JPH08197284A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPH08197284A JPH08197284A JP1311695A JP1311695A JPH08197284A JP H08197284 A JPH08197284 A JP H08197284A JP 1311695 A JP1311695 A JP 1311695A JP 1311695 A JP1311695 A JP 1311695A JP H08197284 A JPH08197284 A JP H08197284A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フラックス成分と外皮の組成を改善してヒュ
ーム発生量を著しく低減させたチタニヤ系ガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、
Ｃ≦０．０２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１５％含有すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．
５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する。フラックスはワイヤ
全重量に対する割合で、ＴｉＯ2：１．００〜８．５０
％、Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素
換算値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ
元素換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ
2／Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２０
００）、Ｃ：≦０．０６％を含有する。外皮及びフラッ
クス中に、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．５
０〜３．６０％、Ｓｉ：０．１０〜１．５０％が含まれ
る。
ーム発生量を著しく低減させたチタニヤ系ガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、
Ｃ≦０．０２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ａｌ：
０．０１〜０．１５％含有すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．
５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する。フラックスはワイヤ
全重量に対する割合で、ＴｉＯ2：１．００〜８．５０
％、Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素
換算値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ
元素換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ
2／Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２０
００）、Ｃ：≦０．０６％を含有する。外皮及びフラッ
クス中に、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．５
０〜３．６０％、Ｓｉ：０．１０〜１．５０％が含まれ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟鋼、高張力鋼、低合
金等の溶接に適する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、特に、ヒューム発生量を低減した
チタニヤ系ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤに関する。
金等の溶接に適する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、特に、ヒューム発生量を低減した
チタニヤ系ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】近年、溶接技能者の不足
が深刻化しており、鉄骨、産機及び造船等の業界では高
能率化、自動化及びロボット化が進められている一方、
脱３Ｋ等の観点より、溶接作業環境改善に関する取り組
みが急激に進んでいる。
が深刻化しており、鉄骨、産機及び造船等の業界では高
能率化、自動化及びロボット化が進められている一方、
脱３Ｋ等の観点より、溶接作業環境改善に関する取り組
みが急激に進んでいる。
【０００３】この溶接技術者不足が一因となって、ガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが、溶接の
容易性及び高性能という利点を有することから、近年需
要が急速にのびている。その中でも、チタニヤ系フラッ
クス入りワイヤはとりわけ低スパッタでビード外観がよ
いことに加え、全姿勢での溶接が容易であることから、
その需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急速に
拡大しつつある。
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが、溶接の
容易性及び高性能という利点を有することから、近年需
要が急速にのびている。その中でも、チタニヤ系フラッ
クス入りワイヤはとりわけ低スパッタでビード外観がよ
いことに加え、全姿勢での溶接が容易であることから、
その需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急速に
拡大しつつある。
【０００４】しかし、溶接環境が高温であることと、溶
接ヒュームが多いことは溶接作業性に固有の問題であ
り、溶接業界はこの点で、他産業に比して劣悪である。
そこで、この種のワイヤの最大の難点、即ち、ヒューム
発生量が多いという難点を改善し、溶接作業性環境を改
善することが要望されている。
接ヒュームが多いことは溶接作業性に固有の問題であ
り、溶接業界はこの点で、他産業に比して劣悪である。
そこで、この種のワイヤの最大の難点、即ち、ヒューム
発生量が多いという難点を改善し、溶接作業性環境を改
善することが要望されている。
【０００５】溶接ヒュームを低減する技術としては、特
許第１４０３５６９号、同第１５７２３１３号、同第１
５７２３２７号等があり、特に外皮中のＣ量及び酸素量
を低減することがヒューム低減に有効であることが知ら
れている。しかしながら、これらの技術では未だ十分に
溶接作業環境を改善できていない。
許第１４０３５６９号、同第１５７２３１３号、同第１
５７２３２７号等があり、特に外皮中のＣ量及び酸素量
を低減することがヒューム低減に有効であることが知ら
れている。しかしながら、これらの技術では未だ十分に
溶接作業環境を改善できていない。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、フラックス成分と外皮の組成を改善して、
ヒューム発生量を著しく低減させたチタニヤ系のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的とする。
のであって、フラックス成分と外皮の組成を改善して、
ヒューム発生量を著しく低減させたチタニヤ系のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスシール
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、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用フ
ラックス入りワイヤにおいて、前記軟鋼製外皮は、外皮
全重量に対する割合で、Ｃ：≦０．０２％、Ｔｉ：０．
０１〜０．２０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含有
すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満
足する組成の鋼からなり、前記フラックスは、ワイヤ全
重量に対する割合でＴｉＯ2：１．００〜８．５０％、
Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素換算
値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素
換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ2／
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２００
０）、Ｃ：≦０．０６％を含有し、前記外皮及びフラッ
クス中には、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．
５０〜３．６０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計し
て）：０．１０〜１．５０％が含まれていることを特徴
とする。
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、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用フ
ラックス入りワイヤにおいて、前記軟鋼製外皮は、外皮
全重量に対する割合で、Ｃ：≦０．０２％、Ｔｉ：０．
０１〜０．２０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含有
すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満
足する組成の鋼からなり、前記フラックスは、ワイヤ全
重量に対する割合でＴｉＯ2：１．００〜８．５０％、
Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素換算
