JPH08243749A - ガスシールドアーク溶接法 - Google Patents
ガスシールドアーク溶接法Info
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- JPH08243749A JPH08243749A JP5082395A JP5082395A JPH08243749A JP H08243749 A JPH08243749 A JP H08243749A JP 5082395 A JP5082395 A JP 5082395A JP 5082395 A JP5082395 A JP 5082395A JP H08243749 A JPH08243749 A JP H08243749A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ワイヤの送給性劣化及び溶接欠陥の発生を防
止しつつ、溶落ちを防止し、健全な溶接部を得ることが
できるガスシールドアーク溶接法。 【構成】 厚さ１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼板を対象
とする。直径が公称１．２ｍｍで、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，
Ｓ，Ｏを特定し、残部が鉄及び不可避的不純物からな
り、不可避的不純物においてＴｉ，Ａｌを規制し、更に
Ｓｉ＋Ｍｎ，Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）を規制した溶接ワイ
ヤを用い、Ａｒに３〜７体積％のＯ2を混合したシール
ドガス中でワイヤ送給速度を４〜７ｍ／ｍｉｎとし、溶
接電流の出力電流を、ピーク電流値が３８０〜４６０
Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５ｍｓのパルス波形とし
て、スプレーアークにてパルスマグ溶接する。
止しつつ、溶落ちを防止し、健全な溶接部を得ることが
できるガスシールドアーク溶接法。 【構成】 厚さ１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼板を対象
とする。直径が公称１．２ｍｍで、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，
Ｓ，Ｏを特定し、残部が鉄及び不可避的不純物からな
り、不可避的不純物においてＴｉ，Ａｌを規制し、更に
Ｓｉ＋Ｍｎ，Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）を規制した溶接ワイ
ヤを用い、Ａｒに３〜７体積％のＯ2を混合したシール
ドガス中でワイヤ送給速度を４〜７ｍ／ｍｉｎとし、溶
接電流の出力電流を、ピーク電流値が３８０〜４６０
Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５ｍｓのパルス波形とし
て、スプレーアークにてパルスマグ溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車製造工程等の薄
鋼板の溶接に好適であって、溶接電流及び溶接速度の低
減並びにワイヤの細径化等を行うことなく、いわゆる鋼
板の「溶落ち」を防止して健全な溶接部を得ることがで
きるガスシールドアーク溶接法に関する。
鋼板の溶接に好適であって、溶接電流及び溶接速度の低
減並びにワイヤの細径化等を行うことなく、いわゆる鋼
板の「溶落ち」を防止して健全な溶接部を得ることがで
きるガスシールドアーク溶接法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄鋼板のガスシールドアーク溶接におけ
る溶落ち防止策としては、従来、主として、通常の直
径１．２ｍｍのワイヤを用いて低電流・低速度で溶接す
るか、又は細径（直径０．６〜１．０ｍｍ等）ワイヤ
を用いて低電流で溶接する等、溶接条件面からの対応が
一般的であり、シールドガスとしては通常のＣＯ2又は
Ａｒ−２０％ＣＯ2を用いている。
る溶落ち防止策としては、従来、主として、通常の直
径１．２ｍｍのワイヤを用いて低電流・低速度で溶接す
るか、又は細径（直径０．６〜１．０ｍｍ等）ワイヤ
を用いて低電流で溶接する等、溶接条件面からの対応が
一般的であり、シールドガスとしては通常のＣＯ2又は
Ａｒ−２０％ＣＯ2を用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術において、直径が１．２ｍｍのワイヤを用い
る場合は、溶接速度が低下するため溶接作業の能率が低
下するという難点がある。また、細径（直径０．６〜
１．０ｍｍ等）のワイヤを用いる場合は、直径１．２ｍ
ｍのワイヤに比してワイヤ狙い位置の許容範囲が狭くな
ると共に、ワイヤの送給性が劣化するため、溶接欠陥が
発生し易くなるという欠点がある。また、細径ワイヤ専
用のコンタクトチップ及びコンジットライナー等を使用
する必要があり、部品管理が必要となる等の点で、大き
な課題がある。
た従来技術において、直径が１．２ｍｍのワイヤを用い
る場合は、溶接速度が低下するため溶接作業の能率が低
下するという難点がある。また、細径（直径０．６〜
１．０ｍｍ等）のワイヤを用いる場合は、直径１．２ｍ
ｍのワイヤに比してワイヤ狙い位置の許容範囲が狭くな
ると共に、ワイヤの送給性が劣化するため、溶接欠陥が
発生し易くなるという欠点がある。また、細径ワイヤ専
用のコンタクトチップ及びコンジットライナー等を使用
する必要があり、部品管理が必要となる等の点で、大き
な課題がある。
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接電流及び溶接速度の低下、並びにワイ
