JPH0452190B2

JPH0452190B2 -

Info

Publication number: JPH0452190B2
Application number: JP17869286A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Ootani; Tsukasa Okazaki; Tsuneo Aihara
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1992-08-21
Also published as: JPS6336995A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、優れた溶接特性を持つインコネル合
金の自動および半自動溶接用フラツクス入りワイ
ヤに関する。〔従来の技術〕従来、インコネル合金による自動あるいは半自
動溶接において、ソリツドワイヤによるミグ溶接
が一般的である。また、高ニツケル合金のフラツ
クス入りワイヤは、特開昭58−6795号公報および
特開昭58−132393号公報に示されているが、いず
れも外皮に純Niを使用したものであり、インコ
ネル合金を外皮に用いたものは知られていない。〔発明が解決しようとする問題点〕ソリツドワイヤによるミグ溶接はビード表面に
硬い酸化被膜を生じて層を積ねて溶接する場合は
酸化被膜を巻込み、ブローホール、融合不良、溶
接割れなどの原因となる。そのために酸化被膜を
除去する必要があり、これに大きな手間を要す
る。また、インコネル合金は軟鋼に比較して熱伝
導性が悪いために下向溶接でのみ使用しており、
立向および横向溶接には適さない。立向および横
向溶接に適したテイグ溶接や被覆アーク溶接では
能率が悪く、特に被覆アーク溶接を場合は溶接者
の熱練度により溶接部の良否が大巾に異なる。特
開昭58−6795号公報のフラツクス入りワイヤは潜
弧溶接用であり、別に潜弧用フラツクスを必要と
し、溶接姿勢も下向専用である。また、特開昭58
−132393号公報のフラツクス入りワイヤも下向溶
接用であり、外皮がNiであるところから、例え
ば溶接スタート部は外皮から先に溶融するため、
フラツクス中の合金元素が十分溶融しないうちに
凝固するために、溶接金属が均一にならない。本発明は、横向および立向姿勢も含めて能率よ
く溶接できると共に、均一で健全な溶接部を得る
インコネル合金溶接用フラツクス入りワイヤを提
供することを目的とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、インコネル合金を外皮とするフラツ
クス入りワイヤであつて、フラツクスがワイヤ全
体の重量に対して10〜30％であり、フラツクスの
成分がワイヤ全体の重量比で、酸化チタン、およ
びチタン酸塩から選ばれた１種または２種以上
2.5〜15％、炭酸塩の１種または２種以上0.2〜７
％、SiO₂、Al₂O₃およびそれらの化合物から選ば
れた１種または２種以上0.5〜５％、弗化物の１
種または２種以上0.05〜２％、TiおよびAlから
選ばれた１種または２種0.1〜２％、Ti、Alを含
めた金属粉末の１種または２種以上１〜７％であ
ることを特徴とするインコネル合金溶接用フラツ
クス入りワイヤである。インコネル合金とは、Ni50重量％以上、Cr10
〜25重量％、Mo ０〜18重量％を含有するNi−
Cr系合金、Ni−Cr−Fe系合金およびNi−Cr−
Mo系合金である。フラツクス入りワイヤの外皮にインコネル合金
を用いたのは、溶接金属の均一性を損わないため
である。ワイヤに内蔵されるフラツクスは、ワイヤ全体
の重量に対して10〜30％であり、10％未満では溶
接中にスラグが溶融金属を十分覆うことができな
くなり、溶接金属が酸化したり、ブローホール、
融合不良や溶接割れ等の欠陥発生の原因となる。
また、30％を超えるとスラグが多くなりすぎて溶
融池を覆う等の問題を生じ、融合不良やスラグの
巻込み等の欠陥を生ずる原因となる。酸化チタンおよびチタン酸塩の１種または２種
以上をワイヤの重量比で2.5〜15％用いるが、2.5
％未満では凝固後のスラグの剥離が悪くなり、15
％を超えるとスラグの量が多くなり、特に開先内
での溶接作業性を悪化させる。チタン酸塩として
は、例えばCaTiO₃、BaTiO₃、Na₂TiO₃、
Li₂TiO₃、K₂TiO₃等がある。炭酸塩の１種または２種以上をワイヤの重量比
で0.2〜７％用いるが、これらはスラグの流動性
を改善して溶接金属と母材のなじみを良くするの
でビードの形状も良好になる。また開先内での溶
接において、スラグの溶融池へのかぶりを防止
し、スラグを脆くして除去し易くする。さらに、
溶接熱によつて分解した炭酸ガスが大気を遮断
し、溶接金属の酸化やブローホール等の発生を防
止し、スラグ形成剤としても溶接金属を保護す
る。0.2％未満ではその効果が期待できず、７％
を超えるとスパツタが多発するだけでなく、溶融
金属中の炭酸が増加して耐食性や靭性を悪化させ
る。炭酸塩としては、例えばLi₂CO₃、BaCO₃、
CaCO₃、Na₂CO₃、SrCO₃、MnCO₃、MgCO₃等
がある。そして、好ましくはLi₂CO₃および
Na₂CO₃の１種または２種ワイヤの重量比で0.1〜
３％、その他の炭酸塩を0.1〜４％使用する。 SiO₂、Al₂O₃またはそれらの化合物から選ばれ
た１種または２種以上をワイヤの重量比で0.5〜
５％用いるが、それらは酸化チタン、チタン酸塩
と共にアークを安定し、スラグの粘性を調整して
湯流れをよくするだけでなく、溶接金属表面に光
沢を与える。0.5％未満ではその効果が期待でき
ず、５％を超えるとスラグが硬化して、特に開先
内ではスラグの除去が困難になる。SiO₂または
Al₂O₃の化合物としては、例えばマイカ、タル
ク、ベントナイカ、カリ長石等がある。弗化物の１種または２種以上をワイヤの重量比
で0.05〜２％用いるが、これらの弗化物は溶接時
にワイヤの溶滴が溶融池に移行する過程で溶接熱
により分解し、弗素系ガスを発生し、移行する溶
滴や溶融池の近傍をシールドするので溶接金属の
ブローホールや割れの発生を防止する。0.05％未
満ではその効果が期待できず、２％を超えるとス
パツタや弗素系ガスが多くなり溶接作業性を悪化
させる。弗化物としては、例えば、CaF₂、
Na₃AlF₆、K₂SiF₆、K₂TiF₆、BaF₂、CeF₂、
K₂ZrF₆、MgF₂、AlF₃等がある。 TiおよびAlから選ばれた１種または２種をワ
イヤの重量比で0.1〜２％を用いる。これらは強
力な脱酸、脱窒剤としてブローホールや溶接割れ
を防止する。0.1％未満ではその効果が期待でき
ず、２％を超えるとスラグの粘性が高くなりすぎ
て、立向および横向姿勢での溶接が困難になると
共にピツト、ブローホール等が発生する。金属粉末は前記Ti、Alを含めてワイヤの重量
比で１〜７％を用いる。Ti、Al以外の金属粉末
は、一般に溶接時の酸化消耗の補充として、ある
いは合金元素をフラツクスから添加するために用
いられる。金属粉末の合計が１％未満では合金元
素の酸素消耗に対する補充が不足し、７％を超え
ると金属粉末以外のフラツクス原料とのバランス
が悪くなり、溶接作業性を悪化させる。Ti、Al
以外の金属粉末としては、例えばCr、Ni、Mo、
Nb、Mn、Co、Ｖ等がある。〔発明の効果〕本発明のインコネル合金溶接用フラツクス入り
ワイヤの効果については以下のとおりである。 (1) 外皮にインコネル合金を使用したことにより
フラツクスから多量の合金元素を添加しなくて
もよいので、溶接スタート部から終端部まで均
一な溶接金属が得られるため、欠陥を生じにく
く、安定した溶接部が得られる。 (2) 下向姿勢だけでなく、立向および横向姿勢に
おいても優れた作業性やビード形状が得られ
る。 (3) 溶着金属および溶接金属の機械的性質は、従
来の被覆アーク溶接棒やミグ溶接と同等あるい
はそれ以上である。〔実施例〕本発明を実施例により説明する。外皮として使
用したインコネル合金のストリツプは表１に示す
化学成分で、寸法は0.25×８mmであるH1はNi−
Cr−Fe系のインコネル合金であり、H2はNi−Cr
−Mo系のインコネル合金である。使用したフラ
ツクスは表２に示すF1〜F4の４種類であり、配
合割合はワイヤ全体に対する重量％で表わしたも
のである。フラツクスとストリツプとの組合わせは表３の
とおりとし、冷間ロール成形方式によつてワイヤ
W1〜W4をワイヤ径1.2mmに、ワイヤW5〜W8を
ワイヤ径1.6mmに製造した。各々のワイヤを、溶着金属の分析試験片および
機械試験片は下向姿勢で表４の溶接条件により、
立向溶接試験はＶ型開先の異材継手を上進により
表５の溶接条件で、横向肉盛溶接試験は母材に
SS41（寸法50mmｔ×300mm×400mm）を用いて表６
の溶接条件で各々行なつた。なお、立向溶接試験
の母材はSUS304とCr−Mo鋼板厚25mmの突合せ
継手を使用し、開先形状はＶ型、開先角度60°、
ルートフエース２mm、ルート間隔２mm、裏当てな
しとした。 (1) 溶着金属の化学成分の評価は、インコネル合
金溶接用フラツクス入りワイヤとしての規格が
ないのでAWS ERNiCr−３および
AWSERNiCrMo−３のワイヤ規格と比較した
ところ、これらの規格に満足する結果を得た。
化学成分分析結果は表７に、機械的性質は表８
に示した。 (2) 立向溶接試験は立向上進によつて行なつた。
結果は表９に示すが、スラグの巻込み、融合不
良、ブローホール等の溶接欠陥は認められず、
ビード外観は滑らかで良好なものであつた。継
手曲げ試験も割れは認められず優れた強度と伸
びを示し、継手引張試験は全てCr−Mo鋼側の
母材破断であつた。 (3) 横向肉盛溶接試験の結果は表10に示すが、ス
ラグの巻込み、融合不良、ブローホール等の溶
接欠陥は認められず、ビード外観も良好で、曲
げ試験についても優れた延性を示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１インコネルを外皮とするフラツクス入りワイ
ヤであつて、フラツクスがワイヤ全体の重量に対
して10〜30％であり、フラツクスの成分がワイヤ
全体の重量比で、酸化チタンおよびチタン酸塩か
ら選ばれた１種または２種以上2.5〜15％、炭酸
塩の１種または２種以上0.2〜７％、SiO₂、Al₂O₃
およびそれらの化合物から選ばれた１種または２
種以上0.5〜５％、弗化物の１種または２種以上
0.05〜２％、TiおよびAlから選ばれた１種また
は２種0.1〜２％、TiおよびAlを含めた金属粉末
の１種または２種以上１〜７％であることを特徴
とするインコネル合金溶接用フラツクス入りワイ
ヤ。