JPH10277776A - 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及びこれを用いた溶接方法 - 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及びこれを用いた溶接方法

Info

Publication number
JPH10277776A
JPH10277776A JP11048197A JP11048197A JPH10277776A JP H10277776 A JPH10277776 A JP H10277776A JP 11048197 A JP11048197 A JP 11048197A JP 11048197 A JP11048197 A JP 11048197A JP H10277776 A JPH10277776 A JP H10277776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
stainless steel
ferritic stainless
welding wire
crack resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11048197A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Izumi
章 泉
Akira Takashima
彰 高島
Tamotsu Imashiba
有 今柴
Mitsuhiro Ogiwara
充広 荻原
Akio Kaminaka
明郎 上仲
Masa Nagata
雅 永田
Ryuhei Takagi
柳平 高木
Shuichi Kuno
周一 久野
Makoto Niwa
誠 丹羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP11048197A priority Critical patent/JPH10277776A/ja
Publication of JPH10277776A publication Critical patent/JPH10277776A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐食鋼材をマグ若しくはミグ溶接するに際し、
特にフェライト系ステンレス鋼材を溶接するに際して溶
接割れを実質上生じない耐溶接割れ性に優れた溶接ワイ
ヤ及び溶接方法を提供する。 【解決手段】溶接ワイヤの組成を重量%でC:≦0.0
15%,Si:0.9〜1.5%,Mn:≦1.0%,
P:≦0.030%,S:≦0.010%,Cr:1
5.0〜25.0%,Ti:≧0.5−0.55Nb
%,Nb:≦2.20%,Ti:≦0.80%,N:≦
0.02%,Ca:≦0.002%であり、残部が実質
的にFeから成る組成とする。そしてこれらの組成の溶
接ワイヤを用いてフェライト系ステンレス鋼材をマグ若
しくはミグ溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の排気
系部品の溶接に用いて好適な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及びこれを用いた溶接
方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
自動車等の排気系部品としての、特に触媒コンバータシ
ェル、即ち触媒の作用で排気ガスを浄化する触媒コンバ
ータの外殻体は、その半体をプレス加工にて成形した
上、一対の半体を合わせて溶接接合することで構成し、
そしてそのシェルに対して排気管を別途に溶接により接
合している。またエキゾーストマニホールドについても
排気管を別途溶接により接合している。而してかかる触
媒コンバータシェル及びエキゾーストマニホールドを溶
接して構成する際、その一部の溶接方法としてマグ若し
くはミグ溶接手法を用いている。
【0003】従来、これらの溶接に当たってJIS Y
430に準じたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤが
使用されてきた。
【0004】ここでJIS Y430に準じたフェライ
ト系ステンレス鋼溶接ワイヤの代表的な合金組成は以下
の通りである。 C :0.02% Si:0.47% Mn:0.42% P :0.021% S :0.012% Cr:16.80% しかしながらこのフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ
を用いた溶接では溶接割れが生じ易いことが経験され
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情を背景としてなされたものである。而して本願の発
明は、溶接ワイヤの組成を重量基準でC:≦0.015
%,Si:0.9〜1.5%,Mn:≦1.0%,P:
≦0.030%,S:≦0.010%,Cr:15.0
〜25.0%,Ti:≧0.5−0.55Nb%,N
b:≦2.20%,Ti:≦0.80%,N:≦0.0
2%,Ca:≦0.002%であり、残部が実質的にF
eから成る組成としたことを特徴とする(請求項1)。
【0006】また本願の別の発明は、溶接用ワイヤの組
成を重量基準でC:≦0.015%,Si:0.9〜
1.5%,Mn:≦1.0%,P:≦0.030%,
S:≦0.010%,Cr:15.0〜25.0%,T
i:≧0.5−0.55Nb%,Ti:≦1.5−0.
55Nb%,Nb:≦2.20%,Ti:≦0.80
%,N:≦0.02%,Ca:≦0.002%であり、
残部が実質的にFeから成る組成としたことを特徴とす
る(請求項2)。
【0007】請求項3は溶接方法に係るもので、請求項
1又は2の溶接ワイヤを用いてフェライト系ステンレス
鋼材をマグ若しくはミグ溶接法により溶接することを特
徴とする。
【0008】請求項4の溶接方法は、請求項3におい
て、前記フェライト系ステンレス鋼材が重量基準でC:
≦0.030%,Si:≦1.0%,Mn:≦1.0
%,P:≦0.040%,S:≦0.030%,Cr:
10.00〜20.00%,Ni:≦0.30%,M
o:≦0.30%,Ti:≦0.40%,Nb:≦0.
70%,V:≦0.30%,Ca:≦0.002%であ
り、残部が実質的にFeから成る組成であることを特徴
とする。
【0009】本発明者等は、上記のJIS Y430に
準じたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤを用いた場
合において溶接割れが生じ易い原因を究明するため、先
ず溶接部分の各部を切断してミクロ観察を行った。その
結果、溶接割れ発生箇所においては結晶粒が大きく、そ
してその結晶粒の粒界に沿って溶接割れが生じているこ
とが判明した。
【0010】そこで本発明者等は、溶接割れに対する改
善手段として結晶粒を微細化することを考え、溶接ワイ
ヤ中に結晶粒微細化元素としてのNb及びTiを種々の
量で含有させたところ、Ti:≧0.5−0.55N
b,Nb:≦2.20%,Ti:≦0.80%とするこ
とで溶接金属の結晶粒を微細化でき、溶接割れを良好に
抑制できることが分かった。
【0011】尚本発明においてNbの添加量レベルは通
常の結晶粒微細化のための添加量レベルに比べて著しく
多いものであり、本発明における結晶粒微細化機構は、
通常のそれとは異なっているものと推察される。但し詳
しい機構は現段階では明確ではない。
【0012】本発明者等は、Nb,Tiの含有量を多く
して行くとTi>1.5−0.55Nbの領域でNb,
Tiの含有効果が飽和してしまうことを知得した。従っ
て本発明では、Ti:≦1.5−0.55Nb%とする
ことが望ましい(請求項2)。
【0013】この請求項2に従うNb及びTiの含有量
範囲を図示すると、図1のAの領域となる。尚、請求項
1に従うNb及びTiの含有量範囲は図1のA+Bの領
域となる。
【0014】上記溶接ワイヤはフェライト系ステンレス
鋼材のマグ若しくはミグ溶接に適用して好適なものであ
り(請求項3)、特に好適なのは重量基準でC:≦0.
030%,Si:≦1.0%,Mn:≦1.0%,P:
≦0.040%,S:≦0.030%,Cr:10.0
0〜20.00%,Ni:≦0.30%,Mo:≦0.
30%,Ti:≦0.40%,Nb:≦0.70%,
V:≦0.30%,Ca:≦0.002%であり、残部
が実質的にFeから成る組成フェライト系ステンレス鋼
材の溶接への適用である(請求項4)。
【0015】次に本発明の溶接ワイヤ及びフェライト系
ステンレス鋼材の各成分の限定理由を以下に詳述する。 <溶接ワイヤ> C:≦0.015% 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恐れがあるので0.01
5%以下とする。
【0016】Si:0.9〜1.5% Siは0.9%以上で有効に耐溶接割れ性を向上させる
ものの、Si含有量が多すぎると靱性が劣化するので
1.5%以下とする。
【0017】Mn:≦1.0% 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
るので1.0%以下とする。
【0018】P:≦0.030% P含有量が多いと溶接割れを生じ易くなるとともに、溶
接部の靱性を劣化させることとなるので0.030%以
下とする。
【0019】S:≦0.010% S含有量が多いと溶接割れを生じ易くなるとともに、溶
接部の靱性を劣化させたり耐食性を低下させるので0.
010%以下とする。
【0020】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ともに耐食性並びに耐酸化性を確
保する上で15.0%以上必要である。しかしながらあ
まり多く添加しても効果の向上はさほど得られず、却っ
て歩留りを低下させてコストの上昇をもたらすため2
5.0%以下とする。
【0021】N:≦0.02% N含有量が多いと耐溶接割れ性を低下させるとともに溶
接部の靱性を劣化させるので0.02%以下とする。
【0022】Ca:≦0.002% Caは溶製上含有させるが、その量が多いとアーク安定
性を低下させるので0.002%以下とする。
【0023】Ti:≧0.5−0.55Nb% Ti:≦1.5−0.55Nb% Nb:≦2.20% Ti:≦0.80% Nb及びTiは溶接金属の結晶粒の微細化を促進するた
め必要な元素である。その効果はTi≧0.5−0.5
5Nb%で得られるが、Nbについては2.20%を、
Tiについては0.80%を超えて多く含有させても更
なる向上はさほど得られないため、上限をNb:2.2
0%,Ti:0.80%とする。これらNb,Tiは特
性面,コスト面の観点からTi≦1.5−0.55Nb
%とするのが望ましい。
【0024】<フェライト系ステンレス鋼材> C:≦0.030% Cは材料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、割れが発生する恐れがあるので0.030%以
下とする。
【0025】Si:≦1.0% Siはステンレス鋼の溶製時において脱酸剤として作用
する元素であるため、脱酸に必要な量を含有させること
が望ましいが、多すぎると靱性が劣化するので1.0%
以下とする。
【0026】Mn:≦1.0% Mnはステンレス鋼の溶製時において脱酸剤として作用
する元素であるため、脱酸に必要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
るので1.0%以下とする。
【0027】P:≦0.040% S:≦0.030% これら元素は、含有量が多いと溶接割れを生じ易くなる
とともに耐食性も低下するので、Pについては0.04
0%以下,Sについては0.030%以下とする。
【0028】Cr:10.00〜20.00% Crはフェライト系ステンレス鋼の基本成分であり、強
度を高めるとともに耐食性並びに耐酸化性を確保する上
で、10.00%以上必要である。しかしながらあまり
多く添加しても効果の向上はさほど得られず、却って歩
留りを低下させてコストの上昇をもたらすため、20.
00%以下とする。
【0029】Mo:≦0.30% Moは強度確保の上で必要であるが、0.30%を超え
て添加してもその添加に見合った効果が得られないた
め、上限を0.30%とする。
【0030】Ni:≦0.30% V :≦0.30% Nb:≦0.70% Ti:≦0.40% これらの成分は耐孔食性を改善するが、過剰に添加して
も更なる向上はさほど得られないため、それぞれの上限
値を上記値とする。
【0031】Ca:≦0.002% Caは溶製上含有されるが、その量が多いと溶接を行う
際アーク安定性を低下させるので、0.002%以下と
する。
【0032】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳述する。表1に示
す化学組成のフェライト系ステンレス溶接ワイヤを作製
し、これを用いてJIS Z 3153に規定するT型溶
接割れ試験方法に準拠して溶接割れ試験を行った。
【0033】
【表1】
【0034】具体的には、図2に示しているように板厚
12mmの母材12,14をT型に配置して先ず拘束用
の溶接1Sを行い、次いで図中矢印で示す方向に10k
gの荷重を母材14に加えた状態で試験溶接2Sを行っ
た。尚、試験条件は下記とした。 〈溶接条件〉 使用母材:表2に示す化学組成の10鋼種を用いた。 シールドガス:Ar+20%Co2 溶接電流:200A アーク電圧:20V 溶接速度:1S−40cm/min,2S−50cm/
min 結果が表1に併せて示してある。尚、割れ評価は浸透探
傷試験で行い、全ての母材で割れがないものを○とし
た。
【0035】
【表2】
【0036】表1の結果に表われているように、本発明
例の溶接ワイヤは表2の何れの母材の溶接に際しても良
好な結果が得られている。この結果から、本発明に従っ
て溶接ワイヤ中にNb及びTiを図1中Aの領域で示す
範囲内で溶接ワイヤ中に含有させることで溶接割れを効
果的に防止できることが分かる。
【0037】またこの結果から、請求項1,2の溶接ワ
イヤは特に請求項4に規定する組成の母材の溶接に用い
て望ましいことが分かる。
【0038】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば本発明は上記触媒コンバー
タシェル以外の排気系部品の溶接に際して、或いはかか
る排気系部品以外のものの溶接にも適用可能であるな
ど、その主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え
た態様で実施可能である。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明によれば耐溶接割れ
性に優れた溶接ワイヤを提供することができる。而して
この溶接ワイヤは特にフェライト系ステンレス鋼材の溶
接に用いた場合において特に良好に溶接割れを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶接ワイヤに対するNb及びTiの望ましい含
有量範囲を表わす図である。
【図2】本発明の実施例における溶接性評価試験の方法
の説明図である。
【符号の説明】
12,14 母材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/50 C22C 38/50 // B23K 9/00 501 B23K 9/00 501C (72)発明者 今柴 有 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 荻原 充広 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上仲 明郎 愛知県東海市加木屋町南鹿持18 (72)発明者 永田 雅 愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山98−3 (72)発明者 高木 柳平 愛知県尾張旭市庄南町2丁目6−20 (72)発明者 久野 周一 愛知県名古屋市南区源衛町1−8 (72)発明者 丹羽 誠 愛知県東海市加木屋町南鹿持18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量基準で C :≦0.015% Si:0.9〜1.5% Mn:≦1.0% P :≦0.030% S :≦0.010% Cr:15.0〜25.0% Ti:≧0.5−0.55Nb% Nb:≦2.20% Ti:≦0.80% N :≦0.02% Ca:≦0.002% であり、残部が実質的にFeから成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】重量基準で C :≦0.015% Si:0.9〜1.5% Mn:≦1.0% P :≦0.030% S :≦0.010% Cr:15.0〜25.0% Ti:≧0.5−0.55Nb% Ti:≦1.5−0.55Nb% Nb:≦2.20% Ti:≦0.80% N :≦0.02% Ca:≦0.002% であり、残部が実質的にFeから成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又は2の溶接ワイヤを用いてフ
    ェライト系ステンレス鋼材をマグ若しくはミグ溶接法に
    より溶接することを特徴とする溶接方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記フェライト系ス
    テンレス鋼材が重量基準で C :≦0.030% Si:≦1.0% Mn:≦1.0% P :≦0.040% S :≦0.030% Cr:10.00〜20.00% Ni:≦0.30% Mo:≦0.30% Ti:≦0.40% Nb:≦0.70% V :≦0.30% Ca:≦0.002% であり、残部が実質的にFeから成る組成のものである
    ことを特徴とする溶接方法。
JP11048197A 1997-04-10 1997-04-10 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及びこれを用いた溶接方法 Pending JPH10277776A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11048197A JPH10277776A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 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及びこれを用いた溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11048197A JPH10277776A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 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及びこれを用いた溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10277776A true JPH10277776A (ja) 1998-10-20

Family

ID=14536825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11048197A Pending JPH10277776A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 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及びこれを用いた溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10277776A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455082B1 (ko) * 2000-05-30 2004-11-08 주식회사 포스코 용접성이 우수한 페라이트계 스테인레스강 제조방법
JP2018524183A (ja) * 2015-07-01 2018-08-30 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 溶加材を用いて溶接によりFeCrAl合金とFeNiCr合金を接合する方法
CN114635076A (zh) * 2020-12-16 2022-06-17 宝武特种冶金有限公司 一种高强度铁素体不锈钢及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455082B1 (ko) * 2000-05-30 2004-11-08 주식회사 포스코 용접성이 우수한 페라이트계 스테인레스강 제조방법
JP2018524183A (ja) * 2015-07-01 2018-08-30 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 溶加材を用いて溶接によりFeCrAl合金とFeNiCr合金を接合する方法
CN114635076A (zh) * 2020-12-16 2022-06-17 宝武特种冶金有限公司 一种高强度铁素体不锈钢及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018203513A1 (ja) アーク溶接方法及び溶接ワイヤ
JP2006241564A (ja) 溶接構造物用フェライト系ステンレス鋼
JP3576472B2 (ja) 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼用溶接材料および低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼材のアーク溶接方法
JPH0825080A (ja) 溶接用ソリッドワイヤ及び溶接方法
JP3894703B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
JP3551136B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
JPH10277776A (ja) 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及びこれを用いた溶接方法
JPH10193174A (ja) 酸化物分散強化型合金溶接用溶加材
JP3551140B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用ワイヤ
JP3388998B2 (ja) 溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼
JP5223684B2 (ja) 高クロムフェライト系ステンレス鋼材の溶接方法
JP4736193B2 (ja) 疲労特性に優れるすみ肉溶接継手およびガスシールドアークすみ肉溶接方法
JP2001293596A (ja) フェライト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ
JPH09225680A (ja) フェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ
JPH03204196A (ja) 耐濃硫酸腐食性に優れた二相ステンレス鋼溶接用ワイヤ
JP2002035988A (ja) 溶接ワイヤ及びこれを用いた溶接方法
JP6961518B2 (ja) タンクバンド用フェライト・オーステナイト2相ステンレス鋼板およびこれを用いたタンクバンドならびにスポット溶接方法
JP3422871B2 (ja) 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP3190224B2 (ja) ステンレスクラッド鋼用潜弧溶接ワイヤ
JPH06340947A (ja) 疲労強度に優れる重ねアーク溶接継手構造物
JP2001071145A (ja) フェライト系ステンレス鋼材の溶接方法
JP3194207B2 (ja) 高Crフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒
JP2543801B2 (ja) 高Crフェライト系耐熱鋼用被覆ア―ク溶接棒
WO2022124274A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ
JP3501667B2 (ja) 高張力鋼板のアーク溶接方法