JP2002205191A - ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 −１７タイプ溶接棒としての特性を保持する
ことができると共に、溶接金属のＳｉ含有量の低減によ
り高温割れを防止することができ、更に気孔欠陥の発生
を防止できるステンレス鋼被覆アーク溶接棒を提供す
る。 【解決手段】 ステンレス鋼被覆アーク溶接棒のステン
レス鋼心線に被覆されている被覆剤は、被覆剤全質量に
対して、金属炭酸塩：ＣＯ_２換算値で２．５乃至１０質
量％、チタン酸化物：ＴｉＯ_２換算値で２５乃至４５質
量％、金属弗化物：Ｆ換算値で１．５乃至７質量％及び
珪酸化合物：ＳｉＯ_２換算値で１５乃至３０質量％を含
有し、更に、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及び酸
化マンガンからなる群から選択された１種又は２種以上
を総量で３乃至１８質量％含有し、金属粉末が３０質量
％以下に規制されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接作業性が優れ
たステンレス鋼被覆アーク溶接棒に関し、特に、ピット
及びブローホール等の耐気孔欠陥性が優れたステンレス
鋼被覆アーク溶接棒に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステンレス鋼被覆アーク溶接棒
（以下、溶接棒ともいう）には、金属炭酸塩とチタン酸
化物とをベースとしたチタニア（ＴｉＯ_２）系（ＪＩ
Ｓ：日本工業規格、及びＡＷＳ：アメリカ溶接協会の規
格では−１６タイプに区分される）に加えて、チタニア
の一部をシリカ（ＳｉＯ_２）に置換したチタニア−シリ
カ系（ＡＷＳ：アメリカ溶接協会の規格では−１７タイ
プに区分される）が多用されている。このうち、−１７
タイプは−１６タイプに比べてアーク力が強く、溶接作
業性が優れていることから、近時、多用されてきてい
る。

【０００３】而して、ステンレス鋼の溶接金属におい
て、Ｓｉは凝固時に粒界に低融点フィルムを形成するた
め、高温割れを起こしやすいことから、Ｓｉの含有量は
できるだけ低い方が望ましい。

【０００４】また、ステンレス鋼被覆アーク溶接棒の気
孔は、一般的に被覆剤の水分量が少ないほど、またシー
ルドガス発生量、即ち、金属炭酸塩が多いほど、更に金
属弗化物が多いほど防止でき、同一水分量では−１６タ
イプ溶接棒より高シリカである−１７タイプ溶接棒の方
が気孔が発生しやすいことは周知のことである。

【０００５】更に、一般的に被覆アーク溶接棒における
被覆の固着には水ガラス（珪酸カリ水溶液、珪酸ソーダ
水溶液又は両者の混合液）を使用するため、製造時に２
００℃以上の高温で焼成した後、大気に放置すると被覆
剤への水分の吸着（以下、吸湿という）が起こり、これ
が原因で気孔欠陥が発生することも周知のことである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時多
用されている−１７タイプ溶接棒は、被覆剤中の多量の
シリカにより、溶接金属へＳｉが還元し、この溶接金属
中のＳｉ含有量が増大して、溶接金属の規格から外れて
しまうという問題点がある。この溶接金属中のＳｉの増
大により、前述のごとく、溶接金属の高温割れが発生す
る虞がある。また、−１７タイプの溶接棒は、大気中に
長時間放置すると、溶接金属に気孔欠陥が発生しやす
い。このため、高温多湿の日本を含む東南アジア等で
は、この−１７タイプの溶接棒は使用しにくいものであ
る。

【０００７】なお、−１７タイプ又は高シリカタイプの
溶接棒は、前述のＡＷＳの他にも、特開昭５７−１３０
７９７号公報に開示されている。しかし、この公報にお
いては、被覆剤の明確な数値限定がなく、また、溶接金
属のＳｉ含有量の低減及び気孔欠陥の改善に関して何ら
言及されていない。

