JPH0833982A - 溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方法 - Google Patents
溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方法Info
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- JPH0833982A JPH0833982A JP19194894A JP19194894A JPH0833982A JP H0833982 A JPH0833982 A JP H0833982A JP 19194894 A JP19194894 A JP 19194894A JP 19194894 A JP19194894 A JP 19194894A JP H0833982 A JPH0833982 A JP H0833982A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスシールドメタルアーク溶接による溶接部
およびその近傍の電着塗装後の耐食性を高める。 【構成】 シールドガスが不活性ガスを主体とし、酸化
性ガスとしてＣＯ2 、Ｏ2 の一方または両方を含む。酸
化性ガス量が −0.５Ｘ＋0.５≦Ｙ≦−0.５Ｘ＋２ Ｘ：ＣＯ2 量〔体積％（≧０）〕 Ｙ：Ｏ2 量〔体積％（≧０）〕 を満足する。パルス電流を用いる。
およびその近傍の電着塗装後の耐食性を高める。 【構成】 シールドガスが不活性ガスを主体とし、酸化
性ガスとしてＣＯ2 、Ｏ2 の一方または両方を含む。酸
化性ガス量が −0.５Ｘ＋0.５≦Ｙ≦−0.５Ｘ＋２ Ｘ：ＣＯ2 量〔体積％（≧０）〕 Ｙ：Ｏ2 量〔体積％（≧０）〕 を満足する。パルス電流を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性向上のために溶
接後に電着塗装されることを前提とした炭素鋼のガスシ
ールドメタルアーク溶接方法に関し、更に詳しくは、溶
接部およびその近傍の塗装後の耐食性を高めるガスシー
ルドメタルアーク溶接方法に関する。
接後に電着塗装されることを前提とした炭素鋼のガスシ
ールドメタルアーク溶接方法に関し、更に詳しくは、溶
接部およびその近傍の塗装後の耐食性を高めるガスシー
ルドメタルアーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素鋼の溶接施工に用いられるガスシー
ルドメタルアーク溶接法は、一般的にはＣＯ2 単独のシ
ールドガス中あるいはＡｒに２０％程度のＣＯ2 を混合
したシールドガス中で溶接を行う消耗電極式のアーク溶
接法であり、自動車、建築、電気機器等の製造分野で幅
広く用いられている。
ルドメタルアーク溶接法は、一般的にはＣＯ2 単独のシ
ールドガス中あるいはＡｒに２０％程度のＣＯ2 を混合
したシールドガス中で溶接を行う消耗電極式のアーク溶
接法であり、自動車、建築、電気機器等の製造分野で幅
広く用いられている。
【０００３】一方、自動車、建築、電気製品のように、
炭素鋼を素材とする製品で耐食性が要求される場合は、
溶接による組立の後に電着塗装が施されることが多い。
しかし、電着塗装を施しても長期間の使用中には溶接部
を起点として腐食が発生する問題があった。
炭素鋼を素材とする製品で耐食性が要求される場合は、
溶接による組立の後に電着塗装が施されることが多い。
しかし、電着塗装を施しても長期間の使用中には溶接部
を起点として腐食が発生する問題があった。
【０００４】この電着塗装後の腐食は、溶接ビードおよ
びビードの止端部より発生し、ビード部およびビード止
端部から周囲の熱影響部の広い範囲にわたって深く進行
するという特徴を有する。そして、使用中に溶接部が応
力を受ける溶接物では、この腐食による断面積減少が溶
接物の破壊の原因になりかねない。
びビードの止端部より発生し、ビード部およびビード止
端部から周囲の熱影響部の広い範囲にわたって深く進行
するという特徴を有する。そして、使用中に溶接部が応
力を受ける溶接物では、この腐食による断面積減少が溶
接物の破壊の原因になりかねない。
【０００５】すなわち、ビード部は溶着金属が存在する
ために比較的肉厚が厚く、ある程度腐食が進行しても断
面積が確保されるが、母材側、すなわちビード止端部か
ら熱影響部にかけての部分の腐食による肉厚減少は、そ
の溶接物にとって致命的な問題になりかねないのであ
