JP2019058939A - Flux-cored wire for gas shield arc-welding, and manufacturing method of weld joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法に関する。 The present invention relates to a flux cored wire for gas shielded arc welding and a method of manufacturing a welded joint.
近年、ビル、橋梁、海洋構造物などの鋼構造物の大型化や軽量化への要求が多くなるに伴い、使用される鋼板の高張力化が進み、最近では高張力鋼（いわゆる７０キロ級鋼、８０キロ級鋼等）が一般的に使用されるようになった。 In recent years, with the increasing demand for increasing the size and weight of steel structures such as buildings, bridges and offshore structures, the tension of steel plates used has advanced, and recently high-tensile steel (so-called 70 kg class) Steel, 80 kg class steel, etc.) has come into general use.
これら高張力鋼を使用する構造物の製造にあたっては、溶接金属の水素量が少なく耐割れ性に優れ、また高能率化に適するガスシールドアーク溶接方法が多く使用されている。 In the production of a structure using these high-tensile strength steels, a gas shield arc welding method which has a small amount of hydrogen in the weld metal and is excellent in crack resistance and which is suitable for high efficiency is often used.
従来、高張力鋼のガスシールドアーク溶接には、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏなどの成分を含有したガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤが使用されていた。しかし、特許文献１や特許文献２に記載のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、合金成分を多く含むことからワイヤが硬く剛性が向上し、溶接時のワイヤ送給装置内での抵抗が大きくなってしまう。その結果、ワイヤ送給性を安定化することができず、アークが不安定になってスパッタ発生量が多くなるという問題があった。 Conventionally, for gas-shielded arc welding of high-tensile strength steel, a solid wire for gas-shielded arc welding, which contains a component such as Ni, Cr, or Mo disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, for example, has been used. However, since the solid wire for gas shielded arc welding described in Patent Document 1 and Patent Document 2 contains a large amount of alloy components, the wire is hard and the rigidity is improved, and the resistance in the wire feeding device at the time of welding becomes large. It will As a result, wire feedability can not be stabilized, and there is a problem that the arc becomes unstable and the spatter generation amount increases.
そこで、特許文献３や特許文献４に開示されているガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが用いられるようになった。しかし、特許文献３や特許文献４に開示されているガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ送給性やアークの安定性は優れているもののスラグ形成剤の含有量が多いので、溶接金属中の酸素量が多くなり、溶接金属の靭性を向上させることができないという問題がある。 Then, the flux cored wire for gas shield arc welding currently indicated by patent documents 3 and patent documents 4 came to be used. However, the flux cored wire for gas shielded arc welding disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 is excellent in wire feedability and stability of the arc but has a large content of a slag forming agent, so the weld metal There is a problem that the amount of oxygen inside is large and the toughness of the weld metal can not be improved.
溶接金属中の酸素量を低減する技術として、特許文献５に金属弗化物を多く含有するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの開示がある。しかし、特許文献５に記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤは、低温における靭性は優れているものの金属弗化物を多く含むのでアークが荒くスパッタ発生量が多くなるという問題がある。 Patent Document 5 discloses a flux cored wire for gas shielded arc welding, which contains a large amount of metal fluoride, as a technique for reducing the amount of oxygen in the weld metal. However, although the wire for gas shielded arc welding described in Patent Document 5 is excellent in toughness at low temperatures, it contains a large amount of metal fluoride, so that it has a problem that the arc is rough and the spatter generation amount is large.
さらに、特許文献６や特許文献７には、合金粉を多く含む、いわゆるメタル系フラックス入りワイヤに関する技術の開示がある。しかし、特許文献６や特許文献７に記載のメタル系フラックス入りワイヤにおいても、アークが荒くビード外観及びビード形状を良好にすることができず、さらに靭性を確保することはできないという問題があった。 Further, Patent Document 6 and Patent Document 7 disclose a technology related to a so-called metal-based flux cored wire containing a large amount of alloy powder. However, even in the metal-based flux cored wires described in Patent Document 6 and Patent Document 7, there is a problem that the arc is rough and the bead appearance and the bead shape can not be improved, and further, the toughness can not be secured. .
さらに、低温割れの抑制をすることも溶接材料に求められる。低温割れとは、溶接後、溶接部の温度が常温付近に低下してから溶接部に発生する割れの総称であり、ビード下割れ、及び止端割れなどは、低温割れに属する。低温割れの発生は、溶接前に溶接部に予熱を行うことによって抑制することができる。例えば、引張強さが７８０ＭＰａ以上の建築用の高張力鋼の溶接では５０〜１５０℃での予熱が必要とされることが通常である。しかし、予熱工程によって溶接作業に要する時間が多くなり、作業効率及び作業コストが著しく増大する。従って、予熱工程を省略するか、又は軽減することが可能な溶接材料が求められている。 Furthermore, suppression of low temperature cracking is also required of welding materials. The low temperature crack is a generic term for a crack generated in the welded portion after the temperature of the welded portion decreases to near normal temperature after welding, and the under-bead crack, the toe crack and the like belong to the low temperature crack. The occurrence of low temperature cracking can be suppressed by preheating the weld before welding. For example, in the welding of high tensile steels for construction having a tensile strength of 780 MPa or more, preheating at 50 to 150 ° C. is usually required. However, the preheating step increases the time required for the welding operation, and significantly increases the operation efficiency and the operation cost. Therefore, there is a need for a welding material that can omit or reduce the preheating step.
しかしながら、溶接の高能率化及び溶接作業性の確保を行いながら低温割れの抑制をも可能である溶接材料は得られていない。例えば、特許文献８では、高張力鋼の溶接において適正な強度と、低温領域での良好で安定した靭性を有する溶接金属が得られ、溶接作業性に優れるとされるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが開示されている。しかしながら、特許文献８においては低温割れの抑制に関してなんら検討されていない。特許文献８に記載のフラックス入りワイヤの化学成分によれば、低温割れ発生因子である溶接金属中の拡散性水素量を減少させることができないと考えられる。 However, no welding material has been obtained that can suppress low temperature cracking while achieving high efficiency of welding and securing welding workability. For example, Patent Document 8 provides a weld metal having appropriate strength and good and stable toughness in a low temperature range in welding of high tensile strength steel, and containing flux for gas shielded arc welding which is considered to be excellent in welding workability. A wire is disclosed. However, in patent document 8, nothing is considered about suppression of a low temperature crack. According to the chemical composition of the flux cored wire described in Patent Document 8, it is considered that the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, which is a low temperature crack generation factor, can not be reduced.
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、適正な引張強さと、良好で安定した靭性とを有する溶接金属が得られるとともに、アークの安定性並びにビードの外観及び形状に優れ、スパッタ発生量及びスラグ量が少ないなど溶接作業性に優れ、さらに低温割れ及び凝固割れを抑制可能であるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and a weld metal having appropriate tensile strength and good and stable toughness is obtained, and the stability of the arc and the appearance and shape of the bead are obtained. The object of the present invention is to provide a method of manufacturing a welded joint and a flux-cored wire for gas shielded arc welding, which is excellent in welding workability such as having a small amount of spatter and a small amount of slag and capable of suppressing low temperature cracking and solidification cracking. I assume.
本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、前記鋼製外皮に充填されたフラックスとを備え、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、合金成分として、Ｃ：０．０５〜０．１８％、Ｓｉ：０．３〜１．４％、Ｍｎ：１．２〜３．５％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｎｉ：０．８〜３．５％、Ｃｒ：０．０１〜１．４０％、Ｍｏ：０．１５〜１．００％、Ｔｉ：０．０４〜０．３０％、及びＡｌ：０．２００％以下を含有し、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、弗化物：Ｆ換算値の合計で０．１０％超０．３０％以下、Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ２換算値で０．０１０〜０．４００％、及びＮａ化合物及びＫ化合物：Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計で０．０６〜０．３５％を含有し、残部が鋼製外皮、鉄粉、及び鉄合金粉のいずれか一種以上の形態としてのＦｅと不純物とからなる。
（２）上記（１）に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、前記合金成分としてＢ：０〜０．０１０％、Ｍｇ：０〜０．５０％、及びＳｎ：０〜０．４０％からなる群から選択される一種以上をさらに含有してもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、Ｃａ化合物：Ｃａ換算値で０〜０．３００％であってもよい。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記鋼製外皮が、前記鋼製外皮の全質量に対する質量％で、前記合金成分としてＡｌ：０．００３〜０．２０％を含有してもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、下記式（１）で示されるＰｔｓが０．６０〜１．５０であってもよい。
Ｐｔｓ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／７＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｕ］／７＋［Ｎｉ］／２０＋［Ｃｒ］／８＋［Ｍｏ］／２＋［Ｔｉ］／５・・・式（１）
但し、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｃｕ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｔｉ］は、前記合金成分として含まれるＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉのそれぞれの前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％を示し、前記フラックス入りワイヤに含まれない元素の含有量については０％とみなす。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、Ｚｒ化合物：Ｚｒ換算値で０〜０．３０％をさらに含有してもよい。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記鋼製外皮がシームレス形状であってもよい。
（８）上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、前記鋼製外皮の外表面に送給潤滑剤をさらに備え、前記送給潤滑剤の、前記フラックス入りワイヤ１０ｋｇ当たりの量が０．２０〜１．００ｇであってもよい。
（９）本発明の別の態様に係る溶接継手の製造方法では、上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて鋼板をガスシールドアーク溶接する。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A flux-cored wire for gas shielded arc welding according to an aspect of the present invention includes a steel shell and a flux filled in the steel shell, and the percentage by mass with respect to the total mass of the flux-cored wire is As an alloy component, C: 0.05 to 0.18%, Si: 0.3 to 1.4%, Mn: 1.2 to 3.5%, P: 0.030% or less, S: 0.030 % Or less, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.8 to 3.5%, Cr: 0.01 to 1.40%, Mo: 0.15 to 1.00%, Ti: 0 .04 to 0.30% and Al: not more than 0.200%, and further, in mass% of the flux-cored wire with respect to the total mass, the total of fluoride: F conversion value is more than 0.10% and 0 .30% or less, Si oxide: 0.010 to 0.400% in terms of SiO 2 value, and Na compound And K compound: contains 0.06 to 0.35% in total of Na conversion value and K conversion value, and the balance is Fe as a form of one or more of steel shell, iron powder, and iron alloy powder And impurities.
