JP3407668B2 - Shipbuilding steel plate with excellent laser weldability - Google Patents
Shipbuilding steel plate with excellent laser weldabilityInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接性に優
れた造船用鋼板に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel plate for shipbuilding having excellent laser weldability.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の造船分野における溶接方法は、サ
ブマージアーク溶接（ＳＡＷ）に代表されるアーク溶接
が主体である。これらの溶接法では、板厚が増大するに
つれて溶接パス数が増加する傾向にあり、溶接施工に多
大な時間が費やされることになる。このため、溶接施工
効率の向上を図るため２電極ないしは４電極といった多
電極ＳＡＷによる大入熱溶接が行われている。しかし、
溶接入熱量が増大すると、一般に溶接熱影響部の靭性は
劣化し、また溶接変形やひずみも大きくなる。2. Description of the Related Art A conventional welding method in the field of shipbuilding is mainly arc welding represented by submerged arc welding (SAW). In these welding methods, the number of welding passes tends to increase as the plate thickness increases, and a great deal of time is spent on welding. For this reason, in order to improve the welding work efficiency, large heat input welding by multi-electrode SAW such as 2 electrodes or 4 electrodes is performed. But,
When the heat input of welding increases, generally, the toughness of the heat-affected zone of welding deteriorates, and the welding deformation and strain also increase.
【０００３】一方、レーザ溶接は、従来までのアーク溶
接に比べてエネルギー密度が高く、キーホール型溶融池
を形成するため深溶込みの溶接となる。このため、厚鋼
板に対して溶接変形やひずみが極めて少ない１パスの高
速溶接が可能となる。また、溶接条件によってはフィラ
ーワイヤが不要であり、母材とほぼ均質な溶接部を得る
ことができる。以上のようなレーザ溶接の利点を考慮し
て、造船分野では生産性の飛躍的な向上を目的に、レー
ザ溶接の適用が考えられるようになってきている。On the other hand, laser welding has a higher energy density than conventional arc welding, and is a deep penetration welding because it forms a keyhole type molten pool. Therefore, it is possible to perform high-speed welding in one pass with extremely little welding deformation and distortion for thick steel plates. Further, depending on the welding conditions, a filler wire is not required, and a welded portion that is almost homogeneous with the base metal can be obtained. In consideration of the above advantages of laser welding, application of laser welding has been considered in the field of shipbuilding for the purpose of dramatically improving productivity.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、レーザ溶接
には、高エネルギー密度熱源溶接特有の急熱・急冷に起
因したいくつかの問題が存在している。まず、溶接金属
部ではブローホールやポロシティなどの溶接欠陥が発生
しやすい。また、溶接金属部や熱影響部ではマルテンサ
イト変態に伴う著しい硬度上昇が起こる。さらには、凝
固割れや液化割れなども発生しやすいことが指摘されて
いる。従って、レーザ溶接性に優れた鋼板としては、こ
れらの問題を解決できるように成分設計する必要があ
る。However, there are some problems in laser welding due to the rapid heating / quenching characteristic of high energy density heat source welding. First, welding defects such as blowholes and porosity are likely to occur in the weld metal part. Further, in the weld metal portion and the heat affected zone, a remarkable increase in hardness occurs due to the martensitic transformation. Furthermore, it has been pointed out that solidification cracking and liquefaction cracking are likely to occur. Therefore, it is necessary to design the components of a steel sheet having excellent laser weldability so as to solve these problems.
【０００５】これに関連する先行技術としては、高エネ
ルギー密度溶接という点でレーザ溶接と類似した電子ビ
ーム溶接性に優れた鋼板に関するものがある。例えば、
特開平５−３９５３８号公報、特開平５−３９５３９号
公報、特開平５−３９５４０号公報が提案されている。
ここでは、Ｃ、Ｐ、Ｎの含有量をある範囲に限定し、さ
らにＡｌ無添加とすることやＴｉ添加とすることによ
り、電子ビーム溶接部の凝固偏析が軽減し靭性が向上で
きるとしている。As a related art related to this, there is a steel sheet which is similar to laser welding in terms of high energy density welding and is excellent in electron beam weldability. For example,
JP-A-5-39538, JP-A-5-39539, and JP-A-5-39540 have been proposed.
Here, by limiting the content of C, P, and N to a certain range, and further adding no Al or adding Ti, solidification segregation of the electron beam welded portion can be reduced and toughness can be improved.
【０００６】電子ビーム溶接はビームの発生、加速が真
空中でしか行えないのに対して、レーザ溶接は大気中で
行うことができる。このため、レーザ溶接はブローホー
ルやポロシティなどが非常に発生しやすい溶接法であ
る。従って、上記の電子ビーム溶接用として提案された
鋼板に対して大気中でレーザ溶接を行った場合、凝固偏
析は低減できてもブローホールやポロシティなどの発生
が抑制できるかは不明である。[0006] In electron beam welding, beam generation and acceleration can be performed only in vacuum, whereas laser welding can be performed in the atmosphere. Therefore, laser welding is a welding method in which blowholes, porosity, etc. are very likely to occur. Therefore, it is unclear whether solidification segregation can be reduced but generation of blowholes and porosities can be suppressed when laser welding is performed in air on the steel sheet proposed for electron beam welding.
【０００７】上記の理由から、レーザ溶接用鋼板として
は、ブローホールやポロシティを低減できるように成分
設計する必要がある。本発明の目的は、上記の問題点に
鑑み、レーザ溶接の代表的な溶接欠陥であるブローホー
ルやポロシティの発生を低減し、特にフィラーワイヤを
使用しない場合のレーザ溶接性に優れた造船用鋼板を提
供することにある。For the above reasons, it is necessary to design the components of the laser welding steel plate so as to reduce blowholes and porosity. In view of the above problems, the object of the present invention is to reduce the occurrence of blowholes and porosity, which are typical welding defects in laser welding, and particularly to a steel plate for shipbuilding that is excellent in laser weldability when a filler wire is not used. To provide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
（１）本発明の鋼板は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．
１３％と、Ｓｉ：０．１〜０．５％と、Ｍｎ：０．５〜
１．７％と、Ｐ：０．０２％以下と、Ｓ：０．０１％以
下と、Ｏ：０．００２〜０．０５％と、ｓｏｌ.Ａｌ：
０．０１４〜０．０８２％と、Ｎ：０．００８％以下と
を含有し、かつ下記（１）式を満たし、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなることを特徴とする、レーザ溶接
性に優れた造船用鋼板である。In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention uses the following means. (1) The steel sheet of the present invention has a weight percentage of C: 0.05 to 0.
13%, Si: 0.1-0.5%, Mn: 0.5-
1.7%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, O: 0.002-0.05%, sol.Al:
Laser weldability, characterized by containing 0.014 to 0.082% and N: 0.008% or less, and satisfying the following formula (1), with the balance being Fe and inevitable impurities. It is an excellent steel plate for shipbuilding.
【０００９】
Ｏ％＋０．５×Ｃ％≦０．０９％ …（１）
（２）本発明の鋼板は、鋼成分として、重量％でさら
に、Ｃｕ：１％以下、Ｎｉ：２％以下、Ｃｒ：１％以
下、Ｍｏ：０．５％以下、Ｖ：０．２％以下、及びＮ
ｂ：０．２％以下の群から選択された１種または２種以
上を含有する、上記（１）に記載のレーザ溶接性に優れ
た造船用鋼板である。O% + 0.5 × C% ≦ 0.09% (1) (2) The steel sheet of the present invention further comprises, as a steel component, by weight% Cu: 1% or less, Ni: 2% or less, Cr: 1% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.2% or less, and N
b: The steel plate for shipbuilding described in (1) above, which contains one or more selected from the group of 0.2% or less and has excellent laser weldability.
