JP2022061813A - Method for manufacturing weld joint, and flux-cored cut wire for groove filling - Google Patents

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孟 松尾
Takeshi Matsuo
孝浩 加茂
Takahiro Kamo
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Abstract

To provide a method for manufacturing a weld joint which can secure corrosion resistance of weld metal, and can obtain a weld joint so as to be advantageous in terms of work environment and cost, and a flux-cored cut wire used in the same.SOLUTION: There are provided a method for manufacturing a weld joint that includes a flux-cored cut wire welding step of filling at least a part in a groove with a flux-cored cut wire having a flux containing a predetermined corrosion-resistant element; and a flux-cored cut wire used in the same, in which the flux-cored cut wire is composed of a steel sheath and a flux containing a predetermined corrosion-resistant element that is made to fill the inside of the steel sheath as metal and/or an alloy.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法、及び、これに用いられる開先充填用のフラックス入りカットワイヤに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a welded joint in which a cut wire is filled in a groove provided between base materials and welded, and a flux-cored cut wire for filling the groove used therein.

近年、構造物材料の安全性に対する要求がますます厳しくなっている。その要求には、例えば機械的特性(引張強さ、及び靱性)並びに耐食性がある。耐食性が高い材料は、厳しい腐食環境下に晒される構造物に適する。 In recent years, the demand for safety of structural materials has become more and more stringent. The requirements include, for example, mechanical properties (tensile strength and toughness) and corrosion resistance. Highly corrosion resistant materials are suitable for structures exposed to severe corrosive environments.

原油を輸送する原油タンカーの油槽や地上または地下で原油を貯蔵する油槽には、強度や溶接性に優れた溶接構造用鋼が使用されている。その鋼製油槽は、原油中に含まれる水分、塩分、腐食性ガス成分などによる腐食環境に晒される。特に、原油タンカーの油槽内面は、原油中の揮発成分や、混入海水、油田塩水中の塩分、昼夜の温度変動による結露などによって独特の腐食環境になり、特に鋼板の溶接部は腐食により減肉する。全面腐食や局部腐食を防止する最も有効な方法は、表面に重塗装を施し、腐食環境から遮断することである。しかし、塗装作業は、その塗布する面積が膨大であり、また、塗膜の劣化によって塗り替えが必要になり、検査や塗装に膨大な費用が発生する。 Welded structural steel with excellent strength and weldability is used in the oil tanks of crude oil tankers that transport crude oil and the oil tanks that store crude oil above and below ground. The steel oil tank is exposed to a corrosive environment due to water, salt, corrosive gas components and the like contained in the crude oil. In particular, the inner surface of the oil tank of a crude oil tanker has a unique corrosive environment due to volatile components in crude oil, mixed seawater, salt content in oil field salt water, and dew condensation due to temperature fluctuations during the day and night. do. The most effective way to prevent full-scale or local corrosion is to apply a heavy coating on the surface to shield it from the corrosive environment. However, in the painting work, the area to be applied is enormous, and repainting is required due to deterioration of the coating film, which incurs enormous costs for inspection and painting.

そこで、従来においても、鋼板の溶接部の耐食性を改善するための技術が提案されている。例えば、特許文献1~3には、溶接金属と鋼板中のCu、MoもしくはWの比率を制御することで、溶接部の耐食性を改善することが開示されている。また、特許文献4~5には、耐食性に優れたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが提案されている。 Therefore, conventionally, a technique for improving the corrosion resistance of a welded portion of a steel sheet has been proposed. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose that the corrosion resistance of a welded portion is improved by controlling the ratio of Cu, Mo or W in the weld metal and the steel sheet. Further, Patent Documents 4 to 5 propose flux-cored wires for gas shielded arc welding having excellent corrosion resistance.

しかるに、一般に、耐食性を担保する元素は、溶接金属の耐高温割れ性や靭性を劣化させる。また、耐食性が求められるのは、継手の表面が主であり、継手の内部に対してまで耐食性を担保する必要性は低い。更に、継手の表面と裏面とで腐食環境が異なる場合も想定される。しかしながら、上記の特許文献1~5に記載された技術は、いずれも継手全体に亘って所定の溶接材料を用いることを前提としている。このため、多くの場合に溶接材料を変える手間が発生し、過大な製造コストがかかるという問題がある。 However, in general, an element that guarantees corrosion resistance deteriorates the high temperature crack resistance and toughness of the weld metal. Further, corrosion resistance is mainly required on the surface of the joint, and there is little need to ensure corrosion resistance even inside the joint. Furthermore, it is assumed that the corrosive environment differs between the front surface and the back surface of the joint. However, all of the techniques described in Patent Documents 1 to 5 above are premised on the use of a predetermined welding material over the entire joint. For this reason, in many cases, it takes time and effort to change the welding material, and there is a problem that an excessive manufacturing cost is required.

そのため、鋼板の溶接部の耐食性を改善するための技術においては、溶接継手の必要な個所に必要な耐食性元素を供給して適切な耐食処理を施すことができるように、簡易に耐食性元素の種類を変える技術が求められている。
また、施工効率向上の観点から、主に板継溶接で採用されるサブマージアーク溶接(SAW)では、片面溶接、両面一層溶接等の大入熱溶接に対応可能な溶接材料が要求される。
Therefore, in the technique for improving the corrosion resistance of the welded portion of the steel sheet, the type of the corrosion resistant element can be simply applied so that the necessary corrosion resistant element can be supplied to the required part of the welded joint and the appropriate corrosion resistant element can be applied. There is a need for technology to change the situation.
Further, from the viewpoint of improving construction efficiency, submerged arc welding (SAW), which is mainly used for plate joint welding, requires a welding material capable of large heat input welding such as single-sided welding and double-sided single-layer welding.

特開2005-21981号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-21981 特開2005-23421号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-23421 特開2012-1810号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-1810 特開2013-226577号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-226757 特開2013-226578号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-226578

上述した溶接継手の製造方法における種々の問題点に鑑み、本発明者らは、鋼板の溶接部、特に腐食環境に晒される溶接部表面の耐食性を簡便な方法で確保しつつ、溶接金属の耐高温割れ性や靭性の劣化を可及的に防止することができ、更には大入熱溶接に対しても対応可能である溶接継手の製造方法について鋭意検討した結果、所定の耐食性元素を含んだフラックス入りのカットワイヤを開先内に充填して溶接することにより、上記の課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。 In view of the various problems in the above-mentioned method for manufacturing a welded joint, the present inventors have ensured the corrosion resistance of the welded portion of the steel plate, particularly the surface of the welded portion exposed to the corrosive environment, by a simple method, and the resistance of the weld metal. As a result of diligent studies on a welding joint manufacturing method that can prevent high-temperature cracking and deterioration of toughness as much as possible, and that can also be used for large heat input welding, it contains a predetermined corrosion-resistant element. We have found that the above problems can be solved by filling the groove with a cut wire containing flux and welding, and completed the present invention.

したがって、本発明の目的は、溶接継手の必要な個所に必要な耐食性元素を供給して適切な耐食処理を施すことができ、簡便に耐食性に優れた溶接継手を得ることができるほか、大入熱溶接に対しても対応可能である溶接継手の製造方法を提供することにある。 Therefore, it is an object of the present invention that a necessary corrosion-resistant element can be supplied to a necessary part of a welded joint to perform an appropriate corrosion-resistant treatment, and a welded joint having excellent corrosion resistance can be easily obtained. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a welded joint that can also be used for thermal welding.

また、本発明の別の目的は、このような溶接継手の製造方法に用いられるフラックス入りカットワイヤを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a flux-cored cut wire used in such a method for manufacturing a welded joint.

すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
(1) 母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法であって、
鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを有するフラックス入りカットワイヤを前記開先内の初層から最終層までのいずれか1又は2以上の層内に充填して溶接する方法であり、
前記フラックスが、Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSbからなる群から選ばれた1種又は2種以上の耐食性元素を金属及び/又は合金として含むことを特徴とする溶接継手の製造方法。
(2) 前記フラックス入りカットワイヤは、該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記耐食性元素の合計含有量が0.05%以上98.00%以下であると共に、C、Si、Mn、Ni、Nb、V、Ti、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がC:0.120%以下、Si:2.00%以下、Mn:3.50%以下、Ni:5.00%以下、Nb:0.50%以下、V:0.500%以下、Ti:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であり、また、
P及びSからなる不純物元素の含有量がP:0.030%以下及びS:0.020%以下であることを特徴とする前記(1)に記載の溶接継手の製造方法。
(3) 前記フラックス入りカットワイヤを開先内の初層に充填した後、ソリッドワイヤをカットしたソリッドカットワイヤを充填して溶接することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の溶接継手の製造方法。
(4) 前記溶接がサブマージアーク溶接又はガスシールドアーク溶接であることを特徴とする前記(1)~(3)のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A method for manufacturing a welded joint in which a cut wire is filled in a groove provided between base materials and welded.
A flux-cored cut wire having a steel outer skin and a flux filled inside the steel outer skin is filled in any one or more layers from the first layer to the final layer in the groove and welded. Is the way
A method for producing a welded joint, wherein the flux contains one or more corrosion-resistant elements selected from the group consisting of Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb as a metal and / or an alloy. ..
(2) The flux-cored cut wire is a mass ratio of the flux-cored cut wire to the total mass.
The total content of the corrosion-resistant element is 0.05% or more and 98.00% or less, and the content of the chemical component consisting of C, Si, Mn, Ni, Nb, V, Ti, Al, B, and Bi is C: 0.120% or less, Si: 2.00% or less, Mn: 3.50% or less, Ni: 5.00% or less, Nb: 0.50% or less, V: 0.500% or less, Ti: 0.50% or less, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and also.
The method for manufacturing a welded joint according to (1) above, wherein the content of the impurity element composed of P and S is P: 0.030% or less and S: 0.020% or less.
(3) The above-mentioned (1) or (2), wherein the flux-cored cut wire is filled in the first layer in the groove, and then the solid cut wire cut from the solid wire is filled and welded. How to manufacture welded joints.
(4) The method for manufacturing a welded joint according to any one of (1) to (3) above, wherein the welding is submerged arc welding or gas shielded arc welding.

(5) 母材間に設けた開先内に充填して溶接継手を製造する開先充填用のカットワイヤであって、
鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを有し、
前記フラックスが、Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSbからなる群から選ばれた1種又は2種以上の耐食性元素を金属及び/又は合金として含むことを特徴とする開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
(6) 前記フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記耐食性元素の合計含有量が0.05%以上98.00%以下であると共に、C、Si、Mn、Ni、Nb、V、Ti、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がC:0.120%以下、Si:2.00%以下、Mn:3.50%以下、Ni:5.00%以下、Nb:0.50%以下、V:0.500%以下、Ti:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であり、また、
P及びSからなる不純物元素の含有量がP:0.030%以下及びS:0.020%以下であることを特徴とする前記(5)に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
(7) 母材間に設けた開先内の初層から最終層までのいずれか1又は2以上の層内に充填して用いられることを特徴とする前記(5)又は(6)に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
(5) A cut wire for groove filling that fills the groove provided between the base materials to manufacture a welded joint.
It has a steel husk and a flux filled inside this steel husk,
For groove filling, wherein the flux contains one or more corrosion resistant elements selected from the group consisting of Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb as a metal and / or an alloy. Flux-filled cut wire.
(6) By mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire
The total content of the corrosion-resistant element is 0.05% or more and 98.00% or less, and the content of the chemical component consisting of C, Si, Mn, Ni, Nb, V, Ti, Al, B, and Bi is C: 0.120% or less, Si: 2.00% or less, Mn: 3.50% or less, Ni: 5.00% or less, Nb: 0.50% or less, V: 0.500% or less, Ti: 0.50% or less, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and also.
The flux-containing cut wire for groove filling according to (5) above, wherein the content of the impurity element composed of P and S is P: 0.030% or less and S: 0.020% or less.
(7) The above-mentioned (5) or (6), wherein the layer is filled in any one or more layers from the first layer to the last layer in the groove provided between the base materials. Flux-filled cut wire for groove filling.

本発明によれば、例えば、鋼板をサブマージアーク溶接する場合であっても、溶接継手の必要な個所に必要な耐食性元素を供給して適切な耐食処理を施すことができ、簡便に耐食性に優れた溶接継手を製造することができるほか、大入熱溶接にも対応することができなる。 According to the present invention, for example, even in the case of submerged arc welding of a steel plate, the necessary corrosion-resistant element can be supplied to a necessary part of the welded joint to perform an appropriate corrosion-resistant treatment, and the corrosion resistance is easily excellent. In addition to being able to manufacture welded joints, it is also possible to handle large heat input welding.

図1は、本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a flux-cored cut wire welding process in the present invention. 図2は、本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の他の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example of the flux-cored cut wire welding process in the present invention. 図3は、実施例における評価に使用した開先形状とフラックス入りカットワイヤを充填する様子を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the groove shape used for the evaluation in the embodiment and the state of filling the flux-cored cut wire. 図4は、実施例における溶接金属の耐食性評価用の耐食試験片の切出位置Aを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cutout position A of the corrosion resistance test piece for evaluating the corrosion resistance of the weld metal in the examples. 図5は、実施例における全面腐食試験に用いた腐食試験装置の様子を説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the state of the corrosion test apparatus used for the full-scale corrosion test in the examples. 図6は、実施例における局部腐食(孔食)試験に用いた腐食試験装置の様子を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the state of the corrosion test apparatus used for the local corrosion (pitting corrosion) test in the examples.

本発明は、鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填される所定のフラックスとを有したフラックス入りカットワイヤを用いるものであり、母材間に設けた開先内の初層から最終層(開先面の最表層に相当)までのいずれか1又は2以上の層内にこのフラックス入りカットワイヤを充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えるようにして、溶接継手を製造する。
以下、本発明に係るフラックス入りカットワイヤについて説明すると共に、これを用いた溶接継手の製造方法について説明する。
The present invention uses a flux-cored cut wire having a steel outer skin and a predetermined flux filled inside the steel outer skin, and the first layer to the final layer in the groove provided between the base materials. A welded joint is manufactured by providing a flux-cored cut wire welding step in which one or more of the layers up to (corresponding to the outermost layer of the groove surface) is filled with the flux-cored cut wire and welded. ..
Hereinafter, the flux-cored cut wire according to the present invention will be described, and a method for manufacturing a welded joint using the cut wire will be described.

〔フラックス入りカットワイヤ〕
先ず、フラックス入りカットワイヤについては、Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSbからなる群から選択されるいずれか1種又は2種以上の耐食性元素を金属及び/又は合金として含んだものを用いる。これらの耐食性元素は、溶接金属の耐食性を顕著に向上させる働きを有するが、溶接金属の耐高温割れ性や靱性を損ないうる元素でもある。そこで、フラックス入りカットワイヤにおけるこれら耐食性元素の含有量については、溶接金属の耐高温割れ性や靱性を劣化させることなく、溶接金属の耐食性を確保するために、所定範囲に特定することが望ましい。ここで、前記耐食性元素を金属及び/又は合金として用いるのは、溶接時に溶融して凝固し、溶接金属の一部として耐食性の発現に効果的に寄与するからである。
[Cut wire with flux]
First, the flux-cored cut wire contains one or more corrosion-resistant elements selected from the group consisting of Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb as a metal and / or an alloy. Use. These corrosion-resistant elements have a function of remarkably improving the corrosion resistance of the weld metal, but are also elements that can impair the high-temperature cracking resistance and toughness of the weld metal. Therefore, it is desirable to specify the content of these corrosion-resistant elements in the flux-cored cut wire within a predetermined range in order to secure the corrosion resistance of the weld metal without deteriorating the high-temperature cracking resistance and toughness of the weld metal. Here, the corrosion-resistant element is used as a metal and / or an alloy because it melts and solidifies during welding and effectively contributes to the development of corrosion resistance as a part of the weld metal.

上記の観点から、フラックス入りカットワイヤ中の耐食性元素(Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSb)の合計含有量は、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、0.05%以上98.00%以下であることが好ましい。ここで、下限値については、好ましくは0.10%以上、より好ましくは0.20%以上、更に好ましくは0.30%以上であるのがよく、また、上限値については、95.00%、90.00%、又は80.00%としてもよい。この耐食性元素の合計含有量は、フラックス入りカットワイヤを構成する鋼製外皮とその内部に充填されるフラックス中に含まれる耐食性元素の合計量を表すものであり、フラックス中に含まれる各耐食性元素(Cr、Mo、Cu、W、Sn、又はSb)の質量割合の合計が0.05%以上98.00%以下となる限り、各耐食性元素の含有量は0.00%を含む98.00%以下の範囲で特に制限されるものではなく、下記の式1より求めることができる。
0.05%≦[Cr]+[Mo]+[Cu]+[W]+[Sn]+[Sb]≦98.00%……式1
〔但し、式1中の角括弧付き元素記号は、フラックス入りカットワイヤの化学成分における各元素記号に対応する元素について、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合(質量%)である。〕
なお、フラックス入りカットワイヤ中への前記耐食性元素の添加は、溶接時にフラックス入りカットワイヤの全体が溶融し凝固して溶接金属の一部となることから、フラックス入りカットワイヤの鋼製外皮及びフラックスのいずれか一方又は双方に対して行うことができる。
From the above viewpoint, the total content of corrosion-resistant elements (Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb) in the flux-cored cut wire is 0.05% or more as a mass ratio to the total mass of the flux-filled cut wire. It is preferably 98.00% or less. Here, the lower limit value is preferably 0.10% or more, more preferably 0.20% or more, still more preferably 0.30% or more, and the upper limit value is 95.00%. , 90.00%, or 80.00%. The total content of the corrosion-resistant elements represents the total amount of the corrosion-resistant elements contained in the steel outer skin constituting the flux-containing cut wire and the flux filled therein, and each corrosion-resistant element contained in the flux. As long as the total mass ratio of (Cr, Mo, Cu, W, Sn, or Sb) is 0.05% or more and 98.00% or less, the content of each corrosion-resistant element is 98.00 including 0.00%. It is not particularly limited in the range of% or less, and can be obtained from the following formula 1.
0.05% ≤ [Cr] + [Mo] + [Cu] + [W] + [Sn] + [Sb] ≤ 98.00% …… Equation 1
[However, the element symbol with square brackets in Equation 1 is the mass ratio (mass%) of the element corresponding to each element symbol in the chemical component of the flux-filled cut wire to the total mass of the flux-filled cut wire. ]
When the corrosion resistant element is added to the flux-cored cut wire, the entire flux-cored cut wire melts and solidifies to become a part of the weld metal during welding. Therefore, the steel outer skin of the flux-cored cut wire and the flux. It can be done for either one or both.

ここで、溶接金属の耐食性を確保するには、耐食性元素(Cr、Mo、Cu、W、Sn及びSb)の合計含有量が0.05%以上であることが望ましい。また、耐食性元素の合計含有量の上限については、特には存在しないが、本発明のフラックス入りカットワイヤではフラックスが鋼製外皮の内部に充填されているため、実質的に98.00%である。すなわち、本発明のフラックス入りカットワイヤ中に耐食性元素が多量に含まれていても、フラックス入りカットワイヤ以外の溶接材料〔例えば、サブマージアーク溶接(SAW)ではフラックスとワイヤ〕により溶接金属の大部分が占められるので、靭性の劣化には影響しない。そこで、耐食性を向上する観点から、耐食性元素の質量割合の上限は特に制限されないことになる。 Here, in order to secure the corrosion resistance of the weld metal, it is desirable that the total content of the corrosion resistant elements (Cr, Mo, Cu, W, Sn and Sb) is 0.05% or more. Further, the upper limit of the total content of corrosion-resistant elements does not exist in particular, but in the flux-containing cut wire of the present invention, the flux is filled inside the steel outer skin, so that it is substantially 98.00%. .. That is, even if the flux-containing cut wire of the present invention contains a large amount of corrosion-resistant elements, most of the weld metal is made of a welding material other than the flux-containing cut wire [for example, flux and wire in submerged arc welding (SAW)]. Does not affect the deterioration of toughness. Therefore, from the viewpoint of improving the corrosion resistance, the upper limit of the mass ratio of the corrosion resistant element is not particularly limited.

また、本発明のフラックス入りカットワイヤには、上記の耐食性元素(Cr、Mo、Cu、W、Sn及びSb)の金属及び/又は合金以外に、例えば、溶接金属の化学成分や炭素当量(Ceq)等を制御するための合金成分を含有させてもよい(以下、これらの化学成分や合金成分を単に「化学成分」という。)。そして、このような化学成分をフラックス入りカットワイヤ中に添加する際には、添加された化学成分が金属や合金の粉末であると、溶接の際に鋼製外皮と同様に溶融するので、耐食性元素以外の化学成分の添加は、例えば、金属粉や合金粉の形態でフラックスに添加してもよく、また、鋼製外皮の形態で含まれるようにしてもよく、更には、鋼製外皮の外表面にめっきとして含まれるようにしてもよく、いずれの場合も同様の効果を奏する。なお、本発明の場合には、耐食性元素以外の化学成分は、従来のカットワイヤではないフラックス入りワイヤの場合とは異なり、アーク安定性や全姿勢溶接性が求められず、酸化物や炭酸塩の状態である必要がないので、上記の耐食性元素以外の化学成分を金属粉や合金粉の形態で含有させることができる。 Further, in the flux-containing cut wire of the present invention, in addition to the above-mentioned metal and / or alloy of corrosion resistant elements (Cr, Mo, Cu, W, Sn and Sb), for example, the chemical component and carbon equivalent (Ceq) of the weld metal are used. ) Etc. may be contained (hereinafter, these chemical components and alloy components are simply referred to as "chemical components"). When such a chemical component is added to a cut wire containing a flux, if the added chemical component is a powder of a metal or an alloy, it melts at the time of welding in the same manner as a steel outer skin, so that it has corrosion resistance. The addition of chemical components other than elements may be added to the flux in the form of metal powder or alloy powder, for example, may be contained in the form of a steel outer skin, and further may be contained in the form of a steel outer skin. It may be included as a plating on the outer surface, and in either case, the same effect is obtained. In the case of the present invention, the chemical components other than the corrosion-resistant element are not required to have arc stability and omnidirectional weldability, unlike the case of the conventional flux-containing wire which is not a cut wire, and oxides and carbonates are not required. Since it is not necessary to be in the above state, chemical components other than the above-mentioned corrosion-resistant element can be contained in the form of metal powder or alloy powder.

具体的には、本発明のフラックス入りカットワイヤは、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、金属及び/又は合金として含まれる耐食性元素を0.05%以上98.00%以下の割合で含むと共に、任意成分としてC、Si、Mn、Ni、Nb、V、Ti、Al、B、及びBiからなる群から選ばれたいずれか1種又は2種以上の化学成分を含み、かつ、各化学成分の含有量がそれぞれC:0.120%以下、Si:2.00%以下、Mn:3.50%以下、Ni:5.00%以下、Nb:0.50%以下、V:0.500%以下、Ti:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であり、また、P及びSからなる不純物元素の含有量がそれぞれP:0.030%以下及びS:0.020%以下であることが好ましい。なお、本発明においては、上述した耐食性元素を含むことにより、前記任意成分としての化学成分を含むことなく耐食性の向上することができるため、これら化学成分のそれぞれの含有量の下限値は0%である。 Specifically, the flux-containing cut wire of the present invention contains the corrosion-resistant element contained as a metal and / or an alloy at a ratio of 0.05% or more and 98.00% or less in terms of mass ratio to the total mass of the flux-containing cut wire. In addition to containing, any one or more chemical components selected from the group consisting of C, Si, Mn, Ni, Nb, V, Ti, Al, B, and Bi are contained as optional components, and each of them is contained. The content of chemical components is C: 0.120% or less, Si: 2.00% or less, Mn: 3.50% or less, Ni: 5.00% or less, Nb: 0.50% or less, V: 0. .500% or less, Ti: 0.50% or less, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and an impurity element composed of P and S. The contents are preferably P: 0.030% or less and S: 0.020% or less, respectively. In the present invention, by including the above-mentioned corrosion-resistant element, the corrosion resistance can be improved without including the chemical component as the optional component, so that the lower limit of the content of each of these chemical components is 0%. Is.

このうち、任意成分としての化学成分において、「C:0.120%以下」におけるCは、固溶強化によって溶接金属の耐力及び引張強さを確保するために重要な元素である。但し、フラックス入りカットワイヤにおけるC含有量が0.120%を超えると、溶接金属中のC含有量が過剰になり、溶接金属の耐力及び引張強さが過度に上昇して、溶接金属の靭性が低下する。溶接金属の靭性、耐力、及び引張強さの全てを安定的に確保するためには、このC含有量の上限値を0.10%にするのが好ましい。一方、C含有量の下限は0%であるが、必要に応じて、C含有量の下限を0.010%、0.020%、0.030%、0.040%、又は0.050%としてもよい。同様に、C含有量の上限を0.100%、0.090%、0.080%、又は0.070%としてもよい。 Of these, among the chemical components as optional components, C in "C: 0.120% or less" is an important element for ensuring the proof stress and tensile strength of the weld metal by solid solution strengthening. However, if the C content in the flux-containing cut wire exceeds 0.120%, the C content in the weld metal becomes excessive, the yield strength and tensile strength of the weld metal increase excessively, and the toughness of the weld metal Decreases. In order to stably secure all of the toughness, proof stress, and tensile strength of the weld metal, it is preferable to set the upper limit of the C content to 0.10%. On the other hand, the lower limit of the C content is 0%, but if necessary, the lower limit of the C content is 0.010%, 0.020%, 0.030%, 0.040%, or 0.050%. May be. Similarly, the upper limit of the C content may be 0.100%, 0.090%, 0.080%, or 0.070%.

「Si:2.00%以下」におけるSiは、脱酸元素であり、溶接金属の酸素量を低減して溶接金属の清浄度を高める働きを有する。フラックス入りカットワイヤにおけるSi含有量が2.00%を超える場合、Siが溶接金属の靱性を劣化させる。溶接金属の靭性を安定して確保するために、このSi含有量の上限は1.90%、1.80%、1.70%、又は1.50%としてもよい。一方、Si含有量の下限は0%であるが、必要に応じて、Si含有量の下限を0.01%、0.02%、0.03%、又は0.04%としてもよい。 Si in "Si: 2.00% or less" is a deoxidizing element and has a function of reducing the amount of oxygen in the weld metal and increasing the cleanliness of the weld metal. When the Si content in the flux-cored cut wire exceeds 2.00%, Si deteriorates the toughness of the weld metal. In order to stably secure the toughness of the weld metal, the upper limit of the Si content may be 1.90%, 1.80%, 1.70%, or 1.50%. On the other hand, the lower limit of the Si content is 0%, but if necessary, the lower limit of the Si content may be 0.01%, 0.02%, 0.03%, or 0.04%.

「Mn:3.50%以下」におけるMnは、溶接金属の焼入性を確保して溶接金属の強度を高めるために必要な元素であるが、0%でもよい。溶接金属の強度を高めるために、フラックス入りカットワイヤにおけるMn含有量の下限値を0.50%、0.75%、1.0%としてもよい。一方、このMn含有量が3.50%を超える場合、溶接金属の粒界脆化感受性が増加して溶接金属の靱性が劣化する。従って、Mn含有量の上限値は3.50%であるが、Mn含有量の上限値を3.00%、2.50%、又は2.00%としてもよい。 Mn in "Mn: 3.50% or less" is an element necessary for ensuring the hardenability of the weld metal and increasing the strength of the weld metal, but may be 0%. In order to increase the strength of the weld metal, the lower limit of the Mn content in the flux-cored cut wire may be 0.50%, 0.75%, or 1.0%. On the other hand, when the Mn content exceeds 3.50%, the grain boundary embrittlement sensitivity of the weld metal increases and the toughness of the weld metal deteriorates. Therefore, the upper limit of the Mn content is 3.50%, but the upper limit of the Mn content may be 3.00%, 2.50%, or 2.00%.

「Ni:5.00%以下」におけるNiは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるNi含有量の下限値は0%である。また、このNi含有量が多過ぎる場合、凝固割れが起こり易くなる。そのため、Ni含有量の上限値は、好ましくは4.00%、3.00%、又は2.00%である。Ni含有量の下限値は、好ましくは0.05%、0.1%、又は0.15%である。 Since Ni in "Ni: 5.00% or less" is not an essential component, the lower limit of the Ni content in the flux-cored cut wire is 0%. Further, if the Ni content is too large, solidification cracking is likely to occur. Therefore, the upper limit of the Ni content is preferably 4.00%, 3.00%, or 2.00%. The lower limit of the Ni content is preferably 0.05%, 0.1%, or 0.15%.

「Nb:0.50%以下」におけるNbは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるNb含有量の下限値は0%である。一方、Nbは、溶接金属において微細炭化物を形成し、この微細炭化物が溶接金属中で析出強化を生じさせるので、Nbは溶接金属の引張強さを向上させる。その効果を十分に得るためには、Nb含有量を0.005%以上とすることが好ましい。しかしながら、このNb含有量が0.50%を超えることは、Nbが溶接金属中で粗大な析出物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。Nb含有量の上限値は、好ましくは0.40%、0.30%、0.20%、又は0.10%である。 Since Nb in "Nb: 0.50% or less" is not an essential component, the lower limit of the Nb content in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, Nb forms fine carbides in the weld metal, and the fine carbides cause precipitation strengthening in the weld metal, so that Nb improves the tensile strength of the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, the Nb content is preferably 0.005% or more. However, it is not preferable that the Nb content exceeds 0.50% because Nb forms coarse precipitates in the weld metal and deteriorates the toughness of the weld metal. The upper limit of the Nb content is preferably 0.40%, 0.30%, 0.20%, or 0.10%.

「V:0.500%以下」におけるVは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるV含有量の下限値は0%である。一方、Vは溶接金属の焼入れ性を向上させるので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を十分に得るためには、V含有量を0.010%以上とすることが好ましい。このV含有量が0.500%を超える場合、溶接金属中のV炭化物の析出量が過剰となり、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靭性を劣化させる。V含有量の上限値は、好ましくは0.400%、0.300%、0.200%、又は0.100%である。 Since V in "V: 0.500% or less" is not an essential component, the lower limit of the V content in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, V is an element effective for increasing the strength of the weld metal because it improves the hardenability of the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, the V content is preferably 0.010% or more. When this V content exceeds 0.500%, the precipitation amount of V carbide in the weld metal becomes excessive, the weld metal is excessively hardened, and the toughness of the weld metal is deteriorated. The upper limit of the V content is preferably 0.400%, 0.300%, 0.200%, or 0.100%.

「Ti:0.50%以下」におけるTiは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるTi含有量の下限値は0%である。一方、Tiは脱酸元素であり、溶接金属中の酸素量を低減させる効果がある。また、フラックス入りカットワイヤに含まれるTiは、溶接金属中に僅かに残留して固溶Nを固定するので、固溶Nが溶接金属の靱性に及ぼす悪影響を緩和する効果を有する。そのため、フラックス入りカットワイヤが0.01%以上のTiを含有してもよい。しかしながら、Ti含有量が0.50%を越えると、溶接金属において過度な析出物の生成による靱性劣化が生じるおそれがある。ここで、フラックス入りカットワイヤにTiを含有させる場合、フェロチタン(鉄とチタンとの合金)をフラックス中に含有させることが考えられる。Ti含有量の上限値は、好ましくは0.40%、0.30%、0.20%、又は0.10%である。 Since Ti in "Ti: 0.50% or less" is not an essential component, the lower limit of the Ti content in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, Ti is a deoxidizing element and has an effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal. Further, Ti contained in the flux-cored cut wire remains slightly in the weld metal to fix the solid solution N, and thus has an effect of alleviating the adverse effect of the solid solution N on the toughness of the weld metal. Therefore, the flux-cored cut wire may contain 0.01% or more of Ti. However, if the Ti content exceeds 0.50%, the toughness of the weld metal may deteriorate due to the formation of excessive precipitates. Here, when Ti is contained in the flux-cored cut wire, it is conceivable that ferrotitanium (an alloy of iron and titanium) is contained in the flux. The upper limit of the Ti content is preferably 0.40%, 0.30%, 0.20%, or 0.10%.

「Al:1.70%以下」におけるAlは、脱酸元素であり、Siと同様に、溶接金属中の酸素量を低減させ、溶接金属の清浄度向上効果を有する。フラックス入りカットワイヤにおけるAl含有量が1.70%を超える場合、Alが窒化物及び酸化物等を形成して、溶接金属の靱性を減少させる。そのため、フラックス入りカットワイヤにおけるAl含有量の上限を1.70%とする。この上限値は、好ましくは1.60%、1.50%、1.40%、又は1.30%である。Al含有量の下限値は、好ましくは0.005%、0.010%、0.050%、0.100%、0.150%又は0.200%である。 Al in "Al: 1.70% or less" is a deoxidizing element, and like Si, it reduces the amount of oxygen in the weld metal and has an effect of improving the cleanliness of the weld metal. When the Al content in the flux-cored cut wire exceeds 1.70%, Al forms nitrides, oxides and the like, and reduces the toughness of the weld metal. Therefore, the upper limit of the Al content in the flux-cored cut wire is set to 1.70%. This upper limit is preferably 1.60%, 1.50%, 1.40%, or 1.30%. The lower limit of the Al content is preferably 0.005%, 0.010%, 0.050%, 0.100%, 0.150% or 0.200%.

「B:0.020%以下」におけるBは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるB含有量の下限値は0%である。一方、Bは、溶接金属において固溶Nと結びついてBNを形成するので、固溶Nが溶接金属の靭性に及ぼす悪影響を減じる効果を有する。また、Bは溶接金属の焼入性を高めるので溶接金属の強度を向上させる効果も有する。そのため、フラックス入りカットワイヤが0.0005%以上のBを含有してもよい。しかしながら、このB含有量が0.020%超になると、溶接金属中のBが過剰となり、粗大なBN及びFe23(C、B)等のB化合物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。B含有量の上限値は、好ましくは0.015%、0.010%、0.005%、0.003%、又は0.001%である。 Since B in "B: 0.020% or less" is not an essential component, the lower limit of the B content in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, since B is combined with the solid solution N in the weld metal to form a BN, it has an effect of reducing the adverse effect of the solid solution N on the toughness of the weld metal. Further, B has an effect of improving the strength of the weld metal because it enhances the hardenability of the weld metal. Therefore, the flux-cored cut wire may contain 0.0005% or more of B. However, when the B content exceeds 0.020%, B in the weld metal becomes excessive, forming coarse BN and B compounds such as Fe 23 (C, B) 6 and deteriorating the toughness of the weld metal. It is not preferable because it causes The upper limit of the B content is preferably 0.015%, 0.010%, 0.005%, 0.003%, or 0.001%.

「Bi:0.020%以下」におけるBiは、必須成分ではないので、フラックス入りカットワイヤにおけるBi含有量の下限値は0%である。一方、Biは、スラグの剥離性を改善する元素である。その効果を十分に得るために、Bi含有量を0.005%以上、0.010%以上又は0.012%以上とすることが好ましい。一方で、Bi含有量が0.020%を超える場合、溶接金属に凝固割れが発生しやすくなるので、Bi含有量の上限値は0.020%である。このBi含有量の上限値は、好ましくは0.015%、0.010%、又は0.005%である。 Since Bi in "Bi: 0.020% or less" is not an essential component, the lower limit of the Bi content in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, Bi is an element that improves the peelability of slag. In order to sufficiently obtain the effect, the Bi content is preferably 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.012% or more. On the other hand, when the Bi content exceeds 0.020%, solidification cracks are likely to occur in the weld metal, so the upper limit of the Bi content is 0.020%. The upper limit of this Bi content is preferably 0.015%, 0.010%, or 0.005%.

また、前記不純物元素として存在する「P:0.030%以下」におけるPは、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックス入りカットワイヤ中のP含有量は極力低減させる必要がある。そのため、P含有量の下限値は0%である。また、このP含有量が0.030%以下であれば、Pの靱性への悪影響が許容できる範囲内となる。溶接金属の凝固割れを防止するために、より好適には、このP含有量は0.020%以下、0.015%以下、又は0.010%以下である。 Further, since P in "P: 0.030% or less" existing as the impurity element lowers the toughness of the weld metal, it is necessary to reduce the P content in the flux-cored cut wire as much as possible. Therefore, the lower limit of the P content is 0%. Further, when the P content is 0.030% or less, the adverse effect on the toughness of P is within an acceptable range. More preferably, the P content is 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less in order to prevent solidification cracking of the weld metal.

前記不純物元素として存在する「S:0.020%以下」におけるSは、溶接金属中に過大に存在すると、溶接金属の靱性と延性を共に劣化させるので、フラックス入りカットワイヤにおけるS含有量は極力低減させるのが望ましい。そのため、このS含有量の下限値は0%である。また、S含有量が0.020%以下であれば、溶接金属の靱性及び延性にSが及ぼす悪影響が許容できる範囲内となる。より好適には、0.010%以下、0.008%以下、0.006%以下、又は0.005%以下である。 If S in "S: 0.020% or less" existing as the impurity element is excessively present in the weld metal, both the toughness and ductility of the weld metal are deteriorated. Therefore, the S content in the flux-cored cut wire is as much as possible. It is desirable to reduce it. Therefore, the lower limit of the S content is 0%. Further, when the S content is 0.020% or less, the adverse effect of S on the toughness and ductility of the weld metal is within an acceptable range. More preferably, it is 0.010% or less, 0.008% or less, 0.006% or less, or 0.005% or less.

本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、上述したような化学成分を含んでもよく、また、含まなくてもよいが、これらの化学成分と前記耐食性元素及び不純物元素のほかは、Fe及び不純物である。このうち、Feとしては、鋼製外皮に加えて、鉄粉を含むようにしてもよい。すなわち、フラックス入りカットワイヤにおけるフラックスの充填率の調整のために、或いは、溶着効率の向上のために、必要に応じてフラックス中に鉄粉を含有させるようにしてもよい。この鉄粉の含有量は特に制限されないが、鉄粉の表層に付着した酸素が溶接金属の酸素量を増加させて、靭性を低下させることも考えられることから、最大でも、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、90.0%未満、望ましくは80.0%未満にするのがよい。鉄粉の含有量の上限値については8.0%、6.0%、4.0%、2.0%、又は1.0%に制限してもよい。勿論、本発明に係るフラックス入りカットワイヤにおいて鉄粉は必須ではないので、鉄粉の含有量の下限値は0%である。 The flux-containing cut wire in the present invention may or may not contain the above-mentioned chemical components, but in addition to these chemical components and the corrosion-resistant element and the impurity element, Fe and impurities. Of these, Fe may contain iron powder in addition to the steel outer skin. That is, iron powder may be contained in the flux, if necessary, in order to adjust the packing rate of the flux in the flux-containing cut wire or to improve the welding efficiency. The content of this iron powder is not particularly limited, but it is possible that the oxygen adhering to the surface layer of the iron powder increases the oxygen content of the weld metal and lowers the toughness. The mass ratio to the total mass should be less than 90.0%, preferably less than 80.0%. The upper limit of the iron powder content may be limited to 8.0%, 6.0%, 4.0%, 2.0%, or 1.0%. Of course, since iron powder is not essential in the flux-cored cut wire according to the present invention, the lower limit of the iron powder content is 0%.

また、不純物については、フラックス入りカットワイヤを工業的に製造する際に、原料に由来して、又は、製造工程の種々の要因によって混入する成分である。これらは、本発明に係るフラックス入りカット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。 Impurities are components derived from raw materials or mixed due to various factors in the manufacturing process when the flux-cored cut wire is industrially manufactured. These are meant to be permissible as long as they do not adversely affect the flux-cored cut wire according to the present invention.

本発明におけるフラックス入りカットワイヤにおいては、上述された耐食性元素、化学成分、及び不純物元素以外の他の金属元素の弗化物、酸化物、炭酸塩等も、その特性を損なわない範囲で含有してもよい。この場合、前記他の金属元素の弗化物、酸化物、及び炭酸塩は、上述された耐食性元素、化学成分、不純物元素、並びにFe及び不純物の含有量には含まれないものとする。但し、これら他の金属元素の弗化物、酸化物、炭酸塩については、それを含有する場合を排除するものではないことを表すものである。すなわち、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、前述の耐食性元素を所定の割合で含むと共に、前述の化学成分及び不純物元素の含有量がそれぞれ所定の範囲であり、残部がFe及び不純物、又は、Fe、不純物、及びこれら他の金属元素の弗化物、酸化物、炭酸塩からなる化学組成を有するものである。好ましくは、前述の耐食性元素を所定の割合で含むと共に、前述の化学成分及び不純物元素の含有量がそれぞれ所定の範囲であり、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有する。 The flux-containing cut wire of the present invention also contains fluorides, oxides, carbonates and the like of metal elements other than the above-mentioned corrosion-resistant elements, chemical components and impurity elements as long as the characteristics are not impaired. May be good. In this case, the fluorides, oxides, and carbonates of the other metal elements are not included in the above-mentioned corrosion-resistant elements, chemical components, impurity elements, and the contents of Fe and impurities. However, it means that the case where these other metal elements such as fluorides, oxides and carbonates are contained is not excluded. That is, the flux-containing cut wire in the present invention contains the above-mentioned corrosion-resistant element in a predetermined ratio, and the contents of the above-mentioned chemical components and impurity elements are each in a predetermined range, and the balance is Fe and impurities or Fe. , Impurities, and fluorides, oxides, and carbonates of these other metal elements. Preferably, the above-mentioned corrosion-resistant element is contained in a predetermined ratio, the contents of the above-mentioned chemical components and impurity elements are each in a predetermined range, and the balance has a chemical composition consisting of Fe and impurities.

