JPS597559B2 - 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Info
- Publication number
- JPS597559B2 JPS597559B2 JP3685079A JP3685079A JPS597559B2 JP S597559 B2 JPS597559 B2 JP S597559B2 JP 3685079 A JP3685079 A JP 3685079A JP 3685079 A JP3685079 A JP 3685079A JP S597559 B2 JPS597559 B2 JP S597559B2
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- JP
- Japan
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- wire
- steel
- present
- welding
- arc welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- 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ワイヤに係るもので、さらに詳しく
は60キロHT鋼に適応するエレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤに関するものである。
は60キロHT鋼に適応するエレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤに関するものである。
今後の石油備蓄タンクは立地難から寒冷地に建設するケ
ースが増えることが予想されておわ、しかも鋼材は殆ん
どが60キロHT鋼となる。60キロHT鋼、寒冷地と
いつた厳しい条件下にあつても現場の文面溶接は施工能
率の観点からエレクトロガス溶接の採用が計画されてい
る。
ースが増えることが予想されておわ、しかも鋼材は殆ん
どが60キロHT鋼となる。60キロHT鋼、寒冷地と
いつた厳しい条件下にあつても現場の文面溶接は施工能
率の観点からエレクトロガス溶接の採用が計画されてい
る。
しかし、従来のエレクトロガスアーク溶接、例えば特開
昭49−115951号公報記載の技術の如きワイヤ成
分範囲の広いラフな技術では常温近傍での使用には耐え
得ても低温靭性の要求される施工には5OHT鋼の場合
でさえ全く適用できないことが明らかとなつた。このた
め寒冷地に60キロHT鋼を用いて建設する石油備蓄タ
ンクの施工に使用可能なワイヤ性能、特に−20℃程度
の低温切欠靭性にすぐれた60キロHT鋼用エレクトロ
ガスアーク溶接用ワイヤの開発が強く望まれていた。本
発明者らはかかる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、60キロHT鋼の高入熱文面溶接にお
いて低温靭性が劣化しない複合ワイヤ組成を見出すこと
に成功した。すなわち、本発明ワイヤ全重量に対し、5
i0.5〜1.1%、Mn1.8〜2.8%、M00.
3〜0.9%、Ti0.10−O、25%、B0.00
3〜0.008%未満および金属ふつ化物を主成分とす
るスラグ生成剤0.6〜6.0%ならびに30%以下の
鉄粉を必須フラックス成分として金属外皮内に充填した
ことを特徴とする60キロHT鋼用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。
昭49−115951号公報記載の技術の如きワイヤ成
分範囲の広いラフな技術では常温近傍での使用には耐え
得ても低温靭性の要求される施工には5OHT鋼の場合
でさえ全く適用できないことが明らかとなつた。このた
め寒冷地に60キロHT鋼を用いて建設する石油備蓄タ
ンクの施工に使用可能なワイヤ性能、特に−20℃程度
の低温切欠靭性にすぐれた60キロHT鋼用エレクトロ
ガスアーク溶接用ワイヤの開発が強く望まれていた。本
発明者らはかかる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、60キロHT鋼の高入熱文面溶接にお
いて低温靭性が劣化しない複合ワイヤ組成を見出すこと
に成功した。すなわち、本発明ワイヤ全重量に対し、5
i0.5〜1.1%、Mn1.8〜2.8%、M00.
