(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で
Ｃ  ：≦０．１５％
Ｓｉ：０．１０〜０．６０％
Ｍｎ：１．０〜２．０％
Ｓ  ：≦０．０２０％
であり、更にＮｉ，Ｃｒ，Ｚｒの２種以上をそれぞれ
Ｎｉ：０．０１〜０．２０％
Ｃｒ：０．０１〜０．２０％
Ｚｒ：０．００１〜０．１０％
の範囲で且つ合計量が０．０３〜０．３０％となる範囲で含有し、残部実質的にＦｅから成ることを特徴とするパルスマグ溶接用ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はパルスマグ溶接用ワイヤに関し、詳しくはスパッタ発生量が少なく、ビード形状が良好な溶接を行うことのできる溶接用ワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ガスシールドアーク溶接は高能率の溶接が可能で自動化し易いことから、ロボットとの組合せで多く用いられている。
このガスシールドアーク溶接のうち、シールドガスとしてＣＯ2にＡｒ等の不活性ガスを混合したガスを用いるマグ溶接は、ＣＯ2ガスのみを用いた溶接に比べてスパッタの発生が少ない溶接が可能である。
しかしながらこのマグ溶接においても、溶接電流が低い場合にはスパッタの発生を十分に低く抑えることができない。
【０００３】
一方、溶接電源としてパルス電源を用い、高電流と低電流とをパルス状に交互に流して行うパルスマグ溶接法が提案されており、このパルスマグ溶接法では、低い溶接電流の下でもスパッタを少なく抑えることができる。
【０００４】
図２に示しているようにこのパルスマグ溶接においては、高電流−低電流１サイクルで確実に溶滴１０２の形成と移行、具体的には高電流時に溶滴１０２が形成され、また低電流時に溶滴１０２が母材１０４側に移行することが望ましく、このことが確保される限りはスパッタの発生は抑えられ、またビードの形状も良好となる。
但しこの場合において高電流時における溶滴１０２の形成，低電流時における溶滴１０２の移行が確実に行われるためには、高電流時のピーク保持時間Ｔｐを適正なＴｐに設定し、維持することが必要である。
【０００５】
しかしながらこのＴｐは溶接用ワイヤの成分その他の条件によって様々であり、而してそのＴｐが適正に設定，維持されていないと１パルス１溶滴移行が確保されず、高電流時に生成した溶滴１０２が低電流時になってもワイヤ１００から離脱せずに次の高電流時まで成長を続け、その次の高電流時に又はその後に溶滴１０２が母材１０４側に移行してしまうといったことが起こり、この場合溶滴１０２の大きさが大きくなるために、溶滴１０２が母材１０４に接触してスパッタを生ぜしめ、そしてまたこれによりビード形状を悪化させてしまう問題を生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の発明はこのような課題を解決するためになされたものである。
而して本願の発明は、パルスマグ溶接用ワイヤの組成を重量％でＣ：≦０．１５％，Ｓｉ：０．１０〜０．６０％，Ｍｎ：１．０〜２．０％，Ｓ：≦０．０２０％であり、更にＮｉ，Ｃｒ，Ｚｒの２種以上をそれぞれＮｉ：０．０１〜０．２０％，Ｃｒ：０．０１〜０．２０％，Ｚｒ：０．００１〜０．１０％の範囲で且つ合計量が０．０３〜０．３０％となる範囲で含有し、残部実質的にＦｅから成る組成となしたことを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
上記のようにパルスマグ溶接においては、高電流時におけるＴｐが最適に設定されているか否かが溶接の良否を左右する要因となる。
而してその適正なＴｐの範囲が狭ければ溶接時の高電流時の保持時間をその適正なＴｐに合わせることが難しくなって溶接条件が最適条件からずれやすく、その結果スパッタの発生が多くなったりビード形状が悪くなったりする。
逆に適正なＴｐの範囲が広ければ溶接条件が多少ばらついても最適溶接条件に維持しやすく、ひいては溶接を良好に施すことが可能となる。
【０００８】
図３はこれを具体的に示したもので、図中（イ）は適正なＴｐの範囲が狭い場合を、また（ロ）は適正なＴｐの範囲が広い場合をそれぞれ示している。
図示のように実際の溶接時のＴｐが適正なＴｐに対して僅かに異なるだけでスパッタの量が急激に多くなるのに対し、適正なＴｐの範囲が広い場合（（ロ）の場合）には実際の溶接時のＴｐが適正なＴｐに対して多少異なっていたとしても、スパッタの量はそれほど多くはならないことが分かる。
【０００９】
本発明者はこの高電流時におけるピーク保持時間Ｔｐに着目し、溶接用ワイヤの成分研究を行う中で、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｓを上記範囲とした上でＮｉ，Ｃｒ，Ｚｒの２種以上を上記範囲で含有させた場合、適正なＴｐの範囲を広くとることができる知見を得、本発明を完成させた。
即ち本発明によれば、図３の概念図に示しているように高電流時におけるＴｐが多少変動しても１パルス１溶滴移行を確保しやすく、高電流−低電流１周期ごとに確実に溶滴をワイヤから母材側へ移行させることが可能となる。
【００１０】
即ち本発明によれば溶接条件の設定が容易となり、スパッタの発生を良好に抑制することができるとともに、アーク長が長くなることによるアーク切れやハンピングビードの発生等を効果的に抑制し得てビード形状を良好となすことができる。
【００１１】
次に本発明の溶接用ワイヤにおける各化学成分の限定理由を詳述する。
Ｃ：≦０．１５％
Ｃは溶接金属の強度を高めるが、０．１５％を超えるとワイヤへの加工性が劣化する。従って本発明ではＣの上限を０．１５％とする。
【００１２】
Ｓｉ：０．１０〜０．６０％
Ｓｉは０．１０％より少ないと脱酸不足となって溶接金属中にピット，ブローホールといった欠陥が生じる。
また０．６０％を超えると１パルス１溶滴となる適正なパルス条件においては溶滴が大きく成長し過ぎて大粒のスパッタが発生しやすい。従って本発明ではＳｉを０．１０〜０．６０％とする。
このＳｉのより望ましい量は０．２０〜０．４０％である。
【００１３】
Ｍｎ：１．０〜２．０％
Ｍｎは１．０％より少ないと１パルス１溶滴となる適正なパルス条件においては溶滴が大きく成長し過ぎて大粒のスパッタが発生しやすい。また２．０％より多いと溶接金属の強度が高まり、ワイヤへの加工性が劣化する。従って本発明においてＭｎは１．０〜２．０％とする。
このＭｎのより望ましい量は１．３〜１．５％である。
【００１４】
Ｓ：≦０．０２０％
Ｓは０．０２０％を超えると溶滴の表面張力が低くなって溶滴が安定して球形に形成されず、スパッタが多くなる。従って本発明ではＳを０．０２０％以下とする。
Ｓのより望ましい範囲は０．０１０％以下である。
【００１５】
Ｎｉ：０．０１〜０．２０％
Ｃｒ：０．０１〜０．２０％
Ｚｒ：０．００１〜０．１０％
且つ２種以上の合計量で０．０３〜０．３０％
これら元素を上記範囲内で２種以上含有させ、またその際の合計量で０．０３〜０．３０％とすることで、スパッタの少ない適正なＴｐの範囲を広くすることができる。
但し過剰に添加するとスパッタが多発するようになる。また一方添加量が少ないと適正なＴｐの範囲を広くするための十分な効果が得られない。
そこで本発明ではこれらＮｉ，Ｃｒ，Ｚｒの含有量を上記範囲とする。
【００１６】
【実施例】
次に本発明の実施例を以下に詳述する。
表１に示す各種組成の溶接用ワイヤを用い、以下の溶接条件でパルスマグ溶接を実施した。
＜溶接条件＞
母材                ＳＰＣ  板厚３.２ｍｍ
シールドガス        Ａｒ＋２０％ＣＯ2
溶接法              下向きビードオンプレート溶接
チップ母材間距離    １５ｍｍ
ピーク電流値        ４６０Ａ
ピーク電流保持時間  ０.９，１.１，１.３，１.５，１.７ｍｓ
ワイヤ送給速度      ７.０ｍ／ｍｉｎ
アーク電圧          ２３Ｖ
溶接速度            １５０ｃｍ／ｍｉｎ
そして適正ピーク電流保持時間の測定を行い、またスパッタの発生量を測定した。結果が表１に併せて示してある。
尚、適正ピーク電流保持時間はスパッタ量が０．５０ｇ／ｍｉｎ以下ないし最もスパッタ量が少ない時間で求めた。
また表中のスパッタ量の値は最も少ないスパッタ量値で示した。
【００１７】
【表１】
0003826444.tif 000002
【００１８】
図１は表１におけるＮＯ．５，ＮＯ．１４，ＮＯ．２３についてピーク電流保持時間とスパッタ量との関係を表したものであり、これら表１及び図１の結果から、本発明例に従う溶接用ワイヤの場合、適正ピーク電流保持時間の範囲が広く、溶接条件の設定が容易であること、またスパッタの発生量が少ないこと、特にＳｉ，Ｍｎ，Ｓを望ましい範囲で含有するＮＯ．１〜ＮＯ．５のものについては、より望ましい結果の得られることが分かる。
尚本発明例の溶接用ワイヤの場合ビード形状も良好であった。
【００１９】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において得られたピーク電流保持時間とスパッタ量との関係を表す図である。
【図２】パルスマグ溶接における溶滴の形成と溶滴の移行とを加えられた電流との関係において表した図である。
【図３】パルスマグ溶接における適正なピーク電流保持時間の範囲を広くすることの利点を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００  溶接用ワイヤ
１０２  溶滴
１０４  母材
【図１】
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【図２】
0003826444.tif 000004
【図３】
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