JP2000343277A - 全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ - Google Patents
全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、立向姿勢の溶接作業性が特に良好
で、かつ、下向、水平すみ肉、横向、上向の全姿勢溶接
性に優れるＮｉ基合金フラックス入りワイヤを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Ｎｉ基合金外皮に内包するフラックス組
成として、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２ 等の金属酸
化物を主成分とし、金属弗化物のＦおよび炭酸塩のＣＯ
２をそれぞれ０．２％未満に制限すると共に、フラック
スおよび外皮の少なくとも一方のＴｉを所定量にした全
姿勢溶接性に優れるＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。
で、かつ、下向、水平すみ肉、横向、上向の全姿勢溶接
性に優れるＮｉ基合金フラックス入りワイヤを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Ｎｉ基合金外皮に内包するフラックス組
成として、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２ 等の金属酸
化物を主成分とし、金属弗化物のＦおよび炭酸塩のＣＯ
２をそれぞれ０．２％未満に制限すると共に、フラック
スおよび外皮の少なくとも一方のＴｉを所定量にした全
姿勢溶接性に優れるＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮｉ基合金、炭素
鋼、ステンレス鋼、高合金鋼のガスシールドアーク溶接
に用いるＮｉ基合金フラックス入りワイヤに係わり、特
に９％Ｎｉ鋼などの極低温用鋼の溶接に適したものに関
する。さらに詳しくは８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 の混合
ガスを用いたガスシールドアーク溶接において、立向、
上向、横向、下向、水平すみ肉姿勢における溶接作業性
及び溶接金属性能が良好な全姿勢溶接性に優れたＮｉ基
合金フラックス入りワイヤに関する。
鋼、ステンレス鋼、高合金鋼のガスシールドアーク溶接
に用いるＮｉ基合金フラックス入りワイヤに係わり、特
に９％Ｎｉ鋼などの極低温用鋼の溶接に適したものに関
する。さらに詳しくは８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 の混合
ガスを用いたガスシールドアーク溶接において、立向、
上向、横向、下向、水平すみ肉姿勢における溶接作業性
及び溶接金属性能が良好な全姿勢溶接性に優れたＮｉ基
合金フラックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｉ基合金を成分とする溶接用材料はた
とえば９％Ｎｉ鋼の溶接に使用されており、−１９６℃
といった極低温における溶接部の靭性を確保するためフ
ェライト組織の共金系ではなく、このような材料を使用
するのが一般的である。近年、Ｎｉ基合金のような特殊
溶接材料においても被覆アーク溶接棒やＴＩＧ溶接に比
べて、より高い作業能率が期待できるフラックス入りワ
イヤを用いたガスシールドアーク溶接が拡大しつつあ
る。例えば、９％Ｎｉ鋼のような極低温用鋼溶接用にイ
ンコネル系等のＮｉ基合金系フラックス入りワイヤが開
発され、強度部材を除く屋根骨等の水平すみ肉溶接部等
の実施工に被覆アーク溶接棒に代わって使用され始めて
いる。
とえば９％Ｎｉ鋼の溶接に使用されており、−１９６℃
といった極低温における溶接部の靭性を確保するためフ
ェライト組織の共金系ではなく、このような材料を使用
するのが一般的である。近年、Ｎｉ基合金のような特殊
溶接材料においても被覆アーク溶接棒やＴＩＧ溶接に比
べて、より高い作業能率が期待できるフラックス入りワ
イヤを用いたガスシールドアーク溶接が拡大しつつあ
る。例えば、９％Ｎｉ鋼のような極低温用鋼溶接用にイ
ンコネル系等のＮｉ基合金系フラックス入りワイヤが開
発され、強度部材を除く屋根骨等の水平すみ肉溶接部等
の実施工に被覆アーク溶接棒に代わって使用され始めて
いる。
【０００３】しかしながら、このような化学組成が異な
る母材と溶接材料の組合せでは、通常Ｎｉ基合金の方が
凝固温度や熱伝導が低いために立向溶接等のビード形状
が凸になり易く、全姿勢の溶接作業性に優れたＮｉ基合
金系フラックス入りワイヤの開発が困難になっていた。
この種の既存ワイヤとしては、特開平７−１１６８９１
号公報があり、同公報で開示されているワイヤはスパッ
タ量、スラグの被包性及び剥離性の溶接作業性や溶接金
属の耐気孔性を改善することを目的とし、その有効な手
段としてフラックス中のＴｉＯ2 ／（炭酸塩＋弗化物）
比等を適正範囲に制御する方法等が記載されている。し
かし、同公報ワイヤの炭酸塩量や弗化物量の多いフラッ
クス組成では立向溶接等を含めた全姿勢溶接が困難であ
り、全姿勢溶接である旨の記述もない。
る母材と溶接材料の組合せでは、通常Ｎｉ基合金の方が
凝固温度や熱伝導が低いために立向溶接等のビード形状
が凸になり易く、全姿勢の溶接作業性に優れたＮｉ基合
金系フラックス入りワイヤの開発が困難になっていた。
この種の既存ワイヤとしては、特開平７−１１６８９１
号公報があり、同公報で開示されているワイヤはスパッ
タ量、スラグの被包性及び剥離性の溶接作業性や溶接金
属の耐気孔性を改善することを目的とし、その有効な手
段としてフラックス中のＴｉＯ2 ／（炭酸塩＋弗化物）
比等を適正範囲に制御する方法等が記載されている。し
かし、同公報ワイヤの炭酸塩量や弗化物量の多いフラッ
クス組成では立向溶接等を含めた全姿勢溶接が困難であ
り、全姿勢溶接である旨の記述もない。
【０００４】また、特公平４−５２１９０号公報には立
向姿勢等の全姿勢用のインコネル系フラックス入りワイ
ヤのフラックス成分が開示されているものの、同公報で
開示されている炭酸塩量の多いフラックス組成では立向
溶接作業性等が充分とは言い難い。
向姿勢等の全姿勢用のインコネル系フラックス入りワイ
ヤのフラックス成分が開示されているものの、同公報で
開示されている炭酸塩量の多いフラックス組成では立向
溶接作業性等が充分とは言い難い。
【０００５】さらに、特開平８−３０９５８３号公報に
は９％Ｎｉ鋼に適用する全姿勢用Ｎｉ基合金フラックス
入りワイヤのフラックス組成に関する知見が開示されて
おり、同公報のフラックスは耐割れ性の向上を目的とし
てＭｏやＦｅ、Ｍｎの酸化物及びＣａＯ等の酸化物を添
加している。しかしながら炭酸塩量や弗化物量が多く実
用上充分な全姿勢用としての溶接作業性が得られていな
い。そこで、従来ワイヤよりもさらに全姿勢の溶接作業
性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤの開発が望
まれていた。
は９％Ｎｉ鋼に適用する全姿勢用Ｎｉ基合金フラックス
入りワイヤのフラックス組成に関する知見が開示されて
おり、同公報のフラックスは耐割れ性の向上を目的とし
てＭｏやＦｅ、Ｍｎの酸化物及びＣａＯ等の酸化物を添
加している。しかしながら炭酸塩量や弗化物量が多く実
用上充分な全姿勢用としての溶接作業性が得られていな
い。そこで、従来ワイヤよりもさらに全姿勢の溶接作業
性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤの開発が望
まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｎｉ基合
金、炭素鋼、ステンレス鋼、高合金鋼のガスシールドア
ーク溶接に際し、特に立向姿勢の溶接が良好で、横向、
上向、下向、水平すみ肉の全姿勢も良好な溶接作業性を
有し、かつ、耐高温割れ性、極低温靭性等の溶接金属性
能も良好な、全姿勢溶接用Ｎｉ基合金フラックス入りワ
イヤの提供を目的とする。
金、炭素鋼、ステンレス鋼、高合金鋼のガスシールドア
ーク溶接に際し、特に立向姿勢の溶接が良好で、横向、
上向、下向、水平すみ肉の全姿勢も良好な溶接作業性を
有し、かつ、耐高温割れ性、極低温靭性等の溶接金属性
能も良好な、全姿勢溶接用Ｎｉ基合金フラックス入りワ
イヤの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、ワイヤの外皮はＮｉ基合金を用い、ＴｉＯ2 やＳｉ
Ｏ2 等の金属酸化物、金属弗化物、炭酸塩等からなるフ
ラックス組成のフラックス入りワイヤを試作し、外皮成
分やフラックス組成が及ぼす立向等の全姿勢の溶接作業
性及び溶接金属性能との関係について種々検討した。
め、ワイヤの外皮はＮｉ基合金を用い、ＴｉＯ2 やＳｉ
Ｏ2 等の金属酸化物、金属弗化物、炭酸塩等からなるフ
ラックス組成のフラックス入りワイヤを試作し、外皮成
分やフラックス組成が及ぼす立向等の全姿勢の溶接作業
性及び溶接金属性能との関係について種々検討した。
【０００８】その結果、立向溶接のビード形状が良好な
フラックス入りワイヤを得るためには、ＴｉＯ2 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2
Ｏの１種又は２種以上からなる金属酸化物をフラックス
の主成分とした上で、金属弗化物の弗素（Ｆ）換算値を
低減すると共に、フラックスおよび外皮の合計のＴｉを
所定量に制御することが有効であるとの知見を見出し
た。図１はこの結果を示すグラフである。
フラックス入りワイヤを得るためには、ＴｉＯ2 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2
Ｏの１種又は２種以上からなる金属酸化物をフラックス
の主成分とした上で、金属弗化物の弗素（Ｆ）換算値を
低減すると共に、フラックスおよび外皮の合計のＴｉを
所定量に制御することが有効であるとの知見を見出し
た。図１はこの結果を示すグラフである。
【０００９】即ち、フラックス中の金属弗化物は溶接熱
により弗素（Ｆ）ガスを分解し、アークの吹付けを強さ
や母材の溶込み深さを増す性質を有するが、所定の含有
量を超えるとスラグの凝固温度を下げたり、溶接金属の
凝固速度を遅らせる。この現象は立向溶接のように入熱
量が大きく、溶接金属が垂れ易い姿勢溶接においては凸
型のビード形状を呈したり、溶接不可となって顕著に現
れる。
により弗素（Ｆ）ガスを分解し、アークの吹付けを強さ
や母材の溶込み深さを増す性質を有するが、所定の含有
量を超えるとスラグの凝固温度を下げたり、溶接金属の
凝固速度を遅らせる。この現象は立向溶接のように入熱
量が大きく、溶接金属が垂れ易い姿勢溶接においては凸
型のビード形状を呈したり、溶接不可となって顕著に現
れる。
【００１０】また、フラックス中の炭酸塩は溶接熱によ
り炭酸ガスを分解し、アークの吹付け強さや母材の溶込
み深さを増す性質を有するが、先の金属弗化物と同様に
所定の含有量を超えるとスラグの凝固温度を下げたり、
溶接金属の凝固速度を遅らせるため立向姿勢のビード形
状は凸型になり易くなる。
り炭酸ガスを分解し、アークの吹付け強さや母材の溶込
み深さを増す性質を有するが、先の金属弗化物と同様に
所定の含有量を超えるとスラグの凝固温度を下げたり、
溶接金属の凝固速度を遅らせるため立向姿勢のビード形
状は凸型になり易くなる。
【００１１】フラックスや外皮中のＴｉは前記の金属弗
化物や炭酸塩とは逆にスラグや溶接金属の粘性を高めて
凝固速度を速める性質があり、立向姿勢のビード形状を
平滑にする。本発明の主な構成は、立向作業性向上を目
的とした前記知見によってなされたものである。
化物や炭酸塩とは逆にスラグや溶接金属の粘性を高めて
凝固速度を速める性質があり、立向姿勢のビード形状を
平滑にする。本発明の主な構成は、立向作業性向上を目
的とした前記知見によってなされたものである。
【００１２】一方、本発明のその他の目的である溶接金
属性能や溶接作業性の確保に関する検討結果では、前記
したＴｉの増加は溶接金属の炭素量等を増加し極低温靭
性等の溶接金属性能を損なう傾向があり、この傾向は炭
酸塩を含むフラックス入りワイヤにおいて著しいため、
溶接金属性能の確保を考慮に入れるとＴｉと炭酸塩のＣ
Ｏ2 換算値上限をそれぞれ制限することが不可欠である
ことも明らかになった。図２はこの結果を示すグラフで
ある。
属性能や溶接作業性の確保に関する検討結果では、前記
したＴｉの増加は溶接金属の炭素量等を増加し極低温靭
性等の溶接金属性能を損なう傾向があり、この傾向は炭
酸塩を含むフラックス入りワイヤにおいて著しいため、
溶接金属性能の確保を考慮に入れるとＴｉと炭酸塩のＣ
Ｏ2 換算値上限をそれぞれ制限することが不可欠である
ことも明らかになった。図２はこの結果を示すグラフで
ある。
【００１３】さらに、前記組成のフラックス入りワイヤ
に対して、フラックスや外皮中のＭｏ量を所定の範囲に
制御すれば良好な全姿勢の溶接作業性を保持しつつ、耐
高温割れ性や強度の溶接金属性能の確保が容易なること
も分かった。
に対して、フラックスや外皮中のＭｏ量を所定の範囲に
制御すれば良好な全姿勢の溶接作業性を保持しつつ、耐
高温割れ性や強度の溶接金属性能の確保が容易なること
も分かった。
【００１４】また、さらに、フラックス中のＢｉ換算値
を所定量に制御すれば、良好な全姿勢の溶接作業性や耐
高温割れ性、強度、延性、極低温靭性の溶接金属性能を
確保しつつ、スラグ剥離性のさらなる向上が容易になる
ことが明らかになった。
を所定量に制御すれば、良好な全姿勢の溶接作業性や耐
高温割れ性、強度、延性、極低温靭性の溶接金属性能を
確保しつつ、スラグ剥離性のさらなる向上が容易になる
ことが明らかになった。
【００１５】ＦｅおよびＭｎの酸化物は高温割れの発生
に悪影響を及ぼす溶接金属のＳｉ量を抑制し、耐高温割
れ性の向上に寄与する反面、所定の含有量を超えると立
向姿勢のビード形状が凸型になったり、スラグ剥離性も
劣化することが分かった。本発明は、以上に列記した知
見によってなされたものであり、その要旨とするところ
は、以下の通りである。
に悪影響を及ぼす溶接金属のＳｉ量を抑制し、耐高温割
れ性の向上に寄与する反面、所定の含有量を超えると立
向姿勢のビード形状が凸型になったり、スラグ剥離性も
劣化することが分かった。本発明は、以上に列記した知
見によってなされたものであり、その要旨とするところ
は、以下の通りである。
【００１６】（１）Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤに
おいて、Ｎｉ基合金からなる外皮にフラックスが充填率
５〜４０％で充填されており、該フラックスはワイヤ全
重量に対してＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏの１種又は２種以上から
なる金属酸化物を合計で５〜２０％、金属弗化物をＦ換
算で０．２％未満、炭酸塩をＣＯ2 換算で０．２％未満
含み、かつ、Ｔｉをフラックスおよび外皮の少なくとも
一方にワイヤ全重量に対して０．３〜２％含むことを特
徴とする全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入
りワイヤ。
おいて、Ｎｉ基合金からなる外皮にフラックスが充填率
５〜４０％で充填されており、該フラックスはワイヤ全
重量に対してＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏの１種又は２種以上から
なる金属酸化物を合計で５〜２０％、金属弗化物をＦ換
算で０．２％未満、炭酸塩をＣＯ2 換算で０．２％未満
含み、かつ、Ｔｉをフラックスおよび外皮の少なくとも
一方にワイヤ全重量に対して０．３〜２％含むことを特
徴とする全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入
りワイヤ。
【００１７】（２）さらに、Ｍｏをフラックスおよび外
皮の少なくとも一方にワイヤ全重量に対して８〜２０％
含むことを特徴とする（１）に記載の全姿勢溶接性に優
れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 （３）さらに、フラックス中にＢｉまたはＢｉ化合物を
Ｂｉ換算でワイヤ全重量に対して０．００２〜０．０５
％含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の全
姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 （４）さらに、フラックス中にＦｅおよびＭｎの酸化物
を合計でワイヤ全重量に対して１．２％以下含むことを
特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載の全姿勢溶接
性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。
皮の少なくとも一方にワイヤ全重量に対して８〜２０％
含むことを特徴とする（１）に記載の全姿勢溶接性に優
れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 （３）さらに、フラックス中にＢｉまたはＢｉ化合物を
Ｂｉ換算でワイヤ全重量に対して０．００２〜０．０５
％含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の全
姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 （４）さらに、フラックス中にＦｅおよびＭｎの酸化物
を合計でワイヤ全重量に対して１．２％以下含むことを
