JPS6123596A - 低温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接法 - Google Patents
低温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接法Info
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- JPS6123596A JPS6123596A JP14219984A JP14219984A JPS6123596A JP S6123596 A JPS6123596 A JP S6123596A JP 14219984 A JP14219984 A JP 14219984A JP 14219984 A JP14219984 A JP 14219984A JP S6123596 A JPS6123596 A JP S6123596A
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- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、5.5 Ni鋼;9N1鋼等の低温用Ni合
金鋼の溶接に用いるサブマージアーク溶接法の改良に係
り、更に詳しくは、特定成分のワイヤ、フラックスを組
み合わせる事により優れた°耐割れ性溶接金属を生成す
るサブマージアーク溶接法に関するものである。
金鋼の溶接に用いるサブマージアーク溶接法の改良に係
り、更に詳しくは、特定成分のワイヤ、フラックスを組
み合わせる事により優れた°耐割れ性溶接金属を生成す
るサブマージアーク溶接法に関するものである。
近年、LNGが一般的なエネルギー源として活用される
に至り、LNGタンクが各所で建設され、このため、9
NI鋼等のサラマージアーク溶接が頻繁に行なわれて、
その重要性が増大している。
に至り、LNGタンクが各所で建設され、このため、9
NI鋼等のサラマージアーク溶接が頻繁に行なわれて、
その重要性が増大している。
従来、低温用歯合金鋼のサブマージアーク溶接法におい
ては、低温靭性および強度の観点から、Ni−Mo −
W、 Ni −Cr −FeあるいはNi −Mo −
Cr系高Ni合金ワイヤと、金属弗化物、CaOlMg
O、5in2等を主成分とし、これにSi、At等の脱
酸剤を添加した焼成形フラックスの組み合わせが用いら
れている。
ては、低温靭性および強度の観点から、Ni−Mo −
W、 Ni −Cr −FeあるいはNi −Mo −
Cr系高Ni合金ワイヤと、金属弗化物、CaOlMg
O、5in2等を主成分とし、これにSi、At等の脱
酸剤を添加した焼成形フラックスの組み合わせが用いら
れている。
例えば、特公昭47−8123号公報には10〜50
wt、 %の合金を含有するNi基ワイヤと組み合わせ
るフラックスとして、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ム、螢石、ジルコン砂、クイ砂、Fe−8iおよび合金
剤からなるQNi鋼用0サブマージアーク溶接用フラッ
クス、特公昭56−53474号公報にはMgO、Al
2O.、CaC0sおよび脱酸剤を含有する横向溶接用
焼成形フラックス、特公昭56−53475号公報には
、5IO2、CaO% MgO% Al2Osおよび金
属弗化物を含有し、TlO2を5 wt、 q6以下と
し、かつ、脱酸剤をl Q wt、%以下含有する潜弧
溶接用フラックス、特開昭55−22407号公報には
多量の金属弗化物と脱酸剤として、特定量のAtもしく
はAA + S iを添加した、焼成形フラックス、特
開昭58−110192号公報には多量の金属弗化物と
Atおよび希土類元素を添加した低温用サブマージアー
ク溶接用フラックス、特開昭58−61993号公報に
は特定量のNi、Mo、Atを含有するワイヤが、又、
特公昭59−6756号公報には特定量のCaCo s
、Ca F 2、MgO% 8102、Atを含有する
フラックスと特定量のNi 、 At、 Moを含有す
るワイヤを組み合わせて行なうサブマージアーク溶接法
が開示されている。
wt、 %の合金を含有するNi基ワイヤと組み合わせ
るフラックスとして、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ム、螢石、ジルコン砂、クイ砂、Fe−8iおよび合金
剤からなるQNi鋼用0サブマージアーク溶接用フラッ
クス、特公昭56−53474号公報にはMgO、Al
2O.、CaC0sおよび脱酸剤を含有する横向溶接用
焼成形フラックス、特公昭56−53475号公報には
、5IO2、CaO% MgO% Al2Osおよび金
属弗化物を含有し、TlO2を5 wt、 q6以下と
し、かつ、脱酸剤をl Q wt、%以下含有する潜弧
溶接用フラックス、特開昭55−22407号公報には
多量の金属弗化物と脱酸剤として、特定量のAtもしく
はAA + S iを添加した、焼成形フラックス、特
開昭58−110192号公報には多量の金属弗化物と
Atおよび希土類元素を添加した低温用サブマージアー
ク溶接用フラックス、特開昭58−61993号公報に
は特定量のNi、Mo、Atを含有するワイヤが、又、
特公昭59−6756号公報には特定量のCaCo s
、Ca F 2、MgO% 8102、Atを含有する
フラックスと特定量のNi 、 At、 Moを含有す
るワイヤを組み合わせて行なうサブマージアーク溶接法
が開示されている。
ところが、以上のような溶接材料あるいは溶接法におい
ては、低温靭性、引張強さ等の基本特性についてはよく
検討されているが高N i −Mo系溶接金属において
粒界に発生しやすいミクロ割れ防止という観点からは充
分に検討されたものではなく、満足出来るものではない
。即ち、高Ni−Mo系ワイヤを用いた溶接においては
、オーステナイト単一組織の溶接金属が生成されるが、
この場合(1)フラックス中に脱酸剤として添加される
SiXあるhはスラグ剤の5in2から還元されたSl
が濃縮し、MOおよびNiとの間に低融点共晶物を生成
しやすい事、(2)溶接金属中の酸素が粒界に酸化物を
形成し、粒界脆化を起す事、の2点によシ、後続ノ々ス
によシ熱影響および熱歪を受けた溶接金属内にミクロ割
れが発生しやすい問題がある。このようなミクロ割れを
防止するには8102およびSi等の有害成分のフラッ
クスあるbはワイヤへの添加量を極力制限する事および
耐割れ性を向上する成分を積極的に添加する事を併せて
行なう事が極めて重要であるが、このような観点からは
従来の溶接材料はいずれも満足し得るものではない。
ては、低温靭性、引張強さ等の基本特性についてはよく
検討されているが高N i −Mo系溶接金属において
粒界に発生しやすいミクロ割れ防止という観点からは充
分に検討されたものではなく、満足出来るものではない
。即ち、高Ni−Mo系ワイヤを用いた溶接においては
、オーステナイト単一組織の溶接金属が生成されるが、
この場合(1)フラックス中に脱酸剤として添加される
SiXあるhはスラグ剤の5in2から還元されたSl
が濃縮し、MOおよびNiとの間に低融点共晶物を生成
しやすい事、(2)溶接金属中の酸素が粒界に酸化物を
形成し、粒界脆化を起す事、の2点によシ、後続ノ々ス
によシ熱影響および熱歪を受けた溶接金属内にミクロ割
れが発生しやすい問題がある。このようなミクロ割れを
防止するには8102およびSi等の有害成分のフラッ
クスあるbはワイヤへの添加量を極力制限する事および
耐割れ性を向上する成分を積極的に添加する事を併せて
行なう事が極めて重要であるが、このような観点からは
従来の溶接材料はいずれも満足し得るものではない。
又、従来より高Ni合金ワイヤによる溶接部においては
特に初層溶接金属の中央部に凝固割れが発生し易い事が
知られており、これは特にC・を多量 )に含有する
ワイヤの場合に発生するものでオシ、この点からも充分
な対策が望まれるものである。
特に初層溶接金属の中央部に凝固割れが発生し易い事が
知られており、これは特にC・を多量 )に含有する
ワイヤの場合に発生するものでオシ、この点からも充分
な対策が望まれるものである。
本発明は高Nj−Mo系合金ワイヤを用いたオーステナ
イト単一組織溶接金属の粒界に発生しやすいミクロ割れ
および初層溶接金属の凝固割れを完全に防止すると共に
、優れたビード外観およびX1iA性能を得る事の出来
るNi合金鋼のサブマージアーク溶接の提供を目的とす
るものである。
イト単一組織溶接金属の粒界に発生しやすいミクロ割れ
および初層溶接金属の凝固割れを完全に防止すると共に
、優れたビード外観およびX1iA性能を得る事の出来
るNi合金鋼のサブマージアーク溶接の提供を目的とす
るものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明に用いるワイヤはNi;60〜88wt、
%、MO;10〜38 wt−% 1At; 0.10
〜2.0wt.%を含有し、かつ、Si : 0.15
wt、%以下、Cr;5、 0wt.%以下に限定す
るものであるが、NlおよびMoは低温用鋼ワイヤとし
て低温靭性および強度の基本特性を具備するために必須
な成分であシ、又、At、 Si −、Crについては
本発明の目的とするミクロ割れおよび凝固割れ防止に極
めて重要な要件となるものである。
%、MO;10〜38 wt−% 1At; 0.10
〜2.0wt.%を含有し、かつ、Si : 0.15
wt、%以下、Cr;5、 0wt.%以下に限定す
るものであるが、NlおよびMoは低温用鋼ワイヤとし
て低温靭性および強度の基本特性を具備するために必須
な成分であシ、又、At、 Si −、Crについては
本発明の目的とするミクロ割れおよび凝固割れ防止に極
めて重要な要件となるものである。
これらワイヤに添加する成分について以下に順次説明す
る。
る。
Ni;Nf は低温用鋼溶接金属の低温靭性を確保する
ために必須で1)本発明法による溶接金属の基本成分で
ある。LNGタンクの継手溶接金属に対しては、通常−
196℃において3.5kgf、m以上の衝撃値が要求
されるが、これを充分に満足するにはワイヤ中のN1が
、60vt、%以上である事が必要である。一方、溶接
金属の強度の確保という点からはN1以外にNo、 W
、 Cr等の強化元素を添加する事が必要である。従っ
て、このような他の元素の添加を考慮するとワイヤ中の
Niは88 wt、%以下である事が必要である。結局
、本発明におけるワイヤ中のN1含有量は60〜88
wt、%である事が必要である。
ために必須で1)本発明法による溶接金属の基本成分で
ある。LNGタンクの継手溶接金属に対しては、通常−
196℃において3.5kgf、m以上の衝撃値が要求
されるが、これを充分に満足するにはワイヤ中のN1が
、60vt、%以上である事が必要である。一方、溶接
金属の強度の確保という点からはN1以外にNo、 W
、 Cr等の強化元素を添加する事が必要である。従っ
て、このような他の元素の添加を考慮するとワイヤ中の
Niは88 wt、%以下である事が必要である。結局
、本発明におけるワイヤ中のN1含有量は60〜88
wt、%である事が必要である。
Mo : Moは溶接金属の強度を確保するために添加
するものであるが、Cr等の強化元素と比較して、初層
溶接金属に発生しやすい凝固割れ感受性を低下する効果
を有し、極めて有用な成分である。ワイヤ中のMoが1
0 wt、%未満では上記効果が認められず、又38
wt、 %を超えると溶接金属中の低温靭性が劣化する
ので好ましくない。
するものであるが、Cr等の強化元素と比較して、初層
溶接金属に発生しやすい凝固割れ感受性を低下する効果
を有し、極めて有用な成分である。ワイヤ中のMoが1
0 wt、%未満では上記効果が認められず、又38
wt、 %を超えると溶接金属中の低温靭性が劣化する
ので好ましくない。
htおよびsl;htは優れた脱酸作用を呈する元素で
あシ、多量の添加によシ溶接金属中の酸素を著しく低減
し、粒界のミクロ割れ防止に極めて有効である。即ち、
At添加による脱酸効果はフラックスへのCaF2、C
aOおよびMgO等の塩基性成分添加との組み合わせに
よシ通常の溶接金属酸素量200〜−100ppmを4
0〜70 ppm迄低減する効果がある。さらにAtに
は脱酸作用ばかりでなく、それ自体が優れた粒界強化作
用を有しミクロ割れ防止に極めて有効に作用する事を見
出した。
あシ、多量の添加によシ溶接金属中の酸素を著しく低減
し、粒界のミクロ割れ防止に極めて有効である。即ち、
At添加による脱酸効果はフラックスへのCaF2、C
aOおよびMgO等の塩基性成分添加との組み合わせに
よシ通常の溶接金属酸素量200〜−100ppmを4
0〜70 ppm迄低減する効果がある。さらにAtに
は脱酸作用ばかりでなく、それ自体が優れた粒界強化作
用を有しミクロ割れ防止に極めて有効に作用する事を見
出した。
一方siも優れた脱酸剤であシ溶接金属中の酸素量低減
には有効であるが、Slの場合は溶接金属の粒界に偏析
し、酸化物を形成して粒界脆化を惹起すると共にNf
−MO−8i系低融点共品物を生成し、溶接金属が後続
パスによシ加熱された場合、粒界に液化反応を起しミク
ロ割れを発生せしめる原因となる。従って、SiはOと
共にミクロ割れに対し極めて有害であり極力低減する必
要がある。即ち、粒界のミクロ割れを防止するには溶接
金属中のSlを極力低減し、かつ、Atを積極的に添加
する事が有効である。第1図はミクロ割れ発生数に及ぼ
す溶接金属中のAtおよびSi含有量の影響を示すもの
であり、ミクロ割れはSlの増加に伴い発生し、又、A
tの増加によシ防止し得る事が判る。なお、第゛1図に
おける溶接およびミクロ割れテストの要領は溶接材料以
外は後述の実施例と同様であわ、溶接姿勢は横向で実施
した。
には有効であるが、Slの場合は溶接金属の粒界に偏析
し、酸化物を形成して粒界脆化を惹起すると共にNf
−MO−8i系低融点共品物を生成し、溶接金属が後続
パスによシ加熱された場合、粒界に液化反応を起しミク
ロ割れを発生せしめる原因となる。従って、SiはOと
共にミクロ割れに対し極めて有害であり極力低減する必
要がある。即ち、粒界のミクロ割れを防止するには溶接
金属中のSlを極力低減し、かつ、Atを積極的に添加
する事が有効である。第1図はミクロ割れ発生数に及ぼ
す溶接金属中のAtおよびSi含有量の影響を示すもの
であり、ミクロ割れはSlの増加に伴い発生し、又、A
tの増加によシ防止し得る事が判る。なお、第゛1図に
おける溶接およびミクロ割れテストの要領は溶接材料以
外は後述の実施例と同様であわ、溶接姿勢は横向で実施
した。
ところで、溶接金属中のSiは、ワイヤおよびフラック
ス中のSiならびにフラックス中のSiO,、の還元(
SiO2→Si+20)によシ添加されるものであるが
、このうちフラックス中の81以外は皆無にする事は難
しい。即ち、ワイヤにおいては溶解過程において、原料
および炉材から侵入するものであシ、又鍛造性の向上等
の観点から止むを得ず若干のSiを添加する事もある。
ス中のSiならびにフラックス中のSiO,、の還元(
SiO2→Si+20)によシ添加されるものであるが
、このうちフラックス中の81以外は皆無にする事は難
しい。即ち、ワイヤにおいては溶解過程において、原料
および炉材から侵入するものであシ、又鍛造性の向上等
の観点から止むを得ず若干のSiを添加する事もある。
又フラックス中のS iO2においても同様で、原料中
の不純物としてのSin、、、焼成7ラツクスとして原
料を造粒する場合に用いる水ガラへ中の810゜あるい
はビード外観等の改善 jのためにスラグ生成剤
として止むを得ず添加する5i02等である。Atおよ
びSSのミクロ割れに及ぼす影響は以上のようであるが
、結論としては、前述の如く第1図に示した如く溶接金
属中にAtを0.2wt、%以上添加する事によシ溶接
金属中のSlが0.6wt、%程度迄割れが発生せず許
容される事を明らかにした。即ち、本発明法においては
、ミクロ割れ防止対策として上記範囲部ち81 り0.
6 wt0%、At量0.20’wt、%の溶接金属を
生成しようとするものである。
の不純物としてのSin、、、焼成7ラツクスとして原
料を造粒する場合に用いる水ガラへ中の810゜あるい
はビード外観等の改善 jのためにスラグ生成剤
として止むを得ず添加する5i02等である。Atおよ
びSSのミクロ割れに及ぼす影響は以上のようであるが
、結論としては、前述の如く第1図に示した如く溶接金
属中にAtを0.2wt、%以上添加する事によシ溶接
金属中のSlが0.6wt、%程度迄割れが発生せず許
容される事を明らかにした。即ち、本発明法においては
、ミクロ割れ防止対策として上記範囲部ち81 り0.
6 wt0%、At量0.20’wt、%の溶接金属を
生成しようとするものである。
そこで、以上のような溶接金属の生成のだめのワイヤの
Atの添加量は検討の結果、0.10〜2.0wj、%
が必要であるが事が判明した。溶接金属へのAtの添加
はワイヤは徴)シでなくフラックスからも添加する事が
可能であり極めて重要な手段であるがワイヤにAtを添
加せずフラックス中に金属粉として添加するのみでは、
溶接金属中のAt量が溶接条件の変動を受けやすい事、
又、フラックスの繰返し使用により、Atが酸化変質す
る事などにより溶接金属中のAt量が不安定であシ、一
定量のAtをワイヤ中に添加し、溶接金属へのklの安
定添加を行なう事がミクロ割れ防止の観点から必須であ
る。ワイヤ中のAt含有量が0.10 wt、%未満で
は溶接金属中のAtを安定して0.2 wt、%以上に
する事が難しい。又、ワイヤ中のAt含有量が2.0w
t.%を超えると熱間鍛造性が劣化し、ワイヤの製造が
困難となる。従ってワイヤ中のAt含有量は0.10〜
2、 0wt.%である事が必要である。
Atの添加量は検討の結果、0.10〜2.0wj、%
が必要であるが事が判明した。溶接金属へのAtの添加
はワイヤは徴)シでなくフラックスからも添加する事が
可能であり極めて重要な手段であるがワイヤにAtを添
加せずフラックス中に金属粉として添加するのみでは、
溶接金属中のAt量が溶接条件の変動を受けやすい事、
又、フラックスの繰返し使用により、Atが酸化変質す
る事などにより溶接金属中のAt量が不安定であシ、一
定量のAtをワイヤ中に添加し、溶接金属へのklの安
定添加を行なう事がミクロ割れ防止の観点から必須であ
る。ワイヤ中のAt含有量が0.10 wt、%未満で
は溶接金属中のAtを安定して0.2 wt、%以上に
する事が難しい。又、ワイヤ中のAt含有量が2.0w
t.%を超えると熱間鍛造性が劣化し、ワイヤの製造が
困難となる。従ってワイヤ中のAt含有量は0.10〜
2、 0wt.%である事が必要である。
一方、ワイヤ中のSi含有量であるが、溶接金属中のS
iを0.60 wt、 %以下迄低減するためには、0
、 l 5 wt、%以下とする事が必要である。即ち
、溶接金属中の81はフラックス中のSiおよび5io
2がらも移行する。本発明においては後述の如くフラッ
クス中にはsiを実質的に添加せず、又5io2に関し
てはフラックス全体に対し8 wt、%以下に制限する
ものである。この5io2にょシ溶接金属中のslは0
.45wt、%程′度迄成夛得るものであル、又ワイヤ
中の別の60〜80チは溶接金属中に移行する。
iを0.60 wt、 %以下迄低減するためには、0
、 l 5 wt、%以下とする事が必要である。即ち
、溶接金属中の81はフラックス中のSiおよび5io
2がらも移行する。本発明においては後述の如くフラッ
クス中にはsiを実質的に添加せず、又5io2に関し
てはフラックス全体に対し8 wt、%以下に制限する
ものである。この5io2にょシ溶接金属中のslは0
.45wt、%程′度迄成夛得るものであル、又ワイヤ
中の別の60〜80チは溶接金属中に移行する。
従って、ワイヤ中の81含有量は0.15 wte %
以下に制限する事が必要である。
以下に制限する事が必要である。
Cr;l::rは通常この種の溶接金属においては、強
度の増加のためMoと共に多量に添加されるが、一方、
Crは前述のミクロ割れとは異なるタイプの割れ、即ち
、初層溶接金属の中央部に凝固割れを起しやすいもので
あシ、その上検討の結果によればAtとの共存において
耐割れ性がさらに劣化する事が判明し、Atと積極的に
添加する本発明法においてはワイヤ中のCrを制限する
事が極めて重要である。又、Crは前述からのミクロ割
れに対しても悪影響を有し、若干のミクロ割れの発生も
有シ得る事が判明した。以上のような割れ防止の観点か
ら本発明法ではワイヤ中のCr含有量は5. 0wt.
%以下に限定する事が必要である。
度の増加のためMoと共に多量に添加されるが、一方、
Crは前述のミクロ割れとは異なるタイプの割れ、即ち
、初層溶接金属の中央部に凝固割れを起しやすいもので
あシ、その上検討の結果によればAtとの共存において
耐割れ性がさらに劣化する事が判明し、Atと積極的に
添加する本発明法においてはワイヤ中のCrを制限する
事が極めて重要である。又、Crは前述からのミクロ割
れに対しても悪影響を有し、若干のミクロ割れの発生も
有シ得る事が判明した。以上のような割れ防止の観点か
ら本発明法ではワイヤ中のCr含有量は5. 0wt.
%以下に限定する事が必要である。
以上が、本発明で特に定めるワイヤ成分および含有量で
あるが、p、s等の不可避不純物は勿論の事、使用目的
によって他の成分を含む事も本発明に含まれる。例えば
、溶接金属の強度を高めるためにCp W + Co
i Mn等の添加が効果があるがCは0.04 wt、
%、Wは10 wt、%、COはl Q wt。
あるが、p、s等の不可避不純物は勿論の事、使用目的
によって他の成分を含む事も本発明に含まれる。例えば
、溶接金属の強度を高めるためにCp W + Co
i Mn等の添加が効果があるがCは0.04 wt、
%、Wは10 wt、%、COはl Q wt。
チを超えると低温靭性が低下し、・特にCは靭性におい
てばかりでなく、耐割れ性を損なうものであh 0.0
4 wt、%以下が好ましい。Mnは5wt、%を超え
ると溶接金属の靭性が劣化する。
てばかりでなく、耐割れ性を損なうものであh 0.0
4 wt、%以下が好ましい。Mnは5wt、%を超え
ると溶接金属の靭性が劣化する。
上記合金元素の他に、N1を節約する意味でFeも添加
する事も出来るが、20wt、%を超えると強度および
靭性が低下するので好ましくない。従って、各々の上限
がc ; 0.04 wt、%、w;10wt−%、C
o 910 wL ’l’、Mn : 5 wt+ 4
、Fe;20wt、%であれば、これらを1種又は2種
以上含んでも本発明の特性を損なうものではない。
する事も出来るが、20wt、%を超えると強度および
靭性が低下するので好ましくない。従って、各々の上限
がc ; 0.04 wt、%、w;10wt−%、C
o 910 wL ’l’、Mn : 5 wt+ 4
、Fe;20wt、%であれば、これらを1種又は2種
以上含んでも本発明の特性を損なうものではない。
さらに、脱酸能力を高めるために、TI、Mg、Ca、
V、 Zr、 Y−、Hf、 REM等の添加が効果
があるが、Mgは0.05 wt、%、Caは0.05
wt、%、■は0、2 wt、%、Zrは0.2 w
t、 %、Yは0.1 wt、% 、Hfは0、1 v
t、%、REMはQ、 l wt、 %を超えると溶接
時の凝固割れ感受性およびミクロ割れ感受性が劣化し、
T1は0.5 wt8%を超えると耐割れ性ばかシでな
くスラグのこびシつきも生じやすい。従って、各々の上
限が、Ti : 0.5 vt、チ、Mg ; 0.0
5 wt、 %、Ca; 0.05 Wt、 %、V
: 0.2 wt1%、Zr ; 0.2 wt、、
l・チ、Y : 0.1 vt、%、Hf :
0.1 wt、%、RIM ; 0.1wt、%であれ
ばこれらを1種又は2種以上含んでも本発明の特性を損
なうものではない。
V、 Zr、 Y−、Hf、 REM等の添加が効果
があるが、Mgは0.05 wt、%、Caは0.05
wt、%、■は0、2 wt、%、Zrは0.2 w
t、 %、Yは0.1 wt、% 、Hfは0、1 v
t、%、REMはQ、 l wt、 %を超えると溶接
時の凝固割れ感受性およびミクロ割れ感受性が劣化し、
T1は0.5 wt8%を超えると耐割れ性ばかシでな
くスラグのこびシつきも生じやすい。従って、各々の上
限が、Ti : 0.5 vt、チ、Mg ; 0.0
5 wt、 %、Ca; 0.05 Wt、 %、V
: 0.2 wt1%、Zr ; 0.2 wt、、
l・チ、Y : 0.1 vt、%、Hf :
0.1 wt、%、RIM ; 0.1wt、%であれ
ばこれらを1種又は2種以上含んでも本発明の特性を損
なうものではない。
本発明におけるワイヤは以上述べた如く、NトMo系合
金においてAtを適量添加し、SlおよびCrの含有量
を限定することで溶接金属の粒界に発生するミクロ割れ
および凝固割れ防止を行なうものである。
金においてAtを適量添加し、SlおよびCrの含有量
を限定することで溶接金属の粒界に発生するミクロ割れ
および凝固割れ防止を行なうものである。
ところで、本発明に用いるフラックスは上記ワイヤと組
み合わせてミクロ割れ防止を確実にし、かつ、すぐれた
ビード外観が得られるものであシ、そのために、Ca
F 2、CaO及び/又はMgoN kt20s、5i
n2、AtおよびSiの含有量について特定する事が必
要である。
み合わせてミクロ割れ防止を確実にし、かつ、すぐれた
ビード外観が得られるものであシ、そのために、Ca
F 2、CaO及び/又はMgoN kt20s、5i
n2、AtおよびSiの含有量について特定する事が必
要である。
以下に各成分の添加理由について述べる。
Cl1F2 ; CaF2はスラグの塩基度を上げ、溶
接金属の酸素量を著しく低減するもので、本発明の如く
低酸素溶接金属を生成し、ミクロ割れを防止するための
フラックス成分とし−Cは不可欠のものである。さらに
、本発明の目的とするN1合金鋼の溶接は比較的小人熱
で溶接が行なわれるが、このような溶接の場合には、フ
ラックスの溶融点を低く設計する事が必要で、このため
には融点の低いCa F 2を主成分とする事が極めて
有効で、これによシ優れたビード外観を得る事が判明し
た。Ca F 2のフラックス全体に対する添加量が3
0 wt、 4未満ではその効果がなく、又、70wt
、%を超えるとスラグの流動性が過大となシ凝固波が不
安定でかえってビード外観が劣化する。
接金属の酸素量を著しく低減するもので、本発明の如く
低酸素溶接金属を生成し、ミクロ割れを防止するための
フラックス成分とし−Cは不可欠のものである。さらに
、本発明の目的とするN1合金鋼の溶接は比較的小人熱
で溶接が行なわれるが、このような溶接の場合には、フ
ラックスの溶融点を低く設計する事が必要で、このため
には融点の低いCa F 2を主成分とする事が極めて
有効で、これによシ優れたビード外観を得る事が判明し
た。Ca F 2のフラックス全体に対する添加量が3
0 wt、 4未満ではその効果がなく、又、70wt
、%を超えるとスラグの流動性が過大となシ凝固波が不
安定でかえってビード外観が劣化する。
CaO及び/又はMgO; CaOおよびMgOはいず
れも強塩基性成分でC* F 2と共に溶接金属の酸素
量の低減に有効である。さらに、CaO、MgOは耐火
性の大きい成分であシ、溶融点の低いCa F 2を多
量に含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビード外
観を整えるのに有効である。このような効果はCaO及
び/又はMgOが8vt、4未満では得られず、又30
wt、 %を超えるとフラックスが溶は難くビード表
面が平滑さを失い、又、アンダーカット等の欠゛陥も発
生しやすくなる。
れも強塩基性成分でC* F 2と共に溶接金属の酸素
量の低減に有効である。さらに、CaO、MgOは耐火
性の大きい成分であシ、溶融点の低いCa F 2を多
量に含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビード外
観を整えるのに有効である。このような効果はCaO及
び/又はMgOが8vt、4未満では得られず、又30
wt、 %を超えるとフラックスが溶は難くビード表
面が平滑さを失い、又、アンダーカット等の欠゛陥も発
生しやすくなる。
Al2O3;Al2O3も又溶融点が高く溶融スラグの
流動性を調整し、ビード外観を整えるのに有効である。
流動性を調整し、ビード外観を整えるのに有効である。
このよう々Al2O.の効果は、本発明法を横向多層溶
接に用いる時に重要でアシ、フラックスの基本成分がC
aF2− CaO−MgO系のみではビード同志の重な
シ部がスムースでなく凹凸が生じるが、Al2O5の添
加によりビード同志のなじみが良好となシスムースな多
層盛ビード面が得られる。
接に用いる時に重要でアシ、フラックスの基本成分がC
aF2− CaO−MgO系のみではビード同志の重な
シ部がスムースでなく凹凸が生じるが、Al2O5の添
加によりビード同志のなじみが良好となシスムースな多
層盛ビード面が得られる。
Al2O3のこのよう□な効果はフラックス全体に対し
て5wt、%未満では得られず、又35 wt、%を超
えるとスラグが溶接金属中に巻き込まれやすくなシ、X
線性能が劣化するので好ましくない。
て5wt、%未満では得られず、又35 wt、%を超
えるとスラグが溶接金属中に巻き込まれやすくなシ、X
線性能が劣化するので好ましくない。
8302; 5in2はスラグの粘性を調整し、ビルド
外観を改善するのに極めて有効であるが、一方、510
2はアーク雰囲気中で還元され、溶接金属中の81およ
び酸素を増大せしめミクロ割れを発生せしめる。従って
、ワイヤからのSiの移行も考えると本発明におけるフ
ラックスにおいては、フラックス全体に対し、8.0w
t.%以下に限定する事が必要である。焼成形フジ、ク
スにおいては、造粒時に固着剤として水がラスを用いる
が、この中には多量の8i024E含有されておシ、通
常のスラックスにおいては3〜4 wt、 %の810
2が混入する。従って、本発明のフラックスにおいては
、粉末原料として添加し得る8102分は、4− Ow
t、To以下である。
外観を改善するのに極めて有効であるが、一方、510
2はアーク雰囲気中で還元され、溶接金属中の81およ
び酸素を増大せしめミクロ割れを発生せしめる。従って
、ワイヤからのSiの移行も考えると本発明におけるフ
ラックスにおいては、フラックス全体に対し、8.0w
t.%以下に限定する事が必要である。焼成形フジ、ク
スにおいては、造粒時に固着剤として水がラスを用いる
が、この中には多量の8i024E含有されておシ、通
常のスラックスにおいては3〜4 wt、 %の810
2が混入する。従って、本発明のフラックスにおいては
、粉末原料として添加し得る8102分は、4− Ow
t、To以下である。
Sl;本発明はミクロ割れ防止の観点から、溶接金属中
のSiを可及的に少くするものであり、脱酸剤としての
81は実質的に用いない。脱酸剤の機能は殆んど、At
によって達成する。
のSiを可及的に少くするものであり、脱酸剤としての
81は実質的に用いない。脱酸剤の機能は殆んど、At
によって達成する。
ht ; Atは前述の如く、ミクロ割れ防止の観点か
ら必須成分であシ、ワイヤからと共に7ラツクスからも
添加する事によシ溶接金属中のkt含有量を安定化する
ものである。又、フラックスからのktの添加は、ブロ
ーホール、ポックマーク等のガス欠陥を防止するのに重
要であシ、このような効果はワイヤからの添加のみでは
得られ難い。フラ、クスへのAtの添加量は組み合わせ
るワイヤのkA含有量との関係で選択し得るが、フラッ
クス全体に対し、0.5〜7 wt、チが良好で、Q、
5 wt、チ未満では溶接金属中にガス欠陥が発生し
易く、又、7 ′)wt、%を超えると、ビー
ド外観が損なわれ好ましくない。
ら必須成分であシ、ワイヤからと共に7ラツクスからも
添加する事によシ溶接金属中のkt含有量を安定化する
ものである。又、フラックスからのktの添加は、ブロ
ーホール、ポックマーク等のガス欠陥を防止するのに重
要であシ、このような効果はワイヤからの添加のみでは
得られ難い。フラ、クスへのAtの添加量は組み合わせ
るワイヤのkA含有量との関係で選択し得るが、フラッ
クス全体に対し、0.5〜7 wt、チが良好で、Q、
5 wt、チ未満では溶接金属中にガス欠陥が発生し
易く、又、7 ′)wt、%を超えると、ビー
ド外観が損なわれ好ましくない。
以上、本発明におけるフラックスの必須成分について説
明したが、これら成分の添加原料は単独物質と共に上記
成分を含有する化合物、鍼石あるいは溶融形スラックス
で添加する事が出来る・即ち、用いる原料としては以下
のようである。
明したが、これら成分の添加原料は単独物質と共に上記
成分を含有する化合物、鍼石あるいは溶融形スラックス
で添加する事が出来る・即ち、用いる原料としては以下
のようである。
C!LF2 ;螢石、溶融形フラックス等、CaO;炭
酸石灰、珪灰石、溶融形フラックス等、MgO:マグネ
シアクリンカー、スピネル、溶融形フラックス等、Al
2O5:アルミナ、シャモット、スピネル、溶融形フラ
ックス等。At;金属At、F・−At等、であるO なお、本発明におけるスラックスにおいては、上記必須
成分と共に、co2相当量が0.5〜4.0wt4の範
囲でC!LCO3e BaCO5等の炭酸塩鉱物を添加
すると、これらは、アーク空胴中の水素分圧を減少させ
、水素に起因する微小ブローホールの防止に有効である
。
酸石灰、珪灰石、溶融形フラックス等、MgO:マグネ
シアクリンカー、スピネル、溶融形フラックス等、Al
2O5:アルミナ、シャモット、スピネル、溶融形フラ
ックス等。At;金属At、F・−At等、であるO なお、本発明におけるスラックスにおいては、上記必須
成分と共に、co2相当量が0.5〜4.0wt4の範
囲でC!LCO3e BaCO5等の炭酸塩鉱物を添加
すると、これらは、アーク空胴中の水素分圧を減少させ
、水素に起因する微小ブローホールの防止に有効である
。
その他のフラックス成分としては、通常の溶接用原料と
して用いられるBaFz # MgF2 e NaF等
の金属弗化物、MnO# zro2等の金属酸化物等を
用いる事が出来る。
して用いられるBaFz # MgF2 e NaF等
の金属弗化物、MnO# zro2等の金属酸化物等を
用いる事が出来る。
まず、第1表に示す組成の合金を真空溶解炉にて作製し
、鍛造、圧延および線引きを行なって2.4簡φ又は3
.2 warφのワイヤを作製した。但し、W−13に
ついてはワイヤの製造過程において鍛造中に割れが発生
し、ワイヤに仕上げる事が出来なかった。
、鍛造、圧延および線引きを行なって2.4簡φ又は3
.2 warφのワイヤを作製した。但し、W−13に
ついてはワイヤの製造過程において鍛造中に割れが発生
し、ワイヤに仕上げる事が出来なかった。
第1表に示したワイヤうち、W−1〜w−7は本発明に
用いるワイヤ、W−8〜W−15は本発明法の効果を明
確にするだめの比較例に用いたワイヤである。
用いるワイヤ、W−8〜W−15は本発明法の効果を明
確にするだめの比較例に用いたワイヤである。
次に第2表に示す組成のサブマージアーク溶接用フラッ
クスを作製した。この場合、原料として、通常の溶接フ
ラックス原料として用いられる鉱石粉、合成物あるいは
金属粉の他に溶融形フシックス粉およびアルミナセメン
ト粉を用いた。
クスを作製した。この場合、原料として、通常の溶接フ
ラックス原料として用いられる鉱石粉、合成物あるいは
金属粉の他に溶融形フシックス粉およびアルミナセメン
ト粉を用いた。
フラックスはいずれも固着剤として水ガラスを用いて造
粒し、500℃X 1 hr、の条件で焼成した焼成形
フラックスである。なお、第2表のフラックスのうちF
−1〜F−5は本発明法に用いたフラックス、F−6〜
F−10は比較例に用いたものである。
粒し、500℃X 1 hr、の条件で焼成した焼成形
フラックスである。なお、第2表のフラックスのうちF
−1〜F−5は本発明法に用いたフラックス、F−6〜
F−10は比較例に用いたものである。
以上のようなワイヤおよびフラックスを用い、第3表に
示す鋼板および第4表および第2図、第3図に示す溶接
条件によ919種のサブマージアーク溶接を実施した。
示す鋼板および第4表および第2図、第3図に示す溶接
条件によ919種のサブマージアーク溶接を実施した。
溶接長は2mでちる。
第5表に実施した溶接におけるフラックス、ワイヤ、鋼
板および溶接条件の組み合わせおよび溶接部の確性試験
結果を示す。
板および溶接条件の組み合わせおよび溶接部の確性試験
結果を示す。
溶接部の確性は、まずビード外観を観察した後、第3図
に示すように余盛りビードを板面(第3図1+d2 +
d3td4 )まで研削しX線透過試験(JIS Z
3104による。)を行ない、次に板面およびさらに2
mm削った面(第3図t1 + t2 r tg rt
4 )につき浸透探傷試験を行ない、ミクロ割れの有
無を調査した。第5表には溶接部の表裏の割れ発生数の
合計を1mmクシ発生数で示した。その後、残った溶接
金属より引張試験片gl(JIS Z3111A2号)
オヨび衝撃試験片fl(JIS Z22024号)を採
取しそれぞれの試験を行なった。
に示すように余盛りビードを板面(第3図1+d2 +
d3td4 )まで研削しX線透過試験(JIS Z
3104による。)を行ない、次に板面およびさらに2
mm削った面(第3図t1 + t2 r tg rt
4 )につき浸透探傷試験を行ない、ミクロ割れの有
無を調査した。第5表には溶接部の表裏の割れ発生数の
合計を1mmクシ発生数で示した。その後、残った溶接
金属より引張試験片gl(JIS Z3111A2号)
オヨび衝撃試験片fl(JIS Z22024号)を採
取しそれぞれの試験を行なった。
衝撃試験はLNGタンク溶接部(9%Ni鋼の継手部)
に要求される一196℃で行なった。
に要求される一196℃で行なった。
以上の溶接部の確性結果を第5表右欄に示す。
実施例のうち、扁1〜A7は本発明の効果によシ優れた
溶接部を得る事が出来たが、A8〜A 19は第5表に
その個々の理由について示した如く、ワイヤ中のNi、
Mo、At、およびCr含有量の不適正さらに、フラ
ックス中のCa F 2、CaO+MgO。
溶接部を得る事が出来たが、A8〜A 19は第5表に
その個々の理由について示した如く、ワイヤ中のNi、
Mo、At、およびCr含有量の不適正さらに、フラ
ックス中のCa F 2、CaO+MgO。
5102、Al2O3およびAt含有量の不適正、フラ
ックスへのSiの添加によシビード外観不良、ミクロ割
れあるいは凝固割れの発生、機械的性質不満足あるいは
X線判定結果不良の問題が発生した。
ックスへのSiの添加によシビード外観不良、ミクロ割
れあるいは凝固割れの発生、機械的性質不満足あるいは
X線判定結果不良の問題が発生した。
以上、述べた如く本発明は5.5 Ni鋼、QNi鋼等
の低温用歯合金鋼のサブマージアーク溶接においてミク
ロ割れおよび凝固割れが発生せず、かつ、優に れた機械的性質の溶接部が得られると共に、ビー 1
ド外観およびX線性能も充分満足し得る溶接法を提供す
るものである。
の低温用歯合金鋼のサブマージアーク溶接においてミク
ロ割れおよび凝固割れが発生せず、かつ、優に れた機械的性質の溶接部が得られると共に、ビー 1
ド外観およびX線性能も充分満足し得る溶接法を提供す
るものである。
第1図は9%NI鋼の溶接部において、ミクロ割れ発生
傾向に及ぼすAt、 Siの影響を説明するための図、
第2図は本発明実施例において用いた開先形状および積
層要領を示す正面図、第3図は本発明実施例において実
施した溶接部の確性要領を説明するためめ溶接部の正面
図である。 第1図 シ咎接金属中のAl倉崩蓋(%) ぐ臀 N
傾向に及ぼすAt、 Siの影響を説明するための図、
第2図は本発明実施例において用いた開先形状および積
層要領を示す正面図、第3図は本発明実施例において実
施した溶接部の確性要領を説明するためめ溶接部の正面
図である。 第1図 シ咎接金属中のAl倉崩蓋(%) ぐ臀 N
Claims (1)
- Ni;60〜88wt.%、Mo;10〜38wt.%
、Al;0.10〜2.0wt.%を含有し、かつ、S
i;0.15wt.%以下、Cr;5.0wt.%以下
に限定した溶接ワイヤと、CaF_2;30〜70wt
.%、CaO及び/又はMgO;8〜30wt.%、A
l_2O_3;5〜35wt.%、Al;0.5〜7w
t.%を含有し、かつ、SiO_2;8wt.%以下に
限定し、Siを実質的に含有しない溶接フラックスとを
組み合わせて行なう事を特徴とする低温用鋼のサブマー
ジアーク溶接法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14219984A JPS6123596A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 低温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14219984A JPS6123596A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 低温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6123596A true JPS6123596A (ja) | 1986-02-01 |
JPS6335355B2 JPS6335355B2 (ja) | 1988-07-14 |
Family
ID=15309692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14219984A Granted JPS6123596A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 低温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6123596A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63220993A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Nippon Steel Corp | 9Cr−1Mo鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
JP2011056562A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 低温用鋼のサブマージアーク溶接方法 |
CN105643067A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 武汉冶钢结构有限责任公司 | 9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法 |
EP3778109A4 (en) * | 2018-03-27 | 2021-12-15 | Nippon Steel Corporation | NI-BASED ALLOY FOR UNDERWATER ARC WELDING AND METHOD FOR PRODUCING A WELDED JOINT |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP14219984A patent/JPS6123596A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63220993A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Nippon Steel Corp | 9Cr−1Mo鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
JP2011056562A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 低温用鋼のサブマージアーク溶接方法 |
CN105643067A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 武汉冶钢结构有限责任公司 | 9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法 |
EP3778109A4 (en) * | 2018-03-27 | 2021-12-15 | Nippon Steel Corporation | NI-BASED ALLOY FOR UNDERWATER ARC WELDING AND METHOD FOR PRODUCING A WELDED JOINT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6335355B2 (ja) | 1988-07-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |