JPS62248597A

JPS62248597A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JPS62248597A
Application number: JP9097886A
Authority: JP
Inventors: Hirokimi Takeuchi; 竹内　宥公; Takao Hiyamizu; 孝夫冷水
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1987-10-29

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、ガスシールドアーク溶接に使用されるガス
シールドアーク溶接用フラックス入すワイヤに関するも
のである・（従来の技術）ガスシールドアーク溶接には、非消耗電極を用いるいわ
ゆるＴＩＧ溶接法や、消耗電極を用いるいわゆるＭＩＧ
溶接法などがあり、各種機械構造物等の幅広い分野にお
いて適用されている（例えば、「金属便覧」改訂４版　
第１５４８頁〜第１５５４頁　昭和５７年１２月２０日
　丸首株式％式％）この種のガスシールドアーク溶接には、ソリッドワイヤ
と、外皮中にフラックスを充填したフラックス入りワイ
ヤとがあり、前者のソリッドワイヤでは、溶接時のワイ
ヤ溶着量が多いため溶接能率が高いという利点を有して
いるものの、スラグ剥離性が悪く、またスパッタ発生量
が多いという欠点を有している。一方、フラックス入り
ワイヤの中には、フラックスとしてスラグ成分を主とし
て充填したものと、金属粉末を主として充填したものと
があり、前者のスラブ成分を主として充填したーもので
は、スラグ剥離性が良好であるという利点を有している
ものの、溶接時のワイヤ溶着量が少ないために溶接能率
が低いという欠点を有している。他方、後者の金属粉末
を主として充填したものでは、ソリッドワイヤより多い
溶着金属量が得られるため溶接能率が高いとともに、ス
ラグ剥離性が良好でスパッタ発生量も少ないという、ソ
リッドワイヤの特徴とフラックス入すワイヤの特徴とを
併わせて有しているため、今後においてその利用が拡大
されるものと予想されている。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、外皮中に金属粉末を主成分とするフラッ
クスを充填した溶接用フラックス入りワイヤは溶接能率
が高く、スラグ剥離性が良好でスパッタ発生量が少ない
という利点を有しているが、このようなスラグ剥離性を
さらに良好なものにすると共にスパッタ発生量をもさら
に少なくして溶接作業性をより一層向上させるとともに
、溶接金属の靭性をもさらに向上させることが要望され
ていた。

（発明の目的）この発明は、このような要望に鑑みてなされたもので、
溶着金属量が多く、溶接能率が高いとどもに、スラグ剥
離性が良好でスパッタ発生量も少なく、さらには溶接金
属の靭性をより一層向上させることが可能であるガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的としているものである。

［発明の構成］この発明は、鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
ックスを充填したガスシールドアーク溶接用フラックス
入りワイヤに関するものであって、ワイヤ全重量に対し
、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：Ｏ，ｌ〜１．
２％、Ｍｎ＝０．４〜２．５％、Ｆ：０．０１〜６．５
％、およびＡ文：０．０１〜１．２０％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．１０％、Ｂ：０．０００５〜０．０１０％の
うちの１種または２種以上を含有し、必要に応じて（Ｓ
　ｂ＋Ｔｅ＋ＴｆＬ＋Ｐｂ＋Ｂｉ）：０．０１〜０．２
０％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：０．１〜２．０％を含み
、残部が実質的にＦｅよりなる組成を有し、ワイヤ全重
量に対するフラックス充填率が５．０〜８０．０重量％
であることを特徴としている。

この発明によるガスシールドアーク溶接用フラックス入
りワイヤは、上記の組成（重量％）およびフラックス充
填率（重量％）を有するものであるが、以下にその限定
理由について説明する。

Ｃ：０．１０％以下Ｃは溶接金属の強度および硬さを確保するのに必要な元
素であるが、多すぎると強度および硬さが増大しすぎて
溶接金属の靭性が低下するので。

０．１０％以下とした。

Ｓｉ：０．１〜１．２％Ｓｉは溶接金属に対する脱酸作用を有していて清浄度を
高め、溶接金属の機械的特性を向上させるのに有効な元
素であり、このような効果を得るために０．１％以上と
した。しかし、多すぎると強度が過大となり、溶接金属
の靭性が低下するので１．２％以下とした。

Ｍｎ：０．４〜２．５％Ｍｎは溶接金属に対する脱酸および脱硫作用を有してい
て清浄度を高め、溶接金属の機械的特性を向上させるの
に有効な元素であり、このような効果を得るために０．
４％以上とした。しかし、多すぎると強度および硬さが
過大となり、溶接金属の靭性が低下するので２．５％以
下とした。

Ｆ：０．０１〜６．５％Ｆはアークの安定性を高めて溶接作業性を向上させるの
に有効な元素であり、金属の２フ化物として添加する場
合にもこの発明に含まれるものである。そして、上記フ
ッ化物中のＦがアークの安定性を向上させると共に、分
離した金属がスラグの剥離性を向上させ、ビードの外観
を良好なものとする。そこで、このような効果を得るた
めに０．０１％以上含有させた。しかし、多すぎると溶
接金属の機械的性質を低下させるので６．５％以下にす
る必要がある。

Ａ見：０．０１〜０．２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．
１０％、Ｂ：　０．００Ｇ５〜０．０１０％のうちの１
種または２種以上Ａｉ、Ｔｉ、Ｂは結晶粒の微細化に有効な元素である。

すなわち、溶接時の溶接効率を高めるために大電流を流
すと、結晶粒が粗大化して溶接金属の機械的特性を低下
させる。そこで、Ａｌ。

Ｔｉ　、Ｂを添加することによって結晶粒の粗大化を防
止し、結晶粒を微細なものにして溶接金属の機械的性質
を向上させるために、Ａｎについては０．０１％以上、
Ｔｉについては０．００５％以上、Ｂについてはｏ、ｏ
ｏｏｓ％以上をこれらの１種または２種以上含有させた
。しかし、含有量が多くなりすぎると溶接金属の機械的
特性をかえって悪化させるので、Ａｉについては０．２
０％以下、Ｔｉについは０．１０％以下、Ｂについては
０．０１０％以下とする必要がある。

Ｓｂ＋Ｔｅ＋ＴｆＬ＋Ｐｂ＋Ｂｉ　：０．０１〜０．２
０％上記のように、Ｓｉ、Ｍｎは脱酸作用を有する元素であ
るが、この脱酸反応によって５ｉ０２゜ＭｎＯが形成さ
れるとこれらがスラグとして浮上するため溶接金属表面
の特性、例えば表面の塗装性等が低下することもありう
る。そこで、このような場合に、Ｓｂ　、Ｔｅ　、Ｔｌ
　、　Ｐｂ　、Ｂｉｃｙ）うちから選ばれる１種または
２種以上を添加すると、スラグの剥離性が良好となり、
溶接金属表面の特性が良好なものとなるので、例えばそ
の後の塗装性を向上させることができるようになる。こ
のようなスラグ剥離性向上の効果を得るためには、Ｓｂ
、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉのうちから選ばれる１種また
は２種以上を合計で０．０１％以上含有させることが必
要である。しかし、多量に添加すると溶接金属の靭性が
低下するので、含有させるとしてもこれらの合計で０．
２０％以下とする必要がある。

（Ｎ　ａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）　：　０　、１〜２　、０％Ｎ
ａ２Ｏおよびに２０はスラグの粘性を調整するのに有効
な成分であり、これらの成分の１．１ｉまたは２種を添
加することによってスラグの流動性を高め、スラグ形成
性および剥離性を良好なものにして溶接作業性を向上さ
せることができるの−１４ｒ台−瓜／７１為評で０１蛎
ＬＪ　ｌ−ｆｉｍナスのム上い、しかし、多すぎるとヒ
ユームの発生量が増大して溶接作業性を悪化させるので
、含有させるとしてもこれらの合計で２．０％以下とす
るのが良い。

そのほか、スラグの剥離性やビード外観を良好なものと
し、溶接作業性を向上させるようにするために、不純物
中のＰを０．０４０％以下、Ｓを０．０４０％以下とす
ることが望ましい。

ワイヤ全重量に対するフラックス充填率：５．０〜８０
．０重量％ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が少なすぎると
、鋼外皮となる鋼管の製造が困難となると共に、フラッ
クスの充填も難かしくなり、さらにはアークの安定性が
悪くなってアークを乱すようになると共にスパッタの発
生量も増大して溶接作業性を悪化させるので、ワイヤ全
重量に対するフラックス充填率は５．０％以上とする必
要がある０反対に、ワイヤ全重量に対するフラックス充
填率が多すぎると外皮部分が薄くなり、伸線過程で破断
を生じやすくなって生産性を低下させると共に、フラッ
クスの偏在をきたすこととなってスラグ剥離性やビード
外観を悪化させるので、ワイヤ全重量に対するフラック
ス充填率は８０．０％以下とする必要がある。

以上のように、この発明によるガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤは、鋼外皮に、上記のワイヤ組
成となるフラックスを５．０〜８０．０％充填してなる
ものであるが、この発明においては、鋼外皮の構造はと
くに限定されず、継目ありの管状外皮、継目なしの管状
外皮のいずれであってもよく、また外皮の一部がフラッ
クス中に存在する断面構造のもの、中心部分にソリッド
ワイヤを有する断面構造のものなどであってもよく、特
に限定されないものである。

（実施例）鋼外皮として軟鋼管（ＪＩＳ　　ＳＴＫＭＩＩＡ：直径
１３．０ｍｍ、肉厚２．０ｍｍのもの）を用い、振動式
充填機を使用して真空雰囲気中において前記鋼外皮中に
７ラツクスを第１表に示すワイヤ組成および充填率とな
るように充填した。このとき、フラックス充填率の調整
は、充填フラックス粒子の寸法により行った。そして、
このフラックス入り軟鋼管を１．６ｍｍまで線引きする
ことにより、ガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを各々製作した。

次いで、第２表および第１図に示す要領でガスシールド
アーク溶接を行い、溶接時のアーク安定性、スパッタお
よびヒユームの発生状況、スラグ剥離性、ビード外観を
観察することにより溶接作業性を評価するとともに、溶
接金属の機械的性質（衝撃値：υＥｏ）を測定した。こ
れらの結果を同じく第１表に示す。

なお、第１図は、幅（Ｗ）が１２５ｍｍ、厚さくＴ）が
１９ｍｍの二枚の鋼板１，２を突合せて、ルートギャッ
プ（ｄ）が１２ｍｍ、開先角度（θ）が４５°の開先３
を形成し、長さくＬ）が２５　ｍ　ｍ　、厚さく１）が
９ｍｍの裏当板４を設置してガスシールドアーク溶接を
行った後に開先部分に溶接金属５が形成された状態を示
すものである。また、第２表に示すように、溶接能率を
高めることができるように、大電流によるアーク溶接を
実施した。

第　　２　　表第１表に示すように、この発明によるワイヤ組成を満足
しない比較例１〜３のガスシールドアーク溶接用フラッ
クス入すワイヤを用いた場合には、溶接作業性の良くな
いものがあると共に、いずれも溶接金属の機械的特性（
靭性）があまり良くないことが明らかである。

これに対して、この発明によるワイヤ組成を満足する発
明例４〜８のガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを用いた場合には、いずれ好であると共にスパッ
タやヒユームの発生が少なく、溶接作業性が良好である
と共に、溶接金属の機械的特性（靭性）も優れたものと
なっていることが明らかである。

また、ワイヤ組成は満足しているもののフラックス充填
率が低すぎる比較例９の溶接ワイヤを用いた場合には、
フラックスが少なすぎるためアークの乱れを生じやすく
、スパッタの発生が多くビード外観も良くないものとな
っており、反対にフラックス充填率が高すぎる比較例１
４の溶接ワイヤを用いた場合にはフラックスが多すぎる
ためにスラグの剥離性が良くないと共に、ビード外観も
劣ったものであることが明らかである。

これに対して、フラックス充填率を５．０〜８０．０％
の範囲にした発明例１０〜１３の溶接ワイヤを用いた場
合にはいずれもアーク安定性。

スラグ剥離性、ビード外観が良好であると共にスパッタ
やヒユームの発生が少なく、溶接作業性がＦｉｌ好であ
Ｌ濃溶金属の最腫的緋轢（衝雪値）がすぐれているもの
であることが明らかである・［発明の効果］以上説明してきたように、この発明によれば、鋼外皮中
に、金属粉末を主成分とするフラックスを充填したガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ全重量に対し、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：０．１〜１．２％、Ｍｎ：０．４〜２．５％、Ｆ
：０．０１〜６．５％、およびＡ９．：０．０１〜１．
２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、Ｂ：　０．０
００５〜０．０１０％のうちの１種または２種以上を含
有し、必要に応じて（ｓｂ＋Ｔｅ＋ＴＪ１＋Ｐｂ＋Ｂｉ
）：０．０１ＮＯ，２０％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：　
０．１〜２．０％を含み、残部が実質的にＦｅよりなる
組成とし、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が５
．０〜ａＯ，Ｏ重量％であるようにしたから、溶接時に
おける溶着金属量が多いため溶接能率を著しく高めるこ
とが可能であり、アーク安定性、スラグ剥雌性およびビ
ード外観に優れていると共にスパッタおよびヒユームの
発生量が少ないため溶接作業性にも著しく優れたものと
することが可能であり、ガスシールドアーク溶接を高能
率でかつ高品質のものとして行うことができるようにな
るという非常に優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例において行ったガスシールド
アーク溶接の実施要領を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量％で、Ｃ：０
．１０％以下、Ｓｉ：０．１〜１．２％、Ｍｎ：０．４
〜２．５％、Ｆ：０．０１〜６．５％、およびＡｌ：０
．０１〜１．２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、
Ｂ：０．０００５〜０．０１０％のうちの１種または２
種以上を含有し、残部が実質的にＦｅよりなる組成を有
し、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が５．０〜
８０．０重量％であることを特徴とするガスシールドア
ーク溶接用フラックス入りワイヤ。
（２）鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量％で、Ｃ：０
．１０％以下、Ｓｉ：０．１〜１．２％、Ｍｎ：０．４
〜２．５％、Ｆ：０．０１〜６．５％、およびＡｌ：０
．０１〜１．２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、
Ｂ：０．０００５〜０．０１０％のうちの１種または２
種以上を含有し、さらに（Ｓｂ＋Ｔｅ＋Ｔｌ＋Ｐｂ＋Ｂ
ｉ）：０．０１〜０．２０％、（Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ
）：０．１〜２．０％を含み、残部が実質的にＦｅより
なる組成を有し、ワイヤ全重量に対するフラックス充填
率が５．０〜８０．０重量％であることを特徴とするガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。