JP2614967B2 - Gas shielded arc welding metal flux cored wire - Google Patents
Gas shielded arc welding metal flux cored wireInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフラックス入りワイヤに
関し、特に、ヒューム発生量を低減したガスシールドア
ーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤに関するもの
で、特に、軟鋼、高張力鋼、低合金鋼などの溶接に適し
ている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flux-cored wire, and more particularly to a metal-based flux-cored wire for gas shielded arc welding with reduced fume generation. Suitable for welding.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
産業界全体で人手不足が呼ばれているなか、特に溶接技
能者の不足は深刻で、鉄骨、産機、造船などの業界で
は、高能率化、自動化、ロボット化が進められる一方、
脱3Kなどの観点より溶接作業環境改善に関する取組が
急激に進んでいる。2. Description of the Related Art In recent years,
While labor shortages are being called out in the entire industry, the shortage of welding technicians is particularly acute.In industries such as steel frames, industrial machinery, and shipbuilding, high efficiency, automation, and robotization are being promoted.
Efforts to improve the welding work environment are rapidly advancing from the viewpoint of 3K removal.
【0003】溶接技能者不足が一因として、ガスシール
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、(1)溶接の容
易性、(2)高能率性の面より、近年需要が急速に伸びて
いる。その中で、特にメタル系フラックス入りワイヤは
これらの(1)、(2)の利点に加え、スラグの発生量が少
ないという特長を有しており、その伸長が期待されてい
る。Due to the shortage of welding technicians, the demand for flux-cored wires for gas shielded arc welding has been rapidly growing in recent years from the viewpoints of (1) ease of welding and (2) high efficiency. Among them, a metal-based flux-cored wire, in particular, has the advantage of having a small amount of slag in addition to the advantages of (1) and (2), and is expected to grow.
【0004】しかしながら、この種のワイヤの最大の難
点は、高能率性を得るため、高溶接電流で使用され、こ
のため、ヒューム発生量が多く、溶接作業環境面よりそ
の伸展に疑問が抱かれている。[0004] However, the greatest difficulty of this type of wire is that it is used at a high welding current in order to obtain high efficiency, so that a large amount of fume is generated and its extension is questioned from the viewpoint of the welding work environment. ing.
【0005】本発明は、これらの要請を鑑みて、ヒュー
ム発生量の少ないガスシールドアーク溶接メタル系フラ
ックス入りワイヤを提供することを目的とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION [0005] In view of these requirements, an object of the present invention is to provide a gas-shielded arc-welded metal-based flux-cored wire that generates less fume.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】溶接ヒュームを低減する
技術としては、本出願人による特許第1403569
号、同第1572313号、同第1572327号など
があり、特に外皮中のC量や酸素量を低減することが有
効であることが知られている。しかしながら、メタル系
フラックス入りワイヤの場合、高溶着速度を得るために
高電流(例えば300〜500A)で適用され、溶接ヒュ
ーム発生量が電流の増加につれて指数的に多くなるた
め、従来技術では十分対応できない。A technique for reducing welding fume is disclosed in Japanese Patent No. 1403569 by the present applicant.
Nos. 1572313 and 1572327, and it is known that it is particularly effective to reduce the amount of C and oxygen in the outer skin. However, in the case of a metal-based flux cored wire, it is applied at a high current (for example, 300 to 500 A) in order to obtain a high welding speed, and the amount of welding fumes increases exponentially with an increase in the current. Can not.
【0007】そこで、本発明者は、メタル系フラックス
入りワイヤにおけるヒューム発生量の低減対策について
鋭意研究を行った結果、従来の外皮中の低C量化技術に
加えて、特に外皮及びフラックス中のTi、Alの調整が
効果的であることを知見し、この知見に基づき更に種々
の試験研究を重ねて、ここに本発明を完成したものであ
る。Therefore, the present inventor has conducted intensive studies on measures to reduce the amount of fume generated in the metal-based flux-cored wire. , Al was found to be effective, and based on this finding, the present inventors completed various tests and studies to complete the present invention.
【0008】すなわち、本発明は、軟鋼製外皮にフラッ
クスを充填してなるガスシールドアーク溶接メタル系フ
ラックス入りワイヤにおいて、 軟鋼製外皮として、外皮全重量に対する割合で、 C:≦0.02% Ti:0.01〜0.20% Al:0.01〜0.10% を含有し、かつ、 Ti/C≧1.0 Al/C≧1.5 を満足する組成の鋼であり、 フラックスとして、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ti又はTi酸化物(Ti量に換算):0.03〜1.0% アルカリ金属の酸化物、弗化物の1種以上(アルカリ金
属元素に換算):0.01〜0.15% Fe:5〜28% 金属粉:≧94%(対フラックス全重量%)を含み、更に Mn(外皮中のMn量も合計して):0.5〜3.6% Si(外皮中のSi量も合計して):0.1〜1.8% を含むメタル系フラックスであることを特徴としてい
る。That is, the present invention relates to a gas-shielded arc-welded metal flux-cored wire obtained by filling a mild steel outer sheath with a flux, wherein C: ≦ 0.02% Ti as a ratio of the mild steel outer sheath to the total weight of the outer sheath. : A steel containing 0.01 to 0.20% Al: 0.01 to 0.10% and having a composition satisfying Ti / C ≧ 1.0 Al / C ≧ 1.5. Ti or Ti oxide (converted to Ti amount): 0.03 to 1.0% One or more of alkali metal oxides and fluorides (converted to alkali metal element): 0.1. 01 to 0.15% Fe: 5 to 28% Metal powder: ≧ 94% (based on the total weight% of flux), and further Mn (total Mn content in the outer skin): 0.5 to 3.6% Si (sum of the amount of Si in the outer skin): Metal flux containing 0.1 to 1.8% It is a symptom.
【0009】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0010】[0010]
【0011】先ず、本発明のうち、ワイヤ外皮の成分を
限定するに至った理由を記述する。外皮成分面からの溶
接ヒューム低減を図る手段を検討するために各種実験を
行い、それにより得られた成果の骨子を示す実験結果例
を以下に説明する。First, the reason for limiting the components of the wire sheath in the present invention will be described. Various experiments were conducted to examine means for reducing welding fumes from the outer shell component surface, and examples of experimental results showing the outline of the results obtained by the experiments are described below.
【0012】これらの実験では、後述の表1中のNo.1
の組成のフラックス(フラックス率15%)を、種々のT
i、Al量の軟鋼外皮(C:0.003〜0.03%、Mn:
0.20〜0.30%、Si:0.01〜0.03%、P:
0.008〜0.011%、S:0.005〜0.007
%、N:0.002〜0.004%)と組合せて、1.4mm
径のフラックス入りワイヤを作製した。In these experiments, No. 1 in Table 1 described later was used.
Of the composition (flux rate 15%) with various T
i, mild steel outer skin with Al content (C: 0.003-0.03%, Mn:
0.20 to 0.30%, Si: 0.01 to 0.03%, P:
0.008 to 0.011%, S: 0.005 to 0.007
%, N: 0.002 to 0.004%) and 1.4 mm
A flux-cored wire having a diameter was produced.
【0013】次に、以下に示す一定の溶接条件で、試験
板JIS G3106 SM490A(板厚12mm)を使っ
て下向ビードオンプレート溶接を実施し、その間の溶接
ヒューム発生量をJIS Z3930に準拠して測定し
た。Next, downward bead-on-plate welding was performed using a test plate JIS G3106 SM490A (plate thickness: 12 mm) under the following welding conditions, and the amount of welding fumes generated during the downward welding was determined in accordance with JIS Z3930. Measured.
【0014】(溶接条件) 溶接電流:350A 溶接電圧:36V 溶接速度:30cm/分 ワイヤ突出し長さ:25mm 極性:DC(ワイヤプラス) シールドガス:CO2、流量25リットル/分(Welding conditions) Welding current: 350 A Welding voltage: 36 V Welding speed: 30 cm / min Wire protrusion length: 25 mm Polarity: DC (wire plus) Shielding gas: CO 2 , flow rate 25 liter / min
【0015】図1、図2は、実験によって得られたデー
タをもとに溶接ヒューム発生量と外皮中のTi、Al、C
量との関係を求めたものである。図1、図2に示すよう
に、溶接ヒューム発生量を減少させるためには、外皮成
分について従来技術である低C%化に加えて、Ti、Al
をそれぞれ0.01%以上での複合添加が有効な手段で
あることが確認された。このうち、Alについては単独
では効果が少なく、Tiとの複合添加により始めて顕著
な効果が生じることが判明した。また、Ti、Alの溶接
ヒューム低減効果は、C≦0.02%、Ti/C≧1.
0、Al/C≧1.5で得られることも判明した。1 and 2 show welding fume generation amounts and Ti, Al, C in the outer skin based on data obtained by experiments.
It is a relation between quantity and quantity. As shown in FIGS. 1 and 2, in order to reduce the amount of welding fume generation, in addition to the conventional technique of lowering the C% for the outer shell component, Ti, Al
It was confirmed that the addition of a composite of 0.01% or more was an effective means. Of these, it was found that Al alone had little effect, and a remarkable effect was produced only when combined with Ti. The welding fume reducing effect of Ti and Al is C ≦ 0.02% and Ti / C ≧ 1.0.
0, it was also found that Al / C ≧ 1.5.
【0016】これらTi、Alにより溶接ヒューム低減効
果が得られる理由としては、Ti、Alが酸素との親和性
が強く、高凝固点酸化物を生成するため、アーク溶接過
程においてワイヤ先端の懸垂溶滴表面に酸化皮膜を形成
し、Cと酸素との反応の結果として生じるヒューム発生
源であるCO、CO2の爆発的生成を抑制するためと考
えられる。The reason why Ti and Al can reduce the welding fume is that Ti and Al have a strong affinity for oxygen and generate a high freezing point oxide. It is considered that an oxide film is formed on the surface to suppress the explosive generation of fume generation sources CO and CO 2 generated as a result of the reaction between C and oxygen.
【0017】また、Ti、Al量の上限は、溶接金属へ歩
留った結果生じる延性低下、硬化等に材質劣化を避ける
ため、それぞれ0.20%、0.10%とする必要がある
ことを究明した。The upper limits of the Ti and Al contents need to be 0.20% and 0.10%, respectively, in order to avoid deterioration of the material due to reduced ductility and hardening resulting from the yield to the weld metal. Was determined.
【0018】以上の理由から、溶接ヒューム低減に適切
な軟鋼外皮としては、外皮全重量に対する割合で、 C≦0.02% Ti:0.01〜0.20% Al:0.01〜0.10% を含有し、かつ、 Ti/C≧1.0、Al/C≧1.5 を満足する組成の鋼である。For the above reasons, the mild steel outer skin suitable for reducing welding fume is C ≦ 0.02% Ti: 0.01 to 0.20% Al: 0.01 to 0.1% in terms of the total weight of the outer skin. It is a steel containing 10% and having a composition satisfying Ti / C ≧ 1.0 and Al / C ≧ 1.5.
【0019】より好ましい範囲を示すと、 C:≦0.01% Ti:0.01〜0.10% Al:0.01〜0.05% を含有し、かつ、 Ti/C≧3.0 Al/C≧2.0 を満足する組成である。なお、ワイヤ製造上の圧延又は
/及び引抜工程における加工性を考慮すると、Mn:0.
10〜0.70%、Si≦0.35%の範囲が望ましい。A more preferable range is as follows: C: ≦ 0.01% Ti: 0.01 to 0.10% Al: 0.01 to 0.05%, and Ti / C ≧ 3.0 The composition satisfies Al / C ≧ 2.0. In consideration of the workability in the rolling and / or drawing process in wire manufacturing, Mn: 0.1.
The range of 10 to 0.70% and Si ≦ 0.35% is desirable.
【0020】次に、充填するフラックス成分を限定する
に至った理由を説明する。なお、フラックス成分は、ワ
イヤ全体に対する重量%である。Next, the reason why the flux components to be filled are limited will be described. The flux component is a percentage by weight based on the entire wire.
【0021】Ti又はTi酸化物(Ti量換算):0.03〜
1.0% Tiは溶接ヒューム量低減、溶込み形状改善及びアーク
安定性改善に効果があり、外皮中のTi量を考慮して添
加する。すなわち、Tiは0.03%以上で、溶接ヒュー
ム量低減、溶込み深さ及びアーク安定性改善に効果があ
る。しかし、1.0%超えとなると、金属又は合金形の
Tiの場合、溶着金属への歩留が大きくなり延性が極度
に低下し、またTi酸化物の場合、スラグ量が過剰とな
り、連続多層溶接時にスラグ巻等の欠陥が生じ易くな
る。 Ti or Ti oxide (in terms of Ti amount): 0.03 to
1.0% Ti is effective in reducing the amount of welding fume, improving penetration shape and improving arc stability, and is added in consideration of the amount of Ti in the outer skin. That is, when Ti is 0.03% or more, it is effective in reducing the amount of welding fume, improving the penetration depth and improving the arc stability. However, if the content exceeds 1.0%, in the case of Ti in the form of a metal or an alloy, the yield to the deposited metal is increased and the ductility is extremely reduced. Defects such as slag winding are likely to occur during welding.
【0022】Ti/C≧1.0 フラックス成分面から溶接ヒューム発生量を低減するた
めには、フラックス中のC量を減少させると共に、Ti
をC量に応じて添加すると効果がある。すなわち、Ti
/C比が1.0以上で溶接ヒューム低減の顕著な効果が
得られる。なお、Ti源としては、金属Ti、Fe−Ti等
の合金、及びルチール、還元イルミナイト、ルコキシ
ン、イルミナイト、チタン酸カリ等の酸化物が挙げられ
る。In order to reduce the amount of welding fume generated from the surface of Ti / C ≧ 1.0 flux component, the amount of C in the flux is reduced, and at the same time, Ti is reduced.
Is effective according to the amount of C. That is, Ti
When the / C ratio is 1.0 or more, a remarkable effect of reducing welding fume can be obtained. Examples of the Ti source include alloys such as metal Ti and Fe-Ti, and oxides such as rutile, reduced illuminite, lucoxin, illuminite, and potassium titanate.
【0023】Al又はAl2O3(Al量換算):0〜1.0% AlはTiに比べると顕著でないが、溶接ヒューム量低減
に効果があるので、必要に応じて添加する。その場合、
Alが1.0%超となると、金属又は合金のAlの場合、
溶着金属へのTiの歩留を過剰にせしめ、延性が著しく
低下し、またAl2O3の場合、スラグ剥離性が著しく低
下する。なお、Al源としてはAl、Fe−Al、Al−Li
等の合金及びAl2O3等の酸化物が挙げられる。 Al or Al 2 O 3 (in terms of Al amount): 0 to 1.0% Al is not remarkable as compared with Ti, but has an effect of reducing the amount of welding fume, and is added as necessary. In that case,
When Al exceeds 1.0%, in the case of metal or alloy Al,
The yield of Ti on the deposited metal is excessively increased, and the ductility is significantly reduced. In the case of Al 2 O 3 , the slag removability is significantly reduced. In addition, Al, Fe-Al, Al-Li are used as Al sources.
And oxides such as Al 2 O 3 .
【0024】アルカリ金属の酸化物、弗化物の1種以上
(アルカリ金属元素に換算):0.01〜0.15% アーク安定性及びスパッタ量低減を図るため、Li、N
a、K、Rb、Cs等のアルカリ金属成分を添加する。ア
ルカリ金属は、吸湿性が著しいため、酸化物、弗化物の
形で1種以上用いるのが好ましい。上記範囲に限定した
のは、0.01%未満ではアーク安定性向上及びスパッ
タ低減の効果が得られないためであり、また0.15%
超えでは、これらアルカリ金属が高蒸気圧を有するた
め、却ってスパッタが増大する他にTi、Alによる溶接
ヒューム低減効果が得られないためである。At least one of alkali metal oxides and fluorides
(Converted to an alkali metal element): 0.01% to 0.15% Li, N
Add alkali metal components such as a, K, Rb and Cs. Since the alkali metal has remarkable hygroscopicity, it is preferable to use one or more kinds in the form of an oxide or a fluoride. The reason for limiting to the above range is that if it is less than 0.01%, the effects of improving arc stability and reducing spatter cannot be obtained, and 0.15%
Above this, because these alkali metals have a high vapor pressure, spatter increases, and in addition, the effect of reducing welding fume by Ti and Al cannot be obtained.
【0025】なお、長石、無水珪酸ソーダ、水ガラス、
Li、Na、K等の複合酸化物、氷晶石、珪弗化カリ、珪
弗化ソーダ等の弗化物や、少量のアルカリ金属の炭酸塩
もアーク熱により分解して酸化物となるため、同様の効
果が得られる。Incidentally, feldspar, sodium silicate anhydride, water glass,
Compound oxides such as Li, Na, and K, fluorides such as cryolite, potassium silicate, and sodium silicate, and a small amount of alkali metal carbonates are also decomposed by arc heat to form oxides. Similar effects can be obtained.
【0026】C:0〜0.07% Cは、脱酸剤、強度や焼入性向上による靭性確保及び溶
込み深さを得るため、必要に応じて、外皮中のC量を考
慮してフラックスに適量にて添加できる。その場合、C
量が0.07%超となるとTi、Alの溶接ヒューム量低
減効果が得られず、著しく溶接ヒューム発生量が増大す
るので、0.07%以下とする。なお、C源としては、
Fe−Mn、Fe−Si−Mn、黒鉛、鉄粉(炭素鋼、鋳鉄)
及び炭酸塩などが挙げられる。 C: 0 to 0.07% C is a deoxidizing agent , in order to secure toughness by improving strength and hardenability and to obtain a penetration depth. An appropriate amount can be added to the flux. In that case, C
If the amount exceeds 0.07%, the effect of reducing the amount of welding fume by Ti and Al cannot be obtained, and the amount of generated welding fume increases significantly. Therefore, the amount is set to 0.07% or less. In addition, as a C source,
Fe-Mn, Fe-Si-Mn, graphite, iron powder (carbon steel, cast iron)
And carbonates.
【0027】Mn(外皮中のMn量も合計して):0.5〜
3.6% Mnは、脱酸剤、強度や焼入性向上による靭性改善及び
溶融金属スラグの粘性増加によるビード形状改善(特に
水平すみ肉の場合)のために、外皮中のMn量も考慮して
添加する。その場合、Mnが0.5%未満では軟鋼用とし
ても十分な強度が得られず、またビード形状も良好でな
い。またMnが3.6%超では溶着金属強度が過剰とな
り、低温割れが生じ易くなるので、上記範囲とする。な
お、Mn源としては、Mn、Fe−Mn、Fe−Si−Mnな
どが挙げられる。 Mn (sum of Mn content in the outer skin): 0.5 to
3.6% Mn also considers the amount of Mn in the outer skin to improve toughness by improving the deoxidizing agent, strength and hardenability, and to improve the bead shape by increasing the viscosity of molten metal slag (particularly for horizontal fillets) And add. In this case, if Mn is less than 0.5%, sufficient strength cannot be obtained even for mild steel, and the bead shape is not good. On the other hand, if Mn exceeds 3.6%, the strength of the deposited metal becomes excessive and low-temperature cracking easily occurs. The Mn source includes Mn, Fe-Mn, Fe-Si-Mn, and the like.
【0028】Si(外皮中のSi量も合計して):0.1〜
1.8% SiはMnと同様の作用効果を及ぼす。しかし、Siが0.
1%未満では、脱酸剤、靭性改善及びビード形状改善効
果が得られず、またSiが1.8%超では、溶着金属中の
Si量が過剰となり、逆に靭性や延性が低下するので、
上記範囲とする。なお、Si源としては、SiやFe−S
i、Fe−Si−Mn、Fe−Si−Mg等の合金が挙げられ
る。 Si (total amount of Si in the outer skin): 0.1 to
1.8% Si has the same effect as Mn. However, when Si is 0.
If it is less than 1%, the effect of deoxidizing agent, improvement of toughness and bead shape cannot be obtained, and if Si exceeds 1.8%, the amount of Si in the deposited metal becomes excessive and toughness and ductility decrease. ,
Within the above range. The source of Si is Si or Fe-S
i, Fe-Si-Mn, Fe-Si-Mg and the like.
【0029】Fe:5〜28% Fe粉量は、高溶着速度を得るためにフラックス率に応
じて添加する。フラックス率(フラックスの対ワイヤ全
重量%)は、10%未満では外皮金属の肉厚が厚すぎる
ため大粒のスパッタが増大する。一方、30%超では外
皮金属の肉厚の減少に伴いワイヤが柔らかくなるため、
送給性が低下する他、アークの拡がりが著しくなり、溶
込み深さの低下やアンダーカットが生じやすくなる。こ
のため、フラックス率としては10〜30%の範囲が好
ましい。 Fe: 5-28% The amount of Fe powder is added according to the flux rate in order to obtain a high welding speed. If the flux rate (flux to total wire weight%) is less than 10%, the thickness of the shell metal is too large, and the spatter of large grains increases. On the other hand, if it exceeds 30%, the wire becomes softer as the thickness of the skin metal decreases,
In addition to lowering the feedability, the spread of the arc becomes remarkable, so that the penetration depth and the undercut tend to occur. Therefore, the flux rate is preferably in the range of 10 to 30%.
【0030】Fe粉は、上述のフラックス率に応じて添
加するが、5%未満ではメタル系フラックス入りワイヤ
の特長である顕著な高溶着速度が得られず、また28%
超では脱酸剤など他の成分が不足し、所定の溶接金属の
機械的性質の確保やピット、ブローホール等の溶接欠陥
防止が困難となる。したがって、Fe粉量は5〜28%
の範囲とする。Fe powder is added in accordance with the above-mentioned flux rate. However, if it is less than 5%, a remarkable high welding speed characteristic of a metal-based flux-cored wire cannot be obtained and 28%
If it is too large, other components such as a deoxidizing agent will be insufficient, and it will be difficult to secure the mechanical properties of a predetermined weld metal and prevent welding defects such as pits and blow holes. Therefore, the amount of Fe powder is 5-28%
Range.
【0031】金属粉:≧94%(対フラックス全重量%) メタル系フラックス入りワイヤの特長である高溶着速度
特性及び連続多層溶接可能なスラグ量を確保するために
酸化物、弗化物、炭酸塩等の非金属物質を除く、フラッ
クス中の金属粉比率を94%以上にする必要がある。 Metal powder: ≧ 94% ( based on the total weight of flux) Oxides, fluorides, and carbonates to ensure high welding speed characteristics and the amount of slag capable of continuous multilayer welding, which are the characteristics of metal-based flux cored wires. It is necessary to make the ratio of metal powder in the flux excluding non-metallic substances such as the above 94% or more.
【0032】その他、上記金属粉の比率を満足する範囲
内で、ビード外観、形状を更に改善するためにSiO2、
ZrO2、CaO、FeO等の酸化物を添加したり、スラグ
剥離性を改善するため高温割れの生じない範囲の0.1
%(対ワイヤ全重量%)以下の酸化ビスマス(Bi2O3)を
添加したり、ビード形状の劣化しない範囲の0.2%(対
ワイヤ全重量%)以下のMgOやMgを添加することもで
きる。In order to further improve the bead appearance and shape within a range satisfying the above metal powder ratio, SiO 2 ,
In order to add oxides such as ZrO 2 , CaO, and FeO, and to improve slag removability, a range of 0.1% in which hot cracking does not occur.
% (Total wire weight%) or less of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) or MgO or Mg of 0.2% (total wire weight%) or less within a range where the bead shape does not deteriorate. Can also.
【0033】更に、本発明の適用母材鋼種は主として軟
鋼、高張力鋼であるが、用途によりNi、Cr、Mo及び
Cuなどの金属又は合金を添加して低合金鋼、高合金鋼
などに拡大適用しても差し支えない。Further, the base material steels to which the present invention is applied are mainly mild steels and high tensile steels. Depending on the application, metals or alloys such as Ni, Cr, Mo and Cu are added to obtain low alloy steels and high alloy steels. Enlargement can be applied.
