JP2000107886A - サブマージアーク溶接用溶接材料及びサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
サブマージアーク溶接用溶接材料及びサブマージアーク溶接方法Info
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- JP2000107886A JP2000107886A JP10278730A JP27873098A JP2000107886A JP 2000107886 A JP2000107886 A JP 2000107886A JP 10278730 A JP10278730 A JP 10278730A JP 27873098 A JP27873098 A JP 27873098A JP 2000107886 A JP2000107886 A JP 2000107886A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少数主桁橋等の構造材として使用可能な耐食
性を有する溶接部を得る。 【解決手段】 ワイヤ中の成分含有量を〔Ｃ〕W、
〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、〔Ｃ
ｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラックス中の成分含有
量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎｉ〕
f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕 fとして表し、ワイヤの単位消
費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフラックスの消費量（ｇ／
ｍｉｎ）をａとした場合に、ワイヤ及びフラックス全体
の成分含有量が Ｃ＝〔Ｃ〕W＋ａ×〔Ｃ〕f：０．００５乃至０．２０重
量％ Ｐ＝〔Ｐ〕W＋ａ×〔Ｐ〕f：０．０４重量％以下 Ｓ＝〔Ｓ〕W＋ａ×〔Ｓ〕f：０．０４重量％以下 Ｃｕ＝〔Ｃｕ〕W＋ａ×〔Ｃｕ〕f：０．０５乃至１．０
重量％ Ｎｉ＝〔Ｎｉ〕W＋ａ×〔Ｎｉ〕f：０．０５乃至９．０
重量％ Ｃｒ＝〔Ｃｒ〕W＋ａ×〔Ｃｒ〕f：０．０５重量％以下 Ｔｉ＝〔Ｔｉ〕W＋ａ×〔Ｔｉ〕f：０．１０乃至１０．
０重量％（但し、ＴｉＯ2はＴｉに換算する）を満足す
る。
性を有する溶接部を得る。 【解決手段】 ワイヤ中の成分含有量を〔Ｃ〕W、
〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、〔Ｃ
ｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラックス中の成分含有
量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎｉ〕
f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕 fとして表し、ワイヤの単位消
費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフラックスの消費量（ｇ／
ｍｉｎ）をａとした場合に、ワイヤ及びフラックス全体
の成分含有量が Ｃ＝〔Ｃ〕W＋ａ×〔Ｃ〕f：０．００５乃至０．２０重
量％ Ｐ＝〔Ｐ〕W＋ａ×〔Ｐ〕f：０．０４重量％以下 Ｓ＝〔Ｓ〕W＋ａ×〔Ｓ〕f：０．０４重量％以下 Ｃｕ＝〔Ｃｕ〕W＋ａ×〔Ｃｕ〕f：０．０５乃至１．０
重量％ Ｎｉ＝〔Ｎｉ〕W＋ａ×〔Ｎｉ〕f：０．０５乃至９．０
重量％ Ｃｒ＝〔Ｃｒ〕W＋ａ×〔Ｃｒ〕f：０．０５重量％以下 Ｔｉ＝〔Ｔｉ〕W＋ａ×〔Ｔｉ〕f：０．１０乃至１０．
０重量％（但し、ＴｉＯ2はＴｉに換算する）を満足す
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、橋梁等の維持管理
の遂行が困難な構造物で、特に海岸近郊等のような塩害
環境下で使用され、耐食性及び機械的性能が優れている
ことが要求される用途に好適のサブマージアーク溶接用
溶接材料及びサブマージアーク溶接方法に関する。
の遂行が困難な構造物で、特に海岸近郊等のような塩害
環境下で使用され、耐食性及び機械的性能が優れている
ことが要求される用途に好適のサブマージアーク溶接用
溶接材料及びサブマージアーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、山間部及び海岸地帯等のよう
に、塩水又は融雪塩が飛来する塩分腐食環境下にある道
路橋等の橋梁構造物に使用する鋼材及びその溶接部は、
耐食性向上のため、従来から塗装されて用いられてい
る。しかし、この塗装塗膜は必ず経時劣化するため、耐
食性維持のために、一定周期で塗装しなおす維持管理の
必要性がある。
に、塩水又は融雪塩が飛来する塩分腐食環境下にある道
路橋等の橋梁構造物に使用する鋼材及びその溶接部は、
耐食性向上のため、従来から塗装されて用いられてい
る。しかし、この塗装塗膜は必ず経時劣化するため、耐
食性維持のために、一定周期で塗装しなおす維持管理の
必要性がある。
【０００３】一方、近時、これらの橋梁には、従来の多
数桁橋梁に代わり、２主桁橋梁に代表されるような主桁
の数が少ない少数主桁橋梁が多く用いられるようになっ
ている。この少数主桁橋梁は、多数桁橋梁に比して、使
用鋼材量（鋼重）及び橋材片数が削減可能で、施工性も
良く、環境保護及び工期の短縮の点で利点を有する。そ
して、このような少数主桁橋梁には、橋梁設置後の維持
管理の負荷及びコストの最小化と、橋梁自体の長寿命化
が強く求められている。従って、このような少数主桁橋
の構造材に使用される溶材には、前記塩分腐食環境下で
あっても、耐食性が優れた溶材が強く求められている。
数桁橋梁に代わり、２主桁橋梁に代表されるような主桁
の数が少ない少数主桁橋梁が多く用いられるようになっ
ている。この少数主桁橋梁は、多数桁橋梁に比して、使
用鋼材量（鋼重）及び橋材片数が削減可能で、施工性も
良く、環境保護及び工期の短縮の点で利点を有する。そ
して、このような少数主桁橋梁には、橋梁設置後の維持
管理の負荷及びコストの最小化と、橋梁自体の長寿命化
が強く求められている。従って、このような少数主桁橋
の構造材に使用される溶材には、前記塩分腐食環境下で
あっても、耐食性が優れた溶材が強く求められている。
【０００４】従来、耐候性鋼用サブマージアーク溶接用
ワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３５１）としては、Ｃｕ：０．３
０乃至０．５５重量％、Ｃｒ：０．５０乃至０．８０重
量％及びＮｉ：０．０５乃至０．８０重量％を含有する
ものが提示されているが、これらは、前記元素の作用に
よって、表面に生成するさびが、高い耐食性を有する緻
密な「安定さび層」となる自己防食機能を有している。
そして、このような性質により、前記橋梁等のように、
これまで種々の構造物のメンテナンスフリーの構造材と
して、基本的に無塗装で使用されてきた。
ワイヤ（ＪＩＳ Ｚ３３５１）としては、Ｃｕ：０．３
０乃至０．５５重量％、Ｃｒ：０．５０乃至０．８０重
量％及びＮｉ：０．０５乃至０．８０重量％を含有する
ものが提示されているが、これらは、前記元素の作用に
よって、表面に生成するさびが、高い耐食性を有する緻
密な「安定さび層」となる自己防食機能を有している。
そして、このような性質により、前記橋梁等のように、
これまで種々の構造物のメンテナンスフリーの構造材と
して、基本的に無塗装で使用されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記塩分腐食
環境下では、塩分の影響により、前記「安定さび層」が
形成されにくくなる。そして、この「安定さび層」が形
成されなくなると、耐食性は著しく低下してしまう。こ
れは、前記塩分の多い腐食環境下では、腐食に伴って、
さび皮膜中のｐＨが特に低下することに起因している。
即ち、通常、腐食がわずかでも始まると、先ず、Ｆｅ→
Ｆｅ2+＋２ｅ-の反応が生じ、これに続くＦｅ2+＋２Ｈ2
Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）2＋２Ｈ+なる反応により、鋼表面のｐ
Ｈが低下し、さび皮膜及びさび皮膜と溶接金属との界面
のｐＨも低下する。そして、これらのｐＨが一旦低下す
ると、電気的中性を保つためにさび皮膜中の塩素イオン
の輸率が増大し、塩素イオンの濃縮がさび皮膜と溶接金
属との界面で生じる。この結果、この界面部分に塩酸雰
囲気が形成され、溶接金属の腐食を促進する。また、こ
れと同時に、さび皮膜中のｐＨの低下によって、鉄イオ
ンの溶解度が大きくなり、防食機構の要である前記「安
定さび層」の形成を阻害する現象も生じ、腐食加速状況
が形成される。
環境下では、塩分の影響により、前記「安定さび層」が
形成されにくくなる。そして、この「安定さび層」が形
成されなくなると、耐食性は著しく低下してしまう。こ
れは、前記塩分の多い腐食環境下では、腐食に伴って、
さび皮膜中のｐＨが特に低下することに起因している。
即ち、通常、腐食がわずかでも始まると、先ず、Ｆｅ→
Ｆｅ2+＋２ｅ-の反応が生じ、これに続くＦｅ2+＋２Ｈ2
Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）2＋２Ｈ+なる反応により、鋼表面のｐ
Ｈが低下し、さび皮膜及びさび皮膜と溶接金属との界面
のｐＨも低下する。そして、これらのｐＨが一旦低下す
ると、電気的中性を保つためにさび皮膜中の塩素イオン
の輸率が増大し、塩素イオンの濃縮がさび皮膜と溶接金
属との界面で生じる。この結果、この界面部分に塩酸雰
囲気が形成され、溶接金属の腐食を促進する。また、こ
れと同時に、さび皮膜中のｐＨの低下によって、鉄イオ
ンの溶解度が大きくなり、防食機構の要である前記「安
定さび層」の形成を阻害する現象も生じ、腐食加速状況
が形成される。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、少数主桁橋等の構造材として使用可能な耐
食性を有すると共に、機械的性能が優れた溶接部を得る
ことができるサブマージアーク溶接用溶接材料及びサブ
マージアーク溶接方法を提供することを目的とする。
のであって、少数主桁橋等の構造材として使用可能な耐
食性を有すると共に、機械的性能が優れた溶接部を得る
ことができるサブマージアーク溶接用溶接材料及びサブ
マージアーク溶接方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るサブマージ
アーク溶接用溶接材料は、溶接部にフラックスを供給
し、ソリッドワイヤ又はフラックス入りワイヤを使用し
て溶接するサブマージアーク溶接に使用するサブマージ
アーク溶接用溶接材料において、溶接材料中の成分Ｃ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中の成
分含有量を〔Ｃ〕 W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、
〔Ｎｉ〕W、〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラッ
クス中の成分含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、
〔Ｃｕ〕f、〔Ｎｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとして表
し、ワイヤの単位消費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフラッ
クスの消費量（ｇ／ｍｉｎ）をａとした場合に、ワイヤ
及びフラックス全体の成分含有量が下記数式１にて規定
される範囲を満足することを特徴とする。
アーク溶接用溶接材料は、溶接部にフラックスを供給
し、ソリッドワイヤ又はフラックス入りワイヤを使用し
て溶接するサブマージアーク溶接に使用するサブマージ
アーク溶接用溶接材料において、溶接材料中の成分Ｃ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中の成
分含有量を〔Ｃ〕 W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、
〔Ｎｉ〕W、〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラッ
クス中の成分含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、
〔Ｃｕ〕f、〔Ｎｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとして表
し、ワイヤの単位消費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフラッ
クスの消費量（ｇ／ｍｉｎ）をａとした場合に、ワイヤ
及びフラックス全体の成分含有量が下記数式１にて規定
される範囲を満足することを特徴とする。
【０００８】
【数１】 Ｃ＝〔Ｃ〕W＋ａ×〔Ｃ〕f：０．００５乃至０．２０重量％ Ｐ＝〔Ｐ〕W＋ａ×〔Ｐ〕f：０．０４重量％以下 Ｓ＝〔Ｓ〕W＋ａ×〔Ｓ〕f：０．０４重量％以下 Ｃｕ＝〔Ｃｕ〕W＋ａ×〔Ｃｕ〕f：０．０５乃至１．０重量％ Ｎｉ＝〔Ｎｉ〕W＋ａ×〔Ｎｉ〕f：０．０５乃至９．０重量％ Ｃｒ＝〔Ｃｒ〕W＋ａ×〔Ｃｒ〕f：０．０５重量％以下 Ｔｉ＝〔Ｔｉ〕W＋ａ×〔Ｔｉ〕f：０．１０乃至１０．０重量％（但し、Ｔｉ Ｏ2はＴｉに換算する）
【０００９】また、本発明に係るサブマージアーク溶接
方法は、溶接部にフラックスを供給し、ソリッドワイヤ
又はフラックス入りワイヤを使用して溶接するサブマー
ジアーク溶接方法において、溶接材料中の成分Ｃ、Ｐ、
Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉが前記数式１を満足するこ
とを特徴とする。
方法は、溶接部にフラックスを供給し、ソリッドワイヤ
又はフラックス入りワイヤを使用して溶接するサブマー
ジアーク溶接方法において、溶接材料中の成分Ｃ、Ｐ、
Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉが前記数式１を満足するこ
とを特徴とする。
【００１０】本発明者等は、前記従来の耐候性鋼材と、
アルカリ化する化学種を鋼中に分散させた耐候性鋼材
が、特に、前記少数主桁橋等の構造材に求められている
レベル、即ち、無塗装で使用可能な裸耐候性のレベルま
でに、耐候性鋼の耐食性を改善できない理由を追求し
た。その結果、これらの耐候性鋼材に含まれるＣｒが腐
食因子として作用していることを知見した。
アルカリ化する化学種を鋼中に分散させた耐候性鋼材
が、特に、前記少数主桁橋等の構造材に求められている
レベル、即ち、無塗装で使用可能な裸耐候性のレベルま
でに、耐候性鋼の耐食性を改善できない理由を追求し
た。その結果、これらの耐候性鋼材に含まれるＣｒが腐
食因子として作用していることを知見した。
【００１１】Ｃｒを０．０５重量％以上含有する場合、
溶接金属のミクロな表面欠陥部において腐食がわずかで
も始まると、化学平衡的に鉄原子に伴いＣｒ原子も微量
溶解し、この微量溶解するＣｒイオンが、Ｃｌイオンの
作用も加わり、前記溶接金属のミクロな表面欠陥部内に
おけるｐＨの低下の原因となる。また、このＣｒイオン
が、欠陥内での凝縮水分の酸化性を促進し、腐食を誘発
する作用がある。
溶接金属のミクロな表面欠陥部において腐食がわずかで
も始まると、化学平衡的に鉄原子に伴いＣｒ原子も微量
溶解し、この微量溶解するＣｒイオンが、Ｃｌイオンの
作用も加わり、前記溶接金属のミクロな表面欠陥部内に
おけるｐＨの低下の原因となる。また、このＣｒイオン
が、欠陥内での凝縮水分の酸化性を促進し、腐食を誘発
する作用がある。
【００１２】従って、本発明においては、Ｃｒの含有量
を０．０５重量％以下にする。そして、Ｃｒに代わる前
記「安定さび層」の形成促進元素としてＴｉを選択し
た。Ｔｉは、Ｃｒのような前記ｐＨの低下の原因となら
ずに、前記「安定さび層」の形成促進効果があるという
特異な性質を有する。本発明におけるＴｉの目的は、前
記したとおり緻密な「安定さび層」の形成であり、この
点がＣｒの低減と共に本発明の特徴の一つである。
を０．０５重量％以下にする。そして、Ｃｒに代わる前
記「安定さび層」の形成促進元素としてＴｉを選択し
た。Ｔｉは、Ｃｒのような前記ｐＨの低下の原因となら
ずに、前記「安定さび層」の形成促進効果があるという
特異な性質を有する。本発明におけるＴｉの目的は、前
記したとおり緻密な「安定さび層」の形成であり、この
点がＣｒの低減と共に本発明の特徴の一つである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のサブマージアーク溶接方
法においては、開先にフラックスを散布又は供給し、こ
の開先にソリッドワイヤ又はフラックス入りワイヤを使
用してアークを形成することにより、前記フラックスを
溶融させて溶接部をシールさせると共に、前記開先を溶
接していく。この場合に、ワイヤの単位消費量（ｇ／ｍ
ｉｎ）当たりのフラックスの消費量（ｇ／ｍｉｎ）をａ
とする。
法においては、開先にフラックスを散布又は供給し、こ
の開先にソリッドワイヤ又はフラックス入りワイヤを使
用してアークを形成することにより、前記フラックスを
溶融させて溶接部をシールさせると共に、前記開先を溶
接していく。この場合に、ワイヤの単位消費量（ｇ／ｍ
ｉｎ）当たりのフラックスの消費量（ｇ／ｍｉｎ）をａ
とする。
【００１４】次に、本発明のサブマージアーク溶接用溶
接材料における成分添加理由及び組成限定理由について
説明する。なお、溶接材料中の成分Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中の成分含有量を
〔Ｃ〕W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、
〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラックス中の成分
含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎ
ｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとして表す。このフラッ
クス中の成分含有量とは、開先に散布又は供給されるフ
ラックス中の成分の含有量のことであり、ワイヤ中の成
分含有量とは、ソリッドワイヤを使用した場合はそのソ
リッドワイヤ中の成分含有量であり、フラックス入りワ
イヤを使用した場合は、鋼シース及び充填フラックス中
の総量としての成分含有量である。
接材料における成分添加理由及び組成限定理由について
説明する。なお、溶接材料中の成分Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中の成分含有量を
〔Ｃ〕W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、
〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラックス中の成分
含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎ
ｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとして表す。このフラッ
クス中の成分含有量とは、開先に散布又は供給されるフ
ラックス中の成分の含有量のことであり、ワイヤ中の成
分含有量とは、ソリッドワイヤを使用した場合はそのソ
リッドワイヤ中の成分含有量であり、フラックス入りワ
イヤを使用した場合は、鋼シース及び充填フラックス中
の総量としての成分含有量である。
【００１５】Ｃ：０．００５乃至０．２０重量％ Ｃは主に溶接金属の強度を確保するために添加する元素
である。Ｃ含有量が０．００５重量％未満では、溶接金
属のＣ量が低くなりすぎるため、強度を確保しにくいば
かりでなく、耐高温割れ感受性が劣ると共に、溶接中の
シールド効果が不足することによって、溶接金属中のＮ
量が増大し、衝撃性能が劣化する。また、Ｃ含有量が
０．２０重量％を超えると溶接金属中のＣ量が多くなり
すぎるため、耐高温割れ感受性が急激に劣化する。この
ため、溶接材料中のＣは０．００５乃至０．２０重量％
とする。
である。Ｃ含有量が０．００５重量％未満では、溶接金
属のＣ量が低くなりすぎるため、強度を確保しにくいば
かりでなく、耐高温割れ感受性が劣ると共に、溶接中の
シールド効果が不足することによって、溶接金属中のＮ
量が増大し、衝撃性能が劣化する。また、Ｃ含有量が
０．２０重量％を超えると溶接金属中のＣ量が多くなり
すぎるため、耐高温割れ感受性が急激に劣化する。この
ため、溶接材料中のＣは０．００５乃至０．２０重量％
とする。
【００１６】Ｐ：０．０４重量％以下 Ｐは安定さび層を生成し、耐食性を向上させる元素であ
るが、本発明ではＴｉ等の含有により、安定さび層の生
成を達成できるため、過度の含有は必要ない。逆に、Ｐ
の過度の添加は靭性劣化及び耐割性劣化を招くため、Ｐ
は０．０４重量％以下とする。
るが、本発明ではＴｉ等の含有により、安定さび層の生
成を達成できるため、過度の含有は必要ない。逆に、Ｐ
の過度の添加は靭性劣化及び耐割性劣化を招くため、Ｐ
は０．０４重量％以下とする。
【００１７】Ｓ：０．０４重量％以下 Ｓは腐食の起点となるＦｅＳ及びＭｎＳを生成し、耐食
性の劣化を招く。Ｎｉを過剰に含有した場合、ＮｉＳは
溶接金属の粒界に析出し、延性及び靭性劣化を招く。こ
のため、Ｓは０．０４重量％以下とする。
性の劣化を招く。Ｎｉを過剰に含有した場合、ＮｉＳは
溶接金属の粒界に析出し、延性及び靭性劣化を招く。こ
のため、Ｓは０．０４重量％以下とする。
【００１８】Ｃｕ：０．０５乃至１．０重量％ Ｃｕは電気化学的に鉄より貴な元素であり、安定さび層
の生成を促進し、耐食性を向上させる効果を有する。Ｃ
ｕが０．０５重量％未満では、これらの効果が得られな
い。Ｃｕが１．０重量％を超えると、それ以上添加して
もその添加量に見合う効果は得られず、逆に脆化と耐割
性劣化を引き起こす。このため、Ｃｕは０．０５乃至
１．０重量％とする。
の生成を促進し、耐食性を向上させる効果を有する。Ｃ
ｕが０．０５重量％未満では、これらの効果が得られな
い。Ｃｕが１．０重量％を超えると、それ以上添加して
もその添加量に見合う効果は得られず、逆に脆化と耐割
性劣化を引き起こす。このため、Ｃｕは０．０５乃至
１．０重量％とする。
【００１９】Ｎｉ：０．０５乃至９．０重量％ ＮｉはＣｕと同様に耐食性向上効果を有する。Ｎｉが
０．０５重量％未満では、これらの効果が得られない。
逆に、Ｎｉ含有量が９．０重量％超では、それ以上の効
果は得られず、逆に強度が過大となるため、耐割れ性劣
化及び延性劣化が生じる。また、経済的にも問題があ
る。このため、Ｎｉ含有量は０．０５乃至９．０重量％
とする。
０．０５重量％未満では、これらの効果が得られない。
逆に、Ｎｉ含有量が９．０重量％超では、それ以上の効
果は得られず、逆に強度が過大となるため、耐割れ性劣
化及び延性劣化が生じる。また、経済的にも問題があ
る。このため、Ｎｉ含有量は０．０５乃至９．０重量％
とする。
【００２０】Ｃｒ：０．０５重量％以下 Ｃｒはミクロな表面欠陥部内におけるｐＨの低下原因と
なり、欠陥内での凝縮水分の酸化性を促進し、腐食を誘
発する作用を有するため、耐食性を劣化させる元素であ
る。このため、Ｃｒは０．０５重量％以下とする。
なり、欠陥内での凝縮水分の酸化性を促進し、腐食を誘
発する作用を有するため、耐食性を劣化させる元素であ
る。このため、Ｃｒは０．０５重量％以下とする。
【００２１】Ｔｉ：０．１０乃至１０．０重量％（Ｔｉ
Ｏ2 （Ｔｉ換算）を含む） ＴｉはＣｒに代わる安定さび層の生成促進元素である。
ＴｉはＣｒのように前記ｐＨの低下の原因となるような
耐食性への悪影響もなく、更に結晶粒微細化による生成
さびの微細化及び靭性向上の効果を有する。Ｔｉが０．
１０重量％未満では、これらの効果が得られない。一
方、Ｔｉが１０．０重量％超では、それ以上の効果も得
られず、経済的でない。
Ｏ2 （Ｔｉ換算）を含む） ＴｉはＣｒに代わる安定さび層の生成促進元素である。
ＴｉはＣｒのように前記ｐＨの低下の原因となるような
耐食性への悪影響もなく、更に結晶粒微細化による生成
さびの微細化及び靭性向上の効果を有する。Ｔｉが０．
１０重量％未満では、これらの効果が得られない。一
方、Ｔｉが１０．０重量％超では、それ以上の効果も得
られず、経済的でない。
【００２２】なお、本発明の溶接材料は上記以外の化学
成分については特に限定されず、溶接金属の引張・衝撃
性能を確保するために、通常のＭｎ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｂ等
を添加することが可能である。
成分については特に限定されず、溶接金属の引張・衝撃
性能を確保するために、通常のＭｎ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｂ等
を添加することが可能である。
【００２３】また、上記のＣ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ等の成分は、ワイヤ及びフラックスの両方若しくはい
ずれかより添加することができる。また、ワイヤはソリ
ッドワイヤに限らず、成分が該当すればフラックス入り
ワイヤも用いることがでできると共に、フラックスは、
溶融・ボンドのいずれかのタイプ及びその混合タイプを
用いても良い。
ｉ等の成分は、ワイヤ及びフラックスの両方若しくはい
ずれかより添加することができる。また、ワイヤはソリ
ッドワイヤに限らず、成分が該当すればフラックス入り
ワイヤも用いることがでできると共に、フラックスは、
溶融・ボンドのいずれかのタイプ及びその混合タイプを
用いても良い。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の効果を実証するために、本発
明の範囲に入る実施例及び本発明の範囲から外れる比較
例の溶接材料を使用してサブマージアーク溶接を行い、
その特性を評価した結果について説明する。
明の範囲に入る実施例及び本発明の範囲から外れる比較
例の溶接材料を使用してサブマージアーク溶接を行い、
その特性を評価した結果について説明する。
【００２５】溶接方法及び溶接条件は以下のとおりであ
る。 ・使用鋼材の化学組成：Ｃ：０．０９重量％、Ｓｉ：
０．２５重量％、Ｍｎ：０．６０重量％、Ｐ：０．０２
１重量％、Ｓ：０．００４重量％、Ｃｕ：０．２５重量
％、Ｎｉ：０．７０重量％、Ｔｉ：０．０４重量％、Ｃ
ｒ：０．０１重量％ ・鋼材の板厚：２０ｍｍt ・溶接方法：ＪＩＳ Ｚ ３１８３に準拠 ・溶接条件：ＡＣ ５００Ａ−３０Ｖ−３０ｃｍ／ｍｉ
ｎ ・ワイヤ径：４．０ｍｍ 供試ワイヤの化学組成を下記表１に示し、供試フラック
スの化学組成を下記表２に示す。そして、前記数式１に
より算出された溶接材料の成分の化学組成を下記表３に
示す。
る。 ・使用鋼材の化学組成：Ｃ：０．０９重量％、Ｓｉ：
０．２５重量％、Ｍｎ：０．６０重量％、Ｐ：０．０２
１重量％、Ｓ：０．００４重量％、Ｃｕ：０．２５重量
％、Ｎｉ：０．７０重量％、Ｔｉ：０．０４重量％、Ｃ
ｒ：０．０１重量％ ・鋼材の板厚：２０ｍｍt ・溶接方法：ＪＩＳ Ｚ ３１８３に準拠 ・溶接条件：ＡＣ ５００Ａ−３０Ｖ−３０ｃｍ／ｍｉ
ｎ ・ワイヤ径：４．０ｍｍ 供試ワイヤの化学組成を下記表１に示し、供試フラック
スの化学組成を下記表２に示す。そして、前記数式１に
より算出された溶接材料の成分の化学組成を下記表３に
示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】得られた溶接金属の表面下１ｍｍから厚さ
１０ｍｍの試験片を採取して、週１回の塩水散布を含む
１年間の大気暴露試験を行ない、その長期耐久性を評価
した。その結果を下記表４に示す。
１０ｍｍの試験片を採取して、週１回の塩水散布を含む
１年間の大気暴露試験を行ない、その長期耐久性を評価
した。その結果を下記表４に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】この表４おける１年間の大気暴露試験条件
は、実際の塩分腐食環境下に合わせて週１回の５体積％
塩水の散布を行い、供試材は南向き、水平に対し３０°
の傾斜で設置した。この大気暴露試験後、供試材の平均
板厚減少量を測定し、０．９ｍｍ以下を良好とした。こ
の表４から明らかなように、本発明の実施例の場合は、
耐食性が良好であるが、比較例の場合は、高温割れが発
生したり、耐食性が劣化した。
は、実際の塩分腐食環境下に合わせて週１回の５体積％
塩水の散布を行い、供試材は南向き、水平に対し３０°
の傾斜で設置した。この大気暴露試験後、供試材の平均
板厚減少量を測定し、０．９ｍｍ以下を良好とした。こ
の表４から明らかなように、本発明の実施例の場合は、
耐食性が良好であるが、比較例の場合は、高温割れが発
生したり、耐食性が劣化した。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶接
材料を使用してサブマージアーク溶接することにより、
溶接部の耐食性が著しく向上し、少数主桁橋等の構造材
として使用可能な耐食性を有すると共に、機械的性能が
優れた溶接部を得ることができる。
材料を使用してサブマージアーク溶接することにより、
溶接部の耐食性が著しく向上し、少数主桁橋等の構造材
として使用可能な耐食性を有すると共に、機械的性能が
優れた溶接部を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB05 CA01 DB03 DC05 EA05 EA07 EA10 4E084 BA03 BA04 BA05 BA06 BA08 BA11 BA12 BA29 CA08 DA17 GA03 HA04 HA06
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接部にフラックスを供給し、ソリッド
ワイヤ又はフラックス入りワイヤを使用して溶接するサ
ブマージアーク溶接に使用するサブマージアーク溶接用
溶接材料において、溶接材料中の成分Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中の成分含有量を
〔Ｃ〕W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、
〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、フラックス中の成分
含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎ
ｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとして表し、ワイヤの単
位消費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフラックスの消費量
（ｇ／ｍｉｎ）をａとした場合に、ワイヤ及びフラック
ス全体の成分含有量が Ｃ＝〔Ｃ〕W＋ａ×〔Ｃ〕f：０．００５乃至０．２０重
量％ Ｐ＝〔Ｐ〕W＋ａ×〔Ｐ〕f：０．０４重量％以下 Ｓ＝〔Ｓ〕W＋ａ×〔Ｓ〕f：０．０４重量％以下 Ｃｕ＝〔Ｃｕ〕W＋ａ×〔Ｃｕ〕f：０．０５乃至１．０
重量％ Ｎｉ＝〔Ｎｉ〕W＋ａ×〔Ｎｉ〕f：０．０５乃至９．０
重量％ Ｃｒ＝〔Ｃｒ〕W＋ａ×〔Ｃｒ〕f：０．０５重量％以下 Ｔｉ＝〔Ｔｉ〕W＋ａ×〔Ｔｉ〕f：０．１０乃至１０．
０重量％（但し、ＴｉＯ2はＴｉに換算する） を満足することを特徴とするサブマージアーク溶接用溶
接材料。 - 【請求項２】 溶接部にフラックスを供給し、ソリッド
ワイヤ又はフラックス入りワイヤを使用して溶接するサ
ブマージアーク溶接方法において、溶接材料中の成分
Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉのうち、ワイヤ中
の成分含有量を〔Ｃ〕W、〔Ｐ〕W、〔Ｓ〕W、〔Ｃ
ｕ〕W、〔Ｎｉ〕W、〔Ｃｒ〕W、〔Ｔｉ〕Wとして表し、
フラックス中の成分含有量を〔Ｃ〕f、〔Ｐ〕f、〔Ｓ〕
f、〔Ｃｕ〕f、〔Ｎｉ〕f、〔Ｃｒ〕f、〔Ｔｉ〕fとし
て表し、ワイヤの単位消費量（ｇ／ｍｉｎ）当たりのフ
ラックスの消費量（ｇ／ｍｉｎ）をａとした場合に、ワ
イヤ及びフラックス全体の成分含有量が Ｃ＝〔Ｃ〕W＋ａ×〔Ｃ〕f：０．００５乃至０．２０重
量％ Ｐ＝〔Ｐ〕W＋ａ×〔Ｐ〕f：０．０４重量％以下 Ｓ＝〔Ｓ〕W＋ａ×〔Ｓ〕f：０．０４重量％以下 Ｃｕ＝〔Ｃｕ〕W＋ａ×〔Ｃｕ〕f：０．０５乃至１．０
重量％ Ｎｉ＝〔Ｎｉ〕W＋ａ×〔Ｎｉ〕f：０．０５乃至９．０
重量％ Ｃｒ＝〔Ｃｒ〕W＋ａ×〔Ｃｒ〕f：０．０５重量％以下 Ｔｉ＝〔Ｔｉ〕W＋ａ×〔Ｔｉ〕f：０．１０乃至１０．
０重量％（但し、ＴｉＯ2はＴｉに換算する）を満足す
ることを特徴とするサブマージアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27873098A JP3657128B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマージアーク溶接用溶接材料及びサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27873098A JP3657128B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマージアーク溶接用溶接材料及びサブマージアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000107886A true JP2000107886A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3657128B2 JP3657128B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=17601412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27873098A Expired - Lifetime JP3657128B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマージアーク溶接用溶接材料及びサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3657128B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102962604A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-03-13 | 北京奥邦焊业有限公司 | 一种焊丝及其制造方法 |
| KR20140117617A (ko) | 2012-02-28 | 2014-10-07 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 내이종 금속 접촉 부식성이 우수한 강재 및 용접 조인트 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5487648A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-12 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Submerged arc welding wire |
| JPS6240996A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-21 | Nippon Steel Corp | 低温用鋼用潜弧ワイヤ |
| JPS62252695A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-04 | Nippon Steel Corp | 低温用鋼の潜弧溶接方法 |
| JPH03174978A (ja) * | 1989-09-11 | 1991-07-30 | Nippon Steel Corp | 耐火鋼のサブマージアーク溶接方法 |
| JPH11267883A (ja) * | 1998-03-24 | 1999-10-05 | Nippon Steel Corp | 大入熱用５７０ＭＰａ耐候性鋼の片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスおよび片面サブマージアーク溶接方法 |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP27873098A patent/JP3657128B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140117617A (ko) | 2012-02-28 | 2014-10-07 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 내이종 금속 접촉 부식성이 우수한 강재 및 용접 조인트 |
| CN102962604A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-03-13 | 北京奥邦焊业有限公司 | 一种焊丝及其制造方法 |
| CN102962604B (zh) * | 2012-11-07 | 2015-07-15 | 北京奥邦焊业有限公司 | 一种焊丝 |
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|---|---|
| JP3657128B2 (ja) | 2005-06-08 |
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