JPH07116890A - アーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

アーク溶接用フラックス入りワイヤ

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JPH07116890A
JPH07116890A JP26397993A JP26397993A JPH07116890A JP H07116890 A JPH07116890 A JP H07116890A JP 26397993 A JP26397993 A JP 26397993A JP 26397993 A JP26397993 A JP 26397993A JP H07116890 A JPH07116890 A JP H07116890A
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JP
Japan
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flux
wire
welding
mica
arc welding
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Pending
Application number
JP26397993A
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English (en)
Inventor
Kazukuni Hase
和邦 長谷
Akihisa Yamaura
晃央 山浦
Nobuhisa Tabata
綽久 田畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接作業性に優れるとともに溶着速度の大き
いアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 TiO を主体としたフラックス配合を規定し、
雲母を添加するほか、フラックス包含比を10〜30%とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼構造物の溶接に使用
するアーク溶接用フラックス入りワイヤに関するもので
あり、とくに溶接作業性、ビード外観、継ぎ手強度に優
れ、スパッタ発生量が少なく、さらには高溶融速度およ
び高溶着速度が得られるアーク溶接用フラックス入りワ
イヤに関する。
【0002】
【従来の技術】フラックス入りワイヤはソリッドワイヤ
に比べ、ガスシールドアーク溶接時のアーク安定性に優
れ、スパッタの発生が少なく、またビード形状も良いと
いうその良好な溶接作業性から急速にそのシェアが広が
って来ている。また近年溶接能率にも関心が集まって来
るようになったが、この点でもフラッツス入りワイヤ使
用のメリットが注目されている。すなわち溶接中のワイ
ヤに流れる電流はフラックス入りワイヤの場合主として
外皮に流れ、同一径のソリッドワイヤに比べ、同一の溶
接電流では電流密度が高くなりワイヤ溶融速度が早くな
る。また、スパッタ発生量が少ないところからソリッド
ワイヤに比較して溶着効率が良好であるとされてい
る。。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところがフラックス内
には、金属粉末などの電導性の粉末が存在するため溶接
電流はフラックスにも分流し、ワイヤ溶融速度が低下す
るという問題がある。フラックス入りワイヤのフラック
スに対しては、特公昭59−15756号公報などに開
示された技術が開発されているが、いずれも溶接作業性
および溶接金属の機械的性質についての発明でありワイ
ヤ溶融速度および溶着速度について関心が払われていな
い。
【0004】溶着効率の向上に関しては特開昭61−7
4798号公報に、外皮金属とフラックスの境界に絶縁
層を形成し、溶接電流がフラックスに分流するのを防い
で効率良くジュール熱によりワイヤの溶融速度および溶
着速度を向上させようとする技術が提案されているが、
この技術は絶縁層を設けることで製造工程が複雑にな
り、コストアップになるため基本的な解決策にはならな
い。
【0005】また、特開昭61−180696号公報
や、特開昭61−169195号公報は、フラックス入
りワイヤのC量、アーク安定剤、スラグ形成剤などの調
整によってスパッタ発生量を低減させて溶着効率の向上
を図るものであり、溶融速度および溶着速度の向上を本
質的に満足させるものではない。また、特開平3−22
6395号公報は、フラックス中の鉄粉、脱酸剤の種
類、粒度を変えることによってフラックスの比電気抵抗
を調整し、溶融速度を調整する技術であるが、溶融速度
のみに着目しては溶接作業性を加味したフラックス設計
を困難にするという問題がある。
【0006】本発明は、こうした事情に着目してなされ
たものであって、溶融速度および溶着速度がはやく、な
おかつ溶接作業性、溶接継ぎ手性能に優れたアーク溶接
用フラックス入りワイヤを提供するためになされたもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、フラック
ス入りワイヤの溶融速度および溶着速度そして溶接作業
性におよぼすフラックス組成の影響について鋭意研究を
重ねた結果、フラックス組成を下記のごとく特定してや
れば溶接作業性、継ぎ手性能が良好なワイヤがえられる
ことを発見した。また、フラックス中に雲母を所定量添
加することにより溶着速度が早くなることを発見した。
この知見に基づいて本発明をなすにいたった。
【0008】すなわち本発明は、ワイヤ全体に対する重
量%を下記に示した成分で構成されるフラックスをコア
として金属製外皮内に充填したことを特徴とするアーク
溶接用フラックス入りワイヤであり、 TiO2 :3.0〜11.0% SiO2 :0.4〜1.3% ZrO2 、MgOのうち1種以上:0.15〜0.6% Al2 3 :0.05〜0.3% Al、Mg、Mn、Siのうち1種以上:2.5〜8.
0% 鉄粉、鉄:残り 雲母:0.01〜3.0% また本発明は、上記のワイヤ全体に対するコアの比が1
0〜30重量%であることを特徴とするアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤである。
【0009】
【作用】まず、本発明におけるフラックス中の各成分の
作用および含有量限定の根拠を述べる。 TiO2 :3.0〜11.0% TiO2 は、チタニア系フラックスにおけるスラグ形成
剤の主成分であり、スラグの流動性および包被性を調整
する成分である。3.0%未満では、スラグの包被性が
不十分となりビード形状が凸状になったりアンダーカッ
トを生じやすくなる。11.0%を越えるとスラグの包
被性が過大となり2段ビードを形成するため11.0%
以下にすべきである。
【0010】SiO2 :0.4〜1.3% SiO2 はスラグ形成剤であり、スラグの粘性を調整す
る成分である。0.4%未満ではスラグの粘性が小さ
く、スラグの被りが安定せず、ビードが不揃いになる。
1.3%を越えるとスラグの粘性が過大となりアンダー
カットビードを形成するほかスパッタ発生量が増加する
ため1.3%以下にするべきである。
【0011】ZrO2 、MgOのうち1種以上:0.1
5〜0.6% 高融点酸化物であり、スラグの融点調整に用いるほかヒ
ューム発生量を低減させる効果がある。ヒューム低減効
果を発揮させるためには少なくとも0.15%以上が必
要である。0.6%を越えると融点が上昇しスラグ巻き
込みなどの欠陥が発生しやすくなり、スラグの剥離性が
低下するため0.6%以下にするべきである。
【0012】Al2 3 :0.05〜0.3% Al2 3 はスラグの流動性を調整する成分である。
0.05%未満では、流動性が高く、メタルの保持力が
低下する。0.3%を越えるとスラグが硬化して剥離性
が低下するほかスパッタ発生量が増加するために0.3
%以下にすべきである。
【0013】Al、Mg、Mn、Siのうち1種以上:
2.5〜8.0% これらの元素は脱酸剤であり溶接金属中の非金属介在物
の量を減少し溶接金属の靱性を高めるのに有効である。
脱酸剤が2.5%未満では、脱酸不足となってビード形
状が劣り、また、X線性能などが劣悪になるので2.5
%以上含有させなければならない。しかし、8.0%を
越えると脱酸過剰になって溶接金属の靱性および耐割れ
性が低下するため、8.0%以下にすべきである。
【0014】雲母:0.01〜3% 雲母は絶縁体であるため、フラックスに配合することに
よりフラックス粒子間に絶縁層を形成する。このためフ
ラックスの比電気抵抗が上昇し、フラックスに分流する
電流が低下しワイヤ溶融効率および溶着効率が増加す
る。これらの効果を得るためには少なくとも0.01%
必要である。また雲母は、アーク中で分解し、金属蒸気
を発生するため、適量の添加はアーク安定剤の役割をも
果たす。そして3%を越えるとアークが不安定になりス
パッタ発生量が増加し、またヒューム発生量も増加する
ので3%以下とするべきである。ここであげる雲母と
は、白雲母、紅雲母、ソーダ雲母、金雲母、黒雲母など
天然の雲母は勿論のことこれらの雲母の水酸基をフッ素
と置換した人造雲母も含んでいる。
【0015】なお、外皮は図1の(a)や(b)に示す
ように金属製フープを成形し、合わせ目を成形のままに
したものや、(c)に示すように合わせ目をフラックス
充填前もしくは充填後に溶接して閉じたものを用いるこ
とができる。ワイヤ全体とフラックスの量的比率は、1
0%以下では不十分でスパッタの発生を抑えきれずまた
溶着金属の酸化の恐れが生じる。また30%以上ではス
ラグが過剰となり、また溶着速度も遅くなり、エネルギ
ー効率も悪くなるので10〜30重量%が望ましい。
【0016】
【実施例】軟鋼製の外皮のなかに、表1に示す成分組成
のフラックスをワイヤ重量あたり15%内包させ、1.
2mmφまで冷間伸線を行い供試ワイヤとした。得られ
た供試ワイヤを使用し、母材としてSM−400を用
い、JIS Z3312およびJIS Z3104に準
じて溶接金属の性能試験を行った。用いた溶接条件を下
に示す。
【0017】(溶接条件) 溶接電流:280A 溶接電圧:32V 極性:DCRP 溶接速度:30cm/min ワイヤ突き出し長さ:20mm シールドガス:100%CO2 20l/min 得られた溶接金属の機械的性質および溶接作業性の評価
結果を表2に示す。溶接作業性の評価としてはアーク安
定性、スパッタの発生状況、ヒューム発生、ビード形状
を個々に評価した結果をもとに総合して判定した。
【0018】また、表2には、ワイヤの溶融速度と溶着
速度の測定結果も併せて示した。ワイヤの溶融速度はワ
イヤの時間当たりの消費量から、また図2および3に示
したスパッタ捕集装置によりスパッタ発生全量を捕集し
て時間当たりのスパッタ発生量を求め、これをワイヤ溶
融速度から引いて溶着速度を求めた。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】No.1〜7は、いずれも本発明の範囲内
のものであり、溶着金属の機械的特性が良好で、溶接作
業性にもすぐれ、かつ溶着速度が高くなっている。N
o.1〜4は、1種類の雲母添加量を変化させたもので
あり、No.5〜7は本発明の範囲内で2種類併用した
ものであるが、いずれも溶着速度が高くなっている。
【0022】No.8は、ZrO2 +MgOが少ないた
めヒューム発生量が多くなっている。また脱酸剤が過剰
のため機械的特性が低下している。No.9は、SiO
2 が過剰のためビード形状が不良でスパッタ発生量も多
くアークがやや不安定である。No.10は、Al2
3 が過剰のためビード形状が不良でスパッタ発生量も多
くアークがやや不安定である。
【0023】No.11は、脱酸不足のためビード形状
が不良で機械的特性が低下している。No.12は、T
iO2 が少ないためビード形状が不良である。No.1
3は、機械的特性、溶接作業性ともに良好であるが、溶
着速度が低い。
【0024】No.14〜17は、雲母の添加量が多い
ためアークが不安定で、スパッタ、ヒュームが多くビー
ド形状も悪い。なお、本発明では、実施例のほかに金雲
母、ソーダ雲母、紅雲母およびこれらの人造雲母につい
て1種以上の併用について同様の実験を行った結果同様
な結果が得られることを確認している。
【0025】また、金属製外皮の材質はワイヤが適用さ
れる溶接母材の種類に応じて選択すべきもので、軟鋼や
各種合金鋼などを自由に選択できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶接作業性、ビード外観、継ぎ手強度に優れワイヤの溶
融速度および溶着速度が高いアーク溶接用フラックス入
りワイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属製外皮断面の例を示す断面図
【図2】スパッタ捕集装置の概略を示す正面図
【図3】図2のスパッタ捕集容器の上面から見た平面図
【符号の説明】
1 金属製外皮 2 フラックス 3 スパッタ捕集容器 4 溶接トーチ 5 鋼板 6 台車 7 ワイヤ送給装置 8 トーチカバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤ全体に対する重量%を下記に示し
    た成分で構成されるフラックスをコアとして金属製外皮
    内に充填したことを特徴とするアーク溶接用フラックス
    入りワイヤ。 TiO2 :3.0〜11.0% SiO2 :0.4〜1.3% ZrO2 、MgOのうち1種以上:0.15〜0.6% Al2 3 :0.05〜0.3% Al、Mg、Mn、Siのうち1種以上:2.5〜8.
    0% 鉄粉、鉄:残り 雲母:0.01〜3.0%
  2. 【請求項2】 上記請求項1において、ワイヤ全体に対
    するコアの比が10〜30重量%であることを特徴とす
    るアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
JP26397993A 1993-10-22 1993-10-22 アーク溶接用フラックス入りワイヤ Pending JPH07116890A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903814A (en) * 1997-03-05 1999-05-11 Nippon Steel Welding Products & Engineering Co., Ltd. Flux cored wires for gas shielded arc welding
KR100538756B1 (ko) * 2000-12-12 2005-12-26 현대종합금속 주식회사 보론 편석을 방지할 수 있는 티타니아계 플럭스 충전 와이어
JP2011062745A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Kobe Steel Ltd 溶接用フラックス入りワイヤ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011062745A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Kobe Steel Ltd 溶接用フラックス入りワイヤ
CN102019519A (zh) * 2009-09-18 2011-04-20 株式会社神户制钢所 焊接用填充有焊剂的焊丝

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