更に、上述した事項が満たされる限り、本発明に係るフラックス入りカットワイヤの鋼製外皮については、特に制限されないが、例えば、鋼製外皮が軟鋼外皮からなる場合、その外皮の化学組成は、質量割合で、C:0.1%以下、Si:0.10%以下、Mn:3.00%以下、P:0.030%以下、S:0.020%以下、Al:0.1%以下、及びN:0.030%以下であり、残部が鉄及び不純物であるものを挙げることができる。 Further, as long as the above-mentioned matters are satisfied, the steel outer skin of the flux-containing cut wire according to the present invention is not particularly limited. For example, when the steel outer skin is made of a mild steel outer skin, the chemical composition of the outer skin is mass. C: 0.1% or less, Si: 0.10% or less, Mn: 3.00% or less, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.1% or less , And N: 0.030% or less, and the balance may be iron and impurities.

本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、鋼製外皮にフラックスが充填されたワイヤ形状の状態で、所定の長さに細かく裁断することで得ることができる。カットされたフラックス入りカットワイヤの形状について特に制限はなく、細径鋼素線を所定の長さに細かく裁断して、断面が円形をなした一般的なカットワイヤと同程度にすることができるが、フラックスが充填されることなどを考慮すると、その直径としてはφ1.0~φ3.0mmであるのがよい。ちなみに、従来のカットワイヤの直径はφ1.0~φ2.0mm程度である。一方で、フラックス入りカットワイヤの長さは0.5~3.5mmであるのがよい。一般的なカットワイヤでは、その長さはワイヤ径の0.5~2.0倍相当である。 The flux-cored cut wire in the present invention can be obtained by finely cutting a steel outer skin into a predetermined length in the form of a wire filled with flux. There is no particular limitation on the shape of the cut wire containing flux, and the small-diameter steel wire can be cut into small pieces to a predetermined length to make it similar to a general cut wire having a circular cross section. However, considering that the flux is filled, the diameter thereof is preferably φ1.0 to φ3.0 mm. Incidentally, the diameter of the conventional cut wire is about φ1.0 to φ2.0 mm. On the other hand, the length of the flux-cored cut wire is preferably 0.5 to 3.5 mm. The length of a general cut wire is equivalent to 0.5 to 2.0 times the wire diameter.

また、フラックスの充填率については、上述した条件が満たされる限り、特に制限されない。例えば、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、フラックスの充填率の下限値を10%、又は12%としてもよい。また、フラックスの充填率の上限値を80%、又は90%としてもよい。 Further, the flux filling rate is not particularly limited as long as the above-mentioned conditions are satisfied. For example, the lower limit of the flux filling rate may be 10% or 12% as a mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire. Further, the upper limit of the flux filling rate may be 80% or 90%.

ここで、本発明のフラックス入りカットワイヤの製造及び保管に際しては、溶接金属の拡散性水素量を低減させて低温割れの問題を防止するために、好ましくは、製造時及び保管時に後述する適切な対応をして、フラックス入りカットワイヤに含まれる水素量がフラックス入りカットワイヤの全質量に対して12ppm以下となるようにするのがよい。この水素量は、フラックス入りカットワイヤの製造時に侵入するほか、フラックス入りカットワイヤの保管の間に水分が侵入することにより増大するおそれがあり、カットワイヤ製造後から使用までの期間が長い場合には、水分の浸入を防止しながら保管することが望ましい。 Here, in the production and storage of the flux-cored cut wire of the present invention, in order to reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and prevent the problem of low-temperature cracking, it is preferable to use the appropriate method described later during production and storage. Correspondingly, it is preferable that the amount of hydrogen contained in the flux-cored cut wire is 12 ppm or less with respect to the total mass of the flux-cored cut wire. This amount of hydrogen may invade during the manufacture of the flux-cored cut wire and may increase due to the intrusion of moisture during storage of the flux-cored cut wire, and when the period from the manufacture of the cut wire to the use is long. It is desirable to store the wire while preventing the ingress of moisture.

本発明におけるフラックス入りカットワイヤを製造するにあたり、その手順等は特に制限されないが、裁断する前のフラックスが充填されたワイヤを製造する方法として、以下のような例を示すことができる。
先ず、鋼製外皮の継目が溶接されてスリット状の隙間がないシームレス形状のフラックス入りカットワイヤの製造方法としては、耐食性元素や化学成分等が所定の範囲内になるようにフラックスを調製する工程のほか、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してU字型のオープン管を得る工程と、オープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給する工程と、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合せ溶接してシームレス管を得る工程と、シームレス管を伸線して所定の線径を有するフラックス入りのワイヤを得る工程と、伸線する工程の途中、又は完了後にフラックス入りのワイヤを焼鈍する工程を備える。その後、ワイヤを所定の長さに裁断することで、フラックス入りカットワイヤを得ることができる。
In manufacturing the flux-cored cut wire in the present invention, the procedure and the like are not particularly limited, but the following example can be shown as a method for manufacturing the wire filled with the flux before cutting.
First, as a method for manufacturing a seamlessly shaped flux-containing cut wire in which the seams of the steel outer skin are welded and there are no slit-shaped gaps, a step of preparing the flux so that the corrosion-resistant elements, chemical components, etc. are within a predetermined range. In addition, a process of forming a U-shaped open tube by forming it using a forming roll while feeding the steel strip in the longitudinal direction, a process of supplying flux into the open tube through the opening of the open tube, and a process of supplying flux to the open tube. During or completed the process of butt-welding the opposing edges of the openings to obtain a seamless tube, the process of drawing a seamless tube to obtain a flux-filled wire having a predetermined wire diameter, and the process of drawing. A step of baking the flux-containing wire later is provided. Then, by cutting the wire to a predetermined length, a flux-cored cut wire can be obtained.

ここで、突合せ溶接は、電縫溶接、レーザ溶接、又はTIG溶接等により行われる。また、伸線工程の途中又は伸線工程の完了後に、ワイヤ中の水分を除去するために焼鈍を行う。好ましくは、ワイヤに含まれるH含有量を12ppm以下とするために、焼鈍温度は650℃以上とし、焼鈍時間は4時間以上とするのがよい。但し、フラックスの変質を防ぐために、焼鈍温度は900℃以下とする。なお、突合せ溶接のかわりに、鋼製外皮の隙間をろう付けしても、スリット状の隙間がないワイヤを得ることができる。 Here, the butt welding is performed by electric stitch welding, laser welding, TIG welding, or the like. Further, during the wire drawing process or after the wire drawing process is completed, annealing is performed to remove water in the wire. Preferably, the annealing temperature is 650 ° C. or higher and the annealing time is 4 hours or longer so that the H content contained in the wire is 12 ppm or less. However, in order to prevent deterioration of the flux, the annealing temperature is set to 900 ° C. or lower. Even if the gaps in the steel outer skin are brazed instead of the butt welding, a wire having no slit-shaped gaps can be obtained.

また、鋼製外皮の継目を溶接せずに、スリット状の隙間を有したままのフラックス入りカットワイヤを得るようにしてもよい。その場合には、オープン管の端部を突き合わせ溶接してシームレス管を得る工程のかわりに、オープン管を成形して、オープン管の端部を突き合わせてスリット状の隙間有りの管を得る工程を有する点以外は、シームレス形状を有するワイヤの製造方法と同様である。スリット状の隙間を有するワイヤの製造方法は、突き合わせられたオープン管の端部をかしめる工程を更に備えてもよい。スリット状の隙間を有するワイヤの製造方法では、スリット状の隙間を有した状態で管を伸線する。 Further, it is also possible to obtain a flux-cored cut wire having a slit-shaped gap without welding the seam of the steel outer skin. In that case, instead of the process of butt-welding the ends of the open pipes to obtain a seamless pipe, the process of forming an open pipe and butt-butting the ends of the open pipes to obtain a pipe with a slit-shaped gap is performed. It is the same as the method for manufacturing a wire having a seamless shape except that the wire has a seamless shape. The method of manufacturing a wire having a slit-like gap may further include a step of crimping the end of the abutted open tube. In the method of manufacturing a wire having a slit-shaped gap, the pipe is drawn with the slit-shaped gap.

本発明に係るフラックス入りカットワイヤは、上述したように、鋼製外皮の継目が溶接されてスリット状の隙間がないシームレス形状のワイヤを裁断したものであってもよく、鋼製外皮の継目が溶接されずに、スリット状の隙間を有したワイヤを裁断したものであってもよいが、好ましくは、鋼製外皮にスリット状の隙間がないワイヤをカットしたフラックス入りカットワイヤであるのがよい。溶接時に溶接部に侵入するH(水素)は、溶接金属及び被溶接材中に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。Hの供給源は様々であるが、溶接部の清浄度や溶接条件が厳密に管理された状態であれば、フラックス入りカットワイヤ中に含まれる水分(H2O)がHの供給源となり得て、この水分の量が溶接継手の拡散性水素量に影響する場合がある。そのため、スリット状の隙間がないシームレス形状のワイヤを裁断したものが望ましいが、スリット状の隙間を有したワイヤを裁断したものである場合には、例えば、真空包装して保管したり、乾燥した状態を保持できる容器内でフラックス入りカットワイヤを保管するようにすればよい。 As described above, the flux-containing cut wire according to the present invention may be a wire having a seamless shape in which the seam of the steel outer skin is welded and has no slit-shaped gap, and the seam of the steel outer skin may be cut. A wire having a slit-shaped gap may be cut without being welded, but a flux-containing cut wire obtained by cutting a wire having no slit-shaped gap in a steel outer skin is preferable. .. H (hydrogen) that invades the welded portion during welding diffuses into the weld metal and the material to be welded, accumulates in the stress concentration portion, and causes low-temperature cracking. There are various sources of H, but if the cleanliness of the weld and the welding conditions are strictly controlled, the moisture (H 2 O) contained in the flux-cored cut wire can be the source of H. Therefore, the amount of this water may affect the amount of diffusible hydrogen in the welded joint. Therefore, it is desirable to cut a seamlessly shaped wire without a slit-shaped gap, but if the wire having a slit-shaped gap is cut, for example, it is vacuum-packed and stored or dried. The flux-packed cut wire may be stored in a container that can hold the state.

また、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、その表面に油(潤滑剤)が塗布されたものであってもよい。充填材表面に塗布された潤滑剤は、保管時の錆発生を抑える効果がある。このような潤滑剤としては、様々な種類のもの(例えばパーム油等の植物油)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、H(水素)を含有しないパーフルオロポリエーテル油(PFPE油)を使用するのが好ましい。なお、フラックス入りカットワイヤが、その表面にめっきを備えたものである場合には、潤滑剤はめっきの表面に塗布される。 Further, the flux-cored cut wire in the present invention may have an oil (lubricant) coated on its surface. The lubricant applied to the surface of the filler has the effect of suppressing the generation of rust during storage. As such a lubricant, various kinds (for example, vegetable oil such as palm oil) can be used, but in order to suppress low temperature cracking of the weld metal, a perfluoropolyether oil containing no H (hydrogen) is used. It is preferable to use (PFPE oil). When the flux-cored cut wire has plating on its surface, the lubricant is applied to the surface of the plating.

〔溶接継手の製造方法〕
次に、上述したフラックス入りカットワイヤを用いて溶接継手を製造するにあたり、本発明では、母材間に設けた開先内の少なくとも一部にフラックス入りカットワイヤを充填して溶接するフラックス入りカットワイヤ溶接工程を備えるようにする。つまり、溶接継手を製造するにあたり、1パスから最終パスのいずれか1つ以上において、本発明に係るフラックス入りカットワイヤを母材の開先内に充填して溶接する。溶接が1パスのみである場合、その1パスにおいて本発明のフラックス入りカットワイヤを用いるようにする。
[Manufacturing method of welded joint]
Next, in manufacturing a welded joint using the above-mentioned flux-cored cut wire, in the present invention, at least a part of the groove provided between the base materials is filled with the flux-cored cut wire and welded. Provide a wire welding process. That is, in manufacturing a welded joint, the flux-cored cut wire according to the present invention is filled in the groove of the base metal and welded in any one or more of one pass to the final pass. If there is only one pass for welding, the flux-cored cut wire of the present invention is used in that one pass.

なかでも、このフラックス入りカットワイヤ溶接工程については、少なくとも開先内の初層または最終層(開先面の最表層)に本発明に係るフラックス入りカットワイヤを充填して、溶接を行うのが好ましい。すなわち、耐食性が要求される溶接部の表面に、フラックス入りカットワイヤを充填することで、溶接部の耐食性を向上させることができる。 In particular, in this flux-cored cut wire welding process, at least the first layer or the final layer (the outermost layer of the groove surface) in the groove is filled with the flux-cored cut wire according to the present invention and welded. preferable. That is, the corrosion resistance of the welded portion can be improved by filling the surface of the welded portion where corrosion resistance is required with a flux-cored cut wire.

図1及び図2には、それぞれ本発明におけるフラックス入りカットワイヤ溶接工程の一例が示されている。このうち、図1は、母材1と母材2との間に設けられた開先3内の一部にフラックス入りカットワイヤ4を充填して、溶接を行う例である。
先ず、図1(a)に示されるように、母材1、2の裏面に裏当材5を取り付けた上で、開先3内の初層に本発明に係るフラックス入りカットワイヤ4を充填する。そして、耐食性が求められるのが、初層側の表面のみの場合には、以降の溶接では、本発明のフラックス入りカットワイヤを用いずに、図1(b)に示したように、充填したフラックス入りカットワイヤ4の上に溶接用ワイヤ6を配置し、溶接継手を製造するようにしてもよい。
1 and 2 show an example of a flux-cored cut wire welding process in the present invention, respectively. Of these, FIG. 1 is an example in which a flux-cored cut wire 4 is filled in a part of the groove 3 provided between the base material 1 and the base material 2 and welded.
First, as shown in FIG. 1A, the backing material 5 is attached to the back surfaces of the base materials 1 and 2, and then the first layer in the groove 3 is filled with the flux-containing cut wire 4 according to the present invention. do. When corrosion resistance is required only on the surface on the first layer side, the subsequent welding is filled as shown in FIG. 1 (b) without using the flux-cored cut wire of the present invention. The welding wire 6 may be arranged on the flux-cored cut wire 4 to manufacture a welded joint.

また、もし初層だけでは溶着量が不足したり、あるいは、もし全厚での耐食性が求められる場合には、図1(c)に示したように、初層に充填したフラックス入りカットワイヤ4を含んで得られた溶接金属7の上に、再度、本発明のフラックス入りカットワイヤ4を散布して開先3内に充填し、溶接用ワイヤ6を配置して溶接を行う。以降、これを繰り返して、必要な溶着量に達したところで、本発明のフラックス入りカットワイヤを用いずに、溶接するようにすればよい。 Further, if the welding amount is insufficient only in the first layer, or if corrosion resistance at the full thickness is required, as shown in FIG. 1 (c), the flux-cored cut wire 4 filled in the first layer 4 The flux-cored cut wire 4 of the present invention is sprayed again on the weld metal 7 obtained by containing the above to fill the groove 3, and the welding wire 6 is arranged to perform welding. After that, this may be repeated until the required welding amount is reached, and welding may be performed without using the flux-cored cut wire of the present invention.

そして、もし開先内の最終層(開先面の最表層)においてのみ耐食性が求められる場合には、図1(d)に示したように、母材1、2の裏面に裏当材5を取り付けた後に、開先3内に溶接用ワイヤ6を配置してアークを発生させて溶接する操作を必要な回数だけ繰り返し、図1(e)に示したように、本発明のフラックス入りカットワイヤを含まない複数の溶接金属8で接合し(ここでは、3つの溶接金属8で開先内高さの80%程度を接合した場合の例が示されている。)、その後に、この溶接金属8の上に本発明のフラックス入りカットワイヤ4を散布して充填し、次いで、図1(f)に示したように、充填したフラックス入りカットワイヤ4の略中心部上に溶接用ワイヤ6を配置し、アークを発生させて溶接することにより、本発明のフラックス入りカットワイヤ4が含まれた最終層9を有する溶接継手を製造する。 If corrosion resistance is required only in the final layer in the groove (the outermost layer of the groove surface), as shown in FIG. 1 (d), the backing material 5 is formed on the back surfaces of the base materials 1 and 2. After mounting, the welding wire 6 is arranged in the groove 3 to generate an arc, and the operation of welding is repeated as many times as necessary, and as shown in FIG. 1 (e), the flux-containing cut of the present invention is used. A plurality of weld metals 8 not including wires are joined (here, an example is shown in which about 80% of the height inside the groove is joined with three weld metals 8), and then this welding is performed. The flux-containing cut wire 4 of the present invention is sprayed and filled on the metal 8, and then, as shown in FIG. 1 (f), the welding wire 6 is placed on the substantially central portion of the filled flux-containing cut wire 4. To produce a welded joint having a final layer 9 containing the flux-containing cut wire 4 of the present invention by arranging and welding by generating an arc.

また、図2に示したように、本発明に係るフラックス入りカットワイヤ溶接工程は、開先内にフラックス入りカットワイヤを充填して1パスで溶接するフラックス入りカットワイヤ充填1パス溶接からなるようにしてもよい。すなわち、図2(a)に示したように、母材1、2の裏面に裏当材5を取り付けた上で、この図2の例では、開先3内のほぼ全て、例えば、開先内高さの80%程度を充填するように、本発明に係るフラックス入りカットワイヤ4を散布する。次いで、図2(b)のように、充填したフラックス入りカットワイヤ4の略中心部上に溶接用ワイヤ6を配置し、アークを発生させて溶接することで、図2(c)に示したように、フラックス入りカットワイヤ4を含んだ溶接金属7によって溶接継手を製造する。
この図2に示したフラックス入りカットワイヤ溶接工程の例では、開先内のほぼ全てに本発明に係るフラックス入りカットワイヤが用いられるため、溶接部を全板厚にわたって、耐食性を担保することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the flux-cored cut wire welding process according to the present invention comprises flux-cored cut wire filling 1-pass welding in which the flux-filled cut wire is filled in the groove and welded in one pass. You may do it. That is, as shown in FIG. 2A, after the backing material 5 is attached to the back surfaces of the base materials 1 and 2, in the example of FIG. 2, almost all of the groove 3 is, for example, a groove. The flux-containing cut wire 4 according to the present invention is sprayed so as to fill about 80% of the inner height. Next, as shown in FIG. 2 (b), the welding wire 6 is arranged on the substantially central portion of the filled flux-cored cut wire 4, and an arc is generated for welding, as shown in FIG. 2 (c). As described above, the welded joint is manufactured by the weld metal 7 including the flux-cored cut wire 4.
In the example of the flux-cored cut wire welding process shown in FIG. 2, since the flux-cored cut wire according to the present invention is used in almost all of the grooves, it is possible to ensure corrosion resistance over the entire plate thickness of the welded portion. can.

これらの図1、図2では、母材間の開先がいわゆるV型開先の例を示したが、本発明においてはこの開先形状に制限はなく、V型以外にも、例えばI型、レ型、K型、J型、X型、U型、H形等の開先形状や、これら以外の任意の形状の開先であってもよい。また、本発明においては、片面溶接の場合であってもよく、両面溶接の場合であっても適用可能である。更には、図1の例のように多層盛りの溶接の場合、各層を2パス以上に分けて溶接するようにしてもよい。 In FIGS. 1 and 2, an example of a so-called V-shaped groove is shown in which the groove between the base materials is a so-called V-shaped groove. , Re-shaped, K-shaped, J-shaped, X-shaped, U-shaped, H-shaped, or the like, or any other shape of the groove may be used. Further, in the present invention, single-sided welding may be used, and double-sided welding may be applicable. Further, in the case of multi-layer welding as in the example of FIG. 1, each layer may be divided into two or more passes for welding.

本発明において用いられる溶接方法(溶接手段)については特に制限されないが、開先内に充填したフラックス入りカットワイヤを確実に溶かすために、好ましくは、サブマージアーク溶接であるか、又はガスシールドアーク溶接であるのがよい。ただし、立向溶接や上向溶接では、フラックス入りカットワイヤを開先内に充填することが困難な場合があるため、溶接姿勢は下向又は横向きであるのが望ましい。 The welding method (welding means) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably submerged arc welding or gas shielded arc welding in order to reliably melt the flux-cored cut wire filled in the groove. It is good to be. However, in vertical welding or upward welding, it may be difficult to fill the groove with the flux-cored cut wire, so it is desirable that the welding posture is downward or sideways.

また、本発明における溶接継手の製造方法では、母材の種類や形状等は特に制限されないが、腐食が問題となる場面での適用が最も効果的である。すなわち、代表的には、原油タンカーの油槽や、原油を貯蔵する地上または地下原油タンクなどの、原油を輸送または貯蔵する油槽の溶接である。 Further, in the method for manufacturing a welded joint in the present invention, the type and shape of the base metal are not particularly limited, but the application in a situation where corrosion is a problem is most effective. That is, it is typically welding of oil tanks for transporting or storing crude oil, such as oil tanks for crude oil tankers and above-ground or underground crude oil tanks for storing crude oil.

(実施例)
次に、実施例等に基づき本発明をより具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徹して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
(Example)
Next, the present invention will be described more specifically based on examples and the like. However, the following examples do not have the property of limiting the present invention, and it is within the technical scope of the present invention to change the design only for the purposes of the preceding and the following.

本発明例及び比較例のフラックス入りカットワイヤ(試料番号1~44)は、次の方法により製造した。
先ず、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してU型のオープン管を得た。このオープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給し、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合わせ溶接してシームレス管を得た。このシームレス管を伸線して、スリット状の隙間がないフラックス入りのワイヤを得た。但し、その際に、一部の試料は、シーム溶接をしないスリット状の隙間有りの管とし、それを伸線してワイヤとした。このようにして、最終の充填材径がφ2.0mmのフラックス入りのワイヤを試作した。
なお、これらワイヤの伸線作業の途中で、フラックス入りのワイヤを650~950℃の温度範囲内で4時間以上焼鈍した。試作後、一部のワイヤ表面には潤滑剤を塗布した。そして、製造したフラックス入りのワイヤを長さが2.0mmになるように裁断して、フラックス入りカットワイヤの各試料を準備した。
そして、上記フラックスの調製に際しは、表1に示す耐食性元素について、Cr及びMoの各元素についてはそれぞれそのフェロクロム合金粉、及びフェロモリブデン合金粉として使用し、Cr、W、Sn及びSbの各元素についてはそれぞれその金属粉として使用し、また、表1及び表2中にはそれぞれ各元素の質量割合に換算して示した。
これらフラックス入りカットワイヤの構成を表1及び表2に示す。
The flux-containing cut wires (Sample Nos. 1-44) of the present invention example and the comparative example were manufactured by the following method.
First, a U-shaped open pipe was obtained by molding using a forming roll while feeding the steel strip in the longitudinal direction. Flux was supplied into the open pipe through the opening of the open pipe, and the opposing edges of the opening of the open pipe were butt-welded to obtain a seamless pipe. This seamless tube was drawn to obtain a flux-cored wire having no slit-shaped gap. However, at that time, some of the samples were made into a tube having a slit-shaped gap without seam welding, and the wire was drawn to form a wire. In this way, a wire containing a flux having a final filler diameter of φ2.0 mm was prototyped.
In the middle of the wire drawing work of these wires, the flux-cored wire was annealed in the temperature range of 650 to 950 ° C. for 4 hours or more. After the trial production, a lubricant was applied to the surface of some wires. Then, the produced flux-cored wire was cut to a length of 2.0 mm, and each sample of the flux-cored cut wire was prepared.
When preparing the flux, the corrosion-resistant elements shown in Table 1 are used as the ferrochrome alloy powder and the ferromolybdenum alloy powder for each element of Cr and Mo, respectively, and each element of Cr, W, Sn and Sb is used. Are used as the metal powders thereof, and are shown in Tables 1 and 2 in terms of the mass ratio of each element.
The configurations of these flux-cored cut wires are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2022061813000002
Figure 2022061813000002

Figure 2022061813000003
Figure 2022061813000003

表1~2に開示された耐食性元素、任意成分としての化学成分及び鉄粉(Fe粉)、並びに不純物元素として含まれる各元素の含有量の単位は、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合(質量%)である。 The unit of the content of the corrosion-resistant element disclosed in Tables 1 and 2, the chemical component as an optional component and iron powder (Fe powder), and each element contained as an impurity element is the mass ratio to the total mass of the flux-filled cut wire. (Mass%).

また、フラックス入りカットワイヤの化学組成における残部(すなわち、表1及び表2に開示された各元素以外の成分)は、鉄(意図的に添加されたFe粉を含む。)及び不純物である。また、各フラックス入りカットワイヤのワイヤ構造は表1に示したとおりであり、更に、備考欄で特に断りが無い限り、油は塗布していない。一方で、表2に開示されたフラックス入りカットワイヤに化学成分として含まれる各元素は、鋼製外皮又は金属粉の形態で含まれるものである。なお、表1及び表2において、耐食性元素、化学成分、及びFe粉の含有量に係る表中の空欄は、その耐食性元素、化学成分、及びFe粉が意図的に添加されていないことを意味する。また、耐食性元素や化学成分については不可避的に混入されることもある。 Further, the balance in the chemical composition of the flux-cored cut wire (that is, components other than the elements disclosed in Tables 1 and 2) is iron (including intentionally added Fe powder) and impurities. The wire structure of each flux-cored cut wire is as shown in Table 1, and oil is not applied unless otherwise specified in the remarks column. On the other hand, each element contained as a chemical component in the flux-cored cut wire disclosed in Table 2 is contained in the form of a steel outer skin or a metal powder. In Tables 1 and 2, the blanks in the table relating to the contents of the corrosion-resistant element, the chemical component, and the Fe powder mean that the corrosion-resistant element, the chemical component, and the Fe powder are not intentionally added. do. In addition, corrosion-resistant elements and chemical components may be inevitably mixed.

発明例及び比較例のフラックス入りカットワイヤは、以下に説明する方法により評価した。
板厚が20mmであるSM490Aに対して、表3の溶接条件及び1パスで、SAW溶接した。その際、開先形状は、図3に示すV型として、開先3内でのフラックス入りカットワイヤ4の散布厚さは18mmとした。更には、溶接フラックスとして日鐵住金溶接工業(株)製NF-100を使用し、溶接ワイヤには日鐵住金溶接工業(株)製Y-DS(ワイヤ径φ4.8mm)を使用した。溶接ワイヤは鋼板に対して垂直に設置した。
The flux-containing cut wires of the invention example and the comparative example were evaluated by the method described below.
SAW welding was performed on SM490A having a plate thickness of 20 mm under the welding conditions and one pass shown in Table 3. At that time, the groove shape was V-shaped as shown in FIG. 3, and the spray thickness of the flux-containing cut wire 4 in the groove 3 was 18 mm. Further, NF-100 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding & Co., Ltd. was used as the welding flux, and Y-DS (wire diameter φ4.8 mm) manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding & Co., Ltd. was used as the welding wire. The weld wire was installed perpendicular to the steel plate.

(溶接金属の耐食性の評価)
(1)全面腐食試験
タンカー上甲板裏面における全面腐食に対する耐食性を評価するため、溶接金属のみとなるように、幅15mm×長さ60mm×厚さ5mmの矩形の小片(耐食性評価のための耐食試験片11)を、表3に示す溶接条件で製造された図4の評価用の継手の切出位置Aから切り出し、その表面を600番手のエメリー紙で研磨した。裏面および端面は腐食しないよう、テープでシールし、図5に示した腐食試験装置を用いて全面腐食試験を行った。
(Evaluation of corrosion resistance of weld metal)
(1) Full surface corrosion test In order to evaluate the corrosion resistance against full surface corrosion on the back surface of the upper deck of the tanker, a rectangular piece with a width of 15 mm, a length of 60 mm, and a thickness of 5 mm (corrosion resistance test for evaluation of corrosion resistance) so that only weld metal is used. The piece 11) was cut out from the cutout position A of the evaluation joint of FIG. 4 manufactured under the welding conditions shown in Table 3, and the surface thereof was polished with 600-count emery paper. The back surface and the end surface were sealed with tape so as not to be corroded, and a full-scale corrosion test was performed using the corrosion test apparatus shown in FIG.

この腐食試験装置は、腐食試験槽12と温度制御プレート13とから構成されており、腐食試験槽12には温度が36℃に保持された水16が注入されており、また、その水16中には、4vol%O、13vol%CO、0.01vol%SO、0.05vol%HS、残部Nからなる混合ガス(導入ガス14)を導入して腐食試験槽12内を過飽和の水蒸気で充満し、原油タンク上甲板裏の腐食環境を再現したものである。そして、この試験槽の上裏面にセットした耐食試験片11に、ヒーターと冷却装置を内蔵した温度制御プレート13を介して25℃×3時間+50℃×21時間を1サイクルとする温度変化を180日間繰り返して付与し、耐食試験片11の表面に結露水を生じさせて、全面腐食を起こさせるようにしたものである。図5中、15は試験槽からの排出ガスを示す。 This corrosion test apparatus is composed of a corrosion test tank 12 and a temperature control plate 13, and water 16 whose temperature is maintained at 36 ° C. is injected into the corrosion test tank 12 and is contained in the water 16. A mixed gas (introduced gas 14) consisting of 4 vol% O 2 , 13 vol% CO 2 , 0.01 vol% SO 2 , 0.05 vol% H 2 S, and the balance N 2 was introduced into the corrosion test tank 12. It is filled with supersaturated water vapor and reproduces the corrosive environment behind the upper deck of the crude oil tank. Then, the corrosion resistance test piece 11 set on the upper and lower surfaces of the test tank is subjected to a temperature change of 180 ° C. × 3 hours + 50 ° C. × 21 hours as one cycle via a temperature control plate 13 having a built-in heater and cooling device. It was repeatedly applied for a day to generate dew condensation water on the surface of the corrosion resistance test piece 11 so as to cause total corrosion. In FIG. 5, 15 indicates the exhaust gas from the test tank.

上記試験後、各耐食試験片表面の錆を除去し、試験前後の質量変化から、腐食による質量の減少量を求め、この値から1年当たりの板厚減量(片面の腐食速度)に換算した。その結果、腐食速度が0.10mm/y以下で局部腐食が認められない場合を耐全面腐食性が良好と評価した。 After the above test, the rust on the surface of each corrosion resistance test piece was removed, and the amount of mass reduction due to corrosion was obtained from the mass change before and after the test, and this value was converted into the plate thickness reduction (corrosion rate on one side) per year. .. As a result, when the corrosion rate was 0.10 mm / y or less and no local corrosion was observed, the total corrosion resistance was evaluated as good.

(2)局部腐食(孔食)試験
タンカー油槽部底板における孔食に対する耐食性を評価するため、溶接金属のみとなるように、幅15mm×長さ60mm×厚さ5mmの矩形の小片(耐食性耐食試験片17)を、表6の溶接条件で製造された図4の評価用の継手の切出位置Aから切り出し、その全面を600番手のエメリー紙で研磨した。
(2) Local corrosion (pitting corrosion) test In order to evaluate the corrosion resistance of the bottom plate of the tanker oil tank to pitting corrosion, a small piece of a rectangular piece (corrosion resistance test) having a width of 15 mm, a length of 60 mm, and a thickness of 5 mm so that only weld metal is used. The piece 17) was cut out from the cutting position A of the evaluation joint of FIG. 4 manufactured under the welding conditions of Table 6, and the entire surface thereof was polished with 600-count emery paper.

次いで、10mass%NaCl水溶液を、濃塩酸を用いてClイオン濃度10mass%、pH0.85に調製した試験溶液を作製し、耐食試験片の上部に開けた3mmφの孔にテグスを通して吊るし、1耐食試験片につき2Lの試験溶液中に168時間浸漬する腐食試験を行った。なお、試験溶液は、予め30℃に加温・保持し、24時間毎に新しい試験溶液と交換した。 Next, a test solution prepared by preparing a 10 mass% NaCl aqueous solution to a Cl ion concentration of 10 mass% and a pH of 0.85 using concentrated hydrochloric acid was prepared, and the test solution was hung through a 3 mmφ hole opened in the upper part of the corrosion resistance test piece through a Tegs to perform one corrosion resistance test. A corrosion test was performed in which each piece was immersed in 2 L of the test solution for 168 hours. The test solution was preheated and maintained at 30 ° C., and replaced with a new test solution every 24 hours.

上記腐食試験に用いた装置を図6に示す。この腐食試験装置は、腐食試験槽18、恒温槽19の二重型の装置で、腐食試験槽18には上記試験溶液20が入れられ、その中に耐食試験片17がテグス21で吊るされて浸漬されている。試験溶液20の温度は、恒温槽19に入れた水22の温度を調整することで保持している。 The apparatus used for the corrosion test is shown in FIG. This corrosion test device is a double type device of a corrosion test tank 18 and a constant temperature bath 19. The test solution 20 is put in the corrosion test tank 18, and the corrosion resistance test piece 17 is suspended by a fishing line 21 and immersed in the test solution 20. Has been done. The temperature of the test solution 20 is maintained by adjusting the temperature of the water 22 placed in the constant temperature bath 19.

上記腐食試験後、耐食試験片表面に生成した錆を除去した後、試験前後の質量差を求め、この差を全表面積で割り戻し、1年当たりの板厚減少量(両面の腐食速度)を求めた。その結果、腐食速度が0.50mm/y以下の場合を耐局部腐食性が良好と評価した。 After the above corrosion test, after removing the rust generated on the surface of the corrosion resistance test piece, the mass difference before and after the test is calculated, and this difference is discounted by the total surface area to determine the amount of decrease in plate thickness per year (corrosion rate on both sides). I asked. As a result, when the corrosion rate was 0.50 mm / y or less, the local corrosion resistance was evaluated as good.

Figure 2022061813000004
Figure 2022061813000004

上述の方法により評価した各試験結果は表4に示されている。
本発明の実施例のフラックス入りカットワイヤを用いて溶接を行った場合、耐食性が良好であり、いずれの溶接金属も合格であり、優れた耐食性を有する溶接金属を製造することができた。一方、比較例は、耐食性が不足し、不合格となった。
なお、本発明の実施例のフラックス入りカットワイヤを用いて溶接を行った場合には、高温割れが発生せず、また、溶接金属7から切り出した4号シャルピー試験片を用い、JIS Z3111:2005に準拠して行ったシャルピー衝撃試験の結果、-20℃でのシャルピー吸収エネルギーが45J以上となり、低温靱性に関しても問題が無かった。
The results of each test evaluated by the above method are shown in Table 4.
When welding was performed using the flux-cored cut wire of the embodiment of the present invention, the corrosion resistance was good, all the weld metals passed, and the weld metal having excellent corrosion resistance could be produced. On the other hand, the comparative example was rejected due to insufficient corrosion resistance.
When welding was performed using the flux-containing cut wire of the embodiment of the present invention, high-temperature cracking did not occur, and using a No. 4 Charpy test piece cut out from the weld metal 7, JIS Z3111: 2005 As a result of the Charpy impact test conducted in accordance with the above, the Charpy absorption energy at -20 ° C was 45 J or more, and there was no problem with low temperature toughness.

Figure 2022061813000005
Figure 2022061813000005

以上のとおり、本発明によれば、優れた耐食性を有する溶接継手を作製することができ、コスト性においても有利に施工できるようになる。 As described above, according to the present invention, a welded joint having excellent corrosion resistance can be manufactured, and the construction can be advantageously carried out in terms of cost.

1、2:母材(鋼材)、3:開先、4:フラックス入りカットワイヤ、5:裏当材、6:溶接用ワイヤ、7,8:溶接金属、9:最終層(開先面の最表層)、11,17:耐食試験片、12,18:腐食試験槽、13:温度制御プレート、14:導入ガス、15:排出ガス、16,22:水、19:恒温槽、20:試験液、21:テグス、A:耐食性試験片の切出位置。
1, 2: Base material (steel material), 3: Groove 4: Flux-filled cut wire, 5: Backing material, 6: Welding wire, 7, 8: Welded metal, 9: Final layer (groove surface) Outermost layer), 11, 17: Corrosion resistance test piece, 12, 18: Corrosion test tank, 13: Temperature control plate, 14: Introduced gas, 15: Exhaust gas, 16, 22: Water, 19: Constant temperature bath, 20: Test Liquid, 21: Tegus, A: Cutting position of corrosion resistance test piece.

Claims (7)

母材間に設けた開先内にカットワイヤを充填して溶接する溶接継手の製造方法であって、
鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを有するフラックス入りカットワイヤを前記開先内の初層から最終層までのいずれか1又は2以上の層内に充填して溶接する方法であり、
前記フラックスが、Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSbからなる群から選ばれた1種又は2種以上の耐食性元素を金属及び/又は合金として含むことを特徴とする溶接継手の製造方法。
It is a method of manufacturing a welded joint in which a cut wire is filled in a groove provided between base materials and welded.
A flux-cored cut wire having a steel outer skin and a flux filled inside the steel outer skin is filled in any one or more layers from the first layer to the final layer in the groove and welded. Is the way
A method for producing a welded joint, wherein the flux contains one or more corrosion-resistant elements selected from the group consisting of Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb as a metal and / or an alloy. ..
前記フラックス入りカットワイヤは、該フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記耐食性元素の合計含有量が0.05%以上98.00%以下であると共に、C、Si、Mn、Ni、Nb、V、Ti、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がC:0.120%以下、Si:2.00%以下、Mn:3.50%以下、Ni:5.00%以下、Nb:0.50%以下、V:0.500%以下、Ti:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であり、また、
P及びSからなる不純物元素の含有量がP:0.030%以下及びS:0.020%以下であることを特徴とする請求項1に記載の溶接継手の製造方法。
The flux-cored cut wire is a mass ratio of the flux-cored cut wire to the total mass.
The total content of the corrosion-resistant element is 0.05% or more and 98.00% or less, and the content of the chemical component consisting of C, Si, Mn, Ni, Nb, V, Ti, Al, B, and Bi is C: 0.120% or less, Si: 2.00% or less, Mn: 3.50% or less, Ni: 5.00% or less, Nb: 0.50% or less, V: 0.500% or less, Ti: 0.50% or less, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and also.
The method for manufacturing a welded joint according to claim 1, wherein the content of the impurity element composed of P and S is P: 0.030% or less and S: 0.020% or less.
前記フラックス入りカットワイヤを開先内の層内に充填した後、ソリッドワイヤをカットしたソリッドカットワイヤを充填して溶接することを特徴とする請求項1又は2に記載の溶接継手の製造方法。 The method for manufacturing a welded joint according to claim 1 or 2, wherein the flux-cored cut wire is filled in the layer in the groove, and then the solid cut wire in which the solid wire is cut is filled and welded. 前記溶接がサブマージアーク溶接又はガスシールドアーク溶接であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の溶接継手の製造方法。 The method for manufacturing a welded joint according to any one of claims 1 to 3, wherein the welding is submerged arc welding or gas shielded arc welding. 母材間に設けた開先内に充填して溶接継手を製造する開先充填用のカットワイヤであって、
鋼製外皮とこの鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを有し、
前記フラックスが、Cr、Mo、Cu、W、Sn、及びSbからなる群から選ばれた1種又は2種以上の耐食性元素を金属及び/又は合金として含むことを特徴とする開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
A cut wire for groove filling that fills the groove provided between the base materials to manufacture a welded joint.
It has a steel husk and a flux filled inside this steel husk,
For groove filling, wherein the flux contains one or more corrosion resistant elements selected from the group consisting of Cr, Mo, Cu, W, Sn, and Sb as a metal and / or an alloy. Flux-filled cut wire.
前記フラックス入りカットワイヤの全質量に対する質量割合で、
前記耐食性元素の合計含有量が0.05%以上98.00%以下であると共に、C、Si、Mn、Ni、Nb、V、Ti、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がC:0.120%以下、Si:2.00%以下、Mn:3.50%以下、Ni:5.00%以下、Nb:0.50%以下、V:0.500%以下、Ti:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であり、また、
P及びSからなる不純物元素の含有量がP:0.030%以下及びS:0.020%以下であることを特徴とする請求項6に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
By mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire
The total content of the corrosion-resistant element is 0.05% or more and 98.00% or less, and the content of the chemical component consisting of C, Si, Mn, Ni, Nb, V, Ti, Al, B, and Bi is C: 0.120% or less, Si: 2.00% or less, Mn: 3.50% or less, Ni: 5.00% or less, Nb: 0.50% or less, V: 0.500% or less, Ti: 0.50% or less, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and also.
The flux-containing cut wire for groove filling according to claim 6, wherein the content of the impurity element composed of P and S is P: 0.030% or less and S: 0.020% or less.
母材間に設けた開先内の初層から最終層までのいずれか1又は2以上の層内に充填して用いられることを特徴とする請求項5又は6に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
The groove filling according to claim 5 or 6, wherein the layer is filled in any one or more layers from the first layer to the final layer in the groove provided between the base materials. Flux-filled cut wire.
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