JP2007224350A - Method for arc-welding steel sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車部品等の組立ての際に行われる鋼板のアーク溶接法に関し、より詳しくは溶接速度が１００ｃｍ／分以上という高速であっても、幅広のビードを形成することができる、生産性に優れたアーク溶接法に関するものである。 The present invention relates to a steel sheet arc welding method performed when assembling automobile parts and the like, and more specifically, it is possible to form a wide bead even at a high welding speed of 100 cm / min or more. The present invention relates to an arc welding method that excels in the process.
自動車部品の組立てには種々の溶接が行われているが、中でも剛性を必要とする部品においてはガスシールドアーク溶接が行われることが多い。アーク溶接の接合強度は高く、溶接品質も安定しており、部品剛性を高めることができるからである。しかしアーク溶接は、切断、プレス、塗装といった他工程に比べて、時間がかかるという欠点がある。そのためアーク溶接を採用すると、ライン速度が落ち、生産コストの増加につながる。そのため鋼板のアーク溶接速度を高めることができれば、生産コストの大幅な低減が可能となり、産業上非常に有意義である。 Various types of welding are performed for assembling automobile parts, and gas shield arc welding is often performed for parts that require rigidity. This is because the arc welding has high joint strength, stable welding quality, and can increase the rigidity of the parts. However, arc welding has the disadvantage of taking more time than other processes such as cutting, pressing, and painting. For this reason, when arc welding is employed, the line speed decreases and the production cost increases. Therefore, if the arc welding speed of the steel sheet can be increased, the production cost can be greatly reduced, which is very significant industrially.
例えば特許文献１の発明では、化学成分組成を特定したＳｉ、Ｍｎを含有するガスシールドアーク溶接用ワイヤを用いることにより、高速ガスシールドアーク溶接を達成しようと試みている。しかし該文献の発明は、ワイヤの組成を特定したことに要旨があり、鋼板の組成については何ら考慮していない。なお該文献では、ビードの波目の均一化およびバリ減少という効果を達成するためにワイヤ中のＯ量を、あえて０．００８％以上と規定している（特許請求の範囲および第２頁右下欄参照）。 For example, in the invention of Patent Document 1, an attempt is made to achieve high-speed gas shielded arc welding by using a gas shielded arc welding wire containing Si and Mn whose chemical composition is specified. However, the invention of this document has the gist of specifying the composition of the wire, and does not consider the composition of the steel sheet at all. In this document, the amount of O in the wire is deliberately specified to be 0.008% or more in order to achieve the effect of uniforming the wave of the bead and reducing burrs (claims and right on page 2). See below).
高張力鋼板のアーク溶接のために鋼板組成を考慮しているものとして、例えば特許文献２の発明を挙げることができる。特許文献２では、Ｓｉの溶接ビード形状への影響を考慮して、「鋼板のＳｉ量（質量％）＋ワイヤのＳｉ量（質量％）≧１．５」とすることに要旨を有する高張力鋼板の溶接方法を開示している。しかし特許文献２は、その実施例において３０〜６０ｃｍ／分の速度で溶接しているように、アーク溶接の高速化を意図していない（段落００１７参照）。また該文献は、アーク溶接に対する酸素の影響については何ら記載していない。 As an example in which the steel plate composition is considered for arc welding of a high-strength steel plate, for example, the invention of Patent Document 2 can be cited. In Patent Document 2, in consideration of the effect of Si on the weld bead shape, the high tension is summarized as “Si amount of steel sheet (mass%) + Si amount of wire (mass%) ≧ 1.5”. A method for welding steel sheets is disclosed. However, Patent Document 2 does not intend to increase the speed of arc welding, as welding is performed at a speed of 30 to 60 cm / min in the embodiment (see paragraph 0017). The document does not describe any influence of oxygen on arc welding.
さらに高速アーク溶接では、溶接のビード幅が狭くなる傾向がある。そして実際のアーク溶接では、溶接の開先位置やワイヤ位置のずれ、またはルートギャップが生ずるため、高速アーク溶接を実用化するためには、ある程度のビード幅を確保する必要がある。しかし前記のいずれの文献も、高速アーク溶接の際のビード幅について検討していない。 Further, in high-speed arc welding, the weld bead width tends to be narrow. In actual arc welding, a gap in the welding groove position, a wire position, or a root gap is generated. Therefore, in order to put high-speed arc welding into practical use, it is necessary to secure a certain bead width. However, none of the above documents discusses the bead width during high-speed arc welding.
また近年、自動車分野では燃費改善の観点から、鋼板の軽量化（薄肉化）が求められているが、それにより衝突安全性を落とすことはできない。軽量化および衝突安全性の確保という双方の要求を満足するために、高張力鋼（いわゆるハイテン）から薄く形成された鋼板が、自動車分野でますます使用されている。このような薄い鋼板は、高電流のアーク溶接では溶け落ち易くなるので、高電流によって溶着量を稼ぐことができない。そのため薄い鋼板では溶接のビード幅が細くなるという傾向があり、より広いビード幅を確保する必要がある。さらに高張力鋼は、軟鋼に比べてプレス成形の安定性が低いために、ルートギャップが大きくなりやすく、より広いビード幅を確保する必要がある。
本発明は前記のような事情に着目してなされたものであって、その目的は、１００ｃｍ／分以上という高速溶接でも充分なビード幅を確保し得る、生産性に優れた鋼板のアーク溶接法を提供することである。 The present invention has been made paying attention to the circumstances as described above, and its purpose is to provide a steel plate arc welding method excellent in productivity that can secure a sufficient bead width even at a high speed welding of 100 cm / min or more. Is to provide.
前記目的を達成し得た本発明の鋼板の溶接方法とは、Ｓｉ：０．２０〜２％（質量％の意味、以下同じ）およびＭｎ：１〜２．５％を、下記式（１）：
鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］≧１．５ ・・・ （１）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たすように含有し、さらにＯ：０．００２％以下（０％を含まない）、Ｃ：０．０２〜０．２５％、Ｐ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ａｌ：０．０２〜０．２％、Ｎ：０．００１５〜０．０１５％、およびＴｉ：０．３％以下（０％を含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板と、
Ｓｉ：０．２０〜１．０％（質量％の意味、以下同じ）、Ｍｎ：１．１〜１．８％、Ｃ：０．０１０〜０．１２％、Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．００５〜０．０３０％、Ｔｉ：０．２０％以下（０％を含む）、Ａｌ：０．１％以下（０％を含む）、およびＢｉ：０．１％以下（０％を含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるソリッドワイヤとを、鋼板およびソリッドワイヤ中の元素量が、下記式（２）〜（４）：
鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］≧０．７０ ・・・ （２）
鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］≧２．２ ・・・ （３）
Ｘ＝鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］
＋鋼板［Ｔｉ］×２＋ワイヤ［Ｔｉ］×２＋鋼板［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ａｌ］×２
＋ワイヤ［Ｂｉ］×２＜７．２ ・・・ （４）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表し、ワイヤ［ ］は、ソリッドワイヤ中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たすように用いて、ガスシールドアーク溶接することを特徴とする。本発明の溶接方法において、鋼板表層に存在する内部酸化層の厚さが５μｍ以下である鋼板を用いることが好ましい。
The welding method of the steel sheet of the present invention that can achieve the above-mentioned object is that Si: 0.20 to 2% (meaning of mass%, the same applies hereinafter) and Mn: 1 to 2.5% are expressed by the following formula (1). :
Steel plate [Si] + steel plate [Mn] ≧ 1.5 (1)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate.)
Further, O: 0.002% or less (excluding 0%), C: 0.02 to 0.25%, P: 0.1% or less (not including 0%), S : 0.05% or less (excluding 0%), Al: 0.02 to 0.2%, N: 0.0015 to 0.015%, and Ti: 0.3% or less (including 0%) Steel, the balance being Fe and inevitable impurities,
Si: 0.20 to 1.0% (meaning by mass, the same applies hereinafter), Mn: 1.1 to 1.8%, C: 0.010 to 0.12%, P: 0.02% or less ( S: 0.005 to 0.030%, Ti: 0.20% or less (including 0%), Al: 0.1% or less (including 0%), and Bi: 0 0.1% or less (including 0%), and the balance of the solid wire consisting of Fe and inevitable impurities, the amount of elements in the steel plate and the solid wire is represented by the following formulas (2) to (4):
Steel plate [Si] × 2 + wire [Si] ≧ 0.70 (2)
Steel plate [Mn] + Wire [Mn] ≧ 2.2 (3)
X = steel plate [Si] × 2 + wire [Si] + steel plate [Mn] + wire [Mn]
+ Steel plate [Ti] × 2 + wire [Ti] × 2 + steel plate [Al] × 2 + wire [Al] × 2
+ Wire [Bi] × 2 <7.2 (4)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate, and wire [] represents the content (mass%) of each element in the solid wire.)
And gas shield arc welding is used. In the welding method of the present invention, it is preferable to use a steel plate in which the thickness of the internal oxide layer present on the steel plate surface layer is 5 μm or less.
本発明の溶接方法に使用することができる鋼板は、さらに（ａ）Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）およびＷ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、（ｂ）Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、（ｃ）Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない）およびＮｉ：０．５％以下（０％を含む）、（ｄ）Ｃａ：０．００５％以下（０％を含まない）および／または希土類元素：０．００５％以下（０％を含まない）、（ｅ）Ｚｒおよび／またはＭｇを合計で０．００５％以下（０％を含まない）、および／または（ｆ）Ｃｏ：１％以下（０％を含まない）、等を含有していても良い。含有させる成分の種類に応じて鋼板の特性が更に改善される。 Steel sheets that can be used in the welding method of the present invention are further: (a) Nb: 0.1% or less (not including 0%), V: 0.5% or less (not including 0%), and W: At least one element selected from the group consisting of 0.5% or less (not including 0%), (b) Cr: 2% or less (not including 0%), Mo: 1% or less (including 0%) And B: 0.005% or less (excluding 0%), at least one element selected from the group consisting of (c) Cu: 0.5% or less (excluding 0%) and Ni: 0 0.5% or less (including 0%), (d) Ca: 0.005% or less (not including 0%) and / or rare earth elements: 0.005% or less (not including 0%), (e) Zr and / or Mg in total 0.005% or less (excluding 0%), and / or (f) Co: 1% Lower (not including 0%), and the like may also contain. The properties of the steel sheet are further improved according to the type of component to be contained.
本発明の溶接方法に使用することができるソリッドワイヤは、さらにＣｒ：０．８％以下（０％を含まない）および／またはＭｏ：０．３％以下（０％を含まない）、等を含有していても良い。含有させる成分の種類に応じて、溶接性や溶接金属の強度が更に改善される。 The solid wire that can be used in the welding method of the present invention further includes Cr: 0.8% or less (not including 0%) and / or Mo: 0.3% or less (not including 0%), etc. You may contain. Depending on the type of component to be contained, the weldability and the strength of the weld metal are further improved.
本発明の溶接方法において、溶接機としてパルス溶接機を用いる場合、アークを安定化するなどの理由から、シールドガスとしてＡｒ：７５〜９５体積％およびＣＯ2：５〜２５体積％（但し、ＡｒとＣＯ2との合計は１００体積％である）からなる混合ガスを用いることが推奨される。 In the welding method of the present invention, when using a pulsed welding machine as welding machines, for reasons such as to stabilize the arc, Ar as a shield gas: 75 to 95 vol% and CO 2: 5 to 25 vol% (where, Ar the sum of the CO 2 is recommended to use a mixed gas consisting of 100 vol%).
本発明の溶接方法において、溶接速度１００ｃｍ／分以上で１パス溶接することが生産性の観点から好ましい。本発明の方法では、このような高速で溶接しても、幅広のビードが得られ、溶接強度に優れた溶接部材を形成することができる。よって本発明は、前記要件を満たす溶接方法により得られた溶接部材も提供する。 In the welding method of the present invention, it is preferable from the viewpoint of productivity to perform one-pass welding at a welding speed of 100 cm / min or more. In the method of the present invention, even if welding is performed at such a high speed, a wide bead can be obtained, and a welding member having excellent welding strength can be formed. Therefore, this invention also provides the welding member obtained by the welding method which satisfy | fills the said requirements.
本発明者らが、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、ＳｉおよびＭｎが、高速アーク溶接で広いビード幅を確保するために重要であることを見出した。しかし鋼板中のＳｉ量が過剰であるとビードのスラグ量が多くなり、その後の塗装が剥離し易くなるという問題が生じ、一方鋼板中のＭｎ量が過剰であると、加工性が低下するという問題が生ずる。 As a result of intensive studies by the present inventors to achieve the above object, it has been found that Si and Mn are important for securing a wide bead width in high-speed arc welding. However, if the amount of Si in the steel sheet is excessive, the amount of bead slag increases and the subsequent coating tends to peel off. On the other hand, if the amount of Mn in the steel sheet is excessive, the workability decreases. Problems arise.
従ってＳｉまたはＭｎのいずれかを過剰に含有する鋼板ではなく、これら双方を適正範囲で含有する鋼板、殊に下記式（１）
鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］≧１．５ ・・・ （１）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たす鋼板を、高速アーク溶接に用いることにより、耐食性および加工性を維持しつつ、幅広のビードを形成することができる。
Therefore, it is not a steel sheet containing excessive amounts of either Si or Mn, but a steel sheet containing both of these in an appropriate range, particularly the following formula (1)
Steel plate [Si] + steel plate [Mn] ≧ 1.5 (1)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate.)
By using a steel plate that satisfies the requirements for high-speed arc welding, a wide bead can be formed while maintaining corrosion resistance and workability.
しかしＳｉとＭｎとを適正範囲で含有する鋼板であっても、殊に溶接速度が１００ｃｍ／分以上という高速アーク溶接では、ハンピングが生じ易く、ビード幅も不充分となる。そこでさらに検討した結果、鋼板中のＯ（酸素）がビード幅に悪影響を及ぼしていることを見出した。よって鋼板中にＳｉおよびＭｎを適正範囲で含有させ、かつＯ量を０．００２％以下に抑制することにより、１００ｃｍ／分以上の高速アーク溶接でも、ハンピングを防いで、かつ広いビード幅を確保することができる。 However, even a steel plate containing Si and Mn in an appropriate range, particularly in high-speed arc welding with a welding speed of 100 cm / min or more, humping is likely to occur and the bead width is insufficient. As a result of further investigation, it was found that O (oxygen) in the steel sheet had an adverse effect on the bead width. Therefore, by containing Si and Mn in a proper range in the steel sheet and suppressing the amount of O to 0.002% or less, hamping is prevented and a wide bead width is secured even at high-speed arc welding of 100 cm / min or more. can do.
このようなハンピングやビード幅は、溶接時に形成される溶融池の粘性や表面張力、母材との界面張力などに左右される。検討の結果、溶融池の粘性などに対しては、母材である鋼板の影響が最も大きいことを突き止めたが、溶融池は母材と溶接用ワイヤとの混合溶融物であることから、溶接用ワイヤも影響し得る。 Such humping and bead width depend on the viscosity and surface tension of the molten pool formed during welding, the interfacial tension with the base material, and the like. As a result of the investigation, it was found that the influence of the steel plate, which is the base material, was the greatest on the viscosity of the molten pool, but the weld pool was a mixed melt of the base material and welding wire. Wires can also be affected.
そこで本発明者らが検討した結果、鋼板中の化学成分組成を特定したことに加えて、溶接用のソリッドワイヤの化学成分組成も特定し、さらにＳｉおよびＭｎ量の下限、並びに主要な脱酸成分（Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＡｌおよびＢｉ）総量の上限について、下記式（２）〜（４）：
鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］≧０．７０ ・・・ （２）
鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］≧２．２ ・・・ （３）
Ｘ＝鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］
＋鋼板［Ｔｉ］×２＋ワイヤ［Ｔｉ］×２＋鋼板［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ａｌ］×２
＋ワイヤ［Ｂｉ］×２＜７．２ ・・・ （４）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表し、ワイヤ［ ］は、ソリッドワイヤ中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たすように、鋼板とソリッドワイヤとを組み合わせて用いることにより、高速の溶接速度でも、ハンピングを防止し、より安定的に幅広のビードを形成し得ることを見出した。
Therefore, as a result of the study by the present inventors, in addition to specifying the chemical component composition in the steel sheet, the chemical component composition of the solid wire for welding was also specified, and the lower limit of the Si and Mn amounts, as well as the main deoxidation Regarding the upper limit of the total amount of components (Si, Mn, Ti, Al and Bi), the following formulas (2) to (4):
Steel plate [Si] × 2 + wire [Si] ≧ 0.70 (2)
Steel plate [Mn] + Wire [Mn] ≧ 2.2 (3)
X = steel plate [Si] × 2 + wire [Si] + steel plate [Mn] + wire [Mn]
+ Steel plate [Ti] × 2 + wire [Ti] × 2 + steel plate [Al] × 2 + wire [Al] × 2
+ Wire [Bi] × 2 <7.2 (4)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate, and wire [] represents the content (mass%) of each element in the solid wire.)
It was found that by using a combination of a steel plate and a solid wire so as to satisfy the requirements, humping can be prevented and a wide bead can be formed more stably even at a high welding speed.
また鋼板中のＯ（酸素）について、さらなる検討を重ねたところ、Ｏ量を０．００２％以下に抑制しても、鋼板表層部に内部酸化層が５μｍを超える厚さで存在する場合、溶接性に悪影響を及ぼし得ることを見出した。これは、鋼板中のＯ量を低減させたとしても、表層に内部酸化層が存在すれば、それから溶接金属に酸素が供給されるので、ハンピングが生じ、またビード幅も狭くなるためと考えられる。なお本発明は、このような推定メカニズムに限定されない。本発明の好ましい実施態様では、さらに鋼板中の内部酸化層の厚さを５μｍ以下に抑えることにより、より良好な高速溶接性を実現することができる。 Further, when O (oxygen) in the steel sheet was further studied, even when the amount of O was suppressed to 0.002% or less, if the internal oxide layer was present in a thickness exceeding 5 μm on the steel sheet surface layer, welding was performed. It has been found that it can adversely affect sex. This is considered to be because even if the amount of O in the steel sheet is reduced, if an internal oxide layer is present on the surface layer, oxygen is supplied to the weld metal from that point, so that humping occurs and the bead width is also narrowed. . Note that the present invention is not limited to such an estimation mechanism. In a preferred embodiment of the present invention, it is possible to achieve better high-speed weldability by further suppressing the thickness of the internal oxide layer in the steel sheet to 5 μm or less.
本発明は、（Ｉ）溶接に用いる鋼板の化学成分組成、殊にＳｉおよびＭｎ量を特定し、かつＯ量を抑制させたこと、並びに（ＩＩ）ソリッドワイヤの化学成分組成、殊にＳｉおよびＭｎ量を特定し、かつ（ＩＩＩ）鋼板およびソリッドワイヤ中のＳｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＡｌおよびＢｉ量の関係を定めたことに大きな特徴がある。さらに本発明では、（ＩＶ）鋼板表層に存在する内部酸化層厚さが５μｍ以下に抑制された鋼板を用いることが推奨される。よってまず、本発明で用いる鋼板について説明する。 The present invention specifies (I) the chemical component composition of the steel sheet used for welding, particularly the Si and Mn amounts, and suppresses the O amount, and (II) the solid wire chemical component composition, particularly Si and Mn. A major feature is that the amount of Mn is specified, and (III) the relationship among the amounts of Si, Mn, Ti, Al, and Bi in the steel plate and solid wire is determined. Furthermore, in the present invention, it is recommended to use (IV) a steel sheet in which the thickness of the internal oxide layer existing in the steel sheet surface layer is suppressed to 5 μm or less. Therefore, first, the steel plate used in the present invention will be described.
［Ｓｉ：０．２０〜２％］
鋼板中のＳｉは、高速アーク溶接においてビード幅を広くするという効果を有し、本発明にとって重要な成分元素である。この効果を発揮させるために、鋼板中にＳｉを０．２０％以上、好ましくは０．５０％以上、より好ましくは０．８０％以上含有させる。しかしＳｉ量が過剰になると、溶融池の粘性が高くなりすぎてハンピングが生ずる。よって溶接性の観点からＳｉ量を３．０％未満に抑える必要がある。またＳｉ量が過剰になると、ビードのスラグ量が増大し、その後の塗装において剥離が生じ易くなり、塗装後の耐食性が低下する。よって耐食性の観点からＳｉ量を２％以下に抑える必要がある。従ってＳｉ量の上限を２％と定めた。Ｓｉ量は、好ましくは１．８％以下、より好ましくは１．５％以下である。
[Si: 0.20 to 2%]
Si in the steel sheet has the effect of widening the bead width in high-speed arc welding, and is an important component element for the present invention. In order to exhibit this effect, Si is contained in the steel sheet at 0.20% or more, preferably 0.50% or more, more preferably 0.80% or more. However, when the amount of Si becomes excessive, the viscosity of the molten pool becomes too high and humping occurs. Therefore, it is necessary to suppress the Si amount to less than 3.0% from the viewpoint of weldability. Moreover, when the amount of Si becomes excessive, the amount of bead slag increases, and peeling easily occurs in the subsequent coating, and the corrosion resistance after coating decreases. Therefore, it is necessary to suppress the Si amount to 2% or less from the viewpoint of corrosion resistance. Therefore, the upper limit of Si content is set to 2%. The amount of Si is preferably 1.8% or less, more preferably 1.5% or less.
［Ｍｎ：１〜２．５％］
鋼板中のＭｎも、Ｓｉと同様に高速溶接性に寄与し、本発明にとって重要な成分元素である。また強度確保のためにも必要である。よってＭｎ量は、１％以上、より好ましくは１．２％以上、より好ましくは１．５％以上である。しかしＭｎ量が過剰であると、偏析が顕著になり、打ち抜き部などで２枚割れを起こすなど、加工性が低下し得る。よってＭｎ量は、２．５％以下、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．５％以下である。
[Mn: 1 to 2.5%]
Mn in the steel sheet also contributes to high-speed weldability like Si, and is an important component element for the present invention. It is also necessary to ensure strength. Therefore, the amount of Mn is 1% or more, more preferably 1.2% or more, and more preferably 1.5% or more. However, when the amount of Mn is excessive, segregation becomes prominent, and the workability may be deteriorated, for example, a two-piece crack is caused at a punched portion. Therefore, the amount of Mn is 2.5% or less, preferably 2.0% or less, more preferably 1.5% or less.
［鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］≧１．５］
前記のように鋼板中で、Ｓｉが過剰であると溶接部分の塗装剥離が過剰になり、一方Ｍｎが過剰であると加工性が低下するという問題があるため、ＳｉまたはＭｎの単独添加では、殊に１００ｃｍ／分以上の高速アーク溶接において、幅広のビードを確保するのが難しい。よって本発明において、鋼板がＳｉとＭｎとの両方を同時に含むことが重要であり、鋼板中のＳｉとＭｎとの合計量の下限を１．５％と定めた（即ち、鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］≧１．５）。鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］の下限は、好ましくは１．８、より好ましくは２．０である。
[Steel [Si] + Steel [Mn] ≧ 1.5]
In the steel sheet, as described above, if Si is excessive, there is a problem that the paint peeling of the welded portion is excessive, while if Mn is excessive, there is a problem that workability is lowered. In particular, it is difficult to ensure a wide bead in high-speed arc welding at 100 cm / min or more. Therefore, in the present invention, it is important that the steel sheet contains both Si and Mn at the same time, and the lower limit of the total amount of Si and Mn in the steel sheet is set to 1.5% (that is, steel sheet [Si] + Steel sheet [Mn] ≧ 1.5). The lower limit of the steel plate [Si] + steel plate [Mn] is preferably 1.8, more preferably 2.0.
