JPH0246314B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0246314B2 JPH0246314B2 JP62134123A JP13412387A JPH0246314B2 JP H0246314 B2 JPH0246314 B2 JP H0246314B2 JP 62134123 A JP62134123 A JP 62134123A JP 13412387 A JP13412387 A JP 13412387A JP H0246314 B2 JPH0246314 B2 JP H0246314B2
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- JP
- Japan
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- iron powder
- flux
- oxygen
- welding
- wire
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- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明は溶接用フラツクス入りワイヤに関すc
る。
[従来技術]
溶接用フラツクス入りワイヤには管状外皮中
に、脱酸剤、合金成分剤、アーク安定剤、スラグ
剤等よりなるフラツクスが充填されている。
しかし、脱酸剤、合金成分剤、アーク安定剤、
スラグ剤等は、衆知の如く、溶接作業性等に直接
影響を及ぼすものであり、多量に充填されるわけ
ではなく、しかも、体積的に小さいため脱酸剤、
合金成分剤、アーク安定剤、スラグ剤等のみでは
管状外皮内をフラツクスで満たす事ができず、管
状外皮内には空隙が生じる。
かかる空隙が管状外皮内に生じると、伸線、焼
鈍、メツキ(継ぎ目なしフラツクス入りワイヤの
場合)等のワイヤを加工する段階でフラツクスが
管状外皮中を長手方向に移動し、ワイヤ長手方向
でフラツクスの偏在が生じかねない。このような
フラツクスの偏在したワイヤを用いて溶接を行う
と、溶接金属の成分偏析をまねくのみならず、ア
ークが不安定となつたり、要するに、良好な溶接
を行い得ない。
そこで、上記偏在を防止するために、従来より
フラツクス組成のバランスをとるべく、特開昭58
−84696号に示されている如く、フラツクス中に
鉄粉を添加する等の対策を講じてきた。
[発明が解決しようとする問題点]
しかし、従来より使用されている鉄粉は比較的
安価で入手容易な還元鉄粉で、この還元鉄粉を用
い、フラツクス組成のバランスをとりつつ、パイ
プ内の空隙をなくした従来のワイヤを用いて溶接
を行うと、溶接金属の靭性がばらつきやすいとい
う問題があつた。
本発明は、溶接金属に、靭性のばらつきがな
く、しかも、良好な溶接が可能なフラツクス入り
ワイヤを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
上記問題点を解決する本発明は、C≦0.2重量
%、Al、Mn、Siの総和が0.1〜2重量%、残部
Fe及び不可避的不純物からなるアトマイズド鉄
粉を、フラツクスに添加したことを特徴とするフ
ラツクス入りワイヤにその要旨を有する。
なお、従来においても溶接材料中にアトマイズ
ド鉄粉あるいはアトマイズド金属粉を添加するこ
とは特公昭54−8340号や特開昭54−8347号に開示
されている。
特公昭54−8340号は被覆アーク溶接棒に関する
もので被覆材中に配合する鉄粉中のC、Si、Mn
百分比と溶接棒心線中のC、Si、Mnの百分比と
の比をそれぞれの元素について特定することによ
り、ピツトおよびブローホールの発生を少なくし
たもので、鉄粉としてアトマイズド鉄粉を用いる
のは被覆剤の固着性向上のためであり、本発明と
は対象とする溶材も添加する目的も全く異なつて
いる。一方特開昭54−5837号は、フラツクス入ワ
イヤに関するもので0.5重量%より多く、10.0重
量%以下のBを含むアトマイズド金属粉を1.5〜
30.0重量%含有するフラツクスを鋼製外皮内に充
填することによつてボロンの偏析防止をはかつた
ものであり、本発明におけるアトマイズド鉄粉と
はその成分も異なり且つ添加する目的も異なつて
いる。
本発明は前記従来技術とは全く異なつた技術思
想にもとづき、特定のアトマイズド鉄粉をフラツ
クス入りワイヤに用いることにより、溶接金属の
靭性のばらつきを小さくしたものである。
[作用]
本発明者は、還元鉄粉を用いた場合の溶接金属
の靭性がばらつく原因について、金属組成、介在
物、析出物、化学成分等、各種数多くの調査を行
つた結果、溶接金属の靭性のばらつきは酸素に原
因があり、その酸素は還元鉄粉から混入してくる
という知見を得た。
還元鉄粉は、通常、スケール粉を還元して製造
されるので、第3図及び第4図(第3図は還元鉄
粉の表面を示す走査電子顕微鏡(SEM)写真で
あり、第4図は還元鉄粉の断面を示す走査電子顕
微鏡写真である)に示すように、
外形には凹凸が多く、
その内部には空隙が数多く存在する。
しかるに、
外形に凹凸が多いと比表面積が大きくなり、
比表面積が大きくなると、フラツクスの造粒工
程や、ワイヤの焼鈍工程等で、鉄粉が酸化され
る割合が高くなる。従つて、還元鉄粉には酸化
物として酸素を含有する割合が高くならざるを
得ず、また、
内部に空隙が数多く存在するとその空隙に酸
素が入りやすくなり、鉄粉は酸素を包含した状
態にならざるを得ない。
以上のことから、鉄粉からの酸素の混入を防止
するためには、
鉄粉の比表面積を小さくし、鉄粉の酸化を抑
制する、
鉄粉の空隙を少なくする、
等の対策が有効であることを知見した。
かかる知見に基づき、アトマイズド鉄粉を還元
鉄粉の代りに添加した所、非常に良好な結果が得
られた。
これは、アトマイズド鉄粉の形状が球状に近
く、かつ、粒子表面が滑らかで同一粒度であれ
ば、還元鉄粉に比較し表面積が小さいということ
のみならず、アトマイズド鉄粉が粒子内部に殆ど
空隙を持たないので、比表面積も小さいというこ
とに起因していると考えられる。
ちなみに、アトマイズド鉄粉のかさ密度が一般
に3±1g/cm3と還元鉄粉の2.5±1g/cm3に比
較し大きいことは、アトマイズド鉄粉が粒内部に
空隙を有していないことを裏付けている。
第1図及び第2図にアトマイズド鉄粉の表面及
び断面の走査電子顕微鏡写真像を示す。第1図か
ら明らかなように、アトマイズド鉄粉の形状は球
形に近く、また、第2図から明らかなように粒子
内部にはほとんど空隙を有していない。
なお、電解鉄粉も粒子内部に殆ど空隙を有して
いないので、電解鉄粉を還元鉄粉の代わりに適用
した所、アトマイズド鉄粉の場合と同様良好な結
果が得られた。しかし、電解鉄粉は価格が高く、
コスト的に適用困難な場合が多いので、本発明で
はアトマイズド鉄粉に限定した。
本発明においては、上記アトマイズド鉄粉の組
成はC≧0.2重量%、0.1重量%≦(Al、Mn、Siの
総和)≦2重量%、残部Fe及び不可避的不純物か
らなるものであるが、このような組成とした理由
は次の通りである。
まず、Cについては、0.2%を越えると、他の
化学組成とは無関係にCと酸素との反応によりア
トマイズド鉄粉の内部に気泡が生じたり、表面の
凹凸が多くなることが多く、その為、比表面積が
増加し、造粒、焼鈍工程で鉄粉の酸素量が増加す
る割合が多くなる。従つて、C≦0.2重量%とす
る。
次にAl、Mn、Siについては、Cが主に溶鋼中
の酸素と反応するため、アトマイズド鉄粉の空隙
率及び表面の凹凸を減少させるには、溶鋼中に存
在するフリーの酸素量をAl、Mn、Siで低下させ
なければならないという知見に基づき、Al、
Mn、Siの総和は0.1重量%以上とした。
一方、総和が2重量%を越えると、鉄粉内部の
空隙については問題ないが、Al、Mn、Siが酸化
物を形成し、形成された酸化物に起因して、アト
マイズド鉄粉の酸素量が増加し、溶接金属の靭性
が悪化する傾向が認められるので、Al、Mn、Si
の総和は2重量%以下とする。もちろん、これに
限定されるものではない。
なお、溶接金属の酸素量により靭性が大きく影
響を受ける様な場合においては、使用されるフラ
ツクス入りワイヤに適用するアトマイズド鉄粉の
化学組成は、C<0.1%、0.2≦Al、Mn、Si≦1.0
%にすることがさらに望ましい。
また、粉体表面の酸化被膜量を低減するために
は、金属表面に酸化被膜を形成しやすい元素、例
えば、Bのような元素は、0.5%未満にすべきで
あり、さらに、より安定した靭性を得るために
は、0.1%以下にすることがより望ましい。
また、特に溶接金属の低酸素化が必要な時は、
アトマイズド鉄粉を無機酸や有機酸で洗浄し、造
粒後の乾燥を非酸化性乃至還元性雰囲気で行うこ
とにより、一層の低酸素化が可能となる。
なお、本発明におけるフラツクス入りワイヤと
しては、いわゆる継ぎ目なしワイヤであつても、
継ぎ目ありワイヤであつてもよい。
また、フラツクスは造粒したものでもよいし、
造粒しないものでもよい。
フラツクス中のFe配合率が5%以上であると、
フラツクとしての鉄粉が溶接金属に持ち込む酸素
量が多くなるので、靭性のばらつきが発生しやす
くなるが、本発明はこのように、フラツクス中の
Fe配合率が5%以上のフラツクス入りワイヤに
適用することにより、特に有効である。
さらに本発明は、鉄粉ほど顕著ではないが、ワ
イヤ外皮中の酸素量も溶接金属の靭性に影響を与
えていることを知見し、150ppm以下とすること
で靭性向上に効果があることを知見した。
ただ、外皮中には非金属介在物(主に酸化物)
などが存在するため、外皮の酸素量を20ppm以下
にすることがコスト面等で困難と考えられるの
で、150〜20ppmの範囲内にすることが望ましい。
実施例 1
アトマイズド鉄粉を製造する際、原料となる鉄
の組成を種々調整し、第1表に示す様な組成を有
するアトマイズド鉄粉を作成した。
上記アトマイズド鉄粉を用い、継ぎ目なしフラ
ツクス入りワイヤ用造粒フラツクスを常法により
製造し、第2表(a)に示す組成のフラツクスを得
た。
なお、造粒フラツクスの乾燥温度は350℃×
1Hrとした。
得られた造粒フラツクスを、フラツクス率15%
で第2表(b)の組成を有するパイプ(溶接管)に充
填し、伸線→焼鈍→伸線→メツキ→仕上巻取工程
等を経て、最終ワイヤ径1.2mmφの継ぎ目なしフ
ラツクス入りワイヤを製造した。
このワイヤを使用して下記の溶接条件で溶接を
行つた。
溶接条件
電圧:29V
電流:280A
速度:25〜40cpm
極性:DC−RP
シールドガス:CO2ガス
開先形状:開先角度45゜(第5図)
材質:SM41B
溶接層:5層10パス
以上の溶接後、溶接金属の靭性を調査したとこ
ろ、第3表に示す結果が得られた。なお、靭性
は、JISZ2202 4号試験片を用い、JISZ2242に基
づき、シヤルピー試験により評価した。なお、シ
ヤルピー試験は−20℃において行つた。試験片は
表面から7mmの位置において採取した。第3表よ
り明らかな様に、還元鉄粉を用いた試験No.1−
4、1−9は、C、Si、Mn、Al量が本発明範囲
内にあるにもかかわらず、還元鉄粉の表面、内部
性状に起因し、ワイヤ製造工程中に酸素量が増
え、その為に溶接金属の酸素量も増加し、靭性の
ばらつきが大きくなつている。
また、試験No.1−5、1−6、1−12はアトマ
イズド鉄粉を用いた例であるが、試験No.1−5
は、Si、Mn、Al量の総和が本発明の下限より小
さく、試験No.1−6は、Si、Mn、Al量の総和が
本発明の上限を越えており、また、試験No.1−12
はC量が本発明範囲の上限を越えているので、溶
接金属の酸素量が増加し、靭性のばらつきも大き
くなつている。
これらに対し、すべての条件が本発明の範囲内
にある試験No.1−1、1−2、1−3、1−7、
1−8、1−10、1−11は、低レベルの酸素量、
ばらつきの小さい靭性値を示している。
実施例 2
実施例1と同様に、第1表に示される各種鉄粉
を用い、継ぎ目なしフラツクス入りワイヤ用造粒
フラツクスを常法により製造し、第4表(a)に示す
組成のフラツクスを得た。
なお、造粒フラツクスの乾燥温度は350℃×
1Hrとした。
得られたフラツクスをフラツクス率14%で第4
表(b)に示す組成を有するパイプ(溶接管)に充填
し、実施例1の場合と同様にして、最終ワイヤ径
1.2mmφの継ぎ目なしフラツクス入りワイヤを製
造した。
この様にして得られた継ぎ目なしフラツクス入
リワイヤを使用して下記の条件で溶接を行つた。
溶接条件
電圧:29V
電流:280A
速度:26〜42cpm
極性:DC−RP
シールドガス:80%Ar−20%CO2ガス
開先形状:開先角度45゜(第6図)
材質:SM41B
溶接層:5層10パス
以上の溶接後、溶接金属の靭性を実施例1と同
様にして調査したところ、第5表に示す結果が得
られた。
第5表より明らかな様に、還元鉄物を用いた試
験No.2−4、2−9は、C、Si、Mn、Al量がす
べて本発明範囲内であるにもかかわらず、還元鉄
粉の表面、内部性状に起因し、ワイヤ製造中に酸
素量が増え、その為に溶接金属の酸素量も増加
し、靭性のばらつきが大きくなつている。
試験No.2−5、2−6、2−12はアトマイズド
鉄粉を用いた例であるが、試験No.2−5は、Si、
Mn、Al量の総和が本発明の下限より小さく、試
験No.2−6は、Si、Mn、Al量の総和が本発明の
上限を越えており、また、試験No.2−12はC量が
本発明範囲の上限を越えているので、溶接金属の
酸素量が増加し、靭性のばらつきも大きくなつて
いる。
これらに対し、すべての条件が本発明の範囲内
にある試験No.2−1、2−2、2−3、2−7、
2−8、2−10、2−11は低レベルの酸素量、ば
らつきの小さい靭性値を示している。
また、試験No.2−3は還元鉄粉Fe−3とを重
量比1:1にして混合したものを適用した例であ
るが、この様な場合においても、低レベルの酸素
量、ばらつきの小さい靭性値が得られた。
実施例 3
実施例1、2と同様、第1表に示される各種鉄
粉を用い、継ぎ目なしフラツクス入りワイヤ用造
粒フラツクスを常法により製造し、第6表(a)に示
す組成のフラツクスを得た。
なお、造粒フラツクスの乾燥温度は350℃×
1Hrとした。
得られたフラツクスをフラツクス率15%で第6
表(b)の組成を有するパイプ(溶接管)に充填し、
実施例1、2の場合と同様にして、最終ワイヤ径
1.2mmφの継ぎ目なしフラツクス入りワイヤを製
造した。
この様にして得られた継ぎ目なしフラツクス入
リワイヤを使用して下記の溶接条件にて溶接を行
つた。
溶接条件
電圧:30V
電流:270A
速度:30cpm
極性:DC−RP
シールドガス:80%Ar−20%CO2ガス
開先形状:開先角度45゜(第7図)
材質:SM41B
溶接層:6層13パス
以上の溶接後、溶接金属の靭性を実施例1と同
様にして調査したところ、第7表に示す結果が得
られた。
第7表から明らかなように、実施例1、2の場
合と同様、還元鉄物を用いた試験No.3−4、3−
9は、C、Si、Mn、Al量がすべて本発明の範囲
内にあるにもかかわらず、還元鉄粉の表面、内部
性状に起因し、ワイヤ製造中に酸素量が増え、そ
の為に溶接金属の酸素量も増加し、靭性のばらつ
きが大きくなつている。
試験No.3−5、3−6、3−12は、アトマイズ
ド鉄粉を用いた例であるが、試験No.3−5は、
Si、Mn、Al量の総和が本発明の下限より小さ
く、試験No.3−6は、Si、Mn、Al量の総和が本
発明の上限を越えており、また、試験No.3−12は
C量が本発明範囲の上限を越えているので、溶接
金属の酸素量が増加し、靭性のばらつきも大きく
なつている。
これらに対し、すべての条件が本発明の範囲内
にある試験No.3−1、3−2、3−3、3−7、
3−8、3−10、3−11は、低レベルの酸素量、
ばらつきの少ない靭性値を示している。
実施例 4
ワイヤ外皮中の酸素量の影響を調べるために、
実施例3の試験No.3−1とフラツクス組成および
溶接管(パイプ)組成が同じで、パイプ中の酸素
量を変えた継ぎ目なしフラツクス入りワイヤを試
作し、実施例3と同様の溶接条件にて溶接試験を
行つた。
試験結果を第8表に示す。
第8表の結果から明らかなように、ワイヤ外皮
(パイプ)の酸素量が150ppm以下の試験No.4−
2、4−3は溶接金属の靭性が試験No.4−1に比
較して一段と良好な結果を示している。
[発明の効果]
本発明は以上のように構成したので、次のよう
な効果が得られる。
フラツクス中の酸素含有量が少なく、溶接を
行つた場合においても溶接金属の靭性のばらつ
きがない。
ワイヤ加工時にフラツクスが偏在せず、溶接
を行つた場合においても溶接金属において成分
偏析がない。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a flux-cored wire for welding.
Ru. [Prior Art] A flux-cored wire for welding has a tubular outer sheath filled with a flux consisting of a deoxidizer, an alloy component, an arc stabilizer, a slag agent, and the like. However, deoxidizers, alloy component agents, arc stabilizers,
As is well known, slag agents etc. have a direct effect on welding workability, etc., and are not filled in large quantities and are small in volume, so deoxidizers, etc.
It is not possible to fill the inside of the tubular sheath with flux using alloy component agents, arc stabilizers, slag agents, etc. alone, and voids are created within the tubular sheath. If such voids occur in the tubular sheath, flux will move longitudinally through the tubular sheath during wire processing such as wire drawing, annealing, and plating (in the case of seamless flux-cored wires), causing flux to flow in the longitudinal direction of the wire. uneven distribution may occur. If welding is performed using a wire with such unevenly distributed flux, not only will the components of the weld metal be segregated, but the arc will become unstable, and in short, it will not be possible to perform good welding. Therefore, in order to prevent the above-mentioned uneven distribution, in order to balance the flux composition more than before, we
As shown in No. 84696, measures such as adding iron powder to the flux have been taken. [Problems to be solved by the invention] However, the iron powder that has been conventionally used is reduced iron powder, which is relatively cheap and easily available. When welding is performed using a conventional wire that has no voids, there is a problem in that the toughness of the weld metal tends to vary. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flux-cored wire that has no variation in toughness in the weld metal and can be welded favorably. [Means for Solving the Problems] The present invention which solves the above problems has the following advantages: C≦0.2% by weight, the total amount of Al, Mn, and Si is 0.1 to 2% by weight, and the balance
The gist of this invention is a flux-cored wire characterized by adding atomized iron powder containing Fe and unavoidable impurities to flux. Incidentally, the addition of atomized iron powder or atomized metal powder to a welding material has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-8340 and Japanese Patent Application Laid-open No. 54-8347. Japanese Patent Publication No. 54-8340 relates to coated arc welding rods, and contains C, Si, and Mn in the iron powder mixed in the coating material.
The occurrence of pits and blowholes is reduced by specifying the percentage ratio of C, Si, and Mn in the welding rod core wire for each element, and the use of atomized iron powder as the iron powder is This is to improve the adhesion of the coating material, and the purpose of adding the solvent material is also completely different from that of the present invention. On the other hand, JP-A No. 54-5837 relates to flux-cored wire, and contains an atomized metal powder containing B of more than 0.5% by weight and less than 10.0% by weight.
By filling the steel shell with flux containing 30.0% by weight, boron segregation is prevented, and the composition and purpose of addition are different from the atomized iron powder of the present invention. . The present invention is based on a technical idea completely different from that of the prior art, and uses a specific atomized iron powder in a flux-cored wire to reduce variations in the toughness of weld metal. [Function] As a result of numerous investigations into the causes of variation in the toughness of weld metal when reduced iron powder is used, including metal composition, inclusions, precipitates, and chemical composition, the inventor found that It was discovered that the variation in toughness is caused by oxygen, which is introduced from the reduced iron powder. Reduced iron powder is usually produced by reducing scale powder, so Figures 3 and 4 (Figure 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the surface of reduced iron powder, and Figure 4 As shown in (a scanning electron micrograph showing a cross section of reduced iron powder), the outer shape has many irregularities, and there are many voids inside. However, if the outer shape has many irregularities, the specific surface area will increase,
As the specific surface area increases, the rate at which the iron powder is oxidized increases during the flux granulation process, wire annealing process, and the like. Therefore, reduced iron powder must contain a high proportion of oxygen as an oxide, and if there are many voids inside, oxygen will easily enter those voids, and the iron powder will be in a state that contains oxygen. I have no choice but to become From the above, in order to prevent the incorporation of oxygen from iron powder, effective measures include reducing the specific surface area of iron powder, suppressing oxidation of iron powder, and reducing voids in iron powder. I discovered something. Based on this knowledge, when atomized iron powder was added in place of reduced iron powder, very good results were obtained. This is because atomized iron powder has a nearly spherical shape, a smooth particle surface, and the same particle size, not only because it has a smaller surface area than reduced iron powder, but also because atomized iron powder has almost no voids inside the particle. This is thought to be due to the fact that it has a small specific surface area because it does not have . Incidentally, the fact that the bulk density of atomized iron powder is generally 3±1 g/cm 3 , which is higher than that of reduced iron powder, 2.5±1 g/cm 3 , proves that atomized iron powder does not have voids inside the grains. ing. FIGS. 1 and 2 show scanning electron micrograph images of the surface and cross section of atomized iron powder. As is clear from FIG. 1, the shape of the atomized iron powder is close to spherical, and as is clear from FIG. 2, there are almost no voids inside the particles. In addition, since electrolytic iron powder also has almost no voids inside the particles, when electrolytic iron powder was applied in place of reduced iron powder, good results were obtained as in the case of atomized iron powder. However, electrolytic iron powder is expensive;
Since it is often difficult to apply due to cost, the present invention is limited to atomized iron powder. In the present invention, the composition of the atomized iron powder is C≧0.2% by weight, 0.1% by weight≦(total of Al, Mn, and Si)≦2% by weight, and the balance is Fe and unavoidable impurities. The reason for this composition is as follows. First, with regard to C, if it exceeds 0.2%, air bubbles will often form inside the atomized iron powder due to the reaction between C and oxygen, regardless of other chemical compositions, and the surface will become more uneven. , the specific surface area increases, and the rate at which the amount of oxygen in the iron powder increases during the granulation and annealing steps increases. Therefore, C≦0.2% by weight. Next, regarding Al, Mn, and Si, since C mainly reacts with oxygen in molten steel, in order to reduce the porosity and surface roughness of atomized iron powder, the amount of free oxygen present in molten steel must be reduced by Al. , Mn, and Si, based on the knowledge that Al,
The total amount of Mn and Si was 0.1% by weight or more. On the other hand, if the total exceeds 2% by weight, there is no problem with the voids inside the iron powder, but Al, Mn, and Si form oxides, and the amount of oxygen in the atomized iron powder increases due to the formed oxides. Al, Mn, Si
The total amount shall be 2% by weight or less. Of course, it is not limited to this. In addition, in cases where the toughness is greatly affected by the oxygen content of the weld metal, the chemical composition of the atomized iron powder applied to the flux-cored wire used is C<0.1%, 0.2≦Al, Mn, Si≦ 1.0
It is more desirable to set it to %. In addition, in order to reduce the amount of oxide film on the powder surface, elements that tend to form an oxide film on the metal surface, such as elements such as B, should be kept at less than 0.5%. In order to obtain toughness, it is more desirable to keep the content to 0.1% or less. In addition, especially when it is necessary to reduce the oxygen content of weld metal,
By washing the atomized iron powder with an inorganic acid or an organic acid and drying it after granulation in a non-oxidizing or reducing atmosphere, it is possible to further reduce oxygen. In addition, the flux-cored wire in the present invention may be a so-called seamless wire,
It may also be a seamed wire. In addition, the flux may be granulated,
It may also be one that is not granulated. When the Fe content in the flux is 5% or more,
Iron powder in the form of flux brings a large amount of oxygen into the weld metal, which tends to cause variations in toughness.
It is particularly effective when applied to flux-cored wires with an Fe content of 5% or more. Furthermore, the present invention found that the amount of oxygen in the wire sheath also affects the toughness of the weld metal, although it is not as pronounced as iron powder, and found that reducing the amount to 150 ppm or less is effective in improving toughness. did. However, there are nonmetallic inclusions (mainly oxides) in the outer skin.
It is considered difficult to reduce the amount of oxygen in the outer skin to 20 ppm or less in terms of cost, etc., so it is desirable to keep it within the range of 150 to 20 ppm. Example 1 When producing atomized iron powder, the composition of iron as a raw material was variously adjusted to create atomized iron powder having the composition shown in Table 1. A granulated flux for seamless flux-cored wire was produced using the above atomized iron powder in a conventional manner to obtain a flux having the composition shown in Table 2 (a). The drying temperature of the granulated flux is 350℃×
It was set as 1 hour. The obtained granulated flux was adjusted to a flux rate of 15%.
Filled into a pipe (welded pipe) having the composition shown in Table 2 (b), the wire is drawn, annealed, wire drawn, plated, finished and wound, and a seamless flux-cored wire with a final wire diameter of 1.2 mmφ is obtained. Manufactured. Welding was performed using this wire under the following welding conditions. Welding conditions Voltage: 29V Current: 280A Speed: 25~40cpm Polarity: DC-RP Shielding gas: CO 2 gas Bevel shape: Bevel angle 45° (Figure 5) Material: SM41B Welding layers: 5 layers, 10 passes or more After welding, the toughness of the weld metal was investigated, and the results shown in Table 3 were obtained. The toughness was evaluated by a Charpy test based on JISZ2242 using a JISZ2202 No. 4 test piece. Note that the Charpy test was conducted at -20°C. A test piece was taken at a position 7 mm from the surface. As is clear from Table 3, test No. 1 using reduced iron powder
4, 1-9, although the amounts of C, Si, Mn, and Al are within the range of the present invention, the amount of oxygen increases during the wire manufacturing process due to the surface and internal properties of the reduced iron powder. As a result, the amount of oxygen in the weld metal increases, leading to greater variations in toughness. In addition, Test No. 1-5, 1-6, and 1-12 are examples using atomized iron powder, but Test No. 1-5
In Test No. 1-6, the sum of Si, Mn, and Al amounts exceeds the upper limit of the invention, and in Test No. 1, the sum of Si, Mn, and Al amounts exceeds the upper limit of the invention. −12
Since the amount of C exceeds the upper limit of the range of the present invention, the amount of oxygen in the weld metal increases and the variation in toughness also increases. In contrast, Test Nos. 1-1, 1-2, 1-3, 1-7, in which all conditions are within the scope of the present invention,
1-8, 1-10, 1-11 are low levels of oxygen,
It shows toughness values with small variations. Example 2 Similar to Example 1, granulated flux for seamless flux-cored wire was produced using the various iron powders shown in Table 1 in a conventional manner, and a flux having the composition shown in Table 4 (a) was prepared. Obtained. The drying temperature of the granulated flux is 350℃×
It was set as 1 hour. The obtained flux was subjected to a fourth process at a flux rate of 14%.
A pipe (welded pipe) having the composition shown in Table (b) was filled with the final wire diameter in the same manner as in Example 1.
A seamless flux-cored wire with a diameter of 1.2 mm was manufactured. Using the thus obtained seamless flux-cored rewire, welding was performed under the following conditions. Welding conditions Voltage: 29V Current: 280A Speed: 26~42cpm Polarity: DC-RP Shielding gas: 80%Ar-20%CO 2 gas Groove shape: Groove angle 45° (Fig. 6) Material: SM41B Welding layer: After welding 5 layers and 10 passes or more, the toughness of the weld metal was investigated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 5 were obtained. As is clear from Table 5, in Tests Nos. 2-4 and 2-9 using reduced iron materials, reduced iron Due to the surface and internal properties of the powder, the amount of oxygen increases during wire manufacturing, and as a result, the amount of oxygen in the weld metal also increases, leading to greater variations in toughness. Test Nos. 2-5, 2-6, and 2-12 are examples using atomized iron powder, but Test No. 2-5 uses Si,
In Test No. 2-6, the sum of Mn and Al amounts is smaller than the lower limit of the present invention, and in Test No. 2-12, the sum of Si, Mn, and Al exceeds the upper limit of the present invention. Since the amount exceeds the upper limit of the present invention range, the amount of oxygen in the weld metal increases and the variation in toughness also increases. In contrast, Test Nos. 2-1, 2-2, 2-3, 2-7, in which all conditions are within the scope of the present invention,
Nos. 2-8, 2-10, and 2-11 have low levels of oxygen content and small variations in toughness values. In addition, test No. 2-3 is an example in which a mixture of reduced iron powder Fe-3 and Fe-3 was applied at a weight ratio of 1:1. Small toughness values were obtained. Example 3 Similar to Examples 1 and 2, a granulated flux for seamless flux-cored wire was produced using the various iron powders shown in Table 1 by a conventional method, and a flux having the composition shown in Table 6 (a) was produced. I got it. The drying temperature of the granulated flux is 350℃×
It was set as 1 hour. The obtained flux was applied to the 6th flux at a flux rate of 15%.
Fill a pipe (welded pipe) with the composition shown in Table (b),
In the same manner as in Examples 1 and 2, the final wire diameter
A seamless flux-cored wire with a diameter of 1.2 mm was manufactured. Using the thus obtained seamless flux-cored rewire, welding was performed under the following welding conditions. Welding conditions Voltage: 30V Current: 270A Speed: 30cpm Polarity: DC-RP Shielding gas: 80%Ar-20%CO 2 gas Bevel shape: Bevel angle 45° (Fig. 7) Material: SM41B Welding layer: 6 layers After welding for 13 passes or more, the toughness of the weld metal was investigated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 7 were obtained. As is clear from Table 7, as in Examples 1 and 2, Test No. 3-4 and 3-
9, even though the amounts of C, Si, Mn, and Al are all within the range of the present invention, the amount of oxygen increases during wire manufacturing due to the surface and internal properties of the reduced iron powder, which causes welding. The amount of oxygen in metals has also increased, leading to greater variations in toughness. Test Nos. 3-5, 3-6, and 3-12 are examples using atomized iron powder, but Test No. 3-5 is
In Test No. 3-6, the sum of Si, Mn, and Al amounts is smaller than the lower limit of the present invention, and in Test No. 3-12, the sum of Si, Mn, and Al exceeds the upper limit of the present invention. Since the amount of C exceeds the upper limit of the range of the present invention, the amount of oxygen in the weld metal increases and the variation in toughness also increases. In contrast, Test Nos. 3-1, 3-2, 3-3, 3-7, in which all conditions are within the scope of the present invention,
3-8, 3-10, 3-11 are low level oxygen amounts,
It shows toughness values with little variation. Example 4 In order to investigate the influence of the amount of oxygen in the wire sheath,
A seamless flux-cored wire with the same flux composition and welded pipe composition as Test No. 3-1 of Example 3, but with a different amount of oxygen in the pipe, was prototyped, and the welding conditions were the same as in Example 3. A welding test was conducted. The test results are shown in Table 8. As is clear from the results in Table 8, test No. 4-
Tests No. 2 and 4-3 show much better toughness of the weld metal than Test No. 4-1. [Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. The oxygen content in the flux is low, so there is no variation in the toughness of the weld metal even when welding is performed. Flux is not unevenly distributed during wire processing, and there is no segregation of components in the weld metal even when welding is performed.
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第1図及び第2図は、アトマイズド鉄粉の粒子
構造を示す走査電子顕微鏡写真である。第3図及
び第4図は、還元鉄粉の粒子構造を示す走査電子
顕微鏡写真である。第5図から第7図は実施例に
おける溶接時の開先形状を示す概念図である。
1 and 2 are scanning electron micrographs showing the particle structure of atomized iron powder. FIGS. 3 and 4 are scanning electron micrographs showing the particle structure of reduced iron powder. FIGS. 5 to 7 are conceptual diagrams showing the groove shape during welding in the embodiment.
Claims (1)
2重量%、残部Fe及び不可避的不純物からなる
アトマイズド鉄粉を、フラツクスに添加したこと
を特徴とする溶接用フラツクス入りワイヤ。 2 ワイヤ外皮の酸素量を150〜20ppmとする特
許請求の範囲第1項記載の溶接用フラツクス入り
ワイヤ。[Claims] 1 C≦0.2% by weight, the sum of Al, Mn, and Si is 0.1 to
A flux-cored wire for welding, characterized in that atomized iron powder consisting of 2% by weight, the balance being Fe and unavoidable impurities is added to the flux. 2. The flux-cored wire for welding according to claim 1, wherein the amount of oxygen in the wire sheath is 150 to 20 ppm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412387A JPS63299889A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Flux cored wire for welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412387A JPS63299889A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Flux cored wire for welding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299889A JPS63299889A (en) | 1988-12-07 |
| JPH0246314B2 true JPH0246314B2 (en) | 1990-10-15 |
Family
ID=15121001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13412387A Granted JPS63299889A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Flux cored wire for welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (5)
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Family Cites Families (1)
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-
1987
- 1987-05-29 JP JP13412387A patent/JPS63299889A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299889A (en) | 1988-12-07 |
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