JP2022154355A - Flux-cored wire for welding two-phase stainless steel - Google Patents

Abstract

To provide a flux-cored wire for welding two-phase stainless steel that provides a good weld metal and has an excellent defect-resistance performance.SOLUTION: A flux-cored wire for welding two-phase stainless steel contains Si: 0.10-0.90%, Mn: 0.5-2.0%, Ni: 7-11%, Cr: 22-27%, Mo: 0.1-4.0%, Ti: 0.2-1.2%, Co: 0.01-0.30%, and N: 0.08-0.20% by %mass of the total mass of the wire in terms of the total of a stainless steel sheath and a flux, and further contains TiO2 conversion value: 3-9%, SiO2 conversion value: 0.5-3.0%, F conversion value: 0.1-0.5%, Na2O conversion value and K2O conversion value: 0.1-1.0%, and Bi conversion value: 0.01-0.06% by %mass of the total mass of the wire in the flux at C: 0.04% or less and Cu: 0.5% or less, and is characterized in that a PRE value is 28 to 37 at Al2O3 conversion value: 0.1% or less, and Zr conversion value: 0.1% or less. PRE=[Cr]+3.3[Mo]+[N].SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、二相ステンレス鋼の溶接に使用され、母材と同程度の強度と低温靭性及び耐食性が良好な溶接金属が得られ、ブローホール等の耐欠陥性に優れ、かつ、アークが安定してスパッタ発生量が少ない等溶接作業性が良好な二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for welding duplex stainless steel, and provides a weld metal with strength comparable to that of the base metal, low-temperature toughness, and good corrosion resistance, excellent resistance to defects such as blowholes, and a stable arc. The present invention relates to a flux-cored wire for duplex stainless steel welding, which has excellent welding workability such as less spatter generation.

二相ステンレス鋼は、オーステナイト相とフェライト相の両方の金属組織を有し、オーステナイト系ステンレス鋼よりＮｉ含有量が低くかつ高強度といった特徴を有している。この二相ステンレス鋼の耐孔食性は、その化学成分組織に含まれるＣｒ、Ｍｏ、Ｎ、Ｗの質量％を基にして、耐孔食性指数ＰＲＥ（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ）やＰＲＥＷ（Ｃｒ＋３．３（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１．６Ｎ）を用いて分類されている。従来の二相ステンレス鋼であるＳＵＳ３２９Ｊ３ＬやＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは、高耐食オーステナイト系汎用ステンレス鋼ＳＵＳ３１６Ｌより、耐孔食性が高い鋼板であり高価なＭｏを多く含有することから合金コストが高く、ケミカルタンカー材のような特に高い耐食性を必要とする用途に適用される。 Duplex stainless steel has both an austenite phase and a ferrite phase metallographic structure, and is characterized by a lower Ni content and higher strength than austenitic stainless steel. The pitting corrosion resistance of this duplex stainless steel is based on the mass % of Cr, Mo, N, and W contained in the chemical composition structure, and the pitting corrosion resistance index PRE (Cr + 3.3 Mo + 16 N) or PREW (Cr + 3.3 ( Mo+0.5W)+1.6N). SUS329J3L and SUS329J4L, which are conventional duplex stainless steels, are steel sheets with higher pitting corrosion resistance than high corrosion-resistant austenitic general-purpose stainless steel SUS316L. It is applied to applications that require particularly high corrosion resistance.

近年、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌの代替とした耐孔食性指数ＰＲＥの低い安価な省合金二相ステンレス鋼が開発されている。省合金二相ステンレス鋼は、耐食性をＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼並に抑える代わりに、高価なＮｉ、ＭｏをＣｒ、Ｍｎ及びＮに置換えて低合金化させた鋼種である。このように二相ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌより、高耐食及び高強度という優れた特性を有し、土木分野の構造用部材やダム構造材及び水門などのインフラ設備に広く適用されている。一方、適用溶接材料は、これら鋼材の耐食性指数に対して同等もしくはそれ以上の指数を有し、安価であり良好な溶接金属性能及び溶接作業性が求められている。 In recent years, low-cost alloy-saving duplex stainless steels with a low pitting resistance index PRE have been developed as alternatives to the austenitic stainless steels SUS304 and SUS316L. The alloy-saving duplex stainless steel is a steel type in which expensive Ni and Mo are replaced with Cr, Mn and N to reduce the corrosion resistance to the same level as that of SUS304 and SUS316L stainless steel. As described above, duplex stainless steel has superior characteristics of higher corrosion resistance and higher strength than austenitic stainless steels SUS304 and SUS316L, and is widely used for structural members in the civil engineering field, dam structural materials, and infrastructure equipment such as water gates. applied. On the other hand, applicable welding consumables are required to have a corrosion resistance index equal to or higher than those of these steel materials, to be inexpensive, and to have good weld metal performance and welding workability.

このような状況の中で特に高能率に溶接でき、全姿勢溶接で溶接作業性が良好なフラックス入りワイヤの開発が望まれている。しかし、Ｎを多く含有する二相ステンレス鋼を溶接した場合、ブローホール等の溶接欠陥が発生するという問題点がある。加えて、立向上進溶接において、ビード形状が凸状となる傾向にあり、グラインダーによる手直しの工程を追加する必要がある等の問題点があった。 Under these circumstances, there is a demand for the development of a flux-cored wire that can be welded particularly efficiently and has good welding workability in all-position welding. However, when duplex stainless steel containing a large amount of N is welded, there is a problem that welding defects such as blowholes occur. In addition, in vertical upward welding, the bead shape tends to be convex, and there is a problem that it is necessary to add a rework process using a grinder.

このような問題点を解決する技術として、例えば特許文献１に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎ、Ｃｕを規定すると共に、スラグ剤として、ＴｉＯ_２換算値、ＳｉＯ_２換算値、ＺｒＯ_２換算値、Ａｌ_２Ｏ_３換算値、Ｆ換算値を規定して、強度及び靭性に優れ、ブローホール等の耐気孔欠陥性や耐食性が良好で全姿勢溶接性に優れるフラックス入りワイヤが開示されている。しかし、このフラックス入りワイヤは、アークが不安定でスパッタ発生量が多く、スラグ剥離性が不良である等、溶接作業性が不良であるという問題点があった。 As a technique for solving such problems, for example, Patent Document 1 defines C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Ti, N, and Cu, and as a slag agent, TiO ₂ equivalent value, SiO ₂ Converted value, ZrO ₂ converted value, Al ₂ O ₃ converted value, F converted value are specified, and flux containing excellent strength and toughness, good resistance to porosity defects such as blowholes, good corrosion resistance, and excellent all-position weldability A wire is disclosed. However, this flux-cored wire has problems such as an unstable arc, a large amount of spatter, and poor slag removability, resulting in poor welding workability.

また、特許文献２には、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｃｕを規定すると共に、スラグ剤として、ＴｉＯ_２換算値とＳｉＯ_２換算値、ＺｒＯ_２換算値、Ａｌ_２Ｏ_３換算値、Ｆ換算値、Ｂｉ換算値、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ換算値を規制して、母材と同程度の強度及び靭性に優れた溶接金属が得られ、ブローホール等の耐気孔欠陥性に優れ、耐孔食性が良好で、かつ全姿勢溶接での溶接作業性が良好な二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤが開示されている。しかし、このフラックス入りワイヤにおいても、アークが不安定でスパッタ発生量が多い等、良好な溶接作業性が得られないという問題点があった。 In addition, in Patent Document 2, C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Ti, Al, N, and Cu are defined, and as slag agents, TiO ₂ equivalent values, SiO ₂ equivalent values, and ZrO ₂ equivalent values , Al ₂ O ₃ conversion value, F conversion value, Bi conversion value, Na ₂ O and K ₂ O conversion values are regulated, and a weld metal having excellent strength and toughness equivalent to that of the base metal is obtained, and blowholes Disclosed is a flux-cored wire for duplex stainless steel welding which is excellent in resistance to porosity such as pitting resistance, good resistance to pitting corrosion, and good welding workability in all-position welding. However, even this flux-cored wire has problems such as an unstable arc and a large amount of spatter, which makes it impossible to obtain good welding workability.

特開２０１７－１３１９１２号公報JP 2017-131912 A 特開２０１８－１３０７６２号公報JP 2018-130762 A

本発明は、二相ステンレス鋼の溶接に使用され、母材と同程度の強度と低温靭性及び耐食性が良好な溶接金属が得られ、ブローホール等の耐欠陥性に優れ、かつ、アークが安定してスパッタ発生量が少ない等、溶接作業性が良好な二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for welding duplex stainless steel, and provides a weld metal with strength comparable to that of the base metal, low-temperature toughness, and good corrosion resistance, excellent resistance to defects such as blowholes, and a stable arc. It is an object of the present invention to provide a flux-cored wire for duplex stainless steel welding, which has excellent welding workability such as less spatter generation.

本発明の要旨は、ステンレス鋼外皮にフラックスを充填してなる二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、ステンレス鋼外皮とフラックスとの合計で、Ｓｉ：０．１０～０．９０％、Ｍｎ：０．５～２．０％、Ｎｉ：７～１１％、Ｃｒ：２２～２７％、Ｍｏ：０．１～４．０％、Ｔｉ：０．２～１．２％、Ｃｏ：０．０１～０．３０％、Ｎ：０．０８～０．２０％を含有し、Ｃ：０．０４％以下、Ｃｕ：０．５％以下であり、さらに、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計：３～９％、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計：０．５～３．０％、金属弗化物のＦ換算値の合計：０．１～０．５％、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上：Ｎａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計で０．１～１．０％を含有し、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方：Ｂｉ換算値の合計で０．０１～０．０６％を含有し、Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計：０．１％以下、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計：０．１％以下で、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎの含有量が下記（１）式から求められるＰＲＥ値が２８～３７であり、残部がステンレス鋼外皮のＦｅ、フラックスの鉄粉、鉄合金からのＦｅ分及び不可避不純物であることを特徴とする。
ＰＲＥ＝［Ｃｒ］＋３．３［Ｍｏ］＋１６［Ｎ］・・・（１）
（但し、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｎ］はワイヤ全質量に対する質量％） The gist of the present invention is a flux-cored wire for duplex stainless steel welding in which a stainless steel outer sheath is filled with flux. ~0.90%, Mn: 0.5-2.0%, Ni: 7-11%, Cr: 22-27%, Mo: 0.1-4.0%, Ti: 0.2-1. 2%, Co: 0.01 to 0.30%, N: 0.08 to 0.20%, C: 0.04% or less, Cu: 0.5% or less, and the entire wire In terms of mass% relative to the mass, in the flux, the total TiO ₂ conversion value of Ti oxide: 3 to 9%, the total SiO ₂ conversion value of Si oxide: 0.5 to 3.0%, and the metal fluoride Total F conversion value: 0.1 to 0.5%, one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride: Na ₂ O conversion value and K ₂ O conversion value Contains 0.1 to 1.0% in total, one or both of Bi and Bi oxide: Contains 0.01 to 0.06% in total in terms of Bi, Al oxide Al ₂ O _{3 The} sum of converted values: 0.1% or less, the sum of ZrO2 converted values of Zr oxides: 0.1% or less, and the PRE value obtained from the following formula (1) for the contents of Cr, Mo, and N is 28 to 37, and the balance is Fe in the stainless steel outer layer, iron powder in the flux, Fe from the iron alloy, and unavoidable impurities.
PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N] (1)
(However, [Cr], [Mo], and [N] are % by mass with respect to the total mass of the wire)

また、ワイヤ全質量に対する質量％で、ステンレス鋼外皮とフラックスの合計で、Ｍｎ：０．５～１．０％未満であることも特徴とする二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにある。 The flux-cored wire for duplex stainless steel welding is also characterized by having a total Mn of 0.5 to less than 1.0% for the stainless steel sheath and flux in terms of mass % with respect to the total mass of the wire.

本発明の二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤによれば、二相ステンレス鋼の溶接において、母材と同程度の強度と低温靭性及び耐食性が良好な溶接金属が得られ、ブローホール等の耐欠陥性に優れ、かつ、アークが安定してスパッタ発生量が少ない等溶接作業性が良好な二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することができる。 According to the flux-cored wire for duplex stainless steel welding of the present invention, in welding duplex stainless steel, a weld metal having strength, low-temperature toughness, and corrosion resistance comparable to those of the base material can be obtained. It is possible to provide a flux-cored wire for duplex stainless steel welding that is excellent in defect resistance and has good welding workability such as a stable arc and a small amount of spatter.

電圧変動を測定することにより測定するアーク安定性を評価する例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of evaluating arc stability measured by measuring voltage fluctuations.

本発明者らは、溶接金属の強度、靭性及び耐食性を向上するため、Ｎｉ及びＣｒを調整しオーステナイトとフェライトが残存する二相組織が得られ成分系を基本とし、さらに全姿勢溶接においてもビード形状が平滑で、かつアークが安定してスパッタ発生量が少なく、スラグ剥離性及びビード形状観が良好な優れた溶接作業が得られる溶接用フラックス入りワイヤの成分組成について詳細に検討した。 In order to improve the strength, toughness and corrosion resistance of the weld metal, the present inventors adjusted Ni and Cr to obtain a two-phase structure in which austenite and ferrite remain. A detailed study was made on the chemical composition of a flux-cored wire for welding that has a smooth shape, produces a stable arc, generates less spatter, and provides excellent welding work with good slag releasability and good bead shape appearance.

フェライト生成元素であるＣｒの含有量について検討した結果、溶接金属中のＣｒ含有量の増加に伴いフェライト組織の晶出量が多くなり、フェライト粒内にオーステナイトが析出する二相組織となり安定して強度が高くなるといった効果が得られた。一方、Ｃｒ含有量が適正量を超えた場合、オーステナイトの析出量が少なくなりオーステナイトに固溶していた窒素は、フェライト相中に過飽和の状態で残存する。その結果、溶接による再熱によりＣｒ窒化物を生成し、靭性が劣化するといった問題が生じた。そこで、Ｃｒ窒化物の抑制を目的とし、フェライト相より固溶度の高いオーステナイト相を適正量析出させるため、Ｎｉを添加することによって、オーステナイト組織をより安定させ靭性を改善するといった知見が得られた。耐食性は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎの含有量を適量とすることで、溶接金属のオーステナイト組織を安定化させて耐食性を改善でき、さらに、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎの含有量をさらに限定することによって耐食性をさらに改善できることを見出した。 As a result of examining the content of Cr, which is a ferrite-forming element, as the Cr content in the weld metal increases, the amount of crystallization of the ferrite structure increases, resulting in a stable two-phase structure in which austenite precipitates within the ferrite grains. The effect of increasing the strength was obtained. On the other hand, when the Cr content exceeds the appropriate amount, the amount of precipitation of austenite decreases, and the nitrogen dissolved in the austenite remains in the ferrite phase in a supersaturated state. As a result, there arises a problem that Cr nitride is generated by reheating by welding, and toughness deteriorates. Therefore, for the purpose of suppressing Cr nitrides, in order to precipitate an appropriate amount of the austenite phase, which has a higher solid solubility than the ferrite phase, the addition of Ni stabilizes the austenite structure and improves toughness. rice field. Corrosion resistance can be improved by stabilizing the austenitic structure of the weld metal by setting the contents of Ni, Cr, Mo, and N to appropriate amounts, and further limiting the contents of Cr, Mo, and N. It was found that the corrosion resistance can be further improved by

また、アークの安定性は、Ｃｏ、Ｓｉ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の適量添加により改善し、スパッタ発生量の低減は、金属弗化物の適量添加とＭｎ添加量の低減により改善できることを見出した。 In addition, arc stability can be improved by adding appropriate amounts of Co, Si oxide, Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride, and the amount of spatter generation can be reduced by adding an appropriate amount of metal fluoride. It was found that it can be improved by reducing the amount of Mn added.

さらに、Ｎ量の増加に伴い、ビード表面の一部に溶接スラグが残り、スラグ剥離性が低下するといった問題が確認された。そこでスラグ成分系であるＺｒ酸化物を低減することでスラグ剥離性を改善するといった知見が得られた。 Furthermore, it was confirmed that as the amount of N increases, welding slag remains on a part of the bead surface and the slag removability deteriorates. Therefore, the knowledge that slag releasability can be improved by reducing Zr oxide, which is a slag component system, was obtained.

本発明は、ステンレス鋼外皮及び充填フラックスの各成分組成それぞれの単独および共存による相乗効果によりなし得たものであるが、以下にそれぞれの各成分組成の添加理由および限定理由を述べる。なお、各成分組成の含有量は、質量％で表すものとし、その質量％に関する記載を単に％として表すこととする。 The present invention has been made possible by the synergistic effect of the individual and coexistence of each component composition of the stainless steel outer coating and the filling flux. The content of each component composition is represented by mass %, and the description of the mass % is simply represented by %.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＳｉ：０．１０～０．９０％］
Ｓｉは、ステンレス鋼外皮、金属Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ及びＦｅ－Ｓｉ－Ｍｎ等から添加され、脱酸作用によってブローホール等の耐欠陥性を改善する効果を有する。Ｓｉが０．１０％未満では、脱酸作用が得られず、ブローホールに等の気孔欠陥が生じ易くなる。一方、Ｓｉが０．９０％を超えると、低融点化合物を生成して高温割れが生じやすくなる。従って、Ｓｉは０．１０～０．９０％とする。 [Si: 0.10 to 0.90% in total of stainless steel outer skin and flux]
Si is added from the stainless steel outer shell, metal Si, Fe--Si, Fe--Si--Mn, etc., and has the effect of improving defect resistance such as blowholes by deoxidizing action. If the Si content is less than 0.10%, the deoxidizing action cannot be obtained, and pore defects such as blowholes are likely to occur. On the other hand, when Si exceeds 0.90%, a low-melting point compound is formed and hot cracking is likely to occur. Therefore, Si should be 0.10 to 0.90%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＭｎ：０．５～２．０％］
Ｍｎは、ステンレス鋼外皮、金属Ｍｎ、Ｆｅ－Ｍｎ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｍｎ及び窒化Ｍｎ等から添加され、溶接金属中のＳをＭｎＳとして固定し耐高温割れ性を改善する効果を有する。Ｍｎが０．５％未満では、耐高温割れ性を十分に得られない。一方、Ｍｎが２．０％を超えると、スパッタ発生量が増加する。従って、Ｍｎは０．５～２．０％とする。 [Total Mn of stainless steel sheath and flux: 0.5 to 2.0%]
Mn is added from the stainless steel outer shell, metal Mn, Fe--Mn, Fe--Si--Mn, Mn nitride, etc., and has the effect of fixing S in the weld metal as MnS and improving hot cracking resistance. If the Mn content is less than 0.5%, sufficient hot cracking resistance cannot be obtained. On the other hand, when Mn exceeds 2.0%, the amount of spatter generation increases. Therefore, Mn should be 0.5 to 2.0%.

さらに、Ｍｎを少なくすることによってスパッタ発生量をさらに低減することができ、好ましくはＭｎを０．５～１．０％未満とする。 Furthermore, by reducing Mn, the amount of spatter generation can be further reduced. Preferably, Mn is 0.5 to less than 1.0%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＮｉ：７～１１％］
Ｎｉは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｎｉ及びＦｅ－Ｎｉ等から添加され、オーステナイト相を安定化させて耐食性を改善するとともに、溶接金属の靭性を改善する効果を有する。Ｎｉが７％未満では、オーステナイトの析出量が少なくなりオーステナイトに固溶していた窒素は、フェライト相中に過飽和の状態で残存するため、溶接による再熱によりＣｒ窒化物を生成し、溶接金属の耐食性及び靭性が低下する。一方、Ｎｉが１１％を超えると、オーステナイトの晶出量が増加し、溶接金属の強度が低下する。従って、Ｎｉは７～１１％とする。 [Ni: 7 to 11% in total of stainless steel sheath and flux]
Ni is added from metal Ni, Fe—Ni, etc. from the flux, in addition to the components contained in the stainless steel outer skin, and has the effect of stabilizing the austenite phase to improve corrosion resistance and improving the toughness of the weld metal. When the Ni content is less than 7%, the amount of austenite precipitated is small, and the nitrogen dissolved in the austenite remains in a supersaturated state in the ferrite phase. corrosion resistance and toughness of On the other hand, when Ni exceeds 11%, the amount of austenite crystallized increases, and the strength of the weld metal decreases. Therefore, Ni should be 7 to 11%.

「ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＣｒ：２２～２７％」
Ｃｒは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｃｒ、Ｆｅ－Ｃｒ及び窒化Ｃｒ等から添加され、溶接金属のフェライト相を安定させ、耐食性及び強度を改善する効果を有する。Ｃｒが２２％未満では、溶接金属の耐食性及び強度を十分に得ることができない。一方、Ｃｒが２７％を超えると、溶接金属中のフェライトの晶出量が増加し、またσ相などの脆化組織を析出させ靭性が低下する。従って、Ｃｒは２２～２７％とする。 "Cr: 22 to 27% in total of stainless steel outer skin and flux"
Cr is added from metal Cr, Fe—Cr, Cr nitride, etc. from the flux in addition to the components contained in the stainless steel outer skin, and has the effect of stabilizing the ferrite phase of the weld metal and improving the corrosion resistance and strength. If Cr is less than 22%, sufficient corrosion resistance and strength of the weld metal cannot be obtained. On the other hand, when Cr exceeds 27%, the amount of crystallization of ferrite in the weld metal increases, and an embrittlement structure such as a σ phase is precipitated, resulting in a decrease in toughness. Therefore, Cr should be 22-27%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＭｏ：０．１～４．０％］
Ｍｏは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｍｏ及びＦｅ－Ｍｏ等から添加され、溶接金属の耐食性を良好にする効果と固溶強化によって強度を改善する効果を有する。Ｍｏが０．１％未満では、溶接金属の十分な耐食性と強度が得られない。一方、Ｍｏが４．０％を超えると、溶接金属中のσ相などの脆化組織を析出させ靭性が低下する。従って、Ｍｏは０．１～４．０％とする。 [Total Mo of stainless steel sheath and flux: 0.1 to 4.0%]
Mo is added from metal Mo, Fe—Mo, etc. from the flux in addition to components contained in the stainless steel outer skin, and has the effect of improving the corrosion resistance of the weld metal and the effect of improving the strength by solid solution strengthening. If Mo is less than 0.1%, sufficient corrosion resistance and strength of the weld metal cannot be obtained. On the other hand, when Mo exceeds 4.0%, a brittle structure such as a σ phase is precipitated in the weld metal, resulting in a decrease in toughness. Therefore, Mo should be 0.1 to 4.0%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＴｉ：０．２～１．２％］
Ｔｉは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｔｉ及びＦｅ－Ｔｉ等から添加され、脱酸作用によってブローホール等の耐欠陥性を改善する効果を有する。Ｔｉが０．２％未満では、脱酸作用が得られず、ブローホール等の気孔欠陥が生じやすくなる。一方、Ｔｉが１．２％を超えると、溶滴移行が円滑に行われず、溶滴が大きく成長して移行して、アークが不安定になる。従って、Ｔｉは０．２～１．２％とする。 [Ti: 0.2 to 1.2% in total of stainless steel skin and flux]
Ti is added from metallic Ti, Fe--Ti, etc. from the flux in addition to components contained in the stainless steel outer skin, and has the effect of improving defect resistance such as blowholes by deoxidizing action. If the Ti content is less than 0.2%, the deoxidizing action cannot be obtained, and pore defects such as blowholes are likely to occur. On the other hand, when Ti exceeds 1.2%, the droplet transfer does not proceed smoothly, the droplet grows large and transfers, and the arc becomes unstable. Therefore, Ti should be 0.2 to 1.2%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＣｏ：０．０１～０．３０％］
Ｃｏは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｃｏ及びＦｅ－Ｃｏ等から添加され、電離電圧を調整し、アーク安定性を向上させる効果を有する。Ｃｏが、０．０１％未満では、十分なアーク安定性が得られない。一方、Ｃｏが０．３０％を超えると、溶接金属の靭性が低下する。従って、Ｃｏは０．０１～０．３０％とする。 [Co: 0.01 to 0.30% in total of stainless steel outer skin and flux]
Co is added from metal Co, Fe—Co, etc. from the flux in addition to the components contained in the stainless steel sheath, and has the effect of adjusting the ionization voltage and improving the arc stability. If Co is less than 0.01%, sufficient arc stability cannot be obtained. On the other hand, when Co exceeds 0.30%, the toughness of the weld metal is lowered. Therefore, Co should be 0.01 to 0.30%.

［ステンレス鋼外皮とフラックスの合計でＮ：０．０８～０．２０％］
Ｎは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから窒化Ｃｒ及び窒化Ｍｎ等から添加され、溶接金属のオーステナイト組織を安定化させると共に、固溶強化元素であり溶着金属の強度を高めるとともに、耐食性を改善する効果を有する。Ｎが０．０８％未満では、溶接金属の十分な強度及び耐食性が得られない。一方、Ｎが０．２０％を超えると、スラグの焼付きが発生しスラグ剥離性が不良となる。 [N: 0.08 to 0.20% in total of stainless steel outer skin and flux]
N is added from Cr nitride, Mn nitride, etc. from the flux in addition to the components contained in the stainless steel outer skin. It has the effect of improving corrosion resistance. If N is less than 0.08%, sufficient strength and corrosion resistance of the weld metal cannot be obtained. On the other hand, if N exceeds 0.20%, seizure of slag occurs and slag removability becomes poor.

［ステンレス製外皮とフラックスの合計でＣ：０．０４％以下］
Ｃは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属粉や鉄合金から添加され、溶接金属の強度を向上する効果を有するが、過剰に添加されるとＣｒ及びＭｏ等と化合して炭化物を生成し、溶接金属の靭性を低下するので０．０４％以下とする。 [Total C of stainless steel skin and flux: 0.04% or less]
C is a component contained in the stainless steel outer skin, and is added from metal powder and iron alloys from flux, and has the effect of improving the strength of the weld metal. It forms carbides and lowers the toughness of the weld metal, so the content is made 0.04% or less.

［ステンレス製外皮とフラックスの合計でＣｕ：０．５％以下］
Ｃｕは、ステンレス鋼外皮に含まれる成分の他。フラックスから金属Ｃｕ等から添加される。微量添加で溶接金属のオーステナイト組織を安定化させて靭性を改善する効果があるが、過剰に添加すると耐高温割れ性を低下させるため０．５％以下とする。 [Cu: 0.5% or less in total of stainless steel outer skin and flux]
Cu is a component other than the components contained in the stainless steel outer skin. Metal Cu or the like is added from the flux. Addition of a small amount has the effect of stabilizing the austenitic structure of the weld metal and improving toughness, but excessive addition lowers hot cracking resistance, so the content is made 0.5% or less.

［フラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計：３～９％］
Ｔｉ酸化物は、アークによって発生するスラグ量及び融点を調整し、立向上進溶接時のビード形状を改善する効果を有する。Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計が３％未満では、十分なスラグ量が得られず、立向上進溶接時に溶融金属の保持が困難になるため、ビード形状が凸となる。一方、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計が９％を超えると、溶接中に発生するスラグ量が過多となり、スラグ被包性が悪くなる。従って、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計は、３～９％とする。なお、Ｔｉ酸化物は、フラックスからのルチール、酸化チタン、チタンスラグ、イルミナイト、チタン酸カリ及びチタン酸ソーダ等から添加できる。 [Total TiO ₂ conversion value of Ti oxides in flux: 3 to 9%]
Ti oxide has the effect of adjusting the amount and melting point of slag generated by the arc and improving the bead shape during vertical upward welding. If the total TiO ₂ equivalent value of Ti oxides is less than 3%, a sufficient amount of slag cannot be obtained, making it difficult to retain the molten metal during vertical upward welding, resulting in a convex bead shape. On the other hand, if the total TiO ₂ equivalent value of Ti oxides exceeds 9%, the amount of slag generated during welding becomes excessive, resulting in poor slag encapsulation. Therefore, the total TiO ₂ conversion value of Ti oxides is set to 3 to 9%. Note that Ti oxide can be added from rutile, titanium oxide, titanium slag, illuminite, potassium titanate, sodium titanate, etc. from flux.

［フラックス中のＳｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計：０．５～３．０％］
Ｓｉ酸化物は、溶滴移行間隔を調整し、アーク安定性を改善する効果を有する。Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計が０．５％未満では、溶滴が大きく成長し、十分なアーク安定性が得られない。一方、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計が３．０％を超えると、スラグ剥離性が悪くなる。従って、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計は０．５～３．０％とする。なお、Ｓｉ酸化物は、フラックスからの硅砂、硅石の他、カリ長石、ジルコンサンド、珪酸ソーダ等から添加できる。 [Total _SiO2 conversion value of Si oxide in flux: 0.5 to 3.0%]
Si oxide has the effect of adjusting the droplet transfer interval and improving the arc stability. If the total _SiO2 conversion value of Si oxides is less than 0.5%, the droplets grow large and sufficient arc stability cannot be obtained. On the other hand, if the total SiO ₂ conversion value of Si oxides exceeds 3.0%, the slag removability will be poor. Therefore, the total SiO ₂ conversion value of Si oxide is set to 0.5 to 3.0%. Si oxide can be added from potassium feldspar, zircon sand, sodium silicate, etc. in addition to silica sand and silica from flux.

［フラックス中の金属弗化物のＦ換算値の合計：０．１～０．５％］
金属弗化物は、溶滴移行を円滑にし、スパッタ発生量を低減する効果を有する。金属弗化物のＦ換算値の合計が０．１％未満では、溶滴移行時にスパッタ発生量を低減する効果が得られない。一方、金属弗化物のＦ換算値の合計が０．５％を超えると、スラグの融点が低下してビード形状が悪くなる。従って、金属弗化物のＦ換算値の合計は０．１～０．５％とする。なお、金属弗化物は、ＮａＦ、ＬｉＦ、ＣａＦ_２、ＡｌＦ_３、Ｋ_２ＺｒＦ_６、Ｋ_２ＳｉＦ_６等から添加でき、Ｆ換算値はそれらに含有されるＦ含有量の合計である。 [Total F conversion value of metal fluoride in flux: 0.1 to 0.5%]
Metal fluoride has the effect of facilitating droplet transfer and reducing the amount of spatter generation. If the total F conversion value of metal fluorides is less than 0.1%, the effect of reducing the amount of spatter generated during droplet transfer cannot be obtained. On the other hand, if the total F conversion value of the metal fluorides exceeds 0.5%, the melting point of the slag is lowered and the bead shape is deteriorated. Therefore, the total F conversion value of metal fluorides is set to 0.1 to 0.5%. The metal fluoride can be added from NaF, LiF, CaF ₂ , AlF ₃ , K ₂ ZrF ₆ , K ₂ SiF ₆ and the like, and the F conversion value is the sum of the F contents contained therein.

［フラックス中のＮａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上：Ｎａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計で０．１～１．０％］
Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物は、アーク安定性を改善する効果を有する。Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計が０．１％未満では、十分な効果が得られずアークが不安定になる。一方、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計が１．０％を超えると、スパッタ発生量が増加する。従って、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計は、０．１～１．０％とする。なお、Ｎａ酸化物及びＫ酸化物は、珪酸ソーダや珪酸カリからなる水ガラスの固質成分、カリ長石、ソーダ長石から、Ｎａ弗化物及びＫ弗化物は、ＮａＦ、ＫＦ、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＡｌＦ_６等の粉末から添加できる。 [One or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride in flux: 0.1 to 1.0% in total of Na ₂ O converted value and K ₂ O converted value]
Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride have the effect of improving arc stability. A sufficient effect is obtained when the sum of the Na ₂ O conversion value and the K ₂ O conversion value of one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride is less than 0.1%. arc becomes unstable. On the other hand, when the total of the Na ₂ O conversion value and the K ₂ O conversion value of one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride exceeds 1.0%, the amount of spatter generation increases. Therefore, the sum of the Na ₂ O conversion value and the K ₂ O conversion value of one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride should be 0.1 to 1.0%. . Na oxide and K oxide are solid components of water glass composed of sodium silicate and potassium silicate, potassium feldspar, and soda feldspar, and Na fluoride and K fluoride are NaF, KF, K ₂ SiF ₆ , It can be added from a powder such as Na ₂ AlF ₆ .

［フラックス中のＢｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方：Ｂｉ換算値の合計で０．０１～０．０６％］
Ｂｉは、スラグ剥離性を改善する効果を有する。Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計が０．０１％未満では、スラグの焼付きが発生し、十分なスラグ剥離性が得られない。一方、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計が０．０６％を超えると、凝固中に低融点化合物を生成し耐高温割れ性が悪くなる。従って、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計は０．０１～０．０６％とする。なお、Ｂｉ及びＢｉ酸化物は、金属Ｂｉ等の金属粉や酸化Ｂｉ等から添加できる。 [One or both of Bi and Bi oxide in flux: 0.01 to 0.06% in total of Bi conversion value]
Bi has the effect of improving the slag removability. If the total Bi-equivalent value of one or both of Bi and Bi oxide is less than 0.01%, slag seizure occurs and sufficient slag removability cannot be obtained. On the other hand, if the sum of the Bi-equivalent values of one or both of Bi and Bi oxide exceeds 0.06%, a low melting point compound is formed during solidification, resulting in poor hot cracking resistance. Therefore, the sum of Bi conversion values of one or both of Bi and Bi oxide should be 0.01 to 0.06%. Incidentally, Bi and Bi oxide can be added from metal powder such as metal Bi or Bi oxide.

［フラックス中のＡｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計：０．１％以下］
Ａｌ酸化物は、フラックス中のＴｉ酸化物、カリ長石、硅砂等の不純物として含有され、Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計が、０．１％を超えると、スラグ量が増加し、スラグ被包性を悪くする。 [Total Al ₂ O ₃ conversion value of Al oxides in flux: 0.1% or less]
Al oxides _are contained as impurities such as Ti oxides _, potassium feldspar, and silica sand in the flux. , worsens slag encapsulation.

［フラックス中のＺｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計：０．１％以下］
Ｚｒ酸化物は、Ｔｉ酸化物、カリ長石、硅砂の不純物として不可避に含有される。Ｎとの親和力が高く、０．１％を超えると、Ｎと結合し強固なスラグを生成し、ビード表面にスラグが焼付き現象が発生し、スラグ剥離性を悪くする効果を有する。従って、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計は、０．１％以下とする。 [Total _ZrO2 conversion value of Zr oxide in flux: 0.1% or less]
Zr oxide is inevitably contained as an impurity in Ti oxide, potassium feldspar, and silica sand. It has a high affinity with N, and if it exceeds 0.1%, it binds with N to form strong slag, causing seizure of slag on the bead surface, and has the effect of deteriorating slag releasability. Therefore, the total ZrO ₂ conversion value of Zr oxides should be 0.1% or less.

［Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎの含有量が（１）式から求められるＰＲＥ値が２８～３７］
ＰＲＥ＝［Ｃｒ］＋３．３［Ｍｏ］＋１６［Ｎ］・・・（１）
（但し、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｎ］はワイヤ全質量に対する質量％）
ＰＲＥ値は、二相ステンレス鋼の耐孔食性を、その化学成分組織に含まれるＣｒ、Ｍｏ、Ｎ等の質量％を基にして指標化したものであり、耐孔食性指数ＰＲＥと呼ばれる。ＰＲＥ値が２８未満であると溶接金属の十分な耐食性が得られない。一方、ＰＲＥ値が３７を超えると、溶接金属の靭性が低下する。従って、ＰＲＥ値は２８～３７とする。 [The contents of Cr, Mo, and N are PRE values of 28 to 37 obtained from formula (1)]
PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N] (1)
(However, [Cr], [Mo], and [N] are % by mass with respect to the total mass of the wire)
The PRE value is an index of the pitting resistance of duplex stainless steel based on mass % of Cr, Mo, N, etc. contained in its chemical composition structure, and is called pitting resistance index PRE. If the PRE value is less than 28, sufficient corrosion resistance of the weld metal cannot be obtained. On the other hand, when the PRE value exceeds 37, the toughness of the weld metal is lowered. Therefore, the PRE value is set to 28-37.

本発明の二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの残部は、ステンレス鋼外皮のＦｅ、フラックスから成分調整のために添加する鉄粉、Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｍｎ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｍｎ，Ｆｅ－Ｎｉ、Ｆｅ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ｍｏ、Ｆｅ－Ｃｏ、Ｆｅ－Ｔｉ合金等の鉄合金からのＦｅ分及び不純物である。不純物については特に限定しないが、Ｐは０．０４０％以下、Ｓは０．０３０％以下であることが強度及び靭性の確保から好ましい。 The remainder of the flux-cored wire for duplex stainless steel welding of the present invention is composed of Fe in the stainless steel outer skin, iron powder added from the flux for component adjustment, Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Si-Mn, Fe- Fe content and impurities from iron alloys such as Ni, Fe--Cr, Fe--Mo, Fe--Co and Fe--Ti alloys. Impurities are not particularly limited, but it is preferable that P is 0.040% or less and S is 0.030% or less in order to ensure strength and toughness.

本発明の二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの製造方法について言及すると、例えば外皮を帯鋼より管状に成形する場合には、配合、撹拌、乾燥した充填フラックスをＵ形に成形した溝に満たした後丸形に成形し、所定のワイヤ径まで伸線する。この際、整形した外皮シームを溶接することで、シームレスタイプのフラックス入りワイヤとすることもできる。また外皮がパイプの場合には、パイプを振動させてフラックスを充填し、所定のワイヤ径まで伸線する。 Referring to the method of manufacturing the duplex stainless steel welding flux-cored wire of the present invention, for example, when the skin is formed from strip steel into a tubular shape, the compounded, agitated and dried filler flux is filled into the U-shaped grooves. After that, it is formed into a round shape and drawn to a predetermined wire diameter. At this time, a seamless type flux-cored wire can be obtained by welding the shaped outer skin seam. When the sheath is a pipe, the pipe is vibrated to be filled with flux and drawn to a predetermined wire diameter.

充填フラックスは、供給、充填が円滑に行えるように、固着剤（珪酸カリおよび珪酸ソーダの水溶液）を添加して造粒して用いることもできる。なお、フラックス充填率は特に限定しないが、生産性の観点からワイヤ全質量に対して１８～２８％であることが好ましい。 The filling flux may be granulated by adding a binder (aqueous solution of potassium silicate and sodium silicate) to facilitate supply and filling. Although the flux filling rate is not particularly limited, it is preferably 18 to 28% with respect to the total mass of the wire from the viewpoint of productivity.

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to examples.

表１に示す化学成分のオーステナイト系ステンレス鋼外皮を用いて表２に示す各種組成の二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを試作した。ワイヤ径は１．２ｍｍ、フラックス充填率はワイヤ全質量に対して２０～２６％とした。 Using the austenitic stainless steel sheath having the chemical composition shown in Table 1, flux-cored wires for duplex stainless steel welding with various compositions shown in Table 2 were experimentally produced. The wire diameter was 1.2 mm, and the flux filling rate was 20 to 26% with respect to the total mass of the wire.

これらの試作ワイヤを用いて溶着金属試験、耐気孔性、耐割れ性、耐食性及び溶接作業性を調査した。 These prototype wires were used to investigate the weld metal test, porosity resistance, crack resistance, corrosion resistance and welding workability.

溶着金属試験は、表３に示す鋼板記号Ｂ１の二相ステンレス鋼を用いてＪＩＳ Ｚ ３１１１に準じて表４に示すＴ１の溶接条件で基づいて溶着金属試験を行った。溶接後、ＪＩＳ Ｚ ３１０６に基づいてＸ線透過試験を実施し、溶接部の気孔発生状況及び割れの有無を調べた。 The weld metal test was conducted according to JIS Z 3111 using duplex stainless steel with steel plate symbol B1 shown in Table 3 under welding conditions T1 shown in Table 4. After welding, an X-ray transmission test was carried out based on JIS Z 3106 to examine the occurrence of porosity in the weld and the presence or absence of cracks.

溶着金属性能は、溶着金属の板厚方向の中央部から引張試験片（Ａ０号）及び衝撃試験片（Ｖノッチ試験片）を採取し、引張試験及び衝撃試験を行った。引張強さの評価は、６９０ＭＰａ以上を良好とした。衝撃試験の評価は、－２０℃におけるシャルピー衝撃試験を各３本行い、吸収エネルギーの平均値が２７Ｊ以上を良好とした。 The weld metal performance was evaluated by taking a tensile test piece (No. A0) and an impact test piece (V notch test piece) from the central portion of the weld metal in the plate thickness direction, and conducting a tensile test and an impact test. Tensile strength of 690 MPa or more was evaluated as good. For the evaluation of the impact test, three Charpy impact tests were performed at -20°C, and an average value of absorbed energy of 27 J or more was regarded as good.

Ｘ線透過試験は、第１種のブローホールに類するきずの点数３点未満を良好とした。また、耐高温割れ感受性は、高温割れに類する第３種のきずの発生がないものを良好とした。 In the X-ray transmission test, less than 3 points for flaws similar to type 1 blowholes was considered good. In terms of hot cracking susceptibility, samples without generation of third-class flaws similar to hot cracking were evaluated as good.

耐食性の評価は、溶着金属試験後の溶接試験体に、ＡＳＴＭ Ｇ４８ ＭＥＴＨＯＤＥに準拠して腐食試験を行い、臨界孔食発生温度（以下、ＣＰＴという。）が２５℃以上を良好とした。 For the evaluation of corrosion resistance, a corrosion test was performed on the welded specimen after the deposited metal test in accordance with ASTM G48 METHODE, and a critical pitting corrosion initiation temperature (hereinafter referred to as CPT) of 25°C or higher was considered good.

溶接作業性は、まず、スパッタ発生量の測定及びアークの安定性を表３に示す鋼板記号Ｂ２の二相ステンレス鋼を用いて、表４の溶接条件Ｔ２でビードオンプレート溶接試験を実施した。スパッタ発生量は、銅製の捕集箱を用いて、１分間溶接した際のスパッタ発生量を測定することにより、単位時間当たりの値（ｇ／ｍｉｎ）を求めた。なお、スパッタの測定は５回測定した平均値とし、１ｇ／ｍｉｎ以下を良好とした。アークの安定性は、スパッタ発生量の測定中に１０秒間電圧変動を５回測定し、その電圧の大きさを介して評価した。評価は、図１（ａ）に時系列的な電圧変動のチャートを示すように、平均電圧に対して±１Ｖを閾値としたとき、電圧変動が閾値を超える時間が測定時間（５０秒）内で９０％以下の場合、アークが安定とする。これに対して、図１（ｂ）における時系列的な電圧変動のチャートを示すように、平均電圧に対して±１Ｖを閾値としたとき、電圧変動が閾値を超える時間が測定時間（５０秒）内で１０％を超える場合、アークは不安定とした。 For welding workability, first, a bead-on-plate welding test was performed under welding conditions T2 in Table 4 using a duplex stainless steel with steel plate symbol B2 shown in Table 3 to measure the amount of spatter and arc stability. The amount of spatter generated was obtained as a value per unit time (g/min) by measuring the amount of spatter generated when welding was performed for 1 minute using a collection box made of copper. The spatter was measured five times, and the average value was used, and 1 g/min or less was considered good. The stability of the arc was evaluated by measuring the voltage fluctuation five times for 10 seconds during the measurement of the amount of spatter generated and evaluating the magnitude of the voltage. As shown in the chart of time-series voltage fluctuations in FIG. is 90% or less, the arc is considered stable. On the other hand, as shown in the time series voltage fluctuation chart in FIG. ), the arc was considered unstable.

その他の溶接作業性は、表３に示す鋼板記号Ｂ１及びＢ２の二相ステンレス鋼を用いて表４の溶接条件Ｔ３で水平すみ肉溶接及び溶接条件Ｔ４で立向上進溶接を行い、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状を調査した。 Other welding workability was evaluated by performing horizontal fillet welding under welding conditions T3 and vertical upward welding under welding conditions T4 in Table 4 using the duplex stainless steels with the steel plate symbols B1 and B2 shown in Table 3, followed by slag encapsulation. properties, slag removability and bead shape were investigated.

スラグ被包性は、目視で確認できるビード上のスラグが無い面積を推定し、ビード上にスラグが無い面積が１０％以下を良好とした。スラグ剥離性は、溶接後、溶接ビード表面上の凝固スラグをチッピングハンマー（全長３００ｍｍ、重さ３５０ｇ）を用いて、持ち手を中心に円弧に軽い力で振り下ろして叩いた時に、スラグに亀裂が入りその後刷毛で簡単に除去できる場合を良好、スラグがビード表面に付着して取れない場合を不良とした。ビード形状は、溶接ビード健全部で手直しが必要なアンダーカットやオーバーラップがないものを良好とした。それらの結果を表５にまとめて示す。 The slag encapsulation property was evaluated by estimating the visually identifiable slag-free area on the bead, and the slag-free area on the bead of 10% or less was regarded as good. After welding, using a chipping hammer (length 300mm, weight 350g), the solidified slag on the surface of the weld bead was hit by swinging it down in an arc around the handle with a light force. The case where slag entered and could be easily removed with a brush was judged as good, and the case where slag adhered to the bead surface and could not be removed was judged as poor. The bead shape was judged to be good if there were no undercuts or overlaps that required repair at the weld bead sound part. These results are summarized in Table 5.

表２及び表５中のワイヤＮｏ．１～１６が本願発明例、ワイヤＮｏ．１７～３２は比較例である。本願発明例であるワイヤＮｏ．１～１６は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎ、Ｃ、Ｃｕ、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計、金属弗化物のＦ換算値の合計、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計、Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計及びＰＲＥ値が適正であるので、溶着金属の引張強さ及び吸収エネルギー良好で、Ｘ線透過試験においても１類の傷の点数が低く耐孔食性及び第３類の傷がなく耐割れ性が良好で、ＣＰＴも２５℃以上が得られ耐食性も良好であった。また、スパッタ発生量が少なくアーク安定性も良好であった。さらに、水平すみ肉及び立向上進溶接でのスラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状も良好であった。 Wire No. in Tables 2 and 5. 1 to 16 are examples of the present invention, wire No. 17 to 32 are comparative examples. Wire No. which is an example of the invention of the present application. 1 to 16 are Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Ti, Co, N, C, Cu, the sum of _TiO2 conversion values of Ti oxides, the sum of _SiO2 conversion values of Si oxides, metal fluorides of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride, sum of Na O conversion value and K O conversion value of _one or _more of K fluoride, Bi and Bi oxide Since the sum of one or _both Bi conversion values, the sum of Al oxide conversion values of _{Al2O3 ,} the sum of Zr oxide conversion values of ZrO2 and the PRE value are appropriate, the tensile strength and absorption of the weld metal Good energy, good pitting corrosion resistance, no class 3 scratches, good cracking resistance, and good corrosion resistance with a CPT of 25°C or higher. . Also, the amount of spatter generated was small and the arc stability was good. Furthermore, the slag encapsulation property, slag releasability and bead shape in horizontal fillet and vertical upward welding were also good.

なお、Ｍｎが１．０％未満のワイヤＮｏ．１～４、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１３及びＮｏ．１６は、スパッタ発生量が０．６ｇ／ｍｉｎ以下であり、極めて満足な結果であった。 Wire No. with Mn less than 1.0%. 1-4, No. 6, No. 8, No. 10, No. 12, No. 13 and No. No. 16 had a spatter generation amount of 0.6 g/min or less, which was a very satisfactory result.

比較例中ワイヤＮｏ．１７は、Ｃが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｎが少ないので、溶着金属の引張強さが低く、ＣＰＴも温度が低く耐食性も不良であった。 Wire No. in the comparative example. No. 17 had a large amount of C, so the absorbed energy of the weld metal was low. In addition, since the N content was small, the tensile strength of the weld metal was low, and the CPT temperature was also low, resulting in poor corrosion resistance.

ワイヤＮｏ．１８は、Ｃｏが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｎが多いので、スラグ剥離性が不良であった。 wire no. In No. 18, the absorbed energy of the deposited metal was low because of the large amount of Co. In addition, since the amount of N was large, the slag removability was poor.

ワイヤＮｏ．１９は、Ｓｉが少ないので、Ｘ線透過試験で１種の傷の点数が高かった。また、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計が少ないので、アークが不安定であった。 wire no. In No. 19, since the Si content was low, the number of type 1 flaws in the X-ray transmission test was high. In addition, the arc was unstable because the sum of the Na ₂ O conversion value and the K ₂ O conversion value of one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride was small.

ワイヤＮｏ．２０は、Ｓｉが多いので、Ｘ線透過試験で高温割れを示す３種の傷が生じた。また、Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上のＮａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計が多いので、スパッタ発生量が多かった。 wire no. Since No. 20 has a large amount of Si, three types of flaws indicating hot cracks occurred in the X-ray transmission test. In addition, since the sum of the Na ₂ O conversion value and the K ₂ O conversion value of one or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride was large, a large amount of spatter was generated.

ワイヤＮｏ．２１は、Ｍｎが少ないので、Ｘ線透過試験で高温割れを示す３種の傷が生じた。また、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計が多いので、スラブ剥離性が不良であった。 wire no. Since No. 21 had a low Mn content, three types of flaws indicating hot cracks occurred in the X-ray transmission test. In addition, since the _total ZrO2 conversion value of Zr oxide was large, the slab peelability was poor.

ワイヤＮｏ．２２は、Ｍｎが多いので、スパッタ発生量が多かった。また、Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計が多いので、スラグ被包性が不良であった。 wire no. In No. 22, a large amount of spatter was generated due to a large amount of Mn. In addition, the total Al ₂ O ₃ conversion value of Al oxide was large, so the slag encapsulation property was poor.

ワイヤＮｏ．２３は、Ｎｉが少ないので、溶着金属の吸収エネルギーが低値で、ＣＰＴも温度が低く耐食性も不良であった。また、金属弗化物のＦ換算値の合計が少ないので、スパッタ発生量が多かった。 wire no. In No. 23, since the amount of Ni was small, the absorbed energy of the weld metal was low, the CPT temperature was low, and the corrosion resistance was poor. In addition, since the total F conversion value of the metal fluoride was small, the amount of spatter generated was large.

ワイヤＮｏ．２４は、Ｎｉが多いので、溶着金属の引張強さが低かった。また、金属弗化物のＦ換算値の合計が多いので、ビード形状が不良であった。 wire no. In No. 24, the tensile strength of the weld metal was low due to the large amount of Ni. In addition, the bead shape was unsatisfactory because the total F conversion value of the metal fluoride was large.

ワイヤＮｏ．２５は、Ｃｒが少ないので、溶着金属の引張強さが低く、ＣＰＴも温度が低く耐食性も不良であった。また、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計が少ないので、アークが不安定であった。 wire no. In No. 25, since the Cr content was low, the tensile strength of the weld metal was low, the CPT temperature was low, and the corrosion resistance was poor. In addition, the arc was unstable because the total _SiO2 conversion value of Si oxide was small.

ワイヤＮｏ．２６は、Ｃｒが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計が多いので、スラグ剥離性が不良であった。 wire no. In No. 26, the absorbed energy of the deposited metal was low because of the large amount of Cr. In addition, the slag removability was poor because the total _SiO2 conversion value of Si oxide was large.

ワイヤＮｏ．２７は、Ｍｏが少ないので、溶着金属の引張強さが低く、ＣＰＴも温度が低く耐食性も不良であった。また、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値が少ないので、ビード形状が不良であった。 wire no. In No. 27, since Mo was low, the tensile strength of the weld metal was low, the CPT temperature was low, and the corrosion resistance was poor. In addition, since the TiO ₂ equivalent value of Ti oxide was small, the bead shape was unsatisfactory.

ワイヤＮｏ．２８は、Ｍｏが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値が多いので、スラグ被包性が不良であった。 wire no. No. 28 had a large amount of Mo, so the absorbed energy of the weld metal was low. In addition, the slag encapsulation property was poor because the _TiO2 equivalent value of Ti oxide was large.

ワイヤＮｏ．２９は、Ｔｉが少ないので、Ｘ線透過試験で１種の傷の点数が高かった。また、ＰＲＥ値が低いので、溶着金属のＣＰＴも温度が低く耐食性も不良であった。 wire no. In No. 29, the number of type 1 scratches was high in the X-ray transmission test because Ti was low. In addition, since the PRE value was low, the CPT of the weld metal was also low in temperature and poor in corrosion resistance.

ワイヤＮｏ．３０は、Ｔｉが多いので、アークが不安定であった。また、Ｃｕが多いので、Ｘ線透過試験で高温割れを示す３種の傷が生じた。 wire no. In No. 30, the arc was unstable due to the large amount of Ti. In addition, since the Cu content is large, three kinds of flaws indicating hot cracks were generated in the X-ray transmission test.

ワイヤＮｏ．３１は、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計が少ないので、スラグ剥離性が不良であった。また、ＰＲＥ値が高いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 wire no. In No. 31, the total Bi-equivalent value of one or both of Bi and Bi oxide was low, so the slag removability was poor. Also, since the PRE value was high, the absorbed energy of the weld metal was low.

ワイヤＮｏ．３２は、Ｃｏが少ないので、アークが不安定であった。また、Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方のＢｉ換算値の合計が多いので、Ｘ線透過試験で高温割れを示す３種の傷が生じた。
wire no. In No. 32, the arc was unstable due to its low Co content. In addition, since the sum of the Bi-converted values of one or both of Bi and Bi oxide was large, three types of flaws indicating hot cracks were generated in the X-ray transmission test.

Claims (2)

ステンレス鋼外皮にフラックスを充填してなる二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ全質量に対する質量％で、ステンレス鋼外皮とフラックスとの合計で、
Ｓｉ：０．１０～０．９０％、
Ｍｎ：０．５～２．０％、
Ｎｉ：７～１１％、
Ｃｒ：２２～２７％、
Ｍｏ：０．１～４．０％、
Ｔｉ：０．２～１．２％、
Ｃｏ：０．０１～０．３０％、
Ｎ：０．０８～０．２０％を含有し、
Ｃ：０．０４％以下、
Ｃｕ：０．５％以下であり、
さらに、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、
Ｔｉ酸化物のＴｉＯ_２換算値の合計：３～９％、
Ｓｉ酸化物のＳｉＯ_２換算値の合計：０．５～３．０％、
金属弗化物のＦ換算値の合計：０．１～０．５％、
Ｎａ酸化物、Ｎａ弗化物、Ｋ酸化物及びＫ弗化物の１種または２種以上：Ｎａ_２Ｏ換算値とＫ_２Ｏ換算値の合計で０．１～１．０％、
Ｂｉ及びＢｉ酸化物の一方または両方：Ｂｉ換算値の合計で０．０１～０．０６％を含有し、
Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３換算値の合計：０．１％以下、
Ｚｒ酸化物のＺｒＯ_２換算値の合計：０．１％以下で、
前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎの含有量が下記（１）式から求められるＰＲＥ値が２８～３７であり、 残部がステンレス鋼外皮のＦｅ、フラックスの鉄粉、鉄合金からのＦｅ分及び不純物であることを特徴とする二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
ＰＲＥ＝［Ｃｒ］＋３．３［Ｍｏ］＋１６［Ｎ］・・・（１）
（但し、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｎ］はワイヤ全質量に対する質量％） A flux-cored wire for duplex stainless steel welding in which a stainless steel sheath is filled with flux,
% of the total weight of the wire, the sum of the stainless steel sheath and the flux,
Si: 0.10 to 0.90%,
Mn: 0.5-2.0%,
Ni: 7-11%,
Cr: 22-27%,
Mo: 0.1 to 4.0%,
Ti: 0.2 to 1.2%,
Co: 0.01 to 0.30%,
N: 0.08 to 0.20%,
C: 0.04% or less,
Cu: 0.5% or less,
In addition, in mass % with respect to the total mass of the wire, in the flux,
Total TiO ₂ conversion value of Ti oxide: 3 to 9%,
Total _SiO2 conversion value of Si oxide: 0.5 to 3.0%,
Total F conversion value of metal fluorides: 0.1 to 0.5%,
One or more of Na oxide, Na fluoride, K oxide and K fluoride: 0.1 to 1.0% in total of Na ₂ O conversion value and K ₂ O conversion value,
One or both of Bi and Bi oxide: 0.01 to 0.06% in total in terms of Bi,
Total Al ₂ O ₃ conversion value of Al oxide: 0.1% or less,
Sum of _ZrO2 conversion values of Zr oxides: 0.1% or less,
The content of Cr, Mo, and N has a PRE value of 28 to 37, which is obtained from the following formula (1), and the remainder is Fe in the stainless steel outer layer, iron powder in the flux, and Fe and impurities from the iron alloy. A flux-cored wire for duplex stainless steel welding characterized by:
PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N] (1)
(However, [Cr], [Mo], and [N] are % by mass with respect to the total mass of the wire) ワイヤ全質量に対する質量％で、ステンレス鋼外皮とフラックスの合計で、
Ｍｎ：０．５～１．０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。 % of the total weight of the wire, the sum of the stainless steel sheath and flux,
The flux-cored wire for duplex stainless steel welding according to claim 1, characterized in that Mn: 0.5 to less than 1.0%.

Images