ヤの細径化を行うことなく、即ち、ワイヤの送給性劣化
及び溶接欠陥の発生を防止しつつ、また、格別の部品管
理を要することなく、溶落ちを防止し、健全な溶接部を
得ることができるガスシールドアーク溶接法を提供する
ことを目的とする。
のであって、溶接電流及び溶接速度の低下、並びにワイ
ヤの細径化を行うことなく、即ち、ワイヤの送給性劣化
及び溶接欠陥の発生を防止しつつ、また、格別の部品管
理を要することなく、溶落ちを防止し、健全な溶接部を
得ることができるガスシールドアーク溶接法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスシール
ドアーク溶接法は、厚さ１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼
板を対象とするガスシールドアーク溶接法において、直
径が公称１．２ｍｍであって、Ｃ：０．０３〜０．１０
重量％、Ｓｉ：０．５〜１．２重量％、Ｍｎ：０．７〜
１．３重量％、Ｓ：０．００５〜０．０３重量％、Ｏ：
０．００１〜０．０１５重量％、残部が鉄及び不可避的
不純物からなり、この不可避的不純物においてＴｉ：
０．０１重量％以下、Ａｌ：０．０１重量％以下に規制
し、更にＳｉ＋Ｍｎ：１．３〜２．３重量％、Ｓｉ×
（Ｓｉ＋Ｍｎ）：０．７５〜２．４５に規制した化学組
成を有する溶接用ワイヤを使用し、Ａｒに３〜７体積％
のＯ2を混合したシールドガス中でワイヤ送給速度を４
〜７ｍ／ｍｉｎとし、溶接電源の出力電流を、ピーク電
流値が３８０〜４６０Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５
ｍｓのパルス波形として、スプレーアークにてパルスマ
グ溶接することを特徴とする。
ドアーク溶接法は、厚さ１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼
板を対象とするガスシールドアーク溶接法において、直
径が公称１．２ｍｍであって、Ｃ：０．０３〜０．１０
重量％、Ｓｉ：０．５〜１．２重量％、Ｍｎ：０．７〜
１．３重量％、Ｓ：０．００５〜０．０３重量％、Ｏ：
０．００１〜０．０１５重量％、残部が鉄及び不可避的
不純物からなり、この不可避的不純物においてＴｉ：
０．０１重量％以下、Ａｌ：０．０１重量％以下に規制
し、更にＳｉ＋Ｍｎ：１．３〜２．３重量％、Ｓｉ×
（Ｓｉ＋Ｍｎ）：０．７５〜２．４５に規制した化学組
成を有する溶接用ワイヤを使用し、Ａｒに３〜７体積％
のＯ2を混合したシールドガス中でワイヤ送給速度を４
〜７ｍ／ｍｉｎとし、溶接電源の出力電流を、ピーク電
流値が３８０〜４６０Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５
ｍｓのパルス波形として、スプレーアークにてパルスマ
グ溶接することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明においては、ワイヤ組成とシールドガス
組成の組み合わせを最適化することにより、従来の溶接
方法と比較して溶込みを小さくすると共に溶融池の広が
りを拡大する。これにより、従来方法では鋼板の溶落ち
又は開先面への溶融池の架橋不良等が発生する継ぎ手に
対しても、溶接電流及び溶接速度の低減並びにワイヤの
細径化を行うことなく溶接することが可能となる。ま
た、溶接電源の出力電流波形を特許請求の範囲に規定す
るように調整し、スプレーアークにて溶接することによ
り、溶滴移行が１溶滴／１パルスとなるパルス波形とす
ることができ、溶融池の安定性が向上して溶落ち及び架
橋不良等を更に一層抑制することができる。
組成の組み合わせを最適化することにより、従来の溶接
方法と比較して溶込みを小さくすると共に溶融池の広が
りを拡大する。これにより、従来方法では鋼板の溶落ち
又は開先面への溶融池の架橋不良等が発生する継ぎ手に
対しても、溶接電流及び溶接速度の低減並びにワイヤの
細径化を行うことなく溶接することが可能となる。ま
た、溶接電源の出力電流波形を特許請求の範囲に規定す
るように調整し、スプレーアークにて溶接することによ
り、溶滴移行が１溶滴／１パルスとなるパルス波形とす
ることができ、溶融池の安定性が向上して溶落ち及び架
橋不良等を更に一層抑制することができる。
【０００７】従って、溶接（アーク発生）時間の短縮及
び溶接欠陥に対する手直し工数の低減などの効果によ
り、溶接全体の能率が向上すると共に、継ぎ手品質も改
善される。
び溶接欠陥に対する手直し工数の低減などの効果によ
り、溶接全体の能率が向上すると共に、継ぎ手品質も改
善される。
【０００８】以下、本発明におけるワイヤ組成及び溶接
条件の限定理由について説明する。ワイヤの直径：公称１．２ｍｍ ワイヤ直径が公称１．２ｍｍ未満では、直径が適正範囲
より小さいためにアーク及び溶融池が小さくなり、ワイ
ヤ狙い位置の許容範囲が減少する。また、ワイヤ断面積
の減少によってワイヤの剛性が低下し、湾曲した送給系
ではワイヤの曲がり及び座屈の発生頻度が増大する。そ
のため、ワイヤの狙いずれ及び送給不良によって溶落ち
及び架橋不良等が発生し易くなる。
条件の限定理由について説明する。ワイヤの直径：公称１．２ｍｍ ワイヤ直径が公称１．２ｍｍ未満では、直径が適正範囲
より小さいためにアーク及び溶融池が小さくなり、ワイ
ヤ狙い位置の許容範囲が減少する。また、ワイヤ断面積
の減少によってワイヤの剛性が低下し、湾曲した送給系
ではワイヤの曲がり及び座屈の発生頻度が増大する。そ
のため、ワイヤの狙いずれ及び送給不良によって溶落ち
及び架橋不良等が発生し易くなる。
【０００９】ワイヤ直径が公称１．２ｍｍを超えると、
ワイヤ断面積の増加によって電流密度が低下し、溶滴移
行及び溶融池が不安定となるため、開先面への溶融池の
架橋不良等が発生し易くなる。一方、溶滴移行及び溶融
池が安定するように溶接電流を増加させると、溶込みが
深くなり、溶落ちが発生し易くなる。また、断面積の増
加によって剛性が増大し、送給抵抗が増加する。このた
め、湾曲した送給系ではワイヤの送給不良により、溶落
ち及び架橋不良等の発生頻度が増大する。
ワイヤ断面積の増加によって電流密度が低下し、溶滴移
行及び溶融池が不安定となるため、開先面への溶融池の
架橋不良等が発生し易くなる。一方、溶滴移行及び溶融
池が安定するように溶接電流を増加させると、溶込みが
深くなり、溶落ちが発生し易くなる。また、断面積の増
加によって剛性が増大し、送給抵抗が増加する。このた
め、湾曲した送給系ではワイヤの送給不良により、溶落
ち及び架橋不良等の発生頻度が増大する。
【００１０】図１は横軸にワイヤの直径をとり、縦軸に
ルート間隔をとって、ワイヤ径と溶接可能なルート間隔
との関係を示すグラフ図である。ワイヤ径が１．２ｍｍ
の場合に、最大のルート間隔が得られることがわかる。
ルート間隔をとって、ワイヤ径と溶接可能なルート間隔
との関係を示すグラフ図である。ワイヤ径が１．２ｍｍ
の場合に、最大のルート間隔が得られることがわかる。
【００１１】従って、アーク及び溶融池の広がりが比較
的大きく、溶滴移行及び溶融池が安定し、且つワイヤの
狙いずれ及び送給不良が発生し難いという観点から、適
用ワイヤの直径は公称１．２ｍｍとする。シールドガス組成：Ａｒに３〜７体積％Ｏ2を加えた混
合ガス Ａｒ−Ｏ2系の雰囲気はＡｒ−ＣＯ2系に比して著しく酸
化性が強く、極少量のＯ2を添加することによって溶融
金属の酸素量は増加する。そのため、溶融金属の表面張
力及び粘度の低下が顕著となり、開先面への溶融池の架
橋が容易になる。また、溶融金属の表面張力及び粘度に
及ぼすＯ2の影響はＣＯ2に比して大きいため、Ａｒ−Ｏ
2系では、Ａｒ−ＣＯ2系に比してシールドガス中のＡｒ
量を増加できる。Ａｒの電位傾度はＯ2及びＣＯ2に比し
て小さいため、ワイヤ送給速度とアーク長を一定にした
溶接では、Ａｒ含有量が増加するにつれてアーク電圧は
低下し、溶込み深さが小さくなる。
的大きく、溶滴移行及び溶融池が安定し、且つワイヤの
狙いずれ及び送給不良が発生し難いという観点から、適
用ワイヤの直径は公称１．２ｍｍとする。シールドガス組成：Ａｒに３〜７体積％Ｏ2を加えた混
合ガス Ａｒ−Ｏ2系の雰囲気はＡｒ−ＣＯ2系に比して著しく酸
化性が強く、極少量のＯ2を添加することによって溶融
金属の酸素量は増加する。そのため、溶融金属の表面張
力及び粘度の低下が顕著となり、開先面への溶融池の架
橋が容易になる。また、溶融金属の表面張力及び粘度に
及ぼすＯ2の影響はＣＯ2に比して大きいため、Ａｒ−Ｏ
2系では、Ａｒ−ＣＯ2系に比してシールドガス中のＡｒ
量を増加できる。Ａｒの電位傾度はＯ2及びＣＯ2に比し
て小さいため、ワイヤ送給速度とアーク長を一定にした
溶接では、Ａｒ含有量が増加するにつれてアーク電圧は
低下し、溶込み深さが小さくなる。
【００１２】従って、開先面への溶融池の架橋性及び溶
込み深さの観点より、シールドガスはＡｒ−Ｏ2系とす
る。このＡｒ−Ｏ2系のシールドガスにおいて、Ｏ2含有
量が３体積％未満の場合は、溶融金属の表面張力及び粘
度の減少量が小さいため、開先面への溶融池の架橋性が
不十分となり、ビード外観及び形状不良等が発生し易く
なる。
込み深さの観点より、シールドガスはＡｒ−Ｏ2系とす
る。このＡｒ−Ｏ2系のシールドガスにおいて、Ｏ2含有
量が３体積％未満の場合は、溶融金属の表面張力及び粘
度の減少量が小さいため、開先面への溶融池の架橋性が
不十分となり、ビード外観及び形状不良等が発生し易く
なる。
【００１３】一方、Ａｒ−Ｏ2シールドガス系でＯ2含有
量が７体積％を超えると、溶融金属の表面張力及び粘度
の減少量が過剰となり、開先の隙間（即ち、ルートギャ
ップ）に溶融金属が入り込む等してビード外観・形状が
劣化し易くなる。また、Ａｒ含有量の減少により、ワイ
ヤ送給速度とアーク長を一定にした溶接ではアーク電圧
が増大し、溶込み深さが大きくなる。このため、溶落ち
が発生し易くなる。
量が７体積％を超えると、溶融金属の表面張力及び粘度
の減少量が過剰となり、開先の隙間（即ち、ルートギャ
ップ）に溶融金属が入り込む等してビード外観・形状が
劣化し易くなる。また、Ａｒ含有量の減少により、ワイ
ヤ送給速度とアーク長を一定にした溶接ではアーク電圧
が増大し、溶込み深さが大きくなる。このため、溶落ち
が発生し易くなる。
【００１４】図２は横軸にＯ2ガスの添加率をとり、縦
軸にルート間隔をとってＯ2添加率と溶接可能なルート
間隔との関係を示すグラフ図である。Ｏ2添加率が３〜
７％Ｏ2の場合に、最大のルート間隔が得られる。
軸にルート間隔をとってＯ2添加率と溶接可能なルート
間隔との関係を示すグラフ図である。Ｏ2添加率が３〜
７％Ｏ2の場合に、最大のルート間隔が得られる。
【００１５】従って、開先面への溶融池の架橋性及び溶
込み深さの点より、シールドガス組成はＡｒに３〜７体
積％のＯ2を添加した混合ガスとする。ワイヤ送給速度：４〜７ｍ／ｍｉｎ 前記ワイヤ系とシールドガス組成の組み合わせにおい
て、ワイヤ送給速度が４ｍ／ｍｉｎ未満の場合は溶接電
源の出力電流波形（パルス波形）を所定のものに調整し
てもスプレーアークとすることは困難であり、ショート
アークによるスパッタの発生が増加する。
込み深さの点より、シールドガス組成はＡｒに３〜７体
積％のＯ2を添加した混合ガスとする。ワイヤ送給速度：４〜７ｍ／ｍｉｎ 前記ワイヤ系とシールドガス組成の組み合わせにおい
て、ワイヤ送給速度が４ｍ／ｍｉｎ未満の場合は溶接電
源の出力電流波形（パルス波形）を所定のものに調整し
てもスプレーアークとすることは困難であり、ショート
アークによるスパッタの発生が増加する。
【００１６】スプレーアークとは、溶滴径がワイヤ径
よりも小さく、溶滴が溶融池に短絡することなく移行
することが特徴である。これを達成するために必要な力
としては、電磁ピンチ力が重要である。この力はワイヤ
送給速度の増加、即ち溶接電流の増加に伴って増大す
る。
よりも小さく、溶滴が溶融池に短絡することなく移行
することが特徴である。これを達成するために必要な力
としては、電磁ピンチ力が重要である。この力はワイヤ
送給速度の増加、即ち溶接電流の増加に伴って増大す
る。
【００１７】本発明においては、ワイヤ送給速度が４ｍ
／ｍｉｎ未満になると、溶接電流が小さいため、スプレ
ーアークを達成するのに十分な電磁ピンチ力が得られな
い。これにより、溶滴は溶融池と短絡して移行し、いわ
ゆるショートアークとなる。
／ｍｉｎ未満になると、溶接電流が小さいため、スプレ
ーアークを達成するのに十分な電磁ピンチ力が得られな
い。これにより、溶滴は溶融池と短絡して移行し、いわ
ゆるショートアークとなる。
【００１８】ショートアークでは、溶滴が溶融池に短絡
してアークが消失し、溶融池への移行が終了する際にア
ークが再発生する。このとき、特に本発明のようなパル
スマグ溶接では、ピーク電流である４００Ａ程度の高い
電流によって強いアーク力が発生するため、溶滴又は溶
融池内の溶融金属が吹き飛ばされて大粒のスパッタが多
量に発生する。
してアークが消失し、溶融池への移行が終了する際にア
ークが再発生する。このとき、特に本発明のようなパル
スマグ溶接では、ピーク電流である４００Ａ程度の高い
電流によって強いアーク力が発生するため、溶滴又は溶
融池内の溶融金属が吹き飛ばされて大粒のスパッタが多
量に発生する。
【００１９】このショートアークではアーク及び溶融池
の広がりがスプレーアークよりも小さいため、開先へ溶
融池を架橋させるには溶接速度を低下させる必要があ
り、好ましくない。
の広がりがスプレーアークよりも小さいため、開先へ溶
融池を架橋させるには溶接速度を低下させる必要があ
り、好ましくない。
【００２０】ワイヤ送給速度が７ｍ／ｍｉｎを超える
と、スプレーアークは容易に得られるが、溶接電流が増
加するため、溶込み深さ等が増大して溶落ちが発生し易
くなる。
と、スプレーアークは容易に得られるが、溶接電流が増
加するため、溶込み深さ等が増大して溶落ちが発生し易
くなる。
【００２１】従って、スパッタ発生量、溶接速度及び溶
込み深さの点より、ワイヤ送給速度は４〜７ｍ／ｍｉｎ
とする。図３に示すように、ワイヤ送給速度が４〜７ｍ
／ｍｉｎの場合にスパッタが少なく、溶接可能なルート
間隔が大きいことがわかる。溶接電源の出力電流：ピーク電流が３８０〜４６０Ａ、
ピーク期間が０．８〜２．５ｍｓのパルス波形 前記ワイヤ径、シールドガス組成及びワイヤ送給速度の
組み合わせにおいて、ピーク電流が３８０Ａ未満の場合
には、ピーク期間等のパルス条件を調整しても溶滴移行
を１溶滴／１パルスとすることは困難であり、溶滴移行
が乱れるためにスパッタ発生量が増加する。
込み深さの点より、ワイヤ送給速度は４〜７ｍ／ｍｉｎ
とする。図３に示すように、ワイヤ送給速度が４〜７ｍ
／ｍｉｎの場合にスパッタが少なく、溶接可能なルート
間隔が大きいことがわかる。溶接電源の出力電流：ピーク電流が３８０〜４６０Ａ、
ピーク期間が０．８〜２．５ｍｓのパルス波形 前記ワイヤ径、シールドガス組成及びワイヤ送給速度の
組み合わせにおいて、ピーク電流が３８０Ａ未満の場合
には、ピーク期間等のパルス条件を調整しても溶滴移行
を１溶滴／１パルスとすることは困難であり、溶滴移行
が乱れるためにスパッタ発生量が増加する。
【００２２】ピーク電流が４６０Ａを超えると、ピーク
期間等のパルス条件を調整しても、溶接入熱量の増加に
よって溶込み深さが増大し、溶落ちが発生し易くなる。
期間等のパルス条件を調整しても、溶接入熱量の増加に
よって溶込み深さが増大し、溶落ちが発生し易くなる。
【００２３】ピーク電流が３８０〜４６０Ａの範囲で溶
滴移行を１溶滴／パルスとするには、ピーク期間を０．
８〜２．５ｍｓの範囲に設定する必要がある。その範囲
外では１溶滴／１パルスが得られないため、溶滴移行が
乱れてスパッタ発生量が増加する。
滴移行を１溶滴／パルスとするには、ピーク期間を０．
８〜２．５ｍｓの範囲に設定する必要がある。その範囲
外では１溶滴／１パルスが得られないため、溶滴移行が
乱れてスパッタ発生量が増加する。
【００２４】図４は横軸にピーク期間をとり、縦軸にピ
ーク電流をとって、これらのパルス波形と溶落ちスパッ
タとの関係を示すグラフ図である。この図４に示すよう
に、本発明の範囲を外れると、溶落ちが発生し、又はス
パッタが多発して溶滴移行が不安定になる。
ーク電流をとって、これらのパルス波形と溶落ちスパッ
タとの関係を示すグラフ図である。この図４に示すよう
に、本発明の範囲を外れると、溶落ちが発生し、又はス
パッタが多発して溶滴移行が不安定になる。
【００２５】従って、溶接電源の出力電流は、ピーク電
流が３８０〜４６０Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５ｍ
ｓのパルス波形とする。溶接用ワイヤの化学組成 Ｃ：０．０３〜０．１０重量％ Ｃは溶滴の細粒化作用を有しており、スパッタ発生量の
低減を目的として添加する。Ｃ含有量が０．０３重量％
未満では、溶滴の細粒化が不十分であるため、スパッタ
の発生量及び大きさの低減に関して良好な効果が得られ
ない。一方、Ｃ含有量が０．１０重量％を超えると小粒
のスパッタの発生量が増加する。また、薄板の高速溶接
では溶接金属の強度及び硬さが母材に対して過大とな
る。そして、Ｃは高温割れ誘起元素であるため、割れが
