JPH02241693A - 硬化肉盛溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、激しい土砂摩耗を受ける粉砕機、破砕機等の
部品や、製鉄所原料関係の原料搬送部品、貯鉱槽等の部
品、鉱山２石炭関係の鉱山機械等の部品などの肉盛、補
修用に適するフラックス入りワイヤに関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題）高Ｃｒ鉄系温
材は、マルテンサイト系温材に比べ、特に激しい土砂摩
耗に対し、耐摩耗性が優れるため、粉砕機、破砕機など
の部品の肉盛に多用されてきた。 しかし、溶着金属の伸び、靭性が劣るため、溶着金属に
割れが発生し易く、使用中に肉盛部の欠けの問題があっ
た。 また、温材としては、被覆アーク溶接棒、フラックス入
りワイヤなどが市販されているが、いずれも、一般のマ
ルテンサイト系硬化肉盛材料と比較して１作業性、特に
スパッタ量、スラグの剥離性、ビード形状等において劣
っていた。 本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであ
って、特に使用中の肉盛金属の剥離の防止を図り、更に
スパッタ量、スラグの剥離性、ビード形状等の作業性を
改善できる硬化肉感溶接用材料を提供することを目的と
するものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、高Ｃ「鉄系温材
を用いた場合の肉盛金属の剥離の原因について調査した
。その結果、一般に高Ｃｒ＃ｉ系温材は、軟鋼等の母材
に肉盛して使用されることが多いが、その第１層目の溶
着金属から亀裂が発生し、使用中に肉盛金属の剥離に至
ることが多く、その亀裂は第１層目のビード止端部形状
のなじみ不足、ビード形状の凸形などが原因で５発生し
易いことが判明した。したがって、これを解決するなら
ば肉盛金属の耐剥離性が大幅に向」ニするとの知見を得
た。 第１図（ａ）は市販の高Ｃｒ鉄系温材を用いて軟鋼母材
上に１パス肉盛溶接を行った場合のビードの断面を示し
ている。一般に軟鋼、低合金鋼などへの肉盛溶接の第１
層目は、旧材と成分系が大きく異なるため、同図に示す
ように、ビード止端部のなじみが悪く、凸ビードになる
。このことは、例えば、部品のカド出し等には望ましい
場合もあるが、通常の肉盛においては、同図（、ｂ）に
示すように、第１層目ボンド部付近の割れ発生を助長し
、時には、部品が稼働中に肉盛部で剥離現象を起こし、
寿命が短くなる。 本発明者は、このような点について改良を加えるべく、
まず、止端部のなじみ改善に効果のある成分について検
討を進めた。その結果、Ｂを０゜２〜１．０％ワイヤ中
に含有させることにより、同図（ｅ）に示すように、ビ
ード止端部のなじみ性が改良された。しかしながら、Ｂ
の添加により、プールが流れ易くなりすぎ、アークの方
向が若干変わることが、プール形成状態に大きく反映さ
れ、そのため、同図（ｄ）に示すようにビード幅が不均
一になることが観察された。また、Ｂは溶滴のなじみも
向上させ、ワイヤ先端の溶融した金属がプールへ移行す
る現象が間欠的になり易く、ビード長方向において、溶
着金属のムラが生し、それがビード幅の不均一性を助長
することも問題となった。 そこで、アークの方向の安定性、溶滴移行の均一性をポ
イントに更に研究開発を進めた結果、金属弗化物、Ｍｇ
の添加が効果的であることが判明した。 この際、金属弗化物、Ｍｇのいずれの添加によってもア
ーク安定性、溶滴移行性は向上するものの、金属弗化物
単独ではスラブがビード全面に焼付き、剥離性が劣り、
またＭｇ単独ではスラグが球状に凝集し、剥離性が劣る
。したがって、両者の複合添加が必要であり、その場合
に限り、スラグの剥離性が確保されることが判明した。 このような知見に基づき、更に種々の成分、アーク安定
剤、脱酸剤などを検討した結果、ここに、ビード形状が
良好となり、またスパッタ発生量、スラグの剥離性も改
善できる硬化肉盛溶接用フラックス入りワイヤを見い出
し、本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る硬化肉盛溶接用フラックス入り
ワイヤは、金属製外皮中にフラックスを充填してなるフ
ラッグス入りワイヤであって、ワイヤ全重量当たり、以
下の成分 Ｃ：２．５〜５．５％、 Ｃｒ：２０〜３０％、 Ｂ：０．２〜１．０％、 Ｍｇ：０．０２〜０．２％、 金属弗化物：０゜０５〜１．５％ を含有することを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明における化学成分の限定理由は以下のとおりであ
る。なお、各成分の含有量はワイヤ全重量当りの割合（
％）である。 Ｃ：２．５〜５．５％ Ｃは高Ｃｒ鉄系温材の基本元素で、炭化物形成に不可欠
である。しかし、２．５％未満では充分な耐摩耗性が得
られない、また５、５％を超えると炭化物量が多くなり
すぎ、溶着金属が脆くなり、欠けなどが発生し易くなる
。したがって、Ｃ量は２．５〜５．５％の範囲とする。 Ｃｒ：２０〜３０％ Ｃｒは高Ｃｒ鉄系温材の基本元素で、炭化物形成に不可
欠である。しかし、２０％未満では充分な耐摩耗性が得
られず、またマトリックス中のＣｒ量が少なくなり、耐
摩耗性も劣る。一方、３０％を超えると炭化物粒径が粗
大になり、欠けなどが発生し易くなる。したがって、Ｃ
ｒ量は２０〜３０％の範囲とする。 Ｂ：０．２〜１．０％ Ｂはスラグの剥離性、ビード形状の改善に効果がある。 しかし、０．２％未満では改善効果がみられず、また１
、０％を超えると溶着金属が脆くなり、耐摩耗性が劣化
する。したがって、Ｂ量は０．２〜１．０％の範囲とす
る。 Ｍｇ：０．０２〜０．２％ Ｍｇはスラグの剥離性、アーク安定性の改善に効果があ
る。しかし、０．０２％未満では改善効果がみられず、
また０、２％を超えると、逆にスラグが凝集し、剥離性
が劣化する。したがって、Ｍｇ量は０．０２〜０．２％
の範囲とする。 金属弗化物：０．０５〜１．５％ 金属弗化物はスラグ剥離性の改善、アーク安定性の改善
に効果がある。しかし、０．０５％未満ではそのような
改善効果がみられず、また１、５％を超えるとヒユーム
量の増大及びスラブ量が増し、逆に剥離性が劣化する。 したがって、金属弗化物量１ｔ、０．０５〜１．５％の
範囲とする。なお、金属弗化物としては、ＣａＦ、、Ｎ
ａＦ、ＢａＦ、、Ｋ、ＳｉＦ、などが挙げられるが、特
に制限されることはない。 なお、本発明は、上記成分を必須成分として含有するが
、その他にＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂなとの炭化物形成元素を
必要に応じて添加することができ、これにより、更に耐
摩耗性を上げた場合でも同様の効果が得られることが確
認されている。添加する場合にはそれらの１種又は２種
以上を１〜８％が望ましい。 以上の成分の添加態様に関しては１通常外皮金属として
軟鋼又はＣｒ鋼を用いるが、外皮金属で不足する成分又
は添加量をフラックスへの配合にてまかない、ワイヤ全
重量に対する所定の配合量とすることは云うまでもない
。 また、硬化肉盛溶接の他の条件も特に制限されず、炭酸
ガスアーク溶接のほか、Ａｒガスを主体とするガスアー
ク溶接やセルフシールドアーク溶接なども可能である。 また、フラックス入りワイヤの寸法、断面形状等も制限
されず、対象母材も軟鋼、低合金鋼など適宜材質のもの
が可能である。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第２表に示す各種化学成分のフラックス入りワイヤを製
作した。その際、フープ材には軟鋼及びＬ７Ｃｒｔｌを
用い、フラックス率が２０〜３５％、ワイヤ径が１．２
ｍｍφである。 得られたフラックス入りワイヤを用い、第１表に示す溶
接条件にて肉盛溶接試験を実施し、作業性、硬さ等を調
べた。その結果を第２表に併記する。 第２表より、本発明例はいずれも、作業性が良好であり
、溶着金属の硬さも充分確保されていることがわかる。 また、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ等を添加した本発明例は特に
溶着金属の硬さが高く、併せて高耐摩耗性が得られてい
る６ 一方、比較例は、溶着金属の硬さが充分に得られていな
いか、或いは得られていても作業性のいずれかが劣って
いる。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、耐摩耗性はもち
ろんのこと、特に使用中の肉盛金属の剥離を防止でき、
更にアーク安定性、スパッタ量。 スラグの剥離性、ビード形状等の作業性を改善できる硬
化肉盛溶接用材料を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高Ｃｒ鉄系温材を使用して硬化肉盛溶接（１パ
ス）した場合のビードの形状を示す６図で、（ａ）〜（
Ｃ）は断面図であり、（ｄ）は平面図であり、第２図は
実施例で採用した累層法の要領を説明する図である。 １・・・母材、２・・・溶接ビード、３・・・割れ。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製外皮中にフラックスを充填してなるフラッ
   クス入りワイヤであって、ワイヤ全重量当たり、以下の
   成分 Ｃ：２．５〜５．５％、 Ｃｒ：２０〜３０％。 Ｂ：０．２〜１．０％、 Ｍｇ：０．０２〜０．２％、 金属弗化物：０．０５〜１．５％ を含有することを特徴とする硬化肉盛溶接用フラックス
   入りワイヤ。