JPH04270095A - 亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤ - Google Patents
亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤInfo
- Publication number
- JPH04270095A JPH04270095A JP3044291A JP3044291A JPH04270095A JP H04270095 A JPH04270095 A JP H04270095A JP 3044291 A JP3044291 A JP 3044291A JP 3044291 A JP3044291 A JP 3044291A JP H04270095 A JPH04270095 A JP H04270095A
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- welding
- pits
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速度のガスシールドア
ーク溶接でガスシールド不良が起こり易い亜鉛めっきの
ような予め防錆処理を施した鋼材をすみ肉溶接する時に
もピットやブローホールが発生しにくく、かつ良好なビ
ード形状の溶接金属が得られる亜鉛めっき鋼板用高速ガ
スシールドアーク溶接ワイヤに関する。
ーク溶接でガスシールド不良が起こり易い亜鉛めっきの
ような予め防錆処理を施した鋼材をすみ肉溶接する時に
もピットやブローホールが発生しにくく、かつ良好なビ
ード形状の溶接金属が得られる亜鉛めっき鋼板用高速ガ
スシールドアーク溶接ワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】防錆処理を施した耐食性に優れた鋼材と
しては、例えば亜鉛めっき鋼板などがある。亜鉛めっき
鋼板は通常の熱延あるいは冷延された鋼材表面に亜鉛め
っきを施したもので、その主な用途は、薄板分野で多く
屋根板をはじめとする建築材料、ガソリン缶、洗濯機の
部品などの他、自動車車体表面処理鋼板においても使用
する傾向にある。
しては、例えば亜鉛めっき鋼板などがある。亜鉛めっき
鋼板は通常の熱延あるいは冷延された鋼材表面に亜鉛め
っきを施したもので、その主な用途は、薄板分野で多く
屋根板をはじめとする建築材料、ガソリン缶、洗濯機の
部品などの他、自動車車体表面処理鋼板においても使用
する傾向にある。
【０００３】亜鉛めっき鋼材を溶接する場合、鋼材表面
から鉄の融点より低い沸点（９０６℃）をもった亜鉛が
溶接時に溶滴ないし溶融池に侵入してその蒸気が突沸す
ると共に大気を巻き込み、溶接金属凝固過程で浮上しき
れずに気泡として残存し、ピットやブローホール等の欠
陥を多発する。特に薄板の溶接に最も一般的に適用され
ているソリッドワイヤによるガスシールドアーク溶接法
は、通常溶接速度を１ｍ／ｍｉｎ以上に早めて溶接する
ことが多い。
から鉄の融点より低い沸点（９０６℃）をもった亜鉛が
溶接時に溶滴ないし溶融池に侵入してその蒸気が突沸す
ると共に大気を巻き込み、溶接金属凝固過程で浮上しき
れずに気泡として残存し、ピットやブローホール等の欠
陥を多発する。特に薄板の溶接に最も一般的に適用され
ているソリッドワイヤによるガスシールドアーク溶接法
は、通常溶接速度を１ｍ／ｍｉｎ以上に早めて溶接する
ことが多い。
【０００４】このように薄板溶接では溶接速度が速く、
溶接入熱も小さい上、継ぎ手形状も重ねやすみ肉等の鋼
板表面の影響を受け易い形状が用いられるため欠陥が発
生し易い条件にある。このような亜鉛の害を軽減する手
段としては、予め溶接線上から亜鉛を機械的に除去する
ことが有効であるが、手間がかかって非能率である。亜
鉛めっき鋼板に対するピット、ブローホールの欠陥防止
技術として特開昭６３−７２４９８号公報にはソリッド
ワイヤ中にＴｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕを適宜含有させる溶
接材料が提案されている。しかしながら、このような組
成のソリッドワイヤでは本発明が対象としている高速度
での亜鉛めっき鋼板の溶接には効果が期待できないもの
である。
溶接入熱も小さい上、継ぎ手形状も重ねやすみ肉等の鋼
板表面の影響を受け易い形状が用いられるため欠陥が発
生し易い条件にある。このような亜鉛の害を軽減する手
段としては、予め溶接線上から亜鉛を機械的に除去する
ことが有効であるが、手間がかかって非能率である。亜
鉛めっき鋼板に対するピット、ブローホールの欠陥防止
技術として特開昭６３−７２４９８号公報にはソリッド
ワイヤ中にＴｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕを適宜含有させる溶
接材料が提案されている。しかしながら、このような組
成のソリッドワイヤでは本発明が対象としている高速度
での亜鉛めっき鋼板の溶接には効果が期待できないもの
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のように
高速度で行う亜鉛めっき鋼板などのガスシールドアーク
溶接において問題となるピット、ブローホール等の欠陥
発生を解決する亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアー
ク溶接ワイヤを提供することを目的とするものである。
高速度で行う亜鉛めっき鋼板などのガスシールドアーク
溶接において問題となるピット、ブローホール等の欠陥
発生を解決する亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアー
ク溶接ワイヤを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重量％でＣ；０．０２〜０．４０％、Ｓｉ；０．
１０〜０．５０％、Ｍｎ；０．２０〜１．５０％、Ｐ；
０．０３０％以下、Ｓ；０．０３０％以下、Ｎｂ；０．
１０〜１．５０％、Ｖ；０．１０％未満、残部がＦｅ及
び不可避不純物からなることを特徴とする亜鉛めっき鋼
板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤにある。
ろは、重量％でＣ；０．０２〜０．４０％、Ｓｉ；０．
１０〜０．５０％、Ｍｎ；０．２０〜１．５０％、Ｐ；
０．０３０％以下、Ｓ；０．０３０％以下、Ｎｂ；０．
１０〜１．５０％、Ｖ；０．１０％未満、残部がＦｅ及
び不可避不純物からなることを特徴とする亜鉛めっき鋼
板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤにある。
【０００７】
【作用】本発明者らは、ソリッドワイヤを用いたガスシ
ールドアーク溶接では既述の如く、特に亜鉛めっき鋼板
でのピット、ブローホールが発生し易い理由として、（
イ）溶接時、亜鉛の突沸によって空気の巻き込みを助長
すると共に、溶融溶接金属に入った亜鉛は鉄に溶解しに
くく、かつ低沸点のため溶融金属が凝固しかけている過
程でも蒸気状態であり、これが気泡になる、（ロ）ソリ
ッドワイヤによるガスシールドアーク溶接では、凝固速
度が早いため、溶接金属が気泡化したものは残存し易く
、また高速溶接においてはシールドガス中に空気、特に
空気中の窒素が混入し易く、亜鉛と窒素の２つの影響を
受ける、（ハ）被覆剤やフラックスを利用しないソリッ
ドワイヤでは、脱酸作用を強化するためＳｉ、Ｔｉなど
を添加しているが、脱酸力の強い元素を添加した金属で
は、溶融状態で亜鉛の活量を増し（イ）を助長する、と
考察した。
ールドアーク溶接では既述の如く、特に亜鉛めっき鋼板
でのピット、ブローホールが発生し易い理由として、（
イ）溶接時、亜鉛の突沸によって空気の巻き込みを助長
すると共に、溶融溶接金属に入った亜鉛は鉄に溶解しに
くく、かつ低沸点のため溶融金属が凝固しかけている過
程でも蒸気状態であり、これが気泡になる、（ロ）ソリ
ッドワイヤによるガスシールドアーク溶接では、凝固速
度が早いため、溶接金属が気泡化したものは残存し易く
、また高速溶接においてはシールドガス中に空気、特に
空気中の窒素が混入し易く、亜鉛と窒素の２つの影響を
受ける、（ハ）被覆剤やフラックスを利用しないソリッ
ドワイヤでは、脱酸作用を強化するためＳｉ、Ｔｉなど
を添加しているが、脱酸力の強い元素を添加した金属で
は、溶融状態で亜鉛の活量を増し（イ）を助長する、と
考察した。
【０００８】そしてこの考察に基づいて主として亜鉛や
窒素によるピット、ブローホールを防止するには、（ニ
）Ｓｉ、Ｔｉなどの脱酸性元素添加量をできる限り少な
くして溶接金属溶融状態での亜鉛の活量を小さくし、溶
接金属へ侵入した亜鉛を融点の高いＺｎＯとして溶接金
属に固定またはスラグ浮上させる、（ホ）窒素を巻き込
んだガスシールド状態で溶接を行う場合、脱酸力が弱く
、かつ窒素溶解度の大きい元素Ｎｂを添加し、窒素をこ
れら元素を介して溶接金属に固定する、ことが必要であ
ることを確かめた。
窒素によるピット、ブローホールを防止するには、（ニ
）Ｓｉ、Ｔｉなどの脱酸性元素添加量をできる限り少な
くして溶接金属溶融状態での亜鉛の活量を小さくし、溶
接金属へ侵入した亜鉛を融点の高いＺｎＯとして溶接金
属に固定またはスラグ浮上させる、（ホ）窒素を巻き込
んだガスシールド状態で溶接を行う場合、脱酸力が弱く
、かつ窒素溶解度の大きい元素Ｎｂを添加し、窒素をこ
れら元素を介して溶接金属に固定する、ことが必要であ
ることを確かめた。
【０００９】（ヘ）前記（ホ）において窒素を巻き込ん
だ状態の溶接では、強脱窒剤としてＡｌ、Ｔｉを単独な
いし複合添加することが有効であると考えられたが、こ
れら脱窒剤は一方で強力な脱酸剤であり、前記（ハ）と
同様に前記（イ）の現象を助長するので、これらの添加
は好ましくない。このような考え方をした時、亜鉛めっ
き鋼板の溶接に使用するソリッドワイヤの成分としては
低Ｓｉ−Ｎｂ系、低Ｓｉ−Ｖ系、低Ｓｉ−Ｖ−Ｎｂ系が
適すると考え、かかる成分系で各々の成分を変えたワイ
ヤを試作し、検討した結果、後記実施例で例示するよう
に本発明を構成するに至った。
だ状態の溶接では、強脱窒剤としてＡｌ、Ｔｉを単独な
いし複合添加することが有効であると考えられたが、こ
れら脱窒剤は一方で強力な脱酸剤であり、前記（ハ）と
同様に前記（イ）の現象を助長するので、これらの添加
は好ましくない。このような考え方をした時、亜鉛めっ
き鋼板の溶接に使用するソリッドワイヤの成分としては
低Ｓｉ−Ｎｂ系、低Ｓｉ−Ｖ系、低Ｓｉ−Ｖ−Ｎｂ系が
適すると考え、かかる成分系で各々の成分を変えたワイ
ヤを試作し、検討した結果、後記実施例で例示するよう
に本発明を構成するに至った。
【００１０】以下に本発明のワイヤの成分限定理由につ
いて述べる。Ｃ量はＳｉ、Ｍｎの添加量との兼合いで決
まり、本発明のＳｉ、Ｍｎ添加量では０．４０％を越え
るとブローホールには特に問題がなかったが、溶接部の
曲げ延性が劣化したので０．４０％以下とし、０．０２
％未満ではピットが多発したので下限を０．０２％とし
た。
いて述べる。Ｃ量はＳｉ、Ｍｎの添加量との兼合いで決
まり、本発明のＳｉ、Ｍｎ添加量では０．４０％を越え
るとブローホールには特に問題がなかったが、溶接部の
曲げ延性が劣化したので０．４０％以下とし、０．０２
％未満ではピットが多発したので下限を０．０２％とし
た。
【００１１】Ｓｉ、Ｍｎは脱酸剤として添加するが、本
発明範囲を越えて添加すると亜鉛の活量が増加するため
か、ピット，ブローホールが多発したので、Ｓｉ、Ｍｎ
の上限はそれぞれ０．５０％及び１．５０％とした。ま
たＳｉ；０．１０％及びＭｎ；０．２０％未満では基本
的に脱酸不足となり、亜鉛めっきに起因する以外のピッ
ト、ブローホールが多発するのでＳｉ、Ｍｎの下限値は
それぞれ０．１０％及び０．２０％とした。
発明範囲を越えて添加すると亜鉛の活量が増加するため
か、ピット，ブローホールが多発したので、Ｓｉ、Ｍｎ
の上限はそれぞれ０．５０％及び１．５０％とした。ま
たＳｉ；０．１０％及びＭｎ；０．２０％未満では基本
的に脱酸不足となり、亜鉛めっきに起因する以外のピッ
ト、ブローホールが多発するのでＳｉ、Ｍｎの下限値は
それぞれ０．１０％及び０．２０％とした。
【００１２】Ｎｂの添加はガスシールド状態のよくない
場合において、０．１０％以上でピツト、ブローホール
の発生を抑制する効果を有する。他方、１．５０％を越
えて添加すると溶接金属部の硬化が著しくなるので上限
を１．５０％とした。ＶはＮｂと同様に窒素を固定して
、窒素によるピット、ブロ−ホールの発生を軽減する作
用があるが、その反面ビード形状を劣化させる。０．１
０％未満であれば偏平なビード形状が得られる。
場合において、０．１０％以上でピツト、ブローホール
の発生を抑制する効果を有する。他方、１．５０％を越
えて添加すると溶接金属部の硬化が著しくなるので上限
を１．５０％とした。ＶはＮｂと同様に窒素を固定して
、窒素によるピット、ブロ−ホールの発生を軽減する作
用があるが、その反面ビード形状を劣化させる。０．１
０％未満であれば偏平なビード形状が得られる。
【００１３】Ｐ，Ｓは耐割れ性を阻害する元素であり、
特に本発明のワイヤにおいては出来る限り抑制すること
が好ましいが、いずれも０．０３０％以下であれば目的
を達する。本発明のワイヤは、通常のワイヤと同様に鋼
塊を圧延、伸線し、必要に応じて銅めっきを施して製造
することができる。
特に本発明のワイヤにおいては出来る限り抑制すること
が好ましいが、いずれも０．０３０％以下であれば目的
を達する。本発明のワイヤは、通常のワイヤと同様に鋼
塊を圧延、伸線し、必要に応じて銅めっきを施して製造
することができる。
【００１４】このように構成された成分のワイヤを用い
て、ＣＯ２ またはＡｒにＣＯ２ などを混入したシー
ルドガスを用いて亜鉛めっき鋼板を高速で溶接してもピ
ット、ブローホールの発生は少なく、構造物用として十
分満足するものである。以下に本発明の効果を実施例に
より、具体的に説明する。
て、ＣＯ２ またはＡｒにＣＯ２ などを混入したシー
ルドガスを用いて亜鉛めっき鋼板を高速で溶接してもピ
ット、ブローホールの発生は少なく、構造物用として十
分満足するものである。以下に本発明の効果を実施例に
より、具体的に説明する。
【００１５】
【実施例】表１には本発明ワイヤ及び比較ワイヤ（いず
れも直径１．２ｍｍ）の化学成分の他、ピット発生個数
及びブローホール発生率を示しているが、本発明ワイヤ
及び比較ワイヤを用い、ガスシールド溶接で亜鉛めっき
鋼板（板厚ｔ＝２．３ｍｍ、幅ｗ＝５０ｍｍ、長さｌ＝
３００ｍｍ）を図１の如く２枚重ねて、立向下進重ねす
み肉溶接を行い、すみ肉ビード部に発生するピット、ブ
ローホール及びビード形状を比較した。この立向下進重
ねすみ肉溶接に用いた亜鉛めっき鋼板の鋼種及び亜鉛目
付量を表２に示し、表３には溶接条件を示している。
れも直径１．２ｍｍ）の化学成分の他、ピット発生個数
及びブローホール発生率を示しているが、本発明ワイヤ
及び比較ワイヤを用い、ガスシールド溶接で亜鉛めっき
鋼板（板厚ｔ＝２．３ｍｍ、幅ｗ＝５０ｍｍ、長さｌ＝
３００ｍｍ）を図１の如く２枚重ねて、立向下進重ねす
み肉溶接を行い、すみ肉ビード部に発生するピット、ブ
ローホール及びビード形状を比較した。この立向下進重
ねすみ肉溶接に用いた亜鉛めっき鋼板の鋼種及び亜鉛目
付量を表２に示し、表３には溶接条件を示している。
【００１６】溶接終了後、ビード表面に発生するピット
の個数を目視で計測し、その後、溶接ビードを放射線透
過試験にてビードに内在するブローホール発生状況を調
査した。ピットは個数計測後、ビード１ｍに換算して発
生数（個／ｍ）として評価した。またブローホールは放
射線透過試験のフィルムでビード長方向のブローホール
幅を測定し、ビード長に対してのブローホール幅総和か
らブローホール発生率（％）を計算した。ビード形状は
、ビード幅を測定して、ビード幅が８．０ｍｍ以上を良
好と判定した。
の個数を目視で計測し、その後、溶接ビードを放射線透
過試験にてビードに内在するブローホール発生状況を調
査した。ピットは個数計測後、ビード１ｍに換算して発
生数（個／ｍ）として評価した。またブローホールは放
射線透過試験のフィルムでビード長方向のブローホール
幅を測定し、ビード長に対してのブローホール幅総和か
らブローホール発生率（％）を計算した。ビード形状は
、ビード幅を測定して、ビード幅が８．０ｍｍ以上を良
好と判定した。
【００１７】ワイヤＮｏ． １〜８は本発明ワイヤ、Ｎ
ｏ． ９〜１５は比較ワイヤを示す。ピット、ブローホ
ールについては、Ｎｏ． ９はＣが、Ｎｏ． １０はＭ
ｎが、Ｎｏ． １３はＳｉが低いために、またＮｏ．
１１はＭｎが、Ｎｏ． １２はＳｉが過剰に添加されて
いるために、ピット、ブローホールが多発する。さらに
Ｎｏ． １５はＮｂが不足のためにやはりピット発生個
数、ブローホール発生率が高い。ビード形状では、Ｎｏ
． ９〜１０及びＮｏ． １２〜１４はいずれもＶ量が
限定上限を越えるためビード形状が悪い。特にＮｏ．
１４はピット発生個数、ブローホール発生率共に良好で
あるが、ビード形状で劣っている。
ｏ． ９〜１５は比較ワイヤを示す。ピット、ブローホ
ールについては、Ｎｏ． ９はＣが、Ｎｏ． １０はＭ
ｎが、Ｎｏ． １３はＳｉが低いために、またＮｏ．
１１はＭｎが、Ｎｏ． １２はＳｉが過剰に添加されて
いるために、ピット、ブローホールが多発する。さらに
Ｎｏ． １５はＮｂが不足のためにやはりピット発生個
数、ブローホール発生率が高い。ビード形状では、Ｎｏ
． ９〜１０及びＮｏ． １２〜１４はいずれもＶ量が
限定上限を越えるためビード形状が悪い。特にＮｏ．
１４はピット発生個数、ブローホール発生率共に良好で
あるが、ビード形状で劣っている。
【００１８】この結果から、本発明によるワイヤを使用
すれば、亜鉛めっき鋼板等の防錆処理を施した鋼材を溶
接してもピットがなく、ブローホール発生の非常に少な
い健全で、かつビード形状の良好な溶接金属部が得られ
る。
すれば、亜鉛めっき鋼板等の防錆処理を施した鋼材を溶
接してもピットがなく、ブローホール発生の非常に少な
い健全で、かつビード形状の良好な溶接金属部が得られ
る。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の亜鉛めっき鋼板用
高速ガスシールドアーク溶接ワイヤによれば、亜鉛めっ
き鋼板など防錆処理を施した鋼材を溶接してもピット、
ブローホール共に非常に少ない健全な溶接金属が得られ
るため、溶接金属部の断面欠損にならず、構造物の強度
を劣化させない。またピットがなく、ビード形状も良好
なため外観的にも好ましい溶接金属部が得られる。
高速ガスシールドアーク溶接ワイヤによれば、亜鉛めっ
き鋼板など防錆処理を施した鋼材を溶接してもピット、
ブローホール共に非常に少ない健全な溶接金属が得られ
るため、溶接金属部の断面欠損にならず、構造物の強度
を劣化させない。またピットがなく、ビード形状も良好
なため外観的にも好ましい溶接金属部が得られる。
【００２３】なお、本発明者らの研究では、亜鉛めっき
鋼板の溶接では溶接姿勢がブローホール発生度合いに大
きく影響し、立向下進重ねすみ肉溶接の方が水平重ねす
み肉溶接よりはるかにピット、ブローホールが発生し易
いことを確認している。
鋼板の溶接では溶接姿勢がブローホール発生度合いに大
きく影響し、立向下進重ねすみ肉溶接の方が水平重ねす
み肉溶接よりはるかにピット、ブローホールが発生し易
いことを確認している。
【図１】図１は実施例に用いた試験板形状を示す斜視図
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ；０．０２〜０．４０
％Ｓｉ；０．１０〜０．５０％ Ｍｎ；０．２０〜１．５０％ Ｐ；０．０３０％以下 Ｓ；０．０３０％以下 Ｎｂ；０．１０〜１．５０％ Ｖ；０．１０％未満、 残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とす
る亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044291A JPH04270095A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044291A JPH04270095A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270095A true JPH04270095A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=12304045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044291A Pending JPH04270095A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 亜鉛めっき鋼板用高速ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100252422B1 (ko) * | 1997-11-13 | 2000-04-15 | 추호석 | 이산화탄소 용접용 가연성 혼합개스 |
| JP2009262180A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 薄鋼板の高速ガスシールドアーク溶接方法 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3044291A patent/JPH04270095A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100252422B1 (ko) * | 1997-11-13 | 2000-04-15 | 추호석 | 이산화탄소 용접용 가연성 혼합개스 |
| JP2009262180A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 薄鋼板の高速ガスシールドアーク溶接方法 |
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