JPH07276077A - ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤInfo
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- JPH07276077A JPH07276077A JP8605994A JP8605994A JPH07276077A JP H07276077 A JPH07276077 A JP H07276077A JP 8605994 A JP8605994 A JP 8605994A JP 8605994 A JP8605994 A JP 8605994A JP H07276077 A JPH07276077 A JP H07276077A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ヒューム発生量、スパッタ発生量の少ないガ
スシールド溶接用フラックス入りワイヤの提供。 【構成】 軟鉄製外皮は外皮全重量に対し、Ｃ：０．０
２％以下、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ａｌ：０．０１
〜０．１％を含有し、且つＴｉ／Ｃ≧１．０、Ａｌ／Ｃ
≧１．５を満足する鋼であり、フラックスは、ワイヤ全
重量に対し、Ｎａ及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種
以上の合計（Ｎａ、Ｋの元素換算値）：０．０１〜０．
３０、ＴｉＯ２：０．１〜１．０％、鉄粉：５〜２８
％、金属粉：≧９２％（対フラックス全重量％）、Ｃｓ
及び／又はＲｂの化合物の１種以上の合計（Ｃｓ及び／
又はＲｂの元素換算値）０．００１〜０．１０％を含
み、更にＣ：０．３％以下、Ｍｎ：０．５〜３．６％、
Ｓｉ：０．１〜１．８％を含み、（Ｃｓ＋Ｒｂ）／（Ｎ
ａ＋Ｋ）：０．５以下を満足するフラックスを充填す
る。
スシールド溶接用フラックス入りワイヤの提供。 【構成】 軟鉄製外皮は外皮全重量に対し、Ｃ：０．０
２％以下、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ａｌ：０．０１
〜０．１％を含有し、且つＴｉ／Ｃ≧１．０、Ａｌ／Ｃ
≧１．５を満足する鋼であり、フラックスは、ワイヤ全
重量に対し、Ｎａ及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種
以上の合計（Ｎａ、Ｋの元素換算値）：０．０１〜０．
３０、ＴｉＯ２：０．１〜１．０％、鉄粉：５〜２８
％、金属粉：≧９２％（対フラックス全重量％）、Ｃｓ
及び／又はＲｂの化合物の１種以上の合計（Ｃｓ及び／
又はＲｂの元素換算値）０．００１〜０．１０％を含
み、更にＣ：０．３％以下、Ｍｎ：０．５〜３．６％、
Ｓｉ：０．１〜１．８％を含み、（Ｃｓ＋Ｒｂ）／（Ｎ
ａ＋Ｋ）：０．５以下を満足するフラックスを充填す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフラックス入りワイヤに
関し、特にヒューム発生量及びスパッタ発生量を低減し
たガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイ
ヤに関するものである。
関し、特にヒューム発生量及びスパッタ発生量を低減し
たガスシールドアーク溶接メタル系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】近年、
ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤは、溶接
の容易性と能率性の面から、その需要が急速に拡大しつ
つある。とりわけメタル系フラックス入りワイヤは、従
来の溶接用ワイヤに比較して高能率溶接が可能であるこ
とや、スラグ発生量が少ないという特長を有しているこ
とから、鉄骨・橋梁・産機などの分野への浸透ぶりには
目を見張るものがある。
ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤは、溶接
の容易性と能率性の面から、その需要が急速に拡大しつ
つある。とりわけメタル系フラックス入りワイヤは、従
来の溶接用ワイヤに比較して高能率溶接が可能であるこ
とや、スラグ発生量が少ないという特長を有しているこ
とから、鉄骨・橋梁・産機などの分野への浸透ぶりには
目を見張るものがある。
【０００３】しかしながら、この種のワイヤの最大の難
点は高能率性を得るため、比較的高い電流値で使用され
ることからヒューム発生量、更にはスパッタ発生量が多
く、溶接作業環境を悪化させ、脱３Ｋなどの観点より、
好ましくないと言わざるを得ない。
点は高能率性を得るため、比較的高い電流値で使用され
ることからヒューム発生量、更にはスパッタ発生量が多
く、溶接作業環境を悪化させ、脱３Ｋなどの観点より、
好ましくないと言わざるを得ない。
【０００４】本発明は、これらの状況に鑑みて、ヒュー
ム発生量、更にスパッタ発生量の少ないガスシールドア
ーク溶接メタル系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。
ム発生量、更にスパッタ発生量の少ないガスシールドア
ーク溶接メタル系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】溶接ヒュームを低減する
技術としては、本出願人による特許第１,４０３,５６９
号、同第１,５７２,３１３号、同第１,５７２,３２７号
等があり、特に外皮中のＣ量や酸素量を低減することが
有効であることが知られている。しかしながら、メタル
系フラックス入りワイヤの場合、高溶着速度を得るため
に高電流(例えば３００〜５００Ａ)で適用され、溶接ヒ
ューム発生量が電流の増加につれて指数的に多くなるた
め、従来技術では十分対応できない。
技術としては、本出願人による特許第１,４０３,５６９
号、同第１,５７２,３１３号、同第１,５７２,３２７号
等があり、特に外皮中のＣ量や酸素量を低減することが
有効であることが知られている。しかしながら、メタル
系フラックス入りワイヤの場合、高溶着速度を得るため
に高電流(例えば３００〜５００Ａ)で適用され、溶接ヒ
