JP4614226B2

JP4614226B2 - Solid wire for gas shielded arc welding

Info

Publication number: JP4614226B2
Application number: JP2005110808A
Authority: JP
Inventors: 俊夫村上; 等畑野; 宏新舘; 利彦中野
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: CN1843683A; KR100723138B1; KR20060107380A; CN100436032C; JP2006289395A

Description

本発明は、大入熱、高パス間温度での溶接性に優れ、しかも低入熱時の耐低温割れ性にも優れたガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤに関する。 The present invention relates to a solid wire for gas shielded arc welding which has excellent weldability at high heat input and high interpass temperature and excellent low temperature cracking resistance at low heat input.

炭酸ガス等をシールドガスとして用いるガスシールドアーク溶接法は、溶接能率が高く、全姿勢での溶接が可能であるため、建築、橋梁、造船分野などの鉄骨の製作、建造等において多用されている。近年、作業能率を改善するため、大入熱及び高いパス間温度で溶接することが求められているが、従来の溶接用ワイヤを用いた溶接では、溶着金属（deposited metal）の強度、靭性が得られず、所望の機械的特性が得られなかった。 The gas shielded arc welding method using carbon dioxide gas as the shielding gas has high welding efficiency and can be welded in all positions, so it is widely used in the construction and construction of steel frames in the fields of construction, bridges, shipbuilding, etc. . In recent years, in order to improve work efficiency, welding with high heat input and high interpass temperature is required, but welding with a conventional welding wire has the strength and toughness of the deposited metal. The desired mechanical properties could not be obtained.

そこで、このような大入熱及び高いパス間温度でも溶接可能なワイヤが種々提案されている。例えば、特開平１０−２３０３８７号公報（特許文献１）には、重量％でＣ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：０．６５〜１．１０％、Ｍｎ：１．７５−２．５０％、Ｔｉ：０．１６−０．４５％、Ｂ：０．００３−０．０１０％、Ｓ：０．０２０％以下を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、Ｂ量とＴｉ量、Ｂ量とＳ量とを所定の関係の下に規制したワイヤが記載されている。また、特開平１１−９０６７８号公報（特許文献２）や特開平１１−２３９８９２号公報（特許文献３）にも、Ｔｉ、Ｂ、Ｎ、Ａｌ及び／又はＺｒを所定量添加したワイヤや、さらにＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｍｏ、Ｖ及び／又はＮｂ、Ｏを所定量添加し、あるいは添加量の上限を規制したワイヤが記載されている。 Therefore, various wires that can be welded even with such high heat input and high interpass temperature have been proposed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-230387 (Patent Document 1), C: 0.02 to 0.10%, Si: 0.65 to 1.10%, Mn: 1.75-2. 50%, Ti: 0.16-0.45%, B: 0.003-0.010%, S: 0.020% or less, consisting of Fe and unavoidable impurities, B amount and Ti amount, A wire in which the B amount and the S amount are regulated under a predetermined relationship is described. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 11-90678 (Patent Document 2) and Japanese Patent Laid-Open No. 11-239892 (Patent Document 3) also describe a wire added with a predetermined amount of Ti, B, N, Al and / or Zr, A wire is described in which a predetermined amount of C, Si, Mn, P, S, Mo, V and / or Nb, O is added, or the upper limit of the amount added is restricted.

前記ワイヤにより、大入熱溶接に対応できるようになったものの、パス間温度が５００℃を超える溶接条件では十分な特性が得られていなかった。一方、近年、５００℃超のパス間温度でも溶接可能なワイヤが、特開２００４−９８１４３号公報（特許文献４）に提案されている。このワイヤは、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｂ、Ｖ及び／又はＮｂを所定量が含み、さらに大入熱、高パス間温度の溶接条件下で溶接金属の靭性が確保されるように、前記成分の添加量をＰｔｓというパラメータによって規制するとともに、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｔｉの関係をＶｃｑというパラメータによって規制したものである。
また、大入熱溶接性を確保すると共に組み立て溶接、横向き溶接のような低入熱溶接における溶接性も改良したワイヤが特開２００４−２０２５７２号公報（特許文献５）に提案されている。
特開平１０−２３０３８７号公報特開平１１−９０６７８号公報特開平１１−２３９８９２号公報特開２００４−９８１４３号公報特開２００４−２０２５７２号公報 Although the wire can cope with high heat input welding, sufficient characteristics have not been obtained under welding conditions in which the interpass temperature exceeds 500 ° C. On the other hand, in recent years, a wire that can be welded even at a temperature between passes exceeding 500 ° C. has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-98143 (Patent Document 4). This wire contains a predetermined amount of C, Si, Mn, Mo, Ti, B, V and / or Nb so that the toughness of the weld metal is ensured under welding conditions of high heat input and high interpass temperature. In addition, the amount of the component added is regulated by a parameter called Pts, and the relationship between Mn, Mo, Si, and Ti is regulated by a parameter called Vcq.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-202572 (Patent Document 5) proposes a wire that secures high heat input weldability and also improves weldability in low heat input welding such as assembly welding and lateral welding.
JP-A-10-230387 Japanese Patent Laid-Open No. 11-90678 Japanese Patent Laid-Open No. 11-239892 JP 2004-98143 A JP 2004-202572 A

上記特許文献４に記載のワイヤにより大入熱溶接特性が改善され、また特許文献５のワイヤではさらに低入力溶接特性もある程度改善されたものの、低入熱溶接時の耐低温割れ性が十分ではなく、耐低温割れ性の向上が望まれている。
本発明はかかる問題に鑑みなされもので、大入熱、高パス間温度の溶接条件において溶着金属が強度、靭性に優れ、しかも低入熱溶接に対して耐低温割れ性に優れたガスシールドアーク溶接用ワイヤを提供することを目的とする。 Although the high heat input welding characteristics are improved by the wire described in Patent Document 4 above, and the low input welding characteristics are further improved to some extent by the wire of Patent Document 5, the low temperature crack resistance at the time of low heat input welding is not sufficient. Therefore, improvement in cold cracking resistance is desired.
The present invention has been made in view of such a problem, and a gas shielded arc in which a weld metal is excellent in strength and toughness under welding conditions of high heat input and high pass temperature, and excellent in low temperature crack resistance against low heat input welding. An object is to provide a welding wire.

本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、mass％（以下、単に「％」と表示する。）で、
Ｃ：０〜０．０１１％、
Ｓｉ：０．５〜１．０％、
Ｍｎ：１．８超〜２．５％、
Ｃｕ：０．１〜１．０％、
Ｍｏ：０．１０〜０．５０％、
Ｔｉ：０．１〜０．３％、
Ｂ：０．００１０〜０．００５０％、
Ｎ：０．００４０〜０．０１５０％
を含み、かつ下記Ｐ_MPが１０％以上とされ、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるものである。
P_MP=4[Mn]+([Cu]+[Ni]+[Cr])+6000([Mo]+[V]+[Nb]+[Zr]+[Ta]+[Hf]+[W])*[B]
但し、［元素名］は当該元素の含有％を示す。 The solid wire for gas shielded arc welding of the present invention is mass% (hereinafter simply referred to as “%”).
C: 0 to 0.011%,
Si: 0.5 to 1.0%
Mn: more than 1.8 to 2.5%,
Cu: 0.1 to 1.0%
Mo: 0.10 to 0.50%,
Ti: 0.1 to 0.3%,
B: 0.0010 to 0.0050%,
N: 0.0040 to 0.0150%
And the following _PMP is 10% or more, and the balance is Fe and inevitable impurities.
P _MP = 4 [Mn] + ([Cu] + [Ni] + [Cr]) + 6000 ([Mo] + [V] + [Nb] + [Zr] + [Ta] + [Hf] + [W ]) * [B]
However, [element name] indicates the content percentage of the element.

本発明のワイヤの組成は、大入熱、５００℃超のパス間温度の溶接条件下での引張強度及び靭性を確保しつつ、優れた耐低温割れ性を発現するように設計されたものである。すなわち、主としてＣ量を可及的に抑制すると共にＳｉを適量添加して溶着金属中のＣ量を低減して耐低温割れ性を改善し、またＣ量の低下を補償して大入熱溶接時の強度、靭性を確保すべくフェライト生成抑制元素の添加量をＰ_MPという指標を導入して適正化し、さらにＮを積極的に添加して溶着金属の組織を微細化することにより靭性を向上させ、大入熱溶接特性、低入熱溶接時の耐低温割れ性を向上させたものである。 The composition of the wire of the present invention is designed to exhibit excellent cold cracking resistance while ensuring tensile strength and toughness under welding conditions with high heat input and interpass temperature exceeding 500 ° C. is there. That is, mainly suppress the amount of C as much as possible and add an appropriate amount of Si to reduce the amount of C in the deposited metal to improve the cold cracking resistance, and compensate for the decrease in the amount of C to provide high heat input welding. intensity when, improve the toughness by the amount of ferrite suppression element to ensure the toughness optimizing by introducing an indication that P _MP, further refining the deposited metal tissue actively adding N The high heat input welding characteristics and the low temperature cracking resistance during low heat input welding are improved.

前記ワイヤにおいて、Ｆｅの一部に代えて、(1) Ｃｒ、Ｎｉの１種もしくは２種を合計で０．１〜２．０％、(2) Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗの１種もしくは２種以上を合計で０．００１〜０．１％、(3) Ａｌ：０．００１〜０．１％、(4) ＲＥＭ：０．００１〜０．２％のいずれかのグループより選択された元素を単独で、あるいは複合添加することができる。これによって、溶着金属の機械的特性をより向上させることがきる。 In the wire, instead of a part of Fe, (1) one or two of Cr and Ni in total 0.1 to 2.0%, (2) V, Nb, Zr, Ta, Hf, W 1 or 2 or more in total of 0.001 to 0.1%, (3) Al: 0.001 to 0.1%, (4) REM: 0.001 to 0.2% An element selected from the group can be added alone or in combination. As a result, the mechanical properties of the weld metal can be further improved.