(2) The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to (1) described above is B: 0-0.010%, Mg: 0-0.0% as the alloy component in mass% to the total mass of the flux-cored wire It may further contain one or more selected from the group consisting of 0.50% and Sn: 0 to 0.40%.
(3) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to the above (1) or (2), Ca compound: 0 to 0.300% in terms of Ca in terms of mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire It may be
(4) In the flux-cored wire for gas shield arc welding according to any one of the above (1) to (3), the steel shell is, in mass% relative to the total mass of the steel shell, the alloy component Al may be contained as 0.003 to 0.20%.
(5) In the flux cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (4), even if Pts represented by the following formula (1) is 0.60 to 1.50 Good.
Pts = [C] + [Si] / 7 + [Mn] / 5 + [Cu] / 7 + [Ni] / 20 + [Cr] / 8 + [Mo] / 2 + [Ti] / 5 (1)
However, [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], and [Ti] are C, Si, Mn, Cu, Ni contained as the alloy component. , Mass percentage of each of the flux-cored wires with respect to Cr, Mo and Ti, and the content of elements not included in the flux-cored wires is considered to be 0%.
(6) The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (5), in terms of mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire, Zr compound: 0 in terms of Zr conversion value You may further contain -0.30%.
(7) In the flux cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (6), the steel shell may have a seamless shape.
(8) The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (7), further comprising a delivery lubricant on the outer surface of the steel shell, the delivery lubricant The amount per 10 kg of the flux cored wire may be 0.20 to 1.00 g.
(9) In the method of manufacturing a welded joint according to another aspect of the present invention, a steel plate is gas shielded arc using a flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (8) above. Weld.
本発明によれば、溶接時のアークの安定性並びにビード外観及び形状が優れ、スパッタ発生量及びスラグ量が少ないなど溶接作業性が良好であり、低温割れを抑制でき、高強度高靱性を有し且つ欠陥のない高品質な溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, welding stability is excellent such as stability of arc at welding and appearance and shape of bead, small amount of spatter generation and amount of slag, good low temperature cracking, high strength and high toughness. It is possible to provide a flux-cored wire for gas shielded arc welding and a method of manufacturing a welded joint that can provide high quality weld metal free of defects and defects.
本発明者らは、上記課題を解決するために、ガスシールドアーク溶接において、溶接作業性が良好で、適正な強度及び靭性を有する溶接金属が得られ、低温割れの発生を防止できるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの成分組成について詳細に検討した。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, in the gas shield arc welding, the present inventors have good welding workability, can obtain the weld metal which has appropriate strength and toughness, and can prevent generation | occurrence | production of a low temperature crack. The component composition of the flux cored wire for welding was examined in detail.
その結果、低温割れ防止に関し、本発明者らは、フラックスに弗化物を含有させることが有効である旨を知見した。溶接時にＨＡＺに低温割れを生じさせる因子は、ＨＡＺの硬さ、継手拘束力、及び溶接金属中の拡散性水素量である。本発明者らは、フラックス中の弗化物が、低温割れを生じさせる因子の一つである溶接金属の拡散性水素量を減少させて、溶接金属の耐低温割れ性を顕著に向上させる働きを有することを知見した。この理由は明らかではないが、弗化物中のＦと水素（Ｈ）とが溶接中に結合して弗化水素（ＨＦ）となり、このＨＦが溶接金属外に放出されるからであると推測される。ただし、フラックス中の弗化物は、溶接時にスパッタ量を増大させるので、その含有量は低温割れ抑制を達成できる範囲内で最小限に留める必要がある。 As a result, with regard to prevention of low temperature cracking, the present inventors have found that it is effective to contain a fluoride in the flux. The factors that cause cold cracking in the HAZ during welding are the hardness of the HAZ, joint restraint, and the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. The inventors of the present invention have the function of reducing the diffusible hydrogen content of the weld metal, which is one of the factors causing low temperature cracking, of fluoride in the flux to significantly improve the low temperature cracking resistance of the weld metal. We have found that it has. Although the reason for this is not clear, it is speculated that F in the fluoride and hydrogen (H) combine during welding to form hydrogen fluoride (HF), and this HF is released out of the weld metal. Ru. However, since the fluoride in the flux increases the spatter amount at the time of welding, the content thereof needs to be minimized within the range in which the low temperature crack suppression can be achieved.
アークの安定性及びスパッタ発生量の低減は、上述の弗素量の抑制に加えて、酸化物及び／又は弗化物として含まれるＮａ及びＫの合計量を適正にすることが有効であることを発明者らは見出した。さらに、酸化物として含まれるＳｉの含有量を制御することでビード外観、及びビード形状を良好にすることが可能であることを本発明者らは見出した。 In addition to the suppression of the amount of fluorine and the stability of the arc and the amount of spatter generation, it is effective to properly adjust the total amount of Na and K contained as an oxide and / or a fluoride. They found it. Furthermore, the present inventors have found that it is possible to improve the bead appearance and the bead shape by controlling the content of Si contained as an oxide.
さらに、適正な強度及び靭性を兼備する溶接金属を得るためには、合金成分として含有されるＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＴｉの各含有量のそれぞれの適正化が有効であることを知見した。 Further, in order to obtain a weld metal having appropriate strength and toughness, it is effective to optimize the contents of C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and Ti contained as alloy components. It was found that
本発明の実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、上述の本発明者らの知見に基づき、各成分組成それぞれの単独及び共存による相乗効果によりなし得たものであるが、以下にそれぞれの各成分組成の限定理由について説明する。なお、以下においては、フラックス入りワイヤの化学成分をワイヤの全質量に対する割合である質量％で表すものとし、その質量％に関する記載を単に％と記載して説明する。 The flux cored wire for gas shielded arc welding according to an embodiment of the present invention is obtained based on the above-mentioned findings of the present inventors and is obtained by the synergetic effect of each component composition alone and in combination. The reasons for limitation of each component composition will be described. In the following, the chemical composition of the flux cored wire is represented by mass% which is a ratio to the total mass of the wire, and the description regarding the mass% is simply described as%.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、この鋼製外皮に充填されたフラックスとを備え、「フラックス入りワイヤの全質量」とは、鋼製外皮の質量とフラックスの質量との合計値である。以下に挙げる成分は、合金成分として（即ち、酸化物又は弗化物ではない状態として）フラックス入りワイヤに含まれる場合、鋼製外皮に含まれても、鋼製外皮の表面のめっきとして含まれても、金属粉又は合金粉としてフラックスに含まれても良い。一方、酸化物又は弗化物としてフラックス入りワイヤに含まれる成分は、フラックス中に含まれる。 The flux cored wire according to the present embodiment comprises a steel shell and a flux filled in the steel shell, and "the total mass of the flux cored wire" means the mass of the steel shell and the mass of the flux. It is a total value. The components listed below, when included in the flux cored wire as an alloy component (that is, in the state of not being an oxide or a fluoride), are included as plating on the surface of the steel sheath even if included in the steel sheath. Also, it may be contained in the flux as metal powder or alloy powder. On the other hand, the component contained in the flux cored wire as an oxide or fluoride is contained in the flux.
まず、フラックス入りワイヤの合金成分について説明する。以下に説明するＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、及びＭｇの含有量は、合金成分（即ち、酸化物、弗化物、又は炭酸塩の形態ではなく、単体金属または合金として存在する成分。Ｐ及びＳも、便宜上、合金成分に含まれるものとする）としてフラックス入りワイヤ中に存在するこれら元素の含有量を意味する。特に断りが無い限り、以下に説明する合金成分の数値範囲は、酸化物及び弗化物の形態でフラックス入りワイヤに含まれる元素の含有量を含まない。 First, the alloy component of the flux cored wire will be described. The contents of C, Si, Mn, P, S, Cu, Ni, Cr, Mo, Ti, Al, B, and Mg, which are described below, are alloy components (that is, oxides, fluorides, or carbonates) Component which exists as a single metal or an alloy, not P and S. P and S are also included in the alloy component for convenience, which means the content of these elements present in the flux cored wire. Unless otherwise noted, the numerical ranges of the alloy components described below do not include the content of elements contained in the flux cored wire in the form of oxides and fluorides.
［Ｃ：０．０５〜０．１８％］
Ｃは、合金成分としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、固溶強化により溶接金属の強度を向上させる。しかし、Ｃ含有量が０．０５％未満であると溶接金属の強度が得られない。一方、Ｃ含有量が０．１８％を超えると、溶接金属の強度が過度に高くなり靭性が低下する。また、Ｃ含有量が０．１８％を超えると、溶接割れ感受性が高くなる。従って、Ｃ含有量は０．０５〜０．１８％とする。Ｃ含有量の下限値を０．０７％、又は０．０８％としてもよい。Ｃ含有量の上限値を０．１６％、又は０．１７％としてもよい。
[C: 0.05 to 0.18%]
When C is contained in the flux cored wire as an alloy component, solid solution strengthening improves the strength of the weld metal. However, if the C content is less than 0.05%, the strength of the weld metal can not be obtained. On the other hand, if the C content exceeds 0.18%, the strength of the weld metal becomes excessively high, and the toughness decreases. In addition, when the C content exceeds 0.18%, the weld cracking sensitivity becomes high. Therefore, C content is made into 0.05 to 0.18%. The lower limit value of the C content may be 0.07% or 0.08%. The upper limit of the C content may be 0.16% or 0.17%.
［Ｓｉ：０．３〜１．４％］
Ｓｉは、合金元素、酸化物、及び弗化物からなる群から選択される一種以上の態様でフラックス入りワイヤに含まれ、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、溶接金属の脱酸元素として働く。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、合金成分として含まれるＳｉの量が０．３〜１．４％の範囲内とされる。Ｓｉ含有量が０．３％未満であると、溶接金属が脱酸不足となり靭性が低下する。一方、Ｓｉ含有量が１．４％を超えると、溶接金属の靭性が損なわれる。また、Ｓｉ含有量が過剰であると、スパッタ量も増加し、さらに、Ｓｉ酸化物に起因するスラグ巻込みが発生しやすくなる。Ｓｉ含有量の下限値を０．４％、又は０．５％としてもよい。Ｓｉ含有量の上限値を１．０％、又は１．２％としてもよい。
[Si: 0.3 to 1.4%]
Si is contained in the flux cored wire in one or more modes selected from the group consisting of alloying elements, oxides, and fluorides, and when it is contained in the flux cored wire as the alloying element, as a deoxidizing element of the weld metal work. Therefore, in the flux cored wire according to the present embodiment, the amount of Si contained as an alloy component is in the range of 0.3 to 1.4%. If the Si content is less than 0.3%, the deoxidization of the weld metal is insufficient and the toughness is reduced. On the other hand, when the Si content exceeds 1.4%, the toughness of the weld metal is impaired. In addition, when the Si content is excessive, the amount of sputtering also increases, and further, slag inclusion due to Si oxide is easily generated. The lower limit value of the Si content may be 0.4% or 0.5%. The upper limit of the Si content may be 1.0% or 1.2%.
［Ｍｎ：１．２〜３．５％］
Ｍｎは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、溶接金属の靭性確保及び強度向上の働きを有する。Ｍｎ含有量が１．２％未満であると、溶接金属の強度が低く靭性が十分に確保できなくなる。一方、Ｍｎ含有量が３．５％を超えると、溶接金属の靭性が安定して得られない。また、Ｍｎ含有量が過剰であると、スパッタも増加する。従って、Ｍｎ含有量は１．２〜３．５％とする。Ｍｎ含有量の下限値を１．４％、又は１．６％としてもよい。また、Ｍｎ含有量の上限値を２．４％、又は３．０％としてもよい。
[Mn: 1.2 to 3.5%]
Mn, when contained in the flux cored wire as an alloying element, has a function of securing toughness and improving strength of the weld metal. If the Mn content is less than 1.2%, the strength of the weld metal is low, and sufficient toughness can not be secured. On the other hand, when the Mn content exceeds 3.5%, the toughness of the weld metal can not be stably obtained. In addition, when the Mn content is excessive, spatter also increases. Therefore, the Mn content is set to 1.2 to 3.5%. The lower limit value of the Mn content may be 1.4% or 1.6%. Further, the upper limit value of the Mn content may be 2.4% or 3.0%.
［Ｐ：０．０３０％以下］
［Ｓ：０．０３０％以下］
Ｐ及びＳは、溶接金属の靱性を損ね、溶接金属の凝固割れ発生を助長する一方で、有利な効果を有しない。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはＰ及びＳを含む必要がなく、Ｐ及びＳの含有量の下限値は０％である。しかしながら、鋼製外皮及びフラックス中に不純物としてＰ及びＳが含まれる場合がある。Ｐ及びＳは可能な限り除去されるべきであるが、０．０３０％以下のＰ及び０．０３０％以下のＳの含有は許容される。Ｐ及びＳそれぞれの上限値を０．０２０％、又は０．０２５％としてもよい。
[P: 0.030% or less]
[S: 0.030% or less]
P and S impair the toughness of the weld metal and promote solidification cracking of the weld metal while having no advantageous effect. Therefore, the flux cored wire according to the present embodiment does not need to contain P and S, and the lower limit value of the content of P and S is 0%. However, P and S may be contained as impurities in the steel shell and flux. P and S should be removed as much as possible, but the inclusion of less than 0.030% P and less than 0.030% S is acceptable. The upper limit value of each of P and S may be 0.020% or 0.025%.
［Ｃｕ：０．０５〜０．５０％］
Ｃｕは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、析出強化作用を有し、変態温度を低下させ組織を微細化して靭性を安定させる。また、Ｃｕはワイヤ外皮の銅めっきに含まれてもよい。Ｃｕが０．０５％未満であると、安定した靭性が得られない。一方、Ｃｕが０．５０％を超えると、析出脆化が生じて靭性が低下する。また、高温割れが発生しやすくなる。従って、Ｃｕは０．０５〜０．５０％とする。Ｃｕ含有量の下限値を０．１０％、又は０．１５％としてもよい。また、Ｃｕ含有量の上限値を０．４０％、又は０．４５％としてもよい。
[Cu: 0.05 to 0.50%]
Cu, when contained in a flux cored wire as an alloying element, has a precipitation strengthening action, reduces the transformation temperature, refines the structure, and stabilizes the toughness. Also, Cu may be included in the copper plating of the wire sheath. If Cu is less than 0.05%, stable toughness can not be obtained. On the other hand, if Cu exceeds 0.50%, precipitation embrittlement occurs and the toughness decreases. In addition, high temperature cracking is likely to occur. Therefore, Cu is made into 0.05 to 0.50%. The lower limit value of the Cu content may be 0.10% or 0.15%. Further, the upper limit value of the Cu content may be 0.40% or 0.45%.
［Ｎｉ：０．８〜３．５％］
Ｎｉは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、溶接金属の変態温度を低下させて組織を微細化すると共に、溶接金属中に固溶して靭性を低下させることなく強度を高める作用を有する。Ｎｉ含有量が０．８％未満であると、靭性の低下を防止する効果が十分に得られない。一方、Ｎｉ含有量が３．５％を超えると、凝固割れが発生しやすくなる。従って、Ｎｉ含有量は０．８〜３．５％とする。Ｎｉ含有量の下限値を０．９％、又は１．０％としてもよい。また、Ｎｉ含有量の上限値を３．０％、又は３．２％としてもよい。
[Ni: 0.8 to 3.5%]
When Ni is contained as an alloy element in a flux cored wire, it lowers the transformation temperature of the weld metal to make the structure finer, and dissolves in the weld metal to increase the strength without lowering the toughness. Have. If the Ni content is less than 0.8%, the effect of preventing the decrease in toughness can not be sufficiently obtained. On the other hand, when the Ni content exceeds 3.5%, solidification cracking is likely to occur. Therefore, the Ni content is 0.8 to 3.5%. The lower limit value of the Ni content may be 0.9% or 1.0%. In addition, the upper limit value of the Ni content may be 3.0% or 3.2%.
［Ｃｒ：０．０１〜１．４０％］
Ｃｒは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、溶接金属の変態温度を低下させ、溶接金属の組織を微細化して靭性を向上させる作用を有する。Ｃｒ含有量が０．０１％未満であると、これらの効果が十分に得られない。一方、Ｃｒ含有量が１．４０％を超えると、溶接金属の硬化が著しくなり靭性が低下する。従って、Ｃｒは０．０１〜１．４０％とする。Ｃｒ含有量の下限値を０．０２％、又は０．０３％としてもよい。また、Ｃｒ含有量の上限値を０．７０％、又は１．００％としてもよい。
[Cr: 0.01 to 1.40%]
When Cr is contained in the flux cored wire as an alloying element, it has the effect of lowering the transformation temperature of the weld metal and refining the structure of the weld metal to improve the toughness. If the Cr content is less than 0.01%, these effects can not be sufficiently obtained. On the other hand, if the Cr content exceeds 1.40%, hardening of the weld metal becomes remarkable and the toughness decreases. Therefore, Cr is made 0.01 to 1.40%. The lower limit value of the Cr content may be 0.02% or 0.03%. Further, the upper limit value of the Cr content may be 0.70% or 1.00%.
［Ｍｏ：０．１５〜１．００％］
Ｍｏは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、Ｎｉ及びＣｒと同様に、溶接金属の変態温度を低下させ、組織を微細化して靭性を向上させる。Ｍｏ含有量が０．１５％未満であると、これらの効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が１．００％を超えると、靭性が安定して得られない。従って、Ｍｏ含有量は０．１５〜１．００％とする。Ｍｏ含有量の下限値を０．２０％、又は０．２５％としてもよい。また、Ｍｏ含有量の上限値を０．７０％、又は０．８０％としてもよい。
[Mo: 0.15 to 1.00%]
When Mo is contained as an alloy element in a flux cored wire, similarly to Ni and Cr, Mo lowers the transformation temperature of the weld metal and refines the structure to improve toughness. If the Mo content is less than 0.15%, these effects can not be sufficiently obtained. On the other hand, when the Mo content exceeds 1.00%, toughness can not be stably obtained. Therefore, the Mo content is made 0.15 to 1.00%. The lower limit value of the Mo content may be 0.20% or 0.25%. In addition, the upper limit value of the Mo content may be 0.70% or 0.80%.
［Ｔｉ：０．０４〜０．３０％］
Ｔｉは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、脱酸剤として作用するとともに溶接金属中にＴｉの微細酸化物を生成し溶接金属の靭性を向上させる。Ｔｉ含有量が０．０４％未満であると、溶接金属の靭性が安定して得られない。一方、Ｔｉ含有量が０．３０％を超えると、溶接金属中の固溶Ｔｉが多くなって靭性が低下する。また、Ｔｉが０．３０％を超えると溶接時に生成するスラグ量が増加してスラグ巻込み等の溶接欠陥が発生しやすくなる。従って、Ｔｉは０．０４〜０．３０％とする。Ｔｉ含有量の下限値を０．０７％、又は０．０９％としてもよい。また、Ｔｉ含有量の上限値を０．２５％、又は０．２７％としてもよい。
[Ti: 0.04 to 0.30%]
When Ti is contained in the flux cored wire as an alloying element, it acts as a deoxidizer and forms fine oxides of Ti in the weld metal to improve the toughness of the weld metal. If the Ti content is less than 0.04%, the toughness of the weld metal can not be stably obtained. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.30%, solid solution Ti in the weld metal is increased and the toughness is lowered. In addition, when Ti exceeds 0.30%, the amount of slag formed at the time of welding increases, and it becomes easy to generate welding defects such as slag inclusion. Therefore, Ti is set to 0.04 to 0.30%. The lower limit value of the Ti content may be set to 0.07% or 0.09%. Further, the upper limit value of the Ti content may be 0.25% or 0.27%.
［Ｂ：好ましくは０〜０．０１０％］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいてＢの含有は必須ではなく、従ってその含有量の下限値は０％である。しかしＢは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれた場合、溶接金属の焼入れ性を高め、溶接金属の引張強さの確保に寄与する。従って、Ｂ含有量の下限値を０．０００５％、又は０．０００７％としてもよい。一方、０．０１０％超のＢは、溶接金属を過剰に硬化させることにより、溶接金属の靱性を損なう場合がある。従って、Ｂ含有量の上限値は０．０１０％とすることが好ましい。Ｂ含有量の上限値を０．００７％、又は０．００５％としてもよい。
[B: preferably 0 to 0.010%]
The content of B is not essential in the flux cored wire according to the present embodiment, so the lower limit of the content is 0%. However, when B is contained in the flux cored wire as an alloying element, B improves the hardenability of the weld metal and contributes to securing the tensile strength of the weld metal. Therefore, the lower limit value of the B content may be 0.0005% or 0.0007%. On the other hand, B exceeding 0.010% may impair the toughness of the weld metal by excessively hardening the weld metal. Therefore, it is preferable to set the upper limit value of B content to 0.010%. The upper limit of the B content may be 0.007% or 0.005%.
［Ａｌ：０．２００％以下］
Ａｌは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいてＡｌの含有は必須ではない。従ってその含有量の下限値は０％である。合金Ａｌ含有量が０．２００％を超えると、アークが不安定となり、スパッタ発生量が増加する。さらに、合金Ａｌ含有量が０．２００％を超えると、溶接金属の靱性が損なわれる。従って、Ａｌの含有量は０．２００％以下とする。ただし、極少量含まれるＡｌは、ビード形状を改善する効果を有するので、Ａｌ含有量の下限値を０．００４％、又は０．００６％としてもよい。なお、鋼製外皮の全質量に対する質量％で、鋼製外皮が０．００３〜０．１００％、又は０．００３〜０．２００％のＡｌを含む場合がある。鋼製外皮に含まれるＡｌはビード形状を改善する効果が大きい。
[Al: 0.200% or less]
It is not essential for Al to be contained in the flux cored wire according to the present embodiment. Therefore, the lower limit value of the content is 0%. When the Al content of the alloy exceeds 0.200%, the arc becomes unstable and the spatter generation amount increases. Furthermore, if the alloy Al content exceeds 0.200%, the toughness of the weld metal is impaired. Therefore, the content of Al is 0.200% or less. However, since Al contained in a very small amount has the effect of improving the bead shape, the lower limit value of the Al content may be 0.004% or 0.006%. The steel shell may contain 0.003 to 0.100%, or 0.003 to 0.200% of Al by mass% with respect to the total mass of the steel shell. Al contained in the steel shell has a great effect of improving the bead shape.
［Ｍｇ：好ましくは０〜０．５０％］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいてＭｇの含有は必須ではない。従ってＭｇの含有量の下限値は０％である。しかしＭｇは、合金元素としてフラックス入りワイヤに含まれる場合、脱酸効果を有し、これにより溶接金属の酸素量を低減して溶接金属の靱性を向上させる。従って、Ｍｇ含有量の下限値を０．０３％、又は０．０６％としてもよい。一方、Ｍｇ含有量が０．５０％を超えると、生成スラグ量が増加してスラグ巻込み等の溶接欠陥が発生しやすくなる。従って、Ｍｇ含有量の上限値を０．５０％とする。Ｍｇ含有量の上限値を０．２０％、又は０．３５％としてもよい。
[Mg: preferably 0 to 0.50%]
The content of Mg is not essential in the flux cored wire according to the present embodiment. Therefore, the lower limit of the content of Mg is 0%. However, Mg, when included in the flux cored wire as an alloying element, has a deoxidizing effect, thereby reducing the oxygen content of the weld metal and improving the toughness of the weld metal. Therefore, the lower limit value of the Mg content may be 0.03% or 0.06%. On the other hand, when the Mg content exceeds 0.50%, the amount of generated slag increases and welding defects such as slag inclusion are likely to occur. Therefore, the upper limit value of the Mg content is set to 0.50%. The upper limit value of the Mg content may be 0.20% or 0.35%.
［Ｓｎ：好ましくは０〜０．４０％］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいてＳｎの含有は必須ではなく、従ってその含有量の下限値は０％である。しかし、Ｓｎは溶接金属の耐食性を向上させる働きがあるので、Ｓｎ含有量の下限値を０．０７％としてもよい。一方、Ｓｎ含有量が０．４０％を超える場合、液体金属脆化割れが生じるおそれがある。従って、Ｓｎ含有量の上限値を０．４０％とする。Ｓｎ含有量の上限を０．３５％、又は０．３０％としてもよい。
[Sn: preferably 0 to 0.40%]
The content of Sn is not essential in the flux cored wire according to the present embodiment, so the lower limit of the content is 0%. However, since Sn has the function of improving the corrosion resistance of the weld metal, the lower limit value of the Sn content may be set to 0.07%. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.40%, liquid metal embrittlement cracking may occur. Therefore, the upper limit value of the Sn content is set to 0.40%. The upper limit of the Sn content may be 0.35% or 0.30%.
次に、フラックス入りワイヤの化合物成分について説明する。 Next, the compound component of the flux cored wire will be described.
［Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ２換算値で０．０１０〜０．４００％］
Ｓｉは、珪砂（ＳｉＯ２）、ジルコンサンド（ＺｒＳｉＯ４）、珪酸ソーダ（Ｎａ２ＳｉＯ３）、及び珪酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３）等のＳｉ酸化物としてフラックス入りワイヤのフラックスに含まれた場合、ビード止端部のなじみを良好にしてビード外観及びビード形状を良好にする働きを有する。
[Si oxide: 0.010 to 0.400% in SiO 2 conversion value]
When Si is contained in flux of flux cored wire as Si oxide such as silica sand (SiO 2 ), zircon sand (ZrSiO 4 ), sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), and potassium silicate (K 2 SiO 3 ) Also, it has the function of improving the fit of the bead toe portion to improve the bead appearance and the bead shape.
以上の事情に鑑みて、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、酸化物として含まれるＳｉの量が、ＳｉＯ２換算値で０．０１０〜０．４００％の範囲内とされる。Ｓｉ酸化物含有量がＳｉＯ２換算値で０．０１０％未満であると、ビード止端部のなじみが悪くなりビード外観及びビード形状が悪くなる。一方、Ｓｉ酸化物含有量がＳｉＯ２換算値で０．４００％を超えると、ビード表面のスラグ量が多くなって、多層盛溶接においてはスラグを除去する必要が生じる。従って、Ｓｉ酸化物の含有量はＳｉＯ２換算値で０．０１０〜０．４００％とする。Ｓｉ酸化物含有量の下限値をＳｉＯ２換算値で０．０２０％、又は０．１００％としてもよい。Ｓｉ酸化物含有量の上限値をＳｉＯ２換算値で０．３００％、又は０．２５０％としてもよい。 In view of the above circumstances, in the flux cored wire according to the present embodiment, the amount of Si contained as an oxide is in the range of 0.010 to 0.400% in terms of SiO 2 conversion value. If the Si oxide content is less than 0.010% in terms of SiO 2 , the fit of the bead toe becomes worse, and the bead appearance and bead shape become worse. On the other hand, when the Si oxide content exceeds 0.400% in terms of SiO 2, the amount of slag on the bead surface increases, and it is necessary to remove the slag in multi-pass welding. Therefore, the content of Si oxide is 0.010 to 0.400% in terms of SiO 2 conversion value. The lower limit value of the Si oxide content may be 0.020% or 0.100% in terms of SiO 2 conversion value. The upper limit value of the Si oxide content may be 0.300% or 0.250% in terms of SiO 2 conversion value.
なお、「フラックス入りワイヤ中のＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値」とは、フラックス入りワイヤ中のＳｉ酸化物に含まれるＳｉが全てＳｉＯ２であると見なした場合の、ＳｉＯ２のフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量を意味する。フラックス入りワイヤ中のＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値は、フラックス入りワイヤに含まれるＳｉ酸化物を構成するＳｉの量を求め、これに２．１４（＝（２８．１＋１６．０×２）／２８．１、２８．１はＳｉの原子量であり、１６．０は酸素の原子量である）を乗じることにより得られる。 Note that "SiO 2 converted value of Si oxide in the flux-cored wire", in the case of Si contained in the Si oxide in the flux cored wire is considered that all of the SiO 2, the SiO 2 flux cored The content in mass% relative to the total mass of the wire is meant. The SiO 2 conversion value of the Si oxide in the flux cored wire determines the amount of Si constituting the Si oxide contained in the flux cored wire, and it is 2.14 (= (28.1 + 16.0 × 2) / 28.1 and 28.1 are atomic weights of Si, and 16.0 is an atomic weight of oxygen.
［Ｎａ化合物及びＫ化合物：Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計で０．０６〜０．３５％］
Ｎａ２Ｏ、及びＮａ２ＳｉＯ３等の酸化物としてフラックス入りワイヤに含有されたＮａ、並びにＫ２Ｏ、及びＫ２ＳｉＯ３等の酸化物としてフラックス入りワイヤに含有されたＫは、アークを安定化して、スパッタ量を抑制する働きを有する。なお、Ｎａは後述するＮａＦ等の弗化物として、Ｋは後述するＫ２ＳｉＦ６等の弗化物として含まれた場合はアークを安定化する働きを持ち、さらに拡散性水素量の低減に寄与するが、これは後述されるＦの効果として理解される。Ｎａ化合物及びＫ化合物は、珪酸ソーダ及び珪酸カリウムからなる水ガラスの固質成分、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｋ２ＳｉＯ３、Ｎａ２ＳｉＯ３、ＮａＦ、及びＫ２ＳｉＦ６等の粉末の形態で含有させることができる。
[Na compound and K compound: 0.06 to 0.35% in total of Na converted value and K converted value]
Na contained in the flux cored wire as oxides such as Na 2 O and Na 2 SiO 3 , and K contained in the flux cored wire as oxides such as K 2 O and K 2 SiO 3 are arcs. It has the function of stabilizing and suppressing the amount of sputtering. Incidentally, Na as fluorides such as NaF, which will be described later, K is has the effect of stabilizing the arc when included as fluorides, such as K 2 SiF 6 to be described later, further contributes to a reduction in the amount of diffusible hydrogen However, this is understood as the effect of F described later. Na compounds and K compounds are solid components of water glass consisting of sodium silicate and potassium silicate, and powders of Na 2 O, K 2 O, K 2 SiO 3 , Na 2 SiO 3 , NaF, and K 2 SiF 6 etc. It can be contained in the form.
以上の効果を得るために、本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいては、Ｎａ化合物及びＫ化合物の含有量を、Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計で０．０６％以上とする必要がある。Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計が０．３５％を超えると、逆にアークが強くなってスパッタ発生量が多くなる。また、Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計が０．３５％を超えると、ビード止端部のなじみが悪くなり、ビード外観及びビード形状が不良となる。さらに、Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計が０．３５％を超えると、ビード表面のスラグ量が多くなって、多層盛溶接においてはスラグを除去する必要が生じる。従って、Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計の上限値を０．３５％とする。Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計の下限値を０．０８％、又は０．１０％としてもよい。また、Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計の上限値を０．２５％、又は０．３０％としてもよい。 In order to obtain the above effects, in the flux cored wire according to the present embodiment, the content of the Na compound and the K compound needs to be 0.06% or more in total of the Na conversion value and the K conversion value. Conversely, if the sum of the Na conversion value and the K conversion value exceeds 0.35%, the arc becomes strong and the spatter generation amount increases. In addition, when the total of the Na converted value and the K converted value exceeds 0.35%, the familiarity of the bead toe portion is deteriorated, and the bead appearance and the bead shape become defective. Furthermore, when the sum of the Na conversion value and the K conversion value exceeds 0.35%, the amount of slag on the bead surface increases, and it becomes necessary to remove the slag in multi-layer welding. Therefore, the upper limit value of the sum of the Na converted value and the K converted value is 0.35%. The lower limit value of the sum of the Na conversion value and the K conversion value may be 0.08% or 0.10%. In addition, the upper limit value of the total of the Na converted value and the K converted value may be 0.25% or 0.30%.
なお、「フラックス入りワイヤ中のＮａ化合物のＮａ換算値」とは、フラックス入りワイヤ中のＮａ化合物に含まれるＮａの、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量を意味し、「フラックス入りワイヤ中のＫ化合物のＫ換算値」とは、フラックス入りワイヤ中のＫ化合物に含まれるＫの、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量を意味する。後述する「フラックス入りワイヤ中の弗化物のＦ換算値」、「フラックス入りワイヤ中のＣａ化合物のＣａ換算値」、及び「フラックス入りワイヤ中のＺｒ化合物のＺｒ換算値」も、同様に、フラックス入りワイヤ中の弗化物に含まれるＦのフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量、フラックス入りワイヤ中のＣａ化合物に含まれるＣａのフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量、及びフラックス入りワイヤ中のＺｒ化合物に含まれるＺｒのフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量を示す。 In addition, "the Na conversion value of the Na compound in the flux cored wire" means the content by mass% of Na contained in the Na compound in the flux cored wire with respect to the total mass of the flux cored wire, "flux The “K equivalent value of the K compound in the cored wire” means the content by mass of K contained in the K compound in the flux cored wire with respect to the total mass of the flux cored wire. Similarly, “F converted value of fluoride in flux cored wire”, “Ca converted value of Ca compound in flux cored wire”, and “Zr converted value of Zr compound in flux cored wire” are similarly described Content by mass percentage of F contained in fluoride in the cored wire with respect to the total mass of the flux cored wire, Content by mass percentage with respect to the total mass of the flux cored wire of Ca contained in the Ca compound in the flux cored wire And the content by mass% of the Zr contained in the Zr compound in the flux cored wire with respect to the total mass of the flux cored wire.
［弗化物：Ｆ換算値の合計で０．１０％超０．３０％以下］
Ｆは、蛍石（ＣａＦ２）、弗化ソーダ（ＮａＦ）、弗化カリウム（ＫＦ）、弗化リチウム（ＬｉＦ）、弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）、珪弗化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、六弗化ジルコン酸カリウム（Ｋ２ＺｒＦ６）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、弗化アルミニウム（ＡｌＦ３）等の弗化物としてフラックス入りワイヤに含有され、溶接金属の拡散性水素量を低減して低温割れを防止する効果を有する。また、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＡｌＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＭｇＦ２等は、含有量が適切であれば、アーク安定剤としての働きも有する。しかし、Ｆ含有量が０．１０％以下である場合は、低温割れを十分に抑制できない。一方、弗化物はスパッタを増大させる働きを有し、特にＦ含有量が０．３０％を超えると、アークが荒く不安定になりスパッタ発生量が許容上限を超える。従って、Ｆ含有量は０．１０％超０．３０％以下とする。Ｆ含有量の下限値を０．１１％、または０．１２％としてもよい。Ｆ含有量の上限値を０．２５％、または０．２７％としてもよい。
[Fluoride: more than 0.10% and 0.30% or less in the total of F conversion value]
F is fluorite (CaF 2 ), sodium fluoride (NaF), potassium fluoride (KF), lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), potassium silicate fluoride (K 2 SiF 6 ), Contained in the flux cored wire as a fluoride such as potassium hexafluoride zirconate (K 2 ZrF 6 ) , cryolite (Na 3 AlF 6 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), etc. It has the effect of reducing and preventing low temperature cracking. In addition, NaF, Na 3 AlF 6 , AlF 3 , K 2 SiF 6 , MgF 2 and the like also function as an arc stabilizer if the content is appropriate. However, when the F content is 0.10% or less, low temperature cracking can not be sufficiently suppressed. On the other hand, fluoride has the function of increasing spatter, and particularly when the F content exceeds 0.30%, the arc becomes rough and unstable, and the spatter generation amount exceeds the allowable upper limit. Therefore, the F content is made more than 0.10% and 0.30% or less. The lower limit value of the F content may be 0.11% or 0.12%. The upper limit of the F content may be 0.25% or 0.27%.
［Ｃａ化合物：好ましくはＣａ換算値で０〜０．３００％］
Ｃａは、上述のように弗化物（蛍石）、又はＣａ酸化物のようなＣａ化合物としてフラックス入りワイヤに含まれる場合がある。ただし、Ｃａ化合物はスパッタ量を特に増大させやすい化合物である。従って、Ｃａ化合物は含まれないことが好ましく、その含有量の下限値は、フラックスワイヤの全質量に対するＣａ換算値で０％である。但し、Ｃａが不純物としてフラックス中に混入する場合がある。不純物としてのＣａ化合物は、フラックスワイヤの全質量に対するＣａ換算値で約０．３００％まで含有を許容される。Ｃａ化合物の含有量の上限値をフラックスワイヤの全質量に対するＣａ換算値で０．２００％、又は０．１５０％としてもよい。
[Ca compound: preferably 0 to 0.300% in terms of Ca conversion value]
Ca may be included in the flux cored wire as a fluoride (fluorite) or a Ca compound such as Ca oxide as described above. However, the Ca compound is a compound which is particularly likely to increase the amount of sputtering. Therefore, it is preferable that the Ca compound is not contained, and the lower limit value of the content thereof is 0% in terms of Ca based on the total mass of the flux wire. However, Ca may be mixed in the flux as an impurity. The Ca compound as an impurity can be contained up to about 0.300% in terms of Ca based on the total mass of the flux wire. The upper limit of the content of the Ca compound may be 0.200% or 0.150% in terms of Ca based on the total mass of the flux wire.
［Ｚｒ化合物：好ましくはＺｒ換算値で０〜０．３０％］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいてＺｒ化合物の含有は必須ではない。従ってＺｒ化合物の含有量の下限値は０％である。しかし、Ｚｒ化合物は、フラックス入りワイヤに含まれる場合、脱酸効果を有しておりこれにより溶接金属の酸素量を低減させる。また、Ｚｒ化合物にはビード止端部の形状を改善する効果がある。このため、０．０６％以上のＺｒ化合物を含有させても良い。一方、Ｚｒ化合物の含有量が０．３０％を超えると、生成スラグ量が増加してスラグ巻込み等の溶接欠陥が発生しやすくなる。従って、Ｚｒ化合物の含有量の上限値は０．３０％とされる。Ｚｒ化合物の含有量の上限値を０．２０％、又は０．２５％としてもよい。Ｚｒ化合物は、ＺｒＳｉＯ４やＫ２ＺｒＦ６などとして含有される。
[Zr compound: preferably 0 to 0.30% in terms of Zr value]
The content of the Zr compound is not essential in the flux cored wire according to the present embodiment. Therefore, the lower limit of the content of the Zr compound is 0%. However, the Zr compound, when included in the flux cored wire, has a deoxidizing effect, thereby reducing the oxygen content of the weld metal. The Zr compound also has the effect of improving the shape of the bead toe. Therefore, a Zr compound of 0.06% or more may be contained. On the other hand, when the content of the Zr compound exceeds 0.30%, the amount of generated slag increases and welding defects such as inclusion of slag are easily generated. Therefore, the upper limit of the content of the Zr compound is 0.30%. The upper limit of the content of the Zr compound may be 0.20% or 0.25%. The Zr compound is contained as ZrSiO 4 or K 2 ZrF 6 or the like.
なお、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの成分である弗化物、Ｓｉ酸化物、Ｎａ化合物、Ｋ化合物、Ｃａ化合物、及びＺｒ化合物のうち２以上に該当する化合物の含有量は、その化合物が属する物質それぞれの含有量に算入することとする。例えばＺｒＳｉＯ４はＺｒ化合物に該当し、且つＳｉ酸化物にも該当するが、ＺｒＳｉＯ４がフラックス入りワイヤに含まれる場合、ＺｒＳｉＯ４の含有量は、Ｚｒ化合物の含有量（Ｚｒ換算値）、及びＳｉ酸化物の含有量（ＳｉＯ２換算値）のいずれにも算入するものとする。換言すると、ＺｒＳｉＯ４の含有量のうちＺｒが占める部分が、Ｚｒ化合物の含有量（Ｚｒ換算値）に算入され、ＺｒＳｉＯ４の含有量のうちＳｉが占める部分が、Ｓｉ酸化物の含有量（ＳｉＯ２換算値）に算入される。同様に、Ｋ２ＺｒＦ６がフラックス入りワイヤに含まれる場合、Ｋ２ＺｒＦ６の含有量は、Ｚｒ化合物の含有量（Ｚｒ換算値）、Ｋ化合物の含有量（Ｋ換算値）及び弗化物の含有量（Ｆ換算値）のいずれにも算入するものとする。 The content of the compound corresponding to two or more of the fluoride, the Si oxide, the Na compound, the K compound, the Ca compound, and the Zr compound, which is a component of the flux cored wire according to the present embodiment, belongs to the compound It shall be included in the content of each substance. For example, when ZrSiO 4 corresponds to a Zr compound and also corresponds to a Si oxide, but ZrSiO 4 is contained in a flux cored wire, the content of ZrSiO 4 is the content of the Zr compound (in terms of Zr), and It shall be included in any of the Si oxide content (SiO 2 equivalent value). In other words, Zr occupies part of the content of ZrSiO 4 is calculated into the content of Zr compound (Zr converted value), Si occupies part of the content of ZrSiO 4 is, the content of Si oxide ( It is included in SiO 2 conversion value). Similarly, when K 2 ZrF 6 is contained in the flux cored wire, the content of K 2 ZrF 6 is the content of the Zr compound (in terms of Zr), the content of the K compound (in terms of K), and the fluoride It shall be included in any of the content (F converted value).
［Ｐｔｓ：好ましくは０．６０〜１．５０］
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＴｉの含有量（フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％）を独立変数とし、溶接金属の強度及び靭性を従属変数とする重回帰分析を行い、Ｃ含有量の係数を１として他の成分の回帰係数として表現したのが下記式（１）のＰｔｓである。この式（１）によりフラックス入りワイヤの成分に基づいて算出される溶接金属の強度及び靭性の推定値をＰｔｓとした。
Ｐｔｓ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／７＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｕ］／７＋［Ｎｉ］／２０＋［Ｃｒ］／８＋［Ｍｏ］／２＋［Ｔｉ］／５・・・式（１）
但し、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｃｕ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｔｉ］は、合金元素として含まれるＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉのそれぞれのフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％を示す。フラックス入りワイヤに含まれない元素の含有量については「０％」とみなす。
[Pts: preferably 0.60 to 1.50]
Conduct multiple regression analysis with the content of C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and Ti (% by mass relative to the total mass of the flux-cored wire) as the independent variable and the strength and toughness of the weld metal as the dependent variables It is Pts of a following formula (1) that it expressed as a regression coefficient of other components by setting the coefficient of C content to one. The estimated value of the strength and toughness of the weld metal calculated based on the component of the flux cored wire by this equation (1) was taken as Pts.
Pts = [C] + [Si] / 7 + [Mn] / 5 + [Cu] / 7 + [Ni] / 20 + [Cr] / 8 + [Mo] / 2 + [Ti] / 5 (1)
However, [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [Ti] are included as alloy elements C, Si, Mn, Cu, Ni, The mass% with respect to the total mass of each flux cored wire of Cr, Mo, and Ti is shown. The content of elements not included in the flux cored wire is regarded as “0%”.
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＴｉの含有量を、式（１）によって得られるＰｔｓが０．６０〜１．５０となるように制御することが好ましい。この場合、強度を確保しつつ、一層良好で安定した靭性を有する溶接金属が得られる。Ｐｔｓが０．６０未満であると、溶接金属の強度が不足する場合がある。一方、Ｐｔｓが１．５０を超えると、溶接金属の強度が高くなりすぎて、靭性が不足する場合がある。 It is preferable to control the content of C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and Ti such that Pts obtained by the formula (1) is 0.60 to 1.50. In this case, a weld metal having better and stable toughness can be obtained while securing strength. If the Pts is less than 0.60, the strength of the weld metal may be insufficient. On the other hand, when Pts exceeds 1.50, the strength of the weld metal may be too high, and the toughness may be insufficient.
［残部：Ｆｅ及び不純物］
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの成分の残部は、Ｆｅ及び不純物である。Ｆｅは、鋼製外皮、充填率調整のための鉄粉、並びにＦｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、及びＦｅ−Ｔｉ合金などの鉄合金粉からなる群から選択されるいずれか一種以上の形態としてフラックス入りワイヤに含まれることとなる。鉄粉の種類は特に限定されないが、溶接金属の酸素量の増加を抑制するためにアトマイズ鉄粉が望ましい。不純物とは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤを工業的に製造する際に、原料、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係るフラックス入りワイヤに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば不純物として鋼製外皮の製鋼時に含有されうるＡｌは、上述されたように溶接金属中に非金属介在物を形成して靭性を低下させるので少ない方が好ましいが、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．２００％以下であれば許容される。Ｐ及びＳは、上述されたように溶接金属の靭性を低下させるが、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．０３０％以下であれば許容される。Ｎは、固溶Ｎとして溶接金属に含まれた場合に溶接金属の靭性を損なうが、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．０１％以下であれば許容される。
[The rest: Fe and impurities]
The remainder of the components of the flux cored wire for gas shielded arc welding according to this embodiment is Fe and impurities. Fe is a flux as one or more forms selected from the group consisting of steel shells, iron powders for adjusting the filling rate, and iron alloy powders such as Fe-Si, Fe-Mn, and Fe-Ti alloys. It will be included in the core wire. Although the type of iron powder is not particularly limited, atomized iron powder is desirable in order to suppress an increase in the oxygen content of the weld metal. Impurities are components that are mixed in due to various factors of the raw material or the manufacturing process when industrially manufacturing the flux cored wire according to the present embodiment, and adversely affect the flux cored wire according to the present embodiment. It means something that is acceptable without. For example, Al, which can be contained as an impurity during steel making of steel shell, is preferably as small as possible because it forms non-metallic inclusions in the weld metal and lowers the toughness as described above. It is acceptable if it is 0.200% or less by mass%. P and S lower the toughness of the weld metal as described above, but it is acceptable if it is not more than 0.030% by mass with respect to the total mass of the flux cored wire. N impairs the toughness of the weld metal when it is contained in the weld metal as solid solution N, but it is acceptable if it is 0.01% or less by mass% with respect to the total mass of the flux cored wire.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいて、フラックス充填率（フラックス入りワイヤの全質量に対するフラックスの全質量の割合）は特に限定しないが、生産性の観点から８〜２０％とするのが好ましい。 In the flux cored wire according to the present embodiment, the flux filling rate (the ratio of the total mass of the flux to the total mass of the flux cored wire) is not particularly limited, but is preferably 8 to 20% from the viewpoint of productivity.
［フラックス入りワイヤの形状：好ましくはシームレス形状］
本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮をパイプ状に成型し、その内部にフラックスを充填した構造である。ワイヤの種類としては、成形された鋼製外皮の合わせ目を溶接して得られる鋼製外皮に継目の無いワイヤと、鋼製外皮に合わせ目の溶接を行わないままとした鋼製外皮に継目を有するワイヤとに大別できる。本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいては、何れの断面構造のワイヤをも採用することができるが、鋼製外皮に継目を有するワイヤは、保存時に継ぎ目から水分が侵入し、この水分が水素源となって低温割れを生じさせる場合がある。一方、鋼製外皮に継目が無いワイヤ、即ちシームレス形状を有するワイヤは、ワイヤ中の全水素量を低減することを目的とした熱処理が可能であり、また製造後のフラックスの吸湿が無いので、溶接金属の拡散性水素量を低減し、耐低温割れ性の向上を図ることができるので、一層好ましい。
[Flux-cored wire shape: preferably seamless shape]
The flux-cored wire for gas shield arc welding according to the present embodiment has a structure in which a steel outer shell is formed into a pipe shape, and the flux is filled therein. As the types of wire, a seamless wire is obtained on the steel skin obtained by welding the seam of the formed steel skin, and a seam is obtained on the steel skin which has not been welded on the steel skin. Can be roughly divided into wires having In the flux cored wire according to the present embodiment, a wire having any cross-sectional structure can be adopted, but in the wire having the seam in the steel sheath, moisture infiltrates from the joint during storage, and this moisture is a hydrogen source And may cause low temperature cracking. On the other hand, a seamless wire on a steel shell, that is, a wire having a seamless shape, can be heat-treated to reduce the total hydrogen content in the wire, and there is no moisture absorption of the flux after production. It is more preferable because the amount of diffusible hydrogen of the weld metal can be reduced and the low temperature cracking resistance can be improved.
［ワイヤ表面の送給潤滑剤：好ましくはフラックス入りワイヤ１０ｋｇ当たり０．２０〜１．００ｇ］
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮の外表面に送給潤滑剤をさらに備えてもよい。フラックス入りワイヤの表面の送給潤滑剤は、特に半自動溶接の場合にフラックス入りワイヤの送給性を良好にして、アークが安定でスパッタの発生量を少なくするとともに、溶接欠陥の発生を防止する。フラックス入りワイヤの表面の送給潤滑剤の量がワイヤ１０ｋｇ当たり０．２０ｇ未満であると、ワイヤ送給性が不良となりアークが不安定でスパッタ発生量が多くなる場合がある。また、この場合、スラグ巻込み欠陥が生じやすくなる場合がある。一方、フラックス入りワイヤ表面の送給潤滑剤がワイヤ１０ｋｇ当たり１．００ｇを超えると、送給ローラ部でフラックス入りワイヤがスリップして、アークが不安定となってスパッタ発生量が多くなる場合がある。また、この場合、溶接金属の拡散性水素量が多くなって低温割れが生じやすくなる場合がある。
[Delivery lubricant on wire surface: preferably 0.20 to 1.00 g per 10 kg of flux cored wire]
The flux cored wire according to the present embodiment may further include a feeding lubricant on the outer surface of the steel sheath. The feed lubricant on the surface of the flux cored wire improves the flux feedability of the flux cored wire particularly in the case of semi-automatic welding, stabilizes the arc and reduces the generation of spatter, and prevents the occurrence of welding defects. . If the amount of feed lubricant on the surface of the flux cored wire is less than 0.20 g per 10 kg of wire, the wire feedability may be poor, the arc may be unstable, and the spatter generation amount may increase. In addition, in this case, a slag inclusion defect may easily occur. On the other hand, if the feed lubricant on the surface of the flux cored wire exceeds 1.00 g per 10 kg of wire, the flux cored wire slips at the feed roller portion and the arc becomes unstable, which may increase the spatter generation amount. is there. Further, in this case, the amount of diffusible hydrogen of the weld metal may be increased to easily cause low temperature cracking.
送給潤滑剤は、動植物油、鉱物油あるいは合成油の何れでもよい。動植物油としてはパーム油、菜種油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等を、鉱物油としてはマシン油、タービン油、スピンドル油等を用いることができる。合成油としては炭化水素系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール系、シリコーン系、フロロカーボン系を用いることができる。さらに、油脂またはエステルの１種以上の基油に硫黄を含有する硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの１種または２種以上である硫黄含有の潤滑油を用いることもできる。なお、上述したフラックス入りワイヤの成分規定は、フラックス入りワイヤの鋼製外皮及びフラックスに関するものであり、送給潤滑剤の成分は含まない。送給潤滑剤の塗布量はフラックス入りワイヤの質量に対して非常に小さいので、フラックス入りワイヤの成分を規定するにあたり、送給潤滑剤は実質的な影響を有しない。 The feed lubricant may be any of animal and vegetable oils, mineral oils or synthetic oils. As animal and vegetable oils, palm oil, rapeseed oil, castor oil, pig oil, cow oil, fish oil and the like can be used, and as mineral oil, machine oil, turbine oil, spindle oil and the like can be used. As the synthetic oil, hydrocarbon type, ester type, polyglycol type, polyphenol type, silicone type, fluorocarbon type can be used. Furthermore, it is also possible to use a sulfurized oil or fat containing sulfur in one or more base oils of oils or fats or esters, and a sulfur-containing lubricating oil which is one or more of sulfurized esters, sulfurized fatty acids or sulfurized olefins. The above-mentioned component definition of the flux cored wire relates to the steel sheath of the flux cored wire and the flux, and does not include the component of the feeding lubricant. Since the amount of delivery lubricant applied is very small relative to the mass of the flux cored wire, the delivery lubricant has no substantial effect in defining the composition of the flux cored wire.
次に、本実施形態に係る溶接継手の製造方法について説明する。本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、上述された本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接することを特徴とする。本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、溶接作業性が良好であり、低温割れ防止のための予熱工程を軽減又は省略することができ、さらに、溶接金属の強度及び靭性を十分に確保することができる。 Next, a method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment will be described. The method of manufacturing a weld joint according to the present embodiment is characterized in that gas shielded arc welding is performed using the flux cored wire according to the present embodiment described above. The method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment has good welding workability, can reduce or omit the preheating step for preventing low temperature cracking, and sufficiently secures the strength and toughness of the weld metal. be able to.
本実施形態に係る溶接継手の製造方法において、溶接条件は特に限定されず、通常の範囲内から適宜選択可能である。例えば、シールドガス種は特に限定されないが、安価な１００％ＣＯ２ガスとした場合、特に従来技術に対する顕著な効果を奏する。また、溶接継手の母材も特に限定されない。 In the method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment, the welding conditions are not particularly limited, and can be appropriately selected from the ordinary range. For example, the type of shield gas is not particularly limited, but the inexpensive 100% CO 2 gas has a remarkable effect particularly on the prior art. Further, the base material of the welded joint is not particularly limited.
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。 The effects of the present invention will be specifically described below by way of examples.
低炭素鋼製の鋼板（Ｃ：０．０１〜０．０７％）を鋼製外皮の材料として使用し、鋼製外皮を成形する工程でＵ字型に成形した後、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継目が無いワイヤを造管、伸線し、ワイヤ表面に送給潤滑剤としてパーム油を塗布して表に示す各種成分のフラックス入りワイヤを試作した。フラックスには、充填率調整のために鉄粉（アトマイズ鉄粉）を適宜添加した。ワイヤ径は１．２ｍｍとした。なお、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継目が無いワイヤは、伸線途中で焼鈍を実施した。また、フラックスを含まない中実のソリッドワイヤも、本発明の効果を確認するために作成し、評価した。ソリッドワイヤは、所定の化学成分を有する原材料を伸線及び焼鈍することによって得られた。 A steel plate made of low carbon steel (C: 0.01 to 0.07%) is used as a material of the steel shell, and after being formed into a U shape in the process of forming the steel shell, the seam of the steel shell is joined A seamless wire was welded and welded, and palm oil was applied to the surface of the wire as a feed lubricant to make a flux-cored wire of various components shown in the table. Iron powder (atomized iron powder) was appropriately added to the flux in order to adjust the filling rate. The wire diameter was 1.2 mm. In addition, the wire without the seam which welded the joint of steel outer_layer | skins implemented annealing in the middle of wire drawing. Moreover, a solid solid wire containing no flux was also prepared and evaluated to confirm the effect of the present invention. A solid wire was obtained by drawing and annealing a raw material having a predetermined chemical composition.
表に記載の「Ｆ換算値」は、溶接材料に含まれる弗化物のＦ換算値であり、「ＳｉＯ２」は、溶接材料に含まれるＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値であり、「Ｎａ＋Ｋ」は、溶接材料に含まれるＮａ化合物のＮａ換算値と、Ｋ化合物のＫ換算値との合計値であり、「Ｃａ」は、溶接材料に含まれるＣａ化合物のＣａ換算値であり、「Ｚｒ」は、溶接材料に含まれるＺｒ化合物のＺｒ換算値である。なお、上述の項目のうち２以上に該当する物質の含有量は、その物質が属する項目それぞれの値に算入した。例えば、Ｚｒ化合物及びＳｉ酸化物の何れにも該当するＺｒＳｉＯ４の含有量は、Ｚｒ化合物のＺｒ換算値にもＳｉ酸化物のＳｉＯ２換算値にも算入した。本発明で規定される範囲から外れる数値、又は本発明の合否基準に満たない値には下線を付した。また、化学成分や化合物などの含有量に係る表中の空欄は、その化学成分や化合物などが意図的に添加されていないことを意味する。 The “F converted value” described in the table is the F converted value of the fluoride contained in the welding material, “SiO 2 ” is the SiO 2 converted value of the Si oxide contained in the welding material, “Na + K” Is the total value of the Na converted value of the Na compound contained in the welding material and the K converted value of the K compound, "Ca" is the Ca converted value of the Ca compound contained in the welding material, "Zr" Is a Zr conversion value of the Zr compound contained in the welding material. In addition, content of the substance applicable to 2 or more of the above-mentioned items was included in the value of each item to which the substance belongs. For example, the content of ZrSiO 4 , which corresponds to any of the Zr compound and the Si oxide, is included in the Zr conversion value of the Zr compound as well as the SiO 2 conversion value of the Si oxide. Numerical values outside the scope defined by the present invention or values below the acceptance criteria of the present invention are underlined. Moreover, the blank in the table | surface which concerns on content of a chemical component, a compound, etc. means that the chemical component, a compound, etc. are not added intentionally.
試作した溶接材料（フラックス入りワイヤ及びソリッドワイヤ）を用いて、溶接作業性、溶着金属性能及び耐割れ性の調査を行った。 Using the prototype welding materials (flux cored wire and solid wire), investigations were carried out on weldability, weld metal performance and cracking resistance.
溶接金属の引張強さは、以下の手順で評価した。まず、ＢＴ−ＨＴ６３０に規定される板厚２０ｍｍの鋼板を用いて、ＪＩＳ Ｚ３１１１に準じて表４に示す「溶着金属試験」の溶接条件で溶着金属を作成した。溶接時のワイヤ送給は、６ｍ長さのコンジットケーブルを用いた。この溶着金属部からＡ０号引張試験片を採取し、これに引張試験を行うことによって測定した。６９０ＭＰａ以上の引張強さを有する溶接金属が得られる溶接材料を、引張強さに関して合格と判定した。 The tensile strength of the weld metal was evaluated by the following procedure. First, using a steel plate having a thickness of 20 mm specified in BT-HT630, a weld metal was created under the welding conditions of “welding metal test” shown in Table 4 according to JIS Z3111. The wire feed at the time of welding used the conduit cable of 6 m length. From the welded metal part, a No. A0 tensile test specimen was collected and measured by conducting a tensile test. The weld material from which weld metal having a tensile strength of 690 MPa or more was obtained was judged as pass for the tensile strength.
溶接金属の靱性は、上述の手順で得られた溶着金属部から衝撃試験片を採取し、−２０℃でシャルピー衝撃試験を行うことによって評価した。３回のシャルピー衝撃試験を行い、全ての試験において吸収エネルギーが５０Ｊ以上であり、且つ３回の試験結果の平均値が７０Ｊ以上である溶接金属が得られる溶接材料を、低温靱性に関して合格と判定した。 The toughness of the weld metal was evaluated by collecting impact test pieces from the weld metal portion obtained by the above-mentioned procedure and performing a Charpy impact test at -20 ° C. Three Charpy impact tests were conducted, and weld materials from which a weld metal having an absorbed energy of 50 J or more in all tests and an average value of three test results of 70 J or more was obtained as acceptable for low temperature toughness did.
アーク安定性、スラグ量、ビードの外観並びに形状は、以下の通り評価した。表４に示す「スラグ、スパッタ試験」溶接条件で得られた溶接部において、アーク不安定や不適切な量のスラグに起因したスラグ巻込みやスラグ剥離不良を生じさせなかった溶接材料を、これら事項に関して合格と判定した。 Arc stability, amount of slag, appearance and shape of bead were evaluated as follows. “Slag, spatter test” shown in Table 4 In the weld zone obtained under the welding conditions, these welding materials did not cause slag entrapment or slag peeling defect due to arc instability or an inappropriate amount of slag, It was determined that the matter passed.
スパッタ発生量は、表４に示す「スラグ、スパッタ試験」溶接条件での溶接中に発生したスパッタの重量を、溶接時間で割って得られる、アークタイム１分間当たりのスパッタ発生量である。上述の手順で溶着金属試験を行った際に、粒径１ｍｍ以上のスパッタ発生量が０．３０ｇ／ｍｉｎ以下となる溶接材料を、スパッタ抑制能に関して合格と判定した。 The spatter generation amount is a spatter generation amount per one arc time obtained by dividing the weight of the spatter generated during welding under “slag, spatter test” welding conditions shown in Table 4 by the welding time. When the deposited metal test was performed according to the above-described procedure, a weld material having a particle size of 1 mm or more and having a sputter generation amount of 0.30 g / min or less was determined to be pass with respect to the sputter suppression ability.
耐低温割れ性及び耐凝固割れ性は、ＢＴ−ＨＴ６３０に規定される板厚８５ｍｍの鋼板を用いて、ＪＩＳ Ｚ３１５７に準拠して表２に示す溶接割れ試験の溶接条件でＵ形溶接割れ試験を実施することにより評価した。溶接後４８時間経過した試験体について、表面割れ及び断面割れ（５断面）の割れ発生有無を調査した。これらの結果を表３−１及び表３−２にまとめて示す。全ての評価において合格した溶接材料について、総合評価を合格とした。 Low temperature cracking resistance and solidification cracking resistance, using a steel plate with a thickness of 85 mm specified in BT-HT630, U-shaped weld cracking test under the welding conditions of the weld cracking test shown in Table 2 in accordance with JIS Z3157 It evaluated by carrying out. About the test body which passed for 48 hours after welding, the crack existence existence of surface crack and section crack (5 sections) was investigated. These results are summarized in Tables 3-1 and 3-2. For the welding materials that passed in all the evaluations, the overall evaluation was passed.
本発明の範囲内である発明例Ａ１〜Ａ２２は、適正な引張強さと、良好で安定した靭性とを有する溶接金属が得られるとともに、アークの安定性並びにビードの外観及び形状に優れ、スパッタ発生量及びスラグ量が少ないなど溶接作業性に優れ、さらに低温割れ及び凝固割れを抑制することができた。一方、本発明の範囲外である比較例Ｂ１〜Ｂ２１については、評価項目の１つ以上に関し不合格となり、総合評価が不合格と判定された。 The invention examples A1 to A22 within the scope of the present invention provide a weld metal having appropriate tensile strength and good and stable toughness, and are excellent in arc stability and bead appearance and shape, and spatter generation. The welding workability was excellent because the amount and the amount of slag were small, and it was possible to suppress low temperature cracking and solidification cracking. On the other hand, with respect to Comparative Examples B1 to B21 which are out of the scope of the present invention, one or more of the evaluation items failed, and the comprehensive evaluation was determined to be a failure.
Claims (9)
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、合金成分として、
Ｃ：０．０５〜０．１８％、
Ｓｉ：０．３〜１．４％、
Ｍｎ：１．２〜３．５％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、
Ｎｉ：０．８〜３．５％、
Ｃｒ：０．０１〜１．４０％、
Ｍｏ：０．１５〜１．００％、
Ｔｉ：０．０４〜０．３０％、及び
Ａｌ：０．２００％以下を含有し、
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、
弗化物：Ｆ換算値の合計で０．１０％超０．３０％以下、
Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ２換算値で０．０１０〜０．４００％、及び
Ｎａ化合物及びＫ化合物：Ｎａ換算値及びＫ換算値の合計で０．０６〜０．３５％
を含有し、
残部が鋼製外皮、鉄粉、及び鉄合金粉のいずれか一種以上の形態としてのＦｅと不純物とからなる
ことを特徴するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 A flux cored wire for gas shielded arc welding, comprising: a steel shell; and a flux filled in the steel shell,
% By mass with respect to the total mass of the flux cored wire, as an alloy component,
C: 0.05 to 0.18%,
Si: 0.3 to 1.4%,
Mn: 1.2 to 3.5%,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
Cu: 0.05 to 0.50%,
Ni: 0.8 to 3.5%,
Cr: 0.01 to 1.40%,
Mo: 0.15 to 1.00%,
Ti: 0.04 to 0.30%, and Al: not more than 0.200%,
Furthermore, in% by mass with respect to the total mass of the flux-cored wire,
Fluoride: more than 0.10% and 0.30% or less in total of F conversion value,
Si oxide: 0.010 to 0.400% in terms of SiO 2 , and Na compounds and K compounds: 0.06 to 0.35% in terms of the total of Na equivalent and K equivalent
Contains
What is claimed is: 1. A flux-cored wire for gas shielded arc welding, characterized in that the balance is composed of Fe and impurities in the form of at least one of steel shell, iron powder, and iron alloy powder.
Ｂ：０〜０．０１０％、
Ｍｇ：０〜０．５０％、及び
Ｓｎ：０〜０．４０％
からなる群から選択される一種以上をさらに含有する
ことを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 % By mass with respect to the total mass of the flux cored wire, B: 0 to 0.010% as the alloy component,
Mg: 0 to 0.50%, and Sn: 0 to 0.40%
The flux cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1, further comprising one or more selected from the group consisting of
Ｃａ化合物：Ｃａ換算値で０〜０．３００％
であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 % By mass relative to the total mass of the flux cored wire,
Ca compound: 0 to 0.300% in terms of Ca
The flux cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1 or 2, characterized in that
Ａｌ：０．００３〜０．２０％を含有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 The said steel shell is Al by 0.003 to 0.20% as said alloy component by the mass% with respect to the total mass of the said steel shell, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Flux-cored wire for gas shielded arc welding as described in.
Ｐｔｓ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／７＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｕ］／７＋［Ｎｉ］／２０＋［Ｃｒ］／８＋［Ｍｏ］／２＋［Ｔｉ］／５・・・式（１）
但し、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｃｕ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、［Ｔｉ］は、前記合金成分として含まれるＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉのそれぞれの前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％を示し、前記フラックス入りワイヤに含まれない元素の含有量については０％とみなす。 The flux shielded wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 4, wherein Pts represented by the following formula (1) is 0.60 to 1.50.
Pts = [C] + [Si] / 7 + [Mn] / 5 + [Cu] / 7 + [Ni] / 20 + [Cr] / 8 + [Mo] / 2 + [Ti] / 5 (1)
However, [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], and [Ti] are C, Si, Mn, Cu, Ni contained as the alloy component. , Mass percentage of each of the flux-cored wires with respect to Cr, Mo and Ti, and the content of elements not included in the flux-cored wires is considered to be 0%.
Ｚｒ化合物：Ｚｒ換算値で０〜０．３０％
をさらに含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 % By mass relative to the total mass of the flux cored wire,
Zr compound: 0 to 0.30% in terms of Zr
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 5, further comprising
前記送給潤滑剤の、前記フラックス入りワイヤ１０ｋｇ当たりの量が０．２０〜１．００ｇである
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 The outer surface of the steel shell is further provided with a feeding lubricant,
An amount of the feed lubricant per 10 kg of the flux-cored wire is 0.20 to 1.00 g, The flux-containing for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 7 Wire.
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