JPS60121099A - 溶接用複合ワイヤ - Google Patents

溶接用複合ワイヤ

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JPS60121099A
JPS60121099A JP22900283A JP22900283A JPS60121099A JP S60121099 A JPS60121099 A JP S60121099A JP 22900283 A JP22900283 A JP 22900283A JP 22900283 A JP22900283 A JP 22900283A JP S60121099 A JPS60121099 A JP S60121099A
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JP
Japan
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welding
less
wire
resistance
composite wire
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JP22900283A
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English (en)
Inventor
Tadashi Ito
正 伊藤
Keiichi Sakabe
坂部 恵一
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Sumikin Welding Electrode Ltd
Original Assignee
Sumikin Welding Electrode Ltd
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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
    • B23K35/3073Fe as the principal constituent with Mn 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】 この発明は溶接用複合ワイヤに関するものであって、特
に連続鋳造用非磁性鋼ロール等の非磁性鋼の肉盛溶接や
継手溶接に好適な溶接用複合ワイヤに係る。
従来より非磁性鋼用の溶接ワイヤとしては種々のワイヤ
が提案され、実用化されてきているが、これらワイヤは
いずれも被覆アーク溶接用の実体ワイヤであるため、充
分な作業能率を得ることができないという欠点がある。
また、非磁性鋼は比較的線引き加工が困難な材質である
と共に、用途が限られている関係上、その消費量が少な
いものであるため、製造コストが高くなってしまうのも
従来ワイヤの欠点である。しかも、非磁性鋼に肉盛溶接
を行う場合には、低い透磁率が要求されることがら溶着
金属の組織をオーステナイト組織にする必要がある訳で
あるが、この結果、溶着金属部の耐応力腐食割れ性(以
下、耐SCC性という)の低下を招くということ等があ
って、従来のワイヤを用いて透磁率、耐SCC性、耐誘
性、低温しん性等の各性能の全てが優れた溶着金属部を
得ることは不可能であったし、またこのため、継手溶接
に適用することもできなかった。
この発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、安
価に製造することができると共に、高能率な施工が行え
、しかも透磁率、耐SCC性、耐誘性、低温じん性等の
各性能の優れた溶着金属部を得ることのできる溶接用複
合ワイヤを提供することにある。
上記目的に沿う第1発明の溶接用複合ワイヤは、C: 
0.20〜0.45% St : 1.0%以下 Mn : 21.O〜31.0% Cr : 10.O〜15.0% を含有し、 Pe及び不可避不純物:残部 (以上重量%)を有して成ることを特徴とするものとな
る。
また第2発明の溶接用複合ワイヤは、上記にさらに、必
要に応じて、4.0%以下のNiと、2.0%以下のC
uとの両方又はいずれか一方を含有するものとなる。
さらに第3発明の溶接用複合ワイヤは、上記にさらに、
必要に応じて、2.0%以下のMOと、0.06〜1.
10%のNbと、0.06〜1.10%のVとの内の少
なくとも1種類を含有するものとなる。
以下に、この発明の溶接用複合ワイヤにおいて、複合ワ
イヤを構成する各組成成分量を上記のように限定した理
由について説明する。なお、以下に説明する成分量は全
て重量%を示している。
C成分は、溶着金属の強度を向上する役割を果たすため
のものであるが、0.20%より少ない場合には充分な
強度が得られず、また0、45%より多い場合には溶着
金属部でのしん性、伸びが低下してしまい、しかも熱影
響部で炭化物が析出し、応力腐食割れ感受性が高くなる
ため、」二記のように0゜20〜0.45%とした。
Si成分は、溶着金属部を脱酸するのに必要なものであ
るが、1.0%より多く添加しても脱酸効果にそれ以上
の向上はみられず、逆に非金属介在物が増加して溶着金
属部の清浄度が悪化し、じん性を低下させるようなこと
になるため、上記のように1.0%以下とした。
Mn成分は、オーステナイト組織を安定化させる作用を
有するもので、溶着金属を非磁性にするために必要な成
分である。本発明の溶接用複合ワイヤにおいては、上記
のように比較的C量を低くしているので、Cによるオー
ステナイトの安定化作用は、大きくは期待できず、その
ためMnを多量に含有せしめる必要がある。充分なオー
ステナイト安定化作用を得るためには、21.0%以上
は必要であり、Mnがそれより少ない場合には、溶着金
属の透磁率μが上昇して非磁性が損なわれることになる
。一方、Mnの含有量が31.0%を越えた場合には、
応力腐食割れが生ずる懸念があり、また不経済でもある
。したがってMnは21.0〜31.0%の範囲とした
Cr成分は、溶着金属の固溶強化に有効なものであり、
溶着金属の強度を高めるためのものである。
また、溶着金属の耐誘性を向上するのにも有効な元素で
ある。Crが10.0%より少ない場合には、溶着金属
の耐誘性が劣化し、非磁性鋼ロール等を肉盛溶接でオー
バレイしたような場合に、肉盛溶接金属部が工業用水な
どによって腐食され易くなる。
Crの含有量が15.0%を越えた場合には、溶着金属
部にδ−フェライトが生成し易くなり、透磁率μが上昇
し、非磁性が損なわれてくるので、好ましくない。なお
、Crを15.0%よりも多く含有させるのは不経済で
もある。したがってCrはio、o〜15.0%の範囲
内とした。
Ni及びCuは、Mnと同じくオーステナイトを安定化
する元素であり、また耐蝕性を向上させるうえでも有効
な元素であるため、必要に応じて、両方又はいずれか一
方を含有させる。上記のようにCヲ0.20〜0.45
%ト(II(< L、Mnヲ21.0〜31.0%ト多
量に含有させであるので、Ni 4.0%以下、Cu 
2.0%以下としても、充分にオーステナイトを安定化
することが可能である。なお、好ましくは、Niが1.
0〜4.0 %、Cuが1.0〜2.0%の範囲内であ
る。
一方、Niが4.0%より多い場合には応力腐食割れの
発生する危険性があり、またCuが2.0%より多い場
合には、溶接割れの発生の危険性がある。したがって、
Niを4.0%以下、Cuを2.0%以下とした。
Mo、 Nb、 Vはいずれも炭素との親和力が強く、
溶着金属部を析出強化する作用を果たすものであるため
、必要に応じ、1種又は2種以上を含有させる。
Moは、上記の作用と共に、溶接割れの発生を抑制し、
じん性を向上させる役割を果たす元素であり、また熱影
響部での炭化物の生成を抑制して耐応力腐食割れ性を向
上させる作用もある。Moを2.0%より多く含有させ
ても、上記各効果はそれ以上は改善されず、飽和状態と
なるため、2.0%以下とした。なお、最も好ましいの
は、0.5〜2.0%の範囲内である。
Nb及びVは、上記のように溶着金属を析出強化する元
素であるが、いずれも0.06%より少ない場合にはそ
の効果が得られず、一方、1.10%より多い場合には
耐応力腐食割れ性が劣化する危険性があるため、いずれ
も、0.06〜1.10%の範囲内とした。
次ぎに、上記溶接用複合ワイヤの具体的な実施例につき
、比較材と対比しながら説明する。
まず、複合ワイヤとして、フープ内に充填した粉末状フ
ラックスの組成を第1表に、フープとして使用した帯鋼
の成分を第2表にそれぞれ示す。
また第1表には上記のような帯鋼と粉末状フラックスと
によって構成されるワイヤ全体の成分も示している。な
お、第1表における粉末状フラックスとしては、金属マ
ンガン(Mn99%以上)、金属クロム(Cr99%以
上)、クロム炭化物(Cr90%、09%)、高炭素フ
ェロマンガン(Mn80%、07%)、フェロシリコン
(Si45%)、金属ニッケル(Ni99.0%以上)
、金属t$I (Cu99.0%以上)、フェロモリブ
デン(Mo65%)、フェロニオブ(Nb75%)、フ
ェロバナジウム(780%)、金属鉄(Fe99.0%
以上)をそれぞれ用いている。また、複合ワイヤの断面
形状としては、第1図(a)〜(dlに示ずような、種
々のものを用いることが可能であった。
A : JIS G3141 2種5PCDB : J
IS G43055US410C: JIS G430
5 5US430上記のような複合ワイヤ及び比較ワイ
ヤを用いて溶接テストを行うとともに、溶着金属部の性
能テストを実施した。
まず、幅100M、長さ300鶴、板厚36顛の軟鋼(
3M41)材を用い、その上に、ボンド型フラックスを
用いたサブマージアーク溶接により、5バス6層の積層
溶接を行った。ボンド型フラックスを用いたのは、ワイ
ヤの合金元素の溶着金属内への移行率(合金元素の歩留
り)が、不活性ガスアーク溶接よりも良好なこと、溶込
み深さが浅いために肉盛溶接に通していること、溶着金
属中の酸素量が少なく清浄度を向上できること、作業性
が良好なこと、等のためである。上記溶接は、溶接電流
400A、溶接電圧28〜30v、溶接速度40cm/
分にて行い、送風機による強制冷却を行ってパス間温度
を150℃以下とした。これにより得られた溶着金属を
用いて、その成分分析、耐応力腐食割れ性(耐SCC性
)試験、透磁率μの測定をそれぞれ行った。なお、耐応
力腐食割れ性試験は、肉盛金属表面から0.5〜1鶴下
の位置において、幅10mm、長さ80鶴、厚さ2鶴の
寸法で、溶接熱影響部を含む試片を採取し、この試片を
U字状に曲げた状態で、塩素イオンを500ppm含有
する50℃の水溶液中に1ケ月間(720時間)浸漬し
て行った。また透磁率は、肉盛金属表面に近いところか
ら試片を採取して測定した。
上記の結果を第3表に示すが、この表から、上記した範
囲内の成分を有する複合ワイヤによれば、0.15〜0
.25%のCと、0.2〜0.8%のSiと、18.0
〜23.0%のMnと、12.0〜14.0%のCrと
を含有する好ましい溶着金属部を得ることができ、この
溶着金属部が透磁率、耐応力腐食割れ性、耐食性の点に
おいて優れていることが明らかである。なお、第3表中
の○印は応力腐食割れが発生しなかった場合、×は発生
した場合をそれぞれ示している。
また、同表中のA−6は良好な耐食性を得ることができ
なかったものである。
第3表の1 サブマージアーク溶接による実施例(ワイ
ヤ径 3.2璽議) 第3表の2 サブマージアーク溶接による実施例(ワイ
ヤ径 3.2鶴) 第3表の3 サブマージアーク溶接による実施例(ワイ
ヤ径 3.2 ta) −溶接割れ 第3表の4 サブマージアーク溶接による実施例(ワイ
ヤ径 3.2m+a) さらに、板厚191鳳の母材(3M41)にルート間隔
121m、開先角度45度の■型開光を設&ノると共に
、裏当金(3M41)を配置し、継手溶接試験を実施し
た。なお、開先面には予めオーバレイを施し、機械加工
を行っている。また、溶接条件、パス間温度は前記と同
様であり、2パス6層盛溶接を行フた。上記により得ら
れた溶着金属部の機械的性質を第4表に示すが、同表か
ら、上記範囲内の成分を有する複合ワイヤによれば、機
械的性質、特にじん性の優れた溶着金属部が得られるこ
とが明らかである。
この発明の溶接用複合ワイヤは上記のように構成された
ものであり、したがってこの発明の溶接用複合ワイヤは
、安価に製造することができ、このワイヤによれば、高
能率な施工が行え、しかも透磁率、耐SCC性、耐誘性
、低温じん性等の各性能の優れた溶着金属部を得ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)はそれぞれこの発明の溶接用複合
ワイヤの断面形状の具体例を示す説明図である。 手続ネ市正書(自発) 1.事件の表示 昭和58年特許願第229002号 2、発明の名称 溶接用複合ワイヤ 3、M正をする者 事件との関係 特許出願人 兵庫県尼崎市扶桑町2丁目1番地 住金溶接棒株式会社 代表者小田尚輝 4、代理人 大阪市東区淡路町2丁目16番地 大洋ビル4階電話0
6 (204) 1567番 7、補正の対象 明細書中の特許請求の範囲及、び発明の詳細な説(1)
特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)明細書第4頁第9行〜第12行の記載を次の通り
訂正する。 「(以上重量%)を含有することを特徴とするものとな
る。」 (3)同書第8頁第16行と第17行との間に以下の記
載を挿入する。 「なお、サブマージアーク溶接用複合ワイヤとして用い
る場合には、上記のような合金元素用の粉末フラツクス
を内包するだけでも良好な溶接作業を行うことが可能で
あるが、ガスシールドアーク溶接用複合ワイヤとして用
いる場合には、その作業性を改善するために、アーク安
定剤やスラグ形成剤を併用するのが好ましい。スラグ形
成剤としては、種々の酸化物、弗化物があるが、これら
はワイヤに内包された場合には、溶接過程において溶融
し、ビード表面に浮上するものである。」(4)同書第
9頁第14行の「・・・可能であった。 」との記載の次に以下の記載を挿入する。 [なお、第1表の4に示す複合ワイヤは、ガスシールド
アーク溶接に用いた際に、その作業性を改善することが
可能であった。」 (5)同書第12頁、「第1表の3」の後に、以下に示
す「第1表の4−1」、「第1表の4−2」を追加する
。 第1表の4−1 複合ワイヤの実施例 第1表の4−2 複合ワイヤの実施例 (6)同書第13頁第3行の「S」の項におけるrO,
07Jとの記載をrO,QO7Jと訂正する。 (7)同書第13頁第7行〜第8行の rB:JIs G4305 5US410C: J I
 S G4305 5US430 Jとの記載を以下の
通り訂正する。 rB:JIs G4307 5US410C: J I
 S G4307 5US430 J(8)同書第14
頁第9行〜第10行の「不活性ガスアークよりも」との
記載を削除する。 〔特i!f請求の範囲〕 (11C: 0.20〜0.45% Si : 1.0%以下 Mn : 21.0〜31.0% Cr : Lo、0〜15.0% ν % を入 ることを ′と る溶接用複合ワイヤ。 (21C: 0.20〜0.45% Si : 1.0%以下 Mn : 21.O〜31.0% Cr : 10.O〜15.0% を含有すると共に、さらに Ni : 4.0%以下 Cu : 2.0%以下 ν % の はい 八−一を八 、金よ、5盗」1敷を二虹邊−溶接用複合ワイヤ。 (31C: 0.20〜0.45% Si : 1.0%以下 Mn : 21.0〜31.0% Cr : 10.O〜15.O% を含有するとともに、 Ni:4.0%以下 (:u : 2.0%以下 の両方又はいずれか一方を含有し、さらにMo : 2
.0%以下 Nb : 0.06〜1.10% v:o、oe〜1.10% (に −%)の の刀ゝな と 111E11すること
t ′と る溶接用複合ワイヤ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fil e : 0.20〜0.45%Si: 1.0
    %以下 Mn : 21.0〜31.0% Cr : 10.O〜15.0% を含有し、 Fe及び不可避不純物:残部 (以上重量%)を有して成る溶接用複合ワイヤ。 (2) G : 0.20〜0.45%54 : 1.
    0%以下 Mn : 21.0−31.0% Cr : ]、0.0〜15.0% を含有すると共に、さらに Ni : 4.0%以下 Cu : 2.0%以下 の両方又はいずれか一方を含有し、 Fe及び不可避不純物:残部 (以上重量%)を有して成る溶接用複合ワイヤ。 (31C70,20〜0.45% Si : 1.0%以下 Mn : 21.0〜3LO% Cr : 10.0〜15.0% を含有すると共に、 Ni : 4.0%以下 C11: 2.0%以下 の両方又はいずれか一方を含有し、さらにMo : 2
    .0以下 Nb 70.06〜1.10% v:o、o6〜1.10% の内の少なくとも1種類を含有し、 Fe及び不可避不純物:残部 (以上重量%)を有して成る溶接用複合ワイヤ。
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