JPS6330112B2 - - Google Patents
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- JPS6330112B2 JPS6330112B2 JP54170161A JP17016179A JPS6330112B2 JP S6330112 B2 JPS6330112 B2 JP S6330112B2 JP 54170161 A JP54170161 A JP 54170161A JP 17016179 A JP17016179 A JP 17016179A JP S6330112 B2 JPS6330112 B2 JP S6330112B2
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- gas
- welding
- wire
- steel
- pores
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- 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
- B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
本発明はガス被包アーク溶接方法に係り、特に
シールドガス(被包ガス)としてアルゴン(Ar)
中に20%を越える高濃度の酸素(O2)を混入せ
しめた強酸化性のガスを用いるガス被包アーク溶
接手法に関するものである。
従来から、鋼のガス被包アーク溶接において、
そのシールドガスとしては二酸化炭素(CO2)、
Arの如き単一成分ガスや、CO2―O2、Ar―CO2、
Ar―O2、Ar―水素(H2)、Ar―CO2―O2、Ar―
O2―H2等の混合ガスが種々提案され、実用化さ
れてきている。しかしながら、これら従来のシー
ルドガスには一長一短があり、それぞれ解決され
るべき種々な問題点を内在している。例えば、
CO2、CO2―O2を用いる溶接にあつては、スパツ
ターが多い欠点があり、このため溶接部付近に付
着するスパツターの除去作業を必要とし、それに
よつて溶接コストを上昇せしめる一方、スパツタ
ーが完全に除去され得ない場合には製品外観の悪
化などの悪影響をもたらす問題を内在しているの
である。
また、Ar、Ar―O2溶接にあつては、気孔(ブ
ローホール)が多発する欠点があるのであり、更
にAr―CO2溶接にはガス費が高い欠点も内在し、
またAr―CO2―O2、Ar―He、Ar―H2溶接にあ
つては、高炭素鋼溶接部に割れをもたらす致命的
な欠点があつた。しかも、かかるシールドガスが
CO2―O2、Ar―CO2などの混合ガスの場合にあ
つては、該混合ガスを液化して輸送し、溶接箇所
に供給することが、混合成分の沸点が大きく異な
るために、困難であつたのであり、これがまたガ
ス費を上昇せしめる一つの原因ともなつているの
である。この点、Ar―O2系の混合ガスは、Ar、
O2共に同様な沸点を有するところから、液化輸
送せしめられた所定ガス組成の液化物を気化して
それを直ちに溶接部にシールドガスとして導くこ
とが可能であり、しかもO2が多量に使用出来れ
ば、ガス費のコストダウンが更に大巾に可能とな
ることが期待される。
しかしながら、このAr―O2混合ガス中のO2濃
度を高めることは、従来から溶接操作に種々なる
問題を惹起せしめるとされ、例えば低合金鋼やオ
ーステナイト鋼の溶接の場合には、溶滴の移行状
態を改善し、またビード横断面の溶込形状を改善
するために、O2濃度は20%以下とする必要があ
るとされており、また特公昭46−36442号公報に
よつて、酸素量が25%を越える場合、強度値はな
お十分であるが、スパツターおよび気泡形成が急
激に増加することが明らかにされる等いずれも酸
素を高濃度、具体的には20%を越える割合で含む
強酸化性のガスはアーク溶接におけるシールドガ
スとして不適当であると考えられていたのであ
る。
ここにおいて、本発明者らは、上記のように従
来からその使用が困難視されていたシールドガス
を強力な酸化性とする酸素を、体積率で20%を越
えて、多量に含むAr―O2混合ガスについて種々
検討を加えた結果、かかる強酸化性のAr―O2混
合ガスを用いた溶接によつて、スパツターの発
生、その付着を極めて抑制して、溶接金属を清浄
にし、また、割れを防ぎ、気孔の発生を防止する
ほか、外観改善において害どころか、有益な効果
を発揮し得ることを見い出し、本発明を完成する
に至つたのである。
すなわち、本発明は、ガス被包アーク溶接方法
において、O2の体積率が20%を越え且つ75%以
下のAr―O2混合ガスをシールドガスとすると共
に、溶接ワイヤとして、1%以下の炭素(C)、
0.2〜2%の珪素(Si)、1.7〜25%のマンガン
(Mn)、0.05〜1.0%のチタン(Ti)を含み且つ0.1
以上のアルミニウム(Al)、0.01以上のマグネシ
ウム(Mg)のうちの1種以上を合計量で2%以
下含む鋼ワイヤを使用することにあり、これによ
つて初めてスパツターが少ない、気孔の発生のな
い、ガス費の安価な、更には高炭素鋼にも割れの
ない溶接が出来ることとなつたのである。
換言すれば、本発明は、20%を越える高濃度の
O2を含むAr―O2混合ガスからなるシールドガス
と特定組成のC―Si―Mn―Ti―Al/Mg系ワイ
ヤからなる溶接ワイヤ(導電溶加心線)とを組合
せることによつて、アークの安定性を高めて溶滴
の移行状態を改善し、以て従来から問題視されて
いた強酸化性Ar―O2ガス下でのスパツターの発
生を抑制し、またかかるスパツターの溶接部分付
近での付着を抑制して、製品外観の改善などを図
り得たのである。また、かかる本発明に従えば、
CO2ガスの10倍とも言われるO2の酸化能によつて
高炭素鋼の炭素を効果的に焼耗させ得て、その割
れ防止の向上に著しく寄与し、更にArとO2との
液化(気化)温度差が僅少なるがため、所定組成
のガス混合物を液化して輸送に供し、そしてそれ
を気化してそのまま溶接に供給し得ることによ
り、安価大量供給が可能となつたほか、Al、Ti、
Si、Mn等の脱酸元素の所定量の存在によつて、
気孔の発生が効果的に防止され得たのである。し
かも、その他、本発明によれば、通常の気孔とは
異なる原理で発生すると言われる塗装鋼板の隅肉
溶接部の気孔発生率をも著しく抑制せしめ得、ま
たスラグ剥離の容易性、溶接部の清浄度、溶接部
の靭性、ビード外観などの諸性能においても、著
しい改善が為され得たのである。
ここにおいて、かくの如き本発明に用いられる
シールドガスとしてのAr―O2混合ガス中のO2の
体積率(濃度)は前述した本発明の目的を達成す
るため20%を越える割合に維持される必要があ
る。しかしながら、O2濃度が75%を越えると、
シールドガス中に火のついた可燃性物質が入つた
場合などに爆発的に近い酸化を惹起し、危険であ
る他、気孔が多発する等の問題があるので、O2
の上限としては75%が採用される。なかでも、本
発明では25〜50%のO2濃度が好適に採用される。
なお、O2の濃度が20%より低くなつた場合にお
いても気孔が多発していることが認められてい
る。
また、O2を除く残余ガスはArが最適であり、
かかるArは電位傾度を低め、スプレー移行溶接
を可能にする。残余ガスとして全部Arを使用す
れば、シールドガス中のArの体積率は25〜80%
となるが、不純物としての窒素ガスなどの混入は
避け得ず、そのためシールドガスとしてのAr―
O2混合ガス中の窒素ガス濃度を1%以下となる
ように調整し、維持することが望ましい。けだ
し、一般にO2に起因する気孔は脱酸元素C、Si、
Mn、Ti、Al/Mgの混合によつて充分防ぐこと
が出来、窒素に起因する気孔は脱窒元素Ti、
Al/Mgが存在する場合に防ぎ得るが、窒素量が
1%を越えるようになると、気孔防止効果を充分
に奏し得ず、また靭延性の低下も惹起する。更
に、かかるAr―O2混合ガス中に0.001〜10%程度
のメタン(CH4)を含有せしめれば、塗装鋼板の
隅肉溶接部における気孔発生の抑制に寄与し、耐
割れ性の向上に寄与する。
そして、このようなガス組成のAr―O2混合ガ
スは一般に液化されて目的とする溶接場所に輸送
され、そこで気化されてそのまま溶接トーチに供
給せしめられることにより、溶接部の保護ガスと
して効果的に使用され得るのである。
一方、溶接ワイヤ(導電溶加心線)として本発
明で用いられる鋼ワイヤ中には、先ずCが1%を
越えない量で含有せしめられている必要がある。
このCは強力な脱酸元素であつて、O2と結合し
て溶着鋼の酸素濃度を低める働きを為し、溶着金
属中の脱酸能力はSiと同様強力であるが、その含
有量が余りにも多すぎると溶接部に割れを生じ易
くするので、1%以下にとどめなければならな
い。
また、SiとMnとは相互に共同して脱酸作用を
為し、高O2濃度のガス中での気孔生成防止に効
果的に寄与すると共に、これらがO2と結合する
とき発熱反応を伴なつて溶鋼を高温と為すため鋼
中の介在物を浮上させ、系外に除去させる(スラ
グオフ)効果があり、生成するスラグの剥離を良
好にし、ひいては靭性を高める効果を発揮する。
しかし、Siが0.2%に満たないと気孔の発生を充
分に防止しきれず、一方2%を越える場合には、
過脱酸現象により耐気孔性に逆効果を生じるとと
もに、溶着鋼の靭性劣化をもたらすので、本発明
では0.2〜2%の範囲内のSiがワイヤ中に含有せ
しめられることとなる。また、Mnは、高O2濃度
のガスにて惹起される種々なる問題の解消に関与
する重要な元素であるが、そのワイヤ中の含有量
が1.7%に満たない場合には充分にその効果を発
揮し得ず、一方25%を越えると耐食性が劣化した
り、経済的に不利となること等から、該Mnの含
有量は1.7〜25%、好ましくは2.0%〜5.0%とされ
る。
さらに、Ti、Al、Mgは強力脱酸素剤として働
き、Ar―O2溶接に少なくともその1種以上は必
須となる元素で、気孔発生を防止する。特に、
Tiは、また高O2濃度下でアークの安定性を向上
し、スパツターを少なくするのに寄与する。な
お、溶接金属部のO2濃度はC―Si―Mn系では
0.07%程度までしか低下させることができない
が、Ti、Al、Mgを添加することにより、0.05%
以下にまで下げることが出来、溶接金属の高性能
化に役立つ。このためには、少なくとも0.05〜
1.0%のTiをワイヤに含有せしめると共に、更に
