JPH1158069A - 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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- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流正極性のガスシールドアーク溶接で使用
されるフラックス入りワイヤであって、低電流から中電
流の溶接電流範囲（50〜300 Ａ程度）において、全姿勢
溶接でのスパッタ発生量が少なく、かつ、溶接性が良好
であるとともに靱性の良好な溶接金属が得られるワイヤ
を実現すること。 【解決手段】 ワイヤ全重量に対して、Al：0.7 〜3 重
量％、Mg：0.1 〜1.2 重量％（但し、Al＋ 3Mg：1.3 〜
5 重量％）、BaF2：1.2 〜5 重量％を含有するフラック
スを、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率5 〜30重
量％にて充填し、かつ、鋼製外皮及びフラックス中のMn
の総和：0.2 〜1.9 重量％、鋼製外皮及びフラックス中
のSiの総和：0.001 〜0.9 重量％であることを特徴とす
る。
されるフラックス入りワイヤであって、低電流から中電
流の溶接電流範囲（50〜300 Ａ程度）において、全姿勢
溶接でのスパッタ発生量が少なく、かつ、溶接性が良好
であるとともに靱性の良好な溶接金属が得られるワイヤ
を実現すること。 【解決手段】 ワイヤ全重量に対して、Al：0.7 〜3 重
量％、Mg：0.1 〜1.2 重量％（但し、Al＋ 3Mg：1.3 〜
5 重量％）、BaF2：1.2 〜5 重量％を含有するフラック
スを、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率5 〜30重
量％にて充填し、かつ、鋼製外皮及びフラックス中のMn
の総和：0.2 〜1.9 重量％、鋼製外皮及びフラックス中
のSiの総和：0.001 〜0.9 重量％であることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶接ワイヤを負
極とし母材を正極としてアーク溶接を行う直流正極性の
ガスシールドアーク溶接で使用されるフラックス入り溶
接ワイヤに係り、低電流から中電流の溶接電流範囲（50
〜300 Ａ程度）において、下向き溶接のみならず立向き
溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少なく、か
つ、溶接性（ビード形成性）が良好であるとともに靱性
の良好な溶接金属が得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に関するものである。
極とし母材を正極としてアーク溶接を行う直流正極性の
ガスシールドアーク溶接で使用されるフラックス入り溶
接ワイヤに係り、低電流から中電流の溶接電流範囲（50
〜300 Ａ程度）において、下向き溶接のみならず立向き
溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少なく、か
つ、溶接性（ビード形成性）が良好であるとともに靱性
の良好な溶接金属が得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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先に、本出願人は、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、アークを安定化
させることでスパッタ発生量を少なくするために、フラ
ックス中にフッ化物としてBaF2を添加したフッ化バリウ
ム系のフラックス入りワイヤを提案している（特開平2-
55696 号公報）。このフッ化バリウム系のフラックス入
りワイヤでは、ワイヤを負極（母材：正極）として直流
のアーク溶接を行う直流正極性で用いられており、直流
正極性で使用すると、ワイヤ先端の溶滴には陽イオンに
よる衝撃力に加えて、高蒸気圧のBaF2等の蒸発による大
きな反作用力が働くため、ワイヤ先端の溶滴がこれらの
合力により衝撃を受け、小さな溶滴粒に変化して母材へ
とスムーズな移行を行う。これによりアークの安定化、
スパッタ発生量の低減化を図るようにしている。
溶接用フラックス入りワイヤにおいて、アークを安定化
させることでスパッタ発生量を少なくするために、フラ
ックス中にフッ化物としてBaF2を添加したフッ化バリウ
ム系のフラックス入りワイヤを提案している（特開平2-
55696 号公報）。このフッ化バリウム系のフラックス入
りワイヤでは、ワイヤを負極（母材：正極）として直流
のアーク溶接を行う直流正極性で用いられており、直流
正極性で使用すると、ワイヤ先端の溶滴には陽イオンに
よる衝撃力に加えて、高蒸気圧のBaF2等の蒸発による大
きな反作用力が働くため、ワイヤ先端の溶滴がこれらの
合力により衝撃を受け、小さな溶滴粒に変化して母材へ
とスムーズな移行を行う。これによりアークの安定化、
スパッタ発生量の低減化を図るようにしている。
【０００３】前記提案した従来の直流正極性用ガスシー
ルドアーク溶接フラックス入りワイヤは、BaF2、Al、M
g、Fe、Mn及びSiを必須のフラックス成分とし、これら
のフラックス成分量を適正化することにより、低溶接電
流域（100 〜200 Ａ程度）においてスパッタ発生量が少
ないことを特長とするものである。
ルドアーク溶接フラックス入りワイヤは、BaF2、Al、M
g、Fe、Mn及びSiを必須のフラックス成分とし、これら
のフラックス成分量を適正化することにより、低溶接電
流域（100 〜200 Ａ程度）においてスパッタ発生量が少
ないことを特長とするものである。
【０００４】しかしながら、前記従来のフラックス入り
ワイヤでは、低電流から中電流の溶接電流範囲（50〜30
0 Ａ程度）での、立向き溶接，横向き溶接，上向き溶接
などの重力の影響によって溶融金属が垂れ下がり易い全
姿勢溶接において、スパッタ発生量の低減、溶接性
（良好なビード形状の得られ易さ）の向上、溶接金属
の靱性の向上という改善すべき点があった。
ワイヤでは、低電流から中電流の溶接電流範囲（50〜30
0 Ａ程度）での、立向き溶接，横向き溶接，上向き溶接
などの重力の影響によって溶融金属が垂れ下がり易い全
姿勢溶接において、スパッタ発生量の低減、溶接性
（良好なビード形状の得られ易さ）の向上、溶接金属