値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素
換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ2／
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２００
０）、Ｃ：≦０．０６％を含有し、前記外皮及びフラッ
クス中には、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．
５０〜３．６０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計し
て）：０．１０〜１．５０％が含まれていることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】本発明者等は、ガスシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤにおけるヒューム発生の低減策とし
て、先ず外皮について鋭意鋭意研究を重ねた結果、従来
の技術において開示された軟鋼製外皮中の低Ｃ量化に加
えて、特に外皮中のＴｉ及びＡｌの含有量を適切に調整
することが効果的であることを知見した。
ックス入りワイヤにおけるヒューム発生の低減策とし
て、先ず外皮について鋭意鋭意研究を重ねた結果、従来
の技術において開示された軟鋼製外皮中の低Ｃ量化に加
えて、特に外皮中のＴｉ及びＡｌの含有量を適切に調整
することが効果的であることを知見した。
【０００９】一方、本発明者等は、ガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤにおける低ヒューム発生量
の低減策として、フラックスの組成面で低ヒューム化す
ることについて鋭意検討した結果、チタニヤ系フラック
スの場合、フラックス中にＣｓを適量にて添加すること
により、低ヒューム化が可能であることを知見した。
溶接用フラックス入りワイヤにおける低ヒューム発生量
の低減策として、フラックスの組成面で低ヒューム化す
ることについて鋭意検討した結果、チタニヤ系フラック
スの場合、フラックス中にＣｓを適量にて添加すること
により、低ヒューム化が可能であることを知見した。
【００１０】これらの知見に基づき、更に検討を加えた
結果、本発明者等は、上述の軟鋼製外皮中の低Ｃ化及び
Ｔｉ、Ａｌの調整に併せて、チタニヤ系フラックス中に
Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物を添加することによ
り、更に画期的に低ヒューム化することができることを
知見した。本発明は、このような知見に基づいてなされ
たものである。
結果、本発明者等は、上述の軟鋼製外皮中の低Ｃ化及び
Ｔｉ、Ａｌの調整に併せて、チタニヤ系フラックス中に
Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物を添加することによ
り、更に画期的に低ヒューム化することができることを
知見した。本発明は、このような知見に基づいてなされ
たものである。
【００１１】以下、本発明で数値限定している各項目に
ついてその理由を示す。
ついてその理由を示す。
【００１２】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記述する。外皮成分から溶接ヒ
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、その結果、以下の事実を知見した。
限定するに至った理由を記述する。外皮成分から溶接ヒ
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、その結果、以下の事実を知見した。
【００１３】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Ｔｉ、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
％）と組み合わせて、１．２ｍｍ径のフラックス入りワ
イヤを作製した。
２の組成のフラックス（フラックス率１５％）を、種々
のＴｉ、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
％）と組み合わせて、１．２ｍｍ径のフラックス入りワ
イヤを作製した。
【００１４】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。
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。
【００１５】図３はＪＩＳ Ｚ３９３０ を説明する図
である。頭部までの高さが約８００ｍｍ、肩部までの高
さが約５００ｍｍの捕集箱１の頭部にガスのサンプラ６
が配設されており、捕集箱１の上部には観察窓２が設け
られ、底部近傍には直径が約４０ｍｍの空気孔４が設け
られ、側面には手を挿入するための差入口３が設けられ
ている。そして、捕集箱１の内部には溶接台５が設置さ
れている。 （溶接条件） 溶接電流：３００Ａ 溶接電圧：３２Ｖ 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 図１、図２、図７、図８は実験によって得られたデータ
を基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７、図８
に示すように、溶接ヒューム発生量を低減させるために
は、外皮成分について従来技術である低Ｃ％化に加え
て、Ｔｉ及びＡｌを夫々０．０１％以上での複合添加が
有効な手段であることが判る。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。また、Ｔｉ、Ａ
ｌの溶接ヒューム低減効果は、Ｃ≦０．０２％、Ｔｉ／
Ｃ≦１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５％で得られることも判明
した。
である。頭部までの高さが約８００ｍｍ、肩部までの高
さが約５００ｍｍの捕集箱１の頭部にガスのサンプラ６
が配設されており、捕集箱１の上部には観察窓２が設け
られ、底部近傍には直径が約４０ｍｍの空気孔４が設け
られ、側面には手を挿入するための差入口３が設けられ
ている。そして、捕集箱１の内部には溶接台５が設置さ
れている。 （溶接条件） 溶接電流：３００Ａ 溶接電圧：３２Ｖ 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 図１、図２、図７、図８は実験によって得られたデータ
を基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７、図８
に示すように、溶接ヒューム発生量を低減させるために
は、外皮成分について従来技術である低Ｃ％化に加え
て、Ｔｉ及びＡｌを夫々０．０１％以上での複合添加が
有効な手段であることが判る。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。また、Ｔｉ、Ａ
ｌの溶接ヒューム低減効果は、Ｃ≦０．０２％、Ｔｉ／
Ｃ≦１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５％で得られることも判明
した。
【００１６】これらのＴｉ、Ａｌの添加により溶接ヒュ
ーム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、鋼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適表面に酸化皮
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。
ーム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、鋼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適表面に酸化皮
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。
【００１７】また、Ｔｉ、Ａｌ量の上限は、溶接金属へ
歩留まった結果生じる延性低下、硬化等による材質劣化
を避けるため、また、Ａｌは過剰に添加されると、溶接
中に大部分が酸化物となり、スラグ剥離性を劣化させる
ため、夫々０．２０％、０．１５％とする必要がある。
歩留まった結果生じる延性低下、硬化等による材質劣化
を避けるため、また、Ａｌは過剰に添加されると、溶接
中に大部分が酸化物となり、スラグ剥離性を劣化させる
ため、夫々０．２０％、０．１５％とする必要がある。
【００１８】以上の理由から、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．
０１〜０．１５％を含有し、且つ、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、
Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する組成の鋼である。
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．
０１〜０．１５％を含有し、且つ、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、
Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する組成の鋼である。
【００１９】より好ましくは、この軟鋼外皮の組成は、
Ｃ：０．０１％未満、Ａｌ：０．０１５〜０．１５％、
Ｔｉ／Ｃ≧２０、Ａｌ／Ｃ≧１０である。なお、ワイヤ
製造上の圧延又は／及び引き抜き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。
Ｃ：０．０１％未満、Ａｌ：０．０１５〜０．１５％、
Ｔｉ／Ｃ≧２０、Ａｌ／Ｃ≧１０である。なお、ワイヤ
製造上の圧延又は／及び引き抜き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。
【００２０】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。ＴｉＯ2：１．００〜８．５０％ ＴｉＯ2はスラグ形成剤・アーク安定剤としての作用が
期待できる。ＴｉＯ2量は、下向及び水平姿勢において
良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善効果を得
るためには、少なくとも、１．００％以上が必要であ
る。しかし、ＴｉＯ2が８．５％を超えるとスラグの凝
固点が高く、且つ粘性が過剰になってスラグ巻き込み及
びビード表面のガス欠陥を生じやすくなる。従って、フ
ラックス中のＴｉＯ2量は１．００〜８．５０％の範囲
とする。
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。ＴｉＯ2：１．００〜８．５０％ ＴｉＯ2はスラグ形成剤・アーク安定剤としての作用が
期待できる。ＴｉＯ2量は、下向及び水平姿勢において
良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善効果を得
るためには、少なくとも、１．００％以上が必要であ
る。しかし、ＴｉＯ2が８．５％を超えるとスラグの凝
固点が高く、且つ粘性が過剰になってスラグ巻き込み及
びビード表面のガス欠陥を生じやすくなる。従って、フ
ラックス中のＴｉＯ2量は１．００〜８．５０％の範囲
とする。
【００２１】なお、ＴｉＯ2源としては、ルチール、還
元イルミナイト、ルコキシン、イルミナイト、チタン酸
カリウム等の酸化物が挙げられる。Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物（アルカリ金属元素換
算値）：０．０１〜１．５０％ アーク安定性の向上及び量低減を図るため、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋのアルカリ金属成分を添加するのが有効である
が、著しい溶接ヒューム発生源となる。特に、アルカリ
金属のフッ化物、炭酸塩及びＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ
等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生源となる。し
かし、前記Ｌｉ，Ｎａ、Ｋのアルカリ金属が、Ｔｉ
xＯy、ＡｌxＯy、ＦｅxＯy、ＭｎxＯy、ＳｉxＯy、Ｚｒ
xＯy等の酸化物の一種以上との複合酸化物（Ｘ、Ｙ：正
数）であれば、溶接ヒューム発生量の増加は少ないとの
知見が得られた。上記範囲に規定したのは、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
られないためであり、スラグ剥離性が著しく低下するた
めである。いずれもアルカリ金属元素に換算して上記範
囲で添加する。複合酸化物の例としては、ＬｉＦｅ
Ｏ2、Ｌｉ2ＳｉＯ3、Ｌｉ2ＭｎＯ3、Ｌｉ2ＺｒＯ3、Ｌ
ｉ2ＴｉＯ3、Ｎａ2ＳｉＯ3、ＮａＡｌＳｉ3Ｏ2、Ｋ2Ｔ
ｉＯ3及びＫＡｌＳｉ3Ｏ8等がある。これらの複合酸化
物としては、高温焼成又は溶融法で製造される他、長石
など天然物質が利用できる。Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）：０．０００５〜０．
３％ Ｃｓがヒューム発生を低減するメカニズムについては詳
細には解明されていないが、Ｃｓはアークの電位傾度を
低下させ、アークの安定性を向上させることがその理由
の一つであると考えられる。Ｃｓの添加によるヒューム
発生量低減の効果については図５に示すとおりであり、
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）が０．０００５％未満
ではヒューム低減の効果は認められず、一方、０．３％
を超えるとかえってスパッタが増加するほか、フラック
スの吸湿が著しくなり、溶接金属中の水素量が増大し
て、その健全性や耐割れ性が劣化する。よって、フラッ
クス中のＣｓの化合物はＣｓ元素換算値でワイヤ全重量
当たり０．０００５〜０．３％とする。
元イルミナイト、ルコキシン、イルミナイト、チタン酸
カリウム等の酸化物が挙げられる。Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物（アルカリ金属元素換
算値）：０．０１〜１．５０％ アーク安定性の向上及び量低減を図るため、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋのアルカリ金属成分を添加するのが有効である
が、著しい溶接ヒューム発生源となる。特に、アルカリ
金属のフッ化物、炭酸塩及びＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ
等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生源となる。し
かし、前記Ｌｉ，Ｎａ、Ｋのアルカリ金属が、Ｔｉ
xＯy、ＡｌxＯy、ＦｅxＯy、ＭｎxＯy、ＳｉxＯy、Ｚｒ
xＯy等の酸化物の一種以上との複合酸化物（Ｘ、Ｙ：正
数）であれば、溶接ヒューム発生量の増加は少ないとの
知見が得られた。上記範囲に規定したのは、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
られないためであり、スラグ剥離性が著しく低下するた
めである。いずれもアルカリ金属元素に換算して上記範
囲で添加する。複合酸化物の例としては、ＬｉＦｅ
Ｏ2、Ｌｉ2ＳｉＯ3、Ｌｉ2ＭｎＯ3、Ｌｉ2ＺｒＯ3、Ｌ
ｉ2ＴｉＯ3、Ｎａ2ＳｉＯ3、ＮａＡｌＳｉ3Ｏ2、Ｋ2Ｔ
ｉＯ3及びＫＡｌＳｉ3Ｏ8等がある。これらの複合酸化
物としては、高温焼成又は溶融法で製造される他、長石
など天然物質が利用できる。Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）：０．０００５〜０．
３％ Ｃｓがヒューム発生を低減するメカニズムについては詳
細には解明されていないが、Ｃｓはアークの電位傾度を
低下させ、アークの安定性を向上させることがその理由
の一つであると考えられる。Ｃｓの添加によるヒューム
発生量低減の効果については図５に示すとおりであり、
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）が０．０００５％未満
ではヒューム低減の効果は認められず、一方、０．３％
を超えるとかえってスパッタが増加するほか、フラック
スの吸湿が著しくなり、溶接金属中の水素量が増大し
て、その健全性や耐割れ性が劣化する。よって、フラッ
クス中のＣｓの化合物はＣｓ元素換算値でワイヤ全重量
当たり０．０００５〜０．３％とする。
【００２２】なお、Ｃｓ源にはＣｓＣｏ3又はＳｉＯ2等
との複合酸化物及び天然のポルサイト鉱石などがあり、
その合成による単純塩又は複塩の形で添加してもよい。
しかし、これらのＣｓ元素換算量で０．３％を超えて添
加すると溶接作業性が劣化する。ＴｉＯ2／Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜
２０００ ＴｉＯ2及びＣｓの化合物の単独での添加効果は前述の
とおりであるが、両者の添加効果は夫々の添加量と影響
し合っていることが判明した。即ち、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）もヒューム発生量及び立
向上進溶接でのダレ及び溶接金属のＸ線性能（融合不
良、スラグ巻き欠陥等）等に大きく影響している（図
６）。良好な全姿勢での溶接作業性を得るためには、ま
た、健全な溶接金属を得るためには、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）が少なくとも２０以上で
ある必要がある。しかし、その比が２０００を超える
と、Ｃｓのヒューム低減効果が小さくなってしまうこ
と、及び溶接金属のＸ線性能の劣化が生じてしまうた
め、２０００以下に抑える必要がある。
との複合酸化物及び天然のポルサイト鉱石などがあり、
その合成による単純塩又は複塩の形で添加してもよい。
しかし、これらのＣｓ元素換算量で０．３％を超えて添
加すると溶接作業性が劣化する。ＴｉＯ2／Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜
２０００ ＴｉＯ2及びＣｓの化合物の単独での添加効果は前述の
とおりであるが、両者の添加効果は夫々の添加量と影響
し合っていることが判明した。即ち、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）もヒューム発生量及び立
向上進溶接でのダレ及び溶接金属のＸ線性能（融合不
良、スラグ巻き欠陥等）等に大きく影響している（図
６）。良好な全姿勢での溶接作業性を得るためには、ま
た、健全な溶接金属を得るためには、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）が少なくとも２０以上で
ある必要がある。しかし、その比が２０００を超える
と、Ｃｓのヒューム低減効果が小さくなってしまうこ
と、及び溶接金属のＸ線性能の劣化が生じてしまうた
め、２０００以下に抑える必要がある。
【００２３】また、フラックスにはチタニヤ系フラック
ス入りワイヤとして通常添加される他の成分を添加する
ことができるのはいうまでもない。Ｃ≦０．０６％ Ｃは脱酸剤として、また強度及び焼き入れ性向上による
靱性確保及びアーク集中性を促進することによる溶け込
み深さ向上などの目的から、必要に応じて外皮中のＣ量
を考慮しつつ、添加される、その場合、Ｃ量が０．００
６％を超えるとＴｉ、Ａｌの溶接ヒューム量低減効果が
得られず、著しくヒューム発生量を増大させてしまうの
で、フラックス中のＣ量はワイヤ全重量％で０．０６％
以下に規制する（図４）。Ｍｎ（外皮中のＭｎ量も合計して）：０．５０〜３．６
０％ Ｍｎは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
及び焼き入れ性向上による靱性改善並びに溶融金属・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が０．５０％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、Ｍｎが３．６０％超では溶着金属強度が過大
