JPH07276078A - 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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- JPH07276078A JPH07276078A JP8606094A JP8606094A JPH07276078A JP H07276078 A JPH07276078 A JP H07276078A JP 8606094 A JP8606094 A JP 8606094A JP 8606094 A JP8606094 A JP 8606094A JP H07276078 A JPH07276078 A JP H07276078A
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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
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの提供。 【構成】 軟鉄製外皮として、外皮全重量に対し、Ｃ：
０．０２％以下、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１０％を含有し、Ｔｉ／Ｃ：≧１．０、
Ａｌ／Ｃ：≧１．５を満足する鋼であり、フラックスと
してワイヤ全重量に対し、Ｃｓ及びＲｂを除くアルカリ
金属の酸化物、弗化物及び炭酸塩の１種以上（アルカリ
金属元素換算値）：０．０１〜０．３０％、Ｆｅ：４〜
２７％、金属粉（対フラックス全重量）８０〜９０％、
Ｃｓ及び／又はＲｂの化合物の１種又は２種以上の合計
（Ｃｓ及び／又はＲｂ元素換算値）：０．００１〜０．
１０％、Ｍｎ（全合計）：０．５〜３．６％、Ｓｉ：
０．１〜１．８％を含み、スラッグ形成剤全重量に対
し、Ａｌ２Ｏ３を２０％以上含むスラッグ形成剤１．０
〜６．０％を含有するフラックスをワイヤ全重量に対し
１０〜３０％充填する。
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの提供。 【構成】 軟鉄製外皮として、外皮全重量に対し、Ｃ：
０．０２％以下、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１０％を含有し、Ｔｉ／Ｃ：≧１．０、
Ａｌ／Ｃ：≧１．５を満足する鋼であり、フラックスと
してワイヤ全重量に対し、Ｃｓ及びＲｂを除くアルカリ
金属の酸化物、弗化物及び炭酸塩の１種以上（アルカリ
金属元素換算値）：０．０１〜０．３０％、Ｆｅ：４〜
２７％、金属粉（対フラックス全重量）８０〜９０％、
Ｃｓ及び／又はＲｂの化合物の１種又は２種以上の合計
（Ｃｓ及び／又はＲｂ元素換算値）：０．００１〜０．
１０％、Ｍｎ（全合計）：０．５〜３．６％、Ｓｉ：
０．１〜１．８％を含み、スラッグ形成剤全重量に対
し、Ａｌ２Ｏ３を２０％以上含むスラッグ形成剤１．０
〜６．０％を含有するフラックスをワイヤ全重量に対し
１０〜３０％充填する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤに関し、殊にヒューム発生量
とスパッタ発生量を低減することのでき、特に軟鋼や高
張力鋼の溶接に適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。
接用フラックス入りワイヤに関し、殊にヒューム発生量
とスパッタ発生量を低減することのでき、特に軟鋼や高
張力鋼の溶接に適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用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用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、比較的高い電流値で使用されることから、ヒュー
ム発生量が多く、溶接作業環境を悪化させる点にある。
また、スパッタの発生量が多いことから、その除去に労
力を費やさなければならず、その量はチタニア系フラッ
クス入りワイヤを使用した場合の２〜２.５倍にも達す
ることがある。
点は、比較的高い電流値で使用されることから、ヒュー
ム発生量が多く、溶接作業環境を悪化させる点にある。
また、スパッタの発生量が多いことから、その除去に労
力を費やさなければならず、その量はチタニア系フラッ
クス入りワイヤを使用した場合の２〜２.５倍にも達す
ることがある。
【０００４】本発明は、これらの状況に鑑みて、ヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量の少ないガスシールドアー
ク溶接用メタル系フラックス入りワイヤを提供すること
を目的とするものである。
ム発生量及びスパッタ発生量の少ないガスシールドアー
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】溶接ヒューム及びスパッ
タ発生量を低減する技術としては、特許第１,４０３,５
６９号、同第１,５７２,３１３号、同第１,５７２,３２
７号、特開昭６１−１６９１９５号などがあり、特に外
皮中のＣ量や酸素量を低減することが知られている。
タ発生量を低減する技術としては、特許第１,４０３,５
６９号、同第１,５７２,３１３号、同第１,５７２,３２
７号、特開昭６１−１６９１９５号などがあり、特に外
皮中のＣ量や酸素量を低減することが知られている。
【０００６】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
は充分対応できない。
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
は充分対応できない。
【０００７】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及びスパッタ発生
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、Ｒdの添加が効果的なことを見出し既に提案
した(特願平５−２８５０３３号)。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た(特願平５−４２１
６８号)。
ス入りワイヤにおけるヒューム発生量及びスパッタ発生
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、Ｒdの添加が効果的なことを見出し既に提案
した(特願平５−２８５０３３号)。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た(特願平５−４２１
６８号)。
【０００８】本発明者らは、更なる低ヒューム、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、Ｒdを添加し、その他の成分とし
てＡl2Ｏ3を２０％以上(対スラグ形成剤)含有するスラ
グ形成剤を１.０〜６.０％含有させることで、ヒューム
発生量及びスパッタ発生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。
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、Ｒdを添加し、その他の成分とし