【００１０】（３）本発明の鋼板は、鋼成分として、重
量％でさらに、Ｃａ：０．００５％以下、ＲＥＭ：０．
０３％以下のうちの少なくとも１種を含有する、上記
（１）または（２）に記載のレーザ溶接性に優れた造船
用鋼板である。(3) The steel sheet of the present invention contains, as a steel component, by weight% Ca: 0.005% or less, REM: 0.
The steel plate for shipbuilding according to (1) or (2) above, which contains at least one of 03% or less and has excellent laser weldability.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】先に述べたように、レーザ溶接
は、電子ビーム溶接とは異なり大気中での溶接が可能で
ある。このため、溶接施工上の制約が小さく、また溶接
コストも低減できるという利点がある。しかし、大気中
で行う溶接では、溶融金属中に酸素や窒素などが混入し
やすいため、ブローホールやポロシティなどの溶接欠陥
が発生しやすい。このような欠陥は、鋼中のＣと溶解し
たＯとの反応により生成したＣＯやＣＯ2 ガスが溶接凝
固組織中に残存したものである。従って、レーザ溶接の
溶接欠陥であるブローホールやポロシティを低減するた
めには、ブローホールやポロシティの原因であるＣＯや
ＣＯ2 ガス成分の生成自体を抑制することが有効であ
る。ＣＯやＣＯ2 は溶融金属プール中のＣとＯとの化学
反応に基づいて発生するものである。従って、ＣＯやＣ
Ｏ2 の発生を低減するためには、ＣあるいはＯのいずれ
かを溶融金属プールに持ち込まないようにすればよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, laser welding can be performed in the atmosphere, unlike electron beam welding. Therefore, there are advantages that the restrictions on welding work are small and the welding cost can be reduced. However, in the welding performed in the atmosphere, oxygen, nitrogen, etc. are easily mixed in the molten metal, so that welding defects such as blowholes and porosity are likely to occur. Such defects are caused by the CO and CO 2 gas generated by the reaction between C in steel and dissolved O remaining in the weld solidification structure. Therefore, in order to reduce blowholes and porosity which are welding defects in laser welding, it is effective to suppress the generation of CO and CO 2 gas components themselves which are the cause of blowholes and porosity. CO and CO 2 are generated based on the chemical reaction between C and O in the molten metal pool. Therefore, CO and C
In order to reduce the generation of O 2 , either C or O should not be brought into the molten metal pool.
【００１２】溶融金属中へのＯの混入を防止するには、
アルゴンなどの不活性ガスによりレーザ照射部をシール
ドする方法が採用されている。このようなレーザ溶接の
シールドガス効果についてはいろいろと検討されてはい
るが、その最適なシールドガス成分系についてはさまざ
まな報告がある。このようなシールドガスによる解決方
法は溶接プロセス側からのアプローチであるため、設備
費や運転費が高くなってしまう場合もある。このような
ことを回避するためにも溶接材料側からのアプローチが
必要であり、レーザ溶接性に優れた鋼板が期待されてい
る。To prevent the incorporation of O into the molten metal,
A method of shielding the laser irradiation part with an inert gas such as argon is adopted. Although various studies have been made on the shield gas effect of such laser welding, various reports have been made on the optimum shield gas component system. Since such a shielding gas solution is an approach from the welding process side, the equipment cost and operating cost may increase. In order to avoid such a situation, an approach from the welding material side is required, and a steel sheet excellent in laser weldability is expected.
【００１３】一方、溶融プール中のＯ量が比較的多くて
も、鋼材中のＣ含有量が少ない場合にはＣＯやＣＯ2 な
どのガス成分の生成反応は起こらない。従って、鋼中の
Ｃ量を低減することはブローホールやポロシティを低減
するためには望ましいと考えられる。しかし、Ｃは鋼の
強度を確保するために最も一般的な元素であるため、母
材性能の確保という点からＣ含有量を極端に低下させる
ことはできない。On the other hand, even if the amount of O in the molten pool is relatively large, if the C content in the steel material is small, the reaction of producing gas components such as CO and CO 2 does not occur. Therefore, it is considered that reducing the amount of C in steel is desirable to reduce blowholes and porosity. However, since C is the most general element for securing the strength of steel, the C content cannot be extremely reduced from the viewpoint of securing the base material performance.
【００１４】また、溶融金属中でＯと反応しやすい元素
の添加が有効であると考えられる。ＡｌはＯと反応しや
すい元素であり、ブローホールやポロシティを低減する
効果が期待できる。また、レーザ溶接金属部においてＡ
ｌとＯの反応より生成するＡｌ2 Ｏ3 は、レーザ溶接特
有の急冷凝固に起因して極めて微細である。このような
極微細なＡｌ2 Ｏ3 は、アシキュラーフェライトの生成
サイトとして働き組織の微細化に有効である。このよう
な点から、Ａｌ添加はブローホールやポロシティを低減
すると同時にレーザ溶接金属部の高靭化にも有効であ
る。Further, it is considered effective to add an element which easily reacts with O in the molten metal. Al is an element that easily reacts with O, and an effect of reducing blowholes and porosity can be expected. In the laser weld metal part,
Al 2 O 3 produced by the reaction between 1 and O is extremely fine due to the rapid solidification characteristic of laser welding. Such ultrafine Al 2 O 3 acts as a site for forming acicular ferrite and is effective in making the structure fine. From such a point, addition of Al is effective for reducing blowholes and porosity, and at the same time, for strengthening the toughness of the laser-welded metal portion.
【００１５】以上のことから、１）Ｏ量を低減する、
２）Ｃ量を低減する、３）Ａｌを適量添加することが、
ブローホールやポロシティを低減するとともに溶接金属
部靭性が良好なレーザ溶接用鋼板の成分設計と考えられ
る。本発明は、これらの点に着目してレーザ溶接部のブ
ローホールやポロシティの発生状況におよぼす鋼中元素
の影響を系統的に検討した結果に基づいて構成されたも
のである。From the above, 1) the amount of O is reduced,
2) to reduce the amount of C, 3) to add an appropriate amount of Al,
It is considered to be the component design of the steel plate for laser welding that reduces blowholes and porosity and has good weld metal toughness. The present invention is constructed based on the results of systematically examining the influence of elements in steel on the occurrence of blowholes and porosity in the laser welded portion, focusing on these points.
【００１６】以上の知見に基づき、本発明者らは、Ｏ量
とＣ量を一定範囲内に低減し、かつＡｌを一定量添加す
るようにして、レーザ溶接の代表的な溶接欠陥であるブ
ローホールやポロシティの発生を低減し、特にフィラー
ワイヤを使用しない場合のレーザ溶接性に優れた造船用
鋼板を見出し、本発明を完成させた。Based on the above findings, the present inventors reduced the amount of O and the amount of C within a certain range and added a certain amount of Al so that the typical welding defect of laser welding was a blow defect. The present invention has been completed by finding a steel plate for shipbuilding that reduces the occurrence of holes and porosity and is excellent in laser weldability particularly when a filler wire is not used.
【００１７】以下に本発明の成分添加理由、成分限定理
由について説明する。
（１）成分組成範囲
Ｃ：０．０５〜０．１３％
Ｃは、鋼板として必要な強度を確保するために０．０５
％以上含有させる必要がある。一方、ブローホールやポ
ロシティの原因となるＣＯやＣＯ2 ガス成分の生成自体
を低減させるために、その含有量は低い方が好ましい。
図１は、ブローホールやポロシティの発生におよぼすＣ
量とＯ量の影響を整理したものである。この図に示すよ
うに、溶接欠陥のない良好なレーザ溶接継手を得ること
ができるＣの上限値は、Ｏ量に依存する傾向にある。Ｏ
量が０．０２５％以下の場合には、その上限値は０．１
３％である。しかし、Ｏ量が０．０２５％を超える場合
には、その上限値はＯ量の増加とともに低下する。この
とき、Ｃ量とＯ量の関係は次式で表される。The reasons for adding the components and limiting the components of the present invention will be described below. (1) Component composition range C: 0.05 to 0.13% C is 0.05 in order to secure the strength required as a steel sheet.
% Or more must be contained. On the other hand, in order to reduce the production itself of CO and CO 2 gas components that cause blowholes and porosity, it is preferable that the content thereof be low.
Figure 1 shows C that affects the generation of blowholes and porosity.
This is a summary of the effects of quantity and O quantity. As shown in this figure, the upper limit of C with which a good laser-welded joint with no welding defects can be obtained tends to depend on the amount of O. O
If the amount is 0.025% or less, the upper limit is 0.1
3%. However, when the O amount exceeds 0.025%, the upper limit value decreases as the O amount increases. At this time, the relationship between the C amount and the O amount is represented by the following equation.
【００１８】
Ｏ％＋０．５×Ｃ％≦０．０９％ …（１）
Ａｌ：０．００５〜０．１％
Ａｌは鋼の脱酸上０．００５％以上必要である。またＯ
とも反応しやすく、前述したようにブローホールおよび
ポロシティを低減する効果があり、かつ溶接金属部の靭
性を高める効果もあるため添加する。しかし、０．１％
を超えると靭性が低下するとともに表面疵が増加する傾
向にある。このため、０．１％が上限である。O% + 0.5 × C% ≦ 0.09% (1) Al: 0.005 to 0.1% Al is required to be 0.005% or more for deoxidizing the steel. Again O
It easily reacts with both, has the effect of reducing blowholes and porosity as described above, and also has the effect of increasing the toughness of the weld metal portion, so it is added. However, 0.1%
If it exceeds, the toughness tends to decrease and the surface defects tend to increase. Therefore, 0.1% is the upper limit.
【００１９】Ｏ：０．００２〜０．０５％
Ｏは、溶接金属の組織微細化に有効なＡｌ2 Ｏ3 を生成
させるためには、０．００２％以上必要である。このた
め、下限値は０．００２％である。一方、上限値はＣ量
に依存して上記（１）式により決定される。しかしＣ量
が０．０８％以下の場合、Ｏが０．０５％を超えるとブ
ローホールやポロシティの発生が顕著となるため、０．
０５％が上限値である。O: 0.002 to 0.05% O is required to be 0.002% or more in order to form Al 2 O 3 effective for refining the structure of the weld metal. Therefore, the lower limit value is 0.002%. On the other hand, the upper limit value is determined by the above equation (1) depending on the amount of C. However, when the amount of C is 0.08% or less, when O exceeds 0.05%, blowholes and porosity are significantly generated.
05% is the upper limit.
【００２０】Ｓｉ：０．１〜０．５％
Ｓｉは脱酸作用及び固溶強化に有効であり、０．１％以
上添加する。しかし、含有量が多くなりすぎると、母材
及び溶接部の靭性が劣化し、また溶接性も低下するので
０．５％が上限である。Si: 0.1 to 0.5% Si is effective for deoxidizing action and solid solution strengthening, and 0.1% or more is added. However, if the content is too large, the toughness of the base material and the welded part deteriorates and the weldability also deteriorates, so 0.5% is the upper limit.
【００２１】Ｍｎ：０．５〜１．７％
Ｍｎは母材の焼入れ性を確保するために少なくとも０．
５％必要である。しかし、過剰な添加はレーザ溶接金属
部及び熱影響部での著しい硬度上昇を招くため、その上
限値は１．７％である。Mn: 0.5-1.7% Mn is at least 0.1% in order to secure the hardenability of the base material.
5% is required. However, excessive addition causes a marked increase in hardness in the laser-welded metal part and the heat-affected zone, so its upper limit is 1.7%.
【００２２】Ｐ：０．０２％以下
Ｐは不純物で偏析しやすく、鋼の靭性に有害な元素であ
る。また、０．０２％を超えるとレーザ溶接金属の凝固
割れが発生しやすくなるため、この値が上限である。P: 0.02% or less P is an element which is easily segregated by impurities and is harmful to the toughness of steel. Further, if it exceeds 0.02%, solidification cracking of the laser weld metal is likely to occur, so this value is the upper limit.
【００２３】Ｓ：０．０１％以下
Ｓは不純物で偏析しやすく、鋼の靭性に有害な元素であ
る。また、０．０１％を超えるとレーザ溶接金属の凝固
割れが発生しやすくなるため、この値が上限である。S: 0.01% or less S is an element that tends to segregate due to impurities and is harmful to the toughness of steel. Further, if it exceeds 0.01%, solidification cracking of the laser weld metal is likely to occur, so this value is the upper limit.
【００２４】Ｎ：０．００８％以下
Ｎは不純物元素であるため、一般的には含有量が低いほ
ど靭性にはよい。しかし、微細な窒化物及び炭窒化物
は、組織の粗大化を抑制するため溶接熱影響部の靭性を
向上させる場合もある。ところが、Ｎの含有量が０．０
０８％を超えると、炭化物や炭窒化物が粗大化するとと
もに固溶Ｎが増加し、著しい靭性劣化が生じるため、Ｎ
は０．００８％以下である。N: 0.008% or less Since N is an impurity element, generally, the lower the content, the better the toughness. However, fine nitrides and carbonitrides may improve the toughness of the weld heat affected zone in some cases because they suppress the coarsening of the structure. However, the N content is 0.0
If it exceeds 08%, carbides and carbonitrides are coarsened, and solute N increases, resulting in remarkable deterioration of toughness.
Is 0.008% or less.
【００２５】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂは添加
しなくてもよいが、必要な鋼の強度を得るために１種ま
たは２種以上添加する。しかし、過剰に添加すると鋼の
強度を過度に上昇させ靭性を損なうばかりでなく、コス
ト上昇を招く。そこで、それぞれの元素の上限値はＣｕ
で１％、Ｎｉで２％、Ｃｒで１％、Ｍｏで０．５％、Ｖ
で０．２％、Ｎｂで０．２％である。Cu, Ni, Cr, Mo, V and Nb may not be added, but one or more of them are added to obtain the required strength of the steel. However, if added excessively, not only the strength of steel is excessively increased and the toughness is impaired, but also the cost is increased. Therefore, the upper limit of each element is Cu
1%, Ni 2%, Cr 1%, Mo 0.5%, V
Is 0.2% and Nb is 0.2%.
【００２６】さらに、必要に応じてＣａ、ＲＥＭのうち
少なくとも１種を以下の範囲で添加してもよい。
Ｃａ：０．００５％以下
Ｃａは靭性を劣化させるＭｎＳの形態を変化させる効果
があり、板厚方向の材質改善に有効である。しかし、
０．００５％を越えて添加すると靭性や溶接性を劣化さ
せるため、０．００５％以下である。Further, if necessary, at least one of Ca and REM may be added within the following range. Ca: 0.005% or less Ca has an effect of changing the morphology of MnS that deteriorates toughness, and is effective in improving the material in the plate thickness direction. But,
If added in excess of 0.005%, the toughness and weldability deteriorate, so it is 0.005% or less.
【００２７】ＲＥＭ：０．０３％以下
ＲＥＭは鋼中で硫化物もしくは酸化物として存在し、オ
ーステナイト粒の成長を抑制して靭性を向上させる効果
がある。しかし、０．０３％を越えて添加すると鋼の清
浄度が低下し靭性が劣化するため、０．０３％以下であ
る。REM: 0.03% or less REM exists as sulfide or oxide in steel, and has an effect of suppressing the growth of austenite grains and improving toughness. However, if added in excess of 0.03%, the cleanliness of the steel decreases and the toughness deteriorates, so it is 0.03% or less.
【００２８】なお、本発明では製造方法については特に
限定されない。すなわち、鋼の溶製方法、鋼板の圧延方
法、および熱処理方法は常法に従えばよい。以下に本発
明の実施例を挙げ、本発明の効果を立証する。In the present invention, the manufacturing method is not particularly limited. That is, the method for melting steel, the method for rolling steel sheet, and the method for heat treatment may be according to ordinary methods. Examples of the present invention will be given below to prove the effects of the present invention.
【００２９】[0029]
【実施例】供試材は、表１に示す化学成分の鋼を真空溶
解炉で溶製し、連続鋳造、スラブ加熱、熱間圧延（ＴＭ
ＣＰ）の行程を経て作製したものを用いた。なお、表１
中のＮｏ．１〜１３は本発明鋼であり、Ｎｏ．１４〜２
７は比較鋼である。[Examples] The test materials were steels having the chemical composition shown in Table 1, which were melted in a vacuum melting furnace and continuously cast, slab heated, and hot rolled (TM).
The one manufactured through the process of CP) was used. In addition, Table 1
No. in Nos. 1 to 13 are steels of the present invention. 14-2
7 is a comparative steel.
【００３０】これらの鋼板に対して、Ｉ形開先の突合せ
レーザ溶接を行った。溶接条件としては、供試材の板厚
に併せてレーザ出力が１５〜２５ｋＷ、焦点位置でのビ
ーム径が０．５ｍｍ、溶接速度が１〜１０ｍ／分の範囲
で行った。Butt laser welding of I-shaped groove was performed on these steel sheets. The welding conditions were such that the laser output was 15 to 25 kW, the beam diameter at the focal position was 0.5 mm, and the welding speed was 1 to 10 m / min, in accordance with the plate thickness of the test material.
【００３１】溶接後、溶接金属部の割れあるいはブロー
ホールやポロシティの発生状況を調査するためミクロ観
察を行った。また、溶接継手部性能をシャルピー衝撃試
験により評価した。なお、ノッチ位置は溶接金属中央部
とした。After welding, micro observation was carried out in order to investigate the occurrence of cracks in the weld metal, blow holes and porosity. The performance of the welded joint was evaluated by the Charpy impact test. The notch position was at the center of the weld metal.
【００３２】表２は、これらの鋼の母材特性および溶接
性の試験結果を示している（Ｎｏ．１〜１３：本発明
鋼、Ｎｏ．１４〜２７：比較鋼）。母材特性としては引
張試験およびシャルピー衝撃試験結果を、溶接性として
は割れあるいはブローホールやポロシティの発生状況お
よび溶接金属部のシャルピー衝撃試験結果を示す。Table 2 shows the test results of the base material characteristics and weldability of these steels (Nos. 1 to 13: Inventive steels, Nos. 14 to 27: Comparative steels). Tensile test and Charpy impact test results are shown as the base metal properties, and cracks, blowholes and porosity generation conditions and weld metal Charpy impact test results are shown as the weldability.
【００３３】本発明鋼Ｎｏ．１〜１３は母材特性および
溶接性ともに良好である。一方、比較鋼Ｎｏ．１４はＣ
が低いため、母材の強度が十分ではない。比較鋼Ｎｏ．
１５はＰが高く、比較鋼Ｎｏ．１６はＳが高いため、と
もに母材およびレーザ溶接部の靭性が低い。比較鋼Ｎ
ｏ．１７はＳｉが低く、比較鋼Ｎｏ．１８はＭｎが低い
ため、ともに母材の強度が十分ではない。比較鋼Ｎｏ．
１９はＳｉが高いため、レーザ溶接部の靭性が低い。比
較鋼Ｎｏ．２０はＣが高く、比較鋼Ｎｏ．２１はＭｎが
高いため、溶接金属部の硬化が著しくレーザ溶接性に劣
る傾向にある。特に、比較鋼Ｎｏ．２０はブローホール
やポロシティが発生しやすい。比較鋼Ｎｏ．２２はＮが
多く、比較鋼Ｎｏ．２３はＯが低いため、ともにレーザ
溶接靭性が劣る。比較鋼Ｎｏ．２４〜２７はＣ量とＯ量
の関係が図１の領域外にあるため、ブローホールやポロ
シティが発生し溶接性に劣る。Inventive Steel No. Nos. 1 to 13 have good base material properties and weldability. On the other hand, comparative steel No. 14 is C
Is low, the strength of the base material is not sufficient. Comparative steel No.
No. 15 has a high P, and comparative steel No. Since 16 has a high S, both the base material and the laser welded portion have low toughness. Comparative steel N
o. Comparative Example No. 17 has a low Si content. Since 18 has a low Mn, the strength of the base material is insufficient in both cases. Comparative steel No.
Since 19 has high Si, the toughness of the laser welded portion is low. Comparative steel No. 20 has a high C, and comparative steel No. Since No. 21 has a high Mn, the hardening of the weld metal portion is remarkable and the laser weldability tends to be poor. In particular, comparative steel No. No. 20, blowholes and porosity tend to occur. Comparative steel No. 22 has a large amount of N, and comparative steel No. Since No. 23 has a low O content, both have poor laser welding toughness. Comparative steel No. In Nos. 24 to 27, the relationship between the amount of C and the amount of O is outside the area shown in FIG.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼組成を特定することにより、ＣＯやＣＯ2 などのガス
成分の生成を抑制してブローホールやポロシティの発生
が低減できる、特にフィラーワイヤを使用しない場合の
レーザ溶接性に優れた造船用鋼板を提供することが可能
となる。その結果、造船分野における生産性が飛躍的に
改善できる効果を奏するものである。As described above, according to the present invention,
By specifying the steel composition, it is possible to suppress the generation of gas components such as CO and CO 2 and reduce the generation of blowholes and porosity. Particularly, a steel plate for shipbuilding excellent in laser weldability when a filler wire is not used. It becomes possible to provide. As a result, the productivity in the shipbuilding field can be dramatically improved.
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ溶接部のブロ
ーホールおよびポロシティの発生に及ぼすＣ量とＯ量の
影響を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the influence of C amount and O amount on the occurrence of blowholes and porosity in a laser welded portion according to an embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 守章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−60293（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−144008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Moriaki Ono 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-8-60293 (JP, A) JP-A-8 -144008 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 38/00-38/60
Claims (3)
と、Ｓｉ：０．１〜０．５％と、Ｍｎ：０．５〜１．７
％と、Ｐ：０．０２％以下と、Ｓ：０．０１％以下と、
Ｏ：０．００２〜０．０５％と、ｓｏｌ.Ａｌ：０．０
１４〜０．０８２％と、Ｎ：０．００８％以下とを含有
し、かつ下記（１）式を満たし、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなることを特徴とする、レーザ溶接性に優
れた造船用鋼板。 Ｏ％＋０．５×Ｃ％≦０．０９％ …（１）1. C: 0.05 to 0.13% by weight
And Si: 0.1 to 0.5% and Mn: 0.5 to 1.7.
%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less,
O: 0.002-0.05%, sol.Al : 0.0
14 to 0.082% and N: 0.008% or less, satisfying the following formula (1), and the balance being Fe and inevitable impurities, excellent in laser weldability. Steel plate for shipbuilding. O% + 0.5 × C% ≦ 0.09% (1)
１％以下、Ｎｉ：２％以下、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：
０．５％以下、Ｖ：０．２％以下、及びＮｂ：０．２％
以下の群から選択された１種または２種以上を含有す
る、請求項１に記載のレーザ溶接性に優れた造船用鋼
板。2. As a steel component, in addition to Cu:
1% or less, Ni: 2% or less, Cr: 1% or less, Mo:
0.5% or less, V: 0.2% or less, and Nb: 0.2%
The steel plate for shipbuilding according to claim 1, which contains one or more selected from the following groups.
０．００５％以下、ＲＥＭ：０．０３％以下のうちの少
なくとも１種を含有する、請求項１または２に記載のレ
ーザ溶接性に優れた造船用鋼板。3. As a steel component, in addition, by weight%, Ca:
The steel plate for shipbuilding according to claim 1 or 2, which contains at least one of 0.005% or less and REM: 0.03% or less.
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