JPH11342494A - 炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ - Google Patents
炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤInfo
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- JPH11342494A JPH11342494A JP14571298A JP14571298A JPH11342494A JP H11342494 A JPH11342494 A JP H11342494A JP 14571298 A JP14571298 A JP 14571298A JP 14571298 A JP14571298 A JP 14571298A JP H11342494 A JPH11342494 A JP H11342494A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低電流域での炭酸ガスアーク溶接においてス
パッタの発生量が少ない炭酸ガスアーク溶接用ソリッド
ワイヤを提供すること。 【解決手段】 ワイヤ化学成分として、Ｃ：０．０１〜
０．１５重量％、Ｓｉ：０．５０〜１．１０重量％、Ｍ
ｎ：０．９０〜１．９０重量％、Ｔｉ：０．０２重量％
以下、Ｓ：０．０２５重量％以下、Ｏ：０．０２０重量
％以下を含有し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍ
ｎ）：２．４〜５．２５重量％を満足し、残部がＦｅ及
び不可避不純物からなり、ワイヤ表面に銅メッキを施し
ていない炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ。
パッタの発生量が少ない炭酸ガスアーク溶接用ソリッド
ワイヤを提供すること。 【解決手段】 ワイヤ化学成分として、Ｃ：０．０１〜
０．１５重量％、Ｓｉ：０．５０〜１．１０重量％、Ｍ
ｎ：０．９０〜１．９０重量％、Ｔｉ：０．０２重量％
以下、Ｓ：０．０２５重量％以下、Ｏ：０．０２０重量
％以下を含有し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍ
ｎ）：２．４〜５．２５重量％を満足し、残部がＦｅ及
び不可避不純物からなり、ワイヤ表面に銅メッキを施し
ていない炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟鋼・４９０Ｎ／
ｍｍ2 級高張力鋼の炭酸ガスアーク溶接に用いられる溶
接用ソリッドワイヤに関し、ワイヤ表面に銅メッキを施
していない構造のワイヤであって、特に低電流域での溶
接においてスパッタの発生量が少ない炭酸ガスアーク溶
接用ソリッドワイヤに関するものである。
ｍｍ2 級高張力鋼の炭酸ガスアーク溶接に用いられる溶
接用ソリッドワイヤに関し、ワイヤ表面に銅メッキを施
していない構造のワイヤであって、特に低電流域での溶
接においてスパッタの発生量が少ない炭酸ガスアーク溶
接用ソリッドワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】炭酸
ガスは、高温のアーク中ではＣＯとＯに解離し、かなり
強い酸化性の雰囲気をつくる。このため、Ｓｉ，Ｍｎな
どの脱酸剤を添加した溶接ワイヤを用いることによって
鋼の溶接が可能となる。この炭酸ガスをシールドガスと
して用いた炭酸ガスアーク溶接ではワイヤからの溶滴の
移行形態は２つに大別される。すなわち、その１つは高
電流域において多くみられ、溶滴が大きな塊となって移
行するグロビュール移行であり、他の１つは８０〜１５
０Ａ程度の低電流域において多くみられ、溶滴を形成す
るアーク期間と該溶滴を移行させる短絡期間が交互に繰
り返される短絡移行である。
ガスは、高温のアーク中ではＣＯとＯに解離し、かなり
強い酸化性の雰囲気をつくる。このため、Ｓｉ，Ｍｎな
どの脱酸剤を添加した溶接ワイヤを用いることによって
鋼の溶接が可能となる。この炭酸ガスをシールドガスと
して用いた炭酸ガスアーク溶接ではワイヤからの溶滴の
移行形態は２つに大別される。すなわち、その１つは高
電流域において多くみられ、溶滴が大きな塊となって移
行するグロビュール移行であり、他の１つは８０〜１５
０Ａ程度の低電流域において多くみられ、溶滴を形成す
るアーク期間と該溶滴を移行させる短絡期間が交互に繰
り返される短絡移行である。
【０００３】この短絡移行が主たる移行形態である低電
流域での溶接では、溶接電流が低いので、薄板の溶接や
立向き姿勢の溶接などの少ない熱量で溶接したい場合に
とりわけ有効であるものの、ワイヤ先端と溶融池とを短
絡している溶滴による橋絡部が破断してアークが再発生
したときの爆発力で溶滴の一部がスパッタとなって飛散
するなどスパッタの発生が多く、スパッタを減らすこと
が望まれている。
流域での溶接では、溶接電流が低いので、薄板の溶接や
立向き姿勢の溶接などの少ない熱量で溶接したい場合に
とりわけ有効であるものの、ワイヤ先端と溶融池とを短
絡している溶滴による橋絡部が破断してアークが再発生
したときの爆発力で溶滴の一部がスパッタとなって飛散
するなどスパッタの発生が多く、スパッタを減らすこと
が望まれている。
【０００４】このようなことから、本発明者が高速度撮
影用ビデオカメラ（1 秒間に２０００コマ撮影可能）に
より低電流域での炭酸ガスアーク溶接のアーク現象を観
察した結果、ワイヤ表面に銅メッキを施した従来の溶接
用ソリッドワイヤを使用すると、ワイヤ先端に形成され
た溶滴のふらつきが大きく、溶滴表面張力が不適切なた
めに生じるこの溶滴のふらつきに起因するスパッタが相
当の量発生していることが分かった。なお一般に、通電
性及び耐錆性の向上を図るために溶接用ソリッドワイヤ
の表面には銅メッキが施されている。
影用ビデオカメラ（1 秒間に２０００コマ撮影可能）に
より低電流域での炭酸ガスアーク溶接のアーク現象を観
察した結果、ワイヤ表面に銅メッキを施した従来の溶接
用ソリッドワイヤを使用すると、ワイヤ先端に形成され
た溶滴のふらつきが大きく、溶滴表面張力が不適切なた
めに生じるこの溶滴のふらつきに起因するスパッタが相
当の量発生していることが分かった。なお一般に、通電
性及び耐錆性の向上を図るために溶接用ソリッドワイヤ
の表面には銅メッキが施されている。
【０００５】本発明は、前記知見に基づいて考え出され
たもので、ワイヤ表面に銅メッキを施していない構造と
した溶接用ソリッドワイヤであって、低電流域での炭酸
ガスアーク溶接においてスパッタの発生量が少ない炭酸
ガスアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することを目的
とするものである。
たもので、ワイヤ表面に銅メッキを施していない構造と
した溶接用ソリッドワイヤであって、低電流域での炭酸
ガスアーク溶接においてスパッタの発生量が少ない炭酸
ガスアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することを目的
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本願発明は以下の構成としている。請求項１に係
る発明は、ワイヤ化学成分として、Ｃ：０．０１〜０．
１５重量％、Ｓｉ：０．５０〜１．１０重量％、Ｍｎ：
０．９０〜１．９０重量％、Ｔｉ：０．０２重量％以
下、Ｓ：０．０２５重量％以下、Ｏ：０．０２０重量％
以下を含有し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：
２．４〜５．２５重量％を満足し、残部がＦｅ及び不可
避不純物からなり、ワイヤ表面に銅メッキを施していな
いことを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイ
ヤである。
めに、本願発明は以下の構成としている。請求項１に係
る発明は、ワイヤ化学成分として、Ｃ：０．０１〜０．
１５重量％、Ｓｉ：０．５０〜１．１０重量％、Ｍｎ：
０．９０〜１．９０重量％、Ｔｉ：０．０２重量％以
下、Ｓ：０．０２５重量％以下、Ｏ：０．０２０重量％
以下を含有し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：
２．４〜５．２５重量％を満足し、残部がＦｅ及び不可
避不純物からなり、ワイヤ表面に銅メッキを施していな
いことを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイ
ヤである。
【０００７】請求項２に係る発明は、ワイヤ化学成分と
して、Ｃ：０．０３〜０．１２重量％、Ｓｉ：０．７０
〜０．９５重量％、Ｍｎ：１．３５〜１．７５重量％、
Ｔｉ：０．０２重量％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１
５重量％、Ｏ：０．００３〜０．０１５重量％を含有
し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：３．２５〜
４．５重量％を満足し、残部がＦｅ及び不可避不純物か
らなり、ワイヤ表面に銅メッキを施していないことを特
徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤである。
して、Ｃ：０．０３〜０．１２重量％、Ｓｉ：０．７０
〜０．９５重量％、Ｍｎ：１．３５〜１．７５重量％、
Ｔｉ：０．０２重量％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１
５重量％、Ｏ：０．００３〜０．０１５重量％を含有
し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：３．２５〜
４．５重量％を満足し、残部がＦｅ及び不可避不純物か
らなり、ワイヤ表面に銅メッキを施していないことを特
徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤである。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、ワイヤ表面に、アーク安定剤としてＫ化合物
とＣｓ化合物との少なくともいずれか一方を、ワイヤ重
量に対しＫ化合物の塗布量（カリウム換算値）をＡｐｐ
ｍ、Ｃｓ化合物の塗布量（セシウム換算値）をＢｐｐｍ
とすると、（Ａ＋３Ｂ）：２〜１５ｐｐｍを満たすよう
に塗布していることを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用
ソリッドワイヤである。また、請求項４の発明は、請求
項１、２又は３の発明において、ワイヤ表面に、ワイヤ
１０ｋｇ当たり０．１〜１．０ｇの量のＭｏＳ2 が塗布
されてなることを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリ
ッドワイヤである。
において、ワイヤ表面に、アーク安定剤としてＫ化合物
とＣｓ化合物との少なくともいずれか一方を、ワイヤ重
量に対しＫ化合物の塗布量（カリウム換算値）をＡｐｐ
ｍ、Ｃｓ化合物の塗布量（セシウム換算値）をＢｐｐｍ
とすると、（Ａ＋３Ｂ）：２〜１５ｐｐｍを満たすよう
に塗布していることを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用
ソリッドワイヤである。また、請求項４の発明は、請求
項１、２又は３の発明において、ワイヤ表面に、ワイヤ
１０ｋｇ当たり０．１〜１．０ｇの量のＭｏＳ2 が塗布
されてなることを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリ
ッドワイヤである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。図２及び図３は低電流域での炭酸ガスアーク溶接
における溶滴移行とスパッタ発生の様子を模式的に示す
説明図であって、図２は銅メッキなしのソリッドワイヤ
でのもの、図３は銅メッキ付きソリッドワイヤでのもの
である。
する。図２及び図３は低電流域での炭酸ガスアーク溶接
における溶滴移行とスパッタ発生の様子を模式的に示す
説明図であって、図２は銅メッキなしのソリッドワイヤ
でのもの、図３は銅メッキ付きソリッドワイヤでのもの
である。
【００１０】本発明者によるアーク現象の観察結果（高
速度ビデオカメラ使用）によると、従来の銅メッキ付き
ソリッドワイヤでの低電流炭酸ガスアーク溶接では、銅
メッキの影響で溶滴の表面張力が小さく、これによって
ワイヤ先端の溶滴が大きくふらつくため、図３（ａ）に
示すように、不規則的な短絡破断によるスパッタが頻繁
に発生し、また図３（ｂ）に示すように、溶滴が溶融池
へ短絡移行せずにスパッタとなって飛散する現象がしば
しば発生することが分かった。
速度ビデオカメラ使用）によると、従来の銅メッキ付き
ソリッドワイヤでの低電流炭酸ガスアーク溶接では、銅
メッキの影響で溶滴の表面張力が小さく、これによって
ワイヤ先端の溶滴が大きくふらつくため、図３（ａ）に
示すように、不規則的な短絡破断によるスパッタが頻繁
に発生し、また図３（ｂ）に示すように、溶滴が溶融池
へ短絡移行せずにスパッタとなって飛散する現象がしば
しば発生することが分かった。
【００１１】そこで、本発明によるマグ溶接用ソリッド
ワイヤでは、溶滴表面張力の過度の低下を引き起こす銅
メッキを施さず、銅メッキなしのワイヤ構造にするとと
もに、ワイヤ成分・含有量を適正化することにより、８
０〜１５０Ａ程度の低電流域での炭酸ガスアーク溶接に
おける溶滴の表面張力を従来の銅メッキ付きワイヤに比
べ大きくなるように適切に調整し、溶滴形状が細長でな
く、球状にかなり近いものになるようにしてある。
ワイヤでは、溶滴表面張力の過度の低下を引き起こす銅
メッキを施さず、銅メッキなしのワイヤ構造にするとと
もに、ワイヤ成分・含有量を適正化することにより、８
０〜１５０Ａ程度の低電流域での炭酸ガスアーク溶接に
おける溶滴の表面張力を従来の銅メッキ付きワイヤに比
べ大きくなるように適切に調整し、溶滴形状が細長でな
く、球状にかなり近いものになるようにしてある。
【００１２】これにより、ワイヤ先端に形成された溶滴
のふらつきが小さくなるので、溶滴のふらつきで該溶滴
が溶融池へ移行せずにスパッタとなって飛散するような
ことが減少し、また、溶滴のふらつきが小さいことで規
則性良く安定して短絡移行が繰り返されるので、不規則
で突発的な短絡破断で発生するスパッタが減少し（図２
参照）、その結果、従来の銅メッキ付きソリッドワイヤ
に比べてスパッタ発生量を減らすことができた。なお、
銅メッキを施さないワイヤでは、ワイヤ製造工程でのメ
ッキ工程が省略されることから、青化銅，硫酸銅，ピロ
リン酸銅などメッキ廃液に含まれる有害物質の取扱い処
理が不要になる等の利点もある。
のふらつきが小さくなるので、溶滴のふらつきで該溶滴
が溶融池へ移行せずにスパッタとなって飛散するような
ことが減少し、また、溶滴のふらつきが小さいことで規
則性良く安定して短絡移行が繰り返されるので、不規則
で突発的な短絡破断で発生するスパッタが減少し（図２
参照）、その結果、従来の銅メッキ付きソリッドワイヤ
に比べてスパッタ発生量を減らすことができた。なお、
銅メッキを施さないワイヤでは、ワイヤ製造工程でのメ
ッキ工程が省略されることから、青化銅，硫酸銅，ピロ
リン酸銅などメッキ廃液に含まれる有害物質の取扱い処
理が不要になる等の利点もある。
【００１３】また、本発明によるワイヤでは、ワイヤ表
面にアルカリ金属のアーク安定剤としてＫ化合物とＣｓ
化合物との少なくともいずれか一方を塗布したものがよ
い。これにより、ワイヤ先端に形成される溶滴へのアー
クの這い上がりが促進されて溶滴を小粒化することがで
き、その結果、前記溶滴のふらつきをより確実に小さく
することができ、前述した溶滴のふらつきに起因するス
パッタをより減少させることが可能となる。このワイヤ
表面に塗布するＫ化合物は炭酸カリウムのような無機
物、あるいはステアリン酸カリウムのような有機物の形
態でよく、Ｃｓ化合物は炭酸セシウムのような無機物の
形態でよい。
面にアルカリ金属のアーク安定剤としてＫ化合物とＣｓ
化合物との少なくともいずれか一方を塗布したものがよ
い。これにより、ワイヤ先端に形成される溶滴へのアー
クの這い上がりが促進されて溶滴を小粒化することがで
き、その結果、前記溶滴のふらつきをより確実に小さく
することができ、前述した溶滴のふらつきに起因するス
パッタをより減少させることが可能となる。このワイヤ
表面に塗布するＫ化合物は炭酸カリウムのような無機
物、あるいはステアリン酸カリウムのような有機物の形
態でよく、Ｃｓ化合物は炭酸セシウムのような無機物の
形態でよい。
【００１４】また、本発明によるワイヤでは、ワイヤ送
給潤滑剤としてワイヤ表面に適量のＭｏＳ2 を塗布した
ものがよい。これにより、ワイヤ送給用のコンジットチ
ューブ内を通過する時の摩擦力（送給抵抗）を小さくし
てワイヤ送給性を良好にでき、ワイヤの送給不安定に起
因するアーク不安定によるスパッタ発生をほぼなくすこ
とができる。
給潤滑剤としてワイヤ表面に適量のＭｏＳ2 を塗布した
ものがよい。これにより、ワイヤ送給用のコンジットチ
ューブ内を通過する時の摩擦力（送給抵抗）を小さくし
てワイヤ送給性を良好にでき、ワイヤの送給不安定に起
因するアーク不安定によるスパッタ発生をほぼなくすこ
とができる。
【００１５】なお、ワイヤ表面へのＫ化合物、Ｃｓ化合
物や、ＭｏＳ2 の塗布については、ワイヤ伸線完了後
に、バフなどを用いて接触塗布する方法、あるいは静電
的に塗布する方法がある。この場合、Ｋ化合物，Ｃｓ化
合物，ＭｏＳ2 は、個別に塗布してもよいし、これらを
混合し塗布してもよい。また、同じくワイヤ伸線完了後
に、ワイヤ送給用の油にこれら化合物を溶解または分散
させたものを塗布する方法がある。さらに、ワイヤ伸線
工程の中間ダイスまたは最終ダイスで用いる伸線潤滑剤
にこれら化合物を添加し、伸線処理時にワイヤ表面に付
着・塗布する方法があり、ワイヤ製造工程に適した塗布
方法を適宜選択すればよい。
物や、ＭｏＳ2 の塗布については、ワイヤ伸線完了後
に、バフなどを用いて接触塗布する方法、あるいは静電
的に塗布する方法がある。この場合、Ｋ化合物，Ｃｓ化
合物，ＭｏＳ2 は、個別に塗布してもよいし、これらを
混合し塗布してもよい。また、同じくワイヤ伸線完了後
に、ワイヤ送給用の油にこれら化合物を溶解または分散
させたものを塗布する方法がある。さらに、ワイヤ伸線
工程の中間ダイスまたは最終ダイスで用いる伸線潤滑剤
にこれら化合物を添加し、伸線処理時にワイヤ表面に付
着・塗布する方法があり、ワイヤ製造工程に適した塗布
方法を適宜選択すればよい。
【００１６】次に、本発明におけるワイヤ化学成分等の
限定理由について説明する。
限定理由について説明する。
【００１７】Ｃは溶接部の強度を確保するとともに、溶
滴の表面張力を調整する作用がある。Ｃ量が０．０１重
量％未満では溶滴の表面張力が小さく、前述したワイヤ
先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え、一
方、０．１５重量％を超えると溶滴の表面張力が大きく
なりすぎ、短絡移行において短絡が破れてアークが再び
発生する再アーク時に発生するスパッタが増える。した
がって、Ｃ量は０．０１〜０．１５重量％の範囲とする
のがよく、溶接部の強度確保と低スパッタ化の点から、
０．０３〜０．１２重量％の範囲が最適である。
滴の表面張力を調整する作用がある。Ｃ量が０．０１重
量％未満では溶滴の表面張力が小さく、前述したワイヤ
先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え、一
方、０．１５重量％を超えると溶滴の表面張力が大きく
なりすぎ、短絡移行において短絡が破れてアークが再び
発生する再アーク時に発生するスパッタが増える。した
がって、Ｃ量は０．０１〜０．１５重量％の範囲とする
のがよく、溶接部の強度確保と低スパッタ化の点から、
０．０３〜０．１２重量％の範囲が最適である。
【００１８】Ｓｉは脱酸剤であるとともに、溶滴の表面
張力を調整する作用がある。しかし、Ｓｉ量が０．５０
重量％未満では溶滴の表面張力が小さく、ワイヤ先端の
溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え、一方、１．
１０重量％を超えると溶滴の表面張力が大きくなりす
ぎ、短絡移行における再アーク時に発生するスパッタが
増える。したがって、Ｓｉ量は０．５０〜１．１０重量
％の範囲とするのがよく、より低スパッタ化する点か
ら、０．７０〜０．９５重量％の範囲が最適でより好ま
しい。
張力を調整する作用がある。しかし、Ｓｉ量が０．５０
重量％未満では溶滴の表面張力が小さく、ワイヤ先端の
溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え、一方、１．
１０重量％を超えると溶滴の表面張力が大きくなりす
ぎ、短絡移行における再アーク時に発生するスパッタが
増える。したがって、Ｓｉ量は０．５０〜１．１０重量
％の範囲とするのがよく、より低スパッタ化する点か
ら、０．７０〜０．９５重量％の範囲が最適でより好ま
しい。
【００１９】ＭｎはＳｉと同じく脱酸剤であるととも
に、溶滴の表面張力を調整する作用がある。しかし、Ｍ
ｎ量が０．９０重量％未満では溶滴の表面張力が小さ
く、ワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが
増え、一方、１．９０重量％を超えると溶滴の表面張力
が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時に発生
するスパッタが増える。したがって、Ｍｎ量は０．９０
〜１．９０重量％の範囲とするのがよく、より低スパッ
タ化する点から、１．３５〜１．７５重量％の範囲が最
適である。
に、溶滴の表面張力を調整する作用がある。しかし、Ｍ
ｎ量が０．９０重量％未満では溶滴の表面張力が小さ
く、ワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが
増え、一方、１．９０重量％を超えると溶滴の表面張力
が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時に発生
するスパッタが増える。したがって、Ｍｎ量は０．９０
〜１．９０重量％の範囲とするのがよく、より低スパッ
タ化する点から、１．３５〜１．７５重量％の範囲が最
適である。
【００２０】Ｔｉは強脱酸剤として有効な成分である。
Ｔｉ量を０．０２重量％以下とした理由は、これを超え
ると溶滴の表面張力が大きくなりすぎ、短絡移行におけ
る再アーク時に発生するスパッタが増えるためである。
Ｔｉ量を０．０２重量％以下とした理由は、これを超え
ると溶滴の表面張力が大きくなりすぎ、短絡移行におけ
る再アーク時に発生するスパッタが増えるためである。
【００２１】Ｓは耐割れ性を阻害する成分である一方、
溶滴の表面張力に大きな影響を与える成分であり、Ｓ量
を０．０２５重量％以下とした理由は、これを超えると
溶滴の表面張力が小さく、前述したワイヤ先端の溶滴の
ふらつきに起因したスパッタが増えるためである。Ｓ量
は、より好ましくは０．００３〜０．０１５重量％の範
囲がよい。ここで下限値を０．００３重量％とする理由
は、これを下回ると逆に溶滴の表面張力が大きくなりす
ぎ、短絡移行における再アーク時に発生するスパッタが
増えるためである。
溶滴の表面張力に大きな影響を与える成分であり、Ｓ量
を０．０２５重量％以下とした理由は、これを超えると
溶滴の表面張力が小さく、前述したワイヤ先端の溶滴の
ふらつきに起因したスパッタが増えるためである。Ｓ量
は、より好ましくは０．００３〜０．０１５重量％の範
囲がよい。ここで下限値を０．００３重量％とする理由
は、これを下回ると逆に溶滴の表面張力が大きくなりす
ぎ、短絡移行における再アーク時に発生するスパッタが
増えるためである。
【００２２】ＯはＳと同様に溶滴の表面張力に大きな影
響を与える成分であり、Ｏ量を０．０２０重量％以下と
した理由は、これを超えると溶滴の表面張力が低下し、
ワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え
るためである。Ｏ量は、より好ましくは０．００３〜
０．０１５重量％の範囲がよい。ここで下限値を０．０
０３重量％とする理由は、これを下回ると逆に溶滴の表
面張力が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時
に発生するスパッタが増えるためである。
響を与える成分であり、Ｏ量を０．０２０重量％以下と
した理由は、これを超えると溶滴の表面張力が低下し、
ワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッタが増え
るためである。Ｏ量は、より好ましくは０．００３〜
０．０１５重量％の範囲がよい。ここで下限値を０．０
０３重量％とする理由は、これを下回ると逆に溶滴の表
面張力が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時
に発生するスパッタが増えるためである。
【００２３】但し、前記した成分のうち、Ｃ、Ｓｉ及び
Ｍｎについては、以下に説明するように、Ｘ＝（１０×
Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）の値が特定の範囲になるように規
制する必要がある。Ｘは銅メッキを施さないソリッドワ
イヤによる低電流域での炭酸ガスアーク溶接においてワ
イヤ先端に形成される溶滴の表面張力を適正に保つこと
でスパッタの低減に有効とされるパラメータである。Ｘ
値が２．４重量％を下回ると溶滴の表面張力が小さく、
前述したワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッ
タが増え、一方、５．２５重量％を超えると溶滴の表面
張力が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時に
発生するスパッタが増える。したがって、Ｘ値が２．４
〜５．２５重量％の範囲を満足するように規制するのが
よく、より低スパッタ化する点から、３．２５〜４．５
重量％の範囲となるように規制することがより好まし
い。
Ｍｎについては、以下に説明するように、Ｘ＝（１０×
Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）の値が特定の範囲になるように規
制する必要がある。Ｘは銅メッキを施さないソリッドワ
イヤによる低電流域での炭酸ガスアーク溶接においてワ
イヤ先端に形成される溶滴の表面張力を適正に保つこと
でスパッタの低減に有効とされるパラメータである。Ｘ
値が２．４重量％を下回ると溶滴の表面張力が小さく、
前述したワイヤ先端の溶滴のふらつきに起因したスパッ
タが増え、一方、５．２５重量％を超えると溶滴の表面
張力が大きくなりすぎ、短絡移行における再アーク時に
発生するスパッタが増える。したがって、Ｘ値が２．４
〜５．２５重量％の範囲を満足するように規制するのが
よく、より低スパッタ化する点から、３．２５〜４．５
重量％の範囲となるように規制することがより好まし
い。
【００２４】本発明によるワイヤでは、ワイヤ表面にア
ーク安定剤としてＫ化合物とＣｓ化合物との少なくとも
いずれか一方を塗布したものがよい。塗布する場合、Ｋ
化合物の塗布量（カリウム換算値）をＡｐｐｍ、Ｃｓ化
合物の塗布量（セシウム換算値）をＢｐｐｍとすると、
（Ａ＋ 3Ｂ）：２〜１５ｐｐｍを満たすようにすること
がよい。このアーク安定剤の総計量（Ａ＋ 3Ｂ）が２ｐ
ｐｍ未満では、前述したような溶滴を小粒化させる効果
が得られない。一方、１５ｐｐｍを超えると、ワイヤ送
給用のコンジットチューブ内でワイヤ表面から剥がされ
て溜まる前記アーク安定剤の量が多くなり、ワイヤの送
給不安定に起因するアーク不安定によるスパッタ発生を
引き起こすことになる。
ーク安定剤としてＫ化合物とＣｓ化合物との少なくとも
いずれか一方を塗布したものがよい。塗布する場合、Ｋ
化合物の塗布量（カリウム換算値）をＡｐｐｍ、Ｃｓ化
合物の塗布量（セシウム換算値）をＢｐｐｍとすると、
（Ａ＋ 3Ｂ）：２〜１５ｐｐｍを満たすようにすること
がよい。このアーク安定剤の総計量（Ａ＋ 3Ｂ）が２ｐ
ｐｍ未満では、前述したような溶滴を小粒化させる効果
が得られない。一方、１５ｐｐｍを超えると、ワイヤ送
給用のコンジットチューブ内でワイヤ表面から剥がされ
て溜まる前記アーク安定剤の量が多くなり、ワイヤの送
給不安定に起因するアーク不安定によるスパッタ発生を
引き起こすことになる。
【００２５】なお、ワイヤ表面に塗布したＫ化合物、Ｃ
ｓ化合物の塗布量の測定方法は、次の通りである。Ｋ
化合物又は／及びＣｓ化合物を付着させたワイヤをカッ
トして、測定用のカットワイヤサンプルとして、長さ約
２０〜３０ｍｍのものを約２０ｇ程度用意する。塩酸
に過酸化水素を加えてなる液体を石英製ビーカに注ぎ、
その液体中にカットワイヤサンプルを数秒間浸漬させて
から該サンプルを取り出す。しかる後、石英製ビーカ内
の液体を濾過する。この濾過された液体を原子吸光法
にて測定する。
ｓ化合物の塗布量の測定方法は、次の通りである。Ｋ
化合物又は／及びＣｓ化合物を付着させたワイヤをカッ
トして、測定用のカットワイヤサンプルとして、長さ約
２０〜３０ｍｍのものを約２０ｇ程度用意する。塩酸
に過酸化水素を加えてなる液体を石英製ビーカに注ぎ、
その液体中にカットワイヤサンプルを数秒間浸漬させて
から該サンプルを取り出す。しかる後、石英製ビーカ内
の液体を濾過する。この濾過された液体を原子吸光法
にて測定する。
【００２６】本発明によるワイヤでは、ワイヤ表面にワ
イヤ１０ｋｇ当たり０．１〜１．０ｇの量のＭｏＳ2 を
塗布したものがよい。ワイヤ送給潤滑剤であるＭｏＳ2
の塗布量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．１ｇより少ない
と、ワイヤ送給性向上効果が得られない。一方、１．０
ｇより多くなると、ワイヤを通すコンジットチューブ内
でワイヤから剥離して溜まる量が多く逆にワイヤ送給不
安定が発生し易くなり、送給不安定に起因するアークの
不安定によるスパッタが多く発生し悪い。
イヤ１０ｋｇ当たり０．１〜１．０ｇの量のＭｏＳ2 を
塗布したものがよい。ワイヤ送給潤滑剤であるＭｏＳ2
の塗布量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．１ｇより少ない
と、ワイヤ送給性向上効果が得られない。一方、１．０
ｇより多くなると、ワイヤを通すコンジットチューブ内
でワイヤから剥離して溜まる量が多く逆にワイヤ送給不
安定が発生し易くなり、送給不安定に起因するアークの
不安定によるスパッタが多く発生し悪い。
【００２７】
【実施例】表２及び表３に示す、ワイヤ表面に銅メッキ
を施していない構造で、ワイヤ径がφ１．２ｍｍの炭酸
ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ（表２：比較例ワイ
ヤ、表３：本発明ワイヤ）を製作した。なお、ワイヤ表
面に塗布するＫ化合物としてステアリン酸カリウムを用
い、Ｃｓ化合物として炭酸セシウムを用いた。
を施していない構造で、ワイヤ径がφ１．２ｍｍの炭酸
ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ（表２：比較例ワイ
ヤ、表３：本発明ワイヤ）を製作した。なお、ワイヤ表
面に塗布するＫ化合物としてステアリン酸カリウムを用
い、Ｃｓ化合物として炭酸セシウムを用いた。
【００２８】これらのワイヤを用いて、表１に示す溶接
条件で低電流での炭酸ガスアーク溶接を実施し、そのと
きのスパッタ発生量を測定し、スパッタ低減効果につい
て評価した。
条件で低電流での炭酸ガスアーク溶接を実施し、そのと
きのスパッタ発生量を測定し、スパッタ低減効果につい
て評価した。
【００２９】図１はスパッタ測定方法の説明図で、
（ａ）は一部切欠断面正面図、（ｂ）は側面図である。
同図において、１は試験板、２は溶接トーチ、３はワイ
ヤ、４はスパッタ捕集箱である。表１の溶接条件で下向
きビードオンプレートで溶接を行い、スパッタ発生量
は、図１に示すように銅製のスパッタ捕集箱４を用いて
アーク点の周りに飛散するスパッタを捕集し、重量を測
定することにより求めた。溶接時間は１分間とし、単位
時間当たりのスパッタ発生量（ｍｇ／分）を求めた。な
お、スパッタ発生量にも関係するワイヤ送給性の良否に
ついては当該ワイヤを所定量以上連続溶接してその良否
結果が分かるので、図１に示すスパッタの測定は、Ｍｏ
Ｓ2 やアーク安定剤（Ｋ，Ｃｓ）がワイヤ送給性に及ぼ
す影響を考慮して、試験対象のワイヤについて該ワイヤ
５ｋｇを連続溶接し、しかる後に該ワイヤについて行っ
た。
（ａ）は一部切欠断面正面図、（ｂ）は側面図である。
同図において、１は試験板、２は溶接トーチ、３はワイ
ヤ、４はスパッタ捕集箱である。表１の溶接条件で下向
きビードオンプレートで溶接を行い、スパッタ発生量
は、図１に示すように銅製のスパッタ捕集箱４を用いて
アーク点の周りに飛散するスパッタを捕集し、重量を測
定することにより求めた。溶接時間は１分間とし、単位
時間当たりのスパッタ発生量（ｍｇ／分）を求めた。な
お、スパッタ発生量にも関係するワイヤ送給性の良否に
ついては当該ワイヤを所定量以上連続溶接してその良否
結果が分かるので、図１に示すスパッタの測定は、Ｍｏ
Ｓ2 やアーク安定剤（Ｋ，Ｃｓ）がワイヤ送給性に及ぼ
す影響を考慮して、試験対象のワイヤについて該ワイヤ
５ｋｇを連続溶接し、しかる後に該ワイヤについて行っ
た。
【００３０】結果を表２、表３に示す。スパッタについ
ての評価は、スパッタ発生量が３００ｍｇ／分より少な
い：◎（極めて優れている）、スパッタ発生量が３００
ｍｇ／分以上で５００ｍｇ／分未満：○（優れてい
る）、スパッタ発生量が５００ｍｇ／分以上で７００ｍ
ｇ／分未満：△（普通）、スパッタ発生量が７００ｍｇ
／分以上：×（悪い）、とした。
ての評価は、スパッタ発生量が３００ｍｇ／分より少な
い：◎（極めて優れている）、スパッタ発生量が３００
ｍｇ／分以上で５００ｍｇ／分未満：○（優れてい
る）、スパッタ発生量が５００ｍｇ／分以上で７００ｍ
ｇ／分未満：△（普通）、スパッタ発生量が７００ｍｇ
／分以上：×（悪い）、とした。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】試験結果から、Ｎｏ．１〜９の比較例では
本発明で規定する要件の何れかを欠くため、低電流炭酸
ガスアーク溶接でのスパッタ発生量が多いものであっ
た。すなわち、Ｎｏ．１〜５は、ワイヤ成分値が規定値
を外れ、ワイヤ先端に形成された溶滴の表面張力が小さ
く、該溶滴のふらつきに起因したスパッタが多く発生し
た。Ｎｏ．６はＣが、Ｎｏ．７はＳｉが、Ｎｏ．８はＭ
ｎが、Ｎｏ．９はＴｉが、それぞれ上限値を上回り、こ
のため溶滴の表面張力が大きくなりすぎ、短絡移行にお
ける再アーク時にスパッタが多く発生した。
本発明で規定する要件の何れかを欠くため、低電流炭酸
ガスアーク溶接でのスパッタ発生量が多いものであっ
た。すなわち、Ｎｏ．１〜５は、ワイヤ成分値が規定値
を外れ、ワイヤ先端に形成された溶滴の表面張力が小さ
く、該溶滴のふらつきに起因したスパッタが多く発生し
た。Ｎｏ．６はＣが、Ｎｏ．７はＳｉが、Ｎｏ．８はＭ
ｎが、Ｎｏ．９はＴｉが、それぞれ上限値を上回り、こ
のため溶滴の表面張力が大きくなりすぎ、短絡移行にお
ける再アーク時にスパッタが多く発生した。
【００３５】これに対して、本発明例（Ｎｏ．１０〜Ｎ
ｏ．２０）ではいずれもスパッタ発生量を減らすことが
できた。特にＮｏ．１７及び２０については、ワイヤ成
分値の最適化と、アーク安定剤及びワイヤ送給潤滑剤Ｍ
ｏＳ2 の適量塗布とにより、スパッタ発生量を比較例の
半分以下と大幅に減らすことができた。
ｏ．２０）ではいずれもスパッタ発生量を減らすことが
できた。特にＮｏ．１７及び２０については、ワイヤ成
分値の最適化と、アーク安定剤及びワイヤ送給潤滑剤Ｍ
ｏＳ2 の適量塗布とにより、スパッタ発生量を比較例の
半分以下と大幅に減らすことができた。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による炭酸ガ
スアーク溶接用ソリッドワイヤによると、ワイヤ表面に
銅メッキを施さない構造にするとともにワイヤ成分・含
有量を適正化することにより、８０〜１５０Ａ程度の低
電流域での炭酸ガスアーク溶接における溶滴の表面張力
を適切に調整してワイヤ先端に形成された溶滴のふらつ
きが小さくなるようにしたものであるから、溶滴のふら
つきに起因したスパッタの発生を大幅に減らすことがで
き、これにより低電流域での炭酸ガスアーク溶接におけ
る溶接作業性を従来の銅メッキ付きソリッドワイヤに比
べて改善することができる。
スアーク溶接用ソリッドワイヤによると、ワイヤ表面に
銅メッキを施さない構造にするとともにワイヤ成分・含
有量を適正化することにより、８０〜１５０Ａ程度の低
電流域での炭酸ガスアーク溶接における溶滴の表面張力
を適切に調整してワイヤ先端に形成された溶滴のふらつ
きが小さくなるようにしたものであるから、溶滴のふら
つきに起因したスパッタの発生を大幅に減らすことがで
き、これにより低電流域での炭酸ガスアーク溶接におけ
る溶接作業性を従来の銅メッキ付きソリッドワイヤに比
べて改善することができる。
【図１】スパッタ測定方法の説明図で、（ａ）は一部切
欠断面正面図、（ｂ）は側面図である。
欠断面正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】銅メッキなしのソリッドワイヤによる低電流域
での炭酸ガスアーク溶接における溶滴移行とスパッタ発
生の様子を模式的に示す説明図である。
での炭酸ガスアーク溶接における溶滴移行とスパッタ発
生の様子を模式的に示す説明図である。
【図３】銅メッキ付きソリッドワイヤによる低電流域で
の炭酸ガスアーク溶接における溶滴移行とスパッタ発生
の様子を模式的に示す説明図である。
の炭酸ガスアーク溶接における溶滴移行とスパッタ発生
の様子を模式的に示す説明図である。
１…試験板 ２…溶接トーチ ３…ワイヤ ４…スパッ
タ捕集箱
タ捕集箱
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０１〜０．１５重量％、Ｓｉ：
０．５０〜１．１０重量％、Ｍｎ：０．９０〜１．９０
重量％、Ｔｉ：０．０２重量％以下、Ｓ：０．０２５重
量％以下、Ｏ：０．０２０重量％以下を含有し、かつ、
（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：２．４〜５．２５重量
％を満足し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、ワ
イヤ表面に銅メッキを施していないことを特徴とする炭
酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ。 - 【請求項２】 Ｃ：０．０３〜０．１２重量％、Ｓｉ：
０．７０〜０．９５重量％、Ｍｎ：１．３５〜１．７５
重量％、Ｔｉ：０．０２重量％以下、Ｓ：０．００３〜
０．０１５重量％、Ｏ：０．００３〜０．０１５重量％
を含有し、かつ、（１０×Ｃ＋２×Ｓｉ＋Ｍｎ）：３．
２５〜４．５重量％を満足し、残部がＦｅ及び不可避不
純物からなり、ワイヤ表面に銅メッキを施していないこ
とを特徴とする炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ。 - 【請求項３】 ワイヤ表面に、アーク安定剤としてＫ化
合物とＣｓ化合物との少なくともいずれか一方を、ワイ
ヤ重量に対しＫ化合物の塗布量（カリウム換算値）をＡ
ｐｐｍ、Ｃｓ化合物の塗布量（セシウム換算値）をＢｐ
ｐｍとすると、（Ａ＋３Ｂ）：２〜１５ｐｐｍを満たす
ように塗布していることを特徴とする請求項１又は２に
記載の炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ。 - 【請求項４】 ワイヤ表面に、ワイヤ１０ｋｇ当たり
０．１〜１．０ｇの量のＭｏＳ2 が塗布されてなること
を特徴とする請求項１、２又は３に記載の炭酸ガスアー
ク溶接用ソリッドワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14571298A JPH11342494A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14571298A JPH11342494A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342494A true JPH11342494A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15391389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14571298A Pending JPH11342494A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11342494A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100384453B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2003-05-22 | 주식회사 포스코 | 가스쉬일드 아크용접봉용 선재의 인장강도편차 저감방법 |
| US6696170B2 (en) | 2001-04-19 | 2004-02-24 | Kiswel Ltd. | Copper-free wire |
| US6989510B2 (en) | 2002-03-04 | 2006-01-24 | Kiswel Ltd. | Non-copper-plated solid wire for carbon dioxide gas shielded arc welding |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP14571298A patent/JPH11342494A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100384453B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2003-05-22 | 주식회사 포스코 | 가스쉬일드 아크용접봉용 선재의 인장강도편차 저감방법 |
| US6696170B2 (en) | 2001-04-19 | 2004-02-24 | Kiswel Ltd. | Copper-free wire |
| US6989510B2 (en) | 2002-03-04 | 2006-01-24 | Kiswel Ltd. | Non-copper-plated solid wire for carbon dioxide gas shielded arc welding |
| SG124251A1 (en) * | 2002-03-04 | 2006-08-30 | Kiswel Ltd | Non-copper-plated solid wire for carbon dioxide gas shielded arc welding |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |