JPH0542390A - ９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒 - Google Patents
９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒Info
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- JPH0542390A JPH0542390A JP20203991A JP20203991A JPH0542390A JP H0542390 A JPH0542390 A JP H0542390A JP 20203991 A JP20203991 A JP 20203991A JP 20203991 A JP20203991 A JP 20203991A JP H0542390 A JPH0542390 A JP H0542390A
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- welding
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶着金属の高温強度やクリープ破
断強度、更には耐割れ性を損なうことなく強度、じん性
と共に向上させ得る９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アー
ク溶接棒を提供する。 【構成】 金属炭酸塩、金属弗化物、アーク安定剤、ス
ラグ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を鋼心線の外周に被覆
してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中にＭ
ｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０％を含有させ、且つこれら被覆
剤と前記鋼心線中の両方又は一方にＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｎを含有させる他、Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗより
なる群から１種又は２種以上の元素を選択して含有させ
た９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒。 【効果】 従来の９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク
溶接棒よりも、溶着金属の酸素量が低減でき、且つじん
性の向上と安定化を図ることができる。
断強度、更には耐割れ性を損なうことなく強度、じん性
と共に向上させ得る９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アー
ク溶接棒を提供する。 【構成】 金属炭酸塩、金属弗化物、アーク安定剤、ス
ラグ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を鋼心線の外周に被覆
してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中にＭ
ｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０％を含有させ、且つこれら被覆
剤と前記鋼心線中の両方又は一方にＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｎを含有させる他、Ｎｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗより
なる群から１種又は２種以上の元素を選択して含有させ
た９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒。 【効果】 従来の９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク
溶接棒よりも、溶着金属の酸素量が低減でき、且つじん
性の向上と安定化を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度フェライト系耐
熱鋼用溶接材料に関し、詳しくは９Ｃｒ系鋼溶接用とし
て優れた性能を発揮する低水素系被覆アーク溶接棒に関
するものである。
熱鋼用溶接材料に関し、詳しくは９Ｃｒ系鋼溶接用とし
て優れた性能を発揮する低水素系被覆アーク溶接棒に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、火力発電ボイラにおいては大型化
と高温高圧化が定着してきているが、５５０℃を超すと
その材料を選択するに当り、耐酸化性、高温高強度の面
