JPH0985486A - Ni-based tig welding wire for cryogenic steel - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve weldability by providing high-strength weld metal and suppressing the generation of the slag on bead surfaces or enhancing the peelability of the slag. SOLUTION: This Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel contains 65 to 80wt.% Ni, 0.1 to 5.0% Cr, 16.0 to 23.0% Mo, 1.0 to 4.5% W, 0.02 to 0.10% Ti and 0.003 to 0.030% Al and consisting of the balance F and inevitable impurities. These inevitable impurities are regulated to <=10.0% Cu, <=0.0020% Mg, <=0.0020% Ca, <=0.10% C, <=0.10% Si, <=0.10% Mn, <=0.010% Zr, <=0.005% total content of Y and rare earth elements, <=0.003% P and <=0.003% S. The amt. of the slag to be generated is additionally decreased if the depth of the flaws on the wire surface is <=0.05mm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はＬＮＧ（液体天然ガス）
及びＬＥＧ（液体エチレンガス）タンク等の極低温用９
％Ｎｉ鋼、５．５％Ｎｉ鋼又は３．５％Ｎｉ鋼の溶接に
使用され、溶接金属が高強度であると共に、ビード表面
のスラグの発生を抑制するか又はスラグの剥離性を高め
ることによって、溶接性を向上させることができる極低
温鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤに関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to LNG (liquid natural gas).
And for cryogenic temperatures such as LEG (liquid ethylene gas) tanks 9
% Ni steel, 5.5% Ni steel or 3.5% Ni steel, the weld metal has a high strength, and suppresses the generation of slag on the bead surface or enhances the peelability of the slag. The present invention relates to a Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel capable of improving weldability.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近時、タンクの大型化に伴って、タンク
の安全性を確保するために、高強度な溶接部を得るため
の要求が強くなってきている。そこで、他の施工法より
も品質的に優れた溶接金属が得られるＴＩＧ溶接におい
て、特に、高溶着施工が可能である自動ＴＩＧ溶接に対
する期待が高くなっている。2. Description of the Related Art Recently, with the increase in size of tanks, in order to ensure the safety of the tanks, there is a strong demand for obtaining high-strength welded parts. Therefore, in TIG welding in which a weld metal having a quality superior to those of other construction methods can be obtained, there is particularly high expectation for automatic TIG welding which enables high welding construction.

【０００３】しかしながら、自動ＴＩＧ溶接によって高
溶着溶接をする場合には、ビードの表面に発生するスラ
グ量が増加して、スラグ巻き込み等の欠陥が生じること
がある。従って、スラグをグラインダ等によって研磨す
る必要があるので、高溶着溶接によっても、高能率な施
工をすることができないことがある。However, when performing high-welding welding by automatic TIG welding, the amount of slag generated on the surface of the bead increases, and defects such as slag entrainment may occur. Therefore, since it is necessary to grind the slag with a grinder or the like, it may not be possible to perform highly efficient construction even by high welding.

【０００４】また、このような自動ＴＩＧ溶接におい
て、液化ガスのタンク等に使用される極低温用９％Ｎｉ
鋼等のＴＩＧ溶接ワイヤには、Ｎｉ基合金が広く使用さ
れている。Ｎｉ基合金は極低温における耐衝撃特性は優
れているが、溶接部の強度は母材よりも低いので、強度
を確保するためにＣｒを添加したＮｉ基合金が使用され
ている。しかしながら、Ｎｉ基合金にＣｒを添加する
と、このＣｒは溶接中においてＯと結合してスラグを生
成するので、更にスラグ発生量が増加する。Further, in such automatic TIG welding, 9% Ni for cryogenic use which is used for a liquefied gas tank, etc.
Ni-based alloys are widely used for TIG welding wires such as steel. The Ni-base alloy has excellent impact resistance properties at extremely low temperatures, but the strength of the welded portion is lower than that of the base metal. Therefore, a Ni-base alloy containing Cr is used to secure the strength. However, when Cr is added to the Ni-based alloy, this Cr combines with O to form slag during welding, so that the amount of slag generated further increases.

【０００５】従って、高能率施工を可能にすると共に、
耐衝撃特性が優れた自動ＴＩＧ溶接ワイヤを得るために
は、スラグの発生量が少ないワイヤを開発することが必
要になっている。そこで、ワイヤ中のＴｉ、Ｃａ、Ｍ
ｇ、Ａｌ及びＳｉ等の含有量を適正量に規定することに
より、スラグの発生量を抑制できることが公知である
（特開平６−２７７８７５公報）。Therefore, it enables highly efficient construction and
In order to obtain an automatic TIG welding wire with excellent impact resistance, it is necessary to develop a wire with a small amount of slag. Therefore, Ti, Ca, M in the wire
It is known that the amount of slag generated can be suppressed by regulating the contents of g, Al, Si and the like to appropriate amounts (Japanese Patent Laid-Open No. 6-277875).

