JP2711072B2 - ステンレス鋼フラックス入りワイヤ - Google Patents
ステンレス鋼フラックス入りワイヤInfo
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Description
に使用するステンレス鋼フラックス入りワイヤに関し、
特に溶接金属の耐割れ性及び曲げ性能が優れ、全姿勢溶
接に好適のステンレス鋼フラックス入りワイヤに関す
る。
ールドアーク溶接は、TIG溶接及び被覆アーク溶接棒
を使用した溶接に比して高能率であることから、近年、
適用範囲が各種材質に拡大されている。また、フラック
ス入りワイヤは、当初大電流が使用できる下向姿勢での
利用が多かったが、近年は比較的低電流で使用する全姿
勢溶接(特に、立向姿勢及び上向姿勢での溶接)での利
用が急速に伸びている。
フラックス入りワイヤにおいては、ステンレス鋼材の溶
接に適用した場合に、比較的低電流で使用する全姿勢溶
接において、耐割れ性及び曲げ性能が満足できるもので
はなかった。なお、従来、フラックス中の融点が160
0℃以上の金属粉末の粒度を規定することにより、溶融
金属中における前記金属粉末の偏析を防止することが提
案されている(特開昭54−79140号)。しかし、
金属粉末の粒度を細かくするだけでは、曲げ性能はある
程度改善されるものの、ミクロ割れを防止することがで
きないという問題点がある。
のであって、溶接金属の耐割れ性及び曲げ加工性が優
れ、ステンレス鋼材の全姿勢溶接に適用できるステンレ
ス鋼フラックス入りワイヤを提供することを目的とす
る。
テンレス鋼フラックス入りワイヤは、Crを11重量%
以上含有するステンレス鋼製外皮の内部にステンレス鋼
粉末以外の金属又は合金の粉末を含むフラックスを充填
してなるステンレス鋼フラックス入りワイヤにおいて、
前記フラックス中には、融点が1200℃以上の金属又
は合金粉末(但し、ステンレス鋼粉末を除く)を実質的
に含まないことを特徴とする。
クス入りワイヤは、Crを11重量%以上含有するステ
ンレス鋼製外皮の内部にステンレス鋼粉末以外の金属又
は合金の粉末を含むフラックスを充填してなるステンレ
ス鋼フラックス入りワイヤにおいて、前記フラックス中
に含まれる金属又は合金粉末のうち、融点が1200℃
以上の金属又は合金粉末(但し、ステンレス鋼粉末を除
く)は、夫々粒径が150μm以下の粉末粒子の含有率
が80重量%以上であると共に、そのP含有率が0.1
3重量%以下、S含有率が0.13重量%以下に規制さ
れていることを特徴とする。
属又は合金粉末のうち、融点が1200℃以上の金属又
は合金粉末(但し、ステンレス鋼粉末を除く)を実質的
に含まないか、又は含む場合は、融点が1200℃以上
の金属又は合金粉末について夫々粒径が150μm以下
の粉末粒子の含有率を80重量%以上とする。例えば、
フラックス中に含まれる金属又は合金粉末のうち融点が
1200℃以上の金属又は合金粉末が1種類である場合
は、その金属又は合金粉末の80重量%以上の部分を粒
径が150μm以下の粉末粒子が占めるようにする。ま
た、フラックス中に含まれる金属又は合金粉末のうち融
点が1200℃以上の金属又は合金粉末が2種類以上あ
る場合は、各種類の金属又は合金粉末毎に、その80重
量%以上の部分を粒径が150μm以下の粉末粒子が占
めるようにする。金属又は合金粉末中の粒径が150μ
m以下の粉末粒子の含有率が80重量%未満であると、
溶接金属中の未溶融金属が増加し、曲げ性能が低下する
と共に、ミクロ割れの原因となる。このため、金属又は
合金粉末において、粒径が150μm以下の粉末粒子の
含有率が80重量%以上であることが必要である。
及びS含有率がいずれも0.13重量%以下であること
が必要である。P含有率又はS含有率が0.13重量%
を超えると、未溶融金属とマトリックスとの境界部にP
又はSが著しく偏析して、ミクロ割れの原因になる。こ
のため、フラックス中に含まれる融点が1200℃以上
の金属又は合金粉末について、P含有率及びS含有率は
いずれも0.13重量%以下であることが必要である。
金粉末の場合は、夫々粒径が150μm以下の粉末の含
有率を90重量%以上とすることが好ましい。更に、P
含有率及びS含有率をいずれも0.05重量%以下とす
ることにより、ミクロ割れ及び曲げ試験での欠陥の発生
を確実に防止することができる。
150μm以上の粉末粒子の含有率が80重量%未満で
あっても、溶接金属中に著しい成分偏析は発生せず、耐
割れ性及び曲げ性能に影響を与えない。このため、ステ
ンレス鋼粉末の場合は、その粒径を規定する必要がな
い。また、本発明に係るフラックス入りワイヤは、ステ
ンレス鋼材の溶接に使用するものであるため、溶接金属
の均一性を損なわないため及びフラックスからの合金添
加量を抑えるため(即ち、フラックスが充填過剰になら
ないようにするため)に、外皮の材質は、Cr含有率が
11重量%以上のステンレス鋼であることが必要であ
る。Crを11重量%以上含有するステンレス鋼として
は、例えば、JIS G4306に規定されたSUS4
10L、430LX、304L及び316L等がある。
説明する。本願発明者等は、ステンレス鋼材の全姿勢溶
接に適用できるステンレス鋼フラックス入りワイヤを提
供すべく、種々実験研究を行った。その結果、以下のこ
とが判明した。即ち、ステンレス鋼を外皮とするフラッ
クス入りワイヤにおいて、ワイヤ径を1.2mmとし、
全姿勢溶接において実用可能な最低電流値を120Aと
した場合に、フラックス中の金属又は合金粉末(以下、
単に「金属粉末」という)が例えばCu及びAl等のよ
うに融点が1200℃未満のものであると、金属粉末の
粒径が最大250μmという大粒径のものであっても、
溶接金属中に未溶融金属は観察されない。
Mn等の金属又はこれらの金属と鉄との合金のように融
点が1200℃以上の場合は、溶接金属中に未溶融金属
が観察され、ミクロ割れ及び曲げ試験において欠陥が観
察された。このような割れ又は欠陥の原因は、フラック
ス入りワイヤ中に充填されている金属粉末の偏析と考え
られる。
布を種々変えて試験を行った。その結果、金属粉末の粒
度を小さくすることにより、溶接金属の曲げ性能はある
程度改善されたが、ミクロ割れを十分に抑制することは
できなかった。図1は、横軸に金属粉末中の粒径が15
0μm以下の粉末粒子の含有率をとり、縦軸に曲げ試験
片1本当たりの欠陥個数をとって、溶接電流が180A
のとき及び120Aのときの欠陥発生数を示すグラフ図
である。この図1からわかるように、粒径が150μm
以下の粉末粒子の含有率を80重量%以上とすることに
より、溶接電流が180Aのときは欠陥発生数が略0に
なり、溶接電流が120Aのときも、欠陥数が約5個以
下になる。
では、曲げ試験における欠陥数を低減することはできる
ものの、ミクロ割れを抑制することはできない。そこ
で、本願発明者等は、ミクロ割れの原因を明らかにすべ
く種々実験研究を行った。その結果、ミクロ割れは、金
属粉末がマトリックスに十分攪拌溶融しきれない未溶融
金属とマトリックスとの境界部に発生することが判明し
た。EPMA(電子プローブ微量分析:Electron Probe
Microanalysis)により未溶融金属とマトリックスとの
境界部の成分を分析したところ、この境界部には金属粉
末から供給されたP又はSが著しく偏析していた。この
ようなことから、本願発明者等は、ミクロ割れの原因は
金属粉末中に含有されているS又はPであるとの知見を
得た。
に検鏡1cm2当たりのミクロ割れ数をとって、金属粉
末中のP及びS含有率とミクロ割れ数との関係を示すグ
ラフ図である。この図2からわかるように、金属粉末中
のP含有率及びS含有率をいずれも0.13重量%以下
とすることにより、ミクロ割れを十分に抑制することが
できる。
末は、溶接時の酸化消耗分を充填し、且つ所定の溶接金
属の化学成分を確保して耐蝕性及び耐熱性を得るため、
又は脱酸剤として溶接金属の清浄度を上げて、延性及び
靱性等の特性を確保するために添加する。金属粉末とし
ては、Ni,Cr,Fe,Mo,Nb,W,Mn,S
i,Ti,Cu,Al,Mg及びZr並びにこれらの金
属の合金がある。但し、外皮と類似した成分を有するス
テンレス鋼粉末の場合は、粒径が150μm以下の粉末
粒子の含有率が80重量%未満であっても、著しい成分
偏析は発生せず、耐割れ性及び曲げ性能の劣化を招来し
ない。このため、ステンレス鋼粉末については、粉末粒
子径を規制する必要がない。
を実際に製造し、これらのワイヤを使用して溶接を行
い、溶接金属から供試片を採取して、曲げ試験による欠
陥の発生及びミクロ割れの発生を調べた結果について、
比較例と比較して説明する。
組成のステンレス鋼フープ材(幅が9mm、厚さが0.
