JPH0663789A - ガスシールドアーク溶接用のNiまたはNi合金溶接ワイヤ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接用のNiまたはNi合金溶接ワイヤ

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JPH0663789A
JPH0663789A JP22019492A JP22019492A JPH0663789A JP H0663789 A JPH0663789 A JP H0663789A JP 22019492 A JP22019492 A JP 22019492A JP 22019492 A JP22019492 A JP 22019492A JP H0663789 A JPH0663789 A JP H0663789A
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JP
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welding
alloy
welding wire
slag
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JP22019492A
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Masa Nagata
雅 永田
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 NiまたはNi合金のガスシールドアーク溶
接に使用する溶接ワイヤのCa含有量を、0.002%
以下、好ましくは0.0015%以下に規制する。 【効果】 溶接により発生するスラグが溶接金属に固着
せず容易に剥れ落ち、かつ溶接金属中に巻き込まれるこ
とも少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接とくにTIG溶接およびMIG溶接に使用する、Ni
またはNi合金の溶接ワイヤの改良に関する。
【0002】本発明において「Ni合金」とは、Niが
組成の過半量を占める合金に止まらず、NiがFeまた
はCrに次いで多量に存在する成分である高合金鋼をも
包含する。
【0003】
【従来の技術】Ni合金は、耐熱性と耐食性にすぐれて
いるため、化学装置、航空機部品、あるいは原子力設備
の材料として広く使用されている。 従って、Ni合金
どうしの溶接、Ni合金と構造用鋼との溶接、あるいは
Ni合金の肉盛溶接が必要であり、Arガスを用いたT
IG溶接や、(Ar+O2)混合ガスを用いたMIG溶接
が行なわれている。
【0004】これらのガスシールドアーク溶接において
は、生成するスラグが溶接金属に巻き込まれると欠陥に
なるし、溶接金属に付着したままでは耐食性の劣化を招
くから、除去しなければならない。 スラグ除去は多大
の労力を要するので、容易にする方策が求められてい
た。 近年、ロボットによる自動溶接が盛になり、Ni
合金の溶接も自動化が要請されているが、付着スラグの
除去という問題があって、実現が遅れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ni
またはNi合金のガスシールドアーク溶接において発生
するスラグが溶接金属から容易に剥離し、スラグ除去の
問題が著しく緩和され、自動化も可能な溶接を実現す
る、改良された溶接ワイヤを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のガスシールドアーク溶接用のNiまたはNi合金
溶接ワイヤは、基本的には、NiまたはNi合金からな
る溶接ワイヤにおいて、Ca含有量を0.002%以下
に規制したことを特徴とする。
【0007】本発明のNi合金溶接ワイヤは、上記の基
本組成のほかに、種々の合金組成をもつことができる。
それらを総括的に示せば、つぎのとおりである。
【0008】C:0.5%以下、Si:1.50%以
下、Mn:5.0%以下を含有するほかに、さらに、C
u:35%以下、Cr:51%以下、Mo:32%以
下、W:5%以下、Co:35%以下、Fe:52%以
下、Al:5%以下、Ti:5%以下、Nb(+T
a):7%以下、V:1%以下、Zr:1%以下、B:
0.01%以下の1種または2種以上を含有し、残部が
実質上Niからなるもの。
【0009】前記基本組成または上記の組成に加えて、
Mg:0.06%以下およびREM:0.06%以下の
1種または2種を、2種の場合は合計量で0.06%以
下含有するもの。 MgおよびREMは、合金の熱間加
工性を向上させる作用がある。
【0010】実用されているNiまたはNi合金であっ
て、本発明を適用することのできるものを以下に列挙す
る。
【0011】合金成分を実質上添加してないNiの溶接
ワイヤとしては、たとえば「Ni200」として知られ
る合金を材料とするものがあり、その組成は、C:0.
15%以下、Si:0.35%以下、Mn:0.35%
以下、S:0.01%以下、Cu:0.25%以下であ
って、Ni:99.0%以上である。
【0012】少量の合金成分を含有するNi合金として
は、たとえば「Ni 211」があり、その組成はつぎ
のとおりである。 C:0.15%以下、Si:0.3
5%以下、Mn:4.3〜5.3%、S:0.01%以
下、Cu:0.5%以下であって、残部が実質上Ni。
【0013】比較的多量の合金成分を含有するNi合金
であって、本発明に従うCa量の規制の対象となるもの
は、以下に例を示すように多種ある。
【0014】「Monel 404」 C:0.12%
以下、Si:0.5%以下、Mn:0.5%以下、S:
0.03%以下、Cu:42〜46%であって、残部が
実質上Ni。
【0015】「Inconel 671」 C:0.1
%以下、Si:0.2%以下、Mn:0.2%以下、
S:0.03%以下、Cr:45〜51%であって、残
部が実質上Ni。
【0016】「Hastelloy B」 C:0.0
5%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、
S:0.03%以下、Cr:1.0%以下、Mo:26
〜30%、Co:2.5%以下、Fe:4.0〜6.0
%、V:0.2〜0.4%であって、残部が実質上N
i。
【0017】「Inco 702」 C:0.1%以
下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、S:
0.03%以下、Cu:0.5%以下、Cr:14〜1
7%、Al:2.7〜3.7%、Ti:0.3〜0.9
%であって、残部が実質上Ni。
【0018】「Ni 61」 C:0.1%以下、S
i:1.0%以下、Mn:0.8%以下、S:0.03
%以下、Ti:2.5〜3.5%であって残部が実質上
Ni。
【0019】「Hastelloy C」 C:0.0
1%以下、Si:0.08%以下、Mn:1.0%以
下、S:0.03%以下、Cu:0.6%以下、Cr:
14.5〜16.5%、Mo:15〜17%、Fe:4
〜7%、V:0.35%以下、W:3.0〜4.5%で
あって、残部が実質上Ni。
【0020】「Inco 606」 C:0.05%以
下、Si:0.5%、Mn:2.5〜3.5%、S:
0.03%以下、Cu:0.6%以下、Ti:1%以
下、Cr:19〜21%、Nb:2.0〜3.0%であ
って、残部が実質上Ni。
【0021】「Incoloy 802」 C:0.1
〜0.2%、Si:1.0%以下、Mn:2.0%以
下、S:0.015%以下、Cr:13.0〜17.0
%、Co:24.0〜34.0%、Fe:4.0%、C
u:0.5%以下、Mo:2.5〜4.5%、Al:
2.5〜3.5%、Ti:1.75〜2.75%、Z
r:0.01〜0.10%、B:0.001〜0.01
0%であって残部が実質上Ni。
【0022】最大の成分はFeであるが、多量のNiを
含有し、一般にNi合金として取り扱われているものと
して、下記の例を挙げることができる。
【0023】「DSalloy 700」C:0.2〜
0.5%、Si:0.75%以下、Mn:1.5%以
下、S:0.015%以下、Ni:30.0〜35.0
%、Cr:19.0〜23.0%、Cu:0.75%以
下、Al:0.15〜1.0%、Ti:0.25〜1.
0%であって、残部が実質上Fe。
【0024】
【作用】ArガスをシールドガスとするTIG溶接、お
よび数%のO2を含有するArガスをシールドガスとす
るMIG溶接において、生成するスラグが溶接金属ビー
ドに強固に付着する原因を追求した結果、溶接金属中の
Caの存在が大きな影響をもつことがわかった。 そこ
でスラグの剥離性の観点からCa量の許容限度をしらべ
たところ、0.0020%(20ppm)以下、好ましくは
0.0015%以下(15ppm)以下にすべきであるとい
う結論を得た。
【0025】
【実施例】
〔実施例1〕下記の表1の組成(重量%)をもつNi合
金に対して、 表1 Si Mn Cr Co Fe Mo Ni 0.06 0.2 0.5 0.010 0.009 21.75 1.0 18.3 9.12 0.6 残 Caを0.0007〜0.0030%の範囲内で種々の
量加えた材料で、径2.4mmの溶接ワイヤを製造した。
【0026】それらの溶接ワイヤを使用して、TIG溶
接で肉盛を行なった。 条件は次のとおり: 溶接母材:「Hastelloy X」圧延材の表面を
酸洗脱脂したもの シールドガス:Ar15リットル/min 2層5パス連続盛り電流:150A 速度:10cm/min 溶接ビードの表面を観察してスラグの付着状況を記録
し、次に溶接金属を切断して断面にスラグの巻き込みが
あるか否かを、ミクロ観察によりしらべた。 その結果
を、Caの添加量とあわせて表2に示す。
【0027】 表2 区 分 No. Ca添加量(%) スラグ付着 スラグ巻込み 実施例 1 0.0005 な し な し 実施例 2 0.0007 な し な し 実施例 3 0.0008 な し な し 実施例 4 0.0013 な し な し 実施例 5 0.0016 わずかにあり な し 比較例 1 0.0024 多 い あ り 比較例 2 0.0030 きわめて多い あ り 〔実施例2〕表3に示した組成(重量%)のNi合金に
対し、 表3 Si Mn Cr Al Ti Nb Mo Fe Ni 0.05 0.2 0.2 0.015 0.008 21.8 0.15 0.17 3.4 9.0 1.70 残 Caを種々の量添加して、径1.2mmの溶接ワイヤとし
た。
【0028】それらの溶接ワイヤを使用して、下記の条
件でMIG溶接による肉盛を行なった: 母材:「Incolly 625」圧延材(酸洗脱脂) シールドガス:Ar+2%O2 15リットル/min 電流:180A 電圧:18V 速度:70cm/min 1層3パス 溶接金属について、実施例1と同様にしてスラグの付着
および巻き込みをしらべた。 結果を表4に示す。
【0029】 表4 区 分 No. Ca添加量(%) スラグ付着 スラグ巻込み 実施例 1 0.0004 な し な し 実施例 2 0.0015 な し な し 実施例 3 0.0018 わずかにあり な し 比較例 1 0.0025 多 い ややあり 比較例 2 0.0040 きわめて多い あ り 〔実施例3〕表5に示す合金組成のNi合金を溶製し、
径1.6mmの溶接ワイヤとした。表5における「基材」
欄に挙げた名称は、Ca添加前のNi合金の名称であ
る。それらのワイヤを使用して、ワイヤ基材と同じNi
合金上に、TIG溶接により2層3パスのビードオン肉
盛溶接を行なった。 溶接条件は、電流200A、速度
15cm/min。
【0030】溶接金属について、スラグ付着の有無をし
らべた。 いずれも、認め得るほどのスラグの付着はな
かった。
【0031】
【表5】
【0032】
【発明の効果】本発明に従ってCa含有量の規制をする
ことにより、NiおよびNi合金のガスシールドアーク
溶接において発生するスラグが、溶接金属に固着せず容
易に剥れ落ち、かつ溶接金属中に巻き込まれることも少
なくなる。 従って、NiおよびNi合金の溶接の自動
化が可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NiまたはNi合金からなる溶接ワイヤ
    において、Ca含有量を0.002%以下に規制したこ
    とを特徴とするガスシールドアーク溶接用のNiまたは
    Ni合金溶接ワイヤ。
  2. 【請求項2】 C:0.5%以下、Si:1.50%以
    下、Mn:5.0%以下を含有するほかに、さらに、C
    u:35%以下、Cr:51%以下、Mo:32%以
    下、W:5%以下、Co:35%以下、Fe:52%以
    下、Al:5%以下、Ti:5%以下、Nb(+T
    a):7%以下、V:1%以下、Zr:1%以下、B:
    0.01%以下の1種または2種以上を含有し、残部が
    実質上Niからなる請求項1のNi合金溶接ワイヤ。
  3. 【請求項3】 Mg:0.06%以下およびREM:
    0.06%以下の1種または2種を、2種の場合は合計
    量で0.06%以下含有する請求項1または2のNi合
    金溶接ワイヤ。
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