JPS5847953B2 - ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents
ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒Info
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- JPS5847953B2 JPS5847953B2 JP2926978A JP2926978A JPS5847953B2 JP S5847953 B2 JPS5847953 B2 JP S5847953B2 JP 2926978 A JP2926978 A JP 2926978A JP 2926978 A JP2926978 A JP 2926978A JP S5847953 B2 JPS5847953 B2 JP S5847953B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低炭素ステンレス鋼被覆アーク溶接棒、特に溶
接作業性がすぐれ、心線材に比べて溶着金属の炭素増加
量が少ないライム・チタニア型低炭素ステンレス鋼被覆
アーク溶接棒の改良に関するものである。
接作業性がすぐれ、心線材に比べて溶着金属の炭素増加
量が少ないライム・チタニア型低炭素ステンレス鋼被覆
アーク溶接棒の改良に関するものである。
近年における化学工業および原子力工業などの技術的な
発展は目覚しいものがあり、技術革新につれ諸設備は高
温、高圧の腐食雰囲気の条件のもとで太型化してきてい
る。
発展は目覚しいものがあり、技術革新につれ諸設備は高
温、高圧の腐食雰囲気の条件のもとで太型化してきてい
る。
それに伴い使用されるステンレス鋼は更に優れた耐食性
および機械的性質が要求されてきた。
および機械的性質が要求されてきた。
極低炭素ステンレス鋼は、炭素含有量を0.02%以下
と極く低く規制することにより、クロム炭化物の析出を
防ぎ、高温使用での機械的性質および粒界腐食などに対
する耐食性を向上させた鋼種である。
と極く低く規制することにより、クロム炭化物の析出を
防ぎ、高温使用での機械的性質および粒界腐食などに対
する耐食性を向上させた鋼種である。
極低炭素ステンレス鋼の溶接に使用するステンレス溶接
棒は、溶接部が極低炭素の優れた特性を得るために、溶
着金属の炭素含有量を0.02%以下と規制したことに
特徴があり、溶接棒の心線材としては炭素含有量0.0
10%以下の超低炭素ステンレス鋼を用いるのが通常で
ある。
棒は、溶接部が極低炭素の優れた特性を得るために、溶
着金属の炭素含有量を0.02%以下と規制したことに
特徴があり、溶接棒の心線材としては炭素含有量0.0
10%以下の超低炭素ステンレス鋼を用いるのが通常で
ある。
心線材に超低炭素ステンレス鋼を用いるのは、ステンレ
ス鋼被覆アーク溶接棒においては溶接により得られる溶
着金属の炭素含有量が心線材の炭素含有量に比して増加
するためである。
ス鋼被覆アーク溶接棒においては溶接により得られる溶
着金属の炭素含有量が心線材の炭素含有量に比して増加
するためである。
炭素の増加の主な原因は、溶融金属をシールドし健全な
溶接部を得るためにCO2ガスの発生源として、必須成
分として含まれている炭素塩が高温のアーク中で分解し
、CO2ガスとなり、さらにCO2ガスの分解により一
部が炭素として溶着金属に入ることによるものと考えら
れる。
溶接部を得るためにCO2ガスの発生源として、必須成
分として含まれている炭素塩が高温のアーク中で分解し
、CO2ガスとなり、さらにCO2ガスの分解により一
部が炭素として溶着金属に入ることによるものと考えら
れる。
従って炭素塩の配合量の多い被覆剤を用いる程溶着金属
の炭素は増加しやすい。
の炭素は増加しやすい。
又炭酸塩の配合量が同一であっても溶接棒心線材の炭素
含有量によって、溶着金属の炭素増加量は異なり、心線
材の炭素含有量が少ない程、炭素増加量は多くなる。
含有量によって、溶着金属の炭素増加量は異なり、心線
材の炭素含有量が少ない程、炭素増加量は多くなる。
従って超低炭素心線材を使用する極低炭素ステンレス鋼
溶接棒は、通常の低炭素ステンレス鋼溶接棒と同一の炭
酸塩配合量では炭素増加量が非常に大きくなるので、炭
酸塩の配合量をより減少させる必要がある。
溶接棒は、通常の低炭素ステンレス鋼溶接棒と同一の炭
酸塩配合量では炭素増加量が非常に大きくなるので、炭
酸塩の配合量をより減少させる必要がある。
極低炭素ステンレス鋼溶接棒は炭酸塩配合量か比較的少
ないTi02−CaC03−caF2の3元系からなる
ライムーチタニア型被覆が通常用いられており、配合す
る炭酸塩は石灰石が主に用いられる。
ないTi02−CaC03−caF2の3元系からなる
ライムーチタニア型被覆が通常用いられており、配合す
る炭酸塩は石灰石が主に用いられる。
ライム・チタニア型では、配合する石灰石が過剰の時に
はスパツタが多く発生し、スラグの流動性および剥離性
が悪くなる。
はスパツタが多く発生し、スラグの流動性および剥離性
が悪くなる。
逆に配合量が少なすぎる時は、溶融金属のシールドが不
完全となり、溶着金属の窒素が増加し、ピット・ブロー
ホールなどの欠陥が発生したり、アークの吹付けが弱く
なりすぎて溶込みが浅くなり、スラグ巻込みなどの欠陥
が発生する原因となる。
完全となり、溶着金属の窒素が増加し、ピット・ブロー
ホールなどの欠陥が発生したり、アークの吹付けが弱く
なりすぎて溶込みが浅くなり、スラグ巻込みなどの欠陥
が発生する原因となる。
また石灰石はスラグの流動性を調整する成分としても重
要であり、下向および水平すみ肉溶接専用でなく、全姿
勢溶接が町能なライム・チタニア型では溶接作業性が良
好で欠陥の発生しない石灰石の適正配合量は18〜30
%が通常である。
要であり、下向および水平すみ肉溶接専用でなく、全姿