特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載の全姿勢溶接
性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のＮｉ基合金フラックス入
りワイヤにおける各種成分等の特定理由及び数値限定理
由を以下に説明する。先ず、本発明におけるＮｉ基合金
とは、Ｎｉ含有量が５０％以上のＮｉ−Ｃｒ系合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、Ｎｉ
−Ｍｏ系合金等である。外皮としてこれらのＮｉ基合金
を用いる目的は、Ｎｉ、Ｃｒ等の分量が多いため軟鋼製
の外皮を用いるとフラックスからの過剰な合金添加が必
要となるためである。Ｎｉ基合金からなる外皮を用いる
ことにより、ワイヤ生産性劣化を防ぎ、溶接金属性能の
確保を容易にできる。
りワイヤにおける各種成分等の特定理由及び数値限定理
由を以下に説明する。先ず、本発明におけるＮｉ基合金
とは、Ｎｉ含有量が５０％以上のＮｉ−Ｃｒ系合金、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、Ｎｉ
−Ｍｏ系合金等である。外皮としてこれらのＮｉ基合金
を用いる目的は、Ｎｉ、Ｃｒ等の分量が多いため軟鋼製
の外皮を用いるとフラックスからの過剰な合金添加が必
要となるためである。Ｎｉ基合金からなる外皮を用いる
ことにより、ワイヤ生産性劣化を防ぎ、溶接金属性能の
確保を容易にできる。
【００１９】次に、ワイヤ外皮内に充填するフラックス
の充填率（フラックス重量／ワイヤ全重量）は、立向等
の全姿勢溶接作業性を良好にするために、５％は必要で
ある。しかし、４０％を超えるとフラックス入りワイヤ
製造時の伸線工程において断線が発生し易くなる。
の充填率（フラックス重量／ワイヤ全重量）は、立向等
の全姿勢溶接作業性を良好にするために、５％は必要で
ある。しかし、４０％を超えるとフラックス入りワイヤ
製造時の伸線工程において断線が発生し易くなる。
【００２０】フラックス組成中のＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、
ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏは、
いずれも類似な性質を示し、これら金属酸化物の１種又
は２種以上をワイヤ全重量に対して５％以上添加するこ
とによって全姿勢溶接におけるアーク安定性及びビード
形状等を良好にできる。しかし、２０％を超えるとスラ
グ量が過剰になって溶接金属にスラグ巻込みが生じ易く
なる。
ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏは、
いずれも類似な性質を示し、これら金属酸化物の１種又
は２種以上をワイヤ全重量に対して５％以上添加するこ
とによって全姿勢溶接におけるアーク安定性及びビード
形状等を良好にできる。しかし、２０％を超えるとスラ
グ量が過剰になって溶接金属にスラグ巻込みが生じ易く
なる。
【００２１】金属弗化物としては、ＣａＦ2 、Ｂａ
Ｆ2 、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ3 、ＮａＦ、ＬｉＦ、Ｋ2 Ｚｒ
Ｆ6 、Ｋ2 ＳｉＦ6 、ＢｉＦ3 等がある。これら金属弗
化物はいずれも共通の性質を有し、溶融温度が低く、ス
ラグ流動性やスラグ剥離性を向上させるものの、溶接熱
によって弗素（Ｆ）ガスを分解させて、アークの吹付け
が強くなり過ぎたり、スパッタの増加やスラグの凝固速
度を遅くする等、立向および上向姿勢溶接の作業性へ悪
影響を及ぼす。従って、各種金属弗化物総量をＦに換算
しワイヤ全重量に対し０．２％未満に制限にしなければ
ならない。
Ｆ2 、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ3 、ＮａＦ、ＬｉＦ、Ｋ2 Ｚｒ
Ｆ6 、Ｋ2 ＳｉＦ6 、ＢｉＦ3 等がある。これら金属弗
化物はいずれも共通の性質を有し、溶融温度が低く、ス
ラグ流動性やスラグ剥離性を向上させるものの、溶接熱
によって弗素（Ｆ）ガスを分解させて、アークの吹付け
が強くなり過ぎたり、スパッタの増加やスラグの凝固速
度を遅くする等、立向および上向姿勢溶接の作業性へ悪
影響を及ぼす。従って、各種金属弗化物総量をＦに換算
しワイヤ全重量に対し０．２％未満に制限にしなければ
ならない。
【００２２】炭酸塩としては、ＣａＣＯ3 やＢａＣＯ3
等があり、これら各種の炭酸塩は共通の性質を有し、溶
接熱によりＣＯ2 を分解してアークの吹付けを強くし、
立向姿勢のビード形状を凸型に劣化する。また、溶接金
属中の炭素量を増加させて溶接金属の延性や靭性を低下
させる。このような傾向はＴｉ含有量の増加に伴って顕
著となるから、各種炭酸塩の総量をＣＯ2 に換算してワ
イヤ全重量に対し０．２％未満に制限しなければならな
い。
等があり、これら各種の炭酸塩は共通の性質を有し、溶
接熱によりＣＯ2 を分解してアークの吹付けを強くし、
立向姿勢のビード形状を凸型に劣化する。また、溶接金
属中の炭素量を増加させて溶接金属の延性や靭性を低下
させる。このような傾向はＴｉ含有量の増加に伴って顕
著となるから、各種炭酸塩の総量をＣＯ2 に換算してワ
イヤ全重量に対し０．２％未満に制限しなければならな
い。
【００２３】Ｔｉは、溶接中のスラグや溶接金属の粘性
および凝固速度を高める性質があり、立向姿勢のビード
形状を平滑にする。このようなＴｉの効果を得るために
は、添加方法がフラックス中に添加した場合と外皮中に
添加した場合のいずれの場合も同様であるからフラック
スおよび外皮の少なくとも一方に０．３％は必要であ
る。しかし、Ｔｉが２％を超えると溶接金属の炭素量等
を増加し極低温靭性、延性等の溶接金属性能が損なわれ
る。
および凝固速度を高める性質があり、立向姿勢のビード
形状を平滑にする。このようなＴｉの効果を得るために
は、添加方法がフラックス中に添加した場合と外皮中に
添加した場合のいずれの場合も同様であるからフラック
スおよび外皮の少なくとも一方に０．３％は必要であ
る。しかし、Ｔｉが２％を超えると溶接金属の炭素量等
を増加し極低温靭性、延性等の溶接金属性能が損なわれ
る。
【００２４】Ｍｏは、前記組成のフラックス入りワイヤ
に対して、フラックスおよび外皮の少なくとも一方にお
けるＭｏ量を８〜２０％の範囲に制御すれば良好な全姿
勢の溶接作業性を保持しつつ、耐高温割れ性や強度の溶
接金属性能の確保が容易になる。
に対して、フラックスおよび外皮の少なくとも一方にお
けるＭｏ量を８〜２０％の範囲に制御すれば良好な全姿
勢の溶接作業性を保持しつつ、耐高温割れ性や強度の溶
接金属性能の確保が容易になる。
【００２５】ＢｉおよびＢｉ化合物は、ビード表面のス
ラグのこびり着きを防ぐのには最も有効な成分である。
これらの効果はＢｉ2 Ｏ3 、ＢｉＦ3 のＢｉ化合物や金
属Ｂｉをフラックス中に添加し、これらの総量がＢｉに
換算してワイヤ全重量に対し０．００２％以上で得られ
るが、０．０５％を超えると溶接金属の延性や靭性を低
下させる。
ラグのこびり着きを防ぐのには最も有効な成分である。
これらの効果はＢｉ2 Ｏ3 、ＢｉＦ3 のＢｉ化合物や金
属Ｂｉをフラックス中に添加し、これらの総量がＢｉに
換算してワイヤ全重量に対し０．００２％以上で得られ
るが、０．０５％を超えると溶接金属の延性や靭性を低
下させる。
【００２６】ＦｅおよびＭｎの酸化物は、ＦｅＯ、Ｆｅ
2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＭｎＯ2 等があり、これら各種の金属
酸化物は共通の性質を有し、高温割れの発生に悪影響を
及ぼす溶接金属のＳｉ量を抑制し、耐高温割れ性の向上
に寄与する反面、ワイヤ全重量に対し１．２％を超える
と立向姿勢のビード形状が凸型になったり、スラグ剥離
性も劣化する。
2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＭｎＯ2 等があり、これら各種の金属
酸化物は共通の性質を有し、高温割れの発生に悪影響を
及ぼす溶接金属のＳｉ量を抑制し、耐高温割れ性の向上
に寄与する反面、ワイヤ全重量に対し１．２％を超える
と立向姿勢のビード形状が凸型になったり、スラグ剥離
性も劣化する。
【００２７】前記に特定したフラックス成分以外にも溶
接作業性や溶接金属性能を改善する目的で、ＭｇＯ、Ｂ
ａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＮｉＯ等の金属酸化物およびＭｎ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗ等の純金属粉末や合金粉末をそれぞれ添加でき
る。なお、外皮中のＭｏ量は、フラツクス中のＭｏ量と
同様に、ワイヤ全重量に対する値であり、［外皮中のＭ
ｏ重量％×（１−フラックス充填率）］の式により求め
らる。同様に、外皮中のＴｉ量についても前記の式から
求められる。
接作業性や溶接金属性能を改善する目的で、ＭｇＯ、Ｂ
ａＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＮｉＯ等の金属酸化物およびＭｎ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗ等の純金属粉末や合金粉末をそれぞれ添加でき
る。なお、外皮中のＭｏ量は、フラツクス中のＭｏ量と
同様に、ワイヤ全重量に対する値であり、［外皮中のＭ
ｏ重量％×（１−フラックス充填率）］の式により求め
らる。同様に、外皮中のＴｉ量についても前記の式から
求められる。
【００２８】
【実施例】以下に実施例によって本発明の効果を具体的
に説明する。本発明のフラックス入りワイヤとは図３
（ａ）〜（ｄ）に示すような断面形状のワイヤで、フー
プあるいはパイプからなる外皮１に充填フラックス２を
内包せしめ、同図（ｂ）〜（ｄ）のごとく継ぎ目を有す
るものでもよいが、同図（ａ）のごとく継ぎ目のないも
のであればさらによい。表１に供試外皮の化学成分を示
し、表２には供試鋼板の化学成分を示す。また表３ない
し表１４に供試外皮と充填フラックスの組み合わせによ
るフラックス入りワイヤの組成を示す。
に説明する。本発明のフラックス入りワイヤとは図３
（ａ）〜（ｄ）に示すような断面形状のワイヤで、フー
プあるいはパイプからなる外皮１に充填フラックス２を
内包せしめ、同図（ｂ）〜（ｄ）のごとく継ぎ目を有す
るものでもよいが、同図（ａ）のごとく継ぎ目のないも
のであればさらによい。表１に供試外皮の化学成分を示
し、表２には供試鋼板の化学成分を示す。また表３ない
し表１４に供試外皮と充填フラックスの組み合わせによ
るフラックス入りワイヤの組成を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【表７】
【００３６】
【表８】
【００３７】
【表９】
【００３８】
【表１０】
【００３９】
【表１１】
【００４０】
【表１２】
【００４１】
【表１３】
【００４２】
【表１４】
【００４３】溶接試験は下向、水平すみ肉、立向の各姿
勢で溶接を行った。条件はワイヤ径：１．２ｍｍ、シー
ルドガス：８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 （流量：２０〜２
５ｌ／ｍｉｎ）、溶接電流：立向姿勢は１４０〜１６０
Ａ、下向と水平すみ肉は１８０〜２００Ａ（ＤＣ電極
＋）、溶接電圧：２２〜３２Ｖ、溶接速度：立向姿勢は
約１０ｃｍ／ｍｉｎ、下向・水平すみ肉は約３０ｃｍ／
ｍｉｎで図４および図５の試験板を用いて実施した。
勢で溶接を行った。条件はワイヤ径：１．２ｍｍ、シー
ルドガス：８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 （流量：２０〜２
５ｌ／ｍｉｎ）、溶接電流：立向姿勢は１４０〜１６０
Ａ、下向と水平すみ肉は１８０〜２００Ａ（ＤＣ電極
＋）、溶接電圧：２２〜３２Ｖ、溶接速度：立向姿勢は
約１０ｃｍ／ｍｉｎ、下向・水平すみ肉は約３０ｃｍ／
ｍｉｎで図４および図５の試験板を用いて実施した。
【００４４】高温割れ試験は、図４のＴ字継手の試験板
を用いて、その両側を水平すみ肉溶接し、１ｓｔ側を拘
束ビード、２ｎｄ側を試験ビードとし、２ｎｄ側の試験
ビードを対象に、クレータを除くビード表面及び表面か
ら１ｍｍ下、２ｍｍ下、３ｍｍ下をグラインダーで順次
研削した後、浸透探傷試験により割れの有無を調べた。
図４において、ｔは板厚で１２ｍｍである。
を用いて、その両側を水平すみ肉溶接し、１ｓｔ側を拘
束ビード、２ｎｄ側を試験ビードとし、２ｎｄ側の試験
ビードを対象に、クレータを除くビード表面及び表面か
ら１ｍｍ下、２ｍｍ下、３ｍｍ下をグラインダーで順次
研削した後、浸透探傷試験により割れの有無を調べた。
図４において、ｔは板厚で１２ｍｍである。
【００４５】溶接作業性試験は、図４のＴ字継手の試験
板を用いた水平すみ肉及び立向溶接及び図５の突合わせ
継手を用いた下向溶接で実施した。図４、図５のｔは板
厚で２０ｍｍ、ｇはルート間隔で１２ｍｍ、θは開先角
度で４５゜である。
板を用いた水平すみ肉及び立向溶接及び図５の突合わせ
継手を用いた下向溶接で実施した。図４、図５のｔは板
厚で２０ｍｍ、ｇはルート間隔で１２ｍｍ、θは開先角
度で４５゜である。
【００４６】溶着金属の引張試験片は、図５の試験板に
下向溶接した後、図６の要領でＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ
１号を採取した。また、衝撃試験片は、図７の要領でＪ
ＩＳ Ｚ３１１１ ４号を採取した。溶着金属の分析試
料は図４、図５の溶接金属から採取した。
下向溶接した後、図６の要領でＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ
１号を採取した。また、衝撃試験片は、図７の要領でＪ
ＩＳ Ｚ３１１１ ４号を採取した。溶着金属の分析試
料は図４、図５の溶接金属から採取した。
【００４７】なお、ワイヤは表１に示す化学成分のパイ
プ及びフープを外皮材とし、外径２．４〜１４ｍｍ、肉
厚０．４〜１．４ｍｍの管内部にフラックスを所定量充
填してから、０．８〜１．２ｍｍの製品径に至る伸線工
程の途中で、ワイヤの減面率が２０〜７０％の範囲内の
時、加工硬化した外皮を軟化させるために焼鈍（１１０
０℃×１〜６回）した。
プ及びフープを外皮材とし、外径２．４〜１４ｍｍ、肉
厚０．４〜１．４ｍｍの管内部にフラックスを所定量充
填してから、０．８〜１．２ｍｍの製品径に至る伸線工
程の途中で、ワイヤの減面率が２０〜７０％の範囲内の
時、加工硬化した外皮を軟化させるために焼鈍（１１０
０℃×１〜６回）した。
【００４８】試験結果を示す表３ないし表１４のフラッ
クス入りワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ１０は本発明であり、Ｗ１
１〜Ｗ３０は比較例である。比較例Ｗ１１はワイヤ中の
フラックスがワイヤ重量比で５％未満のため、必然的に
フラックス中のＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2
Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ2 Ｏの１種又は２種以上か
らなる金属酸化物の合計が５％未満となってアークの安
定性やビード形状が悪くなった。
クス入りワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ１０は本発明であり、Ｗ１
１〜Ｗ３０は比較例である。比較例Ｗ１１はワイヤ中の
フラックスがワイヤ重量比で５％未満のため、必然的に
フラックス中のＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2
Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ2 Ｏの１種又は２種以上か
らなる金属酸化物の合計が５％未満となってアークの安
定性やビード形状が悪くなった。
【００４９】比較例Ｗ１２はワイヤ中のフラックス充填
率が４０％を超えるため、断線が多発しワイヤ製造不可
であった。比較例Ｗ１３はフラックス中の金属弗化物の
Ｆ換算値が０．２％を超え、かつ、炭酸塩のＣＯ2 換算
値が０．２％を超えるため立向姿勢のビード形状が凸に
なり過ぎた。比較例Ｗ１４は外皮中とフラックス中のＴ
ｉ総量が０．３％未満のため立向姿勢のビード形状が凸
になり過ぎた。
率が４０％を超えるため、断線が多発しワイヤ製造不可
であった。比較例Ｗ１３はフラックス中の金属弗化物の
Ｆ換算値が０．２％を超え、かつ、炭酸塩のＣＯ2 換算
値が０．２％を超えるため立向姿勢のビード形状が凸に
なり過ぎた。比較例Ｗ１４は外皮中とフラックス中のＴ
ｉ総量が０．３％未満のため立向姿勢のビード形状が凸
になり過ぎた。
【００５０】比較例Ｗ１５は外皮中とフラックス中のＴ
ｉ総量が２％を超えるため溶接金属の延性や極低温靭性
が低く、高温割れが発生した。比較例Ｗ１６は外皮中と
フラックス中のＭｏ総量が２０％を超えるため溶接金属
の延性や極低温靭性が低かった。比較例Ｗ１７は外皮中
とフラックス中のＭｏ総量が８％未満のため溶接金属に
高温割れが発生した。
ｉ総量が２％を超えるため溶接金属の延性や極低温靭性
が低く、高温割れが発生した。比較例Ｗ１６は外皮中と
フラックス中のＭｏ総量が２０％を超えるため溶接金属
の延性や極低温靭性が低かった。比較例Ｗ１７は外皮中
とフラックス中のＭｏ総量が８％未満のため溶接金属に
高温割れが発生した。
【００５１】比較例Ｗ１８はフラックス中の金属Ｂｉと
Ｂｉ化合物の総量をＢｉに換算した値が０．０５％を超
えるため溶接金属の延性や極低温靭性が低かった。比較
例Ｗ１９はフラックス中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ
2 Ｏ3 ）が多すぎるめ立向姿勢のビード形状が凸になっ
た。比較例Ｗ２０はフラックス中の酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ、ＭｎＯ2 ）が多すぎるめ立向姿勢のビード形状が凸
になった。
Ｂｉ化合物の総量をＢｉに換算した値が０．０５％を超
えるため溶接金属の延性や極低温靭性が低かった。比較
例Ｗ１９はフラックス中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ
2 Ｏ3 ）が多すぎるめ立向姿勢のビード形状が凸になっ
た。比較例Ｗ２０はフラックス中の酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ、ＭｎＯ2 ）が多すぎるめ立向姿勢のビード形状が凸
になった。
【００５２】これに対して本発明のＷ１〜Ｗ１０は、全
姿勢溶接の溶接作業性が良好で溶接金属諸性能も良好で
あった。なお、表４の記号は、−：試験未実施、溶接作
業性評価記号は、非常に良好：◎、良好：○、不良：
×、を意味する。また、溶接金属の引張強さは６９０Ｎ
／ｍｍ2 以上、伸びは３０％以上、2VＥ−１９６℃は４
５Ｊ以上を合格とした。
姿勢溶接の溶接作業性が良好で溶接金属諸性能も良好で
あった。なお、表４の記号は、−：試験未実施、溶接作
業性評価記号は、非常に良好：◎、良好：○、不良：
×、を意味する。また、溶接金属の引張強さは６９０Ｎ
／ｍｍ2 以上、伸びは３０％以上、2VＥ−１９６℃は４
５Ｊ以上を合格とした。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明のＮｉ基合金フラッ
クス入りワイヤは、本発明の構成要件を総て満たすこと
により、立向等全姿勢溶接の溶接作業性や、強度，靭
性，耐高温割れ性等溶接金属性能の向上を可能としたも
のである。本発明により、Ｎｉ基合金を用いる溶接にお
いて作業能率向上と溶接部の品質向上が期待できる。
クス入りワイヤは、本発明の構成要件を総て満たすこと
により、立向等全姿勢溶接の溶接作業性や、強度，靭
性，耐高温割れ性等溶接金属性能の向上を可能としたも
のである。本発明により、Ｎｉ基合金を用いる溶接にお
いて作業能率向上と溶接部の品質向上が期待できる。
【図１】金属弗化物のＦ換算値及びＴｉ量と立向ビード
形状の関係を表す図
形状の関係を表す図
【図２】炭酸塩のＣＯ2量及びＴｉ量と溶接金属の極低
温靭性の関係を表す図
温靭性の関係を表す図
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はフラックス
入りワイヤの各種断面形状を示す模式図
入りワイヤの各種断面形状を示す模式図
【図４】実施例で用いたＴ字継手の試験板形状模式図
【図５】実施例で用いた突合せ継手の試験板形状模式図
【図６】実施例で用いた引張試験片採取位置を示す模式
図
図
【図７】実施例で用いた衝撃試験片採取位置を示す模式
図
図
１ 外皮 ２ フラックス ｔ 板厚 ｇ ルート間隔 θ 開先角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長崎 肇 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 三宅 聰之 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4E084 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 AA07 AA09 AA12 AA17 AA23 AA44 BA01 BA06 BA09 BA11 CA03 CA13 DA10 DA28 FA02 GA04 HA06 HA08
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤにおい
て、Ｎｉ基合金からなる外皮にフラックスが充填率５〜
４０％で充填されており、該フラックスはワイヤ全重量
に対してＴｉＯ2 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、
ＣａＯ、Ｎａ 2 Ｏ、Ｋ2 Ｏの１種又は２種以上からなる
金属酸化物を合計で５〜２０％、金属弗化物をＦ換算で
０．２％未満、炭酸塩をＣＯ2 換算で０．２％未満含
み、かつ、Ｔｉをフラックスおよび外皮の少なくとも一
方にワイヤ全重量に対して０．３〜２％含むことを特徴
とする全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入り
ワイヤ。 - 【請求項２】 さらに、Ｍｏをフラックスおよび外皮の
少なくとも一方にワイヤ全重量に対して８〜２０％含む
ことを特徴とする請求項１に記載の全姿勢溶接性に優れ
たＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 - 【請求項３】 さらに、フラックス中にＢｉまたはＢｉ
化合物をＢｉ換算でワイヤ全重量に対して０．００２〜
０．０５％含むことを特徴とする請求項１または２に記
載の全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワ
イヤ。 - 【請求項４】 さらに、フラックス中にＦｅおよびＭｎ
の酸化物を合計でワイヤ全重量に対して１．２％以下含
むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の全姿
勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158291A JP2000343277A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158291A JP2000343277A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343277A true JP2000343277A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15668406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11158291A Withdrawn JP2000343277A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 全姿勢溶接性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000343277A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008246507A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Kobe Steel Ltd | Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ |
| US7678203B2 (en) | 2005-03-04 | 2010-03-16 | Lincoln Global, Inc. | Welding flux |
| US7727339B2 (en) | 2005-06-06 | 2010-06-01 | Lincoln Global, Inc. | Submerged arc flux |
| EP2308634A1 (en) | 2009-10-07 | 2011-04-13 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Titanium oxide material for welding materials, flux-cored wire, covered electrode, and submerged arc welding flux |
| EP2343149A1 (en) | 2010-01-09 | 2011-07-13 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Flux-cored nickel-based alloy wire |
| WO2015036849A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Lincoln Global, Inc. | Flux cored welding electrode for 5-9% nickel steel |
| JP5763859B1 (ja) * | 2014-11-07 | 2015-08-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ |
| CN107127481A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-09-05 | 安泰科技股份有限公司 | 一种高韧性不锈钢焊条药皮、焊条及其制备方法 |
| JP2018144045A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| CN114845835A (zh) * | 2019-11-29 | 2022-08-02 | 世亚伊萨有限公司 | 镍基合金药芯焊丝 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11158291A patent/JP2000343277A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7678203B2 (en) | 2005-03-04 | 2010-03-16 | Lincoln Global, Inc. | Welding flux |
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| JP2016532565A (ja) * | 2013-09-16 | 2016-10-20 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | ５〜９％ニッケル鋼のためのフラックス入り溶接電極 |
| WO2015036849A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Lincoln Global, Inc. | Flux cored welding electrode for 5-9% nickel steel |
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| CN107127481A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-09-05 | 安泰科技股份有限公司 | 一种高韧性不锈钢焊条药皮、焊条及其制备方法 |
| CN107127481B (zh) * | 2017-03-28 | 2020-02-18 | 安泰科技股份有限公司 | 一种高韧性不锈钢焊条药皮、焊条及其制备方法 |
| CN114845835A (zh) * | 2019-11-29 | 2022-08-02 | 世亚伊萨有限公司 | 镍基合金药芯焊丝 |
| EP4066985A4 (en) * | 2019-11-29 | 2023-08-09 | Esab Seah Corp. | NI-BASED ALLOY CORED WIRE |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |