JPH01138098A

JPH01138098A - ステンレス鋼用被覆アーク溶接棒

Info

Publication number: JPH01138098A
Application number: JP29412787A
Authority: JP
Inventors: Kengo Masuda; 桝田　謙吾
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1989-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ステンレス鋼の水中湿式溶接において優れた
作業性と健全な溶接金属か得られるステンレス鋼用被覆
アーク溶接棒に関する。

［従来の技術］従来、ステンレス鋼の水中湿式溶接には、被覆アーク溶
接による方法として手動溶接、クラビテイ（重力式）溶
接、横置式溶接がある。また、ソリッドワイヤあるいは
フラックス入りワイヤを用いて、水カーテン式不活性ガ
ス溶接、ワイヤツラッシ式不活性ガス溶接等かある。

［発明が解決しようとする問題点］これらステンレス鋼の水中湿式溶接にはそれぞれ次のよ
うな問題点かある。

被覆アーク溶接棒を用いる方法においては、水中湿式溶
接用の溶接棒がないため、一般に市販されている酸化チ
タン、炭酸塩、弗素化合物、ケイ酸塩および金属粉末を
主成分とした被覆剤を用いたライム・チタニア型の溶接
棒を使用するのて、溶接時のアーク熱により、水が分解
して発生する水素と酸素が、水圧や速い冷却速度のため
溶接金属中に残り、ブローホールとなって残留し易くな
る。

また、大気中ての溶接作業に比較して、クロム、マンカ
ン、ケイ素等の酸化による消耗か激しく、所定の化学成
分を有する溶接金属を得ることか非常に困難である。

一方、ソリッドワイヤやフラックス入りワイヤを用いる
方法においては、溶接部の近傍の水を排除して溶接作業
をするため、局部的には乾式溶接に近いので得られる溶
接金属は健全であり、全姿勢て溶接てきる等の利点かあ
る。しかし、水カーテン式は、突合せ溶接には適してい
るかすみ肉溶接ばてきない。また、ワイヤツラツシ式は
、突合せ溶接、すみ肉溶接共に可能であるか、ノスルの
寿命が短く、交換する手間等に問題かある。

本発明は、手動およびクラヒテイによる水中湿式溶接に
おいて優れた作業性と溶接性能か得られる被覆アーク溶
接棒を提供することを目的とした。

［問題点を解決するための手段］前記目的を達するための本発明はチタン酸化物か３０〜
６０重量％、酸化ジルコニウムか１〜７重量％、二酸化
マンガンが１〜７重量％、酸化マグネシウムか１〜５重
量％、ケイ酸塩化合物が６〜１６重量％、アルミニウム
、マグネシウム、チタンの少なくとも一種か２〜４重量
％含まれ、かつ不純物としてのフッ化物か３１１以下、
炭酸塩か５重量２であり、さらに金属成分５〜４０重量
２を含む被覆物質と固結剤とよりなる被覆剤をステンレ
ス鋼心線に、心線重量に対して３０〜８０重量％塗布し
たことを特徴とするステンレス鋼用被覆アーク溶接棒に
関する。

本発明の被覆アーク溶接棒に使用する被覆剤は、鋭意研
究の結果、水中溶接時の耐フローホール性と、水の分解
によって生ずる酸素による金属元素の酸化消耗に対する
対策が特に重要なポイントであることがわかった。

被覆剤の塗布量をステンレス鋼心線重量に対して３０〜
８０重量％（以下２という）に限定した理由は、３０％
未満では耐フローホール性や作業性の改善か達成てきな
い。また、８０％を越えると心線の溶融に対して被覆剤
か遅れるため、保護筒の長さか長くなり、従ってアーク
長も長くなるので、アーク切れか起って作業性を悪化さ
せる。

チタン酸化物は、スラグ生成剤として好ましいたけてな
く、アーク安定剤としての作用があり、アーク切れを防
止し、ヒート形状を整える。被覆物質全重量の３０％未
満てはその効果かなく、６０％を越えるとスラグが硬く
なり、スラグの剥離性を劣化させる。チタン酸化物とし
ては、例えばルチール、酸化チタン、イルミナイト、チ
タン酸カルシウム、チタン酸カリウムがある。

酸化ジルコニウムは、スラグ生成剤であり、スラグの融
点を調整する作用を有している。被覆物質全重量の１％
未満ては、その効果かなく、７％を越えるとスラグの融
点や粘性か高くなり過ぎてスパッタの増加を招き、作業
性を悪化させる。

二酸化マンカンは、スラグの生成剤、粘性の調整剤とと
もにアークの集中性を良くする効果を有する。被覆物質
全重量の１％未満てはその効果がなく、７％を越えると
スラグの融点、粘性が低下しヒート形状を悪化させる。

醇化マグネシウムは、スラグの生成剤、粘性調整剤とし
て用いられるが、スラグの剥離性を良くするという効果
も有している。被覆物質全重量の１％未満てはその効果
かなく、５％を越えるとアークの安定性が悪くなり、ス
パッタを増加させる。

ケイ酸塩化合物は、スラグの生成剤としての作用をする
たけてなく、スラグの粘性やアークの吹付は強さを調整
する。被覆物質全重量の６％未満てはスラグの粘性が低
くなり過ぎ、アーク吹付は強さの弱いため、溶込みか浅
くなるとともに、アーク切れか発生し、ビート形状にも
悪影響をおよばず。１５％を越えるとスラグの粘性か大
になるとともにアークの吹付けが強くなり過ぎてスパッ
タか増加し、ビートの形状も悪くなる。珪酸塩化合物と
しては、例えは、シリカ、カリ長石、長石。

ケイ灰石、マイカ、ヘントナイトかある。

アルミニウム、マグネシウム、チタニウムは、強力な脱
酸剤としての作用を有し、それらの少なくとも一種を単
体、混合または合金にして添加する。これらは、溶接時
に水が分解して発生した酸素と反応し、フローホールの
発生を防ぐと共に溶接金属中の金属の酸化を防止する。

被覆物質全重量の２％未満ては脱酸不足となり、フロー
ホールか発生し易くなる。また、溶接金属中の金属の酸
化消耗量か多くなり、所定の溶接金属成分を得ることが
むつかしくなる。４％を越えるとスラクの粘性か高くな
り、作業性か悪くなる。

アルミニウム、マグネシウム、チタニウム以外の金属は
、酸化消耗の補充として、あるいは脱酸剤の一部として
単体または合金として使用する。

この金属は通常の被覆アーク溶接棒の被覆剤に使用され
る公知のもの、例えはクロム、鉄、ニッケル、マンカン
、二オフ、モリブデン等が使用される。本発明の溶接棒
は氷中て使用されるのて、水の分解による酸素のため金
属の酸化消耗が激しく、大気中の溶接に比較して多く添
加する必要かある。被覆物質全重量の５％未満ては溶接
金属中の金属の酸化消耗に対して補充量か不足し、４０
％を越えるとスパッタか増加し、作業性か悪化する。

炭酸塩は、大気中て使用する被覆アーク溶接棒の場合、
溶融した金属の酸化から保護するだめのカス発生剤とし
て、通常被覆剤全重量の１５〜２５％程度添加されてい
るが、水中の場合水圧や溶接金属の冷却か速いため、カ
スか溶融した溶融金属中から十分には出ないうちに凝固
して、フローホールの原因の−っとなるのて、存在する
ことは好ましくない。したかって含有量は５％越えない
ことか必要である。

又前記被覆物質材料中にフッ素化合物が含まれることか
ある。この量は３％以下の場合は特に悪影響はないか、
３％を越えるとフローホールか発生ずるので、３％以下
であることが必要である。

本発明のステンレス鋼用被覆アーク溶接棒は公知の方法
て容易に製造しうる。

例えば被覆物質の粉末を混合し、固着剤の水力ラス等に
より混練する。次にステンレス鋼心線に被覆剤を塗装し
て乾燥するとこはずへて従来の空気中て使用するステン
レス鋼被覆アーク溶接棒を製造する公知の条件による。

なお、固結剤は被覆物質に対して６〜１０％を加える。

［発明の効果］本発明のステンレス鋼用被覆アーク溶接棒の効果は次の
通りである。

（１）水中湿式溶接において優れた作業性を発揮し、溶
接ビート外観も良い。

（２）水中湿式溶接において得られた溶接継手の化学成
分と機械的性質はＪＩＳ規格を十分満足すると共に、Ｘ
線透過試験においてもＪＩＳ　１級を満足しており、一
般に大気中て行われている溶接の場合と差かない。

［実施例コ実施例及び比較例により本発明の効果を明らかにする。

（本発明のステンレス鋼用被覆アーク溶接棒の製造）表１に示す化学成分の４．０ｍｍΦのステンレス鋼心線
に固型剤として水力ラスを用い表２に示す各成分の塗布
剤を塗布した。表２においてＦｌ、Ｆ２．Ｆ３は本発明
のアーク溶接棒の塗布剤組成、Ｆ４．Ｆ５．Ｆ６は比較
のためのアーク溶接体の塗布剤組成であり、ＤＩ、Ｄ２
．Ｄ３はそれぞれ本発明の、Ｄ４．Ｄ５．ＤＢはそ　　
：ゎヤゎ□工。□アーウォエヶイ、−０　　１□ 表１し１イ！「１占 ■ （水中におりるすみ肉溶接試験）表２に示す本発明の溶接体ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３、比較例の
溶接体Ｄ４．Ｄ５．Ｄ６を用い各種の継手の溶接試験を
行なった。溶接条件を表３に、継手種類を４表に示す。

表３表４欠］）ｆ、Ｊ材：５ＩＪＳ３［１４〈ずみ肉溶接金属化学成分〉Ｔ形ずみ肉継手と重ね継手におけるすみ肉溶接金屈の化
学成分とフェライト量を表５に示す。

表５表中、規格とはＪＩＳ　Ｚ３２２１　Ｄ３０８をいうＴ
とはＴ形すみ肉溶接継手、Ｗとは重ね溶接継手をいうフ
ェライト量はＤｅｌｏｎｇ　Ｄｉａｇｒａｍによる〈完
成した溶接継手の放射線透過試験〉試験・判定基準はＪ
ＴＳ２３１０６に従った。（たたし、クレータ部は判定
から除外した）結果を表６に示す。

表６比較例においてはブローホールか多発した。

〈引張り試験〉ＪＩＳ　２３１３１に従って引張り試験を行なった。

結果を表７に示す。

表７表中、規格とはＪＩＳ　Ｚ３２２１　Ｄ３０８をいう。

Ｐとはあて全前面すみ肉溶接継手Ｃとは十字形ずみ肉溶接継手をいう。

〈水中ての突合せ継手溶接試験〉表２に示す本発明の溶接棒ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３．比較例の
溶接棒Ｄ４．Ｄ５．Ｄ６を用い、ＪＩＳ　ＳＯ３３０４
（４，０＋ｏｎ＋ｔ）鋼板の突合せ継手の溶接試験を図
に示す開先形状により行なった。なお、図において６２
９０度、ａ＝ｌ　Ｈ，ｂ＝　２ｍｍ、　ｃ　＝　４ｍｍ
である。

表８に溶接条件を示す。

表８〈突合せ継手溶接金属化学成分〉前述の溶接条件により行なった氷中ての突合せ継手溶接
における溶接金属の化学成分とフェライト量を表９に示
す。

表９表中、規格とはＪＩＳ　Ｚ３２２１　Ｄ３０８をイウフ
エライト量はＤｅｌｏｎｇ　Ｄｉａｇｒａｍによる〈完
成した突合せ継手の放射線試験〉判定基準はＪＩＳ　２３１０δに従フた。（たたし、ス
タート部とクレータ部は判定から除外した）結果を表１
０に示す。

表１０〈引張り試験〉ＪＩＳ　２３１３１に従って引張り試験を行なった。そ
の結果を表１１に示す。

比較例はフローホールを多発した。

表１１以上の実施例、比較例は本発明のステンレス鋼用被覆ア
ーク溶接棒Ｄ１．、Ｄ２．Ｄ３は比較例として用いたス
テンレス鋼用被覆アーク溶接棒に比して優れていること
か示されている。

ます、水中におけるすみ肉溶接試験、水平ての突合せ継
手溶接試験のいずれにおいても、放射線透過試験を行な
った場合、本発明による溶接棒はいずれもＪＩＳ　１級
を満足しており、水中においてピット、フローホール等
の欠点のない健全な溶接金属か得られるのに対し、比較
例の溶接棒においては、溶接金属中にフローポールか多
発し、全てＪＩＳ　４級であり、健全な溶接金属か得ら
れていない。さらに引張り試験においては本発明による
溶接棒は規格値を上廻っているのに対し、比較例の溶接
棒はいずれも規格値に達していない。

本発明の溶接棒は表５、表９に示されるようにフェライ
ト量は全て高温割れの心配のない良好な値を示している
。

さらに本発明の被覆アーク溶接棒を用いて行なった水中
溶接金属のミクロ組成観察、硬さ測定等により、大気中
における溶接金属に比して遜色のないことを確認した。

【図面の簡単な説明】

図面は、実施例における氷中ての突合せ産学溶接試験を
行なった場合の継手の配置を示す。特許出願人　　日本油脂株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　チタン酸化物が３０〜６０重量％、酸化ジルコニウム
が１〜７重量％、二酸化マンガンが１〜７重量％、酸化
マグネシウムが１〜５重量％、ケイ酸塩化合物が６〜１
６重量％、アルミニウム、マグネシウム、チタンの少な
くとも一種が２〜４重量％、かつ不純物としてのフッ化
物が３重量％以下、炭酸塩が５重量％以下であり、さら
に金属成分５〜４０重量％を含む被覆物質と固結剤とよ
りなる被覆剤をステンレス鋼心線に、心線重量に対して
３０〜８０重量％塗布したことを特徴とするステンレス
鋼用被覆アーク溶接棒。