ューム発生量が電流の増加につれて指数的に多くなるた
め、従来技術では十分対応できない。
【０００６】そこで、本発明者らは、メタル系フラック
ス入りワイヤにおけるヒューム発生量の低減対策につい
て鋭意研究を行った結果、フラックスへのＣs、Ｒbの添
加が効果的なことを見い出し、既に提案している(特願
平４−２８５０３３)。
ス入りワイヤにおけるヒューム発生量の低減対策につい
て鋭意研究を行った結果、フラックスへのＣs、Ｒbの添
加が効果的なことを見い出し、既に提案している(特願
平４−２８５０３３)。
【０００７】一方、外皮中のＣ、Ｔi、Ａl量の調整、及
びフラックス中のＴi、アルカリ金属の酸化物・弗化物
の調整もヒューム低減策として有効であることを明らか
にして提案している(特願平５−４２１６８号)。
びフラックス中のＴi、アルカリ金属の酸化物・弗化物
の調整もヒューム低減策として有効であることを明らか
にして提案している(特願平５−４２１６８号)。
【０００８】本発明者らは、更なる低ヒューム化・低ス
パッタ化を目指して検討した結果、Ｃ、Ｔi、Ａl量を適
切にコントロールした外皮を使い、充填フラックス中の
アルカリ金属としてＣs及び／又はＲbを添加することで
ヒューム量低減に著しい相乗効果があることを究明し、
ここに本発明を完成したものである。
パッタ化を目指して検討した結果、Ｃ、Ｔi、Ａl量を適
切にコントロールした外皮を使い、充填フラックス中の
アルカリ金属としてＣs及び／又はＲbを添加することで
ヒューム量低減に著しい相乗効果があることを究明し、
ここに本発明を完成したものである。
【０００９】すなわち、本発明は、軟鋼製外皮にフラッ
クスを充填してなるガスシールドアーク溶接メタル系フ
ラックス入りワイヤにおいて、 軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：０.０２％以下 Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１０％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼であり、 フラックスは、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計 (Ｎa及び／又はＫの元素換算値)：０.０１〜０.３０ ＴiＯ2：０.１〜１.０％ 鉄粉：５〜２８％ 金属粉：≧９２％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲbの化合物の１種以上の合計 (Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１０
％ を含み、更に Ｃ(軟鋼外皮中のＣ量も合計して)：０.３％以下 Ｍn(軟鋼外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％ Ｓi(軟鋼外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に (Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)：０.５以下 （ここで、Ｃs＋ＲbはＣs及び／又はＲbの化合物の１種
以上の合計のＣs及び／又はＲbの元素換算値、Ｎa＋Ｋ
はＮa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計
のＮa及び／又はＫ元素換算値を表わす。）を満足する
メタル系フラックスであることを特徴とするガスシール
ドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤを要旨とし
ている。
クスを充填してなるガスシールドアーク溶接メタル系フ
ラックス入りワイヤにおいて、 軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：０.０２％以下 Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１０％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼であり、 フラックスは、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計 (Ｎa及び／又はＫの元素換算値)：０.０１〜０.３０ ＴiＯ2：０.１〜１.０％ 鉄粉：５〜２８％ 金属粉：≧９２％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲbの化合物の１種以上の合計 (Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１０
％ を含み、更に Ｃ(軟鋼外皮中のＣ量も合計して)：０.３％以下 Ｍn(軟鋼外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％ Ｓi(軟鋼外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に (Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)：０.５以下 （ここで、Ｃs＋ＲbはＣs及び／又はＲbの化合物の１種
以上の合計のＣs及び／又はＲbの元素換算値、Ｎa＋Ｋ
はＮa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計
のＮa及び／又はＫ元素換算値を表わす。）を満足する
メタル系フラックスであることを特徴とするガスシール
ドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤを要旨とし
ている。
【００１０】
【作用】以下に本発明を更に詳述する。
【００１１】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。先ず、本発明のうち、ワイヤ外皮の成分を限定する
に至った理由を説明するが、外皮成分面からの溶接ヒュ
ーム低減を図る手段を検討するために各種実験を行い、
それにより得られた成果の骨子を示す実験結果例を以下
に示す。
