JP3352857B2 - Ni-base alloy TIG welding wire for cryogenic steel - Google Patents

Ni-base alloy TIG welding wire for cryogenic steel

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JP3352857B2
JP3352857B2 JP24750395A JP24750395A JP3352857B2 JP 3352857 B2 JP3352857 B2 JP 3352857B2 JP 24750395 A JP24750395 A JP 24750395A JP 24750395 A JP24750395 A JP 24750395A JP 3352857 B2 JP3352857 B2 JP 3352857B2
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slag
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映野 上月
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はLNG(液体天然ガス)
及びLEG(液体エチレンガス)タンク等の極低温用9
%Ni鋼、5.5%Ni鋼又は3.5%Ni鋼の溶接に
使用され、溶接金属が高強度であると共に、ビード表面
のスラグの発生を抑制するか又はスラグの剥離性を高め
ることによって、溶接性を向上させることができる極低
温鋼用Ni基合金TIG溶接ワイヤに関する。
This invention relates to LNG (Liquid Natural Gas)
And cryogenic temperature for LEG (liquid ethylene gas) tank 9
% Ni steel, 5.5% Ni steel or 3.5% Ni steel is used for welding. The weld metal has high strength and suppresses the generation of slag on the bead surface or enhances the slag removability. The present invention relates to a Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel that can improve weldability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、タンクの大型化に伴って、タンク
の安全性を確保するために、高強度な溶接部を得るため
の要求が強くなってきている。そこで、他の施工法より
も品質的に優れた溶接金属が得られるTIG溶接におい
て、特に、高溶着施工が可能である自動TIG溶接に対
する期待が高くなっている。
2. Description of the Related Art Recently, with the increase in size of tanks, there has been an increasing demand for obtaining high-strength welds in order to ensure the safety of tanks. Therefore, in TIG welding, in which a weld metal superior in quality to other welding methods can be obtained, in particular, there is an increasing expectation for automatic TIG welding capable of performing high welding work.

【0003】しかしながら、自動TIG溶接によって高
溶着溶接をする場合には、ビードの表面に発生するスラ
グ量が増加して、スラグ巻き込み等の欠陥が生じること
がある。従って、スラグをグラインダ等によって研磨す
る必要があるので、高溶着溶接によっても、高能率な施
工をすることができないことがある。
However, when high welding is performed by automatic TIG welding, the amount of slag generated on the surface of the bead increases, and defects such as slag entrainment may occur. Therefore, since the slag needs to be polished with a grinder or the like, it may not be possible to perform highly efficient construction even with high welding welding.

【0004】また、このような自動TIG溶接におい
て、液化ガスのタンク等に使用される極低温用9%Ni
鋼等のTIG溶接ワイヤには、Ni基合金が広く使用さ
れている。Ni基合金は極低温における耐衝撃特性は優
れているが、溶接部の強度は母材よりも低いので、強度
を確保するためにCrを添加したNi基合金が使用され
ている。しかしながら、Ni基合金にCrを添加する
と、このCrは溶接中においてOと結合してスラグを生
成するので、更にスラグ発生量が増加する。
[0004] In such automatic TIG welding, 9% Ni for cryogenic temperature used in a liquefied gas tank or the like is used.
Ni-based alloys are widely used for TIG welding wires such as steel. Although the Ni-based alloy has excellent impact resistance at extremely low temperatures, the strength of the welded portion is lower than that of the base metal, and therefore, a Ni-based alloy to which Cr is added is used to ensure the strength. However, when Cr is added to the Ni-based alloy, the Cr is combined with O during welding to generate slag, so that the amount of slag generated further increases.

【0005】従って、高能率施工を可能にすると共に、
耐衝撃特性が優れた自動TIG溶接ワイヤを得るために
は、スラグの発生量が少ないワイヤを開発することが必
要になっている。そこで、ワイヤ中のTi、Ca、M
g、Al及びSi等の含有量を適正量に規定することに
より、スラグの発生量を抑制できることが公知である
(特開平6−277875公報)。
Accordingly, high-efficiency construction can be performed,
In order to obtain an automatic TIG welding wire having excellent impact resistance, it is necessary to develop a wire that generates a small amount of slag. Therefore, Ti, Ca, M
It is known that the amount of slag generated can be suppressed by regulating the contents of g, Al, Si, and the like to appropriate amounts (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-277875).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記化
学成分の含有量を適正量に規定することによって、スラ
グの発生量を抑制することはできるものの、強度を確保
する効果を有するCr含有量については制限されていな
いので、溶接部の強度が低いという問題点がある。この
ように従来技術では、自動TIG溶接において、高強度
の溶接部とスラグ発生量の改善とを同時に実現できる極
低温鋼用Ni基合金TIG溶接ワイヤは開発されていな
い。
However, by regulating the content of the chemical component to an appropriate amount, the amount of slag generated can be suppressed, but the Cr content, which has the effect of ensuring strength, is not considered. Since it is not limited, there is a problem that the strength of the weld is low. As described above, in the conventional technique, in the automatic TIG welding, a Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel capable of simultaneously realizing a high-strength weld and improving the amount of slag has not been developed.

【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接金属が高強度であると共に、ビード表
面のスラグの発生を抑制するか又はスラグの剥離性を高
めることによって、溶接性を向上させることができる極
低温鋼用Ni基合金TIG溶接ワイヤを提供することを
目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above problems, and has a high weld metal strength and suppresses the generation of slag on the bead surface or enhances the slag peelability to improve the weldability. It is an object of the present invention to provide a Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel capable of improving the temperature.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る極低温鋼用
Ni基合金TIG溶接ワイヤは、Ni:65乃至80重
量%、Cr:0.1乃至5.0重量%、Mo:16.0
乃至23.0重量%、W:1.0乃至4.5重量%、T
i:0.02乃至0.10重量%及びAl:0.003
乃至0.030重量%を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物からなり、前記不可避的不純物は、Cu:0.
10重量%以下、Mg:0.0020重量%以下、C
a:0.0020重量%以下、C:0.10重量%以
下、Si:0.10重量%以下、Mn:0.10重量%
以下、Zr:0.010重量%以下、Y及び稀土類元素
の総量:0.005重量%以下、P:0.003重量%
以下及びS:0.003重量%以下に規制されており、
更に、ワイヤ表面のキズの深さが0.05mm以下であ
ことを特徴とする。
The Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel according to the present invention comprises 65 to 80% by weight of Ni, 0.1 to 5.0% by weight of Cr, and 16.0% of Mo.
To 23.0% by weight, W: 1.0 to 4.5% by weight, T
i: 0.02 to 0.10% by weight and Al: 0.003
To 0.030% by weight, with the balance being Fe and unavoidable impurities, the unavoidable impurities being Cu: 0.
10% by weight or less, Mg: 0.0020% by weight or less, C
a: 0.0020% by weight or less, C: 0.10% by weight or less, Si: 0.10% by weight or less, Mn: 0.10% by weight
Hereinafter, Zr: 0.010% by weight or less, total amount of Y and rare earth elements: 0.005% by weight or less, P: 0.003% by weight
And S is regulated to 0.003% by weight or less ,
Further, the depth of the scratch on the wire surface is 0.05 mm or less.
Characterized in that that.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【作用】本願発明者等が前記課題を解決するために鋭意
実験研究を重ねた結果、Ca、Mg及びSiを低減する
ことによってスラグの発生量を抑制するだけでなく、T
i及びAlを積極的に添加することにより、発生したス
ラグを球状化して剥離しやすくすることができることを
見い出した。即ち、スラグの剥離性が良好であると、ス
ラグ巻き込み等の欠陥が発生することがないので、発生
スラグを無害化することができる。
The inventors of the present invention have conducted intensive experimental studies to solve the above-mentioned problems. As a result, not only the amount of slag generated was reduced by reducing Ca, Mg and Si, but also T
It has been found that by positively adding i and Al, the generated slag can be spheroidized and easily separated. That is, when the slag has good releasability, defects such as slag entrapment do not occur, and thus the generated slag can be rendered harmless.

【0011】また、Ni基合金ワイヤ中にCuが存在す
ると、このCuが低融点化合物を形成し、ワイヤの熱間
鍛造及び冷間圧延等のワイヤ製作中に、ワイヤの表面に
割れが発生する。この割れは、伸線時のコーティング剤
及び主にCa等からなる潤滑剤の残留場所となり、スラ
グ発生の原因となる。更に、Zr、Y及び稀土類元素も
スラグ発生の原因となるので、これらの成分を適正量に
規定することにより、スラグの発生量を抑制することが
できる。
If Cu is present in the Ni-based alloy wire, the Cu forms a low melting point compound, and cracks occur on the surface of the wire during wire fabrication such as hot forging and cold rolling of the wire. . The cracks become places where the coating agent and the lubricant mainly composed of Ca and the like remain at the time of wire drawing, and cause slag. Furthermore, since Zr, Y and rare earth elements also cause slag generation, the amount of slag generation can be suppressed by defining these components in appropriate amounts.

【0012】一方、本発明のワイヤに使用されるNi−
Mo合金は、炭素鋼又はステンレス鋼と比較して伸線加
工性が極めて悪いものである。従って、伸線コストを低
減して安価なワイヤを得るためには、伸線性を向上させ
るコーティング剤及びCa等からなる潤滑剤を使用する
必要がある。このCaはワイヤ表面のキズ等に残留して
溶接時にスラグを生成するので、ワイヤ表面のキズの深
さを制限することにより残留Caを低下させて、スラグ
の発生量を更に一層低減することができる。
On the other hand, Ni-
Mo alloys have extremely poor drawability compared to carbon steel or stainless steel. Therefore, in order to reduce the drawing cost and obtain an inexpensive wire, it is necessary to use a coating agent for improving the drawability and a lubricant made of Ca or the like. Since this Ca remains on flaws on the wire surface and generates slag at the time of welding, it is possible to further reduce the amount of generated slag by reducing the remaining Ca by limiting the depth of the flaw on the wire surface. it can.

【0013】以下、本発明におけるTIG溶接ワイヤ中
の含有成分の組成限定理由等について説明する。
The reasons for limiting the composition of the components contained in the TIG welding wire of the present invention will be described below.

【0014】Ni(ニッケル):65乃至80重量% Niはオーステナイト組織を安定化する元素であり、極
低温における耐衝撃特性を確保する効果がある。Ni含
有量が65重量%未満であると、十分な耐衝撃特性が確
保できない。一方、Ni含有量が80重量%を超える
と、溶接部を高強度にするための成分を十分に添加する
ことができなくなる。従って、ワイヤ中のNi含有量は
65乃至80重量%とする。
Ni (nickel): 65 to 80% by weight Ni is an element for stabilizing the austenite structure, and has an effect of securing impact resistance at cryogenic temperatures. If the Ni content is less than 65% by weight, sufficient impact resistance cannot be secured. On the other hand, if the Ni content exceeds 80% by weight, it is impossible to sufficiently add a component for increasing the strength of the welded portion. Therefore, the Ni content in the wire is set to 65 to 80% by weight.

【0015】Cr(クロム):0.1乃至5.0重量% Crは溶接金属の強度を向上させる効果を有する。Cr
含有量が0.1重量%未満であると、その効果が低下す
る。一方、Cr含有量が5.0重量%を超えると、スラ
グの発生量が多くなるため、溶接性が不良となる。従っ
て、ワイヤ中のCr含有量は0.1乃至5.0重量%と
する。
Cr (chromium): 0.1 to 5.0% by weight Cr has an effect of improving the strength of the weld metal. Cr
When the content is less than 0.1% by weight, the effect is reduced. On the other hand, if the Cr content exceeds 5.0% by weight, the amount of slag generated increases, and the weldability becomes poor. Therefore, the Cr content in the wire is set to 0.1 to 5.0% by weight.

【0016】Mo(モリブデン):16.0乃至23.
0重量% Moは極低温における耐衝撃特性を確保する効果があ
る。Mo含有量が16.0重量%未満であると、その効
果が低下する。一方、Mo含有量が23.0重量%を超
えると、ワイヤの製造が困難になる。従って、ワイヤ中
のMo含有量は16.0乃至23.0重量%とする。
Mo (molybdenum): 16.0 to 23.
0% by weight of Mo has an effect of securing impact resistance at cryogenic temperatures. If the Mo content is less than 16.0% by weight, the effect is reduced. On the other hand, if the Mo content exceeds 23.0% by weight, it becomes difficult to produce a wire. Therefore, the Mo content in the wire is set to 16.0 to 23.0% by weight.

【0017】W(タングステン):1.0乃至4.5重
量% Wは溶接金属の強度を向上させる効果を有する。W含有
量が1.0重量%未満であると、その効果が低下する。
一方、W含有量が4.5重量%を超えると、極低温にお
ける耐衝撃特性が低下する。従って、ワイヤ中のW含有
量は1.0乃至4.5重量%とする。
W (tungsten): 1.0 to 4.5 layers
The amount% W has the effect of improving the strength of the weld metal. When the W content is less than 1.0% by weight, the effect is reduced.
On the other hand, if the W content exceeds 4.5% by weight, the impact resistance at cryogenic temperatures decreases. Therefore, the W content in the wire is set to 1.0 to 4.5% by weight.

【0018】Ti(チタン):0.02乃至0.10重
量% Tiは結晶粒を微細化して、溶接金属の強度を高める効
果を有する。また、耐ブローホール性を向上させると共
に、発生したスラグを無害化する作用も有している。T
i含有量が0.02重量%未満であると、その効果が低
下する。一方、Ti含有量が0.10重量%を超える
と、スラグの発生量が増加するので、溶接性が不良とな
る。従って、ワイヤ中のTi含有量は0.02乃至0.
10重量%とする。
Ti (titanium): 0.02 to 0.10 weight
The amount% Ti has the effect of refining the crystal grains and increasing the strength of the weld metal. Further, it has an effect of improving the blow hole resistance and detoxifying the generated slag. T
When the i content is less than 0.02% by weight, the effect is reduced. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.10% by weight, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Ti content in the wire is 0.02 to 0.5.
10% by weight.

【0019】Cu(銅):0.10重量%以下 前述の如く、CuはNi基合金ワイヤ中において、低融
点化合物を生成する。この低融点化合物は、ワイヤ製作
中の特に高温となる鍛造中において、溶接金属に割れを
発生させ、この割れが伸線時のコーティング剤及び潤滑
剤の残留場所となって、スラグ発生の原因となる。Cu
含有量が0.10重量%を超えると、スラグが発生しや
すくなる。従って、ワイヤ中のCu含有量は0.10重
量%以下とする。
Cu (copper): 0.10% by weight or less As described above, Cu forms a low melting point compound in a Ni-based alloy wire. This low melting point compound causes cracks in the weld metal during wire fabrication, especially during forging, which becomes a high temperature, and these cracks become residual places of coating agent and lubricant during wire drawing, causing slag generation. Become. Cu
If the content exceeds 0.10% by weight, slag tends to be generated. Therefore, the Cu content in the wire is set to 0.10% by weight or less.

【0020】Mg(マグネシウム):0.0020重量
%以下 Mgは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Mgが0.0020重量%を超えると、スラグ
発生量の増加によって溶接性が不良となる。従って、ワ
イヤ中のMg含有量は0.0020重量%以下とする。
好ましくは、Mg含有量は0.0010重量%以下であ
る。
Mg (magnesium): 0.0020 weight
% Or less Mg has the effect of promoting the generation of slag in the weld metal, so it is preferable to reduce the content in the wire as much as possible. If Mg exceeds 0.0020% by weight, the weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the Mg content in the wire is set to 0.0020% by weight or less.
Preferably, the Mg content is not more than 0.0010% by weight.

【0021】Ca(カルシウム):0.0020重量%
以下 Caは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Caが0.0020重量%を超えると、スラグ
発生量の増加によって溶接性が不良となる。従って、ワ
イヤ中のCa含有量は0.0020重量%以下とする。
好ましくは、Ca含有量は0.0010重量%以下であ
る。
Ca (calcium): 0.0020% by weight
Since Ca has the effect of promoting slag generation of the weld metal, it is preferable to reduce the content of the wire as much as possible. If Ca exceeds 0.0020% by weight, the weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the Ca content in the wire is set to 0.0020% by weight or less.
Preferably, the Ca content is less than or equal to 0.0010% by weight.

【0022】Al(アルミニウム):0.003乃至
0.030重量% Alはビード表面に発生するスラグを無害化する効果を
有する。Al含有量が0.003重量%未満であると、
その効果が低下する。一方、Al含有量が0.030重
量%を超えると、スラグ発生量が増加するので、溶接性
が不良となる。従って、ワイヤ中のAl含有量は0.0
03乃至0.030重量%とする。
[0022]Al (aluminum): 0.003 or more
0.030% by weight Al has the effect of detoxifying the slag generated on the bead surface
Have. When the Al content is less than 0.003% by weight,
Its effect decreases. On the other hand, the Al content is 0.030 weight
If the amount exceeds%, the amount of slag generated increases,
Becomes defective. Therefore, the Al content in the wire is 0.0
03 to 0.030% by weight.

【0023】C(炭素):0.10重量%以下 Cは溶接金属の強度を高める効果を有する。しかしなが
ら、C含有量が0.10重量%を超えると、耐衝撃特性
が低下する。従って、ワイヤ中のC含有量は0.10重
量%以下とする。
C (carbon): 0.10% by weight or less C has the effect of increasing the strength of the weld metal. However, when the C content exceeds 0.10% by weight, the impact resistance decreases. Therefore, the C content in the wire is set to 0.10% by weight or less.

【0024】Si(ケイ素):0.10重量%以下 Siは脱酸剤として有効に作用する元素である。しかし
ながら、Si含有量が0.10重量%を超えると、耐割
れ性を確保することができなくなる。また、スラグの発
生量が増加して溶接性が不良となる。従って、ワイヤ中
のSi含有量は0.10重量%以下とする。
Si (silicon): 0.10% by weight or less Si is an element effectively acting as a deoxidizing agent. However, if the Si content exceeds 0.10% by weight, it becomes impossible to secure crack resistance. Further, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Si content in the wire is set to 0.10% by weight or less.

【0025】Mn(マンガン):0.10重量%以下 Mnは脱酸剤として有効に作用する元素である。しかし
ながら、Mn含有量が0.10重量%を超えると、溶接
プールの母材へのなじみが低下する。また、スラグの発
生量が増加して溶接性が不良となる。従って、ワイヤ中
のMn含有量は0.10重量%以下とする。
Mn (manganese): 0.10% by weight or less Mn is an element that effectively acts as a deoxidizing agent. However, if the Mn content exceeds 0.10% by weight, the conformity of the weld pool to the base metal decreases. Further, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Mn content in the wire is set to 0.10% by weight or less.

【0026】Zr(ジルコニウム):0.010重量%
以下 Zrは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Zr含有量が0.010重量%を超えると、ス
ラグ発生量の増加によって溶接性が不良となる。従っ
て、ワイヤ中のZr含有量は0.010重量%以下とす
る。
Zr (zirconium): 0.010% by weight
Since Zr has the effect of promoting the generation of slag in the weld metal, it is preferable to reduce the content in the wire as much as possible. If the Zr content exceeds 0.010% by weight, the weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the Zr content in the wire is set to 0.010% by weight or less.

【0027】Y(イットリウム)及び稀土類元素の総
量:0.005重量%以下 Y及び稀土類元素はスラグ発生を促進する作用を有する
ので、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが
好ましい。Y及び稀土類元素の総量が0.005重量%
を超えると、スラグ発生量の増加によって溶接性が不良
となる。従って、ワイヤ中のY及び稀土類元素の含有量
の総量は0.005重量%以下とする。
[0027]Total of Y (yttrium) and rare earth elements
Amount: 0.005% by weight or less Y and rare earth elements promote slag generation
Therefore, the content in the wire can be reduced as much as possible
preferable. The total amount of Y and rare earth elements is 0.005% by weight
Exceeds, the weldability is poor due to an increase in the amount of slag generated
Becomes Therefore, the content of Y and rare earth elements in the wire
Is 0.005% by weight or less.

【0028】P(リン):0.003重量%以下、S
(硫黄):0.003重量%以下 ワイヤ中のP及びSの含有量が増加すると、溶接金属に
割れが発生しやすくなる。従って、ワイヤ中のP含有量
は0.003重量%以下、S含有量は0.003重量%
以下とする。
[0028]P (phosphorus): 0.003% by weight or less, S
(Sulfur): 0.003% by weight or less When the content of P and S in the wire increases,
Cracks are likely to occur. Therefore, the P content in the wire
Is 0.003% by weight or less, S content is 0.003% by weight
The following is assumed.

【0029】ワイヤに不可避的に混入する元素として、
前記元素の他に、Nb、V、Co、B、O、N及びH等
がある。前記Cu、Mg、Ca、C、Si、Mn、Z
r、P、S、Y及び稀土類元素を除く不可避的不純物の
総量は0.1重量%以下であることが好ましい。
As elements inevitably mixed into the wire,
In addition to the above elements, there are Nb, V, Co, B, O, N, H, and the like. Cu, Mg, Ca, C, Si, Mn, Z
The total amount of unavoidable impurities excluding r, P, S, Y and rare earth elements is preferably 0.1% by weight or less.

【0030】ワイヤ表面のキズ深さ:0.05mm以下 前述の如く、ワイヤの表面に深いキズがあると、コーテ
ィング剤及び潤滑剤の原料であるCaがこのキズに残留
し、スラグの発生量が増加する。従って、ワイヤ表面の
キズの深さは0.05mm以下とする。
Defect depth on the wire surface: 0.05 mm or less As described above, if there is a deep flaw on the surface of the wire, Ca, which is a raw material of a coating agent and a lubricant, remains in the flaw and the amount of slag generated is reduced. To increase. Therefore, the depth of the flaw on the wire surface is set to 0.05 mm or less.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明に係る極低温鋼用Ni基合金T
IG溶接ワイヤの実施例についてその比較例と比較して
具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a Ni-based alloy T for cryogenic steel according to the present invention will be described.
An example of the IG welding wire will be specifically described in comparison with a comparative example.

【0032】先ず、30kgの真空溶解炉において、ワ
イヤ中における全ての含有成分が本発明の範囲内とした
ものを実施例とし、少なくとも1種を本発明の範囲から
外したものを比較例として含有成分の調整を施した後、
鋳造によって30kgのインゴットを作製した。その
後、熱間鍛造及び冷間圧延によって直径が5.0mmで
あるワイヤを形成した。次に、このワイヤを1100℃
に加熱されたストランド炉において光輝焼鈍した後、硝
酸により酸洗し、目視によってワイヤの表面のキズ検査
を施した。そして、このワイヤを皮むきダイスに通すこ
とによって直径を4.0mmにすると共に、ワイヤ表面
の圧延キズ等を削除した。
First, in a 30 kg vacuum melting furnace, all the components contained in the wire were within the scope of the present invention as examples, and at least one of the components was excluded from the scope of the present invention as a comparative example. After adjusting the ingredients,
A 30 kg ingot was produced by casting. Thereafter, a wire having a diameter of 5.0 mm was formed by hot forging and cold rolling. Next, the wire was heated to 1100 ° C.
After bright annealing in a heated strand furnace, the wire was pickled with nitric acid and visually inspected for flaws on the surface of the wire. Then, the diameter of the wire was reduced to 4.0 mm by passing the wire through a peeling die, and rolling scratches on the surface of the wire were removed.

【0033】更に、樹脂コーティング剤及びCaを含有
した潤滑剤を使用して、4.0mmワイヤに対して、中
間伸線及び光輝焼鈍を繰り返し、その直径を1.28m
mとした。その後、油を使用して仕上げ伸線を施し、ワ
イヤの直径を1.20mmにした後、高温蒸気によって
表面洗浄及び乾燥することによって、TIG溶接ワイヤ
を作製した。各TIG溶接ワイヤ中の含有成分及びワイ
ヤ表面のキズ深さを下記表1〜6に示す。但し、表面の
キズ深さは、ワイヤの断面を表面研磨した後、50倍に
拡大して深さを測定したものである。
Further, by using a resin coating agent and a lubricant containing Ca, intermediate drawing and bright annealing are repeated for a 4.0 mm wire to have a diameter of 1.28 m.
m. Thereafter, finish wire drawing was performed using oil, the wire diameter was reduced to 1.20 mm, and the surface was washed and dried with high-temperature steam to produce a TIG welding wire. The components contained in each TIG welding wire and the scratch depth on the wire surface are shown in Tables 1 to 6 below. However, the depth of the surface flaw was measured by polishing the cross section of the wire and then magnifying the depth by 50 times.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】[0038]

【表5】 [Table 5]

【0039】[0039]

【表6】 上記表1〜6に示す化学成分を有するTIG溶接ワイヤ
を使用して、JISZ 3332に従ってNi鋼を溶接
した。溶接条件を下記表7に示す。
[Table 6] Ni steel was welded in accordance with JISZ3332 using TIG welding wires having the chemical components shown in Tables 1 to 6 above. Table 7 below shows the welding conditions.

【0040】[0040]

【表7】 [Table 7]

【0041】図1は溶接試験方法を説明する模式的断面
図である。図1に示すように、9%Ni鋼からなる溶接
母材1に斜め開先を設け、両者を突き合わせてV形状の
開先部を形成して、このV形状の開先部の裏面に、裏当
材2を配置した。この開先部を実施例No.1〜11及
び比較例No.12〜30のワイヤを使用してTIG溶
接し、図2及び3に示すように溶接金属を形成し、スラ
グの発生等の溶接作業性を評価した。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining a welding test method. As shown in FIG. 1, an oblique groove is provided in a welding base material 1 made of 9% Ni steel, and the two are butted to form a V-shaped groove, and on the back surface of the V-shaped groove, The backing material 2 was arranged. This groove portion is referred to as Example No. Nos. 1 to 11 and Comparative Example Nos. TIG welding was performed using 12 to 30 wires to form a weld metal as shown in FIGS. 2 and 3 and welding workability such as generation of slag was evaluated.

【0042】更に、このようにして形成した溶接金属か
ら試験片を採取して、引張試験、衝撃試験及び縦曲げ試
験による機械試験を実施した。
Further, a test piece was sampled from the weld metal thus formed and subjected to a mechanical test by a tensile test, an impact test and a longitudinal bending test.

【0043】図2は衝撃試験及び引張試験用の試験片の
溶接金属からの採取位置を示す模式的断面図である。本
実施例及び比較例においては、図2に示すように、溶接
金属のV形状の開先角度を45°として、その下部の裏
当材2が配置されている部分の開先幅を12mmとし
た。また、溶接母材1の板厚は20mmである。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the positions where test pieces for impact test and tensile test are taken from the weld metal. In the present embodiment and the comparative example, as shown in FIG. 2, the V-shaped groove angle of the weld metal is set to 45 °, and the groove width of the lower part where the backing material 2 is arranged is 12 mm. did. The plate thickness of the welding base material 1 is 20 mm.

【0044】引張試験用の試験片4は、平行部の断面が
直径12.5mmの円形である棒状試験片であり、溶接
金属3の中央部が試験片断面の円の中心となるように、
試験片4を採取した。この試験片4を使用して、室温に
おいて、0.2%の伸びにおける耐力及び引張強さを測
定すると共に、破断伸びを算出することにより引張強さ
を評価した。また、衝撃試験用の試験片5は、平行部の
断面が10mm×10mmの正方形である棒状試験片で
あり、溶接母材1とこれに溶着された溶接金属3とに跨
るように試験片5を採取した。この試験片5に2mmの
深さのVノッチを形成し、−196℃において衝撃試験
を実施し、吸収エネルギーを測定することによって、耐
衝撃特性を評価した。
The test piece 4 for the tensile test is a rod-shaped test piece having a circular section with a parallel portion having a diameter of 12.5 mm, and the center of the weld metal 3 is the center of the circle of the test piece section.
Test piece 4 was collected. Using this test piece 4, at room temperature, the proof stress and tensile strength at an elongation of 0.2% were measured, and the tensile strength was evaluated by calculating the elongation at break. The test piece 5 for the impact test is a rod-shaped test piece having a square parallel section of 10 mm × 10 mm. The test piece 5 extends over the welding base metal 1 and the welding metal 3 welded thereto. Was collected. A V-notch having a depth of 2 mm was formed on the test piece 5, an impact test was performed at -196 ° C, and the impact resistance was evaluated by measuring the absorbed energy.

【0045】図3は縦曲げ試験用の溶接金属からの採取
位置を示す模式的断面図である。溶接母材の板厚及び開
先角度等は、図2に示すものと同一とした。縦曲げ試験
用の試験片6は、厚さが10mmで幅が40mmの板状
試験片であり、衝撃試験用の試験片と同様に、溶接母材
1とこれに溶着された溶接金属3とに跨るように採取し
た。また、試験片6は、溶接金属及び溶接母材の中央部
よりも、若干V開先の表面よりから採取した。この試験
片6を使用して、曲げ半径32mm、曲げ角度180°
で縦曲げ試験を実施し、割れ等の欠陥を観察することに
より耐割れ性を評価した。各評価結果を下記表8〜11
に示す。但し、表中の溶接作業性の評価欄において、◎
は優良、○は良好、×は不良を示す。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a sampling position from a weld metal for a vertical bending test. The plate thickness and groove angle of the welding base material were the same as those shown in FIG. The test piece 6 for the longitudinal bending test is a plate-like test piece having a thickness of 10 mm and a width of 40 mm. Like the test piece for the impact test, the welding base material 1 and the weld metal 3 welded thereto are formed. It was collected so as to straddle. The test piece 6 was sampled from the surface of the V-groove slightly from the center of the weld metal and the base metal. Using this test piece 6, a bending radius of 32 mm and a bending angle of 180 °
A longitudinal bending test was carried out, and crack resistance was evaluated by observing defects such as cracks. The results of each evaluation are shown in Tables 8 to 11 below.
Shown in However, in the evaluation column for welding workability in the table,
Indicates excellent, ○ indicates good, and × indicates bad.

【0046】[0046]

【表8】 [Table 8]

【0047】[0047]

【表9】 [Table 9]

【0048】[0048]

【表10】 [Table 10]

【0049】[0049]

【表11】 [Table 11]

【0050】上記表1〜6及び8〜11に示すように、
ワイヤ中の全ての含有成分が本発明の範囲内である実施
例No.1乃至11については、スラグ発生量が抑制さ
れ、溶接作業性が良好であると共に、機械的性能も優れ
ていた。また、ワイヤ表面のキズの深さが浅い実施例N
o.1乃至8は、更にスラグ発生量が低減され、溶接作
業性がより一層優れたものとなった。
As shown in Tables 1 to 6 and 8 to 11,
Example No. 1 in which all the components contained in the wire are within the scope of the present invention. Regarding 1 to 11, the amount of slag generated was suppressed, the welding workability was good, and the mechanical performance was also excellent. In Example N, the depth of the scratch on the wire surface is small.
o. In Nos. 1 to 8, the amount of slag generated was further reduced, and welding workability was further improved.

【0051】一方、比較例No.12はC含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、耐衝撃特性が低いもの
となった。比較例No.13は、Si含有量が本発明範
囲の上限を超えているので、スラグの発生量が増加する
と共に、縦曲げ試験において割れ欠陥が多量に発生し
た。比較例No.14及び15はMn又はCr含有量が
共に、本発明範囲の上限を超えているので、スラグ発生
量が増加した。また、比較例No.16はCr含有量が
本発明範囲の下限未満であるので、溶接金属の強度が不
十分であった。
On the other hand, in Comparative Example No. Sample No. 12 had a low impact resistance because the C content exceeded the upper limit of the range of the present invention. Comparative Example No. In No. 13, since the Si content exceeded the upper limit of the range of the present invention, the amount of slag generated increased, and a large number of cracking defects occurred in the longitudinal bending test. Comparative Example No. In Nos. 14 and 15, both of the Mn or Cr contents exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the amount of slag generated increased. Also, in Comparative Example No. In No. 16, the strength of the weld metal was insufficient because the Cr content was less than the lower limit of the range of the present invention.

【0052】比較例No.17はMo含有量が本発明範
囲の下限未満であるので、耐衝撃特性が低いものとなっ
た。比較例No.18はMo含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、鍛造中に割れが発生し、ワイヤを作
製することができなかった。比較例No.19はW含有
量が本発明範囲の下限未満であるので、溶接金属の強度
が低いものとなり、比較例No.20はW含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、耐衝撃特性が低下し
た。比較例No.21はCu含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、ワイヤの鍛造及び圧延中にキズが多
発し、スラグ発生量が増加した。
Comparative Example No. In No. 17, since the Mo content was less than the lower limit of the range of the present invention, the impact resistance was low. Comparative Example No. In No. 18, since the Mo content exceeded the upper limit of the range of the present invention, cracks occurred during forging, and a wire could not be produced. Comparative Example No. In Comparative Example No. 19, since the W content was less than the lower limit of the range of the present invention, the strength of the weld metal was low. In No. 20, the impact resistance was reduced because the W content exceeded the upper limit of the range of the present invention. Comparative Example No. In No. 21, since the Cu content exceeded the upper limit of the range of the present invention, scratches occurred frequently during forging and rolling of the wire, and the amount of slag generated increased.

【0053】また、比較例No.22及び24はTi又
はAl含有量が本発明範囲の下限未満であるので、発生
するスラグが球状化せず、スラグの除去が困難であっ
た。比較例No.23及び25乃至30については、T
i、Al、Mg、Ca、Zr又はYと稀土類元素との総
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、スラグ発
生量が増加すると共に、スラグの除去が困難となった。
In Comparative Example No. In Nos. 22 and 24, since the content of Ti or Al was less than the lower limit of the range of the present invention, the generated slag was not spherical, and it was difficult to remove the slag. Comparative Example No. For 23 and 25-30, T
Since the total content of i, Al, Mg, Ca, Zr or Y and the rare earth element exceeded the upper limit of the range of the present invention, the amount of slag generated increased and the removal of slag became difficult.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ワイヤ中のスラグ生成元素を低減し、更に、Ti及びA
lを積極的に添加することによって、溶接金属が高強度
であると共に、ビード表面のスラグの発生を抑制するか
又はスラグの剥離性を高めて、溶接性を向上させること
ができる極低温鋼用Ni基合金TIG溶接ワイヤを得る
ことができる。また、ワイヤ表面のキズの深さを規制す
ることによって、更にスラグの発生量を低減することが
できる。
As described in detail above, according to the present invention,
Reduces slag forming elements in the wire, and further reduces Ti and A
By adding l positively, the weld metal has a high strength, and can suppress the occurrence of slag on the bead surface or enhance the slag peelability to improve weldability. A Ni-based alloy TIG welding wire can be obtained. Further, the amount of slag generated can be further reduced by regulating the depth of the scratch on the wire surface.

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

【図1】溶接試験方法を説明する模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a welding test method.

【図2】衝撃試験及び引張試験用の試験片の溶接金属か
らの採取位置を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a position where a test piece for an impact test and a tensile test is sampled from a weld metal.

【図3】縦曲げ試験用の溶接金属からの採取位置を示す
模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a sampling position from a weld metal for a vertical bending test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;母材 2;裏当材 3;溶接金属 4、5、6;試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Base material 2: Backing material 3: Weld metal 4, 5, 6; Test piece

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−63789(JP,A) 特開 平7−136796(JP,A) 特開 平7−290280(JP,A) 特開 昭60−37290(JP,A) 特開 平9−277085(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/02,35/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-63789 (JP, A) JP-A-7-136796 (JP, A) JP-A-7-290280 (JP, A) JP-A-60-1985 37290 (JP, A) JP-A-9-277085 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 35/02, 35/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Ni:65乃至80重量%、Cr:0.
1乃至5.0重量%、Mo:16.0乃至23.0重量
%、W:1.0乃至4.5重量%、Ti:0.02乃至
0.10重量%及びAl:0.003乃至0.030重
量%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からな
り、前記不可避的不純物は、Cu:0.10重量%以
下、Mg:0.0020重量%以下、Ca:0.002
0重量%以下、C:0.10重量%以下、Si:0.1
0重量%以下、Mn:0.10重量%以下、Zr:0.
010重量%以下、Y及び稀土類元素の総量:0.00
5重量%以下、P:0.003重量%以下及びS:0.
003重量%以下に規制されており、更に、ワイヤ表面
のキズの深さが0.05mm以下であることを特徴とす
る極低温鋼用Ni基合金TIG溶接ワイヤ。
1. Ni: 65 to 80% by weight, Cr: 0.
1 to 5.0% by weight; Mo: 16.0 to 23.0% by weight; W: 1.0 to 4.5% by weight; Ti: 0.02 to 0.10% by weight; 0.030% by weight, with the balance being Fe and unavoidable impurities, the inevitable impurities being: Cu: 0.10% by weight or less, Mg: 0.0020% by weight or less, Ca: 0.002%
0 wt% or less, C: 0.10 wt% or less, Si: 0.1
0% by weight or less, Mn: 0.10% by weight or less, Zr: 0.
010% by weight or less, total amount of Y and rare earth elements: 0.00
5% by weight or less, P: 0.003% by weight or less and S: 0.
It is regulated to 003 wt% or less, further, the wire surface
The Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel , wherein the depth of the scratches is 0.05 mm or less .
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