JPH02268977A - 含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方法Info
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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。
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〕
本発明は火力発電、原子力発電のボイラーや圧力容器等
に使用される含Ｃｒ耐熱鋼の溶接に用いるサブマージア
ーク溶接法に関し、更に詳しくは特定した成分のワイヤ
とフラックスとを組み合わせる事により高温強度、靭性
、耐割れ性等の溶接金属の特性は当然のことながらビー
ド形状、スラグ剥離性等の溶接作業性が良好で溶接欠陥
が無い優れた溶接金属が得られるサブマージアーク溶接
方法に関するものである。
に使用される含Ｃｒ耐熱鋼の溶接に用いるサブマージア
ーク溶接法に関し、更に詳しくは特定した成分のワイヤ
とフラックスとを組み合わせる事により高温強度、靭性
、耐割れ性等の溶接金属の特性は当然のことながらビー
ド形状、スラグ剥離性等の溶接作業性が良好で溶接欠陥
が無い優れた溶接金属が得られるサブマージアーク溶接
方法に関するものである。
近年、火力発電所の大型化に伴い、ボイラーや圧力容器
等の使用環境がますます厳しくなる傾向が有り、ボイラ
ー等が高温、高圧下で使用されるようになってきている
。
等の使用環境がますます厳しくなる傾向が有り、ボイラ
ー等が高温、高圧下で使用されるようになってきている
。
従来、含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接法において
は、高温強度、耐酸化性、靭性の観点から鋼種に応じた
合金系溶接材料が選択され、例えば９Ｃｒ−ＩＭｏ 、
９Ｃｒ−ＩＭｏ−Ｎｂ−Ｖあるいは９Ｃｒ−２Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ系鋼ワイヤと溶融形又は焼成形フラックスとを
組み合わせて用いている。
は、高温強度、耐酸化性、靭性の観点から鋼種に応じた
合金系溶接材料が選択され、例えば９Ｃｒ−ＩＭｏ 、
９Ｃｒ−ＩＭｏ−Ｎｂ−Ｖあるいは９Ｃｒ−２Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ系鋼ワイヤと溶融形又は焼成形フラックスとを
組み合わせて用いている。
例えば、特開昭５９−８２１８９号公報にはＣａＯ、
Ｓｉｎ、。
Ｓｉｎ、。
Ａｌ２Ｏ５，８２０□等からなるサブマージアーク溶接
用フラックスと組み合わせる特定量のＣ，Ｓ ｉ、 Ｍ
ｎ。
用フラックスと組み合わせる特定量のＣ，Ｓ ｉ、 Ｍ
ｎ。
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉを含むワイヤが、特開昭６０−２３１
５９１号公報にはＣａＣ０，、ＣａＦ２． ＣａＯ、
ｌＪｇｏ、 ５ｉｎ２． Ａｌ．０゜等からなるサブマ
ージアーク溶接用フラックスと組み合わせる特定量のＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｎ、 Ｎｉ、 ＲＥＭを含むワイヤが、特
開昭６１−１５４７８９号公報には５ｉｎ２゜ＣａＦ、
、 Ｃａｂ、＾１２０３． ＭｇＯ等からなるサブマー
ジアーク溶接用フラックスと組み合わせる特定量のＣ２
Ｓ ｉ、 Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎ ｉ、 Ｎｂ、
Ｖを含むワイヤが開示されている。又、特開昭６１−
１４９７号公報には特定量のＴｉ、 ＲＥＭ、 Ｃ，
Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｂを含む溶接材料を用いて溶接金属
中のＯ，Ｎ、 Ｓｉ、Ｍｎの量を特定したサブマージ
アーク溶接方法が開示されている。
５９１号公報にはＣａＣ０，、ＣａＦ２． ＣａＯ、
ｌＪｇｏ、 ５ｉｎ２． Ａｌ．０゜等からなるサブマ
ージアーク溶接用フラックスと組み合わせる特定量のＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｎ、 Ｎｉ、 ＲＥＭを含むワイヤが、特
開昭６１−１５４７８９号公報には５ｉｎ２゜ＣａＦ、
、 Ｃａｂ、＾１２０３． ＭｇＯ等からなるサブマー
ジアーク溶接用フラックスと組み合わせる特定量のＣ２
Ｓ ｉ、 Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎ ｉ、 Ｎｂ、