勢溶接が町能なライム・チタニア型では溶接作業性が良
好で欠陥の発生しない石灰石の適正配合量は18〜30
%が通常である。
しかるに現在、市販されている極低炭素ステンレス溶接
棒は、炭素の増加を少なくするために、炭酸塩の配合量
を溶接作業性および溶接欠陥の防止の目的のため必要な
量より少なく配合されているものが大部分である。
棒は、炭素の増加を少なくするために、炭酸塩の配合量
を溶接作業性および溶接欠陥の防止の目的のため必要な
量より少なく配合されているものが大部分である。
そのため前記のようにアークの吹付けが弱くスラグ巻込
みなどの溶接欠陥が発生しやすく、溶接に特殊な技量を
要するか、あるいは全姿勢溶接ができず下向の溶接のみ
に限定せざるを得ないのが現状である。
みなどの溶接欠陥が発生しやすく、溶接に特殊な技量を
要するか、あるいは全姿勢溶接ができず下向の溶接のみ
に限定せざるを得ないのが現状である。
本発明者らは極低炭素ステンレス溶接棒の上記のような
欠点を改良するため被覆剤組成について試作研究を重ね
た結果、次の事柄が明らかとなった。
欠点を改良するため被覆剤組成について試作研究を重ね
た結果、次の事柄が明らかとなった。
まず、TiO2、CaF2、CaCO3、少量の硅酸塩
および合金剤からなる通常のライム・チタニア型では、
有効に溶融金属をシールドし、ピットおよびブローホー
ルの発生を防止するには2,5%以上の石灰石の配合が
必要である。
および合金剤からなる通常のライム・チタニア型では、
有効に溶融金属をシールドし、ピットおよびブローホー
ルの発生を防止するには2,5%以上の石灰石の配合が
必要である。
また、スラグの流動性およびアークの発生状態などの溶
接作業性が良好であるためにはさらに多く18%以上の
配合が必要である。
接作業性が良好であるためにはさらに多く18%以上の
配合が必要である。
次に、極低炭素ステンレス溶接棒として許容できる炭素
の増加量は、心線材の炭素量を考慮すると0.Ol%以
下である。
の増加量は、心線材の炭素量を考慮すると0.Ol%以
下である。
図面は溶接棒心線材の炭素量および被覆剤に配合する石
灰石の量と心線材の炭素含有量に対する溶着金属の炭素
増加量との関係を示す図である。
灰石の量と心線材の炭素含有量に対する溶着金属の炭素
増加量との関係を示す図である。
即ち直径4. 0 mmの炭素含有量の異な420Cr
−10Niステンレス心線材に、石灰石の配合量を変え
たライム・チタニア型被覆剤を塗装した溶接棒について
、溶接電流135Aの下向姿勢溶接により得られた溶着
金属の炭素の増加量を求め、心線材の炭素量と対比した
所、図面に示すように、心線材の炭素量が少ない程炭素
増加量が多くなることがわかった。
−10Niステンレス心線材に、石灰石の配合量を変え
たライム・チタニア型被覆剤を塗装した溶接棒について
、溶接電流135Aの下向姿勢溶接により得られた溶着
金属の炭素の増加量を求め、心線材の炭素量と対比した
所、図面に示すように、心線材の炭素量が少ない程炭素
増加量が多くなることがわかった。
さらに、炭素量0.01%以下の超低炭素心線材におい
て炭素増加量が0.01%以下となる石灰石の配合量は
10%以下であることが明らかとなった。
て炭素増加量が0.01%以下となる石灰石の配合量は
10%以下であることが明らかとなった。
以上のように通常のライム・チタニア型では、極低炭素
ステンレス溶接棒として、溶融金属のシールド、溶接作
業性および炭素の増加量の三要素が同時に満足させる゛
ような石灰石の配合量は存在しない。
ステンレス溶接棒として、溶融金属のシールド、溶接作
業性および炭素の増加量の三要素が同時に満足させる゛
ような石灰石の配合量は存在しない。
そこで石灰石の配合量が10〜18%の範囲、即ち溶融
金属のシールド性のみは良好であるが、炭素増加量では
配合量が過剰であり、逆に溶接作業性が過少である範囲
で、被覆剤へCr203、MnO2、Ni203、Zr
203、Fe304、Al203、MgOおよびSiO
2などの金属酸化物を配合して、極低炭素溶接棒として
炭素増加量が0.010%より少なくなり、かつ溶接作
業性が良好となる被覆剤組成について検討した。
金属のシールド性のみは良好であるが、炭素増加量では
配合量が過剰であり、逆に溶接作業性が過少である範囲
で、被覆剤へCr203、MnO2、Ni203、Zr
203、Fe304、Al203、MgOおよびSiO
2などの金属酸化物を配合して、極低炭素溶接棒として
炭素増加量が0.010%より少なくなり、かつ溶接作
業性が良好となる被覆剤組成について検討した。
金属酸化物の被覆剤への配合の効果としては、先ずアー
クの発生状態に関しては、その配合量の加減によってア
ーク電圧が増減し、その結果アークの安定性およびアー
クの吹付強さなどの制御が町能である。
クの発生状態に関しては、その配合量の加減によってア
ーク電圧が増減し、その結果アークの安定性およびアー
クの吹付強さなどの制御が町能である。
また、スラグ剤としては、その配合量および種類の選択
により、ビード形状を決定する最も大きい因子であるス
ラグの流動性を調整し、これによってビード形状を制御
したり、立向溶接をもげ能とする等の操作ができる。
により、ビード形状を決定する最も大きい因子であるス
ラグの流動性を調整し、これによってビード形状を制御
したり、立向溶接をもげ能とする等の操作ができる。
また、炭素の増加に対しては、金属酸化物のうち特に酸
化物として安定性の小さい金属酸化物は炭素の増加を少
なくする効果がある。
化物として安定性の小さい金属酸化物は炭素の増加を少
なくする効果がある。
第1表はライム・チタニア型被覆剤の基本成分であるT
iO2と石灰石の分解により必然的にスラグ組成に含ま
れるCaO以外の各種金属酸化物の配合が、溶着金属の
心線材に比べた炭素増加量、アークの発生状態、ビード
形状に及ぼす効果を明らかとするため、炭素含有量0.
006%の超低炭素2 0Cr − 1 0Niステン
レス心線材を用いて、ライム・テタニア型基本組成に各
種金属酸化物を単独あるいは複合して配合した被覆剤を
塗装した溶接棒についてそれぞれの効果を検討した結果
である。
iO2と石灰石の分解により必然的にスラグ組成に含ま
れるCaO以外の各種金属酸化物の配合が、溶着金属の
心線材に比べた炭素増加量、アークの発生状態、ビード
形状に及ぼす効果を明らかとするため、炭素含有量0.
006%の超低炭素2 0Cr − 1 0Niステン
レス心線材を用いて、ライム・テタニア型基本組成に各
種金属酸化物を単独あるいは複合して配合した被覆剤を
塗装した溶接棒についてそれぞれの効果を検討した結果
である。
心線材は直径4.0mm、長さ350mmとし、被覆剤
は石灰石14%、螢石7%、合金剤16%、塗装剤2%
に金属酸化物を配合し、残部がルテールからなる組成と
した。
は石灰石14%、螢石7%、合金剤16%、塗装剤2%
に金属酸化物を配合し、残部がルテールからなる組成と
した。
溶接は直流を用い、炭素増加量は下向姿勢で溶接電流1
35Aでステンレス平板上に4層肉盛溶接し、4層目よ
り分析試料を採取した。
35Aでステンレス平板上に4層肉盛溶接し、4層目よ
り分析試料を採取した。
溶接作業性は板厚12間のSUS304ステンレス鋼に
加工した深さ8關のU型溝での作業性により判定した。
加工した深さ8關のU型溝での作業性により判定した。
溶接電流は下向姿勢は135A、立向姿勢では105A
である。
である。
第1表から明らかなごとく、Cr203、MnO2、N
i203、Fe3Q4 の配合は炭素増加量を少なくす
る効果がある。
i203、Fe3Q4 の配合は炭素増加量を少なくす
る効果がある。
いずれも配合量が多い程効果は犬となるが、多量に配合
するとアークが不安定となり、又スラグがビード表面に
こびりつき除去が困難となる。
するとアークが不安定となり、又スラグがビード表面に
こびりつき除去が困難となる。
超低炭素心線を用いた場合に溶接作業性が不良とならず
に炭素増加量をo.oio%以下とする金属酸化物はM
n02とFe304である。
に炭素増加量をo.oio%以下とする金属酸化物はM
n02とFe304である。
SiO2は、単独では炭素増加量を減少する効果はほと
んどないがMnO2、Fe304などと複合して配合す
ると、MnO2およびFe304の単独の配合よりも炭
素増加量が減少する。
んどないがMnO2、Fe304などと複合して配合す
ると、MnO2およびFe304の単独の配合よりも炭
素増加量が減少する。
次に、アークの安定性を良好としアーク切れをなくし、
かつ又アークの吹付げを強くする効果のある金属酸化物
はSiO2である。
かつ又アークの吹付げを強くする効果のある金属酸化物
はSiO2である。
A I 2 0 3も若干の効果がありその他は効果が
ない。
ない。
S i02およびA■203は他の酸化物と複合して配
合した時も単独の配合と同様な効果がある。
合した時も単独の配合と同様な効果がある。
金属酸化物の配合によりビード形状は、下向溶接では第
1表のいずれの金属酸化物も良好なビード形状が得られ
るが特にSiO2を単独あるいは複合で配合した時は平
坦で良好なビード形状となる。
1表のいずれの金属酸化物も良好なビード形状が得られ
るが特にSiO2を単独あるいは複合で配合した時は平
坦で良好なビード形状となる。
立向溶接ではNi203、Zr203、Al203、S
iO2 の単独の配合はスラグの流動性が犬となりすぎ
てビードが形成されず溶接ができない。
iO2 の単独の配合はスラグの流動性が犬となりすぎ
てビードが形成されず溶接ができない。
逆にMgO , Cr 20 3、MnO2、Fe30
4の単独の配合はスラグの流動性が小となりすぎて極端
な凸形の不良なビード形状となり、いずれの金属酸化物
も単独の配合では立向溶接はできなL・。
4の単独の配合はスラグの流動性が小となりすぎて極端
な凸形の不良なビード形状となり、いずれの金属酸化物
も単独の配合では立向溶接はできなL・。
立向溶接でスラグの流動性が適当で良好なビード形状と
なるのは、流動性の傾向の異なる金属酸化物を複合した
配合であるF e 3 04とMn02の1種または2
種とSiO2を複合した配合である。
なるのは、流動性の傾向の異なる金属酸化物を複合した
配合であるF e 3 04とMn02の1種または2
種とSiO2を複合した配合である。
以上の結果より石灰石の配合を減じたライム・テタニア
型ステンレス溶接棒被覆剤にS i02とFe304お
よびMnO2の1種または2種を複合して配合すれば、
溶着金属の炭素含有量が心線材に比べ炭素増加量が非常
に少なくなり、又アークの発生状態が良好で、スラグ巻
込みなどの欠陥の発生が防止でき、さらにスラグの流動
性が立向溶接にも適しており従来のライム・チタニア型
よりも良好なピード形状が得られると云う知見を得たも
のである。
型ステンレス溶接棒被覆剤にS i02とFe304お
よびMnO2の1種または2種を複合して配合すれば、
溶着金属の炭素含有量が心線材に比べ炭素増加量が非常
に少なくなり、又アークの発生状態が良好で、スラグ巻
込みなどの欠陥の発生が防止でき、さらにスラグの流動
性が立向溶接にも適しており従来のライム・チタニア型
よりも良好なピード形状が得られると云う知見を得たも
のである。
本発明は上記の如き知見に基いてなされたものであって
、溶接作業性がすぐれ、かつ心線材の炭素含有量に比べ
溶着金属の炭素増加量が少ない低炭素ステンレス鋼溶接
棒を提供するものである。
、溶接作業性がすぐれ、かつ心線材の炭素含有量に比べ
溶着金属の炭素増加量が少ない低炭素ステンレス鋼溶接
棒を提供するものである。
即ち、本発明の要旨とする所は被覆剤全重量に対して石
灰石2.5〜18%、酸化鉄および二酸化マンガンの1
種または2種の合計3〜15%、SiO2に換算した硅
砂および硅酸塩化合物の1種または2種以上の合計7〜
15%、TiO2に換算したチタン化合物15〜55%
、金属弗化物3〜25%、金属粉末25%以下を必須成
分として含有する被覆剤をステンレス鋼心線に被覆した
ことを特徴とするステンレス鋼被覆アーク溶接棒にある
。
灰石2.5〜18%、酸化鉄および二酸化マンガンの1
種または2種の合計3〜15%、SiO2に換算した硅
砂および硅酸塩化合物の1種または2種以上の合計7〜
15%、TiO2に換算したチタン化合物15〜55%
、金属弗化物3〜25%、金属粉末25%以下を必須成
分として含有する被覆剤をステンレス鋼心線に被覆した
ことを特徴とするステンレス鋼被覆アーク溶接棒にある
。
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明溶接棒の構成についてのべると、本発明溶
接棒が健全で、耐食性、低温および常温での機械的性質
を確保するために必要な脱酸剤および合金元素は心線へ
添加しても被覆剤へ添加しても溶接作業性上太きい違い
はない。
接棒が健全で、耐食性、低温および常温での機械的性質
を確保するために必要な脱酸剤および合金元素は心線へ
添加しても被覆剤へ添加しても溶接作業性上太きい違い
はない。
しかし偏析の少ない良好な溶接金属を得るためには少く
とも主成分であるCrおよびNi の犬部分の合金元
素は心線に添加し、被覆剤へ配合する脱酸剤および合金
剤の金属類はそれら心線を使用して目的とする溶着金属
成分を得るために必要な調整程度に留めるものである。
とも主成分であるCrおよびNi の犬部分の合金元
素は心線に添加し、被覆剤へ配合する脱酸剤および合金
剤の金属類はそれら心線を使用して目的とする溶着金属
成分を得るために必要な調整程度に留めるものである。
次に被覆剤成分についてのべると、先ず石灰石の配合は
分解生成するCO2 ガスによって溶融金属をシールド
し、ピット・プロホールなどの溶接欠陥の発生を防止す
るガス発生剤として2.5%以上配合する。
分解生成するCO2 ガスによって溶融金属をシールド
し、ピット・プロホールなどの溶接欠陥の発生を防止す
るガス発生剤として2.5%以上配合する。
しかし18%を超える配合は特に炭素の増加しゃすい極
低炭素ステンレス溶接棒では炭素増加量が犬となりすぎ
る。
低炭素ステンレス溶接棒では炭素増加量が犬となりすぎ
る。
したがって2.5〜18%に制限する。
酸化鉄および二酸化マンガンは溶着金属の炭素?有量の
増加量の心線材に比べて少な《すると共に、SiO2と
複合して配合することの相乗効果により、さらに炭素増
加量を少なくし、又立向溶接に適当なスラグの流動性を
与える。
増加量の心線材に比べて少な《すると共に、SiO2と
複合して配合することの相乗効果により、さらに炭素増
加量を少なくし、又立向溶接に適当なスラグの流動性を
与える。
本発明に云う酸化鉄とはへマタイト(Fe203)、マ
グネタイ} (Fe304)、ミルスケール( F e
O + F e 2 0 3 )などをさすものであ
り、これらの酸化鉄中のFeとOの比は、ほぼ同一であ
り又配合による効果とほぼ同じであるので区別する必要
はない。
グネタイ} (Fe304)、ミルスケール( F e
O + F e 2 0 3 )などをさすものであ
り、これらの酸化鉄中のFeとOの比は、ほぼ同一であ
り又配合による効果とほぼ同じであるので区別する必要
はない。
酸化鉄および二酸化マンガンはアーク中で反応し02ガ
スを放出し酸化剤として炭素を燃焼させることにより溶
着金属の炭素量を減ずるのであり、酸化剤としての効果
は酸化度の大きいF803、Fe304+Mno2など
の鉱物組成で犬であり、Fed,MnOなどの酸化度の
小さい鉱物組成では効果が小さい。
スを放出し酸化剤として炭素を燃焼させることにより溶
着金属の炭素量を減ずるのであり、酸化剤としての効果
は酸化度の大きいF803、Fe304+Mno2など
の鉱物組成で犬であり、Fed,MnOなどの酸化度の
小さい鉱物組成では効果が小さい。
酸化鉄および二酸化マンガンの1種または2種の合計が
3%未満では有効な効果がなく、15%を超えるとスラ
ク′の剥離性が悪くなると共にスラグの流動性が小とな
り立向溶接で良好なビード形状が得られなくなる。
3%未満では有効な効果がなく、15%を超えるとスラ
ク′の剥離性が悪くなると共にスラグの流動性が小とな
り立向溶接で良好なビード形状が得られなくなる。
したがって3〜15%に制限する。
硅砂および硅酸塩化合物はアーク安定剤およびスラグ剤
として配合する。
として配合する。
本発明にいう硅酸塩化合物とは硅灰石、カリ長石、マイ
カ、タルク、カオリンなどの硅酸カルシウム、硅酸アル
ミニウム、硅酸マグネシウムをさすものであり、硅砂お
よび硅酸塩化合物中のSiO2成分はアーク電圧を高め
、又保護筒を強化してアークの集中性を良くすることに
よりアークの吹付けを強くする。
カ、タルク、カオリンなどの硅酸カルシウム、硅酸アル
ミニウム、硅酸マグネシウムをさすものであり、硅砂お
よび硅酸塩化合物中のSiO2成分はアーク電圧を高め
、又保護筒を強化してアークの集中性を良くすることに
よりアークの吹付けを強くする。
硅砂および硅酸塩化合物のS i02換算値が同じであ
れば、配合する物質の種類によらずほぼ同等のアーク発
生状態となる。
れば、配合する物質の種類によらずほぼ同等のアーク発
生状態となる。
SiO2への換算値が7%未満では有効な効果がなく、
15%を超すとスラグの流動性が犬となりすぎ、下向で
は極めて良好なビード形状が得られるが、立向ではビー
ドが形成できなくなる。
15%を超すとスラグの流動性が犬となりすぎ、下向で
は極めて良好なビード形状が得られるが、立向ではビー
ドが形成できなくなる。
従ってSiO2に換算した硅砂および硅酸塩化合物は7
〜15%に制限する。
〜15%に制限する。
本発明の硅酸塩化合物の戒分の一例は、硅灰石(SiO
252%、Ca042%)、カリ長石(SiO264%
、Al20317%)、マイカ(Sin247%、AI
20328%)、タルク(SiO254%、Mg030
%)、カオリン(SiO281%、AI20315%)
であり、CaQ,Al203、MgOなどの成分を伴な
う。
252%、Ca042%)、カリ長石(SiO264%
、Al20317%)、マイカ(Sin247%、AI
20328%)、タルク(SiO254%、Mg030
%)、カオリン(SiO281%、AI20315%)
であり、CaQ,Al203、MgOなどの成分を伴な
う。
これらの随伴する成分については、Al203は10%
まではSiO2と同様にアークの吹付けを強くする効果
があるが、10%を超すとスラグの流動性が犬となりす
ぎて立向溶接でビードの形成が困難となる。
まではSiO2と同様にアークの吹付けを強くする効果
があるが、10%を超すとスラグの流動性が犬となりす
ぎて立向溶接でビードの形成が困難となる。
CaOは25%までは立向溶接に適当なスラグの流動性
を与えるが25%を超すとスラグが固くなり除去が困難
となる。
を与えるが25%を超すとスラグが固くなり除去が困難
となる。
MgOはスラグの流動性を小とし、10%を超すと立向
溶接で極端な凸形のビードとなる。
溶接で極端な凸形のビードとなる。
しかし本発明の硅酸塩化合物はそれぞれを単独でSiO
2換算値の上限である15%まで配合してもAl203
およびMgOがそれぞれ10%を超すことはなく、又C
aO も石灰石中のCaOとの合計が25%を超すこと
はない。
2換算値の上限である15%まで配合してもAl203
およびMgOがそれぞれ10%を超すことはなく、又C
aO も石灰石中のCaOとの合計が25%を超すこと
はない。
チタン化合物はアーク安定剤およびスラグ剤として配合
する。
する。
本発明に云うチタン化合物とはルチール、チタン白、チ
タン酸カリおよびイルミナイトをさすものであり、これ
らの鉱物に含有するTiO2は高温で電離しやすく、す
ぐれたアーク安定性があり、又スラグの表面張力を減少
させスラグの被包性を良くする。
タン酸カリおよびイルミナイトをさすものであり、これ
らの鉱物に含有するTiO2は高温で電離しやすく、す
ぐれたアーク安定性があり、又スラグの表面張力を減少
させスラグの被包性を良くする。
15%未満ではアークの安定性が不良となり又スラグの
剥離性が不良となる。
剥離性が不良となる。
55%を超す配合はスラグの流動性が犬となりすぎ立向
溶接が困難となる。
溶接が困難となる。
したがってTiO2に換算したチタン化合物の配合は1
5〜55%に制限する。
5〜55%に制限する。
螢石、氷晶石、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム、
弗化バリウム、弗化ソーダ、弗化カリなどの金属弗化物
はスラグに適当な流動性を与えるために配合する。
弗化バリウム、弗化ソーダ、弗化カリなどの金属弗化物
はスラグに適当な流動性を与えるために配合する。
3%未満では有効な効果がなく、又25%を超すとスパ
ツタが多く発生する。
ツタが多く発生する。
したがって3〜25%に制限する。
金属粉末はFeAl,Fe−Si,Fe−Ti,Mn,
AI などを脱酸剤として用いる他、使用するステンレ
ス鋼心線の化学成分によって目的とする溶着金属成分の
組戒を満足しない場合に、Mo,Fe−Mo、Nb ,
Fe−Nb,Cr,Fe−Crなどを合金剤として配合
し溶着金属の機械的性質、耐食性の向上を計るため配合
する。
AI などを脱酸剤として用いる他、使用するステンレ
ス鋼心線の化学成分によって目的とする溶着金属成分の
組戒を満足しない場合に、Mo,Fe−Mo、Nb ,
Fe−Nb,Cr,Fe−Crなどを合金剤として配合
し溶着金属の機械的性質、耐食性の向上を計るため配合
する。
これらの金属粉末は通常はいくらかの炭素を含有してお
り溶着金属の炭素増加の原因となるため配合量を少くす
ることが望ましい。
り溶着金属の炭素増加の原因となるため配合量を少くす
ることが望ましい。
Cr,Ni,Mn,Si,Mo,Cu、Nbの大部分を
心線に含有させた場合、溶接の際に消耗する成分を補な
う−ための合金剤および脱酸剤の量は各成分の被覆剤か
ら溶着金属へ移行する歩留を考慮すると25%以下で充
分であり、従って前記金属粉末の1種以上の合計を25
%以下に制限する。
心線に含有させた場合、溶接の際に消耗する成分を補な
う−ための合金剤および脱酸剤の量は各成分の被覆剤か
ら溶着金属へ移行する歩留を考慮すると25%以下で充
分であり、従って前記金属粉末の1種以上の合計を25
%以下に制限する。
以上が被覆剤成分の説明であり次に本発明におけるステ
ンレス鋼心線について述べると、溶着金属がJIS
Z3221に規定されているCr系およびC r −
N i 系ステンレス鋼成分が得られるような成分組成
を持つものであって、心線成分としてはCr10〜28
%、Ni22%以下、Mn25%以下、Si0.6%以
下、Mo4%以下、Cu2.5%以下、Nb .1%以
下の範囲で1種以上含有せしめたものである。
ンレス鋼心線について述べると、溶着金属がJIS
Z3221に規定されているCr系およびC r −
N i 系ステンレス鋼成分が得られるような成分組成
を持つものであって、心線成分としてはCr10〜28
%、Ni22%以下、Mn25%以下、Si0.6%以
下、Mo4%以下、Cu2.5%以下、Nb .1%以
下の範囲で1種以上含有せしめたものである。
以上のように本発明はステンレス鋼心線に石灰石、酸化
鉄および二酸化マンガンの1種または2種、硅砂および
硅酸化合物の1種または2種以上、チタン化合物、金属
弗化物および金属粉末からなる被覆剤を塗装することに
より、溶着金属の炭素増加量が少なく、しかもアークの
発生状態およびスラグの流動性が良好で、立向溶接を含
む全姿勢溶接での溶接作業性のすぐれた低炭素ステンレ
ス溶接棒が得られることが明らかである。
鉄および二酸化マンガンの1種または2種、硅砂および
硅酸化合物の1種または2種以上、チタン化合物、金属
弗化物および金属粉末からなる被覆剤を塗装することに
より、溶着金属の炭素増加量が少なく、しかもアークの
発生状態およびスラグの流動性が良好で、立向溶接を含
む全姿勢溶接での溶接作業性のすぐれた低炭素ステンレ
ス溶接棒が得られることが明らかである。
なお、本発明溶接棒の被覆剤には以上の成分の他、本発
明にいう硅酸塩化合物に随伴するA■203、MgOな
どをアルミナ、マグネシア、タリンカーなどの単体で、
それぞれの成分が合計で10%を超えない範囲で配合し
ても本発明溶接棒の特徴を損なうものではない。
明にいう硅酸塩化合物に随伴するA■203、MgOな
どをアルミナ、マグネシア、タリンカーなどの単体で、
それぞれの成分が合計で10%を超えない範囲で配合し
ても本発明溶接棒の特徴を損なうものではない。
ここで本発明の溶接棒の製造方法の一例について言及す
ると、ステンレス鋼心線と被覆剤粉末を準備し、被覆剤
粉末と水ガラス(硅酸カリ水溶液、硅酸カリ水溶液+硅
酸ソーダ水溶液)などの適当なバインダーで混和して心
線に被覆し、200〜450℃で1時間以上乾燥、焼成
する。
ると、ステンレス鋼心線と被覆剤粉末を準備し、被覆剤
粉末と水ガラス(硅酸カリ水溶液、硅酸カリ水溶液+硅
酸ソーダ水溶液)などの適当なバインダーで混和して心
線に被覆し、200〜450℃で1時間以上乾燥、焼成
する。
以下本発明の実施例について述べる。
実施例
第2表にステンレス鋼心線の化学成分を示す。
心線寸法は直径40間長さ350mmと直径32關、長
さ350闘の2寸法であり、5成分ともに同一鋼塊より
加工して、それぞれを2寸法とした。
さ350闘の2寸法であり、5成分ともに同一鋼塊より
加工して、それぞれを2寸法とした。
第3表はこれら心線と被覆剤の組合せによる溶接棒の組
成を示す。
成を示す。
それぞれの溶接棒記号は直径40mmと32關があり、
それらは同一被覆剤組成であり又心線と被覆剤の重量比
も同一比である。
それらは同一被覆剤組成であり又心線と被覆剤の重量比
も同一比である。
第4表にこれら溶接棒の代表的寸法である心線直径4.
0間の溶接棒の溶着金属の化学成分を示す。
0間の溶接棒の溶着金属の化学成分を示す。
第5表にこれら溶接棒の溶着金属の心線材の炭素含有量
に対する炭素増加量および板厚12間のSUS 3 0
4ステンレス鋼のV型突合せ継手を下向、立向の溶接
姿勢で溶接した溶接継手部のX線性能とその他の溶接作
業性を示す。
に対する炭素増加量および板厚12間のSUS 3 0
4ステンレス鋼のV型突合せ継手を下向、立向の溶接
姿勢で溶接した溶接継手部のX線性能とその他の溶接作
業性を示す。
継手溶接は開先角度70°のV型開先に、下向溶接は開
先内を5パス溶接後、ルート部を裏はりして1パス裏溶
接を、立向溶接は開先内の3パス溶接と1パスの裏溶接
を行った。
先内を5パス溶接後、ルート部を裏はりして1パス裏溶
接を、立向溶接は開先内の3パス溶接と1パスの裏溶接
を行った。
開先内の初層溶接のみは下向、立向溶接とも心線直径3
.2朋の溶接棒を用い、それ以外は全て心線直径4.0
關の溶接棒を用いた。
.2朋の溶接棒を用い、それ以外は全て心線直径4.0
關の溶接棒を用いた。
溶接電流は心線直径4.0mmのものが下向140A、
立向110Aであり、心線直径3.2mmのものが下向
100A、立向90Aである。
立向110Aであり、心線直径3.2mmのものが下向
100A、立向90Aである。
溶接速度は心線直径4.0mm、3.2mmのいずれの
場合にも下向15〜20crIL/1nzn、立向5〜
10CrrL/mznである。
場合にも下向15〜20crIL/1nzn、立向5〜
10CrrL/mznである。
溶接電源は直流を用い逆極性で溶接した。
X線性能は、JIS Z3106 「ステンレス鋼溶
接部の放射線透過試験方法および透過写真の等級分類方
法」により第1種欠陥(ブローホールおよびこれに類す
る丸みを帯びた欠陥)と第2種欠陥(細長いスラグ巻込
みおよびこれに類する欠陥)について欠陥の等級分類を
行なった。
接部の放射線透過試験方法および透過写真の等級分類方
法」により第1種欠陥(ブローホールおよびこれに類す
る丸みを帯びた欠陥)と第2種欠陥(細長いスラグ巻込
みおよびこれに類する欠陥)について欠陥の等級分類を
行なった。
これにより、本発明の溶接棒記号應1、2、4、5、6
、7、8、9、10、11、15、16、17、20、
21、22、25、26および27は心線材に比べた溶
着金属の炭素量の増加が、超低炭素心線材を用いた時も
0.010%以下と少なく、通常の炭素量が0.025
%の低炭素心線を用いた時はさらに炭素増加量が少ない
。
、7、8、9、10、11、15、16、17、20、
21、22、25、26および27は心線材に比べた溶
着金属の炭素量の増加が、超低炭素心線材を用いた時も
0.010%以下と少なく、通常の炭素量が0.025
%の低炭素心線を用いた時はさらに炭素増加量が少ない
。
X線性能は、アークの安定性、アークの吹付け強さなど
のアークの発生状態が良好であり又スラグの流動性が立
向溶接にも適しているので、ブローホールおよびスラグ
巻込みが発生せず、第1種および第2種の欠陥等級分類
はすべて1級である。
のアークの発生状態が良好であり又スラグの流動性が立
向溶接にも適しているので、ブローホールおよびスラグ
巻込みが発生せず、第1種および第2種の欠陥等級分類
はすべて1級である。
これに対し、比較例應3は硅砂および硅酸塩化合物のS
iO2換算値が7%未満であり、應12は酸化鉄あるい
は二酸化マンガンが配合されておらず、涜13は硅砂お
よび硅酸塩化合物のSiO2換算値が15%を超えてお
り、贋14はチタン化合物のTiO2換算値が15%未
満であり、應18は石灰石が25%未満であり、/I6
.19はチタン化合物のT i02換算値が55%を超
えており、應23は酸化鉄と二酸化マンガンの合計が1
5%を超えており、A24は石灰石が18%を超えてお
り、A28は金属弗化物が25%を超えているのでいず
れも第5表に見られるように溶着金属の炭素含有量がo
.oio%以上増加して極低炭素溶接棒として不適当で
あるか、あるいは溶融金属のシールド性が不良でブロー
ホールが発生した。
iO2換算値が7%未満であり、應12は酸化鉄あるい
は二酸化マンガンが配合されておらず、涜13は硅砂お
よび硅酸塩化合物のSiO2換算値が15%を超えてお
り、贋14はチタン化合物のTiO2換算値が15%未
満であり、應18は石灰石が25%未満であり、/I6
.19はチタン化合物のT i02換算値が55%を超
えており、應23は酸化鉄と二酸化マンガンの合計が1
5%を超えており、A24は石灰石が18%を超えてお
り、A28は金属弗化物が25%を超えているのでいず
れも第5表に見られるように溶着金属の炭素含有量がo
.oio%以上増加して極低炭素溶接棒として不適当で
あるか、あるいは溶融金属のシールド性が不良でブロー
ホールが発生した。
又アークが不安定でアークの吹付の強さが弱いため溶込
みが浅くスラグ巻込みが発生したり、スラグの流動性が
立向溶接に不適当な程小さいため極端な凸型ビードとな
り、その上へ次のパスを溶接した時に*ヒ融合不良が発
生してX線性能は不良であるか、あるいはスラグの流動
性が犬となりすぎて立向溶接でビードが形成されず溶接
が不可能である。
みが浅くスラグ巻込みが発生したり、スラグの流動性が
立向溶接に不適当な程小さいため極端な凸型ビードとな
り、その上へ次のパスを溶接した時に*ヒ融合不良が発
生してX線性能は不良であるか、あるいはスラグの流動
性が犬となりすぎて立向溶接でビードが形成されず溶接
が不可能である。
以上説明したように、本発明溶接棒は極低炭素ステンレ
ス鋼の優れた特性を損なうことなく、立向溶接を含めた
全姿勢溶接で溶接欠陥のない健全な溶接を特殊な技量を
必要とせず容易に行なうことができ、かつ又通常の低炭
素ステンレス鋼用としても、炭素量の非常に少ない溶接
金属が得られ、溶接金属の諸性能を良好とするものであ
る。
ス鋼の優れた特性を損なうことなく、立向溶接を含めた
全姿勢溶接で溶接欠陥のない健全な溶接を特殊な技量を
必要とせず容易に行なうことができ、かつ又通常の低炭
素ステンレス鋼用としても、炭素量の非常に少ない溶接
金属が得られ、溶接金属の諸性能を良好とするものであ
る。
図面は溶接棒心線材の炭素量と被覆剤に配合する石灰石
の量と心線材の炭素含有量に対する溶着金属の炭素増加
量との関係を示す図である。 1:石灰石−10%、2:石灰石−16%、石灰石−2
2%。 3:
の量と心線材の炭素含有量に対する溶着金属の炭素増加
量との関係を示す図である。 1:石灰石−10%、2:石灰石−16%、石灰石−2
2%。 3:
Claims (1)
- 1 被覆剤全重量に対して、石灰石2.5〜18%、酸
化鉄および二酸化マンガンの1種または2種の合計3〜
15%、SiO2に換算した硅砂および硅酸塩化合物の
1種または2種以上の合計7〜15%、TiO2に換算
したチタン化合物15〜55%、金属弗化物3〜25%
、金属粉末25%以下を必須成分として含有する被覆剤
をステンレス鋼心線に被覆したことを特徴とするステン
レス鋼被覆アーク溶接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2926978A JPS5847953B2 (ja) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2926978A JPS5847953B2 (ja) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54122647A JPS54122647A (en) | 1979-09-22 |
| JPS5847953B2 true JPS5847953B2 (ja) | 1983-10-25 |
Family
ID=12271552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2926978A Expired JPS5847953B2 (ja) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | ステンレス鋼被覆ア−ク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5847953B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662699A (en) * | 1979-10-30 | 1981-05-28 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | Stainless steel coated arc welding electrode |
| JP4662641B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2011-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 |
| CN101367161B (zh) | 2007-08-18 | 2011-07-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种低氢型超级双相不锈钢焊条 |
| CN104889609B (zh) * | 2015-06-26 | 2017-04-26 | 郑州华威焊业有限公司 | 一种奥氏体不锈钢焊接用碱性药芯焊丝 |
-
1978
- 1978-03-16 JP JP2926978A patent/JPS5847953B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54122647A (en) | 1979-09-22 |
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