JPH08281477A - 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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- JPH08281477A JPH08281477A JP8434995A JP8434995A JPH08281477A JP H08281477 A JPH08281477 A JP H08281477A JP 8434995 A JP8434995 A JP 8434995A JP 8434995 A JP8434995 A JP 8434995A JP H08281477 A JPH08281477 A JP H08281477A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 全姿勢溶接が可能で、特に水平すみ肉ビード
の止端部形状が良好で高疲労強度が得られるＣＯ2 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】 ＴｉＯ2 系全姿勢溶接用ワイヤにおいて、Ａ
ｌ2 Ｏ3 を１．０重量％、Ｓを０．０１０〜０．０４５
重量％（ワイヤ全重量比）とし、その他のＴｉＯ2 ，Ｓ
ｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，酸化鉄，Ｆ，アーク安定剤（Ｎａ，
Ｋ），脱酸剤をそれぞれ限定する範囲で必須成分として
含有す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。 【効果】 水平すみ肉ビードの止端部形状の改善には、
特にＡｌ2 Ｏ3 とＳによる相乗効果が働く。造船や橋梁
等の高疲労強度が要求される箇所へ適用できる。
の止端部形状が良好で高疲労強度が得られるＣＯ2 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】 ＴｉＯ2 系全姿勢溶接用ワイヤにおいて、Ａ
ｌ2 Ｏ3 を１．０重量％、Ｓを０．０１０〜０．０４５
重量％（ワイヤ全重量比）とし、その他のＴｉＯ2 ，Ｓ
ｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，酸化鉄，Ｆ，アーク安定剤（Ｎａ，
Ｋ），脱酸剤をそれぞれ限定する範囲で必須成分として
含有す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。 【効果】 水平すみ肉ビードの止端部形状の改善には、
特にＡｌ2 Ｏ3 とＳによる相乗効果が働く。造船や橋梁
等の高疲労強度が要求される箇所へ適用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼構造物の溶接に用いる
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わ
り、特に船舶、橋梁等のような繰り返し荷重を受ける鋼
構造物の長期使用中に問題となるすみ肉溶接部の疲労強
度を向上させ、かつ全姿勢溶接が可能なガスシールドア
ーク溶接用フラックス入りワイヤに関する。
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わ
り、特に船舶、橋梁等のような繰り返し荷重を受ける鋼
構造物の長期使用中に問題となるすみ肉溶接部の疲労強
度を向上させ、かつ全姿勢溶接が可能なガスシールドア
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】近年の溶接の高能率化、省力化の要求の
背景に、１．０〜２．０mmを主体とする細径のガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（以下、フラッ
クス入りワイヤという）は、その良好な溶接作業性及び
高能率な溶接ができる等の利点により広く普及してい
る。これにともない適用する各種溶接構造物に対応した
種々個別の溶接性能向上の要求が増している。
背景に、１．０〜２．０mmを主体とする細径のガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤ（以下、フラッ
クス入りワイヤという）は、その良好な溶接作業性及び
高能率な溶接ができる等の利点により広く普及してい
る。これにともない適用する各種溶接構造物に対応した
種々個別の溶接性能向上の要求が増している。
【０００３】従来より船舶、橋梁等のすみ肉溶接の比率
の高い溶接構造物においては、水平すみ肉溶接部の疲労
強度向上対策が問題となっており、ビード止端部をグラ
インダーで研削したりドレッシングビード、あるいはＴ
ＩＧ溶接で再溶融する等の方法がとられている。これに
対し、特開平２−９９２９７号公報、特開平３−１８０
２９８号公報等は水平すみ肉溶接用のフラックス入りワ
イヤを提案したものであるが、疲労強度向上に有効なビ
ード止端部形状については十分に検討されていない。
の高い溶接構造物においては、水平すみ肉溶接部の疲労
強度向上対策が問題となっており、ビード止端部をグラ
インダーで研削したりドレッシングビード、あるいはＴ
ＩＧ溶接で再溶融する等の方法がとられている。これに
対し、特開平２−９９２９７号公報、特開平３−１８０
２９８号公報等は水平すみ肉溶接用のフラックス入りワ
イヤを提案したものであるが、疲労強度向上に有効なビ
ード止端部形状については十分に検討されていない。
【０００４】本発明者らも先に特開平４−３６１８７６
号公報により特定した組成のフラックス入りワイヤとＡ
ｒ−ＣＯ2 系ガスを組み合わせた高疲労強度ガスシール
ドアーク溶接方法を提案した。
号公報により特定した組成のフラックス入りワイヤとＡ
