JPH0780064B2 - 高セルロース系被覆アーク溶接棒 - Google Patents
高セルロース系被覆アーク溶接棒Info
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- JPH0780064B2 JPH0780064B2 JP2262243A JP26224390A JPH0780064B2 JP H0780064 B2 JPH0780064 B2 JP H0780064B2 JP 2262243 A JP2262243 A JP 2262243A JP 26224390 A JP26224390 A JP 26224390A JP H0780064 B2 JPH0780064 B2 JP H0780064B2
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- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection 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
- B23K35/3612—Selection 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 with organic compounds as principal constituents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K35/365—Selection of non-metallic compositions of coating 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） 本発明は固定管の突合せ下進溶接等に用いられる高セル
ロース系被覆アーク溶接棒に関するものである。
ロース系被覆アーク溶接棒に関するものである。
（従来の技術及び解決しようとする課題） 高セルロース系被覆アーク溶接棒は、アーク力が強く、
かつスラグの生成量が少ないことから、下進溶接に適し
ており、またそのアーク特性から裏波溶接も容易であ
る。また、下進溶接では、上進溶接に比較して溶接電流
を高くすることができる。そして、高セルロース系被覆
アーク溶接棒は、固定管の下進溶接における初層溶接で
極めて高い溶接速度が得られることから、高セルロース
系被覆アーク溶接棒を使用した下進溶接は、欧米ではパ
イプラインの現場溶接等に古くから採用されている。
かつスラグの生成量が少ないことから、下進溶接に適し
ており、またそのアーク特性から裏波溶接も容易であ
る。また、下進溶接では、上進溶接に比較して溶接電流
を高くすることができる。そして、高セルロース系被覆
アーク溶接棒は、固定管の下進溶接における初層溶接で
極めて高い溶接速度が得られることから、高セルロース
系被覆アーク溶接棒を使用した下進溶接は、欧米ではパ
イプラインの現場溶接等に古くから採用されている。
しかし、特に低温での靱性が問題となる寒冷地でのパイ
プラインの溶接等では、これらの高セルロース系被覆ア
ーク溶接棒を適用することができないという問題があつ
た。これは、高セルロース系被覆アーク溶接棒は、炭酸
塩、弗化物などのシールド剤を殆んど含んでいないた
め、溶接金属の酸素量が高く、また炭素（Ｃ）源となる
有機物（セルロース）を多量に含んでいることから、靱
性が低いためである。このため、そのような溶接には、
能率面で高セルロース系被覆アーク溶接棒よりも遥かに
劣る低水素系被覆アーク溶接棒を使わざるを得なかっ
た。
プラインの溶接等では、これらの高セルロース系被覆ア
ーク溶接棒を適用することができないという問題があつ
た。これは、高セルロース系被覆アーク溶接棒は、炭酸
塩、弗化物などのシールド剤を殆んど含んでいないた
め、溶接金属の酸素量が高く、また炭素（Ｃ）源となる
有機物（セルロース）を多量に含んでいることから、靱
性が低いためである。このため、そのような溶接には、
能率面で高セルロース系被覆アーク溶接棒よりも遥かに
劣る低水素系被覆アーク溶接棒を使わざるを得なかっ
た。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消して、良好な溶接
作業性を有し、かつ靱性に優れた高セルロース系被覆ア
ーク溶接棒を提供することを目的とするものである。
作業性を有し、かつ靱性に優れた高セルロース系被覆ア
ーク溶接棒を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者は、高セルロース系
被覆アーク溶接棒の溶接作業性を維持しつつ靱性を向上
し得る方策について鋭意研究を重ねた結果、被覆剤中に
靱性向上のためにＢを添加するが、溶接作業性のために
他の成分との調整、特にTiO2との比（TiO2/B）を適正に
コントロールすることにより、可能であることを見い出
し、ここに本発明をなしたものである。
被覆アーク溶接棒の溶接作業性を維持しつつ靱性を向上
し得る方策について鋭意研究を重ねた結果、被覆剤中に
靱性向上のためにＢを添加するが、溶接作業性のために
他の成分との調整、特にTiO2との比（TiO2/B）を適正に
コントロールすることにより、可能であることを見い出
し、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明は、多量のセルロースを含む被覆剤原
料を粘結剤と共に混練した被覆剤を鋼心線外周に被覆し
てなる高セルロース系被覆アーク溶接棒において、被覆
剤中に MgO:0.1〜7.0％ 酸化鉄（FeO換算）:7〜25％ TiO2:8〜19％ SiO2:10〜30％ Mn:5〜27％ B:0.05〜0.5％ 但し、TiO2/B:18〜200 を含有させ、かつ、溶接棒に対する被覆剤の重量比を0.
