JPH09192879A - 耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤおよびその製造方法 - Google Patents

耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤおよびその製造方法

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JPH09192879A
JPH09192879A JP261296A JP261296A JPH09192879A JP H09192879 A JPH09192879 A JP H09192879A JP 261296 A JP261296 A JP 261296A JP 261296 A JP261296 A JP 261296A JP H09192879 A JPH09192879 A JP H09192879A
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ferritic stainless
crack resistance
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JP261296A
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Takeshi Suzuki
木 健 鈴
Akio Kaminaka
仲 明 郎 上
Koji Suzuki
木 孝 司 鈴
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接の際のアーク安定性が良好であって溶接
時のスパッタ発生量が少なく、溶接部における高温強
度,耐食性に優れていると共に、耐溶接割れ性にも優れ
ており、溶接部において溶接割れを生じがたいフェライ
ト系ステンレス鋼溶接ワイヤを提供する。 【解決方法】 重量%で、C:0.015%以下、S
i:0.9〜1.5%、Mn:1.0%以下、P:0.
030%以下、S:0.010%以下、Cr:15.0
〜25.0%、Nb:1.0%以下、N:0.02%以
下、Ca:0.0008%以下、残部Feおよび不純物
よりなり、さらに場合によっては、(C+N)/Si:
0.030以下,10(C+N)/(Nb×Si):
0.04〜0.60を満たすものとした耐溶接割れ性に
優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、フェライト系ス
テンレス鋼溶接ワイヤおよびその製造方法に関するもの
であり、さらに詳しくは、溶接の際のアーク安定性が良
好であって溶接時のスパッタ発生量が少なく、しかも耐
溶接割れ性を向上させることが可能である耐溶接割れ性
に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤおよびそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車の排気ガス処理系には、
耐食性に優れたステンレス鋼が使用されており、このよ
うな自動車の排気ガス処理系を構成するステンレス鋼製
部材の溶接には、高価でかつ熱疲労特性に劣る高Niの
オーステナイト系ステンレス鋼溶接ワイヤに代えて、安
価な高Crのフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤが使
用されていた。
【0003】そして、高Crのフェライト系ステンレス
鋼であるFe−Cr−(Si−Mn)系ステンレス鋼溶
接ワイヤでは、高温強度や耐食性等が劣るため、Nbの
添加によりこれらの特性を改善する試みがなされたが、
このFe−Cr−(Si−Mn)−Nb系溶接ワイヤで
は耐溶接割れ性が劣るため、Si含有量の適正化(増
量)により耐溶接割れ性を改善する試みがなされた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなFe−Cr
−(Si−Mn)−Nb系ステンレス鋼溶接ワイヤにお
いては、Si含有量の適正化(増量)により耐溶接割れ
性の改善が図られたが、この反面、溶接の際のアーク安
定性が良好でなく溶接時のスパッタ発生量が多くなる場
合があることから、耐溶接割れ性に優れていると共にア
ーク安定性が良好であってスパッタ発生量が少ないフェ
ライト系ステンレス鋼溶接ワイヤの開発が望まれている
という課題があった。
【0005】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、耐溶接割れ性に優れてい
ると共に溶接の際のアーク安定性が良好で溶接時のスパ
ッタ発生量が少ないフェライト系ステンレス鋼溶接ワイ
ヤを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Fe−C
r−(Si−Mn)−Nb系ステンレス鋼溶接ワイヤに
おいて、Si含有量の適正化(増量)により耐溶接割れ
性の改善を図った場合に、溶接の際のアーク安定性が良
くなく溶接時のスパッタ発生量が多くなる原因について
鋭意検討した結果、Si含有量を適正化(増大)するた
めにFe−Siを従来よりも多く添加した場合に、Fe
−Si中に含まれるCaが溶鋼中に残留し、このCaが
溶接の際のアーク安定性を劣化させて溶接時のスパッタ
発生量を多くすることを見い出して、本発明を完成する
に至った。
【0007】すなわち、本発明に係わる耐溶接割れ性に
優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤは、重量%
で、C:0.015%以下、Si:0.9〜1.5%、
Mn:1.0%以下、P:0.030%以下、S:0.
010%以下、Cr:15.0〜25.0%、Nb:
1.0%以下、N:0.02%以下、Ca:0.000
8%以下、残部Feおよび不純物よりなる構成としたこ
とを特徴としており、実施耐用においては、 (C+N)/Si:0.030以下 10(C+N)/Nb/Si:0.04〜0.60を満
足するようにしたことを特徴としている。
【0008】また、本発明に係わる耐溶接割れ性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤの製造方法は、
上記耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶
接ワイヤを製造するに際し、LF精錬(取鍋精錬)では
なく、AOD精錬(アルゴン酸素脱ガス精錬)によって
フェライト系ステンレス鋼の溶製を行うと共に、このA
OD精錬時にFe−Siを添加してSi含有量を上記範
囲に調整するようにしたことを特徴としている。
【0009】次に、本発明に係わる耐溶接割れ性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤの成分組成(重
量%)の限定理由について説明する。
【0010】C:0.015%以下 Cは溶接部の強度を向上させる作用を有するものの、C
含有量が多すぎるとマルテンサイトを生成して硬さが過
大となり、溶接割れを発生するおそれがあるので、0.
015%以下としている。
【0011】Si:0.9〜1.5% Siは、フェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤの耐溶接
割れ性を向上させるのに有用な元素であるが、Si含有
量が少ないと耐溶接割れ性の向上が不十分であり、0.
9%以上含有させることが必要である。しかし、Si含
有量が多すぎると靭性が劣化するので、1.5%以下と
した。
【0012】Mn:1.0%以下 Mnはステンレス鋼の溶製時において脱酸剤として作用
する元素であるので、脱酸に有効な量を含有させること
が望ましいが、多すぎると耐食性や耐酸化性を低下させ
ることとなるので、1.0%以下としている。
【0013】P:0.03%以下 P含有量が多いと溶接割れを生じやすくなると共に溶接
部の靭性を劣化させることとなるので、0.03%以下
としている。
【0014】S:0.01%以下 S含有量が多いと溶接割れを生じやすくなると共に溶接
部の靭性を劣化させたり耐食性を低下させたりすること
となるので、0.01%以下としている。
【0015】Cr:15.0〜25.0% Crはフェライト系ステンレス鋼の基本成分であり、溶
接部の強度を高めると共に、耐食性ならびに耐酸化性を
向上させるのに有用な元素であって、Cr含有量が少な
いと耐食性ならびに耐酸化性の向上が得がたくなるの
で、15.0%以上としている。しかし、あまり多く添
加しても効果の向上はさほど得られず、歩留りを低下し
てコストの上昇をもたらすこととなるので、25.0%
以下としている。
【0016】Nb:1.0%以下 Nbは高温強度および耐食性を向上させるのに有用な元
素であるが、多く含有させると耐溶接割れ性が低下して
溶接割れを生じやすくするので、1.0%以下としてい
る。
【0017】N:0.02%以下 N含有量が多いと、耐溶接割れ性を低下させると共に溶
接部分の靭性を劣化させるので、0.02%以下として
いる。
【0018】Ca:0.0008%以下 Caは溶製時にSi添加源としてFe−Siを用いた場
合にこのFe−Si中に含有されていることにより鋼中
に残留する元素であるが、とくにSi含有量を適正化
(増量)して耐溶接割れ性をより一層向上させるように
した場合には、Fe−Si添加量も多くなってFe−S
i中のCaが鋼中に残留する量も多くなり、このCa残
留量の増大によって溶接の際のアーク安定性が低下して
溶接時のスパッタ発生量が多くなるので、溶接の際のア
ーク安定化,スパッタ発生量の低減のためにCa含有量
を0.0008%以下に規制した。
【0019】(C+N)/Si:0.030以下 C+N含有量に対してSi含有量が少なすぎると耐溶接
割れ性が低下することとなるので、(C+N)/Si比
で0.030以下であるようにすることが望ましい。
【0020】 10(C+N)/Nb/Si:0.04〜0.60 Siを適量添加することによって、Nb炭化物(Nb
C),Nb窒化物(NbN)の粒界析出を抑制し、溶接
割れの発生を防止して耐溶接割れ性を向上させることが
可能であるが、Si含有量が少ないと耐溶接割れ性の向
上が十分でなく、また、Nb含有量が多くなると高温強
度,耐食性は向上するものの耐溶接割れ性が低下するの
で、このようなSi,Nb含有量とC,N含有量との関
連で、10(C+N)/Nb/Siにおいて0.04〜
0.60の範囲であるようにすることが望ましい。
【0021】このような化学成分組成を有するフェライ
ト系ステンレス鋼溶接ワイヤを製造するに際し、Si含
有量の適正化(増量)のためにFe−Si添加量を増加
すると、Fe−Si中に含まれるCa量が鋼中に多く残
留しやすいこととなり、とくに精錬時の溶鋼撹拌力が小
さいLF精錬(取鍋精錬)によって鋼の溶製を行った場
合には鋼中に残留するCa量が多くなって溶接の際のア
ーク安定性が低下し溶接時のスパッタ発生量が多くなる
場合もあるので、精錬時のAr,O吹き込みにより溶
鋼に対する撹拌力が大きいAOD精錬(アルゴン酸素脱
ガス精錬)を採用してCaを酸化浮上分離しやすいもの
として鋼中の残留Ca量を少なくし、低Ca量に規制す
ることによって溶接の際のアーク安定性を良好なものと
して溶接時のスパッタ発生量が低減したものとなるよう
にすることがより望ましい。
【0022】
【発明の作用】本発明に係わるフェライト系ステンレス
鋼溶接ワイヤでは、上述した構成としており、Siを適
量添加(増量)することによって、Nb炭窒化物の粒界
析出を抑制するようにしているので、Nb炭窒化物が粒
界に析出することによりこのNb炭窒化物に沿って割れ
を生ずるのが防止されて、高温強度および耐食性に優れ
ていると共に耐溶接割れ性にも優れた溶接継手部の形成
に適するステンレス鋼溶接ワイヤとなり、Siの適量添
加(増量)のためにFe−Si添加量を増加した際にF
e−Si中に含まれるCaの鋼中残留量が増加して溶接
の際のアーク安定性が劣化して溶接時のスパッタ発生量
が増大する可能性があるのに対してこのCa含有量を
0.0008%以下に抑制していることから溶接の際の
アーク安定性が良好なものとなって溶接時のスパッタ発
生量が少なくなり、耐溶接割れ性に優れた高品質のステ
ンレス鋼溶接継手が得られることとなる。
【0023】
【実施例】表1および表2に示す化学成分組成に対応す
る鋼を溶製したのち圧延および線引を行うことによっ
て、直径1.2mmのワイヤに加工し、リールに巻き取
って表1および表2に示す化学成分組成の実施例1〜6
および比較例1〜6のフェライト系ステンレス鋼溶接ワ
イヤを得た。
【0024】次いで、上記フェライト系ステンレス鋼溶
接ワイヤを使用して表3に示す条件による下向きビード
オンプレート溶接を行った。
【0025】そして、溶接時のスパッタ発生量を調べた
ところ、同じく表2および図1に示す結果であった。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】表1および表2ならびに図1に示すよう
に、本発明実施例1〜6では、溶接時のスパッタ発生量
が少ないものとなっており、品質の良い溶接継手部を得
ることが可能であって、耐溶接割れ性が良好であると共
に、高温強度および耐食性も良好なものとすることが可
能であった。
【0030】これに対して、Ca含有量が多い比較例1
〜6の場合は、スパッタ発生量が多いものとなってい
た。
【0031】
【発明の効果】本発明に係わる耐溶接割れ性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤでは、重量%で、
C:0.015%以下、Si:0.9〜1.5%、M
n:1.0%以下、P:0.030%以下、S:0.0
10%以下、Cr:15.0〜25.0%、Nb:1.
0%以下、N:0.02%以下、Ca:0.0008%
以下、残部Feおよび不純物よりなり、さらに場合によ
っては、(C+N)/Si:0.030以下,10(C
+N)/Nb/Si:0.04〜0.60を満たすもの
としたから、溶接の際のアーク安定性を良好なものとす
ることが可能であって溶接時のスパッタ発生量を少なく
することが可能であり、品質のよい溶接継手部を得るこ
とが可能であるので、溶接継手部における高温強度,耐
食性に優れていると共に、耐溶接割れ性にも優れてお
り、溶接部において溶接割れを生じがたいものとするこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【0032】そして、本発明に係わるフェライト系ステ
ンレス鋼溶接ワイヤの製造方法によれば、上述した溶接
の際のアーク安定性が良好であって溶接時のスパッタ発
生量が少なく、特性の優れた溶接継手部を得ることが可
能である耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス
鋼溶接ワイヤを製造することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例および比較例において溶接ワイ
ヤ中のCa含有量とスパッタ発生量との関係を調べた結
果を例示した説明図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.015%以下、S
    i:0.9〜1.5%、Mn:1.0%以下、P:0.
    030%以下、S:0.010%以下、Cr:15.0
    〜25.0%、Nb:1.0%以下、N:0.02%以
    下、Ca:0.0008%以下、残部Feおよび不純物
    よりなることを特徴とする耐溶接割れ性に優れたフェラ
    イト系ステンレス鋼溶接ワイヤ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のフェライト系ステンレ
    ス鋼溶接ワイヤにおいて、 (C+N)/Si:0.030以下 10(C+N)/Nb/Si:0.04〜0.60 を満足するものとしたことを特徴とする耐溶接割れ性に
    優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の耐溶接割れ性
    に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤを製造す
    るに際し、AOD精錬によってフェライト系ステンレス
    鋼の溶製を行うと共にこのAOD精錬時にFe−Siを
    添加してSi含有量を調整することを特徴とする耐溶接
    割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤの
    製造方法。
JP261296A 1996-01-10 1996-01-10 耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤおよびその製造方法 Pending JPH09192879A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040050294A (ko) * 2002-12-10 2004-06-16 고려용접봉 주식회사 페라이트계 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어
KR100456465B1 (ko) * 2000-03-20 2004-11-10 현대종합금속 주식회사 내균열성이 우수한 페라이트계 스테인레스 스틸 용접용플럭스 충전 와이어
JP2007524513A (ja) * 2004-02-16 2007-08-30 ケビン、フランシス、ドルマン 硬化肉盛合金鉄材料
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CN103436657A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 中天钢铁集团有限公司 一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺
CN110343806A (zh) * 2018-04-02 2019-10-18 潍坊特钢集团有限公司 一种H08A、H08MnA系列低碳钢冶炼脱氧工艺

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