JPS617090A

JPS617090A - 硬化肉盛溶接用複合ワイヤ

Info

Publication number: JPS617090A
Application number: JP12835684A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ito; 正伊藤; Keiichi Sakabe; 坂部　恵一; Yoshiaki Murata; 義明村田; Nobuyuki Yamauchi; 山内　信幸; Hisayoshi Yoshimoto; 吉本　尚由
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumikin Welding Electrode Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumikin Welding Electrode Ltd
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1986-01-13

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）この発明は硬化肉盛溶接用複合ワイヤに関するものであ
って、特に高い硬度の肉盛金属が得られるため冷間圧延
ロールの肉盛等に好適な硬化肉盛溶接用複合ワイヤに係
る。

（従来の技術及びその問題点）製鉄機械、例えば冷間圧延ロールにおいては、高い硬度
が要求されることから、その表面に硬化肉盛を施した、
いわゆる肉盛ロールが採用されている。このような硬化
肉盛を行うためのワイヤとしては種々のものがあるが、
主としてＣ含有量を高くし、Ｃｒ、　Ｍｏの他、タング
ステン炭化物、はう化物等を含有する溶接ワイヤが使用
されている。

この種のワイヤにおいて、肉盛金属の硬度を高くしよう
とすれば、Ｃ含有量を増加すればよい訳であるが、Ｃ含
有量を高くすればそれに伴って肉盛金属に溶接割れを生
じ易くなるという欠点が生ずる。この割れを溶接施工の
十分な管理によって解消することも考えられるが、それ
にも自ずと限界がある。例えばＣ含有量を０．５％以下
にし、低中合金組成の低炭素マルテンサイト系の肉盛金
属にした場合には、上記のような溶接割れは防止し７ｉ
Ｊるものの、Ｈｖ　：　７００程度の硬さしか得ること
はできない。

この発明は上記の欠点を解消しようとするものであって
、その目的は、溶接割れの発生のない、高い硬度（例え
ば、Ｈｖ：８００以上）の肉盛金属を得ることのできる
硬化肉盛溶接用複合ワイヤを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明の硬化肉盛溶接用複合ワイヤにおいては
、Ｃ：０．８〜１．５％Ｓｉ：１．０％以下Ｍｎ　：　　０．３〜２．２％Ｃｒ　：　　３．０〜８．０％Ｍｏ　：　　３．０〜１０．０％Ｗ：４．Ｏ〜６．０％Ｖ：ｔ、Ｏ〜３．３％Ｃｏ　：　　２．５〜８．０％（いずれも重量％）を含有し、かつＷ当量（Ｗ％＋２Ｘ
ＭＯ％）が１２〜２１の範囲内であるようにしである。

上記各成分を上記のような範囲にしたのは次のような理
由による。

Ｃ：炭素はＷ＋　Ｃｒ、　Ｍｏ＋　　Ｖなどと化合して
複炭化物を生成し、肉盛金属の性質に敏感な影響を与え
る元素であって、０．８％より少ないと、目的とする高
硬度が得られず、１．５％より多いと、溶接割れを助長
しやすくなる。溶接割れを回避する点と、硬度の点から
Ｃ含有量は０．８％以上で１．５％以下の範囲とした。

Ｓｉ　：　Ｓｉは脱酸に有効な元素である。１．０％よ
り多い添加は脱酸効果が飽和するので、それ以上必要で
ない。また１、０％より多いＳｉは溶接割れを助長しや
すくなるので１．０％以下とした。

Ｍｎ　：　ｌ’Ｉｎは脱酸に有効な合金元素で、脱酸効
果を得るには、０．３％以上必要である。Ｍｎはオース
テナイト化を促進する性質があり、２゜２％より多（の
添加は硬度低下をきたし、かつ溶接割れを助長するので
Ｍｎ含有量範囲は０．３％以上で２．２％以下とした。

Ｃｒ　：　Ｃｒは耐食性を向上させる合金元素である。

肉盛金属表面に、酸化、スケーリングに対する抵抗性を
与えるために、３．０％以上必要である。８．０％より
多くなると、溶接割れを助長し易くなるので、８．０％
以下とした。

Ｍｏ　：　Ｍｏは複炭化物を形成し、耐摩耗性を与える
。

また焼戻し軟化抵抗も高める。溶接割れを防止する点か
ら３．０％以上の添加が必要で、硬度に及ぼすＷ当量の
関係から、Ｗ当量＝Ｗ％＋２ＸＭｏ％が１２〜２１の範
囲になるようにＷ含有量とのバランスによって添加する
。

１０．０％より多くの添加は硬度も飽和し、不経済でも
ある。

Ｗ：ＷはＭｏと同様の効果を示す合金元素で、ＷはＭｏ
より焼戻し軟化抵抗が大きい。２次硬化の点から１．０
％以上の添加が必要で、Ｗ′適当量関係から、Ｍｏとの
兼ね合いで添加する。Ｗ当量が２１になると、硬度が飽
和するし、またＷは高価な合金元素であるので６．０％
以下とした。

Ｖ：ｖは炭素との親和力が大きく、炭化物を生成し、耐
摩耗性を向上させる。また溶接割れを防止する点で、有
効な合金元素であり、１．０％より少ないと溶接割れを
発生し易く、また３、３％より多いと若干の硬度低下を
きたすので、■の含有量範囲を１．０％以上で３．３％
以下とした。

Ｃｏ　：　Ｃｏは、炭素のマトリ７クスへの溶解度を高
め焼戻し硬さ、高温硬さを増大させるのに有効な合金元
素である。また溶接割れを減少させるのにも有効で、こ
れらの効果を得るには、２．５％以上の添加が必要であ
る。

その効果も８．０％より多いと飽和するし、また高価な
合金元素であるので、８．０％以下とした。

Ｗ、Ｍｏ：Ｗ当量はＷ当量−Ｗ％→−２％Ｍｏ％で示さ
れ高硬度を得るには、１２以上が必要で２１以上になる
と、硬度も飽和するので、Ｗ当量の範囲を１２以上、２
１以下とした。

上記の範囲内においても、硬度及び耐割れ性の両者の点
において特に優れているのは、Ｃ：　１．０〜１．４％
、Ｓｉ　：　０．２〜０．５％、Ｍｎ　：　　１．４〜
２．０％、Ｃｒ　：　４．０〜６．０％、Ｗ　：　１．
５−２．５％、Ｍｏ　：　７．０〜９．０％、Ｃｏ　：
　４．０〜６．０％、Ｖ　：　１．２〜１．８％の範囲
内の組成を有する硬化肉盛溶接用複合ワイヤである。

なお上記各成分はいずれも重量％で示しであるが、この
比率は、複合ワイヤ全体に対するもので、複合ワイヤ中
にはこの他、アーク安定剤、スラグ形成剤等の各種フラ
フクスが含まれる場合がある。

また複合ワイヤの断面形状としては、第１図（ａｔ〜ｆ
ｄ）に示すように種々のものがあるが、いずれの形状を
用いることも可能である。ここで特に複合ワイヤを採用
しているのは、上記のような合金組成の高い材料は加工
しにくいため、被覆アーク溶接棒の芯線やソリッドワイ
ヤの製造が困難であり、一方複合ワイヤによればフープ
と充虜剤との成分を調整することによって比較的その製
造が容易であるためである。なお複合ワイヤによれば、
周知のように半自動溶接用にも、また自動溶接用にも使
用可能であり、その溶接能率を向上することが可能であ
る。

上記硬化肉盛溶接用複合ワイヤによって得られた肉盛金
属には、５００〜６００℃、好ましくは５５０℃の温度
で焼戻しを施す。これは焼戻しによる２次硬化によって
、所定の硬度を得るためである。

（作用及び発明の効果）上記のような成分範囲のＣ，Ｃｒ、　Ｍｏ、Ｗ、■、Ｇ
ｏ等を含有させることによって、肉盛金属における溶接
剤れの発生を回避して、健全な肉盛金属部を得ることが
可能である。このうち特に、■の添加は耐溶接割れ性を
改善するのに有効であり、さらにＭｏ、　Ｗも耐溶接割
れ性を改善するのに効果がある。またこの肉盛金属に焼
き戻しを施すことによって２次硬化が生じ、高い硬度を
得ることが可能となる。

（実施例）各種成分の複合ワイヤ（ワイヤ径３．２ｍｍ）を試作し
、第１表に示すような溶接条件で溶接テストを実施した
。

試片としては、厚さ３６龍、幅１００ｆｉ、長さ３００
額の炭素鋼（５４５Ｃ）を用い、１層目は６パス、２層
目ば５バス、３層目は５パスの３層溶接を行なった。溶
接終了後は、直ちに珪藻土中に入れ、徐冷した。なお、
溶接剤れの有無は、ビード表面から２ｆｉ切削し、染色
浸透試験によって判定した。

第１表上記のテスト結果、すなわち各供試複合ワイヤでの割れ
の有無及び焼き戻し後の硬度を第２表に示す。なお焼戻
しは５５０℃にて４時間保持した後、炉冷し、表面から
２ｆｉ切削した面でのピンカース硬度を測定した。

第２表の１第２表の２第２表の３第２表の４上記第２表から、本発明の範囲内の成分を有する複合ワ
イヤにおいては、耐溶接割れ性及び硬度の両者の点にお
いて良好な結果の得られることが明らかである。

また第２図にはＷ当量（Ｗ％＋２　Ｘ、Ｍｏ％）と硬さ
との関係を示す。同図から明らかなように、高い硬度を
得るためには１２以上のＷ当量が必要であり、また２１
より当量が大となっても硬度は飽和して上昇しない。

さらに第３図には硬さに及ぼす焼戻し温度の影響を、本
発明の実施例と、比較例との両者を対比して示す。同図
から明らかなように本発明の実施例の硬度は、いずれの
温度においても比較例よりも優れている。また好適な焼
き戻し温度は５００〜６００℃、好ましくは５５０℃で
あることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（ｄ）はこの発明の複合ワイヤの断面形
状の例を示す横断面図、第２図はＷ当量と硬度の関係を
示すグラフ、第３図は焼き戻し温度と硬度との関係を、
本発明の実施例と比較例とを対比して示すグラフである
。特許出願人　　　住金熔接工業株式会社手続補正書印釦１．事件の表示　　　　　　ｆグー／２ｅル了Ｌ／昭和
５９年６月２１日付提出の特許願２、発明の名称硬化肉盛溶接用複合ワイヤ３、補正をする者事件との関係　　特許出願人兵庫県尼崎市扶桑町２丁目１番地住金溶接工業株式会社代表者小田尚輝４、代理人大阪市東区淡路町２丁目１６番地　大洋ビル４階６、補
正により増加する発明の数７、補正の対象明細書中の発明の詳細な説明の欄。＋１）明細書第８頁第２０行の「・・実施した。」との
記載の次に以下の記載を挿入する。「なお溶接方法としてはサブマージアーク溶接を用い、
フラフクスとしてはボンド型フランクスを用いた。」（２）同書第９頁第１表中の「余熱温度」との記載を「
予熱温度」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ：０．８〜１．５％Ｓｉ：１．０％以下Ｍｎ：０．３〜２．２％Ｃｒ：３．０〜８．０％Ｍｏ：３．０〜１０．０％Ｗ：１．０〜６．０％Ｖ：１．０〜３．３％Ｃｏ：２．５〜８．０％（いずれも重量％）を含有し、かつＷ当量（Ｗ％＋２×
Ｍｏ％）が１２〜２１の範囲内であることを特徴とする
硬化肉盛溶接用複合ワイヤ。