JP2015006693A - Flux-provided wire excellent in fatigue strength and low temperature cracking resistance of weld joint - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flux-provided wire which can notably improve the welding efficiency by improving fatigue characteristics of welds of a high-strength steel of a tensile strength of higher than 490 MPa and substantially reducing preheating work for suppression of low temperature cracking.SOLUTION: A flux-provided wire comprises, by mass% to the total mass of the wire, 3.1-6.5% of one or more of CaF, BaF, SrF, MgFand LiF, 0.4-1.4% of one or more of Ti oxide, Si oxide, Mg oxide, Al oxide and Ca oxide and one or more of 0.03-0.10% C, 0.3-1.0% Si, 1.8-3.0% Mn, 0.004-0.030% Bi, 0.2-1.4% Ni and 0.1.0.8% Cr, has an NC, defined by equation [Ni]/2+[Cr], of 0.1-1.2% and meets condition 100×[Bi]≥NC.

Description

本発明は、高強度鋼の溶接を実施する際に用いられるフラックス入りワイヤに関するもので、特に溶接部の疲労強度に優れ、さらに低温割れを防止するための予熱作業が不要となる、または、予熱作業を著しく低減できるフラックス入りワイヤに関する。   The present invention relates to a flux-cored wire used when welding high-strength steel, and is particularly excellent in fatigue strength of a welded portion, and further eliminates the need for preheating work to prevent cold cracking or preheating. The present invention relates to a flux-cored wire that can significantly reduce work.

近年、ショベル、クレーンなどの建設機械、橋梁、ビルなどの建築構造物などで、車体や構造物の軽量化を目的に使用される鋼材の高強度化が望まれている。
しかし、高強度鋼に対する使用の要求は高くなっているにも関わらず、使用されている鋼材は、引張強さが490MPa程度の汎用鋼が大半を占めている。
In recent years, it has been desired to increase the strength of steel materials used for the purpose of reducing the weight of vehicle bodies and structures in construction machines such as excavators and cranes, and building structures such as bridges and buildings.
However, despite the increasing demand for use of high-strength steel, most of the steel materials used are general-purpose steel having a tensile strength of about 490 MPa.

この理由は、高強度鋼を使用してもその溶接部における疲労強度は、汎用鋼とほとんど変わらないという問題があるためである。また、溶接をして構造物を作製する際には、本溶接をする前に部材の正しい寸法位置を確保するためにタック溶接が行われる。タック溶接のように溶接長の短いすみ肉溶接では、入熱量が小さく急冷されることから低温割れが発生しやすい。特に高強度鋼は溶接割れ感受性が高くなるため低温割れを防止するために予熱作業が発生し、それによって溶接効率が低下し、溶接施工コストが高くなる問題もある。そのため、疲労設計がなされる構造物においては、高強度鋼はこれまでほとんど使用されていない。   This is because, even when high strength steel is used, the fatigue strength at the welded portion is almost the same as that of general-purpose steel. Further, when a structure is manufactured by welding, tack welding is performed in order to ensure the correct dimensional position of the member before the main welding. In fillet welding with a short welding length, such as tack welding, the amount of heat input is small and quenching is likely to cause cold cracking. In particular, high-strength steel has high weld cracking susceptibility, so that preheating work is required to prevent low-temperature cracking, which causes a problem that welding efficiency is lowered and welding construction cost is increased. Therefore, high-strength steel has been rarely used so far in structures that are designed for fatigue.

従って、490MPa級超の高強度鋼が疲労設計の構造物においても広く適用されるようになるためには、溶接部の疲労寿命を向上させ、かつ、溶接時の予熱作業を不要、または予熱作業を著しく軽減できる溶接ワイヤが強く要求される。   Therefore, in order for high-strength steel exceeding 490 MPa class to be widely applied to structures with fatigue design, the fatigue life of the welded portion is improved and preheating work during welding is unnecessary or preheating work. There is a strong demand for a welding wire that can significantly reduce the above.

高強度鋼の溶接部の疲労強度を向上させるフラックス入りワイヤとしては、例えば特許文献1、2で示されるワイヤが提案されている。
特許文献1では、Si、Sなどを添加することで溶融金属の濡れ性を向上させ、溶接ビードの止端部形状を改善し、疲労強度を向上させるワイヤが提案されている。しかし、Si、Sの添加は、溶接金属の耐溶接割れ性を低下させる問題があるが、それに対する検討は十分にされていない。
As flux-cored wires that improve the fatigue strength of welds of high-strength steel, for example, the wires shown in Patent Documents 1 and 2 have been proposed.
Patent Document 1 proposes a wire that improves the wettability of molten metal by adding Si, S, etc., improves the shape of the toe portion of the weld bead, and improves the fatigue strength. However, the addition of Si and S has a problem of lowering the weld crack resistance of the weld metal, but the investigation for it has not been sufficiently performed.

特許文献2では、フラックス入りワイヤにNiを多量に添加することで溶接金属を低温域で変態させ、その変態時の体積膨張を利用して溶接部に圧縮残留応力を発生させることで、溶接部の疲労強度を向上させるワイヤが提案されている。しかし、溶接金属を低温域で変態させると、溶接金属が硬化するため、耐低温割れ性を低下させる問題がある。さらに、Niは高価な合金元素であるため、この高Niの溶接ワイヤを構造物の溶接部に多量に適用すると溶接材料コストが著しく増大する問題がある。   In Patent Document 2, the weld metal is transformed in a low temperature region by adding a large amount of Ni to the flux-cored wire, and a compressive residual stress is generated in the weld using the volume expansion during the transformation. Wires that improve the fatigue strength of steel have been proposed. However, when the weld metal is transformed in a low temperature range, the weld metal is hardened, and thus there is a problem of reducing the low temperature crack resistance. Furthermore, since Ni is an expensive alloy element, there is a problem that the cost of the welding material increases remarkably when a large amount of this high Ni welding wire is applied to the welded portion of the structure.

また、高強度鋼の溶接部の低温割れ性を向上させるフラックス入りワイヤとしては、例えば特許文献3で示されるワイヤが提案されている。
特許文献3では、490〜780MPa級高張力鋼用のフラックス入りワイヤについて、Vの添加量を最適化し、Vに拡散性水素を吸蔵させることで耐低温割れ性を改善し、溶接割れ停止予熱温度を50℃以下としたワイヤを提案している。このワイヤは、弗化物をスラグ剤として添加しているが、耐低温割れ性に及ぼす弗化物の影響については特に検討されておらず、さらに、高強度鋼のすみ肉溶接部の疲労特性についても何ら検討されていない。
Moreover, as a flux cored wire which improves the low temperature cracking property of the weld part of high strength steel, the wire shown by patent document 3, for example is proposed.
In Patent Document 3, with regard to a flux-cored wire for 490 to 780 MPa class high-strength steel, the amount of V is optimized, and cold cracking resistance is improved by occluding V with diffusible hydrogen. Has proposed a wire with a temperature of 50 ° C. or lower. In this wire, fluoride is added as a slag agent, but the effect of fluoride on cold cracking resistance has not been particularly studied, and the fatigue characteristics of fillet welds of high-strength steel are also not examined. Nothing has been considered.

その他、弗化物をスラグ剤としてフラックスに添加して、プライマ塗装鋼板のすみ肉溶接に使用して、優れた溶接作業性と耐プライマ性が得られるワイヤが、例えば特許文献4〜6で提案されている。
特許文献4〜6では、弗化物はプライマ塗装鋼板のすみ肉溶接の際に溶融スラグの粘性を下げることで、プライマ熱分解ガスの放出を容易にし、ピット、ガス溝の発生を抑制する目的や、溶接金属の酸素量を低減することで高靭性の溶接金属を得る目的で用いられているが、弗化物の疲労特性に及ぼす影響については全く検討されておらず、耐低温割れ性に及ぼす弗化物の影響についても十分な検討がなされていない。
In addition, for example, Patent Documents 4 to 6 propose wires in which fluoride is added to a flux as a slag agent and used for fillet welding of a primer coated steel sheet to obtain excellent welding workability and primer resistance. ing.
In Patent Documents 4 to 6, the purpose of fluoride is to reduce the viscosity of molten slag during fillet welding of primer-coated steel sheets, thereby facilitating the release of primer pyrolysis gas and suppressing the generation of pits and gas grooves. It is used for the purpose of obtaining weld metal with high toughness by reducing the oxygen content of the weld metal, but the effect on the fatigue properties of fluoride has not been studied at all, and the effect on the cold cracking resistance has not been studied. The effects of chemicals have not been fully examined.

なお、特許文献5に金属弗化物は拡散性水素を低減すると記載されているが、ワイヤ中の金属酸化物の割合が高く、その低減効果に関する定量的な分析は行われていない。また、このワイヤは、水分を含有させることが必須となっているため、ワイヤ中に金属弗化物が含有されているものの、拡散性水素が多くなり、厳しい耐低温割れ性を具備できないことが予想される。   Although Patent Document 5 describes that metal fluoride reduces diffusible hydrogen, the percentage of metal oxide in the wire is high, and no quantitative analysis has been performed on the reduction effect. In addition, since it is essential for this wire to contain moisture, it is expected that although the wire contains metal fluoride, the amount of diffusible hydrogen increases and it cannot have severe cold cracking resistance. Is done.

特開2002−361480号公報JP 2002-361480 A 特開2007−296535号公報JP 2007-296535 A 特開平8−257785号公報JP-A-8-257785 特開2001−205484号公報JP 2001-205484 A 特開平9−239587号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-239587 特開平3−180298号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-180298

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、引張強さ490MPa超の高強度鋼の溶接部の疲労特性を向上することで、疲労設計がなされる構造物においても高強度鋼を適用することで軽量化を可能にし、かつ、低温割れを抑制するための予熱作業を不要、または、予熱作業を著しく低減することで溶接施工効率を著しく改善できるフラックス入りワイヤを提供することを目的とする。   In view of the problems of the background art described above, the present invention improves the fatigue characteristics of welds of high-strength steels with a tensile strength exceeding 490 MPa, so that high-strength steels can be applied to structures that are designed for fatigue. It is an object of the present invention to provide a flux-cored wire that can be reduced in weight and does not require preheating work for suppressing low-temperature cracking or can significantly improve welding work efficiency by significantly reducing the preheating work.

本発明者らは、引張強さ490MPa超の高強度鋼のすみ肉溶接部及びタック溶接に使用されるフラックス入りワイヤにおいて、弗化物に着目して検討を進めた。
前記のように、弗化物を添加したワイヤを、張強さ490MPa超の高強度鋼の溶接に使用できるようにするためには、溶接金属の疲労特性や耐低温割れ性に及ぼす弗化物の影響についてもさらに検討することが必要である。
The inventors of the present invention have made studies focusing on fluorides in the fillet welds of high-strength steel having a tensile strength exceeding 490 MPa and flux-cored wires used for tack welding.
As described above, in order to enable the wire added with fluoride to be used for welding high-strength steel with a tensile strength exceeding 490 MPa, the influence of fluoride on the fatigue properties and cold crack resistance of weld metal. Need to be considered further.

そこで、まず、弗化物が主体であるスラグ成分組成において、疲労強度を向上させるために合金元素の添加について種々検討した。その結果、BiおよびNi、Crなどの合金元素を最適に添加することで、高強度鋼の溶接部の疲労特性を向上させることができることが見いだされた。
また、フラックスとして弗化物とともに添加される金属酸化物を適切に含有させることにより、溶接金属の拡散性水素を大幅に低減することができることを見出した。
Therefore, first, various studies were made on the addition of alloy elements in order to improve fatigue strength in the slag component composition mainly composed of fluoride. As a result, it has been found that the fatigue characteristics of the welded portion of high-strength steel can be improved by optimally adding alloy elements such as Bi, Ni, and Cr.
It has also been found that the diffusible hydrogen of the weld metal can be significantly reduced by appropriately containing a metal oxide added together with fluoride as a flux.

これによって、引張強さ490MPa超の高強度鋼の溶接部であっても優れた疲労特性が得られ、かつ、低温割れ抑制のために実施される予熱を省略、あるいは、簡略化できるフラックス入りワイヤ組成を見出し、その知見を基にさらに検討を加えて本発明に到達した。
そのようになされた本発明の要旨は次のとおりである。
This makes it possible to obtain excellent fatigue characteristics even in a welded portion of high-strength steel having a tensile strength of over 490 MPa, and to eliminate or simplify preheating performed for suppressing low-temperature cracking. The present inventors have found the composition and further studied based on the knowledge to arrive at the present invention.
The gist of the present invention thus made is as follows.

(1) 鋼製外皮の内部にフラックスが充填された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、
前記ワイヤ中に、ワイヤ全質量に対する質量%で、CaF、BaF、SrF、MgF、LiFのうち1種または2種以上を合計量αとして3.1〜6.5%、Ti酸化物、Si酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Ca酸化物のうち1種または2種以上を合計量βとして0.4〜1.4%含有し、
かつ、前記合計量αに対する前記CaFの含有量の比が0.90以上であり、前記Ca酸化物の含有量が0.2%未満であり、さらに、前記合計量βに対する前記合計量αの比が3.0以上15.0以下であるように含有し、
合金成分として、ワイヤ全質量に対する質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Si:0.3〜1.0%、
Mn:1.8〜3.0%、
P:0.02%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.003〜0.05%、
Bi:0.004〜0.030%
を含有し、さらに、
Ni:0.2〜1.4%
Cr:0.1〜0.8%、
のうちの1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、下記の(a)式で定義されるNCが0.1〜1.2%であり、かつ下記の(b)式の関係を満たすことを特徴とするフラックス入りワイヤ。
NC=[Ni]/2+[Cr] ・・・(a)
100×[Bi]≧NC ・・・(b)
但し、[]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を表す。
(1) A flux-cored wire for gas shield arc welding in which a flux is filled inside a steel outer sheath,
During the wire, wire percentage by weight relative to the total weight, CaF 2, BaF 2, SrF 2, MgF 2, 3.1-6.5% as the total amount alpha 1, two or more of LiF, Ti oxide 1 type or 2 types or more among products, Si oxides, Mg oxides, Al oxides, Ca oxides, containing 0.4 to 1.4% as a total amount β,
And the ratio of the content of the CaF 2 to the total amount α is 0.90 or more, the content of the Ca oxide is less than 0.2%, and the total amount α relative to the total amount β So that the ratio is 3.0 or more and 15.0 or less,
As an alloy component, in mass% with respect to the total mass of the wire,
C: 0.03-0.10%,
Si: 0.3 to 1.0%,
Mn: 1.8-3.0%,
P: 0.02% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 0.003 to 0.05%,
Bi: 0.004 to 0.030%
In addition,
Ni: 0.2-1.4%
Cr: 0.1 to 0.8%
1 or 2 or more of them, the balance consists of Fe and inevitable impurities, NC defined by the following formula (a) is 0.1 to 1.2%, and the following ( b) A flux-cored wire characterized by satisfying the relationship of the formula:
NC = [Ni] / 2 + [Cr] (a)
100 × [Bi] ≧ NC (b)
However, the element with [] represents the content (% by mass) of each element.

(2) 前記フラックス入りワイヤが、さらに、ワイヤ全質量に対する質量%で、
Cu:0.1〜0.5%、
Mo:0.1〜0.8%、
V:0.01〜0.04%、
Ti:0.01〜0.3%、
Nb:0.01〜0.1%、
B:0.0003〜0.01%
のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする前記(1)に記載のフラックス入りワイヤ。
(2) The flux-cored wire is further in mass% with respect to the total mass of the wire,
Cu: 0.1 to 0.5%,
Mo: 0.1 to 0.8%,
V: 0.01-0.04%,
Ti: 0.01 to 0.3%,
Nb: 0.01 to 0.1%,
B: 0.0003 to 0.01%
1 type or 2 types or more of these are contained, The flux cored wire as described in said (1) characterized by the above-mentioned.

(3) 前記鋼製外皮にスリット状の隙間が無いことを特徴とする前記(1)または(2)に記載のフラックス入りワイヤ。
(4) 前記鋼製外皮にスリット状の隙間が有ることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のフラックス入りワイヤ。
(5) 前記鋼製外皮の表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布されていることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載のフラックス入りワイヤ。
(3) The flux-cored wire according to (1) or (2), wherein the steel outer shell has no slit-like gap.
(4) The flux-cored wire according to (1) or (2), wherein the steel outer shell has a slit-like gap.
(5) The flux cored wire according to any one of (1) to (4), wherein perfluoropolyether oil is applied to a surface of the steel outer shell.

本発明によれば、引張強さ490MPa超の高強度鋼のすみ肉溶接やタック溶接に用いられるフラックス入りワイヤにおいて、溶接部の疲労特性に優れ、かつ低温割れ抑制のために実施される予熱作業が不要となる、または、予熱作業を著しく低減できるフラックス入りワイヤを提供することができる。   According to the present invention, in a flux-cored wire used for fillet welding and tack welding of high-strength steel with a tensile strength of over 490 MPa, preheating work is performed for excellent fatigue characteristics of the weld and for suppressing low-temperature cracking. Can be provided, or a flux-cored wire that can significantly reduce the preheating work can be provided.

NCと疲労強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between NC and fatigue strength. CaO含有量と拡散性水素量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between CaO content and the amount of diffusible hydrogen. 実施例における試験片の採取位置を示す図である(JIS Z3111(2005年))。It is a figure which shows the collection position of the test piece in an Example (JISZ3111 (2005)). 疲労試験に使用した十字溶接継手疲労試験体を示す図である。It is a figure which shows the cross welded joint fatigue test body used for the fatigue test. フラックス入りワイヤの切断断面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cut cross section of a flux cored wire.

従来、弗化物はプライマ塗装鋼板のすみ肉溶接において溶融スラグの粘性を下げることで、プライマ熱分解ガスの放出を容易にし、ピット、ガス溝の発生を抑制する効果があるとされてきたが、本発明者らは、溶接部の疲労特性に対する効果と溶接金属中の水素に対する効果について、フラックス入りワイヤを試作して詳細に検討した。
すなわち、フラックス入りワイヤとして、CaF、金属酸化物を含有し、さらにBiを含有させることによって溶融金属と母材との濡れ性を改善し、疲労特性を向上させ、さらに合金成分として、Ni、Crを適量含有することで疲労特性を確保させたフラックス入りワイヤであって、CaF、Bi及び合金元素の含有量を種々の割合で変化させ、このワイヤを用いて、490MPa超の高強度鋼のすみ肉溶接及びタック溶接を実施した。
Conventionally, fluoride has been said to have the effect of reducing the viscosity of molten slag in fillet welding of primer-coated steel sheets, thereby facilitating the release of primer pyrolysis gas and suppressing the generation of pits and gas grooves. The inventors of the present invention have made a detailed examination on the effect of the welded portion on the fatigue characteristics and the effect on hydrogen in the weld metal by experimentally producing a flux-cored wire.
That is, the flux-cored wire contains CaF 2 , a metal oxide, and further contains Bi to improve the wettability between the molten metal and the base material, improve the fatigue characteristics, and further, Ni, It is a flux-cored wire in which fatigue characteristics are ensured by containing an appropriate amount of Cr, and the content of CaF 2 , Bi and alloy elements is changed at various ratios, and using this wire, a high-strength steel exceeding 490 MPa Fillet welding and tack welding were performed.

その結果、CaF、Bi及び合金元素の特定の含有範囲において、高強度鋼の溶接部の疲労特性が向上し、さらに、溶接金属の拡散性水素量を大幅に低減することで、タック溶接のような低温割れに厳しい箇所においても低温割れを抑制するのに必要な予熱作業を不要、または予熱作業を著しく低減できることを見出した。 As a result, in a specific content range of CaF 2 , Bi and alloy elements, the fatigue characteristics of the welded portion of high-strength steel are improved, and furthermore, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is greatly reduced, so that The present inventors have found that the preheating work necessary to suppress the low temperature cracking is unnecessary or can be significantly reduced even in such a severe part to the low temperature cracking.

本発明は以上のような検討の結果なされたものであり、以下、本発明のフラックス入りワイヤについて、特徴とする技術要件の限定理由や好ましい態様について順次説明する。
先ず、本発明のフラックス入りワイヤを構成する鋼製外皮およびフラックス中に含有される合金成分、金属脱酸成分および各成分の含有量の限定理由について説明する。
以下の説明において、「%」は特に説明がない限り、「質量%」を意味し、各成分の含有量は、ワイヤ全質量に対する鋼製外皮およびフラックス中の各成分の質量%の合計となる成分含有量を意味するものとする。
The present invention has been made as a result of the above studies, and the reasons for limiting the technical requirements and preferred aspects of the flux-cored wire of the present invention will be sequentially described below.
First, the reason for limitation of the steel outer shell and the alloy component, metal deoxidation component, and content of each component included in the flux constituting the flux-cored wire of the present invention will be described.
In the following description, “%” means “% by mass” unless otherwise specified, and the content of each component is the sum of the mass% of each component in the steel outer sheath and flux with respect to the total mass of the wire. It shall mean the component content.

(C:0.03〜0.10%)
Cは、強度を向上させる元素であり、溶接する鋼板の強度レベルに応じて含有させる必要がある。引張強さ490MPa超の高強度鋼の溶接部の強度を確保するためには、Cを0.03%以上含有させる必要がある。
溶接ワイヤ中のC含有量は多いほど溶接金属中のC含有量も増加し、溶接金属の強度を高めるので好ましい。しかし、多くなり過ぎると溶接部が母材に対して過剰に硬化し、靭性を低下させるのに加え、タック溶接部のような冷却速度が速くなるところでは、著しく硬化するため、低温割れ感受性が高まる。従って、靭性、耐低温割れ性を確保するために、C含有量の上限を0.10%とする。また、安定して靭性を確保するためには、Cの上限を0.085%、0.08%又は0.075%としてもよい。
(C: 0.03-0.10%)
C is an element that improves the strength, and must be contained according to the strength level of the steel sheet to be welded. In order to ensure the strength of the welded portion of the high strength steel having a tensile strength exceeding 490 MPa, it is necessary to contain 0.03% or more of C.
The higher the C content in the welding wire, the more the C content in the weld metal increases, which increases the strength of the weld metal. However, if the amount is too large, the weld will be excessively hardened against the base metal and the toughness will be lowered. Rise. Therefore, in order to ensure toughness and cold cracking resistance, the upper limit of the C content is 0.10%. Moreover, in order to ensure toughness stably, it is good also considering the upper limit of C as 0.085%, 0.08%, or 0.075%.

(Si:0.3〜1.0%)
Siは、溶融金属の濡れ性を高めることで疲労特性の改善に効果があり、さらにSiは脱酸元素であり、溶接金属のO量を低減して清浄度を高める。これらの効果を得るには、0.3%以上の含有が必要である。ただし、高強度鋼の溶接部においては、1.0%を超えて含有させると靱性を劣化させるため、これを上限とする。また、溶接金属の靭性を安定して確保するには、Siの上限は、0.8%、0.7%又は、0.6%としてもよい。
(Si: 0.3-1.0%)
Si is effective in improving fatigue characteristics by increasing the wettability of the molten metal. Further, Si is a deoxidizing element, and reduces the amount of O in the weld metal to increase the cleanliness. In order to obtain these effects, a content of 0.3% or more is necessary. However, in a high-strength steel weld, if it exceeds 1.0%, the toughness deteriorates, so this is the upper limit. Moreover, in order to ensure the toughness of a weld metal stably, the upper limit of Si is good also as 0.8%, 0.7%, or 0.6%.

(Mn:1.8〜3.0%)
Mnは、溶接金属の焼入性を確保して強度を高めるために必要な元素である。その効果を確実に発揮するためには、1.8%以上含有させる必要がある。一方、3.0%を超えて含有させると、焼入性が過剰になることで、耐低温割れ性、靭性が劣化するため、これを上限とする。また、耐低温割れ性、靭性の劣化をより抑えるためには、Mnの上限を2.8%、2.6%、2.4%としてもよい。
(Mn: 1.8-3.0%)
Mn is an element necessary for ensuring the hardenability of the weld metal and increasing the strength. In order to exhibit the effect reliably, it is necessary to make it contain 1.8% or more. On the other hand, if the content exceeds 3.0%, the hardenability becomes excessive and the cold cracking resistance and toughness deteriorate, so this is the upper limit. Further, in order to further suppress deterioration of cold cracking resistance and toughness, the upper limit of Mn may be 2.8%, 2.6%, 2.4%.

(P:0.02%以下)
Pは不純物元素であり、耐溶接割れ性、及び靱性を劣化させるため極力低減する必要があるが、これら悪影響が許容できる範囲として、P含有量は0.02%以下とする。
(S:0.02%以下)
Sは、不純物元素であるが、溶融金属の濡れ性を向上させ、溶接ビード止端部の形状を滑らかにすることで疲労強度を向上させる目的で使用されることがある。しかし、Sが溶接金属中に過剰に存在すると耐溶接割れ性と靱性を著しく劣化させるため、極力低減することが好ましい。耐溶接割れ性、靱性への悪影響が許容できる範囲として、S含有量は0.02%以下とする。
(P: 0.02% or less)
P is an impurity element, and it is necessary to reduce it as much as possible in order to deteriorate weld crack resistance and toughness, but the P content is 0.02% or less as a range in which these adverse effects can be tolerated.
(S: 0.02% or less)
S is an impurity element, but may be used for the purpose of improving fatigue strength by improving the wettability of the molten metal and smoothing the shape of the weld bead toe. However, if S is excessively present in the weld metal, the weld crack resistance and toughness are remarkably deteriorated, so it is preferable to reduce as much as possible. The S content is 0.02% or less as a range in which the adverse effects on weld crack resistance and toughness can be tolerated.

(Al:0.003〜0.05%)
Alは脱酸元素であり、Siと同様、溶接金属中のO低減、清浄度向上に効果があり、その効果を発揮するために0.003%以上含有させる。一方、0.05%を超えて含有させると、窒化物や酸化物を形成して、溶接金属の靱性を阻害するため、これを上限とする。また、溶接金属の靭性を向上する効果を十分に得るには、Alの下限を0.004%又は0.005%としてもよく、また、粗大酸化物の生成抑制のため、Alの上限を、0.04%、0.03%又は、0.025%としてもよい。
(Al: 0.003-0.05%)
Al is a deoxidizing element and, like Si, is effective in reducing O in the weld metal and improving cleanliness, and is contained in an amount of 0.003% or more in order to exhibit the effects. On the other hand, if the content exceeds 0.05%, nitrides and oxides are formed and the toughness of the weld metal is inhibited, so this is the upper limit. Further, in order to sufficiently obtain the effect of improving the toughness of the weld metal, the lower limit of Al may be 0.004% or 0.005%, and in order to suppress the formation of coarse oxides, It may be 0.04%, 0.03%, or 0.025%.

(Bi:0.004〜0.030%)
Biは弗化物が主体となる溶融スラグにおいて、溶融スラグの粘性を最適にし、また、溶接止端部に発生しやすい強固な酸化スケールの発生を抑制することで、溶接止端部形状を滑らかにし、溶接部の疲労特性の向上に効果がある。その効果を得るためには、Biを0.004%以上含有させる必要がある。一方、0.030%を超えて含有させると、溶接金属内に高温割れが発生するようになるため、これを上限とする。
(Bi: 0.004 to 0.030%)
Bi is a molten slag mainly composed of fluoride, which optimizes the viscosity of the molten slag and suppresses the generation of strong oxide scale that tends to occur at the weld toe, thereby smoothing the shape of the weld toe. It is effective in improving the fatigue characteristics of the weld. In order to acquire the effect, it is necessary to contain 0.004% or more of Bi. On the other hand, if the content exceeds 0.030%, hot cracking occurs in the weld metal, so this is the upper limit.

本発明のフラックス入りワイヤは、さらに、Ni、Crの一種または二種以上を含有させる必要がある。
(Ni:0.2〜1.4%)
Niは、溶接金属部の耐候性を高める元素であり、経年においても溶接止端部の形状を維持し、疲労特性の低下を抑制することができる。また、Niは焼入性を向上させることで強度を高め、さらに固溶靭化により靭性を向上させる。これら効果を得るためには、Niは0.2%以上含有させる必要がある。
一方、Niの含有量が1.4%を超えると焼入性が過剰となり、溶接金属が硬化するため、これを上限とする。
The flux-cored wire of the present invention further needs to contain one or more of Ni and Cr.
(Ni: 0.2-1.4%)
Ni is an element that enhances the weather resistance of the weld metal part, and can maintain the shape of the weld toe part even over time and suppress deterioration of fatigue characteristics. Ni improves strength by improving hardenability, and further improves toughness by solid solution toughening. In order to obtain these effects, Ni needs to be contained by 0.2% or more.
On the other hand, if the Ni content exceeds 1.4%, the hardenability becomes excessive and the weld metal is hardened.

(Cr:0.1〜0.8%)
Crは、Ni同様、溶接金属部の耐候性を高める元素であり、経年においても溶接止端部の形状を維持し、疲労特性の低下を抑制することができる。また、Crは焼入性を向上させることで強度を高める。これら効果を得るためには、Crを0.1%以上含有させる必要がある。一方、0.8%を超えて過剰に含有させると、焼入性が過剰となり、溶接金属が硬化するため、これを上限とする。焼入性過剰を抑制するため、Crの上限を0.7%または0.5%としてもよい。
(Cr: 0.1-0.8%)
Cr, like Ni, is an element that enhances the weather resistance of the weld metal part, and can maintain the shape of the weld toe part over time and suppress deterioration in fatigue characteristics. Moreover, Cr increases strength by improving hardenability. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 0.1% or more of Cr. On the other hand, if the content exceeds 0.8%, the hardenability becomes excessive and the weld metal hardens, so this is the upper limit. In order to suppress excess hardenability, the upper limit of Cr may be 0.7% or 0.5%.

本発明のフラックス入りワイヤは、合金成分あるいは金属脱酸成分として以上の基本成分に加え、さらに、溶接する鋼板の強度レベルと靭性に応じて、Cu、Mo、V、Ti、Nb、Bの一種または二種以上を含有させることができる。   The flux-cored wire of the present invention is a kind of Cu, Mo, V, Ti, Nb, and B depending on the strength level and toughness of the steel sheet to be welded in addition to the above basic components as an alloy component or a metal deoxidation component. Or 2 or more types can be contained.

(Cu:0.1〜0.5%)
Cuは、ワイヤの外皮表面のめっき、および、フラックスに単体または合金として添加され、溶接金属の強度と靭性を向上させることができる。それらの効果を十分に得るためには、0.1%以上含有させることが好ましい。一方、含有量が0.5%を超えると靭性が低下する。そのため、Cuを含有させる場合の含有量は0.1〜0.5%とする。
なお、Cuの含有量については、外皮自体やフラックス中に含有されている分に加えて、ワイヤ表面に銅めっきされる場合にはその分も含む。
(Cu: 0.1-0.5%)
Cu can be added to the surface of the outer surface of the wire and to the flux as a simple substance or an alloy, thereby improving the strength and toughness of the weld metal. In order to sufficiently obtain these effects, it is preferable to contain 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.5%, the toughness decreases. Therefore, the content when Cu is contained is set to 0.1 to 0.5%.
In addition, about content of Cu, in addition to the part contained in outer skin itself or a flux, when the copper surface is plated on the wire surface, the part is also included.

(Mo:0.1〜0.8%)
Moは、焼入性を高めることで高強度化に有効な元素である。その効果を得るためには、0.1%以上含有させるのがよい。一方で、0.8%を超えて過剰に含有させると、溶接金属が硬化し、靭性を劣化させるため、Moを含有させる場合の含有量は、0.1〜0.8%とする。溶接金属の硬化を抑制し、靭性の劣化を抑制するためには、Moの上限を0.7%、0.6%または0.5%としてもよい。
(Mo: 0.1-0.8%)
Mo is an element effective for increasing the strength by enhancing the hardenability. In order to acquire the effect, it is good to make it contain 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.8%, the weld metal is hardened and the toughness is deteriorated. Therefore, the content when Mo is included is set to 0.1 to 0.8%. In order to suppress hardening of the weld metal and suppress deterioration of toughness, the upper limit of Mo may be set to 0.7%, 0.6%, or 0.5%.

(V:0.01〜0.04%)
Vは、焼入性を高めることで高強度化に有効な元素である。その効果を得るためには、0.01%以上含有させるのがよい。一方で、0.04%を超えて過剰に含有させると炭化物が析出することで、溶接金属が硬化し、靭性を劣化させるため、Vを含有させる場合の含有量は、0.01〜0.04%とする。
(V: 0.01-0.04%)
V is an element effective for increasing the strength by enhancing the hardenability. In order to acquire the effect, it is good to make it contain 0.01% or more. On the other hand, when it is contained excessively exceeding 0.04%, the carbide precipitates and the weld metal is hardened and deteriorates toughness. Therefore, the content when V is contained is 0.01 to 0.00. 04%.

(Ti:0.01〜0.3%)
Tiは、焼入性を高めることで高強度化に有効な元素である。またAlと同様、脱酸元素として有効であり、溶接金属中のO量を低減させる効果がある。また、固溶Nを固定して靱性への悪影響を緩和するためにも有効である。これら効果を発揮させるためには、0.01%以上含有させるのがよい。ただし、溶接ワイヤ中の含有量が0.3%を超えて過剰になると、溶接金属が硬化し、靭性を劣化させるため、Tiを含有させる場合の含有量は、0.01〜0.3%とする。溶接金属の硬化を抑制し、靭性の劣化を抑制するためには、Tiの上限を0.2%、0.12%または、0.08%としてもよい。
(Ti: 0.01-0.3%)
Ti is an element effective for increasing the strength by increasing the hardenability. Moreover, like Al, it is effective as a deoxidizing element and has the effect of reducing the amount of O in the weld metal. It is also effective for fixing solute N and mitigating the adverse effect on toughness. In order to exhibit these effects, it is preferable to contain 0.01% or more. However, when the content in the welding wire exceeds 0.3% and becomes excessive, the weld metal is hardened and deteriorates toughness. Therefore, when Ti is contained, the content is 0.01 to 0.3%. And In order to suppress hardening of the weld metal and suppress deterioration of toughness, the upper limit of Ti may be 0.2%, 0.12%, or 0.08%.

(Nb:0.01〜0.1%)
Nbは微細炭化物を形成して、析出強化により引張強度確保に有効である。これらの効果を得るためには、他の同様の効果を有する元素との複合効果を考慮しても0.01%以上含有させるのがよい。一方、0.1%を超えて含有させると、溶接金属中に過剰に含有され、粗大な析出物を形成して靭性を劣化させるため好ましくない。このため、Nbを含有させる場合の含有量は0.01〜0.1%とする。また、Nbによる靱性劣化をより抑制するためにはNbの上限を0.05%、0.04%又は0.03%としてもよい。
(Nb: 0.01 to 0.1%)
Nb forms fine carbides and is effective in securing tensile strength by precipitation strengthening. In order to obtain these effects, the content is preferably 0.01% or more even in consideration of combined effects with other elements having similar effects. On the other hand, if it exceeds 0.1%, it is not preferable because it is excessively contained in the weld metal and coarse precipitates are formed to deteriorate toughness. For this reason, content in the case of containing Nb shall be 0.01 to 0.1%. Further, in order to further suppress toughness deterioration due to Nb, the upper limit of Nb may be set to 0.05%, 0.04%, or 0.03%.

(B:0.0003〜0.01%)
Bは、溶接金属中に適正量含有させると、固溶Nと結びついてBNを形成して、固溶Nの靭性に対する悪影響を減じる効果があり、また、焼入性を高めて強度向上に寄与する効果もある。これらの効果を得るためには、溶接ワイヤ中のB含有量は0.0003%以上必要である。一方、含有量が0.01%超になると、溶接金属中のBが過剰となり、粗大なBNやFe23(C、B)6等のB化合物を形成して靭性を逆に劣化させるため、好ましくない。そこで、Bを含有させる場合の含有量は0.0003〜0.01%とする。また、Bによる靱性劣化をより抑制するためにはBの上限を0.008%、0.006%又は0.004%としてもよい。
(B: 0.0003 to 0.01%)
When B is contained in an appropriate amount in the weld metal, it has the effect of reducing the adverse effect on the toughness of the solid solution N by combining with the solid solution N and contributing to the improvement of the strength by increasing the hardenability. There is also an effect. In order to obtain these effects, the B content in the welding wire needs to be 0.0003% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.01%, B in the weld metal becomes excessive, and coarse toughness is adversely deteriorated by forming B compounds such as coarse BN and Fe 23 (C, B) 6 . It is not preferable. Therefore, the content when B is contained is set to 0.0003 to 0.01%. Further, in order to further suppress toughness deterioration due to B, the upper limit of B may be 0.008%, 0.006%, or 0.004%.

本発明のフラックス入りワイヤでは、合金成分あるいは金属脱酸成分として以上のように各元素を含有するが、溶接部の疲労強度を確保するために、下記(a)式で定義される1/2倍のNiとCrの含有量の合計NC(NiまたはCrを含有しない場合は、0%として計算する。)が、0.1〜1.2%であり、且つNCが100倍のBiと下記(b)式の関係を満たすように調整する必要がある。
NC=[Ni]/2+[Cr] ・・・(a)
100×[Bi]≧NC ・・・(b)
但し、[]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を示す。
The flux-cored wire of the present invention contains each element as described above as an alloy component or a metal deoxidation component. In order to ensure the fatigue strength of the welded portion, 1/2 defined by the following formula (a): The total NC of Ni and Cr content of double (when Ni or Cr is not included, it is calculated as 0%) is 0.1 to 1.2%, and NC is 100 times Bi and the following It is necessary to adjust so as to satisfy the relationship of the expression (b).
NC = [Ni] / 2 + [Cr] (a)
100 × [Bi] ≧ NC (b)
However, the elements with [] indicate the content (% by mass) of each element.

通常、鉄鋼構造物は溶接後に塗装を施してから使用することで、錆などによる経年劣化を防止するが、溶接止端部では、母材と溶接金属の不連続性から塗装が剥がれやすいため、腐食が発生しやすい。腐食が生じると、そこが応力集中部となり、疲労特性を低下させる。
これを防止するため、NiまたはCrを添加することで溶接金属の耐候性を高めることが有効である。耐候性を高めるには、NCで0.1%以上添加する。NCが1.2%を超えると溶接金属の焼入性が過剰になり、強度が高くなり過ぎるため、これを上限とする。
Normally, steel structures are used after being painted after welding to prevent aging deterioration due to rust, etc., but at the weld toe, the coating tends to peel off due to discontinuities between the base metal and the weld metal, Corrosion is likely to occur. When corrosion occurs, it becomes a stress concentration part and deteriorates fatigue characteristics.
In order to prevent this, it is effective to increase the weather resistance of the weld metal by adding Ni or Cr. In order to improve the weather resistance, 0.1% or more is added as NC. If NC exceeds 1.2%, the hardenability of the weld metal becomes excessive and the strength becomes too high, so this is the upper limit.

また、Ni、Crを含有すると溶接止端部に強固な酸化スケールが形成されるようになる。この酸化スケールは溶接止端部の形状を悪くするため、疲労特性を低下させる原因となる。Ni、Cr添加による耐候性を確保しつつ、酸化スケールによる溶接止端部形状の劣化を抑制するには、Biを100×[Bi]≧NCとなるように添加することが必要である。NCが100×[Bi]よりも高いと、この酸化スケールの発生を十分に抑制できないため、疲労特性は改善されない。   Moreover, when Ni and Cr are contained, a strong oxide scale is formed at the weld toe. Since this oxide scale deteriorates the shape of the weld toe, it causes deterioration in fatigue characteristics. In order to suppress the deterioration of the weld toe shape due to the oxide scale while ensuring the weather resistance due to the addition of Ni and Cr, it is necessary to add Bi so that 100 × [Bi] ≧ NC. If NC is higher than 100 × [Bi], the generation of this oxide scale cannot be sufficiently suppressed, so that the fatigue characteristics are not improved.

このような知見が得られた実験について図1に示す。
図1は、NCの値が異なる外は本発明の要件を満たすフラックス入りワイヤを試作し、そのワイヤを用いて後述の実施例と同様にして試験体を作成し、その試験体の疲労試験で得られた疲労強度とワイヤのNCとの関係を示したものである。図1より、NCが0.1〜1.2になるように添加し、かつ、100×[Bi]≧NCを満たすフラックス入りワイヤでは、疲労強度が160MPa以上得られていることが分かった。一方で100×[Bi]<NCのワイヤは、NCが0.1〜1.2%でも疲労強度はほとんど変化しない。
An experiment in which such knowledge is obtained is shown in FIG.
FIG. 1 shows a prototype of a flux-cored wire that satisfies the requirements of the present invention except that the NC value is different. A test specimen was prepared using the wire in the same manner as in the examples described later. The relationship between the obtained fatigue strength and the NC of the wire is shown. From FIG. 1, it was found that a fatigue strength of 160 MPa or more was obtained with a flux-cored wire added so that NC was 0.1 to 1.2 and satisfying 100 × [Bi] ≧ NC. On the other hand, the fatigue strength of the wire of 100 × [Bi] <NC hardly changes even if NC is 0.1 to 1.2%.

なお、以上の合金成分あるいは金属脱酸成分として含有される元素の含有量には、それらの元素が弗化物、金属酸化物、金属炭酸塩として含有される場合の含有量は含めない。
また、それらの元素は必ずしも純物質(不可避不純物の含有は可)である必要はなく、Cu−Ni等の合金の形態で含有されていても何ら問題はない。また、それらの元素は鋼製外皮中に含有されていても、フラックスとして含有されていても、その効果は同じであるため、鋼製外皮とフラックスの何れでも含有することが可能である。
The content of elements contained as the above alloy component or metal deoxidation component does not include the content when these elements are contained as fluoride, metal oxide, or metal carbonate.
Further, these elements are not necessarily pure substances (inevitable impurities can be contained), and there is no problem even if they are contained in the form of an alloy such as Cu-Ni. In addition, since these elements have the same effect regardless of whether they are contained in the steel skin or as a flux, they can be contained in either the steel skin or the flux.

続いて、ワイヤの鋼製外皮の内部に挿入されるフラックス成分について説明する。
(CaFを主成分とする金属弗化物:3.1〜6.5%)
本発明のフラックス入りワイヤでは、CaFを主成分とする金属弗化物を、合計量αで3.1〜6.5%ワイヤ中に添加する。金属弗化物として、CaFの他に、BaF、SrF、MgF、LiFのうちの1種または2種以上を必要に応じて添加することができる。その場合は、金属弗化物の合計量αに対するCaFの含有量[CaF]の比([CaF]/α)が0.90以上となるようにする。
Then, the flux component inserted in the inside of the steel outer skin of a wire is demonstrated.
(Metal fluoride mainly composed of CaF 2 : 3.1 to 6.5%)
In the flux-cored wire of the present invention, a metal fluoride mainly composed of CaF 2 is added to the wire in a total amount α of 3.1 to 6.5%. As the metal fluoride, in addition to CaF 2 , one or more of BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 , and LiF can be added as necessary. In that case, the ratio ([CaF 2 ] / α) of the CaF 2 content [CaF 2 ] to the total amount α of metal fluoride is set to 0.90 or more.

CaF、またはCaFとBaF、SrF、MgF、LiFの1種または2種以上からなる金属弗化物をワイヤ中に上記のように含有させることで、溶融スラグの濡れ性が向上し、それに伴って溶接止端部の形状が滑らかになり、引張強さ490MPa以上の高強度鋼の溶接部の疲労特性を向上させることができる。また、金属弗化物は、溶接金属の拡散性水素量を低減することで、耐低温割れ性を改善し、高強度鋼のタック溶接のような低温割れが厳しい条件であっても、予熱を省略あるいは簡略化して溶接することを可能にする。 CaF 2 or CaF 2 and BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 , LiF containing one or two or more metal fluorides as described above in the wire improves the wettability of the molten slag. Accordingly, the shape of the weld toe becomes smooth, and the fatigue characteristics of the welded portion of the high strength steel having a tensile strength of 490 MPa or more can be improved. In addition, metal fluoride improves the cold cracking resistance by reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and eliminates preheating even under severe conditions such as low temperature cracking such as tack welding of high-strength steel. Alternatively, it is possible to simplify welding.

これらの効果を得るには、金属弗化物を3.1%以上含有させる必要がある。金属弗化物の含有量が3.1%未満では、十分な効果を得ることができず、また、6.5%を超えると、溶接ヒュームが過剰生成することでシールドガスによるシールド効果が低下し、大気が巻き込まれることや、スラグの過剰生成による巻き込みが発生するため、溶接作業性が著しく劣化し、好ましくない。
また、すみ肉溶接におけるアーク安定性確保やスパッタ抑制の観点から、金属弗化物中のCaFの含有量の比は0.90以上がよく、0.90未満では、アーク安定性が低下し、溶接止端部形状が劣化するため好ましくない。より疲労特性、耐低温割れ性を向上させるために金属弗化物の含有量の下限を3.6%又は4.1%としてもよく、溶接作業性の劣化を抑制するために、上限を6.2%、5.9%又は5.4%としてもよい。
In order to obtain these effects, it is necessary to contain 3.1% or more of metal fluoride. If the metal fluoride content is less than 3.1%, a sufficient effect cannot be obtained. If it exceeds 6.5%, welding fumes are excessively generated and the shielding effect by the shielding gas is reduced. In addition, since air is entrained or entrainment occurs due to excessive generation of slag, welding workability is significantly deteriorated, which is not preferable.
In addition, from the viewpoint of securing arc stability and suppressing spatter in fillet welding, the ratio of the CaF 2 content in the metal fluoride is preferably 0.90 or more, and if it is less than 0.90, the arc stability decreases, This is not preferable because the weld toe shape deteriorates. In order to improve fatigue characteristics and cold cracking resistance, the lower limit of the metal fluoride content may be 3.6% or 4.1%, and in order to suppress deterioration of welding workability, the upper limit is 6. It may be 2%, 5.9%, or 5.4%.

金属弗化物が拡散性水素量を低減する作用をすることは、被覆アーク溶接棒などで知られているが、フラックス入りワイヤで拡散性水素の低減を詳細に検討した例は無く、本発明では、他のフラックス成分、溶接金属の機械特性、溶接作業性などを勘案して、拡散性水素を低減するのに最適な形態を見出した。金属弗化物が拡散性水素を低減する理由については、金属弗化物が溶接アークにより分解し、生成されたフッ素が水素と結合してHFガスとして大気中に散逸したか、あるいは、そのまま溶接金属中に水素がHFとして固定されたためと考えられる。   The fact that metal fluoride acts to reduce the amount of diffusible hydrogen is known for coated arc welding rods and the like, but there has been no detailed study of reducing diffusible hydrogen with a flux-cored wire. In consideration of other flux components, weld metal mechanical properties, welding workability, etc., the present inventors have found an optimum form for reducing diffusible hydrogen. The reason why metal fluoride reduces diffusible hydrogen is that metal fluoride is decomposed by the welding arc and the generated fluorine is combined with hydrogen and dissipated into the atmosphere as HF gas, or in the weld metal as it is. This is probably because hydrogen was fixed as HF.

(金属酸化物:0.4〜1.4%)
本発明のフラックス入りワイヤでは、スラグ形成剤として、Ti酸化物(TiO)、Si酸化物(SiO)、Mg酸化物(MgO)、Al酸化物(Al)、Ca酸化物(CaO)のうち1種または2種以上からなる金属酸化物を添加する。これらは溶融スラグの濡れ性に影響を与え、ビード形状及び溶接止端部形状を良好に維持するために添加される。その適正な効果を得るためには、合計で0.4%以上添加する必要がある。しかし、金属酸化物の含有量が1.4%を超えて添加されると、ビード形状が凸状になり、それに伴って、溶接止端部形状も劣化する。
(Metal oxide: 0.4-1.4%)
In the flux-cored wire of the present invention, Ti oxide (TiO 2 ), Si oxide (SiO 2 ), Mg oxide (MgO), Al oxide (Al 2 O 3 ), Ca oxide ( A metal oxide composed of one or more of CaO) is added. These affect the wettability of the molten slag and are added to maintain the bead shape and the weld toe shape well. In order to obtain the appropriate effect, it is necessary to add 0.4% or more in total. However, when the content of the metal oxide exceeds 1.4%, the bead shape becomes convex, and the weld toe shape deteriorates accordingly.

これら金属酸化物の含有量は、TiO、SiO、MgO、Al、CaOの合計量に加え、フラックスの造粒に使用されるバインダーなどに含まれる金属酸化物も合計した含有量とする。また、金属酸化物の添加によってビード形状が凸状になるのをより抑制するために、金属酸化物の含有量の上限を1.2%、1.0%としてもよい。 The content of these metal oxides includes the total amount of TiO 2 , SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 and CaO, as well as the total amount of metal oxides contained in binders used for flux granulation. And Moreover, in order to suppress more that a bead shape becomes convex shape by addition of a metal oxide, it is good also considering the upper limit of content of a metal oxide as 1.2% and 1.0%.

なお、本発明においては、金属酸化物としてCaOは添加しないことが好ましい。しかしながら、フラックスの原料にCaOが含有されている場合がある。その場合、ワイヤ全質量に対する質量%で、CaOを0.20%未満に制限する。0.20%未満に制限すれば、本発明の効果は得られる。
CaOは、大気に触れることで、CaOHに変化するため、溶接金属の拡散性水素を増加させる。このような知見が得られた実験について図2に示す。
In the present invention, it is preferable not to add CaO as a metal oxide. However, CaO may be contained in the flux raw material. In that case, CaO is limited to less than 0.20% by mass% with respect to the total mass of the wire. If the content is limited to less than 0.20%, the effect of the present invention can be obtained.
Since CaO changes to CaOH when exposed to the atmosphere, it increases the diffusible hydrogen of the weld metal. An experiment in which such knowledge is obtained is shown in FIG.

図2は、CaOの値が異なる外は本発明の要件を満たすフラックス入りワイヤを試作し、そのワイヤを用いて溶接を実施し、得られた溶接金属の拡散性水素量を後述の実施例と同様に測定して、ワイヤ中のCaO含有量と拡散性水素量との関係を示したものである。
図2から、CaOが増加するにつれて溶接金属の拡散性水素量が増加するが、0.20%まででは、1.5ml/100g以下が得られている。1.5ml/100g以下では、予熱作業を低減する効果が得られるため、CaOは0.20%未満とする。つまり、この範囲を満たすように、フラックスの原料を選定することが好ましい。
FIG. 2 shows a prototype of a flux-cored wire that satisfies the requirements of the present invention except that the value of CaO is different. The wire is used for welding, and the diffusible hydrogen content of the resulting weld metal is compared with the examples described later. The relationship between the CaO content in the wire and the amount of diffusible hydrogen was measured in the same manner.
From FIG. 2, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal increases as CaO increases, but up to 0.20%, 1.5 ml / 100 g or less is obtained. If 1.5 ml / 100 g or less, the effect of reducing the preheating work is obtained, so CaO is made less than 0.20%. That is, it is preferable to select the raw material of the flux so as to satisfy this range.

上記の金属弗化物と金属酸化物とのそれぞれの含有量に加え、質量%で表される金属酸化物の合計含有量βに対する金属弗化物の合計含有量αの比(α/β)の値が3.0以上15.0以下を満たすようにする必要がある。
α/βの値が3.0未満では、ビード形状が凸状になることで溶接部の疲労特性の向上効果が得られない。α/βの値が15.0を超えると、ビード形状が良好に維持できなくなる。必要に応じて、α/βの下限を3.5又は4.0としてもよく、その上限を14.0、13.0又は12.0としてもよい。
さらに、この比α/βの値を規制することは、拡散性水素を低減させる効果を得るためにも重要であり、上記の範囲であれば拡散性水素を低減する効果が得られる。
In addition to the content of each of the above metal fluoride and metal oxide, the ratio of the total content α of metal fluoride to the total content β of metal oxide expressed by mass% (α / β) Needs to satisfy 3.0 or more and 15.0 or less.
If the value of α / β is less than 3.0, the bead shape becomes convex, so that the effect of improving the fatigue characteristics of the weld cannot be obtained. If the value of α / β exceeds 15.0, the bead shape cannot be maintained well. If necessary, the lower limit of α / β may be 3.5 or 4.0, and the upper limit may be 14.0, 13.0, or 12.0.
Further, regulating the value of the ratio α / β is important for obtaining the effect of reducing diffusible hydrogen, and the effect of reducing diffusible hydrogen can be obtained within the above range.

以上が本発明のフラックス入りワイヤの成分組成に関する限定理由であるが、その他の残部成分はFeと不可避的不純物である。Fe成分としては、鋼製外皮のFe、フラックス中に添加された鉄粉及び合金成分中のFeが含まれる。
以上の他、必要に応じてNa、Kの酸化物や弗化物(NaO、NaF、KO、KF、KSiF、KZrF)をアーク安定剤としてさらに含有させてもよい。なお、ここで例示した酸化物、弗化物は、上記の金属酸化物、金属弗化物には含めない。
Although the above is the reason for limitation regarding the component composition of the flux-cored wire of the present invention, the other remaining components are Fe and inevitable impurities. The Fe component includes Fe in the steel outer shell, iron powder added in the flux, and Fe in the alloy component.
In addition to the above, if necessary, an oxide or fluoride of Na, K or fluoride (Na 2 O, NaF, K 2 O, KF, K 2 SiF 6 , K 2 ZrF 6 ) may be further contained as an arc stabilizer. Good. Note that the oxides and fluorides exemplified here are not included in the above metal oxides and metal fluorides.

続いて、フラックス入りワイヤの形態について説明する。
フラックス入りワイヤには、図5(a)に示すような鋼製外皮にスリット状の隙間が無いシームレスワイヤと、図5(b)、(c)に示すような鋼製外皮にスリット状の隙間が有るシームを有するワイヤとに大別できる。
本発明ではいずれの断面構造も採用することができるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、鋼製外皮にスリット状の隙間が無いワイヤ(シームレスワイヤ)とすることが好ましい。
また、溶接時のワイヤの送給性を向上させるために、ワイヤ表面に潤滑剤を塗布することができる。溶接ワイヤ用の潤滑剤としては、様々な種類のものを使用できるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、パーフルオロポリエーテル油(PFPE油)を使用することが好ましい。
Subsequently, the form of the flux-cored wire will be described.
The flux-cored wire includes a seamless wire having no slit-like gap in the steel outer shell as shown in FIG. 5 (a), and a slit-like gap in the steel outer shell as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c). It can be roughly classified into a wire having a seam.
In the present invention, any cross-sectional structure can be adopted. However, in order to suppress cold cracking of the weld metal, it is preferable to use a wire (seamless wire) having no slit-like gap in the steel outer sheath.
Moreover, in order to improve the feeding property of the wire at the time of welding, a lubricant can be apply | coated to the wire surface. As the lubricant for the welding wire, various kinds of lubricants can be used, but in order to suppress the low temperature cracking of the weld metal, it is preferable to use perfluoropolyether oil (PFPE oil).

溶接部に侵入する水素は、溶接金属内及び鋼材側に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。この水素源は溶接材料が保有する水分、大気から混入する水分、鋼表面に付着した錆びやスケール等が上げられるが、十分に溶接部の清浄性、ガスシールドの条件が管理された溶接の下では、ワイヤ中に主として水分で含有される水素が、溶接継手の拡散性水素の主要因となる。
このため、鋼製外皮をスリット状の隙間が無い(シームレス)管とし、ワイヤ製造後から使用するまでの間に、鋼製外皮からフラックスへの大気中の水素の侵入を抑制することが望ましい。
鋼製外皮にスリット状の隙間(シーム)を有する管とした場合には、大気中の水分は外皮の隙間部からフラックス中に侵入しやすく、そのままでは、水分等の水素源の侵入を防止することはできないので、製造後使用するまでの期間が長い場合には、大気中から水素等の水素源が侵入し、溶接金属の水素量を増加させる可能性がある。これを防ぐには、ワイヤ全体を真空包装するか、乾燥した状態に保持できる容器内で保存する、あるいは、ろう付けなどの方法で隙間を埋めるなどの水素源侵入防止策をとることが望ましい。
Hydrogen entering the welded portion diffuses into the weld metal and the steel material side, accumulates in the stress concentration portion, and causes cold cracking. This hydrogen source can increase moisture contained in the welding material, moisture mixed in from the atmosphere, rust and scale attached to the steel surface, etc., but under the welding where the cleanliness of the weld and the gas shield conditions are sufficiently controlled. Then, hydrogen mainly contained in water in the wire is a main factor of diffusible hydrogen in the welded joint.
For this reason, it is desirable that the steel outer shell has a slit-like gap (seamless) and suppresses the intrusion of hydrogen in the atmosphere from the steel outer shell to the flux after the wire is manufactured and used.
In the case of a pipe having a slit-like gap (seam) in the steel outer skin, moisture in the atmosphere easily enters the flux from the gap of the outer skin, and as it is, prevents entry of hydrogen sources such as moisture. Therefore, when the period until use after production is long, a hydrogen source such as hydrogen may enter from the atmosphere and increase the amount of hydrogen in the weld metal. In order to prevent this, it is desirable to take measures to prevent intrusion of the hydrogen source such as vacuum packaging the entire wire, storing it in a container that can be kept dry, or filling the gap by a method such as brazing.

以上のように構成される本発明のフラックス入りワイヤは、通常のフラックス入りワイヤの製造工程によって製造することができる。
すなわち、まず、外皮となる鋼帯、及び、金属弗化物、合金成分、金属酸化物、金属炭酸塩及びアーク安定剤が所定の含有量になるように配合したフラックスを準備し、鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管(U字型)に成形して鋼製外皮とし、この成形途中でオープン管の開口部からフラックスを供給し、開口部の相対するエッジ面を突合せシーム溶接し、溶接により得られた継目無し管を伸線し、伸線途中あるいは伸線工程完了後に焼鈍処理して、所望の線径を有し、鋼製外皮の内部にフラックスが充填されたスリット状の隙間が無い(シームレス)ワイヤを得る。また、シームを有するワイヤは、オープン管の開口部からフラックスを供給した後、シーム溶接をしないスリット状の隙間が有る管とし、それを伸線することで得られる。
The flux cored wire of the present invention configured as described above can be manufactured by a normal flux cored wire manufacturing process.
That is, first, a steel strip to be the outer skin, and a flux containing metal fluoride, an alloy component, a metal oxide, a metal carbonate and an arc stabilizer so as to have predetermined contents are prepared, and the steel strip is elongated. Formed into an open tube (U-shaped) with a forming roll while feeding in the direction to form a steel outer shell. During this forming, flux is supplied from the opening of the open tube, and the opposite edge surfaces of the opening are butt seam welded. In the slit shape, the seamless pipe obtained by welding is drawn, annealed in the middle of the drawing or after completion of the drawing process, has a desired wire diameter, and the inside of the steel outer shell is filled with flux. Get a wire with no gaps (seamless). A wire having a seam can be obtained by supplying a flux from an opening of an open pipe, then forming a pipe having a slit-like gap that does not perform seam welding, and drawing the pipe.

突合せシーム溶接されて作ったスリット状の隙間が無いワイヤを切断した断面は、図5(a)のように見える。この断面は、研磨して、エッチングすれば、溶接跡が観察されるが、エッチングしないと溶接跡は観察されない。そのため、上記のようにシームレスと呼ぶことがある。例えば、溶接学会編「新版 溶接・接合技術入門」(2008年)産報出版、p.111には、シームレスタイプと記載されている。
図5(b)にエッジ面を突き合わせた例を、図5(c)にエッジ面をかしめた例を示すが、図5(b)のように突合せてから、ろう付けしたり、図5(c)のようにかしめてから、ろう付けしたりしても、スリット状の隙間が無いワイヤが得られる。また、図5(b)、(c)において、ろう付けせず、そのままのワイヤは、スリット状の隙間が有るワイヤとなる。
A cross section of a wire without slit-like gaps made by butt seam welding looks like FIG. 5 (a). If this cross section is polished and etched, welding marks are observed, but if not etched, no welding marks are observed. Therefore, it may be called seamless as described above. For example, it is described as “seamless type” in the “Introduction to Welding and Joining Techniques” (2008) Sangyo Publishing, p.111 edited by the Japan Welding Society.
FIG. 5B shows an example in which the edge surfaces are butted together, and FIG. 5C shows an example in which the edge surfaces are crimped. After the butting as shown in FIG. 5B, brazing or FIG. Even after brazing as in c), a wire having no slit-like gap can be obtained. In FIGS. 5B and 5C, the wire as it is without brazing becomes a wire having a slit-like gap.

本発明のフラックス入りワイヤは、溶接法がガスシールドアーク溶接であり、板厚6mm以上の厚板において、引張強度が540MPa〜690MPa級の高強度鋼板のすみ肉溶接、及び、タック溶接などに使用するのに適している。
シールドガスの条件としては、特に限定はしないが、Arと5〜30vol%CO2の混合ガスが好ましい。また、スパッタは増加するが100vol%の炭酸ガスを使用しても本発明の効果は得られる。
The flux-cored wire of the present invention uses gas shielded arc welding as a welding method, and is used for fillet welding, tack welding, and the like of a high-strength steel plate having a tensile strength of 540 MPa to 690 MPa in a thick plate having a thickness of 6 mm or more. Suitable for doing.
The conditions of the shielding gas are not particularly limited, but a mixed gas of Ar and 5 to 30 vol% CO 2 is preferable. Further, although the spatter increases, the effect of the present invention can be obtained even when 100 vol% carbon dioxide gas is used.

次に、実施例により本発明の実施可能性及び効果についてさらに詳細に説明する。
鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管に成形し、この成形途中でオープン管の開口部からフラックスを供給し、開口部の相対するエッジ面を突合わせシーム溶接することで、スリット状の隙間が無い管とし、造管したワイヤの伸線作業の途中で焼鈍を加え、最終のワイヤ径がφ1.2mmのフラックス入りワイヤを試作した。試作後、ワイヤ表面には潤滑剤を塗布した。また、一部は、シーム溶接をしない、スリット状の隙間が有る管とし、それを伸線することで、ワイヤ径がφ1.2mmのフラックス入りワイヤを試作した。スリット状の隙間が有るワイヤの場合、溶接施工するまで、ワイヤ全体を真空包装して乾燥した状態に保持できる容器内で保存した。
試作したフラックス入りワイヤの成分組成を[表1−1、2]、[表2−1、2]に示す。
なお、Ti酸化物、Si酸化物、Mg酸化物、Al酸化物には、それぞれTiO、SiO、MgO、Alを使用した。
Next, the feasibility and effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
While forming the steel strip into the open tube with the forming roll while feeding the steel strip in the longitudinal direction, supplying the flux from the opening of the open tube in the middle of the forming, and butt seam welding the opposite edge surfaces of the opening, slit shape A pipe with no gap was added, and annealing was performed in the course of wire drawing of the piped wire, and a flux-cored wire with a final wire diameter of φ1.2 mm was made as a prototype. After the trial production, a lubricant was applied to the wire surface. In addition, a part of the tube was not subjected to seam welding and had a slit-like gap, and a wire with a wire diameter of φ1.2 mm was prototyped by drawing it. In the case of a wire having a slit-like gap, the entire wire was vacuum packaged and stored in a container that can be kept dry until welding.
The component composition of the prototype flux-cored wire is shown in [Tables 1-1 and 2] and [Tables 2-1 and 2].
Note that TiO 2 , SiO 2 , MgO, and Al 2 O 3 were used for the Ti oxide, Si oxide, Mg oxide, and Al oxide, respectively.

このフラックス入りワイヤを用いて、JIS Z3111(2005年)に準拠して溶接金属の機械特性を評価した。すなわち、図3に示すような要領とした。板厚が20mmの鋼板1をルートギャップ16mm、開先角度20°で突き合わせ、裏当金2を用いて、1及び2層目は1又は2パス、3層目から最終層までは2又は3パスで溶接を行い、試験体を作成した。溶接条件を[表3−1、2]に示す。なお、鋼板1及び裏当金2にはSM490Aを使用したが、鋼板1の開先面及び裏当金2の表面には、試験を行うフラックス入りワイヤを用いて2層以上、かつ3mm以上のバタリングを実施して使用した。   Using this flux-cored wire, the mechanical properties of the weld metal were evaluated in accordance with JIS Z3111 (2005). That is, the procedure is as shown in FIG. A steel plate 1 having a thickness of 20 mm is abutted at a root gap of 16 mm and a groove angle of 20 °, and a backing metal 2 is used. The first and second layers are 1 or 2 passes, and the third to final layers are 2 or 3 A test specimen was prepared by welding with a pass. The welding conditions are shown in [Tables 3-1, 2]. In addition, although SM490A was used for the steel plate 1 and the backing metal 2, two or more layers and 3 mm or more of the grooved surface of the steel plate 1 and the surface of the backing metal 2 using a flux-cored wire to be tested. Battering was performed and used.

作成した試験体から、図3に示すように、機械試験片としてJIS Z3111(2005年)に準拠したA0号引張り試験片(丸棒)(径=10mm)5とシャルピー試験片(2mmVノッチ)4を採取し、それぞれの機械特性試験を行って、溶接金属の降伏強度、引張強度及びシャルピー吸収エネルギーを測定した。得られた機械特性の測定結果と評価結果を[表4−1、2]に示す。
機械特性の評価は、引張強度が570〜780MPa、且つ靭性が、−40℃でのシャルピー衝撃試験で、吸収エネルギーが47J以上であるものを合格とした。
From the prepared specimen, as shown in FIG. 3, A0 tensile test piece (round bar) (diameter = 10 mm) 5 and Charpy test piece (2 mmV notch) 4 conforming to JIS Z3111 (2005) as mechanical test pieces. Were collected and subjected to respective mechanical property tests to measure the yield strength, tensile strength and Charpy absorbed energy of the weld metal. The measurement results and evaluation results of the obtained mechanical properties are shown in [Tables 4-1 and 2].
The mechanical properties were evaluated as acceptable when the tensile strength was 570 to 780 MPa and the toughness was a Charpy impact test at −40 ° C. and the absorbed energy was 47 J or more.

次に、表4の評価結果で引張強度、シャルピー吸収エネルギーの両方が合格であったフラックス入りワイヤについて疲労特性を評価した。試験に使用した高強度鋼は、溶接構造用高張力鋼板WEL−TEN540(記号:P1)、WEL−TEN590(記号:P2)、WEL−TEN690(記号:P3)(商品名:新日鐵住金株式会社製)の板厚が20mmのものを使用した。[表5]に鋼板の成分及び機械特性を示す。
鋼板の強度レベルに応じて、表1、表2に示すフラックス入りワイヤを用いて、図4に示す荷重非伝達型の十字溶接継手試験体を溶接して作製した。使用したフラックス入りワイヤ、鋼板、溶接条件を[表6−1、2]に示す。
Next, fatigue characteristics were evaluated for the flux-cored wires that passed both the tensile strength and the Charpy absorbed energy in the evaluation results of Table 4. The high-strength steels used in the tests were welded high-strength steel sheets WEL-TEN540 (symbol: P1), WEL-TEN590 (symbol: P2), WEL-TEN690 (symbol: P3) (trade name: Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.) (Made by company) having a plate thickness of 20 mm was used. [Table 5] shows the components and mechanical properties of the steel sheet.
Depending on the strength level of the steel sheet, a load non-transmission type cross welded joint specimen shown in FIG. 4 was welded using the flux-cored wires shown in Tables 1 and 2. [Tables 6-1 and 2] show the flux-cored wires, steel plates, and welding conditions used.

得られた十字溶接継手試験体について溶接部は溶接ままの状態で疲労試験を実施した。疲労試験は、応力比を0.1、周波数10Hzの条件にて実施し、2×10回以上の繰り返しで破断しない応力範囲を疲労強度として評価した。この試験において溶接止端部をグラインダー処理したものと同程度に優れた疲労特性が得られる160MPa以上の疲労強度を合格とした。 About the obtained cross welded joint test body, the fatigue test was implemented in the state in which the welding part was welded. The fatigue test was performed under the conditions of a stress ratio of 0.1 and a frequency of 10 Hz, and the stress range in which fracture was not caused by repetition of 2 × 10 6 times or more was evaluated as fatigue strength. In this test, a fatigue strength of 160 MPa or more, which provides fatigue characteristics as excellent as those obtained by grinding the weld toe, was regarded as acceptable.

次に表4の評価結果で引張強度、シャルピー吸収エネルギー、疲労強度の全てが合格であったフラックス入りワイヤについて、耐低温割れ性を評価した。耐低温割れ性の評価は、拡散性水素量の測定とy形溶接割れ試験にて評価した。   Next, the low-temperature cracking resistance was evaluated for the flux-cored wire in which the tensile strength, Charpy absorbed energy, and fatigue strength all passed in the evaluation results of Table 4. The low temperature cracking resistance was evaluated by measuring the amount of diffusible hydrogen and y-type weld cracking test.

拡散性水素量の測定は、機械特性試験と同じ溶接条件でJIS Z 3118(鋼溶接部の水素量測定方法)に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。拡散性測定の結果を[表4−1、2]に示す。   The amount of diffusible hydrogen was measured by a gas chromatograph method in accordance with JIS Z 3118 (method for measuring the amount of hydrogen in steel welds) under the same welding conditions as in the mechanical property test. The results of the diffusivity measurement are shown in [Tables 4-1, 2].

y形溶接割れ試験は、温度0℃−湿度60%の一定雰囲気管理下において、溶接構造用高張力鋼板WEL−TEN690(商品名:新日鐵住金株式会社製)の板厚60mmの鋼板(記号:P4)を用いて、[表3]の溶接条件でJIS Z 3158(y形溶接割れ試験)に準拠した方法で実施した。
得られたy形溶接割れ試験結果を[表4−1、2]に示す。拡散性水素が1.5ml/ml未満のものは温度が0℃と非常に低温、且つ予熱無しの条件でもy形溶接割れ試験のすべての断面において、断面割れ無し(断面割れが発生していないこと)であり、極めて高い耐低温割れ性が証明された。
この試験に使用した試験体の板厚は厚く、予熱が無いため冷却速度が極めて速く、また拘束力も高いことから、タック溶接並みの厳しい条件となっている。従って、この試験において予熱無しでも割れが発生しなかったことは、タック溶接においても予熱無しでも低温割れが抑制可能であることを示している。
The y-type weld crack test is a steel plate (symbol) of a high-strength steel sheet for welded structure WEL-TEN690 (trade name: manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.) under constant atmosphere control at a temperature of 0 ° C. and a humidity of 60%. : P4) was carried out by a method based on JIS Z 3158 (y-type weld cracking test) under the welding conditions shown in [Table 3].
The obtained y-type weld crack test results are shown in [Tables 4-1 and 2]. When diffusible hydrogen is less than 1.5 ml / ml, there is no cross-section crack in all cross sections of the y-type weld crack test even at a very low temperature of 0 ° C. and no preheating (no cross-section cracks have occurred) And extremely high cold cracking resistance was proved.
The thickness of the specimen used in this test is thick, and since there is no preheating, the cooling rate is extremely fast and the binding force is high, so that the conditions are as severe as those of tack welding. Therefore, the fact that cracking did not occur without preheating in this test indicates that cold cracking can be suppressed even with tack welding and without preheating.

[表4−1、2]の試験結果に示されるように、本発明例であるワイヤ番号A1〜A32は、強度、靭性、疲労強度、耐低温割れ性のすべてが優れ、合格であった。
一方、比較例であるワイヤ番号B1〜B34は、本発明で規定する要件を満たしていないため、強度、靭性、疲労強度、耐低温割れ性を一項以上満足できず、総合判定で不合格となった。
As shown in the test results of [Tables 4-1 and 2], the wire numbers A1 to A32 as examples of the present invention were all excellent in strength, toughness, fatigue strength, and cold cracking resistance, and passed.
On the other hand, the wire numbers B1 to B34 which are comparative examples do not satisfy the requirements defined in the present invention, and therefore cannot satisfy at least one term of strength, toughness, fatigue strength, and low temperature cracking resistance, and are rejected in the comprehensive judgment. became.

490MPa超の高強度鋼の溶接に際し、本発明のフラックス入りワイヤを用いることにより、疲労強度に優れる溶接部が得られることで、疲労設計の構造物であっても高強度鋼を適用することで構造物の軽量化が可能となり、さらに本発明のワイヤは、耐低温割れ性にも優れ、高強度鋼であっても低温割れを抑制するための予熱作業が不要、または、予熱作業を著しく低減することができるので、溶接施工能率を著しく向上させることができ、産業界における価値はきわめて高い。   When welding high-strength steel exceeding 490 MPa, by using the flux-cored wire of the present invention, a welded portion having excellent fatigue strength can be obtained. The weight of the structure can be reduced, and the wire of the present invention is also excellent in low temperature cracking resistance. Preheating work for suppressing low temperature cracking is not required even for high-strength steel, or the preheating work is significantly reduced. Therefore, the welding operation efficiency can be remarkably improved, and the value in the industry is extremely high.

1 鋼板
2 裏当金
3 溶接ビード
4 2mmVノッチシャルピー衝撃試験片
5 丸棒引張り試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel plate 2 Backing metal 3 Weld bead 4 2mmV notch Charpy impact test piece 5 Round bar tensile test piece

Claims (5)

鋼製外皮の内部にフラックスが充填された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、
前記ワイヤ中に、ワイヤ全質量に対する質量%で、CaF、BaF、SrF、MgF、LiFのうち1種または2種以上を合計量αとして3.1〜6.5%、Ti酸化物、Si酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Ca酸化物のうち1種または2種以上を合計量βとして0.4〜1.4%含有し、
かつ、前記合計量αに対する前記CaFの含有量の比が0.90以上であり、前記Ca酸化物の含有量が0.2%未満であり、さらに、前記合計量βに対する前記合計量αの比が3.0以上15.0以下であるように含有し、
合金成分として、ワイヤ全質量に対する質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Si:0.3〜1.0%、
Mn:1.8〜3.0%、
P:0.02%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.003〜0.05%、
Bi:0.004〜0.030%
を含有し、さらに、
Ni:0.2〜1.4%
Cr:0.1〜0.8%、
のうちの1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、下記の(a)式で定義されるNCが0.1〜1.2%であり、かつ下記の(b)式の関係を満たすことを特徴とするフラックス入りワイヤ。
NC=[Ni]/2+[Cr] ・・・(a)
100×[Bi]≧NC ・・・(b)
但し、[]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を表す。
A flux-cored wire for gas shielded arc welding in which a flux is filled inside a steel outer shell,
During the wire, wire percentage by weight relative to the total weight, CaF 2, BaF 2, SrF 2, MgF 2, 3.1-6.5% as the total amount alpha 1, two or more of LiF, Ti oxide 1 type or 2 types or more among products, Si oxides, Mg oxides, Al oxides, Ca oxides, containing 0.4 to 1.4% as a total amount β,
And the ratio of the content of the CaF 2 to the total amount α is 0.90 or more, the content of the Ca oxide is less than 0.2%, and the total amount α relative to the total amount β So that the ratio is 3.0 or more and 15.0 or less,
As an alloy component, in mass% with respect to the total mass of the wire,
C: 0.03-0.10%,
Si: 0.3 to 1.0%,
Mn: 1.8-3.0%,
P: 0.02% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 0.003 to 0.05%,
Bi: 0.004 to 0.030%
In addition,
Ni: 0.2-1.4%
Cr: 0.1 to 0.8%
1 or 2 or more of them, the balance consists of Fe and inevitable impurities, NC defined by the following formula (a) is 0.1 to 1.2%, and the following ( b) A flux-cored wire characterized by satisfying the relationship of the formula:
NC = [Ni] / 2 + [Cr] (a)
100 × [Bi] ≧ NC (b)
However, the element with [] represents the content (% by mass) of each element.
前記フラックス入りワイヤが、さらに、ワイヤ全質量に対する質量%で、
Cu:0.1〜0.5%、
Mo:0.1〜0.8%、
V:0.01〜0.04%、
Ti:0.01〜0.3%、
Nb:0.01〜0.1%、
B:0.0003〜0.01%
のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のフラックス入りワイヤ。
The flux-cored wire is further mass% with respect to the total mass of the wire,
Cu: 0.1 to 0.5%,
Mo: 0.1 to 0.8%,
V: 0.01-0.04%,
Ti: 0.01 to 0.3%,
Nb: 0.01 to 0.1%,
B: 0.0003 to 0.01%
The flux-cored wire according to claim 1, wherein one or more of them are contained.
前記鋼製外皮にスリット状の隙間が無いことを特徴とする請求項1または2に記載のフラックス入りワイヤ。   The flux cored wire according to claim 1 or 2, wherein the steel outer shell has no slit-like gap. 前記鋼製外皮にスリット状の隙間が有ることを特徴とする請求項1または2に記載のフラックス入りワイヤ。   The flux cored wire according to claim 1, wherein the steel outer shell has a slit-like gap. 前記鋼製外皮の表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフラックス入りワイヤ。   The flux cored wire according to any one of claims 1 to 4, wherein perfluoropolyether oil is applied to a surface of the steel outer shell.
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