JP3501667B2 - 高張力鋼板のアーク溶接方法 - Google Patents

高張力鋼板のアーク溶接方法

Info

Publication number
JP3501667B2
JP3501667B2 JP34615298A JP34615298A JP3501667B2 JP 3501667 B2 JP3501667 B2 JP 3501667B2 JP 34615298 A JP34615298 A JP 34615298A JP 34615298 A JP34615298 A JP 34615298A JP 3501667 B2 JP3501667 B2 JP 3501667B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
steel sheet
steel
welding
wire
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
JP34615298A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000167691A (ja
Inventor
映信 村里
康治 佐久間
初彦 及川
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
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP34615298A priority Critical patent/JP3501667B2/ja
Publication of JP2000167691A publication Critical patent/JP2000167691A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3501667B2 publication Critical patent/JP3501667B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の構造部材
や部品、建設機械の部材や部品に好適される高強度鋼板
の溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境の問題がクローズアップ
されてきており、その中で特にCO2ガスを代表する温
室効果ガスによる地球の温暖化が深刻化してきている。
このため自動車業界ではCO2 ガス排出量削減のため自
動車の低燃費化を進めてきており、自動車の安全性向上
の動きも相まって、高強度鋼材の自動車車体等への適用
が本格化してきている。板厚の厚い鋼板を使用している
トラックの車体部品については一層の高強度化により軽
量化が求められている。
【0003】自動車や建設機械の製造工程において、鋼
板同士の接合は溶接による接合が主である。この中で板
厚が2.0mmを超えるような鋼板同士の接合は一般に
アーク溶接により行われる。アーク溶接において、被溶
接材となる鋼材と溶接材料(溶接金属)の関係について
は、これまでに開示された例は少なく、経験的に鋼板中
のSi量の少ない鋼種では溶接ビード形状が悪いことが
知られていた。アーク溶接のビード形状が粗悪になる
と、接合が不十分であったり、溶接部の強度の低下や応
力集中の発生による疲労強度の低下が問題となる。
【0004】一方、被溶接材の鋼板については、外観や
例えばクレーンのアームでの摺動性の問題から、表面性
状についての要求も強くなってきている。高強度化を目
的として、安価で強度向上代の大きいSiを添加した鋼
板が多いが、一方で過多なSiの添加は酸化スケールを
生成させ、表面性状を劣化させる。以上のようなことか
ら、Si量が少ない鋼板でも良好な溶接ビードが得られ
るような溶接方法について開示されることが強く求めら
れていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、被溶接材と
なる鋼成分に対し溶接に用いるワイヤを最適な成分のワ
イヤに規定することにより上記のような問題点を解消
し、高品質で安定した溶接方法を提供することを目的と
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため種々検討を重ねた結果以下のことを見
いだした。本発明者らは、各種の鋼板と溶接棒を用いた
時の溶接ビード形状について溶接実験を行った。ビード
形状を図1に示すようなビード断面の面積測定方法によ
り評価し、鋼板のSi量と溶接棒のSi量とを加えたも
のでビード断面の面積比を整理した結果が図3のように
なる。面積比が0.7以上であれば、一般にビード形状
は良好であると判断されるが、鋼板のSi量と溶接棒の
Si量とを加えたものが1.5以上になった場合には面
積比が0.7以上になり、溶接ビード形状が良好になる
ことを見いだした。
【0007】本発明の要旨は、次のとおりである。 (1)重量割合で、C:0.01〜0.20%、Si:
0.01〜0.10%、Mn:0.5〜2.5%、P:
≦0.05%、S:≦0.05%、Al:0.005〜
0.1%を含み残部がFeと不可避的不純物元素よりな
る組成を有する鋼板をC:0.01〜0.40%、M
n:0.2〜3.0%で、Si:0.1〜2.0%の範
囲でかつ鋼板のSi量とワイヤのSi量を下式を満たす
範囲で含むワイヤで溶接する高張力鋼板の溶接方法。 鋼板のSi量(mass%)+ワイヤのSi量(mas
s%)≧1.5
【0008】(2)重量割合で、C:0.01〜0.2
0%、Si:0.01〜0.10%、Mn:0.5〜
2.5%、P:≦0.05%、S:≦0.05%、A
l:0.005〜0.1%およびTi:0.005〜
0.1%、Nb:0.005〜0.05%、B:0.0
003〜0.01%、Ca:0.0005〜0.005
0%のうち1種以上を含み残部がFeと不可避的不純物
元素よりなる組成を有する鋼板をC:0.01〜0.4
0%、Mn:0.2〜3.0%で、Si:0.1〜2.
0%の範囲でかつ鋼板のSi量とワイヤのSi量を下式
を満たす範囲で含むワイヤで溶接する高張力鋼板の溶接
方法である。 鋼板のSi量(mass%)+ワイヤのSi量(mas
s%)≧1.5
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明の構成要件のそれぞれ
について詳述し、またその限定理由について述べる。ま
ず被溶接材の鋼板の限定理由について述べる。成分であ
るが、Cは強度確保のため必要な元素であり最低0.0
1%必要である。しかし、0.20%を超えるように過
多に添加した場合には靱性の低下、冷間加工性が低下す
るばかりではなく、溶接時の熱影響により溶接後の硬度
が大幅に増加し、溶接部の靱性の低下、溶接割れの発生
などを招くため、0.20%を上限とした。
【0010】Siは本発明において最も重要な元素であ
る。Siは脱酸及び強度確保のために最低0.01%必
要である。また、溶接時における溶接金属との濡れ性に
も寄与すると考えられ、0.01%を下限とする。しか
し過多に添加した場合に酸化スケールを生成し表面性状
を悪化させるので0.1%以下を制限範囲とした。Mn
は強化元素である。Mnは0.5%以下であると強度が
不十分であり、2.5%以上を超えると溶製上の問題や
製造コストの点で不適当である。
【0011】Pは鋼中に固溶して存在することにより鋼
の切削仕上げ面を改善する。この機構は明らかでない
が、この効果はPが0.005%以上添加されたときに
発現するので、これを下限値とする。一方、0.05%
を超えた場合、加工性・溶接性等を劣化させるととも
に、偏析を助長する。従って、本発明鋼においては0.
05%以下にすることが必要である。Sは0.05%を
超えるように過多に添加した場合には、鋼の延性や靱性
を害するので、0.05%以下にすることが必要であ
る。Alは脱酸上重要な元素であり0.005%以上添
加することが必要である。過多に添加しすぎると鋼中に
Al23 系のクラスターを多く生じ、溶接時の割れ問
題を生じるので、その上限を0.1%とする。Nが鋼中
に過剰に存在すると溶接部の靱性を低下させるので0.
010%を上限とする。
【0012】以上が本発明の基本成分であるが、さらに
適宜以下の元素を添加することが可能である。TiはC
と結合しTiCを形成し、析出強化により鋼板が強度増
加する。これらの効果はTiが0.005%以上添加し
た場合に発現するので、これを下限値とする。また0.
1%を超すように過多に添加した場合には延性が低下す
るばかりでなくTiCにより工具の損傷を早め、またコ
ストが悪化するので0.1%を上限とする。Nbは0.
005%以上の添加で炭・窒化物を形成して強度を向上
させる効果があるが、0.05%を超えると溶接継手部
の靱性を下げるのでこれを上限とする。Bは0.000
3%以上あればオーステナイト粒界に偏析して溶接部の
焼き入れ性を向上させるが、0.01%を超えると熱間
脆性が劣化するので0.01%を上限とする。
【0013】Caは硫化物系介在物の形状制御(球状
化)により曲げ性や穴拡げ性を向上することができる。
これらの効果はCaが0.0005%以上添加されたと
きに発現するためこれを下限とする。しかし、0.00
50%を超えるように過剰に添加すると効果が飽和し、
介在物の増加により曲げ性や穴拡げ性を低下させるのと
同時に溶接におけるスパッタを増加させるので0.00
50%を上限とした。また、これらを主成分とする鋼に
Cr、Ni、Mo、Vを合計で3%以内を上限として含
有することができる。Cr、Ni、Mo、Vは合計で3
%以内であれば本発明の効果を損なわずに、強度を増加
させることができ、その量によっては耐食性が改善され
る等好ましい場合もある。
【0014】次に鋼板の表面の状態即ちスケールの状態
について説明する。本発明鋼では特にスケールの厚み、
組成について特に限定はない。しかし本発明鋼は多くの
場合圧延ままのスケールが付着した状態で使用される。
特にスケール厚みについてはスケールの剥離による作業
環境悪化防止の観点から、出来るだけ薄いことが好まし
く、スケール厚みを20μm以下にすることが望まし
い。しかし、鋼板を酸洗しデスケーリングを行う場合は
この限りでない。
【0015】次に溶接棒の成分について限定理由を述べ
る。Cは鋼の強度を向上させるのに必要な元素であり、
溶接金属の強度確保のためにも0.01%必要である。
一方で過多に添加した場合溶接性を劣化させるととも
に、高炭素マルテンサイトを生成し、靱性を劣化させる
ため0.40%を上限とする。Siは本発明において最
も重要な元素である。Siは脱酸及び強度確保にも効果
を有する元素である。またワイヤ中にSiを含有するこ
とにより、気泡の発生及び溶接金属の酸化を防止する作
用もあると同時に、溶接時における被溶接材との濡れ性
にも寄与すると考えられる。これらの効果はSiが0.
1%以上のときに発現するのでこれを下限とする。一方
で過多に添加した場合、溶接金属の靱性が低下するの
で、2.0%を上限とする。
【0016】Mnは、固溶強化等の作用により鋼の強度
と靱性の双方を向上させる効果がある。この効果はMn
が0.20%以上の時に発現するためこれを下限とす
る。一方、過多に添加した場合耐割れ性や靱性が著しく
劣化するために、Mnの添加量の上限を3.00%とす
る。P、Sに関しては特に制限はないが、Pを過多に添
加すると靱性の低下が懸念され、またSを過多に添加す
ると溶接金属部の延性の低下、溶接金属部の耐割れ性の
低下が懸念されるため、それぞれ被溶接材である鋼板の
10倍程度までの添加量を目安とする。さらに、上記元
素に加え、必要に応じCr、Mo、Ti、Zr、Nb、
V、Cuを各々0.005〜1.5%の範囲で、B、C
a、REMを0.0003〜0.0010%の範囲で選
択して1種以上添加することができ、これらの添加によ
り溶接金属の機械的性質の改善、特に強度や延性の向
上、靱性の強化を図ることができるなど好ましい場合が
ある。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明するが、これにより本発明が何ら制限さ
れるものではない。表1に示す化学成分の鋼を溶製し、
連続鋳造にてスラブとした後に、加熱、熱間圧延して板
厚3.2mmから7mmまでの鋼帯を製造した。製造後
の鋼帯を巻き戻して矯正により、平坦化した後に剪断
し、鋼板となした。鋼板から試験片を切り出し、T字継
ぎ手形状とし、表2に示す溶接棒(径1.2mmφ)を
用いて図2に示すようなアーク溶接により水平すみ肉溶
接を行った。溶接条件は、溶接電流が200〜300
A、アーク電圧25〜30V、溶接速度30〜60cm
/min、トーチ角度が45°、トーチの前進角0°、
トーチ先端の溶接材料と溶接部との距離10〜20mm
とした。溶接性の評価は図1に示すようなビード断面の
面積比測定方法およびビード外観を官能試験で評価し
た。結果を表3に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】T−2、T−5、T−9、T−12、T−
17は本発明例でありその他は比較例である。スケール
による表面性状を改善するため鋼板のSi量を0.1%
以下に下げた場合でも、Si量の多いワイヤを用いて、
鋼板Si量+ワイヤSi量≧1.5を満足していれば、
溶接ビードの形状及びビード外観が良好である。一方で
比較例のT−13、T−14、T−18〜20は、鋼板
Si量+ワイヤSi量≧1.5を満たしており溶接性に
ついては良好であるが、鋼板Si量>1.0%であり、
スケールのため表面性状が悪い。またT−1、T−3、
T−4、T−6〜8、T−11、T−15、T−16は
鋼板Si量が0.1%より低いため鋼板の表面性状は良
好であるが、ワイヤのSi量も低いためビード形状及び
ビード外観が悪い。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のとおり被
溶接材の鋼板の成分と溶接金属の成分を規定することに
より良好な溶接が可能になる。したがって、高強度鋼板
の溶接方法として自動車用、産業機械用などで極めて大
きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ビード断面の面積比測定方法を説明する図であ
る。
【図2】T字水平すみ肉溶接を説明する図である。
【図3】鋼板のSi量とワイヤのSi量とを加えたもの
とビード断面の面積比との関係を説明する図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22C 38/14 C22C 38/14 (56)参考文献 特開 平7−195193(JP,A) 特開 平7−108375(JP,A) 特開 平5−59485(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/30 C22C 38/00 - 38/60 B23K 9/23

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量割合で、 C :0.01〜0.20%、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.5〜2.5%、 P :≦0.05%、 S :≦0.05%、 Al:0.005〜0.1% を含み残部がFeと不可避的不純物元素よりなる組成を
    有する鋼板をC:0.01〜0.40%、Mn:0.2
    〜3.0%で、Si:0.1〜2.0%の範囲でかつ鋼
    板のSi量とワイヤのSi量を下式を満たす範囲で含む
    ワイヤで溶接する高張力鋼板の溶接方法。 鋼板のSi量(mass%)+ワイヤのSi量(mas
    s%)≧1.5
  2. 【請求項2】 重量割合で、 C :0.01〜0.20%、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.5〜2.5%、 P :≦0.05%、 S :≦0.05%、 Al:0.005〜0.1% およびTi:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.05%、 B :0.0003〜0.01%、 Ca:0.0005〜0.0050% のうち1種以上を含み残部がFeと不可避的不純物元素
    よりなる組成を有する鋼板をC:0.01〜0.40
    %、Mn:0.2〜3.0%で、Si:0.1〜2.0
    %の範囲でかつ鋼板のSi量とワイヤのSi量を下式を
    満たす範囲で含むワイヤで溶接する高張力鋼板の溶接方
    法。 鋼板のSi量(mass%)+ワイヤのSi量(mas
    s%)≧1.5
JP34615298A 1998-12-04 1998-12-04 高張力鋼板のアーク溶接方法 Expired - Fee Related JP3501667B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34615298A JP3501667B2 (ja) 1998-12-04 1998-12-04 高張力鋼板のアーク溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34615298A JP3501667B2 (ja) 1998-12-04 1998-12-04 高張力鋼板のアーク溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000167691A JP2000167691A (ja) 2000-06-20
JP3501667B2 true JP3501667B2 (ja) 2004-03-02

Family

ID=18381474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34615298A Expired - Fee Related JP3501667B2 (ja) 1998-12-04 1998-12-04 高張力鋼板のアーク溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3501667B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4502947B2 (ja) 2005-12-27 2010-07-14 株式会社神戸製鋼所 溶接性に優れた鋼板
JP6373550B2 (ja) * 2011-03-31 2018-08-15 Jfeスチール株式会社 ガスシールドアーク溶接方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000167691A (ja) 2000-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101846759B1 (ko) 강판 및 그 제조 방법
JP6432716B1 (ja) 隅肉溶接継手及びその製造方法
JP3322097B2 (ja) 溶接施工性に優れた高強度、高耐食フェライト鋼用溶接材料
JP3501667B2 (ja) 高張力鋼板のアーク溶接方法
JP3450959B2 (ja) 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP4127993B2 (ja) サブマージアーク溶接継手
JP4736193B2 (ja) 疲労特性に優れるすみ肉溶接継手およびガスシールドアークすみ肉溶接方法
JP3220406B2 (ja) 耐割れ性に優れた高強度溶接継手の作製方法
JPH09225680A (ja) フェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ
JP3422871B2 (ja) 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JPH10102212A (ja) 溶接溶け込み性に優れるフェライト系ステンレス鋼板
JP3975882B2 (ja) 溶接部の加工性並びに靭性に優れた高耐食性低強度ステンレス鋼とその溶接継手
JP4513311B2 (ja) 疲労強度特性に優れた溶接継手
US3373015A (en) Stainless steel and product
JP7432723B2 (ja) 溶接部の疲労強度に優れた溶接部材及びその製造方法
JP3491625B2 (ja) 耐初期発錆性、加工性および溶接性に優れたFe−Cr合金
JPH08283905A (ja) 疲労強度が優れた溶接継手
JP2002327243A (ja) 高強度せん断補強筋用鋼材及び溶接閉鎖高強度せん断補強筋
WO2024070191A1 (ja) 溶接継手およびその製造方法
JP2573109B2 (ja) 耐Znメッキ割れ構造用高張力鋼の製造方法
JP3933020B2 (ja) すみ肉溶接継手を形成した際の該すみ肉溶接継手の疲労特性及び靱性に優れたステンレス鋼
JPH08277440A (ja) 電子ビーム溶接部の耐応力腐食割れ性に優れた高強度鋼およびその鋼構造体の製造法
JP2005029882A (ja) 耐溶接軟化性に優れた構造用高強度電縫鋼管の製造方法
JP3458955B2 (ja) 冷間加工性、耐食性、切削性、溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JPH0762218B2 (ja) 溶接性と耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼

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: 20031104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031202

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212

Year of fee payment: 10

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212

Year of fee payment: 10

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees