JPH0832371B2 - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤInfo
- Publication number
- JPH0832371B2 JPH0832371B2 JP63018539A JP1853988A JPH0832371B2 JP H0832371 B2 JPH0832371 B2 JP H0832371B2 JP 63018539 A JP63018539 A JP 63018539A JP 1853988 A JP1853988 A JP 1853988A JP H0832371 B2 JPH0832371 B2 JP H0832371B2
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- JP
- Japan
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- wire
- flux
- less
- arc welding
- toughness
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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、低温靱性に優れた性能を有しかつ生産性を
向上させ品質性能を安定化したガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤに関するものである。
向上させ品質性能を安定化したガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤに関するものである。
従来から使用されているガスシールドアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤ（以下ワイヤと称す）は、ソリッド
ワイヤに比較して特にアークの安定性、スパッターが少
なく溶接作業性やビード外観の優れたチタニア系が主に
使用されている。
ラックス入りワイヤ（以下ワイヤと称す）は、ソリッド
ワイヤに比較して特にアークの安定性、スパッターが少
なく溶接作業性やビード外観の優れたチタニア系が主に
使用されている。
近年、エネルギー資源を求めて極地化に伴い、鋼材の
高級化、高靱化が要求されている。しかし、従来のチタ
ニア系ワイヤでの靱性の改善手段として、例えば特開昭
58-119490号公報では鋼製外皮と鉄粉の窒素量を規制す
ることにより低温靱性の向上が計られているが、チタニ
アの最大の欠点は脱酸性元素を多く添加しても溶接金属
中の酸素量が500ppm以上と高いため溶接金属の性能が劣
ることにある。
高級化、高靱化が要求されている。しかし、従来のチタ
ニア系ワイヤでの靱性の改善手段として、例えば特開昭
58-119490号公報では鋼製外皮と鉄粉の窒素量を規制す
ることにより低温靱性の向上が計られているが、チタニ
アの最大の欠点は脱酸性元素を多く添加しても溶接金属
中の酸素量が500ppm以上と高いため溶接金属の性能が劣
ることにある。
また特公昭46-24124号、特開昭52-125437号公報等に
示されるように低温靱性の向上を計ったワイヤがある。
そこに示されたワイヤは金属弗化物を主成分に金属炭酸
塩やスラグ生成剤、強脱酸剤の調整により低温靱性の改
善がなされているが、ここに示されている金属弗化物は
CaF2を除いて殆んどのものが化学的に合成されたもので
あり、その粒度も細かく見掛密度が小さいために、目標
フラックス充填率に対するバラツキが大きく伸線時の断
線等のワイヤ製造上の問題があり、衝撃値の安定性や品
質性能の点で必ずしも満足できるものではない。
示されるように低温靱性の向上を計ったワイヤがある。
そこに示されたワイヤは金属弗化物を主成分に金属炭酸
塩やスラグ生成剤、強脱酸剤の調整により低温靱性の改
善がなされているが、ここに示されている金属弗化物は
CaF2を除いて殆んどのものが化学的に合成されたもので
あり、その粒度も細かく見掛密度が小さいために、目標
フラックス充填率に対するバラツキが大きく伸線時の断
線等のワイヤ製造上の問題があり、衝撃値の安定性や品
質性能の点で必ずしも満足できるものではない。
本発明は、上記従来ワイヤの欠点を解消し適用分野を
拡大することを目的としたもので、低温靱性を安定化し
ワイヤの生産性を向上するとともに安定した品質性能が
得られるワイヤを提供しようとするものである。
拡大することを目的としたもので、低温靱性を安定化し
ワイヤの生産性を向上するとともに安定した品質性能が
得られるワイヤを提供しようとするものである。
本発明に係るワイヤの特徴とするところは鋼製外皮の
成分がC:0.06％以下,P:0.009％以下,Mn:0.2〜1.2％,N:
0.0040％以下である外皮で囲まれる腔部にワイヤ全重量
に対して、見掛密度が1.3g/cm3以上である金属弗化物:1
〜10％，酸性酸化物:0.1〜１％，アーク安定剤:0.05〜
0.3％，脱酸剤:1〜５％，鉄粉および合金剤の１種また
は２種以上:0.5〜10％を含有するフラックスをワイヤ全
重量に対して10〜30％充填することにより低温靱性に優
れ、なおかつワイヤの生産性を向上させ品質性能を安定
して得ることができることにある。
成分がC:0.06％以下,P:0.009％以下,Mn:0.2〜1.2％,N:
0.0040％以下である外皮で囲まれる腔部にワイヤ全重量
に対して、見掛密度が1.3g/cm3以上である金属弗化物:1
〜10％，酸性酸化物:0.1〜１％，アーク安定剤:0.05〜
0.3％，脱酸剤:1〜５％，鉄粉および合金剤の１種また
は２種以上:0.5〜10％を含有するフラックスをワイヤ全
重量に対して10〜30％充填することにより低温靱性に優
れ、なおかつワイヤの生産性を向上させ品質性能を安定
して得ることができることにある。
以下に本発明に係るワイヤを上記構成にした理由を詳
細に説明する。
細に説明する。
まず、本発明で鋼製外皮の成分が、C:0.06％以下,P:
0.009％以下,N:0.0040％以下で且つ0.20〜1.2％のMnを
含む鋼材を使用する必要がある。
0.009％以下,N:0.0040％以下で且つ0.20〜1.2％のMnを
含む鋼材を使用する必要がある。
即ち、高靱性の溶接金属を得るためには、溶接金属中
のＣを0.07％以下にする必要があるが、フラックスやワ
イヤ表面の潤滑剤を考慮すると剛製外皮のＣは0.06％以
下にすべきである。またＰやＮは不可避的不純物である
が、Ｐは溶接金属の耐高温割れ性を阻害し、Ｎは靱性を
著しく劣化させるためＰは0.009％以下、Ｎは0.0040％
以下にする。さらにMnは必要とする強度に合った溶接金
属を得るうえで少なくとも0.20％以上添加しなければな
らないが、1.2％を越えるとワイヤ製造時の加工性が低
下し生産性を悪くする。
のＣを0.07％以下にする必要があるが、フラックスやワ
イヤ表面の潤滑剤を考慮すると剛製外皮のＣは0.06％以
下にすべきである。またＰやＮは不可避的不純物である
が、Ｐは溶接金属の耐高温割れ性を阻害し、Ｎは靱性を
著しく劣化させるためＰは0.009％以下、Ｎは0.0040％
以下にする。さらにMnは必要とする強度に合った溶接金
属を得るうえで少なくとも0.20％以上添加しなければな
らないが、1.2％を越えるとワイヤ製造時の加工性が低
下し生産性を悪くする。
次にフラックス成分組成を説明する。
金属弗化物は、スラグ剤として溶接金属を被包しビー
ド形状を良好にすると共に溶接金属内の不純物を浮上さ
せて溶接金属を清浄化する。これにより靱性を向上させ
る。金属弗化物はCaF2以外は殆んど化学的に合成された
ものであり、その粒度も細かいためワイヤ製造する上で
生産歩留りの低下およびフラックス充填率の変動要因と
なっていた。
ド形状を良好にすると共に溶接金属内の不純物を浮上さ
せて溶接金属を清浄化する。これにより靱性を向上させ
る。金属弗化物はCaF2以外は殆んど化学的に合成された
ものであり、その粒度も細かいためワイヤ製造する上で
生産歩留りの低下およびフラックス充填率の変動要因と
なっていた。
本発明者らは、これらの問題を解決すべく種々検討し
た結果、第１図に示すように金属弗化物の見掛密度を1.
