JPH069756B2

JPH069756B2 - 低水素系被覆ア−ク溶接棒

Info

Publication number: JPH069756B2
Application number: JP61062193A
Authority: JP
Inventors: 威小塩; 久雄前田; 勝溝上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS62220300A

Description

【発明の詳細な説明】（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おい
て、詳しくは高温におけるクリープ特性に優れた低水素
系被覆アーク溶接棒に関するものである。

（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
するに当たり、耐酸化性、高温強度の面から鋼材は２1/
4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼などの低合金鋼に代え、１８−８ステ
ンレス鋼などのオーステナイト系の高級鋼が使用されて
きた。

しかしながら、高級鋼によるボイラの建造はコストが上
昇し高価につくため材料上の問題から操業温度が逆に制
約されている。従って、ボイラの効率を高めるために圧
力を高めた超臨界圧ボイラが使用されている。

この様な状況に対し低合金鋼とオーステナイト系ステン
レス鋼の間を埋めるための鋼材開発研究がかなり行われ
てきており、高温でのクリープ特性に優れ、溶接性も良
好である９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ系鋼が開発され実用化
されつつある。

以上の様な鋼材の開発研究と平行し、９％Ｃｒ−１〜２
％Ｍｏ系鋼の溶接に使用される被覆アーク溶接棒につい
ても種々検討されてきているが、６００℃以上の使用に
おいては開発初期の９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ系被覆アー
ク溶接棒による溶接金属はクリープ破断強度が低いた
め、設計応力を低目にしなければならず、その結果、溶
接構造物の耐久性を短かくしていた。さらに、板厚１０
mm以上の鋼板の溶接では、１７５℃以上の予熱をしなけ
れば割れが停止しないなど現場施工の面からも問題があ
った。

これらの問題を解決するためＣｒ−Ｍｏ系溶接金属の強
度、靭性に関し特開昭５８−５８９９５号公報では、被
覆剤及び／又は心線中のＣ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ａｌ，Ｎ，Ｎｉの添加量を限定し、積極的にＡｌ，Ｎを
加えることにより１〜３％Ｃｒ，1/2〜１％Ｍｏ鋼溶接
金属の低温靭性および焼戻し脆化の改良を行なってい
る。また、特開昭５８−８６９９７号公報においては、
さらに被覆剤の金属炭酸塩、金属弗化物、金属酸化物の
限定により、高温強度や溶接作業性などの向上を計って
いるが、いずれも大幅なクリープ強度の向上および耐割
れ性の改良には至っていない。また、特開昭５８−１４
１８９２号公報では９％Cr−２％Ｍｏ鋼の溶接構造物と
してＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｎ，Ｔ
ｉ，Ｏ，Ｎｂ，Ｖを含む溶接金属が記載されているが、
Ｎｉ，Ａｌ，Ｎ，Ｔｉ，Ｏ，Ｎｂ，Ｖを積極的に添加
し、大幅にクリープ強度を向上しようとするものではな
く、且つ、溶接金属中に含有せしめる金属組成が示され
るだけで、各合金元素の溶接材料への添加方法や添加範
囲が明示されておらずクリープ強度や耐割れ性に優れる
９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ鋼用被覆アーク溶接棒を提供す
るに至っていない。さらに、特開昭５８−１６７９２号
公報では、NbおよびＶがフェライト層と浸炭層の発生を
防止するため、クリープ強度向上に有効であることが記
載されているが、Ｃｒ含有量の異なる母材を溶接する溶
接材料に関するものであって、クリープ特性、耐割れ性
に優れた９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ鋼用被覆アーク溶接棒
を提供するに至っていない。

