JPH10305388A - Ｃｏ２ ガス溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 - Google Patents
Ｃｏ２ ガス溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法Info
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- JPH10305388A JPH10305388A JP9119472A JP11947297A JPH10305388A JP H10305388 A JPH10305388 A JP H10305388A JP 9119472 A JP9119472 A JP 9119472A JP 11947297 A JP11947297 A JP 11947297A JP H10305388 A JPH10305388 A JP H10305388A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 CO2ガス溶接において、アークの安定化および
スパッタの低減は勿論のこと、優れたビード形状および
スラグはく離性を確保する。 【解決手段】 Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.85〜2.50wt％、 Mn：1.0 〜2.0 wt％、 Ｏ：0.020 wt％以下、 Ｋ：0.0001〜0.0030wt％を、次式 (1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 ---
(1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 ---
(2) を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成とする。
スパッタの低減は勿論のこと、優れたビード形状および
スラグはく離性を確保する。 【解決手段】 Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.85〜2.50wt％、 Mn：1.0 〜2.0 wt％、 Ｏ：0.020 wt％以下、 Ｋ：0.0001〜0.0030wt％を、次式 (1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 ---
(1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 ---
(2) を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、CO2 ガス溶接用
鋼ワイヤおよびその製造方法に関し、特にCO2 をシール
ドガスとするいわゆる炭酸ガスシールドアーク溶接にお
いて、アークの安定化およびスパッタ発生量の低減のみ
ならず、優れたビード形状およびスラグはく離性を実現
しようとするものである。
鋼ワイヤおよびその製造方法に関し、特にCO2 をシール
ドガスとするいわゆる炭酸ガスシールドアーク溶接にお
いて、アークの安定化およびスパッタ発生量の低減のみ
ならず、優れたビード形状およびスラグはく離性を実現
しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】CO2 ガスをシールドガスとする溶接法
は、自動溶接の急速な普及により、自動車、造船および
建築等の各分野で広く使用されていて、その生産性は溶
接速度に大きく左右される。しかしながら、実際の溶接
施工は、良好なビード形状の確保とスパッタの多発を防
ぐために、低速で実施されているのが現状であり、高速
でも健全な溶接が可能な溶接用ワイヤに対するニーズは
高い。
は、自動溶接の急速な普及により、自動車、造船および
建築等の各分野で広く使用されていて、その生産性は溶
接速度に大きく左右される。しかしながら、実際の溶接
施工は、良好なビード形状の確保とスパッタの多発を防
ぐために、低速で実施されているのが現状であり、高速
でも健全な溶接が可能な溶接用ワイヤに対するニーズは
高い。
【０００３】従来、パルス溶接法とワイヤ組成の調整に
より、薄板のスパッタ低減とビード形状の確保に関する
技術が特開昭62−296993号公報に提案されているが、ス
パッタの低減およびビード形状とも十分とは言い難かっ
た。また、カリウムの付与によってスパッタ発生量を低
減する方法が、特開平６−218574号公報に提案されてい
るが、この方法はスパッタの低減には有効ではあるけれ
ども、ビード形状が凸となることから、この点に問題を
残していた。
より、薄板のスパッタ低減とビード形状の確保に関する
技術が特開昭62−296993号公報に提案されているが、ス
パッタの低減およびビード形状とも十分とは言い難かっ
た。また、カリウムの付与によってスパッタ発生量を低
減する方法が、特開平６−218574号公報に提案されてい
るが、この方法はスパッタの低減には有効ではあるけれ
ども、ビード形状が凸となることから、この点に問題を
残していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、薄板
の溶接においては、溶接速度を上げることによって生産
性を向上させ得るとはいえ、溶接速度を上げるとスパッ
タの発生量が増加するだけでなく、ビード形状が確保し
難いという問題があった。特に、隅肉溶接においては、
平滑で広がりを持つ溶接ビードが要求される場合が多
く、また同時にスラグのはく離性の確保も重要な因子で
ある。
の溶接においては、溶接速度を上げることによって生産
性を向上させ得るとはいえ、溶接速度を上げるとスパッ
タの発生量が増加するだけでなく、ビード形状が確保し
難いという問題があった。特に、隅肉溶接においては、
平滑で広がりを持つ溶接ビードが要求される場合が多
く、また同時にスラグのはく離性の確保も重要な因子で
ある。
【０００５】この発明は、上記の現状に鑑み開発された
もので、 CO2ガスシールドアーク溶接において、アーク
の安定化およびスパッタの低減はいうまでもなく、優れ
たビード形状およびスラグはく離性を確保できる溶接用
鋼ワイヤを、その有利な製造方法と共に提案することを
目的とする。
もので、 CO2ガスシールドアーク溶接において、アーク
の安定化およびスパッタの低減はいうまでもなく、優れ
たビード形状およびスラグはく離性を確保できる溶接用
鋼ワイヤを、その有利な製造方法と共に提案することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、Ｋ
（カリウム）の添加により低スパッタ化を達成するCO2
ガス溶接用ワイヤにおいて、そのスパッタ低減効果を確
保しつつ、広がりを持ったビード形状と優れたスラグは
く離性を得ることを目的として、鋭意検討を重ねた結
果、以下に述べる知見を得た。
（カリウム）の添加により低スパッタ化を達成するCO2
ガス溶接用ワイヤにおいて、そのスパッタ低減効果を確
保しつつ、広がりを持ったビード形状と優れたスラグは
く離性を得ることを目的として、鋭意検討を重ねた結
果、以下に述べる知見を得た。
【０００７】(1) Ｋを有するワイヤにおいて、優れたビ
ード形状を得るためには、Siを0.85wt％以上、Mnを 1.0
wt％以上、2.0 wt％以下とし、（Ｋ×9000）／Siが 1.0
以上となるように、Ｋ，Si，Mn量を調整する必要があ
る。 (2) 次に、優れたスラグはく離性を得るためには、Siを
0.85wt％以上、Mnを2.0wt％以下とし、（Si＋Mn）／
（Ｏ×230 ）が 1.0以上となるように、Si，Mn，Ｏ量を
調整する必要がある。 (3) また、Ｋを付与することによる低スパッタ化の効果
は、（Ｋ×9000）／Siが1.0 wt％以上、9.0 wt％以下、
（Si＋Mn) ／（Ｏ×230)が 4.0以下となるように、Si，
Ｋ，Mn，Ｏ量を調整することによって、その効果を維持
することができる。 (4) さらに、Caを0.0020wt％以下で添加すると、アーク
が安定化して、一層の低スパッタ化が達成される。 (5) なお、Tiを0.03wt％以下に抑制することが、薄板の
高速溶接に有利であり、またSeを 0.003wt％以上含有さ
せると、さらに低いスパッタ化と同時に、広がりを持っ
たビード形状およびスラグのはく離性に対し優れた特性
が得られる。 (6) また、Ｋの添加については、伸線工程中の焼鈍にお
いて不活性ガス雰囲気中でワイヤ表層に内部酸化層を形
成させ、これに、Ｋを拡散させ、酸化物として安定に保
持させることが好ましい。 (7) かくして、Ｋの付与によるスパッタの低減効果を有
しつつ、ビード形状が凸となる悪影響を克服し、加えて
優れたスケールはく離性を得ることが可能となり、作業
性の向上と溶接の高品質化の両立が可能となる。この発
明は、上記の知見に立脚するものである。
ード形状を得るためには、Siを0.85wt％以上、Mnを 1.0
wt％以上、2.0 wt％以下とし、（Ｋ×9000）／Siが 1.0
以上となるように、Ｋ，Si，Mn量を調整する必要があ
る。 (2) 次に、優れたスラグはく離性を得るためには、Siを
0.85wt％以上、Mnを2.0wt％以下とし、（Si＋Mn）／
（Ｏ×230 ）が 1.0以上となるように、Si，Mn，Ｏ量を
調整する必要がある。 (3) また、Ｋを付与することによる低スパッタ化の効果
は、（Ｋ×9000）／Siが1.0 wt％以上、9.0 wt％以下、
（Si＋Mn) ／（Ｏ×230)が 4.0以下となるように、Si，
Ｋ，Mn，Ｏ量を調整することによって、その効果を維持
することができる。 (4) さらに、Caを0.0020wt％以下で添加すると、アーク
が安定化して、一層の低スパッタ化が達成される。 (5) なお、Tiを0.03wt％以下に抑制することが、薄板の
高速溶接に有利であり、またSeを 0.003wt％以上含有さ
せると、さらに低いスパッタ化と同時に、広がりを持っ
たビード形状およびスラグのはく離性に対し優れた特性
が得られる。 (6) また、Ｋの添加については、伸線工程中の焼鈍にお
いて不活性ガス雰囲気中でワイヤ表層に内部酸化層を形
成させ、これに、Ｋを拡散させ、酸化物として安定に保
持させることが好ましい。 (7) かくして、Ｋの付与によるスパッタの低減効果を有
しつつ、ビード形状が凸となる悪影響を克服し、加えて
優れたスケールはく離性を得ることが可能となり、作業
性の向上と溶接の高品質化の両立が可能となる。この発
明は、上記の知見に立脚するものである。
【０００８】すなわち、この発明は、Ｃ：0.15wt％以
下、Si：0.85〜2.50wt％、Mn：1.0 〜2.0 wt％、Ｏ：0.
020 wt％以下、Ｋ：0.0001〜0.0030wt％を、次式 (1)お
よび(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする CO2ガス溶接用鋼ワイヤであ
る。
下、Si：0.85〜2.50wt％、Mn：1.0 〜2.0 wt％、Ｏ：0.
020 wt％以下、Ｋ：0.0001〜0.0030wt％を、次式 (1)お
よび(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする CO2ガス溶接用鋼ワイヤであ
る。
【０００９】この発明においては、ワイヤ中に、さらに
Ca：0.0020wt％以下を含有させることが好ましい。
Ca：0.0020wt％以下を含有させることが好ましい。
【００１０】また、この発明は、Ｃ：0.15wt％以下、S
i：0.85〜2.50wt％、Mn：1.0 〜2.0 wt％を含有する組
成になる鋼素線の表面に、カリウム塩水溶液を塗布した
のち、焼鈍を施して、ＫおよびＯがそれぞれＫ：0.0001
〜0.0030wt％、Ｏ：0.020 wt％以下で、かつ次式 (1)お
よび(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲で含有する内部酸化層を形成したのち、
酸洗、銅めっき、ついで伸線加工を施すことを特徴とす
る CO2ガス溶接用鋼ワイヤの製造方法である。
i：0.85〜2.50wt％、Mn：1.0 〜2.0 wt％を含有する組
成になる鋼素線の表面に、カリウム塩水溶液を塗布した
のち、焼鈍を施して、ＫおよびＯがそれぞれＫ：0.0001
〜0.0030wt％、Ｏ：0.020 wt％以下で、かつ次式 (1)お
よび(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲で含有する内部酸化層を形成したのち、
酸洗、銅めっき、ついで伸線加工を施すことを特徴とす
る CO2ガス溶接用鋼ワイヤの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、この発明において、ワイヤ
組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.15wt％以下 Ｃは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素であ
るが、0.15wt％を超えると靱性を確保できないので、Ｃ
量は0.15wt％以下とした。
組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.15wt％以下 Ｃは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素であ
るが、0.15wt％を超えると靱性を確保できないので、Ｃ
量は0.15wt％以下とした。
【００１２】Si：0.85〜2.50wt％ Siは、主に脱酸剤として不可欠な元素であるが、添加に
よってスパッタが増加し、2.50wt％を超えると作業性が
確保できない。一方、Siは、溶接においてその１／２が
スラグと化すが、この過程においてＫと結び付き、Ｋに
起因して凸状ビードとなるのを防止する働きがある。ま
た、ガラス質のスラグを形成し、はく離性を向上させる
働きがある。しかしながら、0.85wt％未満では良好なス
ラグはく離性および平滑なビード形状を得ることができ
ない。従って、Si量は0.85〜2.50wt％の範囲に限定し
た。
よってスパッタが増加し、2.50wt％を超えると作業性が
確保できない。一方、Siは、溶接においてその１／２が
スラグと化すが、この過程においてＫと結び付き、Ｋに
起因して凸状ビードとなるのを防止する働きがある。ま
た、ガラス質のスラグを形成し、はく離性を向上させる
働きがある。しかしながら、0.85wt％未満では良好なス
ラグはく離性および平滑なビード形状を得ることができ
ない。従って、Si量は0.85〜2.50wt％の範囲に限定し
た。
【００１３】Mn：1.0 〜2.0 wt％ Mnは、脱酸剤として、また高強度、高靱性を得るために
不可欠な元素である。Mnは、Siと同様、脱酸過程におい
てＫと結び付き、Ｋに起因した凸状ビードの形成を防止
する働きがあるが、1.0 wt％未満では平滑なビード形状
を確保できない。一方、過剰な添加は、スラグのガラス
化を妨げるだけでなく、溶滴、溶着金属の粘性を上げて
凸状ビードを形成し易くし、 2.0wt％を超えると十分な
スラグはく離性およびビード形状を確保することができ
ない。従って、Mn量は 1.0〜2.0wt％の範囲に限定し
た。
不可欠な元素である。Mnは、Siと同様、脱酸過程におい
てＫと結び付き、Ｋに起因した凸状ビードの形成を防止
する働きがあるが、1.0 wt％未満では平滑なビード形状
を確保できない。一方、過剰な添加は、スラグのガラス
化を妨げるだけでなく、溶滴、溶着金属の粘性を上げて
凸状ビードを形成し易くし、 2.0wt％を超えると十分な
スラグはく離性およびビード形状を確保することができ
ない。従って、Mn量は 1.0〜2.0wt％の範囲に限定し
た。
【００１４】Ｏ：0.020 wt％以下 Ｏは、スパッタの発生量を低減する反面、Fe, Tiの酸化
を増し、スラグのはく離性を阻害する傾向があり、 0.0
20wt％を超えると十分なスラグはく離性を確保すること
ができない。よって、Ｏは 0.020wt％以下に制限した。
を増し、スラグのはく離性を阻害する傾向があり、 0.0
20wt％を超えると十分なスラグはく離性を確保すること
ができない。よって、Ｏは 0.020wt％以下に制限した。
【００１５】Ｋ：0.0001〜0.0030wt％ Ｋは、スパッタを低減させる反面、アーク中心部のエネ
ルギーを高めることによって、細くて凸状のビードを形
成させる傾向にある。含有量が0.0001wt％未満ではスパ
ッタの低減効果に乏しく、一方0.0030wt％を超えると平
滑で満足できるビードを得ることができない。従って、
Ｋ量は0.0001〜0.0030wt％の範囲に限定した。なお、Ｋ
は沸点が約 760℃と低く溶鋼段階での歩留りが著しく低
いため、Ｋをワイヤ中に存在させることは非常に困難で
あるが、後述する伸線工程での熱拡散を利用することに
よって効果的に付与することができる。
ルギーを高めることによって、細くて凸状のビードを形
成させる傾向にある。含有量が0.0001wt％未満ではスパ
ッタの低減効果に乏しく、一方0.0030wt％を超えると平
滑で満足できるビードを得ることができない。従って、
Ｋ量は0.0001〜0.0030wt％の範囲に限定した。なお、Ｋ
は沸点が約 760℃と低く溶鋼段階での歩留りが著しく低
いため、Ｋをワイヤ中に存在させることは非常に困難で
あるが、後述する伸線工程での熱拡散を利用することに
よって効果的に付与することができる。
【００１６】以上、各成分の組成範囲限定理由について
説明したが、この発明で所期した目的を達成するため
は、上記のように各成分の組成範囲を個別に規定するだ
けでは不十分で、低スパッタ化を実現した上で、優れた
ビード形状およびスラグはく離性を得るためには、次式
(1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) の関係を満足させることが重要である。すなわち、Ｋに
よる低スパッタ化に加えて高速溶接においても優れたビ
ード形状を得るために種々調査した結果、Siを0.85wt％
以上含有させた上で、 (1)式を満たすようにＫを添加す
ることが、スパッタの低減と良好なビード形状を得る上
で極めて有効であり、またSiとMnをＯとの関連で、(2)
式を満たすように添加することが、スパッタの低減とス
ラグはく離性の改善に極めて有効であることが究明され
たのである。
説明したが、この発明で所期した目的を達成するため
は、上記のように各成分の組成範囲を個別に規定するだ
けでは不十分で、低スパッタ化を実現した上で、優れた
ビード形状およびスラグはく離性を得るためには、次式
(1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) の関係を満足させることが重要である。すなわち、Ｋに
よる低スパッタ化に加えて高速溶接においても優れたビ
ード形状を得るために種々調査した結果、Siを0.85wt％
以上含有させた上で、 (1)式を満たすようにＫを添加す
ることが、スパッタの低減と良好なビード形状を得る上
で極めて有効であり、またSiとMnをＯとの関連で、(2)
式を満たすように添加することが、スパッタの低減とス
ラグはく離性の改善に極めて有効であることが究明され
たのである。
【００１７】 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) Ｋは、Si酸化物との結び付きが強く、鋼中のSi量の増加
と共に、電極電圧を下げアークを拡げるＫのアーク安定
化効果が打ち消される傾向にある。（Ｋ×9000）／Siが
1.0未満ではスパッタの発生が多くなり、一方 9.0を超
えるとＫによるアークへの影響が大きく、アーク長が長
くなり溶滴の移行が不安定となって大粒のスパッタが増
大し、凸状のビードを形成し易くなる。よって（Ｋ×90
00）／Siの値は、1.0 以上、9.0 以下の範囲に限定し
た。
と共に、電極電圧を下げアークを拡げるＫのアーク安定
化効果が打ち消される傾向にある。（Ｋ×9000）／Siが
1.0未満ではスパッタの発生が多くなり、一方 9.0を超
えるとＫによるアークへの影響が大きく、アーク長が長
くなり溶滴の移行が不安定となって大粒のスパッタが増
大し、凸状のビードを形成し易くなる。よって（Ｋ×90
00）／Siの値は、1.0 以上、9.0 以下の範囲に限定し
た。
【００１８】 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) （Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）の値が、 1.0未満では、スラ
グのはく離性が悪く、一方 4.0を超えるとスパッタの発
生が多くなる。これは、Ｏ量に対してSi，Mnが少ないと
FeおよびTiを中心とするスラグとなり、溶着金属との結
合力が強く、はく離性が低下するためと考えられる。一
方、Ｏに対してSi，Mnが多いと、溶滴にSi，Mnを中心と
する薄い酸化物が形成され、それによってアークが不安
定となりスパッタの発生が多くなるものと考えられる。
よって（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）の値は 1.0以上、4.0
以下とした。
グのはく離性が悪く、一方 4.0を超えるとスパッタの発
生が多くなる。これは、Ｏ量に対してSi，Mnが少ないと
FeおよびTiを中心とするスラグとなり、溶着金属との結
合力が強く、はく離性が低下するためと考えられる。一
方、Ｏに対してSi，Mnが多いと、溶滴にSi，Mnを中心と
する薄い酸化物が形成され、それによってアークが不安
定となりスパッタの発生が多くなるものと考えられる。
よって（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）の値は 1.0以上、4.0
以下とした。
【００１９】以上、必須成分について説明したが、この
発明ではその他、以下に述べるような成分も必要に応じ
て含有させることができる。 Ca：0.0020wt％以下 Caは、アークを安定化させスパッタの発生を低減する有
用元素であるが、含有量が0.0020wt％を超えるとスラグ
のはく離性が阻害されるだけでなく、スパッタの発生も
増加する傾向にあるので、Caは0.0020wt％以下で含有さ
せるものとした。
発明ではその他、以下に述べるような成分も必要に応じ
て含有させることができる。 Ca：0.0020wt％以下 Caは、アークを安定化させスパッタの発生を低減する有
用元素であるが、含有量が0.0020wt％を超えるとスラグ
のはく離性が阻害されるだけでなく、スパッタの発生も
増加する傾向にあるので、Caは0.0020wt％以下で含有さ
せるものとした。
【００２０】Se：0.003 〜0.200 wt％ Seは、さらに低いスパッタ化と広がりを持ったビードの
形状およびスラグはく離性の改善に有効に寄与するが、
含有量が 0.003wt％に満たないとその添加効果に乏し
く、一方 0.200wt％を超えると低スパッタ化、広がりを
持ったビードの形成およびスラグはく離性に対する効果
は飽和に達し、むしろ人体および耐割れ性に対する悪影
響が大きいので、Seは 0.003〜0.200 wt％の範囲に限定
した。
形状およびスラグはく離性の改善に有効に寄与するが、
含有量が 0.003wt％に満たないとその添加効果に乏し
く、一方 0.200wt％を超えると低スパッタ化、広がりを
持ったビードの形成およびスラグはく離性に対する効果
は飽和に達し、むしろ人体および耐割れ性に対する悪影
響が大きいので、Seは 0.003〜0.200 wt％の範囲に限定
した。
【００２１】Cr：0.60wt％以下、Ni：3.0 wt％以下、M
o：0.50wt％以下、Cu：3.00wt％以下、Ｂ：0.005 wt％
以下 Cr, Ni, Mo, CuおよびＢは、溶接金属の強度確保および
耐候性の確保を目的として必要に応じて添加する。しか
しながら、過剰な添加は靱性の低下を招くので、それぞ
れ上記の範囲で含有させるものとした。
o：0.50wt％以下、Cu：3.00wt％以下、Ｂ：0.005 wt％
以下 Cr, Ni, Mo, CuおよびＢは、溶接金属の強度確保および
耐候性の確保を目的として必要に応じて添加する。しか
しながら、過剰な添加は靱性の低下を招くので、それぞ
れ上記の範囲で含有させるものとした。
【００２２】Ti, Zr, Al, NbおよびＶのうちから選んだ
少なくとも一種：0.30wt％以下 Ti, Zr, Al, NbおよびＶについては、溶接金属の強度確
保、耐候性の確保を目的として必要に応じて添加する。
しかしながら、過剰な添加は靱性の低下を招くので、単
独添加または複合添加いずれの場合も0.30wt％以下で含
有させるものとした。特に、高速での溶接においては、
Ti量を0.03wt％以下とし、溶滴、溶着金属の粘性を低下
させることによって優れたビード形状を得ることができ
る。
少なくとも一種：0.30wt％以下 Ti, Zr, Al, NbおよびＶについては、溶接金属の強度確
保、耐候性の確保を目的として必要に応じて添加する。
しかしながら、過剰な添加は靱性の低下を招くので、単
独添加または複合添加いずれの場合も0.30wt％以下で含
有させるものとした。特に、高速での溶接においては、
Ti量を0.03wt％以下とし、溶滴、溶着金属の粘性を低下
させることによって優れたビード形状を得ることができ
る。
【００２３】Ｐ：0.030 wt％以下、Ｓ：0.035 wt％以
下、Ｎ：0.010 wt％以下 Ｐ、ＳおよびＮは、溶接金属の靱性を低下させるので、
極力低減することが望ましいが、それぞれＰ：0.030 wt
％以下、Ｓ：0.035 wt％以下、Ｎ：0.010 wt％以下で許
容できる。
下、Ｎ：0.010 wt％以下 Ｐ、ＳおよびＮは、溶接金属の靱性を低下させるので、
極力低減することが望ましいが、それぞれＰ：0.030 wt
％以下、Ｓ：0.035 wt％以下、Ｎ：0.010 wt％以下で許
容できる。
【００２４】さて、上記の好適成分組成に調製した溶鋼
は、好ましくは連続鋳造によりビレットとし、その後熱
間圧延により鋼素線とする。ついで、焼鈍後、酸洗、銅
めっきおよび伸線加工を施して製品とするわけである
が、この発明では、上記の焼鈍工程において、鋼素線の
表層部に内部酸化層を形成すると共に、この内部酸化層
中にＫを含有させることが重要である。というのは、Ｋ
は、沸点が約 760℃と低く溶鋼段階での歩留りが著しく
低いことから、Ｋをワイヤ中に存在させるのは極めて難
しいのであるが、伸線工程中の熱拡散を利用すれば、効
果的にＫを含有させることができるからである。
は、好ましくは連続鋳造によりビレットとし、その後熱
間圧延により鋼素線とする。ついで、焼鈍後、酸洗、銅
めっきおよび伸線加工を施して製品とするわけである
が、この発明では、上記の焼鈍工程において、鋼素線の
表層部に内部酸化層を形成すると共に、この内部酸化層
中にＫを含有させることが重要である。というのは、Ｋ
は、沸点が約 760℃と低く溶鋼段階での歩留りが著しく
低いことから、Ｋをワイヤ中に存在させるのは極めて難
しいのであるが、伸線工程中の熱拡散を利用すれば、効
果的にＫを含有させることができるからである。
【００２５】上記の焼鈍処理における雰囲気としては、
窒素ガス等の不活性雰囲気が好ましく、この不活性ガス
雰囲気中でワイヤの持った水分、表面の酸化膜あるいは
雰囲気中に含まれる微量の酸化性ガス（CO2, H2O, O2）
により、図１に示すように、鋼素線の表層に内部酸化層
を形成させ、これにＫを拡散させ、酸化物として安定に
保持させるのである。なお、Ｋの付与については、最終
製品への塗布あるいは伸線潤滑剤から付与する手段も、
Ｋの安定性、均一性には幾分欠けるとはいえ、有効な手
段である。その後は、常法に従い、酸洗、銅めっきおよ
び伸線加工を施して製品とすれば良い。
窒素ガス等の不活性雰囲気が好ましく、この不活性ガス
雰囲気中でワイヤの持った水分、表面の酸化膜あるいは
雰囲気中に含まれる微量の酸化性ガス（CO2, H2O, O2）
により、図１に示すように、鋼素線の表層に内部酸化層
を形成させ、これにＫを拡散させ、酸化物として安定に
保持させるのである。なお、Ｋの付与については、最終
製品への塗布あるいは伸線潤滑剤から付与する手段も、
Ｋの安定性、均一性には幾分欠けるとはいえ、有効な手
段である。その後は、常法に従い、酸洗、銅めっきおよ
び伸線加工を施して製品とすれば良い。
【００２６】
【実施例】表１，２に示す組成になる鋼ブルーム（Cu
は、その後のめっきによる付着量を含む）を、熱間圧延
によって 5.5〜7.0 mmφの鋼素線としたのち、冷間伸線
によって線径を 2.0〜2.8 mmφとした。ついで、２〜30
％のクエン酸３カリウム水溶液を塗布したのち、O2：20
0 ppm 以下、 CO2：0.1 ％以下のN2雰囲気中（露点：−
２℃以下）で 750〜950 ℃に加熱し、線径、カリウム塩
濃度および加熱温度・時間の調整により、ワイヤの内部
酸化による酸素量とカリウム量を調整し、引き続き酸
洗、Cuめっきおよび冷間伸線加工を施して 1.2mmφの溶
接用鋼ワイヤを製造した。
は、その後のめっきによる付着量を含む）を、熱間圧延
によって 5.5〜7.0 mmφの鋼素線としたのち、冷間伸線
によって線径を 2.0〜2.8 mmφとした。ついで、２〜30
％のクエン酸３カリウム水溶液を塗布したのち、O2：20
0 ppm 以下、 CO2：0.1 ％以下のN2雰囲気中（露点：−
２℃以下）で 750〜950 ℃に加熱し、線径、カリウム塩
濃度および加熱温度・時間の調整により、ワイヤの内部
酸化による酸素量とカリウム量を調整し、引き続き酸
洗、Cuめっきおよび冷間伸線加工を施して 1.2mmφの溶
接用鋼ワイヤを製造した。
【００２７】かくして得られた溶接用鋼ワイヤを用い
て、重ね隅肉溶接を行った際の、スパッタ発生量、スラ
グはく離性およびビード形状について調査した結果を、
表３に示す。なお、溶接は、 100％CO2 をシールドガス
として毎分：20 lの割合で流し、サイリスタ電源によ
り、溶接電流：210A、電圧：22V 、溶接速度：80cm／mi
n の条件で、3.2 mmの薄鋼板の重ね隅肉溶接を行った。
て、重ね隅肉溶接を行った際の、スパッタ発生量、スラ
グはく離性およびビード形状について調査した結果を、
表３に示す。なお、溶接は、 100％CO2 をシールドガス
として毎分：20 lの割合で流し、サイリスタ電源によ
り、溶接電流：210A、電圧：22V 、溶接速度：80cm／mi
n の条件で、3.2 mmの薄鋼板の重ね隅肉溶接を行った。
【００２８】スパッタ発生量は目標値を 0.80 g/min 以
下に設定した。そして、特に 0.60g/min 以下を良
（○）、 0.60 g/min 超え 0.80 g/min 以下を可
（△）、 0.80g/min 超えを不可（×）とした。スラグ
はく離性については、自然はく離率の目標値を40％以上
に設定した。そして、特に60％以上を良（○）、60％未
満40％以上を可（△）、40％未満を不可（×）とした。
ビード形状については、図２に示すように、ビードの脚
長（Ｗ）に対するのど厚（Ｔ）の比で評価するものと
し、このＴ／Ｗの目標値を 0.6以下に設定した。そし
て、特に 0.4以下を良（○）、 0.4超え 0.6以下を可
（△）、 0.6超えを不可（×）とした。
下に設定した。そして、特に 0.60g/min 以下を良
（○）、 0.60 g/min 超え 0.80 g/min 以下を可
（△）、 0.80g/min 超えを不可（×）とした。スラグ
はく離性については、自然はく離率の目標値を40％以上
に設定した。そして、特に60％以上を良（○）、60％未
満40％以上を可（△）、40％未満を不可（×）とした。
ビード形状については、図２に示すように、ビードの脚
長（Ｗ）に対するのど厚（Ｔ）の比で評価するものと
し、このＴ／Ｗの目標値を 0.6以下に設定した。そし
て、特に 0.4以下を良（○）、 0.4超え 0.6以下を可
（△）、 0.6超えを不可（×）とした。
【００２９】また図３および４にはそれぞれ、（Ｋ×90
00）／SiとＴ／Ｗおよびスパッタ発生量との関係を、さ
らに図５および６にはそれぞれ、（Si＋Mn）／（Ｏ×23
0 ）とスラグ自然はく離率およびスパッタ発生量との関
係を示す。
00）／SiとＴ／Ｗおよびスパッタ発生量との関係を、さ
らに図５および６にはそれぞれ、（Si＋Mn）／（Ｏ×23
0 ）とスラグ自然はく離率およびスパッタ発生量との関
係を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】表３に示したとおり、ワイヤ組成をこの発
明の適正範囲内に制御することによって、図４，６に示
したようにスパッタ低減に効果があり、しかも図３およ
び図５に示すように高速での溶接においても優れたビー
ド形状とスラグはく離性を得ることができた。また、適
合例29，30，31，32に示すように、Seの添加によって一
層スパッタ低減に効果があり、かつ優れたビード形状と
スラグのはく離性を得ることができた。なお、Tiの添加
によってスパッタ量は増加し、しかもビード形状やスラ
グはく離性が共に劣化する傾向にあるので、Tiは0.03wt
％以下とするのが望ましい。
明の適正範囲内に制御することによって、図４，６に示
したようにスパッタ低減に効果があり、しかも図３およ
び図５に示すように高速での溶接においても優れたビー
ド形状とスラグはく離性を得ることができた。また、適
合例29，30，31，32に示すように、Seの添加によって一
層スパッタ低減に効果があり、かつ優れたビード形状と
スラグのはく離性を得ることができた。なお、Tiの添加
によってスパッタ量は増加し、しかもビード形状やスラ
グはく離性が共に劣化する傾向にあるので、Tiは0.03wt
％以下とするのが望ましい。
【００３４】一方、比較例33, 34の（Ｋ×9000）／Si＜
1.0においてはスパッタが多発し、比較例35, 36の（Si
＋Mn）／（Ｏ×230 ）＜ 1.0においては、満足のいくス
ラグはく離性が得られなかった。比較例41, 42の（Ｋ×
9000）／Si＞ 9.0においてはスパッタが多発し、かつ満
足のいくビード形状が得られなかった。比較例43, 44の
（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）＞ 4.0においては、スパッタ
が多発した。また比較例37は、Si量が0.85wt％未満のた
め、満足のいくスラグはく離性とビード形状を得ること
ができなかった。比較例38は、Mn量が1.00wt％未満のた
め、満足のいくビード形状を得ることができなかった。
比較例39は、Mn量が 2.0wt％を超えたため、満足のいく
スラグはく離性とビード形状を得ることができなかっ
た。比較例40は、Ca量が0.0020wt％を超えたため、満足
のいくスラグはく離性およびスパッタ低減効果を得るこ
とができなかった。
1.0においてはスパッタが多発し、比較例35, 36の（Si
＋Mn）／（Ｏ×230 ）＜ 1.0においては、満足のいくス
ラグはく離性が得られなかった。比較例41, 42の（Ｋ×
9000）／Si＞ 9.0においてはスパッタが多発し、かつ満
足のいくビード形状が得られなかった。比較例43, 44の
（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）＞ 4.0においては、スパッタ
が多発した。また比較例37は、Si量が0.85wt％未満のた
め、満足のいくスラグはく離性とビード形状を得ること
ができなかった。比較例38は、Mn量が1.00wt％未満のた
め、満足のいくビード形状を得ることができなかった。
比較例39は、Mn量が 2.0wt％を超えたため、満足のいく
スラグはく離性とビード形状を得ることができなかっ
た。比較例40は、Ca量が0.0020wt％を超えたため、満足
のいくスラグはく離性およびスパッタ低減効果を得るこ
とができなかった。
【００３５】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、 CO2ガス
溶接において、アーク安定性に優れ、スパッタ発生量が
極めて少なく、しかもスラグはく離性に優れ、平坦で優
れたビード形状を得ることができる。
溶接において、アーク安定性に優れ、スパッタ発生量が
極めて少なく、しかもスラグはく離性に優れ、平坦で優
れたビード形状を得ることができる。
【図１】ワイヤ表層における内部酸化層を示した図であ
る。
る。
【図２】ビード形状の評価指数であるＴ／Ｗの説明図で
ある。
ある。
【図３】（Ｋ×9000）／SiとＴ／Ｗとの関係を示した図
である。
である。
【図４】（Ｋ×9000）／Siとスパッタ発生量との関係を
示した図である。
示した図である。
【図５】（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）とスラグ自然はく離
率との関係を示した図である。
率との関係を示した図である。
【図６】（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）とスパッタ発生量と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
Claims (3)
- 【請求項１】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.85〜2.50wt％、 Mn：1.0 〜2.0 wt％、 Ｏ：0.020 wt％以下、 Ｋ：0.0001〜0.0030wt％を、次式 (1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする CO2ガス溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項２】 請求項１において、ワイヤが、さらにC
a：0.0020wt％以下を含有する組成になることを特徴と
する CO2ガス溶接用鋼ワイヤ。 - 【請求項３】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.85〜2.50wt％、 Mn：1.0 〜2.0 wt％を含有する組成になる鋼素線の表面
に、カリウム塩水溶液を塗布したのち、焼鈍を施して、
ＫおよびＯがそれぞれ Ｋ：0.0001〜0.0030wt％、 Ｏ：0.020 wt％以下で、かつ次式 (1)および(2) 9.0 ≧（Ｋ×9000）／Si≧ 1.0 --- (1) 4.0 ≧（Si＋Mn）／（Ｏ×230 ）≧ 1.0 --- (2) を満足する範囲で含有する内部酸化層を形成したのち、
酸洗、銅めっき、ついで伸線加工を施すことを特徴とす
る CO2ガス溶接用鋼ワイヤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11947297A JP3525191B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Ｃｏ２ ガス溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11947297A JP3525191B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Ｃｏ２ ガス溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10305388A true JPH10305388A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3525191B2 JP3525191B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=14762167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11947297A Expired - Lifetime JP3525191B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Ｃｏ２ ガス溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3525191B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353592A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-12-25 | Kawasaki Steel Corp | 炭酸ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149093A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Kobe Steel Ltd | ガスシ−ルド溶接用ワイヤ |
| JPH06218574A (ja) * | 1992-10-01 | 1994-08-09 | Kawasaki Steel Corp | 低スパッタワイヤおよびその製造方法 |
| JPH07251292A (ja) * | 1994-03-14 | 1995-10-03 | Kobe Steel Ltd | 高張力鋼用のマグ及びパルスマグ溶接用ソリッドワイヤ |
| JPH07299583A (ja) * | 1994-05-10 | 1995-11-14 | Kobe Steel Ltd | ガスシ−ルドアーク溶接用メッキワイヤ |
| JPH07303995A (ja) * | 1994-05-13 | 1995-11-21 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
| JPH07314179A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Kawasaki Steel Corp | アーク安定性に優れた溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
| JPH08132280A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-28 | Kawasaki Steel Corp | スパッタの極めて少ないガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11947297A patent/JP3525191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149093A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Kobe Steel Ltd | ガスシ−ルド溶接用ワイヤ |
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| JPH07303995A (ja) * | 1994-05-13 | 1995-11-21 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
| JPH07314179A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Kawasaki Steel Corp | アーク安定性に優れた溶接用鋼ワイヤおよびその製造方法 |
| JPH08132280A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-28 | Kawasaki Steel Corp | スパッタの極めて少ないガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353592A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-12-25 | Kawasaki Steel Corp | 炭酸ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3525191B2 (ja) | 2004-05-10 |
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