JP2010120022A - Fillet arc welding method of thin steel sheet - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fillet arc welding method of a thin steel sheet, in which a weld toe shape is excellent even in the case of a welding speed of >80 to ≤150 cm/min and fatigue characteristic of a weld joint can be enhanced. <P>SOLUTION: In this welding method, fillet arc welding of a steel sheet having a thickness of 1.6-6 mm is performed by gas shield arc welding at a welding speed of >80 to ≤150 cm/min using a flux cored wire, wherein the steel sheet and the flux cored wire for the arc welding are combined so as to satisfy äSi(steel sheet)+0.1×Si(wire)}≥0.32. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法にかかわるものであり、より詳しくは、ガスシールドアーク溶接にて作製された隅肉アーク溶接継手の止端形状を改善し、隅肉アーク溶接継手の疲労特性を向上させることのできる、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法にかかわるものである。   The present invention relates to a fillet arc welding method for a thin steel plate. More specifically, the toe shape of a fillet arc welded joint produced by gas shielded arc welding is improved, and the fillet arc welded joint The present invention relates to a fillet arc welding method for thin steel sheets, which can improve fatigue characteristics.

本発明が適用できる好ましい対象部材としては、自動車の車体構造部材、特に、重要保安部品である足回り部品等が挙げられる。自動車の足回り部品は、強度部材であり、板厚も1.6mm〜6mmの場合が殆んどであるから、本発明が対象とする板厚範囲を1.6mm〜6mmとした。また、本発明が対象としている溶接速度は、足回り部品の製造効率を落とさない溶接速度の範囲として、80cm/min超150cm/min以下の範囲とした。   Preferred target members to which the present invention can be applied include vehicle body structural members of automobiles, particularly suspension parts that are important safety parts. The undercarriage part of an automobile is a strength member, and the thickness is almost 1.6 to 6 mm. Therefore, the thickness range targeted by the present invention is set to 1.6 to 6 mm. In addition, the welding speed targeted by the present invention is set to a range of more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min as a range of the welding speed that does not reduce the manufacturing efficiency of the suspension part.

自動車産業分野などにおけるガスシールドアーク溶接では、製造ラインの効率向上のため、溶接速度が他産業分野より高く設定されるのが通例である。一般には、60cm/min以上であり、100cm/min以上に設定される場合も少なくない。   In gas shielded arc welding in the automotive industry field and the like, the welding speed is usually set higher than in other industrial fields in order to improve the efficiency of the production line. Generally, it is 60 cm / min or more, and is often set to 100 cm / min or more.

このような高い溶接速度のアーク溶接が可能である理由は、自動車産業分野における使用鋼板の板厚が、多くの場合、6mm以下であり、例えば、比較的板厚が厚い足回り部品の場合でも、通常は4mm以下である場合が多いためである。すなわち、上記のように板が薄いため、アーク溶接での溶着量が少なくても所定の継手強度が確保できるからである。なお、もし、板厚が6mm超のように厚い場合で、所定の継手強度を得るために必要な溶着量を確保できるようなアーク溶接を、60cm/min以上の溶接速度で行おうとすると、それだけ溶接電流および溶接電圧を高くしなければならず、溶接ビード形状に悪影響を与える危険性が高まることになり問題である。このように、自動車産業分野におけるアーク溶接は、溶接速度が他産業より高いことがその特徴といえる。   The reason why arc welding at such a high welding speed is possible is that the plate thickness of the steel plate used in the automobile industry is often 6 mm or less, for example, even in the case of a suspension part having a relatively large plate thickness. This is because it is usually 4 mm or less in many cases. That is, because the plate is thin as described above, a predetermined joint strength can be ensured even if the amount of welding in arc welding is small. In addition, if the plate thickness is as thick as over 6 mm, if arc welding is performed at a welding speed of 60 cm / min or more so as to secure a welding amount necessary to obtain a predetermined joint strength, it is only that The welding current and welding voltage must be increased, which increases the risk of adversely affecting the weld bead shape. Thus, it can be said that arc welding in the automotive industry field has a higher welding speed than other industries.

ただし、このような高い溶接速度というアーク溶接条件下では、溶接ビード形状、特に溶接止端部の形状が劣化し、すなわち、溶接止端部のフランク角(図2参照。)が大きくなり、その結果として、溶接止端部に応力集中を招き、溶接継手の疲労強度が低下するという問題に直面する。なお、高い溶接速度で溶接ビード形状が劣化する理由は、溶接速度が速いと、それだけ溶融プールが細長くなり、溶融金属が十分に広がらないうちに凝固してしまう傾向があるためである。一方で、特に最近は、地球環境への関心の高まりから、自動車産業分野でも、燃費向上によるCO2排出量の削減は緊急の課題となっている。自動車そのものの重量を低減することは、燃費向上の有効な手段であり、自動車を形成している鋼板の板厚を低減することが、その効果的な手段となり得る。しかし、鋼板の板厚低減は、鋼板に負荷される応力の増加を意味し、応力増加は、単に静的強度の問題だけでなく、疲労強度の問題も生じさせる。すなわち、静的強度が十分でも疲労強度の観点から板厚減、すなわち軽量化が推し進められないという問題が生じる。 However, under such arc welding conditions of high welding speed, the weld bead shape, particularly the shape of the weld toe, deteriorates, that is, the flank angle (see FIG. 2) of the weld toe increases. As a result, stress concentration is caused at the weld toe, and the problem is that the fatigue strength of the welded joint decreases. The reason that the weld bead shape deteriorates at a high welding speed is that the faster the welding speed, the longer the molten pool becomes, and the molten metal tends to solidify before it spreads sufficiently. On the other hand, recently, due to increasing interest in the global environment, reduction of CO 2 emissions by improving fuel efficiency has become an urgent issue even in the automobile industry. Reducing the weight of the automobile itself is an effective means for improving fuel efficiency, and reducing the thickness of the steel sheet forming the automobile can be an effective means. However, the reduction in the thickness of the steel sheet means an increase in the stress applied to the steel sheet, and the increase in stress causes not only a problem of static strength but also a problem of fatigue strength. That is, there is a problem that even if the static strength is sufficient, the plate thickness is reduced, that is, the weight cannot be reduced from the viewpoint of fatigue strength.

一般に、溶接継手の疲労強度は、材料依存性がほとんどなく、溶接ビード形状で決まる応力集中や溶接部の残留応力などの力学的な要因で支配されているといわれている。また、上記のとおり、製造効率向上と疲労強度確保は互いに相反する場合が多いため、高溶接速度における溶接止端部の形状改善手段および溶接継手の疲労強度向上手段として、溶接止端部をグラインダ仕上げなどで滑らかにするとか、ショットピーニングなどで溶接止端部に圧縮の残留応力を与えるなどの方法が採用されてきた。これらは、いわゆる後工程と呼ばれるものであり、製造コストを増加させるため好ましいことではない。   In general, it is said that the fatigue strength of a welded joint has almost no material dependence and is governed by mechanical factors such as stress concentration determined by the weld bead shape and residual stress in the weld. In addition, as described above, since improvement in production efficiency and securing of fatigue strength are often contradictory to each other, the weld toe is used as a means for improving the shape of the weld toe at high welding speeds and as means for improving the fatigue strength of welded joints. There have been adopted methods such as smoothing by finishing or applying a compressive residual stress to the weld toe by shot peening or the like. These are so-called post-processes and are not preferable because they increase manufacturing costs.

一方、溶接継手の疲労問題を解決する手段の1つとして、溶接材料の変態温度が低くなるよう成分設計し、溶接止端部の残留応力を低減することで疲労強度を向上させる方法が提案されている(特許文献1、2参照。以降このような溶接材料を高疲労強度溶接材料と称す。)。この方法は、溶接材料の成分を規定しているものの、残留応力を低減するという意味では力学的要因を制御する方法であり、溶接材料の変更だけで高疲労強度継手を得ることができ、効率のよい方法であるといえる。   On the other hand, as one of the means for solving the fatigue problem of welded joints, a method of improving the fatigue strength by designing the components so that the transformation temperature of the welding material is lowered and reducing the residual stress at the weld toe is proposed. (See Patent Documents 1 and 2. Hereinafter, such a welding material is referred to as a high fatigue strength welding material.) Although this method defines the components of the welding material, it is a method of controlling mechanical factors in the sense of reducing the residual stress, and a high fatigue strength joint can be obtained simply by changing the welding material. It can be said that this is a good method.

また、特許文献3、4および非特許文献1に開示されているように、溶接材料および鋼板の成分を制限することで溶接ビード形状を広幅にする技術がある。例えば、特許文献3、非特許文献1に開示された技術は、Sを0.1%超0.6%以下添加する技術であり、それにより溶融プールの表面張力を低減させて溶接止端形状を改善させる技術である。また、特許文献4に開示された技術は、鋼板のSiとMnの合計を調整する技術である。   In addition, as disclosed in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1, there is a technique for widening the weld bead shape by limiting the components of the welding material and the steel plate. For example, the technique disclosed in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1 is a technique of adding S to more than 0.1% and not more than 0.6%, thereby reducing the surface tension of the molten pool to form a weld toe shape. It is a technology that improves The technique disclosed in Patent Document 4 is a technique for adjusting the sum of Si and Mn of a steel sheet.

また、特許文献5〜9には疲労強度に優れた鋼板に関する技術が開示されている。   Patent Documents 5 to 9 disclose techniques relating to steel sheets having excellent fatigue strength.

これら従来技術のうち、特許文献1、2に記載の高疲労強度溶接材料を用いた場合でも、溶接継手の止端形状が劣化すると疲労向上効果が十分得られるという保障はない。なぜなら、継手の疲労強度を支配する2大要因である残留応力と応力集中のうち、高疲労強度溶接材料は残留応力に着目した技術であり、応力集中の改善を目指してはいないからである。疲労強度2大要因のうちの1方を改善したとしても、他方の劣化がはなはだしい場合、疲労強度が向上するかどうかはわからない。そのため、高疲労強度溶接材料を用いる場合は、ビード形状を劣化させない程度の溶接条件範囲に限定しなければならない。自動車産業などでは、既に述べたように、他産業よりも高い溶接速度で溶接施工されており、より高速度で溶接することへのニーズが強い。そのニーズに応じて溶接速度を高くすればするほど、ビード形状が乱れるようになるため、疲労強度向上の観点からは好ましくはない。   Among these conventional techniques, even when the high fatigue strength welding materials described in Patent Documents 1 and 2 are used, there is no guarantee that a fatigue improvement effect can be sufficiently obtained if the toe shape of the welded joint deteriorates. This is because, among the residual stress and stress concentration, which are the two major factors governing the fatigue strength of the joint, the high fatigue strength welding material is a technique that focuses on the residual stress and does not aim to improve the stress concentration. Even if one of the two major factors of fatigue strength is improved, if the other deterioration is severe, it is not known whether the fatigue strength is improved. Therefore, when using a high fatigue strength welding material, it must be limited to a welding condition range that does not deteriorate the bead shape. In the automobile industry and the like, as already described, welding is performed at a higher welding speed than other industries, and there is a strong need for welding at a higher speed. As the welding speed is increased in accordance with the needs, the bead shape is disturbed, which is not preferable from the viewpoint of improving the fatigue strength.

また、特許文献3、4および非特許文献1に記載の技術は、いずれも、溶接ビード幅を従来技術以上に広くすることを目的とした技術である。溶接ビード幅は、確かに、溶接継手全体の形状を代表させるためには都合のよい指標となりえるが、その疲労強度は、応力集中部である溶接止端部の形状に大きく依存する。すなわち、溶接継手の一部の形状が溶接継手全体の特性を決定するという、静的強度にはない疲労強度に特有の傾向がある。そのため、疲労強度を向上させるためには、溶接ビード幅という溶接継手全体の特性よりも、溶接止端形状という溶接継手の一部の形状に着目する必要がある。特許文献3、4および非特許文献1が開示している技術は、静的強度、すなわち溶接継手の引張破断強度向上には適しているが、疲労強度向上に対して有効な技術かどうかは、明確ではない。   Moreover, all of the techniques described in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 are techniques aimed at making the weld bead width wider than that of the conventional technique. The weld bead width can certainly be a convenient index for representing the overall shape of the weld joint, but its fatigue strength largely depends on the shape of the weld toe that is the stress concentration portion. That is, there is a tendency peculiar to fatigue strength that is not present in static strength, in which the shape of a part of the welded joint determines the characteristics of the entire welded joint. Therefore, in order to improve fatigue strength, it is necessary to pay attention to the shape of a part of the welded joint called the weld toe shape rather than the characteristic of the entire welded joint called the weld bead width. The techniques disclosed in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 are suitable for improving the static strength, that is, the tensile fracture strength of the welded joint. Not clear.

また、特許文献5〜8に記載の従来技術は全て、母材の疲労強度に関するものである。鋼材の疲労強度は、応力集中部がないため、鋼材の静的強度に比例するといわれていることから、これらの技術は、溶接継手の疲労強度向上には、必ずしも有効な技術とはいえない。   Moreover, all the prior arts described in Patent Documents 5 to 8 relate to the fatigue strength of the base material. Since it is said that the fatigue strength of the steel material is proportional to the static strength of the steel material because there is no stress concentration portion, these techniques are not necessarily effective techniques for improving the fatigue strength of the welded joint.

また、特許文献9には溶接熱影響部(heat−affected zone、HAZとも言う。)の疲労強度に関する技術が開示されているが、取り上げられている溶接継手は突合せ溶接継手であり、この場合の応力集中は隅肉アーク溶接継手ほど高いものではない。ところで、自動車足回り部品などは、そのほとんどが隅肉アーク溶接で作製されている。このことから、特許文献9に記載の技術を、自動車産業分野等で多く用いられる、応力集中の高い隅肉アーク溶接継手を有する構造物の疲労強度を向上させることができるか否かは明らかではない。   Further, Patent Document 9 discloses a technique related to fatigue strength of a weld heat affected zone (also referred to as heat-affected zone, HAZ), but the welded joint being taken up is a butt welded joint. Stress concentration is not as high as fillet arc welded joints. By the way, most of automobile underbody parts and the like are manufactured by fillet arc welding. From this, it is clear whether or not the technique described in Patent Document 9 can improve the fatigue strength of a structure having a fillet arc welded joint that is frequently used in the automotive industry and the like and has a high stress concentration. Absent.

また、これら特許文献5〜9に記載の従来技術が開示している技術は、溶接継手のない母材の疲労強度、あるいは応力集中が比較的小さい突合せ継手の疲労強度に関するものである。実際の構造物では、応力集中が最も大きいところから疲労き裂が発生し、それが構造物全体の疲労強度を決定している。すなわち、突合せ継手より応力集中の大きい重ね隅肉継手の疲労強度を向上させなければ、構造物の疲労向上にはつながらない。   The techniques disclosed in the prior arts described in Patent Documents 5 to 9 relate to the fatigue strength of a base material without a welded joint or the fatigue strength of a butt joint having a relatively small stress concentration. In an actual structure, a fatigue crack is generated from the place where the stress concentration is the largest, and this determines the fatigue strength of the entire structure. That is, unless the fatigue strength of the lap fillet joint having a higher stress concentration than the butt joint is improved, the fatigue of the structure will not be improved.

以上のように、従来技術の範囲では、高速溶接を実施しかつ継手疲労強度を改善させるためには、まだ改善すべき課題が多く残っている。   As described above, in the range of the prior art, there are still many problems to be improved in order to perform high-speed welding and improve joint fatigue strength.

特開平11−138290号公報JP 11-138290 A 特開2004−001075号公報JP 2004-001075 A 特開2002−361480号公報JP 2002-361480 A 特開2007−177279号公報JP 2007-177279 A 特開2004−143518号公報JP 2004-143518 A 特開2000−248330号公報JP 2000-248330 A 特開平11−189842号公報JP-A-11-189842 特開平07−316649号公報JP 07-316649 A 特開2003−003240号公報JP 2003-003240 A 特開2007−136547号公報JP 2007-136547 A 溶接学会全国大会講演概要、平成19年、第81集、pp236〜237Outline of National Welding Society Conference Lecture, 2007, Vol. 81, pp 236-237

このような背景から、溶接速度を高く、具体的には、80cm/min超150cm/min以下の溶接速度を設定した場合にも隅肉アーク溶接継手の止端形状が良好になる鋼板の隅肉アーク溶接方法が望まれていた。   Against such a background, the fillet of the steel sheet in which the toe shape of the fillet arc welded joint is good even when the welding speed is high, specifically, when the welding speed of more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min is set. An arc welding method has been desired.

そこで、本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、ガスシールドアーク溶接において、溶接速度が80cm/min超150cm/min以下の場合でも、溶接止端部の形状が良好となり、隅肉アーク溶接継手の疲労特性を向上させることのできる、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, in view of these problems of the prior art, the present invention provides a good shape of the weld toe even when the welding speed is more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min in gas shielded arc welding, and fillet arc welding. An object of the present invention is to provide a fillet arc welding method for a thin steel sheet, which can improve the fatigue characteristics of a joint.

本発明者らは、以上の観点から、溶接速度と鋼板および溶接ワイヤ成分に着目し、溶接止端部形状についてその影響を鋭意研究してきた。そして、鋼板および溶接ワイヤのうちで、特にSi量を制限することにより溶接速度が80cm/min超150cm/min以下でも、溶接止端形状を改善させることができることを見出し、さらには、溶接止端形状改善効果が発現する鋼板含有Si量と溶接ワイヤ含有Si量の関係をも見出したものである。本発明は、このような研究によってなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。   From the above viewpoint, the present inventors have focused on the welding speed, the steel plate, and the welding wire component, and have intensively studied the influence of the weld toe shape. And among steel plates and welding wires, it has been found that the shape of the weld toe can be improved even when the welding speed is more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min by limiting the amount of Si. The present inventors have also found a relationship between the amount of Si contained in the steel sheet and the amount of Si contained in the welding wire, where the shape improvement effect is manifested. This invention is made | formed by such a research, The summary is as follows.

(1) 板厚1.6〜6mmの薄鋼板の隅肉アーク溶接を、フラックス入りワイヤを用いた、溶接速度80cm/min超150cm/min以下のガスシールドアーク溶接で行う、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法において、
前記薄鋼板を、質量%で、
C :0.001〜0.15%、
Si:0.2〜2.0%、
Mn:0.5〜2.5%、
P :0.03%以下、
S :0.02%以下
を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなる、引張強さ280MPa級ないし600MPa級の薄鋼板とし、
前記フラックス入りワイヤを、
外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目がない鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、
鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体での合計の質量%で、
C(SiC中のCを除く。):0.01〜0.20%、
Si(SiCおよびSiO2中のSiを除く。):0.05〜1.2%、
Mn:0.2〜2.5%、
P:0.03%以下、
S:0.08%以下
を含有し、
さらに、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、ワイヤ全体の質量%で、SiC:0.05〜1.2%を含有するとともに、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなるアーク溶接用フラックス入りワイヤとし、
さらに、前記薄鋼板と該アーク溶接用フラックス入りワイヤとを、下記(式1)で定義される全Si量の値が0.32以上になるように組み合わせることを特徴とする、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
全Si量=Si(鋼板)+0.1×Si(ワイヤ) ・・・・ (式1)
但し、Si(鋼板)は前記薄鋼板のSi量を、また、Si(ワイヤ)は前記アーク溶接用フラックス入りワイヤの全Si量を示す。
(1) Fillet arc welding of a thin steel plate having a thickness of 1.6 to 6 mm is performed by gas shielded arc welding with a welding speed of 80 cm / min or more and 150 cm / min or less using a flux-cored wire. In the arc welding method,
The thin steel sheet, in mass%,
C: 0.001 to 0.15%,
Si: 0.2-2.0%,
Mn: 0.5 to 2.5%
P: 0.03% or less,
S: 0.02% or less, consisting of the balance iron and inevitable impurities, and a thin steel plate having a tensile strength of 280 MPa class to 600 MPa class,
The flux-cored wire,
A flux-cored wire for gas shielded arc welding in which a slit-like seamless steel outer shell with a risk of intrusion of outside air is filled with flux,
In one or both of the steel sheath and flux, the total mass% of the entire wire,
C (excluding C in SiC): 0.01 to 0.20%,
Si (excluding Si in SiC and SiO 2 ): 0.05 to 1.2%
Mn: 0.2 to 2.5%
P: 0.03% or less,
S: 0.08% or less,
Further, as a flux filled in the steel outer sheath, it contains SiC: 0.05 to 1.2% by mass% of the whole wire, and includes SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O. 1 type or 2 types or more in total containing 0.05 to 0.4%,
The balance is a flux-cored wire for arc welding consisting of iron and inevitable impurities,
Furthermore, the corner of the thin steel sheet, characterized in that the thin steel sheet and the flux-cored wire for arc welding are combined so that the total Si amount defined by the following (formula 1) is 0.32 or more. Meat arc welding method.
Total Si amount = Si (steel plate) + 0.1 × Si (wire) (Equation 1)
However, Si (steel plate) represents the Si amount of the thin steel plate, and Si (wire) represents the total Si amount of the flux-cored wire for arc welding.

(2) 前記(式1)の全Si量の値が0.40以上になるように、前記薄鋼板と前記アーク溶接用フラックス入りワイヤとを組み合わせることを特徴とする、上記(1)に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   (2) Said (1) characterized by combining said thin steel plate and said flux-cored wire for arc welding so that the value of total Si amount of said (Formula 1) may be 0.40 or more. Fillet arc welding method for thin steel sheets.

(3) 前記薄鋼板が、さらに、質量%で、
Al:0.005〜0.1%
を含有することを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(3) The thin steel sheet is further in mass%,
Al: 0.005 to 0.1%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to the above (1) or (2), characterized by comprising:

(4) 前記薄鋼板が、さらに、質量%で、
Ti:0.005〜0.1%、
Nb:0.005〜0.1%、
V :0.01〜0.2%、
Cr:0.1〜1.0%、
Mo:0.05〜0.5%
のいずれか1種または2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)ないし(3)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(4) The thin steel sheet is further in mass%,
Ti: 0.005 to 0.1%,
Nb: 0.005 to 0.1%,
V: 0.01-0.2%
Cr: 0.1 to 1.0%,
Mo: 0.05-0.5%
The fillet arc welding method for thin steel sheets according to any one of the above (1) to (3), comprising any one or more of the above.

(5) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、ワイヤ全体の質量%で、さらに、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、グラファイト:0.02%以上を含有し、かつ下記(式2)で定義されるC換算値の合計量が0.20〜0.45%であるアーク溶接用フラックス入りワイヤであることを特徴とする、上記(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・ (式2)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
(5) The flux-cored wire for arc welding is a mass% of the whole wire, and further contains graphite: 0.02% or more as a flux filled in the steel outer sheath, and the following (formula 2) It is a flux-cored wire for arc welding whose total amount of C conversion value defined is 0.20 to 0.45%, Any one of said (1) thru | or (4) characterized by the above-mentioned. Fillet arc welding method for thin steel sheet.
Total amount of C conversion value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (Formula 2)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.

(6) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、
Ni:0.1〜5.0%、
Cr:0.1〜2.0%、
Mo:0.1〜2.0%、
Cu:0.1〜0.5%
の1種または2種以上を合計で0.1〜6.0%含有することを特徴とする、上記(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(6) The flux-cored wire for arc welding is, in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
Ni: 0.1 to 5.0%,
Cr: 0.1 to 2.0%,
Mo: 0.1 to 2.0%,
Cu: 0.1 to 0.5%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of (1) to (5) above, wherein one or more of the above are contained in a total of 0.1 to 6.0% .

(7) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、
B:0.001〜0.015%
を含有することを特徴とする、上記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(7) The flux-cored wire for arc welding is, in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
B: 0.001 to 0.015%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of the above (1) to (6), characterized by comprising:

(8) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする、上記(1)ないし(7)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   (8) The flux-cored wire for arc welding is 0.005 in total of one or more of Nb, V, and Ti in one or both of the steel outer sheath and the flux in the mass% of the whole wire. The fillet arc welding method for thin steel sheets according to any one of the above (1) to (7), characterized by comprising -0.3%.

(9) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、
S:0.02超〜0.08%
を含有することを特徴とする、上記(1)ないし(8)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(9) The flux-cored wire for arc welding is, in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
S: more than 0.02 to 0.08%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of the above (1) to (8), characterized by comprising:

(10) 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、ワイヤ全体の質量%で、さらに、酸化物系以外のアーク安定剤を0.05〜0.5%含有することを特徴とする、上記(1)ないし(9)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   (10) The flux-cored wire for arc welding contains 0.05 to 0.5% of an arc stabilizer other than an oxide based on the mass% of the whole wire as a flux filled in the steel outer sheath. The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of (1) to (9) above, characterized in that:

(11) 前記ガスシールドアーク溶接のシールドガスとして、質量%で、
CO2:5%以上25%以下、
2 :4%以下(0%を含む。)
を含有し、残部Arおよび不可避不純物からなるシールドガスを用いることを特徴とする、上記(1)ないし(10)のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
(11) As a shielding gas for the gas shielded arc welding, in mass%,
CO 2 : 5% or more and 25% or less,
O 2 : 4% or less (including 0%)
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of (1) to (10) above, wherein a shielding gas comprising the remainder Ar and inevitable impurities is used.

本発明によれば、溶接速度が80cm/min超150cm/min以下の場合でも、溶接止端形状が滑らかとなり、それだけ溶接止端部の応力集中を低減させることができ、溶接継手の疲労強度を向上させることができる。特に、本発明が提供する薄鋼板の隅肉アーク溶接方法は、自動車産業のみならず、溶接速度増加のニーズが強い産業分野では特に有効であり、生産性向上と疲労強度向上を両立できる技術であるため、産業上の意義はきわめて大きい。   According to the present invention, even when the welding speed is more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min, the shape of the weld toe becomes smooth, the stress concentration at the weld toe can be reduced, and the fatigue strength of the welded joint can be reduced. Can be improved. In particular, the fillet arc welding method for thin steel sheets provided by the present invention is particularly effective not only in the automobile industry but also in industrial fields where there is a strong need for increased welding speed, and is a technology that can achieve both productivity improvement and fatigue strength improvement. Therefore, the industrial significance is extremely large.

以下に、本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

まず、本発明が課題とする溶接継手の疲労特性について説明する。   First, the fatigue characteristics of the welded joint, which is the subject of the present invention, will be described.

金属疲労は、静的強度と異なり、弾性範囲内の応力が付加された状態で破断する現象である。応力は、繰り返し付加され、その繰り返し数が疲労寿命を決定する。一般には、200万回以上繰り返し応力を付加しても破断に至らなければ、そのときの付加応力を疲労強度と呼ぶ。金属疲労は、弾性範囲内での付加応力で破断する現象であるため、静的強度とは異なる点が多い。例えば、静的強度では、応力集中や溶接継手に存在する残留応力の影響をあまり受けない。疲労強度向上に極めて有効な溶接止端部のグラインダ仕上げを実施しても、静的強度はほとんど変わらない。この理由は、静的強度は、塑性変形を伴っているためである。溶接止端部のような応力集中部が存在したとしても、その部分に塑性ひずみが発生するだけで、静的強度という観点からは、応力集中部以外の部分が強度を負担するだけで、溶接継手全体としては、強度が保たれる。また、残留応力のように、一部に引張応力が既に存在していたとしても、残留応力の特徴である自己平衡性を考えると、必ず引張残留応力を相殺する圧縮残留応力が存在するため、引張残留応力部分ですぐに降伏状態に達したとしても、圧縮残留応力部分では降伏状態に達していないため、この部分が静的強度を負担する。このため、溶接継手全体では、静的強度はこれら因子に影響されない。そのため、静的強度は溶接ビード幅などのような溶接ビード全体の形状が重要になってくる。   Unlike fatigue strength, metal fatigue is a phenomenon that breaks in a state where stress within an elastic range is applied. Stress is repeatedly applied, and the number of repetitions determines the fatigue life. In general, if a fracture does not occur even when a stress is repeatedly applied 2 million times or more, the applied stress at that time is called fatigue strength. Metal fatigue is a phenomenon that breaks due to an applied stress within the elastic range, and thus is often different from static strength. For example, static strength is not significantly affected by stress concentration or residual stress existing in a welded joint. Even if the grinder finish of the weld toe is extremely effective in improving fatigue strength, the static strength is almost unchanged. This is because static strength is accompanied by plastic deformation. Even if there is a stress-concentrated part such as a weld toe, only plastic strain occurs in that part, and from the standpoint of static strength, the part other than the stress-concentrated part only bears the strength. The strength of the joint as a whole is maintained. Also, even if tensile stress already exists in some parts, such as residual stress, considering the self-equilibrium characteristic of residual stress, there is always compressive residual stress that cancels the tensile residual stress. Even if the yielding state is reached immediately in the tensile residual stress portion, the yielding state is not reached in the compressive residual stress portion, so this portion bears the static strength. For this reason, static strength is not influenced by these factors in the entire welded joint. Therefore, the shape of the entire weld bead, such as the weld bead width, is important for static strength.

これに対して、溶接継手の疲労強度は、溶接継手のごく一部の応力状態で溶接継手全体の特性が決定される現象である。疲労き裂が発生する部分は応力集中が高い溶接止端部などである。ここには引張りの残留応力も存在している。残留応力は、すでに述べたように、自己平衡性があり、この引張残留応力を相殺する圧縮残留応力が必ず溶接継手内部に存在する。しかし、疲労強度は、溶接継手のごく一部の応力状態で決定されるため、たとえ圧縮残留応力が存在したとしても、疲労き裂が発生する場所に存在しなければこの圧縮残留応力は疲労強度に影響しない。この傾向は、応力集中についても当てはまる。すなわち、溶接継手全体として滑らかな形状を呈していても、一部に応力集中が高い部分が存在すれば、溶接継手全体の疲労強度はそこで決まってしまう。したがって、溶接ビード幅のような溶接継手全体の形状を改善するより、溶接止端部フランク角の改善のように、局部的な形状を改善するほうが疲労強度向上に寄与する。このような意味では、特許文献3、4および非特許文献1に開示されている技術は、疲労強度向上に寄与する溶接止端部形状改善効果に有効かは不明である。   On the other hand, the fatigue strength of a welded joint is a phenomenon in which the characteristics of the entire welded joint are determined by a very small stress state of the welded joint. The portion where the fatigue crack occurs is a weld toe portion where stress concentration is high. There is also a tensile residual stress. As described above, the residual stress is self-equilibrium, and a compressive residual stress that cancels out this tensile residual stress always exists inside the welded joint. However, since the fatigue strength is determined by a small part of the stress state of the welded joint, even if a compressive residual stress is present, this compressive residual stress will be the fatigue strength if it does not exist at the place where the fatigue crack occurs. Does not affect. This trend is also true for stress concentrations. That is, even if the welded joint as a whole has a smooth shape, if there is a part where stress concentration is high in part, the fatigue strength of the welded joint as a whole is determined. Therefore, rather than improving the overall shape of the welded joint such as the weld bead width, improving the local shape, such as improving the weld toe flank angle, contributes to improving fatigue strength. In this sense, it is unclear whether the techniques disclosed in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 are effective in improving the shape of the weld toe portion that contributes to improving fatigue strength.

以上のように、溶接ビード幅を広くする技術と溶接止端部のフランク角を狭くする技術は必ずしも同一ではない。本発明は、溶接止端部形状の改善を目的とする技術を提供するものであるが、その目的は溶接継手の疲労強度向上である。静的強度に関しては、応力集中や残留応力に依存しないことから、溶接継手に特に欠陥が生じていない限りは十分確保でき、また、本発明の範囲では、そのような溶接継手の欠陥を発生させるような要因は特にない。   As described above, the technique for widening the weld bead width and the technique for narrowing the flank angle of the weld toe are not necessarily the same. The present invention provides a technique aimed at improving the shape of the weld toe, and its purpose is to improve the fatigue strength of the welded joint. As for static strength, since it does not depend on stress concentration or residual stress, it can be sufficiently ensured unless there is a defect in the welded joint. In the scope of the present invention, such a welded joint defect is generated. There are no such factors.

なお、本発明は、疲労強度向上を達成させるため、従来技術である高疲労強度溶接材料の知見も利用している。これまで高疲労強度溶接材料は、高速溶接ではビード形状は必ずしも良好にはならず、溶接条件を限定して使用するほうがはるかに疲労強度向上には好ましかったが、本発明の技術を用いれば良好なビード形状が得られるため、本発明者らは、応力集中緩和及び残留応力低減という疲労強度の2大要因両方を積極的に利用することとした。   In addition, in order to achieve fatigue strength improvement, this invention also utilizes the knowledge of the high fatigue strength welding material which is a prior art. Until now, high-fatigue-strength welding materials have not always had a good bead shape at high-speed welding, and it has been far preferable to use limited welding conditions to improve fatigue strength. In this case, the present inventors have positively utilized both of the two major factors of fatigue strength, namely stress concentration relaxation and residual stress reduction.

一般に、溶接止端形状も含めた溶接ビード形状を決定する材料要因としては、溶融プールの表面張力と溶融金属に作用する重力があり、これらの力学バランスにより溶接ビード形状が決定されているとされてきた。溶融プールの表面張力はその化学成分、例えば、C、Si、S、Oなどに影響される。そのため、これら元素を適切にコントロールすることが溶接ビード形状改善に効果をもたらすと考えられてきた。この考えからすると、溶接止端部のフランク角を小さくするためには表面張力を低くすればいいが、それはそのまま溶接ビード幅を広くする効果をももたらす。そのため、溶接ビード幅を大きくする技術と溶接止端部の接触角を大きくする技術が同一視される傾向にあった。すでに述べたとおり、疲労強度向上には溶接止端部のフランク角を小さくすることが好ましいが、従来の考えによると、これは溶接ビード幅を広くする技術でもある。特に、溶融プールの表面張力がその成分で決定されることを考えると、各成分を鋼板から供給するのか溶接材料から供給するのかは問題ではなく、どちらから供給したとしても結果として溶融プールの成分が所定の範囲内に収まっていれば溶接ビード形状を改善できることになる。   In general, the material factors that determine the weld bead shape including the weld toe shape include the surface tension of the molten pool and the gravity acting on the molten metal, and the weld bead shape is determined by the mechanical balance between these factors. I came. The surface tension of the molten pool is affected by its chemical components, such as C, Si, S, O, and the like. Therefore, it has been considered that appropriately controlling these elements has an effect on improving the weld bead shape. From this point of view, the surface tension may be lowered in order to reduce the flank angle of the weld toe, but this also brings about the effect of widening the weld bead width as it is. Therefore, the technique for increasing the weld bead width and the technique for increasing the contact angle of the weld toe portion tend to be identified. As described above, it is preferable to reduce the flank angle of the weld toe for improving the fatigue strength. However, according to the conventional idea, this is also a technique for widening the weld bead width. In particular, considering that the surface tension of the molten pool is determined by its components, it does not matter whether each component is supplied from the steel plate or from the welding material. If it falls within the predetermined range, the weld bead shape can be improved.

従来技術からすると、上述のように、溶融プールの成分範囲が問題となり、例えば、鋼板のS成分が不足している場合はそれを溶接材料から補うことで問題解決が可能となる。このことは、鋼板および溶材のいずれか一方の成分をもう一方の成分で補うことができることを意味する。しかし、本発明では、後述するように、このような鋼板の成分を溶接材料で補うということができない現象を利用するものである。   From the prior art, as described above, the component range of the molten pool becomes a problem. For example, when the S component of the steel sheet is insufficient, the problem can be solved by supplementing it with the welding material. This means that one of the components of the steel plate and the molten material can be supplemented with the other component. However, in the present invention, as described later, a phenomenon in which such a steel plate component cannot be supplemented with a welding material is used.

本発明者らは、以上の観点から、溶接条件として、溶接速度が80cm/min超150cm/min以下に限定したうえで、溶接止端形状を決定する因子について鋭意検討を重ねてきた。その結果、鋼板のSi量が、溶接止端形状に大きく影響していることを見つけた。鋼板のSi量の影響は、単に希釈による溶接金属成分への影響だけにとどまらない。もし、それだけの影響ならば、溶接ワイヤのSi量を希釈率に従って調整しても同様の結果が得られるはずであるが、後述するように、溶接ワイヤ中のSi量を調節するだけでは得られない効果を発現する。   From the above viewpoints, the present inventors have made extensive studies on factors that determine the shape of the weld toe after the welding speed is limited to more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min. As a result, it was found that the Si amount of the steel plate greatly affects the weld toe shape. The influence of the Si content of the steel sheet is not limited to the influence on the weld metal component due to dilution. If this is the case, the same result should be obtained even if the Si amount of the welding wire is adjusted according to the dilution rate, but it can be obtained only by adjusting the Si amount in the welding wire as described later. No effect.

