JP6794295B2 - 9%Ni鋼溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
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Mnは、溶接金属の耐割れ性を向上させるために添加する。Mnが2.0%未満では、耐割れ性が劣化する。一方、Mnが4.5%を超えると、スパッタ発生量が多くなる。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でMnは2.0〜4.5%とする。なお、Mnは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Mn及びFe−Mn等の合金粉から添加される。
Niは、溶接金属を構成する主元素であり、オーステナイト組織を有して強度及び靱性を確保するために添加する。Niが53%未満では、その効果が得られず、溶接金属の強度と靱性が低下する。一方、Niが65%を超えると、溶接金属の靱性が低下する。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でNiは53〜65%とする。なお、Niは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Ni、Fe−Ni等の合金粉から添加される。
Crは、溶接金属の強度を確保する目的で添加する。Crが13%未満では、その効果が得られず必要な溶接金属の強度が得られない。一方、Crが19%を超えると、溶接金属の伸びが低下する。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でCrは13〜19%とする。なお、Crは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Cr、Fe−Cr等の合金粉から添加される。
Moは、溶接金属の強度を向上し、かつ高温割れを抑制する目的で添加する。Moが5%未満では、その効果が十分に得られず溶接金属の強度が低下するとともに、高温割れが発生する。一方、Moが14%を超えると、溶接金属の靱性が低下する。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でMoは5〜14%とする。なお、Moは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Mo、Fe−Mo等の合金粉から添加される。
Nbは、溶接金属の強度を向上させる目的で添加する。Nbが0.5%未満では、その効果が十分に得られず溶接金属の強度が低下する。一方、Nbが3.0%を超えると、Ni−Nb等の低融点化合物を生成して、高温割れが発生しやすくなる。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でNbは0.5〜3.0%とする。なお、Nbは、Ni基合金外皮に含まれるほか、フラックスからのFe−Nb等の合金粉から添加される。
Cuは、溶接金属の強度を向上させる目的で添加する。Cuが0.01%未満では、その効果が十分に得られず、溶接金属の強度が低下する。一方、Cuが0.5%を超えると、結晶粒界に偏析し、耐割れ性が劣化する。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でCuは0.01〜0.5%とする。なお、Cuは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Cu等の金属粉から添加される。
Tiは、溶接金属中の酸素量を低減させCO反応を抑制し、ブローホール等を低減し、耐欠陥性を向上させる目的で添加する。Tiが0.4%未満では、溶接金属中の脱酸反応が不十分で、ブローホール等の気孔欠陥が発生する。一方、Tiが1.0%を超えると、炭化物が析出して、溶接金属の伸びが低下する。従って、Tiは0.4〜1.0%とする。なお、Tiは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属Ti、Fe−Ti等の合金粉から添加される。
Cは、溶接金属の強度を向上する効果があるが、過剰に添加すると炭化物を生成して靱性を低下させる。このため、Ni基合金外皮とフラックスの合計でCは、0.02%以下とする。なお、Cは、Ni基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属粉及び合金粉から添加される。なお、Cの下限は特に限定しないが溶接金属の強度を向上する効果を得るためには0.005%以上であることが好ましい。
Siは、Ni−Si等の低融点化合物を生成し、高温割れを助長する効果があるため、できる限り低くすることが好ましい。Siが0.2%を超えると、高温割れが発生する。従って、Ni基合金外皮とフラックスの合計でSiは0.2%以下とする。なお、SiはNi基合金外皮に含まれる他、フラックスからの金属粉及び合金粉から添加される。
Ti酸化物は、溶滴移行を安定させアーク安定性を改善する目的で添加する。Ti酸化物 のTiO2換算値の合計が3.0%未満では、その効果が十分に得られず、アークが不安定になる。一方、Ti酸化物のTiO2換算値の合計が7.0%を超えると、ビード表面にテンパーカラーが付着しビード外観が不良となる。従って、フラックス中のTi酸化物は、のTiO2換算値の合計で3.0〜7.0%とする。なお、Ti酸化物は、フラックスからのルチール、酸化チタン、チタンスラグ、イルメナイト等の粉末から添加される。
Si酸化物は、スラグの融点を調整し、ビード外観を向上する目的で添加する。Si酸化物のSiO2換算値の合計が0.5%未満では、その効果が十分に得られず、スラグの被包が不均一で、ビード外観が不良となる。一方、Si酸化物のSiO2換算値の合計が2.0%を超えると、スラグの融点が低くなり、立向上進溶接時に発生する溶融スラグによる溶融金属の保持が困難になるため、ビード形状が凸になる。従って、フラックス中のSi酸化物は、SiO2換算値の合計で0.5〜2.0%とする。なお、Si酸化物は、フラックスからの珪砂、珪酸ソーダ、珪灰石等の粉末から添加される。
Zr酸化物は、スラグ被包性を改善し、スラグ剥離性を向上する効果がある。Zr酸化物のZrO2換算値の合計が、1.0%未満では、その効果が十分に得られず、スラグの被包が不均一で、スラグ剥離性が劣化する。一方、Zr酸化物のZrO2換算値の合計が2.0%を超えると、スラグ粘性が増加して溶滴移行が円滑に行われずスパッタ発生量が増加する。従って、フラックス中のZr酸化物は、ZrO2換算値の合計で1.0〜2.0%とする。なお、Zr酸化物は、フラックスからのジルコンサンド、酸化ジルコン等の粉末から添加される。
Al酸化物は、スラグの融点を調整して、ビード外観を向上する目的で添加する。Al酸化物中のAl2O3換算値の合計が0.01%未満では、その効果が十分に得られず、スラグの被包が不均一で、ビード外観が劣化する。一方、Al酸化物中のAl2O3換算値の合計が0.1%を超えると、ビード表面にスラグが焼付きスラグ剥離性が劣化する。従って、フラックス中のAl酸化物は、Al2O3換算値の合計で0.01〜0.1%とする。なお、Al酸化物は、フラックスからのアルミナ、カリ長石等の粉末から添加される。
Na酸化物及びK酸化物は、スラグの融点及び粘性を改善してアークを安定にする。Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種または2種の合計が0.1%未満では、その効果が十分に得られず、アークが不安定となる。一方、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種または2種の合計が0.8%を超えると、溶滴が大きく成長して、大粒のスパッタが発生し、スパッタ発生量が多くなる。従って、フラックス中のNa酸化物及びK酸化物は、Na2O換算値及びK2O換算値の1種または2種の合計で0.1〜0.8%とする。なお、フラックス中のNa酸化物及びK酸化物は、フラックス中の珪酸ソーダ及び珪酸カリからなる水ガラス固質成分、カリ長石等の粉末から添加される。
CaOは、スラグの融点や粘性を調整し、スラグと溶融金属表面に内在するCOガスのトラップを抑制して、ブローホールやピットの発生を低減し耐欠陥性を向上する効果がある。CaOが0.1%未満では、その効果が十分に得られず、ブローホールやピットが生じやすくなる。一方、CaOが0.8%を超えると、溶滴移行が安定せず、アークが不安定となる。従って、フラックス中のCaOは0.1〜0.8%とする。なお、CaOは、フラックス中の珪灰石等の粉末から添加される。
弗素化合物のF換算値の合計は、溶融金属を攪拌して、溶接金属へのスラグ内在を防止する目的で添加する。弗素化合物のF換算値の合計が0.1%未満では、その効果が十分に得られず、溶接金属へスラグが内在しやすくなる。一方、弗素化合物のF換算値の合計が1.0%を超えると、スパッタ発生量が多くなる。従って、フラックス中の弗素化合物は、F換算値の合計で0.1〜1.0%とする。なお、弗素化合物はNaF、LiF、CaF2、AlF3、K2ZrF6、K2SiF6等の粉末から添加でき、F換算値はそれらに含有するF量の合計である。
Ti酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Al酸化物、Na酸化物及びK酸化物、CaOを含む酸化物及び弗素化合物からなるスラグ形成剤の合計は、溶接時に発生するスラグ量を調整し、ビード形状を改善する目的で添加する。スラグ形成剤の合計が6%未満では、その効果が十分に得られず、溶接時に発生するスラグ量が少なくなりビード形状が劣化する。一方、スラグ形成剤の合計が12%を超えると、スラグ量が過剰となり溶接スラグが不均一に被包してスラグ剥離性が劣化する。従って、Ti酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Al酸化物、Na酸化物及びK酸化物、CaOを含む酸化物及び弗素化合物からなるスラグ形成剤の合計は6〜12%とする。なお、スラグ形成剤は、弗素化合物(NaF、LiF、CaF2、AlF3、K2ZrF6、K2SiF6)、酸化物(TiO2、SiO2、ZrO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO等)の合計をいう。
2 裏当金
Claims (1)
- Ni基合金外皮にフラックスを充填してなる9%Ni鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ全質量に対する質量%で、Ni基合金外皮とフラックスの合計で、
Mn:2.0〜4.5%、
Ni:53〜65%、
Cr:13〜19%、
Mo:5〜14%、
Nb:0.5〜3.0%、
Cu:0.01〜0.5%、
Ti:0.4〜1.0%を含有し、
C:0.02%以下、
Si:0.2%以下であり、
さらに、ワイヤ全質量に対する質量%で、フラックス中に、
Ti酸化物:TiO2換算値の合計で3.0〜7.0%、
Si酸化物:SiO2換算値の合計で0.5〜2.0%、
Zr酸化物:ZrO2換算値の合計で1.0〜2.0%、
Al酸化物:Al2O3換算値の合計で0.01〜0.1%、
Na酸化物及びK酸化物:Na2O換算値及びK2O換算値の1種または2種の合計で0.1〜0.8%、
CaO:0.1〜0.8%、
弗素化合物:F換算値の合計で0.1〜1.0%、
Ti酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Al酸化物、Na酸化物及びK酸化物、CaOを含む酸化物及び弗素化合物からなるスラグ形成剤の合計:6〜12%を含有し、
残部はNi基合金外皮のFe分、鉄合金粉のFe分及び不可避不純物であることを特徴とする9%Ni鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
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