JPH0647185B2 - 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
- JPH0647185B2 JPH0647185B2 JP383389A JP383389A JPH0647185B2 JP H0647185 B2 JPH0647185 B2 JP H0647185B2 JP 383389 A JP383389 A JP 383389A JP 383389 A JP383389 A JP 383389A JP H0647185 B2 JPH0647185 B2 JP H0647185B2
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- Japan
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- welding
- steel sheet
- galvanized steel
- pits
- shielded arc
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- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （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
ルの発生しにくい溶接金属が得られるワイヤに関する。
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
ルの発生しにくい溶接金属が得られるワイヤに関する。
（従来の技術） 防錆処理を施した耐食性に優れて鋼材としては、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。
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。
亜鉛めっき鋼板を溶接する場合、鋼材表面から鉄胃の融
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。
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
ワイヤでのガスシールド溶接法は亜鉛の影響を比較的受
け易い。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１ｍ／min程度の風速を受けるとガスシール
ド性が劣化するので、無風状態でも溶接速度を１ｍ／mi
n以上に早めて溶接するとシールド性が劣化し、上記亜
鉛の影響と重複してピット、ブローホールが著しく発生
し易くなる。
ワイヤでのガスシールド溶接法は亜鉛の影響を比較的受
け易い。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１ｍ／min程度の風速を受けるとガスシール
ド性が劣化するので、無風状態でも溶接速度を１ｍ／mi
n以上に早めて溶接するとシールド性が劣化し、上記亜
鉛の影響と重複してピット、ブローホールが著しく発生
し易くなる。
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。
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。
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。
（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ものであ
る。
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ものであ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、重量％でＣ；0.０２〜0.４０％，Si;
0.１０〜0.５０％，Mn;0.２０〜1.５０％，Ｐ；0.０３
０％以下，Ｓ；0.０３０％以下であってNb;0.１０〜1.
５０％，Ｖ；0.１０〜1.５０％のうち１種又は２種を含
有し残部がFe及び不可避不純物からなることも特徴とす
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。
0.１０〜0.５０％，Mn;0.２０〜1.５０％，Ｐ；0.０３
０％以下，Ｓ；0.０３０％以下であってNb;0.１０〜1.
５０％，Ｖ；0.１０〜1.５０％のうち１種又は２種を含
有し残部がFe及び不可避不純物からなることも特徴とす
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。
（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溶解しに
くくかつ低沸点の為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
は凝固速度が早い為、溶接金属が気泡化したものは残存
しやすく、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。そしてこの考察に基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て、
溶接金属へ侵入した亜鉛は融点の高い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Ｖ，Nb
を単体ないし複合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。
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溶解しに
くくかつ低沸点の為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
は凝固速度が早い為、溶接金属が気泡化したものは残存
しやすく、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。そしてこの考察に基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て、
溶接金属へ侵入した亜鉛は融点の高い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Ｖ，Nb
を単体ないし複合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。
（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。
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。
この様な考え方をした時、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。
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。
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％を超えるとブローホールには特に問題
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。
加量では0.４０％を超えるとブローホールには特に問題
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。
Si,Mnは脱酸剤として添加するが、本発明範囲を超えて
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0.５
０％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,M
nの下限値はそれぞれ0.１０％及び0.２０％とした。
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0.５
０％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,M
nの下限値はそれぞれ0.１０％及び0.２０％とした。
Nb，Ｖの添加はガスシールド状態の良くない場合におい
て、いずれも0.１０％以上でピット，ブローホールの発
生を抑制する効果を有する。またNb，Ｖを複合添加して
も同じ様に有効である。これらは1.５０％を超えて添加
すると溶接金属部の硬化が著しくなるので上限を夫々1.
５０％とした。
て、いずれも0.１０％以上でピット，ブローホールの発
生を抑制する効果を有する。またNb，Ｖを複合添加して
も同じ様に有効である。これらは1.５０％を超えて添加
すると溶接金属部の硬化が著しくなるので上限を夫々1.
５０％とした。
Ｐ，Ｓは割れ性を阻害する元素であり、特に本発明のワ
イヤに於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。
イヤに於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。
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。
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。
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。
る。
（実施例） 第１表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＝2.3mm，幅
ｗ＝５０mm，長さｌ＝３００mm）を第１図の如く２枚重
ねて、立向下進重ねすみ肉溶接を行い、すみ肉ビート部
に発生するピット，ブローホールを比較した。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
び亜鉛目付量を第２表に示し、第３表には溶接条件を示
している。
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＝2.3mm，幅
ｗ＝５０mm，長さｌ＝３００mm）を第１図の如く２枚重
ねて、立向下進重ねすみ肉溶接を行い、すみ肉ビート部
に発生するピット，ブローホールを比較した。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
び亜鉛目付量を第２表に示し、第３表には溶接条件を示
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はビー
ドに内在するブローホール発生状況を調査した。
で計測し、その後溶接ビードを放射線透過試験にはビー
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。
／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。
ワイヤNo.１〜１４は本発明ワイヤ、No.１５〜２１は比
較ワイヤを示す。No.１５はＣ，No.１６はMn,No.１９は
Siが低くピット発生個数、ブローホールの発生率が高く
なり、No.１７はMn,No.１８はSiがそれぞれ過剰添加の
ためピット，ブローホール共多い。更にNo.２０及びNo.
２１はNb，Ｖが少なくやはりピット発生個数、ブローホ
ール発生率が高くなっている。
較ワイヤを示す。No.１５はＣ，No.１６はMn,No.１９は
Siが低くピット発生個数、ブローホールの発生率が高く
なり、No.１７はMn,No.１８はSiがそれぞれ過剰添加の
ためピット，ブローホール共多い。更にNo.２０及びNo.
２１はNb，Ｖが少なくやはりピット発生個数、ブローホ
ール発生率が高くなっている。
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。
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。
（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為、
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。またピットが無いため外観的にも好ましい溶接金
属部が得られる。
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為、
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。またピットが無いため外観的にも好ましい溶接金
属部が得られる。
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。
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。
第１図は実施例に用いられた試験板形状を示す斜視図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木本 勇 神奈川県相模原市淵野辺５―10―１ 新日 本製鐵株式會社第２技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−183794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−248594（ＪＰ，Ａ)
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 であって Nb；0.１０〜1.５０％ V ；0.１０〜1.５０％ のうち１種又は２種を含有し残部が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 |
|---|---|---|---|
| JP383389A JPH0647185B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-01-12 | 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 (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21005988 | 1988-08-24 | ||
| JP63-210059 | 1988-08-24 | ||
| JP383389A JPH0647185B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-01-12 | 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 (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259195A JPH0259195A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0647185B2 true JPH0647185B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=26337474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP383389A Expired - Lifetime JPH0647185B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-01-12 | 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) | JPH0647185B2 (ja) |
-
1989
- 1989-01-12 JP JP383389A patent/JPH0647185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0259195A (ja) | 1990-02-28 |
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