となり、低温割れが生じやすくなるので、上記範囲とす
る必要がある。なお、Ｍｎ源としては、Ｍｎ及びＦｅ−
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等合金が挙げられる。Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計して）：０．１０〜１．５
０％ ＳｉはＭｎと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓｉが
０．１０％未満では、脱酸剤としての作用、靱性改善及
びビード形状改善効果が十分に得られず、また、Ｓｉが
１．５０％超では、溶着金属中のＳｉ量が過剰となり、
逆に靱性及び延性が低下するので、上記範囲にする必要
がある。なお、Ｓｉ源としては、Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ等の合金が挙げら
れる。Ｍｇ及び／又はＭｇＯ（Ｍｇ量に換算した値）：０．０
１〜１．００％ 溶接ヒューム低減のためにＡｌ、Ｔｉ含有外皮を使用
し、Ｃｓ化合物を添加し、ＴｉＯ2とＣｓ化合物との比
を調整する。また、アーク安定性改善のために、アルカ
リ金属の化合物をフラックス中に配合する。しかし、こ
の場合、開先角度が狭い場合又は溶接入熱が大きい場合
には、特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しくなる。スラ
グ剥離性を改善するために、必要に応じてＭｇ及び／又
はＭｇＯを添加することができる。Ｍｇ及び／又はＭｇ
Ｏの添加量を総量で上記範囲に限定したのは、０．０１
％未満ではスラグ剥離性の改善効果が得られず、逆に
１．００％超では溶接ヒューム量が増大し、本発明の目
的が達せられないためである。また、Ｍｇ及びＭｇＯは
溶接金属中の酸素低減作用を有するために、靱性及び耐
気孔性の改善効果も得られる。なお、Ｍｇ源としては、
金属Ｍｇの他に、Ａｌ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍ
ｇ、Ｓｉ−Ｍｇ等の合金、またＭｇＯ源としては、クリ
ンカー、珪酸マグネシウム、オリビンサンド等の化合物
が挙げられる。
ス入りワイヤとして通常添加される他の成分を添加する
ことができるのはいうまでもない。Ｃ≦０．０６％ Ｃは脱酸剤として、また強度及び焼き入れ性向上による
靱性確保及びアーク集中性を促進することによる溶け込
み深さ向上などの目的から、必要に応じて外皮中のＣ量
を考慮しつつ、添加される、その場合、Ｃ量が０．００
６％を超えるとＴｉ、Ａｌの溶接ヒューム量低減効果が
得られず、著しくヒューム発生量を増大させてしまうの
で、フラックス中のＣ量はワイヤ全重量％で０．０６％
以下に規制する（図４）。Ｍｎ（外皮中のＭｎ量も合計して）：０．５０〜３．６
０％ Ｍｎは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
及び焼き入れ性向上による靱性改善並びに溶融金属・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が０．５０％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、Ｍｎが３．６０％超では溶着金属強度が過大
となり、低温割れが生じやすくなるので、上記範囲とす
る必要がある。なお、Ｍｎ源としては、Ｍｎ及びＦｅ−
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等合金が挙げられる。Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計して）：０．１０〜１．５
０％ ＳｉはＭｎと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓｉが
０．１０％未満では、脱酸剤としての作用、靱性改善及
びビード形状改善効果が十分に得られず、また、Ｓｉが
１．５０％超では、溶着金属中のＳｉ量が過剰となり、
逆に靱性及び延性が低下するので、上記範囲にする必要
がある。なお、Ｓｉ源としては、Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ等の合金が挙げら
れる。Ｍｇ及び／又はＭｇＯ（Ｍｇ量に換算した値）：０．０
１〜１．００％ 溶接ヒューム低減のためにＡｌ、Ｔｉ含有外皮を使用
し、Ｃｓ化合物を添加し、ＴｉＯ2とＣｓ化合物との比
を調整する。また、アーク安定性改善のために、アルカ
リ金属の化合物をフラックス中に配合する。しかし、こ
の場合、開先角度が狭い場合又は溶接入熱が大きい場合
には、特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しくなる。スラ
グ剥離性を改善するために、必要に応じてＭｇ及び／又
はＭｇＯを添加することができる。Ｍｇ及び／又はＭｇ
Ｏの添加量を総量で上記範囲に限定したのは、０．０１
％未満ではスラグ剥離性の改善効果が得られず、逆に
１．００％超では溶接ヒューム量が増大し、本発明の目
的が達せられないためである。また、Ｍｇ及びＭｇＯは
溶接金属中の酸素低減作用を有するために、靱性及び耐
気孔性の改善効果も得られる。なお、Ｍｇ源としては、
金属Ｍｇの他に、Ａｌ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍ
ｇ、Ｓｉ−Ｍｇ等の合金、またＭｇＯ源としては、クリ
ンカー、珪酸マグネシウム、オリビンサンド等の化合物
が挙げられる。
【００２４】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００２５】下記、表１に示す成分を含有する軟鋼製外
皮を使用し、これを下記表２に示す成分を含有するフラ
ックスを所定のフラックス率で充填したフラックス入り
ワイヤ（直径１．２ｍｍ）を製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して以下の溶接条件で溶接試
験を実施した。
皮を使用し、これを下記表２に示す成分を含有するフラ
ックスを所定のフラックス率で充填したフラックス入り
ワイヤ（直径１．２ｍｍ）を製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して以下の溶接条件で溶接試
験を実施した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】（溶接条件） 溶接法 ：下向ビードオンプレート溶接 溶接電流 ：３００Ａ アーク電圧 ：３２Ｖ 溶接速度 ：３０ｃｍ／分 ワイヤ突出し長さ：２５ｍｍ 極 性 ：ＤＣＥＰ シールドガス ：１００％ＣＯ2（流量２５リットル
／min） 試験板 ：ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ
（板厚１２ｍｍ） （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）（繰り返し回数
＝３の平均値）を求めた。ヒュームは図３に示す捕集箱
を備えた装置により回収した。 （作業性）官能判定により評価した。
／min） 試験板 ：ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ
（板厚１２ｍｍ） （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）（繰り返し回数
＝３の平均値）を求めた。ヒュームは図３に示す捕集箱
を備えた装置により回収した。 （作業性）官能判定により評価した。
【００２９】試験結果を下記表３に示す。
【００３０】なお、試験No.１〜No.４はフラックス中の
ＴｉＯ2量の影響、試験No.5〜No.８、No.２４、No.２５
はフラックス中のアルカリ金属の酸化物の影響、No.９
〜No.１２はフラックス中のＣｓ量及びＴｉＯ2／Ｃｓ比
の影響、No.１３はフラックス中のＣ量の影響、No.１６
〜No.１９はワイヤ中のＭｎ量の影響、No.２０〜No.２
３、No.２８、No.２９はワイヤ中のＳｉ量の影響を夫々
主として調べたものである。
ＴｉＯ2量の影響、試験No.5〜No.８、No.２４、No.２５
はフラックス中のアルカリ金属の酸化物の影響、No.９
〜No.１２はフラックス中のＣｓ量及びＴｉＯ2／Ｃｓ比
の影響、No.１３はフラックス中のＣ量の影響、No.１６
〜No.１９はワイヤ中のＭｎ量の影響、No.２０〜No.２
３、No.２８、No.２９はワイヤ中のＳｉ量の影響を夫々
主として調べたものである。
【００３１】
【表３】
【００３２】試験No.２,３,６,７,１０,１１,１７,１
８,２１,２２,２４,２５,２８,２９は、軟鋼製外皮及び
チタニヤ系フラックスの成分調整が適切であるため、い
ずれもヒューム発生量が著しく少なく、しかも溶接作業
性（ビード外観・形状、ビードのタレ、スッパタ発生
量、スラグ剥離性、Ｘ線性能）も優れている。
８,２１,２２,２４,２５,２８,２９は、軟鋼製外皮及び
チタニヤ系フラックスの成分調整が適切であるため、い
ずれもヒューム発生量が著しく少なく、しかも溶接作業
性（ビード外観・形状、ビードのタレ、スッパタ発生
量、スラグ剥離性、Ｘ線性能）も優れている。
【００３３】一方、他の試験例は、フラックスの成分調
整が適正でない例であり、ヒューム発生量が多く、また
溶接作業性に問題がある。
整が適正でない例であり、ヒューム発生量が多く、また
溶接作業性に問題がある。
【００３４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ヒューム発生が著しく低減され、溶接作業性を著し
く改善することができるチタニヤ系のガスーシールドア
ーク溶接用フラックス入りワイヤを得ることができる。
ば、ヒューム発生が著しく低減され、溶接作業性を著し
く改善することができるチタニヤ系のガスーシールドア
ーク溶接用フラックス入りワイヤを得ることができる。
【図１】ヒューム発生量に及ぼす外皮中のＣ量及びＴｉ
量の影響を示すグラフ図である。
量の影響を示すグラフ図である。
【図２】ヒューム発生量に及ぼす外皮中のＴｉ量及びＡ
