JPS60152393A - エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ並びにエレクトロガスア−ク溶接方法 - Google Patents
エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ並びにエレクトロガスア−ク溶接方法Info
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- JPS60152393A JPS60152393A JP933784A JP933784A JPS60152393A JP S60152393 A JPS60152393 A JP S60152393A JP 933784 A JP933784 A JP 933784A JP 933784 A JP933784 A JP 933784A JP S60152393 A JPS60152393 A JP S60152393A
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- 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
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- 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
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- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
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- B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高速度低入熱条件下においても耐高温割れ性
の優れた溶接金属を得ることのできるエレクトロガスア
ーク溶接（以下ＥＧＷという）用複合ワイヤ並びに該ワ
イヤを用いて行なうＥＧＷ方法に関するものである。
の優れた溶接金属を得ることのできるエレクトロガスア
ーク溶接（以下ＥＧＷという）用複合ワイヤ並びに該ワ
イヤを用いて行なうＥＧＷ方法に関するものである。
ＥＧＷｉ−を溶接能率が高いという理由によって造船や
石油タンク等の大型構造物の建造に多用され、コスト低
減に役立っている。しかるにコスト低減を一層押し進め
るべくかつ溶接部特にボンド部からＩＩＡ Ｚ部におけ
る靭性を向上させるべく溶接速度を更に高めようとする
と梨型割れが発生するという問題があり、高速化にも自
ずと限界があった。
石油タンク等の大型構造物の建造に多用され、コスト低
減に役立っている。しかるにコスト低減を一層押し進め
るべくかつ溶接部特にボンド部からＩＩＡ Ｚ部におけ
る靭性を向上させるべく溶接速度を更に高めようとする
と梨型割れが発生するという問題があり、高速化にも自
ずと限界があった。
ところで梨型割れは柱状晶会合部への低融点不純物の偏
析が原因となって発生するもので、その発生領域は第１
図に示す様に溶接速度とビード断面形状係数（Ｈ／Ｗ第
２図参照）の相関々係によって決定される。即ち梨型割
れの発生を防止する為には（１）溶接速度を低下させる
か又は（２１（Ｈ／Ｗ）を低下させる必要がある。尚Ｃ
Ｈ／Ｗ）を低下させることは開先角度を鈍角にして開先
間口を広く採ることを意味する。しかるに上記の解決方
法はいずれも入熱量の増加が不可避のものであるからボ
ンド部からＨＡＺ部ばかりでなく溶接金属の靭性値が低
下し、又溶接能率が低下する為ＥＧＷの長所が失なわれ
てしまう。
析が原因となって発生するもので、その発生領域は第１
図に示す様に溶接速度とビード断面形状係数（Ｈ／Ｗ第
２図参照）の相関々係によって決定される。即ち梨型割
れの発生を防止する為には（１）溶接速度を低下させる
か又は（２１（Ｈ／Ｗ）を低下させる必要がある。尚Ｃ
Ｈ／Ｗ）を低下させることは開先角度を鈍角にして開先
間口を広く採ることを意味する。しかるに上記の解決方
法はいずれも入熱量の増加が不可避のものであるからボ
ンド部からＨＡＺ部ばかりでなく溶接金属の靭性値が低
下し、又溶接能率が低下する為ＥＧＷの長所が失なわれ
てしまう。
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、梨型高温割れを発生させることなく高速度低入熱溶接
を行ない得る様な条件殊にこれを可能にするＥＧＷ用複
合ワイヤを提供することを第１の目的とし、又該ワイヤ
を用いて高速度低入熱条件下にＥＧＷを行なうに当たシ
良好な特性の溶接金属を得ることができる様な溶接方法
を提供することを第２の目的とするものである。
、梨型高温割れを発生させることなく高速度低入熱溶接
を行ない得る様な条件殊にこれを可能にするＥＧＷ用複
合ワイヤを提供することを第１の目的とし、又該ワイヤ
を用いて高速度低入熱条件下にＥＧＷを行なうに当たシ
良好な特性の溶接金属を得ることができる様な溶接方法
を提供することを第２の目的とするものである。
