JPH10314985A - ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPH10314985A JPH10314985A JP13211997A JP13211997A JPH10314985A JP H10314985 A JPH10314985 A JP H10314985A JP 13211997 A JP13211997 A JP 13211997A JP 13211997 A JP13211997 A JP 13211997A JP H10314985 A JPH10314985 A JP H10314985A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 横向き溶接で従来より高い溶接電流を使用し
てもビード垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接ビード
が得られるフラックス入りワイヤを得ること。 【解決手段】 鋼製外皮内にフラックスを充填してな
り、横向き姿勢の溶接に用いられるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤであって、脱酸剤としてM
n：1.5 〜4.5 ％（ワイヤ全重量に対する重量％を意味
する、以下同じ）、Si：0.5 〜2.0 ％、Zr：0.05〜0.50
％をそれぞれ含有するとともに、Si／Mn比：0.2 〜0.5
を満足し、スラグ形成剤としてTiO2：0.2 〜2.0 ％、Zr
O2：0.4 〜1.5％、MgO ：0.6 ％以下（0 ％を含む）、S
iO2：0.2 〜2.0 ％をそれぞれ含有するとともに、TiO2
／ZrO2比：0.4 〜2.5 を満足し、かつ、スラグ形成剤の
総量：0.8 〜4.0 ％であり、鉄粉：5 〜12％を含有し、
鉄酸化物の総量：0.5 ％以下に規制しているガスシール
ドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ。
てもビード垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接ビード
が得られるフラックス入りワイヤを得ること。 【解決手段】 鋼製外皮内にフラックスを充填してな
り、横向き姿勢の溶接に用いられるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤであって、脱酸剤としてM
n：1.5 〜4.5 ％（ワイヤ全重量に対する重量％を意味
する、以下同じ）、Si：0.5 〜2.0 ％、Zr：0.05〜0.50
％をそれぞれ含有するとともに、Si／Mn比：0.2 〜0.5
を満足し、スラグ形成剤としてTiO2：0.2 〜2.0 ％、Zr
O2：0.4 〜1.5％、MgO ：0.6 ％以下（0 ％を含む）、S
iO2：0.2 〜2.0 ％をそれぞれ含有するとともに、TiO2
／ZrO2比：0.4 〜2.5 を満足し、かつ、スラグ形成剤の
総量：0.8 〜4.0 ％であり、鉄粉：5 〜12％を含有し、
鉄酸化物の総量：0.5 ％以下に規制しているガスシール
ドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスシールドア
ークによる厚板鋼板の横向き溶接に使用するのに適した
ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ
に関するものである。
ークによる厚板鋼板の横向き溶接に使用するのに適した
ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ
に関するものである。
【０００２】軟鋼や高張力鋼の厚板が多用される鉄骨，
建設機械などの分野での前記厚板のガスシールドアーク
溶接においては、下向き姿勢での溶接や横向き姿勢での
溶接が主流であり、溶接用ワイヤとしては、溶接スラグ
発生量が少なくスラグ除去を行うことなく連続多層溶接
が可能なソリッドワイヤが主に使用されている一方、ソ
リッドワイヤと同じようにスラグ発生量が少なく、か
つ、ソリッドワイヤに比べて高溶着速度で低スパッタと
いう特長を有した、スラグ成分をほとんど含有しないメ
タル系フラックス入りワイヤの使用が拡がってきてい
る。
建設機械などの分野での前記厚板のガスシールドアーク
溶接においては、下向き姿勢での溶接や横向き姿勢での
溶接が主流であり、溶接用ワイヤとしては、溶接スラグ
発生量が少なくスラグ除去を行うことなく連続多層溶接
が可能なソリッドワイヤが主に使用されている一方、ソ
リッドワイヤと同じようにスラグ発生量が少なく、か
つ、ソリッドワイヤに比べて高溶着速度で低スパッタと
いう特長を有した、スラグ成分をほとんど含有しないメ
タル系フラックス入りワイヤの使用が拡がってきてい
る。
【０００３】ところで、横向き溶接では、溶融金属に重
力が作用し、図６に示すように、溶接ビードが垂れ下が
って下開先壁側にオーバーラップを生じ、ビード形状が
不良となって次層の溶接時に融合不良等の欠陥を発生し
やすい。前記したソリッドワイヤやメタル系フラックス
入りワイヤではこのような溶接ビードの垂れ下がりを改
善できなかったため、厚板（板厚20mm程度以上）の開先
の横向き溶接では、ワイヤ径1.2 mmの場合、スパッタ発
生量が多くて溶接作業性が悪い低電流条件にもかかわら
ず250 〜270A程度の低い溶接電流で横向き溶接を行って
いるのが実情である。このため、横向き溶接の高能率化
を図るため、溶接ビードの垂れ下がりを改善し、高い溶
接電流を用いても垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接
ビードが得られるフラックス入りワイヤが要望されてい
る。
力が作用し、図６に示すように、溶接ビードが垂れ下が
って下開先壁側にオーバーラップを生じ、ビード形状が
不良となって次層の溶接時に融合不良等の欠陥を発生し
やすい。前記したソリッドワイヤやメタル系フラックス
入りワイヤではこのような溶接ビードの垂れ下がりを改
善できなかったため、厚板（板厚20mm程度以上）の開先
の横向き溶接では、ワイヤ径1.2 mmの場合、スパッタ発
生量が多くて溶接作業性が悪い低電流条件にもかかわら
ず250 〜270A程度の低い溶接電流で横向き溶接を行って
いるのが実情である。このため、横向き溶接の高能率化
を図るため、溶接ビードの垂れ下がりを改善し、高い溶
接電流を用いても垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接
ビードが得られるフラックス入りワイヤが要望されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記のよ
うな事情に鑑みてなされたもので、ガスシールドアーク
による横向き姿勢の溶接に用いられるフラックス入りワ
イヤであって、従来より高い溶接電流を使用してもビー
ド垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接ビードが得られ
るガスシールドアーク横向き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ものである。
うな事情に鑑みてなされたもので、ガスシールドアーク
による横向き姿勢の溶接に用いられるフラックス入りワ
イヤであって、従来より高い溶接電流を使用してもビー
ド垂れ下がり度合いが小さい良好な溶接ビードが得られ
るガスシールドアーク横向き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ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決すること
のできたこの発明によるガスシールドアーク横向き溶接
用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮内にフラックスを
充填してなり、横向き姿勢の溶接に用いられるガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、脱酸
剤としてMn：1.5 〜4.5 ％（ワイヤ全重量に対する重量
％を意味する、以下同じ）、Si：0.5 〜2.0 ％、Zr：0.
05〜0.50％をそれぞれ含有するとともに、Si／Mn比：0.
2 〜0.5 を満足し、スラグ形成剤としてTiO2：0.2 〜2.
0 ％、ZrO2：0.4 〜1.5 ％、MgO ：0.6 ％以下（0 ％を
含む）、SiO2：0.2 〜2.0 ％をそれぞれ含有するととも
に、TiO2／ZrO2比：0.4 〜2.5 を満足し、かつ、スラグ
形成剤の総量：0.8 〜4.0 ％であり、加えて鉄粉：5 〜
12％を含有し、鉄酸化物の総量：0.5 ％以下（但し鉄粉
中の鉄酸化物は鉄粉全重量に対する重量％で4 ％以下）
に規制していることを特徴とするフラックス入りワイヤ
である。
のできたこの発明によるガスシールドアーク横向き溶接
用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮内にフラックスを
充填してなり、横向き姿勢の溶接に用いられるガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、脱酸
剤としてMn：1.5 〜4.5 ％（ワイヤ全重量に対する重量
％を意味する、以下同じ）、Si：0.5 〜2.0 ％、Zr：0.
05〜0.50％をそれぞれ含有するとともに、Si／Mn比：0.
2 〜0.5 を満足し、スラグ形成剤としてTiO2：0.2 〜2.