本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤによれば、大入熱、高パス間温度での溶接において溶着金属の強度、靭性に優れ、さらに低入熱溶接においても靭性に優れた溶着金属が得られるため、低入熱溶接時における耐低温割れ性にも優れる。 According to the solid wire for gas shielded arc welding of the present invention, it is possible to obtain a weld metal having excellent weld metal strength and toughness in welding with high heat input and high-pass temperature, and excellent toughness in low heat input welding. Therefore, it also has excellent cold cracking resistance during low heat input welding.

本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、Ｃ：０〜０．０１１％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．８超〜２．５％、Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１０〜０．５０％、Ｔｉ：０．１〜０．３％、Ｂ：０．００１〜０．００５％、Ｎ：０．００４０〜０．０１５０％を含み、かつ下記Ｐ_MPが１０％以上とされ、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるものである。Ｐ_MPの式中、［元素名］は当該元素の含有mass％を示す。以下、成分限定理由について説明する。
P_MP=4[Mn]+([Cu]+[Ni]+[Cr])+6000([Mo]+[V]+[Nb]+[Zr]+[Ta]+[Hf]+[W])*[B] The solid wire for gas shielded arc welding of the present invention includes C: 0 to 0.011%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: more than 1.8 to 2.5%, Cu: 0.1 to 0.1% 1.0%, Mo: 0.10 to 0.50%, Ti: 0.1 to 0.3%, B: 0.001 to 0.005%, N: 0.0040 to 0.0150% In addition, the following _PMP is 10% or more, and the balance is Fe and inevitable impurities. In the _PMP formula, [element name] indicates the mass% of the element. Hereinafter, the reason for component limitation will be described.
P _MP = 4 [Mn] + ([Cu] + [Ni] + [Cr]) + 6000 ([Mo] + [V] + [Nb] + [Zr] + [Ta] + [Hf] + [W ]) * [B]

Ｃ：０〜０．０１１％
Ｃは溶着金属の強度を向上させる作用を有するが、優れた耐低温割れ性を確保するには低い方がよく、本発明では無添加でも差し支えない。もっとも、Ｃ濃度を過度に低減させるには、製造コスト高を招来するので、０．００１％程度以上とすればよい。一方、０．０１１％を超えると、強度が過大になり、溶着金属の靭性が劣化し、特に耐低温割れ性の劣化が著しくなる。このため、Ｃ量は０．０１１％以下、好ましくは０．０１０％以下とする。 C: 0 to 0.011%
C has the effect of improving the strength of the deposited metal, but is preferably lower in order to ensure excellent cold cracking resistance. In the present invention, C may be added without any problem. However, in order to reduce the C concentration excessively, the manufacturing cost is increased, so that it may be set to about 0.001% or more. On the other hand, if it exceeds 0.011%, the strength becomes excessive, the toughness of the deposited metal is deteriorated, and particularly the resistance to cold cracking is remarkably deteriorated. Therefore, the C content is 0.011% or less, preferably 0.010% or less.

Ｓｉ：０．５〜１．０％
Ｓｉは脱酸元素であり、溶着金属中の溶存酸素量を低下させる。また、Ｓｉ量を上記範囲にコントロールすることで、雰囲気のＣＯ₂の還元を抑制して溶着金属中のＣ量を低下させ、耐低温割れ性を改善する効果がある。０．５％未満では溶存酸素量の低減が十分でなく、溶着金属の靭性が劣化する。このため、Ｓｉ量の下限を０．５％とし、好ましくは０．６％とするのがよい。一方、過多に添加すると、固溶強化により強度が過大になり、溶着金属の靭性、耐低温割れ性が劣化するようになる。このため、その上限を１．０％とし、好ましくは０．９％とするのがよい。 Si: 0.5 to 1.0%
Si is a deoxidizing element and reduces the amount of dissolved oxygen in the deposited metal. Moreover, by controlling the amount of Si within the above range, there is an effect of suppressing the reduction of CO ₂ in the atmosphere and reducing the amount of C in the deposited metal, thereby improving the cold cracking resistance. If it is less than 0.5%, the amount of dissolved oxygen is not sufficiently reduced, and the toughness of the deposited metal deteriorates. For this reason, the lower limit of the Si content is 0.5%, preferably 0.6%. On the other hand, if added excessively, the strength becomes excessive due to solid solution strengthening, and the toughness and cold cracking resistance of the deposited metal deteriorate. For this reason, the upper limit is made 1.0%, preferably 0.9%.

Ｍｎ：１．８超〜２．５％
Ｍｎは、脱酸元素として作用すると共に、粒界フェライトの生成を抑制するため、強度、靭性を改善する効果がある。Ｍｎ量が過少になると大入熱溶接時の機械的特性が劣化するので、Ｍｎ量を１．８％超とし、好ましくは１．９％以上とするのがよい。一方、過多になると低入熱溶接時の強度が過大となり、耐低温割れ性が劣化する。このため、その上限を２．５％とし、好ましくは２．４％とするのがよい。 Mn: more than 1.8 to 2.5%
Mn acts as a deoxidizing element and suppresses the formation of grain boundary ferrite, and therefore has the effect of improving strength and toughness. If the amount of Mn becomes too small, the mechanical properties during high heat input welding deteriorate, so the amount of Mn should be more than 1.8%, preferably 1.9% or more. On the other hand, if it is excessive, the strength at the time of low heat input welding becomes excessive, and the cold cracking resistance deteriorates. Therefore, the upper limit is set to 2.5%, preferably 2.4%.

Ｃｕ：０．１〜１．０％（導電性めっき皮膜として付与される量を含む。）
Ｃｕは溶着金属の靭性を改善する作用があり、また心線の導電性めっき皮膜として不可避的
に含有される。０．１％未満では導電性を確保することができず、溶接作業性が劣化する。一方、１．０％を超えるとＣｕが微細に析出し、強度、靭性バランスが劣化するようになる。このため、Ｃｕ量の下限を０．１％、好ましくは０．１５％とし、その上限を１．０％、好ましくは０．８％とする。 Cu: 0.1 to 1.0% (including an amount given as a conductive plating film)
Cu has the effect of improving the toughness of the deposited metal and is unavoidably contained as a conductive plating film for the core wire. If it is less than 0.1%, the conductivity cannot be ensured, and the welding workability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 1.0%, Cu precipitates finely, and the strength and toughness balance deteriorates. For this reason, the lower limit of the Cu amount is 0.1%, preferably 0.15%, and the upper limit is 1.0%, preferably 0.8%.

Ｍｏ：０．１０〜０．５０％
ＭｏはＢと複合して添加することで、粒界フェライトの生成を抑制し、大入熱溶接時の強度靭性バランスを改善する作用を有する。０．１０％未満ではかかる作用が過小であり、一方０．５０％を超えると、強度が高くなり過ぎて耐低温割れ性が劣化する。このため、Ｍｏ量の下限を０．１０％、好ましくは０．１５％とし、その上限を０．５０％、好ましくは０．４２％、より好ましくは０．４０％とする。 Mo: 0.10 to 0.50%
Mo is added in combination with B, thereby suppressing the formation of grain boundary ferrite and improving the strength-toughness balance during high heat input welding. If it is less than 0.10%, such an action is too small. On the other hand, if it exceeds 0.50%, the strength becomes too high and the cold cracking resistance deteriorates. For this reason, the lower limit of the Mo amount is set to 0.10%, preferably 0.15%, and the upper limit is set to 0.50%, preferably 0.42%, more preferably 0.40%.

Ｔｉ：０．１〜０．３％
Ｔｉは酸化物を形成し、これが粒内変態の核として振舞うので、組織の微細化、靭性の改善作用を有する。０．１％未満ではかかる作用が過小であり、０．３％を超えるとＴｉ炭化物が形成されるようになり、溶着金属の靭性が劣化するようになる。このため、Ｔｉ量の下限を０．１％、好ましくは０．１５％とし、その上限を０．３％、好ましくは０．２５％とする。 Ti: 0.1 to 0.3%
Ti forms an oxide, which acts as a nucleus of intragranular transformation, and thus has an effect of refining the structure and improving toughness. If it is less than 0.1%, this action is too small. If it exceeds 0.3%, Ti carbide is formed, and the toughness of the deposited metal is deteriorated. For this reason, the lower limit of the Ti amount is 0.1%, preferably 0.15%, and the upper limit is 0.3%, preferably 0.25%.

Ｂ：０．００１０〜０．００５０％
Ｂは粒界フェライトの生成を抑制し、これにより強度靭性バランスを改善する作用を有する。０．００１０％未満ではかかる作用が過小であり、一方０．００５０％を超えると低入熱溶接時の溶着金属の強度が過大となり、耐低温割れ性が劣化するようになる。このため、Ｂ量の下限を０．００１０％、好ましくは０．００１５％とし、その上限を０．００５０％、好ましくは０．００４０％とする。 B: 0.0010 to 0.0050%
B has the effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite, thereby improving the balance of strength and toughness. If it is less than 0.0010%, such an action is too small. On the other hand, if it exceeds 0.0050%, the strength of the deposited metal at the time of low heat input welding becomes excessive, and the cold cracking resistance deteriorates. For this reason, the lower limit of the B amount is 0.0010%, preferably 0.0015%, and the upper limit is 0.0050%, preferably 0.0040%.

