JPH0732150A - 亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents
亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法Info
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- JPH0732150A JPH0732150A JP20128093A JP20128093A JPH0732150A JP H0732150 A JPH0732150 A JP H0732150A JP 20128093 A JP20128093 A JP 20128093A JP 20128093 A JP20128093 A JP 20128093A JP H0732150 A JPH0732150 A JP H0732150A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接に
おいてブローホールのない溶接方法を提供する。 【構成】 亜鉛めっき鋼板をガスシールドアーク溶接す
る場合に、ブローホール改善元素からなる粒をアーク内
にアーク流と交叉し、および/または溶融池内に、指向
加速して供給することを特徴とする亜鉛めっき鋼板のガ
スシールドアーク溶接方法。
おいてブローホールのない溶接方法を提供する。 【構成】 亜鉛めっき鋼板をガスシールドアーク溶接す
る場合に、ブローホール改善元素からなる粒をアーク内
にアーク流と交叉し、および/または溶融池内に、指向
加速して供給することを特徴とする亜鉛めっき鋼板のガ
スシールドアーク溶接方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接時にビード内で発生するブローホールを大幅に改善で
きる亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法に関
するものである。
接時にビード内で発生するブローホールを大幅に改善で
きる亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接で形成されるビード部の接合
強度は、ビード内に形成されるブローホールで大きく低
下する。冷延鋼板や熱延鋼板などの非めっき材を溶接す
る場合は、適正な溶接条件を選択すればこの種のブロー
ホールが形成されることはまれである。しかし、亜鉛め
っき鋼板を溶接する場合、このブローホールの発生を抑
制することは困難である。亜鉛めっき鋼板の溶接接合部
で見られるブローホールの発生原因は、接合界面の近傍
に存在するめっき層中の亜鉛成分がガス化し、鋼板と溶
接ワイヤ成分からなる溶鋼中に吹き込まれ、亜鉛ガスが
残存したままビードが形成されるためである。
強度は、ビード内に形成されるブローホールで大きく低
下する。冷延鋼板や熱延鋼板などの非めっき材を溶接す
る場合は、適正な溶接条件を選択すればこの種のブロー
ホールが形成されることはまれである。しかし、亜鉛め
っき鋼板を溶接する場合、このブローホールの発生を抑
制することは困難である。亜鉛めっき鋼板の溶接接合部
で見られるブローホールの発生原因は、接合界面の近傍
に存在するめっき層中の亜鉛成分がガス化し、鋼板と溶
接ワイヤ成分からなる溶鋼中に吹き込まれ、亜鉛ガスが
残存したままビードが形成されるためである。
【0003】この問題を解決する方法として、接合界面
となる溶接線上にあらかじめりん鉄を有効成分とする組
成物を一定量供給することによって亜鉛より融点の高い
Fe−P−Zn化合物を形成し、亜鉛を無害化する方法
(特開昭63−108995号公報)が開示されてい
る。また、TiO2 、フェロチタン、フェロマンガン、
フェロシリコン、鉄、イルミナイトなどの粉末群の少な
くとも1種類を溶接前に溶接線に塗布することにより、
溶融池内の攪拌効果を高めブローホールの浮上を促進す
る方法(特開昭61−30286号公報)が開示されて
いる。
となる溶接線上にあらかじめりん鉄を有効成分とする組
成物を一定量供給することによって亜鉛より融点の高い
Fe−P−Zn化合物を形成し、亜鉛を無害化する方法
(特開昭63−108995号公報)が開示されてい
る。また、TiO2 、フェロチタン、フェロマンガン、
フェロシリコン、鉄、イルミナイトなどの粉末群の少な
くとも1種類を溶接前に溶接線に塗布することにより、
溶融池内の攪拌効果を高めブローホールの浮上を促進す
る方法(特開昭61−30286号公報)が開示されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法を用いても、アーク溶接接合部に生ずるブローホー
ルを十分に抑制することはできず、十分な接合強度が得
られていない。このため工業的に有効な亜鉛めっき鋼板
のガスシールドアーク溶接方法が求められている。
方法を用いても、アーク溶接接合部に生ずるブローホー
ルを十分に抑制することはできず、十分な接合強度が得
られていない。このため工業的に有効な亜鉛めっき鋼板
のガスシールドアーク溶接方法が求められている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を有
利に解決するためになされたものであり、亜鉛めっき鋼
板をガスシールドアーク溶接する場合に、ブローホール
改善元素からなる粒をアーク内にアーク流と交叉し、お
よび/または溶融池内に、指向加速して供給することを
特徴とする亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方
法である。ここにおいて、ブローホール改善元素からな
る粒として、Cr、V、B、Ti、Ta、W、P、Fe
の1種または2種以上を含有し、かつ前記元素の合計含
有量が10%以上であり、残部が不可避的不純物からな
る粒を用いることも特徴とする。さらに上記のブローホ
ール改善元素からなる粒を溶接線1mあたり0.1〜5
0gの割合で供給すること、ブローホール改善元素から
なる粒の指向加速をキャリアガスを用いて行うことも特
徴とする。
利に解決するためになされたものであり、亜鉛めっき鋼
板をガスシールドアーク溶接する場合に、ブローホール
改善元素からなる粒をアーク内にアーク流と交叉し、お
よび/または溶融池内に、指向加速して供給することを
特徴とする亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方
法である。ここにおいて、ブローホール改善元素からな
る粒として、Cr、V、B、Ti、Ta、W、P、Fe
の1種または2種以上を含有し、かつ前記元素の合計含
有量が10%以上であり、残部が不可避的不純物からな
る粒を用いることも特徴とする。さらに上記のブローホ
ール改善元素からなる粒を溶接線1mあたり0.1〜5
0gの割合で供給すること、ブローホール改善元素から
なる粒の指向加速をキャリアガスを用いて行うことも特
徴とする。
【0006】
【作用】本発明は溶接ビード内でのブローホールが、ビ
ード付近の亜鉛めっき層がガス化し溶融池内へ侵入し凝
固後、気泡として残存することを知見したことに基づい
ており、このブローホールの原因となる亜鉛ガスの侵入
を防止するには、溶融池の溶融初期において、重ね合わ
せすみ肉溶接のルート部付近の溶融池界面に、ブローホ
ール改善元素の濃化した亜鉛ガスバリヤ層を形成せしめ
ることが有効であることを見出して成し得たものであ
る。さらに、上記ブローホール改善元素を界面に濃化さ
せ亜鉛ガスバリヤ層を生成するには、ブローホール改善
元素からなる粒をアーク内にアーク流と交叉し、および
/または溶融池内に、指向加速して供給すればよいこと
を見出した。
ード付近の亜鉛めっき層がガス化し溶融池内へ侵入し凝
固後、気泡として残存することを知見したことに基づい
ており、このブローホールの原因となる亜鉛ガスの侵入
を防止するには、溶融池の溶融初期において、重ね合わ
せすみ肉溶接のルート部付近の溶融池界面に、ブローホ
ール改善元素の濃化した亜鉛ガスバリヤ層を形成せしめ
ることが有効であることを見出して成し得たものであ
る。さらに、上記ブローホール改善元素を界面に濃化さ
せ亜鉛ガスバリヤ層を生成するには、ブローホール改善
元素からなる粒をアーク内にアーク流と交叉し、および
/または溶融池内に、指向加速して供給すればよいこと
を見出した。
【0007】ブローホール改善元素は上記溶融池界面で
濃化し、溶鋼の粘性を向上せしめ、または界面張力を増
加することによって亜鉛ガスの侵入を防止するものと本
発明者らは考えている。ブローホール改善元素群として
はCr、V、B、Ti、Ta、W、P、Feの1種また
は2種以上を含有し、かつ合計含有量が10%以上であ
り、残部が不可避的不純物であればよい。ブローホール
改善元素の合計含有量が10%未満では上記の亜鉛ガス
侵入防止効果が十分ではないので、10%以上の含有が
必要である。なお工業的に上記粒をを製造する際には、
前記のブローホール改善効果を阻害しない程度に残部が
不可避的不純物であってもかまわない。ここでいう不可
避的不純物としては、C、Si、Mn、S、Mo、N
b、O、N、Al等があげられる。
濃化し、溶鋼の粘性を向上せしめ、または界面張力を増
加することによって亜鉛ガスの侵入を防止するものと本
発明者らは考えている。ブローホール改善元素群として
はCr、V、B、Ti、Ta、W、P、Feの1種また
は2種以上を含有し、かつ合計含有量が10%以上であ
り、残部が不可避的不純物であればよい。ブローホール
改善元素の合計含有量が10%未満では上記の亜鉛ガス
侵入防止効果が十分ではないので、10%以上の含有が
必要である。なお工業的に上記粒をを製造する際には、
前記のブローホール改善効果を阻害しない程度に残部が
不可避的不純物であってもかまわない。ここでいう不可
避的不純物としては、C、Si、Mn、S、Mo、N
b、O、N、Al等があげられる。
【0008】ブローホール改善元素からなる粒の組成は
同一でも良いが複数からなっていてもかまわない。粒径
は粉体であると飛散し易いので大きい方が好ましい。次
に、粒をアーク内にアーク流と交叉し、および/または
溶融池内に、指向加速する方法としては、キャリアガス
を用いて行なう方法がある。キャリアガスとしては、シ
ールドガスと同じAr+CO2 、CO2 、CO2 +O
2 、He等でもよいが、シールドガスと異なるガス(N
2 等)を用いてもかまわない。
同一でも良いが複数からなっていてもかまわない。粒径
は粉体であると飛散し易いので大きい方が好ましい。次
に、粒をアーク内にアーク流と交叉し、および/または
溶融池内に、指向加速する方法としては、キャリアガス
を用いて行なう方法がある。キャリアガスとしては、シ
ールドガスと同じAr+CO2 、CO2 、CO2 +O
2 、He等でもよいが、シールドガスと異なるガス(N
2 等)を用いてもかまわない。
【0009】図1は本発明の溶接方法の実施態様の一例
を示す斜視図で1、2は被溶接材、3は溶接トーチ、4
は溶接ワイヤ、6はアーク、8は溶接ビード、10はシ
ールドガスである。上記粒を供給する方法を図1に示す
が、粒9を指向加速するに際してはアーク流内へまたは
アーク流付近へ入れたノズル5を経て、キャリアガス1
1とともにアーク内にアーク流と交叉し、および/また
は溶融池7内に導けば、さらに効率的に重ね合わせすみ
肉溶接のルート部付近の溶融池界面にブローホール改善
元素を濃化することができる。
を示す斜視図で1、2は被溶接材、3は溶接トーチ、4
は溶接ワイヤ、6はアーク、8は溶接ビード、10はシ
ールドガスである。上記粒を供給する方法を図1に示す
が、粒9を指向加速するに際してはアーク流内へまたは
アーク流付近へ入れたノズル5を経て、キャリアガス1
1とともにアーク内にアーク流と交叉し、および/また
は溶融池7内に導けば、さらに効率的に重ね合わせすみ
肉溶接のルート部付近の溶融池界面にブローホール改善
元素を濃化することができる。
【0010】前記ブローホール改善元素からなる粒の供
給量としては溶接線1mあたり0.1〜50gであれば
よい。供給量が0.1g未満では十分なブローホール改
善効果が得られない。50g超では溶接ビード部が鋼板
およびめっき層に比べて過度に硬化するため逆に接合界
面での強度が低下し接合強度を低下する。よって供給量
は溶接線1mあたり0.1〜50gとする。
給量としては溶接線1mあたり0.1〜50gであれば
よい。供給量が0.1g未満では十分なブローホール改
善効果が得られない。50g超では溶接ビード部が鋼板
およびめっき層に比べて過度に硬化するため逆に接合界
面での強度が低下し接合強度を低下する。よって供給量
は溶接線1mあたり0.1〜50gとする。
【0011】本発明の溶接方法の適用対象である亜鉛め
っき鋼板としては、溶融めっき法、電気めっき法、蒸着
めっき法、溶射法など各種の製造方法によるものがあ
り、めっき組成としては、純Znの他、ZnとFe、Z
nとNi、ZnとAl、ZnとMnなどZnを主成分と
して耐食性など諸機能の向上のため1種ないし2種以上
の合金元素および不純物元素を含み、またSiO2 、A
l2 O3 などのセラミックス微粒子、TiO2 などの酸
化物、有機高分子をメッキ中に分散させたものがある。
まためっき層の厚み方向で単一組成のもの、連続的ある
いは層状に組成が変化するものであり、さらに複層めっ
き鋼板では最上層がFeやNiを主成分としてZn、P
など各種合金元素を含むものがある。
っき鋼板としては、溶融めっき法、電気めっき法、蒸着
めっき法、溶射法など各種の製造方法によるものがあ
り、めっき組成としては、純Znの他、ZnとFe、Z
nとNi、ZnとAl、ZnとMnなどZnを主成分と
して耐食性など諸機能の向上のため1種ないし2種以上
の合金元素および不純物元素を含み、またSiO2 、A
l2 O3 などのセラミックス微粒子、TiO2 などの酸
化物、有機高分子をメッキ中に分散させたものがある。
まためっき層の厚み方向で単一組成のもの、連続的ある
いは層状に組成が変化するものであり、さらに複層めっ
き鋼板では最上層がFeやNiを主成分としてZn、P
など各種合金元素を含むものがある。
【0012】たとえば、溶融亜鉛めっき鋼板、鉄−亜鉛
合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするアルミニウ
ム、鉄などの合金溶融めっき鋼板、めっき層断面方向で
下層が合金化されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板(一
般にハーフアロイと称す)、片面鉄−亜鉛合金化溶融亜
鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層からなるめっき鋼
板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸着めっき等に
より亜鉛、鉄、ニッケルを主成分とする金属をめっきし
た鋼板、あるいは、電気亜鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケ
ル、クロム等合金電気めっき等、さらに単一合金層また
は複層合金電気めっき鋼板、およびこれらのめっき層上
に有機皮膜を被覆しためっき鋼板、亜鉛および亜鉛含有
金属の蒸着めっき鋼板等がある。その他、SiO2 、A
l2 O3 、TiO2 等のセラミックス微粒子および有機
高分子などを亜鉛または亜鉛合金めっき中に分散させた
分散めっき鋼板がある。本発明者らは、これら亜鉛めっ
き鋼板の種類のいかんによらず、前述の作用効果が生ず
ることを確認した。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするアルミニウ
ム、鉄などの合金溶融めっき鋼板、めっき層断面方向で
下層が合金化されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板(一
般にハーフアロイと称す)、片面鉄−亜鉛合金化溶融亜
鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層からなるめっき鋼
板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸着めっき等に
より亜鉛、鉄、ニッケルを主成分とする金属をめっきし
た鋼板、あるいは、電気亜鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケ
ル、クロム等合金電気めっき等、さらに単一合金層また
は複層合金電気めっき鋼板、およびこれらのめっき層上
に有機皮膜を被覆しためっき鋼板、亜鉛および亜鉛含有
金属の蒸着めっき鋼板等がある。その他、SiO2 、A
l2 O3 、TiO2 等のセラミックス微粒子および有機
高分子などを亜鉛または亜鉛合金めっき中に分散させた
分散めっき鋼板がある。本発明者らは、これら亜鉛めっ
き鋼板の種類のいかんによらず、前述の作用効果が生ず
ることを確認した。
【0013】本発明が適用されるガスシールドアーク溶
接としては、ガスシールドされていればいずれの溶接法
であってもかまわない。たとえばソッリドワイヤやコア
ドワイヤを使用するMAG溶接法、MIG溶接法、また
TIG溶接法やプラズマ溶接法等がある。
接としては、ガスシールドされていればいずれの溶接法
であってもかまわない。たとえばソッリドワイヤやコア
ドワイヤを使用するMAG溶接法、MIG溶接法、また
TIG溶接法やプラズマ溶接法等がある。
【0014】
【実施例】表1に示す各種の亜鉛めっき鋼板について溶
接試験を行ない、ブローホールの発生状況を調べた。溶
接方法は図1に示すように、2枚重ねの隅肉溶接とし、
重ねの下板側の溶け込みが板厚の35%となる溶接電流
を使用した。溶接速度は1200mm/minとし、ア
ーク溶接用ワイヤは1.2mm径のソリッドワイヤを使
用した。また、シールドガスはA(Ar80%+CO2
20%)、C(CO2 )の2種類とし、流量25リット
ル/minとした。図1に示すように、溶接姿勢は水
平、トーチ角度は水平より60°、トーチ前進角度は0
°の自動溶接とした。
接試験を行ない、ブローホールの発生状況を調べた。溶
接方法は図1に示すように、2枚重ねの隅肉溶接とし、
重ねの下板側の溶け込みが板厚の35%となる溶接電流
を使用した。溶接速度は1200mm/minとし、ア
ーク溶接用ワイヤは1.2mm径のソリッドワイヤを使
用した。また、シールドガスはA(Ar80%+CO2
20%)、C(CO2 )の2種類とし、流量25リット
ル/minとした。図1に示すように、溶接姿勢は水
平、トーチ角度は水平より60°、トーチ前進角度は0
°の自動溶接とした。
【0015】
【表1】
【0016】欠陥発生数の評価は溶接ビード全線をX線
透過試験することにより全ブローホールを検出し、10
0mm長さ当たりのブローホールの数で評価した。また
ビード接合強度を、引張り方向に対して接合部が直角と
なるように試験片を切り出し、引張り強度を求め、母材
強度との比率で評価した。ビード接合強度100%とは
母材破断を、100%以下はビード破断を示す。
透過試験することにより全ブローホールを検出し、10
0mm長さ当たりのブローホールの数で評価した。また
ビード接合強度を、引張り方向に対して接合部が直角と
なるように試験片を切り出し、引張り強度を求め、母材
強度との比率で評価した。ビード接合強度100%とは
母材破断を、100%以下はビード破断を示す。
【0017】これらの溶接条件および評価結果を表2な
いし表4に示す。本発明の溶接方法によるものはいずれ
もブローホールの欠陥発生が無いが、粒中のブローホー
ル改善元素含有量の少ない比較例においては欠陥が発生
している。また粒の供給量の多すぎるものはビード接合
強度が低くなっている。
いし表4に示す。本発明の溶接方法によるものはいずれ
もブローホールの欠陥発生が無いが、粒中のブローホー
ル改善元素含有量の少ない比較例においては欠陥が発生
している。また粒の供給量の多すぎるものはビード接合
強度が低くなっている。
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、亜鉛めっき鋼板のガス
シールドア−ク溶接時のブローホール発生を大幅に低減
することが可能であり、接合部の信頼性が大幅に改善で
きる。しかも、鋼板やめっき層中にCr、V、B、T
i、Ta、WやPを含有させておく場合のように鋼板の
機械的特性を低下させる心配がなく、前記元素の歩留り
もよいので、使用性能およびコストの面ではるかに優れ
ている。したがって、本発明はアーク溶接性に優れた亜
鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法として、産
業の発展に寄与するところは極めて大である。
シールドア−ク溶接時のブローホール発生を大幅に低減
することが可能であり、接合部の信頼性が大幅に改善で
きる。しかも、鋼板やめっき層中にCr、V、B、T
i、Ta、WやPを含有させておく場合のように鋼板の
機械的特性を低下させる心配がなく、前記元素の歩留り
もよいので、使用性能およびコストの面ではるかに優れ
ている。したがって、本発明はアーク溶接性に優れた亜
鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法として、産
業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図1】本発明の溶接方法の実施例を示す斜視図
【符号の説明】 1、2 被溶接材 3 溶接トーチ 4 溶接ワイヤ 5 ノズル 6 アーク 7 溶融池 8 溶接ビード 9 粒 10 シールドガス 11 キャリアガス
Claims (4)
- 【請求項1】 亜鉛めっき鋼板をガスシールドアーク溶
接する場合に、ブローホール改善元素からなる粒をアー
ク内にアーク流と交叉し、および/または溶融池内に、
指向加速して供給することを特徴とする亜鉛めっき鋼板
のガスシールドアーク溶接方法。 - 【請求項2】 ブローホール改善元素からなる粒とし
て、Cr、V、B、Ti、Ta、W、P、Feの1種ま
たは2種以上を含有し、かつ前記元素の合計含有量が1
0%以上であり、残部が不可避的不純物からなる粒を用
いることを特徴とする請求項1記載の亜鉛めっき鋼板の
ガスシールドアーク溶接方法。 - 【請求項3】 ブローホール改善元素からなる粒を溶接
線1mあたり0.1〜50gの割合で供給することを特
徴とする請求項1または2記載の亜鉛めっき鋼板のガス
シールドアーク溶接方法。 - 【請求項4】 ブローホール改善元素からなる粒の指向
加速をキャリアガスを用いて行うことを特徴とする請求
項1ないし3記載の亜鉛めっき鋼板のガスシールドアー
ク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128093A JPH0732150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128093A JPH0732150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732150A true JPH0732150A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=16438354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20128093A Withdrawn JPH0732150A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 亜鉛めっき鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732150A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017202508A (ja) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 大陽日酸株式会社 | 溶接方法 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP20128093A patent/JPH0732150A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017202508A (ja) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 大陽日酸株式会社 | 溶接方法 |
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