鋼板のSi量が本質的で、なぜワイヤからの添加で補うだけでは同じ効果が発現できないかは、必ずしも明確ではないが、可能性がある解釈をここで述べる。
本発明者らは、可能性がある解釈として、鋼板からの電子放出と、溶融金属の表面張力を決定している溶融金属の温度分布を考えている。一般に、溶接ワイヤを用いてガスシールド溶接を行う場合は、ワイヤを正極、鋼板を負極に設定する。これは、電子衝突がワイヤで発生しそれだけワイヤ溶融が効率よくなりワイヤ供給を高くすることが出来るためである。電子が鋼板からワイヤへ移動するためには、鋼板が電子を放出する必要がある。この電子放出しやすさは、ワイヤ成分には依存せず、鋼板成分のみに依存する特性である。本発明者らは、この鋼板からの電子放出をビード形状に好ましい条件にする成分として鋼板中のSiがあるものと考えている。すなわち、本発明の範囲内のSiを鋼板に添加したときの電子放出挙動が溶融プールの温度分布に影響し、その温度分布によって決定される表面張力が好ましいビード形状を形成するという解釈である。表面張力に関しては、エートベッシュの法則があり、これによると、表面張力は、材料そのものに加え材料の温度にも強く依存することがわかる。これまで溶融プールの表面張力とビード形状に関して検討が加えられてきているが、表面張力そのものを決定する因子として、溶融プールの成分系は多く議論されてきたが、鋼板の電子放出を起因とする溶融プールの温度分布に関してはほとんど議論されていない。また、このような機構によるビード形状改善効果は、ワイヤ成分に依存していない分、高疲労強度溶接材料のような、これまでビード形状が必ずしもよいとは認識されていなかった材料に対しても適用が可能となる。
Although it is not necessarily clear why the Si amount of the steel sheet is essential and why the same effect cannot be exhibited by simply supplementing with the addition from the wire, a possible interpretation is described here.
As a possible interpretation, the present inventors consider the temperature distribution of the molten metal that determines the electron emission from the steel sheet and the surface tension of the molten metal. Generally, when gas shield welding is performed using a welding wire, the wire is set as a positive electrode and the steel plate is set as a negative electrode. This is because an electron collision occurs in the wire, and the wire melting becomes more efficient and the wire supply can be increased. In order for electrons to move from the steel plate to the wire, the steel plate needs to emit electrons. The ease of electron emission is a characteristic that does not depend on the wire component but depends only on the steel plate component. The present inventors consider that there is Si in the steel sheet as a component that makes electron emission from this steel sheet a preferable condition for the bead shape. That is, the interpretation is that the electron emission behavior when Si within the scope of the present invention is added to the steel sheet affects the temperature distribution of the molten pool, and the surface tension determined by the temperature distribution forms a preferred bead shape. Regarding the surface tension, there is Etebeche's law, and it can be seen that the surface tension strongly depends on the temperature of the material in addition to the material itself. So far, studies have been made on the surface tension and bead shape of the molten pool, but the component system of the molten pool has been discussed as a factor that determines the surface tension itself, but it is caused by the electron emission of the steel sheet. Little is discussed about the temperature distribution in the molten pool. In addition, the bead shape improvement effect by such a mechanism is not dependent on the wire component, so even for materials that have not been recognized as having a good bead shape, such as high fatigue strength welding materials. Applicable.

本発明者らは、さらに、鋼板の適正Si量と、溶接ワイヤのSi量の関係も明らかにした。すなわち、溶接ワイヤのSi量が増加すると、溶接止端形状を改善するために最低限必要な鋼板のSi量は減少していく傾向にある。しかし、鋼板にSiを添加しない場合は、溶接ワイヤのSi量を増加させても高速度溶接の条件では溶接止端形状は改善しない。この場合の溶接止端形状改善対策としては、溶接速度を80cm/min以下にする、などの製造効率を犠牲にする必要が生じる。   The present inventors have further clarified the relationship between the appropriate Si amount of the steel sheet and the Si amount of the welding wire. That is, as the amount of Si in the welding wire increases, the minimum amount of Si in the steel sheet necessary to improve the weld toe shape tends to decrease. However, when Si is not added to the steel plate, the shape of the weld toe is not improved under the high-speed welding conditions even if the Si content of the welding wire is increased. As measures for improving the weld toe shape in this case, it is necessary to sacrifice production efficiency such as a welding speed of 80 cm / min or less.

図1は、このことを説明した図である。図1は、横軸に溶接用フラックス入りワイヤのSi量を、縦軸に鋼板のSi量をプロットし、隅肉アーク溶接のうちで、自動車足回り部品に最も多く用いられている重ね隅肉アーク溶接をしたときの、溶接止端形状の状態を示した図である。フランク角にはいくつか定義があるため、ここで本発明でのフランク角の定義を示したのが図2である。図2では、フランク角3は、鋼板1と鋼板2とを溶接した溶接ビード4の接線と鋼板表面の延長線で形成される角度のうち、溶接金属側の角度をフランク角と定義している。文献によっては、図2のフランク角を用いて、(180°−フランク角)で表される角、すなわち溶接ビードの接線と鋼板表面の延長線で形成される角度のうち、溶接金属の反対側の角度で定義する場合もあるが、本発明では、図2の角度をフランク角と定義した。図1は、このフランク角が55°以下である場合と、これを上回った場合の区別が示されている。重ね隅肉アーク溶接は、厚みが3.2mmの鋼板を用意し、溶接速度100cm/minで実施し、溶接継手より断面マクロ試験片を採取し、そのときのフランク角を図2に従って測定した。図1の○は、フランク角が55°以下の場合であり、図1の●はフランク角が55°より大きい場合である。フランク角と疲労強度はよい相関関係にあり、この関係を説明した概念図が図3である。これは、横軸にフランク角をプロットし、縦軸に疲労強度をプロットしたもので、フランク角がAのとき、疲労強度がA’になることを示している。フランク角をBからAにすると、疲労強度はB’からA’に変化する。フランク角と疲労強度の関係が、図3のように左上から右下に下がる直線(または曲線)で表されているため、フランク角を小さくすることは、疲労強度を向上させる効果があることがわかる。逆に、溶接継手の設計疲労強度が決まると、フランク角の上限はおのずと決まってしまう。   FIG. 1 is a diagram explaining this. Fig. 1 plots the Si content of the flux-cored wire for welding on the horizontal axis and the Si content of the steel plate on the vertical axis. Among fillet arc welding, it is the most commonly used stacking fillet for automobile undercarriage parts. It is the figure which showed the state of the welding toe shape when performing arc welding. Since there are some definitions of the flank angle, FIG. 2 shows the definition of the flank angle in the present invention. In FIG. 2, the flank angle 3 defines the angle on the weld metal side as the flank angle among the angles formed by the tangent line of the weld bead 4 where the steel plate 1 and the steel plate 2 are welded and the extension line of the steel plate surface. . Depending on the literature, using the flank angle of FIG. 2, the angle represented by (180 ° -flank angle), that is, the angle formed by the tangent line of the weld bead and the extension line of the steel plate surface, the opposite side of the weld metal. In the present invention, the angle in FIG. 2 is defined as the flank angle. FIG. 1 shows a distinction between the case where the flank angle is 55 ° or less and the case where the flank angle exceeds the flank angle. Lap fillet arc welding was performed by preparing a steel plate having a thickness of 3.2 mm and performing welding at a welding speed of 100 cm / min. A cross-section macro specimen was taken from the welded joint, and the flank angle at that time was measured according to FIG. 1 indicates that the flank angle is 55 ° or less, and ● in FIG. 1 indicates that the flank angle is greater than 55 °. The flank angle and fatigue strength have a good correlation, and FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating this relationship. This plots the flank angle on the horizontal axis and the fatigue strength on the vertical axis, and indicates that when the flank angle is A, the fatigue strength is A '. When the flank angle is changed from B to A, the fatigue strength changes from B 'to A'. Since the relationship between the flank angle and the fatigue strength is represented by a straight line (or curve) that goes down from the upper left to the lower right as shown in FIG. 3, reducing the flank angle may have an effect of improving the fatigue strength. Recognize. Conversely, when the design fatigue strength of the welded joint is determined, the upper limit of the flank angle is naturally determined.

本発明における鋼板の隅肉アーク溶接法では、図1の境界線の上部が、本発明の請求範囲となる。上部になればなるほどフランク角は小さくなる傾向にある。なお、本発明の請求範囲外の条件でも、溶接速度を80cm/min以下に設定すれば、フランク角は次第に小さくなる、すなわち溶接止端形状が改善するため、本発明では、溶接速度が80cm/min以下の条件を除外している。   In the fillet arc welding method for steel sheets according to the present invention, the upper part of the boundary line in FIG. The flank angle tends to be smaller as the position becomes higher. Note that even if the welding speed is set to 80 cm / min or less even under conditions outside the scope of the present invention, the flank angle is gradually reduced, that is, the weld toe shape is improved. Therefore, in the present invention, the welding speed is 80 cm / min. The condition below min is excluded.

次に、本発明における板厚1.6〜6mmの限定理由について述べる。   Next, the reason for limiting the plate thickness of 1.6 to 6 mm in the present invention will be described.

本発明では、溶接用フラックス入りワイヤを用いる、ガスシールドアーク溶接に限定した技術を扱っている。そのため、板厚の範囲、特に下限を1.6mmに限定した。この理由は、1.6mmより薄い鋼板に対しては、アーク溶接より、スポット溶接やレーザー溶接を用いる場合が多くなるため、この値を設定した。板厚の上限は6mmに設定した。この理由は、6mmを超える板厚に対しては、1パス溶接で溶接しようとする場合、溶接速度が80cm/min超の高速の溶接速度にすることが極めて難しいためである。本発明では、溶接効率の向上を目指し、かつ溶接止端形状を改善することにより疲労特性の向上も目指す技術を提供することを本意とする。そこで、溶接速度が80cm/min超の条件が難しい範囲は、本発明では扱わないこととした。   The present invention deals with a technique limited to gas shielded arc welding using a flux-cored wire for welding. Therefore, the plate thickness range, particularly the lower limit, is limited to 1.6 mm. The reason for this was set for steel sheets thinner than 1.6 mm because spot welding and laser welding are often used rather than arc welding. The upper limit of the plate thickness was set to 6 mm. This is because it is extremely difficult to make the welding speed higher than 80 cm / min when trying to weld by 1-pass welding for a plate thickness exceeding 6 mm. The present invention intends to provide a technique aiming at improving the welding efficiency and improving the fatigue characteristics by improving the weld toe shape. Therefore, the range in which the condition where the welding speed exceeds 80 cm / min is difficult is not handled in the present invention.

次に、本発明のうち、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法における、鋼板の各成分を制限した理由について述べる。   Next, the reason why the components of the steel plate are limited in the fillet arc welding method of the thin steel plate will be described.

Cは、0.001%未満では、強度確保が困難となるためこれを下限とする。一方、0.15%を超えて添加されると、形成される炭化物が増えるため穴拡げ性が劣化するため上限をこの値に設定した。   If C is less than 0.001%, it is difficult to ensure strength, so this is the lower limit. On the other hand, if added over 0.15%, the amount of carbide formed increases and the hole expandability deteriorates, so the upper limit was set to this value.

Mnは、鋼を高強度化するために添加する元素である。しかし、過度の添加は延性の劣化を招くため2.5%を上限とする。一方、強度確保のためには0.5%以上の添加が必要である。   Mn is an element added to increase the strength of steel. However, excessive addition causes deterioration of ductility, so the upper limit is made 2.5%. On the other hand, addition of 0.5% or more is necessary to ensure strength.

Sは、本発明では不純物である。Mnとの結合によりA系介在物(JIS G0555)を形成し、穴拡げ性のみならず延性を劣化させることから、0.02%を上限とする。なお、0.0005%より低くすることは製鋼でのコストを大幅に上昇させる。そのため、好ましくは、下限値として0.0005%を設定することが望ましい。   In the present invention, S is an impurity. An A-based inclusion (JIS G0555) is formed by bonding with Mn and deteriorates not only the hole expandability but also the ductility, so 0.02% is made the upper limit. In addition, making it lower than 0.0005% raises the cost in steelmaking significantly. Therefore, it is preferable to set 0.0005% as the lower limit.

Pも、本発明では不純物である。Pの含有量が多くなると延性を低下させるばかりでなく、二次加工性も劣化させるため上限を0.03%と設定した。   P is also an impurity in the present invention. When the P content is increased, not only the ductility is lowered but also the secondary workability is deteriorated, so the upper limit is set to 0.03%.

次に、鋼板のSiを限定した理由について述べる。   Next, the reason why Si of the steel plate is limited will be described.

鋼板のSi量を制限する点は、本発明の根幹を成すものである。既に述べたとおり、鋼板中のSiがどのような働きをするのかはまだ明確にはなっていない。しかし、本発明で述べている鋼板のSiの働きは、母材希釈を通して溶接金属中のSi量に影響を与える働きとは異なるものである。例えば、母材希釈率が35%とすると、溶接ワイヤのSi量が0.7%であり、かつ、鋼板のSi量が0.4%である場合、溶接金属のSi量は、0.7%×0.65+0.4%×0.35=0.595%と見積もることができる。もし、鋼板のSiが0%の場合、母材希釈率が同じであるとすれば、同じ溶接金属を得るためには、溶接ワイヤのSi量を、0.595%÷0.65=0.915%とすればいいことになる。この場合、溶接金属としては同じSiになるが、溶接止端形状は同じにはならない。鋼板Si量が0.4%の場合の方が溶接止端形状は良好になる。このような現象は、これまで知られていなかったことである。但し、このような現象が生じるのは、溶接速度が80cm/min超の場合であり、80cm/min以下では、このような現象は確認できない。鋼板Si量の下限、0.2%は、これを下回るSi添加量の鋼板では、高溶接速度条件では溶接ワイヤのSi量にかかわらず、溶接止端形状が滑らかにはならず、形状改善のためには溶接速度を犠牲にしなければならなくなるためにこの値を設定した。上限の2.0%は、これを上回った添加を行っても、溶接止端形状の改善は飽和してくるためこの値を設定した。   The point of limiting the amount of Si in the steel sheet is the basis of the present invention. As already stated, it is still unclear how Si in the steel plate functions. However, the function of Si in the steel sheet described in the present invention is different from the function of affecting the amount of Si in the weld metal through the base material dilution. For example, when the base metal dilution ratio is 35%, when the Si amount of the welding wire is 0.7% and the Si amount of the steel sheet is 0.4%, the Si amount of the weld metal is 0.7%. % × 0.65 + 0.4% × 0.35 = 0.595% can be estimated. If the base metal dilution rate is the same when the Si of the steel plate is 0%, to obtain the same weld metal, the Si amount of the welding wire is 0.595% ÷ 0.65 = 0. 915% would be enough. In this case, the weld metal is the same Si, but the weld toe shape is not the same. When the steel sheet Si content is 0.4%, the weld toe shape is improved. Such a phenomenon has not been known so far. However, such a phenomenon occurs when the welding speed exceeds 80 cm / min. Such a phenomenon cannot be confirmed at 80 cm / min or less. The lower limit of the Si content, 0.2%, is less than this, and the steel toe shape does not become smooth regardless of the Si content of the welding wire under high welding speed conditions. This value was set because the welding speed had to be sacrificed. The upper limit of 2.0% was set to this value because the improvement of the weld toe shape would be saturated even if addition exceeding the upper limit was performed.

次に、鋼板のSi量と溶接ワイヤの全Si量の関係を限定した理由について述べる。   Next, the reason for limiting the relationship between the Si amount of the steel sheet and the total Si amount of the welding wire will be described.

先に述べたように、鋼板のSiの働きは、溶接金属のSi量を調整する働きとは異なる働きがある。一般に、Siは溶融鉄の粘性や表面張力に影響を与え、この働きを通して、溶接止端形状に影響を与えるといわれてきた。しかし、鋼板にSiを添加させない場合は、溶接止端形状の改善効果は見られない。但し、これは、溶接速度が80cm/min超の高溶接速度の場合である。すなわち、溶接速度がそれほど高くない場合は、このような粘性や表面張力等の改善で溶接止端形状をコントロールすることができるが、溶接速度が高まるにつれ、コントロールが難しくなるものと考えられる。しかし、溶接ワイヤSi量が変化すると、溶接止端形状を改善するために必要な最低限の鋼板Si量も変化する。そのため、鋼板のSi量と溶接ワイヤのSi量の関係を限定した。すなわち、下記(式1)で定義する全Si量の値が0.32以上であることを満足できるようにすれば、溶接止端形状を改善させることができる。   As described above, the function of Si in the steel sheet is different from the function of adjusting the Si amount of the weld metal. In general, it has been said that Si affects the viscosity and surface tension of molten iron and, through this function, affects the shape of the weld toe. However, when Si is not added to the steel sheet, the effect of improving the weld toe shape is not seen. However, this is a case where the welding speed is a high welding speed exceeding 80 cm / min. That is, when the welding speed is not so high, the weld toe shape can be controlled by improving the viscosity, surface tension, etc., but it is considered that the control becomes difficult as the welding speed increases. However, when the welding wire Si amount changes, the minimum steel plate Si amount necessary for improving the weld toe shape also changes. Therefore, the relationship between the Si amount of the steel sheet and the Si amount of the welding wire is limited. That is, if it can be satisfied that the value of the total Si amount defined by the following (formula 1) is 0.32 or more, the weld toe shape can be improved.

全Si量=Si(鋼板)+0.1×Si(ワイヤ) ・・・・・ (式1)
(式1)が0.32以上であることは、母材希釈に関係なく、満足しなければならない。それは、本発明は、単なる溶接金属の成分調整を利用した技術ではないからである。図1には、(式1)=0.32の直線が描かれている。図1よりわかるように、(式1)に値が0.32となる条件のとき、フランク角が55°以下となる。鋼板のSi量と溶接ワイヤのSi量で決まる、(式1)の下限0.32は、これを下回る値では、高溶接速度では、溶接止端部の形状改善効果が得られないためこの値を設定した。なお、上限は特に定めていないが、鋼板および溶接ワイヤのSi量の上限値からおのずと範囲が限定される。なお、(式1)の値は、鋼板及び溶接用ソリッドワイヤの両方のSi量で決定され、それぞれのSi量を独立に決定することができないが、当業者であればそれは容易に決定することができ、特に問題が生じるようなことではない。
Total Si amount = Si (steel plate) + 0.1 × Si (wire) (Equation 1)
That (Formula 1) is 0.32 or more must be satisfied regardless of the base material dilution. This is because the present invention is not a technique that simply uses component adjustment of the weld metal. In FIG. 1, a straight line of (Equation 1) = 0.32 is drawn. As can be seen from FIG. 1, when the value of (Expression 1) is 0.32, the flank angle is 55 ° or less. The lower limit 0.32 of (Equation 1), which is determined by the Si amount of the steel sheet and the Si amount of the welding wire, is less than this value, so that the shape improvement effect of the weld toe cannot be obtained at a high welding speed. It was set. In addition, although the upper limit is not specifically defined, the range is naturally limited from the upper limit value of the Si amount of the steel plate and the welding wire. The value of (Equation 1) is determined by the Si amount of both the steel plate and the welding solid wire, and the respective Si amounts cannot be determined independently, but those skilled in the art can easily determine them. This is not a problem.

本発明における薄鋼板の隅肉アーク溶接方法では、(式1)の値をさらに限定し、溶接止端形状の改善がより確実にできるようにしている。   In the fillet arc welding method for thin steel sheets in the present invention, the value of (Equation 1) is further limited so that the weld toe shape can be improved more reliably.

(式1)の値を確保する方法としては、鋼板のSi量で確保する方法と溶接用フラックス入りワイヤのSi量で確保する方法がある。(式1)では、鋼板Si量の係数が大きいため、鋼板で確保する方法が優れているように思われるが、溶接構造物は、一般に鋼板の重量は溶接金属のそれより100倍程度多い。そのため、(式1)の鋼板Si量の係数が大きい場合でも、溶接用ソリッドワイヤで(式1)の値を確保するほうが経済的に好ましい場合も多い。しかし、本発明が目的とする溶接止端形状の改善効果とは別に、鋼板にSiを添加する場合には、溶接用ソリッドワイヤに必ずしもSiを十分添加する必要はない。そのため、鋼板のSi量によって、溶接用ソリッドワイヤのSi量を制限し(式1)の値を確保するようにした。すなわち(式1)の全Si量の値を0.40以上にすれば、フランク角はさらに低減する。なお、上限は鋼板及び溶接用ソリッドワイヤの両方のSi量で決定される。図1には、(式1)の値が0.40の場合の線も描かれているが、(式1)の値が0.32の場合より領域が上方にシフトしていることがわかる。この場合、フランク角はさらに低減させることが可能であり、疲労強度の向上効果はより大きくなる。(式1)の下限を0.40と限定したのは、これを下回る値では、(式1)の値を0.32以上の場合とあまり差がなくなるためこの値を設定した。なお、(式1)の値を0.40以上にする場合は、フランク角低減効果が大きいため、製造効率の観点から溶接速度の下限を100cm/minと設定することが望ましい。   As a method of securing the value of (Formula 1), there are a method of securing with the Si amount of the steel sheet and a method of securing with the Si amount of the flux-cored wire for welding. In (Equation 1), since the coefficient of the steel sheet Si amount is large, it seems that the method of securing with a steel sheet seems to be excellent. However, in general, the weight of a steel sheet is about 100 times that of a weld metal in a welded structure. Therefore, it is often economically preferable to secure the value of (Formula 1) with a solid wire for welding even when the coefficient of the steel sheet Si amount of (Formula 1) is large. However, in addition to the effect of improving the weld toe shape which is an object of the present invention, when Si is added to the steel sheet, it is not always necessary to sufficiently add Si to the welding solid wire. Therefore, the amount of Si in the welding solid wire is limited by the amount of Si in the steel plate to ensure the value of (Equation 1). That is, if the value of the total Si amount in (Equation 1) is 0.40 or more, the flank angle is further reduced. The upper limit is determined by the amount of Si in both the steel plate and the welding solid wire. FIG. 1 also shows a line when the value of (Equation 1) is 0.40, but it can be seen that the region is shifted upward as compared with the case where the value of (Equation 1) is 0.32. . In this case, the flank angle can be further reduced, and the effect of improving fatigue strength is further increased. The lower limit of (Equation 1) is limited to 0.40 because values less than this limit are not so different from the case where the value of (Equation 1) is 0.32 or more. When the value of (Expression 1) is set to 0.40 or more, the effect of reducing the flank angle is large, so it is desirable to set the lower limit of the welding speed to 100 cm / min from the viewpoint of manufacturing efficiency.

以上が、本発明における鋼板必須成分の限定理由である。本発明では、さらに、必要に応じて以下の元素を選択的に添加することができるが、これらは全て、鋼板の強度および加工性を確保するためのものであり、溶接止端部形状の改善のためではない。   The above is the reason for limiting the essential components of the steel sheet in the present invention. In the present invention, the following elements can be selectively added as necessary, but these are all for ensuring the strength and workability of the steel sheet, and improving the weld toe shape. Not for.

なお、溶接速度の上限は、150cm/minと設定した。なぜなら、溶接速度は、すでに述べたように、溶接構造物の製造効率を決定する要因の1つであり、その速度を高く設定するほど効率はよくなる。その一方で、過剰な高速度は、溶融プールの動きを激しくするなど、溶接ビード形状の観点からは、好ましくない。特に、図2におけるアンダーカットが極めて出やすくなる傾向にある。本発明の目的は、溶接継手の疲労強度向上であり、フランク角低減などの溶接止端形状改善は、その手段である。疲労強度向上の観点からは、アンダーカットが発生してしまうと、疲労強度は低くなる。そこで、溶接速度の上限を150cm/minと設定した。   The upper limit of the welding speed was set to 150 cm / min. This is because, as already described, the welding speed is one of the factors that determine the manufacturing efficiency of the welded structure, and the higher the speed, the higher the efficiency. On the other hand, an excessively high speed is not preferable from the viewpoint of the weld bead shape, for example, the movement of the molten pool becomes intense. In particular, the undercut in FIG. An object of the present invention is to improve the fatigue strength of a welded joint, and to improve the weld toe shape, such as reducing the flank angle, is the means. From the viewpoint of improving fatigue strength, if undercut occurs, the fatigue strength decreases. Therefore, the upper limit of the welding speed was set to 150 cm / min.

次に、鋼板の選択元素について述べる。   Next, selective elements of the steel sheet will be described.

本発明における、鋼板にAlを添加する理由は、脱酸の観点からであり、本発明の目的である溶接止端部形状改善の観点から添加するものではなく、特許文献5などにも開示されている技術に属するものである。Alの下限値は、脱酸の効果が発現できる最低限の値として、0.005%を設定した。一方、Alの過度の添加は、酸化物として鋼板中に残存ずるようになる。この場合、鋼板の穴拡げ性の問題が生じてくる。一般に、自動車分野でガスシールドアーク溶接を行う場合は、足回り部品に適用される場合が多いため、穴拡げ性は鋼板に要求される重要な特性の1つとなる。穴拡げ性の確保は本発明の目的とするところではないが、穴拡げ性の確保は産業上有意義と判断した。Al添加の上限0.1%は、穴拡げ性を確保できる値として設定した。   The reason why Al is added to the steel sheet in the present invention is from the viewpoint of deoxidation, not from the viewpoint of improving the shape of the weld toe portion, which is the object of the present invention, and is also disclosed in Patent Document 5 and the like. Belongs to the technology. The lower limit of Al was set to 0.005% as the minimum value at which the effect of deoxidation can be exhibited. On the other hand, excessive addition of Al remains in the steel sheet as an oxide. In this case, the problem of the hole expandability of the steel plate arises. In general, when gas shield arc welding is performed in the automobile field, since it is often applied to undercarriage parts, hole expansibility is one of the important characteristics required for steel sheets. Ensuring the hole expandability is not the object of the present invention, but ensuring the hole expandability was judged to be industrially significant. The upper limit of 0.1% of Al addition was set as a value that can ensure hole expandability.

Ti、Nb、V、Cr、Moを鋼板に添加する目的は、鋼板の強度を確保するためである。これら元素は、Cと結合し、炭化物を形成して鋼板の強度を増加させる。しかし、各元素における強度増加への影響度が異なるため、それぞれの元素に対して、異なる成分範囲を設定している。   The purpose of adding Ti, Nb, V, Cr, and Mo to the steel sheet is to ensure the strength of the steel sheet. These elements combine with C to form carbides and increase the strength of the steel sheet. However, since the degree of influence of each element on the strength increase is different, different component ranges are set for each element.

TiおよびNbの下限0.005%は、強度増加が期待できる最低限の値として設定した。また、TiおよびNbの上限0.1%は、過度の添加は鋼板の延性を劣化させるためにこの値を設定した。   The lower limit of 0.005% of Ti and Nb was set as the minimum value at which an increase in strength can be expected. The upper limit of 0.1% for Ti and Nb was set to this value because excessive addition deteriorates the ductility of the steel sheet.

Vも、TiおよびNbと同じ働きをする元素である。しかし、TiやNbほど析出強化がないため、下限および上限はTiやNbと異なる値を設定した。Vの下限0.01%は、強度増加が期待できる最低限の値として設定した。上限の0.2%は、過度の添加は鋼板の延性を劣化させるためにこの値を設定した。   V is also an element having the same function as Ti and Nb. However, since Ti and Nb do not have precipitation strengthening, lower and upper limits are set to values different from Ti and Nb. The lower limit of 0.01% of V was set as the minimum value at which an increase in strength can be expected. The upper limit of 0.2% was set to this value because excessive addition deteriorates the ductility of the steel sheet.

Crも、Tiと同じように炭化物を形成し、強度を増加させる元素であるが、Crは、析出硬化だけでなく固溶硬化の効果もある。一方、析出硬化の影響は、Ti、Nb、Vほど大きくはないため、添加できる範囲はこれら元素より広く設定できる。下限の0.1%は、強度増加が期待できる最低限の値として設定した。上限の1.0%は、過度の添加は鋼板の延性を劣化させるためにこの値を設定した。   Cr is an element that forms carbides and increases the strength in the same way as Ti, but Cr has an effect of not only precipitation hardening but also solid solution hardening. On the other hand, since the influence of precipitation hardening is not as great as that of Ti, Nb, and V, the range of addition can be set wider than these elements. The lower limit of 0.1% was set as the minimum value at which an increase in strength can be expected. The upper limit of 1.0% was set to this value because excessive addition deteriorates the ductility of the steel sheet.

Moも、Crと同様の効果を持つ元素である。Moの下限0.05%は、強度増加が期待できる最低限の値として設定した。一方、上限の0.5%は、過度の添加は鋼板の延性を劣化させるためにこの値を設定した。   Mo is an element having the same effect as Cr. The lower limit of 0.05% of Mo was set as a minimum value at which an increase in strength can be expected. On the other hand, the upper limit of 0.5% was set to this value because excessive addition deteriorates the ductility of the steel sheet.

次に、溶接用ワイヤとして、フラックス入りワイヤに限定した理由について述べる。   Next, the reason why the welding wire is limited to the flux-cored wire will be described.

一般に、自動車分野などの薄板溶接に用いられるワイヤはソリッドワイヤである。その理由は、ソリッドワイヤのほうがフラックス入りワイヤより安価である、ソリッドワイヤのほうが溶接後に発生するスラグ量が少なく塗装の観点から好ましい、などがある。このうち、ソリッドワイヤの方が安価であるという利点は、ワイヤの生産量がある程度多い場合であり、ワイヤ生産量が少ない場合は、むしろフラックス入りワイヤのほうがソリッドワイヤより安価に製造できる。その理由は、ワイヤ成分の変更が必要になったとき、ソリッドワイヤについては、ワイヤ素材そのものを作り直さなければならないのに対して、フラックス入りワイヤに関しては、充填すべきフラックスの成分を調整するだけで、ワイヤ全体の成分を変更できるからである。   Generally, a wire used for thin plate welding in the automobile field or the like is a solid wire. The reason is that the solid wire is cheaper than the flux-cored wire, and the solid wire is preferable from the viewpoint of painting because it has a small amount of slag generated after welding. Among these, the advantage that the solid wire is cheaper is the case where the production amount of the wire is large to some extent. When the production amount of the wire is small, the flux-cored wire can be manufactured at a lower cost than the solid wire. The reason for this is that when it is necessary to change the wire composition, the wire material itself must be recreated for solid wires, whereas for flux-cored wires, only the flux components to be filled need to be adjusted. This is because the components of the entire wire can be changed.

本発明の目的は、溶接継手の疲労強度を向上させることにある。その手段として、鋼板のSiおよび(式1)で定義される鋼板と溶接ワイヤのSiを制限することによる溶接止端形状の改善、および溶接ワイヤの成分を制限することによる溶接部残留応力の低減、の2つの技術がある。2つ目の技術は、本発明においては選択技術であり、かつ従来から知られている技術である。また、それを達成するためには、ソリッドワイヤでも特に問題はない。しかし、溶接部の残留応力を低減するようなワイヤ成分系は、合金元素を高く設定しなければならず、ワイヤコストが高くなる。そのため、溶接構造物の製造コストを下げるためには、このような高コストワイヤは最低限の適用にとどめておくことが望ましい。これは、ワイヤの使用量が少なくなることを意味する。このような状況では、ソリッドワイヤよりフラックス入りワイヤのほうが経済的に優れているためフラックス入りワイヤに限定した。   An object of the present invention is to improve the fatigue strength of a welded joint. As means for this, improvement of the weld toe shape by limiting the Si of the steel plate and Si of the steel plate and welding wire defined by (Equation 1), and reducing the residual stress in the weld by limiting the components of the welding wire There are two technologies. The second technique is a selection technique in the present invention and is a conventionally known technique. In order to achieve this, there is no particular problem with a solid wire. However, the wire component system that reduces the residual stress in the welded portion has to set the alloy element high, resulting in high wire cost. Therefore, in order to reduce the manufacturing cost of the welded structure, it is desirable to keep such a high cost wire to a minimum application. This means that the amount of wire used is reduced. In such a situation, the flux-cored wire is economically superior to the solid wire, so it is limited to the flux-cored wire.

次にフラックス入りワイヤの鋼製外皮として、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目がない外皮に限定した理由について述べる。   Next, the reason why the steel core of the flux-cored wire is limited to a slit-like seamless outer shell that may be invaded by outside air will be described.

ソリッドワイヤと比べ、フラックス入りワイヤが持つ問題点は、前述のスラグ生成問題以外にも、水素量の増加という問題がある。そのため、フラックス入りワイヤを製造する場合は、ワイヤに充填するフラックスをあらかじめ乾燥させて水素量を減らす。しかし、フラックスを乾燥させワイヤに充填させた後でも、フラックス入りワイヤの鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目がある場合は、その継ぎ目からフラックスが吸湿し、結果的に水素量を増大させる。本発明における疲労向上技術として、フラックス入りワイヤの成分を調整することによる残留応力低減があるが、これは比較的合金元素を多く含んでいる成分系とならざるを得ず、いわゆる低温割れ感受性が高い成分系となる。低温割れは、水素量を低くすれば防止できるものであり、そのため、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目がない外皮に限定することで、フラックスの吸湿を防止することとした。   Compared with the solid wire, the problem with the flux-cored wire is that the amount of hydrogen is increased in addition to the slag generation problem. Therefore, when manufacturing a flux-cored wire, the flux filled in the wire is dried in advance to reduce the amount of hydrogen. However, even after the flux is dried and filled in the wire, if there is a slit-like seam in the steel outer sheath of the flux-cored wire that has a risk of entering the outside air, the flux absorbs moisture from the seam, resulting in hydrogen. Increase the amount. As a technique for improving fatigue in the present invention, there is a residual stress reduction by adjusting the component of the flux-cored wire, but this has to be a component system that contains a relatively large amount of alloy elements, and so-called cold cracking sensitivity is present. High component system. Cold cracking can be prevented by reducing the amount of hydrogen. Therefore, the moisture absorption of the flux is prevented by limiting the crack to a skin without a slit-like seam that may be invaded by outside air.

次に、フラックス入りワイヤの各成分組成の限定理由について説明する。   Next, the reasons for limiting the composition of each component of the flux-cored wire will be described.

SiC以外のCは、フラックス入りワイヤにおいて主として鋼製外皮中に含有させ、ワイヤ製造中の線引き工程での断線防止を目的に含有する。なお、SiC以外のCは、溶接金属の変態温度を低減させる作用も有するが、本発明では、鋼製外皮内に充填するフラックス中のSiCの含有量を成分系に応じて調整して溶接金属の変態温度を十分低減させることができる。鋼製外皮中のCによるワイヤ線引き工程での断線防止効果を得るためには、SiC以外のC含有量の下限を0.01%とする必要がある。一方、鋼製外皮中にCを過度に添加すると、今度は線引き中に硬化してしまい断線の発生原因となるため、SiC以外のC含有量の上限を0.20%と設定した。   C other than SiC is contained mainly in the steel outer sheath in the flux-cored wire, and contained for the purpose of preventing disconnection in the wire drawing process during wire manufacture. C other than SiC also has the effect of reducing the transformation temperature of the weld metal, but in the present invention, the content of SiC in the flux filled in the steel outer shell is adjusted according to the component system, and the weld metal The transformation temperature can be sufficiently reduced. In order to obtain an effect of preventing disconnection in the wire drawing step by C in the steel outer shell, the lower limit of the C content other than SiC needs to be 0.01%. On the other hand, if C is excessively added to the steel outer shell, it will harden during drawing and cause breakage, so the upper limit of the C content other than SiC is set to 0.20%.

なお、フラックスとして鉄粉を鋼製外皮中に充填する場合には、SiC以外のCとして、鉄粉中のCが含まれる。したがって、鋼製外皮中のCに起因するワイヤ伸線中の硬化を軽減する点からは、鋼製外皮中のC含有量を0.15%とし、残りのC量をフラックスとして添加する鉄粉中のC含有量で補うことが望ましい。   In addition, when iron powder is filled in the steel outer shell as a flux, C in the iron powder is included as C other than SiC. Therefore, from the point of reducing the hardening in wire drawing caused by C in the steel outer shell, the iron content in which the C content in the steel outer shell is 0.15% and the remaining C amount is added as a flux. It is desirable to supplement with the C content.

SiC以外かつSiO2以外のSiは、アーク溶接中の溶接金属の脱酸効果を得るために、その含有量の下限を0.05%とした。一方、SiC以外かつSiO2以外のSiは過度に添加すると、溶接金属を硬化させ、継手特性の観点から好ましくないためその含有量の上限を1.2%とした。 In order to obtain the deoxidation effect of the weld metal during arc welding, the lower limit of the content of Si other than SiC and SiO 2 is set to 0.05%. On the other hand, if Si other than SiC and SiO 2 is added excessively, the weld metal is hardened, which is not preferable from the viewpoint of joint characteristics, so the upper limit of its content was set to 1.2%.

Mnは、溶接金属の強度確保に必要な元素であり、その含有量が0.2%より低くなると、溶接金属強度の確保が難しくなるのでMn含有量の下限は0.2%とした。一方、Mn含有量が過度に高くなると、溶接金属の靱性劣化を引き起こすためMn含有量の上限を2.5%とした。   Mn is an element necessary for ensuring the strength of the weld metal. If the content is lower than 0.2%, it becomes difficult to ensure the strength of the weld metal. Therefore, the lower limit of the Mn content is set to 0.2%. On the other hand, if the Mn content is excessively high, the toughness of the weld metal is deteriorated, so the upper limit of the Mn content is set to 2.5%.

Pは、溶接金属の不可避的不純物元素であり、本発明では、これら元素が溶接金属に多く存在するとその靭性が劣化するため、Pの含有量の上限を0.03%とした。   P is an inevitable impurity element of the weld metal. In the present invention, if these elements are present in the weld metal in a large amount, the toughness deteriorates. Therefore, the upper limit of the P content is set to 0.03%.

一般に、Pと同様にSも、溶接金属の不可避的不純物元素であるが、Sは、溶融プールの表面張力を低減させ、ビード形状の改善に寄与する。その目的でSを含有させる場合には、本発明では、Sの含有量として、継手の靭性を劣化させない程度の上限として、0.08%と設定した。即ち、上記効果を得るためには、Sは0.02超〜0.08%を含有させることができる。   Generally, like P, S is an inevitable impurity element of the weld metal, but S contributes to the improvement of the bead shape by reducing the surface tension of the molten pool. When S is contained for that purpose, in the present invention, the S content is set to 0.08% as the upper limit that does not deteriorate the toughness of the joint. That is, in order to acquire the said effect, S can contain more than 0.02 to 0.08%.

フラックス中に含有されるSiO2、Al23、Na2O、K2Oは、通常スラグ材と呼ばれているものである。これらは、フラックス入りワイヤの製造前のフラックス成分を造粒する際にバインダーの役目を果たし、また、鋼製外皮内にフラックス成分を充填した後、所定のワイヤ径まで線引きする工程において、鋼製外皮内面とフラックスとの抵抗を少なくする潤滑材の働きをする。本発明では、潤滑作用を有するSiCを含有することにより、これらの酸化物であるスラグ材を従来に比べて低減してもワイヤ線引き工程での加工性を確保できる。しかし、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上の合計量が0.05%を下回ると上記加工性加工性を維持することが困難となり、ワイヤ品質と製造効率上問題が発生するために上記合計量の下限を0.05%とした。一方、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上の合計量が0.40%を上回る場合は、溶接部のスラグ発生量が多くなり、塗装性の劣化の問題が生じてくるため上記合計量の上限を0.4%とした。 The SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, and K 2 O contained in the flux are usually called slag materials. These serve as a binder when granulating the flux component before production of the flux-cored wire, and after filling the flux component in the steel outer shell, drawing to a predetermined wire diameter, It acts as a lubricant that reduces the resistance between the inner surface of the skin and the flux. In the present invention, by containing SiC having a lubricating action, the workability in the wire drawing step can be ensured even if the slag material that is these oxides is reduced as compared with the conventional case. However, if the total amount of one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O is less than 0.05%, it becomes difficult to maintain the workability and the wire quality. In order to cause problems in production efficiency, the lower limit of the total amount is set to 0.05%. On the other hand, when the total amount of one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, and K 2 O exceeds 0.40%, the amount of slag generated in the welded portion increases and the paintability is increased. Since the problem of deterioration occurs, the upper limit of the total amount is set to 0.4%.

本発明におけるSiCは、フラックス入りワイヤにおけるSiの適正量確保、さらには、溶接金属の変態開始温度を低減させる主要元素C源としての働き、かつ潤滑性および脱酸性を有するSiCとしての働きがあり、本発明では必須成分とする。   The SiC in the present invention has an appropriate amount of Si in the flux-cored wire, and further serves as a main element C source for reducing the transformation start temperature of the weld metal, and also serves as SiC having lubricity and deacidification. In the present invention, it is an essential component.

SiCの下限、0.05%は、SiCの潤滑作用および脱酸作用によるワイヤ加工性の向上およびスラグ量の低減効果は十分でなくなるため、この値を設定した。一方、フラックス中のSiC含有量が増加すると、溶接金属の硬化の問題や、オーステナイト組織が多くなり溶接金属が変態しなくなる可能性があり、このような場合、SiCをわざわざフラックス入りワイヤに添加するメリットがなくなる。このため、フラックス入りワイヤ中のSiC含有量の上限を1.2%と限定した。   The lower limit of SiC, 0.05%, was set to this value because the effect of improving wire workability and reducing the amount of slag due to the lubricating action and deoxidizing action of SiC was not sufficient. On the other hand, if the SiC content in the flux increases, there is a possibility that the weld metal hardens and the austenite structure increases and the weld metal does not transform. In such a case, SiC is purposely added to the flux-cored wire. There is no merit. For this reason, the upper limit of the SiC content in the flux-cored wire is limited to 1.2%.

以上が本発明におけるフラックス入りワイヤの必須成分の限定理由である。   The above is the reason for limiting the essential components of the flux-cored wire in the present invention.

次に、フラックス入りワイヤの選択元素について、その限定理由について述べる。   Next, the reasons for limitation of the selected elements of the flux-cored wire will be described.

本発明におけるグラファイトの働きは、SiCの代替である。C源としては、グラファイトのほうがSiCより安価であるが、その一方で、グラファイトは軽いため、フラックス入りワイヤ製造時にグラファイトが飛散してしまうという製造上の問題を抱えている。しかし、安価な点だけではなく、グラファイトは、ワイヤ線引きにおける潤滑剤の働きという意味ではSiCより効果的であるため、本発明者らは、グラファイトを選択元素として扱うこととした。但し、SiCもグラファイトもC源という同じ働きがあるため、この点を考慮するために、以下の(式2)のC換算値の合計量を作成して、全体のC量を制限するとした。   The function of graphite in the present invention is an alternative to SiC. As a C source, graphite is cheaper than SiC, but on the other hand, since graphite is light, it has a manufacturing problem that graphite is scattered during the manufacture of a flux-cored wire. However, not only is it cheap, but graphite is more effective than SiC in terms of the function of the lubricant in wire drawing, and the present inventors decided to treat graphite as a selective element. However, since SiC and graphite have the same function as a C source, in order to take this point into consideration, the total amount of C converted values of the following (Formula 2) was created to limit the total amount of C.

C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・・ (式2)
グラファイトの下限、0.02%は、これより少ないグラファイトでは、グラファイト添加の効果が発現できなくなるのでこの値を設定した。グラファイトの上限は、本発明では特に設けていないが、(式2)の範囲を限定しているため、グラファイトの上限はおのずと制限される。また、(式2)の下限、0.20%は、これを下回る下限を設定すると、グラファイトの含有量を0.02%未満にしなければならないためこの値を設定した。一方、上限の0.6%は、これを上回る添加量では、溶接金属のCレベルが高くなりすぎ、溶接金属の硬化性、靭性、割れ感受性の問題が生じてくるのでこの値を設定した。
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (Equation 2)
The lower limit of graphite, 0.02%, was set to this value because the effect of adding graphite cannot be achieved with less graphite. Although the upper limit of graphite is not particularly provided in the present invention, the upper limit of graphite is naturally limited because the range of (Equation 2) is limited. Moreover, since the lower limit of (Formula 2), 0.20%, if the lower limit lower than this is set, the graphite content must be less than 0.02%, this value was set. On the other hand, the upper limit of 0.6% is set at an addition amount exceeding this value, because the C level of the weld metal becomes too high, causing problems of the curability, toughness, and crack sensitivity of the weld metal.

本発明において、Ni、Cr、MoおよびCuについては、シャルピー特性などの溶接金属の機械的特性を改善する、溶接金属の変態開始温度を下げて疲労強度を向上させる目的で添加するものである。Cuについては、それ以外にも、ワイヤにCuメッキさせることにより導電性を向上させるという目的もある。   In the present invention, Ni, Cr, Mo, and Cu are added for the purpose of improving the mechanical strength of the weld metal such as Charpy characteristics and lowering the transformation start temperature of the weld metal and improving the fatigue strength. As for Cu, there is another purpose of improving conductivity by plating the wire with Cu.

Niは、溶接金属の変態開始温度を低くし、継手疲労強度向上のために有効な元素であるとともに、強度や靭性などの継手特性を向上させる元素でもある。Niを含有させる場合のNi含有量の下限は、低SiC系成分系において継手疲労強度の向上効果が十分に期待できる最低量として0.1%とする必要があるが、好ましくは0.5%である。Ni含有量の上限は、溶接金属の変態開始温度低減効果は十分に得られる。Ni含有量が5.0%を上回る場合では、溶接金属中に含有するCとの相互作用で、溶接金属が低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずオーステナイトのままで冷却が終了する可能性があり、疲労強度向上が期待できなくなるためNi含有量の上限を5.0%とした。   Ni is an element that lowers the transformation start temperature of the weld metal and is effective for improving joint fatigue strength, and also improves joint characteristics such as strength and toughness. When Ni is contained, the lower limit of the Ni content needs to be 0.1% as the minimum amount at which the improvement effect of joint fatigue strength can be sufficiently expected in a low SiC component system, but preferably 0.5% It is. As for the upper limit of the Ni content, the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal is sufficiently obtained. When the Ni content exceeds 5.0%, the interaction with C contained in the weld metal allows the cooling to end while the austenite remains austenite without transformation to bainite or martensite where the weld metal transforms at low temperatures. Therefore, the upper limit of the Ni content is set to 5.0%.

CrおよびMoは、溶接金属の変態開始温度の低減および強度および焼入性を上げる作用を有する元素である。特にCrとMoは、Niよりも、溶接金属の強度向上および焼入性確保の効果が高いため、この効果を利用し溶接金属をマルテンサイトなどの変態温度が低い組織に変態させ、溶接継手の疲労強度をより向上させるためには、Cr、Moの含有量は、0.1%以上とする必要がある。一方、CrとMoは、Niに比べて溶接金属の靭性向上の効果は低いため、過度に含有させると、溶接金属の靭性が低下する恐れが生じるため、Cr、Moの含有量の上限は2.0%とした。   Cr and Mo are elements having an effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal and increasing the strength and hardenability. In particular, Cr and Mo are more effective than Ni in improving the strength of the weld metal and ensuring hardenability. Therefore, using this effect, the weld metal is transformed into a structure having a low transformation temperature such as martensite, and the weld joint In order to further improve the fatigue strength, the content of Cr and Mo needs to be 0.1% or more. On the other hand, since Cr and Mo are less effective in improving the toughness of the weld metal than Ni, if excessively contained, the toughness of the weld metal may decrease, so the upper limit of the Cr and Mo content is 2 0.0%.

Cuも、CrとMo同様に、溶接金属の変態開始温度の低減、強度向上および焼入性確保の効果がある元素である。また、Cuは、通常通電性を確保するためにワイヤ表面にめっきをすることもある。このCuによる溶接金属の強度向上と焼入性向上の効果および通電性確保の効果を得るためにCu含有量の下限を0.1%とする必要がある。しかし、Cuは溶接金属中に過度に添加しすぎると溶接金属にCu割れを発生させる危険があるため、Cu含有量の上限値は0.5%とした。   Cu, like Cr and Mo, is an element that has the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal, improving the strength, and ensuring hardenability. Cu may also be plated on the surface of the wire to ensure normal electrical conductivity. In order to obtain the effect of improving the strength and hardenability of the weld metal by Cu and the effect of ensuring electric conductivity, the lower limit of Cu content needs to be 0.1%. However, if Cu is excessively added to the weld metal, there is a risk of causing Cu cracks in the weld metal, so the upper limit of the Cu content is set to 0.5%.

なお、本発明では、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上の合計量の上限として、6.0%を設定した。これは、上記合計含有量が6.0%を超えて過度に含有しすぎると、溶接金属が溶接後の冷却過程において、低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずに、オーステナイト組織のままになるため、継手疲労強度向上が困難となる。このため、上記合計含有量の含有量の上限を6.0%にするのが好ましい。本発明では、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上添加する際の下限は特に設けていないが、各添加元素に対して下限が設定されているため、これら合計量に対してもおのずと下限0.1%が存在する。なお、本発明における止端形状改善効果に加え、さらに疲労強度を増加させる必要がある場合は、合計含有量の下限を1.5%と設定することが望ましい。1.5%未満の添加は、シャルピー特性などの機械的特性を改善する目的で添加するが、シャルピー特性を改善させるか、疲労特性を改善させるかは、本発明を利用する当業者の目的に依存するもので、また、当業者なら、添加量を決定することは特に難しいことではない。   In the present invention, 6.0% is set as the upper limit of the total amount of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu. This is because if the total content exceeds 6.0% and is excessively contained, the weld metal does not transform into bainite or martensite that transforms at a low temperature in the cooling process after welding, and remains in an austenitic structure. Therefore, it is difficult to improve the joint fatigue strength. For this reason, it is preferable to make the upper limit of content of the said total content 6.0%. In the present invention, there is no particular lower limit when adding one or more of Ni, Cr, Mo and Cu, but since a lower limit is set for each additive element, Naturally there is a lower limit of 0.1%. In addition to the toe shape improvement effect in the present invention, when it is necessary to further increase the fatigue strength, it is desirable to set the lower limit of the total content to 1.5%. Addition of less than 1.5% is added for the purpose of improving mechanical properties such as Charpy properties, but whether to improve Charpy properties or fatigue properties depends on the purpose of those skilled in the art using the present invention. In addition, it is not particularly difficult for those skilled in the art to determine the addition amount.

Bは焼入性元素であり、溶接金属の焼入性を確保し、溶接金属のミクロ組織をより高強度の組織にし、また、高温で変態開始する組織の生成を抑えより低い温度で変態するミクロ組織にする作用がある。鋼板に比べ溶接金属は酸素含有量が高いため、Bは酸素と結合しその効果を奪われてしまう恐れがあるため、溶接金属中のBによる上記焼入れ性およびミクロ組織制御による引張り強度および疲労強度を改善するために、B含有量の下限を0.001%とするのが好ましい。一方、B添加量の上限は、これを上回る量を添加すると、溶接金属に割れが発生する危険が生じるため0.015%と定めた。   B is a hardenable element, which ensures the hardenability of the weld metal, makes the microstructure of the weld metal a stronger structure, and suppresses the formation of a structure that starts transformation at a high temperature and transforms at a lower temperature. Has the effect of making the microstructure. Since the weld metal has a higher oxygen content than steel sheets, B may bind to oxygen and lose its effect. Therefore, the hardenability by B in the weld metal and the tensile strength and fatigue strength by microstructure control. In order to improve the content, the lower limit of the B content is preferably 0.001%. On the other hand, the upper limit of the amount of B added is set to 0.015% because adding more than this causes the risk of cracking in the weld metal.

Nb、V、Tiはいずれも溶接金属中で炭化物を形成し強度を増加させる働きをもつ元素であり、Nb、V、Tiの1種または2種以上を溶接金属中に少ない量含有することで継手強度の向上が図れる。Nb、V、Tiの1種または2種以上の合計含有量の下限は、0.005%を下回ると、継手強度の向上があまり期待できなくなるため、その合計含有量の下限を0.005%とするのが好ましい。一方、上記合計含有量が0.3%を上回ると、溶接金属の強度が過大になり、継手特性上問題が生じるため、上記合計含有量上限を0.3%とするのが好ましい。なお、Tiに関しては、溶接金属の強度向上効果に加えて、溶接アークを安定させる働きがあるため、Tiを含有させる場合には、好ましくはTiを0.003%以上含有させることが望ましい。   Nb, V, and Ti are all elements that have the function of forming carbides in the weld metal to increase the strength, and by containing a small amount of one or more of Nb, V, and Ti in the weld metal. The joint strength can be improved. If the lower limit of the total content of one or more of Nb, V, and Ti is less than 0.005%, improvement in joint strength cannot be expected so much, so the lower limit of the total content is 0.005%. Is preferable. On the other hand, if the total content exceeds 0.3%, the strength of the weld metal becomes excessive and a problem occurs in joint characteristics. Therefore, the total content upper limit is preferably set to 0.3%. In addition, regarding Ti, in addition to the effect of improving the strength of the weld metal, it has a function of stabilizing the welding arc. Therefore, when Ti is contained, it is preferable to contain 0.003% or more of Ti.

本発明においては、フラックス入りワイヤのSについては、継手特性に悪影響を起こさない程度に積極的に利用できる範囲を設定している。Sは、溶接金属の粘性を低減し、溶接止端形状の改善に効果が期待できる。溶接金属のS量を確保する方法は、Sを鋼板に添加する方法と溶接ワイヤに添加する方法との2つの方法が存在するが、鋼板に添加する方法は、鋼板特性に問題が生じてくるため、フラックス入りワイヤに添加するほうが好ましい。しかし、フラックス入りワイヤに添加する方法も、過度に添加すれば、すでに述べたように高温割れの問題が生じてくるため、上限は0.08%とした。Sを積極的に利用し、溶接止端形状をさらに改善したい場合は、S添加量を0.02%以上にすればよい。一般に、Sを0.02%以上添加すると、溶接金属の靭性が問題になる場合がある。しかし、これは、溶接継手に要求される特性に依存するもので、溶接止端形状改善と要求靭性との比較をして適宜選択すればいいことである。但し、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を本発明の範囲内で添加する場合は、割れ感受性の観点から、Sの上限を0.03%と設定することが望ましい。   In the present invention, the flux-cored wire S is set to a range that can be actively used to the extent that the joint characteristics are not adversely affected. S can be expected to reduce the viscosity of the weld metal and improve the weld toe shape. There are two methods for securing the amount of S in the weld metal: a method of adding S to the steel plate and a method of adding S to the welding wire. However, the method of adding S to the steel plate causes a problem in the steel plate characteristics. Therefore, it is preferable to add to the flux-cored wire. However, the method of adding to the flux-cored wire too causes the problem of hot cracking as already described, so the upper limit was made 0.08%. When S is positively used and it is desired to further improve the weld toe shape, the amount of S should be 0.02% or more. Generally, when S is added in an amount of 0.02% or more, the toughness of the weld metal may become a problem. However, this depends on the characteristics required for the welded joint and may be selected as appropriate by comparing the weld toe shape improvement with the required toughness. However, when one or more of Ni, Cr, Mo and Cu are added within the scope of the present invention, the upper limit of S is preferably set to 0.03% from the viewpoint of crack sensitivity.

アーク安定剤とは、鋼製外皮内に充填するフラックス中に含有させることにより、溶接アークを安定にする作用を有する元素である。上述したフラックス中に含有させるNa2OやK2Oなどもアーク安定剤としての働きがあるため、これらの成分は本発明の目的とする溶接部のスラグ発生量の低減を阻害しない程度に含有するのが好ましい。また、アーク安定剤としての働きは、Na2OやK2Oなどの酸化物としなくても、氷晶石(Na3AlF6)などのNa、Al、Fの化合物であれば、上記アーク安定化効果は得られため、スラグ発生量低減の観点から酸化物以外の化合物として含有させるのが好ましい。 An arc stabilizer is an element which has the effect | action which stabilizes a welding arc by making it contain in the flux with which it fills in the steel outer_layer | skin. Since Na 2 O, K 2 O, and the like contained in the flux described above also have a function as an arc stabilizer, these components are contained to the extent that they do not hinder the reduction in the amount of slag generated in the weld of the present invention. It is preferable to do this. Further, the arc stabilizer can function as long as it is a compound of Na, Al, F, such as cryolite (Na 3 AlF 6 ), without using an oxide such as Na 2 O or K 2 O. Since a stabilizing effect is obtained, it is preferable to contain it as a compound other than an oxide from the viewpoint of reducing the amount of slag generated.

溶接部のスラグ発生量を低減し、かつアーク安定化の効果が得られるためには、酸化物系以外のアーク安定剤の含有量の下限は、0.05%とするのが好ましい。一方、酸化物系以外のアーク安定剤の含有量が0.5%を上回ると、上記アーク安定化効果が変わらなくなるため、上記含有量の上限を0.5%とするのが好ましい。   In order to reduce the amount of slag generated in the weld and to obtain the effect of arc stabilization, the lower limit of the content of the arc stabilizer other than the oxide type is preferably 0.05%. On the other hand, if the content of arc stabilizers other than oxides exceeds 0.5%, the arc stabilizing effect will not change, so the upper limit of the content is preferably 0.5%.

次に、本発明におけるシールドガスの限定理由について述べる。   Next, the reason for limiting the shielding gas in the present invention will be described.

シールドガスに用いられるガスとしては、CO2またはArであるが、Arに関しては、アークの安定性から100%Arをシールドガスに用いることは現在の技術ではまだ不可能である。逆に、100%CO2を用いる方法は、脱酸元素であるSiなどを有効に利用すれば、従来技術の範囲で十分可能であり、また、本発明が開示しているSiの範囲内でも、100%CO2をシールドガスとして利用することが可能であり、かつArガスよりCO2ガスのほうが安価である、というメリットも存在する。それでもなお、Arガスを主体としたシールドガスを用いるのは、スパッタをより少なくすることができるというメリットが存在するからである。しかし、Arガスは不活性ガスであるため、最低限のCO2ガスが必要となる。Arガスを主体としたシールドガスに対して、CO2ガスの質量%の下限5%は、これを下回る場合は溶接アークが安定しなくなるため、この値を設定した。上限の25%は、これを上回る場合は、スパッタが多くなり、100%CO2ガスをシールドガスとして用いた場合と大差なくなるのでこの値を設定した。 The gas used for the shielding gas is CO 2 or Ar. However, with respect to Ar, it is still impossible to use 100% Ar for the shielding gas because of the stability of the arc. On the contrary, the method using 100% CO 2 is sufficiently possible within the range of the prior art if Si or the like, which is a deoxidizing element, is used effectively, and also within the range of Si disclosed in the present invention. 100% CO 2 can be used as a shielding gas, and there is an advantage that CO 2 gas is cheaper than Ar gas. Nevertheless, the reason why the shielding gas mainly composed of Ar gas is used is that there is a merit that sputtering can be reduced. However, since Ar gas is an inert gas, a minimum amount of CO 2 gas is required. The lower limit of 5% by mass of the CO 2 gas with respect to the shielding gas mainly composed of Ar gas is set to this value because the welding arc becomes unstable when the lower limit is less than 5%. When the upper limit of 25% is exceeded, the amount of sputtering increases, and this value is set because it is not much different from the case where 100% CO 2 gas is used as the shielding gas.

本発明では、シールドガスにO2を含有させることも可能である。但し、O2ガスを含有させる理由は、シールドガスのコストを抑えることが目的であり、本発明が目的とする溶接止端形状を改善する効果には直接は関係ないものである。一般に、Arガスを100%にするためには、O2ガスを取り除く必要があるが、これがシールドガスのコストを増加させる。一方、ある程度のO2を含有しているArガスは、比較的安いコストで製造が可能である。O2ガスをある程度含有しても溶接止端形状の改善効果は失われない。O2ガスの成分限定範囲の下限は、0%でも可能であるが、下限を2%とすることが好ましい。すなわち、これを下回る量の含有率にすることは、Arガスのコストに影響を及ぼすためこの値を設定した。上限の4%は、これを上回る添加量の場合、溶接金属の酸素量が増加し、靭性上の問題が生じてくるためこの値を許容値の上限として設定した。 In the present invention, the shielding gas can contain O 2 . However, the reason for including O 2 gas is to reduce the cost of the shielding gas, and is not directly related to the effect of improving the weld toe shape intended by the present invention. Generally, in order to make Ar gas 100%, it is necessary to remove O 2 gas, but this increases the cost of shielding gas. On the other hand, Ar gas containing a certain amount of O 2 can be manufactured at a relatively low cost. Even if O 2 gas is contained to some extent, the effect of improving the weld toe shape is not lost. The lower limit of the component limitation range of O 2 gas can be 0%, but the lower limit is preferably 2%. That is, since the content ratio lower than this affects the cost of Ar gas, this value was set. 4% of the upper limit is set as the upper limit of the allowable value because an oxygen amount of the weld metal increases and a problem on toughness occurs when the addition amount exceeds the upper limit.

以上が、本発明における薄鋼板の隅肉アーク溶接方法に関する限定理由である。   The above is the reason for limitation regarding the fillet arc welding method for thin steel sheets in the present invention.

以下に、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
Examples of the present invention will be described below.
Example 1

表1には、実施例1に用いた鋼板成分の表である。実施例1は、鋼板の穴拡げ性を調査することが目的である。なお、本発明は、鋼板及び溶接ワイヤの組み合わせをその請求範囲としているため、鋼板のみでは本発明の範囲内であるかどうかは判断できない。従って、備考欄にある、「比較例」、「本発明例」の区別は、参考として載せている。   Table 1 is a table of steel plate components used in Example 1. The purpose of Example 1 is to investigate the hole expandability of a steel plate. In addition, since this invention makes the claim the combination of a steel plate and a welding wire, it cannot judge whether it is in the range of this invention only with a steel plate. Accordingly, the distinction between “comparative example” and “example of the present invention” in the remarks column is provided for reference.

表1の成分を持つ鋼片を、加熱温度1150〜1250℃までに加熱をし、仕上げ温度が820〜900℃となる熱間圧延を行い、その後、冷却速度25〜55℃/秒で冷却し、巻取温度450〜550℃で巻き取って、板厚が2.6mmの熱延鋼板を得た。   The steel slab having the components shown in Table 1 is heated to a heating temperature of 1150 to 1250 ° C., hot-rolled to a finishing temperature of 820 to 900 ° C., and then cooled at a cooling rate of 25 to 55 ° C./second. The steel sheet was wound at a winding temperature of 450 to 550 ° C. to obtain a hot rolled steel sheet having a thickness of 2.6 mm.

これら熱延鋼板から、250mm×250mmの正方形の試験片を採取し、中央部分に直径30mmの円形の穴を打ち抜き、その後、頂角60°の円錐ポンチで穴拡げ試験を行った。穴拡げ性は、円錐ポンチで穴を広げ、打ち抜き面に生じる割れを観察し、割れが板表裏面まで貫通した時点での直径(dとする)を測定し、直径の増加率{(d−30)×100/30}で評価した。直径が2倍の60mmになった場合、穴拡げ性は100%ということになる。   From these hot-rolled steel plates, a square test piece of 250 mm × 250 mm was sampled, a circular hole with a diameter of 30 mm was punched in the center portion, and then a hole expansion test was performed with a conical punch having a vertex angle of 60 °. The hole expandability is determined by expanding the hole with a conical punch, observing a crack generated in the punched surface, measuring the diameter (d) when the crack penetrates to the front and back surfaces of the plate, and increasing the diameter {(d− 30) x100 / 30}. When the diameter is doubled to 60 mm, the hole expandability is 100%.

表1には、鋼板の成分と引張強さ、穴拡げ性を載せている。本発明の範囲の成分系である、B02〜B16、B25、B26に関しては、穴拡げ性は100%を上回っていることがわかる。一方、比較例のB17〜B24は、本発明における鋼板の成分範囲を外れているものであり、穴拡げ性は100%を下回っていることがわかる。すなわち、穴拡げ性が劣っていることがわかる。   Table 1 lists steel plate components, tensile strength, and hole expandability. As for B02 to B16, B25, and B26, which are component systems within the scope of the present invention, it can be seen that the hole expandability exceeds 100%. On the other hand, B17 to B24 of the comparative examples are out of the component range of the steel sheet in the present invention, and it is understood that the hole expandability is less than 100%. That is, it can be seen that the hole expandability is inferior.

一方、比較例である、B01、B12に関しては、穴拡げ性は100%を上回っており、良好な特性を示していることがわかる。これら鋼板が比較例となっているのは、Siが本発明の範囲外であるからであるが、Siが本発明の下限を下回っても、穴拡げ性は良好であることがわかる。このような現象が生じたのは、Siの下限は、穴拡げ性の確保の観点から設定しているのではなく、実施例2で比較する溶接止端形状の改善のために設定したものであるため、実施例1だけでは本発明で設定したSiの下限の正当性が示されないためである。   On the other hand, regarding the comparative examples B01 and B12, the hole expansibility exceeds 100%, indicating that the characteristics are good. These steel sheets are comparative examples because Si is outside the scope of the present invention, but it can be seen that the hole expandability is good even if Si is below the lower limit of the present invention. Such a phenomenon occurred because the lower limit of Si was not set from the viewpoint of ensuring hole expandability, but was set to improve the weld toe shape compared in Example 2. For this reason, only Example 1 does not show the validity of the lower limit of Si set in the present invention.

比較例であるB13、B14では、それぞれC、Mnが本発明の範囲を下回っているものであるが、穴拡げ性は100%を上回っており十分な値を示している。しかし、強度が300MPaに達していない。この強度では、実際の溶接構造物の応力設計を低くする必要があり、その場合は、疲労問題も特に重要視されることはない。本発明の目的は、疲労強度を向上させることにあるため、この範囲は本発明の本意から外れる。   In Comparative Examples B13 and B14, C and Mn are below the range of the present invention, respectively, but the hole expandability exceeds 100%, indicating a sufficient value. However, the strength does not reach 300 MPa. With this strength, it is necessary to lower the stress design of the actual welded structure, in which case the fatigue problem is not particularly emphasized. Since the object of the present invention is to improve fatigue strength, this range deviates from the spirit of the present invention.

Figure 2010120022
(実施例2)
Figure 2010120022
(Example 2)

実施例2では、フラックス入りワイヤの成分と、その特性について調査することが目的である。表2、表3は、フラックス入りワイヤにおけるワイヤ全質量に対する各成分の質量%、充填率、ワイヤ伸線性、およびシャルピー吸収エネルギーを調査した結果を示したものである。本発明は、鋼板と溶接ワイヤとの組み合わせをその請求範囲としているため、ワイヤ成分のみでは、本発明の範囲内であるかどうかは判断できない。従って、備考欄にある「比較例」は、ワイヤ成分だけで本発明の範囲外であることがわかるが、「本発明例」と記載されているものは、鋼材の組み合わせを考慮して本発明例であるかどうかを区別すべきである。備考欄の「本発明例」は参考のため載せているものである。   The purpose of Example 2 is to investigate the components of the flux-cored wire and its characteristics. Tables 2 and 3 show the results of investigating the mass% of each component, the filling rate, the wire drawability, and the Charpy absorbed energy with respect to the total wire mass in the flux-cored wire. In the present invention, a combination of a steel plate and a welding wire is included in the scope of claims, and therefore it cannot be determined whether or not the wire component alone is within the scope of the present invention. Therefore, it can be seen that the “comparative example” in the remarks column is outside the scope of the present invention with only the wire component, but what is described as “the present invention example” is the present invention in consideration of the combination of steel materials. A distinction should be made between examples. “Example of the present invention” in the remarks column is provided for reference.

まず、表2のワイヤについて述べる。   First, the wires in Table 2 will be described.

ワイヤ記号が100〜110のものは本発明の範囲内にあるフラックス入りワイヤで、150〜165はワイヤ成分が既に本発明の範囲外のものである。   The wire symbols of 100 to 110 are flux-cored wires within the scope of the present invention, and 150 to 165 have wire components already outside the scope of the present invention.

表2のワイヤに対して、フラックスの飛散性、ワイヤ線引き性、シャルピー吸収エネルギー、スラグ量を測定した。フラックスの飛散性とは、フラックスを製造するために準備したグラファイト量と、ワイヤに充填する直前でのフラックス中グラファイト量の比を比較したものである。グラファイトが飛散しなければ、これらは一致するため、飛散率は0%となるが、飛散した場合は、それだけワイヤ充填直前でグラファイトが減少している。飛散性は、この減少割合で評価した。ワイヤ線引き性は、ワイヤ製造中に断線が発生したかどうかで評価した。シャルピー吸収エネルギーは、板厚3.2mmの鋼板を各ワイヤで突合せ溶接し、そこから2mmVノッチを溶接金属中央部分に加工した1/4サイズシャルピー試験片を採取し、0℃でシャルピー試験を実施した値で評価した。スラグ量は、溶接ビード長さが250mmのビードオンプレート溶接を実施し、そのときの溶接金属表面に発生するスラグの重量で評価した。   For the wires in Table 2, the flux scattering property, wire drawing property, Charpy absorbed energy, and slag amount were measured. The flux scattering property is a comparison of the ratio of the amount of graphite prepared for producing the flux and the amount of graphite in the flux just before filling the wire. If the graphite does not scatter, these coincide with each other, and the scattering rate becomes 0%. However, when the graphite scatters, the graphite decreases just before the wire filling. Scatterability was evaluated by this reduction rate. The wire drawability was evaluated based on whether or not a breakage occurred during wire production. For Charpy absorbed energy, a steel plate with a thickness of 3.2 mm was butt welded with each wire, and a 1/4 size Charpy test piece with a 2 mm V notch machined into the center of the weld metal was sampled, and a Charpy test was conducted at 0 ° C. The value was evaluated. The amount of slag was evaluated by the weight of slag generated on the surface of the weld metal when bead-on-plate welding with a weld bead length of 250 mm was performed.

ワイヤ150、151、159はスラグ材が本発明の範囲外であるもので、スラグ生成量が0.1gを上回り、塗装性に問題があることがわかる。一方、本発明の範囲内のワイヤ100〜105では、スラグ生成量は全て0.1g未満であることが表2からわかり、塗装性を確保するためには本発明の範囲内にスラグ材を制限する必要がある。しかし、ワイヤ150は、溶接ビードは良好であった。そこで、このワイヤを用いてシャルピー試験片を採取してシャルピー試験を実施したところ、7Jであることがわかった。これは、ワイヤ150では、Mnが本発明の範囲を上回っていることからくるもので、良好な機械的特性を得るためにはMnを本発明の範囲内にする必要がある。   As for the wires 150, 151, and 159, the slag material is out of the scope of the present invention, and the slag generation amount exceeds 0.1 g, and it can be seen that there is a problem in paintability. On the other hand, in the wires 100 to 105 within the scope of the present invention, it can be seen from Table 2 that the amount of slag produced is less than 0.1 g, and in order to ensure paintability, the slag material is limited within the scope of the present invention. There is a need to. However, the wire 150 had a good weld bead. Then, when Charpy test piece was extract | collected using this wire and the Charpy test was implemented, it turned out that it is 7J. This is because Mn exceeds the range of the present invention in the wire 150. In order to obtain good mechanical properties, Mn needs to be within the range of the present invention.

一方、ワイヤ151はSiCも本発明の範囲を下回っている。このような場合、ワイヤ154のように、製造中のワイヤ線引きが困難となり断線する問題が発生するはずであるが、ワイヤ151では、スラグ材を過大に添加しているため、断線問題が発生しなかった。そこで、ワイヤ151を用い、スラグ量を測定したところ、スラグ発生が0.34gと0.1gを上回った。すなわち、スラグ発生を抑えながら断線防止するには、スラグ材ではなく、SiCを用いる必要がある。   On the other hand, SiC of the wire 151 is also below the range of the present invention. In such a case, as in the case of the wire 154, it may be difficult to draw the wire during manufacture, and a problem of disconnection should occur. However, since the slag material is excessively added to the wire 151, a disconnection problem occurs. There wasn't. Then, when the amount of slag was measured using the wire 151, slag generation exceeded 0.34g and 0.1g. That is, in order to prevent disconnection while suppressing slag generation, it is necessary to use SiC instead of slag material.

ワイヤ152は、SiCが本発明の範囲を上回ったもので、その結果、(式2)も本発明の範囲を上回り、溶接部に割れが生じた例である。なお、SiCを本発明の範囲内にしても、(式2)が本発明の範囲を上回っているワイヤ165でも同様な割れが発生した。ワイヤ153はSiが本発明の範囲を上回っているもので、Si過大により、シャルピー試験は10J未満であった。ワイヤ155は、Cが本発明の範囲を上回っているもので、シャルピー値がやはり10J未満になった場合である。ワイヤ156は、Siが本発明の範囲を下回ったもので、溶接部にブローホールなどの欠陥が生じた。   The wire 152 is an example in which SiC exceeds the range of the present invention, and as a result, (Equation 2) also exceeds the range of the present invention, and a crack occurs in the welded portion. Even when SiC was within the range of the present invention, the same cracking occurred in the wire 165 in which (Equation 2) exceeded the range of the present invention. The wire 153 had Si exceeding the range of the present invention, and due to excessive Si, the Charpy test was less than 10 J. The wire 155 is a case where C exceeds the range of the present invention, and the Charpy value is also less than 10 J. In the wire 156, Si was less than the range of the present invention, and defects such as blow holes occurred in the welded portion.

一方、ワイヤ157は、Cが本発明の範囲を下回っているもので、鋼製外皮の強度が不足したため、ワイヤ製造中に断線問題が発生し、ワイヤ製造ができなかった。ワイヤ158はMnが本発明の範囲を下回ったもので、ワイヤ157と同じ理由から断線問題が発生した。   On the other hand, since the wire 157 had C below the range of the present invention and the strength of the steel outer shell was insufficient, a wire breakage problem occurred during wire production, and the wire could not be produced. The wire 158 had Mn below the range of the present invention, and the disconnection problem occurred for the same reason as the wire 157.

ワイヤ160〜162、164は、Nb、V、Tiの合計が本発明の範囲を上回っているもので、シャルピー値が10J未満であったものである。ワイヤ163は、Bが本発明の範囲を上回ったもので、溶接部に割れが発生したものである。   The wires 160 to 162 and 164 have a total of Nb, V, and Ti exceeding the range of the present invention, and have a Charpy value of less than 10 J. The wire 163 is one in which B exceeds the range of the present invention, and a crack is generated in the welded portion.

一方、本発明の範囲内であるワイヤ100〜110は全て、断線問題が発生せず、スラグ発生量が0.1g未満であり、かつ、シャルピー値も10Jを上回っていた。   On the other hand, all the wires 100 to 110 within the scope of the present invention did not cause a disconnection problem, the amount of slag generated was less than 0.1 g, and the Charpy value exceeded 10J.

次に表3のワイヤについて述べる。   Next, the wires in Table 3 will be described.

表3のワイヤで、本発明の範囲内のワイヤは200〜210である。これらワイヤは、表2のワイヤと比べて、Cu、Ni、Cr、Moが比較的多く添加されているものである。ワイヤ250〜255は、比較例である。   The wires in Table 3 are 200-210 within the scope of the present invention. These wires contain a relatively large amount of Cu, Ni, Cr, and Mo as compared to the wires in Table 2. Wires 250 to 255 are comparative examples.

ワイヤ250は、スラグ材が本発明の範囲を上回っているもので、スラグ量は0.3gと0.1gを上回った。この傾向は、表2の実施例でも見られているが、Cu、Ni、Cr、Moを添加した成分系でも確認されたことになる。   In the wire 250, the slag material exceeded the range of the present invention, and the slag amount exceeded 0.3g and 0.1g. Although this tendency is also observed in the examples in Table 2, it was confirmed also in the component system to which Cu, Ni, Cr, and Mo were added.

ワイヤ251、252は、これら4元素の合計が本発明の範囲を上回ったものであるが、表3からは特に不具合が発生していないものである。この点については、後述する実施例3にて記述する。   The wires 251 and 252 are those in which the total of these four elements exceeds the range of the present invention, but from Table 3, there is no particular problem. This point will be described in Example 3 to be described later.

ワイヤ253は、Nb,V、Tiの合計が本発明の範囲を上回ったものである。そのため、シャルピー値が6Jと10J未満になった。   The wire 253 has a total of Nb, V, and Ti exceeding the range of the present invention. Therefore, Charpy values were less than 6J and 10J.

ワイヤ254は、SiCが無添加にし、スラグ材が本発明の範囲内に制限したもので、ワイヤ断線を防ぐためにグラファイトを利用しているものである。そのため、グラファイト飛散性が40%になったものである。飛散性がこれだけ高くなると、ワイヤ製造プロセスの管理が極めて難しくなり、製造プロセスのわずかの変更で、ワイヤ成分が大きく変化してしまう危険が発生する。このような場合、品質よいワイヤ製造か難しくなることを意味する。   The wire 254 is made by adding no SiC and the slag material is limited within the scope of the present invention, and uses graphite to prevent wire breakage. Therefore, the graphite scattering property is 40%. When the scattering property is so high, it becomes extremely difficult to manage the wire manufacturing process, and there is a risk that a slight change in the manufacturing process may greatly change the wire component. In such a case, it means that it is difficult to produce a high-quality wire.

ワイヤ255は、SiC添加量が本発明の範囲を下回っているもので、ワイヤ断線の問題が生じている。   The wire 255 has a SiC addition amount that is below the range of the present invention, which causes a problem of wire breakage.

これら比較例に対して、ワイヤ200〜210は、スラグ発生量が0.1g未満であり、ワイヤ線引き性、飛散性も問題なく、シャルピー値も20J以上であった。   In contrast to these comparative examples, the wires 200 to 210 had a slag generation amount of less than 0.1 g, had no problem with wire drawing and scattering, and had a Charpy value of 20 J or more.

Figure 2010120022
Figure 2010120022

Figure 2010120022
(実施例3)
Figure 2010120022
(Example 3)

実施例3では、実施例1及び2で用いた鋼材及びワイヤのうち、問題が生じていない、すなわち、表1〜3のうちの、備考欄に参考として「本発明例」と記載されているもの、および本発明の効果を確認するために、一部「比較例」と記載されているものを用いて重ね隅肉溶接を実施して、疲労試験を実施した。   In Example 3, there is no problem among the steel materials and wires used in Examples 1 and 2, that is, “Example of the present invention” is described in the remarks column of Tables 1 to 3 as a reference. In order to confirm the effects of the present invention and the present invention, lap fillet welding was performed using a part of which is described as “Comparative Example”, and a fatigue test was performed.

また、表には用いたシールドガスの組成も示した。なお、表4〜6の実施例の結果は全て鋼板の板厚が2.6mmの場合のものである。溶接速度を変化させてその影響が調査できるようにしているが、このときの電流は、1パス溶接で溶接継手が形成できるような条件とし、具体的には、
60cm/min:120A、 85cm/min:170A
100cm/min:200A、 120cm/min:240A
130cm/min:260A、 140cm/min:280A
170cm/min:320A
と設定した。
The table also shows the composition of the shielding gas used. In addition, the result of the Example of Tables 4-6 is a thing when the plate | board thickness of a steel plate is 2.6 mm altogether. The influence of the welding speed can be investigated by changing the welding speed. At this time, the current is set so that a welded joint can be formed by one-pass welding. Specifically,
60 cm / min: 120 A, 85 cm / min: 170 A
100 cm / min: 200 A, 120 cm / min: 240 A
130 cm / min: 260 A, 140 cm / min: 280 A
170 cm / min: 320 A
Was set.

これら条件で、重ね隅肉アーク溶接継手を作製し、そこから断面マクロを採取し、図2で定義される、フランク角とアンダーカット深さを測定した。アンダーカットが存在しない場合は、アンダーカット深さを0と定義した。また、同じ溶接継手(鋼板1、2、板厚6、7)より図4に示す平面曲げ疲労試験片を採取し、疲労試験を実施した。疲労試験を実施する場合、試験片表面の溶接止端部近傍にひずみゲージを貼り付けて、表面の応力状態をチェックした。繰返し応力は応力比、R=0.1の条件で付与した。この場合、応力振幅が100MPaの場合は、最高応力が111MPa、最低応力が11MPaで、応力振幅は111MPa−11MPa=100MPaであり、応力比はR=11/111=0.1となる。疲労強度は、この条件で疲労試験を実施し、200万回繰返し応力を負荷しても疲労破断しなかった最大応力範囲で定義した。   Under these conditions, a lap fillet arc welded joint was prepared, a cross-sectional macro was taken therefrom, and the flank angle and undercut depth defined in FIG. 2 were measured. When there was no undercut, the undercut depth was defined as 0. Moreover, the plane bending fatigue test piece shown in FIG. 4 was extract | collected from the same welded joint (steel plates 1, 2 and plate thickness 6, 7), and the fatigue test was implemented. When carrying out the fatigue test, a strain gauge was attached in the vicinity of the weld toe on the surface of the test piece to check the stress state on the surface. The repetitive stress was applied under the condition of stress ratio, R = 0.1. In this case, when the stress amplitude is 100 MPa, the maximum stress is 111 MPa, the minimum stress is 11 MPa, the stress amplitude is 111 MPa-11 MPa = 100 MPa, and the stress ratio is R = 11/111 = 0.1. The fatigue strength was defined as the maximum stress range in which the fatigue test was performed under these conditions and the fatigue fracture did not occur even when the stress was applied 2 million times.

表4〜6には、フランク角、アンダーカット深さ、疲労強度の試験結果を示した。なお、表4〜6は、一連の実施例を示していて、板厚の影響を調査した表6以外は、図4の板厚6、板厚7はそれぞれ2.6mmである。   Tables 4 to 6 show the test results of flank angle, undercut depth, and fatigue strength. Tables 4 to 6 show a series of examples. Except for Table 6 in which the influence of the plate thickness was investigated, the plate thickness 6 and the plate thickness 7 in FIG. 4 are each 2.6 mm.

表4は、表1の鋼材のうち、表1の備考欄に「本発明例」と記載されている、B02〜B11、B25、B26および表1の備考欄に「比較例」と記載されている、B01およびB12を用い、溶接ワイヤは、表2にある、備考欄に「本発明例」と記載されているワイヤ100〜110を用いて、重ね隅肉溶接継手を作製、そこから疲労試験片を採取し、疲労試験を実施したときの試験結果を示したものである。鋼材の比較例であるB01とB12を用いた理由は、表1の段階では特に不具合を生じていないためである。表2のワイヤ150〜165のワイヤを用いなかった理由は、疲労試験を実施する前に、既に、シャルピー値、ワイヤ線引き性、スラグ発生量などの問題が生じていたためである。   Table 4 is described as "Example of the present invention" in the remarks column of Table 1 among the steel materials in Table 1, B02 to B11, B25, B26 and "Comparative example" in the remarks column of Table 1. B01 and B12 are used, and welding wires are prepared in lap fillet welded joints using the wires 100 to 110 described in Table 2 as “examples of the present invention” in the remarks column, and subjected to fatigue tests therefrom. It shows the test results when a piece was taken and a fatigue test was carried out. The reason for using B01 and B12, which are comparative examples of steel materials, is that no particular problems have occurred at the stage of Table 1. The reason why the wires 150 to 165 in Table 2 were not used is that problems such as Charpy value, wire drawability, and slag generation amount had already occurred before the fatigue test was performed.

表4の、No.1および2は、鋼材のSiが本発明例を下回った例である。溶接速度が70cm/分であるNo.1の場合は、フランク角が48°、アンダーカットが発生せず、止端形状は良好で、疲労試験も340MPaと300MPa以上であった。これは、溶接速度が80cm/分以下の場合は、鋼板Si量にかかわらず止端形状を良好にできることによる。このように、溶接速度を落とすと止端形状が改善されることは、従来より知られていたため、80cm/分以下は本発明の範囲外としている。一方、No.2は、鋼材、ワイヤが同じで、溶接速度が100cm/分と速い場合であるが、フランク角は65°と大きくなり、アンダーカットも生じ、疲労強度は200MPaと低い。これは、鋼材Siが本発明の範囲を下回っているためである。   In Table 4, No. 1 and 2 are examples in which the Si of the steel material was lower than the example of the present invention. No. with welding speed of 70 cm / min. In the case of 1, the flank angle was 48 °, no undercut was generated, the toe shape was good, and the fatigue test was 340 MPa and 300 MPa or more. This is because when the welding speed is 80 cm / min or less, the toe shape can be improved regardless of the amount of steel sheet Si. Thus, since it has been known that the shape of the toe is improved when the welding speed is lowered, 80 cm / min or less is out of the scope of the present invention. On the other hand, no. No. 2 is the case where the steel material and the wire are the same, and the welding speed is as fast as 100 cm / min, but the flank angle is as large as 65 °, undercut occurs, and the fatigue strength is as low as 200 MPa. This is because the steel material Si is below the scope of the present invention.

しかし、鋼板を同じにして、Siが高いワイヤ101を用いて、100cm/分で溶接しても、鋼板のSiが本発明を下回っているNo.3の例では、疲労強度向上は確認できない。ワイヤ101は、Siが、ワイヤ100より2倍以上含有されているが、それでも止端形状が改善されていないということは、鋼板Siの影響が、単なる母材希釈の影響だけではなく、ワイヤSiで補うことができないことを意味するものである。   However, even if welding is performed at 100 cm / min using the same steel sheet 101 and a wire 101 having a high Si, Si of the steel sheet is lower than the present invention. In example 3, fatigue strength improvement cannot be confirmed. The wire 101 contains Si twice or more than the wire 100, but the shape of the toe is still not improved. The influence of the steel plate Si is not only the influence of the base material dilution, but also the wire Si. It means that it cannot be supplemented with.

No.4は、鋼板Si、ワイヤSiともに本発明の範囲内であるもので、溶接速度が140cm/分でもフランク角が55°未満で疲労強度は300MPa以上となった例である。しかし、溶接速度を170cm/分にしたNo.5では、フランク角が55°を上回りかつ、アンダーカットも生じたため疲労強度が低くなった。すなわち、溶接速度が本発明の範囲を上回ると疲労強度向上効果が発現できなくなる。   No. No. 4 is within the scope of the present invention for both the steel plate Si and the wire Si, and is an example in which the flank angle is less than 55 ° and the fatigue strength is 300 MPa or more even at a welding speed of 140 cm / min. However, no. In No. 5, the flank angle exceeded 55 °, and undercutting occurred, so the fatigue strength was low. That is, if the welding speed exceeds the range of the present invention, the effect of improving fatigue strength cannot be realized.

No.6〜14は、すべて本発明例であり、鋼板中の選択元素の影響を見たものであるが、既に実施例1の表1に示したように、機械的特性を確保できる程度にこれら元素を添加しても、疲労向上効果が得られることが示された。このうち、No.9、10はシールドガスに酸素を3%添加させたものであるが、疲労向上効果は十分得られた例である。   No. 6 to 14 are all examples of the present invention, and the influence of the selected elements in the steel sheet was observed. However, as already shown in Table 1 of Example 1, these elements can be secured to the extent that mechanical characteristics can be secured. It was shown that the fatigue improvement effect can be obtained even with the addition of. Of these, No. 9 and 10 are examples in which 3% of oxygen was added to the shielding gas, and the fatigue improvement effect was sufficiently obtained.

No.15は、(式1)の値は本発明の範囲内であるものの、鋼板のSiの値が、本発明の範囲を下回っているものである。この場合は、疲労強度が300MPaに達成せず、疲労強度向上効果は期待できないことがわかる。すなわち、(式1)を満たしただけでは疲労向上効果を得ることはできす、鋼板のSi量も同時に満足させる必要がある。   No. Although the value of (Formula 1) is within the range of the present invention, the value of Si of the steel sheet is below the range of the present invention. In this case, it can be seen that the fatigue strength does not reach 300 MPa, and the fatigue strength improvement effect cannot be expected. That is, the fatigue improvement effect can be obtained only by satisfying (Equation 1), and the Si amount of the steel sheet must be satisfied at the same time.

No.16〜20は、鋼板を本発明の範囲内の成分系であるB02を用いて、ワイヤを本発明の範囲内である100、102〜105と変化させ、ワイヤ成分の選択元素のうち、Nb、V、Tiの影響を見たものである。実施例2の表2に示したように、これらワイヤ成分は全て本発明の範囲内に入っており、この成分範囲内で選択元素を添加しても、疲労教条効果は十分得られ、全て疲労強度は300MPa以上となっている。   No. 16-20, using B02 which is a component system within the scope of the present invention for the steel sheet, and changing the wire to 100, 102-105 within the scope of the present invention, among the selected elements of the wire component, Nb, This shows the effect of V and Ti. As shown in Table 2 of Example 2, all of these wire components are within the scope of the present invention, and even if a selective element is added within this component range, a sufficient fatigue doctrine effect is obtained, and all fatigue components are fatigued. The strength is 300 MPa or more.

No.21は、シールドガスとして、100%CO2を用いた例であるが、他の本発明例と同様に疲労向上効果が確認された。 No. No. 21 is an example using 100% CO 2 as the shielding gas, and the fatigue improvement effect was confirmed as in the other examples of the present invention.

No.22、23は、(式1)の値が、0.40未満の場合を比べるために実施したものである。この場合、フランク角は50°を若干上回り、疲労強度はどちらも290MPaと、本発明例のなかでは300MPaに若干足りなかった例である。しかし、比較例の場合は全て250MPaを下回っていることを考慮すると、疲労向上効果は明白である。   No. 22 and 23 were carried out in order to compare the case where the value of (Equation 1) is less than 0.40. In this case, the flank angle slightly exceeds 50 °, and the fatigue strength is 290 MPa in both cases, which is an example that is slightly less than 300 MPa in the examples of the present invention. However, in consideration of the fact that all the comparative examples are below 250 MPa, the fatigue improvement effect is obvious.

No.24〜28は、ワイヤにSを多く添加させた、106〜110のワイヤを用いた実施例で、(式1)の値が同等であるNo.8と比較すると、フランク角が若干小さくその結果疲労強度の増加も若干認められた。これは、Sを多めに添加することによる働きと考えられる。なお、ワイヤ106〜110は、表2のワイヤ100と比べ、Sが高くなっている例であるが、シャルピー値は低下する傾向があるため、疲労向上とシャルピー確保のどちらを優先するかは、適用構造物の継手に対する要求特性に応じて決定すればよく、当業者であれば容易に判断できるものである。   No. Nos. 24-28 are examples using 106-110 wires in which a large amount of S was added to the wires. Compared to 8, the flank angle was slightly smaller, and as a result, the fatigue strength was slightly increased. This is considered to be due to the addition of a large amount of S. In addition, although the wires 106 to 110 are examples in which S is higher than the wire 100 of Table 2, since the Charpy value tends to decrease, whether to give priority to improving fatigue or securing Charpy is: What is necessary is just to determine according to the required characteristic with respect to the coupling of an applied structure, and it can be easily judged by those skilled in the art.

実際の構造物の疲労強度がどの程度必要であるかどうかは、疲労設計のかかわるもので、当業者は、設計思想に応じて、(式1)の値を調整すればよい。   Whether or not the actual fatigue strength of the structure is necessary is related to the fatigue design, and those skilled in the art may adjust the value of (Equation 1) according to the design concept.

表5は、おもにワイヤの選択元素、Cu、Ni、Cr、Moの影響を調べる目的で実施したものである。表5に示されているデータは、実施例2の表3における、ワイヤ200〜210、251、252を用いて、実施例1の表1にある、鋼板B01、B04およびB06を組み合わせて、重ね隅肉継手を作製した時の疲労試験結果である。No.51は、鋼板のSi量が本発明の範囲を下回っている場合であるが、フランク角は55°を上回っており、疲労強度の観点からは好ましくはない。しかし、疲労強度は300MPa以上あった。これは、ワイヤ200そのものが、選択元素の合計が4.5%と比較的高く設定されていて、従来技術である高疲労強度溶接材料と同等の効果が発現されたものと考えられる。しかし、表5に示すNo.51の疲労強度は、表4に示す本発明例での疲労強度と同程度である。すなわち、ワイヤにわざわざ高価なNiなどの合金元素を添加しなくても、鋼板にSiを添加することで、安価な成分系のワイヤで十分疲労強度が向上するため、産業上メリットがあるのは、表4の本発明例である。そのため、表5のNo.51は本発明では、比較例となっている。   Table 5 is carried out mainly for the purpose of investigating the influence of wire selection elements, Cu, Ni, Cr, and Mo. The data shown in Table 5 is obtained by combining the steel plates B01, B04, and B06 in Table 1 of Example 1 using the wires 200 to 210, 251, and 252 in Table 3 of Example 2, and overlapping them. It is a fatigue test result when producing a fillet joint. No. 51 is the case where the Si content of the steel sheet is below the range of the present invention, but the flank angle exceeds 55 °, which is not preferable from the viewpoint of fatigue strength. However, the fatigue strength was 300 MPa or more. This is presumably because the wire 200 itself is set to a relatively high total of 4.5% of the selected elements, and an effect equivalent to that of the high fatigue strength welding material as the prior art is exhibited. However, no. The fatigue strength of 51 is comparable to the fatigue strength in the examples of the present invention shown in Table 4. That is, even if an expensive alloy element such as Ni is not added to the wire, the addition of Si to the steel sheet improves the fatigue strength sufficiently with an inexpensive component-based wire. These are examples of the present invention shown in Table 4. Therefore, no. 51 is a comparative example in the present invention.

一方、No.52は、鋼板のSi量が本発明の範囲内でかつ(式1)も本発明の範囲内であるものである。この場合、Cu、Ni、Cr、Moなどの元素添加量が多いワイヤ200を用いると、疲労強度はさらに向上し、400MPaを上回ることがわかる。この傾向は、No.53、54、55、57でも確認された。これは、Cu、Ni、Cr、Moなどの元素添加量による残留応力低減効果が加わり、疲労向上効果が増大されたものと考えられる。No.56、58は、疲労強度は360MPaと向上は十分であるが、No.52などのように400MPaに達するまでにはなかった。これは、表4における本発明例の疲労強度と同程度のことを考えると、止端形状改善効果による向上であり、ワイヤ204、206の場合、残留応力低減効果が発現するまでにはいたらなかったものと考えられる。そのため、Cu、Ni、Cr、Moなどの元素添加量は、疲労強度をさらに向上させるためには、1.5%以上添加する必要がある。それ以下の添加量は、シャルピー値などの機械的特性を確保する目的で添加すればよい。   On the other hand, no. No. 52 is that the Si amount of the steel sheet is within the scope of the present invention and (Equation 1) is also within the scope of the present invention. In this case, it can be seen that the fatigue strength is further improved and exceeds 400 MPa when the wire 200 having a large amount of addition of elements such as Cu, Ni, Cr, and Mo is used. This tendency is 53, 54, 55 and 57 were also confirmed. This is considered that the effect of reducing the residual stress due to the addition amount of elements such as Cu, Ni, Cr, and Mo is added, and the fatigue improvement effect is increased. No. Nos. 56 and 58 have a fatigue strength of 360 MPa, which is sufficiently improved. It was not until it reached 400 MPa like 52. This is an improvement due to the toe shape improvement effect, considering the same degree of fatigue strength of the present invention example in Table 4. In the case of the wires 204 and 206, the residual stress reduction effect is not realized. It is thought that. Therefore, the element addition amount of Cu, Ni, Cr, Mo or the like needs to be added by 1.5% or more in order to further improve the fatigue strength. The addition amount below that may be added for the purpose of securing mechanical properties such as Charpy value.

No.59、60は、ワイヤにおけるCu、Ni、Cr、Moなどの元素添加量が本発明の範囲を上回っている場合である。疲労強度はどちらも400MPaを上回っており、その向上効果は大きい。しかし、ワイヤ251、252は、疲労強度はNo.52と同等である。これは、これら元素添加量を合計6%超添加しても、さらなる疲労向上が得られないことを示すものである。その意味では、ワイヤ251、252は、ワイヤ製造コストが高く、産業上メリットは少ないと判断できる。   No. 59 and 60 are cases where the added amount of elements such as Cu, Ni, Cr, and Mo in the wire exceeds the range of the present invention. Both fatigue strengths exceed 400 MPa, and the improvement effect is great. However, the wires 251 and 252 have no fatigue strength. 52. This indicates that even if these element addition amounts exceed 6% in total, no further improvement in fatigue can be obtained. In that sense, it can be determined that the wires 251 and 252 have a high wire manufacturing cost and little industrial merit.

No.61〜65は、Sが比較的高いワイヤ、207〜210を用いた例である。このうち、No.61は、疲労強度が430MPaと高いが、その理由は、ワイヤの合金元素が比較的高く止端形状改善効果に加え残留応力低減効果が発現されたためと考えられる。No.62〜65は、疲労強度が360MPa以上であるが、400MPaに達していない。これは、疲労向上が、止端形状改善効果で発現されたもので、残留応力低減効果に関しての効果が加わっていないためと考えられる。しかし、No.61〜65は、いずれもフランク角が40°未満で良好であった。これは、本発明におけるSiの範囲を満足していることに加え、Sによる効果が充填されたものと考えられる。ただ、一般に、Sを多く添加することは、シャルピー値や割れの問題を発生させる懸念があるため、使用には継手の要求特性を考慮しながら決定する必要があるが、当業者であれば容易に判断できるものである。   No. 61 to 65 are examples using wires 207 to 210 having a relatively high S. Of these, No. No. 61 has a high fatigue strength of 430 MPa because the alloying element of the wire is relatively high, and the effect of reducing the residual stress in addition to the effect of improving the shape of the toe is considered. No. 62-65 has a fatigue strength of 360 MPa or more, but does not reach 400 MPa. This is thought to be due to the fact that fatigue improvement was manifested in the toe shape improvement effect and no effect on the residual stress reduction effect was added. However, no. 61 to 65 were all good with a flank angle of less than 40 °. This is considered that the effect of S was filled in addition to satisfying the range of Si in the present invention. However, in general, adding a large amount of S may cause problems such as Charpy value and cracking, so it is necessary to determine the usage considering the required characteristics of the joint. It can be judged.

表6は板厚の影響を見たものである。鋼板はB02で、鋼板成分が本発明の範囲内のもので、ワイヤは100で、ワイヤ成分も本発明の範囲内のものである。まず、板厚1、板厚2が同じ場合の継手は、No.101〜105である。板厚が7.0mmの場合、溶接速度を80cm/分ちょうにすることはできなかった。もし、80cm/分超にしようとすると、隅肉脚長が不足し、2パスになってしまった。No.101〜105は本発明の範囲内であり、疲労強度は290MPa以上である。板厚が5.0mmの場合は、300MPaを若干下回る結果となっているが、脚長が長くなったため、溶融プールがたれる現象が生じ、フランク角がNo.101〜103に比べて大きくなる傾向が見られたためである。No.105では、その傾向がさらに大きくなり、疲労強度は250MPaを下回った。No.105で、No.101〜104程度の疲労強度を得るためには、2パス溶接を行い、フランク角を改善すればいいが、本発明が対象としている薄板分野では、製造効率向上のため、シングルパス溶接を用いている。そのため、本発明では板厚の上限を6.0mmにした。   Table 6 shows the effect of the plate thickness. The steel plate is B02, the steel plate component is within the scope of the present invention, the wire is 100, and the wire component is also within the scope of the present invention. First, when the plate thickness 1 and the plate thickness 2 are the same, the joint is No. 101-105. When the plate thickness was 7.0 mm, the welding speed could not be 80 cm / min. If it tried to exceed 80 cm / min, the fillet leg length was insufficient, resulting in two passes. No. 101 to 105 are within the scope of the present invention, and the fatigue strength is 290 MPa or more. When the plate thickness is 5.0 mm, the result is slightly less than 300 MPa. However, since the leg length is long, the phenomenon that the molten pool sags occurs, and the flank angle is no. It is because the tendency which becomes large compared with 101-103 was seen. No. In 105, the tendency was further increased, and the fatigue strength was less than 250 MPa. No. 105, no. In order to obtain fatigue strength of about 101 to 104, two-pass welding may be performed to improve the flank angle. However, in the thin plate field targeted by the present invention, single-pass welding is used to improve manufacturing efficiency. Yes. Therefore, in the present invention, the upper limit of the plate thickness is set to 6.0 mm.

No.106、107は、板厚1、板厚2が異なる場合の例であるが、量板厚が本発明の範囲内であれば、疲労強度が向上することがわかった。   No. 106 and 107 are examples in which the plate thickness 1 and the plate thickness 2 are different, but it has been found that if the plate thickness is within the range of the present invention, the fatigue strength is improved.

以上より、本発明の範囲内の鋼板および溶接用フラックス入りワイヤの組み合わせでは、溶接止端形状が改善でき、かつ疲労強度も良好であることがわかった。   From the above, it was found that the weld toe shape can be improved and the fatigue strength is good in the combination of the steel sheet and the flux-cored wire for welding within the scope of the present invention.

Figure 2010120022
Figure 2010120022

Figure 2010120022
Figure 2010120022

Figure 2010120022
Figure 2010120022

溶接用ソリッドワイヤのSi量および鋼板のSi量と、溶接速度100cm/minで重ね隅肉アーク溶接を行ったときのフランク角の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the amount of Si of the solid wire for welding, the amount of Si of a steel plate, and a flank angle when performing a fillet arc welding at a welding speed of 100 cm / min. 重ね隅肉アーク溶接継手におけるフランク角とアンダーカット深さを説明した概念図である。It is the conceptual diagram explaining the flank angle and undercut depth in a lap fillet arc welding joint. フランク角と疲労強度の関係を説明した概念図である。It is the conceptual diagram explaining the relationship between a flank angle and fatigue strength. 本発明の実施例で用いた疲労試験片の形状と応力負荷方向を説明した概念図で、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is the conceptual diagram explaining the shape and stress load direction of the fatigue test piece used in the Example of this invention, (a) is a top view, (b) is a front view.

符号の説明Explanation of symbols

1鋼板
2鋼板
3フランク角
4溶接ビード
5アンダーカット深さ
6板厚
7板厚
1 steel plate 2 steel plate 3 flank angle 4 weld bead 5 undercut depth 6 plate thickness 7 plate thickness

Claims (11)

板厚1.6〜6mmの薄鋼板の隅肉アーク溶接を、フラックス入りワイヤを用いた、溶接速度80cm/min超150cm/min以下のガスシールドアーク溶接で行う、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法において、
前記薄鋼板を、質量%で、
C :0.001〜0.15%、
Si:0.2〜2.0%、
Mn:0.5〜2.5%、
P :0.03%以下、
S :0.02%以下
を含有し、残部鉄及び不可避不純物からなる、引張強さ280MPa級ないし600MPa級の薄鋼板とし、
前記フラックス入りワイヤを、
外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目がない鋼製外皮内にフラックスを充填してなるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、
鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体での合計の質量%で、
C(SiC中のCを除く。):0.01〜0.20%、
Si(SiCおよびSiO2中のSiを除く。):0.05〜1.2%、
Mn:0.2〜2.5%、
P:0.03%以下、
S:0.08%以下
を含有し、
さらに、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、ワイヤ全体の質量%で、SiC:0.05〜1.2%を含有するとともに、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなるアーク溶接用フラックス入りワイヤとし、
さらに、前記薄鋼板と該アーク溶接用フラックス入りワイヤとを、下記(式1)で定義される全Si量の値が0.32以上になるように組み合わせることを特徴とする、薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
全Si量=Si(鋼板)+0.1×Si(ワイヤ) ・・・・ (式1)
但し、Si(鋼板)は前記薄鋼板のSi量を、また、Si(ワイヤ)は前記アーク溶接用フラックス入りワイヤの全Si量を示す。
Fillet arc welding method for thin steel sheet, in which fillet arc welding of a thin steel sheet having a thickness of 1.6 to 6 mm is performed by gas shielded arc welding using a flux-cored wire at a welding speed of more than 80 cm / min and not more than 150 cm / min. In
The thin steel sheet, in mass%,
C: 0.001 to 0.15%,
Si: 0.2-2.0%,
Mn: 0.5 to 2.5%
P: 0.03% or less,
S: 0.02% or less, consisting of the balance iron and inevitable impurities, and a thin steel plate having a tensile strength of 280 MPa class to 600 MPa class,
The flux-cored wire,
A flux-cored wire for gas shielded arc welding, in which a slit-like seamless steel outer shell with a risk of intrusion of outside air is filled with flux,
In one or both of the steel sheath and flux, the total mass% of the entire wire,
C (excluding C in SiC): 0.01 to 0.20%,
Si (excluding Si in SiC and SiO 2 ): 0.05 to 1.2%
Mn: 0.2 to 2.5%
P: 0.03% or less,
S: 0.08% or less,
Furthermore, as a flux filled in the steel outer sheath, it contains SiC: 0.05 to 1.2% by mass% of the whole wire, and includes SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O. 1 type or 2 types or more in total containing 0.05 to 0.4%,
The balance is a flux-cored wire for arc welding consisting of iron and inevitable impurities,
Further, the corner of the thin steel sheet, characterized in that the thin steel sheet and the flux-cored wire for arc welding are combined so that the total Si amount defined by the following (formula 1) is 0.32 or more. Meat arc welding method.
Total Si amount = Si (steel plate) + 0.1 × Si (wire) (Equation 1)
However, Si (steel plate) represents the Si amount of the thin steel plate, and Si (wire) represents the total Si amount of the flux-cored wire for arc welding.
前記(式1)の全Si量の値が0.40以上になるように、前記薄鋼板と前記アーク溶接用フラックス入りワイヤとを組み合わせることを特徴とする、請求項1に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   2. The thin steel sheet according to claim 1, wherein the thin steel sheet and the flux-cored wire for arc welding are combined so that the value of the total Si amount in the (Expression 1) is 0.40 or more. Fillet arc welding method. 前記薄鋼板が、さらに、質量%で、
Al:0.005〜0.1%
を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
The thin steel sheet is further in mass%,
Al: 0.005 to 0.1%
The fillet arc welding method for thin steel sheets according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記薄鋼板が、さらに、質量%で、
Ti:0.005〜0.1%、
Nb:0.005〜0.1%、
V :0.01〜0.2%、
Cr:0.1〜1.0%、
Mo:0.05〜0.5%
のいずれか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ないし3のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
The thin steel sheet is further in mass%,
Ti: 0.005 to 0.1%,
Nb: 0.005 to 0.1%,
V: 0.01-0.2%
Cr: 0.1 to 1.0%,
Mo: 0.05-0.5%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein any one or more of the above are contained.
前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、ワイヤ全体の質量%で、さらに、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、グラファイト:0.02%以上を含有し、かつ下記(式2)で定義されるC換算値の合計量が0.20〜0.45%であるアーク溶接用フラックス入りワイヤであることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・ (式2)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
The flux-cored wire for arc welding is defined by the following (formula 2), containing 0.02% or more of graphite as a flux filled in the steel outer shell in mass% of the whole wire. The fillet arc of a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the flux-cored wire for arc welding has a total amount of C converted values of 0.20 to 0.45%. Welding method.
Total amount of C conversion value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (Formula 2)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.
前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、
Ni:0.1〜5.0%、
Cr:0.1〜2.0%、
Mo:0.1〜2.0%、
Cu:0.1〜0.5%
の1種または2種以上を合計で0.1〜6.0%含有することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
The arc-welded flux-cored wire is in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
Ni: 0.1 to 5.0%,
Cr: 0.1 to 2.0%,
Mo: 0.1 to 2.0%,
Cu: 0.1 to 0.5%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein one or more of the above are contained in a total of 0.1 to 6.0%.
前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、
B:0.001〜0.015%
を含有することを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
The arc-welded flux-cored wire is in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
B: 0.001 to 0.015%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 6, characterized by comprising:
前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   The flux-cored wire for arc welding is 0.005 to 0.00 in a total of one or more of Nb, V, and Ti in one or both of the steel outer sheath and the flux in the mass% of the whole wire. The fillet arc welding method for thin steel sheets according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the content is 3%. 前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮およびフラックスの一方または双方に、ワイヤ全体の質量%で、
S:0.02超〜0.08%
を含有することを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
The arc-welded flux-cored wire is in one or both of the steel outer sheath and the flux, in mass% of the whole wire,
S: more than 0.02 to 0.08%
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to claim 1, wherein the fillet arc welding process is performed.
前記アーク溶接用フラックス入りワイヤが、鋼製外皮内に充填されるフラックスとして、ワイヤ全体の質量%で、さらに、酸化物系以外のアーク安定剤を0.05〜0.5%含有することを特徴とする、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。   The flux-cored wire for arc welding contains 0.05 to 0.5% of an arc stabilizer other than an oxide based on the mass% of the whole wire as a flux filled in the steel outer sheath. The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein the fillet arc welding is performed. 前記ガスシールドアーク溶接のシールドガスとして、質量%で、
CO2:5%以上25%以下、
2 :4%以下(0%を含む。)
を含有し、残部Arおよび不可避不純物からなるシールドガスを用いることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の薄鋼板の隅肉アーク溶接方法。
As a shielding gas for the gas shielded arc welding, in mass%,
CO 2 : 5% or more and 25% or less,
O 2 : 4% or less (including 0%)
The fillet arc welding method for a thin steel sheet according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a shielding gas comprising the remainder Ar and inevitable impurities is used.
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