JPH09267193A - ステンレス鋼フラックス入りワイヤ - Google Patents
ステンレス鋼フラックス入りワイヤInfo
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- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体的なスパッタの低減及びアーク安定は勿
論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多量の
スパッタの発生も防止することができ、高品質の溶接金
属を形成することができるステンレス鋼フラックス入り
ワイヤを提供する。 【解決手段】 ステンレス鋼外皮中にワイヤ全重量に対
して１０乃至３０％のフラックスを充填してなるフラッ
クス入りワイヤである。このワイヤの長手方向に３００
ｍｍ乃至１０００ｍｍ離れた任意の２点間に通電して、
ワイヤを５００乃至１０００℃に通電加熱し、このとき
のワイヤ温度を測定して記録するにあたり、１００℃が
５ｃｍで且つワイヤ長１００ｍｍに対応する長さが１ｃ
ｍとなるようにスケール設定された温度記録計の記録紙
上にワイヤ温度を記録したときに、記録紙上の温度分布
曲線の長さ（Ｌ１）と測定ワイヤ長に対応する基準線の
長さ（Ｌ０）との比（Ｋ値＝Ｌ１／Ｌ０）が２．５以
下、好ましくは１．５以下である。
論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多量の
スパッタの発生も防止することができ、高品質の溶接金
属を形成することができるステンレス鋼フラックス入り
ワイヤを提供する。 【解決手段】 ステンレス鋼外皮中にワイヤ全重量に対
して１０乃至３０％のフラックスを充填してなるフラッ
クス入りワイヤである。このワイヤの長手方向に３００
ｍｍ乃至１０００ｍｍ離れた任意の２点間に通電して、
ワイヤを５００乃至１０００℃に通電加熱し、このとき
のワイヤ温度を測定して記録するにあたり、１００℃が
５ｃｍで且つワイヤ長１００ｍｍに対応する長さが１ｃ
ｍとなるようにスケール設定された温度記録計の記録紙
上にワイヤ温度を記録したときに、記録紙上の温度分布
曲線の長さ（Ｌ１）と測定ワイヤ長に対応する基準線の
長さ（Ｌ０）との比（Ｋ値＝Ｌ１／Ｌ０）が２．５以
下、好ましくは１．５以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤにおいて、アーク安定性に優れ、かつス
パッタ発生量も少ない作業性が良好なステンレス鋼フラ
ックス入りワイヤに関する。
クス入りワイヤにおいて、アーク安定性に優れ、かつス
パッタ発生量も少ない作業性が良好なステンレス鋼フラ
ックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼は耐食性及び耐熱性等が優
れており、オーステナイト系ステンレス鋼は低温靱性及
び高温強度も良好であることから、化学装置、製紙機
器、石油精製装置及びケミカルタンク等の各種構造物に
巾広く使用されている。これらの構造物の溶接には、被
覆アーク溶接、ティグ溶接及びフラックス入りワイヤを
用いた溶接又はサブマージアーク溶接等の種々の溶接方
法が用いられている。なかでも、フラックス入りワイヤ
による溶接は、熟練した溶接技能を要せず、高能率施工
が可能で自動化も容易であることから、被覆アーク溶接
に替わって主要な溶接方法になっている。
れており、オーステナイト系ステンレス鋼は低温靱性及
び高温強度も良好であることから、化学装置、製紙機
器、石油精製装置及びケミカルタンク等の各種構造物に
巾広く使用されている。これらの構造物の溶接には、被
覆アーク溶接、ティグ溶接及びフラックス入りワイヤを
用いた溶接又はサブマージアーク溶接等の種々の溶接方
法が用いられている。なかでも、フラックス入りワイヤ
による溶接は、熟練した溶接技能を要せず、高能率施工
が可能で自動化も容易であることから、被覆アーク溶接
に替わって主要な溶接方法になっている。
【０００３】フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼を
外皮として、その中に金属成分と、酸化物及び弗化物等
からなるフラックスを適量充填して構成されており、溶
接時のシールドガスには１００％ＣＯ2又はＡｒ＋（２
０乃至２５）％ＣＯ2が用いられることが多い。そし
て、最近では、溶接金属の性能のほかに作業性が重視さ
れるようになっている。特に、アーク安定性が不良であ
るとか、スパッタ発生量が多いと、融合不良及び溶込み
不足等の溶接欠陥の原因となったり、構造物表面に付着
したスパッタが腐食の起点になりやすいために、アーク
安定性が良好でスパッタ発生量が少ない作業性が優れた
ワイヤの開発が強く望まれている。
外皮として、その中に金属成分と、酸化物及び弗化物等
からなるフラックスを適量充填して構成されており、溶
接時のシールドガスには１００％ＣＯ2又はＡｒ＋（２
０乃至２５）％ＣＯ2が用いられることが多い。そし
て、最近では、溶接金属の性能のほかに作業性が重視さ
れるようになっている。特に、アーク安定性が不良であ
るとか、スパッタ発生量が多いと、融合不良及び溶込み
不足等の溶接欠陥の原因となったり、構造物表面に付着
したスパッタが腐食の起点になりやすいために、アーク
安定性が良好でスパッタ発生量が少ない作業性が優れた
ワイヤの開発が強く望まれている。