てＡl2Ｏ3を２０％以上(対スラグ形成剤)含有するスラ
グ形成剤を１.０〜６.０％含有させることで、ヒューム
発生量及びスパッタ発生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、 軟鋼製外皮として、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り、 フラックスとして、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｃs及びＲdを除くアルカリ金属の酸化物、弗化物及び炭
酸塩の１種以上 (アルカリ金属元素換算値)：０.０１〜０.３０％ Ｆe：４〜２７％ 金属粉：８０〜９０％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲdの化合物の１種又は２種以上の合計 （Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１
０％ Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％、 Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に、 Ａl2Ｏ3をスラグ形成剤全重量に対して２０％以上含む
スラグ形成剤：１.０〜６.０％ を夫々含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ全重量
に対して１０〜３０％充填してな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、 軟鋼製外皮として、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り、 フラックスとして、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｃs及びＲdを除くアルカリ金属の酸化物、弗化物及び炭
酸塩の１種以上 (アルカリ金属元素換算値)：０.０１〜０.３０％ Ｆe：４〜２７％ 金属粉：８０〜９０％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲdの化合物の１種又は２種以上の合計 （Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１
０％ Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％、 Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に、 Ａl2Ｏ3をスラグ形成剤全重量に対して２０％以上含む
スラグ形成剤：１.０〜６.０％ を夫々含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ全重量
に対して１０〜３０％充填してな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。まず、本発明に
おいて、ワイヤ外皮の成分を限定するに至った理由を記
述するが、外皮成分面からの溶接ヒューム及びスパッタ
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。
おいて、ワイヤ外皮の成分を限定するに至った理由を記
述するが、外皮成分面からの溶接ヒューム及びスパッタ
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。
【００１１】これらの実験では、後述の表２中のＮo.２
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：
０.０８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７％、
Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合わせて、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：
０.０８〜０.０１１％、Ｓ：０.００５〜０.００７％、
Ｎ：０.００２〜０.００４％)と組合わせて、１.４mm径
のフラックス入りワイヤを作製した。
【００１２】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
使って下向き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(＋) シールドガス：ＣＯ2、流量２５リットル／分
板 ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ(板厚：１２mm)を
使って下向き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(＋) シールドガス：ＣＯ2、流量２５リットル／分
【００１３】図１、図２、図３は、実験によって得られ
たデータを元に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ａ
l、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、Ｃ
s、Ｒdの低下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。
たデータを元に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴi、Ａ
l、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、Ｃ
s、Ｒdの低下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。
【００１４】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。
【００１５】以上の知見に基づいて、溶接ヒューム低減
に適切な軟鋼製外皮としては、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。
に適切な軟鋼製外皮としては、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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】Ｃs及び／又はＲdの化合物：Ｃs及びＲdの
化合物の１種又は２種の合計(Ｃs、Ｒdの換算値)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、
耐割れ性が劣化する。よって、Ｃs及びＲdの化合物の１
種又は２種の合計(Ｃs、Ｒdの換算値)を０.００１〜０.
１０％の範囲で添加する。なお、ＣsやＲdは適当な形で
添加されるが、特にＣsはＣs2ＣＯ3として、或いはＴi
Ｏ2、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、Ｒdの換算値)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、
耐割れ性が劣化する。よって、Ｃs及びＲdの化合物の１
種又は２種の合計(Ｃs、Ｒdの換算値)を０.００１〜０.
１０％の範囲で添加する。なお、ＣsやＲdは適当な形で
添加されるが、特にＣsはＣs2ＣＯ3として、或いはＴi
Ｏ2、ＳiＯ2等との複合酸化物の形で添加できる。
【００１９】Ｃs及びＲdを除くアルカリ金属の酸化物、
弗化物及び炭酸塩の１種以上：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(但し、Ｃs及びＲdを除く)を添加する。これらのアル
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、これらのアル
カリ金属の酸化物、弗化物及び炭酸塩の添加量(アルカ
リ金属元素換算値)は、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、０.３
０％を超えると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、０.０１〜０.３
０％の範囲とする。
弗化物及び炭酸塩の１種以上：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(但し、Ｃs及びＲdを除く)を添加する。これらのアル
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、これらのアル
カリ金属の酸化物、弗化物及び炭酸塩の添加量(アルカ
リ金属元素換算値)は、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、０.３
０％を超えると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、０.０１〜０.３
０％の範囲とする。
【００２０】なお、アルカリ金属酸化物としては、長
石、無水珪酸ソーダ、水ガラス、Ｌi、Ｎa、Ｋ等の複合
酸化物が挙げられ、同弗化物としては、氷晶石、珪弗化
カリ、珪弗化ソーダ等の弗化物が挙げられる。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。
石、無水珪酸ソーダ、水ガラス、Ｌi、Ｎa、Ｋ等の複合
酸化物が挙げられ、同弗化物としては、氷晶石、珪弗化
カリ、珪弗化ソーダ等の弗化物が挙げられる。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。
【００２１】Ｆe：Ｆeは主に鉄粉として添加される。Ｆ
e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％超では外皮金
属の肉厚の減少にともないワイヤが柔らかくなるため、
送給性が低下するほか、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１０〜３０％の発生で
あることが必要である。
e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％超では外皮金
属の肉厚の減少にともないワイヤが柔らかくなるため、
送給性が低下するほか、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１０〜３０％の発生で
あることが必要である。
【００２２】Ｆeは、上述のフラックス率に応じて添加
するが、４％未満ではメタル系フラックス入りワイヤの
特徴である顕著な高溶着速度が得られず、２７％超では
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、Ｆe量は４〜２７％の範囲と
する。なお、脱酸剤やアーク安定剤として添加されるＦ
e−Ｓi、Fｅ−Ｓi−Ｔi等に含有量される量も同等の効
果があり、その場合には、Ｆe量と併せて４〜２７％に
調整する。
するが、４％未満ではメタル系フラックス入りワイヤの
特徴である顕著な高溶着速度が得られず、２７％超では
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、Ｆe量は４〜２７％の範囲と
する。なお、脱酸剤やアーク安定剤として添加されるＦ
e−Ｓi、Fｅ−Ｓi−Ｔi等に含有量される量も同等の効
果があり、その場合には、Ｆe量と併せて４〜２７％に
調整する。
【００２３】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８０〜９０
％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８０〜９０
％にする必要がある。
【００２４】Ｍn：Ｍnは、脱酸剤、強度や焼入れ性向上
による靭性改善及び溶融金属の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充分な強度が得られ
ず、またビード形状も良好でない。またＭnが３.６％超
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、０.５〜３.６％の範囲とする。なお、Ｍn源と
しては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられ
る。
による靭性改善及び溶融金属の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充分な強度が得られ
ず、またビード形状も良好でない。またＭnが３.６％超
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、０.５〜３.６％の範囲とする。なお、Ｍn源と
しては、Ｍn、Ｆe−Ｍn、Ｆe−Ｓi−Ｍnなどが挙げられ
る。
