JP2000071091A - ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ

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JP2000071091A
JP2000071091A JP10247272A JP24727298A JP2000071091A JP 2000071091 A JP2000071091 A JP 2000071091A JP 10247272 A JP10247272 A JP 10247272A JP 24727298 A JP24727298 A JP 24727298A JP 2000071091 A JP2000071091 A JP 2000071091A
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励一 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 30kJ/cm以上の大入熱及び250℃以
上の高いパス間温度での過酷な溶接条件でも490N/
mm2級として十分な強度及び低温靱性を確保すること
ができ、更に良好な耐候性を得ることができるガスシー
ルドアーク溶接用ソリッドワイヤを提供する。 【解決手段】 ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイ
ヤは、C:0.03乃至0.10重量%、Si:0.3
0乃至1.00重量%、Mn:1.20乃至2.00重
量%、Cu:0.30乃至0.60重量%、Ni:0.
20乃至0.70重量%、Cr:0.50乃至0.75
重量%、Ti及びZr:総量で0.10乃至0.30重
量%、B:0.0010乃至0.0080重量%並びに
Mo:0.23重量%以下を含有し、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のうち、
P、S、Al、Nb、V及びNが個別的に規制されると
共に、Al、Nb、V及びNの総量が規制されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、490N/mm2
級耐候性鋼を炭酸ガスシールドアーク溶接する際に好適
なガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤに関し、特
に、高い能率での溶接が可能なガスシールドアーク溶接
用ソリッドワイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、耐候性鋼板等の溶接構造
用耐候性熱間圧延鋼材に関する規格はJIS G 31
14に規定されている。耐候性鋼板は、暴露状態であっ
ても錆が安定で緻密な状態となり保護膜が形成されるた
め、腐食の進行を阻止するという性質を有している。ま
た、化学成分として適量のCu及びCrが添加されてい
ることが耐候性鋼板の特徴であり、更に、適量のNiが
添加されることもある。この鋼板に対して適用される溶
接用ソリッドワイヤとしてはJIS Z 3315に規
定された「耐候性鋼用炭酸ガスアーク溶接用ソリッドワ
イヤ」がある。これらの耐候性鋼板及び耐候性鋼用溶接
ワイヤは、設計耐久年数が長くメンテナンスの軽減効果
が大きい橋梁等に使用されることが多い。また、近時、
耐候性鋼の利点をビル建築用として流用すべく耐火鋼に
耐候性機能が付与されたワイヤも提案されている(特開
平4−294891号公報、特開平5−200582号
公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近時、橋梁の耐震性向
上及びコストダウンを目的とした少主桁化に伴いウェブ
及びフランジの板厚が厚くなる傾向がある。これらの部
材の板厚が厚くなると溶接の能率がより重視されるよう
になる。溶接能率を向上させるためには、開先面積の減
少、太径ワイヤの適用及び高電流使用による大入熱化並
びにパス間温度の高温化による待ち時間の減少が大きな
効果を示す。
【0004】しかしながら、従来の耐候性鋼用ワイヤ
は、大入熱化及び高パス間温度での溶接を想定して成分
設計されたものではないため、これらの条件下では、強
度及び靱性の低下が著しくなり、所望の溶接金属の機械
的性質が満たされないという問題点がある。
【0005】特に、靱性に関しては、従来のJIS Z
3315ワイヤは、そのスペックは0℃であるため、
これに合わせて設計されているので、近時増加している
寒冷地仕様の−10乃至−30℃程度のスペックに適用
することは極めて困難である。
【0006】また、大入熱化及び高パス間温度での溶接
では、ワイヤ含有成分の溶接金属への歩留まりが低下す
るため、耐候性能に関しても、所望ほどの効果は得られ
ない。
【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、30kJ/cm以上の大入熱及び250℃
以上の高いパス間温度での過酷な溶接条件でも490N
/mm2級として十分な強度及び低温靱性を確保するこ
とができ、更に良好な耐候性を得ることができるガスシ
ールドアーク溶接用ソリッドワイヤを提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスシール
ドアーク溶接用ソリッドワイヤは、C:0.03乃至
0.10重量%、Si:0.30乃至1.00重量%、
Mn:1.20乃至2.00重量%、Cu:0.30乃
至0.60重量%、Ni:0.20乃至0.70重量
%、Cr:0.50乃至0.75重量%、Ti及びZ
r:総量で0.10乃至0.30重量%、B:0.00
10乃至0.0080重量%並びにMo:0.23重量
%以下を含有し、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のうち、Pが0.015重量%
以下、Sが0.020重量%以下、Alが0.030重
量%以下、Nbが0.010重量%以下、Vが0.01
0重量%以下、Nが0.0100重量%以下、前記A
l、前記Nb、前記V及び前記Nは総量で0.040重
量%以下に規制されていることを特徴とする。
【0009】本発明に係る他のガスシールドアーク溶接
用ソリッドワイヤは、C:0.03乃至0.10重量
%、Si:0.30乃至1.00重量%、Mn:1.2
0乃至2.00重量%、Cu:0.30乃至0.60重
量%、Ni:0.20乃至0.70重量%、Cr:0.
50乃至0.75重量%、Ti及びZr:総量で0.1
0乃至0.30重量%、B:0.0010乃至0.00
80重量%、S:0.008乃至0.015重量%並び
にMo:0.23重量%以下を含有し、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のうち、
Pが0.015重量%以下、Alが0.030重量%以
下、Nbが0.010重量%以下、Vが0.010重量
%以下、Nが0.0100重量%以下、前記Al、前記
Nb、前記V及び前記Nは総量で0.040重量%以下
に規制されていることを特徴とする。
【0010】本発明においては、ワイヤに含有される化
学成分及びその組成が適切に規定されているので、大入
熱及び高いパス間温度での溶接においても、良好な強
度、低温靱性及び耐候性を備えた溶接金属が得られる共
に、溶接作業性が良好である。
【0011】なお、前記Siは0.50乃至0.80重
量%であることが望ましい。また、前記Mnは1.30
乃至1.70重量%であることが望ましい。更に、前記
Ti及びZrは総量で0.15乃至0.25重量%であ
ることが望ましい。更にまた、前記Moは0.05乃至
0.20重量%であることが望ましい。
【0012】前記Sは0.008乃至0.015重量%
であることが望ましい。また、前記Alは0.020重
量%以下に規制されていることが望ましい。更に、前記
Nbは0.005重量%以下に規制されていることが望
ましい。更にまた、前記Vは0.005重量%以下に規
制されていることが望ましく、前記Nは0.007重量
%以下に規制されていることが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、従来の大入熱及び高
いパス間温度での溶接において生じていた問題点の発生
原因として以下の現象が生じていることを知見した。第
1の現象は、大入熱及び高いパス間温度での溶接におい
ては、アーク直下に形成される溶融池面積の増大により
ワイヤに含有される元素の酸化消耗量が増大し、溶接金
属中の析出物が低下することにより析出強化機能が低下
していることである。第2の現象は、冷却速度の低下に
より溶接金属の組織が粗大化し、強度及び靱性が低下し
ていることである。第3の現象は、Al、Nb及びVの
酸化物等が特に大入熱溶接時に結晶粒界に析出し、粒界
エネルギを弱めることにより、靱性が著しく低下するこ
とが顕著であることである。また、耐候性が低下する原
因として、Cu、Cr及びNiという耐候性に有効な元
素が酸化消耗していることも見出した。
【0014】そして、本願発明者等は、これらの得られ
た知見に基づき、以下の方法により、大入熱及び高いパ
ス間温度での溶接においても十分な強度及び低温靱性を
有する溶接金属を得ることができた。
【0015】先ず、溶接金属の結晶粒の粗大化を防止す
るために、結晶生成核となるBを添加した。これによ
り、結晶粒の数が増加すると共に、各結晶粒の粗大化が
抑制される。従って、大入熱及び高いパス間温度での溶
接でも微細な組織が得られ、強度及び靱性の低下が抑制
される。更に、MoをBと共に添加することにより、こ
の組織微細化効果はより一層顕著となる。
【0016】また、B及びMo並びに耐候性の向上に有
効なCu、Ni及びCrの酸化消耗を防止するために、
より酸化エネルギが小さいTi又はZrを適量添加し、
優先的にTi又はZrを酸化させ、スラグとして溶接金
属から離脱させることにより、溶接金属に必要とされる
元素を所定量確保することができる。更に、Ti又はZ
rの添加により、大電流溶接の際のアーク安定性が良好
になり、スパッタ発生量が低下するという効果も得られ
る。
【0017】更に、靱性を改善させるために、靱性に有
害なAl、Nb、V及びNの含有量を個別的に規制する
だけでなく、それらの総量の上限を規制することによ
り、著しく靱性が向上する。
【0018】以下、本発明に係るガスシールドアーク溶
接用ソリッド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、更に説明する。
【0019】C:0.03乃至0.10重量% Cは溶接金属の強度を確保するために必要な元素であ
る。ワイヤ中のC含有量が0.03重量%未満である
と、490N/mm2級鋼用としての溶接金属の強度確
保及び脱酸元素としての有効な効果の確保が困難とな
る。一方、C含有量が0.10重量%を超えると、CO
爆発が過剰になり、スパッタ量が増大して溶接作業性が
低下する。また、焼入れ性が上昇して490N/mm2
級として強度が過剰となる。更に、高温割れ感受性も増
加する。従って、ワイヤ中のC含有量は0.03乃至
0.10重量%とする。
【0020】Si:0.30乃至1.00重量% Siは主要な脱酸元素であり、強度を向上させる効果も
有する。ワイヤ中のSi含有量が0.30重量%未満で
あると、大入熱溶接時に脱酸不足となりブローホールが
発生する。また、ビードのなじみが劣化し外観が悪化す
る。一方、Si含有量が1.00重量%を超えると、強
度過剰及び靱性劣化が生じると共に、スラグの発生量が
増加し連続溶接性が低下する。従って、ワイヤ中のSi
含有量は0.30乃至1.00重量%とする。なお、S
i含有量は、好ましくは0.50乃至0.80重量%で
ある。
【0021】Mn:1.20乃至2.00重量% MnはSiと同様に主要な脱酸元素であり、更に、焼入
れ性を向上させると共に、強度及び靱性を増加させる効
果を有する。ワイヤ中のMn含有量が1.20重量%未
満であると、大入熱溶接時に脱酸不足となりブローホー
ルが発生する。また、所望の強度及び靱性を確保するこ
とができない。一方、Mn含有量が2.00重量%を超
えると、490N/mm2級として強度が過剰となると
共に、スラグ量が増大し、連続溶接性が低下する。従っ
て、ワイヤ中のMn含有量は1.20乃至2.00重量
%とする。なお、Mn含有量は、好ましくは1.30乃
至1.70重量%である。
【0022】Cu:0.30乃至0.60重量% Cuは耐候性鋼に必要不可欠な元素である。Cuを適量
添加することにより、鋼板表面に安定錆による保護膜が
形成される。これにより、腐食の進行を著しく抑制する
ことができる。ワイヤ中のCu含有量が0.30重量%
未満であると、十分な耐候性が得られない。一方、Cu
含有量が0.60重量%を超えると、強度が過剰とな
り、靱性が低下すると共に、溶接作業性が低下し、スラ
グ量が増大する。また、高温割れ感受性が増加する。従
って、ワイヤ中のCu含有量は0.30乃至0.60重
量%とする。なお、ワイヤにCuメッキを施す場合は、
鋼心線中のCu含有量とメッキのCu量との総量で規定
する。
【0023】Cr:0.50乃至0.75重量% CrはCuと同様に耐候性鋼に必要不可欠な元素であ
る。Crを適量添加することにより、鋼板表面に安定錆
による保護膜が形成される。これにより、腐食の進行を
著しく抑制することができる。ワイヤ中のCr含有量が
0.50重量%未満であると、十分な耐候性が得られな
い。一方、Cr含有量が0.75重量%を超えると、強
度が過剰となり、靱性が低下すると共に、溶接作業性が
低下し、スラグ量が増大する。従って、ワイヤ中のCr
含有量は0.50乃至0.75重量%とする。
【0024】Ni:0.20乃至0.70重量% Niは耐候性を向上させる元素である。Cu及びCrに
加えてNiを添加することにより、耐候性がより向上
し、鋼板表面に塗装が施されない状態でも十分な耐候性
が得られる。ワイヤ中のNi含有量が0.20重量%未
満であると、十分な耐候性が得られない。一方、Ni含
有量が0.70重量%を超えると、耐候性が飽和すると
共に、Niは極めて高価な元素であるためコストが不必
要に上昇する。従って、ワイヤ中のNi含有量は0.2
0乃至0.70重量%とする。
【0025】Ti及びZr:総量で0.10乃至0.3
0重量% Ti及びZrは酸素との親和性が強い元素であり、電流
密度が高い大電流溶接時に特にアークを安定させる効果
を有する。また、Ti又はZrを適量添加すると、優先
的にTi酸化物又はZr酸化物を生成させ、これらをス
ラグとして溶接金属上に浮上させて離脱させることによ
り、大電流溶接時に顕著になるB、Mo、C、Ni及び
Cr等の溶接金属に必要な元素の消耗を防止することが
できる。ワイヤ中のTi及びZrの含有量が総量で0.
10重量%未満であると、B等の酸化消耗を防止する効
果が得られない。一方、Ti及びZrの含有量が総量で
0.30重量%を超えると、スラグ量が増大して連続溶
接性が損なわれると共に、溶接金属中のTi酸化物及び
Zr酸化物の残存量が増加して靱性が低下する。従っ
て、ワイヤ中のTi及びZrの含有量は総量で0.10
乃至0.30重量%とする。なお、Ti及びZrの含有
量は、好ましくは総量で0.15乃至0.25重量%で
ある。
【0026】B:0.0010乃至0.0080重量% Bは焼入れ性を向上させ、結晶粒を微細化する効果を有
する元素である。特に、大入熱及び高いパス間温度での
溶接条件下における結晶粒粗大化防止に極めて大きな効
果を示し、強度及び低温靱性の劣化を防止する。ワイヤ
中のB含有量が0.0010重量%未満であると、この
微細化効果が得られない。一方、B含有量が0.008
0重量%を超えると、低温割れ感受性及び高温割れ感受
性を共に増大させ溶接割れが生じやすくなる。従って、
ワイヤ中のB含有量は0.0010乃至0.0080重
量%とする。
【0027】Mo:0.23重量%以下 Moは溶接金属への微量の添加により焼入れ性を向上さ
せ、Bと同時に添加することにより大入熱及び高いパス
間温度での溶接時の結晶粒の粗大化を更に防止し、強度
及び靱性を向上させる元素である。しかし、ワイヤ中の
Mo含有量が0.23重量%を超えると、焼入れ性が高
くなり過ぎて溶接金属の組織がマルテンサイト状になる
ため、490N/mm2級としては過剰強度となり、靱
性が低下する。従って、ワイヤ中のMo含有量は0.2
3重量%以下とする。なお、Mo含有量は、好ましくは
0.20重量%以下である。但し、MoのBとの相乗効
果は、その含有量が0.05重量%以上であるときに極
めて有効であるため、Mo含有量は、好ましくは0.0
5重量%以上である。
【0028】P:0.015重量%以下 Pは溶接にとって極めて悪影響が大きい元素であり、耐
高温割れ性及び低温靱性を著しく劣化させる。大入熱及
び高パス間温度の条件になるほど、これらの機械的性質
が劣化しやすくなる傾向があるため、ワイヤ中のP含有
量はできる限り抑制することが必要である。JIS Z
3315に規定される耐候性鋼用ワイヤではP含有量
の上限値が0.030重量%であるが、本発明では、大
入熱溶接を考慮し、ワイヤ中のP含有量は0.015重
量%以下に規制する。
【0029】S:0.020重量%以下 SはPと同様に耐高温割れ性及び低温靱性を低下させる
元素である。大入熱溶接を考慮すると、JIS Z 3
315に規定されるワイヤよりもS含有量を低く抑える
必要があり、本発明では、ワイヤ中のS含有量は0.0
20重量%以下、好ましくは0.015重量%以下に規
制する。但し、Sにはスラグの界面張力を上げて凝集さ
せる作用があるため、S含有量が0.008重量%未満
となると、スラグの界面張力が低下し、ビード表面全体
がスラグに覆われ、アークが発生しにくくなる虞があ
る。従って、アークスタート性及び連続溶接性を考慮し
て、S含有量は、好ましくは0.008重量%以上であ
る。
【0030】Al:0.030重量%以下 Alは、Ti及びZrと同様に酸素との親和性が極めて
高い元素であるが、Ti及びZrと異なりその酸化物が
溶接金属中に極めて多く残存して介在物となりスラグ除
去できないため、低温靱性を著しく悪化させる。大入熱
及び高いパス間温度での溶接では、低温靱性の低下が著
しいため、低温靱性を悪化させる元素はできる限り除去
するべきである。Alによる靱性に対する悪影響が無視
できる含有量の上限は0.030重量%である。従っ
て、ワイヤ中のAl含有量は0.030重量%以下、好
ましくは0.020重量%以下に規制する。
【0031】Nb:0.010重量% Nbは溶接金属中で介在物を形成して強度を上昇させる
ものの、その一方でAlと同様に著しく靱性を劣化させ
る元素である。また、スラグ量の増加により連続溶接性
が低下する。Nbが靱性及びスラグ増加に影響を与えな
い含有量の上限は0.010重量%である。従って、ワ
イヤ中のNb含有量は0.010重量%以下、好ましく
は0.005重量%以下に規制する。
【0032】V:0.010重量% Vも溶接金属中で介在物を形成して強度を上昇させるも
のの、その一方でAlと同様に著しく靱性を劣化させる
元素である。また、スラグ量の増加により連続溶接性が
低下する。Vが靱性及びスラグ増加に影響を与えない含
有量の上限は0.010重量%である。従って、ワイヤ
中のV含有量は0.010重量%以下、好ましくは0.
005重量%以下に規制する。
【0033】N:0.0100重量% Nは溶接金属中で介在物を形成して強度を上昇させるも
のの、その一方でAlと同様に著しく靱性を劣化させる
元素である。また、スラグ量の増加により連続溶接性が
低下する。Nが靱性及びスラグ増加に影響を与えない含
有量の上限は0.0100重量%である。従って、ワイ
ヤ中のN含有量は0.0100重量%以下、好ましくは
0.0070重量%以下に規制する。
【0034】Al、Nb、V及びN:総量で0.040
重量%以下 大入熱及び高いパス間温度での溶接を行う際の低温靱性
の低下を防止するためにAl、Nb、V及びNの含有量
を個別的に制限するだけでなく、それらの総量を規制す
ることにより極めて高い靱性を得ることができることを
見出した。これらの元素の含有量が前述の上限値以下で
あっても、その総量が0.040重量%を超えると、所
望の靱性が得られない。従って、ワイヤ中のAl、N
b、V及びNは総量で0.040重量%以下に規制す
る。
【0035】このようにワイヤに含有される化学成分及
びその組成を限定することにより、大入熱及び高いパス
間温度での溶接においても、良好な強度、低温靱性及び
耐候性を備えた溶接金属が得られる共に、溶接作業性が
良好である。
【0036】
【実施例】以下、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明す
る。
【0037】先ず、下記表1乃至4に示す組成を有する
ワイヤを使用して下記表5に示す溶接条件によって鋼板
を溶接した。図1は溶接母材の形状を示す模式図であ
る。図1に示すように、傾斜した端面を有し、板厚が5
0mmである2枚の鋼板1を、その傾斜端面を対向させ
て配置し、裏面に裏当て材3を配置した。そして、形成
された開先に対してガスシールドアーク溶接することに
より溶接金属2を形成した。
【0038】次に、得られた溶接金属について、室温引
張試験、シャルピー衝撃試験及び耐候性能評価試験を行
うと共に、連続溶接性の官能評価、X線透過写真測定に
よる溶接割れ及びブローホール(B.H.)の有無の確
認並びにスパッタ発生量の官能評価を行った。なお、引
張試験及びシャルピー衝撃試験片の採取位置は、鋼板表
面から10mmで溶接部中央の位置である。また、耐候
性能評価試験としては、日本鋼構造協会(JSSC)が
推奨する腐食促進試験方法である発露型腐食試験を行っ
た。この腐食試験条件を下記表6に示す。
【0039】これらの試験結果を下記表7及び8に示
す。なお、室温引張試験においては、引張強さ(TS)
が490乃至600N/mm2であり、且つ耐力(P
S)が390N/mm2以上であるものを合格とした。
また、シャルピー衝撃試験においては、−25℃での吸
収エネルギが47J以上であるものを合格とした。連続
溶接性の官能評価では、極めて良好なものを◎、良好な
ものを○、不良なものを×とした。耐候性能評価試験に
おいては、腐食減量が80mg/cm2以下であるもの
を合格とした。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】
【表4】
【0044】
【表5】
【0045】
【表6】
【0046】
【表7】
【0047】
【表8】
【0048】上記表7及び8に示すように、実施例N
o.1乃至14においては、ワイヤの化学成分が本発明
範囲内であるので、大入熱及び高いパス間温度での溶接
条件であっても、490N/mm2級として適当な強
度、良好な低温靱性及び優れた耐候性が得られた。ま
た、アーク安定性が良好でスパッタ量が少なく、溶接割
れ及びブローホール等の欠陥は発生しなかった。スラグ
発生量が少なくスラグが凝集し鉄地が十分に露出するた
め、スラグを除去するための手間が少なく連続溶接性が
優れていると共に、作業能率が向上した。
【0049】一方、比較例No.15では、C含有量が
本発明範囲の上限を超えているため、CO爆発が過剰と
なってスパッタ量が増大すると共に、強度が過剰となっ
た。このため、低温割れが発生した。また、Cu及びN
iの含有量も本発明範囲の上限を超えているため、高温
割れが発生すると共に、スラグ量が増加して連続溶接性
が低下した。
【0050】比較例No.16では、P及びSの含有量
が本発明範囲の上限を超えているため、高温割れが発生
した。また、Cr含有量も本発明範囲の上限を超えてい
るため、強度が過剰となって靱性が低下すると共に、ス
ラグ量が増加して連続溶接性が低下した。
【0051】比較例No.17では、C含有量が本発明
範囲の下限未満であるため、強度が低下して490N/
mm2未満となった。
【0052】比較例No.18では、Si含有量が本発
明範囲の下限未満であるため、脱酸不足となりブローホ
ールが発生すると共に、強度及び靱性が低かった。ま
た、Cu及びNiの含有量も本発明範囲の下限未満であ
り、Crが添加されていないため、耐候性も低かった。
【0053】比較例No.19では、Mn含有量が本発
明範囲の下限未満であるため、脱酸不足となってブロー
ホールが発生すると共に、強度及び靱性が低下した。ま
た、Ti及びZrの総含有量が本発明範囲の下限未満で
あるので、耐候性の向上に寄与するCu、Ni及びCr
が酸化消耗し、耐候性が低くなった。更に、Tiによる
大電流アーク安定効果がほとんど得られなかったため、
スパッタ量が多かった。
【0054】比較例No.20では、Si含有量並びに
Ti及びZrの総含有量が本発明範囲の上限を超えてい
るため、強度が過剰となって低温割れが発生すると共
に、靱性が低下した。また、スラグ発生量が過剰となっ
て連続溶接性が低下した。
【0055】比較例No.21はJIS Z 3315
のYGA−50Wに適合するワイヤの一つであってBが
含有されていないため、強度及び靱性の低下が顕著であ
った。また、Ti及びZrも含有されていないため、大
電流溶接時にCu、Cr及びNiが酸化消耗し、耐候性
が不足した。更に、高電流溶接でのアーク安定効果が得
られないため、スパッタ量が極めて多かった。また、A
l、Nb、V及びNに関しては、各々の上限は超えてい
ないが、その総量が本発明範囲の上限を超えているの
で、溶接金属中の介在物が多く靱性がより低下した。
【0056】比較例No.22では、Mn及びMoの含
有量が本発明範囲の上限を超えているため、焼入れ性が
過剰に上昇して強度過剰となった。このため、低温割れ
が発生した。また、Mn酸化物によるスラグ量が増加し
たため、連続溶接性が低下した。更に、Cr含有量が本
発明範囲の下限未満であるため、耐候性能が十分ではな
かった。
【0057】比較例No.23では、B含有量が本発明
範囲の下限未満であるため、Moの添加により強度の低
下は防止されているものの、靱性の低下は回避できなか
った。
【0058】比較例No.24では、B含有量が本発明
範囲の上限を超えているため、耐割れ性が低下して高温
割れが発生した。また、Nb含有量も本発明範囲の上限
を超えているため、靱性が低下すると共に、スラグ量が
多く連続溶接性が低下した。
【0059】比較例No.25では、Cu含有量が本発
明範囲の下限未満であるため、十分な耐候性が得られな
かった。また、Al含有量並びにAl、Nb、V及びN
の総含有量が本発明範囲の上限を超えているため、靱性
が低下した。
【0060】比較例No.26では、P含有量が本発明
範囲の上限を超えているため、高温割れが発生した。ま
た、Niが添加されていないため、耐候性が不足した。
更に、V含有量が本発明範囲の上限を超えているため、
靱性が低下すると共に、スラグ量が増加して連続溶接性
が低下した。
【0061】比較例No.27では、N含有量が本発明
範囲の上限を超えているため、靱性が低下し、スラグ量
が多く連続溶接性が低下した。
【0062】比較例No.28では、Mo及びVの含有
量が本発明範囲の上限を超えているため、強度が過剰と
なり、低温割れが発生した。また、焼入れ性が高くなり
過ぎたため、靱性が低下した。また、Crが添加されて
いないため、耐候性が低かった。
【0063】比較例No.29では、Mo含有量が本発
明範囲の上限を超えているため、強度過剰となると共
に、低温割れが発生した。また、Bが全く添加されてい
ないため、靱性が低かった。
【0064】比較例No.30では、Cが添加されてい
ないため、脱酸効果が不足してブローホールが発生する
と共に、強度が低かった。また、Al、Nb、V及びN
に関しては、各々の上限は超えていないが、その総量が
本発明範囲の上限を超えているので、靱性が低かった。
【0065】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ワイヤに含有される各成分の含有量を個別的に規定する
と共に、Al、Nb、V及びNの総含有量を適正な値以
下に規制しているので、従来の耐候性鋼用ソリッドワイ
ヤでは優れた機械的性能、耐候性能及び溶接作業性等を
確保することが困難であった大入熱及び高いパス間温度
での溶接条件においても、適正な強度、高い低温靱性、
耐欠陥性及び耐候性能を有する溶接金属を得ることがで
きる。また、スラグの発生量が少なくビード鉄地を多く
露出させることができるので、連続溶接性が優れ良好な
溶接作業性を得ることができる。これにより、従来のワ
イヤでは溶接に際して低い入熱及び低いパス間温度で管
理する必要があったものが、大入熱により1パス当たり
の溶接量を増やして総パス数を低減することができ、更
にパス間温度の冷却待ち時間を短縮することができるの
で、著しく溶接工程の能率を向上させることができる。
従って、多大な工業的価値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶接母材の形状を示す模式図である。
【符号の説明】
1;鋼板 2;溶接金属 3;裏当て材

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.03乃至0.10重量%、S
    i:0.30乃至1.00重量%、Mn:1.20乃至
    2.00重量%、Cu:0.30乃至0.60重量%、
    Ni:0.20乃至0.70重量%、Cr:0.50乃
    至0.75重量%、Ti及びZr:総量で0.10乃至
    0.30重量%、B:0.0010乃至0.0080重
    量%並びにMo:0.23重量%以下を含有し、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
    のうち、Pが0.015重量%以下、Sが0.020重
    量%以下、Alが0.030重量%以下、Nbが0.0
    10重量%以下、Vが0.010重量%以下、Nが0.
    0100重量%以下、前記Al、前記Nb、前記V及び
    前記Nは総量で0.040重量%以下に規制されている
    ことを特徴とするガスシールドアーク溶接用ソリッドワ
    イヤ。
  2. 【請求項2】 C:0.03乃至0.10重量%、S
    i:0.30乃至1.00重量%、Mn:1.20乃至
    2.00重量%、Cu:0.30乃至0.60重量%、
    Ni:0.20乃至0.70重量%、Cr:0.50乃
    至0.75重量%、Ti及びZr:総量で0.10乃至
    0.30重量%、B:0.0010乃至0.0080重
    量%、S:0.008乃至0.015重量%並びにM
    o:0.23重量%以下を含有し、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のうち、Pが
    0.015重量%以下、Alが0.030重量%以下、
    Nbが0.010重量%以下、Vが0.010重量%以
    下、Nが0.0100重量%以下、前記Al、前記N
    b、前記V及び前記Nは総量で0.040重量%以下に
    規制されていることを特徴とするガスシールドアーク溶
    接用ソリッドワイヤ。
  3. 【請求項3】 前記Siは0.50乃至0.80重量%
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスシ
    ールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  4. 【請求項4】 前記Mnは1.30乃至1.70重量%
    であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項
    に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  5. 【請求項5】 前記Ti及びZrは総量で0.15乃至
    0.25重量%であることを特徴とする請求項1乃至4
    のいずれか1項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリ
    ッドワイヤ。
  6. 【請求項6】 前記Moは0.05乃至0.20重量%
    であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項
    に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  7. 【請求項7】 前記Sは0.008乃至0.015重量
    %であることを特徴とする請求項1、3、4、5又は6
    に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。
  8. 【請求項8】 前記Alは0.020重量%以下に規制
    されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
    1項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイ
    ヤ。
  9. 【請求項9】 前記Nbは0.005重量%以下に規制
    されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか
    1項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイ
    ヤ。
  10. 【請求項10】 前記Vは0.005重量%以下に規制
    されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか
    1項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイ
    ヤ。
  11. 【請求項11】 前記Nは0.007重量%以下に規制
    されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
    か1項に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイ
    ヤ。
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