JPS5847951B2 - 低合金耐熱鋼用低水素系被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents
低合金耐熱鋼用低水素系被覆ア−ク溶接棒Info
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- JPS5847951B2 JPS5847951B2 JP1121478A JP1121478A JPS5847951B2 JP S5847951 B2 JPS5847951 B2 JP S5847951B2 JP 1121478 A JP1121478 A JP 1121478A JP 1121478 A JP1121478 A JP 1121478A JP S5847951 B2 JPS5847951 B2 JP S5847951B2
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- welding
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- weld metal
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低合金耐熱鋼用低水素系被覆アーク溶接棒に係
り、特に３００〜５００℃の高温に長時間さらされても
脆化しない良好な溶接金属を得るための被覆アーク溶接
棒に関するものである。
り、特に３００〜５００℃の高温に長時間さらされても
脆化しない良好な溶接金属を得るための被覆アーク溶接
棒に関するものである。
最近ボイラ、熱交換器、化学工業用反応塔などにＣｒ：
０．５〜３。
０．５〜３。
５％、Ｍｏ ： ０．４ 〜１．２％含有する鋼、たと
えばＡＳＴＭＡ３８７グレード２、・１１、１２、２１
、２２鋼が多量に使用されているが、これらの鋼を接合
する従来溶接棒では溶接金属中の酸素量が４００〜５
０ ０ ｐｐｍ程度で非常に高く、また溶接金属の結晶
粒が粗大化していることから３００〜５００℃の高温に
長時間さらされると使用中に脆化し構造物が破壊する原
因にもなっている。
えばＡＳＴＭＡ３８７グレード２、・１１、１２、２１
、２２鋼が多量に使用されているが、これらの鋼を接合
する従来溶接棒では溶接金属中の酸素量が４００〜５
０ ０ ｐｐｍ程度で非常に高く、また溶接金属の結晶
粒が粗大化していることから３００〜５００℃の高温に
長時間さらされると使用中に脆化し構造物が破壊する原
因にもなっている。
７そこで使用中に脆化が少ない鋼およびその接合に用い
る溶接材料が強く要望されている。
る溶接材料が強く要望されている。
本発明溶接棒は被覆剤中にＳｉ ，Ｔｉの他にＡＬＭｇ
を添加し従来のこの種系統の溶接棒にくらべて溶接金属
中のＳｉ量及び酸素量を大巾に低減するとともに溶接金
属の結晶粒を微細化することにより、使用中脆化の極め
て少ない溶接金属が得られるものである。
を添加し従来のこの種系統の溶接棒にくらべて溶接金属
中のＳｉ量及び酸素量を大巾に低減するとともに溶接金
属の結晶粒を微細化することにより、使用中脆化の極め
て少ない溶接金属が得られるものである。
すなわち本発明は炭酸塩を３５〜５５％、金属弗化物を
２２〜３５％、Ｓｉを０．８〜２．５％、Ｔｉを１．４
〜３％、ＡＩを０．３〜５％、Ｍｇを０．３〜５％含む
被覆剤をＣｒ−Ｍｏ 系鋼心線に被覆してなる低合金鋼
耐熱鋼用低水素系被覆アーク溶接棒を要旨とするもので
ある。
２２〜３５％、Ｓｉを０．８〜２．５％、Ｔｉを１．４
〜３％、ＡＩを０．３〜５％、Ｍｇを０．３〜５％含む
被覆剤をＣｒ−Ｍｏ 系鋼心線に被覆してなる低合金鋼
耐熱鋼用低水素系被覆アーク溶接棒を要旨とするもので
ある。
以下に本発明を詳細に説明する。
最初に本発明溶接棒の被覆剤組成と、その限定理由につ
いて説明する。
いて説明する。
まず本発明にいう炭酸塩とはＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、
ＢａＣＯ３、ＭｎＣＯ３、ＬｉＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｎ
ａ２ＣＯ３などを指し、これらの内の１種以上の合計を
３５〜５５％含有せしめることとする。
ＢａＣＯ３、ＭｎＣＯ３、ＬｉＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｎ
ａ２ＣＯ３などを指し、これらの内の１種以上の合計を
３５〜５５％含有せしめることとする。
これらの炭酸塩はアーク中で分解しＣＯ２ガスを発生す
るので溶接金属や溶融スラグな大気から遮断し、塩基性
のスラグを生成する効果を有する。
るので溶接金属や溶融スラグな大気から遮断し、塩基性
のスラグを生成する効果を有する。
この添加量が３５％未満ではスラグの溶融点が低下し、
スラグの被包性が悪くなり、良好なビートを得ることが
できない。
スラグの被包性が悪くなり、良好なビートを得ることが
できない。
またガス発生量が不足するために大気の影響を受けビッ
トやブローホールが発生するので不適当である。
トやブローホールが発生するので不適当である。
そして５５％を超えて添加した場合はガス発生量が過剰
となり、ピットが非常に多く発生するとともにスラグの
溶融点が上昇してスラグの流動性が悪くなりビード形状
は不良となる。
となり、ピットが非常に多く発生するとともにスラグの
溶融点が上昇してスラグの流動性が悪くなりビード形状
は不良となる。
次に本発明にいう金属弗化物とはＣａＦ２、ＭｇＦ２、
ＡＩＦ３、ＮａＦ２、Ｎａ２ Ａｌ ｓ Ｆｅなどを指
し、これらの内１種以上の合計を２２〜３５％含有せし
めることとする。
ＡＩＦ３、ＮａＦ２、Ｎａ２ Ａｌ ｓ Ｆｅなどを指
し、これらの内１種以上の合計を２２〜３５％含有せし
めることとする。
これらの金属弗化物はスラグの融点を下げ流動性の良い
スラグをつくるために添加するものである。
スラグをつくるために添加するものである。
金属弗化物が２２％未満では適当な流動性が得られない
ためビード形状が悪く、３５％を超えて添加するとスラ
グの流動性が過大となり良好なビード形状が得られない
。
ためビード形状が悪く、３５％を超えて添加するとスラ
グの流動性が過大となり良好なビード形状が得られない
。
Ｓｉは０．８％未満ではスラグの流動性が悪く、良好な
ビードが得られず、また２．５％を超えて添加すると溶
接金属の結晶粒が粗大化して靭性が著しく劣化する。
ビードが得られず、また２．５％を超えて添加すると溶
接金属の結晶粒が粗大化して靭性が著しく劣化する。
Ｔｉは脱酸およびアーク安定のために添加するのであっ
て、１．４％未満ではアークが不安定となり、スパツタ
が多く発生し、また３％を超えて添加した場合、スラグ
のはくり性が劣化し溶接作業がきわめて困難となる。
て、１．４％未満ではアークが不安定となり、スパツタ
が多く発生し、また３％を超えて添加した場合、スラグ
のはくり性が劣化し溶接作業がきわめて困難となる。
被覆剤中のＡｌ．Ｍｇはそれぞれ単独添加では効果がな
く、両者を同時に配合添加することにより効果が現われ
るものである。
く、両者を同時に配合添加することにより効果が現われ
るものである。
ＡｔおよびＭｇはいずれも０．３％未満では溶接金属中
の酸素を大巾に低減できず良好な靭性が得られない。
の酸素を大巾に低減できず良好な靭性が得られない。
これらの元素を各々０．３％以上同時に含有せしめてい
くと溶接金属の酸素は急激に低減し、また溶接金属の結
晶粒が微細化されて３００〜５００℃の高温に長時間さ
らされても靭性が劣化しない。
くと溶接金属の酸素は急激に低減し、また溶接金属の結
晶粒が微細化されて３００〜５００℃の高温に長時間さ
らされても靭性が劣化しない。
しかしＡｌやＭｇをそれぞれ単独に０．３〜５％添加し
ても溶接金属の酸素は大巾に低減せず、常温附近の靭性
は改善されるものの、０℃以下の低温靭性は改善されな
い。
ても溶接金属の酸素は大巾に低減せず、常温附近の靭性
は改善されるものの、０℃以下の低温靭性は改善されな
い。
またＡｌを５％超えて添加すると溶接時のアークが不安
定となりスパッタが増加し、スラグ中のＡ１２０３の増
加によりスラグの粘性が低下しスラグはくり性が劣化す
る。
定となりスパッタが増加し、スラグ中のＡ１２０３の増
加によりスラグの粘性が低下しスラグはくり性が劣化す
る。
同様にＭｇは５％超えて添加すると溶接時のアークが不
安定となりスパツタが増加し、スラグ中のＭｇＯの増加
によりスラグの粘性が低下しスラグはくり性が劣化する
。
安定となりスパツタが増加し、スラグ中のＭｇＯの増加
によりスラグの粘性が低下しスラグはくり性が劣化する
。
なお被覆剤中に添加するＳｉ，Ｔｉ，ＡＬ ＭｇはＳｉ
１Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇの金属粉、ＡＩ−Ｔｉ．Ａｌ−Ｍｇ
などの合金粉、Ｆｅ−Ｔｉ，Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ −Ａ
Ｉ などの鉄合金などいずれでもよい。
１Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇの金属粉、ＡＩ−Ｔｉ．Ａｌ−Ｍｇ
などの合金粉、Ｆｅ−Ｔｉ，Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ −Ａ
Ｉ などの鉄合金などいずれでもよい。
上記被覆剤は硅酸ソーダ、硅酸カリなどの粘結剤により
被覆率が２０〜４０％になるように心線に被覆される。
被覆率が２０〜４０％になるように心線に被覆される。
心線としては本発明溶接棒の対象とするＣｒＭｏ系低合
金鋼の或分組成である０６５〜３．５％Ｃｒ、０．４〜
１．２％Ｍｏに見合った溶接金属を得るためにＣｒ−Ｍ
ｏ 系鋼心線を用いる。
金鋼の或分組成である０６５〜３．５％Ｃｒ、０．４〜
１．２％Ｍｏに見合った溶接金属を得るためにＣｒ−Ｍ
ｏ 系鋼心線を用いる。
ここで本発明にい５Ｃｒ−Ｍｏ 系鋼心線とはＣｒ：０
．８〜４．０％、Ｍｏ ： ０．４ 〜１．５％、Ｃ：
０．１０％以下、Ｍｎ ： １．０％以下、Ｓｉ：０．
２％以下を含むものを指す。
．８〜４．０％、Ｍｏ ： ０．４ 〜１．５％、Ｃ：
０．１０％以下、Ｍｎ ： １．０％以下、Ｓｉ：０．
２％以下を含むものを指す。
このような心線と被覆剤との組合せにより、Ｃｒ−Ｍｏ
系低合金鋼の溶接に際し、所期の成分の溶接金属を得る
ことができる。
系低合金鋼の溶接に際し、所期の成分の溶接金属を得る
ことができる。
次に実施例により本発明の効果をさらに具体的に示す。
実施例
第１表に本発明溶接棒および比較のために用いた溶接棒
の心線の化学成分を第２表に本発明溶接棒および比較の
ために用いた溶接棒の被覆剤組成、溶着金属の化学成分
および各種試験結果を示す。
の心線の化学成分を第２表に本発明溶接棒および比較の
ために用いた溶接棒の被覆剤組成、溶着金属の化学成分
および各種試験結果を示す。
第２表においてＡ１〜Ａ７が本発明溶接棒であり、８１
〜ＢＩＯは比較溶接棒である。
〜ＢＩＯは比較溶接棒である。
各溶接棒による脆化特性を比較するために被溶接鋼板の
組成に影響されない溶着金属を形成し試験した。
組成に影響されない溶着金属を形成し試験した。
各供試棒による溶着金属はＡＷＳＡ５．５−６９に従い
棒径５ｍｍ、溶接電流２２ＯＡ、溶接電圧２３〜２７Ｖ
、溶接速度１ ３ ０ｍｍｌｍｉｎ、平均溶接人熱２５
ＫＪ／ＣｒＩＬ、予熱パス間温度１８０℃で作威した。
棒径５ｍｍ、溶接電流２２ＯＡ、溶接電圧２３〜２７Ｖ
、溶接速度１ ３ ０ｍｍｌｍｉｎ、平均溶接人熱２５
ＫＪ／ＣｒＩＬ、予熱パス間温度１８０℃で作威した。
溶接後試験板を６８０℃、１４時間で応力除去焼鈍（Ｓ
Ｒ）処理をおこなった。
Ｒ）処理をおこなった。
さらに使用中脆化特性を調べるために一般におこなわれ
ている第１図に示す加速脆化処理（ＧＥステップクーリ
ングＣＳｔｅｐ ｃｏｏｌｉｎｇ）処理）をおこない
溶着金属の衝撃試験によりＳＲ処理のものとＧＥステッ
プクーリング処理したものの靭性を比較調査した。
ている第１図に示す加速脆化処理（ＧＥステップクーリ
ングＣＳｔｅｐ ｃｏｏｌｉｎｇ）処理）をおこない
溶着金属の衝撃試験によりＳＲ処理のものとＧＥステッ
プクーリング処理したものの靭性を比較調査した。
ＳＲ処理した溶着金属およびＳＲ処理後さらにＧＥステ
ップクーリング処理した溶着金属の衝撃試験片のそれぞ
れの５０％脆性破面率を示す遷移温度（ ｖＴｒｓ （
’Ｃ ）およびｖＴｒｓ−ＧＥ（’Ｃ））からガルフ
社が提唱している。
ップクーリング処理した溶着金属の衝撃試験片のそれぞ
れの５０％脆性破面率を示す遷移温度（ ｖＴｒｓ （
’Ｃ ）およびｖＴｒｓ−ＧＥ（’Ｃ））からガルフ
社が提唱している。
脆化指数ｖ’ｌ’ｒｓ＋１．５ （ ｖＴｒｓ −ＧＥ
−ｖＴｒｓ ）を求めた。
−ｖＴｒｓ ）を求めた。
その判定としては−２０゜Ｃにおける吸収エネルギー（
ＶＥ−２０）が１０ｋｇ−ｍ以上で、脆化指数２０℃以
下のものを良好とした。
ＶＥ−２０）が１０ｋｇ−ｍ以上で、脆化指数２０℃以
下のものを良好とした。
本発明溶接棒による溶着金属中の酸素量は比較溶接棒Ｂ
１〜Ｂ９にくらべ極めて少なくなっており、−２０℃に
おける吸収エネルギーがいずれも１１ｋｇ−ｍ以上で脆
化指数も−３５．５℃以下となっており極めて良好な値
であった。
１〜Ｂ９にくらべ極めて少なくなっており、−２０℃に
おける吸収エネルギーがいずれも１１ｋｇ−ｍ以上で脆
化指数も−３５．５℃以下となっており極めて良好な値
であった。
なお本発明溶接棒によるＧＥステップクーリング処理後
の溶着金属のミクロ組織は従来溶接棒のものにくらべ結
晶粒が著しく微細化されていることを確認した。
の溶着金属のミクロ組織は従来溶接棒のものにくらべ結
晶粒が著しく微細化されていることを確認した。
一方比較溶接棒のＢ１は炭酸塩が、Ｂ２は金属弗化物が
適正量範囲をはずれており、Ｂ３はＳｉが不足しており
、Ｂ５、Ｂ６はＴｉが不足又は過剰のためいずれも溶接
作業性の評価が不良であつた。
適正量範囲をはずれており、Ｂ３はＳｉが不足しており
、Ｂ５、Ｂ６はＴｉが不足又は過剰のためいずれも溶接
作業性の評価が不良であつた。
Ｂ９はＡｌおよびＭｇが不足しているためＧＥステップ
クーリング処理後の−２０℃における吸収エネルギーが
４．６ｋｇ一ｍと低く、脆化指数も著しく高くなってい
る。
クーリング処理後の−２０℃における吸収エネルギーが
４．６ｋｇ一ｍと低く、脆化指数も著しく高くなってい
る。
比較溶接棒Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８は本発明溶接棒の溶接作業
性と同程度良好であったが、Ｂ４はＳｉが過剰のためＧ
Ｅステップクーリング処理後の−２０℃における吸収エ
ネルギーが２．３ｋｇ−ｍと低く、脆化指数も４８゜Ｃ
と高かった。
性と同程度良好であったが、Ｂ４はＳｉが過剰のためＧ
Ｅステップクーリング処理後の−２０℃における吸収エ
ネルギーが２．３ｋｇ−ｍと低く、脆化指数も４８゜Ｃ
と高かった。
Ｂ７はＭｇ，Ｂ８はＡＩが添加されていないためにいず
れも酸素量の低減ができず、ＧＥステップクーリング処
理後の−２０℃における吸収エネルギーが２．９ｋｇ−
ｍ以下と低く脆化指数も５４．５℃以上と高かった。
れも酸素量の低減ができず、ＧＥステップクーリング処
理後の−２０℃における吸収エネルギーが２．９ｋｇ−
ｍ以下と低く脆化指数も５４．５℃以上と高かった。
比較溶接棒Ｂ１０による溶着金属は酸素量が少なく、吸
収エネルギーが良好で脆化指数も低く本発明溶接棒と同
程度の靭性であったが、被覆中にＭｇが過剰に含有する
ため溶接の際スパツタが多く発生し、スラグはくり性が
悪く、溶接作業性が悪かった。
収エネルギーが良好で脆化指数も低く本発明溶接棒と同
程度の靭性であったが、被覆中にＭｇが過剰に含有する
ため溶接の際スパツタが多く発生し、スラグはくり性が
悪く、溶接作業性が悪かった。
以上説明したとおり本発明溶接棒は被覆剤組成を種々検
討した結果、溶着金属中の酸素量を従来溶接棒にくらべ
１／２程度に低減し溶着金属の結晶粒を微細化すること
により従来溶接棒にくらべ溶着金属の使用中脆化特性を
大巾に改良したものである。
討した結果、溶着金属中の酸素量を従来溶接棒にくらべ
１／２程度に低減し溶着金属の結晶粒を微細化すること
により従来溶接棒にくらべ溶着金属の使用中脆化特性を
大巾に改良したものである。
このような効果をもたらす本発明溶接棒は長時間高温に
さらされる熱交換器、化学工業用反応塔などの構造物の
製作に使用され、その安全性に大きく貢献するものであ
る。
さらされる熱交換器、化学工業用反応塔などの構造物の
製作に使用され、その安全性に大きく貢献するものであ
る。
第１図は加速脆化処理の実施要領を示す図である。
Claims (1)
- １ 炭酸塩を３５〜５５％、金属弗化物を２２〜３５％
、Ｓｉを０．８〜２．５％、Ｔｉを１．４〜３％、ＡＩ
を０．３〜５％、Ｍｇを０．３〜５％含む被覆剤をＣｒ
−Ｍｏ系鋼心線に被覆してなる低合金耐熱鋼用低水素系
被覆アーク溶接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1121478A JPS5847951B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 低合金耐熱鋼用低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1121478A JPS5847951B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 低合金耐熱鋼用低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54104466A JPS54104466A (en) | 1979-08-16 |
| JPS5847951B2 true JPS5847951B2 (ja) | 1983-10-25 |
Family
ID=11771723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1121478A Expired JPS5847951B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 低合金耐熱鋼用低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5847951B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102773635A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 上海电力修造总厂有限公司 | 一种钛钙型的核电镍基焊条药皮及其制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905395B (zh) * | 2010-07-30 | 2012-09-05 | 西安理工大学 | Fv520（b）不锈钢焊接用低氢碱性焊条 |
| CN107052622A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-08-18 | 上海焊接器材有限公司 | 一种用于低磁钢焊接的不锈钢焊条及其制备方法 |
-
1978
- 1978-02-03 JP JP1121478A patent/JPS5847951B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102773635A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 上海电力修造总厂有限公司 | 一种钛钙型的核电镍基焊条药皮及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54104466A (en) | 1979-08-16 |
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