JPH10296486A - ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPH10296486A JPH10296486A JP12786997A JP12786997A JPH10296486A JP H10296486 A JPH10296486 A JP H10296486A JP 12786997 A JP12786997 A JP 12786997A JP 12786997 A JP12786997 A JP 12786997A JP H10296486 A JPH10296486 A JP H10296486A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｎｉ基合金製外皮のフラックス入りワイヤに
おいて、その溶接部が良好な耐高温割れ性や高強度・高
靱性を確保でき、スラグの被包性、スラグの剥離性等の
溶接作業性向上及び生産性向上を目的とする。 【構成】 Ｎｉ基合金製外皮内に、炭酸塩を含まないフ
ラックスを１０〜３０％充填し、フラックス成分の弗化
物、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 、その他の金属酸化
物、金属粉末、ＣａＯ／ＴｉＯ2 比、外皮及びフラック
スのＭｏをそれぞれ適量としたことを特徴とする。
おいて、その溶接部が良好な耐高温割れ性や高強度・高
靱性を確保でき、スラグの被包性、スラグの剥離性等の
溶接作業性向上及び生産性向上を目的とする。 【構成】 Ｎｉ基合金製外皮内に、炭酸塩を含まないフ
ラックスを１０〜３０％充填し、フラックス成分の弗化
物、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 、その他の金属酸化
物、金属粉末、ＣａＯ／ＴｉＯ2 比、外皮及びフラック
スのＭｏをそれぞれ適量としたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＮＧタンク等、極
低温用圧力容器等の構造物に用いる９％Ｎｉ鋼のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わり、さ
らに詳しくは８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 の混合ガスを用
いたガスシールドアーク溶接において、その溶接部が耐
高温割れ性に優れると共に、高強度・高靱性が得られ、
下向及び水平すみ肉姿勢においてスラグの被包性やスラ
グの剥離性等の溶接作業性が良好で、品質が均一な９％
Ｎｉ鋼用フラックス入りワイヤとその製造方法に関す
る。
低温用圧力容器等の構造物に用いる９％Ｎｉ鋼のガスシ
ールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに係わり、さ
らに詳しくは８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 の混合ガスを用
いたガスシールドアーク溶接において、その溶接部が耐
高温割れ性に優れると共に、高強度・高靱性が得られ、
下向及び水平すみ肉姿勢においてスラグの被包性やスラ
グの剥離性等の溶接作業性が良好で、品質が均一な９％
Ｎｉ鋼用フラックス入りワイヤとその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、９％Ｎｉ鋼のような極低温用鋼の
溶接においても、被覆アーク溶接棒等に比べて溶接作業
能率が良いインコネル系等のＮｉ基合金系フラックス入
りワイヤが開発され、実用化されつつあるものの、耐高
温割れ性等に課題が残されており、実施工程では拘束が
比較的小さい箇所に採用されているのが現状である。
溶接においても、被覆アーク溶接棒等に比べて溶接作業
能率が良いインコネル系等のＮｉ基合金系フラックス入
りワイヤが開発され、実用化されつつあるものの、耐高
温割れ性等に課題が残されており、実施工程では拘束が
比較的小さい箇所に採用されているのが現状である。
【０００３】この種の既存ワイヤとしては、ＴｉＯ2 系
フラックスの特開平６−１９８４８８号公報やフラック
ス中のＴｉＯ2 ／（炭酸塩＋弗化物）比等を制御した特
開平７−１１６８９１号公報があるものの、これら既存
ワイヤのフラックス組成では、良好な耐高温割れ性及び
極低温靱性が得られない。また、前記のようなＮｉ基合
金を外皮とし、合金成分を多量に添加したフラックス入
りワイヤは、ワイヤを製造する際の成形や心線工程で外
皮が加工硬化し易いこともあって、溶接性能にムラのな
い均一な品質のワイヤを生産することが困難であった。
フラックスの特開平６−１９８４８８号公報やフラック
ス中のＴｉＯ2 ／（炭酸塩＋弗化物）比等を制御した特
開平７−１１６８９１号公報があるものの、これら既存
ワイヤのフラックス組成では、良好な耐高温割れ性及び
極低温靱性が得られない。また、前記のようなＮｉ基合
金を外皮とし、合金成分を多量に添加したフラックス入
りワイヤは、ワイヤを製造する際の成形や心線工程で外
皮が加工硬化し易いこともあって、溶接性能にムラのな
い均一な品質のワイヤを生産することが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、９％Ｎｉ鋼
の溶接に用いるＮｉ基合金製外皮のフラックス入りワイ
ヤにおいて、その溶接部が良好な耐高温割れ性や高強度
・高靱性を確保でき、スラグの被包性、スラグの剥離性
等の溶接作業性向上及び生産性の向上を目的とする。