3〜0.9%、Ti0.10−O、25%、B0.00
3〜0.008%未満および金属ふつ化物を主成分とす
るスラグ生成剤0.6〜6.0%ならびに30%以下の
鉄粉を必須フラックス成分として金属外皮内に充填した
ことを特徴とする60キロHT鋼用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、フラックス中のSiを0.5〜
1.1%、Mnを1.8〜2.81f6の範囲に規定し
たのは60キロHT鋼の溶接に供し、必要な強度を得る
ためである。
1.1%、Mnを1.8〜2.81f6の範囲に規定し
たのは60キロHT鋼の溶接に供し、必要な強度を得る
ためである。
0.5%未満のSi、1.8%未満のMnではMo、T
i、B等の他成分を本発明の範囲内で如何に調整しよう
とも60キロHT鋼、例えばSPV−50鋼の溶接部に
要求される強度62〜f/一を維持することは困難であ
る。
i、B等の他成分を本発明の範囲内で如何に調整しよう
とも60キロHT鋼、例えばSPV−50鋼の溶接部に
要求される強度62〜f/一を維持することは困難であ
る。
一方、Siを1.1%、Mnを2.8%を超えてフラッ
クス中に含有する複合ワイヤでは溶着金属の強度が高く
なり過ぎ、60キロHT鋼の強度規格75Kgf/M7
iを超える欠点がある。かかる意味に}いて、本発明の
Si訃よびMnはそれぞれ0.5〜1.1%、1.8〜
2.8%の範囲に限定するが、Mn/s1の比は低温靭
性劣化防止の観点から2.0〜4.5にコントロールす
るのが望ましいことも確認された。本発明ワイヤにMO
を添加する主目的は所要強度を得ることと溶着金属の結
晶粒を微細化し低温靭性を改善することの2点である。
クス中に含有する複合ワイヤでは溶着金属の強度が高く
なり過ぎ、60キロHT鋼の強度規格75Kgf/M7
iを超える欠点がある。かかる意味に}いて、本発明の
Si訃よびMnはそれぞれ0.5〜1.1%、1.8〜
2.8%の範囲に限定するが、Mn/s1の比は低温靭
性劣化防止の観点から2.0〜4.5にコントロールす
るのが望ましいことも確認された。本発明ワイヤにMO
を添加する主目的は所要強度を得ることと溶着金属の結
晶粒を微細化し低温靭性を改善することの2点である。
このためには少なくとも0.3%以上含有させる必要が
ある。しかし0.9%を超えて含有させると溶着金属の
強度が異常に上昇する結果、切欠靭性は却つて劣化する
。従つてMOの添加は0.3〜0,9%の範囲に限定す
る。更に本発明ワイヤではTiO.lO〜0,25%を
後述するBと共に添加する。
ある。しかし0.9%を超えて含有させると溶着金属の
強度が異常に上昇する結果、切欠靭性は却つて劣化する
。従つてMOの添加は0.3〜0,9%の範囲に限定す
る。更に本発明ワイヤではTiO.lO〜0,25%を
後述するBと共に添加する。
0.10(:F6未満の添加ではSi,Mnとの共同脱
酸下に訃いても溶融メタルの脱酸能が不足するため、B
の酸化消耗が促進され、Bによる溶着金属の焼入れ効果
が損われる。
酸下に訃いても溶融メタルの脱酸能が不足するため、B
の酸化消耗が促進され、Bによる溶着金属の焼入れ効果
が損われる。
このため、高入熱溶接であるエレクトロガスアーク溶接
金属では組織が粗大化し、低温靭性が低下する。一方、
Tiを0.2501)を超えて添加すると溶着金属のT
i量が増し、強度の異常上昇を来たす結果靭性が低下す
るばかりか、割れに対し敏感となるので好ましくない。
ところで、60キロHT鋼のエレクトロガスアーク溶接
金属の低温靭性向上にBが極めて有効であることが明ら
かとなつた。
金属では組織が粗大化し、低温靭性が低下する。一方、
Tiを0.2501)を超えて添加すると溶着金属のT
i量が増し、強度の異常上昇を来たす結果靭性が低下す
るばかりか、割れに対し敏感となるので好ましくない。
ところで、60キロHT鋼のエレクトロガスアーク溶接
金属の低温靭性向上にBが極めて有効であることが明ら
かとなつた。
すなろち、この知見は対ワイヤ重量比において充填フラ
ツクスが0.8%Si−2.2%Mn−0.5%MO−
0.15%TiO.5%CaF2−0.5(F6LiF
−20(!I鉄粉およびさらに鉄粉とBを置換すること
によりBを種々の割合で添加した複合ワイヤを用いて行
なつた実験結果よ)得られた。この実験に卦ける溶接条
件はDC(ト)、450A,43V,C02流量301
/分、ワイヤ突出し長さ40〜50[NOl、板厚方向
の振幅6mn、振動回数120回/分であつた。なお、
母材はSPV−50,25[mで開先間隙は表151m
、裏4[0[n、表裏とも水冷銅板を当てがつて溶接し
た。第1図の実験結果によると、ワイヤ中のB量が0.
003%までは低温靭性の改善効果は余ジ認められず、
0.0031!)以上で高い切欠靭性が実現する。
ツクスが0.8%Si−2.2%Mn−0.5%MO−
0.15%TiO.5%CaF2−0.5(F6LiF
−20(!I鉄粉およびさらに鉄粉とBを置換すること
によりBを種々の割合で添加した複合ワイヤを用いて行
なつた実験結果よ)得られた。この実験に卦ける溶接条
件はDC(ト)、450A,43V,C02流量301
/分、ワイヤ突出し長さ40〜50[NOl、板厚方向
の振幅6mn、振動回数120回/分であつた。なお、
母材はSPV−50,25[mで開先間隙は表151m
、裏4[0[n、表裏とも水冷銅板を当てがつて溶接し
た。第1図の実験結果によると、ワイヤ中のB量が0.
003%までは低温靭性の改善効果は余ジ認められず、
0.0031!)以上で高い切欠靭性が実現する。
この靭性改善効果は0.020%まで発揮されるが0,
020%超すと靭性は急激に低下する。これは過剰のB
が溶着金属に歩留まつた結果、溶着金属が硬化したため
である。また60キロHT鋼用に合金を多く含有する複
合ワイヤに於いては軟鋼50UT鋼の溶接に比較し、割
れの危険度が高いためBの添加量は必要最少限度に抑え
る必要がある。この観点からもBの添加量は0.020
%以下に抑えなければならないが、本発明では経済的な
観点からBの添加は0.003〜0.008%未満の範
囲に限定する。エレクトロガスアーク溶接において美麗
な溶接ビードを得るためにはビード表面を薄く均一に溶
融スラグが被包することが必要である。
020%超すと靭性は急激に低下する。これは過剰のB
が溶着金属に歩留まつた結果、溶着金属が硬化したため
である。また60キロHT鋼用に合金を多く含有する複
合ワイヤに於いては軟鋼50UT鋼の溶接に比較し、割
れの危険度が高いためBの添加量は必要最少限度に抑え
る必要がある。この観点からもBの添加量は0.020
%以下に抑えなければならないが、本発明では経済的な
観点からBの添加は0.003〜0.008%未満の範
囲に限定する。エレクトロガスアーク溶接において美麗
な溶接ビードを得るためにはビード表面を薄く均一に溶
融スラグが被包することが必要である。
このため、本発明ワイヤのスラグ生成剤は金属ふつ化物
を主体とする。本発明者らの研究によると金属ふつ化物
の中でもCaF2,NaF,KF,LiFが特に溶融ス
ラグの流動性を高め、ビードを薄く均一に被包する効果
が大きいことが判つた。この他AlF3,BaF2,K
2ZrF6等も有効であつた。本発明ワイヤでは金属ふ
つ化物をスラグ生成剤の主成分とするが、少量のTlO
2,MnO2,SiO2等の金属酸化物とCacO3,
Na2cO3等の金属炭酸塩をスラグ塩基度の調整}よ
びスラグのはくり性改善のためスラグ生成剤中50%以
下を目処に使用することもできる。実験によるとこれら
金属ふつ化物を主体とするスラグ生成剤であつても、0
.6%未満ではビード表面を均一に被包するには量的に
不足し、ビード表面を美麗にすることはできない。一方
、6.0%を超えてスラグ生成剤を添加すると溶接中ス
ラグが過剰となり長尺継手の溶接を継続することができ
なくなる。従つて本発明ワイヤのスラグ生成剤は金属ふ
つ化物を主体とし、かつその量は0.6〜6.0%の範
囲になければならない。本発明ワイヤに鉄粉を添加する
主目的はワイヤ溶融速度を高め、溶接入熱の低下を図る
ことと、スラグ生成剤の調整を図ることの2点である。
を主体とする。本発明者らの研究によると金属ふつ化物
の中でもCaF2,NaF,KF,LiFが特に溶融ス
ラグの流動性を高め、ビードを薄く均一に被包する効果
が大きいことが判つた。この他AlF3,BaF2,K
2ZrF6等も有効であつた。本発明ワイヤでは金属ふ
つ化物をスラグ生成剤の主成分とするが、少量のTlO
2,MnO2,SiO2等の金属酸化物とCacO3,
Na2cO3等の金属炭酸塩をスラグ塩基度の調整}よ
びスラグのはくり性改善のためスラグ生成剤中50%以
下を目処に使用することもできる。実験によるとこれら
金属ふつ化物を主体とするスラグ生成剤であつても、0
.6%未満ではビード表面を均一に被包するには量的に
不足し、ビード表面を美麗にすることはできない。一方
、6.0%を超えてスラグ生成剤を添加すると溶接中ス
ラグが過剰となり長尺継手の溶接を継続することができ
なくなる。従つて本発明ワイヤのスラグ生成剤は金属ふ
つ化物を主体とし、かつその量は0.6〜6.0%の範
囲になければならない。本発明ワイヤに鉄粉を添加する
主目的はワイヤ溶融速度を高め、溶接入熱の低下を図る
ことと、スラグ生成剤の調整を図ることの2点である。
したがつて鉄粉の一部はSi,Mn,MO,Ti,B元
素等との合金形態で添加することも可能であるが、実験
の結果鉄粉の添加量は30%以下に限定しなければなら
ないことが判つた。これは太径ワイヤであつても30%
を超えて鉄粉を添加すると、必然的に薄肉ワイヤとなる
ため、溶接時に必要な剛性を失なう結果、ワイヤはスネ
ーキングを起こし、安定した溶接を継続することが困難
となるためである。細径ワイヤでは鉄粉の添加は25%
以下が望ましい。かかる理由により本発明ワイヤへの鉄
粉添加量はいずれにしても30%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加工性にす
ぐれた―般の軟鋼を使用する。
素等との合金形態で添加することも可能であるが、実験
の結果鉄粉の添加量は30%以下に限定しなければなら
ないことが判つた。これは太径ワイヤであつても30%
を超えて鉄粉を添加すると、必然的に薄肉ワイヤとなる
ため、溶接時に必要な剛性を失なう結果、ワイヤはスネ
ーキングを起こし、安定した溶接を継続することが困難
となるためである。細径ワイヤでは鉄粉の添加は25%
以下が望ましい。かかる理由により本発明ワイヤへの鉄
粉添加量はいずれにしても30%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加工性にす
ぐれた―般の軟鋼を使用する。
また、ワイヤの断面形状については特に定めるものでは
なく、従来の複合ワイヤ同様、送給性、アーク安定性に
すぐれているものであればいずれでもかまわない。すな
わち、後述の第2図、第3図に示すように断面に合せ目
があつても良く、あるいは第4図に示すように合せ目の
ないいわゆるシームレスワイヤであつても良い。ところ
でワイヤ内に充填するフラツクスはワイヤ全重量に対し
10〜40%の範囲にコントロールするど好結果が得ら
れる様である。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。
なく、従来の複合ワイヤ同様、送給性、アーク安定性に
すぐれているものであればいずれでもかまわない。すな
わち、後述の第2図、第3図に示すように断面に合せ目
があつても良く、あるいは第4図に示すように合せ目の
ないいわゆるシームレスワイヤであつても良い。ところ
でワイヤ内に充填するフラツクスはワイヤ全重量に対し
10〜40%の範囲にコントロールするど好結果が得ら
れる様である。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。
実施例
第1表に軟鋼外皮使用の本発明複合ワイヤ卦よび比較の
ために用いた複合ワイヤの構成を、第2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。
ために用いた複合ワイヤの構成を、第2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1表に}いて黒1〜黒3が本発明になる複合ワイヤで
あつて、應4〜屋9が比較例である。
あつて、應4〜屋9が比較例である。
施工条件と試験結果を示す第2表より、本発明になる黒
1〜黒3の複合ワイヤは溶接作業性、ビード外観が良好
なのはもちろん、X線性能にもすぐれ、引張強度もSP
V− 50の強度規格62〜75kgL4dに入つてお
り、しかも溶着金属の低温靭性は衝撃吸収エネルギーに
見る如く、極めてすぐれていることが確認された。これ
に対しSi,Mnが本発明より少ない黒4の参考7ーイ
ヤは溶着金属の強度が鋼材規格を下回つた。
1〜黒3の複合ワイヤは溶接作業性、ビード外観が良好
なのはもちろん、X線性能にもすぐれ、引張強度もSP
V− 50の強度規格62〜75kgL4dに入つてお
り、しかも溶着金属の低温靭性は衝撃吸収エネルギーに
見る如く、極めてすぐれていることが確認された。これ
に対しSi,Mnが本発明より少ない黒4の参考7ーイ
ヤは溶着金属の強度が鋼材規格を下回つた。
また、MO(5Ti,Bが本発明外である黒5とSi,
MnおよびTiが本発明より多い黒6の参考ワイヤは強
度が高くなり過ぎ低温靭性も満足なものではなかつた。
さらにスラグ生成剤中の酸化物が67%も占めるスラグ
生成剤を1.2%含有する屋7の参考ワイヤはスラグの
粘性が大き過ぎるためビード表面を均一に被包すること
ができず、ビード外観は美麗にはならなかつた。また、
スラグの流動性が悪いため溶着金属中にスラグが残留し
、X線性能も3級であつた。なお、スラグ生成剤の添加
量が本発明の範囲外であり、かつ鉄粉添加量が35%と
この点でも本発明範囲外である黒8の参考ワイヤはスラ
グ不足によるビード外観の不良のみならず、ワイヤのス
ネーキングにより溶接を安定して継続することができな
かつた。また、スラグ生成剤が多過ぎる黒9の参考ワイ
ヤも溶接中スラグが過剰となり溶接を継続することがで
きなかつた。
MnおよびTiが本発明より多い黒6の参考ワイヤは強
度が高くなり過ぎ低温靭性も満足なものではなかつた。
さらにスラグ生成剤中の酸化物が67%も占めるスラグ
生成剤を1.2%含有する屋7の参考ワイヤはスラグの
粘性が大き過ぎるためビード表面を均一に被包すること
ができず、ビード外観は美麗にはならなかつた。また、
スラグの流動性が悪いため溶着金属中にスラグが残留し
、X線性能も3級であつた。なお、スラグ生成剤の添加
量が本発明の範囲外であり、かつ鉄粉添加量が35%と
この点でも本発明範囲外である黒8の参考ワイヤはスラ
グ不足によるビード外観の不良のみならず、ワイヤのス
ネーキングにより溶接を安定して継続することができな
かつた。また、スラグ生成剤が多過ぎる黒9の参考ワイ
ヤも溶接中スラグが過剰となり溶接を継続することがで
きなかつた。
第1図はワイヤ中のB量とエレクトロガス溶着金属の切
欠靭性の関係を示す図、第2図、第3図、第4図は実施
例に用いられたワイヤ断面形状を示す図、第5図は実施
例に用いられた開先形状を示す図である。
欠靭性の関係を示す図、第2図、第3図、第4図は実施
例に用いられたワイヤ断面形状を示す図、第5図は実施
例に用いられた開先形状を示す図である。
Claims (1)
- 1 ワイヤ全重量に対しSi0.5〜1.1%、Mn1
.8〜2.8%、Mo0.3〜0.9%、Ti0.10
〜0.25%、B0.003〜0.008%未満および
金属ふつ化物を主成分とするスラグ生成剤0.6〜6.
0%ならびに30%以下の鉄粉を必須フラックス成分と
して金属外皮内に充填したことを特徴とする60キロH
T鋼用エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3685079A JPS597559B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3685079A JPS597559B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55130393A JPS55130393A (en) | 1980-10-09 |
JPS597559B2 true JPS597559B2 (ja) | 1984-02-18 |
Family
ID=12481235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3685079A Expired JPS597559B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS597559B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020175399A (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-29 | 日鉄溶接工業株式会社 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1979
- 1979-03-30 JP JP3685079A patent/JPS597559B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020175399A (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-29 | 日鉄溶接工業株式会社 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55130393A (en) | 1980-10-09 |
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