JPH0825062B2 - ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPH0825062B2 JPH0825062B2 JP63272322A JP27232288A JPH0825062B2 JP H0825062 B2 JPH0825062 B2 JP H0825062B2 JP 63272322 A JP63272322 A JP 63272322A JP 27232288 A JP27232288 A JP 27232288A JP H0825062 B2 JPH0825062 B2 JP H0825062B2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
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- Mechanical Engineering (AREA)
- 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、ステンレス鋼フラックス入りワイヤに係
り、特にスラグの発生量が少なく、溶接作業性の優れた
消耗電極式ガスシールドアーク溶接ステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤに関するものである。
り、特にスラグの発生量が少なく、溶接作業性の優れた
消耗電極式ガスシールドアーク溶接ステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤに関するものである。
（従来の技術及び解決しようとする課題） 近年、ステンレス鋼製等の各種構造物の溶接において
は、能率向上或いは取り扱いが便利であるといった理由
により、溶接の半自動化が進み、従来の被覆アーク溶接
に代わり、消耗電極式（溶極式）ガスシールドアーク溶
接が普及しつつある。
は、能率向上或いは取り扱いが便利であるといった理由
により、溶接の半自動化が進み、従来の被覆アーク溶接
に代わり、消耗電極式（溶極式）ガスシールドアーク溶
接が普及しつつある。
溶極式ガスシールドアーク溶接でのステンレス鋼溶接
材料としては、ソリッドワイヤとフラックス入りワイヤ
があるが、各々欠点を持ち合わせている。
材料としては、ソリッドワイヤとフラックス入りワイヤ
があるが、各々欠点を持ち合わせている。
すなわち、ステンレス鋼溶接用ソリッドワイヤはスラ
グ発生量が少ないものの、適正溶接条件が狭いという欠
点を有しており、例えば、或る電流値に対して電圧が適
正電圧値から1V程度ずれるだけでアークの安定性が悪く
なり、スパッタが増加し、溶接作業性が劣化し、ブロー
ホール、ピンホール、融合不良などの溶接欠陥を生じ易
くなるという傾向があった。
グ発生量が少ないものの、適正溶接条件が狭いという欠
点を有しており、例えば、或る電流値に対して電圧が適
正電圧値から1V程度ずれるだけでアークの安定性が悪く
なり、スパッタが増加し、溶接作業性が劣化し、ブロー
ホール、ピンホール、融合不良などの溶接欠陥を生じ易
くなるという傾向があった。
これに対して、従来のステンレス鋼溶接フラックス入
りワイヤは適正溶接条件範囲が広く、ビードの広がりや
形状が良好である反面、スラグの発生量が多いために繁
雑なスラグ除去作業が必要であり、またスラグ巻きを生
じ易いという欠点を持ち合わせていた。
りワイヤは適正溶接条件範囲が広く、ビードの広がりや
形状が良好である反面、スラグの発生量が多いために繁
雑なスラグ除去作業が必要であり、またスラグ巻きを生
じ易いという欠点を持ち合わせていた。
このような状況において、溶極式ガスシールドアーク
ステンレス鋼溶接材料として、発生するスラグ量はソリ
ッドワイヤ並みに少なく、しかも従来のフラックス入り
ワイヤ並みに適正溶接条件が広く、良好な溶接作業性を
有するワイヤの開発が望まれていた。
ステンレス鋼溶接材料として、発生するスラグ量はソリ
ッドワイヤ並みに少なく、しかも従来のフラックス入り
ワイヤ並みに適正溶接条件が広く、良好な溶接作業性を
有するワイヤの開発が望まれていた。
本発明は、かゝる要請に応えるべくなされたものであ
って、発生するスラグ量が少ないにも拘わらず、従来の
フラックス入りワイヤ並みの良好な溶接作業性を有する
ステンレス鋼フラックス入りワイヤを提供することを目
的とするものである。
って、発生するスラグ量が少ないにも拘わらず、従来の
フラックス入りワイヤ並みの良好な溶接作業性を有する
ステンレス鋼フラックス入りワイヤを提供することを目
的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成し得る溶極式ガスシー
ルドアーク溶接ステンレス鋼フラックス入りワイヤにつ
いて鋭意研究を重ねた結果、スラグ発生剤を減らし、ア
ーク安定剤として金属Ti及びTi化合物を含有させ、スパ
ッタ低減剤として金属Si及びSi合金を含有させ、更にア
ークの集中性を向上させるために金属弗化物を含有さ
せ、低電流域におけるアークの安定性を改善するために
Ｓ単体又はＳ化合物を含有させ、低電流域におけるアー
クの集中性を改善し、スパッタを低減するためにアルカ
リ金属酸化物を含有させることにより、可能であること
を見い出し、ここに本発明をなしたものである。
ルドアーク溶接ステンレス鋼フラックス入りワイヤにつ
いて鋭意研究を重ねた結果、スラグ発生剤を減らし、ア
ーク安定剤として金属Ti及びTi化合物を含有させ、スパ
ッタ低減剤として金属Si及びSi合金を含有させ、更にア
ークの集中性を向上させるために金属弗化物を含有さ
せ、低電流域におけるアークの安定性を改善するために
Ｓ単体又はＳ化合物を含有させ、低電流域におけるアー
クの集中性を改善し、スパッタを低減するためにアルカ
リ金属酸化物を含有させることにより、可能であること
を見い出し、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係るステンレス鋼フラックス入り
ワイヤは、金属外皮中にフラックスを充填してなる消耗
電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤに
おいて、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の合
計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で
0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計が
Si換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜
1.0％、 含有させ、必要に応じて更に フラックス中のＳ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で
0.001〜0.07％、 フラックス中のアルカリ金属の酸化物の合計が0.002
〜0.05％、 含有させることを特徴とするものである。
ワイヤは、金属外皮中にフラックスを充填してなる消耗
電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤに
おいて、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の合
計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で
0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計が
Si換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜
1.0％、 含有させ、必要に応じて更に フラックス中のＳ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で
0.001〜0.07％、 フラックス中のアルカリ金属の酸化物の合計が0.002
〜0.05％、 含有させることを特徴とするものである。
（作用） 上記構成の本発明は、アーク安定剤を用いることがで
きるというフラックス入りワイヤの特徴を活用し、スラ
グ発生量が少なく、且つ良好な作業性を有するステンレ
ス鋼フラックス入りワイヤの開発を目的とし、種々の検
討を重ねた結果、完成されたものである。
きるというフラックス入りワイヤの特徴を活用し、スラ
グ発生量が少なく、且つ良好な作業性を有するステンレ
ス鋼フラックス入りワイヤの開発を目的とし、種々の検
討を重ねた結果、完成されたものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
フラックス中の金属Ti及びTi化合物： 溶接時に発生するスラグ量を少なくするためには、フ
ラックス中のスラグ生成剤を減らし、金属粉量をなるべ
く多くすることが必要である。しかし、スラグの生成量
を少なくすることを目的として、金属外皮に必要とされ
る合金成分のみからなるフラックス、或いは単に従来の
フラックス入りワイヤのスラグ生成剤量を減らしたフラ
ックスを充填してワイヤを製作しても、従来のフラック
ス入りワイヤによる溶接の如く、安定したガスシールド
アーク溶接が行えず、スパッタが大量に発生する。
ラックス中のスラグ生成剤を減らし、金属粉量をなるべ
く多くすることが必要である。しかし、スラグの生成量
を少なくすることを目的として、金属外皮に必要とされ
る合金成分のみからなるフラックス、或いは単に従来の
フラックス入りワイヤのスラグ生成剤量を減らしたフラ
ックスを充填してワイヤを製作しても、従来のフラック
ス入りワイヤによる溶接の如く、安定したガスシールド
アーク溶接が行えず、スパッタが大量に発生する。
そこで、本発明者らは、まず、アーク安定剤について
検討を行った。
検討を行った。
ステンレス鋼フラックス入りワイヤは、フラックス中
に合金成分として多量のNi、Cr、Moなどの金属粉を含む
ので、フラックスに含まれている合金成分の量が少ない
軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイヤと比較して、フラッ
クス中の金属粉の溶け方が均一でなくなる傾向にあり、
したがって、アークが乱れ易いという特有の問題があ
る。このため、従来の軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイ
ヤに用いられていたアーク安定剤をそのままステンレス
鋼フラックスワイヤに適用することはできない。
に合金成分として多量のNi、Cr、Moなどの金属粉を含む
ので、フラックスに含まれている合金成分の量が少ない
軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイヤと比較して、フラッ
クス中の金属粉の溶け方が均一でなくなる傾向にあり、
したがって、アークが乱れ易いという特有の問題があ
る。このため、従来の軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイ
ヤに用いられていたアーク安定剤をそのままステンレス
鋼フラックスワイヤに適用することはできない。
このような事態を鑑み、本発明者らは、アーク安定剤
として種々の酸化物、弗化物、金属粉を検討した結果、
金属Ti及びTi化合物が非常に有効であることを見い出し
たのである。
