JPS6154514B2 - - Google Patents
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- JPS6154514B2 JPS6154514B2 JP4202077A JP4202077A JPS6154514B2 JP S6154514 B2 JPS6154514 B2 JP S6154514B2 JP 4202077 A JP4202077 A JP 4202077A JP 4202077 A JP4202077 A JP 4202077A JP S6154514 B2 JPS6154514 B2 JP S6154514B2
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- gas
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Description
本発明は、窒素を多量(約0.10wt%以上)に含
むステンレス鋼、耐熱鋼のミグ(MIG)溶接に関
するものである。
窒素は、オーステナイト系およびオーステナイ
ト・フエライト2相系ステンレス鋼にあつては、
その鋼の耐孔食性を高め、また鋼を強化する有力
な元素であり、最近窒素を含んだ各種の耐孔食
鋼、高強度鋼が開発されつつある。また、一方、
窒素は強いオーステナイト形成元素であるために
或程度Niの代役をはたすことができる。
Niは資源的に少なく高価であるが、窒素は大
気中に無尽蔵に存在することから、省資源的な意
味においても窒素の有効利用は今後益々増大して
くるものと考えられる。
このような窒素添加材料の1つの大きな問題点
は、溶接においてブローホールを発生しやすいと
いうことであり、このために、窒素入り鋼種の発
展に大きな障害となつている。
とくにアルゴンまたは(アルゴン)+(酸素)の
混合ガス雰囲気中で溶接が行われるミグ溶接にお
いては、ブローホールが多発しやすく、このため
にしばしば溶接不能ないし手直し溶接のやむなき
状態に至ることが多い。本発明者らはこのブロー
ホール対策に取り組みシールドガス中に炭酸ガス
を混合することにより、ブローホールのない、あ
るいはブローホールの著しく少ない溶接部が得ら
れることを見い出した。ブローホールが防止でき
る理由は明らかではないが、実験的に確認された
ものである。炭酸ガスの混合量が10%未満ではそ
のブローホール抑制効果がほとんど期待できず、
また50%を越えると溶融池の酸化防止がむづかし
くなり、非金属介在物は増加し、また炭素の上昇
も大きくなる。したがつて炭酸ガスの混合率は10
〜50容量%(常温、1気圧下)が望ましい。
シールドガスの基本ガス(炭酸ガス以外のガ
ス)としては
アルゴン
アルゴンと酸素の混合ガス
アルゴンと窒素の混合ガス
アルゴン、酸素、窒素の3者混合ガス
のいずれであつてもよい。
本発明はミグ溶接に関するものであるが被覆ア
ーク溶接においてもこれの適用が考えられる。す
なわち裸棒に炭酸ガスを形成しやすいタイプのフ
ラツクスを塗装することにより高窒素鋼の溶接ブ
ローホールが防止できる可能性をも持つている。
シールドガスに炭酸ガスを混合することによる影
響は次の通りである。
(1) 溶接部の組成が僅かながら変化する。
炭素はごく僅かであるが上昇する。ステンレ
ス鋼の場合、その上昇量は0.020%程度以下で
ある。またCrはわずかに減少する。たとえば
20.11%のものが19.72%程度に変化する。これ
ら僅かな組成変化は、実際問題として材料の性
質にほとんど影響を与えない。
(2) スパツターの発生が多くなる。このことは、
好ましいことではないが、これがために溶接が
できなくなるというものではない。ブローホー
ルが防止できることのメリツトを考えれば、ス
パツター発生によるデメリツトは小さい。
(3) 溶接ビードに生成するスケールの剥離性がよ
くなり、ビードの溶けこみが深くなる。
(4) 溶接部の機械的性質は他のシールドガスを用
いた場合とほとんど変らない。
次に本発明を実施例によつて説明する。
実施例 1
耐孔食鋼である高窒素20Cr−10Ni−2.5Mo鋼の
例を次に示す。
使用した板とMIGワイヤとは同一組成のもの
で、これを表1に示す。
The present invention relates to MIG welding of stainless steel and heat-resistant steel containing a large amount of nitrogen (approximately 0.10 wt% or more). Nitrogen is used for austenitic and austenitic-ferritic dual-phase stainless steels.
Nitrogen is a powerful element that increases the pitting corrosion resistance of steel and strengthens it, and recently various pitting corrosion resistant steels and high strength steels containing nitrogen are being developed. Also, on the other hand,
Since nitrogen is a strong austenite-forming element, it can serve as a substitute for Ni to some extent. Ni is a scarce resource and is expensive, but since nitrogen exists inexhaustibly in the atmosphere, it is thought that the effective use of nitrogen will continue to increase in the future in terms of resource conservation. One major problem with such nitrogen-added materials is that they are prone to blowholes during welding, which is a major hindrance to the development of nitrogen-containing steel grades. In particular, in MIG welding where welding is performed in an argon or (argon) + (oxygen) mixed gas atmosphere, blowholes are likely to occur frequently, and this often leads to a situation where welding is impossible or rework is unavoidable. The present inventors took measures against this blowhole and found that by mixing carbon dioxide gas into the shielding gas, a welded part without blowholes or with significantly fewer blowholes could be obtained. The reason why blowholes can be prevented is not clear, but it has been experimentally confirmed. If the amount of carbon dioxide mixed is less than 10%, little blowhole suppression effect can be expected.
