JPS596759B2 - エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ - Google Patents

エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ

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JPS596759B2
JPS596759B2 JP12023278A JP12023278A JPS596759B2 JP S596759 B2 JPS596759 B2 JP S596759B2 JP 12023278 A JP12023278 A JP 12023278A JP 12023278 A JP12023278 A JP 12023278A JP S596759 B2 JPS596759 B2 JP S596759B2
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JP
Japan
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wire
welding
present
composite wire
slag
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JP12023278A
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JPS5548495A (en
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良雄 神戸
義徳 竹本
成美 真木
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動溶接用複合ワイヤに係るもので、さらに詳
しくは板厚6〜25−の軟鋼から50キロHT鋼、60
キロHT鋼までに広く適応するエレクトロガスアーク溶
接用細径複合ワイヤに関するものである。
現在、軟鋼、50キロHT鋼、60キロHT鋼等を用い
る船舶、石油備蓄タンク等の製作には、施工能率の観点
からエレクトロガスアーク溶接が多用されている。
しかし従来のエレクトロガスアーク溶接、例えば太径複
合ワイヤを用いる特開昭49−115951号公報記載
の技術等では高人熱溶接であるが故に切欠靭性の低下が
不可避であり、最近における施工物の多様化、高性能化
に適応できないという欠点を有していた。このため、溶
接の低人熱化と切欠靭性にすぐれた新しいエレクトロガ
スアーク溶接の開発が強く望まれていた。本発明者らは
かかる産業界の強い要望に答えるべく、エレクトロガス
アーク溶接金属の靭性改善研究を長年にわたつて行なつ
た結果、エレクトロガスアーク溶接においてすぐれた切
欠靭性を有する溶接部を得るためには、開先断面積を減
じこれに見合つたワイヤ径およびワイヤ組成とする必要
があるとの知見を得た。本発明はこれに用いる溶接用複
合ワイヤに関するものである。すなわち本発明は軟鋼フ
ープに鉄粉を主体とするフラックスを充填してなる径が
2、Owrln以下の複合ワイヤであつて、鉄粉以外の
充填フラックス組成がワイヤ重量比でCaFおよびNa
Fを必須とするスラブ生成剤0.6〜6.0%、かつ第
1図ABCDの関係を満たし、5i0.1〜1.3%、
Mn0.5〜3.0%、M00.1〜0.8%、 Ti
0.01〜0.25%であることを特徴とするエレクト
ロガスアーク溶接用複合ワイヤである。
以下に本発明になるエレクトロガスアーク溶接用複合ワ
イヤを上記構成とした理由について詳細に説明する。
本発明ワイヤにおいてCaFおよびNaFを必須とする
スラグ生成剤をワイヤ重量比において0.6〜6.0%
の少ない範囲に限定し、かつ、板厚により更に規定した
のちは、一般に多用されている板厚6〜25wm範囲の
鋼板をスラグの過不足を来たさず良好な状態でエレクト
ロガスアーク溶接せんがためである。
CaF、!I■NaFをスラグ生成剤成分として必須と
したのは金属弗化物の良好なスラグ流動性とアーク安定
効果を期待したものであり、これらスラグ生成剤を上記
範囲に限定しだのはワイヤに対するスラグ生成剤比率を
段階的に変えたワイヤ(1.6―径)を用いて行なつた
実験結果による。この実験における溶接条件はDC(1
),450A,43,C0流量30t/Min,ワ′
2イヤ突出し長さ407mであつた。
なお開先間隙はいずれの板厚においても表15TW1n
、裏4mとし表裏とも銅板を当てがつた。本発明ワイヤ
の最小適用板厚6mを溶接する場合、ワイヤ中のスラグ
生成剤が3.0%(B点)に満たなければスラグが不足
し、平滑で美麗なビードが得られず、6.0%(A点)
を超すと今度は過剰のスラグがアータに悪影響を及ぼし
始めるため安定した溶接を維持することはできない。従
つて、板厚6wnの場合の適正スラグ生成剤量は3.0
〜6.0%である。板厚121の場合は開先断面積に対
するビード表面積の比が小さくなるため、板厚6mの時
より所要スラグ生成剤量は少なくなb、下限が1.0%
、上限が3.5(F6であつた。更に板厚が19mと厚
くなるとスラグ生成剤の適量は0.7〜2.2f)の範
囲となつた。そして本発明ワイヤの最大適用板厚である
257mを溶接する場合の適正スラグ生成剤量の下限は
0.6%(D点)、上限は2.0%(C点)であつた。
この検討結果を示したのが第1図である。従つて、船、
タンク等で一般的な板厚6〜257rrm範囲の鋼板を
対象とする本発明ワイヤのスラグ生成剤添加量は0.6
〜6.0%の範囲内で、第1図のABCDの関係を満た
すものでなければならない。ところで、CaF2とNa
Fの比率は特に定めるものではなく、上記範囲内にて任
意の割合を選定すれば良い。ただ注意すべきはNaFの
添加はアークを極めて安定にする反面、溶接ヒユームを
著るしく増加させることである。このため、NaFの添
加は出来れば1.8%以下に抑えるのが望ましい。本発
明ワイヤにおいて、フラツタス中のSiを0.1〜1.
3%、Mnを0.5〜3.0%に規定したのは軟鋼から
60キロHT鋼の溶接に供し、必要な強度を得るためで
ある。
0.1%未満のSi,O・5%未満のMnでは、MO,
Ti等の他成分を本発明の範囲で如何様に調整しようと
も、必要な強度を維持し、しかも必要十分な切欠靭性を
得ることはできない。
他方Siを1.3%、Mnを3.0%を超えてフラツタ
ス中に含有するワイヤでは溶着金属の強度が高くなb過
ぎるのみならず、切欠靭性フが劣化する。
かかる意味において、本発明ワイヤのSiおよびMnは
それぞれ0.1〜1.3%、0.5〜3.0%の範囲に
限定しなければならない。本発明ワイヤにおいてMOを
添加する主たる目的は所要強度を得ることと溶着金属結
晶粒の微細化による靭性改善の2点である。このために
は少なくともフラツクス中に0.1%以上含有させる必
要がある。しかし0.8%を超えてMOを添加させると
溶着金属の強度が異常に高くなり、靭性は却つて劣化す
る。従つて、MOの添加は0.1〜0.8%に限定しな
ければならない。本発明ワイヤではTiを0.01〜0
.25%含有させる。
Tiの添加はアーク現象の改善と溶着金属の靭性向上に
有効であるが、0.01f)未満の添加では上記効果が
期待し得ず、0.25%を超えて添加すると溶着金属は
硬化し、靭性が低下する。このため、Tiの添加は0.
01〜0.25%の範囲に制限する。上記Si,Mn,
MOおよびTiの合金元素は単体、鉄合金の形態で添加
できる他これら相互の合金形態でも添加することができ
る。
なお、本発明ワイヤではこれら元素の他Ni,Cr,A
t,Zr,V,B等を必要に応じて溶着性能向上のため
所要量を添加することもできる。
ところで、本発明ワイヤの充填フラツクスは鉄粉を主体
とするが、鉄粉を主たる成分とする意図はワイヤ溶融速
度を高め、施工能率を上げることと、既述したスラグ生
成剤量の調整にある。したがつて、鉄粉の一部はSi,
Mn,MO,Ti元素等との合金形態で添加することも
可能である。本発明においてワイヤ径を2.0m以下と
したのは、溶接人熱を低下させ、溶着金属の靭性を向上
させんがためである。特に人熱制限は60HT鋼の場合
肝要である。例えば、板厚20w1n(DWT一60鋼
を各サイズのワイヤでもつて溶接した時の溶着金属の靭
性は第2図の実験結果に見る如く、ワイヤ径の減少と共
に向土する。即ち、ワイヤ重量比でCaF2O.5%,
NaFO.7%,SiO.7%,Mn2.5%,MOO
.5%,TiO.l5%,Fel8%であるフラツタス
を充填したワイヤ径1.6〜3.2聰のワイヤを試作し
、第1図を求めたと同一開先!ICWT−60鋼を加工
し、第1表に示す条件で溶接を行ない、溶接金属の衝撃
試験を行なつた結果第2図を得た。3.2T!M,2,
4麹といつた従来の太径ワイヤによる溶接ではワイヤの
溶融速度が遅いたの溶接人熱が大きくなb、溶接金属の
ミクロ組織が粗大化し、3.2mの場合6Kff−M,
24mの場合7Kff−m程度の靭性しか確保できない
しかし、ワイヤ径を2.0m,1.6mと細径にするこ
とにより、ワイヤの溶融速度が大きく増加するため溶接
人熱は100KJ/2−!n以下に減少する。このため
、溶接金属はMn,MO,Ti等の働きにより微細な組
織となり、−10℃の靭性は10Kff−m以上が確保
される。従つて、すぐれた靭性を持つ溶着金属を得よう
とする本発明ワイヤの径は2.0能以下でなければなら
ない。なお本発明ワイヤのワイヤ外皮材には一般の軟鋼
の他、用途により低合金鋼をも使用できる。
またワイヤの断面形状についても特に定めるものではな
く、従来の複合ワイヤ同様、いずれの形状でも支障ない
が細径ワイヤであるため、生産性の良い単純な形状であ
ることが望ましい。ところで、本発明ワイヤは板厚6〜
25?の鋼板に適用するがこれは単層溶接の場合であつ
て、X開先による2パス溶接等では25T1mを超えて
使用できるのはもちろんである。
次に実施例を用いて本発明の効果をさらに具体的に説明
する。
フ 実施例 第2表に軟鋼外皮使用の本発明複合ワイヤおよび比較の
ために用いた複合ワイヤの構成を、第3表にこれらワイ
ヤによるエレクトロガスアーク溶接試験結果を示す。
第2表において屋1〜黒11が本発明になる複合ワイヤ
であつて、SLl2〜f).15が比較例である溶接条
件と試験結果を示す第3表で溶接時のスラグ量に先ず着
目すると、本発明になるJ6.l〜屋11のワイヤでは
スラグの過不足がなく、適量のスラグで良好な溶接が実
現できるのに対し,スラグ生成剤が0.5%である黒1
2の参考ワイヤでは溶接中スラグが不足し美麗なビード
は得られなかつた。
また、屋13のスラグ生成剤を本発明の規定量を超えて
含有するワイヤでは溶接中スラグが多量に溶融プールに
蓄積され途中よう溶接不能となつた。また、金属元素添
加量についても本発明の規定範囲にある黒1〜黒11の
ワイヤについては軟鋼から60キロHT鋼に十分適応す
るのに対し、本発明範囲外の黒14とf).15の参考
ワイヤでは機械的性能面で不十分なことが確認された。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 軟鋼フープに鉄粉を主体とするフラックスを充填し
    てなる径が2.0mm以下の複合ワイヤであつて、鉄粉
    以外の充填フラックス組成がワイヤ重量比で、CaF_
    2およびNaFを必須とするスラグ生成剤0.6〜6.
    0%、かつ第1図ABCDの関係を満たし、Si0.1
    〜1.3%、Mn0.5〜3.0%、Mo0.1〜0.
    8%、Ti0.01〜0.25%であることを特徴とす
    るエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ。
JP12023278A 1978-09-29 1978-09-29 エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ Expired JPS596759B2 (ja)

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