Ｖを含むワイヤが開示されている。又、特開昭６１−
１４９７号公報には特定量のＴｉ、 ＲＥＭ、 Ｃ，
Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｂを含む溶接材料を用いて溶接金属
中のＯ，Ｎ、 Ｓｉ、Ｍｎの量を特定したサブマージ
アーク溶接方法が開示されている。
ところが、以上のような溶接材料あるいは溶接法は高度
強度、耐酸化性、靭性等の基本特性あるいは耐割れ性の
観点から種々検討されたものであり、Ｓｉ及び０に起因
して粒界に発生する微少な割れ防止の観点からは十分に
検討されたものではなくこの点では十分満足できるもの
ではない。本発明者等は特開昭６３−２２０９９３号公
報に特定量のＣ９Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉ、 Ｖ
、 Ｎｂ、 Ａｌ、 Ｎを含み、Ｓｉ、０量を制限し
たワイヤと特定量のＣａＦ２． ＣａＯ、 Ａｌ。０３
゜Ａｌを含み、５ｉｎ２． Ｓｉを制限したサブマージ
アーク溶接用フラックスとを組み合わせることにより溶
接金属の粒界に発生する微少割れを改善する方法を開示
している。しかしながら有害であるフラックス中のＳｌ
Ｏ□を制限することは原材料を厳選し生産管理をかなり
厳しくする必要が有り、又、原材料に制限を受けるため
溶接作業性が十分満足できるものではないため溶接欠陥
が発生する恐れがあり、溶接金属の健全性の点でも問題
が残っている。
強度、耐酸化性、靭性等の基本特性あるいは耐割れ性の
観点から種々検討されたものであり、Ｓｉ及び０に起因
して粒界に発生する微少な割れ防止の観点からは十分に
検討されたものではなくこの点では十分満足できるもの
ではない。本発明者等は特開昭６３−２２０９９３号公
報に特定量のＣ９Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉ、 Ｖ
、 Ｎｂ、 Ａｌ、 Ｎを含み、Ｓｉ、０量を制限し
たワイヤと特定量のＣａＦ２． ＣａＯ、 Ａｌ。０３
゜Ａｌを含み、５ｉｎ２． Ｓｉを制限したサブマージ
アーク溶接用フラックスとを組み合わせることにより溶
接金属の粒界に発生する微少割れを改善する方法を開示
している。しかしながら有害であるフラックス中のＳｌ
Ｏ□を制限することは原材料を厳選し生産管理をかなり
厳しくする必要が有り、又、原材料に制限を受けるため
溶接作業性が十分満足できるものではないため溶接欠陥
が発生する恐れがあり、溶接金属の健全性の点でも問題
が残っている。
特開昭６３−２２０９９３号公報記載の発明はワイヤ中
のＳｌ及びフラックス中のＳｉｎ、から還元されるＳｌ
がＭｏ及びＮ１との間に低融点共晶物を生成し、又、溶
接金属中の０と結合し酸化物とて析出して粒界割れの原
因となるためその対策として溶接材料中のＳｉ と８１
０２の厳しい制限をしている。本発明は特開昭６３−２
２０９９３号公報の発明をさらに発展させたものであり
、種々検討した結果、フラックス中にＬｉ化合物を添加
することにより溶接金属の粒界割れに悪影響を及ぼすＳ
ｉＯ□を厳しく制限せずとも溶接金属に発生する割れが
防止出来ることを見いだした。溶接金属中のＳｉおよび
０とフラックス中のＬｉ化合物が溶接金属の粒界割れに
及ぼす影響を調査した。その結果は第１図に示すごとく
フラックス中にＬｉ化合物を添加すれば溶接金属中のＳ
ｉが０．７５％、０が０．０２５％以内なら粒界割れの
発生は認められない。Ｌｉ化合物の添加により、Ｓｉ、
Ｏの溶接金属の粒界割れに及ぼす影響が緩和されフラッ
クス中の５ｉｎ２を厳しく制限せずとも、溶接金属の粒
界に発生する微少割れを防止し、良好な溶接作業性と健
全な溶接金属が得られるという知見によりなされたもの
である。このような知見のもとに含Ｃｒｎワイヤを用い
たマルテンサイト＋フェライトの混合組織あるいはマル
テンサイト単一組織溶接金属の粒界に発生しやすい割れ
を防止するとともに、優れた高温強度および靭性が得ら
れ、更に良好な溶接作業性を有しスラグ巻き込み、ブロ
ーホール等の溶接欠陥が無い健全な溶接金属を得ること
のできる含Ｃｒ鋼のサブマージアーク溶接方法の提供を
目的とするものである。
のＳｌ及びフラックス中のＳｉｎ、から還元されるＳｌ
がＭｏ及びＮ１との間に低融点共晶物を生成し、又、溶
接金属中の０と結合し酸化物とて析出して粒界割れの原
因となるためその対策として溶接材料中のＳｉ と８１
０２の厳しい制限をしている。本発明は特開昭６３−２
２０９９３号公報の発明をさらに発展させたものであり
、種々検討した結果、フラックス中にＬｉ化合物を添加
することにより溶接金属の粒界割れに悪影響を及ぼすＳ
ｉＯ□を厳しく制限せずとも溶接金属に発生する割れが
防止出来ることを見いだした。溶接金属中のＳｉおよび