の靱性の向上という改善すべき点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、直
流正極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラッ
クス入りワイヤであって、低電流から中電流の溶接電流
範囲（50〜300 Ａ程度）において、下向き溶接のみなら
ず立向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少
なく、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好な
溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用フラック
ス入りワイヤを提供することを課題とする。
流正極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラッ
クス入りワイヤであって、低電流から中電流の溶接電流
範囲（50〜300 Ａ程度）において、下向き溶接のみなら
ず立向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少
なく、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好な
溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用フラック
ス入りワイヤを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として、本願発明は、鋼製外皮内にフラックス
を充填してなり、直流正極性で使用されるガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、次の手段
を講じている。
めの手段として、本願発明は、鋼製外皮内にフラックス
を充填してなり、直流正極性で使用されるガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、次の手段
を講じている。
【０００７】請求項１の発明に係るガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全重量に対し
て、Al：0.7 〜3 重量％、Mg：0.1 〜1.2 重量％（但
し、Al＋3Mg：1.3 〜5 重量％）、BaF2：1.2 〜5 重量
％を含有するフラックスを、ワイヤ全重量に対するフラ
ックス充填率5 〜30重量％にて充填し、かつ、鋼製外皮
及びフラックス中のMnの総和：0.2 〜1.9 重量％、鋼製
外皮及びフラックス中のSiの総和：0.001 〜0.9 重量％
であることを特徴とするものである。
溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全重量に対し
て、Al：0.7 〜3 重量％、Mg：0.1 〜1.2 重量％（但
し、Al＋3Mg：1.3 〜5 重量％）、BaF2：1.2 〜5 重量
％を含有するフラックスを、ワイヤ全重量に対するフラ
ックス充填率5 〜30重量％にて充填し、かつ、鋼製外皮
及びフラックス中のMnの総和：0.2 〜1.9 重量％、鋼製
外皮及びフラックス中のSiの総和：0.001 〜0.9 重量％
であることを特徴とするものである。
【０００８】請求項２の発明に係るガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全重量に対し
て、Al：0.9 〜2.5 重量％、Mg：0.1 〜0.8 重量％（但
し、Al＋ 3Mg：1.6 〜4 重量％）、BaF2：1.2 〜4 重量
％を含有するフラックスを、ワイヤ全重量に対するフラ
ックス充填率7 〜20重量％にて充填し、かつ、鋼製外皮
及びフラックス中のMnの総和：0.4 〜1.6 重量％、鋼製
外皮及びフラックス中のSiの総和：0.001 〜0.6 重量
％、鋼製外皮及びフラックス中のC の総和：0.005〜0.0
8重量％であり、フェライト形成元素に対するオーステ
ナイト形成元素の比Ｘ＝（ 4Ni＋ 7Mn＋20C ）／（ 2Al
＋Si）が0.7 以上を満足し、ワイヤによる溶接金属中の
酸素量が200 ｐｐｍ以下であることを特徴とするもので
ある。
溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全重量に対し
て、Al：0.9 〜2.5 重量％、Mg：0.1 〜0.8 重量％（但
し、Al＋ 3Mg：1.6 〜4 重量％）、BaF2：1.2 〜4 重量
％を含有するフラックスを、ワイヤ全重量に対するフラ
ックス充填率7 〜20重量％にて充填し、かつ、鋼製外皮
及びフラックス中のMnの総和：0.4 〜1.6 重量％、鋼製
外皮及びフラックス中のSiの総和：0.001 〜0.6 重量
％、鋼製外皮及びフラックス中のC の総和：0.005〜0.0
8重量％であり、フェライト形成元素に対するオーステ
ナイト形成元素の比Ｘ＝（ 4Ni＋ 7Mn＋20C ）／（ 2Al
＋Si）が0.7 以上を満足し、ワイヤによる溶接金属中の
酸素量が200 ｐｐｍ以下であることを特徴とするもので
ある。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の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、フラックス中にワイヤ全重量に対する重量％で、
Niを0.1 〜3 重量％含有することを特徴とするものであ
る。また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３に記
載の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、フラックス中にワイヤ全重量に対する重量％
で、酸化物を1.5 重量％以下含有することを特徴とする
ものである。
の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、フラックス中にワイヤ全重量に対する重量％で、
Niを0.1 〜3 重量％含有することを特徴とするものであ
る。また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３に記
載の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、フラックス中にワイヤ全重量に対する重量％
で、酸化物を1.5 重量％以下含有することを特徴とする
ものである。
【００１０】前記構成を有する本願発明に係る、直流正
極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラックス
入りワイヤによると、50〜300 Ａ程度の、低電流から中
電流の溶接電流範囲において、下向き溶接のみならず上
向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少な
く、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好な溶
接金属を得ることができる。
極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラックス
入りワイヤによると、50〜300 Ａ程度の、低電流から中
電流の溶接電流範囲において、下向き溶接のみならず上
向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が少な
く、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好な溶
接金属を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本願発明に係るフラックス入りワ
イヤでは、Al、Mg、BaF2などのフラックス成分量を適正
にバランス化することにより、低電流から中電流の溶接
電流範囲（50〜300 Ａ程度）において、全姿勢溶接での
スパッタ発生量が少なく、かつ、良好なビード形状が得
られるようにしたものである。すなわち、Al，Mgという
強力な脱酸剤は、溶融金属中の酸素量を低減させて溶融
金属の粘性を高めることにより、重力の影響に抗して良
好な形状のビードが得られる役割を担い、フッ化物であ
るBaF2は、直流正極性でアークを安定にしてスパッタ発
生量を減らすアーク安定剤であるとともに、溶接金属中
の酸素量を上昇させることなくビード形状を整えるスラ
グ形成剤の役割を担う。ワイヤによる溶接金属中の酸素
量が200 ｐｐｍ以下であると、溶融金属の粘性が顕著に
高くなり、全姿勢溶接での溶接性（ビード形成性）が向
上する。また、ワイヤ中のフェライト形成元素Al，Siに
対するオーステナイト形成元素Ni，Mn，C の比が適正値
を満足するようにこれらの成分量を定めることにより、
靱性の良好な溶接金属が得られる。
イヤでは、Al、Mg、BaF2などのフラックス成分量を適正
にバランス化することにより、低電流から中電流の溶接
電流範囲（50〜300 Ａ程度）において、全姿勢溶接での
スパッタ発生量が少なく、かつ、良好なビード形状が得
られるようにしたものである。すなわち、Al，Mgという
強力な脱酸剤は、溶融金属中の酸素量を低減させて溶融
金属の粘性を高めることにより、重力の影響に抗して良
好な形状のビードが得られる役割を担い、フッ化物であ
るBaF2は、直流正極性でアークを安定にしてスパッタ発
生量を減らすアーク安定剤であるとともに、溶接金属中
の酸素量を上昇させることなくビード形状を整えるスラ
グ形成剤の役割を担う。ワイヤによる溶接金属中の酸素
量が200 ｐｐｍ以下であると、溶融金属の粘性が顕著に
高くなり、全姿勢溶接での溶接性（ビード形成性）が向
上する。また、ワイヤ中のフェライト形成元素Al，Siに
対するオーステナイト形成元素Ni，Mn，C の比が適正値
を満足するようにこれらの成分量を定めることにより、
靱性の良好な溶接金属が得られる。
【００１２】本願発明に係るフラックス入りワイヤで
は、軟鋼・高張力鋼の溶接に適用されるものであり、前
述のように溶融金属がその粘性が高く垂れ下がり難いこ
とから、下向き・立向き姿勢などの全姿勢の溶接におい
て、ルートギャップ（開先ルート間隙）を有する突合せ
継手を、従来と違って裏当て材（ビードの垂れ落ちを防
いで裏ビードを形成するためのもの）を用いることな
く、裏ビードを形成し片面溶接することができるという
利点もある。
は、軟鋼・高張力鋼の溶接に適用されるものであり、前
述のように溶融金属がその粘性が高く垂れ下がり難いこ
とから、下向き・立向き姿勢などの全姿勢の溶接におい
て、ルートギャップ（開先ルート間隙）を有する突合せ
継手を、従来と違って裏当て材（ビードの垂れ落ちを防
いで裏ビードを形成するためのもの）を用いることな
く、裏ビードを形成し片面溶接することができるという
利点もある。
【００１３】以下に、本願発明に係るワイヤを前記の構
成に限定した理由を説明する。なお、各成分の含有量は
ワイヤ全重量に対する重量％である。
成に限定した理由を説明する。なお、各成分の含有量は
ワイヤ全重量に対する重量％である。
【００１４】Alは、フラックス中に必須として入れる成
分であって、強力な脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全
姿勢溶接でのビード形状を良くするとともに、直流正極
性でのアークを安定にする効果がある。しかし、0.7 重
量％未満ではアークが不安定でスパッタの発生量も多
く、一方、3 重量％を超えると溶接金属中のAl量が過剰
となり、溶接金属の組織が粗大化し、靱性が低下する。
したがって、Al量は0.7〜3 重量％の範囲とするのがよ
く、アークの安定化及び靱性向上の点より、0.9〜2.5
重量％の範囲がより好ましい。
分であって、強力な脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全
姿勢溶接でのビード形状を良くするとともに、直流正極
性でのアークを安定にする効果がある。しかし、0.7 重
量％未満ではアークが不安定でスパッタの発生量も多
く、一方、3 重量％を超えると溶接金属中のAl量が過剰
となり、溶接金属の組織が粗大化し、靱性が低下する。
したがって、Al量は0.7〜3 重量％の範囲とするのがよ
く、アークの安定化及び靱性向上の点より、0.9〜2.5
重量％の範囲がより好ましい。
【００１５】Mgは、フラックス中に必須として入れる成
分であって、強力な脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全
姿勢溶接におけるビード形状を良好にするとともに、直
流正極性でのアークを安定にする効果がある。しかし、
0.1 重量％未満ではアークが不安定でスパッタの発生量
も多く、一方、1.2 重量％を超えるとアークの集中性が
劣り、これによってもスパッタが増大し、また凸ビード
となってビード形状が悪くなる。したがって、Mg量は0.
1 〜1.2 重量％の範囲とする。ビード形状を悪化させな
い点より、Mg量のより好ましい範囲は0.1 〜0.8 重量％
である。なお、MgはAlと同じような効果を担うものであ
るが、Alとの違いは、Alよりも溶融金属の粘性を高める
度合いが大きく、過剰添加した場合、スパッタが増大す
るとともにビード形状が悪くなるという相違点がある。
分であって、強力な脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全
姿勢溶接におけるビード形状を良好にするとともに、直
流正極性でのアークを安定にする効果がある。しかし、
0.1 重量％未満ではアークが不安定でスパッタの発生量
も多く、一方、1.2 重量％を超えるとアークの集中性が
劣り、これによってもスパッタが増大し、また凸ビード
となってビード形状が悪くなる。したがって、Mg量は0.
1 〜1.2 重量％の範囲とする。ビード形状を悪化させな
い点より、Mg量のより好ましい範囲は0.1 〜0.8 重量％
である。なお、MgはAlと同じような効果を担うものであ
るが、Alとの違いは、Alよりも溶融金属の粘性を高める
度合いが大きく、過剰添加した場合、スパッタが増大す
るとともにビード形状が悪くなるという相違点がある。
【００１６】前記したようにAl及びMgはともに、強力な
脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全姿勢溶接におけるビ
ード形状を良くするとともに、直流正極性でのアークを
安定にする効果がある。しかし、Al＋ 3Mgの量が1.3 重
量％未満ではそれらの効果が十分でなく、溶接金属の酸
素含有量が200 ｐｐｍを超え、溶融金属が垂れ下がり易
くなり、一方、5 重量％を超えると溶融金属の粘性が高
くなりすぎて凸ビードとなってビード形状が悪化する。
したがって、Al＋ 3Mgの量は1.3 〜5 重量％の範囲を満
足するのがよく、溶接性の向上及びアークの安定化の点
より、1.6 〜4重量％の範囲がより好ましい。
脱酸剤で溶融金属の粘性を高めて全姿勢溶接におけるビ
ード形状を良くするとともに、直流正極性でのアークを
安定にする効果がある。しかし、Al＋ 3Mgの量が1.3 重
量％未満ではそれらの効果が十分でなく、溶接金属の酸
素含有量が200 ｐｐｍを超え、溶融金属が垂れ下がり易
くなり、一方、5 重量％を超えると溶融金属の粘性が高
くなりすぎて凸ビードとなってビード形状が悪化する。
したがって、Al＋ 3Mgの量は1.3 〜5 重量％の範囲を満
足するのがよく、溶接性の向上及びアークの安定化の点
より、1.6 〜4重量％の範囲がより好ましい。
【００１７】BaF2は、フラックス中に必須として入れる
成分であって、直流正極性でアークを安定にしてスパッ
タ発生量を減らす効果がある。しかし、BaF2量が1.2 重
量％未満ではそのような効果が発揮されず、一方、5 重
量％を超えるとワイヤ先端の溶滴が大粒化してスムーズ
な移行を行わず逆にスパッタが大粒化し発生量が増加す
る。したがって、BaF2量は1.2 〜5 重量％の範囲とする
のがよく、スパッタの大粒化抑制の点より、1.2 〜4 重
量％の範囲がより好ましい。
成分であって、直流正極性でアークを安定にしてスパッ
タ発生量を減らす効果がある。しかし、BaF2量が1.2 重
量％未満ではそのような効果が発揮されず、一方、5 重
量％を超えるとワイヤ先端の溶滴が大粒化してスムーズ
な移行を行わず逆にスパッタが大粒化し発生量が増加す
る。したがって、BaF2量は1.2 〜5 重量％の範囲とする
のがよく、スパッタの大粒化抑制の点より、1.2 〜4 重
量％の範囲がより好ましい。
【００１８】Mnは必須成分であり、オーステナイト形成
元素であるMnの量を鋼製外皮及びフラックス中の総和
（T.Mn）で0.2 〜1.9 重量％にした理由は、Alを含んだ
溶接金属での靱性を確保するためである。T.Mn量が0.2
重量％未満ではそのような効果が発揮されず、一方、1.
9 重量％を超えると溶接金属の強度が高くなりすぎて逆
に靱性が劣化する。したがって、Mn量は0.2 〜1.9 重量
％の範囲とするのがよく、靱性確保の点より、0.4 〜1.
6 重量％の範囲がより好ましい。
元素であるMnの量を鋼製外皮及びフラックス中の総和
（T.Mn）で0.2 〜1.9 重量％にした理由は、Alを含んだ
溶接金属での靱性を確保するためである。T.Mn量が0.2
重量％未満ではそのような効果が発揮されず、一方、1.
9 重量％を超えると溶接金属の強度が高くなりすぎて逆
に靱性が劣化する。したがって、Mn量は0.2 〜1.9 重量
％の範囲とするのがよく、靱性確保の点より、0.4 〜1.
6 重量％の範囲がより好ましい。
【００１９】Siは必須成分であり、Si量を鋼製外皮及び
フラックス中の総和（T.Si）で0.001 〜0.9 重量％にし
た理由は、母材と溶接金属とのなじみを良くするためで
ある。Si量が0.001 重量％未満ではそのような効果が発
揮されない。一方、0.9 重量％を超えると溶接金属の靱
性が低下する。したがって、Si量は0.001 〜0.9 重量％
の範囲とするのがよく、靱性確保の点より、0.001 〜0.
6 重量％の範囲がより好ましい。
フラックス中の総和（T.Si）で0.001 〜0.9 重量％にし
た理由は、母材と溶接金属とのなじみを良くするためで
ある。Si量が0.001 重量％未満ではそのような効果が発
揮されない。一方、0.9 重量％を超えると溶接金属の靱
性が低下する。したがって、Si量は0.001 〜0.9 重量％
の範囲とするのがよく、靱性確保の点より、0.001 〜0.
6 重量％の範囲がより好ましい。
【００２０】C はオーステナイト形成元素であり、C 量
を鋼製外皮及びフラックス中の総和（T.C ）で0.005 〜
0.08重量％にした理由は、Alを含んだ溶接金属の靱性を
確保するためである。C 量が0.005 重量％未満ではその
ような効果が発揮されず、一方、0.08重量％を超えると
溶接金属の強度が高くなりすぎて逆に靱性が低下する。
したがって、C 量は0.005 〜0.08重量％の範囲とするの
がよく、靱性確保の点より、0.005 〜0.06重量％の範囲
がより好ましい。
を鋼製外皮及びフラックス中の総和（T.C ）で0.005 〜
0.08重量％にした理由は、Alを含んだ溶接金属の靱性を
確保するためである。C 量が0.005 重量％未満ではその
ような効果が発揮されず、一方、0.08重量％を超えると
溶接金属の強度が高くなりすぎて逆に靱性が低下する。
したがって、C 量は0.005 〜0.08重量％の範囲とするの
がよく、靱性確保の点より、0.005 〜0.06重量％の範囲
がより好ましい。
【００２１】ワイヤ全重量に対するフラックス充填率は
5 〜30重量％の範囲にするのがよい。すなわち、フラッ
クス充填率が5 重量％未満ではフラックス構成成分の個
々の含有量が不足するために満足な効果を得ることがで
きず、一方、30重量％を超えると鋼製外皮を薄肉としな
ければならず、ワイヤへの電流密度が高くなりすぎてア
ークが不安定となり、スパッタ発生量が増大する。した
がって、フラックス充填率は5 〜30重量％の範囲とする
のがよく、各フラックス成分の有効発揮及びアークの安
定化の点より、7 〜20重量％の範囲がより好ましい。
5 〜30重量％の範囲にするのがよい。すなわち、フラッ
クス充填率が5 重量％未満ではフラックス構成成分の個
々の含有量が不足するために満足な効果を得ることがで
きず、一方、30重量％を超えると鋼製外皮を薄肉としな
ければならず、ワイヤへの電流密度が高くなりすぎてア
ークが不安定となり、スパッタ発生量が増大する。した
がって、フラックス充填率は5 〜30重量％の範囲とする
のがよく、各フラックス成分の有効発揮及びアークの安
定化の点より、7 〜20重量％の範囲がより好ましい。
【００２２】本発明においては、ワイヤによる溶接金属
中の酸素量を200 ｐｐｍ以下にすることがよい。溶融金
属の粘性と該金属中の酸素量との間には強い関係があ
り、酸素量が低いほど溶融金属の粘性が高められ、ワイ
ヤによる溶接金属中の酸素量を200 ｐｐｍ以下にする
と、全姿勢溶接での溶接性（ビード形成性）が向上す
る。この溶接金属中の酸素量とフラックス成分との関係
については、Al，Mgなどの強力な脱酸剤の量に比例して
酸素量が減る傾向があるほかに、酸素量を決定するその
他の要因として、これら脱酸剤とフッ化物とのバラン
ス、脱酸剤と酸化物とのバランス、及び、スラグの塩基
度などがあるため、一概には定められない。本発明にお
いては、Al＋ 3Mgの量が溶接金属中の酸素量と最も相関
があると考えられる。なお、これらのAl、Mg以外の強力
な脱酸剤として、Ca、Tiなどをフラックス又は／及び鋼
製外皮に含有させることができるのは勿論である。
中の酸素量を200 ｐｐｍ以下にすることがよい。溶融金
属の粘性と該金属中の酸素量との間には強い関係があ
り、酸素量が低いほど溶融金属の粘性が高められ、ワイ
ヤによる溶接金属中の酸素量を200 ｐｐｍ以下にする
と、全姿勢溶接での溶接性（ビード形成性）が向上す
る。この溶接金属中の酸素量とフラックス成分との関係
については、Al，Mgなどの強力な脱酸剤の量に比例して
酸素量が減る傾向があるほかに、酸素量を決定するその
他の要因として、これら脱酸剤とフッ化物とのバラン
ス、脱酸剤と酸化物とのバランス、及び、スラグの塩基
度などがあるため、一概には定められない。本発明にお
いては、Al＋ 3Mgの量が溶接金属中の酸素量と最も相関
があると考えられる。なお、これらのAl、Mg以外の強力
な脱酸剤として、Ca、Tiなどをフラックス又は／及び鋼
製外皮に含有させることができるのは勿論である。
【００２３】本発明においては、付加成分としてNi、酸
化物を必要に応じてフラックス中に添加することができ
る。オーステナイト形成元素であるNiは、比較的高価で
あるものの、Alを含んだ溶接金属での靱性を確保するた
めに有効な元素である。しかし、Ni量が0.1 重量％未満
ではそのような効果が発揮されず、一方、3 重量％を超
えると溶接金属の強度が高くなりすぎて逆に靱性が低下
する。したがって、Ni量は0.1 〜3 重量％の範囲とする
のがよい。また、酸化物は、ビード形状を整えるなどの
スラグ形成剤として有効な元素である。しかし、酸化物
の量が1.5 重量％を超えるとスパッタ発生量が激増す
る。したがって、酸化物の量は1.5 重量％以下とするの
がよい。なお、鉄酸化物やMn酸化物のような中性系酸化
物、及び、Mg酸化物やAl酸化物のような塩基性酸化物
は、スパッタの増大度合いが比較的少ない酸化物であ
る。
化物を必要に応じてフラックス中に添加することができ
る。オーステナイト形成元素であるNiは、比較的高価で
あるものの、Alを含んだ溶接金属での靱性を確保するた
めに有効な元素である。しかし、Ni量が0.1 重量％未満
ではそのような効果が発揮されず、一方、3 重量％を超
えると溶接金属の強度が高くなりすぎて逆に靱性が低下
する。したがって、Ni量は0.1 〜3 重量％の範囲とする
のがよい。また、酸化物は、ビード形状を整えるなどの
スラグ形成剤として有効な元素である。しかし、酸化物
の量が1.5 重量％を超えるとスパッタ発生量が激増す
る。したがって、酸化物の量は1.5 重量％以下とするの
がよい。なお、鉄酸化物やMn酸化物のような中性系酸化
物、及び、Mg酸化物やAl酸化物のような塩基性酸化物
は、スパッタの増大度合いが比較的少ない酸化物であ
る。
【００２４】フェライト形成元素Al，Siに対するオース
テナイト形成元素Ni，Mn，C の比Ｘ＝（ 4Ni＋ 7Mn＋20
C ）／（ 2Al＋Si）を0.7 以上にする理由は、フェライ
ト形成元素Al，Siに対して、オーステナイト形成元素N
i，Mn，C をＸ＝0.7 以上を満足するように添加するこ
とにより、靱性が良好な溶接金属を得ることができるた
めである。Ｘ値のより好ましい範囲は1.2 以上である。
テナイト形成元素Ni，Mn，C の比Ｘ＝（ 4Ni＋ 7Mn＋20
C ）／（ 2Al＋Si）を0.7 以上にする理由は、フェライ
ト形成元素Al，Siに対して、オーステナイト形成元素N
i，Mn，C をＸ＝0.7 以上を満足するように添加するこ
とにより、靱性が良好な溶接金属を得ることができるた
めである。Ｘ値のより好ましい範囲は1.2 以上である。
【００２５】その他として、本発明においては、特に低
温靱性を確保するため、Ti：0.01〜0.2 重量％、B ：0.
001 〜0.02重量％の１種または２種を、フラックス又は
／及び鋼製外皮に含有させることができる。
温靱性を確保するため、Ti：0.01〜0.2 重量％、B ：0.
001 〜0.02重量％の１種または２種を、フラックス又は
／及び鋼製外皮に含有させることができる。
【００２６】なお、ワイヤ断面形状については特に制限
されるものではなく、例えば図１（ａ）〜（ｄ）に例示
する種々の形状ものに適用できる。図１（ｄ）の形状
（継目無し）の場合にはワイヤ表面にCuメッキを施して
もよい。また、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。
されるものではなく、例えば図１（ａ）〜（ｄ）に例示
する種々の形状ものに適用できる。図１（ｄ）の形状
（継目無し）の場合にはワイヤ表面にCuメッキを施して
もよい。また、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。
【００２７】
【実施例】表２に示す化学成分の鋼製外皮（JIS G 3141
SPCC-SD相当）を用いて、表３及び表４に示すフラック
ス入りワイヤを製作した。なお、各ワイヤいずれも、ワ
イヤ径：φ1.6 ｍｍ、フラックス充填率：10％であり、
ワイヤ断面形状は図１（ｂ）である。
SPCC-SD相当）を用いて、表３及び表４に示すフラック
ス入りワイヤを製作した。なお、各ワイヤいずれも、ワ
イヤ径：φ1.6 ｍｍ、フラックス充填率：10％であり、
ワイヤ断面形状は図１（ｂ）である。
【００２８】これらのフラックス入りワイヤを用いて、
表１に示す溶接条件で、全姿勢溶接の代表として立向き
姿勢の多層多パス溶接をＶ形突合せ継手にて実施し、良
好なビード形状の得られ易さ（溶接性）、スパッタ発生
の度合い、溶接金属の靱性（JIS Z 3313に準じる）につ
いて評価した。なお、No.23 の本発明例では、シールド
ガスとして、ＣＯ2 ガスに代えて、ＣＯ2 ガス20％とＡ
ｒガス80％との混合ガスを用いた。
表１に示す溶接条件で、全姿勢溶接の代表として立向き
姿勢の多層多パス溶接をＶ形突合せ継手にて実施し、良
好なビード形状の得られ易さ（溶接性）、スパッタ発生
の度合い、溶接金属の靱性（JIS Z 3313に準じる）につ
いて評価した。なお、No.23 の本発明例では、シールド
ガスとして、ＣＯ2 ガスに代えて、ＣＯ2 ガス20％とＡ
ｒガス80％との混合ガスを用いた。
【００２９】溶接試験結果を表５に示す。評価は、◎：
特に良好（優）、○：良好（良）、△：普通（可）、
×：劣る（不良）、とした。
特に良好（優）、○：良好（良）、△：普通（可）、
×：劣る（不良）、とした。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】試験結果から、No.1〜12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、次のような問題
があった。No.1はAl量が下限値を下回るためにアーク不
安定でこれによってスパッタ発生量が多く、一方、No.2
は逆にAl量が上限値を外れて過剰となり、溶接金属の靱
性が劣化した。No.3はMg量が下限値を下回るためにアー
クが不安定でスパッタ発生量が多く、No.4はAl＋ 3Mgの
量が下限値を下回るためにビードが垂れ下がり気味でビ
ード形状が悪く、かつ、アーク不安定でスパッタが多か
った。なお、溶接金属中の酸素量は規定値200 ｐｐｍを
超えている。No.5はMg量及びAl＋ 3Mgの量が上限値を上
回るためにビードが凸状で形状が悪く、かつ、スパッタ
発生量が多い。
明で規定する要件の何れかを欠くため、次のような問題
があった。No.1はAl量が下限値を下回るためにアーク不
安定でこれによってスパッタ発生量が多く、一方、No.2
は逆にAl量が上限値を外れて過剰となり、溶接金属の靱
性が劣化した。No.3はMg量が下限値を下回るためにアー
クが不安定でスパッタ発生量が多く、No.4はAl＋ 3Mgの
量が下限値を下回るためにビードが垂れ下がり気味でビ
ード形状が悪く、かつ、アーク不安定でスパッタが多か
った。なお、溶接金属中の酸素量は規定値200 ｐｐｍを
超えている。No.5はMg量及びAl＋ 3Mgの量が上限値を上
回るためにビードが凸状で形状が悪く、かつ、スパッタ
発生量が多い。
【００３６】No.6はBaF2量が下限値を下回るためにアー
クが不安定でスパッタ発生量が多く、一方、No.7は逆に
BaF2量が上限値を上回るために大粒のスパッタが多発し
た。No.8はT.Mn量が下限値を下回り、No.9はT.Mn量が上
限値を上回り、両者ともに溶接金属の靱性が低かった。
No.10 はT.Si量が下限値を下回るために、ビード形状自
体は良いがビード同士、ビードと母材とのなじみが悪か
った。一方、No.11 は逆にT.Si量が上限値を上回るため
に靱性が低下した。No.12 はAl＋ 3Mgの量が上限値を上
回り、また、T.Mn量が推奨値を下回るために（Ｘ＝0.57
＜0.7 ）、ビードが凸気味で、また溶接金属の靱性が低
かった。
クが不安定でスパッタ発生量が多く、一方、No.7は逆に
BaF2量が上限値を上回るために大粒のスパッタが多発し
た。No.8はT.Mn量が下限値を下回り、No.9はT.Mn量が上
限値を上回り、両者ともに溶接金属の靱性が低かった。
No.10 はT.Si量が下限値を下回るために、ビード形状自
体は良いがビード同士、ビードと母材とのなじみが悪か
った。一方、No.11 は逆にT.Si量が上限値を上回るため
に靱性が低下した。No.12 はAl＋ 3Mgの量が上限値を上
回り、また、T.Mn量が推奨値を下回るために（Ｘ＝0.57
＜0.7 ）、ビードが凸気味で、また溶接金属の靱性が低
かった。
【００３７】これに対して、表５から明らかなように、
本発明例（No.13 〜No.23 ）は、全姿勢溶接の代表であ
る立向き溶接でスパッタ発生量が少なく、かつ、良好な
ビード形状及び靱性の良い溶接金属が得られている。な
お、当然ながら下向き溶接でも同様に良好な結果が得ら
れることを確認している。
本発明例（No.13 〜No.23 ）は、全姿勢溶接の代表であ
る立向き溶接でスパッタ発生量が少なく、かつ、良好な
ビード形状及び靱性の良い溶接金属が得られている。な
お、当然ながら下向き溶接でも同様に良好な結果が得ら
れることを確認している。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
直流正極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラ
ックス入りワイヤであって、50〜300 Ａ程度の、低電流
から中電流の溶接電流範囲において、下向き溶接のみな
らず立向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が
少なく、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好
な溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用フラッ
クス入りワイヤを提供することができる。
直流正極性のガスシールドアーク溶接で使用されるフラ
ックス入りワイヤであって、50〜300 Ａ程度の、低電流
から中電流の溶接電流範囲において、下向き溶接のみな
らず立向き溶接などの全姿勢溶接でのスパッタ発生量が
少なく、かつ、溶接性が良好であるとともに靱性の良好
な溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用フラッ
クス入りワイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るフラックス入りワイヤの断面形
状の例を模式的に示す図である。
状の例を模式的に示す図である。
Ｍ…鋼製外皮 Ｆ…フラックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藍田 勲 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 菅 哲男 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼製外皮内にフラックスを充填してな
り、直流正極性で使用され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、Al：0.7 〜3 重量％、Mg：0.1
〜1.2 重量％（但し、Al＋ 3Mg：1.3 〜5 重量％）、Ba
F2：1.2 〜5 重量％を含有するフラックスを、ワイヤ全
重量に対するフラックス充填率5 〜30重量％にて充填
し、かつ、鋼製外皮及びフラックス中のMnの総和：0.2
〜1.9 重量％、鋼製外皮及びフラックス中のSiの総和：
0.001 〜0.9 重量％であ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。 - 【請求項２】 鋼製外皮内にフラックスを充填してな
り、直流正極性で使用され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、Al：0.9 〜2.5 重量％、Mg：0.
1 〜0.8 重量％（但し、Al＋ 3Mg：1.6 〜4 重量％）、
BaF2：1.2 〜4 重量％を含有するフラックスを、ワイヤ
全重量に対するフラックス充填率7 〜20重量％にて充填
し、かつ、鋼製外皮及びフラックス中のMnの総和：0.4
〜1.6 重量％、鋼製外皮及びフラックス中のSiの総和：
0.001 〜0.6 重量％、鋼製外皮及びフラックス中のC の
総和：0.005 〜0.08重量％であり、フェライト形成元素
に対するオーステナイト形成元素の比Ｘ＝（ 4Ni＋ 7Mn
＋20C ）／（ 2Al＋Si）が0.7 以上を満足し、ワイヤに
よる溶接金属中の酸素量が200 ｐｐｍ以下であることを
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。 - 【請求項３】 フラックス中にワイヤ全重量に対する重
量％で、Niを0.1 〜3 重量％含有する請求項１又は２に
記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
ヤ。 - 【請求項４】 フラックス中にワイヤ全重量に対する重
量％で、酸化物を1.5 重量％以下含有する請求項１、２
又は３に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入
りワイヤ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22650297A JP3586362B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| US09/123,464 US6441334B1 (en) | 1997-08-22 | 1998-07-28 | Gas shielded arc welding flux cored wire |
| EP98114344A EP0897774B1 (en) | 1997-08-22 | 1998-07-30 | Gas shielded arc welding flux cored wire |
| DE69808573T DE69808573T2 (de) | 1997-08-22 | 1998-07-30 | Fülldraht zum Lichtbogenschweissen in Schutzgas |
| CN98117605A CN1083744C (zh) | 1997-08-22 | 1998-08-20 | 气体保护电弧焊接用药芯焊丝 |
| KR1019980034124A KR100328423B1 (ko) | 1997-08-22 | 1998-08-22 | 가스쉴드아크용접용플럭스충전와이어 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22650297A JP3586362B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 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 |
|---|---|
| JPH1158069A true JPH1158069A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3586362B2 JP3586362B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=16846128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22650297A Expired - Lifetime JP3586362B2 (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6441334B1 (ja) |
| EP (1) | EP0897774B1 (ja) |
| JP (1) | JP3586362B2 (ja) |
| KR (1) | KR100328423B1 (ja) |
| CN (1) | CN1083744C (ja) |
| DE (1) | DE69808573T2 (ja) |
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| CN101920403A (zh) * | 2010-07-27 | 2010-12-22 | 浙江新锐焊接材料有限公司 | 抗吸潮性的铝合金有缝药芯焊丝及其制造方法 |
| WO2017013965A1 (ja) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| WO2020226146A1 (ja) | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス入りワイヤ、溶接方法及び溶接金属 |
| WO2020226148A1 (ja) | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス入りワイヤ、溶接方法及び溶接金属 |
| WO2020255808A1 (ja) | 2019-06-20 | 2020-12-24 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス入りワイヤ及び溶接方法 |
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| KR100371920B1 (ko) * | 2000-07-10 | 2003-02-11 | 고려용접봉 주식회사 | 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드와이어 |
| KR100436489B1 (ko) * | 2001-05-28 | 2004-06-22 | 고려용접봉 주식회사 | 고장력강용 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
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