ｒ−ＣＯ2 系ガスを組み合わせた高疲労強度ガスシール
ドアーク溶接方法を提案した。
【０００５】しかし、Ａｒ−ＣＯ2 系ガスによる溶接は
我が国では一般的でなく、コスト的に安価なＣＯ2 ガス
と組み合わせてビード止端部形状を改善できるフラック
ス入りワイヤの開発要望が強い。この場合、例えば特公
平４−５５７９６号公報による提案にあるように、水平
すみ肉溶接専用でなく施工現場で汎用性のある全姿勢溶
接ができるフラックス入りワイヤであることが好まし
い。
我が国では一般的でなく、コスト的に安価なＣＯ2 ガス
と組み合わせてビード止端部形状を改善できるフラック
ス入りワイヤの開発要望が強い。この場合、例えば特公
平４−５５７９６号公報による提案にあるように、水平
すみ肉溶接専用でなく施工現場で汎用性のある全姿勢溶
接ができるフラックス入りワイヤであることが好まし
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はシールドガス
がＣＯ2 ガスであっても水平すみ肉ビード止端部形状が
良好で、かつ全姿勢溶接が可能な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。
がＣＯ2 ガスであっても水平すみ肉ビード止端部形状が
良好で、かつ全姿勢溶接が可能な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】本発明の要旨は、鋼製外
皮内にフラックスが充填され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、ワイヤ全重量に
対して、下記成分を必須として含有することを特徴とす
るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにあ
る。 ＴｉＯ2 ：４．５〜７．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１．０
〜２．５重量％、ＳｉＯ2 ：０．３〜１．０重量％、Ｚ
ｒＯ2 ：０．３〜１．０重量％、酸化鉄：０．１〜０．
５重量％、Ｆ：０．０３〜０．１５重量％、Ｓ（外皮成
分を含む）：０．０１０〜０．０４５重量％、Ｎａ，Ｋ
の１種または２種の合計：０．０５〜０．３０重量％、
脱酸剤（外皮成分を含む）：１．５〜５．０重量％。
皮内にフラックスが充填され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、ワイヤ全重量に
対して、下記成分を必須として含有することを特徴とす
るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにあ
る。 ＴｉＯ2 ：４．５〜７．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１．０
〜２．５重量％、ＳｉＯ2 ：０．３〜１．０重量％、Ｚ
ｒＯ2 ：０．３〜１．０重量％、酸化鉄：０．１〜０．
５重量％、Ｆ：０．０３〜０．１５重量％、Ｓ（外皮成
分を含む）：０．０１０〜０．０４５重量％、Ｎａ，Ｋ
の１種または２種の合計：０．０５〜０．３０重量％、
脱酸剤（外皮成分を含む）：１．５〜５．０重量％。
【０００８】
【作用】ＣＯ2 ガスをシールドガスとする従来一般的な
ＴｉＯ2 系フラックス入りワイヤによる水平すみ肉ビー
ドは凸型になりやすく、また止端部はラップあるいは揃
いが悪い。このような母材（鋼板）となじみの悪いビー
ド止端部では応力集中が大きくなり繰り返し荷重に対す
る疲労強度を低下させる。
ＴｉＯ2 系フラックス入りワイヤによる水平すみ肉ビー
ドは凸型になりやすく、また止端部はラップあるいは揃
いが悪い。このような母材（鋼板）となじみの悪いビー
ド止端部では応力集中が大きくなり繰り返し荷重に対す
る疲労強度を低下させる。
【０００９】即ち、図３は鋼板１と水平すみ肉ビード２
の止端部形状３の断面を拡大して示した図であるが、曲
率半径ρと接触角θが小さくなるとビード止端部に一種
の切り欠け効果を生じ、ここに応力が集中し疲労強度が
低下する。
の止端部形状３の断面を拡大して示した図であるが、曲
率半径ρと接触角θが小さくなるとビード止端部に一種
の切り欠け効果を生じ、ここに応力が集中し疲労強度が
低下する。
【００１０】水平すみ肉溶接部の疲労強度とビード止端
部形状（曲率半径ρと接触角θ）との関係については適
用する鋼板の材質、板厚、溶接後の熱処理等による影響
もあり現状では必ずしも明確になっていないが、本発明
者らによる前記特開平４−３６１８７６号公報を提案し
た際の検討結果から、疲労強度が大幅に向上する止端部
形状として曲率半径ρ≧１．０mm、接触角θ≧１４０度
が必要であることがわかっているので、これを目標値に
設定した。
部形状（曲率半径ρと接触角θ）との関係については適
用する鋼板の材質、板厚、溶接後の熱処理等による影響
もあり現状では必ずしも明確になっていないが、本発明
者らによる前記特開平４−３６１８７６号公報を提案し
た際の検討結果から、疲労強度が大幅に向上する止端部
形状として曲率半径ρ≧１．０mm、接触角θ≧１４０度
が必要であることがわかっているので、これを目標値に
設定した。
【００１１】この目標値は従来のＣＯ2 ガスによるフラ
ックス入りワイヤによっては達し得ないものである。な
お、曲率半径ρと接触角θの測定方法は、図３に示すよ
うにすみ肉ビード止端部の断面を２０倍に拡大し、拡大
図においてビード止端部Ａ点よりビード側へ１０mm離れ
たＢ点を求め、Ａ点〜Ｂ点内でＡ点を含む最適の曲率半
径ρを求め、次にＢ点近傍における接線を引き、鋼板と
なす角度、即ち接触角θを求める。さらに本発明のフラ
ックス入りワイヤは水平すみ肉溶接専用でなく立向や上
