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JPH0692032B2 - Solid wire for pulse mag welding - Google Patents
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JPH0692032B2 - Solid wire for pulse mag welding - Google Patents

Solid wire for pulse mag welding

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JPH0692032B2
JPH0692032B2 JP2274245A JP27424590A JPH0692032B2 JP H0692032 B2 JPH0692032 B2 JP H0692032B2 JP 2274245 A JP2274245 A JP 2274245A JP 27424590 A JP27424590 A JP 27424590A JP H0692032 B2 JPH0692032 B2 JP H0692032B2
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arc
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、Arなどの不活性ガスを主とした混合ガスをシ
ールドガスとして用いるガスシールドアーク溶接用ワイ
ヤに係り、スパッタ発生量が少なく、特にパルス電源を
用いるガスシールドアーク溶接法(パルスマグ溶接)に
適する溶接ワイヤに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas shielded arc welding wire that uses a mixed gas mainly containing an inert gas such as Ar as a shield gas, and has a small amount of spatter generation. In particular, the present invention relates to a welding wire suitable for a gas shield arc welding method (pulse mag welding) using a pulse power source.

(従来の技術及び解決しようとする課題) Ar、CO2、O2、Heなどの単体或いは混合ガスをシールド
ガスとして用い、比較的細径の電極(溶接ワイヤ)を連
続的に送給して行う溶接法(すなわち、ガスシールドア
ーク溶接法)は、高能率な溶接が可能であること、及び
自動化し易い溶接法であることなどから、ロボットを使
う溶接に多く用いられている。
(Attempts to prior art and solve problems) Ar, used alone or mixed gases, such as CO 2, O 2, He as the shielding gas, a relatively small diameter electrodes (welding wire) was continuously fed The welding method to be performed (that is, the gas shield arc welding method) is often used for welding using a robot because it enables highly efficient welding and is a welding method that can be easily automated.

また、このガスシールドアーク溶接法のうち、Ar、Heな
どの不活性ガスを主した混合ガスをガスシールドガスと
して用いる溶接法は、CO2だけを用いる場合に比べてア
ークの安定性が良好で、スパッタの発生が少ないもの
の、低スパッタとなるための溶接電流域に制限があり、
低溶接電流ではCO2ガスを用いる場合と同様にスパッタ
が発生する。
Further, among the gas shielded arc welding methods, the welding method using a mixed gas mainly containing an inert gas such as Ar and He as the gas shield gas has good arc stability as compared with the case where only CO 2 is used. Although there is little spatter, there is a limit to the welding current range for low spatter,
At low welding current, spatter is generated as in the case of using CO 2 gas.

更に、この低電流領域でのスパッタ改善を目的としたパ
ルスマグ溶接法も提案されているが、以下のような問題
点が残っている。
Further, a pulsed mag welding method has been proposed for the purpose of improving spatter in the low current region, but the following problems remain.

すなわち、パルスマグ溶接法は、高電流と低電流を交互
に流し、高電流期間に溶接ワイヤ先端に溶滴を形成さ
せ、低電流期間に溶滴を溶接ワイヤ先端から離脱させて
被溶接物(以下、「母材」と記す)の溶融池に移行させ
て溶接する方法である(第1図参照)。
That is, the pulsed mag welding method alternately flows a high current and a low current to form a droplet on the tip of the welding wire during the high current period, and separates the droplet from the tip of the welding wire during the low current period (hereinafter (Referred to as “base material”) and welded (see FIG. 1).

この時、1回のパルス電流(高電流期間)で形成された
溶滴がこれに続く低電流期間に移行(これを1パルス1
溶滴移行という)する現象が継続的に行われれば、スパ
ッタは発生しない。しかし、溶滴の形成と離脱は溶接電
流・電圧のパルス条件の他に、溶接ワイヤの主要成分や
不純物によって決まる溶滴の物性に大きく影響を受ける
ので、1パルス1溶滴移行が必ずしも継続的に行われる
訳ではない。低電流期間での離脱に失敗すると次の高電
流期間に離脱したり、複数のパルス電流(高電流)のた
めに溶滴が大きく成長して母材の溶融池と短絡したりす
る。高電流期間に離脱するとその強いアークのために溶
滴がスパッタとなって吹き飛ばされ、また短絡しても短
絡が破れて再びアークが発生するときのアーク反発力で
溶滴や溶融池が飛び散ってスパッタとなる。
At this time, the droplet formed by one pulse current (high current period) shifts to the subsequent low current period (this is 1 pulse 1
If the phenomenon of droplet transfer) continues, spatter does not occur. However, since the formation and separation of droplets are greatly affected by the physical properties of the droplets, which are determined by the main components and impurities of the welding wire, in addition to the welding current / voltage pulse conditions, one pulse / one droplet transfer is not always continuous. It doesn't happen to me. If the detachment in the low current period fails, the detachment occurs in the next high current period, or the droplets grow largely due to a plurality of pulse currents (high current) and short-circuit with the molten pool of the base material. When it leaves during a high current period, the strong arc causes the droplets to be blown off as spatter, and even if a short circuit occurs, the short circuit is broken and the arc repulsion force when the arc occurs again causes the droplets and molten pool to scatter. It becomes spatter.

これらの問題に対し、例えば、パルスマグ溶接時の短絡
現象に着目し、溶接ワイヤ成分を調整して短絡時に発生
するスパッタ量を迎える技術が提案されているが(例え
ば、特開昭62−296993号)、短絡現象が起きる以上、ス
パッタの発生は基本的には解決されていない。
For these problems, for example, attention has been paid to the short-circuit phenomenon at the time of pulse mag welding, and a technique has been proposed in which the amount of spatter generated at the time of short-circuit is adjusted by adjusting the welding wire component (for example, JP-A-62-296993). ), The occurrence of spatter is basically unsolved as long as the short circuit phenomenon occurs.

本発明は、前述したパルスマグ溶接上の問題点を解決し
て、パルス1溶滴移行を継続的に行なわしめて短絡現象
を起さない特性をもつ溶接ワイヤを提供することを目的
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a welding wire which solves the above-mentioned problems in pulse mag welding and has a characteristic that pulse 1 droplet transfer is continuously performed and a short circuit phenomenon does not occur. .

(課題を解決するための手段) 前記課題を解決するため、本発明者らは、スパッタの発
生は溶滴と溶融池が短絡する以上は避けることのできな
い現象であることを認めつつ、基本的に1パルス1溶滴
移行を継続的に行なわしめ短絡現象を起さない特性をも
つ溶接ワイヤについて鋭意研究を重ね、ここに本発明を
完成したものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present inventors have recognized that the occurrence of spatter is an unavoidable phenomenon as long as a droplet and a molten pool are short-circuited, The present invention has been completed here by conducting extensive research on a welding wire having a characteristic of continuously performing one pulse / one droplet transfer and not causing a short circuit phenomenon.

すなわち、本発明は、C:0.07〜0.12%、Si:0.20〜0.50
%、Mn:1.0〜1.5%及びTi:0.01〜0.06%を含有し、残部
がFeと不可避的不純物とからなり、不可避的不純物中の
O(酸素)とN(窒素)がそれぞれ80ppm以下、更に、
カリ化合物をK換算で溶接ワイヤ前重量当たり0.5〜7pp
mを溶接ワイヤ表面に付着させたことを特徴とするパル
スマグ溶接用ソリッドワイヤを要旨とするものである。
That is, the present invention, C: 0.07 ~ 0.12%, Si: 0.20 ~ 0.50
%, Mn: 1.0 to 1.5% and Ti: 0.01 to 0.06%, the balance consisting of Fe and inevitable impurities, and O (oxygen) and N (nitrogen) in the inevitable impurities are 80 ppm or less, respectively. ,
Potassium compound in K equivalent 0.5 to 7pp per weight before welding wire
The gist of the solid wire for pulsed mag welding is that m is attached to the surface of the welding wire.

以下に本発明を更に詳述する。The present invention will be described in more detail below.

(作用) 施工法の特徴から考えると、パルスマグ溶接法での問題
点を解決するポイントは、短いアーク長さの溶接条件で
も溶滴と溶融池とが短絡しないようにすることである。
すなわち、アークが長い条件域では物理的にワイヤ先端
と溶融池との距離も長いので、短絡現象そのものは発生
しにくいが、短いアーク長さの条件域では、溶滴の形成
・離脱現象に僅かな不安定状態があっても短絡を生じさ
せることがあるからである。
(Operation) Considering the characteristics of the construction method, the point to solve the problem in the pulse mag welding method is to prevent the short circuit between the droplet and the molten pool even under the welding condition of the short arc length.
That is, since the distance between the tip of the wire and the molten pool is physically long in the condition where the arc is long, the short-circuit phenomenon itself does not easily occur, but in the condition where the arc length is short, the formation and separation phenomena of droplets are less likely to occur. This is because a short circuit may occur even in such an unstable state.

アーク長さは、マクロ的には、溶滴が離脱した後の溶接
ワイヤ先端と溶融池との距離に依存しているので、溶接
はできるだけ小さい方が、より短いアーク長さを設定で
きることになる。小さい溶滴を形成するということは、
形成のための高電流期間を短くし、電流のパルス周波数
を大きくした状態で1パルス1溶滴移行が得られればよ
い。
The arc length is macroscopically dependent on the distance between the welding wire tip and the molten pool after the droplet has separated, so the smaller the welding, the shorter the arc length can be set. . Forming small droplets means
It is sufficient that one pulse / one droplet transfer can be obtained in a state where the high current period for formation is shortened and the pulse frequency of the current is increased.

本発明者らは、上記のポイントに着目し、種々の成分系
の溶接ワイヤを用いて溶接実験を行い、その溶滴移行特
性を高速度カメラによる直接観察によって求めて、短い
アーク長さでも溶滴が溶融池と短絡することの少ないパ
ルスマグ溶接用鋼ワイヤ中のC、Si、Mn、Tiの各主要成
分とO、N等の不可避的不純物成分並びに溶接ワイヤ表
面に塗布する成分の影響を検討した。
The inventors of the present invention focused on the above points, conducted welding experiments using welding wires of various component systems, found the droplet transfer characteristics by direct observation with a high-speed camera, and found that even with a short arc length Examination of the influence of each major component of C, Si, Mn, and Ti in the steel wire for pulse-mag welding, inevitable impurity components such as O and N, and components applied to the surface of the welding wire, in which drops do not short-circuit with the molten pool did.

その狙いとするところは、従来は、短絡現象に対してそ
の短絡状態を溶接ワイヤの成分で調整することによって
スパッタ低減を図ったのに対し、本発明では短絡現象そ
のものを可能な限り起さないようにしてスパッタの発生
を防止しようとするものである。
The aim is to reduce the spatter by adjusting the short-circuit state with the components of the welding wire in the conventional technique, whereas the present invention does not cause the short-circuit phenomenon as much as possible. Thus, the generation of spatter is prevented.

パルスマグ溶接においては、第1図に示すように、パル
ス電流供給期間に溶接ワイヤ先端に溶滴が形成され、低
電流期間に離脱することが、安定した溶滴移行となる条
件であり、スパッタ発生防止のために必要であることは
前述した。
In pulse mag welding, as shown in Fig. 1, it is a condition for stable droplet transfer that droplets are formed at the tip of the welding wire during the pulse current supply period and leave during the low current period. It was mentioned above that it is necessary for prevention.

ここで、溶接ワイヤのC含有量と溶滴の移行特性につい
て検討したところ、次のような結果を得た。
Here, when the C content of the welding wire and the transfer characteristics of the droplets were examined, the following results were obtained.

第3図は、溶接ワイヤ中のC含有量だけを変化させた溶
接ワイヤについて第1表に示す溶接条件でパルスマグ溶
接したときのパルス電流供給期間のピーク電流値保持開
始から溶滴が離脱するまでの時間を高速度カメラ(2000
コマ/秒)で観察して測定した結果を示したものであ
る。
FIG. 3 shows from the start of holding the peak current value of the pulse current supply period to the detachment of the droplet when pulse mag welding was performed under the welding conditions shown in Table 1 for the welding wire in which only the C content in the welding wire was changed. Time of high speed camera (2000
This is the result of observation and measurement in frames / second).

第3図に示すように、ワイヤ中のC含有量が少ないほど
溶滴の離脱時間が長くなっている。この現象は高速度カ
メラによって撮影された映像にも現れている。すなわ
ち、溶滴が離脱するときに溶滴と未溶融ワイヤとの間に
できるくびれ部分が、C含有量が少ないほど破断しにく
く、離脱しないで長く伸びる現象が認められた(第4図
参照)。Cは溶滴中の酸素(O)と結合し、脱酸元素と
しての作用も有しているので、C含有量が少なくなる
と、溶滴中のO量が相対的に増加するものと考えられ
る。溶鋼中のO量の増加が、その表面張力を低下させる
ということは知られていることである。溶滴のくびれ部
分に作用する表面張力は、溶滴を離脱させる方向に働く
ので、表面張力の低下はパルスマグ溶接の溶滴離脱にと
って好ましい方向ではない。
As shown in FIG. 3, the smaller the C content in the wire, the longer the droplet detachment time. This phenomenon also appears in images taken by high-speed cameras. That is, it was confirmed that the constricted portion formed between the droplet and the unmelted wire when the droplet was detached was less likely to be broken as the C content was smaller, and extended without being detached (see FIG. 4). . Since C combines with oxygen (O) in the droplet and also acts as a deoxidizing element, it is considered that when the C content decreases, the amount of O in the droplet relatively increases. . It is known that an increase in the amount of O in molten steel lowers its surface tension. Since the surface tension acting on the constricted portion of the droplet acts in the direction of releasing the droplet, the reduction of the surface tension is not a preferable direction for the droplet detachment of pulsed mag welding.

つまり、Cはパルスマグ溶接において、その溶滴離脱現
象を左右する元素であり、他の元素も含めた化学成分に
よって決まる溶滴の物性(表面張力など)によって、最
適な含有量の範囲があることを見い出した。
In other words, C is an element that influences the droplet detachment phenomenon in pulsed mag welding, and there is an optimum content range depending on the physical properties of the droplet (such as surface tension) determined by the chemical composition including other elements. Found out.

同様に、脱酸元素であるSi、Mn、Tiの主要成分と、O、
Nの不純物について種々の含有量を持つ溶接ワイヤを試
作し、溶滴の形成・離脱現象を比較して、ピーク電流の
保持開始から溶滴の離脱までの時間が短い、すなわち、
高い周波数のパルス条件で安定した溶接が可能となる最
適な含有量範囲を検討し、見い出した。
Similarly, the main components of deoxidizing elements Si, Mn, Ti, O,
Welding wires with various contents of N impurities were prototyped, the formation and separation phenomena of droplets were compared, and the time from the start of holding the peak current to the separation of droplets was short, that is,
The optimum content range that enables stable welding under high frequency pulse conditions was investigated and found.

以上の溶接試験の結果に基づき、本発明のワイヤの化学
成分を調整したものである。以下に本発明における化学
成分の限定理由を示す。
The chemical composition of the wire of the present invention was adjusted based on the results of the above welding test. The reasons for limiting the chemical components in the present invention are shown below.

Si:0.20〜0.50% Si含有量が多くなると、溶融離脱のために重要な現象で
あるところのくびれた部分そのものができにくくなり、
形成から離脱までの時間が非常に長くなるため、その上
限を0.50%とする。一方、Si含有量が0.20%未満では、
脱酸不足となって溶接ビードにピット、ブローホールな
どの欠陥が生じるので、0.20%を下限とする。
Si: 0.20 to 0.50% When the Si content increases, it becomes difficult to form the constricted part itself, which is an important phenomenon for melt release.
The time from formation to separation is extremely long, so the upper limit is 0.50%. On the other hand, if the Si content is less than 0.20%,
Since deoxidation becomes insufficient and defects such as pits and blow holes occur in the weld bead, the lower limit is 0.20%.

C:0.07〜0.12% Cも前述の溶滴の離脱現象に影響を与え、短絡現象のな
いパルスマグ溶接を実現する上で重要な元素である。そ
の含有量が少ないとくびれ部分の形成は容易であるが、
離脱するための時間を必要とするようになるので、C含
有量の下限は0.07%とする。また、Cは溶接部を硬化さ
せ、継手の強度を高める元素でもあるが、特に高速溶接
においては、高温割れを誘発するので、0.12%を上限と
する。
C: 0.07 to 0.12% C also influences the above-mentioned phenomenon of droplet detachment and is an important element for realizing pulsed mag welding without a short circuit phenomenon. If the content is low, it is easy to form the necked portion,
The lower limit of the C content is set to 0.07% because it requires time to release. C is also an element that hardens the welded portion and enhances the strength of the joint, but particularly in high-speed welding, it induces hot cracking, so 0.12% is the upper limit.

Mn:1.0〜1.5% Mnは脱酸元素でもあり、Siと同様の影響を溶滴や溶融池
の物性に与えるが、1.5%を超えると溶滴の離脱が困難
になって時間を要するようになる。また、1.0%未満で
は、Si量を低レベルに抑えていることにより脱酸不足と
なって溶接ビードに欠陥が生じる。
Mn: 1.0 to 1.5% Mn is also a deoxidizing element and has the same effect as Si on the physical properties of the droplets and molten pool, but if it exceeds 1.5%, it becomes difficult to separate the droplets and it takes time. Become. On the other hand, if it is less than 1.0%, the amount of Si is suppressed to a low level and deoxidation becomes insufficient, resulting in defects in the welding beads.

Ti:0.01〜0.05% Tiも強力な脱酸元素である。前述のように溶滴の離脱性
を改善するためにSi量を抑えた結果、ブローホールの発
生を改善するためには、Mnだけの脱酸では不十分であ
り、Tiを添加する必要がある。その含有量は、0.06%を
超えると溶滴の離脱を阻害し、逆に0.01%未満では、無
添加の場合と同様、ブローホールなどの脱酸不足による
欠陥が生じる。
Ti: 0.01 to 0.05% Ti is also a strong deoxidizing element. As described above, as a result of suppressing the amount of Si in order to improve the detachability of the droplets, deoxidation of only Mn is not sufficient to improve the generation of blowholes, and it is necessary to add Ti. . If its content exceeds 0.06%, the detachment of droplets is inhibited, and conversely, if it is less than 0.01%, defects due to insufficient deoxidation such as blowholes occur as in the case of no addition.

不可避的不純物: O、Nは溶鋼の表面張力を低下させる元素として知られ
るが、多過ぎると溶滴形成から離脱まで時間がかかり、
かつ溶滴の離脱が不足となるため、それぞれ含有量を80
ppm以下とする。Si含有量を低レベルに抑えてあるの
で、O、Nが80ppmを超えるとブローホールが発生しや
すくなる。
Inevitable impurities: O and N are known as elements that lower the surface tension of molten steel, but if too much, it takes time from droplet formation to detachment,
Moreover, since the detachment of droplets becomes insufficient, the content of each is 80
It should be below ppm. Since the Si content is suppressed to a low level, blowholes are easily generated when O and N exceed 80 ppm.

溶接ワイヤ表面のカリ化合物: 更に、本発明では、上述の溶接ワイヤの化学成分組成だ
けでなく、溶接ワイヤ表面のカリ化合物の存在も重要な
要素である。
Potassium compound on the surface of the welding wire: Further, in the present invention, not only the chemical composition of the above-mentioned welding wire but also the presence of the potassium compound on the surface of the welding wire is an important factor.

この点、溶接ワイヤの表面にイオン化電圧の低いカリ化
合物などを塗布して溶接アークを安定させてスパッタを
防止しようとする試みは既になされているが(特開昭58
−3797号参照)、この提案は、ワイヤの表面に化合物を
塗布することによってアークの長さを大きくし、溶接ワ
イヤ先端と溶融池との短絡を防止しようとするもので、
本発明の意図するところ、すなわち、アークが短い状態
で防止する考えとは相反するものである。
In this regard, attempts have been made to apply a potassium compound having a low ionization voltage to the surface of the welding wire to stabilize the welding arc and prevent spatter (JP-A-58).
No. 3797), this proposal aims to increase the length of the arc by applying a compound to the surface of the wire to prevent a short circuit between the welding wire tip and the molten pool.
This is contrary to the intention of the present invention, that is, the idea of preventing a short arc.

したがって、本発明者らは、研究当初はこの技術を考慮
に入れていなかったが、パルス溶接における溶滴の形成
・離脱現象を調査検討する過程で、イオン化電圧の低い
物質が溶接ワイヤ未溶融部と溶滴との間のくびの形成に
大きく影響を及ぼしていることを見い出した。すなわ
ち、高電流(300A〜500A)が供給されてアークが発生し
ている期間に溶接ワイヤ先端に溶滴が形成されるが、こ
の時、アークが溶接ワイヤと同心円状に発生せず、偏っ
た位置で発生することがある。この場合、溶接ワイヤの
未溶融部分と溶滴との間にくびれができにくく、溶滴の
離脱までに時間を要する現象が高速度カメラの映像で認
められた。
Therefore, although the present inventors did not take this technology into consideration at the beginning of the research, in the process of investigating and forming the formation / detachment phenomenon of droplets in pulse welding, a substance having a low ionization voltage was found to be a part of the welding wire unmelted portion. It has been found that it has a great influence on the formation of the neck between the droplet and the droplet. That is, while a high current (300A to 500A) is supplied and an arc is generated, droplets are formed at the tip of the welding wire, but at this time, the arc is not concentric with the welding wire and is biased. Can occur at the location. In this case, a high-speed camera image confirmed that a constriction was less likely to occur between the unmelted portion of the welding wire and the droplet, and that it took time to separate the droplet.

一方、イオン化電圧の低いカリ化合物などを溶接ワイヤ
表面に塗布すると、パルスの高電流が供給されたとき、
溶接ワイヤの中心線に対して対称形にアークが発生し、
また溶滴も対称形に形成されやすくなった(第5図参
照)。これは、イオン化電圧の低い物質が溶接ワイヤ表
面に存在することにより、溶接ワイヤ先端部でのアーク
の発生点に偏りが無くなったためと考えられる。この結
果、溶滴はアークから均等に熱せられ、溶接ワイヤの中
心線に対して対称形に溶滴が形成され、またくびれも安
定してできるようになった。
On the other hand, when a potassium compound with a low ionization voltage is applied to the welding wire surface, when a high pulse current is supplied,
An arc is generated symmetrically with respect to the center line of the welding wire,
Also, the droplets were likely to be formed symmetrically (see FIG. 5). It is considered that this is because the presence of a substance having a low ionization voltage on the surface of the welding wire eliminated the bias in the arc generation point at the tip of the welding wire. As a result, the droplets are uniformly heated by the arc, the droplets are formed symmetrically with respect to the center line of the welding wire, and the constriction can be stably formed.

一例として、カリ化合物をワイヤ表面に5ppm塗布した溶
接ワイヤについて、第3図で示した要領にて、高電流の
保持開始から溶滴の離脱までの時間を、溶接ワイヤのC
含有量を変化させてみたところ、第6図に示す結果が得
られた。
As an example, for a welding wire in which a potassium compound is applied at 5 ppm on the surface of the wire, the time from the start of holding a high current to the detachment of droplets can be measured as shown in FIG.
When the content was changed, the results shown in FIG. 6 were obtained.

第6図によれば、溶滴離脱までの時間が短くなって高パ
ルス周波数での1パルス1溶滴移行が可能となっただけ
でなく、時間のばらつきもなくなっていることがわか
る。これは、溶滴の大きさが一定になっていることを示
すものであり、イオン化電圧の低いカリ化合物の存在
が、高電流と低電流によってアークが破断するようなパ
ルス溶接にあってそのアークの発生・維持の安定化に有
効であることを示している。
According to FIG. 6, it is understood that not only is the time until the droplets separated until the droplets can be transferred one pulse at a high pulse frequency, but there is also no variation in time. This indicates that the size of the droplet is constant, and the presence of potassium compounds with a low ionization voltage causes the arc to break in high-current and low-current pulse welding. It is effective in stabilizing the generation and maintenance of.

以上の実験結果に基づき、本発明では、カリ化合物をK
換算で溶接ワイヤ全重量当り0.5〜7ppmを溶接ワイヤ表
面に付着させるのである。カリ化合物が0.5ppm未満では
塗布した効果が認められず、また7ppmより多く塗布する
と、従来技術と同様に、アークが長くなってしまい、本
発明の目的とする短いアークでの低スパッタ化がなされ
ない。カリ化合物としてはステアリン酸カリ、炭酸カリ
などが挙げられる。なお、カリ化合物塗布効果はワイヤ
中の酸素量と密接な関係があり、O/Kを10以上とするこ
とによりカリ化合物塗布効果が顕著となる。しかし、O/
Kが80を超えると酸素量が相対的に多くなり、ブローホ
ールがやや増加傾向を示す。したがって、O/Kは10〜80
とすることが望ましい。
Based on the above experimental results, in the present invention, K
In terms of conversion, 0.5 to 7 ppm of the total weight of the welding wire is attached to the surface of the welding wire. If the potassium compound is less than 0.5 ppm, the effect of application is not recognized, and if it is applied more than 7 ppm, the arc becomes long as in the prior art, and the low arc spattering in the short arc aimed at by the present invention does not occur. Not done. Examples of the potassium compound include potassium stearate and potassium carbonate. The effect of applying the potassium compound is closely related to the amount of oxygen in the wire, and when the O / K is 10 or more, the effect of applying the potassium compound becomes remarkable. But O /
When K exceeds 80, the amount of oxygen becomes relatively large, and blowholes tend to increase slightly. Therefore, O / K is 10-80
Is desirable.

次に本発明の実施例を示す (実施例) 試作溶接ワイヤを用いて、第2表に示す溶接条件で溶接
試験を実施した。溶接試験結果を第3表に示す。
Next, examples of the present invention will be described (Examples) Using a trial welding wire, a welding test was performed under the welding conditions shown in Table 2. The welding test results are shown in Table 3.

なお、第3表において、Fcrは、該当する試作溶接ワイ
ヤを用いたときの1パルス1溶滴移行となる最適なパル
ス周波数帯を示しており、この値の大きい方が良い。
In Table 3, Fcr represents the optimum pulse frequency band for one pulse / one droplet transfer when the corresponding prototype welding wire is used, and the larger this value is, the better.

第3表より、以下の如く考察される。From Table 3, the following is considered.

比較ワイヤのNo.10〜No.13は、ガスシールド溶接用ワイ
ヤとして市販されているもので一般的な化学組成を有し
ている。これらの溶接ワイヤを用いてパルスマグ溶接を
なうには、そのパルス周波数はワイヤ送給速度が7m/分
においては160〜200Hzとしなければ1パルス溶滴移行と
ならず、それでもスパッタが多発した。
Comparative wires No. 10 to No. 13 are commercially available as gas shield welding wires and have a general chemical composition. In order to perform pulsed mag welding using these welding wires, the pulse frequency must be 160 to 200 Hz at a wire feeding speed of 7 m / min, and one pulse droplet transfer does not occur, and spatter still occurs.

一方、本発明ワイヤでは、240〜280Hzまでパルス周波数
を高めても1パルス1溶滴移行となって継続し、スパッ
タが発生せず、またブローホールの発生もない。
On the other hand, with the wire of the present invention, even if the pulse frequency is increased to 240 to 280 Hz, one pulse per droplet continues to transfer, spatter does not occur, and blow holes do not occur.

比較ワイヤNo.14は、Si含有量が高く、溶滴の形成・離
脱に時間を要するので、1パルス1溶滴移行となるパル
ス周波数は低く設定せざるを得ない。
Since the comparative wire No. 14 has a high Si content and requires a long time to form and separate droplets, it is unavoidable to set a low pulse frequency for one pulse per droplet transfer.

比較ワイヤNo.15〜No.16はC含有量が低いワイヤ、比較
ワイヤNo.17〜No.18は酸素含有量が高いワイヤである。
いずれも、溶滴の表面張力・粘度が低下しているとみら
れるが、ワイヤ先端から溶滴が離脱するときに時間がか
かるので、1パルス1溶滴移行となる周波数は低いレベ
ルである。
Comparative wires No. 15 to No. 16 are wires having a low C content, and comparative wires No. 17 to No. 18 are wires having a high oxygen content.
In both cases, the surface tension / viscosity of the droplets seems to have decreased, but it takes time when the droplets separate from the tip of the wire, so the frequency for one pulse / one droplet transfer is at a low level.

比較ワイヤNo.19〜No.20は、溶接ワイヤの原線中に窒素
が高レベルで含有されている例で、溶接ビードのX線透
過試験の結果、ブローホールが検出された。
The comparative wires No. 19 to No. 20 are examples in which the original level of the welding wire contains a high level of nitrogen, and blowholes were detected as a result of the X-ray transmission test of the welding beads.

比較ワイヤNo.21は、Tiを含有せずに、C、Si、Mn、
O、N量を本発明範囲内にした例であるが、溶接ビード
のX線透過試験の結果、ブローホールが検出された。
Comparative wire No. 21 does not contain Ti but contains C, Si, Mn,
This is an example in which the amounts of O and N were within the range of the present invention, but blowholes were detected as a result of the X-ray transmission test of the weld beads.

比較ワイヤNo.24〜No.25は、本発明ワイヤのNo.3及びN
o.8とそれぞれ同一の化学成分を有するが、カリ化合物
を微量又は全く塗布しないワイヤである。カリ化合物を
塗布した場合に比べて最適なパルス周波数が低く、溶接
電圧の低い条件ではスパッタが多発した。
Comparative wires No. 24 to No. 25 are wires No. 3 and N of the wire of the present invention.
It is a wire that has the same chemical composition as o.8, but does not apply a small amount or no potassium compound. The optimum pulse frequency was lower than when the potassium compound was applied, and spatter frequently occurred under the condition of low welding voltage.