3g/cm3以上にすることによって、ワイヤの生産性を大幅
に向上させ品質を安定させることが出来ることを見い出
した。この結果、金属弗化物の見掛密度を1.3g/cm3以上
に規制する必要がある。金属弗化物としては、CaF2，Mg
F2，BaF2，MnF2等が有効であるが、アルカリ金属弗化物
を用いる場合は、アークの安定性を向上させる。１％未
満ではこれらの特徴が十分発揮されず、一方10％を超え
るとアークが不安定となる他、スラグ生成量が過剰とな
って溶接作業性を劣化させる。従って見掛密度が1.3g/c
m3以上である金属弗化物は１〜10％の範囲とする。な
お、アルカリ金属弗化物としてはK2SiF6,NaF,Na2SiF6等
が有効である。一方安価なCaF2はシールドガスとしてAr
等を混合させて使用する場合はCaF2のみでもスパッター
の発生を減少させることができるので、金属弗化物とし
てCaF2のみを用いることが出来る。しかし、シールドガ
スとしてCO2ガスを用いる場合はCaF2のみではスパッタ
ーの発生が多くなるのでアルカリ金属弗化物と併用する
ことが好ましい。見掛密度はJIS Z 2504に従って測定し
た。
た結果、第１図に示すように金属弗化物の見掛密度を1.
3g/cm3以上にすることによって、ワイヤの生産性を大幅
に向上させ品質を安定させることが出来ることを見い出
した。この結果、金属弗化物の見掛密度を1.3g/cm3以上
に規制する必要がある。金属弗化物としては、CaF2，Mg
F2，BaF2，MnF2等が有効であるが、アルカリ金属弗化物
を用いる場合は、アークの安定性を向上させる。１％未
満ではこれらの特徴が十分発揮されず、一方10％を超え
るとアークが不安定となる他、スラグ生成量が過剰とな
って溶接作業性を劣化させる。従って見掛密度が1.3g/c
m3以上である金属弗化物は１〜10％の範囲とする。な
お、アルカリ金属弗化物としてはK2SiF6,NaF,Na2SiF6等
が有効である。一方安価なCaF2はシールドガスとしてAr
等を混合させて使用する場合はCaF2のみでもスパッター
の発生を減少させることができるので、金属弗化物とし
てCaF2のみを用いることが出来る。しかし、シールドガ
スとしてCO2ガスを用いる場合はCaF2のみではスパッタ
ーの発生が多くなるのでアルカリ金属弗化物と併用する
ことが好ましい。見掛密度はJIS Z 2504に従って測定し
た。
酸性酸化物はスラグの粘性を調整すると共にアーク安
定剤としての効果があり、0.1％未満ではこれらの効果
が得られない。一方、1.0％を超えると溶接金属中の酸
素量が増加し靱性を劣化させるので好ましくない。従っ
て0.1〜1.0％の範囲とする。酸性酸化物としてはSiO2，
Al2O3，TiO2，ZrO2等をさす。
定剤としての効果があり、0.1％未満ではこれらの効果
が得られない。一方、1.0％を超えると溶接金属中の酸
素量が増加し靱性を劣化させるので好ましくない。従っ
て0.1〜1.0％の範囲とする。酸性酸化物としてはSiO2，
Al2O3，TiO2，ZrO2等をさす。
アーク安定剤としてはK,Na,Li等のアルカリ金属の酸
化物や炭酸塩,Ce,La等の希土類の化合物であり、0.05％
未満ではアーク安定剤としての効果が得られない。一方
0.3％を超えるとスパッターの発生が多くなるとともに
ヒューム発生量が多くなるので好ましくない。従って0.
05〜0.3％の範囲とする。
化物や炭酸塩,Ce,La等の希土類の化合物であり、0.05％
未満ではアーク安定剤としての効果が得られない。一方
0.3％を超えるとスパッターの発生が多くなるとともに
ヒューム発生量が多くなるので好ましくない。従って0.