向等の各姿勢で良好な溶接作業性が得られることを目標
とした。
ックス入りワイヤによっては達し得ないものである。な
お、曲率半径ρと接触角θの測定方法は、図３に示すよ
うにすみ肉ビード止端部の断面を２０倍に拡大し、拡大
図においてビード止端部Ａ点よりビード側へ１０mm離れ
たＢ点を求め、Ａ点〜Ｂ点内でＡ点を含む最適の曲率半
径ρを求め、次にＢ点近傍における接線を引き、鋼板と
なす角度、即ち接触角θを求める。さらに本発明のフラ
ックス入りワイヤは水平すみ肉溶接専用でなく立向や上
向等の各姿勢で良好な溶接作業性が得られることを目標
とした。
【００１２】以下に、本発明によるフラックス入りワイ
ヤの各成分の限定理由について説明する。 ＴｉＯ2 ：４．５〜７．０重量％ ＴｉＯ2 は主要なスラグ形成剤としてビード全体を均一
に被包し、各溶接姿勢でのビード形状、外観を整え、ま
たアークを持続して安定させる成分である。ＴｉＯ2 が
４．５重量％未満ではスラグ生成量が不足しビード止端
部まで十分なスラグ被包効果が得られず、凸状で止端部
が不揃いの水平すみ肉ビードとなり、曲率半径ρと接触
角θは小さくなる。また立向や上向姿勢で不可欠の溶融
金属のスラグによる保持効果が不足しメタル垂れが起こ
り、低電流条件にしないとほとんど溶接できない。
ヤの各成分の限定理由について説明する。 ＴｉＯ2 ：４．５〜７．０重量％ ＴｉＯ2 は主要なスラグ形成剤としてビード全体を均一
に被包し、各溶接姿勢でのビード形状、外観を整え、ま
たアークを持続して安定させる成分である。ＴｉＯ2 が
４．５重量％未満ではスラグ生成量が不足しビード止端
部まで十分なスラグ被包効果が得られず、凸状で止端部
が不揃いの水平すみ肉ビードとなり、曲率半径ρと接触
角θは小さくなる。また立向や上向姿勢で不可欠の溶融
金属のスラグによる保持効果が不足しメタル垂れが起こ
り、低電流条件にしないとほとんど溶接できない。
【００１３】一方、ＴｉＯ2 が７．０重量％を超えると
スラグ生成量が過剰となり水平すみ肉ビードの止端部に
スラグが溜まりややラップ気味になる。さらには付着水
分やプライマーの影響に対し敏感となりピット、ガス溝
等のビード表面欠陥も発生しやすくなる。また立向下進
すみ肉溶接や開先内継手溶接でスラグ巻き込みが発生し
やすくなる。
スラグ生成量が過剰となり水平すみ肉ビードの止端部に
スラグが溜まりややラップ気味になる。さらには付着水
分やプライマーの影響に対し敏感となりピット、ガス溝
等のビード表面欠陥も発生しやすくなる。また立向下進
すみ肉溶接や開先内継手溶接でスラグ巻き込みが発生し
やすくなる。
【００１４】Ａｌ2 Ｏ3 ：１．０〜２．５重量％ Ａｌ2 Ｏ3 は溶融スラグの凝固温度を高め、かつ粘性、
流動性を調整するスラグ形成剤成分で、本発明において
は特に水平すみ肉ビードの止端部形状を改善するために
１．０重量％以上含有させる。Ａｌ2 Ｏ3 が１．０重量
％未満では水平すみ肉ビードが丸みを帯び止端部がラッ
プし、曲率半径ρと接触角θが小さくなる。またＡｌ2
Ｏ3 を１．０重量％以上含有させることにより立向上進
溶接において高電流条件でも耐メタル垂れ性が大幅に改
善できる。
流動性を調整するスラグ形成剤成分で、本発明において
は特に水平すみ肉ビードの止端部形状を改善するために
１．０重量％以上含有させる。Ａｌ2 Ｏ3 が１．０重量
％未満では水平すみ肉ビードが丸みを帯び止端部がラッ
プし、曲率半径ρと接触角θが小さくなる。またＡｌ2
Ｏ3 を１．０重量％以上含有させることにより立向上進
溶接において高電流条件でも耐メタル垂れ性が大幅に改
善できる。
【００１５】一方、Ａｌ2 Ｏ3 が２．５重量％を超える
と溶融スラグの凝固が速すぎて水平すみ肉ビードのスラ
グ被包がまだらになり外観不良、スラグ剥離性の劣化、
止端部形状も不揃いとなる。立向下進や上向溶接ではス
ラグが流れメタル垂れやスラグ巻き込み等が発生しやす
く、スラグ剥離性も不良となる。
と溶融スラグの凝固が速すぎて水平すみ肉ビードのスラ
グ被包がまだらになり外観不良、スラグ剥離性の劣化、
止端部形状も不揃いとなる。立向下進や上向溶接ではス
ラグが流れメタル垂れやスラグ巻き込み等が発生しやす
く、スラグ剥離性も不良となる。
【００１６】ＳｉＯ2 ：０．３〜１．０重量％ ＳｉＯ2 も溶融スラグの凝固温度、粘度及び流動性を調
整するために含有させるスラグ形成剤成分である。Ｓｉ
Ｏ2 が１．５重量％未満では、溶融スラグの凝固温度が
高く粘性が小さすぎて、凸状の水平すみ肉ビードとな
る。立向溶接ではメタル垂れの発生やスラグ剥離が劣化
する。一方、ＳｉＯ2 が１．０重量％を超えると凝固温
度が低下しすぎて水平すみ肉ビードの止端部がラップし
曲率半径ρと接触角θが小さくなる。また立向や上向姿
勢でメタル垂れやスラグ剥離性が問題となる。
整するために含有させるスラグ形成剤成分である。Ｓｉ
Ｏ2 が１．５重量％未満では、溶融スラグの凝固温度が
高く粘性が小さすぎて、凸状の水平すみ肉ビードとな
る。立向溶接ではメタル垂れの発生やスラグ剥離が劣化
する。一方、ＳｉＯ2 が１．０重量％を超えると凝固温
度が低下しすぎて水平すみ肉ビードの止端部がラップし
曲率半径ρと接触角θが小さくなる。また立向や上向姿
勢でメタル垂れやスラグ剥離性が問題となる。
【００１７】ＺｒＯ2 ：０．３〜１．０重量％ ＺｒＯ2 も溶融スラグの凝固温度、粘度及び流動性を調
整するためにスラグ形成剤成分であり、各姿勢溶接での
ビード表面を滑らかにし形状を整えるように作用する。
ＺｒＯ2 が０．３重量％未満では溶融スラグの凝固が遅
れ立向や上向溶接における溶融金属保持効果が不足しメ
タル垂れを防止できない。
整するためにスラグ形成剤成分であり、各姿勢溶接での
ビード表面を滑らかにし形状を整えるように作用する。
ＺｒＯ2 が０．３重量％未満では溶融スラグの凝固が遅
れ立向や上向溶接における溶融金属保持効果が不足しメ
タル垂れを防止できない。
【００１８】また高電流条件ではスラグ被包性が劣化し
形状、外観が不良となる。一方、ＺｒＯ2 が１．０重量
％を超えると水平すみ肉ビードが丸く止端部とのなじみ
性が悪くなるとともにスラグ剥離性及び耐気孔性が劣化
する。立向や上向溶接ではメタルが垂れ、スラグ剥離も
不良となる。
形状、外観が不良となる。一方、ＺｒＯ2 が１．０重量
％を超えると水平すみ肉ビードが丸く止端部とのなじみ
性が悪くなるとともにスラグ剥離性及び耐気孔性が劣化
する。立向や上向溶接ではメタルが垂れ、スラグ剥離も
不良となる。
【００１９】酸化鉄：０．１〜０．５重量％ 酸化鉄は水平すみ肉ビードの形状、特にビード止端部の
揃いの改善に効果があり、このためにＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ
3 等を０．１〜０．５重量％含有させる。酸化鉄が含有
されていないと鋼板とのなじみが悪くなりビード止端部
が不揃いとなる。一方、０．５重量％を超えると立板側
の脚長が不足した下つきのビードとなり、また立向や上
向溶接でメタル垂れが発生する。
揃いの改善に効果があり、このためにＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ
3 等を０．１〜０．５重量％含有させる。酸化鉄が含有
されていないと鋼板とのなじみが悪くなりビード止端部
が不揃いとなる。一方、０．５重量％を超えると立板側
の脚長が不足した下つきのビードとなり、また立向や上
向溶接でメタル垂れが発生する。
【００２０】Ｆ：０．０３〜０．１５重量％ Ｆは溶融スラグの粘性及び流動性の調整と気孔発生防止
のために０．０３重量％以上含有させる。Ｆが０．０３
重量％未満ではスラグの粘度低下が少なくビード止端部
までスラグが被包しないために止端部形状が滑らかにな
らない。また、プライマー塗布鋼板や吸湿した鋼板を溶
接した場合に気孔が発生しやすくなる。一方、Ｆが０．
１５重量％を超えると、溶融スラグの流動性が過剰とな
り止端部がラップした下付きのビードとなったり、立板
側ビード上端部のスラグ被包性が悪く外観及びスラグ剥
離性が不良となる。
のために０．０３重量％以上含有させる。Ｆが０．０３
重量％未満ではスラグの粘度低下が少なくビード止端部
までスラグが被包しないために止端部形状が滑らかにな
らない。また、プライマー塗布鋼板や吸湿した鋼板を溶
接した場合に気孔が発生しやすくなる。一方、Ｆが０．
１５重量％を超えると、溶融スラグの流動性が過剰とな
り止端部がラップした下付きのビードとなったり、立板
側ビード上端部のスラグ被包性が悪く外観及びスラグ剥
離性が不良となる。
【００２１】さらにアークが絞れるのでスラグ巻き込み
の発生や立向下進溶接が困難となる。Ｆを含有させる原
料としてはアルカリ金属の弗化物や氷晶石等を用いるこ
とができる。
の発生や立向下進溶接が困難となる。Ｆを含有させる原
料としてはアルカリ金属の弗化物や氷晶石等を用いるこ
とができる。
【００２２】Ｓ（外皮成分を含む）：０．０１０〜０．
０４５重量％ Ｓは溶融金属の表面張力を低下させ、ビードと鋼板との
ぬれ性を高め、水平すみ肉ビードの止端部形状を良好に
するために０．０１０〜０．０４５重量％含有させる。
Ｓが０．０１０重量％未満ではこの効果は発揮されな
い。一方、０．０４５重量％を超えると溶接中、溶融金
属が先行し溶接しにくく止端部も不揃いとなる。また立
向や上向溶接においてメタル垂れ発生や継手溶接での耐
割れ性、靭性が劣化する。なお、Ｓは充填フラックス
（硫化鉄、二硫化モリブデン等の添加、各原料の不純
物）と外皮成分との合計量とする。
０４５重量％ Ｓは溶融金属の表面張力を低下させ、ビードと鋼板との
ぬれ性を高め、水平すみ肉ビードの止端部形状を良好に
するために０．０１０〜０．０４５重量％含有させる。
Ｓが０．０１０重量％未満ではこの効果は発揮されな
い。一方、０．０４５重量％を超えると溶接中、溶融金
属が先行し溶接しにくく止端部も不揃いとなる。また立
向や上向溶接においてメタル垂れ発生や継手溶接での耐
割れ性、靭性が劣化する。なお、Ｓは充填フラックス
（硫化鉄、二硫化モリブデン等の添加、各原料の不純
物）と外皮成分との合計量とする。
【００２３】Ｎａ，Ｋの１種または２種の合計：０．０
５〜０．３０重量％ Ｎａ及びＫはアーク安定剤として作用する。これらの１
種または２種の合計が０．０５重量％未満では、アーク
が粗くなりスパッタが多くなる。一方、０．３０重量％
を超えた場合にもアーク状態が不安定になりスパッタの
多発やスラグ巻き込みが発生しやすくなる。Ｎａ，Ｋを
含有させる原料としては、これらの弗化物及び酸化物を
用いることができる。
５〜０．３０重量％ Ｎａ及びＫはアーク安定剤として作用する。これらの１
種または２種の合計が０．０５重量％未満では、アーク
が粗くなりスパッタが多くなる。一方、０．３０重量％
を超えた場合にもアーク状態が不安定になりスパッタの
多発やスラグ巻き込みが発生しやすくなる。Ｎａ，Ｋを
含有させる原料としては、これらの弗化物及び酸化物を
用いることができる。
【００２４】脱酸剤（外皮成分を含む）：１．５〜５．
０重量％ Ｃ（０．０１〜０．１０重量％）、Ｓｉ（０．２〜１．
５重量％）、Ｍｎ（１．０〜４．３重量％）、Ａｌ
（１．０重量％以下）、Ｍｇ（０．５重量％以下）、Ｚ
ｒ（０．５重量％以下）等の脱酸剤を溶接部の機械的性
質の確保及び脱酸不足による溶接部の気孔発生防止のた
めに、外皮成分を含む合計で１．５重量％以上含有させ
る。
０重量％ Ｃ（０．０１〜０．１０重量％）、Ｓｉ（０．２〜１．
５重量％）、Ｍｎ（１．０〜４．３重量％）、Ａｌ
（１．０重量％以下）、Ｍｇ（０．５重量％以下）、Ｚ
ｒ（０．５重量％以下）等の脱酸剤を溶接部の機械的性
質の確保及び脱酸不足による溶接部の気孔発生防止のた
めに、外皮成分を含む合計で１．５重量％以上含有させ
る。
【００２５】一方、脱酸剤が５．０重量％を超えると、
スラグ焼き付きによる剥離不良、ビード外観不良、また
強度が高くなりすぎて耐割れ性が劣化する。なお、脱酸
剤は溶接金属中に歩留まり合金剤として働く以外にスラ
グ化し、溶融スラグの組成及び生成量にも影響し本発明
の効果を損なうので、それぞれ（ ）内の範囲に抑える
ことが好ましい。
スラグ焼き付きによる剥離不良、ビード外観不良、また
強度が高くなりすぎて耐割れ性が劣化する。なお、脱酸
剤は溶接金属中に歩留まり合金剤として働く以外にスラ
グ化し、溶融スラグの組成及び生成量にも影響し本発明
の効果を損なうので、それぞれ（ ）内の範囲に抑える
ことが好ましい。
【００２６】以上、本発明のフラックス入りワイヤが必
須成分として含有する各成分の限定理由を述べたが、特
に水平すみ肉ビードの止端部形状改善に対してはＡｌ2
Ｏ3及びＳの相乗効果によるところが大きい。図１，図
２にビード止端部形状に及ぼすＡｌ2 Ｏ3 とＳの影響に
ついて後記実施例から抜粋して示した。板厚１２mmの鋼
板（ＳＭ４９０Ｂ）をＴ字すみ肉試験板とし、水平すみ
肉溶接試験を行いその止端部形状の測定結果である。
須成分として含有する各成分の限定理由を述べたが、特
に水平すみ肉ビードの止端部形状改善に対してはＡｌ2
Ｏ3及びＳの相乗効果によるところが大きい。図１，図
２にビード止端部形状に及ぼすＡｌ2 Ｏ3 とＳの影響に
ついて後記実施例から抜粋して示した。板厚１２mmの鋼
板（ＳＭ４９０Ｂ）をＴ字すみ肉試験板とし、水平すみ
肉溶接試験を行いその止端部形状の測定結果である。
【００２７】図２において、Ａｌ2 Ｏ3 含有量の増加に
ともない曲率半径ρと接触角θは大きくなり、目標値は
Ａｌ2 Ｏ3 を１．０〜２．５重量％にした本発明のフラ
ックス入りワイヤを用いた場合に達成できることがわか
る。しかし、図１に示すように、Ｓの含有量が本発明の
含有量の限定範囲を外れたフラックス入りワイヤを用い
た場合にはビード止端部形状は目標値に達しない。
ともない曲率半径ρと接触角θは大きくなり、目標値は
Ａｌ2 Ｏ3 を１．０〜２．５重量％にした本発明のフラ
ックス入りワイヤを用いた場合に達成できることがわか
る。しかし、図１に示すように、Ｓの含有量が本発明の
含有量の限定範囲を外れたフラックス入りワイヤを用い
た場合にはビード止端部形状は目標値に達しない。
【００２８】本発明の上記Ａｌ2 Ｏ3 によるビード止端
部形状の改善効果は、Ａｌ2 Ｏ3 を１．０重量％以上含
有させて溶融スラグの凝固温度を高くし、アーク力によ
り押し下げられた状態にある溶融プールの止端部を、凝
固過程にあるスラグで押さえつけるようにして凝固させ
たことによる。このときＳは溶融金属の粘性を小さく
し、鋼板とのなじみ性を高めるために０．０１０重量％
以上必要となる。ワイヤを前進角にして溶接することは
溶融プール面を広げるので本発明の効果を一層発揮でき
る。
部形状の改善効果は、Ａｌ2 Ｏ3 を１．０重量％以上含
有させて溶融スラグの凝固温度を高くし、アーク力によ
り押し下げられた状態にある溶融プールの止端部を、凝
固過程にあるスラグで押さえつけるようにして凝固させ
たことによる。このときＳは溶融金属の粘性を小さく
し、鋼板とのなじみ性を高めるために０．０１０重量％
以上必要となる。ワイヤを前進角にして溶接することは
溶融プール面を広げるので本発明の効果を一層発揮でき
る。
【００２９】これに対し、前記特開平４−３６１８７６
号公報で提案したＡｒ−ＣＯ2 系ガスをシールドガスに
して行うビード止端部形状の改善効果は、Ａｒ−ＣＯ2
系ガスはＣＯ2 ガスよりもアークに広がりがあり、吹き
付け力も強いので溶融プールは凹型になり、その端部で
は鋼板からの冷却によりそのまま凝固してしまいビード
止端部形状が良好になることによるものである。
号公報で提案したＡｒ−ＣＯ2 系ガスをシールドガスに
して行うビード止端部形状の改善効果は、Ａｒ−ＣＯ2
系ガスはＣＯ2 ガスよりもアークに広がりがあり、吹き
付け力も強いので溶融プールは凹型になり、その端部で
は鋼板からの冷却によりそのまま凝固してしまいビード
止端部形状が良好になることによるものである。
【００３０】なお、前記特公平４−５５７９６号公報の
提案による全姿勢溶接用のフラックス入りワイヤにおい
ては、Ａｌ2 Ｏ3 とＳの効果とを組み合わせて水平すみ
肉ビードの止端部形状を改善できるという本発明の知見
について、高疲労強度化という課題とともに全く認識さ
れてない。
提案による全姿勢溶接用のフラックス入りワイヤにおい
ては、Ａｌ2 Ｏ3 とＳの効果とを組み合わせて水平すみ
肉ビードの止端部形状を改善できるという本発明の知見
について、高疲労強度化という課題とともに全く認識さ
れてない。
【００３１】本発明のフラックス入りワイヤにおけるそ
の他の成分として、ＭｇＯは０．５重量％以下であれば
脚長を大きくした場合の立板側のカット防止及び等脚長
性を出すために効果的であるが、０．５重量％を超える
と立向や上向溶接でメタル垂れが発生しやすくなる。
の他の成分として、ＭｇＯは０．５重量％以下であれば
脚長を大きくした場合の立板側のカット防止及び等脚長
性を出すために効果的であるが、０．５重量％を超える
と立向や上向溶接でメタル垂れが発生しやすくなる。
【００３２】溶着量アップやアーク状態を改善しスパッ
タを減少させるために鉄粉、溶接金属の機械的性質や耐
候性、耐火性等を向上させるために適量のＮｉ，Ｍｏ，
Ｃｒ，Ｃｕ，Ｂ等の各種合金成分、溶融プールの撹拌作
用をもたらし耐プライマー性を向上させるＣａＣＯ3 等
の金属炭酸塩（０．５重量％以下）、さらにスラグ剥離
性向上のためにＢｉ（０．０５重量％以下）添加するこ
とができる。
タを減少させるために鉄粉、溶接金属の機械的性質や耐
候性、耐火性等を向上させるために適量のＮｉ，Ｍｏ，
Ｃｒ，Ｃｕ，Ｂ等の各種合金成分、溶融プールの撹拌作
用をもたらし耐プライマー性を向上させるＣａＣＯ3 等
の金属炭酸塩（０．５重量％以下）、さらにスラグ剥離
性向上のためにＢｉ（０．０５重量％以下）添加するこ
とができる。
【００３３】鋼製外皮については、ワイヤの生産性面か
ら軟鋼（Ｃ：０．０８重量％以下、Ｓｉ：０．３重量％
以下、Ｍｎ：０．５重量％以下）が好ましいが、高溶着
が得られる合金鋼（Ｃ：０．０７重量％以下、Ｓｉ：
０．３〜１．５重量％、Ｍｎ：０．５〜２．５重量％）
を使用することもできる。フラックス充填率はワイヤ全
重量に対し１０〜２２重量％の範囲がスラグ生成量及び
ワイヤ生産性の面から好ましい。
ら軟鋼（Ｃ：０．０８重量％以下、Ｓｉ：０．３重量％
以下、Ｍｎ：０．５重量％以下）が好ましいが、高溶着
が得られる合金鋼（Ｃ：０．０７重量％以下、Ｓｉ：
０．３〜１．５重量％、Ｍｎ：０．５〜２．５重量％）
を使用することもできる。フラックス充填率はワイヤ全
重量に対し１０〜２２重量％の範囲がスラグ生成量及び
ワイヤ生産性の面から好ましい。
【００３４】ワイヤの断面形状については図４に示すよ
うな従来一般的な形状のものでもよいが、外皮部に開口
部のないシームレスタイプの断面（ｃ）は、製造過程で
脱水素のための高温度の中間焼鈍が可能で、使用中もワ
イヤ内部のフラックスの吸湿がないので耐気孔性に優
れ、またワイヤ送給性、ワイヤ先端の狙い位置の安定性
にも優れているので安定したビード止端部形状が得られ
る。
うな従来一般的な形状のものでもよいが、外皮部に開口
部のないシームレスタイプの断面（ｃ）は、製造過程で
脱水素のための高温度の中間焼鈍が可能で、使用中もワ
イヤ内部のフラックスの吸湿がないので耐気孔性に優
れ、またワイヤ送給性、ワイヤ先端の狙い位置の安定性
にも優れているので安定したビード止端部形状が得られ
る。
【００３５】ワイヤ径についても特に限定するものでは
ないが、溶接能率、一般的な脚長範囲及び生産性面から
１．２〜１．６mmとすることが好ましい。シールドガス
はＣＯ2 ガス以外のＡｒ−ＣＯ2 系ガスやＡｒガスを使
用できるが、この場合は溶接金属の強度調整のために脱
酸剤の含有量を限定範囲の低め側に設計したワイヤ組成
にすることが好ましい。
ないが、溶接能率、一般的な脚長範囲及び生産性面から
１．２〜１．６mmとすることが好ましい。シールドガス
はＣＯ2 ガス以外のＡｒ−ＣＯ2 系ガスやＡｒガスを使
用できるが、この場合は溶接金属の強度調整のために脱
酸剤の含有量を限定範囲の低め側に設計したワイヤ組成
にすることが好ましい。
【００３６】
【実施例】軟鋼パイプ（Ｃ：０．０５重量％、Ｓｉ：
０．０１重量％、Ｍｎ：０．３５重量％、Ｐ：０．０１
２重量％、Ｓ：０．００４重量％）にフラックスを充填
後、冷間加工による伸線（途中で軟化及び低水素化のた
めの中間焼鈍１回実施）を行い、表１に示すフラックス
入りワイヤを試作した。試作ワイヤのフラックス充填率
は１５重量％、ワイヤ径は１．２mmである。
０．０１重量％、Ｍｎ：０．３５重量％、Ｐ：０．０１
２重量％、Ｓ：０．００４重量％）にフラックスを充填
後、冷間加工による伸線（途中で軟化及び低水素化のた
めの中間焼鈍１回実施）を行い、表１に示すフラックス
入りワイヤを試作した。試作ワイヤのフラックス充填率
は１５重量％、ワイヤ径は１．２mmである。
【００３７】これら試作ワイヤを用いて、板厚１２mmの
鋼板（ＳＭ４９０Ｂ）をＴ字すみ肉継手とし、表２に示
す試験条件で水平すみ肉（目標脚長５mm）、立向上進及
び立向下進溶接を行った。水平すみ肉ビードの止端部形
状は溶接長約１ｍからほぼ等間隔で１０個の断面マクロ
を採取し、前記方法で測定しその平均値を求めた。
鋼板（ＳＭ４９０Ｂ）をＴ字すみ肉継手とし、表２に示
す試験条件で水平すみ肉（目標脚長５mm）、立向上進及
び立向下進溶接を行った。水平すみ肉ビードの止端部形
状は溶接長約１ｍからほぼ等間隔で１０個の断面マクロ
を採取し、前記方法で測定しその平均値を求めた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】 試験No．１〜３及びNo．８〜１０は本発明によるフラッ
クス入りワイヤ（Ｗ１〜３及びＷ８〜１０）を用いた場
合で、各溶接姿勢での溶接作業性に問題がなく、水平す
み肉ビードの止端部形状はそれぞれ採取した全てのマク
ロ断面において目標とした曲率半径ρ≧１．０mm、接触
角θ≧１４０度を満足している。これに対し試験No．４
〜７及びNo．１１〜２３は比較例である。
クス入りワイヤ（Ｗ１〜３及びＷ８〜１０）を用いた場
合で、各溶接姿勢での溶接作業性に問題がなく、水平す
み肉ビードの止端部形状はそれぞれ採取した全てのマク
ロ断面において目標とした曲率半径ρ≧１．０mm、接触
角θ≧１４０度を満足している。これに対し試験No．４
〜７及びNo．１１〜２３は比較例である。
【００４３】試験No．４及びNo．５はワイヤ（Ｗ４，Ｗ
５）のＡｌ2 Ｏ3 が少なすぎるために、水平すみ肉ビー
ドの止端部がラップし曲率半径ρ及び接触角θの目標値
を満足できない。試験No．６はワイヤ（Ｗ６）のＡｌ2
Ｏ3 が多すぎるために、水平すみ肉ビードの止端部が不
揃いとなり、また立向溶接でスラグ剥離不良、スラグ巻
き込み及びメタル垂れが発生した。試験No．７はワイヤ
（Ｗ７）のＳが少なすぎるために、水平すみ肉ビードの
止端部形状が改善されない。
５）のＡｌ2 Ｏ3 が少なすぎるために、水平すみ肉ビー
ドの止端部がラップし曲率半径ρ及び接触角θの目標値
