JPS60221194A

JPS60221194A - ３６％Ｎｉ鋼のサブマ−ジア−ク溶接法

Info

Publication number: JPS60221194A
Application number: JP7572184A
Authority: JP
Inventors: Shozaburo Nakano; 中野　昭三郎; Koichi Yasuda; 功一安田; Katsuomi Tamaoki; 玉置　克臣
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-04-17
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1985-11-05

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】（技術分野）８６％Ｎｉ１ｉｌいわゆるアンバー合金のサブマージア
ーク溶接法に関しこの明細書で述べる技術内容は、高温
われなどの欠陥のない溶接金属を高能率に得ることにつ
いての開発成果を提案するところにある。

（背景技術）８６％Ｎｉ＠は、常温ならびに低温域での熱膨張率が小
さいことから、低温液体の貯蔵の如き使途に供しても変
形が少ないため、特殊なタンクやパイプに利用されてい
る。

これらのタンクやパイプの製造に際し、従来一般的には
ＴＩＧ溶接が用いられてきたが、溶接作業能率におとる
。

ここに溶接施行上、サブマージアーク溶接は能率の点で
ＴＩＧ溶接に比しより好ましいが、ＴＩＧ溶接と比べて
大入熱となるため、ＴＩＧ溶接用材料として慣用されて
いるような母材と共金の溶加棒を用いると、多数の再熱
われを発生し、実用に適しない。さらにＷｉｔｈｅｒｅ
ｌｌによると、該溶接金属中へのＩｎ　Ｉ　ＯおよびＴ
ｉの添加、または増量が有効としている（　０．Ｅ、Ｗ
ｉｔｈｅｒｅｌｌ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　ＪｏｕｒｎａｌＡ
ｐｒｉｌ　（１９６４）　Ｐ　１６１−８　）が、通常
のサブマージアーク溶接用７ラツクスを用いる溶接条件
の下では高温われや再熱われを生じる。

またここにＴＩＧ溶接用溶加棒そのままの組成にてサブ
マージアーク溶接を適用するとスラグのはくり性を害す
るので、作業上からも適合しない。

（発明の動機）われの防止には溶加棒につきＰ、Ｓの低下は当然ながら
、Ｉｎ　、　Ｔｉの添加も有効であること、７ラツクス
中のＣａＦ、量も耐われ性に重要な影響を有することが
８６　ｌ　Ｎｉ鋼の溶接実験を進めるうちにわかって来
た。

（発明の目的）従ってこの発明は、８６％Ｎｉ鋼につき、高温われなど
の欠陥のない溶接金属を高能率にて得ることができるサ
ブマージアーク溶接法を与えることを目的としている。

（発明の構成）上記目的は、次の各項をそれぞれ骨子とする構成にて、
有利に充足される。

０：０，２０重量−以下Ｓｌ　：　１．０重量％以下Ｉｎ　：　１，０〜８．５重量％Ｎ土；　８　Ｂ、０〜８７．０重量％及びＴｉ　：　０
，１〜１．０重量％を含み、ｐ　：　０．０２重量％以下ｓ：ｏ、ｏｏａ重量％以下であって、残余が実質的に鉄
の組成に成る溶接電極を、ＯａＦ、　：　ａ　ｓ　〜ｅ　ｏ重量％８ｉ０．　：　
Ｉ　０〜８０重量％及び塩基性酸化物１０〜８０重量％の組成になるフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする８６％Ｎｉ１ｌのす１
ブマージアーク溶接法。

０：０，２０重量−以下８ｉ　：　１，０重量％以下ｕｎ　：　ｔ、ｏ　〜３．５重量％１１１　＊　８５．Ｑ〜３７．０重量％Ｔｉ　：　０．
１〜１．０重量％及び、ムｔ　：　Ｏ，ａ重量％以下を含みＰ　：　０，０２重量％以下Ｓ　：　０．Ｏｅ重量％以下であって、残余が実質的に
鉄の組成になる溶接電極を、０ａＦ２：　８５〜ｅ　ｏ重量％Ｓｉｎ、　：　１ｏ〜８０重量％及び、塩基性酸化物１
０〜８０重量係の組成に成るフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする１ｌ１６％Ｎｉ１ｌの
サブマージアーク溶接法。

ｏ：ｏ１ｇｏ重量％以下ｓｉ、　：　１．０重量−以下Ｉｎ　：　１，０〜８．５重量％ｙ１：　８５，０〜ａ　７，０重量％及び、Ｔｉ：　０
．１〜１．０重量係を含み、ｐ　：　０．Ｏ２重量−以下ｓ　：　ｏ、ｏ　ｅ重量−以下であって、残余が実質的
に鉄の組成に成る溶接電極を、ＯａＦ！：　８５〜（ｉ　ｏ重量％８ｉ０．　：　１０〜８０重量饅重量性塩基性酸化物１０〜３０さらに中性酸化物８０重量％以下の組成に成る７ラツクスと、組合わせ用いることを特徴とする８６１Ｎｉ銅のサブマ
ージアーク溶接法。

０：０．２０重量−以下ｓｉ　：　ｕ、ｏ重量−以下Ｍｎ　：　１，０〜ｓ、ｓ重量％ｍ１：　ｓ　５．０〜８７．０重量％Ｔｉ　：　ｏ、ｕ〜１．０重量％及び、ムｔ　：　ｏ、
ｓ重量鋒以下を含み、ｐ　：　ｏ、ｏ　ｚ重量−以下ｓ　：　ｏ、ｏ
　ａ重量％以下であって残余が実質的に鉄および不可避
不純物の組成に成る溶接電極を、ＯａＦ、　：　８５〜
６０重量％ｓｉｏ、　：　１０〜８０重量％塩基性酸化物１０〜８０重量％さらに中性酸化物８０重量−以下）組成に成るフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする３６ＳＮｉ鋼のサブマ
ージアーク溶接法。

適正電極組成について発明者らは、Ｍｎ　ｌ　Ｔｉ含量を変化させた電極を作
成し、第１図の開先１にサブマージアーク溶接を施した
後、ビード２を切断し断面われを調べた。

ここに試験板８の板厚は１８１１ＩＩＩで、ｃ　：　０
．０２１重量％（以下単にｓで示す）、８１　：　ｏ、
ｉ　ｅ　％　％Ｍｎ　：　ｏ。ｚ　４％およびＮｉ　：
　８５，８　％を含み、Ｐ：ｏ、ｏ　ｏ　ａ％、ｓ　：
　ｏ、ｏ　ｏ　ｚ％であり、第２図のように拘束板４に
、オーステナイトステンレス鋼溶接棒で仮付け５を施し
である。

上記電極は外径４ｓｗφとし、そのＭｎ　＋　Ｔｉ以外
の０．２０Ｓ、　Ｐ　：　０．００８〜０．０１０％、
ｓ　：　０，００４〜ｏ、ｏ　ｏ　ｅ　％、　Ｎｉ：　
ａ　５．２〜８６．２　％テｔｏル。

フラックスとしてはＧａＦ、　：　４２％、Ａすｏ・８
：：２０％、ｓｉｏ、　：　１０　％、ＯａＯ：　２０
　％の溶融型を用いた。

溶接条件は５５０　Ａ、２８　Ｖ、５１８　ｃｖＡ／　
ｍｉｎである。

結果を第１表に示す。

表　１Ｉｎを１−以上でかつＴｉを０．１０　％以上含む溶加
棒を電極に用いた場合には、われは発生しなかった。

またＴｉが１チをこえ５．またはＩｎがｓ、ｓ％Ｍ過に
なるとわれは発生しないものの、スラグがはく離せず作
業性上問題があることがわかった。

次にＰ、Ｓについては、低いほど耐われ性は向上するこ
とは当然であるが、高価になるので、実用上問題ない範
囲を以下のようにしてめた。試験方法はＩｎ　ｌ　Ｔｉ
の場合と同様であるが、ｐ、ｓのみを変化させ、残余の
溶加棒成分は、ａ　：　０．０５〜０．０６チ、８１　
：　０，１０〜０．２０チＭｎ　：　ｉ、ｓ　〜ｇ、ｏ
　ｒｉｂ　、　Ｎｉ：　ａ　５，５〜８　ｆｌ、ｏ　ｔ
ｓＴｌ　：　０．６〜０．７％とした。

結果を第２表に示したように、Ｉｎ　＋　Ｔｉが適正範
囲であってもＰは０．ＯＢ　ＯＳ以下に、Ｓはｏ、ｏ　
ｏ　ａ％Ｓ以下する必要があることがわかる。

表　２以上の試験はいずれもｃａｒ、　：　４２％のフラック
スを用いたが、ＯａＦ、が少ないと第８表のごと（Ｐ。

Ｓ　、　Ｉｎ　、　Ｔｉが適正であってもわれを生じる
。

コノ場合、０　：　０．０５　％　ｌ　Ｓｉ　：　０．
８％＋　Ｉｎ　：１．８％＋　Ｔｌ　：　０，４２％＋
　Ｎｉ　：　８５．７チを含み、ｐ　：　ｏ、ｏ　ｉ　
ｏ％、　ｓ　：　ｏ、ｏ　ｏ　ｅチに成る電極を用いて
、ＯａＦ、含量の異なるフラックスと組合わせてわれ試
験を行な？た。ＯａＦ、以外の組成は％　Ｓｉｎ、　：
　１５１８％、　ＯａＯ：　２０％ｈ　ｈｔｔｂｏｓ　
：　ｚ　ｏ　％の比率で一定とした。この結果を示した
表８にみるごとく、ＯａＦ、が８５チを下まわるとわれ
が発生した。また６０％をこえてもわれは発生しないが
、短絡回数が増して溶接条件幅が著しく狭くなる欠点が
ある。

表　８以上の条件が満たされれば、われのないビードを溶着で
きるが、さらに電極中ａ量は０．２０　％をこえると気
孔が生成し易く凝固われの危険もある。

またＳｉは、１％をこえるとスラグはくりが悪くなるの
で、この量以下に制限する必要がある。

この発明における溶加棒中の！要成分ＭｎＳおよびＴｉ
の歩どまり向上を図るためには、スラグはくりを害しな
い程度すなわち０．８−以下のｌを添加してもよ＜、Ａ
４は０．００２　％以上でとくに効果をあられす。

なお、Ｎｉについては本来の目的である低熱膨張率を得
るためには８５．０％以上８１．０−以下にすることが
必要式つまりムＳＴＭ　Ａ　６５８　＠において規１範
されている通りである。

フラックス組成については、ＯａＦ、以外にスラグの粘
性調整やアーク安定化のためにまずＳｉｎ、は必須であ
り、少なくとも１０％以上は添加する必要があるが、８
０１ｓをこえるとビードが凸でかつ不揃いな波目になる
不利がある。

なお、上記範囲で８１０．のみを添加すると、２０ａＦ
　＋　Ｓｉｎ、　−＞　３０ａＯ＋　ＳｉＦ４の反応で
有害ガス　′ＳｉＦ　を生じるので、Ｓｉｎ、の活性を
予め下げるため、塩基性酸化物の添加が不可欠である。

ここに塩基性酸化物は、ＯａＯ、ＭｇＯ＋　ＢａＯ及び
ＭｎＯのうちのいずれを用いてもよいが、その合計添加
量が１０１以下では効果がなく、８０ｑｂ以上ではスラ
グのはくり性を害する。

また、中性酸化物であるＡｊｌ、Ｏ，、Ｚ：ｒＯ，およ
びＴ１０．は、スラグ形成剤として、あるいはビードの
波目を整える効果を目指して添加することができ、この
場合、その添加量の合計が８０−以上では、スラグのはくり性
′が悪くなる。

またＯａＦ、のかわりにＭｇＦ　、など他の弗化物を用
いても同様の効果が得られることはもちろんである０次に、この発明の実施例を示す。

円筒形容器の製造に際して第８図のように、円筒のシー
ム溶接部６と周溶接部フの会合部にて周溶接ビード６．
７がＴ字型に交わる部分があり、ここにシーム溶接ビー
ド６が周溶接時に再加熱されてわれを発生する場合があ
る。

この現象の再現のために第４図に示す開先を用いて第５
図ａ、ｂの手順で６００ム、８５　Ｖ、８０　ｃｍ／ｍ
ｉｎの条件で溶接を行なった。

鋼板の組成はｏ　：　０，０２１チ１８１　：　０．１
６　ｆｌＪ　＋Ｋｎ　：　０，２４％　、　Ｎｉ　Ｓ　
８５．８％を含み、ｐ　：ｏ、ｏｏａＸｆｙ　＋　Ｓ　
：　ｏ、ｏ　Ｏ２％で、板厚１８１１１１である。

継手作成後、各ビードをビードと直角方向に切断し、わ
れを調べた。溶接材料の組成とわれの有無、溶接作業性
の関係を表４にまとめて示した。

記号０−１．２．３，４，５，６．７はいずれもわれを
発生せず、作業性も良好であった。

そこでＪ工５ＺＪ３１２１に従って継手引張試験を行な
ったが、引張強さは４８　ｋｇｆ／−以上であり、いず
れも母材破断であった。また、−１８５℃から２０°Ｃ
までの平均熱膨張率は１．８〜２．ＯＸ　１０−’／°
Ｃであり、実用上全く問題がなかった。

（発明の効果）以上のようにこの発明によれば、能率の良いサブマージ
アーク溶接を用いても、８６％Ｎｉ１ｉｌｌを作業性、
機械性能、熱膨張率ともに問題なく、かつわれなどの欠
陥を生じないで溶接ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、われ試験に用いた継手の開先形状を示す断面
図、第２図は、われ試験板の拘束方法を示す説明図であり、第８図は、容器製造の際に生ずるＴ継手の一例を示す斜
視図、第４図、第６図は、そのＴ継手の溶接挙動再現試験のた
めの開先形状と、溶接順序を示す説明図である。特許出願人　川崎製鉄株式会社第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】ＬＯ：０．２０重量−以下Ｓｉ：１．０重量％以下ａｎ　：　１，０〜８．５重量％Ｈ１：　ａ　５．ｏ〜８７．０重量％及びＴｉ：０．１
〜１．０重量％を含み、ｐ　：　ｏ、ｏ　ｚ重量％以下Ｓ：ｏ、００６
重量％以下であって、残余が実質的に鉄の組成に成る溶
接電極を、ＯａＦ、　：　８５〜６　ｏ重量％Ｓｉｎ、　：　１０〜８０重量％及び塩基性酸化物１０〜ａＯ重量％の組成になるフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする８６％Ｎｉ鋼のサブマ
ージアーク溶接法。亀　０：０．２０重量−以下ｓｉ　：　１．０重量％以下Ｍｎ　：　１，０〜８．５重量％Ｍｌ　：　８５．ｏ〜８７．０重量％Ｔｉ、　：　０，１〜１．０重量％及び、ｈｔ　：　ｏ
、ａ重量％以下を含みＰ　：　０．０２重量−以下ｓ：ｏ、ｏｏｅ重量％以下であって、残余が実質的に鉄
の組成になる溶接電極を、ＯａＦ、　：　８５〜６０重量％Ｓｉｎ、　：　ｉ　０〜８０重量％及び、塩基性酸化物
１０〜８０重量％の組成に成るフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする８６％Ｎｉ＠のサブマ
ージアーク溶接法。ａ　Ｏ：０．２０重量−以下ｓｉ　：　ｘ、ｏ重量％以下Ｉｎ　：　１．０〜８．５　重量％ｍｉ：　８５．０〜８７．０重量％及び、Ｔｉ　：　ｏ
、ｉ〜１．０重量− を含み、Ｐ：０，０２重量−以下ｓ：ｏ、ｏｏａ重量重量子以下って、残余がＯ実質的に
鉄の組成に成る溶接電極を、０ａＦ２：　８５〜６０重量％Ｓｉｎ、　：　１０〜３０重量％塩基性酸化物１０〜８０重量％さらに中性酸化物８０重量％以下の組成に成るフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする８６％Ｎ１ｆｉｉのサ
ブマージアーク溶接法。４０：０．２０重量％以下Ｓｉ　：　１．ｏ重量％以下Ｎｎ　：　１，０〜３５重量％Ｎｉ：　８５．０〜８７．０重量％Ｔｉ：　０，１〜１．０重量％及び、五ｔ　：　０．８重量％以下を含み、ｐ　：　０．０２重量％以下Ｓ：０，００６重量％以下であって残余が実質的に鉄お
よび不可避不純物の組成に成る溶接電極を、０ａＦｓ：　１３５〜ｅ　ｏ重量％Ｓｉｎ、　：　１０〜８０重量％塩基性酸化物１０〜８０重量％さらに中性酸化物８０重量％以下ノ組成に成るフラックスと、組合わせ用いることを特徴とする８６％Ｎｉ１ｌのサブ
マージアーク溶接法。