Ｎ：０．００４０〜０．０１５０％
ＮはＴｉと反応してＴｉＮを形成し、γ粒径を微細化することにより、靭性を改善する作用を有する。０．００４０％未満では、十分な量のＴｉＮが形成されないため、かかる作用が過小であり、一方０．０１５０％を超えると固溶Ｎが存在するようになるため、却って靭性が劣化するようになる。このため、Ｎ量の下限を０．００４０％、好ましくは０．００５０％とし、一方その上限を０．０１５０％、好ましくは０．０１２０％とする。 N: 0.0040 to 0.0150%
N reacts with Ti to form TiN, and has the effect of improving toughness by reducing the γ grain size. If it is less than 0.0040%, a sufficient amount of TiN is not formed, so this action is too small. On the other hand, if it exceeds 0.0150%, solid solution N exists, so that the toughness deteriorates instead. Become. For this reason, the lower limit of the N amount is 0.0040%, preferably 0.0050%, while the upper limit is 0.0150%, preferably 0.0120%.

Ｐ_MP：１０％以上
Ｐ_MPは、大入熱溶接時の溶着金属の強度、靭性に及ぼすフェライト生成抑制元素の添加量の影響を定量的に評価した指標であり、この値が１０％未満では、極低Ｃ量の下では所期の高強度、高靭性を確保することができないようになる。このため、フェライト抑制元素の添加量をＰ_MPで１０％以上とする。 _PMP : 10% or more _PMP is an index that quantitatively evaluates the effect of the amount of ferrite formation inhibitor added on the strength and toughness of the weld metal during high heat input welding. If this value is less than 10% Under the extremely low C content, the desired high strength and high toughness cannot be ensured. For this reason, the addition amount of a ferrite suppression element shall be 10% or more by _PMP .

本発明のワイヤは、典型的には上記基本成分の他、残部Ｆｅで形成されるが、Ｆｅの一部に代えて、(1) Ｃｒ、Ｎｉの１種もしくは２種を合計で０．１〜２．０％、(2) Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗの１種もしくは２種以上を合計で０．００１〜０．１％、(3) Ａｌ：０．００１〜０．１％、(4) ＲＥＭ：０．００１〜０．２％のいずれかのグループより選択された元素を単独で、あるいは複合添加することができる。以下、これらの元素の添加理由について説明する。 The wire of the present invention is typically formed by the balance Fe in addition to the basic components described above, but instead of a part of Fe, (1) one or two of Cr and Ni are combined in a total amount of 0.1. -2.0%, (2) one or more of V, Nb, Zr, Ta, Hf, W in total of 0.001-0.1%, (3) Al: 0.001-0. 1%, (4) REM: An element selected from any group of 0.001 to 0.2% can be added alone or in combination. Hereinafter, the reason for adding these elements will be described.

Ｃｒ、Ｎｉ：合計で０．０１〜２．０％
これらの元素は粒界フェライトの生成を抑制する作用及び組織微細化作用を有し、強度靭性バランスを改善する。０．０１％未満ではかかる作用効果が過小となり、一方２．０％を超えると大入熱溶接の際の溶着金属中にＭＡ（Martensite-Austenite Constituent：マルテンサイトおよびオーステナイトの混合物）が形成されるようになり、靭性が劣化する。このため、１種又は２種の合計量で下限を０．０１％とし、上限を２．０％とする。 Cr, Ni: 0.01 to 2.0% in total
These elements have the effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite and the effect of refining the structure, and improve the strength toughness balance. If it is less than 0.01%, such an effect is too small. On the other hand, if it exceeds 2.0%, MA (Martensite-Austenite Constituent) is formed in the weld metal during high heat input welding. And toughness deteriorates. For this reason, the lower limit is 0.01% and the upper limit is 2.0% with the total amount of one or two kinds.

Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗ：合計で０．００１〜０．１％
これらの元素は、Ｍｏ，Ｂと共に複合添加することにより、粒界フェライトの生成を抑制する効果を高め、強度・靭性バランスを改善する。しかし、過多に添加すると、強度が過大となり、却って強度靭性バランスが劣化するようになる。このため、これらの元素の１種もしくは２種以上の合計で下限を０．００１％、上限を０．１％とする。 V, Nb, Zr, Ta, Hf, W: 0.001 to 0.1% in total
By adding these elements together with Mo and B, the effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite is enhanced, and the balance between strength and toughness is improved. However, if added excessively, the strength becomes excessive and the strength-toughness balance deteriorates on the contrary. Therefore, the lower limit is set to 0.001% and the upper limit is set to 0.1% in total of one or more of these elements.

Ａｌ：０．００１〜０．１％
Ａｌは固溶ＮをＡｌＮとして固定し、これにより母材靭性を改善する作用を有する。０．００１％未満ではかかる作用が過少であり、一方０．１％を超えて過多に添加すると固溶強化が過大となり、靭性が劣化するようになる。このため、Ａｌ量の下限を０．００１％とし、その上限を０．１％、好ましくは０．０５％とする。 Al: 0.001 to 0.1%
Al fixes solute N as AlN, thereby improving the base material toughness. If it is less than 0.001%, such an action is too small. On the other hand, if it exceeds 0.1%, the solid solution strengthening becomes excessive and the toughness deteriorates. For this reason, the lower limit of the Al amount is 0.001%, and the upper limit is 0.1%, preferably 0.05%.

ＲＥＭ：０．００１〜０．２％
ＲＥＭは介在物を微細化し、これにより溶着金属組織を微細化することで強度靭性を改善する作用を有する。一方、過多に添加するとこれらの効果が失われて却って強度靭性を劣化させるようになる。このため本発明では、ＲＥＭ量の下限を０．００１％とし、その上限を０．２％とする。 REM: 0.001 to 0.2%
REM has the effect | action which improves strength toughness by refine | miniaturizing an inclusion and refining a weld metal structure by this. On the other hand, if added excessively, these effects are lost and the strength toughness is deteriorated. Therefore, in the present invention, the lower limit of the REM amount is 0.001% and the upper limit is 0.2%.

本発明の溶接ワイヤを製造するに際し、特別な製造条件は必要でなく、常法により製造することができる。すなわち、上記成分の鋼を溶製し、鋳塊を得る。この場合、Ｃｕ添加量については、伸線後に施される銅めっきによって付与される量（ワイヤ線径により異なるが、通常、ワイヤ質量に対して０．１〜０．３％程度）を考慮して、鋼成分を決定する。鋳塊は必要に応じて熱間鍛造等が施された後、熱間圧延され、さらに冷間伸線が施されて素線に形成される。素線は、必要に応じて５００〜９００℃程度の温度で焼鈍され、酸洗された後、銅めっきが施され、さらに必要に応じて仕上伸線が施されて目標線径とされる。その後、必要に応じ潤滑剤が付与され、溶接用ワイヤとされる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定的に解釈されるものではない。 When producing the welding wire of the present invention, no special production conditions are required, and it can be produced by a conventional method. That is, the steel having the above components is melted to obtain an ingot. In this case, regarding the amount of Cu added, the amount given by copper plating applied after wire drawing (depending on the wire diameter, but usually about 0.1 to 0.3% with respect to the wire mass) is taken into consideration. To determine the steel composition. The ingot is subjected to hot forging or the like as necessary, then hot rolled, and further cold drawn to form a strand. The element wire is annealed at a temperature of about 500 to 900 ° C. if necessary, pickled, then copper-plated, and further subjected to finish drawing as necessary to obtain a target wire diameter. Thereafter, a lubricant is applied as necessary to obtain a welding wire.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not interpreted limitedly by this Example.

目標のワイヤ組成（ただし、Ｃｕを含まない。）となるように所定成分の鋼１５０ｋｇをＶＩＦ（真空誘導炉）にて真空下で溶製し、その鋳塊を１５５ｍｍ角に熱間鍛造した後、１０００℃に加熱し、熱間圧延で５．５ｍｍφに圧延し、伸線して１．４ｍｍ％の素線を得た。さらに、この素線を酸洗した後、銅めっきを施した。銅めっきは、成分がＣｕおよび不可避的不純物からなり、ワイヤ重量に対してＣｕ量が０．２％程度となるようにめっき量を調整した。このようにして製造された溶接ワイヤの組成を表１に示す。 After 150 kg of steel with a predetermined component was melted under vacuum in a VIF (vacuum induction furnace) so as to achieve the target wire composition (but not including Cu), the ingot was hot forged to 155 mm square , Heated to 1000 ° C., rolled to 5.5 mmφ by hot rolling, and drawn to obtain a 1.4 mm% strand. Furthermore, after pickling this strand, copper plating was performed. The copper plating was composed of Cu and inevitable impurities, and the plating amount was adjusted so that the Cu amount was about 0.2% with respect to the wire weight. The composition of the welding wire thus produced is shown in Table 1.

上記のようにして製造された溶接ワイヤを用いて下記溶接条件にて溶接試験を行い、大入熱溶接時の溶着金属の強度、靭性を調べた。
溶接電流：４２０Ａ
溶接電圧：４３Ｖ
ワイヤ送り速度：２８cm／min
入熱量：３８．７kJ／cm
予熱：なし
パス間管理条件：連続、最終パス間温度５００〜５５０℃
母材鋼板：ＳＭ４９０、形状２２mm厚×１００mm幅×２００mm長
開先形状：３５°レ型開先、ギャップ７mm
シールドガス：ＣＯ₂、流量２５Ｌ／min A welding test was performed using the welding wire produced as described above under the following welding conditions, and the strength and toughness of the deposited metal during high heat input welding were examined.
Welding current: 420A
Welding voltage: 43V
Wire feed speed: 28cm / min
Heat input: 38.7 kJ / cm
Preheating: None Management conditions between passes: Continuous, temperature between final passes 500-550 ° C
Base material steel plate: SM490, shape 22 mm thickness x 100 mm width x 200 mm long groove shape: 35 ° lave groove, gap 7 mm
Shield gas: CO ₂ , flow rate 25L / min

溶接後、溶着金属から試験片を採取し、ＪＩＳＺ３１１１に従って引張試験、衝撃試験を行い、引張強さ（ＴＳ）及び衝撃値（vＥ0℃）を測定した。ＴＳ：５４０ＭＰａ以上、vＥ0℃：８０Ｊ以上であれば大入熱溶接時の強度強靭バランスは良好であり、合格レベルと評価することができる。前記測定結果を表２に示す。 After welding, a test piece was collected from the weld metal, and subjected to a tensile test and an impact test according to JISZ3111, and a tensile strength (TS) and an impact value (vE0 ° C.) were measured. If TS: 540 MPa or more and vE0 ° C .: 80 J or more, the strength-toughness balance during high heat input welding is good and can be evaluated as a pass level. The measurement results are shown in Table 2.

次に、下記の溶接条件にて拘束隅肉溶接試験を行い、小入熱溶接時の耐低温割れ性を調べた。
溶接電流：２００Ａ
溶接電圧：２６Ｖ
ワイヤ送り速度：５０cm／min
入熱量：６．２４kJ／cm
予熱：なし
母材鋼板：ＳＭ４９０
母材試験体の構造：図１
試験温度：０℃
シールドガス：ＣＯ₂、流量２５Ｌ／min Next, a constrained fillet welding test was performed under the following welding conditions, and the low temperature crack resistance during small heat input welding was investigated.
Welding current: 200A
Welding voltage: 26V
Wire feed speed: 50cm / min
Heat input: 6.24kJ / cm
Preheating: None Base material steel plate: SM490
Base material structure: Fig. 1
Test temperature: 0 ° C
Shield gas: CO ₂ , flow rate 25L / min

前記試験体は、図１に示すように、基板１の幅方向中央に立板２が立設され、これに三角形の拘束板４を接合し、かつ基板１の下面に方形の拘束板３を３枚接合したもので、これらの接合は拘束隅肉脚長６mm以上で溶接されたものである（社団法人日本溶接協会発行、「溶接の研究」、No. ４０（２００２）ｐ２０３）。基板１と立板２とは、図のように、拘束板３の真上を避けて６カ所、上記溶接ワイヤを用いて溶接を行い、この溶接ビード６について低温割れ性を調べた。低温割れ性は、溶接後、２４時間経過した後、ビード表面をカラーチェクして割れの有無を目視観察した。観察結果を表２に併せて示す。表２において、評価欄の○は合格基準を満足していることを、×は合格基準を満たさないことを示す。 As shown in FIG. 1, the test body has a standing plate 2 erected at the center in the width direction of the substrate 1, a triangular restraining plate 4 is joined thereto, and a rectangular restraining plate 3 is attached to the lower surface of the substrate 1. Three pieces were joined, and these joints were welded with a constrained fillet leg length of 6 mm or more (published by the Japan Welding Association, “Research on welding”, No. 40 (2002) p203). As shown in the figure, the substrate 1 and the standing plate 2 were welded using the above-described welding wires at six locations avoiding the position directly above the restraint plate 3, and the cold beadability of this weld bead 6 was examined. The low temperature cracking property was visually checked for the presence or absence of cracks by color-checking the bead surface after 24 hours had elapsed after welding. The observation results are also shown in Table 2. In Table 2, ○ in the evaluation column indicates that the acceptance criteria are satisfied, and x indicates that the acceptance criteria are not satisfied.

表２より、発明例に係る試料No. １、７、８、１５、１７〜２６は、大入熱溶接時の機械的特性及び低入熱溶接時の耐低温割れ性に優れている。
一方、比較例については、試料No. ２はＣ量が高過ぎるため、大入熱溶接時の強度が高くなり過ぎ、溶着金属の衝撃特性が劣化しており、また耐低温割れ性も劣化している。また、Ｓｉに関して、Ｓｉ量が過少なNo. ３では脱酸が不足し、固溶酸素が残存するため靭性が劣化しており、一方Ｓｉ量が過多のNo. ４では固溶強化により強度が高くなり過ぎ、靭性が１８Ｊと著しく劣化した。また、Ｍｎに関して、No. ５はＭｎ量が低過ぎるため、粒界フェライトの形成を抑制できず、大入熱溶接時の靭性が劣化し、一方Ｍｎ量が過多のNo. ６では低入熱溶接時の強度が過大となり、耐低温割れ性が悪化した。また、Ｃｕに関して、試料No. ９はＣｕ量が高過ぎるため、Ｃｕの析出により強度が向上したものの、靭性が劣化した。また、Ｍｏに関して、Ｍｏが過少なNo. １０では、粒界フェライトの形成を抑制できず、大入熱溶接特性が低下し、一方Ｍｏが過多のNo. １１では、低入熱溶接時の強度が上がり過ぎて耐低温割れ性が確保できなかった。また、Ｔｉに関して、Ｔｉ量が０．５４％と過多なNo. １２では、溶着金属中にＴｉ炭化物が形成され、靭性の劣化が著しい。また、Ｂについて、Ｂ量が過少なNo. １３では、粒界フェライトの形成を抑制できず、大入熱溶接時の靭性を確保することができず、一方Ｂ量が過多のNo. １４では、低入熱溶接時の強度が高くなり過ぎるため、耐低温割れ性が確保されなかった。また、No. １６は、個々の合金成分は本発明範囲内にあるものの、フェライト抑制元素量を総合評価するとＰ_MPが８．６と過少なため、十分な大入熱溶接特性が得られていない。また、No. ２７は、Ｃ量が高く、Ｎ量が低いため溶着金属の靭性が低下し、耐低温割れ性が確保されなかった。 From Table 2, Sample Nos. 1, 7, 8, 15, 17 to 26 according to the invention examples are excellent in mechanical characteristics during high heat input welding and cold crack resistance during low heat input welding.
On the other hand, as for the comparative example, since sample No. 2 has too high C content, the strength at the time of high heat input welding becomes too high, the impact characteristics of the deposited metal are deteriorated, and the cold crack resistance is also deteriorated. ing. In addition, with respect to Si, in No. 3 with a small amount of Si, deoxidation is insufficient, and solid solution oxygen remains, so that toughness is deteriorated. On the other hand, in No. 4 with a large amount of Si, strength is increased by solid solution strengthening. It became too high and the toughness deteriorated significantly to 18J. Regarding Mn, No. 5 has too low Mn content, so it cannot suppress the formation of intergranular ferrite and deteriorates toughness during high heat input welding, while No. 6 with excessive Mn content has low heat input. The strength at the time of welding became excessive, and the cold cracking resistance deteriorated. Regarding Cu, sample No. 9 had an excessively high amount of Cu, so the toughness deteriorated although the strength was improved by precipitation of Cu. In addition, regarding No. 10 where Mo is too small, formation of intergranular ferrite cannot be suppressed and large heat input welding characteristics are deteriorated. On the other hand, when No. 11 is too much Mo, strength during low heat input welding is reduced. As a result, the resistance to cold cracking could not be secured. Further, with regard to Ti, when the Ti content is excessively 0.54%, Ti carbide is formed in the weld metal, and the toughness is significantly deteriorated. In addition, with regard to B, with No. 13 having a small B amount, formation of grain boundary ferrite cannot be suppressed, and toughness during high heat input welding cannot be ensured. On the other hand, with No. 14 having an excessive B amount, Since the strength at the time of low heat input welding becomes too high, the low temperature crack resistance was not ensured. Also, No. 16, the individual alloying elements although within the scope of the present invention, since P _MP 8.6 and too small when comprehensively evaluating the ferrite suppression element content, have sufficient high heat input welding characteristics are obtained Absent. In No. 27, the C content was high and the N content was low, so the toughness of the deposited metal was lowered, and the low temperature crack resistance was not ensured.

拘束隅肉溶接試験で用いた母材試験体構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the base material test body structure used in the restraint fillet welding test.

Claims

mass%
C: 0 to 0.011%,
Si: 0.5 to 1.0%
Mn: more than 1.8 to 2.5%,
Cu: 0.1 to 1.0%
Mo: 0.10 to 0.50%,
Ti: 0.1 to 0.3%,
B: 0.0010 to 0.0050%,
N: 0.0040 to 0.0150%
It includes, and following P _MP is 10% or more, the balance being Fe and unavoidable impurities, solid wire for excellent gas shielded arc welding in high heat input characteristics and low temperature cracking resistance.
P _MP = 4 [Mn] + ([Cu] + [Ni] + [Cr]) + 6000 ([Mo] + [V] + [Nb] + [Zr] + [Ta] + [Hf] + [W ]) * [B]
However, [element name] indicates mass% of the element.

The solid wire for gas shielded arc welding according to claim 1, further comprising 0.1 to 2.0% of one or two of Cr and Ni instead of a part of Fe.

Furthermore, it replaces with a part of Fe, The gas of Claim 1 or 2 which contains 1 type or 2 types or more of V, Nb, Zr, Ta, Hf, W in total 0.001-0.1% Solid wire for shielded arc welding.

The solid wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 3, further comprising 0.001 to 0.1% of Al instead of a part of Fe.

Furthermore, it replaces with a part of Fe, The solid wire for gas shielded arc welding of any one of Claim 1 to 4 containing REM 0.001-0.2%.