ｌ量の影響を示すグラフ図である。
ｌ量の影響を示すグラフ図である。
【図３】ＪＩＳ Ｚ３９３０試験方法を説明する図であ
る。
る。
【図４】フラックス中のＣ量とヒューム発生量との関係
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図５】フラックス中のＣｓ量とヒューム発生量との関
係を示すグラフ図である。
係を示すグラフ図である。
【図６】ＴｉＯ2／Ｃｓ比とヒューム発生量との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図７】Ｔｉ／Ｃとヒューム発生量との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図８】Ａｌ／Ｃとヒューム発生量との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
１；捕集箱 ２；観察箱 ３；差入口 ４；空気孔 ５；溶接台 ６；サンプラ
【手続補正書】
【提出日】平成７年４月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ガスシールドアーク溶接用フラック
ス入りワイヤ
ス入りワイヤ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟鋼、高張力鋼、低合
金等の溶接に適する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、特に、ヒューム発生量を低減した
チタニヤ系ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤに関する。
金等の溶接に適する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、特に、ヒューム発生量を低減した
チタニヤ系ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】近年、溶接技能者の不足
が深刻化しており、鉄骨、産機及び造船等の業界では高
能率化、自動化及びロボット化が進められている一方、
脱３Ｋ等の観点より、溶接作業環境改善に関する取り組
みが急激に進んでいる。
が深刻化しており、鉄骨、産機及び造船等の業界では高
能率化、自動化及びロボット化が進められている一方、
脱３Ｋ等の観点より、溶接作業環境改善に関する取り組
みが急激に進んでいる。
【０００３】この溶接技術者不足が一因となって、ガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが、溶接の
容易性及び高性能という利点を有することから、近年需
要が急速にのびている。その中でも、チタニヤ系フラッ
クス入りワイヤはとりわけ低スパッタでビード外観がよ
いことに加え、全姿勢での溶接が容易であることから、
その需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急速に
拡大しつつある。
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが、溶接の
容易性及び高性能という利点を有することから、近年需
要が急速にのびている。その中でも、チタニヤ系フラッ
クス入りワイヤはとりわけ低スパッタでビード外観がよ
いことに加え、全姿勢での溶接が容易であることから、
その需要が造船、橋梁及び産業機械などの分野で急速に
拡大しつつある。
【０００４】しかし、溶接環境が高温であることと、溶
接ヒュームが多いことは溶接作業性に固有の問題であ
り、溶接業界はこの点で、他産業に比して劣悪である。
そこで、この種のワイヤの最大の難点、即ち、ヒューム
発生量が多いという難点を改善し、溶接作業環境を改善
することが要望されている。
接ヒュームが多いことは溶接作業性に固有の問題であ
り、溶接業界はこの点で、他産業に比して劣悪である。
そこで、この種のワイヤの最大の難点、即ち、ヒューム
発生量が多いという難点を改善し、溶接作業環境を改善
することが要望されている。
【０００５】溶接ヒュームを低減する技術としては、特
許第１４０３５６９号、同第１５７２３１３号、同第１
５７２３２７号等があり、特に外皮中のＣ量及び酸素量
を低減することがヒューム低減に有効であることが知ら
れている。しかしながら、これらの技術では未だ十分に
溶接作業環境を改善できていない。
許第１４０３５６９号、同第１５７２３１３号、同第１
５７２３２７号等があり、特に外皮中のＣ量及び酸素量
を低減することがヒューム低減に有効であることが知ら
れている。しかしながら、これらの技術では未だ十分に
溶接作業環境を改善できていない。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、フラックス成分と外皮の組成を改善して、
ヒューム発生量を著しく低減させたチタニヤ系のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的とする。
のであって、フラックス成分と外皮の組成を改善して、
ヒューム発生量を著しく低減させたチタニヤ系のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスシール
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、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用フ
ラックス入りワイヤにおいて、前記軟鋼製外皮は、外皮
全重量に対する割合で、Ｃ：≦０．０２％、Ｔｉ：０．
０１〜０．２０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含有
すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満
足する組成の鋼からなり、前記フラックスは、ワイヤ全
重量に対する割合でＴｉＯ2：１．００〜８．５０％、
Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素換算
値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素
換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ2／
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２００
０）、Ｃ：≦０．０６％を含有し、前記外皮及びフラッ
クス中には、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．
５０〜３．６０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計し
て）：０．１０〜１．５０％が含まれていることを特徴
とする。
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、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用フ
ラックス入りワイヤにおいて、前記軟鋼製外皮は、外皮
全重量に対する割合で、Ｃ：≦０．０２％、Ｔｉ：０．
０１〜０．２０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含有
すると共に、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満
足する組成の鋼からなり、前記フラックスは、ワイヤ全
重量に対する割合でＴｉＯ2：１．００〜８．５０％、
Ｃｓを除くアルカリ金属酸化物（アルカリ金属元素換算
値）：０．０１〜１．５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素
換算値）：０．０００５〜０．３％（但し、ＴｉＯ2／
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）の比：２０〜２００
０）、Ｃ：≦０．０６％を含有し、前記外皮及びフラッ
クス中には、ワイヤ全重量に対する割合で、Ｍｎ：０．
５０〜３．６０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計し
て）：０．１０〜１．５０％が含まれていることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】本発明者等は、ガスシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤにおけるヒューム発生の低減策とし
て、先ず外皮について鋭意鋭意研究を重ねた結果、従来
の技術において開示された軟鋼製外皮中の低Ｃ量化に加
えて、特に外皮中のＴｉ及びＡｌの含有量を適切に調整
することが効果的であることを知見した。
ックス入りワイヤにおけるヒューム発生の低減策とし
て、先ず外皮について鋭意鋭意研究を重ねた結果、従来
の技術において開示された軟鋼製外皮中の低Ｃ量化に加
えて、特に外皮中のＴｉ及びＡｌの含有量を適切に調整
することが効果的であることを知見した。
【０００９】一方、本発明者等は、ガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤにおけるヒューム発生量の
低減策として、フラックスの組成面で低ヒューム化する
ことについて鋭意検討した結果、チタニヤ系フラックス
の場合、フラックス中にＣｓを適量にて添加することに
より、低ヒューム化が可能であることを知見した。
溶接用フラックス入りワイヤにおけるヒューム発生量の
低減策として、フラックスの組成面で低ヒューム化する
ことについて鋭意検討した結果、チタニヤ系フラックス
の場合、フラックス中にＣｓを適量にて添加することに
より、低ヒューム化が可能であることを知見した。
【００１０】これらの知見に基づき、更に検討を加えた
結果、本発明者等は、上述の軟鋼製外皮中の低Ｃ化及び
Ｔｉ、Ａｌの調整に併せて、チタニヤ系フラックス中に
Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物を添加することによ
り、更に画期的に低ヒューム化することができることを
知見した。本発明は、このような知見に基づいてなされ
たものである。
結果、本発明者等は、上述の軟鋼製外皮中の低Ｃ化及び
Ｔｉ、Ａｌの調整に併せて、チタニヤ系フラックス中に
Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物を添加することによ
り、更に画期的に低ヒューム化することができることを
知見した。本発明は、このような知見に基づいてなされ
たものである。
【００１１】以下、本発明で数値限定している各項目に
ついてその理由を示す。
ついてその理由を示す。
【００１２】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記述する。外皮成分から溶接ヒ
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、その結果、以下の事実を知見した。
限定するに至った理由を記述する。外皮成分から溶接ヒ
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、その結果、以下の事実を知見した。
【００１３】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Ｔｉ、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
％）と組み合わせて、１．２ｍｍ径のフラックス入りワ
イヤを作製した。
２の組成のフラックス（フラックス率１５％）を、種々
のＴｉ、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
％）と組み合わせて、１．２ｍｍ径のフラックス入りワ
イヤを作製した。
【００１４】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。
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。
【００１５】図３はＪＩＳ Ｚ３９３０ を説明する図
である。頭部までの高さが約８００ｍｍ、肩部までの高
さが約５００ｍｍの捕集箱１の頭部にガスのサンプラ６
が配設されており、捕集箱１の上部には観察窓２が設け
られ、底部近傍には直径が約４０ｍｍの空気孔４が設け
られ、側面には手を挿入するための差入口３が設けられ
ている。そして、捕集箱１の内部には溶接台５が設置さ
れている。
である。頭部までの高さが約８００ｍｍ、肩部までの高
さが約５００ｍｍの捕集箱１の頭部にガスのサンプラ６
が配設されており、捕集箱１の上部には観察窓２が設け
られ、底部近傍には直径が約４０ｍｍの空気孔４が設け
られ、側面には手を挿入するための差入口３が設けられ
ている。そして、捕集箱１の内部には溶接台５が設置さ
れている。
【００１６】（溶接条件） 溶接電流：３００Ａ 溶接電圧：３２Ｖ 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
【００１７】図１、図２、図７、図８は実験によって得
られたデータを基に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴ
ｉ、Ａｌ、Ｃ量との関係を求めたものである。図１、図
２、図７、図８に示すように、溶接ヒューム発生量を低
減させるためには、外皮成分について従来技術である低
Ｃ％化に加えて、Ｔｉ及びＡｌを夫々０．０１％以上で
の複合添加が有効な手段であることが判る。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。ま
た、Ｔｉ、Ａｌの溶接ヒューム低減効果は、Ｃ≦０．０
２％、Ｔｉ／Ｃ≦１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５で得られる
ことも判明した。
られたデータを基に溶接ヒューム発生量と外皮中のＴ
ｉ、Ａｌ、Ｃ量との関係を求めたものである。図１、図
２、図７、図８に示すように、溶接ヒューム発生量を低
減させるためには、外皮成分について従来技術である低
Ｃ％化に加えて、Ｔｉ及びＡｌを夫々０．０１％以上で
の複合添加が有効な手段であることが判る。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。ま
た、Ｔｉ、Ａｌの溶接ヒューム低減効果は、Ｃ≦０．０
２％、Ｔｉ／Ｃ≦１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５で得られる
ことも判明した。
【００１８】これらのＴｉ、Ａｌの添加により溶接ヒュ
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、鋼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。
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、鋼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。
【００１９】また、Ｔｉ、Ａｌ量の上限は、溶接金属へ
歩留まった結果生じる延性低下、硬化等による材質劣化
を避けるため、また、Ａｌは過剰に添加されると、溶接
中に大部分が酸化物となり、スラグ剥離性を劣化させる
ため、夫々０．２０％、０．１５％とする必要がある。
歩留まった結果生じる延性低下、硬化等による材質劣化
を避けるため、また、Ａｌは過剰に添加されると、溶接
中に大部分が酸化物となり、スラグ剥離性を劣化させる
ため、夫々０．２０％、０．１５％とする必要がある。
【００２０】以上の理由から、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．
０１〜０．１５％を含有し、且つ、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、
Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する組成の鋼である。
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．
０１〜０．１５％を含有し、且つ、Ｔｉ／Ｃ≧１．５、
Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する組成の鋼である。
【００２１】より好ましくは、この軟鋼外皮の組成は、
Ｃ：０．０１％未満、Ａｌ：０．０１５〜０．１５％、
Ｔｉ／Ｃ≧２０、Ａｌ／Ｃ≧１０である。なお、ワイヤ
製造上の圧延又は／及び引き抜き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。
Ｃ：０．０１％未満、Ａｌ：０．０１５〜０．１５％、
Ｔｉ／Ｃ≧２０、Ａｌ／Ｃ≧１０である。なお、ワイヤ
製造上の圧延又は／及び引き抜き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。
【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。ＴｉＯ2：１．００〜８．５０％ ＴｉＯ2はスラグ形成剤・アーク安定剤としての作用が
期待できる。ＴｉＯ2量は、下向及び水平姿勢において
良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善効果を得
るためには、少なくとも、１．００％以上が必要であ
る。しかし、ＴｉＯ2が８．５％を超えるとスラグの凝
固点が高く、且つ粘性が過剰になってスラグ巻き込み及
びビード表面のガス欠陥を生じやすくなる。従って、フ
ラックス中のＴｉＯ2量は１．００〜８．５０％の範囲
とする。
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。ＴｉＯ2：１．００〜８．５０％ ＴｉＯ2はスラグ形成剤・アーク安定剤としての作用が
期待できる。ＴｉＯ2量は、下向及び水平姿勢において
良好なビード外観・形状及びアーク安定性改善効果を得
るためには、少なくとも、１．００％以上が必要であ
る。しかし、ＴｉＯ2が８．５％を超えるとスラグの凝
固点が高く、且つ粘性が過剰になってスラグ巻き込み及
びビード表面のガス欠陥を生じやすくなる。従って、フ
ラックス中のＴｉＯ2量は１．００〜８．５０％の範囲
とする。
【００２３】なお、ＴｉＯ2源としては、ルチール、還
元イルミナイト、ルコキシン、イルミナイト、チタン酸
カリウム等の酸化物が挙げられる。
元イルミナイト、ルコキシン、イルミナイト、チタン酸
カリウム等の酸化物が挙げられる。
【００２４】Ｃｓを除くアルカリ金属の酸化物（アルカ
リ金属元素換算値）：０．０１〜１．５０％ アーク安定性の向上及びヒューム発生量低減を図るた
め、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属成分を添加するのが
有効であるが、著しい溶接ヒューム発生源となる。特
に、アルカリ金属のフッ化物、炭酸塩及びＮａ2Ｏ、Ｋ2
Ｏ、Ｌｉ2Ｏ等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生
源となる。しかし、前記Ｌｉ，Ｎａ、Ｋのアルカリ金属
が、ＴｉxＯy、ＡｌxＯy、ＦｅxＯy、ＭｎxＯy、Ｓｉx
Ｏy、ＺｒxＯy等の酸化物の一種以上との複合酸化物
（Ｘ、Ｙ：正数）であれば、溶接ヒューム発生量の増加
は少ないとの知見が得られた。上記範囲に規定したの
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ないためであり、スラグ剥離性が著
しく低下するためである。いずれもアルカリ金属元素に
換算して上記範囲で添加する。複合酸化物の例として
は、ＬｉＦｅＯ2、Ｌｉ2ＳｉＯ3、Ｌｉ2ＭｎＯ3、Ｌｉ2
ＺｒＯ3、Ｌｉ2ＴｉＯ3、Ｎａ2ＳｉＯ3、ＮａＡｌＳｉ3
Ｏ2、Ｋ2ＴｉＯ3及びＫＡｌＳｉ3Ｏ8等がある。これら
の複合酸化物としては、高温焼成又は溶融法で製造され
る他、長石など天然物質が利用できる。
リ金属元素換算値）：０．０１〜１．５０％ アーク安定性の向上及びヒューム発生量低減を図るた
め、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属成分を添加するのが
有効であるが、著しい溶接ヒューム発生源となる。特
に、アルカリ金属のフッ化物、炭酸塩及びＮａ2Ｏ、Ｋ2
Ｏ、Ｌｉ2Ｏ等の単純酸化物は著しい溶接ヒューム発生
源となる。しかし、前記Ｌｉ，Ｎａ、Ｋのアルカリ金属
が、ＴｉxＯy、ＡｌxＯy、ＦｅxＯy、ＭｎxＯy、Ｓｉx
Ｏy、ＺｒxＯy等の酸化物の一種以上との複合酸化物
（Ｘ、Ｙ：正数）であれば、溶接ヒューム発生量の増加
は少ないとの知見が得られた。上記範囲に規定したの
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ないためであり、スラグ剥離性が著
しく低下するためである。いずれもアルカリ金属元素に
換算して上記範囲で添加する。複合酸化物の例として
は、ＬｉＦｅＯ2、Ｌｉ2ＳｉＯ3、Ｌｉ2ＭｎＯ3、Ｌｉ2
ＺｒＯ3、Ｌｉ2ＴｉＯ3、Ｎａ2ＳｉＯ3、ＮａＡｌＳｉ3
Ｏ2、Ｋ2ＴｉＯ3及びＫＡｌＳｉ3Ｏ8等がある。これら
の複合酸化物としては、高温焼成又は溶融法で製造され
る他、長石など天然物質が利用できる。
【００２５】Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）：０．０
００５〜０．３％ Ｃｓがヒューム発生を低減するメカニズムについては詳
細には解明されていないが、Ｃｓはアークの電位傾度を
低下させ、アークの安定性を向上させることがその理由
の一つであると考えられる。Ｃｓの添加によるヒューム
発生量低減の効果については図５に示すとおりであり、
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）が０．０００５％未満
ではヒューム低減の効果は認められず、一方、０．３％
を超えるとかえってスパッタが増加するほか、フラック
スの吸湿が著しくなり、溶接金属中の水素量が増大し
て、その健全性や耐割れ性が劣化する。よって、フラッ
クス中のＣｓの化合物はＣｓ元素換算値でワイヤ全重量
当たり０．０００５〜０．３％とする。
００５〜０．３％ Ｃｓがヒューム発生を低減するメカニズムについては詳
細には解明されていないが、Ｃｓはアークの電位傾度を
低下させ、アークの安定性を向上させることがその理由
の一つであると考えられる。Ｃｓの添加によるヒューム
発生量低減の効果については図５に示すとおりであり、
Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）が０．０００５％未満
ではヒューム低減の効果は認められず、一方、０．３％
を超えるとかえってスパッタが増加するほか、フラック
スの吸湿が著しくなり、溶接金属中の水素量が増大し
て、その健全性や耐割れ性が劣化する。よって、フラッ
クス中のＣｓの化合物はＣｓ元素換算値でワイヤ全重量
当たり０．０００５〜０．３％とする。
【００２６】なお、Ｃｓ源にはＣｓＣＯ 3又はＳｉＯ2等
との複合酸化物及び天然のポルサイト鉱石などがあり、
その合成による単純塩又は複塩の形で添加してもよい。
しかし、これらのＣｓ元素換算量で０．３％を超えて添
加すると溶接作業性が劣化する。
との複合酸化物及び天然のポルサイト鉱石などがあり、
その合成による単純塩又は複塩の形で添加してもよい。
しかし、これらのＣｓ元素換算量で０．３％を超えて添
加すると溶接作業性が劣化する。
【００２７】ＴｉＯ2／Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）
の比：２０〜２０００ ＴｉＯ2及びＣｓの化合物の単独での添加効果は前述の
とおりであるが、両者の添加効果は夫々の添加量と影響
し合っていることが判明した。即ち、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）もヒューム発生量及び立
向上進溶接でのダレ及び溶接金属のＸ線性能（融合不
良、スラグ巻き欠陥等）等に大きく影響している（図
６）。良好な全姿勢での溶接作業性を得るためには、ま
た、健全な溶接金属を得るためには、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）が少なくとも２０以上で
ある必要がある。しかし、その比が２０００を超える
と、Ｃｓのヒューム低減効果が小さくなってしまうこ
と、及び溶接金属のＸ線性能の劣化が生じてしまうた
め、２０００以下に抑える必要がある。
の比：２０〜２０００ ＴｉＯ2及びＣｓの化合物の単独での添加効果は前述の
とおりであるが、両者の添加効果は夫々の添加量と影響
し合っていることが判明した。即ち、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）もヒューム発生量及び立
向上進溶接でのダレ及び溶接金属のＸ線性能（融合不
良、スラグ巻き欠陥等）等に大きく影響している（図
６）。良好な全姿勢での溶接作業性を得るためには、ま
た、健全な溶接金属を得るためには、その比ＴｉＯ2／
Ｃｓ化合物（Ｃｓ元素換算値）が少なくとも２０以上で
ある必要がある。しかし、その比が２０００を超える
と、Ｃｓのヒューム低減効果が小さくなってしまうこ
と、及び溶接金属のＸ線性能の劣化が生じてしまうた
め、２０００以下に抑える必要がある。
【００２８】また、フラックスにはチタニヤ系フラック
ス入りワイヤとして通常添加される他の成分を添加する
ことができるのはいうまでもない。
ス入りワイヤとして通常添加される他の成分を添加する
ことができるのはいうまでもない。
【００２９】Ｃ≦０．０６％ Ｃは脱酸剤として、また強度及び焼き入れ性向上による
靱性確保及びアーク集中性を促進することによる溶け込
み深さ向上などの目的から、必要に応じて外皮中のＣ量
を考慮しつつ、添加される、その場合、Ｃ量が０．０６
％を超えるとＴｉ、Ａｌの溶接ヒューム量低減効果が得
られず、著しくヒューム発生量を増大させてしまうの
で、フラックス中のＣ量はワイヤ全重量％で０．０６％
以下に規制する（図４）。
靱性確保及びアーク集中性を促進することによる溶け込
み深さ向上などの目的から、必要に応じて外皮中のＣ量
を考慮しつつ、添加される、その場合、Ｃ量が０．０６
％を超えるとＴｉ、Ａｌの溶接ヒューム量低減効果が得
られず、著しくヒューム発生量を増大させてしまうの
で、フラックス中のＣ量はワイヤ全重量％で０．０６％
以下に規制する（図４）。
【００３０】Ｍｎ（外皮中のＭｎ量も合計して）：０．
５０〜３．６０％ Ｍｎは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
及び焼き入れ性向上による靱性改善並びに溶融金属・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が０．５０％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、Ｍｎが３．６０％超では溶着金属強度が過大
となり、低温割れが生じやすくなるので、上記範囲とす
る必要がある。なお、Ｍｎ源としては、Ｍｎ及びＦｅ−
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の合金が挙げられる。
５０〜３．６０％ Ｍｎは、脱酸剤としてのみならず、溶着金属の強度調整
及び焼き入れ性向上による靱性改善並びに溶融金属・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が０．５０％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、Ｍｎが３．６０％超では溶着金属強度が過大
となり、低温割れが生じやすくなるので、上記範囲とす
る必要がある。なお、Ｍｎ源としては、Ｍｎ及びＦｅ−
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の合金が挙げられる。
【００３１】Ｓｉ（外皮中のＳｉ量も合計して）：０．
１０〜１．５０％ ＳｉはＭｎと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓｉが
０．１０％未満では、脱酸剤としての作用、靱性改善及
びビード形状改善効果が十分に得られず、また、Ｓｉが
１．５０％超では、溶着金属中のＳｉ量が過剰となり、
逆に靱性及び延性が低下するので、上記範囲にする必要
がある。なお、Ｓｉ源としては、Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ等の合金が挙げら
れる。
１０〜１．５０％ ＳｉはＭｎと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Ｓｉが
０．１０％未満では、脱酸剤としての作用、靱性改善及
びビード形状改善効果が十分に得られず、また、Ｓｉが
１．５０％超では、溶着金属中のＳｉ量が過剰となり、
逆に靱性及び延性が低下するので、上記範囲にする必要
がある。なお、Ｓｉ源としては、Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ等の合金が挙げら
れる。
【００３２】Ｍｇ及び／又はＭｇＯ（Ｍｇ量に換算した
値）：０．０１〜１．００％ 溶接ヒューム低減のためにＡｌ、Ｔｉ含有外皮を使用
し、Ｃｓ化合物を添加し、ＴｉＯ2とＣｓ化合物との比
を調整する。また、アーク安定性改善のために、アルカ
リ金属の化合物をフラックス中に配合する。しかし、こ
の場合、開先角度が狭い場合又は溶接入熱が大きい場合
には、特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しくなる。スラ
グ剥離性を改善するために、必要に応じてＭｇ及び／又
はＭｇＯを添加することができる。Ｍｇ及び／又はＭｇ
Ｏの添加量を総量で上記範囲に限定したのは、０．０１
％未満ではスラグ剥離性の改善効果が得られず、逆に
１．００％超では溶接ヒューム量が増大し、本発明の目
的が達せられないためである。また、Ｍｇ及びＭｇＯは
溶接金属中の酸素低減作用を有するために、靱性及び耐
気孔性の改善効果も得られる。なお、Ｍｇ源としては、
金属Ｍｇの他に、Ａｌ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍ
ｇ、Ｓｉ−Ｍｇ等の合金、またＭｇＯ源としては、クリ
ンカー、珪酸マグネシウム、オリビンサンド等の化合物
が挙げられる。
値）：０．０１〜１．００％ 溶接ヒューム低減のためにＡｌ、Ｔｉ含有外皮を使用
し、Ｃｓ化合物を添加し、ＴｉＯ2とＣｓ化合物との比
を調整する。また、アーク安定性改善のために、アルカ
リ金属の化合物をフラックス中に配合する。しかし、こ
の場合、開先角度が狭い場合又は溶接入熱が大きい場合
には、特にスラグ剥離性の劣化傾向が著しくなる。スラ
グ剥離性を改善するために、必要に応じてＭｇ及び／又
はＭｇＯを添加することができる。Ｍｇ及び／又はＭｇ
Ｏの添加量を総量で上記範囲に限定したのは、０．０１
％未満ではスラグ剥離性の改善効果が得られず、逆に
１．００％超では溶接ヒューム量が増大し、本発明の目
的が達せられないためである。また、Ｍｇ及びＭｇＯは
溶接金属中の酸素低減作用を有するために、靱性及び耐
気孔性の改善効果も得られる。なお、Ｍｇ源としては、
金属Ｍｇの他に、Ａｌ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍ
ｇ、Ｓｉ−Ｍｇ等の合金、またＭｇＯ源としては、クリ
ンカー、珪酸マグネシウム、オリビンサンド等の化合物
が挙げられる。
【００３３】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００３４】下記、表１に示す成分を含有する軟鋼製外
皮を使用し、これを下記表２に示す成分を含有するフラ
ックスを所定のフラックス率で充填したフラックス入り
ワイヤ（直径１．２ｍｍ）を製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して以下の溶接条件で溶接試
験を実施した。
皮を使用し、これを下記表２に示す成分を含有するフラ
ックスを所定のフラックス率で充填したフラックス入り
ワイヤ（直径１．２ｍｍ）を製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して以下の溶接条件で溶接試
験を実施した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】（溶接条件） 溶接法 ：下向ビードオンプレート溶接 溶接電流 ：３００Ａ アーク電圧 ：３２Ｖ 溶接速度 ：３０ｃｍ／分 ワイヤ突出し長さ：２５ｍｍ 極 性 ：ＤＣＥＰ シールドガス ：１００％ＣＯ2（流量２５リットル
／min） 試験板 ：ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ
（板厚１２ｍｍ） （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）（繰り返し回数
＝３の平均値）を求めた。ヒュームは図３に示す捕集箱
を備えた装置により回収した。 （作業性）官能判定により評価した。
／min） 試験板 ：ＪＩＳ Ｇ３１０６ ＳＭ４９０Ａ
（板厚１２ｍｍ） （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）（繰り返し回数
＝３の平均値）を求めた。ヒュームは図３に示す捕集箱
を備えた装置により回収した。 （作業性）官能判定により評価した。
【００３８】試験結果を下記表３に示す。なお、試験N
o.１〜No.４はフラックス中のＴｉＯ2量の影響、試験N
o.5〜No.８はフラックス中のアルカリ金属の酸化物の影
響、No.９〜No.１２はフラックス中のＣｓ量及びＴｉＯ
2／Ｃｓ比の影響、No.１３はフラックス中のＣ量の影
響、No.１６〜No.１９はワイヤ中のＭｎ量の影響、No.
２０〜No.２３はワイヤ中のＳｉ量の影響を夫々主とし
て調べたものである。
o.１〜No.４はフラックス中のＴｉＯ2量の影響、試験N
o.5〜No.８はフラックス中のアルカリ金属の酸化物の影
響、No.９〜No.１２はフラックス中のＣｓ量及びＴｉＯ
2／Ｃｓ比の影響、No.１３はフラックス中のＣ量の影
響、No.１６〜No.１９はワイヤ中のＭｎ量の影響、No.
２０〜No.２３はワイヤ中のＳｉ量の影響を夫々主とし
て調べたものである。
【００３９】
【表３】
【００４０】試験No.２,３,６,７,１１,１４,１５,１
７,１８,２１,２２,２４,２５,２６,２７,２８,２９
は、軟鋼製外皮及びチタニヤ系フラックスの成分調整が
適切であるため、いずれもヒューム発生量が著しく少な
く、しかも溶接作業性（ビード外観・形状、ビードのタ
レ、スパッタ発生量、スラグ剥離性、Ｘ線性能）も優れ
ている。
７,１８,２１,２２,２４,２５,２６,２７,２８,２９
は、軟鋼製外皮及びチタニヤ系フラックスの成分調整が
適切であるため、いずれもヒューム発生量が著しく少な
く、しかも溶接作業性（ビード外観・形状、ビードのタ
レ、スパッタ発生量、スラグ剥離性、Ｘ線性能）も優れ
ている。
【００４１】一方、他の試験例は、フラックスの成分調
整が適正でない例であり、ヒューム発生量が多く、また
溶接作業性に問題がある。
整が適正でない例であり、ヒューム発生量が多く、また
溶接作業性に問題がある。
【００４２】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ヒューム発生が著しく低減され、溶接作業性を著し
く改善することができるチタニヤ系のガスシールドアー
ク溶接用フラックス入りワイヤを得ることができる。
ば、ヒューム発生が著しく低減され、溶接作業性を著し
く改善することができるチタニヤ系のガスシールドアー
ク溶接用フラックス入りワイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒューム発生量に及ぼす外皮中のＣ量及びＴｉ
量の影響を示すグラフ図である。
量の影響を示すグラフ図である。
【図２】ヒューム発生量に及ぼす外皮中のＴｉ量及びＡ
ｌ量の影響を示すグラフ図である。
ｌ量の影響を示すグラフ図である。
【図３】ＪＩＳ Ｚ３９３０試験方法を説明する図であ
る。
る。
【図４】フラックス中のＣ量とヒューム発生量との関係
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図５】フラックス中のＣｓ量とヒューム発生量との関
係を示すグラフ図である。
係を示すグラフ図である。
【図６】ＴｉＯ2／Ｃｓ比とヒューム発生量との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図７】Ｔｉ／Ｃとヒューム発生量との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図８】Ａｌ／Ｃとヒューム発生量との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【符号の説明】 １；捕集箱 ２；観察窓 ３；差入口 ４；空気孔 ５；溶接台 ６；サンプラ
Claims (2)
- 【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用フラックス入りワイヤにおい
て、前記軟鋼製外皮は、外皮全重量に対する割合で、
Ｃ：≦０．０２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２０％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．１５％を含有すると共に、Ｔｉ／Ｃ
≧１．５、Ａｌ／Ｃ≧１．５を満足する組成の鋼からな
り、前記フラックスは、ワイヤ全重量に対する割合でＴ
ｉＯ2：１．００〜８．５０％、Ｃｓを除くアルカリ金
属酸化物（アルカリ金属元素換算値）：０．０１〜１．
５０％、Ｃｓの化合物（Ｃｓ元素換算値）：０．０００
５〜０．３％（但し、ＴｉＯ2／Ｃｓの化合物（Ｃｓ元
素換算値）の比：２０〜２０００）、Ｃ：≦０．０６％
を含有し、前記外皮及びフラックス中には、ワイヤ全重
量に対する割合で、Ｍｎ：０．５０〜３．６０％、Ｓｉ
（外皮中のＳｉ量も合計して）：０．１０〜１．５０％
が含まれていることを特徴とするガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 前記フラックスが、更に、ワイヤ全重量
に対する割合で、ＭｇＯ及び／又はＭｇＯ（Ｍｇ元素換
算値）を０．０１〜１．００％含有することを特徴とす
る請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用フラック
ス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311695A JPH08197284A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311695A JPH08197284A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197284A true JPH08197284A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11824190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1311695A Pending JPH08197284A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197284A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101870045A (zh) * | 2009-04-22 | 2010-10-27 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝 |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP1311695A patent/JPH08197284A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101870045A (zh) * | 2009-04-22 | 2010-10-27 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝 |
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