JPS61206597A - 溶接用フラツクス入りワイヤ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は造船、橋梁、鉄骨、産業機械等の全姿勢溶接に
適用する溶接用フラックス人シワイヤに関する。

〔従来の技術〕

溶接用フラックス人シワイヤ（以下ワイヤ〕に充填され
るフラックスとしては各種の取分系のものがあるが、中
でもＴｉＯ２ｔ”フラックスの主取分とするいわゆるル
チール系ワイヤは、ＣＯ□雰囲気下でもアークが安定な
ためスノぐツタ発生量が少く、優れたビード形状を与え
る等の多くの利点を有している次め、厚板材から薄板材
に至るまで広範囲に使用されてきている。しかし、産業
界からの更に作業能率を向上させたいという要望は強い
ものかあシ、溶接作業能率の向上できる全姿勢ワイヤの
開発が望まれている。

この対策として、従来次の様な方法がとられて来た。

（１１ＴｉＯ２を主成分とするフラックスにｋ１２０３
゜Ｚ　ｒ　Ｏ２等の高融点物質を添加してスラグの耐火
度を高め、全姿勢溶接を可能にさせる方法（特開昭５６
−１２８６９９号公報）。

（２）　　スラグ生成剤として溶融物質すなわちイルミ
ナイトあるいは砂鉄等を溶融還元して得られるＴｉの低
級酸化物を用いてビード形状、外観、アークの安定性、
スラグの剥離性等の溶接作業性を向上させる方法（特公
昭５２−１５３８０号公報〕号公報上、上記従来法には
次の様な問題点があるため、溶接作業能率の向上が歎し
い。

（］）の方法では、電流を更に上げて溶接するとアーク
が強くなりすぎて立向上進溶接あるいは上向溶接でビー
ドが溶は落ちてしまい、溶接を継続することができない
。また、高速すみ肉溶接、高速突合せ溶接等の高速溶接
においては、スラグの融点が高すぎるｔめスラグがビー
ド内部に巻き込まれ易い。

（２）の方法では、Ｔｉの低級酸化物の融点はＴ　ｉ　
０２の１８３０℃に比べて１７００Ｃ＃後と多少低い程
度で、高速すみ肉溶接、高速突合せ溶接等の高速溶接に
おいてスラグがビード内部に巻き込まれ易い。

ｔ−Ｉｔ−％（１１あるいは（２）の方法ともスラグの
凝固速度が速いため、耐錆性の目的で鋼板にプライマー
という塗料を塗付したプライマー鋼板をすみ肉溶接する
と溶接金属にはビットやブローホールが発生し易い。こ
の様なことから、使用電流範囲が広く、高速溶接あるい
はプライマー塗付鋼板のすみ肉溶接においても溶接作業
性が良好で溶接欠陥の発生し難いワイヤの開発が強く望
まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記問題点に鑑み、使用電流範囲が広く、高
速溶接あるいはプライ１−塗付鋼板のすみ肉溶接におい
ても溶接作業性が良好で、溶接欠陥の発生し難いワイヤ
の提供を目的とする。

〔問題点を解決するｔめの手段、作用〕本発明の要旨と
するところは、鉄酸化物を３〜２５重景％、　’ｒｉ３
ｏ５　　を７０〜９５重景チ含有するチタンスラグをス
ラックス全重量に対して２０〜６０％含有し、他は通常
のスラグ剤、アーク安定剤、脱酸剤、合金剤等からなる
フラックスをワイヤ全重量−に対して８〜２５％充填し
てなることを特徴とする溶接用フラックス人シワイヤで
あり、使用電流範囲が広く、高速溶接あるいはプライマ
ー塗付鋼板のすみ肉溶接においても溶接作業性が良好で
、溶接欠陥の発生し難いワイヤである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、特開昭５６−１２８６９９号公報に示さ
れる　ＴｉＯ７金主取分とした１、２＋ｕ／のワイヤＡ
と、特公昭５２−１５３８０号公報に示されるＴ１の低
級酸化物を主成分とした１、２ｍ１Ｉ１０ワイヤＢとを
試作し、６０度のＶ溝開先で立向上進溶Ｗ：を行った。

その結果、ワイヤＡ１ワイヤＢとも１ｇ０Ａまでほぼ平
滑なビードになるが、ワイヤＡＦｉ２００Ａで垂れ気味
のビードとなシ、２１０Ａではメタルが溶は落ちるのに
対し、ワイヤＢは２１０人でも平滑な一一ドとなること
が判った。そこで、ワイヤＡ１ワイヤＢのアーク現象を
観察すると、ワイヤＡは電流が高くなるとアーク力が強
まシ、アークによる堀り下げ作用が強くなり、溶融し次
メタルが手前に押し出されてビードが垂れ気味となシ、
最後に溶は落ちるのに対し、ワイヤＢＦｉ電流を高めて
もアークが安定で、アークによる堀シ下げ作用が少く、
平滑な一一ドが得られることが判った。すなわち、　Ｔ
Ｉの低級酸化物はＴｉＯ□に比べて　アークの安定化作
用が大きい九め、使用電流範囲が大きいことが理解でき
る。

次に、ワイヤＡ１ワイヤＢ１に以下に示す溶接条件で、
高速水平すみ肉溶接を自動で行った。

溶接条件 溶接電流：４００Ａ　　　　　　　Ｃｏ２ガｘ　　２０
１／”溶接電圧：３６ｖ　　　　　　　供試鋼板：黒皮
鋼板溶接速度：　１００ｃｍ／−ビード長：１００ｃＩ
ｎワイヤ突き出し長さ：２５ｕ その結果、ワイヤ人、ワイヤＢとも放射線検査によシビ
ード内部にスラグ巻き込みが存在することが判った。こ
の原因として、ワイヤ人は高速溶接で＃′ｉアークが不
安定となシ、これが原因でスラグ巻き込みが生じたもの
と考えられる。また、ワイヤＢはフラックス中の主成分
である　Ｔｉの低級酸化物の融点が高いためにスラック
スの突き出し現象が生じ、高速溶接のごとき条件では充
填フラックスが完全に溶融されず、メタル中に残留する
ためと考えられる。

さらに、ワイヤ人、ワイヤＢｉ用い、第１図に示す水平
すみ肉溶接を以下に示す条件で、プライ’Ｆ−１！２０
〜２５μの厚さに塗付したプライマー塗付鋼板２を用い
て自動で行い、ピットやガス溝の発生状況を調査した。

この時の溶接条件を以下に示す。

溶接条件 溶接電流：２７０Ａ　　　　　　ＣＧ２がｘ　：　２０
１／”溶接電圧＝２８ｖ　　　　　　供試鋼板ニブライ
マー塗付溶接速ｊｆ　：　５０　ｃｍ／−鋼板 ワイヤ突き出し長さ：２５Ｕ　ビード長：１００ｃｎＩ
その結果、ワイヤＡ１ワイヤＢとも第２ビード４側には
ピット、ガス溝Ｆｉ発生しなかったが、第２ビード４側
にピット、ガス溝が発生した。調査結果を第１表に示す
。

なお、ピットはビード全長当りの発生個数、ガス溝はビ
ード全長当シの発生率で示した。

第　　１　　表 ワイヤ人、ワイヤＢともスラグの融点が高い交めにピッ
ト、ガス溝が発生し比ものと考えられる。

そこで、ワイヤ人、ワイヤＢのアーク現象全観察すると
、ワイヤ人、ワイヤＢともスラグの凝固速度が速く、溶
融プール直後にスラグが追従するため、プライマー鋼板
から発生するガスが十分に逸脱する以前にメタルをスラ
グが被い、ピットやガス溝が発生したものと考えられる
。

以上、上記３項目の調査結果をまとめてみると、Ｔｉ０
２ｔ−主成分とするワイヤは使用電流範囲も狭く、高速
溶接ではアークが不安定となり、スラグ巻き込みが生じ
、さらにプライ１−塗付鋼板のすみ肉溶接でピットやガ
ス溝が発生するなどの問題点がある。まｆ、　Ｔｉの低
級酸化物金主取分とするワイヤＢＶｉ姿勢溶接時の使用
電流範囲は広いが、高速溶接においてスラグ巻き込み、
１＋プライマー塗付鋼板のすみ肉溶接でピットやガス溝
が発生するという問題点があることが認められｔｏそこ
で、本発明者ら１ｊＴｉの低級酸化物のアーク安定化作
用に着目して検討した結果、鉄酸化物を３〜２５チ含有
し、Ｔ　ｉ　３Ｏ５が７０〜９５％であるチタンスラグ
を使用すると、使用電流範囲も広く、高速溶接あるいは
プライマー塗付鋼板のすみ肉溶接においても溶接欠陥の
発生し難いことが判つ九。これは、鉄酸化物を含有する
ことにより高速溶接のごとき条件でも充填フラックスが
十分に溶融浮上し、さらにプライマー塗付鋼板のすみ肉
溶接では、プライマー塗付鋼板から発生するガスが逸脱
しやすいポーラスなスラグ状態となるためと考えられる
。

ここで、チタンスラグに含有される鉄酸化物が３％未満
では、高速溶接あるいはプライマー塗付鋼板のすみ肉溶
接のごとき条件ではスラグ巻き込みや、ピット、ガス溝
等の溶接欠陥が生じる１、また、２５％を超えるとスラ
グの融点が極端に低下するためスラグが流れ易くなり、
姿勢溶接が困難となる。

チタンスラグに含有される鉄酸化物を単独に添加あるい
はチタンスラグ以外の化合物の状態で添加することも考
えられるが、チタンスラグに含有されている鉄酸化物の
方が他の原、材料との融合以前にチタンスラグ粒子間で
内部的に溶融開始するため速やかな溶融が起こシ易く、
高速溶接においてもフラックスが十分に溶融し、スラグ
巻き込みを生じることがない。ま次、プライマー塗付鋼
板のすみ自溶ｉにおいても、プライマー塗付鋼板から発
生するガスが逸脱しやすいポーラスなスラグ状態となる
ため、ビットやガス溝が発生し難い。

′また１本発明では　Ｔｉの低級酸化物としてＴ１３０
５を７０〜９５％含有するチタンスラグを使用するが、
この組成の物質はイルミナイトあるいは砂鉄等を溶融還
元して得られる　Ｔｉの低級酸化物の中で最も安定して
供給される交めであシ、鉄酸化物の含有量も安定してい
るためである。ここで、　’ｒｔ３ｏ５が７０％未満で
はアークの安定化作用が十分発揮されず、９５％を超え
るとスラグの融点が高（なり、高速溶接においてスラグ
の巻き込みが生じたり、プライマー塗付鋼板のすみ肉溶
接においてビットやガス溝が生じる。

本発明ではチタンスラグ全フランクス全量に対して２０
〜６０チ添加する。２０％未満ではアークの安定化作用
が十分発揮されず、６０％を超えるとスラグの融点が高
くなシ、高速溶接あるいはプライマー塗付鋼板のすみ肉
溶接において、スラグ巻き込みやビットガス溝といった
溶接欠陥を生じる。

つきを施して１．２ｗｘｆの供試ワイヤとし穴。

また、本発明では充填剤として、鉄酸化物金含有するチ
タンスラグ以外に、５ｉ０２　：　　１５％以下、Ｕ２
ｏ３：　ｔ　５％以下、ＺｒＯ□：１０％以下、Ｂｉ２
Ｏ３二０．６％以下、アーク安定剤：５％以下、脱酸剤
＝ｌＯ〜４５％、及び合金剤等を任意に配合する。

本発明では、これらフラックスをワイヤ全重量に対し８
〜２５％充填する。８％未満ではフラックスが不足して
十分な作用効果が期待できず、２５％を超えると製線時
に断線が生じる危険性が増加する。従って、本発明ワイ
ヤではフラックスの充填割合Ｖｉ８〜２５％の範囲とす
る。

次に、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明
する。

〔実施例〕

第２表に示し次組成のフラックスをケイ酸カリを用いて
湿式混合し、ロータリードライヤーを通して造粒、乾燥
した後、特公昭４５−３０９３７号公報造粒ブラックス
、ノぐイゾを振動させながら造粒フラックスをパイプに
充填し、伸線の途中段階で６５０℃の焼鈍を行い、ワイ
ヤ表面にＯｕ　め立向上進溶接試験、高速水平すみ自溶
接試験およびプライマー塗付鋼板を用いた水平すみ自溶
接試験全行い、各ワイヤの溶接性能を調査し元。

なお、立向上進溶接試験Ｆｉ６０度のＶ溝鋼板で溶接可
能な限界電流を求めて比較した。高速水平すみ自溶接試
験は第３表に示す溶接条件にエリ自動で溶接ヲ行い、放
射線検査によシスラグ巻き込みの有無を調査した。ま几
、プライマー塗付鋼板の水平すみ自溶接試験は、第３表
に示す溶接条件により自動で溶接を行い、ビット、ガス
溝の発生状況を第２ビード側で調査し次。なお、ビット
はビード全長当りの発生個数、ガス溝はビード全長当シ
の発生率を求めた。

第　　３　　表 立向上進溶接試験結果、高速水平すみ自溶接試験結果を
第４表に、プライマー塗付鋼板の水平すみ肉試験結果を
第５表に示す。

第２衣、第４表、第５表でワイヤ扁１．扁２は従来例、
Ａ３〜扁９は比較例％Ａ　１０〜４１５が本発明例であ
る。

チタンスラグに含有される鉄酸化物が３％未満であるワ
イヤ３は、立向上進溶接は２６０Ａまで可能であるが、
高速すみ自溶接ではスラグ巻き込みが生じ、プライマー
塗付鋼板の水平すみ自溶接でもビットやガス溝が多発し
た。また、鉄酸化物を単独に添加したワイヤＡ４もワイ
ヤＡ３と同じ傾向を示した。

鉄酸化物が２５％を超えるワイヤＡ５Ｆｉ、立向上進溶
接でＶｉ電流を高めるとメタルが流れ易く、限界電流も
低く、高速すみ自溶接ではアークが不安定でスラグ巻き
込みが生じた。

チタンスラグに含有されるＴ　＋　３０ｓが７０％未満
であるワイヤ屋６は、各溶接試験においてアークが不安
定で、高速水平すみ自溶接ではスラグ巻き込みが生じた
。

ま穴、　’ｒｉ３ｏ５が９５％を超えるワイヤ＆７は、
立向上進溶接は２６０Ａ”！で可能だが、高速水平すみ
自溶接およびプライマー塗付鋼板の水平すみ自溶接でス
ラグ巻き込みやビット、ガス溝が多発した。

フラックス全重量に対するチタンスラグの含有量が２０
％未満であるワイヤ扁８は、アークが不安定で限界電流
も低く、スラグ巻き込みやビット、ガス溝等の溶接欠陥
が多発した。ま九、６０％を超えるワイヤ扁９は、スラ
グ巻き込みやビット、ガス溝等の溶接欠陥が多発した。

これらに対し、本発明ワイヤであるワイヤ／ｌ６１Ｏ〜
４１５は、立向上進溶接で２６０人まで溶接可能であシ
、高速水平すみ自溶接においてもアークが安定でスラグ
巻き込みが発生せず、まｔプライマー塗装鋼板の水平す
み自溶接でもビットやガス溝が発生し難いことが判った
。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば使用電流範囲が広く、且つ
高速溶接あるいはプライマー塗付鋼板のすみ自溶接にお
いても溶接作業性が良好で、溶接欠陥が発生し難いため
、溶接作業能率の向上に大いに寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はプライマー塗付鋼板の試験片形状を示す図であ
る。 ｌニブライマー、２ニブライマー塗付鋼板、３：第１ピ
ード、４：第２ビード。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 自発手続補正書 昭和６０年５月１　日　　　（ （： １、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（：特願昭６０−４８９４１号 ２、発明の名称 溶接用フラックス入りワイヤ ３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 住　　　　所　東京都千代田区大手町２丁目６番３号名
　　　　称　（６６５）新日本製鐵株式会社４、代理人 居　　　　所　東京都中央区日本橋兜町１２番１号補正
の内容 １）明細書第１０頁１５行「原、材料」を「原材料」に
補正する。 ≧）同第１２頁１８行「号公報造粒ブランクス、パイプ
を」を１号公報の技術を用いて、パイプを」に補正する
。 （）同第２０頁５行「ワイヤ３は、」を「ワイヤＮｏ、
３は、」に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄酸化物を３〜２５重量％、Ｔｉ＿３Ｏ＿５を７
   ０〜９５重量％含有するチタンスラグをフラックス全重
   量に対して２０〜６０％含有し、他は通常のスラグ剤、
   アーク安定剤、脱酸剤、合金剤等からなるフラックスを
   ワイヤ全重量に対して８〜２５％充填してなることを特
   徴とする溶接用フラックス入りワイヤ。