JPS62199295A

JPS62199295A - ア−ク溶接用シ−ムレスフラツクス入りワイヤ

Info

Publication number: JPS62199295A
Application number: JP4196186A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Suzuki; 友幸鈴木; Yoshinori Takemoto; 竹本　義徳; Shigeru Kurihara; 繁栗原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-02
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH069757B2

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】（産業上の利用分野〕本発明は造船、橋梁、鉄骨、産業機械等の全姿勢溶接に
適用するアーク溶接用シームレスフラックス入りワイヤ
に関する。

〔従来の技術〕

特公昭４５−３０９３７号公報に代表される外部に開口
部を持たないいわゆるアーク溶接用シームレスフラック
ス入りワイヤ（以下シームレスワイヤと称す）は充填フ
ラックスの吸湿が全くなく、極低水素溶接金属が得られ
ること、またワイヤ表面は銅めっきされているため、溶
接時は通電性に優れているのでアークは安定し、チップ
、ライナー等部品の消耗も少いといった理由からその使
用比率は年々高くなっている。

現在特公昭４５−３０９３７号公報によるシームレスワ
イヤは、フラックスの充填においてはパイプ端より振動
による搬送方式によっているため、偏析防止の目的で充
填に先立って固着剤として一般に水ガラスを添加し、フ
ラックスの造粒が行われている（特開昭５８−２３５９
５号公報参照）。

しかし、水ガラスを添加して造粒されたフラックスを充
填したシームレスワイヤは電流を高めて溶接を行うと外
皮が充填フラックスよりも先に溶融してしまい充填フラ
ックスが未溶融のままワイヤ径よりも相当長くアーク中
に突き出すという現象が生じる場合がある。この様な未
熔融フラックスの突き出しは溶接時においてスパッタを
多発させる要因となっている。さらに立向上進溶接の如
き溶接速度が速い場合においてはフラックスが未溶融の
まま溶融プール中に入りそのまま浮−４二分離せずにス
ラグ巻き込みになるという問題も生じてくる。

この原因としては、水ガラスがほぼ完全にフラックス粒
をコーティングしてしまうため、充填フラックスと外皮
との間に絶縁作用をもたらし、外皮の外側から溶接チッ
プによって給電された電流は主として外皮に流れる。そ
の結果、外皮が充填フラックスよりも先に溶融するため
未溶融フラックスがアーク中に突き出るものと考えられ
る。

この未溶融フラックスの突き出し防止対策として、本発
明者らは水ガラス以外の固着剤を種々検討してカルボキ
シメチルセルロースを用いることにより、未溶融フラッ
クスの突き出しの抑制と水ガラスとほぼ同等の固着力が
得られるという知見を得て、先に特許出願を行った（特
開昭６０−１１１７９５号公報）。

しかし、なお上記シームレスワイヤでも未溶融フラック
スの突き出し長さ、スパッタ発生量、スラグ巻き込み等
において改良すべき不充分な点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記問題点に鑑み、Ｃ含有量の適正な組成のカ
ルボキシメチルセルロースを固着剤に用いることにより
、未溶融フラックスの突き出しが抑制され、スパッタ発
生計が少く、スラグ巻き込みのないシームレスワイヤの
桿供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るシームレスワイヤの要旨とするところはＣ
を２０〜５０重量％含有するカルボキシメチルセルロー
スを固着剤としてフラックス全重量に対して０．３〜６
．０重量％含有し、該フラックスをワイヤ全重量に対し
て８〜２５重量％（以下％と示ず）充填する点にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

〔作　用〕

本発明者らは、Ｃ含有量力月０．１５，２０゜２５．３
０．３５．４０，４５．５０，５５゜６０重量％である
カルボキシメチルセルロースをＴｉ０．３０％、５ｉＯ
ｚ４％、Ｚｒ０２５％、Ｍｇ０　４％。

ＮａＦ　１％、Ｂｉｏ、２％、　Ｋ２Ｔｉ０．１％、　
Ｆｅ−５ｉ　７％。

Ｐｅ−Ｍｎ　１５％、　Ｆｅ−八１３％、鉄粉２８．８
％なるフラックスにフラックス全重量に対して１．０％
添加し、水を加え湿式混合し、さらに炉内雰囲気温度２
５０℃に設定したロータリードライヤーを通し乾燥造粒
させ、特公昭４５−３０９３７号公報に記載の技術を用
いてワイヤ全重量に対し１５％充填し＼１．２ｖａφの
シームレスワイヤを試作した。

この試作ワイヤを用いて２５ＯＡ−２６Ｖで■溝開先を
立向上進溶接し、未溶融フラックスの突き出し長さとス
パッタ量を測定した。尚、未溶融フラックスの突き出し
長さは高速度カメラによる写真撮影により求め、スパッ
タ量は銅製容器で囲って溶接することにより全量捕集し
、１分間当たりの発生量として評価した。

調査結果を示す第１図によれば未溶融フラックスの突き
出し長さはカルボキシメチルセルロース組成中のＣ％が
１０％ではワイヤ径の２倍以上もあるが２０％でワイヤ
径程度に減少しさらに２５％ではワイヤ径の１／２まで
減少することが理解される。この傾向はカルボキシメチ
ルセルロース組成中のＣ％が６０％でも変わらない。ま
た、スパッタ発生量はＣ％が１０％では１分間当たり４
．５ｇで非常に多発し、Ｃ％が２０％で約６０％減少し
、さらに２５％では７０％以上も減少した。しかし、Ｃ
％が５０％を越えると、スパッタ発生量が多くなり６０
％では１分間当たり５．０ｇ以上も発生した。これはＣ
＋０→ｃｏ反応が激しく生じるためスパッタが多発した
と考えられる。

即ち、カルボキシメチルセルロース組成中のＣ％が２０
％未満では未溶融フラックスの突き出しが相当に長く、
そのためスパッタが多発する。さらに５０％を越えると
未溶融フラックスの突き出しは短いがスパッタ発生量が
極端に多くなることが判った。

即ち、カルボキシメチルセルロース組成中のＣ％により
未溶融フラックスの突き出し長さが著しく減少するのは
造粒によりフラックス粒にＣが均一に分散された型とな
り、フラックスの通電性が向」ニジ、フラックス中に電
流が通しると、これまで外皮金属のみから発生していた
アークがワイヤ断面の内部からも発生ずる様になり充填
フラックスの溶融を促進させ未溶融フラックスのアーク
柱への突き出しが防止されるためと考えられる。

しかし、カルボキシメチルセルロース組成中の０％が２
０％未満ではフラックスの１ｍ電性に乏しく未溶融フラ
ックスの突き出しが長くなりスパッタが多発する。また
０％が５０％を越えるとＣ十〇−ＣＯ反応が激しく生じ
るためスパッタ発生量が多くなると考えられる。この様
にカルボメチルセルロース組成中の０％は２０〜５０％
の範囲が良い。カルボキシメチルセルロースのフラック
ス全重量に対する添加量は０．３〜６．０％の範囲が良
い。０．３％未満ではフラックスの造粒性に乏しくまた
、未溶融フラックスの突き出しが防止されず、６．０％
を超えて含有させるとＣの影響でスパッタが多発する。

カルボキシメチルセルロースを含有した充填用フラック
スを製造する具体的方法としてはフラックスにカルボキ
シメチルセルロースを添加し、更に水を添加して湿式混
合し、「Ｊ−タリーキルンまはロータリードライヤーを
通して乾燥する方法、或いはフラックスにカルボキシメ
チルセルロース水溶液を添加して湿式混合、乾燥する方
法などがある。いずれの方法によったとしてもカルボキ
シメチルセルロースを０．３〜６．０％含有していれば
良い。

上記方法により製造されたカルボキシメチルセルロース
を含有するフラックスは８〜２５％の範囲で充填し、シ
ームレスワイヤとするのが良い。

８％未満の充填では溶接用ワイヤとしてのフラックスが
不足するので健全な溶接金属を得るのは困デ「であり、
２５％を超えて添加すると外皮金属が薄くなり過ぎるた
め製線が困難となる。

本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明する。

〔実施例〕

第１表に示す成分組成のフラックスを充填した１、２龍
φのシームレスワイヤ階１〜Ｎ［Ｌ　２０　ヲ試作し、
下記に示す溶接条件で立向上進溶接を自動で行い、未溶
融フラックスの突き出し長さの測定とスラグ巻き込みの
有無、及びスパッタ発生量の測定を行った。

尚、スラグ巻き込みの有無はＸ線試験により判定した。

溶接条件溶接電流：２ＢＯＡ　　ＤＣ（＋）溶接電圧：３０■ 溶接速度：６０ｃｍ／分シールドガス：ＣＯ□、２０β／分母　　材：丸みＶ溝開先（開先角度：９０゜ルート部Ｒ
：２）チップ−母材間距ｉｉ！Ｉ　：　２０　ｖｓ＊測定結果
を第２表に示す。

シームレスワイヤＮ１１ｌ、　１１ｈ２はカルボキシメ
チルセルロース組成中のＣ含有量が２０％未満である比
較例で、未溶融フラックスの突き出しはワイヤ径の２倍
以上もあり、スラグ巻き込みが生しスパッタ発生量も多
い。

シームレスワイヤｌ１ｉ１１３．　ｍ４ばカルボキシメ
チルセルロース組成中のＣ含有量が５０％を越える比較
例で、未溶融フラックスの突き出しは短く、スラグ巻き
込みは生じなかったが、スパッタが多発した。シームレ
スワイヤ１１ｋ１５．　Ｎｎ６はカルボキシメチルセル
ロースのフラックス全重置に対する添加量が、本発明の
範囲外である比較例で、Ｎｎ５は下限未満であるため、
未熔融フラックスの突き出しはワイヤ径の２倍もあり、
スラグ巻き込みが生じスパッタも多発した。また、１１
ｋ１６は」−眼を越えるため、スパッタ発生量が多い。

Ｎ１７〜ｌ１ｈ１７は本発明の規定要件を充足する本発
明例で未溶融フラックス突き出しはワイヤ径よりも短く
スラグ巻き込みは皆無であり、スパッタ発生量も少い。

シームレスワイヤ１ｋｌＢ、１ｋ１９はフラックス充填
率が本発明の範囲外である比較例で、階１８は下限未満
であるため、アークが不安定でスラグがビードをほとん
ど被包しないため試験は実施しなかった。またＭ２Ｏは
上限を越えるため、伸線時に何回も断線したため試験は
実施できなかった。

シームレスワイヤ１１ｈ２０は水ガラスを用いて造粒し
たフラックスを充填したものであり、未溶融フラックス
の突き出しが非常に長くスラグ巻き込みが生じスパッタ
も多発した。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば溶接時における未溶融フラ
ックスの突き出しを大幅に減少させることができるため
、スパッタ発生量の低減、スラグ巻き込みの防止等を図
ることができ、従って、産業の発展に寄与するところが
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はカルボキシメチルセルロース組成中のＣ含有量
と未溶融フラックスの突き出し長さとスパッタ発生量の
関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

　ｃを２０〜５０重量％含有するカルボキシメチルセル
ロースを固着剤としてフラックス全重量に対して０．３
〜６．０重量％含有し、該フラックスをワイヤ全重量に
対し８〜２５重量％充填したことを特徴とするアーク溶
接用シームレスフラックス入りワイヤ。