JPH04319093A

JPH04319093A - ニッケル合金系ハステロイｃ−２７６溶接用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JPH04319093A
Application number: JP10955991A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Otani; 大谷　貢; Tsuneo Aihara; 相原　常男
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1992-11-10

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた溶接特性を持つ
ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６溶接用の自動及び
半自動溶接用フラックス入りワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ニッケル合金系ハステロイＣ−２
７６の溶接は同種合金のソリッドワイヤによるミグ溶接
及び被覆アーク溶接棒による溶接が、一般的に実用に供
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ソリッドワイヤによる
ミグ溶接ではビード表面に硬い酸化被膜を生じて、特に
多層溶接を行う場合には酸化皮膜の巻き込み、ブローホ
ール、融合不良、溶接割れなどの不良原因となる。その
ため酸化皮膜を除去する必要があり、これが大きな手間
を要する。又、ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６は
軟鋼に比べて熱伝導性が悪いため、下向溶接のみで使用
しており、立向及び横向溶接には適さない。立向及び横
向溶接に適した、ティグ溶接や被覆アーク棒溶接では能
率が悪く、特に被覆アーク棒溶接の場合は溶接者の熟練
度により、溶接部の性能の良否が大幅に異なる。

【０００４】横向及び立向姿勢も含めて、能率よく溶接
できると共に、均一で健全な溶接部を得る、ニッケル合
金系ハステロイＣ−２７６の溶接用材料が求められてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記要望に
応ずる溶接用材料を開発する目的で鋭意研究した結果、
被溶接金属であるニッケル合金系ハステロイＣ−２７６
と同種の合金を外皮として、外皮内に特殊なフラックス
を含むワイヤが目的を達することを知り本発明を完成し
た。

【０００６】即ち本発明はニッケル合金系ハステロイＣ
−２７６よりなる外皮と、その外皮内に含まれるフラッ
クスとよりなり、フラックスは外皮とフラックスとの合
計量の１０〜３０重量％であって、フラックスは外皮と
フラックスとの合計量の２．５〜１５重量％の酸化チタ
ン及びチタン酸塩中の少なくとも一種；０．０５〜２．
５重量％の炭酸塩の少なくとも一種；０．５〜５重量％
のＳｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　及びそれらの化合物中の
少なくとも一種；０．０５〜２重量％のフッ化物の少な
くとも一種；ＴｉとＡｌの少なくとも一種を０．１〜２
重量％を含む１．０〜１０重量％の金属粉末を実質的成
分とするニッケル合金系ハステロイＣ−２７６溶接用フ
ラックス入りワイヤに関する。

【０００７】次に本発明のワイヤの構成成分について詳
しく説明する。ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６と
は、Ｎｉ５０重量％以上、Ｃｒ１４．５〜１６．５重量
％、Ｍｏ１５〜１７重量％、Ｆｅ４〜７重量％、Ｗ３．
０〜４．０重量％、を含有するＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｆｅ
−Ｗ系合金である。フラックス入りワイヤの外皮にニッ
ケル合金系ハステロイＣ−２７６を用いたのは、溶着金
属及び溶接金属化学成分の均一性を損なわないためであ
る。

【０００８】ワイヤに内蔵されるフラックスは、ワイヤ
全体の重量に対して１０〜３０％であり、１０％未満で
は溶接中にスラグが溶融金属を充分覆うことが出来なく
なり、溶接金属が酸化したりブローホール、融合不良や
溶接割れ等の欠陥発生の原因となる。又３０％を超える
と、スラグが多くなり過ぎて、溶融池を覆う等の問題を
生じ、融合不良やスラグの巻込み等の欠陥を生じる原因
となる。

【０００９】酸化チタン及びチタン酸塩中の少なくとも
一種の含有量はワイヤに対して２．５〜１５重量％であ
る。２．５％未満では凝固後のスラグの剥離が悪くなり
、１５％を超えるとスラグの量が多くなり、特に開先内
での溶接作業性を悪化させる。チタン酸塩としては、例
えばＣａＴｉＯ３　、ＢａＴｉＯ３　、Ｎａ２　ＴｉＯ
３　、Ｌｉ２　ＴｉＯ３　、Ｋ２　ＴｉＯ３　等がある
。

【００１０】炭酸塩の少なくとも一種のワイヤ中の含有
量は０．０５〜２．５重量％である。これらはスラグの
流動性を改善して溶接金属と母材のなじみを良くするた
めで、ビード形状も良好になる。又、開先内での溶接に
おいて、スラグの溶融池へのかぶりを防止し、溶接後の
スラグを脆くして除去し易くする。更に、溶接熱によっ
て分解した炭酸ガスが大気を遮断し、溶接金属の酸化や
ブローホール等の発生を防止し、スラグ形成剤としても
溶接金属を保護する。０．０５％未満ではその効果が期
待できず、２．５％を超えるとスパッタが多発するだけ
でなく、溶接金属中の炭素が増加して耐食性や靭性を悪
化させる。炭酸塩としては例えば、Ｌｉ２　ＣＯ３　、
ＢａＣＯ３　、ＣａＣＯ３　、Ｎａ２　ＣＯ３　、Ｓｒ
ＣＯ３　、ＭｎＣＯ３　、ＭｇＣＯ３　等がある。そし
て、Ｌｉ２　ＣＯ３　及びＮａ２　ＣＯ３　が特に好ま
しく、この場合はワイヤ中の含有量は０．０５〜１重量
％でよい。

【００１１】ＳｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　又は、それら
の化合物から選ばれた少なくとも一種のワイヤ中の含有
量は０．５〜５重量％である。それらは酸化チタン、チ
タン酸塩と共にアークを安定化し、スラグの粘性を調整
して湯ながれを良くするだけでなく、溶接金属表面に光
沢を与える。０．５％未満ではその効果が期待できず、
５％を超えるとスラグが硬化して、特に開先内ではスラ
グの除去が困難となる。又、ＪＩＳ　　ＤＮｉＣｒＭｏ
４ではＳｉ量が０．２％以下と規定されており、この規
格は満足出来ない。ＳｉＯ２、Ａｌ２　Ｏ３　の化合物
としては、例えばマイカ、タルク、ベントナイト、カリ
長石、ソーダ長石等がある。

【００１２】フッ化物の少なくとも一種のワイヤ中の含
有量は０．０５〜２重量％である。フッ化物は、溶接時
にワイヤの溶滴が溶融池に移行する過程で溶接熱により
分解し、フッ素系ガスを発生し、移行する溶滴や溶融池
の近傍をシールドするので、溶接金属のブローホールや
割れの発生を防止する。０．０５％未満では、その効果
が期待できず、２％を超えるとスパッタやフッ素系ガス
が多くなり溶接作業性を悪化させる。フッ化物としては
、例えばＣａＦ２　、Ｎａ３　ＡｌＦ６　、Ｋ２　Ｓｉ
Ｆ６　、Ｋ２　ＴｉＦ６　、ＢａＦ２　、ＣｅＦ３　、
Ｋ２　ＺｒＦ６　、ＭｇＦ２　、ＡｌＦ３等がある。

【００１３】次に金属粉末について述べる。先ずＴｉ、
Ａｌ中の少なくとも一種がワイヤ中に０．１〜２重量％
含まれることが必要である。Ｔｉ、Ａｌは強力な脱酸、
脱窒剤としてブローホールや溶接割れを防止する。０．
１％未満ではその効果が期待できず、２％を超えるとス
ラグの粘性が高くなり過ぎて、ピット、ブローホール等
が発生する。

【００１４】金属粉末は前記Ｔｉ、Ａｌを含めてワイヤ
の重量比で１％〜１０％の範囲で含有される。Ｔｉ、Ａ
ｌ以外の金属粉末は、必須成分ではないが一般に溶接時
の酸化消耗の補充として、或いは合金元素をフラックス
から添加するために用いられる。そして前記Ｔｉ、Ａｌ
をも含めた金属粉末の合計が１％未満では合金元素の酸
化消耗に対する補充が不足し、１０％を超えると金属粉
末以外のフラックス原料とのバランスが悪くなり、溶接
作業性を悪化させる。Ｔｉ、Ａｌ以外で本発明のフラッ
クスに好適に用いられる金属粉末としては、例えばＮｉ
、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｗ、Ｃｏ、Ｖ、Ｆｅ等を挙げるこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明のニッケル合金系ハステロイＣ−
２７６用フラックス入りワイヤの効果については以下の
通りである。（１）外皮にニッケル合金系ハステロイＣ−２７６を使
用したことにより、フラックスから多量の合金元素を添
加しなくともよいので、溶接スタート部から終端部まで
均一な溶接金属が得られるため、溶接欠陥が生じにくく
、安定した溶接部が得られる。（２）下向姿勢だけでなく、立向及び横向姿勢において
も、優れた作業性やビード形状が得られる。（３）溶着金属及び溶接金属の機械的性質や耐食性は従
来の被覆アーク棒溶接やミグワイヤによる溶接と同等、
或いはそれ以上である。

【００１６】〔実施例・比較例〕実施例　　１〜４本発明を実施例、比較例により説明する。外皮として使
用した、ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６のストリ
ップは表１に示す化学成分で、寸法は０．２５×８ｍｍ
である。

【表１】フラックスは表２に示すＦ１〜Ｆ４の４種類である。配
合割合はワイヤ全体に対する重量％で表わしたものであ
る。

【表２】表１のストリップに表２に示すフラックスとの組合せは
表４の通りとし、冷間ロール成形方法によって、本発明
のワイヤＷ１〜Ｗ４をワイヤ径１．２ｍｍに製造した。

【表３】

【００１７】（本発明ワイヤについての各種特性試験）
前記本発明の各ワイヤについて表４に示す溶接条件で、
夫々の溶着金属の化学成分分析試料をＪＩＳＺ３２２４
に準拠して作成、又機械試験片及び腐食試験片を母材と
してハステロイＣ−２７６を使用し作成した。

【表４】前記試料及び試験片について、成分分析及び物性試験を
行なった。

【００１８】先ず化学分析結果を表５に示す。

【表５】

【００１９】次に機械試験片について引張試験及び衝撃
試験を行なった。引張試験はＪＩＳＺ３１１１、Ａ１号
試験片により、ＪＩＳＺ２２４１、ＪＩＳＧ０５６７に
基づく方法で行なった。又、衝撃試験はＪＩＳＺ３１１
２、Ａ４号試験片により、ＪＩＳＺ２２４２に基づく方
法で行なった。結果を表６に示す。

【表６】

【００２０】次に腐食試験片について腐食試験を行なっ
た。試験片は即ち、５×２０×３０ｍｍの試験片をＪＩ
ＳＧ０５７２に基づいて腐食試験を行なった。結果を表
７に示す。

【表７】

【００２１】前述の溶接金属の化学成分及び機械的性質
の評価はニッケル系合金ハステロイＣ−２７６溶接用フ
ラックス入りワイヤとしての規格が無いので、ＪＩＳ　
　ＤＮｉＣｒＭｏ４の規格と比較したところ、満足する
結果を得た。

【００２２】次に立向溶接試験について述べる。溶接試
験は共金（ハステロイＣ−２７６）突合せ継手溶接で、
試験板（１２×２００×４００ｍｍ）にＶ形６０°開先
、ルートフェース１ｍｍを作製して、ルート間隔２ｍｍ
、裏当て無しで、溶接方法は上進溶接により、表８の溶
接試験で行なった。

【表８】立向溶接試験は立向上進によって行なった。結果を表９
に示すが、スラグの巻込み、融合不良、ブローホール、
割れ等の欠陥は認められず、ビード外観も滑らかで良好
なものであった。突合せ継手曲げ試験は割れ等の結果は
認められず、１８０°曲げ無欠陥で優れた曲げ延性を示
した。引張試験は全て母材破断で溶接金属は母材より、
強度が高いことを示している。耐食性試験は母材と同等
な腐食減量で優れた耐食性を示した。

【表９】

【００２３】次に横向溶接試験を母材にＳＳ４１（寸法
４０×３００×４００ｍｍ）を用い表１０の溶接条件で
三層肉盛溶接を行なった。その溶接条件を表１０に、結
果を表１１に示す。

【表１０】

【表１１】この試験に於いて、スラグの巻込み、融合不良、ブロー
ホール、割れ等の欠陥は認められず、ビード外観も良好
なものであった。曲げ試験は割れ等の欠陥が認められず
、１８０°曲げ無欠陥で優れた曲げ延性を示した。耐食
試験は母材（ハステロイＣ−２７６）と同等な腐食減量
で、優れた耐食性を示した。

【００２４】比較例　　１〜４表１のストリップと表１２のフラックスによりワイヤを
製造した。

【表１２】このワイヤについて表４に示す条件で溶接を行なった。Ｆ５を用いた場合、溶接時にスラグが多く、特に開先内
ではスラグが先行し、スラグ巻込みの原因となっった。又ブローホールも発生し易かった。Ｆ６を用いた場合ス
パッタが多く、スラグの流動性が悪く、溶接金属を大気
から十分には保護することができないため、酸化被膜を
形成し、金属酸化物を巻込み易い。Ｆ７を用いた場合は
、溶接後のスラグの剥離が悪く、ブローホールも発生し
た。Ｆ８はスラグの量が少なく、溶接金属の表面を十分
に覆うことができないため、酸化し易く、スラグの剥離
も悪く、又ブローホールも発生し易かった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６
より成る外皮と、その外皮内に含まれるフラックスとよ
りなり、フラックスは外皮とフラックスとの合計量の１
０〜３０重量％であって、フラックスは外皮とフラック
スとの合計量の２．５〜１５重量％の酸化チタン及びチ
タン酸塩中の少なくとも一種；０．０５〜２．５重量％
の炭酸塩の少なくとも一種；０．５〜５重量％のＳｉＯ
２　、Ａｌ２　Ｏ３　及びそれらの化合物中の少なくと
も一種；０．０５〜２重量％のフッ化物の少なくとも一
種；ＴｉとＡｌの少なくとも一種を０．１〜２重量％を
含む１．０〜１０重量％の金属粉末を実質的成分とする
ニッケル合金系ハステロイＣ−２７６溶接用フラックス
入りワイヤ。