【００２５】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、０.１〜１.８％の範囲とする。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、０.１〜１.８％の範囲とする。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。
【００２６】Ａl2Ｏ3を含有するスラグ形成剤：Ａl2Ｏ3
は、他の酸化物に比較して、低スパッタ効果が著しく
(図４参照)、特に本発明で規制した組成の軟鋼外皮とＣ
s又は／及びＲdの化合物を添加したフラックスとの組合
せにおいて、更にスラグ形成剤としてＡl2Ｏ3を適用す
ることで低スパッタの効果は最も発揮する。
は、他の酸化物に比較して、低スパッタ効果が著しく
(図４参照)、特に本発明で規制した組成の軟鋼外皮とＣ
s又は／及びＲdの化合物を添加したフラックスとの組合
せにおいて、更にスラグ形成剤としてＡl2Ｏ3を適用す
ることで低スパッタの効果は最も発揮する。
【００２７】すなわち、本発明に係るスラグ形成剤は、
主成分としてＡl2Ｏ3を２０％以上含有するものであれ
ばよい。何故ならば、２０％未満では該スラグ形成剤中
で相対的にＡl2Ｏ3の量が少なくなり、低スパッタ効果
を充分に発揮し得なくなる。したがって、該スラグ形成
剤には８０％未満の範囲において他のスラグ形成剤を副
成分として任意に選択し配合することができる。Ａl2Ｏ
3以外のこれらのスラグ形成剤としては、一般の酸化
物、例えばＴiＯ2、ＳiＯ2、ＺrＯ2、ＭnＯ、ＭgＯ或い
は鉄酸化物(Ｆe2Ｏ3、Ｆe2Ｏ4、ＦeＯなど)等が挙げら
れ、単独或いは２種以上を組合せて配合することもでき
る。
主成分としてＡl2Ｏ3を２０％以上含有するものであれ
ばよい。何故ならば、２０％未満では該スラグ形成剤中
で相対的にＡl2Ｏ3の量が少なくなり、低スパッタ効果
を充分に発揮し得なくなる。したがって、該スラグ形成
剤には８０％未満の範囲において他のスラグ形成剤を副
成分として任意に選択し配合することができる。Ａl2Ｏ
3以外のこれらのスラグ形成剤としては、一般の酸化
物、例えばＴiＯ2、ＳiＯ2、ＺrＯ2、ＭnＯ、ＭgＯ或い
は鉄酸化物(Ｆe2Ｏ3、Ｆe2Ｏ4、ＦeＯなど)等が挙げら
れ、単独或いは２種以上を組合せて配合することもでき
る。
【００２８】但し、Ａl2Ｏ3を含有するスラグ形成剤
は、フラックス中に６％を越えて添加した場合にはスラ
グ量が増大したり、スラグ巻き込み等の障害が現われ、
一方、１％未満ではスラグ形成剤の効果を十分発揮し得
ない。このため、本発明のメタル系フラックス入りワイ
ヤは、スラグ形成剤としてＡl2Ｏ3を２０％以上(対スラ
グ形成剤全量)含有するスラグ形成剤を１〜６％の範囲
で必須的に含有させる必要がある。
は、フラックス中に６％を越えて添加した場合にはスラ
グ量が増大したり、スラグ巻き込み等の障害が現われ、
一方、１％未満ではスラグ形成剤の効果を十分発揮し得
ない。このため、本発明のメタル系フラックス入りワイ
ヤは、スラグ形成剤としてＡl2Ｏ3を２０％以上(対スラ
グ形成剤全量)含有するスラグ形成剤を１〜６％の範囲
で必須的に含有させる必要がある。
【００２９】フラックス率：フラックス率を高くする
と、外皮金属中の肉厚が薄くなりすぎてワイヤが軟弱に
なるため、送給が不安定となり、ひいてはアーク不安定
によるアンダーカット等の欠陥が発生し易くなる。一
方、フラックス率が低くすぎると、スパッタ発生量が多
くなると共に鉄粉やスラグ形成剤等の他成分を十分配合
できなくなる。このようなことから、フラックス率を１
０〜３０％にする必要がある(図５参照)。
と、外皮金属中の肉厚が薄くなりすぎてワイヤが軟弱に
なるため、送給が不安定となり、ひいてはアーク不安定
によるアンダーカット等の欠陥が発生し易くなる。一
方、フラックス率が低くすぎると、スパッタ発生量が多
くなると共に鉄粉やスラグ形成剤等の他成分を十分配合
できなくなる。このようなことから、フラックス率を１
０〜３０％にする必要がある(図５参照)。
【００３０】金属Ａl：フラックス中にＡlを添加する
と、溶着金属の粘性が上がり、水平すみ肉でのビード形
状が向上する効果が得られるので、本発明においては必
要に応じて添加することができる。添加する場合、Ａl
が０.１％未満では水平すみ肉形状が悪化し、１.０％を
超えると溶接金属の耐高温割れ性が低下するので、０.
１〜１.０％の範囲とする。
と、溶着金属の粘性が上がり、水平すみ肉でのビード形
状が向上する効果が得られるので、本発明においては必
要に応じて添加することができる。添加する場合、Ａl
が０.１％未満では水平すみ肉形状が悪化し、１.０％を
超えると溶接金属の耐高温割れ性が低下するので、０.
１〜１.０％の範囲とする。
【００３１】なお、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、Ｍ
o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。
て、軟鋼、高張力鋼であるが、用途によりＮi、Ｃr、Ｍ
o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。
【００３２】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。更に、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４の(Ａ)、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示され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.
