JP2003019595A

JP2003019595A - 低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JP2003019595A
Application number: JP2001207037A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Goto; 明信後藤; Masaru Yamashita; 賢山下
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-21
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP3815984B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間のＰＷＨＴを受けてもフェライトバン
ドの発生が少なく、機械的性能が優れた溶接金属を得る
ことができる低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用
フラックス入りワイヤを提供する。【解決手段】鋼製外皮に充填されたフラックス中にス
ラグ形成剤が含有されており、このスラグ形成剤中に、
Ｎａ化合物、Ｋ化合物及びＬｉ化合物からなる群から選
択された１種又は２種以上、ＴｉＯ_２並びに金属弗化物
を含有し、鋼製外皮とフラックスの一方又は両方に、
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｇを含有する
と共に、Ｖ及び／又はＮｂを含有する。更に、フラック
スにＴｉ及びＶからなる群から選択された少なくとも１
種以上を含有することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力、火力発電
及び石油精製等の各種プラントに使用される低合金耐熱
鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに
関し、特に、長時間の溶接後熱処理（以下、Post Weld
Heat Treatment：ＰＷＨＴという）を受けてもフェライ
トバンドの発生が少ないか、又は完全に抑制されること
から、強度及び靭性の劣化が少ない溶接金属を得ること
ができる低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスシールドアーク溶接用ワイヤには、
ソリッドワイヤとフラックス入りワイヤとがある。特
に、フラックス入りワイヤは、ソリッドワイヤに比較し
てスパッタが少ないこと、ビード外観及びビード形状が
良好であること、更に立向及び上向溶接姿勢においても
溶接作業性が良好であるといった種々の長所を有してい
る。このため、低合金耐熱鋼の分野においてもフラック
ス入りワイヤの適用が進みつつある。一方、低合金耐熱
鋼の溶接部は、残留応力及び残留水素の除去、溶接部の
機械的性質の改善等を目的として、通常、何らかのＰＷ
ＨＴが実施される。このため、低合金耐熱鋼のガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤには、高温高圧
に曝される溶接構造物の使用環境に対応した諸性能と共
に、ＰＷＨＴに対する抵抗性が要求される。

【０００３】しかし、従来の低合金耐熱鋼のガスシール
ドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、長時間のＰＷ
ＨＴを行うと、溶接金属中にフェライトバンドが発生し
て機械的性能が劣化するという問題点がある。具体的に
は、フェライトバンドの発生により溶接金属の強度及び
靭性が劣化してしまう。

【０００４】フェライトバンドは、溶接金属の凝固偏析
とＰＷＨＴ中の炭素移動に起因して発生するものであ
り、フェライトバンドが多量に発生した場合、溶接金属
の強度及び靭性に悪影響を及ぼす。このため、特開平５
−７７０８６号公報には、強力な炭化物形成元素である
Ｎｂ及びＶを同時に添加することにより、炭素移動を抑
制してフェライトバンドの発生を抑制する技術が開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｎｂ及びＶは
フェライトバンドの抑制に有効である反面、靭性を劣化
させる元素でもあり、Ｎｂ及びＶを添加することでフェ
ライトバンドの発生は抑制できても、一方で靭性が劣化
し、結果として、Ｎｂ及びＶの添加は有効な対策ではな
い。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、長時間のＰＷＨＴを受けてもフェライトバ
ンドの発生が少なく、機械的性能が優れた溶接金属を得
ることができる低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接
用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る低合金耐熱
鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
は、鋼製外皮にフラックスを充填してなる低合金耐熱鋼
用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにお
いて、フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、スラグ形
成剤を５．２乃至９．９質量％含有し、前記スラグ形成
剤中に、ワイヤ全質量あたり、Ｎａ化合物（Ｎａ_２Ｏ換
算値）、Ｋ化合物（Ｋ_２Ｏ換算値）及びＬｉ化合物（Ｌ
ｉ_２Ｏ換算値）からなる群から選択された１種又は２種
以上を合計で０．０５乃至１．００質量％、ＴｉＯ_２を
４．８乃至８．２質量％、金属弗化物（Ｆ換算値）を
０．０３乃至０．３５質量％含有し、更に鋼製外皮とフ
ラックスの一方又は両方中に、ワイヤ全質量あたり、Ｃ
を０．０１５乃至０．１５質量％、Ｓｉを０．１０乃至
１．４０質量％、Ｍｎを１．４０乃至２．６０質量％、
Ｎｉを０．００５質量％以上１．０質量％未満、Ｃｒを
０．０１０質量％以上１．０質量％未満、Ｍｏを０．３
０乃至１．２０質量％、Ｍｇを０．２０乃至１．５０質
量％含有すると共に、Ｖ：０．００５乃至０．０４０質
量％及びＮｂ：０．００５乃至０．０５０質量％からな
る群から選択された少なくとも１種を合計で０．００５
乃至０．０９０質量％含有することを特徴する。

【０００８】本発明の低合金耐熱鋼用ガスシールドアー
ク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、更に、ワイヤ
全質量あたり、Ｔｉ：０．００５乃至０．５０質量％及
びＢ：０．０００２乃至０．０１０質量％からなる群か
ら選択された少なくとも１種を含有してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の低合金耐熱鋼用ガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤについて
詳細に説明する。

【００１０】本願発明者等は、前記課題を解決するため
鋭意研究を重ねた結果、フラックス入りワイヤの組成を
以下に示すものとすることによって、溶接作業性が良好
となり、長時間のＰＷＨＴを受けてもフェライトバンド
の発生を抑制でき、良好な機械的性能が得られることを
見出した。

【００１１】即ち、本願発明者等は各種フラックス入り
ワイヤを使用して溶接金属を作成し、フェライトバンド
と溶接作業性、具体的にはアークの安定性との関係を調
査した。その結果、フェライトバンドの発生傾向とアー
クの安定性とは密接に関係しており、アークの安定性が
優れたフラックス入りワイヤで作成した溶接金属ほど、
長時間のＰＷＨＴを受けてもフェライトバンドの発生が
少ない傾向にあることを見出した。これはアークの安定
性が溶融金属の流動性又は撹拌挙動、ひいては溶接金属
の凝固偏析に影響しているためではないかと推測され
る。

【００１２】しかし、アークの安定性を良化したワイヤ
であっても、フェライトバンドの抑制が不十分である場
合があったことから、更にＮｂ又はＶを添加してフェラ
イトバンドとの関係を調査した。その結果、本発明者等
は、アークの安定性を良化したワイヤであれば、Ｎｂ及
びＶを夫々単独添加した場合であっても、フェライトバ
ンドの発生を抑制できることを見出した。更に、アーク
の安定性を良化したワイヤは、靭性に悪影響を及ぼすＮ
ｂ及びＶの添加量を低減できることから、靭性が改善さ
れることも見出した。

【００１３】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものである。以下、本発明の低合金耐熱鋼用ガスシー
ルドアーク溶接用フラックス入りワイヤの組成限定理由
について説明する。なお、本発明のフラックス入りワイ
ヤの組成物の含有量はワイヤ全質量に対する含有量であ
る。

【００１４】スラグ形成剤：５．２乃至９．９質量％本発明において、スラグ形成剤とは非金属成分を指し、
具体的には後述するＴｉＯ_２、金属弗化物、Ｎａ化合
物、Ｋ化合物及びＬｉ化合物の他、スラグ塩基度の調整
並びに融点、粘性及び流動性の微調整のために使用する
Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＣａＯ及びＭｇＯ等
を指す。スラグ形成剤の含有量が５．２質量％未満では
スラグ量が不足してビードの被包性が損なわれ、ビード
外観が劣化する。一方、スラグ形成剤の含有量が９．９
質量％を超えると、スラグ発生量が過剰となり、スラグ
巻き込み・融合不良等の溶接欠陥を引き起こす。更に、
スラグ形成剤は酸化物を主体としていることから、鋼製
外皮と比較して融点が高く、これが過剰に含有される
と、鋼製外皮が先行して溶融し、フラックスが溶けずに
溶融プール内に移行することとなり、溶融金属内部での
撹拌が不均一となって溶接金属の成分偏析が発生する。
これにより、フェライトバンドが生じ、強度及び靭性が
劣化する。このため、スラグ形成剤の含有量は５．２乃
至９．９質量％とする。

【００１５】ＴｉＯ_２：４．８乃至８．２質量％ＴｉＯ_２はスラグ形成剤及びアーク安定剤としてフラッ
クスに添加する。しかし、ＴｉＯ_２の含有量が４．８質
量％未満ではアークの安定性が著しく劣化して溶滴の移
行性が損なわれ、溶接金属に成分偏析が発生してフェラ
イトバンドが生じる。その結果、溶接金属の強度及び靭
性が劣化する。一方、ＴｉＯ_２を８．２質量％を超えて
添加すると、スラグの粘性が過度となり、スラグ巻込み
の原因となるうえ、溶接金属の酸素量が増加して靭性が
劣化する。従って、ＴｉＯ_２の含有量は４．８乃至８．
２質量％とする。

【００１６】Ｎａ化合物（Ｎａ_２Ｏ換算値）、Ｋ化合物
（Ｋ_２Ｏ換算値）及びＬｉ化合物（Ｌｉ_２Ｏ換算値）か
らなる群から選択された１種又は２種以上の合計：０．
０５乃至１．００質量％Ｎａ化合物、Ｋ化合物及びＬｉ化合物は高温アーク中で
イオン化することで、アーク安定剤として作用する。そ
の結果、溶滴移行性がスムーズになり、溶接金属の成分
偏析が抑制されて、フェライトバンドの発生が抑制され
る。この効果はＮａ化合物（Ｎａ_２Ｏ換算値）、Ｋ化合
物（Ｋ_２Ｏ換算値）及びＬｉ化合物（Ｌｉ_２Ｏ換算値）
からなる群から選択された１種又は２種以上の合計が
０．０５質量％未満では得られず、溶接作業性の面では
スパッタ発生量が増大して実用に耐えない。一方、Ｎａ
化合物（Ｎａ_２Ｏ換算値）、Ｋ化合物（Ｋ_２Ｏ換算値）
及びＬｉ化合物（Ｌｉ_２Ｏ換算値）からなる群から選択
された１種又は２種以上の合計が１．００質量％を超え
ると、アーク長が極端に長くなり、溶滴移行性が劣化す
ることから、溶接金属の成分偏析が発生してフェライト
バンドが生じ、強度及び靭性が劣化する。従って、Ｎａ
化合物（Ｎａ_２Ｏ換算値）、Ｋ化合物（Ｋ_２Ｏ換算値）
及びＬｉ化合物（Ｌｉ_２Ｏ換算値）からなる群から選択
された１種又は２種以上の合計は０．０５乃至１．００
質量％とする。なお、本発明において、Ｎａ化合物、Ｋ
化合物及びＬｉ化合物としては、酸化物の他、弗化物も
含む。弗化物の場合は、１価の酸化物に換算してその量
を調整する。

【００１７】金属弗化物（Ｆ換算値）：０．０３乃至
０．３５質量％金属弗化物は、アーク安定剤として作用すると共に、更
に溶融スラグの粘性を調整して被包性を安定化し、ビー
ド形状を整える作用を有する。また、アーク中で解離し
ガス化した弗素ガスが溶融金属の撹拌を促進する結果、
溶融金属からのスラグの浮上及び分離を促進して、溶接
金属の酸素量を低減し、靭性を向上させると共に、溶接
金属の成分偏析も抑えてフェライトバンドの発生を抑制
する効果を有する。しかし、金属弗化物の含有量がＦ換
算値で０．０３質量％未満では、上述の効果が得られな
い。一方、金属弗化物をＦ換算値で０．３５質量％を超
えて添加すると、スラグの流動性が過剰となり、ビード
形状が著しく劣化するうえ、アーク安定性も劣化して溶
滴移行性が損なわれ、溶接金属の成分偏析が発生してフ
ェライトバンドが生じ、強度及び靭性が劣化する。以上
の理由から、金属弗化物の添加量はＦ換算値で０．０３
乃至０．３５質量％とする。なお、弗化物としては、Ｎ
ａＦ、Ｋ_２ＳｉＦ_６、ＣａＦ_２及びＣｅＦ_３等を使用す
る。

【００１８】Ｃ：０．０１５乃至０．１５質量％Ｃは溶接金属の強度と靭性を調整する目的で鋼製外皮又
はフラックスのいずれか一方又は両方に添加する。しか
し、Ｃの含有量が０．０１５質量％未満では強度が不足
する。一方、Ｃの含有量が０．１５質量％を超えると、
溶接金属の強度が過剰となり、靭性が劣化する。従っ
て、Ｃの含有量は０．０１５乃至０．１５質量％とす
る。なお、Ｃをフラックスから添加する場合は、グラフ
ァイト、クロムカーバイト、Ｓｉ−Ｃ、高Ｃ−Ｆｅ−Ｃ
ｒ、高Ｃ−Ｆｅ−Ｍｎ等のＣ単体又は合金類を使用す
る。

【００１９】Ｓｉ：０．１０乃至１．４０質量％Ｓｉは溶接金属の脱酸剤として作用する。また、Ｓｉは
強度と靭性の調整に有効であり、これらの目的で、鋼製
外皮又はフラックスのいずれか一方又は両方にＳｉを添
加する。しかし、Ｓｉの含有量が０．１０質量％未満で
は十分な脱酸効果が得られず、靭性の低下とブローホー
ルの発生を引き起こす。一方、Ｓｉの含有量が１．４０
質量％を超えると、強度が過剰となり靭性が劣化する。
従って、Ｓｉの含有量は０．１０乃至１．４０質量％と
する。なお、Ｓｉをフラックスから添加する場合は、Ｆ
ｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ及びＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ等の
合金類を使用する。

【００２０】Ｍｎ：１．４０乃至２．６０質量％Ｍｎは溶接金属の脱酸剤として作用すると共に、溶接金
属の焼き入れ性を高めて靭性を改善させる効果を有す
る。しかし、Ｍｎの含有量が１．４０質量％未満では十
分な脱酸効果が得られず、靭性の低下とブローホールの
発生を引き起こす。一方、Ｍｎの含有量が２．６０質量
％を超えると、強度が過剰となり、靭性が劣化する。従
って、Ｍｎの含有量は１．４０乃至２．６０質量％とす
る。なお、Ｍｎをフラックスから添加する場合は、金属
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ又はＦｅ−Ｓｉ−Ｍｎ等の金属単体又
は合金類を使用する。

【００２１】Ｎｉ：０．００５質量％以上１．０質量％
未満Ｎｉは溶接金属の焼き入れ性を高めて靭性を改善させる
効果を有する。しかし、Ｎｉの含有量が０．００５質量
％未満では、靭性の改善効果が得られない。一方、Ｎｉ
の含有量が１．０質量％以上では、強度が過剰となり、
靭性が劣化するうえ、耐高温割れ性も劣化する。従っ
て、Ｎｉの含有量は０．００５質量％以上１．０質量％
未満とする。なお、Ｎｉをフラックスから添加する場合
は、金属Ｎｉ又はＮｉ−Ｍｇ等の金属単体又は合金類を
使用する。

【００２２】Ｃｒ：０．０１０質量％以上１．０質量％
未満Ｃｒは溶接金属の強度を確保する効果を有する。しか
し、Ｃｒの含有量が０．０１０質量％未満では強度が確
保できない。一方、Ｃｒを１．０質量％以上添加する
と、強度が過剰となり、靭性が低下する。従って、Ｃｒ
の含有量は０．０１０質量％以上１．０質量％未満とす
る。なお、Ｃｒをフラックスから添加する場合は、金属
Ｃｒ又はＦｅ−Ｃｒ等の金属単体又は合金類を使用す
る。

【００２３】Ｍｏ：０．３０乃至１．２０質量％ＭｏはＣｒと同様に、溶接金属の強度を向上させる作用
を有する。しかし、Ｍｏの含有量が０．３０質量％未満
では十分な効果は得られない。一方、Ｍｏを１．２０質
量％を超えて添加すると、強度が過剰となり、靭性が低
下する。従って、Ｍｏの含有量は０．３０乃至１．２０
質量％とする。なお、Ｍｏをフラックスから添加する場
合は、金属Ｍｏ又はＦｅ−Ｍｏといった金属単体又は合
金類を使用する。

【００２４】Ｍｇ：０．２０乃至１．５０質量％Ｍｇは溶接金属の脱酸剤として添加され、靭性の向上に
寄与する。しかし、Ｍｇの含有量が０．２０質量％未満
では、十分な脱酸効果が得られず、靭性が劣化するう
え、ブローホールの発生を引き起こす。一方、Ｍｇの含
有量が１．５０質量％を超えると、アークの安定性が劣
化すると共に、スパッタ発生量が増加して実用に耐えな
い。更に、アークの安定性が劣化することから溶接金属
の成分偏析が助長され、フェライトバンドが発生して強
度及び靭性が劣化する。従って、Ｍｇの含有量は０．２
０乃至１．５０質量％とする。なお、Ｍｇをフラックス
から添加する場合は、金属Ｍｇ又はＡｌ−Ｍｇ、Ｓｉ−
Ｍｇ及びＮｉ−Ｍｇ等の合金類を使用する。

【００２５】Ｖ：０．００５乃至０．０４０質量％及び
Ｎｂ：０．００５乃至０．０５０質量％からなる群から
選択された少なくとも１種の合計：０．００５乃至０．
０９０質量％Ｎｂ及びＶは強い炭化物形成元素であり、長時間の溶接
後熱処理を行った際の溶接金属の強度及び靭性に悪影響
を及ぼすフェライト粒の粗大化又はフェライトバンドの
発生を抑制する効果を有する。また、溶接金属の強度を
向上させる効果も有する。しかし、Ｎｂ若しくはＶの単
独添加又はＮｂ及びＶの同時添加にかかわらず、Ｎｂ及
びＶの合計の添加量が０．００５質量％未満では、フェ
ライトバンドを抑制する効果が得られず、十分な強度も
得られない。一方、Ｎｂ量が０．０５０質量％を超える
か、Ｖ量が０．０４０質量％を超えるか、又はＮｂ量と
Ｖ量の合計で０．０９０質量％を超えて添加すると、溶
接金属の靭性が劣化する。以上の理由から、Ｖ：０．０
０５乃至０．０４０質量％及びＮｂ：０．００５乃至
０．０５０質量％からなる群から選択された少なくとも
１種を総量で０．００５乃至０．０９０質量％添加す
る。なお、Ｎｂ及びＶの１種又は２種の総量は、より好
ましくは、０．００５乃至０．０８０質量％である。Ｎ
ｂ又はＶをフラックスから添加する場合は、Ｆｅ−Ｎｂ
又はＦｅ−Ｖ等の合金類の他、Ｎｂ_２Ｏ_５又はＶ_２Ｏ_５
等の酸化物の形態で添加することも可能である。

【００２６】Ｔｉ：０．００５乃至０．５０質量％Ｔｉはアーク安定剤として作用すると共に、溶接金属の
脱酸剤として作用する。このため、本発明においては、
必要に応じて、Ｔｉを添加することができる。Ｔｉを添
加する場合、Ｔｉの含有量が０．００５質量％未満では
十分な効果が得られない。一方、Ｔｉを０．５０質量％
を超えて添加すると、強度が過剰となり、靭性が劣化す
る。従って、Ｔｉの含有量は０．００５乃至０．５０質
量％とする。なお、Ｔｉをフラックスから添加する場合
は、金属Ｔｉ又はＦｅ−Ｔｉ等、酸化物以外の形態で添
加する。

【００２７】Ｂ：０．０００２乃至０．０１０質量％Ｂは溶接金属の靭性向上のために、必要に応じて添加す
ることができる。Ｂを添加する場合、Ｂの含有量が０．
０００２質量％未満では十分な効果が得られない。一
方、Ｂを０．０１０質量％を超えて添加すると、強度が
過剰となり靭性が劣化する。従って、Ｂの含有量は０．
０００２乃至０．０１０質量％とする。なお、Ｂをフラ
ックスから添加する場合は、Ｆｅ−Ｂ及びＦｅ−Ｓｉ−
Ｂ等の合金類の他、Ｂ_２Ｏ_３等、酸化物の形態でも添加
することが可能である。

【００２８】シールドガスシールドガスとしては１００％ＣＯ_２ガスの他、Ａｒガ
スとＣＯ_２ガスとの混合ガス、ＡｒガスとＯ_２ガスとの
混合ガス、並びにＡｒガス、ＣＯ_２ガス及びＯ _２ガスの
３種混合ガス等、いずれの組成も使用可能である。ワイ
ヤ断面形状は特に規定されず、合わせ目があってもなく
てもいずれでもよい。フラックス充填率、即ち、上述の
組成のフラックスのワイヤ全質量に対する質量比は特に
規定しないが、ワイヤの生産性、例えば成型及び伸線時
の断線等を考慮すると、フラックスの質量比（充填率）
は１１．０乃至１８．０質量％が好ましい。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の特許請求の範囲に規定した範
囲に入る実施例の低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶
接用フラックス入りワイヤについて、本発明の範囲から
外れる比較例と比較してその効果について説明する。

【００３０】下記表１及び表２に示す鋼製外皮を使用し
て、下記表５乃至表１６に示すフラックス入りワイヤを
製造した。ワイヤの直径は全て１．２ｍｍとした。これ
らのフラックス入りワイヤを使用して下記表３に示す溶
接条件にて溶接金属を作成して各種試験に供した。な
お、使用した鋼板は、ＪＩＳＳＭ４９０Ａ（板厚２０
ｍｍ、４５°Ｖ字開先、ルートギャップ１２ｍｍ）であ
る。この鋼板の開先面は供試ワイヤで２層バタリングさ
れている。なお、溶接金属のみの評価を行うため、母材
希釈の影響を避ける必要上、開先面に供試ワイヤにて肉
盛を行う。このことをバタリングという。一般に２乃至
３層のバタリングで母材希釈はキャンセルされる。下記
表４は試験項目、ＰＷＨＴ条件及び評価基準を示す。そ
して、下記表１７乃至表２５に試験結果を示す。以下、
各ワイヤについて考察する。

【００３１】なお、表１及び表２に示す「＜」は「未
満」であることを示す。また、表４に示す「ＦＣ」とは
「炉冷」を示す。更に、表５乃至表１６に示す数値はワ
イヤ全質量に対する値である。更にまた、表６、表１０
及び表１４に示す「Ｎｂ＋Ｖ」はＮｂとＶとの合計を表
している。また、表２２及び表２５の放射線透過試験結
果の欄に示す「ＨＣ」は「高温割れ」を示し、「ＢＨ」
は「ブローホール」を示し、「ＳＩ」は「スラグ巻込
み」を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【表５】

【００３７】

【表６】

【００３８】

【表７】

【００３９】

【表８】

【００４０】

【表９】

【００４１】

【表１０】

【００４２】

【表１１】

【００４３】

【表１２】

【００４４】

【表１３】

【００４５】

【表１４】

【００４６】

【表１５】

【００４７】

【表１６】

【００４８】

【表１７】

【００４９】

【表１８】

【００５０】

【表１９】

【００５１】

【表２０】

【００５２】

【表２１】

【００５３】

【表２２】

【００５４】

【表２３】

【００５５】

【表２４】

【００５６】

【表２５】

【００５７】ワイヤNo.１乃至２５は本発明の実施例で
ある。これらのワイヤはスラグ形成剤及びＴｉＯ_２の各
量、Ｎａ化合物、Ｋ化合物及びＬｉ化合物の１種又は２
種以上の合計（１価の酸化物としての合計）、金属弗化
物の量（Ｆ換算値）、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ及びＭｇの各量、並びにＮｂ及びＶの１種又は２種の
合計が、いずれも本発明の範囲内に入っており、溶接作
業性、放射線透過試験、フェライトバンドの有無、室温
引張試験及び衝撃試験のいずれも良好かつ所定の性能を
満足するものであった。特に、ワイヤNo.８を除く他の
本発明の実施例ワイヤはＮｂ及びＶの合計がより好まし
い範囲内にあったことから、衝撃性能が良好であった。
更に、ワイヤNo.１乃至３、ワイヤNo.１０乃至２０及び
ワイヤNo.２２乃至２４は、Ｔｉ及びＢの少なくともい
ずれかが、本発明の請求項２の範囲内にあったことか
ら、更に衝撃性能が良好であった。

【００５８】一方、比較例ワイヤNo.２６はＣの含有量
が本発明範囲の下限値０．０１５質量％を下回ってお
り、引張性能が不良（強度不足）となった。

【００５９】比較例ワイヤNo.２７はＣの含有量が本発
明範囲の上限値０．１５質量％を超えており、引張性能
及び衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となっ
た。また、放射線透過試験において、高温割れが確認さ
れた。

【００６０】ワイヤNo.２８はＳｉの含有量が本発明範
囲の下限値０．１０質量％を下回っており、脱酸不足と
なり放射線透過試験においてブローホールが確認され
た。また、衝撃性能が不良（靭性不足）になった。

【００６１】ワイヤNo.２９はＳｉの含有量が本発明範
囲の上限値１．４０質量％を超えており、引張性能及び
衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００６２】ワイヤNo.３０はＭｎの含有量が本発明範
囲の下限値１．４０質量％を下回っており、脱酸不足と
なり、放射線透過試験において、ブローホールが確認さ
れた。また、衝撃性能が不良（靭性不足）となった。