【０００４】而して、作業性の改良については、従来、
特開昭６２−００６７９７号公報又は特開昭６２‐０６
８６９６号公報に開示されているように、充填フラック
スの成分及びワイヤ送給性の面から改善が図られてい
る。
特開昭６２−００６７９７号公報又は特開昭６２‐０６
８６９６号公報に開示されているように、充填フラック
スの成分及びワイヤ送給性の面から改善が図られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では全体的なスパッタの低減はなされるものの、
溶接中にしばしば起きる瞬間的なアークの乱れ及びそれ
に伴う多量のスパッタの発生までは防止できていない。
つまり、全体的なアーク安定性の向上とともに、瞬間的
なアークの乱れも改善することで、始めてスパッタの低
減が可能となり、高品質な溶接金属を形成することがで
きる。しかし、従来技術では、このような瞬間的なアー
クの乱れ及びそれに伴う多量のスパッタの発生までは防
止することができなかった。
の方法では全体的なスパッタの低減はなされるものの、
溶接中にしばしば起きる瞬間的なアークの乱れ及びそれ
に伴う多量のスパッタの発生までは防止できていない。
つまり、全体的なアーク安定性の向上とともに、瞬間的
なアークの乱れも改善することで、始めてスパッタの低
減が可能となり、高品質な溶接金属を形成することがで
きる。しかし、従来技術では、このような瞬間的なアー
クの乱れ及びそれに伴う多量のスパッタの発生までは防
止することができなかった。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、全体的なスパッタの低減及びアーク安定は
勿論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多量
のスパッタの発生も防止することができ、高品質の溶接
金属を形成することができ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。
のであって、全体的なスパッタの低減及びアーク安定は
勿論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多量
のスパッタの発生も防止することができ、高品質の溶接
金属を形成することができ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るステンレス
鋼フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼外皮中にワイ
ヤ全重量に対して１０乃至３０％のフラックスを充填し
てなるフラックス入りワイヤである。そして、このワイ
ヤの長手方向に３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ離れた任意
の２点間に通電して、ワイヤを５００乃至１０００℃に
通電加熱し、このときのワイヤ温度を測定して記録する
にあたり、１００℃が５ｃｍで且つワイヤ長１００ｍｍ
に対応する長さが１ｃｍとなるようにスケール設定され
た温度記録計の記録紙上にワイヤ温度を記録したとき
に、記録紙上の温度分布曲線の長さ（Ｌ１）と測定ワイ
ヤ長に対応する基準線の長さ（Ｌ０）との比（Ｋ値＝Ｌ
１／Ｌ０）が２．５以下である。好ましくは、前記Ｋ値
は１．５以下である。
鋼フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼外皮中にワイ
ヤ全重量に対して１０乃至３０％のフラックスを充填し
てなるフラックス入りワイヤである。そして、このワイ
ヤの長手方向に３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ離れた任意
の２点間に通電して、ワイヤを５００乃至１０００℃に
通電加熱し、このときのワイヤ温度を測定して記録する
にあたり、１００℃が５ｃｍで且つワイヤ長１００ｍｍ
に対応する長さが１ｃｍとなるようにスケール設定され
た温度記録計の記録紙上にワイヤ温度を記録したとき
に、記録紙上の温度分布曲線の長さ（Ｌ１）と測定ワイ
ヤ長に対応する基準線の長さ（Ｌ０）との比（Ｋ値＝Ｌ
１／Ｌ０）が２．５以下である。好ましくは、前記Ｋ値
は１．５以下である。
【０００８】なお、Ｋ値は具体的には以下のようにして
求める。図３は前述のようにスケール設定された記録紙
に記録された温度パターンの一例を示す。この例は溶接
ワイヤを６５０℃に加熱したものであるが、記録紙上の
温度分布曲線は６５０℃を挟んで上下に振動しており、
記録紙上の温度分布曲線の長さＬ１はこの変動する曲線
の軌跡に沿った長さである。これに対し、測定ワイヤ長
に対応する基準線の長さＬ０は、図中太線で示すよう
に、記録紙上に記録された温度分布曲線を測定した部分
のワイヤ長手方向の長さである。
求める。図３は前述のようにスケール設定された記録紙
に記録された温度パターンの一例を示す。この例は溶接
ワイヤを６５０℃に加熱したものであるが、記録紙上の
温度分布曲線は６５０℃を挟んで上下に振動しており、
記録紙上の温度分布曲線の長さＬ１はこの変動する曲線
の軌跡に沿った長さである。これに対し、測定ワイヤ長
に対応する基準線の長さＬ０は、図中太線で示すよう
に、記録紙上に記録された温度分布曲線を測定した部分
のワイヤ長手方向の長さである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者等は、ステンレス鋼フラ
ックス入りワイヤのアーク安定性の乱れとスパッタ発生
の原因について究明すべく、鋭意実験研究を行った。高
速度ビデオによるフラックス入りワイヤ溶接時のワイヤ
先端及び溶融プールの観察結果によれば、ワイヤ先端で
形成された溶滴が溶融プールに移行する際に、溶滴の大
きさがあまり変化しない場合は溶融池への移行はスムー
ズでスパッタの発生も比較的少ない。しかし、溶滴の大
きさがばらつくにつれてワイヤ先端に懸垂された溶滴か
ら発生するアーク発生位置が不安定になり、アークが乱
れた状態になりやすい。そして、溶滴が溶融プールに移
行するときに溶滴自体がスパッタとなって飛散したり、
溶融池に移行した時に溶融池が激しく揺動して、溶融池
からスパッタが発生しやすくなることを見出した。ま
た、溶滴自体の大きさは小さいほうが、アーク安定性が
良好な傾向も観察された。
ックス入りワイヤのアーク安定性の乱れとスパッタ発生
の原因について究明すべく、鋭意実験研究を行った。高
速度ビデオによるフラックス入りワイヤ溶接時のワイヤ
先端及び溶融プールの観察結果によれば、ワイヤ先端で
形成された溶滴が溶融プールに移行する際に、溶滴の大
きさがあまり変化しない場合は溶融池への移行はスムー
ズでスパッタの発生も比較的少ない。しかし、溶滴の大
きさがばらつくにつれてワイヤ先端に懸垂された溶滴か
ら発生するアーク発生位置が不安定になり、アークが乱
れた状態になりやすい。そして、溶滴が溶融プールに移
行するときに溶滴自体がスパッタとなって飛散したり、
溶融池に移行した時に溶融池が激しく揺動して、溶融池
からスパッタが発生しやすくなることを見出した。ま
た、溶滴自体の大きさは小さいほうが、アーク安定性が
良好な傾向も観察された。
【００１０】同一材料を用いて同一の方法で製作された
ワイヤであっても、溶滴の移行性が頻繁に変化し、なか
にはワイヤ長手方向でアーク安定性が大きく異なるワイ
ヤがみられたことから、ワイヤの均質性に着目し、アー
ク安定性との相関について調査を進めた。
ワイヤであっても、溶滴の移行性が頻繁に変化し、なか
にはワイヤ長手方向でアーク安定性が大きく異なるワイ
ヤがみられたことから、ワイヤの均質性に着目し、アー
ク安定性との相関について調査を進めた。
【００１１】長手方向の均質性を種々変化させた３０８
系フラックス入りワイヤ（直径１．２ｍｍ）を作製し、
アーク安定性、即ち溶滴移行時間のばらつきと前記Ｋ値
との関係を調査した。図１はこの溶滴移行時間のばらつ
きとＫ値との関係を示すグラフ図である。図１に示すよ
うに、溶滴移行時間のばらつきはＫ値で表されるワイヤ
の均質性と明瞭な相関関係があり、Ｋ値が２．５以下の
場合に良好なアーク安定性が得られることを知見した。
また、後述の実施例に示すようにアーク安定性の変化に
よってスパッ夕の発生量も異なり、アーク安定性の向上
によってスパッタを低減することができる。
系フラックス入りワイヤ（直径１．２ｍｍ）を作製し、
アーク安定性、即ち溶滴移行時間のばらつきと前記Ｋ値
との関係を調査した。図１はこの溶滴移行時間のばらつ
きとＫ値との関係を示すグラフ図である。図１に示すよ
うに、溶滴移行時間のばらつきはＫ値で表されるワイヤ
の均質性と明瞭な相関関係があり、Ｋ値が２．５以下の
場合に良好なアーク安定性が得られることを知見した。
また、後述の実施例に示すようにアーク安定性の変化に
よってスパッ夕の発生量も異なり、アーク安定性の向上
によってスパッタを低減することができる。
【００１２】次に、本願発明の特許請求の範囲において
規定した各数値の限定理由について説明する。
規定した各数値の限定理由について説明する。
【００１３】フラックス率％；１０乃至３０％ フラックス率が１０％未満であると、各鋼種に対応した
溶接金属の形成に必要な合金成分及び良好な作業性を維
持するためのスラグ形成剤の添加が著しく制約され、更
に溶着速度が小さくなるためにフラックス入りワイヤの
大きな利点である高溶着性が得られない。一方、フラッ
クス率が３０％を超えると、安定したフラックスの充填
が困難になったり、ワイヤ製造工程における伸線性が著
しく損なわれ、断線などの問題が生じるとともに、必要
な焼鈍回数が増加する等、生産性面でも不利になる。な
お、フラックス率は重量％である。
溶接金属の形成に必要な合金成分及び良好な作業性を維
持するためのスラグ形成剤の添加が著しく制約され、更
に溶着速度が小さくなるためにフラックス入りワイヤの
大きな利点である高溶着性が得られない。一方、フラッ
クス率が３０％を超えると、安定したフラックスの充填
が困難になったり、ワイヤ製造工程における伸線性が著
しく損なわれ、断線などの問題が生じるとともに、必要
な焼鈍回数が増加する等、生産性面でも不利になる。な
お、フラックス率は重量％である。
【００１４】通電加熱温度；５００℃乃至１０００℃ 通電加熱温度が５００℃未満では、加熱温度が低すぎる
ためにワイヤの均質性が十分に評価できない。また、１
０００℃を超える温度は本来必要ではなく、１０００℃
までの加熱によってワイヤの均質性は十分に評価でき
る。更に、１０００℃を超える温度まで加熱するとワイ
ヤが溶け落ちる危険性があり、この場合に溶け落ちを避
けるためには、優れた温度制御機能を有する高価な加熱
装置を使用する必要が生じ、実用的でない。
ためにワイヤの均質性が十分に評価できない。また、１
０００℃を超える温度は本来必要ではなく、１０００℃
