JPS59191590A - Ｃｒ―Ｍｏ系低合金鋼の潛弧溶接方法 - Google Patents
Ｃｒ―Ｍｏ系低合金鋼の潛弧溶接方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、脆化感受性、割れ感受性が低く且つ低温靭性
の優れた溶接金属を得ることのできるＣｒ−Ｍｏ系低合
金鋼の潜弧溶接方法に関するものである。 Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼、例えばＩ Ｃｒ −１／２Ｍ。 鋼、１ ・Ｖ／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、２ ・ＩＡＣｒ
−ＩＭｏ鋼、３Ｃｒ−ＩＭｏ鋼等は、耐熱性の良好な工
業用材料として高温高圧ボイラ用、石油工業用、合成化
学工業用、高温高圧水素取扱設備用等の分野で賞月され
ている。即ち上記の様なＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼は高温強
度や高温クリープ特性の改善を目的として開発された材
料であシ、溶接設計においても溶接金属の高温強度改善
に主眼を層いて研究が行なわれてきた。しかし近年Ｃｒ
−Ｍｏ系低合金鋼の適用分野が拡大されるにつれて、高
温強度に止まらず他の物性についても更にすぐれたもの
が要求される様になってきた。かかる要求特性の一つは
、寒冷地での使用頻度増大に伴なう低温靭性であり、他
の要求特性は、反応容器等として１０〜２０年もの長期
使用を考慮した脆化感受性である。またＣｒ−Ｍｏ系低
合金鋼は一般に厚板が多く、溶接金属の強度も高いので
割れ感受性が高い、したがつて耐割れ性の良好な溶接材
料の要求も多くなっている。 本発明者等はこうした事情に鑑み、Ｃｒ−Ｍ。 系低合金鋼の溶着金属の耐割れ性、低温切欠靭性及び脆
化感受性を改善すべく研究を進めてきた。 その結果、溶接法として潜弧溶接法を採用し、散布フラ
ックスの含有成分を特定すると共にこれと組合せて用い
るＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤの窒素含有率を特定する
ことによって後述する技術的効果を引出し、上記の目的
が兄事に達成されることを知った。本発明はかかる知見
を基にして成されたものであって、その構成とは、下記
成分を主成分として含有しＬｉ２Ｏ系水ガラスを用いて
造粒・焼結してなるフラックスを使用すると共に、ＣＯ
２発生源：００２換算で４〜１２重量係ＣａＯ：１０〜
２０ Ｍｇ０ ＝２０〜４０ Ａ４２ ｏ、 ： １２〜３０ ＣａＦ２ ： ８〜２０ Ｓｉｎ２ ： ４〜１７ 窒素含有率が０．０１２〜０．０４０重量％であるＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを用いて潜弧溶接するところに
要旨が存在する。 本発明ではＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを素材とする共
金溶接を主体とすることＫよって溶接対象鋼固有の優れ
た高温特性を保持し、且つ該ワイヤを構成するＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼中に適量の窒素を含有させ、溶接金属中に
おいて該窒素原子を合金成分であるＣｒと反応させるこ
とによる微細なＣｒＮの析出効果ならびに窒素原子の固
溶効果によって該フラックスの組合せによる溶接金属の
低温切欠靭性を改善するとともに焼戻し脆性を緩和して
脆化感受性を低く押えたものであシ、適用対象ｉＪ：
Ｃｒ −Ｍ □系低合金鋼に限られる。尚耐割れ性の改
善については後述する。しかして（Ｃｒ ）を実質的に
含まない鋼材ミ例えば０．５ Ｍ ｏ鋼では、元々使用
温度が低く焼戻し脆化の問題が殆んど発生しないことに
加えて、ＣｒＮよシなる微細析出物が生成しないので、
本発明の特徴は生かせない。 一方（Ｃｒ ：］含有率の高いＣｒ−Ｍｏ系高合金鋼で
ｔＪ、元々焼戻し脆性がイタめて低く実用−ヒも焼戻し
脆化が問題とならないので、本発明を適用するまでもな
い。 又本発明における今一つの特徴は、溶接金属の耐割れ性
を改善したところにあるが、この特徴は主として散布フ
ラックスの成分特定によって達成される。即ちＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼は厚板として使用されることが多く、溶接