の溶接に用いるＮｉ基合金製外皮のフラックス入りワイ
ヤにおいて、その溶接部が良好な耐高温割れ性や高強度
・高靱性を確保でき、スラグの被包性、スラグの剥離性
等の溶接作業性向上及び生産性の向上を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記特開平６
−１９８４８８号公報や特開平７−１１６８９１号公報
に記載されているような既存のＮｉ基合金フラックス入
りワイヤの課題である、９％Ｎｉ鋼の溶接における、耐
高温割れ性・強度・靱性等の溶接金属性能やスラグの被
包性とスラグの剥離性等の溶接作業性を向上させ、ワイ
ヤの生産性も向上させるため、主としてフラックスの成
分上から解決策を検討し、この検討結果によって得られ
た知見を基にしてなされたものである。
−１９８４８８号公報や特開平７−１１６８９１号公報
に記載されているような既存のＮｉ基合金フラックス入
りワイヤの課題である、９％Ｎｉ鋼の溶接における、耐
高温割れ性・強度・靱性等の溶接金属性能やスラグの被
包性とスラグの剥離性等の溶接作業性を向上させ、ワイ
ヤの生産性も向上させるため、主としてフラックスの成
分上から解決策を検討し、この検討結果によって得られ
た知見を基にしてなされたものである。
【０００６】即ち、先ず、合金成分の検討結果では、フ
ラックス中からＭｏを適量添加すれば溶着金属の高強度
化が図れる反面、極低温の靱性は低下することが認めら
れた。このＭｏ添加に伴う極低温の靱性低下を防ぐため
には、溶着金属の炭素量や酸素量を極力抑制する必要が
あり、そのためにはスラグ形成剤やシールドガス発生剤
として添加する炭酸塩や各種金属酸化物の含有量は、で
きる限り抑制することが望ましいとの結論を得た。
ラックス中からＭｏを適量添加すれば溶着金属の高強度
化が図れる反面、極低温の靱性は低下することが認めら
れた。このＭｏ添加に伴う極低温の靱性低下を防ぐため
には、溶着金属の炭素量や酸素量を極力抑制する必要が
あり、そのためにはスラグ形成剤やシールドガス発生剤
として添加する炭酸塩や各種金属酸化物の含有量は、で
きる限り抑制することが望ましいとの結論を得た。
【０００７】しかしながら、Ｍｏの適量添加や炭素源の
炭酸塩含有量の制限及び酸素源の各種金属酸化物含有量
を抑制する方法のみでは、溶着金属の高強度化や高靱性
化は達成できるものの、耐高温割れ性を十分満足させる
ことが困難であり、しかも、炭酸塩や各種金属酸化物添
加量の抑制はスラグの被包性やスラグの剥離性等の溶接
作業性を損なうことになるので、これら「高強度及び高
靱性化、耐高温割れ性向上、スラグの被包性やスラグの
剥離性等の溶接作業性確保」の諸問題を同時に解決し得
る新たなスラグ剤成分系を探索する必要にせまられた。
炭酸塩含有量の制限及び酸素源の各種金属酸化物含有量
を抑制する方法のみでは、溶着金属の高強度化や高靱性
化は達成できるものの、耐高温割れ性を十分満足させる
ことが困難であり、しかも、炭酸塩や各種金属酸化物添
加量の抑制はスラグの被包性やスラグの剥離性等の溶接
作業性を損なうことになるので、これら「高強度及び高
靱性化、耐高温割れ性向上、スラグの被包性やスラグの
剥離性等の溶接作業性確保」の諸問題を同時に解決し得
る新たなスラグ剤成分系を探索する必要にせまられた。
【０００８】その結果、フラックス組成は「炭酸塩を含
ませなない」で、「金属弗化物、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｓ
ｉＯ2 」をそれぞれ適量添加して、かつ「ＣａＯ／Ｔｉ
Ｏ2比」も適正範囲に制御すると共に、外皮とフラック
ス中の「Ｍｏ添加量」も適正範囲に制御することによっ
て、前記課題は解決できるとの知見を見いだすに至っ
た。図１は外皮やフラックスから添加するＭｏ量とフラ
ックス中のＣａＯ／ＴｉＯ2 比が及ぼす耐高温割れ性、
強度、靱性、ビード形状との関係を示したものであり、
本発明の成分探索で試作した各種フラックス入りワイヤ
の試験結果をまとめたものである。
ませなない」で、「金属弗化物、ＴｉＯ2 、ＣａＯ、Ｓ
ｉＯ2 」をそれぞれ適量添加して、かつ「ＣａＯ／Ｔｉ
Ｏ2比」も適正範囲に制御すると共に、外皮とフラック
ス中の「Ｍｏ添加量」も適正範囲に制御することによっ
て、前記課題は解決できるとの知見を見いだすに至っ
た。図１は外皮やフラックスから添加するＭｏ量とフラ
ックス中のＣａＯ／ＴｉＯ2 比が及ぼす耐高温割れ性、
強度、靱性、ビード形状との関係を示したものであり、
本発明の成分探索で試作した各種フラックス入りワイヤ
の試験結果をまとめたものである。
【０００９】次に、本発明によって見いだした前記組成
の、外皮とフラックスの組合わせからなるフラックスワ
イヤ製造する際に、フラックス全体を造粒して、粒径を
所定の適正範囲になるように制御すれば、ワイヤの品質
が均一で、安定した溶接諸性能を確保でき、またワイヤ
を製造する際の縮径工程において、外皮の温度が１００
０〜１２００℃になるような焼鈍を、ワイヤの減面率が
３５〜６５％の範囲内の時に実施することによって断線
等の心線トラブルを防止できることも確認した。ここで
いうワイヤの減面率とは、「ワイヤの減面率＝縮径前の
ワイヤ断面積／縮径後のワイヤ断面積×１００」を指
す。
の、外皮とフラックスの組合わせからなるフラックスワ
イヤ製造する際に、フラックス全体を造粒して、粒径を
所定の適正範囲になるように制御すれば、ワイヤの品質
が均一で、安定した溶接諸性能を確保でき、またワイヤ
を製造する際の縮径工程において、外皮の温度が１００
０〜１２００℃になるような焼鈍を、ワイヤの減面率が
３５〜６５％の範囲内の時に実施することによって断線
等の心線トラブルを防止できることも確認した。ここで
いうワイヤの減面率とは、「ワイヤの減面率＝縮径前の
ワイヤ断面積／縮径後のワイヤ断面積×１００」を指
す。
【００１０】本発明は、以上ような新たな知見を基にし
てなされてものであり、その要旨とするところは、［請
求項１］ Ｎｉ基合金製外皮内に、炭酸塩を含まないフ
ラックスをワイヤ全重量に対して１０〜３０％充填し、
フラックス成分が、ワイヤ全重量に対して、金属弗化物
を２〜６％、ＴｉＯ2 を０．５〜３％、ＣａＯを０．２
〜１％、ＳｉＯ2 を０．２〜１％、ＴｉＯ2 とＣａＯと
ＳｉＯ2 を除く金属酸化物を０．１〜０．８％、金属粉
末を０．２〜２８％含有し、かつＣａＯ／ＴｉＯ2 比が
０．２〜０．８となるように規制し、外皮及びフラック
スの一方又は両方に含有するＭｏをワイヤ全重量に対し
て、１０〜２２％にすることを特徴とする９％Ｎｉ鋼溶
接用フラックス入りワイヤ。 ［請求項２］ フラックスの粒径の最大値が５００μｍ
以下であって、かつ粒径が７４μｍ未満のフラックスを
フラックス全重量の２０％以下になるように造粒してフ
ラックスを充填することを特徴とする請求項１記載の９
％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ。 ［請求項３］ 伸線工程においてワイヤの減面率が３５
〜６５％時に、ワイヤ外皮温度が１０００〜１２００℃
となる焼鈍を実施することを特徴とする請求項１又は２
記載の９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方
法。
てなされてものであり、その要旨とするところは、［請
求項１］ Ｎｉ基合金製外皮内に、炭酸塩を含まないフ
ラックスをワイヤ全重量に対して１０〜３０％充填し、
フラックス成分が、ワイヤ全重量に対して、金属弗化物
を２〜６％、ＴｉＯ2 を０．５〜３％、ＣａＯを０．２
〜１％、ＳｉＯ2 を０．２〜１％、ＴｉＯ2 とＣａＯと
ＳｉＯ2 を除く金属酸化物を０．１〜０．８％、金属粉
末を０．２〜２８％含有し、かつＣａＯ／ＴｉＯ2 比が
０．２〜０．８となるように規制し、外皮及びフラック
スの一方又は両方に含有するＭｏをワイヤ全重量に対し
て、１０〜２２％にすることを特徴とする９％Ｎｉ鋼溶
接用フラックス入りワイヤ。 ［請求項２］ フラックスの粒径の最大値が５００μｍ
以下であって、かつ粒径が７４μｍ未満のフラックスを
フラックス全重量の２０％以下になるように造粒してフ
ラックスを充填することを特徴とする請求項１記載の９
％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ。 ［請求項３］ 伸線工程においてワイヤの減面率が３５
〜６５％時に、ワイヤ外皮温度が１０００〜１２００℃
となる焼鈍を実施することを特徴とする請求項１又は２
記載の９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方
法。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の９％Ｎｉ鋼溶接用フラッ
クス入りワイヤにおける各種成分等の特定理由及び数値
限定理由を以下に説明する。先ず、Ｎｉ基合金製外皮は
例えば、組成がＣ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：
０．３％以下、Ｍｎ：０．２〜４．０％、Ｐ：０．０１
０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎｉ：６０〜８０
％、Ｃｒ：２５％以下、Ｔｉ及びＡｌの一方又は両方の
合計：０．３〜０．８％、Ｎｂ及びＴａの一方又は両方
の合計：５％以下、Ｍｏ：２２％以下、Ｗ：５％以下、
Ｆｅ：５％以下、Ｃｏ：５％以下、Ｂ：０．００５％以
下、Ｎ：０．０２％以下、残部は不可避不純物であるも
のを指し、この種の外皮に特定した理由は、本発明が目
標とする良好な耐高温割れ性と共に、極低温靱性・強度
等の溶接性能を得易くするためのものであるが、その他
に、ワイヤ製造時の加工硬化をできるだけ抑制し、良好
なワイヤ生産性を確保するためのものである。
クス入りワイヤにおける各種成分等の特定理由及び数値
限定理由を以下に説明する。先ず、Ｎｉ基合金製外皮は
例えば、組成がＣ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：
０．３％以下、Ｍｎ：０．２〜４．０％、Ｐ：０．０１
０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎｉ：６０〜８０
％、Ｃｒ：２５％以下、Ｔｉ及びＡｌの一方又は両方の
合計：０．３〜０．８％、Ｎｂ及びＴａの一方又は両方
の合計：５％以下、Ｍｏ：２２％以下、Ｗ：５％以下、
Ｆｅ：５％以下、Ｃｏ：５％以下、Ｂ：０．００５％以
下、Ｎ：０．０２％以下、残部は不可避不純物であるも
のを指し、この種の外皮に特定した理由は、本発明が目
標とする良好な耐高温割れ性と共に、極低温靱性・強度
等の溶接性能を得易くするためのものであるが、その他
に、ワイヤ製造時の加工硬化をできるだけ抑制し、良好
なワイヤ生産性を確保するためのものである。
【００１２】次に、ワイヤ外皮内に充填するフラックス
中の炭酸塩は、ワイヤ製造工程の外皮の軟化を目的とす
る熱処理工程でＣＯ2 を分解し、外皮やフラックス中の
Ｃと親和力の強い合金成分と結合して外皮やフラックス
を硬化させるため伸線性を劣化すせる。また溶接金属中
のＣ源となつて、延性や靱性を損なう。この延性や靱性
の劣化はＭｏ含有量の高い溶接金属において得に顕著に
現れるので、不純物としてもたらされる微量な炭酸塩を
除き、意図的に添加することができない。
中の炭酸塩は、ワイヤ製造工程の外皮の軟化を目的とす
る熱処理工程でＣＯ2 を分解し、外皮やフラックス中の
Ｃと親和力の強い合金成分と結合して外皮やフラックス
を硬化させるため伸線性を劣化すせる。また溶接金属中
のＣ源となつて、延性や靱性を損なう。この延性や靱性
の劣化はＭｏ含有量の高い溶接金属において得に顕著に
現れるので、不純物としてもたらされる微量な炭酸塩を
除き、意図的に添加することができない。
【００１３】炭酸塩を含まないフラックスが１０％未満
の場合、本発明が特定したスラグ形成剤及び金属粉末双
方の適正含有量を満たすことができず、このことからス
ラグの剥離性等の溶接作業性が不良となったり、耐高温
割れ性等の溶接金属性能が不良となったりする。一方、
ワイヤ外皮内に充填するフラックスが３０％を超える場
合には、フラックスの充填量過多からワイヤ伸線時に断
線が発生し易くなったり、外皮に割れがでたりする。よ
って、炭酸塩を含まないフラックスの充填率は１０〜３
０％とする。
の場合、本発明が特定したスラグ形成剤及び金属粉末双
方の適正含有量を満たすことができず、このことからス
ラグの剥離性等の溶接作業性が不良となったり、耐高温
割れ性等の溶接金属性能が不良となったりする。一方、
ワイヤ外皮内に充填するフラックスが３０％を超える場
合には、フラックスの充填量過多からワイヤ伸線時に断
線が発生し易くなったり、外皮に割れがでたりする。よ
って、炭酸塩を含まないフラックスの充填率は１０〜３
０％とする。
【００１４】フラックスに添加する金属弗化物はＣａＦ
2 、ＢａＦ2 、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ3、ＮａＦ、ＬｉＦ、
Ｋ2 ＺｒＦ6 、Ｋ2 ＳｉＦ6 等がある。これらの合計量
を２％以上とすることによりスラグの被包性・剥離性が
良くなり、かつ溶接金属の酸素量を低くし、低温靱性が
高い溶接金属を得るためには不可欠な成分であるが、６
％を超えるとスラグの粘性が著しく低下し過ぎるため
に、ビード形状が著しく劣化する。よって、金属弗化物
は２〜６％とする。
2 、ＢａＦ2 、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ3、ＮａＦ、ＬｉＦ、
Ｋ2 ＺｒＦ6 、Ｋ2 ＳｉＦ6 等がある。これらの合計量
を２％以上とすることによりスラグの被包性・剥離性が
良くなり、かつ溶接金属の酸素量を低くし、低温靱性が
高い溶接金属を得るためには不可欠な成分であるが、６
％を超えるとスラグの粘性が著しく低下し過ぎるため
に、ビード形状が著しく劣化する。よって、金属弗化物
は２〜６％とする。
【００１５】ＴｉＯ2 はルチール、チタンスラグ、ホワ
イトチタン、チタン酸カリ、チタン酸ソーダ、チタン酸
カルシウム、チタン酸バリウム等で添加できる。ＴｉＯ
2 の合計量が０．５％以上にすると、表面張力の高いス
ラグ形成に寄与し、水平すみ肉や下向等のビード形状が
良好になるが、３％を超えると耐高温割れ性や低温靱性
等の溶接金属性能が損なわれる。よって、ＴｉＯ2 は２
〜６％とする。
イトチタン、チタン酸カリ、チタン酸ソーダ、チタン酸
カルシウム、チタン酸バリウム等で添加できる。ＴｉＯ
2 の合計量が０．５％以上にすると、表面張力の高いス
ラグ形成に寄与し、水平すみ肉や下向等のビード形状が
良好になるが、３％を超えると耐高温割れ性や低温靱性
等の溶接金属性能が損なわれる。よって、ＴｉＯ2 は２
〜６％とする。
【００１６】ＣａＯは珪灰石やチタン酸カルシウム等の
各種酸化物との化合物から添加できる。その結果、スラ
グの流動性が良くなり、スラグの巻き込み等の欠陥が生
じにくくなるが、過量になるとビード形状が劣化するの
で０．２〜１％に規制する必要がある。
各種酸化物との化合物から添加できる。その結果、スラ
グの流動性が良くなり、スラグの巻き込み等の欠陥が生
じにくくなるが、過量になるとビード形状が劣化するの
で０．２〜１％に規制する必要がある。
【００１７】ＳｉＯ2 は珪砂、カリ長石、珪酸ソーダや
珪酸カリ等の各種酸化物との化合物から添加できる。そ
の結果、スラグの剥離性やビード形状が良好となり、ビ
ード表面の光沢を増すのでビード外観も良好になる。ま
た、アーク直下のプール形状が安定するのでムラのない
形状が均一のビードが得られる。しかし、過量になると
溶接金属のＳｉが高くなり過ぎて耐高温割れ性が劣化す
るので０．２〜１％に規制する必要がある。
珪酸カリ等の各種酸化物との化合物から添加できる。そ
の結果、スラグの剥離性やビード形状が良好となり、ビ
ード表面の光沢を増すのでビード外観も良好になる。ま
た、アーク直下のプール形状が安定するのでムラのない
形状が均一のビードが得られる。しかし、過量になると
溶接金属のＳｉが高くなり過ぎて耐高温割れ性が劣化す
るので０．２〜１％に規制する必要がある。
【００１８】前記のＴｉＯ2 とＣａＯとＳｉＯ2 を除く
金属酸化物としはＡｌ2 Ｏ3 、ＢａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 等があり、こ
れらの金属酸化物をアーク状態、スラグの流動性、スラ
グの剥離性等の溶接作業性を調整する目的で０．１％以
上添加できるが、０．８％を超えるとスラグの流動状態
が不均一になり、ビード形状が劣化する。よって、Ｔｉ
Ｏ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 を除く金属酸化物は０．１〜
０．８％になる。
金属酸化物としはＡｌ2 Ｏ3 、ＢａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 等があり、こ
れらの金属酸化物をアーク状態、スラグの流動性、スラ
グの剥離性等の溶接作業性を調整する目的で０．１％以
上添加できるが、０．８％を超えるとスラグの流動状態
が不均一になり、ビード形状が劣化する。よって、Ｔｉ
Ｏ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 を除く金属酸化物は０．１〜
０．８％になる。
【００１９】金属粉末は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍ
ｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｏ、
Ｂ、Ｎｉ、Ｃａ等を機械的性質や耐高温割れ性等の溶着
金属諸性能確保を目的に合金剤や脱酸剤として添加で
き、またスラグ剥離性やビード形状等の溶接作業性向上
を目的に添加することもできる。これらの効果は金属粉
末の合計が０．２％以上で現れるが２８％を超えるとフ
ラックスの充填率が過多となりワイヤ伸線時に断線が発
生し易くなったり、外皮に割れがでたりする。よつて、
金属粉末は０．２〜２８％になる。
ｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｏ、
Ｂ、Ｎｉ、Ｃａ等を機械的性質や耐高温割れ性等の溶着
金属諸性能確保を目的に合金剤や脱酸剤として添加で
き、またスラグ剥離性やビード形状等の溶接作業性向上
を目的に添加することもできる。これらの効果は金属粉
末の合計が０．２％以上で現れるが２８％を超えるとフ
ラックスの充填率が過多となりワイヤ伸線時に断線が発
生し易くなったり、外皮に割れがでたりする。よつて、
金属粉末は０．２〜２８％になる。
【００２０】ＣａＯ／ＴｉＯ2 比を０．２以上にする
と、スラグの流動性が良くなって、ビードはやや凸形に
なるものの、溶接金属の耐高温割れ性は向上する。しか
し、０．８を超えるとビードは凸形になり過ぎて、良好
なビード形状が得られなくなる。よつて、ＣａＯ／Ｔｉ
Ｏ2 比は０．２〜０．８になる。
と、スラグの流動性が良くなって、ビードはやや凸形に
なるものの、溶接金属の耐高温割れ性は向上する。しか
し、０．８を超えるとビードは凸形になり過ぎて、良好
なビード形状が得られなくなる。よつて、ＣａＯ／Ｔｉ
Ｏ2 比は０．２〜０．８になる。
【００２１】さらに、Ｍｏについてはフラックス及び外
皮の一方又は両方から添加でき、耐高温割れ性の向上や
高強度の確保に有効であるが、過多になると延性や靱性
が低下するので１０〜２２％に規制する必要がある。
皮の一方又は両方から添加でき、耐高温割れ性の向上や
高強度の確保に有効であるが、過多になると延性や靱性
が低下するので１０〜２２％に規制する必要がある。
【００２２】前記組成のフラックスの粒径最大値が５０
０μｍを超えると、ワイヤ製造工程の伸線時に断線等の
トラブルが発生し易くなる。また、粒径が７４μｍ未満
のフラックスがフラックス全重量の２０％を超えると、
充填時のフラックス流動性が悪くなり、フラックス成分
の偏析やフラックス充填率のムラを生じて製品ワイヤの
均一な品質確保による安定した溶接諸性能を得ることが
困難になる。
０μｍを超えると、ワイヤ製造工程の伸線時に断線等の
トラブルが発生し易くなる。また、粒径が７４μｍ未満
のフラックスがフラックス全重量の２０％を超えると、
充填時のフラックス流動性が悪くなり、フラックス成分
の偏析やフラックス充填率のムラを生じて製品ワイヤの
均一な品質確保による安定した溶接諸性能を得ることが
困難になる。
【００２３】またワイヤを製造する際の縮径工程におい
て、焼鈍の実施はワイヤ生産性向上及びコスト低減の観
点から好ましくないが、加工硬化による伸線トラブルを
防止する目的で、外皮の温度が１０００〜１２００℃に
なるような焼鈍を、ワイヤの減面率が３５〜６５％の範
囲内で実施する必要がある。
て、焼鈍の実施はワイヤ生産性向上及びコスト低減の観
点から好ましくないが、加工硬化による伸線トラブルを
防止する目的で、外皮の温度が１０００〜１２００℃に
なるような焼鈍を、ワイヤの減面率が３５〜６５％の範
囲内で実施する必要がある。
【００２４】
【実施例】以下に実施例によって本発明の効果を具体的
に説明する。本発明のフラックス入りワイヤとは図２
（ａ）〜（ｄ）に示すような断面形状のワイヤで、フー
プあるいはパイプからなる外皮１に充填フラックス２を
内包せしめ、同図（ｂ）〜（ｄ）のごとく継ぎ目を有す
るもの、あるいは同図（ａ）のごとく継ぎ目のないもの
でも良い。
に説明する。本発明のフラックス入りワイヤとは図２
（ａ）〜（ｄ）に示すような断面形状のワイヤで、フー
プあるいはパイプからなる外皮１に充填フラックス２を
内包せしめ、同図（ｂ）〜（ｄ）のごとく継ぎ目を有す
るもの、あるいは同図（ａ）のごとく継ぎ目のないもの
でも良い。
【００２５】表１に供試外皮の化学成分を示し、表２に
は供試鋼板の化学成分を示す。また表３ないし表５に供
試外皮と充填フラックスの組み合わせによるフラックス
入りワイヤの組成を示す。
は供試鋼板の化学成分を示す。また表３ないし表５に供
試外皮と充填フラックスの組み合わせによるフラックス
入りワイヤの組成を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】溶接試験は下向及び水平すみ肉溶接を行っ
た。条件はワイヤ径：１．２ｍｍ、シールドガス：８０
％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 （流量：２５リットル／ｍｉ
ｎ）、溶接電流：２００Ａ（ＤＣ電極＋）、溶接電圧：
２７〜３０Ｖ、溶接速度：２５〜４０ｃｍ／ｍｉｎで図
３及び図４の試験板を用いて実施した。
た。条件はワイヤ径：１．２ｍｍ、シールドガス：８０
％Ａｒ＋２０％ＣＯ2 （流量：２５リットル／ｍｉ
ｎ）、溶接電流：２００Ａ（ＤＣ電極＋）、溶接電圧：
２７〜３０Ｖ、溶接速度：２５〜４０ｃｍ／ｍｉｎで図
３及び図４の試験板を用いて実施した。
【００３２】高温割れ試験は、図３のＴ字継手の試験板
を用いて、その両側を水平すみ肉溶接し、１ｓｔ側を拘
束ビード、２ｎｄ側を試験ビードとし、２ｎｄ側の試験
ビードを対象に、クレータを除くビード表面及び表面か
ら１ｍｍ下と２ｍｍ下をグラインダーで順次研削した
後、浸透探傷試験により割れの有無を調べた。図３にお
いて、ｉは母材、ｔは板厚で１２ｍｍである。
を用いて、その両側を水平すみ肉溶接し、１ｓｔ側を拘
束ビード、２ｎｄ側を試験ビードとし、２ｎｄ側の試験
ビードを対象に、クレータを除くビード表面及び表面か
ら１ｍｍ下と２ｍｍ下をグラインダーで順次研削した
後、浸透探傷試験により割れの有無を調べた。図３にお
いて、ｉは母材、ｔは板厚で１２ｍｍである。
【００３３】溶接作業性試験は、図３のＴ字継手の試験
板を用いた水平すみ肉溶接及び図４の突合わせ継手を用
いた下向溶接で実施した。図３、図４のｉは母材、ｔは
板厚で１２ｍｍ、ｇはルート間隔で６ｍｍ、θは開先角
度で４５゜である。溶着金属の引張試験片は、図４の試
験板に下向溶接した後、図５の要領でＪＩＳ Ｚ３１１
１ Ａ２号を採取した。また衝撃試験片は、図６の要領
でＪＩＳ Ｚ３１１１４号を採取した。溶着金属の分析
試料は図５、６の溶着金属Ｗから採取した。
板を用いた水平すみ肉溶接及び図４の突合わせ継手を用
いた下向溶接で実施した。図３、図４のｉは母材、ｔは
板厚で１２ｍｍ、ｇはルート間隔で６ｍｍ、θは開先角
度で４５゜である。溶着金属の引張試験片は、図４の試
験板に下向溶接した後、図５の要領でＪＩＳ Ｚ３１１
１ Ａ２号を採取した。また衝撃試験片は、図６の要領
でＪＩＳ Ｚ３１１１４号を採取した。溶着金属の分析
試料は図５、６の溶着金属Ｗから採取した。
【００３４】なお、ワイヤは表１に示す化学成分のパイ
プ及びフープを外皮材とし、外径２．６〜９ｍｍ、肉厚
０．８〜１．４ｍｍの管内部にフラックスを所定量充填
してから、１．２ｍｍの製品径に至る伸線工程の途中
で、ワイヤの減面率が３５〜６５％の範囲内の時に加工
硬化した外皮の軟化させるために焼鈍（１１００℃×１
〜４回）した。
プ及びフープを外皮材とし、外径２．６〜９ｍｍ、肉厚
０．８〜１．４ｍｍの管内部にフラックスを所定量充填
してから、１．２ｍｍの製品径に至る伸線工程の途中
で、ワイヤの減面率が３５〜６５％の範囲内の時に加工
硬化した外皮の軟化させるために焼鈍（１１００℃×１
〜４回）した。
【００３５】試験結果を示す表６及び表８のフラックス
入りワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ６は本発明であり、Ｗ７〜Ｗ１
８は比較例である。
入りワイヤ記号Ｗ１〜Ｗ６は本発明であり、Ｗ７〜Ｗ１
８は比較例である。
【００３６】
【表６】
【００３７】
【表７】
【００３８】
【表８】
【００３９】比較例Ｗ７はフラックス中に炭酸塩を添加
しているため、伸線工程の途中で断線が頻繁に発生して
ワイヤ製造不能のため、溶接諸性能試験が実施できなか
った。Ｗ８はフラックスの充填率が低すぎるため、金属
弗化物、ＴｉＯ2 のスラグ形成剤含有量が不足して、ス
ラグの被包性が悪く、Ｍｏ含有量も不足しているため高
温割れが発生した。
しているため、伸線工程の途中で断線が頻繁に発生して
ワイヤ製造不能のため、溶接諸性能試験が実施できなか
った。Ｗ８はフラックスの充填率が低すぎるため、金属
弗化物、ＴｉＯ2 のスラグ形成剤含有量が不足して、ス
ラグの被包性が悪く、Ｍｏ含有量も不足しているため高
温割れが発生した。
【００４０】Ｗ９は金属粉末含有量が多く、フラックス
の充填率が高すぎるため、伸線工程の途中で断線や外皮
の割れが多発したため、１．２ｍｍの製品径に仕上げら
れず、溶接諸性能試験を実施できなかった。Ｗ１０は金
属弗化物含有量が多すぎるため、スパッタが多発した。
Ｗ１１はＴｉＯ2 含有量が多すぎて、ＣａＯ含有量が少
なく、かつ、ＣａＯ／ＴｉＯ2 比が０．２未満のため高
温割れが発生した。
の充填率が高すぎるため、伸線工程の途中で断線や外皮
の割れが多発したため、１．２ｍｍの製品径に仕上げら
れず、溶接諸性能試験を実施できなかった。Ｗ１０は金
属弗化物含有量が多すぎるため、スパッタが多発した。
Ｗ１１はＴｉＯ2 含有量が多すぎて、ＣａＯ含有量が少
なく、かつ、ＣａＯ／ＴｉＯ2 比が０．２未満のため高
温割れが発生した。
【００４１】Ｗ１２はＣａＯ含有量が多すぎて、しかも
ＣａＯ／ＴｉＯ2 比が０．８を超えているため凸ビード
となり、ビード形状が不良であった。Ｗ１３はＳｉＯ2
含有量が少なすぎるためスラグの剥離性が不良であっ
た。Ｗ１４はＳｉＯ2 含有量が多すぎるために高温割れ
が発生した。Ｗ１５はＴｉＯ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 を除
く金属酸化物含有量が少なすぎるために、アーク状態が
不安定になった。
ＣａＯ／ＴｉＯ2 比が０．８を超えているため凸ビード
となり、ビード形状が不良であった。Ｗ１３はＳｉＯ2
含有量が少なすぎるためスラグの剥離性が不良であっ
た。Ｗ１４はＳｉＯ2 含有量が多すぎるために高温割れ
が発生した。Ｗ１５はＴｉＯ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 を除
く金属酸化物含有量が少なすぎるために、アーク状態が
不安定になった。
【００４２】Ｗ１６はＴｉＯ2 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 を除
く金属酸化物含有量が多すぎて、金属粉末含有量が少な
すぎるため、溶着金属の延性や靱性の機械的性質が劣化
した。Ｗ１７は粒径が５００μｍ以上のフラックスが含
まれているため伸線工程の途中で断線が発生した。Ｗ１
８は粒径が７４μｍ未満のフラックスがフラックス全重
量の２０％を超えているため溶接作業性にムラがあっ
た。
く金属酸化物含有量が多すぎて、金属粉末含有量が少な
すぎるため、溶着金属の延性や靱性の機械的性質が劣化
した。Ｗ１７は粒径が５００μｍ以上のフラックスが含
まれているため伸線工程の途中で断線が発生した。Ｗ１
８は粒径が７４μｍ未満のフラックスがフラックス全重
量の２０％を超えているため溶接作業性にムラがあっ
た。
【００４３】これに対して本発明のＷ１〜Ｗ６はワイヤ
伸線時の断線がなく、溶接諸性能も良好であった。な
お、表６ないし表８の溶接作業性評価記号は、良好：
○、不良：×、＊：試験できず、を意味する。
伸線時の断線がなく、溶接諸性能も良好であった。な
お、表６ないし表８の溶接作業性評価記号は、良好：
○、不良：×、＊：試験できず、を意味する。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明の９％Ｎｉ鋼用フラ
ックス入りワイヤは、本発明の構成要件を満たすことに
より、ワイヤの生産性向上やスラグ被包性や剥離性等溶
接作業性向上と共に、強度、靱性、耐高温割れ性等溶接
金属性能の向上も可能としたものである。本発明によ
り、９％Ｎｉ鋼の溶接において作業能率向上と溶接部の
品質向上が期待できる。
ックス入りワイヤは、本発明の構成要件を満たすことに
より、ワイヤの生産性向上やスラグ被包性や剥離性等溶
接作業性向上と共に、強度、靱性、耐高温割れ性等溶接
金属性能の向上も可能としたものである。本発明によ
り、９％Ｎｉ鋼の溶接において作業能率向上と溶接部の
品質向上が期待できる。
【図１】ワイヤ中のＭｏ量及びフラツクスのＣａＯ／Ｔ
ｉＯ2 比と高温割れの関係を示す図。
ｉＯ2 比と高温割れの関係を示す図。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はフラックス
入りワイヤの各種断面形状を示す模式図
入りワイヤの各種断面形状を示す模式図
【図３】実施例で用いたＴ字継手の試験板形状模式図
【図４】実施例で用いた突合わせ継手の試験板形状模式
図
図
【図５】実施例で用いた引張試験片採取位置を示す模式
図
図
【図６】実施例で用いた衝撃試験片採取位置を示す模式
図
図
１ 外皮 ２ フラックス ｉ 母材 ｔ 板厚 ｇ ルート間隔 θ 開先角度
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎｉ基合金製外皮内に、炭酸塩を含まな
いフラックスをワイヤ全重量に対して１０〜３０％充填
し、フラックス成分が、ワイヤ全重量に対して、金属弗
化物を２〜６％、ＴｉＯ2 を０．５〜３％、ＣａＯを
０．２〜１％、ＳｉＯ2 を０．２〜１％、ＴｉＯ2 とＣ
ａＯとＳｉＯ2 を除く金属酸化物を０．１〜０．８％、
金属粉末を０．２〜２８％含有し、かつＣａＯ／ＴｉＯ
2 比が０．２〜０．８となるように規制し、外皮及びフ
ラックスの一方又は両方に含有するＭｏをワイヤ全重量
に対して、１０〜２２％にすることを特徴とする９％Ｎ
ｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 フラックスの粒径の最大値が５００μｍ
以下であって、かつ粒径が７４μｍ未満のフラックスを
フラックス全重量の２０％以下になるように造粒してフ
ラックスを充填することを特徴とする請求項１記載の９
％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項３】 伸線工程においてワイヤの減面率が３５
〜６５％時に、ワイヤ外皮温度が１０００〜１２００℃
となる焼鈍を実施することを特徴とする請求項１又は２
記載の９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12786997A JPH10296486A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12786997A JPH10296486A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296486A true JPH10296486A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14970669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12786997A Withdrawn JPH10296486A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296486A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2489461A1 (en) * | 2009-12-16 | 2012-08-22 | Nippon Steel Corporation | Wire containing flux for gas-sealed arc welding, allowing all-position welding |
| JP5763859B1 (ja) * | 2014-11-07 | 2015-08-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | Ｎｉ基合金フラックス入りワイヤ |
| JP2016147273A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | ９％Ｎｉ鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2016532565A (ja) * | 2013-09-16 | 2016-10-20 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | ５〜９％ニッケル鋼のためのフラックス入り溶接電極 |
| JP2017013118A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ、ステンレス鋼溶接継手、及び、その製造方法 |
| JP6418365B1 (ja) * | 2018-03-27 | 2018-11-07 | 新日鐵住金株式会社 | サブマージアーク溶接用Ｎｉ基合金ワイヤ、及び溶接継手の製造方法 |
-
1997
- 1997-05-02 JP JP12786997A patent/JPH10296486A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2489461A4 (en) * | 2009-12-16 | 2014-12-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | WIRE CONTAINING FLOW FOR ARC WELDING UNDER SEALING BY GAS, ALLOWING WELDING IN ALL POSITIONS |
| US9211613B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-12-15 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Flux-cored wire for gas shield arc welding use enabling all-position welding |
| EP2489461A1 (en) * | 2009-12-16 | 2012-08-22 | Nippon Steel Corporation | Wire containing flux for gas-sealed arc welding, allowing all-position welding |
| US9962794B2 (en) | 2013-09-16 | 2018-05-08 | Lincoln Global, Inc. | Flux cored welding electrode for 5-9% nickel steel |
| JP2016532565A (ja) * | 2013-09-16 | 2016-10-20 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | ５〜９％ニッケル鋼のためのフラックス入り溶接電極 |
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| JP6418365B1 (ja) * | 2018-03-27 | 2018-11-07 | 新日鐵住金株式会社 | サブマージアーク溶接用Ｎｉ基合金ワイヤ、及び溶接継手の製造方法 |
| WO2019186701A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | サブマージアーク溶接用Ｎｉ基合金ワイヤ、及び溶接継手の製造方法 |
| KR20190113753A (ko) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 서브머지드 아크 용접용 Ni기 합금 와이어 및 용접 조인트의 제조 방법 |
| CN110446582A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-11-12 | 日本制铁株式会社 | 埋弧焊用Ni基合金丝以及焊接接头的制造方法 |
| CN110446582B (zh) * | 2018-03-27 | 2020-07-28 | 日本制铁株式会社 | 埋弧焊用Ni基合金丝以及焊接接头的制造方法 |
| US11161195B2 (en) | 2018-03-27 | 2021-11-02 | Nippon Steel Corporation | Ni-based alloy wire for submerged arc welding and method of manufacturing welding joint |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |