JPH0356833B2 - - Google Patents

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JPH0356833B2
JPH0356833B2 JP56040474A JP4047481A JPH0356833B2 JP H0356833 B2 JPH0356833 B2 JP H0356833B2 JP 56040474 A JP56040474 A JP 56040474A JP 4047481 A JP4047481 A JP 4047481A JP H0356833 B2 JPH0356833 B2 JP H0356833B2
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less
welding
toughness
weld
arc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はフエライト系ステンレス鋼の不活性ガ
スシールドアーク溶接に使用するのに適し、とく
にアーク安定性の優れた溶接ワイヤに関するもの
である。 フエライト系ステンレス鋼としては、例えば
Crを11〜35%含有するAISI405、430、434、444
等(JISハンドブツク鉄鋼1980年版1210〜1211頁
参照)がある。 従来、例えば化学工業用材料のうち特に耐食性
を必要とする用途に対しては、主としてSUS304
等のオーステナイト系ステンレス鋼が使用されて
いるが、これらオーステナイト系ステンレス鋼は
耐応力腐食割れ性が脆弱でありかつNiを多量に
含有するために高価格であるという欠点があつ
た。これに対し、フエライト系ステンレス鋼は耐
応力腐食割れ性にきわめて優れておりかつ価格も
低廉であるので、特に耐食性を必要とする用途に
対して有用な材料として近年上記オーステナイト
系ステンレス鋼に代わつて使用されるようになつ
てきている。 この種のフエライト系ステンレス鋼の溶接に
は、オーステナイト系の溶接材料を用いる異材溶
接法と、フエライト系の溶接材料を用いる共金溶
接法とがある。これらのうち、オーステナイト系
の溶接材料を用いた場合には、耐溶接割れ性や溶
着金属の特性は良好となるものの、応力腐食割れ
や熱疲労割れを生じやすいという欠点があり、他
方、フエライト系の溶接材料を用いた場合には、
安価ではあるが、溶接割れを生じたり、溶着金属
の特性たとえば靭性や延性が劣化したりするとい
う欠点がある。このフエライト系の溶接材料を用
いた共金溶接法の欠点の理由としては、溶接後の
凝固時におけるフエライト結晶粒の粗大化あるい
はマルテンサイトの析出などによるものと考えら
れる。 一方、不活性ガスシールドアーク溶接材料を用
いる不活性ガスシールドアーク溶接法は、Ar、
Heなどの不活性ガスあるいはこれらにO2やCO2
などの活性ガスを適量加えたガスをシールドガス
として用いるアーク溶接法であつて、自動溶接が
可能な溶接法として知られている。この溶接法
は、溶接材料を消耗電極とするMIG溶接法と、
非消耗タングステン電極のアーク中に溶接材料を
溶加するTIG溶接法とに大別できる。しかしなが
ら、このような不活性ガスシールドアーク溶接法
は、一般に溶接入熱量が多いとか、あるいは被溶
接材(母材)の溶け込み量が多いとかいわれてい
る。このため、上記不活性ガスシールドアーク溶
接法においては、大入熱によるフエライト結晶粒
の著しい粗大化や、C含有量の多い被溶接材の場
合にその希釈によるマルテンサイト析出量の増大
を招き、溶接割れの多発や大きな靭性劣化をきた
しやすいという問題を有している。 そこで、上述したような種々の問題を解決する
ための研究は数多くなされているが、一般的に
は、Ti、Nb、Al等の強い炭・窒化物形成元素を
適量添加して溶着金属のフエライト結晶粒の粗大
化防止をはかつたり、鋼中のCを固定してマルテ
ンサイトの析出を抑制することにより溶着金属の
性能改善をはかつたりすることが考えられてい
る。 しかしながら、上記Ti、Nb、Al等の強い炭・
窒化物形成元素を添加することによる溶着金属の
靭性向上には限度があり、逆にこれら元素の炭・
窒化物は高温溶接割れ感受性を高めるため、多層
盛溶接における溶着金属の熱影響部割れを生じや
すくし、さらに、強い炭化物の添加によつてアー
