JPS61266199A - Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents
Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒Info
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- JPS61266199A JPS61266199A JP10663285A JP10663285A JPS61266199A JP S61266199 A JPS61266199 A JP S61266199A JP 10663285 A JP10663285 A JP 10663285A JP 10663285 A JP10663285 A JP 10663285A JP S61266199 A JPS61266199 A JP S61266199A
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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。
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Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒に関し、
特に９％Ｃｒ鋼溶接用として使用することにより優れた
高温強度及び高温クリープ強度を発揮するばかりでなく
、耐高温割れ性においても優れた性能を発揮する被覆ア
ーク溶接材に関するものである。
特に９％Ｃｒ鋼溶接用として使用することにより優れた
高温強度及び高温クリープ強度を発揮するばかりでなく
、耐高温割れ性においても優れた性能を発揮する被覆ア
ーク溶接材に関するものである。
［従来の技術１
最近ボイラーの如き加熱・加圧操業機器の設計に当たっ
ては、熱効率や圧力効率の向１−を期して操業時の温度
及び圧力を高めようとする傾向があり、それに伴なって
構成材料に対する耐酸化性、耐食性及び高温強度等につ
いてもより高度のものが要求されているので、こうした
要求を満たすものとして例えば９ Ｃｒ −２Ｍ ｏ鋼
や９Ｃｒ−ＩＭｏ−Ｎｂ−ＶＷ４等のＣｒ−Ｍｏ鋼が開
発されている。
ては、熱効率や圧力効率の向１−を期して操業時の温度
及び圧力を高めようとする傾向があり、それに伴なって
構成材料に対する耐酸化性、耐食性及び高温強度等につ
いてもより高度のものが要求されているので、こうした
要求を満たすものとして例えば９ Ｃｒ −２Ｍ ｏ鋼
や９Ｃｒ−ＩＭｏ−Ｎｂ−ＶＷ４等のＣｒ−Ｍｏ鋼が開
発されている。
一方この様なＣｒ−Ｍｏｏ鋼の溶接材としては一般に９
Ｃｒ −２Ｍ ｏ系溶接杯や９ Ｃｒ −Ｉ Ｍ 。
Ｃｒ −２Ｍ ｏ系溶接杯や９ Ｃｒ −Ｉ Ｍ 。
系溶接杯が使用されていたが、これらの溶接材によって
得られる溶接部は高温強度や長時間高温クリープ破断強
度等が不十分であり、ハ１材に匹敵する継−「性能が得
られない為前述の様な高温・高圧化の要請に応すること
ができなかった。その理由の１つは溶接金属中に析出す
る粗大フェライト相が溶接金属の強度、靭性及び酎割れ
性等を低下させる為と考えられているところから、改善
策として溶接材料中に多量のＮｉやＭｎ等のオーステナ
イト相安定化元素を含有させ、溶接金属中の粗大フェラ
イト相を減少させる方法も提案された。しかしながら過
剰叶のＮｉは長時間高温クリープ破断強度を低下させ、
また必要以上のＮｉやＭｎは溶接金属の耐割れ性を低下
させるので、目標とする高性能の溶接継手を得ることは
できなかった。
得られる溶接部は高温強度や長時間高温クリープ破断強
度等が不十分であり、ハ１材に匹敵する継−「性能が得
られない為前述の様な高温・高圧化の要請に応すること
ができなかった。その理由の１つは溶接金属中に析出す
る粗大フェライト相が溶接金属の強度、靭性及び酎割れ
性等を低下させる為と考えられているところから、改善
策として溶接材料中に多量のＮｉやＭｎ等のオーステナ
イト相安定化元素を含有させ、溶接金属中の粗大フェラ
イト相を減少させる方法も提案された。しかしながら過
剰叶のＮｉは長時間高温クリープ破断強度を低下させ、
また必要以上のＮｉやＭｎは溶接金属の耐割れ性を低下
させるので、目標とする高性能の溶接継手を得ることは
できなかった。
こうした状況のもとで本発明者等は、Ｃｒ−ＭＯ鋼ｎＪ
材に匹敵する高温強度及び高温クリープ強１片を確保し
得る様なＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒の開発を
期して種々研究を進めた結果、先に特開昭５９−７０４
９４号に開示の溶接棒を提案した。に記発明であれば、
被覆剤及び心線中に含有させる合金元素の種類及び含有
率を厳密に規定することにより粗大フェライト相の析出
を可及的に抑制することができ、高温強度や高温クリー
プ強度については要求特性を十分に満たす溶接継「を得
ることができる。
材に匹敵する高温強度及び高温クリープ強１片を確保し
得る様なＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒の開発を
期して種々研究を進めた結果、先に特開昭５９−７０４
９４号に開示の溶接棒を提案した。に記発明であれば、
被覆剤及び心線中に含有させる合金元素の種類及び含有
率を厳密に規定することにより粗大フェライト相の析出
を可及的に抑制することができ、高温強度や高温クリー
プ強度については要求特性を十分に満たす溶接継「を得
ることができる。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが１−記先願発明の溶接材にも依然として未解決
の問題点が残されている。その問題点とは１酎高温割れ
性が不十分であるという難点であり、殊に厚肉ＩＴ？材
の溶接に適用した場合ｌ−記の難点が顕著に現われてく
る。即ち先願発明では主として高温強度と高温クリープ
強度の向上を狙い耐低温割れ性或は曲げ性に関する配慮
がなされるだけであり、耐高温割れ性についての配慮が
不１−分であった為、溶接部−「に当たっては高温割れ
を防１１−すべく溶接条件を厳密に管理しなければなら
なったが、この様な管理は常に十分達成される訳ではな
く時には遵守されないこともあり、仮に１・分遵守され
ていた場合でも高温割れの発生は回避しきれず、ガウジ
ング等の後、補修溶接を行なわなければならなかった。
の問題点が残されている。その問題点とは１酎高温割れ
性が不十分であるという難点であり、殊に厚肉ＩＴ？材
の溶接に適用した場合ｌ−記の難点が顕著に現われてく
る。即ち先願発明では主として高温強度と高温クリープ
強度の向上を狙い耐低温割れ性或は曲げ性に関する配慮
がなされるだけであり、耐高温割れ性についての配慮が
不１−分であった為、溶接部−「に当たっては高温割れ
を防１１−すべく溶接条件を厳密に管理しなければなら
なったが、この様な管理は常に十分達成される訳ではな
く時には遵守されないこともあり、仮に１・分遵守され
ていた場合でも高温割れの発生は回避しきれず、ガウジ
ング等の後、補修溶接を行なわなければならなかった。
この様に溶接継手の信頼性に問題があると共に、溶接後
の後処理にも相当の労力を要するという問題があった。
の後処理にも相当の労力を要するという問題があった。
本発明はこうした状況に鑑み、高温強度や高温クリープ
強度はもとより、耐高温割れ性についても要求を満たす
様なＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供しよう
とするものである。
強度はもとより、耐高温割れ性についても要求を満たす
様なＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供しよう
とするものである。
Ｅ問題点を解決する為の手段１
本発明にるＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒は、金
属炭酸ｔｉｉ： ３０〜７０％、金属弗化物＝１０〜３
０％、金属酸化物：４〜２５％を含み、或はこれらに加
えて４０％以Ｆの鉄粉を含む（この場合の金属炭酸塩の
好適含有率は２０〜７０％）被覆剤を、溶接林全市酸に
対して２０〜４０％となる様に鋼心線外周に塗布シてな
り、１１一つ前記被覆剤及び／又は鋼心線中には溶接棒
全市縫に対してＣ： ０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：０
．２〜１．６％、Ｍ ｎ ： ０．４〜２．２％、 Ｃ
ｒ ： ８．５〜１３％、Ｍｏ二０．７〜２．３％、Ｎ
： ０．０４％以ド及び（Ｔ ｉ ＋０．０２Ｔ ｉ
０２ ） ：０．０５〜０．６０％（但しＴ ｉ Ｏ
２は被覆剤のみから添加）を含有させる他、Ｎ ｉ ：
０．２〜１．５％、Ｖ ： ０．０２−０．４０％、
Ｎ ｂ ： ０．０２〜０．２５％及びＢ ： ０．０
００５〜０．００５％よりなる群から選択される少なく
とも１種以１−の元素を含有せしめ、１１つＶ、Ｎｂ及
びＢの総和が０．５５％以ドとなる様に調整し、更に次
式より算出されるＰＦＡ値を２．５〜２０にしてなると
ころに要旨が存在する。
属炭酸ｔｉｉ： ３０〜７０％、金属弗化物＝１０〜３
０％、金属酸化物：４〜２５％を含み、或はこれらに加
えて４０％以Ｆの鉄粉を含む（この場合の金属炭酸塩の
好適含有率は２０〜７０％）被覆剤を、溶接林全市酸に
対して２０〜４０％となる様に鋼心線外周に塗布シてな
り、１１一つ前記被覆剤及び／又は鋼心線中には溶接棒
全市縫に対してＣ： ０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：０
．２〜１．６％、Ｍ ｎ ： ０．４〜２．２％、 Ｃ
ｒ ： ８．５〜１３％、Ｍｏ二０．７〜２．３％、Ｎ
： ０．０４％以ド及び（Ｔ ｉ ＋０．０２Ｔ ｉ
０２ ） ：０．０５〜０．６０％（但しＴ ｉ Ｏ
２は被覆剤のみから添加）を含有させる他、Ｎ ｉ ：
０．２〜１．５％、Ｖ ： ０．０２−０．４０％、
Ｎ ｂ ： ０．０２〜０．２５％及びＢ ： ０．０
００５〜０．００５％よりなる群から選択される少なく
とも１種以１−の元素を含有せしめ、１１つＶ、Ｎｂ及
びＢの総和が０．５５％以ドとなる様に調整し、更に次
式より算出されるＰＦＡ値を２．５〜２０にしてなると
ころに要旨が存在する。
（式中の元素記号は夫々Ｉ−記規定に基づく含有率を示
す） ［作用］ 本発明では特に被覆剤及び／又は鋼心線中に適量のＴｉ
及び／又はＴｉＯ２を含イ１（但しＴｉＯ２は被覆剤中
に含有）させることにより、前記先願発明で依然として
未解決であった耐高温割れ性を４片し、それにより高温
強度、高温クリープ強度及び耐高温割れ性のすべてを満
足するＣｒ−Ｍ。
す） ［作用］ 本発明では特に被覆剤及び／又は鋼心線中に適量のＴｉ
及び／又はＴｉＯ２を含イ１（但しＴｉＯ２は被覆剤中
に含有）させることにより、前記先願発明で依然として
未解決であった耐高温割れ性を４片し、それにより高温
強度、高温クリープ強度及び耐高温割れ性のすべてを満
足するＣｒ−Ｍ。
鋼溶接用被覆剤アーク溶接棒を得ることができる。
以下本発明において被覆剤の成分組成、全溶接棒中の含
有元素肝等を定めた理由を明確にする。
有元素肝等を定めた理由を明確にする。
まず被覆剤の成分組成及び被覆率を定めた理由は次の通
りである。
りである。
金属炭酸塩＝３０〜７０％
３０％未満では溶融スラグの粘度が低くなり過ぎて溶接
中にスラグが先行し易くなり溶接作業性が悪化する他、
凝固スラグ剥離性が悪化する等、溶接作業性を満足し得
なくなる。一方７０％を超えると溶融スラグ粘度が高く
なり過ぎてスパッタが増加すると共にビード外観も悪く
なる。尚本発明では後述する如く被覆剤成分として鉄粉
を配合することによって特に直流溶接時の作業性を更に
改善することができるが、この様に適量の鉄粉が含まれ
ている場合は金属炭酸塩の星を２０％程度まで低減して
も高レベルの溶接作業性を保つことができる。
中にスラグが先行し易くなり溶接作業性が悪化する他、
凝固スラグ剥離性が悪化する等、溶接作業性を満足し得
なくなる。一方７０％を超えると溶融スラグ粘度が高く
なり過ぎてスパッタが増加すると共にビード外観も悪く
なる。尚本発明では後述する如く被覆剤成分として鉄粉
を配合することによって特に直流溶接時の作業性を更に
改善することができるが、この様に適量の鉄粉が含まれ
ている場合は金属炭酸塩の星を２０％程度まで低減して
も高レベルの溶接作業性を保つことができる。
金属弗化物：１０〜３０％
１０％未満では溶融スラグの粘度が高くなりすぎてビー
ド外観が悪化し、一方３０％を越えると溶融スラグの粘
度が低くなりすぎて溶接作業性が悪化する為、何れの場
合も満足な溶接作業性が得られなくなる。
ド外観が悪化し、一方３０％を越えると溶融スラグの粘
度が低くなりすぎて溶接作業性が悪化する為、何れの場
合も満足な溶接作業性が得られなくなる。
金属酸化物＝４〜２５％
４％未満では溶接作業性が悪化すると共にビード外観も
著しく悪くなり、一方２５％を越えると溶融スラグの粘
度が低くなって凝固スラグの剥離性が劣化する他スパッ
タ発生掛も著しく増加する。
著しく悪くなり、一方２５％を越えると溶融スラグの粘
度が低くなって凝固スラグの剥離性が劣化する他スパッ
タ発生掛も著しく増加する。
本発明溶接棒における被覆剤の必須成分は１−記３種の
化合物であるが、４０％程度以下の鉄粉を配合すると直
流溶接時の作業性を・段と改善することができる。しか
し鉄粉の配合早が大過ぎると被冶の絶縁性が悪くなり、
或は棒焼けの問題も生じ易くなるので４０％以下に抑え
なければならない。
化合物であるが、４０％程度以下の鉄粉を配合すると直
流溶接時の作業性を・段と改善することができる。しか
し鉄粉の配合早が大過ぎると被冶の絶縁性が悪くなり、
或は棒焼けの問題も生じ易くなるので４０％以下に抑え
なければならない。
被覆率＝２０〜４０％
被覆率とは溶接棒全電縫に対する被覆剤の重礒％を意味
し、２０％未満では保護筒としての機能が不十分になっ
てスパッタが増加したり、生成スラグ量の不足によって
ビード外観が悪化し、一方４０％を越えるとスラグ１遇
が多くなりすぎる為にスラグ巻込み等の欠陥が発生し易
くなると共に、開先幅の狭い溶接継手に適用した場合に
運棒が困難になる。
し、２０％未満では保護筒としての機能が不十分になっ
てスパッタが増加したり、生成スラグ量の不足によって
ビード外観が悪化し、一方４０％を越えるとスラグ１遇
が多くなりすぎる為にスラグ巻込み等の欠陥が発生し易
くなると共に、開先幅の狭い溶接継手に適用した場合に
運棒が困難になる。
次に１−記溶接棒、即ち被覆剤及び鋼心線の何れかに含
有させる必須元素について詳述する。
有させる必須元素について詳述する。
Ｃ： ０．０１〜０．１５％
Ｃは溶接金属中に歩留って粗大フェライト相の析出を抑
制する効果があり、溶接棒中に少なくとも０．０４％以
Ｉ−含有させなければならない。しかし多すぎると溶接
金属の対割れ刊が劣化するので０．１５％以ドに抑えな
ければならない。
制する効果があり、溶接棒中に少なくとも０．０４％以
Ｉ−含有させなければならない。しかし多すぎると溶接
金属の対割れ刊が劣化するので０．１５％以ドに抑えな
ければならない。
Ｓ ｉ ： ０．２ 〜１．６ ％溶接金属中の脱
酸を主目的とするもので、溶接杯中の含イ１率が０．２
％未満では脱酸不足によって溶接金属中にブローホール
等の気孔欠陥が発生し易く、一方１．６％を越えると粗
大フェライト相が析出し易くなると共に溶接金属の靭性
が低下する。
酸を主目的とするもので、溶接杯中の含イ１率が０．２
％未満では脱酸不足によって溶接金属中にブローホール
等の気孔欠陥が発生し易く、一方１．６％を越えると粗
大フェライト相が析出し易くなると共に溶接金属の靭性
が低下する。
Ｍ ｎ ： ０．４〜２．２％
溶接金属の強度を高めるのに不可欠の成分であり、少な
くとも０．４％含有させなければならないが、１．６％
を越えると溶接金属の微細フェライトがなくなって焼入
れ硬化性が過大となり、耐割れ性が悪化する。
くとも０．４％含有させなければならないが、１．６％
を越えると溶接金属の微細フェライトがなくなって焼入
れ硬化性が過大となり、耐割れ性が悪化する。
Ｃｒ ： ６．５〜１３％
溶接金属の耐酸化性、耐食性及び高温強度を高めるのに
不Ｆｉ（欠の元素で、この種の成分系における主成分で
ある。このＣｒの効果は溶接体中に６．５〜１３％含有
させることによって有効に発揮される。
不Ｆｉ（欠の元素で、この種の成分系における主成分で
ある。このＣｒの効果は溶接体中に６．５〜１３％含有
させることによって有効に発揮される。
Ｍ ｏ ： ０．７〜２．３％
高温強度を高めると共に溶接金属の耐割れ性を高める効
果があり、０．４％以ト、好ましくは０．７％以１−含
有させなければならない。しかし多すぎると炭素当州を
高めて溶接にｌを悪くするので２．３％以ドに抑える必
要がある。
果があり、０．４％以ト、好ましくは０．７％以１−含
有させなければならない。しかし多すぎると炭素当州を
高めて溶接にｌを悪くするので２．３％以ドに抑える必
要がある。
Ｎ ： ０．０４％以下
オーステナイト安定化元素の１つであり、１１つ旧オー
ステナイト結晶粒微細化作用などにより衝撃値を向上さ
せる（動きがあり、これらの効果は０．０１％以−１−
含有させることによって４１効に発揮される。但し本発
明では後述する如く溶接体中に過早のＴｉを含有させる
ことにより溶接金属の結晶粒は１−分に微細化し、それ
に伴って＃Ｉｄｓ値が向Ｉ−するので、Ｎは必しも必須
とはされない。しかし適早のＮを配合すればそれなりに
溶接金属の衝撃４＆ｉは更に向ｌ−する。但しＮ品が多
過ぎると強度が必要量にに高くなって衝撃値がかえって
低下するばかりでなくブローホール等の気孔欠陥が発生
し易くなるので０．０４％以下に１１−めるべきである
。
ステナイト結晶粒微細化作用などにより衝撃値を向上さ
せる（動きがあり、これらの効果は０．０１％以−１−
含有させることによって４１効に発揮される。但し本発
明では後述する如く溶接体中に過早のＴｉを含有させる
ことにより溶接金属の結晶粒は１−分に微細化し、それ
に伴って＃Ｉｄｓ値が向Ｉ−するので、Ｎは必しも必須
とはされない。しかし適早のＮを配合すればそれなりに
溶接金属の衝撃４＆ｉは更に向ｌ−する。但しＮ品が多
過ぎると強度が必要量にに高くなって衝撃値がかえって
低下するばかりでなくブローホール等の気孔欠陥が発生
し易くなるので０．０４％以下に１１−めるべきである
。
Ｎｊ：０．２〜１．５％、■、 ０．０２〜０．４０％
、Ｎｂ： ０．０２〜０．２５％及びＢ ： ０．００
０５〜０．００５％の１挿具−１− これらの元素のうちＶ、Ｎｂ及びＢは夫々単独であるい
は２挿具１−を組合せて含有させることにより、前記Ｍ
Ｏの添加効果を相乗的に高める作用を有するが、夫々下
限未満ではその効果が有効に発揮されず、殊にＢの場合
０．０００５％未満で溶接金属中への添加歇をコントロ
ールすることは実際−Ｌ極めて困難である。−太夫々」
二限を越えると逆に溶接金属の靭性が低下すると共に溶
接作業性も低下する。
、Ｎｂ： ０．０２〜０．２５％及びＢ ： ０．００
０５〜０．００５％の１挿具−１− これらの元素のうちＶ、Ｎｂ及びＢは夫々単独であるい
は２挿具１−を組合せて含有させることにより、前記Ｍ
Ｏの添加効果を相乗的に高める作用を有するが、夫々下
限未満ではその効果が有効に発揮されず、殊にＢの場合
０．０００５％未満で溶接金属中への添加歇をコントロ
ールすることは実際−Ｌ極めて困難である。−太夫々」
二限を越えると逆に溶接金属の靭性が低下すると共に溶
接作業性も低下する。
尚これらの元素のうち特にＶ、Ｎｂ、Ｈについてはこれ
らの総和が０．５５％を超えると衝撃値が低下する。ま
たＭｏ量が１．５〜２．３％である場合はこれら３元素
を併用しなくとも十分な高温強度が得られるので、これ
ら３元素は特に必須元素としては定めなかったが、Ｍｏ
が１．４％を越えると粗大フェライトの生成を生じ易く
なるので、Ｎｉを０．２％以」二含有させてＭＯの一１
１記欠点を補なう必要がある。しかしＮｉが多すぎると
高温強度及び高温クリープ強度が著しく低ドすると共に
耐割れ性も損なわれるので１．５％以ドに抑えなければ
ならない。尚Ｎｉは単独で使用してもよく、あるいはＶ
、Ｎｂ及びＢと共に使用することもできる。
らの総和が０．５５％を超えると衝撃値が低下する。ま
たＭｏ量が１．５〜２．３％である場合はこれら３元素
を併用しなくとも十分な高温強度が得られるので、これ
ら３元素は特に必須元素としては定めなかったが、Ｍｏ
が１．４％を越えると粗大フェライトの生成を生じ易く
なるので、Ｎｉを０．２％以」二含有させてＭＯの一１
１記欠点を補なう必要がある。しかしＮｉが多すぎると
高温強度及び高温クリープ強度が著しく低ドすると共に
耐割れ性も損なわれるので１．５％以ドに抑えなければ
ならない。尚Ｎｉは単独で使用してもよく、あるいはＶ
、Ｎｂ及びＢと共に使用することもできる。
（Ｔ Ｉ ＋ ０．０２Ｔ ｉ ０２ ） ０．０５〜
０．６０％この元素は本発明における最も特徴的な成分
であり、前記先願発明の溶接体における未解決の問題と
して残されていた耐高温割れ性を改善するうえで欠くこ
とのできない成分である。尚金属Ｔｉとして配合する場
合に比べてＴ ｉ ０２として被覆剤中に配合した場合
は、Ｔｉとして溶接金属に歩留る鼠は極めてわずかであ
るので、このときの歩留りを考慮してＴ ｉ Ｏ２とし
て配合する場合にはｒＯ，０２Ｊという係数をかけてい
る。に記の値が０．０５％未満ではＴｉの効果が有効に
発揮されず、溶接金属の耐高温割れ性を改善することが
できない。一方この値が０．６０％を超えるとｆ＃Ｉ撃
値が低下傾向を示す様になる。この様に適量のＴｉを含
有させることによって耐高温割れ性が著しく改善される
理由は次の様に考えることができる。即ちＴｉは溶接金
属の結晶粒を微細化すると共に溶接金属中の＃素ｔＩｔ
を減少し、これらの相加的乃至相乗的作用によって溶接
金属の耐高温割れ性が大幅に改善されるものに思われる
。但し溶接金属中に歩留るＴ ｉ １，１が多くなり過
ぎると溶接金属が過度に硬化し、かえって衝撃値が低下
するものと考えられる。
０．６０％この元素は本発明における最も特徴的な成分
であり、前記先願発明の溶接体における未解決の問題と
して残されていた耐高温割れ性を改善するうえで欠くこ
とのできない成分である。尚金属Ｔｉとして配合する場
合に比べてＴ ｉ ０２として被覆剤中に配合した場合
は、Ｔｉとして溶接金属に歩留る鼠は極めてわずかであ
るので、このときの歩留りを考慮してＴ ｉ Ｏ２とし
て配合する場合にはｒＯ，０２Ｊという係数をかけてい
る。に記の値が０．０５％未満ではＴｉの効果が有効に
発揮されず、溶接金属の耐高温割れ性を改善することが
できない。一方この値が０．６０％を超えるとｆ＃Ｉ撃
値が低下傾向を示す様になる。この様に適量のＴｉを含
有させることによって耐高温割れ性が著しく改善される
理由は次の様に考えることができる。即ちＴｉは溶接金
属の結晶粒を微細化すると共に溶接金属中の＃素ｔＩｔ
を減少し、これらの相加的乃至相乗的作用によって溶接
金属の耐高温割れ性が大幅に改善されるものに思われる
。但し溶接金属中に歩留るＴ ｉ １，１が多くなり過
ぎると溶接金属が過度に硬化し、かえって衝撃値が低下
するものと考えられる。
本発明における必須の元素は以上の通りであるが、心線
は１．記元素の他Ｆｅ及び不可避不純物で構成され、該
不純物としては、Ｓ、Ｐ、０等が挙げられる。
は１．記元素の他Ｆｅ及び不可避不純物で構成され、該
不純物としては、Ｓ、Ｐ、０等が挙げられる。
本発明溶接杯中に含まれる元素の種類及び好適含有率は
以Ｉ−の通りであるが、各元素の機能を総合的に考慮し
溶接金属の高温強度、高温クリープ強度、靭性、低温に
おける耐割れ性、並びに耐高温割れ性等をより確実に高
める為には、次式から算出されるＰ［＾値を２．５〜２
ｏの範囲に納める必要がある。
以Ｉ−の通りであるが、各元素の機能を総合的に考慮し
溶接金属の高温強度、高温クリープ強度、靭性、低温に
おける耐割れ性、並びに耐高温割れ性等をより確実に高
める為には、次式から算出されるＰ［＾値を２．５〜２
ｏの範囲に納める必要がある。
即ち先願発明では、ＰＥＡ（直が４未満では微細フェラ
イトの析出ｈ１が少なくなって溶着金属が硬くなりすぎ
るきらいがあって対割れ性が不足気味になり、一方２０
を越えると溶接金属中の粗大フェライトｌ−が増加し、
高温強度及び高温クリープ強度が低ドするとしていたが
、本発明では、溶接棒中に過早のＴｉを含有させること
により溶接金属の結晶粒が微細化されるので、ＰＥＡ値
のド限は２まで広げることができる。
イトの析出ｈ１が少なくなって溶着金属が硬くなりすぎ
るきらいがあって対割れ性が不足気味になり、一方２０
を越えると溶接金属中の粗大フェライトｌ−が増加し、
高温強度及び高温クリープ強度が低ドするとしていたが
、本発明では、溶接棒中に過早のＴｉを含有させること
により溶接金属の結晶粒が微細化されるので、ＰＥＡ値
のド限は２まで広げることができる。
尚」−記者合金元素は鋼心線及び被覆剤のどちらに含有
させてもよいが、−例としてにたる合金元素であるＣｒ
及びＭｏの好ましい含有法を例示するに、ｃｒは鋼心線
中に５〜１２％（より一般的は７〜９％）程度、被覆剤
中に４％以下（より一般的には２％以下）程度、またＭ
Ｏは鋼心線中に０．４〜２％（より一般的には０．５〜
１．５％）程度、被覆剤中に２％以下（より一般的には
１．５％以下）程度含有させる方法である。この様な方
法を採用すれば、 ■鋼心線から１００％添加する場合に比べて、結果的に
溶着金属中の元素計が同じであっても、溶接中の棒焼け
を軽減することができる（心線中にＣｒやＭｏを全重量
添加すると電気抵抗が増大し棒焼けを起こし易くなる）
、■鋼心線として異なる含有率のものを多数準備する必
要がなく、心線の種類を少なくできる、 （■心線中の合金成分品を減らした方が製造−１−有利
であり、安価に提供することができる、等の効果が期待
できる。反面Ｃｒ等の場合、被覆剤から多ｈ１添加する
と溶接金属中で生じる偏析を生じる恐れがあるので、被
覆剤からのＣｒの添加率は４％以丁に抑えるのがよい。
させてもよいが、−例としてにたる合金元素であるＣｒ
及びＭｏの好ましい含有法を例示するに、ｃｒは鋼心線
中に５〜１２％（より一般的は７〜９％）程度、被覆剤
中に４％以下（より一般的には２％以下）程度、またＭ
Ｏは鋼心線中に０．４〜２％（より一般的には０．５〜
１．５％）程度、被覆剤中に２％以下（より一般的には
１．５％以下）程度含有させる方法である。この様な方
法を採用すれば、 ■鋼心線から１００％添加する場合に比べて、結果的に
溶着金属中の元素計が同じであっても、溶接中の棒焼け
を軽減することができる（心線中にＣｒやＭｏを全重量
添加すると電気抵抗が増大し棒焼けを起こし易くなる）
、■鋼心線として異なる含有率のものを多数準備する必
要がなく、心線の種類を少なくできる、 （■心線中の合金成分品を減らした方が製造−１−有利
であり、安価に提供することができる、等の効果が期待
できる。反面Ｃｒ等の場合、被覆剤から多ｈ１添加する
と溶接金属中で生じる偏析を生じる恐れがあるので、被
覆剤からのＣｒの添加率は４％以丁に抑えるのがよい。
［実施例ｌ
Ｃｒ−Ｍｏ鋼心線（５ｍｍ”）の外周に被覆率が２９〜
３４％となる様に被覆剤を塗ｎｉ Ｌ、第１表に示す成
分組成の被覆アーク溶接棒を製造した。
３４％となる様に被覆剤を塗ｎｉ Ｌ、第１表に示す成
分組成の被覆アーク溶接棒を製造した。
得られた各溶接棒を用い、９Ｃｒ−ＩＭｏ鋼板をへＪ材
として溶接実験を行ない、第２表の結果を得た。尚溶接
条件はド記の通りとし、溶接終ｒ後７２０′０で１時間
の応力除去焼鈍を行なった後、物性試験を行なった。ま
た耐高温割れ性を評価する為に行なったＦＩＳＣＯ割れ
試験の条件は下記の通りとした。
として溶接実験を行ない、第２表の結果を得た。尚溶接
条件はド記の通りとし、溶接終ｒ後７２０′０で１時間
の応力除去焼鈍を行なった後、物性試験を行なった。ま
た耐高温割れ性を評価する為に行なったＦＩＳＣＯ割れ
試験の条件は下記の通りとした。
く溶接条件〉
使用電流：２１ＯＡ
予熱パス間温度：２００〜２５０℃
使用開先形状：第１図（溶接部内面側は同溶接棒にて２
層のバタリングを 行なう） 溶接姿勢：下向き くＦＩＳＣＯ割れ試験〉 試験方法：ＪＩＳ Ｚ ３１５５に準拠開先形状：
第２図（Ａ）、（Ｂ） 溶接電流： １４０Ａ （ＡＣ） 繰返し数： ２１ｉ１ 割れ車側定法：溶接終了後溶接部を冷却して割れ部を硝
酸により着色し、破断後破 面の割れ長ｙを測定し次式により割れ 率を求める。
層のバタリングを 行なう） 溶接姿勢：下向き くＦＩＳＣＯ割れ試験〉 試験方法：ＪＩＳ Ｚ ３１５５に準拠開先形状：
第２図（Ａ）、（Ｂ） 溶接電流： １４０Ａ （ＡＣ） 繰返し数： ２１ｉ１ 割れ車側定法：溶接終了後溶接部を冷却して割れ部を硝
酸により着色し、破断後破 面の割れ長ｙを測定し次式により割れ 率を求める。
但し文：各試験ビートの割れ長さの合計Ｌ：各試験ビー
ドの合計長さ 第１．２表より次の様に考えることができる。
ドの合計長さ 第１．２表より次の様に考えることができる。
Ｎｏ、 ｔ〜８は何れも本発明の規定要件を全て満た
す実施例であり、室温強度、高温強度及び衝撃値何れも
良好で珪つ耐高温割れ性も優れており、溶接作業性も良
好である。尚陥、４〜６は被覆剤中に適最の鉄粉が配合
直れている為、１ｎ流溶接詩の作業性が良好である。こ
れに対し陽、９〜１８の従来林及び比較棒は以下に示す
如く貿求性能のいずれかに問題がある。
す実施例であり、室温強度、高温強度及び衝撃値何れも
良好で珪つ耐高温割れ性も優れており、溶接作業性も良
好である。尚陥、４〜６は被覆剤中に適最の鉄粉が配合
直れている為、１ｎ流溶接詩の作業性が良好である。こ
れに対し陽、９〜１８の従来林及び比較棒は以下に示す
如く貿求性能のいずれかに問題がある。
陥、９，１０，１１：Ｔｉ及びＴｉＯ２を全く含まない
従来棒及び比較林であり、高温強度や耐衝蛤性等は良好
であるが、耐高温割れ性が劣悪である。
従来棒及び比較林であり、高温強度や耐衝蛤性等は良好
であるが、耐高温割れ性が劣悪である。
Ｆｂ、１２．１３ ： （Ｔｉ＋０．０２ＴｉＯ２）が
多過ぎる為溶接金属が硬質化し衝撃値が著しく低くなっ
ている。
多過ぎる為溶接金属が硬質化し衝撃値が著しく低くなっ
ている。
ｒｉ、１４＋ （Ｖ＋Ｎｂ＋Ｂ）が１−眼を超えティ
る為溶接金属が硬質化し、やはり衝撃値が低くなってい
る。
る為溶接金属が硬質化し、やはり衝撃値が低くなってい
る。
Ｎｏ、 ｌ ５ ： ＰＦ＾値が−に限を超えている
為粗大フエライト量が増大し、高温強度が低くまた衝撃
値も低い。
為粗大フエライト量が増大し、高温強度が低くまた衝撃
値も低い。
崩、１６：Ｐｒ八へが下限イｌｒ４未満であり［１つＴ
ｉ及びＴｉＯ２も含まれていない為耐高温割れ性が劣悪
である。
ｉ及びＴｉＯ２も含まれていない為耐高温割れ性が劣悪
である。
ＮＯ，１７：Ｖ星が−１−限を超えている為溶接金属の
硬化が進み衝撃イぽｉが低くなっている。
硬化が進み衝撃イぽｉが低くなっている。
Ｎｏ、１８：被覆剤中の金属炭酸１１ｉ量が鉄粉を併用
した場合の下限４ｆｉ（２０％）未満である為、溶融ス
ラグの粘性が低くなり過ぎて溶接作業性が低下している
。
した場合の下限４ｆｉ（２０％）未満である為、溶融ス
ラグの粘性が低くなり過ぎて溶接作業性が低下している
。
［発明の効果］
本発明は以−１−の様に構成されるが、要は前記先願発
明の構成に加えて全溶接林中の（Ｔ ｉ ＋０．０２Ｔ
ｉＯ２）を厳密に規定することによって、先願発明でも
依然として解決することので鼻なかった耐高温割れ性の
問題を解消することができ、高温強度、高温クリープ強
度及び耐高温割れ性という３大要求特性を全て満たすＣ
ｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供し得ることに
なった。しかも被覆剤中に過早の鉄粉を配合することに
より、特に直流溶接時における作業性を一段と良くする
ことができる。
明の構成に加えて全溶接林中の（Ｔ ｉ ＋０．０２Ｔ
ｉＯ２）を厳密に規定することによって、先願発明でも
依然として解決することので鼻なかった耐高温割れ性の
問題を解消することができ、高温強度、高温クリープ強
度及び耐高温割れ性という３大要求特性を全て満たすＣ
ｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒を提供し得ることに
なった。しかも被覆剤中に過早の鉄粉を配合することに
より、特に直流溶接時における作業性を一段と良くする
ことができる。
第１図は実施例で採用した溶接法における開先形状を示
す断面説明図、第２図は実験で使用した供試ｊｌＩ材及
び開先形状を示す図である。
す断面説明図、第２図は実験で使用した供試ｊｌＩ材及
び開先形状を示す図である。
Claims (2)
- （１）金属炭酸塩：３０〜７０％（重量％：以下同じ）
、金属弗化物：１０〜３０％、金属酸化物：４〜２５％
を含む被覆剤を、溶接棒全重量に対して２０〜４０％と
なる様に鋼心線外周に塗布してなり、且つ前記被覆剤及
び／又は鋼心線中には、溶接棒全重量に対してＣ：０．
０１〜０．１５％、Ｓｉ：０．２〜１．６％、Ｍｎ：０
．４〜２．２％、Ｃｒ：６．５〜１３％、Ｍｏ：０．７
〜２．３％、Ｎ：０．０４％以下及び（Ｔｉ＋０．０２
ＴｉＯ＿２）：０．０５〜０．６０％（但しＴｉＯ＿２
は被覆剤のみから添加）を含有させる他、Ｎｉ：０．２
〜１．５％、Ｖ：０．０２〜０．４０％、Ｎｂ：０．０
２〜０．２５％及びＢ：０．０００５〜０．００５％よ
りなる群から選択される少なくとも１種以上の元素を含
有せしめ、且つＶ、Ｎｂ及びＢの総和が０．５５％以下
となる様に調整し、更に次式より算出されるＰ＿Ｆ＿Ａ
値を２．５〜２０にしてなることを特徴とするＣｒ−Ｍ
ｏ鋼溶接用被覆アーク溶接棒。 Ｐ＿Ｆ＿Ａ値＝（Ｓｉ＋Ｖ＋Ｍｏ＋Ｃｒ＋Ｎｂ）／（Ｍ
ｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）（式中の元素記号は夫々上記規定に基づ
く含有率を示す） - （２）金属炭酸塩：２０〜７０％、金属弗化物：１０〜
３０％、金属酸化物：４〜２５％及び鉄粉：４０％以下
を含む被覆剤を、溶接棒全重量に対して２０〜４０％と
なる様に鋼心線外周に塗布してなり、且つ前記被覆剤及
び／又は鋼心線中には、溶接棒全重量に対してＣ：０．
１〜０．１５％、Ｓｉ：０．２〜１．６％、Ｍｎ：０．
４〜２．２％、Ｃｒ：６．５〜１３％、Ｍｏ：０．７〜
２．３％、Ｎ：０．０４％以下及び（Ｔｉ＋０．０２Ｔ
ｉＯ＿２）：０．０５〜０．６０％（但しＴｉＯ＿２は
被覆剤のみから添加）を含有させる他、Ｎｉ：０．２〜
１．５％、Ｖ：０．４０％、Ｎｂ：０．０２〜０．２５
％及びＢ：０．０００５〜０．００５％よりなる群から
選択される少なくとも１種以上の元素を含有せしめ、且
つＶ、Ｎｂ、及びＢの総和が０．５５％以下となる様に
調整し、更に次式より算出されるＰ＿Ｆ＿Ａ値を２．５
〜２０にしてなることを特徴とするＣｒ−Ｍｏ鋼溶接用
被覆アーク溶接棒。 Ｐ＿Ｆ＿Ａ値＝（Ｓｉ＋Ｖ＋Ｍｏ＋Ｃｒ＋Ｎｂ）／（Ｍ
ｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）（式中の元素記号は夫々上記規定に基づ
く含有率を示す）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10663285A JPS61266199A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10663285A JPS61266199A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266199A true JPS61266199A (ja) | 1986-11-25 |
| JPH0418957B2 JPH0418957B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=14438486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10663285A Granted JPS61266199A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266199A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144895A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-17 | Kobe Steel Ltd | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| JPS63264298A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-11-01 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| JPH04305396A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-28 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆アーク溶接棒 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58391A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
| JPS5970494A (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-20 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP10663285A patent/JPS61266199A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58391A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
| JPS5970494A (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-20 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接用被覆ア−ク溶接棒 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144895A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-17 | Kobe Steel Ltd | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| JPS63264298A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-11-01 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| JPH04305396A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-28 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆アーク溶接棒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418957B2 (ja) | 1992-03-30 |
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