KR20190079532A - Bonded flux for submerged arc welding of duplex stainless steel - Google Patents

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Abstract

A weld metal is obtained in which a fork mark on a surface of a weld bead at the time of welding is suppressed, slag peelability is good, the weld bead is smooth, and slag insertion does not occur. A bonded flux for submerged arc welding of duplex stainless steel contains: 25-45 mass% of CaF_2; 25-45 mass% of Al_2O_3; 5.0-15 mass% of SiO_2; 4.0-9.0 mass% of BaCO_3; 0-3.0 mass% of Mn; and 3.1-9.3 mass% of the sum of alkali metal oxides. The bonded flux is substantially free of lime and magnesium oxide, and contains 90 mass% or more of the sum of the CaF_2, the Al_2O_3, the SiO_2, the BaCO_3, the Mn, and the alkali metal oxide.

Description

2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스{BONDED FLUX FOR SUBMERGED ARC WELDING OF DUPLEX STAINLESS STEEL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bond flux for submerged arc welding of a two-phase stainless steel,

본 발명은 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 관한 것이다.The present invention relates to a bond flux for submerged arc welding of two-phase stainless steels.

근년의 해수 이용 기술의 발전에 수반하여, 내해수 강의 재료로서 2상 스테인리스강의 개발이 행해져, 현재는 해수 등의 염소 이온을 포함하는 환경하에 있어서 사용되는 각종 화학 플랜트의 기기, 유정관, 케미컬 탱커의 격벽 등의 재료로서 사용되고 있다. 2상 스테인리스강은 오스테나이트상과 페라이트상이 거의 1:1의 비율로 형성되어 있는 스테인리스강이고, 오스테나이트계 스테인리스강이 갖는 우수한 기계적 성질과 페라이트계 스테인리스강이 갖는 우수한 내응력 부식 균열성을 겸비하고 있으며, 각각의 단층 조직의 스테인리스강과 비교해서, 강도가 높고, 우수한 내공식성(耐孔蝕性)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 강이다.With the development of seawater technology in recent years, the development of two-phase stainless steel as a material for seawater steels has been carried out. Currently, various chemical plant equipment used in environments containing chloride ions such as seawater, Barrier ribs and the like. The two-phase stainless steel is a stainless steel having an austenite phase and a ferrite phase formed at a ratio of approximately 1: 1, and has excellent mechanical properties possessed by austenitic stainless steels and excellent stress corrosion cracking resistance of ferritic stainless steels And is superior in strength to stainless steel of each single layer structure and has excellent pitting corrosion resistance.

2상 스테인리스강판의 개발과 병행해서, 그 용접에 이용하는 용접 재료의 개발도 행해져 왔다. 2상 스테인리스강의 용접 금속부는 열처리를 실시하지 않고 사용되는 경우가 많고, 열처리를 행하지 않더라도 모재인 2상 스테인리스강과 동등한 성능(강도, 내식성)을 얻을 수 있도록, 용접 재료는 모재 성분보다도 Cr, Ni 등의 함유량이 높게 설계되어 있다.In parallel with the development of the two-phase stainless steel sheet, the welding material used for the welding has also been developed. The welding metal parts of the two-phase stainless steel are often used without heat treatment. In order to obtain the same performance (strength and corrosion resistance) as those of the two-phase stainless steel as the base material, Is designed to be high.

또한, 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접에 이용하는 용접 재료의 연구 개발도 진행되고 있다. 예를 들면 특허문헌 1에서는, 소정의 조성을 갖는 용접용 전극과 용접용 플럭스의 조합에 의해서, 용접 작업성을 양호하게 함과 더불어, 용접 금속 중의 산소량을 저감하여, 인성 향상을 도모한 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 용접 금속의 조성을 조정하는 것에 의해서 용접 금속의 내공식성의 향상을 도모한 기술이 개시되어 있다.Research and development of welding materials used for submerged arc welding of two-phase stainless steels is also under way. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which welding workability is improved by reducing the amount of oxygen in the weld metal and improving toughness by a combination of a welding electrode having a predetermined composition and a welding flux. . Further, in Patent Document 2, a technique for improving the airtightness of the weld metal by adjusting the composition of the weld metal is disclosed.

일본 특허공개 소61-014097호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-014097 일본 특허공개 소61-046391호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-046391

그러나, 2상 스테인리스강용의 용접 재료는, 모재와 마찬가지로 N을 함유하고 있고, 용접 시에 있어서는 N이 원인이 되어 기공 결함이 발생하여, 용접 비드 표면에 결함(포크 마크)이 발생하는 경우가 있다. 또한, 마찬가지로 N이 원인이 되어 슬래그 소부가 발생하여, 슬래그 박리성이 열화되는 경우가 있다. 그 밖에도, 용접용의 와이어에는 다량의 합금 성분이 포함되어 있기 때문에, 용접 시에 있어서의 용융 풀의 점성이 높아, 슬래그의 점성과의 균형에 따라서는, 용접 비드가 요철이 되기 쉬워 평활성이 없어지는 경우가 있고, 또한 슬래그 권입이 발생할 우려가 있었다. 종래에 있어서는, 이들을 동시에 해결하는 것은 곤란했다.However, the welding material for two-phase stainless steel contains N in the same manner as the base material, N is a cause of porosity during welding, and a defect (fork mark) may be generated on the surface of the weld bead . Also, N is a cause of slag burning in some cases, resulting in deterioration of slag releasability. In addition, since the welding wire contains a large amount of alloy components, the viscosity of the molten pool at the time of welding is high, and depending on the balance of the viscosity of the slag, the weld bead tends to be irregular, There is a possibility that slag inserting may occur. Conventionally, it has been difficult to simultaneously solve these problems.

본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 용접 시에 있어서 용접 비드 표면의 포크 마크가 억제되고, 슬래그 박리성이 양호하며, 용접 비드 외관이 우수한, 즉, 용접 비드가 평활하고, 슬래그 권입의 발생이 적은 용접 금속부를 얻을 수 있는 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 제공하는 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a weld bead, which is capable of suppressing fork marks on the surface of the weld bead at the time of welding, having good slag releasability, A weld metal part having a small amount of occurrence of the weld metal part can be obtained.

본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하고, 그 결과, 플럭스 조성을 특정 범위로 조정함으로써 양호한 용접 비드 표면, 슬래그 박리성, 용접 비드 외관을 얻을 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to solve the above problems and found that a good weld bead surface, slag releasability and weld bead appearance can be obtained by adjusting the flux composition to a specific range, .

즉, 본 발명은 CaF2: 25∼45질량%, Al2O3: 25∼45질량%, SiO2: 5.0∼15질량%, BaCO3: 4.0∼9.0질량%, Mn: 0∼3.0질량%, 및 알칼리 금속 산화물의 합계: 3.1∼9.3질량%를 함유하고, 석회 및 산화 마그네슘을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 CaF2, 상기 Al2O3, 상기 SiO2, 상기 BaCO3, 상기 Mn, 및 상기 알칼리 금속 산화물의 합계로, 90질량% 이상 함유하는 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 제공한다.That is, the present invention provides a method for producing a ferritic stainless steel comprising the steps of: 25 to 45 mass% of CaF 2 ; 25 to 45 mass% of Al 2 O 3; 5.0 to 15 mass% of SiO 2 ; 4.0 to 9.0 mass% of BaCO 3; , And the total amount of alkali metal oxide: 3.1 to 9.3 mass%, and substantially does not contain lime and magnesium oxide, and the CaF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaCO 3 , Mn, A bond flux for submerged arc welding of a duplex stainless steel containing 90% by mass or more of the total of the alkali metal oxides is provided.

본 발명의 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스의 일 태양은, Cr: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음)를 추가로 함유하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어진다.An embodiment of the bond flux for submerged arc welding of the two-phase stainless steel of the present invention further comprises not more than 3.0% by mass of Cr (not including 0% by mass) and the remainder is inevitable impurities.

본 발명의 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스의 일 태양은, ZrO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), TiO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Fe2O3: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), FeS: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), B2O3: 0.1질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Ni: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Mo: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음) 중 어느 하나 이상을 추가로 함유한다.An embodiment of the two-phase stainless steel sub of the invention remaining bonds flux for arc welding, ZrO 2: less than 3.0% (excluding 0 mass%), TiO 2: 3.0% or less (including 0% by mass Fe 2 O 3 : not more than 3.0 mass% (not including 0 mass%), FeS: not more than 1.0 mass% (not including 0 mass%), B 2 O 3 : not more than 0.1 mass% , Not more than 1.0% by mass of Ni (not including 0% by mass), and not more than 1.0% by mass of Mo (not including 0% by mass).

본 발명의 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 의하면, 용접 시의 용접 비드 표면의 포크 마크가 억제되고, 슬래그 박리성이 양호하면서, 용접 비드가 평활하고, 슬래그 권입의 발생이 적은 용접 금속부를 얻을 수 있다.According to the bond flux for submerged arc welding of the two-phase stainless steel of the present invention, the fork marks on the surface of the weld bead at the time of welding are suppressed, the slag releasability is good, the weld bead is smooth, A welded metal part can be obtained.

도 1은 홈 매립 시험에 있어서의 모재의 형상 및 사이즈를 나타내는 모식도이고, (a)는 모재의 사시도, (b)는 정면도, (c)는 상면도이다.
도 2는 포크 마크의 평가의 개요를 나타내는 모식도이다.
도 3은 용접 비드 평활성의 평가의 개요를 나타내는 모식도이고, (a)는 모재 및 용접 금속의 상면도, (b)는 (a)의 B-B선 단면도이다.
도 4는 슬래그 권입의 평가의 개요를 나타내는 모식도이고, (a)는 덧붙임 삭제 및 표면 평활화 전의 정면도, (b)는 덧붙임 삭제 및 표면 평활화 후의 정면도, (c)는 모재 및 용접 금속의 상면도이다.Fig. 1 is a schematic view showing the shape and size of the base material in the groove filling test. Fig. 1 (a) is a perspective view of the base material, Fig. 1 (b) is a front view, and Fig. 1 (c) is a top view.
2 is a schematic diagram showing an outline of evaluation of a fork mark.
Fig. 3 is a schematic view showing an outline of evaluation of the smoothness of the weld bead. Fig. 3 (a) is a top view of the base metal and weld metal, and Fig.
Fig. 4 is a schematic view showing an outline of evaluation of slag inserting; Fig. 4 (a) is a front view before delamination and surface smoothing, Fig. 4 (b) is a front view after delamination and surface smoothing, .

이하, 본 발명에 대해서 실시형태를 참조하여 상세하게 설명한다. 이하, %는 특히 예고가 없는 한 질량%를 의미한다. 또한, 「∼」란 그 하한값 이상, 그 상한값 이하인 것을 의미한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. Herein,% means mass% unless otherwise noted. In addition, " ~ " means the lower limit value or more and the upper limit value or less.

또한, 플럭스 중의 각 성분의 함유량은 물유리를 포함하는 플럭스의 전체 질량당 함유량을 의미한다.Further, the content of each component in the flux means the content per mass of the flux including water glass.

＜2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스＞<Bond flux for submerged arc welding of two-phase stainless steel>

본 실시형태의 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스(이하, 본드 플럭스, 또는 간단히 플럭스라고도 함)는, CaF2: 25∼45질량%, Al2O3: 25∼45질량%, SiO2: 5.0∼15질량%, BaCO3: 4.0∼9.0질량%, Mn: 3.0질량% 이하, 및 알칼리 금속 산화물의 합계: 3.1∼9.3질량%를 함유하고, 석회 및 산화 마그네슘을 실질적으로 함유하지 않는다. 이하, 각 성분의 함유량의 수치 한정의 이유에 대해서 설명한다.The bond flux for submerged arc welding (hereinafter also referred to as a bond flux or simply flux) of the duplex stainless steel of the present embodiment contains 25 to 45% by mass of CaF 2 , 25 to 45% by mass of Al 2 O 3 , SiO 2: 5.0~15 weight%, BaCO 3: 4.0~9.0 mass%, Mn: 3.0% or less in total, and an alkali metal oxide: containing 3.1 to 9.3 mass%, and is substantially free of lime and magnesium oxide Do not. Hereinafter, the reason for limiting the numerical value of the content of each component will be described.

(CaF2)(CaF 2 )

플럭스 중의 CaF2는 아크를 안정시킴과 더불어, 슬래그의 점성을 높여서 비드 형상을 양호하게 하는 효과를 갖지만, 플럭스 중의 CaF2 함유량이 25질량% 미만이면 이들 효과를 충분히 얻을 수 없다. 따라서, 본 실시형태에서는 플럭스 중의 CaF2 함유량을 25질량% 이상으로 한다. 한편, 플럭스 중의 CaF2 함유량이 45질량%를 초과하면 아크가 불안정하게 되고, 슬래그의 유동성이 나빠지므로, 슬래그 권입이 발생한다. 따라서, 본 실시형태에서는 플럭스 중의 CaF2 함유량을 45질량% 이하로 한다.CaF 2 in the flux has the effect of stabilizing the arc and improving the viscosity of the slag by increasing the viscosity of the slag. However, if the content of CaF 2 in the flux is less than 25 mass%, these effects can not be sufficiently obtained. Therefore, in this embodiment, the content of CaF 2 in the flux is set to 25 mass% or more. On the other hand, when the content of CaF 2 in the flux exceeds 45 mass%, the arc becomes unstable and the fluidity of the slag deteriorates, so slag inclusion occurs. Therefore, in this embodiment, the content of CaF 2 in the flux is set to 45 mass% or less.

플럭스 중의 CaF2 함유량은 35질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스 중의 CaF2 함유량은 40질량% 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 비드 형상이 특히 안정되어 평활화되기 때문에, 특히 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.The content of CaF 2 in the flux is preferably 35 mass% or more. The CaF 2 content in the flux is preferably 40 mass% or less. In such a case, since the bead shape is particularly stable and smoothed, a particularly good bead appearance can be obtained.

(Al2O3)(Al 2 O 3)

플럭스 중의 Al2O3은 슬래그 형성제로서 작용하고, 용융 슬래그의 응고 온도 및 점성을 높이는 데 유효한 성분임과 더불어, 슬래그의 박리성을 양호하게 하는 효과를 갖는다. 또한, 슬래그의 유동성을 조정하여, 용접 비드 형상을 조절하는 효과가 있다. 플럭스 중의 Al2O3 함유량이 25질량% 미만이면 그 효과를 충분히 얻을 수 없어, 비드의 요철 상태가 현저해진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 Al2O3 함유량을 25질량% 이상으로 한다. 한편, 플럭스 중의 Al2O3 함유량이 45질량%를 초과하는 경우는, 슬래그의 점성이 지나치게 높아져서 유동성이 나빠지기 때문에, 슬래그 권입이 발생한다. 또한, 비드의 파목(波目)이 거칠어지는 것 외에, 포크 마크 발생수가 증가한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 Al2O3 함유량을 45질량% 이하로 한다.Al 2 O 3 in the flux acts as a slag forming agent, and is an effective component for increasing the solidification temperature and viscosity of the molten slag, and has an effect of improving the peelability of the slag. Further, the flowability of the slag is adjusted to control the shape of the weld bead. If the content of Al 2 O 3 in the flux is less than 25 mass%, the effect can not be sufficiently obtained, and the unevenness state of the bead becomes remarkable. Therefore, in the present embodiment, the content of Al 2 O 3 in the flux is 25 mass% or more. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 in the flux is more than 45% by mass, the viscosity of the slag becomes too high and fluidity deteriorates, so slag inclusion occurs. In addition to the roughness of the beads, the number of generated fork marks increases. Therefore, in the present embodiment, the content of Al 2 O 3 in the flux is set to 45 mass% or less.

플럭스 중의 Al2O3 함유량은 32질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스 중의 Al2O3 함유량은 38질량% 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 비드 형상이 특히 안정되어 평활화되기 때문에, 특히 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.The content of Al 2 O 3 in the flux is preferably 32% by mass or more. The content of Al 2 O 3 in the flux is preferably 38% by mass or less. In such a case, since the bead shape is particularly stable and smoothed, a particularly good bead appearance can be obtained.

(SiO2)(SiO 2)

본 실시형태의 플럭스에는, 광물이나 물유리 등에 기인하는 SiO2가 함유된다. 플럭스 중의 SiO2는 용융 슬래그의 응고 온도를 높게함과 더불어, 비드의 유지력을 높여, 비드 형상을 안정화시키는 효과가 있다. 플럭스 중의 SiO2 함유량이 5.0질량% 미만이면 용융 슬래그의 비드 유지력 부족 때문에, 비드 형상이 불안정해진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 SiO2 함유량을 5.0질량% 이상으로 한다. 한편, SiO2 함유량이 15질량%를 초과하면 용융 슬래그의 점성이 지나치게 높아져 슬래그의 박리성이 악화되고, 슬래그 권입이 발생한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 SiO2 함유량을 15질량% 이하로 한다.The flux of the present embodiment contains SiO 2 attributed to minerals, water glass, and the like. SiO 2 in the flux has the effect of increasing the solidification temperature of the molten slag and increasing the holding force of the bead and stabilizing the bead shape. If the SiO 2 content in the flux is less than 5.0% by mass, the bead shape becomes unstable due to insufficient bead retention of molten slag. Therefore, in the present embodiment, the SiO 2 content in the flux is 5.0 mass% or more. On the other hand, if the SiO 2 content exceeds 15% by mass, the viscosity of the molten slag becomes excessively high, the slag detachability deteriorates, and slag inclusion occurs. Therefore, in the present embodiment, the SiO 2 content in the flux is set to 15 mass% or less.

플럭스 중의 SiO2 함유량은 10질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스 중의 SiO2 함유량은 14질량% 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 슬래그 박리성이 특히 향상되어, 특히 양호한 슬래그 박리성이 얻어짐과 더불어, 비드 형상이 특히 안정되어 평활화되기 때문에, 특히 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.The SiO 2 content in the flux is preferably 10% by mass or more. The SiO 2 content in the flux is preferably 14 mass% or less. In this case, the slag releasability is particularly improved, particularly good slag releasability is obtained, and the bead shape is particularly stable and smoothed, so that a particularly good bead appearance can be obtained.

(BaCO3)(BaCO 3)

BaCO3은 비드 형상의 개선, 용접 시의 아크의 안정화 등의 효과가 있지만, 첨가량이 4.0질량% 미만이면 그 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 BaCO3의 함유량을 4.0질량% 이상으로 한다. 또한, 9.0질량%를 초과해서 첨가하면 비드 형상이 열화됨과 더불어 슬래그 권입이 발생한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 BaCO3의 함유량을 9.0질량% 이하로 한다.BaCO 3 has an effect of improving the bead shape and stabilizing the arc at the time of welding, but when the addition amount is less than 4.0 mass%, the effect can not be obtained. Therefore, in the present embodiment, the content of BaCO 3 in the flux is 4.0 mass% or more. If it exceeds 9.0 mass%, the bead shape is deteriorated and slag inclusion occurs. Therefore, in the present embodiment, the content of BaCO 3 in the flux is made 9.0 mass% or less.

플럭스 중의 BaCO3 함유량은 5.2질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스 중의 BaCO3 함유량은 7.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 6.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 경우, 비드 형상이 특히 안정되어 평활화되고, 또한 슬래그 권입도 특히 억제된다.The BaCO 3 content in the flux is preferably 5.2% by mass or more. The BaCO 3 content in the flux is preferably 7.5% by mass or less, and more preferably 6.5% by mass or less. In such a case, the bead shape is particularly stable and smoothed, and slag winding is particularly suppressed.

(Mn)(Mn)

Mn은 용접 금속 중의 페라이트량을 조정하는 작용을 갖고, 용접 금속의 인성의 향상에 기여한다. 인성 향상의 관점에서, Mn은 1.0질량% 이상 함유되는 것이 바람직하고, 1.2질량% 이상 함유되는 것이 보다 바람직하다. 한편, Mn의 과잉된 첨가는 슬래그 소부를 야기하여, 슬래그 박리성의 열화의 원인이 되기 때문에, 플럭스 중의 Mn의 함유량은 3.0질량% 이하로 제한한다. Mn은 2.3질량% 이하로 제한되는 것이 보다 바람직하고, 1.8질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 1.5질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.Mn has an effect of adjusting the amount of ferrite in the weld metal and contributes to improvement in toughness of the weld metal. From the standpoint of improvement in toughness, Mn is preferably contained in an amount of 1.0 mass% or more, more preferably 1.2 mass% or more. On the other hand, excessive addition of Mn leads to slag burning and deterioration of slag releasability. Therefore, the content of Mn in the flux is limited to 3.0% by mass or less. The Mn content is more preferably 2.3 mass% or less, more preferably 1.8 mass% or less, and particularly preferably 1.5 mass% or less.

(알칼리 금속 산화물)(Alkali metal oxide)

본 실시형태의 플럭스에는, 물유리에 기인해서 알칼리 금속 산화물이 함유된다. 여기에서, 알칼리 금속 산화물이란, 구체적으로는 Na2O, K2O, 및 Li2O를 의미한다. 알칼리 금속 산화물은, 아크 안정성을 양호하게 함과 더불어, 아크의 집중성을 높여, 용접 금속 중의 슬래그 권입을 막는 효과가 있다. 플럭스 중의 이들의 함유량이 합계로 3.1질량% 미만이면 이 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 알칼리 금속 산화물의 합계의 함유량을 3.1질량% 이상으로 한다. 한편, 플럭스 중의 알칼리 금속 산화물의 함유량이 합계로 9.3질량%를 초과하면 슬래그의 박리성이 열화된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 중의 알칼리 금속 산화물의 합계의 함유량을 9.3질량% 이하로 한다.In the flux of the present embodiment, an alkali metal oxide is contained due to water glass. Here, the alkali metal oxide means specifically Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O. The alkali metal oxide has an effect of improving the arc stability and enhancing the concentration of arc and preventing the slag winding in the weld metal. If the content of these in the flux is less than 3.1 mass% in total, this effect can not be sufficiently obtained. Therefore, in the present embodiment, the total content of the alkali metal oxides in the flux is set to 3.1 mass% or more. On the other hand, if the content of the alkali metal oxide in the flux exceeds 9.3 mass% in total, the slag detachability is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the total content of the alkali metal oxides in the flux is 9.3 mass% or less.

플럭스 중의 알칼리 금속 산화물의 합계의 함유량은 4.1질량% 이상인 것이 바람직하고, 5.2질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 5.7질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 알칼리 금속 산화물의 합계의 함유량은 8.3질량% 이하인 것이 바람직하고, 7.3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 경우, 특히 슬래그의 박리성이 양호하다.The total content of the alkali metal oxides in the flux is preferably 4.1% by mass or more, more preferably 5.2% by mass or more, and further preferably 5.7% by mass or more. The total content of the alkali metal oxides is preferably 8.3 mass% or less, more preferably 7.3 mass% or less. In such a case, particularly, the peelability of the slag is good.

한편, 본 실시형태의 플럭스에 있어서 알칼리 금속 산화물은 Na2O, K2O, 또는 Li2O 중 어느 하나가 함유되어 있으면 되지만, 이들 전부를 함유하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the flux of the present embodiment, the alkali metal oxide may contain any one of Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O, but preferably contains all of them.

(석회 및 산화 마그네슘)(Lime and magnesium oxide)

플럭스 중에 석회 및 산화 마그네슘이 실질적으로 함유되는 경우, 슬래그의 박리성이 현저하게 저하된다. 따라서, 본 실시형태의 플럭스는 석회 및 산화 마그네슘을 실질적으로 함유하지 않는다.When lime and magnesium oxide are substantially contained in the flux, the peelability of the slag remarkably decreases. Therefore, the flux of the present embodiment contains substantially no lime and magnesium oxide.

여기에서, 실질적으로 함유하지 않는다란 플럭스의 성분으로서 의도적으로 첨가하고 있지 않다고 하는 것을 의미하고, 불순물로서 혼입되는 정도의 석회 및 산화 마그네슘은 허용할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시형태의 플럭스 중의 석회 및 산화 마그네슘의 함유량은, 각각 0.5질량% 이하로 규제되어 있다. 석회 및 산화 마그네슘의 함유량은, 각각 0.1질량% 이하로 규제되는 것이 바람직하고, 0.05질량% 이하로 규제되는 것이 더 바람직하다.Here, "substantially not contained" means that the flux is not intentionally added as a component of flux, and lime and magnesium oxide to such an extent as to be incorporated as an impurity can be accepted. Specifically, the content of lime and magnesium oxide in the flux of the present embodiment is regulated to 0.5% by mass or less, respectively. The content of the lime and the magnesium oxide is preferably regulated to 0.1 mass% or less, more preferably 0.05 mass% or less.

또한, 석회란 CaO, CaCO3, 및 Ca(OH)2이고, 산화 마그네슘이란 MgO이다.The lime is CaO, CaCO 3 , and Ca (OH) 2 , and the magnesium oxide is MgO.

여기에서, 상기 설명한 CaF2, Al2O3, SiO2, BaCO3, 알칼리 금속 산화물, 및 Mn은 합계로, 90질량% 이상인 것이 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 97질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.The total amount of CaF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaCO 3 , alkali metal oxide and Mn described above is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and more preferably 97% Is particularly preferable.

(Cr)(Cr)

본 실시형태의 플럭스는, 상기 성분에 더하여 추가로 Cr을 함유하고 있어도 된다. Cr은 용접 금속 조성을 2상 조직으로 하는 작용을 갖고, 플럭스 중의 Cr의 함유량이 1.0질량% 이상 3.0질량% 이하가 되도록 Cr을 첨가함으로써, 용접 금속의 강도, 인성, 및 내식성이 향상된다.The flux of the present embodiment may further contain Cr in addition to the above components. Cr improves the strength, toughness and corrosion resistance of the weld metal by adding Cr so that the Cr has a function of making the weld metal composition a two-phase structure and the content of Cr in the flux is 1.0 mass% or more and 3.0 mass% or less.

플럭스 중의 Cr의 함유량은 1.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, Cr의 함유량은 2.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0질량% 이하인 것이 더 바람직하다. 이와 같은 경우, 용접 금속의 강도, 인성, 및 내식성이 특히 우수하다.The content of Cr in the flux is more preferably 1.5% by mass or more. The content of Cr is more preferably 2.5% by mass or less, and more preferably 2.0% by mass or less. In such a case, the strength, toughness and corrosion resistance of the weld metal are particularly excellent.

(잔부)(The remainder)

본 실시형태의 플럭스는, 잔부로서 ZrO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), TiO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Fe2O3: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), FeS: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), B2O3: 0.1질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Ni: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음), Mo: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음) 중 어느 하나 이상을, 본 실시형태의 플럭스의 효과를 손상시키지 않는 범위로 함유할 수도 있다. 또한, 본 실시형태의 플럭스는, 불가피적 불순물로서 P, S, 및 수분 등을 포함할 수 있다. 불가피적 불순물의 양은 1.0질량% 이하인 것이 실제적이다.Flux according to one embodiment of the invention, as the balance of ZrO 2: (excluding 0 mass%) 3.0%, TiO 2: 3.0% or less (excluding 0 mass%), Fe 2 O 3: 3.0 by weight (Not including 0 mass%), FeS: not more than 1.0 mass% (excluding 0 mass%), B 2 O 3 : not more than 0.1 mass% (excluding 0 mass% (Not including 0 mass%) and Mo: not more than 1.0 mass% (excluding 0 mass%) may be contained in a range that does not impair the effect of the flux of the present embodiment have. In addition, the flux of this embodiment may contain P, S, water and the like as unavoidable impurities. The amount of the inevitable impurities is practically 1.0% by mass or less.

＜용접 와이어＞<Welding wire>

본 실시형태의 플럭스는, 용접 와이어와 조합해서 서브머지드 아크 용접에 이용한다. 용접 와이어는 2상 스테인리스의 용접에 이용할 수 있는 와이어이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이하와 같은 조성의 용접 와이어를 사용할 수 있다.The flux of this embodiment is used for submerged arc welding in combination with a welding wire. The welding wire is not particularly limited as long as it is a wire usable for welding two-phase stainless steel. For example, a welding wire having the following composition can be used.

즉, 예를 들면 용접 와이어 전체 질량에 대한 질량%로,That is, for example, as% by mass with respect to the total mass of the welding wire,

C: 0.03질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),C: not more than 0.03 mass% (not including 0 mass%),

Si: 0.90질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),Si: 0.90 mass% or less (excluding 0 mass%),

Mn: 0.50 내지 2.00질량%,Mn: 0.50 to 2.00% by mass,

P: 0.03질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),P: not more than 0.03 mass% (not including 0 mass%),

S: 0.03질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),S: not more than 0.03 mass% (not including 0 mass%),

Cu: 0.75질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),Cu: not more than 0.75 mass% (not including 0 mass%),

Ni: 7.5 내지 9.5질량%,Ni: 7.5 to 9.5 mass%

Cr: 21.5 내지 23.5질량%,Cr: 21.5 to 23.5% by mass,

Mo: 2.5 내지 3.5질량%,Mo: 2.5 to 3.5 mass%

N: 0.08 내지 0.20질량%,N: 0.08 to 0.20% by mass,

불가피 불순물: 0.5질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),Inevitable impurities: not more than 0.5% by mass (not including 0% by mass),

Fe: 잔부Fe:

를 함유하는 용접 와이어를 사용할 수 있다.May be used.

보다 구체적으로는, 예를 들면 성분계가 AWS A5.9 ER2209 상당의 와이어를 이용할 수 있다.More specifically, for example, a wire having a component system equivalent to AWS A5.9 ER2209 can be used.

한편, 본 발명의 실시형태에 따른 플럭스는, 용접의 전원 극성(AC, DCEP)에는 의존하지 않고, 적합하게 이용하는 것이 가능하다.On the other hand, the flux according to the embodiment of the present invention can be suitably used without depending on the power polarity (AC, DCEP) of the welding.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명의 효과에 대해서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 직경 4.0mm의 서브머지드 아크 용접용 와이어와, 표 2에 나타내는 성분 조성을 갖는 예 1∼24의 서브머지드 아크 용접용 플럭스를 사용하고, 모재(1)로서 표 3에 나타내는 성분 조성, 및 도 1에 나타내는 형상 및 치수를 갖는 SUS329J3L을 이용해서, 표 4에 나타내는 용접 조건에서 홈 매립 시험을 행하여, 포크 마크, 및 용접 작업성(슬래그 박리성, 용접 비드 평활성, 슬래그 권입)을 평가했다.A submerged arc welding wire having a diameter of 4.0 mm and a composition shown in Table 1 and a flux for submerged arc welding of Examples 1 to 24 having the composition shown in Table 2 were used and as a base material 1, And SUS329J3L having the shape and dimensions shown in Fig. 1 were used to perform a groove filling test under the welding conditions shown in Table 4, and a fork mark and welding workability (slag releasability, weld bead smoothness, ).

한편, 표 1 및 3에 나타내는 성분 조성에 있어서의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 표 2에 나타내는 성분 조성에 있어서의 잔부는 불가피적 불순물이다.On the other hand, the remainder in the component compositions shown in Tables 1 and 3 is Fe and inevitable impurities. The remainder in the component composition shown in Table 2 is inevitable impurities.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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Figure pat00004
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포크 마크, 및 용접 작업성(슬래그 박리성, 용접 비드 평활성, 슬래그 권입)의 평가 방법의 상세를 이하에 설명한다.The fork marks and evaluation methods of welding workability (slag releasability, weld bead smoothness, slag inclusion) will be described in detail below.

＜포크 마크의 평가＞&Lt; Evaluation of fork mark &

도 2에 나타내는 바와 같이, 얻어진 용접 금속(3)의 표면에 대해서, 스타트부와 엔드부의 각각 25mm를 제외한 중앙부 300mm(평가 대상 영역(α))에 있어서, 1mm 이상의 지름을 가지는 포크 마크(4)의 수를 측정하여, 포크 마크(4)의 수가 4개 이하인 것을 특히 양호(◎), 5개 이상 10개 이하인 것을 양호(○), 11개 이상인 것을 불량(△)으로 평가하고, 평가가 ◎ 또는 ○인 것을 합격으로 했다.2, a fork mark 4 having a diameter of 1 mm or more is formed on the surface of the obtained weld metal 3 in the central portion 300 mm (evaluation subject region?) Except for 25 mm each of the start portion and the end portion, The number of the fork marks 4 was particularly good (?), The number of the fork marks 4 was particularly good (?), Those having 5 or more and 10 or less were evaluated as good (?), Those having 11 or more were evaluated as poor Or ○ was passed.

＜슬래그 박리성＞&Lt; Slag peeling property &

얻어진 용접 금속에 대해서, 슬래그 해머에 의한 두드림을 행했을 때의 슬래그의 박리 상태를 판정하여, 슬래그 해머에 의한 10회 이하의 두드림에 의해 용접 비드 전체 길이에 걸쳐서 슬래그가 완전히 박리된 것을 특히 양호(◎), 슬래그 해머에 의한 10회 이하의 두드림을 행한 후에는 용접 비드 가장자리 등에 슬래그가 약간 남지만, 11회 이상 20회 미만의 두드림으로 모든 슬래그를 제거 가능했던 것을 양호(○), 슬래그 해머로는 슬래그 제거가 곤란했던 것을 불량(△)으로 평가하고, 평가가 ◎ 또는 ○인 것을 합격으로 했다.The obtained weld metal was judged to be in a state of peeling of the slag when the slag was hit by the slag hammer and the slag was peeled completely over the entire length of the weld bead due to the tapping of 10 times or less by the slag hammer, (&Amp; cir &amp;), and after slapping 10 times or less by the slag hammer, the slag was slightly left on the edge of the weld bead, but it was good that all the slag could be removed by 11 times or more and less than 20 times (?) That the slag removal was difficult, and that the evaluation was? Or?.

＜용접 비드 평활성＞ <Weld bead smoothness>

도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 얻어진 용접 금속(3)에 대해서, 스타트부와 엔드부의 각각 25mm를 제외한 중앙부 300mm(평가 대상 영역(α))에 있어서, 비드 표면의 요철 변동이 최대가 되는 위치에 있어서의 오목부와 볼록부의 높이의 차(도 3(b) 중 A)가 2mm 이하인 것을 특히 양호(◎), 2mm 초과 4mm 이하인 것을 양호(○), 4mm 초과인 것을 불량(△)으로 평가하고, 평가가 ◎ 또는 ○인 것을 합격으로 했다.As shown in Fig. 3 (a), for the obtained weld metal 3, the irregularity fluctuation of the bead surface becomes the maximum in the central portion 300 mm (evaluation subject area?) Except for the 25 mm each of the start portion and the end portion (A) of the concave portion and the convex portion at a position of 2 mm or less is 2 mm or less, satisfactory (?), Satisfactory (2) And evaluated that the evaluation was ◎ or ○.

＜슬래그 권입＞<Slug inserting>

얻어진 용접 금속(3)에 대해서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 덧붙임부를 모재(1)의 표면과 동일한 높이까지 삭제해서 평활화 처리를 행한 후에, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 스타트부와 엔드부의 각각 25mm를 제외한 중앙부 300mm(평가 대상 영역(α))에 있어서 X선 투과 시험을 실시하고, 검출된 직경 1mm 이상의 음영의 수가 0개였던 것을 특히 양호(◎), 1개 또는 2개였던 것을 양호(○), 3개 이상이었던 것을 불량(△)으로 평가하고, 평가가 ◎ 또는 ○인 것을 합격으로 했다.As shown in Fig. 4 (b), the resulting weld metal 3 is removed to the same height as the surface of the base material 1 to be smoothed, and thereafter, as shown in Fig. 4 (c) (Evaluation area (?)) Except for 25 mm of each of the end part and the end part, and the number of detected shadows having a diameter of 1 mm or more was 0, particularly good (?), One or two (?), Those having three or more were evaluated as poor (?), And the evaluation was rated as? Or?.

상기의 평가의 결과를 표 5에 나타낸다.The results of the above evaluation are shown in Table 5.

Figure pat00005
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예 1∼12는 플럭스 중의 화학 성분이 적절히 규제되어 있기 때문에 포크 마크수, 슬래그 박리성, 용접 비드의 평활성, 슬래그 권입의 모든 평가에 있어서 합격이었다.Examples 1 to 12 were satisfactory in all evaluations of the number of fork marks, slag peelability, smoothness of weld beads, and slag inclusion because the chemical components in the flux were appropriately regulated.

예 13은 플럭스 중의 CaF2의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 하한 미만이기 때문에, 용접 비드 표면의 평활성이 열화되어 있었다.In Example 13, since the content of CaF 2 in the flux was less than the lower limit of the range specified in the present invention, the smoothness of the surface of the weld bead was deteriorated.

예 14는 플럭스 중의 CaF2의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 권입 발생수가 증가하고 있었다.In Example 14, since the content of CaF 2 in the flux exceeded the upper limit of the range specified in the present invention, the number of slag inserting occurred was increased.

예 15는 플럭스 중의 Al2O3의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 하한 미만이기 때문에, 용접 비드 표면의 평활성과 슬래그 박리성이 열화되어 있었다.In Example 15, since the content of Al 2 O 3 in the flux was less than the lower limit of the range specified in the present invention, the smoothness of the surface of the weld bead and the slag peelability were deteriorated.

예 16은 플럭스 중의 Al2O3의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 포크 마크수 및 슬래그 권입 발생수가 증가하고 있었다.In Example 16, since the content of Al 2 O 3 in the flux exceeds the upper limit of the range specified in the present invention, the number of fork marks and the number of slag inserting occurrences have increased.

예 17은 플럭스 중의 SiO2의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 하한 미만이기 때문에, 용접 비드 표면의 평활성이 열화되어 있었다.In Example 17, since the content of SiO 2 in the flux was less than the lower limit of the range specified in the present invention, the smoothness of the surface of the weld bead was deteriorated.

예 18은 플럭스 중의 SiO2의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 권입 발생수가 증가하고, 슬래그 박리성이 열화되어 있었다.In Example 18, since the content of SiO 2 in the flux exceeded the upper limit of the range specified in the present invention, the number of slag inserting occurred increased and the slag peeling property deteriorated.

예 19는 플럭스 중의 BaCO3의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 하한 미만이기 때문에, 용접 비드 표면의 평활성이 열화되어 있었다.In Example 19, since the content of BaCO 3 in the flux was less than the lower limit of the range specified in the present invention, the smoothness of the surface of the weld bead was deteriorated.

예 20은 플럭스 중의 BaCO3의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 권입 발생수가 증가하고, 용접 비드 표면의 평활성이 열화되어 있었다.In Example 20, since the content of BaCO 3 in the flux exceeded the upper limit of the range specified in the present invention, the slag inserting occurrence number increased and the smoothness of the surface of the weld bead deteriorated.

예 21은 플럭스 중의 Na2O, K2O, Li2O 함유량의 합계가 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 하한 미만이기 때문에, 슬래그 권입 발생수가 증가하고 있었다.In Example 21, the total number of Na 2 O, K 2 O and Li 2 O in the flux was less than the lower limit of the range specified in the present invention, and thus the number of slag inserting occurred was increased.

예 22는 플럭스 중의 Na2O, K2O, Li2O 함유량의 합계가 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 박리성이 열화되어 있었다.In Example 22, the total of the contents of Na 2 O, K 2 O and Li 2 O in the flux exceeded the upper limit of the range specified in the present invention, so that the slag releasability was deteriorated.

예 23은 플럭스 중의 Mn의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 박리성이 열화되어 있었다.In Example 23, since the Mn content in the flux exceeded the upper limit of the range specified in the present invention, the slag releasability was deteriorated.

예 24는 플럭스 중에 석회 및 산화 마그네슘 중 적어도 한쪽이 함유되어 있기 때문에, 슬래그 박리성이 열화되어 있었다.In Example 24, since at least one of lime and magnesium oxide was contained in the flux, the slag releasability was deteriorated.

1: 모재
2: 홈부
3: 용접 금속
4: 포크 마크
5: 크레이터
6: 슬래그 권입
α: 평가 대상 영역1: base metal
2: Groove
3: Weld metal
4: Fork mark
5: Craters
6: slag inserting
alpha: evaluation target area

Claims (3)

CaF2: 25∼45질량%,
Al2O3: 25∼45질량%,
SiO2: 5.0∼15질량%,
BaCO3: 4.0∼9.0질량%,
Mn: 0∼3.0질량%, 및
알칼리 금속 산화물의 합계: 3.1∼9.3질량%
를 함유하고, 석회 및 산화 마그네슘을 실질적으로 함유하지 않고,
상기 CaF2, 상기 Al2O3, 상기 SiO2, 상기 BaCO3, 상기 Mn, 및 상기 알칼리 금속 산화물의 합계로, 90질량% 이상 함유하는 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.25 to 45% by mass of CaF 2 ,
Al 2 O 3 : 25 to 45% by mass,
SiO 2 : 5.0 to 15 mass%
BaCO 3 : 4.0 to 9.0% by mass,
Mn: 0 to 3.0 mass%, and
Total of alkali metal oxides: 3.1 to 9.3 mass%
, Substantially free of lime and magnesium oxide,
A bond flux for submerged arc welding of a two-phase stainless steel containing 90% by mass or more of the total of CaF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaCO 3 , Mn, and the alkali metal oxide. 제 1 항에 있어서,
Cr: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음)를 함유하는 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The method according to claim 1,
Bond flux for submerged arc welding of duplex stainless steels containing not more than 3.0% by mass of Cr (not including 0% by mass). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
ZrO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
TiO2: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
Fe2O3: 3.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
FeS: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
B2O3: 0.1질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
Ni: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음),
Mo: 1.0질량% 이하(0질량%를 포함하지 않음)
중 어느 하나 이상을 함유하는 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.3. The method according to claim 1 or 2,
ZrO 2 : 3.0 mass% or less (excluding 0 mass%),
TiO 2 : 3.0 mass% or less (excluding 0 mass%),
Fe 2 O 3 : 3.0 mass% or less (excluding 0 mass%),
FeS: 1.0 mass% or less (excluding 0 mass%),
B 2 O 3 : 0.1 mass% or less (excluding 0 mass%),
Ni: not more than 1.0 mass% (not including 0 mass%),
Mo: not more than 1.0% by mass (not including 0% by mass)
And the bond flux for submerged arc welding of a two-phase stainless steel containing at least one of the following.
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