JP2000271788A - Bevel filling material for simple one side surface submerged arc welding and welding method using this material - Google Patents

Bevel filling material for simple one side surface submerged arc welding and welding method using this material

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JP2000271788A
JP2000271788A JP11083143A JP8314399A JP2000271788A JP 2000271788 A JP2000271788 A JP 2000271788A JP 11083143 A JP11083143 A JP 11083143A JP 8314399 A JP8314399 A JP 8314399A JP 2000271788 A JP2000271788 A JP 2000271788A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bevel filling material which has good welding workability and crack resistance and obtains the welded part having good low temp. ductility in a simple one side surface submerged arc welding for a steel used in the low temp., and a welding method using this bevel filling material. SOLUTION: In the bevel filling material for simple one side surface submerged arc welding, this material is contained by wt.% of <=0.07% C, <=0.05% Si, 0.6-1.5% Mn, <=0.015% P, <=0.01% S, 2.4-3.4% Ni, >0.03-0.4%; Al, <=0.005% N and has 4-6 bulk sp.gr. Further, the simple one side surface submerged arc welding method is executed by filling the bevel filling material and a bond flux having a prescribed component into the bevel and welding with a welding wire having a prescribed component.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は主に造船分野で用い
られるいわゆる簡易片面サブマージアーク溶接に関す
る。簡易片面サブマージアーク溶接は固形耐火性酸化物
を主成分とする裏当て材を使用する片面溶接であって、
本発明はこれに使用する開先充填材およびそれを用いた
溶接方法に係わる。さらに詳しくはLPG船のアッパー
デッキ等に用いられる低温用鋼を対象とする片面1層溶
接時に、強度および低温靭性に優れた溶接金属が得られ
る簡易片面サブマージアーク溶接に使用する開先充填材
およびそれを用いた低温用鋼の溶接方法に関するもので
ある。ここでいう低温用鋼とは造船に用いられるJIS
G3126で「低温圧力容器用炭素鋼鋼板」として規
定されるSLA325、SLA360鋼等やこれらと同
等の強度を持ち、シャルピー試験温度で−40〜−60
℃における靭性を満足する鋼材を総称したものである。
The present invention relates to a so-called simple single-sided submerged arc welding mainly used in the field of shipbuilding. Simple single-sided submerged arc welding is single-sided welding using a backing material containing a solid refractory oxide as a main component,
The present invention relates to a groove filler used for this and a welding method using the same. More specifically, a groove filler used for simple single-sided submerged arc welding, which can provide a weld metal excellent in strength and low-temperature toughness at the time of single-sided single-layer welding for low-temperature steel used for an upper deck of an LPG ship and the like. The present invention relates to a low-temperature steel welding method using the same. The term “low-temperature steel” used here means JIS used for shipbuilding.
SLA325, SLA360 steel, etc. specified as “carbon steel sheet for low-temperature pressure vessels” in G3126 and the like, and have a strength equivalent to these, and have a Charpy test temperature of −40 to −60.
A steel material that satisfies toughness at ℃.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、造船等の厚鋼板の溶接では、溶接
効率の優れた片面サブマージアーク溶接法が一般に用い
られているが、入熱量が大きいため溶接部の靭性が劣化
する傾向があった。従って、特に低温靭性の要求が厳し
いLPG船等の低温用鋼の溶接では、溶接部の低温靭性
を満足させるために、溶接入熱を9kJ/mm程度以下
規制しなければならず、また適用できる板厚は約16m
m以下であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, single-sided submerged arc welding, which is excellent in welding efficiency, is generally used for welding thick steel plates for shipbuilding and the like, but the heat input is large, and the toughness of a weld tends to deteriorate. . Therefore, especially in the welding of low-temperature steels such as LPG ships, which have strict requirements for low-temperature toughness, in order to satisfy the low-temperature toughness of the welded portion, the welding heat input must be restricted to about 9 kJ / mm or less, and is applicable. The board thickness is about 16m
m or less.

【0003】しかしながら、近年、材質開発の面から上
記LPG船等で低温用厚鋼板を片面サブマージアーク溶
接する際の母材熱影響部の靭性向上がなされ、板厚25
mmまでの低温用厚鋼板を溶接することが可能となっ
た。これらの片面サブマージアーク溶接用低温用鋼とし
ては、例えばTMCP(Thermo Mechani
cal Control Process)技術によ
り、炭素当量の低減と共にTi脱酸又はAlとTiの複
合脱酸を利用した酸化物制御により母材熱影響部の低温
靭性を向上させたものが実用化されている。
However, in recent years, from the viewpoint of material development, the toughness of the heat-affected zone of the base metal when the low-temperature thick steel plate is subjected to single-sided submerged arc welding on the LPG ship or the like has been improved.
It is now possible to weld low-temperature thick steel plates up to mm. These low-temperature steels for single-sided submerged arc welding include, for example, TMCP (Thermo Mechani).
Cal Control Process technology has been put to practical use in which the low-temperature toughness of the heat-affected zone of the base material is improved by reducing the carbon equivalent and controlling the oxide using Ti deoxidation or composite deoxidation of Al and Ti.

【0004】一般に造船等の長さ20mにもおよぶ大板
継ぎ溶接に用いられる片面サブマージアーク溶接法とし
ては、フラックス銅バッキング片面サブマージアーク溶
接法と簡易片面サブマージアーク溶接法が用いられてい
る。前者は専用の装置を使用し、これの裏当て銅板上に
粒状裏フラックスを散布し、その上に被溶接鋼板を配置
した状態で、開先のルートに表フラックスを充填して溶
接用ワイヤを用いて溶接する方法である。また、後者
は、固形耐火性酸化物を主成分とした裏当材上にSiO
が主成分のガラステープを4〜8枚程度配して、それ
を被溶接鋼板の開先裏面に当接した状態で、表フラック
スと開先のルートギャップが大きい場合には鋼粒の開先
充填材を充填して溶接用ワイヤを用いて溶接する方法で
ある。
[0004] As a single-sided submerged arc welding method generally used for large plate joint welding having a length of 20 m for shipbuilding or the like, a flux copper backing single-sided submerged arc welding method and a simple single-sided submerged arc welding method are used. The former uses a special device, sprinkles the granular back flux on the backing copper plate, places the steel plate to be welded on top of it, fills the groove route with the front flux and inserts the welding wire. This method is used for welding. In addition, the latter has SiO on a backing material containing a solid refractory oxide as a main component.
In the state where about 4 to 8 glass tapes of which 2 is the main component are arranged and they are in contact with the back side of the groove of the steel plate to be welded, when the front flux and the root gap of the groove are large, the opening of the steel grain is performed. This is a method in which a pre-filling material is filled and welding is performed using a welding wire.

【0005】従来、上記片面サブマージアーク溶接法で
用いられている開先充填材としては、例えば実公昭43
−332号公報及び特開昭60−46895号公報等で
提案されている。しかしながら、実公昭43−332号
公報の開先充填材は、軟鋼およびHT490には適用で
きても、−60℃の低温靭性が要求されるLPG船など
の低温用鋼の溶接には適用できないものである。また、
特開昭60−46895号公報には、ガラステープ系裏
当て材を用いた場合の裏ビードのスラグ剥離の向上を目
的としてPbやBiをを含有する低温用鋼の片面潜弧溶
接用開先充填剤が提案されている。しかしながら、裏当
材からの冷却が早い片面サブマージアーク溶接法では、
高温割れの発生にとってこれら低融点成分の含有は好ま
しくない。
Conventionally, as a groove filler used in the single-sided submerged arc welding method, for example, Japanese Utility Model Publication No.
No.-332 and JP-A-60-46895. However, the groove filler disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 43-332 can be applied to mild steel and HT490 but cannot be applied to welding of low-temperature steel such as LPG ships that require low-temperature toughness of -60 ° C. It is. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-46895 discloses a groove for single-sided subarc welding of low-temperature steel containing Pb or Bi for the purpose of improving slag peeling of a back bead when a glass tape-based backing material is used. Fillers have been proposed. However, in the single-sided submerged arc welding method where cooling from the backing material is fast,
The inclusion of these low-melting components is not preferred for the occurrence of hot cracking.

【0006】また、本発明者らも、特開平10−263
881号公報にて、低温用鋼を片面サブマージアーク溶
接する際の開先充填材として、C、Si、Mn、Ni、
Al、N、Oを規定すると共に、粒子径を45μmから
180μmにした開先鋼充填材を提案した。しかしなが
ら、その後、検討を重ねた結果、片面サブマージアーク
溶接法の中で、フラックス銅バッキング片面サブマージ
アーク溶接法には適用できるが、これの方法に比べて裏
当材の保持力が低く、冷却速度が遅い簡易片面サブマー
ジアーク溶接法では、開先裏面の裏ビード形状の制御や
低温靭性の確保が困難であることが判った。
The present inventors have also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-263.
No. 881, Japanese Patent Application Laid-open No. 881/1999 discloses that as a groove filler for single-sided submerged arc welding of low-temperature steel, C, Si, Mn, Ni,
A grooved steel filler with Al, N, and O specified and a particle diameter of 45 μm to 180 μm was proposed. However, as a result of repeated examinations, it can be applied to the flux copper backing single-sided submerged arc welding method among the single-sided submerged arc welding methods, but the holding force of the backing material is lower than this method, and the cooling rate However, it was found that it was difficult to control the back bead shape on the back surface of the groove and secure low-temperature toughness by the simple single-sided submerged arc welding method, which is slow.

【0007】簡易片面サブマージアーク溶接法は、固定
された装置を用いるフラックス銅バッキング片面サブマ
ージアーク溶接法に比べて、造船等の組み立て現場で容
易に実施が可能なため、この簡易片面サブマージアーク
溶接法を用いた低温用鋼の溶接法の開発が望まれてい
る。
[0007] The simple single-sided submerged arc welding method can be easily carried out at an assembly site such as a shipbuilding, compared with the flux copper backing single-sided submerged arc welding method using a fixed device. There is a demand for the development of a welding method for low-temperature steel using steel.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の課題に鑑みて、低温用鋼の簡易片面サブマージア
ーク溶接において、低温靭性に優れた溶接金属と共に良
好な溶接作業性が得られる開先充填材とそれを用いた溶
接方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention provides good single-sided submerged arc welding of low-temperature steel and good welding workability together with a weld metal excellent in low-temperature toughness. An object of the present invention is to provide a groove filler and a welding method using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため種々検討し、良好な裏ビード形状と低温
じん性が得られる開先充填材とその開先充填材を用いて
特定成分の溶接ワイヤおよびボンドフラックスを用いた
溶接方法を見出し、本発明を完成した。その発明の要旨
とするところは以下の通りである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have studied variously to achieve the above object, and have found that a groove filler capable of obtaining a good back bead shape and a low-temperature toughness can be obtained. The inventors have found a welding method using a welding wire and a bond flux of a specific component, and have completed the present invention. The gist of the invention is as follows.

【0010】(1)簡易片面サブマージアーク溶接用開
先充填材において、重量%で、C:0.07%以下、S
i:0.05%以下、Mn:0.6〜1.5%、Ni:
2.4〜3.4%、Al:0.002〜0.4%を含有
し、P:0.015%以下、S:0.01%以下、N:
0.005%以下とした鋼粒であって、かさ比重が4〜
6であることを特徴とする簡易片面サブマージアーク溶
接用開先充填材。 (2)鋼粒のAl含有量が0.03超〜0.4%である
ことを特徴とする(1)記載の簡易片面サブマージアー
ク溶接用開先充填材 (3)粒径が0.5〜2mmであることを特徴とする
(1)または(2)に記載の簡易片面サブマージアーク
溶接用開先充填材。
(1) In a simple one-sided submerged arc welding groove filler, in terms of% by weight, C: 0.07% or less, S
i: 0.05% or less, Mn: 0.6 to 1.5%, Ni:
2.4-3.4%, Al: 0.002-0.4%, P: 0.015% or less, S: 0.01% or less, N:
A steel grain with 0.005% or less and a bulk specific gravity of 4 to
6. A groove filler for simple single-sided submerged arc welding, characterized in that: (2) The groove filler for simple single-sided submerged arc welding according to (1), wherein the Al content of the steel grain is more than 0.03 to 0.4%. The groove filler for simple single-sided submerged arc welding according to (1) or (2), which has a length of 2 mm or less.

【0011】(4)低温用鋼鋼板の開先裏面に耐火性酸
化物を主成分とする裏当て材を当接させて、1層溶接す
る簡易片面サブマージアーク溶接方法において、前記開
先内に(1)ないし(3)のいずれかに記載の開先充填
材を充填し、重量%で、SiO :10〜20%、Mg
O:20〜33%、Al:13〜25%、TiO
:5〜15%、CaF:6〜12%、CaCO
5〜8%、B:0.2〜0.5%を含有し、かつ
下式で定義されるBnが0.8〜1.5であるボンドフ
ラックスと、重量%で、C:0.01〜0.1%、S
i:0.05%以下、Mn:0.6〜1.6%、Ni:
2.4〜3.4%、Al:0.002〜0.5%を含有
し、P:0.015%以下、S:0.010%以下、
N:0.005%以下とし、かつワイヤ径が4.4〜
6.6mmである鋼製溶接ワイヤとを用いて、前記開先
のルートギャップが6mm以下の状態で溶接することを
特徴とする低温用鋼の簡易片面サブマージアーク溶接方
法。 Bn=(0.108[CaO]+0.068[MnO]
+0.10[MgO])/(0.105[SiO]+
0.002[Al])
(4) A refractory acid is applied to the back of the groove of the steel plate for low temperature use.
A backing material mainly composed of
The simple single-sided submerged arc welding method
Groove filling according to any one of (1) to (3)
Material, and in weight%, SiO 2: 10-20%, Mg
O: 20-33%, Al2O3: 13-25%, TiO
2: 5 to 15%, CaF2: 6-12%, CaCO3:
5-8%, B2O3: Containing 0.2 to 0.5%, and
Bond having a Bn defined by the following formula of 0.8 to 1.5:
LUX and weight%, C: 0.01-0.1%, S
i: 0.05% or less, Mn: 0.6 to 1.6%, Ni:
2.4 to 3.4%, Al: 0.002 to 0.5%
P: 0.015% or less, S: 0.010% or less,
N: 0.005% or less, and the wire diameter is 4.4 to
Using a 6.6 mm steel welding wire,
Welding with a root gap of 6 mm or less
Simple one-sided submerged arc welding method for low temperature steel
Law. Bn = (0.108 [CaO] +0.068 [MnO]
+0.10 [MgO]) / (0.105 [SiO2] +
0.002 [Al2O3])

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明者らは、特開平10−26
3881号公報にて提案した低温用鋼の片面サブマージ
アーク溶接用開先充填材を基に簡易片面サブマージアー
ク溶接時の裏ビード形状と溶接金属の機械的特性をさら
詳細に調査検討した。その結果、簡易片面サブマージア
ーク溶接法とフラックス銅バッキング片面サブマージア
ーク溶接法とでは、裏当て方式の違いによって裏ビード
形成能および溶接金属の成分設計に大きな差が生じるこ
とが判った。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Based on the groove filler for single-sided submerged arc welding of low-temperature steel proposed in Japanese Patent No. 3881, the back bead shape and mechanical properties of the weld metal during simple single-sided submerged arc welding were investigated in more detail. As a result, it was found that there was a large difference in the back bead forming ability and the component design of the weld metal between the simple single-sided submerged arc welding method and the flux copper backing single-sided submerged arc welding method due to the difference in the backing method.

【0013】一般に簡易片面溶接は、裏当材として主に
耐火性酸化物を含有する粉末を水ガラスで板状にしたも
のを用い、その上にSiO2が主成分のガラステープを
4〜8枚程度配し、それらを被溶接鋼板の開先裏面に当
接して溶接する。これに対し、フラックス銅バッキング
片面サブマージアーク溶接法では、裏当て銅板が固定さ
れた装置として配置され、その上に散布された粒状裏フ
ラックスを介して被溶接鋼板の溶接を行う。このため、
フラックス銅バッキング片面サブマージアーク溶接法で
は、比較的大きな電流で溶接しても、開先裏面が裏当て
銅板で保持されているため、裏フラックスの中で生成す
る裏ビードの高さは、銅板で規制される。これに対し
て、簡易片面サブマージアーク溶接は、前記の銅板に比
べて耐火性が低いガラステープと主に耐火性酸化物から
なる裏当材で開先裏面を保持するため、裏ビードは、ガ
ラステープと裏当材の中で生成し、裏ビードの保持力は
非常に小さく、溶接不良を防止するための裏ビードの高
さ制御が困難である。
In general, simple single-sided welding uses, as a backing material, a plate mainly made of powder containing a refractory oxide made of water glass, on which 4 to 8 glass tapes mainly composed of SiO2 are placed. They are welded by contacting them to the back surface of the groove of the steel plate to be welded. On the other hand, in the flux copper backing single-sided submerged arc welding method, the backing copper plate is arranged as a fixed device, and the steel plate to be welded is welded via the granular back flux scattered thereon. For this reason,
In the flux copper backing single-sided submerged arc welding method, the height of the back bead generated in the back flux is limited by the copper plate because the backside of the groove is held by the backing copper plate even when welding with a relatively large current. Be regulated. On the other hand, simple single-sided submerged arc welding holds the groove backside with a backing material mainly composed of a refractory oxide and a glass tape having a low fire resistance compared to the copper plate, so the back bead is made of glass. Produced in the tape and backing material, the holding power of the back bead is very small, and it is difficult to control the height of the back bead to prevent poor welding.

【0014】また、簡易片面サブマージアーク溶接法で
用いられる主に耐火性酸化物からなる裏当材は、フラッ
クス銅バッキング片面サブマージアーク溶接法で用いら
れる裏当て銅板に比べ、溶接金属の冷却効果が小さいた
め溶接金属の強度や靭性の劣化が大きい。以上の発明者
らの実験結果から、簡易片面サブマージアーク溶接を用
いて低温用鋼を溶接する場合は、フラックス銅バッキン
グ片面サブマージアーク溶接法を用いた溶接に比べて、
より厳密な溶接条件の管理が必要であることが判った。
The backing material mainly composed of a refractory oxide used in the simple single-sided submerged arc welding method has a cooling effect of the weld metal as compared with the backing copper plate used in the flux copper backing single-sided submerged arc welding method. Since it is small, the strength and toughness of the weld metal are greatly deteriorated. From the above experimental results of the inventors, when welding low-temperature steel using simple single-sided submerged arc welding, compared to welding using flux copper backing single-sided submerged arc welding method,
It was found that stricter control of welding conditions was necessary.

【0015】そこで、本発明者らは、簡易片面サブマー
ジアーク溶接を用いて低温用鋼を溶接する際の溶接条件
を詳細に調査検討した。その結果、フラックス銅バッキ
ング片面サブマージアーク溶接法に比べ、裏ビードの高
さ制御が難しく、かつ溶接金属の冷却能が小さい簡易片
面サブマージアーク溶接においては、下記の対策をとる
必要があることがわかった。すなわち開先充填材中の成
分においてNiのマトリックスの固溶による靭性を確保
した上で、Alを増加することにより溶接金属中の酸化
物制御及び酸素量調整を行うことでフェライト生成およ
び組織の微細化を図り、強度を過度に上昇させずに低温
靭性の向上を図ると共に、開先充填材のかさ比重を規定
することにより溶接不良の問題がない良好な裏ビード形
状が得られることが判った。本発明は、上記の充填材と
所定成分のボンドフラックスを開先内に充填し、所定成
分の溶接ワイヤによって低温用鋼を溶接することによ
り、−40〜−60℃において良好な靭性が確保できる
溶接金属が得られ、かつ裏ビード形状などの溶接作業性
の優れた簡易片面サブマージアーク溶接が可能である。
[0015] The inventors of the present invention have investigated and studied in detail the welding conditions when welding low-temperature steel using simple one-sided submerged arc welding. As a result, compared to the flux copper backing single-sided submerged arc welding method, it was found that the following measures must be taken in simple single-sided submerged arc welding, in which the height of the back bead is more difficult to control and the cooling capacity of the weld metal is small. Was. That is, while ensuring toughness due to solid solution of the Ni matrix in the components in the groove filler, increasing the amount of Al controls oxides in the weld metal and adjusts the amount of oxygen to produce ferrite and refine the structure. It was found that by improving the low-temperature toughness without excessively increasing the strength, and by specifying the bulk specific gravity of the groove filler, a good back bead shape without the problem of poor welding can be obtained. . In the present invention, good toughness can be secured at -40 to -60 ° C by filling the above-mentioned filler and bond flux of a predetermined component into a groove, and welding low-temperature steel with a welding wire of a predetermined component. A simple one-sided submerged arc welding with a weld metal obtained and excellent welding workability such as a back bead shape is possible.

【0016】本発明の詳細について、以下に述べる。本
発明の開先充填材は、その基本成分として、低C系で、
NiとAlを所定量含有し、さらにSi、Mn、Nを規
定するものであり、これにより低温で良好な靭性を得る
ことができる。また、Niが高いので耐高温割れ性の点
からP、Sを制限した。さらに、開先内に充填して溶接
したときに良好な裏ビードが得られように開先充填材の
かさ比重を特定した。また、本発明では、前記開先充填
材を用いて、低温用鋼を簡易片面サブマージアーク溶接
する際に、溶接金属の良好な低温靭性と良好な溶接作業
性を得るために、前記開先充填材の他に、同様な理由で
ワイヤの成分組成を規制すると共に、ボンドフラックス
の塩基度:Bnを規定するものである。
The details of the present invention will be described below. The groove filler of the present invention has a low C content as its basic component,
It contains Ni and Al in predetermined amounts and further defines Si, Mn, and N, whereby good toughness can be obtained at a low temperature. Further, since Ni is high, P and S are limited from the viewpoint of resistance to hot cracking. Further, the bulk specific gravity of the groove filler was specified so that a good back bead could be obtained when the groove was filled and welded. Also, in the present invention, when the low-temperature steel is subjected to simple single-sided submerged arc welding using the groove filler, in order to obtain good low-temperature toughness and good welding workability of the weld metal, the groove filling is performed. In addition to the material, the composition of the wire is regulated for the same reason, and the basicity: Bn of the bond flux is regulated.

【0017】まず、本発明の開先充填材の成分組成につ
いてその限定理由を説明する。Cは0.07%以下であ
ることが必要である。Cは良好な靭性を得るためには低
く設定する必要がある。溶接金属で良好な低温靭性を得
るためには溶接金属のC量は0.1%以下程度に低くす
る必要があり、鋼板は0.12%以下であるため母材希
釈を考慮して、開先充填材のC量は、0.07%以下と
した。
First, the reasons for limiting the component composition of the groove filler of the present invention will be described. C needs to be 0.07% or less. C must be set low to obtain good toughness. In order to obtain good low-temperature toughness with the weld metal, the C content of the weld metal must be reduced to about 0.1% or less, and the steel sheet is 0.12% or less. The C content of the pre-filler was set to 0.07% or less.

【0018】Siは0.05%以下であることが必要で
ある。Siは脱酸元素として有用であるが、0.05%
を越えると溶接金属の靭性が劣化するするため、その上
限を0.05%とした。
The content of Si must be 0.05% or less. Si is useful as a deoxidizing element, but 0.05%
If the ratio exceeds the limit, the toughness of the weld metal deteriorates, so the upper limit was made 0.05%.

【0019】Mnは0.6〜1.5%であることが必要
である。Mnは溶接金属の焼き入れ性を確保し、粒内フ
ェライトの変態核を生成する上で必要である。このよう
なMnの効果は、0.6%以上で得られるが、1.5%
を越えると溶接金属の焼き入れ性が過大となり靭性が劣
化する。
Mn needs to be 0.6 to 1.5%. Mn is necessary for securing the hardenability of the weld metal and generating transformation nuclei for intragranular ferrite. Such an effect of Mn can be obtained at 0.6% or more, but 1.5% or more.
If it exceeds, the hardenability of the weld metal becomes excessive and the toughness deteriorates.

【0020】Niは2.4〜3.4%であることが必要
である。Niは溶接金属のマトリックスに固溶してフェ
ライトそのものを高靭性化する。このようなNiの効果
は、本溶接金属では2.4%以上で得られる。一方、
3.4%を越えるとPおよびSが粒界に析出しやすく、
高温割れが生じやすくなるため、その上限を3.4%と
した。
Ni needs to be 2.4 to 3.4%. Ni forms a solid solution in the matrix of the weld metal to increase the toughness of the ferrite itself. Such an effect of Ni can be obtained at 2.4% or more in the present weld metal. on the other hand,
If it exceeds 3.4%, P and S are likely to precipitate at the grain boundaries,
Since high temperature cracking is likely to occur, the upper limit is set to 3.4%.

【0021】Alは0.002〜0.4%であることが
必要である。Alは溶接金属の酸素量を低くして変態温
度を低下させるとともに、その酸化物は、靭性を改善す
るアシキュラフェライトの変態核として作用する。この
ようなAlの効果は、0.002%以上で得られるが、
0.4%を越えるとベイナイトが生成し溶接金属の強度
が過大となり靭性が劣化する。上記の効果をより高める
ためには、Alの添加量の下限を0.03%超とするこ
とが好ましい。
Al needs to be 0.002 to 0.4%. Al lowers the transformation temperature by lowering the oxygen content of the weld metal, and its oxide acts as a transformation nucleus of acicular ferrite which improves toughness. Such an effect of Al can be obtained at 0.002% or more.
If it exceeds 0.4%, bainite is formed, the strength of the weld metal becomes excessive, and the toughness deteriorates. In order to further enhance the above effects, the lower limit of the amount of Al added is preferably set to more than 0.03%.

【0022】Pは0.015%以下、Sは0.01以下
であることが必要である。本発明では、溶接金属の靭性
向上のためにNiを多量に含有するために、PおよびS
は粒界に析出して靭性が劣化しやすいので、それぞれ
0.015%以下、0.01%以下に制限する。
P must be 0.015% or less, and S must be 0.01 or less. In the present invention, since a large amount of Ni is contained for improving the toughness of the weld metal, P and S
Is easily precipitated at the grain boundaries and the toughness is likely to be deteriorated.

【0023】Nは0.005%以下であることが必要で
ある。Nは靭性を劣化させる元素であり、溶接金属の靭
性が劣化するので上限を0.005%とした。
N needs to be 0.005% or less. N is an element that deteriorates the toughness, and the toughness of the weld metal deteriorates, so the upper limit was made 0.005%.

【0024】次に、本発明の開先充填材のかさ比重の限
定理由を説明する。上記のように成分組成を限定して
も、良好な溶接ビードと必要溶着金属量を得るためには
かさ比重は4〜6に規定することが必要である。図1に
は、本発明の開先充填材のかさ比重と裏ビード高さの関
係を示す。図に示すようにかさ比重が小さいと裏ビード
が出易く、大きくなるに従って出方が少なくなる傾向に
あり、開先への充填厚が表面からの深さ4mm以下の範
囲では、かさ比重が4未満で裏ビードが過大となり、そ
のため溶着金属量が不足するが、かさ比重が6を超える
と裏ビードが出難く過小となり、溶着金属量が過多とな
り、裏ビード形状不良及び溶接不良の問題が生ずる。
Next, the reasons for limiting the bulk specific gravity of the groove filler of the present invention will be described. Even when the composition of the components is limited as described above, the bulk specific gravity needs to be specified in the range of 4 to 6 in order to obtain a good weld bead and a required amount of deposited metal. FIG. 1 shows the relationship between the bulk specific gravity of the groove filler of the present invention and the height of the back bead. As shown in the figure, when the bulk specific gravity is small, the back bead tends to come out, and as the size becomes large, there is a tendency that the back bead becomes less. When the fill thickness to the groove is 4 mm or less from the surface, the bulk specific gravity is 4 mm. If it is less than 10, the back bead becomes excessively large, so that the amount of weld metal is insufficient.However, if the bulk specific gravity exceeds 6, the back bead is difficult to come out and becomes too small. .

【0025】本発明では、裏ビード形状を向上させるた
めにかさ比重を上記範囲に規制することを要件とする
が、充填材の粒径が小さいと溶接時に溶接金属で発生す
るガスの抜けが悪化し、大きすぎると溶け込み難くなる
ため、さらに、充填材の粒径を0.5〜2mmに規定す
ることが好ましい。
In the present invention, in order to improve the shape of the back bead, it is necessary to regulate the bulk specific gravity to the above range. However, if the particle size of the filler is small, the escape of gas generated from the weld metal during welding becomes worse. However, if it is too large, it will be difficult to dissolve. Therefore, it is preferable to further set the particle size of the filler to 0.5 to 2 mm.

【0026】次に、本発明の開先充填材を用いた溶接方
法の限定理由について説明する。本発明が対象とする低
温用鋼は、主に造船分野でLPG船用等に用いられるも
のであって、JIS G3126で規定されるもの、ま
たはこれに準ずるものであり、その組成としては重量%
でC:0.05〜0.12%、Si:0.05〜0.3
%、Al:0.002〜0.045%、Ti:0.00
5〜0.02%、N:0.005%以下を含有し、残部
が鉄及び不可避不純物からなる鋼である。本発明では、
上記の成分組成の鋼板をその開先裏面に耐火性酸化物系
裏当て材を当接させて1層溶接する、いわゆる簡易片面
サブマージアーク溶接方法を用いることを前提とする。
Next, the reasons for limiting the welding method using the groove filler of the present invention will be described. The low-temperature steel to which the present invention is directed is mainly used for LPG ships in the field of shipbuilding, and is specified by JIS G3126 or equivalent thereto.
C: 0.05-0.12%, Si: 0.05-0.3
%, Al: 0.002 to 0.045%, Ti: 0.00
Steel containing 5 to 0.02% and N: 0.005% or less, with the balance being iron and unavoidable impurities. In the present invention,
It is assumed that a so-called simple single-sided submerged arc welding method, in which a steel sheet having the above-described composition is brought into contact with a refractory oxide-based backing material on the groove back surface and welded in one layer, is used.

【0027】本発明では、上記簡易片面サブマージアー
ク溶接方法において、上記開先充填材を用い、さらに溶
接ワイヤおよびフラックスを規定することを要件とする
ものであり、その限定理由を以下に説明する。まず、溶
接ワイヤの成分組成の限定理由について説明する。
According to the present invention, in the above simple single-sided submerged arc welding method, it is required that the groove filler is used and the welding wire and the flux are further defined. The reasons for the limitation will be described below. First, the reasons for limiting the component composition of the welding wire will be described.

【0028】Cは0.01〜0.1%であることが必要
である。Cは良好な靭性を得るためには低く設定する必
要がある。溶接金属で良好な低温靭性を得るためには溶
接金属のC量は0.1%以下に低くする必要があり、
0.1%以下とした。しかしながら、0.01%未満で
は脱酸不足となり、靭性が劣化する。
C needs to be 0.01 to 0.1%. C must be set low to obtain good toughness. In order to obtain good low-temperature toughness with the weld metal, the C content of the weld metal must be reduced to 0.1% or less,
0.1% or less. However, if it is less than 0.01%, deoxidation becomes insufficient and toughness deteriorates.

【0029】Siは0.05%以下であることが必要で
ある。Siは脱酸元素として有用であるが、本溶接金属
では0.05%を越えると靭性が劣化するため、その上
限を0.05%とした。
The content of Si must be 0.05% or less. Si is useful as a deoxidizing element. However, in the present weld metal, if the content exceeds 0.05%, the toughness deteriorates. Therefore, the upper limit is set to 0.05%.

【0030】Mnは0.6〜1.6%であることが必要
である。Mnは溶接金属の焼き入れ性を確保し、粒内フ
ェライトの変態核を生成する上で必要である。このよう
なMnの効果は、0.6%以上で得られるが、1.6%
を越えると溶接金属の焼き入れ性が過大となり靭性が劣
化する。
Mn needs to be 0.6 to 1.6%. Mn is necessary for securing the hardenability of the weld metal and generating transformation nuclei for intragranular ferrite. Such an effect of Mn can be obtained at 0.6% or more, but 1.6% or more.
If it exceeds, the hardenability of the weld metal becomes excessive and the toughness deteriorates.

【0031】Niは2.4〜3.4%であることが必要
である。Niは溶接金属のマトリックスに固溶してフェ
ライトそのものを高靭性化する。このようなNiの効果
は、本溶接金属では2.4%以上で得られる。一方、
3.4%を越えるとPおよびSが粒界に析出しやすく、
高温割れが生じやすくなる。
Ni needs to be 2.4 to 3.4%. Ni forms a solid solution in the matrix of the weld metal to increase the toughness of the ferrite itself. Such an effect of Ni can be obtained at 2.4% or more in the present weld metal. on the other hand,
If it exceeds 3.4%, P and S are likely to precipitate at the grain boundaries,
Hot cracking is likely to occur.

【0032】Alは0.002〜0.5%であることが
必要である。Alは溶接金属の酸素量を低くするととも
に、その酸化物は、靭性を改善するアシキュラフェライ
トの変態核として作用する。このようなAlの効果は、
本溶接金属では0.002%以上で得られるが、0.5
%を越えるとベイナイトが生成し強度が過大となりじん
性が劣化する。
Al needs to be 0.002 to 0.5%. Al lowers the oxygen content of the weld metal and its oxide acts as a transformation nucleus of acicular ferrite to improve toughness. Such an effect of Al is as follows.
In this weld metal, it can be obtained at 0.002% or more.
%, Bainite is formed, the strength becomes excessive and the toughness deteriorates.

【0033】Pは0.015%以下、Sは0.01以下
であることが必要である。本発明では、溶接金属の靭性
向上のためにNiを多量に含有するために、PおよびS
は粒界に析出して靭性が劣化しやすいので、それぞれ
0.015%以下、0.010以下に制限する。
P must be 0.015% or less, and S must be 0.01 or less. In the present invention, since a large amount of Ni is contained for improving the toughness of the weld metal, P and S
Is likely to precipitate at the grain boundaries and deteriorate in toughness, so the content is limited to 0.015% or less and 0.010 or less, respectively.

【0034】Nは0.0050%以下であることが必要
である。Nは靭性を劣化させる元素であり、他の靭性対
策を施してもじん性が劣化するので上限を0.0050
%とした。
N needs to be 0.0050% or less. N is an element that degrades toughness, and the toughness is degraded even if other toughness measures are taken.
%.

【0035】また、溶接ワイヤ径は4.4〜6.6mm
であることが必要である。被溶接鋼板の板厚が小さい場
合は、入熱が小さいため、用いる溶接ワイヤ径は小さい
方が有利であり、板厚が大きい場合は、太径ワイヤの方
が有利であり、それぞれ被溶接鋼板の板厚によって使い
分けるが、溶接ワイヤ径が4.4mm未満であると裏ビ
ードが過大で溶着量が不足し、6.6mmを越えると裏
ビードが出にくくなり、電流を上げると溶着量が過多と
なるため、その範囲を4.4〜6.6mmに規定する。
The diameter of the welding wire is 4.4 to 6.6 mm.
It is necessary to be. When the thickness of the steel plate to be welded is small, the heat input is small, so that the smaller the diameter of the welding wire to be used, the more advantageous it is. When the welding wire diameter is less than 4.4 mm, the back bead is too large and the welding amount is insufficient. When the welding wire diameter exceeds 6.6 mm, the back bead is difficult to appear, and when the current is increased, the welding amount is excessive. Therefore, the range is defined as 4.4 to 6.6 mm.

【0036】また、本発明の溶接法では、溶接金属の酸
素制御による靭性向上のため、フラックスとしてはボン
ドフラックスを用いる。サブマージアーク溶接用として
一般的に用いられる溶融フラックスは酸化物を主成分と
するため、溶接金属の脱酸は溶接ワイヤにより行う必要
があるが、本発明の溶接ワイヤは、靭性向上のためにC
量を低く制限するため脱酸不足となり、低温での靭性向
上は望めない。これに対して、ボンドフラックスはフラ
ックス中にCOを含有し、フラックスによって溶融金
属にCが供給されるので脱酸が良好になる。
In the welding method of the present invention, a bond flux is used as a flux in order to improve the toughness of the weld metal by controlling oxygen. Since the molten flux generally used for submerged arc welding contains an oxide as a main component, it is necessary to deoxidize the weld metal by using a welding wire.
Since the amount is limited low, deoxidation becomes insufficient, and improvement in toughness at low temperatures cannot be expected. On the other hand, the bond flux contains CO 2 in the flux, and C is supplied to the molten metal by the flux, so that the deoxidation is improved.

【0037】本発明では、上記ボンドフラックスを採用
し、さらに溶接金属の酸素制御の点から、フラックスの
下記(1)式で定義される塩基度Bnを0.8〜1.5
にする。すなわち、Bnが0.8未満では溶接金属中の
酸素量が高くなり良好な靭性が得られない。一方、Bn
が1.5を越えると酸素が低くなり過ぎかえって靭性が
劣化する。 Bn=(0.108[CaO]+0.068[MnO]+0.10[MgO]) /(0.105[SiO]+0.002[Al]) ・・・・・・(1)
In the present invention, the above-mentioned bond flux is employed, and from the viewpoint of controlling the oxygen of the weld metal, the basicity Bn of the flux defined by the following equation (1) is set to 0.8 to 1.5.
To That is, if Bn is less than 0.8, the amount of oxygen in the weld metal increases, and good toughness cannot be obtained. On the other hand, Bn
Exceeds 1.5, the oxygen content becomes too low and the toughness deteriorates. Bn = (0.108 [CaO] +0.068 [MnO] +0.10 [MgO]) / (0.105 [SiO 2 ] +0.002 [Al 2 O 3 ]) (1)

【0038】本発明でのフラックスの組成の限定理由を
説明する。SiO は10〜20%であることが必要
である。SiOは大入熱溶接において良好な溶接ビー
ドを形成するためにもっとも重要な成分であるが、過多
になると靭性を劣化させる。すなわち、10%未満では
表ビードの揃いが悪く不良となり、20%を越えると良
好な靭性が得られない。
The reason for limiting the composition of the flux in the present invention will be described. SiO 2 is required to be 10 to 20%. SiO 2 is the most important component for forming a good weld bead in large heat input welding, but when it is excessive, it deteriorates toughness. In other words, if it is less than 10%, the uniformity of the front bead is poor, resulting in a failure. If it exceeds 20%, good toughness cannot be obtained.

【0039】MgOは20〜33%であることが必要で
ある。MgOは大入熱溶接における作業性確保のために
有用な成分である。20%未満では表ビードの表面が乱
れ不良となる。一方、33%を越えると、表ビード表面
に断続的に突起状ビードが生じる。
MgO needs to be 20 to 33%. MgO is a component useful for ensuring workability in large heat input welding. If it is less than 20%, the surface of the front bead becomes disordered and defective. On the other hand, if it exceeds 33%, a projecting bead is intermittently formed on the surface of the front bead.

【0040】Alは13〜25%であることが必
要である。Al表ビードのスラグ剥離性を確保す
るために有用な成分である。13%未満では表ビードの
剥離性が劣化し、25%を越えると凸ビードとなる。
Al 2 O 3 needs to be 13 to 25%. Al 2 O 3 is a component useful for ensuring the slag removability of the front bead. If it is less than 13%, the releasability of the front bead deteriorates, and if it exceeds 25%, it becomes a convex bead.

【0041】TiOは5〜15%であることが必要で
ある。TiOは表ビードの表面の平滑性を得るのに有
用な成分である。しかも、靭性向上にも効果がある。こ
のような効果は5%以上の添加で得られるが、15%を
越えると表ビード趾端部の立ち上がり角度が大きくな
る。
TiO 2 needs to be 5 to 15%. TiO 2 is a component useful for obtaining the surface smoothness of the front bead. In addition, it is effective in improving toughness. Such an effect can be obtained by adding 5% or more, but if it exceeds 15%, the rising angle of the edge of the front bead becomes large.

【0042】CaFは6〜12%であることが必要で
ある。CaFは靭性改善に効果があるが、融点が低い
ため大入熱溶接では、表ビード表面の平滑性が損なわれ
る。すなわち6%未満では靭性改善に効果がなく。一方
12%を越えると表ビードが不良となる。
CaF 2 needs to be 6 to 12%. Although CaF 2 is effective in improving toughness, the smoothness of the surface bead surface is impaired in large heat input welding due to its low melting point. That is, if it is less than 6%, there is no effect in improving toughness. On the other hand, if it exceeds 12%, the front bead becomes defective.

【0043】CaCOは5〜8%であることが必要で
ある。CaCOは溶接金属中の拡散性水素量を下げる
ことに効果がある。このような効果は6%以上で得られ
るが、12%を越えるとポックマークが発生し易くな
り、表ビードが不良となる。なおこのCaCOおよび
前記CaFは先に述べた塩基度Bnの計算においてC
aOに換算される。
CaCO 3 needs to be 5 to 8%. CaCO 3 is effective in reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. Such an effect can be obtained at 6% or more, but when it exceeds 12%, a pock mark is easily generated, and the front bead becomes defective. Note that the CaCO 3 and the CaF 2 are calculated by calculating the basicity Bn as described above.
It is converted to aO.

【0044】Bは0.2〜0.5%であることが
必要である。Bは靭性向上に効果がある。このよ
うな効果は0.2%以上で得られるが、一方0.5%を
越えると溶接金属が硬化しかえって靭性が劣化する。
B 2 O 3 needs to be 0.2 to 0.5%. B 2 O 3 is effective in improving toughness. Such an effect can be obtained at 0.2% or more. On the other hand, when it exceeds 0.5%, the weld metal hardens and the toughness deteriorates.

【0045】以上が本発明の簡易片面サブマージアーク
溶接法において必要とする限定条件であり、その他の条
件は特に規定する必要はないが、さらに以下の条件で溶
接することがより好ましい。本発明の簡易片面サブマー
ジアーク溶接で対象とする被溶接鋼板の板厚は、対象と
なる低温用鋼の熱影響部特性と溶接効率の観点から10
〜25mmの鋼板とすることが好ましい。
The above are the limited conditions required in the simple single-sided submerged arc welding method of the present invention, and other conditions need not be particularly defined, but it is more preferable to perform welding under the following conditions. The thickness of the steel plate to be welded in the simple single-sided submerged arc welding of the present invention is 10 from the viewpoint of the heat-affected zone characteristics and the welding efficiency of the target low-temperature steel.
It is preferable to use a steel plate of up to 25 mm.

【0046】また、被溶接鋼板の開先角度およびルート
ギャップは、特に規定する必要がないが、被溶接鋼板の
開先角度は40〜60°で、ルートギャップは、6mm
以下にすることがより好ましい。ルートギャップについ
ては、1.5〜6mmで開先充填材による裏ビード形状
の制御効果が得られる。また、開先充填材の開先への散
布厚は鋼板表面より深さが4mmを超えると裏ビードが
過大となり、溶着金属量が不足するので4mm以下が好
ましい。
The groove angle and root gap of the steel plate to be welded need not be particularly specified, but the groove angle of the steel plate to be welded is 40 to 60 ° and the root gap is 6 mm.
It is more preferable to set the following. With respect to the root gap, a control effect of the back bead shape by the groove filler can be obtained at 1.5 to 6 mm. When the depth of the groove filler is more than 4 mm from the surface of the steel plate, the back bead becomes excessively large and the amount of deposited metal is insufficient.

【0047】[0047]

【実施例】以下実施例により、本発明の効果をさらに具
体的に示す。表1に示すA1〜A8の8種類の開先充填
材を作製した。このうちA1〜A4は本発明例の開先充
填材、A4〜A8は本発明の効果を明確にするための比
較例の開先充填材である。同様に、表2に示すW1〜W
5の5種類の組成のワイヤを作製した。このうちW1〜
W3は本発明例のワイヤ、W4、W5は本発明の効果を
明確にするための比較例のワイヤである。ワイヤ径は全
てのワイヤにおいて6.4mmを作成した。W1におい
てはさらに4.0、4.8、7.2mmを作成した。
EXAMPLES The effects of the present invention will be more specifically shown by the following examples. Eight types of groove fillers A1 to A8 shown in Table 1 were produced. Of these, A1 to A4 are groove fillers of the present invention, and A4 to A8 are groove fillers of comparative examples for clarifying the effects of the present invention. Similarly, W1 to W shown in Table 2
5 were prepared. Of these, W1
W3 is a wire of the example of the present invention, and W4 and W5 are wires of a comparative example for clarifying the effect of the present invention. The wire diameter was 6.4 mm for all wires. In W1, 4.0, 4.8 and 7.2 mm were further prepared.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】フラックスは表3に示すF1〜F11の1
1種類の組成のボンドフラックスを作製した。このうち
F1〜F3は本発明例のフラックス、F4〜F13は本
発明の効果を明確にするための比較例のフラックスであ
る。フラックスは水ガラスで造粒し、500℃で1時間
焼成し、12×100メッシュに整粒して供試した。
The flux was one of F1 to F11 shown in Table 3.
A bond flux of one composition was produced. Of these, F1 to F3 are fluxes of the present invention, and F4 to F13 are fluxes of comparative examples for clarifying the effects of the present invention. The flux was granulated with water glass, baked at 500 ° C. for 1 hour, sized to 12 × 100 mesh and tested.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】表4に示す鋼板により図2の開先を構成
し、表5に示す開先条件を用いて表1の開先充填鉄合金
を開先内に散布し、表2のワイヤと表3のフラックスを
用いて表5の条件で溶接した。鋼板はSLA325で低
温用鋼である。なお図2において1は固形耐火性酸化物
を主成分とする裏当材、2はガラステープである。
The groove shown in FIG. 2 is constituted by the steel plates shown in Table 4, and the groove-filled iron alloy shown in Table 1 is sprayed into the groove using the groove conditions shown in Table 5, and the wire and the table shown in Table 2 are used. Using the flux of No. 3, welding was performed under the conditions shown in Table 5. The steel plate is SLA325 and is a low-temperature steel. In FIG. 2, 1 is a backing material mainly composed of a solid refractory oxide, and 2 is a glass tape.

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】溶接が終了してから表ビードと裏ビードを
評価した。その後、機械試験とマクロ試験を実施した。
板表面7mm下の溶接部よりJIS A1号引張試験片
およびJIS4号Vノッチシャルピー試験片をそれぞれ
採取して供試した。また、断面マクロ組織から溶接割れ
の有無を観察した。それらの結果を表6および表7に示
す。
After the welding was completed, the front bead and the back bead were evaluated. Thereafter, a mechanical test and a macro test were performed.
A JIS A1 tensile test piece and a JIS No. 4 V-notch Charpy test piece were each taken from the welded portion 7 mm below the plate surface and tested. In addition, the presence or absence of welding cracks was observed from the cross-sectional macrostructure. The results are shown in Tables 6 and 7.

【0056】[0056]

【表6】 [Table 6]

【0057】[0057]

【表7】 [Table 7]

【0058】表6および表7の中で記号B1〜B9は本
発明の実施例、記号B10〜B24は本発明の効果を明
確にするための比較例である。これらの結果、本発明の
実施例B1〜B9は溶接作業性も良好であり、かつ割れ
の発生もなく、引張強度、−55℃のシャルピー吸収エ
ネルギー値とも良好な値を示した。
In Tables 6 and 7, symbols B1 to B9 are examples of the present invention, and symbols B10 to B24 are comparative examples for clarifying the effects of the present invention. As a result, Examples B1 to B9 of the present invention showed good welding workability, no cracking, and good values of tensile strength and Charpy absorbed energy at -55 ° C.

【0059】比較例のうちB10は開先充填材のCおよ
びMnが過多で引張強度が過大となり、かつNiとAl
が不足して靭性が劣化した。比較例のうちB11は開先
充材のかさ比重が過小なため裏ビードが過大となり、か
つNiとPが過多のため高温割れが発生した。比較例の
うちB12は開先充填材のMnおよびNが過多で引張強
度が過大となり、さらにじん性が劣化した。
Among the comparative examples, B10 contained too much C and Mn in the groove filler, resulting in excessive tensile strength, and Ni and Al.
Was insufficient and toughness was deteriorated. Of the comparative examples, B11 had an excessively small backing bead due to an excessively low bulk specific gravity of the groove filler, and a high-temperature crack occurred due to excessive amounts of Ni and P. Among the comparative examples, B12 contained excessive amounts of Mn and N in the groove filler, resulting in excessive tensile strength and further deterioration in toughness.

【0060】比較例のうちB13は開先充填鉄合金のか
さ比重が過大で裏ビードが出にくく過小となった。比較
例のうちB14はワイヤ径が過大で裏ビードが出にくく
過小となった。比較例のうちB15はワイヤ径が過小で
裏ビードが過大となった。
In Comparative Example B13, the bulk specific gravity of the groove-filled iron alloy was too large, and the back bead was hard to appear and was too small. Among the comparative examples, B14 had an excessively large wire diameter and hardly produced a back bead, and was too small. Among the comparative examples, B15 had an excessively small wire diameter and an excessively large back bead.

【0061】比較例のうちB16はワイヤのAlが不足
し、またNが過大でじん性が劣化した。比較例のうちB
17はワイヤのNiおよびPが過多で高温割れが発生し
た。比較例のうちB18はフラックスのBnが過大で引
張強度が過大となり、さらにSiOが過少で表ビード
が不揃いとなり、さらにAlが過多で表ビードが
凸となった。
Of the comparative examples, B16 had insufficient Al in the wire and too much N, resulting in poor toughness. B in Comparative Example
In No. 17, the wire had too much Ni and P, and hot cracking occurred. B18 of the comparative example excessive tensile strength Bn flux becomes excessive, further SiO 2 tables bead becomes uneven in under-table bead in further Al 2 O 3 is excessively becomes convex.

【0062】比較例のうちB19はフラックスのSiO
が過多で、Bnが過小のためじん性が劣化し、またM
gOが過少で表ビード表面が乱れた。比較例のうちB2
0はフラックスのMgOが過多で表ビード表面に断続的
に突起が発生し、TiOが過小のため表ビードの平滑
性が劣った。比較例のうちB21はフラックスのCaF
が過少およびBnが過少のためじん性劣化した。
In the comparative example, B19 is flux SiO 2
2 is excessive and Bn is too small to deteriorate toughness.
The gO was too small and the surface of the front bead was disturbed. B2 out of the comparative examples
0 intermittently projections in Table bead surface MgO of flux in excess occurs, TiO 2 has poor smoothness of the table bead for under-. Among the comparative examples, B21 is flux CaF
No. 2 and too little Bn resulted in toughness deterioration.

【0063】比較例のうちB22はフラックスのTiO
が過多で表ビードの趾端部が不揃いで、かつCaF
が過多で表ビードの平滑性が劣った。比較例のうちB2
3はフラックスのBが過多で溶接金属が硬化し、
引張強度が過大となった。比較例のうちB24はフラッ
クスのBが過少でじん性が劣化した。
B22 of the comparative example was made of flux TiO.
2 is excessive, the toe ends of the front bead are not uniform, and CaF 2
Was excessive, and the smoothness of the front bead was poor. B2 out of the comparative examples
No. 3 is excessive in B 2 O 3 of the flux and the weld metal is hardened,
The tensile strength became excessive. Among Comparative Examples B24 is B 2 O 3 in flux toughness in too little is deteriorated.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したごとく本発明を用いれば、
実施例にも示した通り低温用鋼の簡易片面サブマージア
ーク溶接方法において溶接作業性及び裏ビード形状が良
好で溶接割れもなく低温靭性性も良好な溶接部が得ら
れ、大型構造物の溶接に貢献するところが大である。
According to the present invention as described above,
As shown in the examples, in the simple single-sided submerged arc welding method for low-temperature steel, a welded part having good welding workability and good back bead shape, no welding cracks, and good low-temperature toughness is obtained, and for welding large structures. It is a great place to contribute.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】開先充填鉄合金のかさ比重と裏ヒードの高さの
関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the bulk specific gravity of a groove-filled iron alloy and the height of a back head.

【図2】本発明の実施例に用いた鋼板の開先形状を示す
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a groove shape of a steel sheet used in an example of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大濱 展之 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 松谷 直明 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Fターム(参考) 4E001 AA03 BB05 CA05 DC01 DC03 DC05 DF00 EA04 EA05 EA07 EA09 4E084 AA02 AA03 AA07 AA11 AA13 AA20 AA26 BA23 DA18 DA31 EA04 GA04 HA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Noriyuki Ohama 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Naoaki Matsuya 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture New Japan F-term in the Technology Development Division of Steel Corporation (reference) 4E001 AA03 BB05 CA05 DC01 DC03 DC05 DF00 EA04 EA05 EA07 EA09 4E084 AA02 AA03 AA07 AA11 AA13 AA20 AA26 BA23 DA18 DA31 EA04 GA04 HA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 簡易片面サブマージアーク溶接用開先充
填材において、重量%で、C:0.07%以下、Si:
0.05%以下、Mn:0.6〜1.5%、Ni:2.
4〜3.4%、Al:0.002〜0.4%を含有し、
P:0.015%以下、S:0.01%以下、N:0.
005%以下とした鋼粒であって、かさ比重が4〜6で
あることを特徴とする簡易片面サブマージアーク溶接用
開先充填材。
1. In a simple one-sided groove filler for submerged arc welding, C: 0.07% or less and Si:
0.05% or less, Mn: 0.6 to 1.5%, Ni: 2.
4 to 3.4%, Al: 0.002 to 0.4%,
P: 0.015% or less, S: 0.01% or less, N: 0.
A groove filler for simple single-sided submerged arc welding, wherein the steel grain is 005% or less and the bulk specific gravity is 4 to 6.
【請求項2】 鋼粒のAl含有量が0.03超〜0.4
%であることを特徴とする請求項1記載の簡易片面サブ
マージアーク溶接用開先充填材。
2. The steel grain having an Al content of more than 0.03 to 0.4.
%. The groove filler for simple single-sided submerged arc welding according to claim 1, wherein
【請求項3】 粒径が0.5〜2mmであることを特徴
とする請求項1または2に記載の簡易片面サブマージア
ーク溶接用開先充填材。
3. The groove filler for simple single-sided submerged arc welding according to claim 1, wherein the particle size is 0.5 to 2 mm.
【請求項4】 低温用鋼鋼板の開先裏面に耐火性酸化物
を主成分とする裏当て材を当接させて、1層溶接する簡
易片面サブマージアーク溶接方法において、前記開先内
に請求項1ないし3のいずれかに記載の開先充填材を充
填し、重量%で、SiO:10〜20%、MgO:2
0〜33%、Al:13〜25%、TiO:5
〜15%、CaF:6〜12%、CaCO:5〜8
%、B :0.2〜0.5%を含有し、かつ下式で
定義されるBnが0.8〜1.5であるボンドフラック
スと、重量%で、C:0.01〜0.1%、Si:0.
05%以下、Mn:0.6〜1.6%、Ni:2.4〜
3.4%、Al:0.002〜0.5%を含有し、P:
0.015%以下、S:0.010%以下、N:0.0
05%以下とし、かつワイヤ径が4.4〜6.6mmで
ある鋼製溶接ワイヤとを用いて、前記開先のルートギャ
ップが6mm以下の状態で溶接することを特徴とする低
温用鋼の簡易片面サブマージアーク溶接方法。 Bn=(0.108[CaO]+0.068[MnO]
+0.10[MgO])/(0.105[SiO]+
0.002[Al])
4. A refractory oxide is provided on the back side of the groove of the steel plate for low temperature use.
A single-layer welding by contacting a backing material containing
In the easy single-sided submerged arc welding method, the groove
Is filled with the groove filler according to any one of claims 1 to 3.
And in weight%, SiO2: 10 to 20%, MgO: 2
0-33%, Al2O3: 13-25%, TiO2: 5
~ 15%, CaF2: 6-12%, CaCO3: 5-8
%, B 2O3: Containing 0.2 to 0.5%, and
A bond flux having a defined Bn of 0.8 to 1.5.
C: 0.01 to 0.1%, Si: 0.
05% or less, Mn: 0.6 to 1.6%, Ni: 2.4 to
3.4%, Al: 0.002-0.5%, P:
0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.0
05% or less, and the wire diameter is 4.4 to 6.6 mm
Using a certain steel welding wire, the root gap of the groove is used.
Characterized in that welding is performed with a gap of 6 mm or less.
Simple one-sided submerged arc welding method for warm steel. Bn = (0.108 [CaO] +0.068 [MnO]
+0.10 [MgO]) / (0.105 [SiO2] +
0.002 [Al2O3])
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