JP2002316283A - Method of manufacturing extra-low-carbon steel welded joint having excellent welded joint toughness - Google Patents

Method of manufacturing extra-low-carbon steel welded joint having excellent welded joint toughness

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JP2002316283A
JP2002316283A JP2001126119A JP2001126119A JP2002316283A JP 2002316283 A JP2002316283 A JP 2002316283A JP 2001126119 A JP2001126119 A JP 2001126119A JP 2001126119 A JP2001126119 A JP 2001126119A JP 2002316283 A JP2002316283 A JP 2002316283A
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Tomomasa Ikeda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an extra-low-carbon steel welded joint having excellent welded joint toughness by laser beam welding. SOLUTION: Steel products having a steel product composition containing 0.005 to 0.25% C, 0.1 to 0.50% Si, <=2.5% Mn, <=0.003% S, <=0.05% Al, 0.005 to 0.08% Ti, 0.0003 to 0.0060% B and <=0.0035% N and a steel product composition containing >=90% extra-low-carbon bainite and <=5% carbide are welded and joined by the laser beam welding by using inert gas containing 1 to 40 vol% oxygen supply gas as shielding gas. A fly wire may be used.

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、船舶、貯槽、パイ
プライン等の溶接構造物に用いて好適な引張強さ490MPa
以上700MPa以下を有する溶接構造用鋼材の溶接方法に係
り、とくにレーザビーム溶接継手部における靱性改善に
関する。なお、本発明における鋼材は、鋼管、鋼板およ
び形鋼を含むものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 490 MPa tensile strength suitable for use in welded structures such as ships, storage tanks and pipelines.
The present invention relates to a method for welding a steel material for a welding structure having a pressure of 700 MPa or less, and more particularly to improvement of toughness in a laser beam welded joint. The steel material in the present invention includes a steel pipe, a steel plate, and a shaped steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザビームを用いた溶接は、高いエネ
ルギー密度を得ることができるため、深溶け込みの高速
溶接が可能であり、高能率溶接法として期待されてい
る。レーザ出力は光学系の改良、制御機器の信頼性向上
により、年々増大してきている。例えば、炭酸ガスレー
ザにおいては利用可能な出力は50kWにも達し、数十mm厚
の鋼材を貫通溶接できるまでになっている。また、最近
では高出力のYAGレーザも市販されており、ビーム伝
送の柔軟性からレーザ溶接機としての利用が拡大されつ
つある。
2. Description of the Related Art Welding using a laser beam is capable of obtaining a high energy density, so that high-speed welding with deep penetration is possible, and is expected as a highly efficient welding method. Laser output has been increasing year by year due to improvements in optical systems and reliability of control devices. For example, the available power of a carbon dioxide laser reaches as much as 50 kW, and it is possible to penetrate and weld several tens of mm thick steel. Recently, a high-output YAG laser is also commercially available, and its use as a laser welding machine is expanding due to the flexibility of beam transmission.

【0003】しかし、このレーザビームを用いた溶接
は、極めて局所的な溶融となるため、板厚あたりに投入
される熱量が従来のアーク溶接に比べて著しく小さい、
いわゆる小入熱溶接となる。このため、溶接部の冷却速
度が速くなり、溶接金属は著しく硬化し、溶接金属靱性
が劣化する場合が多いという問題がある。このような問
題に対し、レーザビーム溶接と同様に冷却速度が速い電
子ビーム溶接についてではあるが、例えば、特開昭62−
64486 号公報には、鋼の酸素量を高め、鋼の焼入れ性を
低減することにより、溶接部の硬化性を低下させる技術
が提案されている。しかしながら、鋼中酸素量の増加は
母材靱性を著しく劣化させる場合があり、実用的な改善
策とはいい難い。
[0003] However, since welding using this laser beam is extremely localized, the amount of heat input per sheet thickness is significantly smaller than that of conventional arc welding.
This is what is called small heat input welding. For this reason, there is a problem that the cooling rate of the welded portion is increased, the weld metal is significantly hardened, and the weld metal toughness is often deteriorated. To solve such a problem, electron beam welding, which has a high cooling rate like laser beam welding, is disclosed in, for example,
Japanese Patent No. 64486 proposes a technique for reducing the hardenability of a weld by increasing the oxygen content of steel and reducing the hardenability of the steel. However, an increase in the oxygen content in the steel may significantly deteriorate the base metal toughness, which is not a practical improvement measure.

【0004】また、特開平2−282446号公報には、レー
ザビーム溶接と同様に深溶け込み溶接が可能な電子ビー
ム溶接における、溶接性に優れた降伏強さ60kgf/mm2
(588MPa)以上の高張力鋼が提案されている。特開平2
−282446号公報に記載された技術では、鋼材の焼入れ性
を、靱性劣化の生じやすい上部べイナイト組織ではな
く、下部べイナイトあるいは下部べイナイトとマルテン
サイトの混合組織が生成しやすいように調整することに
より、電子ビーム溶接部の靱性が飛躍的に向上するとし
ている。しかし、特開平2−282446号公報に記載された
技術では、対象としている鋼は、引張強さ686MPa以上の
高強度鋼に限られる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 282446/1990 discloses a yield strength of 60 kgf / mm 2 excellent in weldability in electron beam welding capable of deep penetration welding as in laser beam welding.
(588MPa) or higher high-strength steel has been proposed. JP 2
In the technique described in -282446, the hardenability of the steel material is adjusted so that a lower bainite or a mixed structure of lower bainite and martensite is easily generated, instead of the upper bainite structure that easily causes toughness degradation. It is stated that the toughness of the electron beam weld is dramatically improved. However, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-282446, the target steel is limited to high-strength steel having a tensile strength of 686 MPa or more.

【0005】一方、本発明が対象としている引張強さが
490 〜700MPaの汎用実用鋼に、レーザビーム溶接のよう
な冷却速度の速い溶接を適用すると、溶接部では硬質の
マルテンサイトや、粗大炭化物あるいは島状マルテンサ
イトを多く含んだ上部べイナイトが形成されやすく、溶
接金属の著しい硬化や靱性劣化が発生することを阻止で
きない。
On the other hand, the tensile strength targeted by the present invention is
When high-speed welding such as laser beam welding is applied to general-purpose commercial steel of 490 to 700 MPa, upper martensite containing hard martensite and coarse carbides or island-like martensite is formed in the weld. It is not easy to prevent the occurrence of remarkable hardening of the weld metal and deterioration of toughness.

【0006】また、特開平8−155658号公報には、Ti:
0.003 〜0.06%およびsol.Al:0.001 〜0.015 %を含有
する鋼材を高エネルギー密度ビーム溶接を行うにあた
り、シールドガスに適量の酸素を混合することにより、
溶接金属中にAlやTiの微細な酸化物が分散し、これによ
って溶接金属の組織を微細化し、溶接部の靱性を向上さ
せる溶接方法が提案されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155658 discloses that Ti:
When performing high energy density beam welding of steel containing 0.003 to 0.06% and sol.Al: 0.001 to 0.015%, by mixing an appropriate amount of oxygen with the shielding gas,
A welding method has been proposed in which fine oxides of Al and Ti are dispersed in a weld metal, thereby making the structure of the weld metal finer and improving the toughness of a welded portion.

【0007】しかし、特開平8−155658号公報に記載さ
れた技術では、鋼材の強度を確保する観点から対象とす
る鋼材はC含有量が0.02質量%以上の低合金高張力鋼に
限定されている。特開平8−155658号公報に記載された
技術によれば、溶接金属の組織は微細化され高靱性化す
るが、溶接熱影響部(HAZ)の高靱性化には効果が認
められないという問題がある。
[0007] However, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155658, from the viewpoint of securing the strength of the steel material, the target steel material is limited to a low alloy high tensile strength steel having a C content of 0.02 mass% or more. I have. According to the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155658, the structure of the weld metal is refined and the toughness is increased, but there is no effect on the toughness of the weld heat affected zone (HAZ). There is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を有利に解決し、引張強さ490 〜700MPa
の鋼材をレーザビーム溶接により溶接接合する溶接継手
の製造方法において、優れた溶接継手部靱性が得られる
極低炭素鋼溶接継手の製造方法を提案することを目的と
する。
The present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art, and has a tensile strength of 490 to 700 MPa.
It is an object of the present invention to propose a method of manufacturing an ultra-low carbon steel welded joint capable of obtaining excellent welded joint toughness in a method of manufacturing a welded joint by welding a steel material by laser beam welding.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するため、溶接入熱が低く、冷却速度の速い
レーザビーム溶接により、鋼材を溶接接合して得られる
溶接継手部の靱性に及ぼす各種要因について鋭意研究し
た。従来から、低温靱性が最も優れている組織はアシキ
ュラーフェライトであるということが数多く報告されて
いる(例えば、溶接部の組織と靱性,堀井 行彦:第12
8 回西山記念講座など)。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have developed a welded joint obtained by welding steel materials by laser beam welding having a low welding heat input and a high cooling rate. Various factors affecting toughness were studied diligently. Hitherto, it has been reported that the structure having the best low-temperature toughness is acicular ferrite (for example, the structure and toughness of a weld, Yukihiko Horii: No. 12).
8th Nishiyama Memorial Lecture, etc.).

【0010】本発明者らは、アシキュラーフェライトに
注目し、レーザ溶接においても溶接金属組織をアシキュ
ラーフェライト主体の組織にできれば、溶接金属の高靱
性化が可能であるとの考えに到達した。本発明者らは、
さらに研究の結果、被溶接材としてCを極低炭素域まで
低減し、さらにB、Tiを適正範囲内で含む鋼材組成と、
鋼材の組織を炭化物を極めて少量しか含まない極低炭素
ベイナイト相を主体とする鋼材組織とを有する鋼材を用
いるとともに、レーザビーム溶接のシールドガス組成を
調整することにより、溶接継手部の高靱性化が達成され
ることを知見した。具体的には、レーザビーム溶接のシ
ールドガスを、適正量の酸素供給ガスを含む不活性ガス
とし、シールドガスから溶接金属中に酸素を供給するこ
とにより、溶接金属中のTi等を酸化しTi含有複合酸化物
とし溶接金属中に析出分散させ、それにより溶接金属組
織を、靱性に富むアシキュラーフェライト相を主体とす
る微細な組織とすることができ、さらに極低炭素域まで
鋼材のC含有量を低減することにより、HAZ靱性の劣
化を抑制できることを見いだした。
The present inventors have paid attention to acicular ferrite, and have reached the idea that, even in laser welding, if the weld metal structure can be made mainly of acicular ferrite, it is possible to increase the toughness of the weld metal. We have:
Furthermore, as a result of the research, the steel composition containing C as the material to be welded was reduced to an extremely low carbon region, and further contained B and Ti within an appropriate range.
By using a steel material with a steel structure mainly composed of an ultra-low carbon bainite phase containing only a very small amount of carbide, the toughness of the weld joint is improved by adjusting the shielding gas composition of laser beam welding. Was found to be achieved. Specifically, the shielding gas for laser beam welding is made an inert gas containing an appropriate amount of oxygen supply gas, and oxygen is supplied into the welding metal from the shielding gas, thereby oxidizing Ti and the like in the welding metal to obtain Ti. Precipitates and disperses in the weld metal as a composite oxide, thereby enabling the weld metal structure to have a fine structure mainly composed of an acicular ferrite phase rich in toughness. It has been found that by reducing the amount, deterioration of HAZ toughness can be suppressed.

【0011】本発明は、上記した知見に基づき、さらに
検討を加え完成されたものである。すなわち、本発明の
要旨は下記(1)〜(7)のとおりである。 (1)質量%で、C:0.005 〜0.025 %、Si:0.1 〜0.
5 %、Mn:2.5 %以下、S:0.003 %以下、Al:0.05%
以下、Ti:0.005 〜0.08%、B:0.0003〜0.0060%、
N:0.0035%以下を含み、好ましくは残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼材組成と、面積比率で、90%以上
の極低炭素べイナイトと5%以下の炭化物を含む鋼材組
織を有する鋼材を、レーザビーム溶接により溶接接合し
溶接継手を製造するにあたり、前記レーザビーム溶接の
シールドガスを1〜40 vol%の酸素供給ガスを含む不活
性ガスとすることを特徴とする優れた溶接金属靱性を有
する極低炭素鋼溶接継手の製造方法。 (2)(1)において、前記鋼材が、前記鋼材組成に加
えてさらに、質量%で、Cu:0.05〜2.00%、Ni:0.05〜
3.00%、Cr:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、Nb:0.08%
以下、V:0.08%以下のうちから選ばれた1種または2
種以上を含有することを特徴とする極低炭素鋼溶接継手
の製造方法。 (3)(1)または(2)において、前記鋼材が、前記
鋼材組成に加えてさらに、質量%で、Ca:0.0005〜0.00
40%、REM :0.0020〜0.0080%のうちから選ばれた1種
または2種を含有することを特徴とする極低炭素鋼溶接
継手の製造方法。 (4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記溶
接継手が、アシキュラーフェライトを主体とする溶接金
属組織を有することを特徴とする極低炭素溶接継手の製
造方法。 (5)(1)ないし(4)のいずれかにおいて、前記レ
ーザビーム溶接が、フィラワイヤを使用するレーザビー
ム溶接であることを特徴とする極低炭素鋼溶接継手の製
造方法。 (6)(5)において、前記フィラワイヤが、質量%
で、C:0.010 〜0.10%、Mn:0.6 〜2.5 %、Ti:0.01
0 〜0.220 %、B:0.0020〜0.0200%を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特
徴とする極低炭素溶接継手の製造方法。 (7)(5)または(6)において、次(1)式 Ceq =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 ・・・(1) (ここに、C、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ni:各元素の含有
量(質量%))で定義されるCeq が質量%で0.15〜0.35
%を有する溶接金属を形成することを特徴とする極低炭
素溶接継手の製造方法。
The present invention has been completed based on the above findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows (1) to (7). (1) In mass%, C: 0.005 to 0.025%, Si: 0.1 to 0.
5%, Mn: 2.5% or less, S: 0.003% or less, Al: 0.05%
Hereinafter, Ti: 0.005 to 0.08%, B: 0.0003 to 0.0060%,
N: a steel material containing 0.0035% or less, preferably a steel material composition comprising the balance of Fe and unavoidable impurities, and a steel material having a steel structure having an area ratio of 90% or more of ultra-low carbon bainite and 5% or less of carbide, In producing a welded joint by laser beam welding, the shield gas of the laser beam welding is an inert gas containing 1 to 40 vol% oxygen supply gas, and has excellent weld metal toughness. Manufacturing method of ultra low carbon steel welded joint. (2) In (1), in addition to the steel composition, the steel material may further include, by mass%, Cu: 0.05 to 2.00% and Ni: 0.05 to
3.00%, Cr: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.08%
Below, V: one or two selected from 0.08% or less
A method for producing an ultra-low carbon steel welded joint comprising at least one kind. (3) In (1) or (2), the steel material may further contain, by mass%, Ca: 0.0005 to 0.0005 in addition to the steel material composition.
A method for producing a welded joint of ultra low carbon steel, comprising one or two selected from 40% and REM: 0.0020 to 0.0080%. (4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the welded joint has a weld metal structure mainly composed of acicular ferrite. (5) The method for producing an ultra-low carbon steel welded joint according to any one of (1) to (4), wherein the laser beam welding is laser beam welding using a filler wire. (6) In (5), the filler wire may have a mass%
And C: 0.010 to 0.10%, Mn: 0.6 to 2.5%, Ti: 0.01
0-0.220%, B: 0.0020-0.0200%, with the balance being
A method for producing an ultra-low carbon welded joint having a composition comprising Fe and unavoidable impurities. (7) In (5) or (6), the following equation (1) is used: Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15 (1) (where C, Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni: Ceq defined by the content of each element (% by mass) is 0.15 to 0.35 in mass%.
% Of a weld metal having a low carbon content.

【0012】なお、本発明でいう極低炭素べイナイトと
は、quasi-polygonal α(αq )、granular Zw −α
(αB )、Bainitic ferrite(α°B )およびこれらの
混合組織をいう。なお、αq 、αB 、α°B は「(極)
低炭素鋼のべイナイト組織と変態挙動に関する最近の研
究」((社)日本鉄鋼協会基礎共同研究会 べイナイト
調査研究部会 最終報告書、平成6年7月30日発行:
第8頁、Table 1)に記載された組織と同一の組織を意
味するものとする。
The ultra-low carbon bainite in the present invention means quasi-polygonal α (αq), granular Zw-α
B ), bainitic ferrite (α ° B ) and a mixed structure thereof. Incidentally, αq, α B, α ° B is "(pole)
Recent Research on Bainite Structure and Transformation Behavior of Low Carbon Steel "(Bainite Research Group, Basic Research Group of the Iron and Steel Institute of Japan, Final Report, published July 30, 1994:
It means the same organization as the organization described in Table 1) on page 8.

【0013】また、本発明でいう極低炭素べイナイト、
アシキュラーフェライト、炭化物の面積比率とは、光学
顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡観察により得られた面
積率の平均値をいうものとする。
Further, the ultra-low carbon bainite according to the present invention,
The area ratio of the acicular ferrite and the carbide means an average value of the area ratio obtained by observation with an optical microscope or a scanning electron microscope.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明では、適正な鋼材組成と鋼
材組織を有する鋼材をレーザビーム溶接により溶接接合
して極低炭素鋼溶接継手を製造する。まず、本発明で使
用する鋼材の鋼材組成限定理由について説明する。以
下、組成における質量%は単に%で記す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, an ultra-low carbon steel welded joint is produced by welding and joining a steel having an appropriate steel composition and a steel structure by laser beam welding. First, the reasons for limiting the steel composition of the steel used in the present invention will be described. Hereinafter, mass% in the composition is simply expressed as%.

【0015】C:0.005 〜0.025 % Cは、鋼材の母材および溶接熱影響部(HAZ)の組織
を支配する重要な元素であり、本発明では、母材、HA
Zともに平衡状態でセメンタイト(炭化物の一つ)の生
成をなくし、かつレーザビーム溶接継手部において、H
AZ組織で靱性を劣化させる硬質マルテンサイトの生成
を抑制するために、Cは0.025 %以下の極低炭素とし
た。Cを0.025 %以下の極低炭素とし、適切な合金元素
を添加することにより、冷却速度に依存せずに、母材組
織を極低炭素ベイナイト組織とすることができ、引張強
さ490MPa以上の比較的高強度を有する鋼材とすることが
できる。
C: 0.005 to 0.025% C is an important element that governs the microstructure of the base metal of steel and the heat affected zone (HAZ). In the present invention, the base metal, HA
In the equilibrium state of both Z, the generation of cementite (one of carbides) is eliminated, and in the laser beam welded joint, H
In order to suppress the formation of hard martensite which deteriorates the toughness in the AZ structure, C is made extremely low carbon of 0.025% or less. By making C a very low carbon of 0.025% or less and adding an appropriate alloying element, the base metal structure can be made a very low carbon bainite structure without depending on the cooling rate, and a tensile strength of 490 MPa or more can be obtained. A steel material having relatively high strength can be obtained.

【0016】また、Cを0.025 %以下の極低炭素とする
ことにより、冷却速度の速いレーザビーム溶接において
もHAZ組織を炭化物が極めて少量の極低炭素ベイナイ
トとすることができる。また、さらにレーザビーム溶接
継手部の溶接金属においても、鋼材のC含有量を0.025
%以下の極低炭素とすることにより、靱性を劣化させる
硬質マルテンサイトの生成が抑制される。さらにこの鋼
材の極低炭素化と、後述するレーザビーム溶接における
シールドガスを酸素供給ガスを含む不活性ガスとするこ
とを組合せることにより、溶接金属の組織を靱性に富む
アシキュラーフェライトを主体とする微細な組織とする
ことができ、靱性に優れた溶接金属が得られ、靱性に優
れたレーザビーム溶接継手とすることができる。
Further, by making C an extremely low carbon of 0.025% or less, the HAZ structure can be made of an extremely low carbon bainite having an extremely small amount of carbide even in laser beam welding at a high cooling rate. Further, in the weld metal of the laser beam weld joint, the C content of the steel material is also reduced to 0.025.
% Or less, the formation of hard martensite which degrades toughness is suppressed. Furthermore, the combination of ultra-low carbonization of this steel material and the use of an inert gas containing an oxygen supply gas as the shielding gas in laser beam welding described below mainly enables the structure of the weld metal to be mainly made of tough acicular ferrite. Thus, a weld metal having excellent toughness can be obtained, and a laser beam welded joint having excellent toughness can be obtained.

【0017】なお、C含有量の減少に伴い、固溶Cが減
少するため粒界強度が低下し、粒界破壊を起こしやすく
なり、鋼材の靱性が低下する。このため、Cは0.005 %
以上の含有を必要とする。このようなことから、本発明
では、Cは0.005 〜0.025 %の範囲に限定した。なお、
好ましくは0.020 %以下である。Si:0.1 〜0.5 %Si
は、脱酸剤として作用し、鋼材の靱性を向上させる元素
である。このような効果は0.1 %以上の含有で顕著とな
る。一方、0.5 %を超えて含有すると、Siがフェライト
形成元素であるため、鋼材組織が極低炭素ベイナイト組
織から粒状フェライト(polygonal ferrite (αp)) と
なりやすく、強度が低下するとともに鋼材靱性が著しく
劣化する場合がある。このため、Siは0.1 〜0.5 %に限
定した。なお、好ましくは、0.3 %以下である。
As the C content decreases, the solid solution C decreases, so that the grain boundary strength decreases, the grain boundary fracture easily occurs, and the toughness of the steel material decreases. Therefore, C is 0.005%
The above content is required. Therefore, in the present invention, C is limited to the range of 0.005 to 0.025%. In addition,
It is preferably at most 0.020%. Si: 0.1 to 0.5% Si
Is an element that acts as a deoxidizing agent and improves the toughness of the steel material. Such an effect becomes remarkable at a content of 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.5%, since Si is a ferrite-forming element, the steel structure tends to change from an extremely low-carbon bainite structure to granular ferrite (polygonal ferrite (αp)), and the strength is reduced and the steel toughness is significantly deteriorated. May be. For this reason, Si is limited to 0.1-0.5%. Preferably, it is at most 0.3%.

【0018】Mn:2.5 %以下 Mnは、極低炭素域の鋼材の連続冷却変態挙動に大きく影
響する元素であり、形成されるラス(ベイナイトの内部
構造)が微細化した靱性に富む極低炭素ベイナイト組織
を得るためには、0.5 %以上含有するのが望ましい。一
方、2.5 %を超えて含有すると、全C量を少なくしても
島状マルテンサイト等の靱性の低い組織が生成する。こ
のため、Mnは2.5 %以下に限定した。なお、好ましく
は、強度、靱性の観点から、0.8 〜1.8 %である。
Mn: 2.5% or less Mn is an element that greatly affects the continuous cooling transformation behavior of steel in an extremely low carbon region, and the lath (internal structure of bainite) formed is refined and has very small toughness. In order to obtain a bainite structure, the content is preferably 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.5%, a structure having low toughness such as island-like martensite is formed even if the total C content is reduced. Therefore, Mn is limited to 2.5% or less. Preferably, the content is 0.8 to 1.8% from the viewpoint of strength and toughness.

【0019】S:0.003 %以下 レーザビーム溶接では、通常溶加材は使用されないた
め、溶接金属は、鋼材組成とほとんど同一となる。この
ため、溶接時の凝固割れ発生を防止するためには、鋼材
組成を凝固割れの発生がない組成とする必要がある。S
は、硫化物を形成し、延性、および耐凝固割れ性を低下
させる元素であり、鋼材のSをできるだけ低減するのが
望ましい。とくに、極低炭素化することにより、液相−
固相温度が接近して凝固割れを起こしやすくなるため、
Sの低減は重要になる。Sが0.003%を超えると、溶接
時に溶接金属の最終凝固部に溶接凝固割れが多発するた
め、本発明ではSは0.003 %以下に限定した。なお、好
ましくは0.001 %以下である。
S: 0.003% or less In laser beam welding, no filler metal is usually used, so that the weld metal has almost the same composition as the steel material. For this reason, in order to prevent the occurrence of solidification cracking during welding, it is necessary to make the steel composition a composition free of solidification cracking. S
Is an element that forms sulfides and reduces ductility and resistance to solidification cracking. It is desirable that S in steel materials be reduced as much as possible. In particular, by reducing the carbon to an extremely low level,
Since the solidus temperature approaches and solidification cracks easily occur,
Reduction of S becomes important. If S exceeds 0.003%, welding solidification cracks frequently occur in the final solidified portion of the weld metal during welding. Therefore, in the present invention, S is limited to 0.003% or less. Incidentally, the content is preferably 0.001% or less.

【0020】Al:0.05%以下 Alは、脱酸剤として作用するが、多量に添加すると介在
物中のAl2O3 濃度が増加し、大型クラスター介在物を生
成する。このため、Alは0.05%以下に限定した。 Ti:0.005 〜0.08% Tiは、Nとの結合力が大きく、Bと結合するNをTiN と
して固定し、Bの有効利用を促進する。Bの有効利用に
より、鋼材の組織を微細な極低炭素ベイナイトを主体と
する組織とすることができ、鋼材の強度、靱性が増加す
る。また、TiはTiN として析出し、高温における粒成長
を抑制し、靱性を向上させる効果も有している。このよ
うな効果は、0.005 %以上の含有で認められる。
Al: 0.05% or less Al acts as a deoxidizing agent, but when added in a large amount, the concentration of Al 2 O 3 in inclusions increases, and large cluster inclusions are formed. For this reason, Al was limited to 0.05% or less. Ti: 0.005 to 0.08% Ti has a large bonding force with N, and fixes N bonded to B as TiN to promote effective use of B. By the effective use of B, the structure of the steel material can be a structure mainly composed of fine ultra-low carbon bainite, and the strength and toughness of the steel material are increased. In addition, Ti precipitates as TiN, and has the effect of suppressing grain growth at high temperatures and improving toughness. Such an effect is observed at a content of 0.005% or more.

【0021】一方、0.08%を超える含有は、不溶な析出
物を増加させるだけでなく、鋼材中においても炭化物を
形成し、粒界強度を低下させ靱性を低下させる。このた
め、Tiは0.005 〜0.08%に限定した。なお、Tiは脱酸剤
としての作用もある。Tiを、脱酸剤として、十分に作用
させるためには、0.025 %以上含有させるのが好まし
い。
On the other hand, a content exceeding 0.08% not only increases insoluble precipitates, but also forms carbides in the steel material, lowers grain boundary strength and lowers toughness. For this reason, Ti was limited to 0.005 to 0.08%. Note that Ti also acts as a deoxidizing agent. In order to allow Ti to sufficiently act as a deoxidizing agent, it is preferable to contain Ti in an amount of 0.025% or more.

【0022】また、Tiは、レーザビーム溶接による溶接
金属の高靱性化に寄与する。レーザビーム溶接を、酸素
供給ガスを含む不活性ガスのシールドガス中で行うこと
により、溶接金属中で、鋼材に含まれるTiが、酸素との
親和力の大きな他の元素と共に複合酸化物を形成する。
このTiを含む複合酸化物が、アシキュラーフェライト等
の微細な組織の核生成サイトとして有効に働き、溶接金
属組織を微細なアシキュラーフェライト主体の組織とす
る。これにより、高靱性の溶接金属となる。
In addition, Ti contributes to increasing the toughness of the weld metal by laser beam welding. By performing laser beam welding in an inert gas shielding gas containing an oxygen supply gas, Ti contained in the steel material forms a complex oxide with other elements having a high affinity for oxygen in the weld metal. .
The composite oxide containing Ti effectively functions as a nucleation site for a fine structure such as acicular ferrite, and makes the weld metal structure a fine structure mainly composed of acicular ferrite. This results in a tough weld metal.