として種々の酸化物、弗化物、金属粉を検討した結果、
金属Ti及びTi化合物が非常に有効であることを見い出し
たのである。
Tiは、従来、様々な鋼種のフラックス入りワイヤにお
いて、脱酸剤、Ｎ固定剤などの目的で添加されている
が、本発明においては、Tiをアーク安定剤として用いる
点が特徴である。
いて、脱酸剤、Ｎ固定剤などの目的で添加されている
が、本発明においては、Tiをアーク安定剤として用いる
点が特徴である。
すなわち、Tiはフラックス中の他の原子に比べて電離
し易い、つまり電子を放出し易いので、アーク中に電子
及びイオンの供給が絶えず行なわれ、アーク電流を安定
にして、アークを安定にすると共に、溶滴移行を円滑に
する作用がある。しかし、全ワイヤ重量に対して、Fe−
Ti合金又はTi化合物の形で添加した場合、そのTi換算値
の合計が0.05％未満ではその効果が明確でなく、2.0％
を超えると、スラグとして発生するTi酸化物の量が多く
なりすぎて、連続多層溶接時にスラグ巻きなどの溶接欠
陥が発生する。
し易い、つまり電子を放出し易いので、アーク中に電子
及びイオンの供給が絶えず行なわれ、アーク電流を安定
にして、アークを安定にすると共に、溶滴移行を円滑に
する作用がある。しかし、全ワイヤ重量に対して、Fe−
Ti合金又はTi化合物の形で添加した場合、そのTi換算値
の合計が0.05％未満ではその効果が明確でなく、2.0％
を超えると、スラグとして発生するTi酸化物の量が多く
なりすぎて、連続多層溶接時にスラグ巻きなどの溶接欠
陥が発生する。
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で0.05〜2.0％の範囲
とした。
属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で0.05〜2.0％の範囲
とした。
ここで、Tiとは、Ti単体（金属Ti）のほか、FeTi、Ni
TiなどのTi合金、TiO2、TiN、TiCなどのTi化合物中のTi
成分を指すものである。なお、Ti換算で0.05〜2.0％の
範囲であれば、Ti源は金属TiとTi化合物の両方含有して
も、どちらか一方含有してもよい。
TiなどのTi合金、TiO2、TiN、TiCなどのTi化合物中のTi
成分を指すものである。なお、Ti換算で0.05〜2.0％の
範囲であれば、Ti源は金属TiとTi化合物の両方含有して
も、どちらか一方含有してもよい。
フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分： 上記のように、フラックス中にTiを0.05〜2.0％添加
すると、アークは安定するものの、スパッタがかなり発
生する。そこで、本発明者らは、このスパッタを低減さ
せるために有効な成分について種々検討した結果、Tiを
アーク安定剤として添加した場合、金属Si及びSi合金が
有効であることを見い出しのである。
すると、アークは安定するものの、スパッタがかなり発
生する。そこで、本発明者らは、このスパッタを低減さ
せるために有効な成分について種々検討した結果、Tiを
アーク安定剤として添加した場合、金属Si及びSi合金が
有効であることを見い出しのである。
その一例として、ワイヤ全重量に対するフラックス中
のSi成分（ここでは金属Si）の割合とスパッタ発生量の
関係を第１図に示す。
のSi成分（ここでは金属Si）の割合とスパッタ発生量の
関係を第１図に示す。
第１図より明らかなとおり、フラックス中の金属Si量
の合計がワイヤ全重量に対して0.05％未満では、スパッ
タ発生量がかなり多く実用的でない範囲にある。一方、
フラックス中の金属Si量がワイヤ全重量に対して0.05％
を超え、Si量が1.0％程度まで増加するに従ってスパッ
タ発生量も減少している。しかし、1.0％程度を超える
とスパッタ発生量は再び増加し、Si量が2.0％を超える
と、スパッタ発生量は3g/分以上と多くなり、実用的で
なくなってしまう。このように、Siの適量添加によって
スパッタが減少する理由は、アーク中での溶滴の大きさ
が小さくなっているからであると考えられる。なお、こ
の傾向はフラックス中にSi合金を添加した場合も同様で
あることが確認した。
の合計がワイヤ全重量に対して0.05％未満では、スパッ
タ発生量がかなり多く実用的でない範囲にある。一方、
フラックス中の金属Si量がワイヤ全重量に対して0.05％
を超え、Si量が1.0％程度まで増加するに従ってスパッ
タ発生量も減少している。しかし、1.0％程度を超える
とスパッタ発生量は再び増加し、Si量が2.0％を超える
と、スパッタ発生量は3g/分以上と多くなり、実用的で
なくなってしまう。このように、Siの適量添加によって
スパッタが減少する理由は、アーク中での溶滴の大きさ
が小さくなっているからであると考えられる。なお、こ
の傾向はフラックス中にSi合金を添加した場合も同様で
あることが確認した。
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属Si及びSi合金中のSi成分の合計をSi換算で0.05〜2.0
％の範囲とした。
属Si及びSi合金中のSi成分の合計をSi換算で0.05〜2.0
％の範囲とした。
ここで、Siとは、金属Siのほか、Fe−Si、Al−Si、Ni
−SiなどのSi合金中のSi成分を指すものである。なお、
Siが0.05〜2.0％の範囲であれば、Si源は金属SiとSi合
金の両方含有しても、どちらか一方含有してもよい。
−SiなどのSi合金中のSi成分を指すものである。なお、
Siが0.05〜2.0％の範囲であれば、Si源は金属SiとSi合
金の両方含有しても、どちらか一方含有してもよい。
フラックス中の金属弗化物： しかし、上記の如くフラックス中にTiとSiを添加した
フラックス入りワイヤは、まだアークの集中性に欠け、
やや広がったぼやけたようなアークになることが認めら
れた。このようなアークでは、溶け込み深さや溶け込み
形状が安定せず、その結果、母材の希釈がまちまちにな
り、異材溶接、肉盛り溶接などの際、化学成分の変動が
生じ、欠陥或いは性能の劣化を生じることもある。
フラックス入りワイヤは、まだアークの集中性に欠け、
やや広がったぼやけたようなアークになることが認めら
れた。このようなアークでは、溶け込み深さや溶け込み
形状が安定せず、その結果、母材の希釈がまちまちにな
り、異材溶接、肉盛り溶接などの際、化学成分の変動が
生じ、欠陥或いは性能の劣化を生じることもある。
そこで、本発明者らは、これを改善し、アーク柱を引
き締まったものにし、アークの集中性を増す方策につい
て研究した結果、金属弗化物が有効であることを見い出
したのである。
き締まったものにし、アークの集中性を増す方策につい
て研究した結果、金属弗化物が有効であることを見い出
したのである。
フラックス中に金属弗化物を添加してアークの集中性
が良好になるのは、Ｆがアーク中で電子を取り込み、イ
オン半径が比較的小さいにも拘わらず、安定した一価の
陰イオンとなり、アーク中での電子イオンの流れを円滑
にするためであると考えられる。ワイヤ全重量に対する
金属弗化物の合計がＦ換算で0.005％以上になると、金
属弗化物の添加の効果が明確となり、アークの集中性は
向上するが、1.0％を超えると、アークの安定性が劣化
するが故に多くのスパッタが発生する。
が良好になるのは、Ｆがアーク中で電子を取り込み、イ
オン半径が比較的小さいにも拘わらず、安定した一価の
陰イオンとなり、アーク中での電子イオンの流れを円滑
にするためであると考えられる。ワイヤ全重量に対する
金属弗化物の合計がＦ換算で0.005％以上になると、金
属弗化物の添加の効果が明確となり、アークの集中性は
向上するが、1.0％を超えると、アークの安定性が劣化
するが故に多くのスパッタが発生する。
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜1.0％の範囲とした。
属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜1.0％の範囲とした。
ここで、金属弗化物とは、LiF、NaF、BaF2、CaF2、Al
F3などを指す。
F3などを指す。
なお、フラックス入りワイヤを用いたCr系ステンレス
鋼の溶接に関しては、フラックス中に金属弗化物を含む
方が含まない場合に比べて、溶接金属の拡散性水素量が
少なく、溶接金属の耐割れ性が良好となることを確認し
ている。したがって、Cr系ステンレス鋼フラックス入り
ワイヤのフラックス中へ弗化物を添加することは、アー
クの集中性を良好とするだけでなく、溶接金属の耐割れ
性能をも向上させるという２つの作用を有することにな
る。
鋼の溶接に関しては、フラックス中に金属弗化物を含む
方が含まない場合に比べて、溶接金属の拡散性水素量が
少なく、溶接金属の耐割れ性が良好となることを確認し
ている。したがって、Cr系ステンレス鋼フラックス入り
ワイヤのフラックス中へ弗化物を添加することは、アー
クの集中性を良好とするだけでなく、溶接金属の耐割れ
性能をも向上させるという２つの作用を有することにな
る。
フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の合
計： 上記のように、本発明では、ワイヤに充填するフラッ
クスは、主として金属粉及びアークの安定剤よりなるの
が特徴であるが、フラックスとしての粉粒体の粒度或い
は粒度分布によってはワイヤ中に多くの空隙を作ること
がある。ワイヤ中に多くの空隙があると、溶接金属中の
酸素量や窒素量が多くなったり、また、ワイヤ自身が吸
湿し易くなったりする。そのため、多少のスラグ生成剤
を添加して、この空隙を埋めても構わない。しかし、こ
のスラグ生成剤は、溶接金属の性能を変えるものであっ
てはならない。更には、スラグ生成剤の添加があまり多
いと、本発明の主旨であるスラグ発生量の少ないフック
ス入りワイヤでなくなり、スラグ巻き込みなどの溶接欠
陥を生じ易くなる。
計： 上記のように、本発明では、ワイヤに充填するフラッ
クスは、主として金属粉及びアークの安定剤よりなるの
が特徴であるが、フラックスとしての粉粒体の粒度或い
は粒度分布によってはワイヤ中に多くの空隙を作ること
がある。ワイヤ中に多くの空隙があると、溶接金属中の
酸素量や窒素量が多くなったり、また、ワイヤ自身が吸
湿し易くなったりする。そのため、多少のスラグ生成剤
を添加して、この空隙を埋めても構わない。しかし、こ
のスラグ生成剤は、溶接金属の性能を変えるものであっ
てはならない。更には、スラグ生成剤の添加があまり多
いと、本発明の主旨であるスラグ発生量の少ないフック
ス入りワイヤでなくなり、スラグ巻き込みなどの溶接欠
陥を生じ易くなる。
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属成分の重量と金属外皮の重量の合計を96％以上とし
た。勿論、フラックス中のTi源、Si源も金属であればフ
ラックス中の金属成分に含まれることは云うまでもな
い。
属成分の重量と金属外皮の重量の合計を96％以上とし
た。勿論、フラックス中のTi源、Si源も金属であればフ
ラックス中の金属成分に含まれることは云うまでもな
い。
次に、本発明者らは、上記構成のステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤに若干の改良を加えることにより、低電
流域でのアークの安定性、集中性、ビード形状が更に改
善されることを見い出した。
クス入りワイヤに若干の改良を加えることにより、低電
流域でのアークの安定性、集中性、ビード形状が更に改
善されることを見い出した。
すなわち、薄板溶接などを行う時には、溶け落ちを防
ぐため、低電流のグロビュール移行或いはショートアー
ク移行条件を用いて、溶接を50cm/min〜300cm/min位の
速いスピードで溶接を行う。しかし、上記構成のフラッ
クス入りワイヤでは、低電流で溶接を行うと、ワイヤか
ら母材へ移行する溶滴の大きさが不均一で、時々ワイヤ
径の２〜３倍程度の大粒の溶滴が発生することがある。
その結果、ビードうねりや蛇行が生じることがあり、更
には、高速溶接を行うと、ビードのうねりや蛇行の発生
する傾向が更に顕著になる。
ぐため、低電流のグロビュール移行或いはショートアー
ク移行条件を用いて、溶接を50cm/min〜300cm/min位の
速いスピードで溶接を行う。しかし、上記構成のフラッ
クス入りワイヤでは、低電流で溶接を行うと、ワイヤか
ら母材へ移行する溶滴の大きさが不均一で、時々ワイヤ
径の２〜３倍程度の大粒の溶滴が発生することがある。
その結果、ビードうねりや蛇行が生じることがあり、更
には、高速溶接を行うと、ビードのうねりや蛇行の発生
する傾向が更に顕著になる。
そこで、本発明者らは、この点を改善すべく種々の実
験を重ねた結果、フラックス中へのＳの添加により、低
電流域での溶滴を細かくし、溶滴の大きさの揃った均一
な溶滴移行をすることを見い出したのである。
験を重ねた結果、フラックス中へのＳの添加により、低
電流域での溶滴を細かくし、溶滴の大きさの揃った均一
な溶滴移行をすることを見い出したのである。
第２図に低電流域におけるフラックス中のＳ量と電流
値の変動の関係を示す。電流値の変動（最大値−最小
値）はオシロスコープにて測定した。同図より、電流値
の変動が小さい方がアークの安定性が良好であるから、
フラックス中のＳ量が0.001％以上であればよいことが
わかる。しかし、0.001％未満では添加の効果が明確で
なく、また0.07％を超えると高温割れが危惧されるた
め、好ましくない。この傾向はフラックス中にＳ化合物
を添加した場合も同様である。
値の変動の関係を示す。電流値の変動（最大値−最小
値）はオシロスコープにて測定した。同図より、電流値
の変動が小さい方がアークの安定性が良好であるから、
フラックス中のＳ量が0.001％以上であればよいことが
わかる。しかし、0.001％未満では添加の効果が明確で
なく、また0.07％を超えると高温割れが危惧されるた
め、好ましくない。この傾向はフラックス中にＳ化合物
を添加した場合も同様である。
したがって、ワイヤ全重量に対して、フラックス中の
Ｓ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で0.001〜0.07％の
範囲とした。
Ｓ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で0.001〜0.07％の
範囲とした。
ここで、Ｓとは、Ｓ単体のほか、Fe−Ｓ、Cu−Ｓなど
のＳ化合物中のＳ成分を指す。
のＳ化合物中のＳ成分を指す。
更に、上記のようにＳを添加した場合、低電流域で
は、アークの集中性が悪化するため、溶滴がアークのま
わりに飛散し、スパッタ発生量が多くなる傾向にあるこ
とが判明した。そこで、本発明者らは、この点を改善す
べく、種々の実験を重ねた結果、アルカリ金属酸化物を
添加することにより、アークの吹き付けを強くし、溶滴
の周囲への飛散を少なくし、その結果、スパッタ発生量
を少なくできることを見い出したのである。この効果が
現れるのは、ワイヤ全重量に対し、フラックス中のアル
カリ金属の酸化物の合計が0.002％以上であるが、0.05
％を超える添加はかえってアークを不安定にし、逆にス
パッタが増加する。
は、アークの集中性が悪化するため、溶滴がアークのま
わりに飛散し、スパッタ発生量が多くなる傾向にあるこ
とが判明した。そこで、本発明者らは、この点を改善す
べく、種々の実験を重ねた結果、アルカリ金属酸化物を
添加することにより、アークの吹き付けを強くし、溶滴
の周囲への飛散を少なくし、その結果、スパッタ発生量
を少なくできることを見い出したのである。この効果が
現れるのは、ワイヤ全重量に対し、フラックス中のアル
カリ金属の酸化物の合計が0.002％以上であるが、0.05
％を超える添加はかえってアークを不安定にし、逆にス
パッタが増加する。
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中のア
ルカリ金属の酸化物の合計が0.002〜0.05％の範囲とし
た。
ルカリ金属の酸化物の合計が0.002〜0.05％の範囲とし
た。
ここで、アルカリ金属酸化物とは、Li、Na、Ｋ等のア
ルカリ金属の酸化物（例、Na2O、K2O、Li2O）を指す。
ルカリ金属の酸化物（例、Na2O、K2O、Li2O）を指す。
なお、本発明のステンレス鋼フラックス入りワイヤ
は、従来と同様に製造することができ、充填率、ワイヤ
断面形状、ワイヤ径等々は適宜決めることができること
は云うまでもない。
は、従来と同様に製造することができ、充填率、ワイヤ
断面形状、ワイヤ径等々は適宜決めることができること
は云うまでもない。
また、付言するならば、軟鋼用鉄粉系フラックス入り
ワイヤにおいては、本発明と同様、フラックス中にTi、
Siを添加した例もある。例えば、特開昭61−180696号、
同62−127193号等が挙げられるが、これらにおいては、
Ti、Siを添加するのは、単に脱酸剤としての添加であ
り、ステンレス鋼フラックス入りワイヤ特有の問題点
（すなわち、フラックス中の金属粉の溶け方の不均一に
よるアークの乱れ）を解決することについては、何ら示
唆しておらず、本発明とは技術思想が全く異なってい
る。また、フラックス中に金属弗化物を添加した例もみ
られるが、単にＦのシールド効果による低水素化を狙っ
たものであり、本発明の如く前記ステンレス鋼フラック
ス入りワイヤ特有の問題点をTi及びSiと協同で相乗的に
解決しようとすることについては全く開示されていない
ので、本発明とは無関係である。
ワイヤにおいては、本発明と同様、フラックス中にTi、
Siを添加した例もある。例えば、特開昭61−180696号、
同62−127193号等が挙げられるが、これらにおいては、
Ti、Siを添加するのは、単に脱酸剤としての添加であ
り、ステンレス鋼フラックス入りワイヤ特有の問題点
（すなわち、フラックス中の金属粉の溶け方の不均一に
よるアークの乱れ）を解決することについては、何ら示
唆しておらず、本発明とは技術思想が全く異なってい
る。また、フラックス中に金属弗化物を添加した例もみ
られるが、単にＦのシールド効果による低水素化を狙っ
たものであり、本発明の如く前記ステンレス鋼フラック
ス入りワイヤ特有の問題点をTi及びSiと協同で相乗的に
解決しようとすることについては全く開示されていない
ので、本発明とは無関係である。
（実施例） 次に本発明の実施例を示す。
実施例１ 第１表に示す化学成分を有する金属外皮と、第３表及
び第４表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、ワイヤはいずれも第
３図に示す単純突き合わせの形状とし、充填率（ワイヤ
全重量に対するフラックスの重量の割合）は20〜45％と
した。ワイヤ径はいずれも1.2mmφとした。
び第４表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、ワイヤはいずれも第
３図に示す単純突き合わせの形状とし、充填率（ワイヤ
全重量に対するフラックスの重量の割合）は20〜45％と
した。ワイヤ径はいずれも1.2mmφとした。
次に、19mmtの軟鋼板を用いて第４図に示す形状寸法
の開先を用意し、供試ワイヤで３層バタリング後、第２
表に示す溶接条件にて連続多層溶接を行い、溶着金属試
験を行った。その際、アークの安定性を調べた。アーク
の安定性は○（良好）、×（不良）にて評価した。
の開先を用意し、供試ワイヤで３層バタリング後、第２
表に示す溶接条件にて連続多層溶接を行い、溶着金属試
験を行った。その際、アークの安定性を調べた。アーク
の安定性は○（良好）、×（不良）にて評価した。
また、溶接終了後、Ｘ線透過試験を行ってＸ線性能を
調べた。Ｘ線性能は○（良好）、×（不良）にて評価し
た。
調べた。Ｘ線性能は○（良好）、×（不良）にて評価し
た。
また、第２表に示す溶接条件にて、軟鋼板上でビード
オンプレート溶接を行い、発生するスパッタ量を捕集装
置にて回収してその重量を測定した。スパッタについて
は、スパッタ発生量が3g/分以下のものを○、3g/分以上
のものを×にて評価した。
オンプレート溶接を行い、発生するスパッタ量を捕集装
置にて回収してその重量を測定した。スパッタについて
は、スパッタ発生量が3g/分以下のものを○、3g/分以上
のものを×にて評価した。
更に、溶接終了後、溶接ビードを溶接方向と垂直に切
断し、10断面を切り出して溶け込み深さｄを測定し（第
５図）、その標準偏差σＤを求めて溶け込み形状の安定
性を評価した。溶け込み形状の安定性については、σＤ
が１未満のものを○、１以上のものを×として評価し
た。
断し、10断面を切り出して溶け込み深さｄを測定し（第
５図）、その標準偏差σＤを求めて溶け込み形状の安定
性を評価した。溶け込み形状の安定性については、σＤ
が１未満のものを○、１以上のものを×として評価し
た。
以上の試験結果は第５表及び第６表に示すとおりであ
り、以下の如く考察される。
り、以下の如く考察される。
ワイヤNo.1〜No.16は本発明例であり、ワイヤNo.17〜
No.28は比較例である。
No.28は比較例である。
本発明例は、いずれもアーク安定性、Ｘ線性能、スパ
ッタ、溶け込み形状安定性に優れていることがわかる。
ッタ、溶け込み形状安定性に優れていることがわかる。
一方、比較例No.17は金属外皮内に所定の合金成分の
みを添加したワイヤであり、アークが安定しないために
試験が行えなかった。
みを添加したワイヤであり、アークが安定しないために
試験が行えなかった。
比較例No.19、No.27はフラックス中にTiを添加し或い
は添加しなかった例であり、添加の効果が明確でなく、
アークが安定しなかったので試験が行えなかった。
は添加しなかった例であり、添加の効果が明確でなく、
アークが安定しなかったので試験が行えなかった。
比較例No.18はTi及びSiの添加によりアークは安定し
たものの、アークの集中性が悪く、溶け込みが安定しな
かった例である。
たものの、アークの集中性が悪く、溶け込みが安定しな
かった例である。
比較例No.20はフラックス中Si量が少ないため、また
比較例No.28はフラックス中にSi成分がないために、ス
パッタが3g/分以上も発生し、実用的ではなかった。
比較例No.28はフラックス中にSi成分がないために、ス
パッタが3g/分以上も発生し、実用的ではなかった。
また、比較例No.21、No.22はフラックス中のTi量が多
すぎるために溶接金属中にスラグ巻きの欠陥が生じた例
を示している。
すぎるために溶接金属中にスラグ巻きの欠陥が生じた例
を示している。
比較例No.23、No.24はフラックス中の金属成分と金属
外皮の合計が96％を下回ったためにスラグ巻きが起こっ
ている。
外皮の合計が96％を下回ったためにスラグ巻きが起こっ
ている。
比較例No.25、No.26はフラックス中のＦ又はSiが多い
ためにスパッタが多い。
ためにスパッタが多い。
実施例２ 実施例１と同様に第１表に示した金属外皮を用い、ま
た第７表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、他の条件は実施例１
と同様である。
た第７表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、他の条件は実施例１
と同様である。
次いで、第９表に示す溶接条件にて軟鋼板上でビード
オンプレート溶接を行い、アークの安定性、アークの集
中性を観察し、また、スパッタ捕集装置を用いてスパッ
タ量を測定した。スパッタ発生量については、実施工に
おいてスパッタがノズルに付着するなどの問題が起こら
ないと思われる4g/分以下を○（良好）にて評価した。
オンプレート溶接を行い、アークの安定性、アークの集
中性を観察し、また、スパッタ捕集装置を用いてスパッ
タ量を測定した。スパッタ発生量については、実施工に
おいてスパッタがノズルに付着するなどの問題が起こら
ないと思われる4g/分以下を○（良好）にて評価した。
以上の試験結果を第８表に示す。
同表より明らかなように、本発明例No.41は、フラッ
クス中にＳ、アルカリ金属酸化物の双方が添加してない
ワイヤであり、第９表の溶接条件ではアークの安定性、
集中性が極めて良好とは云えない。また本発明例No.46
はフラックス中にＳ及びアルカリ金属酸化物が過剰に添
加されているため、スパッタ量が多めであり、良好とは
いえない。
クス中にＳ、アルカリ金属酸化物の双方が添加してない
ワイヤであり、第９表の溶接条件ではアークの安定性、
集中性が極めて良好とは云えない。また本発明例No.46
はフラックス中にＳ及びアルカリ金属酸化物が過剰に添
加されているため、スパッタ量が多めであり、良好とは
いえない。
しかし、本発明例No.42〜No.45はフラックス中に更に
Ｓ、アルカリ金属酸化物の双方を添加した例であり、第
９表の溶接条件でもアークの安定性、集中性とも極めて
良好でスパツタ量も少なく、幅の広いビードが得られて
いる。したがって、このワイヤは厚板溶接の初層溶接や
狭開先溶接時だけでなく、薄板の高速溶接にも最適であ
る。
Ｓ、アルカリ金属酸化物の双方を添加した例であり、第
９表の溶接条件でもアークの安定性、集中性とも極めて
良好でスパツタ量も少なく、幅の広いビードが得られて
いる。したがって、このワイヤは厚板溶接の初層溶接や
狭開先溶接時だけでなく、薄板の高速溶接にも最適であ
る。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ステンレス鋼
フラックス入りワイヤとして、フラックス中に金属Ti及
びTi化合物などのTi成分、金属Si及びSi合金などのSi成
分、並びに金属弗化物を含有させると共に、フラックス
中の金属成分と金属外皮の合計を規制する構成としたの
で、発生するスラグ量が少ないにも拘らず良好な溶接作
業性が得られる。また、更にフラックス中にＳ単体及び
Ｓ化合物などのＳ成分と、アルカリ金属酸化物を含有さ
せる構成にすると、低電流域でのアークの安定性、集中
性、ビード形状が改善され、薄板溶接等に適している。
フラックス入りワイヤとして、フラックス中に金属Ti及
びTi化合物などのTi成分、金属Si及びSi合金などのSi成
分、並びに金属弗化物を含有させると共に、フラックス
中の金属成分と金属外皮の合計を規制する構成としたの
で、発生するスラグ量が少ないにも拘らず良好な溶接作
業性が得られる。また、更にフラックス中にＳ単体及び
Ｓ化合物などのＳ成分と、アルカリ金属酸化物を含有さ
せる構成にすると、低電流域でのアークの安定性、集中
性、ビード形状が改善され、薄板溶接等に適している。
第１図はフラックス中金属Si量とスパッタ発生量の関係
を示す図、 第２図はフラックス中Ｓ量と電流値の変動の関係を示す
図、 第３図は実施例に用いたワイヤ断面形状を示す図、 第４図は実施例に用いた開先形状寸法を示す図、 第５図は溶け込み深さを説明する図である。 １…金属外皮、２…フラックス、３…母材、４…裏当
材、５…バタリング層。
を示す図、 第２図はフラックス中Ｓ量と電流値の変動の関係を示す
図、 第３図は実施例に用いたワイヤ断面形状を示す図、 第４図は実施例に用いた開先形状寸法を示す図、 第５図は溶け込み深さを説明する図である。 １…金属外皮、２…フラックス、３…母材、４…裏当
材、５…バタリング層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−117140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−65050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−212192（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−49160（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】金属外皮中にフラックスを充填してなる消
耗電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
において、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の
合計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算
