JP3026899B2 - 低水素系被覆アーク溶接棒 - Google Patents

低水素系被覆アーク溶接棒

Info

Publication number
JP3026899B2
JP3026899B2 JP5103694A JP10369493A JP3026899B2 JP 3026899 B2 JP3026899 B2 JP 3026899B2 JP 5103694 A JP5103694 A JP 5103694A JP 10369493 A JP10369493 A JP 10369493A JP 3026899 B2 JP3026899 B2 JP 3026899B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding rod
weight
less
toughness
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5103694A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06285683A (ja
Inventor
國秀 山根
功 長野
直明 松谷
淳一 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=14360893&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3026899(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5103694A priority Critical patent/JP3026899B2/ja
Publication of JPH06285683A publication Critical patent/JPH06285683A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3026899B2 publication Critical patent/JP3026899B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に低温じん性が優
れ、且つHT60級以上の高強度な溶接金属を得ること
のできる低水素系被覆アーク溶接棒に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】低水素系被覆アーク溶接棒は、耐割れ性
や低温じん性が優れていることから、拘束の大きな箇所
や高張力鋼の溶接に広く使用されている。一方、最近で
は、溶接構造物の大型化にともない、使用される鋼材も
厚くなる傾向を示すとともに、板厚減少のため高強度な
鋼材の使用も増加している。しかし、一般に溶接金属の
強度増加と、低温じん性確保は相反する傾向を示すた
め、高強度化とともにじん性を向上させる新たな手法が
必要となっている。
【0003】溶接金属のじん性向上対策としては、例え
ば特公平2−42312号公報においては、Niを添加
し、且つMnとNiの合計を限定することによって、じ
ん性を向上させているが、平均値的には高じん性が得ら
れても安定化、すなわちばらつきの点からは十分な手法
とは言い難い問題点を残している。また、特公昭60−
5397号公報では被覆剤にチタン酸化物、硼素の酸化
物を添加することにより、溶接金属を細粒な均一組織と
し低温じん性、特にCTOD特性を向上することが開示
されているが、より高強度で高じん性な溶接金属の求め
られる要求に対しては、十分なものとはなっていない。
【0004】一方、特開昭63−242491号公報に
は、Cr−Mo系高温鋼用低水素系被覆アーク溶接棒に
Mgを添加して溶接金属中の酸素量を低減し、組織を微
細化して耐割れ性、溶接金属の延性を向上させる技術が
開示されているが、高強度、高じん性化に対して不十分
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に着目し、高張力鋼、例えば60キロ級以上の高
張力鋼の溶接において、溶接金属の低温じん性が優れた
低水素系被覆アーク溶接棒を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重量%で、C:0.08%以下、P:0.006
%以下、S:0.004%以下、N:0.005%以
下、O:0.02%以下、に規制した鋼心線の周囲に、
金属炭酸塩:30〜60%、金属弗化物:13〜23
%、Mg:0.5〜5.0%を含有し、残部が脱酸剤、
合金剤、アーク安定剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被
覆剤を含有せしめ、被覆率(溶接棒全重量に対する被覆
剤重量の割合)が25〜45重量%となるように被覆
し、且つ被覆アーク溶接棒全重量に対して、Si:0.
2〜2.5%、Mn:0.2〜2.5%、Ni:1.0
〜7.5%、Ti:0.15%以下、Al:0.08%
以下に調整したことを特徴とする低水素系被覆アーク溶
接棒にある。更に平均粒径を75〜120μmに制限し
たMgを含有することも特徴とする。
【0007】
【作用】従来より溶接金属のじん性向上のため、溶接金
属を低酸素化することが有効であることが知られてい
る。しかし、被覆アーク溶接棒においては、被覆剤の分
解によって発生する酸素や大気中の酸素が溶接時にアー
ク中に巻き込まれ、溶接金属中に入るため大幅な酸素量
低下には至らなかった。本発明者らは種々の検討を行っ
た結果、被覆剤中にMgを添加させること、溶接棒全体
のMnを管理すること、同様にAl,Tiを制限するこ
と、心線中のP,Sを制限することによって、高強度で
高じん性な溶接金属の得られる被覆アーク溶接棒を開発
したものである。以下に本発明における成分限定の理由
を詳細に説明する。
【0008】[心線成分]本発明における鋼心線におい
て、Cが0.08重量%を超えるとマルテンサイトを生
成してじん性が劣化する。且つ耐割れ性も劣る。また、
低温じん性を向上するために、P,S,N,Oを限定す
る。
【0009】PおよびSは溶接時に最終凝固部に偏析し
てじん性が低下する。心線のP,Sは極力低下すること
が望ましいが、少なくするほど心線の製造コストが上昇
する。このため溶接金属の低温じん性低下に影響の少な
い範囲として、P,Sの量を、それぞれ0.006重量
%、0.004重量%以下とした。
【0010】溶接金属中のN量を低減すると溶接金属の
じん性向上に有効である。溶接金属のN量は溶接中に大
気中から混入するものの他、溶接棒心線中のNによって
も影響される。このため心線のNをできるだけ低く抑え
ることが望ましいが、Nを低く抑えるには原料の厳選等
製造コストの上昇につながる。このため溶接金属の低温
じん性に悪影響の少ない範囲として、心線に使用するN
量を0.005重量%以下とした。
【0011】心線中のO量が多いと、溶接中に被覆剤中
の脱酸剤や合金剤と反応してその歩留まりを低下させ、
溶接金属の性能のばらつきの原因となるほか、溶接金属
中に介在物を生じ、じん性低下の原因となる。このた
め、安定した溶接金属成分の得られる範囲として心線の
O量を0.02重量%以下とした。
【0012】なお、本発明溶接棒に用いる心線として
は、C,P,S,N,O以外は特に規定しないが、他の
成分はJIS G3523に定められた範囲であること
が望ましい。
【0013】[被覆剤]金属炭酸塩とは、CaCO3
MgCO3 ,BaCO3 などを指し、アークの熱で分解
してガスを発生し、アーク雰囲気を大気から保護する働
きがある。それらの1種以上の合計が、30重量%未満
ではシールドガスが不足して溶接金属に大気中の窒素や
水素が多量に溶解し、じん性や耐割れ性の劣化を招く。
また、60重量%を超えるとアークが不安定になりビー
ド形状が悪化し、スラグの剥離性も悪くなるので30〜
60重量%の範囲とした。
【0014】金属弗化物とは、CaF2 ,MgF2 ,A
lF3 などを指し、溶融スラグの流動性調整のため添加
するが、それらの1種以上の合計が、13重量%未満で
は溶融スラグの粘性が不足し、スラグの被包性が悪くな
り、ビード形状も劣化する。23重量%を超えて添加す
ると、被覆筒の形状が不完全となり、アークの安定性が
悪くなるので、13〜23重量%の範囲とした。
【0015】続いてMgは、脱酸剤として働き清浄な溶
接金属を得るのに有効なほか、アーク安定剤として溶接
作業性確保の上でも非常に効果的である。その添加量が
0.5重量%未満では十分な脱酸効果が得られず、一方
5重量%を超えて添加すると溶接時アークが不安定とな
り、スパッタが増加するとともにスラグの粘性が低下
し、スラグの剥離性が劣化するので、Mgの添加範囲を
0.5〜5.0重量%とした。
【0016】被覆剤の成分としては、以上の各成分を必
須成分とするが、その他の成分は、主として脱酸剤、合
金剤、アーク安定剤、スラグ生成剤、粘結剤からなるも
のである。脱酸剤としては通常の脱酸剤でよい。合金剤
はMo,Cr,V,Nbなどを指し、溶接金属の強度増
加、耐熱性、耐食性などの向上の目的で、それぞれ必要
に応じて添加される。これらはそれぞれの金属粉のほ
か、鉄および他の金属との合金粉の形で添加される。ア
ーク安定剤、スラグ生成剤とは、鉄分、アルカリ成分、
ルチールなどを指す。また粘結剤としては、珪酸カリ、
珪酸ソーダなどを指す。
【0017】[被覆率]上記組成の被覆剤を上記組成の
鋼心線の周囲に被覆剤重量が25〜45重量%となるよ
うに被覆する必要がある。被覆率とは、溶接棒全重量に
対する被覆剤の重量%を意味し、被覆率が25重量%未
満では保護筒としての機能が不十分になってシールド不
足を生じ、溶接金属中のNが増加してじん性が低下した
り、スパッタが増加したり、生成スラグ量の不足によっ
てビード外観が悪化する。一方、45重量%を超える
と、スラグ量が多くなりすぎるためにスラグ巻き込み等
の欠陥が発生し易くなると共に、開先幅の狭い溶接継手
に適用した場合に運棒が困難になる。
【0018】[溶接棒全体の成分]本発明では、上記各
成分を溶接棒全体として調整する必要がある。この場
合、溶接棒全体の各成分の量は、Siの場合を例にとる
と、下記被覆率Aを考慮して、次式で表される量であ
る。 〔溶接棒のSi〕(%)=〔心線中のSi〕×(100
−A)/100+〔被覆剤中のSi〕×A/100
【0019】溶接棒のSiは、溶接金属の脱酸を目的と
するものであるが、溶接作業性確保の上からも必要であ
る。溶接棒中の含有率が0.2重量%未満では、脱酸不
足によって溶接金属中に気孔が発生し易く、立向姿勢で
の溶接作業性が劣化する。一方、2.5重量%を超える
と溶接金属のじん性が低下するので、溶接棒のSi含有
率の範囲を0.2〜2.5重量%とした。
【0020】溶接棒のMnは、Siと同様に脱酸剤とし
て重要であり、少なくとも0.2重量%含有させなけれ
ばならないが、2.5重量%を超えると上部ベイナイト
とマルテンサイトの混合組織となり、じん性を劣化させ
るので、溶接棒のMn含有率の範囲を0.2〜2.5重
量%とした。
【0021】溶接棒のNiは、対象とする高強度の溶接
金属で溶接棒のNiが1.0重量%未満になると高じん
性を得ることが困難となるので、1.0重量%以上とす
る必要がある。一方、7.5重量%を超えると溶接金属
の粒界が脆化して、粒界破壊が生じてじん性が低下する
ので、溶接棒のNi含有率の範囲を1.0〜7.5重量
%とした。
【0022】溶接棒のTiは、強力な脱酸剤の一部とし
て有効であるが、0.15重量%を超えるとチタン炭化
物の析出が増加し、硬さを増したり硬さのばらつきも大
きくなり、じん性を劣化させるので溶接棒のTi含有率
の範囲を0.15重量%以下とした。
【0023】溶接棒のAlも、強力な脱酸剤の一部とし
て有効であるが、0.08重量%を超えると、脱酸生成
物中のAl23 が溶接金属中に多く残存して酸素量が
増加することによって、じん性が劣化するので溶接棒中
のAl含有率の範囲を0.08重量%以下とした。
【0024】本発明溶接棒に含まれる元素の種類および
最適添加率は上記のとおりであり、上記の要件を満足す
る限り本発明の目的は達成されるが、各元素の機能を総
合的に考慮し、溶接金属の低温じん性を一層効果的に高
めるためには、平均粒径を75〜120μmに制限した
Mgを使用するのが好ましい。これにより溶接金属にお
ける酸素量がより低減でき、溶接金属のじん性のばらつ
きが少なく、安定かつ向上するためである。平均粒径7
5μm未満では、Mgの平均粒径が小さすぎるため、本
発明が期待するじん性の安定化が少ない。この理由は、
低水素系被覆アーク溶接棒は、拡散性水素量低減のため
に高温乾燥を行っておりMgが酸化し、本来の機能を発
揮しないからである。平均粒径が120μmを超える場
合においては、溶接金属性能は良好で健全な溶接金属を
得ることができるが、塗装時におけるフラックスの流動
性に問題があり、生産性を阻害することがある。
【0025】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。この実施
例においては表1に示す化学成分を有する心線と、表2
及び表3に示す化学成分を有する被覆剤を用いて、心線
径4.0mmの外周に被覆剤を塗布し被覆アーク溶接棒
を作製した。
【0026】得られた各被覆アーク溶接棒を用い、供試
母材として厚さ25mmの鋼板にX開先をとりアーク溶
接を行った。なお溶接条件は、溶接電流150アンペ
ア、溶接入熱30kJ/cm、予熱・パス間温度100
〜200℃、立向姿勢で溶接継手を作製し、引張試験及
び試験温度−40℃での2mmVノッチ衝撃試験を行っ
た。また、溶接作業性、溶接金属の酸素量を調べた。そ
れらの調査結果を表4に示す。なお、酸素量は0.02
重量%未満を○印、0.02重量%以上を×印とした。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】E1〜E9は、いずれも本発明の要件を全
て満たしており、強度、じん性ともに良好な値を示し、
また溶接作業性も良好であった。
【0032】溶接棒E10〜E20は、比較例を示す。
溶接棒E10,E11は、使用した心線のC,P,S,
N,Oが上限を超えるものがあり、いずれも本発明溶接
棒に比べ、著しく低温じん性が低い。溶接棒E12は、
溶接棒中のSi量が上限を超えるものであり、じん性が
低い。溶接棒E13は、金属炭酸塩と溶接棒中のTiが
上限を超えているので、溶接作業性が悪く、かつ強度が
高くなりすぎじん性が低い。溶接棒E14は、金属弗化
物および溶接棒中のMnが外れており、溶接作業性が悪
く、かつじん性が低下した。溶接棒E15は、被覆剤中
のMgが外れており脱酸効果が働かず酸素量が多くじん
性が劣った。溶接棒E16は、金属炭酸塩が下限を下回
っており、溶接作業性が悪かった。また、溶接棒中のA
1が外れており、酸素量が多くなりじん性が劣った。溶
接棒E17は、金属弗化物が上限を超えているため溶接
作業性が悪く、かつ溶接棒中のNi量が下限を下回って
おり、じん性が劣った。溶接棒E18は、被覆剤中のM
gが上限を超えているため、溶接作業性が劣った。溶接
棒E19は、溶接棒中のNiが上限を超えているため、
じん性が低い。溶接棒E20は、被覆率が下限を下回っ
ており、溶接作業性が悪く、窒素量が増加してじん性が
低い。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、低水素系被覆アー
ク溶接棒において、心線、被覆剤および溶接棒全体の組
成、被覆率を規制したので、HT60級以上の高強度な
溶接金属を対象として優れたじん性が得られる。よっ
て、各種鋼構造物に対する溶接継手の信頼性を大幅に向
上することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 淳一 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平3−285793(JP,A) 特開 平3−294088(JP,A) 特開 平4−319092(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/365 B23K 35/30 330

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.08%以下 P:0.006%以下 S:0.004%以下 N:0.005%以下 O:0.02%以下 に規制した鋼心線の周囲に、 金属炭酸塩 :30〜60% 金属弗化物 :13〜23% Mg :0.5〜5.0% を含有し、残部が脱酸剤、合金剤、アーク安定剤、スラ
    グ生成剤、粘結剤を含む被覆剤を含有せしめ、被覆率
    (溶接棒全重量に対する被覆剤重量の割合)が25〜4
    5重量%となるように被覆し、且つ被覆アーク溶接棒全
    重量に対して、 Si:0.2〜2.5% Mn:0.2〜2.5% Ni:1.0〜7.5% Ti:0.15%以下 Al:0.08%以下 に調整したことを特徴とする低水素系被覆アーク溶接
    棒。
  2. 【請求項2】 平均粒径を75〜120μmに制限した
    Mgを含有することを特徴とする請求項1に記載の低水
    素系被覆アーク溶接棒。
JP5103694A 1993-04-07 1993-04-07 低水素系被覆アーク溶接棒 Expired - Fee Related JP3026899B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5103694A JP3026899B2 (ja) 1993-04-07 1993-04-07 低水素系被覆アーク溶接棒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5103694A JP3026899B2 (ja) 1993-04-07 1993-04-07 低水素系被覆アーク溶接棒

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06285683A JPH06285683A (ja) 1994-10-11
JP3026899B2 true JP3026899B2 (ja) 2000-03-27

Family

ID=14360893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5103694A Expired - Fee Related JP3026899B2 (ja) 1993-04-07 1993-04-07 低水素系被覆アーク溶接棒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3026899B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1077247C (zh) * 1994-05-23 2002-01-02 松下电器产业株式会社 圆筒形多叶片风扇外壳

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10175094A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Nippon Steel Corp 低温鋼用低水素系被覆アーク溶接棒および溶接方法
JP3547282B2 (ja) * 1997-03-25 2004-07-28 株式会社神戸製鋼所 低水素系被覆アーク溶接棒
JP3354460B2 (ja) * 1997-11-11 2002-12-09 川崎製鉄株式会社 高張力鋼材の被覆アーク溶接方法
KR100331959B1 (ko) * 1999-12-29 2002-04-09 이봉주 저수소계 플럭스 충전 와이어
JP4040824B2 (ja) * 2000-05-29 2008-01-30 株式会社神戸製鋼所 溶接金属
JP5133089B2 (ja) * 2008-02-21 2013-01-30 日鐵住金溶接工業株式会社 被覆アーク溶接棒用Mg合金粉および低水素系被覆アーク溶接棒
JP5348937B2 (ja) * 2008-05-08 2013-11-20 日鐵住金溶接工業株式会社 低水素系被覆アーク溶接棒
JP5404127B2 (ja) * 2009-03-27 2014-01-29 株式会社神戸製鋼所 低水素系被覆アーク溶接棒
JP5890280B2 (ja) * 2012-08-20 2016-03-22 株式会社神戸製鋼所 低水素系被覆アーク溶接棒
JP6829170B2 (ja) * 2017-09-11 2021-02-10 株式会社神戸製鋼所 被覆アーク溶接方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1077247C (zh) * 1994-05-23 2002-01-02 松下电器产业株式会社 圆筒形多叶片风扇外壳

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06285683A (ja) 1994-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6339209B1 (en) Electrode and flux for arc welding stainless steel
US20060096966A1 (en) Self-shielded flux cored electrode for fracture critical applications
US20010008235A1 (en) Ultra low carbon metal-core weld wire
JPS5944159B2 (ja) ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JP3026899B2 (ja) 低水素系被覆アーク溶接棒
KR20020027238A (ko) 대입열 서브머지 아크용접 이음매, 그 이음매의 제조방법및 그것에 사용하는 용접용 강와이어 및 용접용 플럭스
JP6017406B2 (ja) セルフシールドアーク溶接用ステンレス鋼フラックス入りワイヤ
JP2003033895A (ja) 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPS63273594A (ja) ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JPS5913955B2 (ja) ステンレス鋼溶接用複合ワイヤ
KR100265097B1 (ko) 아크 용접용 플럭스 충전 와이어
JPH0813432B2 (ja) Cr−Mo鋼用炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH08257785A (ja) 鋼溶接部の耐低温割れ性を改善するアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH0577086A (ja) 0.5Mo鋼用、Mn−Mo鋼用及びMn−Mo−Ni鋼用ガスシールドアーク溶接用フラツクス入りワイヤ
JP3442563B2 (ja) 690MPa級高張力鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
EP0067494B1 (en) Welding electrode
JP3017055B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH08257791A (ja) 低水素系被覆アーク溶接棒
JPH10272594A (ja) 低水素系被覆アーク溶接棒
US4719330A (en) Welding electrode
JPH0242313B2 (ja)
JPH09262693A (ja) アーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP3208556B2 (ja) アーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP3718323B2 (ja) 極厚鋼用多電極立向エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPS60261690A (ja) Cr−Mo系低合金鋼用被覆ア−ク溶接棒

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19991221

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120128

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees