(57)【要約】  【課題】  被覆アーク溶接棒製造時の被覆剤の塗装性が良好で、かつ溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合においても被覆欠けが生じず可撓性が良好な被覆アーク被覆アーク溶接棒、およびこれの製造に用いる被覆アーク溶接棒用二酸化珪素を提供する。  【解決手段】  軟鋼または低合金鋼からなる心線に被覆剤が塗装されている被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤は微粉末状の二酸化珪素を被覆剤全質量あたり０．１〜１．５質量％含有し、前記二酸化珪素は見掛比重が０．０３〜０．１５ｇ／ｍｌであり、好ましくは粒径が１μｍ以下である粒子を二酸化珪素全質量あたり９５質量％以上含有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆アーク溶接棒を製造するさいに被覆剤に添加される微粉末状の二酸化珪素であって、見掛比重が０．０３〜０．１５ｇ／ｍｌであることを特徴とする被覆アーク溶接棒用二酸化珪素。
【請求項２】
粒径が１μｍ以下である粒子を全質量あたり９５質量％以上含有することを特徴とする請求項１記載の被覆アーク溶接棒用二酸化珪素。
【請求項３】
軟鋼または低合金鋼からなる心線に被覆剤が塗装されている被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤は微粉末状の二酸化珪素を被覆剤全質量あたり０．１〜１．５質量％含有し、前記二酸化珪素は見掛比重が０．０３〜０．１５ｇ／ｍｌであることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
【請求項４】
二酸化珪素は、粒径が１μｍ以下である粒子を二酸化珪素全質量あたり９５質量％以上含有することを特徴とする請求項３記載の被覆アーク溶接棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイルミナイト系、ライムチタニア系、高酸化鉄系および低水素系等の被覆アーク溶接棒を製造するさいに被覆剤に添加される被覆アーク溶接棒用二酸化珪素および被覆アーク溶接棒に関し、特に、被覆アーク溶接棒製造時の被覆剤の塗装性が良好で、かつ溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合においても被覆欠けが生じず、可撓性が良好な被覆アーク溶接棒用二酸化珪素および被覆アーク溶接棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
被覆アーク溶接棒は、非低水素系被覆アーク溶接棒と低水素系被覆アーク溶接棒に大別され、幅広い分野で使用されている。非低水素系被覆アーク溶接棒にはイルミナイト系、ライムチタニア系、高酸化チタン系などがあり、溶接作業性が良好であることから利用範囲が極めて広く、特に軟鋼の薄板、中板の溶接に使用される。低水素系被覆アーク溶接棒は軟鋼〜９５０ＭＰａ級高張力鋼および低合金鋼を対象としたもので非低水素系被覆アーク溶接棒に比べ溶接金属中の拡散性水素量が低く、溶接金属の靭性が高く、橋梁、建築、造船および圧力容器など重要構造物の溶接に広く使用されている。
【０００３】
これら被覆アーク溶接棒の製造時における塗装性を向上させる技術として、例えば特開平９−２０１６９５号公報（特許文献１）、特開平９−２３４５８９号公報（特許文献２）および特開平１０−１１８７８４号公報（特許文献３）に被覆アーク溶接棒の被覆剤中にアルギン酸ソーダやセピオライトを添加する技術の開示がある。
【０００４】
一方、構造物の狭隘部を溶接する場合には被覆アーク溶接棒は曲げて使用されるが、この場合被覆が欠けて溶接ができないという問題がある。被覆アーク溶接棒の欠けの防止、すなわち可撓性を改善する技術として、例えば特開昭６１−２０６５９５号公報（特許文献４）に細粒のセピオライトを被覆剤に添加、特開平１−２６６９８６号公報（特許文献５）に鋼心線の硬さを低くする技術の開示がある。
【０００５】
しかし、前述の技術（特許文献１〜５）では被覆アーク溶接棒製造時に被覆剤の固着性が劣り生産歩留が低下する塗装性不良や溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合に被覆剤の欠けを十分に防止することは困難であった。
【特許文献１】特開平９−２０１６９５号公報
【特許文献２】特開平９−２３４５８９号公報
【特許文献３】特開平１０−１１８７８４号公報
【特許文献４】特開昭６１−２０６５９５号公報
【特許文献５】特開平１−２６６９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、被覆アーク溶接棒製造時の被覆剤の塗装性が良好で、かつ溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合においても被覆欠けが生じず可撓性が良好な被覆アーク溶接棒、およびこれの製造に用いる被覆アーク溶接棒用二酸化珪素を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨は、
（１）  被覆アーク溶接棒を製造するさいに被覆剤に添加される微粉末状の二酸化珪素であって、見掛比重が０．０３〜０．１５ｇ／ｍｌであることを特徴とする。
また二酸化珪素は、粒径が１μｍ以下である粒子を全質量あたり９５質量％以上含有することも特徴とする被覆アーク溶接棒用二酸化珪素にある。
（２）  軟鋼または低合金鋼からなる心線に被覆剤が塗装されている被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤は微粉末状の二酸化珪素を被覆剤全質量あたり０．１〜１．５質量％含有し、前記二酸化珪素は見掛比重が０．０３〜０．１５ｇ／ｍｌであることを特徴とする。
また、二酸化珪素は、粒径が１μｍ以下である粒子を二酸化珪素全質量あたり９５質量％以上含有することも特徴とする被覆アーク溶接棒にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の被覆アーク溶接棒用二酸化珪素および被覆アーク溶接棒によれば、二酸化珪素の見掛比重および粒径を限定しているので、この二酸化珪素が添加された被覆剤を鋼心線に塗装した場合、鋼心線への固着性が向上し、被覆アーク溶接棒の製造不良の発生を抑制することができる。また、二酸化珪素の見掛比重および粒径を限定すると共に、この二酸化珪素の被覆剤中の含有量を限定しているので、鋼心線への固着性が向上し、被覆アーク溶接棒の製造不良の発生を抑制することができると共に、溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合においても被覆欠けが生じず可撓性を良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために種々の被覆剤原料につき被覆アーク溶接棒製造時の被覆剤の塗装性および被覆アーク溶接棒使用時の可撓性に及ぼす影響を調査した。その結果、見掛比重が非常に低く、微粉の二酸化珪素を被覆剤中に微量含有量させることによって、被覆剤の流動性および粘性が向上し、被覆アーク溶接棒の製造不良の発生を抑制することができると共に、溶接時に被覆アーク溶接棒を曲げて使用する場合においても被覆欠けが生じず可撓性が良好になることを見出した。
【００１０】
以下、本発明における被覆アーク溶接棒用二酸化珪素および被覆アーク溶接棒について、二酸化珪素の見掛比重、粒度および二酸化珪素の被覆剤中における含有量の限定理由について説明する。
【００１１】
見掛比重が非常に低い微粉末状の二酸化珪素は、被覆アーク溶接棒の被覆剤に含有させると被覆剤の粒子を二酸化珪素で覆い流動性と粘性を向上させる。したがって、流動性が向上することによって被覆アーク溶接棒製造時の被覆剤の塗装性を良好にするので高速塗装が可能となり生産性が向上する。また、粘性が向上することによって鋼心線への固着性が向上し被覆アーク溶接棒使用時に曲げて使用する場合においても被覆欠けがなく可撓性が良好になる。二酸化珪素の見掛比重が０．０３ｇ／ｍｌ未満であると、二酸化珪素の製造コストが大幅に高くなり実用的ではない。一方、二酸化珪素の見掛比重が０．１５ｇ／ｍｌを超えると、被覆剤の流動性および粘性が得られず、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が劣り製品歩留率が低く、使用時に曲げて使用すると被覆が欠けて可撓性が悪くなる。
【００１２】
