JP3345295B2 - エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JP3345295B2 JP3345295B2 JP07475097A JP7475097A JP3345295B2 JP 3345295 B2 JP3345295 B2 JP 3345295B2 JP 07475097 A JP07475097 A JP 07475097A JP 7475097 A JP7475097 A JP 7475097A JP 3345295 B2 JP3345295 B2 JP 3345295B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高能率な大入熱用の
エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤに関
し、特に、溶接部の低温靱性を改善したエレクトロガス
アーク溶接用フラックス入りワイヤに関する。
エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤに関
し、特に、溶接部の低温靱性を改善したエレクトロガス
アーク溶接用フラックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロガスアーク溶接部の低温靭性
を改善する技術として、特開平４−８９１９６号公報又
は特開平４−２７９２９５号公報に開示されたものがあ
る。
を改善する技術として、特開平４−８９１９６号公報又
は特開平４−２７９２９５号公報に開示されたものがあ
る。
【０００３】特開平４−８９１９６号公報には、スラグ
生成剤が金属弗化物のみからなるフラックスを鋼製外皮
中に充填して、複合ワイヤ全重量に対して、金属弗化
物：０．７〜１．５％、Ｍｎ：０．７〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．１５〜０．５％、Ｍｇ：０．１〜０．６％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２５％、Ｎｉ：１．５〜４．５％、
Ｂ：０．００２〜０．０２％、鉄粉：１０〜２５％を含
有させたエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤが開示
されている。また、特開平４−２７９２９５号公報に
は、スラグ生成剤が金属弗化物と金属酸化物からなり、
金属弗化物／金属酸化物＝０．３〜０．８であるフラッ
クスを鋼製外皮中に充填して、複合ワイヤ全重量に対し
て、スラグ生成剤：０．７〜１．５％、Ｍｎ：０．７〜
１．５％、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｍｇ：０．１〜
０．６％、Ｔｉ：０．０５〜０．２５％、Ｎｉ：１．５
〜４．５％、Ｂ：０．００２〜０．０２％、鉄粉：１０
〜２５％、必要に応じてＡｌ：０．００５〜０．２５％
をフラックスに含有させ、かつ鋼製外皮＋フラックス中
のＣの総和を０．０２〜０．０６％としたエレクトロガ
スアーク溶接用複合ワイヤが開示されている。
生成剤が金属弗化物のみからなるフラックスを鋼製外皮
中に充填して、複合ワイヤ全重量に対して、金属弗化
物：０．７〜１．５％、Ｍｎ：０．７〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．１５〜０．５％、Ｍｇ：０．１〜０．６％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２５％、Ｎｉ：１．５〜４．５％、
Ｂ：０．００２〜０．０２％、鉄粉：１０〜２５％を含
有させたエレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤが開示
されている。また、特開平４−２７９２９５号公報に
は、スラグ生成剤が金属弗化物と金属酸化物からなり、
金属弗化物／金属酸化物＝０．３〜０．８であるフラッ
クスを鋼製外皮中に充填して、複合ワイヤ全重量に対し
て、スラグ生成剤：０．７〜１．５％、Ｍｎ：０．７〜
１．５％、Ｓｉ：０．１５〜０．５％、Ｍｇ：０．１〜
０．６％、Ｔｉ：０．０５〜０．２５％、Ｎｉ：１．５
〜４．５％、Ｂ：０．００２〜０．０２％、鉄粉：１０
〜２５％、必要に応じてＡｌ：０．００５〜０．２５％
をフラックスに含有させ、かつ鋼製外皮＋フラックス中
のＣの総和を０．０２〜０．０６％としたエレクトロガ
スアーク溶接用複合ワイヤが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術で開示されているエレクトロガスアーク溶接
用フラックス入りワイヤは、比較的入熱量が低い（約１
００ｋＪ／ｃｍ）場合に有効であり、大入熱溶接（２０
０ｋＪ／ｃｍ以上）においては、溶接金属の靭性を改善
できるまでは至っていない。
の従来技術で開示されているエレクトロガスアーク溶接
用フラックス入りワイヤは、比較的入熱量が低い（約１
００ｋＪ／ｃｍ）場合に有効であり、大入熱溶接（２０
０ｋＪ／ｃｍ以上）においては、溶接金属の靭性を改善
できるまでは至っていない。
【０００５】最近のコンテナ船のシャーストレーキに代
表されるように、肉厚部へのエレクトロガスアーク溶接