0.1%以上のAl、0.01%以上のMgのうちの1種以
上を合計量で2%以下、ワイヤに含有せしめる必
要がある。なお、Al、Mgの合計量が2%を越え
ると、靭性が低下する問題を惹起する。
更にまた、かかるC―Si―Mn―Ti―Al/Mg
系の鋼ワイヤには、必要に応じて、Mo、Cr、
Ni、Co、Wなどの元素が適宜含有せしめられ得
る。ワイヤ中に0.1〜5%程度のMoを含有せしめ
ることにより、溶接金属の靭性、延性が改善され
ると共に、強度の改善も図られ得る。また、Co、
Ni、Co、Wはそれぞれ25%までの量において含
有せしめられ、鋼の耐酸化性、低温靭性、高温強
度、常温強度などが改善される。
なお、これらの成分は合金成分として鋼ワイヤ
に含有せしめらる他、メツキなどの手法によつて
鋼ワイヤ表面に存在する形態で含有せしめられた
ものであつて何等差支えない。
本発明は、このような組成の鋼ワイヤを使用し
て、前記した高O2濃度のAr―O2混合ガス雰囲気
中で通常のアーク溶接を行なおうとするものであ
つて、これにより次の如き優れた特徴を発揮する
のである。
(1) 溶滴の移行形態が改善され、スパツターが少
なく、CO2溶接の約1/10となる。しかも、スパ
ツターが発生しても、溶接部付近に付着するこ
とがなく、このため製品の外観を向上せしめ、
またスパツターの除去作業も不要となる。
(2) 気孔の発生が少なくなり、S55C、浸炭鋼、
亜鉛メツキ鋼板、塗装鋼版の溶接でも、気孔の
発生を効果的に抑制し得る。
(3) ビードがきれいになる。例えば、フラツクス
入りワイヤと同様にビード表面、全面にスラグ
が被るため、ビードの外観が優れる。
(4) 高炭素含有材料に対する溶接が可能となる。
高炭素鋼や浸炭鋼、高炭素当量鋼を溶接すると
炭素が溶接金属外に放出されて健全な溶接部が
得られる。
(5) ガスの費用が安価になる。液化により、輸送
費も節約できる。
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に明
らかにする。なお、実施例で用いられた鋼ワイヤ
No.とそれらに含まれる成分は次の第1〜4表に示
された通りであり、これら表中の分類欄における
“本発明”との表示は本発明に従うワイヤ組成の
ものを示し、また“比較”の表示は本発明との比
較に用いられる鋼ワイヤ組成を示すものである。
The present invention relates to a gas-encapsulated arc welding method, and in particular uses argon (Ar) as a shielding gas (encapsulation gas).
This relates to a gas-encapsulated arc welding method that uses a strongly oxidizing gas containing a high concentration of oxygen (O 2 ) exceeding 20%. Conventionally, in gas encapsulated arc welding of steel,
The shielding gas is carbon dioxide (CO 2 ),
Single component gas such as Ar, CO 2 - O 2 , Ar - CO 2 ,
Ar―O 2 , Ar―hydrogen (H 2 ), Ar―CO 2 ―O 2 , Ar―
Various mixed gases such as O 2 -H 2 have been proposed and put into practical use. However, these conventional shielding gases have advantages and disadvantages, and each has various problems that need to be solved. for example,
Welding using CO 2 or CO 2 - O 2 has the disadvantage that there are many spatters, and therefore it is necessary to remove the spatters that adhere to the vicinity of the welding area, which increases welding costs. If they cannot be completely removed, there are inherent problems that will cause negative effects such as deterioration of product appearance. In addition, Ar, Ar-O 2 welding has the disadvantage of producing a large number of pores (blow holes), and Ar-CO 2 welding also has the disadvantage of high gas costs.
Furthermore, Ar--CO 2 ---O 2 , Ar--He, and Ar--H 2 welding had the fatal drawback of causing cracks in high carbon steel welds. Moreover, the shielding gas
In the case of mixed gases such as CO 2 - O 2 and Ar - CO 2 , it is difficult to liquefy the mixed gas, transport it, and supply it to the welding area because the boiling points of the mixed components differ greatly. This is also one of the causes of rising gas costs. In this respect, the Ar-O 2- based mixed gas is Ar,
Since both O 2 and O 2 have similar boiling points, it is possible to vaporize the liquefied material with a predetermined gas composition that has been liquefied and transported and immediately introduce it to the welding area as a shielding gas, and it is possible to use a large amount of O 2 . For example, it is expected that it will be possible to further reduce gas costs. However, increasing the O 2 concentration in this Ar-O 2 mixed gas has traditionally been thought to cause various problems in welding operations. For example, in the case of welding low alloy steel or austenitic steel, it is difficult to increase the In order to improve the transition state and the penetration shape of the bead cross section, it is said that the O 2 concentration needs to be 20% or less, and according to Japanese Patent Publication No. 46-36442, If the amount exceeds 25%, the strength value is still sufficient, but sputtering and bubble formation are found to increase sharply. It was believed that the strongly oxidizing gas contained therein was inappropriate as a shielding gas in arc welding. Here, the present inventors discovered that Ar--O containing a large amount of oxygen, exceeding 20% by volume, makes the shielding gas a strong oxidizer, which has traditionally been considered difficult to use as described above. 2 As a result of various studies on mixed gases, we found that welding using such a strong oxidizing Ar-O 2 mixed gas greatly suppresses the generation and adhesion of spatter and cleans the weld metal. They discovered that in addition to preventing cracks and the formation of pores, they can also have beneficial rather than harmful effects in improving the appearance, leading to the completion of the present invention. That is, the present invention provides a gas-encapsulated arc welding method in which an Ar-O 2 mixed gas with an O 2 volume fraction of more than 20% and 75% or less is used as a shielding gas, and an Ar-O 2 mixed gas with an O 2 volume fraction of 1% or less is used as a shielding gas. Carbon (C),
Contains 0.2-2% silicon (Si), 1.7-25% manganese (Mn), 0.05-1.0% titanium (Ti) and 0.1
The purpose of this method is to use a steel wire that contains less than 2% of one or more of the above aluminum (Al) and 0.01 or more magnesium (Mg) in a total amount of less than 2%.This is the first method to reduce spatter and prevent the formation of pores. This made it possible to weld high carbon steel without cracking, with low gas costs. In other words, the present invention provides high concentrations of more than 20%
By combining a shielding gas consisting of an Ar-O 2 mixed gas containing O 2 and a welding wire (conductive welded filler wire) consisting of a C-Si-Mn-Ti-Al/Mg wire with a specific composition. , improves the stability of the arc and improves the transfer state of droplets, suppresses the generation of spatter under strongly oxidizing Ar-O 2 gas, which has been considered a problem in the past, and also improves the welding area of such spatter. By suppressing adhesion in the vicinity, it was possible to improve the appearance of the product. Furthermore, according to the present invention,
The oxidizing ability of O 2 , which is said to be 10 times that of CO 2 gas, can effectively burn away the carbon in high carbon steel, significantly contributing to improving the prevention of cracking, and furthermore, liquefaction of Ar and O 2 . (Vaporization) Since the temperature difference is small, it is possible to liquefy a gas mixture of a predetermined composition for transportation, then vaporize it and supply it as it is to welding, which not only makes it possible to supply large amounts of Al at low cost. ,Ti,
Due to the presence of a certain amount of deoxidizing elements such as Si and Mn,
The generation of pores could be effectively prevented. In addition, according to the present invention, it is possible to significantly suppress the generation rate of pores in fillet welds of coated steel sheets, which are said to occur on a principle different from that of ordinary pores, and also to reduce the ease of slag peeling and the formation of welds. Significant improvements were also made in various performances such as cleanliness, weld toughness, and bead appearance. Here, the volume fraction (concentration) of O 2 in the Ar-O 2 mixed gas as the shielding gas used in the present invention is maintained at a ratio exceeding 20% in order to achieve the above-mentioned object of the present invention. It is necessary to However, when the O 2 concentration exceeds 75%,
O 2
75% will be adopted as the upper limit. Among these, an O 2 concentration of 25 to 50% is preferably employed in the present invention.
Note that even when the O 2 concentration is lower than 20%, it has been observed that many pores occur. Also, the best residual gas other than O 2 is Ar,
Such Ar reduces the potential gradient and allows spray transfer welding. If all Ar is used as the residual gas, the volume fraction of Ar in the shielding gas will be 25 to 80%.
However, the inclusion of nitrogen gas as an impurity is unavoidable, and therefore Ar-
It is desirable to adjust and maintain the nitrogen gas concentration in the O 2 mixed gas to 1% or less. Generally, pores caused by O 2 are formed by deoxidizing elements C, Si,
It can be sufficiently prevented by mixing Mn, Ti, Al/Mg, and the pores caused by nitrogen can be prevented by the denitrifying element Ti,
This can be prevented when Al/Mg is present, but if the amount of nitrogen exceeds 1%, the effect of preventing pores cannot be achieved sufficiently and also causes a decrease in toughness and ductility. Furthermore, if approximately 0.001 to 10% of methane (CH 4 ) is contained in the Ar-O 2 mixed gas, it will contribute to suppressing the generation of pores in the fillet welds of painted steel sheets and improve cracking resistance. Contribute. The Ar-O 2 mixed gas with this gas composition is generally liquefied and transported to the target welding location, where it is vaporized and supplied to the welding torch as is, making it effective as a protective gas for the welding area. It can be used for On the other hand, the steel wire used in the present invention as a welding wire (conductive weld filler wire) must first contain C in an amount not exceeding 1%.
This carbon is a strong deoxidizing element that combines with O 2 to lower the oxygen concentration in the welded steel, and its deoxidizing ability in the welded metal is as strong as that of Si, but its content is If it is too large, cracks tend to occur in the welded area, so it must be kept at 1% or less. In addition, Si and Mn work together to deoxidize, effectively contributing to the prevention of pore formation in gases with high O 2 concentration, and when they combine with O 2 , they cause an exothermic reaction. At the same time, since the molten steel is heated to a high temperature, inclusions in the steel are brought to the surface and removed from the system (slag-off), which improves the peeling off of the slag that is generated, which in turn has the effect of increasing toughness.
However, if the Si content is less than 0.2%, the generation of pores cannot be sufficiently prevented, while if it exceeds 2%,
In the present invention, Si is contained in the wire in the range of 0.2 to 2% because excessive deoxidation has an adverse effect on the porosity resistance and deteriorates the toughness of the welded steel. In addition, Mn is an important element that is involved in solving various problems caused by gas with high O 2 concentration, but if its content in the wire is less than 1.7%, it is not sufficiently effective. On the other hand, if it exceeds 25%, corrosion resistance deteriorates or becomes economically disadvantageous, so the Mn content is set to 1.7 to 25%, preferably 2.0% to 5.0%. Furthermore, Ti, Al, and Mg act as strong oxygen scavengers, and at least one of them is essential for Ar--O 2 welding, and prevents the formation of pores. especially,
Ti also improves arc stability and contributes to less spatter under high O 2 concentrations. In addition, the O 2 concentration in the weld metal part is
Although it can only be reduced to about 0.07%, by adding Ti, Al, and Mg, it can be reduced to 0.05%.
It can be lowered to below, which is useful for improving the performance of weld metal. For this, at least 0.05 ~
In addition to containing 1.0% Ti in the wire,
It is necessary that the wire contains one or more of 0.1% or more Al and 0.01% or more Mg in a total amount of 2% or less. It should be noted that if the total amount of Al and Mg exceeds 2%, a problem arises in that the toughness decreases. Furthermore, such C-Si-Mn-Ti-Al/Mg
Mo, Cr,
Elements such as Ni, Co, and W may be contained as appropriate. By incorporating about 0.1 to 5% Mo into the wire, the toughness and ductility of the weld metal can be improved, and the strength can also be improved. Also, Co,
Ni, Co, and W are each contained in an amount of up to 25% to improve the oxidation resistance, low-temperature toughness, high-temperature strength, room-temperature strength, etc. of the steel. It should be noted that these components may be contained in the steel wire as alloy components or may be contained in a form present on the surface of the steel wire by a method such as plating, and there is no problem. The present invention attempts to perform normal arc welding in the above-mentioned Ar-O 2 mixed gas atmosphere with a high O 2 concentration using a steel wire having such a composition, and thereby achieves the following: It exhibits such excellent characteristics. (1) The transfer form of droplets is improved, and spatter is reduced to about 1/10 of CO 2 welding. Furthermore, even if spatter occurs, it will not adhere to the weld area, improving the appearance of the product.
Also, there is no need to remove spatter. (2) The occurrence of pores is reduced, and S55C, carburized steel,
Even when welding galvanized steel plates and painted steel plates, the generation of pores can be effectively suppressed. (3) The bead becomes clean. For example, like flux-cored wire, the entire surface of the bead is covered with slag, so the appearance of the bead is excellent. (4) It becomes possible to weld high carbon content materials.
When welding high carbon steel, carburized steel, or high carbon equivalent steel, carbon is released from the weld metal, resulting in a sound weld. (5) Gas costs will become cheaper. Liquefaction also saves on transportation costs. Examples will be shown below to clarify the present invention more specifically. In addition, the steel wire used in the example
The No. and the components contained therein are as shown in Tables 1 to 4 below, and the expression "the present invention" in the classification column in these tables indicates the wire composition according to the present invention, and The designation "comparison" indicates the steel wire composition used for comparison with the present invention.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 1
シールドガスとしてCO2ガスまたは30%O2含有
のAr―O2混合ガスを用い、また溶接ワイヤとし
て0.15%C,0.6%Si,1.2%Mnを含む鋼ワイヤA
または0.03%C,0.7%Si,3.3%Mn,0.3%Ti,
0.51%Alを含む鋼ワイヤBを使用して、溶接電
流:350A,アーク電圧:33V,溶接速度:30
cm/min,送給ガス量:25/min,極性:直流
逆極性なる溶接条件下に、SM50Cのガス被包ア
ーク溶接をそれぞれ行ない、得られた溶接製品
(溶接方向に30cm×溶接方法とは直角な方向に10
cm)上に付着したスパツターの数を求め、その結
果を第5表に示した。[Table] Example 1 CO 2 gas or Ar-O 2 mixed gas containing 30% O 2 was used as the shielding gas, and steel wire A containing 0.15% C, 0.6% Si, and 1.2% Mn was used as the welding wire.
or 0.03%C, 0.7%Si, 3.3%Mn, 0.3%Ti,
Using steel wire B containing 0.51% Al, welding current: 350A, arc voltage: 33V, welding speed: 30
cm/min, gas supply amount: 25/min, polarity: DC reverse polarity, SM50C was gas-encapsulated arc welded, and the obtained welded product (30cm in the welding direction x What is the welding method? 10 perpendicularly
The number of spatters adhering to the sample (cm) was determined and the results are shown in Table 5.
【表】
第5表の結果から明らかなように、本発明に従
うシールドガス組成並びに溶接ワイヤを用いるこ
とにより、母板表面へのスパツターの付着が著し
く抑制されている。
実施例 2
ワイヤNo.1〜4(1.2mmφ)を用い、Ar+5%
O2〜Ar+90%O2の混合ガスをシールドガスとし
て、溶接電流300A、アーク電圧30〜34V、直流
逆極性にて、16mm厚のリムド鋼、キルド鋼、低合
金鋼をアーク溶接した。溶接部の気孔発生状況を
X線透過写真により検査した結果第1図に示す
が、(図中、1はワイヤNo.1、リムド鋼母材;3
はワイヤNo.3,キルド鋼母材;4はワイヤNo.4,
低合金鋼母材をそれぞれ用いた結果を示してい
る)、溶接長さ200mm長当り、30個(Ar+5%O2
の場合)の気孔が、混合ガス中のO2量が20%を
越えるようになると、0個となり、さらに75%を
越えると再び35個以上の多数となることが判る。
また、従来のAr+O2ガス用のワイヤNo.1を使用
した場合には、O2が15%程度で気孔の発生が極
小となり、20%を越えるようになると、再び気孔
数が著しく増大することも判つた。
更に、本発明に従うワイヤNo.3〜4を用いて多
層溶接することによつて調べた溶接金属の機械的
性質は第6表の通りで、鋼の溶接、特にHTおよ
び低合金鋼の溶接に充分耐え得る成績であつた。
また、ビードの表面には一様に黒色のスラグが被
さり、、スラグの剥離性は極めて良好で、ビード
外観もフラツクス入りワイヤに劣らぬくらい美麗
なものであつた。[Table] As is clear from the results in Table 5, by using the shielding gas composition and welding wire according to the present invention, adhesion of spatter to the surface of the base plate is significantly suppressed. Example 2 Using wires No. 1 to 4 (1.2 mmφ), Ar + 5%
Rimmed steel, killed steel, and low alloy steel with a thickness of 16 mm were arc welded using a mixed gas of O 2 to Ar + 90% O 2 as a shielding gas at a welding current of 300 A, an arc voltage of 30 to 34 V, and DC reverse polarity. Figure 1 shows the results of inspecting the occurrence of pores in the welded area using X-ray photographs.
is wire No. 3, killed steel base material; 4 is wire No. 4,
30 pieces per 200mm welding length (Ar + 5% O 2
It can be seen that when the amount of O 2 in the mixed gas exceeds 20%, the number of pores decreases to 0, and when the amount of O 2 in the mixed gas exceeds 75%, the number increases again to 35 or more.
In addition, when using the conventional wire No. 1 for Ar + O 2 gas, the number of pores becomes minimal when the O 2 content is around 15%, and when it exceeds 20%, the number of pores increases significantly again. I also found out. Furthermore, the mechanical properties of the weld metal investigated by multilayer welding using wires Nos. 3 and 4 according to the present invention are shown in Table 6, and are suitable for welding steel, especially HT and low alloy steel. The results were tolerable.
Further, the surface of the bead was uniformly covered with black slag, and the slag peelability was extremely good, and the bead appearance was as beautiful as that of flux-cored wire.
【表】
実施例 3
実施例1のワイヤA及びBを用い、溶接電流:
350A,アーク電圧:32V,溶接速度:30cm/min
で、ウオツシユプライマー塗装鋼板のアーク溶接
を行ない、隅肉溶接部の気孔発生傾向を調べた。
結果を気孔発生率(=Σli・100/L;但し、Lは
観察面における溶接部の長さ、liは観察要におけ
る各気孔のL方向長さ)として、第7表に示し
た。
第7表より、本発明に従うシールドガスとワイ
ヤとの組合せの結果が優れていることは明白であ
る。また、シールドガス中に少量のCH4を混入せ
しめることにより、気孔発生率について良好な結
果が得られることも判つた。[Table] Example 3 Using wires A and B of Example 1, welding current:
350A, arc voltage: 32V, welding speed: 30cm/min
Arc welding was performed on steel plates coated with wash primer, and the tendency of porosity in fillet welds was investigated.
The results are shown in Table 7 as the pore generation rate (=Σli·100/L; where L is the length of the weld on the observation surface, and li is the length of each pore in the L direction at the observation point). From Table 7 it is clear that the results of the combination of shielding gas and wire according to the invention are excellent. It was also found that by mixing a small amount of CH 4 into the shielding gas, good results regarding the rate of porosity generation could be obtained.
【表】
実施例 4
ワイヤNo.27(1.6mmφ)を用い、40%O2―60%
Ar200Kg液化ボンベ入りガスを使用して360A―
32V―40cm/minの条件下にアーク溶接を行なつ
た。その結果、溶接部の気孔は認められず、溶接
ビード表面は美麗であり、健全な溶接が出来た。
このとき液化ガスボンベからガスを取り出す初期
および95%使用後のガス成分の変動は第2図に示
す如く±5%以内におさまり、液化ガス供給が工
業的に可能であることが明らかとなつた。なお、
溶接部の特性は、第8表の如く優れたものであつ
た。[Table] Example 4 Using wire No. 27 (1.6mmφ), 40%O 2 -60%
360A using Ar200Kg liquefied cylinder gas
Arc welding was performed under the condition of 32V-40cm/min. As a result, no pores were observed in the weld zone, the weld bead surface was beautiful, and sound welding was achieved.
At this time, the fluctuations in the gas composition at the initial stage when the gas was taken out from the liquefied gas cylinder and after 95% use were within ±5% as shown in Figure 2, making it clear that the liquefied gas supply was industrially possible. In addition,
The properties of the welded portion were excellent as shown in Table 8.
【表】
実施例 5
ワイヤNo.5〜50(1.2mmφ)を用いて、溶接電流
300A,アーク電圧30〜34V,溶接速度30cm/min
の条件下に各種溶接試験を行ない、その結果を第
9〜11表に示す。これらの表より、本発明の有効
性を確認した。[Table] Example 5 Welding current using wire No. 5 to 50 (1.2 mmφ)
300A, arc voltage 30~34V, welding speed 30cm/min
Various welding tests were conducted under the following conditions, and the results are shown in Tables 9 to 11. From these tables, the effectiveness of the present invention was confirmed.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 6
0.03%C―0.5%Si―2.7%Mn―0.05%Ti―0.3%
Alの鋼ワイヤを用いてそれぞれ得られた溶接製
品について、y型割れ試験(JIS―Z―3158)に
よりその割れを防止できる予熱温度について調
べ、その結果を第12表に示すが、該表より明らか
なように、本発明に従えば予熱温度が低くても割
れを良好に防止できるのである。[Table] Example 6 0.03%C-0.5%Si-2.7%Mn-0.05%Ti-0.3%
The preheating temperature that can prevent cracking was investigated using a Y-type cracking test (JIS-Z-3158) for each welded product obtained using Al steel wire, and the results are shown in Table 12. As is clear, according to the present invention, cracking can be effectively prevented even if the preheating temperature is low.
【表】【table】
【表】
○:割れなし
×:割れ発生
実施例 7
第13表に示すワイヤ並びにシールドガスを用い
て先の各実施例と同様にしてアーク溶接を行な
い、得られた溶接部におけるスラグのかぶり具
合、スラグ剥離までの時間、JIS―G―0555
(1977)に従う溶接部の清浄度、靭性、ビード観
を評価した。結果を第13表に併せて示す。
第13表の結果より明らかなように、本発明に従
えば、スラグの剥離が容易で、溶接部は清浄であ
り、また靭性も高く、ビード外観も美麗なものと
なるのである。[Table] ○: No cracks
×: Cracking Example 7 Arc welding was performed in the same manner as in the previous examples using the wire and shielding gas shown in Table 13, and the degree of slag coverage in the resulting welded area, the time until slag peeling, JIS-G-0555
(1977), weld cleanliness, toughness, and bead appearance were evaluated. The results are also shown in Table 13. As is clear from the results in Table 13, according to the present invention, the slag is easily peeled off, the welded area is clean, the toughness is high, and the bead appearance is beautiful.
第1図は実施例2で求められた各種O2混合率
のAr―O2ガス使用下におけるそれぞれのワイヤ
にて発生した気孔数を示すグラフであり、第2図
は実施例4で求められたボンベ詰液化ガスの使用
率に対するO2濃度の変化を示すグラフである。
Figure 1 is a graph showing the number of pores generated in each wire under the use of Ar-O 2 gas with various O 2 mixing ratios determined in Example 2, and Figure 2 is a graph showing the number of pores generated in each wire using Ar-O 2 gas with various O 2 mixing ratios determined in Example 2. 2 is a graph showing changes in O 2 concentration with respect to the usage rate of liquefied gas packed in a cylinder.
Claims (1)
ルゴン―酸素混合ガスをシールドガスとすると共
に、溶接ワイヤとして、1%以下の炭素、0.2〜
2%の珪素、1.7〜25%のマンガン、0.05〜1.0%
のチタンを含み且つ0.1%以上のアルミニウム、
0.01%以上のマグネシウムのうちの1種以上を合
計量で2%以下含む鋼ワイヤを使用することを特
徴とする酸素を高濃度で含有するシールドガスを
用いたアーク溶接方法。 2 前記アルゴン―酸素混合ガス中の窒素ガスの
体積率が1%以下に維持される特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3 前記アルゴン―酸素混合ガスが、該混合ガス
の液化物の気化によつて供給される特許請求の範
囲第1項記載の方法。 4 前記アルゴン―酸素混合ガスが、0.001〜10
%のメタンを含む特許請求の範囲第1項記載の方
法。 5 前記溶接ワイヤとしての鋼ワイヤが、さら
に、5%までのモリブデンおよび/またはそれぞ
れ25%までのクロム、ニツケル、コバルト、タン
グステンの1種以上を含む特許請求の範囲第1項
乃至第4項のいずれかに記載の方法。[Claims] 1. An argon-oxygen mixed gas with an oxygen volume percentage of more than 20% and 75% or less is used as a shielding gas, and as a welding wire, carbon of 1% or less, 0.2~
2% silicon, 1.7-25% manganese, 0.05-1.0%
of titanium and 0.1% or more of aluminum,
An arc welding method using a shielding gas containing a high concentration of oxygen, characterized by using a steel wire containing at least 2% of one or more types of magnesium in a total amount of 0.01% or more. 2. The method according to claim 1, wherein the volume fraction of nitrogen gas in the argon-oxygen mixed gas is maintained at 1% or less. 3. The method of claim 1, wherein the argon-oxygen gas mixture is supplied by vaporizing a liquefied product of the gas mixture. 4 The argon-oxygen mixed gas is 0.001 to 10
% of methane. 5. The steel wire as the welding wire further contains up to 5% molybdenum and/or up to 25% each of one or more of chromium, nickel, cobalt and tungsten. Any method described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17016179A JPS5691982A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Gas shielded arc welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17016179A JPS5691982A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Gas shielded arc welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5691982A JPS5691982A (en) | 1981-07-25 |
| JPS6330112B2 true JPS6330112B2 (en) | 1988-06-16 |
Family
ID=15899805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17016179A Granted JPS5691982A (en) | 1979-12-25 | 1979-12-25 | Gas shielded arc welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5691982A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100712105B1 (en) * | 1999-06-25 | 2007-04-27 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | Recording method and recording apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58128296A (en) * | 1982-01-26 | 1983-07-30 | Hitachi Cable Ltd | Coated are welding electrode of low spattering |
| JPS63281796A (en) * | 1987-05-08 | 1988-11-18 | インステイテユト チエルノイ メタルルギイ | welding wire |
-
1979
- 1979-12-25 JP JP17016179A patent/JPS5691982A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100712105B1 (en) * | 1999-06-25 | 2007-04-27 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | Recording method and recording apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5691982A (en) | 1981-07-25 |
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