JPS6047039B2 - Tig溶接用溶加棒 - Google Patents

Tig溶接用溶加棒

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Publication number
JPS6047039B2
JPS6047039B2 JP1606479A JP1606479A JPS6047039B2 JP S6047039 B2 JPS6047039 B2 JP S6047039B2 JP 1606479 A JP1606479 A JP 1606479A JP 1606479 A JP1606479 A JP 1606479A JP S6047039 B2 JPS6047039 B2 JP S6047039B2
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JP
Japan
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welding
filler rod
slag
core wire
flux
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JP1606479A
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JPS55109594A (en
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久吉 柳舘
展之 大浜
良平 熊谷
六郎 藤本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/365Selection of non-metallic compositions of coating materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はTIG溶接の際使用される溶加棒に係り、特に
ステンレス鋼のTIG溶接に使用されて好適な溶加棒に
関するものである。
ステンレス鋼の溶接には通常被覆アーク溶接、MIG溶
接、TIG溶接および潜弧溶接法といずれも適用可能で
あるが、ステンレス鋼の片面溶接については裏ヒートが
安定して形成されるTIG溶接法が初層溶接にもつとも
広く普及されている。
TIG溶接による初層の裏ヒート形成には表側のみなら
す裏ヒート側にもアルゴンガスを流し、いわゆるバック
シールドをして表ヒートと同様に大気からの酸化を防ぐ
ようにする必要がある。ステンレス鋼を片側からしか溶
接できない例としては、小径パイプのように内面からの
溶接が出来ない場合や1バスの溶接で終了するような薄
板の溶接の場合などがある。ところがステンレス鋼は薄
板として使用に供せられる場合が多く、また小径パイプ
として使用される場合も多く、これらの接合に当つて今
後ますますステンレス鋼の片面溶接が必要とされるもの
と考えられる。TIG溶接による片面溶接は上述したよ
うに裏ヒート側も大気からの保護が必要でアルゴンガス
によるバックシールド方式によつてなされてる。
また、パイプの溶接ではパイプの中をアルゴンガスで満
たしておく例が多く、アルゴンガスがばく大な量を必要
とし不経済な溶接と言わざるを得ない。バックシールド
ガスとしてアルゴンガスより安価な窒素ガスを用いるこ
とも検討されているが、シールド性が充分でなく、かつ
ブローホールの発生原因ともなつて問題が生ずる。
薄板の溶接では特別な装置等が開発、提案されているが
対象とする被溶接材の溶接線は必ずしも単純な溶接線の
みてなく、複雑な溶接線もあり、どのような溶接線でも
追随し得るような互換性の・ある装置の開発は容易でな
く、かつ裏側が非常にせまくシールド用の装置を装入す
ることが出来ない場合も生ずる。
本発明者らはこのような問題点について種々検討した結
果、おもにスラグ形成剤から成るフラツフクスをステン
レス鋼心線へ溶加棒重量比で5〜25%被覆した新規な
溶加棒を開発した。
この溶加棒はTIG溶接に際し、アークの熱で溶融し、
溶接金属が裏ヒートを形成すると共に、その際生ずるス
ラグが裏ヒートを被包し大気による5酸化を防止し、バ
ックシールドガスを用いなくても健全な裏ヒートが得ら
れるという全く新たなTlG溶接用溶加棒である。
従来のTIG溶接法における溶加棒は、フラックスを被
覆しない裸棒のみあり、本発明のように心線に被覆を施
したものを使用した例はない。
即ち、本発明は、TiO2を30〜85%含むフラック
スをステンレス鋼心線へ溶加棒重量比5〜25%被覆し
たことを特徴とするTIG溶接用溶加棒である。以下に
本発明を詳細に説明する。
本発明TIG溶接用溶加棒の構成について述べると、溶
接部においてステンレス鋼として耐食性、低温および常
温での機械的性質を確保するために必要な合金元素はお
もに心線に添加し、片面溶接における裏ビードの健全性
を確保するためのスラグ形成剤は心線より添加される合
金元素の不足分を補う合金成分と共に被覆塗装するフラ
ックスに配合添加する。
次にステンレス鋼心線について述べると、JISZ33
2lに規定されているCr系およびCr−Ni系ステン
レス鋼成分のものであつて心線成分としてはCrlO〜
28%、Ni22.5%以下、MO4%以下、Mn2.
5%以下、SiO.6%以下、CU2.5%以下、Nb
l%以下、Tll%以下、の範囲で1種以上含有せしめ
たものてある。
裏ビードを保護するスラグを形成させるために必要なフ
ラックスについて述べると、スラグが一様に裏ビード表
面を覆うことが必須条件であり、この目的を満足するに
は、フラックス全重量に対し、TlO。
を30〜85%含む場合てある。なお、本発明で言うT
iO2とは、ルチール、チ.タン白、チタン酸カリ中の
TiO2をさすものであり、いずれを使用してもその効
果は同じである。以下、本発明における構成要件の限定
理由について述べる。フラックス中のTiO2が30%
に満たない楊合jは、スラグが一様に裏ビードを覆わず
、ヒートが処々露出しているところがみられ、露出した
部分が大気により酸化され、X線性能試験において第1
種および第2種の欠陥がみられ、そ分類等級は3級で、
実用上問題がある。
4したがつて、フラックス中のTi
O2は30%以上必要である。また、TiO2の含有量
には適正範囲があり、30%以上85%までは裏ビード
のスラグ被包性が良好であるが、85%を超えると、ス
ラグが一様に裏ビードを覆わず、ヒートが処々露出した
部分がみられ、露出した部分が大気により酸化されX線
性能試験において第1種および第2種の欠陥がみられ、
その分類等級はいずれも3級であり、実用上問題がある
。したがつて、TiO2の含有量は30%以上で、かつ
85%以下でなければならない。なお、フラックス組成
として上述したTiO2の他に金属弗化物、金属炭酸塩
、硅砂、アルミナ、カリ長石、硅灰石、酸化ジルコニウ
ム、フ酸化マグネシウム、Fe−N..Fe−Ti..
Fe−SilFe−Mn..AI−Mg..Fe−Cr
..Cr..NiNMnなどを適宜含有してもスラグの
被包性をそこなうものではない。次にスラグの被包性に
及ぼす要因として、フラックス組成と共にスラグ生成量
があり、これは心線へのフラックス被覆率によつて支配
される。
溶加棒へのフラックスの被覆率が5%未満の場合、生成
するスラグ量が少なすぎて裏ビード全体を覆わないで、
処々溶接金属が露出するところがみられ、露出した部分
が酸化される。また被覆率が25%を超えると生成する
スラグ量が多すぎて溶融プール内にあふれアークの集中
性を悪くすると共にタングステン電極先端に付着してタ
ングステン電極を損傷することが多くなり正常な溶接の
持続がむづかしくなる。したがつて溶加棒へのフラック
ス被覆率は5〜25%でなければならない。ここで本発
明のTIG溶接用溶加棒の製造方法の一例について言及
するとステンレ又鋼心線とフラックスを準備し、フラッ
クスと水ガラス(硅酸カリ水溶液、硅酸カリ水溶液+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
線に被覆塗装し、150〜450℃で1時間乾燥、焼成
する。以下に本発明の効果を実施例により、さらに具体
的に述べる。実施例 第1表に心線の化学成分を示す。
心線の寸法は直径1.6m12.―、2.4醒、2.6
醜、3.2薗で長さはいずれも10007077!であ
り、4成分ともそれぞれ同一鋼塊より加工して上記の寸
法とした。第2表に母材の化学成分を示す。母材の寸法
は板厚10Tmm、巾15−、長さ20−とした。第3
表には第1表の心線と心線に被覆塗装するフラックスと
の組合せによるTIG溶接用溶加棒の組成を示す。
それぞれの溶加棒記号は直径1.6?、2.0mm12
.4薗、2.6鵡、3.2種があり、それらは同一フラ
ックス組成であり、また心線とフラックスの重量比も同
一である。第4表には第3表に示す溶加棒と母材の組合
せにて第1図に示す要領によりTIG溶接を実施し、裏
ビードのスラグ被包状況、裏ビードの酸化状況の観察結
果、ならびにX線性能試験結果を示す。なお、第1図a
は斜視図、bは正面図であり図面中、1はTIGトーチ
ノズル、2はタングステン電極、3はTIG溶接用溶加
棒、4はアーク、5は母材、6は溶接金属、Wは溶接方
向を夫々示すものである。
試験に用いた母材の開先形状は第2図に示す如くで、開
先角度0=800、ルートフェースf=2順、ルートギ
ャップg=2.5wrInである。
溶接条件は電源として直流垂下特性TIG溶接用電源を
用い電源特性は直流正極性で電極はトリウム入りタング
ステン電極3.2Tr$Lφを用い、シールドガスはN
1流量15e/Mjnとした。この時の溶接電流は15
0〜200An1p、溶接電圧11〜15v01t、溶
接姿勢一は下向、溶接トーチの運行おび溶加材の挿入操
作は手動で行なつた。X線性能は、JIsz3lO6r
ステンレス鋼溶接部の放射線透過試験方法および透過写
真の等級分類方法ョにより第1種欠陥(ブローホールお
よびこれに類する丸みを帯びた欠陥)と第2種欠陥(細
長いスラグ巻込みおよびこれに類する欠陥)について欠
陥の等級分類を行なつた。
裏ビードのスラグ被包状況、および裏ビードの酸化状況
の観察は目視にて行なつた。