の適用が近時注目されているが、従来、この肉厚部に大
入熱のエレクトロガスアーク溶接を適用すると、溶接施
工能率は優秀であるものの、溶接部において、充分な靭
性が得られず、このため、この種の分野において、大入
熱エレクトロガスアーク溶接は未だ適用されていないの
が現実である。
表されるように、肉厚部へのエレクトロガスアーク溶接
の適用が近時注目されているが、従来、この肉厚部に大
入熱のエレクトロガスアーク溶接を適用すると、溶接施
工能率は優秀であるものの、溶接部において、充分な靭
性が得られず、このため、この種の分野において、大入
熱エレクトロガスアーク溶接は未だ適用されていないの
が現実である。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、大入熱溶接において、良好な低温靭性を有
する溶接部を形成することができる高能率なエレクトロ
ガスアーク溶接用ワイヤを提供することを目的とする。
のであって、大入熱溶接において、良好な低温靭性を有
する溶接部を形成することができる高能率なエレクトロ
ガスアーク溶接用ワイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエレクトロ
ガスアーク溶接用ワイヤは、鋼製外皮中にフラックスを
充填してなり、鋼材をエレクトロガスアーク溶接するた
めのフラックス入りワイヤにおいて、フラックス充填率
が２０乃至３０質量％であり、ワイヤ全質量に対する質
量％で、Ｃ（外皮中のＣを含む）：０．０２乃至０．１
０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉを含む）：０．２０乃至０．
６０％、Ｍｎ（外皮中のＭｎを含む）：１．５乃至２．
５％、Ｎｉ：１．５乃至３．５％、Ｔｉ：０．１０乃至
０．３０％、Ｂ：０．００４乃至０．０２５％、Ｍｇ：
０．１０乃至０．５０％、金属弗化物（Ｆ換算）：０．
２０乃至１．００％、Ｃａ：０．２０乃至１．２０％を
含有し、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下に規
制され、Ｔｉ／Ｂ比が５乃至５０であり、外皮中のＣ量
（ワイヤ全質量あたり）をＣＨ、フラックス中のＣ量
（ワイヤ全質量あたり）をＣＦとしたとき、ＣＨ／ＣＦ
比が０．１０乃至２．５０となることを特徴とする。
ガスアーク溶接用ワイヤは、鋼製外皮中にフラックスを
充填してなり、鋼材をエレクトロガスアーク溶接するた
めのフラックス入りワイヤにおいて、フラックス充填率
が２０乃至３０質量％であり、ワイヤ全質量に対する質
量％で、Ｃ（外皮中のＣを含む）：０．０２乃至０．１
０％、Ｓｉ（外皮中のＳｉを含む）：０．２０乃至０．
６０％、Ｍｎ（外皮中のＭｎを含む）：１．５乃至２．
５％、Ｎｉ：１．５乃至３．５％、Ｔｉ：０．１０乃至
０．３０％、Ｂ：０．００４乃至０．０２５％、Ｍｇ：
０．１０乃至０．５０％、金属弗化物（Ｆ換算）：０．
２０乃至１．００％、Ｃａ：０．２０乃至１．２０％を
含有し、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下に規
制され、Ｔｉ／Ｂ比が５乃至５０であり、外皮中のＣ量
（ワイヤ全質量あたり）をＣＨ、フラックス中のＣ量
（ワイヤ全質量あたり）をＣＦとしたとき、ＣＨ／ＣＦ
比が０．１０乃至２．５０となることを特徴とする。
【０００８】このエレクトロガスアーク溶接用フラック
ス入りワイヤにおいて、更に、ワイヤ全重量に対する重
量％で、Ａｌ：０．１０％以下を含有することができ
る。
ス入りワイヤにおいて、更に、ワイヤ全重量に対する重
量％で、Ａｌ：０．１０％以下を含有することができ
る。
【０００９】また、ワイヤ全重量に対する重量％で、Ｍ
ｏ：０．５０％以下及びＣｒ：０．５０％以下の少なく
とも一方を含有することができる。
ｏ：０．５０％以下及びＣｒ：０．５０％以下の少なく
とも一方を含有することができる。
【００１０】更に、ワイヤ全重量に対する重量％で、ア
ルカリ金属化合物をアルカリ元素換算値で０．０１乃至
０．５０％含有することができる。
ルカリ金属化合物をアルカリ元素換算値で０．０１乃至
０．５０％含有することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエレクトロガスア
ーク溶接用フラックス入りワイヤにおける各成分の添加
理由及び組成限定理由について説明する。なお、以下、
各成分の％は、ワイヤ全重量に対する割合である。
ーク溶接用フラックス入りワイヤにおける各成分の添加
理由及び組成限定理由について説明する。なお、以下、
各成分の％は、ワイヤ全重量に対する割合である。
【００１２】Ｃ（炭素）：０．０２乃至０．１０％（外
皮中のＣも含む） Ｃが０．０２％未満では、焼入性が不足し、溶接部の靭
性及び引張性能が劣化する。一方、Ｃが０．１０％を超
えると、溶接部の強度が高くなりすぎ、靭性が劣化する
と共に、高温割れが生じやすくなる。このため、外皮も
含めて、Ｃ量を０．０２乃至０．１０％、好ましくは
０．０４乃至０．０７％にする。
皮中のＣも含む） Ｃが０．０２％未満では、焼入性が不足し、溶接部の靭
性及び引張性能が劣化する。一方、Ｃが０．１０％を超
えると、溶接部の強度が高くなりすぎ、靭性が劣化する
と共に、高温割れが生じやすくなる。このため、外皮も
含めて、Ｃ量を０．０２乃至０．１０％、好ましくは
０．０４乃至０．０７％にする。
【００１３】Ｓｉ（シリコン）：０．２０乃至０．６０
％（外皮中のＳｉも含む） Ｓｉが０．２０％未満では、溶接部の延性が低下し、逆
にＳｉが０．６０％を超えると、溶接部の強度が過剰に
高くなり、靭性が劣化して高温割れが生じやすくなる。
このため、Ｓｉ量は０．２０乃至０．６０％、好ましく
は０．３０乃至０．５０％とする。このＳｉ量を調節す
るための、Ｓｉ源としては、Ｆｅ−Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ
−Ｍｎ合金等がある。
％（外皮中のＳｉも含む） Ｓｉが０．２０％未満では、溶接部の延性が低下し、逆
にＳｉが０．６０％を超えると、溶接部の強度が過剰に
高くなり、靭性が劣化して高温割れが生じやすくなる。
このため、Ｓｉ量は０．２０乃至０．６０％、好ましく
は０．３０乃至０．５０％とする。このＳｉ量を調節す
るための、Ｓｉ源としては、Ｆｅ−Ｓｉ及びＦｅ−Ｓｉ
−Ｍｎ合金等がある。
【００１４】Ｍｎ（マンガン）：１．５乃至２．５％
（外皮中のＭｎも含む） Ｍｎが１．５％未満では、焼入性が不足し、溶接金属部
の靭性及び引張性能が劣化する。一方、Ｍｎが２．５％
を超えると、強度が高くなりすぎ、靭性が劣化して高温
割れが生じやすくなる。このため、Ｍｎ量は１．５乃至
２．５％、好ましくは１．５乃至２．０％とする。この
Ｍｎ源としては、金属Ｍｎ及びＦｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ
−Ｍｎ等の合金がある。
（外皮中のＭｎも含む） Ｍｎが１．５％未満では、焼入性が不足し、溶接金属部
の靭性及び引張性能が劣化する。一方、Ｍｎが２．５％
を超えると、強度が高くなりすぎ、靭性が劣化して高温
割れが生じやすくなる。このため、Ｍｎ量は１．５乃至
２．５％、好ましくは１．５乃至２．０％とする。この
Ｍｎ源としては、金属Ｍｎ及びＦｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ
−Ｍｎ等の合金がある。
【００１５】Ｎｉ（ニッケル）：１．５乃至３．５％ Ｎｉは溶接部の低温靭性を安定させる作用を有し、常に
低温靱性が優れた溶接部を得ることができる。Ｎｉが
１．５％未満では、溶接部の低温靭性が低下する。ま
た、Ｎｉが３．５％を超えると、強度が高くなりすぎ、
靭性が劣化して高温割れが生じやすくなる。このため、
Ｎｉは１．５乃至３．５％、好ましくは１．８乃至２．
８％とする。Ｎｉ源としては、金属Ｎｉ及びＮｉ−Ｍｇ
等の合金がある。
低温靱性が優れた溶接部を得ることができる。Ｎｉが
１．５％未満では、溶接部の低温靭性が低下する。ま
た、Ｎｉが３．５％を超えると、強度が高くなりすぎ、
靭性が劣化して高温割れが生じやすくなる。このため、
Ｎｉは１．５乃至３．５％、好ましくは１．８乃至２．
８％とする。Ｎｉ源としては、金属Ｎｉ及びＮｉ−Ｍｇ
等の合金がある。
【００１６】Ｔｉ（チタン）：０．１０乃至０．３０％ Ｂ（ボロン）：０．００４乃至０．０２５％ ＴｉとＢとを複合添加すると、組織が微細化することに
より、靭性が強化される。Ｔｉが０．１０％未満又はＢ
が０．００４％未満では、靭性強化効果が発揮されず、
得られる溶接部の靭性が低いものとなる。一方、Ｔｉが
０．３０％を超えるか、又はＢが０．０２５％を超える
と、強度が過剰となり、靭性が劣化して高温割れが生じ
やすくなる。このため、Ｔｉは０．１０乃至０．３０
％、好ましくは０．１５乃至０．２５％にする。また、
Ｂは０．００４乃至０．０２５％、好ましくは０．００
８乃至０．０１５％とする。Ｔｉ源としては、金属Ｔｉ
及びＦｅ−Ｔｉ等の合金がある。Ｂ源としては、Ｆｅ−
Ｂ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ等の合金又は特殊ガラス等の酸化物
がある。なお、酸化物で添加する場合には、Ｂ換算量で
上記範囲とする。ＴｉとＢとの個別の添加量は上記範囲
であるが、後述するように、本願発明の目的である大入
熱溶接において良好な低温靱性を得るためには、Ｔｉ／
Ｂ比も調整する必要がある。
より、靭性が強化される。Ｔｉが０．１０％未満又はＢ
が０．００４％未満では、靭性強化効果が発揮されず、
得られる溶接部の靭性が低いものとなる。一方、Ｔｉが
０．３０％を超えるか、又はＢが０．０２５％を超える
と、強度が過剰となり、靭性が劣化して高温割れが生じ
やすくなる。このため、Ｔｉは０．１０乃至０．３０
％、好ましくは０．１５乃至０．２５％にする。また、
Ｂは０．００４乃至０．０２５％、好ましくは０．００
８乃至０．０１５％とする。Ｔｉ源としては、金属Ｔｉ
及びＦｅ−Ｔｉ等の合金がある。Ｂ源としては、Ｆｅ−
Ｂ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ等の合金又は特殊ガラス等の酸化物
がある。なお、酸化物で添加する場合には、Ｂ換算量で
上記範囲とする。ＴｉとＢとの個別の添加量は上記範囲
であるが、後述するように、本願発明の目的である大入
熱溶接において良好な低温靱性を得るためには、Ｔｉ／
Ｂ比も調整する必要がある。
