JPS63154294A - ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ - Google Patents
ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤInfo
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- JPS63154294A JPS63154294A JP29911286A JP29911286A JPS63154294A JP S63154294 A JPS63154294 A JP S63154294A JP 29911286 A JP29911286 A JP 29911286A JP 29911286 A JP29911286 A JP 29911286A JP S63154294 A JPS63154294 A JP S63154294A
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- 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
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は鋼構造物の溶接に用いるガスシールドアーク溶
接用複合ワイヤに係るものであわ、更に詳しくはスパッ
タ発生量の少ない高能率な金属粉系複合ワイヤに関する
ものである。
接用複合ワイヤに係るものであわ、更に詳しくはスパッ
タ発生量の少ない高能率な金属粉系複合ワイヤに関する
ものである。
〈従来の技術〉
近年、ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤ（以下複合
ワイヤと記す）は、軟鋼５０キロ級高張力鋼をはじめと
する各種鋼塊を用いる鋼構造物の溶接に広く用いられる
ようになってきた。
ワイヤと記す）は、軟鋼５０キロ級高張力鋼をはじめと
する各種鋼塊を用いる鋼構造物の溶接に広く用いられる
ようになってきた。
この理由として複合ワイヤはその内部に充填されるフラ
ックスの作用効果によりて溶接の作業性が良く良好なビ
ーＰ外観・形状が得られると共に、ワイヤ溶着速度が高
く溶接能率が向上することなどが挙げられる。しかし最
近の溶接の自動化・ロボット化の動向下において、さら
に高性能・高能率な複合ワイヤの開発が待望されている
現状にある。
ックスの作用効果によりて溶接の作業性が良く良好なビ
ーＰ外観・形状が得られると共に、ワイヤ溶着速度が高
く溶接能率が向上することなどが挙げられる。しかし最
近の溶接の自動化・ロボット化の動向下において、さら
に高性能・高能率な複合ワイヤの開発が待望されている
現状にある。
この複合ワイヤはワイヤの外皮部が鋼であって内部に１
０〜３０％の７ラツクスを充填して構成されているが、
その構造は第２図に示す如く、種々の断面形状のものが
ある。図中１は鋼外皮、２はフラックスを示す。而して
内部に充填するフラックスを大別すると （、） チタニャ系などのスラグ剤とＳｌＭｎなどの
脱酸剤・合金剤からなるもの、と 伽）鉄粉、 ８１ 、 Ｍｎなどの金属粉で構成される
もの、 とがめるが本発明は後者の金属粉系複合ワイヤに関する
。
０〜３０％の７ラツクスを充填して構成されているが、
その構造は第２図に示す如く、種々の断面形状のものが
ある。図中１は鋼外皮、２はフラックスを示す。而して
内部に充填するフラックスを大別すると （、） チタニャ系などのスラグ剤とＳｌＭｎなどの
脱酸剤・合金剤からなるもの、と 伽）鉄粉、 ８１ 、 Ｍｎなどの金属粉で構成される
もの、 とがめるが本発明は後者の金属粉系複合ワイヤに関する
。
従来の金属粉系複合ワイヤは次の特長を有するものの後
述の欠点があり実用化できていなかった。
述の欠点があり実用化できていなかった。
ａ）ソリッドワイヤと同等以上の溶着量を得ることがで
きて高能率である。
きて高能率である。
ｂ）スラグの生成が少なく溶着効率が高いため、厚板の
多層溶接時などでスラグの除去が要らず連続溶接が可能
である。
多層溶接時などでスラグの除去が要らず連続溶接が可能
である。
Ｃ）金属・合金類および少量の酸化物などを充填フラッ
クスに添加できるので溶接金属組成調整の自由度が広い
。
クスに添加できるので溶接金属組成調整の自由度が広い
。
以上の様に金属粉系複合ワイヤは多くの特長を有してい
るものの、特に炭酸ガスをシールドガスとするアーク溶
接時において、前記チタニャ系複合ワイヤに比較すると
スパッタ発生量が多いという問題があり、実用化ができ
ていないというのが現状である。
るものの、特に炭酸ガスをシールドガスとするアーク溶
接時において、前記チタニャ系複合ワイヤに比較すると
スパッタ発生量が多いという問題があり、実用化ができ
ていないというのが現状である。
このような問題を解決する手段として、例えば特開昭５
７−３６０９６号公報、特開昭６０−２５７９９３号公
報記載の技術などが知られている。前者は充填フラック
スのかさ密度の調整によシ、後者はフラックスの流動度
の調整によりアークの安定化およびス・千ツタ低減を図
るものであるが、十分に満足しうるものではない。
７−３６０９６号公報、特開昭６０−２５７９９３号公
報記載の技術などが知られている。前者は充填フラック
スのかさ密度の調整によシ、後者はフラックスの流動度
の調整によりアークの安定化およびス・千ツタ低減を図
るものであるが、十分に満足しうるものではない。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は上記従来ワイヤの問題点を解決するためにな嘔
れたものであって、炭酸ガス全シールドガスとするアー
ク溶接においても、スパッタ発生が少なく、かつ高能率
々溶接が可能力金属粉系複合ワイヤを提供するものであ
る。
れたものであって、炭酸ガス全シールドガスとするアー
ク溶接においても、スパッタ発生が少なく、かつ高能率
々溶接が可能力金属粉系複合ワイヤを提供するものであ
る。
く問題点を解決するだめの手段〉
本発明のガスシールドアーク溶接用複合ワイヤは、鉄粉
を主体とする金喫粉を９０％以上含有すると共に、鉄粉
量が７ラツクスに対し４１〜８７％であシ、かつ該鉄粉
中のＣが０．０２ｗｔ％以下、ＦｅＯがｌ、 ５ Ｑ
ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
を主体とする金喫粉を９０％以上含有すると共に、鉄粉
量が７ラツクスに対し４１〜８７％であシ、かつ該鉄粉
中のＣが０．０２ｗｔ％以下、ＦｅＯがｌ、 ５ Ｑ
ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
く作用〉
まず本発明において、フラックス中の金属粉ｆ：９０％
以上と限定したのは、余分なスラグを溶接中に生成させ
ず、溶着効率を高めるためである。フラックス中の金属
粉の比率が９０％未満では溶着効率においてソリッドワ
イヤよシ低くなることと、生成スラグが多くなシ過ぎ１
・臂ス毎にスラグ除去を要するようになシ、溶接能率が
低下する。従りてフラックスの９０％以上は金属粉でな
ければならない。なお、ここでいう金属粉とは鉄粉の他
、８１ 、 Ｍｎ 、 ＴＩ 、 Ｂ 、 ＡＬ。
以上と限定したのは、余分なスラグを溶接中に生成させ
ず、溶着効率を高めるためである。フラックス中の金属
粉の比率が９０％未満では溶着効率においてソリッドワ
イヤよシ低くなることと、生成スラグが多くなシ過ぎ１
・臂ス毎にスラグ除去を要するようになシ、溶接能率が
低下する。従りてフラックスの９０％以上は金属粉でな
ければならない。なお、ここでいう金属粉とは鉄粉の他
、８１ 、 Ｍｎ 、 ＴＩ 、 Ｂ 、 ＡＬ。
Ｍｇ 、 Ｃａ等の脱酸性元素とＮｌ 、 Ｃｒ 、
Ｍｏ 、 Ｃｕ等の合金元素を意味している。これら元
素の添加方法としては各々単体で添加しても、またこれ
らの元素の合金として添加してもよい。
Ｍｏ 、 Ｃｕ等の合金元素を意味している。これら元
素の添加方法としては各々単体で添加しても、またこれ
らの元素の合金として添加してもよい。
次に金属粉中の鉄粉含有量を全フラックスに対し４１〜
８７％とした理由は金属粉系複合ワイヤの溶着速度を向
上させ溶接能率をあげるためである。金属粉中の鉄粉が
４１％未満では溶接能率向上効果が認められず、８７％
を超えると金属粉中の他の成分、例えばＳｔ、Ｍｎ、Ｔ
Ｌなどの脱酸剤およびＮｌ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏなどの
合金剤の絶対量が不足するため、所望の溶接金属性能が
得られなくなると共にアークが不安定になりスノぐツタ
が多発する。
８７％とした理由は金属粉系複合ワイヤの溶着速度を向
上させ溶接能率をあげるためである。金属粉中の鉄粉が
４１％未満では溶接能率向上効果が認められず、８７％
を超えると金属粉中の他の成分、例えばＳｔ、Ｍｎ、Ｔ
Ｌなどの脱酸剤およびＮｌ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏなどの
合金剤の絶対量が不足するため、所望の溶接金属性能が
得られなくなると共にアークが不安定になりスノぐツタ
が多発する。
鉄粉および金属粉の添加量を上記範囲にすることにより
、金属粉系複合ワイヤの特長である溶接能率の向上は達
成できるが、しかし従来の最大の問題点であったスパッ
タ量の低減は図ることができない。そこで本発明者らは
スノ々ツタ低減を目的に実験を重ねた結果、充填フラッ
クス中の含有率の最も高い鉄粉に着目し、その成分特に
ＣとＦｅＯがスパッタ発生に大きく寄与していることを
見出した。
、金属粉系複合ワイヤの特長である溶接能率の向上は達
成できるが、しかし従来の最大の問題点であったスパッ
タ量の低減は図ることができない。そこで本発明者らは
スノ々ツタ低減を目的に実験を重ねた結果、充填フラッ
クス中の含有率の最も高い鉄粉に着目し、その成分特に
ＣとＦｅＯがスパッタ発生に大きく寄与していることを
見出した。
すなわち、第１表に示すフラックスを基本に、鉄粉の種
類のみを変化させたフラックスを用いて金属粉系ワイヤ
を作製して実験を行った。
類のみを変化させたフラックスを用いて金属粉系ワイヤ
を作製して実験を行った。
第 １ 表
この場合、Ｃを０．００２〜０．０４７ ％、Ｆ＠Ｏは
０゜０５〜２．８７％の間で種々変化させ、極軟鋼外皮
（Ｃ＝０．０４５％、５ｔ＝Ｏ１０１％、Ｍｎ＝０．３
１％）にフラックス充填率２０％で第２図（Ｃ）の断面
形状の１．６瓢φの金属粉系ワイヤを作成した。この時
、その他のワイヤ作製条件は一定である。
０゜０５〜２．８７％の間で種々変化させ、極軟鋼外皮
（Ｃ＝０．０４５％、５ｔ＝Ｏ１０１％、Ｍｎ＝０．３
１％）にフラックス充填率２０％で第２図（Ｃ）の断面
形状の１．６瓢φの金属粉系ワイヤを作成した。この時
、その他のワイヤ作製条件は一定である。
なお鉄粉の化学成分はＣ、ＦｅＯ以外は極力均一にして
いる。第１図はこれら１．６闇φのワイヤを用いて下向
溶接時のスパッタ発生量を測定した実験例である。なお
この下向溶接条件はＣＯ２ガス流量２５１７ｍ＋な、溶
接電流４００Ａ、アーク電圧２４ｖ、溶接速度４０譚／
ｍ１ｔｌ＋ チップ母材間距離２５鶴、母材とトーチ
角度９０°とし板厚１４０の鋼板（ＪＩＳＧ ３１０１
、 ＳＭ−４１）ｅ溶接し、銅製のス・ぐツタ捕集箱
によりスパッタ発生量を測定した。この図から鉄粉中の
Ｃが０．０２％以下、 ＦｅＯが１，５％以下の領域で
スパッタ発生量が極めて少ないことが判った。この領域
が低ス／臂ツタである理由は明らかではないが、次の様
に推定される。すなわち金属粉系ワイヤのスパッタはワ
イヤ先端の溶滴における激しいＣ０反応に関係している
ものと考えられる。ワイヤ先端ではアーク雰囲気中の酸
素により溶滴が酸化され、この酸素がワイヤ中のＣと反
応するものとみられる。従ってワイヤ中のＣおよび酸素
の低下と共にＣ０反応は少なくなシ、スパッタ発生は抑
えられるものと考えられる。なおＣについては外皮のＣ
景などの検討も行ったが、フラックス中の鉄粉のＣがス
パッタ低減効果が最も大きかった。以上の実験結果から
、鉄粉の成分はＣ≦０．０２％、 ＦｅＯ≦１．５％と
した。
いる。第１図はこれら１．６闇φのワイヤを用いて下向
溶接時のスパッタ発生量を測定した実験例である。なお
この下向溶接条件はＣＯ２ガス流量２５１７ｍ＋な、溶
接電流４００Ａ、アーク電圧２４ｖ、溶接速度４０譚／
ｍ１ｔｌ＋ チップ母材間距離２５鶴、母材とトーチ
角度９０°とし板厚１４０の鋼板（ＪＩＳＧ ３１０１
、 ＳＭ−４１）ｅ溶接し、銅製のス・ぐツタ捕集箱
によりスパッタ発生量を測定した。この図から鉄粉中の
Ｃが０．０２％以下、 ＦｅＯが１，５％以下の領域で
スパッタ発生量が極めて少ないことが判った。この領域
が低ス／臂ツタである理由は明らかではないが、次の様
に推定される。すなわち金属粉系ワイヤのスパッタはワ
イヤ先端の溶滴における激しいＣ０反応に関係している
ものと考えられる。ワイヤ先端ではアーク雰囲気中の酸
素により溶滴が酸化され、この酸素がワイヤ中のＣと反
応するものとみられる。従ってワイヤ中のＣおよび酸素
の低下と共にＣ０反応は少なくなシ、スパッタ発生は抑
えられるものと考えられる。なおＣについては外皮のＣ
景などの検討も行ったが、フラックス中の鉄粉のＣがス
パッタ低減効果が最も大きかった。以上の実験結果から
、鉄粉の成分はＣ≦０．０２％、 ＦｅＯ≦１．５％と
した。
以上が本発明ワイヤの主要構成であるが、アーク安定化
や少量のスラグの物性調整によりビード形成良好化を図
るために、Ｎａ２Ｏ＋ Ｋ２Ｏ＋Ｌｔ２０ 、 Ｓ Ｉ
Ｏ２，ＭｎＯ、Ａｔ２０． 、 Ｆｅａｒ ＊ Ｆｅ
２Ｏ３゜ＭｇＯなどの酸化物、ＮａＦ ＋ ＫＦ ＋
ＭｇＦ’２． ＣａＦｚ ｒＫ２ＳＩＦ６ などのぶ
つ化物などの非金属物質を単体もしくは化合物の形態で
その総量が１０％を超えない範囲で添加することができ
る。
や少量のスラグの物性調整によりビード形成良好化を図
るために、Ｎａ２Ｏ＋ Ｋ２Ｏ＋Ｌｔ２０ 、 Ｓ Ｉ
Ｏ２，ＭｎＯ、Ａｔ２０． 、 Ｆｅａｒ ＊ Ｆｅ
２Ｏ３゜ＭｇＯなどの酸化物、ＮａＦ ＋ ＫＦ ＋
ＭｇＦ’２． ＣａＦｚ ｒＫ２ＳＩＦ６ などのぶ
つ化物などの非金属物質を単体もしくは化合物の形態で
その総量が１０％を超えない範囲で添加することができ
る。
ワイヤ外皮としては通常軟鋼を用いるが、用途に応じて
低合金鋼および高合金鋼を用いることができる。
低合金鋼および高合金鋼を用いることができる。
また本発明ワイヤはフラックス充填率は１０〜３０％の
範囲で、ワイヤ径は１．０〜２．４ｍφであることが望
ましい。またワイヤの断面構造は第２因如きワイヤ断面
で、開口部のあるワイヤおよび開口部のないいわゆるシ
ームレスワイヤのいずれにおいても適用可能であるが、
自動化、ロボット化を考慮すれば、第２図（６）のシー
ムレスワイヤが望ましい。
範囲で、ワイヤ径は１．０〜２．４ｍφであることが望
ましい。またワイヤの断面構造は第２因如きワイヤ断面
で、開口部のあるワイヤおよび開口部のないいわゆるシ
ームレスワイヤのいずれにおいても適用可能であるが、
自動化、ロボット化を考慮すれば、第２図（６）のシー
ムレスワイヤが望ましい。
また本発明を用いて溶接する場合に使用するシールドガ
ス組成としては炭酸ガスの他に炭酸ガスに酸ｇガスある
いはアルゴンガスを混合する場合も適用可能である。ア
ルゴンガスとの混合ガスの場合アルゴンのアーク安定化
作用が重畳されるので更にスノクツタを低減させること
ができる。
ス組成としては炭酸ガスの他に炭酸ガスに酸ｇガスある
いはアルゴンガスを混合する場合も適用可能である。ア
ルゴンガスとの混合ガスの場合アルゴンのアーク安定化
作用が重畳されるので更にスノクツタを低減させること
ができる。
次に実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。
〈実施例〉
第２表に本発明複合ワイヤおよび比較のために試作した
複合ワイヤのフラックス組成を、第３表にこれらワイヤ
を用いて溶接した時の溶接試験結果を示す。
複合ワイヤのフラックス組成を、第３表にこれらワイヤ
を用いて溶接した時の溶接試験結果を示す。
第２麦において屋１〜４８が本発明のガスシールドアー
ク溶接用複合ワイヤでＡ９〜４１４がこの比較例である
。いずれのワイヤも軟鋼外皮（Ｃ： ０．０５１％、
８１ ： ０．０１％、 Ｍｎ ： ０．３５％）を用
いてフラックスを充填伸線し、断面形状が第２図の■）
の１．６闘φワイヤにて炭酸ガスをシールドガスとして
試験に供した。
ク溶接用複合ワイヤでＡ９〜４１４がこの比較例である
。いずれのワイヤも軟鋼外皮（Ｃ： ０．０５１％、
８１ ： ０．０１％、 Ｍｎ ： ０．３５％）を用
いてフラックスを充填伸線し、断面形状が第２図の■）
の１．６闘φワイヤにて炭酸ガスをシールドガスとして
試験に供した。
本発明ワイヤはいずれもスノヤツタ発生量が少なくかつ
溶接能率および溶着金属の機械的性質も良好であった。
溶接能率および溶着金属の機械的性質も良好であった。
これに対し扁９ワイヤは金属粉の童が少ないために、ス
ラグ生成量が多くなり溶着効率が低下した。煮１０ワイ
ヤは鉄粉量が少なく、父、Ａ１１ワイヤは逆に多すぎる
ためそれぞれ溶接能率および溶着金属の機械的性質が満
足できない。Ａ １２ワイヤは鉄粉のＣが高いためまた
＆１３ワイヤは鉄粉のＦｅＯが高いためいずれもスパッ
タが多発する。さらに盃１４ワイヤは鉄粉のＣおよびＦ
ｅＯが高すぎスパッタが多くなり採用できない。
ラグ生成量が多くなり溶着効率が低下した。煮１０ワイ
ヤは鉄粉量が少なく、父、Ａ１１ワイヤは逆に多すぎる
ためそれぞれ溶接能率および溶着金属の機械的性質が満
足できない。Ａ １２ワイヤは鉄粉のＣが高いためまた
＆１３ワイヤは鉄粉のＦｅＯが高いためいずれもスパッ
タが多発する。さらに盃１４ワイヤは鉄粉のＣおよびＦ
ｅＯが高すぎスパッタが多くなり採用できない。
〈発明の効果〉
以上のように本発明のガスシールドアーク溶接用複合ワ
イヤは主として炭酸ｊステシールド９ガスとして用いて
もス・卆ツタ発生童が少なくかつ高能率な溶接を可能に
したため、この種ワイヤの実用性を飛躇的に高めること
ができた。溶接の自動化、ロボット化および高能率化に
答える本発明の価値は高い。
イヤは主として炭酸ｊステシールド９ガスとして用いて
もス・卆ツタ発生童が少なくかつ高能率な溶接を可能に
したため、この種ワイヤの実用性を飛躇的に高めること
ができた。溶接の自動化、ロボット化および高能率化に
答える本発明の価値は高い。
第１図は鉄粉中のＣ、ＦｅＯ址と、ス・やツタ発生の関
係を示す図、 第２図（Ａ） ＋ （Ｂ） 、 （Ｃ） 、の）は複合
ワイヤは断面形状を示す図である。 １：鋼外皮、 ２：フラックス。
係を示す図、 第２図（Ａ） ＋ （Ｂ） 、 （Ｃ） 、の）は複合
ワイヤは断面形状を示す図である。 １：鋼外皮、 ２：フラックス。
Claims (1)
- 鉄粉を主体とする金属粉を９０％以上含有するフラック
スを充填してなる複合ワイヤにおいて、金属粉中の鉄粉
含有量がフラックスに対し４１〜８７ｗｔ％であわ、か
つ該鉄粉中のＣが０．０２ｗｔ％以下、ＦｅＯが１．５
０ｗｔ％以下であることを特徴とするガスシールドアー
ク溶接用複合ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61299112A JPH0632873B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61299112A JPH0632873B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154294A true JPS63154294A (ja) | 1988-06-27 |
| JPH0632873B2 JPH0632873B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17868279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61299112A Expired - Fee Related JPH0632873B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | ガスシ−ルドア−ク溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632873B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02268996A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JPH02280997A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2909778A (en) * | 1956-06-29 | 1959-10-20 | Lincoln Electric Co | Method and means for bare electrode welding |
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| US4021637A (en) * | 1974-09-06 | 1977-05-03 | La Soudure Electrique Autogene, Procedes Arcos | Flux-cored wires for electrogas welding |
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| JPS61180696A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-13 | Kobe Steel Ltd | 鉄粉系太径フラツクス入りワイヤ |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61299112A patent/JPH0632873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02268996A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JPH02280997A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0632873B2 (ja) | 1994-05-02 |
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