鉄骨向けフラックス入りワイヤ溶接Q&A 技術情報

技術情報溶接Q&A

F081鉄骨向けフラックス入りワイヤ

1. はじめに

当社で製造・販売を行っている溶接材料は、国内外の幅広い産業でご使用いただいています。今回、震災復興や2020年東京オリンピック特需など、最近活発な鉄骨需要向け溶接施工に最適なシームレスフラックス入りワイヤをご紹介します。

2. 鉄骨の溶接

鉄骨の溶接として代表的な溶接組立箱形断面柱（四面溶接ボックス柱）の製作には、角継手に大入熱SAWが、柱スキンプレートと内ダイアフラムの穴状柱継手にESWが多く採用されています。また、梁に使用される溶接組立H形鋼（BH鋼）の製造には、すみ肉溶接に特化したタイプのSAWが多く採用されています。
　
一方、内ダイアフラム組立や裏当て金の取付け、エレクションピース、シャープレートおよび仕口の溶接には、YGW11やYGW18に代表されるソリッドワイヤのGMAWが多く適用されており、工場製作では溶接ロボットによる自動溶接が、工事現場では半自動溶接が多く行われています。

今回、図1に示すような、工事現場施工で主に適用されるGMAW溶接作業の効率化、溶接技量・技能継承の緩和、溶接作業負担を軽減できる鉄骨向けシームレスフラックス入りワイヤを紹介します。

図1 鉄骨のGMAW適用箇所例

3. 鉄骨向けフラックス入りワイヤ

鉄骨溶接に最適な3種類のシームレスフラックス入りワイヤを、表1に示します。

当社のシームレスフラックス入りワイヤにはCuめっきが施されており、耐錆性に優れるため、特別な防湿対策は不要です。そのため現場施工では、ソリッドワイヤと同様の管理でお使いいただけます。

表1 鉄骨向けシームレスフラックス入りワイヤ（シールドガス：CO_₂）

銘　柄	JIS Z 3313	AWS A5.36	用　途	サイズmm
SM-1FT	T49J0T1-0CA-UH5	E70T1-C1A0-CS1 該当	下向・水平すみ肉の多パス溶接用	1.2Φ 1.4Φ
SF-1V	T49J0T1-1CA-UH5	E71T1-C1A0-CS1 該当	立向上進溶接重視の全姿勢溶接用
SF-55	T550T1-1CA-G-UH5	E81T1-C1A0-CS1 該当	大入熱・高パス間温度の全姿勢溶接用

表2 溶着金属の化学成分および機械的性質の一例（ワイヤ径：1.2mmΦ）

銘　柄	化学成分　%						溶接条件		引張試験			衝撃試験
銘　柄	C	Si	Mn	P	S	Mo	入熱（kJ/cm）	パス間温度℃	耐力（N/mm²^）	引張強さ（N/mm²^）	伸び（%）	vE　0℃ （J）
SM-1FT	0.05	0.55	1.25	0.015	0.012	－	17	150	510	570	26	70
SF-1V	0.04	0.56	1.20	0.013	0.010	－	17	150	518	595	29	95
SF-55	0.06	0.42	1.28	0.014	0.007	0.31	30	250	482	591	30	106
SF-55	0.06	0.42	1.28	0.014	0.007	0.31	40	350	417	564	30	93

3.1 多パス溶接に最適　すみ肉溶接用　SM-1FT

SM-1FTは、多パスのすみ肉溶接に最適な低スラグ系CO₂溶接用シームレスフラックス入りワイヤです。従来のすみ肉用フラックス入りワイヤSM-1Fに比べてスラグの自然剥離を抑制したタイプで、以下の特長があります。

特長
・スラグの自然剥離を抑えているため、スラグ除去を行わずに多パスの溶接が可能で、ビード止端部がきれいにそろいます。
・スラグの自然剥離を抑制していますが、軽くたたくことで、簡単に除去できます。
・アークがソフトで、溶接しやすい。
・スパッタの発生量が低減できます。

用途
・軟鋼および490N/mm²級高張力鋼を使用する鉄骨の下向および水平すみ肉の溶接

図2 SM-1FTによる水平すみ肉溶接のビード外観例
（3パス仕上げ、270A-31V-40cm/min）

図3 スパッタ発生量測定例（270A）

3.2 立向上進溶接重視　SF-1V

SF-1Vは、鉄骨工事現場の立向上進溶接に最適なルチール系CO₂溶接用シームレスフラックス入りワイヤです。T継手のすみ肉、K形開先およびレ形開先の立向上進溶接に適用し、溶接金属が垂れ難く、平滑で良好なビード外観が得られます。

特長
・立向上進溶接時のアークの安定性、アークの強さが最適です。
・立向上進溶接時のビード外観および形状（なじみ性）が良好です。
・下向・水平すみ肉など、全姿勢溶接に適用可能です。

用途
・軟鋼および490N/mm²級高張力鋼を使用する鉄骨の立向上進溶接、および全姿勢溶接

表3 SF-1Vによる立向上進溶接の条件例

板厚 mm	開先	姿勢	トーチ角度 °	ギャップ mm	層	パス	電流（A）	電圧（V）	速度（cm/min）	開先形状および積層
25	K形	立向上進	23	6	表	1	200	24	8
						2	240	26	9
						3	240	26	10
					裏	4	200	24	8
						5	240	26	9
						6	240	26	10
	レ形		20	8	表	1	220	25	9
						2	230	26	6
						3	240	25	9
						4	220	25	8

図4 SF-1Vによる立向上進溶接ビード外観および断面マクロ例

3.3 大入熱・高パス間温度全姿勢溶接用　SF-55

SF-55は、大入熱・高パス間温度施工向けに設計されたルチール系CO₂溶接用シームレスフラックス入りワイヤです。建築工事標準仕様書JASS6鉄骨工事（日本建築学会）の管理目標上限（40kJ/cm、350℃）でも、十分な強度・じん性を確保できます。
　
従来、ソリッドワイヤのYGW18が適用されている継手と同等の熱管理で使用でき、スパッタが少なく、平滑で良好なビード外観が得られます。

特長
・スパッタが少なく、美麗なビード外観が得られるなど、溶接作業性が良好です。
・490N/mm²級高張力鋼の溶接において、JASS6の管理目標上限（40kJ/cm、350℃）で十分な強度・靭性が確保できます。

用途
・軟鋼、490N/mm²級、TMCP355（520N/mm²級）、TMCP385（550N/mm²級）などの高張力鋼の突合せおよびすみ肉の全姿勢溶接。

図5 SF-55溶着金属の機械的性能に及ぼす入熱・パス間温度の影響例

図6 SF-55による立向上進溶接の断面マクロ例（入熱：40kJ/cm、パス間：250℃）

4. おわりに

最後に、現場施工における溶接作業の効率化、溶接技量・技能継承の緩和、溶接作業負担を軽減などのニーズは、今後ますます高まっていくと考えられます。今後もお客様のご要望に対応し、溶接材料の開発・改良を進めてまいりますので、ご愛顧のほどお願い致します。

＜参考文献＞
1）建築工事標準仕様書 JASS6鉄骨工事（日本建築学会）
2）鉄骨工事技術指針・工場製作編（日本建築学会）
3）鉄骨工事技術指針・工事現場施工編（日本建築学会）