比較ワイヤNo.26は、カリ化合物をK換算で約9ppmを塗
布した例であるが、アークが大きく広がり、アンダカッ
トビードと呼ばれるビードのエッジ部分が母材より凹ん
だ状態になる溶接欠陥が発生した。
Comparative wire No. 26 is an example in which about 9 ppm of potassium compound was applied in K conversion, but the arc spreads widely and welding defects called undercut beads in which the edge of the bead is recessed from the base metal occur. did.

また、本発明による溶接ワイヤの低スパッタ効果を確認
するために、溶接電圧を低くしてアーク長さを短くした
状態でのスパッタ発生量を調査した結果を第7図に示
す。同図より、本発明の化学成分を有する溶接ワイヤで
は、アークを短くしても溶滴と溶融池が短絡することな
く、スパッタ発生量が少なくなっていることが確認され
た。
Further, in order to confirm the low spatter effect of the welding wire according to the present invention, FIG. 7 shows the result of investigating the spatter generation amount in the state where the welding voltage is lowered and the arc length is shortened. From the same figure, it was confirmed that in the welding wire having the chemical composition of the present invention, the amount of spatter generated was small without short-circuiting the droplet and the molten pool even when the arc was shortened.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、ワイヤの化学成
分を調整すると共にワイヤ表面に所定量のカリ化合物を
付着させたので、高い周波数のパルス条件で安定した溶
接が可能となり、1パルス1溶滴移行を継続的に行なわ
しめて短絡現象を起さない特性をもつ溶接ワイヤを提供
でき、その効果は顕著である。
(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, since the chemical composition of the wire is adjusted and a predetermined amount of the potassium compound is adhered to the wire surface, stable welding can be performed under high frequency pulse conditions. This makes it possible to provide a welding wire having a characteristic that one pulse / one droplet transfer is continuously performed and a short circuit phenomenon does not occur, and the effect is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はパルス溶接における溶滴移行と電流波形の模式
図、 第2図はパルス条件における保持開始点とピーク電流値
保持時間を説明する図、 第3図はピーク電流開始から溶滴離脱までの時間とワイ
ヤ中のC含有量の関係を示す図、 第4図(a)、(b)は溶滴離脱直前のくびれ部分の形
状を示す説明図で、(a)はC含有量が少ない場合、
(b)はC含有量が多い場合を示し、 第5図(a)、(b)はワイヤ先端部のアーク発生状態
を示す説明図で、(a)はアークの偏りの場合を示し、
(b)は同心円状のアークの場合を示し、 第6図はカリ化合物を塗布したワイヤによるピーク電流
保持開始から溶滴離脱までの時間とワイヤ中のC含有量
の関係を示す図、 第7図は実施例におけるスパッタ発生量と溶接電圧の関
係を示す図である。
Fig. 1 is a schematic diagram of droplet transfer and current waveform in pulse welding, Fig. 2 is a diagram for explaining holding start point and peak current value holding time under pulse conditions, and Fig. 3 is from peak current start to droplet detachment. Showing the relationship between the time and the C content in the wire, FIGS. 4 (a) and 4 (b) are explanatory views showing the shape of the constricted portion immediately before the detachment of the droplet, and FIG. 4 (a) shows a small C content. If
(B) shows the case where the C content is large, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are explanatory views showing the arc generation state at the tip of the wire, (a) shows the case of the arc deviation,
FIG. 7B shows the case of a concentric arc, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the time from the start of peak current holding by the wire coated with a potassium compound to the detachment of droplets and the C content in the wire, FIG. The figure shows the relationship between the amount of spatter generation and the welding voltage in the example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で(以下、同じ)、C:0.07〜0.12
%、Si:0.20〜0.50%、Mn:1.0〜1.5%及びTi:0.01〜0.0
6%を含有し、残部がFeと不可避的不純物とからなり、
不可避的不純物中のO(酸素)とN(窒素)がそれぞれ
80ppm以下、更に、カリ化合物をK換算で溶接ワイヤ全
重量当たり0.5〜7ppmを溶接ワイヤ表面に付着させたこ
とを特徴とするパルスマグ溶接用ソリッドワイヤ。
1. In weight% (hereinafter the same), C: 0.07 to 0.12
%, Si: 0.20 to 0.50%, Mn: 1.0 to 1.5% and Ti: 0.01 to 0.0
6%, the balance consists of Fe and inevitable impurities,
O (oxygen) and N (nitrogen) in the unavoidable impurities are
A solid wire for pulse mag welding, wherein 80 ppm or less, and further 0.5 to 7 ppm of potassium compound in terms of K per total weight of the welding wire are attached to the surface of the welding wire.
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