を満足できない。試験No．６はワイヤ（Ｗ６）のＡｌ2
Ｏ3 が多すぎるために、水平すみ肉ビードの止端部が不
揃いとなり、また立向溶接でスラグ剥離不良、スラグ巻
き込み及びメタル垂れが発生した。試験No．７はワイヤ
（Ｗ７）のＳが少なすぎるために、水平すみ肉ビードの
止端部形状が改善されない。
【００４４】試験No．１１はワイヤ（Ｗ１１）のＴｉＯ
2 が少なすぎるために、No．１２はワイヤ（Ｗ１２）の
ＴｉＯ2 が多すぎるために、No．１３はワイヤ（Ｗ１
３）のＳｉＯ2 が少なすぎるために、試験No．１４はワ
イヤ（Ｗ１４）のＳｉＯ2 が多すぎるために、No．１５
はワイヤ（Ｗ１５）のＺｒＯ2 が少なすぎるために、N
o．１６はワイヤ（Ｗ１６）のＺｒＯ2 が多すぎるため
に、それぞれ止端部が凸状、ラップあるいは揃いの悪い
水平すみ肉ビードとなり、また立向溶接作業性も劣化し
た。
2 が少なすぎるために、No．１２はワイヤ（Ｗ１２）の
ＴｉＯ2 が多すぎるために、No．１３はワイヤ（Ｗ１
３）のＳｉＯ2 が少なすぎるために、試験No．１４はワ
イヤ（Ｗ１４）のＳｉＯ2 が多すぎるために、No．１５
はワイヤ（Ｗ１５）のＺｒＯ2 が少なすぎるために、N
o．１６はワイヤ（Ｗ１６）のＺｒＯ2 が多すぎるため
に、それぞれ止端部が凸状、ラップあるいは揃いの悪い
水平すみ肉ビードとなり、また立向溶接作業性も劣化し
た。
【００４５】試験No．１７はワイヤ（Ｗ１７）に酸化鉄
の添加がなく、Ｆも少なすぎるために、水平すみ肉ビー
ドの止端部が不揃いで、またピットが発生した。試験N
o．１８はワイヤ（Ｗ１８）の酸化鉄が多すぎるため
に、水平すみ肉ビードは下付きとなり止端部がラップ
し、スラグ焼き付きも発生した。立向姿勢はメタルが垂
れ溶接できない。試験No．１９はワイヤ（Ｗ１９）のＳ
が多すぎるために、水平すみ肉ビードの止端部が不揃い
となり、立向溶接ではメタル垂れが発生した。
の添加がなく、Ｆも少なすぎるために、水平すみ肉ビー
ドの止端部が不揃いで、またピットが発生した。試験N
o．１８はワイヤ（Ｗ１８）の酸化鉄が多すぎるため
に、水平すみ肉ビードは下付きとなり止端部がラップ
し、スラグ焼き付きも発生した。立向姿勢はメタルが垂
れ溶接できない。試験No．１９はワイヤ（Ｗ１９）のＳ
が多すぎるために、水平すみ肉ビードの止端部が不揃い
となり、立向溶接ではメタル垂れが発生した。
【００４６】試験No．２０はワイヤ（Ｗ２０）のアルカ
リ金属成分（Ｎａ，Ｋ）が少なすぎるために、No．２１
はワイヤ（Ｗ２１）のアルカリ金属成分が多すぎるため
に、それぞれアークが不安定になりスパッタ多発し、立
向溶接では安定した溶接ができずメタル垂れが発生し
た。試験No．２２はワイヤ（Ｗ２２）の脱酸剤が少なす
ぎるために、ピットが発生した。試験No．２３はワイヤ
（Ｗ２３）の脱酸剤が多すぎるために、スラグ焼き付き
及び立向下進溶接で割れが発生した。
リ金属成分（Ｎａ，Ｋ）が少なすぎるために、No．２１
はワイヤ（Ｗ２１）のアルカリ金属成分が多すぎるため
に、それぞれアークが不安定になりスパッタ多発し、立
向溶接では安定した溶接ができずメタル垂れが発生し
た。試験No．２２はワイヤ（Ｗ２２）の脱酸剤が少なす
ぎるために、ピットが発生した。試験No．２３はワイヤ
（Ｗ２３）の脱酸剤が多すぎるために、スラグ焼き付き
及び立向下進溶接で割れが発生した。
【００４７】
【発明の効果】本発明は溶接構造物の耐疲労強度性を重
視して水平すみ肉ビードの止端部形状を改善し、かつ各
姿勢溶接での作業性も良好な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ものである。
視して水平すみ肉ビードの止端部形状を改善し、かつ各
姿勢溶接での作業性も良好な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ものである。
【図１】Ｓ−Ａｌ2 Ｏ3 の関係を示すグラフ。
【図２】Ａｌ2 Ｏ3 −曲率半径、接触角の関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図３】（ａ），（ｂ）は水平すみ肉溶接のビード止端
部形状の測定方法の説明図。
部形状の測定方法の説明図。
【図４】フラックス入りワイヤの断面構造図。
【図５】（ａ），（ｂ）は水平すみ肉溶接のワイヤ狙い
位置の説明図。
位置の説明図。
【図６】立向上進、立向下進のワイヤ狙い位置の説明
図。
図。
１ 鋼板 ２ ビード ３ ビード止端部 ４ 鋼製外皮 ５ 充填フラックス
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼製外皮内にフラックスが充填されてな
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、ワイヤ全重量に対して、下記成分を必須として含
有す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。 ＴｉＯ2 ：４．５〜７．０重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：１．０〜２．５重量％、 ＳｉＯ2 ：０．３〜１．０重量％、 ＺｒＯ2 ：０．３〜１．０重量％、 酸化鉄 ：０．１〜０．５重量％、 Ｆ ：０．０３〜０．１５重量％、 Ｓ（外皮成分を含む）：０．０１０〜０．０４５重量
％、 Ｎａ，Ｋの１種または２種の合計：０．０５〜０．３０
重量％、 脱酸剤（外皮成分を含む）：１．５〜５．０重量％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08434995A JP3376377B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP08434995A JP3376377B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281477A true JPH08281477A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3376377B2 JP3376377B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=13828047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08434995A Expired - Fee Related JP3376377B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 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) | JP3376377B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347295B1 (ko) * | 1999-12-27 | 2002-08-07 | 현대종합금속 주식회사 | 용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| JP2002361485A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-18 | Kawasaki Steel Corp | 低合金鉄鋼材料の溶接継手、この溶接継手に使用する溶接材料及びこの溶接継手の溶接方法 |
| CN1131123C (zh) * | 2001-10-12 | 2003-12-17 | 安泰科技股份有限公司 | 立向下进药芯焊丝 |
| CN100462182C (zh) * | 2005-11-24 | 2009-02-18 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种气体保护焊用碳钢药芯焊丝 |
| JP2010046714A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-03-04 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| JP2015071180A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 立向上進ガスシールドアーク溶接方法 |
| CN115255561A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-11-01 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种船舶上建分段立位置下行角焊缝的焊接方法 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP08434995A patent/JP3376377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347295B1 (ko) * | 1999-12-27 | 2002-08-07 | 현대종합금속 주식회사 | 용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| JP2002361485A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-18 | Kawasaki Steel Corp | 低合金鉄鋼材料の溶接継手、この溶接継手に使用する溶接材料及びこの溶接継手の溶接方法 |
| CN1131123C (zh) * | 2001-10-12 | 2003-12-17 | 安泰科技股份有限公司 | 立向下进药芯焊丝 |
| CN100462182C (zh) * | 2005-11-24 | 2009-02-18 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种气体保护焊用碳钢药芯焊丝 |
| JP2010046714A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-03-04 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| JP2013226600A (ja) * | 2008-07-23 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 疲労特性に優れる重ねすみ肉アーク溶接継手およびその製造方法 |
| JP2015071180A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 立向上進ガスシールドアーク溶接方法 |
| CN115255561A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-11-01 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种船舶上建分段立位置下行角焊缝的焊接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3376377B2 (ja) | 2003-02-10 |
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