【0034】なお、シールドガスの種類としては、炭酸
ガスが主体であるが、Ar、He等でもよく、それらの混
合ガスでも適用できる。また、フラックス入りワイヤの
断面形状も何ら制限がなく、例えば、図3の(A)、
(B)、(C)、(D)等に例示する種々の形状のものが使用
できる。(D)の形状の場合はワイヤ表面にAl、Cu等の
メッキ処理を施してもよく、メッキ量は0.05〜0.3
0%が適当である。ワイヤ径も用途に応じて1.2mm
φ、1.4mmφ、1.6mmφ、2.0mmφ、2.4mmφ、
3.2mmφの中から任意に決めることができる。The type of the shielding gas is mainly carbon dioxide gas, but may be Ar, He, or the like, or may be a mixed gas thereof. Also, there is no limitation on the cross-sectional shape of the flux-cored wire. For example, FIG.
Various shapes illustrated in (B), (C) and (D) can be used. In the case of the shape (D), the surface of the wire may be plated with Al, Cu, or the like, and the plating amount is 0.05 to 0.3.
0% is appropriate. The wire diameter is 1.2mm according to the application.
φ, 1.4mmφ, 1.6mmφ, 2.0mmφ, 2.4mmφ,
It can be arbitrarily determined from 3.2 mmφ.
【0035】次に本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be described.
【0036】[0036]
【0037】表1に示す組成の鋼からなる外皮金属を用
い、表2及び表3に示す成分組成の充填用フラックスを
作成し、図3中の(A)の断面形状にて供試ワイヤ(ワイ
ヤ径1.4mmφ)を作製した。次いで各フラックス入りワ
イヤを使用し、下記条件で溶接を行い、ヒューム発生
量、作業性等について調査した。Using a shell metal made of steel having the composition shown in Table 1, a filling flux having the component composition shown in Tables 2 and 3 was prepared, and the test wire (A) in FIG. (The wire diameter was 1.4 mmφ). Next, welding was performed using the flux-cored wires under the following conditions, and the fume generation amount, workability, and the like were investigated.
【0038】(溶接条件) 極 性:DCワイヤ(+) 溶接電流:350A 電 圧:37±3V 速 度:30cm/min シールドガス:100%CO2、25リットル/min チップ母材間距離:25mm 試験板:JIS G 3106、SM490A(12mmt) 溶接法:下向ビードオンプレート溶接(Welding conditions) Polarity: DC wire (+) Welding current: 350 A Voltage: 37 ± 3 V Speed: 30 cm / min Shielding gas: 100% CO 2 , 25 l / min Distance between tip base materials: 25 mm Test plate: JIS G 3106, SM490A (12 mmt) Welding method: Downward bead-on-plate welding
【0039】(ヒューム測定法)JIS Z 3930「被
覆アーク溶接棒の全ヒューム量測定方法」に準じて、1
分間溶接した際に発生するヒュームの重量を測定するこ
とにより、単位時間当たりの値(g/min)(繰返し回数=
3の平均値)を求めた。ヒュームは図4に示す捕集箱を
備えた装置により回収した。(Fume measuring method) According to JIS Z 3930 “Method of measuring total fume amount of coated arc welding rod”, 1
The weight per unit time (g / min) (the number of repetitions =
3 average value). The fume was collected by a device equipped with a collection box shown in FIG.
【0040】実験結果は表4に示すとおりであり、以下
の如く考察される。The experimental results are shown in Table 4 and are considered as follows.
【0041】実験No.1〜8は本発明例であり、いずれ
もヒューム発生量が極めて少なくなっている。これに対
し、実験No.9〜31の比較例は本発明の要件を完全に
満足していないため、以下に示すとおり、ヒューム発生
量が多く、或いは比較的少ない場合でも作業性等が劣っ
ている。Experiments Nos. 1 to 8 are examples of the present invention, in which the amount of generated fume is extremely small. On the other hand, since the comparative examples of Experiment Nos. 9 to 31 do not completely satisfy the requirements of the present invention, the workability and the like are inferior even when the fume generation amount is large or relatively small as shown below. I have.
【0042】実験No.9は、外皮金属のC量が本発明範
囲外にある例で、ヒューム発生量が増加している。Experiment No. 9 is an example in which the C content of the outer skin metal is out of the range of the present invention, and the amount of generated fume is increased.
【0043】実験No.10〜11は、外皮金属のTi量
が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム発生
量が増加し、多すぎると溶接金属への歩留りが高くな
り、延性が低下する。Experiments Nos. 10 to 11 are examples in which the Ti content of the outer metal is out of the range of the present invention. descend.
【0044】実験No.12〜13は、外皮金属のAl量
が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとヒューム発生
量が増加し、多すぎると溶接金属の延性が低下する。Experiments Nos. 12 and 13 are examples in which the Al content of the shell metal is outside the range of the present invention. If the Al amount is too small, the amount of fume generation increases, and if it is too large, the ductility of the weld metal decreases.
【0045】実験No.14は、外皮金属のTi/C比
が、No.15はAl/C比が本発明範囲外にある例で、
ヒューム発生量が増加している。Experiment No. 14 is an example in which the Ti / C ratio of the shell metal is No. 15 and Al / C ratio is out of the range of the present invention.
Fume generation is increasing.
【0046】実験No.16は、外皮金属のC、Ti、A
l、Ti/C比、Al/C比が全て本発明範囲外にある例
で、ヒューム発生量が急増している。Experiment No. 16 shows that C, Ti, and A of the outer skin metal were used.
In the example in which the l, Ti / C ratio, and Al / C ratio are all outside the range of the present invention, the fume generation amount has increased rapidly.
【0047】実験No.17〜18は、フラックスのTi
又はTi酸化物(Tiに換算)が本発明範囲外にある例で、
少なすぎるとヒューム発生量が増えアークの安定性が劣
化する。多すぎると溶接金属の延性が低下する。Experiments Nos. 17 and 18 are based on the flux Ti.
Or in the case where Ti oxide (converted to Ti) is outside the scope of the present invention,
If the amount is too small, the amount of fume generation increases and the stability of the arc deteriorates. If too large, the ductility of the weld metal decreases.
【0048】実験No.19は、フラックスのAl量が本
発明範囲外にある例で、溶接金属の延性が低下してい
る。In Experiment No. 19, the Al content of the flux was out of the range of the present invention, and the ductility of the weld metal was reduced.
【0049】実験No.20は、フラックスのTi/C比
が本発明範囲外にある例で、ヒューム低減の効果が認め
られない。Experiment No. 20 is an example in which the Ti / C ratio of the flux is out of the range of the present invention, and no effect of reducing fume is recognized.
【0050】実験No.21は、フラックスのC量が本発
明範囲外にある例で、ヒューム発生量が増大している。Experiment No. 21 is an example in which the C amount of the flux is out of the range of the present invention, and the amount of generated fume is increased.
【0051】実験No.22〜23は、フラックスのアル
カリ金属量が本発明範囲外にある例で、少なすぎるとア
ーク安定性が悪く、スパッタが増加する。多すぎても却
ってスパッタが増大する他、ヒューム低減効果が損われ
る。Experiments Nos. 22 to 23 are examples in which the amount of alkali metal in the flux is out of the range of the present invention. If the amount is too small, arc stability is poor and spatter increases. If the amount is too large, spatter increases and the fume reduction effect is impaired.
【0052】実験No.24〜25は、フラックスのFe
量が本発明範囲外にある例で、少なすぎると大粒のスパ
ッタが増大する。一方、多すぎると外皮金属の肉厚が薄
くなるため、送給性が悪化し、アンダーカット等の欠陥
が生じ易い。Experiments Nos. 24 and 25 were performed using flux Fe
In examples where the amount is outside the scope of the present invention, too small an amount increases spatter of large grains. On the other hand, if the amount is too large, the thickness of the outer skin metal is reduced, so that the feeding property is deteriorated and defects such as undercut are liable to occur.
【0053】実験No.26は、金属粉比率が本発明範囲
外にある例で、メタル系フラックス入りワイヤの特長で
ある能率性が損われると共に、スラグ量が増加し連続多
層溶接が困難となる。Experiment No. 26 is an example in which the metal powder ratio is out of the range of the present invention. The efficiency, which is a feature of the metal-based flux cored wire, is impaired, and the amount of slag increases, making continuous multilayer welding difficult. .
【0054】実験No.27〜28は、Mn量が本発明範
囲外にある例で、少なすぎると十分な強度が得られず、
またビード形状も劣化する。多すぎると強度が過剰とな
り、低温割れが生じ易い。Experiment Nos. 27 to 28 are examples in which the amount of Mn is out of the range of the present invention. If the amount is too small, sufficient strength cannot be obtained.
The bead shape also deteriorates. If it is too large, the strength becomes excessive and low-temperature cracking easily occurs.
【0055】実験No.29〜30は、Si量が本発明範
囲外にある例で、少なすぎるとビード形状が劣化し、多
すぎると溶接金属の靱性や延性が低下する。Experiment Nos. 29 to 30 are examples in which the Si content is out of the range of the present invention. If the Si content is too small, the bead shape deteriorates, and if it is too large, the toughness and ductility of the weld metal decrease.
【0056】実験No.31は、特にヒューム発生量低減
に寄与している要件(外皮金属におけるC、Ti、Al、
Ti/C、Al/C、フラックスにおけるTi、C、Ti/
C)が全て本発明範囲外にある例で、ヒューム発生量が
激増している。Experiment No. 31 shows that the requirements (C, Ti, Al,
Ti / C, Al / C, Ti, C, Ti /
C) are all examples outside the scope of the present invention, in which the amount of generated fumes has increased sharply.
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】[0058]
【表2】 [Table 2]
【0059】[0059]
【表3】 [Table 3]
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
【0061】[0061]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ヒューム発生量の少ないガスシールドアーク溶接メタル
系フラックス入りワイヤを提供でき、しかも、メタル系
フラックス入りワイヤの特長である高溶着速度、溶接作
業性等も損うことがない。As described in detail above, according to the present invention,
A gas-shielded arc welding metal-based flux-cored wire with less fume generation can be provided, and the high welding speed, welding workability, etc., which are features of the metal-based flux-cored wire, are not impaired.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】ヒューム発生量と外皮中のTi、Al、C量との
関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of fume generation and the amounts of Ti, Al, and C in the outer skin.
【図2】ヒューム発生量と外皮中のTi、Al、C量との
関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of fume generation and the amounts of Ti, Al, and C in the outer skin.
【図3】フラックス入りワイヤの断面形状の例を示す図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of a flux-cored wire.
【図4】ヒューム捕集箱を備えた装置の概略説明図であ
る。FIG. 4 is a schematic explanatory view of an apparatus provided with a fume collection box.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本哲哉 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100−1株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (56)参考文献 特開 平7−276077(JP,A) 特開 平3−294091(JP,A) 特開 平2−307698(JP,A) 特開 昭62−248597(JP,A) 特開 昭62−248593(JP,A) 特開 昭62−84893(JP,A) 特開 昭61−206589(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Hashimoto 100-1 Urakawachi, Miyama-ji, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Kobe Steel Fujisawa Works (56) References JP-A-7-276077 (JP, A) JP-A-3-294091 (JP, A) JP-A-2-3077698 (JP, A) JP-A-62-248597 (JP, A) JP-A-62-248593 (JP, A) JP-A-62-284893 (JP, A) JP-A-61-206589 (JP, A)
Claims (5)
ガスシールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ
において、 軟鋼製外皮として、外皮全重量に対する割合で、 C:≦0.02% Ti:0.01〜0.20% Al:0.01〜0.10% を含有し、かつ、 Ti/C≧1.0 Al/C≧1.5 を満足する組成の鋼であり、 フラックスとして、ワイヤ全重量に対する割合で、 Ti又はTi酸化物(Ti量に換算):0.03〜1.0% アルカリ金属の酸化物、弗化物の1種以上(アルカリ金
属元素に換算):0.01〜0.15% Fe:5〜28% 金属粉:≧94%(対フラックス全重量%)を含み、更に Mn(外皮中のMn量も合計して):0.5〜3.6% Si(外皮中のSi量も合計して):0.1〜1.8% を含むメタル系フラックスであることを特徴とするガス
シールドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ。1. A gas-shielded arc-welded metal flux-cored wire obtained by filling a mild steel sheath with a flux, wherein C: ≦ 0.02% Ti: 0.01 as the mild steel sheath relative to the total weight of the sheath. 0.10% to 0.10% Al: 0.01 / 0.10% and Ti / C ≧ 1.0 Al / C ≧ 1.5 The total weight of wire as flux Ti or Ti oxide (converted to Ti amount): 0.03 to 1.0% At least one of alkali metal oxides and fluorides (converted to alkali metal element): 0.01 to 0.1. 15% Fe: 5-28% Metal powder: contains ≧ 94% (total weight% of flux), and further contains Mn (total Mn content in the hull): 0.5-3.6% Si (in the hull) Gas seal characterized in that it is a metal-based flux containing 0.1 to 1.8%. Arc welding metal-based flux cored wire.
対する割合で、 Al又はAl2O3(Al量に換算):≦1.0% を含んでいる請求項1に記載のガスシールドアーク溶接
メタル系フラックス入りワイヤ。2. The gas-shielded arc welding metal according to claim 1, wherein the flux further contains Al or Al 2 O 3 (converted to the amount of Al): ≦ 1.0% as a percentage of the total weight of the wire. Flux-cored wire.
対する割合で、 C:≦0.07% (但し、Ti/C≧1.0) を含んでいる請求項1又は2に記載のガスシールドアー
ク溶接メタル系フラックス入りワイヤ。3. The gas shielded arc according to claim 1, wherein the flux further contains C: ≦ 0.07% (where Ti / C ≧ 1.0) as a percentage of the total weight of the wire. Weld metal flux cored wire.
割合で、 C:≦0.01% Ti:0.01〜0.10% Al:0.01〜0.05% を含有し、かつ、 Ti/C≧3.0 Al/C≧2.0 を満足する組成の鋼である請求項1に記載のガスシール
ドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ。4. The mild steel outer skin contains C: ≦ 0.01% Ti: 0.01 to 0.10% Al: 0.01 to 0.05%, based on the total weight of the outer skin, and The gas-shielded arc welding metal flux cored wire according to claim 1, wherein the steel is a steel having a composition satisfying Ti / C ≧ 3.0 Al / C ≧ 2.0.
ドアーク溶接メタル系フラックス入りワイヤ。5. The gas-shielded arc welding metal flux cored wire according to claim 3, wherein the flux satisfies Ti / C ≧ 3.0.
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