【００１７】Ｍｇ（マグネシウム）：０．１０乃至０．
５０％ Ｍｇは強脱酸剤であるため、その添加により溶接金属の
酸素量を低減し、靭性を向上させることができる。Ｍｇ
量が０．１０％未満では、溶接金属の脱酸不足により靭
性が向上しない。一方、Ｍｇ量が０．５０％を超える
と、溶接作業性が劣化し、スパッタ発生量が増加し、ス
ラグ発生量が増加することにより、アークが不安定とな
る。このため、Ｍｇ含有量は０．１０乃至０．５０％と
する。Ｍｇ源としては、金属Ｍｇ及びＮｉ−Ｍｇ、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ等の合金がある。
５０％ Ｍｇは強脱酸剤であるため、その添加により溶接金属の
酸素量を低減し、靭性を向上させることができる。Ｍｇ
量が０．１０％未満では、溶接金属の脱酸不足により靭
性が向上しない。一方、Ｍｇ量が０．５０％を超える
と、溶接作業性が劣化し、スパッタ発生量が増加し、ス
ラグ発生量が増加することにより、アークが不安定とな
る。このため、Ｍｇ含有量は０．１０乃至０．５０％と
する。Ｍｇ源としては、金属Ｍｇ及びＮｉ−Ｍｇ、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ等の合金がある。
【００１８】Ｐ（リン）：０．０２％以下 Ｐ量が多くなると、靭性及び耐割れ性が劣化するため、
０．０２％以下とする。Ｐ量が０．０２％を超えると溶
接部の靭性が劣化し、高温割れが生じやすくなる。
０．０２％以下とする。Ｐ量が０．０２％を超えると溶
接部の靭性が劣化し、高温割れが生じやすくなる。
【００１９】Ｓ（硫黄）：０．０２％以下 Ｓ量が多くなると、靭性及び耐割れ性が劣化する。この
ため、Ｓ量は０．０２％以下とする。Ｓ量が０．０２％
を超えると、溶接部の靭性が劣化し、高温割れが生じや
すくなる。
ため、Ｓ量は０．０２％以下とする。Ｓ量が０．０２％
を超えると、溶接部の靭性が劣化し、高温割れが生じや
すくなる。
【００２０】金属弗化物（フッ素量に換算して）：０．
２０乃至１．００％ 金属弗化物は溶接金属の酸素量を低減すると共に、アー
クを安定させるために添加する。金属弗化物の量がＦ換
算で０．２０％未満では、溶接金属の酸素量が低減され
ず、靭性が劣化してアークが不安定となる。金属弗化物
の量が１．００％を超えると、蒸気圧が高いため、ヒュ
ーム発生量が増大して溶接作業性が劣悪となる。このた
め、金属弗化物の量は０．２０乃至１．００％、好まし
くは０．３０乃至０．７０％とする。この金属弗化物源
としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ2ＳｉＦ6、ＣａＦ2等が
ある。
２０乃至１．００％ 金属弗化物は溶接金属の酸素量を低減すると共に、アー
クを安定させるために添加する。金属弗化物の量がＦ換
算で０．２０％未満では、溶接金属の酸素量が低減され
ず、靭性が劣化してアークが不安定となる。金属弗化物
の量が１．００％を超えると、蒸気圧が高いため、ヒュ
ーム発生量が増大して溶接作業性が劣悪となる。このた
め、金属弗化物の量は０．２０乃至１．００％、好まし
くは０．３０乃至０．７０％とする。この金属弗化物源
としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ2ＳｉＦ6、ＣａＦ2等が
ある。
【００２１】なお、金属弗化物としてアルカリ金属の弗
化物を使用した場合には、後述するアルカリ金属化合物
（アルカリ元素換算値）としての効果も得られる。
化物を使用した場合には、後述するアルカリ金属化合物
（アルカリ元素換算値）としての効果も得られる。
【００２２】Ｃａ（カルシウム）：０．２０乃至１．２
０％ Ｃａは強脱酸剤であるため、溶接金属の酸素量を低減
し、靭性を向上させることができる。Ｃａが０．２０％
未満では、酸素量が低減されず、このため靭性が向上し
ない。一方、Ｃａが１．２０％を超えると、スラグが過
剰に生成し、アークが不安定となる。このため、Ｃａは
０．２０乃至１．２０％、好ましくは０．３０乃至０．
８０％とする。なお、Ｃａは、Ｃａのフッ化物（ＣａＦ
2）及び／又はＣａ合金（Ｃａ−Ｓｉ）により添加する
ことができ、添加量はそのＣａ換算量で決めればよい。
０％ Ｃａは強脱酸剤であるため、溶接金属の酸素量を低減
し、靭性を向上させることができる。Ｃａが０．２０％
未満では、酸素量が低減されず、このため靭性が向上し
ない。一方、Ｃａが１．２０％を超えると、スラグが過
剰に生成し、アークが不安定となる。このため、Ｃａは
０．２０乃至１．２０％、好ましくは０．３０乃至０．
８０％とする。なお、Ｃａは、Ｃａのフッ化物（ＣａＦ
2）及び／又はＣａ合金（Ｃａ−Ｓｉ）により添加する
ことができ、添加量はそのＣａ換算量で決めればよい。
【００２３】充填率：２０乃至３０重量％ フラックスの充填率が２０重量％未満では、スパッタが
増加すると共に、電流密度が小さくなるため、高能率施
工を達成できない。一方、フラックス充填率が３０重量
％を超えると、外皮金属の肉厚が薄くなるため、ワイヤ
強度が不足し、溶接中にワイヤが断線する虞れがある。
増加すると共に、電流密度が小さくなるため、高能率施
工を達成できない。一方、フラックス充填率が３０重量
％を超えると、外皮金属の肉厚が薄くなるため、ワイヤ
強度が不足し、溶接中にワイヤが断線する虞れがある。
【００２４】ＣH／ＣF比＝０．１０乃至２．５０ エレクトロガスアーク溶接は、母材希釈の程度が大きい
溶接法である。母材希釈率は以下のように定義される。
図４に示す溶接部の断面形状において、符号Ａは全溶接
金属を示し、符号Ｂはそのうち母材が溶融した部分であ
る。この場合に母材希釈率とは、下記数式１にて表され
る。
溶接法である。母材希釈率は以下のように定義される。
図４に示す溶接部の断面形状において、符号Ａは全溶接
金属を示し、符号Ｂはそのうち母材が溶融した部分であ
る。この場合に母材希釈率とは、下記数式１にて表され
る。
【００２５】
【数１】母材希釈率＝｛（母材溶融断面積：Ｂの部分）
／（全溶接金属断面積：Ａの部分）｝×１００ このように、母材希釈率とは、全溶接金属に対し、溶接
金属となる母材の割合をいう。
／（全溶接金属断面積：Ａの部分）｝×１００ このように、母材希釈率とは、全溶接金属に対し、溶接
金属となる母材の割合をいう。
【００２６】そして、機械的性質は、この母材希釈の影
響を大きく受ける。而して、ＣH／ＣF比が０．１０乃至
２．５０の範囲を外れると、アークが不安定となり、母
材の希釈率のバラツキが大きくなるため、設計通りの溶
接金属を得ることができない。このため、溶接金属の機
械的性質（特に低温靭性）のバラツキが大きくなる。ま
た、アークが安定しないため、スパッタ発生量が増大す
る等、溶接作業性も劣化する。このため、ＣH／ＣF比は
０．１０乃至２．５０、好ましくは０．５０乃至１．５
０にする。
響を大きく受ける。而して、ＣH／ＣF比が０．１０乃至
２．５０の範囲を外れると、アークが不安定となり、母
材の希釈率のバラツキが大きくなるため、設計通りの溶
接金属を得ることができない。このため、溶接金属の機
械的性質（特に低温靭性）のバラツキが大きくなる。ま
た、アークが安定しないため、スパッタ発生量が増大す
る等、溶接作業性も劣化する。このため、ＣH／ＣF比は
０．１０乃至２．５０、好ましくは０．５０乃至１．５
０にする。
【００２７】図１は横軸にＣH／ＣF比をとり、縦軸にシ
ャルピ衝撃値及び母材希釈率をとって、夫々の関係を示
すグラフ図である。なお、この図１のデータの溶接条件
は下記表２に示すとおりである。また、図１のデータは
表３、４の実施例４３乃至４８である。この図１から明
らかなように、ＣH／ＣF比が０．１０未満又は２．５０
超になると、母材希釈率のバラツキが大きくなり、シャ
ルピ吸収エネルギが低下する。
ャルピ衝撃値及び母材希釈率をとって、夫々の関係を示
すグラフ図である。なお、この図１のデータの溶接条件
は下記表２に示すとおりである。また、図１のデータは
表３、４の実施例４３乃至４８である。この図１から明
らかなように、ＣH／ＣF比が０．１０未満又は２．５０
超になると、母材希釈率のバラツキが大きくなり、シャ
ルピ吸収エネルギが低下する。
【００２８】Ｔｉ／Ｂ比＝５乃至５０ Ｔｉ／Ｂ比が５乃至５０の範囲内では、アーク安定性が
向上し、母材希釈率のバラツキが小さく、一定の母材希
釈率が得られるため、Ｔｉ及びＢによる靭性強化作用が
十分に発揮される。しかし、上記範囲を外れると、靭性
のバラツキが大きくなる。このため、Ｔｉ／Ｂ比は５乃
至５０、好ましくは１０乃至３０とする。
向上し、母材希釈率のバラツキが小さく、一定の母材希
釈率が得られるため、Ｔｉ及びＢによる靭性強化作用が
十分に発揮される。しかし、上記範囲を外れると、靭性
のバラツキが大きくなる。このため、Ｔｉ／Ｂ比は５乃
至５０、好ましくは１０乃至３０とする。
【００２９】図２は横軸にＴｉ／Ｂ比をとり、縦軸にシ
ャルピ衝撃値及び母材希釈率をとって、夫々の関係を示
すグラフ図である。なお、この図２のデータの溶接条件
は下記表２に示すとおりであり、図２のデータは表３、
４の実施例４９乃至５４である。この図２から明らかな
ように、Ｔｉ／Ｂ比が５未満又は５０超の場合は、母材
希釈率のバラツキが大きく、またシャルピ吸収エネルギ
も小さい。
ャルピ衝撃値及び母材希釈率をとって、夫々の関係を示
すグラフ図である。なお、この図２のデータの溶接条件
は下記表２に示すとおりであり、図２のデータは表３、
４の実施例４９乃至５４である。この図２から明らかな
ように、Ｔｉ／Ｂ比が５未満又は５０超の場合は、母材
希釈率のバラツキが大きく、またシャルピ吸収エネルギ
も小さい。
【００３０】以上のように、大入熱溶接において、溶接
金属が良好な低温靭性を有するためには、ＣH／ＣF比及
びＴｉ／Ｂ比が上記範囲内にあることが必要である。
金属が良好な低温靭性を有するためには、ＣH／ＣF比及
びＴｉ／Ｂ比が上記範囲内にあることが必要である。
【００３１】Ａｌ：０．１０％以下 Ａｌはビードのなじみ（形状）を向上させるために必要
に応じて添加する。このＡｌ量が０．１０％を超える
と、靱性が低下する。Ａｌ源としては、金属Ａｌ及びＦ
ｅ−Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ等のＡｌ合金がある。
に応じて添加する。このＡｌ量が０．１０％を超える
と、靱性が低下する。Ａｌ源としては、金属Ａｌ及びＦ
ｅ−Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ等のＡｌ合金がある。
