JP3342305B2 - 耐溶接割れ性に優れた溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法 - Google Patents
耐溶接割れ性に優れた溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法Info
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Description
れた溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法に関する。
例えば自動車用品の一部に亜鉛メッキ鋼板が使用されて
いたが、最近ではこれに代えて耐食性鋼材、特に鋼管が
使用されるようになってきた。
鋼材を用いれば、亜鉛メッキを省略できてコストを下げ
られ、また亜鉛の存在が溶接に対して与える悪影響を除
くことができて有利であるが、この耐食性鋼材を従来の
溶接ワイヤを用いて溶接したとき、溶接割れが生じやす
いことが判明した。
溶接にはJISのYGW16相当の溶接ワイヤを用いた
マグ溶接若しくはミグ溶接が多く行われてきた。ここで
YGW16ワイヤの代表的合金組成は以下の通りであ
る。 C:0.06%,Si:0.70%,Mn:1.30
%,P:0.010%,S:0.015%,残部Fe
材、例えば高リン高銅組成を有する耐食性鋼材の溶接を
行ったとき、溶接割れが生じやすいことが判明したので
ある。
iを少量加え耐シールド性を高めた組成のものも好んで
使用されているが、本発明者等の経験によると、Nbや
Tiの添加は溶接割れの点からは一層好ましくないこと
が分かった。
事情を背景としてなされたものである。而して本願の発
明は溶接ワイヤの組成を、重量%で、C:≦0.06
%,Mn:0.4〜2.0%,P:≦0.015%,
S:≦0.005%,O:≦0.01%且つSi−20
×C2+4×C≦0.5%であり、残部実質的にFeか
ら成る組成とすることを特徴とする(請求項1)。
1の溶接ワイヤを用いて、高リン高銅の組成を有する耐
食性鋼材をマグ若しくはミグ溶接法により溶接すること
を特徴とする。
2において、前記高リン高銅の組成を有する耐食性鋼材
として、C:≦0.12%,Si:≦0.75%,M
n:0.20〜2.00%,P:0.02〜0.15
%,Cu:0.01〜0.50%,Cr:≦1.0%及
びNi:≦1.0%を含有し、S:≦0.04%であっ
て、残部が実質上Feから成る合金組成の鋼を使用する
ことを特徴とする。
得るべく、図1に示しているように鋼管10を並べて長
さ200mmの溶接(マグ溶接,ミグ溶接)試験を行
い、そして溶接部の長手方向始端部分(5mmの位
置),中間部分(100mmの位置),末端部分(クレ
ータ部分,195mmの位置)の溶接状況を調べたとこ
ろ、一般に中間部分に比べて始端部分と末端部分、特に
末端部分において溶接割れが生じやすいことを見出し
た。
切断して溶接部の縦断面の組織を調べたところ、中間部
分と始端部分及び末端部分とで溶接部の組織が異なって
いること、また溶接が良好であった部分と溶接割れが発
生した部分とで同じく溶接部の組織が異なっていること
を確認した。
部分については主として針状フェライト(アシキュラー
フェライト:AF)組織から成っているのに対して、末
端部分、特に溶接割れの多く発生した部分については主
として粒状フェライト(ポリゴナルフェライト:PF)
組織から成っていることを確認した。
部の組織とは密接に関係しており、溶接の良好な部分に
ついては全般的に組織がAF組織となっており、また溶
接割れが多く発生する部分は組織が全般的に主としてP
F組織となっていること、そしてそれらの関係は成分的
に分類が可能であることが判明した。
要因として重要な働きをなしていることを示している。
同図中の曲線PはAF組織とPF組織との境界線となる
もので、図中この曲線Pより下側の領域において組織が
AFとなり、従って良好な溶接部が得られることを意味
する。
分の偏析の関係も併せて調査した。即ち、溶接部の断面
の組織について腐食液で腐食して粒度を調べてみたとこ
ろ、溶接割れの発生している部分についてはデンドライ
ト(樹枝状晶)の生成・発達が認められ、また併せて成
分の偏析が多く認められたのに対して、溶接の良好な部
分についてはデンドライトの生成・発達が少なく、併せ
て成分の偏析も少ないことが認められた。
分で整理したものが図2に併せて表してある。同図にお
いて斜線で示すQ領域部分がデンドライトの発達が少な
く、また成分の偏析の少ない領域を表している。尚、以
上は溶接ワイヤ中のS量が少ない場合(S≦0.005
%)の結果であって、S量が多い場合にはこのような結
果は得られなかった。
ので、要するに溶接ワイヤにおけるC,Si成分を図中
Rの範囲とすること、即ちC:≦0.06%で、尚且つ
C,Siが前記式(1)を満たす範囲(但しS:≦0.
005%,Mn:0.4〜2.0%,P:≦0.015
%,O:≦0.01%)とすることを骨子とする。
有する耐食性鋼材のマグ若しくはミグ溶接に適用して好
適なものであり(請求項2)、特に好適なのはC:≦
0.12%,Si:≦0.75%,Mn:0.20〜
2.00%,P:0.02〜0.15%,Cu:0.0
1〜0.50%,Cr:≦1.0%及びNi:≦1.0
%を含有し、S:≦0.04%であって、残部が実質上
Feから成る組成の鋼材の溶接への適用である(請求項
3)。
の各成分の限定理由を具体的に説明する。 〈溶接ワイヤ〉 C:≦0.06% Cは溶接部の強度を高めるのに欠かせないが、過剰に添
加されると溶接金属の発達が多くなり、また偏析も多く
なるため、上限を0.06%とする。
効果があり、また強度・靱性を改善する上でも有用であ
る。しかし0.4%未満では脱酸不足となり溶接欠陥が
発生し易く、一方で2.0%を超えると合金の加工性を
低めて溶接ワイヤへの加工を困難にするうえ溶接金属の
強度が高くなり過ぎ、靱性が低下するので0.4〜2.
0%とした。
を0.015%とする。
のため上限を0.005%とする。
端の溶滴が離脱するのを妨げる。そこで溶滴の移行性を
改善するため、上限を0.01%とした。尚Si−20
×C2+4×C≦0.5%とする理由については前述し
た通りである。
度のC量が必要であるが、延性・靱性を低下させないよ
う上限を0.12%とする。
を高めてPの固溶を妨げる結果、溶接割れを引き起こす
恐れがある。そこで0.75%の上限を設けた。
とも0.20%は添加する。しかし過大になると靱性を
低下するので2.00%を上限とする。
しかし多量になると材料を脆くする上、溶接金属中に移
行して溶接割れを引き起こすため、上限を0.15%と
する。
1%以上の添加で得られる。一方、過大な量になると溶
接金属を脆化させるので、0.50%までの添加に止め
る。
える。必要な耐食性はそれぞれ1.0%以内で添加すれ
ば得られるので、経済性も考慮して添加量をこの限度と
した。
のため上限を0.04%とする。
る。表1に示す化学組成の溶接ワイヤを用い、以下の合
金組成、即ちC:0.01%,Si:0.01%,M
n:1.01%,Cr:0.10%,Ni:0.20
%,P:0.06%,S:0.01%,Cu:0.20
%,残部Feから成る組成の高リン高銅組成の耐食性鋼
管(外径60mm×長さ300mm,肉厚2mm)10
を3本並べて長さ200mmに亘って以下の条件で溶接
試験を行った(図1参照)。
2(20リットル/min) ワイヤ送給速度:9.8m/min アーク電圧:19V(ミグ溶接),26V(マグ溶接) 溶接速度:100cm/min
組織の状態,溶接割れの各項目につき評価を行った。結
果が表1に併せて示してある。
例のものに比べてデンドライトの発達及びSi,Mn,
P,S等の成分の偏析が少なく、また組織は主に針状フ
ェライト(AF)組織を成していて、耐溶接割れ性が良
好であることが分かる。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
て溶接を行った場合、特に高リン高銅から成る組成の耐
食性鋼材をマグ,ミグ溶接する際に良好に溶接割れを防
止することができ、耐溶接割れ性を向上させることがで
きた。
る。
の良否との関係を表す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、C:≦0.06%,Mn:
0.4〜2.0%,P:≦0.015%,S:≦0.0
05%,O:≦0.01%且つSi−20×C2+4×
C≦0.5%であり、残部実質的にFeから成る耐溶接
割れ性に優れた溶接ワイヤ。 - 【請求項2】 請求項1の溶接ワイヤを用いて、高リン
高銅の組成を有する耐食性鋼材をマグ若しくはミグ溶接
法により溶接することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項3】 請求項2において、前記高リン高銅の組
成を有する耐食性鋼材としてC:≦0.12%,Si:
≦0.75%,Mn:0.20〜2.00%,P:0.
02〜0.15%,Cu:0.01〜0.50%,C
r:≦1.0%及びNi:≦1.0%を含有し、S:≦
0.04%であって、残部が実質上Feから成る合金組
成の鋼を使用することを特徴とする溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20906696A JP3342305B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 耐溶接割れ性に優れた溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP20906696A JP3342305B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 耐溶接割れ性に優れた溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1034379A JPH1034379A (ja) | 1998-02-10 |
JP3342305B2 true JP3342305B2 (ja) | 2002-11-05 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT413667B (de) * | 2004-05-10 | 2006-04-15 | Fronius Int Gmbh | Schweissverfahren und laser-hybrid-schweissbrenner |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP20906696A patent/JP3342305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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