［Ｏ：０．００２％以下（０％を含まない）］
鋼板中のＯ量が過剰であると、溶融池の粘性が低くなりすぎて、湯流れが激しく、ハンピングが起こり易い。またビード幅も狭くなる。よって良好な高速アーク溶接性を達成するために鋼板中のＯ量を、０．００２％以下、好ましくは０．００１８％以下、より好ましくは０．００１５％以下に抑制することが本発明にとって重要である。良好な高速アーク溶接性を確保するために鋼板中のＯ量はできるだけ低減することが好ましいが、その量を０％にすることは工業的に困難であると考えられる。
[O: 0.002% or less (excluding 0%)]
If the amount of O in the steel sheet is excessive, the viscosity of the molten pool becomes too low, the hot water flow is intense, and humping is likely to occur. Also, the bead width is narrowed. Therefore, in order to achieve good high-speed arc weldability, it is important for the present invention to suppress the O content in the steel sheet to 0.002% or less, preferably 0.0018% or less, more preferably 0.0015% or less. It is. In order to ensure good high-speed arc weldability, the amount of O in the steel sheet is preferably reduced as much as possible, but it is considered industrially difficult to reduce the amount to 0%.
鋼板中のＯ量は、溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置で脱ガス処理（以下「ＲＨ脱ガス処理」と省略することがある。）に供することにより低減することができる。しかし本発明の溶接方法で用いる鋼板、およびそれを形成する溶鋼は、Ｏとの結びつきが強いＳｉおよびＭｎを多量に含んでいるため、ＲＨ脱ガス処理において酸素の除去速度が低下する傾向がある。よってＯ量を０．００２％以下にまで低減させた鋼板を製造するために、ＲＨ脱ガス処理の時間は、通常のものよりも長くする必要がある。具体的には、通常２５０ｔｏｎの溶鋼をＲＨ脱ガス処理する場合、通常の平均的な処理時間は３０分程度であるが、これを５０分以上に延長することが推奨される。 The amount of O in the steel sheet can be reduced by subjecting the molten steel to a degassing process (hereinafter sometimes abbreviated as “RH degassing process”) with an RH vacuum degassing apparatus. However, since the steel sheet used in the welding method of the present invention and the molten steel forming the same contain a large amount of Si and Mn that are strongly bound to O, the oxygen removal rate tends to decrease in the RH degassing process. . Therefore, in order to manufacture a steel sheet in which the amount of O is reduced to 0.002% or less, the time for the RH degassing treatment needs to be longer than that of a normal one. Specifically, when 250 ton of molten steel is normally subjected to RH degassing treatment, the usual average treatment time is about 30 minutes, but it is recommended to extend this to 50 minutes or more.
［鋼板表層に存在する内部酸化層の厚さが５μｍ以下］
本発明における「内部酸化層の厚さ」とは、鋼板表面から圧延直角方向に、酸化物が存在する最大距離（最大深さ）を意味する。この「酸化物」は主にＳｉやＭｎの酸化物から構成されるが、その他にＴｉなどの酸化物も含まれ、主としてフェライト粒界に存在する。この内部酸化層の厚さは、圧延直角方向の鋼板断面を、観察倍率１，０００倍のＳＥＭで板表面から５０μｍの深さまで観察することにより測定することができる。但し内部酸化層の厚さの値にはバラツキがあるため、本発明では、「内部酸化層厚さの値」として、鋼板の幅方向の任意の５つ以上の箇所で求められた値の平均値を採用する。
[The thickness of the internal oxide layer on the steel sheet surface layer is 5 μm or less]
The “thickness of the internal oxide layer” in the present invention means the maximum distance (maximum depth) at which oxides exist in the direction perpendicular to the rolling direction from the steel sheet surface. This “oxide” is mainly composed of an oxide of Si or Mn, but also includes an oxide such as Ti and exists mainly at the ferrite grain boundaries. The thickness of the internal oxide layer can be measured by observing the cross section of the steel sheet in the direction perpendicular to the rolling with a SEM at an observation magnification of 1,000 times to a depth of 50 μm from the plate surface. However, since the thickness value of the internal oxide layer varies, in the present invention, the “value of the internal oxide layer thickness” is an average of values obtained at any five or more locations in the width direction of the steel sheet. Adopt value.
本発明の溶接方法において用いる鋼板のように、ＳｉおよびＭｎを比較的高い量で含有するものは、鋼板中のＯ量を抑制しても、仕上げ圧延後の鋼板巻取りの際に、内部酸化層が形成され得る。よって内部酸化層の少ないまたは無い鋼板を製造するために、ＲＨ脱ガス処理を充分に行って鋼板中のＯ量を低減するとともに、仕上げ圧延後に鋼板を充分に冷却してから巻取りを行うことが必要である。具体的には、内部酸化層厚さを５μｍ以下にするために、巻取り温度を６００℃未満にすることが推奨される。 As for the steel sheet used in the welding method of the present invention, those containing relatively high amounts of Si and Mn are internally oxidized at the time of winding the steel sheet after finish rolling even if the amount of O in the steel sheet is suppressed. A layer may be formed. Therefore, in order to produce a steel sheet with little or no internal oxide layer, the RH degassing treatment is sufficiently performed to reduce the amount of O in the steel sheet, and the steel sheet is sufficiently cooled after finish rolling and then wound. is required. Specifically, in order to make the internal oxide layer thickness 5 μm or less, it is recommended that the winding temperature be less than 600 ° C.
本発明の溶接方法で鋼板は、前記Ｓｉ、ＭｎおよびＯの他に、基本成分元素として、Ｃ、Ｐ、Ｓ、ＡｌおよびＮを含有する。以下、この基本成分元素について説明する。 In the welding method of the present invention, the steel sheet contains C, P, S, Al and N as basic component elements in addition to the Si, Mn and O. Hereinafter, the basic component elements will be described.
［Ｃ：０．０２〜０．２５％］
鋼板中のＣは強度確保のために必要な元素であり、その下限を０．０２％と定めた。好ましくは０．０６％以上、より好ましくは０．０８％以上である。しかしＣ量が過剰であると溶接金属の凝固割れが発生することがあるため、その上限を０．２５％と定めた。好ましくは０．２２％以下、より好ましくは０．２０％以下である。
[C: 0.02 to 0.25%]
C in the steel sheet is an element necessary for ensuring the strength, and the lower limit was set to 0.02%. Preferably it is 0.06% or more, More preferably, it is 0.08% or more. However, if the amount of C is excessive, solidification cracking of the weld metal may occur, so the upper limit was set to 0.25%. Preferably it is 0.22% or less, More preferably, it is 0.20% or less.
［Ｐ：０．１％以下（０％を含まない）］
鋼板中のＰ量が過剰であると溶接割れが生ずるため、その上限を０．１％と定めた。好ましくは０．０８０％以下、より好ましくは０．０６０％以下である。特に溶接割れに注意を要する鋼板用途を予定している場合、できる限りＰ量を低減することが好ましい。但し鋼板中のＰ量を０％にすることは、工業的に困難であると考えられる。またＰは、固溶強化による強度確保に有効でもあるため、Ｐ量は、好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０１５％以上である。
[P: 0.1% or less (excluding 0%)]
If the amount of P in the steel sheet is excessive, weld cracking occurs, so the upper limit was set to 0.1%. Preferably it is 0.080% or less, More preferably, it is 0.060% or less. In particular, when a steel sheet application that requires attention to weld cracking is planned, it is preferable to reduce the P content as much as possible. However, it is considered industrially difficult to reduce the P content in the steel sheet to 0%. Moreover, since P is also effective in securing strength by solid solution strengthening, the amount of P is preferably 0.010% or more, more preferably 0.015% or more.
［Ｓ：０．０５％以下（０％を含まない）］
鋼板中のＳは介在物を形成する有害元素であり、その量が過剰であると鋼板の加工性が劣化するため、上限を０．０５％以下と定めた。好ましくは０．０３％以下、より好ましくは０．０１％以下である。なお鋼板中のＳ量を０％にすることは、工業的に困難であると考えられる。
[S: 0.05% or less (excluding 0%)]
S in the steel sheet is a harmful element that forms inclusions. If the amount is excessive, the workability of the steel sheet deteriorates, so the upper limit was set to 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less, More preferably, it is 0.01% or less. In addition, it is considered industrially difficult to make S amount in a steel plate 0%.
［Ａｌ：０．０２〜０．２％］
鋼板中のＡｌは脱酸に必要な元素であり、０．０２％以上含有させることが必要である。好ましくは０．０２５％以上、より好ましくは０．０３０％以上である。しかしＡｌが過剰に含まれると、酸化物系介在物が増えて、へげ疵が増加するため、その上限を０．２％と定めた。好ましくは０．１５％以下、より好ましくは０．１０％以下である。
[Al: 0.02-0.2%]
Al in the steel sheet is an element necessary for deoxidation, and it is necessary to contain 0.02% or more. Preferably it is 0.025% or more, more preferably 0.030% or more. However, if Al is contained excessively, the oxide inclusions increase and the haze increases, so the upper limit was set to 0.2%. Preferably it is 0.15% or less, More preferably, it is 0.10% or less.
［Ｎ：０．００１５〜０．０１５％］
鋼板中のＮは、固溶強化による強度確保のために有効であり、またＡｌなどと窒化物を形成して組織の微細化に寄与するので、その下限を０．００１５％と定めた。好ましくは０．００２０％以上、より好ましくは０．００３０％以上である。しかしＮ量が過剰であると、溶接時にブローホールが発生するので、その上限を０．０１５％と定めた。好ましくは０．０１０％以下、より好ましくは０．００８０％以下である。
[N: 0.0015 to 0.015%]
N in the steel sheet is effective for securing the strength by solid solution strengthening, and contributes to the refinement of the structure by forming a nitride with Al or the like, so the lower limit was set to 0.0015%. Preferably it is 0.0020% or more, More preferably, it is 0.0030% or more. However, if the amount of N is excessive, blow holes are generated during welding, so the upper limit was set to 0.015%. Preferably it is 0.010% or less, More preferably, it is 0.0080% or less.
本発明の溶接方法で用いる鋼板の基本成分組成は前記の通りであり、残部は実質的にＦｅである。但し原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物（例えばＳｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ａｓ）が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。さらに鋼板は、必要に応じて、以下の任意元素を含有していてもよい。 The basic component composition of the steel sheet used in the welding method of the present invention is as described above, and the balance is substantially Fe. However, it is naturally allowed that inevitable impurities (for example, Sn, Pb, Zn, Sb, As) brought in depending on the situation of raw materials, materials, manufacturing equipment, etc. are contained in the steel sheet. Furthermore, the steel plate may contain the following arbitrary elements as needed.
［Ｔｉ：０．３％以下］
Ｔｉは、結晶粒微細化および析出強化に寄与し、高強度化のために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．０２０％である。しかし過剰に添加するとＴｉＮ介在物量が大幅に増加して鋼板の加工性を劣化させるため、その上限を０．３％と定めた。好ましくは０．２０％以下である。
[Ti: 0.3% or less]
Ti is an element that contributes to crystal grain refinement and precipitation strengthening and is effective for increasing the strength, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.010%, more preferably 0.020%. However, if added excessively, the amount of TiN inclusions is greatly increased and the workability of the steel sheet is deteriorated, so the upper limit was set to 0.3%. Preferably it is 0.20% or less.
［Ｎｂ：０．１％以下］
Ｎｂも、結晶粒微細化および析出強化に寄与し、高強度化のために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０２０％、より好ましくは０．０３０％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和するため、経済性の観点から上限を０．１％と定めた。好ましくは０．０８％以下である。
[Nb: 0.1% or less]
Nb also contributes to crystal grain refinement and precipitation strengthening, and is an effective element for increasing the strength, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.020%, more preferably 0.030%. However, even if added excessively, the effect is saturated, so the upper limit was set to 0.1% from the viewpoint of economy. Preferably it is 0.08% or less.
［Ｖ：０．５％以下］
Ｖも、結晶粒微細化および析出強化に寄与し、高強度化のために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．０２０％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和するため、経済性の観点から上限を０．５％と定めた。好ましくは０．３％以下である。
[V: 0.5% or less]
V is also an element that contributes to grain refinement and precipitation strengthening and is effective for increasing the strength, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.010%, more preferably 0.020%. However, even if added excessively, the effect is saturated, so the upper limit was set to 0.5% from the viewpoint of economy. Preferably it is 0.3% or less.
［Ｗ：０．５％以下］
Ｗは、析出強化による高強度化のために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．０２０％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和するため、経済性の観点から上限を０．５％と定めた。好ましくは０．３％以下である。
[W: 0.5% or less]
W is an element effective for increasing the strength by precipitation strengthening, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.010%, more preferably 0.020%. However, even if added excessively, the effect is saturated, so the upper limit was set to 0.5% from the viewpoint of economy. Preferably it is 0.3% or less.
［Ｃｒ：２％以下］
Ｃｒは焼入れ性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．１０％、より好ましくは０．２０％である。しかしＣｒ量が過剰であると、リン酸塩浴中に浸漬する塗装下地処理を行っても、その後の塗装において塗膜密着性が著しく低下し、母材鋼板および溶接部分での塗装後耐食性に悪影響を及ぼす。よってＣｒ量の上限を２％と定めた。より好ましくは１．５％以下である。
[Cr: 2% or less]
Cr is an effective element for improving the hardenability and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.10%, more preferably 0.20%. However, if the amount of Cr is excessive, the coating adhesion in the subsequent coating is remarkably lowered in the subsequent coating even if the coating surface treatment is immersed in the phosphate bath, and the corrosion resistance after coating on the base steel plate and the welded portion is reduced. Adversely affect. Therefore, the upper limit of Cr content is set to 2%. More preferably, it is 1.5% or less.
［Ｍｏ：１％以下］
Ｍｏも焼入れ性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．１０％、より好ましくは０．２０％である。しかしＭｏ量が過剰であると、Ｃｒの場合と同様に、Ｐ処理性が低下し、塗装剥離が増大するので、その上限を１％と定めた。より好ましくは０．８％以下である。
[Mo: 1% or less]
Mo is also an effective element for improving the hardenability, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.10%, more preferably 0.20%. However, if the amount of Mo is excessive, the P processability decreases and the paint peeling increases as in the case of Cr, so the upper limit was set to 1%. More preferably, it is 0.8% or less.
［Ｂ：０．００５％以下］
Ｂも焼入れ性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０００３％、より好ましくは０．０００５％である。しかしＢを過剰に添加してもその効果は飽和し、また酸化物系介在物が増加して加工性が劣化するため、その上限を０．００５％と定めた。より好ましくは０．００３％以下である。
[B: 0.005% or less]
B is also an effective element for improving the hardenability, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.0003%, more preferably 0.0005%. However, even if B is added excessively, the effect is saturated, and oxide inclusions increase to deteriorate the workability. Therefore, the upper limit is set to 0.005%. More preferably, it is 0.003% or less.
［Ｃｕ：０．５％以下］
Ｃｕは、耐食性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０５％、より好ましくは０．０８％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和するため、経済性の観点から上限を０．５％と定めた。好ましくは０．３％以下である。
[Cu: 0.5% or less]
Cu is an effective element for improving the corrosion resistance, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.05%, more preferably 0.08%. However, even if added excessively, the effect is saturated, so the upper limit was set to 0.5% from the viewpoint of economy. Preferably it is 0.3% or less.
［Ｎｉ：０．５％以下］
鋼板がＣｕを含有する場合、割れを防止するために、さらにＮｉを含有していることが好ましい。但しＣｕはＮｉと必ず組み合わせて使用する必要は無く、鋼板がＣｕを含有していても、Ｎｉを含有している必要は無い。Ｎｉの鋼板中の質量割合は、好ましくはＣｕの質量割合の半分程度である。しかし過剰に、殊にＣｕの質量割合以上に添加してもその効果は飽和するため、Ｎｉの上限は、Ｃｕの上限と同じ０．５％と定めた。好ましくは０．３％以下である。
[Ni: 0.5% or less]
When the steel sheet contains Cu, it is preferable to further contain Ni in order to prevent cracking. However, Cu is not necessarily used in combination with Ni, and even if the steel sheet contains Cu, it is not necessary to contain Ni. The mass proportion of Ni in the steel plate is preferably about half of the mass proportion of Cu. However, since the effect is saturated even if it is added excessively, particularly in a mass ratio of Cu or more, the upper limit of Ni is set to 0.5% which is the same as the upper limit of Cu. Preferably it is 0.3% or less.
［Ｃａ：０．００５％以下］
Ｃａは介在物の形態を改善して、鋼板の加工性を向上させる効果があり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．００１０％、より好ましくは０．００２０％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和し、また酸化物系介在物が増大し、かえって加工性が劣化するため、その上限を０．００５％と定めた。好ましくは０．００３％以下である。
[Ca: 0.005% or less]
Ca has the effect of improving the form of inclusions and improving the workability of the steel sheet, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.0010%, more preferably 0.0020%. However, even if it is added excessively, the effect is saturated and the oxide inclusions increase, and on the contrary, the workability deteriorates, so the upper limit was set to 0.005%. Preferably it is 0.003% or less.
［希土類元素：０．００５％以下］
希土類元素（「ＲＥＭ」と省略することがある）も、Ｃａと同様に介在物の形態を改善して鋼板の加工性を向上させる効果があり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．００１０％、より好ましくは０．００２０％である。しかし過剰に添加しても、Ｃａと同様にその効果は飽和し、かえって加工性が劣化するため、その上限を０．００５％と定めた。好ましくは０．００３％以下である。
[Rare earth elements: 0.005% or less]
Rare earth elements (sometimes abbreviated as “REM”) also have the effect of improving the form of inclusions and improving the workability of the steel sheet, similar to Ca, and can be contained in the steel sheet as necessary. . The lower limit is preferably 0.0010%, more preferably 0.0020%. However, even if added excessively, the effect is saturated like Ca, and the workability deteriorates on the contrary, so the upper limit was set to 0.005%. Preferably it is 0.003% or less.
［Ｚｒおよび／またはＭｇを、合計で０．００５％以下］
ＺｒおよびＭｇのいずれも、介在物の分散およびＴｉＮのサイズ低下に寄与し、鋼板の加工性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その合計量の下限は、好ましくは０．０００５％、より好ましくは０．００１０％である。しかしこれらが過剰になると、酸化物系介在物が増大し、かえって加工性が劣化するため、合計量の上限を０．００５％と定めた。好ましい合計量上限は０．００３０％である。
[Zr and / or Mg in total 0.005% or less]
Both Zr and Mg are elements that contribute to the dispersion of inclusions and reduce the size of TiN and are effective for improving the workability of the steel sheet, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit of the total amount is preferably 0.0005%, more preferably 0.0010%. However, if these are excessive, the oxide inclusions increase and the workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the total amount is set to 0.005%. A preferable upper limit of the total amount is 0.0030%.
［Ｃｏ：１％以下］
Ｃｏは、フェライト中の固溶炭素量を減らし、鋼板の加工性、特に伸びを向上させるために有効な元素であり、必要に応じて鋼板中に含有させることができる。その下限は、好ましくは０．０３％、より好ましくは０．０５％である。しかし過剰に添加してもその効果は飽和するため、経済性の観点から上限を１％と定めた。好ましくは０．８０％以下である。
[Co: 1% or less]
Co is an element effective for reducing the amount of dissolved carbon in the ferrite and improving the workability of the steel sheet, particularly the elongation, and can be contained in the steel sheet as necessary. The lower limit is preferably 0.03%, more preferably 0.05%. However, the effect is saturated even if added excessively, so the upper limit was set to 1% from the viewpoint of economy. Preferably it is 0.80% or less.
本発明において、鋼板自体の厚さには特に限定は無い。但し鋼板の厚さがあまりに薄いと溶接で鋼板自体が溶け落ちるおそれがある。逆に鋼板の厚さを増やすことは、鋼板の軽量化という要請に反する。よって好ましい鋼板の厚さは、１〜５ｍｍである。 In the present invention, the thickness of the steel plate itself is not particularly limited. However, if the thickness of the steel sheet is too thin, the steel sheet itself may be melted by welding. On the contrary, increasing the thickness of the steel sheet is contrary to the demand for weight reduction of the steel sheet. Therefore, the preferable thickness of the steel sheet is 1 to 5 mm.
本発明の溶接方法は、前記のような特定の化学成分組成を有する鋼板を用いることに加えて、特定の化学成分組成を有するソリッドワイヤを用いることも特徴とする。そこで次に、ソリッドワイヤの化学成分組成について説明する。 The welding method of the present invention is characterized by using a solid wire having a specific chemical component composition in addition to using a steel plate having a specific chemical component composition as described above. Next, the chemical component composition of the solid wire will be described.
（Ｓｉ：０．２０〜１．０％）
ワイヤ中のＳｉは、溶接時に脱酸を行い清浄な溶接金属を得るために必要な元素である。ワイヤ中のＳｉ量が０．２０％未満では、溶滴移行中の脱酸不足でブローホールが発生すると共に、高張力鋼板用としては溶接金属の強度が不足する。また粘性が過剰に低くなり、過剰な湯流れが発生してビード幅が小さくなる。一方、Ｓｉ量が１．０％を超えると過剰な脱酸作用により、溶融池の粘性が上昇しすぎて、高速溶接時にハンピングしやすくなる。そこでワイヤ中のＳｉ量を、０．２０％以上、１．０％以下と定めた。Ｓｉ量は、好ましくは０．３０％以上、０．９０％以下、より好ましくは０．５０％以上、０．８０％以下である。
(Si: 0.20 to 1.0%)
Si in the wire is an element necessary for deoxidation during welding to obtain a clean weld metal. When the amount of Si in the wire is less than 0.20%, blow holes are generated due to insufficient deoxidation during droplet transfer, and the strength of the weld metal is insufficient for high-tensile steel sheets. Also, the viscosity becomes excessively low, an excessive hot water flow is generated, and the bead width is reduced. On the other hand, when the amount of Si exceeds 1.0%, the viscosity of the molten pool increases excessively due to an excessive deoxidation action, and it becomes easy to hum during high-speed welding. Therefore, the amount of Si in the wire is determined to be 0.20% or more and 1.0% or less. The amount of Si is preferably 0.30% or more and 0.90% or less, more preferably 0.50% or more and 0.80% or less.
（Ｍｎ：１．１〜１．８％）
ワイヤ中のＭｎも、Ｓｉと同様に脱酸元素として重要である。１．１％未満では脱酸不足でブローホールが発生すると共に、高張力鋼板用としては溶接金属の強度が不足する。また、粘性が過剰に低くなり、過剰な湯流れが発生してビード幅が小さくなる。一方、１．８％を超えると過剰な脱酸作用により、溶融池の粘性が上昇し、高速溶接時にハンピングしやすくなるとともに、なじみ性が低下してビード幅が狭くなる。そこでワイヤ中のＭｎ量を、１．１％以上、１．８％以下と定めた。Ｍｎ量は、好ましくは１．２％以上、１．７％以下、より好ましくは１．３％以上、１．６％以下である。
(Mn: 1.1-1.8%)
Mn in the wire is also important as a deoxidizing element like Si. If it is less than 1.1%, blow holes are generated due to insufficient deoxidation, and the strength of the weld metal is insufficient for high-tensile steel sheets. Further, the viscosity becomes excessively low, an excessive hot water flow is generated, and the bead width is reduced. On the other hand, if it exceeds 1.8%, the viscosity of the molten pool increases due to excessive deoxidation action, and it becomes easy to hum during high-speed welding, and the conformability is lowered and the bead width is narrowed. Therefore, the amount of Mn in the wire is determined to be 1.1% or more and 1.8% or less. The amount of Mn is preferably 1.2% or more and 1.7% or less, more preferably 1.3% or more and 1.6% or less.
（Ｃ：０．０１０〜０．１２％）
ワイヤ中のＣは、溶接金属の強度を確保するために必要な元素である。Ｃ量が０．０１０％未満では高張力鋼板用としては強度が不足する。一方、Ｃは、凝固割れ感受性を上げるため、その量が０．１２％を越えると高速溶接時に凝固割れが発生しやすくなる。そこでワイヤ中のＣ量を、０．０１０％以上、０．１２％以下と定めた。Ｃ量は、好ましくは０．０２％以上、０．１０％以下、より好ましくは０．０３％以上、０．０９％以下である。
(C: 0.010 to 0.12%)
C in the wire is an element necessary for ensuring the strength of the weld metal. If the C content is less than 0.010%, the strength is insufficient for high-tensile steel sheets. On the other hand, C increases the susceptibility to solidification cracking. If the amount exceeds 0.12%, solidification cracking is likely to occur during high-speed welding. Therefore, the amount of C in the wire is determined to be 0.010% or more and 0.12% or less. The amount of C is preferably 0.02% or more and 0.10% or less, more preferably 0.03% or more and 0.09% or less.
（Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない））
ワイヤ中のＰは、高温割れ感受性を増加させる。高速溶接では特に高い耐凝固割れ性を必要とするため、ＪＩＳ Ｚ３３１２に規定される通常のワイヤよりもＰを低く抑えることが望ましく、０．０２０％以下であれば問題はない。よってワイヤ中のＰ量の上限を０．０２％と定めた。Ｐ量は、好ましくは０．０１８％以下、より好ましくは０．０１５％以下である。
(P: 0.02% or less (excluding 0%))
P in the wire increases hot cracking susceptibility. Since high-speed welding requires particularly high solidification cracking resistance, it is desirable to keep P lower than a normal wire defined in JIS Z3312. There is no problem if it is 0.020% or less. Therefore, the upper limit of the amount of P in the wire is set to 0.02%. The amount of P is preferably 0.018% or less, more preferably 0.015% or less.
（Ｓ：０．００５〜０．０３０％）
ワイヤ中のＳも、Ｐと同様に凝固割れ感受性を増加させる元素である。但しＰと異なり、Ｓは粘性や表面張力を大きく減少させる効果を有し、適正量添加することにより、ビード幅を増加させ、止端と母材のなじみを向上し、止端形状を改善させることができる。これらの効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＳ量の下限を、０．００５％と定めた。Ｓ量は、好ましくは０．００８％以上、より好ましくは０．０１２％以上である。一方、Ｓ量が０．０３０％を超えると、凝固割れを生じることになる。よってＳ量の上限を０．０３０％と定めた。Ｓ量は、好ましくは０．０２８％以下、より好ましくは０．０２５％以下である。
(S: 0.005-0.030%)
Similarly to P, S in the wire is an element that increases the susceptibility to solidification cracking. However, unlike P, S has the effect of greatly reducing viscosity and surface tension, and by adding an appropriate amount, S increases the bead width, improves the fit between the toe and the base material, and improves the toe shape. be able to. In order to fully exhibit these effects, the lower limit of the amount of S in the wire was set to 0.005%. The amount of S is preferably 0.008% or more, more preferably 0.012% or more. On the other hand, if the amount of S exceeds 0.030%, solidification cracking occurs. Therefore, the upper limit of the amount of S is set to 0.030%. The amount of S is preferably 0.028% or less, more preferably 0.025% or less.
本発明の溶接方法で用いるソリッドワイヤの基本成分組成は前記の通りであり、残部は実質的にＦｅである。但し鋼板の場合と同様に、不可避不純物がソリッドワイヤ中に含まれることは、当然に許容される。さらにソリッドワイヤは、必要に応じて、以下の任意元素を含有していてもよい。 The basic component composition of the solid wire used in the welding method of the present invention is as described above, and the balance is substantially Fe. However, as in the case of the steel plate, it is naturally allowed that inevitable impurities are included in the solid wire. Furthermore, the solid wire may contain the following arbitrary elements as needed.
（Ｔｉ：０．２０％以下）
Ｔｉは強い脱窒成分であり、多少のシールド不良でもブローホールの発生を防止する。また、高強度化にも有効である。これらの効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＴｉ量は、好ましくは０．０２％以上、より好ましくは０．０５％以上であることが望ましい。しかしＴｉ量が過剰であると、溶融池の粘性が上昇し、ハンピングしやすくなると共に、溶滴が大粒化しスパッタが多発する。よってワイヤ中に添加する場合、Ｔｉ量の上限を０．２０％と定めた。好ましいＴｉ量の上限は０．１５％である。
(Ti: 0.20% or less)
Ti is a strong denitrification component and prevents the occurrence of blowholes even with some shielding failure. It is also effective for increasing the strength. In order to sufficiently exhibit these effects, the Ti content in the wire is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more. However, if the amount of Ti is excessive, the viscosity of the molten pool increases, and it becomes easy to hump, and the droplets become large and spatter frequently occurs. Therefore, when added to the wire, the upper limit of the Ti amount is set to 0.20%. The upper limit of the preferable Ti amount is 0.15%.
（Ａｌ：０．１％以下）
Ａｌは、Ｔｉと同様に強い脱窒成分であり、多少のシールド不良でもブローホールの発生を防止し、高強度化にも有効である。これらの効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＡｌ量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上であることが望ましい。しかしＡｌ量が過剰であると、溶融池の粘性が上昇し、ハンピングしやすくなると共に、溶滴が大粒化しスパッタが多発する。よってワイヤ中に添加する場合、Ａｌ量の上限を、０．１％と定めた。好ましいＡｌ量の上限は０．０８％である。
(Al: 0.1% or less)
Al, like Ti, is a strong denitrifying component, prevents the occurrence of blowholes even with some shielding failure, and is effective in increasing the strength. In order to fully exhibit these effects, the amount of Al in the wire is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more. However, when the amount of Al is excessive, the viscosity of the molten pool increases, and it becomes easy to hum, and the droplets become large and spatter frequently occurs. Therefore, when added to the wire, the upper limit of the Al amount is set to 0.1%. A preferable upper limit of the amount of Al is 0.08%.
（Ｂｉ：０．１％以下）
Ｂｉはスラグの剥離性を向上させる効果がある。この効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＢｉ量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上であることが望ましい。しかしワイヤ中のＢｉ量が０．１％を超えると、凝固割れが非常に発生しやすくする。そこでＢｉ量の上限は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．０８％である。
(Bi: 0.1% or less)
Bi has the effect of improving the slag peelability. In order to fully exhibit this effect, the amount of Bi in the wire is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more. However, if the amount of Bi in the wire exceeds 0.1%, solidification cracks are very likely to occur. Therefore, the upper limit of Bi content is preferably 0.1%, more preferably 0.08%.
（Ｃｒ：０．８％以下）
ワイヤ中にＣｒを含有させることにより、溶接金属の高強度化を図ることができる。この効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＣｒ量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．２％以上であることが望ましい。しかしワイヤ中にＣｒを過剰に添加すると、溶融池の粘性が上昇し、高速溶接でビード幅が減少する。よってワイヤ中のＣｒ量は、好ましくは０．８％以下、より好ましくは０．６％以下である。
(Cr: 0.8% or less)
Inclusion of Cr in the wire can increase the strength of the weld metal. In order to sufficiently exhibit this effect, the Cr content in the wire is preferably 0.1% or more, more preferably 0.2% or more. However, when Cr is excessively added to the wire, the viscosity of the molten pool is increased and the bead width is reduced by high-speed welding. Therefore, the Cr content in the wire is preferably 0.8% or less, more preferably 0.6% or less.
（Ｍｏ：０．３％以下）
Ｍｏも、Ｃｒと同様に、溶接金属の高強度化に寄与する。この効果を充分に発揮させるために、ワイヤ中のＭｏ量は、好ましくは０．０５％以上、より好ましくは０．１％以上であることが望ましい。しかしワイヤ中にＭｏを過剰に添加すると、溶融池の粘性が上昇し、高速溶接でビード幅が減少する。よってワイヤ中のＭｏ量は、好ましくは０．３％以下、より好ましくは０．２５％以下である。
(Mo: 0.3% or less)
Mo, like Cr, contributes to increasing the strength of the weld metal. In order to fully exhibit this effect, the amount of Mo in the wire is preferably 0.05% or more, more preferably 0.1% or more. However, if Mo is excessively added to the wire, the viscosity of the molten pool increases, and the bead width decreases during high-speed welding. Therefore, the amount of Mo in the wire is preferably 0.3% or less, more preferably 0.25% or less.
高速溶接でも充分なビード幅を確保するためには、溶融池の粘性を適正範囲にすることが重要である。そして溶融池は、母材である鋼板と溶接用ワイヤとがそれぞれ溶融して混ぜ合わさったものである。そこで本発明では、溶融池の粘性に大きな影響を及ぼす元素について、鋼板またはワイヤにおける各含有量に加えて、これらの混合量も規定していることも特徴の１つとする。以下、これらの混合量について説明する。 In order to ensure a sufficient bead width even in high-speed welding, it is important to set the viscosity of the molten pool within an appropriate range. The molten pool is obtained by melting and mixing the base steel plate and the welding wire. Therefore, in the present invention, one of the characteristics is that, in addition to the respective contents in the steel plate or the wire, the mixing amount of these elements is also defined for the elements that greatly affect the viscosity of the molten pool. Hereinafter, the mixing amount of these will be described.
（鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］≧０．７０）
溶融池の表面張力に強く関与するＳｉについて、「鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］」として重みをつけたパラメーターが、０．７０以上であれば、高速溶接においてより好ましい溶融池粘性を確保でき、充分なビード幅を実現することができる。鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］は、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．５以上である。一方、溶融池の粘性が過剰になるのを防ぐために、鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］の上限は、好ましくは３．５、より好ましくは３．０である。
(Steel plate [Si] × 2 + wire [Si] ≧ 0.70)
For Si, which is strongly involved in the surface tension of the weld pool, if the weighted parameter of “steel plate [Si] × 2 + wire [Si]” is 0.70 or more, a more preferable weld pool viscosity is ensured in high-speed welding. And a sufficient bead width can be realized. The steel plate [Si] × 2 + wire [Si] is preferably 1.0 or more, more preferably 1.5 or more. On the other hand, in order to prevent the viscosity of the molten pool from becoming excessive, the upper limit of the steel plate [Si] × 2 + wire [Si] is preferably 3.5, more preferably 3.0.
（鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］≧２．２）
Ｍｎも、Ｓｉと同様に高速溶接性に寄与する重要な元素である。好ましい溶融池粘性を達成して高速溶接において充分なビード幅を確保するためには、鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］は、２．２以上、好ましくは２．４以上、より好ましくは２．６以上である。一方、溶融池の粘性が過剰になるのを防ぐために、鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］の上限は、好ましくは３．０、より好ましくは２．８である。
(Steel [Mn] + Wire [Mn] ≧ 2.2)
Mn is also an important element that contributes to high-speed weldability like Si. In order to achieve a preferable weld pool viscosity and ensure a sufficient bead width in high-speed welding, the steel plate [Mn] + wire [Mn] is 2.2 or more, preferably 2.4 or more, more preferably 2. 6 or more. On the other hand, in order to prevent the viscosity of the molten pool from becoming excessive, the upper limit of the steel plate [Mn] + the wire [Mn] is preferably 3.0, more preferably 2.8.
（Ｘ＝鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］＋鋼板［Ｔｉ］×２＋ワイヤ［Ｔｉ］×２＋鋼板［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ｂｉ］×２＜７．２）
高速溶接でも充分なビード幅を確保し、かつハンピングを防止するために、溶融池の粘性には適正範囲が存在する。そして本発明は、溶融池の粘性の過度の低下を防止して過剰な湯流れを防止するために、ＳｉおよびＭｎを、鋼板およびワイヤに適正量含有させていることも特徴とする。しかしＳｉおよびＭｎ量が適正範囲内であっても、主要な脱酸成分（Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＡｌおよびＢｉ）の総量が過剰になると、溶融池の粘性が高まりすぎて、かえってハンピングが生じ易くなり得る。これらの主要な脱酸成分は、その種類や、鋼板中に含まれるか、またはワイヤ中に含まれるかによって溶融池の粘性に与える影響が異なる。そこで本発明者らが鋭意検討した結果、溶融池への主要な脱酸成分の寄与率を考慮したパラメーターＸ：
Ｘ＝鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］
＋鋼板［Ｔｉ］×２＋ワイヤ［Ｔｉ］×２＋鋼板［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ａｌ］×２
＋ワイヤ［Ｂｉ］×２
を定めた。なお本発明で用いる鋼板またはソリッドワイヤが、任意元素を含有しない場合、上記Ｘの関係式中ではその元素含有量に零を代入する。例えば鋼板がＴｉを含有しない場合、鋼板［Ｔｉ］＝０として、即ち鋼板［Ｔｉ］の項を除外して、Ｘ値を計算する。このＸ値が７．２未満であると、溶融池の粘性が過剰になるのを防止して、ハンピングを効果的に抑制することができる。Ｘ値は、より好ましくは６．８以下、さらに好ましくは６．３以下である。
(X = steel plate [Si] × 2 + wire [Si] + steel plate [Mn] + wire [Mn] + steel plate [Ti] × 2 + wire [Ti] × 2 + steel plate [Al] × 2 + wire [Al] × 2 + wire [ Bi] × 2 <7.2)
In order to ensure a sufficient bead width even in high-speed welding and to prevent humping, there is an appropriate range for the viscosity of the molten pool. The present invention is also characterized in that an appropriate amount of Si and Mn is contained in the steel sheet and wire in order to prevent an excessive decrease in the viscosity of the molten pool and to prevent excessive hot water flow. However, even if the amount of Si and Mn is within the proper range, if the total amount of the main deoxidizing components (Si, Mn, Ti, Al and Bi) becomes excessive, the viscosity of the molten pool becomes too high, resulting in humping. Can be easy. These main deoxidizing components have different effects on the viscosity of the molten pool depending on the type, whether they are contained in the steel plate, or contained in the wire. Accordingly, as a result of intensive studies by the present inventors, parameter X in consideration of the contribution ratio of the main deoxidizing component to the molten pool:
X = steel plate [Si] × 2 + wire [Si] + steel plate [Mn] + wire [Mn]
+ Steel plate [Ti] × 2 + wire [Ti] × 2 + steel plate [Al] × 2 + wire [Al] × 2
+ Wire [Bi] x 2
Determined. In the case where the steel plate or solid wire used in the present invention does not contain any element, zero is substituted for the element content in the relational expression of X above. For example, when the steel plate does not contain Ti, the X value is calculated by setting the steel plate [Ti] = 0, that is, excluding the term of the steel plate [Ti]. If the X value is less than 7.2, the viscosity of the molten pool can be prevented from becoming excessive, and humping can be effectively suppressed. The X value is more preferably 6.8 or less, and still more preferably 6.3 or less.
アーク溶接に用いられるソリッドワイヤには、通電の安定化や錆防止のために、銅めっきが施されることが多い。一方、ソリッドワイヤに銅めっきが無い方が、チップとワイヤとの融着低減や、溶滴の酸化促進により粘性を低下させ、低スパッタ化が達成されるという効果がある。従って本発明の溶接方法では、目的に応じて、銅めっきが施されているソリッドワイヤ、または施されていないワイヤのいずれも使用することができる。 The solid wire used for arc welding is often subjected to copper plating in order to stabilize energization and prevent rust. On the other hand, when there is no copper plating on the solid wire, there is an effect that the viscosity is lowered by reducing the fusion between the tip and the wire and promoting the oxidation of the droplet, thereby achieving low spattering. Therefore, in the welding method of the present invention, either a solid wire to which copper plating is applied or a wire to which copper plating is not applied can be used depending on the purpose.
本発明の方法は、シールドガスを用いるガスシールドアーク溶接法である。アーク溶接には、一般的にＡｒなどのイナートガス、炭酸ガス（ＣＯ2）、またはＡｒおよびＣＯ2からなる混合ガスが用いられ、本発明の方法でも、これらのシールドガスのいずれも使用することができる。もっとも溶込みの観点から、ＣＯ2の結合熱を利用することができるＣＯ2、またはＡｒとＣＯ2との混合ガスを用いることが好ましい。 The method of the present invention is a gas shielded arc welding method using a shielding gas. In general, an inert gas such as Ar, carbon dioxide (CO 2 ), or a mixed gas composed of Ar and CO 2 is used for arc welding, and any of these shielding gases can be used in the method of the present invention. it can. However in terms of penetration, it is preferable to use a mixed gas of CO 2 or Ar and CO 2, can be utilized binding heat of CO 2.
本発明の溶接方法において、特に低スパッタ化を達成することができるパルス溶接機と、ＡｒおよびＣＯ2からなる混合ガスとの組合せを用いることが好ましい。なお通常の定電圧制御溶接機を用いる場合、アーク安定性に対するシールドガスの影響は小さく、シールドガス選択の自由度は高いが、パルス溶接機とＡｒおよびＣＯ2からなる混合ガスとの組合せでは、優れたアーク安定性が得られるガス混合比が限られ、それがハンピングにも影響を及ぼすことを見出した。 In the welding method of the present invention, it is preferable to use a combination of a pulse welder capable of achieving low spattering and a mixed gas composed of Ar and CO 2 . In addition, when using a normal constant voltage control welding machine, the influence of the shielding gas on the arc stability is small and the degree of freedom in selecting the shielding gas is high, but in the combination of a pulse welding machine and a mixed gas composed of Ar and CO 2 , It has been found that the gas mixing ratio that provides excellent arc stability is limited, which also affects humping.
具体的には、Ａｒ量が７５体積％未満の場合（即ち、ＣＯ2量が２５％体積を超える場合）、ＣＯ2の解離熱によるアーク冷却効果が大きく、溶滴の離脱性が劣り、アークが不安定化する。その結果、スパッタの多発と不規則な溶滴移行周期によってハンピングが生じ易くなる。一方Ａｒ量が９５％体積％を超える場合（即ち、ＣＯ2量が５体積％未満である場合）、溶融池の脱酸が進まず、粘性が上昇してビード幅が狭くなる。またＣＯ2への結合熱が発生しないため、溶込み深さが浅くなり、溶込み不良が発生する。そこで本発明の溶接方法においてパルス溶接機を用いる場合、シールドガスとしてＡｒ：７５〜９５体積％およびＣＯ2：５〜２５体積％（但し、ＡｒとＣＯ2との合計は１００体積％である）からなる混合ガスを用いることが好ましい。この場合のより好ましい混合比は、Ａｒ：８０〜９０体積％およびＣＯ2：１０〜２０体積％（但し、ＡｒとＣＯ2との合計は１００体積％である）である。 Specifically, when the amount of Ar is less than 75% by volume (that is, when the amount of CO 2 exceeds 25% by volume), the arc cooling effect due to the heat of dissociation of CO 2 is great, the drop detachability is poor, and the arc Becomes unstable. As a result, hunting is likely to occur due to frequent spattering and irregular droplet transfer cycles. On the other hand, when the amount of Ar exceeds 95% by volume (that is, when the amount of CO 2 is less than 5% by volume), deoxidation of the molten pool does not proceed, the viscosity increases and the bead width becomes narrow. Further, since no heat of bonding to CO 2 is generated, the penetration depth becomes shallow, resulting in poor penetration. Therefore, when a pulse welding machine is used in the welding method of the present invention, Ar: 75 to 95% by volume and CO 2 : 5 to 25% by volume as a shielding gas (however, the total of Ar and CO 2 is 100% by volume) It is preferable to use a mixed gas consisting of More preferable mixing ratios in this case are Ar: 80 to 90% by volume and CO 2 : 10 to 20% by volume (provided that the total of Ar and CO 2 is 100% by volume).
本発明の溶接方法では、鋼板およびソリッドワイヤ中の化学成分量を適正範囲に調整することにより、高速溶接でも、ハンピングを防止し、かつ広いビード幅を確保することができる。よって本発明の方法では、好ましくは１００ｃｍ／分以上、より好ましくは１２０ｃｍ／分以上、さらに好ましくは１４０ｃｍ／分以上の溶接速度で１パス溶接することが好ましい。このように高速で溶接しても、本発明の溶接方法により得られた溶接部材は、ビード幅が広くて溶接強度に優れるという利点を有する。 In the welding method of the present invention, by adjusting the amount of chemical components in the steel plate and solid wire to an appropriate range, humping can be prevented and a wide bead width can be secured even in high-speed welding. Therefore, in the method of the present invention, it is preferable to perform one-pass welding at a welding speed of preferably 100 cm / min or more, more preferably 120 cm / min or more, and further preferably 140 cm / min or more. Even if welding is performed at such a high speed, the welded member obtained by the welding method of the present invention has the advantage that the bead width is wide and the welding strength is excellent.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
［１．鋼板の製造］
転炉において脱炭した溶鋼を、ＬＦ（取鍋精錬炉）において二次精錬し、さらにＲＨ真空脱ガス装置において合金元素の添加およびＲＨ脱ガス処理を行い、表１に示す化学成分組成に調製した。ＲＨ脱ガス処理は、Ｏ量が高い鋼板Ｎｏ．１０９（Ｏ：０．００３５％）に対応する溶鋼のみ、３０分間（平均的な処理時間）行い、その他のものについては、ＲＨ脱ガス処理を５０分間行ってＯ量を０．００２％以下に低減させた。
[1. Steel sheet manufacturing]
The molten steel decarburized in the converter is subjected to secondary refining in LF (Ladle Refining Furnace), and alloy elements are added and RH degassing treatment is performed in the RH vacuum degassing apparatus to prepare the chemical composition shown in Table 1. did. In the RH degassing treatment, a steel plate No. having a high O amount was used. Only molten steel corresponding to 109 (O: 0.0035%) is performed for 30 minutes (average processing time). For other steels, RH degassing is performed for 50 minutes to reduce the O amount to 0.002% or less. Reduced.
次いで連続鋳造を行い、それにより得られたスラブを、熱間にて表面スカーフ処理にかけ、加熱炉に挿入して、表２に示す加熱温度（表２中で「ＡＴ」と記載）に加熱し、高圧水デスケーリングを施した後に、粗圧延機において４０ｍｍ厚まで圧延した。ここでスラブ温度を１，０００〜１，１００℃にコントロールした後、さらに高圧水デスケーリングを施してから仕上げ圧延を施した。仕上げ圧延は７スタンドの連続圧延であり、圧延中に温度制御を行うことによって、表２に示す仕上げ出側温度（表２中で「ＦＤＴ」と記載）に制御した。 Next, continuous casting was performed, and the resulting slab was subjected to a surface scarf treatment while being hot, inserted into a heating furnace, and heated to the heating temperature shown in Table 2 (described as “AT” in Table 2). After performing high pressure water descaling, it was rolled to a thickness of 40 mm in a roughing mill. Here, after controlling the slab temperature to 1,000 to 1,100 ° C., further high-pressure water descaling was performed, and then finish rolling was performed. The finish rolling was 7-stand continuous rolling, and the temperature was controlled during rolling to control the finishing delivery temperature shown in Table 2 (described as “FDT” in Table 2).
仕上げ圧延機から出た板を、２〜４秒後に冷却速度２０〜６０℃／秒で急冷（水冷）してから、コイラー位置まで搬送して、表２に示す巻取り温度（表２中で「ＣＴ」と記載）で巻取りを行った。巻取り温度が、６００℃以上のもの（鋼板Ｎｏ．１１２および１１３）では、内部酸化層厚さ（表２中で「酸化層厚さ」と記載）が５μｍを超えていた。 The plate that has come out of the finish rolling mill is rapidly cooled (water-cooled) after 2 to 4 seconds at a cooling rate of 20 to 60 ° C./second, and then transported to the coiler position. Winding was performed with “CT”. When the coiling temperature was 600 ° C. or higher (steel plates No. 112 and 113), the internal oxide layer thickness (described as “oxide layer thickness” in Table 2) exceeded 5 μm.
巻き取ったコイルを、１００℃以下まで自然放冷し、その後、スキンパスおよびレベラーに通板してスケールに亀裂を入れてから（伸び率０．３〜０．５％）、塩酸での酸洗によりスケールを除去し、その後、防錆油を塗布して、鋼板Ｎｏ．１〜２３およびＮｏ．１０１〜１１３を作製した。 The wound coil is naturally allowed to cool to 100 ° C. or less, and then passed through a skin pass and a leveler to crack the scale (elongation: 0.3 to 0.5%), and then pickling with hydrochloric acid. The scale is removed by applying a rust preventive oil, and the steel plate No. 1-23 and no. 101-113 were produced.
［２．鋼板の内部酸化層厚さの測定］
前記のようにして得られた鋼板において、圧延直角方向の断面を、観察倍率１，０００倍のＳＥＭで１箇所あたり５０μｍの深さまで観察し、内部酸化層厚さを測定した。結果を表２に示す（表２中で「酸化層厚さ」と記載）。なお表２に示す内部酸化層厚さの値は、鋼板の幅方向で、任意に５つ選んだ箇所で観察した値の平均値である。
[2. Measurement of internal oxide layer thickness of steel sheet]
In the steel plate obtained as described above, the cross section in the direction perpendicular to the rolling direction was observed with a SEM at an observation magnification of 1,000 times to a depth of 50 μm per location, and the internal oxide layer thickness was measured. The results are shown in Table 2 (described as “Oxide layer thickness” in Table 2). In addition, the value of the internal oxide layer thickness shown in Table 2 is an average value of values observed at five arbitrarily selected locations in the width direction of the steel sheet.
［３．鋼板の機械的性質の測定］
鋼板の機械的性質として、引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）、穴拡げ率（％）も測定した。これらの結果を表２に示す（表２中で「引張強さ」を「ＴＳ」と、「伸び」を「Ｅｌ」と、穴拡げ率を「λ」と記載）。なお穴拡げ率の定義および試験方法は、日本鉄鋼連盟規格の「穴拡げ試験方法ＪＦＳＴ１００１−１９９６」に従った。
引張強さは６００ＭＰａ以上のもの、伸びは１５％以上のもの、穴拡げ率は５０％以上のものを、それぞれ良好と評価した。
[3. Measurement of mechanical properties of steel sheet]
As mechanical properties of the steel sheet, tensile strength (MPa), elongation (%), and hole expansion rate (%) were also measured. These results are shown in Table 2 (in Table 2, “tensile strength” is described as “TS”, “elongation” as “El”, and hole expansion ratio as “λ”). In addition, the definition and test method of the hole expansion rate were in accordance with “Hole expansion test method JFST1001-1996” of the Japan Iron and Steel Federation standard.
A tensile strength of 600 MPa or higher, an elongation of 15% or higher, and a hole expansion ratio of 50% or higher were evaluated as good.
［４．溶接条件］
前記の鋼板を、以下並びに表３および４に記載の条件で溶接した。
・鋼板の板厚：２．９ｍｍ
・ソリッドワイヤの化学成分組成：表３に記載
・鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］、鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］、およびＸ値：表３に記載
・ソリッドワイヤの銅めっきの有無：表３に記載
・ソリッドワイヤ径：１．２ｍｍφ
・ワイヤの突出し長さ：１５ｍｍ
・シールドガス：表４に記載
・溶接機：インバータ式定電圧制御溶接機またはパルス溶接機
（パルス溶接機を用いた場合、表４中で溶接機の欄に「パルス」と記載）
・継手姿勢：横向重ねすみ肉溶接
・トーチ角度；移動角：４５°、動作角：前進１０°
・アーク溶接電流
以下のように溶接速度にあわせて、電流を変化させた。なお電圧は、シールドガス組成に応じて最適値を選択した；
８０ｃｍ／分：２１０Ａ
９０ｃｍ／分：２３０Ａ
１００ｃｍ／分：２５０Ａ
１１０ｃｍ／分：２７０Ａ
１２０ｃｍ／分：２９０Ａ
１３０ｃｍ／分：３１０Ａ
１４０ｃｍ／分：３３０Ａ
１５０ｃｍ／分：３５０Ａ
[4. Welding conditions]
The steel plates were welded under the conditions described below and in Tables 3 and 4.
-Steel plate thickness: 2.9 mm
・ Chemical composition of solid wire: listed in Table 3 ・ Steel plate [Si] × 2 + wire [Si], steel plate [Mn] + wire [Mn], and X value: listed in Table 3 ・ Presence or absence of copper plating on solid wire : Listed in Table 3-Solid wire diameter: 1.2mmφ
・ Protruding length of wire: 15mm
・ Shield gas: listed in Table 4 ・ Welding machine: Inverter type constant voltage control welder or pulse welder (If a pulse welder is used, write “Pulse” in the column of welder in Table 4)
・ Fitting posture: Horizontal overlap fillet welding ・ Torch angle; Movement angle: 45 °, Operating angle: Forward 10 °
-Arc welding current The current was changed according to the welding speed as follows. The optimal voltage was selected according to the shielding gas composition;
80 cm / min: 210 A
90 cm / min: 230 A
100 cm / min: 250 A
110 cm / min: 270 A
120 cm / min: 290A
130 cm / min: 310 A
140 cm / min: 330 A
150 cm / min: 350 A
［５．溶接性の評価］
（１）限界速度
溶接速度を８０ｃｍ／分から１０ｃｍ／分ずつ上げて鋼板を溶接し、ハンピング不良を起こさなかった限界速度を求めた。結果を表４に示す。限界速度が１００ｃｍ／分以上の溶接法を、高速溶接性が良好であると評価した。
（２）ビード幅
溶接速度１００ｃｍ／分で鋼板を溶接した際のビード幅の値を測定した。結果を表４に示す。なおビード幅は、任意に３点選んだ溶接の典型的箇所の平均値を採用した。ビード幅が７．０ｍｍ以上の溶接法を、高速溶接性が良好であると評価した。
（３）継手強度
溶接速度１００ｃｍ／分で鋼板を溶接し、その重ね溶接継手から幅２５ｍｍの試験片を採取して、継手引張試験を行った。結果を表４に示す。破断位置が母材（鋼板）または溶接金属のいずれであるかを判定し、母材で破断した場合、継手強度が良好であると評価した。なお溶接金属で破断したものでも、その破断強度が６００ＭＰａ以上（鋼板の目標引張強さ）であるものは、継手強度が良好であると評価した。
（４）その他
溶接中のスパッタ発生量を目測した。溶接法から鑑みて、スパッタが多発したものについて、表４中の「その他」の欄に記載した。さらに溶接ビードのＸ線透過試験および外観検査、カットチェック（断面マクロ採取検査）を行い、ブローホール、溶接割れまたは溶込み不足などの欠陥が無いかを調べた。これらが認められたものについても、表４中の「その他」の欄に記載した。
[5. Evaluation of weldability]
(1) Limiting speed The welding speed was increased from 80 cm / min to 10 cm / min to weld the steel sheet, and the limiting speed at which no humping failure occurred was determined. The results are shown in Table 4. A welding method having a limit speed of 100 cm / min or more was evaluated as having good high-speed weldability.
(2) Bead width The value of the bead width when the steel plate was welded at a welding speed of 100 cm / min was measured. The results are shown in Table 4. As the bead width, an average value of typical locations of welding arbitrarily selected at three points was adopted. A welding method having a bead width of 7.0 mm or more was evaluated as having good high-speed weldability.
(3) Joint strength A steel plate was welded at a welding speed of 100 cm / min, a test piece having a width of 25 mm was taken from the lap weld joint, and a joint tensile test was performed. The results are shown in Table 4. It was determined whether the fracture position was a base material (steel plate) or a weld metal, and when the fracture was caused by the base material, it was evaluated that the joint strength was good. In addition, even if it fractured | ruptured with the weld metal, that whose fracture strength is 600 MPa or more (target tensile strength of the steel plate) was evaluated as having good joint strength.
(4) Others The amount of spatter generated during welding was measured. In view of the welding method, those in which spatter frequently occurred are described in the “Others” column in Table 4. Furthermore, the X-ray transmission test, appearance inspection, and cut check (cross-section macro sampling inspection) of the weld bead were conducted to check for defects such as blow holes, weld cracks, or insufficient penetration. Those in which these were recognized were also listed in the “Other” column of Table 4.
表１〜４の結果から分かるように、本発明で規定する鋼板およびソリッドワイヤの要件、さらにパルス溶接機を用いる場合は、シールドガスのＡｒ−ＣＯ2混合比の要件を満たす溶接法Ｗ１〜３２は、アーク溶接の限界速度が１００ｃｍ／分以上、かつ１００ｃｍ／分でもビード幅が７．０ｍｍ以上と、高速溶接性に優れており、さらに継手強度も良好である（破断位置が母材か、または溶接金属で破断しても破断強度が６００ＭＰａ以上である）。なお、表１および２から、本発明で規定する要件を満たす鋼板Ｎｏ．１〜２３は、６００ＭＰａ以上の引張強さ、かつ１５％以上の伸びおよび５０％以上の穴拡げ率を示し、高強度でありながら、加工性が良好であることも示される。 As can be seen from the results of Tables 1 to 4, welding methods W1 to 32 satisfying the requirements of the steel plate and the solid wire specified in the present invention, and further satisfying the requirements of the Ar—CO 2 mixing ratio of the shielding gas when using a pulse welding machine. The arc welding limit speed is 100 cm / min or more, and even at 100 cm / min, the bead width is 7.0 mm or more, which is excellent in high-speed weldability, and also has good joint strength (the fracture position is the base metal, Or even if it breaks with a weld metal, the breaking strength is 600 MPa or more). In addition, from Tables 1 and 2, the steel plate No. satisfying the requirements specified in the present invention. Nos. 1 to 23 show a tensile strength of 600 MPa or more, an elongation of 15% or more, and a hole expansion ratio of 50% or more. It is also shown that the workability is good while being high strength.
一方、本発明で規定するいずれかの要件を満たさない溶接法Ｗ３３〜Ｗ７０は、溶接性および／または鋼板の機械的性質が不充分であった。
具体的には溶接法Ｗ３３では、鋼板Ｎｏ．１０１のＣ量が、本発明の下限未満であり、その引張強さが不充分であった。
溶接法Ｗ３４では、鋼板Ｎｏ．１０２のＳｉ＋Ｍｎ量が、本発明の下限未満であり、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ３５では、鋼板１０３のＴｉ量が本発明の上限を超えており、介在物が増加したことにより穴拡げ率（加工性）が不充分であった。
On the other hand, the welding methods W33 to W70 that do not satisfy any of the requirements defined in the present invention have insufficient weldability and / or mechanical properties of the steel sheet.
Specifically, in the welding method W33, the steel plate No. The amount of C in 101 was less than the lower limit of the present invention, and the tensile strength was insufficient.
In the welding method W34, the steel plate No. The amount of Si + Mn of 102 was less than the lower limit of the present invention, and the bead width was insufficient.
In the welding method W35, the Ti amount of the steel sheet 103 exceeded the upper limit of the present invention, and the hole expansion rate (workability) was insufficient due to the increase in inclusions.
溶接法Ｗ３６では、鋼板Ｎｏ．１０４のＣ量が本発明の上限を超えており、加工性（伸びおよび穴拡げ率）が低かった。また鋼板中のＣ量が過剰であることから、溶接金属中のＣ量も上昇し、凝固割れが発生した。
溶接法Ｗ３７では、鋼板Ｎｏ．１０５のＳｉ量が本発明の下限未満であり、ハンピングを起こし、限界速度が低かった。
溶接法Ｗ３８では、鋼板Ｎｏ．１０６のＳｉ量が本発明の上限を超えており、ビードのスラグ量が多いため、その後の塗装において剥離量が多く、耐食性が劣化した。またＳｉ量が高すぎるため、溶融池の粘性が高くなりすぎてハンピングを起こし、限界速度が低かった。
In the welding method W36, the steel plate No. The C amount of 104 exceeded the upper limit of the present invention, and the workability (elongation and hole expansion rate) was low. Moreover, since the amount of C in the steel sheet was excessive, the amount of C in the weld metal also increased and solidification cracking occurred.
In the welding method W37, the steel plate No. The Si amount of 105 was less than the lower limit of the present invention, causing humping, and the limit speed was low.
In the welding method W38, the steel plate No. Since the Si amount of 106 exceeded the upper limit of the present invention and the bead slag amount was large, the amount of peeling was large in the subsequent coating, and the corrosion resistance was deteriorated. Moreover, since the amount of Si was too high, the viscosity of the molten pool became too high, causing humping, and the critical speed was low.
溶接法Ｗ３９では、鋼板Ｎｏ．１０７のＭｎ量が本発明の上限を超えており、加工性（伸びおよび穴拡げ率）が不充分であった。
溶接法Ｗ４０では、鋼板Ｎｏ．１０８のＭｎ量が本発明の下限未満であり、ビード幅が不充分であった。さらに引張強さも不充分であった。
溶接法Ｗ４１では、鋼板Ｎｏ．１０９のＯ量が本発明の上限を超えており、溶融池の粘性が過剰に低下してハンピングを起こし、限界速度が低かった。
In welding method W39, steel plate No. The amount of Mn 107 exceeded the upper limit of the present invention, and the workability (elongation and hole expansion rate) was insufficient.
In the welding method W40, the steel plate No. The amount of Mn of 108 was less than the lower limit of the present invention, and the bead width was insufficient. Furthermore, the tensile strength was insufficient.
In the welding method W41, the steel plate No. The amount of O in 109 exceeded the upper limit of the present invention, the viscosity of the molten pool decreased excessively, causing humping, and the critical speed was low.
溶接法Ｗ４２では、鋼板Ｎｏ．１１０のＳｉ量が本発明の下限未満であり、溶接時にハンピングを起こし、限界速度が低かった。
溶接法Ｗ４３では、鋼板Ｎｏ．１１１のＳｉ量が本発明の下限未満であり、かつ「鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］」の要件も満たさず、溶融池の粘性不足により、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ４４では、鋼板Ｎｏ．１１２の内部酸化層の厚さが大きく、溶融池の粘性低下により、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ４５では、鋼板Ｎｏ．１１３の内部酸化層の厚さが大きく、溶融池の粘性低下によりハンピングしやすくなり、限界速度が低かった。
In the welding method W42, steel plate No. The Si amount of 110 was less than the lower limit of the present invention, causing humping during welding, and the limit speed was low.
In the welding method W43, the steel plate No. The Si amount of 111 was less than the lower limit of the present invention, and the requirement of “steel plate [Si] × 2 + wire [Si]” was not satisfied, and the bead width was insufficient due to insufficient viscosity of the molten pool.
In the welding method W44, the steel plate No. The internal oxide layer 112 had a large thickness, and the bead width was insufficient due to a decrease in the viscosity of the molten pool.
In the welding method W45, the steel plate No. The thickness of the internal oxide layer 113 was large, and it became easy to hump due to a decrease in the viscosity of the molten pool, and the limit speed was low.
溶接法Ｗ４６では、ソリッドワイヤのＣ量が本発明の下限未満であり、継手強度が不足した。
溶接法Ｗ４７では、ソリッドワイヤのＣ量が本発明の上限を超えており、溶接金属に凝固割れが発生した。
溶接法Ｗ４８では、ソリッドワイヤのＳｉ量が本発明の下限未満であり、脱酸不足によりブローホールが発生すると共に、継手強度が不足した。また粘性不足により、ビード幅が不充分であった。
In the welding method W46, the C amount of the solid wire was less than the lower limit of the present invention, and the joint strength was insufficient.
In welding method W47, the C amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and solidification cracking occurred in the weld metal.
In welding method W48, the amount of Si in the solid wire was less than the lower limit of the present invention, blowholes were generated due to insufficient deoxidation, and joint strength was insufficient. Also, the bead width was insufficient due to insufficient viscosity.
溶接法Ｗ４９では、ソリッドワイヤのＳｉ量が本発明の上限を超えており、ハンピングを起こし、限界速度が低かった。
溶接法Ｗ５０では、ソリッドワイヤのＭｎ量が本発明の下限未満であり、脱酸不足によりブローホールが発生すると共に、継手強度が不足した。また粘性不足により、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ５１では、ソリッドワイヤのＭｎ量が本発明の上限を超えており、粘性過剰により、ビード幅が不充分であった。
In the welding method W49, the Si amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, causing humping, and the limit speed was low.
In the welding method W50, the amount of Mn of the solid wire was less than the lower limit of the present invention, blow holes were generated due to insufficient deoxidation, and joint strength was insufficient. Also, the bead width was insufficient due to insufficient viscosity.
In the welding method W51, the Mn amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and the bead width was insufficient due to excessive viscosity.
溶接法Ｗ５２では、ソリッドワイヤのＰ量が本発明の上限を超えており、溶接金属の凝固割れが発生した。
溶接法Ｗ５３では、ソリッドワイヤのＳ量が本発明の下限未満であり、なじみ性低下によりビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ５４では、ソリッドワイヤのＳ量が本発明の上限を超えており、溶接金属の凝固割れが発生した。
In welding method W52, the P amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and solidification cracking of the weld metal occurred.
In welding method W53, the S amount of the solid wire was less than the lower limit of the present invention, and the bead width was insufficient due to a decrease in conformability.
In welding method W54, the S amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and solidification cracking of the weld metal occurred.
溶接法Ｗ５５では、ソリッドワイヤのＴｉ量が本発明の上限を超えており、溶融池の粘性が上昇して、ハンピングを起こし、限界速度が低かった。また溶滴の離脱性が悪くなりスパッタが多発した。
溶接法Ｗ５６では、ソリッドワイヤのＡｌ量が本発明の上限を超えており、溶融池の粘性が上昇してハンピングを起こし、限界速度が低かった。また溶滴の離脱性が悪くなり、スパッタが多発した。
溶接法Ｗ５７では、ソリッドワイヤのＢｉ量が本発明の上限を超えており、溶接金属の凝固割れが発生した。
In the welding method W55, the Ti amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, the viscosity of the molten pool increased, humping occurred, and the critical speed was low. Moreover, the detachability of the droplets deteriorated and spatter occurred frequently.
In welding method W56, the amount of Al in the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, the viscosity of the molten pool increased, causing humping, and the limit speed was low. Also, the detachability of the droplets deteriorated and spattering occurred frequently.
In welding method W57, the Bi amount of the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and solidification cracking of the weld metal occurred.
溶接法Ｗ５８では、ソリッドワイヤのＣｒ量が本発明の上限を超えており、粘性上昇により、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ５９では、ソリッドワイヤのＭｏ量が本発明の上限を超えており、粘性上昇により、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ６０では、パルス溶接機を用いた場合のシールドガス中のＡｒ量が、本発明の下限未満であり、溶滴移行性が劣化してスパッタが多発した。また溶滴移行周期の乱れにより、ビードの形成性も劣化し、ハンピングを起こしてビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ６１では、パルス溶接機を用いた場合のシールドガス中のＡｒ量が、本発明の上限を越えており、溶融池の粘性が過剰となり、ハンピングを起こして限界速度が低かった。また溶込み不足が発生した。
In the welding method W58, the amount of Cr in the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and the bead width was insufficient due to the increase in viscosity.
In welding method W59, the amount of Mo in the solid wire exceeded the upper limit of the present invention, and the bead width was insufficient due to the increase in viscosity.
In the welding method W60, the amount of Ar in the shield gas when using a pulse welder was less than the lower limit of the present invention, the droplet transferability deteriorated, and spatter occurred frequently. In addition, the bead formation was deteriorated due to disturbance of the droplet transfer cycle, causing humping, and the bead width was insufficient.
In the welding method W61, the amount of Ar in the shield gas when using a pulse welding machine exceeded the upper limit of the present invention, the viscosity of the molten pool became excessive, humping occurred, and the critical speed was low. In addition, insufficient penetration occurred.
溶接法Ｗ６２では、本発明で規定する「鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］」の要件を満たさず、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ６３では、本発明で規定する「鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］」の要件を満たさず、ビード幅が不充分であった。
溶接法Ｗ６４〜Ｗ７０では、本発明で規定するＸ値の要件を満たさず、粘性過剰でハンピングを起こし、限界速度が低かった。
In welding method W62, the requirement of “steel plate [Si] × 2 + wire [Si]” defined in the present invention was not satisfied, and the bead width was insufficient.
In welding method W63, the requirement of “steel plate [Mn] + wire [Mn]” defined in the present invention was not satisfied, and the bead width was insufficient.
In the welding methods W64 to W70, the requirement of the X value defined in the present invention was not satisfied, humping occurred due to excessive viscosity, and the critical speed was low.
Claims (12)
鋼板［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］≧１．５ ・・・ （１）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たすように含有し、さらにＯ：０．００２％以下（０％を含まない）、Ｃ：０．０２〜０．２５％、Ｐ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ａｌ：０．０２〜０．２％、Ｎ：０．００１５〜０．０１５％、およびＴｉ：０．３％以下（０％を含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板と、
Ｓｉ：０．２０〜１．０％（質量％の意味、以下同じ）、Ｍｎ：１．１〜１．８％、Ｃ：０．０１０〜０．１２％、Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．００５〜０．０３０％、Ｔｉ：０．２０％以下（０％を含む）、Ａｌ：０．１％以下（０％を含む）、およびＢｉ：０．１％以下（０％を含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるソリッドワイヤとを、鋼板およびソリッドワイヤ中の元素量が、下記式（２）〜（４）：
鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］≧０．７０ ・・・ （２）
鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］≧２．２ ・・・ （３）
Ｘ＝鋼板［Ｓｉ］×２＋ワイヤ［Ｓｉ］＋鋼板［Ｍｎ］＋ワイヤ［Ｍｎ］
＋鋼板［Ｔｉ］×２＋ワイヤ［Ｔｉ］×２＋鋼板［Ａｌ］×２＋ワイヤ［Ａｌ］×２
＋ワイヤ［Ｂｉ］×２＜７．２ ・・・ （４）
（式中、鋼板［ ］は、鋼板中の各元素の含有量（質量％）を表し、ワイヤ［ ］は、ソリッドワイヤ中の各元素の含有量（質量％）を表す。）
を満たすように用いて、ガスシールドアーク溶接することを特徴とする鋼板の溶接方法。 Si: 0.20 to 2% (meaning of mass%, the same applies hereinafter) and Mn: 1 to 2.5% are represented by the following formula (1):
Steel plate [Si] + steel plate [Mn] ≧ 1.5 (1)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate.)
Further, O: 0.002% or less (excluding 0%), C: 0.02 to 0.25%, P: 0.1% or less (not including 0%), S : 0.05% or less (excluding 0%), Al: 0.02 to 0.2%, N: 0.0015 to 0.015%, and Ti: 0.3% or less (including 0%) Steel, the balance being Fe and inevitable impurities,
Si: 0.20 to 1.0% (meaning by mass, the same applies hereinafter), Mn: 1.1 to 1.8%, C: 0.010 to 0.12%, P: 0.02% or less ( S: 0.005 to 0.030%, Ti: 0.20% or less (including 0%), Al: 0.1% or less (including 0%), and Bi: 0 0.1% or less (including 0%), and the balance of the solid wire consisting of Fe and inevitable impurities, the amount of elements in the steel plate and the solid wire is represented by the following formulas (2) to (4):
Steel plate [Si] × 2 + wire [Si] ≧ 0.70 (2)
Steel plate [Mn] + Wire [Mn] ≧ 2.2 (3)
X = steel plate [Si] × 2 + wire [Si] + steel plate [Mn] + wire [Mn]
+ Steel plate [Ti] × 2 + wire [Ti] × 2 + steel plate [Al] × 2 + wire [Al] × 2
+ Wire [Bi] × 2 <7.2 (4)
(In the formula, steel plate [] represents the content (mass%) of each element in the steel plate, and wire [] represents the content (mass%) of each element in the solid wire.)
A method for welding a steel sheet, characterized by performing gas shielded arc welding using so as to satisfy the above requirements.
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