発生する危険性が増大する。従って、Ｃの添加量は０．
０３〜０．１０重量％とする。Ｓｉ：０．５〜１．２重量％ Ｓｉは通常の脱酸作用に加えてワイヤの電気抵抗率を高
める作用を有しており、同一ワイヤ送給速度では、添加
量の増加に伴って溶接電流を低減することが可能であ
る。これにより、溶込み深さが減少して溶落ちの発生が
抑制される。このため、Ｓｉは溶融池の粘度及び表面張
力の適正化、溶込み深さの低減及び脱酸不足による気孔
の発生防止を目的として添加する。
流が３８０〜４６０Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５ｍ
ｓのパルス波形とする。溶接用ワイヤの化学組成 Ｃ：０．０３〜０．１０重量％ Ｃは溶滴の細粒化作用を有しており、スパッタ発生量の
低減を目的として添加する。Ｃ含有量が０．０３重量％
未満では、溶滴の細粒化が不十分であるため、スパッタ
の発生量及び大きさの低減に関して良好な効果が得られ
ない。一方、Ｃ含有量が０．１０重量％を超えると小粒
のスパッタの発生量が増加する。また、薄板の高速溶接
では溶接金属の強度及び硬さが母材に対して過大とな
る。そして、Ｃは高温割れ誘起元素であるため、割れが
発生する危険性が増大する。従って、Ｃの添加量は０．
０３〜０．１０重量％とする。Ｓｉ：０．５〜１．２重量％ Ｓｉは通常の脱酸作用に加えてワイヤの電気抵抗率を高
める作用を有しており、同一ワイヤ送給速度では、添加
量の増加に伴って溶接電流を低減することが可能であ
る。これにより、溶込み深さが減少して溶落ちの発生が
抑制される。このため、Ｓｉは溶融池の粘度及び表面張
力の適正化、溶込み深さの低減及び脱酸不足による気孔
の発生防止を目的として添加する。
【００２６】Ｓｉ添加量が０．５重量％未満では溶接電
流の減少量が小さく、溶込み深さの低減は顕著ではな
い。このため、溶落ちの発生防止に十分な効果が得られ
ない。また、脱酸作用が小さいため、溶融池の粘度及び
表面張力が過度に減少してルートギャップに溶融金属が
入り込み、ビード外観及び形状が劣化する。更に、脱酸
不足による気孔も発生し易くなる。
流の減少量が小さく、溶込み深さの低減は顕著ではな
い。このため、溶落ちの発生防止に十分な効果が得られ
ない。また、脱酸作用が小さいため、溶融池の粘度及び
表面張力が過度に減少してルートギャップに溶融金属が
入り込み、ビード外観及び形状が劣化する。更に、脱酸
不足による気孔も発生し易くなる。
【００２７】一方、Ｓｉ含有量が１．２重量％を超える
と、脱酸作用によって溶融池の粘度及び表面張力の増加
が過剰となり、開先面への溶融池の架橋性が低下するた
め、ビード外観及び形状が劣化する。また、薄板の高速
溶接では溶接金属の強度及び硬さが母材に対して過大と
なる。従って、Ｓｉの添加量は０．５〜１．２重量％と
する。Ｍｎ：０．７〜１．３重量％ Ｍｎは溶融池の粘度及び表面張力の適正化と脱酸不足に
よる気孔の発生防止を目的として添加する。Ｍｎ含有量
が０．７重量％未満では脱酸作用が小さいため、Ｓｉと
同様に溶融池の粘度及び表面張力が過度に減少してルー
トギャップに溶融金属が入り込み、ビード外観及び形状
が劣化する。また、脱酸不足による気孔も発生し易くな
る。一方、Ｍｎ含有量が１．３重量％を超えると脱酸作
用によって溶融池の粘度及び表面張力の増加が過剰とな
り、開先面への溶融池の架橋性が低下するため、ビード
外観及び形状が劣化する。また、薄板の高速溶接では溶
接金属の強度及び硬さが母材に対して過大となる。従っ
て、Ｍｎの添加量は０．７〜１．３重量％とする。Ｓ：０．００５〜０．０３重量％ Ｓはそれ単体で溶融金属の表面張力を低下させる作用が
あるため、添加量の増加によって溶融池の表面張力が減
少し、開先面への架橋性が向上する。また、溶滴の細粒
化によってスパッタ発生量が減少する。これらの効果を
目的としてＳを添加する。
と、脱酸作用によって溶融池の粘度及び表面張力の増加
が過剰となり、開先面への溶融池の架橋性が低下するた
め、ビード外観及び形状が劣化する。また、薄板の高速
溶接では溶接金属の強度及び硬さが母材に対して過大と
なる。従って、Ｓｉの添加量は０．５〜１．２重量％と
する。Ｍｎ：０．７〜１．３重量％ Ｍｎは溶融池の粘度及び表面張力の適正化と脱酸不足に
よる気孔の発生防止を目的として添加する。Ｍｎ含有量
が０．７重量％未満では脱酸作用が小さいため、Ｓｉと
同様に溶融池の粘度及び表面張力が過度に減少してルー
トギャップに溶融金属が入り込み、ビード外観及び形状
が劣化する。また、脱酸不足による気孔も発生し易くな
る。一方、Ｍｎ含有量が１．３重量％を超えると脱酸作
用によって溶融池の粘度及び表面張力の増加が過剰とな
り、開先面への溶融池の架橋性が低下するため、ビード
外観及び形状が劣化する。また、薄板の高速溶接では溶
接金属の強度及び硬さが母材に対して過大となる。従っ
て、Ｍｎの添加量は０．７〜１．３重量％とする。Ｓ：０．００５〜０．０３重量％ Ｓはそれ単体で溶融金属の表面張力を低下させる作用が
あるため、添加量の増加によって溶融池の表面張力が減
少し、開先面への架橋性が向上する。また、溶滴の細粒
化によってスパッタ発生量が減少する。これらの効果を
目的としてＳを添加する。
【００２８】Ｓ添加量が０．００５重量％未満では溶融
池の表面張力を低減する効果が小さいため、開先面への
架橋性の向上は顕著でない。また、溶滴の細粒化効果が
小さく、スパッタ発生量の低減も十分でない。一方、Ｓ
添加量が０．０３重量％を超えると溶融池の表面張力の
減少が過剰となり、ルートギャップに溶融金属が入り込
むためビード外観及び形状が劣化する。また、溶滴の表
面張力も過度に減少してワイヤからの離脱が不安定とな
るため、スパッタ発生量が増加する。更に、Ｓは高温割
れ誘起元素であるため、割れが発生する危険性が増大す
る。従って、Ｓの添加量は０．００５〜０．０３重量％
とする。Ｏ：０．００１〜０．０１５重量％ Ｏはワイヤ中にＳｉ及びＭｎ等の酸化物として、また、
ワイヤ表面には塗布油の成分として含まれており、溶滴
及び溶融池の粘度及び表面張力等に影響を及ぼす。その
ため、架橋不良及びスパッタ発生量の増加等を防止する
観点より、それらの物性を適正化するために、Ｏ添加量
を所定範囲に規定する。
池の表面張力を低減する効果が小さいため、開先面への
架橋性の向上は顕著でない。また、溶滴の細粒化効果が
小さく、スパッタ発生量の低減も十分でない。一方、Ｓ
添加量が０．０３重量％を超えると溶融池の表面張力の
減少が過剰となり、ルートギャップに溶融金属が入り込
むためビード外観及び形状が劣化する。また、溶滴の表
面張力も過度に減少してワイヤからの離脱が不安定とな
るため、スパッタ発生量が増加する。更に、Ｓは高温割
れ誘起元素であるため、割れが発生する危険性が増大す
る。従って、Ｓの添加量は０．００５〜０．０３重量％
とする。Ｏ：０．００１〜０．０１５重量％ Ｏはワイヤ中にＳｉ及びＭｎ等の酸化物として、また、
ワイヤ表面には塗布油の成分として含まれており、溶滴
及び溶融池の粘度及び表面張力等に影響を及ぼす。その
ため、架橋不良及びスパッタ発生量の増加等を防止する
観点より、それらの物性を適正化するために、Ｏ添加量
を所定範囲に規定する。
【００２９】Ｏ含有量が０．００１重量％未満では溶滴
の表面張力が過度に増加するため、溶滴径が増大して大
粒のスパッタが発生する。一方、Ｏ含有量が０．０１５
重量％を超えると、溶滴及び溶融池の粘度並びに表面張
力の減少が過剰となるため、溶滴移行が不安定となって
スパッタ発生量が増加したり、ビード外観及び形状が劣
化する。従って、Ｏの含有量は０．００１〜０．０１５
重量％とする。不可避的不純物中のＴｉ、Ａｌ：０．０１重量％以下 Ｔｉ及びＡｌは強脱酸元素であるため、Ｔｉ及びＡｌ含
有量が夫々０．０１重量％を超えると溶融池の酸素量が
減少して粘度及び表面張力が増加する。これによって、
開先面への溶融池の架橋性が低下し、ビード外観及び形
状が劣化する。また、溶滴の表面張力も増加して溶滴が
大きくなるため、大粒スパッタの発生量が増加する。従
って、Ｔｉ及びＡｌの含有量は夫々０．０１重量％以下
とする。Ｓｉ＋Ｍｎ：１．３〜２．３重量％ Ｓｉ及びＭｎの添加量が前述範囲内であっても、それら
の合計量によっては、開先面への架橋不良並びにビード
外観及び形状不良が発生する場合がある。
の表面張力が過度に増加するため、溶滴径が増大して大
粒のスパッタが発生する。一方、Ｏ含有量が０．０１５
重量％を超えると、溶滴及び溶融池の粘度並びに表面張
力の減少が過剰となるため、溶滴移行が不安定となって
スパッタ発生量が増加したり、ビード外観及び形状が劣
化する。従って、Ｏの含有量は０．００１〜０．０１５
重量％とする。不可避的不純物中のＴｉ、Ａｌ：０．０１重量％以下 Ｔｉ及びＡｌは強脱酸元素であるため、Ｔｉ及びＡｌ含
有量が夫々０．０１重量％を超えると溶融池の酸素量が
減少して粘度及び表面張力が増加する。これによって、
開先面への溶融池の架橋性が低下し、ビード外観及び形
状が劣化する。また、溶滴の表面張力も増加して溶滴が
大きくなるため、大粒スパッタの発生量が増加する。従
って、Ｔｉ及びＡｌの含有量は夫々０．０１重量％以下
とする。Ｓｉ＋Ｍｎ：１．３〜２．３重量％ Ｓｉ及びＭｎの添加量が前述範囲内であっても、それら
の合計量によっては、開先面への架橋不良並びにビード
外観及び形状不良が発生する場合がある。
【００３０】即ち、Ｓｉ＋Ｍｎの総量が１．３重量％未
満では脱酸作用が小さいため、溶融池の粘度及び表面張
力が過度に減少してルートギャップに溶融金属が入り込
み、ビード外観及び形状が劣化する。一方、Ｓｉ＋Ｍｎ
の総量が２．３重量％を超えると、溶融池の粘度及び表
面張力の増加が過剰となり、開先面への溶融池の架橋不
良が発生し易くなる。従って、Ｓｉ及びＭｎの添加量の
総和は１．３〜２．３重量％とする。Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）：０．７５〜２．４５ Ｓｉ添加量及びＳｉとＭｎの添加量の総和が前記範囲内
であっても、それらの積によっては溶落ち、架橋不良又
はビード外観及び形状不良が発生する場合がある。
満では脱酸作用が小さいため、溶融池の粘度及び表面張
力が過度に減少してルートギャップに溶融金属が入り込
み、ビード外観及び形状が劣化する。一方、Ｓｉ＋Ｍｎ
の総量が２．３重量％を超えると、溶融池の粘度及び表
面張力の増加が過剰となり、開先面への溶融池の架橋不
良が発生し易くなる。従って、Ｓｉ及びＭｎの添加量の
総和は１．３〜２．３重量％とする。Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）：０．７５〜２．４５ Ｓｉ添加量及びＳｉとＭｎの添加量の総和が前記範囲内
であっても、それらの積によっては溶落ち、架橋不良又
はビード外観及び形状不良が発生する場合がある。
【００３１】Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）が０．７５未満では
Ｓｉ量が比較的少ないため、ワイヤ電気抵抗率の増加に
よる溶接電流の低減作用が小さく、溶込み深さは減少し
難い。また、Ｍｎ量も少ないため、溶融池の粘度及び表
面張力の減少量が大きい。これらより、溶落ち又はビー
ド外観及び形状不良の発生頻度が増大する。
Ｓｉ量が比較的少ないため、ワイヤ電気抵抗率の増加に
よる溶接電流の低減作用が小さく、溶込み深さは減少し
難い。また、Ｍｎ量も少ないため、溶融池の粘度及び表
面張力の減少量が大きい。これらより、溶落ち又はビー
ド外観及び形状不良の発生頻度が増大する。
【００３２】Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）が２．４５を超える
と、Ｓｉの増加によってワイヤ電気抵抗率が増加するた
め、溶接電流は低下する。これによって、溶込み深さが
小さくなり、溶落ちは発生し難くなる。しかし、Ｓｉ及
びＭｎ共に添加量が増加するため、脱酸作用によって溶
融池の粘度及び表面張力が過大となり、開先面への架橋
不良が発生し易くなる。従って、Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）
は０．７５〜２．４５とする。
と、Ｓｉの増加によってワイヤ電気抵抗率が増加するた
め、溶接電流は低下する。これによって、溶込み深さが
小さくなり、溶落ちは発生し難くなる。しかし、Ｓｉ及
びＭｎ共に添加量が増加するため、脱酸作用によって溶
融池の粘度及び表面張力が過大となり、開先面への架橋
不良が発生し易くなる。従って、Ｓｉ×（Ｓｉ＋Ｍｎ）
は０．７５〜２．４５とする。
【００３３】図５は、横軸にワイヤ中のＳｉ量をとり、
縦軸にＭｎ量をとって、溶接作業性が良好な組成範囲を
示すグラフ図である。この図５に示すように、Ｓｉ及び
Ｍｎが前述の、、、の条件を満たす場合に、良
好な作業性が得られる。
縦軸にＭｎ量をとって、溶接作業性が良好な組成範囲を
示すグラフ図である。この図５に示すように、Ｓｉ及び
Ｍｎが前述の、、、の条件を満たす場合に、良
好な作業性が得られる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例について本発明の特許
請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００３５】下記表１に示す組成及び形状の鋼板を下記
表２に示す溶接条件にて溶接した。供試ワイヤの組成は
下記表３に示す。そして、鋼板の溶落ち及びスパッタ発
生量等を実験した結果を下記表４に示す。なお、前記溶
接条件としては、ワイヤ径、シールドガス組成、ワイヤ
送給速度、溶接機の出力電流波形を変化させ、ワイヤ組
成等と共に、その特性を調査した。
表２に示す溶接条件にて溶接した。供試ワイヤの組成は
下記表３に示す。そして、鋼板の溶落ち及びスパッタ発
生量等を実験した結果を下記表４に示す。なお、前記溶
接条件としては、ワイヤ径、シールドガス組成、ワイヤ
送給速度、溶接機の出力電流波形を変化させ、ワイヤ組
成等と共に、その特性を調査した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】 この表４に示すように、本発明の特許請求の範囲にて規
定した条件を満足する場合に、アーク形態がスプレーで
あり、溶接速度が１００ｃｍ／ｍｉｎと速くても良好な
溶接結果が得られた。しかし、前記条件から外れる比較
例の場合は、スパッタが多発するか、ビード形状が不良
となり、また架橋不良が発生した。
定した条件を満足する場合に、アーク形態がスプレーで
あり、溶接速度が１００ｃｍ／ｍｉｎと速くても良好な
溶接結果が得られた。しかし、前記条件から外れる比較
例の場合は、スパッタが多発するか、ビード形状が不良
となり、また架橋不良が発生した。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１．２〜１．６ｍｍ厚の薄鋼板の溶接において、溶接能
率を低下させることなく、スパッタを防止し、溶落ちを
防止することができ、ビード外観及び形状が良好であ
り、架橋不良を防止できるガスシールドアーク溶接方法
を得ることができる。
１．２〜１．６ｍｍ厚の薄鋼板の溶接において、溶接能
率を低下させることなく、スパッタを防止し、溶落ちを
防止することができ、ビード外観及び形状が良好であ
り、架橋不良を防止できるガスシールドアーク溶接方法
を得ることができる。
【図１】横軸にワイヤの直径をとり、縦軸にルート間隔
をとって、ワイヤ径と溶接可能なルート間隔との関係を
示すグラフ図である。
をとって、ワイヤ径と溶接可能なルート間隔との関係を
示すグラフ図である。
【図２】横軸にＯ2ガスの添加率をとり、縦軸にルート
間隔をとってＯ2添加率と溶接可能なルート間隔との関
係を示すグラフ図である。
間隔をとってＯ2添加率と溶接可能なルート間隔との関
係を示すグラフ図である。
【図３】横軸にワイヤ送給速度をとり、縦軸にルート間
隔をとって、ワイヤ送給速度と溶接可能なルート間隔と
の関係を示すグラフ図である。
隔をとって、ワイヤ送給速度と溶接可能なルート間隔と
の関係を示すグラフ図である。
【図４】横軸にピーク期間をとり、縦軸にピーク電流を
とって、これらのパルス波形と溶落ち、スパッタとの関
係を示すグラフ図である。
とって、これらのパルス波形と溶落ち、スパッタとの関
係を示すグラフ図である。
【図５】横軸にワイヤ中のＳｉ量をとり、縦軸にＭｎ量
をとって、溶接作業性が良好な組成範囲を示すグラフ図
である。
をとって、溶接作業性が良好な組成範囲を示すグラフ図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｙ 38/14 38/14 (72)発明者 佐藤 正晴 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 中野 利彦 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 今岡 進 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内
Claims (1)
- 【請求項１】 厚さ１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの薄鋼板を
対象とするガスシールドアーク溶接法において、直径が
公称１．２ｍｍであって、Ｃ：０．０３〜０．１０重量
％、Ｓｉ：０．５〜１．２重量％、Ｍｎ：０．７〜１．
３重量％、Ｓ：０．００５〜０．０３重量％、Ｏ：０．
００１〜０．０１５重量％、残部が鉄及び不可避的不純
物からなり、この不可避的不純物においてＴｉ：０．０
１重量％以下、Ａｌ：０．０１重量％以下に規制し、更
にＳｉ＋Ｍｎ：１．３〜２．３重量％、Ｓｉ×（Ｓｉ＋
Ｍｎ）：０．７５〜２．４５に規制した化学組成を有す
る溶接用ワイヤを使用し、Ａｒに３〜７体積％のＯ2を
混合したシールドガス中でワイヤ送給速度を４〜７ｍ／
ｍｉｎとし、溶接電源の出力電流を、ピーク電流値が３
８０〜４６０Ａ、ピーク期間が０．８〜２．５ｍｓのパ
ルス波形として、スプレーアークにてパルスマグ溶接す
ることを特徴とするガスシールドアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082395A JP2922814B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | ガスシールドアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082395A JP2922814B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | ガスシールドアーク溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243749A true JPH08243749A (ja) | 1996-09-24 |
| JP2922814B2 JP2922814B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=12869497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082395A Expired - Lifetime JP2922814B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | ガスシールドアーク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922814B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002346787A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-12-04 | Kobe Steel Ltd | パルスｍａｇ溶接用ソリッドワイヤ |
| JP2007224350A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Kobe Steel Ltd | 鋼板のアーク溶接法 |
| US20080142490A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho ( Kobe Steel, Ltd.) | Gas-shielded arc welding method |
| JP2008207211A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | パルスｍａｇ溶接用銅めっきソリッドワイヤ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4839193B2 (ja) | 2006-12-01 | 2011-12-21 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤ |
| US8461485B2 (en) | 2006-12-29 | 2013-06-11 | Kobe Steel, Ltd. | Solid wire |
| JP4909138B2 (ja) * | 2006-12-29 | 2012-04-04 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤ |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP5082395A patent/JP2922814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002346787A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-12-04 | Kobe Steel Ltd | パルスｍａｇ溶接用ソリッドワイヤ |
| JP2007224350A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Kobe Steel Ltd | 鋼板のアーク溶接法 |
| US20080142490A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho ( Kobe Steel, Ltd.) | Gas-shielded arc welding method |
| JP2008207211A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | パルスｍａｇ溶接用銅めっきソリッドワイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2922814B2 (ja) | 1999-07-26 |
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