３０％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。なお、
(Ｄ)の形状の継ぎ目の無い場合は、より本発明の効果
(低ヒューム、低スパッタ)を引き出すことができるので
望ましい。
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。更に、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４の(Ａ)、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)等に例示され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.
３０％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。なお、
(Ｄ)の形状の継ぎ目の無い場合は、より本発明の効果
(低ヒューム、低スパッタ)を引き出すことができるので
望ましい。
【００３３】次に本発明の実施例を示す。
【００３４】
【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用フラックスを作製し、
図６中の(Ｂ)の断面形状にて供試ワイヤ(ワイヤ径１.４
mmφ)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、スパ
ッタ発生量、作業性等について調査した。その結果を表
３に示す。
い、表２に示す成分組成の充填用フラックスを作製し、
図６中の(Ｂ)の断面形状にて供試ワイヤ(ワイヤ径１.４
mmφ)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、スパ
ッタ発生量、作業性等について調査した。その結果を表
３に示す。
【００３５】（溶接条件） 極性：ＤＣワイヤ(＋) 溶接電流：３５０Ａ 電圧：３７±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(１２mm2) 溶接法：下向きビードオンプレート溶接
【００３６】（ヒューム測定法）ＪＩＳ Ｚ ３９３０
「被覆アーク溶接棒の全ヒューム測定方法」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(g／min)(繰返し数＝
３の平均値)を求めた。ヒュームは図７に示す補集箱を
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(g／min)(繰返し数＝
３の平均値)を求めた。ヒュームは図７に示す補集箱を
備えた装置により回収した。
【００３７】（スパッタ発生量）スパッタ発生量の測定
には、図８に示す装置(３はスパッタ補集板、４はワイ
ヤ送給装置、５はトーチ、６は母材、７は台車を示す)
を使用し、補集板を用いてアーク点のまわりに飛散する
スパッタを補集し、重量を測定することにより求めた。
測定時間は１分間とし、単位時間当たりの量(g／min)
(繰返し数＝３の平均値)を求めた。
には、図８に示す装置(３はスパッタ補集板、４はワイ
ヤ送給装置、５はトーチ、６は母材、７は台車を示す)
を使用し、補集板を用いてアーク点のまわりに飛散する
スパッタを補集し、重量を測定することにより求めた。
測定時間は１分間とし、単位時間当たりの量(g／min)
(繰返し数＝３の平均値)を求めた。
【００３８】（作業性）作業性は官能評価により評価し
た。
た。
【００３９】表３において、実験Ｎo.２、３、６、７、
１６、１９、２５は本発明例であり、いずれもヒューム
発生量及びスパッタ発生量が極めて少なくなっている。
これに対し、他の実験Ｎo.の比較例は、本発明の要件を
完全に満足していないため、以下に示すとおり、ヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が多く、或いは少ない場合
でも溶接作業性等の他の性能が劣っている。
１６、１９、２５は本発明例であり、いずれもヒューム
発生量及びスパッタ発生量が極めて少なくなっている。
これに対し、他の実験Ｎo.の比較例は、本発明の要件を
完全に満足していないため、以下に示すとおり、ヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が多く、或いは少ない場合
でも溶接作業性等の他の性能が劣っている。
【００４０】実験Ｎo.１及び４は、Ｃs、Ｒdが本発明範
囲外にあるもので、少なく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。
囲外にあるもので、少なく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。
【００４１】実験Ｎo.５及び８は、Ｃs、Ｒd以外のアル
カリ金属が本発明範囲外にあるもので、少なすぎるとア
ーク安定性が悪く、スパッタが増加する。多すぎても却
ってスパッタが増大する他ヒューム発生量低減効果が損
なわれる。
カリ金属が本発明範囲外にあるもので、少なすぎるとア
ーク安定性が悪く、スパッタが増加する。多すぎても却
ってスパッタが増大する他ヒューム発生量低減効果が損
なわれる。
【００４２】実験Ｎo.９、１０、１１は、Ｆe量及び金
属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ひきおこし、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になる。
属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ひきおこし、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になる。
【００４３】実験Ｎo.１２及び１３は、Ｍn量が本発明
の範囲外にあるもので、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。
の範囲外にあるもので、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。
【００４４】実験Ｎo.１４及び１５は、Ｓi量が本発明
の範囲外にあるもので、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。
の範囲外にあるもので、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。
【００４５】実験Ｎo.１７は、外皮金属のＣ量が本発明
の範囲外にあるもので、ヒューム発生量及びスパッタ発
生量が増加している。
の範囲外にあるもので、ヒューム発生量及びスパッタ発
生量が増加している。
【００４６】実験Ｎo.１８及び２２は、外皮金属のＡl
量が本発明の範囲外にあるもので、少なすぎるとヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が増加し、多すぎると溶接
金属の延性が低下する。
量が本発明の範囲外にあるもので、少なすぎるとヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が増加し、多すぎると溶接
金属の延性が低下する。
【００４７】実験Ｎo.２０及び２１は、外皮金属のＴi
量が本発明の範囲外にあるもので、少なすぎるとヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が増加し、多すぎると溶接
金属への歩留まり高くなり、延性が低下する。
量が本発明の範囲外にあるもので、少なすぎるとヒュー
ム発生量及びスパッタ発生量が増加し、多すぎると溶接
金属への歩留まり高くなり、延性が低下する。
【００４８】実験Ｎo.２３は、フラックス中のＡl2Ｏ3
の量が本発明の範囲外にあるもので、２０％以下(対フ
ラックス全重量％)であるとスパッタが増加することを
示す。
の量が本発明の範囲外にあるもので、２０％以下(対フ
ラックス全重量％)であるとスパッタが増加することを
示す。
【００４９】実験Ｎo.２４及び２６は、フラックス率が
本発明の範囲外にあるもので、フラックス率が減少する
とスパッタが増加し、フラックス率が大きくなりすぎる
とアーク不安定となる。
本発明の範囲外にあるもので、フラックス率が減少する
とスパッタが増加し、フラックス率が大きくなりすぎる
とアーク不安定となる。
【００５０】実験Ｎo.２７及び２８は、フラックス中の
金属Ａlの量が本発明の範囲外にあるもので、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耐割れ
性が低下する。
金属Ａlの量が本発明の範囲外にあるもので、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耐割れ
性が低下する。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】
【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
もヒューム発生量及びスパッタ発生量の少ないガスシー
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
もヒューム発生量及びスパッタ発生量の少ないガスシー
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】スラグ形成剤の種類とスパッタ発生量の関係を
示す図である。
示す図である。
【図５】フラックス率とスパッタ発生量の関係を示す図
である。
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 (3)
- 【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、 軟鋼製外皮として、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り、 フラックスとして、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ｃs及びＲdを除くアルカリ金属の酸化物、弗化物及び炭
酸塩の１種以上 (アルカリ金属元素換算値)：０.０１〜０.３０％ Ｆe：４〜２７％ 金属粉：８０〜９０％(対フラックス全重量％) Ｃs及び／又はＲdの化合物の１種又は２種以上の合計 （Ｃs及び／又はＲbの元素換算値)：０.００１〜０.１
０％ Ｍn(外皮中のＭn量も合計して)：０.５〜３.６％、 Ｓi(外皮中のＳi量も合計して)：０.１〜１.８％ を含み、更に、 Ａl2Ｏ3をスラグ形成剤全重量に対して２０％以上含む
スラグ形成剤：１.０〜６.０％ を夫々含有するフラックスを鋼製外皮中にワイヤ全重量
に対して１０〜３０％充填してな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。 - 【請求項２】 外皮金属が継ぎ目の無いものである請求
項１に記載の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。 - 【請求項３】 フラックス中にワイヤ全重量比で金属Ａ
lを０.１〜１.０％含有する請求項１又は２に記載のガ
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 |
|---|---|---|---|
| JP8606094A JPH07276078A (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 |
|---|---|---|---|
| JP8606094A JPH07276078A (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 |
|---|---|
| JPH07276078A true JPH07276078A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13876159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8606094A Pending JPH07276078A (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) | JPH07276078A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347293B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-08-07 | 현대종합금속 주식회사 | 2전극 고속필렛 가스실드 아크 용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| 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 |
| KR100550333B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2006-02-09 | 현대종합금속 주식회사 | 2전극 고속필렛용접용 메탈코어드 와이어 |
| JP2024039483A (ja) * | 2022-09-09 | 2024-03-22 | 四国溶材株式会社 | フラックス入りワイヤ |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP8606094A patent/JPH07276078A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347293B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-08-07 | 현대종합금속 주식회사 | 2전극 고속필렛 가스실드 아크 용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| KR100550333B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2006-02-09 | 현대종합금속 주식회사 | 2전극 고속필렛용접용 메탈코어드 와이어 |
| 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 |
| JP2024039483A (ja) * | 2022-09-09 | 2024-03-22 | 四国溶材株式会社 | フラックス入りワイヤ |
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