JP2000126892A - ステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒 - Google Patents

ステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒

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JP2000126892A
JP2000126892A JP10319891A JP31989198A JP2000126892A JP 2000126892 A JP2000126892 A JP 2000126892A JP 10319891 A JP10319891 A JP 10319891A JP 31989198 A JP31989198 A JP 31989198A JP 2000126892 A JP2000126892 A JP 2000126892A
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welding
coating
stainless steel
mno2
welding rod
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JP10319891A
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English (en)
Inventor
Manabu Mizumoto
学 水本
Hajime Nagasaki
肇 長崎
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全姿勢での溶接作業性および、耐棒焼け性に
優れるステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供す
る。 【解決手段】 重量%でTiO2 を30〜60%、Si
2 を3〜10%、金属炭酸塩を5〜30%、CaF2
を1〜10%、MnO2 を5〜10%、さらにチタン酸
カルシウムを5%以下含む被覆剤をステンレス鋼心線に
塗布したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼の溶
接に使用され、全姿勢での溶接作業性が優れており、特
に耐棒焼け性、姿勢溶接性に優れたステンレス鋼溶接用
被覆アーク溶接棒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼溶接用の被覆アーク溶接棒
に関する研究は従来から実施されており、特開昭63−
154293号公報には、被覆剤として特定量の石灰
石、SiO2 、TiO2 、金属弗化物、金属粉末を含有
させ、かつ石灰石の粒径を限定した、耐棒焼け性に優れ
たステンレス鋼被覆アーク溶接棒が提案されている。ま
た、特開平9−122976号公報には、被覆剤として
特定量のTiO2 、SiO2 、Al23 、CaCO
3 、CaF2 、K2 O、MnO2 、Na2 Oを含有させ
全姿勢での溶接作業性に優れるステンレス鋼溶接用被覆
アーク溶接棒が提案されている。しかし、前記技術で
は、薄板での姿勢溶接性や高電流域での耐棒焼け性が十
分ではないという課題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄板の溶接
に際しても全姿勢で溶接が可能で、かつ高電流域での使
用にも十分適用可能な耐棒焼け性の優れたステンレス鋼
溶接用被覆アーク溶接棒を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ステンレ
ス鋼溶接用被覆アーク溶接棒の耐棒焼け性、姿勢溶接性
を改善するため被覆剤組成を種々検討した。その結果、
MnO2 を添加することで溶接時に、MnO2 が低次酸
化マンガンに反応(2MnO2 →Mn23 +O、3M
23 →2Mn34 +O)し、その際の吸熱反応に
より被覆の加熱を防止し、耐棒焼け性を改善することが
でき、さらにスラグの粘性を低下させ、立向姿勢でのビ
ード形状をフラットにするとの知見を得た。また、チタ
ン酸カルシウムはスラグの流動性を良くし、MnO2
の相乗効果で、立向姿勢でのビード形状をさらにフラッ
トにするとの知見も得た。
【0005】本発明は、以上の知見を基に構成されたも
のであり、その要旨とするところは (1)ステンレス鋼心線に被覆剤全重量に対して、重量
%でTiO2 を30〜60%、SiO2 を3〜10%、
金属炭酸塩を5〜30%、CaF2 を1〜10%、Mn
2 を5〜10%含有する被覆剤が塗布されていること
を特徴とするステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒。 (2)前記被覆剤は被覆剤全重量に対して、重量%でチ
タン酸カルシウムを前記TiO2 とは別に5%以下含有
することを特徴とする(1)記載のステンレス鋼溶接用
被覆アーク溶接棒にある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明のステンレス鋼溶接
用被覆アーク溶接棒の各組成の数値限定理由を述べる。
TiO2 はアーク安定性を向上させると共に、被包性の
良いスラグとなり、特に下向および水平すみ肉でのビー
ド形状を良好とする目的で添加する。30%未満である
とスラグの被包性が悪く、下向および水平すみ肉のビー
ド形状が凸状となる。60%を超えて添加すると立向姿
勢のビード形状が凸状となる。従って、TiO2 は30
〜60%にする必要がある。なお、TiO2 は、ルチー
ル及びチタン酸カリウム等の化合物をTiO2 に換算し
た値の合計を示すが、チタン酸カルシウム中のTiO2
換算値は除く。
【0007】SiO2 は被包性の良いスラグを形成する
目的で添加するが、3%未満であるとスラグの被包性が
悪く、下向および水平すみ肉のビード形状が凸状とな
る。10%を超えて添加すると立向のビード形状が凸状
になる。従って、SiO2 は3〜10%にする必要があ
る。添加源として、珪砂、カリ長石、マイカ、固着剤に
用いる水ガラス等がある。
【0008】金属炭酸塩はスラグの流動性を良好とし、
立向のビード形状を良くする目的で添加する。5%未満
であるとスラグの流動性が悪く、立向のビード形状が凸
状となる。30%を超えて添加するとスパッタが多くな
る。従って金属炭酸塩は5〜30%にする必要がある。
金属炭酸塩として、CaCO3 、MgCO3 等がある。
【0009】CaF2 は、立向姿勢等の低電流でのアー
クの安定性を向上する目的で添加する。1%未満である
と低電流でのアークの安定性が悪い。10%を超えて添
加するとスパッタ発生量が多くなる。従ってCaF2
1〜10%にする必要がある。
【0010】MnO2 は、溶接時に吸熱反応して低次酸
化マンガンになり、その際に被覆の加熱を防止し、耐棒
焼け性を向上する。また、スラグの粘性を低下させてス
ラグの流動性を良くして、立向のビード形状をフラット
にする。5%未満であると耐棒焼け性が悪く、立向のビ
ード形状が凸状となる。10%を超えて添加するとスパ
ッタが多くなる。従って、MnO2 は5〜10%にする
必要がある。
【0011】以上のように被覆剤を特定量に限定するこ
とで、全姿勢での溶接作業性に優れ、特に耐棒焼け性、
姿勢溶接性に優れるステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接
棒を得ることができるが、さらにチタン酸カルシウムを
添加することで、MnO2 との相乗効果でスラグの流動
性が良くなり、立向姿勢でのビード形状をさらにフラッ
トにすることができる。しかし5%を超えて添加すると
スラグの流動性が大きくなりすぎ、下向および水平すみ
肉のビード形状が凸状となる。従って、チタン酸カルシ
ウムは5%以下にする必要がある。
【0012】また、被覆剤には上記の成分以外に、合金
剤としてFe−Mn、Fe−Siやさらに必要に応じて
Ni、Mo、Fe−Cr、Crなどが添加される。また
固着剤の水ガラスから由来するNa2 OやK2 O、さら
にはAl23 、MgO、ZrO2 、CaOなどの不純
物が含まれる。なお、ステンレス鋼心線に被覆する被覆
剤の被覆率は、溶接作業性および耐棒焼性から25〜4
0%であることが好ましい。被覆アーク溶接棒の製造方
法について言及すると、心線と配合・混合した被覆剤を
準備してから被覆剤に固着剤(珪酸カリおよび珪酸ソー
ダの水溶液)を添加しながら湿式混合を行い、心線周囲
に被覆剤を塗装し、さらに塗装後150〜420℃で約
1〜3時間の乾燥・焼成を行うことにより製造すること
ができる。
【0013】
【実施例】表1に供試心線の主な化学成分を示す。また
表2に供試心線と被覆剤の組み合わせによる被覆アーク
溶接棒の組成を示す。表3に使用した母材の化学成分を
示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】溶接作業性の試験方法は、棒径4.0mm
の溶接棒を用い、溶接電流100〜160A(AC)、
アーク電圧20〜25V、溶接速度100〜250mm
/minで、図1に示すすみ肉溶接試験板に下向、水平
および立向姿勢で溶接を行った。図1のすみ肉溶接試験
板は、表3に示した板厚6mmの鋼板を用いた。溶接棒
No.1〜3、No.10〜12の溶接には立板P1、
下板P2共に母材記号S1を使用した。溶接棒No.4
〜6、No.13〜14の溶接には立板P1に母材記号
S3、下板P2に母材記号S1を使用した。溶接棒N
o.7〜9、No.15〜16は立板P1、下板P2共
に母材記号S2を使用した。なお、表2中の被覆率と
は、溶接棒全重量に対して被覆重量の占める割合を意味
する。
【0018】溶接作業性試験結果を表4に示す。表中溶
接棒No.1〜9が本発明例、溶接棒No.10〜16
が比較例である。
【0019】
【表4】
【0020】本発明例である溶接棒No.1〜9は、T
iO2 、SiO2 、金属炭酸塩、CaF2 、MnO2
よびチタン酸カルシウムの含有量が適正であるので耐棒
焼け性を含め下向、水平および立向姿勢共に溶接作業性
が良好であった。
【0021】比較例中溶接棒No.10は被覆剤中のT
iO2 が低いのでスラグの被包性が悪く、下向および水
平すみ肉のビード形状が凸状となった。またSiO2
高いので、立向のビード形状が凸状となった。比較例中
溶接棒No.11は被覆剤中のTiO2 が高いので、立
向のビード形状が凸状となった。
【0022】溶接棒No.12は被覆剤中のSiO2
低いので、スラグの被包性が悪く、下向および水平すみ
肉のビード形状が凸状となった。また金属炭酸塩が高い
ので、スパッタ発生量が多い。溶接棒No.13は被覆
剤中の金属炭酸塩が低いので、スラグの流動性が悪く、
立向のビード形状が凸状となる。またCaF2 が高いの
で、スパッタ発生量が多い。
【0023】溶接棒No.14は被覆剤中にCaF2
含有していないのでアークが不安定であった。またMn
2 が高いので、スパッタ発生量が多い。溶接棒No.
15は被覆剤中のMnO2 が低いので、耐棒焼け性が悪
く、立向のビード形状が凸状となった。溶接棒No.1
6は被覆剤中のチタン酸カルシウムが高いので、下向お
よび水平すみ肉のビード形状が凸状となった。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、全姿勢で
の溶接作業性に優れ、特に耐棒焼け性、姿勢溶接性に優
れるステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いたすみ肉溶接試験板を示
す図である。
【符号の説明】 P1 立板 P2 下板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E001 AA03 BB01 CA03 DA06 DC05 EA07 4E084 AA02 AA03 AA06 AA20 AA26 AA27 CA22 DA04 FA02 GA07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレス鋼心線に被覆剤全重量に対し
    て、重量%でTiO2 を30〜60%、SiO2 を3〜
    10%、金属炭酸塩を5〜30%、CaF2を1〜10
    %、MnO2 を5〜10%含有する被覆剤が塗布されて
    いることを特徴とするステンレス鋼溶接用被覆アーク溶
    接棒。
  2. 【請求項2】 前記被覆剤は被覆剤全重量に対して、重
    量%でチタン酸カルシウムを前記TiO2 とは別に5%
    以下含有することを特徴とする請求項1記載のステンレ
    ス鋼溶接用被覆アーク溶接棒。
JP10319891A 1998-10-23 1998-10-23 ステンレス鋼溶接用被覆アーク溶接棒 Pending JP2000126892A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052559B2 (en) * 2004-03-09 2006-05-30 National Chiao Tung University Welding flux for use in arc-welding of stainless steels, method of welding stainless steel members using the welding flux
JP2012143810A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 低水素系被覆アーク溶接棒
JP2019111562A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 株式会社神戸製鋼所 被覆アーク溶接棒
CN114147383A (zh) * 2021-12-31 2022-03-08 天津三英焊业股份有限公司 一种用于超低温环境下的高韧性不锈钢焊条及其制备方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040203