Moreover, if it exceeds 50%, it becomes difficult to prevent oxidation of the molten pool, non-metallic inclusions increase, and carbon increases too. Therefore, the mixing ratio of carbon dioxide gas is 10
~50% by volume (at room temperature, under 1 atm) is desirable. The basic shielding gas (gas other than carbon dioxide) may be argon, a mixed gas of argon and oxygen, a mixed gas of argon and nitrogen, or a mixed gas of argon, oxygen, and nitrogen. Although the present invention relates to MIG welding, it can also be applied to covered arc welding. In other words, it is possible to prevent weld blowholes in high-nitrogen steel by coating the bare bar with a type of flux that easily forms carbon dioxide gas.
The effects of mixing carbon dioxide gas with shielding gas are as follows. (1) The composition of the weld zone changes slightly. Carbon increases, albeit by a very small amount. In the case of stainless steel, the amount of increase is about 0.020% or less. Also, Cr decreases slightly. for example
20.11% changes to about 19.72%. These slight changes in composition have little effect on the properties of the material as a practical matter. (2) More spatter occurs. This means that
Although not desirable, this does not prevent welding. Considering the advantage of preventing blowholes, the disadvantages of spatter generation are small. (3) The peelability of the scale generated on the weld bead is improved, and the bead penetration becomes deeper. (4) The mechanical properties of the weld are almost the same as when other shielding gases are used. Next, the present invention will be explained with reference to examples. Example 1 An example of high nitrogen 20Cr-10Ni-2.5Mo steel, which is a pitting-resistant steel, is shown below. The plate and MIG wire used had the same composition, which is shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
この15mmの板にV型開先をとり、ガス混合比を
変えて3層盛のミグ溶接を行なつたあと、X線透
過試験によりブローホールの有無を調べた。結果
を表2にまとめて示した。[Table] After making a V-shaped groove on this 15 mm plate and performing three-layer MIG welding by changing the gas mixture ratio, the presence or absence of blowholes was examined by an X-ray transmission test. The results are summarized in Table 2.
【表】
表2から明らかなように、従来使われている
Ar単味またはAr+O2混合ガスはブローホールの
発生率が100%に対し、Ar+CO2ガスの場合には
発生率がゼロとなる。また、O2、N2の混合量が
少ないときには、Ar+CO2+O2、またはAr+
CO2+N2の混合ガスであつてもブローホールは発
生しにくくなる。O2が3容量%以下、N2が5容
量%以下であれば、ブローホールの発生が完全に
防止できた。
また、1例として継手ビードをたて割りにして
ビードの1断面のブローホール数を調べたとこ
ろ、溶接線200mmに関し使用ガスに応じて次の通
りであつた。
Ar(10/min)+CO2(5/min)のときブロ
ーホールはゼロ。
Ar(14/min)+O2(1/min)のとき13個
のブローホールを認めた。
添付図面は、前記断面の1部分についての、原
寸にほぼ等しい縮尺の研磨断面である。第1図に
はブローホールを発生した常法による溶融金属
を、第2図には本発明による溶接ブローホールの
発生皆無の溶接金属を、それぞれ示した。明らか
に、第1図には大小ブローホールBが認められる
が、第2図には全く認められない。
実施例 2
高強度鋼である高窒素18Cr−8Ni鋼について、
V開先をとり、ガス混合比を変えて5層盛金の溶
接をおこなつたあと、実施例1と同様X線による
透過試験をおこなつた。供試材の組成は表3に示
す。
ガス混合比を変えて試験した結果を表4に示
す。[Table] As is clear from Table 2, the conventionally used
While the blowhole generation rate is 100% for Ar alone or Ar + O 2 mixed gas, the generation rate is zero for Ar + CO 2 gas. In addition, when the mixed amount of O 2 and N 2 is small, Ar + CO 2 + O 2 or Ar +
Blowholes are less likely to occur even with a mixed gas of CO 2 + N 2 . When O 2 was 3% by volume or less and N 2 was 5% by volume or less, the occurrence of blowholes could be completely prevented. Further, as an example, when the joint bead was vertically divided and the number of blowholes in one cross section of the bead was investigated, the number of blowholes in one cross section of the bead was determined as follows for a welding line of 200 mm, depending on the gas used. Blowhole is zero when Ar (10/min) + CO 2 (5/min). When Ar (14/min) + O 2 (1/min) was used, 13 blowholes were observed. The accompanying drawing is a polished cross-section approximately to scale of a portion of said cross-section. FIG. 1 shows molten metal produced by a conventional method with blowholes, and FIG. 2 shows welded metal according to the present invention with no welding blowholes. Obviously, large and small blowholes B can be seen in FIG. 1, but none are seen in FIG. Example 2 Regarding high-nitrogen 18Cr-8Ni steel, which is a high-strength steel,
After forming a V-groove and welding five layers of metal by changing the gas mixture ratio, an X-ray transmission test was conducted in the same manner as in Example 1. The composition of the sample material is shown in Table 3. Table 4 shows the results of tests with different gas mixture ratios.
【表】【table】
【表】
この場合にもAr+CO2の混合ガス使用によ
り、ブローホールは防止できる。
本発明による溶接法を用いて溶接継手を作製
し、その機械的性質について母材と比較した結果
の1例示を、表5に示した。なお、この場合のシ
ールドガスの混合比は、アルゴン気体15/min
に対し2酸化炭素気体5/minであつた。[Table] In this case as well, blowholes can be prevented by using a mixed gas of Ar + CO 2 . Table 5 shows an example of the results of a welded joint produced using the welding method according to the present invention and a comparison of its mechanical properties with that of the base material. In addition, the mixing ratio of the shielding gas in this case is argon gas 15/min.
The rate of carbon dioxide gas was 5/min.
【表】
(注) 溶接継手の衝撃試験片にはビードにノツ
チを入れた
表5に明らかなように、機械的性質はほとんど
変化がない。
上述のように、本発明によれば、在来法では得
られなかつた完全にブローホールがない高窒素合
有ステンレス鋼の溶接金属部分が得られ、高窒素
含有によりもたらされる耐孔蝕性と機械的強度お
よびニツケル代替効果を完全に保持できる。した
がつて、広汎な分野の用途に対する実用化が可能
で産業上寄与するところが大きい。[Table] (Note) As is clear from Table 5, in which a bead was notched in the impact test piece of the welded joint, there was almost no change in mechanical properties. As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a welded metal part of high nitrogen-containing stainless steel that is completely free of blowholes, which could not be obtained by conventional methods. Mechanical strength and nickel replacement effect can be fully maintained. Therefore, it can be put to practical use in a wide range of fields, and will greatly contribute to industry.
第1図は、通常のミグ溶接で発生する溶接ブロ
ーホールのスケツチ図。第2図は、本発明による
ミグ溶接を行なつた溶接金属断面のスケツチ図。
いずれも、ほぼ実物大寸法である。
1,2……試料、ほぼ実物大。B……ブローホ
ール、ほぼ実物大。
Figure 1 is a sketch of a weld blowhole that occurs during normal MIG welding. FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of welded metal subjected to MIG welding according to the present invention.
All are approximately actual size. 1, 2...Sample, almost actual size. B...Blowhole, almost life size.
Claims (1)
ミグ溶接する際に、シールドガスとして、酸素3
容量%以下、窒素5容量%以下、炭酸ガス10〜50
容量%残部アルゴンよりなる混合ガスを使用する
ことを特徴とする高窒素含有ステンレス鋼のブロ
ーホール防止溶接方法。1 When performing MIG welding on high nitrogen-containing stainless steel using a bare welding rod, oxygen 3 is used as a shielding gas.
Volume% or less, Nitrogen 5% or less by volume, Carbon dioxide gas 10-50
A blowhole prevention welding method for high nitrogen content stainless steel, characterized by using a mixed gas consisting of argon in the balance by volume.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202077A JPS53127336A (en) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Method of preventing welding blow hole of stainless steel containing large quantity of nitrogen or heat resisting steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202077A JPS53127336A (en) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Method of preventing welding blow hole of stainless steel containing large quantity of nitrogen or heat resisting steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53127336A JPS53127336A (en) | 1978-11-07 |
| JPS6154514B2 true JPS6154514B2 (en) | 1986-11-22 |
Family
ID=12624475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202077A Granted JPS53127336A (en) | 1977-04-14 | 1977-04-14 | Method of preventing welding blow hole of stainless steel containing large quantity of nitrogen or heat resisting steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53127336A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246112U (en) * | 1988-09-26 | 1990-03-29 | ||
| US10689273B2 (en) | 2017-08-09 | 2020-06-23 | Xylem Water Solutions Zelienople Llc | Clarifier for water treatment |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090032504A1 (en) * | 2005-08-31 | 2009-02-05 | Toshikazu Kamei | Shielding gas for hybrid welding and welding method using the same |
| US9555496B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Process for producing welded joint using GMA welding and CO2 as a shielding gas |
| CN106346171A (en) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 苏州大学 | High-nitrogen steel pressure welding device and method for welding high-nitrogen steel by using same |
-
1977
- 1977-04-14 JP JP4202077A patent/JPS53127336A/en active Granted
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|---|---|---|---|---|
| JPH0246112U (en) * | 1988-09-26 | 1990-03-29 | ||
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| JPS53127336A (en) | 1978-11-07 |
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