までの加熱によってワイヤの均質性は十分に評価でき
る。更に、１０００℃を超える温度まで加熱するとワイ
ヤが溶け落ちる危険性があり、この場合に溶け落ちを避
けるためには、優れた温度制御機能を有する高価な加熱
装置を使用する必要が生じ、実用的でない。
【００１５】通電加熱区間の距離（通電加熱点間の距
離）；３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ 通電加熱する２点間の距離が３００ｍｍ未満では温度差
が明瞭に現れないため、ワイヤの均質性が十分に評価で
きない。一方、通電加熱区間の距離が１０００ｍｍを超
えると、酸化皮膜の生成等、ワイヤ本来の均質性以外の
要因で温度差を生じる場合があり、その結果適切な評価
を行えない場合がある。
離）；３００ｍｍ乃至１０００ｍｍ 通電加熱する２点間の距離が３００ｍｍ未満では温度差
が明瞭に現れないため、ワイヤの均質性が十分に評価で
きない。一方、通電加熱区間の距離が１０００ｍｍを超
えると、酸化皮膜の生成等、ワイヤ本来の均質性以外の
要因で温度差を生じる場合があり、その結果適切な評価
を行えない場合がある。
【００１６】ワイヤの温度分布は通電加熱条件及び時間
の影響を受けやすい。即ち、所定の温度まで長い時間を
かけて加熱したり、所定の温度に達した後もこの温度に
長時間保持しておくと、ワイヤの均質性とは無関係に全
てのワイヤで温度分布は均一化してしまい、本発明の目
的には適さない。
の影響を受けやすい。即ち、所定の温度まで長い時間を
かけて加熱したり、所定の温度に達した後もこの温度に
長時間保持しておくと、ワイヤの均質性とは無関係に全
てのワイヤで温度分布は均一化してしまい、本発明の目
的には適さない。
【００１７】ワイヤの均質性を評価するのに適切な通電
加熱時間は、加熱温度、加熱方法及びワイヤ径等によっ
て異なるために、一概には特定できないが、図３に記録
紙を例示するように、５００ｍｍの範囲を対象として６
５０℃まで加熱したワイヤの温度分布曲線を測定した場
合では、加熱開始後、約５秒で所定の温度に達し、その
後、約３秒の間にワイヤの温度分布を測定・記録した。
このように、所定の温度まで加熱する時間及び温度分布
の測定に要する時間は夫々数秒程度の短時間にすること
が好ましく、過大な時間は避ける必要がある。
加熱時間は、加熱温度、加熱方法及びワイヤ径等によっ
て異なるために、一概には特定できないが、図３に記録
紙を例示するように、５００ｍｍの範囲を対象として６
５０℃まで加熱したワイヤの温度分布曲線を測定した場
合では、加熱開始後、約５秒で所定の温度に達し、その
後、約３秒の間にワイヤの温度分布を測定・記録した。
このように、所定の温度まで加熱する時間及び温度分布
の測定に要する時間は夫々数秒程度の短時間にすること
が好ましく、過大な時間は避ける必要がある。
【００１８】温度記録計の記録紙のスケール設定が１
００℃あたり５ｃｍであり、ワイヤ長１００ｍｍあたり
１ｃｍにスケール設定 Ｋ値は加熱したワイヤ温度を記録した温度分布曲線から
求められる。この場合、単位温度及びワイヤ単位長さあ
たりの記録紙上のスケールが異なると、同一ワイヤであ
っても温度分布曲線の形状が変化し、その結果Ｋ値に差
が生じる。即ち、ワイヤの均質性は記録紙のスケールを
一定にして、はじめて客観的に評価できる。このような
観点から記録紙のスケールと作業性の相関関係について
検討を行った結果、１００℃あたり５ｃｍかつワイヤ長
１００ｍｍあたり１ｃｍと設定した場合に、Ｋ値と作業
性との間に良好な相関が得られた。
００℃あたり５ｃｍであり、ワイヤ長１００ｍｍあたり
１ｃｍにスケール設定 Ｋ値は加熱したワイヤ温度を記録した温度分布曲線から
求められる。この場合、単位温度及びワイヤ単位長さあ
たりの記録紙上のスケールが異なると、同一ワイヤであ
っても温度分布曲線の形状が変化し、その結果Ｋ値に差
が生じる。即ち、ワイヤの均質性は記録紙のスケールを
一定にして、はじめて客観的に評価できる。このような
観点から記録紙のスケールと作業性の相関関係について
検討を行った結果、１００℃あたり５ｃｍかつワイヤ長
１００ｍｍあたり１ｃｍと設定した場合に、Ｋ値と作業
性との間に良好な相関が得られた。
【００１９】Ｋ値；２．５以下 前述のように、溶滴移行時間のバラツキ、スパッタの発
生量およびアーク電圧変動がともに良好になるのはＫ値
が２．５以下の場合である。これに対し、Ｋ値が２．５
を超えると溶滴移行時間のバラツキが大きくなると共
に、スパッタ発生量も増加する。
生量およびアーク電圧変動がともに良好になるのはＫ値
が２．５以下の場合である。これに対し、Ｋ値が２．５
を超えると溶滴移行時間のバラツキが大きくなると共
に、スパッタ発生量も増加する。
【００２０】従来のワイヤは、全線又は部分的にＫ値が
２．５を超えるものであった。そのため、このようなワ
イヤを用いて溶接すると、アークが不安定であり、なか
にはワイヤ送給が不良になったかのようにワイヤ突出し
長さが変化するため、アークの指向性が劣化し、溶接欠
陥を招くことがあった。
２．５を超えるものであった。そのため、このようなワ
イヤを用いて溶接すると、アークが不安定であり、なか
にはワイヤ送給が不良になったかのようにワイヤ突出し
長さが変化するため、アークの指向性が劣化し、溶接欠
陥を招くことがあった。
【００２１】ワイヤの均質性を評価する方法としてＫ値
を用いたのは、均質性が異なるワイヤについて調査を進
めた結果、均質性がワイヤを構成する外皮の厚み及びフ
ラツクスの充填状態などに影響され、これらが異なるこ
とによって、ワイヤを加熱したときの昇温状態に差が生
じることを見いだしたことによる。
を用いたのは、均質性が異なるワイヤについて調査を進
めた結果、均質性がワイヤを構成する外皮の厚み及びフ
ラツクスの充填状態などに影響され、これらが異なるこ
とによって、ワイヤを加熱したときの昇温状態に差が生
じることを見いだしたことによる。
【００２２】例えば、長さ方向で外皮の厚さが変化して
いるワイヤを加熱すると、外皮が厚い部分は薄い部分に
比べ、一定温度まで昇温するのに長い時間を要する。そ
の結果、加熱開始後、一定時間経過したときのワイヤ温
度に差が生じる。この場合、外皮の厚さ及びフラックス
の充填状態等に不均一な部分が多くなるほど、同一ワイ
ヤ内において温度の異なる部分が多数発生し、温度分布
曲線は山谷の多い形状となり、その長さは均質なワイヤ
に比べて長くなる。即ち、温度分布曲線の長さから求め
たＫ値によってワイヤの均質性を評価でき、その値が
２．５以下であれば良好な作業性が得られ、実際の溶接
において、多量のスパッタ発生及びアークの不安定等の
障害を回避することができる。
いるワイヤを加熱すると、外皮が厚い部分は薄い部分に
比べ、一定温度まで昇温するのに長い時間を要する。そ
の結果、加熱開始後、一定時間経過したときのワイヤ温
度に差が生じる。この場合、外皮の厚さ及びフラックス
の充填状態等に不均一な部分が多くなるほど、同一ワイ
ヤ内において温度の異なる部分が多数発生し、温度分布
曲線は山谷の多い形状となり、その長さは均質なワイヤ
に比べて長くなる。即ち、温度分布曲線の長さから求め
たＫ値によってワイヤの均質性を評価でき、その値が
２．５以下であれば良好な作業性が得られ、実際の溶接
において、多量のスパッタ発生及びアークの不安定等の
障害を回避することができる。
【００２３】Ｋ値を２．５以下にする手段は種々である
ため一義的には決められないが、材料面とワイヤ製作時
の各工程での対策に大別できる。工程別にみると、成形
工程では外皮中にフラックスを均一に充填することが好
ましく、流動性が良好なフラックスを使用することが望
ましい。伸線工程ではダイススケジュールを適正にし、
ワイヤ表面状態を均一に保つことが重要である。無理な
強加工を施すとワイヤの真円性が著しく損なわれると共
にワイヤ表面に荒れが生じ、ワイヤの均質性が不良とな
る。ワイヤの均質性には成形加工と伸線加工が大きく影
響するが、焼鈍時にもワイヤを均一に加熱することが重
要である。ワイヤ温度が異なると、加熱によるワイヤの
伸びに部分的に差が生じることによって、ワイヤ径が異
なってしまい、ワイヤの均質性が劣化する。
ため一義的には決められないが、材料面とワイヤ製作時
の各工程での対策に大別できる。工程別にみると、成形
工程では外皮中にフラックスを均一に充填することが好
ましく、流動性が良好なフラックスを使用することが望
ましい。伸線工程ではダイススケジュールを適正にし、
ワイヤ表面状態を均一に保つことが重要である。無理な
強加工を施すとワイヤの真円性が著しく損なわれると共
にワイヤ表面に荒れが生じ、ワイヤの均質性が不良とな
る。ワイヤの均質性には成形加工と伸線加工が大きく影
響するが、焼鈍時にもワイヤを均一に加熱することが重
要である。ワイヤ温度が異なると、加熱によるワイヤの
伸びに部分的に差が生じることによって、ワイヤ径が異
なってしまい、ワイヤの均質性が劣化する。
【００２４】なお、Ｋ値を２．５以下にすることで良好
な作業性を有するワイヤが得られるが、図１および図５
に示すようにＫ値を１．５以下に抑制することにより、
作業性は極めて優れたものとなる。図５はＫ値と、アー
ク電圧変動及びスパッタ発生量との関係を示すグラフ図
である。これらの図１及び図５に示すように、Ｋ値を
１．５以下にすることにより、溶滴移行時間のばらつき
が極めて少なくなると共に、アーク電圧の変動及びスパ
ッタ発生量が著しく低減される。
な作業性を有するワイヤが得られるが、図１および図５
に示すようにＫ値を１．５以下に抑制することにより、
作業性は極めて優れたものとなる。図５はＫ値と、アー
ク電圧変動及びスパッタ発生量との関係を示すグラフ図
である。これらの図１及び図５に示すように、Ｋ値を
１．５以下にすることにより、溶滴移行時間のばらつき
が極めて少なくなると共に、アーク電圧の変動及びスパ
ッタ発生量が著しく低減される。
【００２５】
【実施例】次に、実施例について比較例と比較して説明
する。下記表１に示す充填フラックスと表２に示すステ
ンレス鋼外皮との組合せにより、ＪＩＳ Ｚ ３３２３
ＹＦ３０８Ｌ，ＹＦ３０９Ｌ，ＹＦ３１６Ｌで、Ｋ値が
種々異なるワイヤを製作した。
する。下記表１に示す充填フラックスと表２に示すステ
ンレス鋼外皮との組合せにより、ＪＩＳ Ｚ ３３２３
ＹＦ３０８Ｌ，ＹＦ３０９Ｌ，ＹＦ３１６Ｌで、Ｋ値が
種々異なるワイヤを製作した。
【００２６】そして、各ワイヤに対し、通電加熱試験及
び作業性評価試験を行った。図２は使用した通電加熱装
置を示す図である。架台１１上に支持台１２が設けられ
ており、その垂直な前面に２本の支持棒１３が固定され
ている。この各支持棒１３の上端にはリール１４が自由
に回転できるように取り付けられている。
び作業性評価試験を行った。図２は使用した通電加熱装
置を示す図である。架台１１上に支持台１２が設けられ
ており、その垂直な前面に２本の支持棒１３が固定され
