JPH0994694A

JPH0994694A - ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ

Info

Publication number: JPH0994694A
Application number: JP27625395A
Authority: JP
Inventors: Tsuneji Ogawa; 恒司小川; Toshiharu Maruyama; 敏治丸山
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3293730B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接時の作業性、特にアークの安定性を向上
させると共に、スパッタの発生量を低減することができ
るステンレス鋼用フラックス入りワイヤを提供する。【解決手段】オーステナイト系ステンレス鋼の外皮に
フラックスを充填したステンレス鋼用フラックス入りワ
イヤにおいて、前記フラックスは、ワイヤ全重量に対
し、ＳｉＯ₂：０．５０乃至４．００重量％、ＴｉＯ₂：
１．００乃至５．００重量％、ＺｒＯ₂：３．００重量
％以下及びＡｌ₂Ｏ₃：０．２０乃至２．００重量％を含
有すると共に、前記ＺｒＯ₂と前記Ａｌ₂Ｏ₃との合計が
０．５０乃至４．５０重量％である。前記外皮の組成
は、Ｃ：０．００５乃至０．０２５重量％、酸素：０．
００３０乃至０．０３０重量％、Ｔｉ：０．００２乃至
０．３０重量％及びＡｌ：０．０５０重量％以下であ
る。ワイヤ中に含有される炭酸塩及び炭素化合物からの
炭素を、Ｃ換算値で、０．０１０乃至０．１０重量％と
し、ワイヤ中に含有される水分量を８０乃至８００重量
ｐｐｍとする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼用フラッ
クス入りワイヤに関し、特に溶接時のアーク安定性を保
持すると共にスパッタ発生等を極力抑制し、良好な溶接
作業性を得るのに好適のステンレス鋼用フラックス入り
ワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ステンレス鋼溶接用フラック
ス入りワイヤ（以下、ＦＣＷという）は、溶接施工面に
おける優れた能率性及び良好な溶接作業性を有すること
から、近年急速な普及を成し遂げ、現在では広く産業界
で使用されている。そして、このような急速な普及と共
に、ＦＣＷの適用範囲の拡大が進行し、更に一層の作業
性及び品質の向上が要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＣＷには、以下に示す問題点がある。即ち、従来施工
法の中でも代表的な被覆アーク溶接法との比較において
は、ＦＣＷの能率性及び作業性での優位性は明らかであ
り、またＴＩＧ溶接法との比較においても能率面での優
位性は顕著であるものの、溶接後の仕上がり外観、溶接
部周辺へのスパッタ付着及びスラグの残留並びに溶接部
周辺の酸化による変色等がＦＣＷの問題点として指摘さ
れている。

【０００４】このような問題点を解決するために、ワイ
ヤ中のフラックス成分を規定することにより、良好な溶
接作業性を得る技術が提案されている（特公平５−３０
５５７号公報）。しかし、上述の適用範囲の拡大に応え
るために、品質及び溶接作業性を更に一層改善すること
が要望されている。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接時の作業性、特にアークの安定性を向
上させると共に、スパッタの発生量を低減することがで
きるステンレス鋼用フラックス入りワイヤを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るステンレス
鋼用フラックス入りワイヤは、オーステナイト系ステン
レス鋼の外皮にフラックスを充填したステンレス鋼用フ
ラックス入りワイヤにおいて、前記フラックスは、ワイ
ヤ全重量に対し、ＳｉＯ₂：０．５０乃至４．００重量
％、ＴｉＯ₂：１．００乃至５．００重量％、ＺｒＯ₂：
３．００重量％以下及びＡｌ₂Ｏ₃：０．２０乃至２．０
０重量％を含有すると共に、前記ＺｒＯ₂と前記Ａｌ₂Ｏ
₃との合計が０．５０乃至４．５０重量％であり、前記
外皮の組成は、Ｃ：０．００５乃至０．０２５重量％、
酸素：０．００３０乃至０．０３０重量％、Ｔｉ：０．
００２乃至０．３０重量％及びＡｌ：０．０５０重量％
以下であり、ワイヤ中に含有される炭酸塩及び炭素化合
物からの炭素を、Ｃ換算値で、０．０１０乃至０．１０
重量％とし、ワイヤ中に含有される水分量を８０乃至８
００重量ｐｐｍにしたことを特徴とする。

【０００７】前記外皮のステンレス鋼は、更にＮｂ：
０．００３乃至０．３０重量％を含有するものであって
もよい。

【０００８】前記フラックスは、ワイヤ全重量に対し、
更にフッ化物をＦ換算値の合計で０．０２乃至２．５０
重量％含有するものであってもよい。

【０００９】

【作用】従来は一般的に充填フラックスワイヤの成分調
整等の改良を主体として、開発が進められていたのに対
して、本願発明者等はワイヤを構成する外皮の組成と、
ワイヤ中に製造段階及び使用原料より不可避的に混入し
てくると考えられている微量不純物の影響とについて鋭
意検討した。

【００１０】従来よりステンレス鋼用ＦＣＷに使用され
る外皮材としては、ＪＩＳＧ４３０４及び４３０５
等に規定されるＳＵＳ３０４Ｌ及び３１６Ｌ等のオース
テナイト系ステンレス鋼帯並びに同様の組成のステンレ
ス鋼チューブ材が、一般的に使用されている。本願発明
者等は、この外皮の諸特性及び化学組成が溶接作業性に
対して及ぼす影響について検討した。その結果、外皮中
に含有されるＣ、Ａｌ、Ｔｉ及び酸素が溶接作業性、特
にアーク安定性、溶滴移行状態及びスパッタ発生量に対
して大きな影響を及ぼすことを見出した。

【００１１】また、ワイヤ中に不可避的に混入し、溶接
作業性に影響を及ぼす元素の代表的なものとして、従来
よりＳが知られており、適量のＳの存在は溶融金属の粘
性を小さくし、スムーズな溶滴移行性をもたらすと共に
溶接時のスラグ剥離性を改善する効果があることが公知
の事実とされている。

【００１２】本願発明者等は、これ以外の不可避的不純
物の影響を実験研究した結果、ワイヤ中に存在する特定
原料中の炭素が、溶接時にＣＯ₂等のガスの発生するこ
とにより、スパッタの発生原因となり得ることを見出し
た。一方、充填フラックス及びワイヤ製造段階中に不可
避的にワイヤ中に混入してくる水分は、溶接時のアーク
安定度の向上に大きく寄与することを知見した。そし
て、これらの不可避的不純物元素の含有量を適切に制御
することで溶接時の耐気孔性を確保しつつ、スパッタの
発生を抑止できることを見出した。

【００１３】即ち、本願発明者等が、ステンレス鋼用フ
ラックス入りワイヤの溶接作業性を調査し、特にスパッ
タ発生現象を詳細に検討した結果、主たるスパッタ発生
は、溶融金属中からのガス発生現象（主としてＣ＋Ｏ→
ＣＯ反応）と、ワイヤ先端から溶融池への溶融金属の移
行状態の不安定性とに起因することを究明した。

【００１４】以下、本発明における各組成の限定理由に
ついて説明する。先ず、本発明のステンレス鋼用フラッ
クス入りワイヤの外皮を構成するオーステナイト系ステ
ンレス鋼の組成限定理由について説明する。

【００１５】外皮のＣ（炭素）：０．００５乃至０．０
２５重量％ワイヤ外皮のステンレス鋼に含有されるＣは、溶接によ
って外皮から溶接金属中に移行し、溶接金属の強度及び
フェライト量の調整と密接に関わるので、溶接金属の諸
特性調整に極めて重要な元素であることは公知である。

【００１６】しかし、一方では、Ｃは溶接時に強脱酸元
素として作用し、周辺の酸素と反応して炭酸ガスを生じ
る。この溶融金属中に生じる炭酸ガスは、溶融金属より
離散する段階で爆発的なバブリング現象を引き起こし、
この結果としてスパッタが発生することが、炭素鋼等の
ソリッドワイヤのアーク現象を調査した結果として、公
知となっている。

【００１７】本発明のステンレス鋼用フラックス入りワ
イヤにおいても、このようなＣの影響は、ある意味では
同様であり、上述のようなガス発生効果によるスパッタ
量の増加をもたらす場合もある。しかし、本願発明者等
は、これ以外にもＣはその添加源及び量によって異なっ
た挙動を示し、溶接作業性に多大な影響を及ぼしている
ことを見出した。添加源の異なる充填フラックス中のＣ
の影響については後述することとし、ワイヤ外皮中のＣ
の影響について説明する。

【００１８】本願発明者等は、ワイヤ外皮に含有される
Ｃについては、その含有量が比較的少量の場合に、溶接
時のアーク安定性を高め、その結果としてスパッタの発
生量を低減させる効果があることを見出した。外皮のス
テンレス鋼のＣ含有量が０．００５重量％未満と極端に
低くなると、溶融金属の粘性が高まるためと推定される
溶滴移行の安定性の喪失が生じやすくなり、結果として
スパッタの増加を招来する。一方、外皮のステンレス鋼
のＣ含有量が０．０２５重量％を超えると、溶滴の粘性
が低下し、溶滴移行時に溶滴と溶融池との間で短絡現象
が発生しやすくなるため、スパッタの発生量が増加する
傾向がある。よって、外皮のステンレス鋼のＣ含有量
は、０．００５乃至０．０２５重量％とする。

【００１９】なお、上述のようにワイヤ外皮のＣは、溶
滴の粘性、特にアークによって溶融した直後の時点での
粘性に大きく影響を及ぼし、その結果として溶滴の安定
移行を左右するものである。従って、本発明にて規定し
た範囲内のＣ含有量では、従来より考えられていた、Ｃ
の酸化燃焼によるガス発生現象に起因するスパッタリン
グ現象は殆ど生じていないことが判明した。

【００２０】外皮のＯ（酸素）：０．００３０乃至０．
０３０重量％一般に外皮材として使用されるステンレス鋼中には、製
鋼段階で不可避的不純物として混入した酸素が存在す
る。この酸素の大部分は精錬反応時に生じた各種の酸化
物系の非金属介在物として存在する。本願発明者等は、
このような酸化物は溶接時のアーク発生点の核となるこ
と、また、この酸化物が外皮中に適度に分散含有され、
ワイヤ表面に適度に分布することにより、アークの発生
点（陰極点）となって、アーク安定性が高まること、そ
の結果として、スパッタの発生量を低減させることに極
めて有効であることを見出した。酸素含有量が０．００
３０重量％未満では、上述の効果が不十分である。一
方、酸素含有量が０．０３０重量％を超えて、過度の酸
化物が存在するようになると、酸素と外皮に存在するＣ
との反応が活発となり、ＣＯ反応の結果として、ガス発
生効果が顕著となる。このため、スパッタの増加を招来
するので、好ましくない。従って、外皮のステンレス鋼
に対する酸素の積極的添加範囲を０．００３０乃至０．
０３０重量％とする。

【００２１】なお、ワイヤ外皮表面を何らかの手段で積
極的に酸化させ、酸化物を外皮に含有させることによっ
ても、アーク安定性を高めることができる。しかし、外
皮表面が過度に酸化されると、ＣＯ反応に伴うスパッタ
発生量の増加を招来すると共に、伸線工程中にワイヤ表
面に疵が発生し、この疵が溶接時のワイヤ送給性の低下
及び伸線加工中における断線発生頻度の増大を引き起こ
す。このため、外皮表面を酸化する場合であっても、外
皮のステンレス鋼の酸素含有量は、０．０５０重量％以
下とする。

【００２２】外皮のＡｌ（アルミニウム）：０．０５０
重量％以下ワイヤ外皮のステンレス鋼に含有されるＡｌは、ＪＩＳ
ＳＵＳ３０４Ｌ又はＳＵＳ３１６Ｌに規定される鋼等
を外皮材として使用する場合に、不可避的不純物として
僅かに混入しているものである。本願発明者等は、この
不純物としてのＡｌは、溶接時のアーク安定性に対して
微妙に影響を及ぼすと共にスパッタの発生要因となるこ
とを見出した。即ち、Ａｌ及びその酸化物であるＡｌ₂
Ｏ₃が陰極点として作用し、アークの発生点となりやす
いことに加え、溶接によって生じたＡｌ酸化物が高融点
及び高粘性であり、溶融金属の表面にＡｌ酸化物が凝集
しやすいために、溶融金属のある一点にアーク点が生じ
やすくなる。このため、アークの反力を受けて大粒のス
パッタが生じると考えられる。従って、外皮のステンレ
ス鋼のＡｌ含有量は、０．０５０重量％以下とする。

【００２３】なお、本発明においては、外皮のＡｌ含有
量は上述のように制限されるものの、ワイヤ中のフラッ
クスのスラグ成分としてＡｌ₂Ｏ₃を添加することができ
る。Ａｌ₂Ｏ₃がスラグ中に他の成分と混在する場合は、
スパッタの発生要因になることは極めて少ないので、後
述するようにスラグの被包性と剥離性との観点から適切
の量のＡｌ₂Ｏ₃をフラックスのスラグ成分として添加す
る。

【００２４】外皮のＴｉ（チタン）：０．００２乃至
０．３０重量％ワイヤ外皮のステンレス鋼に含有されるＴｉは酸素等と
同様に溶接時にアーク発生点の核を形成するものであ
り、若干量の添加はアーク安定性を高めるものである。
ワイヤ外皮のＴｉ含有量が０．００２重量％未満の場合
は、この効果が不十分である。一方、外皮のＴｉ含有量
が０．３０重量％を超えると、溶接後のスラグ成分に対
して大きな影響を与えると共に、前述のＡｌと同様に、
溶滴がアーク中でワイヤ先端から溶融池に移行する過程
で、溶滴自体にアーク点が発生しやすくなり、大粒のス
パッタの発生を招来することが判明した。よって、外皮
のステンレス鋼のＴｉ含有量は、０．００２乃至０．３
０重量％とする。

【００２５】外皮のＮｂ（ニオブ）：好ましくは０．０
０３乃至０．３０重量％ワイヤ外皮中のＮｂは、外皮材として通常のＪＩＳＳ
ＵＳ３０４Ｌ又はＳＵＳ３１６Ｌに規定される鋼等を使
用する場合に、不可避的不純物として僅かに混入されて
いるものであるが、微量のＮｂは、アークの集中性を高
めると共にスパッタを低減する効果がある。Ｎｂ含有量
が０．００３重量％未満の場合は、この効果が不十分で
ある。一方、Ｎｂの含有量が０．３０重量％を超える
と、含有量の増加と共に、スラグ剥離性が低下する。よ
って、必要に応じてワイヤ外皮中にＮｂを含有させる場
合は、ワイヤ外皮のステンレス鋼のＮｂ含有量は０．０
０３乃至０．３０重量％とする。

【００２６】次にフラックス入りワイヤに含有される炭
酸塩及び炭素化合物からの炭素量並びに水分量に対する
数値限定の理由について説明する。

【００２７】ワイヤ中に含有される炭酸塩及び炭素化合
物：Ｃ換算値で０．０１０乃至０．１０重量％充填フラックス中のＣについては、上述した外皮のＣと
は、一部その挙動が異なる。フラックスの金属粉原料中
に含有されたものについては、外皮のＣとほぼ同様の挙
動を示すと共に、過度の添加はＣＯ反応に伴うスパッタ
リングを助長するものの、その程度は軽微であることが
判明した。一方、外皮中のＣが１０００℃を超える高温
において、ガスとなるのとは異なり、各種炭酸塩及び炭
素化合物の形で充填フラックス中に存在するＣ源は、溶
接時のアーク熱によって比較的低温で簡単に分解し、Ｃ
Ｏ、ＣＯ₂及びＣＨ₄等のガスを発生する。そこで、本発
明においてはＣＯ、ＣＯ₂及びＣＨ₄等のガスを発生する
実質的な充填フラックスのＣ含有量を、フラックス入り
ワイヤを低温から１０００℃の温度まで加熱し、そのと
きに発生したＣＯ、ＣＯ₂及びＣＨ₄等のＣを含むガスの
総量をＣに換算した値と定義する。

【００２８】本願発明者等は、少量のＣＯ、ＣＯ₂及び
ＣＨ₄等のガスはアークの安定性を高める効果があるの
で、溶接時に使用するシールドガスのタイプによって
は、炭酸塩及び炭素化合物が若干量含有されることが望
ましいことを見出した。フラックス入りワイヤ中に含有
される炭酸塩及び炭素化合物の含有量が、Ｃ換算値で
０．０１０重量％未満では、この効果が不十分である。

【００２９】一方、フラックス入りワイヤ中に含有され
る炭酸塩及び炭素化合物の含有量が、Ｃ換算値で０．１
０重量％を超えると、ＣＯ、ＣＯ₂及びＣＨ₄等のガスが
過多に発生し、アーク熱によって急激に加熱されたこれ
らのガスはスパッタの発生量を極めて増大させることが
明らかになった。よって、フラックス入りワイヤ中に含
有される炭酸塩及び炭素化合物の含有量は、Ｃ換算値で
０．０１０乃至０．１０重量％とする。

【００３０】ワイヤ中に含有される水分量：８０乃至８
００重量ｐｐｍ軟鋼溶接用ワイヤの耐ピット性を向上させたり、ステン
レス鋼溶接用ワイヤの温度を低下させるために、水分を
含有させる場合があるものの、通常、溶接用ワイヤにお
いては、水分は各種溶接欠陥の原因とされており、その
含有量を極力低減することが望ましいとされている。し
かし、本願発明者等はワイヤ中の水分量を適量に管理す
ることで、溶接時のアーク安定性を向上させることがで
きることを見出した。即ち、水分子中の水素原子がアー
ク安定性に大きく寄与する。このため、ワイヤ中に適度
に水分を含有させることにより、スパッタを低減するこ
とができる。

【００３１】但し、水分によりアークを安定させるため
には、水分がアーク発生点近傍まで存在することが重要
である。即ち、ワイヤ中に存在する水分が、単純な吸湿
等によるものである場合は、溶接時のワイヤへの通電に
よって発生するジュール熱により、水分がワイヤ中より
逸脱してしまう。このため、アーク発生点近傍での水分
量は、溶接開始前に比して低減されてしまい、水分によ
ってアークを安定させることが困難となる。従って、本
発明におけるワイヤ中の水分量は、単純な吸湿現象によ
る水分を除外するために、ワイヤを大気中で１１０℃に
加熱し、次いで１時間保持し十分に乾燥した直後に、ワ
イヤ中に含有される水分量と規定する。

【００３２】上述のように規定されたワイヤ中の水分量
が８０重量ｐｐｍ未満ではアーク安定性への寄与が不十
分であり、スパッタ発生量が増加する傾向がある。一
方、８００重量ｐｐｍを超える場合は、水分に起因する
ブローホール及びピット等の気孔欠陥の発生が顕著とな
る。よって、ワイヤ中の水分量は８０乃至８００重量ｐ
ｐｍとする。

【００３３】次に、フラックスのスラグ成分に対する組
成限定理由について説明する。ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｚｒ
Ｏ₂及びＡｌ₂Ｏ₃は、本発明のステンレス鋼用フラック
ス入りワイヤの主要なスラグ形成剤となるもので、これ
らはいずれもスラグの粘性を調整すると共に溶接時の溶
融金属の流動性及びなじみ性を調整し、更に溶接時のビ
ードの外観形成及びスラグの被包性を決定する重要な成
分である。

【００３４】フラックスのＳｉＯ₂：ワイヤ全重量に対
し、０．５０乃至４．００重量％ＳｉＯ₂は、ワイヤのスラグ成分中でも主成分となるも
のであり、０．５０重量％未満では溶接時のなじみ性を
損なうと共に溶接後のビード形状、外観及び色調を損ね
る。一方ＳｉＯ₂の含有量が４．００重量％を超える場
合は、溶接時のスラグ剥離性が極めて劣化する。よっ
て、ＳｉＯ₂の含有量は、ワイヤ全重量に対し、０．５
０乃至４．００重量％とする。

【００３５】フラックスのＴｉＯ₂：ワイヤ全重量に対
し、１．００乃至５．００重量％ＴｉＯ₂は、ＳｉＯ₂及び後述のＺｒＯ₂と同様にスラグ
の粘性に大きく作用すると共に、スラグの被包性及びア
ーク安定性に大きく影響する。ＴｉＯ₂が１．００重量
％未満では、アークの安定性が損なわれやすくなるの
で、スパッタの増加傾向が顕著となることに加え、スラ
グ剥離性及び溶融金属の被包性が低下する。一方、Ｔｉ
Ｏ₂が５．００重量％を超えると、すみ肉溶接時等での
スラグが流れやすくなるため、溶接ビードの形状及びス
ラグ被包性が損なわれ、更にスラグ巻き込み等の溶接欠
陥の発生傾向が顕著となる。従って、ＴｉＯ₂の含有量
は、ワイヤ全重量に対し、１．００乃至５．００重量％
とする。

【００３６】フラックスのＡｌ₂Ｏ₃：ワイヤ全重量に対
し、０．２０乃至２．００重量％Ａｌ₂Ｏ₃は、ＳｉＯ₂及びＺｒＯ₂と関連して溶接スラグ
の粘性を調整すると共に、スラグ剥離性を左右する。Ａ
ｌ₂Ｏ₃が０．２０重量％未満では、スラグの粘性が低下
し、スラグの被包性及びビード形状が劣化する。一方、
Ａｌ₂Ｏ₃が２．００重量％を超えると、スラグ剥離性が
劣化する。よって、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は、ワイヤ全重量
に対し、０．２０乃至２．００重量％とする。

【００３７】フラックスのＺｒＯ₂：ワイヤ全重量に対
し、３．００重量％以下ＺｒＯ₂は、Ａｌ₂Ｏ₃と関連して溶接スラグの粘性を調
整すると共に、スラグ剥離性及びビード形状を左右す
る。Ａｌ₂Ｏ₃が０．５０重量％を超える場合は、ＺｒＯ
₂は必ずしも必要ではないものの、ＺｒＯ₂にはスラグ剥
離性の低下を招来せずにビード形状及びスラグの粘性を
調整する効果があり、また溶融スラグに適度の粘性を付
与し、溶滴移行の安定性を向上させてスパッタを低減す
る効果がある。但し、ＺｒＯ₂の含有量が３．００重量
％を超えると、高融点原料であるために、スラグ巻き込
み等の溶接欠陥の原因となる。よって、ＺｒＯ₂の含有
量は、ワイヤ全重量に対し、３．００重量％以下とす
る。

【００３８】フラックスのＺｒＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃：ワイヤ
全重量に対し、０．５０乃至４．５０重量％スラグの粘性調整効果によって生じるスパッタの低減効
果の面からとらえると、上述のＡｌ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂は
共に同様の効果を有するので、Ａｌ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂と
の合計でこれらの含有量を規定することが妥当である。
Ａｌ₂Ｏ₃＋ＺｒＯ₂が０．５０重量％未満では溶滴の粘
性が低すぎるため、溶滴が溶融池との間で短絡しやすく
なって、スパッタが増加する傾向がある。一方、Ａｌ₂
Ｏ₃＋ＺｒＯ₂が、４．５０重量％を超えた場合は、溶滴
の粘性が高くなりすぎて、溶滴移行頻度が減少し、溶滴
粒が粗大となる。このため、他の要因に絡むアーク不安
定性及び磁気吹き等の影響を受けやすくなり大粒のスパ
ッタが発生しやすくなる。よって、Ａｌ₂Ｏ₃とＺｒＯ₂
との総量は、ワイヤ全重量に対し、０．５０乃至４．５
０重量％とする。

【００３９】フラックスのフッ化物：好ましくは、ワイ
ヤ全重量に対し、Ｆ換算値の合計で０．０２乃至２．５
０重量％、より好ましくは、０．６０重量％以下アルカリ金属のフッ化物及び各種のフッ化物の原料につ
いて、一部のものはアークの安定性を向上させる効果を
もたらし、また別の一部のものは溶接時の耐気孔性を向
上させる効果をもたらすことが公知である。但し、いず
れの場合においても過多にフッ化物が存在する場合は、
スパッタの増加を招来することが報告されている。本発
明においても、アルカリ金属のフッ化物及び各種のフッ
化物の原料による上述の効果は、ある面では認められ、
フッ化物中のアルカリ金属はアーク安定性向上に寄与
し、溶融分解時に微量に発生したフッ素ガスは耐気孔性
向上に寄与することが判明した。

【００４０】本願発明者等は、上述の効果に加え、フッ
化物の原料自体が溶接時に溶融し、他の原料と混合され
ることで、スラグ系全体の融点直下での高温粘性を調整
する効果を有すること、また凝固後のスラグ剥離性を良
好にする効果があることを見出した。このような、融点
直下でのスラグ系の粘性は、溶接時のビード形状の調整
及びスラグ被包性とも極めて密接に関連しており、この
ような観点から、望ましいフッ化物の含有量は、Ｆ換算
値の合計で０．０２重量％以上である。一方、フッ化物
の含有量がＦ換算値の合計で０．６０重量％を超える
と、スラグ被包性及びビード形状が不安定となり、更に
２．５０重量％を超える場合は、スラグ剥離性に問題が
生じる。従って、フッ化物をスラグ中に含有させる場合
に、その含有量は、ワイヤ全重量に対し、Ｆ換算値の合
計で０．０２乃至０．６０重量％とすることがもっとも
好ましいが、少なくともスラグ剥離性を良好とするため
に、Ｆ換算値の合計で２．５０重量％以下とすることが
望ましい。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。溶接作
業性評価時の溶接条件を以下に示す。

【００４２】電流：１５０乃至２５０Ａ（２００Ａ標
準）電圧：２６乃至３２Ｖ（２８乃至３０Ｖ標準）シールドガス：１００％ＣＯ₂（一部は８０％Ａｒ−２
０％ＣＯ₂にても評価）試験板：ＳＵＳ３０４（厚さ：６乃至９ｍｍ）溶接姿勢：水平すみ肉姿勢及び一部下向姿勢この溶接条件にて、以下の化学組成を有するフラックス
入りワイヤを使用して実際に溶接を実施した。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】上記表１乃至３に示すように、実施例Ｎ
ｏ．１〜２５においては、アークが不安定になったり、
スパッタが発生するといったことは、いずれも起こら
ず、良好な溶接ビードを得ることができた。特に、実施
例Ｎｏ．１０は、適量のＮｂを含有するため、アークが
集中しスパッタの発生がより一層低減され、また実施例
Ｎｏ．１６、１８、１９、２０及び２３は、適量のフッ
化物を含有するため、凝固後のスラグ剥離性が良好であ
った。

【００４７】一方、比較例Ｎｏ．１〜２３においては、
いずれも問題が生じ、比較例Ｎｏ．１、２、３、４、
６、７、８、１１、１６、１８、２１及び２２では、ス
パッタが発生し、また、比較例Ｎｏ．１、３、５、９、
１０、１２及び１６ではアークが不安定となった。更
に、Ｎｏ．１３ではブローホール及びピットの発生、Ｎ
ｏ．１４ではなじみ不良、Ｎｏ．１５、２０及び２３で
はスラグ剥離不良、Ｎｏ．１７及び２３では、ビード形
状及び外観不良、Ｎｏ．１８ではスラグ巻き込み多発並
びにＮｏ．１９ではスラグ被包性不良といった問題が生
じ、いずれも満足できる結果は得られなかった。

【００４８】なお、ＪＩＳに規定されるステンレス鋼の
うち、例えば下記表４の組成を有するものを本実施例の
ステンレス鋼外皮として使用することができる。

【００４９】

【表４】

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るステ
ンレス鋼用フラックス入りワイヤは、ワイヤ並びにワイ
ヤを形成する外皮及びフラックスが、本発明にて規定し
た適量の化学成分を含有するので、アーク安定性が良好
となると共にスパッタの発生を抑制することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オーステナイト系ステンレス鋼の外皮に
フラックスを充填したステンレス鋼用フラックス入りワ
イヤにおいて、前記フラックスは、ワイヤ全重量に対
し、ＳｉＯ₂：０．５０乃至４．００重量％、ＴｉＯ₂：
１．００乃至５．００重量％、ＺｒＯ₂：３．００重量
％以下及びＡｌ₂Ｏ₃：０．２０乃至２．００重量％を含
有すると共に、前記ＺｒＯ₂と前記Ａｌ₂Ｏ₃との合計が
０．５０乃至４．５０重量％であり、前記外皮の組成
は、Ｃ：０．００５乃至０．０２５重量％、酸素：０．
００３０乃至０．０３０重量％、Ｔｉ：０．００２乃至
０．３０重量％及びＡｌ：０．０５０重量％以下であ
り、ワイヤ中に含有される炭酸塩及び炭素化合物からの
炭素を、Ｃ換算値で、０．０１０乃至０．１０重量％と
し、ワイヤ中に含有される水分量を８０乃至８００重量
ｐｐｍにしたことを特徴とするステンレス鋼用フラック
ス入りワイヤ。
【請求項２】前記外皮のステンレス鋼は、更にＮｂ：
０．００３乃至０．３０重量％を含有することを特徴と
する請求項１に記載のステンレス鋼用フラックス入りワ
イヤ。
【請求項３】前記フラックスは、ワイヤ全重量に対
し、更にフッ化物をＦ換算値の合計で０．０２乃至２．
５０重量％含有することを特徴とする請求項１又は２に
記載のステンレス鋼用フラックス入りワイヤ。