JPS62248593A - 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

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JPS62248593A
JPS62248593A JP9301586A JP9301586A JPS62248593A JP S62248593 A JPS62248593 A JP S62248593A JP 9301586 A JP9301586 A JP 9301586A JP 9301586 A JP9301586 A JP 9301586A JP S62248593 A JPS62248593 A JP S62248593A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、とくに亜鉛めっき系鋼板のガスシールドア
ーク溶接に使用するのに適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。
(従来の技術) ガスシールドアーク溶接には、非消耗電極を用いるいわ
ゆるTIG溶接法や、消耗電極を用いるいわゆるMIG
溶接法などがあり、各種機械構造物等の幅広い分野にお
いて適用されている(例えば、r金属便覧J改訂4版 
第1548頁〜第1554頁 昭和57年12月20日
 丸善株式%式%) 例えば、自動車外板の溶接に際してもガスシールドアー
ク溶接が用いられているが、このような自動車外板にお
いては、その防錆性を改善するために、近年、亜鉛めっ
き系鋼板が多く採用されるようになってきている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接を行う場合に
は、亜鉛蒸気によるものと考えられるブローホール(気
孔)が発生しやすく、健全な溶接部が得られないことが
ある。そこで、このような不具合の発生を防止するため
に、 ■溶接部近傍の亜鉛めっき被膜をあらかじめ除去してお
く。
■すみ肉溶接のコーナ一部における溶込みを少なくして
2層溶接を行う。
などの対策が施されているが、いずれも生産効率の低下
を招き、また■の対策では健全な溶接部が得られないこ
とがあるという問題点があった。
(発明の目的) この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、とくに亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接を行うに
際して、あらかじめ溶接部近傍の亜鉛めっき被膜を除去
したり、コーナ一部の溶込み量を少なくしたりしなくと
も、健全な溶接部を得ることができるようにする、とく
に亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接に適したガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目
的としているものである。
〔発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラ
ックスを充填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って、ワイヤ全重量に対し
、重量%で、C:0.1θ%以下、Si:0.1〜1.
2%、Mn二0.4〜2.5%、P:0.040%以下
、S: 0.040%以下、F:0.O2N2.5%、
(Zn+Al+Cu): 0.2〜2.0%を含み、必
要に応じてTi:0.10%以下より望ましくは0.0
05〜0.10%、B:0.010%以下より望ましく
はo、ooos〜0.010%のうちの1種または2種
、同じく必要に応じて(Sb+Te+T1+Pb+Bi
):0.20%以下より望ましくは0.O1N0.20
%、(Naz O+に20): 0.1〜2.0%を含
有し、残部が実質的にFeよりなる組成を有し、ワイヤ
全重量に対するフラックス充填率が6.0〜50.0重
量%であることを特徴としている。
この発明によるガスシールドアーク溶接用フラックス入
りワイヤは、上記の成分組成とすることによって、とく
に亜鉛めっき系鋼板のアーク溶接に際して何んら前処理
を行うことなく健全な溶接部が得られるようにしたもの
であるが、以下にその成分範囲およびフラックス充填率
(いずれも重量%)の限定理由について説明する。
C:0.10%以下 Cは溶接部の強度を確保するのに有効な元素であるが、
多すぎると溶接部の強度および硬さが増大しすぎて靭性
が低下するので、スパッタ発生量を減少させることとも
あわせて、0.10%以下とした。
Sf:0.1−1.2% Siは溶接部の脱酸を行って清浄度を高め、溶接部の機
械的特性を向上させるのに有効な元素であり、このよう
な効果を得るために0.1%以上とした。しかし、多す
ぎると強度が過大となり、溶接部の靭性が低下するので
1.2%以下とした。
Mn:0.4〜2.5% Mnは溶接部の脱酸および脱硫を行って清浄度を高め、
溶接部の機械的特性を向上させるのに有効な元素であり
、このような効果を得るために0.4%以上とした。し
かし、多すぎると強度および硬さが過大となり、溶接部
の靭性が低下するので2.5%以下とした。
P:0.040%以下 P含有量が多すぎるとスラグ剥離性やビード外観を悪化
させ、溶接作業性を低下させるので、0.040%以下
にする必要がある。
S:0.040%以下 S含有量が多すぎると溶接作業性および溶接金属の機械
的性質を低下させるので、0.040%以下にする必要
がある。
F:0.01〜6.5% Fはアークの安定性を高めて溶接作業性を向上させるの
に有効な元素であり、金属のフッ化物として添加する場
合もこの発明に含まれる。そして、上記フッ化物中のF
がアークの安定性を向上させると共に、分離した金属が
スラグの剥離性を向上させ、ビードの外観を良好なもの
とする。そこで、このような効果を得るために0.01
%以上含有させた。しかし、多すぎると溶接部の機械的
性質を低下させるので6.5%以下にする必要がある。
Zn+Cu+Au : 0.2〜2.0%Cu、Anは
Znの固溶限が大きい元素であり、ワイヤ中にZn、C
u、Anのうちの1種または2種以上を含有させること
によって、とくに亜鉛めっき系鋼板表面のZnによるブ
ローホール(気孔)の発生を防止することができるよう
になる。そして、このような効果を得るためには、Zn
、Cu、AILの1種または2種以上を合計で0.2%
以上含有させる必要がある。しかし、Zn、Cu、Af
Lの含有量が多すぎると溶接部の機械的性質が低下し、
割れを発生しやすくなるので、これらの合計が2.0%
以下となるようにすることが必要である。
Ti:O,10%以下、B:O,O1O%以下ノうちの
1種または2種 Ti、Bはいずれも溶接部の靭性を向上させるのに有効
な元素であり、Tiは溶接金属の結晶粒を微細化して溶
接部の靭性を向上させ、Bは溶接金属の結晶粒界を強化
して溶接部の靭性を向上させるので、より望ましくはT
iは0.00′5%以上、Bは0.0005%以上含有
させるのもよい、しかし、多すぎるとかえって靭性を低
下させるので、含有させるとしても、Tiは0.10%
以下、Bはo、oto%以下とする必要がある。
Sb+Te+T交+Pb+Bi:0.20%以下上記の
ように、Si、Mnは脱酸作用を有する元素であるが、
この脱酸反応によってS iO2rM n Oが形成さ
れるとこれらがスラグとして浮上するため溶接部の表面
における塗装性が低下することもありうる。そこで、こ
のような場合に。
Sb、Te、TfL、Pb、Biのうちの1種または2
種以上を添加すると、スラグの剥離性が良好となり、そ
の後の溶接部表面での塗装性を向上させることができる
ようになる。このようなスラグ剥離性向上の効果を得る
ためには、Sb、Te。
Tl、Pb、BLのうちの1種または2種以上をより望
ましくは合計で0.01%以上含有させることが必要で
ある。しかし、多量に添加すると溶接部の靭性を低下す
るので、含有させるとしてもこれらの合計で0.20%
以下とする必要がある。
Na2O+に20: 0.1〜2.0%Na2Oおよび
に20はスラグの粘性を調整するのに有効な成分であり
、これらの成分の1種または2種を添加することによっ
てスラグの流動性を高め、スラグ形成性および剥離性を
良好なものにして溶接作業性を向上させることができる
ので、これらの合計で0.1%以上添加するのもよい、
しかし、多すぎるとヒユームの発生量が増大して溶接作
業性を悪化させるので、含有させるとしてもこれらの合
計で2.0%以下とするのが良い。
ワイヤ全重量に対するフラックス充填率二6.0〜50
.0重量% ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が少なすぎると
鋼外皮となる鋼管の成形が困難となると共に、フラック
スの充填も難かしくなり、さらにはアークの安定性が悪
くなってアークを乱すようになると共にスパッタの発生
量も増大して溶接作業性を悪化させるので、ワイヤ全重
量に対するフラックス充填率は6.0%以上とする必要
がある0反対に、ワイヤ全重量に対するフラックス充填
率が多すぎると外皮部分が薄くなり、伸線過程で破断を
生じやすくなって生産性を低下させると共に、フラック
スの偏在をきたすこととなってスラグ剥離性やビード外
観を悪化させるので、ワイヤ全重量に対するフラックス
充填率は50.0%以下とする必要がある。
以上のように、この発明によるガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤは、鋼外皮に、上記のワイヤ組
成となるフラックスを6.0〜SO,O%充填してなる
ものであるが、この発明においては、鋼外皮の構造はと
くに限定されず、継目ありの管状外皮、継目なしの管状
外皮のいずれであってもよく、また外皮の一部が7シツ
クス中に存在する断面構造のもの、中心部分にソリッド
ワイヤを有する断面構造のものなどであってもよく、特
に限定されないものである。
(実施例) 鋼外皮として軟鋼管(JIS  STKMIIA:直径
13.0mm、肉厚2.0mmのもの)を用い、振動式
充填機を使用して真空雰囲気中において前記鋼外皮中に
フラックスを第1表に示すワイヤ組成および充填率とな
るように充填した。このとき、フラックス充填率の調整
は、充填フラックス粒子の寸法により行った。そして、
このフラックス入り軟鋼管を1.2mmまで線引きする
ことにより、ガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを各々製作した。
次いで、第2表ならびに第1図(a)(b)および第2
図に示す要領でガスシールドアーク溶接を行い、溶接時
のアーク安定性、スパッタおよびヒユームの発生状況、
スラグ剥離性、ビード外観を観察することにより溶接作
業性を評価すると共に、溶接金属中のピット発生数およ
びブローホール発生数ならびに溶接割れの有無を調べた
。これらの結果を同じく第1表に示す。
なお、第1図(a) (b)は、輻(W)が150mm
、長さくH)が500 m m 、厚さく1)が2.3
mmの二枚の亜鉛めっき系鋼板1.2を寸法L(=30
mm)だけずらして重ね合わせた状態を示し、第2図に
示すように、溶接トーチ3に第1表に示した各成分組成
の溶接用フラックス入りワイヤ4をそれぞれセットして
ガスシールドアーク溶接を行った。
第  2  表 第1表に示すように、Zn、Cu、Aiの含有量が少な
すぎる比較例1.2の溶接ワイヤを用いた場合には、ビ
ットおよびブローホールの発生数がかなり多いことが明
らかである。また、Zn。
Cu、Aiの含有量が多すぎる比較例3の溶接ワイヤを
用いた場合には、ビットおよびブローホールの発生はな
いものの、溶接割れを生じやすいことが認められた。
これに対して、この発明の成分組成を満足するアーク安
定性、スラグ剥離性、ビード外観が良好であると共に、
スパッタやヒユームの発生が少なく、溶接作業性が良好
であると共に、ビットやブローホールならびに溶接割れ
の発生もほとんどなく、非常に良好な結果を得ることが
できた。
また、ワイヤ組成は満足しているもののフラックス充填
率が低すぎる比較例13の溶接ワイヤを用いた場合には
、フラックスが少なすぎるためアークの乱れを生じやす
く、スパッタの発生が多くビード外観も良くないものと
なっており1反対にフラックス充填率が高すぎる比較例
17の場合にもフラックスが多すぎるためアークの安定
性が悪く、スパッタの発生が多くビード外観も良くない
ものとなっていた。
これに対して、フラックス充填率を6.0〜50.0%
の範囲にした発明例14〜16の溶接ワイヤを用いた場
合にはいずれもアーク安定性。
スラグ剥離性、ビード外観が良好であると共にスパッタ
やヒユームの発生が少なく、溶接作業性Jf白10!−
!A4LL++、/−L−1pq−−一為−,,d−−
111−!Tr力Jdt割れの発生がほとんどないとい
う非常に優れた結果が得られた。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によれば、鋼外皮中
に、金属粉末を主成分とするフラックスを充填したガス
シールドアーク溶接用フラックス入すワイヤにおいて、
ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0.10%以下、
Si:0.1〜1.2%、M n : 0 、4〜2 
、5%、P:0.0’40%以下、S : 0.040
%以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu
):0.2〜2.0%を含み、必要に応じてTi:0.
10%以下、B:0.010%以下のうちの1種または
2種を含有し、同じく必要に応じて(Sb+Te+T文
+Pb+Bi):0.20%以下、(Na2O+K2O
): 0.1”’2.0%を含有し、残部が実質的にF
eよりなる組成とし、ワイヤ全重量に対するフラックス
充填率が6.0〜50.0重量%であるようにしたから
とくに防錆性に優れた亜鉛めっき系鋼板の溶接に使用し
たときでも溶接部にピットやブローホールが発生するの
を防ぐことが可能であり、健全な溶接部を形成させるこ
とができるため、溶接に先立って溶接部近傍の亜鉛めっ
き被膜を除去したり2層溶接を行ったりする必要がなく
なり、溶接作業性を著しく向上させることが可能であり
、例えば近年採用が増加している自動車外板用亜鉛めっ
き系鋼板の溶接に著しく適したものであるという非常に
優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)はこの発明の実施例において使用し
た亜鉛めっき系鋼板の重ね要領を示す各々平面説明図お
よび側面説明図、第2図は溶接トーチを用いた溶接要領
を示す拡大説明図である。 1.2・・・亜鉛めっき系鋼板、 3・・・溶接トーチ、 4・・・溶接用フラックス入りワイヤ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
    を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
    イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0
    .10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:0.4
    〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.040%
    以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu)
    :0.2〜2.0%を含み、残部が実質的にFeよりな
    る組成を有し、ワイヤ全重量に対するフラックス充填率
    が8.0〜50.0重量%であ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。
  2. (2)鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
    を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
    イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0
    .10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:0.4
    〜2.5%、P:0..040%以下、S:0.040
    %以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu
    ):0.2〜2.0%を含み、さらにTi:0.10%
    以下、B:0.010%以下のうちの1種または2種以
    上を含有し、残部が実質的にFeよりなる組成を有し、
    ワイヤ全重量に対するフラックス充填率が8.0〜50
    .0重量%であ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。
  3. (3)鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
    を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
    イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0
    .10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:0.4
    〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.040%
    以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu)
    :0.2〜2.0%を含み、さらに(Sb+Te+Tl
    +Pb+Bi):0.20%以下、(Na_2O+K_
    2O):0.1〜2.0%を含有し、残部が実質的にF
    eよりなる組成を有し、ワイヤ全重量に対するフラック
    ス充填率が8.0〜50.0重量%であることを特徴と
    するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
  4. (4)鋼外皮中に、金属粉末を主成分とするフラックス
    を充填したガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
    イヤであって、ワイヤ全重量に対し、重量%で、C:0
    .10%以下、Si:0.1〜1.2%、Mn:0.4
    〜2.5%、P:0.040%以下、S:0.040%
    以下、F:0.01〜6.5%、(Zn+Al+Cu)
    :0.2〜2.0%を含み、さらにTi:0.10%以
    下、B:0.010%以下のうちの1種または2種、お
    よび(Sb+Te+Tl+Pb+Bi):0.20%以
    下、(Na_2O+K_2O):0.1〜2.0%を含
    有し、残部が実質的にFeよりなる組成を有し、ワイヤ
    全重量に対するフラックス充填率が8.0〜50.0重
    量%であ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。
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