JPH07106471B2 - 水平すみ肉溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

水平すみ肉溶接用フラックス入りワイヤ

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JPH07106471B2
JPH07106471B2 JP3087536A JP8753691A JPH07106471B2 JP H07106471 B2 JPH07106471 B2 JP H07106471B2 JP 3087536 A JP3087536 A JP 3087536A JP 8753691 A JP8753691 A JP 8753691A JP H07106471 B2 JPH07106471 B2 JP H07106471B2
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tio
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slag
welding
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池本和夫
哲男 菅
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水平すみ肉溶接用フラ
ックス入りワイヤに係り、より詳細には、炭素鋼及び低
合金鋼の溶接に適し、特に大脚長の水平すみ肉溶接にお
いて、優れたビード形状、ビード外観を有するチタニヤ
系ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】チタニ
ヤ系のガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
は、溶接作業性が良好であるという特徴を有しているた
め、従来より造船、鉄骨、橋梁等のすみ肉溶接に多用さ
れ、その使用量は増大している。
【0003】水平すみ肉溶接継手の脚長は、6mmが主体
であるが、8〜10mmの大脚長部もかなり存在してい
る。これら8〜10mmの大脚長を必要とする水平すみ肉
溶接継手においては、従来、1パス施工ではビード止端
部にオーバーラップが形成され易くため、疲労強度に対
する配慮から2〜3パス施工で対処していた。しかしな
がら、2〜3パス施工の場合、ビードの止端部の形状は
改善されるものの、各パスの重なり部に段(凹凸)が生
じ易く、また溶接の能率性が低いなどの問題点を有して
いた。
【0004】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであって、特に8〜10mmの大脚
長を1パスで水平すみ肉溶接する場合において、ビード
形状、ビード外観の良好な溶接部を与えることができる
フラックス入りワイヤを提供することを目的とするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】ビード形状に大きな影響
を与えるのは、スラグの粘性であり、粘性が高過ぎると
ビード止端部にオーバラップが形成され易くなる。一
方、スラグの粘性が低すぎると凸型ビードになり易い。
そこで、本発明者は、この2つの相反する現象のどちら
をも解消し得る適切な粘度のフラックス組成を得るべく
種々検討し、基本的な成分系として、TiO2−MgO−
ZrO2−SiO2−鉄酸化物を主要スラグ形成剤とするラ
ックス入りワイヤを試作した。
【0006】すなわち、スラグの粘度を高める成分とし
てTiO2、ZrO2、MgOの3成分を必須成分として含
有させ、一方、スラグの粘度を低下させる成分として、
SiO2、鉄酸化物の2成分を必須成分として含有させた
ものである。
【0007】しかし、このようにスラグの粘性を上げる
成分と下げる成分について特定のものを選定し、それら
を共存させることによってビード形状、ビード外観の改
善を図ることができたものの、必ずしも十分ではなかっ
た。そこで更に検討を加えた結果、フラックス中のスラ
グ成分の中で量も多量に含有させるTiO2とスラグの粘
度を上げるMgOとの比、並びにTiO2とスラグの粘度
を下げる鉄酸化物との比をそれぞれ特定範囲に規制する
ことにより、前記課題を解決できることを知見し、ここ
に本発明を完成したものである。
【0008】すなわち、本発明は、フラックス入りワイ
ヤのフラックス成分として、TiO2:5〜8%、Mg
O:1〜3%、ZrO2:0.2〜2.5%、SiO2:0.
2〜2.0%、鉄酸化物:0.1〜1.0%、Mn:0.5
〜5%及びSi:0.2〜3%をそれぞれ含有すると共
に、TiO2/鉄酸化物比:8.5〜50、TiO2/MgO
比:2〜7を満足していることを特徴とする水平すみ肉
溶接用フラックス入りワイヤを要旨とするものである。
【0009】以下に本発明を更に詳述する。
【0010】
【作用】
【0011】フラックス成分の限定理由は以下のとおり
である。なお、各成分の含有量はワイヤ重量に対する重
量%である。
【0012】TiO2:TiO2はスラグ形成剤の基本成分
である。しかし、5%未満ではスラグの被包性が不十分
であり、ビード外観、形状が不良となり、一方、8%を
超えるとスラグ量が過剰になり、スラグ巻等の溶接欠陥
が生じ易くなる。したがって、TiO2量は5〜8%の範
囲とする。なお、TiO2原料としては、ルチール、チタ
ンスラグ、イルミナイト等が挙げられる。
【0013】MgO:MgOはスラグの凝固点を高め、粘
性を高めることにより、特に大脚長溶接におけるビード
形状を改善する効果がある。しかし、1%未満ではビー
ド形状の改善効果がなく、一方、3%を超えるとスラグ
の粘性が過剰となり、スラグ被包性が不均一となり、ビ
ード外観が悪化する。したがって、MgO量は1〜3%
の範囲とする。なお、MgO原料としては、マグネシヤ
クリンカー、オリビンサンド、電融マグネシヤ、タルク
等が挙げられる。
【0014】ZrO2:ZrO2は、MgOと同様に、スラ
グの凝固点を高め、粘性を高めることにより、特に大脚
長溶接におけるビード形状を改善する効果がある。しか
し、0.2%未満ではビード形状改善効果がなく、一
方、2.5%を超えるとスラグの粘性が過剰となり、ス
ラグ巻等の溶接欠陥が生じ易くなる。したがって、Zr
2量は0.2〜2.5%の範囲とする。なお、ZrO2
料としては、ジルコニヤ、ジルコン等が挙げられる。
【0015】SiO2:SiO2はスラグの凝固点を下げ、
粘性を小さくすることにより、ビード形状を調整する効
果がある。しかし、0.2%未満ではビード形状の改善
効果がなく、逆に2.0%を超えるとスラグの流動性が
過剰となり、ビード形状が悪化する。したがって、Si
2量は0.2〜2.0%の範囲とする。なお、SiO2
料としては珪砂、長石、ジルコン、オリビンサンド、珪
灰石、ガラス等が挙げられる。
【0016】鉄酸化物:鉄酸化物は、SiO2と同様に、
スラグの凝固点を下げ、粘性を小さくすることにより、
ビード形状を改善する効果がある。しかし、0.1%未
満ではビード形状の改善効果がなく、逆に1.0%を超
えるとスラグの流動性が過剰となり、ビード形状が悪化
する。したがって、鉄酸化物量は0.1〜1.0%の範囲
とする。なお、鉄酸化物原料としてスケール、チタンス
ラグ等が挙げられる。
【0017】Mn:Mnは脱酸剤及び溶接金属の強度を調
整する成分であるが、0.5%未満では脱酸不足による
気孔が発生し、また5.0%を超えると溶接金属の強度
が高くなり過ぎて、耐割れ性の面で好ましくない。した
がって、Mn量は0.5〜5.0%の範囲とする。なお、
Mn原料としては電解Mn、Fe−Mn、Fe−Si−Mn等
が挙げられる。
【0018】Si:SiはMnと同様の機能を有する他、
溶融金属の流動性を調整する作用がある。しかし、0.
2%未満ではビードが凸ビードになり易く、また、脱酸
不足による気孔が多発してくる。逆に3.0%を超える
と溶接金属の強度が過大となると共に靭性が低下する。
したがって、Si量は0.2〜3.0%の範囲とする。な
お、Si原料としては、Fe−Si、Fe−Si−Mn、Fe
−Si−B、Si−Mg等が挙げられる。
【0019】但し、上記フラックス成分のうち、Ti
2、鉄酸化物及びMgOについては、以下に説明するよ
うに、TiO2と鉄酸化物の重量比(TiO2/鉄酸化
物)、並びにTiO2とMgOの重量比(TiO2/MgO)
をそれぞれ特定の範囲に規制する必要がある。
【0020】TiO2/鉄酸化物:本発明者は、ビード形
状、特に大脚長水平すみ肉におけるビードの揃い(特に
表面の凹凸、止端部の揃い)を改善するために各種の試
験、研究を行った結果、TiO2/鉄酸化物の重量比を
8.5〜50の範囲にすることが極めて有効であること
が判明した。しかし、TiO2/鉄酸化物の重量比が8.
5未満では上記効果が得られず、一方、50を超えると
スラグの粘性が過剰となり、ビード止端部がオーバーラ
ップ気味となり、ビード形状が悪化するので好ましくな
い。
【0021】TiO2/MgO:本発明者は、ビード形状、
特に大脚長水平すみ肉のビード止端部の形状を改善する
ために各種の試験、研究を行った結果、TiO2/MgO
の重量比を2〜7の範囲にすることが極めて有効である
ことが判明した。しかし、TiO2/MgOの重量比が2
未満では水平すみ肉のビード止端部の形状の改善効果が
得られず、一方、7を超えるとビードが凸気味となり、
形状が悪化するので好ましくない。
【0022】なお、本発明においてフラックス率(ワイ
ヤ全重量に対するフラックスの重量%)は特に限定され
ないが、15〜25%が適当である。
【0023】また、フラックス成分としては、必要に応
じて、その他の酸化物、弗化物、金属及び合金などを適
量にて添加することができる。例えば、スラグ量を調整
するためにスラグ形成剤として、CaO、MnO、Al2
3等の酸化物を添加できる。脱水素剤として、CaF2
SrF2、MgF2、K2SiF6等の弗化物を添加できる。
また、脱酸剤としてAl、Zr、Mg等を、溶接金属の靭
性改善のためにB、Ni等を適宜添加できる。溶接金属
の強度を調整するためにMo、Cr、Ca、V等を添加で
きる。更にスラグの剥離性改善のために酸化ビスマスを
添加してもよい。この場合の添加量はワイヤ全重量当り
0.002〜0.10%が適当である。特に弗素量/酸化
ビスマスの重量比が0.6〜80の範囲となるように金
属弗化物を添加すると、アークの拡がりも良好となり、
より美麗なビード外観を得ることができる。
【0024】また、フラックス入りワイヤの断面形状は
適宜の形状のものにすることができ、更にケーシング材
質、ワイヤ径、シールドガス組成等々も特に制限されな
い。
【0025】次に本発明の実施例を示す。
【0026】
【実施例】
【表1】 及び
【表2】 に示す成分組成のフラックスを軟鋼製ケーシング内にフ
ラックス率17〜18となるように充填して1.2mmφ
のフラックス入りワイヤを製造し、以下の条件で溶接実
験を行った。
【0027】溶接条件は以下のとおりである。 (1)供試鋼板及び継手形状…12mmt×85mmw×1
000mmlの鋼板を用いてT型すみ肉継手を形成した。 (2)溶接姿勢…水平すみ肉溶接 (3)シールドガス…100%CO2、流量25l/分 (4)ワイヤ突出し長さ…25mm (5)溶接電流…280A (6)アーク電圧…30V (7)電源極性…DCワイヤ(+) (8)溶接速度…30cm/分 (9)トーチ角度…水平より50゜ (10)前進又は後退角…なし (11)トーチ固定し、台車走行の自動溶接。
【0028】溶接試験の結果を
【表3】 に示す。表3から明らかなように、本発明例(No.11
〜No.19)は非常に良好な溶接作業性及びビード外
観、形状が得られている。
【0029】一方、比較例(No.1〜No.10)では、
本発明で規定する要件の何れかを欠くため、次のような
問題がある。すなわち、No.1はTiO2量が下限値を外
れ、ZrO2量が下限値を外れるためにビード形状、ビー
ド外観が悪い。No.2はTiO2量が上限値を外れ、Mg
O量が下限値を外れるためにビード形状が悪く、スラグ
巻が発生した。No.3はMgO量が上限値を外れ、SiO
2量が下限値を外れるためにビード外観が悪くなってい
る。No.4はZrO2量が上限値を外れ、鉄酸化物量が下
限値を外れるためにスラグ巻が発生し、ビード形状が悪
い。No.5はSiO2量が上限値を外れるためにビード形
状が悪化した。No.6は鉄酸化物量が上限値を外れるた
めにビード形状が悪化した。No.7はTiO2/鉄酸化物
の比が上限値を外れるためにビード形状が悪化した。N
o.8はTiO2/鉄酸化物の比が下限値を外れるためにビ
ード外観が不良であった。No.9はTiO2/MgOの比
が上限値を外れるためにビード外観が不良であった。N
o.10はTiO2/MgOの比が下限値を外れるためにビ
ード形状が不良であった。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
水平すみ肉溶接、特に8〜10mmの大脚長を1パスで水
平すみ肉溶接する場合において、ビード形状、ビード外
観の良好な溶接部を与えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 平1−22079(JP,B2) 特公 昭62−47635(JP,B2) 特公 昭60−39480(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラックス入りワイヤのフラックス成分
    として(ワイヤ全重量に対する重量%、以下、同じ)、
    TiO2:5〜8%、MgO:1〜3%、ZrO2:0.2〜
    2.5%、SiO2:0.2〜2.0%、鉄酸化物:0.1〜
    1.0%、Mn:0.5〜5%及びSi:0.2〜3%をそ
    れぞれ含有すると共に、TiO2/鉄酸化物比:8.5〜
    50、TiO2/MgO比:2〜7を満足していることを
    特徴とする水平すみ肉溶接用フラックス入りワイヤ。
JP3087536A 1991-03-27 1991-03-27 水平すみ肉溶接用フラックス入りワイヤ Expired - Lifetime JPH07106471B2 (ja)

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JP5361797B2 (ja) * 2010-05-18 2013-12-04 日鐵住金溶接工業株式会社 水平すみ肉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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JPS6247635A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 複写機における原稿台ロツク装置
JPS6422079A (en) * 1987-07-17 1989-01-25 Komatsu Mfg Co Ltd Laser oscillation equipment

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