JP3767796B2 - Stainless steel flux cored wire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼の溶接に使用され、高電流の条件においても溶接作業性、特にスパッタ発生量が少なく、スラグの被包性および剥離性が良好であり、かつ溶接金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
ステンレス鋼の溶接方法には、被覆アーク溶接棒、ガスシールドアーク溶接、サブマージアーク溶接、ティグ溶接、プラズマ溶接などがあり、それぞれ溶接の用途に対応して使用されている。その中でもフラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接は、条件範囲が広く各姿勢において溶接可能である。また、高能率に溶接でき、溶接仕上がりが良好であるという特徴があり、フラックス入りワイヤが多く使用されている。このCO2ガスシールドアーク溶接において、さらに作業能率を高めることが求められ、溶接能率向上の方法としては、ワイヤ径の大きいものを使用、メタル系フラックス入りワイヤを使用、または溶接電流を上げたりしている。
【0003】
しかし、ワイヤ径の大きいものを使用した場合は、アーク力が強く鋼板が溶け落ちるために厚板のみにしか適用できず、また、スパッタ発生量が多くなり、スパッタ防止策としてシールドガスにAr−CO 2 の混合ガスを使用しなければならないので、溶接コストが上昇する。
【0004】
メタル系フラックス入りワイヤを使用した場合、通常のフラックス入りワイヤを使用した場合と比較して十分なスラグの被包性および剥離性を確保することが困難であり、さらにビード形状がやや悪くなる。
【0005】
また、溶接電流を上げた場合は、溶接作業性が劣化する。特にスパッタ発生量が増加し、スラグの被包性が劣化し、さらにスラグの焼付きが発生してスラグ剥離性が劣化する。
【0006】
そこで、ステンレス鋼溶接用のフラックス入りワイヤとして特許第1720735号が開示されている。主成分であるSiO2、ZrO2、TiO2系フラックス中のスラグ剤成分と金属成分を限定し、スパッタ発生量が少なく、アーク状態、溶滴移行性および溶着効率の優れたフラックス入りワイヤがある。また、特開平2−251395号公報には、主成分であるSiO2、ZrO2、TiO2の含有量とスラグ成分の合計を限定し、スラグの被包性に優れ、かつスパッタ発生量が少なく、アーク安定性が良好なフラックス入りワイヤがある。さらに、耐気孔性が優れスパッタ発生量を低減するとともにスラグ剥離性を向上させた特開平7−276084号公報のフラックス入りワイヤやフラックス成分および外皮成分を限定し、スパッタ発生量の低減を図った特開平11−129093号公報のフラックス入りワイヤなどがある。
【0007】
しかし、特許第1720735号や特開平2−251395号公報、特開平7−276084号公報に記載されているような従来のフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、例えばワイヤ径1.2mmの場合、溶接電流が200アンペア程度の溶接においては良好な溶接作業性と溶着金属性能を示すものの、溶接電流が250アンペアを超えるような溶接においてはスパッタ発生量が増加し、さらに、スラグがビードに均一に被包せず、スラグの焼付きを発生して、実用上不十分であった。スパッタ発生量が多いと製造物に付着し、除去作業を必要とする。また、スラグの焼付きが発生すると、ビードにスラグが残り外観を劣化させるばかりか、スラグ残り部の耐食性を劣化させる。したがってスラグ除去の作業を必要とし、作業能率を大きく低下させる。
【0008】
次に、特開平11−129093号公報に記載されているフラックス入りワイヤはZrO2含有させないでスラグの剥離性を確保している。しかし、ZrO2を含有させないと例えば、ワイヤ径1.2mmの場合、溶接電流が250アンペアを超えるような高電流においては、スラグが均一に被包せず、ビードが垂れて形状が不十分となる。これは溶接電流が高くなるほど顕著にみられる。
【0009】
そこで、ワイヤ径1.2mmの場合、溶接電流が250アンペアを超えるような溶接条件においても、溶接作業性および溶着金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤが強く要望されていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決するために、ステンレス鋼外皮に充填されるフラックス入りワイヤのスラグ剤成分について種々検討したものであり、ステンレス鋼の溶接において通常の溶接電流は当然のこと、高溶接電流の溶接においても、アークが安定し、スパッタ発生量が少なく、さらにビード形状が良好で、スラグの焼付きがなく、スラグの被包性および剥離性が優れ、かつ溶着金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ステンレス鋼の溶接に使用され、溶接電流が高電流においても溶接作業性に優れ、特にAl2O3とZrO2の合計値に対する金属弗化物とカリウム化合物の比を限定することで高電流溶接におけるスパッタの発生量を低減したものであり、かつ溶着金属性能が良好なスラグ剤成分系、スラグ剤成分の合計量、フラックス充填率等を限定することで課題を達成したものである。
【0012】
本発明の要旨とするところは以下の通りである。
【0013】
(1) オーステナイト系ステンレス鋼からなる外皮中にフラックスを充填してなるステンレス鋼溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ径:0.8〜1.6mm、充填フラックスはワイヤ全質量に対して質量%で、
Al2O3:0.1〜1.6%、
ZrO2:0.2〜3.5%、
金属弗化物(弗素換算値):0.04〜0.15%、
カリウム化合物(カリ換算値):0.04〜0.2%を含み、
かつ、弗素換算値[F]、カリ換算値[K]とした場合、
X=([F]+[K])/[Al203+ZrO2]とし、Xの値が、
0.025≦X≦0.094を満足し、
金属炭酸塩:0.01%以下であるフラックスをステンレス鋼外皮内に17〜26%充填し、
フラックス中と外皮中の窒素合計:0.04%以下
であることを特徴とするステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【0014】
(2) 質量%で、
TiO2:0.8〜4.0%、
SiO2:1.1〜3.8%、
ナトリウム化合物(ナトリウム換算値):0.01〜0.3%を含み、
スラグ剤成分の合計:4.5〜11.0%
であることを特徴とする上記(1)に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【0015】
(3) 金属ビスマスまたは酸化ビスマスの一種または二種を合計:0.005〜0.1%含有することを特徴とする上記(1)または(2)に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【0016】
【発明の実施の形態】
まず、本発明ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの充填フラックスの各成分限定理由について説明する。
【0017】
Al2O3:0.1〜1.6%
Al2O3は、スラグの流動性を調整して、スラグの被包性を良好にし、ビードの形状を良好にする。また、Al2O3は、融点が2050℃の高融点酸化物であり、充填フラックスのワイヤから母材へ突出しを形成して、溶融金属が突出し部を伝わって移動し、その先端から離脱して細粒溶滴として安定して移行させ、スパッタの発生を抑制する。しかしながら、Al2O3が0.1%未満であると、スラグが垂れ、被包性が劣化し、スラグの焼付きを発生し、ビード形状も劣化する。さらに、充填フラックスの突出しが不十分となり、溶融金属が不規則移動して溶滴が大小さまざまとなり円滑に移行できず、スパッタ発生量が増加する。一方、1.6%を超えるとスラグの融点が高くなって凝固が早く、よって、スラグがビード表面を均一に被包せず、ビード形状も劣化する。したがって、Al2O3は0.1〜1.6%とする。Al2O3原料としては、アルミナ、カリ長石などが使用できる。
【0018】
ZrO2:0.2〜3.5%
ZrO2は、スラグ流動性の調整剤であり、ビード表面の被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好とする。さらに、Al2O3と同様に、融点が2700℃の高融点酸化物であり、充填フラックスのワイヤから母材へ突出しを形成して、溶融金属が突出し部を伝わって移動し、その先端から離脱して細粒溶滴として安定して移行させ、スパッタの発生を抑制する成分である。しかしながら、0.2%未満ではスラグが流れやすくなり、スラグがビードを均一に被包せずビード形状が不良となる。さらに、充填フラックスの突出しが不十分となり、溶融金属が不規則移動して溶滴が大小さまざまとなり円滑に移行できず、スパッタ発生量が増加する。一方、3.5%を超えると、スラグの流動性が悪くビード形状が不良となる。さらに、スラグのビード表面への焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。ZrO2原料としては、ジルコンサンド、ジルコンフラワ−、酸化ジルコンなどが使用できる。
【0019】
金属弗化物(弗素換算値):0.04〜0.15%
金属弗化物はアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。さらに、スラグの剥離性に有効な成分である。しかしながら、金属弗化物が0.04%未満ではアーク状態が不安定となり、溶融金属の離脱が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加する。さらに、スラグ剥離に十分な効果を得られず、スラグの剥離性が劣化する。一方、0.15%を超えると溶融スラグの粘性が低くなって溶融スラグが垂れ、スラグがビード表面を均一に覆うことができなくなり、ビード表面にテンパーカラーが付き、ビード外観が劣化する。さらに、多すぎてアーク状態が不安定となり、スパッタ発生量が増加する。金属弗化物原料には弗化ソーダ、珪弗化カリ、弗化アルミニウム、弗化カルシウム、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化ストロンチウム、弗化ジルコンカリ、弗化セリウム、氷晶石などがあり、これらの原料を単独または複合で使用し、その量は弗素換算値で0.04〜0.15%の範囲で使用する。
【0020】
カリウム化合物(カリ換算値):0.04〜0.2%
カリウム化合物は、金属弗化物と同様にアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。しかしながら、カリウム化合物が0.04%未満であるとアーク状態が不安定となり、溶融金属の離脱が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加する。一方、0.2%を超えても、アーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加する。したがって、カリウム化合物(カリ換算値)は0.04〜0.2%とする。カリウム原料としてはチタン酸カリ、珪弗化カリ、弗化ジルコンカリ、酸化カリウムなどがあり、これらの原料を単独または組み合わせて使用し、その量はカリ換算値で0.04〜0.2%の範囲である。
【0021】
弗素換算値[F]、カリ換算値[K]とした場合、X=([F]+[K])/[Al2O3+ZrO2]とし、そのXは、0.025≦X≦0.094
弗素化合物とカリウム化合物は、その弗素およびカリウムがアークを安定化するとともに溶融スラグの融点および粘性を下げる効果があり、溶融金属がワイヤ先端から離脱しやすくする。また、Al2O3とZrO2は、高融点酸化物であり、ワイヤから母材へ突出しを形成して、ワイヤ先端から離脱した溶融金属が突出し部を伝わって、安定して移行させる効果がある。しかし、その範囲は、弗素化合物の弗素およびカリウム化合物のカリウムとAl2O3およびZrO2の含有量とのバランスで保たれるのである。スパッタ発生量を抑制するためには、溶融金属の円滑な離脱と離脱した溶融金属の安定した移行が行われる必要がある。アーク状態を安定に維持して溶滴を細粒化して移行させるには[F]+[K]と[Al2O3+ZrO2]が相互に影響してもっとも良い配合比があることを究明した。
【0022】
図1にX値とスパッタ発生量の関係を示す。X値とスパッタ発生量の影響を明らかにするために本発明のワイヤNo.12を基本にX値にかかわる金属弗化物、カリウム化合物、A12O3、ZrO2のみを変化させてその影響を調査した。その結果、([F]+[K])/[Al2O3+ZrO2]をXとしたとき、Xは0.025≦X≦0.094でなければならない。すなわち、図1に示すように、Xが0.025未満では、アークが不安定となりスパッタ発生量を増加させ、許容スパッタ発生量である0.42g/min以下を満足しなかった。さらに、スラグの融点が高くなり、粘性も低下する。そのため、スラグの被包状態およびビード形状が劣化する。また、0.094超でもアーク状態が不安定となりスパッタ発生量が増加し、許容スパッタ発生量である0.42g/min以下を満足しなかった。さらに、スラグの融点および粘性が下がり、スラグが垂れ、スラグ被包性を劣化させる。
【0023】
TiO2:0.8〜4.0%
TiO2は、アークを安定にし、ビードの被包性および剥離性の良いスラグを形成する。さらに、溶融スラグの適正な粘性から溶融金属の垂れを防ぎビード形状を良好にする効果がある。0.8%未満ではアークが不安定となり、スパッタ発生量が増加する。さらに、スラグ被包性および剥離性も低下するとともにビード形状が劣化する。一方、4.0%を超えるとスパッタ発生量が増加するばかりか、スラグ巻込みも発生しやすくなる。さらに、スラグの流動性が低下し、ビード形状が不良となるばかりか、ビード表面にテンパーカラーが付き著しく外観を劣化させる。また、TiO2原料としては、ルチール、チタンスラグ、イルミナイト、チタン酸カリ、チタン酸ソーダなどが使用できる。
【0024】
SiO2:1.1〜3.8%
SiO2は、溶融スラグの流動性調整に必要で、ビードの被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良化させる成分であるが、1.1%未満ではスラグの流動性が悪く被包性が不十分で、スラグ剥離性も劣化する。さらに、ビード形状が不良となる。一方、3.8%を超えると、スラグが流れやすくなり、スラグがビード表面を均一に被包せず、被包性が不十分でビード形状が不良となる。さらに、スラグの焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。SiO2原料としては、硅砂、硅石、カリ長石などが使用できる。
【0025】
金属炭酸塩:0.01%以下(0%を含む)、ただし含まれても、不可避不純物
金属炭酸塩は、溶接時の熱分解によってCOガスを発生する。そのため、ワイヤ先端から溶滴が離脱する際に爆発現象を起こしスパッタとなり、スパッタ発生量を増加させるので、限りなく少ないのが好ましい。したがって、金属炭酸塩は0%とするのが好ましいが、不可避不純物として含有される場合には0.01%迄許容できる。
【0026】
フラックス中と外皮中の窒素合計:0.04%以下
窒素がフラックス中または外皮中に含有していると、スラグがビードにこびり付き、スラグの剥離性を劣化させ、スラグ除去に費やす工程が多くなり作業能率を低下させる。窒素含有量が異常に多い場合に溶接直後にスラグ跳ねが発生、飛散して好ましくない。したがって、窒素は低い方が望ましく、不可避的不純物として含まれたとしても0.04%以下とする。
【0027】
ワイヤ径:0.8〜1.6mm
板厚が1mmや1.5mmのような薄板のステンレス鋼の溶接にはワイヤ径の細いフラックス入りワイヤを使用することによって適正な溶接条件を選定でき、板の溶け落ちもなく溶接可能となる。したがって薄板の溶接には、フラックス入りワイヤの径は細い方が有利である。しかし、ワイヤ径が0.8mmよりも細くなると高電流溶接の場合にアークが不安定になる。逆にフラックス入りワイヤの径が1.6mmより太くなるとガスシールドアーク溶接では、アークの吹付けが強すぎ、スパッタも大粒となり発生量も増加し、ビード形状も劣化する。したがって、ワイヤ径は0.8〜1.6mmとした。
【0028】
充填率:17〜26%
ステンレス鋼外皮へのフラックス充填率が17%未満では、外皮の肉厚が厚く、溶滴が肥大化しスパッタ発生量が増加する。一方、26%を超えると逆に外皮の肉厚が薄く、未溶融の充填フラックスの突出し部が異常に長くなり、アークが不安定となってスパッタ発生量が増加し、さらに良好なビード形状が得られなくなる。また、外皮が薄いのでワイヤ伸線加工中に断線が多発しやすくなり、生産能率を低下させる。
【0029】
ナトリウム化合物(ナトリウム換算値):0.01〜0.3%
ナトリウム化合物は溶滴移行を小さくし円滑にしてアーク状態を安定させる。ナトリウム換算値で0.01%未満であると、溶滴が大きくなり、移行が円滑に行われず、アーク状態が不安定となり、スパッタ発生量も増加する。0.3%を超えるとスラグ流動性にむらができて凝固偏析を起こし、凝固スラグ一体となって剥離しないで、スラグが崩れ一部残って剥離するため、スラグの一部がこびり付きとして残る。特にビードの趾端部にこびり付きを起こしやすくなる。したがって、ナトリウム化合物はナトリウム換算値で0.01〜0.3%とする。ナトリウム化合物原料としては、弗化ナトリウム、酸化ナトリウム、チタン酸ナトリウムなどが使用でき、ナトリウム換算値で0.01〜0.3%の範囲であれば、単独または組み合わせて使用できる。
【0030】
スラグ剤成分の合計:4.5〜11.0%
充填フラックス中のスラグ剤成分は、適正な粘性と突出し長さを形成して溶滴粒度を細粒化して溶滴移行性を安定、スパッタの発生量を低減するとともに、被包性および剥離性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好にする。よって、スラグ剤成分の合計が4.5%未満では、スラグがビードを充分被包することができず、ビード形状が不良となる。さらに、スラグ焼付きを生じ、スラグ剥離性が低下する。特に高電流になるほどこれらの傾向は大きく認められる。また、11.0%を超えるとスパッタ発生量が増加し、さらにスラグ過剰となりスラグ巻込みの欠陥が発生する。なお、本発明におけるスラグ剤成分とは、酸化物、弗化物などの非金属成分などである。
【0031】
金属ピスマスまたは酸化ビスマスの合計:0.005〜0.1%
ビスマスはスラグ剥離に非常に有効な成分であり、0.005%未満であるとその効果はみられず、スラグ剥離性が劣化する。0.1%を超えるとスラグが垂れ、ビード表面にテンパーカラーが付きビード外観を劣化させる。さらに低融点金属であるため最終凝固時の粒界に偏析して、変形応力などの外力が加わって凝固割れを発生する。したがって、ビスマスは、金属ビスマスまたは酸化ビスマスの合計が0.005〜0.1%とする。金属ビスマス、酸化ビスマスそれぞれ単独で使用した場合と併用した場合とでは大差なく、単体あるいは併用できる。
【0032】
本発明フラックス入りワイヤのガスシールドアーク溶接において使用するシールドガスは、100%CO2においてスパッタ発生の低減効果はあり、20%CO2−Arのような混合ガスにおいてはよりアークは安定してスパッタ発生量は少なくなった。また、充填フラックスはJIS Z 3323にあるステンレス鋼アーク溶接フラックス入りワイヤ溶着金属の化学成分に合わせて合金成分を調整する。調整剤として合金材成分はNi、Cr、Mn、Mo、Nb、Si、Fe、Ti、Al、Cu、Bi、さらに、これらの合金材、ステンレス粉、窒化金属などを用いる。
【0033】
さらに原材料粒度、フラックス成分、充填方法などに応じて固着剤によって造粒して用いることもあるが、その場合には固着剤からもたらされる成分、例えば水ガラスの場合では、SiO2、Na2O、K2Oなどが増加することをあらかじめ考慮するように原料の配合を行う必要がある。
【0034】
なお、本発明のフラックス入りワイヤは、図2(a)〜(d)にその例を示し、その断面形状は、ステンレス鋼のパイプあるいは帯鋼からなる外皮1に、充填フラックス2を被包したもので、図2(a)に示す様な継ぎ目のないもの、あるいは図2(b)〜(d)の
如く継ぎ目3を有するものでも良い。
【実施例】
【0035】
表1に示す成分のステンレス鋼のパイプおよび帯鋼を用い、表3〜表6に示すフラックスをワイヤ全質量に対する充填率を変えて、ワイヤ径0.8mm、1.2mm、1.6mmのステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを製造した。なお、パイプは所定の充填率にフラックスが入る径まで管引きした後、フラックスを充填した。表3〜表6においてワイヤNo.1〜13が本発明例のフラックス入りワイヤ、No.14〜34が比較例である。
【0036】
溶接作業性評価は、表2にある条件で自動溶接にて評価した。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】
【表5】
【0042】
【表6】
【0043】
試験鋼板は、表1に示す成分のSUS304鋼板を用いてT字型に組み立て、片側1パス水平すみ肉溶接を行い確認した。作業性評価は実用上良好な場合は○、実用上問題がある場合は×とした。溶接作業性のスパッタ発生量は、表1に示す同成分のSUS304鋼板(6mmt×20mmw×500mml)を図3に示すように試験板4として固定鋼板5上に載置し、固定器具9により固定する。次いで、上部が溝状に開口した銅製のスパッタを捕集する捕集箱8で、溶接作業部を覆い、上部開口部から溶接トーチ6を挿入し、溶接トーチ6からフラックス入りワイヤ7を送給して試験板4を溶接した。溶接作業により銅製の捕集箱8内にて発生したスパッタを捕集し、質量を測定した。溶接条件は下向姿勢にて溶接作業性を評価した条件で行い、溶接時間は1分間で単位時間当たりの発生量(g/min)にて評価した。ワイヤ径0.8mmの場合、0.26g/min以下は◎(極めて良好)、0.32g/min以下は○(良好)、0.32g/minより多い場合は×とした。ワイヤ径1.2mmの場合、0.35g/min以下は◎(極めて良好)、0.42g/min以下は○(良好)、0.42g/minより多い場合は×とした。1.6mmの場合、0.88g/min以下は◎(極めて良好)、1.4g/min以下は○(良好)、1.4g/minより多い場合は×とした。溶接作業性がすべて良好なものは、溶着金属性能を評価した。評価は全容着金属からJIS Z 3323/A1号試験片を採取し、引張試験を行った。
【0044】
総合判定は、全ての評価項目で良好なものは○、それ以外は×とした。それらの結果を表7に示す。
【0045】
【表7】
【0046】
本発明例であるワイヤNo.1〜13は、スラグ剤成分およびスラグ剤成分の合計量、さらに金属粉成分および金属粉の合計量が適正量からなるフラックスをステンレス鋼外皮に適量充填されているので、溶接作業性、溶着金属の引張試験においても良好な結果であった。スパッタ発生量に関しては、溶接電流が低いワイヤNo.12はスパッタ発生量が0.35g/minであり、溶接電流が高いワイヤNo.13はスパッタ発生量が0.38g/minで、溶接電流の大小でスパッタ発生量に大きく影響することはなかった。
【0047】
比較例中ワイヤNo.14は、Al2O3量が多いのでスラグの凝固が早く、スラグがビードを均一に被包せず、ビード形状が不良となった。
【0048】
ワイヤNo.15は、Al2O3量が少ないのでスラグが垂れ、被包性および剥離性が劣化した。また、ビード形状も不良であった。さらに、溶滴が円滑に移行せず、スパッタ発生量が増加した。
【0049】
ワイヤNo.16は、ZrO2量が多いのでスラグの流動性が悪く、ビード形状が不良となった。また、スラグの焼付きを生じ、スラグ剥離性が悪くなった。さらに、スパッタ発生量が増加した。
【0050】
ワイヤNo.17は、ZrO2量が少ないのでスラグが流れやすく、スラグがビードを均一に被包せず被包性が劣化し、ビード形状が不良となった。さらに、アーク状態が不安定でスパッタ発生量も増加した。
【0051】
ワイヤNo.18は、金属弗化物が多いのでスラグが垂れ被包性およびビード外観が劣化した。さらに、アーク状態が不安定でスパッタ発生量も増加した。
【0052】
ワイヤNo.19は、金属弗化物が少ないのでアーク状態が不安定で溶滴の移行が円滑に行われず、スパッタ発生量は増加した。さらに、スラグ剥離性の効果が得られずスラグ剥離性が劣化した。
【0053】
ワイヤNo.20は、カリウム化合物が多すぎて、アーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。
【0054】
ワイヤNo.21は、カリウム化合物が少ないのでアーク状態が不安定で溶滴の移行が円滑に行われず、スパッタ発生量が増加した。
【0055】
ワイヤNo.22は、弗素換算値[F]、カリ換算値[K]とした場合、X=([F]+「K」)/[Al2O3+ZrO2]の式で求められるXが大きいのでスラグの被包性が劣化し、さらに、ビード形状が不良であった。
【0056】
ワイヤNo.23は、弗素換算値[F]、カリ換算値[K]とした場合、X=([F]+「K」)/[Al2O3+ZrO2]の式で求められるXが小さいのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。さらに、スラグが垂れ、スラグ被包性が劣化した。
【0057】
ワイヤNo.24は、金属炭酸塩が含まれているためワイヤ先端から溶滴が離脱する際に爆発を起こし、シールドガスにAr−CO2を使用しているにもかかわらず、スパッタ発生量が増加した。
【0058】
ワイヤNo.25は、フラックス中と外皮中の窒素の合計が多いのでスラグがビードにこびり付き、スラグ剥離性を劣化させた。
【0059】
ワイヤNo.26は、TiO2量が多いのでスパッタ発生量が増加した。さらに、スラグの流動性が低下しビード形状が不良となるばかりか、ビード表面にテンパーカラーが付き外観も劣化させた。
【0060】
ワイヤNo.27は、TiO2量が少ないのでアークが不安定となり、スパッタ発生量が増加した。さらに、スラグの被包性および剥離性が悪くなり、ビード形状も不良となった。
【0061】
ワイヤNo.28は、SiO2量が多いのでスラグが流れやすくビードに均一に被包せず被包性が劣化し、ビード形状が不良となった。さらに、スラグの焼付を生じ、スラグ剥離性が劣化した。
【0062】
ワイヤNo.29は、SiO2量が少ないのでスラグの流動性が悪く、被包性および剥離性が不十分で、ビード形状が不良となった。
【0063】
ワイヤNo.30は、ナトリウム化合物が多いのでスラグがビードにこびり付き剥離性が劣化した。
【0064】
ワイヤNo.31は、ナトリウム化合物が少ないのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。
【0065】
ワイヤNo.32は、スラグ剤成分の合計が多いのでスパッタ発生量が増加した。さらに、フラックス充填率が高いのでアーク状態が不安定でスパッタ発生量が増加した。さらに、フラックス充填率が高いのでワイヤ外皮が薄く、伸線加工中に断線が多発し、フラックス入りワイヤの生産能率を著しく低下させた。
【0066】
ワイヤNo.33は、ビスマス量が多いのでスラグが垂れビード表面にテンパーカラーが付きビード外観を劣化させた。さらに、溶接ビードのクレータ部に凝固割れを発生した。
【0067】
ワイヤNo.34は、ビスマス量が少ないのでスラグ剥離性の効果が得られずスラグ剥離性が劣化した。
【0068】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼の溶接において、高電流条件においても、アークが安定し、スパッタ発生量が少なく、さらにビード形状、スラグの焼付がなく、スラグの被包性および剥離性が優れ、かつ溶着金属性能が良好なステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤとして有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 X値とスパッタ発生量の関係を示す図である。
【図2】 フラックス入りワイヤの断面図である。
【図3】 スパッタ発生量測定方法の説明図で、(a)は断面斜視図、(b)は側面図である。
【符号の説明】
【0069】
1 外皮
2 充填フラックス
3 継ぎ目
4 試験板
5 固定鋼板
6 溶接トーチ
7 フラックス入りワイヤ
8 捕集箱
9 固定器具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for welding stainless steel, and has a high workability even under high current conditions, in particular, a small amount of spatter generation, good slag encapsulation and peelability, and good weld metal performance. The present invention relates to a flux-cored wire for steel welding.
[0002]
[Prior art]
Stainless steel welding methods include covered arc welding rods, gas shielded arc welding, submerged arc welding, TIG welding, plasma welding, and the like, each of which is used corresponding to the welding application. Among them, gas shield arc welding using a flux-cored wire has a wide condition range and can be welded in each posture. In addition, it has a feature that it can be welded with high efficiency and has a good welding finish, and many flux-cored wires are used. This CO2In gas shielded arc welding, it is required to further improve the working efficiency. As a method for improving the welding efficiency, a method using a wire having a large wire diameter, a metal-based flux-cored wire, or increasing the welding current is used.
[0003]
However, when a wire with a large wire diameter is used, it can be applied only to thick plates because the arc force is strong and the steel sheet melts.Ar-CO 2 ofSince a mixed gas must be used, the welding cost increases.
[0004]
When a metal-based flux-cored wire is used, it is difficult to ensure sufficient slag encapsulation and peelability compared to the case where a normal flux-cored wire is used, and the bead shape is somewhat worse.
[0005]
Further, when the welding current is increased, the welding workability is deteriorated. In particular, the amount of spatter generated increases, the slag encapsulation property deteriorates, and further, the slag seizure occurs and the slag peelability deteriorates.
[0006]
Thus, Japanese Patent No. 1720735 is disclosed as a flux-cored wire for welding stainless steel. The main component SiO2, ZrO2TiO2There is a flux-cored wire that limits the slag agent component and metal component in the system flux, has a small amount of spatter generation, and has excellent arc state, droplet transferability and welding efficiency. JP-A-2-251395 discloses SiO as a main component.2, ZrO2TiO2There is a flux-cored wire that limits the total content of slag and the slag component, is excellent in slag encapsulation, has low spatter generation, and has good arc stability. Furthermore, the flux-cored wire, flux component and outer skin component of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-276084, which has excellent porosity resistance and reduced spatter generation amount and improved slag peelability, are limited to reduce spatter generation amount. There is a flux-cored wire disclosed in JP-A-11-129093.
[0007]
However, when welding is performed using a conventional flux-cored wire as described in Japanese Patent No. 1720735, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-251395, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-276084, for example, a wire diameter of 1.2 mm In the case where the welding current is about 200 amperes, good welding workability and weld metal performance are exhibited. However, in the welding where the welding current exceeds 250 amperes, the amount of spatter is increased and the slag is beaded. It was not sufficiently encapsulated, and slag seizure occurred, which was insufficient in practice. If the amount of spatter generated is large, it will adhere to the product and require removal. Further, when seizure of the slag occurs, not only the slag remains in the bead and the appearance is deteriorated, but also the corrosion resistance of the remaining portion of the slag is deteriorated. Therefore, the slag removal work is required, and the work efficiency is greatly reduced.
[0008]
Next, the flux-cored wire described in JP-A-11-129093 is ZrO.2The slag peelability is ensured without inclusion. However, ZrO2If, for example, the wire diameter is 1.2 mm, the slag is not uniformly encapsulated and the bead droops and the shape becomes insufficient at a high current where the welding current exceeds 250 amperes. This becomes more noticeable as the welding current increases.
[0009]
Therefore, when the wire diameter is 1.2 mm, the welding current is 250.AmpereThere is a strong demand for a flux-cored wire for welding stainless steel with good welding workability and weld metal performance even under welding conditions that exceed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been variously studied about the slag agent component of the flux-cored wire filled in the stainless steel sheath, and the normal welding current is naturally high in the welding of stainless steel. Stainless steel with stable arc, low spatter generation, good bead shape, no slag seizure, excellent slag encapsulation and peelability, and good weld metal performance It aims at providing the flux cored wire for welding.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention are used for welding stainless steel and have excellent welding workability even when the welding current is high.2OThreeAnd ZrO2The amount of spatter generated in high current welding is reduced by limiting the ratio of the metal fluoride and potassium compound to the total value of slag, and the total amount of slag agent components with good weld metal performance The problem is achieved by limiting the flux filling rate and the like.
[0012]
The gist of the present invention is as follows.
[0013]
(1) In the stainless steel welding wire formed by filling the outer shell made of austenitic stainless steel with a flux, the wire diameter is 0.8 to 1.6 mm, and the filling flux is mass% with respect to the total mass of the wire.
Al2OThree: 0.1 to 1.6%
ZrO2: 0.2 to 3.5%
Metal fluoride (fluorine conversion value): 0.04 to 0.15%,
Potassium compound (potassium conversion value): 0.04 to 0.2% included,
In addition, when the fluorine conversion value [F] and the potassium conversion value [K] are used,
X = ([F] + [K]) / [Al20Three+ ZrO2And the value of X is
0.025 ≦ X ≦0.094Satisfied,
Metal carbonate: Fill the stainless steel shell with a flux of 0.01% or less 17-26%,
Total nitrogen in flux and outer skin: 0.04% or less
A flux-cored wire for welding stainless steel, characterized by
[0014]
(2) By mass%
TiO2: 0.8 to 4.0%,
SiO2: 1.1-3.8%
Sodium compound (sodium equivalent value): including 0.01 to 0.3%,
Total slag component: 4.5 to 11.0%
The flux-cored wire for welding stainless steel as described in (1) above, wherein
[0015]
(3) The flux-cored wire for welding stainless steel as described in (1) or (2) above, containing one or two of metal bismuth or bismuth oxide in a total amount of 0.005 to 0.1%.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the reasons for limiting each component of the filled flux of the inventive stainless steel welding flux cored wire will be described.
[0017]
Al2OThree: 0.1 to 1.6%
Al2OThreeAdjusts the fluidity of the slag to improve the encapsulation of the slag and the bead shape. Al2OThreeIs a high-melting-point oxide with a melting point of 2050 ° C., forming a protrusion from the wire of the filling flux to the base material, and the molten metal moves along the protrusion and moves away from the tip to form a fine droplet. Stable transfer to suppress spattering. However, Al2OThreeIf it is less than 0.1%, the slag will sag, the encapsulation will deteriorate, seizure of the slag will occur, and the bead shape will also deteriorate. Further, the protrusion of the filling flux becomes insufficient, the molten metal moves irregularly, the droplets vary in size, and cannot smoothly move, and the amount of spatter generated increases. On the other hand, if it exceeds 1.6%, the melting point of the slag becomes high and the solidification is quick, so that the slag does not encapsulate the bead surface uniformly and the bead shape is also deteriorated. Therefore, Al2OThreeIs 0.1 to 1.6%. Al2OThreeAs a raw material, alumina, potassium feldspar, etc. can be used.
[0018]
ZrO2:0.2~ 3.5%
ZrO2Is a slag fluidity regulator, forms slag with good bead surface encapsulation and peelability, and has a good bead shape. In addition, Al2OThreeIn the same way as above, it is a high melting point oxide with a melting point of 2700 ° C., which forms protrusions from the wire of the filling flux to the base material, and the molten metal moves along the protrusions and moves away from the tip, and then comes off from the tip and dissolves in fine particles. It is a component that is stably transferred as a droplet and suppresses the generation of spatter. However,0.2If it is less than%, the slag tends to flow, and the slag does not uniformly enclose the bead, resulting in a poor bead shape. Further, the protrusion of the filling flux becomes insufficient, the molten metal moves irregularly, the droplets vary in size, and cannot smoothly move, and the amount of spatter generated increases. On the other hand, if it exceeds 3.5%, the fluidity of the slag is poor and the bead shape is poor. Furthermore, the slag is seized on the bead surface, and the slag peelability is lowered. ZrO2As a raw material, zircon sand, zircon flower, zircon oxide, etc. can be used.
[0019]
Metal fluoride (fluorine conversion value): 0.04 to 0.15%
Metal fluoride stabilizes the arc and has the effect of lowering the melting point and viscosity of the molten slag, making it easier for the molten metal to detach from the wire tip. Furthermore, it is an effective component for the slag peelability. However, if the metal fluoride is less than 0.04%, the arc state becomes unstable, the molten metal is not smoothly detached, and the amount of spatter generated increases. Furthermore, a sufficient effect for slag peeling cannot be obtained, and the slag peelability deteriorates. on the other hand,0.15If it exceeds 50%, the viscosity of the molten slag becomes low and the molten slag drips, the slag cannot uniformly cover the bead surface, and a temper color is attached to the bead surface, so that the bead appearance is deteriorated. Furthermore, the arc state becomes unstable due to too much, and the amount of spatter generated increases. Metal fluoride raw materials include sodium fluoride, potassium silicofluoride, aluminum fluoride, calcium fluoride, lithium fluoride, magnesium fluoride, barium fluoride, strontium fluoride, zirconium fluoride, cerium fluoride, cryolite These raw materials are used alone or in combination, and the amount is 0.04 to 0.04 in terms of fluorine.0.15Use in the range of%.
[0020]
Potassium compound (calcium equivalent value): 0.04 to 0.2%
The potassium compound stabilizes the arc and lowers the melting point and viscosity of the molten slag as in the case of the metal fluoride, and makes it easy for the molten metal to be detached from the wire tip. However, if the potassium compound is less than 0.04%, the arc state becomes unstable, the molten metal is not detached smoothly, and the amount of spatter generated increases. On the other hand, even if it exceeds 0.2%, the arc state is unstable and the amount of spatter generated increases. Therefore, the potassium compound (potassium conversion value) is 0.04 to 0.2%. Potassium raw materials include potassium titanate, potassium silicofluoride, zircon potassium fluoride, potassium oxide and the like. These raw materials are used alone or in combination, and the amount is 0.04 to 0.2% in terms of potash. It is a range.
[0021]
When fluorine conversion value [F] and potash conversion value [K] are used, X = ([F] + [K]) / [Al2OThree+ ZrO2And the X is 0.025 ≦ X ≦0.094
The fluorine compound and potassium compound have the effect that the fluorine and potassium stabilize the arc and lower the melting point and viscosity of the molten slag, so that the molten metal is easily detached from the wire tip. Al2OThreeAnd ZrO2Is a high melting point oxide, and has an effect of forming a protrusion from the wire to the base material and allowing the molten metal detached from the tip of the wire to travel along the protrusion and stably move. However, the range is that of fluorine compounds fluorine and potassium compounds potassium and Al2OThreeAnd ZrO2It is kept in balance with the content of. In order to suppress the amount of spatter generated, it is necessary to perform smooth detachment of the molten metal and stable transfer of the separated molten metal. [F] + [K] and [Al] to maintain a stable arc state and make the droplets finer and transfer2OThree+ ZrO2] Have been found to have the best blending ratio.
[0022]
FIG. 1 shows the relationship between the X value and the amount of spatter generated. In order to clarify the influence of the X value and the amount of spatter generated, the wire of the present inventionNo. 12Fluoride, potassium compound, A1 related to X value2OThree, ZrO2Only the changes were investigated. As a result, ([F] + [K]) / [Al2OThree+ ZrO2] Where X is 0.025 ≦ X ≦0.094Must. That is, as shown in FIG. 1, when X is less than 0.025, the arc becomes unstable and the amount of spatter generation increases, and the allowable spatter generation amount of 0.42 g / min or less is not satisfied. Furthermore, the melting point of the slag increases and the viscosity also decreases. Therefore, the slag encapsulation state and bead shape deteriorate. Also,0.094Even if it is super high, the arc state becomes unstable and the amount of spatter generated increases, and the allowable spatter generation amount of 0.42 g / min or less was not satisfied. Furthermore, the melting point and viscosity of the slag are lowered, the slag is dripped, and the slag encapsulation is deteriorated.
[0023]
TiO2: 0.8-4.0%
TiO2Stabilizes the arc and forms a slag with good bead encapsulation and peelability. further,MeltingThis has the effect of preventing the molten metal from dripping from the proper viscosity of the slag and improving the bead shape. If it is less than 0.8%, the arc becomes unstable and the amount of spatter generated increases. Furthermore, the slag encapsulation and peelability are reduced, and the bead shape is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 4.0%, not only the amount of spatter is increased but also slag entrainment is likely to occur. Furthermore, not only the fluidity of the slag is lowered and the bead shape becomes poor, but also the temper color is attached to the bead surface and the appearance is remarkably deteriorated. TiO2As the raw material, rutile, titanium slag, illuminite, potassium titanate, sodium titanate and the like can be used.
[0024]
SiO2: 1.1-3.8%
SiO2Is a component that is necessary for adjusting the fluidity of the molten slag, forms a slag with good bead encapsulation and peelability, and improves the bead shape. However, if it is less than 1.1%, the slag fluidity is poor. Encapsulation is inadequate and slag peelability also deteriorates. Furthermore, the bead shape becomes defective. On the other hand, if it exceeds 3.8%, the slag tends to flow, the slag does not uniformly encapsulate the bead surface, and the bead shape becomes poor due to insufficient encapsulation. Furthermore, seizure of the slag occurs, and the slag peelability decreases. SiO2As raw materials, cinnabar, aragonite, potash feldspar and the like can be used.
[0025]
Metal carbonate: 0.01% or less (including 0%), even if included, unavoidable impurities
Metal carbonate generates CO gas by thermal decomposition during welding. Therefore, an explosion phenomenon occurs when the droplets are detached from the tip of the wire, resulting in spatter and an increase in the amount of spatter generated. Accordingly, the metal carbonate is preferably 0%, but when it is contained as an unavoidable impurity, it is acceptable up to 0.01%.
[0026]
Total nitrogen in flux and outer skin: 0.04% or less
If nitrogen is contained in the flux or the outer skin, the slag sticks to the bead, the slag peelability is deteriorated, the number of processes for slag removal is increased, and the work efficiency is lowered. When the nitrogen content is abnormally large, slag splashing occurs immediately after welding and is not preferable. Therefore, it is desirable that nitrogen is low, and even if it is included as an unavoidable impurity, it is 0.04% or less.
[0027]
Wire diameter: 0.8-1.6mm
For welding of thin stainless steel plates having a plate thickness of 1 mm or 1.5 mm, an appropriate welding condition can be selected by using a flux-cored wire with a thin wire diameter, and welding can be performed without melting the plate. Therefore, a thinner flux-cored wire is advantageous for thin plate welding. However, if the wire diameter is thinner than 0.8 mm, the arc becomes unstable in the case of high current welding. On the other hand, if the diameter of the flux-cored wire is thicker than 1.6 mm, in the gas shield arc welding, the arc spray is too strong, the spatter becomes large and the generation amount increases, and the bead shape also deteriorates. Therefore, the wire diameter was set to 0.8 to 1.6 mm.
[0028]
Filling rate: 17-26%
When the flux filling rate into the stainless steel outer shell is less than 17%, the outer shell is thick, the droplets are enlarged, and the amount of spatter is increased. On the other hand, if it exceeds 26%, the thickness of the outer skin is thin, the protrusion of the unmelted filling flux becomes abnormally long, the arc becomes unstable, the amount of spatter is increased, and a better bead shape is obtained. It can no longer be obtained. In addition, since the outer skin is thin, breakage is likely to occur frequently during wire drawing, which reduces the production efficiency.
[0029]
Sodium compound (sodium equivalent value): 0.01 to 0.3%
The sodium compound stabilizes the arc state by making the droplet transfer small and smooth. When it is less than 0.01% in terms of sodium, the droplets become large, the transition is not performed smoothly, the arc state becomes unstable, and the amount of spatter generated increases. If it exceeds 0.3%, the slag fluidity becomes uneven and solidification segregation occurs, and the solidified slag is not peeled off as a single piece. In particular, sticking tends to occur at the end of the bead. Therefore, the sodium compound is 0.01 to 0.3% in terms of sodium. As the sodium compound raw material, sodium fluoride, sodium oxide, sodium titanate and the like can be used. If the sodium conversion value is in the range of 0.01 to 0.3%, they can be used alone or in combination.
[0030]
Total slag component: 4.5 to 11.0%
The slag component in the filling flux forms the proper viscosity and protrusion length to reduce the droplet size, stabilize the droplet transfer, reduce the amount of spatter, encapsulate and peelability A good slag is formed and the bead shape is improved. Therefore, if the total of the slag agent components is less than 4.5%, the slag cannot sufficiently encapsulate the beads, and the bead shape becomes poor. Furthermore, slag seizure occurs and slag peelability is reduced. In particular, the higher the current, the greater these trends. On the other hand, if it exceeds 11.0%, the amount of spatter generated increases, and the slag becomes excessive, resulting in defects in slag entrainment. In addition, the slag agent component in this invention is nonmetallic components, such as an oxide and a fluoride.
[0031]
Total of metal bismuth or bismuth oxide: 0.005 to 0.1%
Bismuth is a very effective ingredient for slag peeling,0.005If it is less than%, the effect is not seen, and the slag peelability deteriorates. If it exceeds 0.1%, slag will sag, and a temper color will be attached to the bead surface, deteriorating the bead appearance. Furthermore, since it is a low melting point metal, it segregates at the grain boundary at the time of final solidification, and external forces such as deformation stress are applied to cause solidification cracks. Therefore, bismuth is the sum of metal bismuth or bismuth oxide.0.005-0.1%. Bismuth metal and bismuth oxide can be used alone or in combination, with no significant difference between when used alone and when used together.
[0032]
The shielding gas used in the gas shielded arc welding of the flux cored wire of the present invention is 100% CO2.2Has the effect of reducing spatter generation at 20% CO2.2In a mixed gas such as -Ar, the arc was more stable and the amount of spatter was reduced. Further, the filling flux adjusts the alloy component in accordance with the chemical component of the stainless steel arc welding flux-cored wire weld metal in JIS Z 3323. As the adjuster, the alloy material components include Ni, Cr, Mn, Mo, Nb, Si, Fe, Ti, Al, Cu, Bi, and further, these alloy materials, stainless powder, metal nitride, and the like.
[0033]
Furthermore, depending on the raw material particle size, flux component, filling method, etc., it may be granulated with a fixing agent, but in that case, the component derived from the fixing agent, for example, in the case of water glass, SiO2, Na2O, K2It is necessary to mix the raw materials so that the increase in O and the like is taken into consideration in advance.
[0034]
An example of the flux-cored wire of the present invention is shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d), and the cross-sectional shape of the flux-cored wire is that a
As shown in FIG.
【Example】
[0035]
Stainless steel with wire diameters of 0.8 mm, 1.2 mm, and 1.6 mm using stainless steel pipes and strips with the components shown in Table 1 and changing the filling rate of the flux shown in Tables 3 to 6 with respect to the total mass of the wire. A flux-cored wire for steel welding was produced. The pipe was drawn to a diameter at which the flux entered at a predetermined filling rate, and then filled with the flux. In Tables 3 to 6, the wire No. 1 to13Is a flux-cored wire of the present invention example,No. 14-34Is a comparative example.
[0036]
The welding workability was evaluated by automatic welding under the conditions shown in Table 2.
[0037]
[Table 1]
[0038]
[Table 2]
[0039]
[Table 3]
[0040]
[Table 4]
[0041]
[Table 5]
[0042]
[Table 6]
[0043]
The test steel plates were assembled in a T shape using SUS304 steel plates having the components shown in Table 1, and confirmed by performing one-pass horizontal fillet welding on one side. In the evaluation of workability, “◯” was given when practically good, and “X” was given when practically problematic. The amount of spatter generated during welding workability was set on a fixed
[0044]
In the comprehensive judgment, “Good” was given for all evaluation items, and “X” was given otherwise. The results are shown in Table 7.
[0045]
[Table 7]
[0046]
Wire No. which is an example of the present invention. 1 to13Since the total amount of slag agent component and slag agent component, plus the appropriate amount of metal powder component and metal powder total flux is filled in the stainless steel outer shell, welding workability, weld metal tensile test The result was also good. As for spatter generation, wire with low welding currentNo. 12Has a spatter generation rate of 0.35 g / min and a high welding currentNo. 13The spatter generation amount was 0.38 g / min, and the spatter generation amount was not greatly affected by the magnitude of the welding current.
[0047]
Wire in comparative exampleNo. 14Al2OThreeDue to the large amount, the slag solidified quickly, and the slag did not uniformly encapsulate the beads, resulting in poor bead shape.
[0048]
WireNo. 15Al2OThreeSince the amount was small, the slag dripped, and the encapsulation and peelability deteriorated. Also, the bead shape was poor. Furthermore, the droplets did not move smoothly and the amount of spatter generated increased.
[0049]
WireNo. 16Is ZrO2Because of the large amount, the slag fluidity was poor and the bead shape was poor. Moreover, slag seizure occurred, and slag peelability deteriorated. In addition, the amount of spatter generated increased.
[0050]
WireNo. 17Is ZrO2Since the amount was small, the slag was easy to flow, the slag did not uniformly encapsulate the beads, the encapsulating property was deteriorated, and the bead shape was poor. Furthermore, the arc state was unstable and the amount of spatter was increased.
[0051]
WireNo. 18Slag dripped due to the large amount of metal fluoride, and the encapsulation and bead appearance deteriorated. Furthermore, the arc state was unstable and the amount of spatter was increased.
[0052]
WireNo. 19Since the amount of metal fluoride is small, the arc state is unstable and the transfer of droplets is not smoothly performed, and the amount of spatter generated increases. Furthermore, the slag peelability was not obtained and the slag peelability deteriorated.
[0053]
WireNo. 20Had too much potassium compound, the arc state was unstable, and the amount of spatter was increased.
[0054]
WireNo. 21Since the amount of potassium compound is small, the arc state is unstable and the droplets are not smoothly transferred, and the amount of spatter generated is increased.
[0055]
WireNo. 22Is X = ([F] + “K”) / [Al when fluorine conversion value [F] and potassium conversion value [K] are used.2OThree+ ZrO2] Required by the formula of slag was deteriorated, the slag encapsulation was deteriorated, and the bead shape was poor.
[0056]
WireNo. 23Is X = ([F] + “K”) / [Al when fluorine conversion value [F] and potassium conversion value [K] are used.2OThree+ ZrO2Since X obtained by the formula of [2] is small, the arc state is unstable and the amount of spatter generated increases. Furthermore, the slag dripped and the slag encapsulation was deteriorated.
[0057]
WireNo. 24Causes explosion when droplets are detached from the wire tip because it contains metal carbonate, and Ar—CO is used as the shielding gas.2Despite the use of, spatter generation increased.
[0058]
WireNo. 25Since the total amount of nitrogen in the flux and the outer skin is large, the slag stuck to the beads and deteriorated the slag peelability.
[0059]
WireNo. 26TiO2The amount of spatter was increased due to the large amount. Furthermore, not only the fluidity of the slag was lowered and the bead shape became poor, but also the temper color was added to the bead surface and the appearance was deteriorated.
[0060]
WireNo. 27TiO2Since the amount was small, the arc became unstable and the amount of spatter was increased. Furthermore, the slag encapsulation and peelability were poor, and the bead shape was poor.
[0061]
WireNo. 28Is SiO2Since the amount was large, the slag was easy to flow, and it was not uniformly encapsulated in the bead, so that the encapsulating property was deteriorated and the bead shape was poor. Furthermore, the slag was seized and the slag peelability deteriorated.
[0062]
WireNo. 29Is SiO2Since the amount was small, the flowability of the slag was poor, the encapsulating property and the peelability were insufficient, and the bead shape was poor.
[0063]
WireNo. 30Since there are many sodium compounds, slag sticks to a bead and the peelability deteriorated.
[0064]
WireNo. 31 has less sodium compoundThe amount of spatter increased due to unstable arc conditions.
[0065]
WireNo. 32Has a large total of slag component, so spatterAmount generatedincreased. Furthermore, since the flux filling rate is high, the arc state is unstable and the amount of spatter generated increases. Furthermore, since the flux filling rate is high, the wire sheath is thin, wire breakage frequently occurs during wire drawing, and the production efficiency of the flux-cored wire is remarkably reduced.
[0066]
WireNo. 33Because of the large amount of bismuth, slag drooped and a temper color was attached to the bead surface, deteriorating the bead appearance. Furthermore, solidification cracks occurred in the crater portion of the weld bead.
[0067]
WireNo. 34Since the amount of bismuth is small, the effect of slag removability was not obtained and the slag removability deteriorated.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, the flux-cored wire for stainless steel welding according to the present invention has a stable arc, a small amount of spatter generation, and a bead shape and slag seizure even in high current conditions in stainless steel welding. Further, it is useful as a flux-cored wire for welding stainless steel with excellent slag encapsulation and peelability and good weld metal performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an X value and a spatter generation amount.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a flux cored wire.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of a method for measuring the amount of spatter generated, where FIG. 3A is a cross-sectional perspective view, and FIG. 3B is a side view.
[Explanation of symbols]
[0069]
1 outer skin
2 Filling flux
3 seams
4 test plates
5 Fixed steel plate
6 Welding torch
7 Flux-cored wire
8 Collection box
9 Fixing device
Claims (3)
Al2O3:0.1〜1.6%、
ZrO2:0.2〜3.5%、
金属弗化物(弗素換算値):0.04〜0.15%、
カリウム化合物(カリ換算値):0.04〜0.2%を含み、
かつ、弗素換算値[F]、カリ換算値[K]とした場合、
X=([F]+[K])/[Al2O3+ZrO2]とし、Xの値が、
0.025≦X≦0.094を満足し、
金属炭酸塩:0.01%以下であるフラックスをステンレス鋼外皮に17〜26%充填し、
フラックスと外皮の窒素合計:0.04%以下
であることを特徴とするステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。In the stainless steel welding flux cored wire formed by filling the outer shell made of austenitic stainless steel with a flux, the wire diameter is 0.8 to 1.6 mm, and the filling flux is mass% with respect to the total mass of the wire.
Al 2 O 3 : 0.1 to 1.6%,
ZrO 2 : 0.2 to 3.5%,
Metal fluoride (fluorine conversion value): 0.04 to 0.15%,
Potassium compound (calcium conversion value): 0.04 to 0.2% included,
In addition, when the fluorine conversion value [F] and the potassium conversion value [K] are used,
X = ([F] + [K]) / [Al 2 O 3 + ZrO 2 ], and the value of X is
0.025 ≦ X ≦ 0.094 is satisfied,
Metal carbonate: Fill the stainless steel shell with a flux of 0.01% or less 17-26%,
A flux-cored wire for welding stainless steel, characterized in that the total amount of nitrogen in the flux and outer skin is 0.04% or less.
TiO2:0.8〜4.0%、
SiO2:1.1〜3.8%、
ナトリウム化合物(ナトリウム換算値):0.01〜0.3%を含み、
スラグ剤成分の合計:4.5〜11.0%
であることを特徴とする請求項1に記載のステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。% By mass
TiO 2: 0.8~4.0%,
SiO 2 : 1.1 to 3.8%,
Sodium compound (sodium equivalent value): 0.01 to 0.3% included,
Total slag component: 4.5 to 11.0%
The flux-cored wire for welding stainless steel according to claim 1, wherein
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