JPH07124784A - 極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 - Google Patents
極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒Info
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- JPH07124784A JPH07124784A JP29913893A JP29913893A JPH07124784A JP H07124784 A JPH07124784 A JP H07124784A JP 29913893 A JP29913893 A JP 29913893A JP 29913893 A JP29913893 A JP 29913893A JP H07124784 A JPH07124784 A JP H07124784A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 核融合炉の超伝導コイル等の液体ヘリウム温
度下で使用される極低温用オーステナイト系ステンレス
鋼の溶接に適用し、高耐力・高強度・高延性・高靱性の
溶接部が得られる被覆アーク溶接棒を提供する。 【構成】 Ｎを０．１〜０．３％含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼の心線に、ＴｉＯ2 、ＣａＣＯ3 、金
属弗化物を含有する被覆剤を被覆してなり、さらに心線
及び被覆剤の一方又は両方にＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｂを必須に適量含有することを特徴とする極低温用
ステンレス鋼被覆アーク溶接棒である。
度下で使用される極低温用オーステナイト系ステンレス
鋼の溶接に適用し、高耐力・高強度・高延性・高靱性の
溶接部が得られる被覆アーク溶接棒を提供する。 【構成】 Ｎを０．１〜０．３％含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼の心線に、ＴｉＯ2 、ＣａＣＯ3 、金
属弗化物を含有する被覆剤を被覆してなり、さらに心線
及び被覆剤の一方又は両方にＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｂを必須に適量含有することを特徴とする極低温用
ステンレス鋼被覆アーク溶接棒である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極低温用ステンレス鋼被
覆アーク溶接棒にかかわるものであり、詳しくは極低温
用オーステナイト系ステンレス鋼の溶接において、その
溶接部が極低温雰囲気下でも強度、延性、靱性等の優れ
た特性を有する被覆アーク溶接棒に関する。
覆アーク溶接棒にかかわるものであり、詳しくは極低温
用オーステナイト系ステンレス鋼の溶接において、その
溶接部が極低温雰囲気下でも強度、延性、靱性等の優れ
た特性を有する被覆アーク溶接棒に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、核融合炉の超伝導コイル等の構造
物用として、従来のステンレス鋼よりも優れた強度と破
壊靱性を有する極低温用オーステナイト系ステンレス鋼
が開発されている。このような構造物に適用する溶接材
料においても、鋼材と同様な特性値が要求されており、
その溶着金属の特性は液体窒素や液体ヘリウムのような
極低温雰囲気にさらされても脆性破壊を起こさないオー
ステナイト組織を持ち、高耐力・高強度・高延性・高靱
性を有することが必須条件となっている。
物用として、従来のステンレス鋼よりも優れた強度と破
壊靱性を有する極低温用オーステナイト系ステンレス鋼
が開発されている。このような構造物に適用する溶接材
料においても、鋼材と同様な特性値が要求されており、
その溶着金属の特性は液体窒素や液体ヘリウムのような
極低温雰囲気にさらされても脆性破壊を起こさないオー
ステナイト組織を持ち、高耐力・高強度・高延性・高靱
性を有することが必須条件となっている。
【０００３】従来のステンレス鋼用被覆アーク溶接棒と
して特公昭６０−４０９６０号公報には、ＳあるいはＳ
ｅの単体または化合物、チタン化合物、金属炭酸塩、金
属弗化物、金属粉末等をステンレス鋼心線に被覆した溶