1〜0.19とすると共に、Ｂ源としてFe-Si-B3元合金を使
用することを特徴とする下進溶接用高セルロース系被覆
アーク溶接棒を要旨とするものである。
料を粘結剤と共に混練した被覆剤を鋼心線外周に被覆し
てなる高セルロース系被覆アーク溶接棒において、被覆
剤中に MgO:0.1〜7.0％ 酸化鉄（FeO換算）:7〜25％ TiO2:8〜19％ SiO2:10〜30％ Mn:5〜27％ B:0.05〜0.5％ 但し、TiO2/B:18〜200 を含有させ、かつ、溶接棒に対する被覆剤の重量比を0.
1〜0.19とすると共に、Ｂ源としてFe-Si-B3元合金を使
用することを特徴とする下進溶接用高セルロース系被覆
アーク溶接棒を要旨とするものである。
以下に本発明を更に詳述する。
（作用） まず、被覆剤の成分組成の限定理由について説明する。
MgO:0.1〜7.0％ MgOは溶接作業性を高める運棒法をしても溶融金属の垂
れ、スラグの垂れ落ちがなく、耐ピット性及び継手部の
Ｘ線性能を向上させる効果があるが、0.1％未満ではそ
の効果が得られず、また7.0を超えるとスラグの流動性
が過大となって下進溶接が困難になる。したがって、Mg
O量は0.1〜7.0％の範囲とする。
れ、スラグの垂れ落ちがなく、耐ピット性及び継手部の
Ｘ線性能を向上させる効果があるが、0.1％未満ではそ
の効果が得られず、また7.0を超えるとスラグの流動性
が過大となって下進溶接が困難になる。したがって、Mg
O量は0.1〜7.0％の範囲とする。
酸化鉄（FeO換算）:7〜25％ 酸化鉄はスラグを多孔質にしてスラグの剥離性を良好に
すると共に、脱酸過剰によるピット発生を防止する効果
がある。しかし、７％未満ではその効果が得られず、ま
た25％を超えるとスラグの流動性が過剰になって下進溶
接が困難になる。したがって、酸化鉄量はFeO換算で７
〜25％の範囲とする。
すると共に、脱酸過剰によるピット発生を防止する効果
がある。しかし、７％未満ではその効果が得られず、ま
た25％を超えるとスラグの流動性が過剰になって下進溶
接が困難になる。したがって、酸化鉄量はFeO換算で７
〜25％の範囲とする。
なお、酸化鉄としてはFeO以外にFe2O3などの形でも添加
でき、この場合にはFeO換算量が上記範囲となるように
添加する。
でき、この場合にはFeO換算量が上記範囲となるように
添加する。
TiO2:8〜19％ TiO2はアークの安定性の向上の効果がある。しかし、８
％未満ではアークが安定せず、また19％を超えるとアー
ク力が弱くなり、下進溶接が困難となる。したがつて、
TiO2量は８〜19％の範囲とする。
％未満ではアークが安定せず、また19％を超えるとアー
ク力が弱くなり、下進溶接が困難となる。したがつて、
TiO2量は８〜19％の範囲とする。
SiO2:10〜30％ SiO2はアークの強さ、クレータの拡がり、なじみ性を向
上させるために不可欠の成分であるが、10％未満ではそ
の効果が得られず、また30％を超えるとスラグ量が増加
し、しかも流動性が過大となり、下進溶接が困難とな
る。したがって、SiO2量は10〜30％の範囲とする。
上させるために不可欠の成分であるが、10％未満ではそ
の効果が得られず、また30％を超えるとスラグ量が増加
し、しかも流動性が過大となり、下進溶接が困難とな
る。したがって、SiO2量は10〜30％の範囲とする。
なお、SiO2は水ガラス、硅酸鉱物などの形で添加でき
る。
る。
Mn:5〜27％ Mnは脱酸剤として並びに強度向上のために不可欠の部分
であるが、５％未満では脱酸不足となって清浄な溶接金
属が得られず、また27％を超えると脱酸過剰になってビ
ード表面にピットが発生し易くなる。したがつて、Mn量
は５〜27％の範囲とする。
であるが、５％未満では脱酸不足となって清浄な溶接金
属が得られず、また27％を超えると脱酸過剰になってビ