4mm)を用意した。また、外皮内に充填する金属粉末
原料として、下記表2に示す種類の金属粉末を用意し
た。これらの金属粉末の融点、粒度構成、P及びS含有
率を表2に併せて示す。そして、下記表3に示すように
フープ材及び金属粉末を組み合わせ、フラックス入りワ
イヤを製造した。この場合に、ワイヤ全重量の23重量
%の造宰剤を加えた。この造宰剤は、ワイヤ全重量に対
してSiO2;2重量%、TiO2;10重量%、ZrO
2;2重量%及びAl2O3;2重量%を含有し、残部が
金属Feからなる。また、この金属Feは、融点が15
38℃であり、粒径が150μm以下の粉末粒子の含有
率が93重量%、P含有率が0.02重量%、S含有率
が0.02重量%である。
なるように仕上げ伸線した後、通電加熱により、水分量
をワイヤ全重量に対し500ppm以下にした。
23に準じて、電流が120A、電圧が25V、シール
ドガスにCO2(100%)を使用して、立向姿勢に
て、全溶着金属を作成した。そして、この溶着金属から
ミクロ試験片を切り出し、割れを検査した。また、JI
S Z3323に準じて縦曲げ試験を行い、欠陥の有無
を調べた。これらの結果を、下記表4に示す。但し、ミ
クロ割れは、検鏡視野1cm2当たり4個以上のミクロ
割れがある場合を×、3個以下のミクロ割れがある場合
を○、割れがない場合を◎とした。また、曲げ試験結果
は、試験片1枚に対し、4個以上の欠陥がある場合を
×、3個以下の欠陥がある場合を○、欠陥がない場合を
◎とした。更に、これらの結果から、ステンレス鋼材用
フラックス入りワイヤとしての性能を評価した。その結
果も、表4に併せて示す。但し、ステンレス鋼材用フラ
ックス入りワイヤとして適している場合を○、適してい
ない場合を×で示した。
4,6)は、粒径が150μmを超える粉末粒子の含有
率が20重量%以上あるため、未溶融金属が観察され、
曲げ試験で多数(4個以上)の欠陥が発生し、曲げ性能
が十分でないものであった。
2,3,5,7)は金属粉末のP又はS含有率が0.1
3重量%を超えるため、粒径が150μm以下の粉末粒
子の含有率が80重量%以上であっても、溶融過程にお
いてP又はSの偏析が生じ、ミクロ割れが発生した。
金属粉末の融点が1200℃未満であるため、未溶融金
属は観察されず、曲げ性能も良好であった。
17,19,21,22,23(実施例2,3,5,
6,10,11,12,14〜17)は、いずれもミク
ロ割れ及び曲げ試験において若干の欠陥が観察された
が、実用上差し支えない程度のものであった。
が若干発生したものの、曲げ試験においては欠陥が発生
しなかった。ワイヤNo.4,13,18(実施例1,
9,13)は、いずれもミクロ割れ、曲げ試験において
欠陥が全くないものであった。
フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼の共金溶接用と
して適用できるほか、炭素鋼とステンレス鋼等との異材
溶接にも適用できる。
ラックス中に融点が1200℃以上の金属又は合金粉末
を実質的に含まないか、又は含む場合は融点が1200
℃以上の金属又は合金粉末の夫々の粒径が150μm以
上の粉末粒子の含有率が80重量%以上であり、且つ、
そのP含有率及びS含有率がいずれも0.13重量%以
下に規制されているから、ミクロ割れ及び曲げ試験によ
る欠陥の発生を回避でき、例えば溶接電流が約120A
の低電流においても良好な溶接金属を得ることができ
る。このため、本発明に係るステンレス鋼フラックス入
りワイヤは、ステンレス鋼材の全姿勢溶接において、良
好な溶接が可能である。
試験における欠陥発生数との関係を示すグラフ図であ
る。
関係を示すグラフ図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 Crを11重量%以上含有するステンレ
ス鋼製外皮の内部にステンレス鋼粉末以外の金属又は合
金の粉末を含むフラックスを充填してなるステンレス鋼
フラックス入りワイヤにおいて、前記フラックス中に
は、融点が1200℃以上の金属又は合金粉末(但し、
ステンレス鋼粉末を除く)を実質的に含まないことを特
徴とするステンレス鋼フラックス入りワイヤ。 - 【請求項2】 Crを11重量%以上含有するステンレ
ス鋼製外皮の内部にステンレス鋼粉末以外の金属又は合
金の粉末を含むフラックスを充填してなるステンレス鋼
フラックス入りワイヤにおいて、前記フラックス中に含
まれる金属又は合金粉末のうち、融点が1200℃以上
の金属又は合金粉末(但し、ステンレス鋼粉末を除く)
は、夫々粒径が150μm以下の粉末粒子の含有率が8
0重量%以上であると共に、そのP含有率が0.13重
量%以下、S含有率が0.13重量%以下に規制されて
いることを特徴とするステンレス鋼フラックス入りワイ
ヤ。 - 【請求項3】 前記フラックス中に含まれる金属又は合
金粉末のうち、融点が1600℃以上の金属又は合金粉
末は、夫々粒径が150μm以下の粉末粒子の含有率が
90重量%であることを特徴とする請求項2に記載のス
テンレス鋼フラックス入りワイヤ。 - 【請求項4】 前記融点が1600℃以上の金属又は合
金粉末の夫々のP含有率を0.05重量%以下、S含有
率を0.05重量%以下に規制したことを特徴とする請
求項3に記載のステンレス鋼フラックス入りワイヤ。 - 【請求項5】 前記融点が1200℃以上の金属又は合
金粉末の夫々のP含有率を0.05重量%以下、S含有
率を0.05重量%以下に規制したことを特徴とする請
求項2又は3に記載のステンレス鋼フラックス入りワイ
ヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6086712A JP2711072B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6086712A JP2711072B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07290279A JPH07290279A (ja) | 1995-11-07 |
JP2711072B2 true JP2711072B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=13894522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6086712A Expired - Lifetime JP2711072B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2711072B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9764429B2 (en) | 2011-07-13 | 2017-09-19 | Illinois Tool Works Inc. | Flux-cored welding wire, the method for manufacturing the same and using of the same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5945476A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-14 | Canon Inc | 定着装置及び断熱部材 |
JPH0637000B2 (ja) * | 1986-08-20 | 1994-05-18 | 新日本製鐵株式会社 | ステンレス鋼溶接用シ−ムレスフラツクス入りワイヤの製造方法 |
JP2592637B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1997-03-19 | 新日本製鐵株式会社 | 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 |
JPH0829432B2 (ja) * | 1988-03-14 | 1996-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
JPH03258485A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-18 | Nkk Corp | 極高真空機器用オーステナイト系ステンレス鋼のtig溶接用フラツクス複合ワイヤ |
-
1994
- 1994-04-25 JP JP6086712A patent/JP2711072B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9764429B2 (en) | 2011-07-13 | 2017-09-19 | Illinois Tool Works Inc. | Flux-cored welding wire, the method for manufacturing the same and using of the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07290279A (ja) | 1995-11-07 |
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