金属も高強度で割れ感受性が高い。そして低温割れの主
原因には溶接金属の拡散性水素が挙げられており、該水
素の混入原因として最も大きいのは、フラックスに含ま
れる水素化合物の熱分解によって生じる水素であるとさ
れている。仁の様な水素化合物としては製造当初から含
まれる結晶水や炭化水素含有化合物の他に、保管時の吸
着水分があシ、これら水素源の低減対策についても種々
研究が進められている。 特に焼結壓フシックスでは粘結剤として水ガラスを使用
しており、水分含有率が高いので、炭酸塩等の添加によ
る低水素化対策が講じられているが、高強度のＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼用としては依然として不十分である。又吸
湿水分の低減対策として難吸湿性の水ガラス〔例えば珪
酸リチウム水溶液、或は５ｉ０２とアルカリ酸化物との
モル比及びに２０／（Ｎ ａ２０＋に２０ ）のモル比
を考慮した珪酸アルカリ水溶液等〕を使用したフラック
スも提案されているが、この種のフラックスも実用化の
域には達していない。しかしながら、以下に詳述する如
くフラックスの成分組成を特定すれば、良好な溶接作業
性の下で耐割れ性やＸ線性能の優れた溶接部を得ること
ができると共に、該ワイヤとの組合せによシ溶接金属の
低温切欠靭性ならびに焼戻し脆性を大幅に改善すること
ができる。 以下本発明においてワイヤ及びフラックスの成分組成を
特定した理由を具体的に説明する。 まず本発明で使用するワイヤはＣｒ−ＭＯ系低合金鋼に
分類されるものであれば、窒素含有率を除いて他の成分
組成は格別制限されない。しかし本発明の特徴を最も効
果的に達成する上では、以下に示す様な成分組成のＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを使用することが望まれる。以
下その構成元素及び好ましい含有率範囲を説明する。 〔Ｃ〕 コ０．０９〜０．２０％（重量％：以下同じ）
〔Ｃ〕は溶接金属の強化元素として極めて重要な成分で
あシ、０．０９％未満では強度不足の傾向が現われると
共に、溶接金属中の
の優れた溶接金属を得ることのできるＣｒ−Ｍｏ系低合
金鋼の潜弧溶接方法に関するものである。 Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼、例えばＩ Ｃｒ −１／２Ｍ。 鋼、１ ・Ｖ／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、２ ・ＩＡＣｒ
−ＩＭｏ鋼、３Ｃｒ−ＩＭｏ鋼等は、耐熱性の良好な工
業用材料として高温高圧ボイラ用、石油工業用、合成化
学工業用、高温高圧水素取扱設備用等の分野で賞月され
ている。即ち上記の様なＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼は高温強
度や高温クリープ特性の改善を目的として開発された材
料であシ、溶接設計においても溶接金属の高温強度改善
に主眼を層いて研究が行なわれてきた。しかし近年Ｃｒ
−Ｍｏ系低合金鋼の適用分野が拡大されるにつれて、高
温強度に止まらず他の物性についても更にすぐれたもの
が要求される様になってきた。かかる要求特性の一つは
、寒冷地での使用頻度増大に伴なう低温靭性であり、他
の要求特性は、反応容器等として１０〜２０年もの長期
使用を考慮した脆化感受性である。またＣｒ−Ｍｏ系低
合金鋼は一般に厚板が多く、溶接金属の強度も高いので
割れ感受性が高い、したがつて耐割れ性の良好な溶接材
料の要求も多くなっている。 本発明者等はこうした事情に鑑み、Ｃｒ−Ｍ。 系低合金鋼の溶着金属の耐割れ性、低温切欠靭性及び脆
化感受性を改善すべく研究を進めてきた。 その結果、溶接法として潜弧溶接法を採用し、散布フラ
ックスの含有成分を特定すると共にこれと組合せて用い
るＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤの窒素含有率を特定する
ことによって後述する技術的効果を引出し、上記の目的
が兄事に達成されることを知った。本発明はかかる知見
を基にして成されたものであって、その構成とは、下記
成分を主成分として含有しＬｉ２Ｏ系水ガラスを用いて
造粒・焼結してなるフラックスを使用すると共に、ＣＯ
２発生源：００２換算で４〜１２重量係ＣａＯ：１０〜
２０ Ｍｇ０ ＝２０〜４０ Ａ４２ ｏ、 ： １２〜３０ ＣａＦ２ ： ８〜２０ Ｓｉｎ２ ： ４〜１７ 窒素含有率が０．０１２〜０．０４０重量％であるＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを用いて潜弧溶接するところに
要旨が存在する。 本発明ではＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを素材とする共
金溶接を主体とすることＫよって溶接対象鋼固有の優れ
た高温特性を保持し、且つ該ワイヤを構成するＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼中に適量の窒素を含有させ、溶接金属中に
おいて該窒素原子を合金成分であるＣｒと反応させるこ
とによる微細なＣｒＮの析出効果ならびに窒素原子の固
溶効果によって該フラックスの組合せによる溶接金属の
低温切欠靭性を改善するとともに焼戻し脆性を緩和して
脆化感受性を低く押えたものであシ、適用対象ｉＪ：
Ｃｒ −Ｍ □系低合金鋼に限られる。尚耐割れ性の改
善については後述する。しかして（Ｃｒ ）を実質的に
含まない鋼材ミ例えば０．５ Ｍ ｏ鋼では、元々使用
温度が低く焼戻し脆化の問題が殆んど発生しないことに
加えて、ＣｒＮよシなる微細析出物が生成しないので、
本発明の特徴は生かせない。 一方（Ｃｒ ：］含有率の高いＣｒ−Ｍｏ系高合金鋼で
ｔＪ、元々焼戻し脆性がイタめて低く実用−ヒも焼戻し
脆化が問題とならないので、本発明を適用するまでもな
い。 又本発明における今一つの特徴は、溶接金属の耐割れ性
を改善したところにあるが、この特徴は主として散布フ
ラックスの成分特定によって達成される。即ちＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼は厚板として使用されることが多く、溶接
金属も高強度で割れ感受性が高い。そして低温割れの主
原因には溶接金属の拡散性水素が挙げられており、該水
素の混入原因として最も大きいのは、フラックスに含ま
れる水素化合物の熱分解によって生じる水素であるとさ
れている。仁の様な水素化合物としては製造当初から含
まれる結晶水や炭化水素含有化合物の他に、保管時の吸
着水分があシ、これら水素源の低減対策についても種々
研究が進められている。 特に焼結壓フシックスでは粘結剤として水ガラスを使用
しており、水分含有率が高いので、炭酸塩等の添加によ
る低水素化対策が講じられているが、高強度のＣｒ−Ｍ
ｏ系低合金鋼用としては依然として不十分である。又吸
湿水分の低減対策として難吸湿性の水ガラス〔例えば珪
酸リチウム水溶液、或は５ｉ０２とアルカリ酸化物との
モル比及びに２０／（Ｎ ａ２０＋に２０ ）のモル比
を考慮した珪酸アルカリ水溶液等〕を使用したフラック
スも提案されているが、この種のフラックスも実用化の
域には達していない。しかしながら、以下に詳述する如
くフラックスの成分組成を特定すれば、良好な溶接作業
性の下で耐割れ性やＸ線性能の優れた溶接部を得ること
ができると共に、該ワイヤとの組合せによシ溶接金属の
低温切欠靭性ならびに焼戻し脆性を大幅に改善すること
ができる。 以下本発明においてワイヤ及びフラックスの成分組成を
特定した理由を具体的に説明する。 まず本発明で使用するワイヤはＣｒ−ＭＯ系低合金鋼に
分類されるものであれば、窒素含有率を除いて他の成分
組成は格別制限されない。しかし本発明の特徴を最も効
果的に達成する上では、以下に示す様な成分組成のＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを使用することが望まれる。以
下その構成元素及び好ましい含有率範囲を説明する。 〔Ｃ〕 コ０．０９〜０．２０％（重量％：以下同じ）
〔Ｃ〕は溶接金属の強化元素として極めて重要な成分で
あシ、０．０９％未満では強度不足の傾向が現われると
共に、溶接金属中の
〔０〕量も多くなって靭性も不十分
となる。しかし０．２０ｑ６を越えると、強度が高くな
シすぎる為に溶接金属の割れ感受性が高まる傾向がある
。 （至）：］：０．５〜１．３チ ０．５弼未満では溶接金属中の
となる。しかし０．２０ｑ６を越えると、強度が高くな
シすぎる為に溶接金属の割れ感受性が高まる傾向がある
。 （至）：］：０．５〜１．３チ ０．５弼未満では溶接金属中の
〔０〕量が多くなると共
に強度及び靭性が低下する傾向があシ、一方１．３弼を
越えると焼戻し脆化感受性が増大する。 （Ｓｉｎ： ０．２０ ％以下 ［Ｓｉ３は焼戻し脆化感受性を阻害する元素であシ、０
．２０％以下に抑えることが望まれる。 ＣＣｒ〕： ０．５〜４．０ ％ ０．５Ｌｉ６未満であると高温強度が不十分になると共
に、耐酸化性や耐食性が乏しくなる。しかも本発明では
、特定量の困〕を積極的に含有させてＣｒＮの微細析出
物を生成させ焼戻し脆性を緩和するという技術的効果を
特徴の一つとするが、こうした効果を有効に発揮させる
うえでもＣＣｒ）量は０．５％以上とすべきである。但
しくＣｒ：）量が４．０つ超の成分系では本発明の主眼
である低温切欠靭性や焼戻し脆性が実用上問題とならな
いので本発明より除外した。 ［Ｍｏ〕： ０．４〜２．０ ％ ［Ｍｏ）が０．４弼未満では、囚０〕に対して期待され
る高温強度が有効に発揮され難く、一方２，０％を越え
ると靭性が悪化すると共に焼戻し脆化感受性が高まって
くる傾向がみられる。 困１］０．０１２〜０．０４０ｑ６ 〔犯は本発明における最も特徴的な積極的含有元素であ
シ、前述の如＜ ＣＣｒ〕と反応してＣｒＮの微細析出
物を生成するとともに固溶することによシ焼戻し脆性を
緩和する。とうした効果を有効に発揮させる為には溶接
ワイヤ中に０．０１２％以上含有させなければなら力い
が、多すぎると溶接作業性が悪くなるので０．０４０％
以下に抑えるべきである。 この他Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼中に混入する不純元素とし
て（Ｐ）、〔Ｓｂ〕、〔ｓｎ〕、ＣＡｓ〕等が挙げられ
るが、これらは高温下での長期使用により旧オーステナ
イト粒界に拡散して偏析し、焼戻し脆性を高める原因の
一つとなるので、何れも０．０１％以下にすることが望
まれる。 次に７ラツクス成分の限定理由を詳述する。 ＣＯ２発生源；ＣＯ２換算で４〜１２％炭酸塩や修酸塩
等として配合され、溶接熱による分解によって生成する
Ｃｏ２は溶接棒近傍の算量気中の水素分圧を下げて溶接
金属の低水素化に寄与する。こうした効果を有効に発揮
させる為にはＣＯ２換算で４ｑ６以上含有させなければ
ならないが、多すぎると低入熱の溶接条件下でビード表
面にポックマーク等の溶接欠陥が発生し易くなるので、
１２襲以下に抑えるべきである。 ＣａＯ：１０〜２０チ ＣａＯは塩基性成分であって溶接金属の靭性を高める作
用があり、１０俤以上含有させなければならない。しか
し２０％を越えるとビード形状やスラグの剥離性が悪化
するのでこれ以下に抑えるべきである。 Ｍｇ０ｊ２０〜４０チ 生成スラグの塩基度を高めると共にスラグの流動性及び
剥離性を改善する作用があシ、２０％未満ではこれらの
作用が有効に発揮されない。一方４０ｑ６を越えるとス
ラグの剥離性がかえって悪化する。 Ａ１２０ｓ ’ １２〜３０ ％ 高温安定性の優れた酸化物であシ且つアークの集中性を
高める作用がある。また生成スラグを緻密にすると共に
ＣａＦ２の共存下で適当な粘性のスラグを生成し、ビー
ド外観を良好にする。１２％未満では前記の諸効果、殊
にアーク集中性が不十分となシ、溶込み不良、スラグの
巻込み、融合不良等が現われ、一方３０％を越えるとビ
ード外観及びアーク安定性がかえって低下傾向を示す様
になる。 ＣａＦ２：８〜２０％ 溶接金属の製錬反応を促進すると共に、溶接金属中の酸
素量を低減して耐気孔性を高める作用がある。更に融点
の高いＭｇＯ１Ｃａｂ、Ａｌ２Ｏ５を多量含有する本発
明の７ラツクスにおいては、生成スラグの融点を調整す
るという重要々作用があシ、８％未満ではこれらの効果
が有効に発揮されない。しかし２０チを越えるとアーク
安定性が悪化すると共に、スラグの流動性が高くなりす
ぎてビードの波形が乱れ、且つポックマーク等が発生し
易くなる。 ５ｉ０２：４〜１７褒 溶接性の優れだスラグを与えビード外観及びピード形状
を整える作用があるが、反面スラグの塩基度を下げ溶接
金属の靭性と延性を低下させて耐割れ性を阻害する。従
ってその含有率は低めに抑えるべきであシ、上記の様な
悪影響が実質上表われない１７％を上限と定めた。但し
ＳｔＯ＋量が４饅未満ではスラグの塩基度が高くなりす
ぎてスラグの流動性が悪くなる。 本発明で使用するフラックスは、上記の原料を適正量ず
つ配合し粘結剤と共に混錬し焼結するととによって製造
するが、使用する粘結剤としては難吸湿性のＬｉ２Ｏ系
水ガラスを選択すべきであり、それにより吸湿水分に起
因する拡散性水床の増大を防止し、溶接金属の耐割れ性
を高めることができる。尚本発明においてＬｉ２Ｏ系水
ガラスとは、アルカリ酸化物としてＬｉ２Ｏを含有する
水ガラスを総称するが、最も一般的なのはアルカリ酸化
物としてＬｉ２Ｏの他Ｎａ２Ｏ及びに２０を含むもので
あり、この中でも特に好ましいのは５ｆ０２とアルカリ
酸化物のモ／Ｉ／比が１．８〜２．２、Ｎａ２Ｏ／（Ｎ
ａ２ ｏ＋に、 ０）のモル比が０．５５〜Ｏ，ｓ ５
、ｔｔ、ｏ／（Ｎａ２０＋に２０＋Ｌｉ２０）のモル比
が０．１０〜０．３０であるＬｉＯ２系水ガラスである
。ちなみに第２表は、第１表に示す配合組成のフラック
ス原料に組成の異なる水ガラスを適量配合し、造粒後５
２０℃で焼成して得た焼結型フラックスについて、温度
３０℃、相対湿度８０チの雰囲気中に２４時間放置した
ときの吸湿水分量を示したものである。 第２表からも明らかな様に、アルカリ酸化物としてＬｉ
２Ｏを含む水ガラスを粘結剤として用いたフラックスは
、Ｌｉ２Ｏを含まない水ガラスを用いたものに比べて吸
湿度が低い。 本発明は概略以上の様に構成されるが、要は溶接ワイヤ
として特定量の（９）を積極的に含有させたＣｒ−Ｍｏ
系低合金鋼を使用することによって、溶接金属中にＮを
固溶せしめるとともにＣｒＮよシなる微細析出物を生成
させ、低温切欠靭性を改善するとともに脆化感受性を小
さくすることにより高温下の長期使用による焼戻し脆化
を最小限に抑制すると共に、フラックスの成分組成を特
定することによって、良好な溶接作業性のもとて耐割れ
性、Ｘ線性能及び機械的性質の優れた溶接部をイ（Ｉる
ことかできる様になり、もってＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼の
用途拡大に伴なう溶接金属の要求特性を満足しイ仔るこ
ととなった。 次に本発明の実施例を示す。 第３表に示すフラックス原料を同表に示す組成のＬｉ２
Ｏ系水ガラスと共に混錬し、造粒・焼結して得たスラッ
クスと、第４表に示す成分組成の溶接ワイヤを使用し、
下記の条件で潜弧溶接を行なったところ、第５表の結果
が得られた。 〔溶接条件〕 母材 ：Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼、厚さ２５ｍｒｎ開先
形状：開先幅２６ｍｍ、開先角度１０度電極配置＝２電
極、極間距離２５＋ｎｍ、ワイヤ突出長さ３０ｍｍ 電源及び結線法： ＡＣ−ＡＣ，Ｖ結線溶接電流及び溶
接電圧： 先行極： ５５０ＡＸ３１Ｖ 後行極： ５５０ＡＸ３４Ｖ 溶接速度：４７ｃｍ／分 予熱パス間温度＝１５０°Ｃ 溶接入熱： ４５．６ Ｋ Ｊ／ｃｍ 積層法：２１バス／１層 第５表の実験結果からも明らかな様に、引張り強さや伸
びについては実施例と比較例の間に殆んど差は認められ
ず、倒れも良好な値を示している。 しかしながらシャルピー衝撃値については両者の間で顕
著々差がみられる。即ち比較例では後熱処理を終えたま
まの段階（ＳＲ）ですでにシャルピー衝牙値が低かった
シ又ＳＲの段階で高い値を示しても焼戻し脆化熱処理（
ＳＣ）を行なうことによって脆化が著しく進行し、その
後のシャルピー衝撃値は極めて低レベルとなっている。 これに対し実施例では、ＳＲの段階でも又そのうえにＳ
Ｃ処理を加えた後でも、極めて高い衝＊値を示している
。しかも実施例のフラックスは難吸湿性であるーので、
溶接金属の拡散性水素量が低く、又比較例に比べてスラ
グ剥離性及びピード外観等も良好である。 出願人 株式会社神戸製鋼所
に強度及び靭性が低下する傾向があシ、一方１．３弼を
越えると焼戻し脆化感受性が増大する。 （Ｓｉｎ： ０．２０ ％以下 ［Ｓｉ３は焼戻し脆化感受性を阻害する元素であシ、０
．２０％以下に抑えることが望まれる。 ＣＣｒ〕： ０．５〜４．０ ％ ０．５Ｌｉ６未満であると高温強度が不十分になると共
に、耐酸化性や耐食性が乏しくなる。しかも本発明では
、特定量の困〕を積極的に含有させてＣｒＮの微細析出
物を生成させ焼戻し脆性を緩和するという技術的効果を
特徴の一つとするが、こうした効果を有効に発揮させる
うえでもＣＣｒ）量は０．５％以上とすべきである。但
しくＣｒ：）量が４．０つ超の成分系では本発明の主眼
である低温切欠靭性や焼戻し脆性が実用上問題とならな
いので本発明より除外した。 ［Ｍｏ〕： ０．４〜２．０ ％ ［Ｍｏ）が０．４弼未満では、囚０〕に対して期待され
る高温強度が有効に発揮され難く、一方２，０％を越え
ると靭性が悪化すると共に焼戻し脆化感受性が高まって
くる傾向がみられる。 困１］０．０１２〜０．０４０ｑ６ 〔犯は本発明における最も特徴的な積極的含有元素であ
シ、前述の如＜ ＣＣｒ〕と反応してＣｒＮの微細析出
物を生成するとともに固溶することによシ焼戻し脆性を
緩和する。とうした効果を有効に発揮させる為には溶接
ワイヤ中に０．０１２％以上含有させなければなら力い
が、多すぎると溶接作業性が悪くなるので０．０４０％
以下に抑えるべきである。 この他Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼中に混入する不純元素とし
て（Ｐ）、〔Ｓｂ〕、〔ｓｎ〕、ＣＡｓ〕等が挙げられ
るが、これらは高温下での長期使用により旧オーステナ
イト粒界に拡散して偏析し、焼戻し脆性を高める原因の
一つとなるので、何れも０．０１％以下にすることが望
まれる。 次に７ラツクス成分の限定理由を詳述する。 ＣＯ２発生源；ＣＯ２換算で４〜１２％炭酸塩や修酸塩
等として配合され、溶接熱による分解によって生成する
Ｃｏ２は溶接棒近傍の算量気中の水素分圧を下げて溶接
金属の低水素化に寄与する。こうした効果を有効に発揮
させる為にはＣＯ２換算で４ｑ６以上含有させなければ
ならないが、多すぎると低入熱の溶接条件下でビード表
面にポックマーク等の溶接欠陥が発生し易くなるので、
１２襲以下に抑えるべきである。 ＣａＯ：１０〜２０チ ＣａＯは塩基性成分であって溶接金属の靭性を高める作
用があり、１０俤以上含有させなければならない。しか
し２０％を越えるとビード形状やスラグの剥離性が悪化
するのでこれ以下に抑えるべきである。 Ｍｇ０ｊ２０〜４０チ 生成スラグの塩基度を高めると共にスラグの流動性及び
剥離性を改善する作用があシ、２０％未満ではこれらの
作用が有効に発揮されない。一方４０ｑ６を越えるとス
ラグの剥離性がかえって悪化する。 Ａ１２０ｓ ’ １２〜３０ ％ 高温安定性の優れた酸化物であシ且つアークの集中性を
高める作用がある。また生成スラグを緻密にすると共に
ＣａＦ２の共存下で適当な粘性のスラグを生成し、ビー
ド外観を良好にする。１２％未満では前記の諸効果、殊
にアーク集中性が不十分となシ、溶込み不良、スラグの
巻込み、融合不良等が現われ、一方３０％を越えるとビ
ード外観及びアーク安定性がかえって低下傾向を示す様
になる。 ＣａＦ２：８〜２０％ 溶接金属の製錬反応を促進すると共に、溶接金属中の酸
素量を低減して耐気孔性を高める作用がある。更に融点
の高いＭｇＯ１Ｃａｂ、Ａｌ２Ｏ５を多量含有する本発
明の７ラツクスにおいては、生成スラグの融点を調整す
るという重要々作用があシ、８％未満ではこれらの効果
が有効に発揮されない。しかし２０チを越えるとアーク
安定性が悪化すると共に、スラグの流動性が高くなりす
ぎてビードの波形が乱れ、且つポックマーク等が発生し
易くなる。 ５ｉ０２：４〜１７褒 溶接性の優れだスラグを与えビード外観及びピード形状
を整える作用があるが、反面スラグの塩基度を下げ溶接
金属の靭性と延性を低下させて耐割れ性を阻害する。従
ってその含有率は低めに抑えるべきであシ、上記の様な
悪影響が実質上表われない１７％を上限と定めた。但し
ＳｔＯ＋量が４饅未満ではスラグの塩基度が高くなりす
ぎてスラグの流動性が悪くなる。 本発明で使用するフラックスは、上記の原料を適正量ず
つ配合し粘結剤と共に混錬し焼結するととによって製造
するが、使用する粘結剤としては難吸湿性のＬｉ２Ｏ系
水ガラスを選択すべきであり、それにより吸湿水分に起
因する拡散性水床の増大を防止し、溶接金属の耐割れ性
を高めることができる。尚本発明においてＬｉ２Ｏ系水
ガラスとは、アルカリ酸化物としてＬｉ２Ｏを含有する
水ガラスを総称するが、最も一般的なのはアルカリ酸化
物としてＬｉ２Ｏの他Ｎａ２Ｏ及びに２０を含むもので
あり、この中でも特に好ましいのは５ｆ０２とアルカリ
酸化物のモ／Ｉ／比が１．８〜２．２、Ｎａ２Ｏ／（Ｎ
ａ２ ｏ＋に、 ０）のモル比が０．５５〜Ｏ，ｓ ５
、ｔｔ、ｏ／（Ｎａ２０＋に２０＋Ｌｉ２０）のモル比
が０．１０〜０．３０であるＬｉＯ２系水ガラスである
。ちなみに第２表は、第１表に示す配合組成のフラック
ス原料に組成の異なる水ガラスを適量配合し、造粒後５
２０℃で焼成して得た焼結型フラックスについて、温度
３０℃、相対湿度８０チの雰囲気中に２４時間放置した
ときの吸湿水分量を示したものである。 第２表からも明らかな様に、アルカリ酸化物としてＬｉ
２Ｏを含む水ガラスを粘結剤として用いたフラックスは
、Ｌｉ２Ｏを含まない水ガラスを用いたものに比べて吸
湿度が低い。 本発明は概略以上の様に構成されるが、要は溶接ワイヤ
として特定量の（９）を積極的に含有させたＣｒ−Ｍｏ
系低合金鋼を使用することによって、溶接金属中にＮを
固溶せしめるとともにＣｒＮよシなる微細析出物を生成
させ、低温切欠靭性を改善するとともに脆化感受性を小
さくすることにより高温下の長期使用による焼戻し脆化
を最小限に抑制すると共に、フラックスの成分組成を特
定することによって、良好な溶接作業性のもとて耐割れ
性、Ｘ線性能及び機械的性質の優れた溶接部をイ（Ｉる
ことかできる様になり、もってＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼の
用途拡大に伴なう溶接金属の要求特性を満足しイ仔るこ
ととなった。 次に本発明の実施例を示す。 第３表に示すフラックス原料を同表に示す組成のＬｉ２
Ｏ系水ガラスと共に混錬し、造粒・焼結して得たスラッ
クスと、第４表に示す成分組成の溶接ワイヤを使用し、
下記の条件で潜弧溶接を行なったところ、第５表の結果
が得られた。 〔溶接条件〕 母材 ：Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼、厚さ２５ｍｒｎ開先
形状：開先幅２６ｍｍ、開先角度１０度電極配置＝２電
極、極間距離２５＋ｎｍ、ワイヤ突出長さ３０ｍｍ 電源及び結線法： ＡＣ−ＡＣ，Ｖ結線溶接電流及び溶
接電圧： 先行極： ５５０ＡＸ３１Ｖ 後行極： ５５０ＡＸ３４Ｖ 溶接速度：４７ｃｍ／分 予熱パス間温度＝１５０°Ｃ 溶接入熱： ４５．６ Ｋ Ｊ／ｃｍ 積層法：２１バス／１層 第５表の実験結果からも明らかな様に、引張り強さや伸
びについては実施例と比較例の間に殆んど差は認められ
ず、倒れも良好な値を示している。 しかしながらシャルピー衝撃値については両者の間で顕
著々差がみられる。即ち比較例では後熱処理を終えたま
まの段階（ＳＲ）ですでにシャルピー衝牙値が低かった
シ又ＳＲの段階で高い値を示しても焼戻し脆化熱処理（
ＳＣ）を行なうことによって脆化が著しく進行し、その
後のシャルピー衝撃値は極めて低レベルとなっている。 これに対し実施例では、ＳＲの段階でも又そのうえにＳ
Ｃ処理を加えた後でも、極めて高い衝＊値を示している
。しかも実施例のフラックスは難吸湿性であるーので、
溶接金属の拡散性水素量が低く、又比較例に比べてスラ
グ剥離性及びピード外観等も良好である。 出願人 株式会社神戸製鋼所
Claims (1)
- （１）下記成分を主成分として含有しＬｉ２Ｏ系水ガラ
スを用いて造粒・焼結してなるフラックスを使用すると
共に、 Ｃ０２発生源二Ｃ０２換算で４〜１２重量φＣａＯ：１
０〜２０ Ｍｇ０ ：２０〜４０ ｉ２０． ： １２〜３０ ＣａＦ２ ： ８〜２０ ＳｉＯ２：４〜１７ 窒素含有率が０．０１２〜０．０４０重景受であるＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼ワイヤを用いて溶接することを特徴と
するＣ ｒ −Ｍ ｏ基低合金鋼の潜弧溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6588383A JPS59191590A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | Ｃｒ―Ｍｏ系低合金鋼の潛弧溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6588383A JPS59191590A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | Ｃｒ―Ｍｏ系低合金鋼の潛弧溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191590A true JPS59191590A (ja) | 1984-10-30 |
| JPH0122078B2 JPH0122078B2 (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=13299818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6588383A Granted JPS59191590A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | Ｃｒ―Ｍｏ系低合金鋼の潛弧溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59191590A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313694A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-20 | Kobe Steel Ltd | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス |
| JPS63238978A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-05 | Nippon Steel Corp | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼の潜弧溶接方法 |
| KR100427545B1 (ko) * | 2001-08-21 | 2004-04-30 | 고려용접봉 주식회사 | 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07273471A (ja) * | 1994-04-01 | 1995-10-20 | Fujitsu Ten Ltd | 収納装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522700A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 | Fuji Jidoki Kk | Packaging apparatus by use of tape |
| JPS5858982A (ja) * | 1981-09-10 | 1983-04-07 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼の潜弧溶接方法 |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP6588383A patent/JPS59191590A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522700A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 | Fuji Jidoki Kk | Packaging apparatus by use of tape |
| JPS5858982A (ja) * | 1981-09-10 | 1983-04-07 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼の潜弧溶接方法 |
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| JPH0521675B2 (ja) * | 1986-07-02 | 1993-03-25 | Kobe Steel Ltd | |
| JPS63238978A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-05 | Nippon Steel Corp | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼の潜弧溶接方法 |
| JPH042349B2 (ja) * | 1987-03-26 | 1992-01-17 | ||
| KR100427545B1 (ko) * | 2001-08-21 | 2004-04-30 | 고려용접봉 주식회사 | 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0122078B2 (ja) | 1989-04-25 |
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