JP3481368B2 - フェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ - Google Patents
フェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車排気系部材等の溶
接に使用され、溶接金属の耐酸化性が優れていると共
に、溶接コストを低減することができ、ワイヤの生産性
が向上したフェライト系ステンレス鋼用フラックス入り
ワイヤに関する。
接に使用され、溶接金属の耐酸化性が優れていると共
に、溶接コストを低減することができ、ワイヤの生産性
が向上したフェライト系ステンレス鋼用フラックス入り
ワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車排気系部材の溶接において
は、主にソリッドワイヤが使用されていたが、近時、優
れた能率性及び良好な溶接作業性を有するフェライト系
ステンレス鋼用フラックス入りワイヤの適用が拡大しつ
つある。このようなフラックス入りワイヤは、従来のソ
リッドワイヤによる溶接と比較して、スラグの発生量が
多いという問題点があった。自動車排気系部材の溶接に
フラックス入りワイヤを使用すると、溶接対象となるパ
イプ等の中にスラグが残存することがあり、これが排気
系部材の閉塞等の原因となる。
は、主にソリッドワイヤが使用されていたが、近時、優
れた能率性及び良好な溶接作業性を有するフェライト系
ステンレス鋼用フラックス入りワイヤの適用が拡大しつ
つある。このようなフラックス入りワイヤは、従来のソ
リッドワイヤによる溶接と比較して、スラグの発生量が
多いという問題点があった。自動車排気系部材の溶接に
フラックス入りワイヤを使用すると、溶接対象となるパ
イプ等の中にスラグが残存することがあり、これが排気
系部材の閉塞等の原因となる。
【０００３】このような問題点を解決するために、ワイ
ヤ全重量に対する化学成分を適正量に規定することによ
り、溶接時のスラグの発生量を抑制できることが提案さ
れている（特公平５−３０５５７）。これはスラグ造滓
剤の含有量を制限し、それによって発生する溶接作業性
の低下を、他の金属成分の含有量を適正量に規定するこ
とにより改善したものである。そして、フラックス入り
ワイヤを使用することによる能率の向上によって、溶接
コストが低減されたものとなっている。そして、この溶
接コストの低減に伴って、溶接材料においても、低コス
ト化に対する要求が強くなっている。
ヤ全重量に対する化学成分を適正量に規定することによ
り、溶接時のスラグの発生量を抑制できることが提案さ
れている（特公平５−３０５５７）。これはスラグ造滓
剤の含有量を制限し、それによって発生する溶接作業性
の低下を、他の金属成分の含有量を適正量に規定するこ
とにより改善したものである。そして、フラックス入り
ワイヤを使用することによる能率の向上によって、溶接
コストが低減されたものとなっている。そして、この溶
接コストの低減に伴って、溶接材料においても、低コス
ト化に対する要求が強くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接材
料のコストを低減するために、ワイヤ中における高価な
金属成分であるＣｒ含有量を低くすると、耐酸化性が劣
化してしまうという問題点がある。
料のコストを低減するために、ワイヤ中における高価な
金属成分であるＣｒ含有量を低くすると、耐酸化性が劣
化してしまうという問題点がある。
【０００５】一方、エンジンの高性能化及び排気ガスの
浄化効率向上に伴って、排気ガス温度が高温になってき
ている。例えば、エンジン直下のエキゾーストマニホー
ルドにおいては、従来、約８５０℃であったものに対し
て、現在では約９５０℃という高温になっている。この
ような被溶接物である自動車排気系部材の適用温度の変
化に対応して、より優れた耐酸化性が溶接金属に対して
要求されている。このため、溶接材料コストの低減及び
溶接品質の確保という相反する要求を満足できるフラッ
クス入りワイヤの開発が要求されている。
浄化効率向上に伴って、排気ガス温度が高温になってき
ている。例えば、エンジン直下のエキゾーストマニホー
ルドにおいては、従来、約８５０℃であったものに対し
て、現在では約９５０℃という高温になっている。この
ような被溶接物である自動車排気系部材の適用温度の変
化に対応して、より優れた耐酸化性が溶接金属に対して
要求されている。このため、溶接材料コストの低減及び
溶接品質の確保という相反する要求を満足できるフラッ
クス入りワイヤの開発が要求されている。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接金属の耐酸化性が優れていると共に、
溶接材料のコストを低減することができ、ワイヤの生産
性が向上したフェライト系ステンレス鋼用フラックス入
りワイヤを提供することを目的とする。
のであって、溶接金属の耐酸化性が優れていると共に、
溶接材料のコストを低減することができ、ワイヤの生産
性が向上したフェライト系ステンレス鋼用フラックス入
りワイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフェライト
系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤは、金属外皮中
にスラグ造滓剤を含むフラックスが充填されているフラ
ックス入りワイヤにおいて、前記金属外皮中の成分並び
にフラックス中に金属、合金、金属炭化物、金属窒化物
及び金属フッ化物として添加された成分により構成され
る組成が、ワイヤ全重量に対して、Ｓｉ：０．０７乃至
２．０重量％、Ｃｒ：１４．５乃至１７．０重量％、Ａ
ｌ：０．０１乃至１．０重量％、Ｔｉ：０．０５乃至
２．０重量％、Ｎ：０．０２乃至０．１重量％及びＦ：
０．００５乃至０．５重量％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなるものであり、前記不可避的不純
物は、Ｃ：０．１０重量％以下、Ｎｂ：０．２重量％以
下及びＭｎ：０．５重量％以下に規制することを特徴と
する。
系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤは、金属外皮中
にスラグ造滓剤を含むフラックスが充填されているフラ
ックス入りワイヤにおいて、前記金属外皮中の成分並び
にフラックス中に金属、合金、金属炭化物、金属窒化物
及び金属フッ化物として添加された成分により構成され
る組成が、ワイヤ全重量に対して、Ｓｉ：０．０７乃至
２．０重量％、Ｃｒ：１４．５乃至１７．０重量％、Ａ
ｌ：０．０１乃至１．０重量％、Ｔｉ：０．０５乃至
２．０重量％、Ｎ：０．０２乃至０．１重量％及びＦ：
０．００５乃至０．５重量％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなるものであり、前記不可避的不純
物は、Ｃ：０．１０重量％以下、Ｎｂ：０．２重量％以
下及びＭｎ：０．５重量％以下に規制することを特徴と
する。
【０００８】この金属外皮は軟鋼製であると好ましい。
【０００９】また、フラックス中のスラグ造滓剤は２．
０重量％以下であることが好ましい。
０重量％以下であることが好ましい。
【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、耐酸化性に寄与するＣｒ含有量
を低減しても、Ｃ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔｉ及びＮ等の含有量
を適切に調整することにより、溶接金属の耐酸化性が向
上されることを見い出した。即ち、Ｃ及びＮｂは耐酸化
性を劣化させる元素であり、これらのワイヤ中における
含有量を規制することにより、溶接金属の耐酸化性が改
善される。また、Ａｌ、Ｔｉ及びＮを複合添加すること
によりフェライト結晶粒が微細化され、耐酸化性が向上
する。従って、ワイヤに対するＣｒの含有量を最低で１
４．５重量％にまで低減しても、従来と同等以上の耐酸
化性が得られる。更に、本願発明者等は、Ｃｒ及びＮｂ
等のフェライト生成元素の含有量を抑制すると、溶接金
属のミクロ組織中に、溶接金属の機械的性能を劣化させ
るマルテンサイト相が析出することを見い出した。この
マルテンサイト相の析出は、オーステナイト生成元素で
あるＭｎ含有量を抑制することにより防止することがで
きる。
実験研究を重ねた結果、耐酸化性に寄与するＣｒ含有量
を低減しても、Ｃ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔｉ及びＮ等の含有量
を適切に調整することにより、溶接金属の耐酸化性が向
上されることを見い出した。即ち、Ｃ及びＮｂは耐酸化
性を劣化させる元素であり、これらのワイヤ中における
含有量を規制することにより、溶接金属の耐酸化性が改
善される。また、Ａｌ、Ｔｉ及びＮを複合添加すること
によりフェライト結晶粒が微細化され、耐酸化性が向上
する。従って、ワイヤに対するＣｒの含有量を最低で１
４．５重量％にまで低減しても、従来と同等以上の耐酸
化性が得られる。更に、本願発明者等は、Ｃｒ及びＮｂ
等のフェライト生成元素の含有量を抑制すると、溶接金
属のミクロ組織中に、溶接金属の機械的性能を劣化させ
るマルテンサイト相が析出することを見い出した。この
マルテンサイト相の析出は、オーステナイト生成元素で
あるＭｎ含有量を抑制することにより防止することがで
きる。
【００１１】また、アークの安定性及びスパッタの発生
に示される溶接作業性については、Ｓｉ及びフッ化物の
添加量を制限することにより改善することができる。
に示される溶接作業性については、Ｓｉ及びフッ化物の
添加量を制限することにより改善することができる。
【００１２】更に、金属外皮として軟鋼を使用すると、
軟鋼はフェライト系ステンレス鋼と比較して伸線性が優
れているため、伸線工程時の断線回数を低減することが
でき、生産性が向上する。
軟鋼はフェライト系ステンレス鋼と比較して伸線性が優
れているため、伸線工程時の断線回数を低減することが
でき、生産性が向上する。
【００１３】以下、本発明におけるフラックス入りワイ
ヤ全重量に対する含有成分の組成限定理由について説明
する。
ヤ全重量に対する含有成分の組成限定理由について説明
する。
【００１４】Ｃｒ（クロム）：１４．５乃至１７．０重
量％ Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の主要元素であると共
に、耐酸化性に寄与するＣｒ2Ｏ3を形成するために必要
不可欠の元素である。しかしながら、後述するＡｌ、Ｔ
ｉ及びＮの適正量添加による結晶粒微細化並びにＮｂ含
有量の規制によって、Ｃｒ含有量の下限を低くすること
ができる。即ち、Ｃｒ含有量が１４．５重量％以上であ
れば、十分な耐酸化性を得ることができる。一方、Ｃｒ
添加量が多いと、前述の如く、材料コストが上昇する原
因となる。従って、ワイヤ全重量に対するＣｒ含有量は
１４．５乃至１７．０重量％とする。なお、Ｃｒは金属
外皮又はフラックスのいずれか一方又は両方から添加さ
れるものであり、フラックスから添加される場合は、金
属Ｃｒ又はＦｅ−Ｃｒ及びＮ−Ｃｒ等のＣｒ合金が使用
される。このようなＣｒ合金から添加されるときには、
Ｃｒ含有量はそれらに含有されるＣｒ換算値とする。ま
た、金属外皮としてＣｒを含有しない軟鋼を使用して、
Ｃｒをフラックスのみから添加することにより、更に低
コスト化することができ、前述の如く、ワイヤの生産性
も向上する。
量％ Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の主要元素であると共
に、耐酸化性に寄与するＣｒ2Ｏ3を形成するために必要
不可欠の元素である。しかしながら、後述するＡｌ、Ｔ
ｉ及びＮの適正量添加による結晶粒微細化並びにＮｂ含
有量の規制によって、Ｃｒ含有量の下限を低くすること
ができる。即ち、Ｃｒ含有量が１４．５重量％以上であ
れば、十分な耐酸化性を得ることができる。一方、Ｃｒ
添加量が多いと、前述の如く、材料コストが上昇する原
因となる。従って、ワイヤ全重量に対するＣｒ含有量は
１４．５乃至１７．０重量％とする。なお、Ｃｒは金属
外皮又はフラックスのいずれか一方又は両方から添加さ
れるものであり、フラックスから添加される場合は、金
属Ｃｒ又はＦｅ−Ｃｒ及びＮ−Ｃｒ等のＣｒ合金が使用
される。このようなＣｒ合金から添加されるときには、
Ｃｒ含有量はそれらに含有されるＣｒ換算値とする。ま
た、金属外皮としてＣｒを含有しない軟鋼を使用して、
Ｃｒをフラックスのみから添加することにより、更に低
コスト化することができ、前述の如く、ワイヤの生産性
も向上する。
【００１５】Ｃ（炭素）：０．１０重量％以下
Ｃは金属外皮又はフラックスから不純物として混入する
ものであるが、耐酸化性に寄与するＣｒと結合して有効
Ｃｒ量を低減させる元素である。ワイヤ全重量に対する
Ｃ含有量が０．１０重量％を超えると、耐酸化性が劣化
する。従って、ワイヤ全重量に対するＣ含有量は０．１
０重量％以下に規制する。好ましくは、Ｃ含有量は０．
０５重量％以下である。
ものであるが、耐酸化性に寄与するＣｒと結合して有効
Ｃｒ量を低減させる元素である。ワイヤ全重量に対する
Ｃ含有量が０．１０重量％を超えると、耐酸化性が劣化
する。従って、ワイヤ全重量に対するＣ含有量は０．１
０重量％以下に規制する。好ましくは、Ｃ含有量は０．
０５重量％以下である。
【００１６】Ｎｂ（ニオブ）：０．２重量％以下
Ｎｂは金属外皮又はフラックスから不純物として混入す
るものであるが、耐酸化性の効果を有するＣｒ2Ｏ3の緻
密なネットワークを破壊し、耐酸化性を著しく劣化させ
る元素である。特に本発明においては、Ｃｒ含有量を１
４．５乃至１７．０としており、Ｃｒ2Ｏ3の形成能力が
弱いので、耐酸化性を劣化させるＮｂ含有量の増加によ
って溶接金属に致命的な悪影響をもたらす。Ｎｂ含有量
が０．２重量％を超えると、その影響が大きくなる。従
って、ワイヤ全重量に対するＮｂ含有量は０．２重量％
以下に規制する。好ましくは、Ｎｂ含有量は０．０５重
量％以下である。
るものであるが、耐酸化性の効果を有するＣｒ2Ｏ3の緻
密なネットワークを破壊し、耐酸化性を著しく劣化させ
る元素である。特に本発明においては、Ｃｒ含有量を１
４．５乃至１７．０としており、Ｃｒ2Ｏ3の形成能力が
弱いので、耐酸化性を劣化させるＮｂ含有量の増加によ
って溶接金属に致命的な悪影響をもたらす。Ｎｂ含有量
が０．２重量％を超えると、その影響が大きくなる。従
って、ワイヤ全重量に対するＮｂ含有量は０．２重量％
以下に規制する。好ましくは、Ｎｂ含有量は０．０５重
量％以下である。
【００１７】Ｓｉ（ケイ素）：０．０７乃至２．０重量
％ Ｓｉは溶滴の粒径を微細化する効果を有する。Ｓｉ含有
量が０．０７重量％未満であると、その効果が低下す
る。一方、Ｓｉ含有量が２．０重量％を超えると、スパ
ッタの発生量が増加する。従って、ワイヤ全重量に対す
るＳｉ含有量は０．０７乃至２．０重量％とする。な
お、Ｓｉは金属外皮又はフラックスのいずれか一方又は
両方から添加されるものであり、フラックスから添加さ
れる場合は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ及びＮｉ−Ｓｉ等
のＳｉ合金が使用される。このようなＳｉ合金から添加
されるときには、Ｓｉ含有量はＳｉ合金に含有されるＳ
ｉ換算値とする。
％ Ｓｉは溶滴の粒径を微細化する効果を有する。Ｓｉ含有
量が０．０７重量％未満であると、その効果が低下す
る。一方、Ｓｉ含有量が２．０重量％を超えると、スパ
ッタの発生量が増加する。従って、ワイヤ全重量に対す
るＳｉ含有量は０．０７乃至２．０重量％とする。な
お、Ｓｉは金属外皮又はフラックスのいずれか一方又は
両方から添加されるものであり、フラックスから添加さ
れる場合は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ及びＮｉ−Ｓｉ等
のＳｉ合金が使用される。このようなＳｉ合金から添加
されるときには、Ｓｉ含有量はＳｉ合金に含有されるＳ
ｉ換算値とする。
【００１８】Ｍｎ（マンガン）：０．５重量％以下
Ｍｎはオーステナイトを生成する元素であり、前述の如
く、Ｃｒ及びＮｂ等のフェライトを生成する元素を低減
した状態で、Ｍｎ含有量が０．５重量％を超えると、マ
ルテンサイト相が析出して、溶接金属の機械的性能が低
下する。従って、ワイヤ全重量に対するＭｎ含有量は
０．５重量％以下とする。なお、Ｍｎは金属外皮又はフ
ラックスのいずれか一方又は両方から添加されるもので
あり、フラックスから添加される場合は、金属Ｍｎ又は
Ｆｅ−Ｍｎ等のＭｎ合金が使用される。このようなＭｎ
合金から添加されるときには、Ｍｎ含有量はＭｎ合金に
含有されるＭｎ換算値とする。
く、Ｃｒ及びＮｂ等のフェライトを生成する元素を低減
した状態で、Ｍｎ含有量が０．５重量％を超えると、マ
ルテンサイト相が析出して、溶接金属の機械的性能が低
下する。従って、ワイヤ全重量に対するＭｎ含有量は
０．５重量％以下とする。なお、Ｍｎは金属外皮又はフ
ラックスのいずれか一方又は両方から添加されるもので
あり、フラックスから添加される場合は、金属Ｍｎ又は
Ｆｅ−Ｍｎ等のＭｎ合金が使用される。このようなＭｎ
合金から添加されるときには、Ｍｎ含有量はＭｎ合金に
含有されるＭｎ換算値とする。
【００１９】Ａｌ（アルミニウム）：０．０１乃至１．
０重量％ Ａｌはフェライト組織を安定化すると共に、Ｎと結合す
ることにより結晶粒を微細化し、これによって耐酸化性
を向上させる効果を有する。Ａｌ含有量が０．０１重量
％未満であると、その効果が低下する。一方、Ａｌ含有
量が１．０重量％を超えると、結晶粒の微細化効果が失
われると共に、溶接時にアークの安定性が低下してスパ
ッタの発生量が著しく増加する。従って、ワイヤ全重量
に対するＡｌ含有量は０．０１乃至１．０重量％とす
る。なお、Ａｌは金属外皮又はフラックスのいずれか一
方又は両方から添加されるものであり、フラックスから
添加される場合は、金属Ａｌ又はＦｅ−Ａｌ及びＡｌ−
Ｍｇ等のＡｌ合金が使用される。このようなＡｌ合金か
ら添加されるときには、Ａｌ含有量はそれらに含有され
るＡｌ換算値とする。
０重量％ Ａｌはフェライト組織を安定化すると共に、Ｎと結合す
ることにより結晶粒を微細化し、これによって耐酸化性
を向上させる効果を有する。Ａｌ含有量が０．０１重量
％未満であると、その効果が低下する。一方、Ａｌ含有
量が１．０重量％を超えると、結晶粒の微細化効果が失
われると共に、溶接時にアークの安定性が低下してスパ
ッタの発生量が著しく増加する。従って、ワイヤ全重量
に対するＡｌ含有量は０．０１乃至１．０重量％とす
る。なお、Ａｌは金属外皮又はフラックスのいずれか一
方又は両方から添加されるものであり、フラックスから
添加される場合は、金属Ａｌ又はＦｅ−Ａｌ及びＡｌ−
Ｍｇ等のＡｌ合金が使用される。このようなＡｌ合金か
ら添加されるときには、Ａｌ含有量はそれらに含有され
るＡｌ換算値とする。
【００２０】Ｔｉ（チタン）：０．０５乃至２．０重量
％ ＴｉはＡｌと同様に、フェライト組織を安定化すると共
に、Ｎと結合することにより結晶粒を微細化し、これに
よって耐酸化性を向上させる効果を有する。Ｔｉ含有量
が０．０５重量％未満であると、その効果が低下する。
一方、Ｔｉの含有量が増加するにつれて、スラグの発生
量も増加して、自動車排気系部材の溶接に対しては不適
となる。これは、前述の如く、多量に発生したスラグが
被溶接部材であるパイプ等の内部に残存し、騒音の発生
源となるか、又は排気効率を低下させるからである。従
って、ワイヤ全重量に対するＴｉ含有量は０．０５乃至
２．０重量％とする。なお、Ｔｉは金属外皮又はフラッ
クスのいずれか一方又は両方から添加されるものであ
り、フラックスから添加される場合は、Ｆｅ−Ｔｉ及び
Ｎｉ−Ｔｉ等のＴｉ合金又はＴｉＮ及びＴｉＣ等のＴｉ
化合物が使用される。このようなＴｉ合金又はＴｉ化合
物から添加されるときには、Ｔｉ含有量はそれらに含有
されるＴｉ換算値とする。
％ ＴｉはＡｌと同様に、フェライト組織を安定化すると共
に、Ｎと結合することにより結晶粒を微細化し、これに
よって耐酸化性を向上させる効果を有する。Ｔｉ含有量
が０．０５重量％未満であると、その効果が低下する。
一方、Ｔｉの含有量が増加するにつれて、スラグの発生
量も増加して、自動車排気系部材の溶接に対しては不適
となる。これは、前述の如く、多量に発生したスラグが
被溶接部材であるパイプ等の内部に残存し、騒音の発生
源となるか、又は排気効率を低下させるからである。従
って、ワイヤ全重量に対するＴｉ含有量は０．０５乃至
２．０重量％とする。なお、Ｔｉは金属外皮又はフラッ
クスのいずれか一方又は両方から添加されるものであ
り、フラックスから添加される場合は、Ｆｅ−Ｔｉ及び
Ｎｉ−Ｔｉ等のＴｉ合金又はＴｉＮ及びＴｉＣ等のＴｉ
化合物が使用される。このようなＴｉ合金又はＴｉ化合
物から添加されるときには、Ｔｉ含有量はそれらに含有
されるＴｉ換算値とする。
【００２１】Ｎ（窒素）：０．０２乃至０．１重量％
Ｎは前述の如く、Ｔｉ又はＡｌと結合することにより結
晶粒を微細化する効果を有する。Ｎ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、Ｎの添
加量が増加すると溶接作業性が低下し、スパッタの発生
量が増加する。多量のスパッタが被溶接物に付着した場
合には、被溶接物の外観が著しく損なわれる。従って、
ワイヤ全重量に対するＮ含有量は０．０２乃至０．１重
量％とする。なお、Ｎは金属外皮又はフラックスのいず
れか一方又は両方から添加されるものであり、フラック
スから添加される場合は、ＴｉＮ、Ｎ−Ｃｒ及びＭｎ−
Ｎ等の金属窒化物が使用される。このような金属窒化物
から添加されるときには、Ｎはそれらに含有されるＮ換
算値とする。
晶粒を微細化する効果を有する。Ｎ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、Ｎの添
加量が増加すると溶接作業性が低下し、スパッタの発生
量が増加する。多量のスパッタが被溶接物に付着した場
合には、被溶接物の外観が著しく損なわれる。従って、
ワイヤ全重量に対するＮ含有量は０．０２乃至０．１重
量％とする。なお、Ｎは金属外皮又はフラックスのいず
れか一方又は両方から添加されるものであり、フラック
スから添加される場合は、ＴｉＮ、Ｎ−Ｃｒ及びＭｎ−
Ｎ等の金属窒化物が使用される。このような金属窒化物
から添加されるときには、Ｎはそれらに含有されるＮ換
算値とする。
【００２２】Ｆ（フッ素）：０．００５乃至０．５重量
％ Ｆは溶接アーク中において電子を取り込み、安定した１
価の陰イオンとなるので、アークの安定性及び集中性を
向上させる効果を有する。Ｆ含有量が０．００５重量％
未満であると、その効果が低下する。一方、Ｆ含有量が
０．５重量％を超えると、アークの安定性が低下してス
パッタの発生量が増加する。従って、ワイヤ全重量に対
するＦ含有量は０．００５乃至０．５重量％とする。な
お、Ｆはフラックス中に含有されるＬｉＦ、ＮａＦ、Ｂ
ａＦ、ＣａＦ2及びＡｌＦ3等の金属フッ化物から添加さ
れるものであり、Ｆ含有量はそれらに含有されるＦ換算
値とする。
％ Ｆは溶接アーク中において電子を取り込み、安定した１
価の陰イオンとなるので、アークの安定性及び集中性を
向上させる効果を有する。Ｆ含有量が０．００５重量％
未満であると、その効果が低下する。一方、Ｆ含有量が
０．５重量％を超えると、アークの安定性が低下してス
パッタの発生量が増加する。従って、ワイヤ全重量に対
するＦ含有量は０．００５乃至０．５重量％とする。な
お、Ｆはフラックス中に含有されるＬｉＦ、ＮａＦ、Ｂ
ａＦ、ＣａＦ2及びＡｌＦ3等の金属フッ化物から添加さ
れるものであり、Ｆ含有量はそれらに含有されるＦ換算
値とする。
【００２３】スラグ造滓剤：２．０重量％以下
スラグ造滓剤はフラックス中の金属粉末以外の成分であ
り、前述の如く、スラグの発生量が増加すると、自動車
排気系部材の溶接に対しては不適となる。従って、ワイ
ヤ全重量に対するスラグ造滓剤は２．０重量％以下とす
る。
り、前述の如く、スラグの発生量が増加すると、自動車
排気系部材の溶接に対しては不適となる。従って、ワイ
ヤ全重量に対するスラグ造滓剤は２．０重量％以下とす
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明に係るフェライト系ステンレス
鋼用フラックス入り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。
鋼用フラックス入り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。
【００２５】先ず、ワイヤ中における全ての含有成分が
本発明の範囲内であるものを実施例とし、少なくとも１
種が本発明の範囲から外れているものを比較例としてフ
ラックス入りワイヤを作製した。
本発明の範囲内であるものを実施例とし、少なくとも１
種が本発明の範囲から外れているものを比較例としてフ
ラックス入りワイヤを作製した。
【００２６】図１は本発明において使用される種々のフ
ラックス入りワイヤを示す断面図である。図１（ａ）は
帯板状の鋼製外皮Ｍの内部にフラックスＦを充填しなが
ら、鋼製外皮Ｍの両端縁を突き合わせるようにして管状
に曲げ加工し、その後、所定の径まで伸線したものであ
る。このワイヤの突き合わせ端面は平坦であるが、図１
（ｂ）はその突き合わせ端面が湾曲したものである。図
１（ｃ）は突き合わせ端部をＬ字状に屈曲させ、突き合
わせ端面を広くしたものである。また、図１（ｄ）はシ
ームレスの鋼製外皮Ｍの内部にフラックスＦを充填した
ものである。
ラックス入りワイヤを示す断面図である。図１（ａ）は
帯板状の鋼製外皮Ｍの内部にフラックスＦを充填しなが
ら、鋼製外皮Ｍの両端縁を突き合わせるようにして管状
に曲げ加工し、その後、所定の径まで伸線したものであ
る。このワイヤの突き合わせ端面は平坦であるが、図１
（ｂ）はその突き合わせ端面が湾曲したものである。図
１（ｃ）は突き合わせ端部をＬ字状に屈曲させ、突き合
わせ端面を広くしたものである。また、図１（ｄ）はシ
ームレスの鋼製外皮Ｍの内部にフラックスＦを充填した
ものである。
【００２７】本実施例及び比較例においては、図１
（ｂ）の断面形状を有し、直径が１．２ｍｍであるフラ
ックス入りワイヤを使用し、金属外皮としては、下記表
１に示す化学成分を有する軟鋼又はフェライト系ステン
レス鋼を使用した。各実施例及び比較例について、使用
した金属外皮記号及びワイヤ中の化学成分の含有量を下
記表２に示す。
（ｂ）の断面形状を有し、直径が１．２ｍｍであるフラ
ックス入りワイヤを使用し、金属外皮としては、下記表
１に示す化学成分を有する軟鋼又はフェライト系ステン
レス鋼を使用した。各実施例及び比較例について、使用
した金属外皮記号及びワイヤ中の化学成分の含有量を下
記表２に示す。
【００２８】次に、これらのワイヤを使用して溶接金属
を形成し、溶接作業性を評価した。
を形成し、溶接作業性を評価した。
【００２９】図２は溶接金属の形成方法を示す模式的断
面図である。図２に示すように、軟鋼製の溶接母材１
は、溶接金属が形成される表面に供試ワイヤで３層バタ
リングの処理が施されてＶ形状の開先部を有しており、
Ｖ形状の開先部の下部には、裏当材２が配置されてい
る。この開先部に溶接金属３を形成した。溶接金属形成
用の溶接条件を下記表３に示す。
面図である。図２に示すように、軟鋼製の溶接母材１
は、溶接金属が形成される表面に供試ワイヤで３層バタ
リングの処理が施されてＶ形状の開先部を有しており、
Ｖ形状の開先部の下部には、裏当材２が配置されてい
る。この開先部に溶接金属３を形成した。溶接金属形成
用の溶接条件を下記表３に示す。
【００３０】次に、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、耐酸化性を評価すると共に、ミク
ロ組織を観察した。
ら試験片を採取して、耐酸化性を評価すると共に、ミク
ロ組織を観察した。
【００３１】図３は耐酸化性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３に示すように、このＶ形状の
開先角度を４５°として、その下部の裏当材が配置され
ている部分の開先幅を１０ｍｍとした。また、開先部の
先端から裏当材までの距離を１２ｍｍとした。
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３に示すように、このＶ形状の
開先角度を４５°として、その下部の裏当材が配置され
ている部分の開先幅を１０ｍｍとした。また、開先部の
先端から裏当材までの距離を１２ｍｍとした。
【００３２】耐酸化性試験用の試験片４は、その直径が
１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの円柱形状であり、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。また、試験片４の表面は＃４００程度
に仕上げた。耐酸化性試験は、試験片４を９５０℃の大
気中において２００時間の連続酸化処理を施した後に、
試験前後の重量変化を測定することによって評価し、酸
化増量値が５ｍｇ／ｃｍ2 未満のものを◎（極めて良
好）、酸化増量値が５乃至１０ｍｇ／ｃｍ2 のものを○
（良好）、酸化増量値が１０ｍｇ／ｃｍ2 を超えるもの
を×（不良）とした。
１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの円柱形状であり、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。また、試験片４の表面は＃４００程度
に仕上げた。耐酸化性試験は、試験片４を９５０℃の大
気中において２００時間の連続酸化処理を施した後に、
試験前後の重量変化を測定することによって評価し、酸
化増量値が５ｍｇ／ｃｍ2 未満のものを◎（極めて良
好）、酸化増量値が５乃至１０ｍｇ／ｃｍ2 のものを○
（良好）、酸化増量値が１０ｍｇ／ｃｍ2 を超えるもの
を×（不良）とした。
【００３３】図４はミクロ組織観察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。図４に示
すように、ミクロ組織観察用の試験片５は、１０ｍｍ×
１０ｍｍ×５ｍｍの直方体形状であり、耐酸化性試験用
の試験片４と同様に、溶接金属の中央部が直方体試験片
の中心となるように、試験片５を採取した。この試験片
５は断面図と平行な面をミクロ組織観察面とした。ミク
ロ組織は、試験片５のミクロ組織観察面を研磨した後、
王水によってエッチング処理を施したものを検鏡するこ
とによって評価し、マルテンサイト相が確認されないも
のを○（良好）とし、マルテンサイト相の発生が確認で
きたものを×（不良）とした。
属からの採取位置を示す模式的断面図である。図４に示
すように、ミクロ組織観察用の試験片５は、１０ｍｍ×
１０ｍｍ×５ｍｍの直方体形状であり、耐酸化性試験用
の試験片４と同様に、溶接金属の中央部が直方体試験片
の中心となるように、試験片５を採取した。この試験片
５は断面図と平行な面をミクロ組織観察面とした。ミク
ロ組織は、試験片５のミクロ組織観察面を研磨した後、
王水によってエッチング処理を施したものを検鏡するこ
とによって評価し、マルテンサイト相が確認されないも
のを○（良好）とし、マルテンサイト相の発生が確認で
きたものを×（不良）とした。
【００３４】図５は溶接作業性の試験方法を示す模式的
断面図である。図５に示すように、厚さが１．５ｍｍで
ある２枚のステンレス性の鋼板６ａ及び６ｂを、上方の
鋼板６ａの端部が下方の鋼板６ｂの中央部に位置するよ
うに、それらの位置をずらして配置した。そして、鋼板
６ａの端部に、チップ８で保持されたワイヤ７を鋼板に
対して直角となるように向け、チップ先端と鋼板との距
離が１５ｍｍとなる状態で重ね隅肉溶接を行い、アーク
安定性、スパッタ発生量及びスラグ発生量の３点につい
て溶接作業性を評価した。溶接作業性試験用の溶接条件
を下記表３に併せて示す。
断面図である。図５に示すように、厚さが１．５ｍｍで
ある２枚のステンレス性の鋼板６ａ及び６ｂを、上方の
鋼板６ａの端部が下方の鋼板６ｂの中央部に位置するよ
うに、それらの位置をずらして配置した。そして、鋼板
６ａの端部に、チップ８で保持されたワイヤ７を鋼板に
対して直角となるように向け、チップ先端と鋼板との距
離が１５ｍｍとなる状態で重ね隅肉溶接を行い、アーク
安定性、スパッタ発生量及びスラグ発生量の３点につい
て溶接作業性を評価した。溶接作業性試験用の溶接条件
を下記表３に併せて示す。
【００３５】アーク安定性の評価基準は、アークの安定
性が良好なものを○、不良のものを×とした。スパッタ
発生量の評価基準は、１分間当たりのスパッタの発生量
が３ｇ以下のものを○（良好）、スパッタの発生量が３
ｇを超えるものを×（不良）とした。スラグ発生量の評
価基準は、溶接ビード長３００ｍｍ当たりのスラグの発
生量が４００ｍｇ以下のものを○（良好）、スラグの発
生量が４００ｍｇを超えるものを×（不良）とした。
性が良好なものを○、不良のものを×とした。スパッタ
発生量の評価基準は、１分間当たりのスパッタの発生量
が３ｇ以下のものを○（良好）、スパッタの発生量が３
ｇを超えるものを×（不良）とした。スラグ発生量の評
価基準は、溶接ビード長３００ｍｍ当たりのスラグの発
生量が４００ｍｇ以下のものを○（良好）、スラグの発
生量が４００ｍｇを超えるものを×（不良）とした。
【００３６】また、生産性の評価基準は、仕上がりワイ
ヤの直径を１．２ｍｍとする伸線工程において、ワイヤ
１００ｋｇに対して１度も断線が発生しなかったものを
○（優）、断線が１回発生したものを△（良）とした。
これらの評価結果を下記表４に示す。
ヤの直径を１．２ｍｍとする伸線工程において、ワイヤ
１００ｋｇに対して１度も断線が発生しなかったものを
○（優）、断線が１回発生したものを△（良）とした。
これらの評価結果を下記表４に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】上記表２及び４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について
は、耐酸化性及び溶接作業性が良好であり、マルテンサ
イトも確認されなかった。また、軟鋼製の金属外皮（金
属外皮記号ａ）を使用した実施例Ｎｏ．１乃至４、６及
び８乃至９については、ワイヤの生産性が極めて優れた
ものとなった。
全ての含有成分が本発明の範囲内である実施例について
は、耐酸化性及び溶接作業性が良好であり、マルテンサ
イトも確認されなかった。また、軟鋼製の金属外皮（金
属外皮記号ａ）を使用した実施例Ｎｏ．１乃至４、６及
び８乃至９については、ワイヤの生産性が極めて優れた
ものとなった。
【００４２】一方、比較例Ｎｏ．１５はＣ含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、耐酸化性が低下した。
比較例Ｎｏ．１６及び１７は、共に、Ｓｉ含有量が本発
明の範囲から外れているので、スパッタが多量に発生し
た。比較例Ｎｏ．１８はＭｎ含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、多量のマルテンサイトが発生した。
また、比較例Ｎｏ．１９はＣｒ含有量が本発明範囲の下
限未満であるので、耐酸化性が低下した。
明範囲の上限を超えているので、耐酸化性が低下した。
比較例Ｎｏ．１６及び１７は、共に、Ｓｉ含有量が本発
明の範囲から外れているので、スパッタが多量に発生し
た。比較例Ｎｏ．１８はＭｎ含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、多量のマルテンサイトが発生した。
また、比較例Ｎｏ．１９はＣｒ含有量が本発明範囲の下
限未満であるので、耐酸化性が低下した。
【００４３】比較例Ｎｏ．２０、２２及び２５について
はＡｌ、Ｔｉ又はＮ含有量が本発明範囲の下限未満であ
るので、フェライト結晶粒の微細化効果が低下すること
によって耐酸化性が低下した。比較例Ｎｏ．２１はＡｌ
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、耐酸化性
が低下すると共に、アークが不安定となりスパッタが多
量に発生した。
はＡｌ、Ｔｉ又はＮ含有量が本発明範囲の下限未満であ
るので、フェライト結晶粒の微細化効果が低下すること
によって耐酸化性が低下した。比較例Ｎｏ．２１はＡｌ
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、耐酸化性
が低下すると共に、アークが不安定となりスパッタが多
量に発生した。
【００４４】比較例Ｎｏ．２３はＴｉ含有量が本発明範
囲の上限を超えているので、スラグが増加した。比較例
Ｎｏ．２４はＮｂ含有量が本発明範囲の上限を超えてい
るので、耐酸化性が低下した。比較例Ｎｏ．２６はＮ含
有量が本発明範囲の上限を超えているので、スパッタの
発生量が増加すると共に、アークが不安定となった。
囲の上限を超えているので、スラグが増加した。比較例
Ｎｏ．２４はＮｂ含有量が本発明範囲の上限を超えてい
るので、耐酸化性が低下した。比較例Ｎｏ．２６はＮ含
有量が本発明範囲の上限を超えているので、スパッタの
発生量が増加すると共に、アークが不安定となった。
【００４５】比較例Ｎｏ．２７及び２８はＦ含有量が本
発明の範囲から外れているため、アークが不安定とな
り、Ｎｏ．２８についてはスパッタの発生量も増加し
た。また、全ての比較例についても、軟鋼製の金属外皮
を使用したものはワイヤの生産性が優れ、ステンレス性
の金属外皮（金属外皮記号ｂ及びｃ）を使用したものに
ついては、ワイヤの伸線工程において断線が生じた。
発明の範囲から外れているため、アークが不安定とな
り、Ｎｏ．２８についてはスパッタの発生量も増加し
た。また、全ての比較例についても、軟鋼製の金属外皮
を使用したものはワイヤの生産性が優れ、ステンレス性
の金属外皮（金属外皮記号ｂ及びｃ）を使用したものに
ついては、ワイヤの伸線工程において断線が生じた。
【００４６】
【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Ｃｒ含有量を低減する一方でＣ、Ｎｂ、Ａ
ｌ、Ｔｉ及びＮ含有量を適切に制限することによって、
溶接金属の耐酸化性が優れていると共に、溶接材料のコ
ストを低減することができるステンレス鋼用フラックス
入りワイヤを得ることができる。また、Ｃｒをフラック
スから添加し、軟鋼製の金属外皮を使用することにより
更に一層低コストになると共に、ワイヤの生産性が向上
する。
ワイヤ中のＣｒ含有量を低減する一方でＣ、Ｎｂ、Ａ
ｌ、Ｔｉ及びＮ含有量を適切に制限することによって、
溶接金属の耐酸化性が優れていると共に、溶接材料のコ
ストを低減することができるステンレス鋼用フラックス
入りワイヤを得ることができる。また、Ｃｒをフラック
スから添加し、軟鋼製の金属外皮を使用することにより
更に一層低コストになると共に、ワイヤの生産性が向上
する。
【図１】本発明において使用される種々のフラックス入
りワイヤを示す断面図である。
りワイヤを示す断面図である。
【図２】溶接金属の形成方法を示す模式的断面図であ
る。
る。
【図３】耐酸化性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。
位置を示す模式的断面図である。
【図４】ミクロ組織観察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。
取位置を示す模式的断面図である。
【図５】溶接作業性の試験方法を示す模式的断面図であ
る。
る。
１；溶接母材
２；裏当材
３；溶接金属
４、５；試験片
６ａ、６ｂ；鋼板
７；ワイヤ
８；チップ
Ｍ；鋼製外皮
Ｆ；フラックス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−210891（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−138394（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−691（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−155989（ＪＰ，Ａ)
特公 昭53−24899（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 35/368
B23K 35/30
Claims (3)
- 【請求項１】 金属外皮中にスラグ造滓剤を含むフラッ
クスが充填されているフラックス入りワイヤにおいて、
前記金属外皮中の成分並びにフラックス中に金属、合
金、金属炭化物、金属窒化物及び金属フッ化物として添
加された成分により構成される組成が、ワイヤ全重量に
対して、Ｓｉ：０．０７乃至２．０重量％、Ｃｒ：１
４．５乃至１７．０重量％、Ａｌ：０．０１乃至１．０
重量％、Ｔｉ：０．０５乃至２．０重量％、Ｎ：０．０
２乃至０．１重量％及びＦ：０．００５乃至０．５重量
％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるも
のであり、前記不可避的不純物は、Ｃ：０．１０重量％
以下、Ｎｂ：０．２重量％以下及びＭｎ：０．５重量％
以下に規制することを特徴とするフェライト系ステンレ
ス鋼用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 前記金属外皮は軟鋼製であることを特徴
とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼用フ
ラックス入りワイヤ。 - 【請求項３】 前記フラックス中のスラグ造滓剤は２．
０重量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に
記載のフェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイ
ヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24210695A JP3481368B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | フェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24210695A JP3481368B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | フェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985491A JPH0985491A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3481368B2 true JP3481368B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17084394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24210695A Expired - Lifetime JP3481368B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | フェライト系ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481368B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100456465B1 (ko) | 2000-03-20 | 2004-11-10 | 현대종합금속 주식회사 | 내균열성이 우수한 페라이트계 스테인레스 스틸 용접용플럭스 충전 와이어 |
| JP2002336990A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-26 | Daido Steel Co Ltd | 高温引張り強さ、伸び、耐割れ性および靭性の優れたフェライト系ステンレス鋼の溶接部および溶接方法 |
| KR100419498B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-02-19 | 고려용접봉 주식회사 | 페라이트계 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| KR20040050294A (ko) * | 2002-12-10 | 2004-06-16 | 고려용접봉 주식회사 | 페라이트계 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| JP4849910B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2012-01-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | フラックス入りワイヤ |
| JP4806299B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-11-02 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス入りワイヤ |
| JP5022428B2 (ja) * | 2009-11-17 | 2012-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接ワイヤおよび硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接方法 |
| JP5764083B2 (ja) * | 2012-03-13 | 2015-08-12 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス入りワイヤおよびこれを用いたガスシールドアーク溶接方法 |
| CN103331532B (zh) * | 2013-05-30 | 2015-05-27 | 中冶焊接科技有限公司 | 一种堆焊用铁素体不锈钢气体保护焊药芯焊丝 |
| JP7092571B2 (ja) | 2018-06-22 | 2022-06-28 | 株式会社神戸製鋼所 | メタル系フラックス入りワイヤおよびメタル系フラックス入りワイヤの製造方法 |
| CN113458647B (zh) * | 2021-07-09 | 2022-10-04 | 昆山京群焊材科技有限公司 | 一种用于铁素体不锈钢薄板自动快速焊接的金属粉芯焊丝 |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP24210695A patent/JP3481368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0985491A (ja) | 1997-03-31 |
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