クが不安定になりやすく、自動溶接可能な不活性
ガスシールドアーク溶接とりわけ高能率なMIG
溶接においては致命的な欠点となることから、い
まだ満足すべき結果が得られていないという問題
を有していた。 本発明は、上述した従来の問題点に着目してな
されたもので、とくにフエライト系ステンレス鋼
の不活性ガスシールドアーク溶接の際におけるア
ークの安定性ならびに耐溶接割れ性にすぐれてい
ると同時に、溶着金属の耐食性ならびに靭性をす
ぐれたものにすることができる溶接ワイヤを提供
することを目的としている。 本発明者らは、上述の目的に従つて種々の実験
研究を繰返しおこなつた結果、Ti、Nb、Al等の
強い炭・窒化物形成元素を適量添加することによ
つて溶着金属の靭性向上をはかると同時に、Wを
必須元素として適量添加することによつて耐溶接
割れ性やアーク安定性の向上をはかり、アーク安
定性の向上により連続使用される自動溶接に適し
たものとなりうることを見い出した。とくに、必
要に応じてCa、REM、Mgと複合添加すること
によつて、熱間加工性を改善できると同時に、溶
着金属の靭性をより一層向上できることを見い出
した。すなわち、本発明に係るアーク安定性の優
れたフエライト系ステンレス鋼の不活性ガスシー
ルドアーク溶接用溶接ワイヤは、重量%で、C:
0.08%以下、N:0.08%以下、Si:2.0%以下、
Mn:6.0%以下、P:0.03%以下、S:0.03%以
下、Cr:10〜40%、W:2.0%以下、Ti:3.0%以
下およびMo:5.5%以下、Nb:3.0%以下、V:
1.5%以下、Al:0.5%以下、Zr:0.5%以下、B:
0.5%以下のうちの1種または2種以上、必要に
応じてCa:0.05%以下、REM:0.05%以下、
Mg:0.05%以下のうちの1種または2種以上を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴としている。 以下、本発明に係るアーク安定性の優れたフエ
ライト系ステンレス鋼の不活性ガスシールドアー
ク溶接(TIG溶接、MIG溶接)用溶接ワイヤの
成分範囲(重量%)の限定理由について述べる。 C(炭素):0.08%以下 C含有量が多すぎるとマルテンサイトが生成す
ると共に粗大炭化物を形成し、溶接継手部分の靭
性を劣化させたり、耐粒界腐食性を劣化させたり
する。また、溶接性を劣化して耐溶接割れ性を低
下させる。したがつて、その上限を0.08%とす
る。 N(窒素):0.08%以下 N含有量が多すぎると耐溶接割れ性が低下する
と共に、溶接継手部分の靭性を劣化させるので、
その上限を0.08%とする。 Si(ケイ素):2.0%以下 Siは脱酸剤およびアーク安定剤としてはたらく
元素であるが、多すぎるとフエライト結晶粒の粗
大化をもたらし、溶接部の靭性を劣化すると共に
その脆化を促進する。したがつて、その上限を
2.0%とする。 Mn(マンガン):6.0%以下 Mnは脱酸剤としてはたらくと共に鋼中のSを
固定してその害をなくし、少量であつても靭性の
向上に寄与する。しかし、多量に含有するとマル
テンサイトの析出を生じ、靭性ならびに延性の劣
化をもたらすので、その上限を6.0%とする。 P(リン)、S(イオウ):0.03%以下 PおよびSが多すぎると高温割れ性が劣化する
と共に靭性が劣化し、とくにSは耐食性をも劣化
させるのでいずれも上限を0.03%とする必要があ
る。 Cr(クロム):10〜40% Crはフエライト系ステンレス鋼の基本成分で
あり、溶接継手部分の強度を上げると共に、耐食
性ならびに耐酸化性を得るのに必要な元素であつ
て、適用される被溶接材(母材)と同程度の強度
ならびに耐食性、耐酸化性が得られるように10%
以上添加する。しかしながら、多すぎると溶接部
分の脆化をきたすと共に歩留りを低下するので40
%以下とする。 W(タングステン):2.0%以下 Wは炭化物形成元素ではあるが、アークを安定
化して溶接部の欠陥をなくすと共に、アークの安
定化によつて連続使用される自動溶接を可能に
し、他の炭・窒化物形成元素を添加した場合の溶
接割れ感受性の増大をおさえて耐溶接割れ性を向
上させるのに寄与する元素であり、アーク安定性
の向上、溶着金属の靭性向上ならびに耐粒界腐食
性向上のためにとくにかならず必要な元素であ
る。しかし、多量に含有するとかえつて溶着金属
の靭性を劣化するため、その上限を2.0%とする。 Ti(チタン):3.0%以下 Tiは脱酸剤としてはたらくと共に、炭・窒化
物を形成し、特に溶着金属のフエライト結晶粒を
微細化し、溶着金属の靭性向上ならびに耐粒界腐
食性向上のために有効な元素である。しかし、多
量に含有すると、アークが不安定となり、かえつ
て溶接部の靭性を劣化させるため、その上限を
3.0%とする。 Mo(モリブデン):5.5%以下、Nb(ニオブ):3.0
%以下、V(バナジウム):1.5%以下、Al(アルミ
ニウム):0.5%以下、Zr(ジリコニウム):0.5%
以下、B(ボロン):0.5%以下 これらはいずれも溶着金属の耐食性ならびに靭
性を向上させるのに有効な元素であつて、上記し
た元素の1種または2種以上を適宜選択してそれ
ぞれ上記各値を上限として添加する。これらのう
ち、Moは耐粒界腐食性を向上させると共にとく
に低温における靭性向上に寄与するが、多すぎる
とアークが不安定となり、溶接部の靭性および延
を劣化しかつその脆化を促進すると共に、耐溶接
割れ性を劣化するのでその上限を5.5%とする。
Nbは炭・窒化物を形成し、組織を微細化して靭
性を向上させると共に、耐粒界腐食性および耐応
力腐食性を向上させるが、多すぎるとアークが不
安定となり、溶接部の靭性を劣化すると共に耐溶
接割れ性を劣化するので、Nbについてはその上
限を3.0%とする。Vは炭・窒化物を形成し、組
織を微細化して溶接部の靭性を向上させると共
に、耐粒界腐食性を向上させるが、多すぎるとア
ークが不安定となり、溶接部の靭性を劣化すると
共に耐溶接割れ性を劣化するので、その上限を
1.5%とする。Alは脱酸剤としてはたらく元素で
あり、溶接部の靭性ならびに耐熱性向上に寄与す
るが、多すぎるとアークが不安定となり、溶接部
の靭性を劣化すると共に耐溶接割れ性を劣化する
ので、その上限を0.5%以下とする。さらに、Zr、
Hf、Bはいずれも鋼中のC、Nを固定し、靭性
ならびに耐孔食性の向上に寄与するが、多すぎる
とアークが不安定となり、溶接部の靭性を劣化す
ると共に耐溶接割れ性を劣化し、熱間加工性をも
劣化するので、それぞれ上限をZr、Bとも0.5%
とする。 Ca(カルシウム):0.05%以下、REM(希土類元
素):0.05%以下、Mg(マグネシウム):0.05%以
下 これらはいずれも鋼中のSを除去しかつ脱酸剤
としてはたらく元素であつて、とくにWとの複合
添加によつて溶着金属の靭性を向上し、熱間加工
性を改善するのに寄与する。またREMは水素除
去にも寄与して耐溶接割れ性を向上する。したが
つて、これらの元素の1種または2種以上を必要
に応じて適宜添加することが望ましいが、多量に
含有するとアーク不安定が増大して溶接部に欠陥
を生じやすくなると同時に熱間加工性を低下する
ので、それぞれ上限を0.05%とする。 このほか不純物元素として0.50%以下のNiおよ
び0.30%以下のCuは本発明材料の特性に悪影響を
およぼすものではない。 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 1 まず、供試材の鋼種に対応する化学成分の鋼を
溶製した後圧延線引して直径1.6mmの線材に加工
し、リールに巻取つてそれぞれ第1表に示す化学
成分の比較材および本発明材よりなるMIG溶接
用消耗電極溶接ワイヤを製造した。
The present invention is suitable for use in inert gas shielded arc welding of ferritic stainless steel, and particularly relates to a welding wire with excellent arc stability. Examples of ferritic stainless steel include
AISI405, 430, 434, 444 containing 11-35% Cr
etc. (see JIS Handbook of Steel, 1980 edition, pages 1210-1211). Traditionally, for example, SUS304 was mainly used for chemical industrial materials that particularly required corrosion resistance.
