JP2024512923A - 省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
被覆粉末材料の組成及び配合比で各原料を均一になるまで混合撹拌し、次にナトリウム水ガラスを加えて均一になるまで撹拌し続けて、被覆ブランクを得るステップ1と、
ステップ1で得られた被覆ブランクを予熱して保温し、次にステンレス鋼溶接コアの外部にコーティングし、一晩自然に干した後、乾燥炉に移して乾燥させて、省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適する被覆溶接ワイヤを得るステップ2とに従って行われる、省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤの製造方法を提供する。
1)本発明は、ニッケル元素の代わりにマンガンと窒素の組み合わせを利用して、オーステナイト組織を得ることで、大量のニッケル資源を節約し、製造コストを大幅に削減することができる。
2)本発明の被覆溶接ワイヤを使用して裏当て溶接を行う時、溶融した溶接フラックスは溶融池の裏面に浸透し、裏面の溶接継ぎ目が酸化されることなく緻密な保護層を形成するため、アルゴン充填などの一連の工程を省き、作業効率を著しく向上させ、生産コストを大幅に削減することができる。
3)本発明は、アーク安定剤としてチタン酸カリウム及び炭酸ナトリウムを用いて、イオン化ポテンシャルが低いK+とNa+の相乗効果により、アーク雰囲気のイオン化ポテンシャルを低下させ、アークの安定性を大幅に向上させる。
本実施例における省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C:0.041%、Si:0.62%、Mn:4.52%、P:0.018%、S:0.010%、Cr:16.22%、Ni:1.81%、Mo:0.25%、Cu:1.20%、N:0.15%及び残部のFeであった。
被覆粉末材料の組成及び配合比で各原料を均一になるまで混合撹拌し、次にナトリウム水ガラスを加えて均一になるまで撹拌し続けて、被覆ブランクを得るステップ1と、
ステップ1で得られた被覆ブランクを100℃で予熱して5min保温し、次にステンレス鋼溶接コアの外部にコーティング厚さ1.2mmでコーティングし、24h自然に干した後、乾燥炉に移して、乾燥温度320℃で2h乾燥させて、省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適する被覆溶接ワイヤを得るステップ2とに従って行われた。
本実施例における省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C:0.044%、Si:0.65%、Mn:4.63%、P:0.019%、S:0.010%、Cr:16.52%、Ni:1.93%、Mo:0.26%、Cu:1.01%、N:0.15%及び残部のFeであった。
被覆粉末材料の組成及び配合比で各原料を均一になるまで混合撹拌し、次にナトリウム水ガラスを加えて均一になるまで撹拌し続けて、被覆ブランクを得るステップ1と、
ステップ1で得られた被覆ブランクを100℃で予熱して5min保温し、次にステンレス鋼溶接コアの外部にコーティング厚さ1.2mmでコーティングし、24h自然に干した後、乾燥炉に移して、乾燥温度320℃で2h乾燥させて、省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適する被覆溶接ワイヤを得るステップ2とに従って行われた。
本比較例における省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C:0.042%、Si:0.64%、Mn:4.55%、P:0.019%、S:0.010%、Cr:16.20%、Ni:1.76%、Mo:0.25%、Cu:1.22%、N:0.15%及び残部のFeであった。
被覆粉末材料の組成及び配合比で各原料を均一になるまで混合撹拌し、次にナトリウム水ガラスを加えて均一になるまで撹拌し続けて、被覆ブランクを得るステップ1と、
ステップ1で得られた被覆ブランクを100℃で予熱して5min保温し、次にステンレス鋼溶接コアの外部にコーティング厚さ1.2mmでコーティングし、24h自然に干した後、乾燥炉に移して、乾燥温度320℃で2h乾燥させて、省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適する被覆溶接ワイヤを得るステップ2とに従って行われた。
実施例1、実施例2及び比較例1の被覆溶接ワイヤを用いて、溶接電流70~90A、アーク電圧10~12V及び溶接速度50~120mm/minのプロセスパラメータで横向き溶接を行い、試験板母材は08Cr19Mn6Ni3Cu2N低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼材質の鍛造品であり、開先角度=60±5°、開先根元部の隙間=2~3mm、開先鈍辺=0~1mmであった。
Claims (16)
- 省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤであって、前記被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C≦0.05%、Si≦0.90%、Mn:3.50%~5.00%、P≦0.020%、S≦0.020%、Cr:15.00%~17.00%、Ni:1.50%~2.50%、Mo≦0.55%、Cu≦1.50%、N:0.10%~0.20%及び残部のFeであることを特徴とする省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接に適用する被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆溶接ワイヤは被覆及びステンレス鋼溶接コアで構成され、前記被覆は被覆粉末材料及びナトリウム水ガラスで製造され、そのうち、被覆粉末材料は、質量分率で、アーク安定剤20%~40%、スラグ形成剤40%~60%、潤滑剤10%~20%及び残部の合金粉末を混合してなり、前記アーク安定剤はチタン酸カリウムと炭酸ナトリウムの混合物であることを特徴とする請求項1に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆粉末材料とナトリウム水ガラスの質量比は100:(10~20)であり、前記ナトリウム水ガラスのモジュラスは2.6~2.9であることを特徴とする請求項2に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記アーク安定剤中のチタン酸カリウムと炭酸ナトリウムの質量比は(2.5~5):1であることを特徴とする請求項2に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記スラグ形成剤は金紅石、方解石、蛍石及び石英で構成され、前記金紅石、方解石、蛍石及び石英の質量比は10:(2.5~3.5):(1.5~2.5):(0.5~1.5)であることを特徴とする請求項2に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記潤滑剤はチタンホワイトとホワイトクレイの混合物であり、前記チタンホワイトとホワイトクレイの質量比は(1.5~2.5):1であることを特徴とする請求項2に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆粉末材料とナトリウム水ガラスの質量比は100:15であり、前記ナトリウム水ガラスのモジュラスは2.8であることを特徴とする請求項3に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆粉末材料は、質量分率で、アーク安定剤30%、スラグ形成剤48%、潤滑剤15%及び残部の合金粉末を混合してなることを特徴とする請求項2に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆粉末材料は、質量分率で、アーク安定剤29%、スラグ形成剤48%、潤滑剤12%及び残部の合金粉末を混合してなることを特徴とする請求項1に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C:0.041%、Si:0.62%、Mn:4.52%、P:0.018%、S:0.010%、Cr:16.22%、Ni:1.81%、Mo:0.25%、Cu:1.20%、N:0.15%及び残部のFeであることを特徴とする請求項1に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 前記被覆溶接ワイヤの溶着金属の化学成分及び各元素の質量分率は、C:0.044%、Si:0.65%、Mn:4.63%、P:0.019%、S:0.010%、Cr:16.52%、Ni:1.93%、Mo:0.26%、Cu:1.01%、N:0.15%及び残部のFeであることを特徴とする請求項1に記載の被覆溶接ワイヤ。
- 請求項2~11のいずれか一項に記載の被覆溶接ワイヤの製造方法であって、
被覆粉末材料の組成及び配合比で各原料を均一になるまで混合撹拌し、次にナトリウム水ガラスを加えて均一になるまで撹拌し続けて、被覆ブランクを得るステップ1と、
ステップ1で得られた被覆ブランクを予熱して保温し、次にステンレス鋼溶接コアの外部にコーティングし、一晩自然に干した後、乾燥炉に移して乾燥させ、前記被覆溶接ワイヤを得るステップ2とに従って行われることを特徴とする請求項2~11のいずれか一項に記載の被覆溶接ワイヤの製造方法。 - ステップ2における前記予熱の温度は100~150℃であり、保温時間は5min~10minであることを特徴とする請求項12に記載のの製造方法。
- ステップ2における前記ステンレス鋼溶接コアの直径は1.6mm~2.4mmであり、コーティングの厚さは0.5mm~1.5mmであることを特徴とする請求項12に記載の製造方法。
- ステップ2における前記乾燥のパラメータは、温度が300~350℃であり、時間が1h~3hであることを特徴とする請求項12に記載の製造方法。
- 請求項2~11のいずれか一項に記載の被覆溶接ワイヤ又は請求項12~15のいずれか一項に記載の製造方法で製造された被覆溶接ワイヤの省ニッケル型オーステナイト系ステンレス鋼の裏当て溶接における使用であって、前記裏当て溶接はアルゴンガスを充填しない条件下で行われる。
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