JP2633755B2 - 含Cr被覆アーク溶接棒 - Google Patents
含Cr被覆アーク溶接棒Info
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Description
の諸設備などに用いるSUS403,410,410S
のマルテンサイト系ステンレス鋼及びSUS405,4
30,434のフェライト系ステンレス鋼、これらのク
ラッド鋼の溶接や炭素鋼上の肉盛溶接に使用する含Cr
被覆アーク溶接棒に係り、さらに詳しくは、高温強度な
どの優れた溶着金属特性を有する含Cr被覆アーク溶接
棒に関する。
応力腐食割れが発生し易い腐食環境で使用する機器など
に使用されているが、高温強度などの優れた耐熱性を要
求されることが多い。このようなCr系ステンレス鋼は
Cr−Ni系ステンレス鋼と比べて溶接性が悪いため、
これら鋼種に適用する溶接材料としては、マルテンサイ
トの析出を抑制し、フェライト結晶粒を微細化するため
に、Nb,Ti,Al入りのCr系溶接棒を用いること
が多い。
りのCr系溶接棒では高温環境における十分な溶着金属
の強度が得られないという問題があった。
748号公報の「13Cr系ステンレス鋼溶接棒」や特
公平3−2596号公報の「肉盛溶接用クロム系ステン
レス被覆アーク溶接棒」などが知られているものの、こ
れらに開示されている知見では、高温環境下で高強度の
溶着金属を有する被覆アーク溶接棒は得られない。
i,Al入りCr系ステンレス被覆アーク溶接棒におい
て、高温強度が高い溶着金属を有し、しかも延性、靭
性、耐割れ性などの溶着金属性能にも優れ、かつ良好な
溶接作業性を有することを目的としたものである。
を解決するため、心線成分や被覆剤成分を種々調整し、
Nb,Ti,Al入り含Crステンレス被覆アーク溶接
棒における高温強度などの溶着金属性能や溶接作業性と
の関係を鋭意検討した結果、次のような知見を得た。即
ち、Ni及びVを心線又は被覆剤の一方、又は両方にそ
れぞれ適量含有させて、溶着金属中にNi、Vを微量添
加すれば200〜400℃の高温強度が顕著に高まるこ
とを見いだした。
は心線中の酸素量が所定量を超えると著しく減じると共
に、延性や靭性も劣化するため、心線中の酸素含有量は
所定量以下に制限する必要がある。本発明は以上の知見
に基くものであって、その要旨とするところは、Crを
11〜22%含有し、Oを0.010%以下に規制した
心線の外周に、CaCO3 を20〜60%、CaF2 を
15〜45%含有する被覆剤を被覆率20〜50%で塗
布したフェライト系ステンレス溶接棒において、心線及
び被覆剤の一方又は両方に心線重量比でNiを0.00
3〜0.4%,Vを0.003〜0.5%含有し、延
性、靭性、耐割れ性を損なうことなく溶着金属の高温強
度を確保することを特徴とするフェライト系ステンレス
溶接棒にある。
係で示されるものを指し、かつ同式中の被覆剤配合比と
は被覆剤全重量に対する添加原料の配合比を意味し、さ
らに被覆率とは溶接棒中で被覆剤重量の占める割合を意
味する。 心線重量比=心線中の含有量 (%) +[被覆剤中の配合比 (%) ×被覆率 (%) /100 ]
テンレス鋼にはマルテンサイト系のステンレス鋼があ
り、鋼材中のCr含有量はこれら鋼種によって異なって
いるが、一般的に11〜20%の範囲にある。本発明溶
接棒は、このようなCr系ステンレス鋼及び、これらの
クラッド鋼の溶接や炭素鋼上の肉盛溶接に適用するもの
であり、高温強度や耐食性などCr系ステンレス鋼と同
等の溶着金属性能を確保する必要があるので、必然的に
溶着金属のCr含有量はCr系ステンレス鋼と同程度に
しなければならない。
で、主として心線中に添加し、被覆剤中への添加は補助
的に行う方が望ましい。即ち、心線中のCr含有量が1
1%未満になると、被覆剤中のCr量を多くしなければ
ならず、被覆剤の耐熱性に著しく悪影響を及ぼすので、
良好な溶接作業性が得られなくなる。逆に、心線中のC
r量が22%をこえると溶着金属中のCrが過多となっ
て、靭性が著しく劣化する。
は、溶着金属の延性や靭性を劣化し、合金剤として添加
するCr,Nb,V,Ti,Alなどの酸化消耗を促進
する。従って、本発明のような酸化し易いVを微量範囲
に制御する溶接棒においては、0.010%以下に制限
しないと、溶着金属中のV添加量を適量範囲に調整する
ことが困難となる。
ガスを発生して大気中からの窒素、酸素、水素を遮断す
ると同時に塩基性のスラグを形成して溶着金属を保護す
るが、被覆剤中の含有量が20%未満になると、これら
の効果が発揮されず、耐棒焼け性などの溶接作業性も劣
化する。また60%を超えると、スパッタが多発する。
て、流動性の良いスラグを生成するので、ピットやブロ
ーホールの欠陥防止に有効的である。しかし、このよう
な効果は15%以上の添加で現れるが、45%を超える
とアークが不安定となってスパッタが多発する。
耐棒焼け性が劣化し、反対に過大になると、被覆の保護
筒が深くなり、アーク長が伸び、アークの持続が困難に
なるため20%を下限とし、50%を上限とした。
添加すれば、溶着金属の高温強度が高くなる。このN
i,Vの添加は心線及び被覆剤の一方又は両方から行う
が、心線全重量比でNiが0.003%未満、Vは0.
003未満の場合には効果がない。またNiが0.4%
を超えると常温引張強度が低下し、Vは0.5%を超え
ると延性、靭性が低下するので、Ni含有量は0.00
3〜0.4%、V含有量は0.003〜0.5%にそれ
ぞれ制御する必要がある。
してSiO2 ,TiO2 ,Al2 O3 ,CaO,Mg
O,K2 O,Na2 Oなどの金属酸化物、BaCO3 ,
MgCO3 などの炭酸塩、MgF2 ,AlF3 ,BaF
2 ,Na3 AlF6 などの金属弗化物、Cr,Mo,N
b,Al,Ti,Mg,Mn,Feなどの金属粉末を被
覆剤中に添加できる。
を適量添加し、酸素含有量を制限すると同時に心線中及
び被覆剤中の一方又は両方に添加するNi,V含有量や
被覆剤中のCaCO3 ,CaF2 含有量をそれぞれ適量
範囲に制御することにより、高温環境下においても高強
度を有し、しかもその他の溶着金属の諸性能や溶接作業
性を良好にすることができる。
ると、心線及び配合して混合した被覆剤の粉末を準備
し、被覆剤粉末を水ガラス(珪酸カリ、珪酸ソーダ水溶
液)のバインダーで湿式混合してから、心線に被覆した
後、200〜450℃で約1時間以上の乾燥,焼成をす
る。
に供試心線の化学成分を示す。また表2に供試心線と被
覆剤の組み合わせによる被覆アーク溶接棒の組成を示
す。表3には使用した鋼板の化学成分を、表4には表2
の被覆アーク溶接棒と表3の鋼板を用いて溶接した溶着
金属の常温及び高温引張試験結果、0℃における衝撃試
験結果、溶接作業性試験結果を示す。
を用いて、溶接電流140A(AC)、アーク電圧22
〜26V、溶接速度150cm/min、予熱・パス間温度
150℃、下向姿勢で図1に示す開先形状の試験板に溶
接した。図1において、板厚t=20mm、開先角度θ=
45°、ルート間隔G=12mmとした。
567(径;6mmφ)、常温引張試験片はJIS Z3
11 A1号、衝撃試験片はJIS Z3112 4号
を採取した。なお、試験片加工前に溶接後熱処理をD4
10Nb系溶接棒は850℃×2h(590℃まで徐冷
後空冷)、D430Nb系溶接棒及びSUS434相当
の溶着金属成分を有する溶接棒については770℃×2
h(590℃まで徐冷後空冷)で実施した。
12は比較例であり、No.13〜21は本発明であ
る。表4の結果から明らかなように、No.1は心線中
のCr量が11%未満のため、被覆剤中にCrを多量に
添加した溶接棒であるが、耐棒焼け性などの溶接作業性
が悪い。
ているため、溶着金属中のCr量が過多となり、0℃の
靭性が低い。No.3はD430Nb系の溶接棒である
が、心線中の酸素量が0.010%を超えているため心
線中に添加したVの酸化消耗が促進され、高温強度が低
い。また0℃の靭性も低い。
ているため、アーク状態やビード外観が悪く、スパッタ
が多発する。No.5はCaF2 が15%未満のため、
スラグの流動性などが悪い。No.6はCaF2 が45
%を超えているため、アーク状態が悪く、スパッタが多
発する。
棒焼け性などの溶接作業性が悪く、被覆率が50%を超
えているNo.8はアーク状態が悪い。No.9は心線
及び被覆剤の一方又は両方に含有するNi量が心線重量
比で0.003%未満であり、またNo.10はVが
0.003%のため、いずれの溶接棒も高温強度が低
い。No.11はNiが0.4%を超えているため常温
強度が低く、No.12はVが0.5%を超えているた
め、0℃の靭性が低い。
〜21は高温及び常温強度が高く、0℃の靭性や溶接作
業も良好であった。なお、表4における溶接作業性評価
と総合評価は[○:良好、△:やや不良、×:不良]を
示すものである。
ク溶接棒における「心線中のCr、O量」、「被覆剤中
のCaCO3 ,CaF2 」、「心線及び被覆剤の一方又
は両方のNi,V」、「被覆率」をそれぞれ適正範囲に
制御することによって、溶着金属の高温強度やその他の
諸性能が良好となり、Cr系ステンレス鋼溶接部の品質
向上に貢献できる。
などに用いた試験板の開先形状を示す断面図である。 t 板厚 θ 開先角度 G ルート間隔
Claims (1)
- 【請求項1】 Crを11〜22%(重量%、以下同
じ)含有し、Oを0.010%以下に規制した心線の外
周に、CaCO3 を20〜60%、CaF2 を15〜4
5%含有する被覆剤を被覆率20〜50%に塗布したフ
ェライト系ステンレス溶接棒において、心線及び被覆剤
の一方又は両方に心線全重量比でNiを0.003〜
0.4%,Vを0.003〜0.5%含有し、延性、靭
性、耐割れ性を損なうことなく溶着金属の高温強度を確
保することを特徴とするフェライト系ステンレス溶接
棒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272731A JP2633755B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 含Cr被覆アーク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272731A JP2633755B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 含Cr被覆アーク溶接棒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05111790A JPH05111790A (ja) | 1993-05-07 |
JP2633755B2 true JP2633755B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=17517996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3272731A Expired - Lifetime JP2633755B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 含Cr被覆アーク溶接棒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2633755B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104476012A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-04-01 | 河海大学常州校区 | 一种铌强化耐磨堆焊焊条及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62161496A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-17 | Kawasaki Steel Corp | Cr−Mo系高温用鋼の被覆ア−ク溶接棒 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3272731A patent/JP2633755B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
安藤精一ら著「現代溶接技術大系《第5巻》」(昭55−1−23)、産報出版、P.187−190 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05111790A (ja) | 1993-05-07 |
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