JP2002001580A - オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼溶接用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、ステンレス鋼の溶接時
に多量発生するスパッタ量を減少させて溶着金属の飛び
散りすぎを防止すると同時に、ビードが垂れる現象を抑
制し、高温割れを防止できるステンレス鋼溶接用フラッ
クス入りワイヤを提供する。 【解決手段】 本発明の溶接用フラックス入りワ
イヤは、Ｃ≦０．０３ｗｔ％、Ｎ≦０．０２ｗｔ％の組
成である１８−８ステンレス鋼をシードとしてシード内
に充填されるフラックスの成分組成が、溶接用ワイヤの
全体重量に対して、酸化物換算量として０．０５〜１．
０％のアルカリ金属化合物と、フッ素換算量として０．
０８％以下の金属フッ化物と、０．１％以下のＢｉ酸化
物と、０．１〜１．８％のＭｎと、２．０〜４．０％の
Ｃｒと、０．５〜３．０％のＳｉＯ ２と、０．１〜２．
０％のＡｌ２Ｏ３と、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／ＳｉＯ
２の比が０．８〜１．６であるＴｉＯ２及びＺｒＯ２と
からなると共に、シード内に充填される前記フラックス
の重量が溶接用ワイヤの全体重量の１５〜３５％となる
ことにその技術的特徴がある。
に多量発生するスパッタ量を減少させて溶着金属の飛び
散りすぎを防止すると同時に、ビードが垂れる現象を抑
制し、高温割れを防止できるステンレス鋼溶接用フラッ
クス入りワイヤを提供する。 【解決手段】 本発明の溶接用フラックス入りワ
イヤは、Ｃ≦０．０３ｗｔ％、Ｎ≦０．０２ｗｔ％の組
成である１８−８ステンレス鋼をシードとしてシード内
に充填されるフラックスの成分組成が、溶接用ワイヤの
全体重量に対して、酸化物換算量として０．０５〜１．
０％のアルカリ金属化合物と、フッ素換算量として０．
０８％以下の金属フッ化物と、０．１％以下のＢｉ酸化
物と、０．１〜１．８％のＭｎと、２．０〜４．０％の
Ｃｒと、０．５〜３．０％のＳｉＯ ２と、０．１〜２．
０％のＡｌ２Ｏ３と、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／ＳｉＯ
２の比が０．８〜１．６であるＴｉＯ２及びＺｒＯ２と
からなると共に、シード内に充填される前記フラックス
の重量が溶接用ワイヤの全体重量の１５〜３５％となる
ことにその技術的特徴がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーステナイト系
ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関し、より
詳細には、オーステナイト系ステンレス鋼溶接時、スパ
ッタ（ｓｐａｔｔｅｒ）発生量を減少させることにより
立て向きの溶接時における溶接金属が垂れない安定した
溶接を実施でき、高温でも安定した溶接部を形成させる
ことができるオーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラ
ックス入りワイヤに関する。
ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関し、より
詳細には、オーステナイト系ステンレス鋼溶接時、スパ
ッタ（ｓｐａｔｔｅｒ）発生量を減少させることにより
立て向きの溶接時における溶接金属が垂れない安定した
溶接を実施でき、高温でも安定した溶接部を形成させる
ことができるオーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラ
ックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼は、鋼にＣｒを添加して耐
食性を著しく向上させた一種の合金鋼であって、その組
成によってはＣｒ系とＣｒ−Ｎｉ系に大別され、金属組
織によってはマルテンサイト系、フェライト系、オース
テナイト系、オーステナイト−フェライト系及び析出硬
化系の５種に分類される。
食性を著しく向上させた一種の合金鋼であって、その組
成によってはＣｒ系とＣｒ−Ｎｉ系に大別され、金属組