溶加棒記号NO.l〜7は、フラックス被覆率がいずれ
も20%である。NO.lはルチール、チタン酸カリで
TiO2として74%添加したフラックスを心線Aへ被
覆塗装した溶加棒と母材aとの組合せであり、NO.2
はルチール、チタン酸カリてTjO2として55%添加
したフラックスを心線Aへ被覆塗装した溶加棒と母材a
との組合せであり、NO.3はチタン白、チタン酸カリ
でTiO2として32%添加したフラックスを心線Aへ
被覆塗装した溶加棒と母材aとの組合せであるが、いず
れも裏ビードのスラグの被包性が良好であり、裏ビード
の酸化もなく、X線性能試験において第1種および第2
種の欠陥等級てすべて1級であつた。NO.4はチタン
白、チタン酸カリでTIO2として25%添加したフラ
ックスを心線Aに被覆塗装した溶加棒と母材aとの組合
せであるが、裏ビードのスラグ被包が一様でなく、処々
露出しているところがみられ、露出した部分が大気によ
り酸化され、X線性能試験において第1種および第2種
の欠陥がみられ、その分類等級はいずれも3級であり実
用上問題があつた。
NO.5はルチール、チタン酸カリでTiO2として5
5%添加したフラックスを心線Bに被覆塗装した溶加棒
と母材bとの組合せであり、NO.6はルチール、チタ
ン酸カリでTiO2として55%添加したフラックスを
心線Cに被覆塗装した溶加棒と母材cとの組合せであり
、NO.7はルチール、チタン酸カリでTiO2として
55%添加したフラックスを心線Dに被覆塗装した溶加
棒と母材dとの組合せであるがNO.5,NO.6,N
O.7とも裏ビードのスラグの被包性が良好であり、X
線性能試験で第1種および第2種の欠陥等級がすべて1
級であつた。
NO.8〜17は、ルチール、チタン酸カリでTjO2
として55%添加したフラックスを心線Aに被覆率を変
えて被覆塗装した溶加棒と母材aとの組合せてある。
NO.8,NO.9は被覆率が3%および4%のもので
あるが、スラグ量が少なく、裏ビードのスラグ被包が一
様でなく、処々露出しているところがみられ、露出した
部分が大気により酸化され、X線性能試験において第4
種の欠陥がみられ、その分類等級は3級てあり、実用上
問題があつた。
NOlO〜16は、被覆率が5%,6%,7%,101
%,20%,23%そして25%のものであるが、いず
れも裏ビードのスラグ被包性、X線性能とも良好であつ
た。
NO.l7は被覆率27%であり、裏ビードのスラグ被
包性は良好であつたが、スラグ量が多すぎてスラ・グが
電極に接触して、電極先端を損傷し、溶接作業がやりに
くく、X線性能試験において第2種欠陥がみられ、その
分類等級は3級てあり、実用上問題があつた。
NO.l8はルチール、チタン白、チタン酸カリでフT
iO2として88%添加したフラックスを心線Aに被覆
率20%にて被覆塗装した溶加棒と母材aとの組合せで
あるが、裏ビードのスラグ被包が一様でなく、X線性能
試験において、第1種および第2種の欠陥がみられ、そ
の分類等級はいずれも3級であり、実用上問題があつた
以上説明したように本発明TIG溶接用溶加棒はステン
レス鋼の特性をそこなうことなく、バックシールドガス
を使用しなくてもステンレス鋼のTIG片面溶接が容易
にできるものである。
第1表 ステンレス鋼心線の化学成分
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例における溶接要領を示す図で、aは斜視
図、bは正面図、第2図は実施例に用いた開先形状を示
す図である。 1・・・・・・TIGトーチノズル、2・・・・・・電
極、3・・・・TIG溶接用溶加棒、4・・・・・・ア
ーク、5・・・・・・母材、6・・・・・・溶接金属、
W・・・・・・溶接方向。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 TiO_2を30〜85%含むフラックスをステン
    レス鋼心線へ溶加棒重量比で5〜25%被覆したことを
    特徴とするTIG溶接用溶加棒。
JP1606479A 1979-02-16 1979-02-16 Tig溶接用溶加棒 Expired JPS6047039B2 (ja)

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JPS55109594A JPS55109594A (en) 1980-08-23
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JPS59144593A (ja) * 1983-02-07 1984-08-18 Nippon Oil & Fats Co Ltd テイグ溶接用材料
JP5410382B2 (ja) * 2010-07-30 2014-02-05 新興プランテック株式会社 オーステナイト系ステンレス鋼の溶接施工方法

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