接棒は溶接作業性が改善される旨、開示されており、こ
の実施例には被覆剤中の金属粉末としてＡｌ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｎｂの添加例が、ステンレス鋼心線中にはＮ，Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｎｂの添加例が記載されている。また特公昭
５９−２０４３５号公報にはＮｉ，Ｃｒ，Ｎを含有する
心線や金属炭酸塩、金属弗化物を含有する被覆剤を用
い、かつＡｌ，Ｓｉを心線または被覆剤の一方または両
方に添加することにより高窒素のステンレス鋼溶接棒に
おいて耐ブローホール性が改善する旨、記載されてい
る。これら従来のステンレス鋼溶接棒のうち、極低温用
ステンレス鋼の溶接には低温で良好な延性、靱性を確保
するために、脱酸剤の添加等によって酸素量を低減した
り、ＮｉやＣｒ等の合金量を調整して低フェライト量に
コントロールした３０８Ｌや３１６Ｌのオーステナイト
系ステンレス溶接棒を使用することが一般的になってい
る。
して特公昭６０−４０９６０号公報には、ＳあるいはＳ
ｅの単体または化合物、チタン化合物、金属炭酸塩、金
属弗化物、金属粉末等をステンレス鋼心線に被覆した溶
接棒は溶接作業性が改善される旨、開示されており、こ
の実施例には被覆剤中の金属粉末としてＡｌ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｎｂの添加例が、ステンレス鋼心線中にはＮ，Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｎｂの添加例が記載されている。また特公昭
５９−２０４３５号公報にはＮｉ，Ｃｒ，Ｎを含有する
心線や金属炭酸塩、金属弗化物を含有する被覆剤を用
い、かつＡｌ，Ｓｉを心線または被覆剤の一方または両
方に添加することにより高窒素のステンレス鋼溶接棒に
おいて耐ブローホール性が改善する旨、記載されてい
る。これら従来のステンレス鋼溶接棒のうち、極低温用
ステンレス鋼の溶接には低温で良好な延性、靱性を確保
するために、脱酸剤の添加等によって酸素量を低減した
り、ＮｉやＣｒ等の合金量を調整して低フェライト量に
コントロールした３０８Ｌや３１６Ｌのオーステナイト
系ステンレス溶接棒を使用することが一般的になってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来技術
においては、極低温で延性・靱性が向上する溶接棒は得
られても、耐力・強度が低下したり、高耐力・高強度の
溶接棒が得られても、延性・靱性が低下するという問題
があった。すなわち、３０８Ｌや３１６Ｌに窒素を添加
して耐力・強度・耐食性を高めた３０８ＬＮや３１６Ｌ
Ｎ等のオーステナイト系ステンレス溶接棒も市販されて
いるが、窒素を添加したことによって延性・靱性が低下
するという問題があり、このような問題は「フェライト
量低減」、「Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ等の強脱酸剤の添加によ
る酸素量低減」という従来方法では解決が困難なため、
極低温用のステンレス鋼の溶接に適用されていないのが
現状である。
においては、極低温で延性・靱性が向上する溶接棒は得
られても、耐力・強度が低下したり、高耐力・高強度の
溶接棒が得られても、延性・靱性が低下するという問題
があった。すなわち、３０８Ｌや３１６Ｌに窒素を添加
して耐力・強度・耐食性を高めた３０８ＬＮや３１６Ｌ
Ｎ等のオーステナイト系ステンレス溶接棒も市販されて
いるが、窒素を添加したことによって延性・靱性が低下
するという問題があり、このような問題は「フェライト
量低減」、「Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ等の強脱酸剤の添加によ
る酸素量低減」という従来方法では解決が困難なため、
極低温用のステンレス鋼の溶接に適用されていないのが
現状である。
【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであって、核融合炉の超伝導コイル等の液
体ヘリウム温度下で使用される極低温用オーステナイト
系ステンレス鋼の溶接に適用し、その溶接部が高耐力・
高強度・高延性・高靱性である被覆アーク溶接棒を提供
することを目的とする。