05〜0.3％の範囲とする。
本発明ワイヤに於ける脱酸剤としてはSi,Mn,Al,Ti,Mg
等を添加するが、その添加量は１〜５％である。これら
脱酸剤の添加量が１％未満では脱酸不足となるため溶接
金属は多孔質となりＸ線性能が劣化する。一方５％を超
えて添加すると脱酸剤が溶接金属に多量歩留まるため、
溶接金属は硬化し、靱性と耐割れ性の低下を来たす。こ
のため本発明ワイヤではフラックス中の脱酸剤は１〜５
％の範囲とする。更に鉄粉よび合金剤の１種または２種
以上を0.5〜10％添加する。鉄粉は溶着速度を高める目
的として、またNiを添加すれば−60〜−80℃レベルの低
温靱性を更に高めることができ、Crは高温強度を高める
ことができ、また耐候性改善の目的で少量のNi,Cr,Cuを
添加することもできる。更にTCOD性能を得る目的として
少量のTi,Bを添加することも出来る。これらの添加量は
0.5〜10％の範囲とする。
等を添加するが、その添加量は１〜５％である。これら
脱酸剤の添加量が１％未満では脱酸不足となるため溶接
金属は多孔質となりＸ線性能が劣化する。一方５％を超
えて添加すると脱酸剤が溶接金属に多量歩留まるため、
溶接金属は硬化し、靱性と耐割れ性の低下を来たす。こ
のため本発明ワイヤではフラックス中の脱酸剤は１〜５
％の範囲とする。更に鉄粉よび合金剤の１種または２種
以上を0.5〜10％添加する。鉄粉は溶着速度を高める目
的として、またNiを添加すれば−60〜−80℃レベルの低
温靱性を更に高めることができ、Crは高温強度を高める
ことができ、また耐候性改善の目的で少量のNi,Cr,Cuを
添加することもできる。更にTCOD性能を得る目的として
少量のTi,Bを添加することも出来る。これらの添加量は
0.5〜10％の範囲とする。
ワイヤ外皮としては、成分規制範囲内である低炭素鋼
を用いるが、成分規制範囲を満足する低合金鋼あるいは
高合金鋼を用いることが出来る。
を用いるが、成分規制範囲を満足する低合金鋼あるいは
高合金鋼を用いることが出来る。
本発明ではフラックスの充填率をワイヤ重量に対して
10〜30％の範囲に設定した。10％未満では十分な量のス
ラグ形成剤を含ませることができなくなって溶接作業性
を満足させることができない。一方30％を超えると逆に
スラグ量が多くなりすぎ溶接作業性を劣化させるととも
にワイヤ製造時に断線等のトラブルが多くなるので好ま
しくない。
10〜30％の範囲に設定した。10％未満では十分な量のス
ラグ形成剤を含ませることができなくなって溶接作業性
を満足させることができない。一方30％を超えると逆に
スラグ量が多くなりすぎ溶接作業性を劣化させるととも
にワイヤ製造時に断線等のトラブルが多くなるので好ま
しくない。
尚ワイヤの断面形状には何らの制限もなく2mmφ以下
の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また2.4
〜3.2mmφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部に複雑
に折り込んだ構造のものが一般的である。またシームレ
スワイヤにおいては表面にCu等のメッキ処理を施すこと
も有効である。更に溶接対象鋼種は軟鋼及び高張力鋼が
一般的であるが、用途に応じて低合金鋼や高合金鋼等の
溶接に適用していくことも可能である。
の細径の場合は比較的単純な円筒状のものが、また2.4
〜3.2mmφ程度の太径ワイヤの場合は鞘材を内部に複雑
に折り込んだ構造のものが一般的である。またシームレ
スワイヤにおいては表面にCu等のメッキ処理を施すこと
も有効である。更に溶接対象鋼種は軟鋼及び高張力鋼が
一般的であるが、用途に応じて低合金鋼や高合金鋼等の
溶接に適用していくことも可能である。
第１表に試作に使用した鋼製外皮の成分組成を、第２
表にワイヤのフラックスの構成を第３表に試験結果を示
す。同表においてNo.1〜５は比較例でNo.6〜14が本発明
になるワイヤの実施例である。
表にワイヤのフラックスの構成を第３表に試験結果を示
す。同表においてNo.1〜５は比較例でNo.6〜14が本発明
になるワイヤの実施例である。
第１表に示す鋼製外皮を用いて、いずれも1.2mmφワ
イヤに仕上げ、低温用鋼板JIS SLA33B25mmtを50°のＶ
開先に組立て270Aで５層７パス溶接して溶接金属の成分
と機械的性質を調査した。尚シールドガスは80％Ar・20
％CO2の混合ガスを用いた。
イヤに仕上げ、低温用鋼板JIS SLA33B25mmtを50°のＶ
開先に組立て270Aで５層７パス溶接して溶接金属の成分
と機械的性質を調査した。尚シールドガスは80％Ar・20
％CO2の混合ガスを用いた。
第３表の試験結果から明らかのように、外皮とフラッ
クスの構成が本発明外であるNo.1〜５のワイヤは遷移温
度が−40℃程度で靱性の向上は認められなかった。また
No.4は外皮成分、フラックス構成が本発明内であるがフ
ラックス充填率が低いためにスラグ被包性が悪く、アー
クが不安定となって溶接金属中の窒素量が55ppmと高い
ために靱性の向上は認められなかった。これに対しNo.6
〜14の本発明になるワイヤはいずれも遷移温度が全て−
60℃以下であることから低温靱性も良好なことが確認で
きた。
クスの構成が本発明外であるNo.1〜５のワイヤは遷移温
度が−40℃程度で靱性の向上は認められなかった。また
No.4は外皮成分、フラックス構成が本発明内であるがフ
ラックス充填率が低いためにスラグ被包性が悪く、アー
クが不安定となって溶接金属中の窒素量が55ppmと高い
ために靱性の向上は認められなかった。これに対しNo.6
〜14の本発明になるワイヤはいずれも遷移温度が全て−
60℃以下であることから低温靱性も良好なことが確認で
きた。
〔発明の効果〕 本発明は以上の様に構成されており、特に金属弗化物
の見掛密度を規制することにより、ワイヤの生産性を大
幅に向上すると共にフラックス充填率の変動を小さくす
ることが可能となった。また外皮成分とフラックス構成
を組合せることにより良好な低温靱性を得ることがで
き、高級化、高靱化を達成できるガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤを提供し得ることになった。
の見掛密度を規制することにより、ワイヤの生産性を大
幅に向上すると共にフラックス充填率の変動を小さくす
ることが可能となった。また外皮成分とフラックス構成
を組合せることにより良好な低温靱性を得ることがで
き、高級化、高靱化を達成できるガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤを提供し得ることになった。
第１図は金属弗化物の見掛密度とワイヤ生産歩留り及び
フラックス充填率の変動の関係を表わす図である。
フラックス充填率の変動の関係を表わす図である。
Claims (1)
- 【請求項１】鋼製外皮の成分がC:0.06％（重量％：以下
同じ）以下,P:0.009％以下,Mn:0.2〜1.2％,N:0.0040％
以下である外皮で囲まれる腔部にワイヤ全重量に対し
て、 見掛密度が1.3g/cm3以上である金属弗化物;1〜10％ 酸性酸化物;0.1〜1.0％ アーク安定剤:0.05〜0.3％ 脱酸剤:1〜５％ 鉄粉および合金剤の１種または２種以上:0.5〜10％ を含有するフラックスをワイヤ全重量に対して10〜30％
充填してなることを特徴とするガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018539A JPH0832371B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018539A JPH0832371B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197095A JPH01197095A (ja) | 1989-08-08 |
| JPH0832371B2 true JPH0832371B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=11974430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63018539A Expired - Lifetime JPH0832371B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832371B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577396A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-14 | Nippon Steel Corp | Compound wire for gas sealed arc welding |
| JPS62176697A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Sumikin Yosetsu Kogyo Kk | 溶接用複合ワイヤ |
-
1988
- 1988-01-30 JP JP63018539A patent/JPH0832371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01197095A (ja) | 1989-08-08 |
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