る。先ず、本発明のうち、ワイヤ外皮の成分を限定する
に至った理由を説明するが、外皮成分面からの溶接ヒュ
ーム低減を図る手段を検討するために各種実験を行い、
それにより得られた成果の骨子を示す実験結果例を以下
に示す。
【００１２】これらの実験では、後述の表２中のＮo.１
の組成のフラックス(フラックス率１５％)を、種々のＴ
i、Ａl量の軟鋼外皮(Ｃ：０.００３〜０.０３％、Ｍn：
０.２０〜０.３０％、Ｓi：０.０１〜０.０３％、Ｐ：
０.００８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７
％、Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合せて、１.４mm
径のフラックス入りワイヤを作製した。
の組成のフラックス(フラックス率１５％)を、種々のＴ
i、Ａl量の軟鋼外皮(Ｃ：０.００３〜０.０３％、Ｍn：
０.２０〜０.３０％、Ｓi：０.０１〜０.０３％、Ｐ：
０.００８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７
％、Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合せて、１.４mm
径のフラックス入りワイヤを作製した。
【００１３】次に、以下に示す一定の溶接条件で、試験
板ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ(板厚１２mm)を使っ
て下向ビードオンプレート溶接を実施し、その間の溶接
ヒューム発生量をＪＩＳ Ｚ３９３０に準拠して測定し
た。 （溶接条件） 溶接電流 ：３５０Ａ 溶接電圧 ：３６Ｖ 溶接速度 ：３０cm／分 ワイヤ突出し長さ：２５mm 極 性 ：ＤＣ(ワイヤプラス) シールドガス：ＣＯ2、流量２５リットル／分
板ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ(板厚１２mm)を使っ
て下向ビードオンプレート溶接を実施し、その間の溶接
ヒューム発生量をＪＩＳ Ｚ３９３０に準拠して測定し
た。 （溶接条件） 溶接電流 ：３５０Ａ 溶接電圧 ：３６Ｖ 溶接速度 ：３０cm／分 ワイヤ突出し長さ：２５mm 極 性 ：ＤＣ(ワイヤプラス) シールドガス：ＣＯ2、流量２５リットル／分
【００１４】図１、図２、図３は、実験によって得られ
たデータをもとに溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、
Ａl、Ｃ量との関係を求めたものである。図１、図２、
図３に示すように、溶接ヒューム発生量を減少させるた
めには、外皮成分について従来技術である低Ｃ％化に加
えて、Ｔi、Ａlをそれぞれ０.０１％以上での複合添加
が有効な手段であることが確認された。このうち、Ａl
については単独では効果が少なく、Ｔiとの複合添加に
より始めて顕著な効果が生じることが判明した。更に、
Ｃs、Ｒbの添加により溶接ヒュームの低減効果はより顕
著となることも判明した。また、Ｔi、Ａlの溶接ヒュー
ム低減効果は、Ｃ≦０.０２％、Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl／
Ｃ≧１.５で得られることも判明した。
たデータをもとに溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、
Ａl、Ｃ量との関係を求めたものである。図１、図２、
図３に示すように、溶接ヒューム発生量を減少させるた
めには、外皮成分について従来技術である低Ｃ％化に加
えて、Ｔi、Ａlをそれぞれ０.０１％以上での複合添加
が有効な手段であることが確認された。このうち、Ａl
については単独では効果が少なく、Ｔiとの複合添加に
より始めて顕著な効果が生じることが判明した。更に、
Ｃs、Ｒbの添加により溶接ヒュームの低減効果はより顕
著となることも判明した。また、Ｔi、Ａlの溶接ヒュー
ム低減効果は、Ｃ≦０.０２％、Ｔi／Ｃ≧１.０、Ａl／
Ｃ≧１.５で得られることも判明した。
【００１５】これらＴi、Ａlにより溶接ヒューム低減効
果が得られる理由としては、Ｔi、Ａlが酸素との親和性
が強く、高凝固点酸化物を生成するため、アーク溶接過
程においてワイヤ先端の懸垂溶滴表面に酸化皮膜を形成
し、Ｃと酸素との反応の結果として生じるヒューム発生
源であるＣＯ、ＣＯ2の爆発的生成を抑制するためと考
えられる。
果が得られる理由としては、Ｔi、Ａlが酸素との親和性
が強く、高凝固点酸化物を生成するため、アーク溶接過
程においてワイヤ先端の懸垂溶滴表面に酸化皮膜を形成
し、Ｃと酸素との反応の結果として生じるヒューム発生
源であるＣＯ、ＣＯ2の爆発的生成を抑制するためと考
えられる。
【００１６】また、Ｔi、Ａl量の上限は、溶接金属へ歩
留った結果生じる延性低下、硬化等の材質劣化を避ける
ため、それぞれ０.２０％、０.１０％とする必要がある
ことも判明した。
留った結果生じる延性低下、硬化等の材質劣化を避ける
ため、それぞれ０.２０％、０.１０％とする必要がある
ことも判明した。
【００１７】以上の知見に基づいて、溶接ヒューム低減
に適切な軟鋼外皮としては、外皮全重量に対する割合
で、 Ｃ≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１０％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼である。
に適切な軟鋼外皮としては、外皮全重量に対する割合
で、 Ｃ≦０.０２％ Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１０％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼である。
【００１８】より好ましい範囲を示すと、 Ｃ≦０.０１％ Ｔi：０.０１〜０.１０％ Ａl：０.０１〜０.０５％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧３.０％ Ａl／Ｃ≧２.０％ を満足する組成である。なお、ワイヤ製造上の圧延又は
／及び引抜工程における加工性を考慮すると、Ｍn：０.
１０〜０.７０％、Ｓi≦０.３５％の範囲が望ましい。
／及び引抜工程における加工性を考慮すると、Ｍn：０.
１０〜０.７０％、Ｓi≦０.３５％の範囲が望ましい。
【００１９】次に、高電流域でのスパッタ発生量を低減
すべくフラックス組成について種々検討した結果、以下
に示す如く、その支配因子として、特に、ワイヤ中の
Ｃ量、(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)比が重量であることが
認められた。
すべくフラックス組成について種々検討した結果、以下
に示す如く、その支配因子として、特に、ワイヤ中の
Ｃ量、(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)比が重量であることが
認められた。
【００２０】なお、溶接条件は以下の如くである。 （供試ワイヤ） ワイヤ径 ：１.４mmφ 外皮金属 ：後述実施例の表中のＮo.１ フラックス： 〃 Ｎo.２ （溶接条件） 溶接電流：３５０Ａ 電 圧 ：３６Ｖ 速 度 ：３０cm／min ワイヤ突き出し長さ：２５mm 極 性 ：ＤＣ(ワイヤプラス) シールドガス：ＣＯ2、２５リットル／min （スパッタ測定法）後述の実施例での測定法と同一。
【００２１】図４、図５は、実験によって得られたデー
タをもとにスパッタ発生量とＴiＯ2、{Ｃs＋Ｒb／Ｎa＋
Ｋ}比の関係を求めたものである。図４、図５に示す如
く、高電流域での低スパッタ化にはワイヤ中のＣ量の
低減、(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)比の規定が特に有効で
あることが判明した。
タをもとにスパッタ発生量とＴiＯ2、{Ｃs＋Ｒb／Ｎa＋
Ｋ}比の関係を求めたものである。図４、図５に示す如
く、高電流域での低スパッタ化にはワイヤ中のＣ量の
低減、(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)比の規定が特に有効で
あることが判明した。
【００２２】次に、充填するフラックス成分を限定する
に至った理由を説明する。なお、フラックス成分は、ワ
イヤ全体に対する重量％である。
に至った理由を説明する。なお、フラックス成分は、ワ
イヤ全体に対する重量％である。
【００２３】Ｃs及び／又はＲbの化合物：Ｃs及びＲbの
化合物の１種又は２種の合計(Ｃs、Ｒb元素換算値)が
０.００１％未満ではヒューム低減の効果がない(図３参
照)。しかし、０.１０％を超えると耐吸湿性の悪化に伴
い、耐気孔性の低下や溶着金属の拡散性水素量が増大
し、耐割れ性が劣化し、且つビード外観形状も劣化す
る。したがって、Ｃs及びＲbの化合物の１種又は２種の
合計(Ｃs、Ｒb元素換算値)を０.００１〜０.１０％の範
囲で添加する。なお、ＣsやＲbは適当な形で添加される
が、特にＣsはＣs2ＣＯ3として、或いはＴiＯ2、ＳiＯ2
等との複合酸化物の形で添加できる。
化合物の１種又は２種の合計(Ｃs、Ｒb元素換算値)が
０.００１％未満ではヒューム低減の効果がない(図３参
照)。しかし、０.１０％を超えると耐吸湿性の悪化に伴
い、耐気孔性の低下や溶着金属の拡散性水素量が増大
し、耐割れ性が劣化し、且つビード外観形状も劣化す
る。したがって、Ｃs及びＲbの化合物の１種又は２種の
合計(Ｃs、Ｒb元素換算値)を０.００１〜０.１０％の範
囲で添加する。なお、ＣsやＲbは適当な形で添加される
が、特にＣsはＣs2ＣＯ3として、或いはＴiＯ2、ＳiＯ2
等との複合酸化物の形で添加できる。
【００２４】Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種
以上(アルカリ金属元素換算値)：アーク安定性及びスパ
ッタ量低減を図るため、Ｌi、Ｎa、Ｋ等のアルカリ金属
成分を添加する。アルカリ金属は、吸湿性が著しいた
め、酸化物、弗化物の形で１種以上用いるのが好まし
い。しかし、Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種
以上(アルカリ金属元素換算値)が、０.０１％未満では
アーク安定性向上及びスパッタ低減の効果が得られず、
また０.３０％超えでは、これらアルカリ金属が高蒸気
圧を有するため、却ってスパッタが増大する他にＴi、
Ａlによる溶接ヒューム低減効果が得られないため、０.
０１〜０.３０％の範囲とする。
以上(アルカリ金属元素換算値)：アーク安定性及びスパ
ッタ量低減を図るため、Ｌi、Ｎa、Ｋ等のアルカリ金属
成分を添加する。アルカリ金属は、吸湿性が著しいた
め、酸化物、弗化物の形で１種以上用いるのが好まし
い。しかし、Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種
以上(アルカリ金属元素換算値)が、０.０１％未満では
アーク安定性向上及びスパッタ低減の効果が得られず、
また０.３０％超えでは、これらアルカリ金属が高蒸気
圧を有するため、却ってスパッタが増大する他にＴi、
Ａlによる溶接ヒューム低減効果が得られないため、０.
０１〜０.３０％の範囲とする。
【００２５】なお、長石、無水硅酸ソーダ、水ガラス、
Ｎa、Ｋ等の複合酸化物、氷晶石、珪弗化カリ、珪弗化
ソーダ等の弗化物や、少量のアルカリ金属の炭酸塩もア
ーク熱により分解して酸化物となるため、同様の効果が
得られる。
Ｎa、Ｋ等の複合酸化物、氷晶石、珪弗化カリ、珪弗化
ソーダ等の弗化物や、少量のアルカリ金属の炭酸塩もア
ーク熱により分解して酸化物となるため、同様の効果が
得られる。
【００２６】鉄粉：鉄粉量は、高溶着速度を得るために
フラックス率に応じて添加する。フラックス率(フラッ
クスの対ワイヤ全重量％)は、１０％未満では外皮金属
の肉厚が厚すぎるため大粒のスパッタが増大する。一
方、３０％超えでは外皮金属の肉厚の減少に伴いワイヤ
が柔らかくなるため、送給性が低下する他、アークの拡
がりが著しくなり、溶込み深さの低下やアンダーカット
が生じやすくなる。このため、フラックス率としては１
０〜３０％の範囲が好ましい。
フラックス率に応じて添加する。フラックス率(フラッ
クスの対ワイヤ全重量％)は、１０％未満では外皮金属
の肉厚が厚すぎるため大粒のスパッタが増大する。一
方、３０％超えでは外皮金属の肉厚の減少に伴いワイヤ
が柔らかくなるため、送給性が低下する他、アークの拡
がりが著しくなり、溶込み深さの低下やアンダーカット
が生じやすくなる。このため、フラックス率としては１
０〜３０％の範囲が好ましい。
【００２７】鉄粉は、上述のフラックス率に応じて添加
するが、５％未満ではメタル系フラックス入りワイヤの
特長である顕著な高溶着速度が得られず、また２８％超
えでは脱酸剤など他の成分が不足し、所定の溶接金属の
機械的性質の確保やピット、ブローホール等の溶接欠陥
防止が困難となる。したがって、鉄粉量は５〜２８％の
範囲とする。
するが、５％未満ではメタル系フラックス入りワイヤの
特長である顕著な高溶着速度が得られず、また２８％超
えでは脱酸剤など他の成分が不足し、所定の溶接金属の
機械的性質の確保やピット、ブローホール等の溶接欠陥
防止が困難となる。したがって、鉄粉量は５〜２８％の
範囲とする。
【００２８】金属粉：メタル系フラックス入りワイヤの
特長である高溶着速度特性及び連続多層溶接可能なスラ
グ量を確保するために、酸化物、弗化物、炭酸塩等の非
金属物質を除く、フラックス中の金属粉比率を９２％以
上(対フラックス全重量比)にする必要がある。
特長である高溶着速度特性及び連続多層溶接可能なスラ
グ量を確保するために、酸化物、弗化物、炭酸塩等の非
金属物質を除く、フラックス中の金属粉比率を９２％以
上(対フラックス全重量比)にする必要がある。
【００２９】Ｍn：Ｍnは、脱酸剤、強度や焼入性向上に
よる靭性改善及び溶融金属スラグの粘性増加によるビー
ド形状改善(特に水平すみ肉の場合)のために、外皮中の
Ｍn量も考慮して添加する。その場合、Ｍn量は、０.５
％未満では軟鋼用としても十分な強度が得られず、また
ビード形状も良好でない。また３.６％超えでは溶着金
属強度が過剰となり、低温割れが生じ易くなるので、上
記範囲とする。なお、Ｍn源としては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、
Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられる。
よる靭性改善及び溶融金属スラグの粘性増加によるビー
ド形状改善(特に水平すみ肉の場合)のために、外皮中の
Ｍn量も考慮して添加する。その場合、Ｍn量は、０.５
％未満では軟鋼用としても十分な強度が得られず、また
ビード形状も良好でない。また３.６％超えでは溶着金
属強度が過剰となり、低温割れが生じ易くなるので、上
記範囲とする。なお、Ｍn源としては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、
Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられる。
【００３０】Ｓi：ＳiはＭnと同様の作用効果を及ぼ
し、外皮中のＳi量も考慮して添加する。その場合、Ｓi
量は、０.１％未満では、脱酸剤、靭性改善及びビード
形状改善効果が得られず、また１.８％超えでは、溶着
金属中のＳi量が過剰となり、逆に靭性や延性が低下す
るので、上記範囲とする。なお、Ｓi源としては、Ｓiや
Ｆe−Ｓi、Ｆe−Ｓi−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍg等の合金が挙
げられる。
し、外皮中のＳi量も考慮して添加する。その場合、Ｓi
量は、０.１％未満では、脱酸剤、靭性改善及びビード
形状改善効果が得られず、また１.８％超えでは、溶着
金属中のＳi量が過剰となり、逆に靭性や延性が低下す
るので、上記範囲とする。なお、Ｓi源としては、Ｓiや
Ｆe−Ｓi、Ｆe−Ｓi−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍg等の合金が挙
げられる。
【００３１】Ｃ：前述のとおり、ワイヤ中のＣ量が０.
３％を超えるとスパッタが増加し(図４)、ヒュームも増
加するので、外皮中のＣ量も合計して、０.３％以下と
する。
３％を超えるとスパッタが増加し(図４)、ヒュームも増
加するので、外皮中のＣ量も合計して、０.３％以下と
する。
【００３２】(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)：前述のとおり、
(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)の比が０.５を超えると大粒のス
パッタが増大するので(図５)、０.５以下とする。
(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)の比が０.５を超えると大粒のス
パッタが増大するので(図５)、０.５以下とする。
【００３３】ＴiＯ2：ＴiＯ2は、対ワイヤ全重量比で
０.１％未満ではスラグの被包性が劣化し、ビード外観
が悪化する。またスパッタ発生量も増加する。また１.
０％を超えるとスラグの剥離性が劣化するので、対ワイ
ヤ全重量比で０.１〜１.０％とする。なお、ＴiＯ2はル
チール、ルコキシン、白チタン、更にはＮa、Ｋ、Ｃs等
アルカリ金属の複合酸化物の形で添加される。
０.１％未満ではスラグの被包性が劣化し、ビード外観
が悪化する。またスパッタ発生量も増加する。また１.
０％を超えるとスラグの剥離性が劣化するので、対ワイ
ヤ全重量比で０.１〜１.０％とする。なお、ＴiＯ2はル
チール、ルコキシン、白チタン、更にはＮa、Ｋ、Ｃs等
アルカリ金属の複合酸化物の形で添加される。
【００３４】その他、上記金属粉の比率を満足する範囲
内で、ビード外観、形状を更に改善するためにＳiＯ2、
ＺrＯ2、ＣaＯ、ＦeＯ等の酸化物を添加したり、スラグ
剥離性を改善するために高温割れの生じない範囲の０.
１％(対ワイヤ全重量％)以下の酸化ビスマス(Ｂi2Ｏ3)
を添加したり、ビード形状の劣化しない範囲の０.２％
(対ワイヤ全重量％)以下のＭgＯやＭgを添加することも
できる。
内で、ビード外観、形状を更に改善するためにＳiＯ2、
ＺrＯ2、ＣaＯ、ＦeＯ等の酸化物を添加したり、スラグ
剥離性を改善するために高温割れの生じない範囲の０.
１％(対ワイヤ全重量％)以下の酸化ビスマス(Ｂi2Ｏ3)
を添加したり、ビード形状の劣化しない範囲の０.２％
(対ワイヤ全重量％)以下のＭgＯやＭgを添加することも
できる。
【００３５】更に、本発明の適用母材鋼種は主として軟
鋼、高張力鋼であるが、用途によりＮi、Ｃr、Ｍo及び
Ｃuなどの金属又は合金を添加して低合金鋼、高合金鋼
などに拡大適用しても差し支えない。
鋼、高張力鋼であるが、用途によりＮi、Ｃr、Ｍo及び
Ｃuなどの金属又は合金を添加して低合金鋼、高合金鋼
などに拡大適用しても差し支えない。
【００３６】また、シールドガスの種類としては、炭酸
ガスが主体であるが、Ａr、Ｈe等でもよく、それらの混
合ガスでも適用できる。また、フラックス入りワイヤの
断面形状も何ら制限がなく、例えば、図６の(Ａ)、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示する種々の形状のものが使用
できる。(Ｄ)の形状の場合はワイヤ表面にＡl、Ｃu等の
メッキ処理を施してもよく、メッキ量は０.０５〜０.３
０％が適当である。ワイヤ径も用途に応じて１.２mm
φ、１.４mmφ、１.６mmφ、２.０mmφ、２.４mmφ、
３.２mmφの中から任意に決めることができる。
ガスが主体であるが、Ａr、Ｈe等でもよく、それらの混
合ガスでも適用できる。また、フラックス入りワイヤの
断面形状も何ら制限がなく、例えば、図６の(Ａ)、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示する種々の形状のものが使用
できる。(Ｄ)の形状の場合はワイヤ表面にＡl、Ｃu等の
メッキ処理を施してもよく、メッキ量は０.０５〜０.３
０％が適当である。ワイヤ径も用途に応じて１.２mm
φ、１.４mmφ、１.６mmφ、２.０mmφ、２.４mmφ、
３.２mmφの中から任意に決めることができる。
【００３７】次に本発明の実施例を示す。
【００３８】
【実施例】表１に示す組成の鋼からなる外皮金属を用
い、表２に示す成分組成の充填フラックスを作成し、図
６中の(Ｂ)の断面形状にて供試ワイヤ(ワイヤ径１.４mm
φ)を作製した。次いで各フラックス入りワイヤを使用
し、以下の条件で溶接を行い、ヒューム発生量、作業性
等について調査した。
い、表２に示す成分組成の充填フラックスを作成し、図
６中の(Ｂ)の断面形状にて供試ワイヤ(ワイヤ径１.４mm
φ)を作製した。次いで各フラックス入りワイヤを使用
し、以下の条件で溶接を行い、ヒューム発生量、作業性
等について調査した。
【００３９】（溶接条件） 極 性 ：ＤＣワイヤ(＋) 溶接電流：３５０Ａ 電 圧 ：３８±３Ｖ 速 度 ：３０cm／min シールドガス：１００％ＣＯ2、２５リットル／min チップ母材間距離：２５mm 試 験 板：ＪＩＳ Ｇ ３１０６、ＳＭ４９０Ａ(１２mm
t) 溶 接 法：下向ビードオンプレート溶接
t) 溶 接 法：下向ビードオンプレート溶接
【００４０】（ヒューム測定法）ＪＩＳ Ｚ ３９３０
「被覆アーク溶接棒の全ヒューム量測定方法」に準じ
て、１分間溶接した際に発生するヒュームの重量を測定
することにより、単位時間当たりの値(mg／min)(繰返し
回数＝３の平均値)を求めた。ヒュームは図７に示す捕
集箱を備えた装置により回収した。
「被覆アーク溶接棒の全ヒューム量測定方法」に準じ
て、１分間溶接した際に発生するヒュームの重量を測定
することにより、単位時間当たりの値(mg／min)(繰返し
回数＝３の平均値)を求めた。ヒュームは図７に示す捕
集箱を備えた装置により回収した。
【００４１】（スパッタ測定法）スパッタ測定法に準じ
て、１分間溶接した際に発生するスパッタの重量を測定
し、単位時間当たりの値(g／min)(繰返し＝３の平均値)
を求めた。スパッタは図８に示す円板捕集により回収し
た。
て、１分間溶接した際に発生するスパッタの重量を測定
し、単位時間当たりの値(g／min)(繰返し＝３の平均値)
を求めた。スパッタは図８に示す円板捕集により回収し
た。
【００４２】（作業性）作業成形は官能判定により評価
した。
した。
【００４３】これらの実験結果を表３に示すが、下記の
如く考察できる。
如く考察できる。
【００４４】実験Ｎo.１〜Ｎo.６は本発明例であり、い
ずれもヒューム発生量、スパッタ発生量が極めて少なく
なっている。
ずれもヒューム発生量、スパッタ発生量が極めて少なく
なっている。
【００４５】これに対して、比較例のうち、実験Ｎo.
７、Ｎo.８は、Ｃs、Ｒb量が本発明の範囲外にあるもの
で、少なすぎるとヒューム発生量が増加し、多すぎると
ワイヤの耐吸湿性が劣化し、耐気孔性、耐割れ性等が低
下する。
７、Ｎo.８は、Ｃs、Ｒb量が本発明の範囲外にあるもの
で、少なすぎるとヒューム発生量が増加し、多すぎると
ワイヤの耐吸湿性が劣化し、耐気孔性、耐割れ性等が低
下する。
【００４６】実験Ｎo.９、Ｎo.１０は、Ｎa、Ｋ量が本
発明の範囲外にあるもので少なすぎるとアーク安定性が
劣化する。多すぎても却ってスパッタ、ヒューム低減効
果が損なわれる。
発明の範囲外にあるもので少なすぎるとアーク安定性が
劣化する。多すぎても却ってスパッタ、ヒューム低減効
果が損なわれる。
【００４７】実験Ｎo.１１は(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)比
が本発明を外れるもので、スパッタ発生量が増大する。
が本発明を外れるもので、スパッタ発生量が増大する。
【００４８】実験Ｎo.１２及びＮo.１３は鉄粉量が本発
明の範囲外にあるもので、少なすぎると溶接の能率低下
やスパッタ増大を引き起こし、多すぎると溶接金属の機
械的性質の確保やピット・ブローホール等の溶接欠陥の
防止が困難となる。
明の範囲外にあるもので、少なすぎると溶接の能率低下
やスパッタ増大を引き起こし、多すぎると溶接金属の機
械的性質の確保やピット・ブローホール等の溶接欠陥の
防止が困難となる。
【００４９】実験Ｎo.１７、Ｎo.１８は、Ｍn量が本発
明範囲外にある例で、少なすぎると十分な強度が得られ
ず、またビード形状も劣化する。多すぎると強度が過剰
となり、低温割れが生じ易い。
明範囲外にある例で、少なすぎると十分な強度が得られ
ず、またビード形状も劣化する。多すぎると強度が過剰
となり、低温割れが生じ易い。
【００５０】実験Ｎo.１９、Ｎo.２０はＳi量が本発明
範囲外にある例で、少なすぎるとビード形状が劣化し、
多すぎると溶接金属の靭性や延性が低下する。
範囲外にある例で、少なすぎるとビード形状が劣化し、
多すぎると溶接金属の靭性や延性が低下する。
【００５１】実験Ｎo.２１は、外皮金属のＣ量が本発明
範囲外にある例で、ヒューム発生量が増加している。
範囲外にある例で、ヒューム発生量が増加している。
【００５２】実験Ｎo.２２、Ｎo.２５は、外皮金属のＡ
l量が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム
発生量が増加し、多すぎると溶接金属の延性が低下す
る。
l量が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム
発生量が増加し、多すぎると溶接金属の延性が低下す
る。
【００５３】実験Ｎo.２３、Ｎo.２４は、外皮金属のＴ
i量が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム
発生量が増加し、多すぎると溶接金属への歩留りが高く
なり、延性が低下する。
i量が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム
発生量が増加し、多すぎると溶接金属への歩留りが高く
なり、延性が低下する。
【００５４】実験Ｎo.１４、Ｎo.１５は、ＴiＯ2量が本
発明の範囲外にある例で、少なすぎると、ビード外観が
劣化し、多すぎるとスラグの剥離性が悪くなる。
発明の範囲外にある例で、少なすぎると、ビード外観が
劣化し、多すぎるとスラグの剥離性が悪くなる。
【００５５】Ｎo.１６は、ワイヤ中のＣ量が本発明を外
れる例であり、スパッタ発生量が増大する他、ヒューム
発生量低減効果も損われる。
れる例であり、スパッタ発生量が増大する他、ヒューム
発生量低減効果も損われる。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高溶着速度を得るために高電流で適用しても、従来より
もヒューム発生量、更にスパッタ発生量の少ないガスシ
ールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤを提供
することができる。
高溶着速度を得るために高電流で適用しても、従来より
もヒューム発生量、更にスパッタ発生量の少ないガスシ
ールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤを提供
することができる。
【図１】外皮中のＣ量とヒューム発生量の関係を示す図
である。
である。
【図２】外皮中のＴi量とヒューム発生量の関係を示す
図である。
図である。
【図３】フラックス中のＣs、Ｒb量とヒューム発生量の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】ワイヤ中のＣ量とスパッタ発生量の関係を示す
図である。
図である。
【図５】(Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)の比とスパッタ発生量
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図６】フラックス入りワイヤの断面形状の例を示す図
である。
である。
【図７】ヒューム補集箱を備えた装置を示す図である。
【図８】スパッタ補集箱を備えた装置を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 軟鋼製外皮にフラックスを充填してなる
ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ
において、 軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、 Ｃ：０.０２％以下 Ｔi：０.０１〜０.２０％ Ａl：０.０１〜０.１０％ を含有し、且つ Ｔi／Ｃ≧１.０ Ａl／Ｃ≧１.５ を満足する組成の鋼であり、 フラックスは、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｎa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計 (Ｎa及び／又はＫの元素換算値)：０.０１〜０.３０ ＴiＯ2：０.１〜１.０％ 鉄粉：５〜２８％ 金属粉：≧９２％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲbの化合物の１種以上の合計 (Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１０
％ を含み、更に Ｃ(軟鋼外皮中のＣ量も合計して)：０.３％以下 Ｍn(軟鋼外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％ Ｓi(軟鋼外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に (Ｃs＋Ｒb)／(Ｎa＋Ｋ)：０.５以下 （ここで、Ｃs＋ＲbはＣs及び／又はＲbの化合物の１種
以上の合計のＣs及び／又はＲbの元素換算値、Ｎa＋Ｋ
はＮa及び／又はＫの酸化物、弗化物の１種以上の合計
のＮa及び／又はＫ元素換算値を表わす。）を満足する
メタル系フラックスであることを特徴とするガスシール
ドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8605994A JPH07276077A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8605994A JPH07276077A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276077A true JPH07276077A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13876132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8605994A Pending JPH07276077A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07276077A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005186138A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法 |
| CN102689106A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-09-26 | 中冶焊接科技有限公司 | 一种石油储罐用垂直气电立焊金属芯药芯焊丝 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP8605994A patent/JPH07276077A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005186138A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法 |
| CN102689106A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-09-26 | 中冶焊接科技有限公司 | 一种石油储罐用垂直气电立焊金属芯药芯焊丝 |
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