JP2022061826A - Method for manufacturing weld joint, and flux-cored cut wire for groove filling - Google Patents

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JP2022061826A JP2020170016A JP2020170016A JP2022061826A JP 2022061826 A JP2022061826 A JP 2022061826A JP 2020170016 A JP2020170016 A JP 2020170016A JP 2020170016 A JP2020170016 A JP 2020170016A JP 2022061826 A JP2022061826 A JP 2022061826A
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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 obtain a weld joint excellent in fatigue resistance characteristics, and a flux-cored cut wire used in the same.SOLUTION: There are provided a method for filling any one of an initial layer, a final layer and a weld bead toe in a groove with a flux-cored cut wire having a steel sheath and a flux that is made to fill the inside of the steel sheath, and welding the groove in which the flux contains a Ms point low temperature element (C, Mn, V, Cr, Ni, Cu and Mo), a Ni content is less than 50 mass% in a mass ratio of the flux-cored cut wire to the total mass, and the Ms point is 450°C or lower; and a flux-cored cut wire used in the same.SELECTED DRAWING: None

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)並びに耐疲労特性がある。耐疲労特性とは、繰り返し応力に対する耐破壊特性のことであり、疲労強度によって評価される。疲労強度とは、材料に繰り返し応力を加えた場合に、応力を無限回数負荷しても破壊しない応力振幅の上限のことであり、疲労試験によって求められる。耐疲労特性が高い材料は、激しい振動に定期的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 fatigue resistance properties. The fatigue resistance property is a fracture resistance property against repeated stress and is evaluated by fatigue strength. Fatigue strength is the upper limit of the stress amplitude that does not break even when stress is applied an infinite number of times when stress is repeatedly applied to the material, and is obtained by a fatigue test. Materials with high fatigue resistance are suitable for structures that are regularly exposed to violent vibrations.

一般的に、構造物の溶接部(溶接中に溶融凝固した金属である溶接金属と、溶接熱で組織、治金的性質、及び機械的性質等に変化が生じたが溶融凝固していない母材の部分である熱影響部とを含んだ部分の総称)の耐疲労特性は、母材と比較して低い傾向にあり、従って溶接部は疲労破壊の起点となり易い。溶接部の耐疲労特性を高めるために、特許文献1及び2に開示されるような技術が提案されてきた。 Generally, the welded part of the structure (the weld metal, which is a metal melted and solidified during welding, and the mother whose structure, metallurgical properties, mechanical properties, etc. have changed due to welding heat but have not melted and solidified. The fatigue resistance of the part including the heat-affected zone, which is the part of the material) tends to be lower than that of the base material, and therefore the welded part tends to be the starting point of fatigue failure. Techniques as disclosed in Patent Documents 1 and 2 have been proposed in order to improve the fatigue resistance of the welded portion.

特許文献1には、フラックス入りワイヤにNiを添加すると共にフラックスからのN及びCの積極添加を行い、低酸素MAG又はMIG溶接法を採用することにより、溶接金属の相変態温度(Ms点)を低下させ、疲労強度に優れた溶接部を得ることを目的とした高Niフラックス入りワイヤが開示されている(請求項1及び段落0022等参照)。この溶接ワイヤを用いた溶接では、溶接金属を低温域でマルテンサイト変態させ、この変態時の体積膨張を利用して溶接部に圧縮残留応力を発生させ、溶接部の引張残留応力を低減するか、あるいは、溶接部に圧縮残留応力を付与することにより、溶接部の疲労強度を改善している。 In Patent Document 1, Ni is added to the flux-cored wire and N and C are positively added from the flux, and a low oxygen MAG or MIG welding method is adopted, whereby the phase transformation temperature (Ms point) of the weld metal is obtained. A wire containing a high Ni flux is disclosed for the purpose of obtaining a welded portion having excellent fatigue strength by reducing the amount of the wire (see claim 1 and paragraph 0022, etc.). In welding using this weld wire, whether the weld metal is subjected to martensite transformation in a low temperature range and the volume expansion during this transformation is used to generate compressive residual stress in the weld to reduce the tensile residual stress in the weld. Alternatively, the fatigue strength of the weld is improved by applying compressive residual stress to the weld.

特許文献2には、高Niフラックス入りワイヤにCaFを添加することにより溶接金属中の酸素を下げ、これにより、溶接部の疲労強度と溶接金属の靭性とを改善するフラックス入りワイヤが開示されている(請求項1及び段落0005等参照)。 Patent Document 2 discloses a flux-cored wire that reduces oxygen in a weld metal by adding CaF 2 to a wire containing a high Ni flux, thereby improving the fatigue strength of the weld and the toughness of the weld metal. (See claim 1 and paragraph 0005, etc.).

しかしながら、前記の先行技術の溶接材料を疲労き裂が発生する箇所(例えば、溶接ビード止端部)に限定して使用する際は、溶接ワイヤを切り替える手間が発生し、施工効率が悪くなるという問題がある。 However, when the welding material of the above-mentioned prior art is used only in a place where fatigue cracks occur (for example, a weld bead toe), it takes time and effort to switch the welding wire, and the construction efficiency deteriorates. There's a problem.

以上述べられた理由により、産業界では、高効率に耐疲労特性に優れた溶接継手の製造方法並びに溶接材料の開発が求められている。 For the reasons described above, the industrial world is required to develop a method for manufacturing a welded joint having high efficiency and excellent fatigue resistance and a welding material.

特開2007-296535号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-296535 特開2014-050882号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-050882

そこで、本発明者らは、溶接部の疲労強度を効率的に改善することができる方法について鋭意検討した結果、所定の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で、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。 Therefore, as a result of diligent studies on a method capable of efficiently improving the fatigue strength of the welded portion, the present inventors fill the groove with a flux-cored cut wire containing a predetermined element and perform welding. By doing so, it was found that the above-mentioned problems could be solved, and the present invention was completed.

従って、本発明の目的は、効率的に溶接部の疲労強度を改善することができる溶接継手の製造方法を提供することにある。
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。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a welded joint capable of efficiently improving the fatigue strength of the welded portion.
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、最終層、及び溶接ビード止端部のいずれかに充填して溶接する方法であり、
前記フラックスが、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれる1種又は2種以上のMs点低温化元素を金属及び/又は合金として含むと共に、前記Niの含有量が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50質量%未満であり、
下記の式1で算出されるマルテンサイト変態温度(Ms点)が450℃以下であることを特徴とする溶接継手の製造方法。
Ms=613-406×[C]-64×[Mn]-32×[V]-18×[Cr]-15×[Ni]-9×[Cu]-5×[Mo]…式1
〔但し、式1中の角括弧で囲まれた元素記号は、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(質量%)で表される含有量である。〕
(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Ms点低温化元素の合計含有量が0.10%以上であって、Si、Nb、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がSi:2.00%以下、Nb:0.50%、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であって、かつ、Ca、Mg、Ti、Zr、及びREMからなる群から選ばれた強脱酸元素の含有量が合計で5.00%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 method in which a flux-cored cut wire having a steel outer skin and a flux filled inside the steel outer skin is filled in any of the first layer, the final layer, and the toe of the weld bead in the groove and welded. And
The flux contains one or more Ms point cooling elements selected from the group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo as a metal and / or an alloy, and also contains the Ni. The amount is less than 50% by mass as a mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire.
A method for manufacturing a welded joint, characterized in that the martensitic transformation temperature (Ms point) calculated by the following formula 1 is 450 ° C. or lower.
Ms = 613-406 x [C] -64 x [Mn] -32 x [V] -18 x [Cr] -15 x [Ni] -9 x [Cu] -5 x [Mo] ... Equation 1
[However, the element symbol enclosed in square brackets in Equation 1 is the content represented by the mass ratio (mass%) to the total mass of the flux-containing cut wire. ]
(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 Ms point lowering element is 0.10% or more, and the content of the chemical component composed of Si, Nb, Al, B, and Bi is Si: 2.00% or less, Nb: 0. Selected from the group consisting of 50%, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and Ca, Mg, Ti, Zr, and REM. The total content of strongly deoxidized elements is 5.00% or less, and
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、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれる1種又は2種以上のMs点低温化元素を金属及び/又は合金として含むと共に、前記Niの含有量が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50質量%未満であり、
下記の式1で算出されるマルテンサイト変態温度(Ms点)が450℃以下である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。
Ms=613-406×[C]-64×[Mn]-32×[V]-18×[Cr]-15×[Ni]-9×[Cu]-5×[Mo]…式1
〔但し、式1中の角括弧で囲まれた元素記号は、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(質量%)で表される含有量である。〕
(6) 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Ms点低温化元素の合計含有量が0.10%以上であって、Si、Nb、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がSi:2.00%以下、Nb:0.50%、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であって、かつ、Ca、Mg、Ti、Zr、及びREMからなる群から選ばれた強脱酸元素の含有量が合計で5.00%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、最終層、及び溶接ビード止端部のいずれか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,
The flux contains one or more Ms point cooling elements selected from the group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo as a metal and / or an alloy, and also contains the Ni. The amount is less than 50% by mass as a mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire.
A flux-containing cut wire for groove filling, wherein the martensitic transformation temperature (Ms point) calculated by the following formula 1 is 450 ° C. or lower.
Ms = 613-406 x [C] -64 x [Mn] -32 x [V] -18 x [Cr] -15 x [Ni] -9 x [Cu] -5 x [Mo] ... Equation 1
[However, the element symbol enclosed in square brackets in Equation 1 is the content represented by the mass ratio (mass%) to the total mass of the flux-containing cut wire. ]
(6) The flux-cored cut wire is a mass ratio of the flux-cored cut wire to the total mass.
The total content of the Ms point cooling element is 0.10% or more, and the content of the chemical component composed of Si, Nb, Al, B, and Bi is Si: 2.00% or less, Nb: 0. Selected from the group consisting of 50%, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and Ca, Mg, Ti, Zr, and REM. The total content of strongly deoxidized elements is 5.00% or less, and
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 first layer, the last layer, and the toe of the weld bead in the groove provided between the base materials are filled and used. Flux-filled cut wire for groove filling.

本発明によれば、効率的に、また、簡便に耐疲労特性に優れた溶接継手を製造することができる。
また、本発明によれば、効率的に溶接部の疲労強度を改善することができる開先充填用のフラックス入りカットワイヤを提供することができる。
According to the present invention, a welded joint having excellent fatigue resistance can be manufactured efficiently and easily.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a flux-cored cut wire for groove filling that can efficiently improve the fatigue strength of the welded portion.

