JPS61176497A - Filler metal for tig welding - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To weld well a high-nitrogen stainless steel by including TiO2, metallic fluoride and metallic carbonate, as the main components, and S and Bi as the components of small amount in a flux respectively as well as including N in the flux and the skin of stainless steel. CONSTITUTION:The sum of one or two kinds or more of TiO2, metallic fluoride and metallic carbonate, is 30-85wt% with respect to the whole weight of a flux, and at least one kind of these components of the amount of >=30% with respect to the flux is included in the flux as well as a single substance of Bi or one or two kinds or more of the compounds, amounting to 0.001-0.1% or 0.001-0.3% with respect to the whole weight of a wire, are included in the flux. Further, N of the amount of 0.05-0.4% is included in both wire and wire skin. Moreover, the flux of the amount of 5-25% with respect to the whole weight of wire, is filled. A filler metal obtained in such manner is suitable for the uranami root-pass welding of a high-nitrogen stainless steel.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステンレス鋼溶接材料に係り、さらに詳しく
は高窒素ステンレス鋼のＴＩＧ溶接、特に初層裏波溶接
に使用されて好適な溶加材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a stainless steel welding material, and more particularly to a welding material suitable for use in TIG welding of high-nitrogen stainless steel, particularly in first layer underwave welding. Regarding materials.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ステンレス鋼の通常溶接には被覆アーク溶接。 Covered arc welding is used for regular welding of stainless steel.

ＭＩＧ溶接、　ＴＩＧ溶接および潜弧溶接法といずれも
適用可能であるが、ステンレス鋼の片面溶接については
裏ビードが安定して形成されるＴＩＧ溶接法が初層溶接
にもつとも広く普及されている。MIG welding, TIG welding, and submerged arc welding are all applicable, but for single-sided welding of stainless steel, TIG welding, which stably forms a back bead, is widely used for first layer welding.

ＴＩＧ溶接による初層の裏ビード形成には表側のみなら
ず裏ピード側にもアルゴンガスを流して、いわゆるバッ
クシールドをして表ピードと同様に大気からの酸化を防
ぐようにする必要がある。To form a back bead in the first layer by TIG welding, it is necessary to flow argon gas not only to the front side but also to the back bead side to provide a so-called back shield to prevent oxidation from the atmosphere like the front bead.

ステンレス鋼を片側からしか溶接出来ない例としては、
小径・母イブのように内面からの溶接が出来ない場合や
ｌ　、４スの溶接で終了するような薄板の溶接の場合な
どがある。ところがステンレス鋼は薄板として使用に供
される場合が多く、また小径の・２イデとして使用され
る場合も多く、これらの接合に当って今後ますますステ
ンレス鋼の片面溶接が必要とされるものと考えられる。An example of stainless steel that can only be welded from one side is
There are cases where welding from the inside is not possible, such as small-diameter/mother eaves, and cases where welding of thin plates requires only 4-pass welding. However, stainless steel is often used in the form of thin plates, and in many cases it is also used in small-diameter double-sided plates, and single-sided welding of stainless steel will become increasingly necessary in the future for these joints. Conceivable.

ＴＩＧ溶接による片面溶接は上述したように裏ビード側
も大気からの保護が必要でアルゴンガスによるバックシ
ールド方式によってなされている。As mentioned above, in single-sided welding by TIG welding, the back bead side also needs to be protected from the atmosphere, and is done by a backshield method using argon gas.

また、・々イブの溶接では・臂イデの中をアルゴンガス
で満たしておく例が多く、アルゴンガスとしては、ばく
大な量を必要とし不経済な溶接と言わざるを得ない。In addition, in the case of welding between the arms, the inside of the arm is often filled with argon gas, which requires a large amount of argon gas, making welding uneconomical.

バックシールドガスとしてアルゴンがスより安価な窒素
ガスを用いることも検討されているが、シールド性が充
分でなく、かつブローホールの発生原因ともなって問題
が生ずる。It has been considered to use nitrogen gas, which is cheaper than argon gas, as a back shielding gas, but this poses problems because it does not provide sufficient shielding properties and also causes blowholes to occur.

薄板の溶接では特別な装置等が開発、提案されているが
対象とする被溶接材の溶接線は必ずしも単純な溶接線の
みではなく、複雑な溶接線もあシ、どのような溶接線で
も追随し得るような互換性のある装置の開発は容易でな
く、かつ裏側が非常にせまくシールド用の装置を装入す
ることが出来ない場合も生ずる。Special equipment has been developed and proposed for welding thin plates, but the welding line of the target material is not necessarily a simple welding line, but also a complex welding line, and any type of welding line can be followed. It is not easy to develop a compatible device that can do this, and there are cases where the back side is so narrow that it is impossible to insert a shielding device.

本発明者らは、このような問題点について検討し、先に
特開昭５５−１０９５９５号公報で開示されているよう
におもにスラグ形成剤から成るフラックスをステンレス
鋼ケースに充填して形成される溶加材を用いることによ
シ、ＴＩＧ溶接に際し、アークの熱で溶融し、溶接金属
が裏ピードを形成すると共にその原生ずるスラグが裏ビ
ードを被包し、大気による酸化を防止し、バックシール
ドがスを用いなくても健全な裏ビードが得られるＴＩＧ
溶接用溶加材を提供している。The present inventors have studied these problems, and as previously disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-109595, a stainless steel case is formed by filling a flux consisting mainly of a slag forming agent. By using a filler metal, during TIG welding, the weld metal is melted by the heat of the arc, and the weld metal forms a back bead, and the resulting slag covers the back bead, preventing oxidation due to the atmosphere, and reducing the back bead. TIG allows you to obtain a healthy back bead without using a shield.
We provide filler metals for welding.

特開昭５５−１０９５９５号公報に開示されているＴＩ
Ｇ溶接用溶加材は、一般ステンレス鋼に適用して良好な
結果が得られるものであるが、高強度、高耐食性を特徴
とする高窒素ステンレス鋼に適用した場合、溶接金属の
強度および耐食性など機械的性能が劣ること、また溶接
にょシ生じたスラグのはく離が悪いという問題点がみら
れる。TI disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 109595/1983
G welding filler metal can be applied to general stainless steel to obtain good results, but when applied to high-nitrogen stainless steel, which is characterized by high strength and high corrosion resistance, the strength and corrosion resistance of the weld metal may be affected. There are problems such as poor mechanical performance and poor peeling of slag produced during welding.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、上記の問題点に鑑み、高窒素ステンレス鋼の
ＴＩＧ溶接、特に初層裏波溶接において、溶接金属の強
度など機械的性能および耐食性にすぐれ、かつ生成した
スラグのはく離性が良好なＴＩＧ溶接用溶加材を提供す
ることにある。In view of the above-mentioned problems, the present invention has been developed to provide a method for TIG welding of high nitrogen stainless steel, especially in first-layer urana welding, which has excellent mechanical performance such as strength of the weld metal and corrosion resistance, and has good peelability of the generated slag. An object of the present invention is to provide a filler metal for TIG welding.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

即ち、本発明者らはＮをワイヤ外皮または充填フラック
ス中に添加し、さらに充填フラックス中のＴｉＯ２を金
属弗化物、金属炭酸塩ｅ　Ｓ　＋　Ｂ１ｆｔ適量とする
ことによって、これらの元素の相乗効果が顕著に現われ
、高窒素ステンレス鋼のＴＩＧ溶接、特に初層裏波溶接
において溶接金属の強度および耐食性にすぐれ、かつ生
成したスラグのはく離性が良好になることを知シ得た。That is, the present inventors added N to the wire sheath or the filling flux, and further added TiO2 in the filling flux to an appropriate amount of metal fluoride, metal carbonate e S + B1ft, thereby increasing the synergistic effect of these elements. It has been found that TIG welding of high-nitrogen stainless steel, especially first-layer Uranami welding, results in excellent strength and corrosion resistance of the weld metal, as well as good releasability of the generated slag.

また充填フラックスを固着剤で混合すること罠よって、
・９イブを外皮とした時に充填物をムラなく均一に充填
が出来、均一な品質の溶加材が得られるとの知見を得て
本発明をなしたものである。Also, by mixing the filling flux with a fixing agent,
- The present invention was made based on the knowledge that when 9-ib is used as the outer shell, the filler material can be filled evenly and uniformly, and a filler material of uniform quality can be obtained.

なお、本明細誉で用いるチは、重量（ｗｌ）％を意味す
る。Note that "chi" used in this specification means weight (wl)%.

本発明の要旨は、ステンレス鋼外皮の内部にフランクス
全重量に対し、ＴｉＯ２＋金属弗化物、金属炭酸塩の１
種または２種以上の合計が３０〜８５ｗｔ％で、かつそ
の内部くとも１種類を３０　ｖｔ’１以上含有するフラ
ックスをワイヤ全重量に対し５〜２５　ｗｔ％、またワ
イヤ全重量に対し充填フラックス中にＳの単体あるいは
化合物の１種または２種以上の合計がＳ単体に換算して
０．００１〜０．　１ｗｔ％。The gist of the present invention is that TiO2 + metal fluoride, metal carbonate, etc.
Flux containing 30 to 85 wt% of a species or two or more species in total and 30 vt'1 or more of at least one of the fluxes is 5 to 25 wt% of the total weight of the wire, and a filling flux is The sum of one or more types of S alone or compounds is 0.001 to 0.001 in terms of S alone. 1wt%.

Ｂ１の単体あるいは化合物の１種または２種以上の合計
がＢｉ単体に換算して０．００１〜０．３　ｗｔ％含有
せしめ、さらにＮｔ−ワイヤ外皮または充填フラックス
の一方または両方にＮに換算してワイヤ全重量に対し０
．０５〜０．４ｗｔ％含有せしめ、必要に応じ充填フラ
ックスが固着剤で混合されていることを特徴とするＴＩ
Ｇ溶接用溶加材にある。B1 alone or the total of one or more compounds is contained in an amount of 0.001 to 0.3 wt% in terms of Bi alone, and one or both of the Nt-wire sheath or filling flux is contained in Nt in terms of N. 0 for the total weight of the wire
．． 05 to 0.4 wt%, and if necessary, filling flux is mixed with a fixing agent.
It is found in filler metal for G welding.

以下本発明を作用、と共に詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below along with its operation.

本発明ＴＩＧ溶接用溶加材の構成について述べると、溶
接部においてステンレス鋼として耐食性１機械的性質を
確保するために必要な合金元素はワイヤ外皮および充填
フラックスに添加し、片面溶接における裏ビードの健全
性を確保するためのスラグ形成剤および生成したスラグ
のはく離性を良好にする成分は、ワイヤ外皮より添加さ
れる合金元素の不足分を補なう合金成分と共にワイヤ内
に充填するＯ 次に本発明のＴＩＧ溶接用溶加材とは、第５図にその一
例を示すような態様、即ち・ぐイブを外皮として用いる
（ａ）か又は帯鋼を外皮として用い、帯鋼の端部を内部
に折フ込んだ形（ｂ）、また端面を突合せた形（Ｃ）な
どのワイヤ断面をもつワイヤをさすものでちゃ、ステン
レス鋼の・母イブまたは帯鋼を管状に成形した外皮７の
内部に充填フラックス８を充填したものである。なお、
外皮の形状は第５図以外に帯鋼を外皮として用い、帯鋼
の端面を重ねて管状としたもの、帯鋼を複雑に内部に折
り込んで管状とした形状など、種々の形状とすることは
、本発明の趣旨を損うものではない。Regarding the composition of the filler metal for TIG welding of the present invention, the alloying elements necessary to ensure corrosion resistance 1 mechanical properties as stainless steel in the welded part are added to the wire sheath and filling flux, and the A slag forming agent to ensure soundness and a component to improve the releasability of the generated slag are filled into the wire together with an alloying component added from the wire sheath to compensate for the deficiency of the alloying element. The filler metal for TIG welding of the present invention can be used in an embodiment as shown in FIG. 5 (a), an example of which is shown in FIG. This refers to a wire with a wire cross section that is folded inside (b) or with the ends abutted (c), and is made of a stainless steel mother tube or a steel strip formed into a tubular shape. The inside is filled with filling flux 8. In addition,
The shape of the outer skin can be made into various shapes other than those shown in Figure 5, such as using a steel band as the outer skin and forming a tubular shape by overlapping the end faces of the steel band, or forming a tubular shape by folding the steel band into the inside in a complicated manner. However, this does not detract from the spirit of the present invention.

次にワイヤに充填されるフラックスの成分範囲について
述べる。Next, the range of components of the flux to be filled into the wire will be described.

裏ビードを保護するスラグを生成するフラックスとして
、スラグが一様に裏ビード表面を覆うことが必須条件で
あシ、この目的を満足するのは、フラックス全重量に対
し、ＴｉＯ２，金属弗化物、金属炭酸塩の１種または２
種以上の合計が８５ｖｔ％以下で、かつ少なくともその
内１種類を３０帆チ以上含有する場合である。なお、本
発明で言うＴｉＯ２とは、ルチール、チタン白、チタン
酸カリ中のＴｉＯ２をさすものであシ、いずれを使用し
てもその効果は同じである。同様に本発明で言う金属弗
化物とは、螢石、氷晶石、弗化アルミニウム、弗化マグ
ネシウム、弗化ソーダをさすものであυ、いずれを使用
してもその効果は同じである。さらに本発明でいう金属
炭酸塩とは、石灰石、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム
、炭酸リチウム、マグネサイト、炭酸マンガンをさすも
のであり、いずれを使用してもその効果は同じである。As a flux that generates a slag that protects the back bead, it is essential that the slag uniformly cover the back bead surface.To satisfy this purpose, TiO2, metal fluoride, One or two metal carbonates
This is a case where the total amount of more than one species is 85 vt% or less, and at least one of them is contained in an amount of 30 or more. Note that TiO2 in the present invention refers to TiO2 in rutile, white titanium, and potassium titanate, and the effect is the same no matter which one is used. Similarly, the metal fluoride referred to in the present invention refers to fluorite, cryolite, aluminum fluoride, magnesium fluoride, and soda fluoride, and the effect is the same no matter which one is used. Furthermore, the metal carbonate referred to in the present invention refers to limestone, magnesium carbonate, barium carbonate, lithium carbonate, magnesite, and manganese carbonate, and the effect is the same no matter which one is used.

以下、本発明における各構成要件の限定理由について述
べる。The reasons for limiting each component in the present invention will be described below.

ＴｉＯ２，金属弗化物、および金属炭酸塩のうち、少な
くとも１種類が３０　ｗｔ％に満たない場合は、スラグ
が一様に裏ビードを覆わず、ビードが処々露出している
ところがみられ、露出した部分が大気によシ酸化され、
Ｘ線性能試験において欠陥がみられ、その分類等級は３
級となシ実用上問題がある。したがって、Ｔｉ０ｚ　を
金属弗化物、金属炭酸塩のうち、少なくとも１種類が３
０　ｗｔ％以上必要である。If the amount of at least one of TiO2, metal fluoride, and metal carbonate is less than 30 wt%, the slag does not cover the back bead uniformly, and the bead is exposed in some places. part is oxidized by the atmosphere,
Defects were found in the X-ray performance test, and the classification grade was 3.
There is a practical problem with this method. Therefore, at least one of metal fluoride and metal carbonate is
0 wt% or more is required.

Ｔ　ｉ　Ｏ２、金属弗化物、金属炭酸塩の含有量には適
正範囲があり、１種または２種以上の合計が３０ｗｔ％
以上８５　ｗｔ％までは裏ビードのスラグ被包性が良好
であるが、８５　ｗｔ％を超えるとスラブが一様に裏ビ
ードを覆わすビードが処々露出しているところがみられ
、露出した部分が大気にょフ酸化され、また充填率が２
５％を超えると生成するスラグ量が多すぎて溶融プール
内にあふれアークの集中性を悪くすると共にタングステ
ン電極先端に付着してタングステン電極を損傷すること
が多くな９正常な溶接の持続がむずかしくなる。There is an appropriate range for the content of T i O2, metal fluorides, and metal carbonates, and the total of one or more types is 30 wt%.
Above 85 wt%, the slag coverage of the back bead is good, but when it exceeds 85 wt%, some beads where the slab uniformly covers the back bead are exposed in some places, and the exposed parts are Atmospheric nitrogen is oxidized and the filling rate is 2.
If it exceeds 5%, the amount of slag generated is too large and overflows into the molten pool, worsening the concentration of the arc and often adhering to the tip of the tungsten electrode, damaging the tungsten electrode. 9. It is difficult to maintain normal welding. Become.

一方、充填率が５　ｗｔ％未満ではスラグが裏ビードを
一様に覆わず、ビードが処々露出しているところがみら
れ、露出した部分が大気によシ酸化され、Ｘ線性能試験
において欠陥がみられる。したがってワイヤへのフラッ
クスの充填率は５−２５ｖｔ％でなければならない。On the other hand, when the filling rate is less than 5 wt%, the slag does not cover the back bead uniformly, and the bead is exposed in some places, and the exposed parts are oxidized by the atmosphere, causing defects in the X-ray performance test. Be looked at. Therefore, the flux filling rate in the wire must be 5-25vt%.

Ｓはスラグのはく離およびビード形状と外観を極めて良
くする。即ち表面活性度が非常に大きく、溶融金属およ
び溶融スラグの界面張力を低下させ、このことによ）ビ
ード形状をフラットにし、ビード止端部のなじみを良く
する。さらにビード表面とそれに接触するスラグ表面を
なめらかに−するためビード外観も美しいものとなる。S greatly improves slag flaking and bead shape and appearance. That is, it has a very high surface activity and lowers the interfacial tension between the molten metal and molten slag, thereby making the bead shape flat and improving the conformability of the bead toe. Furthermore, since the bead surface and the slag surface in contact with it are made smooth, the bead appearance becomes beautiful.

またビード表面に接触するスラグ面近傍のスラグ間の結
合力を大きくすると同時に溶接金属とスラグ間の結合力
を小さくすることによシ前記ビード表面および止端部が
なめらかになることと相まってスラグのはく離が良好に
なる。しかしＯ，ＯＯ１ｗｔ％未満では上記効果は認め
られず、０．１　ｗｔ％を超えると溶接金属の高温割れ
感受性が大きくなるので、本発明ではＳの単体あるいは
化合物の１種または２種以上の合計を単体に換算して０
．００１〜０．ｌｖｔ％に規定した。特に後述する適量
のＢｉと同時に添加すると両方の相乗効果によシスラグ
のはく離性が顕著に良くなる。In addition, by increasing the bonding force between the slags near the slag surface that contacts the bead surface and at the same time reducing the bonding force between the weld metal and the slag, the bead surface and toe become smooth, and the slag Peeling becomes better. However, if O, OO is less than 1 wt%, the above effect is not observed, and if it exceeds 0.1 wt%, the hot cracking susceptibility of the weld metal increases. Convert to a single unit and get 0
．． 001~0. It was defined as lvt%. In particular, when added at the same time as an appropriate amount of Bi, which will be described later, the synergistic effect of both will significantly improve the releasability of cis-slag.

ここでＳの化合物とは、硫化亜鉛、硫化鉛、硫化鉄、硫
化鋼、硫化バリウム、硫化カルシウム。Here, the S compounds include zinc sulfide, lead sulfide, iron sulfide, sulfide steel, barium sulfide, and calcium sulfide.

硫化マンガン等の硫化物、硫化アルミニウム、硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、硫酸鉄、硫酸鉛等の硫酸塩を指
し、単体もしくはいずれの化合物もスラグのはく離に有
効であることが判った。It refers to sulfides such as manganese sulfide, sulfates such as aluminum sulfide, calcium sulfate, barium sulfate, iron sulfate, and lead sulfate, and it has been found that either a single substance or any compound is effective in stripping slag.

次にＢｉは、これを添加すると溶融スラグの融点が低下
し、流動性も良くなシ界面張力が低下し、スラグのはく
離性が著しく良好となるが、ｏ、ｏｏｉｗｔ％未滴では
前記効果は認められず、０．３　ｗｔ％を超えて添加し
ても特段の効果が期待できるものではなく、却ってピー
ド形状が若干乱れてくるので、上限は０．３　ｖｔチと
する。Next, when Bi is added, the melting point of the molten slag is lowered, the fluidity is improved, the interfacial tension is lowered, and the releasability of the slag is significantly improved. No particular effect can be expected even if it is added in excess of 0.3 wt%, and on the contrary, the shape of the pead becomes slightly disordered, so the upper limit is set at 0.3 wt%.

なお、Ｂｌの化合物とは、金属ビスマス、酸化ビスマス
、弗化ビスマス、硫化ビスマス、水酸化ビスマス、塩化
ビスマスなどを指し、単体もしくはいずれのビスマス化
合物もＢｌ単体に換算して、０．００１〜０．３　ｖｔ
％添加するとスラグのはく離に有効であることが判った
。In addition, the compound of Bl refers to metal bismuth, bismuth oxide, bismuth fluoride, bismuth sulfide, bismuth hydroxide, bismuth chloride, etc., and the single substance or any bismuth compound is 0.001 to 0 in terms of Bl alone. .3 vt
% was found to be effective in stripping the slag.

Ｎは、第１図および第２図に示す如く溶接金属の機械的
強度を高めるとともに耐食性を向上させる。しかし溶加
材のＮ量が０．０５　ｗｔ％未満ではその効果が少なく
　、　０．４　ｖｔ％を超えるとスラグのはく離が劣化
するのでＮは０．０５〜０．４　ｗｔ％に制限する。な
お、Ｎは窒化マンガン、窒化クローム等で充填フラック
スに添加しても、外皮に添加してもその効果は同じであ
る。As shown in FIGS. 1 and 2, N increases the mechanical strength of the weld metal and also improves the corrosion resistance. However, if the amount of N in the filler metal is less than 0.05 wt%, the effect will be small, and if it exceeds 0.4 vt%, the slag flaking will deteriorate, so N is limited to 0.05 to 0.4 wt%. Note that the effect of N is the same whether it is added to the filling flux in the form of manganese nitride, chromium nitride, etc. or added to the outer skin.

外皮は、ステンレス鋼であるが、オーステナイト系、オ
ーステナイト・フェライト系♂テンレス鋼を用いるが、
その成分例を示すと、オーステナイト系ステンレス鋼は
、ＣＦ　１６〜２６ｖｔ％、Ｎｉ３．５〜２２　ｗｔチ
を主要成分とし、さらにＭｏ１．２〜５　ｗｔ％　％Ｃ
ｕ　１〜２．５　ｗｔ％、Ｎｂ　Ｏ，１５ｖｔ％以下ま
たは１０　Ｘ　Ｃｗｔ％以上、Ｔｉ５ｘＣｗｔ％以上を
それぞれ単独に含有し、且つＣＯ，１５ｖｔ％以下、５
１５ｗｔ％以下、Ｍｎ　１０　ｗｔ１以下、Ｐ　Ｏ，０
４０ｗｔｌ以下。The outer skin is made of stainless steel, but austenitic or austenitic/ferritic stainless steel is used.
As an example of its composition, austenitic stainless steel has 16 to 26 vt% CF, 3.5 to 22 wt% Ni, and furthermore 1.2 to 5 wt% Mo, %C.
u 1 to 2.5 wt%, Nb O, 15 vt% or less, or 10 x Cwt% or more, Ti 5 x Cwt% or more, and CO, 15 vt% or less, 5
15 wt% or less, Mn 10 wt1 or less, P O,0
Less than 40 wtl.

Ｓ　０．０３０　ｗｔ％以下、さらにＮ　Ｏ，４ｗｔ％
以下を含有するものである。S 0.030 wt% or less, and NO, 4 wt%
It contains the following:

オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼は、Ｎ１３
〜１２ｗｔ％、Ｃｒ２３〜２８ｗｔ％、　Ｍｏ　１〜４
ｗｔ％を主要成分とし、且つＣＯ，０８ｗｔチ以下、　
８１１ｗｔチ以下、Ｍｎ　１５　ｖｔ’４以下、Ｐｏ、
０４０ｖｔ％以下、Ｓ　Ｏ，０３０ｗｔ％以下、さらに
Ｎ　Ｏ，４ｗｔ％以下を含有するものである。Austenitic ferritic stainless steel is N13
~12wt%, Cr23~28wt%, Mo 1~4
wt% as the main component, and CO, 08wt or less,
811wt or less, Mn 15vt'4 or less, Po,
0.040 wt% or less, SO, 0.30 wt% or less, and NO, 4 wt% or less.

なお、・ぐイブを外皮とする場合、外径５〜１５■、肉
厚０．２〜２■、帯鋼を用いて外皮を形成する場合は、
厚さｏ、　ｉ〜１．　Ｏｗｍ　、幅５〜１２．５園の帯
鋼を用いて外径１．６〜４■に成形するのが望ましいＯ ここで本発明のＴＩＧ溶接用溶加材の製造手段の一例に
ついて言及すると、たとえば外皮を帯鋼よシ管状に成形
する場合は、配合、攪拌した充填フラッフスミ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
まで伸線し、必要に応じて１００〜５００℃で３０分以
上乾燥するものである。また、外皮が・母イブの場合は
、フラックスの充填は、充填フラックスおよびパイプを
撮動させて充填するが、充填フラックスを混合、攪拌し
たままで充填すると、充填が円滑に行われず、不均一に
なったシ、途中でつまって充填不可能になり、均一な充
填がむずかしいが、充填フラックスを固着剤で湿式混合
し、粒状にすることによって、充填が円滑に行われ均一
な充填が出来る。固着剤の種類は硅酸カリ、硅酸ソーダ
、硅酸リチウム等が利用できる。固着剤の添加量は本発
明のフラックス組成の場合、フラックス１００ゆに対し
て１．５〜７１程度で十分である。充填を行った後、所
定のワイヤ径まで伸線し、必要に応じて、１０（）〜５
００℃で３０分以上乾燥するものである。In addition, when using Guib as the outer skin, the outer diameter is 5 to 15 cm, the wall thickness is 0.2 to 2 cm, and when the outer skin is formed using band steel,
Thickness o, i~1. Owm, it is desirable to use a steel strip with a width of 5 to 12.5 mm and to form it into an outer diameter of 1.6 to 4 mm.Here, an example of the means for manufacturing the filler metal for TIG welding of the present invention will be described. For example, when forming the outer skin into a tubular shape from a steel band, mix and stir the filled fluff and fill it into a U-shaped groove, then form it into a round shape, draw it to a predetermined wire diameter, and then adjust as needed. It is dried at 100 to 500°C for 30 minutes or more. In addition, if the outer skin is a mother eve, the flux is filled by moving the filling flux and the pipe, but if the filling flux is mixed and stirred while filling, the filling will not be done smoothly and will be uneven. However, by wet-mixing the filling flux with a fixing agent and making it into granules, filling can be performed smoothly and uniformly filled. Potassium silicate, sodium silicate, lithium silicate, etc. can be used as the fixing agent. In the case of the flux composition of the present invention, it is sufficient that the amount of the fixing agent added is about 1.5 to 71 parts per 100 yu of flux. After filling, the wire is drawn to a predetermined diameter, and if necessary, 10 () to 5
Dry at 00°C for 30 minutes or more.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の効果を実権例によシ、さらに具体的に述
べる。The effects of the present invention will be described in more detail below using practical examples.

第１表に外皮とするステンレス鋼の化学成分を示す。第
２表に外皮と充填フラックスの組合せによる溶加材の組
成を示す。Table 1 shows the chemical composition of the stainless steel used as the outer skin. Table 2 shows the composition of the filler metal based on the combination of the outer skin and the filling flux.

外皮の形状および寸法は、溶加材記号Ｎａ４，５゜６．
７．８，１４，１５．１６，１７，１８゜１９，２０，
２１　．２２，２３，２４，２５゜２６．２９．および
３０は肉厚０．２　ｗｍ　、幅８ｍの帯鋼を外径２〜２
．３−φに成形した外皮を用い、溶加材記号Ｎａ１．２
，３，９．１０，１１，１２゜１３．１４．２７および
２８は外径８籠φ、肉厚０．８ｆｉの・ぐイブを用いた
。The shape and dimensions of the outer skin are filler metal symbol Na4.5°6.
7.8,14,15.16,17,18゜19,20,
21. 22, 23, 24, 25° 26.29. and 30 is a steel strip with a wall thickness of 0.2 wm and a width of 8 m and an outer diameter of 2 to 2
．． Using a 3-φ outer shell, filler material symbol Na1.2
, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 27 and 28 used gives with an outer diameter of 8 φ and a wall thickness of 0.8 fi.

第３表に母材の化学成分を示す。板厚は１０■である。Table 3 shows the chemical composition of the base material. The plate thickness is 10cm.

第４表に第２表のＴＩＧ溶加材と第３表の母材を用い第
３図に示す要領によｆｉ　ＴＩＧ溶接を実施し、裏ビー
Ｐのスラグ被包状況、裏ビー１ドの酸化状況の観察結果
を示す。なお、第３図（＆）は斜視図、（ｂ）は正面図
であり、図面中、１はＴＩＧ　）−チノズル、２はタン
グステン電極、３はＴＩＧ溶接用溶加材、４はアーク、
５は母材、６は溶接金属、Ｗは溶接方向を夫々示すもの
である。溶接部のＸ線透過試験結果、溶接金属の機械的
性能向上効果の有無、高温割れ試験結果、および溶接金
属の化学成分を示す。Table 4 shows the slag envelopment status of back bead P, the slag envelopment condition of back bead P, and the condition of back bead 1. Observation results of oxidation status are shown. 3(&) is a perspective view, and FIG. 3(b) is a front view. In the drawings, 1 is a TIG tip nozzle, 2 is a tungsten electrode, 3 is a TIG welding filler material, 4 is an arc,
5 is a base material, 6 is a weld metal, and W is a welding direction. Shows the results of an X-ray transmission test of the weld, whether or not there is an effect of improving the mechanical performance of the weld metal, the results of a hot cracking test, and the chemical composition of the weld metal.

試験に用いた母材の開先形状は、第４図に示す如くで、
板厚ｔ＝１０ｍ、開先角度θ＝８０°、ルートフェース
ｆ＝２■ｔルートギャップ９＝　２・５■である。The groove shape of the base material used in the test is as shown in Figure 4.
Plate thickness t = 10 m, groove angle θ = 80°, root face f = 2■t root gap 9 = 2.5■.

溶接条件は、電源として直流型ｆ特性ＴＩＧ溶接電源を
用い、電源特性は直流正極性で電極はトリウム入りタン
グステン電極２．４諺φを用い、シールドガスはＡｒ　
、流量１５１／ｍｉｎとした。溶接電流は１５０〜２３
０Ａ、溶接電圧１０〜１２Ｖ、溶接姿勢は下向、溶接ト
ーチの運行および溶加材の挿入操作は手動で行った。The welding conditions were as follows: a DC type f-characteristic TIG welding power source was used as the power source, the power source characteristics were DC positive polarity, the electrode was a thorium-containing tungsten electrode with a diameter of 2.4 mm, and the shielding gas was Ar.
, the flow rate was 151/min. Welding current is 150-23
The welding voltage was 0 A, the welding voltage was 10 to 12 V, the welding position was downward, and the operation of the welding torch and the insertion of the filler metal were performed manually.

ワイヤは、２ｍφｘ１０００ｍを用いた。The wire used was 2 mφ x 1000 m.

溶接部のＸ線透過試験は、ＪＩＳＺ３１０６　ｒステン
レス鋼溶接部の放射線透過試験方法および透過写真の等
級分類方法」に基づいて行りた。The X-ray transmission test of the welded part was conducted based on JIS Z3106 r "Radiation transmission test method of stainless steel welded part and grading method of radiograph".

裏ピードのスラグ被包状況、および裏ピードの酸化状況
の観察は目視にて行った。The state of slag envelopment on the back bead and the oxidation state of the back bead were visually observed.

高温割れ感受性は、第４図の開先の初層を溶接後、染色
浸透探傷試験を実施して、ビード本体における割れの有
無を調査した。High temperature cracking susceptibility was determined by performing a dye penetrant test after welding the first layer of the groove shown in Figure 4 to investigate the presence or absence of cracks in the bead body.

溶接金属の化学成分は、第４図の開先ｔ−溶接したのち
、母材を混入しない位置の溶接部よ多試料を採取して行
った。The chemical composition of the weld metal was determined by taking multiple samples from the welded part at positions where the base metal was not mixed after groove T-welding as shown in Fig. 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

溶加材記号屋１〜８は比較例であ、り、Ａｔ　１〜２７
は本発明である。Filler metal symbols 1 to 8 are comparative examples, At 1 to 27
is the present invention.

溶加材記号４１は、フラ、クス重量に対し、ＴｉＯ□５
０　ｗｔ　４、金属弗化物１０ｗｔ４．金属炭酸塩２　
ｆ３　ｖｔ　４、合計で８８　ｗｔ　４添加したフラッ
クスをワイヤ全重量に対し１５ｗｔ％充填したもので、
ＴｉＯ□、金属弗化物、金属炭酸塩の合計が本発明範囲
である３０〜８５　ｖｔ　％を超えており、裏ビードの
スラグ被包状況が一様でなく、Ｘ線性能試験において３
級であった。Filler metal symbol 41 is TiO□5 for the weight of filler metal
0 wt 4, metal fluoride 10 wt 4. metal carbonate 2
f3 vt 4, with a total of 88 wt 4 added flux filled at 15 wt% based on the total weight of the wire,
The total content of TiO□, metal fluoride, and metal carbonate exceeds the range of the present invention of 30 to 85 vt%, and the slag encapsulation condition of the back bead is not uniform, resulting in a grade of 3 in the X-ray performance test.
It was class.

屋２は、フラ、クス重量に対し、ＴｉＯ□２７ｗｔ４、
金属弗化物２６　ｖｔ　４、金属炭酸塩２７　ｗｔ　４
、合計で１３　Ｑ　ｗｔ　４添加したフラックスをワイ
ヤ全重量に対し１５ｗｔ’！添加したもので、ＴｉＯ２
，金属弗化物。For Ya2, TiO□27wt4,
Metal fluoride 26 vt 4, metal carbonate 27 wt 4
, a total of 13 Q wt 4 added flux is 15 wt' to the total weight of the wire! Added TiO2
, metal fluoride.

金属炭酸塩のいづれもが本発明範囲である３０〜８５ｗ
ｔ４未満であり、裏ビードのスラグ被包性が一様でなく
、処々露出しているところがみられ、Ｘ線性能試験にお
いて３級であった。All of the metal carbonates are within the range of the present invention, 30-85w.
It was less than t4, the slag encapsulation of the back bead was not uniform, some parts were exposed in some places, and it was ranked 3rd class in the X-ray performance test.

墓３は、フラ、クス重量に対しＴｉＯ□５０　ｗｔ　４
、金属弗化物８　ｖｔ　４、金属炭酸塩１２　ｗｔ　４
、合計で７０　ｗｔ　％添加したフラックスをワイヤ全
重量に対し４　ｗｔ　４充填したもので、フラックス充
填率が本発明範囲である５〜２５　ｗｔ　４未満であシ
、スラグ量が少なく裏ビードのスラグ被包が一様でなく
、処々露出しているところがみられ、Ｘ線性能試験にお
いて３級であった。Grave 3 is TiO□50 wt 4 for the weight of Fula and mass.
, metal fluoride 8 vt 4, metal carbonate 12 wt 4
, a total of 70 wt % of flux added to the total wire weight is filled with 4 wt 4, and the flux filling rate is less than 5 to 25 wt 4, which is the range of the present invention, and the slag amount is small and the slag on the back bead is The encapsulation was not uniform and some areas were exposed, and the X-ray performance test was rated 3rd grade.

扁４は、フラ、クス重量に対しＴｉＯ□５０　ｗｔ　４
゜金属弗化物８ｗｔ４、金属炭酸塩１２　ｗｔ　４、合
計で７０　ｗｔ　４添加したフラックスをワイヤ全重量
に対し２７　ｖｔ　４充填したもので、フラックス充填
率が本発明範囲である５〜２５　ｗｔ　４を超えておシ
、裏ピードのスラグ被包性は良好であったが、スラグ量
が多すぎてスラグが電極に接触して電極先端を損傷し、
溶接作業がやりに＜＜、溶接欠陥がみられ、Ｘ線性能試
験において３級であった。Flat 4 is TiO □50 wt 4 compared to the weight of Fura and Kusu.
゜Metal fluoride 8wt4, metal carbonate 12wt4, a total of 70wt4 added flux was filled with 27vt4 to the total wire weight, and the flux filling rate was 5 to 25wt4, which is within the range of the present invention. Although the slag coverage of the back plate was good, the amount of slag was too large and the slag came into contact with the electrode and damaged the electrode tip.
The welding work was poor, welding defects were observed, and the X-ray performance test was grade 3.

扁５は、フラックス中に、ＳおよびＢｉを添加しないも
のであシ、スラグのはく離が極めて悪い。The flat plate 5 does not contain S and Bi in the flux, and the slag peeling is extremely poor.

Ｓ６は、ワイヤ全重量に対し、Ｓを０．１３　ｖｔ憾、
Ｂ１を０．３５ｗｔ４と、それぞれ本発明の範囲である
０、１０　ｗｔ壬、０．３ｖｔ係を超えておシ、スラグ
のはく離は良好であるが、ビード本体における高温割れ
がみられた。For S6, S is 0.13 vt relative to the total weight of the wire,
When B1 was set to 0.35wt4, exceeding the ranges of the present invention of 0, 10wt and 0.3vt, slag peeling was good, but hot cracking was observed in the bead body.

Ａ７は、ワイヤ全重量に対しＮの合計が０．０５ｗｔ４
未満であり、溶接金属の機械的性能の向上が顕著に現わ
れない。For A7, the total amount of N is 0.05wt4 based on the total weight of the wire.
The mechanical performance of the weld metal is not significantly improved.

Ａ８は、ワイヤ全重量に対しＮの合計が本発明範囲の０
．４　ｗｔ　Ｓを超えておυ、スラグの剥離性が劣化し
た。A8 has a total of N of 0 within the range of the present invention based on the total weight of the wire.
．． When the amount exceeded 4 wt S, the slag releasability deteriorated.

これに対し、本発明になるＡ９〜３０のＴＩＧ溶加材を
用いたものは、いずれも裏ビードのスラグ被包性、スラ
グのはく離が良好で、溶接金属の機械的性能の向上効果
も顕著で、Ｘ線性能試験にすぐれ、ビード本体の高温割
れもみられながりた。On the other hand, those using TIG filler metals of A9 to 30 according to the present invention have good slag coverage of the back bead and good slag peeling, and have a remarkable effect of improving the mechanical performance of the weld metal. It performed well in the X-ray performance test, and no high-temperature cracks were observed in the bead body.

以上、説明したように本発明になるＴＩＧ溶加材は溶加
材中にＴｉＯ２ｒ金属弗化物、金属炭酸塩Ｉ　Ｓ　ＩＢ
ｉおよびＮを夫々所定の範囲で含有せしめることにより
、これらの元素の相乗効果にょシ、高窒素ステンレス鋼
のＴＩＧ裏波溶接において、鋼種の如何にかかわらず、
スラグの被包性、スラグのはく離、溶接金属の機械的性
能が良好で、しかも健全な溶接部が得られる。As explained above, the TIG filler material according to the present invention contains TiO2r metal fluoride and metal carbonate I S I B in the filler metal.
By containing i and N within a predetermined range, the synergistic effect of these elements can be achieved, regardless of the steel type, in TIG Urana welding of high nitrogen stainless steel.
The slag encapsulation, slag peeling, and mechanical performance of the weld metal are good, and a sound weld can be obtained.

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

第１図は溶接金属のＮ量と引張性能の関係を示す図、第
２図は溶接金属のＮ量と耐食性の関係を示す図、第３図
はＴＩＧ溶接要領を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）
は正面図、第４図は、試験に用いた母材の開先形状を示
す図である。第５図はＴＩＧ溶接用溶加材の形状例を示
す断面図である。 １はＴＩＧトーチノズル、２はタングステン電極、３は
ＴＩＧ溶接用溶加材、４はアーク、５は母材、６は溶接
金属、Ｗは溶接方向、７は外皮、８は充填フラックス、
ｔは板厚、θは開先角度、ｆはルートフェース、ｇはル
ートギャップを示す。 特許出願人　新日本製鐵株式會社 第１図 溶接金属のＮ（ｏｌｏ） 第２図 Ｎ　　ｗｔ％ 第３図 （Ｃ１） （ｂ） 第４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和６０年４月５日Figure 1 is a diagram showing the relationship between the N content of the weld metal and tensile performance, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the N content of the weld metal and corrosion resistance, and Figure 3 is a diagram showing the TIG welding procedure. (a) is a perspective view, (b)
is a front view, and FIG. 4 is a diagram showing the groove shape of the base material used in the test. FIG. 5 is a sectional view showing an example of the shape of a filler metal for TIG welding. 1 is a TIG torch nozzle, 2 is a tungsten electrode, 3 is a filler metal for TIG welding, 4 is an arc, 5 is a base metal, 6 is a weld metal, W is a welding direction, 7 is an outer skin, 8 is a filling flux,
t is the plate thickness, θ is the groove angle, f is the root face, and g is the root gap. Patent applicant: Nippon Steel Corporation Figure 1 N (olo) of welded metal Figure 2 N wt% Figure 3 (C1) (b) Figure 4 Figure 5 Procedural amendment (voluntary) April 1985 5th day of the month

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）フラックス全重量に対し、ＴｉＯ＿２、金属弗化
物、金属炭酸塩の１種または２種以上の合計が３０〜８
５ｗｔ％で、かつその内少くとも１種類を３０ｗｔ％以
上含有するフラックスをステンレス鋼外皮で形成される
ワイヤ中にワイヤ全重量に対し５〜２５ｗｔ％、またワ
イヤ全重量に対し充填フラックス中にＳの単体あるいは
化合物の１種または２種以上の合計がＳ単体に換算して
０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｂｉの単体あるいは化合物
の１種または２種以上の合計がＢｉ単体に換算して０．
００１〜０．３ｗｔ％含有せしめ、さらにＮをワイヤ外
皮または充填フラックスの一方または両方にＮに換算し
てワイヤ全重量に対し０．０５〜０．４ｗｔ％含有せし
めたことを特徴とするＴＩＧ溶接用溶加材。(1) The total amount of one or more of TiO_2, metal fluorides, and metal carbonates is 30 to 8 with respect to the total weight of the flux.
A flux containing 5 wt% and at least 30 wt% of at least one of the fluxes is added to the wire formed with a stainless steel sheath, and 5 to 25 wt% of the total weight of the wire is added, and S is added to the filling flux based on the total wire weight. The total amount of one or more types of Bi alone or compounds is 0.001 to 0.1 wt% in terms of S alone, and the total amount of one or more types of Bi alone or compounds is converted to Bi alone. 0.
001 to 0.3 wt%, and further N is contained in one or both of the wire sheath or the filling flux in terms of N, 0.05 to 0.4 wt% based on the total weight of the wire. Filler metal for use. （２）全充填フラックスが、固着剤で湿式混合されてい
る特許請求の範囲第１項記載のＴＩＧ溶接用溶加材。(2) The filler metal for TIG welding according to claim 1, wherein the entire filling flux is wet-mixed with a binding agent.