These austenitic stainless steels have been used, but these austenitic stainless steels have the drawbacks of poor stress corrosion cracking resistance and high prices because they contain a large amount of Ni. In contrast, ferritic stainless steel has excellent stress corrosion cracking resistance and is inexpensive, so it has recently replaced the austenitic stainless steel as a particularly useful material for applications that require corrosion resistance. It is starting to be used. This type of welding of ferritic stainless steel includes a dissimilar metal welding method using an austenitic welding material and a cometal welding method using a ferritic welding material. Among these, when austenitic welding materials are used, although the weld cracking resistance and properties of the deposited metal are good, they have the disadvantage of being susceptible to stress corrosion cracking and thermal fatigue cracking. When using the welding material of
Although it is inexpensive, it has the drawbacks of causing weld cracks and deteriorating the properties of the deposited metal, such as toughness and ductility. The reason for the disadvantages of the alloy welding method using ferrite-based welding materials is thought to be due to coarsening of ferrite crystal grains or precipitation of martensite during solidification after welding. On the other hand, the inert gas shielded arc welding method using inert gas shielded arc welding materials uses Ar,
Inert gas such as He or O 2 or CO 2
This is an arc welding method that uses a gas to which an appropriate amount of active gas such as 1.0% or more is added as a shielding gas, and is known as a welding method that allows automatic welding. This welding method is the MIG welding method, which uses a consumable electrode as the welding material,
It can be broadly divided into TIG welding, in which welding material is added to the arc of a non-consumable tungsten electrode. However, it is generally said that such inert gas shielded arc welding methods require a large amount of welding heat input or a large amount of penetration into the welded material (base material). For this reason, in the inert gas shielded arc welding method, the large heat input causes significant coarsening of ferrite crystal grains, and in the case of welded materials with a high C content, the amount of martensite precipitation increases due to dilution. The problem is that it tends to cause frequent weld cracking and large deterioration of toughness. Therefore, many studies have been conducted to solve the various problems mentioned above, but in general, it is necessary to add appropriate amounts of strong carbon/nitride forming elements such as Ti, Nb, and Al to make the weld metal ferrite. It has been considered to improve the performance of weld metal by preventing coarsening of crystal grains or by fixing C in steel and suppressing the precipitation of martensite. However, strong carbons such as Ti, Nb, Al, etc.
There is a limit to the improvement of the toughness of weld metal by adding nitride-forming elements;
Nitride increases the susceptibility to high-temperature welding cracking, making it easier for heat-affected zone cracking to occur in the deposited metal during multi-layer welding.Furthermore, the addition of strong carbides tends to make the arc unstable, making automatic welding possible. Gas-shielded arc welding, especially highly efficient MIG
Since this is a fatal drawback in welding, there has been a problem in that satisfactory results have not yet been obtained. The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is particularly excellent in arc stability and weld cracking resistance during inert gas shielded arc welding of ferritic stainless steel. The object of the present invention is to provide a welding wire that can improve the corrosion resistance and toughness of weld metal. As a result of repeated various experimental studies in accordance with the above-mentioned objectives, the present inventors have found that the toughness of weld metal can be improved by adding appropriate amounts of strong carbon/nitride-forming elements such as Ti, Nb, and Al. At the same time, by adding an appropriate amount of W as an essential element, we aimed to improve weld cracking resistance and arc stability, and found that the improved arc stability could make it suitable for continuous automatic welding. I found it. In particular, it has been found that by adding Ca, REM, and Mg in combination as necessary, hot workability can be improved, and at the same time, the toughness of the weld metal can be further improved. That is, the welding wire for inert gas shielded arc welding of ferritic stainless steel with excellent arc stability according to the present invention has C:
0.08% or less, N: 0.08% or less, Si: 2.0% or less,
Mn: 6.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, Cr: 10-40%, W: 2.0% or less, Ti: 3.0% or less, Mo: 5.5% or less, Nb: 3.0% or less, V :
1.5% or less, Al: 0.5% or less, Zr: 0.5% or less, B:
One or more of 0.5% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0.05% or less, as required.
It is characterized by containing one or more of Mg: 0.05% or less, with the balance consisting of Fe and inevitable impurities. The reasons for limiting the component range (wt%) of the welding wire for inert gas shielded arc welding (TIG welding, MIG welding) of ferritic stainless steel with excellent arc stability according to the present invention will be described below. C (carbon): 0.08% or less If the C content is too high, martensite is generated and coarse carbides are formed, which deteriorates the toughness of the welded joint and deteriorates the intergranular corrosion resistance. It also deteriorates weldability and reduces weld cracking resistance. Therefore, the upper limit is set at 0.08%. N (nitrogen): 0.08% or less If the N content is too high, the weld cracking resistance will decrease and the toughness of the welded joint will deteriorate.
The upper limit is set at 0.08%. Si (silicon): 2.0% or less Si is an element that acts as a deoxidizer and arc stabilizer, but if it is too large, it causes coarsening of ferrite crystal grains, deteriorates the toughness of the weld and promotes its embrittlement. . Therefore, the upper limit
2.0%. Mn (manganese): 6.0% or less Mn acts as a deoxidizing agent, fixes S in steel, eliminates its harmful effects, and contributes to improving toughness even in small amounts. However, if contained in a large amount, martensite will precipitate, resulting in deterioration of toughness and ductility, so the upper limit is set at 6.0%. P (phosphorus), S (sulfur): 0.03% or less Too much P and S deteriorates hot cracking properties and toughness, and S in particular deteriorates corrosion resistance, so the upper limit for both needs to be 0.03%. There is. Cr (Chromium): 10-40% Cr is a basic component of ferritic stainless steel, and is an element necessary to increase the strength of welded joints and to provide corrosion resistance and oxidation resistance. 10% to obtain the same strength, corrosion resistance, and oxidation resistance as the welding material (base metal)
Add more. However, if the amount is too high, it will cause the welded part to become brittle and reduce the yield.
% or less. W (tungsten): 2.0% or less Although W is a carbide-forming element, it stabilizes the arc and eliminates defects in the weld zone, and by stabilizing the arc, it enables automatic welding that is continuously used.・It is an element that contributes to improving weld cracking resistance by suppressing the increase in weld cracking susceptibility when nitride-forming elements are added, improving arc stability, improving the toughness of weld metal, and intergranular corrosion resistance. It is a particularly necessary element for improvement. However, if it is contained in a large amount, it will actually deteriorate the toughness of the weld metal, so the upper limit is set at 2.0%. Ti (Titanium): 3.0% or less Ti acts as a deoxidizing agent, forms carbon and nitrides, and particularly refines the ferrite crystal grains of the weld metal, improving the toughness of the weld metal and improving intergranular corrosion resistance. It is an effective element for However, if it is contained in a large amount, the arc becomes unstable and the toughness of the welded part deteriorates, so the upper limit must be exceeded.
The rate shall be 3.0%. Mo (molybdenum): 5.5% or less, Nb (niobium): 3.0
% or less, V (vanadium): 1.5% or less, Al (aluminum): 0.5% or less, Zr (zirconium): 0.5%
Hereinafter, B (boron): 0.5% or less These are all effective elements for improving the corrosion resistance and toughness of weld metal, and one or more of the above elements can be selected as appropriate to each of the above. Add up to the maximum value. Among these, Mo improves intergranular corrosion resistance and contributes to improving toughness, especially at low temperatures, but if too much Mo is present, the arc becomes unstable, deteriorating the toughness and elongation of the weld and promoting its embrittlement. At the same time, the weld cracking resistance deteriorates, so the upper limit is set at 5.5%.
Nb forms carbon/nitrides, refines the structure and improves toughness, and also improves intergranular corrosion resistance and stress corrosion resistance. However, if too much Nb is present, the arc becomes unstable and the toughness of the weld zone is reduced. As it deteriorates, the weld cracking resistance also deteriorates, so the upper limit for Nb is set at 3.0%. V forms carbon/nitrides, refines the structure, improves the toughness of the weld, and improves intergranular corrosion resistance, but too much V makes the arc unstable and deteriorates the toughness of the weld. As the weld cracking resistance deteriorates, the upper limit of
The rate shall be 1.5%. Al is an element that acts as a deoxidizing agent and contributes to improving the toughness and heat resistance of the weld, but if it is too much, the arc becomes unstable, deteriorating the toughness of the weld and weld cracking resistance. The upper limit shall be 0.5% or less. Furthermore, Zr,
Hf and B both fix C and N in steel and contribute to improving toughness and pitting corrosion resistance, but if too much, the arc becomes unstable, deteriorating the toughness of the weld and reducing weld cracking resistance. The upper limit for both Zr and B is 0.5%, as this will cause deterioration and hot workability.
shall be. Ca (calcium): 0.05% or less, REM (rare earth element): 0.05% or less, Mg (magnesium): 0.05% or less These are all elements that remove S in steel and act as deoxidizers, and especially The combined addition with W improves the toughness of the weld metal and contributes to improving hot workability. REM also contributes to hydrogen removal and improves weld cracking resistance. Therefore, it is desirable to add one or more of these elements as necessary, but if they are added in large amounts, arc instability increases and defects are likely to occur in the weld, and at the same time, hot processing becomes difficult. The upper limit is set at 0.05% for each. In addition, Ni of 0.50% or less and Cu of 0.30% or less as impurity elements do not adversely affect the properties of the material of the present invention. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 First, steel with a chemical composition corresponding to the steel type of the test material is melted, then rolled and drawn into a wire rod with a diameter of 1.6 mm, wound on a reel, and each with a chemical composition shown in Table 1. Consumable electrode welding wires for MIG welding were manufactured using a comparative material and an inventive material.

【表】 次いで、上記第1表に示す各化学成分の比較材
および本発明材よりなる溶接ワイヤを使用してこ
れを消耗電極とするMIG溶接をおこなうに際し
ては、縦200mm、横500mm、板厚25mmの大きさの第
2表に示す母材を使用し、その開先を40°とした。
また、溶接条件は、全電流320A、アーク電圧
27V、溶接速度20cm/minとし、シールドガスと
してAr+1%O2ガスを25/minの流量で流し
て5層盛のMIG溶接をおこなつた。その後溶着
継手部分における靭性および耐食性等を試験し
た。これらの結果を第2表に示す。
[Table] Next, when performing MIG welding using welding wires made of comparative materials and inventive materials of each chemical composition shown in Table 1 above and using these as consumable electrodes, The base material shown in Table 2 with a size of 25 mm was used, and the bevel was set at 40°.
In addition, the welding conditions are: total current 320A, arc voltage
Five-layer MIG welding was performed at 27 V and a welding speed of 20 cm/min, with Ar + 1% O 2 gas flowing as a shielding gas at a flow rate of 25/min. Thereafter, the toughness and corrosion resistance of the welded joint were tested. These results are shown in Table 2.

【表】 なお、第2表において、アークの乱れおよびス
パツタ発生は目視により観察し、割れ以外の欠陥
はX線透過試験により調べた。また、溶接割れ率
は溶接部の断面マクロ観察を20断面についておこ
ない、(割れ断面数/20段面)×100(%)により求
めた。さらに靭性の評価試験としてシヤルピー衝
撃値を測定した。この場合JIS Z 3112に規定す
る4号試験片(2mmVノツチ)を溶接ままで切り
出し、20℃において試験した。さらに耐食性の評
価試験として耐粒界割れ感受性を調べた。この場
合JIS Z 0575の規定に準じ、厚さ2mm、L=1
mmの試験片を無欠陥部より採取し、曲げ角度180°
にておこなつた。 第2表に示す如く、Wを含有しない比較材No.1
〜6ではいずれもアークの安定性が悪く、炭・窒
化物形成元素を添加したことによつて溶接割れ感
受性が高く、とくに炭・窒化物形成元素を多く含
有する比較材No.2、4、6では溶接割れ率が高
く、靭性にもきわめて劣つていることが明らかで
ある。これに対して、Wを含有しかつ炭・窒化物
形成元素を含有する本発明材No.7〜14ではいずれ
も良好な結果を得ることができた。 実施例 2 まず、供試材の鋼種に対応する化学成分の鋼を
溶製した後圧延線引して直径1.6mmの線材に加工
し、リールに巻取つてそれぞれ第3表に示す化学
成分の比較材および本発明材よりなるMIG溶接
用消耗電極溶接ワイヤを製造した。
[Table] In Table 2, arc disturbance and spatter generation were visually observed, and defects other than cracks were examined by X-ray transmission testing. In addition, the weld cracking rate was determined by macroscopic cross-sectional observation of the welded part on 20 cross sections, and calculated by (number of cracked cross sections/20 step surfaces) x 100 (%). Furthermore, the Charpy impact value was measured as a toughness evaluation test. In this case, a No. 4 test piece (2 mm V notch) specified in JIS Z 3112 was cut out as welded and tested at 20°C. Furthermore, intergranular cracking resistance was investigated as an evaluation test for corrosion resistance. In this case, according to the regulations of JIS Z 0575, thickness 2 mm, L = 1
A specimen of mm in diameter was taken from a defect-free area and bent at an angle of 180°.
I did it at As shown in Table 2, comparative material No. 1 that does not contain W
-6 have poor arc stability and are highly susceptible to weld cracking due to the addition of carbon/nitride forming elements, especially comparative materials Nos. 2, 4 and 4 containing a large amount of carbon/nitride forming elements. It is clear that No. 6 had a high weld cracking rate and was extremely poor in toughness. On the other hand, good results were obtained for all of the present invention materials Nos. 7 to 14 containing W and carbon/nitride forming elements. Example 2 First, a steel with a chemical composition corresponding to the steel type of the test material was melted, then rolled and drawn into a wire rod with a diameter of 1.6 mm, wound on a reel, and made into a wire rod with a chemical composition shown in Table 3. Consumable electrode welding wires for MIG welding were manufactured using a comparative material and an inventive material.

【表】 次いで、上記第2表に示す各化学成分の比較材
および本発明材よりなる溶接ワイヤを使用してこ
れを消耗電極とするMIG溶接を前記実施例1の
場合と同じ溶接条件でおこなつて溶接作業性なら
びに溶接後の靭性評価試験をおこなつた。この結
果を第4表に示す。なお、靭性評価試験では、実
施例1の場合の20℃のほかに、0℃においても試
験した。
[Table] Next, MIG welding was carried out under the same welding conditions as in Example 1 using welding wires made of comparative materials and inventive materials with each chemical composition shown in Table 2 above, and using these as consumable electrodes. We then conducted welding workability and post-weld toughness evaluation tests. The results are shown in Table 4. In addition, in the toughness evaluation test, the test was conducted not only at 20°C as in Example 1 but also at 0°C.

【表】 第4表に示す如く、Wを含有せずかつ炭・窒化
物形成元素およびCa、REM、Mgのうちの1種
以上を含有する比較材21〜25では、いずれもアー
クの安定性が極めて悪く、溶接部の欠陥が大きく
表われ、靭性もかなり劣化し、MIG溶接による
自動溶接が困難になる。これに対して炭・窒化物
形成元素を適量含有し、WとCa、REM、Mgの
うちの少なくとも1種とを複合添加した本発明材
26〜31では、いずれもアークの安定性が良好であ
つて溶接欠陥もなく、靭性においてもすぐれた結
果を得ることができた。 以上詳述したように、本発明に係るアーク安定
性の優れたフエライト系ステンレス鋼の不活性ガ
スシールド溶接(TIG溶接、MIG溶接)用溶接
ワイヤにおいては、Ti、Nb、Al等の強い炭・窒
化物形成元素を適量添加すると共にWを必須元素
として適量添加し、必要に応じてCa、REM、
Mgのうちの1種以上を添加するようにしたか
ら、強い炭・窒化物形成元素によつて溶着金属の
靭性向上をはかることができると同時に、炭・窒
化物形成元素の添加による溶接割れ感受性の増大
傾向をWの必須添加により抑制して耐溶接割れ性
やアークの安定性を向上させ、アーク安定性の向
上によつて連続使用される自動溶接に適したもの
となり、溶接欠陥のない溶接継手部を連続的な自
動溶接によつても得ることができ、Ca、REM、
MgとWとの複合添加によつて熱間加工性を改善
すると共に溶着金属の靭性をより一層向上するこ
とができるなどの非常にすぐれた効果を有する。
[Table] As shown in Table 4, in comparison materials 21 to 25, which do not contain W and contain carbon/nitride forming elements and one or more of Ca, REM, and Mg, the arc stability is The welding area is extremely poor, defects in the welded area become large, and the toughness is considerably degraded, making automatic welding by MIG welding difficult. In contrast, the present invention material contains an appropriate amount of carbon/nitride-forming elements and has a composite addition of W and at least one of Ca, REM, and Mg.
Nos. 26 to 31 all had good arc stability, no welding defects, and excellent toughness. As detailed above, in the welding wire for inert gas shield welding (TIG welding, MIG welding) of ferritic stainless steel with excellent arc stability according to the present invention, strong carbon such as Ti, Nb, Al, etc. Add appropriate amounts of nitride-forming elements, add appropriate amounts of W as an essential element, and add Ca, REM,
Since one or more types of Mg are added, it is possible to improve the toughness of the weld metal due to the strong carbon/nitride forming elements, and at the same time, it is possible to improve the weld cracking susceptibility due to the addition of carbon/nitride forming elements. By suppressing the increasing tendency of welding by the essential addition of W, weld cracking resistance and arc stability are improved, and the improved arc stability makes it suitable for automatic welding that is continuously used, resulting in welding without welding defects. Joints can also be obtained by continuous automatic welding, and
The combined addition of Mg and W has very excellent effects such as improving hot workability and further improving the toughness of the weld metal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重量%で、C:0.08%以下、N:0.08%以
下、Si:2.0%以下、Mn:6.0%以下、P:0.03%
以下、S:0.03%以下、Cr:10〜40%、W:2.0
%以下、Ti:3.0%以下、およびMo:5.5%以下、
Nb:3.0%以下、V:1.5%以下、Al:0.5%以下、
Zr:0.5%以下、B:0.5%以下のうちの1種また
は2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなることを特徴とするアーク安定性の優
れたフエライト系ステンレス鋼の不活性ガスシー
ルドアーク溶接用溶接ワイヤ。 2 重量%で、C:0.08%以下、N:0.08%以
下、Si:2.0%以下、Mn:6.0%以下、P:0.03%
以下、S:0.03%以下、Cr:10〜40%、W:2.0
%以下、Ti:3.0%以下、およびMo:5.5%以下、
Nb:3.0%以下、V:1.5%以下、Al:0.5%以下、
Zr:0.5%以下、B:0.5%以下のうちの1種また
は2種以上、さらにCa:0.05%以下、REM:
0.05%以下、Mg:0.05%以下のうちの1種また
は2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなることを特徴とするアーク安定性の優
れたフエライト系ステンレス鋼の不活性ガスシー
ルドアーク溶接用溶接ワイヤ。
[Claims] 1. C: 0.08% or less, N: 0.08% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 6.0% or less, P: 0.03%
Below, S: 0.03% or less, Cr: 10-40%, W: 2.0
% or less, Ti: 3.0% or less, and Mo: 5.5% or less,
Nb: 3.0% or less, V: 1.5% or less, Al: 0.5% or less,
An inert ferritic stainless steel with excellent arc stability, containing one or more of Zr: 0.5% or less, B: 0.5% or less, and the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities. Welding wire for gas shielded arc welding. 2 In weight%, C: 0.08% or less, N: 0.08% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 6.0% or less, P: 0.03%
Below, S: 0.03% or less, Cr: 10-40%, W: 2.0
% or less, Ti: 3.0% or less, and Mo: 5.5% or less,
Nb: 3.0% or less, V: 1.5% or less, Al: 0.5% or less,
Zr: 0.5% or less, B: one or more of 0.5% or less, Ca: 0.05% or less, REM:
An inert gas shield made of ferritic stainless steel with excellent arc stability, characterized by containing one or more of the following: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less, and the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities. Welding wire for arc welding.
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