しかして上記目的を達成した本発明のＥＧＷ用複合ワイ
ヤとは、軟鋼製管状外皮で囲まれる腔部にフラックスを
充填したものにおいて、（イ）軟鋼製外皮中のＣ：０．
０６チ（重量−の意味、以下同じ）以下 （０）全ワイヤ中のＭｎ ： １．５〜３．５ ％とす
ると共に、充填フラックス中にはワイヤ全重量に対して （ハ）希土類元素金属：０．０２〜０．２価に）金属Ｍ
ｇ：０．０９〜０．４襲 を夫々含有させ、且つ （ホ）（フラックス中の希土類元素金属／全ワイヤ中の
Ｃ最）：１以上 に調整したものである点に要旨があ）、更に上記ＥＧＷ
ワイヤを用いて行なう本発明の溶接方法とは、（溶接電
流／金属外皮断面ｆｌｔ）で表わされる電流密度を２９
０〜５００Ａ／ｍｆ、〔（ワイヤエクステンション）／
（ワイヤ直径）２〕（以下Ｌ／１）”と表わす）を１２
〜２５に夫々設定して溶接を行なう点に要旨が存在する
。
ヤとは、軟鋼製管状外皮で囲まれる腔部にフラックスを
充填したものにおいて、（イ）軟鋼製外皮中のＣ：０．
０６チ（重量−の意味、以下同じ）以下 （０）全ワイヤ中のＭｎ ： １．５〜３．５ ％とす
ると共に、充填フラックス中にはワイヤ全重量に対して （ハ）希土類元素金属：０．０２〜０．２価に）金属Ｍ
ｇ：０．０９〜０．４襲 を夫々含有させ、且つ （ホ）（フラックス中の希土類元素金属／全ワイヤ中の
Ｃ最）：１以上 に調整したものである点に要旨があ）、更に上記ＥＧＷ
ワイヤを用いて行なう本発明の溶接方法とは、（溶接電
流／金属外皮断面ｆｌｔ）で表わされる電流密度を２９
０〜５００Ａ／ｍｆ、〔（ワイヤエクステンション）／
（ワイヤ直径）２〕（以下Ｌ／１）”と表わす）を１２
〜２５に夫々設定して溶接を行なう点に要旨が存在する
。
まず本発明ワイヤの成分構成について説明する。
（イ）軟鋼製外皮中のＣ：０．０６％以下軟鋼製外皮中
に含有されるＣ量が多すぎると溶滴の爆発をひき起こし
てアークが不安定となり、作条性の悪化やスパッタ発生
並びに表面ピードにおけるスラグホールド発生の原因と
なると共に、ヒユーム発生量を増大させて作業環境を悪
化させるので、含有量は０．０６％以下とする必要があ
る。
に含有されるＣ量が多すぎると溶滴の爆発をひき起こし
てアークが不安定となり、作条性の悪化やスパッタ発生
並びに表面ピードにおけるスラグホールド発生の原因と
なると共に、ヒユーム発生量を増大させて作業環境を悪
化させるので、含有量は０．０６％以下とする必要があ
る。
（ロ）全ワイヤ中のＭｎ ： １．５〜３．５ ％梨型
割れの原因となる低融点不純物のうち特に代表的なもの
としてはＦｅ５（融点９８８℃）が挙げられるが、Ｍｎ
を適量添加しておくとＦｅＳが還元されてＭｎＳが生成
し、これが結晶粒界あるいは結晶粒内に分散する。その
結果ＦｅＳ等の低融点不純物の偏析が解消されて梨型高
温割れの発生が防止される。又Ｍｎの添加によシ結晶粒
が微細化するので溶接金属の靭性及び強度が向上する。
割れの原因となる低融点不純物のうち特に代表的なもの
としてはＦｅ５（融点９８８℃）が挙げられるが、Ｍｎ
を適量添加しておくとＦｅＳが還元されてＭｎＳが生成
し、これが結晶粒界あるいは結晶粒内に分散する。その
結果ＦｅＳ等の低融点不純物の偏析が解消されて梨型高
温割れの発生が防止される。又Ｍｎの添加によシ結晶粒
が微細化するので溶接金属の靭性及び強度が向上する。
この様な効果を有効に発揮させるにはＭｎを１．５価以
上含有させる必要がある。しかしながら３．５俤を超え
て含有させると、凝固時の初晶であるγ相が安定化する
と共に、元々ＥＧＷにおいては溶接部に大入熱（少ない
場合でも２５ ＫＪ／ｃｍ ）が加わっているので、Ｍ
ｎＳ等の硫化物結晶が逆に成長しすぎて梨型高温割れが
発生し易くなる。
上含有させる必要がある。しかしながら３．５俤を超え
て含有させると、凝固時の初晶であるγ相が安定化する
と共に、元々ＥＧＷにおいては溶接部に大入熱（少ない
場合でも２５ ＫＪ／ｃｍ ）が加わっているので、Ｍ
ｎＳ等の硫化物結晶が逆に成長しすぎて梨型高温割れが
発生し易くなる。
尚Ｍｎを添加する為に配合されるフラックス原料として
は、Ｆ ｅ−Ｍｎ％Ｆ ｅ−５ｉ−Ｍｎ、金属Ｍｎ等が
例示される。フープ中のＭｎはワイヤ伸練性な考慮する
と、０．６係２以下が望ましい。
は、Ｆ ｅ−Ｍｎ％Ｆ ｅ−５ｉ−Ｍｎ、金属Ｍｎ等が
例示される。フープ中のＭｎはワイヤ伸練性な考慮する
と、０．６係２以下が望ましい。
（ハ）希土類元素金属：充填フラックス中にワイヤ全重
量に対して０，０２〜 ０．２係 希土類元素は脱備作用及び脱燐作用を有し、溶接金属中
のＳ＋Ｐと反応して硫化物や燐化物を生成し、スラグ中
へ移行する。その結果ＦｅＳ等の低融点不純物の生成を
減少させ、粒界への低融点不純物の偏析を減少すること
ができる。さらに、溶接金属中に残ったＰ、Ｓも高融点
のＬａｌ！５ｓｔｃｅｓζ）を形成するため、低融点液
相が凝固の最終段階で粒界に偏析することを防止する効
果がある。
量に対して０，０２〜 ０．２係 希土類元素は脱備作用及び脱燐作用を有し、溶接金属中
のＳ＋Ｐと反応して硫化物や燐化物を生成し、スラグ中
へ移行する。その結果ＦｅＳ等の低融点不純物の生成を
減少させ、粒界への低融点不純物の偏析を減少すること
ができる。さらに、溶接金属中に残ったＰ、Ｓも高融点
のＬａｌ！５ｓｔｃｅｓζ）を形成するため、低融点液
相が凝固の最終段階で粒界に偏析することを防止する効
果がある。
上記効果を有効に発揮させる為にはフラックス中に希土
類元素金属をワイヤ全重量に対して０．０２φ以上添加
する必要がある。しかしながら添加量が多すぎるとアー
クの県中性がなくなって、溶込み不良が発生すると共に
作条性が悪化するので、２チ以下に抑えなければならな
い。
類元素金属をワイヤ全重量に対して０．０２φ以上添加
する必要がある。しかしながら添加量が多すぎるとアー
クの県中性がなくなって、溶込み不良が発生すると共に
作条性が悪化するので、２チ以下に抑えなければならな
い。
希土類元素金屑添加原料としてはミツシュメタルやＲＥ
Ｍ含有Ｃａ−５１等が例示され、中でもＬａやＣａ等の
軽希土類元素を主成分とするものが望ましい。
Ｍ含有Ｃａ−５１等が例示され、中でもＬａやＣａ等の
軽希土類元素を主成分とするものが望ましい。
に）金属Ｍｇ二充填フシックス中にワイヤ全重量に対し
て０．０９〜０．４チ Ｍｇは強力な脱酸元素であって添加量を調整することに
よ）溶接金属の酸素量を制御することができる。どの作
用によって溶接金属の酸素量を７００兜程度まで低下さ
せることができると溶接金属のデンドライト粒界におけ
る結晶粒を微細化することができ、梨型高温割れの発生
を効果的に抑制することができると共に靭性も向上する
。しかしながら上記酸素量が低下しすぎるとＳ及びＰを
酸化物として捕捉し分散化する効果が失なわれ、膜状の
硫化物が発生して耐割れ性が低下するので３、ｏｏｐｐ
ｍ以上に保持する必要がある。尚酸素量低減の為に多量
のＭｇを添加すると添加量に応じて高融点物質であるＭ
ｇＯが生成しスラグ中に占めるＭｇＯの割合が大きくな
る。その結果Ｃｕ当金の摺動抵抗が増加してピード外観
が悪化するのでこの面からもＭｇの添加量は制限される
。
て０．０９〜０．４チ Ｍｇは強力な脱酸元素であって添加量を調整することに
よ）溶接金属の酸素量を制御することができる。どの作
用によって溶接金属の酸素量を７００兜程度まで低下さ
せることができると溶接金属のデンドライト粒界におけ
る結晶粒を微細化することができ、梨型高温割れの発生
を効果的に抑制することができると共に靭性も向上する
。しかしながら上記酸素量が低下しすぎるとＳ及びＰを
酸化物として捕捉し分散化する効果が失なわれ、膜状の
硫化物が発生して耐割れ性が低下するので３、ｏｏｐｐ
ｍ以上に保持する必要がある。尚酸素量低減の為に多量
のＭｇを添加すると添加量に応じて高融点物質であるＭ
ｇＯが生成しスラグ中に占めるＭｇＯの割合が大きくな
る。その結果Ｃｕ当金の摺動抵抗が増加してピード外観
が悪化するのでこの面からもＭｇの添加量は制限される
。
以上の理由から充填フラックス中に占める金属Ｍｇの含
有量は、ワイヤ全重量に対して０．０９／−０，４％と
定めた。
有量は、ワイヤ全重量に対して０．０９／−０，４％と
定めた。
Ｍｇ添加原料としては、金属Ｍｇ％Ｓ１−Ｍｇ合金、Ｎ
ｉ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ｆｅ−８１−Ｍｇ合金
等が例示され、中でもＡＩ’−Ｍｇ合金は、ワイヤエク
ステンションを長大化しても安定なアークが得られるの
で望ましい。
ｉ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ｆｅ−８１−Ｍｇ合金
等が例示され、中でもＡＩ’−Ｍｇ合金は、ワイヤエク
ステンションを長大化しても安定なアークが得られるの
で望ましい。
１９（フラックス中の希土類元素金属／全ワイヤ中のＣ
量）＝１以上 溶接金属の凝固初晶であるγ相に対するＳ及び１ Ｐの溶解度はδ相に対する溶解度のｉ−７である。
量）＝１以上 溶接金属の凝固初晶であるγ相に対するＳ及び１ Ｐの溶解度はδ相に対する溶解度のｉ−７である。
しかるにＣはｒ相安定化元素であるのでＣ含有量が多い
とγ相が多くなってＳ及びＰの溶解度が減少しこれが液
相に残留し凝固の最終段階において粒界に析出し耐割れ
性を低下させる。従ってＣ量は少ないことが望ましいが
若干のＣはどうしても存在するので希土類元素の添加効
果によってこれを相殺する必要がある。即ち（フラック
ス中の希土類元素金属／全ワイヤ中のＣ量）で示される
比を１．０以上とすることによってＳ及びＰが粒界に析
出するのを防止することができる。
とγ相が多くなってＳ及びＰの溶解度が減少しこれが液
相に残留し凝固の最終段階において粒界に析出し耐割れ
性を低下させる。従ってＣ量は少ないことが望ましいが
若干のＣはどうしても存在するので希土類元素の添加効
果によってこれを相殺する必要がある。即ち（フラック
ス中の希土類元素金属／全ワイヤ中のＣ量）で示される
比を１．０以上とすることによってＳ及びＰが粒界に析
出するのを防止することができる。
本発明複合ワイヤの基本榴成は上記の通シであシ、該複
合ワイヤを用いてＥＧＷを行なった場合の梨型割れ発生
領域は第３図に示す様にな）ル賀値並びに溶接速度の許
容範囲が拡大される。
合ワイヤを用いてＥＧＷを行なった場合の梨型割れ発生
領域は第３図に示す様にな）ル賀値並びに溶接速度の許
容範囲が拡大される。
尚上記以外の複合ワイヤ構成成分としては以下のものが
挙げられる。
挙げられる。
Ｖ：ワイヤ全重量に対し０．０７〜０．６チ■は結晶粒
を微細化すると共にδ相を安定化する効果かあ）、これ
らによって耐割れ性をよシ完壁にする。従って梨型高温
割れをよシ完壁に防止する上で全ワイヤ重量に対して０
．０７％以上添加することが望ましい。一方添加量が多
すぎると、■が不純物として作用し、溶接金８の靭性を
低下するので０．６チ以下に制限することが推奨される
。
を微細化すると共にδ相を安定化する効果かあ）、これ
らによって耐割れ性をよシ完壁にする。従って梨型高温
割れをよシ完壁に防止する上で全ワイヤ重量に対して０
．０７％以上添加することが望ましい。一方添加量が多
すぎると、■が不純物として作用し、溶接金８の靭性を
低下するので０．６チ以下に制限することが推奨される
。
（Ｓ ｉ ０２ ＋２Ｔ ｉ Ｏｔ ）／Ｍｇ ： １
．６以上Ｓｉｎ、及びＴｉｅ、はスラグをガラス質に保
ちＣｕ当金との滑性を良好にする効果があるので、前記
ＭｇＯ生成によるＣｕ当金の摺動抵抗の増加を抑制する
ことができ、ひいてはビード外観の悪化を防止すること
ができる。上記効果を得る為にラックス中に添加するこ
とが望まれる。
．６以上Ｓｉｎ、及びＴｉｅ、はスラグをガラス質に保
ちＣｕ当金との滑性を良好にする効果があるので、前記
ＭｇＯ生成によるＣｕ当金の摺動抵抗の増加を抑制する
ことができ、ひいてはビード外観の悪化を防止すること
ができる。上記効果を得る為にラックス中に添加するこ
とが望まれる。
又フラックス中に脱硫作用の大きいＣａＦ２等を添加し
たシ、スラグが塩基性となる様なスラグに制限はないも
のの下記条件を満足する様に製造することが望まれる。
たシ、スラグが塩基性となる様なスラグに制限はないも
のの下記条件を満足する様に製造することが望まれる。
即ちワイヤの断面構造については特に制限はなく、円筒
型（オープンシーム及びクローズドシームを含む）、ア
ップル型、ＯＷ型等のいずれでも良いが、ワイヤの蛇行
防止や細径ワイヤへの適用等を考慮すると円筒型が好ま
しい。
型（オープンシーム及びクローズドシームを含む）、ア
ップル型、ＯＷ型等のいずれでも良いが、ワイヤの蛇行
防止や細径ワイヤへの適用等を考慮すると円筒型が好ま
しい。
上記の構成からなる複合ワイヤを用いることによって、
高温の梨型割れ発生の危険をみることなくより低入熱・
高速度化することが容易になった。
高温の梨型割れ発生の危険をみることなくより低入熱・
高速度化することが容易になった。
尚この効果を発揮するに当って、高速度・低入熱施工に
適したワイヤ及びそのワイヤを用いる施工条件を検討し
た結果、ワイヤの溶融速度を飛躍的に上昇することによ
りその目的を達成した。
適したワイヤ及びそのワイヤを用いる施工条件を検討し
た結果、ワイヤの溶融速度を飛躍的に上昇することによ
りその目的を達成した。
又ワイヤの断面形状については、ワイヤエクステンショ
ン部でのジュール熱効果を発揮させてワイヤ溶融速度を
向上させる為に、 （軟鋼製外皮断面積）／（ワイヤ全断面積）で示される
比を０．５５〜０．６９とすることが望まれる。即ち該
比が０．６９を超えると良導電体でちる軟鋼製外皮の割
合が非導電体であるフ２ツクス部の割合に比べて犬きく
な）すぎて電気抵抗が低下すると共に実質的な電流密度
も低下する。その結果発生ジュール熱量が減少してワイ
ヤの溶融速度も低下する。一方上記の比が０．５５未満
であると金属外皮の肉厚が薄すぎる為に細径まで伸線す
ると断線やワイヤの折れ曲がシ等の製造上の困難が発生
する。
ン部でのジュール熱効果を発揮させてワイヤ溶融速度を
向上させる為に、 （軟鋼製外皮断面積）／（ワイヤ全断面積）で示される
比を０．５５〜０．６９とすることが望まれる。即ち該
比が０．６９を超えると良導電体でちる軟鋼製外皮の割
合が非導電体であるフ２ツクス部の割合に比べて犬きく
な）すぎて電気抵抗が低下すると共に実質的な電流密度
も低下する。その結果発生ジュール熱量が減少してワイ
ヤの溶融速度も低下する。一方上記の比が０．５５未満
であると金属外皮の肉厚が薄すぎる為に細径まで伸線す
ると断線やワイヤの折れ曲がシ等の製造上の困難が発生
する。
尚上記ワイヤを用いるに当たってはワイヤ径を０．９〜
１．６ ＋ｎ＋ｎφとすることが望ましい。即ち前記（
軟鋼製外皮断面積／ワイヤ全断面積）で示される比が適
正であってもワイヤ径が１．６ｏ＋ｍφを超えると良導
電性部である金属外皮の絶対量が増大し電流密度が低下
する。その結果ジュール熱効果が十分に発揮されず溶融
速度の低下をまねく、一方ワイヤ径が０．９ ｍｍφ未
満の場合には複合ワイヤの製造が困難になる。
１．６ ＋ｎ＋ｎφとすることが望ましい。即ち前記（
軟鋼製外皮断面積／ワイヤ全断面積）で示される比が適
正であってもワイヤ径が１．６ｏ＋ｍφを超えると良導
電性部である金属外皮の絶対量が増大し電流密度が低下
する。その結果ジュール熱効果が十分に発揮されず溶融
速度の低下をまねく、一方ワイヤ径が０．９ ｍｍφ未
満の場合には複合ワイヤの製造が困難になる。
一方溶融速度を高めてもワイヤの単位当たり重量あるい
は金属分の割合が少なければ結果として溶接速度の向上
は望めない。そこで充填フラックス中の溶接金属形成々
分量即ち（鉄粉十合金元素）量をできる限り多くすると
とが望まれるが、一方フラックス中にはスラグ形成剤等
として非金属物質を含有させる必要があるので溶接金属
形成４分量を確保する為には、非金属物質総ｌｉｔ、が
ワイヤ全重量に対して０．４〜３．９％となる様に調整
することが望まれる。非金属物質総量が３．９係を超え
ると溶着効率が低下するので溶接速度の向上が望めなく
なる。一方０．４％未満になるとビード表面をスラグに
よって均一に被包することができず、ピ° −ドの外観
が悪化する。尚上記非金属物質とじてはＳ ｉ０２ ＋
Ｔ ＋ ０２ ｒ Ｃａ Ｏｒ Ｃａ Ｆ２等が例示
される。
は金属分の割合が少なければ結果として溶接速度の向上
は望めない。そこで充填フラックス中の溶接金属形成々
分量即ち（鉄粉十合金元素）量をできる限り多くすると
とが望まれるが、一方フラックス中にはスラグ形成剤等
として非金属物質を含有させる必要があるので溶接金属
形成４分量を確保する為には、非金属物質総ｌｉｔ、が
ワイヤ全重量に対して０．４〜３．９％となる様に調整
することが望まれる。非金属物質総量が３．９係を超え
ると溶着効率が低下するので溶接速度の向上が望めなく
なる。一方０．４％未満になるとビード表面をスラグに
よって均一に被包することができず、ピ° −ドの外観
が悪化する。尚上記非金属物質とじてはＳ ｉ０２ ＋
Ｔ ＋ ０２ ｒ Ｃａ Ｏｒ Ｃａ Ｆ２等が例示
される。
更にワイヤ仕上シ状態における充填フラックスの嵩比重
は４，６〜６．６とすることが望ましい。高比重が６．
６を超えると充填フラックス中の金属成分にも溶接電流
が流れ、金属外皮の電流密度が小さくなってジュール熱
発生量が低下する。又充填フラックスが圧密状態となる
為に伸線中に断線する等の製造上の困難に遭遇する。一
方高比量が４．６未満の場合には溶接金属形成４分の充
填率が低下し溶着効率が悪化する。尚嵩比重の調整は軟
鋼製金属外皮の肉厚、フラックス粒度、フラックス率等
を調整することによシ行なう。更にフラックス中の鉄粉
量はワイヤ全重量に対して１５裂以上とすることが望ま
しい。又充填フラックスは水ガラス等のバインダーによ
シ予め造粒しておくと該７シツクスに溶接電流が流れる
ことがないので７１ｚ流密度（後に詳述）を高くする効
果が発揮されて好ましい。
は４，６〜６．６とすることが望ましい。高比重が６．
６を超えると充填フラックス中の金属成分にも溶接電流
が流れ、金属外皮の電流密度が小さくなってジュール熱
発生量が低下する。又充填フラックスが圧密状態となる
為に伸線中に断線する等の製造上の困難に遭遇する。一
方高比量が４．６未満の場合には溶接金属形成４分の充
填率が低下し溶着効率が悪化する。尚嵩比重の調整は軟
鋼製金属外皮の肉厚、フラックス粒度、フラックス率等
を調整することによシ行なう。更にフラックス中の鉄粉
量はワイヤ全重量に対して１５裂以上とすることが望ま
しい。又充填フラックスは水ガラス等のバインダーによ
シ予め造粒しておくと該７シツクスに溶接電流が流れる
ことがないので７１ｚ流密度（後に詳述）を高くする効
果が発揮されて好ましい。
上記構成の複合ワイヤを用いることによって梨型高温割
れを発生さぜることなく高速度低入熱のＥＧＷを行々う
と占が可能となった。
れを発生さぜることなく高速度低入熱のＥＧＷを行々う
と占が可能となった。
次に上記複合ワイヤの特性を十分に引出す為の溶接方法
殊に施工条件について説明する。
殊に施工条件について説明する。
（溶接電流／金属外皮断面積）で示される電流密度：
２９０〜５００Ａ／ｍｎＦ 溶融速度を高めるに当たっては電流密度を高める必要が
あるが、５００Ａ／ｍ♂を超えるｉｔどに高めるとアー
クが不安定になると共にピード外観が恐くなり溶込みも
浅くなる。一方２９０ Ａ／ｍｍ２未満になるとワイヤ
の溶融速度が遅くなシ高速度溶接が達成できなくなる。
２９０〜５００Ａ／ｍｎＦ 溶融速度を高めるに当たっては電流密度を高める必要が
あるが、５００Ａ／ｍ♂を超えるｉｔどに高めるとアー
クが不安定になると共にピード外観が恐くなり溶込みも
浅くなる。一方２９０ Ａ／ｍｍ２未満になるとワイヤ
の溶融速度が遅くなシ高速度溶接が達成できなくなる。
Ｌ／Ｄ２：１２〜２５
ワイヤエクステンションはワイヤ溶融速度を圧右する因
子であって十分なジュール熱効果を得る為にはＬ／Ｄ２
を１２収上にする必要がある。しかしながらＬ／Ｄ２が
犬きくなシすぎるワイヤのエクステンションが長大化し
すぎてワイヤが蛇行すると共にアークが不安定となり、
且つ溶接電圧が低下して外観不良や溶込み不良が発生す
るのでしΦ２は２５以下に抑える必要がある。
子であって十分なジュール熱効果を得る為にはＬ／Ｄ２
を１２収上にする必要がある。しかしながらＬ／Ｄ２が
犬きくなシすぎるワイヤのエクステンションが長大化し
すぎてワイヤが蛇行すると共にアークが不安定となり、
且つ溶接電圧が低下して外観不良や溶込み不良が発生す
るのでしΦ２は２５以下に抑える必要がある。
その他、電流極性を正極性にすることによってワイヤ溶
融速度を２０〜２５チ向上させる手法を、必要により採
用することが推奨される。尚正極性とするに当たってシ
ールドガスとしてＡｒ−Ｃｏ２あるいはＡｒ−０２を用
いるとアークが安定するので好ましい。
融速度を２０〜２５チ向上させる手法を、必要により採
用することが推奨される。尚正極性とするに当たってシ
ールドガスとしてＡｒ−Ｃｏ２あるいはＡｒ−０２を用
いるとアークが安定するので好ましい。
本発明は以上の様に措成されており、軟鍛製外皮並びに
充填フラックスを夫々前記のｙＩＴｉり規定したので、
該複合ワイヤを用いて行なうＥＧＷにおいて梨型高温割
れの発生領域を第３図に示す如くＨ／Ｗ値が大きく且つ
溶接速度が大きい側（図中の右上側）へ後退させること
ができた。そして該複合ワイヤを用いてＥＧＷを行なう
に当／こり、溶接施工条件を前記の通り規定したので梨
型高温割れを発生することなく、ＥＧＷの高速度低入熱
化を達成することができ、その結果溶接コストを低減す
ることができた。又高速度低入熱化の達成によりボンド
部からＨＡＺ部における靭性を高めることができた。
充填フラックスを夫々前記のｙＩＴｉり規定したので、
該複合ワイヤを用いて行なうＥＧＷにおいて梨型高温割
れの発生領域を第３図に示す如くＨ／Ｗ値が大きく且つ
溶接速度が大きい側（図中の右上側）へ後退させること
ができた。そして該複合ワイヤを用いてＥＧＷを行なう
に当／こり、溶接施工条件を前記の通り規定したので梨
型高温割れを発生することなく、ＥＧＷの高速度低入熱
化を達成することができ、その結果溶接コストを低減す
ることができた。又高速度低入熱化の達成によりボンド
部からＨＡＺ部における靭性を高めることができた。
尚本発明は主として立向ＥＧＷに適用されるものである
が、横向ＥＧＷやエレクトロスラグ溶接においても割れ
防止の結果を発揮する。
が、横向ＥＧＷやエレクトロスラグ溶接においても割れ
防止の結果を発揮する。
次に本発明の実施例について説明する。
第１表（イ）、（ロ）に示す成分・組成の複合ワイヤを
用いて、ＣＯ２流量： ３０ ／ｊ ／ｓｉｎの下にサ
イリシタ式直流定電圧特性（逆極性）の電源で、板厚２
５ｍｍのＨＴ５０材のＥＧＷを行なった。尚ワイヤＡ〜
Ｉ及びＰ−Ｔは比較例、ワイヤＪ −Ｎは参考例、ワイ
ヤＵ−Ｚは実施例を夫々示す。
用いて、ＣＯ２流量： ３０ ／ｊ ／ｓｉｎの下にサ
イリシタ式直流定電圧特性（逆極性）の電源で、板厚２
５ｍｍのＨＴ５０材のＥＧＷを行なった。尚ワイヤＡ〜
Ｉ及びＰ−Ｔは比較例、ワイヤＪ −Ｎは参考例、ワイ
ヤＵ−Ｚは実施例を夫々示す。
ワイヤＡは、軟鋼製外皮中のＣ量が０．０１％と高い為
にスパッタが多発して作業性が悪化し溶着効率が低下す
ると共にスラグホールドが発生してビード外観が悪化し
た。ワイヤＢは、全ワイヤ中のＭ ｎ ｆｆ（が１．３
８と低い為硫化物の分散化が阻害され且つ結晶粒が粗大
化して梨型割れが発生した。
にスパッタが多発して作業性が悪化し溶着効率が低下す
ると共にスラグホールドが発生してビード外観が悪化し
た。ワイヤＢは、全ワイヤ中のＭ ｎ ｆｆ（が１．３
８と低い為硫化物の分散化が阻害され且つ結晶粒が粗大
化して梨型割れが発生した。
ワイヤＣは、全ワイヤ中のＭｎ量が３．８７％と高い為
初晶のγ相が安定化し、γ相に溶けきれずに柱状晶会合
部に残留した硫化物が大きく成長し過ぎて梨型割れが発
生した。ワイヤＤは、希土類元素が０．００５％ど低い
為に梨型割れ発生防止効果１が発揮されなかった。ワイ
ヤＥは、希土類元素が０．２４チと多い為アークの集中
性が無くなり溶込み不良が発生すると共に作業性が劣化
した。ワイヤＦは、希土類元素／全Ｃ量で示される比が
０．５８と低い為に炭素の割れに対する影響を相殺する
ことができず梨型割れが発生した。ワイヤＧは、金属Ｍ
ｇ量が０．０６と低い為に脱酸効果が発揮されず酸素１
よ低下による結晶粒微細化効果が薄れて梨型割れが発生
した。尚このときの酸素量は９００ｐＩｌｌ１１であっ
た。ワイヤＨは、金屑Ｍｇ債が０．５１チと高すぎる為
スラグ中に占めるＭｇ０（高融点物質）の割合が高くな
りＣｕ当金の摺動抵抗が増大してビードの外観が悪化し
た。ワイヤＩは、希土類元素を添加しなかったので梨型
割れの発生を防止できなかった。
初晶のγ相が安定化し、γ相に溶けきれずに柱状晶会合
部に残留した硫化物が大きく成長し過ぎて梨型割れが発
生した。ワイヤＤは、希土類元素が０．００５％ど低い
為に梨型割れ発生防止効果１が発揮されなかった。ワイ
ヤＥは、希土類元素が０．２４チと多い為アークの集中
性が無くなり溶込み不良が発生すると共に作業性が劣化
した。ワイヤＦは、希土類元素／全Ｃ量で示される比が
０．５８と低い為に炭素の割れに対する影響を相殺する
ことができず梨型割れが発生した。ワイヤＧは、金属Ｍ
ｇ量が０．０６と低い為に脱酸効果が発揮されず酸素１
よ低下による結晶粒微細化効果が薄れて梨型割れが発生
した。尚このときの酸素量は９００ｐＩｌｌ１１であっ
た。ワイヤＨは、金屑Ｍｇ債が０．５１チと高すぎる為
スラグ中に占めるＭｇ０（高融点物質）の割合が高くな
りＣｕ当金の摺動抵抗が増大してビードの外観が悪化し
た。ワイヤＩは、希土類元素を添加しなかったので梨型
割れの発生を防止できなかった。
これらに対しワイヤＪ −Ｎは本発明の参考例であって
、ワイヤＪは、（軟鋼製外皮断面積／ワイヤ全断面積）
で示される比が太きすぎる為にワイヤとしての電気抵抗
が低下し且つ電流密度も低下してジュール熱効果が十分
に発揮されない。その結果ワイヤの溶融速度が低くなり
溶接速度がやや低下した。ワイヤには非金属物質総量が
０．２９係と少なすぎる為にスラグ量が不足してビード
表面を十分均一に被包することができずど一ドの外観が
悪化した。ワイヤＬは、スラックス中の非金に４物質総
量が４．３５ｑ６と多すぎる為に相対的に金属成分が不
足して溶着効率が低下して十分な溶接速度が得られなか
った。ワイヤＭは、充填フラックスの嵩比重が低すぎる
為に溶着効率が低下して溶接速度がやや低下した。ワイ
ヤＮは、充填フラックスの嵩比重が高すぎる為に溶接電
流がフシックスにも流れて電流密度が低下しジュール熱
効果が希釈されると共に、ワイヤが折れ易くなった。
、ワイヤＪは、（軟鋼製外皮断面積／ワイヤ全断面積）
で示される比が太きすぎる為にワイヤとしての電気抵抗
が低下し且つ電流密度も低下してジュール熱効果が十分
に発揮されない。その結果ワイヤの溶融速度が低くなり
溶接速度がやや低下した。ワイヤには非金属物質総量が
０．２９係と少なすぎる為にスラグ量が不足してビード
表面を十分均一に被包することができずど一ドの外観が
悪化した。ワイヤＬは、スラックス中の非金に４物質総
量が４．３５ｑ６と多すぎる為に相対的に金属成分が不
足して溶着効率が低下して十分な溶接速度が得られなか
った。ワイヤＭは、充填フラックスの嵩比重が低すぎる
為に溶着効率が低下して溶接速度がやや低下した。ワイ
ヤＮは、充填フラックスの嵩比重が高すぎる為に溶接電
流がフシックスにも流れて電流密度が低下しジュール熱
効果が希釈されると共に、ワイヤが折れ易くなった。
一方ワイヤＩ゛〜Ｓは溶接施工条件が本発明を満足しな
い比較例であって、ワイヤＰは、電流密度が５５０ Ａ
／ｍｍ２と高すぎる為にアークが不安定になると共にビ
ード外観が悪化し、且つ溶込み不良が発生した。ワイヤ
Ｑは電流密度が２７０ Ａ／ｍｍ２と低い為ワイヤ溶融
速度が低下した。ワイヤＲはＬ／Ｄ２で示される比が２
９と過大である為ワイヤの蛇行、アーク不安定、電圧低
下等が発生し、ビード外観不良や溶込み不良が発生した
。ワイヤＳはＬ／Ｄ２が９と少ない為即ちワイヤエクス
テンションが短小である為に十分なジュール熱効果を得
ることができず溶接速度が低下した。
い比較例であって、ワイヤＰは、電流密度が５５０ Ａ
／ｍｍ２と高すぎる為にアークが不安定になると共にビ
ード外観が悪化し、且つ溶込み不良が発生した。ワイヤ
Ｑは電流密度が２７０ Ａ／ｍｍ２と低い為ワイヤ溶融
速度が低下した。ワイヤＲはＬ／Ｄ２で示される比が２
９と過大である為ワイヤの蛇行、アーク不安定、電圧低
下等が発生し、ビード外観不良や溶込み不良が発生した
。ワイヤＳはＬ／Ｄ２が９と少ない為即ちワイヤエクス
テンションが短小である為に十分なジュール熱効果を得
ることができず溶接速度が低下した。
又ワイヤＴはワイヤ径が２．０ ｍｍφと大径であって
且つ（軟ｊ（１製外皮断面積／ワイヤ全所面積）で示さ
れる比が正常である為に軟銅Ｈ外皮部分の絶対（１ｔが
大きくなり、′、ＩＬ流密度が低下して十分なジュール
熱効果を得ることができなかった。その結果溶接速度が
低下した。
且つ（軟ｊ（１製外皮断面積／ワイヤ全所面積）で示さ
れる比が正常である為に軟銅Ｈ外皮部分の絶対（１ｔが
大きくなり、′、ＩＬ流密度が低下して十分なジュール
熱効果を得ることができなかった。その結果溶接速度が
低下した。
これらに対しワイヤＵ−Ｚは複合ワイヤの成分組成並び
に溶接施工条件が共に本発明を満足しており、梨型割れ
が発生しないだけでなく溶接作業性やビード外観も良好
で健全な溶接金属を得ることができた。
に溶接施工条件が共に本発明を満足しており、梨型割れ
が発生しないだけでなく溶接作業性やビード外観も良好
で健全な溶接金属を得ることができた。
第１図は従来の複合ワイヤを用いてＥ Ｇ Ｗを行なっ
た場合の割れ発生領域を示すグラフ、第２図Ｈ／ ｗ仏
説明断面図、第３図は本発明に係る複合ワイヤを用いて
Ｅ Ｇ ”ｖＶを行なった場合の割れ発生領域を示すグ
ラフである。 く ； 一′ −一一≦１目齢≦憔ミ
た場合の割れ発生領域を示すグラフ、第２図Ｈ／ ｗ仏
説明断面図、第３図は本発明に係る複合ワイヤを用いて
Ｅ Ｇ ”ｖＶを行なった場合の割れ発生領域を示すグ
ラフである。 く ； 一′ −一一≦１目齢≦憔ミ
Claims (2)
- （１）軟鋼製管状外皮で囲まれる腔部にフラックスを充
填してなるエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤにお
いて、 げ）軟鋼製外皮中のＣ：０．０６裂（重量襲の意味、以
下同じ）以下 （ロ）全ワイヤ中のＭｎ ： １．５〜３．５ ％とす
ると共に、充填フラックス中にはワイヤ全重量に対して （ハ）希土類元素金属：０．０２〜０．２襲に）金属Ｍ
ｇ：０．０９〜０．４係 を夫々含有させ、且つ （ホ）フラックス中の希土類元素金属／全ワイヤ中のＣ
量：１以上 に調感することを特徴とするエレクトロガスアーク溶接
用複合ワイヤ。 - （２）軟鋼製管状外皮で囲まれる腔部にフラックスを充
填してなるエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤを用
いて行なうエレクトロガスアーク溶接方法であって、 （イ）軟鋼製外皮中のＣ：０．０６％以下（ロ）全ワイ
ヤ中のＭｎ ： １．５〜３．５ ％とすると共に、充
填フラックス中にはワイヤ全重量に対して （ハ）希土類元素金属：０．０２〜０．２条に）金属Ｍ
ｇ：０．０９〜０，４チ を夫々含有さぜ、且つ （ホ）（フラックス中の希土類元素金ＪｆＡ／全ワイヤ
中のＣ量）＝１以上 に調整してなるエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ
を用いて、（溶接電流／軟鋼製外皮断面積）で表わされ
る電流密度を２９０〜５００Ａ／ｍｒｒＰ。 〔（ワイヤエクステンション）／（ワイヤ直径）２〕を
１２〜２５に夫々設定して溶接を行なうことを特徴とす
るエレクトロガスアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP933784A JPS60152393A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ並びにエレクトロガスア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP933784A JPS60152393A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ並びにエレクトロガスア−ク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152393A true JPS60152393A (ja) | 1985-08-10 |
| JPS6252679B2 JPS6252679B2 (ja) | 1987-11-06 |
Family
ID=11717655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP933784A Granted JPS60152393A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | エレクトロガスア−ク溶接用複合ワイヤ並びにエレクトロガスア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62252694A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | Nippon Steel Corp | ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ |
| JP2016515942A (ja) * | 2013-03-11 | 2016-06-02 | ザ・エサブ・グループ・インク | 低拡散性水素及び高シャルピーｖノッチ衝撃靱性を有するセルフシールド合金組成物 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268658U (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-24 |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP933784A patent/JPS60152393A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62252694A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | Nippon Steel Corp | ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ |
| JP2016515942A (ja) * | 2013-03-11 | 2016-06-02 | ザ・エサブ・グループ・インク | 低拡散性水素及び高シャルピーｖノッチ衝撃靱性を有するセルフシールド合金組成物 |
| US10421160B2 (en) | 2013-03-11 | 2019-09-24 | The Esab Group, Inc. | Alloying composition for self-shielded FCAW wires with low diffusible hydrogen and high Charpy V-notch impact toughness |
| US11648630B2 (en) | 2013-03-11 | 2023-05-16 | The Esab Group, Inc. | Alloying composition for self-shielded FCAW wires |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252679B2 (ja) | 1987-11-06 |
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