で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計
がSi換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005
〜1.0％、含有していることを特徴とするステンレス鋼
溶接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】金属外皮中にフラックスを充填してなる消
耗電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
において、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の
合計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算
で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計
がSi換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005
〜1.0％、 フラックス中のＳ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算
で0.001〜0.07％、 フラックス中のアルカリ金属の酸化物の合計が0.00
2〜0.05％、含有していることを特徴とするステンレス
鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272322A JPH0825062B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272322A JPH0825062B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02121800A JPH02121800A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0825062B2 true JPH0825062B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17512268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63272322A Expired - Fee Related JPH0825062B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825062B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6042782A (en) * | 1996-09-13 | 2000-03-28 | Sumikin Welding Industries Ltd. | Welding material for stainless steels |
| JP5022428B2 (ja) * | 2009-11-17 | 2012-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接ワイヤおよび硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接方法 |
| JP5899007B2 (ja) * | 2012-03-05 | 2016-04-06 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1510120A (en) * | 1974-11-15 | 1978-05-10 | Boc International Ltd | Welding electrodes |
| JPS51117140A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Hitachi Ltd | Composite welding wire for automatic welding of carbon steel and austeniteestainless steel |
| JPS58151993A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-09-09 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | フラツクス入りワイヤ |
| JPS59212192A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-12-01 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼フラツクス入りワイヤ |
| JPS60191693A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼フラツクス入りワイヤ |
| JPS6249160A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-03 | シャープ株式会社 | ヒ−トポンプ給湯装置 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63272322A patent/JPH0825062B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02121800A (ja) | 1990-05-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |