JP6676552B2 - 高強度薄鋼板のmag溶接用ワイヤ及びこれを使用したパルスmag溶接方法 - Google Patents
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Description
(1) 厚さ1.2〜3.2mmである高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量%でC:0.20超〜0.50%、Si:0.05〜0.20%、Mn:1.5〜2.5%、Mo:0.3〜0.6%を含有し、P:0.03%以下、S:0.03%以下であり、残部はFe及び不可避不純物からなることを特徴とする高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤである。
400≦Ip(A)×Tp(msec) ≦800・・・・・(1)
Cは、溶接金属の強度を確保する元素である。またアークを安定化し、溶滴を細粒化する効果がある。本発明においては溶滴の細粒化と広幅ビードを得ることを目的に脱酸元素であるSiの含有量を低くしており、溶融金属の脱酸は主にCによって行う。Cが0.20%以下では、アークが不安定となりビード幅が不均一となる。また、スパッタ発生量が多く溶融金属の垂れが生じる。一方、Cが0.50%を超えると、溶融金属の粘性が劣り耐垂れ性を確保できない。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。したがって、Cは0.20超〜0.50%とする。
Siは、溶融金属の粘性及び表面張力を適正化させる効果が大きい元素である。また、溶滴を細粒化すると共に広幅ビードが得られ、アーク電圧を低くした場合においても溶滴が短絡し難く電圧条件の拡大に寄与できる。Siが0.05%未満では、溶融金属の粘性が劣り溶融金属が垂れ、十分な耐ギャップ性が得られない。また、溶滴が大きくなってビード幅が狭くなる。一方、Siが0.20%を超えると、溶滴が大きくなって短絡しやすくなりスパッタ発生の要因になる。また、溶融池の溶融金属が溶接速度に追従できずハンピングビードになりやすい。さらに、スラグが多く生成してビード外観を劣化させる。したがって、Siは0.05〜0.20%とする。
Mnは、脱酸剤として作用するとともに溶融金属の粘性及び表面張力を適正化させる効果がある。Mnが1.5%未満では、その効果が得られず、溶融金属の粘性及び表面張力が劣化するため、溶融金属が垂れ、十分な耐ギャップ性が得られない。一方、Mnが2.5%を超えると、溶滴が大きくなり短絡しやすくスパッタ発生の要因となる。したがって、Mnは1.5〜2.5%とする。
Moは、溶接金属の組織を微細化して強度を向上させる元素である。またMoを添加することにより、溶滴形成性が良くなり、溶滴移行が安定してスパッタ発生量が少なくなる。Moが0.3%未満では、上記効果が得られない。一方、Moが0.6%を超えると、溶接金属が硬化して耐割れ性が劣化する。また、溶滴形成性が悪く、溶滴移行が不安定でスパッタ発生量が多くなる。したがって、Moは0.3〜0.6%とする。
Pは不純物であり、Pの増加により溶接金属の割れを引き起こすので0.03%以下とする。好ましくは、Pは0.015%以下である。
Sは不純物であり、Sの増加により溶接金属の割れを引き起こすので0.03%以下とする。好ましくは、Sは0.010%以下である。
AlとTiは、微量の添加でも脱酸元素として作用してブローホール等の気孔発生を抑制する。また、溶接金属と母材とのなじみを改善する効果がある。しかし、AlとTiの1種又は2種以上の合計が0.15%超になると、ビード形状を凸状態にし、ビード幅が狭くなるとともに、スラグが多く生成してビード外観を劣化させる。したがって、AlとTiの1種又は2種以上の合計:0.15%以下とすることが望ましい。なお、脱酸作用及び母材とのなじみを改善する効果を得るためにはAlとTiの1種又は2種以上の合計を0.02〜0.12添加することが好ましい。但し、このAlとTiの含有量が上述した条件を逸脱するものであっても、本発明所期の効果は発揮しえる。
パルスピーク電流(Ip)が400A未満では、電磁ピンチ効果による溶滴の離脱がスムーズに行われなくなり、アークが不安定となり、ビード幅が狭くなることから、十分な耐ギャップ性が得られない。一方、パルスピーク電流(Ip)が600Aを超えると、アーク力により溶融地が垂れ易くなる。したがって、パルスピーク電流(Ip)は400〜600Aとする。
パルスベース電流(Ib)は、ベース期間でアークを保持できる電流値が必要となる。パルスベース電流(Ib)が30A未満では、アークが不安定となり、80Aを超えると溶滴の離脱が速やかに行われず、アークが不安定となり、スパッタ発生量が多くなる。したがって、パルスベース電流(Ib)は30〜80Aとする。
下記式(1)で示すパルス電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積(Ip×Tp)で得られる値を限定することによって、ピーク時間の短い領域でアーク電圧が高い場合においても、溶滴の短絡がピーク時及びベース時に適度に生じて溶融金属の垂れが生じ難く、広幅ビードが得られる。パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積(Ip×Tp)が400未満では、ピーク電流期間で溶滴を形成するためのエネルギーが不足し十分な溶滴の形成ができず、ビード幅が狭くなることから十分な耐ギャップ性が得られない。またIp×Tpが400未満では、溶融金属が垂れやすくなる。一方、パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積が800を超えると、過度に成長した溶滴が短絡しやすくなり再点弧時のアーク力で溶融地が吹き飛ばされることからスパッタ発生量が多くなるとともに溶融金属が垂れやすく、十分な耐ギャプ性が得られない。従ってIp×Tpは、下記式(1)で示される範囲とする。
400≦Ip(A)×Tp(msec)≦800 ・・・・(1)
2 後板
3 溶接金属
4 アンダーカット
5 スペーサ
6、61、62 ワイヤ狙い位置
7 溶接トーチ
W ビード幅
θ トーチ角度
G ギャップ
Claims (3)
- 厚さ1.2〜3.2mmである高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤにおいて、
ワイヤ全質量に対する質量%で
C:0.20超〜0.50%、
Si:0.05〜0.20%、
Mn:1.5〜2.5%、
Mo:0.3〜0.6%を含有し、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下であり、
残部はFe及び不可避不純物からなることを特徴とする高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤ。 - ワイヤ全質量に対する質量%で、
AlとTiの1種又は2種以上の合計:0.15%以下をさらに含有することを特徴とする請求項1記載の高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤ。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載の高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤを使用したパルスMAG溶接方法において、
パルスピーク電流(Ip):400〜600A、
パルスベース電流(Ib):30〜80Aとし、
前記パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)が下記式(1)を満足するパルスを付加して溶接することを特徴とするパルスMAG溶接方法。
400≦Ip(A)×Tp(msec) ≦800・・・・・(1)
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