JP2762658B2 - Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment - Google Patents
Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、10-10Pa以下の極高真空を得る機器を構
成するオーステナイト系ステンレス鋼のTIG溶接用フラ
ックス複合ワイヤに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flux composite wire for austenitic stainless steel TIG welding constituting an apparatus for obtaining an extremely high vacuum of 10 −10 Pa or less.
極高真空用機器は、SUS316L、SUS304L等のオーステナ
イト系ステンレス鋼（以下、「ステンレス鋼」という）
によって構成される。これらのステンレス鋼の溶接に
は、片面溶接のTIG溶接法が採用されている。TIG溶接法
のアークシールドガスはArガスあるいはAr−Ｈ2混合ガ
ス等が用いられる。また、TIG溶接ワイヤの材料は母材
の成分とほぼ等しい成分の鋼を用いており、特開昭54-6
831号公報に高速度溶接を行うためのNi:8〜Cr:18系ステ
ンレス鋼ワイヤが提案されている。さらに、フラックス
複合ワイヤのフラックス組成を限定することによってTI
G溶接の初層溶接の裏波ビードの酸化被膜を防止し、バ
ックシールドガスを省略することを目的としたTIG溶接
用溶加材が特開昭61-154793号公報、特開昭55-109594号
公報、特開昭55-109595号公報に提案されている。これ
らのTIG溶接法は初層溶接後、表ビード表面に生成した
スラグを除去した後多層溶接することが条件となってい
る。Ultra-high vacuum equipment is austenitic stainless steel such as SUS316L and SUS304L (hereinafter referred to as "stainless steel").
Composed of For the welding of these stainless steels, the TIG welding method of single side welding is adopted. As an arc shield gas of the TIG welding method, an Ar gas, an Ar-H 2 mixed gas or the like is used. In addition, the material of the TIG welding wire is steel having a composition substantially equal to that of the base metal.
No. 831 proposes a Ni: 8 to Cr: 18 stainless steel wire for performing high-speed welding. Furthermore, by limiting the flux composition of the flux composite wire,
TIG welding filler metal for the purpose of preventing the oxidized film of the Uranami bead of the first layer welding of G welding and omitting the back shield gas is disclosed in JP-A-61-154793 and JP-A-55-109594. And Japanese Patent Laid-Open No. 55-109595. These TIG welding methods require that after initial layer welding, multi-layer welding be performed after removing slag generated on the surface bead surface.
極高真空機器に求められる極高真空を得るためには前
記機器を構成する鋼材からのガス放出量を低くする必要
がある。極高真空下での鋼中からの放出ガスは、Ｈ2、C
O、CO2、Ｎ2、Ｈ2Ｏが主体であるものの、Ｈ2ガス放出
量がCO、CO2、Ｎ2、Ｈ2Ｏそれぞれの放出量の10〜102倍
であり、極高真空を得る上で鋼中からのＨ2ガス放出量
を低減することが重要である。鋼材からのガス放出量を
低くする手段の一つとして、鋼中の介在物を減少させる
技術が、「NKK技法No.127」（以下、「公知文献１」と
いう）に開示されている。これは、介在物の表面に吸着
したＨ2が極高真空下で放出ガスになるためである。さ
らに、「公知文献１」には、Ｏ含有量を低減し、酸化物
介在物量が小さい程、Ｈ2ガス放出量は低下するもの
の、Ｏ含有量が同等の場合（33ppm）、ＣおよびＮの含
有量を低減（C:0.015→0.005wt.％、N:0.022→0.005wt.
％）し、炭化物、窒化物の介在物量を低くしても、Ｈ1
ガス放出量は減少しないことがあきらかになっている。
一方、「公知文献１」においては硫化物とＨ2ガス放出
量との関係は言及していないものの、著者らの実験によ
って、硫化物が減少すればＨ1ガス放出量が減少するこ
とがあきらかとなり、Ｓ含有量を低めることが必要であ
ることが分かっている。In order to obtain the ultra-high vacuum required for the ultra-high vacuum equipment, it is necessary to reduce the amount of gas released from the steel material constituting the equipment. The gas released from steel under ultra-high vacuum is H 2 , C
O, although CO 2, N 2, H 2 O is mainly, H 2 gas emission is CO, CO 2, N 2, H 2 O is 10 to 10 twice each emission, ultra-high vacuum It is important to reduce the amount of H 2 gas released from steel in order to obtain the following. As one of means for reducing the amount of gas released from steel materials, a technique for reducing inclusions in steel is disclosed in "NKK Technique No. 127" (hereinafter referred to as "publicly known document 1"). This is because H 2 adsorbed on the surface of the inclusions is to become released gas under ultra high vacuum. Furthermore, the "known document 1", reducing the O content, as oxides inclusions amount is small, although H 2 gas emissions are reduced, if the O content is equal (33 ppm), the C and N Reduced content (C: 0.015 → 0.005wt.%, N: 0.022 → 0.005wt.%)
%), And even if the amount of carbide and nitride inclusions is reduced, H 1
It is clear that outgassing does not decrease.
On the other hand, although “Related Document 1” does not mention the relationship between sulfides and the amount of H 2 gas released, it is clear from the experiments by the authors that if the amount of sulfides decreases, the amount of H 1 gas released decreases. It is known that it is necessary to reduce the S content.
従来のTIG溶接法においては、溶接金属のＯ（酸素）
含有量が母材の酸素含有量よりも増加し、溶接金属の介
在物が大きくなる。溶接金属の酸素含有量の増加は、溶
接時のアークシールドガス中への大気の巻き込みによっ
て溶接金属中で酸化物となること…（１）、表ビート表
面の酸化皮膜がビードに巻き込まれることによって生じ
ること…（２）、に因ることが明らかになった。即ち、
上記（１）では、TIG溶接のアークおよび溶接ビードはA
rガスあるいはAr−Ｈ2混合ガスでシールドされているも
のの、スパッタ発生あるいは開先へのシールドガスの供
給不足によって溶接金属に大気が混入することが、
（２）では、多層盛溶接時に表ビード表面の酸化皮膜が
ビードに混入することによって、溶接金属の酸素含有量
が増加することがそれぞれの原因となっている。In the conventional TIG welding method, O (oxygen)
The content is greater than the oxygen content of the base metal, and the inclusions of the weld metal are large. The increase in the oxygen content of the weld metal is caused by the formation of an oxide in the weld metal by entrainment of the atmosphere into the arc shield gas during welding. (1) The oxide film on the surface of the beet surface is caught in the bead. What happened ... (2), it became clear that it was due to. That is,
In the above (1), the arc and welding bead of TIG welding are A
Although it is shielded by r gas or Ar-H 2 mixed gas, air may enter the weld metal due to spatter or insufficient supply of shielding gas to the groove.
In the case of (2), each cause is caused by an increase in the oxygen content of the weld metal due to the oxide film on the surface of the front bead being mixed into the bead during multi-pass welding.
また、従来のワイヤを構成するステンレス鋼はＯ含有
量およびＳ含有量が高く、溶接金属の酸化物および硫化
物それぞれの介在物が増えるために、溶接金属のガス放
出量が高くなる等、従来のTIG溶接用フラックス複合ワ
イヤには種々の問題があった。In addition, the conventional stainless steel constituting the wire has a high O content and a high S content, and the inclusion of oxides and sulfides in the weld metal increases, thereby increasing the amount of gas released from the weld metal. The flux composite wire for TIG welding has various problems.
従って、極高真空機器用ステンレス鋼のTIG溶接にお
いては、溶接金属への大気および酸化皮膜の巻き込みを
防ぎ、且つ、ワイヤを構成するステンレス鋼の酸素およ
びＳ含有量を少なくすることによって介在物を低減する
ことが必要である。Therefore, in the TIG welding of stainless steel for ultra-high vacuum equipment, inclusion of the atmosphere and oxide film in the weld metal is prevented, and the inclusion of oxygen and S in the stainless steel constituting the wire is reduced to reduce inclusions. It is necessary to reduce it.
この発明は上述の課題を解決するためになされたもの
であって、10-10Pa以下の極高真空を得る機器を構成す
るためのガス放出量の少ないステンレス鋼のTIG溶接用
フラックス複合ワイヤを提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a flux composite wire for TIG welding of stainless steel with a small outgassing amount for constituting an apparatus for obtaining an ultra-high vacuum of 10 -10 Pa or less. To provide.
発明者等は上述の問題を解決するために鋭意努力し
た。その結果、上記課題は、酸素およびＳ含有量が少な
いステンレス鋼と、CaF2、CaOおよびSiを少なくとも含
有するフラックスからなるフラックス複合ワイヤを用い
ることによって達成できることを知見した。The inventors have worked diligently to solve the above problems. As a result, they have found that the above-mentioned problems can be achieved by using a stainless steel having a low oxygen and S content and a flux composite wire composed of a flux containing at least CaF 2 , CaO and Si.
この発明は上述の知見に基づいてなされたものであ
り、その要旨は下記の通りである。The present invention has been made based on the above findings, and the gist is as follows.
オーステナイト系ステンレス鋼からなる外皮と、前
記外皮内に充填されたフラックスとからなるフラックス
複合ワイヤであって、前記外皮は、含有する成分のう
ち、Ｓ含有量を0.010wt.％以下、Ｏ含有量を50ppm以下
に限定したオーステナイト系ステンレス鋼からなり、前
記フラックスは、CaF2:20％以上60％以下、CaO:10％以
上25％以下、および、Si:5％以上50％以下を少なくとも
含有し、且つ、前記フラックスの量は、ワイヤ全重量に
対する重量比で1.0％以上5.0％以下であることを特徴と
する極高真空機器用オーステナイト系ステンレス鋼のTI
G溶接用フラックス複合ワイヤ。A flux composite wire comprising an outer shell made of austenitic stainless steel and a flux filled in the outer shell, wherein the outer shell has an S content of 0.010 wt.% Or less and an O content of a contained component. Is limited to 50 ppm or less, and the flux contains at least CaF 2 : 20% to 60%, CaO: 10% to 25%, and Si: 5% to 50%. And the amount of the flux is not less than 1.0% and not more than 5.0% by weight based on the total weight of the wire, and the TI is an austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment.
Flux composite wire for G welding.
オーステナイト系ステンレス鋼からなる心線と、前
記心線に被覆されたフラックスとからなるフラックス複
合ワイヤであって、前記心線は、含有する成分のうち、
Ｓ含有量を0.010wt.％以下、Ｏ含有量を50ppm以下に限
定したオーステナイト系ステンレス鋼からなり、前記フ
ラックスは、CaF2:20％以上60％以下、CaO:10％以上25
％以下およびSi:5％以上50％以下を少なくとも含有し、
且つ、前記フラックスの量は、ワイヤ全重量に対する重
量比で1.0％以上5.0％以下であることを特徴とする極高
真空機器用オーステナイト系ステンレス鋼のTIG溶接用
フラックス複合ワイヤ。A core wire made of austenitic stainless steel, and a flux composite wire consisting of a flux coated on the core wire, wherein the core wire is a component contained,
It is made of an austenitic stainless steel having an S content of 0.010 wt.% Or less and an O content of 50 ppm or less. The flux contains CaF 2 : 20% to 60%, CaO: 10% to 25%.
% And Si: at least 5% or more and 50% or less,
A flux composite wire for austenitic stainless steel for TIG welding for ultra-high vacuum equipment, wherein the amount of the flux is 1.0% or more and 5.0% or less with respect to the total weight of the wire.
次ぎに、この発明のTIG溶接用フラックス複合ワイヤ
の化学成分組成を上述のように限定した理由を以下に述
べる。Next, the reason why the chemical composition of the flux composite wire for TIG welding of the present invention is limited as described above will be described below.
（１） ワイヤ（外皮、心線）のステンレス鋼： Ｏ（酸素）： 酸素は溶接金属中に酸化物として存在する元素であ
る。Ｏ含有量が50ppmを超えると、溶接金属中の介在物
量が増加する。従って、ステンレス鋼のＯ含有量は50pp
m以下に限定すべきである。(1) Stainless steel of wire (skin, core wire): O (oxygen): Oxygen is an element present as an oxide in the weld metal. When the O content exceeds 50 ppm, the amount of inclusions in the weld metal increases. Therefore, the O content of stainless steel is 50pp
Should be limited to m or less.
Ｓ（硫黄）： Ｓは溶接金属中に固溶あるいはMnS等の硫化物として
存在する元素である。Ｓ含有量が0.010wt.％を超えると
溶接金属中の介在物量が増加する。従って、ステンレス
鋼のＳ含有量は0.010wt.％以下に限定すべきである。S (sulfur): S is an element that exists in the weld metal as a solid solution or as a sulfide such as MnS. If the S content exceeds 0.010 wt.%, The amount of inclusions in the weld metal increases. Therefore, the S content of stainless steel should be limited to 0.010 wt.% Or less.
第３図はワイヤの外皮あるいは心線であるステンレス
鋼のＳおよびＯの含有量と溶接金属の介在物の関係を示
したグラフである。なお、フラックスは本発明の、Ca
F2:20％以上60％以下、CaO:10％以上25％以下、およ
び、Si:5％以上50％以下を少なくとも含有し、且つ、ワ
イヤ全重量に対する重量比を1.0％以上5.0％以下とした
ものである。図面に示すように、溶接金属の介在物量は
ワイヤの外皮あるいは心線であるステンレス鋼のＯ含有
量とともに増加し、Ｏ含有量が50ppmを超えると介在物
量が増加する。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the content of S and O in stainless steel, which is the outer sheath or core of the wire, and the inclusions of the weld metal. Incidentally, the flux of the present invention, Ca
F 2 : 20% or more and 60% or less, CaO: 10% or more and 25% or less, and Si: 5% or more and 50% or less, and the weight ratio to the total weight of the wire is 1.0% or more and 5.0% or less. It was done. As shown in the drawing, the amount of inclusions in the weld metal increases with the O content of the stainless steel, which is the outer sheath or core of the wire, and increases when the O content exceeds 50 ppm.
（２） フラックス： フラックスの化学成分組成： CaF2は、ビード表面に生成するスラグの融点を下げる
ことによって、ビード表面を液体のスラグで被うことを
可能とするものである。しかしながら、CaF2の含有量が
重量比で（フラックス全重量に対する重量比）20％未満
では、スラグの融点が高く、スラグによってビード表面
を被うことができず、溶接時の大気巻き込みが起こり、
またビード表面にCr酸化皮膜が生成し、溶接金属の介在
物量が増加する。一方、CaF2の含有量が重量比で60％を
超えると、スラグの粘性が低下し、アークによってスラ
グが飛散し、ビード表面をスラグで被うことができず、
溶接金属の介在物量が増加する。従って、CaF2の含有量
は、重量比で20％以上60％以下の範囲に限定すべきであ
る。(2) Flux: Chemical component composition of flux: CaF 2 makes it possible to cover the bead surface with liquid slag by lowering the melting point of slag generated on the bead surface. However, if the content of CaF 2 is less than 20% by weight (weight ratio based on the total weight of the flux), the melting point of the slag is high, the bead surface cannot be covered by the slag, and air entrapment occurs during welding,
In addition, a Cr oxide film is formed on the bead surface, and the amount of inclusions in the weld metal increases. On the other hand, when the content of CaF 2 exceeds 60% by weight, the viscosity of the slag decreases, the slag is scattered by the arc, and the bead surface cannot be covered with the slag,
The amount of inclusions in the weld metal increases. Therefore, the content of CaF 2 should be limited to a range of 20% to 60% by weight.
CaOはスラグ形成剤である。しかしながら、CaOの含有
量が重量比で10％未満では、スラグの生成量が不十分と
なり、ビード表面をスラグで被うことができない。一
方、CaOの含有量が重量比で25％を超えるとスラグの生
成量が増加しアークが不安定になるとともに、スラグの
融点が高くなり、ビード表面を均一にスラグで被うこと
ができなくなる。従って、CaOの含有量は、重量比で10
％以上25％以下の範囲に限定すべきである。CaO is a slag former. However, when the content of CaO is less than 10% by weight, the amount of slag generated becomes insufficient, and the bead surface cannot be covered with slag. On the other hand, if the content of CaO exceeds 25% by weight, the amount of slag generated increases and the arc becomes unstable, and the melting point of the slag increases, making it impossible to cover the bead surface uniformly with slag . Therefore, the content of CaO is 10% by weight.
It should be limited to the range of not less than 25% and not more than 25%.
Siは溶接金属を脱酸するための元素である。溶接金属
中のSiはＯと結合し、SiO2となった後SiO2はビード表面
に浮上しスラグに吸収されることによって溶接金属を脱
酸するものである。しかしながら、Si含有量が重量比で
５％未満では、十分な脱酸効果が得られない。一方、Si
含有量が重量比で50％を超えると、スラグの生成量が低
下し、脱酸効果が得られない。従って、Si含有量は、重
量比で５％以上50％以下の範囲に限定すべきである。Si is an element for deoxidizing the weld metal. Si in the weld metal is bound to the O, SiO 2 after a SiO 2 are those deoxidizing weld metal by being absorbed in the slag floats on the bead surface. However, if the Si content is less than 5% by weight, a sufficient deoxidizing effect cannot be obtained. On the other hand, Si
If the content exceeds 50% by weight, the amount of slag produced decreases, and the deoxidizing effect cannot be obtained. Therefore, the Si content should be limited to a range of 5% to 50% by weight.
ワイヤ全重量に対するフラックスの重量比： スラグによってビード表面を被包し溶接金属の介在物
量を低減するためには、スラグ生成量をワイヤ全重量に
対するフラックスの重量比（以下、「フラックス添加量
という」）によって調整する必要がある。フラックス添
加量が重量比で1.0％未満では、ビード表面に生成する
スラグ量が少なく、ビード表面をスラグで被うことが不
十分となる。一方、フラックス添加量が5.0％を超える
と、スラグ生成量が過大となりアークが不安定となって
溶接金属への大気の巻き込みが起こり、且つ、溶接金属
にスラグが残留することによって、溶接金属の介在物量
が増加する。従って、フラックスの添加量は、重量比で
1.0％以上5.0％以下の範囲に限定すべきである。The weight ratio of flux to the total weight of the wire: In order to cover the bead surface with slag and reduce the amount of inclusions in the weld metal, the amount of slag generated is the weight ratio of the flux to the total weight of the wire (hereinafter referred to as “flux addition amount”). ) Need to be adjusted. If the amount of flux added is less than 1.0% by weight, the amount of slag generated on the bead surface is small, and it is insufficient to cover the bead surface with slag. On the other hand, if the amount of flux added exceeds 5.0%, the amount of slag generated becomes excessive, the arc becomes unstable, the air is entrained in the weld metal, and the slag remains in the weld metal. Inclusion amount increases. Therefore, the amount of added flux is in weight ratio.
It should be limited to the range of 1.0% to 5.0%.
第４図はワイヤの外皮あるいは心線であるステンレス
鋼のＯ含有量が50ppm以下、Ｓ含有量が0.010wt.％以下
である場合のフラックス添加量と溶接金属の介在物量を
示すグラフである。×はフラックス添加量が重量比で1.
0％未満あるいは5.0％を超えるものであり、○がフラッ
クス添加量が1.0％以上5.0％以下のものを示す。なお、
ワイヤに添加したフラックスは本発明によるものであ
る。FIG. 4 is a graph showing the amount of flux addition and the amount of inclusions in the weld metal when the O content of the stainless steel, which is the outer sheath or core of the wire, is 50 ppm or less and the S content is 0.010 wt.% Or less. × indicates that the amount of flux added is 1.
Less than 0% or more than 5.0%, and ○ indicates that the amount of flux added is 1.0% or more and 5.0% or less. In addition,
The flux added to the wire is according to the invention.
図面よりフラックス添加量が1.0％以上5.0％以下の場
合、溶接金属の介在物量が著しく減少していることが分
かる。From the drawing, it can be seen that when the flux addition amount is 1.0% or more and 5.0% or less, the amount of inclusions in the weld metal is significantly reduced.
本発明におけるワイヤは、ワイヤを構成するステンレ
ス鋼のＯ含有量を低減し、且つ、フラックスの化学成分
組成および添加量を限定することによって、溶接金属の
酸化物である介在物を低減し、さらに、ワイヤを構成す
るステンレス鋼のＳ含有量を低減することによって溶接
金属の硫化物である介在物を低減する。The wire in the present invention reduces the O content of the stainless steel constituting the wire, and reduces the inclusions that are oxides of the weld metal by limiting the chemical composition and the addition amount of the flux. In addition, by reducing the S content of the stainless steel constituting the wire, inclusions that are sulfides of the weld metal are reduced.
次ぎに、本発明を図面を参照しながら溶接試験結果に
基づいて説明する。Next, the present invention will be described based on welding test results with reference to the drawings.
第１表に示す化学成分組成を有するSUS316L相当のス
テンレス鋼Ａ〜Ｈを外皮とし前記外皮にフラックスを充
填したワイヤ、および、第１表に示す化学成分組成を有
するSUS316L相当のステンレス鋼Ａ〜Ｈを心線とし、前
記心線にフラックスを被覆したワイヤを使用して溶接試
験を行った。充填または被覆されたフラックスの化学成
分組成および添加量を第２表にそれぞれ示した。ワイヤ
No.1〜９が本発明範囲内のワイヤ、No.10〜28が本発明
範囲外の比較ワイヤである。外皮にフラックスを充填し
たワイヤにおいては、ステンレス鋼からなる外皮に、フ
ラックスと、前記外皮のステンレス鋼と同成分のステン
レス粉末とを充填した後、2.4mmφの線材とし溶体化処
理したものを使用した。心線にフラックスを被覆したワ
イヤにおいては、ステンレス鋼からなる30mmφ棒鋼を2.
4mmφに減径した線材を心線とし、前記心線にフラック
スと前記心線のステンレス鋼と同成分のステンレス粉末
とを水ガラスで混合したものを塗布し、300℃で30分乾
燥したものを使用した。フラックス添加量は重量比で0.
2以上6.9％以下とした。A wire made of stainless steel A to H equivalent to SUS316L having the chemical composition shown in Table 1 and a flux filled in the outer skin, and stainless steel A to H equivalent to SUS316L having the chemical composition shown in Table 1 Was used as a core wire, and a welding test was performed using a wire in which the core wire was coated with a flux. Table 2 shows the chemical composition and the added amount of the filled or coated flux. Wire
Nos. 1 to 9 are wires within the scope of the present invention, and Nos. 10 to 28 are comparative wires outside the scope of the present invention. In the wire whose outer shell was filled with flux, after the outer shell made of stainless steel was filled with the flux and stainless steel powder of the same component as the stainless steel of the outer shell, a solution treated as a 2.4 mmφ wire rod was used. . In the case of a wire whose core is coated with flux, a 30 mmφ steel bar made of stainless steel is used.
A wire rod reduced in diameter to 4 mmφ is used as a core wire, and a mixture obtained by mixing a flux and stainless steel powder of the same component with stainless steel of the core wire with water glass is applied to the core wire and dried at 300 ° C. for 30 minutes. used. The amount of flux added is 0.
It was set to 2 or more and 6.9% or less.
また、TIG溶接に供したステンレス鋼は真空誘導炉で
溶解後、さらに、真空アーク炉により再溶解したSUS316
L鋼であり、造塊−分塊圧延によりスラブとし、さら
に、前記スラブを熱間圧延によって板厚17mmの鋼板にし
た後、冷間圧延によって外径300mmの鋼管とし、溶体化
処理を施したものである。さらに、開先形状を第１図に
示した。第１図においてａは開先角度、ｂはルートフェ
イス、ｃはルートギャップ、ｄは板厚であり、それぞ
れ、ａは60°、ｂは1mm、ｃは1mm、ｄは17mmとした。第
２図は溶接要領を示す正面図である。第２図において、
１はTIGトーチ、２は電極、３はアーク、４はワイヤ、
５は母材、６は溶接金属である。次いで、第１図に示す
ように、突き合わせ面を開先加工した後、上述したワイ
ヤを使用して、積層数を12〜30回としたTIG溶接を行っ
た。TIG溶接に供した被溶接物の母材の化学成分組成を
第４表に示した。第２図に示した溶接条件は慣用のもの
であり、溶接は第５表に掲げる条件で行った。次いで、
溶接金属のガス成分量と介在物量、および鋼管の到達圧
力（Pa）を測定し、これら実施例No.1〜９、比較例No.1
0〜28のの結果を第３表に示した。溶接金属のＯ量は溶
接金属から５×５×50mmを切り出し、JIS-Z2613によっ
て測定した。介在物の評価は、JIS-G0555「鋼の非金属
介在物の顕微鏡試験方法」とともに、400倍の顕微鏡観
察によって10mm2面積について、球状介在物および線状
介在物をカウントし、１mm2当たりの個数を測定するこ
とによって行った。ガス放出量の評価は、外径300mm、
管厚17mmのTIG溶接管の溶接部の管内表面のスラグを研
削除去した後、管内表面を電解研磨し、管をプレベーキ
ング（管内を10-8torrに減圧し、400℃で24時間加熱）
後、超高純度He（ヘリウム）ガスによってパージを行
い、ターボ分子ポンプで48時間排気したときの管内部の
圧力を測定することによって行った。The stainless steel used for TIG welding was melted in a vacuum induction furnace and then re-melted in a vacuum arc furnace.
L steel, ingot-bulking into a slab by ingot rolling, and further, the slab was hot-rolled into a steel plate having a thickness of 17 mm, and then cold-rolled into a steel tube having an outer diameter of 300 mm, and subjected to a solution treatment. Things. Further, the groove shape is shown in FIG. In FIG. 1, a is a groove angle, b is a root face, c is a root gap, and d is a plate thickness. A is 60 °, b is 1 mm, c is 1 mm, and d is 17 mm. FIG. 2 is a front view showing a welding procedure. In FIG.
1 is a TIG torch, 2 is an electrode, 3 is an arc, 4 is a wire,
5 is a base material and 6 is a weld metal. Next, as shown in FIG. 1, after the butt surface was grooved, TIG welding was performed using the above-mentioned wire with the number of laminations being 12 to 30 times. Table 4 shows the chemical composition of the base metal of the workpiece subjected to TIG welding. The welding conditions shown in FIG. 2 are conventional, and welding was performed under the conditions listed in Table 5. Then
The amounts of gas components and inclusions of the weld metal and the ultimate pressure (Pa) of the steel pipe were measured, and these Examples Nos. 1 to 9 and Comparative Example No. 1 were measured.
The results of 0 to 28 are shown in Table 3. The amount of O in the weld metal was measured by cutting out 5 × 5 × 50 mm from the weld metal and following JIS-Z2613. Evaluation of inclusions, JIS-G0555 with "microscopic test method for nonmetallic inclusions of steel", the 10 mm 2 area by 400-fold microscope, spherical inclusions and counts the linear inclusions per 1 mm 2 This was done by measuring the number. The outgassing rate is evaluated as follows:
After grinding and removing the slag on the inner surface of the 17 mm thick TIG welded tube, the inner surface of the tube is electropolished and prebaked (reduced pressure to 10 -8 torr and heated at 400 ° C for 24 hours).
Thereafter, purging was performed with ultra-high purity He (helium) gas, and measurement was performed by measuring the pressure inside the tube when the gas was evacuated by a turbo molecular pump for 48 hours.
第１表〜第３表からあきらかなように、比較例No.1
2、13は、フラックス中のCaF2含有量が重量比で20％未
満であることによって、スラグの生成量が少なく、溶接
金属の介在物量が増加することによって、圧力が高くな
っている。 As apparent from Tables 1 to 3, Comparative Example No. 1
In Nos. 2 and 13, the pressure is high because the CaF 2 content in the flux is less than 20% by weight, so that the amount of slag generated is small and the amount of inclusions in the weld metal is increased.
比較例No.10、11は、フラックス中のCaF2含有量が重
量比で60％を超えるために、スラグがアークによって飛
散し、溶接金属の介在物量が増加することによって圧力
が高くなっている。比較例No.15は、フラックス中のCaO
含有量が重量比で10％未満であることによって、スラグ
生成量が少なく、溶接金属の介在物量が増加することに
よって、圧力が高くなっている。In Comparative Examples Nos. 10 and 11, since the CaF 2 content in the flux exceeded 60% by weight, the slag was scattered by the arc, and the pressure increased due to the increase in the amount of inclusions in the weld metal. . Comparative Example No. 15 shows that CaO in the flux
When the content is less than 10% by weight, the amount of slag generated is small, and the amount of inclusions in the weld metal increases, thereby increasing the pressure.
比較例No.14は、フラックス中のCaO含有量が重量比で
25％を超えるために、アークが不安定になることによっ
て、溶接金属の介在物量が増加し、圧力が高くなってい
る。In Comparative Example No. 14, the CaO content in the flux was
Because the arc becomes unstable to exceed 25%, the amount of inclusions in the weld metal increases and the pressure increases.
比較例No.16、17は、フラックス中のSi含有量が重量
比で５％未満であるため、溶接金属の脱酸が十分でな
く、溶接金属の介在物量が増加し、圧力が高くなってい
る。In Comparative Examples Nos. 16 and 17, since the Si content in the flux was less than 5% by weight, the deoxidation of the weld metal was not sufficient, the amount of inclusions in the weld metal increased, and the pressure increased. I have.
比較例No.18は、フラックス中のSi含有量が重量比で5
0％を超えるため、溶接金属にスラグが残存し、溶接金
属の介在物量が増加し、圧力が高くなっている。In Comparative Example No. 18, the Si content in the flux was 5% by weight.
Since it exceeds 0%, slag remains in the weld metal, the amount of inclusions in the weld metal increases, and the pressure increases.
比較例No.19〜21は、Ｏ含有量が50ppmを超えるステン
レス鋼をワイヤの心線あるいは外皮に使用したため、溶
接金属の介在物量が増加し、圧力が高くなっている。In Comparative Examples Nos. 19 to 21, since stainless steel having an O content of more than 50 ppm was used for the core wire or the outer sheath of the wire, the amount of inclusions in the weld metal increased and the pressure increased.
比較例No.22、23は、Ｓ含有量が0.010wt.％を超える
ステンレス鋼をワイヤの心線あるいは外皮に使用したた
め、溶接金属の介在物量が増加し、容器の圧力が高くな
っている。In Comparative Examples Nos. 22 and 23, since stainless steel having an S content of more than 0.010 wt.% Was used for the core wire or the outer sheath of the wire, the amount of inclusions in the weld metal was increased, and the pressure in the container was increased.
比較例No.24、25は、ワイヤへのフラックス添加量が
ワイヤ重量比で1.0％未満であるため、スラグ生成量が
少なく、溶接金属の介在物量が増加し、圧力が高くなっ
ている。In Comparative Examples Nos. 24 and 25, the amount of flux added to the wire was less than 1.0% by weight of the wire, so the amount of slag generated was small, the amount of inclusions in the weld metal increased, and the pressure increased.
比較例No.26〜28は、ワイヤへのフラックス添加量が
ワイヤ重量比で5.0％を超えるため、溶接金属にスラグ
が残存し、その介在物量が増加することによって圧力が
高くなっている。In Comparative Examples Nos. 26 to 28, the amount of flux added to the wire exceeded 5.0% by weight of the wire, so that slag remained in the weld metal and the amount of inclusions increased, increasing the pressure.
これに対して、本発明範囲内の実施例No.1〜９は、溶
接金属の介在物量が少なく、容器の圧力は低かった。In contrast, in Examples Nos. 1 to 9 within the scope of the present invention, the amount of inclusions of the weld metal was small, and the pressure of the container was low.
このように、本発明のTIG溶接用フラックス複合ワイ
ヤは、比較例のTIG溶接用フラックス複合ワイヤに比べ
て、溶接金属の介在物が少なく、また、ガス放出量が小
さく、10-10Pa以下の真空が得られることが確認され
た。As described above, the flux composite wire for TIG welding of the present invention has less inclusions of the weld metal, and has a smaller gas emission amount, 10 -10 Pa or less, as compared with the flux composite wire for TIG welding of the comparative example. It was confirmed that a vacuum was obtained.
以上説明したように、この発明によって極高真空機器
を構成すれば、溶接金属の介在物が少ないため、溶接金
属から放出されるガスを極めて低減することが可能とな
り、真空機器の性能を著しく向上させることができる産
業上有用な効果がもたらされる。As described above, if an ultra-high vacuum device is configured according to the present invention, since the inclusions of the weld metal are small, it is possible to significantly reduce the gas released from the weld metal, and significantly improve the performance of the vacuum device. An industrially useful effect can be obtained.
第１図はTIG溶接における開先形状を示す正面図、第２
図は溶接要領を示す正面図、第３図はワイヤを構成する
ステンレス鋼のＯおよびＳの含有量と溶接金属の介在物
量との関係を示したグラフ、第４図はワイヤへのフラッ
クス添加量と溶接金属の介在物量との関係を示すグラフ
である。図面において、 １……TIGトーチ、２……電極、３……アーク、４……
ワイヤ、５……母材、６……溶接金属。FIG. 1 is a front view showing a groove shape in TIG welding, and FIG.
Fig. 3 is a front view showing the welding procedure, Fig. 3 is a graph showing the relationship between the O and S contents of the stainless steel constituting the wire and the amount of inclusions in the weld metal, and Fig. 4 is the amount of flux added to the wire. 4 is a graph showing a relationship between the amount of inclusions of the weld metal. In the drawing, 1 ... TIG torch, 2 ... electrode, 3 ... arc, 4 ...
Wire, 5: Base metal, 6: Weld metal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−258487（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258485（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−220996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−176497（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−37836（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−45476（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 35/30 B23K 35/365 B23K 35/368 B23K 9/23 B23K 9/167────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-3-258487 (JP, A) JP-A-3-258485 (JP, A) JP-A-3-258463 (JP, A) JP-A-63-1988 90393 (JP, A) JP-A-63-220996 (JP, A) JP-A-61-176497 (JP, A) JP 2-37836 (JP, B2) JP-B 59-45476 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 35/30 B23K 35/365 B23K 35/368 B23K 9/23 B23K 9/167
Claims (2)
皮と、前記外皮内に充填されたフラックスとからなるフ
ラックス複合ワイヤであって、前記外皮は、含有する成
分のうち、Ｓ含有量を0.010wt.％以下、Ｏ含有量を50pp
m以下に限定したオーステナイト系ステンレス鋼からな
り、前記フラックスは、CaF2:20％以上60％以下、CaO:1
0％以上25％以下、および、Si:5％以上50％以下を少な
くとも含有し、且つ、前記フラックスの量は、ワイヤ全
重量に対する重量比で1.0％以上5.0％以下であることを
特徴とする極高真空機器用オーステナイト系ステンレス
鋼のTIG溶接用フラックス複合ワイヤ。1. A flux composite wire comprising an outer skin made of austenitic stainless steel and a flux filled in the outer skin, wherein the outer skin has an S content of 0.010 wt. Below, the O content is 50pp
m and a flux of CaF 2 : 20% or more and 60% or less, CaO: 1
0% or more and 25% or less, and Si: 5% or more and 50% or less, and the amount of the flux is 1.0% or more and 5.0% or less with respect to the total weight of the wire. Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment.
線と、前記心線に被覆されたフラックスとからなるフラ
ックス複合ワイヤであって、前記心線は、含有する成分
のうち、Ｓ含有量を0.010wt.％以下、Ｏ含有量を50ppm
以下に限定したオーステナイト系ステンレス鋼からな
り、前記フラックスは、CaF2:20％以上60％以下、CaO:1
0％以上25％以下およびSi:5％以上50％以下を少なくと
も含有し、且つ、前記フラックスの量は、ワイヤ全重量
に対する重量比で1.0％以上5.0％以下であることを特徴
とする極高真空機器用オーステナイト系ステンレス鋼の
TIG溶接用フラックス複合ワイヤ。2. A flux composite wire comprising a core made of austenitic stainless steel and a flux coated on the core, wherein the core has an S content of 0.010 wt. .% Or less, O content 50ppm
The flux is made of austenitic stainless steel limited to the following, and the flux is CaF 2 : 20% or more and 60% or less, CaO: 1
Characterized in that it contains at least 0% or more and 25% or less and Si: 5% or more and 50% or less, and the amount of the flux is 1.0% or more and 5.0% or less with respect to the total weight of the wire. Austenitic stainless steel for vacuum equipment
Flux composite wire for TIG welding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5447490A JP2762658B2 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5447490A JP2762658B2 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258486A JPH03258486A (en) | 1991-11-18 |
| JP2762658B2 true JP2762658B2 (en) | 1998-06-04 |
Family
ID=12971670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP5447490A Expired - Lifetime JP2762658B2 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Flux composite wire for TIG welding of austenitic stainless steel for ultra-high vacuum equipment |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2762658B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5410382B2 (en) * | 2010-07-30 | 2014-02-05 | 新興プランテック株式会社 | Welding method for austenitic stainless steel |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP5447490A patent/JP2762658B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH03258486A (en) | 1991-11-18 |
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