JPS6045992B2 - 球状黒鉛鋳鉄の溶接に使用する自動溶接ワイヤ - Google Patents

球状黒鉛鋳鉄の溶接に使用する自動溶接ワイヤ

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JPS6045992B2
JPS6045992B2 JP6773982A JP6773982A JPS6045992B2 JP S6045992 B2 JPS6045992 B2 JP S6045992B2 JP 6773982 A JP6773982 A JP 6773982A JP 6773982 A JP6773982 A JP 6773982A JP S6045992 B2 JPS6045992 B2 JP S6045992B2
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JP
Japan
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welding
cast iron
spheroidal graphite
graphite cast
automatic welding
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JP6773982A
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JPS58184093A (ja
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進 戸川
直樹 内山
肇 河津
俊治 中村
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Kubota Corp
Mitsubishi Metal Corp
Meiwa Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Mitsubishi Metal Corp
Meiwa 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°C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、球状黒鉛鋳鉄同士、あるいは球状黒鉛鋳
鉄と鋼を溶接するのに用いた場合に、割れ発生がなく、
かつ耐衝撃性にすぐれた溶接ヒートを形成することがで
きる自動溶接ワイヤに関するものてある。
従来、一般に球状黒鉛鋳鉄同士、あるいは球状黒鉛鋳
鉄と鋼の溶接には、JIS−Z3252に規定される成
分組成、すなわちC:2.0%以下、Mn:2.5%以
下、Si:2.5%以下、P:0.04%以下、5:0
.04%以下、Ni:4.0〜60%、Fe:残りから
なる組成(以上重量%)を有するFe−Ni系合金
ワイヤが用いられ、TIGおよびMIGなどのガスシー
ルドアーク溶接、あるいはサブマージアーク溶接などに
て自動溶接が行なわれている。
しかし、上記の従来Fe−Ni系合金ワイヤを用いて
球状黒鉛鋳鉄の自動溶接を行なつた場合、母材中のS成
分やSi成分などが溶着金属中に移行し、S成分は硫化
物などの低融点不純物を形成して溶着金属の粒界に析出
しやすくなる一方、51成”分は溶着金属のオーステナ
イト粒界にけい化物の膜を形成するようになり、さらに
樹脂状晶が粗大化しやすいなどの理由により、第1図に
球状黒鉛鋳鉄板材1、1を隅肉溶接した場合の斜視図で
示されているように、溶接ヒート2の長手方向中心・部
には縦割れ3が、また同横方向には無数の横割れ4が発
生するものてあつた。
このように従来Fe−Ni系合金ワイヤを用いて球状
黒鉛鋳鉄を自動溶接した場合には、その溶接ビードに高
温割れが発生し、耐衝撃性の劣つたものとなるために、
球状黒鉛鋳鉄は軟鋼や高張力鋼に匹適するすぐれた機械
的性質を具備するにもかかわらず、溶接構造物には使用
されていないのが現状である。
したがつて、球状黒鉛鋳鉄の自動溶接に際して、割れの
発生がない、耐衝撃性にすぐれた溶接ビードを形成する
ことができるようになれば、例えば異径管やフランジ管
などの溶接構造物や、自動車、農機具、および工作機械
などの分野における溶接構造物において、従来使用され
ている鋼材に代つて球状黒鉛鋳鉄を使用することができ
るようになり、さらに球状黒鉛鋳鉄製圧延ロールの肉盛
も可能となることは明らかである。
本発明者等は、上述のような観点から、球状黒鉛鋳鉄の
自動溶接に使用した場合に、高温割れが発生し、耐衝撃
性の劣つた溶接ビードしか得ることのできなかつた上記
の従来Fe−Ni系合金ワイヤに着目し、前記溶接ビー
ドに高温割れが発生するのを皆無とし、かつ高靭性化す
べき研究を行なつた結果、上記の従来Fe−Ni系合金
ワイヤに、合金成分として希土類金属:0.001〜0
.20%およびA1:0.005〜1.0%を含有させ
、かつ不可避不純物としてのS1含有量を0.3%以下
とすると、溶接ビードに高温割れの発生がなくなり、す
ぐれた耐衝撃性をもつようになるという知見を得たので
ある。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、TIGおよびMIGなどのガスシールドアーク溶接
法、あるいはサブマージアーク溶接法.などを用いて球
状黒鉛鋳鉄同士、あるいは球状黒鉛鋳鉄と鋼とを自動溶
接するに際して使用するワイヤを、重量%で、希土類金
属:0.001〜0.20%,A1:0.005〜1.
0%,Ni:40〜60%を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなり、かつ不可避:不純物としてのSjの
含有量を0.3%以下とした組成で構成した点に特徴を
もつものである。
つぎに、この発明の自動溶接ワイヤの成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。
(a)希土類金属 希土類金属には、溶着金属の粒界に析出して高温割れの
原因となつていた低融点硫化物を、安定な硫化物形状に
すると共に、これを結晶粒内に分布させて溶接ビードに
高温割れが発生するのを防止すると共に、これを著しく
靭性化して耐衝撃性を向上させる作用があるが、その含
有量が0.001%未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方0.20%を越えて含有させてもよソー層
の向上効果は得られず、むしろ前記作用に劣化傾向が現
われるようになることから、その含有量を0.001〜
0.20%と定めた。
(b)A] A1成分には、脱酸作用によつて溶着金属中にフプロー
ホールが発生するのを抑制し、かつ溶接ビードの結晶粒
を微細化して耐衝撃性を著しく向上させる作用があるが
、その含有量が0.005%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方1.0%を越えて含有させると溶
接ビードに脆化傾向が)現われ、靭性が劣化するように
なることから、その含有量を0.005〜1.0%と定
めた。
(c)NiNi成分には、Feとの共存において溶接ビ
ードの熱膨張係数を母材のそれとほぼ同じにする作用”
があり、したがつてNi含有量が40%未満でも、また
60%を越えても溶接ビードの熱膨張係数は母利のそれ
と比較して高くなりすぎ溶接割れの原因となることから
、その含有量が40〜60%と定められている。
(d)不可避不純物としてのSi 不可避不純物としてのSi含有量が0.3%を越えると
溶着金属の粒界けい化物の膜が形成されるようぬになり
、このけい化物膜の形成は高温割れ発生の原因となるこ
とから、その含有量を0.3%以下として、高温割れ発
生の原因となるけい化物膜の形成を抑制したものである
つぎに、この発明の自動溶接ワイヤを実施例により具
体的に説明する。
実施例 通常の高周波溶解炉を用い、それぞれ第1表に示され
る成分組成をもつたFe−Ni系合金を溶製し、鋳造し
た後、同じく通常の条件で熱間および冷間引抜き加工を
行なうことによつて、いずれも直径:1.67WLφを
有する本発明自動溶接ワイヤl【 〜8および比較自
動溶接ワイヤ1〜3をそれぞれ製造した。
なお、比較自動溶接ワイヤ1〜3は構成成分のうちのい
ずれの成分含有量(第1表に※印を付したもの)がこの
発明の範囲が外れた組成をもつものである。つぎに、上
記本発明自動溶接ワイヤ1〜8および比較自動溶接ワイ
ヤ1〜3を用い、第2図に概略縦断面図で示されるよう
に、外径:268Chn1nφ,肉厚:27mm,長さ
:60007Tr!nの寸法をもつたJIS・FCD4
Oに準する球状黒鉛鋳鉄製大口径推進管5の一方端より
265wn入つた部分に、外径:2880?φ,長さ:
25?の寸法をもつた同材質のフランジ6をMIG溶接
法により隅肉溶接し、得られた溶接ビード7における割
れ発生状況ノを観察した。
この場合の溶接条件は、溶接電流:260A,溶接電圧
:26■,ワイヤ送給速度:90?1TWL,溶接速度
:40cm1T0n,シールドガスニArを2011T
mmて供給の条件であつた。この観察結果を第1表に示
した。
第1表に示さ.れるように、本発明自動溶接ワイヤ1〜
8を用いた場合には、いずれも溶接ビードに割れ発生が
全く見られなかつたのに対して、希土類金属および不可
避不純物としてのSiの含有量がこの発明の範囲から外
れた組成を有する比較自動溶接ワイヤ1,3の場合には
溶接ビードに割れが発生するものであつた。また、上記
の本発明自動溶接ワイヤ1〜8および比較自動溶接ワイ
ヤ1〜3をそれぞれ用い、第3図に要部縦断面図て示さ
れるように、板厚:20?のJIS−FCD4Oに準す
る球状黒鉛鋳鉄製板材8,8を開先:604にて突き合
わせ、上記の大口径推進管にフランジを隅肉溶接した場
合と同一の条件にて多層肉盛9を行なつた。
ついで、第2図に2点鎖線で示される位置、すなわち板
厚中心位置より断面:10TrrI!L口,長さ:55
?の寸法をもつた試験片10を各6個づつ切り出し、J
IS−Z3ll2に準じ、ノッチなし状態で、溶接ビー
ドの長手方向からの側面打撃によるシャルピー衝撃試験
を行なつた。この試験結果を第1表に試験片6個の平均
値として示した。なお、比較自動溶接ワイヤ1,3を用
いた場合、溶接ビード9に割れ発生が著しく、衝撃試験
に供することができないものであつた。第1表に示され
る結果から、本発明自動溶接ワイヤ1〜8を用いた場合
には、いずれも7k91d以上のすぐれた衝撃値を有す
る溶接ビードを形成することができるのに対して、比較
自動溶接ワイヤ2に見られるよ゜乙に、A1含有量がこ
の発明の範囲から外れて低くなると所望のずぐれた酎衝
撃ノ性を有する溶接ビードを形成することがてきないこ
とが明らかである。
さらに、上記本発明自動溶接ワイヤ1〜8をそれぞれ用
い、第4図に要部縦断面図で示されるように、外径:2
984TEfJφ,肉厚:J2TIrlTtの寸法を有
するJIS−FCD4Oに準する球状黒鉛鋳鉄製大口径
耐震管11の外周部に形成した幅:38?,深さ:6噸
のリング状溝11aに、外径:2704TfUnφ,内
径:2672TwLφ,厚さ:38TI$Lの離脱防止
リング12を、前記リング12の両側2個所で同じく同
一条件にて隅肉溶接したが、この結果の溶接ビード13
,13には全く割れの発生が見られす、健全な溶接部を
形成することができた。
上述のように、この発明の自動溶接ワイヤによれば、球
状黒鉛鋳鉄同士、あるいは球状黒鉛鋳鉄と鋼とをガスシ
ールドアーク溶接法やサブマージアーク溶接法などによ
り自動溶接した場合に、割れ発生の全くない、かつ耐衝
撃性のすぐれた溶接ビードを形成することができるので
、2TL以上の球状黒鉛鋳鉄製大口径管の突き合わせ自
動溶接や同材質の異径管の自動溶接が可能となるばかり
でなく、このように球状黒鉛鋳鉄同士、あるいは球状黒
鉛鋳鉄と鋼の自動溶接ができるので、自動車、農機具、
および作機械などの分野において使用されている鋼材を
球状黒鉛鋳鉄材に切り替えることも可能となり、さらに
球状黒鉛鋳鉄製圧延ロールの肉盛も行なえるなど工業上
有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は板材同士の隅肉溶接を示す概略斜視図、第2図
は大口径推進管へのフランジの隅肉溶接を示する概略縦
断面図、第3図は板材同士の突き合せ溶接を示す要部縦
断面図、第4図は大口径耐震管へのリングの隅肉溶接を
示す要部縦断面図てある図面において、1,8・・・板
材、2,7,9,13・・・溶接ビード、3・・・縦割
れ、4・・・横割れ、5・・・大口径推進管、6・・・
フランジ、10・・・シャルピー衡撃試験片、11・・
・大口径耐震管、12・・・リング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 希土類金属:0.001〜0.20%、Al:0.
    005〜1.0%、Ni:40〜60%、Feおよび不
    可避不純物:残りからなり、かつ不可避不純物としての
    Si含有量を0.3%以下とした組成(以上重量%)を
    有することを特徴とする球状黒鉛鋳鉄の溶接に使用する
    自動溶接ワイヤ。
JP6773982A 1982-04-22 1982-04-22 球状黒鉛鋳鉄の溶接に使用する自動溶接ワイヤ Expired JPS6045992B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS646477U (ja) * 1987-06-30 1989-01-13
JPH0386274U (ja) * 1989-12-21 1991-08-30
JPH051770A (ja) * 1991-01-22 1993-01-08 Press Seal Gasket Corp 拡張可能なシール装置

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