JPH01233089A

JPH01233089A - 二相ステンレス鋼用メルトフラックス

Info

Publication number: JPH01233089A
Application number: JP5989688A
Authority: JP
Inventors: Taiji Hase; 泰治長谷; Tadao Ogawa; 忠雄小川; Yozo Suzuki; 洋三鈴木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1989-09-18

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）本発明は二相ステンレス鋼の造管溶接においてスラグ剥
離性が良好であり、ざらにヒート形状も良好で溶接欠陥
が発生しない溶接を可能にする二相ステンレス鋼用メル
トフラックスに関するものである。

（従来の技術）従来から、ステンレス鋼の溶接は手溶接、ガスシールド
アーク溶接、潜弧溶接、等がある。

いずれの溶接方法も二相ステンレス鋼の溶接に適用でき
るが能率を考えると二相ステンレス鋼の造管溶接には潜
弧溶接方法が今のところ一番望ましい溶接方法とされて
いる。

しかしながら二相ステンレス鋼は高窒素であるため、従
来のフラックスではスラグ剥離性が悪いのでスラグ剥離
についやす時間が大きかった。

（発明が解決しようとする課題）二相ステンレス鋼の造管溶接に際して特に留意しなけれ
ばいけないのはスラグ剥離性である。造管溶接は製造ラ
インの生産性の関係より両面１パスで施工されるのが通
常であるが、ビード表面にスラグがこびりついていると
後の工程の非破壊試験等の処理に悪影響を及ぼすと共に
製品としての価値が低下するので、スラグ剥離についや
す時間か大きくなり生産性が下がるためスラグ剥離は特
に重要な問題である。

二相ステンレス鋼の造管溶接にもちいられるフラックス
としては、特開昭６１−１４０９７号公報に開示されて
いるがこのフラックスにはアーク安定性とスラグ剥離に
ついて問題点があり、品質の安定性および生産性を考慮
すると二相ステンレス鋼の造管溶接には適用できない。

最近の二相ステンレス鋼では、窒素を合金元素として添
加し、単に窒素により耐食性を改良するたけてなく、溶
接部において、フェライト／オーステナイト比率を１１
に近い値に保つようにして、機械的性質、耐食性の改善
が計られている。

そのため溶接時に窒化物が生成されるためにスラグも固
くなり、こびりつきゃすくなる。ざらにＣａＦ２か４０
〜７［１ｗｔ％含有していると溶接金属中の酸素量は低
下するがアークが非常に不安定となるために、溶接ビー
トも不安定となりさらにスラグ剥離も悪くなる。

スラグ剥離性とアーク安定性はいかなる鋼種の溶接にお
いても重要な問題であるにもかかわらず、問題点か解決
されていない以上とうてい二相ステンレス鋼の造管溶接
には適用できないものである。

本発明は二相ステンレス鋼の造管溶接に際して上記の問
題点を解決するためになされたものであり、機械的性質
、耐食性が良好でありスラグ剥離性とアーク安定性も良
好なフラックスを提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨は、ＣａＦ２４０〜６０ｗｔ％、５１０２
５〜１０ｗｔ％、　ＣａＯ１０〜２０ｗｔ％、　Ｍｇ０
　５　〜１５ｗＨ１八す２０３１Ｓ〜３０ｗｔ％、さら
にＰｂＯ　０．１〜１　、０ｗｔＪＢｉ、０３０．０１
〜Ｆ１．１　ｗｔ％、の内１種または２種を含有するよ
うに原材料を溶解、空冷処理後粒度調整した溶解物にフ
ラックス全重量に対して１〜５％以下の炭酸塩の１種ま
たは２種以上と水ガラスで粒度調整した金属クロム１〜
５％、を混合してなることを特徴とする二相ステンレス
鋼用メルトフラックスにある。

以下に本発明の詳細な説明する。

（作　　　用）二相ステンレス鋼の造管溶接においてスラグ剥離性を悪
くする成分として、窒素をあげたが、二相ステンレス鋼
の強度十耐食性を良好にしたり、低温・高温での機械的
性質を良好にするためには必要不可欠な成分である。

本発明者らは二相ステンレス鋼の造管溶接において特に
スラグ剥離性が良好であり、さらに溶接欠陥のない溶接
部を得るために数多くの試験をおこなった結果、スラグ
剥離性が良好で、さらに溶接欠陥のない溶接部を得るた
めに必要なフラックス成分として、鉛ガラス（Ｐｂ０　
２０〜４０％含有）やビスマス等の低融点金属が効果を
もたらすことを見出した。

次にメルトフラックスに使用される原本２料について説
明する。

ＣａＦ２は溶融スラグの粘性を調整するのに必要な成分
であり、ビード外観をも良くする効果かある。ＣａＦ２
の量がｌｉｏｗｔ％超ではスラグの凝固が早くなり過ぎ
るために溶接金属内部にブローホール等の溶接欠陥が発
生ずる。４０ｗｔ％未満てはビード形状やビート外観が
悪くなる。そのためにＣａＦ２は４０〜６０ｗｔ％の範
囲とした。

５ｉｆｈは、ＣａＦ２と同様に溶融スラグの粘性を調整
するのに必要な成分であり、ビード形状をも良くする効
果がある。５ｉ（ｈ量が５ｗｔ％未満ではスラグの粘性
がなくなりビード形状も悪くなる。ＳｉＯ□は１０ｗｔ
％超ではビード表面にスラグがこびりつく、そのために
５ｉ０２は５〜１０ｗｔ％の範囲とした。

ＣａＯはスラグ形成剤として必要な成分であり、溶融ス
ラグに適度の粘性を与え、ビード形状やと一ド外観を良
好にするものである。またＣａＯは塩基度を高めるため
溶接金属中の酸素を低減する効果があり機械的性質およ
び耐食性を良好にする。

しかしながら、ＣａＯが２０ｗｔ％超になるとスラグ巻
込みを生しる。また１０ｗｔ％未満ではビード形状やビ
ード外観を悪化するためＣａＯは１０〜２０ｗｔ％の範
囲とした。

ＭｇＯはスラグの耐火性を向」二するためにアンダーカ
ットを防ぐ効果がある。さらには、スラグ剥離を良好に
するか、ＭｇＯが１５ｗｔ％超になるとアークが不安定
となり、ビード外観を悪くする。また５ｗｔ％未満ては
効果がないのでＭｇＯは５〜１５ｗｔ％の範囲とした。

へ文、０３はＣａＯと同様にスラグ形成剤として必要な
成分である。ＡＵｚＯ３は特にビードの広がりに大きな
影響を与えスラグ剥離性を改善する効果があり、ヒート
形状を重視する造管溶接では特に重要な成分である。八
Ｕ２Ｏ５が３０ｗｔ％超になると、スラグ剥離性が損な
われ、またＡ文、０３が１５ｗｔ％未満ではスラグ剥離
性の改善効果がなくなるので八ＵＪ３は１５〜３０ｗｔ
％の範囲とした。

ＰｂＯは高純度のために本発明のフラックス成分範囲で
は微量であり偏析しやすく、メルトフラックス中の含有
量をコントロールすることが難しいために鉛ガラスとし
た。

鉛ガラスは、スラグ剥離性を大幅に改善する。鉛ガラス
は、上記に述べた如く低融点金属のためにスラグ表面層
にリッチに存在してスラグ剥離性を大幅に改善するもの
と思われる。

ＰｂＯを１．０　ｗｔ％以下としたのは、フラックス中
に１．０　ｗｔ％超のＰｂＯを含むとビード形状が細く
なると共にビードが蛇行するのてＰｂＯを１．０ｖａｔ
％以下とした。またＰｂＯを０．１　ｗｔ％未満ではス
ラグ剥離性の改善効果がなくなるので、ＰｂＯは０．１
〜１．０　ｗｔ％の範囲とした。

またＢｉ２Ｏ２も０．０１〜０．１％の範囲でｐｂｏと
同様な効果をもたらすことが分かった。

金属クロムは、溶解時に酸化消耗するＣｒをおぎなうた
めフラックス中に水ガラスで粒度調整した後添加混合す
るものであるが、１％未満ではフェライト／オーステナ
イト比率が１・１のバランスがくずれフェライト量が大
幅に下がり二相ステンレス鋼本来の性能が得られない。

また５％超ではフェライト量がふえすぎるために金属ク
ロムを１〜５％を添加した。

本発明においては、さらに溶接作業性ならびにヒート外
観をも優れたものにするため、前述の組成の原料を溶解
、空冷処理後ｚＯ〜３００メツシュの粒度調整した後フ
ラックス全重量に対して１〜５％以下の炭酸塩を混合す
る。

メルトフラックスは、焼成型フラックスと違い電気炉で
溶解して製造するために、原料に炭酸塩を用いても溶解
過程でそのほとんどが分解するためガス成分を含有する
ことができない。

従って溶接時においてはアークが不安定気味になる。

本発明フラックスは従来からあるメルトフラックスに比
べて５ｉ０２量が少ないので、その傾向は顕著である。

炭酸塩はこの問題点を解決するために混合するものであ
り、炭酸塩とはＣａＣＯ２，ＢａＣＯ３，ＭｇＣＯ３，
ＭｎＣＯ３，とを指ず。これらは溶接中にアーク熱によ
って分解され、Ｃ０２を発生させる目的からあきらかな
ように、石灰石等を未熔融のまま混合するものである。

炭酸塩が１ｗｔ％未満ではアークが不安定となり、５ｗ
ｔ％超ではガス発生量が多くなり、溶接作業性やビード
外観を悪くするので１〜５ｗｔ％の範囲とした。

以下に本発明の効果を実施例によりさらに具体的に説明
する。

（実　施　例）第１表には本発明の二相ステンレス鋼用メルトフラック
スの基ととなる溶解物と比較材として使用した従来の溶
解物の化学成分を示す。

第２表には第１表に示した溶解物に混合した炭酸塩と金
属Ｃｒを示す。

８３表には供試材として使用した板厚２０ｍｍｔの二相
ステンレス鋼の化学成分と、溶接材料として用いた４、
０ｍｍφの潜弧溶接ワイヤｗ−１の化学成分を示す。

第４表には溶接条件、第５表には第１図における板厚お
よび開先角度と深さを示す。

なお溶接作業性の判定基準としては、第３表に示す耐食
性の優れた高窒素鋼である板厚２０ｍｍｔ　ＤＩＮＩ、
　４４６２の鋼に第４表に示す開先形状で、第４表に示
す溶接条件で溶接をおこない溶接作業性を判定した。

第６表には溶接作業性の判定結果を示すものて、比較例
として示したフラックスＧはＰｂＯあるいはＢ１２Ｏ３
を含まないためにスラグ剥離性が極端に悪かった。Ｈは
、ＳｉＯ２を含まないために　゛アークが不安定気味で
あった。■はフラックス中にｐｂｏが歩留すぎたために
機械的性質、特に低温での衝撃値が悪かった。またアー
クも不安定でビード形状が細くなると共にビードが蛇行
した。

Ｊは溶融スラグに粘性を下げるＣａＦ２が少なくアーク
を安定にする炭酸塩を含まないため、溶接時のアーク不
安定とビード形状が極度に悪かった。

これらと比較して本発明のフラックスを用いた例ではい
ずれもスラグ剥離性、ビード形状、アークの安定性は良
好であり、機械的性質も良好であフた。

第１表＊　ＣａＣ０３ＢａＣＯ：＋　　ＭｇＣ０ａ　　ＭｎＣ
Ｏ３金属Ｃｒは粒度調整後混合第４表溶接条件第　５　表　板厚および開先角度と深さ　（第１図）第
６表注１）判定基準　　○：良好　　△、劣る　　×：不良
２）衝撃試験　　ＪＩＳ　ｌ　３１１２　　試験温度−
２０ｔ（発明の効果）本発明によるフラックスは、二相ステンレス鋼の潜弧溶
接において、アークの安定性や、溶接作業性が良好であ
り、特にスラグ剥離性の優れた溶接金属が得られ造管溶
接を安定しておこなうことかでき、産業上貢献するとこ
ろ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いた溶接開先断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１　ＣａＦ＿２４０〜６０ｗｔ％、ＳｉＯ＿２５〜１０
ｗｔ％、ＣａＯ１０〜２０ｗｔ％、ＭｇＯ５〜１５Ｗｔ
％、Ａｌ＿２Ｏ＿３１５〜３０ｗｔ％、さらにＰｂＯ０
．１〜１．０ｗｔ％、Ｂｉ＿２Ｏ＿３０．０１〜０．１
ｗｔ％、の内１種または２種を含有するように原材料を
溶解、空冷処理後粒度調整した溶解物にフラックス全重
量に対して１〜５％の炭酸塩の１種または２種以上と水
ガラスで粒度調整した金属クロム１〜５％、を混合して
なることを特徴とする二相ステンレス鋼用メルトフラッ
クス。