【0023】B:0.0003〜0.0060% Bは、焼入れ性を向上させる元素であり、軟質なフェラ
イトや、粗い針状フェライトの生成を抑制し、均一で微
細な極低炭素ベイナイト相を安定して得るために有効で
あり、本発明においては重要な元素の一つである。鋼材
組織を、靱性に富む極低炭素ベイナイトとするために
は、Bを少なくとも0.0003%以上含有することが必要と
なる。また、Bは、酸素供給ガスを含む不活性ガスのシ
ールドガス中で行うレーザビーム溶接の溶接金属におけ
る、粒界フェライトの生成を抑制する効果もあり、溶接
金属の靱性劣化を防止できる。一方、0.0060%を超える
含有は、Fe−B系析出物を生成するため、靱性を増加さ
せる効果が得られなくなる。このようなことから、Bは
0.0003〜0.0060%の範囲に限定した。なお、好ましくは
0.0010〜0.0025%である。
B: 0.0003% to 0.0060% B is an element for improving hardenability, suppresses the formation of soft ferrite and coarse acicular ferrite, and stably obtains a uniform and fine ultra-low carbon bainite phase. This is one of the important elements in the present invention. In order to make the steel microstructure a very low carbon bainite with high toughness, it is necessary to contain B at least 0.0003% or more. B also has the effect of suppressing the generation of grain boundary ferrite in the weld metal of laser beam welding performed in a shielding gas of an inert gas containing an oxygen supply gas, and can prevent the toughness of the weld metal from deteriorating. On the other hand, when the content exceeds 0.0060%, an Fe-B-based precipitate is generated, and thus the effect of increasing toughness cannot be obtained. Therefore, B is
The range is limited to 0.0003 to 0.0060%. Preferably,
0.0010 to 0.0025%.

【0024】N:0.0035%以下 Nは、Bと結合しBNとなり、有効Bを低減する。有効B
の低減は粒界から発生しやすいフェライトや粗い上部べ
イナイトの生成を助長させるため、靱性に富む微細な極
低炭素べイナイトが形成され難くなる。また、Nは固溶
Nとしてオーステナイトの安定化に寄与し、島状マルテ
ンサイトのような微視的な硬質相の生成を助長し、靱性
を劣化させる。このため、本発明ではできるだけNを低
減する。しかし、極端なN含有量の低減は、製造コスト
の増加を招くため、本発明ではNの許容上限を0.0035%
とした。
N: 0.0035% or less N combines with B to form BN, thereby reducing effective B. Effective B
Since the reduction of the amount promotes the formation of ferrite and coarse upper bainite which are likely to be generated from the grain boundary, it is difficult to form a fine ultra-low carbon bainite having a high toughness. N contributes to the stabilization of austenite as solid solution N, promotes the formation of a microscopic hard phase such as island martensite, and deteriorates toughness. Therefore, in the present invention, N is reduced as much as possible. However, an extreme decrease in the N content causes an increase in manufacturing cost. Therefore, in the present invention, the allowable upper limit of N is set to 0.0035%.
And

【0025】本発明で使用する鋼材は、上記した成分に
加えて、さらに、下記の成分を含有することが好まし
い。 Cu:0.05〜2.00%、Ni:0.05〜3.00%、Cr:1.0 %以
下、Mo:1.0 %以下、Nb:0.08%以下、V:0.08%以下
のうちの1種または2種以上 Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、Vは、いずれも強度を増加させる
元素であり、必要に応じ、これらのうちの1種または2
種以上を選択して含有できる。
The steel material used in the present invention preferably further contains the following components in addition to the above components. Cu: 0.05 to 2.00%, Ni: 0.05 to 3.00%, Cr: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.08% or less, V: 0.08% or less One or more of Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, and V are all elements that increase the strength. If necessary, one or two of these elements may be used.
More than one species can be selected and contained.

【0026】Cuは、強度を増加させるとともに、ベイナ
イト変態温度を調節する効果を有している。鋼材組織、
HAZ組織靱性に富む極低炭素ベイナイトを主体とする
組織にするために、0.05%以上含有するのが好ましい。
一方、2.00%を超える含有は、マトリックスへのC固溶
濃度が減少し島状マルテンサイトを形成させやすくし、
靱性を劣化させる。このため、Cuは0.05〜2.00%の範囲
に限定するのが好ましい。
Cu has the effect of increasing the strength and regulating the bainite transformation temperature. Steel structure,
In order to obtain a structure mainly composed of ultra-low carbon bainite having a high HAZ structure toughness, the content is preferably 0.05% or more.
On the other hand, when the content exceeds 2.00%, the concentration of C solid solution in the matrix is reduced, and island martensite is easily formed,
Deteriorates toughness. For this reason, Cu is preferably limited to the range of 0.05 to 2.00%.

【0027】Niも、Cuと同様に、強度を増加させるとと
もに、ベイナイト変態温度を調節する効果を有する。鋼
材組織、HAZ組織を、靱性に富む極低炭素ベイナイト
を主体とする組織にするために、0.05%以上含有するの
が好ましい。一方、3.00%を超える含有は、マトリック
スへのC固溶濃度が減少して島状マルテンサイトを形成
させやすくし、靱性を劣化させる。このため、Niは0.05
〜3.00%の範囲に限定するのが好ましい。
Ni, like Cu, has the effect of increasing strength and regulating the bainite transformation temperature. The steel material structure and the HAZ structure are preferably contained at 0.05% or more in order to make the structure mainly composed of extremely low carbon bainite having high toughness. On the other hand, when the content exceeds 3.00%, the solid solution concentration of C in the matrix decreases, so that it becomes easy to form island-like martensite and the toughness is deteriorated. Therefore, Ni is 0.05
Preferably, it is limited to the range of ~ 3.00%.

【0028】Crは、鋼の強度を増加させる元素である
が、1.0 %を超える含有は、それ以上の強度増加が望め
ず、逆に靱性の劣化を招く。このため、Crは1.0 %以下
に限定するのが好ましい。なお、より好ましくは0.1 〜
0.8 %である。Moは、鋼の強度を増加させる元素である
が、1.0 %を超える含有は、それ以上の強度増加が望め
ず、逆に靱性の劣化を招く。このため、Moは1.0 %以下
に限定するのが好ましい。なお、より好ましくは0.1 〜
0.8 %である。
Cr is an element that increases the strength of steel. However, if the content exceeds 1.0%, no further increase in strength is expected, and conversely, the toughness is deteriorated. Therefore, the content of Cr is preferably limited to 1.0% or less. In addition, more preferably 0.1 to
0.8%. Mo is an element that increases the strength of steel, but if it exceeds 1.0%, no further increase in strength can be expected, and conversely, toughness is degraded. For this reason, Mo is preferably limited to 1.0% or less. In addition, more preferably 0.1 to
0.8%.

【0029】Vは、固溶して、あるいは炭化物、窒化物
を形成して、強度を増加させる元素であるが、0.08%を
超える含有は、フェライトの形成傾向が大きくなる。こ
のため、Vは0.08%以下とするのが好ましい。なお、強
度向上の観点から、より好ましくは、0.002 %以上であ
る。Nbは、オーステナイトの加工歪の蓄積を容易とし、
強度の増加を促進する。このような効果を得るために
は、0.01%以上含有するのが好ましい。しかし、0.08%
を超えて含有すると、炭化物を形成し鋼材の粒界強度を
低下させ、靱性を低下させる。このため、Nbは0.08%以
下に限定するのが好ましい。なお、より好ましくは、母
材の強度靱性の向上、HAZ靱性向上の観点から、0.01
0 〜0.050 %である。
V is an element which increases the strength by forming a solid solution or forming a carbide or a nitride. When V exceeds 0.08%, the tendency to form ferrite is increased. Therefore, V is preferably set to 0.08% or less. From the viewpoint of improving the strength, the content is more preferably 0.002% or more. Nb facilitates accumulation of austenite processing strain,
Promotes increased strength. In order to obtain such an effect, the content is preferably 0.01% or more. But 0.08%
If it is contained in excess of, carbides are formed, the grain boundary strength of the steel material is reduced, and the toughness is reduced. For this reason, Nb is preferably limited to 0.08% or less. In addition, more preferably, from the viewpoint of improving the strength toughness of the base material and improving the HAZ toughness, 0.01%
0 to 0.050%.

【0030】Ca:0.0005〜0.0040%、REM (希土類元
素):0.0020〜0.0080%のうちの1種または2種 Ca、REM は、いずれも溶接熱影響部の粗粒化を抑制する
作用を有し、必要に応じ、Ca、REM のうちから1種また
は2種を含有できる。Ca、REM は、いずれも介在物(析
出物)を形成し、高温における鋼材の粒粗大化を抑制す
る効果を有している。このような効果は、Ca:0.0005%
以上、REM :0.0020%以上の含有で認められる。一方、
Ca:0.0040%、REM :0.0080%を超えて含有すると、介
在物が過剰となるとともに、クラスター状介在物とな
り、破壊の起点となりむしろ靱性に悪影響を及ぼす。こ
のため、Caは0.0005〜0.0040%、REM は0.0020〜0.0080
%の範囲に限定するのが好ましい。なお、REM は、Sc、
Y、および原子番号57のLaから原子番号71のLuまでの元
素のうちの1種または2種以上とするのが好ましい。な
かでも、Ceおよび/またはLaとするのが材料の入手のし
やすさから好ましい。
One or two of Ca: 0.0005 to 0.0040% and REM (rare earth element): 0.0020 to 0.0080% Ca and REM both have the effect of suppressing the coarsening of the weld heat affected zone. If necessary, one or two of Ca and REM can be contained. Both Ca and REM have the effect of forming inclusions (precipitates) and suppressing the coarsening of steel at high temperatures. Such an effect, Ca: 0.0005%
As described above, REM is recognized at a content of 0.0020% or more. on the other hand,
If the Ca content exceeds 0.0040% and the REM content exceeds 0.0080%, the inclusions become excessive and become cluster-like inclusions, which serve as starting points for fracture and rather adversely affect toughness. For this reason, Ca is 0.0005 to 0.0040%, and REM is 0.0020 to 0.0080%.
% Is preferable. REM is Sc,
It is preferable to use one or more of Y and elements from La of atomic number 57 to Lu of atomic number 71. Among them, Ce and / or La are preferred from the viewpoint of availability of materials.

【0031】上記した成分以外の残部はFeおよび不可避
的不純物である。不可避的不純物としてはP:0.005 %
以下、O:0.0035%以下が許容できる。つぎに、本発明
で使用する鋼材の鋼材組織限定理由について説明する。
本発明で使用する鋼材は、上記した組成に加えて、面積
比率で90%以上の極低炭素ベイナイトと、5%以下の炭
化物を含む組織を有する。なお、本発明でいう、組織に
おける面積比率とは鋼材断面を観察した際に各組織が占
める面積率をいうものとする。
The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities. P: 0.005% as inevitable impurities
Below, O: 0.0035% or less is acceptable. Next, the reason for limiting the steel structure of the steel used in the present invention will be described.
The steel material used in the present invention has a structure containing, in addition to the above-described composition, an extremely low carbon bainite of 90% or more in area ratio and a carbide of 5% or less in area ratio. In the present invention, the area ratio in the structure means the area ratio occupied by each structure when observing the cross section of the steel material.

【0032】極低炭素べイナイトを、面積比率で90%以
上含有することにより、強度、靱性ともに優れた鋼材と
なる。極低炭素べイナイトの面積比率が90%未満ではフ
ェライトが生成し強度が低下したり、炭化物を含む粗い
上部べイナイトや島状マルテンサイトが生成し、母材お
よびHAZの靱性が劣化する。このため、本発明では、
鋼材組織における極低炭素べイナイトの面積比率を90%
以上に限定した。
By containing ultra-low carbon bainite in an area ratio of 90% or more, a steel material excellent in both strength and toughness can be obtained. If the area ratio of the ultra-low carbon bainite is less than 90%, ferrite is formed and the strength is reduced, or coarse upper bainite and island martensite containing carbides are formed, and the toughness of the base material and the HAZ is deteriorated. Therefore, in the present invention,
90% area ratio of ultra-low carbon bainite in steel structure
Limited to the above.

【0033】また、本発明の鋼材では、炭化物が面積比
率で、5%以下含有される。炭化物量が、5%を超える
とHAZの靱性が劣化する。鋼材およびHAZの靱性
は、基地(マトリックス)中に含まれる硬質相によって
も低下する。硬質相としては、炭化物があるが、こうし
た硬質相の影響は基地と硬質相の硬さの違いが大きいほ
ど大きくなる。したがって、良好な靱性を有する鋼材と
するためには、硬質相である炭化物の量を制限する必要
がある。このため、炭化物は5%以下に限定した。
The steel material of the present invention contains 5% or less of carbide in area ratio. If the amount of carbide exceeds 5%, the toughness of HAZ deteriorates. The toughness of steel and HAZ is also reduced by the hard phase contained in the matrix. The hard phase includes carbides, and the influence of such a hard phase increases as the difference in hardness between the matrix and the hard phase increases. Therefore, in order to obtain a steel material having good toughness, it is necessary to limit the amount of carbide, which is a hard phase. For this reason, the carbide was limited to 5% or less.

【0034】上記した極低炭素べイナイトおよび炭化物
以外の相、たとえば、粒状・針状フェライト、上部べイ
ナイト、下部べイナイト、マルテンサイトなどは、炭化
物よりも硬さが低いため、これらの相の合計量が、面積
比率で10%未満であれば、靱性に対しとくに強い悪影響
は与えない。ただし、島状マルテンサイトは、6%以下
とするのが好ましい。
The above-mentioned phases other than the ultra-low carbon bainite and carbide, for example, granular and acicular ferrite, upper bainite, lower bainite, martensite, etc. are lower in hardness than carbides, so that If the total amount is less than 10% in area ratio, there is no particularly strong adverse effect on toughness. However, the content of island martensite is preferably set to 6% or less.

【0035】本発明では、上記した鋼材組成と鋼材組織
を有する極低炭素鋼材を、レーザビーム溶接により、溶
接接合し、極低炭素鋼溶接継手を製造する。本発明で使
用するレーザビーム溶接のビーム源としては、炭酸ガス
レーザまたはYAGレーザが好ましいが、これらに限定
されるものではない。公知のビーム源がいずれも適用す
ることができる。
In the present invention, an ultra-low carbon steel material having the above-described steel material composition and steel structure is welded and joined by laser beam welding to produce an ultra-low carbon steel welded joint. As a beam source for laser beam welding used in the present invention, a carbon dioxide laser or a YAG laser is preferable, but not limited thereto. Any known beam source can be applied.

【0036】本発明では、レーザビーム溶接におけるシ
ールドガスを、酸素供給ガスを含む不活性ガスとする。
シールドガスが、酸素供給ガスを含むことにより、溶接
中に溶接金属に酸素が供給され、溶接金属中に鋼材から
供給されたTi等が酸化され、Tiを含む複合酸化物が生成
し、溶接金属中に分散される。これら複合酸化物が、ア
シキュラーフェライト等の微細な組織の核生成サイトと
して作用し、溶接金属の組織を靱性に富む微細な組織と
し、溶接金属の靱性が向上する。この微細な組織はアシ
キュラーフェライトを主体とするのが好ましく、これに
より溶接金属の靱性がさらに向上する。
In the present invention, the shield gas in laser beam welding is an inert gas containing an oxygen supply gas.
Since the shielding gas contains an oxygen supply gas, oxygen is supplied to the weld metal during welding, Ti and the like supplied from steel are oxidized in the weld metal, and a composite oxide containing Ti is generated, and the weld metal is formed. Dispersed inside. These composite oxides act as nucleation sites for a fine structure such as acicular ferrite to make the structure of the weld metal a fine structure with rich toughness, thereby improving the toughness of the weld metal. Preferably, this fine structure is mainly composed of acicular ferrite, whereby the toughness of the weld metal is further improved.

【0037】なお、ここでいう、アシキュラーフェライ
トを主体とする組織とは、アシキュラーフェライト相が
含有比率で60%以上含まれる組織をいうものとする。な
お、アシキュラーフェライト相以外の溶接金属の残部組
織は、ベイナイトあるいは粒界フェライトとなる。シー
ルドガス中の、酸素供給ガスの含有量は1〜40vol %と
する。不活性ガスとしては、入手の容易さからHeガスま
たはArガスが好ましい。シールドガス中の、酸素供給ガ
ス含有量が1vol %未満では、溶接金属組織の顕著な微
細化が得られず、一方、40vol %を超えると激しい酸化
が生じ、気泡等の欠陥が生じるほか、溶接金属中に粒界
フェライトが多く発生し、溶接金属の靱性が劣化する。
このようなことから、シールドガス中の酸素供給ガスの
含有量は1〜40vol %とする。
Here, the structure mainly composed of the acicular ferrite refers to a structure in which the content of the acicular ferrite phase is 60% or more. The remaining structure of the weld metal other than the acicular ferrite phase is bainite or grain boundary ferrite. The content of the oxygen supply gas in the shield gas is 1 to 40 vol%. As the inert gas, He gas or Ar gas is preferable from the viewpoint of easy availability. If the oxygen supply gas content in the shielding gas is less than 1 vol%, remarkable refining of the weld metal structure cannot be obtained, while if it exceeds 40 vol%, severe oxidation occurs, causing defects such as bubbles and welding. Many grain boundary ferrites are generated in the metal, and the toughness of the weld metal deteriorates.
For this reason, the content of the oxygen supply gas in the shielding gas is set to 1 to 40 vol%.

【0038】本発明でいう酸素供給ガスとは、溶接時に
溶接金属に酸素を供給する働きをもつガスである。酸素
供給ガスとしては、コスト的にも廉価であるCO2 ガスが
好ましいが、CO2 ガスの一部または全てをO2ガスで置換
してもなんら問題はない。また、本発明では、上記した
レーザビーム溶接において、フィラワイヤを使用してレ
ーザビーム溶接を行ってもよい。
The oxygen supply gas referred to in the present invention is a gas having a function of supplying oxygen to a weld metal during welding. As the oxygen feed gas, but CO 2 gas is preferably inexpensive in terms of cost, there is no problem even replace some or all of the CO 2 gas O 2 gas. Further, in the present invention, in the above-described laser beam welding, laser beam welding may be performed using a filler wire.

【0039】フィラワイヤを使用する場合には、ルート
ギャップを埋めながら溶接できるため、開先角度が大き
くでき、高速で安定した溶接が可能となる。つぎに、フ
ィラワイヤの組成限定理由について説明する。上記した
レーザビーム溶接に好適なフィラワイヤは、質量%で、
C:0.010 〜0.10%、Mn:0.6 〜2.5 %、Ti:0.010 〜
0.220 %、B:0.0020〜0.0200%を含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物からなる組成のワイヤである。以
下、 組成における質量%は単に%で記す。
When a filler wire is used, welding can be performed while filling the root gap, so that the groove angle can be increased and stable welding can be performed at high speed. Next, the reason for limiting the composition of the filler wire will be described. The filler wire suitable for the laser beam welding described above is, in mass%,
C: 0.010 to 0.10%, Mn: 0.6 to 2.5%, Ti: 0.010 to
It is a wire containing 0.220% and B: 0.0020 to 0.0200%, with the balance being Fe and unavoidable impurities. Hereinafter, the mass% in the composition is simply expressed as%.

【0040】C:0.010 〜0.10% Cは、焼入れ性を増加させる元素であり、レーザビーム
溶接では溶接金属が急冷されるため、溶接金属中のC含
有量が多くなるとマルテンサイト、 ベイナイトを生成し
やすく、溶接金属を硬化させ靭性を劣化させる傾向を示
す。このため、フィラワイヤ中のC含有量はできるだけ
低減することが溶接金属の高靭性化の観点から好まし
い。本発明で溶接継手の製造に使用される鋼材は、C:
0.025 %以下の極低炭素鋼材であり、また、シールドガ
スが酸素供給ガスを含むため、溶接金属中のCは酸素と
反応してCOガスとなり、溶接金属中のC含有量は減少
する。このため、フィラワイヤ中のC含有量が0.10%以
下であれば、溶接金属の硬化、靭性の低下は抑制でき
る。しかし、フィラワイヤ中のC含有量を0.010 %未満
に低減すると、溶接金属の粒界強度が低下し、粒界破壊
を起こしやすくなり、溶接金属の靭性が低下する。この
ため、フィラワイヤ中のCは0.010 〜0.10%の範囲に限
定することが好ましい。
C: 0.010% to 0.10% C is an element that increases the hardenability. In laser beam welding, the weld metal is rapidly cooled. Therefore, when the C content in the weld metal increases, martensite and bainite are formed. It tends to harden the weld metal and deteriorate the toughness. For this reason, it is preferable to reduce the C content in the filler wire as much as possible from the viewpoint of increasing the toughness of the weld metal. The steel material used in the production of a welded joint in the present invention is C:
Since it is an extremely low carbon steel material of 0.025% or less and the shielding gas contains an oxygen supply gas, C in the weld metal reacts with oxygen to become CO gas, and the C content in the weld metal decreases. Therefore, if the C content in the filler wire is 0.10% or less, the hardening of the weld metal and a decrease in toughness can be suppressed. However, when the C content in the filler wire is reduced to less than 0.010%, the grain boundary strength of the weld metal decreases, the grain boundary is likely to break, and the toughness of the weld metal decreases. For this reason, C in the filler wire is preferably limited to the range of 0.010 to 0.10%.

【0041】Mn:0.6 〜2.5 % Mnは、焼入れ性を増加させる元素であるが、レーザビー
ム溶接のシールドガス中に酸素供給ガスが含まれる場合
は、酸素と結合してスラグとして溶接金属から排出され
る割合が多くなる。そのため、溶接金属の強度を確保す
るために、Mnはフィラワイヤ中に0.6 %以上含有するこ
とが好ましい。一方、フィラワイヤ中に2.5 %を超えて
含有すると、C含有量を低減しても島状マルテンサイト
等の低靭性組織の生成を避けることができない。このた
め、フィラワイヤ中のMnは0.6 〜2.5 %の範囲に限定す
ることが好ましい。なお、 より好ましくは0.8 〜1.8 %
である。
Mn: 0.6-2.5% Mn is an element that increases the hardenability, but when an oxygen supply gas is contained in the shield gas for laser beam welding, it is combined with oxygen and discharged from the weld metal as slag. Will be increased. Therefore, in order to ensure the strength of the weld metal, it is preferable that Mn be contained in the filler wire in an amount of 0.6% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.5% in the filler wire, the formation of a low toughness structure such as island martensite cannot be avoided even if the C content is reduced. Therefore, it is preferable that Mn in the filler wire is limited to the range of 0.6 to 2.5%. In addition, more preferably, 0.8 to 1.8%
It is.

【0042】Ti:0.010 〜0.220 % Tiは、レーザビーム溶接における溶接金属の高靭性化に
寄与する元素である。酸素供給ガスを含む不活性ガスを
シールドガスとするレーザビーム溶接に際し、Tiは、酸
素との親和力の強い元素とともに酸素と結合し複合酸化
物を形成する。このTiを含む複合酸化物は、アシキュラ
ーフェライト等の微細組織の核生成サイトとして有効に
働き、溶接金属を微細なアシキュラーフェライト主体の
組織とし、高靭性の溶接金属とする作用を有する。この
ような効果は、溶接金属中にTiが0.010 %以上含有され
る場合に顕著となるが、一方、0.220 %を超えて含有し
ても効果が飽和するとともに溶接金属中に不要な析出物
を増加させることになる。このため、フィラワイヤ中の
Tiは0.010 〜0.220 %の範囲に限定することが好まし
い。なお、フィラワイヤ中のTiは全量が複合酸化物とし
て溶接金属中に残留するとは限らず、スラグとして系外
に排出されるものある。
Ti: 0.010 to 0.220% Ti is an element that contributes to increasing the toughness of the weld metal in laser beam welding. In laser beam welding using an inert gas containing an oxygen supply gas as a shielding gas, Ti combines with oxygen together with an element having a strong affinity for oxygen to form a composite oxide. The Ti-containing composite oxide effectively acts as a nucleation site for a fine structure such as acicular ferrite, and has a function of forming a weld metal into a structure mainly composed of a fine acicular ferrite and a high toughness weld metal. Such an effect is remarkable when the content of Ti in the weld metal is 0.010% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.220%, the effect is saturated and unnecessary precipitates are formed in the weld metal. Will increase. For this reason,
Preferably, Ti is limited to the range of 0.010 to 0.220%. It is to be noted that the entire amount of Ti in the filler wire does not always remain in the weld metal as a composite oxide, but may be discharged out of the system as slag.

【0043】B:0.0020〜0.0200% Bは、結晶粒界に偏析し粒界フェライトの発生を抑制し
て、溶接金属の高靭性化に大きく寄与する元素である。
シールドガスから酸素を供給し、Tiを含む複合酸化物を
形成させる本発明の場合には粒界フェライトが生成しや
すく、溶接金属の高靭性化の観点からは、Bの添加は特
に有効となる。溶接金属中へのBの添加は、 被溶接材で
ある鋼材のみからの希釈としてもよいが、粒界フェライ
ト生成を抑制するためには、鋼材中にBを0.0030%を超
えて含有することが必要となる。しかし、0.0200%を超
えるBの含有は、溶接熱影響部の靭性を低下させる。こ
のため、Bはフィラワイヤから供給することが好まし
い。フィラワイヤ中のB含有量が0.0020%未満では粒界
フェライトの生成を抑制することが困難であり、一方、
0.0200%を超えて含有すると、BN、をはじめとするB
化合物を形成して溶接金属の靭性を低下させる。このた
め、フィラワイヤ中のBは0.0020〜0.0200%の範囲に限
定することが好ましい。
B: 0.0020 to 0.0200% B is an element that segregates at the crystal grain boundaries and suppresses the generation of grain boundary ferrite, and greatly contributes to increasing the toughness of the weld metal.
In the case of the present invention in which oxygen is supplied from the shielding gas to form a composite oxide containing Ti, grain boundary ferrite is easily generated, and from the viewpoint of increasing the toughness of the weld metal, the addition of B is particularly effective. . The addition of B to the weld metal may be made by diluting only the steel material to be welded. However, in order to suppress the formation of grain boundary ferrite, the steel material must contain more than 0.0030% of B. Required. However, the B content exceeding 0.0200% lowers the toughness of the heat affected zone. Therefore, B is preferably supplied from a filler wire. If the B content in the filler wire is less than 0.0020%, it is difficult to suppress the formation of grain boundary ferrite.
If the content exceeds 0.0200%, B including B
Form compounds to reduce the toughness of the weld metal. Therefore, B in the filler wire is preferably limited to the range of 0.0020 to 0.0200%.

【0044】また、フィラワイヤを使用する場合に、さ
らに、溶接金属を高靱性とするには、溶接金属の組成
を、次(1)式 Ceq =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 ・・・(1) ここに、C、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ni:各元素の含有量
(質量%)で定義されるCeq が質量%で、0.15〜0.35%
となるように、被溶接材である鋼材の組成、溶接条件に
応じ、使用するフィラワイヤの組成を調整することが好
ましい。
In order to further increase the toughness of the weld metal when a filler wire is used, the composition of the weld metal is expressed by the following equation (1): Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15 ... (1) Here, C, Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni: Ceq defined by the content (% by mass) of each element is 0.15 to 0.35% by mass.
Therefore, it is preferable to adjust the composition of the filler wire to be used in accordance with the composition of the steel material to be welded and the welding conditions.

【0045】溶接金属の炭素当量Ceq が0.35%を超える
と、レーザ溶接のように冷却速度の速い溶接において
は、溶接金属が著しく硬化し、靱性が低下する。一方、
溶接金属の炭素当量Ceq が0.15%未満となると、レーザ
溶接のような冷却速度の速い溶接においても粗大な粒界
フェライトが発生し、靱性が低下する。このようなこと
から、溶接金属の炭素当量Ceq を0.15〜0.35%の範囲内
とすることが好ましい。
When the carbon equivalent Ceq of the weld metal exceeds 0.35%, in a weld having a high cooling rate such as laser welding, the weld metal is significantly hardened and the toughness is reduced. on the other hand,
If the carbon equivalent Ceq of the weld metal is less than 0.15%, coarse grain boundary ferrite is generated even in welding with a high cooling rate such as laser welding, and the toughness is reduced. For this reason, it is preferable that the carbon equivalent Ceq of the weld metal be in the range of 0.15 to 0.35%.

【0046】[0046]

【実施例】次に、本発明の効果を実施例に基づき、詳細
に説明する。 (実施例1)表1に示す組成の溶鋼を転炉で溶製したの
ち、連続鋳造法により310mm 厚のスラブに鋳造した。つ
いで、これらのスラブを1120℃に加熱したのち、980 ℃
以下の温度域での累積圧下率が50%以上、圧延終了温度
が750 〜850 ℃となる熱間圧延を施し、熱間圧延後空冷
して、板厚12mmの鋼板とした。
Next, the effects of the present invention will be described in detail based on examples. (Example 1) Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter, and then cast into a slab having a thickness of 310 mm by a continuous casting method. Then, these slabs were heated to 1120 ° C and then 980 ° C.
Hot rolling was performed so that the rolling reduction temperature was 750 to 850 ° C. in the following temperature ranges with a cumulative draft of 50% or more, and after hot rolling, air-cooled to obtain a 12 mm thick steel sheet.

【0047】得られた鋼板について、組織調査、引張試
験、シャルピー衝撃試験を実施し鋼材特性を調査した。
引張試験ではJIS Z 2201の規定に準拠してJIS 4号試験
片、シャルピー衝撃試験ではJIS Z 2202の規定に準拠し
てJIS 4号試験片を用いた。また、鋼材の組織調査で
は、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行
い、炭化物量および組織の含有比率を求めた。組織につ
いては、光学顕微鏡(400 倍) で少なくとも5視野観察
し、粒状フェライト、パーライト、マルテンサイトの面
積率を計測し、残りをαq 、αB 、α゜B の極低炭素ベ
イナイト相の面積率とし、各視野の平均値を求め、極低
炭素ベイナイト相の含有比率とした。また、炭化物につ
いては、電解二段エッチイングを行ったのち、SEM写
真(1000倍)を無作為に5視野撮影し、各々の面積率を
求め、各視野の平均値を炭化物の含有比率とした。
With respect to the obtained steel sheet, a structure examination, a tensile test, and a Charpy impact test were performed to examine the steel material properties.
In the tensile test, a JIS No. 4 test piece was used in accordance with the provisions of JIS Z 2201, and in the Charpy impact test, a JIS No. 4 test piece was used in accordance with the provisions of JIS Z 2202. In the structure examination of the steel material, an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM) were observed to determine the amount of carbide and the content ratio of the structure. For tissue, at least 5 and field of view observed with an optical microscope (400-fold), granular ferrite, pearlite, the area ratio of martensite measuring, .alpha.q rest, alpha B, the area ratio of the ultra low carbon bainite phase of alpha DEG B The average value of each visual field was determined, and the average value was defined as the content ratio of the extremely low carbon bainite phase. For carbide, after performing two-stage electrolytic etching, SEM photographs (1000 times) were randomly photographed in 5 fields of view, the area ratio of each field was determined, and the average value of each field was taken as the carbide content ratio. .

【0048】また、得られた鋼板について、表2に示す
レーザビーム溶接条件でビードオンプレート溶接を行
い、溶接継手を作製した。また、レーザ溶接機は、最大
出力50kWの炭酸ガスレーザ溶接機を用い、横向き貫通溶
接とした。レーザビーム溶接では、表3に示すガス組成
のシールドガスを用いた。得られた溶接継手の溶接金属
中央部、HAZから採取したシャルピー衝撃試験片を用
い、溶接金属の延性−脆性破面遷移温度(vTrs)を求め
た。このvTrsが低いほど、優れた靱性を持つ溶接継手で
あるといえる。なお、シャルピー衝撃試験片は、シャル
ピー衝撃試験時に亀裂が母材側に逃れる現象(Fracture
Pass Deviation )を防止するため、JIS 4号試験片に
0.5mm 深さのサイドノッチを導入した3ノッチ試験片を
用いた。
Further, the obtained steel sheet was subjected to bead-on-plate welding under the laser beam welding conditions shown in Table 2 to produce a welded joint. The laser welding machine used was a carbon dioxide laser welding machine with a maximum output of 50 kW, and was a horizontal penetration welding. In the laser beam welding, a shielding gas having a gas composition shown in Table 3 was used. The ductile-brittle fracture transition temperature (vTrs) of the weld metal was determined using a Charpy impact test specimen taken from the center of the weld metal and the HAZ of the obtained weld joint. It can be said that the lower the vTrs, the better the toughness of the welded joint. The Charpy impact test specimen has a phenomenon in which a crack escapes to the base material side during the Charpy impact test (Fracture
Pass Deviation) to prevent JIS No. 4 test piece
A three-notch specimen into which a side notch having a depth of 0.5 mm was introduced was used.

【0049】また、溶接金属の組織は、ナイタールエッ
チングした試片を光学顕微鏡を用いて観察し、アシキュ
ラーフェライトの含有比率を測定した。アシキュラーフ
ェライトの含有比率は、光学顕微鏡(400 倍)で少なく
とも5視野を観察し、各視野におけるアシキュラーフェ
ライトの面積率を求め、その平均値を含有比率とした。
The structure of the weld metal was measured by observing a specimen subjected to nital etching using an optical microscope, and the content ratio of acicular ferrite was measured. The content ratio of the acicular ferrite was determined by observing at least five visual fields with an optical microscope (400 times), obtaining the area ratio of the acicular ferrite in each visual field, and taking the average value as the content ratio.

【0050】これらの結果を表3に示す。Table 3 shows the results.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】本発明例では、HAZの靱性も破面遷移温
度vTrsが−30℃以下と優れており、さらに溶接金属のvT
rsが−50℃以下と、優れた溶接継手部靱性を示してい
る。これに対して、本発明の範囲を外れる比較例では、
HAZ、溶接金属の両方が良好な靱性を示す例はない。 (実施例2)表4に示す組成の溶鋼を転炉で溶製したの
ち、連続鋳造法により310mm 厚のスラブに鋳造した。つ
いで、これらのスラブを1120℃に加熱したのち、980 ℃
以下の温度域での累積圧下率が50%以上、圧延終了温度
が750 〜850 ℃となる熱間圧延を施し、熱間圧延後空冷
して、板厚12mmの鋼板とした。
In the example of the present invention, the toughness of the HAZ is excellent such that the fracture surface transition temperature vTrs is -30 ° C. or less.
rs is -50 ° C or less, indicating excellent weld joint toughness. On the other hand, in a comparative example outside the scope of the present invention,
There is no example in which both HAZ and weld metal show good toughness. (Example 2) Molten steel having the composition shown in Table 4 was melted in a converter, and then cast into a slab having a thickness of 310 mm by a continuous casting method. Then, these slabs were heated to 1120 ° C and then 980 ° C.
Hot rolling was performed so that the rolling reduction temperature was 750 to 850 ° C. in the following temperature ranges with a cumulative draft of 50% or more, and after hot rolling, air-cooled to obtain a 12 mm thick steel sheet.

【0055】得られた鋼板について、実施例1と同様
に、組織調査、引張試験、シャルピー衝撃試験を実施し
鋼材特性を調査した。また、得られた鋼板について、表
5に示すレーザビーム溶接条件で、表6に示す組成のフ
ィラワイヤ(1.2mm φ)を使用し、1.4 mmのルートギャ
ップを持つI型突合せ開先を用いてレーザビーム溶接を
行い溶接継手を作製した。なお、フィラワイヤの供給速
度は8.0mm/min とした。なお、レーザ溶接機は、最大出
力50kWの炭酸ガスレーザ溶接機を用い、横向き貫通溶接
とした。また、レーザビーム溶接におけるシールドガス
は、表7に示すガス組成のシールドガスとした。
The obtained steel sheet was subjected to a structure examination, a tensile test and a Charpy impact test in the same manner as in Example 1 to examine the steel material properties. In addition, the obtained steel sheet was subjected to laser beam welding under the laser beam welding conditions shown in Table 5 using a filler wire (1.2 mm φ) having the composition shown in Table 6 and an I-shaped butt groove having a root gap of 1.4 mm. Beam welding was performed to produce a welded joint. The feed rate of the filler wire was 8.0 mm / min. The laser welding machine used was a carbon dioxide laser welding machine with a maximum output of 50 kW, and was a horizontal penetration welding. The shielding gas in the laser beam welding was a shielding gas having a gas composition shown in Table 7.

【0056】得られた溶接継手の溶接金属中央部、HA
Zから採取したシャルピー衝撃試験片を用い、実施例1
と同様に、溶接金属の延性−脆性破面遷移温度(vTrs)
を求めた。このvTrsが低いほど、優れた靱性を持つ溶接
継手であるといえる。なお、シャルピー衝撃試験片は、
シャルピー衝撃試験時に亀裂が母材側に逃れる現象(Fr
acture Pass Deviation )を防止するため、実施例1と
同様に、JIS 4号試験片に0.5mm 深さのサイドノッチを
導入した3ノッチ試験片を用いた。
The central portion of the weld metal of the obtained welded joint, HA
Example 1 using a Charpy impact test specimen taken from Z
Similarly, the transition temperature between ductile and brittle fracture surfaces (vTrs) of the weld metal
I asked. It can be said that the lower the vTrs, the better the toughness of the welded joint. The Charpy impact test specimen is
The phenomenon in which cracks escape to the base metal side during the Charpy impact test (Fr
In order to prevent acture pass deviation), a 3 notch test piece having a 0.5 mm deep side notch introduced into a JIS No. 4 test piece was used as in Example 1.

【0057】また、溶接金属の組織は、実施例1と同様
に、ナイタールエッチングした試片を光学顕微鏡を用い
て観察し、アシキュラーフェライトの面積比率を測定し
た。これらの結果を表7に示す。
In the same manner as in Example 1, the structure of the weld metal was measured by observing a sample subjected to nital etching using an optical microscope, and the area ratio of acicular ferrite was measured. Table 7 shows the results.

【0058】[0058]

【表4】 [Table 4]

【0059】[0059]

【表5】 [Table 5]

【0060】[0060]

【表6】 [Table 6]

【0061】[0061]

【表7】 [Table 7]

【0062】本発明例では、HAZの靱性も破面遷移温
度vTrsが−30℃以下と優れており、さらに溶接金属のvT
rsが−50℃以下と、優れた溶接継手部靱性を示してい
る。これに対して、本発明の範囲を外れる比較例では、
HAZ、溶接金属の両方が良好な靱性を示す例はない。
In the example of the present invention, the toughness of the HAZ is excellent such that the fracture surface transition temperature vTrs is -30 ° C. or less, and the vT
rs is -50 ° C or less, indicating excellent weld joint toughness. On the other hand, in a comparative example outside the scope of the present invention,
There is no example in which both HAZ and weld metal show good toughness.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
引張強さ490 〜700MPaの鋼材にレーザビーム溶接を行っ
ても、優れた溶接部靱性を有する溶接継手が製造でき、
高能率溶接が安定して実施可能となり、産業上格段の効
果を奏する。
As described in detail above, according to the present invention,
Even if laser beam welding is performed on steel materials with a tensile strength of 490 to 700 MPa, welded joints with excellent weld toughness can be manufactured,
High-efficiency welding can be performed stably, and it has a remarkable industrial effect.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/58 C22C 38/58 B23K 103:04 B23K 103:04 (72)発明者 安田 功一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4E068 BA06 BD00 CJ06 DA00 DB01Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) C22C 38/58 C22C 38/58 B23K 103: 04 B23K 103: 04 (72) Inventor Koichi Yasuda Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba 1 Kawasakicho F-term in the Technical Research Institute, Kawasaki Steel Corporation (reference) 4E068 BA06 BD00 CJ06 DA00 DB01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%で、 C:0.005 〜0.025 %、 Si:0.1 〜0.5 %、 Mn:2.5 %以下、 S:0.003 %以下、 Al:0.05%以下、 Ti:0.005 〜0.08%、 B:0.0003〜0.0060%、 N:0.0035%以下 を含む鋼材組成と、面積比率で、90%以上の極低炭素べ
イナイトと5%以下の炭化物を含む鋼材組織とを有する
鋼材を、レーザビーム溶接により溶接接合し溶接継手を
製造するにあたり、前記レーザビーム溶接のシールドガ
スを1〜40 vol%の酸素供給ガスを含む不活性ガスとす
ることを特徴とする優れた溶接継手部靱性を有する極低
炭素鋼溶接継手の製造方法。
C. 0.005 to 0.025%, Si: 0.1 to 0.5%, Mn: 2.5% or less, S: 0.003% or less, Al: 0.05% or less, Ti: 0.005 to 0.08%, B: Laser beam welding of steel composition containing 0.0003-0.0060%, N: 0.0035% or less, and steel composition containing 90% or more of ultra-low carbon bainite and 5% or less of carbide in area ratio by laser beam welding An ultra-low carbon steel having excellent toughness of a welded joint portion, wherein a shielding gas for the laser beam welding is an inert gas containing an oxygen supply gas of 1 to 40 vol% in joining and manufacturing a welded joint. Manufacturing method for welded joints.
【請求項2】 前記鋼材が、前記鋼材組成に加えてさら
に、質量%で、Cu:0.05〜2.00%、Ni:0.05〜3.00%、
Cr:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、Nb:0.08%以下、
V:0.08%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
を含有することを特徴とする請求項1に記載の極低炭素
鋼溶接継手の製造方法。
2. The steel material further comprises, in mass%, Cu: 0.05 to 2.00%, Ni: 0.05 to 3.00%, in addition to the steel material composition.
Cr: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.08% or less,
The method for producing an ultra-low carbon steel welded joint according to claim 1, wherein one or more selected from V: 0.08% or less are contained.
【請求項3】 前記鋼材が、前記鋼材組成に加えてさら
に、質量%で、Ca:0.0005〜0.0040%、REM :0.0020〜
0.0080%のうちから選ばれた1種または2種を含有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の極低炭素鋼
溶接継手の製造方法。
3. The steel material further comprises, in mass%, Ca: 0.0005 to 0.0040%, REM: 0.0020 to
The method for producing an ultra-low carbon steel welded joint according to claim 1 or 2, comprising one or two selected from 0.0080%.
【請求項4】 前記溶接継手が、アシキュラーフェライ
トを主体とする溶接金属組織を有することを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載の極低炭素鋼溶接継
手の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the welded joint has a weld metal structure mainly composed of acicular ferrite.
【請求項5】 前記レーザビーム溶接が、フィラワイヤ
を使用するレーザビーム溶接であることを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の極低炭素鋼溶接継手
の製造方法。
5. The method for manufacturing an ultra-low carbon steel welded joint according to claim 1, wherein the laser beam welding is laser beam welding using a filler wire.
【請求項6】 前記フィラワイヤが、質量%で、 C:0.010 〜0.10%、 Mn:0.6 〜2.5 %、 Ti:0.010 〜0.220 %、 B:0.0020〜0.0200% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成
を有することを特徴とする請求項5に記載の極低炭素溶
接継手の製造方法。
6. The filler wire contains, by mass%, C: 0.010 to 0.10%, Mn: 0.6 to 2.5%, Ti: 0.010 to 0.220%, B: 0.0020 to 0.0200%, with the balance being Fe and unavoidable. The method for producing an ultra-low carbon welded joint according to claim 5, wherein the joint has a composition composed of impurities.
【請求項7】 下記(1)式で定義される炭素当量Ceq
が質量%で0.15〜0.35%を有する溶接金属を形成するこ
とを特徴とする請求項5または6に記載の極低炭素溶接
継手の製造方法。 記 Ceq =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 ・・・ (1) ここに、C、Mn、Cr、Mo、V、Cu、Ni:各元素の含有量
(質量%)
7. A carbon equivalent Ceq defined by the following formula (1):
The method for producing an ultra-low carbon welded joint according to claim 5 or 6, wherein a weld metal having 0.15 to 0.35% by mass is formed. Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15 (1) where C, Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni: content of each element (% by mass)
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003200284A (en) * 2001-11-02 2003-07-15 Jfe Steel Kk Laser beam welded joint and method of manufacturing laser beam welded joint
FR2865151A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-22 Air Liquide Laser welding of ferritic steel using a filler wire and a protective gas, notably for ferritic steels for naval construction and pipe fabrication for petroleum and offshore applications
JP2007119808A (en) * 2005-10-26 2007-05-17 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp Vessel made of ferritic stainless steel sheet having excellent weld zone low temperature strength and welding method therefor
JP2008248293A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Steel Corp High strength steel for welded structure having excellent surface crack resistance and method for producing the same
JP2008248292A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Steel Corp High strength steel for welded structure having excellent surface crack resistance, and method for producing the same
EP2184373A4 (en) * 2007-06-29 2016-01-27 Jfe Steel Corp Thick hot-rolled steel sheet having excellent processability and excellent strength/toughness after thermal treatment, and method for production of the steel sheet
CN114211110A (en) * 2021-12-30 2022-03-22 苏州大学 Laser welding method for improving toughness of welding seam
CN114829058A (en) * 2019-12-20 2022-07-29 Sms集团有限公司 Laser deep fusion welding method for butt joint

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6782580B2 (en) * 2016-08-04 2020-11-11 株式会社神戸製鋼所 Arc spot welding method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61266126A (en) * 1985-05-22 1986-11-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of high-strength high-toughness bent steel pipe
JPH0679484A (en) * 1992-07-14 1994-03-22 Mitsubishi Electric Corp Laser welding method
JPH10230387A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Kobe Steel Ltd Gas shield arc welding wire
JPH11267844A (en) * 1998-03-19 1999-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of welded steel structure and welded steel structure
WO2000075388A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-14 Kawasaki Steel Corporation High-tension steel material with excellent suitability for welding with high-energy-density heat source and welded structure thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61266126A (en) * 1985-05-22 1986-11-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of high-strength high-toughness bent steel pipe
JPH0679484A (en) * 1992-07-14 1994-03-22 Mitsubishi Electric Corp Laser welding method
JPH10230387A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Kobe Steel Ltd Gas shield arc welding wire
JPH11267844A (en) * 1998-03-19 1999-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of welded steel structure and welded steel structure
WO2000075388A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-14 Kawasaki Steel Corporation High-tension steel material with excellent suitability for welding with high-energy-density heat source and welded structure thereof

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003200284A (en) * 2001-11-02 2003-07-15 Jfe Steel Kk Laser beam welded joint and method of manufacturing laser beam welded joint
JP4492028B2 (en) * 2001-11-02 2010-06-30 Jfeスチール株式会社 Laser beam welded joint and method for manufacturing laser beam welded joint
FR2865151A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-22 Air Liquide Laser welding of ferritic steel using a filler wire and a protective gas, notably for ferritic steels for naval construction and pipe fabrication for petroleum and offshore applications
JP2007119808A (en) * 2005-10-26 2007-05-17 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp Vessel made of ferritic stainless steel sheet having excellent weld zone low temperature strength and welding method therefor
JP2008248293A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Steel Corp High strength steel for welded structure having excellent surface crack resistance and method for producing the same
JP2008248292A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Steel Corp High strength steel for welded structure having excellent surface crack resistance, and method for producing the same
EP2184373A4 (en) * 2007-06-29 2016-01-27 Jfe Steel Corp Thick hot-rolled steel sheet having excellent processability and excellent strength/toughness after thermal treatment, and method for production of the steel sheet
CN114829058A (en) * 2019-12-20 2022-07-29 Sms集团有限公司 Laser deep fusion welding method for butt joint
JP2023506211A (en) * 2019-12-20 2023-02-15 エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Butt laser deep penetration welding
JP7415001B2 (en) 2019-12-20 2024-01-16 エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Butt laser deep penetration welding
CN114829058B (en) * 2019-12-20 2024-03-01 Sms集团有限公司 Butt joint laser deep-melting welding method
US11975408B2 (en) 2019-12-20 2024-05-07 Sms Group Gmbh Butt-joint deep penetration laser welding method
CN114211110A (en) * 2021-12-30 2022-03-22 苏州大学 Laser welding method for improving toughness of welding seam

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