【００３２】Ｍｏ及びＣｒ：０．５０％以下 Ｍｏ及びＣｒは溶接金属部を高強度に設定する場合に、
引張強さを確保するために添加することができる。この
Ｍｏ及びＣｒが０．５０％を超えると、靱性が低下す
る。Ｍｏ源としては、金属Ｍｏ及びＦｅ−Ｍｏ等の合金
があり、Ｃｒ源としては、金属Ｃｒ及びＦｅ−Ｃｒ等の
合金がある。
引張強さを確保するために添加することができる。この
Ｍｏ及びＣｒが０．５０％を超えると、靱性が低下す
る。Ｍｏ源としては、金属Ｍｏ及びＦｅ−Ｍｏ等の合金
があり、Ｃｒ源としては、金属Ｃｒ及びＦｅ−Ｃｒ等の
合金がある。
【００３３】アルカリ金属化合物（アルカリ元素換算
値）：０．０１乃至０．５０％ アルカリ金属化合物を添加することにより、更にアーク
安定性が向上すると共に、母材希釈率が安定した溶接部
を得ることができる。従って、溶接部は、安定した衝撃
性能を具備する。このため、必要に応じて、アルカリ金
属化合物を添加することが好ましい。アルカリ金属化合
物が０．０１％未満の場合は、上記効果が少ない。一
方、アルカリ金属化合物が０．５０％を超えると、スラ
グ量が若干増加するため、多少アークが不安定となり、
アルカリ金属化合物の添加効果が減少する。このため、
アルカリ金属化合物はアルカリ元素換算値で０．０１乃
至０．５０％とする。
値）：０．０１乃至０．５０％ アルカリ金属化合物を添加することにより、更にアーク
安定性が向上すると共に、母材希釈率が安定した溶接部
を得ることができる。従って、溶接部は、安定した衝撃
性能を具備する。このため、必要に応じて、アルカリ金
属化合物を添加することが好ましい。アルカリ金属化合
物が０．０１％未満の場合は、上記効果が少ない。一
方、アルカリ金属化合物が０．５０％を超えると、スラ
グ量が若干増加するため、多少アークが不安定となり、
アルカリ金属化合物の添加効果が減少する。このため、
アルカリ金属化合物はアルカリ元素換算値で０．０１乃
至０．５０％とする。
【００３４】図３は横軸にアルカリ金属化合物の量（ア
ルカリ元素換算値）をとり、縦軸にシャルピ衝撃値及び
母材希釈率をとって、各関係を示すグラフ図である。こ
の図３に示すように、アルカリ金属化合物の量が０．０
１乃至０．５０％の場合に、母材希釈率が安定し、シャ
ルピ吸収エネルギも高い。これに対し、アルカリ金属化
合物の量が０．００６％の場合及び０．６０％の場合は
母材希釈率のばらつきが若干大きく、シャルピ衝撃エネ
ルギも若干低い。
ルカリ元素換算値）をとり、縦軸にシャルピ衝撃値及び
母材希釈率をとって、各関係を示すグラフ図である。こ
の図３に示すように、アルカリ金属化合物の量が０．０
１乃至０．５０％の場合に、母材希釈率が安定し、シャ
ルピ吸収エネルギも高い。これに対し、アルカリ金属化
合物の量が０．００６％の場合及び０．６０％の場合は
母材希釈率のばらつきが若干大きく、シャルピ衝撃エネ
ルギも若干低い。
【００３５】なお、アルカリ金属化合物の原料として
は、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ2ＳｉＦ6等の弗化物、Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3等の炭酸塩、長石等の酸化物がある。また、アルカ
リ金属化合物がアルカリ金属弗化物の場合は、その弗素
量は前述の金属弗化物の弗素量にも換算する。
は、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ2ＳｉＦ6等の弗化物、Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3等の炭酸塩、長石等の酸化物がある。また、アルカ
リ金属化合物がアルカリ金属弗化物の場合は、その弗素
量は前述の金属弗化物の弗素量にも換算する。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明する。下記表１は軟鋼製外皮の組成（外
皮全重量に対する重量％）を示す。また、表２は溶接条
件を示し、下記表３、４はワイヤ組成（ワイヤ全重量に
対する重量％）を示す。その試験結果を下記表５に示
す。なお、表５の備考欄に記載の◎、○、×は総合判定
を表し、◎は極めて良好、○は良好、×は不良を示す。
と比較して説明する。下記表１は軟鋼製外皮の組成（外
皮全重量に対する重量％）を示す。また、表２は溶接条
件を示し、下記表３、４はワイヤ組成（ワイヤ全重量に
対する重量％）を示す。その試験結果を下記表５に示
す。なお、表５の備考欄に記載の◎、○、×は総合判定
を表し、◎は極めて良好、○は良好、×は不良を示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】表３、４、５において、試験例１、６〜１
１、１６〜１８、２３〜２５、３０〜３４、３９〜４
３、４８、４９、５４は本発明の範囲から外れる比較例
である。このため、表５の備考欄に示した種々の欠点が
ある。これに対し、その他の試験例２〜５、１２〜１
５、１９〜２２、２６〜２９、３５〜３８、４４〜４
７、５０〜５３は本願請求項１の実施例であり、更に、
試験例５５〜５７は請求項２、３の条件も満足する実施
例である。これらの実施例は強度及び低温靱性が優れて
おり、高温割れが防止されていると共に、スパッタ等も
少なく溶接作業性も良好である。
１、１６〜１８、２３〜２５、３０〜３４、３９〜４
３、４８、４９、５４は本発明の範囲から外れる比較例
である。このため、表５の備考欄に示した種々の欠点が
ある。これに対し、その他の試験例２〜５、１２〜１
５、１９〜２２、２６〜２９、３５〜３８、４４〜４
７、５０〜５３は本願請求項１の実施例であり、更に、
試験例５５〜５７は請求項２、３の条件も満足する実施
例である。これらの実施例は強度及び低温靱性が優れて
おり、高温割れが防止されていると共に、スパッタ等も
少なく溶接作業性も良好である。
【００４３】次に、アルカリ金属化合物の添加効果につ
いて、試験した実施例についてその比較例と比較して説
明する。下記表６は溶接条件を示す。アルカリ金属化合
物の添加効果をより明らかにするため母材希釈率の不安
定な低電流（３２０Ａ）についても試験を行った。な
お、表７〜９において、各試験例の組成は表３、４の試
験例３（本願請求項１を満足する）の組成を基本とする
ものである。そして、試験例３はアルカリ金属化合物が
本願請求項４にて規定する範囲よりも低いもの、試験例
６１はアルカリ金属化合物が本発明の請求項４にて規定
する範囲よりも多いものであり、試験例５８〜６０，６
２〜６４は本願請求項４にて規定する範囲に入るもので
ある。
いて、試験した実施例についてその比較例と比較して説
明する。下記表６は溶接条件を示す。アルカリ金属化合
物の添加効果をより明らかにするため母材希釈率の不安
定な低電流（３２０Ａ）についても試験を行った。な
お、表７〜９において、各試験例の組成は表３、４の試
験例３（本願請求項１を満足する）の組成を基本とする
ものである。そして、試験例３はアルカリ金属化合物が
本願請求項４にて規定する範囲よりも低いもの、試験例
６１はアルカリ金属化合物が本発明の請求項４にて規定
する範囲よりも多いものであり、試験例５８〜６０，６
２〜６４は本願請求項４にて規定する範囲に入るもので
ある。
【００４４】
【表６】
【００４５】また、下記表７、８はワイヤ組成（ワイヤ
全重量に対する重量％）を示す。その試験結果を下記表
９に示す。なお、表９の溶接作業性欄に記載の◎、○、
×は総合判定を表し、◎は極めて良好、○は良好、×は
不良を示す。
全重量に対する重量％）を示す。その試験結果を下記表
９に示す。なお、表９の溶接作業性欄に記載の◎、○、
×は総合判定を表し、◎は極めて良好、○は良好、×は
不良を示す。
【００４６】表９に示すように、試験例３，６１は本願
請求項４の範囲から外れる比較例であるため、他の試験
例５８〜６０，６２〜６４に比して、溶接作業性が若干
劣り、またシャルピ吸収エネルギが若干低い。これに対
し、試験例５８〜６０，６２〜６４は溶接作業性及び衝
撃性能の双方が優れたものであった。
請求項４の範囲から外れる比較例であるため、他の試験
例５８〜６０，６２〜６４に比して、溶接作業性が若干
劣り、またシャルピ吸収エネルギが若干低い。これに対
し、試験例５８〜６０，６２〜６４は溶接作業性及び衝
撃性能の双方が優れたものであった。
【００４７】
【表７】
【００４８】
【表８】
【００４９】
【表９】
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエレ
クトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤによれ
ば、入熱量が２００ｋＪ／ｃｍ以上の大入熱溶接におい
ても、優れた低温靱性を有する溶接金属部を得ることが
でき、高温割れも防止され、スパッタ等も少なく、溶接
作業性も優れている。また、アルカリ金属化合物の量を
適切に設定することにより、溶接作業性を更に向上で
き、また衝撃性能も更に安定させることができる。
クトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤによれ
ば、入熱量が２００ｋＪ／ｃｍ以上の大入熱溶接におい
ても、優れた低温靱性を有する溶接金属部を得ることが
でき、高温割れも防止され、スパッタ等も少なく、溶接
作業性も優れている。また、アルカリ金属化合物の量を
適切に設定することにより、溶接作業性を更に向上で
き、また衝撃性能も更に安定させることができる。
【図１】ＣH／ＣF比と、母材希釈率及びシャルピ吸収エ
ネルギとの関係を示すグラフ図である。
ネルギとの関係を示すグラフ図である。
【図２】Ｔｉ／Ｂ比と、母材希釈率及びシャルピ吸収エ
ネルギとの関係を示すグラフ図である。
ネルギとの関係を示すグラフ図である。
【図３】アルカリ金属化合物の量と、母材希釈率及びシ
ャルピ吸収エネルギとの関係を示すグラフ図である。
ャルピ吸収エネルギとの関係を示すグラフ図である。
【図４】母材希釈率の定義を示す図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/368
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼製外皮中にフラックスを充填してな
り、鋼材をエレクトロガスアーク溶接するためのフラッ
クス入りワイヤにおいて、フラックス充填率が２０乃至
３０質量％であり、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ
（外皮中のＣを含む）：０．０２乃至０．１０％、Ｓｉ
（外皮中のＳｉを含む）：０．２０乃至０．６０％、Ｍ
ｎ（外皮中のＭｎを含む）：１．５乃至２．５％、Ｎ
ｉ：１．５乃至３．５％、Ｔｉ：０．１０乃至０．３０
％、Ｂ：０．００４乃至０．０２５％、Ｍｇ：０．１０
乃至０．５０％、金属弗化物（Ｆ換算）：０．２０乃至
１．００％、Ｃａ：０．２０乃至１．２０％を含有し、
Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下に規制され、
Ｔｉ／Ｂ比が５乃至５０であり、外皮中のＣ量（ワイヤ
全質量あたり）をＣＨ、フラックス中のＣ量（ワイヤ全
質量あたり）をＣＦとしたとき、ＣＨ／ＣＦ比が０．１
０乃至２．５０となることを特徴とするエレクトロガス
アーク溶接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 更に、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ａｌ：０．１０％以下を含有することを特徴とする請求
項１に記載のエレクトロガスアーク溶接用フラックス入
りワイヤ。 - 【請求項３】 更に、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｍｏ：０．５０％以下及びＣｒ：０．５０％以下の少な
くとも一方を含有することを特徴とする請求項１又は２
に記載のエレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワ
イヤ。 - 【請求項４】 更に、ワイヤ全質量に対する質量％で、
アルカリ金属化合物をアルカリ元素換算値で０．０１乃
至０．５０％含有することを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のエレクトロガスアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07475097A JP3345295B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-03-27 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| KR1019980003845A KR100294454B1 (ko) | 1997-03-27 | 1998-02-10 | 일렉트로가스아크용접용플럭스충전와이어 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21582196 | 1996-08-15 | ||
| JP8-215821 | 1996-08-15 | ||
| JP07475097A JP3345295B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-03-27 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109189A JPH10109189A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3345295B2 true JP3345295B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=26415936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07475097A Expired - Lifetime JP3345295B2 (ja) | 1996-08-15 | 1997-03-27 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345295B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100347294B1 (ko) * | 1999-12-27 | 2002-08-07 | 현대종합금속 주식회사 | 일렉트로가스 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| KR100646605B1 (ko) | 2005-11-14 | 2006-11-23 | 현대종합금속 주식회사 | 일렉트로가스 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
| JP5165322B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2013-03-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP07475097A patent/JP3345295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10109189A (ja) | 1998-04-28 |
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