JPH0542387A - ガスシールドアーク溶接ワイヤ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接ワイヤ

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JPH0542387A
JPH0542387A JP19923491A JP19923491A JPH0542387A JP H0542387 A JPH0542387 A JP H0542387A JP 19923491 A JP19923491 A JP 19923491A JP 19923491 A JP19923491 A JP 19923491A JP H0542387 A JPH0542387 A JP H0542387A
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JP
Japan
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pits
wire
arc welding
weld metal
shielded arc
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Withdrawn
Application number
JP19923491A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Koyama
汎司 小山
Isamu Kimoto
勇 木本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜鉛めっき鋼板などの予め防錆処理を施した
鋼板をガスシールドアーク溶接した時、特にピットやブ
ローホールなどの欠陥が発生しにくい健全な溶接金属を
得る。 【構成】 重量%でC;0.15〜0.30%、Si;
0.05〜0.50%、Mn;0.20〜1.00%、
P;0.030%以下、S;0.030%以下、Te;
0.020〜0.200%を含みかつAl,Tiのうち
一種または二種の合計で0.020〜0.200%を含
み残部がFe及び不可避不純物からなることを特徴とす
るガスシールドアーク溶接ワイヤ。 【効果】 溶接金属部の断面欠損にならず構造物の強度
を低下させない。またピットがないため外観的にも好ま
しい溶接金属部が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛めっき鋼板などの予
め防錆処理を施した鋼板をガスシールドアーク溶接した
時、特にピットやブローホールなどの欠陥が発生しにく
い健全な溶接金属が得られる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が多く、
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、その他自動車車体にも多く使用される傾向に
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亜鉛蒸気が突
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を用いるガスシールド溶接法
では亜鉛の影響を顕著に受け易い。
【0004】一般にガスシールドアーク溶接法では溶接
速度が1m/min を超えるとガスシールド性が低下し、
溶接雰囲気中に空気を巻き込み易く、窒素ガスを多量に
吸収しピットやブローホールなどの欠陥が発生し易い。
更に、薄板の溶接では継ぎ手形状も重ねすみ肉等のため
鋼板表面の影響を受け易く欠陥が発生し易い条件下にあ
る。
【0005】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、手間がかかりかつ非能率である。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64−57979号公報にはソリッドワイヤ
中にC,Si,Mn及びMoを基本成分としてMoを
0.10〜1.00%含有させる溶接材料が提案されて
いる。しかしながら、係る組成のソリッドワイヤはMo
を多く含むため原材料価格が高くなり経済的効果が期待
できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のように
高速度で溶接を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
の欠陥発生を実用上問題ない程度まで少なくするガスシ
ールドアーク溶接用ワイヤを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量%
でC;0.15〜0.30%,Si;0.05〜0.5
0%,Mn;0.20〜1.00%、P;0.030%
以下、S;0.030%以下、Te;0.020〜0.
200%、Al,Tiのうち一種または二種の合計で
0.020〜0.200%を含み残部がFe及び不可避
不純物とからなることを特徴とするガスシールドアーク
溶接用ワイヤにある。
【0008】
【作用】本発明者らは、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、かつ低沸点である
ため溶融金属が凝固過程においても蒸気状態でありこれ
が残存し気泡となる、(ロ)高速溶接ではシールド性が
低下するため、溶接雰囲気中に空気を巻き込み易く、溶
融金属中に窒素を吸収し易くなる。一方、高速溶接では
凝固速度が早く、従って溶融溶接金属中でガス化した亜
鉛のみならず窒素ガスも凝固過程で浮上しきれず溶接金
属中に残存し易くなる、(ハ)ガスシールドアーク溶接
では清浄な溶接金属を得るため、Si,Mn,Al,T
iなどの脱酸力の強い元素を添加している。しかし、脱
酸作用を過度に強化すると、溶融状態の亜鉛は酸化され
ず気泡として残存し、(イ)を助長する、と考察した。
【0009】これら亜鉛や窒素の影響を軽減しピット、
ブローホールを防止するには、(a)脱酸力の強い元素
の添加量をできる限り少なくして溶融池の酸素ポテンシ
ャルを高めることにより、有害な亜鉛蒸気を融点の高い
酸化亜鉛ZnOと化してスラグオフさせる、(b)溶融
池の酸素ポテンシャルを高めることにより、溶融金属の
粘性を下げ、撹拌作用により亜鉛蒸気及び窒素ガスを放
出し易くする、(c)溶融池に侵入した窒素を固定す
る、ことが有効と考えこの観点からワイヤ組成について
検討を行い本発明を完成させるに至った。
【0010】即ち、従来のガスシールドアーク溶接用ワ
イヤはSi,Mn,Al,Tiなどの脱酸力の強い元素
を添加し、溶融池で脱酸反応を促して清浄な溶接金属を
得るようにしている。しかしながら、本発明の如く高速
溶接に於ける脱酸反応は溶滴が溶融池で急冷されるため
起こりにくく、溶融池温度以上の高温のアーク柱に於け
る溶滴移行段階で生じていると考えられる。この場合の
脱酸反応はC+O→COが主と考えられ、脱酸を行う主
役はワイヤ中のCと考えられる。
【0011】従って、本発明ではC添加量を多くし溶滴
移行段階で溶滴周辺のCO分圧を高め、Si,Al,T
i量を適量添加し、溶接金属の酸化力を適正化すること
により酸化反応を活発化させ、亜鉛の酸化を促進させる
こと、酸化活発化による酸素ポテンシャルを高めること
によって溶融金属の粘性低下を図り溶融池からのガス放
出を容易にすること、ならびに窒素と親和力の大きいA
l,Tiを適量添加し、窒素を地に固定すること等の複
合作用によりピット発生を解消し、ブローホールの発生
を抑制するところに最大の特徴がある。
【0012】また、本発明ではTeを適量添加するが、
これは溶接金属中の酸素濃度を増加する効果があり、溶
融池の酸素ポテンシャルが高まり、有害な亜鉛蒸気を融
点の高い酸化亜鉛ZnOと化してスラグオフさせZnに
よるピット、ブローホールの発生を抑制する。
【0013】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は添加量を多くすることにより溶滴移行
段階で溶滴周辺のCO分圧を高めCOの吹き出しを活発
にして周辺から溶滴へ侵入しようとする亜鉛及び窒素を
抑制しピット、ブローホールの発生を抑制するが、Cは
Si,Mn,Al,Tiの添加量との兼合いで決まり、
本発明のSi,Mn,Al,Ti添加量では0.30%
を超えてもピットの発生は少ないがワイヤに加工する段
階で伸線性が劣化し、更に溶接金属の強度が高まるため
上限を0.30%とした。また0.15%未満ではピッ
トが多発するので下限は0.15%とした。
【0014】Si及びMnは脱酸剤として添加するが、
脱酸力をやや低く調整し溶融金属の酸素ポテンシャルを
高め亜鉛の酸化を促進し、かつ溶融金属の粘性を低めて
ガスを浮上し易くすることにより、亜鉛によるピット、
ブローホールの発生を抑制するために使用する。しか
し、Siは0.50%、Mnは1.00%を超えて添加
すると脱酸過剰となりピット、ブローホールが多発する
ので、上限をSiは0.50%、Mnは1.00%とし
た。またSiは0.05%未満、Mnが0.20%未満
では基本的に脱酸不足となりピット、ブローホールが多
発するので下限はそれぞれ0.05%及び0.20%と
した。
【0015】P,Sは耐割れ性を阻害する元素であり、
特にCを多く添加する本発明のワイヤに於いてはできる
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。
【0016】Al,Tiは、Si,Mnと共に脱酸剤と
して使用する。特に、高速溶接ではシールド性が低下
し、溶接雰囲気中に空気を巻き込み、溶融金属が著しく
酸化され脱酸不足となり易い。Al,Tiは少量の添加
により、溶融金属の粘性を損なうことなく、空気巻き込
みによる過度の酸化を防止する上で最も効果があるが、
Al,Tiは一種または二種の合計で0.200%を超
えて添加すると脱酸過剰となりピット、ブローホールを
多量に発生させるので一種または二種の合計を上限で
0.200%とした。また一種または二種の合計で0.
020%未満では脱酸効果が不足し、溶接部の健全性を
損なうので下限を一種または二種の合計では0.020
%とした。
【0017】Teは溶接金属中の酸素濃度を増加し、溶
融池の酸素ポテンシャルを高めることにより、有害な亜
鉛蒸気を融点の高い酸化亜鉛ZnOと化してスラグオフ
させZnによるピット、ブローホールの発生を抑制す
る。このTeは多い方が有利であるが0.200%以上
添加するとアークの安定性を損ない健全な溶接ビードを
形成することが困難になるので上限を0.200%とし
た。また0.020%未満ではピット、ブローホールの
抑制効果が薄れ多発するので下限を0.020%とし
た。
【0018】本発明は脱酸力の強い元素の添加量をでき
る限り少なくして溶融池の酸素ポテンシャルを高めるた
めのワイヤ成分構成としているが、この観点からワイヤ
が含有するOは多い方が有利である。しかしOを多くす
るとワイヤ素材を伸線しワイヤとして仕上げた場合、ワ
イヤ表面に傷が付き易く、更に傷を起点として錆が発生
し易くなり溶接用ワイヤとしての機能が薄れる。従って
Oの上限は0.0070%とするのが好ましい。
【0019】本発明では上記の通り構成するが、ワイヤ
原料にはNi,Cr,Cu,V,Nb,Ta,Zr,
B,Ce,Ca,Sn,As,O,Nなどやその他の金
属元素を不可避元素として含有する。特にNiやCrは
0.10%程度含有する場合があり、Ni,Cr以外の
不可避元素としては0.015%程度含有する場合があ
る。しかし、これらの程度の量でピット、ブローホール
の発生防止には何等支障がない。なお、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。
【0020】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 やO2 などを混合したシ
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
ピットの発生はなく、またブローホールの発生も非常に
少なく構造物用として十分満足するものである。
【0021】
【実施例】以下に、本発明の効果を実施例により具体的
に説明する。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
=2.0mm,幅w=50mm,長さl=300mm)を2枚
重ねて、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、ブローホールを比較した。この重ねすみ肉
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。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。
【0022】ピットは個数計測後、ビード1mに換算し
て発生個数(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手方向のブロ
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。
【0023】表1においてワイヤNo.1〜11は本発明
ワイヤでありCが0.15〜0.30%、Siが0.0
5〜0.50%、Mnが0.20〜1.00%、P及び
Sは0.03%以下、Teが0.020〜0.200
%、Al,Tiのうち一種または二種の合計で0.02
0〜0.200%となっている。またNo.12〜21は
比較ワイヤを示す。No.1〜11の本発明ワイヤではピ
ットは発生せず、またブローホール発生率も非常に低
く、健全な溶接金属が得られる。
【0024】一方、Si量が本発明の範囲を超えるNo.
12、Mn量が本発明の範囲を超えるNo.17、及びA
l量が本発明の範囲を超えるNo.18、Ti量が範囲を
超えるNo.19は、脱酸が過剰となりピット、ブローホ
ールが多発している。また、Mn量が本発明の範囲以下
であるNo.13、Si量が本発明の範囲以下であるNo.
14及びAl,Ti量が本発明以下のNo.15,No.2
0は脱酸が不足しピット、ブローホールが多発してい
る。更に、C量が本発明の範囲以下であるNo.16は、
溶滴周辺のCO分圧が低くCOの噴き出しが弱いためか
亜鉛の影響を受け易く、ピット発生個数、ブローホール
の発生率が高くなっている。Te量が本発明の範囲以下
であるNo.21は溶接金属中の酸素増加の効果が少ない
ためか、亜鉛によるピット、ブローホールの発生が高く
なっている。
【0025】このように、本発明により初めて亜鉛めっ
き鋼板など防錆処理を施した鋼材を溶接してもピットが
なくしかもブローホールの発生が非常に少ない健全な溶
接金属部が得られることが明らかである。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明ワイヤにおいては、
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
の強度を低下させない。またピットが無いため外観的に
も好ましい溶接金属部が得られる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C ;0.15〜0.30%、 Si;0.05〜0.50%、 Mn;0.20〜1.00%、 P ;0.030%以下、 S ;0.030%以下、 Te;0.020〜0.200%を含みかつ Al,Tiのうち一種または二種の合計で0.020〜
    0.200%を含み残部がFe及び不可避不純物からな
    ることを特徴とするガスシールドアーク溶接ワイヤ。
JP19923491A 1991-08-08 1991-08-08 ガスシールドアーク溶接ワイヤ Withdrawn JPH0542387A (ja)

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JP19923491A JPH0542387A (ja) 1991-08-08 1991-08-08 ガスシールドアーク溶接ワイヤ

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JPH0542387A true JPH0542387A (ja) 1993-02-23

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JP (1) JPH0542387A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6599647B2 (en) 2000-12-27 2003-07-29 Ngk Insulators, Ltd. Joined insulator body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6599647B2 (en) 2000-12-27 2003-07-29 Ngk Insulators, Ltd. Joined insulator body

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112