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(初層にのみ適用の場合)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 (when applied only to the first layer). 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(最終層にのみ適用の場合)を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example (when applied only to the final layer) of the flux-cored cut wire welding process in the present invention. 図3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更に他の一例(1パスに適用の場合)を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing still another example (when applied to one pass) of the flux-cored cut wire welding process in the present invention. 図4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更に別の一例(溶接ビード止端部の付加ビードに適用の場合)を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing still another example of the flux-cored cut wire welding process in the present invention (when applied to an additional bead at the toe of a weld bead). 図5は、実施例において、耐疲労性の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開先内に充填する様子を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing how the groove shape and the flux-cored cut wire used for the evaluation of fatigue resistance are filled in the groove in the embodiment. 図6は、実施例において、耐疲労性の評価のために作製された試験体を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a test piece prepared for evaluation of fatigue resistance in 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少なくとも一部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 flux filled inside the steel outer skin, and the flux is contained in at least a part of the groove provided between the base materials. A welded joint is manufactured so as to include a flux-cored cut wire welding process for filling and welding the cut wire.
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、フラックスとしては、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれた1種又は2種以上のMs点低温化元素を金属及び/又は合金として含むものを用いる。これらのMs点低温化元素は、溶接金属のMs点を低温化させて、溶接部の耐疲労特性を顕著に向上させる働きを持つ。これは、溶接金属を低温域でマルテンサイト変態させ、このマルテンサイト変態時の体積膨張を利用して溶接部に圧縮残留応力を発生させ、これによって溶接部の引張残留応力を低減させるか、あるいは、溶接部に圧縮残留応力を付与することにより、溶接部の疲労強度を改善するものである。ここで、Ms点は下記の式1により算出される。
Ms=613-406×[C]-64×[Mn]-32×[V]-18×[Cr]-15×[Ni]-9×[Cu]-5×[Mo]…式1
〔但し、式1中の角括弧で囲まれた元素記号は、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(質量%)で表される含有量である。〕
[Cut wire with flux]
First, with respect to the flux-cored cut wire, as the flux, one or more Ms point cooling elements selected from the group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo are used as metals and / or. Use what is included as an alloy. These elements for lowering the temperature of the Ms point have the function of lowering the temperature of the Ms point of the weld metal and remarkably improving the fatigue resistance of the welded portion. This causes the weld metal to undergo martensite transformation in the low temperature range, and the volume expansion during this martensite transformation is used to generate compressive residual stress in the weld, thereby reducing the tensile residual stress in the weld. By applying compressive residual stress to the welded portion, the fatigue strength of the welded portion is improved. Here, the Ms point is calculated by the following equation 1.
Ms = 613-406 x [C] -64 x [Mn] -32 x [V] -18 x [Cr] -15 x [Ni] -9 x [Cu] -5 x [Mo] ... Equation 1
[However, the element symbol enclosed in square brackets in Equation 1 is the content represented by the mass ratio (mass%) to the total mass of the flux-containing cut wire. ]

上述したように、上記のMs点低温化元素(C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMo)は、溶接金属中のMs点を低温化させるものであることから、フラックス入りカットワイヤの全質量に対する前記Ms点低温化元素の合計含有量については、これをMs点で規定することができる。そして、本発明のフラックス入りカットワイヤの場合には、その全質量から算出されるMs点が450℃以下であるのがよく、好ましくは400℃以下であるのがよく、より好ましくは300℃以下であるのがよく、更に好ましくは250℃以下であるのがよい。つまり、フラックス中に含まれるMs点低温化元素の質量割合がMs点450℃以下となる限り、各Ms点低温化元素の含有量の下限値は特に制限されるものではない。なお、上記の式1で算出されるMs点に関して、Niは高温割れを助長し、かつ、合金コストが高いため、その上限は50%未満であるのがよく、また、その他のMs点低温化元素のC、Mn、V、Cr、Cu、及びMoの添加量については、Ms点が450℃以下であればよく、その上限は規定されない。 As described above, the above-mentioned elements for lowering the temperature of the Ms point (C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo) lower the temperature of the Ms point in the weld metal. The total content of the Ms point cooling element with respect to the total mass of the above can be specified by the Ms point. In the case of the flux-containing cut wire of the present invention, the Ms point calculated from the total mass thereof is preferably 450 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower, and more preferably 300 ° C. or lower. It is preferable that the temperature is 250 ° C. or lower. That is, as long as the mass ratio of the Ms point cooling element contained in the flux is 450 ° C. or less, the lower limit of the content of each Ms point cooling element is not particularly limited. Regarding the Ms point calculated by the above equation 1, Ni promotes high temperature cracking and the alloy cost is high, so the upper limit is preferably less than 50%, and other Ms point lowering. Regarding the amount of the elements C, Mn, V, Cr, Cu, and Mo added, the Ms point may be 450 ° C. or lower, and the upper limit thereof is not specified.

また、本発明におけるフラックス入りカットワイヤは、Ms点低温化元素以外に、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(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。)、更には強脱酸元素を含むようにしてもよい。ここで、化学成分については、合金成分であって溶接の際に鋼製外皮と同様に溶融するので、例えば、金属粉や合金粉の形態でフラックスに含めるようにしてもよく、鋼製外皮の形態で含まれるようにしてもよく、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、いずれも同様の効果を奏する。なお、Ms点低温化元素以外のこれらの化学成分は、カットワイヤではないフラックス入りワイヤの場合のように、アーク安定性や全姿勢溶接性が求められないことから、酸化物や炭酸塩の状態である必要がなく、上記のような金属粉や合金粉の形態で含有させることができる。また、強脱酸元素については、例えば、Ca、Mg、Ti、Zr、及びREM〔希土類金属(Rare Earth Metals)〕のいずれか1種又は2種以上を酸化物及び/又は合金としてフラックス入りカットワイヤ中に添加するのがよく、好ましくは合金鉄や酸化物として含有させるのがよい。酸化物及び/又は合金として用いることにより、酸化物は球状になっており、また、合金は変形し易いので、フラックス入りカットワイヤの製造時の、特にワイヤを伸線する際に破断し難くなる。ここでREMとは、原子番号57~71の15元素、並びにSc及びYの2元素の合計17元素をさし、そのうちの任意の1種類、あるいは2種類以上の混合物を用いることができる。REMの含有量は前記17元素の合計含有量である。 Further, in the flux-containing cut wire in the present invention, in addition to the Ms point cooling element, for example, an alloy component for controlling the chemical component, carbon equivalent (Ceq), etc. of the weld metal (hereinafter, these chemical components and alloy components). Is simply referred to as a “chemical component”), and may further contain a strongly deoxidizing element. Here, since the chemical component is an alloy component and melts in the same manner as the steel outer skin during welding, it may be included in the flux in the form of metal powder or alloy powder, for example, and the steel outer skin may be included. It may be contained in the form or may be contained as a plating on the outer surface of the steel outer skin, both of which have the same effect. It should be noted that these chemical components other than the Ms point low temperature element are in the state of oxides and carbonates because arc stability and omnidirectional weldability are not required as in the case of flux-filled wires that are not cut wires. It does not have to be, and can be contained in the form of the metal powder or alloy powder as described above. As for the strongly deoxidizing element, for example, one or more of Ca, Mg, Ti, Zr, and REM [Rare Earth Metals] are used as oxides and / or alloys to cut with flux. It is preferably added to the wire, preferably as an alloy iron or oxide. By using it as an oxide and / or an alloy, the oxide is spherical and the alloy is easily deformed, so that it is difficult to break when manufacturing a flux-cored cut wire, especially when the wire is drawn. .. Here, the REM refers to 15 elements having atomic numbers 57 to 71 and a total of 17 elements including two elements Sc and Y, and any one of them, or a mixture of two or more kinds can be used. The content of REM is the total content of the 17 elements.

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、Ms点低温化元素であるC、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれたいずれか1種又は2種以上を金属及び/又は合金として合計で0.10%以上の割合で含むと共に、前記Niの含有量が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50%未満であり、また、任意成分としてSi、Nb、Al、B、及びBiからなる群から選ばれた1種又は2種以上の化学成分、及びCa、Mg、Ti、Zr、及びREMからなる群から選ばれた1種又は2種以上の強脱酸元素を含み、かつ、前記各化学成分の含有量がそれぞれSi:2.00%以下、Nb:0.50%以下、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であって、前記強脱酸元素の含有量が合計で5.00%以下であり、そして、P及びSからなる不純物元素をそれぞれP:0.030%以下及びS:0.020%以下で含む。
なお、本発明においては、上述したMs点低温化元素を含むことにより、上記の任意成分としての化学成分及び強脱酸元素を含むことなく、疲労特性の改善を図ることができるため、これら任意の化学成分及び強脱酸元素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 is a group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo, which are elements for lowering the temperature at the Ms point, in terms of mass ratio to the total mass of the flux-containing cut wire. Contains any one or more selected from the above as a metal and / or alloy in a total ratio of 0.10% or more, and the Ni content is the mass ratio to the total mass of the flux-containing cut wire. From less than 50% and, as optional components, one or more chemical components selected from the group consisting of Si, Nb, Al, B, and Bi, and Ca, Mg, Ti, Zr, and REM. Contains one or more strongly deoxidizing elements selected from the above group, and the content of each of the chemical components is Si: 2.00% or less, Nb: 0.50% or less, Al: 1. .70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and the total content of the strongly deoxidizing element is 5.00% or less, and from P and S. Contains P: 0.030% or less and S: 0.020% or less, respectively.
In the present invention, by including the above-mentioned Ms point lowering element, it is possible to improve the fatigue characteristics without containing the chemical component and the strongly deoxidizing element as the above-mentioned optional components. The lower limit of the respective contents of the chemical component and the strongly deoxidizing element is 0%.

以下に、上記の任意成分としての化学成分及び強脱酸元素について説明する。
任意成分としての化学成分において、「Si:2.00%以下」について、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。
Hereinafter, the chemical composition and the strongly deoxidizing element as the above optional components will be described.
Regarding the chemical component as an optional component, "Si: 2.00% or less", Si 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%.

「Nb:0.50%以下」について、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。 Regarding "Nb: 0.50% or less", since Nb 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%.

「Al:1.70%以下」について、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。 Regarding "Al: 1.70% or less", Al 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」について、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。 Regarding "B: 0.020% or less", since B 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」について、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。 Regarding "Bi: 0.020% or less", since Bi 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、上記の任意成分である強脱酸元素として含まれるCa、Mg、Ti、Zr、及びREMについては、合計での含有量が5.00%以下であり、各強脱酸元素のそれぞれの含有量はいずれも2.00%以下であることが好ましい。これらの強脱酸元素(Ca、Mg、Ti、Zr、及びREM)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これらの元素の含有量の下限値は0%である。一方、これらの強脱酸元素は、耐高温割れ性を改善する元素である。その効果を十分に得るために、これら強脱酸元素の合計含有量を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、これら強脱酸元素の合計含有量が5.00%を超えると、溶接金属中の酸化物が凝集し、靭性劣化し易くなるので、その上限値は4.90%である。この上限値は、好ましくは4.80%、より好ましくは4.70%であり、更には4.6%、4.5%、4.0%である。 Further, the total content of Ca, Mg, Ti, Zr, and REM contained as the above-mentioned optional components as the strongly deoxidizing elements is 5.00% or less, and each of the strongly deoxidizing elements has a total content of 5.00% or less. The content is preferably 2.00% or less. Since these strongly deoxidizing elements (Ca, Mg, Ti, Zr, and REM) are not essential components, the lower limit of the content of these elements in the flux-cored cut wire is 0%. On the other hand, these strongly deoxidizing elements are elements that improve high temperature crack resistance. In order to sufficiently obtain the effect, the total content of these strongly deoxidizing elements is preferably 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.012% or more. On the other hand, if the total content of these strongly deoxidizing elements exceeds 5.00%, the oxides in the weld metal aggregate and the toughness tends to deteriorate, so the upper limit is 4.90%. This upper limit is preferably 4.80%, more preferably 4.70%, and further 4.6%, 4.5%, 4.0%.

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及び強脱酸元素を含んでもよく、また、含まなくてもよいが、これらの化学成分及び強脱酸元素とMs点低温化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 and strongly deoxidizing elements, but these chemical components, the strongly deoxidizing elements, the Ms point lowering element, and the elements may be contained. Other than 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 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Ms点低温化元素、化学成分、強脱酸元素、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、上記のMs点低温化元素、化学成分、強脱酸元素、及び不純物元素、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Ms点低温化元素を所定の割合で含むと共に、前述の化学成分、強脱酸元素、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Ms点低温化元素を所定の割合で含むと共に、前述の化学成分、強脱酸元素、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。 In the flux-containing cut wire of the present invention, the above-mentioned Ms point cooling element, chemical component, strongly deoxidizing element, and fluorides, oxides, carbonates, and the like of other metal elements other than the impurity element are also the characteristics thereof. May be contained within a range that does not impair. In this case, the fluorides, oxides, and carbonates of the other metal elements are included in the contents of the above-mentioned Ms point lowering element, chemical component, strongly deoxidizing element, and impurity element, as well as Fe and impurities. It shall not be possible. 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 Ms point lowering element in a predetermined ratio, and the contents of the above-mentioned chemical component, strongly deoxidizing element, and impurity element are each in a predetermined range. The balance has a chemical composition of Fe and impurities, or Fe, impurities, and fluorides, oxides, and carbonates of these other metal elements. Preferably, the above-mentioned Ms point lowering element is contained in a predetermined ratio, and the contents of the above-mentioned chemical component, strongly deoxidizing element, and impurity element are each in a predetermined range, and the balance is a chemistry consisting of Fe and impurities. Has a composition.

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、例えば、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, for example. , 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、鋼製外皮の内部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 the wire into a predetermined length in the form of a wire in which the inside of the steel outer skin is 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、溶接金属の拡散性水素量を低減するために、好ましくは、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以下であるのがよい。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ることから、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 order to reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, the amount of hydrogen contained in the flux-cored cut wire is preferably 12 ppm or less with respect to the total mass of the flux-cored cut wire. This amount of hydrogen invades 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. Therefore, the period from the manufacture of the cut wire to its use is long. In some cases, it is desirable to store it 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、弗化物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とを備える。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 seam of the steel outer skin is welded and there is no slit-shaped gap, a step of preparing the flux so that the fluoride and chemical components 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. 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-containing wire having a predetermined wire diameter, and the process of drawing a wire are in the middle or completed. It is later provided with a step of quenching the flux-containing wire. 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、開先内の初層、最終層、及び溶接ビード止端部の少なくともいずれか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。溶接ビード止端部に適用する場合は付加ビードしてもよい。すなわち、疲労き裂の発生確率が高い溶接ビードと母材の境界の溶接部にフラックス入りカットワイヤを充填することで、溶接部の耐疲労特性を改善することができる。 In particular, in this flux-cored cut wire welding step, at least one of the first layer, the final layer, and the toe of the weld bead in the groove is filled with the flux-cored cut wire according to the present invention and welded. Is preferable. When applied to the toe of the weld bead, an additional bead may be used. That is, by filling the welded portion at the boundary between the weld bead and the base metal, which has a high probability of generating fatigue cracks, with a flux-cored cut wire, the fatigue resistance characteristics of the welded portion can be improved.

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り、図1の(a)~(c)においては初層のみに本発明のフラックス入りカットワイヤ4を用いる場合が示されており、また、図1の(a)~(c)においては初層のみに本発明のフラックス入りカットワイヤ4を用いる場合が示されている。
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. )-(C) show the case where the flux-cored cut wire 4 of the present invention is used only for the first layer, and in FIGS. 1 (a)-(c), the flux of the present invention is used only for the first layer. The case where the insert cut wire 4 is used is shown.

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。次いで、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を行って溶接金属7とする。その後、図1(c)及び(d)に示したように、初層に形成された溶接金属7の上に、フラックス入りカットワイヤ4を充填することなく、溶接用ワイヤ6を配置して溶接を行って溶接金属8を形成し、引き続き最終層までこの操作を順次繰り返して溶接を終了する。 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. Next, as shown in FIG. 1 (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 to perform welding to obtain the weld metal 7. After that, as shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), the welding wire 6 is arranged and welded on the weld metal 7 formed in the initial layer without filling the flux-cored cut wire 4. Is performed to form the weld metal 8, and this operation is continuously repeated until the final layer to complete the welding.

次に、図2(a)~図2(c)は本発明のフラックス入りカットワイヤ4を最終層にのみ充填して溶接する多層盛りの溶接からなる場合であって、図2(a)に示すように、母材1、2の裏面に裏当材5を取り付けた後に、溶接用ワイヤ6を配置して溶接を行って、フラックス入りカットワイヤ4を充填することなく溶接金属8を形成し、次いで図2(b)に示すように、引き続き同じ操作を必要な回数だけ繰り返して溶接金属8を形成した後に、図2(c)に示すように、開先3内の最終層に本発明に係るフラックス入りカットワイヤ4を充填し、この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を行い、最終層としての溶接金属7を形成する。 Next, FIGS. 2 (a) to 2 (c) show the case of multi-layer welding in which the flux-containing cut wire 4 of the present invention is filled only in the final layer and welded. As shown, after the backing material 5 is attached to the back surfaces of the base materials 1 and 2, the welding wire 6 is arranged and welded to form the weld metal 8 without filling the flux-containing cut wire 4. Then, as shown in FIG. 2 (b), the same operation is continuously repeated as many times as necessary to form the weld metal 8, and then, as shown in FIG. 2 (c), the present invention is applied to the final layer in the groove 3. The flux-containing cut wire 4 according to the above is filled, a welding wire 6 is arranged on a substantially central portion of the filled flux-containing cut wire 4, an arc is generated to perform welding, and a weld metal 7 as a final layer is obtained. Form.

また、図3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3(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3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3(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3(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3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。
Further, as shown in FIG. 3, 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. 3A, after the backing material 5 is attached to the back surfaces of the base materials 1 and 2, in the example of FIG. 3, 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. 3 (b), the welding wire 6 is placed on the substantially central portion of the filled flux-cored cut wire 4, and an arc is generated for welding, as shown in FIG. 3 (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 step shown in FIG. 3, the flux-cored cut wire according to the present invention is used in almost all of the grooves.

更に、図4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、本溶接を終了した後に、溶接ビードの止端部に付加ビードを行う際の溶接に適用してもよい。
すなわち、図4(a)に示すように、本溶接を終了して形成された溶接金属7の溶接ビード止端部に本発明に係るフラックス入りカットワイヤ4を散布し、次いで図4(b) に示すように、散布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4(c)に示したように、溶接金属7の溶接ビード止端部に付加溶接金属9を設け、溶接継手を製造する。
Further, as shown in FIG. 4, the flux-cored cut wire welding step according to the present invention may be applied to welding when an additional bead is applied to the toe of the weld bead after the main welding is completed.
That is, as shown in FIG. 4 (a), the flux-containing cut wire 4 according to the present invention is sprayed on the weld bead toe of the weld metal 7 formed after the main welding, and then FIG. 4 (b). As shown in FIG. 4, the weld metal 7 is arranged as shown in FIG. 4 (c) by arranging the welding wire 6 on the substantially central portion of the sprayed flux-containing cut wire 4 and generating an arc for welding. An additional weld metal 9 is provided at the toe of the weld bead of the above, and a welded joint is manufactured.

これらの図1~図4では、母材間の開先がいわゆるV型開先の突き合わせ溶接での例を示したが、本発明においてはこの開先形状や継手形状に制限はなく、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。継手形状は、突き合わせ継手以外にも、T形継手、角回し継手等の、これら以外の任意の継手形状であってもよい。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 to 4, the groove between the base materials is an example of so-called V-shaped groove butt welding, but in the present invention, the groove shape and the joint shape are not limited, and the V-shaped groove is used. In addition to the above, for example, a groove shape such as I-type, Les-type, K-type, J-type, X-type, U-type, H-type, or any other shape may be used. The joint shape may be any joint shape other than these, such as a T-shaped joint, a square turning joint, and the like, in addition to the butt joint. 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(Submerged Arc Welding; SAW)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 (SAW) in order to reliably melt the flux-containing cut wire filled in the groove. Alternatively, it may be gas shielded arc welding. 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、耐疲労特性を確保することが重要となる継手形状での適用が最も効果的である。すなわち、代表的には、荷重非伝達型の十字継手の溶接である。なお、開先を形成する母材の組み合わせは任意であり、同じ種類同士の母材であってもよく、互いに異なる母材であっても構わない。 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 most effective application is in a joint shape in which it is important to ensure fatigue resistance. That is, it is typically welding of a load non-transmission type cross joint. The combination of the base materials forming the groove is arbitrary, and the base materials of the same type may be used, or the base materials may be different from each other.

更に、一般に、溶接継手の製造方法では、母材鋼板(母材)と、溶接金属及び溶接熱影響部から構成される溶接部とを備えた溶接継手が得られるところ、本発明では、所定のMs点低温化元素を含んだフラックス入りカットワイヤを開先充填材として用いることから、所定の化学成分を更に含んだフラックス入りカットワイヤを用いることで、耐疲労特性に優れた溶接継手が得られるようになる。 Further, in general, in the method of manufacturing a welded joint, a welded joint including a base metal plate (base material) and a welded portion composed of a weld metal and a welded heat-affected portion can be obtained. Since a flux-filled cut wire containing an element for lowering the temperature of the Ms point is used as a groove filler, a welded joint having excellent fatigue resistance can be obtained by using a flux-filled cut wire further containing a predetermined chemical component. Will be.

(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(ワイヤ番号1~44の試料)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ては、表1に示すMs点低温化元素について、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoの各元素についてはそれぞれその金属(合金)粉として使用し、更に、表2に示す化学成分について、Si、Nb、Al、B、Bi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2に示す強脱酸元素について、Ca、Mg、Tiについては金属(合金)粉として使用し、また、REM元素であるCe及びLaの各元素についてはそれぞれその酸化物として使用した。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-cored cut wires (samples of wire numbers 1 to 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.
Then, in preparing the above flux, the Ms point cooling elements shown in Table 1 are used as the metal (alloy) powder for each element of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo. Further, regarding the chemical components shown in Table 2, each element of Si, Nb, Al, B, and Bi is used as the metal powder thereof, and the strongly deoxidizing elements shown in Table 2 are Ca, Mg, and Ti. Was used as a metal (alloy) powder, and each element of Ce and La, which are REM elements, was used as an oxide thereof. In addition, Tables 1 and 2 show the mass ratio of each element.
The configurations of these flux-cored cut wires are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2022061826000001
Figure 2022061826000001

Figure 2022061826000002
Figure 2022061826000002

表1~2に開示されたMs点低温化元素(C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMo)や、任意成分としての化学成分(Si、Nb、Al、B、及びBi)、強脱酸元素(Ca、Mg、Ti、Zr、Ce、及びLa)、及び鉄粉(Fe粉)や、不純物元素(P及びS)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。また、表1に開示されたフラックス入りカットワイヤのMs点は、上述した式1によって求められた値である。 Ms point cooling elements (C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo) disclosed in Tables 1 and 2, and chemical components as optional components (Si, Nb, Al, B, and Bi). The unit of content of each element contained as strongly deoxidizing elements (Ca, Mg, Ti, Zr, Ce, and La), iron powder (Fe powder), and impurity elements (P and S) is cut with flux. The mass ratio (% by mass) to the total mass of the wire. Further, the Ms point of the flux-cored cut wire disclosed in Table 1 is a value obtained by the above-mentioned formula 1.

また、本発明の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に記載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含まれる各元素は、鋼製外皮中に合金の形態で、又は金属粉や酸化物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、Ms点低温化元素、化学成分、強脱酸元素、及びFe粉の含有量に係る表中の空欄は、そのMs点低温化元素、化学成分、強脱酸元素、及びFe粉が意図的に添加されていないことを意味する。なお、Ms点低温化元素、化学成分、及び強脱酸元素については、不可避的に混入されることもある。 Further, the balance in the chemical composition of the flaked cut wire of the present invention (that is, components other than the elements shown in Tables 1 and 2) is iron (including intentionally added Fe powder) and impurities. be. 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 in the flux-cored cut wire disclosed in Table 2 is contained in the steel outer skin in the form of an alloy, or in the form of a metal powder or an oxide. In Tables 1 and 2, the blanks in the table relating to the contents of the Ms point lowering element, the chemical component, the strongly deoxidizing element, and the Fe powder are the Ms point lowering element, the chemical component, and the strongly deoxidizing element. It means that no element and Fe powder are intentionally added. In addition, Ms point low temperature element, chemical component, and strong deoxidizing element 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(ワイヤ番号1~44)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の溶接条件下に1パスで、SAW溶接した。その際、開先形状は、図5に示すV型とした。開先3内で初層と最終層にフラックス入りカットワイヤ4を散布した。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-60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-cored cut wires (wire numbers 1 to 44) of the invention example and the comparative example were evaluated by the method described below.
The SM490A having a plate thickness of 20 mm was subjected to SAW welding in one pass under the welding conditions shown in Table 3. At that time, the groove shape was V-shaped as shown in FIG. Flux-containing cut wire 4 was sprayed on the first layer and the final layer in the groove 3. The spray thickness was 18 mm. Furthermore, NF-60 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.

Figure 2022061826000003
Figure 2022061826000003

疲労試験は、以上のようにして作製された図6に示す余盛付の試験体に対して、応力比0.1、応力範囲200MPa、周波数:10Hzの条件にて実施し、繰返し寿命回数Nを測定して評価し、Nが5×10以上で破断しない場合を合格とした。なお、疲労試験時には、溶接線方向と垂直方向に疲労荷重を負荷した。 The fatigue test was carried out under the conditions of a stress ratio of 0.1, a stress range of 200 MPa, and a frequency of 10 Hz for the test piece with a surplus shown in FIG. Was measured and evaluated, and the case where N was 5 × 106 or more and did not break was regarded as acceptable. At the time of the fatigue test, a fatigue load was applied in the direction perpendicular to the welding line direction.

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。発明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、疲労試験はいずれも合格であった。つまり、発明例のフラックス入りカットワイヤを持ちることで、極めて高い耐疲労性を有していることが確認された。 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 invention example, all the fatigue tests passed. That is, it was confirmed that having the flux-containing cut wire of the invention example has extremely high fatigue resistance.

Figure 2022061826000004
Figure 2022061826000004

以上のとおり、本発明によれば、低コストかつ簡易に耐疲労特性に優れた溶接継手を製造することができるようになる。 As described above, according to the present invention, a welded joint having excellent fatigue resistance can be easily manufactured at low 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…付加溶接金属。
1, 2 ... Base material (steel material), 3 ... Groove, 4 ... Flux-filled cut wire, 5 ... Backing material, 6 ... Welding wire, 7, 8 ... Welding metal, 9 ... Addition welding metal.

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、最終層、及び溶接ビード止端部の少なくともいずれかに充填して溶接する方法であり、
前記フラックスが、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれる1種又は2種以上のMs点低温化元素を金属及び/又は合金として含むと共に、前記Niの含有量が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50質量%未満であり、
下記の式1で算出されるマルテンサイト変態温度(Ms点)が450℃以下であることを特徴とする溶接継手の製造方法。
Ms=613-406×[C]-64×[Mn]-32×[V]-18×[Cr]-15×[Ni]-9×[Cu]-5×[Mo]…式1
〔但し、式1中の角括弧で囲まれた元素記号は、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(質量%)で表される含有量である。〕
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 and welded to at least one of the first layer, the final layer, and the toe of the weld bead in the groove. Is the way
The flux contains one or more Ms point cooling elements selected from the group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo as a metal and / or an alloy, and also contains the Ni. The amount is less than 50% by mass as a mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire.
A method for manufacturing a welded joint, characterized in that the martensitic transformation temperature (Ms point) calculated by the following formula 1 is 450 ° C. or lower.
Ms = 613-406 x [C] -64 x [Mn] -32 x [V] -18 x [Cr] -15 x [Ni] -9 x [Cu] -5 x [Mo] ... Equation 1
[However, the element symbol enclosed in square brackets in Equation 1 is the content represented by the mass ratio (mass%) to the total mass of the flux-containing cut wire. ]
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Ms点低温化元素の合計含有量が0.10%以上であって、Si、Nb、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がSi:2.00%以下、Nb:0.50%、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であって、かつ、Ca、Mg、Ti、Zr、及びREMからなる群から選ばれた強脱酸元素の含有量が合計で5.00%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 Ms point lowering element is 0.10% or more, and the content of the chemical component composed of Si, Nb, Al, B, and Bi is Si: 2.00% or less, Nb: 0. Selected from the group consisting of 50%, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and Ca, Mg, Ti, Zr, and REM. The total content of strongly deoxidized elements is 5.00% or less, and
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 first 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、C、Mn、V、Cr、Ni、Cu、及びMoからなる群から選ばれる1種又は2種以上のMs点低温化元素を金属及び/又は合金として含むと共に、前記Niの含有量が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50質量%未満であり、
下記の式1で算出されるマルテンサイト変態温度(Ms点)が450℃以下である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。
Ms=613-406×[C]-64×[Mn]-32×[V]-18×[Cr]-15×[Ni]-9×[Cu]-5×[Mo]…式1
〔但し、式1中の角括弧で囲まれた元素記号は、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(質量%)で表される含有量である。〕
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,
The flux contains one or more Ms point cooling elements selected from the group consisting of C, Mn, V, Cr, Ni, Cu, and Mo as a metal and / or an alloy, and also contains the Ni. The amount is less than 50% by mass as a mass ratio to the total mass of the flux-cored cut wire.
A flux-containing cut wire for groove filling, wherein the martensitic transformation temperature (Ms point) calculated by the following formula 1 is 450 ° C. or lower.
Ms = 613-406 x [C] -64 x [Mn] -32 x [V] -18 x [Cr] -15 x [Ni] -9 x [Cu] -5 x [Mo] ... Equation 1
[However, the element symbol enclosed in square brackets in Equation 1 is the content represented by the mass ratio (mass%) to the total mass of the flux-containing cut wire. ]
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Ms点低温化元素の合計含有量が0.10%以上であって、Si、Nb、Al、B、及びBiからなる化学成分の含有量がSi:2.00%以下、Nb:0.50%、Al:1.70%以下、B:0.020%以下、及びBi:0.030%以下であって、かつ、Ca、Mg、Ti、Zr、及びREMからなる群から選ばれた強脱酸元素の含有量が合計で5.00%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5に記載の開先充填用のフラックス入りカットワイヤ。
The flux-cored cut wire is a mass ratio of the flux-cored cut wire to the total mass.
The total content of the Ms point lowering element is 0.10% or more, and the content of the chemical component composed of Si, Nb, Al, B, and Bi is Si: 2.00% or less, Nb: 0. Selected from the group consisting of 50%, Al: 1.70% or less, B: 0.020% or less, and Bi: 0.030% or less, and Ca, Mg, Ti, Zr, and REM. The total content of strongly deoxidized elements is 5.00% or less, and
The flux-containing cut wire for groove filling according to claim 5, 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、最終層、及び溶接ビード止端部の少なくともいずれか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 filler is used by filling at least one of the initial layer, the final layer, and the toe of the weld bead provided between the base materials. Flux-filled cut wire.

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