JPS595398B2 - ア−ク安定性に優れた溶接用電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶接用電極とくにミグ・アーク溶接に用い
て有用なアーク安定性に優れた溶接用電＊表 １ 化学
組れこの点鋼塊の単重が５０．１００に９程度に比較
。

的軽量のものでは製造は可能であつたが、表２に示した
ように歩留りが大幅に低下し、従って極め＊極に関し、
これまで困難とされた純、不活性ガス雰囲気中における
溶接を、溶接金属の材質劣下を伴うことなく有利に実現
できる溶接用電極を提案しようとするものである。ミグ
・アーク溶接において、シールドガスとしてアルゴンガ
スなどの純、不活性ガスを用いると、溶接アークが不安
定となり、スラグ巻き込みやブローホールなどの溶接欠
陥を多発するため、従来シールドガスとしては純、不活
性ガス中に適量の酸素または炭酸ガスのごとき活性ガス
を配合した混合ガスを用いるのが普通であつた。

しかしながら活性ガスの混合は、アークの安定化や溶接
欠陥の防止に関しては有効であるものの、その反面溶接
金属中の酸素量を必然的に増大させるため、これが低温
におけるじん性の劣化をもたらし、鋼種によつては要請
される性能を満たすことができないという欠点があつた
。

発明者らは先に、溶接アーク安定化のためには、電極中
への希土類元素の添加が有効であり、電極中に適量の希
土類元素を添加することにより純、不活性ガス中でも安
定な溶接アークの下に溶接が行なえることを見出したが
、高温割れ感受性の高い鋼種においては、単に希土類元
素を添加しただけでは鋼塊の加工工程で割れｂ゛生じる
ため、実用化の点に問題を残していた。

たとえば表１に示したような化学組成の心線用素材を、
重量がそれぞれ５０、１００および５０００れの鋼塊に
鋳込んだ場合、５０００ｋｇの鋼塊では鍛造中に割れが
拡がり製造が不可能となつた。

（重量％）て高価なものとなるため工業的規模での実施
には困難が伴われる。

発明者らは上記の問題の解決のため種々の実験と検討を
重ねた結果、アーク安定化のために希土類元素によつて
活性化されるのは、電極端の溶融金属の表面だけでよく
、溶滴内部の希土類元素はアーク安定化に全く寄与しな
いこと、従つてアーク安定化のためには希土類元素を電
極の全断面に均等に分布させる必要はなく、その一部た
とえば電極の表面のみに偏在させてもその効果は均等に
分布させた場合と何ら差がないことを見出した。

そこで発明者らは上記の知見に基づき、電極の製造上の
難点の解消のためさらに多くの実験と検討を重ねたとこ
ろ、まず電極の心線用素材として希土類元素を含まない
鋼塊をつくり、次いでその表面に適量の希土類元素を含
有させた高温割れ感受性の低い金属の肉盛り溶接を施し
て電極用素材とすることが、その後の延伸加工に卦ける
割れの発生防止に極めて有効であり、これにより高温割
れ感受性の高い鋼種に卦いてもその歩留りの低下なしに
容易に延伸加工を行なうことができ、しかも該加工後の
電極表面は活性化されているためアークの安定性が低下
する不利も生じないことを知見した。この発明は上記の
知見によるものである。

すなわちこの発明は、全長にわたつて少なくとも一部の
外周に希土類元素を含有する鋼の被覆を有する溶接用電
極であつて、該被覆は、該電極の心線用素材の表面に、
希土類元素をＣｅとして０．０２〜０．３０重量％の範
囲内で含有する溶接肉盛層を形成し、心線用素材ととも
にする常法の熱間卦よび冷間の延伸加工を経たものであ
ることを特徴とするアーク安定性に優れた溶接用電極で
ある。

この発明で用いる溶接電極の心線用素材の基本成分は、
通常の用途に供される電極の化学成分に対応する限り品
種の如何にかかわらず適用できる。

しかし溶接肉盛層の形成に用いる鋼種は、高温割れ感受
性の低いものを用いる。以下この発明を由来するに至つ
た実験結果について説明する。

表３に示した化学組成の溶接用フラツクスと帯状電極を
用いて、形状寸法が２５Ｘ３０×１００ｃｍの溶接用電
極の心線用素材の表面に、表４に示した済接条件の下で
それぞれ希土類元素（セリウム）含有量の異なる溶着金
属を肉盛りし、その後常法に従い直径が１．２ｍｍにな
るまで熱間卦よび冷間での延伸加工を施し、その際の加
工性の良否卦よび歩留りについて調べた。

次いでこれらの電極を用いて純アルゴンガス雰囲気中で
ミグ・アーク溶接を行ない、このときのアーク安定性に
ついて調べた。その結果を表５に示す。また比較のため
、電極素材の溶製の段階で希土類元素としてセリウムを
０．０２重量ｑｌ）（以下単に％で示す）添加した電極
についても上と同様の調査を行ない、その結果を表５に
併せ示した。

な卦ミグ・アーク溶接を行なう際の溶接条件は、電流：
３００Ａ１電圧：２２Ｖ、速度：３０ｃｍ／Ｍｉｎとし
、直流逆極性を用いた。表５より明らかなようにこの発
明に従う電極は加工性は極めて良好で、熱間卦よび冷間
での延伸加工中に卦いても割れの発生は全くなく、従つ
て歩留りは８０％以上と従来に比し飛躍的に向上する。

また肉盛り金属のセリウム含有量は、アーク安定化のた
めには０．０２ｑ１）以上とする必要があり、０．０２
％以上であれば活性化機能に優れた効果を発揮するが、
０．３０（ＩＩを超えると肉盛り金属層を形成する鋼種
として割れ感受性の低いものを用いてもな卦延伸加工中
に割れが発生する不利があるためセリウムの含有量は０
．３０（ｆ）を上限とする。

他の希土類元素についても同様で、その含有量がフ０．
０２〜０．３０％の範囲であればアークの安定化に有効
であることが確められた。

従つて希土類元素として＝般に入手が容易なミシユメタ
ルたとえばその約半量がＣｅであるような一般市販品を
有いる場合には、Ｃｅ量を目安として肉盛り金属中に卦
ける希土類元素の歩留りを定め添加量を決定するど取扱
いが簡単である。

次に肉盛り金属の被覆状態如何に卦ける加工性、アーク
安定性について調査したところ、第１図ａに示した如く
心線用素材１の長手方向４面すべてに肉盛り溶接を施す
必要はなく、同図Ｂ，ｃ卦よびｄに示したように４面の
うち１面、２面もしくは３面のみの肉盛り溶接でも、肉
盛金属２中の希土類元素量が適正範囲にあれば、同等の
効果があることが確められた。な卦とくに第１図ａに示
した心線用素材１の４面に肉盛りを施す場合、該肉盛り
金属２中に適量のＣｒを添加することにより、電極表面
の耐食性を向上させることができるため、延伸加工後の
Ｃｒめつきな耐食性付与処理工程を省略することができ
有利である。

以上述べたようにこの発明によれば、従来の如く溶接金
属の材質劣化をもたらす酸素や二酸化炭素のような活性
ガスの添加の必要なく、純不活性ガス雰囲気中でのアー
ク安定を有利に実現でき、これにより溶接金属中への酸
素混入量の低減ひいてはじん性の大幅な改善が達成され
るのであり、しかも溶接用電極の心線用素材として単重
の大きな鋼塊を用いても延伸加工中の割れ発生は皆無で
あつて高温割れ感受性の高い鋼種に卦いても製品歩留り
が著しく向上するため、この種の溶接電極の生産能率の
大幅な上昇に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶接用電極の心線用素材表面への肉盛り状態
を示した電極素材シよび製品電極の断面図である。 １・・・心線用素材、２・・・肉盛金属。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 全長にわたつて少なくとも一部の外周に希土類元素
   を含有する鋼の被覆を有する溶渉用電極であつて、該被
   覆は、該電極の心線用素材の表面に、希土類元素をＣｅ
   として０．０２〜０．３０重量％の範囲内で含有する溶
   接肉盛層を形成し、心線用素材とともにする常法の熱間
   および冷間の延伸加工を経たものであることを特徴とす
   るアーク安定性に優れた溶接用電極。