Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7633037B2 - Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7633037B2 - Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method - Google Patents

Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method Download PDF

Info

Publication number
JP7633037B2
JP7633037B2 JP2021021937A JP2021021937A JP7633037B2 JP 7633037 B2 JP7633037 B2 JP 7633037B2 JP 2021021937 A JP2021021937 A JP 2021021937A JP 2021021937 A JP2021021937 A JP 2021021937A JP 7633037 B2 JP7633037 B2 JP 7633037B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
total
less
coating agent
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021021937A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022045882A (en
Inventor
裕晃 川本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of JP2022045882A publication Critical patent/JP2022045882A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7633037B2 publication Critical patent/JP7633037B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

本発明は、造船、建築、車輌製造等の軽量鉄骨等の軟鋼を使用する一般構造物の溶接に用いられる被覆アーク溶接棒(以下、単に「溶接棒」ともいう。)及びその製造方法、並びに該被覆アーク溶接棒を使用する被覆アーク溶接方法に関する。 The present invention relates to a covered metal arc welding rod (hereinafter also simply referred to as a "welding rod") used for welding general structures that use mild steel such as light-gauge steel frames in shipbuilding, architecture, vehicle manufacturing, etc., a method for manufacturing the same, and a covered metal arc welding method that uses the covered metal arc welding rod.

一般的に、船舶、建築物、車両等の製造には、全姿勢の溶接が容易であることから、被覆アーク溶接棒が利用される箇所が多数存在する。被覆アーク溶接において、溶接時の溶接棒の先端には、被覆剤が心線より遅れて溶融したことによって、保護筒と呼ばれる筒状の部分が形成され、この保護筒は、溶接を一旦中断した後に溶接棒の先端に残る。溶接を再開する場合には、この保護筒を被溶接物(以下、「母材」ともいう。)に接触させ、アークを再発生させるため、被覆剤の通電性が低い場合には、一般的に保護筒自身の通電性も低くなり、アークが再発生しにくいという問題点がある。以下、溶接途中でアークを中断させた後、アークの再発生のしやすさを「再アーク性」という。 In general, in the manufacture of ships, buildings, vehicles, etc., there are many places where covered electrodes are used because they are easy to weld in all positions. In covered electrodes, a cylindrical part called a protective tube is formed at the tip of the welding rod during welding because the coating melts later than the core wire, and this protective tube remains at the tip of the welding rod after welding is temporarily interrupted. When welding is resumed, the protective tube is brought into contact with the workpiece (hereinafter also referred to as the "base material") to re-ignite the arc. Therefore, if the coating has low electrical conductivity, the protective tube itself generally has low electrical conductivity as well, making it difficult to re-ignite the arc. Hereinafter, the ease with which an arc can be re-ignited after the arc is interrupted during welding is referred to as "re-arcing ability."

この再アーク性を改善させる方法として、電気伝導性の高い金属粉を被覆剤に添加させることが一般的である。従来では、溶着速度が大きくなり、溶接能率が向上するという効果も相まって被覆剤に鉄粉を添加させることが知られている。なお、被覆剤に添加される鉄粉は添加量が多く、その鉄粉の粒径が細かいほど、被覆剤としての通電性は高くなる。 A common method of improving re-arcing is to add a highly electrically conductive metal powder to the coating. Traditionally, it has been known to add iron powder to the coating, which also has the effect of increasing the deposition rate and improving welding efficiency. The more iron powder is added to the coating, and the finer the particle size of the iron powder, the higher the electrical conductivity of the coating.

しかし、再アーク性を重視し、鉄粉を多く添加すると、被覆剤の通電性が過度に高くなり被覆アーク溶接棒として十分な絶縁性が確保し難くなる。
そして、絶縁性が低くなると、一般的にサイドアークと言われる被覆剤の外表面と母材との接触によってアークが発生する現象が生じやすくなる。また、電撃防止装置の付いていない溶接電源を使用した際に、溶接作業者の電撃リスクが高くなるという問題がある。
However, if a large amount of iron powder is added with emphasis on re-arcing properties, the electrical conductivity of the coating material becomes excessively high, making it difficult to ensure sufficient insulation as a covered electrode.
When the insulation is reduced, a phenomenon commonly referred to as side arcing, which occurs when the outer surface of the coating material comes into contact with the base metal, becomes more likely to occur. In addition, when using a welding power source that does not have an electric shock protection device, there is a problem that the risk of electric shock to the welder increases.

そこで、優れた再アーク性及び絶縁性の両立を目的として、種々の被覆アーク溶接棒が提案されている。
例えば、特許文献1には、被覆剤中の鉄粉の含有量、平均粒径及び比表面積を規定しており、これにより、被覆剤の絶縁性が優れていると共に、再アーク性がより一層優れており、溶接作業性が良好である低水素系被覆アーク溶接棒を得ることができることが開示されている。
また、特許文献2には、被覆剤中の金属炭酸塩、金属弗化物、鉄粉及び有機物の含有量を限定するとともに、被覆率、鋼心線と被覆筒先端との絶縁抵抗、及び鋼心線と被覆剤との絶縁抵抗を限定した低水素系仮付け用溶接棒が開示されている。
Therefore, various covered electrodes have been proposed in order to achieve both excellent re-arcing properties and insulation properties.
For example, Patent Document 1 discloses that the content, average particle size, and specific surface area of iron powder in a coating agent are specified, and this makes it possible to obtain a low-hydrogen covered metal arc welding electrode that has excellent insulating properties of the coating agent, further excellent re-arcing properties, and good welding workability.
Furthermore, Patent Document 2 discloses a low-hydrogen tack welding rod in which the contents of metal carbonates, metal fluorides, iron powder, and organic matter in the coating are limited, and the coating rate, the insulation resistance between the steel core wire and the tip of the coating tube, and the insulation resistance between the steel core wire and the coating are limited.

特開平11-226779号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-226779 特開2004-306094号公報JP 2004-306094 A

しかしながら、上述のとおり、再アーク性と絶縁性はトレードオフの関係である。上記特許文献1又は2に記載の溶接棒を使用する場合であっても、再アーク性については不十分であり、再アーク性及び絶縁性が共に優れた被覆アーク溶接が期待されている。 However, as mentioned above, there is a trade-off between re-arcing and insulation. Even when using the welding rods described in Patent Documents 1 and 2, re-arcing is insufficient, and shielded metal arc welding with excellent re-arcing and insulation is expected.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、再アーク性及び絶縁性が共に優れた被覆アーク溶接棒及びその製造方法、並びに被覆アーク溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a covered metal arc welding rod with excellent re-arcing properties and insulation properties, a method for manufacturing the same, and a method for covered metal arc welding.

本発明の上記目的は、被覆アーク溶接棒に係る下記[1]の構成により達成される。
[1] 心線と、前記心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒であって、
前記被覆剤は、原材料の混合時に、体積平均粒径が200μm以下の鉄粉が添加されたものであり、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、
CO:3.5質量%以下、を含有し、
前記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、前記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、であり、
被覆アーク溶接棒全質量に対する被覆剤全質量:36質量%以上50質量%以下、であることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration [1] relating to a covered electrode for metal arc welding.
[1] A covered metal arc welding rod having a core wire and a coating material that covers the core wire,
The coating agent is prepared by adding iron powder having a volume average particle size of 200 μm or less when the raw materials are mixed,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less,
CO 2 : 3.5 mass% or less;
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less;
A covered metal arc welding rod, characterized in that the total mass of the coating material relative to the total mass of the covered metal arc welding rod is 36 mass% or more and 50 mass% or less.

本発明の上記目的は、他の被覆アーク溶接棒に係る下記[2]の構成により達成される。
[2] 心線と、前記心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒であって、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、
CO:3.5質量%以下、を含有し、
前記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、前記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、であるとともに、
被覆アーク溶接棒の長手方向に垂直な断面における前記被覆剤に含まれる鉄粉の円相当径の平均粒径が100μm未満であり、
被覆アーク溶接棒全質量に対する被覆剤全質量:36質量%以上50質量%以下、であることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
The above object of the present invention can be achieved by the following configuration [2] relating to another covered electrode.
[2] A covered metal arc welding rod having a core wire and a coating material for coating the core wire,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less,
CO 2 : 3.5 mass% or less;
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less,
The average particle size of the circle-equivalent diameter of the iron powder contained in the coating material in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the covered electrode is less than 100 μm,
A covered metal arc welding rod, characterized in that the total mass of the coating material relative to the total mass of the covered metal arc welding rod is 36 mass% or more and 50 mass% or less.

被覆アーク溶接棒に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の[3]~[6]に関する。
[3] 前記被覆剤中の前記金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、前記被覆剤全質量を被覆アーク溶接棒全質量に対する質量%で[被覆率]と表す場合に、
[金属Fe]/[被覆率]:0.62以上1.14以下、であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の被覆アーク溶接棒。
Preferred embodiments of the present invention relating to the covered electrode relate to the following [3] to [6].
[3] When the content of the metal Fe in the coating material is expressed as [metal Fe] in mass% relative to the total mass of the coating material, and the total mass of the coating material is expressed as [coverage] in mass% relative to the total mass of the covered electrode,
The covered metal arc welding rod according to [1] or [2], characterized in that [metal Fe]/[coverage rate] is 0.62 or more and 1.14 or less.

[4] 前記被覆剤中の前記金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、前記被覆剤中の前記COの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[CO]と表す場合に、
[金属Fe]×[CO]/[TiO]:9.0以下、であることを特徴とする[1]~[3]のいずれか1つに記載の被覆アーク溶接棒。
[4] When the content of the metal Fe in the coating agent is expressed as [metal Fe] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the content of the CO 2 in the coating agent is expressed as [CO 2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
The covered metal arc welding electrode according to any one of [1] to [3], characterized in that [metallic Fe]×[CO 2 ]/[TiO 2 ]: 9.0 or less.

[5] 前記被覆剤は、被覆剤全質量に対して、
前記全TiのTiO換算値:10.0質量%以上40.0質量%以下、
前記全CaのCaO換算値:0.1質量%以上4.0質量%以下、を含有することを特徴とする[1]~[4]のいずれか1つに記載の被覆アーク溶接棒。
[5] The coating agent contains, based on the total mass of the coating agent,
The total Ti in terms of TiO2 : 10.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
The covered metal arc welding rod according to any one of [1] to [4], characterized in that the total Ca is contained in an amount of 0.1 mass% or more and 4.0 mass% or less in terms of CaO.

[6] 前記被覆剤は、被覆剤全質量に対して、
全SiのSiO換算値:1.0質量%以上20.0質量%以下、を含有し、
全MnのMnO換算値:10.0質量%以下、
全AlのAl換算値:10.0質量%以下、
Na、K及びLiから選択された少なくとも1種:全NaのNaO換算値、全KのKO換算値及び全LiのLiO換算値の合計で、8.0質量%以下、であることを特徴とする[1]~[5]のいずれか1つに記載の被覆アーク溶接棒。
[6] The coating agent contains, based on the total mass of the coating agent,
Total Si in terms of SiO2 : 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less;
Total Mn in terms of MnO: 10.0 mass% or less,
Total Al in terms of Al2O3 : 10.0 mass% or less,
At least one selected from Na, K and Li: the total of the value of total Na converted into Na 2 O, the value of total K converted into K 2 O and the value of total Li converted into Li 2 O is 8.0 mass% or less.

本発明の上記目的は、被覆アーク溶接棒の製造方法に係る下記[7]の構成により達成される。
[7] 心線と、前記心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒の製造方法であって、
前記被覆剤を、被覆アーク溶接棒全質量に対して、36質量%以上50質量%以下の被覆率で前記心線に被覆させる工程を有し、
前記被覆は、体積平均粒径が200μm以下である鉄粉を含有し、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、及び、
CO:3.5質量%以下、であるとともに、
前記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、前記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、であることを特徴とする被覆アーク溶接棒の製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration [7] relating to a method for producing a covered electrode.
[7] A method for manufacturing a covered electrode having a core wire and a coating material for coating the core wire, comprising the steps of:
The step of coating the core wire with the coating material at a coating rate of 36 mass % or more and 50 mass % or less with respect to a total mass of the covered electrode,
The coating agent contains iron powder having a volume average particle size of 200 μm or less,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less, and
CO 2 : 3.5 mass% or less,
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
A method for producing a covered electrode, characterized in that [CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less.

本発明の上記目的は、被覆アーク溶接方法に係る下記[8]の構成により達成される。
[8] [1]~[6]のいずれか1つに記載の被覆アーク溶接棒を用いて溶接することを特徴とする被覆アーク溶接方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration [8] relating to a shielded metal arc welding method.
[8] A method of welding using a covered electrode according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、再アーク性及び絶縁性が共に優れた被覆アーク溶接棒及びその製造方法、並びに被覆アーク溶接方法を提供することができる。 The present invention provides a covered metal arc welding rod with excellent re-arcing and insulation properties, a method for manufacturing the same, and a method for covered metal arc welding.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。また、本明細書において、数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
さらに、本明細書において、「酸化物」とは、「単一酸化物」及び「複合酸化物」のうち、一種以上を意味する。「単一酸化物」とは、例えばAlならば、Al単独の酸化物(Al)といい、「複合酸化物」とは、例えば、Al、Si、Kといった複数の元素を含む酸化物をいう。
Hereinafter, the embodiment for carrying out the present invention (hereinafter referred to as "the present embodiment") will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be carried out with any modification within the scope of the gist of the present invention. In addition, in this specification, the term "to" indicating a numerical range is used to mean that the numerical values described before and after it are included as the lower limit and upper limit.
Furthermore, in this specification, the term "oxide" refers to one or more of a "single oxide" and a "composite oxide." A "single oxide" refers to an oxide of Al alone ( Al2O3 ) for Al, for example, and a "composite oxide" refers to an oxide containing multiple elements such as Al, Si, and K.

<1.被覆アーク溶接棒>
本実施形態に係る被覆アーク溶接棒は、心線と、心線を被覆する被覆剤と、を有する。以下、本実施形態に係る被覆剤及び心線について詳細に説明する。
なお、本実施形態における含有量とは、特に説明がない限り、被覆剤全質量に対する質量%を意味する。また、被覆剤の各成分の含有量について、分析方法の制約上、各元素からの換算値で規定する成分が存在するため、被覆剤全質量に対する各成分の含有量の合計は、100質量%を超える場合がある。
<1. Shielded metal arc welding electrodes>
The covered electrode according to the present embodiment includes a core wire and a coating material that coats the core wire. The coating material and the core wire according to the present embodiment will be described in detail below.
In the present embodiment, the content means mass% relative to the total mass of the coating agent unless otherwise specified. In addition, the content of each component of the coating agent may exceed 100 mass% because some components are specified by converted values from each element due to limitations of the analysis method.

[1-1.被覆剤]
本発明者は、(1)被覆剤に添加された鉄粉の量及び粒径の調整、(2)被覆剤に添加される酸化物としてTiO及びCaOを選択すること、(3)炭酸塩の抑制、(4)被覆率の調整、を行うことによって、本来トレードオフの関係であった再アーク性及び絶縁性について、共に優れた効果を得られることを見出した。
[1-1. Coating agent]
The present inventors have discovered that by (1) adjusting the amount and particle size of iron powder added to the coating, (2) selecting TiO2 and CaO as oxides added to the coating, (3) suppressing carbonates, and (4) adjusting the coverage, it is possible to obtain excellent effects on both re-arcing properties and insulation properties, which are originally in a trade-off relationship.

具体的に、本発明者は、鉄粉の量を抑え、かつ、その粒径を小さめに調整することで、被覆剤中に分散した鉄粉間の距離を十分に確保できるため、被覆アーク溶接棒として優れた絶縁性を確保できることを見出した。また本発明者は、被覆率が高くなるように調整することで、被覆剤の外表面から心線表面までの距離が長くなるため、被覆アーク溶接棒として優れた絶縁性を確保できることも見出した。
なお、これらの構成だけであれば、優れた絶縁性を確保することができるものの、優れた再アーク性の確保は困難である。そこで、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒では、被覆剤に含まれる酸化物として、高融点かつ溶融Feとの濡れ性が高い性質を持つTiO及びCaOを選択する。
溶接時において、被覆アーク溶接棒先端には保護筒が形成される。この保護筒は、アーク熱によって高温になるため、高融点の酸化物は固体のまま維持されるが、鉄粉は溶融すると考えられる。被覆剤中には、溶融Feとの濡れ性が高い性質を持つTiO及びCaOが含まれるため、溶融した鉄粉は高温の保護筒内で移動が容易となり、近接する溶融した鉄粉と融合しやすくなる。
Specifically, the inventors have found that by reducing the amount of iron powder and adjusting the particle size to be small, the distance between the iron powder particles dispersed in the coating can be sufficiently secured, and therefore excellent insulation properties can be secured as a covered electrode. The inventors have also found that by adjusting the coating rate to be high, the distance from the outer surface of the coating to the core wire surface becomes long, and therefore excellent insulation properties can be secured as a covered electrode.
Although these configurations alone can ensure excellent insulation, it is difficult to ensure excellent re-arcing properties. Therefore, in the covered electrode according to the present embodiment, TiO2 and CaO, which have high melting points and high wettability with molten Fe, are selected as oxides contained in the covering material.
During welding, a protective tube is formed at the tip of the covered electrode. This protective tube becomes hot due to the arc heat, so it is believed that high melting point oxides remain solid, but the iron powder melts. The coating contains TiO2 and CaO, which have high wettability with molten Fe, so the molten iron powder moves easily inside the high temperature protective tube and easily fuses with nearby molten iron powder.

すなわち、被覆剤が低温状態においては、鉄粉の粒子間に十分な距離が確保されるため、優れた絶縁性が確保できる。一方、被覆剤が高温状態になると、鉄粉が溶融し、近接する溶融Feが融合することにより、保護筒先端から心線への電気経路が十分に形成される。なお、炭酸塩は、被覆アーク溶接棒において、安定した溶接を行うために必要であるが、熱分解によって、通電性の低い酸化物が保護筒内で生成するため、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒では、その含有量を抑制するように調整する。 That is, when the coating is in a low temperature state, a sufficient distance is ensured between the iron powder particles, ensuring excellent insulation. On the other hand, when the coating is in a high temperature state, the iron powder melts and adjacent molten Fe fuses together, forming a sufficient electrical path from the tip of the protective tube to the core wire. Note that carbonate is necessary for stable welding in a covered metal arc welding rod, but because pyrolysis produces oxides with low electrical conductivity inside the protective tube, the carbonate content is adjusted to be suppressed in the covered metal arc welding rod according to this embodiment.

以下、具体的な被覆剤中の成分、その含有量の数値限定理由、被覆率等について、更に詳細に説明する。 The specific components in the coating agent, the reasons for limiting their content, the coverage rate, etc. are explained in more detail below.

(金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下)
金属Feは、溶着速度を増大させて、溶接能率を向上させる成分であり、また、電気伝導性が高いことから、再アーク性を良好にする成分でもある。
被覆剤全質量に対する金属Feの含有量が30.0質量%未満であると、溶接能率が低くなるとともに、良好な再アーク性を維持することができない。したがって、被覆剤全質量に対する金属Feの含有量は30.0質量%以上とし、32.5質量%以上であることが好ましく、34.0質量%以上であることがより好ましく、35.0質量%以上であることがさらに好ましい。
一方、被覆剤全質量に対する金属Feの含有量が55.0質量%を超えると、通電性が高くなりすぎて、被覆剤先端部以外からの再点弧が発生し、十分な絶縁性を確保することができない。したがって、被覆剤全質量に対する金属Feの含有量は55.0質量%以下とし、52.5質量%以下であることが好ましく、48.5質量%以下であることがより好ましく、47.0質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、被覆剤中の金属Feは、後述する鉄粉の他、フェロマンガン、フェロシリコン、フェロチタン等の合金鉄、及び還元イルミナイト等に含有されている。
また、被覆剤全質量に対する金属Feの含有量は、例えば酸化還元滴定法により定量することができる。
(Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less)
Metallic Fe is a component that increases the deposition rate and improves welding efficiency, and also has high electrical conductivity, making it a component that improves re-arcing properties.
If the content of metallic Fe relative to the total mass of the coating material is less than 30.0 mass%, the welding efficiency decreases and good re-arc properties cannot be maintained. Therefore, the content of metallic Fe relative to the total mass of the coating material is set to 30.0 mass% or more, preferably 32.5 mass% or more, more preferably 34.0 mass% or more, and even more preferably 35.0 mass% or more.
On the other hand, if the content of metallic Fe relative to the total mass of the coating exceeds 55.0 mass%, the electrical conductivity becomes too high, causing restrikes to occur from other than the tip of the coating, and sufficient insulation cannot be ensured. Therefore, the content of metallic Fe relative to the total mass of the coating is set to 55.0 mass% or less, preferably 52.5 mass% or less, more preferably 48.5 mass% or less, and even more preferably 47.0 mass% or less.
The metallic Fe in the coating agent is contained in iron powder, which will be described later, as well as in ferroalloys such as ferromanganese, ferrosilicon, and ferrotitanium, and in reduced ilmenite.
The content of metallic Fe relative to the total mass of the coating agent can be determined, for example, by oxidation-reduction titration.

(鉄粉の体積平均粒径:200μm以下)
被覆剤の原材料の混合時に添加される鉄粉の体積平均粒径(以下、単に「MV」ともいう。なお、MVは、「Mean Volume Diameter」の略称である。)は、金属Feの含有量と同様に、溶接中断後の保護筒の状態に影響を及ぼし、再アーク性に大きく影響を及ぼす。
溶接中断後の保護筒の表面は、溶接時のアーク熱により、その殆どが溶融する。ただし、鉄粉の体積平均粒径が小さい方が、被覆剤中に鉄粉が広く分散されて個数密度が高くなり、鉄粉溶融時、接触する機会が増し、近接する溶融鉄粉同士の融合が促進される。そして、溶融した鉄粉同士が融合することにより、電気経路が十分に確保されるため、再アーク性を向上させることができる。
なお、本実施形態において、鉄粉とは、金属Feを95質量%以上含有する金属粉であり、残部はC、Si、Mn、鉄粉表面で酸化したFe酸化物、及びS、P等の不純物となる。また、良好な再アーク性と絶縁性を確保する観点から、被覆剤全質量に対する鉄粉の含有量は30.0質量%以上であることが好ましく、32.5質量%以上であることがより好ましい。
(Volume average particle size of iron powder: 200 μm or less)
The volume average particle size (hereinafter, simply referred to as "MV"; MV is an abbreviation for "Mean Volume Diameter") of the iron powder added when mixing the raw materials of the coating agent, like the metallic Fe content, affects the state of the protective tube after interruption of welding and greatly affects re-arcing properties.
After welding is interrupted, most of the surface of the protective sleeve melts due to the arc heat during welding. However, if the volume average particle size of the iron powder is small, the iron powder is widely dispersed in the coating material, increasing the number density, and the iron powder has more opportunities to come into contact when melting, which promotes the fusion of adjacent molten iron powder particles. Furthermore, the fusion of the molten iron powder particles ensures a sufficient electrical path, improving re-arcing properties.
In this embodiment, the iron powder is a metal powder containing 95% by mass or more of metallic Fe, with the remainder being impurities such as C, Si, Mn, Fe oxides oxidized on the surface of the iron powder, and S and P. From the viewpoint of ensuring good re-arcing properties and insulating properties, the content of iron powder relative to the total mass of the coating agent is preferably 30.0% by mass or more, and more preferably 32.5% by mass or more.

鉄粉の体積平均粒径が200μmを超えると、鉄粉の個数密度が低くなり、溶融した鉄粉同士が融合し難くなるため、保護筒先端から心線への電気経路を形成し難くなり、良好な再アーク性を確保することが困難になる。したがって、被覆剤の原材料の混合時に添加される鉄粉の体積平均粒径は200μm以下とし、180μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましい。また、鉄粉の体積平均粒径の下限値は特に限定しないが、十分な絶縁性を確保する観点から20μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。
さらに、本実施形態において、被覆剤中に含まれる鉄粉の粒径は、被覆剤が心線から剥がれるのを防止するため、最大で500μm程度とすることが好ましい。
If the volume average particle size of the iron powder exceeds 200 μm, the number density of the iron powder will be low, and it will be difficult for the molten iron powder to fuse together, making it difficult to form an electrical path from the tip of the protective tube to the core wire, and making it difficult to ensure good re-arcing. Therefore, the volume average particle size of the iron powder added when mixing the raw materials of the coating agent is 200 μm or less, preferably 180 μm or less, and more preferably 150 μm or less. In addition, the lower limit of the volume average particle size of the iron powder is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring sufficient insulation, it is preferably 20 μm or more, more preferably 40 μm or more, and even more preferably 50 μm or more.
Furthermore, in this embodiment, the particle size of the iron powder contained in the coating material is preferably at most about 500 μm in order to prevent the coating material from peeling off the core wire.

なお、体積平均粒径MV(Mean Volume Diameter)とは、レーザ回折・散乱法による粒度分布計により粒度分布を測定し、得られた粒子径及びその粒子径を有する粒子の総体積に基づき、下記式(I)により算出される値である。 The volume average particle size MV (Mean Volume Diameter) is a value calculated by the following formula (I) based on the particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution using a particle size distribution analyzer based on the laser diffraction/scattering method, and the total volume of particles having that particle size.

Figure 0007633037000001
Figure 0007633037000001

ただし、上記式(I)において、d,d,・・・,d,・・・,dは、各粒子を粒子径の小さい順から並べる場合の粒子径を表し、v,v,・・・,v,・・・,vは上記各粒子径に対応する粒子の総体積を表す。 In the above formula (I), d1 , d2 , ..., di , ..., dk represent the particle diameters of the particles when arranged in order of the smallest particle diameter, and v1 , v2 , ..., vi , ..., vk represent the total volumes of the particles corresponding to each of the particle diameters.

(鉄粉の円相当径の平均粒径:100μm未満)
本実施形態に係る被覆剤中の鉄粉の平均粒径は、被覆アーク溶接棒の長手方向に垂直な断面における鉄粉の円相当径の平均値を算出することにより規定される。上記円相当径とは、JIS Z 8827-1:2018で定められているように、粒子の投影面積と等しい面積をもつ円の直径を示し、コンピュータによる画像解析ソフトなどで求めることができる。
鉄粉の円相当径の平均粒径が100μm以上であると、良好な再アーク性を確保することが困難となる。したがって、鉄粉の円相当径の平均粒径は100μm未満とし、80μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましい。
なお、鉄粉の円相当径の平均粒径の下限値は特に規定しないが、十分な絶縁性を確保する観点から、好ましくは20μm以上とし、35μm以上であることがより好ましく、45μm以上であることがさらに好ましい。なお、本実施形態において、被覆剤が心線から剥がれるのを防止するため、被覆剤中に含まれる鉄粉の円相当径は、最大で500μm程度とすることが好ましい。
(Average particle size of iron powder equivalent to a circle: less than 100 μm)
The average particle size of the iron powder in the coating according to the present embodiment is determined by calculating the average value of the circle-equivalent diameter of the iron powder in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the covered electrode. The circle-equivalent diameter, as defined in JIS Z 8827-1:2018, refers to the diameter of a circle having an area equal to the projected area of the particle, and can be determined by computer image analysis software or the like.
If the average circle-equivalent diameter of the iron powder is 100 μm or more, it becomes difficult to ensure good re-arcing properties. Therefore, the average circle-equivalent diameter of the iron powder is set to less than 100 μm, preferably 80 μm or less, and more preferably 75 μm or less.
Although the lower limit of the average particle size of the iron powder equivalent to a circle is not particularly specified, from the viewpoint of ensuring sufficient insulation, it is preferably 20 μm or more, more preferably 35 μm or more, and even more preferably 45 μm or more. In this embodiment, in order to prevent the coating from peeling off from the core wire, it is preferable that the equivalent circle diameter of the iron powder contained in the coating is about 500 μm at most.

(CO:3.5質量%以下)
本実施形態においては、被覆剤中の炭酸塩の含有量をCOの含有量として規定する。
溶接時に炭酸塩の熱分解により保護筒内に生じた酸化物は、被覆剤の主要成分である金属Feより電気伝導度が低いため、被覆剤全質量に対するCOの含有量が3.5質量%を超えると、著しく再アーク性が劣化する。
また、被覆剤中の炭酸塩の含有量が高くなると、溶融スラグの流動性が高くなりすぎて、均一で被包性の良いスラグ形成が困難となり、スラグ剥離性が劣化してスラグ焼付が発生する。したがって、被覆剤全質量に対するCOの含有量は3.5質量%以下とし、2.5質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以下であることがより好ましく、1.0質量%以下であることがさらに好ましく、0.5質量%以下であることがさらにより好ましい。
COの含有量の下限値は特に規定しないが、炭酸塩はアークの吹付けを向上するとともに、熱分解によりガスを生じ、溶融金属の酸化及び窒化を防ぐため、被覆剤全質量に対するCOの含有量は0.1質量%以上であることが好ましい。
なお、被覆剤中のCOは、CaCO、BaCO、MgCO、MnCO、FeCO、NaCO、KCO等の炭酸塩に含有されている。
( CO2 : 3.5% by mass or less)
In this embodiment, the carbonate content in the coating agent is defined as the CO2 content.
The oxides produced in the protective tube by the thermal decomposition of carbonates during welding have a lower electrical conductivity than metallic Fe, which is the main component of the coating material. Therefore, if the CO2 content exceeds 3.5 mass% relative to the total mass of the coating material, the re-arcing property is significantly deteriorated.
In addition, if the carbonate content in the coating agent is high, the fluidity of the molten slag becomes too high, making it difficult to form a uniform and well-encapsulated slag, and the slag removability deteriorates, causing slag seizure. Therefore, the CO2 content relative to the total mass of the coating agent is set to 3.5 mass% or less, preferably 2.5 mass% or less, more preferably 2.0 mass% or less, even more preferably 1.0 mass% or less, and even more preferably 0.5 mass% or less.
Although the lower limit of the CO2 content is not particularly specified, the carbonate improves the arc blowing and generates gas by thermal decomposition to prevent oxidation and nitridation of the molten metal, so that the CO2 content relative to the total mass of the coating agent is preferably 0.1 mass% or more.
Incidentally , the CO2 in the coating agent is contained in carbonates such as CaCO3 , BaCO3 , MgCO3, MnCO3 , FeCO3 , Na2CO3 , and K2CO3 .

本実施形態においては、被覆剤全質量に対する全CaのCaO換算値と全TiのTiO換算値との比を規定する。まず、TiO換算値について説明する。 In this embodiment, the ratio of the total Ca in terms of CaO to the total Ti in terms of TiO2 relative to the total mass of the coating material is defined. First, the TiO2 equivalent will be described.

(TiのTiO換算値:10.0質量%以上40.0質量%以下)
被覆剤中にTi酸化物が含まれることにより、十分な絶縁性を維持し、保護筒内においては、溶融した鉄粉の融合促進に寄与し、再アーク性が向上する。加えて、Ti酸化物は、均一で被包性の良いスラグ形成を可能とし、かつスラグ剥離性の改善効果を有する。また、スラグの凝固点を上昇させる効果を持つため、溶融金属の垂れ落ちを防止することができ、立向上進溶接を容易にすることができる。なお、本実施形態においては、被覆剤中のTi酸化物の好ましい含有量を、TiのTiO換算値として規定する。
再アーク性及び絶縁性を確保しつつ、スラグ剥離性に対し優位性を保ち、立向上進溶接を容易にするため、TiO換算値は、10.0質量%以上であることが好ましく、17.0質量%以上であることがより好ましい。また、同様の理由により、TiO換算値は、40.0質量%以下であることが好ましく、35.0質量%以下であることがより好ましい。
( TiO2 equivalent value of Ti: 10.0 mass% or more and 40.0 mass% or less)
The inclusion of Ti oxide in the coating maintains sufficient insulation, and in the protective tube, contributes to promoting the fusion of the molten iron powder, improving re-arcing. In addition, Ti oxide enables the formation of uniform and well-encapsulated slag, and has the effect of improving slag removability. In addition, since it has the effect of raising the solidification point of slag, it is possible to prevent dripping of molten metal, and to facilitate vertical upward welding. In this embodiment, the preferred content of Ti oxide in the coating is specified as the TiO2 equivalent value of Ti.
In order to ensure re-arcing and insulation while maintaining superiority in slag removability and facilitating vertical upward welding, the TiO2 equivalent is preferably 10.0 mass% or more, more preferably 17.0 mass% or more, and for the same reason, the TiO2 equivalent is preferably 40.0 mass% or less, more preferably 35.0 mass% or less.

なお、被覆剤中のTi酸化物としては、ルチール、ルコキシン、イルミナイト、チタンスラグ、還元イルミナイト等が挙げられる。その他、溶融金属の機械的性質の向上のために金属Ti、Fe-Ti等の合金等を含有してもよい。 The Ti oxides in the coating agent include rutile, rucoxin, ilmenite, titanium slag, reduced ilmenite, etc. In addition, metal Ti, alloys such as Fe-Ti, etc. may be included to improve the mechanical properties of the molten metal.

(CaのCaO換算値:0.1質量%以上4.0質量%以下)
被覆剤中にCa酸化物が含まれることにより、十分な絶縁性を確保し、保護筒内においては、溶融した鉄粉の融合促進に寄与し、再アーク性が向上する。加えて、Ca酸化物は、均一で被包性の良いスラグ形成を可能とし、かつスラグ剥離性の改善効果を有する。なお、本実施形態においては、被覆剤中のCa酸化物の好ましい含有量を、CaのCaO換算値として規定する。
再アーク性及び絶縁性を確保しつつ、スラグ剥離性に対し優位性を保つため、CaO換算値は0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましい。また、同様の理由により、4.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以下であることがより好ましく、2.5質量%以下であることがさらに好ましく、1.0質量%以下がさらにより好ましい。
(CaO equivalent value: 0.1 mass% or more and 4.0 mass% or less)
The inclusion of Ca oxide in the coating agent ensures sufficient insulation, and contributes to promoting fusion of the molten iron powder inside the protective tube, improving re-arcing. In addition, Ca oxide enables the formation of uniform and well-encapsulated slag, and has the effect of improving slag removability. In this embodiment, the preferred content of Ca oxide in the coating agent is specified as the CaO equivalent value of Ca.
In order to maintain superiority in slag removability while ensuring re-arcing and insulation properties, the CaO equivalent value is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and for the same reason, is preferably 4.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, even more preferably 2.5% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass or less.

なお、被覆剤中のCa酸化物源としては、CaO等が挙げられるとともに、溶接時に熱分解して被覆剤中にCaOを生成するCaの炭酸塩、Caの珪酸塩、CaF等のフッ化物が挙げられる。その他、溶融金属の機械的性質の向上のために金属Ca、カルシウムシリコン等の合金等を含有してもよい。 In addition, examples of the Ca oxide source in the coating agent include CaO, as well as Ca carbonates, Ca silicates, fluorides such as CaF2 , etc., which are thermally decomposed during welding to generate CaO in the coating agent. In addition, metal Ca, alloys such as calcium silicon, etc. may be contained in order to improve the mechanical properties of the molten metal.

([CaO]/[TiO]:0.5以下)
溶接時に、被覆アーク溶接棒が高温のアークに晒される場合に、温度が1300℃以上となると、被覆剤中のCa酸化物及びTi酸化物が反応して、その界面に絶縁性が高いCaTiOを生じるとともに、Ca酸化物及びTi酸化物間でネック形成が起こる。このネック形成は、溶融した鉄粉同士の融合を阻害するため、再アーク性が悪くなる。なお、上記ネックとは、加熱とともに粒子の接触点に物質が移動することによって起こり、この粒子が物質によって、繋がった部分をいう。
TiO換算値に対するCaO換算値の割合を低減することにより、絶縁性が高いCaTiOの生成を抑制し、ネック形成をし難くすることができる。被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、再アーク性を維持するために、[CaO]/[TiO]は0.5以下とし、0.4以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることがさらに好ましい。
([CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less)
When a covered electrode is exposed to a high-temperature arc during welding, if the temperature exceeds 1300°C, the Ca oxide and Ti oxide in the coating react to produce highly insulating CaTiO3 at the interface, and necks form between the Ca oxide and Ti oxide. This neck formation inhibits the fusion of the molten iron powder, resulting in poor re-arcing. The above-mentioned neck is caused by the movement of material to the contact points of particles as the particles are heated, and refers to the portion where the particles are connected by the material.
By reducing the ratio of the CaO equivalent value to the TiO2 equivalent value, it is possible to suppress the generation of CaTiO3 , which has high insulating properties, and make it difficult for necks to form. When the CaO equivalent value of all Ca in the coating is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating, and the TiO2 equivalent value of all Ti in the coating is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating, in order to maintain re-arcing properties, [CaO]/[ TiO2 ] is set to 0.5 or less, preferably 0.4 or less, more preferably 0.2 or less, and even more preferably 0.1 or less.

(被覆率:36~50質量%)
被覆率とは、被覆アーク溶接棒の全質量に対する被覆剤の質量が占める割合(質量%)を示す。被覆率が低すぎると、被覆剤の外表面から心線までの距離が短くなるため、絶縁性が劣化する。したがって、被覆率は36質量%以上とし、37質量%以上であることが好ましい。
一方、被覆率が高すぎると、溶接後の保護筒の先端と心線の距離が長くなり、再アーク性が悪くなる。したがって、被覆率は50質量%以下とし、48質量%以下であることが好ましく、47質量%以下であることがより好ましく、46質量%以下であることがさらに好ましい。
(Coverage: 36-50% by mass)
The coverage rate refers to the ratio (mass%) of the mass of the coating to the total mass of the covered electrode. If the coverage rate is too low, the distance from the outer surface of the coating to the core wire becomes short, resulting in deterioration of insulation. Therefore, the coverage rate is set to 36 mass% or more, and preferably 37 mass% or more.
On the other hand, if the coverage is too high, the distance between the tip of the protective tube and the core wire after welding becomes long, and re-arcing becomes poor. Therefore, the coverage is set to 50% by mass or less, preferably 48% by mass or less, more preferably 47% by mass or less, and even more preferably 46% by mass or less.

([金属Fe]/[被覆率]:0.62以上1.14以下)
被覆率が高い場合は、溶接後の保護筒の先端と心線との距離が長くなり、被覆剤中の金属Feの含有量が少ない場合は、良好な再アーク性を確保することができない。
一方、被覆率が低い場合は、被覆剤の外表面から心線表面までの距離が短くなり、被覆剤中の金属Feの含有量が多い場合は、良好な絶縁性を確保することができない。したがって、被覆剤中の金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、被覆剤全質量を被覆アーク溶接棒全質量に対する質量%で[被覆率]と表す場合に、再アーク性と絶縁性をより高めるためには、[金属Fe]/[被覆率]は0.62以上1.14以下であることが好ましい。また、再アーク性をさらに高めるためには、0.82以上であることがより好ましく、0.85以上であることがさらに好ましい。また、絶縁性をさらに高めるためには、1.12以下であることがより好ましく、1.10以下であることがさらに好ましい。
([Metal Fe]/[Covering rate]: 0.62 or more and 1.14 or less)
If the coverage rate is high, the distance between the tip of the protective tube and the core wire after welding will be long, and if the content of metallic Fe in the coating is low, good re-arcing properties cannot be ensured.
On the other hand, when the coverage is low, the distance from the outer surface of the coating to the core wire surface becomes short, and when the content of metal Fe in the coating is high, good insulation cannot be ensured. Therefore, when the content of metal Fe in the coating is expressed as [metal Fe] in mass% relative to the total mass of the coating, and the total mass of the coating is expressed as [coverage] in mass% relative to the total mass of the covered electrode, in order to further improve re-arcing properties and insulation properties, [metal Fe]/[coverage] is preferably 0.62 or more and 1.14 or less. In order to further improve re-arcing properties, it is more preferable that it is 0.82 or more, and even more preferable that it is 0.85 or more. In order to further improve insulation properties, it is more preferable that it is 1.12 or less, and even more preferable that it is 1.10 or less.

([金属Fe]×[CO]/[TiO]:9.0以下)
被覆剤中の金属Feの含有量を、被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、被覆剤中のCOの含有量を、被覆剤全質量に対する質量%で[CO]と表し、被覆剤中の全TiのTiO換算値を、被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、([金属Fe]×[CO]/[TiO])が9.0以下であると、均一で被包性の良いスラグ形成を可能とし、スラグ剥離性をより一層向上させることができる。したがって、([金属Fe]×[CO]/[TiO])は9.0以下とすることが好ましく、5.0以下であることがより好ましく、4.0以下であることがさらに好ましい。
([Metal Fe] x [CO 2 ]/[TiO 2 ]: 9.0 or less)
When the content of metallic Fe in the coating agent is expressed as [metallic Fe] in mass % relative to the total mass of the coating agent, the content of CO2 in the coating agent is expressed as [ CO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the TiO2 equivalent value of all Ti in the coating agent is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent, if ([metallic Fe] x [ CO2 ] / [ TiO2 ]) is 9.0 or less, it is possible to form a uniform slag with good encapsulation properties, and the slag removability can be further improved. Therefore, ([metallic Fe] x [ CO2 ] / [ TiO2 ]) is preferably 9.0 or less, more preferably 5.0 or less, and even more preferably 4.0 or less.

(全SiのSiO換算値:1.0質量%以上20.0質量%以下)
被覆剤中にSiが含まれることにより、溶融スラグの粘性を上げて流動性を改良し、ビード外観及びビード形状を良好にすることができる。本実施形態においては、ビード外観及びビード形状の向上のために、必要に応じてSiを被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するSiの含有量は、被覆剤中の全SiをSiOに換算したSiO換算値で規定する。溶融スラグの粘性を上げて流動性を改良し、ビード外観及びビード形状を良好にしたい場合、SiO換算値は、1.0質量%以上であることが好ましく、5.0質量%以上であることがより好ましい。また、同様の理由により、SiO換算値は20.0質量%以下であることが好ましく、17.0質量%以下であることがより好ましい。
なお、被覆剤中のSiは、SiO等のSiの酸化物、Siの珪酸塩、金属Si、フェロシリコン等の合金、水ガラス等の固着剤等に含有されている。
(Total Si in terms of SiO2 : 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less)
The inclusion of Si in the coating agent increases the viscosity of the molten slag, improving its fluidity and improving the bead appearance and shape. In this embodiment, Si may be included in the coating agent as necessary to improve the bead appearance and shape.
The content of Si relative to the total mass of the coating agent is specified as a SiO2 equivalent value obtained by converting the total Si in the coating agent into SiO2 . When it is desired to increase the viscosity of the molten slag to improve the fluidity and improve the bead appearance and shape, the SiO2 equivalent value is preferably 1.0 mass% or more, more preferably 5.0 mass% or more. For the same reason, the SiO2 equivalent value is preferably 20.0 mass% or less, more preferably 17.0 mass% or less.
The Si in the coating agent is contained in Si oxides such as SiO2 , Si silicates, metallic Si, alloys such as ferrosilicon, adhesives such as water glass, etc.

(全MnのMnO換算値:10.0質量%以下)
被覆剤中にMnが含まれることにより、溶接金属の引張強度及びスラグ剥離性を向上させることができる。本実施形態においては、引張強度及びスラグ剥離性の調整のために、必要に応じてMnを被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するMnの含有量は、被覆剤中の全Mn量をMnOに換算したMnO換算値で規定する。MnO換算値が10.0質量%以下であれば、靱性、硬さ等の他の機械的性質の劣化を抑制しつつ、溶接金属の引張強度の調整が可能であり、良好な機械的性質を得ることができ、8.0質量%以下であるとより好ましい。
なお、被覆剤中のMnは微量であってもスラグ剥離性を向上させる効果を得ることができるが、その効果を十分に発揮させるためには、MnO換算値は0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましい。
なお、被覆剤中のMnは、MnO、MnO、Mn、Mnの酸化物、Mnの硫化物、Mnの炭酸塩、金属Mn、フェロマンガン等の合金等に含有されている。
(Total Mn converted into MnO: 10.0% by mass or less)
The inclusion of Mn in the coating material can improve the tensile strength and slag removability of the weld metal. In this embodiment, Mn may be included in the coating material as necessary to adjust the tensile strength and slag removability.
The Mn content relative to the total mass of the coating material is specified as an MnO equivalent value obtained by converting the total Mn amount in the coating material into MnO. If the MnO equivalent value is 10.0 mass% or less, it is possible to adjust the tensile strength of the weld metal while suppressing deterioration of other mechanical properties such as toughness and hardness, and good mechanical properties can be obtained, and a value of 8.0 mass% or less is more preferable.
Even a small amount of Mn in the coating agent can have the effect of improving slag removability. In order to fully exert this effect, however, the MnO-equivalent value is preferably 0.5 mass % or more, and more preferably 1.0 mass % or more.
The Mn in the coating agent is contained in oxides such as MnO, MnO 2 , Mn 3 O 4 and Mn 2 O 3 , Mn sulfides, Mn carbonates, metallic Mn, and alloys such as ferromanganese.

(全AlのAl換算値:10.0質量%以下)
被覆剤中にAlが含まれることにより、溶融スラグの粘性を高め、流動性を改良し、ビード外観及びビード形状を良好にすることができる。本実施形態においては、ビード外観及びビード形状の向上のために、必要に応じてAlを被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するAlの含有量は、被覆剤中の全Al量をAlに換算したAl換算値で規定する。溶融スラグの粘性を適正に調整し、流動性を制御して、ビード外観及びビード形状を良好に保つために、Al換算値は、10.0質量%以下であることが好ましく、8.0質量%以下であることがより好ましい。
また、被覆剤中のAlは微量であってもビード外観及びビード形状を良好にする効果を得ることができるが、その効果を十分に発揮させるためには、Al換算値は0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましい。
なお、被覆剤中のAlは、Al等のAlの酸化物、金属Al、アルミマグネシウム等の合金等に含有されている。
(Total Al converted to Al2O3 : 10.0 mass% or less)
By including Al in the coating agent, the viscosity of the molten slag can be increased, the fluidity can be improved, and the bead appearance and shape can be improved. In this embodiment, Al may be included in the coating agent as necessary to improve the bead appearance and shape.
The content of Al relative to the total mass of the coating material is specified as an Al 2 O 3 equivalent value obtained by converting the total amount of Al in the coating material into Al 2 O 3. In order to properly adjust the viscosity of the molten slag, control the fluidity, and maintain good bead appearance and bead shape, the Al 2 O 3 equivalent value is preferably 10.0 mass% or less, more preferably 8.0 mass% or less.
Even a small amount of Al in the coating agent can have the effect of improving the bead appearance and bead shape, but in order to fully exert this effect, the Al2O3 - equivalent value is preferably 0.5 mass% or more, and more preferably 1.0 mass% or more.
The Al in the coating agent is contained in an oxide of Al such as Al 2 O 3 , metallic Al, or an alloy such as aluminum-magnesium.

(Na、K及びLiから選択された少なくとも1種(全NaのNaO換算値、全KのKO換算値及び全LiのLiO換算値の合計):8.0質量%以下)
被覆剤中にNa、K及びLiから選択された少なくとも1種が含まれることにより、アーク安定性を向上させることができる。そこで本実施形態においては、アーク安定性向上のために、必要に応じて、Na、K及びLiから選択された少なくとも1種を被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するNa、K及びLiから選択された成分の合計の含有量は、全NaのNaO換算値、全KのKO換算値及び全LiのLiO換算値の合計の含有量で規定する。以下、NaO換算値、KO換算値及びLiO換算値の合計の含有量を、RO換算値とする。アーク安定性を向上させるために、RO換算値は、8.0質量%以下であることが好ましく、6.0質量%以下であることがより好ましい。
また、被覆剤中のNa、K及びLiは微量であってもアーク安定性を向上させることができるが、その効果を十分に発揮させるためには、RO換算値は0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましい。
なお、被覆剤中のNa、K及びLiは、NaO、KO、LiO等の酸化物、金属Na、金属K、金属Li、Na合金、K合金、Li合金、水ガラス等の固着剤等に含有されている。
(At least one selected from Na, K, and Li (total of total Na in terms of Na 2 O, total K in terms of K 2 O, and total Li in terms of Li 2 O): 8.0 mass% or less)
The arc stability can be improved by including at least one selected from Na, K, and Li in the coating material. Therefore, in this embodiment, in order to improve the arc stability, at least one selected from Na, K, and Li may be included in the coating material as necessary.
The total content of components selected from Na, K and Li relative to the total mass of the coating material is defined as the total content of the Na2O equivalent value of the total Na, the K2O equivalent value of the total K and the Li2O equivalent value of the total Li. Hereinafter, the total content of the Na2O equivalent value, the K2O equivalent value and the Li2O equivalent value is referred to as the R2O equivalent value. In order to improve the arc stability, the R2O equivalent value is preferably 8.0 mass% or less, more preferably 6.0 mass% or less.
Furthermore, even trace amounts of Na, K and Li in the coating agent can improve the arc stability, but in order to fully exert this effect, the R 2 O equivalent value is preferably 0.5 mass % or more, and more preferably 1.0 mass % or more.
The Na, K and Li in the coating agent are contained in oxides such as Na 2 O, K 2 O and Li 2 O, metallic Na, metallic K, metallic Li, Na alloys, K alloys, Li alloys, adhesives such as water glass, etc.

(C:5.0質量%以下)
被覆剤中にCが含まれることにより、アークの吹付け力を増加させて溶接作業性を向上することができる。本実施形態においては、アークの吹付け力を増加させて溶接作業性を向上するために、必要に応じてCを被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するC含有量が、5.0質量%以下であれば、アークの吹付けが過度となり、スパッタ量が増大することを防止しつつ、良好な溶接作業性を得ることができることから、C含有量は5.0質量%以下であることが好ましく、4.0質量%以下であることがより好ましい。
また、被覆剤中のCは微量であっても溶接作業性を良好にする効果を得ることができるが、その効果を十分に発揮させるためには、C含有量は0.5質量%以上であることが好ましい。
なお、被覆剤中のCは、各種金属、合金粉原料、又は澱粉、木粉等の有機物に含有されている。
また、本実施形態における「被覆剤中のC含有量」は、被覆剤全質量に対する全Cの含有量から、CO中のCの含有量(CO含有量に0.2727を乗じた値)を差し引いた値である。
(C: 5.0% by mass or less)
By including C in the coating material, it is possible to increase the blowing force of the arc and improve the welding workability. In this embodiment, C may be included in the coating material as necessary in order to increase the blowing force of the arc and improve the welding workability.
If the C content is 5.0 mass% or less relative to the total mass of the coating material, it is possible to obtain good welding workability while preventing excessive arc spray and an increase in the amount of spatter. Therefore, the C content is preferably 5.0 mass% or less, and more preferably 4.0 mass% or less.
Furthermore, even a small amount of C in the coating material can have the effect of improving welding workability, but in order to fully exert this effect, the C content is preferably 0.5 mass % or more.
The C in the coating agent is contained in various metals, alloy powder raw materials, or organic substances such as starch and wood powder.
In addition, in this embodiment, the "C content in the coating agent" is a value obtained by subtracting the C content in CO2 (the value obtained by multiplying the CO2 content by 0.2727) from the total C content relative to the total mass of the coating agent.

(全F量:5.0質量%以下)
被覆剤中にFが含まれることにより、溶融スラグの粘性を高め、流動性を改良し、ビード外観及びビード形状を良好にすることができる。本実施形態においては、ビード外観及びビード形状の向上及び拡散性水素の低減のために、必要に応じてFを被覆剤中に含めてもよい。
被覆剤全質量に対するフッ化物の含有量は、被覆剤中の全F量で規定する。溶融スラグの粘性を上げて流動性を改良し、ビード外観及びビード形状を良好にするために、被覆剤中の全F量は、5.0質量%以下であることが好ましく、4.0質量%以下であることがより好ましい。
また、被覆剤中のFは微量であってもビード外観及びビード形状を良好にする効果を得ることができるが、その効果を十分に発揮させるためには、全F量は0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上であることがより好ましい。
なお、被覆剤中のFは、CaF、BaF、MgF、AlF、KSiF、NaSiF等に含有されている。
(Total F amount: 5.0% by mass or less)
By including F in the coating material, it is possible to increase the viscosity of the molten slag, improve the fluidity, and improve the bead appearance and bead shape. In this embodiment, F may be included in the coating material as necessary to improve the bead appearance and bead shape and to reduce diffusible hydrogen.
The content of fluoride relative to the total mass of the coating agent is defined as the total amount of F in the coating agent. In order to increase the viscosity of the molten slag to improve the fluidity and improve the bead appearance and shape, the total amount of F in the coating agent is preferably 5.0 mass% or less, more preferably 4.0 mass% or less.
Even a small amount of F in the coating agent can have the effect of improving the bead appearance and bead shape. In order to fully exert this effect, however, the total F content is preferably 0.1 mass % or more, and more preferably 0.2 mass % or more.
The F in the coating material is contained in CaF2 , BaF2 , MgF2 , AlF2 , K2SiF6 , Na2SiF6 , and the like.

(換算値を含む各成分組成の合計値)
本実施形態において、上記で示した被覆剤全質量に対する金属Fe、CO含有量、TiのTiO換算値、CaのCaO換算値、全SiのSiO換算値、全MnのMnO換算値、全AlのAl換算値及びRO換算値の合計は、良好なスラグ剥離性及びビード形状を得る観点から、86質量%以上であることが好ましく、88質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
(Total value of each component composition including converted values)
In this embodiment, the sum of the metallic Fe, CO2 content, Ti in TiO2 equivalent, Ca in CaO equivalent, total Si in SiO2 equivalent, total Mn in MnO equivalent, total Al in Al2O3 equivalent, and R2O equivalent relative to the total mass of the coating agent shown above is preferably 86 mass% or more, more preferably 88 mass% or more, and even more preferably 90 mass% or more, from the viewpoint of obtaining good slag removability and bead shape.

(その他成分)
本実施形態において、被覆剤は、前述した含有成分に加えて、Feの酸化物、Feの硫化物、Feの炭酸塩等を含有していてもよい。Feの酸化物、Feの硫化物、Feの炭酸塩等に含まれるFeは被覆剤の全質量に対して、7質量%以下であることが好ましい。被覆剤は、さらに、Mg、Ba、Zr、B、Ni、Cr、Mo、V、Cu等の元素から選択された少なくとも1種を含有していてもよく、Mg、Ba、Zr、B、Ni、Cr、Mo、V、Cu等は、被覆剤の全質量に対して、各々3質量%以下とすることが好ましい。
(Other ingredients)
In this embodiment, the coating agent may contain Fe oxides, Fe sulfides, Fe carbonates, etc., in addition to the above-mentioned components. The Fe contained in the Fe oxides, Fe sulfides, Fe carbonates, etc. is preferably 7 mass% or less based on the total mass of the coating agent. The coating agent may further contain at least one element selected from Mg, Ba, Zr, B, Ni, Cr, Mo, V, Cu, etc., and each of Mg, Ba, Zr, B, Ni, Cr, Mo, V, Cu, etc. is preferably 3 mass% or less based on the total mass of the coating agent.

(不純物)
被覆剤に含まれる上記以外の元素として、P等の不可避的不純物が挙げられる。耐高温割れ性等の溶接品質を確保する観点から、被覆剤全質量に対するPの含有量は、0.5質量%以下に抑制することが好ましい。また、被覆剤全質量に対する不純物の合計値は、3質量%以下に抑制することが好ましい。
(impurities)
Other elements contained in the coating material include unavoidable impurities such as P. From the viewpoint of ensuring welding quality such as hot cracking resistance, the content of P relative to the total mass of the coating material is preferably suppressed to 0.5 mass% or less. Also, the total value of impurities relative to the total mass of the coating material is preferably suppressed to 3 mass% or less.

[1-2.心線]
本実施形態における心線の種類については特に限定されないが、例えば直径dが2.6mm~6.0mmのものを使用することができ、特に直径が3.2mmや4.0mmのものを好適に使用することができる。
以下、本実施形態に係る心線に含まれる成分及び好ましい含有量について、以下に説明する。
[1-2. Core wire]
The type of core wire in this embodiment is not particularly limited, but for example, a core wire having a diameter d of 2.6 mm to 6.0 mm can be used, and in particular, a core wire having a diameter of 3.2 mm or 4.0 mm can be preferably used.
The components contained in the core wire according to this embodiment and the preferred contents thereof will be described below.

(O:0.0005質量%以上、0.0500質量%以下)
心線のO含有量が過剰であると、得られる溶接金属中のO量が過剰となり、溶接金属の靱性が低下するおそれがある。
また、溶融金属の流動性が高くなり、立向、上向等の姿勢の溶接で、溶接金属のたれ落ちが発生しやすくなり、溶接作業性が低下するおそれがある。したがって、心線のO含有量は、心線の全質量に対して0.0500質量%以下であることが好ましく、0.0300質量%以下であることがより好ましく、0.0150質量%以下であることが更に好ましい。
一方、心線のO含有量が過少であると、アーク力による溶融池の撹拌が不十分となり、合金成分が均一に分布した溶接金属が得られなくなる。したがって、心線のO含有量は、心線の全質量に対して0.0005質量%以上であることが好ましく、0.0013質量%以上であることがより好ましく、0.0016質量%以上であることが更に好ましい。
(O: 0.0005% by mass or more, 0.0500% by mass or less)
If the core wire has an excessive O content, the amount of O in the obtained weld metal will be excessive, which may reduce the toughness of the weld metal.
Furthermore, the fluidity of the molten metal increases, and dripping of the weld metal is likely to occur in welding in a vertical position, an overhead position, etc., which may result in a decrease in welding workability. Therefore, the O content of the core wire is preferably 0.0500 mass% or less, more preferably 0.0300 mass% or less, and even more preferably 0.0150 mass% or less, relative to the total mass of the core wire.
On the other hand, if the O content of the core wire is too low, the molten pool is not sufficiently stirred by the arc force, and a weld metal in which the alloy components are uniformly distributed cannot be obtained. Therefore, the O content of the core wire is preferably 0.0005 mass% or more, more preferably 0.0013 mass% or more, and even more preferably 0.0016 mass% or more, based on the total mass of the core wire.

(その他の成分)
本実施形態において、心線におけるその他の成分については特に限定されないが、例えばFeを主成分とする鉄系心線を好適に使用することができ、具体的にはJIS G 3503:2006に規定されているSWRY11を心線として用いることができる。
なお、心線中には、上記OやFeの他に、C、Si、Mn、P、S、N、Cu等が含有されることがある。心線の全質量に対する心線のC含有量は0.09質量%以下、Si含有量は0.10質量%以下(0質量%を含む)、Mn含有量は0.35質量%以上0.65質量%以下、P含有量は0.040質量%以下(0質量%を含む)、S含有量は0.035質量%以下(0質量%を含む)、Cu含有量は0.20質量%以下(0質量%を含む)とすることが好ましい。
(Other ingredients)
In this embodiment, there are no particular limitations on the other components in the core wire, but for example, an iron-based core wire whose main component is Fe can be suitably used, and specifically, SWRY11 as specified in JIS G 3503:2006 can be used as the core wire.
In addition to the above O and Fe, the core wire may contain C, Si, Mn, P, S, N, Cu, etc. It is preferable that the C content of the core wire is 0.09 mass% or less, the Si content is 0.10 mass% or less (including 0 mass%), the Mn content is 0.35 mass% to 0.65 mass%, the P content is 0.040 mass% or less (including 0 mass%), the S content is 0.035 mass% or less (including 0 mass%), and the Cu content is 0.20 mass% or less (including 0 mass%) relative to the total mass of the core wire.

以上、本実施形態に係る被覆剤及び心線について説明した。
上述のとおり、被覆剤中の鉄粉の体積平均粒径、成分の含有量及び被覆率を適切に制御することにより、再アーク性、絶縁性及びスラグ剥離性が優れているとともに、立向上進溶接に好適である被覆アーク溶接棒を得ることができる。なお、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒は、特に立向上進溶接時の利用に好適であるが、この溶接姿勢に限定されず、全姿勢溶接において適用することができる。
The covering material and the core wire according to the present embodiment have been described above.
As described above, by appropriately controlling the volume average particle size of the iron powder in the coating, the content of the components, and the coverage, it is possible to obtain a covered electrode that is excellent in re-arcing, insulation, and slag removability and is suitable for vertical up welding. Note that the covered electrode according to the present embodiment is particularly suitable for use in vertical up welding, but is not limited to this welding position and can be applied to all positions of welding.

<2.被覆アーク溶接棒の製造方法>
本実施形態に係る被覆アーク溶接棒の製造方法は、心線と、該心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒の製造方法であって、
前記被覆剤を、被覆アーク溶接棒全質量に対して、36質量%以上50質量%以下の被覆率で前記心線に被覆させる工程を有し、
前記被覆は、体積平均粒径が200μm以下である鉄粉を含有し、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、及び、
CO:3.5質量%以下、であるとともに、
上記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、上記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、である。
2. Manufacturing method of covered electrode
The method for producing a covered metal arc welding rod according to the present embodiment is a method for producing a covered metal arc welding rod having a core wire and a coating material that coats the core wire,
The step of coating the core wire with the coating material at a coating rate of 36 mass % or more and 50 mass % or less with respect to a total mass of the covered electrode,
The coating agent contains iron powder having a volume average particle size of 200 μm or less,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less, and
CO 2 : 3.5 mass% or less,
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less.

そして、上記<1.被覆アーク溶接棒>で説明した本実施形態に係る被覆アーク溶接棒は、被覆剤が上記成分組成となるように被覆剤の原材料を配合し、所定の固着剤と共に混錬したものを、被覆率が被覆アーク溶接棒全質量に対して36質量%以上50質量%以下の範囲となるようにして、所定の心線の表面に塗装し、乾燥させることにより製造することができる。
なお、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒の製造方法において、心線の種類、固着剤の種類、被覆剤の形成方法等は特に限定されず、被覆アーク溶接棒を製造する場合の通常の仕様や条件を用いることができる。
The covered metal arc welding electrode according to this embodiment described in <1. Covered metal arc welding electrode> above can be manufactured by blending raw materials of the coating agent so that the coating agent has the above-mentioned component composition, kneading the mixture together with a predetermined adhesive, applying the mixture to the surface of a predetermined core wire so that the coating rate is in the range of 36 mass % or more and 50 mass % or less with respect to the total mass of the covered metal arc welding electrode, and drying the mixture.
In the method for producing a covered metal arc welding electrode according to the present embodiment, the type of core wire, the type of adhesive, the method for forming the coating, and the like are not particularly limited, and normal specifications and conditions for producing a covered metal arc welding electrode can be used.

<3.被覆アーク溶接方法>
本実施形態に係る被覆アーク溶接方法は、上記<1.被覆アーク溶接棒>で説明した本実施形態に係る被覆アーク溶接棒を用いて溶接する方法である。
なお、本実施形態に係る被覆アーク溶接方法において、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒を用いること以外の各種溶接条件については特に限定されず、母材の種類、溶接電圧、溶接電流、溶接姿勢等について、被覆アーク溶接棒を用いた溶接方法における通常の条件を用いることができる。
3. Shielded metal arc welding method
The covered metal arc welding method according to the present embodiment is a method of welding using the covered metal arc welding electrode according to the present embodiment described above in <1. Covered metal arc welding electrode>.
In the method for covered metal arc welding according to the present embodiment, various welding conditions are not particularly limited except for using the covered metal arc welding rod according to the present embodiment, and normal conditions for a welding method using a covered metal arc welding rod can be used for the type of base metal, welding voltage, welding current, welding position, etc.

以下、本実施形態に係る被覆アーク溶接棒の実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。
まず、JIS G 3503:2006に規定されるSWRY11(被覆アーク溶接棒心線用線材)に対して、伸線加工及び切断加工を施して、心線径が3.2mmであり、長さが350mmであって、炭素鋼からなる鋼心線を作製した。
次に、被覆剤の原材料を組み合わせて、種々の成分組成を有する被覆剤を作製した。なお、被覆剤の原材料として使用した鉄粉の粒径は、市販のレーザ回折・散乱法による粒度分布計(例えば、マイクロトラック・ベル(株)(旧日機装(株))製:マイクロトラック MT3200)により測定した。
その後、被覆剤を心線の表面に塗装して、乾燥することにより、被覆を心線に被覆させた被覆アーク溶接棒を作製した。
Hereinafter, examples of the covered electrode according to the present embodiment will be specifically described in comparison with comparative examples.
First, SWRY11 (wire rod for covered metal arc welding rod core wire) specified in JIS G 3503:2006 was subjected to drawing and cutting to produce a steel core wire made of carbon steel with a core diameter of 3.2 mm and a length of 350 mm.
Next, the raw materials of the coating agent were combined to prepare coating agents having various component compositions. The particle size of the iron powder used as the raw material of the coating agent was measured by a commercially available particle size distribution meter using a laser diffraction/scattering method (e.g., Microtrack MT3200 manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd. (formerly Nikkiso Co., Ltd.)).
Thereafter, a coating material was applied to the surface of the core wire and dried to produce a covered electrode in which the core wire was covered with the coating material.

さらに、上記の方法により得られた被覆アーク溶接棒について、被覆剤に含まれる鉄粉の円相当径の平均粒径を測定した。ここで、鉄粉の円相当径の平均粒径の測定方法を以下に説明する。 Furthermore, the average particle size of the circle-equivalent diameter of the iron powder contained in the coating was measured for the covered electrode obtained by the above method. Here, the method for measuring the average particle size of the circle-equivalent diameter of the iron powder is explained below.

まず、被覆アーク溶接棒の長手方向の中央を切断し、長手方向に対する垂直断面が観察面となるように、被覆アーク溶接棒を樹脂に埋め込み、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)で観察した。SEMによる観察は、倍率を50倍、加速電圧を25kVとし、反射電子(Back Scattered Electron;BSE)像による視野(2.02×1.52mm、1280×960ピクセル)を観察した。なお、視野の全面積に対して、被覆剤が占める面積の割合が50%以上となるように、観察視野を調整した。
その後、上記観察視野の被覆剤断面を、エネルギー分散型X線分光法(Energy Dispersive X-ray spectroscopy;EDX)を用いて元素分析、元素マッピングを行い、鉄粉を同定した。
First, the covered electrode was cut in the center in the longitudinal direction, and the covered electrode was embedded in resin so that the vertical cross section to the longitudinal direction was the observation surface, and observed with a scanning electron microscope (SEM). The observation with the SEM was performed at a magnification of 50 times and an acceleration voltage of 25 kV, and a field of view (2.02 × 1.52 mm, 1280 × 960 pixels) was observed using a back scattered electron (BSE) image. The observation field of view was adjusted so that the ratio of the area occupied by the coating to the total area of the field of view was 50% or more.
Thereafter, the cross section of the coating material in the above observation field was subjected to elemental analysis and elemental mapping using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) to identify the iron powder.

また、上記観察視野の組成像の画像全体に対し、画像解析ソフト ImageJ(version 1.50i、開発元:National Institutes of Health,USA)を用いて、1280×960ピクセルで、鉄粉と、それ以外の領域とを二値化した。その後、円相当径が30μm以上である鉄粉の総面積を、円相当径が30μm以上である鉄粉の個数で割ることにより、鉄粉の円相当径の平均粒径を算出した。上記画像解析ソフトを用いた場合に、鉄粉と、それ以外の領域とを区別する二値化のしきい値としては、100~140の範囲で設定することができるが、本実施例においては、二値化のしきい値を125とした。また、極めて細かい粒径の鉄粉は、画像処理が困難となるため、本実施例においては円相当径が30μm未満の鉄粉を測定対象から除外した。
なお、二値化のしきい値は特に限定されず、鉄粉と、それ以外の領域とを区別することができれば、任意のしきい値を設定することができる。
In addition, the entire image of the composition image of the observation field was binarized into iron powder and other areas at 1280 x 960 pixels using image analysis software ImageJ (version 1.50i, developed by National Institutes of Health, USA). Then, the total area of iron powder particles having a circle equivalent diameter of 30 μm or more was divided by the number of iron powder particles having a circle equivalent diameter of 30 μm or more to calculate the average particle size of the circle equivalent diameter of the iron powder. When using the image analysis software, the binarization threshold value for distinguishing the iron powder from the other areas can be set in the range of 100 to 140, but in this embodiment, the binarization threshold value was set to 125. In addition, since image processing is difficult for iron powder particles with extremely fine particle sizes, iron powder particles having a circle equivalent diameter of less than 30 μm were excluded from the measurement target in this embodiment.
The threshold value for binarization is not particularly limited, and any threshold value can be set as long as it is possible to distinguish between iron powder and other areas.

また、得られた各被覆アーク溶接棒を使用して溶接を実施し、再アーク性、絶縁性、立向上進溶接性及びスラグ剥離性について評価した。溶接条件、評価方法及び評価基準について、下記表1に示す。また、各被覆アーク溶接棒の被覆剤中の成分、鉄粉の体積平均粒径、鉄粉の円相当径の平均粒径及び被覆率を下記表2及び3に示し、評価結果を下記表4に示す。 Welding was performed using each of the resulting covered electrodes, and re-arcing, insulation, vertical upward weldability, and slag removability were evaluated. The welding conditions, evaluation method, and evaluation criteria are shown in Table 1 below. The components in the coating of each covered electrode, the volume average particle size of the iron powder, the average circle equivalent diameter of the iron powder, and the coverage rate are shown in Tables 2 and 3 below, and the evaluation results are shown in Table 4 below.

なお、下記表2及び3において、[CaO]とは、被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で表した値であり、[TiO]とは、被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で表した値である。
[金属Fe]とは、被覆剤中の金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で表した値であり、[CO]とは、被覆剤中のCOの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で表した値である。
[NaO]とは、被覆剤中の全NaのNaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で表した値であり、[KO]とは、被覆剤中の全KのKO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で表した値であり、[LiO]とは、被覆剤中の全LiのLiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で表した値である。
[被覆率]とは、被覆剤の全質量を被覆アーク溶接棒全質量に対する質量%で表した値である。
In Tables 2 and 3 below, [CaO] is the value obtained by expressing the CaO equivalent value of all Ca in the coating agent as a mass % relative to the total mass of the coating agent, and [ TiO2 ] is the value obtained by expressing the TiO2 equivalent value of all Ti in the coating agent as a mass % relative to the total mass of the coating agent.
[Metal Fe] is the content of metal Fe in the coating agent expressed as a mass % relative to the total mass of the coating agent, and [CO 2 ] is the content of CO 2 in the coating agent expressed as a mass % relative to the total mass of the coating agent.
[Na 2 O] is the value obtained by expressing the Na 2 O equivalent value of all Na in the coating agent as a mass % relative to the total mass of the coating agent, [K 2 O] is the value obtained by expressing the K 2 O equivalent value of all K in the coating agent as a mass % relative to the total mass of the coating agent, and [Li 2 O] is the value obtained by expressing the Li 2 O equivalent value of all Li in the coating agent as a mass % relative to the total mass of the coating agent.
The term "coverage rate" refers to the total mass of the coating material expressed as mass % relative to the total mass of the covered electrode.

Figure 0007633037000002
Figure 0007633037000002

Figure 0007633037000003
Figure 0007633037000003

Figure 0007633037000004
Figure 0007633037000004

Figure 0007633037000005
Figure 0007633037000005

上記表2~4に示すように、発明例No.1~13は、被覆剤の原材料の混合時に添加された鉄粉の体積平均粒径が本発明の範囲内であるとともに、被覆剤中の金属Fe、CO、[CaO]/[TiO]、被覆率が本発明の範囲内であるため、再アーク性及び絶縁性が共に優れているため、評価A又はBであった。 As shown in Tables 2 to 4 above, in Invention Examples No. 1 to 13, the volume average particle size of the iron powder added when mixing the raw materials of the coating agent was within the range of the present invention, and the metallic Fe, CO 2 , [CaO]/[TiO 2 ], and coverage rate in the coating agent were also within the range of the present invention, so that both the re-arcing property and the insulation property were excellent, and thus the samples were rated A or B.

一方、比較例No.14は、被覆剤の原材料の混合時に添加された鉄粉の体積平均粒径が本発明の範囲の上限を超えていたため、再アーク性がやや劣化して、評価Cとなった。
比較例No.15は、被覆率が本発明の範囲の上限を超えていたため、再アーク性がやや劣化し、評価Cとなった。
比較例No.16は、被覆率が本発明の範囲の下限未満であったため、絶縁性が劣化し、評価Dとなった。
比較例No.17は、被覆剤中の金属Feの含有量が本発明の範囲の下限未満であったため、再アーク性がやや劣化し、評価Cとなった。
On the other hand, in Comparative Example No. 14, the volume average particle size of the iron powder added when mixing the raw materials of the coating agent exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the re-arcing property was slightly deteriorated and the evaluation was C.
In Comparative Example No. 15, the coverage rate exceeded the upper limit of the range of the present invention, and therefore the re-arcing property was slightly deteriorated and the sample was given a rating of C.
In Comparative Example No. 16, the coverage was below the lower limit of the range of the present invention, and therefore the insulation property was deteriorated and the evaluation was D.
In Comparative Example No. 17, the content of metallic Fe in the coating material was less than the lower limit of the range of the present invention, so that the re-arcing property was slightly deteriorated and the sample was evaluated as C.

比較例No.18は、被覆剤中の金属Feの含有量が本発明の範囲の上限を超えていたため、絶縁性がやや劣化し、評価Cとなった。
比較例No.19は、被覆率が本発明の範囲の下限未満であったため、絶縁性がやや劣化し、評価Cとなった。
比較例No.20は、金属Feが本発明の範囲の下限未満であったため、再アーク性がやや劣化し、評価Cとなった。
In Comparative Example No. 18, the content of metallic Fe in the coating agent exceeded the upper limit of the range of the present invention, and therefore the insulation property was slightly deteriorated and the sample was evaluated as C.
In Comparative Example No. 19, the coverage was below the lower limit of the range of the present invention, so the insulation property was slightly deteriorated and the evaluation was C.
In Comparative Example No. 20, the metallic Fe content was less than the lower limit of the range of the present invention, so that the re-arcing property was slightly deteriorated and the sample was evaluated as C.

比較例No.21は、被覆剤中のCOが本発明の範囲の上限を超えていたため、再アーク性が劣化し、評価Dとなった。
比較例No.22は、被覆剤中のCOが本発明の範囲の上限を超えていたとともに、[CaO]/[TiO]も本発明の範囲の上限を超えていたため、再アーク性が劣化し、評価Dとなった。
In Comparative Example No. 21, the CO2 content in the coating agent exceeded the upper limit of the range of the present invention, and therefore the re-arcing property was deteriorated and the sample was rated D.
In Comparative Example No. 22, the CO2 in the coating agent exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the [CaO]/[ TiO2 ] also exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the re-arcing property was deteriorated and the sample was evaluated as D.

Claims (3)

心線と、前記心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒であって、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、
CO:3.5質量%以下、を含有し、
前記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、前記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、であるとともに、
被覆アーク溶接棒の長手方向に垂直な断面における前記被覆剤に含まれる鉄粉の円相当径の平均粒径が100μm未満であり、
被覆アーク溶接棒全質量に対する被覆剤全質量:36質量%以上50質量%以下、であり、
前記被覆剤中の前記金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、前記被覆剤全質量を被覆アーク溶接棒全質量に対する質量%で[被覆率]と表し、前記被覆剤中の前記CO の含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[CO ]と表す場合に、
[金属Fe]/[被覆率]:0.62以上1.14以下、かつ、
[金属Fe]×[CO ]/[TiO ]:9.0以下、であり、
前記被覆剤は、被覆剤全質量に対して、
前記全TiのTiO 換算値:10.0質量%以上40.0質量%以下、
前記全CaのCaO換算値:0.1質量%以上4.0質量%以下、
全SiのSiO 換算値:1.0質量%以上20.0質量%以下、を含有し、
全MnのMnO換算値:10.0質量%以下、
全AlのAl 換算値:10.0質量%以下、
Na、K及びLiから選択された少なくとも1種:全NaのNa O換算値、全KのK O換算値及び全LiのLi O換算値の合計で、8.0質量%以下、であることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
A covered metal arc welding rod having a core wire and a coating material that covers the core wire,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less,
CO 2 : 3.5 mass% or less;
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less,
The average particle size of the circle equivalent diameter of the iron powder contained in the coating material in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the covered electrode is less than 100 μm,
The total mass of the coating material relative to the total mass of the covered electrode is 36 mass% or more and 50 mass% or less;
When the content of the metal Fe in the coating agent is expressed as [metal Fe] in mass % relative to the total mass of the coating agent, the total mass of the coating agent is expressed as [coverage rate] in mass % relative to the total mass of the covered electrode, and the content of the CO 2 in the coating agent is expressed as [CO 2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[Metal Fe]/[Coverage rate]: 0.62 or more and 1.14 or less, and
[Metal Fe] x [CO 2 ] / [TiO 2 ]: 9.0 or less;
The coating agent contains, based on the total mass of the coating agent,
The total Ti in terms of TiO2 : 10.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
The total Ca content in terms of CaO is 0.1% by mass or more and 4.0% by mass or less,
Total Si in terms of SiO2 : 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less;
Total Mn in terms of MnO: 10.0 mass% or less,
Total Al in terms of Al2O3 : 10.0 mass% or less,
1. A covered metal arc welding rod comprising at least one element selected from the group consisting of Na, K and Li, the total of which is a value of total Na converted into Na 2 O, a value of total K converted into K 2 O and a value of total Li converted into Li 2 O being 8.0 mass% or less .
心線と、前記心線を被覆する被覆剤と、を有する被覆アーク溶接棒の製造方法であって、
前記被覆剤を、被覆アーク溶接棒全質量に対して、36質量%以上50質量%以下の被覆率で前記心線に被覆させる工程を有し、
前記被覆は、体積平均粒径が200μm以下である鉄粉を含有し、
被覆剤全質量に対して、
金属Fe:30.0質量%以上55.0質量%以下、及び、
CO:3.5質量%以下、であるとともに、
前記被覆剤中の全CaのCaO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[CaO]と表し、前記被覆剤中の全TiのTiO換算値を被覆剤全質量に対する質量%で[TiO]と表す場合に、
[CaO]/[TiO]:0.5以下、であり、
前記被覆剤中の前記金属Feの含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[金属Fe]と表し、前記被覆剤全質量を被覆アーク溶接棒全質量に対する質量%で[被覆率]と表し、前記被覆剤中の前記CO の含有量を被覆剤全質量に対する質量%で[CO ]と表す場合に、
[金属Fe]/[被覆率]:0.62以上1.14以下、かつ、
[金属Fe]×[CO ]/[TiO ]:9.0以下、であり、
前記被覆剤は、被覆剤全質量に対して、
前記全TiのTiO 換算値:10.0質量%以上40.0質量%以下、
前記全CaのCaO換算値:0.1質量%以上4.0質量%以下、
全SiのSiO 換算値:1.0質量%以上20.0質量%以下、を含有し、
全MnのMnO換算値:10.0質量%以下、
全AlのAl 換算値:10.0質量%以下、
Na、K及びLiから選択された少なくとも1種:全NaのNa O換算値、全KのK O換算値及び全LiのLi O換算値の合計で、8.0質量%以下、であることを特徴とする被覆アーク溶接棒の製造方法。
A method for manufacturing a covered electrode having a core wire and a coating material that coats the core wire, comprising:
The step of coating the core wire with the coating material at a coating rate of 36 mass % or more and 50 mass % or less with respect to a total mass of the covered electrode,
The coating agent contains iron powder having a volume average particle size of 200 μm or less,
Based on the total mass of the coating material,
Metallic Fe: 30.0% by mass or more and 55.0% by mass or less, and
CO 2 : 3.5 mass% or less,
When the value of all Ca in the coating agent in terms of CaO is expressed as [CaO] in mass % relative to the total mass of the coating agent, and the value of all Ti in the coating agent in terms of TiO2 is expressed as [ TiO2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[CaO]/[TiO 2 ]: 0.5 or less ;
When the content of the metal Fe in the coating agent is expressed as [metal Fe] in mass % relative to the total mass of the coating agent, the total mass of the coating agent is expressed as [coverage rate] in mass % relative to the total mass of the covered electrode, and the content of the CO 2 in the coating agent is expressed as [CO 2 ] in mass % relative to the total mass of the coating agent,
[Metal Fe]/[Coverage rate]: 0.62 or more and 1.14 or less, and
[Metal Fe] x [CO 2 ] / [TiO 2 ]: 9.0 or less;
The coating agent contains, based on the total mass of the coating agent,
The total Ti in terms of TiO2 : 10.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
The total Ca content in terms of CaO is 0.1% by mass or more and 4.0% by mass or less,
Total Si in terms of SiO2 : 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less;
Total Mn in terms of MnO: 10.0 mass% or less,
Total Al in terms of Al2O3 : 10.0 mass% or less,
A method for producing a covered metal arc welding rod, comprising : at least one selected from the group consisting of Na, K and Li; the total of a value of total Na in terms of Na 2 O, a value of total K in terms of K 2 O and a value of total Li in terms of Li 2 O being 8.0 mass% or less .
請求項1に記載の被覆アーク溶接棒を用いて溶接することを特徴とする被覆アーク溶接方法。 A method for welding using the covered metal arc welding electrode according to claim 1 .
JP2021021937A 2020-09-09 2021-02-15 Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method Active JP7633037B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020151614 2020-09-09
JP2020151614 2020-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022045882A JP2022045882A (en) 2022-03-22
JP7633037B2 true JP7633037B2 (en) 2025-02-19

Family

ID=80774327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021021937A Active JP7633037B2 (en) 2020-09-09 2021-02-15 Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7633037B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346791A (en) 2001-05-17 2002-12-04 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Covered arc welding rod
CN104096986A (en) 2014-07-16 2014-10-15 四川大西洋焊接材料股份有限公司 High-strength low-hydrogen low-alloy-steel iron powder welding electrode with high low-temperature impact resistance and for nuclear grade 1 and preparation method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346791A (en) 2001-05-17 2002-12-04 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Covered arc welding rod
CN104096986A (en) 2014-07-16 2014-10-15 四川大西洋焊接材料股份有限公司 High-strength low-hydrogen low-alloy-steel iron powder welding electrode with high low-temperature impact resistance and for nuclear grade 1 and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022045882A (en) 2022-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5207994B2 (en) Metal flux cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding
US5903814A (en) Flux cored wires for gas shielded arc welding
KR101827193B1 (en) Low-hydrogen type coated arc welding electrode
DK3045259T3 (en) Flux core wire for AR-CO2 arc welding with protective gas
JP2003154487A (en) Basic flux cored wire having excellent weldability
KR20160024778A (en) Ni-based alloy coated arc welding rod
CN108883507B (en) Multi-coated electrodes for welding stainless steel
CA2945733A1 (en) Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding
JP2021109200A (en) Iron powder low hydrogen type coated arc welding rod
JP7633037B2 (en) Shielded metal arc welding rod, its manufacturing method, and shielded metal arc welding method
JP7651313B2 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding
JPH08257791A (en) Low-hydrogen coated arc welding rod
JP6845094B2 (en) High titanium oxide shielded metal arc welding rod
JP2005088039A (en) Titania-based flux cored wire
JP2017189817A (en) Lime-titania type coated arc welding electrode
JP3856650B2 (en) Stainless steel coated arc welding rod
JP2002011594A (en) Flux-cored wire for gas shield metal-arc welding
JP7355718B2 (en) Welding flux and its manufacturing method, and submerged arc welding method using the welding flux
JPS63199093A (en) Arc welding electrode coated on stainless core wire
JP7791731B2 (en) Metallic flux-cored welding wire and gas-shielded arc welding method
JP4311888B2 (en) Low hydrogen coated arc welding rod
JP3828088B2 (en) Flux-cored wire for fillet welding
JP2002205191A (en) Stainless steel coated electrode
CN111918749B (en) Flux for submerged arc welding
JP7346328B2 (en) Low hydrogen coated arc welding rod for horizontal fillet welding

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241030

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7633037

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150