JPH0520200B2 - - Google Patents
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- JPH0520200B2 JPH0520200B2 JP2269189A JP2269189A JPH0520200B2 JP H0520200 B2 JPH0520200 B2 JP H0520200B2 JP 2269189 A JP2269189 A JP 2269189A JP 2269189 A JP2269189 A JP 2269189A JP H0520200 B2 JPH0520200 B2 JP H0520200B2
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- Japan
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- amount
- bead
- wire
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3608—Titania or titanates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
［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り、更に
詳しくは、低電流でのアークが安定で、ビード形
状が良好な小脚長のすみ肉溶接金属を与えるガス
シールドアーク溶接用複合ワイヤに関するもので
ある。 ［従来の技術］ TiO2系フラツクスを充填してなるガスシール
ドアーク溶接用複合ワイヤ（以下複合ワイヤと記
す）は、TiO2を主成分とするためCO2シールド
溶接でもソリツドワイヤに比べアークが安定しス
パツタの少ない溶接が可能となり、ビードは生成
スラグにより完全に被包されるため外観が美しい
等の利点があり、鋼材の突合せ溶接、すみ肉溶接
に多く採用されてきている。 更に近年溶接構造物は多岐にわたり、特に造船
業界では、客船用に3.2mmから６mm程度の板厚を
有する鋼板に対し、半自動溶接でも、ビード形状
が良好な脚長３〜４mmのすみ肉ビードガ得られる
複合ワイヤの開発要望が強まつてきた。 しかしながら、この要望に対し従来の複合ワイ
ヤでは、係る要望を達成することは困難であつ
た。即ち、従来の複合ワイヤを半自動溶接にて３
〜４mmの小脚長ビードを得るには、低電流で溶接
せざるをえない。しかし、低電流で溶接を行う場
合、例えば1.2mmφの複合ワイヤでは170A以下で
はアークが不安定でビードが不揃いになり易く、
アンダーカツトが発生する等の問題があつた。ま
た、ワイヤ径を0.9mmφ，1.0mmφとさらに細径化
し、低電流で電流密度を高めて溶接する方法もあ
るが、アークの安定性はあまり改善されず、半自
動溶接による小脚長のすみ肉ビードを得ることは
実現されないのが実情であつた。 ［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
であつて、低電流でのアークが安定で、ビード形
状の良好な小脚長のすみ肉溶接金属を付与し得る
ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤを提供する
ことを目的とするものである。 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成した本発明複合ワイヤは、ワイ
ヤ全重量に対してスラグ形成剤としてTiO2：5.6
〜8.5wt％、ZrO2：0.4〜2.5wt％、KMg2.5Si4O10
F2（カリ四ケイ素雲母）：0.2〜1.2wt％、脱酸剤と
してSi：0.3〜0.8wt％、Mn：1.0〜3.0wt％，を含
み、Si，Mn以外の脱酸剤の総量：0.2wt％以下に
制限され、その他、スラグ形成剤、合金剤、鉄粉
及び不可避不純物よりなるフラツクスを、ワイヤ
全重量に対して10〜25wt％を含有する点に要旨
が存在する。 即ち、本発明は溶接作業性並びに溶接能率が良
好である、TiO2系複合ワイヤの特長を生かしつ
つ、低電流域でのアーク安定性の向上をはかるべ
く、TiO2系複合ワイヤのワイヤ成分組成に種々
検討を重ねた結果完成されたものであり、前記構
成に示されるフラツクス組成、特にスラグ形成剤
としてTiO2量，ZrO2，KMg2.5Si4O10F2量、脱酸
剤としてSi量，Mn量，及びSi，Mn以外の脱酸剤
の総量を夫々適正に設定することによつて、特に
低電流域においてアークを安定化させ、これによ
り溶滴の移行性を改善させ、ビード形状の良好な
小脚長のすみ肉ビードを得ることに成功したもの
である。 ［作用］ 即ち、本発明者は、TiO2，ZrO2，KMg2.5Si4
O10F2，Si，Mn，及びSi，Mn以外の脱酸剤の適
正含有量を調査するために、第１表〜第６表に示
すワイヤ成分を基本に、1.2mmφ，フラツクス充
填率15.0wt％の複合ワイヤを試作し、以下の溶接
条件にて水平すみ肉溶接で目標脚長3.0〜4.0mmと
し、半自動溶接にてアーク状態、ビード形状を評
価した。 溶接条件 極 性 DCRP 溶接電流 150A ワイヤ突き出し長さ 10〜15mm ガ ス CO2 25／min 鋼 板 SM41B（6t）
アーク溶接用複合ワイヤに係るものであり、更に
詳しくは、低電流でのアークが安定で、ビード形
状が良好な小脚長のすみ肉溶接金属を与えるガス
シールドアーク溶接用複合ワイヤに関するもので
ある。 ［従来の技術］ TiO2系フラツクスを充填してなるガスシール
ドアーク溶接用複合ワイヤ（以下複合ワイヤと記
す）は、TiO2を主成分とするためCO2シールド
溶接でもソリツドワイヤに比べアークが安定しス
パツタの少ない溶接が可能となり、ビードは生成
スラグにより完全に被包されるため外観が美しい
等の利点があり、鋼材の突合せ溶接、すみ肉溶接
に多く採用されてきている。 更に近年溶接構造物は多岐にわたり、特に造船
業界では、客船用に3.2mmから６mm程度の板厚を
有する鋼板に対し、半自動溶接でも、ビード形状
が良好な脚長３〜４mmのすみ肉ビードガ得られる
複合ワイヤの開発要望が強まつてきた。 しかしながら、この要望に対し従来の複合ワイ
ヤでは、係る要望を達成することは困難であつ
た。即ち、従来の複合ワイヤを半自動溶接にて３
〜４mmの小脚長ビードを得るには、低電流で溶接
せざるをえない。しかし、低電流で溶接を行う場
合、例えば1.2mmφの複合ワイヤでは170A以下で
はアークが不安定でビードが不揃いになり易く、
アンダーカツトが発生する等の問題があつた。ま
た、ワイヤ径を0.9mmφ，1.0mmφとさらに細径化
し、低電流で電流密度を高めて溶接する方法もあ
るが、アークの安定性はあまり改善されず、半自
動溶接による小脚長のすみ肉ビードを得ることは
実現されないのが実情であつた。 ［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
であつて、低電流でのアークが安定で、ビード形
状の良好な小脚長のすみ肉溶接金属を付与し得る
ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤを提供する
ことを目的とするものである。 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成した本発明複合ワイヤは、ワイ
ヤ全重量に対してスラグ形成剤としてTiO2：5.6
〜8.5wt％、ZrO2：0.4〜2.5wt％、KMg2.5Si4O10
F2（カリ四ケイ素雲母）：0.2〜1.2wt％、脱酸剤と
してSi：0.3〜0.8wt％、Mn：1.0〜3.0wt％，を含
み、Si，Mn以外の脱酸剤の総量：0.2wt％以下に
制限され、その他、スラグ形成剤、合金剤、鉄粉
及び不可避不純物よりなるフラツクスを、ワイヤ
全重量に対して10〜25wt％を含有する点に要旨
が存在する。 即ち、本発明は溶接作業性並びに溶接能率が良
好である、TiO2系複合ワイヤの特長を生かしつ
つ、低電流域でのアーク安定性の向上をはかるべ
く、TiO2系複合ワイヤのワイヤ成分組成に種々
検討を重ねた結果完成されたものであり、前記構
成に示されるフラツクス組成、特にスラグ形成剤
としてTiO2量，ZrO2，KMg2.5Si4O10F2量、脱酸
剤としてSi量，Mn量，及びSi，Mn以外の脱酸剤
の総量を夫々適正に設定することによつて、特に
低電流域においてアークを安定化させ、これによ
り溶滴の移行性を改善させ、ビード形状の良好な
小脚長のすみ肉ビードを得ることに成功したもの
である。 ［作用］ 即ち、本発明者は、TiO2，ZrO2，KMg2.5Si4
O10F2，Si，Mn，及びSi，Mn以外の脱酸剤の適
正含有量を調査するために、第１表〜第６表に示
すワイヤ成分を基本に、1.2mmφ，フラツクス充
填率15.0wt％の複合ワイヤを試作し、以下の溶接
条件にて水平すみ肉溶接で目標脚長3.0〜4.0mmと
し、半自動溶接にてアーク状態、ビード形状を評
価した。 溶接条件 極 性 DCRP 溶接電流 150A ワイヤ突き出し長さ 10〜15mm ガ ス CO2 25／min 鋼 板 SM41B（6t）
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第１図はTiO2の適正含有量を示す図であり、
TiO2が5.6wt％未満では、アーク状態、ビード形
状とも不良であり、5.6wt％以上でアークが安定
となりビード形状も良好となる。しかし、8.5wt
％を超えて含有させると、スラグが溶接ビードに
かみ込みビード形状が不良となる。即ちTiO2の
適正範囲は5.6〜8.5wt％であることが分つた。 第２図はZrO2の適正含有量を示す図であり、
ZrO2が0.4wt％ではアーク状態、ビード形状とも
不良であり、2.5wt％を超えると溶接ビードが不
揃いとなる。即ちZrO2の適正範囲は0.4〜2.5wt％
であることが分つた。 第３図はKMg2.5Si4O10F2の適正含有量を示す
図である。ビード形状においては、0.2wt％未満
ではビードが不揃いで表面が凹凸となり、1.2wt
％を超えると溶接し難くビードが不揃いとなる。
また、アーク状態においては、1.2wt％を超える
とアークが不安定でスパツタが増える。即ち、ビ
ード形状及びアーク状態が良好となる範囲は、
0.2〜1.2wt％であることが分つた。 第４図はSiの適正含有量を示す図であり、アー
ク状態においては、0.8wt％を超えると溶滴が大
塊化しアークが不安定となり、ビード形状も不良
となる。また、ビード形状においては、0.3wt％
未満では脱酸不足となりビードにピツト，ブロー
ホールが発生する。即ち、Siの適正範囲は0.3〜
0.8wt％であることが分つた。 第５図は、Mnの適正含有量を示す図であり、
アーク状態においては3.0wt％を超えるとSi同様、
溶滴が大塊化しアークが不安定となり、ビード形
状も不良となる。また、ビード形状においては、
1.0wt％未満では脱酸不足となりビードにピツト，
ブローホールが発生する。即ち、Mnの適正範囲
は1.0〜3.0wt％であることが分つた。 第６図は、Si，Mn以外の脱酸剤の適正含有量
を示す図であり、Si，Mn以外の脱酸剤の総量が
0.2wt％を超えると、溶滴が大塊化しアークが不
安定になり、ビード形状も不良となる。即ち、
Si，Mn以外の脱酸剤の総量は0.2wt％以下である
ことが分つた。 以下に上記の知見等に基づき成分限定根拠につ
いて述べる。 ・ スラグ形成剤のうちTiO2：5.6〜8.5wt％ ワイヤ先端に形成される溶滴は一方は表面張力
によつて粗大化しようとする傾向があり、他方で
は溶接電流によるピンチ力の影響によつてワイヤ
先端から突放されようとしている。従つて溶接電
流が低過ぎると、ピンチ力が不足しワイヤ先端か
ら突放す力が弱いので溶滴は表面張力によつてど
んどん成長し、大塊化してから重力によつて落下
するという状況（グロビユラー移行）を呈するこ
とになる。従つて溶滴が大塊化すればアーク発生
が不均一でアークが安定しないことになる。これ
を改善するためには、溶滴の酸素量濃度を高め、
溶滴の表面張力を低下させ溶滴の細粒化を図るこ
とである。 上記効果を発揮させるためにTiO2は5.6〜8.5wt
％含有させる必要がある。TiO2は酸性酸化物で
あり溶滴の酸素濃度を高めて溶滴の細粒化に効果
がある。5.6wt％未満では、低電流でのアーク安
定性に効果がなく、8.5wt％を超えるとスラグの
粘性が増加して、溶接ビードが不揃いとなり、ビ
ード表面が凹凸になるので好ましくない。 ・ スラグ形成剤のうちZrO2：0.4〜2.5wt％ ZrO2はTiO2と同様に酸性酸化物であり、溶滴
の酸素濃度を高めて溶滴の細粒化に効果がある。
この作用を発揮させるためには0.4wt％以上含有
させなければならない。しかし、ZrO2は凝固温
度が高いので2.5wt％を超えると、TiO2同様、溶
接ビードが不揃いとなり好ましくない。 ・ スラグ形成剤のうちKMg2.5Si4O10F2
：0.2〜1.2wt％ TiO2，ZrO2の添加により溶滴の酸素濃度を高
め溶滴を細粒化させ、アークの安定性を向上させ
ることが出来るが、生成スラグの粘性が低く、す
み肉溶接ビードが不揃いでビード表面が凹凸にな
り易い。更に、溶接ビードを良好にするために
種々の検討の結果、特開昭54−127848号公報で提
案された、低水素系被覆アーク溶接棒の溶接ビー
ド止端の疲労強度を改善する目的で開発された、
KMg2.5Si4O10F2を複合ワイヤに0.2〜1.2wt％含有
させることにより、スラグの粘性を調整し、溶接
ビードの揃いを良好にさせ、ビード表面を滑らか
にすることが出来た。また、KMg2.5Si4O10F2に
含まれるK+イオンがアーク中で分解し、アーク
を安定化させる効果もあり低電流でのアーク安定
性を向上することができる。これらの効果を発揮
させるために0.2wt％以上含有させなければなら
ない。1.2wt％を超えるとスラグの粘度が高くな
りすぎて溶接し難くビードが揃いにくくなる。更
にK+イオンが多量に含まれるためアーク長を長
くさせ、スパツタ量，ヒユーム量を増加させる原
因となるので好ましくない。 ・ Si：0.3〜0.8wt％ 低電流ではピンチ力が不足しワイヤ先端から離
脱する力が弱いため、溶滴はワイヤ先端部に滞留
する時間が長くなり、脱酸剤との反応時間も多く
なる。特に脱酸剤が過剰に存在する状況下では溶
滴の酸素濃度を減少させ、溶滴の表面張力が増加
し溶滴は大塊化する。 また、脱酸剤と反応形成された酸化物層が溶滴
表面に形成されアーク発生点を乱すことにもな
る。これらの悪影響を防止するためには、脱酸剤
による溶滴の表面張力の増大と表面酸化層の形成
を抑制することである。しかしながら、溶接金属
の性能を良好に保つ量は必要である。これらを満
足させるためには、Si量は0.3〜0.8wt％とする必
要がある。0.3wt％未満では脱酸不足となり良好
な溶接金属を得ることが出来ない。一方0.8wt％
を超えると溶滴の表面張力が増大し溶滴が大塊化
し、また溶滴表面に酸化物層が形成されアークを
乱すことになる。 ・ Mn：1.0〜3.0wt％ MnはSiと同様に適正な範囲内で含有させるこ
とにより、溶滴の表面張力の増大と表面酸化物層
の形成を抑制することが出来る。しかし、1.0wt
％未満では脱酸不足となり溶接金属の衝撃性能が
劣化する。一方3.0wt％を超えるとSi同様に溶滴
の表面張力が増大し、溶滴が大塊化され、また溶
滴表面に酸化物層が形成されアークを乱すことに
なる。 ・ Si，Mn以外の脱酸剤の総量：0.2wt％以下 溶滴表面に形成される酸化物層を抑制するため
には、既述の如くSi量，Mn量を適正範囲内で含
有させるというだけでなく、Si，Mn以外の脱酸
剤の総量を適切に限定する必要がある。即ち、
Si，Mn以外の脱酸剤としてＣ，Ａ，Mg，Ti，
Zr，Ca等を１種又は２種以上含有させるが、そ
の総量が0.2wt％を超えると溶滴の酸素濃度を減
少させて溶滴を大塊化させアークを不安定にさせ
る。また、Si，Mnよりも酸化物層を溶滴表面に
形成し易く、アークを不安定にするため、Si，
Mn以外の脱酸剤の総量は0.2wt％以下としなけ
ればならない。 以上の様にTiO2，ZrO2，KMg2.5Si4O10F2，Si
量，Mn量及びSi，Mn以外の脱酸剤の総量を規
定することによつて、低電流でのアークが安定で
ビード形状の良好な小脚長のすみ肉溶接金属を与
える複合ワイヤを得る事が出来る。 本発明の基本構成は上記の通りであるが、その
他のスラグ形成剤として、SiO2，Ａ2O3，
FeO，Fe2O3，MgO，Na2Ｏ，K2Ｏが例示され、
これらを１種又は２種以上を含有させることでビ
ードをスラグが均一に覆いビード形状を良好にす
ることが出来る。 また合金剤としては、Ni，Cr，Ｖ，Nb等の合
金元素の１種又は２種以上を含有させることで、
溶接金属に高靱性や耐候性の性能を与えることが
できる。またBiを含有させることによりスラグ
剥離性の向上も図れ、更に鉄粉を含有させること
で溶着速度の向上も図れる。 更に、充填率は無制限に許される訳ではなく、
ワイヤ全重量に対して10〜25wt％の範囲とする。
充填率が10wt％未満ではアークが不安定でスラ
グの被包性が低下し、アンダーカツトの多い凸型
ビードになり易く、一方25wt％を超えると生成
スラグ量が過大になるため、スラグ巻き込みが発
生し易くまた、伸線時に断線が生じる危険性があ
る。 ［実施例］ 第７表に試作した複合ワイヤの構成を、第８表
にその試験結果を示す。第７表において、ワイヤ
No.１〜No.17は比較例，No.18〜No.30が本発明例であ
る。いずれの複合ワイヤも軟鋼外皮を用い、電縫
鋼管に特公昭45−30937号公報記載の技術を用い
てフラツクスおよびパイプを振動させながら充填
し、伸線途中段階で650℃の焼鈍を行い、ワイヤ
表面にCuめつきを施して1.2mmφ径に仕上げた。 尚、試験は［作用］の説明において記載した方
法で行い、アーク状態、ビード形状を評価した。
この結果、No.１はTiO2量が少くアーク状態、ビ
ード形状とも不良で、No.２はTiO2量が多く、ア
ーク状態は良好であるが、スラグがビードにかみ
込み良好な溶接ビードが得られなかつた。No.３は
ZrO2量が少くアーク状態が不良でビード形状も
悪かつた。No.４はZrO2量が多くアーク状態は良
好であるが、スラグがビードにかみ込み不良であ
つた。No.５はKMg2.5Si4O10F2量が少いためビー
ドが不揃で表面が凹凸となり、良好な溶接ビード
が得られなかつた。No.６はKMg2.5Si4O10F2量が
多くアーク状態、ビード形状とも不良であつた。
No.７はSi量、No.９はMn量が少いないため、ピツ
ト，ブローホールが発生した。No.８はSi量が、No.
10はMn量が多いため、アーク状態、ビード形状
とも不良であつた。No.11〜No.15はSi，Mn以外の
脱酸剤の総量が本発明の範囲外であり、アーク状
態、ビード形状とも不良であつた。No.16はフラツ
クス充填率が低く、アーク状態、ビード形状とも
不良となつた。No.17はフラツクス充填率が高く、
生成スラグ量が過大となり、スラグ巻き込みが発
生した。 これに対してNo.18〜No.30はTiO2量，ZrO2量，
KMg2.5Si4O10F2量，Si量，Mn量及びSi，Mn以
外の脱酸剤の総量が本発明の範囲内であるため、
低電流でもアークが安定で良好な溶接ビードを得
ることができた。
TiO2が5.6wt％未満では、アーク状態、ビード形
状とも不良であり、5.6wt％以上でアークが安定
となりビード形状も良好となる。しかし、8.5wt
％を超えて含有させると、スラグが溶接ビードに
かみ込みビード形状が不良となる。即ちTiO2の
適正範囲は5.6〜8.5wt％であることが分つた。 第２図はZrO2の適正含有量を示す図であり、
ZrO2が0.4wt％ではアーク状態、ビード形状とも
不良であり、2.5wt％を超えると溶接ビードが不
揃いとなる。即ちZrO2の適正範囲は0.4〜2.5wt％
であることが分つた。 第３図はKMg2.5Si4O10F2の適正含有量を示す
図である。ビード形状においては、0.2wt％未満
ではビードが不揃いで表面が凹凸となり、1.2wt
％を超えると溶接し難くビードが不揃いとなる。
また、アーク状態においては、1.2wt％を超える
とアークが不安定でスパツタが増える。即ち、ビ
ード形状及びアーク状態が良好となる範囲は、
0.2〜1.2wt％であることが分つた。 第４図はSiの適正含有量を示す図であり、アー
ク状態においては、0.8wt％を超えると溶滴が大
塊化しアークが不安定となり、ビード形状も不良
となる。また、ビード形状においては、0.3wt％
未満では脱酸不足となりビードにピツト，ブロー
ホールが発生する。即ち、Siの適正範囲は0.3〜
0.8wt％であることが分つた。 第５図は、Mnの適正含有量を示す図であり、
アーク状態においては3.0wt％を超えるとSi同様、
溶滴が大塊化しアークが不安定となり、ビード形
状も不良となる。また、ビード形状においては、
1.0wt％未満では脱酸不足となりビードにピツト，
ブローホールが発生する。即ち、Mnの適正範囲
は1.0〜3.0wt％であることが分つた。 第６図は、Si，Mn以外の脱酸剤の適正含有量
を示す図であり、Si，Mn以外の脱酸剤の総量が
0.2wt％を超えると、溶滴が大塊化しアークが不
安定になり、ビード形状も不良となる。即ち、
Si，Mn以外の脱酸剤の総量は0.2wt％以下である
ことが分つた。 以下に上記の知見等に基づき成分限定根拠につ
いて述べる。 ・ スラグ形成剤のうちTiO2：5.6〜8.5wt％ ワイヤ先端に形成される溶滴は一方は表面張力
によつて粗大化しようとする傾向があり、他方で
は溶接電流によるピンチ力の影響によつてワイヤ
先端から突放されようとしている。従つて溶接電
流が低過ぎると、ピンチ力が不足しワイヤ先端か
ら突放す力が弱いので溶滴は表面張力によつてど
んどん成長し、大塊化してから重力によつて落下
するという状況（グロビユラー移行）を呈するこ
とになる。従つて溶滴が大塊化すればアーク発生
が不均一でアークが安定しないことになる。これ
を改善するためには、溶滴の酸素量濃度を高め、
溶滴の表面張力を低下させ溶滴の細粒化を図るこ
とである。 上記効果を発揮させるためにTiO2は5.6〜8.5wt
％含有させる必要がある。TiO2は酸性酸化物で
あり溶滴の酸素濃度を高めて溶滴の細粒化に効果
がある。5.6wt％未満では、低電流でのアーク安
定性に効果がなく、8.5wt％を超えるとスラグの
粘性が増加して、溶接ビードが不揃いとなり、ビ
ード表面が凹凸になるので好ましくない。 ・ スラグ形成剤のうちZrO2：0.4〜2.5wt％ ZrO2はTiO2と同様に酸性酸化物であり、溶滴
の酸素濃度を高めて溶滴の細粒化に効果がある。
この作用を発揮させるためには0.4wt％以上含有
させなければならない。しかし、ZrO2は凝固温
度が高いので2.5wt％を超えると、TiO2同様、溶
接ビードが不揃いとなり好ましくない。 ・ スラグ形成剤のうちKMg2.5Si4O10F2
：0.2〜1.2wt％ TiO2，ZrO2の添加により溶滴の酸素濃度を高
め溶滴を細粒化させ、アークの安定性を向上させ
ることが出来るが、生成スラグの粘性が低く、す
み肉溶接ビードが不揃いでビード表面が凹凸にな
り易い。更に、溶接ビードを良好にするために
種々の検討の結果、特開昭54−127848号公報で提
案された、低水素系被覆アーク溶接棒の溶接ビー
ド止端の疲労強度を改善する目的で開発された、
KMg2.5Si4O10F2を複合ワイヤに0.2〜1.2wt％含有
させることにより、スラグの粘性を調整し、溶接
ビードの揃いを良好にさせ、ビード表面を滑らか
にすることが出来た。また、KMg2.5Si4O10F2に
含まれるK+イオンがアーク中で分解し、アーク
を安定化させる効果もあり低電流でのアーク安定
性を向上することができる。これらの効果を発揮
させるために0.2wt％以上含有させなければなら
ない。1.2wt％を超えるとスラグの粘度が高くな
りすぎて溶接し難くビードが揃いにくくなる。更
にK+イオンが多量に含まれるためアーク長を長
くさせ、スパツタ量，ヒユーム量を増加させる原
因となるので好ましくない。 ・ Si：0.3〜0.8wt％ 低電流ではピンチ力が不足しワイヤ先端から離
脱する力が弱いため、溶滴はワイヤ先端部に滞留
する時間が長くなり、脱酸剤との反応時間も多く
なる。特に脱酸剤が過剰に存在する状況下では溶
滴の酸素濃度を減少させ、溶滴の表面張力が増加
し溶滴は大塊化する。 また、脱酸剤と反応形成された酸化物層が溶滴
表面に形成されアーク発生点を乱すことにもな
る。これらの悪影響を防止するためには、脱酸剤
による溶滴の表面張力の増大と表面酸化層の形成
を抑制することである。しかしながら、溶接金属
の性能を良好に保つ量は必要である。これらを満
足させるためには、Si量は0.3〜0.8wt％とする必
要がある。0.3wt％未満では脱酸不足となり良好
な溶接金属を得ることが出来ない。一方0.8wt％
を超えると溶滴の表面張力が増大し溶滴が大塊化
し、また溶滴表面に酸化物層が形成されアークを
乱すことになる。 ・ Mn：1.0〜3.0wt％ MnはSiと同様に適正な範囲内で含有させるこ
とにより、溶滴の表面張力の増大と表面酸化物層
の形成を抑制することが出来る。しかし、1.0wt
％未満では脱酸不足となり溶接金属の衝撃性能が
劣化する。一方3.0wt％を超えるとSi同様に溶滴
の表面張力が増大し、溶滴が大塊化され、また溶
滴表面に酸化物層が形成されアークを乱すことに
なる。 ・ Si，Mn以外の脱酸剤の総量：0.2wt％以下 溶滴表面に形成される酸化物層を抑制するため
には、既述の如くSi量，Mn量を適正範囲内で含
有させるというだけでなく、Si，Mn以外の脱酸
剤の総量を適切に限定する必要がある。即ち、
Si，Mn以外の脱酸剤としてＣ，Ａ，Mg，Ti，
Zr，Ca等を１種又は２種以上含有させるが、そ
の総量が0.2wt％を超えると溶滴の酸素濃度を減
少させて溶滴を大塊化させアークを不安定にさせ
る。また、Si，Mnよりも酸化物層を溶滴表面に
形成し易く、アークを不安定にするため、Si，
Mn以外の脱酸剤の総量は0.2wt％以下としなけ
ればならない。 以上の様にTiO2，ZrO2，KMg2.5Si4O10F2，Si
量，Mn量及びSi，Mn以外の脱酸剤の総量を規
定することによつて、低電流でのアークが安定で
ビード形状の良好な小脚長のすみ肉溶接金属を与
える複合ワイヤを得る事が出来る。 本発明の基本構成は上記の通りであるが、その
他のスラグ形成剤として、SiO2，Ａ2O3，
FeO，Fe2O3，MgO，Na2Ｏ，K2Ｏが例示され、
これらを１種又は２種以上を含有させることでビ
ードをスラグが均一に覆いビード形状を良好にす
ることが出来る。 また合金剤としては、Ni，Cr，Ｖ，Nb等の合
金元素の１種又は２種以上を含有させることで、
溶接金属に高靱性や耐候性の性能を与えることが
できる。またBiを含有させることによりスラグ
剥離性の向上も図れ、更に鉄粉を含有させること
で溶着速度の向上も図れる。 更に、充填率は無制限に許される訳ではなく、
ワイヤ全重量に対して10〜25wt％の範囲とする。
充填率が10wt％未満ではアークが不安定でスラ
グの被包性が低下し、アンダーカツトの多い凸型
ビードになり易く、一方25wt％を超えると生成
スラグ量が過大になるため、スラグ巻き込みが発
生し易くまた、伸線時に断線が生じる危険性があ
る。 ［実施例］ 第７表に試作した複合ワイヤの構成を、第８表
にその試験結果を示す。第７表において、ワイヤ
No.１〜No.17は比較例，No.18〜No.30が本発明例であ
る。いずれの複合ワイヤも軟鋼外皮を用い、電縫
鋼管に特公昭45−30937号公報記載の技術を用い
てフラツクスおよびパイプを振動させながら充填
し、伸線途中段階で650℃の焼鈍を行い、ワイヤ
表面にCuめつきを施して1.2mmφ径に仕上げた。 尚、試験は［作用］の説明において記載した方
法で行い、アーク状態、ビード形状を評価した。
この結果、No.１はTiO2量が少くアーク状態、ビ
ード形状とも不良で、No.２はTiO2量が多く、ア
ーク状態は良好であるが、スラグがビードにかみ
込み良好な溶接ビードが得られなかつた。No.３は
ZrO2量が少くアーク状態が不良でビード形状も
悪かつた。No.４はZrO2量が多くアーク状態は良
好であるが、スラグがビードにかみ込み不良であ
つた。No.５はKMg2.5Si4O10F2量が少いためビー
ドが不揃で表面が凹凸となり、良好な溶接ビード
が得られなかつた。No.６はKMg2.5Si4O10F2量が
多くアーク状態、ビード形状とも不良であつた。
No.７はSi量、No.９はMn量が少いないため、ピツ
ト，ブローホールが発生した。No.８はSi量が、No.
10はMn量が多いため、アーク状態、ビード形状
とも不良であつた。No.11〜No.15はSi，Mn以外の
脱酸剤の総量が本発明の範囲外であり、アーク状
態、ビード形状とも不良であつた。No.16はフラツ
クス充填率が低く、アーク状態、ビード形状とも
不良となつた。No.17はフラツクス充填率が高く、
生成スラグ量が過大となり、スラグ巻き込みが発
生した。 これに対してNo.18〜No.30はTiO2量，ZrO2量，
KMg2.5Si4O10F2量，Si量，Mn量及びSi，Mn以
外の脱酸剤の総量が本発明の範囲内であるため、
低電流でもアークが安定で良好な溶接ビードを得
ることができた。
【表】
【表】
※は比較例
【表】
【表】
【表】
【表】
［発明の効果］
以上の様に本発明によれば、低電流でのアーク
が安定で、ビード形状が良好な小脚長のすみ肉溶
接金属を得ることができる。
が安定で、ビード形状が良好な小脚長のすみ肉溶
接金属を得ることができる。
第１図はTiO2量とアーク状態及びビード形状
の関係を示した図、第２図はZrO2量とアーク状
態及びビード形状の関係を示した図、第３図は
KMg2.5Si4O10F2量とアーク状態及びビード形状
の関係を示した図、第４図はSi量とアーク状態及
びビード形状の関係を示した図、第５図はMn量
とアーク状態及びビード形状の関係を示した図、
第６図はSi，Mn以外の脱酸剤の総量とアーク状
態及びビード形状の関係を示した図である。
の関係を示した図、第２図はZrO2量とアーク状
態及びビード形状の関係を示した図、第３図は
KMg2.5Si4O10F2量とアーク状態及びビード形状
の関係を示した図、第４図はSi量とアーク状態及
びビード形状の関係を示した図、第５図はMn量
とアーク状態及びビード形状の関係を示した図、
第６図はSi，Mn以外の脱酸剤の総量とアーク状
態及びビード形状の関係を示した図である。
Claims (1)
- １ ワイヤ全重量に対してスラグ形成剤として
TiO2：5.6〜8.5wt％、ZrO2：0.4〜2.5wt％、
KMg2.5Si4O10F2（カリ四ケイ素雲母）：0.2〜1.2wt
％、脱酸剤としてSi：0.3〜0.8wt％、Mn：1.0〜
3.0wt％、を含み、Si、Mn以外の脱酸剤の総量：
0.2wt％以下に制限され、その他、スラグ形成剤、
合金剤、鉄粉及び不可避不純物よりなるフラツク
スを、ワイヤ全重量に対して10〜25wt％充填し
てな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 |
|---|---|---|---|
| JP2269189A JPH02205299A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269189A JPH02205299A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205299A JPH02205299A (ja) | 1990-08-15 |
| JPH0520200B2 true JPH0520200B2 (ja) | 1993-03-18 |
Family
ID=12089900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2269189A Granted JPH02205299A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02205299A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100264745B1 (ko) * | 1996-11-11 | 2000-09-01 | 기무라 다츠야 | 곡판의 편면용접 장치 및 방법 |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP2269189A patent/JPH02205299A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02205299A (ja) | 1990-08-15 |
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