JP2008207211A - パルスmag溶接用銅めっきソリッドワイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C:0.02〜0.12質量%、Si:0.15〜1.0質量%、Mn:0.9〜1.8質量%、Al:0.002〜0.020質量%、さらに必要に応じてTi:0.15質量%以下を含有し、銅めっきを厚さ:0.3〜1.1μm有し、かつワイヤ表面にワイヤ10kg当たりの分量で、常温で液体の潤滑油を0.3〜1.5gおよびカリウムを0.004〜0.25g有するパルスMAG溶接用銅めっきソリッドワイヤ。
【選択図】 図1
Description
(2)ワイヤ表面に銅めっきを施すことによって、ワイヤとチップ間の通電性が良好となり、アークが安定すると共にワイヤ組成の低Oと相まってチップ摩耗およびチップ詰まりが極めて少なくなる。
(3)ワイヤ表面に常温で液体である潤滑油を塗布することによって、ワイヤ送給速度が安定してアークが安定し、スパッタ発生量が少なくなる。また、後述するカリウム化合物をワイヤ表面に均一に分散することができる。
(4)ワイヤ表面にカリウムを有することによって、低電圧の溶接条件において溶滴が形成し易くなり、均一で小さい溶滴にするので1パルス−1ドロップの移行を乱すことがなく、アークも安定しスパッタ発生量が極めて少なくなる。また、溶滴が小さいのでピーク電圧の時間を短くできることから、さらに高速度の溶接が可能となる。
[C:0.02〜0.12質量%]
Cはアークを安定化し溶滴を細粒化する作用があり、0.02質量%(以下、%という)未満では溶滴が大きくなってアークが不安定になりスパッタ発生量が多くなる。一方、0.12%を超えると溶融金属の粘性が劣り溶融金属が垂れてビード形状が不良となる。また、スパッタ発生量が増加するばかりでなく、溶接金属を著しく硬化させ耐割れ性が劣化する。
Siは溶接金属の主脱酸剤として不可欠であると共に、ワイヤの電気抵抗を増大させてワイヤの溶融量を増加させ、更に溶融金属の粘度および表面張力を増大させる効果が大きい元素である。これによって良好な耐ギャップ性が得られ、広幅の溶接ビードを形成できる。しかし、0.15%未満では上記効果が得られず、また、1.0%を超えると溶融金属の表面張力が過度に上昇するため溶融金属が高速度の溶接速度に追従できず、ハンピングビードとなり易い。
MnはSiと共に脱酸剤として作用する他、溶融金属の粘度および表面張力を増大させる効果がある。0.9%未満ではその効果が得られず、ブローホール等の気孔欠陥が発生しやすくなると共に、溶融金属の粘度および表面張力が低下することから、溶融金属が垂れてビード外観が不良で十分な耐ギャップ性が得られない。一方、Mnが1.8%を超えると、溶融金属の粘度および表面張力が増加し過ぎて広幅のビードが得られない。
Alは高速溶接時のアークを安定させスパッタ発生量を少なくするが溶接金属の垂れ性を増大させる。0.002%未満であるとアークが不安定となりスパッタ発生量が多くなる。一方、0.020%を超えると、溶融金属の粘度および表面張力が低下することから、溶融金属が垂れてビード外観が不良となる。
ワイヤ表面の銅めっきは、ワイヤとチップ間の通電性を良好にしてアークを安定にする。銅めっき厚さが0.3μm未満であると、特に低電圧の溶接条件においてはワイヤとチップ間の通電性が部分的に悪くなり、アークが不安定になってスパッタ発生量が多くなる。一方、銅めっき厚さが1.1μmを超えると、溶接金属の銅含有量が多くなって耐割れ性が劣化する。
常温で液体である潤滑油はワイヤ表面に皮膜を形成し、ワイヤ送給時にワイヤ送給速度を一定にする。また、後述するカリウムをワイヤ表面に均一に分散することができる。潤滑油がワイヤ10kg当たり0.3g(以下、g/10kgWという)未満であると、カリウムをワイヤ表面に均一に分散することができず、溶滴の大きさが均一にならず1パルス−1ドロップの移行を乱してスパッタ発生量が多くなる。一方、1.5g/10kgWを超えると、溶接部にピットやブローホールが生じる。
ワイヤ表面のカリウムは、低電圧の溶接条件においてもアークを安定させ、均一で小さい溶滴にするので1パルス−1ドロップの移行を乱すことがなくスパッタ発生量が極めて少なくなる。すなわち、ピーク時間を短くすることができるので高速度の溶接が可能となり、ビード外観も良好となる。カリウムが0.004g/10kgW未満であるとその効果がなく、溶滴が大きく不揃いとなって1パルス−1ドロップの移行を乱してアークが不安定となり、スパッタ発生量も多くなる。一方、0.25g/10kgWを超えるとビード形状が凹状となり、アンダーカットが生じたりギャップ内に溶融金属が垂れ易くなる。
Tiは高速溶接時のアークを安定させスパッタ発生量を少なくすると共に脱酸剤として働きブローホールの発生を抑制するので添加するのが好ましい。しかしながらTiが0.15%を超えると溶滴の大きさが均一にならず1パルス−1ドロップの移行を乱してスパッタ発生量が多くなる。
また、Oが0.010%を超えると、ワイヤ製造時にワイヤ表面に亀裂が生じ、溶接時にワイヤ表面の銅めっきが剥離してチップ詰まりが生じ易くなる。したがって、Oは0.010%以下とする。
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。
本発明例であるワイヤ記号W1〜W8は、ワイヤ成分およびワイヤ表面のめっき厚さが適正で、ワイヤ表面へ塗布された潤滑油およびカリウムも適正であるので、溶接可能ギャップが大きく、アークが安定してスパッタ発生量が少なく、ビード形状が良好で高温割れもなく極めて満足な結果であった。
ワイヤ記号W10は、Cが低いのでアークが不安定でスパッタ発生量が多くなった。また、Mnが高いので凸ビードとなって溶接可能ギャップが狭かった。
ワイヤ記号W12は、Siが低いので溶接可能ギャップが狭かった。また、Tiが高いのでスパッタ発生量が多かった。
ワイヤ記号W14は、Alが高いので溶融金属が垂れてビード形状が不良であった。また、潤滑油塗布量が少ないのでスパッタ発生量が多かった。
ワイヤ記号W15は、Alが低いのでアークが不安定でスパッタ発生量が多かった。また、銅めっき厚さが厚いので高温割れも生じた。
2 後板
3 溶接金属
4 アンダーカット
5 スペーサ
6 ワイヤ狙い位置
7 トーチ
G ギャップ長さ
θ トーチ角度
Claims (2)
- パルスMAG溶接用銅めっきソリッドワイヤにおいて、C:0.02〜0.12質量%、Si:0.15〜1.0質量%、Mn:0.9〜1.8質量%、Al:0.002〜0.020質量%を含有し、銅めっきを厚さ:0.3〜1.1μm有し、かつワイヤ表面にワイヤ10kg当たりの分量で、常温で液体の潤滑油を0.3〜1.5gおよびカリウムを0.004〜0.25g有し、その他はP:0.025質量%以下、S:0.025質量%以下、O:0.010以下および不可避不純物からなることを特徴とするパルスMAG溶接用銅めっきソリッドワイヤ。
- さらにTi:0.15質量%以下を含有することを特徴とする請求項1記載のパルスMAG溶接用銅めっきソリッドワイヤ。
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