織によってはマルテンサイト系、フェライト系、オース
テナイト系、オーステナイト−フェライト系及び析出硬
化系の５種に分類される。
【０００３】オーステナイト系ステンレス鋼（以下“ス
テンレス鋼”という）は、組成の側面からみればＣｒ−
Ｎｉ系であり、代表的なものとしては経済性の優れた１
８％Ｃｒ−８％Ｎｉの１８−８ステンレス鋼がある。こ
れから改良されて各種鋼が開発されつつある。
テンレス鋼”という）は、組成の側面からみればＣｒ−
Ｎｉ系であり、代表的なものとしては経済性の優れた１
８％Ｃｒ−８％Ｎｉの１８−８ステンレス鋼がある。こ
れから改良されて各種鋼が開発されつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐食性
が優れて産業全般にわたって広く使用されている前記ス
テンレス鋼は全般的に溶接性が劣るという短所がある。
よって、ステンレス鋼の溶接に適合するように溶接用ワ
イヤの改良を通して溶接部の不良はある程度改善した
が、溶接時に多量発生するスパッタは次のような問題を
引き起こしている。
が優れて産業全般にわたって広く使用されている前記ス
テンレス鋼は全般的に溶接性が劣るという短所がある。
よって、ステンレス鋼の溶接に適合するように溶接用ワ
イヤの改良を通して溶接部の不良はある程度改善した
が、溶接時に多量発生するスパッタは次のような問題を
引き起こしている。
【０００５】すなわち、多量発生するスパッタによって
非溶接部にも溶接金属が相当量飛び散って付着する。よ
って、溶接完了後、飛び散って付着された溶着金属を除
去するには、グラインディングや研削などの不要の後続
作業を要することになり作業性を劣化させ、かつ、立て
向きの姿勢が必要な溶接ではビードが垂れやすくなり、
ビード外観不良及び連続的な溶接を行いにくくなる。
非溶接部にも溶接金属が相当量飛び散って付着する。よ
って、溶接完了後、飛び散って付着された溶着金属を除
去するには、グラインディングや研削などの不要の後続
作業を要することになり作業性を劣化させ、かつ、立て
向きの姿勢が必要な溶接ではビードが垂れやすくなり、
ビード外観不良及び連続的な溶接を行いにくくなる。
【０００６】前記問題点を解決するためには、Ｂｉを含
む物質を溶接用ワイヤを構成するフラックスに添加する
方法があるが、これは溶接部の高温割れに対する敏感性
を増加させるという問題がある。
む物質を溶接用ワイヤを構成するフラックスに添加する
方法があるが、これは溶接部の高温割れに対する敏感性
を増加させるという問題がある。
【０００７】したがって、本発明の目的は、ステンレス
鋼の溶接時に多量発生するスパッタ量を減少させて溶着
金属の飛び散りすぎを防止すると同時に、ビードが垂れ
る現象を抑制し、高温割れを防止できるステンレス鋼溶
接用フラックス入りワイヤを提供することにある。
鋼の溶接時に多量発生するスパッタ量を減少させて溶着
金属の飛び散りすぎを防止すると同時に、ビードが垂れ
る現象を抑制し、高温割れを防止できるステンレス鋼溶
接用フラックス入りワイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、ス
テンレス鋼で製造されたパイプ型シード（ｓｈｅａｔ
ｈ）内にアルカリ金属化合物、金属フッ化物、Ｓｉ
Ｏ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃｒなどが含
有されたフラックスを、フラックス入り溶接用ワイヤの
全体重量に対して１５〜３５％となるように充填するこ
とにより達成される。
テンレス鋼で製造されたパイプ型シード（ｓｈｅａｔ
ｈ）内にアルカリ金属化合物、金属フッ化物、Ｓｉ
Ｏ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｃｒなどが含
有されたフラックスを、フラックス入り溶接用ワイヤの
全体重量に対して１５〜３５％となるように充填するこ
とにより達成される。
【０００９】このとき、フラックス量を溶接ワイヤの全
体重量に対して１５〜３５％とするのは、フラックス量
が１５％未満の場合、ビード外面を覆うスラグの生成量
が不足になり、３５％超過の場合、溶接送給中に溶接用
ワイヤがフラックス自身の重さによって曲がりやすくな
り送給性が劣るためである。
体重量に対して１５〜３５％とするのは、フラックス量
が１５％未満の場合、ビード外面を覆うスラグの生成量
が不足になり、３５％超過の場合、溶接送給中に溶接用
ワイヤがフラックス自身の重さによって曲がりやすくな
り送給性が劣るためである。
【００１０】前記の本発明の溶接用ワイヤのフラックス
は、溶接用ワイヤの全体重量に対して、酸化物換算量と
して０．０５〜１．０％のアルカリ金属化合物と、フッ
素換算量として０．０８％以下の金属フッ化物と、０．
１％以下のＢｉ酸化物と、０．１〜１．８％のＭｎと、
２．０〜４．０％のＣｒと、０．５〜３．０％のＳｉＯ
２と、０．１〜２．０％のＡｌ２Ｏ３と、（ＴｉＯ２＋
ＺｒＯ２）／ＳｉＯ２の比が０．８〜１．６であるＴｉ
Ｏ２及びＺｒＯ２とからなることを特徴とする。
は、溶接用ワイヤの全体重量に対して、酸化物換算量と
して０．０５〜１．０％のアルカリ金属化合物と、フッ
素換算量として０．０８％以下の金属フッ化物と、０．
１％以下のＢｉ酸化物と、０．１〜１．８％のＭｎと、
２．０〜４．０％のＣｒと、０．５〜３．０％のＳｉＯ
２と、０．１〜２．０％のＡｌ２Ｏ３と、（ＴｉＯ２＋
ＺｒＯ２）／ＳｉＯ２の比が０．８〜１．６であるＴｉ
Ｏ２及びＺｒＯ２とからなることを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記フラックスの組成と
共に、フラックス入りステンレス鋼シードとしては、Ｃ
≦０．０３ｗｔ％、Ｎ≦０．０２ｗｔ％の組成である１
８−８ステンレス鋼を使用することを特徴とする。
共に、フラックス入りステンレス鋼シードとしては、Ｃ
≦０．０３ｗｔ％、Ｎ≦０．０２ｗｔ％の組成である１
８−８ステンレス鋼を使用することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の溶接用ワイヤを構成する
フラックス成分等の役割は次の通りである。本発明の溶
接用ワイヤのフラックスに含有されるアルカリ金属化合
物は、炭酸塩とフッ化物を除いたものとしてアーク安定
化のための成分であり、その含量が０．０５％未満の場
合は効果が少なく、１．０％超過の場合は耐吸湿性が劣
る。このようなアルカリ金属化合物としてはチタン酸カ
リウム、チタン酸ナトリウムなどのチタン酸塩が望まし
い。
フラックス成分等の役割は次の通りである。本発明の溶
接用ワイヤのフラックスに含有されるアルカリ金属化合
物は、炭酸塩とフッ化物を除いたものとしてアーク安定
化のための成分であり、その含量が０．０５％未満の場
合は効果が少なく、１．０％超過の場合は耐吸湿性が劣
る。このようなアルカリ金属化合物としてはチタン酸カ
リウム、チタン酸ナトリウムなどのチタン酸塩が望まし
い。
【００１３】金属フッ化物はスラグ形成剤として溶接金
属を被包し、良好なビード形状を形成し、溶接ガスを減
少させるために添加されるが、これはスパッタ発生に大
きく悪影響を及ぼすため、できるだけ少量を含有するこ
とが望ましく、実際にフッ素換算量として０．０８％ま
では使用可能である。
属を被包し、良好なビード形状を形成し、溶接ガスを減
少させるために添加されるが、これはスパッタ発生に大
きく悪影響を及ぼすため、できるだけ少量を含有するこ
とが望ましく、実際にフッ素換算量として０．０８％ま
では使用可能である。
【００１４】Ｂｉ酸化物はスラグの剥離性を改善する効
果があるが、０．１％を超過すると溶接割れに対する感
受性が大きくなり高温クリープ（ｃｒｅｅｐ）性を低下
させる。
果があるが、０．１％を超過すると溶接割れに対する感
受性が大きくなり高温クリープ（ｃｒｅｅｐ）性を低下
させる。
【００１５】Ｍｎは溶接金属に対する脱酸効果を得るた
めのもので、０．１％未満では前記効果が得られず、
１．８％を超過すれば溶接金属の軟性を劣化させる。
めのもので、０．１％未満では前記効果が得られず、
１．８％を超過すれば溶接金属の軟性を劣化させる。
【００１６】Ｃｒは溶接金属の高温強度を向上させるた
めに添加されるもので、２．０％未満では高温における
耐酸化性が低下し、４．０％を超過すれば溶接金属の靭
性が減少して脆性が強くなる。
めに添加されるもので、２．０％未満では高温における
耐酸化性が低下し、４．０％を超過すれば溶接金属の靭
性が減少して脆性が強くなる。
【００１７】ＳｉＯ２は代表的なスラグ形成剤であっ
て、スラグの被包性を改善してビード形状を向上させる
役割を果たし、０．５％未満ではその効果が殆どなく、
３．０％を超過すればスラグ粘性が増加してビードが過
度な凸形態で形成される。
て、スラグの被包性を改善してビード形状を向上させる
役割を果たし、０．５％未満ではその効果が殆どなく、
３．０％を超過すればスラグ粘性が増加してビードが過
度な凸形態で形成される。
【００１８】Ａｌ２Ｏ３は溶接金属と母材の融合性を改
善する効果があるが、０．１％未満ではその効果が極小
で、２．０％を超過すればスラグ中に残留するＡｌ２Ｏ
３が増大してスラグの剥離性が劣化する。
善する効果があるが、０．１％未満ではその効果が極小
で、２．０％を超過すればスラグ中に残留するＡｌ２Ｏ
３が増大してスラグの剥離性が劣化する。
【００１９】ＴｉＯ２とＺｒＯ２はスラグ形成剤として
スラグの被包性を改善させ、良好なビード形状の形成に
寄与する成分であり、アーク安定剤としての役割を果た
すことによりアーク集中化を防止してスパッタ発生量を
多少減少させる作用をする。しかし、（ＴｉＯ２＋Ｚｒ
Ｏ２）／ＳｉＯ２の比が０．８未満では前記の効果が得
られず、１．６を超過すればスラグが発生しすぎ、かつ
ビードの形状も不良になる。
スラグの被包性を改善させ、良好なビード形状の形成に
寄与する成分であり、アーク安定剤としての役割を果た
すことによりアーク集中化を防止してスパッタ発生量を
多少減少させる作用をする。しかし、（ＴｉＯ２＋Ｚｒ
Ｏ２）／ＳｉＯ２の比が０．８未満では前記の効果が得
られず、１．６を超過すればスラグが発生しすぎ、かつ
ビードの形状も不良になる。
【００２０】
【実施例】前記の成分と含量から構成される本発明のス
テンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの成分構成と具
体的な溶接特性等に関する事項は、以下の実施例に対す
る詳細な説明によって明確になる。
テンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの成分構成と具
体的な溶接特性等に関する事項は、以下の実施例に対す
る詳細な説明によって明確になる。
【００２１】本発明の実施例のワイヤと比較のための従
来ワイヤのフラックス組成を次の表１に示した。
来ワイヤのフラックス組成を次の表１に示した。
【表１】
【００２２】前記組成のワイヤを用いて次の表２の条件
にて溶接を行い、各溶接金属の成分と機械的性質特性を
表３に示した。
にて溶接を行い、各溶接金属の成分と機械的性質特性を
表３に示した。
【表２】
【表３】 ＊ 屈曲試験はＪＩＳ Ｚ ３１２２、高温割れ試験は
ＪＩＳ Ｚ ３１５３による。 ＊ 試験値は溶接部で発生した割れの長さを示すもの
で、その単位はｍｍである。
ＪＩＳ Ｚ ３１５３による。 ＊ 試験値は溶接部で発生した割れの長さを示すもの
で、その単位はｍｍである。
【００２３】表３から、比較例の場合は裏面屈曲試験と
高温割れ試験で溶接部に割れが発生したことが分かる。
これはＢｉ酸化物の含量がワイヤ全体重量に対して０．
１％を超過して割れ感受性が増加し、高温軟性が低下し
たためである。
高温割れ試験で溶接部に割れが発生したことが分かる。
これはＢｉ酸化物の含量がワイヤ全体重量に対して０．
１％を超過して割れ感受性が増加し、高温軟性が低下し
たためである。
【００２４】本発明の前記実施例と比較例の溶接用ワイ
ヤを使用して実施した立て向きシングルパス（ｓｉｎｇ
ｌｅ ｐａｓｓ）溶接に対する斜視図を図１に示した。
ヤを使用して実施した立て向きシングルパス（ｓｉｎｇ
ｌｅ ｐａｓｓ）溶接に対する斜視図を図１に示した。
【００２５】前記溶接は母材１を“Ｔ”字形で重ねて溶
接トーチ３を水平方向から１０゜程度傾く状態で立て向
きの姿勢に進行する溶接方法であり、シングルパスとは
図１の（ロ）のように溶接トーチの進行方向が連続する
三角形の軌跡を持つように１回溶接するものである。各
ワイヤに対する総合的な溶接作業性は次の表４のようで
あり、このときに発生するヒューム（ｆｕｍｅ）発生量
は図２より、本発明の実施例のワイヤの場合、従来のワ
イヤに比べてヒューム発生量が著しく減少されることが
分かる。
接トーチ３を水平方向から１０゜程度傾く状態で立て向
きの姿勢に進行する溶接方法であり、シングルパスとは
図１の（ロ）のように溶接トーチの進行方向が連続する
三角形の軌跡を持つように１回溶接するものである。各
ワイヤに対する総合的な溶接作業性は次の表４のようで
あり、このときに発生するヒューム（ｆｕｍｅ）発生量
は図２より、本発明の実施例のワイヤの場合、従来のワ
イヤに比べてヒューム発生量が著しく減少されることが
分かる。
【表４】 ＊ ０：良好、 △：普通、×：不良（ビード垂れまた
は流れ） 前記表４から分かるように、比較例１と２の立て向き溶
接性が劣化するのは、両比較例の溶接用ワイヤに含有さ
れたＴｉ、Ｚｒ及びＳｉ酸化物の含有比率である（Ｔｉ
Ｏ２＋ＺｒＯ２）／ＳｉＯ２の比が限定範囲の１．６を
超過して、溶接ビードの形成が不完全で、ビード垂れが
発生するためである。
は流れ） 前記表４から分かるように、比較例１と２の立て向き溶
接性が劣化するのは、両比較例の溶接用ワイヤに含有さ
れたＴｉ、Ｚｒ及びＳｉ酸化物の含有比率である（Ｔｉ
Ｏ２＋ＺｒＯ２）／ＳｉＯ２の比が限定範囲の１．６を
超過して、溶接ビードの形成が不完全で、ビード垂れが
発生するためである。
【００２６】
【発明の効果】以上から説明したように、本発明のステ
ンレス鋼溶接用ワイヤは、ステンレス鋼溶接部の屈曲及
び高温割れを抑制し、ビード垂れの現象を改善すると同
時に、ヒューム発生の減少により立て向き溶接作業性を
向上させる効果がある。
ンレス鋼溶接用ワイヤは、ステンレス鋼溶接部の屈曲及
び高温割れを抑制し、ビード垂れの現象を改善すると同
時に、ヒューム発生の減少により立て向き溶接作業性を
向上させる効果がある。
【図１】立て向き溶接方法を示すもので、（イ）は溶接
部分に対する斜視図であり、（ロ）は溶接トーチの進行
軌跡図である。
部分に対する斜視図であり、（ロ）は溶接トーチの進行
軌跡図である。
【図２】本発明の実施例と比較例のワイヤの溶接ヒュー
ム発生量（ｍｇ）グラフである。
ム発生量（ｍｇ）グラフである。
１ 母材 ２ ビード ３ 溶接トーチ
Claims (1)
- 【請求項１】 オーステナイト系ステンレス鋼溶接用ワ
イヤであって、Ｃ≦０．０３ｗｔ％、Ｎ≦０．０２ｗｔ
％の組成である１８−８ステンレス鋼をシードとして前
記シード内に充填されるフラックスの成分組成が、溶接
用ワイヤの全体重量に対して、酸化物換算量として０．
０５〜１．０％のアルカリ金属化合物と、フッ素換算量
として０．０８％以下の金属フッ化物と、０．１％以下
のＢｉ酸化物と、０．１〜１．８％のＭｎと、２．０〜
４．０％のＣｒと、０．５〜３．０％のＳｉＯ２と、
０．１〜２．０％のＡｌ２Ｏ３と、少量のＴｉＯ２及び
ＺｒＯ２とからなり、前記フラックスの重量は溶接用ワ
イヤの全体重量の１５〜３５％であり、前記少量のＴｉ
Ｏ２及びＺｒＯ２は、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／ＳｉＯ
２の比が０．８〜１．６であることを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000031161A KR100355369B1 (ko) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 오스테나이트계 스테인레스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| KR10-2000-31161 | 2000-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001580A true JP2002001580A (ja) | 2002-01-08 |
Family
ID=19671341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001169272A Pending JP2002001580A (ja) | 2000-06-07 | 2001-06-05 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6559417B2 (ja) |
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