から鋼材は２-１/4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼などの低合金鋼に代
え、高温でのクリープ特性に優れ、溶接性も良好である
９Ｃｒ系鋼が開発されている。これらの溶接材料として
は高温強度、長時間クリープ破断強度やじん性等が十分
でなく、母材に匹敵する継手性能を得ることができず、
前述のような高温高圧化の要請に応ずることができなか
った。
と高温高圧化が定着してきているが、５５０℃を超すと
その材料を選択するに当り、耐酸化性、高温高強度の面
から鋼材は２-１/4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼などの低合金鋼に代
え、高温でのクリープ特性に優れ、溶接性も良好である
９Ｃｒ系鋼が開発されている。これらの溶接材料として
は高温強度、長時間クリープ破断強度やじん性等が十分
でなく、母材に匹敵する継手性能を得ることができず、
前述のような高温高圧化の要請に応ずることができなか
った。
【０００３】例えば特開昭６２−２２０３００号公報記
載の発明では、心線または被覆剤のいずれか一方あるい
は両方にＣｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗを限定した範
囲で添加し、且つＭｇ、金属炭酸塩、金属弗化物などを
添加し、さらにＭｏとＷとの関係で限定共存させること
により６００〜６５０℃の高温長時間側のクリープ破断
強度の高強度化を図っている。この先願発明に従い、被
覆剤中にＭｇを添加することにより、高強度になるに従
って劣化する耐割れ性を向上させると共に延性を向上さ
せる効果があるが、溶接金属中の酸素量が十分に低減さ
れず、高じん性化が図れない。
載の発明では、心線または被覆剤のいずれか一方あるい
は両方にＣｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗを限定した範
囲で添加し、且つＭｇ、金属炭酸塩、金属弗化物などを
添加し、さらにＭｏとＷとの関係で限定共存させること
により６００〜６５０℃の高温長時間側のクリープ破断
強度の高強度化を図っている。この先願発明に従い、被
覆剤中にＭｇを添加することにより、高強度になるに従
って劣化する耐割れ性を向上させると共に延性を向上さ
せる効果があるが、溶接金属中の酸素量が十分に低減さ
れず、高じん性化が図れない。
【０００４】一方特公平２−４２３１２号公報記載の発
明では、心線のＮ及び被覆剤のＰを低く抑えてＮｉを添
加し、且つＭｎとＮｉの合計量を限定することによって
均一な微細フェライトを析出させ、高じん性化を図って
いる。しかし、この先願発明によれば、平均値的に高じ
ん性化が図られても、安定化、すなわち溶接金属の低酸
素化がなされておらず、バラツキの面から十分な方法と
はいえない。
明では、心線のＮ及び被覆剤のＰを低く抑えてＮｉを添
加し、且つＭｎとＮｉの合計量を限定することによって
均一な微細フェライトを析出させ、高じん性化を図って
いる。しかし、この先願発明によれば、平均値的に高じ
ん性化が図られても、安定化、すなわち溶接金属の低酸
素化がなされておらず、バラツキの面から十分な方法と
はいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、高強度フェライト耐熱鋼溶接材料に関し、高強
度や高温クリープ破断強度、さらには耐割れ性を損なう
ことなく粗大フェライトを減少し、母材に匹敵する強
度、じん性を確保することにある。
ころは、高強度フェライト耐熱鋼溶接材料に関し、高強
度や高温クリープ破断強度、さらには耐割れ性を損なう
ことなく粗大フェライトを減少し、母材に匹敵する強
度、じん性を確保することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上のような状況から本
発明者らはＭｇ及びＭｇ化合物をＭｇ2 Ｓｉに限定する
ことで本発明を構成したものである。本発明の要旨とす
るところは、金属炭酸塩：３０〜６０重量％、金属弗化
物：１０〜３０重量％、その他に上記以外のアーク安定
剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重量
に対して２２〜４０重量％となるように鋼心線外周に被
覆してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に
Ｍｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０重量％を含有せしめ、且つこ
れら被覆剤と前記鋼心線中の両方または一方には溶接棒
全重量に対してＣ：０．０１〜０．１０重量％、Ｓｉ：
０．４〜２．２重量％、Ｍｎ：１．０〜１．９重量％、
Ｃｒ：５．９〜９．８重量％、Ｍｏ：０．３〜１．２重
量％、Ｎ：０．０４〜０．０９重量％に加えて、Ｎｉ：
０．２〜１．０重量％、Ｖ：０．１〜０．４重量％、Ｎ
ｂ：０．０２〜０．１重量％及びＷ：１．１〜２．１重
量％よりなる群から選択される１種または２種以上の元
素を含有せしめたことを特徴とする９Ｃｒ系鋼溶接用低
水素系被覆アーク溶接棒にある。
発明者らはＭｇ及びＭｇ化合物をＭｇ2 Ｓｉに限定する
ことで本発明を構成したものである。本発明の要旨とす
るところは、金属炭酸塩：３０〜６０重量％、金属弗化
物：１０〜３０重量％、その他に上記以外のアーク安定
剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重量
に対して２２〜４０重量％となるように鋼心線外周に被
覆してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に
Ｍｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０重量％を含有せしめ、且つこ
れら被覆剤と前記鋼心線中の両方または一方には溶接棒
全重量に対してＣ：０．０１〜０．１０重量％、Ｓｉ：
０．４〜２．２重量％、Ｍｎ：１．０〜１．９重量％、
Ｃｒ：５．９〜９．８重量％、Ｍｏ：０．３〜１．２重
量％、Ｎ：０．０４〜０．０９重量％に加えて、Ｎｉ：
０．２〜１．０重量％、Ｖ：０．１〜０．４重量％、Ｎ
ｂ：０．０２〜０．１重量％及びＷ：１．１〜２．１重
量％よりなる群から選択される１種または２種以上の元
素を含有せしめたことを特徴とする９Ｃｒ系鋼溶接用低
水素系被覆アーク溶接棒にある。
【０００７】
【作用】本発明者らは、９Ｃｒ系鋼用低水素系溶接棒に
よる溶接金属性能の健全性についてＭｇ化合物の種類の
面から鋭意研究を進めてきた。その結果、使用するＭｇ
化合物をＭｇ2 Ｓｉに限定して本発明を構成したもので
ある。すなわち、本発明者らは、低水素系被覆剤原料で
あるＣａＣＯ3 ４２重量％、ＣａＦ2 ２３重量％、Ｂａ
ＣＯ3 ３重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２重量％、ＴｉＯ2 ３重量
％、Ｍｎ２重量％、Ｆｅ−Ｓｉ（４５％Ｓｉ）１０重量
％、Ｆｅ−Ｍｏ（６１％Ｍｏ）０〜５重量％を基本成分
組成とし、これにＭｇ2 Ｓｉ及びＭｇを添加範囲を種々
変えて含有させ、さらに水ガラスを添加して得られた被
覆剤を、Ｃ：０．０１〜０．０５重量％、Ｓｉ：０．１
〜０．２重量％、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｃｒ：
８．５〜８．９重量％、Ｍｏ：０．２〜０．５重量％、
Ｎ：０．０８〜０．０９重量％、Ｖ：０．３５〜０．４
重量％、Ｎｂ：０．０８〜０．１重量％を含み、残部Ｆ
ｅからなる直径４．０ｍｍの鋼心線に、被覆外径６．３
ｍｍになるように被覆塗装した後、乾燥、焼成して試験
溶接棒を作製した。
よる溶接金属性能の健全性についてＭｇ化合物の種類の
面から鋭意研究を進めてきた。その結果、使用するＭｇ
化合物をＭｇ2 Ｓｉに限定して本発明を構成したもので
ある。すなわち、本発明者らは、低水素系被覆剤原料で
あるＣａＣＯ3 ４２重量％、ＣａＦ2 ２３重量％、Ｂａ
ＣＯ3 ３重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ２重量％、ＴｉＯ2 ３重量
％、Ｍｎ２重量％、Ｆｅ−Ｓｉ（４５％Ｓｉ）１０重量
％、Ｆｅ−Ｍｏ（６１％Ｍｏ）０〜５重量％を基本成分
組成とし、これにＭｇ2 Ｓｉ及びＭｇを添加範囲を種々
変えて含有させ、さらに水ガラスを添加して得られた被
覆剤を、Ｃ：０．０１〜０．０５重量％、Ｓｉ：０．１
〜０．２重量％、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｃｒ：
８．５〜８．９重量％、Ｍｏ：０．２〜０．５重量％、
Ｎ：０．０８〜０．０９重量％、Ｖ：０．３５〜０．４
重量％、Ｎｂ：０．０８〜０．１重量％を含み、残部Ｆ
ｅからなる直径４．０ｍｍの鋼心線に、被覆外径６．３
ｍｍになるように被覆塗装した後、乾燥、焼成して試験
溶接棒を作製した。
【０００８】この試験溶接棒を用いて、ＡＷＳ Ａ５．
４に従って予熱パス間温度２００℃、電流１６０Ａ、入
熱２０ｋＪ／ｃｍで溶接後、７５０℃６０分の後熱処理
を施した後に衝撃試験及び分析試験を実施した。図１、
図２の結果から明らかな如く、被覆剤中にＭｇ2 Ｓｉが
０．１〜１０．０重量％の範囲において溶着金属の酸素
量が３００ｐｐｍ以下となり、０℃における吸収エネル
ギー値も４５Ｊ以上が得られ、Ｍｇ粉を使用した溶着金
属の０℃における吸収エネルギー値２０〜３０Ｊに比較
して、じん性が大幅に改善できることが明らかになっ
た。
４に従って予熱パス間温度２００℃、電流１６０Ａ、入
熱２０ｋＪ／ｃｍで溶接後、７５０℃６０分の後熱処理
を施した後に衝撃試験及び分析試験を実施した。図１、
図２の結果から明らかな如く、被覆剤中にＭｇ2 Ｓｉが
０．１〜１０．０重量％の範囲において溶着金属の酸素
量が３００ｐｐｍ以下となり、０℃における吸収エネル
ギー値も４５Ｊ以上が得られ、Ｍｇ粉を使用した溶着金
属の０℃における吸収エネルギー値２０〜３０Ｊに比較
して、じん性が大幅に改善できることが明らかになっ
た。
【０００９】本発明は、このように被覆剤中に適量のＭ
ｇ2 Ｓｉを添加して、溶着金属を低酸素化することによ
り、じん性の改善を図り得る９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系
被覆アーク溶接棒を提供することを骨子とするものであ
る。本発明溶接棒における各成分組成限定の理由を詳細
に説明する。 〈金属炭酸塩：３０〜６０重量％〉本発明でいう金属炭
酸塩とは、ＣａＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 などを
示す。これらの金属炭酸塩はアーク中で分解し、ＣＯ2
ガスを発生し、溶融メタルを大気から遮断し、アーク雰
囲気中の水素分圧を下げる効果があり、塩基性のスラグ
を生成する。これらの添加量が３０重量％未満ではスラ
グの融点が低下し、スラグの被包性が悪くなって良好な
ビードを得ることができない。また、大気を遮断するガ
ス発生量が不足するため、ピットやブローホールが発生
する。一方、６０重量％を超えて添加した場合は、ガス
発生量が過剰となり、スラグの融点が上昇してスラグの
流動性が悪くなるために、母材とのなじみが不均一とな
り、ビード形状が悪くなる。
ｇ2 Ｓｉを添加して、溶着金属を低酸素化することによ
り、じん性の改善を図り得る９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系
被覆アーク溶接棒を提供することを骨子とするものであ
る。本発明溶接棒における各成分組成限定の理由を詳細
に説明する。 〈金属炭酸塩：３０〜６０重量％〉本発明でいう金属炭
酸塩とは、ＣａＣＯ3 、ＢａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 などを
示す。これらの金属炭酸塩はアーク中で分解し、ＣＯ2
ガスを発生し、溶融メタルを大気から遮断し、アーク雰
囲気中の水素分圧を下げる効果があり、塩基性のスラグ
を生成する。これらの添加量が３０重量％未満ではスラ
グの融点が低下し、スラグの被包性が悪くなって良好な
ビードを得ることができない。また、大気を遮断するガ
ス発生量が不足するため、ピットやブローホールが発生
する。一方、６０重量％を超えて添加した場合は、ガス
発生量が過剰となり、スラグの融点が上昇してスラグの
流動性が悪くなるために、母材とのなじみが不均一とな
り、ビード形状が悪くなる。
【００１０】〈金属弗化物：１０〜３０重量％〉本発明
でいう金属弗化物とは、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、Ｍｇ
Ｆ2 、ＬｉＦ2などを示すものであるが、いずれもスラ
グの融点を下げて流動性のよいスラグをつくる。またア
ーク中で分解した弗素は、溶融メタルや溶融スラグの水
素と反応し、溶接金属の水素分圧を下げて耐割れ性の良
好な溶接金属をつくる。これらの添加量が１０重量％未
満では適当なスラグの流動性が得られず、ビード形状が
悪く、ピットが発生したりする。一方、３０重量％を超
えて添加すると、スラグの粘性が不足し、ビード形状が
悪くなったり、被覆筒が弱くなり、溶接作業性が劣る。
でいう金属弗化物とは、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、Ｍｇ
Ｆ2 、ＬｉＦ2などを示すものであるが、いずれもスラ
グの融点を下げて流動性のよいスラグをつくる。またア
ーク中で分解した弗素は、溶融メタルや溶融スラグの水
素と反応し、溶接金属の水素分圧を下げて耐割れ性の良
好な溶接金属をつくる。これらの添加量が１０重量％未
満では適当なスラグの流動性が得られず、ビード形状が
悪く、ピットが発生したりする。一方、３０重量％を超
えて添加すると、スラグの粘性が不足し、ビード形状が
悪くなったり、被覆筒が弱くなり、溶接作業性が劣る。
【００１１】〈Ｍｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０重量％〉Ｍｇ
2 Ｓｉは溶接金属中の酸素量を低減させることができ溶
接金属のじん性を向上し、且つ安定させることができ
る。Ｍｇ2 Ｓｉは、金属Ｍｇ粉に比べ高温でも安定であ
り、溶接棒の高温焼成にも分解することがなく、アーク
溶接中に十分強脱酸剤としての機能を果たすことができ
る。さらにアークの安定性を向上させる働きもある。Ｍ
ｇ2 ＳｉのＭｇとＳｉの比は２：８から５：５程度迄の
ものが使用でき、その添加量は、０．１重量％未満で
は、これらの効果が有効に働かず、一方１０重量％を超
えて添加しても溶接金属中の酸素量は低減せず、かえっ
て他の合金元素が過剰に歩留り、溶接金属のじん性が劣
化するばかりでなく、溶接時にアークが不安定となった
り、スパッタ量が増加して溶接作業性が悪くなる。