ード表面にピットが発生し易くなる。したがつて、Mn量
は５〜27％の範囲とする。
なお、Mnは金属Mn以外に、Fe-Mn、Mn酸化物などの形で
添加できるが、後者の場合にはMn換算量が上記範囲とな
るように添加する。
添加できるが、後者の場合にはMn換算量が上記範囲とな
るように添加する。
B:0.05〜0.5％ Ｂは靱性の向上のため、特に低温での靱性向上のために
添加するが、0.05％未満では靱性向上効果が得られず、
また0.5％を超えると耐割れ性が劣化する。したがっ
て、Ｂ量は0.05〜0.5％の範囲とする。
添加するが、0.05％未満では靱性向上効果が得られず、
また0.5％を超えると耐割れ性が劣化する。したがっ
て、Ｂ量は0.05〜0.5％の範囲とする。
なお、ＢはFe-Si-B3元合金の形で添加し、この場合には
Ｂ換算量が上記範囲になるように添加する。Fe-Si-B3元
合金の形でＢを添加することにより、溶接作業性が向上
する。
Ｂ換算量が上記範囲になるように添加する。Fe-Si-B3元
合金の形でＢを添加することにより、溶接作業性が向上
する。
TiO2/B:18〜200 上述のように靱性向上のためにＢを添加するが、Ｂの添
加によりアーク力が弱くなり、スラグが垂れ易くなり、
溶接作業性が劣化する。これを防止するにはTiO2とＢと
の比（TiO2/B）を18〜200の範囲にコントロールする必
要があることが判明した。なお、この防止効果は、Ｂ源
としてFe-Si-B3元合金を用いると一層効果的である。
加によりアーク力が弱くなり、スラグが垂れ易くなり、
溶接作業性が劣化する。これを防止するにはTiO2とＢと
の比（TiO2/B）を18〜200の範囲にコントロールする必
要があることが判明した。なお、この防止効果は、Ｂ源
としてFe-Si-B3元合金を用いると一層効果的である。
なお、被覆剤の残部はセルロースが生成分である。ま
た、通常、高セルロース系被覆アーク溶接棒の被覆剤に
添加される他の成分、例えば、Na2O、Al2O3、ZrO2、K2O
などや、Fe、Ni、Moなどの金属成分等々を微量で添加す
ることもできる。
た、通常、高セルロース系被覆アーク溶接棒の被覆剤に
添加される他の成分、例えば、Na2O、Al2O3、ZrO2、K2O
などや、Fe、Ni、Moなどの金属成分等々を微量で添加す
ることもできる。
溶接棒に対する被覆剤の重量比:0.1〜0.19 溶接棒に対する被覆剤の重量比（被覆比）は下進溶接を
容易にするための重要な条件であり、そのためには被覆
比0.1以上が必要である。被覆比が0.1未満では被覆剤の
保護筒としての機能が不充分になってアークが不安定に
なり、しかも棒焼けし易くなる。また被覆比が0.19を超
えるとアークの集中性が低下して裏波ビードが形成され
難くなる。また２層目以降の溶接においてアークが弱く
なり、しかもスラグ量が増加する。したがって、被覆比
は0.1〜0.19の範囲とする。
容易にするための重要な条件であり、そのためには被覆
比0.1以上が必要である。被覆比が0.1未満では被覆剤の
保護筒としての機能が不充分になってアークが不安定に
なり、しかも棒焼けし易くなる。また被覆比が0.19を超
えるとアークの集中性が低下して裏波ビードが形成され
難くなる。また２層目以降の溶接においてアークが弱く
なり、しかもスラグ量が増加する。したがって、被覆比
は0.1〜0.19の範囲とする。
なお、鋼心線や粘結剤の材料も特に制限されない。
次に本発明の実施例を示す。
（実施例） 第１表に示す成分組成の被覆剤を鋼心線（4.0mmφ×350
mm）の外周に所定の被覆比となるように塗布して被覆ア
ーク溶接棒を製造した。得られた各溶接棒を用いて、第
１図に示す形状寸法の固定管１に第２図に示す要領にて
下進溶接を行った。即ち、第２図（ａ）は固定管１の開
先における横断面図であり、（ｂ）は固定管１の端面図
である。第２図（ａ）に示すように、１対の固定管１が
突き合わされた開先部に被覆アーク溶接棒２によりアー
クを形成して溶接を実施した。なお、第２図（ａ）にお
いて、破線５は固定管１の内周縁を示し、破線５と破線
４との間の部分はルート面を示す。この被覆アーク溶接
棒２を固定管１の接線に対して、55〜85°の角度で傾斜
させ、この傾斜角度を保持しながら、下進溶接した。こ
れにより、開先において溶接金属３が形成され、固定管
の開先のルート部が溶接金属３で充填された。
mm）の外周に所定の被覆比となるように塗布して被覆ア
ーク溶接棒を製造した。得られた各溶接棒を用いて、第
１図に示す形状寸法の固定管１に第２図に示す要領にて
下進溶接を行った。即ち、第２図（ａ）は固定管１の開
先における横断面図であり、（ｂ）は固定管１の端面図
である。第２図（ａ）に示すように、１対の固定管１が
突き合わされた開先部に被覆アーク溶接棒２によりアー
クを形成して溶接を実施した。なお、第２図（ａ）にお
いて、破線５は固定管１の内周縁を示し、破線５と破線
４との間の部分はルート面を示す。この被覆アーク溶接
棒２を固定管１の接線に対して、55〜85°の角度で傾斜
させ、この傾斜角度を保持しながら、下進溶接した。こ
れにより、開先において溶接金属３が形成され、固定管
の開先のルート部が溶接金属３で充填された。
溶接性能（靱性、溶接作業性など）を調べた結果を第１
表に示す。
表に示す。
なお、低温靱性は、突合せ溶接継手部よりシャルピー試
験片を採取し、−40℃で衝撃試験を行い、吸収エネルギ
ーを測定して評価した。
験片を採取し、−40℃で衝撃試験を行い、吸収エネルギ
ーを測定して評価した。
第１表より明らかなように、本発明例はいずれも、高セ
ルロース系被覆アーク溶接棒の良好な溶接作業性を維持
しつつ優れた靱性を有する溶接金属を得ることができ
る。
ルロース系被覆アーク溶接棒の良好な溶接作業性を維持
しつつ優れた靱性を有する溶接金属を得ることができ
る。
一方、比較例は、たとえ良好な溶接作業性を示しても、
Ｂ量が適正でないため、靱性の優れた溶接金属を得るこ
とができない。
Ｂ量が適正でないため、靱性の優れた溶接金属を得るこ
とができない。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、良好な溶接作業
性を有し、かつ靱性に優れた下進溶接用高セルロース系
被覆アーク溶接棒を提供することができる。特に寒冷地
での下進溶接用に適している。
性を有し、かつ靱性に優れた下進溶接用高セルロース系
被覆アーク溶接棒を提供することができる。特に寒冷地
での下進溶接用に適している。
第１図は固定管の形状寸法を示す図、 第２図（ａ）、（ｂ）は固定管の下進溶接の要領を説明
する図である。 １……固定管、２……被覆アーク溶接棒、３……溶接金
属。
する図である。 １……固定管、２……被覆アーク溶接棒、３……溶接金
属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−220994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−58449（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150497（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】セルロースを含む被覆剤原料を粘結剤と共
に混練した被覆剤を鋼心線外周に被覆してなる高セルロ
ース系被覆アーク溶接棒において、被覆剤中に、重量％
で（以下、同じ） MgO:0.1〜7.0％ 酸化鉄（FeO換算）:7〜25％ TiO2:8〜19％ SiO2:10〜30％ Mn:5〜27％ B:0.05〜0.5％ 但し、TiO2/B:18〜200 を含有させ、かつ、溶接棒に対する被覆剤の重量比を0.
1〜0.19とすると共に、Ｂ源としてFe-Si-B3元合金を使
用することを特徴とする下進溶接用高セルロース系被覆
アーク溶接棒。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262243A JPH0780064B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 高セルロース系被覆アーク溶接棒 |
| US07/848,183 US5206475A (en) | 1990-09-29 | 1992-03-10 | High cellulose type coated electrode |
| DE4208673A DE4208673C2 (de) | 1990-09-29 | 1992-03-18 | Hochbeschichtete Schweißelektrode des Zellulose-Typs |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262243A JPH0780064B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 高セルロース系被覆アーク溶接棒 |
| US07/848,183 US5206475A (en) | 1990-09-29 | 1992-03-10 | High cellulose type coated electrode |
| DE4208673A DE4208673C2 (de) | 1990-09-29 | 1992-03-18 | Hochbeschichtete Schweißelektrode des Zellulose-Typs |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138895A JPH04138895A (ja) | 1992-05-13 |
| JPH0780064B2 true JPH0780064B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=27203535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2262243A Expired - Lifetime JPH0780064B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 高セルロース系被覆アーク溶接棒 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5206475A (ja) |
| JP (1) | JPH0780064B2 (ja) |
| DE (1) | DE4208673C2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2259040B (en) * | 1991-08-30 | 1994-11-16 | Kobe Steel Ltd | A girth-welding process for a pipe and a high cellulose type coated electrode |
| US6077326A (en) * | 1997-07-01 | 2000-06-20 | Rock Creek Aluminum | Steel additive for processing molten steel |
| US9579751B2 (en) * | 2006-02-21 | 2017-02-28 | Lincoln Global, Inc. | Cellulose coated stick electrode |
| JP5367312B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2013-12-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 高セルロース系被覆アーク溶接棒 |
| WO2016022130A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Micro Motion, Inc. | Method of and apparatus for controlling a weld penetration profile with application of shielding gas in an inner region of a workpiece |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3645782A (en) * | 1969-03-07 | 1972-02-29 | Westinghouse Electric Corp | Covered welding electrode |
| JPS5358449A (en) * | 1976-11-08 | 1978-05-26 | Nippon Steel Corp | Covered electrode containing very small quantity of boron |
| US4282420A (en) * | 1980-02-11 | 1981-08-04 | Chemetron Corporation | Welding electrode |
| US4719330A (en) * | 1981-06-03 | 1988-01-12 | Alloy Rods Corporation | Welding electrode |
| JPS5944159B2 (ja) * | 1981-06-05 | 1984-10-26 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ |
| JPH0632870B2 (ja) * | 1987-03-11 | 1994-05-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 高セルロ−ス系被覆ア−ク溶接棒 |
| JPH01150497A (ja) * | 1987-12-08 | 1989-06-13 | Nippon Steel Corp | すみ肉溶接用低水素系被覆アーク溶接棒 |
-
1990
- 1990-09-29 JP JP2262243A patent/JPH0780064B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-10 US US07/848,183 patent/US5206475A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-18 DE DE4208673A patent/DE4208673C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4208673C2 (de) | 1994-07-14 |
| JPH04138895A (ja) | 1992-05-13 |
| US5206475A (en) | 1993-04-27 |
| DE4208673A1 (de) | 1993-09-23 |
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