JPH067992A - フラックス入りワイヤ用カルシウム系原料 - Google Patents
フラックス入りワイヤ用カルシウム系原料Info
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Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アーク安定性に優れ、スパッタ発生量が少な
く、定常的に安定した溶接作業性が得られるフラックス
入りワイヤ用カルシウム系原料を提供する。 【構成】 このカルシウム組成物は、ＣaとＦe、Ｍn、
Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸素との化合物であっ
て、流動度が６０秒／50g以下(ＪＩＳ Ｚ２５０２によ
る測定値)のものであることを特徴としている。更に、
このカルシウム組成物の全ＣＯ2量を１.０wt％以下及び
水分量が０.０５wt％以下にコントロールすると、アー
ク安定化、スパッタ発生量低減の点で一層有効である。
ガスシールドアーク溶接、セルフシールドアーク溶接、
サブマージアーク溶接などの各種溶接法のフラックス入
りワイヤの原料として利用し得る。
く、定常的に安定した溶接作業性が得られるフラックス
入りワイヤ用カルシウム系原料を提供する。 【構成】 このカルシウム組成物は、ＣaとＦe、Ｍn、
Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸素との化合物であっ
て、流動度が６０秒／50g以下(ＪＩＳ Ｚ２５０２によ
る測定値)のものであることを特徴としている。更に、
このカルシウム組成物の全ＣＯ2量を１.０wt％以下及び
水分量が０.０５wt％以下にコントロールすると、アー
ク安定化、スパッタ発生量低減の点で一層有効である。
ガスシールドアーク溶接、セルフシールドアーク溶接、
サブマージアーク溶接などの各種溶接法のフラックス入
りワイヤの原料として利用し得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフラックス入りワイヤ用
フラックス原料に係り、より詳細には、ガスシールドア
ーク溶接用、セルフシールドアーク溶接用、サブマージ
アーク溶接用などの各種溶接法のフラックス入りワイヤ
において、鋼製外皮内に充填されるフラックス中に添加
するカルシウム組成物に関するものである。
フラックス原料に係り、より詳細には、ガスシールドア
ーク溶接用、セルフシールドアーク溶接用、サブマージ
アーク溶接用などの各種溶接法のフラックス入りワイヤ
において、鋼製外皮内に充填されるフラックス中に添加
するカルシウム組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼製外皮中にフラックスを充填したフラ
ックス入りワイヤには、外皮に継ぎ目のあるもの或いは
継ぎ目のないもの、或いは細径のものから太径のものま
であり、更には、充填されるフラックスも各種成分系の
ものが用いられるなど、種々のタイプのものがあるが、
一般に溶接速度が高く、溶接作業性が良好であることか
ら、ＣＯ2、ＣＯ2＋Ｏ2、Ａr、Ａr＋Ｏ2などのシールド
ガスを用いたガスシールドアーク溶接用のワイヤとし
て、またシールドガスを用いないセルフシールドアーク
溶接用、或いはサブマージアーク溶接用のワイヤとして
多用されているところである。
ックス入りワイヤには、外皮に継ぎ目のあるもの或いは
継ぎ目のないもの、或いは細径のものから太径のものま
であり、更には、充填されるフラックスも各種成分系の
ものが用いられるなど、種々のタイプのものがあるが、
一般に溶接速度が高く、溶接作業性が良好であることか
ら、ＣＯ2、ＣＯ2＋Ｏ2、Ａr、Ａr＋Ｏ2などのシールド
ガスを用いたガスシールドアーク溶接用のワイヤとし
て、またシールドガスを用いないセルフシールドアーク
溶接用、或いはサブマージアーク溶接用のワイヤとして
多用されているところである。
【０００３】ところで、鋼製外皮に充填されるフラック
スは、一般にスラグ剤、シールド剤、アーク安定剤、合
金成分、脱酸剤等々からなり、各種溶接法に応じて適宜
調整のうえ利用されているが、より効果的な成分並びに
成分系のフラックス原料の開発が精力的に進められてい
る。
スは、一般にスラグ剤、シールド剤、アーク安定剤、合
金成分、脱酸剤等々からなり、各種溶接法に応じて適宜
調整のうえ利用されているが、より効果的な成分並びに
成分系のフラックス原料の開発が精力的に進められてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】その１つとして、スラ
グの物性(流動性)を調整する目的で添加されるＣaは、
溶接作業性、特にビード外観、形状を整える上で有効な
原料であり、カルシウム組成物をフラックス入りワイヤ
に適用することが提案されている。
グの物性(流動性)を調整する目的で添加されるＣaは、
溶接作業性、特にビード外観、形状を整える上で有効な
原料であり、カルシウム組成物をフラックス入りワイヤ
に適用することが提案されている。
【０００５】例えば、特開昭５９−４２１９８号、同５
９−５６９９７号、同６１−１１９３９６号、同６１−
１６５２９５号公報では、スラグ形成剤としてカルシウ
ム組成物をフラックス入りワイヤの外皮内に添加するこ
とが提案されている。
９−５６９９７号、同６１−１１９３９６号、同６１−
１６５２９５号公報では、スラグ形成剤としてカルシウ
ム組成物をフラックス入りワイヤの外皮内に添加するこ
とが提案されている。
【０００６】一般に、カルシウム組成物は、不安定で吸
湿性のあるカルシウム化合物を他の酸化物と共に高温で
加熱することにより、安定した酸化カルシウムの形でカ
ルシウムを含有させている。このようなカルシウム組成
物は、炭酸カルシウムなどの従来のカルシウム化合物に
比較し、優れた特性(耐吸湿性、溶接作業性)を有してい
る。
湿性のあるカルシウム化合物を他の酸化物と共に高温で
加熱することにより、安定した酸化カルシウムの形でカ
ルシウムを含有させている。このようなカルシウム組成
物は、炭酸カルシウムなどの従来のカルシウム化合物に
比較し、優れた特性(耐吸湿性、溶接作業性)を有してい
る。
【０００７】しかし、実際には、往々にしてアーク安定
性に欠け、スパッタ発生量が多くなる場合があるなど、
バラツキが大きく安定した溶接作業性が得られないた
め、実用化があまり進んでいないのが実情である。
性に欠け、スパッタ発生量が多くなる場合があるなど、
バラツキが大きく安定した溶接作業性が得られないた
め、実用化があまり進んでいないのが実情である。
【０００８】本発明は、かゝる状況のもとで、アーク安
定性に優れ、スパッタ発生量が少なく、定常的に安定し
た溶接作業性が得られるフラックス入りワイヤ用カルシ
ウム系原料を提供することを目的とするものである。
定性に優れ、スパッタ発生量が少なく、定常的に安定し
た溶接作業性が得られるフラックス入りワイヤ用カルシ
ウム系原料を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため、前述のカルシウム組成物を添加したフ
ラックス入りワイヤを用いた場合、アーク安定性、スパ
ッタ発生量の点でバラツキが大きくなる原因を究明すべ
く鋭意研究を進めた。
を解決するため、前述のカルシウム組成物を添加したフ
ラックス入りワイヤを用いた場合、アーク安定性、スパ
ッタ発生量の点でバラツキが大きくなる原因を究明すべ
く鋭意研究を進めた。
【００１０】まず、その原因については、当初、カルシ
ウム組成物と共にフラックス中に添加する他のフラック
ス原料に起因するものと考え、これら多数のフラックス
原料について調査検討を加えたが、効果的な改善策は見
い出せなかった。
ウム組成物と共にフラックス中に添加する他のフラック
ス原料に起因するものと考え、これら多数のフラックス
原料について調査検討を加えたが、効果的な改善策は見
い出せなかった。
【００１１】そこで、上記原因はカルシウム組成物その
ものに起因するとの判断のもとにカルシウム組成物の各
種物性について調査し、上記原因との関係を検討した。
ものに起因するとの判断のもとにカルシウム組成物の各
種物性について調査し、上記原因との関係を検討した。
【００１２】その結果、カルシウム組成物は特に流動性
が悪く、これが充填フラックス全体に悪影響を及ぼし
て、フラックス率の均一化を阻害していることが確認さ
れた。通常のカルシウム組成物の流動性については、特
にコントロールされておらず、またＪＩＳ Ｚ２５０２
に準拠した流動度試験方法では測定不可の状態であり、
かなり悪い。そのためにフラックス率にバラツキが生
じ、その結果、アーク安定性、スパッタ発生量にバラツ
キが生じ、実用上支障が生じるとの知見を得て、ここに
本発明をなしたものである。
が悪く、これが充填フラックス全体に悪影響を及ぼし
て、フラックス率の均一化を阻害していることが確認さ
れた。通常のカルシウム組成物の流動性については、特
にコントロールされておらず、またＪＩＳ Ｚ２５０２
に準拠した流動度試験方法では測定不可の状態であり、
かなり悪い。そのためにフラックス率にバラツキが生
じ、その結果、アーク安定性、スパッタ発生量にバラツ
キが生じ、実用上支障が生じるとの知見を得て、ここに
本発明をなしたものである。
【００１３】すなわち、本発明は、カルシウム組成物
が、ＣaとＦe、Ｍn、Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸
素との化合物であって、流動度が６０秒／50g以下(ＪＩ
Ｓ Ｚ２５０２による測定値)のものであることを特徴と
するフラックス入りワイヤ用カルシウム系原料を要旨と
するものである。
が、ＣaとＦe、Ｍn、Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸
素との化合物であって、流動度が６０秒／50g以下(ＪＩ
Ｓ Ｚ２５０２による測定値)のものであることを特徴と
するフラックス入りワイヤ用カルシウム系原料を要旨と
するものである。
【００１４】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１５】
【００１６】本発明におけるカルシウム組成物とは、Ｃ
aとＦe、Ｍn、Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸素の化
合物であり、具体的には、カルシウムの鉄酸塩、マンガ
ン酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩などを挙げることができ
る。
aとＦe、Ｍn、Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸素の化
合物であり、具体的には、カルシウムの鉄酸塩、マンガ
ン酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩などを挙げることができ
る。
【００１７】これらのカルシウム組成物は、通常、炭酸
カルシウム(ＣaＣＯ3)と酸化鉄、酸化マンガン、二酸化
珪素又はアルミナなどを混合し、約９００〜１０００℃
の高温加熱により製造されているが、流動性が極度に悪
い炭酸カルシウムを基原料としているため、カルシウム
組成物の流動度も大きい(流動性が悪い)のが通例であ
る。
カルシウム(ＣaＣＯ3)と酸化鉄、酸化マンガン、二酸化
珪素又はアルミナなどを混合し、約９００〜１０００℃
の高温加熱により製造されているが、流動性が極度に悪
い炭酸カルシウムを基原料としているため、カルシウム
組成物の流動度も大きい(流動性が悪い)のが通例であ
る。
【００１８】そこで、カルシウム組成物の製造条件
(例、バインダーとして、ＰＶＡ、水ガラス等を用いた
スプレードライヤ造粒法等により粒度、粒形をコントロ
ール)を変えて流動度の異なる種々レベルのカルシウム
組成物を製造し、これを用いたフラックス入りワイヤの
フラックス率のバラツキ、及びアークの安定性、スパッ
タ発生量を調査した。
(例、バインダーとして、ＰＶＡ、水ガラス等を用いた
スプレードライヤ造粒法等により粒度、粒形をコントロ
ール)を変えて流動度の異なる種々レベルのカルシウム
組成物を製造し、これを用いたフラックス入りワイヤの
フラックス率のバラツキ、及びアークの安定性、スパッ
タ発生量を調査した。
【００１９】その結果、フラックス入りワイヤの鋼製外
皮内に充填されるカルシウム組成物の多少、並びにカル
シウム組成物の成分系に拘らず、カルシウム組成物の流
動度を６０秒／50g以下に規制することにより、フラッ
クス率のバラツキが少なくなり、アーク安定性、スパッ
タ発生量の点においても実用上全く問題ないことが判明
した。
皮内に充填されるカルシウム組成物の多少、並びにカル
シウム組成物の成分系に拘らず、カルシウム組成物の流
動度を６０秒／50g以下に規制することにより、フラッ
クス率のバラツキが少なくなり、アーク安定性、スパッ
タ発生量の点においても実用上全く問題ないことが判明
した。
【００２０】以上の点から、本発明においては、フラッ
クス入りワイヤの鋼製外皮内に充填されるフラックスに
添加するカルシウム組成物として、カルシウムの上記化
合物において、流動度が６０秒／50g以下にコントロー
ルしたものを用いるのである。これにより、フラックス
率のバラツキが少なくなり、結果としてアーク安定性に
優れ、スパッタ発生量の少ないフラックス入りワイヤを
提供することができる。このコントロール方法は焼成条
件(温度、時間、雰囲気、量等)による。
クス入りワイヤの鋼製外皮内に充填されるフラックスに
添加するカルシウム組成物として、カルシウムの上記化
合物において、流動度が６０秒／50g以下にコントロー
ルしたものを用いるのである。これにより、フラックス
率のバラツキが少なくなり、結果としてアーク安定性に
優れ、スパッタ発生量の少ないフラックス入りワイヤを
提供することができる。このコントロール方法は焼成条
件(温度、時間、雰囲気、量等)による。
【００２１】更に、カルシウム組成物には、製法上、微
量のＣＯ2や水分が含有されているが、全ＣＯ2量が１.
０wt％以下及び水分量(１０００℃減量法)が０.０５wt
％以下にコントロールすることにより、アーク安定性が
一段と向上し、スパッタ発生量の減少に一層有効であ
る。
量のＣＯ2や水分が含有されているが、全ＣＯ2量が１.
０wt％以下及び水分量(１０００℃減量法)が０.０５wt
％以下にコントロールすることにより、アーク安定性が
一段と向上し、スパッタ発生量の減少に一層有効であ
る。
【００２２】勿論、本発明によるカルシウム組成物は、
各種フラックス入りワイヤに適用でき、その含有量も適
宜調整して利用し得ることは言うまでもない。
各種フラックス入りワイヤに適用でき、その含有量も適
宜調整して利用し得ることは言うまでもない。
【００２３】次に本発明の実施例を示す。
【００２４】
【表１】 に示す種々の性質を有するカルシウム鉄酸塩とカルシウ
ムマンガン酸塩を準備し、このカルシウム組成物を添加
した
ムマンガン酸塩を準備し、このカルシウム組成物を添加
した
【表２】 に示す配合のフラックスを鋼製外皮内に充填して１.６m
mφのフラックス入りワイヤ(セルフシールドワイヤ)を
常法により製造した。
mφのフラックス入りワイヤ(セルフシールドワイヤ)を
常法により製造した。
【００２５】次に、得られたフラックス入りワイヤを用
いてフラックス率の安定性及びアークの安定性、スパッ
タ発生量を調査した。それらの結果を表１に併記する。
いてフラックス率の安定性及びアークの安定性、スパッ
タ発生量を調査した。それらの結果を表１に併記する。
【００２６】〔フラックス率の安定性〕ワイヤ長手方向
に１ｍ間隔で夫々３０個のサンプル(２０cm)を採取し、
個々のフラックス率(次式)を測定してバラツキを求め、
○(バラツキ２％未満)、×(バラツキ２％以上)にて評価
した。フラックス率(％)＝(フラックス重量／(外皮重量
＋フラックス重量)×１００)。
に１ｍ間隔で夫々３０個のサンプル(２０cm)を採取し、
個々のフラックス率(次式)を測定してバラツキを求め、
○(バラツキ２％未満)、×(バラツキ２％以上)にて評価
した。フラックス率(％)＝(フラックス重量／(外皮重量
＋フラックス重量)×１００)。
【００２７】〔アーク安定性、スパッタ発生量〕以下の
溶接試験を行い、アーク安定性、スパッタ発生量を評価
した。 溶接姿勢：下向 極 性 ：ＤＣＥＮ 溶接方法：自動溶接 ワイヤ突出し長さ：２０mm 溶接電流、電圧、速度：３００Ａ、２２Ｖ、３０cm／mi
n 試験板 ：軟鋼 (シールドガス：無)
溶接試験を行い、アーク安定性、スパッタ発生量を評価
した。 溶接姿勢：下向 極 性 ：ＤＣＥＮ 溶接方法：自動溶接 ワイヤ突出し長さ：２０mm 溶接電流、電圧、速度：３００Ａ、２２Ｖ、３０cm／mi
n 試験板 ：軟鋼 (シールドガス：無)
【００２８】アーク安定性は、官能評価で、◎(優)→○
→△→×(劣)にて評価した。スパッタ発生量はボックス
型の銅製スパッタ捕集機を用いて全量を捕集して測定し
た。
→△→×(劣)にて評価した。スパッタ発生量はボックス
型の銅製スパッタ捕集機を用いて全量を捕集して測定し
た。
【００２９】表１に示すように、本発明例(実験Ｎo.１
〜Ｎo.８)のフラックス入りワイヤはいずれもフラック
ス率が安定しており、アークの安定性が良好で且つスパ
ッタ発生量も著減している。実験Ｎo.３、Ｎo.８は、流
動度の規制に加えて、更に全ＣＯ2量及び水分量をコン
トロールした場合の例であり、実験Ｎo.２、Ｎo.７と比
較して、アーク安定性が一段と向上し、スパッタ発生量
も更に減少することがわかる。
〜Ｎo.８)のフラックス入りワイヤはいずれもフラック
ス率が安定しており、アークの安定性が良好で且つスパ
ッタ発生量も著減している。実験Ｎo.３、Ｎo.８は、流
動度の規制に加えて、更に全ＣＯ2量及び水分量をコン
トロールした場合の例であり、実験Ｎo.２、Ｎo.７と比
較して、アーク安定性が一段と向上し、スパッタ発生量
も更に減少することがわかる。
【００３０】一方、カルシウム組成物の流動度が本発明
範囲外の比較例では、フラックス率のバラツキが大き
く、その結果、アークが不安定となり、スパッタ発生量
も増加している。
範囲外の比較例では、フラックス率のバラツキが大き
く、その結果、アークが不安定となり、スパッタ発生量
も増加している。
【００３１】なお、上記実施例では、カルシウム組成物
としてカルシウム鉄酸塩及びマンガン酸塩の場合を示し
たが、他のカルシウム組成物であるカルシウムの珪酸塩
及びアルミン酸塩の場合でも同様の結果となることを確
認した。
としてカルシウム鉄酸塩及びマンガン酸塩の場合を示し
たが、他のカルシウム組成物であるカルシウムの珪酸塩
及びアルミン酸塩の場合でも同様の結果となることを確
認した。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
フラックス入りワイヤに充填されるフラックスに添加す
るカルシウム組成物として、カルシウムと特定の元素と
の化合物であって、流動度をコントロールしたものを用
いることにより、フラックス率の安定性が向上し、その
結果、スパッタ発生量の低減、更にはアーク安定性に優
れるため、併せてカルシウムの持つ効果を充分に発揮し
得るフラックス入りワイヤを提供することができる。ま
た、更にはカルシウム組成物の全ＣＯ2量及び水分量を
コントロールすれば、アーク安定化、スパッタ発生量低
減の点で一層有効である。
フラックス入りワイヤに充填されるフラックスに添加す
るカルシウム組成物として、カルシウムと特定の元素と
の化合物であって、流動度をコントロールしたものを用
いることにより、フラックス率の安定性が向上し、その
結果、スパッタ発生量の低減、更にはアーク安定性に優
れるため、併せてカルシウムの持つ効果を充分に発揮し
得るフラックス入りワイヤを提供することができる。ま
た、更にはカルシウム組成物の全ＣＯ2量及び水分量を
コントロールすれば、アーク安定化、スパッタ発生量低
減の点で一層有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 哲男 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100−１株式 会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 橋本哲哉 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100−１株式 会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 原田重美 岡山県岡山市築港新町２丁目23−10
Claims (2)
- 【請求項１】 カルシウム組成物が、ＣaとＦe、Ｍn、
Ｓi及びＡlのいずれかの元素と酸素との化合物であっ
て、流動度が６０秒／50g以下(ＪＩＳ Ｚ２５０２によ
る測定値)のものであることを特徴とするフラックス入
りワイヤ用カルシウム系原料。 - 【請求項２】 前記カルシウム組成物の全ＣＯ2量が１.
０wt％以下及び水分量が０.０５wt％以下である請求項
１に記載のフラックス入りワイヤ用カルシウム系原料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191543A JP3040605B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | フラックス入りワイヤ用カルシウム系原料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191543A JP3040605B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | フラックス入りワイヤ用カルシウム系原料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067992A true JPH067992A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3040605B2 JP3040605B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=16276427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191543A Expired - Lifetime JP3040605B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | フラックス入りワイヤ用カルシウム系原料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040605B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4191543A patent/JP3040605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3040605B2 (ja) | 2000-05-15 |
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