JP2015217395A - Ni-BASED ALLOY FLUX-CORED WIRE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、９％Ｎｉ鋼、Ｎｉ基合金、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼等の溶接において使用されるＮｉ基合金フラックス入りワイヤに関する。 The present invention relates to a Ni-based alloy flux cored wire used in welding of 9% Ni steel, Ni-base alloy, high corrosion-resistant austenitic stainless steel, and the like.
Ｎｉ基合金を成分とする溶接材料は、例えば、化学プラントや石油関連設備等の構造部材として使用されるＮｉ基合金や高耐食オーステナイト系ステンレス鋼等の溶接に用いられている。あるいは、Ｎｉ基合金を成分とする溶接材料は、ＬＮＧ、液体窒素、また液体酸素などの貯蔵タンク等の構造部材として使用される９％Ｎｉ鋼等の溶接に用いられている。 A welding material containing a Ni-based alloy as a component is used for welding, for example, a Ni-based alloy used as a structural member of a chemical plant or petroleum-related equipment, a highly corrosion-resistant austenitic stainless steel, or the like. Or the welding material which uses a Ni base alloy as a component is used for welding of 9% Ni steel etc. used as structural members, such as storage tanks, such as storage tanks, such as LNG, liquid nitrogen, and liquid oxygen.
近年、Ｎｉ基合金のような特殊溶接材料について、被覆アーク溶接やＴＩＧ溶接に比べて、より高い作業能率が期待できるＮｉ基合金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。
ここで、Ｎｉ基合金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においては、Ｎｉ基合金は溶接金属の融点が低いため、凝固したスラグとの界面にガスがトラップされやすく、溶接金属にピットが発生しやすいという問題がある。また、その他の性能についての改善も図られている。
In recent years, gas-shielded arc welding using Ni-based alloy flux-cored wires, which can be expected to have higher work efficiency, is being expanded for special welding materials such as Ni-based alloys as compared to coated arc welding and TIG welding.
Here, in gas shielded arc welding using a Ni-based alloy flux-cored wire, the Ni-based alloy has a low melting point of the weld metal, so gas is easily trapped at the interface with the solidified slag, and pits are generated in the weld metal. There is a problem that it is easy to do. Also, other performance improvements are being made.
そこで、例えば、特許文献１には、ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，ＳｉＯ２の添加量の調整と、ＭｎＯ２の添加により耐ピット性を改善したＮｉ基合金フラックス入りワイヤが開示されている。また、このＮｉ基合金フラックス入りワイヤについては、ＭｎＯ２の添加はＳｉのスラグアウトを促進する効果があり、溶接金属中のＳｉを低減化させ、耐高温割れ性を向上させる効果もある。 Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a Ni-based alloy flux-cored wire in which pit resistance is improved by adjusting the addition amount of TiO 2 , ZrO 2 , and SiO 2 and adding MnO 2 . Further, for this Ni-based alloy flux cored wire, the addition of MnO 2 has the effect of promoting Si slag out, and also has the effect of reducing Si in the weld metal and improving hot cracking resistance.
また、例えば、特許文献２には、ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２をベースとしたスラグ形成剤にスラグの凝固温度を低下させるＭｎＯ２を添加することで、水平すみ肉、横向溶接において、耐ピット性を改善したＮｉ基合金フラックス入りワイヤが開示されている。 Further, for example, in Patent Document 2, by adding MnO 2 that lowers the solidification temperature of slag to a slag forming agent based on TiO 2 , SiO 2 , and ZrO 2 , resistance to horizontal fillet and lateral welding is improved. A Ni-based alloy flux cored wire with improved pit properties is disclosed.
また、例えば、特許文献３には、９％Ｎｉ鋼の溶接を対象として、ハステロイ系の溶接金属とすることで、優れた耐凝固割れ性、低温靱性が得られるＮｉ基合金フラックス入りワイヤが開示されている。また、このＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＭｎＯ，ＺｒＯ２，アルカリ金属の添加バランスを適正化することで、全姿勢での優れた溶接作業性を有するものである。 Also, for example, Patent Document 3 discloses a Ni-based alloy flux cored wire that has excellent solidification cracking resistance and low temperature toughness by using a Hastelloy weld metal for 9% Ni steel welding. Has been. Further, this Ni-based alloy flux-cored wire has excellent welding workability in all positions by optimizing the balance of addition of TiO 2 , SiO 2 , MnO, ZrO 2 , and alkali metal.
また、例えば、特許文献４には、ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｆｅ酸化物，Ｍｎ酸化物，アルカリ金属、フッ化物の添加量を適正化することで、ビードのなじみが良く、スパッタ発生量が少なく、スラグの被包性や剥離性などの溶接作業性に優れたＮｉ基合金フラックス入りワイヤが開示されている。 In addition, for example, in Patent Document 4, TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe oxide, Mn oxide, alkali metal, and fluoride are optimized to optimize the bead, A Ni-based alloy flux-cored wire is disclosed that has a small amount of spatter generation and is excellent in welding workability such as slag encapsulation and peelability.
しかしながら、従来の技術においては以下の問題がある。
特許文献１、２に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、低融点酸化物であるＭｎＯ２の添加によりスラグ凝固温度が低下する。そのため、特許文献１、２に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、立向姿勢や上向姿勢でのビード形状の改善に余地がある。
特許文献３に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでも、ＭｎＯの添加量が高いことから、スラグ凝固温度が低下する。そのため、特許文献３に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、立向姿勢や上向姿勢でのビード形状の改善に余地がある。
However, the conventional techniques have the following problems.
In the Ni-based alloy flux cored wires described in Patent Documents 1 and 2, the slag solidification temperature is lowered by the addition of MnO 2 which is a low melting point oxide. Therefore, in the Ni-based alloy flux cored wires described in Patent Documents 1 and 2, there is room for improvement in the bead shape in the vertical posture or the upward posture.
Even in the Ni-based alloy flux-cored wire described in Patent Document 3, since the amount of MnO added is high, the slag solidification temperature decreases. For this reason, the Ni-based alloy flux cored wire described in Patent Document 3 has room for improvement in the bead shape in the vertical posture or the upward posture.
特許文献４に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、スラグ成分にＺｒＯ２を含まない。そのため、特許文献４に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、立向姿勢や上向姿勢でのビード形状の改善に余地がある。ＺｒＯ２は融点が高く、添加することで立向、上向姿勢においてのビード形状の改善に有効である。また、特許文献４に記載のＮｉ基合金フラックス入りワイヤでは、立向、上向姿勢での溶接作業性についてまったく検討されていない。 In the Ni-based alloy flux cored wire described in Patent Document 4, the slag component does not contain ZrO 2 . Therefore, in the Ni-based alloy flux cored wire described in Patent Document 4, there is room for improvement in the bead shape in the vertical posture or the upward posture. ZrO 2 has a high melting point, and when added, it is effective in improving the bead shape in the vertical and upward postures. In addition, in the Ni-based alloy flux cored wire described in Patent Document 4, welding workability in a vertical and upward posture has not been studied at all.
また、従来の技術においては、アーク安定性、スラグ剥離性、どのようなビード形状が得られるか等の溶接作業性や、強度、靭性、耐欠陥性、耐高温割れ性、耐食性等の溶接金属性能の向上が図られている。しかしながら、これらの溶接作業性や溶接金属性能を両立させるとともに、溶接作業性や溶接金属性能のさらなる向上が望まれている。なお、耐欠陥性とは、ブローホール、ピット、スラグ巻等の発生しにくい特性のことである。 Also, in conventional technology, welding workability such as arc stability, slag peelability, what bead shape can be obtained, weld metal such as strength, toughness, defect resistance, hot crack resistance, corrosion resistance, etc. The performance is improved. However, while making these welding workability and weld metal performance compatible, further improvement of welding workability and weld metal performance is desired. In addition, defect resistance is a characteristic in which blow holes, pits, slag winding, etc. are not easily generated.
そこで、本発明の課題は、Ｎｉ基合金および９％Ｎｉ鋼、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼等の全姿勢溶接において、優れたビード形状が得られるとともに、アーク安定性およびスラグ剥離性に優れ、良好な強度、靱性、耐欠陥性、耐高温割れ性、耐食性を有する溶接金属が得られるＮｉ基合金のフラックス入りワイヤを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to obtain an excellent bead shape and excellent arc stability and slag peelability in all-position welding such as Ni-base alloy, 9% Ni steel, and high corrosion resistance austenitic stainless steel. An object of the present invention is to provide a Ni-based alloy flux-cored wire from which a weld metal having excellent strength, toughness, defect resistance, hot crack resistance and corrosion resistance can be obtained.
本発明者らは、鋭意検討した結果、以下の事項を見出した。
Ｎｉ基合金は融点が低いため、全姿勢溶接では溶融金属が垂れやすくなる特徴がある。そのため、全姿勢溶接で平坦なビード形状を得るためには、スラグの凝固温度を高くして、凝固したスラグで溶融金属が垂れないように抑えることが必要となる。スラグの凝固温度を高めるためには、スラグ形成剤において、高融点な酸化物の添加量を高めて、なるべく低融点な酸化物を添加しなければよい。このような考えにより、高融点なスラグ組成を維持しつつ、スラグ剥離も優れるスラグ組成を有するＮｉ基合金フラックス入りワイヤを開発した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found the following matters.
Since the Ni-base alloy has a low melting point, it has a feature that the molten metal tends to sag in all position welding. Therefore, in order to obtain a flat bead shape by all-position welding, it is necessary to increase the solidification temperature of the slag so as to prevent the molten metal from dripping with the solidified slag. In order to increase the solidification temperature of the slag, it is only necessary to increase the amount of the oxide having a high melting point in the slag forming agent and not to add an oxide having a low melting point as much as possible. Based on this idea, we have developed a Ni-based alloy flux cored wire having a slag composition that maintains a high melting point slag composition and is excellent in slag peeling.
前記の課題を解決するため、本発明では、次の技術手段を講じている。
本発明に係るＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、Ｎｉ基合金の外皮にフラックスが充填されたＮｉ基合金フラックス入りワイヤであって、ワイヤ全質量あたり、Ｎｉ：５２〜６５質量％、Ｃｒ：１８〜２３質量％、Ｍｏ：７．０〜１０．０質量％、Ｎｂ：３．０〜５．０質量％、を含有し、前記フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、ＴｉＯ２：４．０〜１２．０質量％、ＳｉＯ２：０．０５〜０．６０質量％、ＺｒＯ２：１．０〜４．０質量％、ＭｎＯ２：０．３質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以下、を含有し、且つ、前記フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、Ｎａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物をアルカリ金属換算値で、合計０．１〜２．０質量％、フッ化物をフッ素換算値で０．１〜１．０質量％を含有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
The Ni-based alloy flux-cored wire according to the present invention is a Ni-based alloy flux-cored wire in which the outer shell of the Ni-based alloy is filled with flux, and Ni: 52 to 65 mass%, Cr: 18 to 23 wt%, Mo: 7.0 to 10.0 wt%, Nb: 3.0 to 5.0 wt%, and contains, in the flux, the total wire mass per, TiO 2: from 4.0 to 12 .0 wt%, SiO 2: 0.05 to 0.60 wt%, ZrO 2: 1.0 to 4.0 wt%, MnO 2: 0.3 wt% or less, Al 2 O 3: 1.0 mass %, And in the flux, the total amount of the alkali metal compound of Na, K, Li in terms of alkali metal per wire total mass is 0.1 to 2.0% by mass, and the fluoride is fluorine. Containing 0.1 to 1.0% by mass in terms of conversion value The features.
かかる構成によれば、Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ（以下、適宜、フラックス入りワイヤあるいは、単にワイヤという）は、所定量のＮｉを添加することでオーステナイト組織が安定化されて靭性が向上し、所定量のＣｒ、Ｍｏ、Ｎｂを添加することで、溶接金属の強度および耐食性が向上する。
また、フラックス入りワイヤは、所定量のＴｉＯ２を添加することで、均一で被包性の良いスラグが形成され、アーク安定性が向上するとともに、スラグ融点が上がり、全姿勢溶接でのビード形状が平坦となる。また、所定量のＳｉＯ２を添加することで、スラグの粘性が高まり、スラグ被りが均一になることでスラグ剥離性が良好となる。また、所定量のＺｒＯ２を添加することで、スラグ凝固が早まり、立向姿勢および上向姿勢での平坦なビード形状がえられる。また、ＭｎＯ２の添加量を規制することで、スラグ凝固温度の低下が抑制され、全姿勢溶接のビード形状の劣化が抑制される。また、Ａｌ２Ｏ３の添加量を規制することで、スラグ剥離の劣化が抑制される。
また、フラックス入りワイヤは、Ｎａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物を所定量添加することで、アーク安定性が向上し、フッ化物を所定量添加することで、水分由来の気孔欠陥が低減される。
According to such a configuration, the Ni-based alloy flux-cored wire (hereinafter, appropriately referred to as a flux-cored wire or simply a wire) is stabilized by adding a predetermined amount of Ni to stabilize the austenite structure and improve toughness. By adding fixed amounts of Cr, Mo, and Nb, the strength and corrosion resistance of the weld metal are improved.
In addition, the flux-cored wire has a uniform amount of TiO 2 added to form a slag that is uniform and has good enveloping properties, improves arc stability, increases the slag melting point, and forms a bead in all-position welding. Becomes flat. Moreover, the addition of a predetermined amount of SiO 2 increases the viscosity of the slag and makes the slag cover uniform, thereby improving the slag removability. Further, by adding a predetermined amount of ZrO 2 , slag solidification is accelerated, and a flat bead shape in an upright posture and an upward posture is obtained. Moreover, by regulating the addition amount of MnO 2 , a decrease in the slag solidification temperature is suppressed, and deterioration of the bead shape of all-position welding is suppressed. Moreover, deterioration of slag peeling is suppressed by regulating the amount of Al 2 O 3 added.
Moreover, the flux-cored wire improves arc stability by adding a predetermined amount of an alkali metal compound of Na, K, Li, and reduces moisture-derived pore defects by adding a predetermined amount of fluoride. .
本発明に係るＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、スラグ形成剤としてＣａ化合物、Ｂａ化合物、および、Ｂｉ化合物を含有し、これらの化合物について、ワイヤ全質量あたり、それぞれ、Ｃａ換算値で０．５質量％以下、Ｂａ換算値で０．５質量％以下、Ｂｉ換算値で０．０１質量％以下であることが好ましい。 The Ni-based alloy flux-cored wire according to the present invention contains a Ca compound, a Ba compound, and a Bi compound as slag forming agents, and for these compounds, 0.5 mass in terms of Ca per the total mass of the wire, respectively. % Or less, 0.5% by mass or less in terms of Ba, and 0.01% by mass or less in terms of Bi.
かかる構成によれば、フラックス入りワイヤは、Ｃａ化合物、Ｂａ化合物の添加量を規制することで、スラグ融点の低下が抑制され、全姿勢の溶接作業性の劣化が抑制される。これにより、よりスラグ剥離が良く、全姿勢でより平坦なビード形状が得られるやすくなる。また、Ｂｉ化合物の添加量を規制することで、溶接金属の耐高温割れ性の劣化が抑制される。 According to such a configuration, the flux-cored wire regulates the addition amount of the Ca compound and the Ba compound, thereby suppressing a decrease in the slag melting point and suppressing the deterioration of welding workability in all positions. Thereby, slag peeling is better and it becomes easier to obtain a flatter bead shape in all postures. Moreover, deterioration of the hot cracking resistance of the weld metal is suppressed by regulating the amount of Bi compound added.
本発明に係るＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、スラグ形成剤として酸化物および炭酸塩を含有し、前記酸化物および炭酸塩の中で、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの酸化物、および、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの炭酸塩について、酸化物換算値で、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）：５〜５０であることが好ましい。 The Ni-based alloy flux cored wire according to the present invention contains an oxide and a carbonate as a slag forming agent, and among the oxide and the carbonate, an oxide of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, Ba, and, Ti, Zr, Si, Ca , Mn, the carbonate Ba, an oxide basis value, (TiO 2 + ZrO 2) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO): is preferably 5 to 50.
かかる構成によれば、フラックス入りワイヤは、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）を規定することで、全姿勢での溶接作業性とスラグのなじみが両立する。これにより、より全姿勢で平坦なビード形状が得られ、スラグ剥離性もより良好となる。 According to this configuration, the flux-cored wire defines (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO), so that welding workability in all positions and slag compatibility are compatible. Thereby, a flat bead shape is obtained in all positions, and the slag peelability is also improved.
本発明のＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、Ｎｉ基合金、９％Ｎｉ鋼および高耐食オーステナイト系ステンレス鋼等の全姿勢溶接において、ビード形状に優れる溶接金属が得られるととともに、アーク安定性およびスラグ剥離に優れたものとなる。また、本発明のＮｉ基合金フラックス入りワイヤは、良好な強度、靱性、耐欠陥性、耐高温割れ性、耐食性を有する溶接金属を得ることができる。 The Ni-based alloy flux cored wire according to the present invention provides a weld metal having an excellent bead shape in all-position welding such as a Ni-based alloy, 9% Ni steel, and high corrosion-resistant austenitic stainless steel, as well as arc stability and slag. Excellent exfoliation. Moreover, the Ni-based alloy flux cored wire of the present invention can provide a weld metal having good strength, toughness, defect resistance, hot cracking resistance, and corrosion resistance.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のフラックス入りワイヤは、Ｎｉ基合金の外皮にフラックスが充填されたＮｉ基合金フラックス入りワイヤである。そして、このフラックス入りワイヤは、全質量あたり、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂを所定量含有し、フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３を所定量含有し、且つ、フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、Ｎａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物をアルカリ金属換算値で所定量、フッ化物をフッ素換算値で所定量含有するものである。
以下、フラックス入りワイヤの成分限定理由について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The flux-cored wire of the present invention is a Ni-based alloy flux-cored wire in which the outer shell of the Ni-based alloy is filled with flux. The flux-cored wire contains a predetermined amount of Ni, Cr, Mo, and Nb per total mass. In the flux, TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , MnO 2 , Al 2 O 3 per total mass of the wire. In addition, the flux contains a predetermined amount of an alkali metal compound of Na, K, Li in terms of alkali metal and a predetermined amount of fluoride in terms of fluorine per total mass of the wire.
Hereinafter, the reason for limiting the components of the flux-cored wire will be described.
＜Ｎｉ：５２〜６５質量％＞
Ｎｉはオーステナイト組織を安定化させるために添加する。Ｎｉ含有量が５２質量％未満では、相対的に他の元素の含有量が増え組織が不安定となり、靭性が劣化する。一方、Ｎｉ含有量が６５質量％を超えると、相対的にＣｒ，Ｍｏ，Ｎｂなどの添加量が低くなり、耐食性や強度が劣化する。したがって、フラックス入りワイヤにおけるＮｉ含有量は、ワイヤ全質量あたり５２〜６５質量％とする。Ｎｉ含有量は、組織をより安定にさせる観点から、好ましくは５５質量％以上、より好ましくは５８質量％以上である。また、耐食性や強度をより向上させる観点から、好ましくは６２質量％以下、より好ましくは６１質量％以下である。
<Ni: 52 to 65% by mass>
Ni is added to stabilize the austenite structure. If the Ni content is less than 52% by mass, the content of other elements is relatively increased, the structure becomes unstable, and the toughness deteriorates. On the other hand, when the Ni content exceeds 65% by mass, the addition amount of Cr, Mo, Nb and the like is relatively lowered, and the corrosion resistance and strength are deteriorated. Therefore, the Ni content in the flux-cored wire is 52 to 65% by mass with respect to the total mass of the wire. The Ni content is preferably 55% by mass or more, more preferably 58% by mass or more from the viewpoint of making the structure more stable. Moreover, from a viewpoint of improving corrosion resistance and intensity | strength more, Preferably it is 62 mass% or less, More preferably, it is 61 mass% or less.
＜Ｃｒ：１８〜２３質量％＞
Ｃｒは溶接金属の強度および耐食性を向上させる効果がある。Ｃｒ含有量が１８質量％未満では、耐食性が劣化する。一方、Ｃｒ含有量が２３質量％を超えると、溶接金属の靱性が劣化する。したがって、フラックス入りワイヤにおけるＣｒ含有量は、ワイヤ全質量あたり１８〜２３質量％とする。Ｃｒ含有量は、耐食性をより向上させる観点から、好ましくは１９質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。また、靱性をより向上させる観点から、好ましくは２２質量％以下、より好ましくは２１．５質量％以下である。
<Cr: 18-23 mass%>
Cr has the effect of improving the strength and corrosion resistance of the weld metal. When the Cr content is less than 18% by mass, the corrosion resistance deteriorates. On the other hand, if the Cr content exceeds 23% by mass, the toughness of the weld metal deteriorates. Therefore, the Cr content in the flux-cored wire is 18 to 23% by mass with respect to the total mass of the wire. From the viewpoint of further improving the corrosion resistance, the Cr content is preferably 19% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more. Moreover, from a viewpoint of improving toughness more, Preferably it is 22 mass% or less, More preferably, it is 21.5 mass% or less.
＜Ｍｏ：７．０〜１０．０質量％＞
ＭｏはＣｒと同じく、溶接金属の強度および耐食性を向上させる効果がある。Ｍｏ含有量が７．０質量％未満では、耐食性が劣化する。一方、Ｍｏ含有量が１０．０質量％を超えると、溶接金属の靱性が劣化する。したがって、フラックス入りワイヤにおけるＭｏ含有量は、ワイヤ全質量あたり７．０〜１０．０質量％とする。Ｍｏ含有量は、耐食性をより向上させる観点から、好ましくは７．５質量％以上、より好ましくは８．０質量％以上である。また、靱性をより向上させる観点から、好ましくは９．０質量％以下、より好ましくは８．８質量％以下である。
<Mo: 7.0 to 10.0% by mass>
Mo, like Cr, has the effect of improving the strength and corrosion resistance of the weld metal. When the Mo content is less than 7.0% by mass, the corrosion resistance deteriorates. On the other hand, if the Mo content exceeds 10.0% by mass, the toughness of the weld metal deteriorates. Therefore, the Mo content in the flux-cored wire is 7.0 to 10.0% by mass with respect to the total mass of the wire. From the viewpoint of further improving the corrosion resistance, the Mo content is preferably 7.5% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more. Moreover, from a viewpoint of improving toughness more, Preferably it is 9.0 mass% or less, More preferably, it is 8.8 mass% or less.
＜Ｎｂ：３．０〜５．０質量％＞
Ｎｂは固溶強化元素であり、溶接金属の強度を向上させる効果がある。Ｎｂ含有量が３．０質量％未満では、強度が劣化する。一方、Ｎｂ含有量が５．０質量％を超えると、溶接金属の靱性が劣化する。したがって、フラックス入りワイヤにおけるＮｂ含有量は、ワイヤ全質量あたり３．０〜５．０質量％とする。Ｎｂ含有量は、強度をより向上させる観点から、好ましくは３．１５質量％以上、より好ましくは３．３質量％以上である。また、靱性をより向上させる観点から、好ましくは４．５質量％以下、より好ましくは４．２質量％以下である。
<Nb: 3.0 to 5.0% by mass>
Nb is a solid solution strengthening element and has an effect of improving the strength of the weld metal. If the Nb content is less than 3.0% by mass, the strength deteriorates. On the other hand, when the Nb content exceeds 5.0% by mass, the toughness of the weld metal deteriorates. Therefore, the Nb content in the flux-cored wire is set to 3.0 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the wire. The Nb content is preferably 3.15% by mass or more, more preferably 3.3% by mass or more, from the viewpoint of further improving the strength. Moreover, from a viewpoint of improving toughness more, Preferably it is 4.5 mass% or less, More preferably, it is 4.2 mass% or less.
＜ＴｉＯ２：フラックス中に４．０〜１２．０質量％＞
ＴｉＯ２はスラグ形成剤の主成分であり、均一で被包性の良いスラグを形成し、アーク安定性を向上させる効果がある。また、ＴｉＯ２の添加はスラグ融点を上げて全姿勢溶接でのビード形状を平坦にさせる効果もある。ＴｉＯ２含有量が４．０質量％未満では、上記の効果が得られない。一方、ＴｉＯ２含有量が１２．０質量％を超えると、フラックスが非常に溶けにくくなり、フラックス柱が溶け残り、スラグ巻の発生の原因となる。したがって、フラックス中のＴｉＯ２含有量は、ワイヤ全質量あたり４．０〜１２．０質量％とする。ＴｉＯ２含有量は、上記の効果をより向上させる観点から、好ましくは５．０質量％以上、より好ましくは５．５質量％以上である。また、フラックスをより溶けやすくする観点から、好ましくは１０．０質量％以下、より好ましくは９．０質量％以下である。
<TiO 2: 4.0~12.0 mass% in the flux>
TiO 2 is a main component of the slag forming agent, and has the effect of forming uniform and good encapsulating slag and improving arc stability. The addition of TiO 2 also has the effect of increasing the slag melting point and flattening the bead shape in all-position welding. If the TiO 2 content is less than 4.0% by mass, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the TiO 2 content exceeds 12.0% by mass, the flux becomes very difficult to melt, the flux column remains undissolved, and slag winding occurs. Therefore, the content of TiO 2 in the flux is 4.0 to 12.0% by mass with respect to the total mass of the wire. The TiO 2 content is preferably 5.0% by mass or more, more preferably 5.5% by mass or more, from the viewpoint of further improving the above effects. Moreover, from a viewpoint of making a flux melt | dissolve more easily, Preferably it is 10.0 mass% or less, More preferably, it is 9.0 mass% or less.
＜ＳｉＯ２：フラックス中に０．０５〜０．６０質量％＞
ＳｉＯ２はスラグの粘性を高め、スラグ被りを均一にすることでスラグ剥離性を良好にする効果がある。ＳｉＯ２含有量が０．０５質量％未満では、上記効果が得られない。一方、ＳｉＯ２含有量が０．６０質量％を超えると、ＳｉＯ２はＴｉ等の強脱酸元素によって還元されるため、溶接金属中のＳｉ増加を招き、溶接金属の靭性の劣化を招く。また、スラグ融点が低下し、全姿勢溶接でのビード形状が劣化する。したがって、フラックス中のＳｉＯ２含有量は、ワイヤ全質量あたり０．０５〜０．６０質量％とする。ＳｉＯ２含有量は、上記の効果をより向上させる観点から、好ましくは０．２０質量％以上、より好ましくは０．３０質量％以上である。また、靭性をより向上させる観点およびビード形状をより良好にする観点から、好ましくは０．５５質量％以下、より好ましくは０．５０質量％以下である。
<SiO 2: 0.05~0.60% by weight in the flux>
SiO 2 has the effect of increasing the viscosity of the slag and making the slag cover uniform to improve the slag removability. If the SiO 2 content is less than 0.05% by mass, the above effect cannot be obtained. On the other hand, when the SiO 2 content exceeds 0.60% by mass, SiO 2 is reduced by a strong deoxidizing element such as Ti, so that an increase in Si in the weld metal is caused and the toughness of the weld metal is deteriorated. In addition, the slag melting point decreases, and the bead shape in all-position welding deteriorates. Thus, SiO 2 content in the flux, and 0.05 to 0.60 wt% based on the total mass of the wire. The SiO 2 content is preferably 0.20% by mass or more, more preferably 0.30% by mass or more, from the viewpoint of further improving the above effects. Moreover, from a viewpoint which improves a toughness more, and a viewpoint which makes a bead shape more favorable, Preferably it is 0.55 mass% or less, More preferably, it is 0.50 mass% or less.
＜ＺｒＯ２：フラックス中に１．０〜４．０質量％＞
ＺｒＯ２はスラグ凝固を早め、立向姿勢および上向姿勢での平坦なビード形状が得られる効果がある。ＺｒＯ２含有量が１．０質量％未満では、上記の効果が十分に得られない。一方、ＺｒＯ２含有量が４．０質量％を超えると、スラグ被包性の劣化を招き、スラグ剥離性が著しく劣化する。したがって、フラックス中のＺｒＯ２含有量は、ワイヤ全質量あたり１．０〜４．０質量％とする。ＺｒＯ２含有量は、上記の効果をより向上させる観点から、好ましくは１．５質量％以上、より好ましくは１．８質量％以上である。また、スラグ剥離性をより向上させる観点から、好ましくは３．０質量％以下、より好ましくは２．８質量％以下である。
<ZrO 2 : 1.0 to 4.0% by mass in the flux>
ZrO 2 has an effect of accelerating slag solidification and obtaining a flat bead shape in a standing posture and an upward posture. If the ZrO 2 content is less than 1.0% by mass, the above effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the ZrO 2 content exceeds 4.0% by mass, the slag encapsulation property is deteriorated and the slag peelability is remarkably deteriorated. Therefore, the ZrO 2 content in the flux is 1.0 to 4.0% by mass with respect to the total mass of the wire. The ZrO 2 content is preferably 1.5% by mass or more, more preferably 1.8% by mass or more from the viewpoint of further improving the above effects. Moreover, from a viewpoint of improving slag peelability more, Preferably it is 3.0 mass% or less, More preferably, it is 2.8 mass% or less.
＜ＭｎＯ２：フラックス中に０．３質量％以下＞
ＭｎＯ２はスラグ凝固温度を低下させ、全姿勢溶接のビード形状を劣化させる。したがって、フラックス中のＭｎＯ２含有量は、ワイヤ全質量あたり０．３質量％以下とする。ＭｎＯ２含有量は、ビード形状の劣化をより抑制する観点から、好ましくは０．１質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以下である。なお、下限値は特に規定はないが、ＭｎＯ２は含有しない方が好ましい。ただし、ＭｎＯ２は不可避的に混入するため、実質的に０．００１質量％が下限値となる。
<MnO 2 : 0.3 mass% or less in the flux>
MnO 2 lowers the slag solidification temperature and degrades the bead shape of all-position welding. Therefore, the MnO 2 content in the flux is 0.3% by mass or less per the total mass of the wire. The MnO 2 content is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less, from the viewpoint of further suppressing the deterioration of the bead shape. The lower limit is not particularly specified, but it is preferable not to contain MnO 2 . However, since MnO 2 is inevitably mixed, 0.001% by mass is substantially the lower limit.
＜Ａｌ２Ｏ３：フラックス中に１．０質量％以下＞
Ａｌ２Ｏ３はスラグ剥離性の劣化を招く。したがって、フラックス中のＡｌ２Ｏ３含有量は、ワイヤ全質量あたり１．０質量％以下とする。Ａｌ２Ｏ３含有量は、スラグ剥離性の劣化をより抑制する観点から、好ましくは０．８質量％以下、より好ましくは０．６質量％以下である。なお、下限値は特に規定はないが、Ａｌ２Ｏ３は含有しない方が好ましい。ただし、Ａｌ２Ｏ３は不可避的に混入するため、実質的に０．００１質量％が下限値となる。
<Al 2 O 3 : 1.0 mass% or less in the flux>
Al 2 O 3 causes deterioration of slag peelability. Therefore, the content of Al 2 O 3 in the flux is 1.0% by mass or less per total mass of the wire. The Al 2 O 3 content is preferably 0.8% by mass or less, more preferably 0.6% by mass or less, from the viewpoint of further suppressing deterioration of slag peelability. The lower limit is not particularly specified, but it is preferable not to contain Al 2 O 3 . However, since Al 2 O 3 is inevitably mixed, 0.001% by mass is substantially the lower limit.
＜Ｎａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物におけるアルカリ金属換算値の合計：フラックス中に０．１〜２．０質量％＞
Ｎａ，Ｋ，Ｌｉなどのアルカリ金属はアーク安定性を向上させる効果がある。これらはフッ化物や複合酸化物として添加でき、アルカリ金属換算でＮａ，Ｋ，Ｌｉの合計を０．１〜２．０質量％含むようにする。Ｎａ，Ｋ，Ｌｉの合計が０．１質量％未満では、アーク安定性が劣化する。一方、２．０質量％を超えると、スラグ融点が低下し、全姿勢溶接でのビード形状が劣化する。したがって、フラックス中のＮａ，Ｋ，Ｌｉの合計は、ワイヤ全質量あたり０．１〜２．０質量％とする。Ｎａ，Ｋ，Ｌｉの合計は、アーク安定性をより向上させる観点から、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上である。また、ビード形状をより良好にする観点から、好ましくは１．５質量％以下、より好ましくは１．２質量％以下である。
<Total of alkali metal conversion values in alkali metal compounds of Na, K, Li: 0.1 to 2.0 mass% in the flux>
Alkali metals such as Na, K, and Li are effective in improving arc stability. These can be added as fluorides or composite oxides, and contain 0.1 to 2.0% by mass of Na, K and Li in terms of alkali metal. When the total of Na, K and Li is less than 0.1% by mass, the arc stability is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 2.0 mass%, the slag melting point decreases and the bead shape in all-position welding deteriorates. Therefore, the total of Na, K, and Li in the flux is 0.1 to 2.0 mass% per total mass of the wire. The total of Na, K, and Li is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, from the viewpoint of further improving the arc stability. Moreover, from a viewpoint of making a bead shape more favorable, Preferably it is 1.5 mass% or less, More preferably, it is 1.2 mass% or less.
＜フッ化物のフッ素換算値：フラックス中に０．１〜１．０質量％＞
フッ素は水分由来の気孔欠陥を低減する効果がある。フッ化物のフッ素換算値が０．１質量％未満では、気孔欠陥の低減効果が得られない。一方、フッ化物のフッ素換算値が１．０質量％を超えると、アーク安定性が劣化する。また、全姿勢溶接でのビード形状が劣化する。したがって、フラックス中のフッ化物のフッ素換算値は、ワイヤ全質量あたり０．１〜１．０質量％とする。フッ化物のフッ素換算値は、気孔欠陥の低減効果をより向上させる観点から、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上である。また、アーク安定性およびビード形状をより良好にする観点から、好ましくは０．９質量％以下、より好ましくは０．８質量％以下である。
なお、アルカリ金属化合物にはアルカリ金属フッ化物も含まれ、ここでの「フッ化物」にはアルカリ金属フッ化物も含まれる。すなわち、ここでの「フッ化物」は、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＦ以外のフッ化物も含むものである。
<Fluoride conversion value of fluoride: 0.1 to 1.0% by mass in the flux>
Fluorine has the effect of reducing moisture-derived pore defects. When the fluorine conversion value of fluoride is less than 0.1% by mass, the effect of reducing pore defects cannot be obtained. On the other hand, when the fluorine conversion value of fluoride exceeds 1.0% by mass, arc stability deteriorates. Moreover, the bead shape in all-position welding deteriorates. Therefore, the fluorine conversion value of the fluoride in the flux is 0.1 to 1.0% by mass with respect to the total mass of the wire. The fluorine conversion value of the fluoride is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.4% by mass or more, from the viewpoint of further improving the effect of reducing pore defects. Moreover, from a viewpoint of making arc stability and bead shape more favorable, Preferably it is 0.9 mass% or less, More preferably, it is 0.8 mass% or less.
The alkali metal compound includes an alkali metal fluoride, and the “fluoride” includes an alkali metal fluoride. That is, the “fluoride” here includes fluorides other than NaF, KF, and LiF.
その他、フラックスの残部はＭｎ、Ｗ、Ｆｅおよび不可避的不純物である。 In addition, the balance of the flux is Mn, W, Fe and inevitable impurities.
＜残部：不可避的不純物＞
フラックス入りワイヤ全体としての成分の残部は、不可避的不純物である。不可避的不純物としては、例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎ等が挙げられる。
<Balance: inevitable impurities>
The remainder of the component as a whole of the flux-cored wire is an unavoidable impurity. Examples of unavoidable impurities include C, Si, P, S, Cu, V, and N.
フラックス入りワイヤは、スラグ形成剤としてＣａ化合物、Ｂａ化合物、および、Ｂｉ化合物を含有し、これらの化合物について、ワイヤ全質量あたり、それぞれ、Ｃａ換算値、Ｂａ換算値、Ｂｉ換算値で所定量であることが好ましい。 The flux-cored wire contains a Ca compound, a Ba compound, and a Bi compound as a slag forming agent, and for these compounds, a predetermined amount of Ca converted value, Ba converted value, and Bi converted value, respectively, per total wire mass. Preferably there is.
＜Ｃａ化合物についてのＣａ換算値：０．５質量％以下＞
Ｃａはスラグ融点を低下させ、全姿勢の溶接作業性を劣化させる。Ｃａを低減することで、よりスラグ剥離が良く、全姿勢でより平坦なビード形状が得られやすい。したがって、Ｃａ化合物の含有量は、ワイヤ全質量あたり、Ｃａ換算値で０．５質量％以下とすることが好ましい。Ｃａ化合物の含有量は、溶接作業性をより向上させる観点およびビード形状をより良好にする観点から、より好ましくは、Ｃａ換算値で０．１質量％以下、さらに好ましくは、Ｃａ換算値で０．０５質量％以下である。なお、下限値は特に規定はないが、Ｃａ化合物は含有しない方が好ましい。ただし、Ｃａは不可避的に混入するため、実質的にＣａ換算値で０．００１質量％が下限値となる。
<Ca conversion value of Ca compound: 0.5% by mass or less>
Ca lowers the slag melting point and degrades the welding workability in all positions. By reducing Ca, slag peeling is better and a flatter bead shape is easily obtained in all postures. Therefore, the content of the Ca compound is preferably 0.5% by mass or less in terms of Ca per total mass of the wire. The content of the Ca compound is more preferably 0.1% by mass or less in terms of Ca, more preferably 0 in terms of Ca, from the viewpoint of further improving welding workability and the bead shape. 0.05% by mass or less. The lower limit is not particularly specified, but it is preferable not to contain a Ca compound. However, since Ca is inevitably mixed, 0.001% by mass is substantially the lower limit value in terms of Ca.
＜Ｂａ化合物についてのＢａ換算値：０．５質量％以下＞
Ｂａはスラグ融点を低下させ、全姿勢の溶接作業性を劣化させる。Ｂａを低減することで、よりスラグ剥離が良く、全姿勢でより平坦なビード形状が得られやすい。したがって、Ｂａ化合物の含有量は、ワイヤ全質量あたり、Ｂａ換算値で０．５質量％以下とすることが好ましい。Ｂａ化合物の含有量は、溶接作業性をより向上させる観点およびビード形状をより良好にする観点から、より好ましくは、Ｂａ換算値で０．１質量％以下、さらに好ましくは、Ｂａ換算値で０．０５質量％以下である。なお、下限値は特に規定はないが、Ｂａ化合物は含有しない方が好ましい。ただし、Ｂａは不可避的に混入するため、実質的にＢａ換算値で０．００１質量％が下限値となる。
<Ba conversion value for the Ba compound: 0.5% by mass or less>
Ba lowers the melting point of the slag and degrades the welding workability in all positions. By reducing Ba, slag peeling is better, and a flatter bead shape can be easily obtained in all positions. Therefore, the content of the Ba compound is preferably 0.5% by mass or less in terms of Ba per total mass of the wire. The content of the Ba compound is more preferably 0.1% by mass or less in terms of Ba, more preferably 0 in terms of Ba, from the viewpoint of further improving welding workability and the bead shape. 0.05% by mass or less. The lower limit is not particularly specified, but it is preferable not to contain a Ba compound. However, since Ba is inevitably mixed, 0.001% by mass in terms of Ba is substantially the lower limit.
＜Ｂｉ化合物についてのＢｉ換算値：０．０１質量％以下＞
Ｂｉは溶接金属中に低融点酸化物として最終凝固域に偏析し、溶接金属の耐高温割れ性を劣化させる。したがって、Ｂｉ化合物の含有量は、ワイヤ全質量あたり、Ｂｉ換算値で０．０１質量％以下とすることが好ましい。Ｂｉ化合物の含有量は、耐高温割れ性をより向上させる観点から、より好ましくは、Ｂｉ換算値で０．００１質量％以下、さらに好ましくは、Ｂｉ換算値で０．０００５質量％以下である。なお、下限値は特に規定はないが、Ｂｉ化合物は含有しない方が好ましい。ただし、Ｂｉは不可避的に混入するため、実質的にＢｉ換算値で０．０００１質量％が下限値となる。
<Bi conversion value for Bi compound: 0.01% by mass or less>
Bi segregates in the final solidified region as a low melting point oxide in the weld metal and degrades the hot crack resistance of the weld metal. Therefore, the Bi compound content is preferably 0.01% by mass or less in terms of Bi per total mass of the wire. The content of the Bi compound is more preferably 0.001% by mass or less in terms of Bi, more preferably 0.0005% by mass or less in terms of Bi, from the viewpoint of further improving hot cracking resistance. The lower limit is not particularly specified, but it is preferable not to contain a Bi compound. However, since Bi is inevitably mixed, 0.0001% by mass in terms of Bi is substantially the lower limit.
フラックス入りワイヤは、スラグ形成剤として酸化物および炭酸塩を含有し、前記酸化物および炭酸塩の中で、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの酸化物、および、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの炭酸塩について、酸化物換算値で、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）が所定範囲であることが好ましい。 The flux-cored wire contains an oxide and a carbonate as a slag forming agent. Among the oxides and carbonates, oxides of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, Ba, and Ti, Zr, Si , Ca, Mn, and Ba, it is preferable that (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO) is within a predetermined range in terms of oxide.
＜Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの酸化物および炭酸塩についての酸化物換算値で、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）：５〜５０＞
スラグ形成剤として添加するＴｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａのバランスを調整することで全姿勢での溶接作業性とスラグのなじみを両立することができる。これにより、より全姿勢で平坦なビード形状が得られ、スラグ剥離性もより良好となる。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの酸化物および炭酸塩についての酸化物換算値で、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）が５以上であれば、スラグ凝固が遅くならず、全姿勢での溶接作業性が向上する。一方、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）が５０以下であれば、スラグのなじみが向上しやすく、スラグ剥離性について実用レベルをより維持しやすくなる。したがって、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｂａの酸化物および炭酸塩についての酸化物換算値で、（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）は、５〜５０とすることが好ましい。（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）は、溶接作業性をより向上させる観点から、より好ましくは１０以上、さらに好ましくは１２以上である。また、スラグのなじみをより向上させやすくし、スラグ剥離性をさらに維持しやすくする観点から、より好ましくは４０以下、さらに好ましくは３０以下である。
なお、ここでのＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２は、前記説明したフラックス中のＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２に加えて含有させるものではない。また、この式は、実験的に導き出したものである。
<Oxide-converted values for oxides and carbonates of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, Ba, (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO): 5 to 50>
By adjusting the balance of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, and Ba added as a slag forming agent, welding workability in all postures and familiarity of slag can be achieved. Thereby, a flat bead shape is obtained in all positions, and the slag peelability is also improved. If the oxide equivalent value for oxides and carbonates of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, Ba and (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO) is 5 or more, slag solidification is slow. In addition, the welding workability in all positions is improved. On the other hand, if (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO) is 50 or less, the familiarity of slag is likely to be improved, and the practical level of slag removability can be more easily maintained. Therefore, (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO) is 5 to 50 in terms of oxide equivalent values for oxides and carbonates of Ti, Zr, Si, Ca, Mn, and Ba. preferable. (TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO) is more preferably 10 or more, and still more preferably 12 or more, from the viewpoint of further improving welding workability. Moreover, it is more preferably 40 or less, and further preferably 30 or less, from the viewpoint of making it easier to improve the familiarity of the slag and further maintaining the slag peelability.
Incidentally, TiO 2, SiO 2, ZrO 2 , MnO 2 here is not intended to be contained in addition to TiO 2, SiO 2, ZrO 2 , MnO 2 in the flux described above described. This equation is derived experimentally.
以上説明した本発明のフラックス入りワイヤは、９％Ｎｉ鋼や各種高Ｎｉ合金等の低温用鋼の溶接に際し、Ａｒ＋ＣＯ２混合ガスを用いたガスシールドアーク溶接等に好適に用いることができる。 The above-described flux-cored wire of the present invention can be suitably used for gas shielded arc welding using Ar + CO 2 mixed gas when welding low temperature steel such as 9% Ni steel and various high Ni alloys.
＜フラックス入りワイヤの製造方法＞
フラックス入りワイヤの製造方法としては、帯鋼の長さ方向にフラックスを散布してから包み込むように円形断面に成形し伸線する方法や、太径の鋼管にフラックスを充填して伸線する方法がある。しかしながら、いずれの方法でも本発明には影響しないため、いずれの方法で製造しても良い。さらにシームが有るものと無いものがあるが、これもいずれでも良い。
<Flux-cored wire manufacturing method>
As a method of manufacturing a flux-cored wire, a method in which a flux is spread in the length direction of a steel strip and then formed into a circular cross-section so as to be wrapped, or a method in which a steel pipe having a large diameter is filled with a flux and drawn There is. However, since any method does not affect the present invention, any method may be used. In addition, there are seams with and without seams.
以下、本発明の範囲に入る実施例について、その効果を本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
まず、下記表１に示す化学成分の外皮を用いて、下記表２に示すワイヤの化学成分を有するフラックス入りワイヤを試作した。ワイヤの化学成分は、全てワイヤ全質量に対する質量％である。フラックス入りワイヤの線径は１．２ｍｍとし、フラックス率は１７〜２７質量％とした。
表中、本発明の範囲を満たさないものは、数値に下線を引いて示す。また、「Ｎａ＋Ｋ＋Ｌｉ」はＮａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物におけるアルカリ金属換算値の合計であり、Ｆ、Ｃａ、Ｂａ、Ｂｉは、それぞれ、これらの化合物の換算値である。また、式は、「（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋ＣａＯ＋ＭｎＯ２＋ＢａＯ）」である。
Hereinafter, examples that fall within the scope of the present invention will be described in comparison with comparative examples that depart from the scope of the present invention.
First, a flux-cored wire having a chemical component of the wire shown in Table 2 below was made as a trial using the outer skin of the chemical component shown in Table 1 below. The chemical components of the wire are all mass% relative to the total mass of the wire. The wire diameter of the flux-cored wire was 1.2 mm, and the flux rate was 17 to 27% by mass.
In the table, those not satisfying the scope of the present invention are indicated by underlining the numerical values. Further, “Na + K + Li” is the total of alkali metal conversion values in the alkali metal compounds of Na, K, and Li, and F, Ca, Ba, and Bi are conversion values of these compounds, respectively. The formula is “(TiO 2 + ZrO 2 ) / (SiO 2 + CaO + MnO 2 + BaO)”.
これらのフラックス入りワイヤを用いて、溶接作業性として、アーク安定性、スラグ剥離性、立向上進溶接姿勢でのビード形状を評価した。また、溶接金属性能として、引張強度、靭性、耐欠陥性、耐高温割れ性、耐食性を評価した。 Using these flux-cored wires, the arc stability, the slag peelability, and the bead shape in the vertical improvement welding posture were evaluated as welding workability. In addition, as weld metal performance, tensile strength, toughness, defect resistance, hot crack resistance, and corrosion resistance were evaluated.
溶接作業性は立向上進のすみ肉溶接で評価した。具体的には、シールドガスに８０％Ａｒ−２０％ＣＯ２を用いて、溶接電流（１５０〜１８０Ａ）、アーク電圧（２４〜２７Ｖ）にて溶接を行い、溶接作業性を評価した。 Welding operability was evaluated by fillet welding, which is an upright improvement. Specifically, welding was performed using a welding gas of 80% Ar-20% CO 2 at a welding current (150 to 180 A) and an arc voltage (24 to 27 V), and the welding workability was evaluated.
溶接金属の引張強度、靱性は、ＡＷＳ Ｂ４．０に準じた試験を行い評価した。
溶接金属の耐欠陥性は、ＡＷＳ Ａ５．１１のＲＴ試験を行い評価した。
溶接金属の耐高温割れ性は、ＦＩＳＣＯ割れ試験を行い、溶接直後のビード表面に浸透探傷試験を実施して、割れ発生の有無を調査して評価した。
溶接金属の耐食性は、ＡＳＴＭ Ｇ４８ Ｃ法を用いて評価した。
The tensile strength and toughness of the weld metal were evaluated by performing a test according to AWS B4.0.
The defect resistance of the weld metal was evaluated by conducting an RT test of AWS A5.11.
The hot crack resistance of the weld metal was evaluated by conducting a FISCO crack test, conducting a penetrant flaw test on the bead surface immediately after welding, and investigating whether cracks occurred.
The corrosion resistance of the weld metal was evaluated using the ASTM G48 C method.
評価基準は以下のとおりである。
＜アーク安定性＞
アーク安定性については、スプレー移行となり、溶滴が小粒でスパッタの少ないものを極めて良好（◎）、スプレー移行に近い溶滴移行で、スパッタの比較的少ないものを良好（○）、グロビュラー移行となり、溶滴が大きく、多量のスパッタが発生するものを不良（×）とした。
The evaluation criteria are as follows.
<Arc stability>
With regard to arc stability, spray transfer is very good when droplets are small and spatter is small (◎), droplet transfer close to spray transfer is good with relatively little spatter (○), and globular transfer Those having large droplets and generating a large amount of spatter were regarded as defective (x).
＜スラグ剥離性＞
スラグ剥離性については、スラグが自然剥離するものを極めて良好（◎）、軽くハンマーで叩くことで剥離するものを良好（○）、スラグがビード表面に焼付いて剥離しないものを不良（×）とした。
<Slag peelability>
Regarding slag peelability, slag that peels off spontaneously is very good (◎), slag that peels off with a light hammer is good (○), and slag does not peel off due to seizure on the bead surface. did.
＜立向上進溶接姿勢でのビード形状＞
立向上進溶接姿勢でのビード形状については、ＡＷＳ Ａ５．３４のすみ肉の判定基準を満たし、かつフラットなビード形状となるものを極めて良好（◎）、ＡＷＳ Ａ５．３４のすみ肉の判定基準を満たすものを良好（○）、ＡＷＳＡ５．３４の判定基準を満たさず、凸なビードとなるものを不良（×）とした。
<Bead shape in standing improvement welding posture>
As for the bead shape in the vertical improvement welding position, the fillet judgment standard of AWS A5.34 is satisfied and a flat bead shape is very good (◎), the fillet judgment standard of AWS A5.34 Those satisfying the conditions were evaluated as good (◯), and those that did not satisfy the criteria of AWSA 5.34 and became convex beads were evaluated as defective (x).
＜引張強度＞
引張強度は、６９０ＭＰａ以上が得られたものを良好（〇）、６９０ＭＰａ未満となるものを不良（×）とした。
<Tensile strength>
A tensile strength of 690 MPa or more was determined as good (◯), and a tensile strength of less than 690 MPa was determined as poor (x).
＜靭性＞
靭性については、−１９６℃のシャルピー衝撃試験で評価した。吸収エネルギーが５０Ｊ以上となるものを良好（○）、５０Ｊ未満となるものを不良（×）とした。
<Toughness>
The toughness was evaluated by a Charpy impact test at -196 ° C. A case where the absorbed energy was 50 J or more was evaluated as good (◯), and a case where the absorbed energy was less than 50 J was determined as poor (×).
＜耐欠陥性＞
耐欠陥性については、ＡＷＳ Ａ５．１１のＲＴ試験の合格基準を満たすものを良好（○）、ＡＷＳ Ａ５．１１のＲＴ試験の合格基準を満たさないものを不良（×）とした。
<Defect resistance>
Regarding the defect resistance, those satisfying the acceptance criteria of the RT test of AWS A5.11 were evaluated as good (◯), and those not satisfying the acceptance criteria of the AWS A5.11 RT test were evaluated as poor (×).
＜耐高温割れ性＞
耐高温割れ性については、ＦＩＳＣＯ割れ試験で評価した。溶接電流２００Ａ、溶接速度４０ｃｐｍで試験を行い、割れの発生しなかったものを良好（○）、割れが発生したものを不良（×）とした。
<High temperature crack resistance>
The hot crack resistance was evaluated by a FISCO crack test. A test was conducted at a welding current of 200 A and a welding speed of 40 cpm, and a case where no crack was generated was evaluated as good (◯), and a case where a crack was generated was determined as defective (X).
＜耐食性＞
耐食性については、ＡＳＴＭ Ｇ４８ Ｃ法において、ＣＰＴ≧５０℃となるものを良好（○）、ＣＰＴ＜５０℃となるものを不良（×）とした。
<Corrosion resistance>
Regarding the corrosion resistance, in the ASTM G48 C method, the case where CPT ≧ 50 ° C. was judged as good (◯), and the case where CPT <50 ° C. was judged as poor (×).
総合評価は、溶接作業性がすべて◎で、かつ溶接金属性能がすべて○のものを◎、溶接作業性のうちのいずれか一つ以上が○で、かつ溶接金属性能がすべて○のものを○、溶接作業性および溶接金属性能のうち、×があるものを×とした。
これらの結果を表３に示す。
Comprehensive evaluation is that all welding workability is ◎ and all weld metal performance is ◎, one or more of the welding workability is ○, and all weld metal performance is ○ Of the welding workability and weld metal performance, those with x were taken as x.
These results are shown in Table 3.
表３に示すように、本発明の範囲を満足するＮｏ．１〜１６は、溶接作業性、溶接金属性能において良好であった。
一方、本発明の範囲を満足しないＮｏ．１７〜３５は、以下の結果となった。
As shown in Table 3, No. 1 satisfying the scope of the present invention. 1-16 were favorable in welding workability | operativity and weld metal performance.
On the other hand, No. which does not satisfy the scope of the present invention. 17-35 brought the following results.
Ｎｏ．１７は、Ｍｏ含有量が低いため、溶接金属の耐食性が劣化した。Ｎｏ．１８は、Ｎａ＋Ｋ＋Ｌｉの含有量が低いため、アーク安定性が劣化した。Ｎｏ．１９は、Ｎｂ含有量が低いため、溶接金属の引張強度が大きく劣化した。Ｎｏ．２０は、ＴｉＯ２含有量が高いため、フラックスが溶けにくくなり、耐欠陥性が劣化した。 No. Since No. 17 had low Mo content, the corrosion resistance of the weld metal deteriorated. No. No. 18 had a low Na + K + Li content, so the arc stability deteriorated. No. No. 19 had a low Nb content, so the tensile strength of the weld metal was greatly degraded. No. No. 20 has a high TiO 2 content, so that the flux is hardly dissolved and the defect resistance is deteriorated.
Ｎｏ．２１は、Ｃｒ含有量が低いため、溶接金属の耐食性が劣化した。Ｎｏ．２２は、Ｎａ＋Ｋ＋Ｌｉの含有量が高いため、スラグ融点が低下し、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。Ｎｏ．２３は、Ｎｉ含有量が高いため、Ｃｒ，Ｍｏを適正に添加できなくなり、溶接金属の引張強度および耐食性が劣化した。Ｎｏ．２４は、Ｆ含有量が低いため、水分由来によるブローホールが発生しやすくなり、耐欠陥性が劣化した。 No. Since No. 21 had a low Cr content, the corrosion resistance of the weld metal deteriorated. No. In No. 22, since the content of Na + K + Li was high, the slag melting point was lowered, and the bead shape in the standing improvement welding posture was deteriorated. No. Since No. 23 had high Ni content, it became impossible to add Cr and Mo appropriately, and the tensile strength and corrosion resistance of the weld metal deteriorated. No. In No. 24, the F content was low, so that blow holes due to moisture were likely to occur, and the defect resistance was deteriorated.
Ｎｏ．２５は、Ｍｏ含有量が高いため、溶接金属の靱性が劣化した。Ｎｏ．２６は、Ｃｒ含有量が高いため、溶接金属の靱性が劣化した。Ｎｏ．２７は、ＳｉＯ２含有量が低いため、スラグ剥離性が劣化した。Ｎｏ．２８は、Ｎｂ含有量が高いため、溶接金属の靱性が劣化した。Ｎｏ．２９は、ＺｒＯ２含有量が高いため、スラグ剥離性が劣化した。Ｎｏ．３０は、ＳｉＯ２含有量が高いため、スラグ融点が低下し、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。また、溶接金属中のＳｉ量が増加して靱性が劣化した。 No. Since No. 25 had high Mo content, the toughness of the weld metal deteriorated. No. Since No. 26 had high Cr content, the toughness of the weld metal deteriorated. No. No. 27 had a low SiO 2 content, so the slag peelability deteriorated. No. Since No. 28 had high Nb content, the toughness of the weld metal deteriorated. No. No. 29 has a high ZrO 2 content, so the slag peelability deteriorated. No. In No. 30, since the SiO 2 content was high, the melting point of the slag was lowered, and the bead shape was deteriorated in the upright welding posture. Moreover, the amount of Si in the weld metal increased and the toughness deteriorated.
Ｎｏ．３１は、Ｎｉ含有量が低いため、靱性が劣化した。また、Ａｌ２Ｏ３含有量が高いため、スラグ剥離性が劣化した。Ｎｏ．３２は、ＴｉＯ２含有量が低いため、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。Ｎｏ．３３は、ＺｒＯ２含有量が低いため、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。Ｎｏ．３４は、Ｆ含有量が高いため、アーク安定性、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。Ｎｏ．３５は、ＭｎＯ２含有量が高いため、立向上進溶接姿勢でのビード形状が劣化した。 No. No. 31 has low toughness due to its low Ni content. Moreover, due to the high content of Al 2 O 3, the slag removability is deteriorated. No. No. 32 had a low TiO 2 content, so that the bead shape in the vertical improvement welding posture deteriorated. No. No. 33 had a low ZrO 2 content, so that the bead shape in the vertical improvement welding position deteriorated. No. Since No. 34 had high F content, the arc stability and the bead shape in the vertical improvement welding posture were deteriorated. No. No. 35 had a high MnO 2 content, and therefore the bead shape in the vertical improvement welding position deteriorated.
以上、本発明について実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することが可能であることはいうまでもない。 The present invention has been described in detail with reference to the embodiments and examples. However, the gist of the present invention is not limited to the above-described contents, and the scope of right is widely interpreted based on the description of the claims. Must. Needless to say, the contents of the present invention can be widely modified and changed based on the above description.
Claims (3)
ワイヤ全質量あたり、
Ｎｉ：５２〜６５質量％、
Ｃｒ：１８〜２３質量％、
Ｍｏ：７．０〜１０．０質量％、
Ｎｂ：３．０〜５．０質量％、
を含有し、
前記フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、
ＴｉＯ２：４．０〜１２．０質量％、
ＳｉＯ２：０．０５〜０．６０質量％、
ＺｒＯ２：１．０〜４．０質量％、
ＭｎＯ２：０．３質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以下、
を含有し、且つ、
前記フラックス中に、ワイヤ全質量あたり、
Ｎａ，Ｋ，Ｌｉのアルカリ金属化合物をアルカリ金属換算値で、合計０．１〜２．０質量％、フッ化物をフッ素換算値で０．１〜１．０質量％を含有することを特徴とするＮｉ基合金フラックス入りワイヤ。 A Ni-based alloy flux-cored wire in which the outer shell of the Ni-based alloy is filled with flux,
Per total wire mass,
Ni: 52-65 mass%,
Cr: 18-23 mass%,
Mo: 7.0 to 10.0% by mass,
Nb: 3.0-5.0 mass%,
Containing
In the flux, per total wire mass,
TiO 2 : 4.0 to 12.0% by mass,
SiO 2: 0.05~0.60% by weight,
ZrO 2 : 1.0 to 4.0% by mass,
MnO 2 : 0.3% by mass or less,
Al 2 O 3 : 1.0% by mass or less,
And containing
In the flux, per total wire mass,
It is characterized in that the alkali metal compound of Na, K, Li contains 0.1 to 2.0% by mass in terms of alkali metal, and the fluoride contains 0.1 to 1.0% by mass in terms of fluorine. Ni-based alloy flux cored wire.
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