JPH0481295A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

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、Ｔ　ｉ　Ｏ２をフラックスの主成分とするガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関する
ものであって、特に狭開先溶接線に対する立向下進溶接
のような非常に不安定な溶接環境に対しても十分安定し
た溶接ビードを形成し、且つ溶着部の耐割れ性を改善す
るガスシールドアーク溶接用フラックス人すワイヤに係
るものである。

（従来の技術） ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに充填
されるフラックスとしては各種の成分系のものがあるが
、中でもＴｉＯ２をフラックスの主成分とするいわゆる
ルチール系フラックス入りワイヤは、ＣＯ２雰囲気下で
もアークが安定なためスパッタ発生量が少なく、優れた
ビード形状を与える等の多くの利点を有していることか
らあらゆる溶接姿勢への適用が可能であるとされており
、軟鋼や５０キロ級高張力鋼の溶接を主体とする全姿勢
溶接に汎用されている。しかしながら垂直溶接線を溶接
するに当たっては立向下進溶接が能率的であり、フラッ
クス入りワイヤを使用するガスシールドアーク溶接にお
いても溶接環境の厳しさを克服して立向下進溶接を適用
することが望まれており、隅肉溶接を中心に実施されて
いる。

しかるに板継ぎのような狭開先溶接線の立向下進溶接は
その溶接環境がいっそう過酷である為、前記ＴｉＯ２を
主成分とするいわゆるルチール系のような全姿勢用ワイ
ヤを使用しても、満足し得る結果を得ることができてい
なかった最大の理由は、溶接中に溶融スラグが垂れ下が
りクレータに先行して覆い被されるというような現象が
発生し、アークが不安定になるだけでなく、スラグの巻
き込みや溶接割れ等溶接欠陥の発生が多くなり、それを
補修して健全な溶接部にしようとすれば多大の労力、時
間が必要となる。従って実用規模での実施が望まれてい
るにもかかわらず、狭開先溶接線のガスシールドアーク
溶接による立向下進溶接は実現されていないのが実情で
ある。

このような欠点を解消するために業界では種々の検討が
なされている。例えば特開昭５７−７２７９５号公報や
、特開昭６１−１３２２９６号公報記載の技術などが知
られている。すなわち、前者には、フラックス率および
充填フラックスのスラグ剤、脱酸剤の添加量の範囲を規
定することにより、立向下進溶接において充分なのど厚
を何する溶接ビードが安定した作業性向上を達成したこ
とが開示され、また後者には、Ｔｉ０２ｆｉｌとスラグ
形成剤総量の比率および炭素、Ｍｎ、Ｓｉ量の添加量の
範囲を規定することにより、狭開先の立向下進溶接を含
むあらゆる姿勢溶接においても機械的性質のレベルアッ
プが図られたことが開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、こうした事情に着目してなされたものであっ
て、上記狭開先溶接線の立向下進溶接を含むあらゆる姿
勢溶接においても作業性が良好であり、しかも耐割れ性
を向上することのでき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しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 以上のような状況から、本発明者らは狭開先溶接線に対
する立向下進溶接のような非常に不安定な溶接環境に対
しても十分安定した溶接ビードを形成し、且つ溶着部の
耐割れ性改善について主としてルチールの種類の面から
鋭意研究を進めてきた。その結果、使用するルチールの
種類を限定することにより、狭開先等のシビアな条件下
においても作業性が良好であり、しかも耐割れ性を向上
させることを見出したものである。

すなわち本発明は、鋼製外皮中にルチールを主成分とす
るフラックスを充填してなる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、ルチール中に含まれる
５ｉ０２を１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を０．１０％以下と
したルチールをワイヤ全重量に対して３，５％〜６．θ
％含有す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を要旨とするものである。

（作　　用） 以下に本発明ガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを上記構成とした理由につき詳細に説明する。

本発明者らは第１表に示す種類の異なるルチールを使用
した。そして第２表に示すフラックス成分を基本として
、ルチールをワイヤ全重量に対して５．３％添加し、フ
ラックス充填率１２．０％で第１図（ａ）に示す断面形
状の１．２ｍｍφフラックス入りワイヤを試作した。得
られたそれぞれの試作ワイヤを用いて第３表に示す溶接
条件のもとで、第２図（ａ）　、　（ｂ）に示す形状の
試験板で狭開先溶接線の立向下進溶接を行い、アークの
安定性、スラグの垂れ状況と割れ率の関係を調査した。

溶接は２層２パス溶接で行なった。

第 表 その結果、第４表に示すとおり、狭開先溶接線に対する
立向下進溶接のような不安定な溶接環境に対しても十分
安定した溶接ビードを形成し、溶着部の耐割れ性を確保
するには、ルチールの種類が最も大きく影響することを
見出した。

特にルチール中に含まれるＳｉＯ２を１．０％以下、Ｂ
２Ｏ３を０．１０％以下としたのは第４表から明白なと
おり、アーク状態が安定し、スラグ垂れ落ちが極めて少
なく、安定した溶接ビードを形成し溶着部の耐割れ性が
向上するためである。すなわち充填フラックスの主成分
であるルチールの種類を規定することにより、立向下進
溶接において安定したアークが維持され、スラグの凝固
速度と表面張力を高め、融合不良やスラグの介在物が著
しく減少し、健全なる溶着部の耐割れ性が向上したと考
えられる。

ルチール中のＳｉＯ２が１．０％を超える場合において
は、下進溶接において安定したアークが持続せず良好な
ビード形成が得られなくなると共に量産試作における伸
線加工時に問題が認められた。

またルチール中のＢ２Ｏ３が０．１０％を超える場合に
おいては、第３図に示すように溶接割れの発生率が急激
に上昇した。

更に前記ルチールの種類と添加量の関係を詳細に調査す
るために、第１表に示すルチール中のＳｉＯ□が１．０
％以下もの、Ｂ２Ｏ３が０．１０％以下のルチールのも
のを用い、配合比率を変えて、フラックス充填率１２．
０％で第１図の（ａ）に示す断面形状の１，２關φのフ
ラックス入りワイヤを試作し前記と同様の試験を行った
結果、ルチール中の５ｉ０２が１，０％以下で、Ｂ２Ｏ
３が０．１０％以下で、配合比率かワイヤ全重量に対し
て３．５％〜６．０％であれば良好な結果が得られるこ
とを確認することができた。

すなわち、ルチールをワイヤ全重量に対して３．５％未
満の添加では、アークの安定効果が充分発揮されないた
め立向下進溶接において安定したアークが持続せず良好
な溶接を持続することができない欠点がある。６．０％
を超えて添加するとアークは安定であるがスラグの粘性
が低下しずぎるため、下進溶接ではスラグが先行、落下
し、ビード保持効果を失ない溶接ビードを開先内に留め
ることが不ｌ−１ｆ能となる。

］ ］ 以上のような理由により、本発明におけるルチールの種
類および添加量の範囲を前記のように定めたものである
。

また、前記フラックス組成として使用されるルチール以
外の充填フラックスとしては、アーク安定剤として Ｎａ、、　ｏ、　Ｋ２Ｏ，Ｋ２　Ｔ　ｉ　０３に２Ｓ　
ｉ　Ｆ、、ＮａＦ、ＭｇＦ２ スラグ形成剤として ＴｔＯｚ　、Ｓ　ｉ０２　、ＺｒＯ２、ＭｇＯ。

Ａ、ｐ　２０３　、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ脱酸剤として Ｍｎ、Ａ、Ｑ、Ｍｇ、Ｔｉ　、Ｚｒ 合金剤として Ｎｉ　、　Ｍｏ　、　Ｃｒ 等を任意に添加する。

また、使用する外皮金属としては通常軟鋼をもちいるが
、特に外皮組成重量％で０を０．０２％以下、Ｃを０．
０８％以下にすることによりさらにアークの安定性を改
善することが可能となる。

（実　施　例） 本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明する。

第６表には第１表に示す種類の異なるルチールと他のフ
ラックス成分との組合せにより、フラックスを充填し、
第１図の（ｂ）に示す断面形状１．２關φのフラックス
入りワイヤＮ０１１〜Ｎｏ、　２１を試作した。

これらの試作ワイヤを用いて表５に示す溶接条件のもと
て第２図に示す試験板て狭開先溶接線の立向下進溶接を
行いアークの安定性、スラブ、メタルの垂れ性、耐割れ
性、および総合評価を示す。

第 表 Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、　Ｉ　Ｉは本発明に係る最も好まし
い本発明例を示したものであり、アークの安定性、スラ
グ、メタルの垂れ性、耐割れ性とも良好であった。

Ｎｏ、　１２〜Ｎｏ、　２１は比較例を示すもので、Ｎ
ｏ、１２．　Ｎｏ、１３はルチール中に含まれるＳｉＯ
２およびＢ２Ｏ３は本発明の規定を充足するが、いずれ
もルチール量が上限を超えているため、アークの安定は
良好であるかスラグか先行し、溶接ビードを開先内に留
めることが不可能な結果となって耐割れ性が劣る。

’　ＮＯ，１４はルチール中のＳｉＯ２成分が本発明例
を外れる比較例で耐割れ性は良好であるがアークの安定
性、スラグの垂れ性でやや劣る。

Ｎｏ、　１５〜Ｎｏ、　１８はルチール中のＳｉＯ２お
よびＢ２Ｏ３成分が本発明例を外れる比較例であり、Ｎ
ｏ、　１５はアークの安定、スラグの垂れ性でやや劣る
。

Ｎｏ、１６．　Ｎｏ、１７．　Ｎｏ、＋８はアークの安
定性、スラグの垂れ性、耐割れ性のいずれも極めて劣る
例である。

Ｎｏ、１９はルチール中のＢ２Ｏ３成分が本発明例を外
れる比較例であり、アークの安定性、スラグの垂れ性と
もやや劣る。

Ｎｏ、２０．　Ｎｏ、２１はルチール中のＳｉＯ２およ
びＢ２Ｏ３含有量は本発明の規定を充足するがＮｏ、２
０はルチール量が少ないため耐割れ性は良好であるが、
立向下進溶接で安定したアークが持続せず実用的でない
。

Ｎ［Ｌ２１はルチール含有量が多いため、アークは安定
し、スパッタ量は極めて少なくなるがスラグが先行、落
下し耐割れ性が不良である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のフラックス入りワイヤを用
いてガスシールドアーク溶接を行うことにより、狭開先
等のシビアな条件下においても作業性が良好で、しかも
溶着部の耐割れ性を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明のガスシールドアー
ク溶接用フラックス入りワイヤの形状を示す断面図、第
２図は開先形状を示す説明図であって（ａ）は正面斜視
図、（ｂ）は側面図であり、第３図はルチール中に含有
するＢ２Ｃｈｍと割れ率の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼製外皮中にルチールを主成分とするフラックスを充填
   してなる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、ルチール中に含まれるＳｉＯ＿２を１．０
   ％以下、Ｂ＿２Ｏ＿３を０．１０％以下としたルチール
   をワイヤ全重量に対して３．５％〜６．０％含有するこ
   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。