物をフラックス入りワイヤの外皮中に添加すること
が提案されている。このリチウム組成物は、不安定で吸
湿性のあるリチウム化合物を他の酸化物とともに高温で
加熱することにより、安定した酸化リチウムの形でリチ
ウムを含有させたものである。
このようなリチウム組成物は、同公報にも記載されてい
るように、炭酸リチウムなどの従来のリチウム化合物に
比較し、優れた特性を有している。しかし、実際には、
往々にしてスパッタ発生量や溶着金属の拡散性水素量が
多くなる場合があるなど、バラツキが大きく、アーク安
定性に欠け、安定した溶接作業性が得られない等のた
め、実用化があまり進んでいないのが実情である。
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたものであって、
スパッタ発生量及び溶着金属中の拡散性水素量が少な
く、かつそのバラツキが小さく、アーク安定性に優れ、
定常的に安定した溶接作業性が得られるフラックス入り
ワイヤ用リチウム系原料を提供することを目的とするも
のである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、前述のリチウム
組成物を添加したフラックス入りワイヤを用いた場合、
スパッタ発生量や溶接金属の拡散性水素量の点でバラツ
キが大きくなる原因を究明するべく鋭意研究を進めた。
まず、その原因については、当初、リチウム組成物と共
にフラックス中に添加する他のフラックス原料に起因す
るものと考え、これら多数のフラックス原料について調
査検討を加えたが、効果的な改善策は見い出せなかっ
た。
そこで、上記原因はリチウム組成物そのものの物性に起
因するとの判断のもとにリチウム組成物の各種微量成分
について分析し、上記原因との関係を検討した。その結
果、リチウム組成物中には、通常、微量のCO2や水分が
含有されているが、従来、これらの含有量自体について
は特にコントロールされておらず、そのために含有量に
バラツキが生じ、その結果、スパッタ発生量や溶接金属
中の拡散性水素量にバラツキが生じ、実用上支障が生じ
るとの知見を得て、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明は、リチウム組成物がLiと、Fe、Mn、
Si及びAlのいずれかの元素と、酸素との化合物からな
り、かつ、全CO2量が1.5wt%以下及び水分量が1000ppm
以下に規制されたものであることを特徴とするフラック
ス入りワイヤ用リチウム系原料を要旨とするものであ
る。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明におけるリチウム組成物とは、LiとFe、Mn、Si及
びAlのいずれかの元素と酸素との化合物であり、具体的
には、リチウムの鉄酸塩、マンガン酸塩、珪酸塩、アル
ミン酸塩などを挙げることができる。
これらのリチウム組成物は、通常、炭酸リチウム(Li2C
O3)と酸化鉄、酸化マンガン、二酸化珪素又はアルミナ
などを混合し、約900〜1000℃の高温で加熱することに
より製造されるため、CO2が多く、また吸着水の量が多
く、そのバラツキも大きいのが通例である。
そこで、本発明者は、リチウム組成物の製造条件(例、
焼成温度、焼成時間、焼成雰囲気、焼成量等々)を変え
てCO2量、水分(H2O)量の種々レベルのリチウム組成物
を製造し、これを用いたフラックス入りワイヤにて溶接
し、スパッタ発生量、溶着金属の拡散性水素量を調べ
た。その結果、フラックス入りワイヤの鋼製外皮中に充
填されるリチウム組成物の多少並びにリチウム組成物の
成分系にかかわらず、リチウム組成物中に含有される全
CO2を1.5wt%以下に規制することにより、スパッタ発生
量が減少し、アークが安定することが判明した。
また、溶着金属の拡散性水素量は、フラックス入りワイ
ヤの外皮中に充填されるリチウム組成物の多少により若
干影響を受けるものの、リチウム組成物中の水分量が10
00ppmを超えると、急激に増加することが判明した。も
っとも、この水分量については、拡散性水素量との関係
で許容限度を1000ppmとしたが、アーク安定性の確保並
びにスパッタ発生量の減少の面からすると、むしろ若干
量の水分を含有させた方が良好な結果が得られ、そのた
めには、リチウム組成物中に50ppm以上含有させるのが
好ましい。この水分含有により上記効果が得られる理由
は必ずしも明らかではないが、Liの存在下でH2Oを含有
させることにより、LiとH2Oの両者共同のシールド効果
が奏されるためと考えられる。
以上の点から、本発明においては、フラックス入りワイ
ヤの鋼製外皮中に充填されるフラックスに添加するリチ
ウム組成物としては、リチウムとの上記化合物において
全CO2量が1.5wt%以下、水分量が1000ppm以下にコント
ロールしたものを用いる。これにより、スパッタ発生量
及び溶着金属の拡散性水素量が少なく、且つバラツキも
少なく、結果としてアーク安定性の優れたフラックス入
りワイヤを提供することができる。
次に、このように全CO2量及び水分量をコントロールし
たリチウム組成物は、他の適当なフラックス原料ととも
に配合され、常法によりフラックス入りワイヤが製造さ
れる。フラックス入りワイヤの製造には、例えば、鋼製
外皮を断面U字状に成形し、その中に電磁フィーダー等
によりフラックスを充填した後、伸線したり、或いは鋼
製パイプ内にフラックスを落し込んだ後、伸線する等の
方法が採られる。
なお、本発明者は、上記リチウム組成物を添加したフラ
ックスを用いた場合、フラックス入りワイヤの製造に及
ぼす影響を調べたところ、リチウム組成物の粒度が伸線
性及びアーク安定性に影響を与えることを知見した。す
なわち、生産性を高めるためには伸線速度を上げること
が望まれるが、高速になるほど或いは細径(0.9mmφ、
1.2mmφ)になるほど断線し易い傾向があり、リチウム
組成物を添加した場合には、その傾向がやゝ顕著に現わ
れることが判明した。そこで、断線を減少させる方策を
種々検討した結果、リチウム組成物の粒度を、149μm
以上の粒径の粒子が10%以下となるようにコントロール
すればよいことを知見したものである。また、リチウム
組成物の粒度を極端に粗くするとアーク安定性に若干影
響を与えることも判明した。したがって、本発明におい
ては、リチウム組成物の粒度を伸線速度等との関連で上
記の如く規制するのが好ましい。
なお、本発明によるリチウム組成物は、各種のフラック
ス入りワイヤに適用でき、その含有量も適宜調整して利
用し得ることは云うまでもない。
次に本発明の実施例を示す。
(実施例) 第1表に示す種々の性質を有するリチウム鉄酸塩を準備
し、このリチウム組成物を添加したフラックスを鋼製外
皮にて充填して1.2mmφのフラックス入りワイヤ(セル
フシールドワイヤ)を製造した。
なお、フラックスの配合(wt%)は、Fe−Mn3%、上記
リチウム組成60%、Fe−Ti5%、Al2Mg310%、Al粉15%
及びFe粉7%とし、約3.0mmφに整径した鋼製外皮中に
フラックス率15%となるように充填し、速度1800m/min
で伸線した。
次いで、得られたフラックス入りワイヤを用いて、溶接
電流及び電圧280A、25V、溶接速度30cm/min、突出し長
さ20mmの条件でシールドガスを用いずに、試験板SM50
A、SM41Bにセルフシールドアーク溶接を行った。第2表
に断線回数、スパッタ発生量、溶着金属の拡散性水素量
及びアーク安定性を示す。
なお、スパッタ発生量は、試験板SM50Aの場合に測定
し、ボックス型の鋼製スパッタ捕集機を用いて全量を捕
集した。溶着金属の拡散性水素量は、試験板SM41Bの場
合にガスクロ法(JISZ3118)により測定した結果であ
る。アーク安定性は上記条件で溶接した際の官能評価で
あり、○(良好)、△(やや良好)、×(不良)にて表
示した。
第1表に示すように、本発明例のフラックス入りワイヤ
はいずれもスパッタ発生量が著減し、アーク安定性も良
好であり、しかも溶着金属中の拡散性水素量も少なく、
それらのバラツキも小さかった。もっとも、リチウム組
成物の粒度が粗いと(ワイヤNo.1、2)、断線回数が増
し、アーク安定性がやや不安定となることから、その粒
度もコントロールすることが望ましい。
一方、リチウム組成物の全CO2又は水分量のいずれかが
本発明範囲外の比較例では、スパッタ発生量や溶着金属
の拡散性水素量が多かったり、アーク安定性が不安定と
なり、バラツキも大きかった。
上記実施例では、リチウム組成物としてリチウム鉄酸塩
の場合を示したが、他のリチウム組成物であるリチウム
のマンガン酸塩、珪酸塩及びアルミン酸塩の場合でも同
様の結果となることを確認した。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、フラックス入り
ワイヤに充填されるフラックスに添加するリチウム組成
物として、リチウムと特定の元素との化合物であって、
全CO2量及び水分量をコントロールしたので、スパッタ
発生量や溶着金属の拡散性水素量が少なく、かつバラツ
キも小さく、アーク安定性に優れるため、併せてリチウ
ムのもつ効果を充分発揮し得るフラックス入りワイヤを
提供することができる。また、更にはリチウム組成物の
粒度をコントロールすれば、特にフラックス入りワイヤ
の製造を断線なく高速度で行うことも可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リチウム組成物がLiと、Fe、Mn、Si及びAl
    のいずれかの元素と、酸素との化合物からなり、かつ、
    全CO2量が1.5wt%以下及び水分量が1000ppm以下に規制
    されたものであることを特徴とするフラックス入りワイ
    ヤ用リチウム系原料。
  2. 【請求項2】前記リチウム組成物は、149μm以上の粒
    径のものが10%以下を占める粒度を有する特許請求の範
    囲第1項記載のフラックス入りワイヤ用リチウム系原
    料。
JP62204895A 1987-08-18 1987-08-18 フラックス入りワイヤ用リチウム系原料 Expired - Lifetime JPH0667558B2 (ja)

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JPS6448699A JPS6448699A (en) 1989-02-23
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