ている。この各支持棒１３の上端にはリール１４が自由
に回転できるように取り付けられている。
【００２７】試験ワイヤ１０は一端が固定部９に固定さ
れ、リール１４を経由して他端に重り８が取り付けられ
ており、引張られた状態でセットされている。このワイ
ヤ１０に対し、銅製のローラからなる給電部１５を接触
させ、この給電部に電源１６から直流電流を供給して試
験ワイヤ１０を通電加熱し、試験ワイヤ１０を所定の温
度（５００乃至１０００℃）に加熱する。
れ、リール１４を経由して他端に重り８が取り付けられ
ており、引張られた状態でセットされている。このワイ
ヤ１０に対し、銅製のローラからなる給電部１５を接触
させ、この給電部に電源１６から直流電流を供給して試
験ワイヤ１０を通電加熱し、試験ワイヤ１０を所定の温
度（５００乃至１０００℃）に加熱する。
【００２８】一方、ワイヤの温度測定は、架台１１上に
ワイヤ１０に平行に設置された定速移動台２０上に赤外
線温度計２１を設置し、この定速移動台２０に沿って、
赤外線温度計２１をモータ２２により定速で移動させ
て、ワイヤをその長手方向にスキャニングしながら、赤
外線温度計２１によりワイヤ温度を測定することにより
行った。この測定範囲は、ワイヤの水平部分の５００ｍ
ｍ長の部分である。この測定結果は電源１６内の記録計
によりチャート上に記録した。
ワイヤ１０に平行に設置された定速移動台２０上に赤外
線温度計２１を設置し、この定速移動台２０に沿って、
赤外線温度計２１をモータ２２により定速で移動させ
て、ワイヤをその長手方向にスキャニングしながら、赤
外線温度計２１によりワイヤ温度を測定することにより
行った。この測定範囲は、ワイヤの水平部分の５００ｍ
ｍ長の部分である。この測定結果は電源１６内の記録計
によりチャート上に記録した。
【００２９】温度測定終了後、図３に例示するように、
チャート上の温度分布曲線の長さ（Ｌ１）を画像解析装
置によって測定し、記録紙上の基準線の長さ（Ｌ０）と
の比（Ｋ値＝Ｌ１／Ｌ０）を求めた。Ｌ０はワイヤが完
全に均質な場合の温度分布曲線の長さに相当する。
チャート上の温度分布曲線の長さ（Ｌ１）を画像解析装
置によって測定し、記録紙上の基準線の長さ（Ｌ０）と
の比（Ｋ値＝Ｌ１／Ｌ０）を求めた。Ｌ０はワイヤが完
全に均質な場合の温度分布曲線の長さに相当する。
【００３０】アーク安定性はビード・オン・プレート法
による溶接時のアーク電圧変動で評価した。また、スパ
ッタの発生傾向はすみ肉溶接時に発生したスパッタ個数
を測定して評価した。
による溶接時のアーク電圧変動で評価した。また、スパ
ッタの発生傾向はすみ肉溶接時に発生したスパッタ個数
を測定して評価した。
【００３１】図４は各溶接状況を示す模式図である。ビ
ード・オン・プレート溶接ではＳＵＳ３０４試験板（厚
さ２０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ）上に１本
のビードを溶接し、サンプリング時間は３．２秒とし
た。また、すみ肉試験では、ＳＵＳ３０４試験板２（厚
さ６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ３７０ｍｍ）をＴ型に組み
合わせ、下板の横にはスパッタ捕集が十分に行えるよう
にスパッタ捕集板１（厚さ６ｍｍ×幅９０ｍｍ×長さ６
００ｍｍ）を試験板下板に平行にセットして溶接を行っ
た。この場合の溶接トーチ３の角度は４５°であり、ワ
イヤ４の狙い位置はルート部とした。溶接終了後、試験
板およスパッタ捕集板に付着した全スパッタ数を測定し
て全スパッタ発生個数を求めた。なお、溶接条件は表３
に示すとおりである。
ード・オン・プレート溶接ではＳＵＳ３０４試験板（厚
さ２０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ）上に１本
のビードを溶接し、サンプリング時間は３．２秒とし
た。また、すみ肉試験では、ＳＵＳ３０４試験板２（厚
さ６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ３７０ｍｍ）をＴ型に組み
合わせ、下板の横にはスパッタ捕集が十分に行えるよう
にスパッタ捕集板１（厚さ６ｍｍ×幅９０ｍｍ×長さ６
００ｍｍ）を試験板下板に平行にセットして溶接を行っ
た。この場合の溶接トーチ３の角度は４５°であり、ワ
イヤ４の狙い位置はルート部とした。溶接終了後、試験
板およスパッタ捕集板に付着した全スパッタ数を測定し
て全スパッタ発生個数を求めた。なお、溶接条件は表３
に示すとおりである。
【００３２】得られた結果を下記表４及び図５に示す。
実施例１乃至１２は本発明例であり、Ｋ値が２．５以下
であることによってアーク電圧変動は４Ｖ以下となって
おり、アーク安定性が良好で、スパッタ発生個数も４０
個未満と少なく、良好な作業性を有している。
実施例１乃至１２は本発明例であり、Ｋ値が２．５以下
であることによってアーク電圧変動は４Ｖ以下となって
おり、アーク安定性が良好で、スパッタ発生個数も４０
個未満と少なく、良好な作業性を有している。
【００３３】一方、比較例１３乃至２１はＫ値が２．８
乃至４．４と２．５を超えるため、アーク電圧変動が大
きく、スパッタ発生量が多い。この原因としては、比較
例１３，１４，１８，１９，２１は成形時のフラックス
が均一でなく、疎密が生じたことによる。また、比較例
１９，２１ではワイヤ表面に微小な凹凸が生じていた
が、これはロールの型が安定しなかったことによる。そ
の結果、両ワイヤでは縮径が起こったか、又は伸線加工
時に部分的にフラックスが移動したため、ワイヤが不均
質になったと推定される。比較例１５，１６，１７，２
０は伸線加工時のダイススケジュールが適正でなく、加
工度にばらつきが生じ、外皮厚みが変化したためであ
る。
乃至４．４と２．５を超えるため、アーク電圧変動が大
きく、スパッタ発生量が多い。この原因としては、比較
例１３，１４，１８，１９，２１は成形時のフラックス
が均一でなく、疎密が生じたことによる。また、比較例
１９，２１ではワイヤ表面に微小な凹凸が生じていた
が、これはロールの型が安定しなかったことによる。そ
の結果、両ワイヤでは縮径が起こったか、又は伸線加工
時に部分的にフラックスが移動したため、ワイヤが不均
質になったと推定される。比較例１５，１６，１７，２
０は伸線加工時のダイススケジュールが適正でなく、加
工度にばらつきが生じ、外皮厚みが変化したためであ
る。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
同一材料を使用したワイヤであってもＫ値が変化すると
アーク安定性及びスパッタ発生量に差が生じる点に鑑
み、Ｋ値を２．５以下にすることによって、アーク安定
性が優れ、スパッタ発生量が少なく、作業性が良好なス
テンレス鋼フラックス入りワイヤが得られる。即ち、本
発明によれば、全体的なスパッタの低減及びアーク安定
は勿論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多
量のスパッタの発生も防止することができ、高品質の溶
接金属を形成することができる。その結果、実構造物の
溶接において、溶接欠陥の発生を防止できると共に、ス
パッタ発生を抑制でき、高品質な溶接金属を得ることが
できる。
同一材料を使用したワイヤであってもＫ値が変化すると
アーク安定性及びスパッタ発生量に差が生じる点に鑑
み、Ｋ値を２．５以下にすることによって、アーク安定
性が優れ、スパッタ発生量が少なく、作業性が良好なス
テンレス鋼フラックス入りワイヤが得られる。即ち、本
発明によれば、全体的なスパッタの低減及びアーク安定
は勿論のこと、瞬間的なアークの乱れ及びそれに伴う多
量のスパッタの発生も防止することができ、高品質の溶
接金属を形成することができる。その結果、実構造物の
溶接において、溶接欠陥の発生を防止できると共に、ス
パッタ発生を抑制でき、高品質な溶接金属を得ることが
できる。
【図１】溶滴移行時間のばらつき（σ）とＫ値との関係
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図２】通電加熱試験機の概要を示す図である。
【図３】記録紙に記録された温度パターンを示す模式図
である。
である。
【図４】溶接状況を示す図である。
【図５】アーク電圧変動、スパッタ発生量と、Ｋ値との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
１０：試験ワイヤ ２０：ガイド ２１：赤外線温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 繁樹 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 尾崎 慎太郎 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 (2)
- 【請求項１】 ステンレス鋼外皮中にワイヤ全重量に対
して１０乃至３０％のフラックスを充填してなるフラッ
クス入りワイヤにおいて、このワイヤの長手方向に３０
０ｍｍ乃至１０００ｍｍ離れた任意の２点間に通電し
て、ワイヤを５００乃至１０００℃に通電加熱し、この
ときのワイヤ温度を測定して記録するにあたり、１００
℃が５ｃｍで且つワイヤ長１００ｍｍに対応する長さが
１ｃｍとなるようにスケール設定された温度記録計の記
録紙上にワイヤ温度を記録したときに、記録紙上の温度
分布曲線の長さ（Ｌ１）と測定ワイヤ長に対応する基準
線の長さ（Ｌ０）との比（Ｋ値＝Ｌ１／Ｌ０）が２．５
以下であることを特徴とするステンレス鋼フラックス入
りワイヤ。 - 【請求項２】 Ｋ値が１．５以下であることを特徴とす
る請求項１に記載のステンレス鋼フラックス入りワイ
ヤ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077599A JPH09267193A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
| KR1019970010434A KR100241098B1 (ko) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | 스테인레스 강 플럭스 충전 와이어 전극 |
| EP97105125A EP0798069A3 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | Stainless-steel flux cored wire electrode |
| US08/828,383 US5854462A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-28 | Stainless-steel flux cored wire electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077599A JPH09267193A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267193A true JPH09267193A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13638418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8077599A Pending JPH09267193A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5854462A (ja) |
| EP (1) | EP0798069A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09267193A (ja) |
| KR (1) | KR100241098B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630772B1 (en) * | 1998-09-21 | 2003-10-07 | Agere Systems Inc. | Device comprising carbon nanotube field emitter structure and process for forming device |
| JP3476125B2 (ja) | 1998-12-09 | 2003-12-10 | 株式会社神戸製鋼所 | ２相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4005309A (en) * | 1973-10-01 | 1977-01-25 | Stoody Company | Fabricated welding wire for corrosive-resistant stainless |
| JPS6264496A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-23 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼溶接用シ−ムレスフラツクス入りワイヤ |
| JPS6268696A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-28 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼溶接用フラツクス入りワイヤ |
| JPH02251395A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-09 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JPH0783952B2 (ja) * | 1989-08-25 | 1995-09-13 | 株式会社神戸製鋼所 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| US5219425A (en) * | 1989-08-25 | 1993-06-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Flux containing wire for use in stainless steel welding |
| JPH03243296A (ja) * | 1990-02-22 | 1991-10-30 | Kobe Steel Ltd | ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ |
| JP2667634B2 (ja) * | 1994-03-31 | 1997-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8077599A patent/JPH09267193A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-26 KR KR1019970010434A patent/KR100241098B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-26 EP EP97105125A patent/EP0798069A3/en not_active Withdrawn
- 1997-03-28 US US08/828,383 patent/US5854462A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5854462A (en) | 1998-12-29 |
| EP0798069A2 (en) | 1997-10-01 |
| KR970064812A (ko) | 1997-10-13 |
| KR100241098B1 (ko) | 2000-03-02 |
| EP0798069A3 (en) | 2001-08-16 |
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