【０００８】従って、アーク特性が良好で溶接作業性に
優れていると共に、Ｓｉ含有量が低く、気孔欠陥が発生
しにくい溶接金属が得られる−１７タイプの溶接棒の開
発が望まれていた。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、−１７タイプ溶接棒としての特性を保持す
ることができると共に、溶接金属のＳｉ含有量の低減に
より高温割れを防止することができ、更に気孔欠陥の発
生を防止できるステンレス鋼被覆アーク溶接棒を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るステンレス
鋼被覆アーク溶接棒は、ステンレス鋼心線を被覆剤で被
覆したステンレス鋼被覆アーク溶接棒において、前記被
覆剤は、被覆剤全質量に対して、金属炭酸塩：ＣＯ_２換
算値で２．５乃至１０質量％、チタン酸化物：ＴｉＯ_２
換算値で２５乃至４５質量％、金属弗化物：Ｆ換算値で
１．５乃至７質量％及び珪酸化合物：ＳｉＯ_２換算値で
１５乃至３０質量％を含有し、更に、酸化鉄、酸化クロ
ム、酸化ニッケル及び酸化マンガンからなる群から選択
された１種又は２種以上を総量で３乃至１８質量％含有
し、金属粉末が３０質量％以下に規制されていることを
特徴とする。

【００１１】この場合に、チタン酸化物、珪酸化合物、
酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガン
は、粒径が３５０μｍ以下のものをこれらの酸化物全質
量に対して８０質量％以上含有し、粒径が１０μｍ以下
の微粒のものをこれらの酸化物全質量に対して１５乃至
４５質量％含有することが好ましい。なお、本発明にお
いては、チタン酸化物、珪酸化合物、酸化鉄、酸化クロ
ム、酸化ニッケル及び酸化マンガンを総称して特定酸化
物という。

【００１２】また、前記特定酸化物を含めて、全ての被
覆剤は、粒径が３５０μｍ以下のものを被覆剤全質量に
対して８０質量％以上含有し、粒径が１０μｍ以下の微
粒を被覆剤全質量に対して１５乃至４５質量％含有する
ことが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るステ
ンレス鋼被覆アーク溶接棒について詳細に説明する。上
述のように、高シリカである−１７タイプ溶接棒は溶接
金属のＳｉ含有量が高くなり過ぎて高温割れを引き起こ
し、且つ気孔欠陥が発生しやすく、健全な溶接金属が得
られないことから、本願発明者等はその改善について種
々検討した。

【００１４】その結果、溶接のような高温において、酸
素との結合がＳｉより弱いＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＭｎ酸
化物の添加が溶接金属のＳｉ増加を抑制するとの知見を
得た。また、被覆剤の全部又は一部の原料の粒径を特定
することにより、乾燥直後は勿論、大気放置後でも安定
した作業性を保持し、且つ気孔欠陥が発生しないという
知見を得た。本発明はこれらの知見を得て完成されたも
のである。

【００１５】本発明の特徴は、溶接金属のＳｉ含有量を
低く抑えるため、高温で酸素との結合力がＳｉより弱い
酸化物を添加すること、更に被覆剤の一部又は全部の原
料の粒径を特定することにより、耐気孔性を改善したこ
とにある。

【００１６】即ち、溶接のような高温において、酸素と
の結合力がＳｉより小さいＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＭｎ酸
化物の添加が溶接金属中のＳｉの増加を抑制する。図１
は横軸に鉄及びマンガン酸化物の総量をとり、縦軸に溶
接金属のＳｉ含有量をとって、鉄酸化物とマンガン酸化
物との総量と溶接金属のＳｉ含有量との関係を示すグラ
フ図である。図１に示す溶接においては、心線径を３．
２ｍｍとし、溶接電流を１０５Ａ（ＡＣ：交流）として
ＪＩＳ Ｚ３２２１に規定されている溶接条件により溶
接したものである。図１に示すように、酸化物の総量が
３質量％未満では、溶接金属中のＳｉ含有量が高いが、
酸化物の総量が３質量％以上であると溶接金属中のＳｉ
含有量が低下し、溶接金属中のＳｉ含有量を抑制する効
果が十分に得られる。しかし、酸化物の総量が１８質量
％を超えると、スラグの剥離性が劣化する。このため、
酸化物の総量は３乃至１８質量％とする。他のＣｒ及び
Ｎｉ酸化物についても同様であり、結局、酸化鉄、酸化
クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガンの総量を３乃至
１８質量％とすることにより、溶接金属のＳｉ含有量を
低減することができる。

【００１７】一方、被覆剤をステンレス鋼心線に被覆す
るときの塗装性を向上させるためには、被覆剤原料の粒
径が３５０μｍ以下のものが被覆剤全質量に対して８０
質量％以上であることが有効である。

【００１８】更に、原料の粒径が１０μｍ以下の微粒
は、被覆剤の混練及び塗装に必要な水ガラス量を減少さ
せて吸湿量を低下させる効果があるので、大気放置後の
気孔欠陥の発生を抑制することができる。更にまた、こ
のような微粒は被覆剤中に均一に分散してアークを安定
にし、アーク力を増す働きがあるので、溶融金属の撹拌
が十分に行われて気孔が溶融金属から浮上しやすくな
り、欠陥発生を防止する作用がある。

【００１９】図２は横軸に粒径が１０μｍ以下の原料
（酸化チタン及び長石）の含有量をとり、縦軸にビード
長１００ｍｍ以内に発生したピット数（個）をとって、
粒径が１０μｍ以下の酸化チタン及び長石の微粒の添加
量を変えてシングルビードに発生したピット数を測定し
たものを示す。図２に示す溶接においては、直径が３．
２ｍｍの溶接棒を温度３０℃、相対湿度が８０％の条件
で４時間放置して吸湿させ、板厚が６ｍｍのＳＵＳ３０
４の母材を使用して、溶接電流が１０５Ａ（ＡＣ）の条
件で、水平板の上に垂直板を立てて、水平すみ肉溶接し
たものである。図２に示すように、微粒の含有量が１５
質量％未満ではピットの発生を防止できないことがある
が、１５質量％以上では、ピット数が０になっている。
逆に、微粒の含有量が４５質量％を超えると、高温焼成
時に被覆が割れてしまうことがある。このため、微粒の
含有量は１５乃至４５質量％とすることが好ましい。

【００２０】なお、図２のデータは特定酸化物のうち、
酸化チタン及び長石についてのものであるが、その他の
酸化物、即ち、長石以外の珪砂等の珪酸化合物、又は酸
化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガンの粒
径を規定しても同様の効果が得られる。この場合は、チ
タン酸化物、珪酸化合物、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニ
ッケル及び酸化マンガンからなる特定酸化物の総量に対
する粒度の割合を規定する必要がある。

【００２１】また、図２は特定酸化物の粒度に関するデ
ータであるが、この特定酸化物について得られた結果
は、被覆剤全体の粒度構成を規制した場合にも該当し、
特定酸化物のみでなく、被覆剤全体の粒度を１０μｍ以
下の微粒が被覆剤全質量に対して１５乃至４５質量％と
することにより、耐気孔性をより安定して向上させるこ
とができる。

【００２２】なお、図１及び２の説明における粒径とは
ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ社製のレーザ回折式粒度分布測
定装置により測定したものである。

【００２３】以下、本発明のステンレス鋼被覆アーク溶
接棒の組成及び数値限定理由について説明する。

【００２４】金属炭酸塩：ＣＯ_２換算値で２．５乃至１
０質量％ 金属炭酸塩の配合は、アーク中で分解してＣＯ_２ガスを
発生し溶融金属を大気から遮断する作用及びスラグの塩
基度を高めて溶接金属のＳ又はＯ等を抑えて清浄度を上
げる作用がある。被覆剤全質量に対してＣＯ_２換算値で
金属炭酸塩の含有量が２．５質量％未満では、この働き
が不十分である。逆に、被覆剤全質量に対してＣＯ_２換
算値で金属炭酸塩の含有量が１０質量％を超えると、ア
ーク力が低下して溶接作業性が劣化する。従って、被覆
剤全質量に対してＣＯ_２換算値で金属炭酸塩の含有量は
２．５乃至１０質量％とする。なお、金属炭酸塩には、
石灰石、炭酸バリウム、炭酸マンガン、炭酸ソーダ、炭
酸マグネシウム及び炭酸リチウム等がある。

【００２５】チタン酸化物：ＴｉＯ_２換算値で２５乃至
４５質量％ チタン酸化物の配合は、アークを安定にし、スラグの流
動性、被包性及び剥離性を良好にし、ビード外観及びビ
ード形状を良好にする。被覆剤全質量に対してチタン酸
化物の含有量がＴｉＯ_２換算値で２５質量％未満では、
この効果が得られない。逆に、被覆剤全質量に対してチ
タン酸化物の含有量がＴｉＯ_２換算値で４５質量％を超
えると、スラグの流動性がなくなり、スパッタが増え
る。従って、被覆剤全質量に対してチタン酸化物の含有
量はＴｉＯ_２換算値で２５乃至４５質量％とする。な
お、チタン酸化物としては、ルチル、酸化チタン、イル
ミナイト、チタン酸カリ及びチタン酸カルシウム等があ
る。

【００２６】金属弗化物：Ｆ換算値で１．５乃至７質量
％ 金属弗化物の配合は、スラグの流動性を確保してビード
形状を良好にすると共に、ピットの発生を防止する作用
がある。被覆剤全質量に対して金属弗化物の含有量がＦ
換算値で１．５質量％未満では、この作用が不十分であ
る。逆に、被覆剤全質量に対して金属弗化物の含有量が
Ｆ換算値で７質量％を超えると、アークが不安定にな
り、スラグの剥離性が劣化する。従って、被覆剤全質量
に対して金属弗化物の含有量はＦ換算値で１．５乃至７
質量％とする。なお、金属弗化物としては、蛍石、氷晶
石、弗化マグネシウム、弗化ソーダ、弗化アルミニウ
ム、弗化バリウム、弗化リチウム及び弗化カリ等があ
る。

【００２７】珪酸化合物：ＳｉＯ_２換算値で１５乃至３
０質量％ 珪酸化合物は、アーク中の溶滴の移行を小粒にして、所
謂−１７タイプ溶接棒の特徴であるスプレーアーク化す
るのに必須であり、且つスラグの粘性を調節してビード
形状を良好にする作用がある。被覆剤全質量に対して珪
酸化合物の含有量がＳｉＯ_２換算値で１５質量％未満で
は、この作用が得られない。逆に、被覆剤全質量に対し
て珪酸化合物の含有量がＳｉＯ_２換算値で３０質量％を
超えると、スラグの剥離性が劣化する。従って、被覆剤
全質量に対して珪酸化合物の含有量はＳｉＯ_２換算値で
１５乃至３０質量％にする。より好ましい珪酸化合物の
含有量は被覆剤全質量に対してＳｉＯ_２換算値で１６乃
至２５質量％である。なお、珪酸化合物としては長石、
珪砂、珪灰石、マイカ、タルク、カオリン、珪酸ソー
ダ、珪酸カリ及び珪酸リチウム等がある。

【００２８】酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及び酸
化マンガンからなる群から選択された１種又は２種以
上：総量で３乃至１８質量％ 図１に示すように、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル
及び酸化マンガンの酸化物の合計が総量で３質量％未満
では、Ｓｉ増加を抑制する効果を十分に得られない。一
方、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガ
ンが総量で１８質量％を超えると、スラグの剥離が劣化
する。このため、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケル及
び酸化マンガンからなる群から選択された１種又は２種
以上の含有量は総量で３乃至１８質量％とする。

【００２９】金属粉末：３０質量％以下 金属粉末はＦｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｔｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｍ
ｎ，Ａｌ及びＭｇ等の脱酸剤を添加する他に、使用する
心線の成分と目的とする溶接金属の成分により、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ又はこれらの鉄合金を添加することに
より被覆剤中に含有させることができる。脱酸剤は溶接
金属の酸素量を下げて延性及び靭性を改善する効果があ
る。脱酸剤以外のその他の金属粉末は成分調整のために
添加される。これらの金属粉末の含有量が３０質量％を
超えると、溶接時の心線による発熱で保護筒が軟化する
所謂棒焼けが発生する。このため、金属粉末の含有量は
３０質量％以下に規制する。

【００３０】チタン酸化物、珪酸化合物、酸化鉄、酸化
クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガンからなる特定酸
化物の粒度構成：粒径が３５０μｍ以下のものをこれら
の酸化物全質量に対して８０質量％以上含有し、且つ粒
径が１０μｍ以下の微粒のものをこれらの酸化物全質量
に対して１５乃至４５質量％含有 前述のごとく、被覆剤の塗装性を向上させるために、上
述の特定酸化物において、粒径が３５０μｍ以下のもの
の含有量が被覆剤全質量に対して８０質量％以上である
ことが有効である。また、図２に示すように、この特定
酸化物のうち、粒径が１０μｍ以下のものの含有量を１
５質量％以上とすることにより、ピットの発生を防止で
きる。一方、粒径が１０μｍ以下のものの含有量が４５
質量％を超えると、高温焼成時に被覆が割れてしまうこ
とがある。このため、粒径が１０μｍ以下ものの含有量
は１５乃至４５質量％とすることが好ましい。

【００３１】被覆剤の粒度構成：粒径が３５０μｍ以下
のものを被覆剤全質量に対して８０質量％以上含有し、
且つ粒径が１０μｍ以下の微粒を被覆剤全質量に対して
１５乃至４５質量％含有 特定酸化物以外の被覆剤全体においても、被覆剤の塗装
性を向上させるために、粒径が３５０μｍ以下のものの
含有量が被覆剤全質量に対して８０質量％以上であるこ
とが有効である。また、被覆剤全体においても、粒径が
１０μｍ以下のものの含有量を１５質量％以上とするこ
とにより、ピットの発生を防止できる。一方、粒径が１
０μｍ以下のものの含有量が４５質量％を超えると、高
温焼成時に被覆が割れてしまうことがある。このため、
被覆剤全体において、粒径が１０μｍ以下ものの含有量
は１５乃至４５質量％とすることが好ましい。

【００３２】本発明の被覆剤の構成は以上のとおりであ
るが、更に、アークの安定性及びスラグの特性を変更す
るため、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ及びＺ
ｒ_２Ｏ_３等をその合計が１５質量％以下となるように添
加しても、本発明の溶接棒の特性は本発明の目的を損な
うものではない。

【００３３】次に、本発明におけるステンレス鋼心線に
ついて説明する。本発明の心線は、ＪＩＳ Ｚ３２２１
及びＡＷＳ Ａ５．４に規定されているＣｒ−Ｎｉ系又
はＣｒ系ステンレス鋼溶着金属が得られることを前提と
した心線である。また、本発明のステンレス鋼被覆アー
ク溶接棒は被覆率が２５乃至５５％であることが望まし
い。被覆率が２５％未満では、保護筒の形成が不十分で
ある虞がある。一方、被覆率が５５％を超えると、乾燥
割れが発生し、生産性が低下する虞がある。被覆率と
は、溶接棒全質量あたりの被覆剤の質量の百分率（％）
のことである。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の特許請求の範囲に入る実施例
について、その特性を本発明の範囲から外れる比較例と
比較して具体的に説明する。先ず、本実施例のステンレ
ス鋼被覆アーク溶接棒の製造方法について説明する。始
めに、ステンレス鋼心線と被覆剤とを準備する。被覆剤
に水ガラス（珪酸カリ、珪酸ソーダ及び珪酸リチウムの
１種又は２種以上の混合水溶液）等の適当な固着剤を添
加して混練した後、この被覆剤を心線に被覆する。その
後、被覆心線を２００乃至４００℃の範囲の温度で１時
間程度乾燥させて焼成する。これにより、ステンレス鋼
被覆アーク溶接棒が得られる。

【００３５】第１実施例 下記表１及び２は実施例及び比較例に使用するステンレ
ス鋼心線の組成を示す。ステンレス鋼心線は直径が３．
２ｍｍ、長さが３５０ｍｍである。また、下記表３乃至
８は心線と被覆剤との組み合わせ並びに被覆剤の組成及
び原料の組み合わせを示す。なお、下記表３乃至８に示
す「−」は添加されていないことを示す。また、下記表
６乃至８に示す「Ｆｅ−４５％Ｓｉ」はＦｅがＳｉを４
５質量％含有していることを示しており、他の元素につ
いても同じである。なお、本実施例のステンレス鋼被覆
アーク溶接棒は被覆径が５．７ｍｍであり、被覆率が４
１％である。

【００３６】これらの溶接棒を使用して後述する各溶接
条件で溶接し、溶接作業性の評価及びピット試験を行
い、溶接金属のＳｉ含有量を測定した。溶接作業性につ
いては、板厚が６ｍｍのＳＵＳ３０４の板材を溶接電流
が１０５Ａ（ＡＣ）の条件で水平すみ肉溶接を行った。
ピット試験については、供試溶接棒を温度１５０℃で１
時間再乾燥させた後、３０℃の温度で相対湿度が８０％
の雰囲気で４時間吸湿させて行った。そして、板厚が６
ｍｍのＳＵＳ３０４の板材を溶接電流が１０５Ａ（Ａ
Ｃ）の条件で水平すみ肉溶接を行った。なお、このピッ
ト試験では、各供試溶接棒を夫々４本使用した。また、
溶接金属のＳｉ含有量はＪＩＳ Ｚ３２２１に規定され
た方法により測定した。下記表９に溶接作業性、ピット
試験及び溶接金属のＳｉ含有量の試験結果を示す。

【００３７】溶接作業性の評価は、優秀であったものを
◎とし、良好であったものを○とし、不良であったもの
を×とした。ピット試験の評価は、評価ビード長を２０
０ｍｍとし、試験した供試溶接棒において４本ともピッ
トがビード全般にないものを◎とし、４本のうち１乃至
３本にピットがビード全般になく、残りにピットがビー
ド先端のみに発生したものを◎〜○とし、４本ともピッ
トがビード先端のみに発生したものを○とし、４本とも
ピットがビード全般に発生したものを×とした。また、
溶接金属のＳｉ含有量の評価はＪＩＳ及びＡＷＳ規格の
上限値０．９０質量％に対して、この上限値以下のもの
を○とし、その上限値を超えるものを×とした。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】