【００６３】ワイヤNo.３１はＭｎの含有量が本発明範
囲の上限値２．６０質量％を超えており、引張性能及び
衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００６４】ワイヤNo.３２はＮｉの含有量が本発明範
囲の下限値０．００５質量％を下回っており、衝撃性能
が不良（靭性不足）となった。

【００６５】ワイヤNo.３３はＮｉの含有量が本発明範
囲の上限値１．０質量％を超えており、引張性能及び衝
撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。ま
た、放射線透過試験において、高温割れが確認された。

【００６６】ワイヤNo.３４はＣｒの含有量が本発明範
囲の下限値０．０１０質量％を下回っており、引張性能
が不良（強度不足）となった。

【００６７】ワイヤNo.３５はＣｒの含有量が本発明範
囲の上限値１．０質量％を超えており、引張性能及び衝
撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００６８】ワイヤNo.３６はＭｏの含有量が本発明範
囲の下限値０．３０質量％を下回っており、引張性能が
不良（強度不足）となった。

【００６９】ワイヤNo.３７はＭｏの含有量が本発明範
囲の上限値１．２０質量％を超えており、引張性能及び
衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００７０】ワイヤNo.３８はＮｂ及びＶ並びにその合
計が本発明範囲の下限値０．００５質量％を下回ってお
り、フェライトバンドが発生した。このため、引張性能
及び衝撃性能が不良（強度不足及び靭性不足）となっ
た。

【００７１】ワイヤNo.３９はＮｂの含有量が本発明範
囲の上限値０．０５０質量％を超えており、衝撃性能が
不良（靭性不足）となった。

【００７２】ワイヤNo.４０はＶの含有量が本発明範囲
の上限値０．４０質量％を超えており、衝撃性能が不良
（靭性不足）となった。

【００７３】ワイヤNo.４１はＭｇの含有量が本発明範
囲の下限値０．２０質量％を下回っており、脱酸不足と
なり放射線透過試験においてブローホールが確認され
た。また、衝撃性能が不良（靭性不足）となった。

【００７４】ワイヤNo.４２はＭｇの含有量が本発明範
囲の上限値１．５０質量％を超えており、アークが不安
定となり溶接作業性が不良であった。また、フェライト
バンドが発生して、引張性能及び衝撃性能が不良（強度
不足及び靭性不足）となった。

【００７５】ワイヤNo.４３はＴｉＯ_２の含有量が本発
明範囲の下限値４．８質量％を下回っており、アークが
不安定となり溶接作業性が不安定であった。また、フェ
ライトバンドが発生して、引張性能及び衝撃性能が不良
（強度不足及び靭性不足）となった。

【００７６】ワイヤNo.４４はＴｉＯ_２の含有量が本発
明範囲の上限値８．２質量％を超えており、スラグの粘
性が過度となり放射線透過試験においてスラグ巻込みが
確認された。また、衝撃性能が不良（靭性不足）となっ
た。

【００７７】ワイヤNo.４５は金属弗化物の合計（Ｆ換
算値の合計）が本発明範囲の下限値０．０３質量％を下
回っており、溶接作業性が不良であった。具体的には、
アークが不安定となり、スラグの被包性も劣化してビー
ド形状が不良となった。また、フェライトバンドが発生
して、引張性能及び衝撃性能が不良（強度不足及び靭性
不足）となった。

【００７８】ワイヤNo.４６は金属弗化物の合計（Ｆ換
算値の合計）が本発明範囲の上限値０．３５質量％を超
えており、溶接作業性が不良であった。具体的には、ア
ークが不安定となり、スラグの被包性も劣化してビード
形状が不良となった。また、フェライトバンドが発生し
て、引張性能及び衝撃性能が不良（強度不足及び靭性不
足）となった。

【００７９】ワイヤNo.４７はＮａ化合物、Ｋ化合物及
びＬｉ化合物の１種又は２種以上の合計（１価の酸化物
換算値の合計）が本発明範囲の下限値０．０５質量％を
下回っており、溶接作業性が不良であった。具体的に
は、アークが不安定となり、スパッタの発生量が増加し
て実用に耐えなかった。また、フェライトバンドが発生
して、引張性能及び衝撃性能が不良（強度不足及び靭性
不足）となった。

【００８０】ワイヤNo.４８はＮａ化合物、Ｋ化合物及
びＬｉ化合物の１種又は２種以上の合計（１価の酸化物
換算値の合計）が本発明範囲の上限値１．００質量％を
超えており、溶接作業性が不良であった。具体的には、
溶滴移行性が劣化した。また、フェライトバンドが発生
して、引張性能及び衝撃性能が不良（強度不足及び靭性
不足）となった。

【００８１】ワイヤNo.４９はスラグ形成剤の合計が本
発明範囲の下限値５．２質量％を下回っており、ビード
外観が著しく劣化して実用に耐えなかった。

【００８２】ワイヤNo.５０はスラグ形成剤の合計が本
発明範囲の上限値９．９質量％を超えており、溶接作業
性が不良となった。具体的には、溶接時にワイヤ先端で
鋼製外皮が先行して溶融する現象が発生して、溶滴移行
性が損なわれた。また、フェライトバンドが発生した。
このため、引張性能及び衝撃性能も不良（強度不足及び
靭性不足）となった。

【００８３】ワイヤNo.５１はＭｎの含有量が本発明範
囲の上限値２．６０質量％を超え、Ｃｒの含有量が本発
明範囲の上限値１．０質量％を超えており、引張性能及
び衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００８４】ワイヤNo.５２はＣの含有量が本発明範囲
の上限値０．１５質量％を超え、Ｎｉの含有量が本発明
範囲の上限値１．０質量％を超えており、放射線透過試
験において高温割れが確認された。また、引張性能及び
衝撃性能が不良（強度過剰及び靭性不足）となった。

【００８５】ワイヤNo.５３はＭｇの含有量が本発明範
囲の上限値１．５０質量％を超え、金属弗化物の合計
（Ｆ換算値の合計）が本発明の上限値０．３５質量％を
超えており、溶接作業性が不良となった。具体的には、
アークが不安定となり、ビード形状も劣化した。また、
フェライトバンドが発生して、引張性能及び衝撃性能が
不良（強度不足及び靭性不足）となった。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の低合金耐
熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
は、溶接後熱処理を受けてもフェライトバンドの発生が
少ないか、又は完全に抑制でき、これにより、強度及び
靭性の劣化が少ない溶接金属を得ることができる。

フロントページの続きＦターム(参考） 4E084 AA02 AA09 BA03 BA04 BA05 BA06 BA08 BA09 BA11 BA12 BA13 BA14 BA18 CA03 CA16 CA23 CA25 DA10 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼製外皮にフラックスを充填してなる低
合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤにおいて、フラックス中に、ワイヤ全質量あた
り、スラグ形成剤を５．２乃至９．９質量％含有し、前
記スラグ形成剤中に、ワイヤ全質量あたり、Ｎａ化合物
（Ｎａ_２Ｏ換算値）、Ｋ化合物（Ｋ_２Ｏ換算値）及びＬ
ｉ化合物（Ｌｉ_２Ｏ換算値）からなる群から選択された
１種又は２種以上を合計で０．０５乃至１．００質量
％、ＴｉＯ_２を４．８乃至８．２質量％、金属弗化物
（Ｆ換算値）を０．０３乃至０．３５質量％含有し、更
に鋼製外皮とフラックスの一方又は両方中に、ワイヤ全
質量あたり、Ｃを０．０１５乃至０．１５質量％、Ｓｉ
を０．１０乃至１．４０質量％、Ｍｎを１．４０乃至
２．６０質量％、Ｎｉを０．００５質量％以上１．０質
量％未満、Ｃｒを０．０１０質量％以上１．０質量％未
満、Ｍｏを０．３０乃至１．２０質量％、Ｍｇを０．２
０乃至１．５０質量％含有すると共に、Ｖ：０．００５
乃至０．０４０質量％及びＮｂ：０．００５乃至０．０
５０質量％からなる群から選択された少なくとも１種を
合計で０．００５乃至０．０９０質量％含有することを
特徴する低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラ
ックス入りワイヤ。
【請求項２】更に、ワイヤ全質量あたり、Ｔｉ：０．
００５乃至０．５０質量％及びＢ：０．０００２乃至
０．０１０質量％からなる群から選択された少なくとも
１種を含有することを特徴とする請求項１に記載の低合
金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワ
イヤ。