なされたものであって、核融合炉の超伝導コイル等の液
体ヘリウム温度下で使用される極低温用オーステナイト
系ステンレス鋼の溶接に適用し、その溶接部が高耐力・
高強度・高延性・高靱性である被覆アーク溶接棒を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、極低温に
おける高耐力・高強度・高延性・高靱性を目標に被覆ア
ーク溶接棒の心線や被覆剤の組成上から種々の検討を実
施した。
おける高耐力・高強度・高延性・高靱性を目標に被覆ア
ーク溶接棒の心線や被覆剤の組成上から種々の検討を実
施した。
【０００７】その結果、高耐力・高強度化のためＮを適
量添加したオーステナイト系ステンレス鋼心線を用い
て、さらに心線中及び被覆剤中の一方又は両方に強脱酸
剤のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉをそれぞれ添加して延性・靱性を
高めた上で、Ｎｂ，Ｖ，Ｂをそれぞれ必須成分として適
量添加すれば耐力や強度を損なうことなく延性・靱性が
さらに向上するというこれまでに知られていない新たな
知見を得た。
量添加したオーステナイト系ステンレス鋼心線を用い
て、さらに心線中及び被覆剤中の一方又は両方に強脱酸
剤のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉをそれぞれ添加して延性・靱性を
高めた上で、Ｎｂ，Ｖ，Ｂをそれぞれ必須成分として適
量添加すれば耐力や強度を損なうことなく延性・靱性が
さらに向上するというこれまでに知られていない新たな
知見を得た。
【０００８】さらに、これらの本発明者が見いだした構
成要件を満足させながら、かつ良好な溶接作業性等の諸
性能を確保するためには、被覆剤中のＴｉＯ2 ，ＣａＣ
Ｏ3、金属弗化物が必須成分であって、これら成分の適
正範囲も見いだした。
成要件を満足させながら、かつ良好な溶接作業性等の諸
性能を確保するためには、被覆剤中のＴｉＯ2 ，ＣａＣ
Ｏ3、金属弗化物が必須成分であって、これら成分の適
正範囲も見いだした。
【０００９】以上のような本発明の構成要件を満足すれ
ば、これらすべての相乗効果から極低温下においても、
高耐力、高強度及び高延性・高靱性を確保できることが
明らかとなった。
ば、これらすべての相乗効果から極低温下においても、
高耐力、高強度及び高延性・高靱性を確保できることが
明らかとなった。
【００１０】本発明は以上のような知見によってなされ
たるものであり、その要旨とするところは、Ｎを０．１
〜０．３％（重量％、以下同じ）含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼の心線に、被覆剤全重量に対してＴｉ
Ｏ2 を１〜５０％、ＣａＣＯ3 を１０〜５０％、金属弗
化物を３〜２８％含有する被覆剤を被覆してなり、さら
に心線及び被覆剤の一方又は両方に心線重量比でＳｉを
０．５〜２％、Ａｌを０．１〜３％、Ｔｉを０．１〜３
％、Ｎｂを０．０１〜０．３５％、Ｖを０．０１〜０．
３５％、Ｂを０．００５〜０．２％含有することを特徴
とする極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒にある。
たるものであり、その要旨とするところは、Ｎを０．１
〜０．３％（重量％、以下同じ）含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼の心線に、被覆剤全重量に対してＴｉ
Ｏ2 を１〜５０％、ＣａＣＯ3 を１０〜５０％、金属弗
化物を３〜２８％含有する被覆剤を被覆してなり、さら
に心線及び被覆剤の一方又は両方に心線重量比でＳｉを
０．５〜２％、Ａｌを０．１〜３％、Ｔｉを０．１〜３
％、Ｎｂを０．０１〜０．３５％、Ｖを０．０１〜０．
３５％、Ｂを０．００５〜０．２％含有することを特徴
とする極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒にある。
【００１１】なお、ここでいう心線重量比とは次式の関
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して添加原料が占める配合割合を意
味し、さらに被覆率とは溶接棒全重量に対して被覆重量
の占める割合を意味する。 心線重量比＝心線中の含有量（ｗｔ％）＋被覆剤配合比
（ｗｔ％）×被覆率／（１−被覆率）
