JP3017059B2 - Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ - Google Patents
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣｒ−Ｎｉ系ステンレス
鋼の溶接に使用され、溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐
食性等が優れていると共に、アーク安定性及びスラグ剥
離性等の溶接作業性が向上したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス
鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤに関する。
鋼の溶接に使用され、溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐
食性等が優れていると共に、アーク安定性及びスラグ剥
離性等の溶接作業性が向上したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス
鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼の溶接において、高能率化
及び自動化に対する要求に伴って、フラックス入りワイ
ヤの適用が急速に拡大している。近時、建築構造物の強
度部材としてステンレス鋼を適用することも検討されて
おり、ＳＵＳ３０４Ｎ２等の高窒素オーステナイト系ス
テンレス鋼が注目されている。高窒素オーステナイト系
ステンレス鋼は、高強度であると共に、耐孔食性及び耐
隙間腐食性等に対しても優れた特性を有している。従っ
て、母材の軽量化及び耐食性の向上の実現によって、水
門及びケミカルタンカ等へも広く適用されてきている。
また、フェライト・オーステナイト系２相ステンレス鋼
も同様な特性を有することから、３０４Ｌ系等に替わっ
て、その適用が拡大している。
及び自動化に対する要求に伴って、フラックス入りワイ
ヤの適用が急速に拡大している。近時、建築構造物の強
度部材としてステンレス鋼を適用することも検討されて
おり、ＳＵＳ３０４Ｎ２等の高窒素オーステナイト系ス
テンレス鋼が注目されている。高窒素オーステナイト系
ステンレス鋼は、高強度であると共に、耐孔食性及び耐
隙間腐食性等に対しても優れた特性を有している。従っ
て、母材の軽量化及び耐食性の向上の実現によって、水
門及びケミカルタンカ等へも広く適用されてきている。
また、フェライト・オーステナイト系２相ステンレス鋼
も同様な特性を有することから、３０４Ｌ系等に替わっ
て、その適用が拡大している。
【０００３】これらの母材の溶接においても、溶接金属
の耐食性を向上させたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用
の高窒素フラックス入りワイヤは、既に開発されている
（特開平３−２６４１９４号公報）。
の耐食性を向上させたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用
の高窒素フラックス入りワイヤは、既に開発されている
（特開平３−２６４１９４号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
中の窒素含有量が高くなると、スパッタが発生しやすく
なる傾向があり、スラグ剥離性についても著しく低下す
るという問題点がある。このため、より一層溶接作業性
を向上させることができる高窒素フラックス入りワイヤ
が要求されている。特に、各種継手の中でも、実構造物
において広く適用されている片面溶接において、初層溶
接金属の表面及び裏面のスラグの剥離性が不良である
と、作業の妨げになって好ましくない。また、残留スラ
グによってスラグ巻き込みが発生しやすくなるという問
題点もある。
中の窒素含有量が高くなると、スパッタが発生しやすく
なる傾向があり、スラグ剥離性についても著しく低下す
るという問題点がある。このため、より一層溶接作業性
を向上させることができる高窒素フラックス入りワイヤ
が要求されている。特に、各種継手の中でも、実構造物
において広く適用されている片面溶接において、初層溶
接金属の表面及び裏面のスラグの剥離性が不良である
と、作業の妨げになって好ましくない。また、残留スラ
グによってスラグ巻き込みが発生しやすくなるという問
題点もある。
【０００５】一方、Ｃｒ系のステンレス鋼溶接用高窒素
フラックス入りワイヤについては、溶接作業性が良好で
あると共に、溶接金属の機械的性能が向上したもの等が
開示されている（特開平５−１３８３９４号公報）。し
かしながら、Ｃｒ系ステンレス鋼とＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼とでは線膨張係数及び融点等の特性が異なるの
で、単に、Ｃｒ−Ｎｉ系のフラックス成分を開示されて
いるＣｒ系の成分に類似させるのみでは、窒素含有量の
増加による溶接作業性の低下を抑制することはできな
い。
フラックス入りワイヤについては、溶接作業性が良好で
あると共に、溶接金属の機械的性能が向上したもの等が
開示されている（特開平５−１３８３９４号公報）。し
かしながら、Ｃｒ系ステンレス鋼とＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼とでは線膨張係数及び融点等の特性が異なるの
で、単に、Ｃｒ−Ｎｉ系のフラックス成分を開示されて
いるＣｒ系の成分に類似させるのみでは、窒素含有量の
増加による溶接作業性の低下を抑制することはできな
い。
【０００６】他に、窒素含有量が低いＣｒ−Ｎｉ系ステ
ンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤについても公知で
ある（特公平５−１８６７９）。これは、優れた溶接作
業性を得ることができるものであるが、低窒素系である
ために、溶接金属の十分な耐食性及び強度を得ることは
困難である。
ンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤについても公知で
ある（特公平５−１８６７９）。これは、優れた溶接作
業性を得ることができるものであるが、低窒素系である
ために、溶接金属の十分な耐食性及び強度を得ることは
困難である。
【０００７】このように、従来技術においては、窒素含
有による強度及び耐食性の向上と、スラグ剥離性を中心
とした良好な溶接作業性との双方を満足するＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは開
発されていない。
有による強度及び耐食性の向上と、スラグ剥離性を中心
とした良好な溶接作業性との双方を満足するＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは開
発されていない。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐食性が優
れていると共に、良好な溶接作業性を得ることができる
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入り
ワイヤを提供することを目的とする。
のであって、溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐食性が優
れていると共に、良好な溶接作業性を得ることができる
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入り
ワイヤを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは、
ステンレス鋼外皮中にフラックスを充填してなるＣｒ−
Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ
において、前記外皮及びフラックス中にワイヤ全重量に
対して、Ｎ及び窒素化合物（Ｎ換算値の総量）：０．０
５乃至０．３０重量％を含有し、前記フラックス中にワ
イヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０乃至８．０重量
％、ＳｉＯ2 ：０．３乃至３．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：
０．０５乃至１．５重量％、金属フッ化物（Ｆ換算
値）：０．０５乃至０．７重量％、ＺｒＯ2 ：０．５重
量％未満及び金属炭酸塩：１．０重量％以下を含有して
いることを特徴とする。
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは、
ステンレス鋼外皮中にフラックスを充填してなるＣｒ−
Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ
において、前記外皮及びフラックス中にワイヤ全重量に
対して、Ｎ及び窒素化合物（Ｎ換算値の総量）：０．０
５乃至０．３０重量％を含有し、前記フラックス中にワ
イヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０乃至８．０重量
％、ＳｉＯ2 ：０．３乃至３．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：
０．０５乃至１．５重量％、金属フッ化物（Ｆ換算
値）：０．０５乃至０．７重量％、ＺｒＯ2 ：０．５重
量％未満及び金属炭酸塩：１．０重量％以下を含有して
いることを特徴とする。
【００１０】本発明に係る他のＣｒ−Ｎｉ系ステンレス
鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼
外皮中にフラックスを充填してなるＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤにおいて、前
記外皮及びフラックス中にワイヤ全重量に対して、Ｎ及
び窒素化合物（Ｎ換算値の総量）：０．０５乃至０．３
０重量％を含有し、前記フラックス中にワイヤ全重量に
対して、ＴｉＯ2 ：４．０乃至８．０重量％、ＳｉＯ
2 ：０．３乃至３．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：０．０５乃至
１．５重量％及び金属フッ化物（Ｆ換算値）：０．０５
乃至０．７重量％を含有し、不可避的不純物としてのＺ
ｒＯ2 を０．５重量％未満、金属炭酸塩を１．０重量％
以下に規制したことを特徴とする。
鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤは、ステンレス鋼
外皮中にフラックスを充填してなるＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤにおいて、前
記外皮及びフラックス中にワイヤ全重量に対して、Ｎ及
び窒素化合物（Ｎ換算値の総量）：０．０５乃至０．３
０重量％を含有し、前記フラックス中にワイヤ全重量に
対して、ＴｉＯ2 ：４．０乃至８．０重量％、ＳｉＯ
2 ：０．３乃至３．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：０．０５乃至
１．５重量％及び金属フッ化物（Ｆ換算値）：０．０５
乃至０．７重量％を含有し、不可避的不純物としてのＺ
ｒＯ2 を０．５重量％未満、金属炭酸塩を１．０重量％
以下に規制したことを特徴とする。
【００１１】更に、前記外皮及びフラックス中のワイヤ
全重量に対するＮｂ及びＶの含有量が総量で０．３重量
％以下に規制されており、前記Ｆ換算値、Ｎ換算値、Ｎ
ｂ及びＶの含有量をワイヤ全重量に対する重量％で
［Ｆ］、［Ｎ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］としたときに、数
式（［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））
によって算出される値が０．２以上であることが好まし
い。
全重量に対するＮｂ及びＶの含有量が総量で０．３重量
％以下に規制されており、前記Ｆ換算値、Ｎ換算値、Ｎ
ｂ及びＶの含有量をワイヤ全重量に対する重量％で
［Ｆ］、［Ｎ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］としたときに、数
式（［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））
によって算出される値が０．２以上であることが好まし
い。
【００１２】
【作用】本願発明者等は、窒素含有量が高いＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ成分と、アーク安定性、スパッタ発生量、スラグ
の被包性、スラグ剥離性及びビード形状等による溶接作
業性との相関性について、種々研究を行った。また、ワ
イヤ成分と、スラグ巻き込み及びブローホール等による
溶接欠陥との関連性についても種々実験検討を行った。
このなかで、金属フッ化物のスラグの剥離性に対する作
用効果については、高窒素のワイヤ中に適正量の金属フ
ッ化物を含有させることによって、良好なスラグの剥離
性を得ることができることを見い出した。特に、スラグ
の剥離性が問題になりやすい片面溶接時において、初層
ビード裏面のスラグの剥離性に対して、極めて良好な効
果を得ることができた。
系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ成分と、アーク安定性、スパッタ発生量、スラグ
の被包性、スラグ剥離性及びビード形状等による溶接作
業性との相関性について、種々研究を行った。また、ワ
イヤ成分と、スラグ巻き込み及びブローホール等による
溶接欠陥との関連性についても種々実験検討を行った。
このなかで、金属フッ化物のスラグの剥離性に対する作
用効果については、高窒素のワイヤ中に適正量の金属フ
ッ化物を含有させることによって、良好なスラグの剥離
性を得ることができることを見い出した。特に、スラグ
の剥離性が問題になりやすい片面溶接時において、初層
ビード裏面のスラグの剥離性に対して、極めて良好な効
果を得ることができた。
【００１３】即ち、本願発明者等は、ワイヤ中の窒素含
有量を適正量に規制すると共に、スラグ形成剤である金
属酸化物及び金属フッ化物等を適切に含有させることに
よって、高窒素系であっても溶接作業性が良好であるＣ
ｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワ
イヤが得られることを見い出した。
有量を適正量に規制すると共に、スラグ形成剤である金
属酸化物及び金属フッ化物等を適切に含有させることに
よって、高窒素系であっても溶接作業性が良好であるＣ
ｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワ
イヤが得られることを見い出した。
【００１４】以下、本発明におけるＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤに含有される
化学成分及びその組成限定理由について説明する。
レス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤに含有される
化学成分及びその組成限定理由について説明する。
【００１５】Ｎ及び窒素化合物（Ｎ換算値）：０．０５
乃至０．３０重量％ 窒素は炭素と同様に固溶強化元素であり、溶接金属の強
度を高めると共に、耐孔食性及び耐隙間腐食性等を向上
させる効果を有する。ワイヤ中の窒素含有量が０．０５
重量％未満であると、その効果を十分に得ることができ
ない。一方、窒素含有量が０．３０重量％を超えると、
ブローホール等の溶接欠陥が発生しやすくなると共に、
更に窒素含有量を増加させても、強度、耐孔食性及び耐
隙間腐食性等を向上させる効果が低下する。従って、ワ
イヤ全重量に対するＮ及び窒素化合物の含有量はＮ換算
値で０．０５乃至０．３０重量％とする。なお、Ｎは鋼
製外皮及びフラックスのいずれか一方又は両方に含有さ
れるものであり、フラックス中に窒素化合物の形で含有
されるときには、Ｎに換算した総量とする。
乃至０．３０重量％ 窒素は炭素と同様に固溶強化元素であり、溶接金属の強
度を高めると共に、耐孔食性及び耐隙間腐食性等を向上
させる効果を有する。ワイヤ中の窒素含有量が０．０５
重量％未満であると、その効果を十分に得ることができ
ない。一方、窒素含有量が０．３０重量％を超えると、
ブローホール等の溶接欠陥が発生しやすくなると共に、
更に窒素含有量を増加させても、強度、耐孔食性及び耐
隙間腐食性等を向上させる効果が低下する。従って、ワ
イヤ全重量に対するＮ及び窒素化合物の含有量はＮ換算
値で０．０５乃至０．３０重量％とする。なお、Ｎは鋼
製外皮及びフラックスのいずれか一方又は両方に含有さ
れるものであり、フラックス中に窒素化合物の形で含有
されるときには、Ｎに換算した総量とする。
【００１６】ＴｉＯ2 ：４．０乃至８．０重量％ ＴｉＯ2 はアークの安定性を向上させると共に、溶接金
属に対するスラグの被包性を安定化させる効果を有す
る。また、ビード形状を良好にする効果も有する。Ｔｉ
Ｏ2 含有量が４．０重量％未満であると、その効果を十
分に得ることができない。一方、ＴｉＯ2 含有量が８．
０重量％を超えると、逆に、スラグの流動性が低下し
て、スラグ巻き込みの原因となるので好ましくない。従
って、ワイヤ全重量に対するフラックス中のＴｉＯ2 含
有量は４．０乃至８．０重量％とする。
属に対するスラグの被包性を安定化させる効果を有す
る。また、ビード形状を良好にする効果も有する。Ｔｉ
Ｏ2 含有量が４．０重量％未満であると、その効果を十
分に得ることができない。一方、ＴｉＯ2 含有量が８．
０重量％を超えると、逆に、スラグの流動性が低下し
て、スラグ巻き込みの原因となるので好ましくない。従
って、ワイヤ全重量に対するフラックス中のＴｉＯ2 含
有量は４．０乃至８．０重量％とする。
【００１７】ＺｒＯ2 ：０．５重量％未満 ＺｒＯ2 はフラックス中に過度に含有されて、その含有
量が０．５重量％以上になると、スラグの凝固性を著し
く高め、ビードのなじみ性及び形状が劣化する。また、
本発明のように窒素含有量が０．０５乃至０．３０重量
％である高窒素フラックス入りワイヤにおいては、Ｚｒ
Ｏ2 の含有量が０．５重量％以上になると、片面溶接時
の初層ビード裏面のスラグの剥離性が著しく低下する。
従って、ワイヤ全重量に対するフラックス中のＺｒＯ2
含有量は０．５重量％未満に規制する。好ましくは、Ｚ
ｒＯ2 含有量は０．３重量％未満である。
量が０．５重量％以上になると、スラグの凝固性を著し
く高め、ビードのなじみ性及び形状が劣化する。また、
本発明のように窒素含有量が０．０５乃至０．３０重量
％である高窒素フラックス入りワイヤにおいては、Ｚｒ
Ｏ2 の含有量が０．５重量％以上になると、片面溶接時
の初層ビード裏面のスラグの剥離性が著しく低下する。
従って、ワイヤ全重量に対するフラックス中のＺｒＯ2
含有量は０．５重量％未満に規制する。好ましくは、Ｚ
ｒＯ2 含有量は０．３重量％未満である。
【００１８】ＳｉＯ2 ：０．３乃至３．０重量％ ＳｉＯ2 は溶接金属に対する被包性が良好であるスラグ
を形成すると共に、ビードのなじみ性を良好にする効果
を有する。ＳｉＯ2 含有量が０．３重量％未満である
と、その効果を十分に得ることができない。一方、Ｓｉ
Ｏ2 が３．０重量％を超えると、スラグの粘性が高くな
ることによって、ビード形状の劣化及びスラグ巻き込み
が発生しやすくなる。従って、ワイヤ全重量に対するフ
ラックス中のＳｉＯ2 含有量は０．３乃至３．０重量％
とする。
を形成すると共に、ビードのなじみ性を良好にする効果
を有する。ＳｉＯ2 含有量が０．３重量％未満である
と、その効果を十分に得ることができない。一方、Ｓｉ
Ｏ2 が３．０重量％を超えると、スラグの粘性が高くな
ることによって、ビード形状の劣化及びスラグ巻き込み
が発生しやすくなる。従って、ワイヤ全重量に対するフ
ラックス中のＳｉＯ2 含有量は０．３乃至３．０重量％
とする。
【００１９】Ａｌ2Ｏ3：０．０５乃至１．５重量％ Ａｌ2Ｏ3はスラグの流動性を調整して、ビード形状を良
好にする効果を有する。また、適量のＡｌ2Ｏ3を添加す
ることによって、スラグの剥離性を向上させることもで
きる。Ａｌ2Ｏ3が０．０５重量％未満であると、その効
果を十分に得ることができない。一方、Ａｌ2Ｏ3含有量
が１．５重量％を超えると、ビード形状が劣化すると共
に、スラグの剥離性が著しく低下する。従って、ワイヤ
全重量に対するフラックス中のＡｌ2Ｏ3含有量は０．０
５乃至１．５重量％とする。
好にする効果を有する。また、適量のＡｌ2Ｏ3を添加す
ることによって、スラグの剥離性を向上させることもで
きる。Ａｌ2Ｏ3が０．０５重量％未満であると、その効
果を十分に得ることができない。一方、Ａｌ2Ｏ3含有量
が１．５重量％を超えると、ビード形状が劣化すると共
に、スラグの剥離性が著しく低下する。従って、ワイヤ
全重量に対するフラックス中のＡｌ2Ｏ3含有量は０．０
５乃至１．５重量％とする。
【００２０】金属フッ化物（Ｆ換算値）：０．０５乃至
０．７重量％ 金属フッ化物は窒素含有量が高いＣｒ−Ｎｉ系オーステ
ナイト系ステンレス鋼の溶接金属に対するスラグの剥離
性を向上させる効果が極めて大きい。即ち、フラックス
入りワイヤの窒素含有量が高いとスラグ剥離性は低下す
るため、良好なスラグ剥離性を確保するためには、前記
フラックス成分の他に一定量以上の金属フッ化物を含有
させることが必要である。
０．７重量％ 金属フッ化物は窒素含有量が高いＣｒ−Ｎｉ系オーステ
ナイト系ステンレス鋼の溶接金属に対するスラグの剥離
性を向上させる効果が極めて大きい。即ち、フラックス
入りワイヤの窒素含有量が高いとスラグ剥離性は低下す
るため、良好なスラグ剥離性を確保するためには、前記
フラックス成分の他に一定量以上の金属フッ化物を含有
させることが必要である。
【００２１】また、スラグ剥離性はスラグの厚さによっ
ても影響される。例えば、１本の溶接金属を形成したと
きに、ビード際のスラグの厚さが極めて薄い場合、その
部分のスラグ剥離性は不良となりやすい。窒素含有量が
低いＣｒ−Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼溶接用
のフラックス入りワイヤを使用する場合は、この傾向は
低くなる。しかしながら、本発明のように高窒素フラッ
クス入りワイヤを使用する場合、ビード際の部分のスラ
グの厚さが薄いと、良好なスラグ剥離性を得ることが困
難になる。金属フッ化物はスラグの厚さを均一にする効
果を有しているので、この点からも、金属フッ化物の添
加によってスラグ剥離性を良好にすることができる。金
属フッ化物がＦ換算値で０．０５重量％未満であると、
その効果を十分に得ることができない。一方、金属フッ
化物の含有量が０．７重量％を超えてもその効果が向上
することはなく、逆に、スパッタ発生量が増加する。従
って、ワイヤ全重量に対する金属フッ化物の含有量は、
Ｆ換算値で０．０５乃至０．７重量％とする。好ましく
は、金属フッ化物の含有量は０．２５乃至０．７重量％
である。なお、金属フッ化物のスラグ剥離性に対する効
果は、その種類に拘わらず、Ｆ換算値が同一であれば同
様の効果を得ることができるので、金属フッ化物の種類
については規定しない。例えば、ＮａＦ、ＣａＦ2 、Ｋ
2ＳｉＦ6、ＡｌＦ3 及びＫ2ＺｒＦ6等のいずれの金属フ
ッ化物でも適用することができる。
ても影響される。例えば、１本の溶接金属を形成したと
きに、ビード際のスラグの厚さが極めて薄い場合、その
部分のスラグ剥離性は不良となりやすい。窒素含有量が
低いＣｒ−Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼溶接用
のフラックス入りワイヤを使用する場合は、この傾向は
低くなる。しかしながら、本発明のように高窒素フラッ
クス入りワイヤを使用する場合、ビード際の部分のスラ
グの厚さが薄いと、良好なスラグ剥離性を得ることが困
難になる。金属フッ化物はスラグの厚さを均一にする効
果を有しているので、この点からも、金属フッ化物の添
加によってスラグ剥離性を良好にすることができる。金
属フッ化物がＦ換算値で０．０５重量％未満であると、
その効果を十分に得ることができない。一方、金属フッ
化物の含有量が０．７重量％を超えてもその効果が向上
することはなく、逆に、スパッタ発生量が増加する。従
って、ワイヤ全重量に対する金属フッ化物の含有量は、
Ｆ換算値で０．０５乃至０．７重量％とする。好ましく
は、金属フッ化物の含有量は０．２５乃至０．７重量％
である。なお、金属フッ化物のスラグ剥離性に対する効
果は、その種類に拘わらず、Ｆ換算値が同一であれば同
様の効果を得ることができるので、金属フッ化物の種類
については規定しない。例えば、ＮａＦ、ＣａＦ2 、Ｋ
2ＳｉＦ6、ＡｌＦ3 及びＫ2ＺｒＦ6等のいずれの金属フ
ッ化物でも適用することができる。
【００２２】金属炭酸塩：１．０重量％以下 金属炭酸塩をフラックス中に過度に添加すると、スラグ
の剥離性が低下すると共に、スパッタ発生量が著しく増
加する。従って、ワイヤ全重量に対する金属炭酸塩の含
有量は１．０重量％以下とする。好ましくは、金属炭酸
塩の含有量は０．３重量％以下である。
の剥離性が低下すると共に、スパッタ発生量が著しく増
加する。従って、ワイヤ全重量に対する金属炭酸塩の含
有量は１．０重量％以下とする。好ましくは、金属炭酸
塩の含有量は０．３重量％以下である。
【００２３】本発明は、窒素含有量が高いフラックス入
りワイヤを使用しても、良好な溶接作業性、特に、良好
なスラグ剥離性を得ることを目的として、種々の試験に
よってワイヤ成分の含有量を、上述の如く規定したもの
である。そして更に、ワイヤ中の不純物成分等を規制す
ることによって、より一層スラグの剥離性を向上させる
ことができる。以下に、ワイヤ中に不可避的に混入する
不純物成分及び成分限定理由についても説明する。
りワイヤを使用しても、良好な溶接作業性、特に、良好
なスラグ剥離性を得ることを目的として、種々の試験に
よってワイヤ成分の含有量を、上述の如く規定したもの
である。そして更に、ワイヤ中の不純物成分等を規制す
ることによって、より一層スラグの剥離性を向上させる
ことができる。以下に、ワイヤ中に不可避的に混入する
不純物成分及び成分限定理由についても説明する。
【００２４】（Ｎｂ＋Ｖ）含有量：０．３重量％以下 ［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］））：０．
２以上 ワイヤ中の不純物成分であるＮｂ及びＶは、スラグの剥
離性に大きく影響を及ぼす。また、高窒素フラックス入
りワイヤにおいては、Ｎ、Ｎｂ及びＶの相乗作用によっ
てスラグ剥離性が著しく低下する。このようなスラグ剥
離性の低下を抑制するためには、ワイヤ中のスラグ形成
剤の含有量を調整することによって対応することができ
る。しかしながら、Ｎｂ及びＶの含有量が総量で０．３
重量％を超えると、スラグ形成剤の調整のみでは不十分
となる。
２以上 ワイヤ中の不純物成分であるＮｂ及びＶは、スラグの剥
離性に大きく影響を及ぼす。また、高窒素フラックス入
りワイヤにおいては、Ｎ、Ｎｂ及びＶの相乗作用によっ
てスラグ剥離性が著しく低下する。このようなスラグ剥
離性の低下を抑制するためには、ワイヤ中のスラグ形成
剤の含有量を調整することによって対応することができ
る。しかしながら、Ｎｂ及びＶの含有量が総量で０．３
重量％を超えると、スラグ形成剤の調整のみでは不十分
となる。
【００２５】また、ワイヤ中のＦ、Ｎ、Ｎｂ及びＶの含
有量をワイヤ全重量に対する重量％で［Ｆ］、［Ｎ］、
［Ｎｂ］及び［Ｖ］としたときに、数式（［Ｆ］／
（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））によって算出
される値が０．２以上であると、良好なスラグ剥離性を
確保することができる。従って、ワイヤ全重量に対する
Ｎｂ及びＶの含有量は総量で０．３重量％以下、数式
（［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））に
よって算出される値は０．２以上であることが好まし
い。
有量をワイヤ全重量に対する重量％で［Ｆ］、［Ｎ］、
［Ｎｂ］及び［Ｖ］としたときに、数式（［Ｆ］／
（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））によって算出
される値が０．２以上であると、良好なスラグ剥離性を
確保することができる。従って、ワイヤ全重量に対する
Ｎｂ及びＶの含有量は総量で０．３重量％以下、数式
（［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））に
よって算出される値は０．２以上であることが好まし
い。
【００２６】本発明においては、上記成分の他に、種々
の造滓剤を添加することができ、その種類及び量につい
ては規制しない。例えば、ステンレス鋼溶接用フラック
ス入りワイヤを構成するフラックス中には、Ｎｉ、Ｃｒ
及びＭｏ等の合金成分が含有されている。しかしなが
ら、これらの成分の含有量は目的とする鋼種によって異
なるものであるため、本発明においては特に規定しな
い。また、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ及びＺｒ等の
脱酸剤並びにＣの含有量についても、特に規制するもの
ではないので、必要に応じて添加することが可能であ
る。
の造滓剤を添加することができ、その種類及び量につい
ては規制しない。例えば、ステンレス鋼溶接用フラック
ス入りワイヤを構成するフラックス中には、Ｎｉ、Ｃｒ
及びＭｏ等の合金成分が含有されている。しかしなが
ら、これらの成分の含有量は目的とする鋼種によって異
なるものであるため、本発明においては特に規定しな
い。また、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ及びＺｒ等の
脱酸剤並びにＣの含有量についても、特に規制するもの
ではないので、必要に応じて添加することが可能であ
る。
【００２７】更に、フラックス入りワイヤの形態として
は、シームレスタイプ及び管状に成形されたステンレス
鋼の薄板にフラックスを充填したもの等がある。また、
後者の断面形状も多様であるが、本発明においては、い
ずれの形態のフラックス入りワイヤでも適用することが
できる。シールドガスについても、１００％ＣＯ2 及び
Ａｒと２０％ＣＯ2 との混合ガス等のいずれを使用して
もよい。
は、シームレスタイプ及び管状に成形されたステンレス
鋼の薄板にフラックスを充填したもの等がある。また、
後者の断面形状も多様であるが、本発明においては、い
ずれの形態のフラックス入りワイヤでも適用することが
できる。シールドガスについても、１００％ＣＯ2 及び
Ａｒと２０％ＣＯ2 との混合ガス等のいずれを使用して
もよい。
【００２８】
【実施例】以下、本発明に係るＣｒ−Ｎｉ系ステンレス
鋼溶接用高窒素フラックス入り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。
鋼溶接用高窒素フラックス入り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。
【００２９】先ず、下記表１に示す鋼製外皮を使用し
て、フラックス入りワイヤを製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して、下記表２に示す化学成
分を有する溶接母材を１層１パスによって片面溶接し、
初層ビードの表面及び裏面のスラグの剥離性等の溶接作
業性について評価した。このときの溶接条件は、溶接電
流；１７０Ａ（ＤＣＥＰ）、溶接電圧；２７Ｖ、シール
ドガス；８０％Ａｒ−２０％ＣＯ2 、ガス流量；２５リッ
トル／分とした。
て、フラックス入りワイヤを製作した。次いで、このフ
ラックス入りワイヤを使用して、下記表２に示す化学成
分を有する溶接母材を１層１パスによって片面溶接し、
初層ビードの表面及び裏面のスラグの剥離性等の溶接作
業性について評価した。このときの溶接条件は、溶接電
流；１７０Ａ（ＤＣＥＰ）、溶接電圧；２７Ｖ、シール
ドガス；８０％Ａｒ−２０％ＣＯ2 、ガス流量；２５リッ
トル／分とした。
【００３０】図１は溶接母材の開先形状を示す模式的断
面図である。図１に示すように、溶接母材１ａ及び１ｂ
に上向きのＶ開先形状となるように斜面２ａ及び２ｂを
形成し、両者を若干離して配置した。また、母材１ａ及
び１ｂの下部には、上面の中央部から周辺部にかけて凹
みを有する裏当材３をあてがった。なお、本実施例及び
比較例においては板厚が１２ｍｍである溶接母材１ａ及
び１ｂを使用し、両者がなす開先角度を６０°、両者間
の開先底部の間隔を８ｍｍとした。各ワイヤにおける化
学成分を下記表３〜１０に示し、それらの溶接作業性の
評価結果を下記表１１及び１２に示す。但し、表中の評
価結果欄において、◎は極めて良好であることを示し、
○は良好、×は不良であることを示している。
面図である。図１に示すように、溶接母材１ａ及び１ｂ
に上向きのＶ開先形状となるように斜面２ａ及び２ｂを
形成し、両者を若干離して配置した。また、母材１ａ及
び１ｂの下部には、上面の中央部から周辺部にかけて凹
みを有する裏当材３をあてがった。なお、本実施例及び
比較例においては板厚が１２ｍｍである溶接母材１ａ及
び１ｂを使用し、両者がなす開先角度を６０°、両者間
の開先底部の間隔を８ｍｍとした。各ワイヤにおける化
学成分を下記表３〜１０に示し、それらの溶接作業性の
評価結果を下記表１１及び１２に示す。但し、表中の評
価結果欄において、◎は極めて良好であることを示し、
○は良好、×は不良であることを示している。
【００３１】
【表１】 ｔｒ：微量
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】
【表５】
【００３６】
【表６】
【００３７】
【表７】
【００３８】
【表８】
【００３９】
【表９】
【００４０】
【表１０】
【００４１】
【表１１】
【００４２】
【表１２】
【００４３】上記表３〜１２に示すように、実施例Ｎ
ｏ．１〜２０はフラックス中の化学成分及びワイヤ中の
化学成分が、全て請求項１又は２に規定した本発明の範
囲内であるので、溶接作業性のいずれの項目において
も、比較例と比較して優れたものとなった。特に、実施
例Ｎｏ．１、２、４、５、７〜１７、１９及び２０につ
いては、請求項３に規定した化学成分の含有量及び数式
の値を満足しているので、他の実施例と比較してスラグ
の剥離性が極めて良好なものとなった。
ｏ．１〜２０はフラックス中の化学成分及びワイヤ中の
化学成分が、全て請求項１又は２に規定した本発明の範
囲内であるので、溶接作業性のいずれの項目において
も、比較例と比較して優れたものとなった。特に、実施
例Ｎｏ．１、２、４、５、７〜１７、１９及び２０につ
いては、請求項３に規定した化学成分の含有量及び数式
の値を満足しているので、他の実施例と比較してスラグ
の剥離性が極めて良好なものとなった。
【００４４】一方、比較例Ｎｏ．２１はＴｉＯ2 含有量
が本発明範囲の上限を超えているので、アーク安定性が
低下すると共に、スパッタが多量に発生してビード形状
も劣化した。比較例Ｎｏ．２２はＺｒＯ2 含有量が本発
明範囲の上限以上であったので、スラグ剥離性及びビー
ド形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２３はＴｉＯ2 及びＺ
ｒＯ2 含有量が本発明の範囲から外れているので、スラ
グの被包性が低下すると共に、スラグ剥離性及びビード
形状が劣化した。
が本発明範囲の上限を超えているので、アーク安定性が
低下すると共に、スパッタが多量に発生してビード形状
も劣化した。比較例Ｎｏ．２２はＺｒＯ2 含有量が本発
明範囲の上限以上であったので、スラグ剥離性及びビー
ド形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２３はＴｉＯ2 及びＺ
ｒＯ2 含有量が本発明の範囲から外れているので、スラ
グの被包性が低下すると共に、スラグ剥離性及びビード
形状が劣化した。
【００４５】比較例Ｎｏ．２４及び３２はＳｉＯ2 含有
量が本発明範囲の下限未満であるので、共に、スラグの
被包性が低下してビード形状が劣化したが、比較例Ｎ
ｏ．２４は請求項３に規定した数式の値を満足している
ので、Ｎｏ．３２と比較して、スラグ剥離性が良好であ
った。比較例Ｎｏ．２５はＴｉＯ2 及びＳｉＯ2 の含有
量が本発明の範囲から外れており、比較例Ｎｏ．２６は
Ａｌ2Ｏ3含有量が本発明範囲の下限未満であるので、特
にビード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２７はＡｌ2Ｏ3
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、スラグの
剥離性が低下して、ビード形状が劣化した。
量が本発明範囲の下限未満であるので、共に、スラグの
被包性が低下してビード形状が劣化したが、比較例Ｎ
ｏ．２４は請求項３に規定した数式の値を満足している
ので、Ｎｏ．３２と比較して、スラグ剥離性が良好であ
った。比較例Ｎｏ．２５はＴｉＯ2 及びＳｉＯ2 の含有
量が本発明の範囲から外れており、比較例Ｎｏ．２６は
Ａｌ2Ｏ3含有量が本発明範囲の下限未満であるので、特
にビード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２７はＡｌ2Ｏ3
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、スラグの
剥離性が低下して、ビード形状が劣化した。
【００４６】また、比較例Ｎｏ．２８はＦ換算値が本発
明範囲の上限を超えているので、アークが不安定とな
り、スパッタ発生量が増加した。比較例Ｎｏ．２９はＺ
ｒＯ2及びＡｌ2Ｏ3含有量が本発明の範囲から外れてい
るので、スラグの被包性が低下してビード形状が劣化し
た。比較例Ｎｏ．３０は金属炭酸塩の総量が本発明範囲
の上限を超えており、比較例Ｎｏ．３１はワイヤ中のＮ
含有量（換算値）が本発明範囲の上限を超えているの
で、スパッタ発生量が増加すると共に、スラグの剥離性
が低下した。
明範囲の上限を超えているので、アークが不安定とな
り、スパッタ発生量が増加した。比較例Ｎｏ．２９はＺ
ｒＯ2及びＡｌ2Ｏ3含有量が本発明の範囲から外れてい
るので、スラグの被包性が低下してビード形状が劣化し
た。比較例Ｎｏ．３０は金属炭酸塩の総量が本発明範囲
の上限を超えており、比較例Ｎｏ．３１はワイヤ中のＮ
含有量（換算値）が本発明範囲の上限を超えているの
で、スパッタ発生量が増加すると共に、スラグの剥離性
が低下した。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ワイヤ中に適量の窒素を含有しているので、溶接金属の
耐孔食性及び耐隙間腐食性が優れていると共に、スラグ
形成剤及び合金成分等の含有量を適正量に規定している
ので、良好な溶接作業性を得ることができるＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤを得
ることができる。また、ワイヤ中の不純物成分並びにＦ
及びＮの含有量を適切に規制することにより、更にスラ
グ剥離性を向上させることができる。
ワイヤ中に適量の窒素を含有しているので、溶接金属の
耐孔食性及び耐隙間腐食性が優れていると共に、スラグ
形成剤及び合金成分等の含有量を適正量に規定している
ので、良好な溶接作業性を得ることができるＣｒ−Ｎｉ
系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤを得
ることができる。また、ワイヤ中の不純物成分並びにＦ
及びＮの含有量を適切に規制することにより、更にスラ
グ剥離性を向上させることができる。
【図１】溶接母材の開先形状を示す模式的断面図であ
る。
る。
１ａ、１ｂ；母材 ２ａ、２ｂ；斜面 ３；裏当材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 敏治 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番１ 株式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−191693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99297（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138394（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/368 B23K 9/23 C22C 38/48
Claims (3)
- 【請求項１】 ステンレス鋼外皮中にフラックスを充填
してなるＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラッ
クス入りワイヤにおいて、前記外皮及びフラックス中に
ワイヤ全重量に対して、Ｎ及び窒素化合物（Ｎ換算値の
総量）：０．０５乃至０．３０重量％を含有し、前記フ
ラックス中にワイヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０
乃至８．０重量％、ＳｉＯ2 ：０．３乃至３．０重量
％、Ａｌ2Ｏ3：０．０５乃至１．５重量％、金属フッ化
物（Ｆ換算値）：０．０５乃至０．７重量％、ＺｒＯ
2 ：０．５重量％未満及び金属炭酸塩：１．０重量％以
下を含有していることを特徴とするＣｒ−Ｎｉ系ステン
レス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 ステンレス鋼外皮中にフラックスを充填
してなるＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラッ
クス入りワイヤにおいて、前記外皮及びフラックス中に
ワイヤ全重量に対して、Ｎ及び窒素化合物（Ｎ換算値の
総量）：０．０５乃至０．３０重量％を含有し、前記フ
ラックス中にワイヤ全重量に対して、ＴｉＯ2 ：４．０
乃至８．０重量％、ＳｉＯ2 ：０．３乃至３．０重量
％、Ａｌ2Ｏ3：０．０５乃至１．５重量％及び金属フッ
化物（Ｆ換算値）：０．０５乃至０．７重量％を含有
し、不可避的不純物としてのＺｒＯ2 を０．５重量％未
満、金属炭酸塩を１．０重量％以下に規制したことを特
徴とするＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラッ
クス入りワイヤ。 - 【請求項３】 更に、前記外皮及びフラックス中のワイ
ヤ全重量に対するＮｂ及びＶの含有量が総量で０．３重
量％以下に規制されており、前記Ｆ換算値、Ｎ換算値、
Ｎｂ及びＶの含有量をワイヤ全重量に対する重量％で
［Ｆ］、［Ｎ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］としたときに、数
式（［Ｆ］／（［Ｎ］＋３×（［Ｎｂ］＋［Ｖ］）））
によって算出される値が０．２以上であることを特徴と
する請求項１又は２に記載のＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼
溶接用高窒素フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7278075A JP3017059B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ |
| NL1004352A NL1004352C2 (nl) | 1995-10-25 | 1996-10-24 | Lasdraad met hoge stikstoffluxkern voor Cr-Ni-type roestvrijstaal. |
| US08/736,722 US5861605A (en) | 1995-10-25 | 1996-10-25 | High nitrogen flux cored welding wire for Cr-Ni type stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7278075A JP3017059B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09122977A JPH09122977A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3017059B2 true JP3017059B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17592303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7278075A Expired - Lifetime JP3017059B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼溶接用高窒素フラックス入りワイヤ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5861605A (ja) |
| JP (1) | JP3017059B2 (ja) |
| NL (1) | NL1004352C2 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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