JP3251351B2 - 肉盛溶接方法 - Google Patents
肉盛溶接方法Info
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- JP3251351B2 JP3251351B2 JP28503592A JP28503592A JP3251351B2 JP 3251351 B2 JP3251351 B2 JP 3251351B2 JP 28503592 A JP28503592 A JP 28503592A JP 28503592 A JP28503592 A JP 28503592A JP 3251351 B2 JP3251351 B2 JP 3251351B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は肉盛溶接方法に係わり、
特に高温下で使用され、良好な耐食性、耐ヒートクラッ
ク性及び耐摩耗性が求められるロールの肉盛溶接に適し
た肉盛溶接方法に関するものである。
特に高温下で使用され、良好な耐食性、耐ヒートクラッ
ク性及び耐摩耗性が求められるロールの肉盛溶接に適し
た肉盛溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】連続鋳
造ロールや熱間圧延ラインの移送ロールのように、高温
の金属片と繰り返し接触し、金属片からの伝熱による加
熱や水や水蒸気による冷却を受けるロールには、使用環
境に耐え得る耐ヒートクラック性、耐食性及び耐摩耗性
が必要となる。
造ロールや熱間圧延ラインの移送ロールのように、高温
の金属片と繰り返し接触し、金属片からの伝熱による加
熱や水や水蒸気による冷却を受けるロールには、使用環
境に耐え得る耐ヒートクラック性、耐食性及び耐摩耗性
が必要となる。
【０００３】従来、これらの特性を付与する肉盛溶接材
料として、１３Ｃrに１〜６％程度のＮiを含む基本成分
系からなるマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用さ
れていた。しかしながら、これらのロールにおいては、
繰り返しの加熱・冷却によって生じる熱応力によってロ
ール表面にクラックが使用早期に発生し、ロールの寿命
が著しく低下する問題があった。また、連続鋳造機で使
用されるピンチロールや分割型ロールのように、鋳片と
の接触による摩耗がロール交換の要因になり易いロール
では、肉盛金属の耐摩耗性を向上させることによるロー
ルの長寿命化への期待は大きいものであった。
料として、１３Ｃrに１〜６％程度のＮiを含む基本成分
系からなるマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用さ
れていた。しかしながら、これらのロールにおいては、
繰り返しの加熱・冷却によって生じる熱応力によってロ
ール表面にクラックが使用早期に発生し、ロールの寿命
が著しく低下する問題があった。また、連続鋳造機で使
用されるピンチロールや分割型ロールのように、鋳片と
の接触による摩耗がロール交換の要因になり易いロール
では、肉盛金属の耐摩耗性を向上させることによるロー
ルの長寿命化への期待は大きいものであった。
【０００４】本発明者等は、このような問題を解決する
ために、耐ヒートクラック性、耐摩耗性及び耐食性に優
れた肉盛溶接材料を先に提案した(特開平３−４９８
号)。しかしながら、その後、この肉盛溶接材料を各種
形状のロールへ適用するに当たり、径の小さいロールや
ロールジャーナル部に対して、サブマージアーク溶接を
行うと、肉盛部分の温度が高くなり、スラグの剥離が著
しく劣化すると共にスラグの焼付も顕著になり、スパイ
ラル盛のような連続的な溶接施工が困難であることが明
らかになった。そこで、良好な作業性を有すると共に耐
摩耗性、耐ヒートクラック性及び耐食性に優れたサブマ
ージアーク溶接用フラックスが望まれていた。
ために、耐ヒートクラック性、耐摩耗性及び耐食性に優
れた肉盛溶接材料を先に提案した(特開平３−４９８
号)。しかしながら、その後、この肉盛溶接材料を各種
形状のロールへ適用するに当たり、径の小さいロールや
ロールジャーナル部に対して、サブマージアーク溶接を
行うと、肉盛部分の温度が高くなり、スラグの剥離が著
しく劣化すると共にスラグの焼付も顕著になり、スパイ
ラル盛のような連続的な溶接施工が困難であることが明
らかになった。そこで、良好な作業性を有すると共に耐
摩耗性、耐ヒートクラック性及び耐食性に優れたサブマ
ージアーク溶接用フラックスが望まれていた。
【０００５】本発明は、かかる要請に応えるべくなされ
たものであり、優れた耐ヒートクラック性、耐摩耗性及
び耐食性を備えた溶接金属が得られると共に良好な作業
性を有する肉盛溶接方法を提供することを目的としてい
る。
たものであり、優れた耐ヒートクラック性、耐摩耗性及
び耐食性を備えた溶接金属が得られると共に良好な作業
性を有する肉盛溶接方法を提供することを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】小径ロールを連続的に溶
接する際にロール温度がある程度上昇することは避けら
れない。したがって、比較的高いパス間温度でも良好な
作業性を有するフラックスが必要となる。
接する際にロール温度がある程度上昇することは避けら
れない。したがって、比較的高いパス間温度でも良好な
作業性を有するフラックスが必要となる。
【０００７】このような点を鑑み、本発明者等は鋭意検
討を行った結果、１３Ｃｒ又は１７Ｃｒ系鋼のワイヤと
の組み合わせによって使用する肉盛溶接方法において特
定成分を規定することで、性能だけでなく作業性の良好
な肉盛溶接方法を提供できることを見い出し、ここに本
発明をなすに至ったものである。
討を行った結果、１３Ｃｒ又は１７Ｃｒ系鋼のワイヤと
の組み合わせによって使用する肉盛溶接方法において特
定成分を規定することで、性能だけでなく作業性の良好
な肉盛溶接方法を提供できることを見い出し、ここに本
発明をなすに至ったものである。
【０００８】すなわち、本発明は、重量％（以下、同
じ）で、 ＣＯ２：２．５〜８．０％、 ＣａＯ：５〜１５％、 ＳｉＯ２：１５〜３０％、 ＺｒＯ２：１０〜３０％、 金属フッ化物：２〜１０％、 ＭｇＯ：１０〜３０％、 を含み、 Ａｌ２Ｏ３≦５％、 で、かつ、次式 １０％≦４×Ａｌ２Ｏ３（％）＋ＭｇＯ（％）≦４０％ を満足する組成を有する肉盛溶接用フラックスを、１３
Ｃｒ系又は１７Ｃｒ系フラックス入りワイヤ又はソリッ
ドワイヤと組み合わせて使用して肉盛溶接し、得られた
溶着金属は、下記（１）式で示される溶着金属の合金成
分（算出値）において、 ［Ｃ］D：０．１〜０．４％ ［Ｎｉ］D：０．５〜３．５％ ［Ｍｏ］D：０．５〜２．５％ の範囲を満足し、下記（１）式から求められる［Ｖ］
D、［Ｎｂ］D及び［Ｗ］Dは、次式 ０．０１％≦（１／４）×［Ｖ］D＋（１／８）×［Ｎｂ］D＋（１／１５） ×［Ｗ］D≦０．６％ を満足することを特徴とする肉盛溶接方法を要旨として
いる。 ［Ｍ］D＝ａｆ×［Ｍ］f＋ａｗ×［Ｍ］W ・・・（１） ここで、［Ｍ］D：溶着金属中の合金成分Ｍの含有量
（％） ［Ｍ］f：フラックス中の合金成分Ｍの含有量（％） ［Ｍ］W：ワイヤ中の合金成分Ｍの含有量（％） ａｆ：合金成分Ｍのフラックスから溶着金属への歩留ま
り係数 ａｗ：合金成分Ｍのワイヤから溶着金属への歩留まり係
数
じ）で、 ＣＯ２：２．５〜８．０％、 ＣａＯ：５〜１５％、 ＳｉＯ２：１５〜３０％、 ＺｒＯ２：１０〜３０％、 金属フッ化物：２〜１０％、 ＭｇＯ：１０〜３０％、 を含み、 Ａｌ２Ｏ３≦５％、 で、かつ、次式 １０％≦４×Ａｌ２Ｏ３（％）＋ＭｇＯ（％）≦４０％ を満足する組成を有する肉盛溶接用フラックスを、１３
Ｃｒ系又は１７Ｃｒ系フラックス入りワイヤ又はソリッ
ドワイヤと組み合わせて使用して肉盛溶接し、得られた
溶着金属は、下記（１）式で示される溶着金属の合金成
分（算出値）において、 ［Ｃ］D：０．１〜０．４％ ［Ｎｉ］D：０．５〜３．５％ ［Ｍｏ］D：０．５〜２．５％ の範囲を満足し、下記（１）式から求められる［Ｖ］
D、［Ｎｂ］D及び［Ｗ］Dは、次式 ０．０１％≦（１／４）×［Ｖ］D＋（１／８）×［Ｎｂ］D＋（１／１５） ×［Ｗ］D≦０．６％ を満足することを特徴とする肉盛溶接方法を要旨として
いる。 ［Ｍ］D＝ａｆ×［Ｍ］f＋ａｗ×［Ｍ］W ・・・（１） ここで、［Ｍ］D：溶着金属中の合金成分Ｍの含有量
（％） ［Ｍ］f：フラックス中の合金成分Ｍの含有量（％） ［Ｍ］W：ワイヤ中の合金成分Ｍの含有量（％） ａｆ：合金成分Ｍのフラックスから溶着金属への歩留ま
り係数 ａｗ：合金成分Ｍのワイヤから溶着金属への歩留まり係
数
【０００９】
【００１０】まず、本発明における各成分の規定理由に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１１】ＣＯ2：２.５〜８.０％ ＣＯ2は大気に対するシールド性を維持する効果があ
り、このためには２.５％以上必要であるが、８.０％を
超えると溶融池の乱れが生じ易くなり、スラグ巻き込み
やビードのなじみの劣化などの弊害が生じ易くなる。な
お、ＣＯ2は加熱によりＣＯ2を発生する材料であればよ
く、例えば、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸スト
ロンチウム及び炭酸マンガンなどが挙げられる。
り、このためには２.５％以上必要であるが、８.０％を
超えると溶融池の乱れが生じ易くなり、スラグ巻き込み
やビードのなじみの劣化などの弊害が生じ易くなる。な
お、ＣＯ2は加熱によりＣＯ2を発生する材料であればよ
く、例えば、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸スト
ロンチウム及び炭酸マンガンなどが挙げられる。
【００１２】ＣaＯ：５〜１５％ ＣaＯはフラックスの粘性を高める作用があるが、この
効果を有効に得るには５％以上を含有させなければなら
ない。しかし、１５％を超えるとポックマークの多発を
招くことがある。
効果を有効に得るには５％以上を含有させなければなら
ない。しかし、１５％を超えるとポックマークの多発を
招くことがある。
【００１３】ＳiＯ2：１５〜３０％ ＳiＯ2はスラグの剥離性を改善すると共にビード形状を
滑らかにし、なじみを良好にするが、１５％未満ではそ
の効果が有効に発揮されない。一方、３０％を超えると
高温割れの危険性が増大すると共に、スラグの融点が低
下し、ロール肉盛時のビード形状を劣化させる。
滑らかにし、なじみを良好にするが、１５％未満ではそ
の効果が有効に発揮されない。一方、３０％を超えると
高温割れの危険性が増大すると共に、スラグの融点が低
下し、ロール肉盛時のビード形状を劣化させる。
【００１４】ＺrＯ2：１０〜３０％ ＺrＯ2はアーク安定性に寄与すると共にビード形状の改
善に効果を発揮するが、１０％未満ではその効果が十分
に得られず、一方、３０％を超えるとスラグの剥離性が
劣化すると共にビード形状が不良となる。
善に効果を発揮するが、１０％未満ではその効果が十分
に得られず、一方、３０％を超えるとスラグの剥離性が
劣化すると共にビード形状が不良となる。
【００１５】金属フッ化物：２〜１０％ 金属フッ化物はアーク安定性を良好にすると共にビード
形状を平滑にするのに有効であるが、２％未満では十分
な効果が得られず、また１０％を超えるとアンダーカッ
トが生じ易くなる。なお、金属フッ化物としては種々の
ものが可能であるが、螢石や氷晶石が代表的なものであ
り、フッ化バリウムなども対象となる。
形状を平滑にするのに有効であるが、２％未満では十分
な効果が得られず、また１０％を超えるとアンダーカッ
トが生じ易くなる。なお、金属フッ化物としては種々の
ものが可能であるが、螢石や氷晶石が代表的なものであ
り、フッ化バリウムなども対象となる。
【００１６】ＭgＯ：１０〜３０％、Ａl2Ｏ3≦５％ 後述するように、本発明のフラックスは、先に特開平３
−４９８号に開示したフラックスと同様、合金成分範囲
を調整することによって非常に優れた耐ヒートクラック
性や耐摩耗性などを付与できることが大きな特徴であ
る。したがって、このような特性を損なうことなく、ス
ラグの剥離性を改善できる方法について検討を行った。
−４９８号に開示したフラックスと同様、合金成分範囲
を調整することによって非常に優れた耐ヒートクラック
性や耐摩耗性などを付与できることが大きな特徴であ
る。したがって、このような特性を損なうことなく、ス
ラグの剥離性を改善できる方法について検討を行った。
【００１７】検討に当たっては、まず、スラグ生成剤と
焼付の発生傾向について調査を行った。その結果、特定
成分を規定することでスラグ剥離性が飛躍的に改善でき
ることを見い出した。具体的には、先に特開平３−４９
８号に開示したフラックスにおいて、Ａl2Ｏ3を一定量
以下に規制することが、スラグ焼付の防止につながるの
である。Ａl2Ｏ3はスラグの融点を高める作用があり、
この量を規制することはスラグの融点を低下させること
につながり、このこともスラグ剥離性の改善に寄与して
いるものと推察される。
焼付の発生傾向について調査を行った。その結果、特定
成分を規定することでスラグ剥離性が飛躍的に改善でき
ることを見い出した。具体的には、先に特開平３−４９
８号に開示したフラックスにおいて、Ａl2Ｏ3を一定量
以下に規制することが、スラグ焼付の防止につながるの
である。Ａl2Ｏ3はスラグの融点を高める作用があり、
この量を規制することはスラグの融点を低下させること
につながり、このこともスラグ剥離性の改善に寄与して
いるものと推察される。
【００１８】しかしながら、小径ロールにおけるスパイ
ラル盛のような施工において、融点が低くスラグが凝固
しにくいフラックスを使用すると、溶融金属の凝固に先
立ちスラグが流れる現象が発生し、溶接作業に重大な支
障を来たすと共にビード形状が不揃いになるなどの弊害
も生じる。したがって、このようなＡl2Ｏ3量の規制に
伴う悪影響を防止するための手段も必要となる。そし
て、スラグの凝固を促進し、小径ロールにおけるスパイ
ラル溶接を行ってもスラグの流れを防止できる成分で、
しかも、スラグ剥離性を損なわない成分として見い出し
たのがＭgＯである。
ラル盛のような施工において、融点が低くスラグが凝固
しにくいフラックスを使用すると、溶融金属の凝固に先
立ちスラグが流れる現象が発生し、溶接作業に重大な支
障を来たすと共にビード形状が不揃いになるなどの弊害
も生じる。したがって、このようなＡl2Ｏ3量の規制に
伴う悪影響を防止するための手段も必要となる。そし
て、スラグの凝固を促進し、小径ロールにおけるスパイ
ラル溶接を行ってもスラグの流れを防止できる成分で、
しかも、スラグ剥離性を損なわない成分として見い出し
たのがＭgＯである。
【００１９】ＭgＯは、スラグ剥離性を損なうことなく
その融点を高めてスラグ凝固を促進し、良好な形状のビ
ードの形成と共にアーク安定性に寄与するが、このよう
な効果は１０％以上で発揮される。しかし、３０％を超
えるとかえってスラグの融点が高くなり、スラグの焼付
が生じ易くなると共にビード止端部の直線性が保てなく
なったり、ポックマークが発生するなどの弊害が生じ
る。ＭgＯの効果をより有効に発揮させるには、１５〜
２５％とするのが好ましい。
その融点を高めてスラグ凝固を促進し、良好な形状のビ
ードの形成と共にアーク安定性に寄与するが、このよう
な効果は１０％以上で発揮される。しかし、３０％を超
えるとかえってスラグの融点が高くなり、スラグの焼付
が生じ易くなると共にビード止端部の直線性が保てなく
なったり、ポックマークが発生するなどの弊害が生じ
る。ＭgＯの効果をより有効に発揮させるには、１５〜
２５％とするのが好ましい。
【００２０】Ａl2Ｏ3はスラグの融点を高めスラグ焼付
を生じさせる最大の原因であり、これを避けるためには
５％以下に抑制しなければならない。そして、好ましく
は３％以下にすることでスラグ剥離性は一段と改善され
る。
を生じさせる最大の原因であり、これを避けるためには
５％以下に抑制しなければならない。そして、好ましく
は３％以下にすることでスラグ剥離性は一段と改善され
る。
【００２１】１０％≦４×Ａl2Ｏ3(％)＋ＭgＯ(％)≦４０(％) 本発明においては、更に、ＭgＯとＡl2Ｏ3量を適正に規
定することでスラグの剥離性を維持することが可能とな
るが、両成分共にスラグの融点を高める作用があること
から、全体に占めるこれらの割合も一定範囲に保持しな
ければ、成分規定の効果が有効に発揮できない。
定することでスラグの剥離性を維持することが可能とな
るが、両成分共にスラグの融点を高める作用があること
から、全体に占めるこれらの割合も一定範囲に保持しな
ければ、成分規定の効果が有効に発揮できない。
【００２２】すなわち、両成分は共にスラグの凝固を促
進するが、上記関係式において、４０％を超える量にな
るとスラグの凝固が過度に早まり、著しいスラグ焼付が
発生するようになると共にビード形状が凸になり融合不
良が生じる危険性が増す。一方、１０％未満では、スラ
グの融点が低下し、溶融金属が流れたりビード形状が不
揃いになるなどの弊害が生じる。なお、好ましくは上記
関係式の値を１５〜３０％とすることでスラグ剥離や焼
付を防止し、良好なビード形状になるなど、これらの成
分規定の効果が一段と有効に発揮できる。
進するが、上記関係式において、４０％を超える量にな
るとスラグの凝固が過度に早まり、著しいスラグ焼付が
発生するようになると共にビード形状が凸になり融合不
良が生じる危険性が増す。一方、１０％未満では、スラ
グの融点が低下し、溶融金属が流れたりビード形状が不
揃いになるなどの弊害が生じる。なお、好ましくは上記
関係式の値を１５〜３０％とすることでスラグ剥離や焼
付を防止し、良好なビード形状になるなど、これらの成
分規定の効果が一段と有効に発揮できる。
【００２３】更に、本発明においては、Ｃ、Ｎi及びＭo
と、Ｖ、Ｎb及びＷの１種又は２種以上と、必要に応じ
て更にＣuとを、次の(１)式で示される溶着金属の合金
成分量(算出値)[Ｍ]Dにて所定の範囲を満足するように
添加するものである。
と、Ｖ、Ｎb及びＷの１種又は２種以上と、必要に応じ
て更にＣuとを、次の(１)式で示される溶着金属の合金
成分量(算出値)[Ｍ]Dにて所定の範囲を満足するように
添加するものである。
【００２４】 [Ｍ]D＝ａf×[Ｍ]f＋ａw×[Ｍ]w …(１) ここで、[Ｍ]D：溶着金属中の合金成分Ｍの含有量(％) [Ｍ]f：フラックス中の合金成分Ｍの含有量(％) [Ｍ]w：ワイヤ中の合金成分Ｍの含有量(％) ａf：合金成分Ｍのフラックスから溶着金属への歩留ま
り係数 ａw：合金成分Ｍのワイヤから溶着金属への歩留まり係
数
り係数 ａw：合金成分Ｍのワイヤから溶着金属への歩留まり係
数
【００２５】[Ｃ]D：０.１〜０.４％ Ｃは溶接金属の組織において、耐ヒートクラック性や耐
摩耗性の点で有害なフェライトの生成を防止し、マルテ
ンサイト組織にすると共にＶやＭoなどと炭化物を形成
して高温強度を高める効果がある。このためには、[Ｃ]
D量にて０.１％以上の含有が必要となるが、０.４％を
超えると高温割れや低温割れが生じ易くなると共に残留
オーステナイトが増大する。
摩耗性の点で有害なフェライトの生成を防止し、マルテ
ンサイト組織にすると共にＶやＭoなどと炭化物を形成
して高温強度を高める効果がある。このためには、[Ｃ]
D量にて０.１％以上の含有が必要となるが、０.４％を
超えると高温割れや低温割れが生じ易くなると共に残留
オーステナイトが増大する。
【００２６】[Ｎi]D：０.５〜３.５％ Ｎiはオーステナイト形成元素であり、マルテンサイト
組織化や溶接金属の靭性向上に寄与する。このような効
果は、[Ｎi]D量にて０.５％以上の添加により得られる
が、３.５％を超えると線膨張係数が高くなり耐ヒート
クラック性が劣化する。
組織化や溶接金属の靭性向上に寄与する。このような効
果は、[Ｎi]D量にて０.５％以上の添加により得られる
が、３.５％を超えると線膨張係数が高くなり耐ヒート
クラック性が劣化する。
【００２７】[Ｍo]D：０.５〜２.５％ Ｍoは高温強度や焼き戻し軟化抵抗の増加に効果がある
が、このためには[Ｍo]D量にて０.５％以上含有する必
要がある。しかし、２.５％を超えるとフェライト形成
元素であることから、フェライトの生成を防止しがたく
なり、かえって耐ヒートクラック性を阻害する。
が、このためには[Ｍo]D量にて０.５％以上含有する必
要がある。しかし、２.５％を超えるとフェライト形成
元素であることから、フェライトの生成を防止しがたく
なり、かえって耐ヒートクラック性を阻害する。
【００２８】[Ｖ]D、[Ｎb]D、[Ｗ]D： Ｖ、Ｎb、ＷはいずれもＣとの結びつきにより炭化物を
形成し、高温強度を増加させ、その結果、耐ヒートクラ
ック性及び耐摩耗性の向上に大きく貢献する。また、焼
き戻し軟化抵抗の改善にも寄与する。このような効果
は、これらの成分のうち１種を添加することで得られる
が、複合添加により更にその効果は増大する。
形成し、高温強度を増加させ、その結果、耐ヒートクラ
ック性及び耐摩耗性の向上に大きく貢献する。また、焼
き戻し軟化抵抗の改善にも寄与する。このような効果
は、これらの成分のうち１種を添加することで得られる
が、複合添加により更にその効果は増大する。
【００２９】但し、このような効果を有効に発揮させる
には、[Ｖ]D、[Ｎb]D、[Ｗ]Dにて次式を満足するよう
に、少なくとも１種以上を０.０１％以上添加する必要
がある。一方、０.６％を超えてこれらの成分を１種又
は２種以上添加すると、フェライトの生成による耐ヒー
トクラック性の劣化や顕著なスラグ焼付が生じる。な
お、[Ｖ]D、[Ｎb]D、[Ｗ]Dはそれぞれ、０.０６〜２.２
％、０.０２〜３.０％、０.０８〜５.０の範囲とするの
が望ましい。
には、[Ｖ]D、[Ｎb]D、[Ｗ]Dにて次式を満足するよう
に、少なくとも１種以上を０.０１％以上添加する必要
がある。一方、０.６％を超えてこれらの成分を１種又
は２種以上添加すると、フェライトの生成による耐ヒー
トクラック性の劣化や顕著なスラグ焼付が生じる。な
お、[Ｖ]D、[Ｎb]D、[Ｗ]Dはそれぞれ、０.０６〜２.２
％、０.０２〜３.０％、０.０８〜５.０の範囲とするの
が望ましい。
【００３０】０.０１％≦(1/4)×[Ｖ]D＋(1/8)×[Ｎb]D
＋(1/15)×[Ｗ]D≦０.６％
＋(1/15)×[Ｗ]D≦０.６％
【００３１】[Ｃu]D：０.２〜２％ Ｃuは水や水蒸気に対する耐食性の維持に効果がある
が、[Ｃu]Dにて０.２％未満ではその効果が十分に発揮
されず、また２％を超えると高温割れが発生する危険性
が増大する。
が、[Ｃu]Dにて０.２％未満ではその効果が十分に発揮
されず、また２％を超えると高温割れが発生する危険性
が増大する。
【００３２】以上の成分が本発明における必須成分であ
り、フラックス及びワイヤからの合金成分の添加の度合
いは上記範囲を満足するものであれば、何ら制約を受け
るものではない。
り、フラックス及びワイヤからの合金成分の添加の度合
いは上記範囲を満足するものであれば、何ら制約を受け
るものではない。
【００３３】なお、各合金成分についての歩留まり係数
(ａf、ａw)は、フラックスの構成成分、塩基度や消費
率、更には合金成分の種類によっても異なるため、一義
的には決められないが、Ｎi、Ｍo、Ｎb及びＷの場合は
ａf：０.３〜１.２、ａw：０.５〜１.０となる場合が多
く、また、Ｃ、Ｖ及びＣuの場合はａf：０.１〜０.９、
ａw：０.２〜０.８となる場合が多い。
(ａf、ａw)は、フラックスの構成成分、塩基度や消費
率、更には合金成分の種類によっても異なるため、一義
的には決められないが、Ｎi、Ｍo、Ｎb及びＷの場合は
ａf：０.３〜１.２、ａw：０.５〜１.０となる場合が多
く、また、Ｃ、Ｖ及びＣuの場合はａf：０.１〜０.９、
ａw：０.２〜０.８となる場合が多い。
【００３４】なお、必要に応じて他の成分を適宜添加し
てもよい。代表的な成分としては、Ｓi及びＭnなどの脱
酸剤が挙げられ、更にはＣrなどの添加も可能である。
てもよい。代表的な成分としては、Ｓi及びＭnなどの脱
酸剤が挙げられ、更にはＣrなどの添加も可能である。
【００３５】次に実施例を示す。
【００３６】
【実施例１】
【００３７】表１に示す成分のフラックスと表２に示す
ワイヤを使用し、以下に示す条件にて肉盛溶接を行い、
作業性を評価した。ワイヤはＷ１が１３Ｃr系のソリッ
ドワイヤで、Ｗ２は鋼系外皮に粉末を充填したフラック
ス入りワイヤである。ソリッドワイヤ又はフラックス入
りワイヤにおける前記(１)式で示される成分算出値を表
３に示す。
ワイヤを使用し、以下に示す条件にて肉盛溶接を行い、
作業性を評価した。ワイヤはＷ１が１３Ｃr系のソリッ
ドワイヤで、Ｗ２は鋼系外皮に粉末を充填したフラック
ス入りワイヤである。ソリッドワイヤ又はフラックス入
りワイヤにおける前記(１)式で示される成分算出値を表
３に示す。
【００３８】溶接施工条件 母材 ：Ｓ２５Ｃ丸棒(２００φ×１０００
Ｌ) 溶接方法 ：サブマージアーク溶接 極性 ：ＤＣＥＰ 溶接条件 ：３３０Ａ−２３Ｖ−３０cm／min 予熱・パス間温度：２００〜３５０℃ 積層法 ：３層盛 溶接長 ：約１００mm
Ｌ) 溶接方法 ：サブマージアーク溶接 極性 ：ＤＣＥＰ 溶接条件 ：３３０Ａ−２３Ｖ−３０cm／min 予熱・パス間温度：２００〜３５０℃ 積層法 ：３層盛 溶接長 ：約１００mm
【００３９】作業性は、スラグ剥離性、スラグ焼付、ス
ラグの流れ、ビード形状、溶接割れ、及びアンダーカッ
トについて評価を行い、すべて良好なものを○、１項目
でも不良なものは×とした。
ラグの流れ、ビード形状、溶接割れ、及びアンダーカッ
トについて評価を行い、すべて良好なものを○、１項目
でも不良なものは×とした。
【００４０】次に、性能面での評価を行うために、ＳＭ
４９０Ａ母材上に上記溶接条件及びパス間温度にて３又
は７層盛した溶接金属を製作し、６００℃×２hrの熱処
理を行った後、試験片を採取した。３層盛溶接金属から
は分析用切粉及びヒートクラック試験片、７層盛溶接金
属からは高温引張試験片を採取し、それぞれ耐ヒートク
ラック性及び高温強度を評価した。
４９０Ａ母材上に上記溶接条件及びパス間温度にて３又
は７層盛した溶接金属を製作し、６００℃×２hrの熱処
理を行った後、試験片を採取した。３層盛溶接金属から
は分析用切粉及びヒートクラック試験片、７層盛溶接金
属からは高温引張試験片を採取し、それぞれ耐ヒートク
ラック性及び高温強度を評価した。
【００４１】ヒートクラック試験は、高周波コイルによ
り試験片表面(３層目溶接金属)を急速加熱し、次に表面
から直接水冷し、これを８００回繰り返す方式であり、
試験片表面の温度は１５０℃と７００℃との間で加熱・
冷却を行った。試験終了後、試験片を切断し、試験片断
面における最大割れ深さを測定して、耐ヒートクラック
性を評価した。図１に試験片と加熱コイルの状況、図２
に試験片表面における熱サイクルパターン、図３に試験
片形状をそれぞれ示す。
り試験片表面(３層目溶接金属)を急速加熱し、次に表面
から直接水冷し、これを８００回繰り返す方式であり、
試験片表面の温度は１５０℃と７００℃との間で加熱・
冷却を行った。試験終了後、試験片を切断し、試験片断
面における最大割れ深さを測定して、耐ヒートクラック
性を評価した。図１に試験片と加熱コイルの状況、図２
に試験片表面における熱サイクルパターン、図３に試験
片形状をそれぞれ示す。
【００４２】高温強度は、ＪＩＳ Ｇ ０５６７に準拠し
た形状の試験片を用いて５００℃で測定した。
た形状の試験片を用いて５００℃で測定した。
【００４３】各性能の評価基準については、耐ヒートク
ラック性及び高温強度共に従来の肉盛溶接材料に比べ、
非常に優れていることを前提とした。すなわち、耐ヒー
トクラック性は、最大割れ深さが０.６mm以下であるこ
と、また、５００℃における強度は７０kgf／mm2以上で
あるものを合格とした。
ラック性及び高温強度共に従来の肉盛溶接材料に比べ、
非常に優れていることを前提とした。すなわち、耐ヒー
トクラック性は、最大割れ深さが０.６mm以下であるこ
と、また、５００℃における強度は７０kgf／mm2以上で
あるものを合格とした。
【００４４】表４に評価結果をまとめて示すが、本発明
例はすべて良好な作業性と優れた性能であった。
例はすべて良好な作業性と優れた性能であった。
【００４５】一方、比較例においては、作業性の点でＣ
Ｏ2量が不足していた比較例Ｎo.９では溶接金属にブロ
ーホールやピットが発生し、逆にＣＯ2量が過剰でＺrＯ
2量も不足している比較例Ｎo.１０ではビードのなじみ
が著しく劣化した。
Ｏ2量が不足していた比較例Ｎo.９では溶接金属にブロ
ーホールやピットが発生し、逆にＣＯ2量が過剰でＺrＯ
2量も不足している比較例Ｎo.１０ではビードのなじみ
が著しく劣化した。
【００４６】また、Ａl2Ｏ3量が５％を超える比較例Ｎ
o.１０や、(４×Ａl2Ｏ3＋ＭgＯ)量が４０％を超える比
較例Ｎo.１１ではスラグ剥離性が極めて悪く、しかも著
しいスラグの焼付も発生した。更に、Ｃu量が高い比較
例Ｎo.１１や、[Ｃ]D量の高い比較例Ｎo.１３では高温
割れが発生した。
o.１０や、(４×Ａl2Ｏ3＋ＭgＯ)量が４０％を超える比
較例Ｎo.１１ではスラグ剥離性が極めて悪く、しかも著
しいスラグの焼付も発生した。更に、Ｃu量が高い比較
例Ｎo.１１や、[Ｃ]D量の高い比較例Ｎo.１３では高温
割れが発生した。
【００４７】比較例Ｎo.１２はＺrＯ2量が高いために、
ビードの曲がりが激しく、スパイラル施工に耐え得るも
のではなかった。
ビードの曲がりが激しく、スパイラル施工に耐え得るも
のではなかった。
【００４８】ＳiＯ2量が高い比較例Ｎo.１３や金属フッ
化物が過剰で、しかもＭgＯ量が不足している比較例Ｎ
o.１４では、スラグの流れが発生し、その結果ビード形
状の不揃いが生じた。
化物が過剰で、しかもＭgＯ量が不足している比較例Ｎ
o.１４では、スラグの流れが発生し、その結果ビード形
状の不揃いが生じた。
【００４９】一方、性能においては、Ａ式値が過小な比
較例Ｎo.８では耐ヒートクラック性や高温強度が十分で
はなかった。
較例Ｎo.８では耐ヒートクラック性や高温強度が十分で
はなかった。
【００５０】[Ｎi]d量が過小で[Ｍo]D量が過大な比較例
１０や、[Ｃ]D量が低く、Ａ式値が高い比較例Ｎo.１４
では、フェライトの析出により、耐ヒートクラック性が
劣化した。なお、比較例Ｎo.１４では、高温強度も満足
なものではなかった。
１０や、[Ｃ]D量が低く、Ａ式値が高い比較例Ｎo.１４
では、フェライトの析出により、耐ヒートクラック性が
劣化した。なお、比較例Ｎo.１４では、高温強度も満足
なものではなかった。
【００５１】[Ｎi]D量が過剰な比較例Ｎo.９では、残留
オーステナイトの生成により、耐ヒートクラック性が劣
化した。[Ｃ]D量や[Ｃu]D量の過剰な比較例Ｎo.１３及
びＮo.１１では高温割れが発生した。
オーステナイトの生成により、耐ヒートクラック性が劣
化した。[Ｃ]D量や[Ｃu]D量の過剰な比較例Ｎo.１３及
びＮo.１１では高温割れが発生した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【実施例２】
【００５７】実施例１における本発明例Ｎo.１、Ｎo.２
及びＮo.５について、高温水蒸気による酸化試験を行っ
た。試験片は４層盛溶接金属から、２t×２５w×３５L
のサイズで採取した。試験条件は、７００℃中で８hrと
し、試験後の酸化増量を測定した。表５に試験結果を示
す。
及びＮo.５について、高温水蒸気による酸化試験を行っ
た。試験片は４層盛溶接金属から、２t×２５w×３５L
のサイズで採取した。試験条件は、７００℃中で８hrと
し、試験後の酸化増量を測定した。表５に試験結果を示
す。
【００５８】Ｃuを適量添加したＮo.２とＮo.５は、Ｃu
を添加しなかったＮo.１に比べ、酸化増量が小さく、良
好な耐高温酸化性を示すことが確認できた。
を添加しなかったＮo.１に比べ、酸化増量が小さく、良
好な耐高温酸化性を示すことが確認できた。
【００５９】
【表５】
【００６０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
小径ロールのように高いパス間温度での溶接施工を余儀
なくされる場合にも良好な作業性のもとに溶接を行うこ
とが可能となると共に、耐ヒートクラック性、耐摩耗性
及び耐食性に優れた肉盛溶接金属が形成されることか
ら、熱間ロール等の寿命延長も実現できる等の優れた効
果が得られる。
小径ロールのように高いパス間温度での溶接施工を余儀
なくされる場合にも良好な作業性のもとに溶接を行うこ
とが可能となると共に、耐ヒートクラック性、耐摩耗性
及び耐食性に優れた肉盛溶接金属が形成されることか
ら、熱間ロール等の寿命延長も実現できる等の優れた効
果が得られる。
【図１】ヒートクラック試験における加熱コイル及び試
験片の状況を示す図である。
験片の状況を示す図である。
【図２】熱サイクルパターンを示す図である。
【図３】(ａ)、(ｂ)は試験片形状をそれぞれ示す図であ
る。
る。
１ 試験片 ２ 加熱コイル ３ 熱電対挿入孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−166196（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13296（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−19813（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/362 B23K 35/30
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％（以下、同じ）で、 ＣＯ２：２．５〜８．０％、 ＣａＯ：５〜１５％、 ＳｉＯ２：１５〜３０％、 ＺｒＯ２：１０〜３０％、 金属フッ化物：２〜１０％、 ＭｇＯ：１０〜３０％、 を含み、 Ａｌ２Ｏ３≦５％、 で、かつ、次式 １０％≦４×Ａｌ２Ｏ３（％）＋ＭｇＯ（％）≦４０％ を満足する組成を有する肉盛溶接用フラックスを、１３
Ｃｒ系又は１７Ｃｒ系フラックス入りワイヤ又はソリッ
ドワイヤと組み合わせて使用して肉盛溶接し、得られた
溶着金属は、 下 記（１）式で示される溶着金属の合金成分（算出値）
において、 ［Ｃ］D：０．１〜０．４％ ［Ｎｉ］D：０．５〜３．５％ ［Ｍｏ］D：０．５〜２．５％ の範囲を満足し、下記（１）式から求められる［Ｖ］
D、［Ｎｂ］D及び［Ｗ］Dは、次式 ０．０１％≦（１／４）×［Ｖ］D＋（１／８）×［Ｎｂ］D＋（１／１５） ×［Ｗ］D≦０．６％ を満足することを特徴とする肉盛溶接方法。 ［Ｍ］D＝ａｆ×［Ｍ］f＋ａｗ×［Ｍ］W ・・・（１） ここで、［Ｍ］D：溶着金属中の合金成分Ｍの含有量
（％） ［Ｍ］f：フラックス中の合金成分Ｍの含有量（％） ［Ｍ］W：ワイヤ中の合金成分Ｍの含有量（％） ａｆ：合金成分Ｍのフラックスから溶着金属への歩留ま
り係数 ａｗ：合金成分Ｍのワイヤから溶着金属への歩留まり係
数 - 【請求項２】 更に、前記（１）式から求められる［Ｃ
ｕ］Dは、［Ｃｕ］D：０．２〜２％を満足することを特
徴とする請求項１に記載の肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28503592A JP3251351B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28503592A JP3251351B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114591A JPH06114591A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3251351B2 true JP3251351B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17686319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28503592A Expired - Lifetime JP3251351B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3251351B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7660577B2 (en) | 2003-09-22 | 2010-02-09 | United Parcel Service Of America, Inc. | Network testing systems and methods |
| US7773985B2 (en) | 2003-09-22 | 2010-08-10 | United Parcel Service Of America, Inc. | Symbiotic system for testing electromagnetic signal coverage in areas near transport routes |
| US8416067B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-04-09 | United Parcel Service Of America, Inc. | Systems and methods for utilizing telematics data to improve fleet management operations |
| US9208626B2 (en) | 2011-03-31 | 2015-12-08 | United Parcel Service Of America, Inc. | Systems and methods for segmenting operational data |
| US9805521B1 (en) | 2013-12-03 | 2017-10-31 | United Parcel Service Of America, Inc. | Systems and methods for assessing turns made by a vehicle |
| US10309788B2 (en) | 2015-05-11 | 2019-06-04 | United Parcel Service Of America, Inc. | Determining street segment headings |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6257193B2 (ja) * | 2013-07-12 | 2018-01-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 肉盛溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP28503592A patent/JP3251351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8948742B2 (en) | 2003-09-22 | 2015-02-03 | United Parcel Service Of America, Inc. | Symbiotic system for testing electromagnetic signal coverage in areas near transport routes |
| US7773985B2 (en) | 2003-09-22 | 2010-08-10 | United Parcel Service Of America, Inc. | Symbiotic system for testing electromagnetic signal coverage in areas near transport routes |
| US8374597B2 (en) | 2003-09-22 | 2013-02-12 | United Parcel Service Of America, Inc. | Symbiotic system for testing electromagnetic signal coverage in areas near transport routes |
| US7660577B2 (en) | 2003-09-22 | 2010-02-09 | United Parcel Service Of America, Inc. | Network testing systems and methods |
| US8768342B2 (en) | 2003-09-22 | 2014-07-01 | United Parcel Service Of America, Inc. | Symbiotic system for testing electromagnetic signal coverage in areas near transport routes |
| US9704303B2 (en) | 2008-09-09 | 2017-07-11 | United Parcel Service Of America, Inc. | Systems and methods for utilizing telematics data to improve fleet management operations |
| US8896430B2 (en) | 2008-09-09 | 2014-11-25 | United Parcel Service Of America, Inc. | Systems and methods for utilizing telematics data to improve fleet management operations |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06114591A (ja) | 1994-04-26 |
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