【表６】

【００４４】

【表７】

【００４５】

【表８】

【００４６】

【表９】

【００４７】上記表９に示すように、実施例No.１乃至
８はいずれも溶接作業性、ピット試験及び溶接金属のＳ
ｉ含有量において良好な結果を得ることができた。一
方、比較例No.９は金属炭酸塩の含有量がＣＯ_２換算値
で本発明の下限値（２．５質量％）未満であるため、シ
ールドが不十分でピットが発生した。比較例No.１０は
金属炭酸塩の含有量がＣＯ_２換算値で本発明の上限値
（１０質量％）を超えているため、アーク力が不足し、
スラグが邪魔をして溶接が困難であった。比較例No.１
１はチタン酸化物の含有量がＴｉＯ_２換算値で本発明の
下限値（２５質量％）未満であるため、アークの安定性
及びスラグの剥離性が劣化した。比較例No.１２はチタ
ン酸化物の含有量がＴｉＯ_２換算値で本発明の上限値
（４５質量％）を超えているため、スパッタの発生量が
極端に増加した。比較例No.１３は金属弗化物の含有量
がＦ換算値で本発明の下限値（１．５質量％）未満であ
るため、スラグの流動性がなくピットが発生した。比較
例No.１４は金属弗化物の含有量がＦ換算値で本発明の
上限値（７質量％）を超えているため、アークが不安定
となり、溶接が困難であった。比較例No.１５は珪酸化
合物がＳｉＯ_２換算値で本発明の下限値（１５質量％）
未満であるため、アークがスプレー化しなかった。比較
例No.１６は珪酸化合物がＳｉＯ_２換算値で本発明の上
限値（３０質量％）を超えているため、スラグの剥離性
が劣化すると共に、溶接金属のＳｉ含有量がＪＩＳ及び
ＡＷＳの規格の上限値を超えた。比較例No.１７は酸化
物の合計が本発明の下限値（３質量％）未満であるた
め、溶接金属のＳｉ含有量がＪＩＳ及びＡＷＳの規格の
上限値を超えた。比較例No.１８は酸化物の合計が本発
明の上限値（１８質量％）を超えているため、スラグの
剥離性が劣化し、溶接が困難であった。比較例No.１９
は金属粉末の合計が本発明の上限値（３０質量％）を超
えているため、溶接中に保護筒が不十分となり、棒焼け
が発生して溶接が困難であった。

【００４８】第２実施例 本実施例は特定酸化物及び被覆剤全体の粒径を加味した
請求項２及び３に関する実施例である。下記表１０乃至
１３に示す組成を有する被覆剤を表１及び２に示す心線
に被覆したステンレス鋼被覆アーク溶接棒を使用し、第
１実施例と同様にして溶接を行い、溶接作業性及びピッ
ト試験を行った。また、被覆アーク溶接棒の生産性につ
いても試験した。この生産性は製品歩留で評価した。こ
の場合、製品歩留（％）とは製品量（ｋｇ）／原材料投
入量（ｋｇ）×１００で求められた値のことであり、心
線も含む溶接棒全体の歩留まりのことである。この結果
を表１４に示す。なお、表１０乃至表１３に示す「−」
は添加されていないことを示す。また、表１２及び１３
の欄に示す「粒径」はＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ社製のレ
ーザ回折式粒度分布測定装置により測定したものであ
る。

【００４９】溶接作業性の評価は、優秀であったものを
◎とし、良好であったものを○とし、不良であったもの
を×とした。ピット試験の評価は、ビード長さ２００ｍ
ｍについて行い、試験した供試溶接棒において４本とも
ピットがビード全般にないものを◎とし、４本のうち１
乃至３本にピットがビード全般になく、残りにピットが
ビード先端のみに発生したものを◎〜○とし、４本とも
ピットがビード先端のみに発生したものを○とし、４本
ともピットがビード全般に発生したものを×とした。

【００５０】

【表１０】

【００５１】

【表１１】

【００５２】

【表１２】

【００５３】

【表１３】

【００５４】

【表１４】

【００５５】上記表１４に示すように、実施例No.２１
乃至２３及び実施例No.２６乃至３０はいずれも請求項
２及び３を満足するものであり、生産性、溶接作業性及
びピット試験の結果が非常に優れていた（◎）。なお、
実施例No.２０は特定酸化物及び被覆剤全体において、
粒径が１０μｍ以下のものの含有量が請求項２及び３の
下限値未満であるため、生産性、溶接作業性及びピット
試験については良好（○）であった。実施例No.２４は
特定酸化物及び被覆剤全体において、粒径が１０μｍ以
下のものの含有量が請求項２及び３の上限値を超えてい
るため、生産性については良好（○）であった。実施例
No.２５は特定酸化物において、粒径が１０μｍ以下の
ものの含有量が請求項２の上限値を超えているため、生
産性については良好（○）であった。実施例No.３１は
特定酸化物において、粒径が１０μｍ以下のものの含有
量が請求項２の下限値未満であるため、溶接作業性につ
いては良好（○）であり、ピット試験については優れて
いた（◎〜○）。実施例No.３２は被覆剤全体におい
て、粒径が１０μｍ以下のものの含有量が請求項３の下
限値未満であるため、溶接作業性については良好（○）
であり、ピット試験については優れていた（◎〜○）。
実施例No.３３は被覆剤全体において、粒径が１０μｍ
以下のものの含有量が請求項３の上限値を超えているた
め、生産性については良好（○）であった。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、先
ず、第１に−１７タイプ溶接棒としての特性を保持する
ために被覆剤の組成を適切に規定し、第２にチタン酸化
物、珪酸化合物、鉄酸化物、酸化クロム、酸化ニッケル
及び酸化マンガンの特定酸化物の組成を規定することに
より、−１７タイプ溶接棒の特性を保持しつつ、溶接金
属のＳｉ含有量の低減化を図って高温割れを防止し、更
に気孔欠陥の発生を防止することができる。また、特定
酸化物の粒度構成を規定することにより、塗装性を向上
させることができる。更に、被覆剤全体の粒度構成を規
定することにより、塗装性を更に一層向上させることが
できると共に、気孔欠陥の発生をより一層防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸に鉄及びマンガン酸化物の総量をとり、縦
軸に溶接金属のＳｉ含有量をとって、鉄酸化物とマンガ
ン酸化物との総量と溶接金属のＳｉ含有量との関係を示
すグラフ図である。

【図２】横軸に粒径が１０μｍ以下の原料（酸化チタン
及び長石）の含有量をとり、横軸にビード長１００ｍｍ
以内に発生したピット数をとって、酸化チタン及び長石
の粒径が１０μｍ以下の微粒の添加量を変えてシングル
ビードに発生したピット数を測定した結果を示すグラフ
図である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E084 AA02 AA03 AA05 AA06 AA17 AA23 BA03 BA06 BA10 BA18 BA23 CA16 DA04 EA04 EA07 GA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス鋼心線を被覆剤で被覆したス
   テンレス鋼被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤は、
   被覆剤全質量に対して、金属炭酸塩：ＣＯ_２換算値で
   ２．５乃至１０質量％、チタン酸化物：ＴｉＯ_２換算値
   で２５乃至４５質量％、金属弗化物：Ｆ換算値で１．５
   乃至７質量％及び珪酸化合物：ＳｉＯ_２換算値で１５乃
   至３０質量％を含有し、更に、酸化鉄、酸化クロム、酸
   化ニッケル及び酸化マンガンからなる群から選択された
   １種又は２種以上を総量で３乃至１８質量％含有し、金
   属粉末が３０質量％以下に規制されていることを特徴と
   するステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
2. 【請求項２】 チタン酸化物、珪酸化合物、酸化鉄、酸
   化クロム、酸化ニッケル及び酸化マンガンは、粒径が３
   ５０μｍ以下のものをこれらの酸化物全質量に対して８
   ０質量％以上含有し、粒径が１０μｍ以下の微粒のもの
   をこれらの酸化物全質量に対して１５乃至４５質量％含
   有することを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼
   被覆アーク溶接棒。
3. 【請求項３】 前記被覆剤は粒径が３５０μｍ以下のも
   のを被覆剤全質量に対して８０質量％以上含有し、粒径
   が１０μｍ以下の微粒を被覆剤全質量に対して１５乃至
   ４５質量％含有することを特徴とする請求項１又は２に
   記載のステンレス鋼被覆アーク溶接棒。