JPH0313296A

JPH0313296A - ロールの肉盛溶接方法

Info

Publication number: JPH0313296A
Application number: JP14627489A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tanaka; 治田中; Shogo Natsume; 夏目　松吾; Naoki Suzuki; 直樹鈴木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1991-01-22

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、ロール肉盛溶接方法に係り、より詳細には、
フラックス入りワイヤと焼結型フラックスの組合せによ
り、製鉄機械部品等のロールに肉盛溶接を行う方法に関
するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）製鉄機械部品
等の各種ロールに耐食性、耐焼付き性、耐高温耐摩耗等
の特性を付与する目的で行なう肉盛溶接には、従来から
溶融型フラックスが多く用いられているが、高合金溶接
金属や特殊成分を添加する場合などには、ボンドタイプ
のフラックス（焼結型フラックス）がしばしば用いられ
ている。

一方、ロールの肉盛溶接は連続的に行なえるように一般
にスパイラルに施工されるが、溶接の進行と共にロール
温度が上昇し、特にボンドタイプのフラックスを用いる
と、極端な場合には溶接作業性が変化し、ビード形状不
良などの溶接欠陥が生ずることがある。特に３５０φ以
下の小径ロールの場合はその傾向が著しい。

本発明は、か＼る問題点を解決するためになされたもの
であって、小径ロールの肉盛溶接に適用しても、溶接欠
陥の発生がなく良好な作業性でロール肉盛溶接を可能に
する方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明者は、前記問題点に鑑みて、溶接中のロール温度
の」１昇により溶接作業性が変化する原因について検討
した。その結果、溶融スラグの粘性が温度上昇と共に急
激に変化乃至低下し、ビード幅が広がり、また垂れ落ち
易くなること、このためアーク状態が不安定になるなど
のためであることが判明した。これらはフラックスが高
温に曝されることにより、フラックスが変質（例、炭酸
塩の分解）することも原因の一つと推定された。

そこで、その対策について鋭意研究を重ねた結果、サブ
マージアーク溶接用のフラックス入りワイヤと焼結型フ
ラックスをベースに、高温度で、しかも長時間使用して
も作業性及び性能の変化が極めて少ない溶接材料を開発
し、ここに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明に係るロールの肉盛溶接方法は、要す
るに、焼結型フラックスと、金属製外皮中にフラックス
を充填してなるフラックス入りワイヤとの組合せで行う
に際し、前記焼結型フラックスとして、ＭｇＯ：１５〜
４０％、ＡｌＯ３：１５〜３５％、Ｓｕｎ．１０〜３０
％、ＣａＦ．５〜３０％、ＣａＯ：２〜２０％及びＣＯ
２≦５％を含む組成のフラックスを用い、かつ、前記フ
ラックス入りワイヤとして、ＣａＣＯ３：０．３〜３％
、　ＭｇＧｏ．０．３〜３％、ＢａＣＯ３：０．３〜３
％、ＣａＦ２：０．３〜３％、ＮａＦ：０．３〜３％、
　　ＢａＦ．０．３〜３％及びに２ＳＪＦ．０．３〜３
％の少なくとも１種を含有するフラックスを充填したワ
イヤを用い、或いは更に、少なくともＣ：０゜０２〜０
゜５０％、Ｍｎ：０．３〜３．０％、Ｓｉ：Ｏ，１〜１
．０％及びＣｒ：２．０〜２０％を含有し又は更にＭｏ
≦５．０％及びＮｉ≦７．０％の１種又は２種を含有す
る鉄基ワイヤを用いることを特徴とするものである。

ある。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）まず、焼結型フラックスの成分の限定理由を説明する。

ＭｇＯ：１５〜４０％ＭｇＯはスラグの融点を高め、垂れ落ちを防止する効果
があり、また、塩基度を高める効果及び良好なスラブ剥
離性を付与する働きを持っている。

しかし、１５％未満ではその効果が不充分であり、また
４０％を超えるとビード形状及びスラブの剥離性が劣化
するので１Ｍｇ０ｉは１５〜４０％の範囲とする。

ＡＱ２０３：１５〜３５％ＡＱ２０Ｊはスラグの融点を上昇する効果がある。

しかし、１５％未満では充分なスラグの保持力が得られ
ず、ロール肉盛においてスラグの垂れ落ちが生じる。ま
た３５％を超えるとビードの広がり、なじみが劣化する
ので、Ａ　Ｑｚ　ｏ　ｘ　ＭＥは１５〜：３５％の範囲
とする。

Ｓｉｎ．１０〜３０％Ｓｉｎ、はビード外観、なじみの改善に寄与するが、１
０％未満ではその効果が見られず、また３０％を超える
とスラグ剥離性の劣イヒ、スラグの垂れ落ちを生じるの
で、Ｓｉｎ、量は１０〜３０％の範囲とする。

Ｃａ　Ｆ　ｚ　：　５〜３０％ＣａＦ、は塩基度を高め、スラブの粘性調整、耐ビット
性、耐ブローホール性の改善に効果がある。

しかし、５％未満ではそのような効果が見られず、また
３０％を超えるとスラブの垂れ落ちが生じるので、Ｃａ
Ｆ２量は５〜３０％の範囲とする。

ＣａＯ：２〜２０％ＣａＯは塩基度を高め、スラグの粘性調整に効果がある
が、２％未満ではその作用が見られず、２０％を超える
とスラグの剥離性を阻害するので、ＣａＯ量は２〜２０
％の範囲とする。

ＣＯ２：５５％ＣＯ２は溶着金属をシールドする効果があるが。

５％を超えて含有させると、連続ロール肉盛やフラック
スの繰返し使用などで作業性が変化するため、５％以下
に抑える必要がある。なお、ＣＯ２成分は炭酸塩などの
型で添加される。

次に、使用するワイヤについて説明する。

上記焼結型フラックスと組合せて使用するワイヤとして
は、金属製外皮中に特定組成のフラックスを充填してな
るフラックス入りワイヤを用いる。

すなわち、そのフラックス組成は、ＣａＣＯ３：０゜３
〜３％、ＭｇＣＯ３二０．３〜３％、ＢａＣＯ３：０゜
３〜３％、Ｃａ　Ｆ　２　：　０　、３〜３％、ＮａＦ
：０．３〜３％、ＢａＦ．０．３〜３％及びＫ　２　Ｓ
　ｘ　Ｆ　＊　：　０　、３〜３％の少なくとも１種を
含有する組成のものである。

これら炭酸塩、フッ化物は溶接アークにより分解し、ガ
スを発生し、耐ビード性、耐ブローホール性を改善する
効果があり、少なくとも１種を含有させることにより効
果的に作用する。しかし。

０．３％未満ではその効果がなく、また３％を超えると
ポックマークなどの欠陥を生じるので好ましくない。

ここで、上記焼結型フラックス中にＣａ　Ｆ　、を含有
させているにも拘らず、ワイヤ中に更にＣａ　Ｆ２笠の
フッ化物を含有させる理由は、フラックス中のＣａＦ、
含有量はスラグの垂れ落ち防止の点から多くを含ませる
ことができないので、その不足分を補う必要があるため
である。

つまり、焼結型フラックス中のＣａＦ２含有量を増せば
耐ピツト、耐ブローホール性は向上していくが、逆に融
点が低下し、スラブ全体の流動性が増し、小径ロール肉
盛時にはスラグ先行によるビード形状不揃いを招き易い
。したがって、フラックス中のＣａ　Ｆ２量は３０％以
下に抑えざるを得ないが、それだけでは耐ビット性、耐
ブローホール性が満足できない、しかし、ワイヤ中にフ
ッ化物又は炭酸塩を含有させると、フラックス中に含有
させるよりも少量添加により、効果的に耐ピツト、耐ブ
ローホール性が向上することが判明したからである。

なお、小径ロールの肉盛溶接において、軟鋼や低炭素鋼
のワイヤに比べて、炭素量が高いか或いはＣｒなとの合
金成分が高いワイヤの場合には、溶接中の溶融金属の融
点、粘性が軟鋼、低炭素鋼に比べて低いため、ビードの
垂れ落ちが生じ易い傾向となる。このような場合には、
少なくとも、ｃ：ｏ、ｏ５〜０．５０％、Ｍｎ：０．３
〜３．０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％及びＣｒ：２．０
〜２０％を含有し、更しこ必要に応じてＭｏ≦５．０％
及びＮｉ≦７．０％の１種又は２種を含有するフラック
ス入り鉄基ワイヤを用いると、か＼る効果がより大きい
ことが判明した。なお、この場合の充填フラックスは前
記フラックスと同じ条件のものであり、したがって、該
ワイヤの残部は鉄及び前記充填フラックスから構成され
る。

これらの成分の含有量（ワイヤ重量％）の限定理由は次
のとおりである。

Ｃ：　０．０２〜０．５０％硬化肉盛溶接はロールに耐食性、耐摩耗性を付与する目
的で行われるが１組合せワイヤとしては、Ｃｒ系ステン
レス鋼系又は低合金マルテンサイト系などが多用される
。その場合のワイヤ中Ｃ量は０．０２〜０．５０％が実
用範囲となる。０．０２％未満では耐食性などは向上す
るものの、硬さが充分でなく、耐摩耗性に問題が生ずる
。また０゜５０％を超えると溶接割れが発生し易くなる
。したがって、Ｃ量は０．０２〜０．５０％の範囲とす
る。

Ｍｎ：０．３〜３．０％Ｍｎは脱酸、清浄作用のために必要な元素であるが、０
．３％未満では効果がなく、３．０％を超えると効果は
飽和するので、Ｍｎ量は０．３〜３゜０％の範囲とする
。

Ｓｉ：０．１〜１．０％ＳｉはＭｎと同じ作用を有するが、０．１％未満では効
果がなく、１．０％を超えると耐割れ性が劣化するので
、Ｓｉ量は０．１〜１．０％の範囲とする。

Ｃｒ：２．０〜２０％耐摩耗性を付与する硬化肉感には低合金のマルテンサイ
ト系が使用され、溶接金属の硬さを確保するためにＣｒ
が添加される。しかし、２．０％未満では充分な硬さが
得られない、また２０％を超えると、連続溶接によるパ
ス間温度上昇に伴いγ相脆化、結晶粒度粗大化などが生
じ、実用的でない。したがって、Ｃｒ量は２．０〜２０
％の範囲とする。

Ｍｏ：５５．０％Ｍｏは焼戻し軟化抵抗性を付与し、連続溶接や。

再熱部と非熱影響部との硬さムラを低下させる効果があ
り、必要に応じて適宜添加できる。しかし、５．０％を
超える添加は効果が飽和し、不経済であるので、Ｍｏｆ
＆は５．０％以下とする。

Ｎｉ：６７．０％Ｎｉは溶接金属の靭性の改等、耐割れ性の改善に効果が
あり、必要に応じて適宜添加できる。しかし、７％を超
えて添加すると高温割れが助長されるので、Ｎｉ量は７
．０％以下とする。

なお、フラックス入りワイヤの断面形状、寸法等々は特
に制限がないことは云うまでもない。また、ロール肉盛
溶接の他の条件も特に制限がないことは云うまでもない
。

（実施例）次に本発明の実施例を示す。

犬１潰± 第１表に示す焼結型フラックスとワイヤを用いてロール
肉盛溶接試験を実施した。ロール肉盛溶接試験は、１５
０φ及び４００φ寸法で３４５Ｃからなる材質のロール
に第２表に示す溶接条件でスパイラル盛りを行った。

第１表にロール肉盛溶接時の作業性を併記する。

表中、Ｎａ　１０”ＮＱ　１１は本発明例であり、＆１
〜魔９は比較例で、Ｎα１〜Ｎα８はフラックス成分が
本発明範囲を満たしておらず、勲７〜徹９はワイヤ成分
のうち充填フラックス成分が本発明範囲を満たしていな
い例である。

本発明例ＮＩＩＩＩＯ−ＮＱＩＩはいずれも溶接欠陥が
なく、良好な作業性を有している。一方、比較例Ｈａ　
ｌ〜Ｎ１１９は、ビード形状が悪いほか、少なくともス
ラグの垂れ落ちや剥離性又は耐ピツト性のいずれかが悪
く、作業性が良くない。

Ｃ以下余白】失１１１為第３表に示す焼結型フラックスとワイヤを用いてロール
肉盛溶接試験を実施した。ロール肉盛溶接試験における
ロール材質、溶接条件及び要領は実施例１の場合と同様
である。

第３表に肉盛金属の特性を併記する。比較例のＮα１は
、ワイヤ成分のうちｃｌが多い例であり。

硬さは高いが耐割れ性が良くない。一方、本発明例覧２
〜Ｈａ　３は硬さを確保できると共にロール肉盛施工時
に割れが発生せず、優れた耐割れ性を示している。

【以下余白）（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、特定組成の焼結
型フラックスとフラッグス入りワイヤとの組合せにてロ
ール肉盛溶接を行うので、高温度で、しかも長時間使用
しても作業性及び性能の変化が極めて少なく、特に小径
ロールの肉盛溶接に適している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロールの肉盛溶接において、焼結型フラックスと
、金属製外皮中にフラックスを充填してなるフラックス
入りワイヤとの組合せで行うに際し、〔１〕前記焼結型フラックスとして、重量％で（以下、
同じ）、ＭｇＯ：１５〜４０％、ＡｌＯ＿３：１５〜３
５％、ＳｉＯ＿２：１０〜３０％、ＣａＦ＿２：５〜３
０％、ＣａＯ：２〜２０％及びＣＯ＿２≦５％を含む組
成のフラックスを用い、かつ、〔２〕前記フラックス入りワイヤとして、ワイヤ重量％
で（以下、同じ）、ＣａＣＯ＿３：０．３〜３％、Ｍｇ
ＣＯ＿３：０．３〜３％、ＢａＣＯ＿３：０．３〜３％
、ＣａＦ＿２：０．３〜３％、ＮａＦ：０．３〜３％、
ＢａＦ＿２：０．３〜３％及びＫ＿２ＳｉＦ＿６：０．
３〜３％の少なくとも１種を含有するフラックスを充填
したフラックス入りワイヤを用いることを特徴とするロ
ールの肉盛溶接方法。
（２）前記フラックス入りワイヤとして、更に、ワイヤ
重量％で（以下、同じ）、少なくともＣ：０．０２〜０
．５０％、Ｍｎ：０．３〜３．０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％及びＣｒ：２．０〜２０％を含有する鉄基
ワイヤを用いる請求項１に記載の方法。
（３）前記フラックス入り鉄基ワイヤが、更に、Ｍｏ≦
５．０％及びＮｉ≦７．０％の１種又は２種を含有する
ものである請求項２に記載の方法。