JPS58119492A - 被覆ア−ク溶接棒心線用線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 遣方法に係り、特に連続鋳造による鋼片を素材と・する
線材製造方法の提案に閲す。

被覆アーク溶接棒心線用線材は、ＪＩＳ　Ｇ：３　５　
０　３にみられるように、鋳造鍼塊から熱間圧延を経て
製造されているのが現状である。しかしながら、最近の
鉄鋼業界においては、連続＠造技術の向上を基盤に、で
をるだけ造塊工程を省略し省エネルギな鉄鋼製造法すな
わち連続鋳造法による比率を高めようと努めており、被
覆アーク溶接棒心線用源材の製造（（関しても例外では
ない。したがって４・連続鋳造法によって製造された種
々の鋼材を、被覆アーク＠接棒の６綜用に供用すること
が試みられているが、未だ満足できるような結果が得ら
れていない現状である。つまり、被覆アーク溶接棒に使
用される心線は、溶接電極としての作用と、・溶接部に
対するフィラーメタルとしての作用が主であるが、さら
にみのがせないことは溶接作業性のうちのアーク現象、
とくに溶滴移行現象にも影響をおよぼすことであり、こ
の点において連＠製心線は劣勢であった。

すなわち、従来法による被覆アーク溶接棒心線用線材は
リムド鋼であり、この心線に含まれている多量の酸素は
、溶接棒先端の溶融部において活発なｃ’ｏ反応を生じ
させ、溶滴の移行状態を微細かつ定常化させるのに有効
であるが、一方連続鋳造法てよって＃遺されるキルド儒
あるいはセミキルド鋼の心線では、含まれる識素量が少
ないため上記反応が不活発となり、好ましい移行状態が
得られないためである。

すなわち、現在工程品を生産している連鋳工程・・・そ
のままでは、鋳込み時に発生する気泡の除去に限界があ
り、約８０　ＰＰＭ　（０，００８重相パーセント）以
下の酸素を含有したときに発生する気泡はほぼ除去でき
るが、これ以上の酸素を含有させた場合は、ＣＯ反応に
よって発生する気泡の量が増し、　１完全な除去が困難
となる。したがって、スラブ中への気泡の持ち込みやス
ラブ表面への気孔の生成、さらには鋳込中の溶鋼突沸な
どの欠点が生じるため、溶接棒に必要な酸素前を含有す
る素材となる鋼片は、連続鋳造法では得られない。

本発明者らは、連続鋳造法で製造された鋼片を素材とし
、溶接棒に必要な炭素および酸素を含有させる方法につ
いての研究に際し、先ず腫々の組成の線材を用いて、被
覆アーク溶接棒の心線に必要とする酸素量と炭素量との
限界を求めるために多数の実験を重ねた結果、第１図に
示すように、線材に含まれる酸素種が１００　ｐｐｍ以
上、炭素量が３００　ｐｐｍ以上の含有を同時に満たし
、かつ両成分の積（〔％Ｃ〕・〔％Ｏ〕）が４−８　ｘ
　１０４以上である場合にのみ、従来用いられてきた心
線に対応できる作業性が得られることを知見した。

しかしながら、連鋳鋼片１（おける上記酸素量は、通常
の連続グ４造法で添加含有させることは困難な値であり
、現実には約８０　ｐｐｍの酸素量を上限としており、
これ以上の酸素量では鋳込にトラブルを起し易いことは
前述した通りであり、酸素量１００　ｐｐｍ以上を連鋳
に求めるのは不可能と判断される。

このような状況のもとで、連鋳鋼片を溶接棒心線用素材
として用いるためには、連鋳後の鋼片を、線材１て必要
な前述のような組成の炭素量と酸素前とに調整するのが
有効な手段であって、連鋳鋼片に肉盛溶接を施すことが
、’ｉ７　ｆｔ）＋に本発明の目的を達成する方法であ
ることを見出した。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであって、
その要旨は連続′！ＡａＫよって得られる鋼片に、０．
２型缶パーセント（以後単に％と記す）以下の炭素およ
び０．０７５〜０．１２％の範囲の酸素を含有するｇ接
金属を、線材の横断面における面積比で素材の（１，１
５倍以下のｉｆｌ権率となるように肉盛＃接し、その後
ｒ（Ｇ材に加工することによって、線材を酸素前１　ｏ
　ｏ　ｐｐｍ以上、炭素量８００ｐｐｍ以上を必須成分
とし、かつ両成分の積（〔％Ｃ〕×〔％０〕）を４．８
　Ｘ　１０−４以上とする任意の組成に仕上げること馨
特数とするものであって、従来の造塊法によって製造さ
れていた線材に比叙して、経費の低減に大きく寄与する
ものである。

