JP3112447B2 - Composite wire for hardfacing self-shielded arc welding - Google Patents

Composite wire for hardfacing self-shielded arc welding

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JP3112447B2
JP3112447B2 JP10303203A JP30320398A JP3112447B2 JP 3112447 B2 JP3112447 B2 JP 3112447B2 JP 10303203 A JP10303203 A JP 10303203A JP 30320398 A JP30320398 A JP 30320398A JP 3112447 B2 JP3112447 B2 JP 3112447B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は石炭、鉱石、精練ス
ラグなどの粉砕装置のローラやテーブルなどの摩耗しや
すい部分をセルフシールドアーク溶接によって硬化肉盛
をするのに使用する複合ワイヤに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite wire used for hardfacing hard-to-wear parts such as rollers and tables of a crusher for coal, ore, scouring slag and the like by self-shielded arc welding. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力発電所で使用されている微粉炭製造
機のローラやテーブルなどは装置の大型化により全体を
耐摩耗性の特殊鋳鉄で製造するのは困難であり、また経
済上の観点からも近年は普通鋼の材料の上に硬化肉盛溶
接したものが使用されている。このような部品の製造工
程で行なわれる硬化肉盛溶接においては多くがサブマー
ジアーク溶接により行なわれており、たとえばCが4
%、Crが20%といった高炭素高クロム鉄を肉盛して
いる。このような成分の鉄材料を使用して溶接用ワイヤ
として柔軟性を有するものにすることは不可能であるか
ら、軟鋼などを外皮として所要の合金成分の粉末を内部
に充填した複合ワイヤとするのが普通である。
2. Description of the Related Art Rollers and tables of pulverized coal production machines used in thermal power plants are difficult to manufacture entirely from wear-resistant special cast iron due to the enlargement of the equipment, and are economically disadvantageous. In recent years, however, hardfacing welds on ordinary steel materials have been used. Most of the hardfacing welding performed in the manufacturing process of such parts is performed by submerged arc welding.
% And Cr is 20%. Since it is impossible to use an iron material having such a component to have flexibility as a welding wire, a composite wire in which powder of a required alloy component is filled inside with a mild steel or the like as an outer skin. Is common.

【0003】たとえば特開昭59−141396号公報
には、「潜弧溶接用高クロム系チューブラワイヤ」と題
して耐摩耗性が良好でかつ剥離脱落し難い肉盛溶着金属
が得られるサブマージアーク溶接用複合ワイヤが開示さ
れている。これによれば外皮と充填剤を合計したワイヤ
全体に対する重量%で、C:2.0〜5.0%、Si:
0.1〜1.5%、Mn:0.2〜3.0%、Cr:1
5.0〜28.0%、B:0.3〜1.5%を含有し、
さらに必要に応じてMo:5.0%以下、V:5.0%
以下、Nb:5.0%以下、Zr:0.5%以下の一種
以上を含有する成分のものである。そしてこのような材
料の大きな問題点である割れの発生の対策として、炭素
源としてグラファイトなどの遊離状態の炭素含有量をワ
イヤ全体に対する重量%で1.0%以下にすることを特
徴点としている。しかしながらこれで完全に解決したわ
けではなく、耐摩耗性をより大きくするために硬度を高
めればそれに伴って割れ発生の問題が大きくなる。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 59-141396 entitles "High Chromium Tubular Wire for Latent Arc Welding", and describes a submerged arc welding method capable of obtaining a build-up deposited metal having good wear resistance and hardly peeling off. Composite wire is disclosed. According to this, C: 2.0-5.0%, Si:
0.1-1.5%, Mn: 0.2-3.0%, Cr: 1
5.0-28.0%, B: 0.3-1.5%,
Further, if necessary, Mo: 5.0% or less, V: 5.0%
Hereinafter, it is a component containing one or more of Nb: 5.0% or less and Zr: 0.5% or less. As a countermeasure against the generation of cracks, which is a major problem of such a material, the feature is that the content of carbon in a free state such as graphite as a carbon source is set to 1.0% or less by weight% based on the entire wire. . However, this has not completely solved the problem, and if the hardness is increased to further increase the wear resistance, the problem of crack generation increases accordingly.

【0004】このように肉盛溶接用複合ワイヤはサブマ
ージアーク溶接用を意図したものが普通であり、上記以
外の硬化肉盛溶接用ワイヤの特許出願においてもサブマ
ージアーク用と限定してなくても、実施例においてはサ
ブマージアーク溶接についてのデータのみが記載されて
いるのが大部分である。ところでこのような耐摩耗性の
部品であっても使用によって摩耗することは避けられ
ず、摩耗部品は現地で補修溶接により再生することが行
なわれている。この場合、サブマージアーク溶接のよう
にポジショナーなどを使用して溶接個所を水平にすると
いった必要がなく、小回りが効いて施工が容易であり比
較的高能率であることからセルフシールドアーク溶接
(ノンガスアーク溶接)が多く使用されている。この場
合に使用する溶接用ワイヤは合金成分としてはサブマー
ジアーク溶接の場合と同様なものであって格別異なるも
のではない。
As described above, the composite wire for overlay welding is generally intended for submerged arc welding, and even in the patent application of the hardfacing welding wire other than the above, it is not necessary to limit the wire for submerged arc welding. In most of the examples, only data on submerged arc welding is described. By the way, even such wear-resistant parts are inevitable to be worn by use, and the worn parts are regenerated on site by repair welding. In this case, there is no need to use a positioner or the like to level the welding point as in submerged arc welding. Welding) is often used. The welding wire used in this case is the same as that in the case of submerged arc welding as an alloy component, and is not particularly different.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記した摩耗部品の補
修溶接を行なっても当然摩耗が繰り返され、火力発電所
で使用されている微粉炭製造機の部品の例では約1年で
再び補修を行なっている。このような場合、点検補修期
間中はラインが完全に停止するので摩耗寿命の延長は大
きな課題となっている。本発明は優れた摩耗寿命の溶接
金属が得られ、セルフシールドアーク溶接により硬化肉
盛を行なうのに特に適した溶接用ワイヤを提供するもの
である。
Even if the above-mentioned repair welding of the worn parts is performed, the wear is naturally repeated, and in the case of the parts of the pulverized coal producing machine used in the thermal power plant, the repair is performed again in about one year. I do. In such a case, since the line is completely stopped during the inspection and repair period, extending the wear life is a major issue. The present invention provides a welding wire which can provide a weld metal having an excellent wear life and is particularly suitable for performing hardfacing by self-shielded arc welding.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、管状外皮と充填剤からなる硬化肉盛
セルフシールドアーク溶接用複合ワイヤにおいて、化学
成分がワイヤ全重量に対する重量%で、C:4〜7%、
Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、C
r:20〜28%、Ni:1〜5%、Mo:1〜5%を
含有し、さらにAl:3%以下、Ti:3%以下の少な
くとも一方を含有し、残部はスラグ形成剤、Feおよび
不可避不純物であることを特徴とする硬化肉盛セルフシ
ールドアーク溶接用複合ワイヤである。また、管状外皮
と充填剤からなる硬化肉盛セルフシールドアーク溶接用
複合ワイヤにおいて、化学成分がワイヤ全重量に対する
重量%で、C:5〜6%、Si:0.2〜2.0%、M
n:0.2〜2.0%、Cr:20〜28%、Ni:1
〜5%、Mo:1〜5%を含有し、さらにAl:3%以
下、Ti:3%以下の少なくとも一方、およびNb:1
〜4%、V:1〜4%の少なくとも一方を含有し、残部
はスラグ形成剤、Feおよび不可避不純物であることを
特徴とする硬化肉盛セルフシールドアーク溶接用複合ワ
イヤである。またさらに上記それぞれのワイヤにおいて
必要に応じて、W:0.5〜4%を含有することも特徴
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems. In a composite wire for hardfacing self-shielded arc welding comprising a tubular sheath and a filler, a chemical component is contained in a weight% with respect to the total weight of the wire. And C: 4-7%,
Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, C
r: 20 to 28%, Ni: 1 to 5%, Mo: 1 to 5%, further contains at least one of Al: 3% or less, Ti: 3% or less, and the balance is a slag forming agent, Fe And a composite wire for hardfacing self-shielded arc welding characterized by being an unavoidable impurity. It also has a tubular shell
Hardfacing self-shielded arc welding consisting of steel and filler
In composite wire, the chemical composition is based on the total weight of the wire
% By weight, C: 5-6%, Si: 0.2-2.0%, M
n: 0.2 to 2.0%, Cr: 20 to 28%, Ni: 1
-5%, Mo: 1-5%, and Al: 3% or less
Lower, at least one of Ti: 3% or less, and Nb: 1
-4%, V: at least one of 1-4%, the balance being
Is a slag forming agent, Fe and inevitable impurities
Characteristic composite wire for hardfacing self-shielded arc welding
It is unpleasant. Further, each of the above-mentioned wires is characterized by containing W: 0.5 to 4% as required.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の溶接用ワイヤを使用して
肉盛溶接により得られる溶接金属の成分は高炭素高クロ
ム系の鉄合金であり、この点においては従来のこの種の
材料と同様である。しかしながら従来からの一般的な考
え方は先に従来技術として示した特開昭59−1413
96号公報にあるように、高炭素高クロム系鉄合金にM
o、V、Nbなどの炭化物生成元素を加えることによっ
てもっぱら硬度を上昇させて耐摩耗性の向上を図るとい
うものである。しかしながら本発明者らの知見によれば
高炭素高クロム系鉄合金においては硬度を上昇させても
溶接金属の割れ感受性を高めて溶接施工が困難になるだ
けでなく、必ずしも耐摩耗性の向上につながらないこと
が判った。これは肉盛溶接金属中に微細な割れがある場
合、材料が剥離することにより摩耗が進行するためであ
ると考えられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The composition of a weld metal obtained by overlay welding using the welding wire of the present invention is a high-carbon high-chromium-based iron alloy. The same is true. However, the conventional general idea is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 96, high carbon and high chromium iron alloy
By adding carbide-forming elements such as o, V, and Nb, the hardness is increased only to improve the wear resistance. However, according to the knowledge of the present inventors, in a high-carbon high-chromium-based iron alloy, even if the hardness is increased, not only the welding susceptibility is increased by increasing the crack sensitivity of the weld metal, but also the wear resistance is not necessarily improved. It turned out that it was not connected. This is considered to be due to the fact that when there is a fine crack in the build-up weld metal, the material is peeled off and the wear proceeds.

【0008】また硬度が高くなると肉盛溶接後に行なう
研削仕上げはそれに応じて困難になる。このように高炭
素高クロム系鉄合金の肉盛溶接においては単に硬度を増
加させることによって耐摩耗性を向上させようという考
え方は得策ではない。そこで本発明者らは溶接金属の硬
度は十分に維持しつつ靭性を向上させて材料剥離による
摩耗を抑制する方法を検討した。その結果、Niの添加
が高炭素高クロム系鉄合金の溶接金属の靭性の向上に効
果があることが判明した。Niは鋼材においてはフェラ
イト相に固溶して靭性を向上させる効果があることは知
られているが、炭素量が4%程度もあり炭化物の相が主
体の銑鉄成分の肉盛金属においてはこのような効果は知
られていなかった。むしろ肉盛溶接用の高炭素高クロム
系鉄合金へのNiの添加は溶接割れ発生傾向を助長し、
そのため靭性に有害であると一般に考えられていた。そ
のため肉盛溶接用の高炭素高クロム系鉄合金ワイヤにお
いてNiを含有するものは製造されていないのが現状で
ある。
When the hardness is high, the grinding finish after the overlay welding becomes correspondingly difficult. As described above, in the overlay welding of a high-carbon high-chromium iron alloy, it is not advisable to simply increase the hardness to improve the wear resistance. Therefore, the present inventors have studied a method of suppressing the abrasion due to material peeling while improving the toughness while sufficiently maintaining the hardness of the weld metal. As a result, it was found that the addition of Ni was effective in improving the toughness of the weld metal of the high-carbon high-chromium iron alloy. Ni is known to have the effect of improving the toughness by forming a solid solution in the ferrite phase in steel materials, but this is not the case in the overlaid metal of the pig iron component mainly composed of a carbide phase having a carbon content of about 4%. No such effect was known. Rather, the addition of Ni to the high-carbon high-chromium iron alloy for overlay welding promotes the tendency of weld cracking,
Therefore, it was generally considered to be harmful to toughness. For this reason, at present, high-carbon, high-chromium-based iron alloy wires for overlay welding containing Ni are not manufactured.

【0009】本発明者らはこのような状況下において、
たしかにサブマージアーク溶接による肉盛においてはN
iの添加は溶接割れ発生傾向を助長するが、セルフシー
ルドアーク溶接による肉盛においてはこのようなことは
なく、靭性を向上させて材料剥離による摩耗を抑制する
効果があることを見いだしたものである。なぜサブマー
ジアーク溶接とセルフシールドアーク溶接とでこのよう
な差異が生ずるかは解明されていないが、サブマージア
ーク溶接においては厚いスラグでビード表面が覆われ溶
接入熱量があまり違わない場合でも溶接金属の凝固・冷
却の速度が遅く、このため両者で溶接金属の組織の状態
が異なるなどの理由が考えられる。
Under such circumstances, the present inventors
Certainly, in the overlay by submerged arc welding, N
The addition of i promotes the tendency of weld cracks to occur, but this is not the case in overlaying by self-shielded arc welding, and has been found to have the effect of improving toughness and suppressing wear due to material peeling. is there. It is not clear why such a difference occurs between submerged arc welding and self-shielded arc welding.However, in submerged arc welding, even if the bead surface is covered with thick slag and the welding heat input is not very different, the welding metal It is considered that the speed of solidification and cooling is slow, and the structure of the weld metal is different between the two.

【0010】本発明の硬化肉盛溶接用ワイヤはさらに高
炭素高クロム系鉄合金において上記のNiに加えてMo
を添加してCrと共に高硬度の炭化物を生成させ、耐摩
耗性を向上させている。また特にWを添加することによ
り上記Moとの複合効果により耐摩耗性をさらに向上さ
せることができる。またさらに必要に応じてNbやVを
添加することによりこれらの炭化物を生成させ耐摩耗性
を向上させることができる。以下に各成分の限定理由に
ついて述べる。
[0010] The hardfacing welding wire of the present invention further comprises Mo in addition to the above-mentioned Ni in a high-carbon high-chromium iron alloy.
Is added to form a high-hardness carbide together with Cr to improve wear resistance. In particular, by adding W, the wear resistance can be further improved due to the combined effect with Mo. Further, if necessary, Nb and / or V can be added to generate these carbides to improve wear resistance. The reasons for limiting each component are described below.

【0011】CはCr、Mo、Wなどと結合して高硬度
の炭化物を形成し、溶接金属の硬度を上昇させて耐摩耗
性を向上させる。ワイヤ中のC含有量が4%未満である
と炭化物の晶出あるいは析出が少なく、耐摩耗性が不十
分になる。一方、7%を超えると溶接金属の割れ発生傾
向が増大し、脆化による剥離摩耗を助長する。したがっ
てC量の範囲は4〜7%とするが、特に好ましいのは5
〜6%の範囲である。このような量のCを外皮から添加
することは不可能であるから充填剤にCを含有させるこ
とになるが、グラファイトなどの炭素単体のほか高炭素
フェロクロム、高炭素フェロマンガンや炭化クロムなど
炭素を含有する合金材から添加することもできる。
[0011] C combines with Cr, Mo, W and the like to form a carbide of high hardness, and increases the hardness of the weld metal to improve wear resistance. If the C content in the wire is less than 4%, crystallization or precipitation of carbides is small, and the wear resistance becomes insufficient. On the other hand, when it exceeds 7%, the tendency of the weld metal to crack is increased, and the peeling wear due to embrittlement is promoted. Therefore, the range of the amount of C is set to 4 to 7%.
66%. Since it is impossible to add such an amount of C from the outer shell, C is contained in the filler. However, in addition to simple carbon such as graphite, carbon such as high-carbon ferrochrome, high-carbon ferromanganese, and chromium carbide. Can be added from an alloy material containing.

【0012】Siは脱酸性元素であり、特に溶接用ワイ
ヤ自体以外には大気からシールドする手段を持たないセ
ルフシールドアーク溶接においては溶接金属中の酸素を
低減して清浄化するのに必要なものである。またSiは
スラグを形成し、また溶接作業性を向上する作用もあ
る。ワイヤ中のSi含有量が0.2%未満では脱酸不足
により溶接金属にブローホールが発生するおそれがあ
り、一方、2.0%を超えると溶接割れが発生し易くな
り、溶接作業性も悪くなる。したがってSi量の範囲は
0.2〜2.0%とするが、特に好ましいのは0.5〜
1.5%である。Siは一部は外皮からも入るが多くは
充填剤に添加され、金属Siのほかフェロシリコン、シ
リコマンガンなどの合金鉄の粉末を使用する。
Si is a deacidifying element. Particularly, in self-shielded arc welding in which there is no means for shielding from the atmosphere except for the welding wire itself, Si is necessary to reduce oxygen in the weld metal and clean it. It is. Si also has the effect of forming slag and improving welding workability. If the Si content in the wire is less than 0.2%, blowholes may be generated in the weld metal due to insufficient deoxidation. On the other hand, if the Si content is more than 2.0%, weld cracks are likely to occur, and welding workability is also increased. become worse. Therefore, the range of the amount of Si is set to 0.2 to 2.0%, particularly preferably 0.5 to 2.0%.
1.5%. Part of Si enters from the outer skin, but most of the Si is added to the filler. In addition to metal Si, powder of ferro-silicon or ferro-alloy such as silicomanganese is used.

【0013】Mnは脱酸性元素であり、また硫化物の融
点を上昇させるためSに起因する高温割れを防止するの
に有効な元素である。ワイヤ中のMnが0.2%未満で
は脱酸不足によりブローホールが発生し易く、一方、
2.0%を超えると溶接割れが発生し易くなり耐摩耗性
も低下する。したがってMn量の範囲は0.2〜2.0
%とするが、特に好ましいのは0.5〜1.5%であ
る。Mnは外皮からの分量の他は必要に応じて充填剤に
金属マンガン、フェロマンガン、シリコマンガンなどを
含有させて添加する。
Mn is a deacidifying element and an element effective for preventing high-temperature cracking caused by S for increasing the melting point of sulfide. When Mn in the wire is less than 0.2%, blow holes are likely to occur due to insufficient deoxidation, while
If it exceeds 2.0%, welding cracks are likely to occur, and the wear resistance also decreases. Therefore, the range of the amount of Mn is 0.2 to 2.0.
%, Particularly preferably 0.5 to 1.5%. Mn is added in such a manner that metal manganese, ferromanganese, silicomanganese or the like is added to the filler as required, in addition to the amount from the outer skin.

【0014】Crは硬度の高いクロム炭化物を晶出ない
し析出させ耐摩耗性を向上させる元素であり、本発明の
溶接用ワイヤにおいて主要な合金成分である。ワイヤ中
のCrが20%未満であると炭化物の量が少なく耐摩耗
性が不十分になる。一方、28%を超えると炭化物の硬
度が低下して耐摩耗性が低下する。したがってCr量の
範囲は20〜28%とするが、特に好ましいのは22〜
26%である。Crは充填剤に金属クロムやフェロクロ
ムなどを含有させることにより添加するが、外皮に軟鋼
でなくステンレス鋼を使用することによって外皮からも
添加できる。
Cr is an element that improves the wear resistance by crystallizing or precipitating chromium carbide having high hardness, and is a major alloying component in the welding wire of the present invention. If the Cr content in the wire is less than 20%, the amount of carbide is small and the wear resistance becomes insufficient. On the other hand, if it exceeds 28%, the hardness of the carbide decreases and the wear resistance decreases. Therefore, the range of the amount of Cr is set to 20 to 28%, and particularly preferable is the range of 22 to 28%.
26%. Cr is added by adding metallic chromium, ferrochrome, etc. to the filler, but can also be added from the outer skin by using stainless steel instead of mild steel.

【0015】Niは先にも述べたようにセルフシールド
アーク溶接において溶接金属の靭性を向上させ、材料の
剥離による摩耗を抑制して耐摩耗性を向上させる。ワイ
ヤ中のNi量が1%未満であると耐摩耗性向上の効果が
不十分であり、5%を超えても耐摩耗性改善の効果の向
上が見られず不経済になる。したがってNi量の範囲は
1〜5%とするが、特に好ましいのは2〜4%である。
Niは通常は充填剤に添加するが外皮からも添加でき
る。
As described above, Ni improves the toughness of the weld metal in self-shielded arc welding, suppresses wear due to peeling of the material, and improves wear resistance. If the amount of Ni in the wire is less than 1%, the effect of improving the wear resistance is insufficient, and if it exceeds 5%, the effect of improving the wear resistance is not improved, which is uneconomical. Therefore, the range of the Ni content is 1 to 5%, and particularly preferably 2 to 4%.
Ni is usually added to the filler, but can also be added from the outer skin.

【0016】Moは高硬度の炭化物を形成して耐摩耗性
を向上させる。ワイヤ中のMo量が1%未満であるとそ
の効果が不十分であり、5%を超えても効果の向上は少
なく不経済となる。したがってMo量の範囲は1〜5%
とするが特に好ましいのは2〜4%である。Moは充填
剤にフェロモリブデンなどを含有させることで添加でき
る。
Mo forms carbides of high hardness to improve wear resistance. If the amount of Mo in the wire is less than 1%, the effect is insufficient, and if it exceeds 5%, the effect is not improved much and it becomes uneconomical. Therefore, the range of the Mo amount is 1 to 5%.
The content is particularly preferably 2 to 4%. Mo can be added by adding ferromolybdenum or the like to the filler.

【0017】Alはフェロシリコンなどの他の元素の添
加剤からもある程度必然的に入る元素であるが、セルフ
シールドアーク溶接において脱酸、脱窒効果により溶接
金属を清浄にするためにさらに充填剤に添加することが
好ましい。Tiも同様に脱酸、脱窒効果があり、これら
の少なくとも一方の添加で効果を得ることができる。ワ
イヤ中のAl量は3%以下、Ti量は3%以下が適当
で、それぞれ3%を超えると溶接金属に過剰に残存する
ようになり靭性を劣化させる。Al量、Ti量の特に好
ましい範囲はそれぞれ0.5〜1.5%である。
Al is an element inevitably contained to some extent from the additives of other elements such as ferrosilicon, but in order to clean the weld metal by the deoxidizing and denitrifying effects in self-shielded arc welding, a filler is further added. Is preferably added. Ti also has a deoxidizing and denitrifying effect similarly, and an effect can be obtained by adding at least one of them. It is appropriate that the amount of Al in the wire is 3% or less and the amount of Ti is 3% or less. If the amount exceeds 3%, the excess will remain in the weld metal and deteriorate the toughness. Particularly preferred ranges of the Al amount and the Ti amount are each 0.5 to 1.5%.

【0018】上記の各元素に加えてさらに特性の向上の
ため必要に応じて以下のような成分を添加できる。Wは
Moと共に高硬度の炭化物を形成して耐摩耗性を向上さ
せる。ワイヤ中のW量が0.5%未満であるとその効果
が少なく、5%を超えても効果の向上は少なく不経済と
なる。したがってW量の範囲はW:0.5〜5%とする
が特に好ましいのは2〜4%である。Wは充填剤にフェ
ロタングステンなどを含有させることで添加できる。
In addition to the above elements, the following components can be added as needed to further improve the characteristics. W forms a carbide with high hardness together with Mo to improve wear resistance. If the amount of W in the wire is less than 0.5%, the effect is small, and if it exceeds 5%, the effect is not improved much and it is uneconomical. Therefore, the range of the W amount is W: 0.5 to 5%, and particularly preferably 2 to 4%. W can be added by adding ferrotungsten or the like to the filler.

【0019】NbおよびVは炭化物を形成し、耐摩耗性
を向上させる。いずれもワイヤ中の含有量がそれぞれ1
%未満では効果が少なく、一方それぞれ4%を超えても
効果の向上が少なく不経済となる。したがってNb:1
〜4%、V:1〜4%の少なくとも一方を添加すること
とした。
Nb and V form carbides and improve wear resistance. In each case, the content in the wire is 1
If it is less than 4%, the effect is small. On the other hand, if it exceeds 4%, the improvement of the effect is small and uneconomical. Therefore, Nb: 1
-4%, V: 1-4%.

【0020】本発明の溶接用ワイヤの合金成分としては
以上のとおりであり残部はFeおよび不可避的不純物と
なるが、セルフシールドアーク溶接用ワイヤの通例とし
てスラグ形成剤としてフラックス成分を充填剤に添加し
てもよい。これはサブマージアーク溶接と異なりワイヤ
とは別にフラックスを使用しないのでフラックス成分を
ワイヤ自体から補給するものである。材料としては例え
ば炭酸カルシウム、弗化カルシウム、弗化ナトリウム、
珪砂などが使用できる。添加量はこれらフラックス成分
の合計量としてワイヤ全重量の1〜4%が適当である。
The alloy components of the welding wire of the present invention are as described above, and the balance is Fe and inevitable impurities. However, a flux component is generally added to the filler as a slag forming agent for a self-shielded arc welding wire. May be. This is different from submerged arc welding in that flux is not used separately from the wire, so that the flux component is supplied from the wire itself. Materials include, for example, calcium carbonate, calcium fluoride, sodium fluoride,
Silica sand can be used. The appropriate amount of addition of these flux components is 1 to 4% of the total weight of the wire.

【0021】本発明の複合ワイヤは管状外皮と充填剤か
らなるが、充填率すなわちワイヤの全重量に対する充填
剤の比率は通常は30〜50%の範囲が適当である。製
造方法は問わずワイヤの長さ方向に継目を有するシーム
有りのもの、完全に封止されているシーム無しのものい
ずれでもよい。シーム有りのものは外皮の素材であるフ
ープを連続的にU字型に曲げつつ充填剤を供給し、その
ままフープの両サイドを適宜折り込んで丸めて線引し製
造される。シーム無しのものはフープを連続的にU字型
に曲げつつ充填剤を供給したのち円形に丸めてフープの
サイド同士を突き合わせて連続的に溶接したのち線引す
る方法、あるいは素材の管を振動させつつその一端から
充填剤を供給して充填し、これを線引する方法によって
製造される。
The composite wire of the present invention comprises a tubular sheath and a filler. The filling rate, that is, the ratio of the filler to the total weight of the wire, is usually in the range of 30 to 50%. Regardless of the manufacturing method, any of a method with a seam having a seam in the length direction of the wire and a method without a seam that is completely sealed may be used. Those with a seam are manufactured by supplying a filler while continuously bending a hoop, which is a material of the outer skin, into a U-shape, and folding and hulling both sides of the hoop as needed. For those without seams, feed the filler while continuously bending the hoop into a U-shape, round it into a circular shape, butt the sides of the hoop, weld continuously, and then draw the wire, or vibrate the material tube It is manufactured by a method of supplying and filling a filler from one end thereof while drawing and drawing the filler.

【0022】[0022]

【実施例】外皮の材料としてJIS G3141に規定
する冷間圧延鋼帯1種のフープを使用し、これを連続的
にU字型に曲げつつ各種試験成分の充填剤を供給し、さ
らにフープの両サイド折り込んで丸めて線引し複合ワイ
ヤとした。ワイヤ径は3.2mmで充填剤の充填率は約
40%である。ワイヤの成分を表1に示すが、これらは
ワイヤの全重量に対する外皮と充填剤を合わせた合金成
分量であって、充填剤にはこの他にスラグ形成剤として
炭酸カルシウム0.5%、弗化カルシウム1.8%を添
加している。これらのワイヤを使用してセルフシールド
アーク溶接により肉盛溶接試験を行なった。溶接方法は
JIS G3106のSM400Aの溶接構造用鋼板上
にJIS SUS309ステンレス鋼(22%Cr−1
2%Ni)相当の材料を炭酸ガスアーク溶接で下盛溶接
した後、90mm×200mmの範囲で厚さ20mmの
多層盛りの肉盛溶接を行なった。溶接条件はアーク電
圧:交流29V、アーク電流:400A、溶接速度:5
0cm/minであって、パス間温度は200〜350
℃である。
EXAMPLE A hoop of one type of cold-rolled steel strip specified in JIS G3141 was used as a material for the outer skin, and a filler of various test components was supplied while continuously bending the hoop into a U-shape. Both sides were folded and rounded to obtain a composite wire. The wire diameter is 3.2 mm and the filling rate of the filler is about 40%. The components of the wire are shown in Table 1. These are the alloy component amounts of the outer shell and the filler with respect to the total weight of the wire. 1.8% of calcium iodide is added. Overlay welding tests were performed by self-shielded arc welding using these wires. The welding method is as follows: JIS SUS309 stainless steel (22% Cr-1)
After underlay welding of a material equivalent to 2% Ni) by carbon dioxide gas arc welding, overlay welding of a 20 mm thick multilayer overlay was performed in a range of 90 mm × 200 mm. The welding conditions were as follows: arc voltage: 29 V AC, arc current: 400 A, welding speed: 5
0 cm / min, and the temperature between passes is 200-350.
° C.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】肉盛溶接を行なった試験片については、硬
度測定(ロックウェルCスケール)および摩耗試験を行
なった。摩耗試験は図1に示したラバーホイール試験機
を使用した。図1において1はゴムを巻いた直径200
mmのラバーホイールで50rpmで回転している。こ
れに対して試験片2が重錘3により所定の押しつけ荷重
を与えられてラバーホイール1に押しつけられている。
この試験においては押しつけ荷重は196N(20kg
f)とした。このときラバーホイール1と試験片2の間
にはホッパー4から珪砂を260g/minの分量を落
下させた。試験は1時間、すなわちラバーホイールの総
回転数が3000回になるまで行なった。表1に先のワ
イヤ成分に併せて硬度測定および摩耗試験の結果を示し
た。
The test pieces subjected to overlay welding were subjected to a hardness measurement (Rockwell C scale) and a wear test. The abrasion test used the rubber wheel tester shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a diameter 200 wound with rubber.
The rubber wheel is rotating at 50 rpm. On the other hand, the test piece 2 is given a predetermined pressing load by the weight 3 and pressed against the rubber wheel 1.
In this test, the pressing load was 196 N (20 kg).
f). At this time, 260 g / min of silica sand was dropped from the hopper 4 between the rubber wheel 1 and the test piece 2. The test was performed for 1 hour, that is, until the total number of revolutions of the rubber wheel reached 3000 times. Table 1 shows the results of the hardness measurement and the abrasion test together with the above wire components.

【0025】表1において番号1ないし8は本発明の溶
接用複合ワイヤを使用して肉盛溶接を行なったものであ
って、いずれも良好な耐摩耗性を示している。これに対
し番号9ないし15は比較例である。番号9および10
はNiが添加されていないので材料の剥離による摩耗が
大きく耐摩耗性が悪い。また番号11はMoが添加され
ていないので硬度が低く耐摩耗性が悪い。また番号12
はCrが多過ぎるので硬度がやや低く耐摩耗性も劣って
いる。一方、番号13はCrが不足なので硬度が低く耐
摩耗性が悪い。また番号14はCが多過ぎるので材料が
脆くなり剥離摩耗により耐摩耗性が悪い。一方、番号1
5はCが不足なので硬度が著しく低く耐摩耗性が悪い。
In Table 1, Nos. 1 to 8 are obtained by overlay welding using the composite wire for welding of the present invention, and all show good wear resistance. On the other hand, numbers 9 to 15 are comparative examples. Numbers 9 and 10
Since Ni is not added, abrasion due to peeling of the material is large and abrasion resistance is poor. No. 11 has low hardness and poor abrasion resistance because Mo is not added. Also number 12
Is too low in hardness, and has poor wear resistance. On the other hand, in the case of No. 13, the hardness is low and the wear resistance is poor because Cr is insufficient. In the case of No. 14, too much C causes the material to be brittle and has poor wear resistance due to peeling wear. On the other hand, number 1
Sample No. 5 has insufficient C and therefore has extremely low hardness and poor wear resistance.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の硬化肉盛セルフシールドアーク
溶接用複合ワイヤによれば、従来は高炭素高クロム鉄系
の肉盛溶接においてむしろ有害と考えられていたNiの
効果に着目して材料剥離による摩耗を抑制し、その他の
合金成分をバランス良く含有させたので硬度と靭性を両
立させることができ、極めて耐摩耗性の良好な溶接金属
を得ることができる。したがって機械装置等の摩耗部品
の硬化肉盛溶接において従来の高炭素高クロム鉄系の複
合ワイヤを使用した場合より摩耗寿命を向上させること
ができ、補修溶接の頻度を減少させることができる。
According to the composite wire for hardfacing self-shielding arc welding of the present invention, the material is focused on the effect of Ni which has been considered to be rather harmful in the high carbon high chromium iron based overlay welding. Since wear due to peeling is suppressed and other alloy components are contained in a well-balanced manner, both hardness and toughness can be achieved, and a weld metal with extremely good wear resistance can be obtained. Therefore, in hardfacing welding of wear parts such as mechanical devices, the wear life can be improved and the frequency of repair welding can be reduced as compared with the case where a conventional high-carbon high-chromium iron-based composite wire is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】耐摩耗性の試験のためのラバーホイール試験機
を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a rubber wheel testing machine for testing abrasion resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 楢雄 愛知県名古屋市東区葵二丁目3番13号 東海溶業株式会社内 (72)発明者 桑原 守正 愛知県名古屋市東区葵二丁目3番13号 東海溶業株式会社内 (72)発明者 服部 稔 愛知県名古屋市東区葵二丁目3番13号 東海溶業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−283489(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/368 B23K 9/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naruo Yasui 2-3-13 Aoi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside of Tokai Melting Co., Ltd. No. 13 Inside Tokai Melting Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Hattori 2-3-13 Aoi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Tokai Melting Co., Ltd. (56) References JP-A-61-283489 (JP, A) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 35/368 B23K 9/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 管状外皮と充填剤からなる硬化肉盛セル
フシールドアーク溶接用複合ワイヤにおいて、化学成分
がワイヤ全重量に対する重量%で、C:4〜7%、S
i:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、C
r:20〜28%、Ni:1〜5%、Mo:1〜5%を
含有し、さらにAl:3%以下、Ti:3%以下の少な
くとも一方を含有し、残部はスラグ形成剤、Feおよび
不可避不純物であることを特徴とする硬化肉盛セルフシ
ールドアーク溶接用複合ワイヤ。
1. A composite wire for hardfacing self-shielded arc welding comprising a tubular sheath and a filler, wherein the chemical component is 4 to 7% by weight of C based on the total weight of the wire,
i: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, C
r: 20 to 28%, Ni: 1 to 5%, Mo: 1 to 5%, further contains at least one of Al: 3% or less, Ti: 3% or less, and the balance is a slag forming agent, Fe And a composite wire for hardfacing self-shielded arc welding characterized by being an unavoidable impurity.
【請求項2】 管状外皮と充填剤からなる硬化肉盛セル
フシールドアーク溶接用複合ワイヤにおいて、化学成分
がワイヤ全重量に対する重量%で、C:5〜6%、S
i:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、C
r:20〜28%、Ni:1〜5%、Mo:1〜5%を
含有し、さらにAl:3%以下、Ti:3%以下の少な
くとも一方、およびNb:1〜4%、V:1〜4%の少
なくとも一方を含有し、残部はスラグ形成剤、Feおよ
び不可避不純物であることを特徴とする硬化肉盛セルフ
シールドアーク溶接用複合ワイヤ。
2. A hardfacing cell comprising a tubular shell and a filler.
Chemical composition of composite wire for shielded arc welding
Is the weight% based on the total weight of the wire, C: 5-6%, S
i: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, C
r: 20 to 28%, Ni: 1 to 5%, Mo: 1 to 5%
Al: 3% or less, Ti: 3% or less
At least one of Nb: 1 to 4% and V: 1 to 4%, with the balance being a slag forming agent, Fe and
A composite wire for hardfacing self-shielded arc welding , characterized by being an unavoidable impurity .
【請求項3】 さらにW:0.5〜4%を含有すること
を特徴とする請求項1または2記載の硬化肉盛セルフシ
ールドアーク溶接用複合ワイヤ。
3. A further W: claim 1 or 2 hardfacing self-shielded arc welding composite wire according, characterized in that it contains 0.5-4%.
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