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記化
学成分の含有量を適正量に規定することによって、スラ
グの発生量を抑制することはできるものの、強度を確保
する効果を有するＣｒ含有量については制限されていな
いので、溶接部の強度が低いという問題点がある。この
ように従来技術では、自動ＴＩＧ溶接において、高強度
の溶接部とスラグ発生量の改善とを同時に実現できる極
低温鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤは開発されていな
い。However, although the amount of slag generated can be suppressed by defining the content of the above chemical components to be an appropriate amount, the Cr content that has the effect of ensuring strength is There is a problem that the strength of the weld is low because it is not limited. As described above, in the prior art, in the automatic TIG welding, the Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel capable of simultaneously achieving a high-strength weld and improving the amount of slag generated has not been developed.

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接金属が高強度であると共に、ビード表
面のスラグの発生を抑制するか又はスラグの剥離性を高
めることによって、溶接性を向上させることができる極
低温鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤを提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems. The weld metal has a high strength, and the weldability can be improved by suppressing the generation of slag on the bead surface or by enhancing the peelability of the slag. It is an object of the present invention to provide a Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel, which can improve the heat resistance.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る極低温鋼用
Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤは、Ｎｉ：６５乃至８０重
量％、Ｃｒ：０．１乃至５．０重量％、Ｍｏ：１６．０
乃至２３．０重量％、Ｗ：１．０乃至４．５重量％、Ｔ
ｉ：０．０２乃至０．１０重量％及びＡｌ：０．００３
乃至０．０３０重量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、前記不可避的不純物は、Ｃｕ：０．
１０重量％以下、Ｍｇ：０．００２０重量％以下、Ｃ
ａ：０．００２０重量％以下、Ｃ：０．１０重量％以
下、Ｓｉ：０．１０重量％以下、Ｍｎ：０．１０重量％
以下、Ｚｒ：０．０１０重量％以下、Ｙ及び稀土類元素
の総量：０．００５重量％以下、Ｐ：０．００３重量％
以下及びＳ：０．００３重量％以下に規制されているこ
とを特徴とする。The Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel according to the present invention is Ni: 65 to 80% by weight, Cr: 0.1 to 5.0% by weight, Mo: 16.0.
To 23.0% by weight, W: 1.0 to 4.5% by weight, T
i: 0.02 to 0.10% by weight and Al: 0.003
To 0.030% by weight, the balance being Fe and unavoidable impurities, the unavoidable impurities being Cu: 0.
10% by weight or less, Mg: 0.0020% by weight or less, C
a: 0.0020 wt% or less, C: 0.10 wt% or less, Si: 0.10 wt% or less, Mn: 0.10 wt%
Below, Zr: 0.010 wt% or less, total amount of Y and rare earth elements: 0.005 wt% or less, P: 0.003 wt%
And S: 0.003% by weight or less.

【０００９】更に、ワイヤ表面のキズの深さは０．０５
ｍｍ以下であることが好ましい。Further, the depth of scratches on the wire surface is 0.05.
mm or less.

【００１０】[0010]

【作用】本願発明者等が前記課題を解決するために鋭意
実験研究を重ねた結果、Ｃａ、Ｍｇ及びＳｉを低減する
ことによってスラグの発生量を抑制するだけでなく、Ｔ
ｉ及びＡｌを積極的に添加することにより、発生したス
ラグを球状化して剥離しやすくすることができることを
見い出した。即ち、スラグの剥離性が良好であると、ス
ラグ巻き込み等の欠陥が発生することがないので、発生
スラグを無害化することができる。The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above problems. As a result, not only the amount of slag generated is suppressed by reducing Ca, Mg and Si, but also T
It has been found that by positively adding i and Al, the generated slag can be spheroidized to facilitate peeling. That is, if the slag has a good releasability, defects such as slag entrainment do not occur, so that the generated slag can be rendered harmless.

【００１１】また、Ｎｉ基合金ワイヤ中にＣｕが存在す
ると、このＣｕが低融点化合物を形成し、ワイヤの熱間
鍛造及び冷間圧延等のワイヤ製作中に、ワイヤの表面に
割れが発生する。この割れは、伸線時のコーティング剤
及び主にＣａ等からなる潤滑剤の残留場所となり、スラ
グ発生の原因となる。更に、Ｚｒ、Ｙ及び稀土類元素も
スラグ発生の原因となるので、これらの成分を適正量に
規定することにより、スラグの発生量を抑制することが
できる。Further, if Cu is present in the Ni-based alloy wire, this Cu forms a low melting point compound, and cracks occur on the surface of the wire during wire fabrication such as hot forging and cold rolling of the wire. . The cracks are the places where the coating agent and the lubricant mainly composed of Ca or the like remain when the wire is drawn, which causes the generation of slag. Furthermore, since Zr, Y and rare earth elements also cause slag generation, the amount of slag generated can be suppressed by defining these components in appropriate amounts.

【００１２】一方、本発明のワイヤに使用されるＮｉ−
Ｍｏ合金は、炭素鋼又はステンレス鋼と比較して伸線加
工性が極めて悪いものである。従って、伸線コストを低
減して安価なワイヤを得るためには、伸線性を向上させ
るコーティング剤及びＣａ等からなる潤滑剤を使用する
必要がある。このＣａはワイヤ表面のキズ等に残留して
溶接時にスラグを生成するので、ワイヤ表面のキズの深
さを制限することにより残留Ｃａを低下させて、スラグ
の発生量を更に一層低減することができる。On the other hand, the Ni-- used in the wire of the present invention
Mo alloys have extremely poor wire drawability as compared with carbon steel or stainless steel. Therefore, in order to reduce the wire drawing cost and obtain an inexpensive wire, it is necessary to use a coating agent for improving the wire drawability and a lubricant such as Ca. Since this Ca remains in the scratches and the like on the wire surface and produces slag during welding, it is possible to further reduce the amount of slag generated by limiting the depth of the scratches on the wire surface to reduce the residual Ca. it can.

【００１３】以下、本発明におけるＴＩＧ溶接ワイヤ中
の含有成分の組成限定理由等について説明する。The reasons for limiting the composition of the components contained in the TIG welding wire according to the present invention will be described below.

【００１４】Ｎｉ（ニッケル）：６５乃至８０重量％ Ｎｉはオーステナイト組織を安定化する元素であり、極
低温における耐衝撃特性を確保する効果がある。Ｎｉ含
有量が６５重量％未満であると、十分な耐衝撃特性が確
保できない。一方、Ｎｉ含有量が８０重量％を超える
と、溶接部を高強度にするための成分を十分に添加する
ことができなくなる。従って、ワイヤ中のＮｉ含有量は
６５乃至８０重量％とする。 Ni (nickel): 65 to 80 wt% Ni is an element that stabilizes the austenite structure, and has the effect of ensuring impact resistance at extremely low temperatures. If the Ni content is less than 65% by weight, sufficient impact resistance cannot be secured. On the other hand, when the Ni content exceeds 80% by weight, it becomes impossible to sufficiently add a component for increasing the strength of the welded portion. Therefore, the Ni content in the wire is set to 65 to 80% by weight.

【００１５】Ｃｒ（クロム）：０．１乃至５．０重量％ Ｃｒは溶接金属の強度を向上させる効果を有する。Ｃｒ
含有量が０．１重量％未満であると、その効果が低下す
る。一方、Ｃｒ含有量が５．０重量％を超えると、スラ
グの発生量が多くなるため、溶接性が不良となる。従っ
て、ワイヤ中のＣｒ含有量は０．１乃至５．０重量％と
する。 Cr (Chromium): 0.1 to 5.0 wt% Cr has the effect of improving the strength of the weld metal. Cr
If the content is less than 0.1% by weight, the effect is reduced. On the other hand, if the Cr content exceeds 5.0% by weight, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Cr content in the wire is set to 0.1 to 5.0% by weight.

【００１６】Ｍｏ（モリブデン）：１６．０乃至２３．
０重量％ Ｍｏは極低温における耐衝撃特性を確保する効果があ
る。Ｍｏ含有量が１６．０重量％未満であると、その効
果が低下する。一方、Ｍｏ含有量が２３．０重量％を超
えると、ワイヤの製造が困難になる。従って、ワイヤ中
のＭｏ含有量は１６．０乃至２３．０重量％とする。 Mo (molybdenum): 16.0 to 23.
0 wt% Mo has the effect of ensuring impact resistance at cryogenic temperatures. If the Mo content is less than 16.0% by weight, the effect is reduced. On the other hand, when the Mo content exceeds 23.0% by weight, it becomes difficult to manufacture the wire. Therefore, the Mo content in the wire is set to 16.0 to 23.0% by weight.

【００１７】Ｗ（タングステン）：１．０乃至４．５重
量％ Ｗは溶接金属の強度を向上させる効果を有する。Ｗ含有
量が１．０重量％未満であると、その効果が低下する。
一方、Ｗ含有量が４．５重量％を超えると、極低温にお
ける耐衝撃特性が低下する。従って、ワイヤ中のＷ含有
量は１．０乃至４．５重量％とする。 W (tungsten): 1.0 to 4.5 weight
The amount% W has the effect of improving the strength of the weld metal. If the W content is less than 1.0% by weight, the effect is reduced.
On the other hand, if the W content exceeds 4.5% by weight, the impact resistance property at extremely low temperatures deteriorates. Therefore, the W content in the wire is 1.0 to 4.5% by weight.

【００１８】Ｔｉ（チタン）：０．０２乃至０．１０重
量％ Ｔｉは結晶粒を微細化して、溶接金属の強度を高める効
果を有する。また、耐ブローホール性を向上させると共
に、発生したスラグを無害化する作用も有している。Ｔ
ｉ含有量が０．０２重量％未満であると、その効果が低
下する。一方、Ｔｉ含有量が０．１０重量％を超える
と、スラグの発生量が増加するので、溶接性が不良とな
る。従って、ワイヤ中のＴｉ含有量は０．０２乃至０．
１０重量％とする。 Ti (titanium): 0.02 to 0.10
% Ti has the effect of refining the crystal grains and increasing the strength of the weld metal. Further, it has an effect of improving the blowhole resistance and making the generated slag harmless. T
If the i content is less than 0.02% by weight, the effect is reduced. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.10% by weight, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Ti content in the wire is 0.02 to 0.
10% by weight.

【００１９】Ｃｕ（銅）：０．１０重量％以下 前述の如く、ＣｕはＮｉ基合金ワイヤ中において、低融
点化合物を生成する。この低融点化合物は、ワイヤ製作
中の特に高温となる鍛造中において、溶接金属に割れを
発生させ、この割れが伸線時のコーティング剤及び潤滑
剤の残留場所となって、スラグ発生の原因となる。Ｃｕ
含有量が０．１０重量％を超えると、スラグが発生しや
すくなる。従って、ワイヤ中のＣｕ含有量は０．１０重
量％以下とする。 Cu (copper): 0.10 wt% or less As described above, Cu forms a low melting point compound in the Ni-based alloy wire. This low-melting-point compound causes cracks in the weld metal during forging, which is a particularly high temperature during wire production, and these cracks become the residual site of the coating agent and lubricant during wire drawing, causing the generation of slag. Become. Cu
If the content exceeds 0.10% by weight, slag tends to be generated. Therefore, the Cu content in the wire is set to 0.10 wt% or less.

【００２０】Ｍｇ（マグネシウム）：０．００２０重量
％以下 Ｍｇは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Ｍｇが０．００２０重量％を超えると、スラグ
発生量の増加によって溶接性が不良となる。従って、ワ
イヤ中のＭｇ含有量は０．００２０重量％以下とする。
好ましくは、Ｍｇ含有量は０．００１０重量％以下であ
る。 Mg (magnesium): 0.0020 weight
% Or less Mg has the effect of promoting the generation of slag in the weld metal, so it is preferable to reduce the content in the wire as much as possible. When Mg exceeds 0.0020% by weight, the weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the Mg content in the wire is set to 0.0020% by weight or less.
Preferably, the Mg content is 0.0010% by weight or less.

【００２１】Ｃａ（カルシウム）：０．００２０重量％
以下 Ｃａは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Ｃａが０．００２０重量％を超えると、スラグ
発生量の増加によって溶接性が不良となる。従って、ワ
イヤ中のＣａ含有量は０．００２０重量％以下とする。
好ましくは、Ｃａ含有量は０．００１０重量％以下であ
る。 Ca (calcium): 0.0020% by weight
Since Ca has the action of promoting the generation of slag in the weld metal, it is preferable to reduce the content of Ca in the wire as much as possible. When Ca exceeds 0.0020% by weight, weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the Ca content in the wire is set to 0.0020% by weight or less.
Preferably, the Ca content is 0.0010% by weight or less.

【００２２】Ａｌ（アルミニウム）：０．００３乃至
０．０３０重量％ Ａｌはビード表面に発生するスラグを無害化する効果を
有する。Ａｌ含有量が０．００３重量％未満であると、
その効果が低下する。一方、Ａｌ含有量が０．０３０重
量％を超えると、スラグ発生量が増加するので、溶接性
が不良となる。従って、ワイヤ中のＡｌ含有量は０．０
０３乃至０．０３０重量％とする。 Al (aluminum): 0.003 to
0.030 wt% Al has the effect of rendering the slag generated on the bead surface harmless. When the Al content is less than 0.003% by weight,
Its effect is reduced. On the other hand, if the Al content exceeds 0.030% by weight, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Al content in the wire is 0.0
It is set to 03 to 0.030% by weight.

【００２３】Ｃ（炭素）：０．１０重量％以下 Ｃは溶接金属の強度を高める効果を有する。しかしなが
ら、Ｃ含有量が０．１０重量％を超えると、耐衝撃特性
が低下する。従って、ワイヤ中のＣ含有量は０．１０重
量％以下とする。 C (carbon): 0.10 wt% or less C has the effect of increasing the strength of the weld metal. However, when the C content exceeds 0.10% by weight, the impact resistance property deteriorates. Therefore, the C content in the wire is 0.10% by weight or less.

【００２４】Ｓｉ（ケイ素）：０．１０重量％以下 Ｓｉは脱酸剤として有効に作用する元素である。しかし
ながら、Ｓｉ含有量が０．１０重量％を超えると、耐割
れ性を確保することができなくなる。また、スラグの発
生量が増加して溶接性が不良となる。従って、ワイヤ中
のＳｉ含有量は０．１０重量％以下とする。 Si (silicon): 0.10 wt% or less Si is an element that effectively acts as a deoxidizer. However, if the Si content exceeds 0.10% by weight, crack resistance cannot be ensured. In addition, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Si content in the wire is set to 0.10 wt% or less.

【００２５】Ｍｎ（マンガン）：０．１０重量％以下 Ｍｎは脱酸剤として有効に作用する元素である。しかし
ながら、Ｍｎ含有量が０．１０重量％を超えると、溶接
プールの母材へのなじみが低下する。また、スラグの発
生量が増加して溶接性が不良となる。従って、ワイヤ中
のＭｎ含有量は０．１０重量％以下とする。 Mn (manganese): 0.10 wt% or less Mn is an element that effectively acts as a deoxidizer. However, if the Mn content exceeds 0.10% by weight, the familiarity of the weld pool with the base material decreases. In addition, the amount of slag generated increases, resulting in poor weldability. Therefore, the Mn content in the wire is set to 0.10% by weight or less.

【００２６】Ｚｒ（ジルコニウム）：０．０１０重量％
以下 Ｚｒは溶接金属のスラグ発生を促進する作用を有するの
で、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが好
ましい。Ｚｒ含有量が０．０１０重量％を超えると、ス
ラグ発生量の増加によって溶接性が不良となる。従っ
て、ワイヤ中のＺｒ含有量は０．０１０重量％以下とす
る。 Zr (zirconium): 0.010% by weight
Since less Zr has the effect of promoting slag generation of the weld metal, it is preferable to reduce as much as possible content of the wire. If the Zr content exceeds 0.010% by weight, the weldability becomes poor due to the increase in the amount of slag generated. Therefore, the Zr content in the wire is 0.010% by weight or less.

【００２７】Ｙ（イットリウム）及び稀土類元素の総
量：０．００５重量％以下 Ｙ及び稀土類元素はスラグ発生を促進する作用を有する
ので、できるだけワイヤ中の含有量を低減させることが
好ましい。Ｙ及び稀土類元素の総量が０．００５重量％
を超えると、スラグ発生量の増加によって溶接性が不良
となる。従って、ワイヤ中のＹ及び稀土類元素の含有量
の総量は０．００５重量％以下とする。 Total of Y (yttrium) and rare earth elements
Amount: 0.005% by weight or less Y and the rare earth element have the action of promoting the generation of slag, so it is preferable to reduce the content in the wire as much as possible. The total amount of Y and rare earth elements is 0.005% by weight
If it exceeds, weldability becomes poor due to an increase in the amount of slag generated. Therefore, the total content of Y and rare earth elements in the wire is 0.005% by weight or less.

【００２８】Ｐ（リン）：０．００３重量％以下、Ｓ
（硫黄）：０．００３重量％以下 ワイヤ中のＰ及びＳの含有量が増加すると、溶接金属に
割れが発生しやすくなる。従って、ワイヤ中のＰ含有量
は０．００３重量％以下、Ｓ含有量は０．００３重量％
以下とする。 P (phosphorus): 0.003% by weight or less, S
(Sulfur): 0.003% by weight or less When the contents of P and S in the wire increase, cracks easily occur in the weld metal. Therefore, the P content in the wire is 0.003% by weight or less, and the S content is 0.003% by weight.
The following is assumed.

【００２９】ワイヤに不可避的に混入する元素として、
前記元素の他に、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｂ、Ｏ、Ｎ及びＨ等
がある。前記Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚ
ｒ、Ｐ、Ｓ、Ｙ及び稀土類元素を除く不可避的不純物の
総量は０．１重量％以下であることが好ましい。As elements inevitably mixed in the wire,
In addition to the above elements, there are Nb, V, Co, B, O, N, H and the like. Cu, Mg, Ca, C, Si, Mn, Z
The total amount of unavoidable impurities other than r, P, S, Y and rare earth elements is preferably 0.1% by weight or less.

【００３０】ワイヤ表面のキズ深さ：０．０５ｍｍ以下 前述の如く、ワイヤの表面に深いキズがあると、コーテ
ィング剤及び潤滑剤の原料であるＣａがこのキズに残留
し、スラグの発生量が増加する。従って、ワイヤ表面の
キズの深さは０．０５ｍｍ以下とする。 Scratch depth of wire surface: 0.05 mm or less As described above, if there are deep scratches on the surface of the wire, Ca, which is the raw material of the coating agent and the lubricant, remains in these scratches, and the amount of slag is generated. To increase. Therefore, the depth of scratches on the wire surface is 0.05 mm or less.

【００３１】[0031]

【実施例】以下、本発明に係る極低温鋼用Ｎｉ基合金Ｔ
ＩＧ溶接ワイヤの実施例についてその比較例と比較して
具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, Ni-based alloy T for cryogenic steel according to the present invention
An example of the IG welding wire will be specifically described in comparison with its comparative example.

【００３２】先ず、３０ｋｇの真空溶解炉において、ワ
イヤ中における全ての含有成分が本発明の範囲内とした
ものを実施例とし、少なくとも１種を本発明の範囲から
外したものを比較例として含有成分の調整を施した後、
鋳造によって３０ｋｇのインゴットを作製した。その
後、熱間鍛造及び冷間圧延によって直径が５．０ｍｍで
あるワイヤを形成した。次に、このワイヤを１１００℃
に加熱されたストランド炉において光輝焼鈍した後、硝
酸により酸洗し、目視によってワイヤの表面のキズ検査
を施した。そして、このワイヤを皮むきダイスに通すこ
とによって直径を４．０ｍｍにすると共に、ワイヤ表面
の圧延キズ等を削除した。First, in a 30 kg vacuum melting furnace, all the components contained in the wire were within the scope of the present invention, and at least one was excluded from the scope of the present invention as a comparative example. After adjusting the ingredients,
A 30 kg ingot was produced by casting. After that, a wire having a diameter of 5.0 mm was formed by hot forging and cold rolling. Next, this wire is 1100 ° C
After bright annealing in a strand furnace heated to 1, the surface of the wire was visually inspected for scratches by pickling with nitric acid. Then, the wire was passed through a peeling die to have a diameter of 4.0 mm and rolling scratches and the like on the wire surface were removed.

【００３３】更に、樹脂コーティング剤及びＣａを含有
した潤滑剤を使用して、４．０ｍｍワイヤに対して、中
間伸線及び光輝焼鈍を繰り返し、その直径を１．２８ｍ
ｍとした。その後、油を使用して仕上げ伸線を施し、ワ
イヤの直径を１．２０ｍｍにした後、高温蒸気によって
表面洗浄及び乾燥することによって、ＴＩＧ溶接ワイヤ
を作製した。各ＴＩＧ溶接ワイヤ中の含有成分及びワイ
ヤ表面のキズ深さを下記表１〜６に示す。但し、表面の
キズ深さは、ワイヤの断面を表面研磨した後、５０倍に
拡大して深さを測定したものである。Further, using a resin coating agent and a lubricant containing Ca, intermediate wire drawing and bright annealing were repeated for a 4.0 mm wire, and the diameter was 1.28 m.
m. After that, final wire drawing was performed using oil to make the diameter of the wire 1.20 mm, and then the surface was washed with high temperature steam and dried to produce a TIG welding wire. The components contained in each TIG welding wire and the flaw depth of the wire surface are shown in Tables 1 to 6 below. However, the depth of scratches on the surface is obtained by polishing the cross section of the wire and then magnifying it 50 times to measure the depth.

【００３４】[0034]

【表１】 [Table 1]

【００３５】[0035]

【表２】 [Table 2]

【００３６】[0036]

【表３】 [Table 3]

【００３７】[0037]

【表４】 [Table 4]

【００３８】[0038]

【表５】 [Table 5]

【００３９】[0039]

【表６】 上記表１〜６に示す化学成分を有するＴＩＧ溶接ワイヤ
を使用して、ＪＩＳＺ ３３３２に従ってＮｉ鋼を溶接
した。溶接条件を下記表７に示す。[Table 6] Ni steel was welded according to JISZ 3332 using TIG welding wires having the chemical compositions shown in Tables 1 to 6 above. The welding conditions are shown in Table 7 below.

【００４０】[0040]

【表７】 [Table 7]

【００４１】図１は溶接試験方法を説明する模式的断面
図である。図１に示すように、９％Ｎｉ鋼からなる溶接
母材１に斜め開先を設け、両者を突き合わせてＶ形状の
開先部を形成して、このＶ形状の開先部の裏面に、裏当
材２を配置した。この開先部を実施例Ｎｏ．１〜１１及
び比較例Ｎｏ．１２〜３０のワイヤを使用してＴＩＧ溶
接し、図２及び３に示すように溶接金属を形成し、スラ
グの発生等の溶接作業性を評価した。FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining the welding test method. As shown in FIG. 1, an oblique groove is provided on a welding base material 1 made of 9% Ni steel, and a V-shaped groove is formed by abutting both of them, and a V-shaped groove is formed on the back surface of the groove. The backing material 2 was arranged. This groove portion was used as Example No. 1 to 11 and Comparative Example No. TIG welding was performed using 12 to 30 wires to form weld metal as shown in FIGS. 2 and 3, and welding workability such as generation of slag was evaluated.

【００４２】更に、このようにして形成した溶接金属か
ら試験片を採取して、引張試験、衝撃試験及び縦曲げ試
験による機械試験を実施した。Further, a test piece was sampled from the weld metal thus formed, and a mechanical test including a tensile test, an impact test and a longitudinal bending test was carried out.

【００４３】図２は衝撃試験及び引張試験用の試験片の
溶接金属からの採取位置を示す模式的断面図である。本
実施例及び比較例においては、図２に示すように、溶接
金属のＶ形状の開先角度を４５°として、その下部の裏
当材２が配置されている部分の開先幅を１２ｍｍとし
た。また、溶接母材１の板厚は２０ｍｍである。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sampling position of the test piece for the impact test and the tensile test from the weld metal. In the present example and the comparative example, as shown in FIG. 2, the groove angle of the V shape of the weld metal was 45 °, and the groove width of the lower portion where the backing material 2 was arranged was 12 mm. did. The plate thickness of the welding base material 1 is 20 mm.

【００４４】引張試験用の試験片４は、平行部の断面が
直径１２．５ｍｍの円形である棒状試験片であり、溶接
金属３の中央部が試験片断面の円の中心となるように、
試験片４を採取した。この試験片４を使用して、室温に
おいて、０．２％の伸びにおける耐力及び引張強さを測
定すると共に、破断伸びを算出することにより引張強さ
を評価した。また、衝撃試験用の試験片５は、平行部の
断面が１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形である棒状試験片で
あり、溶接母材１とこれに溶着された溶接金属３とに跨
るように試験片５を採取した。この試験片５に２ｍｍの
深さのＶノッチを形成し、−１９６℃において衝撃試験
を実施し、吸収エネルギーを測定することによって、耐
衝撃特性を評価した。The test piece 4 for the tensile test is a rod-shaped test piece whose parallel section has a circular shape with a diameter of 12.5 mm, and the central portion of the weld metal 3 becomes the center of the circle of the cross section of the test piece.
Test piece 4 was collected. Using this test piece 4, the tensile strength was evaluated by measuring the yield strength and the tensile strength at an elongation of 0.2% at room temperature and calculating the breaking elongation. Further, the test piece 5 for impact test is a rod-shaped test piece having a parallel section of a square of 10 mm × 10 mm, and the test piece 5 extends across the welding base material 1 and the weld metal 3 welded thereto. Was collected. The test piece 5 was formed with a V notch having a depth of 2 mm, an impact test was performed at -196 ° C., and the absorbed energy was measured to evaluate the impact resistance property.

【００４５】図３は縦曲げ試験用の溶接金属からの採取
位置を示す模式的断面図である。溶接母材の板厚及び開
先角度等は、図２に示すものと同一とした。縦曲げ試験
用の試験片６は、厚さが１０ｍｍで幅が４０ｍｍの板状
試験片であり、衝撃試験用の試験片と同様に、溶接母材
１とこれに溶着された溶接金属３とに跨るように採取し
た。また、試験片６は、溶接金属及び溶接母材の中央部
よりも、若干Ｖ開先の表面よりから採取した。この試験
片６を使用して、曲げ半径３２ｍｍ、曲げ角度１８０°
で縦曲げ試験を実施し、割れ等の欠陥を観察することに
より耐割れ性を評価した。各評価結果を下記表８〜１１
に示す。但し、表中の溶接作業性の評価欄において、◎
は優良、○は良好、×は不良を示す。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a sampling position from the weld metal for the vertical bending test. The plate thickness, groove angle, etc. of the welding base material were the same as those shown in FIG. The test piece 6 for the longitudinal bending test is a plate-shaped test piece having a thickness of 10 mm and a width of 40 mm, and, like the test piece for the impact test, the welding base material 1 and the weld metal 3 welded thereto. It was collected so as to straddle. Further, the test piece 6 was sampled from the surface of the V groove, rather than the central portion of the weld metal and the weld base material. Using this test piece 6, a bending radius of 32 mm and a bending angle of 180 °
A vertical bending test was carried out in order to evaluate crack resistance by observing defects such as cracks. The evaluation results are shown in Tables 8 to 11 below.
Shown in However, in the evaluation column of welding workability in the table, ◎
Indicates excellent, O indicates good, and X indicates defective.

【００４６】[0046]

【表８】 [Table 8]

【００４７】[0047]

【表９】 [Table 9]

【００４８】[0048]

【表１０】 [Table 10]

【００４９】[0049]

【表１１】 [Table 11]

【００５０】上記表１〜６及び８〜１１に示すように、
ワイヤ中の全ての含有成分が本発明の範囲内である実施
例Ｎｏ．１乃至１１については、スラグ発生量が抑制さ
れ、溶接作業性が良好であると共に、機械的性能も優れ
ていた。また、ワイヤ表面のキズの深さが浅い実施例Ｎ
ｏ．１乃至８は、更にスラグ発生量が低減され、溶接作
業性がより一層優れたものとなった。As shown in Tables 1-6 and 8-11 above,
Example No. in which all the components contained in the wire are within the scope of the present invention. Regarding Nos. 1 to 11, the slag generation amount was suppressed, the welding workability was good, and the mechanical performance was also excellent. In addition, Example N in which the depth of the scratch on the wire surface is shallow
o. In Nos. 1 to 8, the amount of slag generated was further reduced, and the welding workability was further improved.

【００５１】一方、比較例Ｎｏ．１２はＣ含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、耐衝撃特性が低いもの
となった。比較例Ｎｏ．１３は、Ｓｉ含有量が本発明範
囲の上限を超えているので、スラグの発生量が増加する
と共に、縦曲げ試験において割れ欠陥が多量に発生し
た。比較例Ｎｏ．１４及び１５はＭｎ又はＣｒ含有量が
共に、本発明範囲の上限を超えているので、スラグ発生
量が増加した。また、比較例Ｎｏ．１６はＣｒ含有量が
本発明範囲の下限未満であるので、溶接金属の強度が不
十分であった。On the other hand, in Comparative Example No. In No. 12, since the C content exceeds the upper limit of the range of the present invention, the impact resistance property is low. Comparative Example No. In No. 13, since the Si content exceeds the upper limit of the range of the present invention, the amount of slag generated was increased and a large number of crack defects were generated in the longitudinal bending test. Comparative Example No. Both 14 and 15 had Mn or Cr contents exceeding the upper limit of the range of the present invention, so that the slag generation amount increased. Also, in Comparative Example No. In No. 16, the Cr content was less than the lower limit of the range of the present invention, so the strength of the weld metal was insufficient.

【００５２】比較例Ｎｏ．１７はＭｏ含有量が本発明範
囲の下限未満であるので、耐衝撃特性が低いものとなっ
た。比較例Ｎｏ．１８はＭｏ含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、鍛造中に割れが発生し、ワイヤを作
製することができなかった。比較例Ｎｏ．１９はＷ含有
量が本発明範囲の下限未満であるので、溶接金属の強度
が低いものとなり、比較例Ｎｏ．２０はＷ含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、耐衝撃特性が低下し
た。比較例Ｎｏ．２１はＣｕ含有量が本発明範囲の上限
を超えているので、ワイヤの鍛造及び圧延中にキズが多
発し、スラグ発生量が増加した。Comparative Example No. In No. 17, since the Mo content was less than the lower limit of the range of the present invention, the impact resistance was low. Comparative Example No. In No. 18, the Mo content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so cracking occurred during forging, and the wire could not be produced. Comparative Example No. In Comparative Example No. 19, the W content is less than the lower limit of the range of the present invention, so that the strength of the weld metal is low. In No. 20, since the W content exceeds the upper limit of the range of the present invention, the impact resistance property is deteriorated. Comparative Example No. In No. 21, since the Cu content exceeds the upper limit of the range of the present invention, many scratches were generated during the wire forging and rolling, and the slag generation amount was increased.

【００５３】また、比較例Ｎｏ．２２及び２４はＴｉ又
はＡｌ含有量が本発明範囲の下限未満であるので、発生
するスラグが球状化せず、スラグの除去が困難であっ
た。比較例Ｎｏ．２３及び２５乃至３０については、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ又はＹと稀土類元素との総
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、スラグ発
生量が増加すると共に、スラグの除去が困難となった。In Comparative Example No. Since Nos. 22 and 24 had Ti or Al contents less than the lower limit of the range of the present invention, the generated slag was not spherical and removal of the slag was difficult. Comparative Example No. For 23 and 25 to 30, T
Since the total content of i, Al, Mg, Ca, Zr or Y and the rare earth element exceeds the upper limit of the range of the present invention, the amount of slag generated increases and it becomes difficult to remove the slag.

【００５４】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ワイヤ中のスラグ生成元素を低減し、更に、Ｔｉ及びＡ
ｌを積極的に添加することによって、溶接金属が高強度
であると共に、ビード表面のスラグの発生を抑制するか
又はスラグの剥離性を高めて、溶接性を向上させること
ができる極低温鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤを得る
ことができる。また、ワイヤ表面のキズの深さを規制す
ることによって、更にスラグの発生量を低減することが
できる。As described in detail above, according to the present invention,
Reduces slag-forming elements in the wire and further reduces Ti and A
For cryogenic steel, in which the weld metal has high strength and the generation of slag on the bead surface is suppressed or the slag peeling property is enhanced by positively adding 1 to improve the weldability. A Ni-based alloy TIG welding wire can be obtained. Further, by controlling the depth of scratches on the wire surface, the amount of slag generated can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】溶接試験方法を説明する模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a welding test method.

【図２】衝撃試験及び引張試験用の試験片の溶接金属か
らの採取位置を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a sampling position from a weld metal of a test piece for impact test and tensile test.

【図３】縦曲げ試験用の溶接金属からの採取位置を示す
模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a sampling position from a weld metal for a vertical bending test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１；母材 ２；裏当材 ３；溶接金属 ４、５、６；試験片 1; Base material 2; Backing material 3; Weld metal 4, 5, 6; Test piece

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 Ｎｉ：６５乃至８０重量％、Ｃｒ：０．
１乃至５．０重量％、Ｍｏ：１６．０乃至２３．０重量
％、Ｗ：１．０乃至４．５重量％、Ｔｉ：０．０２乃至
０．１０重量％及びＡｌ：０．００３乃至０．０３０重
量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
り、前記不可避的不純物は、Ｃｕ：０．１０重量％以
下、Ｍｇ：０．００２０重量％以下、Ｃａ：０．００２
０重量％以下、Ｃ：０．１０重量％以下、Ｓｉ：０．１
０重量％以下、Ｍｎ：０．１０重量％以下、Ｚｒ：０．
０１０重量％以下、Ｙ及び稀土類元素の総量：０．００
５重量％以下、Ｐ：０．００３重量％以下及びＳ：０．
００３重量％以下に規制されたことを特徴とする極低温
鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤ。1. Ni: 65 to 80% by weight, Cr: 0.
1 to 5.0 wt%, Mo: 16.0 to 23.0 wt%, W: 1.0 to 4.5 wt%, Ti: 0.02 to 0.10 wt% and Al: 0.003 to 0.030% by weight, the balance consisting of Fe and inevitable impurities, said inevitable impurities being Cu: 0.10% by weight or less, Mg: 0.0020% by weight or less, Ca: 0.002
0% by weight or less, C: 0.10% by weight or less, Si: 0.1
0% by weight or less, Mn: 0.10% by weight or less, Zr: 0.
010 wt% or less, total amount of Y and rare earth elements: 0.00
5% by weight or less, P: 0.003% by weight or less, and S: 0.
A Ni-based alloy TIG welding wire for cryogenic steel, which is regulated to 003% by weight or less. 【請求項２】 更に、ワイヤ表面のキズの深さが０．０
５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の極
低温鋼用Ｎｉ基合金ＴＩＧ溶接ワイヤ。2. The depth of scratches on the wire surface is 0.0.
It is 5 mm or less, The Ni base alloy TIG welding wire for cryogenic steel of Claim 1 characterized by the above-mentioned.