JPS5853393A - 低水素系被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents

低水素系被覆ア−ク溶接棒

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Publication number
JPS5853393A
JPS5853393A JP15232381A JP15232381A JPS5853393A JP S5853393 A JPS5853393 A JP S5853393A JP 15232381 A JP15232381 A JP 15232381A JP 15232381 A JP15232381 A JP 15232381A JP S5853393 A JPS5853393 A JP S5853393A
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JP
Japan
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alloy
total
welding
welding rod
added
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Pending
Application number
JP15232381A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Tanigaki
谷垣 尚
Teruhisa Yamada
輝久 山田
Motohiro Otawa
太田和 基弘
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS5853393A publication Critical patent/JPS5853393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/365Selection of non-metallic compositions of coating materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海洋構造物、低温貯蔵タンク、)量イブライン
など大型構造物の溶接に用いられ、COD特性(Cra
ck Opening Dlsplaeemant ;
亀裂開口変位量)のすぐれた溶接金属の得られる低水素
系被覆アーク溶接棒に関するものである。
溶接金属のCOD特性を向上させるとともに=50℃程
度の低温において高靭性を得るには溶接金属中にTiと
Bを適当量添加してそのミクロ組織を微細化・均一化す
ることが有効であることが知られている。通常Bを溶接
金属に添加するにあたってはBの酸化物またはBの酸化
物の化合物の形で添加するのがよいとされ、たとえば硼
砂、無水硼砂、灰硼石、カーン石などで添加されていた
これは溶接中にBの酸化物が還元されて溶接金属中に−
Bが均一に分散して組Me微細化するとともにNを固定
するためである。
しかしながらBを添加するにあたってBの酸化物または
Bの酸化物の化合物を被覆剤中に添加すると溶接棒の製
造工程で種々の問題点が生じ、たとえば水ガラスを添加
して混線後、押出し用のブリケット製作時のブリケット
の軟弱化、乾燥時の被覆われや被覆剤の固着性の劣化な
どがあった。
また溶接時にも前記の固着性の劣化に起因すると思われ
る保護筒の弱シ現象がみられ、溶接作業性を劣化させて
いた。
本発明は溶接棒製造時の生産性および溶接作業性がすぐ
れ、溶接金属中に適量のT1およびBを含むことによシ
すぐれたCOD特性と低温靭性を有する溶着金属の得ら
れる低水素系被覆アーク溶接棒に関するもので、その要
旨とするところはCaCO3゜MgCO3,BaCO3
の1種または2種以上の合計を25〜55%、チタン酸
化物をT10.に換算して2〜10%、CaF2* N
a5AtF6. MgF2. AlF2の1種または2
種以上の合計を1〜25%、Stを1〜8チ配合し、さ
らにTl s At t Zr r Cr r Mo 
a Mn 。
N1のB合金またはBの炭化物の1種または2種以上の
合計をBに換算して0.1〜0.6%配合し、且つこれ
らのB合金のうちでMHU B合金以外のMnとの合計
が2〜6%、TiはB合金以外のTiとの合計が0.5
〜3.0%であって、さらにAt 、 Mg 。
Ca 、 Zrの1種または2種以上の合計が、Atと
ZrについてはB合金で添加されるものを含めて、0.
1〜4,0%であってその他は上記成分以外のスラグ剤
、アーク安定剤、粘結剤からなる被覆剤を軟鋼心線に被
覆したことを特徴とする低水素系被覆アーク溶接棒にあ
る。
次に本発明の詳細な説明する。
まず、被覆剤中OBの適正配合量を調べる目的で、Ca
CO540%、 CaF220%、Fs−8110%。
TlO24%、金属Ti 2%、金属Mn 4%、Fe
−At2%でその他に鉄粉を適宜配合した被覆剤に、B
量が0.05〜0.74%となる範囲でTiB 、 M
oBまたはMnBを添加した。TiB中のBは18%、
MoB中のBFi5%、−MnB中のBは9チである。
配合被覆剤を混合したのち水ガラスを加えて混線の上、
塗装・乾燥して試験溶接棒を作成した。
溶接は板厚30朋のアルミキルド鋼板に開先角度60°
のX開先でルートギャッf1〜3關とし、前記溶接棒を
用いて立向姿勢で入熱を約40 kJ/cmで行ない、
その後英国規格B5−5762−1979に従って一5
0℃にて溶接金属のCOD試験を行なった。
これらの試験結果として被覆剤中のBiとCOD値の関
係を第1図に示す。図から明らかなように一50℃にお
けるCO′D値が0.2 tu以上となる範囲は被覆剤
中のB量で0.1〜0.6チであることがわかる。また
Bの添加方法はTiB + MoB 、 MnBのいず
れであっても差はみられず、含有するB量の影響が大き
いことが明らかとなった。
次に被覆剤に含まれるTiの適正量を調べる目的でCa
CO340%1CaFz 20 % 、Fe −811
0%。
T1024%、金属Mn 4%、Fe−AL2f6でT
i源としてFe −TIを用い、Tiを0.3〜3.8
%の範囲で変化させた。BはB4CI NIB # C
rB 、 AtB 、またはZrBで添加し、78%B
のB4Cの場合は0.4%、8%BのNiBの場合には
5%、12%HのCrHの場合には3,8%、45%B
のAtBの場合には0.9%、19%BのZrBの場合
には2.0%添加した。
これらの被接剤に水ガラスを加え混線の上払装(5) 乾燥して試験溶接棒を作成した。
前述と同じ試験板、溶接条件で試験片を作成しCOD試
験を実施した。結果を第2図に示す。同図から明らかな
ように、被覆剤中のTi電が増加するにつれて一50℃
におけるCOD値は大きくなシ、0、5 % T1以上
の範囲では0.211111以上の値が得られている。
Tiiがさらに増加して3%を超えても、被覆剤中のB
量が0.3〜0,45%の範囲であればCOD値は0.
°2關以上が得られるが、過剰のT1は溶接金属の強度
を増加させ、靭性を損ない、また溶接作業性を害するの
で上限は3.0俤とした。
BはTi s At r Zr r Cr * Mo 
z Mn r NiのB合金またはBの炭化物から添加
することができる。これらのB合金は強脱酸剤あるいは
溶接金属の強度。
靭性を向上させる合金元素を含有してお)溶接構造物の
使用目的、用途に応じて適宜選択使用することができる
なお、B合金としては上記の他にNbB 、 VBまた
は靜などについても検討したが、いずれも靭性およびC
OD特性を損なう元素(Nb 、 VまたはW)(6) を伴なっており良好な結果が得られなかった。したがっ
てB合金の種類は前述のとおシ限定する。
次にその他の被覆剤の限定理由を述べる。
CaC0,、MgC0,、BaC0,の1糧または2柚
以上の合計は25〜55%必要である。これらの炭酸塩
は溶接中に分解してCo2;l!スを発生し、溶融金属
へのN、O,Hなどの有害ガスの侵入を防止するもので
あって、被覆剤中への配合量が25俤に満たないと大気
シールド効果が十分でなく、ピット、ブローホールなど
溶接欠陥を生ずる。さらに溶接金属中にNが増加してC
OD値を低下せしめる。
よって下限は25%とする。一方55チをこえて配合す
ると2ラグはCILOが過剰となって流動性が乏しくな
り、溶接作業性が劣って実用的でない。
チタン酸化物はTiO□に換算して2〜10%必要であ
る。チタン酸化物としてはイルミナイト、ルチルチタン
スラグなどが用いられるが、これらは強脱酸剤であるA
t r Mg r Ca r Zrなどとの併用によっ
て一部が還元されてTIOあるいはTIとなって溶接金
属中に入9その性質を改善するほか、アークの安定化、
スラグの粘性調整作用などもあシ、溶接作業を容易にす
るものである。チタン酸化物の添加量がT r 02に
換算して2%に満たないと前述の効果が十分でなく、逆
に10%をこえて添加するとスラグが著しく粘性を増し
てビード形状が不揃いとなるばかシで碌<、特に立向姿
勢で溶接が困難となる。よってチタン酸化物はTIO2
に換算して2〜10%に限定する。
次にCaF  、NJAtF61MgF2 * AlF
2の1種または2種以上の合計は1〜25%必要である
。これらの弗化物はスラグの粘性を調整してと−ドの被
包性を向上させるとともに溶接作業性を改善する働きを
有するものであるが、1%未満ではこれらの働きが十分
でなく、25%をこえて配合されるとスラグの流動性が
大きくなシすぎて溶接が困難となる。したがってCaF
2 、 Na5AZF6. MgF2. AlF2の1
イ虫または2種以上の合計は1〜25%と限定した。
Slは脱#1剤として添加される。si添加の形態はs
i単独の他、Sl以外の配合成分との合金、たとえげF
e −Si 、Ca −St + Si −Mnあるい
はZr −Stなどいずれでもよいが、これらのsiの
合計が1%未満ではビットあるいはプローボールが生じ
ゃすく、一方8%をこえて添加すると浴接金属中に81
が過剰に歩留って衝撃靭性を者しく損なう。よってSl
は1〜8%と限定する。
Mnは合金剤として、あるいはSiと同様に脱酸剤とし
て添加される。Mnを添加するにあたっては金属Mnの
他、Fe−MnあるいはMn以外の配合成分との合金、
たとえば81−MnあるいはMnのB合金などいずれで
もよく、これらのMnの合計で2〜6%必要である。M
nが2%未満では溶接金属の引張強さが不足し、またT
IとB*Mlの相乗効果がなくcoD特性を向上させる
ことができない。逆に6%をこえて添加すると溶接金属
には多IのMnが歩留ることとなり強度を過剰に高める
ためCOD特性を損なうこととなる。よってMnは2〜
6%と限定する。
AL * Mg 、 Ca 、 Zrの1補または2種
以上の合計は0.1〜4.0%必要である。これらはい
づれもT1よシ強力な脱酸剤として作用してチタン酸化
物を(9) 還元し微細な針状フェライトの生成核を多数生ぜしめる
ものである。これらの合計が011%未満ではその効果
力;十分でな(,4,0%をこえて添加すると生成する
At205 z MgOs CaO、ZrO2などtv
Bz化物によシスラグの物性が変化して溶接作業性に好
ましくない影響をおよばす。
なお、AtおよびZrについてはB合金の形で添加され
た場合にも金属単体または合金として添加された場合と
同じ効果が得られるので、B合金よ)添加しfc場合に
はその量も含んでいる。
上記成分の他は通常の低水素系破缶アーク溶接棒と同様
に81.2. At20. 、 MgOなどのスラグ生
成剤、cao e LI Oe NIL20 jK20
 s KAtSi305 +NaAt81308などの
アーク安定剤および粘結剤として水ガラスを適量加える
ことができる。さらに溶接棒の用途に応じて被覆剤中に
は鉄粉、B合金以外のNi p Cr p Moなどの
合金剤を添加してもよい。
次に実施例によシ本発明の効果をさらに具体的に説明す
る。
(10) 実施例 第1表に本発明溶接棒および比較溶接棒を示す。
溶接棒はいづれも4.0X400關の炭素鋼心組に被憶
剤を被覆外径6.3 mmで塗装したのち400℃にて
1時間乾燥して用いた。
溶接方法は板厚30朋のアルミギルド鋼に60゜X開先
をとシルートギャッf 2 ytrytの立向浴接とし
、初層は130A、2層以降は150Aで溶接入熱は4
 Q kJ/cmとした。
溶接終了後英国規格B55762−1979に従って試
験片を採取しノツチ加工をして溶接金属のCOD試験を
実施した。
なお、ノツチはサイドノツチ、試験温度は−50℃であ
る。COD値は0.2 vrtn以上のものを良好とし
た。また最終・臂ス側の板厚表面下2朋よシ2πmVノ
ツチシャルピー衝撃試験片を採取し一50℃にて試験を
行なった。この場合に吸収エネルギーが5k1mm以上
のものを良好とした。
さらに溶接時に作業の難易を注意深く観察し、溶接作業
性の利足を行なった。試験の結果を第2表に示す。
本発明溶接棒A1−應9では被覆剤中のB含壱蓋1io
。1〜0.6%の範囲に入っておシまたその他の成分も
本発明の範囲内であるため一50℃におけるCOD値は
いづれも0.35 、、以上と非常に良い値を示してい
る。シャルピー衝撃試験でも13.8kgf−m以上で
あシ、溶接作業性および生産歩留も良好である。これに
反して比較溶接m&10〜扁15では溶接金属の衝撃値
、COD値、溶接作業性あるいは生産歩留のいずれかの
項目に問題があって総合的には良好とは言えない。
すなわち、A10では被覆剤中のBが0.045%と低
いため十分なCOD値が得られない。A11では被覆剤
中のB量が0.9チと多すぎるので溶接金属は衝撃値、
COD値とも低い。
A12では被覆剤中のBは適正であるが、被覆剤中の炭
酸塩が少なく、弗化物が多すぎ、またTiO2も多いの
でCO□によるアーク雰囲気のシールド効果が不十分で
衝撃値、COD値が低いばかシでなく溶接作業性にも問
題がある。
AI3〜扁15ではB源としてBの酸−化物の化合物で
ある硼砂を使用しているため生産歩留が悪い。またA1
4ではSiが低いため溶接作業性にも悪影響をおよほし
ている。415ではTiが不足しMnが過剰のため溶接
金属の靭性が劣シまたCOD値も著しく小さい。
以上説明したように本発明溶接棒を用いて溶接すれば低
温における衝撃靭性、COD喝性および溶接作業性のす
ぐれた溶接金属が得られまた生産歩留が向上するので広
〈産業界に貢献できるものである。
(13) 特開昭58−53393(8) (至) 棉 シ Σ ざ ぐ く ざ 品 塀 * * * 鰺、 水 膿 0 寧 水 寧 υ * り ″″  の 08 *
【図面の簡単な説明】
第1図は被覆剤中のB量がCOO値におよばず彫物を示
す図、第2図は被覆剤中のTIがCOO値におよほす影
響を示す図である。 (19) 第7図 #覆春jギのB、7・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 CaCO3* MgCO3、BaCO3の1楯または2
    種以上の合計を25〜55%、チタン酸化物をTiO2
    に換算して2〜10%、CaF2. Na5AAF6t
     MgF2 、 AtF。 の1種または2種以上の合計を1〜25チ、SIを1〜
    8%配合し、さらにTi 、 AA 、 Zr * C
    r *Mo 、 Mn 、 NiのB合金またはBの炭
    化物の1種または2′s以上の合計をBに換算して0.
    1〜0.6%配合し、且つこれらのB合金のうちでMn
    はB合金以外のMnとの合計が2〜5%、TiはB合金
    以外のTiとの合計が0.5〜3.0チでありて、さら
    にAt。 Mg * Ca l zrのIaiまたは2種以上の合
    計がAt。 2(についてはB合金で添加されるものを含めて0.1
    〜4.0チであって、その他は上記成分以外のスラ゛グ
    剤、アーク安定剤、粘結剤からなる被榎斉りを軟鋼心線
    に被覆したことを特徴とする低水素系被覆アーク溶接棒
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148099A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 Kobe Steel Ltd 水ガラス耐食性の優れた金属間化合物
KR20010058977A (ko) * 1999-12-30 2001-07-06 한갑수 저수소계 피복 아크 용접봉
CN101898286A (zh) * 2010-07-30 2010-12-01 西安理工大学 一种25Cr2Ni4MoV合金钢手工电弧焊接用低氢碱性焊条
CN102069319A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种核电站安全壳用钢配套焊条

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CN102069319A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种核电站安全壳用钢配套焊条

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