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して添加原料が占める配合割合を意
味し、さらに被覆率とは溶接棒全重量に対して被覆重量
の占める割合を意味する。 心線重量比＝心線中の含有量（ｗｔ％）＋被覆剤配合比
（ｗｔ％）×被覆率／（１−被覆率）
【００１２】
【作用】以下に本発明を作用と共に詳細に説明する。ま
ず本発明の極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒が目
標とする必須性能として、極低温における耐食性はもと
より、高耐力、高強度、高靱性、良好な耐高温割れ性及
び溶接作業性の確保がある。これらすべての溶接性能を
満足させるためには、溶接棒の心線及び被覆剤の成分を
調整することにより、良好な作業性を確保しながら、オ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶着金属成分をベースに
Ｎ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂを添加し、それぞ
れの含有量も適正範囲に制御する必要があり、しかもＯ
（酸素）量を極力低く抑制しなければならない。
ず本発明の極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒が目
標とする必須性能として、極低温における耐食性はもと
より、高耐力、高強度、高靱性、良好な耐高温割れ性及
び溶接作業性の確保がある。これらすべての溶接性能を
満足させるためには、溶接棒の心線及び被覆剤の成分を
調整することにより、良好な作業性を確保しながら、オ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶着金属成分をベースに
Ｎ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂを添加し、それぞ
れの含有量も適正範囲に制御する必要があり、しかもＯ
（酸素）量を極力低く抑制しなければならない。
【００１３】そこで心線に添加するＮは、溶着金属の耐
力や強度を高め、耐食性も良くするが、過量になるとス
ラグ剥離等溶接作業性が著しく劣化し、ピットやブロー
ホールの溶接欠陥も発生し易くなるので、その添加量は
０．１〜０．３％に制限する。
力や強度を高め、耐食性も良くするが、過量になるとス
ラグ剥離等溶接作業性が著しく劣化し、ピットやブロー
ホールの溶接欠陥も発生し易くなるので、その添加量は
０．１〜０．３％に制限する。
【００１４】次に心線及び被覆剤の一方又は両方に添加
する元素のうち、Ｓｉは溶着金属のＯを低減し、靱性が
向上する。しかし過量になると溶着金属のＳｉ量が高く
なって高温割れが発生し易くなるので、０．５〜２％に
制限する。被覆剤から添加する場合はＦｅ−Ｓｉ，Ｍｎ
−Ｓｉ等のように他金属との合金粉末を使用できる。
する元素のうち、Ｓｉは溶着金属のＯを低減し、靱性が
向上する。しかし過量になると溶着金属のＳｉ量が高く
なって高温割れが発生し易くなるので、０．５〜２％に
制限する。被覆剤から添加する場合はＦｅ−Ｓｉ，Ｍｎ
−Ｓｉ等のように他金属との合金粉末を使用できる。
【００１５】ＡｌもＳｉと同様に溶着金属のＯを低減
し、靱性が向上するものの、過量になると靱性は逆に劣
化する。従ってＡｌの添加量は０．１〜３％に制限す
る。被覆剤から添加する場合はＡｌ粉末の他に、Ｆｅ−
Ａｌ，Ａｌ−Ｍｇ等の合金粉末でも使用できる。
し、靱性が向上するものの、過量になると靱性は逆に劣
化する。従ってＡｌの添加量は０．１〜３％に制限す
る。被覆剤から添加する場合はＡｌ粉末の他に、Ｆｅ−
Ａｌ，Ａｌ−Ｍｇ等の合金粉末でも使用できる。
【００１６】Ｔｉも溶着金属のＯを低減して、靱性を向
上し耐力や強度も高めるが、過量になると靱性は劣化す
るので０．１〜３％に制限する。被覆剤から添加する場
合はＴｉ粉末の他に、Ｆｅ−Ｔｉ等の合金粉末で使用で
きる。
上し耐力や強度も高めるが、過量になると靱性は劣化す
るので０．１〜３％に制限する。被覆剤から添加する場
合はＴｉ粉末の他に、Ｆｅ−Ｔｉ等の合金粉末で使用で
きる。
【００１７】Ｎｂは溶着金属の靱性向上に効果があるも
のの、過量になるとやはり靱性は劣化するので０．０１
〜０．３５％に制限する。被覆剤から添加する場合はＦ
ｅ−Ｎｂの合金粉末の他に、Ｎｂ2 Ｏ5 等の酸化物でも
使用でき、その添加効果は酸化Ｎｂから酸素量を除いた
純Ｎｂ量で決定するので、本発明が制限したＮｂ量とは
「金属Ｎｂ量＋酸化Ｎｂ中の純Ｎｂ量」を指す。
のの、過量になるとやはり靱性は劣化するので０．０１
〜０．３５％に制限する。被覆剤から添加する場合はＦ
ｅ−Ｎｂの合金粉末の他に、Ｎｂ2 Ｏ5 等の酸化物でも
使用でき、その添加効果は酸化Ｎｂから酸素量を除いた
純Ｎｂ量で決定するので、本発明が制限したＮｂ量とは
「金属Ｎｂ量＋酸化Ｎｂ中の純Ｎｂ量」を指す。
【００１８】Ｖも溶着金属の靱性向上に効果があるもの
の、過量になると靱性は劣化するので０．０１〜０．３
５％に制限する。被覆剤から添加する場合はＦｅ−Ｖの
合金粉末の他に、Ｖ2 Ｏ5 等の酸化物でも使用でき、そ
の添加効果は酸化Ｖから酸素量を除いた純Ｖ量で決定す
るので、本発明が制限するＶ量とは、「金属Ｖ量＋酸化
Ｖ中の純Ｖ量」を指す。
の、過量になると靱性は劣化するので０．０１〜０．３
５％に制限する。被覆剤から添加する場合はＦｅ−Ｖの
合金粉末の他に、Ｖ2 Ｏ5 等の酸化物でも使用でき、そ
の添加効果は酸化Ｖから酸素量を除いた純Ｖ量で決定す
るので、本発明が制限するＶ量とは、「金属Ｖ量＋酸化
Ｖ中の純Ｖ量」を指す。
【００１９】Ｂも溶着金属の靱性向上に効果があるもの
の、過量になると延性、靱性、耐高温割れ性がいずれも
劣化するので０．００５〜０．２％に制限する。被覆剤
から添加する場合はＦｅ−Ｂの合金粉末の他に、Ｂ2 Ｏ
3 ，Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ，ＮａＢＦ4 等の酸化物や弗化物で
も使用でき、その添加効果は、酸化Ｂや弗化Ｂから酸素
量や弗素量及び他の金属成分量を除いた純Ｂ量で決定す
るので、本発明が制限するＢ量とは「金属Ｂ量＋酸化Ｂ
及び弗化Ｂ中の純Ｂ量」を指す。
の、過量になると延性、靱性、耐高温割れ性がいずれも
劣化するので０．００５〜０．２％に制限する。被覆剤
から添加する場合はＦｅ−Ｂの合金粉末の他に、Ｂ2 Ｏ
3 ，Ｎａ2 Ｂ4 Ｏ7 ，ＮａＢＦ4 等の酸化物や弗化物で
も使用でき、その添加効果は、酸化Ｂや弗化Ｂから酸素
量や弗素量及び他の金属成分量を除いた純Ｂ量で決定す
るので、本発明が制限するＢ量とは「金属Ｂ量＋酸化Ｂ
及び弗化Ｂ中の純Ｂ量」を指す。
【００２０】さらに被覆剤に添加する成分のうち、Ｔｉ
Ｏ2 は被包性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好
にする。しかし５０％を超えると、被覆剤の耐熱性が損
なわれて耐棒焼け性が劣化するため１〜５０％に制限す
る。
Ｏ2 は被包性の良いスラグを形成し、ビード形状を良好
にする。しかし５０％を超えると、被覆剤の耐熱性が損
なわれて耐棒焼け性が劣化するため１〜５０％に制限す
る。
【００２１】ＣａＣＯ3 はスラグ形成剤としての効果の
他に、シールドガスの発生や被覆剤の耐熱性強化に有効
な成分であるが、過量になるとスパッタが多発するの
で、１０〜５０％に制限する。
他に、シールドガスの発生や被覆剤の耐熱性強化に有効
な成分であるが、過量になるとスパッタが多発するの
で、１０〜５０％に制限する。
【００２２】金属弗化物としては、ＣａＦ2 ，ＭｇＦ
2 ，Ｎａ3 ＡｌＦ6 ，ＡｌＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＢＦ4 等
の成分を単独あるいは２種以上を併用して添加できる。
これらの金属弗化物は溶融スラグや溶融金属の流動性を
良くし、ピットやブローホール等の溶接欠陥を発生しに
くくする。しかし過量になるとアーク状態が不安定にな
って、スパッタが多発するので３〜２８％に制限する。
2 ，Ｎａ3 ＡｌＦ6 ，ＡｌＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＢＦ4 等
の成分を単独あるいは２種以上を併用して添加できる。
これらの金属弗化物は溶融スラグや溶融金属の流動性を
良くし、ピットやブローホール等の溶接欠陥を発生しに
くくする。しかし過量になるとアーク状態が不安定にな
って、スパッタが多発するので３〜２８％に制限する。
【００２３】その他、本発明溶接棒における合金成分の
微調整や良好な溶接作業性の確保、あるいは生産性の向
上を目的として、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ、窒化Ｍｎ，Ｃｒ、
窒化Ｃｒ，Ｍｇ，Ｆｅ等の金属粉末、ＭｇＣＯ3 やＢａ
ＣＯ3 等の炭酸塩、ＺｒＯ2，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，
Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，ＣａＯ，ＭｇＯ等の金属酸化物を被
覆剤に含有することができる。
微調整や良好な溶接作業性の確保、あるいは生産性の向
上を目的として、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ、窒化Ｍｎ，Ｃｒ、
窒化Ｃｒ，Ｍｇ，Ｆｅ等の金属粉末、ＭｇＣＯ3 やＢａ
ＣＯ3 等の炭酸塩、ＺｒＯ2，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，
Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，ＣａＯ，ＭｇＯ等の金属酸化物を被
覆剤に含有することができる。
【００２４】以上のように本発明による極低温用ステン
レス鋼被覆アーク溶接棒は心線中にＮを適量添加し、か
つ心線及び被覆剤中の一方又は両方に添加する脱酸剤や
微量合金成分のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ含有量
を適正範囲に制御すると共に、さらに被覆剤中のＴｉＯ
2 ，ＣａＣＯ3 、金属弗化物を適量とすることによっ
て、これら全ての相乗効果から極低温下において良好な
耐力、強度、靱性、耐高温割れ性、耐食性や優れた溶接
作業性を確保できる。
レス鋼被覆アーク溶接棒は心線中にＮを適量添加し、か
つ心線及び被覆剤中の一方又は両方に添加する脱酸剤や
微量合金成分のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ含有量
を適正範囲に制御すると共に、さらに被覆剤中のＴｉＯ
2 ，ＣａＣＯ3 、金属弗化物を適量とすることによっ
て、これら全ての相乗効果から極低温下において良好な
耐力、強度、靱性、耐高温割れ性、耐食性や優れた溶接
作業性を確保できる。
【００２５】ここで溶接棒の製造方法について言及する
と、心線及び配合し乾式混合した被覆剤の粉末を準備
し、被覆剤粉末を水ガラス（珪酸カリ及び珪ソーダの水
溶液）のバインダーで湿式混合してから、心線外周へ塗
装した後１５０〜４５０℃で約１時間以上の乾燥、焼成
をする。
と、心線及び配合し乾式混合した被覆剤の粉末を準備
し、被覆剤粉末を水ガラス（珪酸カリ及び珪ソーダの水
溶液）のバインダーで湿式混合してから、心線外周へ塗
装した後１５０〜４５０℃で約１時間以上の乾燥、焼成
をする。
【００２６】
【実施例】以下に本発明の実施例について述べる。表１
に供試心線の化学成分を示す。また表２から表４に供試
心線と被覆剤の組合せによる被覆アーク溶接棒の組成を
示す。表５には使用した母材の化学成分を示す。また表
６から表８に表２ないし表４の被覆アーク溶接棒と表５
の母材を用いて実施した−１９６℃における引張試験と
衝撃試験結果及び溶接作業性と高温割れ試験結果を示
す。
に供試心線の化学成分を示す。また表２から表４に供試
心線と被覆剤の組合せによる被覆アーク溶接棒の組成を
示す。表５には使用した母材の化学成分を示す。また表
６から表８に表２ないし表４の被覆アーク溶接棒と表５
の母材を用いて実施した−１９６℃における引張試験と
衝撃試験結果及び溶接作業性と高温割れ試験結果を示
す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】
【表８】
【００３５】溶接試験は、棒径４．０ｍｍの溶接棒を用
い、溶接電流１４０Ａ（ＡＣ）、アーク電圧２２〜２６
Ｖ、溶接速度２００〜２５０ｍｍ／ｍｉｎ、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
１は母材、２は裏当金で板厚ｔ＝２０ｍｍ、開先角度θ
＝４５°、ルートギャップＧ＝１２ｍｍとした。
い、溶接電流１４０Ａ（ＡＣ）、アーク電圧２２〜２６
Ｖ、溶接速度２００〜２５０ｍｍ／ｍｉｎ、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
１は母材、２は裏当金で板厚ｔ＝２０ｍｍ、開先角度θ
＝４５°、ルートギャップＧ＝１２ｍｍとした。
【００３６】高温割れ試験は図１の開先で初層及び最終
層を溶接後、染色浸透探傷試験を実施して、スタート部
とクレータ部を除くビード表面における割れの有無を調
査した。また溶着金属３の低温引張試験片４は、最終層
まで溶接した後、図２の要領でＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ
１号試験片を採取した。衝撃試験片５は図３の要領でＪ
ＩＳ Ｚ３１１１ ４号試験片を採取した。
層を溶接後、染色浸透探傷試験を実施して、スタート部
とクレータ部を除くビード表面における割れの有無を調
査した。また溶着金属３の低温引張試験片４は、最終層
まで溶接した後、図２の要領でＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ
１号試験片を採取した。衝撃試験片５は図３の要領でＪ
ＩＳ Ｚ３１１１ ４号試験片を採取した。
【００３７】表２ないし表４及び表６ないし表８の被覆
アーク溶接棒記号Ｎｏ．１〜１２は比較例であり、Ｎ
ｏ．１３〜２７は本発明である。表６ないし表８からも
明らかなように、Ｎｏ．１は心線中のＮ量が０．１％未
満のため耐力及び強度が低い。またＮｏ．２は心線中の
Ｎ量が０．３％を超えているためスラグの剥離が悪い。
またＮｏ．３は心線中と被覆剤中の両方を合計したＳｉ
の添加量が０．５％未満であり、またＡｌ量及びＴｉ量
もそれぞれ０．１％未満のため、溶着金属のＯ（酸素）
量が高くなって、衝撃値が劣化した。Ｎｏ．４はＳｉの
添加量が２％を超えているため高温割れが発生し易い。
またＮｏ．５はＡｌ量が３％を超えているため、アーク
力が弱くなってビード形状も劣化した。
アーク溶接棒記号Ｎｏ．１〜１２は比較例であり、Ｎ
ｏ．１３〜２７は本発明である。表６ないし表８からも
明らかなように、Ｎｏ．１は心線中のＮ量が０．１％未
満のため耐力及び強度が低い。またＮｏ．２は心線中の
Ｎ量が０．３％を超えているためスラグの剥離が悪い。
またＮｏ．３は心線中と被覆剤中の両方を合計したＳｉ
の添加量が０．５％未満であり、またＡｌ量及びＴｉ量
もそれぞれ０．１％未満のため、溶着金属のＯ（酸素）
量が高くなって、衝撃値が劣化した。Ｎｏ．４はＳｉの
添加量が２％を超えているため高温割れが発生し易い。
またＮｏ．５はＡｌ量が３％を超えているため、アーク
力が弱くなってビード形状も劣化した。
【００３８】Ｎｏ．６はＴｉ量が３％を超えているた
め、スラグの剥離が悪い。またＮｏ．７はＮｂ量、Ｖ量
がそれぞれ０．０１％未満であり、さらにＢ量も０．０
０５％未満のため、衝撃値が低い。またＮｏ．８はＮｂ
量、Ｖ量がそれぞれ０．３５％を超えており、さらにＢ
量も０．２％を超えているため、衝撃値や伸びが低下し
ている。
め、スラグの剥離が悪い。またＮｏ．７はＮｂ量、Ｖ量
がそれぞれ０．０１％未満であり、さらにＢ量も０．０
０５％未満のため、衝撃値が低い。またＮｏ．８はＮｂ
量、Ｖ量がそれぞれ０．３５％を超えており、さらにＢ
量も０．２％を超えているため、衝撃値や伸びが低下し
ている。
【００３９】Ｎｏ．９は被覆剤中のＴｉＯ2 添加量が１
％未満のためビード形状が悪い。またＮｏ．１０は被覆
剤中のＴｉＯ2 添加量が５０％を超えており、ＣａＣＯ
3 添加量も１０％未満のため耐棒焼け性が悪い。またＮ
ｏ．１１は被覆剤中のＣａＣＯ3 添加量が５０％を超え
ており、金属弗化物添加量も２８％を超えているためス
パッタが多発した。Ｎｏ．１２は被覆剤中の金属弗化物
添加量が３％未満のためスラグの剥離性が悪く、ビード
のスタート部にピットが発生した。
％未満のためビード形状が悪い。またＮｏ．１０は被覆
剤中のＴｉＯ2 添加量が５０％を超えており、ＣａＣＯ
3 添加量も１０％未満のため耐棒焼け性が悪い。またＮ
ｏ．１１は被覆剤中のＣａＣＯ3 添加量が５０％を超え
ており、金属弗化物添加量も２８％を超えているためス
パッタが多発した。Ｎｏ．１２は被覆剤中の金属弗化物
添加量が３％未満のためスラグの剥離性が悪く、ビード
のスタート部にピットが発生した。
【００４０】これに対して本発明のＮｏ．１３〜２７
は、いずれも−１９６℃における０．２％耐力、引張強
さ、伸び、衝撃値は高い値を示し、耐高温割れ性や溶接
作業性も良好であった。
は、いずれも−１９６℃における０．２％耐力、引張強
さ、伸び、衝撃値は高い値を示し、耐高温割れ性や溶接
作業性も良好であった。
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明の極低温用ステンレ
ス鋼被覆アーク溶接棒は、極低温環境下で使用されるオ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶接において耐力、強
度、靱性、耐高温割れ性に優れた溶接金属が得られ、し
かも溶接作業性も良好である。従って、原子力関連設備
等の極低温下で使用される構造物の溶接に適用すること
により、健全で高品質の溶接部が確保できる。
ス鋼被覆アーク溶接棒は、極低温環境下で使用されるオ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶接において耐力、強
度、靱性、耐高温割れ性に優れた溶接金属が得られ、し
かも溶接作業性も良好である。従って、原子力関連設備
等の極低温下で使用される構造物の溶接に適用すること
により、健全で高品質の溶接部が確保できる。
【図１】実施例における試験板の開先形状を示す断面図
【図２】溶着金属の引張試験片採取位置を示す断面図
【図３】溶着金属の衝撃試験片採取位置を示す断面図
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎを０．１〜０．３％（重量％、以下同
じ）含有するオーステナイト系ステンレス鋼の心線に、
被覆剤全重量に対してＴｉＯ2 を１〜５０％、ＣａＣＯ
3 を１０〜５０％、金属弗化物を３〜２８％含有する被
覆剤を被覆してなり、さらに心線及び被覆剤の一方又は
両方に心線重量比でＳｉを０．５〜２％、Ａｌを０．１
〜３％、Ｔｉを０．１〜３％、Ｎｂを０．０１〜０．３
５％、Ｖを０．０１〜０．３５％、Ｂを０．００５〜
０．２％含有することを特徴とする極低温用ステンレス
鋼被覆アーク溶接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29913893A JPH07124784A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29913893A JPH07124784A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124784A true JPH07124784A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17868615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29913893A Withdrawn JPH07124784A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 極低温用ステンレス鋼被覆アーク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124784A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308014A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Air Water Inc | 超低温容器構造体 |
| JP2013103232A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Kobe Steel Ltd | 極低温用鋼用溶接材料 |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP29913893A patent/JPH07124784A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308014A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Air Water Inc | 超低温容器構造体 |
| JP2013103232A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Kobe Steel Ltd | 極低温用鋼用溶接材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |