JPH0525599B2 - - Google Patents
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- JPH0525599B2 JPH0525599B2 JP10307189A JP10307189A JPH0525599B2 JP H0525599 B2 JPH0525599 B2 JP H0525599B2 JP 10307189 A JP10307189 A JP 10307189A JP 10307189 A JP10307189 A JP 10307189A JP H0525599 B2 JPH0525599 B2 JP H0525599B2
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- welding
- core wire
- arc
- resistance
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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
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、連続鋳造プロセスで製造された線材
の心線として用いた被覆アーク溶接棒であり、高
電流で使用した場合でも耐棒焼け性に優れ、良好
なアーク状態と健全な溶接金属が確保できる被覆
アーク溶接棒に関するものである。 （従来の技術） 従来の溶接棒用心線線材は、リムド鋼またはキ
ヤツプド鋼で製造されていたが、これらの製造方
法では歩留および省エネルギーなどの面で大きな
欠点があつた。 そこで近年、従来の心線の欠点を克服するため
に、連続鋳造心線による溶接棒用心線の開発が進
められ、かなり実用化されるようになつた。 しかし、連続鋳造心線の溶接棒は従来の心線の
溶接棒に比較すると、高電流で溶接した場合、耐
棒焼け性が悪くなり、棒焼け現象を生じた溶接棒
はアーク状態の劣化を招きスパツタの飛散が多く
なりビード外観も悪く、さらに被覆剤中の脱酸剤
やガス発生剤は既に分解しているために、その機
能を果たさず、ブロホールやピツトが多発し、健
全な溶接金属が得られない問題があつた。 従つて、連続鋳造心線を使用した溶接棒は高電
流で使用すると正常な溶接ができる部分が短くな
り、溶接棒の使用量が多くなり、かつ溶接作業能
率の低下と相まつて構造物の製造コストを高めて
いた。 溶接棒用の連続鋳造心線の向上としては、種々
提案あるいは実施されている。 例えば特公昭63−57154号公報では主として、
心線中のＣのＯの含有量を限定することでイルミ
ナイト系、高酸化チタン系、鉄粉酸化鉄系などの
被覆剤を用いて良好なアーク状態やビード外観、
および健全な溶接金属などが得られることを提案
しているが、高電流使用での耐棒焼け性を改善す
る迄には至つておらず、溶接作業能率の向上には
貢献できないのが現状である。 また、本発明者らが先に特開昭58−176097号公
報で、心線中の介在物であるMnO、FeO、
Al2O3、SiO2の含有量を限定することにより、溶
融速度の速い溶接棒が得られることを提案し、こ
れに起因して高電流における溶接棒の加熱現象を
減少させ耐棒焼け性を向上させることも示唆し
た。しかし、これら介在物の限定では良好なアー
クの安定性を維持しながら耐棒焼け性の優れたも
のにするには不十分であつた。 さらに特開昭57−156892号公報では心線中の
Al、Ｎ、Ｏの含有量を限定し、高電流使用にお
いて耐ブロホール性が改善できることを提案した
が、これについても良好なアーク状態を得ること
ができない問題があり、全ての溶接性能を満足す
るには至らなかつた。 （発明が解決しようとする課題） このように現状の溶接棒用としての連続鋳造心
線は、高電流で使用した場合に耐棒焼け性に優
れ、良好なアーク状態を維持し、スパツタ、スラ
グ状態、ビード外観などの溶接作業性を満足し、
かつブロホールやピツトの発生しない健全な溶接
金属を得ることは非常に困難であつた。しかる
に、これらの要求をすべて満たす連続鋳造心線の
溶接棒を得ることは各業界から強く要望されてい
た。 本発明は、前述した実情に鑑みて連続鋳造心線
の改善を行い、高電流使用の場合でも耐棒焼け性
に優れ、かつ良好なアーク状態と健全な溶接金属
を確保でき全ての溶接作業性を満足する溶接棒を
提供するものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、前述した要望に応えるために連続鋳
造心線の成分や電気的特性を種々検討した結果、
高電流使用での耐棒焼け性を著しく改善し、かつ
良好なアーク状態と健全な溶接金属を確保したも
のであつて、その要旨とするところは、Ｏを
0.010〜0.017重量％（以下％と称する）含有し、
比抵抗が11.5〜14.2μΩ−cmである連続鋳造心線の
周囲にアーク安定剤、スラグ生成剤、脱酸剤、有
機物および固着剤、またはこれと鉄粉52％以下か
らなる被覆剤を塗布したことを特徴とする溶接棒
にある。 本発明者らは、諸溶接性能を満足しつつ耐棒焼
け性を改善するには、アークの溶滴粒を細粒化
し、かつ溶融速度を速くすることが極めて有効で
あることに着眼し、連続鋳造心線の研究を種々積
み重ねた結果、心線のＯ含有量と比抵抗の限定が
極めて効果的で重要なことを見出した。 心線のＯは心線および被覆剤中のＣと反応して
COやCO2ガスを発生して大気からのシールド効
果を持たらすが、これらガスはアーク柱の溶滴粒
内にも介在し、内圧によつて溶滴粒を砕き、溶滴
は細粒化する効果がある。従つて、アークの安定
性が良好となり、スパツタの飛散も少なくなるの
である。 また、心線の比抵抗は溶接棒の溶融速度と関係
のあることが判明した。心線の比抵抗の値が小さ
いと溶融速度は速くなり高電流使用における耐棒
焼け性は向上するが、この値が過剰に小さい場合
は比抵抗の支配因子である脱酸剤が合金剤が少な
くなり過ぎて健全な溶接金属が得られず、機械的
性能も劣化することが判かつた。一方、逆に比抵
抗の値が過剰に大きい場合は、溶融速度がかなり
遅くなりジユール熱によつて被覆剤が燃焼され正
常な被覆筒が形成されないためアークの指向性が
悪くなると共に、脱酸剤やガス発生剤の分解に起
因して溶接金属にブロホールやピツトが発生し易
くなり、耐棒焼け性が悪くなることが判つた。従
つて、適正な心線の比抵抗の値を見出すことも重
要視する必要があつた。 本発明は、以上のような知見に基づいてなされ
たものである。 （作用） 以下に本発明における作用について詳述する。 まず、連続鋳造心線の適正なＯ含有量と比抵抗
を調べるために次のような実験を行つた。即ち、
Ｏを0.004〜0.021％含有させ、比抵抗を9.1〜
17.6μΩ−cmに変化させた心線に第１表に示す全
姿勢溶接棒イルミナイト系の被覆剤を塗装し、乾
燥した溶接棒を作製して、耐棒焼け性とアーク状
態および溶接金属の耐ブロホール性を調査した。
なお、溶接棒サイズは4.0mmφ×450mmとし、心
線はＣが0.004〜0.012％、Siが0.001〜0.042％、
Mnを0.31〜0.69％のものを使用した。 心線の比抵抗の測定要領については第１図に示
すように心線１全長の内、長さｌ約430mmの間に
定電流発生器２より電流を与え、その値と電圧か
ら得られる心線内部の抵抗と心線断面積Ａ、およ
び電極間距離ｌを測定し、次の式により比抵抗を
算出し、くり返し３回の平均値を求めることにし
た。 比抵抗（μΩ−cm）＝内部を流れる電流による抵抗×心
線断面積／電極間距離 各試験条件とその良否判定基準は以下のとおり
とした。 すなわち、耐棒焼け性試験では軟鋼板（板厚
12.7mm、幅100mm、流さ500mm）を交流溶接機を使
用し、電流200Aで下向溶接を行なつた。 その判定方法は未溶融部の被覆剤が燃焼して正
常な被覆筒が形成されず、急変する位置でアーク
を消弧させ、そのときの残りの溶接棒長（以下残
棒長と称する）で表わした。値は供試溶接棒５本
の平均値であり、60mm未満を良好のＯ印、60mm以
上90mm未満をやや劣るの△印、90mm以上を劣るの
×印とした。 次にアーク状態の調査では、前述の鋼板を用い
Ｔ型すみ肉試験片を作製し、水平すみ肉、立向姿
勢で溶接を行つた。電流は水平すみ肉で200A、
立向で160Aを用い、アークが安定し適正なアー
ク力を持つものを良好と判定した。 また、溶接金属の耐ブロホール性の調査では
NK方式のすみ肉溶接継手の破面試験方法に準拠
し、前述のＴ型すみ肉試験片と電流を用いビード
長が約350mmとなるように溶接を行い、これに外
力を加えて破断し、ブロホール個所の長さの和が
溶接全長の10％以下のものを良好とし、その値は
くり返し３回の平均値とした。 以上の試験から得られた結果を第２図に示す。 心線中のＯ含有量が0.010％未満ではアークの
溶滴が細粒化されないのでアークが不安定でスパ
ツタの飛散が多くなりビード外観も劣化し、
0.017％を超えるとアーク中のCOまたはCO2ガス
が過剰に多くなりアーク電圧が高くなつてアーク
力が異状に強くなるので、スパツタの飛散が多
く、立向姿勢においてはビードが垂れ易くなる。 心線の比抵抗については、その値が11.5μΩ−
cm未満では心線中のSiやMnなどの脱酸成分が減
少するため耐ブロホール性が悪くなり、ブロホー
ル箇所の長さの和が溶接全長に対して10％を超え
るようになつた。しかし比抵抗の値が小さいので
被覆剤の劣化がなく耐棒焼け性は良好であつた。
一方、比抵抗が14.2μΩ−cmを超えると被覆剤が
燃焼し劣化してくるので被覆筒が形成されず正常
な溶接ができなくなり、使用可能な溶融棒長が短
く残棒長が60mm以上になつて耐棒焼け性が悪くな
つた。また、この比抵抗の高いものは、被覆剤が
劣化するために耐ブロホール性も悪いことが判つ
た。 第２図の結果から高電流を使用した場合に耐棒
焼け性に優れ、かつ良好なアーク状態と健全な溶
接金属を得るためには、心線のＯ含有量を0.010
〜0.017％とし、心線の比抵抗を11.5〜14.2μΩ−
cmにする必要があることが判つた。 また、本発明ではライムチタニヤ系、高酸化チ
タン系、鉄粉酸化鉄系、低水素系などの被覆剤へ
も適用できることを確認した。 なお、本発明におけるアーク安定剤とは、ルチ
ール、イルミナイト、長石などであり、スラグ生
成剤は珪砂、炭酸石灰、蛍石、マグネサイト、マ
グネシアクリンカー、マイカ、タルクなどであ
り、脱酸剤はフエロマンガン、金属マンガン、フ
エロシリコン、フエロチタン、フエロアルミニウ
ムなどを指し、有機物はセルロース、澱粉、デキ
ストリン、アルギン酸ソーダなどであり、固着剤
とは珪酸ナトリウム、珪酸カリウムを指す。これ
らはそれぞれ１種もしくは２種以上の組合わせで
使用できる。 また鉄粉は主として作業能率の向上を目的とし
て添加するものであるが、本発明の特許請求の範
囲において52％以下としたのは、これを超えて添
加すると被覆筒が短絡し易くアークが不安定にな
りビード外観が劣化するからである。 （実施例） 次に実施例により本発明の効果をさらに具体的
に述べる。 第２表に本発明溶接棒および比較溶接棒に使用
した心線の化学成分と比抵抗を示し、第３表は、
前記心線と被覆剤の組合わせによる各性能試験結
果を示すものである。 なお、供試溶接棒の被覆系統は全姿勢の非低水
素系溶接棒と低水素系溶接棒、およびすみ肉溶接
棒であり、そのサイズを全姿勢の非低水素系溶接
棒と低水素系溶接棒で4.0mmφ×450mm、すみ肉
溶接棒で4.0mmφ×550mmとし、各種溶接棒を作
製した。 また、各試験条件とその良否判定基準は次のと
おりとした。 まず、耐棒焼け性試験では、軟鋼板（板厚12.7
mm、幅100mm、長さ700mm）を用い交流溶接機で下
向溶接を行い、電流は全姿勢の非低水素系溶接棒
と低水素系溶接棒で200A、すみ肉溶接棒で190A
とした。その判定方法は未溶融部の被覆剤がジユ
ール熱により加熱燃焼して被覆筒が急に形成され
なくなる位置でアークを消孤させ、そのときの残
棒長を測定し、その値を供試溶接棒５本の平均値
とし、60mm未満を良好60mm以上90mm未満をやや劣
る90mm以上を劣るとした。アーク状態の調査で
は、前述の鋼板でＴ型すみ肉試験片を作製し、水
平すみ肉、立向姿勢で溶接を行い、電流は全姿勢
の非低水素系溶接棒と低水素系溶接棒の場合に水
平すみ肉で200A、立向で160Aを用い、すみ肉溶
接棒の場合には水平すみ肉溶接を行い190Aを使
用し、アークの安定性とアーク力を調査し、その
判定方法は良好をＯ印、やや劣るを△印、劣るを
×印とした。 また、溶接金属の耐ブロホール性調査では、前
述の水平すみ肉試験片と電流を用い、ビード長を
全姿勢の非低水素系溶接棒と低水素系溶接棒で約
350mm、すみ肉溶接棒で約600mmとなるように溶接
を行い、これに外力を加えて破断しブロホールを
測定した。その判定方法はブロホール箇所の長さ
の和が溶接全長の10％以下のものが良好、11〜20
％をやや劣る、21％以上を劣るとし、その値はく
り返し３回の平均値で表した。 また、これら溶接性能調査の他に各溶接姿勢の
スラグ状態、スパツタの多少、ビード外観などの
溶接作業性も同時に調査した。その判定方法は良
好をＯ印、やや劣るを△印、劣るを×印とした。 なお、総合判定でも良好をＯ印、やや劣るを△
印、劣るを×印とした。 第３表において本発明溶接棒Ｅ−１〜Ｅ−６、
Ｅ−７〜Ｅ−12、およびＥ−13〜Ｅ−18は心線の
Ｏ量が0.01〜0.017％含有され、比抵抗が11.5〜
14.2μΩ−cmであるために、高電流使用での耐棒
焼け性に優れ、その際のアーク状態と耐ブロホー
ル性が良好であり、さらにスラグ状態、スパツ
タ、ビード外観などの溶接作業性も良好であつ
た。 これに対し、Ｅ−19〜Ｅ−36は比較溶接棒の例
であり、Ｅ−19、Ｅ−25およびＥ−31は心線中に
Ｏが0.013％含まれるのでアーク状態は良好であ
るが心線の比抵抗が大き過ぎるために耐棒焼け性
が悪く、被覆剤中の脱酸剤やガス発生剤が分解し
正常な機能が得られないので溶接金属の耐ブロホ
ール性が劣化し、スラグの被包性が悪くなりビー
ド外観が劣化した。 Ｅ−20、Ｅ−26およびＥ−32の溶接棒は心線中
のＯ量が少な過ぎるためアークの安定性が悪くア
ーク力が弱くなり、スパツタも多く溶接作業性が
劣化した。しかし、心線の比抵抗が適正であるの
で耐棒焼け性と耐ブロホール性は良好であつた。 Ｅ−21、Ｅ−27およびＥ−33は心線中のＯ量が
過剰に多く含有されるのでアーク力が強過ぎるた
めスパツタの飛散が多くビード外観も劣化し溶接
作業性が悪くなつた。さらに、心線の比抵抗が大
いので耐棒焼け性と耐ブロホール性が悪くなつ
た。 Ｅ−22、Ｅ−28およびＥ−34は心線中のＯ
量が少な過ぎるのでアーク状態が悪くなりスパツ
タが多く溶接作業性も悪くなつた。また、心線の
比抵抗が小さ過ぎるので心線中のＣやSiなどの含
有量が少なく溶接金属の耐ブロホール性の劣化を
招いたが、耐棒焼け性は良好であつた。 Ｅ−23およびＥ−35では心線中のＯが0.010％
含有されるので良好なアーク状態と溶接作業性が
得られたが比抵抗が小さいので耐ブロホール性が
やや劣化した。 Ｅ−29は心線中のＯが0.010％含有されるが被
覆剤中の鉄粉が多過ぎるのでアークの安定性が悪
くなり溶接作業性も劣化し、心線の比抵抗が小さ
いので耐ブロホール性がやや劣化した。 Ｅ−24、Ｅ−30およびＥ−36は心線中のＯの含
有量が極めて多いのでアーク力が強くなり過ぎス
パツタが多く、スラグの被包性が悪いのでビード
外観が劣化し溶接作業性が悪くなつた。また、心
線の比抵抗が小さ過ぎるので耐ブロホール性が悪
くなつたが、耐棒焼け性は良好であつた。
の心線として用いた被覆アーク溶接棒であり、高
電流で使用した場合でも耐棒焼け性に優れ、良好
なアーク状態と健全な溶接金属が確保できる被覆
アーク溶接棒に関するものである。 （従来の技術） 従来の溶接棒用心線線材は、リムド鋼またはキ
ヤツプド鋼で製造されていたが、これらの製造方
法では歩留および省エネルギーなどの面で大きな
欠点があつた。 そこで近年、従来の心線の欠点を克服するため
に、連続鋳造心線による溶接棒用心線の開発が進
められ、かなり実用化されるようになつた。 しかし、連続鋳造心線の溶接棒は従来の心線の
溶接棒に比較すると、高電流で溶接した場合、耐
棒焼け性が悪くなり、棒焼け現象を生じた溶接棒
はアーク状態の劣化を招きスパツタの飛散が多く
なりビード外観も悪く、さらに被覆剤中の脱酸剤
やガス発生剤は既に分解しているために、その機
能を果たさず、ブロホールやピツトが多発し、健
全な溶接金属が得られない問題があつた。 従つて、連続鋳造心線を使用した溶接棒は高電
流で使用すると正常な溶接ができる部分が短くな
り、溶接棒の使用量が多くなり、かつ溶接作業能
率の低下と相まつて構造物の製造コストを高めて
いた。 溶接棒用の連続鋳造心線の向上としては、種々
提案あるいは実施されている。 例えば特公昭63−57154号公報では主として、
心線中のＣのＯの含有量を限定することでイルミ
ナイト系、高酸化チタン系、鉄粉酸化鉄系などの
被覆剤を用いて良好なアーク状態やビード外観、
および健全な溶接金属などが得られることを提案
しているが、高電流使用での耐棒焼け性を改善す
る迄には至つておらず、溶接作業能率の向上には
貢献できないのが現状である。 また、本発明者らが先に特開昭58−176097号公
報で、心線中の介在物であるMnO、FeO、
Al2O3、SiO2の含有量を限定することにより、溶
融速度の速い溶接棒が得られることを提案し、こ
れに起因して高電流における溶接棒の加熱現象を
減少させ耐棒焼け性を向上させることも示唆し
た。しかし、これら介在物の限定では良好なアー
クの安定性を維持しながら耐棒焼け性の優れたも
のにするには不十分であつた。 さらに特開昭57−156892号公報では心線中の
Al、Ｎ、Ｏの含有量を限定し、高電流使用にお
いて耐ブロホール性が改善できることを提案した
が、これについても良好なアーク状態を得ること
ができない問題があり、全ての溶接性能を満足す
るには至らなかつた。 （発明が解決しようとする課題） このように現状の溶接棒用としての連続鋳造心
線は、高電流で使用した場合に耐棒焼け性に優
れ、良好なアーク状態を維持し、スパツタ、スラ
グ状態、ビード外観などの溶接作業性を満足し、
かつブロホールやピツトの発生しない健全な溶接
金属を得ることは非常に困難であつた。しかる
に、これらの要求をすべて満たす連続鋳造心線の
溶接棒を得ることは各業界から強く要望されてい
た。 本発明は、前述した実情に鑑みて連続鋳造心線
の改善を行い、高電流使用の場合でも耐棒焼け性
に優れ、かつ良好なアーク状態と健全な溶接金属
を確保でき全ての溶接作業性を満足する溶接棒を
提供するものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、前述した要望に応えるために連続鋳
造心線の成分や電気的特性を種々検討した結果、
高電流使用での耐棒焼け性を著しく改善し、かつ
良好なアーク状態と健全な溶接金属を確保したも
のであつて、その要旨とするところは、Ｏを
0.010〜0.017重量％（以下％と称する）含有し、
比抵抗が11.5〜14.2μΩ−cmである連続鋳造心線の
周囲にアーク安定剤、スラグ生成剤、脱酸剤、有
機物および固着剤、またはこれと鉄粉52％以下か
らなる被覆剤を塗布したことを特徴とする溶接棒
にある。 本発明者らは、諸溶接性能を満足しつつ耐棒焼
け性を改善するには、アークの溶滴粒を細粒化
し、かつ溶融速度を速くすることが極めて有効で
あることに着眼し、連続鋳造心線の研究を種々積
み重ねた結果、心線のＯ含有量と比抵抗の限定が
極めて効果的で重要なことを見出した。 心線のＯは心線および被覆剤中のＣと反応して
COやCO2ガスを発生して大気からのシールド効
果を持たらすが、これらガスはアーク柱の溶滴粒
内にも介在し、内圧によつて溶滴粒を砕き、溶滴
は細粒化する効果がある。従つて、アークの安定
性が良好となり、スパツタの飛散も少なくなるの
である。 また、心線の比抵抗は溶接棒の溶融速度と関係
のあることが判明した。心線の比抵抗の値が小さ
いと溶融速度は速くなり高電流使用における耐棒
焼け性は向上するが、この値が過剰に小さい場合
は比抵抗の支配因子である脱酸剤が合金剤が少な
くなり過ぎて健全な溶接金属が得られず、機械的
性能も劣化することが判かつた。一方、逆に比抵
抗の値が過剰に大きい場合は、溶融速度がかなり
遅くなりジユール熱によつて被覆剤が燃焼され正
常な被覆筒が形成されないためアークの指向性が
悪くなると共に、脱酸剤やガス発生剤の分解に起
因して溶接金属にブロホールやピツトが発生し易
くなり、耐棒焼け性が悪くなることが判つた。従
つて、適正な心線の比抵抗の値を見出すことも重
要視する必要があつた。 本発明は、以上のような知見に基づいてなされ
たものである。 （作用） 以下に本発明における作用について詳述する。 まず、連続鋳造心線の適正なＯ含有量と比抵抗
を調べるために次のような実験を行つた。即ち、
Ｏを0.004〜0.021％含有させ、比抵抗を9.1〜
17.6μΩ−cmに変化させた心線に第１表に示す全
姿勢溶接棒イルミナイト系の被覆剤を塗装し、乾
燥した溶接棒を作製して、耐棒焼け性とアーク状
態および溶接金属の耐ブロホール性を調査した。
なお、溶接棒サイズは4.0mmφ×450mmとし、心
線はＣが0.004〜0.012％、Siが0.001〜0.042％、
Mnを0.31〜0.69％のものを使用した。 心線の比抵抗の測定要領については第１図に示
すように心線１全長の内、長さｌ約430mmの間に
定電流発生器２より電流を与え、その値と電圧か
ら得られる心線内部の抵抗と心線断面積Ａ、およ
び電極間距離ｌを測定し、次の式により比抵抗を
算出し、くり返し３回の平均値を求めることにし
た。 比抵抗（μΩ−cm）＝内部を流れる電流による抵抗×心
線断面積／電極間距離 各試験条件とその良否判定基準は以下のとおり
とした。 すなわち、耐棒焼け性試験では軟鋼板（板厚
12.7mm、幅100mm、流さ500mm）を交流溶接機を使
用し、電流200Aで下向溶接を行なつた。 その判定方法は未溶融部の被覆剤が燃焼して正
常な被覆筒が形成されず、急変する位置でアーク
を消弧させ、そのときの残りの溶接棒長（以下残
棒長と称する）で表わした。値は供試溶接棒５本
の平均値であり、60mm未満を良好のＯ印、60mm以
上90mm未満をやや劣るの△印、90mm以上を劣るの
×印とした。 次にアーク状態の調査では、前述の鋼板を用い
Ｔ型すみ肉試験片を作製し、水平すみ肉、立向姿
勢で溶接を行つた。電流は水平すみ肉で200A、
立向で160Aを用い、アークが安定し適正なアー
ク力を持つものを良好と判定した。 また、溶接金属の耐ブロホール性の調査では
NK方式のすみ肉溶接継手の破面試験方法に準拠
し、前述のＴ型すみ肉試験片と電流を用いビード
長が約350mmとなるように溶接を行い、これに外
力を加えて破断し、ブロホール個所の長さの和が
溶接全長の10％以下のものを良好とし、その値は
くり返し３回の平均値とした。 以上の試験から得られた結果を第２図に示す。 心線中のＯ含有量が0.010％未満ではアークの
溶滴が細粒化されないのでアークが不安定でスパ
ツタの飛散が多くなりビード外観も劣化し、
0.017％を超えるとアーク中のCOまたはCO2ガス
が過剰に多くなりアーク電圧が高くなつてアーク
力が異状に強くなるので、スパツタの飛散が多
く、立向姿勢においてはビードが垂れ易くなる。 心線の比抵抗については、その値が11.5μΩ−
cm未満では心線中のSiやMnなどの脱酸成分が減
少するため耐ブロホール性が悪くなり、ブロホー
ル箇所の長さの和が溶接全長に対して10％を超え
るようになつた。しかし比抵抗の値が小さいので
被覆剤の劣化がなく耐棒焼け性は良好であつた。
一方、比抵抗が14.2μΩ−cmを超えると被覆剤が
燃焼し劣化してくるので被覆筒が形成されず正常
な溶接ができなくなり、使用可能な溶融棒長が短
く残棒長が60mm以上になつて耐棒焼け性が悪くな
つた。また、この比抵抗の高いものは、被覆剤が
劣化するために耐ブロホール性も悪いことが判つ
た。 第２図の結果から高電流を使用した場合に耐棒
焼け性に優れ、かつ良好なアーク状態と健全な溶
接金属を得るためには、心線のＯ含有量を0.010
〜0.017％とし、心線の比抵抗を11.5〜14.2μΩ−
cmにする必要があることが判つた。 また、本発明ではライムチタニヤ系、高酸化チ
タン系、鉄粉酸化鉄系、低水素系などの被覆剤へ
も適用できることを確認した。 なお、本発明におけるアーク安定剤とは、ルチ
ール、イルミナイト、長石などであり、スラグ生
成剤は珪砂、炭酸石灰、蛍石、マグネサイト、マ
グネシアクリンカー、マイカ、タルクなどであ
り、脱酸剤はフエロマンガン、金属マンガン、フ
エロシリコン、フエロチタン、フエロアルミニウ
ムなどを指し、有機物はセルロース、澱粉、デキ
ストリン、アルギン酸ソーダなどであり、固着剤
とは珪酸ナトリウム、珪酸カリウムを指す。これ
らはそれぞれ１種もしくは２種以上の組合わせで
使用できる。 また鉄粉は主として作業能率の向上を目的とし
て添加するものであるが、本発明の特許請求の範
囲において52％以下としたのは、これを超えて添
加すると被覆筒が短絡し易くアークが不安定にな
りビード外観が劣化するからである。 （実施例） 次に実施例により本発明の効果をさらに具体的
に述べる。 第２表に本発明溶接棒および比較溶接棒に使用
した心線の化学成分と比抵抗を示し、第３表は、
前記心線と被覆剤の組合わせによる各性能試験結
果を示すものである。 なお、供試溶接棒の被覆系統は全姿勢の非低水
素系溶接棒と低水素系溶接棒、およびすみ肉溶接
棒であり、そのサイズを全姿勢の非低水素系溶接
棒と低水素系溶接棒で4.0mmφ×450mm、すみ肉
溶接棒で4.0mmφ×550mmとし、各種溶接棒を作
製した。 また、各試験条件とその良否判定基準は次のと
おりとした。 まず、耐棒焼け性試験では、軟鋼板（板厚12.7
mm、幅100mm、長さ700mm）を用い交流溶接機で下
向溶接を行い、電流は全姿勢の非低水素系溶接棒
と低水素系溶接棒で200A、すみ肉溶接棒で190A
とした。その判定方法は未溶融部の被覆剤がジユ
ール熱により加熱燃焼して被覆筒が急に形成され
なくなる位置でアークを消孤させ、そのときの残
棒長を測定し、その値を供試溶接棒５本の平均値
とし、60mm未満を良好60mm以上90mm未満をやや劣
る90mm以上を劣るとした。アーク状態の調査で
は、前述の鋼板でＴ型すみ肉試験片を作製し、水
平すみ肉、立向姿勢で溶接を行い、電流は全姿勢
の非低水素系溶接棒と低水素系溶接棒の場合に水
平すみ肉で200A、立向で160Aを用い、すみ肉溶
接棒の場合には水平すみ肉溶接を行い190Aを使
用し、アークの安定性とアーク力を調査し、その
判定方法は良好をＯ印、やや劣るを△印、劣るを
×印とした。 また、溶接金属の耐ブロホール性調査では、前
述の水平すみ肉試験片と電流を用い、ビード長を
全姿勢の非低水素系溶接棒と低水素系溶接棒で約
350mm、すみ肉溶接棒で約600mmとなるように溶接
を行い、これに外力を加えて破断しブロホールを
測定した。その判定方法はブロホール箇所の長さ
の和が溶接全長の10％以下のものが良好、11〜20
％をやや劣る、21％以上を劣るとし、その値はく
り返し３回の平均値で表した。 また、これら溶接性能調査の他に各溶接姿勢の
スラグ状態、スパツタの多少、ビード外観などの
溶接作業性も同時に調査した。その判定方法は良
好をＯ印、やや劣るを△印、劣るを×印とした。 なお、総合判定でも良好をＯ印、やや劣るを△
印、劣るを×印とした。 第３表において本発明溶接棒Ｅ−１〜Ｅ−６、
Ｅ−７〜Ｅ−12、およびＥ−13〜Ｅ−18は心線の
Ｏ量が0.01〜0.017％含有され、比抵抗が11.5〜
14.2μΩ−cmであるために、高電流使用での耐棒
焼け性に優れ、その際のアーク状態と耐ブロホー
ル性が良好であり、さらにスラグ状態、スパツ
タ、ビード外観などの溶接作業性も良好であつ
た。 これに対し、Ｅ−19〜Ｅ−36は比較溶接棒の例
であり、Ｅ−19、Ｅ−25およびＥ−31は心線中に
Ｏが0.013％含まれるのでアーク状態は良好であ
るが心線の比抵抗が大き過ぎるために耐棒焼け性
が悪く、被覆剤中の脱酸剤やガス発生剤が分解し
正常な機能が得られないので溶接金属の耐ブロホ
ール性が劣化し、スラグの被包性が悪くなりビー
ド外観が劣化した。 Ｅ−20、Ｅ−26およびＥ−32の溶接棒は心線中
のＯ量が少な過ぎるためアークの安定性が悪くア
ーク力が弱くなり、スパツタも多く溶接作業性が
劣化した。しかし、心線の比抵抗が適正であるの
で耐棒焼け性と耐ブロホール性は良好であつた。 Ｅ−21、Ｅ−27およびＥ−33は心線中のＯ量が
過剰に多く含有されるのでアーク力が強過ぎるた
めスパツタの飛散が多くビード外観も劣化し溶接
作業性が悪くなつた。さらに、心線の比抵抗が大
いので耐棒焼け性と耐ブロホール性が悪くなつ
た。 Ｅ−22、Ｅ−28およびＥ−34は心線中のＯ
量が少な過ぎるのでアーク状態が悪くなりスパツ
タが多く溶接作業性も悪くなつた。また、心線の
比抵抗が小さ過ぎるので心線中のＣやSiなどの含
有量が少なく溶接金属の耐ブロホール性の劣化を
招いたが、耐棒焼け性は良好であつた。 Ｅ−23およびＥ−35では心線中のＯが0.010％
含有されるので良好なアーク状態と溶接作業性が
得られたが比抵抗が小さいので耐ブロホール性が
やや劣化した。 Ｅ−29は心線中のＯが0.010％含有されるが被
覆剤中の鉄粉が多過ぎるのでアークの安定性が悪
くなり溶接作業性も劣化し、心線の比抵抗が小さ
いので耐ブロホール性がやや劣化した。 Ｅ−24、Ｅ−30およびＥ−36は心線中のＯの含
有量が極めて多いのでアーク力が強くなり過ぎス
パツタが多く、スラグの被包性が悪いのでビード
外観が劣化し溶接作業性が悪くなつた。また、心
線の比抵抗が小さ過ぎるので耐ブロホール性が悪
くなつたが、耐棒焼け性は良好であつた。
【表】
※ その他はアーク安定剤、スラグ生成
剤、および固着剤中の珪酸ナト
リウム、珪酸カリウムなどの固質成分
を表す。
剤、および固着剤中の珪酸ナト
リウム、珪酸カリウムなどの固質成分
を表す。
【表】
【表】
【表】
※ その他はスラグ生成剤、アーク安定剤、および固
着剤中の珪酸ナトリウム、珪酸カリウムな
どの固質成分を表す。
（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明溶接棒は連続鋳造
心線の改善を行ない、高電流を使用した場合でも
耐棒焼け性に優れ、かつ良好なアーク状態と健全
な溶接金属を確保でき、あらゆる溶接作業性を満
足することができるので溶接施工において作業能
率の向上に大いに貢献できる。
着剤中の珪酸ナトリウム、珪酸カリウムな
どの固質成分を表す。
（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明溶接棒は連続鋳造
心線の改善を行ない、高電流を使用した場合でも
耐棒焼け性に優れ、かつ良好なアーク状態と健全
な溶接金属を確保でき、あらゆる溶接作業性を満
足することができるので溶接施工において作業能
率の向上に大いに貢献できる。
第１図ａは、溶接棒心線の比抵抗の測定方法を
示した回路図、同図ｂはａ図のＸ拡大図、第２図
は、心線中のＯ含有量と心線の比抵抗が耐棒焼け
性、アーク状態、および耐ブロホール性におよぼ
す影響を示した図である。 １……溶接棒心線、２……定電流発生器、３…
…電流計、４……電圧計、５……pt線。
示した回路図、同図ｂはａ図のＸ拡大図、第２図
は、心線中のＯ含有量と心線の比抵抗が耐棒焼け
性、アーク状態、および耐ブロホール性におよぼ
す影響を示した図である。 １……溶接棒心線、２……定電流発生器、３…
…電流計、４……電圧計、５……pt線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｏを0.010〜0.017重量％含有し、比抵抗が
11.5〜14.2μΩ−cmである連続鋳造心線の周囲にア
ーク安定剤、スラグ生成剤、脱酸剤、有機物およ
び固着剤からなる被覆剤を塗布してなることを特
徴とする被覆アーク溶接棒。 ２ Ｏを0.010〜0.017重量％含有し、比抵抗が
11.5〜14.2μΩ−cmである連続鋳造心線の周囲にア
ーク安定剤、スラグ生成剤、脱酸剤、有機物、固
着剤および鉄粉が52重量％以下からなる被覆剤を
塗布してなることを特徴とする被覆アーク溶接
棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307189A JPH02280994A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 被覆アーク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307189A JPH02280994A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 被覆アーク溶接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280994A JPH02280994A (ja) | 1990-11-16 |
| JPH0525599B2 true JPH0525599B2 (ja) | 1993-04-13 |
Family
ID=14344423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10307189A Granted JPH02280994A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 被覆アーク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02280994A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09308990A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-12-02 | Nippon Steel Corp | 被覆アーク溶接棒用心線 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5524497B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2014-06-18 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 非低水素系被覆アーク溶接棒 |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP10307189A patent/JPH02280994A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09308990A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-12-02 | Nippon Steel Corp | 被覆アーク溶接棒用心線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02280994A (ja) | 1990-11-16 |
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