る。
ために比較的肉厚が厚く、ある程度腐食が進行しても断
面積が確保されるが、母材側、すなわちビード止端部か
ら熱影響部にかけての部分の腐食による肉厚減少は、そ
の溶接物にとって致命的な問題になりかねないのであ
る。
【０００６】そして現在、この問題を解決するために採
用されている対策が、母材への亜鉛系めっき鋼板の導入
である。また、溶接ビード上に生じるスラグが塗装後の
腐食の原因になるとの観点から、スラグの剥離性を良く
した溶接ワイヤも開発されているようである。
用されている対策が、母材への亜鉛系めっき鋼板の導入
である。また、溶接ビード上に生じるスラグが塗装後の
腐食の原因になるとの観点から、スラグの剥離性を良く
した溶接ワイヤも開発されているようである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】母材に亜鉛系めっき鋼
板を使用すると、亜鉛の犠牲防食作用により、熱影響部
での腐食発生はある程度抑えられる。しかし、めっき金
属の存在しないビード部では、亜鉛による防食作用が期
待できず、非めっき材を用いた場合と同様に腐食が発生
する。ビード近傍のめっき金属が溶接熱により蒸発した
部分でも、腐食の発生は避け得ない。そのため、亜鉛系
めっき鋼板の導入は、効果的な対策とは言えない。
板を使用すると、亜鉛の犠牲防食作用により、熱影響部
での腐食発生はある程度抑えられる。しかし、めっき金
属の存在しないビード部では、亜鉛による防食作用が期
待できず、非めっき材を用いた場合と同様に腐食が発生
する。ビード近傍のめっき金属が溶接熱により蒸発した
部分でも、腐食の発生は避け得ない。そのため、亜鉛系
めっき鋼板の導入は、効果的な対策とは言えない。
【０００８】スラグの剥離性を良くした溶接ワイヤは、
効果の安定性が問題のようであり、これも有効な対策と
は言えない。
効果の安定性が問題のようであり、これも有効な対策と
は言えない。
【０００９】このように、溶接部およびその近傍の電着
塗装後の腐食に対しては、有効な対策を打ち出せていな
いのが実情である。
塗装後の腐食に対しては、有効な対策を打ち出せていな
いのが実情である。
【００１０】本発明の目的は、溶接部およびその近傍の
塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方
法を提供することにある。
塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】ところで、炭素鋼の溶接
施工に使用されるガスシールドメタルアーク溶接では、
前述した通り、ＣＯ2 単独またはＡｒに２０％程度のＣ
Ｏ2 を混合したシールドガスが用いられる。溶接部およ
びその近傍の塗装後耐食性を改善するために、本発明者
らは多くの調査を行いその結果を検討したところ、ＣＯ
2 とかＯ2 といったシールドガス中の酸化性ガスの量を
減らすことが有効であり、合わせて適量のＴｉを添加し
た溶接ワイヤを用いるのが有効であることを見出し、本
発明に至った。本発明に至る経緯を以下に説明する。
施工に使用されるガスシールドメタルアーク溶接では、
前述した通り、ＣＯ2 単独またはＡｒに２０％程度のＣ
Ｏ2 を混合したシールドガスが用いられる。溶接部およ
びその近傍の塗装後耐食性を改善するために、本発明者
らは多くの調査を行いその結果を検討したところ、ＣＯ
2 とかＯ2 といったシールドガス中の酸化性ガスの量を
減らすことが有効であり、合わせて適量のＴｉを添加し
た溶接ワイヤを用いるのが有効であることを見出し、本
発明に至った。本発明に至る経緯を以下に説明する。
【００１２】本発明者らの調査によると、溶接部および
その近傍の塗装後耐食性不良の原因について、次の事実
が判明した。
その近傍の塗装後耐食性不良の原因について、次の事実
が判明した。
【００１３】 溶接ビード上のスラグ部は塗装され
ず、塗装後も塗装欠陥として残る。特に、ビード止端部
には連続的にスラグが発生し、その部分は塗装後、線状
の塗装欠陥となる。そして、このビード止端部のスラグ
による塗装欠陥部を起点として、母材側への腐食は発生
し進行する。 ビード止端部近傍の熱影響部では母材が酸化し、更
に溶接ヒュームが付着する。その結果、塗装の前処理と
なるリン酸塩処理での処理性が劣り、母材と塗装膜との
密着性が悪くなって、腐食の進行が促進される。
ず、塗装後も塗装欠陥として残る。特に、ビード止端部
には連続的にスラグが発生し、その部分は塗装後、線状
の塗装欠陥となる。そして、このビード止端部のスラグ
による塗装欠陥部を起点として、母材側への腐食は発生
し進行する。 ビード止端部近傍の熱影響部では母材が酸化し、更
に溶接ヒュームが付着する。その結果、塗装の前処理と
なるリン酸塩処理での処理性が劣り、母材と塗装膜との
密着性が悪くなって、腐食の進行が促進される。
【００１４】の事実からすれば、スラグの剥離性を改
善した溶接ワイヤは、塗装後耐食性の改善に一応は有効
である。しかし、その効果が不安定なことを考慮する
と、スラグの剥離促進による対策は不十分であり、更に
一歩進んでスラグの発生そのものを抑えるというような
根本的な対策が必要になり、更にはの事実からしてビ
ード止端部近傍の熱影響部での母材の酸化および溶接ヒ
ュームの付着を抑えるというような二次的対策も必要に
なる。
善した溶接ワイヤは、塗装後耐食性の改善に一応は有効
である。しかし、その効果が不安定なことを考慮する
と、スラグの剥離促進による対策は不十分であり、更に
一歩進んでスラグの発生そのものを抑えるというような
根本的な対策が必要になり、更にはの事実からしてビ
ード止端部近傍の熱影響部での母材の酸化および溶接ヒ
ュームの付着を抑えるというような二次的対策も必要に
なる。
【００１５】本発明者らは、この結論に基づき、スラグ
の発生防止・熱影響部での母材酸化防止および溶接ヒュ
ーム付着防止についての具体的な方法およびその方法が
電着塗装性に及ぼす影響について種々検討した結果、次
の知見を得た。
の発生防止・熱影響部での母材酸化防止および溶接ヒュ
ーム付着防止についての具体的な方法およびその方法が
電着塗装性に及ぼす影響について種々検討した結果、次
の知見を得た。
【００１６】すなわち、溶接スラグは溶鉄中の脱酸反応
により生じたＳｉ，Ｍｎ，Ｆｅを含有する酸化物であ
り、その酸化物を構成する酸素は主にシールドガス中か
ら溶鉄中に供給される。そこで、スラグ低減のためには
シールドガス中の酸化性ガス（ＣＯ2 ，Ｏ2 ）の量を低
減することが有効であるとの観点に立ち、実験を重ねた
結果、酸化性ガス量の低減によりスラグの発生が防止さ
れて電着塗装性が向上すると同時に、熱影響部での酸化
が抑えられると共にヒューム付着が抑えられてリン酸塩
処理性が向上し、これらにより溶接部およびその近傍の
塗装後耐食性が著しく向上するとの知見を得た。
により生じたＳｉ，Ｍｎ，Ｆｅを含有する酸化物であ
り、その酸化物を構成する酸素は主にシールドガス中か
ら溶鉄中に供給される。そこで、スラグ低減のためには
シールドガス中の酸化性ガス（ＣＯ2 ，Ｏ2 ）の量を低
減することが有効であるとの観点に立ち、実験を重ねた
結果、酸化性ガス量の低減によりスラグの発生が防止さ
れて電着塗装性が向上すると同時に、熱影響部での酸化
が抑えられると共にヒューム付着が抑えられてリン酸塩
処理性が向上し、これらにより溶接部およびその近傍の
塗装後耐食性が著しく向上するとの知見を得た。
【００１７】シールドガス中の酸化性ガス量が電着塗装
性およびリン酸塩処理性に及ぼす影響を、以下の基礎実
験結果により明らかにする。
性およびリン酸塩処理性に及ぼす影響を、以下の基礎実
験結果により明らかにする。
【００１８】供試鋼板として成分を表１に示す2.６ｍｍ
厚の熱延鋼板を用い、シールドガスとしてＡｒにＣ
Ｏ2 ，Ｏ2 を加えた混合ガスを用いて、パルスマグ溶接
によりビードオンプレート溶接を行って、図２に示す試
験片を作成した。使用した溶接ワイヤ（直径1.２ｍｍ）
の成分を表２に示し、溶接条件を表３に示す。作成され
た試験片に表４に示す条件でリン酸塩処理を行った後、
表５に示す条件で電着塗装（２０μｍ）を行った。
厚の熱延鋼板を用い、シールドガスとしてＡｒにＣ
Ｏ2 ，Ｏ2 を加えた混合ガスを用いて、パルスマグ溶接
によりビードオンプレート溶接を行って、図２に示す試
験片を作成した。使用した溶接ワイヤ（直径1.２ｍｍ）
の成分を表２に示し、溶接条件を表３に示す。作成され
た試験片に表４に示す条件でリン酸塩処理を行った後、
表５に示す条件で電着塗装（２０μｍ）を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】
【表５】
【００２３】塗装後、目視により電着塗装性を調査した
結果を図１（Ａ）に示す。評価は、ビード部およびビー
ド止端部に塗装欠陥が全くないものを○、直径または長
さが0.５ｍｍ未満の微小な塗装欠陥が認められたものを
△、直径が0.５ｍｍ以上の大きな塗装欠陥、または線状
の連続的な塗装欠陥が認められたものを×とした。
結果を図１（Ａ）に示す。評価は、ビード部およびビー
ド止端部に塗装欠陥が全くないものを○、直径または長
さが0.５ｍｍ未満の微小な塗装欠陥が認められたものを
△、直径が0.５ｍｍ以上の大きな塗装欠陥、または線状
の連続的な塗装欠陥が認められたものを×とした。
【００２４】また、ビード止端部から約２ｍｍの位置の
熱影響部をＳＥＭ観察し、リン酸塩処理により生成した
結晶の形態からリン酸塩処理性を評価した。結果を図１
（Ｂ）に示す。○は母材と同等に緻密な粒状の結晶が生
成したもの、×は結晶の生成量が少なく下地の母材表面
が露出したものである。
熱影響部をＳＥＭ観察し、リン酸塩処理により生成した
結晶の形態からリン酸塩処理性を評価した。結果を図１
（Ｂ）に示す。○は母材と同等に緻密な粒状の結晶が生
成したもの、×は結晶の生成量が少なく下地の母材表面
が露出したものである。
【００２５】図１（Ａ）からわかるように、シールドガ
ス中のＣＯ2 量、Ｏ2 量が少なくなると、ビード部およ
びビード止端部での塗装欠陥の発生が防止される。塗装
欠陥の発生を防止できる酸化性ガス量は、Ｏ2 量（体積
％）≦−0.５×〔ＣＯ2 量（体積％）〕＋２である。た
だし、ＣＯ2 量（体積％）≧０、Ｏ2 量（体積％）≧０
である。
ス中のＣＯ2 量、Ｏ2 量が少なくなると、ビード部およ
びビード止端部での塗装欠陥の発生が防止される。塗装
欠陥の発生を防止できる酸化性ガス量は、Ｏ2 量（体積
％）≦−0.５×〔ＣＯ2 量（体積％）〕＋２である。た
だし、ＣＯ2 量（体積％）≧０、Ｏ2 量（体積％）≧０
である。
【００２６】また、図１（Ｂ）からは、シールドガス中
のＣＯ2 量、Ｏ2 量が少ない場合にリン酸塩処理性が良
好なことがわかる。そして、リン酸塩処理性が優れる酸
化性ガス量は、塗装欠陥の発生が防止される場合と同じ
である。
のＣＯ2 量、Ｏ2 量が少ない場合にリン酸塩処理性が良
好なことがわかる。そして、リン酸塩処理性が優れる酸
化性ガス量は、塗装欠陥の発生が防止される場合と同じ
である。
【００２７】更に、本発明者らは、塗装欠陥防止ができ
る領域の中でも酸化性ガスが比較的多い場合に塗装性を
向上させるために、シールドガスの酸化性を下げること
を目的として、シールドガスに還元性ガスであるＨ2 を
混合し検討を行った。ガス組成と電着塗装性の関係を表
６に示すが、酸化性ガス量を制限した上で、３％以上の
Ｈ2 ガスを添加することにより、酸化性ガス量が多い場
合に電着塗装性が改善される。
る領域の中でも酸化性ガスが比較的多い場合に塗装性を
向上させるために、シールドガスの酸化性を下げること
を目的として、シールドガスに還元性ガスであるＨ2 を
混合し検討を行った。ガス組成と電着塗装性の関係を表
６に示すが、酸化性ガス量を制限した上で、３％以上の
Ｈ2 ガスを添加することにより、酸化性ガス量が多い場
合に電着塗装性が改善される。
【００２８】
【表６】
【００２９】また、溶接ワイヤの成分についても検討を
行ったところ、特にＴｉが電着塗装性に大きな影響を及
ぼすことがわかった。その関係を表７に示すが、酸化性
ガスを制限した上で、Ｔｉ添加の溶接ワイヤを用いるこ
とにより、酸化性ガス量が比較的多い場合に電着塗装性
が改善される。
行ったところ、特にＴｉが電着塗装性に大きな影響を及
ぼすことがわかった。その関係を表７に示すが、酸化性
ガスを制限した上で、Ｔｉ添加の溶接ワイヤを用いるこ
とにより、酸化性ガス量が比較的多い場合に電着塗装性
が改善される。
【００３０】
【表７】
【００３１】本発明はこれらの知見に基づいてなされた
もので、溶接後に電着塗装される炭素鋼母材に対して鋼
製溶接ワイヤを用いてガスシールドメタルアーク溶接を
行う方法であって、そのシールドガスがＡｒまたはＨｅ
もしくはその混合ガスを主体とする共に、酸化性ガスと
してＣＯ2 またはＯ2 もしくはその両方を含み、酸化性
ガス量が −0.５Ｘ＋0.５≦Ｙ≦−0.５Ｘ＋２ Ｘ：ＣＯ2 量〔体積％（≧０）〕 Ｙ：Ｏ2 量〔体積％（≧０）〕 を満足し、アーク発生にパルス電流を用いることを特徴
とする溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガ
スシールドメタルアーク溶接方法を要旨とする。
もので、溶接後に電着塗装される炭素鋼母材に対して鋼
製溶接ワイヤを用いてガスシールドメタルアーク溶接を
行う方法であって、そのシールドガスがＡｒまたはＨｅ
もしくはその混合ガスを主体とする共に、酸化性ガスと
してＣＯ2 またはＯ2 もしくはその両方を含み、酸化性
ガス量が −0.５Ｘ＋0.５≦Ｙ≦−0.５Ｘ＋２ Ｘ：ＣＯ2 量〔体積％（≧０）〕 Ｙ：Ｏ2 量〔体積％（≧０）〕 を満足し、アーク発生にパルス電流を用いることを特徴
とする溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガ
スシールドメタルアーク溶接方法を要旨とする。
【００３２】シールドガスは酸化性ガスの他に体積％で
３〜１０％のＨ2 を含むことができる。
３〜１０％のＨ2 を含むことができる。
【００３３】鋼製溶接ワイヤとしては、Ｔｉを重量％で
0.０５％以上含むものが望ましい。
0.０５％以上含むものが望ましい。
【００３４】
【作用】以下に本発明の構成要件を詳述する。
【００３５】〔主体ガス〕本発明の主旨はシールドガス
の酸化性を弱くすることであるから、主体となるガスは
不活性ガスとする必要がある。従って、ＡｒまたはＨｅ
もしくはその混合ガスである。なお、Ａｒは比較的安価
な不活性ガスであること、後述のようにビード近傍での
クリーニング効果が期待できることから、Ａｒを主体と
するのが望ましい。
の酸化性を弱くすることであるから、主体となるガスは
不活性ガスとする必要がある。従って、ＡｒまたはＨｅ
もしくはその混合ガスである。なお、Ａｒは比較的安価
な不活性ガスであること、後述のようにビード近傍での
クリーニング効果が期待できることから、Ａｒを主体と
するのが望ましい。
【００３６】〔酸化性ガス〕アークの安定性、健全な溶
け込みの確保から、ＣＯ2 またはＯ2 もしくはその両方
を主体ガスに一応添加する必要がある。その量は−0.５
Ｘ＋0.５≦Ｙであり、Ｘ（ＣＯ2 量）が０の場合はＹ
（Ｏ2 量）は0.５％以上、（Ｏ2 量）が０の場合はＸ
（ＣＯ2 量）は１％以上である。酸化性ガス量がこれよ
り少ないと、アークの広がりが大きくなりすぎ不安定と
なる。その結果、母材のアークによる溶融が安定せず、
ビードが不安定となり、溶け込みが減少することによ
り、健全な溶接部が得られなくなる。
け込みの確保から、ＣＯ2 またはＯ2 もしくはその両方
を主体ガスに一応添加する必要がある。その量は−0.５
Ｘ＋0.５≦Ｙであり、Ｘ（ＣＯ2 量）が０の場合はＹ
（Ｏ2 量）は0.５％以上、（Ｏ2 量）が０の場合はＸ
（ＣＯ2 量）は１％以上である。酸化性ガス量がこれよ
り少ないと、アークの広がりが大きくなりすぎ不安定と
なる。その結果、母材のアークによる溶融が安定せず、
ビードが不安定となり、溶け込みが減少することによ
り、健全な溶接部が得られなくなる。
【００３７】しかし、これらの酸化性ガスは、一方でス
ラグの発生を促進し、電着塗装性を低下させると共に、
熱影響部での酸化およびヒューム付着を促進し、リン酸
塩処理を低下させ、これらにより電着塗装後の耐食性を
低下させる。そこで、本発明では酸化性ガス量をＹ≦−
0.５Ｘ＋２に制限する。Ｘ（ＣＯ2 量）が０の場合はＹ
（Ｏ2 量）は２％以下、Ｙ（Ｏ2 量）が０の場合はＸ
（Ｏ2 量）は４％以下である。
ラグの発生を促進し、電着塗装性を低下させると共に、
熱影響部での酸化およびヒューム付着を促進し、リン酸
塩処理を低下させ、これらにより電着塗装後の耐食性を
低下させる。そこで、本発明では酸化性ガス量をＹ≦−
0.５Ｘ＋２に制限する。Ｘ（ＣＯ2 量）が０の場合はＹ
（Ｏ2 量）は２％以下、Ｙ（Ｏ2 量）が０の場合はＸ
（Ｏ2 量）は４％以下である。
【００３８】酸化性ガス量がこれより多いと、シールド
ガスの酸化性が強くなりすぎ、ビードにスラグが発生し
塗装不良の原因となる。また、熱影響部での酸化が顕著
となると共に、ヒューム付着量も多くなり、リン酸塩処
理性か低下する。そして、それが相乗して塗装後耐食性
が低下する。
ガスの酸化性が強くなりすぎ、ビードにスラグが発生し
塗装不良の原因となる。また、熱影響部での酸化が顕著
となると共に、ヒューム付着量も多くなり、リン酸塩処
理性か低下する。そして、それが相乗して塗装後耐食性
が低下する。
【００３９】良好な塗装後耐食性を得るためには、シー
ルドガスの酸化力を低目に設定するのがよく、Ｙ≦−0.
５Ｘ＋1.５が望ましい。Ｘが０の場合はＹ≦1.５％、Ｙ
が０の場合はＸ≦３％ということである。
ルドガスの酸化力を低目に設定するのがよく、Ｙ≦−0.
５Ｘ＋1.５が望ましい。Ｘが０の場合はＹ≦1.５％、Ｙ
が０の場合はＸ≦３％ということである。
【００４０】なお、溶接アーク挙動を詳しく観察した結
果、Ａｒを主体としたシールドガスでは、ＣＯ2 やＯ2
の混合量を減少させると、アークの広がりが大きくな
り、本発明の組成では母材側のアークの陰極点形成領域
がビードの幅以上に広がり、そのアークの陰極点の移動
により熱影響部の酸化層や付着したヒュームが蒸発除去
される現象も認められた。これはアルミ合金のアーク溶
接で知られているアークによる酸化物のクリーニング作
用と同様の作用が、本発明のガス組成で得られたためと
考えられる。おそらく、このクリーニング作用もリン酸
塩処理性の向上に有効に作用している判断される。
果、Ａｒを主体としたシールドガスでは、ＣＯ2 やＯ2
の混合量を減少させると、アークの広がりが大きくな
り、本発明の組成では母材側のアークの陰極点形成領域
がビードの幅以上に広がり、そのアークの陰極点の移動
により熱影響部の酸化層や付着したヒュームが蒸発除去
される現象も認められた。これはアルミ合金のアーク溶
接で知られているアークによる酸化物のクリーニング作
用と同様の作用が、本発明のガス組成で得られたためと
考えられる。おそらく、このクリーニング作用もリン酸
塩処理性の向上に有効に作用している判断される。
【００４１】〔還元性ガス〕本発明では上記のガスに更
に水素を混合しても良い。水素は還元性のガスであるこ
とから、シールドガスの酸化性を下げる作用があり、耐
食性向上に寄与する。この効果は３％以上から現れ、酸
化性ガスを比較的多量に含む場合（−0.５Ｘ＋１≦Ｙ）
に特に有効である。しかし、水素は酸化性ガスと同時に
存在する場合は爆発の危険があり、安全性の観点から１
０％以下の混合にとどめておく必要がある。
に水素を混合しても良い。水素は還元性のガスであるこ
とから、シールドガスの酸化性を下げる作用があり、耐
食性向上に寄与する。この効果は３％以上から現れ、酸
化性ガスを比較的多量に含む場合（−0.５Ｘ＋１≦Ｙ）
に特に有効である。しかし、水素は酸化性ガスと同時に
存在する場合は爆発の危険があり、安全性の観点から１
０％以下の混合にとどめておく必要がある。
【００４２】〔パルス電流〕本発明ではシールドガス中
の酸化ガス量が従来のガスに比べて少ないので、直流電
流による溶接ではアークが非常に不安定であり、その結
果、ビードが不安定となり実用性が乏しい。従って、パ
ルス電流を用いることにより、強制的にアークを安定さ
せて溶接を行うことが必要になる。シールドガスと電流
形式の組み合わせを変化させて、ビード安定性を調べた
結果を表８に示す。
の酸化ガス量が従来のガスに比べて少ないので、直流電
流による溶接ではアークが非常に不安定であり、その結
果、ビードが不安定となり実用性が乏しい。従って、パ
ルス電流を用いることにより、強制的にアークを安定さ
せて溶接を行うことが必要になる。シールドガスと電流
形式の組み合わせを変化させて、ビード安定性を調べた
結果を表８に示す。
【００４３】シールドガス中の酸化性ガスを本発明範囲
内に制限した場合は、パルス電流によるアーク安定化が
不可欠である。溶接条件は表３の通りであるが、直流電
流による溶接ではサイリスタ電源を用いた。本発明範囲
を外れて酸化性ガス量が少なくなると、パルス電流を用
いても安定したビードを得ることができない。
内に制限した場合は、パルス電流によるアーク安定化が
不可欠である。溶接条件は表３の通りであるが、直流電
流による溶接ではサイリスタ電源を用いた。本発明範囲
を外れて酸化性ガス量が少なくなると、パルス電流を用
いても安定したビードを得ることができない。
【００４４】パルス条件としては、望ましくはピーク電
流は３００Ａ以上、また、パルス時間は0.５msec以上で
あれば、パルス電流本来のアークの安定性を得ることが
できる。また、その望ましい上限は、ピーク電流６００
Ａ、パルス時間が３msecであり、それ以上では逆にアー
クが不安定となる。
流は３００Ａ以上、また、パルス時間は0.５msec以上で
あれば、パルス電流本来のアークの安定性を得ることが
できる。また、その望ましい上限は、ピーク電流６００
Ａ、パルス時間が３msecであり、それ以上では逆にアー
クが不安定となる。
【００４５】
【表８】
【００４６】〔溶接ワイヤ〕本発明組成のシールドガス
を用い、合わせ適量のＴｉを含むワイヤを用いると、耐
食性の向上に一層有効である。特に、シールドガス中の
酸化性ガス量が比較的多い場合（−0.５Ｘ＋１≦Ｙ）の
電着塗装性の改善に有効である。この理由は、酸化性ガ
ス量が比較的多いと、小量のスラグが発生するが、その
スラグ中にＴｉが含有されると、スラグの性質が変化
し、スラグ上にも電着塗装が可能になるためと考えられ
る。
を用い、合わせ適量のＴｉを含むワイヤを用いると、耐
食性の向上に一層有効である。特に、シールドガス中の
酸化性ガス量が比較的多い場合（−0.５Ｘ＋１≦Ｙ）の
電着塗装性の改善に有効である。この理由は、酸化性ガ
ス量が比較的多いと、小量のスラグが発生するが、その
スラグ中にＴｉが含有されると、スラグの性質が変化
し、スラグ上にも電着塗装が可能になるためと考えられ
る。
【００４７】この効果はワイヤ中のＴｉ量が0.０５％で
現れ、0.１％以上が望ましい。Ｔｉ量が0.３％を超える
と溶接金属の強度が必要以上に過大になるので、0.３％
以下が望ましい。
現れ、0.１％以上が望ましい。Ｔｉ量が0.３％を超える
と溶接金属の強度が必要以上に過大になるので、0.３％
以下が望ましい。
【００４８】なお、ワイヤの基本組成としては、従来の
ガスシールドメタルアーク溶接用ワイヤであるＣ−Ｓｉ
−Ｍｎ系が、機械的性質の確保の点から望ましく、その
基本成分はＣ：0.０１〜0.２％、Ｓｉ：0.２〜1.５％、
Ｍｎ：１〜３％が望ましい。また、必要に応じてＭｏ，
Ｃｒ等の強化元素を添加しても差し支えない。
ガスシールドメタルアーク溶接用ワイヤであるＣ−Ｓｉ
−Ｍｎ系が、機械的性質の確保の点から望ましく、その
基本成分はＣ：0.０１〜0.２％、Ｓｉ：0.２〜1.５％、
Ｍｎ：１〜３％が望ましい。また、必要に応じてＭｏ，
Ｃｒ等の強化元素を添加しても差し支えない。
【００４９】母材の成分、種類については特に限定せ
ず、炭素鋼であればよい。
ず、炭素鋼であればよい。
【００５０】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、比較例と対比
することにより、本発明の効果を明らかにする。
することにより、本発明の効果を明らかにする。
【００５１】供試鋼板として成分を表９に示す３種類の
熱延鋼板を用い、かつＡｒを主体としＣＯ2 ，Ｏ2 の混
合量を変化させたシールドガスを用いて、ビードオンプ
レート溶接を行った。鋼板ａは表１に示されたものであ
る。また、溶接ワイヤ（直径1.２ｍｍ）は表２の成分の
ものを用い、溶接条件は表３の通りである。溶接後、機
械加工により図２に示す試験片を作製し、これに表４に
示す条件でリン酸塩処理を行った後、表５に示す条件で
電着塗装（２０μｍ）を行った。前述したＳＥＭ観察に
よりリン酸塩処理性を調査すると共に、目視観察により
電着塗装性を調査した。また、表１０に示す条件の腐食
試験（複合サイクル試験）を１２０サイクル繰り返した
後の溶接部近傍の平均腐食深さを測定した。
熱延鋼板を用い、かつＡｒを主体としＣＯ2 ，Ｏ2 の混
合量を変化させたシールドガスを用いて、ビードオンプ
レート溶接を行った。鋼板ａは表１に示されたものであ
る。また、溶接ワイヤ（直径1.２ｍｍ）は表２の成分の
ものを用い、溶接条件は表３の通りである。溶接後、機
械加工により図２に示す試験片を作製し、これに表４に
示す条件でリン酸塩処理を行った後、表５に示す条件で
電着塗装（２０μｍ）を行った。前述したＳＥＭ観察に
よりリン酸塩処理性を調査すると共に、目視観察により
電着塗装性を調査した。また、表１０に示す条件の腐食
試験（複合サイクル試験）を１２０サイクル繰り返した
後の溶接部近傍の平均腐食深さを測定した。
【００５２】
【表９】
【００５３】
【表１０】 上記サイクルを１サイクルとして実施
【００５４】結果を表１１に示す。鋼板ａ，ｂ，ｃのい
ずれについてもテスト番号１，２，６，８，１２，１
３，１４は比較例であり、テスト番号３，４，７，９，
１０，１１は本発明の実施例てある。
ずれについてもテスト番号１，２，６，８，１２，１
３，１４は比較例であり、テスト番号３，４，７，９，
１０，１１は本発明の実施例てある。
【００５５】これらのうち、番号１，２は従来の溶接法
であり、１は炭酸ガス溶接、２はマグ溶接であるため、
いずれもリン酸塩処理、電着塗装性が劣っており、その
結果、腐食も激しいものであった。番号６，８，１２も
ガス組成が本発明の範囲を超えており、やはり腐食か激
しかった。
であり、１は炭酸ガス溶接、２はマグ溶接であるため、
いずれもリン酸塩処理、電着塗装性が劣っており、その
結果、腐食も激しいものであった。番号６，８，１２も
ガス組成が本発明の範囲を超えており、やはり腐食か激
しかった。
【００５６】これらに対し、番号３，４，５，７，９，
１０，１１の本発明実施例は、リン酸塩処理性、電着塗
装性ともに良好で、その結果、腐食が軽微であった。な
お、番号３はガス中のＣＯ2 組成が本発明の範囲の中で
も高めであるためにやや腐食深さが大きかった。また、
番号１１は番号３のガスにＨ2 を添加したものであり、
耐食性がＨ2 添加のないものに比べて改善されている。
１０，１１の本発明実施例は、リン酸塩処理性、電着塗
装性ともに良好で、その結果、腐食が軽微であった。な
お、番号３はガス中のＣＯ2 組成が本発明の範囲の中で
も高めであるためにやや腐食深さが大きかった。また、
番号１１は番号３のガスにＨ2 を添加したものであり、
耐食性がＨ2 添加のないものに比べて改善されている。
【００５７】なお、番号１３，１４は酸化性ガスを制限
しすぎたため、耐食性は良好なもののビードが不安定で
あり、外観上、健全な溶接部が得られなかった。
しすぎたため、耐食性は良好なもののビードが不安定で
あり、外観上、健全な溶接部が得られなかった。
【００５８】表７に示した成分の溶接ワイヤを用いて同
様の調査を行った。溶接ワイヤは表２に示されたもの
である。結果を表１２に示す。鋼板ａ，ｂ，ｃのいずれ
についてもテスト番号２０は比較例であり、テスト番号
１５，１６，１７，１８，１９，２１は本発明の実施例
である。
様の調査を行った。溶接ワイヤは表２に示されたもの
である。結果を表１２に示す。鋼板ａ，ｂ，ｃのいずれ
についてもテスト番号２０は比較例であり、テスト番号
１５，１６，１７，１８，１９，２１は本発明の実施例
である。
【００５９】実施例の中でも番号１５，１６はワイヤの
中のＴｉ量が少ないものであり、番号１７，１８，１
９，２１はワイヤ中のＴｉ量が比較的多いものである。
結果から明らかなように、ワイヤ中のＴｉ量が比較的多
いものの方が耐食性さらに改善されている。番号２０は
Ｔｉ量が比較的多いワイヤを用いたが、シールドガス組
成が本発明の範囲からはずれているために、腐食が著し
かった。
中のＴｉ量が少ないものであり、番号１７，１８，１
９，２１はワイヤ中のＴｉ量が比較的多いものである。
結果から明らかなように、ワイヤ中のＴｉ量が比較的多
いものの方が耐食性さらに改善されている。番号２０は
Ｔｉ量が比較的多いワイヤを用いたが、シールドガス組
成が本発明の範囲からはずれているために、腐食が著し
かった。
【００６０】
【表１１】
【００６１】
【表１２】
【００６２】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のガスシー
ルドメタルアーク溶接方法は、シールドガス組成の調整
により、溶接後に電着塗装された溶接部およびその近傍
に優れた耐食性を付与ことができる。
ルドメタルアーク溶接方法は、シールドガス組成の調整
により、溶接後に電着塗装された溶接部およびその近傍
に優れた耐食性を付与ことができる。
【図１】シールドガスの酸化性ガス量が電着塗装性、リ
ン酸塩処理性に及ぼす影響を示す図表である。
ン酸塩処理性に及ぼす影響を示す図表である。
【図２】試験片形状を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 高 隆夫 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 溶接後に電着塗装される炭素鋼母材に対
して鋼製溶接ワイヤを用いてガスシールドメタルアーク
溶接を行う方法であって、 そのシールドガスがＡｒまたはＨｅもしくはその混合ガ
スを主体とする共に、酸化性ガスとしてＣＯ2 またはＯ
2 もしくはその両方を含み、酸化性ガス量が −0.５Ｘ＋0.５≦Ｙ≦−0.５Ｘ＋２ Ｘ：ＣＯ2 量〔体積％（≧０）〕 Ｙ：Ｏ2 量〔体積％（≧０）〕 を満足し、アーク発生にパルス電流を用いることを特徴
とする溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めガス
シールドメタルアーク溶接方法。 - 【請求項２】 シールドガスが更にＨ2 を体積％で３〜
１０％を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスシ
ールドメタルアーク溶接方法。 - 【請求項３】 鋼製溶接ワイヤが重量％でＴｉを0.０５
％以上含むことを特徴とする請求項１または２に記載の
ガスシールドメタルアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19194894A JPH0833982A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19194894A JPH0833982A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0833982A true JPH0833982A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16283127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19194894A Pending JPH0833982A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 溶接部およびその近傍の塗装後耐食性を高めるガスシールドメタルアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833982A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564990B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-05-20 | Toyo Engineering Corporation | Method of welding high chromium austenitic stainless steel pipe and shielding gas mixture for welding |
| KR20140139052A (ko) | 2012-04-13 | 2014-12-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강재 부재의 화성 처리 방법, 전착 도장을 실시한 강제 도장 부재의 제조 방법 및 강제 도장 부재 |
| JP2016163900A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社ワイテック | ガスシールドアーク溶接方法 |
| KR20180073104A (ko) * | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 포스코 | 가스 메탈 아크 용접이음부의 제조방법 |
| WO2020196875A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本製鉄株式会社 | 自動車用足回り部品 |
| JPWO2020196869A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
| WO2021210335A1 (ja) | 2020-04-15 | 2021-10-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | アーク溶接継手およびアーク溶接方法 |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP19194894A patent/JPH0833982A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564990B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-05-20 | Toyo Engineering Corporation | Method of welding high chromium austenitic stainless steel pipe and shielding gas mixture for welding |
| KR20140139052A (ko) | 2012-04-13 | 2014-12-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강재 부재의 화성 처리 방법, 전착 도장을 실시한 강제 도장 부재의 제조 방법 및 강제 도장 부재 |
| JP2016163900A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社ワイテック | ガスシールドアーク溶接方法 |
| KR20180073104A (ko) * | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 포스코 | 가스 메탈 아크 용접이음부의 제조방법 |
| WO2020196875A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本製鉄株式会社 | 自動車用足回り部品 |
| JPWO2020196875A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
| JPWO2020196869A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
| WO2020196869A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日本製鉄株式会社 | 自動車用足回り部品 |
| CN113614270A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-05 | 日本制铁株式会社 | 汽车用行走部件 |
| CN113677817A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-19 | 日本制铁株式会社 | 汽车用行走部件 |
| WO2021210335A1 (ja) | 2020-04-15 | 2021-10-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | アーク溶接継手およびアーク溶接方法 |
| KR20220148285A (ko) | 2020-04-15 | 2022-11-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 아크 용접 조인트 및 아크 용접 방법 |
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