JPS591517B2

JPS591517B2 - 硬化肉盛用ｃｏ↓２シ−ルドフラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JPS591517B2
Application number: JP2464080A
Authority: JP
Inventors: 基戸倉; 均西村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-03-01
Filing date: 1980-03-01
Publication date: 1984-01-12
Also published as: JPS56122699A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は硬化肉盛用の自動、半自動用のＣ０２シールド
フラックス入りワイヤに関するものである。

製鉄機械、土木建設機械などの足回り部品の硬化肉盛補
修には従来の被覆アーク溶接法では、作業能率が悪いこ
とから最近では自動あるいは半自動アーク溶接法主とし
てＭＩＧ溶接法が使用されるようになつた。

一般にＭＩＧ溶接法はソリッドワイヤを使用して施工さ
れることが多く、このソリッドワイヤを使用すれば手溶
接棒に比較し、３〜４倍の作業能率が得られ、また、半
自動、自動化することにより作業環境が改善などのメリ
ットがある。

しかしながらこのソリッドワイヤを用いた場合発生する
スラグは、溶接ビード全面を均一に被包することがなく
飛石状に発生し、しかも剥離性も悪い。また溶接ビード
の重ね部分を伴なう溶接とか連続肉盛溶接などを行なう
際にスラグの除去が困難なことより、ビードに部分的に
厚く残留し、アークのなめらかな発生を妨害しそのため
スパッタが生じたりスラグの巻込みなどの欠陥の原因と
なる。又ソリッドワイヤはスラグによる粘性調整がなさ
れていないこと、スラグの剥離が悪く、ビードに残留す
るスラグにより溶着金属の流動性が阻害されたり、フラ
ックス人りワイヤなどのようにアークの広がりをもたす
ための調整がなされていないことなどにより、ビードと
ビードの重ね部は平滑にはならす谷間を生じ、機械仕上
けの工数、およびビードの削り代も多く不経済であつた
。本発明は、ソリッドワイヤと同等の作業能率が得られ
スラグ被包性も良く、スラグ剥離も容易でなおかつビー
ドとビードの重ね部も平滑になるようなフラックスワイ
ヤを提供するものである。

すなわち、本発明は軟鋼帯材を外皮として内部に重量比
でチール１８〜５０％、酸化鉄１〜１０％、カリ長石１
〜１０％、ジルコンサンド１〜１５％、アルミナ２〜１
５％、弗化ソーダ０．５〜３．０％、また脱酸剤、合金
剤として、シリコン１〜８％、マンガン１〜２２％、ク
ロム２〜〜４０％、モリブデン８％以下、炭素３．５％
以下、鉄分４０％以下よりなるフラックス組成で前記外
皮に対するフラックスの重量比で５〜３０％の範囲で充
填されていることを特徴とする硬化肉盛用ＣＯ２シール
ドフラツクス入りワイヤであつて、以上のような溶接用
フラツクス入りワイヤを構成することにより溶接アーク
を安定化し、かつ溶融スラグの粘性、流動性および表面
張力を増大させて溶融金属内のスラグの浮上を最適状態
に維持するとともに、ビード表面に均一にスラグが被包
しまたスラグの除去も容易となり、ビード（ビードの重
ね部も平滑となり（谷間など発生せず）プロホールの発
生、スラグ巻込みなどの欠陥も発生せず健全な溶着金属
が得られ作業能率の面でもソリツドワイヤと同等かつそ
れ以上のものが得られるという優れた効果を奏すもので
ある。なお本発明において軟鋼帯材とは、重量％で炭素
０．０４〜０．１％、シリコン０．３％以下、マンガン
０．４％以下、残部は、実質的に鉄及び不純物よりなる
ものを指す。以下本発明を詳細に説明する。先ずルチー
ルについては、溶接アークの安定性を高めるとともに溶
接ビード表面のスラグ被包性を改善し、ビ」ドの盛り上
りを少なくすることにより、ビード止端部の立上り角度
を少なくしてビード重ね部の改善（谷間を発生しない）
に寄与する。

しかしその添加量が５０％より多くなるとスラグの剥離
性を低下させるとともにスラグの粘性の低下となり、ビ
ード止端部にスラグが流れ込み、ビード立土り角度が大
きくなり、ビードはオーバラツプ気味になる。

これはスラグ巻込み、などの欠陥の原因となりスラグの
粘性の低下はスパツタの発生などの原因ともなる。又そ
の添加量が１８％少なくなるとアークが不安定となり、
スパツタの発生、およびスラグが硬くなりスラグ剥離性
の低下となり以上の諸点より勘案した結果その適正成分
範囲は１８〜５０％と規定した。酸化鉄については、ス
ラグの粘性調整と、アークの安定性およびスラグ剥離性
の改善などに有効であり、１％未満ではスラグの粘性、
流動性不足となりスラグの被包性も悪く、平滑なビード
は得られず、大粒のスパツタなどが発生し適当でない。

１０％を超えると、スラグ粘性、流動性過多となり、ビ
ードに均一にスラグが被包せずビード中央部のスラグが
不足し、ビード止端部に流れ込み、ビード立上り角度も
大きくオーバラツプ気味のビードとなリピート重ね部で
のスラグ巻込みなどの欠陥を生じ易く適当でない。

以上よりその適正成）分範囲は１〜１０％と規定した。

カリ長石については、アーク安定性、スラグの粘性、流
動性の調整に有効であり１％未満ではアーク不安定、大
粒のスパツタの発生など適当でない。

１０％を超えると溶接ヒユームが多量に発生し実用上好
ましくない。

以上により、その適正成分範囲を１〜１０％と規定した
。ジルコンサンドについては、スラグの粘性、流動性の
調整、アークの安定性、ひろがりに効果が大きくジルコ
ンサンドを適量調整することにより、本発明ワイヤのも
たらす効果であるビードの広がり、なじみの改良と、ビ
ード重ね部分の改善（重ね部に谷間を生じない）とが行
なわれる。

１％未満ではその効果は認められず１５％を超えると、
スラグ粘性過多となり、流動性も悪くなりスラグが均一
に被包しないことより、ビード外観も悪くなる。

以上の結果により、適正成分範囲は１〜１５％と規定し
た。アルミナは、アークの強さを調整するのに有効でま
た、スラグ剥離などの改善に効果がある。

２％未満では、その効果は認められず１５％を超えると
、アークの強さが過多となり、スパツタが発生し又スラ
グが硬くなり、スラグ剥離性が悪くなる。

以上の結果により、適正成分範囲は２〜１５％と規定し
た。弗化ソーダについては、アークの安定性とスラグ剥
離性に有効であり、０．５％未満ではアークがやや不安
定となり、スパツタも発生し適当でない。

３％を超えると、スラグの粘性が不足することによりビ
ード外観上好ましくない。

又、スラグはくりの面でも適当でない。以上の結果より
適正成分範囲は０．５〜３％と規定した。合金剤、脱酸
剤となるシリコン、マンガン、クロム、モリブデン及び
炭素は、全溶着金属のビツカース硬さがＨｖ２５Ｏ〜６
００を維持できるための必須成分となるものでシリコン
はスラグの粘性調整と脱酸剤としての効果は大きい。

しかし１％未満ではその効果は少なく脱酸不足によるプ
ロホールピツトなどが発生し適当でない。８％を超える
とスラグの粘性が過多となりビード外観、スラグ剥離な
どが劣化し、適当でない。

以上によりその適正成分範囲は１〜８％と規定した。マ
ンガンについては、シリコンと同様に脱酸剤、合金剤と
しての効果があるが１％未満ではその効果は少なく脱酸
不足によるプロホール、ピツトなどが発生し適当でない
。また溶着金属中のマンガン量不足により硬さのバラツ
キも大きくなる。２２％を超えるとスラグ剥離が悪くな
るとともに、ビード表面に小さな突起物が生じビード外
観上好ましくない。

また合金剤としての効果もそれ以上添加しても効果は期
待できず飽和状態に達する。以上により適正成分範囲は
１〜２２％と規定した。クロムについては、溶着金属の
硬さを維持することとその安定化に著しく効果は大きい
。

２％未満では、その効果は硬さとのバランスではあるが
、Ｈｖ２５Ｏを維持するのは難かしくその効果も少ない
。

４０％を超えると硬さにおよぼす効果は期待されず、逆
に溶着金属の割れ感受性の面で劣化する。

以上により適正成分範囲は２〜４０％と規定した。モリ
ブデンについては、硬さの安定化と熱処理を施したとき
、また溶着金属の熱影響部などに見られる軟化などの防
止に効果がある。

しかしながら８％を超えるとそれ以上添加しても効果が
期待されないところから適正成分範囲を８％以下とした
。炭素については、溶着金属の硬さにおよぼす効果は著
しく大きいが反面溶着金属の割感受性に劣る。

また３．５％を超えると著しく割感受性に劣り、またス
ラグの粘性不足によりビード外観などに影響を与え、適
当でない。以上の理由により炭素の上限を３．５％と定
めた。またシリコン、マンガン、クロム、モリブデンな
どを合金鉄の形で添加する場合、これら合金鉄に含まれ
る鉄分がフラツクス中の鉄源となることは勿論であるが
、その他アークの安定性、ビードの光沢、なじみなどの
改善に効果がある鉄粉自体を単独に添加することも有効
である。

しかしながら鉄分の合計が４０％を超えると、スラグの
粘性不足によるビード外観の劣化、またスラグ剥離、ス
パツタの発生などが生じ適当でない。そこで適正成分範
囲を４０％以下と規定した。さらにフラツクス充填率の
設定も重要な案件であり、フラツクスワイヤ全体の重量
に対して５％未満では、ワイヤ成形中に旨状になつた帯
材の中を充填されたフラツクスが移動し、成分の偏析な
どの原因となる。

またいくらフラツクスを調整しても安定なアークと良好
な溶接作業性は得られず溶着金属の硬さもＨｖ２５Ｏ〜
６００を維持することは困難である。一方３０％を超え
ると製造されたワイヤは折れ易くなり安定した溶接が行
なえない。又、溶着量の増加とともにスラグ量が増えて
、ビード外観などに影響を与え好ましくない。以上によ
り充填率の範囲を５〜３０％と定めた。次に実施例に基
いて本発明の効果をさらに具体的に説明する。実施例第１表に示すような組成のフラツクスを第２表に示す組
成の軟鋼帯材に第１表に示す充填率で充填し、ワイヤ経
１．６φのワイヤを製造した。

第１表において涜１〜Ｘ）．９は本発明例であり、．４
６．１０〜滝１７は比較例を示したものである。これら
Ａ６．ｌ〜Ａｆ）．１７のフラツクス入りワイヤについ
て第３表、第４表に示すような溶接条件、母材で溶接作
業性の調査を行なつた。その結果を第５表に示す。なお
溶接は母材表面にビードオンプレートで４層盛に積層す
ることにより実施された。第５表の溶接作業性調査結果
では、本発明フラツクス入りワイヤ．／Ｆ６ｌ〜還９に
ついては、アークの安定性、スラグ被包性、剥離、ビー
ド形状、スパツタおよびビード重ね部のなじみなどいず
れも満足すべきものであつた。しかし比較ワイヤである
還１０〜滝１７については、本発明の目的を十分に達成
することはできなかつた。次に本発明フラツクス入りワ
イヤ７Ｆ６ｌ〜．／Ｆ６４について第３表の溶接条件で
第４表の母材を用い肉盛溶接を行ない溶着金属の化学成
分、硬さを調査した。

その結果を第７表に示す。同表に見られるように全溶着
金属の硬さがＨｖ２５Ｏ〜６４０程度のものが容易に得
られる。

また本発明フラツクス入りワイヤ／Ｆ６２について、０
．１Ｃ〜０．７Ｓ１−１．２Ｍｎ相当の化学成分を有す
る軟鋼および５０キロ級高張力鋼用ソリツドワイヤと溶
着速度の比較試験を行なつた。その結果を第１図に示す
。第１図から明らかなように特に溶接電流３００〜４０
０Ａの範囲では、本発明のワイヤの方が溶着速度はむし
ろ大きくなり、さらにスパツタの発生もソリツドワイヤ
に比べ少なく、作業能率の面でもソリツドワイヤと比べ
遜色のないものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明フラツクス入りワイヤと市販ソリッドワ
イヤの溶着速度の対比の一例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１軟鋼帯材を外皮として、内部に重量比にてルチール
１８〜５０％、酸化鉄１〜１０％、カリ長石１〜１０％
、ジルコンサンド１〜１５％、アルミナ２〜１５％、弗
化ソーダ０．５〜３％、また脱酸剤、合金剤として、シ
リコン１〜８％、マンガン１〜２２％、クロム２〜４０
％、モリブデン８％以下、炭素３．５％以下、鉄分４０
％以下よりなるフラックス組成で、前記外皮に対するフ
ラックスの重量比で５〜３０％の範囲で充填されている
ことを特徴とする硬化肉盛用ＣＯ＿２シールドフラック
ス入りワイヤ。