０とフラックス中のＬｉ化合物が溶接金属の粒界割れに
及ぼす影響を調査した。その結果は第１図に示すごとく
フラックス中にＬｉ化合物を添加すれば溶接金属中のＳ
ｉが０．７５％、０が０．０２５％以内なら粒界割れの
発生は認められない。Ｌｉ化合物の添加により、Ｓｉ、
Ｏの溶接金属の粒界割れに及ぼす影響が緩和されフラッ
クス中の５ｉｎ２を厳しく制限せずとも、溶接金属の粒
界に発生する微少割れを防止し、良好な溶接作業性と健
全な溶接金属が得られるという知見によりなされたもの
である。このような知見のもとに含Ｃｒｎワイヤを用い
たマルテンサイト＋フェライトの混合組織あるいはマル
テンサイト単一組織溶接金属の粒界に発生しやすい割れ
を防止するとともに、優れた高温強度および靭性が得ら
れ、更に良好な溶接作業性を有しスラグ巻き込み、ブロ
ーホール等の溶接欠陥が無い健全な溶接金属を得ること
のできる含Ｃｒ鋼のサブマージアーク溶接方法の提供を
目的とするものである。
本発明の要旨とするところはＣ； ０．０３〜０．２０
％、Ｍｎ； ０．４〜２．５％、Ｃｒ； ８．０〜１３
．０％、Ｍｏ；０，２〜０．８％、Ｎｉ；０．０５〜１
．３％、Ｖ；０．１〜０．５９６、Ｎｂ；０．０２〜０
．１２％、Ｗ、０．８〜２．２％、Ｎ ； ０．０２〜
０．１０％を含有し、かつＳｉ；０．１５％以下、０；
０．０１％以下に制限したワイヤと、ＣａＦ、 ； ２
５〜７０％、Ｃａｎ及び／又はＭｇ口；８〜３０％、Ａ
ｌ２Ｏ３及び／又はＺｒＯ２；２〜３５％、Ｌｉ化合物
；１〜１０％を含有し、かつＳｉＯ□；１５％以下に制
限したボンドフラックスを用い、更にワイヤ及び／又は
フラックスから添加するＡｌが（ワイヤ中のＡｌ＋、０
．７×フラツクス中のＡｌ）１〜５％、ワイヤ及び／又
はフラックスから添加するＢが（ワイヤ中のＢ＋０．５
×フラックス中のＢ）０．０００５〜０．０１５％にな
るようにワイヤとフラックスとを組み合わせて行う事を
特徴とする９Ｃｒ−ＩＭｏ鋼のサブマージアーク溶接方
法である。
％、Ｍｎ； ０．４〜２．５％、Ｃｒ； ８．０〜１３
．０％、Ｍｏ；０，２〜０．８％、Ｎｉ；０．０５〜１
．３％、Ｖ；０．１〜０．５９６、Ｎｂ；０．０２〜０
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０．１０％を含有し、かつＳｉ；０．１５％以下、０；
０．０１％以下に制限したワイヤと、ＣａＦ、 ； ２
５〜７０％、Ｃａｎ及び／又はＭｇ口；８〜３０％、Ａ
ｌ２Ｏ３及び／又はＺｒＯ２；２〜３５％、Ｌｉ化合物
；１〜１０％を含有し、かつＳｉＯ□；１５％以下に制
限したボンドフラックスを用い、更にワイヤ及び／又は
フラックスから添加するＡｌが（ワイヤ中のＡｌ＋、０
．７×フラツクス中のＡｌ）１〜５％、ワイヤ及び／又
はフラックスから添加するＢが（ワイヤ中のＢ＋０．５
×フラックス中のＢ）０．０００５〜０．０１５％にな
るようにワイヤとフラックスとを組み合わせて行う事を
特徴とする９Ｃｒ−ＩＭｏ鋼のサブマージアーク溶接方
法である。
本発明は成分を特定したワイヤと成分を特定したフラッ
クスとを組み合わせることによりなされるものであり、
ワイヤ中のＣ，Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉ。
クスとを組み合わせることによりなされるものであり、
ワイヤ中のＣ，Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉ。
Ｖ、 Ｎｂ、及びＮは９Ｃｒ−ＩＭｏ鋼用ワイヤとし
て基本特性の高温強度及び靭性を得るための必須成分で
ある。又、ワイヤ中のＳｉ、Ｏ及びフラックス中のＬｉ
化合物、ＳｌＯ□、更にワイヤ及び／又はフラックスの
Ａｌ．８の特定は本発明の目的とする溶接金属の粒界に
発生する微少割れを防止し、溶接作業性の改善及び健全
な溶接金属を得るために重要な要件となるものである。
て基本特性の高温強度及び靭性を得るための必須成分で
ある。又、ワイヤ中のＳｉ、Ｏ及びフラックス中のＬｉ
化合物、ＳｌＯ□、更にワイヤ及び／又はフラックスの
Ａｌ．８の特定は本発明の目的とする溶接金属の粒界に
発生する微少割れを防止し、溶接作業性の改善及び健全
な溶接金属を得るために重要な要件となるものである。
まずワイヤの成分について以下に順次説明する。
Ｃ； ０．０３〜０．２０％
Ｃは溶接金属の強度を保持するために必要な成分であり
０．０３％未満ではその効果がなく、０．２０％を超え
ると溶接金属の耐割れ性を劣化させる。従ってＣの範囲
を０．０３〜０．２０％にする。
０．０３％未満ではその効果がなく、０．２０％を超え
ると溶接金属の耐割れ性を劣化させる。従ってＣの範囲
を０．０３〜０．２０％にする。
Ｍｎ； ０．４〜２．５％
Ｍｎは脱酸のためのみでなく溶接金属の強度保持上にも
必要な成分であり０．４％以下ではその効果がなく、２
．５％を超えると溶接金属の靭性が低下する。従ってＭ
ｎの範囲を０．４〜２．５％にする。
必要な成分であり０．４％以下ではその効果がなく、２
．５％を超えると溶接金属の靭性が低下する。従ってＭ
ｎの範囲を０．４〜２．５％にする。
Ｃｒ； ８．０〜１３．０％
Ｃｒは耐酸化性と高温強度を確保するための基本成分で
あり８．０〜１３．０％必要である。
あり８．０〜１３．０％必要である。
Ｍｏ；０．２〜０．８％
Ｍｏは溶接金属の高温強度、高温クリープ強度を高める
ための必須成分であり、０．２％未満ではその効果がな
く、０．８％を超えると溶接金属の耐割れ性を劣化させ
る。従ってＭｏの範囲を０．２〜０．８％にする。
ための必須成分であり、０．２％未満ではその効果がな
く、０．８％を超えると溶接金属の耐割れ性を劣化させ
る。従ってＭｏの範囲を０．２〜０．８％にする。
Ｎｉ；０．０５〜１．３％
Ｎｉ は使用中の脆化軽減に有効な成分であり、高温、
高圧下で長時間使用される本発明溶接材料のような用途
に対しては必須の成分である。０．０５％未満ではその
効果はなく１．３％を超えると溶接金属のクリープ特性
を劣化させる。従ってＮｉの範囲を０．０５〜１．３％
にする。
高圧下で長時間使用される本発明溶接材料のような用途
に対しては必須の成分である。０．０５％未満ではその
効果はなく１．３％を超えると溶接金属のクリープ特性
を劣化させる。従ってＮｉの範囲を０．０５〜１．３％
にする。
Ｖ ； ０．１〜０．５％
■は高温強度を著しく高める成分であり、０．１％未満
ではその効果がなく、０．５％を超えると溶接金属の靭
性を劣化させる。従ってＶの範囲を０．１〜０．５％に
する。
ではその効果がなく、０．５％を超えると溶接金属の靭
性を劣化させる。従ってＶの範囲を０．１〜０．５％に
する。
Ｎｂ；０．０２〜０．１２％
Ｎｂは高温強度を高め、高温長時間側のクリープ破断強
度の向上に効果があるが０．０２％未満ではその効果は
なく、０．１２％を超えると溶接金属の靭性が劣化する
。従ってＮｂの範囲を０．０２〜０．１２％にする。
度の向上に効果があるが０．０２％未満ではその効果は
なく、０．１２％を超えると溶接金属の靭性が劣化する
。従ってＮｂの範囲を０．０２〜０．１２％にする。
Ｗ ； ０．８〜２．２％
Ｗは溶接金属の強度、高温クリープ強度を高めるために
有効であり、０．８％未満ではその効果がなく、２．２
％を超えると溶接金属の耐割れ性を劣化させる。従って
Ｗの範囲を０．８〜２．２％にする。
有効であり、０．８％未満ではその効果がなく、２．２
％を超えると溶接金属の耐割れ性を劣化させる。従って
Ｗの範囲を０．８〜２．２％にする。
Ｎ ； ０．０２〜０．１％
Ｎは溶接金属の強度を向上させるのに効果があるが、０
．０２％未満ではその効果がなく、０．１％を超えると
溶接作業性を劣化させ、ブローホールが発生する。従っ
てＮの範囲を０．０２〜０．１％にする。
．０２％未満ではその効果がなく、０．１％を超えると
溶接作業性を劣化させ、ブローホールが発生する。従っ
てＮの範囲を０．０２〜０．１％にする。
Ｓｉ；０．１５％以下
ＳｌはＭｏ及びＮ１との間に低融点共晶物を生成しやす
く、又、溶接金属中のＯと結合し酸化物として析出し粒
界割れの原因となる。前述のごとく粒界割れは溶接金属
中のＳｉを０．７５％以下、０を０．０２５％以下にす
ることにより防止出来るが、溶接金属中のＳｉはワイヤ
の他、フラックス中のＳｉＯ□からも還元される。溶接
金属中のＳｉを０．７５％以下にするにはフラックスか
らの還元されるＳｌを考慮するとワイヤ中のＳｉを０．
１５％以下にする必要がある。従って８１を０．１５％
以下に制限する。
く、又、溶接金属中のＯと結合し酸化物として析出し粒
界割れの原因となる。前述のごとく粒界割れは溶接金属
中のＳｉを０．７５％以下、０を０．０２５％以下にす
ることにより防止出来るが、溶接金属中のＳｉはワイヤ
の他、フラックス中のＳｉＯ□からも還元される。溶接
金属中のＳｉを０．７５％以下にするにはフラックスか
らの還元されるＳｌを考慮するとワイヤ中のＳｉを０．
１５％以下にする必要がある。従って８１を０．１５％
以下に制限する。
０ ； ０．０１％以下
０は溶接金属中のＭｏ、Ｎｉ、Ｓｉ等と酸化物を生成し
て粒界に析出し、粒界割れの原因となる。割れを防止す
るには前述のごとく溶接金属中の０を０、０２５％以下
にする必要があり、そのためにはワイヤ中の０を０．０
１％以下にする必要がある。従ってＯを０．０１％以下
に制限する。以上が本発明で特に定めるワイヤの成分と
その含有量であるが、その他にＰ、Ｓ等は不可避不純物
としての量が含まれる。
て粒界に析出し、粒界割れの原因となる。割れを防止す
るには前述のごとく溶接金属中の０を０、０２５％以下
にする必要があり、そのためにはワイヤ中の０を０．０
１％以下にする必要がある。従ってＯを０．０１％以下
に制限する。以上が本発明で特に定めるワイヤの成分と
その含有量であるが、その他にＰ、Ｓ等は不可避不純物
としての量が含まれる。
次にフラックスの成分について説明する。
［：ａＦ２； ２５〜７０％
ＣａＦ２はスラグの塩基度を上げ、溶接金属中の０を著
しく低減し靭性を良好にする効果があり、本発明のよう
に溶接金属中の０を低減して粒界割れを防止するために
は不可欠の成分である。又、スラグの溶融点を低下させ
溶は込みを浅くしスラグの剥離性を良好にするとともに
ビード形状、外観を良好にする。２５％未満ではその効
果がなく、７０％を超えるとスラグの流動性が過大とな
りビード形状、外観が劣化する。従ってＣａＦ２を２５
〜７０％に制限する。
しく低減し靭性を良好にする効果があり、本発明のよう
に溶接金属中の０を低減して粒界割れを防止するために
は不可欠の成分である。又、スラグの溶融点を低下させ
溶は込みを浅くしスラグの剥離性を良好にするとともに
ビード形状、外観を良好にする。２５％未満ではその効
果がなく、７０％を超えるとスラグの流動性が過大とな
りビード形状、外観が劣化する。従ってＣａＦ２を２５
〜７０％に制限する。
Ｃａｎ及び／又はＭｇＯ；８〜３０％
ＣａＯ及びＭｇＯはいずれも強塩基性成分でＣａｂ、と
共に溶接金属中の０低減に有効である。又、Ｃａ口。
共に溶接金属中の０低減に有効である。又、Ｃａ口。
ＭｇＯは耐火性の大きい成分であり、融点の低いＣａＦ
２を多量に含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビ
ード形状を整えるのに有効である。８％未満ではその効
果がなく、３０％を超えるとフラックスが溶は難くビー
ド表面が平滑さを失い、又、アンダーカット等の溶接欠
陥が発生する。従ってＣａｎ及び／又はＭｇＯを８〜３
０％に制限する。
２を多量に含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビ
ード形状を整えるのに有効である。８％未満ではその効
果がなく、３０％を超えるとフラックスが溶は難くビー
ド表面が平滑さを失い、又、アンダーカット等の溶接欠
陥が発生する。従ってＣａｎ及び／又はＭｇＯを８〜３
０％に制限する。
＾１２０．及び／又はＺｒＯ２； ２〜３０％Ａｌ２Ｏ
３及びＺｒＯ□は融点が高く、スラグの流動性を調整し
、ビード形状を整えるのに有効である。
３及びＺｒＯ□は融点が高く、スラグの流動性を調整し
、ビード形状を整えるのに有効である。
この効果は特に多層盛溶接に用いる時に重要であり、フ
ラックスの基本成分がＣａＦ２−Ｃａｎ−ＭｇＯ系では
ビードどうしの重ね部がなめらかにならず凹凸が生じる
が、Ａｌ２Ｏ３及び／又はＺｒＯ２の添加によりビード
どうしのなじみが良好となり、スラグイン、アンダーカ
ット等の欠陥の発生を防止する。２％未満では効果がな
く、３０％を超えるとスラグ巻き込みや、アンダーカッ
トが生じやすくなる。従ってＡｌ、０３及び／又はＺｒ
Ｏ□を２〜３０％に制限する。
ラックスの基本成分がＣａＦ２−Ｃａｎ−ＭｇＯ系では
ビードどうしの重ね部がなめらかにならず凹凸が生じる
が、Ａｌ２Ｏ３及び／又はＺｒＯ２の添加によりビード
どうしのなじみが良好となり、スラグイン、アンダーカ
ット等の欠陥の発生を防止する。２％未満では効果がな
く、３０％を超えるとスラグ巻き込みや、アンダーカッ
トが生じやすくなる。従ってＡｌ、０３及び／又はＺｒ
Ｏ□を２〜３０％に制限する。
Ｌｉ化合物（分解温度８００℃以上）；１〜１０％Ｌｉ
化合物の添加は本発明における最も重要な要件であり、
フラックス中の５ｉｎ２が還元されて溶接金属中に歩留
まるＳｉを低減し、粒界割れに及ぼすＳｉの影響を緩和
させる効果がある。１％未満では効果がなく、１０％を
超えるとスラグの剥離性が劣化する。従ってＬｉ化合物
を１〜１０％に制限する。ただし分解温度が８００℃未
満のＬｉ化合物では溶接中に分解して効果がなく、分解
温度が８００℃以上の例えばＬｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３，２
Ｌ＋２［１・Ｓｉｎ、 、Ｌｉ２Ｏ・ＣａＯ・２ＳｉＯ
，等を使用しなければならない。
化合物の添加は本発明における最も重要な要件であり、
フラックス中の５ｉｎ２が還元されて溶接金属中に歩留
まるＳｉを低減し、粒界割れに及ぼすＳｉの影響を緩和
させる効果がある。１％未満では効果がなく、１０％を
超えるとスラグの剥離性が劣化する。従ってＬｉ化合物
を１〜１０％に制限する。ただし分解温度が８００℃未
満のＬｉ化合物では溶接中に分解して効果がなく、分解
温度が８００℃以上の例えばＬｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３，２
Ｌ＋２［１・Ｓｉｎ、 、Ｌｉ２Ｏ・ＣａＯ・２ＳｉＯ
，等を使用しなければならない。
５１０２ ； １５％以下
ＳｉＯ□はスラグの粘性を調整し、ビード外観を改善す
るのに有効であるが、一方アーク雰囲気中で還元され、
溶接金属のＳｉ を増加して粒界割れを促進させる。前
述のように溶接金属中のＳｉを０．７５％以下にするた
めには１５％が限界である。
るのに有効であるが、一方アーク雰囲気中で還元され、
溶接金属のＳｉ を増加して粒界割れを促進させる。前
述のように溶接金属中のＳｉを０．７５％以下にするた
めには１５％が限界である。
従って８１０□を１５％以下に制限する。
ワイヤ及び／又はフラックスから添加するＡｌ：１〜５
％ Ａｌ は溶接金属中の０を著しく低減させ、前述のＬｉ
化合物を補助して粒界割れを防止する効果があり、溶接
金属の粒界割れ防止に必須の成分である。又、ブローホ
ールの発生を防止し健全な溶接金属を得るために有効で
ある。１％未満では効果がなく５％をこえると溶接金属
の靭性が劣化し、又、スラグの焼き付きが多くなり剥離
性が劣化する。従ってＡｌを１〜５％に制限する。添加
の方法としてワイヤ及び／又はフラックスから添加する
方法があり、ワイヤから添加する方がその効果は大きい
がワイヤ中のＡｌが１．５％を超えると熱間鍛造性が劣
化するため、ワイヤから添加する場合には１．５％が限
界である。フラックスからの添加による効果はワイヤの
７０％である。
％ Ａｌ は溶接金属中の０を著しく低減させ、前述のＬｉ
化合物を補助して粒界割れを防止する効果があり、溶接
金属の粒界割れ防止に必須の成分である。又、ブローホ
ールの発生を防止し健全な溶接金属を得るために有効で
ある。１％未満では効果がなく５％をこえると溶接金属
の靭性が劣化し、又、スラグの焼き付きが多くなり剥離
性が劣化する。従ってＡｌを１〜５％に制限する。添加
の方法としてワイヤ及び／又はフラックスから添加する
方法があり、ワイヤから添加する方がその効果は大きい
がワイヤ中のＡｌが１．５％を超えると熱間鍛造性が劣
化するため、ワイヤから添加する場合には１．５％が限
界である。フラックスからの添加による効果はワイヤの
７０％である。
ワイヤ及び／又はフラックスから添加するＢ：０．００
０５〜０．０１５％ Ｂは粒界強化による高温クリープ特性の改善に効果があ
り、０．０００５％未満では効果がなく、０．１５％を
超えると靭性を劣化させる。従って、Ｂを０．０００５
〜０．１５％に制限する。添加の方法としてワイヤ及び
／又はフラックスから添加する方法があり、ワイヤから
添加する方がその効果は大きく、フラックスからの添加
による効果はワイヤの５０％である。
０５〜０．０１５％ Ｂは粒界強化による高温クリープ特性の改善に効果があ
り、０．０００５％未満では効果がなく、０．１５％を
超えると靭性を劣化させる。従って、Ｂを０．０００５
〜０．１５％に制限する。添加の方法としてワイヤ及び
／又はフラックスから添加する方法があり、ワイヤから
添加する方がその効果は大きく、フラックスからの添加
による効果はワイヤの５０％である。
以上本発明のフラックスの必須成分について説明したが
、これら成分の添加原料は単独物質と共に上記成分を含
有する化合物、鉱石あるいは溶融形フラックス等で添加
することが出来る。例えば用いる原料として、ＣａＦ２
；蛍石、溶融形フラックス等、Ｃａｎ；炭酸石灰、溶融
形フラックス等、ＭｇＯ；マグネシアクリンカ−、スピ
ネル、溶融形フラックス等、＾１，０．；アルミナ、ス
ピネノペ溶融形フラックス等、Ａｌ；金属Ａｌ 、Ｆｅ
−Ａｌ等である。
、これら成分の添加原料は単独物質と共に上記成分を含
有する化合物、鉱石あるいは溶融形フラックス等で添加
することが出来る。例えば用いる原料として、ＣａＦ２
；蛍石、溶融形フラックス等、Ｃａｎ；炭酸石灰、溶融
形フラックス等、ＭｇＯ；マグネシアクリンカ−、スピ
ネル、溶融形フラックス等、＾１，０．；アルミナ、ス
ピネノペ溶融形フラックス等、Ａｌ；金属Ａｌ 、Ｆｅ
−Ａｌ等である。
必須成分のほかにも合金成分を調整するために金属粉、
合金粉を配合することが出来る。
合金粉を配合することが出来る。
以下に本発明溶接方法の効果を実施例により説明する。
実験に供したワイヤは真空溶解炉にて溶解し、鍛造、圧
延及び線引きを行って４． Ｏｍｍφに作製した。ワイ
ヤの組成を第１表に示すが、ｗ−１−ｗ−５は本発明に
用いたワイヤ、Ｗ−６〜Ｗ−１１は比較例に用いたワイ
ヤである。
延及び線引きを行って４． Ｏｍｍφに作製した。ワイ
ヤの組成を第１表に示すが、ｗ−１−ｗ−５は本発明に
用いたワイヤ、Ｗ−６〜Ｗ−１１は比較例に用いたワイ
ヤである。
実験に供したボンドフラックスは通常のフラックス原料
として用いられる鉱石粉、複合化合物等を混合、撹はん
後、水ガラスを用いて造粒し、５００℃で約１時間焼成
して作製した。フラックスの組成を第２表に示すが、Ｆ
−１〜Ｆ−６は本発明用に用いたフラックス、Ｆ−７〜
Ｆ−１２は比較例に用いたものである。
として用いられる鉱石粉、複合化合物等を混合、撹はん
後、水ガラスを用いて造粒し、５００℃で約１時間焼成
して作製した。フラックスの組成を第２表に示すが、Ｆ
−１〜Ｆ−６は本発明用に用いたフラックス、Ｆ−７〜
Ｆ−１２は比較例に用いたものである。
第１表のワイヤと第２表のフラックスとを組み合わせ、
第３表に示す鋼板を用い、第４表に示す溶接条件及び第
２図に示す積層要領により、２ｍの溶接長でサブマージ
アーク溶接を行い、７４０℃Ｘ２ｈｒの後熱処理を実施
した。第５表にワイヤとフラックスとの組み合わせ及び
その確性試験結果を示す。
第３表に示す鋼板を用い、第４表に示す溶接条件及び第
２図に示す積層要領により、２ｍの溶接長でサブマージ
アーク溶接を行い、７４０℃Ｘ２ｈｒの後熱処理を実施
した。第５表にワイヤとフラックスとの組み合わせ及び
その確性試験結果を示す。
確性は、溶接作業性試験、Ｘ線透過試験（ＪＩＳＺ ３
１０４による）を行った後、ミクロ組織観察による粒界
割れの調査や高温引張試験片（ＪＩＳ ２０５６７径；
５ｍｍφ）、衝撃試験片（ＪＩＳ ｌ ２２０２，４号
）、側曲げ試験片（ＪＩＳ Ｚ３１２２．３号）、クリ
ープ試験片（ＪＩＳ ２２２７１径；６化φ）を採取し
て基本的な溶接金属性能を調査した。高温引張試験は５
５０℃、衝撃試験は０℃、側曲げ試験はＲ＝２ｔで行っ
た。
１０４による）を行った後、ミクロ組織観察による粒界
割れの調査や高温引張試験片（ＪＩＳ ２０５６７径；
５ｍｍφ）、衝撃試験片（ＪＩＳ ｌ ２２０２，４号
）、側曲げ試験片（ＪＩＳ Ｚ３１２２．３号）、クリ
ープ試験片（ＪＩＳ ２２２７１径；６化φ）を採取し
て基本的な溶接金属性能を調査した。高温引張試験は５
５０℃、衝撃試験は０℃、側曲げ試験はＲ＝２ｔで行っ
た。
本発明例のＮα１〜Ｎα２０は優れた溶接作業性、溶接
金属が得られたがＮα２１はフラックス中の８１０２が
過多、Ｎｏ、２２．Ｎα２４はフラックス中のＣａＦ、
が不足しＣａＯとＭｇＯとの和が過多、Ｎｏ、２３はフ
ラックス中のＳ１０□が過多でワイヤ及びフラックスの
Ｂが過多、Ｎα２５はフラックス中のＣａＦｚが過多で
、ＣａｎとＭｇＯとの和が不足、Ｎα２６はフラッラス
中にＬｉ化合物がなく、Ｎα２７はワイヤ及びフラック
スのＡｌが過多でワイヤ及びフラックスのＢが不足、Ｎ
α２８はフラックス中にＬｉ化合物がなくワイヤ及びフ
ラックスのＡｌが過多、Ｎα２９はフラックス中のＡＣ
３［１３とＺｒ［）２との和が不足し、Ｌｉ化合物が過
多で、ワイヤ及びフラックスのＢが不足、Ｎα３０はフ
ラックス中のＡ］２０ｓとＺｒＯ２との和が過多でワイ
ヤ及びフラックスのＡｌが不足、Ｎα３１はワイヤ中の
Ｃ，Ｎｂが不足しＭｏが過多で、Ｎα３２はワイヤ中の
Ｃ，Ｎｉが過多でＭｏが不足、Ｎα３３はワイヤ中のＳ
ｉ 、Ｃｒが過多でＮが不足、Ｎα３４はワイヤ中の
Ｍｎが不足しＶ、Ｎｂ、Ｎが過多、Ｎα３５はワイヤ中
のＭｎＯが過多でワイヤ及びフラックスのＢが過多、Ｎ
α３６はワイヤ中のＣｒ 、Ｖ、Ｎｌの不足というその
個々の理由により溶接作業性不良、機械的性質の劣化、
粒界割れの発生等の問題点がある。
金属が得られたがＮα２１はフラックス中の８１０２が
過多、Ｎｏ、２２．Ｎα２４はフラックス中のＣａＦ、
が不足しＣａＯとＭｇＯとの和が過多、Ｎｏ、２３はフ
ラックス中のＳ１０□が過多でワイヤ及びフラックスの
Ｂが過多、Ｎα２５はフラックス中のＣａＦｚが過多で
、ＣａｎとＭｇＯとの和が不足、Ｎα２６はフラッラス
中にＬｉ化合物がなく、Ｎα２７はワイヤ及びフラック
スのＡｌが過多でワイヤ及びフラックスのＢが不足、Ｎ
α２８はフラックス中にＬｉ化合物がなくワイヤ及びフ
ラックスのＡｌが過多、Ｎα２９はフラックス中のＡＣ
３［１３とＺｒ［）２との和が不足し、Ｌｉ化合物が過
多で、ワイヤ及びフラックスのＢが不足、Ｎα３０はフ
ラックス中のＡ］２０ｓとＺｒＯ２との和が過多でワイ
ヤ及びフラックスのＡｌが不足、Ｎα３１はワイヤ中の
Ｃ，Ｎｂが不足しＭｏが過多で、Ｎα３２はワイヤ中の
Ｃ，Ｎｉが過多でＭｏが不足、Ｎα３３はワイヤ中のＳ
ｉ 、Ｃｒが過多でＮが不足、Ｎα３４はワイヤ中の
Ｍｎが不足しＶ、Ｎｂ、Ｎが過多、Ｎα３５はワイヤ中
のＭｎＯが過多でワイヤ及びフラックスのＢが過多、Ｎ
α３６はワイヤ中のＣｒ 、Ｖ、Ｎｌの不足というその
個々の理由により溶接作業性不良、機械的性質の劣化、
粒界割れの発生等の問題点がある。
以下余白
〔発明の効果〕
以上述べたごとく、本発明は９Ｃｒ−ＩＭｏｌのサブマ
ージアーク溶接において粒界割れが発生せず高温強度、
衝撃値、曲げ性能等の機械的性能が優れた溶接金属が得
られるとともに作業性溶接欠陥が発生しない優れた溶接
作業性を有する溶接方法である。各種の発電ボイラー、
圧力容器等に使用される９Ｃｒ−ＩＭｏｎのサブマージ
アーク溶接を本発明方法で行えば溶接継手部の信頼性は
大幅に向上できるものである。
ージアーク溶接において粒界割れが発生せず高温強度、
衝撃値、曲げ性能等の機械的性能が優れた溶接金属が得
られるとともに作業性溶接欠陥が発生しない優れた溶接
作業性を有する溶接方法である。各種の発電ボイラー、
圧力容器等に使用される９Ｃｒ−ＩＭｏｎのサブマージ
アーク溶接を本発明方法で行えば溶接継手部の信頼性は
大幅に向上できるものである。
第１図は溶接金属中のＳｉ 、Ｏ及びＬ１化合物と溶
接金属の粒界割れとの関係を示したグラフである。第２
図は実施例において用いた開先形状及び積層要領を示す
断面図である。 第 図
接金属の粒界割れとの関係を示したグラフである。第２
図は実施例において用いた開先形状及び積層要領を示す
断面図である。 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％でＣ；０．０３〜０．２０％ Ｍｎ；０．４〜２．５％ Ｃｒ；８．０〜１３．０％ Ｍｏ；０．２〜０．８％ Ｎｉ；０．０５〜１．３％ Ｖ；０．１〜０．５％ Ｎｂ；０．０２〜０．１２％ Ｗ；０．８〜２．２％ Ｎ；０．０２〜０．１０％ を含有し、かつ、 Ｓｉ；０．１５以下 Ｏ；０．０１％以下 に制限し残部Ｆｅ及び不可避不純物からなるワイヤと ＣａＦ＿２；２５〜７０％ ＣａＯ、ＭｇＯの１種又は２種；８〜３０％ Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２の１種又は２種；２〜３０
％ 分解温度８００℃以上であるＬｉ化合物の１種又は２種
以上；１〜１０％ を含有し、かつ、 ＳｉＯ＿２；１５％以下 に制限したボンドフラックスを用い更に下記括弧内であ
らわされる ワイヤ、フラックスの一方又は両方から添加するＡｌ；
１〜５％、 ワイヤ、フラックスの一方又は両方から添加するＢ；０
．０００５〜０．０１５％ であるようにワイヤとフラックスとを組み合わせて行う
事を特徴とする含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方
法。 （ワイヤ中のＡｌ＋０．７×フラックス中のＡｌ）（ワ
イヤ中のＢ＋０．５×フラックス中のＢ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053289A JPH02268977A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053289A JPH02268977A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02268977A true JPH02268977A (ja) | 1990-11-02 |
Family
ID=14001023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9053289A Pending JPH02268977A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 含Ｃｒ耐熱鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02268977A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240542A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 超低氢高韧性低碳加钨耐热钢焊条 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9053289A patent/JPH02268977A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240542A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 超低氢高韧性低碳加钨耐热钢焊条 |
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