2 Ｓｉは溶接金属中の酸素量を低減させることができ溶
接金属のじん性を向上し、且つ安定させることができ
る。Ｍｇ2 Ｓｉは、金属Ｍｇ粉に比べ高温でも安定であ
り、溶接棒の高温焼成にも分解することがなく、アーク
溶接中に十分強脱酸剤としての機能を果たすことができ
る。さらにアークの安定性を向上させる働きもある。Ｍ
ｇ2 ＳｉのＭｇとＳｉの比は２：８から５：５程度迄の
ものが使用でき、その添加量は、０．１重量％未満で
は、これらの効果が有効に働かず、一方１０重量％を超
えて添加しても溶接金属中の酸素量は低減せず、かえっ
て他の合金元素が過剰に歩留り、溶接金属のじん性が劣
化するばかりでなく、溶接時にアークが不安定となった
り、スパッタ量が増加して溶接作業性が悪くなる。
【００１２】〈被覆率：２２〜４０重量％〉溶接棒全重
量に対する被覆剤の重量％を被覆率という。被覆率が２
２重量％未満では保護筒が弱く、溶接に際してスパッタ
の発生が多く、また生成スラグ量が少なく、ビード外観
を悪化させる。一方、４０重量％を超えて塗装すると溶
接時にスラグ生成量が多くなり、スラグの巻き込みなど
の溶接欠陥が発生するようになり、また被覆外径が太く
なり、狭い開先での溶接が困難になる。
量に対する被覆剤の重量％を被覆率という。被覆率が２
２重量％未満では保護筒が弱く、溶接に際してスパッタ
の発生が多く、また生成スラグ量が少なく、ビード外観
を悪化させる。一方、４０重量％を超えて塗装すると溶
接時にスラグ生成量が多くなり、スラグの巻き込みなど
の溶接欠陥が発生するようになり、また被覆外径が太く
なり、狭い開先での溶接が困難になる。
【００１３】次に被覆剤及び鋼心線のいずれかまたは両
方に含有させる必須元素について詳述する。 〈Ｃ：０．０１〜０．１０重量％〉Ｃは溶着金属の強度
を向上させるために添加するもので、これにより炭化物
を析出させ、且つ粗大フェライトの生成を抑制する。Ｃ
の添加量は少なくとも０．０１重量％とする必要がある
が、一方、０．１０重量％を超えると溶接割れ感受性が
劣化する。
方に含有させる必須元素について詳述する。 〈Ｃ：０．０１〜０．１０重量％〉Ｃは溶着金属の強度
を向上させるために添加するもので、これにより炭化物
を析出させ、且つ粗大フェライトの生成を抑制する。Ｃ
の添加量は少なくとも０．０１重量％とする必要がある
が、一方、０．１０重量％を超えると溶接割れ感受性が
劣化する。
【００１４】〈Ｓｉ：０．４〜２．２重量％〉Ｓｉは溶
接作業性を良好にすると共に溶着金属の脱酸のために添
加されるが、溶接棒中の含有率が０．４重量％未満で
は、脱酸不足によって溶接金属中に気孔が発生しやすく
なる。一方、２．２重量％を超えると、溶接金属のじん
性が低下する。
接作業性を良好にすると共に溶着金属の脱酸のために添
加されるが、溶接棒中の含有率が０．４重量％未満で
は、脱酸不足によって溶接金属中に気孔が発生しやすく
なる。一方、２．２重量％を超えると、溶接金属のじん
性が低下する。
【００１５】〈Ｍｎ：１．０〜１．９重量％〉ＭｎはＳ
ｉと同様に脱酸剤として必要であり、少なくとも１．０
重量％は含有させなければならない。しかし、１．９重
量％を超えると溶着金属の微細フェライトが減少し、焼
入れ硬化性が過大となり、溶接割れ感受性が劣化する。 〈Ｃｒ：５．９〜９．８重量％〉Ｃｒは本発明溶接棒の
主成分であり、母材共金系として同等量添加し、溶接金
属の耐酸化性、耐食性及び高温強度を高めるのに不可欠
の元素であり、少なくとも５．９重量％は含有させなけ
ればならない。一方、９．８重量％を超えると、粗大フ
ェライトが生成してじん性が低下する。
ｉと同様に脱酸剤として必要であり、少なくとも１．０
重量％は含有させなければならない。しかし、１．９重
量％を超えると溶着金属の微細フェライトが減少し、焼
入れ硬化性が過大となり、溶接割れ感受性が劣化する。 〈Ｃｒ：５．９〜９．８重量％〉Ｃｒは本発明溶接棒の
主成分であり、母材共金系として同等量添加し、溶接金
属の耐酸化性、耐食性及び高温強度を高めるのに不可欠
の元素であり、少なくとも５．９重量％は含有させなけ
ればならない。一方、９．８重量％を超えると、粗大フ
ェライトが生成してじん性が低下する。
【００１６】〈Ｍｏ：０．３〜１．２重量％〉ＭｏはＣ
ｒと同様に共金系として同等量の添加が必要であり、少
なくとも０．３重量％は含有させなければならない。Ｍ
ｏの固溶体効果によりクリープ破断強度は向上するが、
１．２重量％を超えるとクリープ破断強度の向上効果は
得られず、かえって溶接性の著しい劣化を招く。
ｒと同様に共金系として同等量の添加が必要であり、少
なくとも０．３重量％は含有させなければならない。Ｍ
ｏの固溶体効果によりクリープ破断強度は向上するが、
１．２重量％を超えるとクリープ破断強度の向上効果は
得られず、かえって溶接性の著しい劣化を招く。
【００１７】〈Ｎ：０．０４〜０．０９重量％〉Ｎは安
定したオーステナイト領域を確保するために必要な元素
の一つであり、微細な炭窒化物の析出により高温強度、
クリープ破断強度及びじん性を向上させることができ
る。しかし０．０４重量％未満ではその効果が得られ
ず、また０．０９重量％を超えると、溶接金属の凝固時
にすべて固溶されず、ブローホール等の気孔欠陥が発生
しやすくなる。
定したオーステナイト領域を確保するために必要な元素
の一つであり、微細な炭窒化物の析出により高温強度、
クリープ破断強度及びじん性を向上させることができ
る。しかし０．０４重量％未満ではその効果が得られ
ず、また０．０９重量％を超えると、溶接金属の凝固時
にすべて固溶されず、ブローホール等の気孔欠陥が発生
しやすくなる。
【００１８】上記必須元素に加え、同効元素群から選択
して添加される元素を下記に詳述する。 〈Ｎｉ：０．２〜１．０重量％〉Ｎｉは粗大フェライト
の生成を抑制するため溶着金属のじん性の安定化に有効
である。しかし、０．２重量％未満ではその効果が得ら
れず、また１．０重量％を超えると、高温強度及びクリ
ープ破断強度が著しく低下する。
して添加される元素を下記に詳述する。 〈Ｎｉ：０．２〜１．０重量％〉Ｎｉは粗大フェライト
の生成を抑制するため溶着金属のじん性の安定化に有効
である。しかし、０．２重量％未満ではその効果が得ら
れず、また１．０重量％を超えると、高温強度及びクリ
ープ破断強度が著しく低下する。
【００１９】〈Ｖ：０．１〜０．４重量％〉Ｖは析出物
の粗大化の抑制する効果に優れた元素で、高温強度を著
しく高めることができるが、０．１重量％未満ではその
効果が得られず、一方０．４重量％を超えると炭化物が
過剰に析出してじん性が低下する。 〈Ｎｂ：０．０２〜０．１重量％〉ＮｂはＮｂＣの析出
によって高温強度を高め、また炭化物の析出をコントロ
ールする作用がありクリープ破断強度の改善に効果があ
る。しかし、０．０２重量％未満ではその効果が得られ
ず、一方０．１重量％を超えると炭化物が凝集粗大化し
て強度を低下させる。
の粗大化の抑制する効果に優れた元素で、高温強度を著
しく高めることができるが、０．１重量％未満ではその
効果が得られず、一方０．４重量％を超えると炭化物が
過剰に析出してじん性が低下する。 〈Ｎｂ：０．０２〜０．１重量％〉ＮｂはＮｂＣの析出
によって高温強度を高め、また炭化物の析出をコントロ
ールする作用がありクリープ破断強度の改善に効果があ
る。しかし、０．０２重量％未満ではその効果が得られ
ず、一方０．１重量％を超えると炭化物が凝集粗大化し
て強度を低下させる。
【００２０】〈Ｗ：１．１〜２．１重量％〉ＷはＣｒ、
Ｍｏと同族の元素であり、焼戻しにより炭化物になる。
特にＭｏとの共存によって高温長時間側でのクリープ破
断強度の向上はきわめて大きい。しかし、１．１重量％
未満ではＭｏとの共存効果は得られず、高温強度は改善
されない。一方、２．１重量％を超えると溶接金属の延
性が低下すると共に溶接作業性が悪くなる。
Ｍｏと同族の元素であり、焼戻しにより炭化物になる。
特にＭｏとの共存によって高温長時間側でのクリープ破
断強度の向上はきわめて大きい。しかし、１．１重量％
未満ではＭｏとの共存効果は得られず、高温強度は改善
されない。一方、２．１重量％を超えると溶接金属の延
性が低下すると共に溶接作業性が悪くなる。
【００２１】本発明の被覆アーク溶接棒は、前述の成分
の他にアーク安定剤、スラグ生成剤としてＴｉＯ2 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 などを用い、粘結剤としては、ケイ酸ソーダ、
ケイ酸カリなどを用いる。本発明の溶接棒は、通常の塗
装機により被覆塗装した後、水分を除去するために４５
０〜５５０℃で焼成して製造する。
の他にアーク安定剤、スラグ生成剤としてＴｉＯ2 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 などを用い、粘結剤としては、ケイ酸ソーダ、
ケイ酸カリなどを用いる。本発明の溶接棒は、通常の塗
装機により被覆塗装した後、水分を除去するために４５
０〜５５０℃で焼成して製造する。
【００２２】
【実施例】以下の実施例により本発明の効果をさらに具
体的に示す。Ｍｇ2 Ｓｉと他の被覆剤との組合せにより
溶着金属の強度が７４０Ｎ／ｍｍ2 以上になるように設
計した本発明例および比較例の溶接棒を製造した。これ
らの溶接棒の化学組成および被覆剤組成を表１および表
２（表１のつづき）に示す。これらの各溶接棒を用い、
ＡＷＳ Ａ５．４に基づき予熱パス間温度２００℃で溶
接試験を行った。溶接棒は心線径４．０ｍｍ、溶接電流
１６０Ａ、溶接入熱２０ｋＪ／ｃｍ、下向き姿勢で溶接
後、７５０℃、６０分の後熱処理を行い、各々の溶接棒
について０℃での衝撃試験、酸素量、各種物性試験を行
った。その結果を表３に示す。
体的に示す。Ｍｇ2 Ｓｉと他の被覆剤との組合せにより
溶着金属の強度が７４０Ｎ／ｍｍ2 以上になるように設
計した本発明例および比較例の溶接棒を製造した。これ
らの溶接棒の化学組成および被覆剤組成を表１および表
２（表１のつづき）に示す。これらの各溶接棒を用い、
ＡＷＳ Ａ５．４に基づき予熱パス間温度２００℃で溶
接試験を行った。溶接棒は心線径４．０ｍｍ、溶接電流
１６０Ａ、溶接入熱２０ｋＪ／ｃｍ、下向き姿勢で溶接
後、７５０℃、６０分の後熱処理を行い、各々の溶接棒
について０℃での衝撃試験、酸素量、各種物性試験を行
った。その結果を表３に示す。
【００２３】表１および表２から明かなようにＮｏ．１
からＮｏ．２１の溶接棒は本発明の要件をすべて満足し
ているもので、これらの溶接棒から得た溶接部は表３に
示すように室温引張強度、高温引張強度、シャルピー吸
収エネルギー、クリープ破断強度の何れにおいても、比
較溶接棒に比べて優れた性能を有している。これに対し
比較例の溶接棒Ｎｏ．２２及びＮｏ．２３はＭｇ2 Ｓｉ
が入っていないため溶接金属の酸素量が多く、じん性が
著しく悪い。Ｎｏ．２４はＭｇ2 Ｓｉが多いため脱酸過
剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．２５はＳｉが多い
ため脱酸過剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．２６は
Ｃが多いため強度は増加したがじん性が著しく低下し
た。Ｎｏ．２７はＶが多いため炭化物が過剰に析出し、
じん性が低下した。Ｎｏ．２８はＣｒが少ないため高温
強度が低下した。Ｎｏ．２９はＭｎが多く焼入れ硬化が
過剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．３０はＭｎが少
ないため酸素量が多く、またＷが多いためじん性及び強
度が低下し、さらに溶接作業性も悪化した。Ｎｏ．３１
はＮｉが多いため高温強度、クリープ破断強度が低下し
た。Ｎｏ．３２はＭｏが多いためクリープ破断強度が低
下し、さらに溶接作業性が悪化した。Ｎｏ．３３はＣｒ
が多く、フェライトが粗大化してじん性が低下した。Ｎ
ｏ．３４はＳｉが少なく、脱酸作用が低下し、またＮが
多いため機械的性質が著しく低下した。
からＮｏ．２１の溶接棒は本発明の要件をすべて満足し
ているもので、これらの溶接棒から得た溶接部は表３に
示すように室温引張強度、高温引張強度、シャルピー吸
収エネルギー、クリープ破断強度の何れにおいても、比
較溶接棒に比べて優れた性能を有している。これに対し
比較例の溶接棒Ｎｏ．２２及びＮｏ．２３はＭｇ2 Ｓｉ
が入っていないため溶接金属の酸素量が多く、じん性が
著しく悪い。Ｎｏ．２４はＭｇ2 Ｓｉが多いため脱酸過
剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．２５はＳｉが多い
ため脱酸過剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．２６は
Ｃが多いため強度は増加したがじん性が著しく低下し
た。Ｎｏ．２７はＶが多いため炭化物が過剰に析出し、
じん性が低下した。Ｎｏ．２８はＣｒが少ないため高温
強度が低下した。Ｎｏ．２９はＭｎが多く焼入れ硬化が
過剰となり、じん性が低下した。Ｎｏ．３０はＭｎが少
ないため酸素量が多く、またＷが多いためじん性及び強
度が低下し、さらに溶接作業性も悪化した。Ｎｏ．３１
はＮｉが多いため高温強度、クリープ破断強度が低下し
た。Ｎｏ．３２はＭｏが多いためクリープ破断強度が低
下し、さらに溶接作業性が悪化した。Ｎｏ．３３はＣｒ
が多く、フェライトが粗大化してじん性が低下した。Ｎ
ｏ．３４はＳｉが少なく、脱酸作用が低下し、またＮが
多いため機械的性質が著しく低下した。
【００２４】さらにＮｏ．２２〜Ｎｏ．２６は、金属炭
酸塩または金属弗化物が本発明範囲を外れているため作
業性が悪い。
酸塩または金属弗化物が本発明範囲を外れているため作
業性が悪い。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【発明の効果】本発明溶接棒は以上のように、被覆剤及
び心線中に含有させる合金元素、含有量を特定すること
により、９Ｃｒ系母材物性に匹敵する高強度、高温クリ
ープ破断強度、等の特性を損なうことなく溶接金属の低
酸素化を図ることができ、高じん性を付与することがで
きる。
び心線中に含有させる合金元素、含有量を特定すること
により、９Ｃｒ系母材物性に匹敵する高強度、高温クリ
ープ破断強度、等の特性を損なうことなく溶接金属の低
酸素化を図ることができ、高じん性を付与することがで
きる。
【図１】被覆剤中のＭｇ及びＭｇ2 Ｓｉの添加量（重量
％）と溶接金属の酸素量（ｐｐｍ）を示した図である。
％）と溶接金属の酸素量（ｐｐｍ）を示した図である。
【図２】被覆剤中のＭｇ及びＭｇ2 Ｓｉの添加量（重量
％）と溶接金属０℃の吸収エネルギー（Ｊ）の関係を示
す図である。
％）と溶接金属０℃の吸収エネルギー（Ｊ）の関係を示
す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属炭酸塩：３０〜６０重量％、金属弗
化物：１０〜３０重量％、その他に上記以外のアーク安
定剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重
量に対して２２〜４０重量％となるように鋼心線外周に
被覆してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中
にＭｇ2 Ｓｉ：０．１〜１０重量％を含有せしめ、且つ
これら被覆剤と前記鋼心線中の両方または一方には溶接
棒全重量に対してＣ：０．０１〜０．１０重量％、Ｓ
ｉ：０．４〜２．２重量％、Ｍｎ：１．０〜１．９重量
％、Ｃｒ：５．９〜９．８重量％、Ｍｏ：０．３〜１．
２重量％、Ｎ：０．０４〜０．０９重量％に加えて、Ｎ
ｉ：０．２〜１．０重量％、Ｖ：０．１〜０．４重量
％、Ｎｂ：０．０２〜０．１重量％及びＷ：１．１〜
２．１重量％よりなる群から選択される１種または２種
以上の元素を含有せしめたことを特徴とする９Ｃｒ系鋼
溶接用低水素系被覆アーク溶接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20203991A JPH0542390A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20203991A JPH0542390A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0542390A true JPH0542390A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16450924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20203991A Withdrawn JPH0542390A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0542390A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3037206A1 (en) | 2014-12-25 | 2016-06-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Low-hydrogen coated electrode |
| JP2018176283A (ja) * | 2018-07-12 | 2018-11-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 低水素系被覆アーク溶接棒 |
| JP2019111562A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 被覆アーク溶接棒 |
| JP2019188471A (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | 日鉄溶接工業株式会社 | ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP20203991A patent/JPH0542390A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3037206A1 (en) | 2014-12-25 | 2016-06-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Low-hydrogen coated electrode |
| CN105728983A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-06 | 株式会社神户制钢所 | 低氢涂层焊条 |
| JP2016120519A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 低水素系被覆アーク溶接棒 |
| JP2019111562A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 被覆アーク溶接棒 |
| JP2019188471A (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | 日鉄溶接工業株式会社 | ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒 |
| JP2018176283A (ja) * | 2018-07-12 | 2018-11-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 低水素系被覆アーク溶接棒 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |