JP2000343276A - Ni基合金フラックス入りワイヤ - Google Patents
Ni基合金フラックス入りワイヤInfo
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- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ni鋼又はNi基合金の溶接において、スラ
グの焼付きがなく耐高温割れ性が優れ、全姿勢での溶接
作業性及びビード形状が優れたNi基合金フラックス入
りワイヤを提供する。 【解決手段】 Nb及び/又はMnを含有するNi基合
金を外皮とするNi基合金フラックス入りワイヤにおい
て、内包するフラックスの充填率がワイヤ全重量に対し
て15乃至36重量%であり、フラックス組成が、ワイ
ヤ全重量に対して、TiO2:2乃至10重量%、Si
O2:0.1乃至3重量%、ZrO2:0.4乃至4重量
%、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総量で0.0
1乃至0.4重量%、金属成分:総量で1乃至25重量
%、スラグ成分:総量で4乃至15重量%を含有し、A
l2O3、炭酸塩、Fe酸化物及びMn酸化物を実質上含
まない。
グの焼付きがなく耐高温割れ性が優れ、全姿勢での溶接
作業性及びビード形状が優れたNi基合金フラックス入
りワイヤを提供する。 【解決手段】 Nb及び/又はMnを含有するNi基合
金を外皮とするNi基合金フラックス入りワイヤにおい
て、内包するフラックスの充填率がワイヤ全重量に対し
て15乃至36重量%であり、フラックス組成が、ワイ
ヤ全重量に対して、TiO2:2乃至10重量%、Si
O2:0.1乃至3重量%、ZrO2:0.4乃至4重量
%、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総量で0.0
1乃至0.4重量%、金属成分:総量で1乃至25重量
%、スラグ成分:総量で4乃至15重量%を含有し、A
l2O3、炭酸塩、Fe酸化物及びMn酸化物を実質上含
まない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LNGタンク等の
11重量%以下のNiを含有する低温鋼の溶接又は原子
力及び石油・化学機器等に使用されるNi基合金の溶接
に適用されるNi基合金フラックス入りワイヤに関し、
特に、Ar+約20%CO2ガスを使用したMAG溶接
において、全姿勢溶接でのアークの安定及び集中が優
れ、融合不良又はスラグの巻き込み等の溶接欠陥が発生
しにくく、スパッタの発生、スラグの被包性、ビード形
状等の溶接作業性及び耐高温割れ性が優れると共に、特
に、溶着金属とスラグの密着性であるスラグ焼付きのス
ラグの剥離性が優れたNi基合金フラックス入りワイヤ
に関する。
11重量%以下のNiを含有する低温鋼の溶接又は原子
力及び石油・化学機器等に使用されるNi基合金の溶接
に適用されるNi基合金フラックス入りワイヤに関し、
特に、Ar+約20%CO2ガスを使用したMAG溶接
において、全姿勢溶接でのアークの安定及び集中が優
れ、融合不良又はスラグの巻き込み等の溶接欠陥が発生
しにくく、スパッタの発生、スラグの被包性、ビード形
状等の溶接作業性及び耐高温割れ性が優れると共に、特
に、溶着金属とスラグの密着性であるスラグ焼付きのス
ラグの剥離性が優れたNi基合金フラックス入りワイヤ
に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、フラックス入りワイヤによるガス
シールドアーク溶接は、被覆アーク溶接又はTIG溶接
と比較して高能率であるため、適用範囲が拡大する傾向
にある。Ni基合金においてもフラックス入りワイヤ、
特に、耐食性及び高強度の要求からNbを含有するフラ
ックス入りワイヤが使用され、耐割れ性の点からMnを
含有するフラックス入りワイヤが使用されている。この
種のガスシールドアーク溶接用ワイヤが、特公平4−5
2190号公報、特開平6−198488号公報及び特
開平8−309583号公報に開示されている。
シールドアーク溶接は、被覆アーク溶接又はTIG溶接
と比較して高能率であるため、適用範囲が拡大する傾向
にある。Ni基合金においてもフラックス入りワイヤ、
特に、耐食性及び高強度の要求からNbを含有するフラ
ックス入りワイヤが使用され、耐割れ性の点からMnを
含有するフラックス入りワイヤが使用されている。この
種のガスシールドアーク溶接用ワイヤが、特公平4−5
2190号公報、特開平6−198488号公報及び特
開平8−309583号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特にNb及び
Mnを含有するフラックス入りワイヤにおいては、スラ
グの焼付きにより、スラグの剥離性が不十分なため、そ
の除去に多大な時間を要すると共に、融合不良又はスラ
グ巻き込み等の溶接欠陥が発生し易いため、高能率であ
るガスシールドアーク溶接の特性を十分に発揮すること
ができなかった。
Mnを含有するフラックス入りワイヤにおいては、スラ
グの焼付きにより、スラグの剥離性が不十分なため、そ
の除去に多大な時間を要すると共に、融合不良又はスラ
グ巻き込み等の溶接欠陥が発生し易いため、高能率であ
るガスシールドアーク溶接の特性を十分に発揮すること
ができなかった。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、Ni鋼又はNi基合金の溶接において、ス
ラグの焼付きがなく耐高温割れ性が優れ、全姿勢での溶
接作業性及びビード形状が優れたNi基合金フラックス
入りワイヤを提供することを目的とする。
のであって、Ni鋼又はNi基合金の溶接において、ス
ラグの焼付きがなく耐高温割れ性が優れ、全姿勢での溶
接作業性及びビード形状が優れたNi基合金フラックス
入りワイヤを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るNi基合金
フラックス入りワイヤは、Nb及び/又はMnを含有す
るNi基合金を外皮とするNi基合金フラックス入りワ
イヤにおいて、内包するフラックスの充填率がワイヤ全
重量に対して15乃至36重量%であり、フラックス組
成が、ワイヤ全重量に対して、TiO2:2乃至10重
量%、SiO2:0.1乃至3重量%、ZrO2:0.4
乃至4重量%、Li、Na及びK化合物からなる群から
選択された少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総
量で0.01乃至0.4重量%、金属成分:総量で1乃
至25重量%、スラグ成分:総量で4乃至15重量%を
含有し、Al2O3、炭酸塩、Fe酸化物及びMn酸化物
を実質上含まないことを特徴とする。
フラックス入りワイヤは、Nb及び/又はMnを含有す
るNi基合金を外皮とするNi基合金フラックス入りワ
イヤにおいて、内包するフラックスの充填率がワイヤ全
重量に対して15乃至36重量%であり、フラックス組
成が、ワイヤ全重量に対して、TiO2:2乃至10重
量%、SiO2:0.1乃至3重量%、ZrO2:0.4
乃至4重量%、Li、Na及びK化合物からなる群から
選択された少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総
量で0.01乃至0.4重量%、金属成分:総量で1乃
至25重量%、スラグ成分:総量で4乃至15重量%を
含有し、Al2O3、炭酸塩、Fe酸化物及びMn酸化物
を実質上含まないことを特徴とする。
【0006】このNi基合金フラックス入りワイヤは、
更にワイヤ全重量に対して、Y、La及びCeからなる
群から選択された少なくとも1種の希土類金属の化合物
をY、La及びCeの希土類金属換算値の総量で0.4
重量%以下含有することが好ましい。
更にワイヤ全重量に対して、Y、La及びCeからなる
群から選択された少なくとも1種の希土類金属の化合物
をY、La及びCeの希土類金属換算値の総量で0.4
重量%以下含有することが好ましい。
【0007】また、更にワイヤ全重量に対して、Pを
0.010重量%以下、Sを0.015重量%以下、B
iを0.005重量%以下及びBを0.003重量%以
下に規制することが好ましい。
0.010重量%以下、Sを0.015重量%以下、B
iを0.005重量%以下及びBを0.003重量%以
下に規制することが好ましい。
【0008】上記課題を解決するために本願発明者等が
鋭意研究開発を重ねた結果、不活性ガス雰囲気、特に、
Ar濃度が高いシールドガス雰囲気におけるNi基合金
フラックス入りワイヤを使用した溶接において、スラグ
の焼付きは内包するフラックスの影響が大きく、特にA
l2O3の添加が大きく悪影響していることが判明した。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであ
る。
鋭意研究開発を重ねた結果、不活性ガス雰囲気、特に、
Ar濃度が高いシールドガス雰囲気におけるNi基合金
フラックス入りワイヤを使用した溶接において、スラグ
の焼付きは内包するフラックスの影響が大きく、特にA
l2O3の添加が大きく悪影響していることが判明した。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明のNi基合金フラッ
クス入りワイヤの成分添加理由及び組成限定理由につい
て説明する。
クス入りワイヤの成分添加理由及び組成限定理由につい
て説明する。
【0010】外皮 外皮にNb及び/又はMnを含有するNi基合金を使用
するのは、溶接金属の均一性を損なわないためとフラッ
クスが充填過剰とならないようにフラックス中からの合
金添加量を抑えるためである。Ni基合金とは、Niを
50重量%以上含有する合金であり、例えば、Ni−C
r合金、Ni−Cr−Fe合金及びNi−Cr−Mo合
金等である。
するのは、溶接金属の均一性を損なわないためとフラッ
クスが充填過剰とならないようにフラックス中からの合
金添加量を抑えるためである。Ni基合金とは、Niを
50重量%以上含有する合金であり、例えば、Ni−C
r合金、Ni−Cr−Fe合金及びNi−Cr−Mo合
金等である。
【0011】また、Nb及びMnは耐食性及び強度の要
求のため、添加され、Nb(Taを含む)の含有量は
0.1乃至5重量%とし、Mnの含有量は0.1乃至1
0重量%とする。Nb及びMnの含有量が下限未満で
は、耐食性及び強度の要求を満足することができない。
一方、Nb及びMnの含有量が上限を超えると、スラグ
の焼付きを抑える範囲を超える。従って、Nb(Taを
含む)の含有量は0.1乃至5重量%とする。また、M
nの含有量は0.1乃至10重量%とする。なお、外皮
の形状としてはパイプ又は矩形状のものとすることがで
きる。
求のため、添加され、Nb(Taを含む)の含有量は
0.1乃至5重量%とし、Mnの含有量は0.1乃至1
0重量%とする。Nb及びMnの含有量が下限未満で
は、耐食性及び強度の要求を満足することができない。
一方、Nb及びMnの含有量が上限を超えると、スラグ
の焼付きを抑える範囲を超える。従って、Nb(Taを
含む)の含有量は0.1乃至5重量%とする。また、M
nの含有量は0.1乃至10重量%とする。なお、外皮
の形状としてはパイプ又は矩形状のものとすることがで
きる。
【0012】フラックス充填率:15乃至36重量% フラックス充填率が15重量%未満では、ワイヤ製造工
程において安定した充填率を確保し、かつ溶接時に十分
なスラグ被包を確保し、健全な溶接金属を得ることがで
きない。一方、フラックス充填率が36重量%を超える
と、ワイヤ製造工程において断線等が生じ、均一なワイ
ヤを確保することができないと共に、アークの集中力低
下による溶接作業性の劣化、特に、スラグ巻き込み等の
溶接欠陥が生じる。従って、フラックス充填率は15乃
至36重量%とする。
程において安定した充填率を確保し、かつ溶接時に十分
なスラグ被包を確保し、健全な溶接金属を得ることがで
きない。一方、フラックス充填率が36重量%を超える
と、ワイヤ製造工程において断線等が生じ、均一なワイ
ヤを確保することができないと共に、アークの集中力低
下による溶接作業性の劣化、特に、スラグ巻き込み等の
溶接欠陥が生じる。従って、フラックス充填率は15乃
至36重量%とする。
【0013】フラックス成分(ワイヤ全重量%あたり) TiO2 :2乃至10重量% アークの安定性及び均一で被包性の良好なスラグ形成剤
の主成分として添加する。TiO2の含有量が2重量%
未満では、アークの安定性及び均一で被包性の良好なス
ラグを得る効果を十分に得ることができない。一方、T
iO2の含有量が10重量%を超えると、スラグがビー
ドに密着し、即ち、焼付いてスラグの剥離性が低下す
る。従って、TiO2の含有量は2乃至10重量%とす
る。なお、TiO2源としては、ルチール、白チタン、
チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリ
又はチタン酸ソーダ等である。
の主成分として添加する。TiO2の含有量が2重量%
未満では、アークの安定性及び均一で被包性の良好なス
ラグを得る効果を十分に得ることができない。一方、T
iO2の含有量が10重量%を超えると、スラグがビー
ドに密着し、即ち、焼付いてスラグの剥離性が低下す
る。従って、TiO2の含有量は2乃至10重量%とす
る。なお、TiO2源としては、ルチール、白チタン、
チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリ
又はチタン酸ソーダ等である。
【0014】SiO2 :0.1乃至3重量% TiO2と同様にスラグ形成剤の1種として、スラグの
粘性を上げてビード形状を良好にするために添加する。
SiO2の含有量が0.1重量%未満では、スラグの粘
性を上げてビード形状を良好にする効果を十分に得るこ
とができない。一方、SiO2の含有量が3重量%を超
えると、スラグの剥離性が低下する。従って、SiO2
の含有量は0.1乃至3重量%とする。なお、SiO2
源としては、珪灰石、珪砂、マイカ、カリ長石又はソー
ダ長石等がある。
粘性を上げてビード形状を良好にするために添加する。
SiO2の含有量が0.1重量%未満では、スラグの粘
性を上げてビード形状を良好にする効果を十分に得るこ
とができない。一方、SiO2の含有量が3重量%を超
えると、スラグの剥離性が低下する。従って、SiO2
の含有量は0.1乃至3重量%とする。なお、SiO2
源としては、珪灰石、珪砂、マイカ、カリ長石又はソー
ダ長石等がある。
【0015】ZrO2 :0.4乃至4重量% TiO2と同様にスラグ形成剤の1種として、スラグの
粘性を上げてビード形状を良好にする働きがあるが、特
にアークの安定性に有効である。ZrO2の含有量が
0.4重量%未満では、アークの安定性の効果がない。
一方、ZrO2の含有量が4重量%を超えると、スラグ
の被包性が低下する。従って、ZrO2の含有量は0.
4乃至4重量%とする。なお、ZrO2源としては、ジ
ルコンサンド又はジルコンフラワ等がある。
粘性を上げてビード形状を良好にする働きがあるが、特
にアークの安定性に有効である。ZrO2の含有量が
0.4重量%未満では、アークの安定性の効果がない。
一方、ZrO2の含有量が4重量%を超えると、スラグ
の被包性が低下する。従って、ZrO2の含有量は0.
4乃至4重量%とする。なお、ZrO2源としては、ジ
ルコンサンド又はジルコンフラワ等がある。
【0016】Li、Na及びK化合物からなる群から選
択された少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総量
で0.01乃至0.4重量% アーク安定剤としてLi、Na及びKからなる群から選
択された少なくとも1種添加することによりスパッタの
発生を抑える効果がある。Li、Na及びK化合物から
なる群から選択された少なくとも1種の含有量がLi、
Na、K換算値の総量で0.01重量%未満では、スパ
ッタの発生を抑える効果を十分得ることができない。一
方、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種の含有量がLi、Na、K換算値の総量
で0.4重量%を超えると、スパッタが多くなる。従っ
て、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種の含有量はLi、Na、K換算値の総量
で0.01乃至0.4重量%とする。なお、Li、Na
及びK化合物源としては、LiF、NaF、KF、Na
3AlF6、K2SiF6、ソーダ長石又はカリ長石等であ
る。
択された少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総量
で0.01乃至0.4重量% アーク安定剤としてLi、Na及びKからなる群から選
択された少なくとも1種添加することによりスパッタの
発生を抑える効果がある。Li、Na及びK化合物から
なる群から選択された少なくとも1種の含有量がLi、
Na、K換算値の総量で0.01重量%未満では、スパ
ッタの発生を抑える効果を十分得ることができない。一
方、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種の含有量がLi、Na、K換算値の総量
で0.4重量%を超えると、スパッタが多くなる。従っ
て、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種の含有量はLi、Na、K換算値の総量
で0.01乃至0.4重量%とする。なお、Li、Na
及びK化合物源としては、LiF、NaF、KF、Na
3AlF6、K2SiF6、ソーダ長石又はカリ長石等であ
る。
【0017】金属成分:1乃至25重量% 金属成分は脱酸又は目的の溶接金属を得るために添加す
る。脱酸剤のみの場合でも金属成分は最低1重量%必要
である。一方、金属成分が25重量%を超えると、十分
なスラグ量を確保することができず、スラグの被包性又
は剥離性等の溶接作業性が劣化する。従って、金属成分
は1乃至25重量%とする。なお、金属成分としては、
Ni、Cr、Mo、Nb、W、Si、Mn、Al、T
i、Mg若しくはC等の単体金属粉又は合金粉である。
る。脱酸剤のみの場合でも金属成分は最低1重量%必要
である。一方、金属成分が25重量%を超えると、十分
なスラグ量を確保することができず、スラグの被包性又
は剥離性等の溶接作業性が劣化する。従って、金属成分
は1乃至25重量%とする。なお、金属成分としては、
Ni、Cr、Mo、Nb、W、Si、Mn、Al、T
i、Mg若しくはC等の単体金属粉又は合金粉である。
【0018】スラグ成分:総量で4乃至15重量% スラグ成分とは金属酸化物又は金属弗化物の非金属成分
であり、アーク特性及びスラグ特性の微調整を目的とし
て添加する。スラグ成分の含有量が総量で4重量%未満
では、スラグの被包が十分でなくビード表面が荒れる。
一方、スラグ成分の含有量が総量で15重量%を超える
と、スラグが過剰で溶接時にスラグが邪魔し、溶接が困
難になる。従って、スラグ成分は総量で4乃至15重量
%とする。なお、スラグ成分としては、TiO2、Si
O2、ZrO2、MgO、CaO、BaO、AlF3、C
aF2、BaF2、MgF2、Na3AlF6又はK3AlF
6等である。
であり、アーク特性及びスラグ特性の微調整を目的とし
て添加する。スラグ成分の含有量が総量で4重量%未満
では、スラグの被包が十分でなくビード表面が荒れる。
一方、スラグ成分の含有量が総量で15重量%を超える
と、スラグが過剰で溶接時にスラグが邪魔し、溶接が困
難になる。従って、スラグ成分は総量で4乃至15重量
%とする。なお、スラグ成分としては、TiO2、Si
O2、ZrO2、MgO、CaO、BaO、AlF3、C
aF2、BaF2、MgF2、Na3AlF6又はK3AlF
6等である。
【0019】Al2 O3 :0.01重量%以下 Al2O3はNb及びMnのいずれか1種又は両方を含有
した場合、スラグの焼付きが発生するため、積極的に添
加しない。本発明において、Al2O3を実質的に含有し
ないとは、Al2O3単体原料及び他原料の不可避的不純
物として混入する場合も含めてワイヤ全重量に対して
0.01重量%以下とすることを意味する。
した場合、スラグの焼付きが発生するため、積極的に添
加しない。本発明において、Al2O3を実質的に含有し
ないとは、Al2O3単体原料及び他原料の不可避的不純
物として混入する場合も含めてワイヤ全重量に対して
0.01重量%以下とすることを意味する。
【0020】炭酸塩:CO2 換算で0.03重量%以下 炭酸塩はアーク中で分解してCO2ガスが発生し、スパ
ッタが多発するので積極的には添加しない。本発明にお
いては、炭酸塩を実質的に含有しない。即ち、炭酸塩単
体原料及び他の原料の不可避的不純物として混入する場
合も含めてCO 2換算でワイヤ全重量当たり0.03重
量%以下とすることを意味する。
ッタが多発するので積極的には添加しない。本発明にお
いては、炭酸塩を実質的に含有しない。即ち、炭酸塩単
体原料及び他の原料の不可避的不純物として混入する場
合も含めてCO 2換算でワイヤ全重量当たり0.03重
量%以下とすることを意味する。
【0021】Fe酸化物:Fe2 O3 換算で0.05重量
%以下 Fe酸化物はスラグの被包性が劣るので積極的には添加
しない。本発明においては、Fe酸化物を実質的に含有
しない。即ち、Fe酸化物単体原料及び他原料の不可避
的不純物として混入する場合も含めてFe2O3換算でワ
イヤ全重量当たり0.05重量%以下とすることを意味
する。
%以下 Fe酸化物はスラグの被包性が劣るので積極的には添加
しない。本発明においては、Fe酸化物を実質的に含有
しない。即ち、Fe酸化物単体原料及び他原料の不可避
的不純物として混入する場合も含めてFe2O3換算でワ
イヤ全重量当たり0.05重量%以下とすることを意味
する。
【0022】Mn酸化物:MnO換算で0.05重量%
以下 Mn酸化物はスラグの被包性が劣るので積極的には添加
しない。本発明においては、Mn酸化物を実質的に含有
しない。即ち、Mn酸化物単体原料及び他原料の不可避
的不純物として混入する場合も含めてMnO換算でワイ
ヤ全重量当たり0.05重量%以下とすることを意味す
る。
以下 Mn酸化物はスラグの被包性が劣るので積極的には添加
しない。本発明においては、Mn酸化物を実質的に含有
しない。即ち、Mn酸化物単体原料及び他原料の不可避
的不純物として混入する場合も含めてMnO換算でワイ
ヤ全重量当たり0.05重量%以下とすることを意味す
る。
【0023】Y、La及びCeからなる群から選択され
た少なくとも1種の希土類金属の化合物:Y、La及び
Ceの希土類金属換算値の総量で0.01乃至0.4重
量% Y、La及びCeの希土類金属はAr等の不活性ガス濃
度が高い、例えば、80%Ar+20%CO2ガスのシ
ールドガス雰囲気ではアークの安定性及びアーク集中性
を大きく高めるため、スパッタが少なく、ビード形状が
優れ、融合不良又はスラグ巻き込みの低減に有効であ
る。更に、これらの金属は高温割れに有害なSと結合し
て、Sを無害化するため、耐高温割れ性を向上させる効
果が大きい。Y、La及びCeからなる群から選択され
た少なくとも1種の希土類金属の化合物の含有量がY、
La及びCeの希土類金属換算値の総量で0.01重量
%未満では、スパッタが少なく、ビード形状が優れ、融
合不良又はスラグ巻き込みの低減及び耐高温割れ性の向
上に十分な効果を得ることができない。Y、La及びC
eからなる群から選択された少なくとも1種の希土類金
属の化合物の含有量がY、La及びCeの希土類金属換
算値の総量で0.4重量%を超えると、スパッタが多く
なる。従って、Y、La及びCeからなる群から選択さ
れた少なくとも1種の希土類金属の化合物をY、La及
びCeの希土類金属換算値の総量で0.01乃至0.4
重量%とすることが好ましい。なお、Y、La及びCe
希土類金属化合物源としては、YF3、CeF3、Y
2O3、Ce2O3又はレアアースCa−Si等がある。
た少なくとも1種の希土類金属の化合物:Y、La及び
Ceの希土類金属換算値の総量で0.01乃至0.4重
量% Y、La及びCeの希土類金属はAr等の不活性ガス濃
度が高い、例えば、80%Ar+20%CO2ガスのシ
ールドガス雰囲気ではアークの安定性及びアーク集中性
を大きく高めるため、スパッタが少なく、ビード形状が
優れ、融合不良又はスラグ巻き込みの低減に有効であ
る。更に、これらの金属は高温割れに有害なSと結合し
て、Sを無害化するため、耐高温割れ性を向上させる効
果が大きい。Y、La及びCeからなる群から選択され
た少なくとも1種の希土類金属の化合物の含有量がY、
La及びCeの希土類金属換算値の総量で0.01重量
%未満では、スパッタが少なく、ビード形状が優れ、融
合不良又はスラグ巻き込みの低減及び耐高温割れ性の向
上に十分な効果を得ることができない。Y、La及びC
eからなる群から選択された少なくとも1種の希土類金
属の化合物の含有量がY、La及びCeの希土類金属換
算値の総量で0.4重量%を超えると、スパッタが多く
なる。従って、Y、La及びCeからなる群から選択さ
れた少なくとも1種の希土類金属の化合物をY、La及
びCeの希土類金属換算値の総量で0.01乃至0.4
重量%とすることが好ましい。なお、Y、La及びCe
希土類金属化合物源としては、YF3、CeF3、Y
2O3、Ce2O3又はレアアースCa−Si等がある。
【0024】P:0.010重量%以下 Pは高温割れの原因となる成分であることから、健全な
溶接金属を得るために0.010重量%以下にする。従
って、Pの含有量は0.010重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
溶接金属を得るために0.010重量%以下にする。従
って、Pの含有量は0.010重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
【0025】S:0.015重量%以下 Sは高温割れの原因となる成分であることから、健全な
溶接金属を得るために0.015重量%以下にする。従
って、Sの含有量は0.015重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
溶接金属を得るために0.015重量%以下にする。従
って、Sの含有量は0.015重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
【0026】Bi:0.005重量%以下 Biは高温割れの原因となる成分であることから、健全
な溶接金属を得るために0.005重量%以下にする。
従って、Biの含有量は0.005重量%以下に規制す
ることが好ましい。
な溶接金属を得るために0.005重量%以下にする。
従って、Biの含有量は0.005重量%以下に規制す
ることが好ましい。
【0027】B:0.003重量%以下 Bは高温割れの原因となる成分であることから、健全な
溶接金属を得るために0.003重量%以下にする。従
って、Bの含有量は0.003重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
溶接金属を得るために0.003重量%以下にする。従
って、Bの含有量は0.003重量%以下に規制するこ
とが好ましい。
【0028】
【実施例】以下、本発明の範囲に入るNi基合金フラッ
クス入りワイヤの実施例について、溶接作業性、溶接欠
陥及び耐高温割れ性を比較例と比較して具体的に説明す
る。図1は溶接作業性の試験に使用する水平すみ肉溶接
の継手形状を示す模式図である。図2は溶接欠陥を試験
に使用する開先形状を示す模式図である。図3は高温割
れ試験に使用する開先形状を示す模式図である。
クス入りワイヤの実施例について、溶接作業性、溶接欠
陥及び耐高温割れ性を比較例と比較して具体的に説明す
る。図1は溶接作業性の試験に使用する水平すみ肉溶接
の継手形状を示す模式図である。図2は溶接欠陥を試験
に使用する開先形状を示す模式図である。図3は高温割
れ試験に使用する開先形状を示す模式図である。
【0029】表1及び2に示す化学成分を有するNi基
合金の外皮に夫々フラックスを内包し、直径を1.2m
mに伸線加工した後、通電加熱により水分をワイヤ全重
量に対して400重量ppm以下となるようにコントロ
ールして表3乃至表14に示す供試ワイヤを作製した。
なお、水分測定はカールフィッシャー法により(キャリ
アガス:O2、加熱温度を750℃)測定した。
合金の外皮に夫々フラックスを内包し、直径を1.2m
mに伸線加工した後、通電加熱により水分をワイヤ全重
量に対して400重量ppm以下となるようにコントロ
ールして表3乃至表14に示す供試ワイヤを作製した。
なお、水分測定はカールフィッシャー法により(キャリ
アガス:O2、加熱温度を750℃)測定した。
【0030】溶接作業性は、図1に示すように、母材1
として板厚が12mm、幅が80mm、長さが300m
mのSM490Aを使用し、これを2枚使い、1枚を水
平にし、残りを水平にした母材1の中心に逆T字形状に
なるように母材1を立てたすみ部に溶接を行い、溶接金
属2を形成し、これを評価した。なお、評価は溶接作業
性が優秀なものを◎、優れたものを○、良好なものを
△、不良であるものを×とした。
として板厚が12mm、幅が80mm、長さが300m
mのSM490Aを使用し、これを2枚使い、1枚を水
平にし、残りを水平にした母材1の中心に逆T字形状に
なるように母材1を立てたすみ部に溶接を行い、溶接金
属2を形成し、これを評価した。なお、評価は溶接作業
性が優秀なものを◎、優れたものを○、良好なものを
△、不良であるものを×とした。
【0031】溶接欠陥は、図2に示すように、開先角度
が45°になるように斜面が形成された板厚が20mm
の母材1同士を間隔が12mmとなるように調整して配
置し、開先が狭まる側に裏当材3を配置する。この開先
にJIS 3332に準じて溶接金属を作製し、X線透
過により検出した。そして、これを評価した。X線性能
の評価は、JIS Z3104による等級分類を行い、
1級のものを○としてこれを合格とし、2級以下のもの
を×とした。
が45°になるように斜面が形成された板厚が20mm
の母材1同士を間隔が12mmとなるように調整して配
置し、開先が狭まる側に裏当材3を配置する。この開先
にJIS 3332に準じて溶接金属を作製し、X線透
過により検出した。そして、これを評価した。X線性能
の評価は、JIS Z3104による等級分類を行い、
1級のものを○としてこれを合格とし、2級以下のもの
を×とした。
【0032】なお、溶接作業性及び溶接欠陥の溶接条件
は、電流を200A、電圧を29V、シールドガスを8
0%Ar+20%CO2、流量を25リットル/分とし
た。
は、電流を200A、電圧を29V、シールドガスを8
0%Ar+20%CO2、流量を25リットル/分とし
た。
【0033】高温割れ試験は、図3に示すように、開先
角度が60°になるように板厚の半分まで斜面が形成さ
れた板厚が20mm、幅が125mm、長さが300m
mのSM490Aからなる母材1を間隔が2mmになる
ように調整して、拘束割れ試験方法により行った。自動
溶接機によるシングルビード溶接を行い、割れ率%(溶
接線方向の割れ長さの合計/ビード長×100)を算出
し評価した。
角度が60°になるように板厚の半分まで斜面が形成さ
れた板厚が20mm、幅が125mm、長さが300m
mのSM490Aからなる母材1を間隔が2mmになる
ように調整して、拘束割れ試験方法により行った。自動
溶接機によるシングルビード溶接を行い、割れ率%(溶
接線方向の割れ長さの合計/ビード長×100)を算出
し評価した。
【0034】なお、評価は割れ率が0%のものを◎、割
れ率が1乃至5%のものを○、割れ率が6%以上のもの
を△とした。これらの結果を表15及び表16に示す。
れ率が1乃至5%のものを○、割れ率が6%以上のもの
を△とした。これらの結果を表15及び表16に示す。
【0035】なお、高温割れ試験の溶接条件は、電流を
200A、電圧を29V、シールドガスを80%Ar+
20%CO2、溶接速度を40cm/分、流量を25リ
ットル/分とした。
200A、電圧を29V、シールドガスを80%Ar+
20%CO2、溶接速度を40cm/分、流量を25リ
ットル/分とした。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】
【表5】
【0041】
【表6】
【0042】
【表7】
【0043】
【表8】
【0044】
【表9】
【0045】
【表10】
【0046】
【表11】
【0047】
【表12】
【0048】
【表13】
【0049】
【表14】
【0050】
【表15】
【0051】
【表16】
【0052】上記表15に示すように、本発明の範囲に
入る実施例No.1乃至17は溶接作業性、X線性能及び
高温割れについて良好な結果を得ることができた。一
方、表16に示すように、比較例No.18乃至37は溶
接作業性、X線性能及び高温割れについて良好な結果を
得ることができなかった。
入る実施例No.1乃至17は溶接作業性、X線性能及び
高温割れについて良好な結果を得ることができた。一
方、表16に示すように、比較例No.18乃至37は溶
接作業性、X線性能及び高温割れについて良好な結果を
得ることができなかった。
【0053】比較例No.18はフラックス中のSiO2の
含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの剥離
性及びビード形状が劣り、溶接作業性が劣った。
含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの剥離
性及びビード形状が劣り、溶接作業性が劣った。
【0054】比較例No.19はフラックス中のCO2量、
即ち、炭酸塩の含有量が本発明の範囲を超えているた
め、スパッタの発生量が多く、溶接作業性が劣った。
即ち、炭酸塩の含有量が本発明の範囲を超えているた
め、スパッタの発生量が多く、溶接作業性が劣った。
【0055】比較例No.20はフラックス中のTiO2の
含有量が本発明の範囲未満であるため、アークが不安定
になると共に、スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が劣
った。また、溶接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
含有量が本発明の範囲未満であるため、アークが不安定
になると共に、スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が劣
った。また、溶接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
【0056】比較例No.21はフラックス中のTiO2の
含有量が本発明の範囲を超えているため、アークが不安
定になると共に、スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が
劣った。
含有量が本発明の範囲を超えているため、アークが不安
定になると共に、スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が
劣った。
【0057】比較例No.22はフラックス中のSiO2の
含有量が本発明の範囲未満であるため、スラグの剥離性
及びビード形状が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
含有量が本発明の範囲未満であるため、スラグの剥離性
及びビード形状が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
【0058】比較例No.23はフラックス中の金属成分
の含有量が本発明の範囲を超え、スラグ成分の含有量が
本発明の範囲未満であるため、スラグの被包性及びスラ
グの剥離性が劣り、ビード形状が荒れた。このため、溶
接作業性が劣った。
の含有量が本発明の範囲を超え、スラグ成分の含有量が
本発明の範囲未満であるため、スラグの被包性及びスラ
グの剥離性が劣り、ビード形状が荒れた。このため、溶
接作業性が劣った。
【0059】比較例No.24はフラックス中のMnOの
含有量及びCO2量、即ち、Mn酸化物及び炭酸塩の含
有量が本発明の範囲を超え、スラグ成分の含有量が本発
明の範囲未満であるため、スラグの被包性及びスラグの
剥離性が劣り、ビード形状が荒れた。このため、溶接作
業性が劣った。
含有量及びCO2量、即ち、Mn酸化物及び炭酸塩の含
有量が本発明の範囲を超え、スラグ成分の含有量が本発
明の範囲未満であるため、スラグの被包性及びスラグの
剥離性が劣り、ビード形状が荒れた。このため、溶接作
業性が劣った。
【0060】比較例No.25はフラックス中のZrO2の
含有量が本発明の範囲未満であるため、ビード形状及び
スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
含有量が本発明の範囲未満であるため、ビード形状及び
スラグの剥離性が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が発生し、X線性能が劣った。
【0061】比較例No.26はLi、Na及びK化合物
からなる群から選択された少なくとも1種の含有量が本
発明の範囲未満であるため、アークが不安定になってス
パッタの発生量が多くなり、溶接作業性が劣った。
からなる群から選択された少なくとも1種の含有量が本
発明の範囲未満であるため、アークが不安定になってス
パッタの発生量が多くなり、溶接作業性が劣った。
【0062】比較例No.27はフラックスの充填率及び
スラグ成分の含有量が本発明の範囲を超えているため、
ワイヤを伸線中に断線が生じ、スラグが過剰になってス
ラグが邪魔をして溶接欠陥が生じX線性能が劣った。
スラグ成分の含有量が本発明の範囲を超えているため、
ワイヤを伸線中に断線が生じ、スラグが過剰になってス
ラグが邪魔をして溶接欠陥が生じX線性能が劣った。
【0063】比較例No.28はフラックスの充填率が本
発明の範囲未満であるため、スラグの被包性が劣り、溶
接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性能が劣
った。
発明の範囲未満であるため、スラグの被包性が劣り、溶
接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性能が劣
った。
【0064】比較例No.29はフラックス中のZrO2の
含有量及びスラグ成分の含有量が本発明の範囲を超えて
いるため、スラグ量が多くなると共に、スラグの被包性
が低下し溶接作業性が劣った。
含有量及びスラグ成分の含有量が本発明の範囲を超えて
いるため、スラグ量が多くなると共に、スラグの被包性
が低下し溶接作業性が劣った。
【0065】比較例No.30はフラックス中のFe2O3
の含有量、即ち、Fe酸化物の含有量が本発明の範囲を
超えているため、スラグの被包性が劣り、溶接作業性が
劣った。
の含有量、即ち、Fe酸化物の含有量が本発明の範囲を
超えているため、スラグの被包性が劣り、溶接作業性が
劣った。
【0066】比較例No.31はLi、Na及びK化合物
からなる群から選択された少なくとも1種の含有量が本
発明の範囲を超えているため、スパッタが多くなり、溶
接作業性が劣った。
からなる群から選択された少なくとも1種の含有量が本
発明の範囲を超えているため、スパッタが多くなり、溶
接作業性が劣った。
【0067】比較例No.32はフラックス中のAl2O3
の含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの焼
付きが生じ溶接作業性が劣った。
の含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの焼
付きが生じ溶接作業性が劣った。
【0068】比較例No.33はフラックス中のAl2O3
の含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの焼
付きが生じ溶接作業性が劣った。
の含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの焼
付きが生じ溶接作業性が劣った。
【0069】比較例No.34はスラグ成分の合計が本発
明の範囲未満であるため、スラグの被包が十分でなく、
ビード表面が荒れ溶接作業性が劣った。また、ビード表
面にが荒れたため、溶接欠陥が生じX線性能が劣った。
明の範囲未満であるため、スラグの被包が十分でなく、
ビード表面が荒れ溶接作業性が劣った。また、ビード表
面にが荒れたため、溶接欠陥が生じX線性能が劣った。
【0070】比較例No.35は金属成分の合計が本発明
の範囲を超えているため、十分なスラグ量を確保するこ
とができず、スラグの被包性又はスラグの剥離性が劣
り、溶接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性
能が劣った。
の範囲を超えているため、十分なスラグ量を確保するこ
とができず、スラグの被包性又はスラグの剥離性が劣
り、溶接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性
能が劣った。
【0071】比較例No.36はMnOの含有量、即ち、
Mn酸化物の含有量が本発明の範囲を超えているため、
スラグの被包性が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が生じX線性能が劣った。
Mn酸化物の含有量が本発明の範囲を超えているため、
スラグの被包性が劣り、溶接作業性が劣った。また、溶
接欠陥が生じX線性能が劣った。
【0072】比較例No.37はZrO2の含有量が本発明
の範囲を超えているため、スラグの被包性が低下し、溶
接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性能が劣
った。
の範囲を超えているため、スラグの被包性が低下し、溶
接作業性が劣った。また、溶接欠陥が生じX線性能が劣
った。
【0073】
【発明の効果】以上詳述したように本発明においては、
Nb及び/又はMnを含有するNi基合金からなる外皮
であっても、Ni鋼又はNi基合金の溶接においてスラ
グの焼付きがなく、耐高温割れ性が優れ、良好な溶接作
業性を有する溶接ワイヤを提供することができる。
Nb及び/又はMnを含有するNi基合金からなる外皮
であっても、Ni鋼又はNi基合金の溶接においてスラ
グの焼付きがなく、耐高温割れ性が優れ、良好な溶接作
業性を有する溶接ワイヤを提供することができる。
【図1】溶接作業性の試験に使用する水平すみ肉溶接の
継手形状を示す模式図である。
継手形状を示す模式図である。
【図2】溶接欠陥を試験に使用する開先形状を示す模式
図である。
図である。
【図3】高温割れ試験に使用する開先形状を示す模式図
である。
である。
1;母材 2;溶接金属 3;裏当材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上月 映野 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番1 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 Fターム(参考) 4E001 AA03 BB06 DB03 EA07 4E084 AA02 AA03 AA04 AA39 BA16 BA20 BA29 CA11 CA13 CA18 CA23 CA24 CA25 DA10 FA02 GA04 GA10 HA03
Claims (3)
- 【請求項1】 Nb及び/又はMnを含有するNi基合
金を外皮とするNi基合金フラックス入りワイヤにおい
て、内包するフラックスの充填率がワイヤ全重量に対し
て15乃至36重量%であり、フラックス組成が、ワイ
ヤ全重量に対して、TiO2:2乃至10重量%、Si
O2:0.1乃至3重量%、ZrO2:0.4乃至4重量
%、Li、Na及びK化合物からなる群から選択された
少なくとも1種:Li、Na、K換算値の総量で0.0
1乃至0.4重量%、金属成分:総量で1乃至25重量
%、スラグ成分:総量で4乃至15重量%を含有し、A
l2O3、炭酸塩、Fe酸化物及びMn酸化物を実質上含
まないことを特徴とするNi基合金フラックス入りワイ
ヤ。 - 【請求項2】 更にワイヤ全重量に対して、Y、La及
びCeからなる群から選択された少なくとも1種の希土
類金属の化合物をY、La及びCeの希土類金属換算値
の総量で0.4重量%以下含有することを特徴とする請
求項1に記載のNi基合金フラックス入りワイヤ。 - 【請求項3】 更にワイヤ全重量に対して、Pを0.0
10重量%以下、Sを0.015重量%以下、Biを
0.005重量%以下及びBを0.003重量%以下に
規制することを特徴とする請求項1又は2に記載のNi
基合金フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15438199A JP2000343276A (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15438199A JP2000343276A (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343276A true JP2000343276A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15582910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15438199A Pending JP2000343276A (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000343276A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100513633B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-09-09 | 현대종합금속 주식회사 | 고속용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
| JP2008246507A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Kobe Steel Ltd | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
| JP2012143796A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 低温鋼溶接用Ni基合金フラックス入りワイヤ |
| JP2015085366A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
| JP5763859B1 (ja) * | 2014-11-07 | 2015-08-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
| CN108559863A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-09-21 | 三祥新材股份有限公司 | 使用寿命长的锆化物掺杂高温耐腐蚀镍基合金的制备方法 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15438199A patent/JP2000343276A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100513633B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-09-09 | 현대종합금속 주식회사 | 고속용접용 메탈계 플럭스 충전 와이어 |
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| JP2015085366A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社神戸製鋼所 | Ni基合金フラックス入りワイヤ |
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| CN108559863A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-09-21 | 三祥新材股份有限公司 | 使用寿命长的锆化物掺杂高温耐腐蚀镍基合金的制备方法 |
| CN108559863B (zh) * | 2016-08-19 | 2020-03-10 | 三祥新材股份有限公司 | 使用寿命长的锆化物掺杂高温耐腐蚀镍基合金的制备方法 |
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