JP2010253495A - 低水素系被覆アーク溶接棒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】20〜50%の範囲で定められた所定の被覆率のとき、溶接棒全質量に対して質量%で、C:0.02〜0.13%、Si:0.05〜1.5%、Mn:0.5〜3.5%、Ni:0.5〜5.0%を含有する鋼心線に、金属炭酸塩の1種または2種以上の合計:30〜60%、金属弗化物の1種または2種以上の合計:8〜20%を含有し、炭酸塩を除くCおよびSi、Mn、Niのいずれも含有することなく、残部は鉄粉、脱酸剤、スラグ生成剤、アーク安定剤および不可避不純物からなる被覆剤を、前記所定の被覆率で塗布した低水素系被覆アーク溶接棒。
【選択図】なし
Description
Cは、マルテンサイトを生成し強度を向上させる重要な元素である。一方、Cは、脱酸剤でもあるため溶接者の技量差によって溶着金属の化学成分にばらつきが生じやすく、機械的性能が劣化する。鋼心線のCが溶接棒全質量に対して0.02質量%(以下、%という。)未満ではマルテンサイトが生成されず強度を確保することが困難となる。一方、0.13%を超えると被覆剤中の炭酸石灰などに含まれるC源と合算されるため溶着金属中のCが過剰になり、溶着金属の強度が高くなり靭性が劣化する。したがって鋼心線中のC含有量は、所定の被覆率のときの溶接棒全質量に対して0.02〜0.13%とする。
金属炭酸塩はCaCO3、BaCO3、MgCO3などを指し、アーク中で分解しCO2ガスを発生して溶着金属を大気から遮断しアーク雰囲気中の水素分圧を下げる効果がある。金属炭酸塩の1種または2種以上の合計が30%未満では棒焼けしやすくなり、低入熱の溶接においても合金歩留りが悪くなり機械的性能が劣化する。またスラグの融点が低下しスラグ被包性を劣化させ、さらにガス発生量が少ないのでピットやブローホールが発生する。一方、金属炭酸塩の1種または2種以上の合計が60%を超えるとスラグの粘性が高くなりすぎ、立向姿勢溶接が困難でスパッタ発生量の増加とともにビード形状が劣化する。したがって被覆剤中の金属炭酸塩の1種または2種以上の合計を30〜60%とする。
表1に示す成分の直径4.0mm、長さ400mmの鋼心線に表2に示す各種被覆剤を塗装して低水素系被覆アーク溶接棒を試作し、溶接者3名による溶着金属試験および溶接作業性の調査を実施した。
本発明例である溶接棒No.1〜10は、鋼心線のC、Si、Mn、Niおよび鋼心線と被覆剤のCr、Moの合計量が適量であり、また被覆剤の金属炭酸塩の合計、金属弗化物の合計および被覆率が適正であるので、溶着金属試験において引張強さおよび吸収エネルギーともにばらつきが少なく溶接作業性も良好で、極めて満足な結果であった。
溶接棒No.12は、鋼心線のCが多いので溶着金属の引張強さが高くなり吸収エネルギーが低値であった。
溶接棒No.14は、鋼心線のSiが多いので立向姿勢溶接でビード形状が不良であった。また、溶着金属の吸収エネルギーも低値であった。
溶接棒No.16は、鋼心線のMnが多いので立向姿勢溶接でビード形状が不良であった。また、Moが多いので溶着金属の吸収エネルギーが低値であった。
溶接棒No.18は、被覆剤の金属炭酸塩の合計が多いのでスパッタ発生量が多く立向姿勢溶接でビード形状が不良であった。また、鋼心線のNiが多いので溶着金属の引張強さの最高値と最低値の差が大きく、さらに吸収エネルギーの最低値が低かった。
Claims (2)
- 鋼心線外周に被覆剤を塗布してなる低水素系被覆アーク溶接棒において、20〜50%の範囲で定められた所定の被覆率のとき、溶接棒全質量に対して質量%で、C:0.02〜0.13%、Si:0.05〜1.5%、Mn:0.5〜3.5%、Ni:0.5〜5.0%を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼心線に、金属炭酸塩の1種または2種以上の合計:30〜60%、金属弗化物の1種または2種以上の合計:8〜20%を含有し、炭酸塩を除くCおよび金属状態のSi、Mn、Niのいずれも含有することなく、残部は鉄粉、脱酸剤、スラグ生成剤、アーク安定剤および不可避不純物からなる被覆剤を、前記所定の被覆率で塗布したことを特徴とする低水素系被覆アーク溶接棒。
- 鋼心線と被覆剤の一方または両方に、合計で溶接棒全質量に対しCr:1.0%以下、Mo:1.0%以下の1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の低水素系被覆アーク溶接棒。
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