|
１．溶接 |
|
溶接は、SUS材で一般的に使用されるTIG溶接を行い、その施工性、溶接条件の確認を行いました。 シールドガスについては、Outokumpu社の推奨する、アルゴンー3%窒素混合ガスと、純アルゴンの２ケースで施工法試験を行い、どの程度の性能差が出るかを確認しました。 板厚、使用材料：LDX2101 4mm 溶接開先 |
|
|
開先角度については、テスト条件出しの過程で、溶融プール近傍の溶け込みがSUS304に比較して、若干悪いと思われたので、開先角度は一般開先条件より広い75°としました。 板厚、使用材料：LDX2101 3mm 溶接開先 |
|
|
溶接 溶接時の特徴としては、純アルゴンガスを使用した場合、通常のSUS304材の溶接に比べ、溶融プールの未溶接部への溶け込みが悪い傾向があります。これに起因して、裏波溶接には、充分に注意する必要があると思われます。 アルゴンー３％窒素混合ガスの場合は、上記の傾向は軽減され、ビード形成はしやすくなりました。 (写真をクリックすると拡大表示します。) |
|
 |
|
使用したガス混合器 |
溶接状況 |
|
 |
|
TP(表面) |
TP(裏面) |
| 溶接条件 |
| ４tテストピース | ３tテストピース | |||
| パス | 1 | 2 | 1 | 2 |
| 溶接方法 | T | T | T | T |
| 溶接材料 | LDX2101 | LDX2101 | No | LDX2101 |
| 径 (mmφ) | 2.4 | 2.4 | - | 2.4 |
| 電流極性 | DCSP | DCSP | DCSP | DCSP |
| 電流(A) | 90 | 110 | 70 | 90 |
| 電圧(V) | 11 | 12 | 10 | 11 | 溶接速度(cm/min) | 7 | 11.5 | 10 | 11 |
| シールドガス流量(l/min) | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 |
| バックシールドガス流量(l/min) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| パス間温度(℃) | 18 | 18 | 18 | 18 |
|
２．機械試験及び硬度試験 |
|
機械試験は継手引張り試験、表曲げ試験、裏曲げ試験及び硬度測定を行いました。 試験実施場所 ：住友金属テクノロジー株式会社 |
| 機械試験結果 |
| TP 種別 | 引張強さ(N/mm2) | 破断位置 | 曲げ試験 | |
| 溶着金属部 | 表曲げ | 裏曲げ | ||
| 4t Ar+3%N2-1(※1) | 730 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 4t Ar+3%N2-2(※1) | 735 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 4t Ar-1 | 717 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 4t Ar-2 | 710 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 3t Ar+3%N2-1(※1) | 751 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 3t Ar+3%N2-2(※1) | 729 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 3t Ar-1 | 725 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| 3t Ar-2 | 724 | 溶着金属部 | 割れ無し | 割れ無し |
| LDX2101 HOT ROLL PLATE (Min.) |
650 | - | - | - |
| LDX2101溶接棒 Typical Value |
730 | - | - | - |
| ※1：「N2」は「Nの2乗」を表す。 |
|
引張り試験結果より、Ar+3%N2(※1)ガスを使用した方が、若干引張り強さは強く、ほぼ、溶接棒カタログ値通りの結果を得られましたが、Ar100%の場合は3%程度引張り強さが低下する傾向が見られます。 しかしながら、母材メーカー最低値よりは高い値を得られていますので、Ar100%ガスによる溶接も可能と判断できます。 4tの溶接棒使用の場合の強度と、3tの溶接棒片側不使用の場合の引張強度は、若干溶接棒無しの場合の方が高いようですが、実用上の差異はほとんどないものと考えられます。 |
| ※1：「N2」は「Nの2乗」を表す。 |
| 硬度計測結果(MHV 500g) |
| TP 種別 | 計測位置 | 母材 | 熱影響部 | 溶着金属 | 熱影響部 | 母材 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | ||
| 4t Ar + 3%N2(※1) | 外面側 | 239 | 232 | 232 | 224 | 235 | 229 | 236 | 234 | 220 | 229 | 233 | 236 | 239 |
| 中央部 | 239 | 231 | 232 | 229 | 232 | 238 | 228 | 239 | 218 | 234 | 246 | 234 | 251 | |
| 裏面側 | 240 | 237 | 228 | 234 | 221 | 226 | 234 | 237 | 229 | 247 | 234 | 242 | 242 | |
| 4t Ar | 外面側 | 252 | 248 | 258 | 235 | 251 | 238 | 249 | 232 | 234 | 234 | 234 | 247 | 250 |
| 中央部 | 250 | 244 | 247 | 246 | 237 | 250 | 252 | 234 | 216 | 221 | 223 | 232 | 236 | |
| 裏面側 | 247 | 248 | 266 | 244 | 241 | 245 | 231 | 243 | 235 | 229 | 250 | 254 | 258 | |
| ※1：「N2」は「Nの2乗」を表す。 |
|
３．成分分析 |
|
学成分分析は、溶着金属部について、下記の7成分について行いました。 |
| TP 種別 | C | Si | Mn | Ni | Cr | Mo | N |
| 4t Ar+3%N2(※1) | 0.023 | 0.54 | 2.40 | 5.58 | 22.84 | 0.28 | 0.171 |
| 4t Ar | 0.022 | 0.62 | 1.19 | 5.50 | 22.61 | 0.28 | 0.123 |
| Outokumpu LDX2101 カタログ成分 |
0.03 | - | - | 1.50 | 21.50 | 0.30 | 0.22 |
| Avesta社溶接棒 カタログ成分 |
0.022 | 0.40 | 0.50 | 7.0 | 23.00 | ＜0.5 | 0.14 |
| ※1：「N2」は「Nの2乗」を表す。 |
|
アルゴン窒素混合ガス使用の場合と、純アルゴンガス使用の場合では、溶着金属中の窒素量に明確な違いが見られますので、化学分析と可能であれば、上記の溶融プールの流動性も考慮し、アルゴン窒素混合ガスを使用する方が望ましいと言えます。 |
|
４．総括 |
|
Outokumpu社リーンデュプレックスステンレスLDX2101材の溶接について、基礎的なテストを行った結果、溶接性そのものはそれほど困難なものではなく、合金成分特有の性質を理解すれば、充分に健全な溶接は可能な材料と思われます。 注意点としては、溶融金属の流動性が、ハイクローム・ニッケル系ステンレスと同様に一般のオーステナイトステンレス系材料に比べ悪い為、開先角度やルート間隔の設定に注意を払う必要が有りますが、それほど特殊な溶接では無いと思えます。 まさしく、”Not difficult but different”そのものと言えます。 |
|
☆その他の寸法や商品についての詳しい内容等ご質問がございましたら弊社営業担当までお問い合わせ願います。 |
|
豫洲短板のホームページは
こちらから。 |
ステンレス鋼材のデパート
豫洲短板産業株式会社
http://www.yoshu.co.jp |
| ページの先頭へ |