JPS58196196A - ア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ - Google Patents

ア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ

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JPS58196196A
JPS58196196A JP8056982A JP8056982A JPS58196196A JP S58196196 A JPS58196196 A JP S58196196A JP 8056982 A JP8056982 A JP 8056982A JP 8056982 A JP8056982 A JP 8056982A JP S58196196 A JPS58196196 A JP S58196196A
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JP
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wire
amount
flux
steel
fume
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JP8056982A
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JPS6247118B2 (ja
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Yoshiya Sakai
酒井 芳也
Yasuhiro Nagai
永井 保広
Kazuo Ikemoto
池本 和夫
Tetsuo Suga
哲男 菅
Masami Tano
田野 正己
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261Rods, electrodes, wires
    • B23K35/0266Rods, electrodes, wires flux-cored

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶接とエニムの発生量が少tいアーク溶w!
用7ラツクス入シワイヤに関するものである。
アーク溶接用フラックス入シワイヤは溶!!作業性及び
浴接能率が良好であル、殊にアーク安定性が良好でスパ
ッタが少なく優れたビード外観を与え為等の利率を有し
ているから、その使用量はtす重す増加している。しか
しながらその最大の難点はN豪とュームの発生量が多い
ことであシ、ソリッドワイヤを使用した場合の1.S〜
2.0倍にも適する仁とが指摘されている。ヒユー五発
生tが多1%/−hと、#接作III阪の労働衛生面で
問題を佑じる他、換IEO#I%AJill内で#l替
する場合にはヒエ〜ムO為に溶*mの確認が困鑓になり
、爵級の正確性が低下するという問題も発生する。
この様なとュームの影響を防止する方法として、■換気
によるヒユーム濃度の低下、■浴瘉部近傍に設けたダク
ト等によるとューふの吸引除去、■防塵マスクの着用、
■溶接材料及び溶接方法の改善による低ヒユーふ化、専
の対応策が考えられる。
このうち■〜■については櫨々の方法及び装置が提案さ
れているが、これらはあくまで事後対策であって本質的
なものとはとえず、むしろ(′4)に示し九とュー五発
生量を低減することこそ最も電視すべ11ヒユーム対策
と考えるべきである。しかしながらこt)AK関しては
、例えば特公昭8g−1!16号(ノンガス溶接用複合
ワイヤの低ヒユーふ化)篩若千の提案がある程度で十分
な研究はなされていない。
本発明者尋は1紀の様な事情に着目し、構成材料の面か
らアークf@接用フラックス入りワイヤの低ヒユーム化
を可能にすべく研究を進めてきた。
その結果、鞘材を構成する外皮鋼中のC11(以下C1
量)と0量(以下O1量)、及び外皮鋼の内外表面に付
着しているC量(以下Cgji)と0量(以下02倉)
の大小によって溶接ヒユーム量が督しくR動し、これら
を適正に維持すればヒユームの発生量を減少することが
可能であるとの見通しを持った。そこで当面はソリッド
ワイヤ並みのとュー五量まで低下させ得る条件を求めて
検討を行ない1本発明を完成するに至った。即ち本発明
に係る7ラツクス入シワイヤとは、外皮鋼の総重量をW
とし友とき、 (C1+c 2 )/W : 0.051G以下(O1
+05! )/w:8〜1100ppを満足する様にし
えととを要旨上するものである。
次に本発明を完成するに至りた研究過程を述べることk
よって本発明の構成及び作用効果を明らかにする。
溶接ヒユームの*勘は、ワイヤ先端で発生した高温蒸気
がアータ吹iKよって大気中へ放出され、麟l&気が酸
化を受けつつ凝固してエアロゾに伏動となったものであ
る。従ってとューム発生量自体を低減しようとする場合
の方禦としては、(8)アーク中の高温蒸気量を少な(
する方法、Q3)アーク中の高温蒸気が大気中へ拡散す
るのを抑制する方法02通りが考えられる。これらのう
ちまず囚については、ワイヤ中の各成分毎の蒸気圧を考
慮して成分組成を検討する必要もあるが、アーク温度が
必要以上に高くなるのを抑制する手段が有効と考えられ
、その為には電離電圧の高い!#雪やe累、廻には水素
尋の低減を図ることが効果的である。
一方@)Kついては、ワイヤ先端におけるM!1溶滴の
爆発がアーク不安定の一因となり、高温蒸気の大気中へ
の拡散を促進している点に@み、爆発の主因であるC 
04”CO2の発生を少なくすることが必要であると考
えられ、その為にはワイヤ中の酸素と酸素の低減を図る
ことが効果的である。
以上の如自考察から、当面の目的としてワイヤ中の炭素
及び酸素を低減するどとを考ええ。しかるところフラッ
クス入りツイヤ、特に管体の中空部へフラックスを充填
した単純断面構造型のワイヤ(帯状ワイヤを半円状に湾
曲し、ブラックス充填後V−ムレえもOt含む)におい
ては、鞘管先端にS垂した溶滴が、鞘管内のフラックス
とは全く独立し九別側の挙動をとるものであるから、ア
ークの発生及びその安定化については前記i11!1屡
滴の性状自体によって左右される。一方mya溶滴の性
状は鞘管の成分によって定められるから、結局ワイヤ中
O脚素及び酸素を低減するという命題は、鞘を構成する
外皮鋼中の酸素及び酸素を低減するという命題と考えれ
ば良い。この様なところから、外皮鋼におけるC含有量
及び0含有量、並びに外皮鋼の外表面に付着しているC
量及び0量の低減を専らの目的とした。冑外皮鋼に付着
しているC及び0とは、潤滑剤中防錆剤等に由来するも
のが大部分であ夛、OKついては、ベーキング処理時に
形成される酸化皮膜に由来するものである。従って7ラ
ツクス入シワイヤの製造工程における伸!1段階で用い
る潤滑剤、或いはめっき前に塗布する防錆剤等の工夫、
I!にはベーキング処理条件の調整等によってC量及び
oto低減を図ることができる。伺これもの量について
は40 l ’e C2e01 * 02の各記号を用
いて説明する。
オず01と02の総量〔正しくは(01+02)/W:
単位PPm)と浴接ヒユーふ発生量の関係を知る為に1
後述の第1表に示されるフラックス成分組成からなるフ
ラックス入りワイヤのうちツイヤ扁ICチタニア系フラ
ックス入シワイヤ)を嘴びSよが1−=0.05憾とし
、01と02の総it−父化させながらヒユーム発生量
の変動を調べた。f!1浴接条件及びヒユーム発生量の
測定方法は下記の通シである。
〈溶接条件〉 電流:280A 電圧:29v ワイヤ突き出し長さ:20m V−ルドガス:co2 20//分 極性:ワイヤ(+ f8接姿勢:下向き くヒユーム発生量の測定〉 JICJ  18980に準拠し、ハ441リュームエ
アサンプラーによる全量捕集法 (m17分) 試験結果は@1図に示す通シであシ、01と02のam
が増大するKつれて2次函数的にヒユーム発生量が増加
している。そして(01−4−C2)/WO41#11
00ppを越える辺シで、標準的ソリッドワイヤにおけ
る平拘的とニーム発生量(約700sy/分)程度にな
シ、以後はとニーム発生量が急激に増加する傾向を示し
た。この様なところからOlと02については、Wに対
して1100pp以下に抑制すべきであるとの結論を得
喪。しかし01とOgの値が極端に少な(なル、WK対
してa ppm未満になると、外皮鋼先端に形成される
溶滴粒の表面張力が過大罠なってスプレーアークの形成
が内@になるので、8ppmを下限とした。
次に前出のワイヤA1のフラックス組成を基準とし酸素
量望−90ppmとしてC1と02の総量を変化させな
がらとニーム発生量の変動を調べたところ、第2図に示
す様な結果が得られえ。
陶溶揚条件及びヒユーム発生量の素足方法は前出の通り
である。11!2図に示す通シc1とC2の総量が増大
するにつれて2次函数的にヒユーム発生tが増加してい
るが、その部面は酸素の場合より顕著である。しかし前
述の標準ヒユーム鰍(700岬/分)を発生するに至る
Cilは、O鎗の場合に比べて格段Kaififft1
411T6 り、(C1+C2)/WO値が0.051
を越える辺シで700tv1分程度の量に到達し九。そ
の為C1と02については、WK対してO,OS*以下
に抑制すべきであるとの結論を得た。
本発明の目的は、ckk及び0量を前述の如く規制する
ことによって一応達成されたカニ、水素1kKついても
一定の制限を与えれば更に好ましい結果が得られたので
説明する。フラックス入りワイヤ中の水素は溶着金属中
の水嵩を増大させる直接の要因となり、耐割れ性を低下
させるだけでなく、アーク温度を高めると^う傾向もあ
るので、ヒユーム発生量を低減させるという本発明の趣
旨に反する。従って水素の低減を図るという娶件につい
ても検討し九ところ、水素及びその化合物は比較的低温
で蒸発するので、79ツクス中及び鋼製外皮中の如何を
問わず、同程度の比虚をもって前記の影響をもたらして
いることが分かった。そしてヒユームの発生量を低レベ
ルに抑制する為の総水素1k(対ワイヤ全電量)を検討
したところ、ワイヤ自体を純Ar中で2200℃に加熱
抽出したときKllられる水素量(通常ガスクロマトグ
ラフで測定)が50ppm1以下でなければならないこ
とが分かった。淘水素源としてはw14製外皮中のH,
フラックス中のH1外皮に付着し九水分、潤滑剤中の水
分や油分が考えられるので、これらを総量的に軽減して
上記条件を達成することが推奨される、。
伺とニーム発生量を低減する為の他の条件として杜、ア
ークを廻に安定化する事が考えられ、フラックス入シフ
イヤの表面に%プイヤ金重量当シ0.08〜0.40重
量嘩の銅めつきを施したところ、とニーム低減効果が得
られ九。即ち鋼は極めて電離し易い元素であるから、め
っき部分においてアークが集中的に発生し、これkよっ
てアークの安定、ひいてはとニームの低減を図ることが
できた。
しかしめり1量が0.081未満ではアーク安定効果が
不十分であシ、他方0.40−を越えると劃割れ性が低
下するので推奨し難い。
最後にフラックス組成については、ヒユーム発生量に対
する影響は外皮に比べて少ない。しかし酸化物、弗化物
1炭素化合物等はヒユーム発生量を増大する方向に作用
する=従って常用のスラダ形成剤、脱酸剤、アーク安定
剤、ガス発生剤9合金剛。鉄粉等を用いるに当っては、
酸化物を酸素量に換算して4,0重j1優以下C対ワイ
ヤ全重量)、弗化物を弗素量に換算して0.4Ii量係
以下C対ワイヤ全重量)、駅素及び炭素化物を病素撒に
初夏してO11重量重量子(対ワイヤ全重量)とするこ
とが推奨される。
肯フ雫ツクス入シワイヤとしてのフラックス充填率は、
フラックス本来の役Illりを発揮させる為に%最低限
10重量−とすべきであるが、フラックス充填率を高め
過ぎるとワイヤの1II−速度が亢進してEニー五発生
量の増大につながるので、80重重量上上限の0女とす
るのが良い。
本発明は上記の如く構成されているので、フラックスの
種類、シールドガスの有無、あるいはV−A/ドガスの
種類にかかわらず、ヒユーム発生量を減少させることが
でき、ソリッドワイヤ並みのレベV又はそれ以下となル
、溶接作業性の向上に資するところは極めて大きい。
次に本発明の実施例を説明する。
第1表に示す組成のフラックス入りワイヤを試作した。
賞第1表に示される鋼製鞘自身の組成は第2表に示した
。@8表tiCl/ W −C2/ W *o1/w、
o27’w等と共に、前述の水素普(対ワイヤ全重量)
を示すものである。そして前用の条件で溶**験を行な
い第4表に示す結果を得た。
ただり、、A8.12はセルフV−ルドアーク溶接で電
流2KOA、@圧27v、ワイヤ突出し長さ26 m 
、極性はワイヤ(へ)であp、その他の条件は前出の条
件と同じである。
第1表に見られる如く、ワイヤml〜6(本発明)及び
49.10(比較例)はチタニア糸フラックス入シワイ
ヤによるC021174級の例、ワイヤA7(本発明)
及びA11(比較例)は塩基性フラックス人シワイヤに
よるC02アーク溶接の例、ツイヤA8(本発明)及び
AIg(比較例)はセルフシールドアータ溶接の例であ
る。まずチタニア系フツツクス入シワイヤにおいては、
比較例(A9,1G)においても元々とュー五発生量は
少なかったが、本発明の条件を満足するもの(41〜B
)ではそれを庭に低減することができている(第4表)
。次に塩基性フラックス入シワイヤ(A7 、11 ’
)では、全体的にとニームの発生量が増大しているが、
本発明の条件を満足するもの(A7)では、実質的に低
減効果が認められる。七ルフV−ルドアー?溶接の例で
は、本発明ワイヤ(A8)のヒユーム量も多いが、比較
例ワイヤ(412)K比較すれば明らかに顕著な低減効
果が認められる。さらに本発明のワイヤは、NW!作業
性、特にスパッタ発生量、アークの感じも良好であり、
オたC@(D層着金属への歩留りも少ないので機械的性
質、例えば引張強さを異常に高めたp1衝撃値を低下さ
せるような悪影響を及ぼさないことが認められる。
【図面の簡単な説明】
@1図及び11.2図は、鋼製外皮の0電及びC蓋とヒ
ユーム発生量の関係を示すグラブである。 ) W4製外皮中及び外皮付着の聡酸素ff1(対鋼製外皮
重量)鋼11す外皮中及び外皮(−1’+77の総炭木
量(対鋼製外皮す1手続補正書(自発) 昭和67年7月1日 1 事件の表示 昭和 67 年 特 許  願第 80569号昭和 
  年        第      号2、発明又は
考案の名称 アーク溶接用7ツツクヌ入シフイヤ 3、補正をする者 事件との関係     特 許 出願人任 所  神戸
市中央区脇浜町−丁目3番18号名称 (119)株式
会社神戸製鋼所 代表者高橋孝吉 4、代  理  人  郵便番号530住 所  大阪
市北区堂島二丁目3番7号 シンコービル7、補正の内
容 「特許請求の範囲」を別紙の通シ訂正します。 特許請求の範囲 (1)銅@CDワイヤ外皮にフラックスを充填してなる
アーク溶接用フフツクス入りワイヤにおいて、外皮鋼中
のC量t−C1y外皮鋼中00量を01゜外皮鋼の外表
面に付着しているC量を0!、外皮鋼の外表面に付着し
ている0量to、、外皮鋼の総重量をW(但しcl、c
、、o8.o、及びWはいずれ4重量挙位)としたとき
、 (C1+Cり/W:0.06%以下 (01+O,)/W: 8〜100pp!Elを満足す
る様にしたことを特徴とするアーク溶接用フラックス入
りワイヤ。 (2、特許請求の範囲第1項において、フラックス充填
率が10〜80重量%であるフフツクス入りワイヤ。 (3)特許請求の範囲第1又は2項において、外皮鋼の
表面に、ワイヤ全重量当!70.08〜0.40重量%
の銅めつきが施されたものであるフフックス入りワイヤ
。 (4)特許請求の範囲第1.2又は8項において、ワイ
ヤを純Ar中2200℃に加熱して抽出される水素量が
、ワイヤ全重量当D 60 ppm以下であるフフツク
ス入プワイヤ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)鋼製のワイヤ外皮にフラックスを充填してなるア
    ークJllt用フサックス入〕ツイヤにおいて。 外皮鋼中のCjlをC1s外皮綱中00量を01゜外皮
    鋼の外表面に付着しているclをCg、外皮鋼の外表面
    に付着しているOjllt−Og、外皮鋼の総重量をW
    (但しCl * C2□01 s 02及びWはいずれ
    4重緻単位)としえとき、 (Cl+0g )/W: 0.06畳以下(01+OS
    ! )/W : 8〜100 ppmを満足する様にし
    たことを特徴とするアークfIIII用フラックス入り
    ワイヤ。 (2、特許請求の範囲第1項におiて、フラックス充填
    率がlO〜80MN量憾であるフラックス人シフイヤ。 (3)特許請求の範囲第1又は2項において、外皮鋼の
    表面に、ワイヤ全菖量当6 o、 o s〜0.04重
    量鳴O銅めりきが施されたものであるフラックス人〉ワ
    イヤ。 14)特許請求の範囲第1.2又は8項において、ワイ
    ヤを純Ar中2200℃に加熱して抽出される水素量が
    、ツイヤ金重量当9 !S Q ppm以下であるフラ
    ックス入〕ツイヤ。
JP8056982A 1982-05-12 1982-05-12 ア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ Granted JPS58196196A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63115696A (ja) * 1986-10-31 1988-05-20 Kobe Steel Ltd 硬化肉盛用フラツクス入りワイヤ
EP1813375B1 (en) * 2006-01-25 2012-08-01 Lincoln Global, Inc. Electric arc welding wire with an electrically conductive layer of copper or copper alloy

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JPS55158897A (en) * 1979-05-30 1980-12-10 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Small diameter flux-cored welding wire excelling in feeding performance

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