0 ％、ZrO2：0.4 〜1.5 ％、MgO ：0.6 ％以下（0 ％を
含む）、SiO2：0.2 〜2.0 ％をそれぞれ含有するととも
に、TiO2／ZrO2比：0.4 〜2.5 を満足し、かつ、スラグ
形成剤の総量：0.8 〜4.0 ％であり、加えて鉄粉：5 〜
12％を含有し、鉄酸化物の総量：0.5 ％以下（但し鉄粉
中の鉄酸化物は鉄粉全重量に対する重量％で4 ％以下）
に規制していることを特徴とするフラックス入りワイヤ
である。
【０００６】前記構成を有するこの発明の横向き溶接用
フラックス入りワイヤによると、従来の270Aより15％ほ
ど高い310A程度の溶接電流を使用しても、ビード垂れ下
がり度合いの小さい良好なビード形状、良好な溶接作業
性、および機械的性質の良い健全な溶接部を得ることが
できる。
フラックス入りワイヤによると、従来の270Aより15％ほ
ど高い310A程度の溶接電流を使用しても、ビード垂れ下
がり度合いの小さい良好なビード形状、良好な溶接作業
性、および機械的性質の良い健全な溶接部を得ることが
できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、前記構成を定めた理由につ
いて説明する。まず本発明者らは、横向き溶接における
溶接ビードの垂れ下がりを改善するための基本的手段を
見出すためにワイヤ成分を種々変化させた試作ワイヤを
用いて溶接実験を行い、ビード垂れ下がり度合いが小さ
い良好な形状の溶接ビードが得られるときの使用可能な
最大溶接電流と、ワイヤ成分との関係を調査した。軟鋼
製外皮内に所定成分組成のフラックスを充填して、図５
（ａ）に示す断面形状を有しワイヤ径1.4 mmの各試作ワ
イヤ（ワイヤ表面のCuメッキなし）を作製し、表１に示
す溶接条件で横向き溶接の実験を行った。
いて説明する。まず本発明者らは、横向き溶接における
溶接ビードの垂れ下がりを改善するための基本的手段を
見出すためにワイヤ成分を種々変化させた試作ワイヤを
用いて溶接実験を行い、ビード垂れ下がり度合いが小さ
い良好な形状の溶接ビードが得られるときの使用可能な
最大溶接電流と、ワイヤ成分との関係を調査した。軟鋼
製外皮内に所定成分組成のフラックスを充填して、図５
（ａ）に示す断面形状を有しワイヤ径1.4 mmの各試作ワ
イヤ（ワイヤ表面のCuメッキなし）を作製し、表１に示
す溶接条件で横向き溶接の実験を行った。
【０００８】
【表１】
【０００９】調査結果を図１〜図４に示す。図１は脱酸
剤（Si／Mn比、Zr量）と使用可能最大溶接電流との関係
を示す図、図２は鉄酸化物の総量と使用可能最大溶接電
流との関係を示す図、図３はスラグ形成剤の総量と使用
可能最大溶接電流との関係を示す図、図４はスラグ形成
剤であるTiO2，ZrO2の量と使用可能最大溶接電流との関
係を示す図である。なお、これらの図においてZr等の各
ワイヤ成分の量は、ワイヤ全重量に対する重量％で表
し、図２での鉄粉中の鉄酸化物の量４％，６％は鉄粉全
重量に対する重量％で表している。
剤（Si／Mn比、Zr量）と使用可能最大溶接電流との関係
を示す図、図２は鉄酸化物の総量と使用可能最大溶接電
流との関係を示す図、図３はスラグ形成剤の総量と使用
可能最大溶接電流との関係を示す図、図４はスラグ形成
剤であるTiO2，ZrO2の量と使用可能最大溶接電流との関
係を示す図である。なお、これらの図においてZr等の各
ワイヤ成分の量は、ワイヤ全重量に対する重量％で表
し、図２での鉄粉中の鉄酸化物の量４％，６％は鉄粉全
重量に対する重量％で表している。
【００１０】調査の結果、横向き溶接での溶接ビードの
垂れ下がりを改善するには、（ａ）Si／Mn比を高めたり
Zrを添加したりすることによる脱酸剤の調整（図１参
照）、（ｂ）鉄酸化物の低減、特に鉄粉中の鉄酸化物の
低減（図２参照）、（ｃ）スラグ形成剤の適正量の添加
（図３参照）、及び、（ｄ）TiO2量を抑制したりZrO2を
添加したりすることによるスラグ形成剤組成の調整（図
４参照）、が特に有効であるという知見が得られた。つ
まり前記の（ａ），（ｂ）により、溶融金属中の酸素量
を低減させ溶融金属の粘性を高めること、また前記
（ｃ），（ｄ）により、スラグの粘性やスラグ凝固点を
高めて重力に対し溶融金属を支持する力を増大させるこ
と、が有効であるとわかった。
垂れ下がりを改善するには、（ａ）Si／Mn比を高めたり
Zrを添加したりすることによる脱酸剤の調整（図１参
照）、（ｂ）鉄酸化物の低減、特に鉄粉中の鉄酸化物の
低減（図２参照）、（ｃ）スラグ形成剤の適正量の添加
（図３参照）、及び、（ｄ）TiO2量を抑制したりZrO2を
添加したりすることによるスラグ形成剤組成の調整（図
４参照）、が特に有効であるという知見が得られた。つ
まり前記の（ａ），（ｂ）により、溶融金属中の酸素量
を低減させ溶融金属の粘性を高めること、また前記
（ｃ），（ｄ）により、スラグの粘性やスラグ凝固点を
高めて重力に対し溶融金属を支持する力を増大させるこ
と、が有効であるとわかった。
【００１１】以下、まず前記（ａ）〜（ｄ）に係るワイ
ヤ成分の限定理由を説明する。
ヤ成分の限定理由を説明する。
【００１２】Si／Mnの重量比：Si／Mn比が0.2 ％未満で
は母材（被溶接物）と溶融金属とのなじみが悪く、溶接
ビードの垂れ下がり度合いが大きくなってビード形状が
悪化する（図１参照）。また、ヒューム発生量も増加し
て良くない。一方、0.5 ％を超えると溶接金属の衝撃靱
性が低下する。したがって、Si／Mn比は0.2 〜0.5 ％の
範囲とする。
は母材（被溶接物）と溶融金属とのなじみが悪く、溶接
ビードの垂れ下がり度合いが大きくなってビード形状が
悪化する（図１参照）。また、ヒューム発生量も増加し
て良くない。一方、0.5 ％を超えると溶接金属の衝撃靱
性が低下する。したがって、Si／Mn比は0.2 〜0.5 ％の
範囲とする。
【００１３】Zr：Zrは強脱酸剤として作用し、溶融金属
中の酸素量を低減させ溶融金属の粘性を高めるととも
に、高凝固点酸化物を形成して重力による溶融金属の垂
れを抑制する。Zrが0.05％未満ではこうした効果が発揮
されず（図１参照）、一方、0.50％を超えるとアークが
不安定となりスパッタ発生量が増加し、また脱酸の過剰
による溶接金属の機械的性質の低下を招く。したがっ
て、Zr量は0.05〜0.50％の範囲とする。なお、Zrは単体
（金属Zr）で用いてもよいし、Fe−Zr，Fe−Zr−Si等の
合金形態でフラックス成分として添加してもよい。
中の酸素量を低減させ溶融金属の粘性を高めるととも
に、高凝固点酸化物を形成して重力による溶融金属の垂
れを抑制する。Zrが0.05％未満ではこうした効果が発揮
されず（図１参照）、一方、0.50％を超えるとアークが
不安定となりスパッタ発生量が増加し、また脱酸の過剰
による溶接金属の機械的性質の低下を招く。したがっ
て、Zr量は0.05〜0.50％の範囲とする。なお、Zrは単体
（金属Zr）で用いてもよいし、Fe−Zr，Fe−Zr−Si等の
合金形態でフラックス成分として添加してもよい。
【００１４】鉄酸化物（FeO ，Fe2O3 など）：鉄酸化物
は溶融金属中の酸素量を増加させ溶融金属の粘性を低下
させるので極力少なくする必要があり、鉄酸化物総量の
適正範囲は0.5 ％以下（なお鉄粉中の鉄酸化物は鉄粉全
重量に対する重量％で5 ％以下）とした（図２参照）。
ワイヤ全体での鉄酸化物含有量を低減させることは勿論
であるが、図２に示すように鉄酸化物の少ない鉄粉の使
用が有効である。
は溶融金属中の酸素量を増加させ溶融金属の粘性を低下
させるので極力少なくする必要があり、鉄酸化物総量の
適正範囲は0.5 ％以下（なお鉄粉中の鉄酸化物は鉄粉全
重量に対する重量％で5 ％以下）とした（図２参照）。
ワイヤ全体での鉄酸化物含有量を低減させることは勿論
であるが、図２に示すように鉄酸化物の少ない鉄粉の使
用が有効である。
【００１５】スラグ形成剤の総量：溶融金属を覆うスラ
グの被包性は粘性などのスラグの物性によるところが大
きいもののスラグの量自体も重要である。図３に示すよ
うに、スラグ形成剤の総量が0.8 ％未満では、スラグ量
不足で溶融金属を支持する力が低下するため溶接ビード
の垂れ下がり度合いが大きくビード形状が悪化する。一
方、4.0 ％を超えるとスラグ量過剰でスラグ自体が垂れ
落ち易くなってビード形状が悪化し易くなる。またスラ
グ除去を行わずに連続多層溶接可能な層数が減って溶接
能率が低下する。したがって、スラグ形成剤の総量は0.
8 〜4.0 ％の範囲とし、より良好なビード形状を得る点
から、より好ましくは1.5 〜3.5 ％とする。なお、スラ
グ形成剤としては、後述するTiO2，ZrO2，SiO2およびMg
O の他に、Al2O3 ，CaO ，MnO などの酸化物や、NaF ，
K2SiF6，CaF などの弗化物が挙げられる。弗化物は脱水
素剤を兼ねて添加できるが、スパッタとヒュームの増加
を招き作業性が悪化するので0.5 ％以下が望ましい。
グの被包性は粘性などのスラグの物性によるところが大
きいもののスラグの量自体も重要である。図３に示すよ
うに、スラグ形成剤の総量が0.8 ％未満では、スラグ量
不足で溶融金属を支持する力が低下するため溶接ビード
の垂れ下がり度合いが大きくビード形状が悪化する。一
方、4.0 ％を超えるとスラグ量過剰でスラグ自体が垂れ
落ち易くなってビード形状が悪化し易くなる。またスラ
グ除去を行わずに連続多層溶接可能な層数が減って溶接
能率が低下する。したがって、スラグ形成剤の総量は0.
8 〜4.0 ％の範囲とし、より良好なビード形状を得る点
から、より好ましくは1.5 〜3.5 ％とする。なお、スラ
グ形成剤としては、後述するTiO2，ZrO2，SiO2およびMg
O の他に、Al2O3 ，CaO ，MnO などの酸化物や、NaF ，
K2SiF6，CaF などの弗化物が挙げられる。弗化物は脱水
素剤を兼ねて添加できるが、スパッタとヒュームの増加
を招き作業性が悪化するので0.5 ％以下が望ましい。
【００１６】TiO2：TiO2はスラグ形成剤として作用する
とともにアークを安定化させる効果を有している。TiO2
が0.2 ％未満ではアークが不安定となりスパッタが多発
する。一方、2.0 ％を超えるとスラグが垂れ落ち易くな
ってビード形状が悪化する（図４参照）。したがって、
TiO2量は0.2 〜2.0 ％の範囲とする。TiO2源としてはル
チール，合成ルチール，ルコキシン，チタン酸カリなど
が挙げられる。
とともにアークを安定化させる効果を有している。TiO2
が0.2 ％未満ではアークが不安定となりスパッタが多発
する。一方、2.0 ％を超えるとスラグが垂れ落ち易くな
ってビード形状が悪化する（図４参照）。したがって、
TiO2量は0.2 〜2.0 ％の範囲とする。TiO2源としてはル
チール，合成ルチール，ルコキシン，チタン酸カリなど
が挙げられる。
【００１７】ZrO2：ZrO2はスラグ形成剤として作用し、
スラグの粘性やスラグ凝固点を高めて重力に対し溶融金
属を支持する力を増大させる効果を有している。ZrO2が
0.4％未満ではこのような効果が発揮されず（図４参
照）、一方、1.5 ％を超えるとアークが不安定となりス
パッタとヒュームの増加を招き作業性が悪化する。した
がって、ZrO2量は0.4 〜1.5 ％の範囲とする。ZrO2源と
しては、酸化ジルコニウム，ジルコンサンドなどが挙げ
られる。
スラグの粘性やスラグ凝固点を高めて重力に対し溶融金
属を支持する力を増大させる効果を有している。ZrO2が
0.4％未満ではこのような効果が発揮されず（図４参
照）、一方、1.5 ％を超えるとアークが不安定となりス
パッタとヒュームの増加を招き作業性が悪化する。した
がって、ZrO2量は0.4 〜1.5 ％の範囲とする。ZrO2源と
しては、酸化ジルコニウム，ジルコンサンドなどが挙げ
られる。
【００１８】このように、横向き溶接において溶接ビー
ド形状を改善し従来に比べ高電流化を図るべく、本発明
の特徴は前述の（ａ）〜（ｄ）の４要素をすべて満足さ
せるところにある。次に他の成分の限定理由を説明す
る。
ド形状を改善し従来に比べ高電流化を図るべく、本発明
の特徴は前述の（ａ）〜（ｄ）の４要素をすべて満足さ
せるところにある。次に他の成分の限定理由を説明す
る。
【００１９】Mn：Mnは脱酸剤として作用し、溶接金属の
機械的性質（衝撃靱性性能）を向上させる効果を有して
いる。Mnが1.5 ％未満ではこのような効果が発揮され
ず、ビード形状も悪化し、一方、4.5 ％を超えると溶接
金属の強度上昇により耐割れ性が低下する。したがっ
て、Mn量は鋼製外皮中のMnを含めて1.5 〜4.5 ％の範囲
とする。Mnは単体（金属Mn）で用いてもよいし、Fe−Mn
等の合金形態でフラックス成分として添加してもよい。
機械的性質（衝撃靱性性能）を向上させる効果を有して
いる。Mnが1.5 ％未満ではこのような効果が発揮され
ず、ビード形状も悪化し、一方、4.5 ％を超えると溶接
金属の強度上昇により耐割れ性が低下する。したがっ
て、Mn量は鋼製外皮中のMnを含めて1.5 〜4.5 ％の範囲
とする。Mnは単体（金属Mn）で用いてもよいし、Fe−Mn
等の合金形態でフラックス成分として添加してもよい。
【００２０】Si：Siは脱酸剤として作用する他、母材と
溶融金属とのなじみを良好にする効果を有している。Si
が0.5 ％未満ではこのような効果が発揮されず、一方、
2.0％を超えると溶接金属の衝撃靱性を低下させる。し
たがって、Si量は鋼製外皮中のSiを含めて0.5 〜2.0 ％
の範囲とする。Siは単体（金属Si）で用いてもよいし、
Fe−Si，Cu−Si等の合金形態でフラックス成分として添
加してもよい。
溶融金属とのなじみを良好にする効果を有している。Si
が0.5 ％未満ではこのような効果が発揮されず、一方、
2.0％を超えると溶接金属の衝撃靱性を低下させる。し
たがって、Si量は鋼製外皮中のSiを含めて0.5 〜2.0 ％
の範囲とする。Siは単体（金属Si）で用いてもよいし、
Fe−Si，Cu−Si等の合金形態でフラックス成分として添
加してもよい。
【００２１】TiO2／ZrO2の重量比：TiO2／ZrO2比が0.4
未満ではスラグが硬くなりすぎてスラグ剥離性が悪く、
一方、2.5 を超えると溶接ビードの垂れ下がり度合いが
大きくなってビード形状が悪化する。したがって、TiO2
／ZrO2比は0.4 〜2.5 の範囲とし、より良好なスラグ剥
離性及びビード形状を得る点から、より好ましくは1.0
〜2.0 とする。
未満ではスラグが硬くなりすぎてスラグ剥離性が悪く、
一方、2.5 を超えると溶接ビードの垂れ下がり度合いが
大きくなってビード形状が悪化する。したがって、TiO2
／ZrO2比は0.4 〜2.5 の範囲とし、より良好なスラグ剥
離性及びビード形状を得る点から、より好ましくは1.0
〜2.0 とする。
【００２２】SiO2：SiO2はスラグ形成剤として作用し、
スラグ剥離性と溶接ビードの外観的光沢を向上させる効
果を有している。SiO2が0.2 ％未満ではこのような効果
が発揮されず、一方、2.0 ％を超えるとアークが不安定
となりスパッタの増加を招いて作業性が悪化する。した
がって、SiO2量は0.2 〜2.0 ％の範囲とする。
スラグ剥離性と溶接ビードの外観的光沢を向上させる効
果を有している。SiO2が0.2 ％未満ではこのような効果
が発揮されず、一方、2.0 ％を超えるとアークが不安定
となりスパッタの増加を招いて作業性が悪化する。した
がって、SiO2量は0.2 〜2.0 ％の範囲とする。
【００２３】MgO ：MgO 量を0.6 ％以下（0 ％を含む）
にした理由は、MgO はスラグ剥離性を向上させる目的で
添加できるが、0.6 ％を超えるとビード形状が悪化する
ためである。
にした理由は、MgO はスラグ剥離性を向上させる目的で
添加できるが、0.6 ％を超えるとビード形状が悪化する
ためである。
【００２４】鉄粉：鉄粉は溶着速度を高める作用がある
ので、溶着金属に対するスラグ発生量を相対的に少なく
する効果を有している。鉄粉が4 ％未満ではこのような
効果が発揮されず、一方、12％を超えると他の成分であ
る脱酸剤とスラグ形成剤の量が相対的に少なくなり、溶
接作業性や溶接金属の機械的性質の悪化を招く。したが
って、鉄粉量は4 〜12％の範囲とする。
ので、溶着金属に対するスラグ発生量を相対的に少なく
する効果を有している。鉄粉が4 ％未満ではこのような
効果が発揮されず、一方、12％を超えると他の成分であ
る脱酸剤とスラグ形成剤の量が相対的に少なくなり、溶
接作業性や溶接金属の機械的性質の悪化を招く。したが
って、鉄粉量は4 〜12％の範囲とする。
【００２５】以上が本発明の構成である。なお、本発明
ではワイヤの断面形状は何ら制限されず、例えば図５
（ａ）〜（ｄ）に示す種々の形状のものが使用できる。
図５中、Ｍは鋼製外皮、Ｆはフラックスである。図５の
（ｄ）に示す継ぎ目なしの形状の場合には、ワイヤ表面
にCuメッキを施してもよく、そのメッキ量（ワイヤ全重
量に対する重量％）は、0.05％未満では耐錆性、送給
性、通電性などの点での効果が少なく、0.20％を超える
とワイヤ生産性の低下、溶接金属の衝撃靱性の低下を招
くので、0.05〜0.20％の範囲が望ましい。また、ワイヤ
径については何ら制限されず、用途に応じて1.2 ，1.4
，1.6 ，2.0 ，2.4 ，3.2 mm等の中から適宜定めれば
よく、シールドガスとしては、炭酸ガス、または炭酸ガ
スとアルゴンガスとの混合ガスのいずれも使用可能であ
る。
ではワイヤの断面形状は何ら制限されず、例えば図５
（ａ）〜（ｄ）に示す種々の形状のものが使用できる。
図５中、Ｍは鋼製外皮、Ｆはフラックスである。図５の
（ｄ）に示す継ぎ目なしの形状の場合には、ワイヤ表面
にCuメッキを施してもよく、そのメッキ量（ワイヤ全重
量に対する重量％）は、0.05％未満では耐錆性、送給
性、通電性などの点での効果が少なく、0.20％を超える
とワイヤ生産性の低下、溶接金属の衝撃靱性の低下を招
くので、0.05〜0.20％の範囲が望ましい。また、ワイヤ
径については何ら制限されず、用途に応じて1.2 ，1.4
，1.6 ，2.0 ，2.4 ，3.2 mm等の中から適宜定めれば
よく、シールドガスとしては、炭酸ガス、または炭酸ガ
スとアルゴンガスとの混合ガスのいずれも使用可能であ
る。
【００２６】
【実施例】次にこの発明の実施例を示す。表２〜４にお
いてＮｏ．１〜４は本発明例、Ｎｏ．５〜２５は比較例
である。軟鋼製外皮（ＪＩＳ規格ＳＰＣＣ帯鋼）を使用
し、図５の（ｂ）に示すワイヤ断面形状を有し、表２，
３に示すワイヤ組成を持ついずれもワイヤ径1.2 mmφの
フラックス入り（ワイヤ表面のCuメッキなし）を作製し
た。
いてＮｏ．１〜４は本発明例、Ｎｏ．５〜２５は比較例
である。軟鋼製外皮（ＪＩＳ規格ＳＰＣＣ帯鋼）を使用
し、図５の（ｂ）に示すワイヤ断面形状を有し、表２，
３に示すワイヤ組成を持ついずれもワイヤ径1.2 mmφの
フラックス入り（ワイヤ表面のCuメッキなし）を作製し
た。
【００２７】作製した本発明例と比較例の各ワイヤにつ
いて、表１に示す溶接条件で横向き溶接を実施し、ビー
ド垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形状が得られ
るときの使用可能な最大溶接電流値Imと、溶接時におけ
るアーク安定性、スパッタ発生量、ヒューム発生量など
の溶接作業性と、衝撃靱性などの溶接部の機械的性質と
を調べて溶接結果の評価を行った。なお、前記使用可能
最大溶接電流Imは第２層ビード（第２パス）と第３層ビ
ードに関して調査したものである。
いて、表１に示す溶接条件で横向き溶接を実施し、ビー
ド垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形状が得られ
るときの使用可能な最大溶接電流値Imと、溶接時におけ
るアーク安定性、スパッタ発生量、ヒューム発生量など
の溶接作業性と、衝撃靱性などの溶接部の機械的性質と
を調べて溶接結果の評価を行った。なお、前記使用可能
最大溶接電流Imは第２層ビード（第２パス）と第３層ビ
ードに関して調査したものである。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】結果を表４に示す。比較例（Ｎｏ．５〜Ｎ
ｏ．２５）のうち、本発明例と同様に310A以上の最大溶
接電流Imが得られるものもあるが、本発明で規定する要
件の何れかを欠くため、次のような不具合があった。す
なわち、Ｎｏ．６はZr量が上限値を外れるためにスパッ
タ発生量が多く溶接作業性が悪化し、Ｎｏ．８はSi量が
上限値を外れるために溶接金属の衝撃靱性が低下してい
る。Ｎｏ．１０はMn量が上限値を外れるために溶接金属
の強度上昇により耐割れ性が低下し、Ｎｏ．１２はSi／
Mn比が上限値を外れるために溶接金属の衝撃靱性が低下
している。Ｎｏ．１３はTiO2が下限値を外れるためにア
ークが不安定となりスパッタが多発した。Ｎｏ．１６は
ZrO2が上限値を外れるためにスパッタとヒュームの発生
量が多く溶接作業性が悪かった。Ｎｏ．１８はTiO2／Zr
O2比が下限値を外れるためにスラグの剥離性がやや悪か
った。Ｎｏ．２１はSiO2が上限値を外れるためにアーク
が不安定でスパッタが多発して作業性が悪かった。Ｎ
ｏ．２２はスラグ形成剤の総量が上限値を外れるために
スラグ自体の発生量が多くなりすぎ、スラグ除去なしで
連続多層溶接可能な層数が減少した。
ｏ．２５）のうち、本発明例と同様に310A以上の最大溶
接電流Imが得られるものもあるが、本発明で規定する要
件の何れかを欠くため、次のような不具合があった。す
なわち、Ｎｏ．６はZr量が上限値を外れるためにスパッ
タ発生量が多く溶接作業性が悪化し、Ｎｏ．８はSi量が
上限値を外れるために溶接金属の衝撃靱性が低下してい
る。Ｎｏ．１０はMn量が上限値を外れるために溶接金属
の強度上昇により耐割れ性が低下し、Ｎｏ．１２はSi／
Mn比が上限値を外れるために溶接金属の衝撃靱性が低下
している。Ｎｏ．１３はTiO2が下限値を外れるためにア
ークが不安定となりスパッタが多発した。Ｎｏ．１６は
ZrO2が上限値を外れるためにスパッタとヒュームの発生
量が多く溶接作業性が悪かった。Ｎｏ．１８はTiO2／Zr
O2比が下限値を外れるためにスラグの剥離性がやや悪か
った。Ｎｏ．２１はSiO2が上限値を外れるためにアーク
が不安定でスパッタが多発して作業性が悪かった。Ｎ
ｏ．２２はスラグ形成剤の総量が上限値を外れるために
スラグ自体の発生量が多くなりすぎ、スラグ除去なしで
連続多層溶接可能な層数が減少した。
【００３２】これに対して、本発明例（Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４）は、従来より高い310A程度の溶接電流を使用し
ても、ビード垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形
状、良好な溶接作業性、および機械的性質の良い健全な
溶接部が得られている。
ｏ．４）は、従来より高い310A程度の溶接電流を使用し
ても、ビード垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形
状、良好な溶接作業性、および機械的性質の良い健全な
溶接部が得られている。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によると、
横向き溶接において従来より高い溶接電流を使用して
も、ビード垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形
状、良好な溶接作業性、および機械的性質の良い健全な
溶接部が得られるガスシールドアーク横向き溶接用フラ
ックス入りワイヤを提供することができる。
横向き溶接において従来より高い溶接電流を使用して
も、ビード垂れ下がり度合いの小さい良好なビード形
状、良好な溶接作業性、および機械的性質の良い健全な
溶接部が得られるガスシールドアーク横向き溶接用フラ
ックス入りワイヤを提供することができる。
【図１】Si／Mn比と使用可能最大溶接電流との関係、Zr
量と使用可能最大溶接電流との関係を示す図である。
量と使用可能最大溶接電流との関係を示す図である。
【図２】鉄酸化物と使用可能最大溶接電流との関係を示
す図である。
す図である。
【図３】スラグ形成剤の総量と使用可能最大溶接電流と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】TiO2量と使用可能最大溶接電流との関係、ZrO2
量と使用可能最大溶接電流との関係を示す図である。
量と使用可能最大溶接電流との関係を示す図である。
【図５】フラックス入りワイヤの断面形状の例を示す図
である。
である。
【図６】横向き溶接における溶接ビードの垂れ下がりの
様子を示す断面図である。
様子を示す断面図である。
Ｍ…鋼製外皮 Ｆ…フラックス
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼製外皮内にフラックスを充填してな
り、横向き姿勢の溶接に用いられるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤであって、脱酸剤としてM
n：1.5 〜4.5 ％（ワイヤ全重量に対する重量％を意味
する、以下同じ）、Si：0.5 〜2.0 ％、Zr：0.05〜0.50
％をそれぞれ含有するとともに、Si／Mn比：0.2 〜0.5
を満足し、スラグ形成剤としてTiO2：0.2 〜2.0 ％、Zr
O2：0.4 〜1.5 ％、MgO ：0.6 ％以下（0 ％を含む）、
SiO2：0.2 〜2.0 ％をそれぞれ含有するとともに、TiO2
／ZrO2比：0.4 〜2.5 を満足し、かつ、スラグ形成剤の
総量：0.8 〜4.0 ％であり、加えて鉄粉：5 〜12％を含
有し、鉄酸化物の総量：0.5％以下（但し鉄粉中の鉄酸
化物は鉄粉全重量に対する重量％で4 ％以下）に規制し
ていることを特徴とするガスシールドアーク横向き溶接
用フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13211997A JPH10314985A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13211997A JPH10314985A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314985A true JPH10314985A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15073865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13211997A Pending JPH10314985A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガスシールドアーク横向き溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10314985A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100497182B1 (ko) * | 2000-12-21 | 2005-06-23 | 현대종합금속 주식회사 | 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| JP2010194595A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2014065066A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 横向ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| CN104741816A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 西安理工大学 | 用于x120管线钢焊接的药芯焊丝及其制备方法 |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13211997A patent/JPH10314985A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100497182B1 (ko) * | 2000-12-21 | 2005-06-23 | 현대종합금속 주식회사 | 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| JP2010194595A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2014065066A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 横向ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| CN104741816A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 西安理工大学 | 用于x120管线钢焊接的药芯焊丝及其制备方法 |
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