JPS59141396A - 潜弧溶接用高クロム鉄系チユ−ブワイヤ - Google Patents

潜弧溶接用高クロム鉄系チユ−ブワイヤ

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JPS59141396A
JPS59141396A JP1289083A JP1289083A JPS59141396A JP S59141396 A JPS59141396 A JP S59141396A JP 1289083 A JP1289083 A JP 1289083A JP 1289083 A JP1289083 A JP 1289083A JP S59141396 A JPS59141396 A JP S59141396A
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JP
Japan
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flux
wire
built
arc welding
less
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Application number
JP1289083A
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Inventor
Motoi Tokura
戸倉 基
Hiroyuki Koike
弘之 小池
Hitoshi Nishimura
西村 均
Eisuke Sakai
堺 英輔
Hiroshi Notomi
納富 啓
Hiroshi Takatsuka
高塚 汎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • 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
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent

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  • 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】 本発明ハ、脣弧溶接用高クロム鉄系チューブラワイヤに
関し、特に、面]摩耗性が良好でかつ剥離脱落し離い肉
盛溶着金属が得られる潜弧溶接用高クロム鉄系チューブ
ラワイヤに関するものである。
1菫N、7より高クロム鉄系肉盛溶着金属は、剛摩粍4
′1が良好な成分系として、被秩ア−り溶接法、サブマ
ージアーク溶接法、ガスシールドアーク溶接法等により
数多〈実施されている。しかしながら溶接法のいかんに
かη・わらず、高クロム鉄系溶着金属は耐割れ性が劣り
溶着金属は、常に割ね1発生の危険にさらされ−ている
ことは衆知の小吏である。
そのため割オ]発生防止法としてd二、予熱パス間温度
を高く保持すること、入熱を低く抑えること。
私層数を限定することなどの方策がとられているが、完
全にヅi止し得ないため、溶着金属の硬さを低目に抑え
一多少帽摩耗性を犠![に1にする等の対策をとり1割
わを実用上差し支えない範囲に抑え。
割れが溶着金属の剥離につながることを防止しながら使
用しているのが実情である。
本発明者らはこのような事情に鑑み、硬さを高く糾持し
、耐摩耗性を良好に保ちつつ、しかも割ね発生が少ない
肉盛溶着金属について研究を進めて来たつ 本発明者らは、;萄クロム鉄系肉盛溶着金属(以下単に
溶着金属という)の硬さに及ぼす各、f千元素の影響に
ついて横割し/こ結果、炭化物と同じように。
高硬度を示すほう化物ケ多量に析出形成させることがよ
り効果的であることを見出した。しかし。
従来市販されているチューブラワイヤに、単純にボロン
源を添加含有させただけでは、溶接金属の硬さレベルは
上昇するが、一方では耐割れ性が非常に低下し、摩耗減
量としては低い値を示すものの1割れ発生数が多いため
、衝撃により溶着金属が四〜材から剥:推してしまい一
総合的にみると決して実用性があると(d:云い難いも
のであった。     ゛このような事情に鑑み、ボロ
ン源添カロにより硬さを高く糺持しつつ、しかも割れ発
生を減少せしめるべく研究を進めた結果7高クロム鉄系
チユーブラワイヤの場合、多量のC源を必要とする為。
グラファイト等信の元素と結合していない遊離状態の炭
素(以下フリーの炭素と称する)を多量に添加し7てい
るが、このフリーの炭素が耐割れ性に大きく影響をして
おり、その量を適正範囲内に限定することにより、ホ゛
ロンを必安量添加し、硬さを−高いレベルにY(持して
−も、割わ発生量を実用上g−シ支えない範囲に保ちう
ることを見出し1本発明を完成したものである。
すなわち本発明者らは1合金の基本成分として−G 4
.0% + SI O−’a2%、’Mn0.5%+、
’ Cr 22.0 % 。
P!0.8%よりなるチューブラワイヤの内賊フランク
スのフリー炭素添加量を種々変えて、遊離状態の炭素の
借を変化させ一割、+1発生状況に及ぼす遊離状態の炭
素量の影響を調査した。
尚、溶接条件は、ワイヤ径4.0間のチューブラワイヤ
をf1jマ用し、4.0 OA 、 32 V 、 4
0 cm/m4.n。
予熱パス間温度300〜35 Q ℃でs M50 B
 (イ反J厚30 m、m )の」へ各/fi 10パ
ス、溶於会長40 a++で;3層肉盛とし、溶接後液
体浸透探傷、気!躾にょI)−溶接ビート表面が割オ]
、により、何個に分割さ第1ている」:うに見えるかを
判定して割れ感受性を計画した。この場合溶接ビート表
面積U、4. OOalとなるようにした。その結果を
第1図に示す。
図から明らかなように、フリーの炭素W°が1.0係以
下であると1割れ個数は1011i!ji / 400
 c7j (0,02,5個/ctl )  以下に納
1り実用上差[−2支を−ないが、それを超えると割れ
個数は急檄に増加し、実用には供しtl(い。
本発明はかかる知見に基いてなさ〕1だもので。
その安旨は金)偽ケース及び内蔵フシックス中の成分元
素の金側がワイヤ全体に対し重量係でc2,0〜5.0
%、 Si 0.1〜1.5%、 Mn 0.2−3.
0%。
Cr15.0−28.0%、80.3〜1.5%を含有
するように、又はこれに更にh4o、5’%以下1 v
J%以下。
Nb5%以下、 Zr O,5係以下の一種以上を含有
し。
ワイヤ全体に対する内蔵フラツクスの矩′肴係が15〜
fi’o%であるように、内蔵フラツクスを充填し。
かつ内1献フランクス中のフリーの炭素含有量が、ワイ
ヤ全体に対する重量係で1.0%以下であることを特徴
とする溜弧溶接用高クロム鉄系チューブラワイヤにある
以下に本発明の詳細な説明する。
フリー炭素は内蔵フラツクスに含有することを必漬とす
るか、その他の各成分元素は金属ケース。
内戯フランクスのいずれかに階定さノするものではなく
、金11・1、スケース及び内蔵フラツクスの成分元素
・′)金言1が、ワイヤ全体に対し重量係で以下に駁1
明する範囲内にあれば本発明の効呆を達成できるもので
ある。
まず、Cは本成分系の主要元素であり+ Orなどの炭
化II形成元累と結合し、硬さの高い炭化物を析出し7
、i!lFf摩耗性の向上K 冨−’Eiするが、2.
0%宋7′岡の含有旬では、炭化物の栢出媚が少なく、
十分な馴摩耗性を有することがてきず、又5.0%超で
は炭化物の析出h4が過多となり、前述の如く、フリー
炭素含有用を]係以下に抑えるu割オ]性改善の方策4
・とっても、割シ1発生が実用士善し支えない範IJ」
」を超え、脆化した肉盛層の剥離が牛じゃすくなるので
、2.0〜5.0%のね、囲とする。
なお+ C(弓:内蔵フラックスに添加する場合は。
鋳鉄粉、クロムカーバイト、高炭素フェロクロム。
高炭素フェロマンガン、グラファイトなどの形で添加す
る。フリーの炭素はグラファイトのflit−クロムカ
ーバイド、鋳鉄粉等の中にも含泡ゴ第1ていることがあ
るのて−これらを金側してワイヤ全体に71し重M′係
で1.0%以下に抑える必彼があZl。
Sl  の含治昂イ?、:0.1〜15%としたのは1
通常のP?を弧溶接でd、脱酸のため01係(d必要で
あるが、1.5係超になると溶接金4・ハの靭附ミの低
下をきたしやすい傾向があるからである。なお+ Sl
は内蔵フラックスに務5〕川する」劾合は−F’e−’
81. 、 FJl、 −Mll 。
Zr−’Sj、金属S]などの形で添加する。
Mn  についても通常の功1に含有している0、2係
稈度以−1=を1合金及び脱酸のために必要とするが。
3.0係超の添加によっても、溶接金属の機械的性質−
硬さなどに顕著な改善がみられないので0.2〜3.0
係の範囲とする。な丸−Mn (d−内蔵フラックスに
添力[1する場合は金属Mn 、 Fe−Mn 、  
51−Mnなどの形で添加する。
Cr  はCと結合し、硬さの高いクロム炭化物を析出
し一面・1席粍性を増加はせるとともに、耐食性。
1耐熱性を側方する元素であるが−その含有量が16.
0%未満でi−1析出する炭化物靴が少なく十分な特性
を発揮することができす、又28.0 %超では析出す
る炭化物量が過多となり脆化するので。
15.0〜28.0%の範囲とする。なおCFは内蔵フ
ラックスに添加する場合は、金属Or 、 Fe−0r
 。
クロムカーバイトなどの形で添加する。
Bは本発明を構成する上で重要な元素であるが。
被覆棒などと異なり、大入熱溶接を余儀なくされるl管
弧溶接法では、B添加による4割れ性の棒端な劣化とい
う事実のため実用出来ない状況であった。本発明は前述
の如く遊頗(状態の炭素含有−騎を限定することにより
、Bを添加しても実用上差し支えない11度に割ね発生
を抑えることができる顕著な効果を9、出したためにな
されだものである。
Bは、クロ・ム、炭素など他の成分と結合し、高硬度を
示すほう化物を形成し、その耐摩1“を性向上に寄与す
るが、含有量が0.3%未満では、はう化物析出h′i
が少なく十分な特1牛を発揮することができず、又コ、
5%超では析出するほう化物掘°が過多となり、炭化物
を多相に析出していることと相まって脆化が激しいので
−0,3〜1.5チの範囲とする。
なお13は内蔵フラックスに添加する」i合は、金属B
’ 、 F’e−1−1などの形で添加する。
本発明の組成は上記の通りであるが、必要に応じ一史に
ワイヤ重傷:%で5.0係以下のMo、5%以下のV、
5%以下のNb 、  0.5 %以下のZ「のいずれ
か1種以上を添加することがでさ、これら元−素の添加
により、更に溶接金属の硬さレベルの増加、1制摩耗性
の向」二をはかることができる。
Mo  は溶着金櫟全体の硬さ上列に富力し、温度−に
昇による軟化抵抗が犬であるので、特に使用環境が高温
となる場合には有効であるが、5%超の添加では割れ発
生がはげしくなるので5%以下とする。なおMoは内蔵
フラックスに添加する場合は。
金属Mo 、 Fe−Moなどの形で添加する。
■は・焼入性を増加する元素であり、その添加により浴
着金属の硬さが上昇するが、多゛朧に添加すると割れ発
生保間が(はげしくなり一実用上問題となるので15係
以下とする。なおVは内蔵フラックスに添加する場合は
、金属V、Fe−Vなどの形で添加できる。
Nb  はCと結合し−Nb−カーバイドを析出し。
fl!l!さを増加するのに有効な元素であね、又4割
れ性も改善出来る元素であるか、多量に含有させてもそ
の効果は大きくならず飽和してし寸うので。
5チ以下とする。なお−Nbl)内蔵フラックスから添
加する場合は一金属Nb 、 Fe −Nbなどの形で
添加する。
Zr  は少凧の添加により微゛細な析出物を生じ。
硬さ上昇に害鳥するが1反面多量に添加しすぎると割れ
発生が多くなり、スラグの剥離性が劣化し。
溶接作業性を損なうなどの現象が生じるので0.5%以
下とする。なお−Zrは内蔵フラックスから添加する1
劫合は−Zr−8j、、炭化ジルコニラl−安どの形で
添加する。
父、ワイヤ全体に対する内蔵7ラツクスの」」チは1.
5〜60%の範囲に設定ずべきであり、 ]−、’、)
係未満では必要な合金元素を添加することか困舘(とな
り1合金含有員°も不安定となる。−力60%超の場合
は金属ケースへ充填する工程での生産性が低下する。
以下に本発明の効果を実施例によりさらに具体的に示す
実施例 −IfJ拐は全試験とも第1表に示すS M ’l l
 Fう(Aiyj県30黙)を(重用した。
チューブラワイヤの製造に用いた金属ケースの化学成分
を第2表に示す。
使用し/こチューブラワイヤを第4表に一括して示]7
だ。
全紙トヅ1とも第3表に示す溶接条件で試1も・を行な
った。
第5表 比軸のだめ1本発明成分範囲外のチューブラワイヤにつ
いても検討したが、比・阪し;1として示したワイヤw
−9,W−10は割れ発生イ呈度がひどく、摩耗試暎片
が採取出来ないので以後の試酷は中止した。
第2図にグラインダー摩耗試験機による試し結果を示す
。従来の高クロム鉄系ワイヤの+M 、i瞥的な組成を
もつ比較例W−]、1の19・耗揃を」0とし。
相対的な価を示した。これによると、13を添加しない
比較例W−12,W−13では、均う3元素添加の効果
はあ壕りなく、たかだか2割程度のル> );L邦の減
少にとど剪っており−Or添1.111 i%の少ない
vi−15では逆に摩耗…が増加しているか3本発明例
のBを添加したW−]〜W−,9では、いず−hも半分
以下の卵耗計となる良好な成績をボしている。
以上詳細に説明したように本発明はフリー炭素置を1リ
マ、定することにより、従来溶接割わ、か発=’+ 1
−るため実用化が回帰であった含ボロン高クロム鉄系ワ
イヤ接を可能にせしめたもので、その上りζ的価値d、
大きい。
ih、、  :y81而の簡単な説明 第1図は遊離状態の炭素用と溶噛金属の割71発生状況
を示す図表、第2図は摩耗試盛結果を示す第1頁の続き 0発 明 者 高塚汎 長崎市飽の補訂1−1三菱重工 業株式会社長崎造船所内 ■出 願 人 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内2丁目5 番1号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ]、 金属ケース及び内蔵フラン、ジス中の成分元素の
    合計がワイヤ全体に対し重電係で02.0〜5.O%、
       Sj、  0.1〜1.5  %、   Mn 
     0.2−3..0%、 Or 15.0〜28.0 
    %、 B O,3〜l、5%を含有し、ワイヤ全体に対
    する内蔵フラックスの重量類が1.5〜60%、かつ内
    蔵フラックス中の遊離状態の炭素含有量がワイヤ全体に
    対する重用係で]、0%以下であることを111徴とす
    る沿弧溶接用高クロム鉄系チューブラ1ツイヤ。 2 金Sケース及び内蔵フラックス中の成分元素の会則
    が、ワイヤ全体に対し7重媚係で02.0〜5.0 %
     、  sj O4]〜J、、5 % 、 Mn O,
    2〜:S、O%、 Or ]、 5.0〜28.0 %
    、 B O,3−1,5係を含有し、更にMo 5.0
     ’ly以T’、  V5.0%す、下−+b5.0%
    以下、 Zr O,5%以下の一秤以上を含有シ2.ワ
    イヤ全体に対する内蔵フラックスの重嶺“係が15〜6
    0%、かつ内税フラックス中の片部、状態の炭素含有量
    がワイヤ全体に対する重量類で1.0%以下であること
    を特徴とする潜弧溶接用高クロム鉄系チューブラワイヤ
JP1289083A 1983-01-31 1983-01-31 潜弧溶接用高クロム鉄系チユ−ブワイヤ Pending JPS59141396A (ja)

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