また二酸化珪素は、粒径が１μｍ以下である粒子を二酸化珪素全質量あたり９５質量％以上含有する。１μｍ以下である粒子が９５質量％未満であると、被覆剤への被包性が劣り被覆剤の流動性および粘性が得られず、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が劣り製品歩留率が低く、また可撓性が悪くなり使用時に曲げて使用すると被覆が欠ける。
【００１３】
なお、本発明にいう二酸化珪素とは、ＳｉＯ２を９９．９％以上含む高純度の二酸化珪素をいう。二酸化珪素自体は溶接棒の被覆剤の成分として通常に使用されるものであるが、本発明で言うところの二酸化珪素はこれとは別のものである。すなわち溶接棒に通常に使用される二酸化珪素としては、長石などの珪酸塩鉱物や珪砂といった天然鉱物を使用しているため砂状の粒子である。これに対し本発明でいう二酸化珪素はＳｉＣｌ４の気相での酸化反応により生成させたものであり、粒径が１μｍ以下といった極めて微粒で見掛比重が極めて低いものが得られる。
【００１４】
被覆剤の二酸化珪素含有量は、被覆剤全質量あたり０．１〜１．５質量％とする。被覆剤の二酸化珪素含有量が０．１質量％未満であると、被覆剤の流動性および粘性が得られず、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が劣り製品歩留率が低く、また可撓性が悪くなり使用時に曲げて使用すると被覆が欠ける。一方、二酸化珪素含有量が１．５質量％を超えると、被覆アーク溶接棒の被覆筒が強固になり過ぎて溶接時にアーク電圧が上昇してアーク切れが生じやすくなる。
なお本発明は溶接棒の種類を限定するものではなく、明細書の冒頭にも述べたようにイルミナイト系、ライムチタニア系、高酸化鉄系などの非低水素系、また低水素系いずれにも適用できる。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により本発明の被覆アーク溶接棒用二酸化珪素および被覆アーク溶接棒を詳細に説明する。
表１に示す各種被覆剤系に、表２に示す種々の見掛比重および粒径の二酸化珪素の添加量を変化させて固着剤と混錬して、直径４ｍｍ，長さ４５０ｍｍのＪＩＳ  Ｇ３５２３  ＳＷＹ−１１の鋼心線に被覆塗装して各２０００ｋｇ被覆アーク溶接棒を試作した。
【００１６】
【表１】
2006224175.tif 000002
【００１７】
【表２】
2006224175.tif 000003
【００１８】
これらの評価は、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性として製品歩留率が９８％以上を良好とし、可撓性は、１００ｍｍ径のパイプに被覆アーク溶接棒のホルダー部を固定した状態で被覆アーク溶接棒をパイプの円周方向に沿わせて曲げ、１０本中８本以上被覆剤の脱落がないものを良好とした。また、溶接作業性を評価するために、板厚１６ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ４５０ｍｍの鋼板をＴ型に組み、交流溶接機を用いて電流１６０Ａの溶接条件で水平すみ肉溶接を行い、アーク状態を調査した。それらの結果も表２にまとめて示す。
【００１９】
表２中、溶接棒Ｎｏ．１〜６が本発明例、溶接棒Ｎｏ．７〜１０は比較例である。
本発明例である溶接棒Ｎｏ．１〜６は、被覆剤に添加される二酸化珪素の見掛比重、粒径１μｍ以下の粒子の含有量および被覆剤中の含有量が適正であるので、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が良好で製品歩留率が高く、曲げ試験での脱落数が少なく可撓性が良好で、さらにアーク状態が良好であり、極めて満足な結果であった。
【００２０】
比較例中溶接棒Ｎｏ．７は、二酸化珪素の見掛密度が高いので、また溶接棒Ｎｏ．１０は、被覆剤中の二酸化珪素含有量が少ないので、何れも被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が不良で製品歩留率が低く、曲げ試験での脱落数が多く可撓性が不良であった。
【００２１】
溶接棒Ｎｏ．８は、被覆剤に添加される二酸化珪素の粒径１μｍ以下の粒子の含有量が少ないので、被覆アーク溶接棒製造時の塗装性が不良で製品歩留率が低く、曲げ試験での脱落数が多く可撓性が不良であった。また、被覆剤中の二酸化珪素含有量が多いので、溶接時にアーク切れが生じた。
溶接棒Ｎｏ．９は、被覆剤中の二酸化珪素含有量が多いので、溶接時にアーク切れが生じた。