JPS59179292A - 低温鋼用被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents

低温鋼用被覆ア−ク溶接棒

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JPS59179292A
JPS59179292A JP5666283A JP5666283A JPS59179292A JP S59179292 A JPS59179292 A JP S59179292A JP 5666283 A JP5666283 A JP 5666283A JP 5666283 A JP5666283 A JP 5666283A JP S59179292 A JPS59179292 A JP S59179292A
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limestone
steel
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welding
less
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Motoi Tokura
戸倉 基
Rokuro Fujimoto
藤本 六郎
Satoyuki Miyake
三宅 聡之
Masahito Ogata
雅人 緒方
Yukihiko Horii
堀井 行彦
Yoshinori Ogata
尾形 佳紀
Koichi Shinada
功一 品田
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Nippon Steel Corp
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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
    • B23K35/3033Ni as the principal constituent
    • B23K35/304Ni as the principal constituent with Cr as the 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】 本発明は低温用銅用被覆アーク溶接棒に係り、特にNi
 f含有する極低温用個、すなわち55係前後のN1を
含む5,5係Ni鋼と9係前後のNiを含む9 % N
i鋼等に用いられる低温鋼用被覆アーク溶接棒に関する
ものである。
最近、天然ガスが無公害エネルギーとして、また石油資
源の枯渇に伴ない世界的に脚光をあび、その消費量は急
速に伸びてきている。我が国でもLNGタンクの建造か
各地で進められ、9%N11qが多く使用され、溶接棒
は70%Ni 、 15%Cr。
1.5%Nb、2.3%Mo糸がもつとも多く使用され
ている。この種の被覆アーク溶接棒は心線の電気抵抗が
軟鋼心線よりも大きく、溶接中に加熱され易く、赤熱さ
れた溶接棒は保詭筒の形成が困難となりアークの集中性
がなくなり、溶接金属中にスラグ巻き込みやブローホー
ルの発生原因となる。
保護筒強化による棒焼は防止については従来から検討さ
れ、すでに特開昭50−33951号公報で開示されて
いるが本発明はこれをさらに発展させ、一層の保護筒強
化とさらに均一な保護筒の溶融により、溶接金板中に保
の筒素化によるスラグ巻き込みや大気巻き込みによるブ
ローホールの発生を防止するにある。すなわち特開昭5
0−33951号公報で開示されている被覆剤組成、石
灰石25〜50%、帯行5〜20%、硅灰石7〜25%
の三元系において粒径が44〜350ミクロンの粗粒石
灰石/粒径が44ミクロン未満の微が1石灰石の比が保
護筒強化にづらに重要々因子であること、およびLi化
合物が均一な保護筒の溶融に対し重要な因子であると云
う1つkく新しい知見f:得て本発明をなしだものであ
る。
本発明は以上のような新しい知見によって在ツれた低湛
鏑用被覆アーク溶接梓で、棒径に応じた溶接姿勢(例え
ば、棒径3.2.4.OFI+では下向。
横向、立向、上向、水平すみ肉姿勢等、梓径5.0咽で
は下向、横向、水平すみ肉姿勢等)の中でも特に溶接欠
陥の発生し易い横向、上向姿勢においても、スラグ巻き
込みやブローホール等の溶接欠陥が極めて発生しにくく
かついわゆる棒焼けによる作業性劣化の少ない溶接棒を
提供することを可能としたものである。
即ち本発明の要旨とするところは、wj覆剤全重啄に対
し螢石5〜20’Z、珪灰石7〜25チ、石灰石25〜
50係で、その中特に(粒径44〜350ミクロンの粗
粒石灰石)/(粒径44ミクロン未満の微粒石灰石)の
比が05〜10、Li化合物をLi2Oに?LI算した
合計が0.1〜35嗟、さらに脱ガス剤及び合金成分と
しての単体及び/又は合金からhる金属粉末5f141
J下を含む被葎剤を、Niが604J1.)Crが10
〜254fi4れるNi基心線に被覆してなることを特
イア(とする低温鋼用被覆アーク溶接部にある。
以下本発明の詳細な説明する。
螢石の配合はスラグのH,!!+性金増す。54未満で
は効果が々く、20勇を超えると溶接棒が赤く加熱され
ると保護筒の形成が困難となる。従って5〜20優に制
限する。
珪灰石の配合はスラグの流動性を増しかつ溶接棒が赤く
加熱されても保血筒の形成を持続させる。
7壬未満では効果が々く、25係を超えるとスラグのば
くり性が悪くなる。従って7〜25係に制限する。
石灰石の配合はスラグに塩基性を苅え溶接金属のp +
 S * St ’x低下きせかつ分解生成するco2
ガスによって水素分圧金工げ溶接部の耐jlfll力、
性を良好ならしめる主成分として被枦剤中へ25係以上
配合する。50’Aを超えるとスラグの流動性が悪くな
る。従って25〜50係に制限する。この場合、配合す
る石灰石の粒径を、(44〜350ミクロンの粗粒石灰
石)/(44ミクロン未満の微粒石灰石)の比が05〜
10になるように調整するが、このような石灰石の粒径
の規制は本発明の重要な構成要件の一つである。即ち、
石灰石の粒径の調整と粗粒/微粒の比の規制とを適正に
行なうことにより、保1φ筒が強固になる。同時1cL
+化合物の存在と相まって保護筒が過剰に長く々るのを
防ぎ、保護筒の溶融の均一性が得られ、ζらには保設筒
の形状がアークの集中性、安定性を損にうこと々くアー
クに広がりを持たせるものになる。従ってアーク長を短
く保つことが容易になりさらには溶融プールの攪拌が十
分かつ均一に方されまたビード両端部のかじみ性が良好
になる。これらの特性によりスラグ巻き込み、大気の巻
き込みから生ずるブローホール等の溶接欠陥が極めて発
生しにくく々る。第1図に示すとおり(44〜350ミ
クロンの粗粒石灰石)/(44ミクロン未満の微粒石灰
石)の比が05未満になると保護筒が・過剰に長くなり
保護筒溶融の均一性が損なわれまたアークの広がりがな
くなジ溶接欠陥が発生し易すくなる。この比が10を超
えると保護筒が弱くなりいわゆる棒焼けによる保詩筒の
劣化が生じ溶接欠陥が発生し易くなる。従って(44〜
350ミクロンの粗粒石灰石)/(44ミクロン未満の
微粒石灰石)の比を0,5〜1.0に制限する。
なお、第1図は、Ni 744、Cr 15%、Nb2
壬を主成分とする寸法5.0φX350mmの心線に石
灰石33壬、螢石14係、珪灰石18係、金属Mn 6
 %、金属Cr 54、Fe −604Mo 74、F
e−5Q劣At5%の被覆剤を被覆した溶接棒を用い、
1、2 t X 200 w X 750 L−の94
 Ni鋼にほった深さ5mのU溝内に、電流180A、
速度17α/minの溶接条件で3・やス溶接した時の
溶接棒本数12本の平均保膵筒長はの測定、保Hφ筒溶
融状態の観察及び溶接部のX線フィルムによる欠陥数の
算定を行なったものである。
また、Li化合物の配合も本発明の重要が構成要件の一
つであり、石灰石粒径の押割との相乗効果により、保護
筒の長さの適正化、保訝筒の溶融の均−化及びアークの
広がりを持たせる形状の保護筒形成の維持には、Li2
Oに換算して01鴫以上必要である。35チ金超えると
保畔筒の強ζ及び保H8筒溶融の均一性が損なわれる。
従ってLi化合物の配合はL i 2 oに換算して0
1〜2.5%に制限する。々お、ここで言うLi化合物
とは弗化リチウム、水酸化リチウム、炭酸リチウム等を
指す。
さらに、本発明では脱ガス剤及び合金成分としての単体
及び/又は合金からなる金属粉末50憾す下fI:被覆
剤に含有せしめるものであるが、溶接金属において性能
的に必要な合金成分及び脱ガス剤は母材との組合せにも
よるが一般には心線へ添加しても被覆剤へ添加しても耐
溶接欠陥性能に対しては本質的に大きな違いけ々い。し
かE7性能上良好な溶接金属を得るためV?−は被覆剤
中へ配合する金属類は心線中の合金元素を補々う程度に
留めるべきである。又これら金属粉末の添加が50係を
超えると溶接金属中に偏析が生じ易く方り賭特覆剤中の
これら金F粉末の添加範囲を、使用するNi基心線に適
応することのできるように50係製下に制限する。
本発明の被覆剤の構成は以上のどおりであるが、さらに
アークの安定化、分解生成するco2ガスの増加による
シールド強化を目的とする場合には炭酸マグネシウム、
炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸マンガン等の
金属炭酸塩を配合することが出来る。しかしこれらが過
剰になるとスラグのはぐり性、m Cr性が劣化するの
でこれら成分の1種又は2種N」二の合計が15係を超
えないことが望ましい。
又、スラグの流jIIll性、ビード形状の向上を目的
とする場合には、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム
、弗化・クリ1クム、氷晶石等の金属弗化物全配合する
ことが出来るが、過剰になるとスラグのはぐり性、保詩
筒の溶融の均一性が劣化するので、これら成分の1種又
は2種以上の合計が10fjを超えないことが望ましい
さらには、アークの安定化を目的さする場合にはチタン
酸カリ、ルチール、カリ長石、アルミナ等を配合するこ
とが出来るが、過剰になるとスラグの流動性、はぐり性
等が劣化するので、これら成分のそれぞれが8係を超え
ないことが望ましい。
次に、本発明におけるNi基心線について述べる。
Niはオーステナイト組織の安定化による低温靭性維持
のだめの基本成分であυ60’1以上必要でCrld強
度を維持するための基本成分であり、10係未満では強
度が得られず、25係を超えてもそれほど効果け々いの
で10〜25優に制限すその他の成分については、kl
、 Ti 、 Sl等の脱ガス剤及び低温用鋼用の被覆
アーク溶接棒として溶接金属に要求される特性(強度、
耐割れ性等)を得るためにMo s Nb % Co 
% V、Mn等の合金元素を必要に応じて適宜添加する
ものである。
なお、不可避的に不純物として含壕れるs、P等は溶接
金属の酬割れ性を劣化させるので0.02憾以下に抑え
ることが望ましい。又、0、N等のガス成分については
ブローホール等の溶接欠陥の原因となるのでO,(’1
14以下に抑えることが望才しい。ζらにCについては
高強度を看るに有効表元素であp必要1(応じて適宜添
加するものであるが、過剰になるとイ氏温横性が柑なわ
れるので、02俤以下が望ましい。
ここで本発明の溶接棒の製造方法の一例について言及す
ると、Ni基心線と被覆剤粉末を準備し、被覆剤粉末を
水ガラス(珪酸カリ水溶液、硅酸ソーダ水溶液)などの
適当なバインダーで混和して心線に#覆して300〜4
50℃で1時間程度乾燥焼成することによって得ること
ができる。
以下本発明の効果を実施例についてさらに具体的に述べ
る。
実施例 第1表に供試心線の化学成分を示す。心線の寸法は直径
4.0咽及び5.0咽、長きは350+mnとした。
第1表   使用心線の化学成分     (@第2表
にこれら心線と被覆剤の組合せによる溶接棒の組成を示
す。被覆外径は棒径40燗に対(−では6,3間、棒径
5.0mに対(7ては7.9利とし、被覆率は30係と
した。
第3表にこれら溶接棒の、棒径4.0覇については横向
及び上向姿勢、5,0哩については横向姿勢におけるX
線性能試験結果を示す。なお、溶接は板厚12酬、中2
00鴫、長さ750wnの9%Nl鋼板の中央にほった
深さ5覇のU型溝中に棒径4.0調横向姿勢では3]や
ス、上面姿勢で2層、5.0胡横向姿勢では3 /Pス
行なった。溶接条件は棒径4.0唄横向姿勢では゛電流
140A、□速度17cm/min、上向姿勢では電流
120A、速度10cm/ m1ns棒径5.0謔横向
姿勢では電流180A。
速度17 crn/minを用いた0 以上から、本発明の溶接棒記号A I、3 、4 。
6 、7 、9 、11. 、 ] 2 、14.16
及び扁18がいずれも無欠陥1級でX線性能がきわめて
良好であることが明らかである。
これに対し、比較例A2は石灰石の粒径44〜350μ
/44μ未満の比がi、 o 1超えており、A5は石
灰石の粒径44〜350μ/44μ未満の比が05未満
であり、I68はLi化合物のLt20換算値が0.1
係未満であり、/f610は帯面が20係を超え又珪灰
石が7係未満であり、扁13は石灰石が25係未満であ
り又Li化合物の1204Il値が3.5係金超えさら
に帯面が20係を超えており、扁15は石灰石の粒径4
4〜350μ/44μ未満の比が1.0を超え又珪灰石
が25壬を超えており、A17はLi化合物が添加され
て々く又帯面が5哩1未満であり、漸19は石灰石の粒
径44〜350μ/44μ未満の比が0.5未満であり
又Li化合物のLt20換算値の合計が3.5金超えて
いるので、いずれも第3表に見りれるように溶接欠陥が
多く発生している。
以上説明したように、本発明溶接棒は従来スラグ巻き込
みやブローホール等の溶接欠陥が発生し易すいとされて
いた横向や上向姿勢においても溶接欠陥の発生を極めて
少なくするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、石灰石の粒径44〜350μ/44μ未満の
比及びLl化合物の有無と保涛f5i)長さ及び横向姿
勢における溶接欠陥数との関係金示す図である。 第1図の下段の図表において、 ○;LiO換碧値2.0%添加 保穫筒の溶融状態均一 ・; LjO換算値2.0%添加 保護筒の#融状態不均− Δ:Ll化合物無添加、保護1=)均一ム;Ll化合物
無添加、保護簡不均− 1:保護筒の長さ、2:被接、3二ノし・線待詐出願人
 新日本製鐵株式は社 代理人 大関 和夫 第1頁の続き 0発 明 者 堀井行彦 相模原市淵野辺5−10−1新日 本製鐵株式會社製品技術研究所 内 0発 明 者 尾形佳紀 相模原市淵野辺5−10−1新日 本製鐵株式會社製品技術研究所 内 0発 明 者 品田功− 相模原市淵野辺5−10−1新日 本製鐵株式會社製品技術研究所 内 手続t+Ii if:書 (gl :i(: )昭和5
8年5月20 特許庁長官若杉和夫殿 1、 事件の表示 昭和58年特#′r願第056662杼2 発明の名称 低温鋼用被覆アーク溶接棒 3 補1にをする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁1」6番3号(665)新日
本製鐵株式會社 代表者 武  1■     豊 4代理人〒100 東京都千代m区丸の内二丁1“14番1号6 、  t
tli il:、の対象 明細書の発明の詳細な説明の枦j 7 捕手の内容 明細書7頁7行「0.1〜2.5%」を1−01〜3.
5%Jに補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ?J、覆剤全香溺に対し螢石5〜20係、硅灰石7〜2
    5チ、石灰石25〜50係で、その中特に(粒径44〜
    350ミクロンの粗粒石灰石)/(粒径44ミクロン未
    満の微粒石灰石)の比が05〜1.0、Li化合物をL
    I20に換算した合計が01〜3.5係、さらに脱ガス
    剤および合金成分としての単体及び/又は合金からなる
    金属粉末504以下を含む被覆剤を、Niが60係以上
    、Crが10〜25係含まれるNi基心線に被覆してな
    ることを特徴とする低温鋼用被覆アーク溶接棒。
JP5666283A 1983-03-31 1983-03-31 低温鋼用被覆ア−ク溶接棒 Granted JPS59179292A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63154293A (ja) * 1986-12-15 1988-06-27 Nippon Steel Corp ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒
JPH07276081A (ja) * 1994-03-31 1995-10-24 Kobe Steel Ltd 低水素系被覆アーク溶接棒
CN102962598A (zh) * 2012-10-31 2013-03-13 天津大学 一种用于二氧化碳气体保护焊的活性涂层焊丝及其制备方法
CN103978322A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 上海交通大学 专门用于lng船超低温钢焊接的高效镍基焊条
CN111618479A (zh) * 2020-06-28 2020-09-04 昆山京群焊材科技有限公司 一种5%Ni钢用焊条及其制备方法

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