以下本発明方法の詳細について説明する。

第１表に例示したように、連覇工程品の鋼片を素材とし
て、これに肉盛溶接をしてなる線材な心・絵として被覆
アーク溶接棒を試作し、その作業性および製造費用（表
では従来材を１としたコスト比）な調査した結果 （注）１．素材：　２０＋）　Ｘ　２００　Ｘ　１８１
ビＬ／ノド肉盛祈面形状車２図参照 （庄）２．連裔素材のｉＩＺ羊祖Ｆｉｌ　（７−ｂ％）
（庄）３肉盗浴伝貧４の化学組成１ｗｔ、％）↓ 冷間イ甲＠　　：　　４．０　　鵡φ ↓ 切断 ↓ 被覆剤塗装：イルミナイト系 以下通常の被覆アーク溶接棒の製造工程線材槽ｊ仇面Ｖ
Ｃおける溶接金属の分布によっては、アーク現象に多少
の差が認められるものの、酸素量１００　ＰＰＭ以上、
炭素＃ａ　ＯＯＰＰＭ以上、かつ両者の積（〔％Ｃ〕×
〔％Ｏ’３）が４．８　Ｘ　Ｎｏ−４以上を満たす本発
明線材は、いずれも良好な作業性を示し、従来から用い
られてきた造塊法による線材とほぼ同等との判定が得ら
れた。

したがって、従来必要とされていた造塊工程を無用のも
のとし、被覆アーク溶接棒心線用線材には不適と考えら
れていた連鋳法による鋼片の使用を可能にするものであ
る。

なお、本発明線材の成分調整は、その概要を第２図に模
式的Ｋ　示すように線材として加工する長手方向の横断
面（Ａ−Ａ’断面）において、連鋳素材２の面積Ｓ○　
と、肉盛溶接余端１の面積ｓｗ１の比と、連鋳素材の成
分濃度　ａ。と、肉盛溶接金属の成分濃１’ｆ　　ａｗ
　　との関係から次式で行うことが出来る。

したがって、前述のように線材の炭素濃度を００８１％
以上、酸素濃度を０．０１％以上、かつ両者の精を４．
８　Ｘ　１０　’以上てするためには、ａ□　、　８（
、。

ａｗ　＋　ｓＷを任意に調整することによって得ること
が出来る。

次に本発明方法の実施に好適な線材成分の作用と成分範
囲、さらて肉盛溶接の条件と溶接金属の組成範囲につい
て以下に説明する。

まず、線材中の酸素は溶接棒先端の溶融部におけるＣＯ
反応、すなわちリミングアクションを生　・じさせ溶滴
移行をスムーズにするための必須成分であり最低でも］
、　ＯＯＰＰＭ以下を必要とする。炭素は酸素と同様Ｃ
○反応を生じさせるための成分であり、同様に３００　
ＰＰＭ以下を必要とする。さらに、これらの両成分の績
（〔％Ｃ〕×〔％○〕）が４・８　Ｘ　Ｎｏ　”以上で
あることが必要である（第１図参照）。

その他、Ｓｉ　、　Ｍｎをはじめとする諸成分について
みると、Ｓｌは発明者らの実験においては３００ＰＰＭ
から２５００　ＰＰＭの範囲で良好であり、さら、　１
０ に従来材がＪＩＳ（）３５０８にみられるように３００
　ＰＰＭ以下を用いていることから、極少から２５００
　ＰＰＭまでの含有量に関しては、支障がないと判断さ
れる。

またＭｎは、３２００　ＰＰＭから８０００　Ｐ’ＰＭ
の範囲で金山させたがいずれも良好な結果が得られてい
る。

Ａｔは、鎮１表に例示したように６０〜１１００ＰＰを
含有させたがこの場合も別設の支障はなかった。しかし
ｔｃから、これらを代表とする酸素あるいは、炭素の活
寒に影響する元素については、ＣＯ反応を防害才る作用
もあるので添力［］Ｋはそれなりの注意が必要である。

つぎに、連＠定片に肉盛溶接をする場合についてのべる
。これは、連鋳鋼片素材がビレットもし・〈はブルーム
であったとしても同様に考えてさしつかえない。肉盛溶
接において注意することは、まず、連鋳素材と溶接金属
の面積比（横断面における）を前述の成分調整を考ｉぞ
して決定し、所期の面積率になるようπ肉盛溶接をする
が、溶接後１ の材料はその後の加工に有利な形状を保つ必要がＩあり
、長手方向の曲り（溶接熱歪による彎曲）を防止すると
ともに、断面形状を正方形もしくばそれに近い矩形さら
には、より円に近い状態にすべきである。このためには
、肉盛面に垂直な方向の・連鋳素材寸法に対し、肉盛厚
さをｏ、１５倍以下とする必要があり、素材厚さの０．
１５倍を越えて肉盛溶接を行うとビレットもしくはブル
ームの彎曲を防止できない。また、同じ面積率の肉盛溶
接を行うにしても、被覆アーク溶接棒としてより安定：
て・なアーク現象を得るためには、線材の中心に関して
できるだけ対称形に、さらに均等に溶接金属を配するの
が好ましい。しかし第２表に示すように、一方向肉盛溶
接における溶接金属の面積率が０．１０までは非対称、
対称にかかわらず、良好な作業性。

が得られることも確認しており、所期の成分組成が、は
んのわずかの肉盛溶接で得られ、ビレットもしくはブル
ームの一方向だけに最小量の肉盛をするだけで十分であ
るコ局会はわざわざ工数ン増して対称形にする必要はな
い。また、肉盛溶接の面、、。

ｃ　　］　２１ 楕率は、できるだけ小さいほうが経済的であるこ１とは
いうまでもなく、ビレットもしくはブルームに対して、
その面積率が０．１５以上になる場合は本発明の王旨で
ある経済的効果は消失する。したがって、本発明におい
ては、肉盛溶接金属の断面積を連鋳素材の断面積の０・
１５倍以Ｆとする。

竿２表　一方向肉盛の肉盛量と作業性の関係なお、これ
らの肉盛溶接ケするにあたっては、１゜溶接後の材料の
表面層がその後の加工中に酸化により消失することを考
慮する必要があり、第１表の例の場合に、ｋ　ｆａ比で
約１％が消失することが確認されている。

さＩＩ−、［、本発明の線材組成を前記肉盛溶接の条１
゜件下で満たすためには、つぎに示すような溶接金１属
の組成が必須のものとなる。

すなわち炭素量もしくは酸素量が極小の連鋳素材を用い
、最大面積率の肉盛溶接をすると仮定した場合は、肉盛
溶接金属の炭素１ならびに酸素量はそれぞれ０．２３重
量パーセント以上、０．０７５重量パーセント以上必要
であり、肉盛溶接金属のしめる面積車を小さくすればす
るほど溶接金属の炭素濃度、ならびに酸素濃度はより高
い値が求められる。しかし、この仮定は極端な成分の例
であり一、・通常は第１表の（注２）に示すような組成
のものが得やすいところであること、また、浴接金属に
おいても酸素計と炭素量を同時に多量含ませることは、
ブロホールやピットを発生する危険があること、などの
理由πより連鋳素材はできるだけ線１材の必須成分量に
近いかもしくは多めの炭素量のものを用いるのが好まし
い。したがって本発明では、肉盛溶接金属の炭素量なら
びに酸素量の下限界を次のごとくとする。炭素量は連鋳
素材からだけでも十分含有させ得ることが出来ることを
前提。

（１４） （Ｃ溶接金属中には、たとえ含まれていなくてもさＪし
つかえがないため下限界は不要である。酸素量は前記の
仮定から下限界を０．０７５重者パーセント以上とする
。

いっぽう、両成分の上限界は、溶接性やその後−の加工
性によって制約され、肉盛溶接金属の炭素量が０．２重
量パーセント以上では、溶接金属の硬さが増大し、伸、
史か０工を困＃プするため、炭素量の上限を０．２重量
パーセントとする。酸素量は、肉盛溶接時の気泡ならび
に気孔の発生で上限が決・・・まるが、０．２重騎パー
セント以下の炭素−渚を含有する連鋳素材に肉盛溶接す
る場合、溶接金属の酸ｉｔが０．１２重゛瞬パーセント
以下であれば気泡ならびに気孔はなく、それ以上では発
生し易いことから、上限を０．１２箪ｉパーセント以下
とする。。

第１表に例示した本ネ明による線材は、以上の内容に合
致する連鋳−片を素材とする被覆アーク溶接棒心線用線
材であり、従来不可欠とされていた造塊法匠よるリムド
鋼を用いることなく製造できるものである。

（１５） 次にこれら素材のうち、本発明の代表例と従来１材とを
夫々線材に加工（注４）した実施例について説明する。

第１表に示した線材のうち、Ａ　２　、　Ａ　１１．　
。

應１９および同（注）２に示したコードＡの連鋳素材を
線材にＩＪＤ工し、これら４種類をそれぞれ８ｍＴＡ（
／Ｉ。

５　ｍｍφ、３．９ｍｍφの被覆アーク溶接棒用心線に
仕上げ８４３表に示す破藻を施し、それぞれの作業性を
比較した。

館３表　供試被覆剤系 結果を第４表に示す。表からも明らかなように本発明の
線材Ａ２およびＡ　１１は従来の線材屋１９とまった〈
同等であり、連鋳片なそのまま用いた（注）２のＡが劣
っていた他はすべて、実用に・・供し得るものであった
。

第４表　作業性判定結果 ＊第１表に示した線材扁および第１表（注）２の連鋳素
材コードこのように本発明は、被覆アーク溶接棒心線用
線材として良好な作業性を有する線材を、連鋳鋼片から
製造するものであり、前述の被覆系をはじめ、あらゆる
被覆系の被覆アーク溶接棒に適用が可能であると考えら
れる。しかも本発明線材は、１肉盛溶接金属の組成を調
整することにより、線材の組成を容易に調整できる利点
があり、小ロッドの特殊な溶接枠の製造に適する他、従
来被覆剤からの添加により、保父性の犠牲を余義なくし
ていた合金元素の添加も、有利に行えるなどの利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は心線中の酸素含有量および炭素含有量の溶接に
及ぼす影響を示す図面、第２図（イ）は連仙惺片に肉盛
溶接をした例を示しく口）は八−Ａ′視図、ａ、　、　
ｂ　、　ｃ　、　ｄは肉盛溶接の異なった例を示した説
明図である。 ■・・・肉盛溶接金属、２・・・連鋳鋼片、Ｓｗ・・・
肉盛溶接金属の断面積、Ｓ○・・・鋼片の断面積、ｔ・
・・肉盛渚接厚さ、Ｈ・・・鋼片厚さ、Ｗ・・・鋼片幅
、！・・ｌ・・・ビレット長さ。 （１８） 第１゛図 θ（ＰＰＭジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被覆アーク溶接棒心線用線材の製造に当り、・連＠
   鋳造法によって製造された鋼片を素材とし、該型片に炭
   素量が０．２重知パーセント以下および酸素量が０．０
   ７５〜０．１２重着パーセントの範囲の組成を有する溶
   接金属を、前記線材の横断面における面積比で、前記素
   材ノ：′０．１５倍以下の面積率となるように肉盛溶接
   し、そのＣηしこ線材に加工し、該線材の化学組成中に
   素材と溶接金属と両者の平均１直で０．０８重着パーセ
   ント以上の炭素と０．０１　ｇ−計パーセント以上の酸
   素を含有させ、かつ炭素と酸・素の、漬（〔Ｃ％〕・〔
   ０％〕）が４．８　Ｘ　１０　　以上であることを特徴
   とする被覆アーク溶接棒心線用線材の製造方法。