JPS611498A - セルフシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
セルフシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPS611498A JPS611498A JP21844883A JP21844883A JPS611498A JP S611498 A JPS611498 A JP S611498A JP 21844883 A JP21844883 A JP 21844883A JP 21844883 A JP21844883 A JP 21844883A JP S611498 A JPS611498 A JP S611498A
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- 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
- B23K35/3601—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 with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はセルフシールドアーク溶接用の７ラツクス入り
ワイヤに関し、特にピット等の溶接欠陥がなく且つ靭性
の優れた溶接金属を全姿勢で得ることのできるフラック
ス人シワイヤに関するものである。 フラックス入りワイヤとは金属鞘内に粉粒状フラックス
を充填したものであシ、使用に当たってはシールドガス
やフラックスを別途供給する必要がないので溶接作業性
が良く、且つ耐風性に優れている等の利点を有している
ところから、最近では海洋構造物等のｉ要構造物にも使
用されはじめており、適用分野は今後もますます拡大し
ていくものと期待されている。 しかしながら現在のセルフシールドアーク溶接用７ラツ
クス人シワイヤのフラックス組成をみると、スラグ形成
剤及びシールド剤としての金属ふつ化物、脱酸・脱窒剤
としてのＡｌ、脱酸・シールド剤としてのＭｇ等を主成
分とするものである為、外部シールドガスを併用しない
限シシールド性能には限界があシ、シールド性能の目安
である適正電圧範囲が４ｖ程度と極めて狭く、その範囲
を逸脱するとビット欠陥が多発するという問題があった
。その為、重要構造物の様な厳しい品質が要求されるも
のの溶接にあっては、溶接電圧を常時監視する必要がお
ると共に、溶接電圧の変化に伴なって煩雑な電圧調整を
行なわなければならず、溶接の全自動化を達成するうえ
で大きな障害となっていた。 本発明はこうした状況のもとで、シールド性能が良好で
適正電圧範囲が広く、ピット欠陥等のない健全な溶接金
属を作業性良く得ることのできるセルフシールドアーク
溶接用フラックス入シワイヤを提供すべく種々研究の結
果完成されたものであって、その構成は、０．００３〜
０．２５チ（重量％二以下同じ）の酸素
ワイヤに関し、特にピット等の溶接欠陥がなく且つ靭性
の優れた溶接金属を全姿勢で得ることのできるフラック
ス人シワイヤに関するものである。 フラックス入りワイヤとは金属鞘内に粉粒状フラックス
を充填したものであシ、使用に当たってはシールドガス
やフラックスを別途供給する必要がないので溶接作業性
が良く、且つ耐風性に優れている等の利点を有している
ところから、最近では海洋構造物等のｉ要構造物にも使
用されはじめており、適用分野は今後もますます拡大し
ていくものと期待されている。 しかしながら現在のセルフシールドアーク溶接用７ラツ
クス人シワイヤのフラックス組成をみると、スラグ形成
剤及びシールド剤としての金属ふつ化物、脱酸・脱窒剤
としてのＡｌ、脱酸・シールド剤としてのＭｇ等を主成
分とするものである為、外部シールドガスを併用しない
限シシールド性能には限界があシ、シールド性能の目安
である適正電圧範囲が４ｖ程度と極めて狭く、その範囲
を逸脱するとビット欠陥が多発するという問題があった
。その為、重要構造物の様な厳しい品質が要求されるも
のの溶接にあっては、溶接電圧を常時監視する必要がお
ると共に、溶接電圧の変化に伴なって煩雑な電圧調整を
行なわなければならず、溶接の全自動化を達成するうえ
で大きな障害となっていた。 本発明はこうした状況のもとで、シールド性能が良好で
適正電圧範囲が広く、ピット欠陥等のない健全な溶接金
属を作業性良く得ることのできるセルフシールドアーク
溶接用フラックス入シワイヤを提供すべく種々研究の結
果完成されたものであって、その構成は、０．００３〜
０．２５チ（重量％二以下同じ）の酸素
〔０〕を含み、
窒素へ〕量が０．０３％以下である鋼製鞘内にフラック
スを充填てなるセルフシールドアーク溶接用フラックス
人シワイヤであって、前記フラックスは、ワイヤ全重量
に対して 金属ふつ化物：５．０〜１４チ Ａｔ ： ０．６〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）
Ｍｇ：０．３〜３．０チ（鋼製鞘中のＭｇを含む）Ｍｎ
： ０．２〜３．０ ％ （鋼製鞘中のＭｎを含む）
Ｃ：０．０３〜０．３％（鋼製鞘中のＣを含む）を含有
すると共に、 （但しＦｘはフラックス率を示す） が０．５以上であり、該フラックスをワイヤ全重量に対
して１０〜３０％となる様に充填してなるところに要旨
を有するものである。 以下本発明において含有成分及び含有率を定めた理由を
説明することにより、本発明の特徴を明確にする。 まず充填フラックスについて説明する。 金属ふつ化物：５〜１４チ 主なシールド剤及びスラグ形成剤であって最も一般的な
のはＣａＦ、であるが、この他ＢａＦ２、ＳｒＦ２．Ｌ
ｉＢａＦｘ等も使用することができる。即ちこれらの金
属ふつ化物は本質的にはスラグ形成剤としての役割を発
揮するが、同時にアーク熱で一部が気化し、溶融金属や
アーク雰囲気を大気から遮断するシールド剤としての効
果も期待される。 従って配合量が少なすぎるとスラグ量が不足して良好な
ビード外観及びビード形状が得られなくなると共に、シ
ールド効果も不十分になるので５％以上含有させなけれ
ばならない。しかし１４チを越えるとスラグ量が過大に
なシ、立向、上向、横向等の各姿勢においてスラグの垂
れ下がりを生じて溶接作業性が悪化する。 Ａｌ：０．６〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）下記
Ｍｇと共に耐気孔性の良好な溶接金属を与える為の元素
であるが、特にＡｌは脱酸、脱窒及び窒素系固定剤とし
て優れた機能を発揮する。これらの効果を有効に発揮さ
せる為には０．６チ以上含有させなければならないが、
反面多すぎると溶接金属中のＡｌ量が過大になシ結晶粒
が粗大化して脆化し易くなるので、３．０チ以下に抑え
なければなら々い。尚Ａｌは金属Ａｌとして添加し得る
他、Ｆｅ−Ａｌ、Ａｔ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ａｌ等の合金とし
て添加することもできる。 Ｍｇ：０．３〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）Ｍｇ
はアーク熱によって容易に金属蒸気となシ強力なシール
ド効果を発揮するが、０．３％未満ではその効果が弱ま
る為Ａｌの歩留りが低下し、Ａｌの脱窒効果並びに窒素
固定効果が期待できなくなる。他方３．０％を越えると
ヒユーム発生量が過大となり、溶融池の観察が困難に万
ると共に作業環境を汚染し、更にはスパッタの増大やス
ラグ粘性の増大によるシールド性の悪化等を招く。尚Ｍ
ｇを金属Ｍｇとして添加するとアーク熱による気化が
爆発的に進んでスパッタが多発する傾向がある。 その為金属Ｍｇとしての添加は排除されないまでも、例
えばＡ １−Ｍｇ、Ｍｇ−５１１Ｍｇ−５ｉ −Ｃａ、
Ｎ ｉ−Ｍ（（％Ｌ ｔ−Ｍｇ等のＭｇ合金として添
加する方が好ましい。 Ｍｎ ： ０．２〜３．０ ％ （鋼製鞘中のＭｎを含
む）溶接金属の強度を高める為の元素であシ、又溶鋼の
表面張力を下げてビード形状を整える作用があシ、０．
２９６未満では良好なビード形状及び軟鋼としての一般
的強度（引張強度４１ ｋｇｆ／１ｎｉｎ”以上）が得
られなくなる。しかし３．０チを越えると、強度が必要
以上に高くなって延性や耐割れ性が低下する。Ｍｎ原料
として使用される合金としては、Ｆｅ−ＭｎやＦｅＦｅ
−８ｌ−等が示され、また酸化物としてＭｎＯ，ＭｎＯ
２，Ｌｉ、ＭｎＯ３等を使用するとともできる。 Ｃ：０．０３〜０．３チ（鋼製鞘中のＣを含む）アーク
熱によシ鋼製鞘中の酸素と反応してＣＯ２等のガスを生
成しシールド性能を高める為の重要な元素であり、０．
０３％以上含有させなければならない。しかし０．３チ
を越えると、溶着金属中に歩留るＣ量が増大して硬度が
過大となシ、衝撃性能が低下する。尚Ｃは前記Ａ Ｉ
、Ｍ ｇ ｓ Ｍ ｎ等と共に鋼製鞘及びフラックスの
どちらに含有させてもよく、フラックス中に添加する場
合はグラファイトやＣを含有する合金、例えばＦｅ−Ｍ
ｎ、Ｆｅ−Ａｌ等、或は有機物や炭酸塩等の炭素含有化
合物として含有させることもできる。 尚Ｃは前述の如く０と反応してＣＯ２等のガスを発生し
シールド性能を高める機能を有しておシ、且つ過剰量の
含有が溶着金属の衝撃性能を阻害するという事実を考慮
すると、ワイヤ中の厳素量
窒素へ〕量が０．０３％以下である鋼製鞘内にフラック
スを充填てなるセルフシールドアーク溶接用フラックス
人シワイヤであって、前記フラックスは、ワイヤ全重量
に対して 金属ふつ化物：５．０〜１４チ Ａｔ ： ０．６〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）
Ｍｇ：０．３〜３．０チ（鋼製鞘中のＭｇを含む）Ｍｎ
： ０．２〜３．０ ％ （鋼製鞘中のＭｎを含む）
Ｃ：０．０３〜０．３％（鋼製鞘中のＣを含む）を含有
すると共に、 （但しＦｘはフラックス率を示す） が０．５以上であり、該フラックスをワイヤ全重量に対
して１０〜３０％となる様に充填してなるところに要旨
を有するものである。 以下本発明において含有成分及び含有率を定めた理由を
説明することにより、本発明の特徴を明確にする。 まず充填フラックスについて説明する。 金属ふつ化物：５〜１４チ 主なシールド剤及びスラグ形成剤であって最も一般的な
のはＣａＦ、であるが、この他ＢａＦ２、ＳｒＦ２．Ｌ
ｉＢａＦｘ等も使用することができる。即ちこれらの金
属ふつ化物は本質的にはスラグ形成剤としての役割を発
揮するが、同時にアーク熱で一部が気化し、溶融金属や
アーク雰囲気を大気から遮断するシールド剤としての効
果も期待される。 従って配合量が少なすぎるとスラグ量が不足して良好な
ビード外観及びビード形状が得られなくなると共に、シ
ールド効果も不十分になるので５％以上含有させなけれ
ばならない。しかし１４チを越えるとスラグ量が過大に
なシ、立向、上向、横向等の各姿勢においてスラグの垂
れ下がりを生じて溶接作業性が悪化する。 Ａｌ：０．６〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）下記
Ｍｇと共に耐気孔性の良好な溶接金属を与える為の元素
であるが、特にＡｌは脱酸、脱窒及び窒素系固定剤とし
て優れた機能を発揮する。これらの効果を有効に発揮さ
せる為には０．６チ以上含有させなければならないが、
反面多すぎると溶接金属中のＡｌ量が過大になシ結晶粒
が粗大化して脆化し易くなるので、３．０チ以下に抑え
なければなら々い。尚Ａｌは金属Ａｌとして添加し得る
他、Ｆｅ−Ａｌ、Ａｔ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ａｌ等の合金とし
て添加することもできる。 Ｍｇ：０．３〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）Ｍｇ
はアーク熱によって容易に金属蒸気となシ強力なシール
ド効果を発揮するが、０．３％未満ではその効果が弱ま
る為Ａｌの歩留りが低下し、Ａｌの脱窒効果並びに窒素
固定効果が期待できなくなる。他方３．０％を越えると
ヒユーム発生量が過大となり、溶融池の観察が困難に万
ると共に作業環境を汚染し、更にはスパッタの増大やス
ラグ粘性の増大によるシールド性の悪化等を招く。尚Ｍ
ｇを金属Ｍｇとして添加するとアーク熱による気化が
爆発的に進んでスパッタが多発する傾向がある。 その為金属Ｍｇとしての添加は排除されないまでも、例
えばＡ １−Ｍｇ、Ｍｇ−５１１Ｍｇ−５ｉ −Ｃａ、
Ｎ ｉ−Ｍ（（％Ｌ ｔ−Ｍｇ等のＭｇ合金として添
加する方が好ましい。 Ｍｎ ： ０．２〜３．０ ％ （鋼製鞘中のＭｎを含
む）溶接金属の強度を高める為の元素であシ、又溶鋼の
表面張力を下げてビード形状を整える作用があシ、０．
２９６未満では良好なビード形状及び軟鋼としての一般
的強度（引張強度４１ ｋｇｆ／１ｎｉｎ”以上）が得
られなくなる。しかし３．０チを越えると、強度が必要
以上に高くなって延性や耐割れ性が低下する。Ｍｎ原料
として使用される合金としては、Ｆｅ−ＭｎやＦｅＦｅ
−８ｌ−等が示され、また酸化物としてＭｎＯ，ＭｎＯ
２，Ｌｉ、ＭｎＯ３等を使用するとともできる。 Ｃ：０．０３〜０．３チ（鋼製鞘中のＣを含む）アーク
熱によシ鋼製鞘中の酸素と反応してＣＯ２等のガスを生
成しシールド性能を高める為の重要な元素であり、０．
０３％以上含有させなければならない。しかし０．３チ
を越えると、溶着金属中に歩留るＣ量が増大して硬度が
過大となシ、衝撃性能が低下する。尚Ｃは前記Ａ Ｉ
、Ｍ ｇ ｓ Ｍ ｎ等と共に鋼製鞘及びフラックスの
どちらに含有させてもよく、フラックス中に添加する場
合はグラファイトやＣを含有する合金、例えばＦｅ−Ｍ
ｎ、Ｆｅ−Ａｌ等、或は有機物や炭酸塩等の炭素含有化
合物として含有させることもできる。 尚Ｃは前述の如く０と反応してＣＯ２等のガスを発生し
シールド性能を高める機能を有しておシ、且つ過剰量の
含有が溶着金属の衝撃性能を阻害するという事実を考慮
すると、ワイヤ中の厳素量
〔０〕と炭素量〔Ｃ〕の間に
も好ましい比率が存在するものと考えられる。そこでこ
の関係を明らかにする為下記〔１３式を設定し、その値
と適正溶接電圧範囲の関係を実験により調べた。 （但しＦｘはフラックス率を示す） 結果は後記第１図（実験例１）に示す通シであシ、（Ｉ
）式の値が０．５未満では適正溶接電流範囲が狭くシー
ルド性能は不十分であるが、０．５を越えると適正溶接
電流範囲は約５割拡大しておシ、優れたシールド性能が
得られることを示している。 尚このグラフからも明らかな様にワイヤ全重量中の（Ｃ
’Ｊが０．０３未満では発生ガスの絶対量が不足する為
、〔１３式の値が適正であっても十分なシールド効果を
得ることができない。尚
も好ましい比率が存在するものと考えられる。そこでこ
の関係を明らかにする為下記〔１３式を設定し、その値
と適正溶接電圧範囲の関係を実験により調べた。 （但しＦｘはフラックス率を示す） 結果は後記第１図（実験例１）に示す通シであシ、（Ｉ
）式の値が０．５未満では適正溶接電流範囲が狭くシー
ルド性能は不十分であるが、０．５を越えると適正溶接
電流範囲は約５割拡大しておシ、優れたシールド性能が
得られることを示している。 尚このグラフからも明らかな様にワイヤ全重量中の（Ｃ
’Ｊが０．０３未満では発生ガスの絶対量が不足する為
、〔１３式の値が適正であっても十分なシールド効果を
得ることができない。尚
〔０〕源は鋼製鞘及びフラック
スの倒れに含有させてもよく、フラックス中に含有させ
る場合はＡ １２０Ｂ 、 Ｍｎ０１Ｍｇ０１Ｔ ｉ
０２ 、Ｚ ｒ ０２、Ｋ２０、Ｎａ２Ｏ等の金属酸化
物、或はストロンチウムフェライト、リチウムフェライ
ト、リチウムマンガナイト等の複合酸化物等として配合
することができるが、その種類は溶接作業性や溶着金属
性能等を考慮して適宜選択して決定すればよい。 ワイヤ中の〔Ｃ〕と
スの倒れに含有させてもよく、フラックス中に含有させ
る場合はＡ １２０Ｂ 、 Ｍｎ０１Ｍｇ０１Ｔ ｉ
０２ 、Ｚ ｒ ０２、Ｋ２０、Ｎａ２Ｏ等の金属酸化
物、或はストロンチウムフェライト、リチウムフェライ
ト、リチウムマンガナイト等の複合酸化物等として配合
することができるが、その種類は溶接作業性や溶着金属
性能等を考慮して適宜選択して決定すればよい。 ワイヤ中の〔Ｃ〕と
〔０〕の適正比率は上記の通りであ
るが、同時に考慮すべき点は鋼製鞘中の
るが、同時に考慮すべき点は鋼製鞘中の
〔０〕（表面の
スクールを含む）である。即ちこの
スクールを含む）である。即ちこの
〔０〕が０．００３
ｑ６未満であると上記のシールド効果が有効に発揮され
ない。しかし多すぎると鋼製鞘の製造及び延伸が困難に
なるので、０．２５％以下に抑えなければならない。ま
た鋼製鞘中に混入し得る困〕はブローホール等の欠陥発
生の主原因となる為できるだけ少ない方が好ましいが、
０．０３％以下であれば性能上の実害は殆んど認められ
ない。 本発明で使用するフラックスの必須成分は上記の通りで
あるが、特に海洋構造物の様な低温靭性（一般に−１０
乃至−６０℃）が要求される分野に適用する場合は、更
にＮｉ：０．０５〜６．０チ、Ｚ ｒ ： ０．０１〜
１．．２％、Ｔ ｉ ： ０．００１〜０．１５チ、Ｂ
： ０．００５〜０．０６％を配合し、またＣｅ等の
希土類元素を配合することも効果的である。 以下これらの副配合成分についても簡単に説明を加える
。 Ｎｉはオーステナイト生成元素であり、多量のＡｌが歩
留ることによってフェライト結晶粒の粗大化を抑制し溶
着金属の切欠靭性を高める作用がある。こうした効果は
０．０５％以上の配合で有効に発揮されるが、６．０％
を越えると強度が過大になって耐割れ性が乏しくなる。 Ｎｉ源としては金属Ｎｉの他、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ５ Ｎ
ｉ −Ｍｇ等のＮｉ合金、或はＮｌ０１Ｂａ、Ｎ１ｐ４
等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。 Ｚｒは溶着金属の結晶粒を微細化すると共に、侵入した
窒素を固定して切欠靭性を改善する作用を有しておシ、
これらの効果は０．０１％以上の添加で有効に発揮され
るが、１，２チを越えるとスラグの焼付きが著しくなっ
て剥離性が悪化する他、切欠靭性もかえって低下する。 尚Ｚｒ源としてはＦｅ Ｚｒ、Ｚｒ−８ｉ等の合金や
に２ＺｒＦａ、Ｎａ、、 ＺｒＦ、、等のふつ化物、或
はＺｒＯ２，Ｚｒ５ｉ０４（ジルコンサンド）、Ｌｉ２
Ｚｒ０Ｂ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。 Ｔｉは極めて少量で切欠靭性を高める作用があシ、その
効果は０．０ＯＩＪ以上で有効に発揮される。この場合
前述した範囲のＺｒやｏ、ｏ ｏ ｉ〜０．０６チのＢ
と併用するとその効果は一段と高まる。但しＴｉ量が０
．１５％を越えるとスラグの焼付きが著しくなシ、ビー
ド外観及び溶接能率が悪化する。 尚Ｔ１源としては金属Ｔｉ％Ｆｅ−Ｔｌ等の合金の他、
Ｔｉｅ、やＴｉ２Ｏ５等の酸化物、或はＬｉ、Ｔｉ０Ｂ
、ＣａＴ１２０４、ＣａＴｉＯ３等の複合酸化物を使用
することもできる。 Ｂは単独では切欠靭性改善効果を殆んど示さないが、前
述の様に適量のＴｉと併用することによってＴｉの効果
を助長する働きがある。こうした効果は０．００１４以
上の配合で有効に発揮されるが、０．０６％を越えると
焼入れ硬化によって耐割れ性が低下し切欠靭性も乏しく
なる。Ｂ源としてはＦｅ−Ｂ等の合金やＢ２Ｏ３等の酸
化物、或はＬ １２Ｂ４０７ 、Ｎａ、、 Ｂ４０□等
の複合酸化物が挙げられる。 この他、本発明で使用する充填フラックス中には、溶接
金属の高温強度等の機械的性質や耐食性を改善する為に
Ｃｒ％Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｐ等の元素を配合
することもできる。 以上、鋼製鞘内に充填するフラックス組成を主体に説明
したが、それら各成分の効果を有効に発揮させる為には
フラックスの充填率も極めて重要であシ、ワイヤ全重量
に対する充填率が１０〜３゜チの範囲となる様に設定し
なければならない。即ち充填率が１０チ未満では、先に
規定したフラックス構成４分の個々の含有率が不足Ｕｏ
〕／ （ｃ〕（前記〔１３式の値二以下同じ）のバラン
スが崩れる為に満足な効果を得ることができず、一方３
０％を越えるとやは、Ｄ （０） ／ ［Ｃ：］のバラ
ンスが崩れてシールド不足になったシ、溶接金属中のＡ
ｌ等の合金量が過剰になって目標とする機械的性質が得
られなくなったシ、更には生成スラグ量が過大になって
スラグ巻込みが著しくなったシ溶接作業性が低下する等
の問題が現われる。 鋼製鞘の材質としては軟鋼が最も一般的であるが、用途
によっては低合金鋼や高合金鋼等を使用することができ
、またその断面構造も特に限定されないが、２ｍｍφ以
下の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また２
、４〜４ｍｍφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部へ
複雑に折シ込んだ構造のものが一般的である。 本発明は以上の様に構成されておシ、特に鋼製鞘内へ充
填するフラックスの成分組成を特定することによって、
特にピット等の溶接欠陥がなく且つ機械的性能の優れた
溶接金属をあらゆる溶接姿勢で得ることのできるセルフ
シールドアーク溶接用のフラックス人シワイヤを提供し
得ることになつた。 次に実験例を挙げて本発明の効果を明確にする。 実験例ｌ ＢａＦ２ ：５０％、 ＬｉＢａＦ３ ： １ ０
ｑ６、 Ａｌ ニア ％、Ｍｇ ： ８％、残部二鉄
粉、を基本組成とし、これにグラファイト：０〜３．７
ｑ６及びＦ ｅ２０３ ： ０〜２０俤を配合してなる
粉粒状フラックスと、〔Ｃ：ＩＩ：０Ｄ０５〜０．０３
％、（０）：０．００３〜０．２５％、Ｍｎ：０．０１
〜０．５０チ、Ｓｉ：０．１チ以下、（ト）〕＝０．０
０６％以下、残部：実質的にＦｅからなる軟鋼製鞘材を
使用し、前記粉粒状フラックスをワイヤ全重量に対する
充填率が２０％となる様に前記軟鋼製靴内へ充填し、伸
線加工を施して［０３／（Ｃ）値の異なる２、 ０ ｍ
ｍφのフラックス人シワイヤを製造した。得られた各フ
ラックス人シワイヤを用いて下記の条件で溶接実験を行
ない、得られた溶接金属の耐ビット試験を行なうことに
よって、
ｑ６未満であると上記のシールド効果が有効に発揮され
ない。しかし多すぎると鋼製鞘の製造及び延伸が困難に
なるので、０．２５％以下に抑えなければならない。ま
た鋼製鞘中に混入し得る困〕はブローホール等の欠陥発
生の主原因となる為できるだけ少ない方が好ましいが、
０．０３％以下であれば性能上の実害は殆んど認められ
ない。 本発明で使用するフラックスの必須成分は上記の通りで
あるが、特に海洋構造物の様な低温靭性（一般に−１０
乃至−６０℃）が要求される分野に適用する場合は、更
にＮｉ：０．０５〜６．０チ、Ｚ ｒ ： ０．０１〜
１．．２％、Ｔ ｉ ： ０．００１〜０．１５チ、Ｂ
： ０．００５〜０．０６％を配合し、またＣｅ等の
希土類元素を配合することも効果的である。 以下これらの副配合成分についても簡単に説明を加える
。 Ｎｉはオーステナイト生成元素であり、多量のＡｌが歩
留ることによってフェライト結晶粒の粗大化を抑制し溶
着金属の切欠靭性を高める作用がある。こうした効果は
０．０５％以上の配合で有効に発揮されるが、６．０％
を越えると強度が過大になって耐割れ性が乏しくなる。 Ｎｉ源としては金属Ｎｉの他、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ５ Ｎ
ｉ −Ｍｇ等のＮｉ合金、或はＮｌ０１Ｂａ、Ｎ１ｐ４
等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。 Ｚｒは溶着金属の結晶粒を微細化すると共に、侵入した
窒素を固定して切欠靭性を改善する作用を有しておシ、
これらの効果は０．０１％以上の添加で有効に発揮され
るが、１，２チを越えるとスラグの焼付きが著しくなっ
て剥離性が悪化する他、切欠靭性もかえって低下する。 尚Ｚｒ源としてはＦｅ Ｚｒ、Ｚｒ−８ｉ等の合金や
に２ＺｒＦａ、Ｎａ、、 ＺｒＦ、、等のふつ化物、或
はＺｒＯ２，Ｚｒ５ｉ０４（ジルコンサンド）、Ｌｉ２
Ｚｒ０Ｂ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。 Ｔｉは極めて少量で切欠靭性を高める作用があシ、その
効果は０．０ＯＩＪ以上で有効に発揮される。この場合
前述した範囲のＺｒやｏ、ｏ ｏ ｉ〜０．０６チのＢ
と併用するとその効果は一段と高まる。但しＴｉ量が０
．１５％を越えるとスラグの焼付きが著しくなシ、ビー
ド外観及び溶接能率が悪化する。 尚Ｔ１源としては金属Ｔｉ％Ｆｅ−Ｔｌ等の合金の他、
Ｔｉｅ、やＴｉ２Ｏ５等の酸化物、或はＬｉ、Ｔｉ０Ｂ
、ＣａＴ１２０４、ＣａＴｉＯ３等の複合酸化物を使用
することもできる。 Ｂは単独では切欠靭性改善効果を殆んど示さないが、前
述の様に適量のＴｉと併用することによってＴｉの効果
を助長する働きがある。こうした効果は０．００１４以
上の配合で有効に発揮されるが、０．０６％を越えると
焼入れ硬化によって耐割れ性が低下し切欠靭性も乏しく
なる。Ｂ源としてはＦｅ−Ｂ等の合金やＢ２Ｏ３等の酸
化物、或はＬ １２Ｂ４０７ 、Ｎａ、、 Ｂ４０□等
の複合酸化物が挙げられる。 この他、本発明で使用する充填フラックス中には、溶接
金属の高温強度等の機械的性質や耐食性を改善する為に
Ｃｒ％Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｐ等の元素を配合
することもできる。 以上、鋼製鞘内に充填するフラックス組成を主体に説明
したが、それら各成分の効果を有効に発揮させる為には
フラックスの充填率も極めて重要であシ、ワイヤ全重量
に対する充填率が１０〜３゜チの範囲となる様に設定し
なければならない。即ち充填率が１０チ未満では、先に
規定したフラックス構成４分の個々の含有率が不足Ｕｏ
〕／ （ｃ〕（前記〔１３式の値二以下同じ）のバラン
スが崩れる為に満足な効果を得ることができず、一方３
０％を越えるとやは、Ｄ （０） ／ ［Ｃ：］のバラ
ンスが崩れてシールド不足になったシ、溶接金属中のＡ
ｌ等の合金量が過剰になって目標とする機械的性質が得
られなくなったシ、更には生成スラグ量が過大になって
スラグ巻込みが著しくなったシ溶接作業性が低下する等
の問題が現われる。 鋼製鞘の材質としては軟鋼が最も一般的であるが、用途
によっては低合金鋼や高合金鋼等を使用することができ
、またその断面構造も特に限定されないが、２ｍｍφ以
下の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また２
、４〜４ｍｍφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部へ
複雑に折シ込んだ構造のものが一般的である。 本発明は以上の様に構成されておシ、特に鋼製鞘内へ充
填するフラックスの成分組成を特定することによって、
特にピット等の溶接欠陥がなく且つ機械的性能の優れた
溶接金属をあらゆる溶接姿勢で得ることのできるセルフ
シールドアーク溶接用のフラックス人シワイヤを提供し
得ることになつた。 次に実験例を挙げて本発明の効果を明確にする。 実験例ｌ ＢａＦ２ ：５０％、 ＬｉＢａＦ３ ： １ ０
ｑ６、 Ａｌ ニア ％、Ｍｇ ： ８％、残部二鉄
粉、を基本組成とし、これにグラファイト：０〜３．７
ｑ６及びＦ ｅ２０３ ： ０〜２０俤を配合してなる
粉粒状フラックスと、〔Ｃ：ＩＩ：０Ｄ０５〜０．０３
％、（０）：０．００３〜０．２５％、Ｍｎ：０．０１
〜０．５０チ、Ｓｉ：０．１チ以下、（ト）〕＝０．０
０６％以下、残部：実質的にＦｅからなる軟鋼製鞘材を
使用し、前記粉粒状フラックスをワイヤ全重量に対する
充填率が２０％となる様に前記軟鋼製靴内へ充填し、伸
線加工を施して［０３／（Ｃ）値の異なる２、 ０ ｍ
ｍφのフラックス人シワイヤを製造した。得られた各フ
ラックス人シワイヤを用いて下記の条件で溶接実験を行
ない、得られた溶接金属の耐ビット試験を行なうことに
よって、
〔０〕／［Ｃ）値と適正電圧範囲の関係を調べ
た。尚適正電圧範囲は、溶接電圧を変えた場合のピット
発生の有無を目視観察し、ピット発生がなく溶接可能な
電圧範囲として求めた。 〔溶接条件〕 試験板 ：軟鋼（１２ｍｍ’Ｘ７５ｍｍｗＸ ５００ｍ
ｍ’ ）溶接電流：２５０（Ａ）、ＤＣＣワイヤー（→
〕溶溶接速度：２０ｃｍ分 溶接姿勢：水平すみ肉溶接 ワイヤ突出長さ：２５ｎ＋ｍ 結果は第１図に示す通シであシ、適正電流範囲を拡大す
る為には、
た。尚適正電圧範囲は、溶接電圧を変えた場合のピット
発生の有無を目視観察し、ピット発生がなく溶接可能な
電圧範囲として求めた。 〔溶接条件〕 試験板 ：軟鋼（１２ｍｍ’Ｘ７５ｍｍｗＸ ５００ｍ
ｍ’ ）溶接電流：２５０（Ａ）、ＤＣＣワイヤー（→
〕溶溶接速度：２０ｃｍ分 溶接姿勢：水平すみ肉溶接 ワイヤ突出長さ：２５ｎ＋ｍ 結果は第１図に示す通シであシ、適正電流範囲を拡大す
る為には、
〔０〕／〔Ｃ〕値を０．５以上とし且つワイ
ヤ全重量中のＣ量は０．０３以上にすべきであることが
明らかである。 実験例２ 第１表に示す鋼製鞘内に、第２表に示すフラックスをワ
イヤ全重量に対して２０ｑ６となる様に充填し、これを
伸線加工して２ｍｍφのフラックス入ルワイヤを製造し
、実験例１と同様にして耐ピツト試験を行なうと共にＪ
ＩＳ Ｚ ３３１３に準じて機械的性能試験を行な
った。 結果を第３表に一括して示す。 （本行余−めｈ 第１表 鋼製鞘成分 （重量係、残部：実質的にＦｃ） 第１〜３表からも明らかな様に、本発明の規定要件を満
たす実施例（Ｎｌｌｌ−５）は適正電圧範囲が広く優れ
たシールド性能を示し、溶着金属性能及び溶接作業性共
に良好である。これに対し本発明の規定要件を欠く比較
例（Ｎα６〜１１）は下記の如く何れかの性能が劣悪で
本発明の目的を達成することができない。 １ｍ６：金属ふつ化物量が多すぎてスラグ量が過大とな
る為、ピードの外観・形状が劣悪である他、その他の性
能も全体的に低い。 Ｎｎ ７ ｍ ＣＣＩ量が多すぎると共に
ヤ全重量中のＣ量は０．０３以上にすべきであることが
明らかである。 実験例２ 第１表に示す鋼製鞘内に、第２表に示すフラックスをワ
イヤ全重量に対して２０ｑ６となる様に充填し、これを
伸線加工して２ｍｍφのフラックス入ルワイヤを製造し
、実験例１と同様にして耐ピツト試験を行なうと共にＪ
ＩＳ Ｚ ３３１３に準じて機械的性能試験を行な
った。 結果を第３表に一括して示す。 （本行余−めｈ 第１表 鋼製鞘成分 （重量係、残部：実質的にＦｃ） 第１〜３表からも明らかな様に、本発明の規定要件を満
たす実施例（Ｎｌｌｌ−５）は適正電圧範囲が広く優れ
たシールド性能を示し、溶着金属性能及び溶接作業性共
に良好である。これに対し本発明の規定要件を欠く比較
例（Ｎα６〜１１）は下記の如く何れかの性能が劣悪で
本発明の目的を達成することができない。 １ｍ６：金属ふつ化物量が多すぎてスラグ量が過大とな
る為、ピードの外観・形状が劣悪である他、その他の性
能も全体的に低い。 Ｎｎ ７ ｍ ＣＣＩ量が多すぎると共に
〔０〕／〔Ｃ
〕値が低すぎる為、衝撃性能が劣悪であると共に、ビー
ドの外観・形状も改善できない。 Ｎｎ８：金属ふつ化物量が不足する為シールド効果が不
十分になると共にスラグ量も不足気味となシ、と−ド外
観・形状が劣悪であると共にスパッタ量も極めて多い。 １ｋＬ９：Ａｌ及びＭｇが多すぎる為、結晶粒が粗大化
して衝撃値が極端に低くなると共に、スパッタ発生量が
多くスラグ剥離性も極めて悪い。 Ｎｎ１Ｏ：ワイヤ中の
〕値が低すぎる為、衝撃性能が劣悪であると共に、ビー
ドの外観・形状も改善できない。 Ｎｎ８：金属ふつ化物量が不足する為シールド効果が不
十分になると共にスラグ量も不足気味となシ、と−ド外
観・形状が劣悪であると共にスパッタ量も極めて多い。 １ｋＬ９：Ａｌ及びＭｇが多すぎる為、結晶粒が粗大化
して衝撃値が極端に低くなると共に、スパッタ発生量が
多くスラグ剥離性も極めて悪い。 Ｎｎ１Ｏ：ワイヤ中の
〔０〕量及び
〔０〕量が少なすぎ
る比較例で、
る比較例で、
〔０〕／〔Ｃ〕は０．５程度であるが、鋼
製鞘中の
製鞘中の
〔０〕及びワイヤ中の〔Ｃ〕それぞれの絶対値
が不足している為、シールド効果が不十分である。 ｔｋｌｃＡｌ及びＭｇ量が不足しＭｎ量が多すぎる為延
性（伸び）が不足気味であシ、且つシールド効果も不十
分で溶接作業性改善の目的を十分に達成することができ
ない。
が不足している為、シールド効果が不十分である。 ｔｋｌｃＡｌ及びＭｇ量が不足しＭｎ量が多すぎる為延
性（伸び）が不足気味であシ、且つシールド効果も不十
分で溶接作業性改善の目的を十分に達成することができ
ない。
第１図は
〔０〕／〔Ｃ〕値と適正電圧範囲の関係を示す
実験データのグラフである。
実験データのグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ０．００３〜０．２５％（重量％：以下同じ）の酸素を
含み、窒素が０．０３％以下である鋼製鞘内にフラック
スを充填してなるセルフシールドアーク溶接用フラック
ス入力ワイヤであつて、前記フラックスは、ワイヤ全重
量に対して 金属ふつ化物：５．０〜１４％ Ａｌ：０．６〜３．０％（鋼製鞘中のＡｌを含む）Ｍｇ
：０．３〜３．０％（鋼製鞘中のＭｇを含む）Ｍｎ：０
．２〜３．０％（鋼製鞘中のＭｎを含む）Ｃ：０．０３
〜０．３％（鋼製鞘中のＣを含む）を含有すると共に、 ｛［鋼製鞘中の〔Ｏ〕×（１−Ｆｘ）＋フラックス中の
〔Ｏ〕×１／１００×Ｆｘ］／ワイヤ全量中の〔Ｃ〕｝
（但しＦｘはフラックス率を示す） が０．５以上であり、該フラックスをワイヤ全重量％に
対して１０〜３０％となる様に充填してなることを特徴
とするセルフシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
ヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21844883A JPS611498A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | セルフシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21844883A JPS611498A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | セルフシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611498A true JPS611498A (ja) | 1986-01-07 |
Family
ID=16720065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21844883A Pending JPS611498A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | セルフシ−ルドア−ク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611498A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01210195A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-23 | Nippon Steel Corp | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JPH01289596A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Nippon Steel Corp | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JPH0275495A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-15 | Kobe Steel Ltd | セルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124595A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for self shielded arc welding |
-
1983
- 1983-11-19 JP JP21844883A patent/JPS611498A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124595A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for self shielded arc welding |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01210195A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-23 | Nippon Steel Corp | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JP2582601B2 (ja) * | 1988-02-19 | 1997-02-19 | 新日本製鐵株式会社 | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JPH01289596A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Nippon Steel Corp | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JP2578906B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1997-02-05 | 新日本製鐵株式会社 | セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
| JPH0275495A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-15 | Kobe Steel Ltd | セルフシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
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