JPH0811311B2 - ステンレス鋼溶接用フラックスコアードワイヤ - Google Patents

ステンレス鋼溶接用フラックスコアードワイヤ

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JPH0811311B2
JPH0811311B2 JP1501285A JP1501285A JPH0811311B2 JP H0811311 B2 JPH0811311 B2 JP H0811311B2 JP 1501285 A JP1501285 A JP 1501285A JP 1501285 A JP1501285 A JP 1501285A JP H0811311 B2 JPH0811311 B2 JP H0811311B2
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達夫 榎本
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステンレス鋼溶接用フラックスコアードワイ
ヤに係り、さらに詳しくは、製造時におけるワイヤの伸
線性を改良したもので、特に1.2mmφ、1.0mmφあるいは
それ以下の細径ワイヤにおいても伸線時の断線発生頻度
が極めて少ないステンレス鋼フラックスコアードワイヤ
に関するものである。
〔従来の技術〕
ステンレス鋼の溶接には従来被覆アーク溶接棒による
手溶接が主に用いられていたが、能率面からガスシール
ドアーク溶接による自動、半自動化が進みつつある。
ステンレス鋼のガスシールドアーク溶接としては、一
般にソリッドワイヤによるMIG溶接法、あるいはフラッ
クスコアードワイヤを用いるCO2溶接、MAG溶接が適用さ
れるが、ソリッドワイヤを用いるMIG溶接法ではブロー
ホール、融合不良などが発生しやすくX線性能を満足し
得る適正溶接条件範囲が狭いため、その適用個所が制限
されている。
その点、フラックスコアードワイヤの場合には、ワイ
ヤに内包されたフラックスによるスラグシールドとガス
シールドの両方によって溶接金属を保護するのでビード
形状が良好で、ブローホール、融合不良などの欠陥が発
生しにくいという特長があるため急速に普及している。
特に近年、立向姿勢やより薄板への適用性から細径化
が進み、1.0mmφあるいはそれ以下の極細径ワイヤの開
発が望まれ、1.2mmφをも含めたこれら細径フラックス
コアードワイヤの需要が急速に高まってきている。
しかしながら、ステンレス鋼溶接用フラックスコアー
ドワイヤの場合には、軟鋼用フラックスコアードワイヤ
にくらべ、外皮として用いるステンレス鋼自体の加工硬
化性が大きい上に、外皮のステンレス鋼成分と、目的と
する溶着金属成分との差を調整したり、合金成分の溶接
による消耗を補償したりするための合金元素をフラック
ス中に多量に含有しなければならず、必然的にフラック
スの充填率が高く、外皮の肉厚が薄くなるため、伸線加
工性が劣化し、伸線中にしばしば断線トラブルが生じて
いた。
この傾向は細径になるほど著しく、ステンレス鋼フラ
ックスコアードワイヤの生産性は、細径ワイヤになる
程、低いものとなっていた。
このような問題点の改善方法として、充填するフラッ
クス粒度を細かくし粗粒原料粒子の外皮内壁へのくい込
みを減少させることによって断線を防止する技術が特開
昭56−131097号公報あるいは特開昭56−154300号公報に
開示されている。
しかし、これらの方法をステンレス鋼を外皮とするス
テンレス鋼用フラックスコアードワイヤの製造に適用し
た場合、フラックス細粒化による断線回数の減少効果は
認められるものの、フラックス充填率が20%を超えるよ
うな場合や、1.2mmφより小さな細径ワイヤの伸線時に
おいて断線回数を皆無にすることはできなかった。
また、特開昭59−130698号公報には熱処理を施すこと
によって外皮のビッカース硬さを300以下に維持して伸
線を行う技術が開示されているが、このような方法は生
産能率が劣るばかりでなく、充填率の高い1.0mmφのよ
うな細径ワイヤの製造時における断線トラブルをも完全
に解消するには到らなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は以上のような問題点を解決すべくなされたも
のであって、その目的とするところは伸線性にすぐれ、
特に細径ワイヤの伸線時にも断線の防止が可能なステン
レス鋼溶接用フラックスコアードワイヤの提供にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ステンレス鋼フラックスコアードワイヤの
伸線時に発生する断線防止には、前述のようなフラック
スの細粒化や、熱処理による効果もさることながら、本
質的には、外皮として用いるステンレス鋼自体の伸線性
を改善することが最も有効であるとの発想によるもので
あり、そのためには外皮として用いるステンレス鋼中の
C,S,N,O特にO,S含有量を極力低下せしめることが必要で
あるとの知見に基づくものであって、その要旨とすると
ころは、オーステナイト系ステンレス鋼を外皮とする1.
2mm以下の仕上げ外径であるフラックスコアードワイヤ
において、外皮中のC,N,S,Oが重量比でC;150ppm以下、
N;200ppm以下、S;70ppm以下であって、かつS(ppm)+
1.8×O(ppm)が160ppm以下であることを特徴とするス
テンレス鋼溶接用フラックスコアードワイヤにある。
〔作 用〕
以下に本発明を各種実験データに基づき詳細に説明す
る。
まず、市販のSUS304L線材とC,O,S,N等を低下せしめた
SUS304L相当の試験溶解線材について、線材の伸線性に
およぼすこれら微量成分の影響を調査した。
すなわち、これら線材を線引き減径し、3.6mmφで最
終焼鈍(溶体化処理)した後、さらに線引き減径して行
き、断線に到るまでのワイヤ断面の3.6mmφに対するト
ータル減面率でその線材の伸線性を評価した。なお、2.
0mm以下の線引きに際しては、線引き速度を遅くすると
ともに、ダイス通過毎のワイヤ断面の減面率が10%以内
となるように使用ダイス径を選択することによって実験
誤差が少なくなるよう配慮した。また、この実験に用い
た線材の各成分範囲は重量比でそれぞれC;75〜341ppm,S
i;0.42〜0.69%、Mn;0.84〜1.98%、P;0.020〜0.032
%、S;8〜141ppm、Ni;9.21〜10.43%、Cr;18.03〜19.52
%、O;20〜120ppmN:63〜625ppmであった。
第1図はその結果をOおよびS含有量で整理したもの
で、図中◎は伸線性が特にすぐれたものを示し、トータ
ル減面率が90%以上のもの、○は87%以上90%未満、△
は82%以上87%未満、×は82%未満をそれぞれ示すもの
である。
この図で伴るように、線材の伸線性にはOおよびS含
有量の影響が特に大きく、S含有量(ppm)とO含有量
(ppm)の1.8倍の和が180ppmを超えた場合には、他の成
分含有量如何にかかわらず、伸線性の特にすぐれた線材
は存在しないことが明らかである。
一方、S含有量とO含有量の1.8倍の和が180ppm以下
の場合でも、すぐれた伸線性を示すものばかりではな
く、トータル減面率が90%に満たないものもかなり認め
られ、これはO,S以外の成分の影響と考えられる。
そこで、これらデータを詳細に検討した結果、Oおよ
びS含有量が低いにもかかわらず、伸線性がさほど良好
でない線材は、CあるいはN含有量が多いことが伴明し
た。すなわち第2図は、第1図のデータのうちS+1.8
×Oの値が180ppm以下のデータのみをCおよびN含有量
で整理しなおしたものであり、これによりCおよびN含
有量がそれぞれ150ppm,200ppmを超えると伸線性が劣化
することが明らかとなった。
図より、線材の伸線性に及ぼす成分の影響としては、
O,S、次いでN,C含有量の影響が大きく、これら成分を極
力低下せしめることが伸線性の改善に有効であり、Cを
150ppm以下、Nを200ppm以下、Sを70ppm以下とし、か
つS(ppm)+1.8×O(ppm)を160ppm以下にすること
によって特にすぐれた伸線性を備えた線材が得られるこ
とが明らかとなった。
なお、これら一連の伸線性評価の実験は、フラックス
を充填しないソリッドワイヤで実施したがこれはフラッ
クスコアードワイヤを用いて実験した場合には、フラッ
クス充填率の変動や偏肉等が実験結果にばらつきを与
え、外皮とする線材自体の伸線性が正確に評価できない
ことによる。
そこで以下の実験により、フラックスコアードワイヤ
における外皮ステンレス鋼成分の影響を確認した。
すなわち第1表に示す組成を有する板厚0.2mm、幅6mm
のSUS304L帯鋼をU型に成型しその内部に酸化物、フッ
化物、合金剤、脱酸剤から成るフラックスをワイヤ重量
比で20%充填し、外径2.0mmφの素線に成型した。
この素線を伸線加工し、徐々に減径して行った場合
に、断線の発生したワイヤ径について調査した。
その結果は第1表に合わせて示すとおりで、O,S,C,N
含有量の低い帯鋼程、細径までの線引きが可能で、特に
Cを150ppm以下、Nを200ppm以下、Sを70ppm以下と
し、かつS(ppm)+1.8×O(ppm)を160ppm以下とす
ることにより、容易に1.0mmφの細径ワイヤを得ること
ができ、前述のソリッドワイヤの場合とほぼ同様の傾向
を示すことが判明した。
本発明の数値限定理由は、以上の実験結果に基づくも
のであって、外皮ステンレス鋼中のCおよびN含有量を
それぞれ150ppm以下、200ppm以下としたのは、C,Nがこ
れら数値を超えた場合には、いかにO,S含有量を低減し
ようとも、外皮ステンレス鋼の伸線性が劣り、細径のフ
ラックスコアードワイヤを生産性よく製造できないこと
による。
また、S(ppm)+1.8×O(ppm)を160ppm以下とし
たのも、実験結果から明らかなように、これが160ppmを
超えた場合には、いかにC,Nを低減せしめても外皮ステ
ンレス鋼の伸線性が改善されず、細径のフラックスコア
ードワイヤが得難いことによる。
また、本発明の対象とする外皮は、従来、伸線時の断
線発生が問題となっていた仕上げ径1.2mm以下とする。
〔実施例〕 以下に実施例により本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
実施例1 O,S,N,C含有量の異なる外径8.5mm、肉厚1.0mmのSUS30
4Lパイプ内に、無機バインダーを用いて造粒した後、乾
燥、整粒した19%TiO2,8%ZrO2,4%SiO2,4%FeO,3%Al2
O3,2%NaF,5%Mn,2%Fe−Al,1.5%Ni,14%Cr,37%SUS30
4Lステンレス粉から成るフラックスをワイヤ重量比で26
%となるように充填しさらに、線引きおよび水素雰囲気
中における光輝焼鈍(5.2mmφ,3.0mmφ,1.7mmφ,1.3mm
φ)工程を経てJIS Z3323YF−308L該当のフラックスコ
アードワイヤ原線を得た。
そしてこのワイヤ原線をさらに線引きし、1.0mmφの
仕上げ径に到るまでの断線回数と外皮パイプ成分の関係
について調査した。この試験結果は第2表に示す。
実施例2 O,S,N,C含有量の異なる外径7.0mm、肉厚1.0mmのSUS31
6Lパイプ中に無機バインダーにより造粒した後、乾燥、
整粒した29%TiO2,11%ZrO2,6%SiO2,6%FeO,4%Al2O3,
2%NaF,7%Mn,2%Fe−Al,8%Ni,21%Cr,3%Moから成る
フラックスをワイヤ重量比で19%となるように充填しさ
らに、線引きおよび水素雰囲気中における光輝焼鈍(5.
0mmφ,3.0mmφ,1.6mmφ,1.2mmφ)工程を経て、JIS Z33
23YF−316L該当のフラックスコアードワイヤ原線を得
た。
このワイヤ原線をさらに線引きし、1.0mmφの仕上げ
径に到るまでの断線回数と外皮パイプ材成分の関係につ
いて調査した。試験結果は第3表に示す。
実施例3 O,S,N,C含有量の異なる外径7.0mm、肉厚1.1mmのSUS30
9Sパイプ中に、無機バインダーにより造粒した後、乾
燥、整粒した17%TiO2,16%ZrO2,12%SiO2,6%FeO,4%A
l2O3,2%NaF,7%Mn,2%Fe−Al,7%Ni,25%Crから成るフ
ラックスをワイヤ重量比で18%となるように充填しさら
に線引きおよび水素雰囲気中における光輝焼鈍(5.0mm
φ,3.0mmφ,1.6mmφ,1.2mmφ)工程を経て、JIS Z3323Y
F−309L該当のフラックスコアードワイヤ原線を得た。
このワイヤ原線をさらに線引きし、0.9mmφの仕上げ
径に到るまでの断線回数と外皮パイプ材成分との関係に
ついて調査した。試験結果は第4表に示す。
これら実施例1〜3の結果は第2表〜第4表にそれぞ
れ示すとおりで、外皮パイプ材中のC含有量の高い比較
例2,3,7,11、N含有量の高い比較例4,5,6,8,12、さらに
S+1.8×O値の高い比較例4,5,6,9,10,13の場合にはい
ずれも伸線性が劣りワイヤ原線100kgあたり10〜30回程
度の断線が生じ、断線することなく、切れ目のない連続
した1本のワイヤとして仕上った製品重量も少なく、製
品としての歩留の極めて低いものであった。
これに対し、O,S,N,C含有量の低いパイプ材を用いた
本発明例1〜10では、いずれも断線することなくワイヤ
原線のほぼ全量をそれぞれの製品径に、1本の連続した
ワイヤとして仕上げることができた。
〔発明の効果〕
以上のように本発明はステンレス鋼溶接用フラックス
コアードワイヤの外皮として用いるステンレス鋼中のC,
N,S,Oを低下せしめることにより、ワイヤの伸線性を向
上させ、従来線引き工程において断線トラブルが頻発し
て、工業的に採算の合わなかった1.0mmφおよびそれ以
下の極細径のフラックスコアードワイヤを生産性よく製
造することを可能としたものである。
また1.2mmφのワイヤの製造においてもワイヤ自体の
伸線性が向上するため焼鈍回数の低減、ダイス数の低減
など、生産性の向上が見込まれ産業上大きく寄与するも
のである。
また、本発明は内包されるフラックス原料の細粒化や
脱水素処理等の技術と組合せることによってより一層の
効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図はステンレス鋼の伸線性におよぼすO,Sの影響に
ついて全データの示す図、第2図はS(ppm)+1.8×O
(ppm)が160ppm以下であるデータについて伸線性にお
よぼすC,Nの影響を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 達夫 神奈川県相模原市淵野辺5―10―1 新日 本製鐵株式會社第2技術研究所内 (72)発明者 石坪 紀久雄 神奈川県相模原市淵野辺5―10―1 新日 本製鐵株式會社第2技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−202993(JP,A) 特公 昭57−16187(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オーステナイト系ステンレス鋼を外皮とす
    る1.2mm以下の仕上げ外径であるフラックスコアードワ
    イヤにおいて、外皮中のC,N,S,Oが重量比で C;150ppm以下 N;200ppm以下 S;70ppm以下であって、かつ S(ppm)+1.8×O(ppm)が160ppm以下 であることを特徴とするステンレス鋼溶接用フラックス
    コアードワイヤ。
JP1501285A 1985-01-29 1985-01-29 ステンレス鋼溶接用フラックスコアードワイヤ Expired - Lifetime JPH0811311B2 (ja)

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