以上のような観点から本発明者らの一部が特願昭６０−
１９３９２号ですでに提案している如く、溶接棒に適量
のＶ，Ｎｂを共存添加することにより、溶接金属に微細
なＶ₄Ｃ₃，ＮｂＣを析出させて、Ｍ₂₃Ｃ_６，Ｍ₆Ｃの析
出状態を長時間にわたって粗大化しないようコントロー
ルすることができ、クリープ破断強度を格段に高め得る
ことを見出している。また、高強度になることにより劣
化する溶接金属の耐割れ性についても、被覆剤中に適量
のＭｇを添加することにより、割れ停止予熱温度を大幅
に低下し得ることを見出しており、従来から問題とされ
ていた溶接構造物の耐久性および現場溶接施工面の改善
について大きな成果を収めている。しかしながら、さら
にボイラの熱効率を高めるため蒸気温度の一層の上昇と
電力需要の変動に対応してボイラの起動停止が頻繁に行
われることが予想されており、その際の熱応力を軽減す
るため鋼材は高強度薄肉厚化へと指向している。これら
の継手溶接に用いられる被覆アーク溶接棒についても例
外ではなく、溶接部の薄肉厚化は必至であるため、さら
に高クリープ強度を有する被覆アーク溶接棒の開発が望
まれている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ鋼の溶接において高い
クリープ破断強度を有する低水素系被覆アーク溶接棒を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の要旨とするところは、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
およびＷを８．５≦心線中（Ｃｒ）＋被覆剤中（Ｃｒ） ×０．３５≦１１（重量％）０．８≦心線中（Ｍｏ）＋被覆剤中（Ｍｏ） ×０．３５≦２．５（重量％）０．０２≦心線中（Ｖ）＋被覆剤中（Ｖ） ×０．２８≦０．２２（重量％）０．０２≦心線中（Ｎｂ）＋被覆剤中（Ｎｂ） ×０．２０≦０．１１（重量％）０．０５≦心線中（Ｎｉ）＋被覆剤中（Ｎｉ） ×０．３５≦１．９（重量％）０．２≦心線中（Ｗ）＋被覆剤中（Ｗ） ×０．３５≦２（重量％）の範囲に添加し、Ｍｇ０．８〜４．５重量％、金属炭酸
塩１０〜７０重量％、金属弗化物５〜３０重量％、その
他に上記以外の脱酸剤、アーク安定剤、粘結剤を含む被
覆剤を心線の周囲に被覆塗装し、さらにＭｏとＷ量との
関係が第１図のＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範囲
内であることを特徴とする低水素系被覆アーク溶接棒に
ある。

但し、Ａ点（０．２％Ｗ、２．５％Ｍｏ）、Ｂ点（０．
６％Ｗ、０．８％Ｍｏ）、Ｃ点（２．０％Ｗ、０．８％
Ｍｏ）、Ｄ点（１．６％Ｗ、２．５％Ｍｏ）。

なお、本発明に用いる心線はＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎb,Ｎi,
Ｗ以外の化学成分がＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．１０％
以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０
２％以下、Ｃｕ０．１０％以下、残部がＦｅおよび不可
避不純物からなるものである。

９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ鋼の溶接において、溶接金属の
クリープ強度の低下原因は溶接金属が高温に長時間加熱
される過程において、まず溶接金属中のＣとＦｅが結合
してＦｅＣ_３を析出し、次にこの炭化物がＭ₂₃Ｃ_６，Ｍ
₆Ｃ（Ｍは金属元素を指す）に変化し、炭化物が粗大化
することによるものとされている。

そこで本発明者らは鋭意研究の結果、溶接棒に適量のＷ
を添加すると同時にＷをＭｏ量との関係で限定共存させ
ることにより、基本的には溶接金属に微細なＶ₄Ｃ_３お
よびＮｂＣを析出させ、Ｍ₂₃Ｃ_６，Ｍ_６Ｃの析出状態を長時間にわたって粗大化
しないようにコントロールしながら、さらにＭｏ₂Ｃ，
Ｗ₂Ｃを析出させることによって特に６００〜６５０℃
の高温長時間側のクリープ破断強度の高強度化に有効で
あることを見出した。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、以
下に作用とともに本発明を詳細に説明する。

（作用）本発明の最大の特徴は溶接棒中にＷを添加し、かつＭｏ
量との関係で限定共存させたところにあり、溶接して得
られる９％Ｃｒ−１〜２％Ｍｏ鋼溶接金属に析出する炭
化物の粗大化をＶ_４Ｃ_３，ＮｂＣの析出で長時間にわた
り抑制するとともにさらに、Ｍｏ₂Ｃ，Ｗ₂Ｃの析出バラ
ンスを適正な範囲に保つことによって６００〜６５０℃
での長時間側のクリープ破断強度を格段に高めたことに
ある。

第１表はルチール３．３％、炭酸石灰４０．１％、ほた
る石２０．２％、炭酸バリウム４．４％、Ｆｅ−Ｓｉ
（４５％Ｓｉ）１０．２％、金属Ｍｎ０．７３％、金属
Ｃｒ１．２％、Ｆｅ−Ｔｉ（４５％Ｔｉ）１．２％、Ｆ
ｅ−Ｍｏ（６１％Ｍｏ）０．９４〜８．９％、金属Ｗ
（９４％Ｗ）０．０６〜５．７１％、粘結剤７．８％、
残部が鉄粉からなる被覆剤をＣ０．０１〜０．０５％、
Ｓｉ０．０１〜０．０２％、Ｍｎ０．４０〜０．４８
％、Ｎｉ０．３０〜０．５０％、Ｃｒ８．２０〜８．６
０％、Ｍｏ０．５０〜１．４０％、Ｎｂ０．０５〜０．
０７％、Ｖ０．０６〜０．０８％、Ｗ０〜１．４０％を
含む直径４．０mm、長さ４００mmに心線に被覆外径６．
３mmに被覆塗装した後に乾燥、焼成して３４種類の溶接
棒を作成し、ＡＷＳＡ５．４に従って溶接し、溶接作業
性調査およびクリープ試験を実施した結果を示すもので
あり、第１図は第１表のクリープ試験結果および溶接作
業性調査結果の両面から総合判定した結果を図示したも
のである。また、この場合の溶接施工条件は、予熱、パ
ス間温度１００℃、電流１６０Ａ、溶接入熱２１kJ／cm
なる条件で溶着金属を作成した。さらに、溶接作業性調
査は板厚３０mmの９％Ｃｒ−２％Ｍｏ鋼母材に深さ１５
mmの６０゜Ｖ溝開先を作成した試験板を用い前記溶接条
件で行った。また、溶着金属は溶接後７５０℃６０分の
後熱処理を施した後にクリープ試験片を採取し、６５０
℃でクリープ試験を行い、３０００hrの時の破断強度を
求めたものである。

なお、第１表における溶接作業性評価は ○印；良好 △印；やや不良 ×印；不良を示す。

また、第１図の総合判定において ○印；良好 △印；やや不良 ×印；不良を示す。

その結果、被覆アーク溶接棒として、心線または被覆剤
のいずれか一方あるいは両方に、ＷをMo量との関係で一
定の割合で添加することにより、溶接作業性を劣化させ
ることなく良好なクリープ破断強度の得られることが判
明した。また、溶接棒の心線および被覆剤中のＷおよび
Ｍｏ量は(1)および(2)式で表わすと、よりよくクリープ
強度との関係を把握できることがわかった。

Ｍｏ量（重量％）＝心線中(Mo)＋被覆剤中(Mo) ×０．３５ …(1) Ｗ量（重量％）＝心線中（Ｗ）＋被覆剤中（Ｗ） ×０．３５ …(2) (1)，(2)式において、被覆剤中のＭｏ，Ｗにそれぞれ
０．３５の係数を乗じたのは、それによって心線中のそ
れぞれの含有量と等価になることがわかったためであ
る。

第１表および第１図の結果から明らかな如く、溶接棒心
線または被覆剤のいずれか一方あるいは両方に添加する
(1)式で定めるＭｏ量が０．８〜２．５％、また(2)式で
定めるＷ量が０．２〜２％と本発明の要件を満たしてい
ても、第１図Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範囲内
に入らないものは、No.１〜９，No.１４〜１５，No.２
０〜２１，No.２６〜３１で示す通りクリープ破断強度
が１５kgf/mm²未満と低かったり、また溶接作業性が劣
化するという結果が得られており、第１図Ａ点（０．２
％Ｗ，２．５％Ｍｏ），Ｂ点（０．６％Ｗ，０．８％Ｍ
ｏ），Ｃ点（２．０％Ｗ，０．８％Ｍｏ），Ｄ点（１．
６％Ｗ，２．５％Ｍｏ）で囲まれる範囲内にする必要が
あることが判明した。

以下本発明における各成分の作用と成分範囲限定の理由
を述べる。

〔Ｃｒ；８．５≦心線中（Ｃｒ）＋被覆剤中（Ｃｒ） ×０．３５≦１１（重量％）〕Ｃｒは耐酸化性を確保するためには不可欠の元素であっ
て、耐熱鋼には必らず添加されており、Ｍ₂₃Ｃ₆，Ｍ₆Ｃ
（但しＭは金属元素を指す）の微細析出により高温強度
を高めているが、８．５％未満では十分な高温強度が得
られない。他方、１１％を超えると溶接作業性及び靭性
が劣化するため１１％を上限とした。

〔Ｍｏ；０．８≦心線中（Ｍｏ）＋被覆剤中（Ｍｏ） ×０．３５≦２．５（重量％）〕ＭｏはＷとの共存において高温強度、特に高温長時間で
のクリープ強度を確保する作用があるが、その含有量が
０．８％未満ではその効果を得ることができない。他方
２．５％を超えて含有させてもこれ以上の強度向上効果
は得られず、かえって溶接性の著しい劣化を招くため
２．５％を上限とした。

〔Ｖ；０．０２≦心線中（Ｖ）＋被覆剤中（Ｖ） ×０．２８≦０．２２（重量％）〕Ｖは高温強度を著しく高める元素であり、特に析出の場
合にはＶ₄Ｃ₃としての他Ｍ₂₃Ｃ_６，Ｍ₆Ｃの一部に入
り、析出物の粗大化の抑制に優れた効果を発揮するが、
０．０２％未満ではその効果が得られない。他方、０．
２２％を超えると、かえって、強度低下を生ずるので上
限を０．２２％とした。

〔Ｎｂ；０．０２≦心線中（Ｎｂ）＋被覆剤中（Ｎｂ） ×０．２≦０．１１（重量％）〕ＮｂはＮｂＣの析出によって高温強度を高め、後続する
微細な分散析出物であるＭ₂₃Ｃ₆,Ｍ₆Ｃ等の析出状態を
微細にコントロールするために高温長時間クリープ強度
改善に効果がある。しかし、その量が０．０２％未満で
はその効果がなく、0.11％を超えると凝集粗大化を生じ
強度を低下させるため下限を０．０２％、上限を０．１
１％とした。

〔Ｎｉ；０．０５≦心線中（Ｎｉ）＋被覆剤中（Ｎｉ） ×０．３５≦１．９（重量％）〕Ｎｉは溶接金属のマルテンサイト組織生成量をコントロ
ールし靭性の劣化を抑制するとともに耐割れ性を改善す
る効果があるが、０．０５％未満ではその効果が得られ
ない。他方１．９％を超えると溶接金属中のマルテンサ
イトの生成量が急激に増加して靭性および耐割れ性が劣
化するので１．９％を上限とした。

〔Ｗ；０．２≦心線中（Ｗ）＋被覆剤中（Ｗ） ×０．３５≦２（重量％）〕ＷはＣr,Ｍｏと同族の元素であり、焼戻しによってW₂C
が析出し、特にＭｏとの共存においては高温長時間側で
のクリープ破断強度向上への効果は極めて大きい。しか
しながら０．２％未満ではMoとの共存効果が得られず高
温強度改善が達成できない。他方、２％を超えると溶接
金属の延性が低下すると同時に溶接作業性が劣化してく
るので２％を上限とした。

〔Ｍｇ：０．８〜４．５重量％〕Ｍｇは溶接金属中の酸素量を低減し微細炭化物の析出促
進によるＣの固定により溶接金属の耐割れ性を向上させ
るとともに延性の向上に効果があるが、０．８％未満で
は耐割れ性の改善効果が不十分である。他方４．５％を
超えて添加しても耐割れ性は向上せず、かえって溶接時
のアークが不安定となりスパッタ量が増加し溶接作業性
が悪くなるので、４．５％を上限とした。

なお、被覆剤に添加するＭｇは、Ｍｇ単体の他、Ａｌ−
Ｍｇ，Ｎｉ−Ｍｇなどの合金として添加することもでき
る。この場合、合金中のＭｇの量が上記範囲であれば同
様の効果を示すことを確認している。

〔金属炭酸塩；１０〜７０重量％〕本発明でいう金属炭酸塩とは、CaCO_３，BaCO₃，MgC
O_３，MnCO_３などを指すものであるが、これらの金属炭
酸塩はアーク中で分解することによりＣＯ_２ガスを発生
し、溶融メタルを大気から遮断するとともにアーク雰囲
気中の水素、窒素のガス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１０％未満ではスラグの融点が低下す
るためスラグの被包性が悪くなって良好な溶接ビード外
観、形状を得ることができない。また、ＣＯ_２ガスの発
生量が不足するためピットやブローホールが発生した
り、溶接金属中の水素量が増加し、耐割れ性が劣化す
る。他方、７０％を超えて添加した場合には、ガス発生
量が過剰となるためピットが多発するとともにスラグの
融点が上昇してスラグの流動性が悪くなり、溶接母材と
のなじみ性が悪くなるためビード外観、形状が劣化して
くるので、７０％を上限とした。

〔金属弗化物；５〜３０重量％〕本発明でいう金属弗化物とは、CaF_２，BaF₂，MgF₂，MnF
₂，LiFなどを指すものであるが、いずれもスラグの融点
を低下させるため、溶接中のスラグ流動性を良好にす
る。また、アーク中で分解した弗化物は溶融金属や溶融
スラグの水素と反応し、溶接金属中の水素量を低下させ
耐割れ性の良好な溶接金属をつくる。

これらの添加量が５％未満では適当なスラグの流動性が
得られないため、ビード外観、形状が劣化すると同時に
ピットが発生し易く、また、溶接金属中の水素量が増加
して耐割れ性が著しく劣化する。他方、３０％を超える
とスラグの粘性が不足するため、ビード外観、形状が悪
くなったり、また、被覆筒が弱くなり溶接作業性が劣化
してくるので、３０％を上限とした。

本発明の被覆アーク溶接棒は前述の成分の他に脱酸剤と
してＭｎ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ａｌなどの単体金属やＦ
ｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｍn,Ｆｅ−Ｔｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−
Ｓｉ−Ｍｎ，Ｆｅ−ＲＥＭ−Ｃａ−Ｓi,Ｆｅ−Ｃａ−Ｓ
ｉなどの鉄合金、Ｚｒ−Ｓｉなどのそれぞれの合金のい
ずれかを被覆剤に含有せしめるが、７〜２５％の範囲が
脱酸および溶接作業性の面で望ましい。なお、これら添
加される脱酸剤の範囲は特に規定するものではない。

次に、アーク安定剤としては被覆剤中に鉄粉、アルカリ
成分、ルチールなどを添加するが、その添加範囲は４５
％以下が望ましい。

さらに粘結剤としては主に硅酸ソーダ、硅酸カリを含有
する水硝子を用いるものであり、水硝子中のＳｉＯ_２と
Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏなどのアルカリ成分のモル分率で示され
るモル比が１．５〜３．５の範囲の水硝子を使用するこ
とが望ましい。

本発明被覆アーク溶接棒は以上に述べた被覆剤を心線の
周囲に被覆剤重量が、溶接棒重量に対し、２５〜３５％
となるように、通常の溶接棒塗装機により被覆塗装した
後、水分を除去するため300〜５５０℃で焼成して製造
する。

以下に本発明の効果を更に具体的に示す。

（実施例）第２表に、本発明溶接棒、比較に用いた溶接棒の心線
（各４．０mm径）組成、被覆剤組成とこれら溶接棒によ
る各種試験結果を示す。

第２表において、Ａ１〜Ａ１０が本発明溶接棒であり、
Ｂ１〜Ｂ１６は比較溶接棒である。

これら溶接棒による溶着金属の６５０℃，3000hrにおけ
るクリープ破断強度を求めた。また溶接作業性試験を実
施した。

なお、クリープ破断試験片を採取する溶着金属はＡＷＳ
Ａ５，４にもとづいて溶接電流１６０Ａ，溶接入熱２
１KJ／cmで作成した。また、溶接作業性試験はビード外
観、形状、アーク状態、スラグ状態およびスラグはく離
性を評価するため、板厚３０mmの９％Ｃｒ−２％Ｍｏ鋼
の母材に深さ１５mmの６０゜Ｖ溝開先を作成した試験板
を用い前記溶接条件で調査した。

本発明溶接棒による６５０℃，３０００hrにおけるクリ
ープ破断強度は個々の成分が本発明の条件を満足せず、
さらに、第１図に示すＷとＭｏ量との関係がＡ点，Ｂ
点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範囲内に入らない溶接棒Ｂ
５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１
２，Ｂ１３，Ｂ１４，Ｂ１５，Ｂ１６および個々の成分
が本発明の条件を満足していても、第１図に示すＷとＭ
ｏ量との関係がＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範囲
内に入らない溶接棒Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に比較し、
Ｖ₄Ｃ_３，ＮｂＣの析出効果に加え、ＷとＭｏ量との関
係を第１図に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範
囲内とすることによって著しく向上し、本発明溶接棒の
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ
９，Ａ１０いずれにおいても１５kgf／mm²以上の高クリ
ープ破断強度を示した。また、溶接作業性についても安
定したアーク状態と良好なビード外観、形状、スラグ流
動性およびスラグはく離性が得られた。

比較溶接棒Ｂ１〜Ｂ４は、個々の成分が本発明の条件を
満足しているものの、ＷとＭｏ量との関係が、第１図に
示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点で囲まれる範囲内に入って
いないため、高クリープ破断強度が得られていない。

Ｂ５はＣｒの添加量が不足し、金属炭酸塩が過剰である
ため高クリープ破断強度が得られないとともに、スラグ
の被包性が劣化するため、ビード外観、形状が悪かっ
た。

Ｂ６は、Ｃｒの添加量が過剰であると同時に金属炭酸塩
が不足しているため、靭性劣化とともに高クリープ破断
強度が得られない。また、溶接中のガス発生量の不足か
らアークが不安定となり溶接作業性が劣化した。

Ｂ７は金属弗化物が過剰であると同時にＭｏの添加量が
不足しているため、スラグの粘性が不足しビード外観、
形状が劣化するとともに、高クリープ破断強度が得られ
なかった。

Ｂ８は金属弗化物が不足していると同時にＭｏの添加量
が過剰であるためスラグの流動性が不足しビード外観、
形状が劣化するとともに高クリープ破断強度は得られず
むしろ耐割れ性が劣化した。

Ｂ９は脱酸剤が多すぎると同時にＶの添加量が不足して
いるため、過脱酸状態となりピットが発生し易いととも
に、高クリープ破断強度が得られなかった。

Ｂ１０は脱酸剤が不足していると同時にＶの添加量が過
剰であるため、脱酸不足となりピットやブローホールな
どの溶接欠陥が発生し易いとともにクリープ破断強度は
むしろ低下した。

Ｂ１１はアーク安定剤であるルチールと鉄粉が過剰であ
ると同時にＮｂの添加量が不足しているため、耐棒焼け
性が劣化してかえってアークは不安定になるとともに、
ＮｂＣの析出効果が得られず高クリープ破断強度が得ら
れなかった。

Ｂ１２はアーク安定剤が添加されていないと同時にＮｂ
の添加量が過剰であるため、アークが不安定となりスパ
ッタ量が増加し溶接作業性が劣化するとともに、組織が
粗大化し高クリープ破断強度が得られなかった。

Ｂ１３はＮｉの添加量が不足していると同時に金属弗化
物が不足しているため高クリープ破断強度が得られない
とともに、スラグの流動性が悪くビード外観、形状が劣
化した。

Ｂ１４はＮｉの添加量が過剰であると同時に金属弗化物
が過剰であるため溶接金属中のマルテンサイト生成量が
増加しすぎ耐割れ性が悪化するとともに、スラグの粘性
が不足し、ビード外観、形状が劣化した。

Ｂ１５はＷが不足していると同時に脱酸剤も不足してい
るため、高クリープ破断強度が得られないとともに、ピ
ットやブローホールなどの溶接欠陥が発生し易すかっ
た。

Ｂ１６はＭｇが添加されていないと同時に、Ｗの添加量
が過剰であるため、アーク状態が不安定となりスパッタ
が多発し溶接作業性が劣化した。

注(1)Ｆｅ−ＶのＶは５３％、Ｆｅ−ＮｂのNiは６７
％、Ｆｅ−ＭｏのＭｏは６１％、Ｆｅ−ＳｉのＳｉは４
５％、Ｆｅ−ＴｉのＴｉは４５％のものを使用した。

注(2)その他は粘結剤、塗装剤を示す。

注(3)Ｃｒ％＝心線中（Cr）＋被覆剤中(Cr) ×０．３５Ｍｏ％＝心線中（Mo）＋被覆剤中(Mo) ×０．３５Ｖ％＝心線中（Ｖ）＋被覆剤中（Ｖ） ×０．２８Ｎｂ％＝心線中（Nb）＋被覆剤中(Nb) ×０．２０Ｎｉ％＝心線中（Ni）＋被覆剤中（Ni） ×０．３５Ｗ％＝心線中（Ｗ）＋被覆剤中（Ｗ） ×０．３５注(4)ＷとＭｏとの関係が第１図で示すＡ点，Ｂ点，Ｃ
点，Ｄ点で囲まれる範囲内のものは○印、範囲外のもの
は×印で示す。

注(5)○印は良好、×印は不良を示す。

（発明の効果）以上の様に、本発明溶接棒は従来の９％Ｃｒ−１〜２％
Ｍｏ鋼の溶接棒と比較して６５０℃におけるクリープ破
断強度を著しく高めたものであり、従来の９％Ｃｒ−１
〜２％Ｍｏ鋼溶接棒では到底達成し得ないもので、各種
産業の発展に貢献するところ極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は高クリープ破断強度および良好な溶接作業性の
得られるＷとＭｏ量の好適範囲を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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およびＷを下記に示
す範囲で添加し、Ｍｇ；０．８〜４．５重量％、金属炭酸塩；１０〜７０重量％、金属弗化物；５〜３０重量％、その他に、上記以外の脱酸剤、アーク安定剤、粘結剤を
含む被覆剤を心線の周囲に被覆塗装し、さらにＭｏとＷ
量との関係が第１図のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点で囲まれ
る範囲内であることを特徴とする低水素系被覆アーク溶
接棒。Ｃｒ；８．５≦心線中（Ｃｒ）＋被覆剤中（Ｃｒ） ×０．３５≦１１（重量％）Ｍｏ；０．８≦心線中（Ｍｏ）＋被覆剤中（Ｍｏ） ×０．３５≦２．５（重量％）Ｖ；０．０２≦心線中（Ｖ）＋被覆剤中（Ｖ） ×０．２８≦０．２２（重量％）Ｎｂ；０．０２≦心線中（Ｎｂ）＋被覆剤中（Ｎｂ） ×０．２０≦０．１１（重量％）Ｎｉ；０．０５≦心線中（Ｎｉ）＋被覆剤中（Ｎｉ） ×０．３５≦１．９（重量％）Ｗ；０．２≦心線中（Ｗ）＋被覆剤中（Ｗ） ×０．３５≦２（重量％）但し、Ａ点（０．２％Ｗ、２．５％Ｍｏ）、Ｂ点（０．６％
Ｗ、０．８％Ｍｏ）、Ｃ点（２．０％Ｗ、０．８％Ｍ
ｏ）、Ｄ点（１．６％Ｗ、２．５％Ｍｏ）