JP4887276B2 - Solid wire for electroslag welding - Google Patents

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Description

本発明は、大入熱で優れた靭性の溶接部を得ることができるエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤに関する。   The present invention relates to a solid wire for electroslag welding that can obtain a welded portion having excellent toughness with high heat input.

一般に、エレクトロスラグ溶接は1パスで高能率な施工が可能であるが、何らかの理由で溶接が停止すると、板厚が大きく開先が閉口しているため、手直しに膨大な労力とコストが生じ、生産性が著しく低下する。   In general, electroslag welding can be performed with high efficiency in one pass. However, if the welding is stopped for some reason, the plate thickness is large and the groove is closed. Productivity is significantly reduced.

また、溶接が途中で停止すると、継手の性能にも悪影響を及ぼす。例えば、溶接が途中で停止し、溶接の復帰に時間を要した場合、母材が冷えるため、溶接が停止しなかった場合と比較して、深い溶込みが得られなくなる。更に、停止から復帰する際、ビード上のスラグを完全に除去できず、溶接金属中にスラグを巻き込むといった悪影響を挙げることができる。   In addition, if the welding stops halfway, the performance of the joint will be adversely affected. For example, when the welding is stopped halfway and it takes time to return the welding, the base material is cooled, so that deep penetration cannot be obtained as compared with the case where the welding is not stopped. Further, when returning from the stop, the slag on the bead cannot be completely removed, and there is an adverse effect that the slag is caught in the weld metal.

一方、従来のエレクトロスラグ溶接用ワイヤには、表面に銅めっきが施されている。銅めっきにより期待される効果は、ワイヤとコンタクトチップとの通電性の向上である。しかし、銅めっきが均一であれば通電性の向上効果が得られるが、エレクトロスラグ溶接では、1パスに要するワイヤ長が他の溶接法に比べて膨大であり、そのような均一な銅めっき層をワイヤ全長にわたり確保することは極めて困難である。   On the other hand, copper plating is given to the surface of the conventional electroslag welding wire. The expected effect of copper plating is an improvement in electrical conductivity between the wire and the contact chip. However, if the copper plating is uniform, the effect of improving the electrical conductivity can be obtained, but in electroslag welding, the wire length required for one pass is enormous compared to other welding methods, and such a uniform copper plating layer It is very difficult to secure the wire over the entire length of the wire.

実際には、めっき厚が不均一であったり、銅めっきが局所的に酸化していたり、鋼線と銅めっきとの間に非導電性の不純物が存在すると、ワイヤとコンタクトチップとの通電性が劣化し、溶接電流には乱れが生じ、入熱にばらつきが生じる。最悪の場合、溶接電源が電流の変化に追従できなくなり、溶接停止に至る。   In practice, if the plating thickness is uneven, the copper plating is locally oxidized, or there are non-conductive impurities between the steel wire and the copper plating, the electrical conductivity between the wire and the contact tip Deteriorates, the welding current is disturbed, and the heat input varies. In the worst case, the welding power source cannot follow the change in current, and the welding is stopped.

これに対し、特許文献1では、銅めっきを施したワイヤに潤滑混合物を塗布したワイヤを使用して、ワイヤの送給性を改善することにより、この問題点を解決しようとしているが、このような対策をとっても、溶接停止の防止にとって未だ不十分である。本願発明者等は、この原因として、溶接停止のような不具合は、ワイヤの送給性というよりも、銅めっきの性状に起因するところが大きいことを見出した。   On the other hand, Patent Document 1 attempts to solve this problem by improving the wire feedability by using a wire obtained by applying a lubricating mixture to a copper-plated wire. Even taking the proper measures is still inadequate for preventing welding outages. The inventors of the present application have found that, as the cause, problems such as welding stoppage are largely caused by the properties of copper plating rather than wire feedability.

また、不均一な銅めっきは、溶接停止だけではなく、溶接部の機械的性質にも大きな影響を与える。これは、めっきのばらつきによって、ワイヤとコンタクトチップの導電性が経時的に変化することにより、溶接中の電流及び電圧、即ち、入熱が変動するためである。結果として、溶接部を微視的に見た場合、場所によって入熱が変動するため、機械的性質も変動することとなる。   In addition, non-uniform copper plating not only stops welding, but also greatly affects the mechanical properties of the weld. This is because the electric current and voltage during welding, that is, the heat input fluctuates due to changes in the conductivity of the wire and the contact chip over time due to variations in plating. As a result, when the weld is viewed microscopically, the heat input varies depending on the location, so that the mechanical properties also vary.

近時、建築分野では、生産効率向上の観点から、溶接の大入熱化の要求が高まるとともに、構造物の耐震性向上の要求も高まり、大入熱でも高く安定した靭性が得られる溶接継手が求められている。エレクトロスラグ溶接においても、特許文献2のように大入熱溶接で靱性が向上するワイヤが提案されているが、これは溶接が健全に行われた場合にのみ達成され、入熱のばらつきが大きかったり、溶接が停止した場合には上述の理由から、所望の性能が得られないことが容易に想像できる。   Recently, in the construction field, from the viewpoint of improving production efficiency, the demand for higher heat input of welding has increased, and the demand for improved earthquake resistance of structures has also increased. Is required. Also in electroslag welding, a wire whose toughness is improved by high heat input welding as in Patent Document 2 is proposed, but this is achieved only when welding is performed soundly, and there is a large variation in heat input. If the welding is stopped, it can be easily imagined that the desired performance cannot be obtained for the above-mentioned reason.

特許第3707554号公報Japanese Patent No. 3707554 特開2005−349466号公報JP 2005-349466 A

上述の如く、従来、溶接の大入熱化の要求の高まりにともない、エレクトロスラグ溶接における大入熱化に際し、安定して高靭性の溶接金属を得ることができる技術の開発が要望されているが、それを実現できるエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤは得られていない。   As described above, with the increasing demand for large heat input of welding, there has been a demand for the development of a technique capable of stably obtaining a high toughness weld metal when increasing the heat input in electroslag welding. However, no solid wire for electroslag welding that can realize this has been obtained.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、大入熱でも安定して高靭性の溶接部を得ることができるエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this problem, Comprising: It aims at providing the solid wire for electroslag welding which can obtain a high-toughness weld part stably also with large heat input.

本発明に係るエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤは、めっきなしソリッドワイヤである。そして、ワイヤ本体は、
C:0.02乃至0.12質量%
Si:0.1乃至0.8質量%
Mn:0.5乃至2.0質量%
P:0.025質量%以下
S:0.025質量%以下
Cu:0.8質量%以下
Mo:0.10乃至1.50質量%
N:0.010質量%以下
を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる組成を有する。
The solid wire for electroslag welding according to the present invention is a solid wire without plating. And the wire body
C: 0.02 to 0.12% by mass
Si: 0.1 to 0.8% by mass
Mn: 0.5 to 2.0% by mass
P: 0.025 mass% or less S: 0.025 mass% or less Cu: 0.8 mass% or less Mo: 0.10 to 1.50 mass%
N: 0.010% by mass or less, with the balance being composed of Fe and inevitable impurities.

また、ワイヤ本体の表面には、ワイヤ本体10kgあたり0.3乃至1.20gの鉱物系油及び植物系油の1種以上が付着している。   Further, one or more kinds of mineral oil and vegetable oil of 0.3 to 1.20 g per 10 kg of the wire main body adhere to the surface of the wire main body.

更に、前記ワイヤ本体の長手方向の算術平均粗さRaは0.1乃至0.5μmである。   Further, the arithmetic average roughness Ra in the longitudinal direction of the wire body is 0.1 to 0.5 μm.

このエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤにおいて、更に、Ni:1.40質量%以下、Ti:0.10乃至0.25質量%、B:0.0010乃至0.0200質量%、Al:0.015乃至0.050質量%からなる群から選択された少なくとも1種類以上を含有することが好ましい。   In this solid wire for electroslag welding, Ni: 1.40% by mass or less, Ti: 0.10 to 0.25% by mass, B: 0.0010 to 0.0200% by mass, Al: 0.015 to It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of 0.050% by mass.

本発明のエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤによれば、大入熱の溶接条件でエレクトロスラグ溶接した場合であっても、溶接電流及び溶接電圧により決まる溶接入熱の経時変動を極めて小さくして入熱を安定化させることができ、溶接を停止することなく、高靭性な溶接部を安定して得ることができ、継手性能を向上させることができる。   According to the solid wire for electroslag welding of the present invention, even when electroslag welding is performed under welding conditions of high heat input, the temporal variation of welding heat input determined by the welding current and welding voltage is extremely reduced, and heat input is performed. The toughness can be stably obtained without stopping the welding, and the joint performance can be improved.

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。本発明者等は、エレクトロスラグ溶接を行う際に、ワイヤ表面のCuめっき及びワイヤ中の成分から溶接金属に添加されるCuの影響について検討した。その結果、Cuめっきを設けず、また、ワイヤ本体の組成を適切に規定すると共に、ワイヤ本体の表面に所定の油分を設け、更に、ワイヤ本体表面の算術平均粗さを所定の範囲に規定することにより、溶接電流及び溶接電圧の経時変動、即ち、溶接入熱の経時変動を極めて安定化させることができることを見出した。このように、大入熱の溶接入熱の経時変動を安定化させることにより、溶接が停止することなく、溶接部全長に亘って従来よりも高靭性の溶接金属を安定して形成することができ、これにより、継手性能が向上する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The inventors examined the influence of Cu added to the weld metal from Cu plating on the wire surface and components in the wire when performing electroslag welding. As a result, Cu plating is not provided, the composition of the wire body is properly defined, a predetermined oil content is provided on the surface of the wire body, and the arithmetic average roughness of the surface of the wire body is defined within a predetermined range. As a result, it has been found that the temporal variation of the welding current and the welding voltage, that is, the temporal variation of the welding heat input can be extremely stabilized. In this way, by stabilizing the time-dependent fluctuation of the welding heat input with a large heat input, it is possible to stably form a weld metal with higher toughness than before over the entire length of the weld without stopping the welding. This can improve joint performance.

工業的には、銅めっきを完全に均一化することは、極めて難度が高く、高コスト、低生産性にならざるを得ない。そこで、本願発明者等は、従来の考えを転換し、むしろ銅めっきを施さない方が、エレクトロスラグ溶接では通電安定性の面で有利であると考えた。更に、ガスシールドアーク溶接では、銅めっきがないと、アーク熱の影響で、チップの磨耗が著しくなるが、アークが発生せず、抵抗発熱のみでワイヤを溶融するエレクトロスラグ溶接では、この欠点も生じない。そこで、本発明においては、銅めっきを施さない。   Industrially, making copper plating completely uniform is extremely difficult and requires high cost and low productivity. Therefore, the inventors of the present application considered that it is advantageous in terms of current-carrying stability in electroslag welding that the conventional idea is changed, rather than performing copper plating. Furthermore, in gas shielded arc welding, if there is no copper plating, the wear of the tip becomes significant due to the influence of arc heat. Does not occur. Therefore, in the present invention, copper plating is not performed.

次に、ワイヤ本体の組成について説明する。   Next, the composition of the wire body will be described.

「C:0.02乃至0.12質量%」
Cは、溶接金属の強度を向上させるために必要な元素であるが、必要以上に添加すると靱性が低下する。強度向上のために、0.02質量%以上添加する必要があり、0.12質量%を超えて添加すると靭性が低下する。このため、Cは0.02乃至0.12質量%とする。
“C: 0.02 to 0.12 mass%”
C is an element necessary for improving the strength of the weld metal, but if added more than necessary, the toughness is lowered. In order to improve the strength, it is necessary to add 0.02% by mass or more, and if it exceeds 0.12% by mass, the toughness decreases. For this reason, C is 0.02 to 0.12 mass%.

「Si:0.1乃至0.8質量%」
Siは、溶融金属中で脱酸剤として作用し、湯流れを安定化させる作用がある。このため、Siが0.1質量%未満では湯流れが不安定となり、靱性がばらつき、安定した継手性能が得られない。一方で、Siは溶接金属の焼入れ性を向上させる元素でもあるため、Siを過剰に添加すると、溶接金属が硬くなり、靱性が低下する。このため、Siは0.1乃至0.8質量%添加する。
“Si: 0.1 to 0.8 mass%”
Si acts as a deoxidizer in the molten metal and has the effect of stabilizing the hot water flow. For this reason, if Si is less than 0.1 mass%, the hot water flow becomes unstable, the toughness varies, and stable joint performance cannot be obtained. On the other hand, since Si is also an element that improves the hardenability of the weld metal, when Si is added excessively, the weld metal becomes hard and toughness decreases. For this reason, 0.1 to 0.8 mass% of Si is added.

「Mn:0.5乃至2.0質量%」
Mnは、焼入れ性を向上させるとともに脱酸剤としての作用があるが、Mnが0.5質量%未満では、脱酸不足となり、溶接部の引張強度と靱性が不安定となる。一方、Mnを過剰に添加すると、過度の焼入れにより、溶接金属の靱性が低下する。よって、Mnは0.5乃至2.0質量%添加する。
“Mn: 0.5 to 2.0 mass%”
Mn improves hardenability and acts as a deoxidizer. However, when Mn is less than 0.5% by mass, deoxidation is insufficient, and the tensile strength and toughness of the welded portion become unstable. On the other hand, when Mn is added excessively, the toughness of the weld metal decreases due to excessive quenching. Therefore, 0.5 to 2.0% by mass of Mn is added.

「P:0.025質量%以下」
「S:0.025質量%以下」
P及びSは、積極的に添加しても、溶接安定性に大きな影響を与えないが、ワイヤ成分として不可避的に含まれる成分である。これらの成分がワイヤに過剰に含まれると、溶接金属の高温割れ及び靱性低下を引き起こすため、これらの成分の上限値は夫々0.025質量%とする。
“P: 0.025 mass% or less”
“S: 0.025 mass% or less”
P and S are components that are inevitably included as wire components, although they do not significantly affect welding stability even if they are positively added. If these components are excessively contained in the wire, hot cracking and toughness deterioration of the weld metal are caused, so the upper limit value of these components is 0.025% by mass.

「Cu:0.8質量%以下」
Cuは、溶接金属の強度を向上させる効果があるが、Cuを過剰に添加すると、溶接金属に割れが生じやすくなる。このため、Cuの上限値を0.8質量%とする。
“Cu: 0.8% by mass or less”
Cu has the effect of improving the strength of the weld metal, but if Cu is added excessively, cracks are likely to occur in the weld metal. For this reason, the upper limit of Cu is set to 0.8 mass%.

「Mo:0.10乃至1.50質量%」
Moは、粒界フェライトの生成を防止する作用を有するため、大入熱エレクトロスラグ溶接において、粒界フェライトの生成を抑制して引張強度及び靱性を確保するために必須の添加元素である。Moが0.10質量%未満では、その添加効果が得られず、逆に、Moを1.50質量%を超えて過剰に添加した場合には、溶接金属が硬くなり、高靱性が得られなくなる。このため、Moの含有量は、0.10乃至1.50質量%とする。
“Mo: 0.10 to 1.50 mass%”
Mo has an effect of preventing the formation of grain boundary ferrite, and therefore is an essential additive element for securing the tensile strength and toughness by suppressing the formation of grain boundary ferrite in high heat input electroslag welding. If Mo is less than 0.10% by mass, the effect of addition cannot be obtained. Conversely, if Mo is added in excess of 1.50% by mass, the weld metal becomes hard and high toughness is obtained. Disappear. For this reason, content of Mo shall be 0.10 to 1.50 mass%.

「N:0.010質量%以下」
Nは、ワイヤ本体中に不可避的に含まれる元素であるが、このNの含有量が多いほど、溶接金属中のNも高くなり、靱性低下の原因となる。このため、Nの含有量は0.010質量%以下とする。
“N: 0.010 mass% or less”
N is an element inevitably contained in the wire body. However, as the N content increases, N in the weld metal also increases and causes a decrease in toughness. For this reason, content of N shall be 0.010 mass% or less.

「Ni:1.40質量%以下」
Niは靱性を向上させる効果があるが、Niを添加すると溶接金属が硬くなるため、Niを選択的に添加する場合は、Ni含有量は1.40質量%以下に抑える必要がある。
"Ni: 1.40 mass% or less"
Ni has an effect of improving toughness, but when Ni is added, the weld metal becomes hard. Therefore, when Ni is selectively added, the Ni content needs to be suppressed to 1.40% by mass or less.

「Ti:0.10乃至0.25質量%」
Tiは、溶接金属中で酸化物を形成して、強度及び靱性を向上させる元素であるが、Tiが0.10質量%未満では、靱性向上の効果が得られない。また、溶接金属中にTiが過剰に入ると、余剰Tiが介在物となり、溶接金属の靱性を低下させる。このため、Tiは選択的に添加するが、その添加量は、0.10乃至0.25質量%とする。
“Ti: 0.10 to 0.25 mass%”
Ti is an element that improves the strength and toughness by forming an oxide in the weld metal. However, if Ti is less than 0.10% by mass, the effect of improving toughness cannot be obtained. Moreover, when Ti enters excessively in a weld metal, excess Ti will become inclusions and reduce the toughness of the weld metal. For this reason, Ti is selectively added, but the addition amount is 0.10 to 0.25% by mass.

「B:0.0010乃至0.0200質量%」
Bは、粒界に偏析し、粒界フェライトを抑制して靭性を向上させる効果があるが、高温割れを起こしやすくする元素でもある。このため、この靭性向上効果を得るためにBは選択的に添加するが、その場合は、ワイヤ中にBを0.010質量%以上添加することが必要である。一方、Bを添加する場合は、高温割れを回避するために、その含有量を0.0200質量%以下に抑える必要がある。
“B: 0.0010 to 0.0200 mass%”
B segregates at grain boundaries and has the effect of suppressing grain boundary ferrite to improve toughness, but is also an element that easily causes hot cracking. For this reason, in order to obtain this effect of improving toughness, B is selectively added. In this case, it is necessary to add 0.010% by mass or more of B to the wire. On the other hand, when adding B, in order to avoid a hot crack, it is necessary to suppress the content to 0.0200 mass% or less.

「Al:0.015乃至0.050質量%」
Alは、脱酸効果が高く、少量の添加により、溶接金属中の酸素が低下し、溶接金属の靭性を向上させる効果がある。しかし、Alを過剰に添加すると、溶接金属の割れ感受性が高まる。このため、Alを添加する場合は、0.015乃至0.050質量%とする。
“Al: 0.015 to 0.050 mass%”
Al has a high deoxidation effect, and when added in a small amount, Al has an effect of reducing the oxygen in the weld metal and improving the toughness of the weld metal. However, if Al is added excessively, the cracking sensitivity of the weld metal increases. For this reason, when adding Al, it is 0.015 thru | or 0.050 mass%.

「Cuめっき:Cuめっきを施さない」
ワイヤ本体の表面に、Cuめっきを施すと、工業的に不可避な現象であるCuめっき層の酸化、剥離、めっき層内部に含まれる不純物、めっき厚の変動による電流不安定に起因して、溶接停止が発生し、更に溶接入熱が不安定となる。これによって、溶接金属には、靱性のばらつきが生じる。
"Cu plating: No Cu plating"
When Cu plating is applied to the surface of the wire body, it is welded due to current instability due to fluctuations in the plating layer oxidation, peeling, impurities contained in the plating layer, which are industrially inevitable phenomena. A stop occurs and the welding heat input becomes unstable. This causes toughness variations in the weld metal.

「油量:ワイヤ表面に、ワイヤ本体10kgあたりに鉱物系油及び植物系油の1種以上を0.3乃至1.20g付着」
油量がワイヤ10kg当たり0.3g未満であると、ワイヤの潤滑性が低下し、送給負荷が大きくなって溶接が停止してしまう。一方、油量がワイヤ10kg当たり1.20gを超えると、油状固形物がチップと水冷ノズルとの結合部付近に堆積し、堆積物が一定量を超えると、ワイヤによって押し出されてアークが不安定になる。
“Amount of oil: 0.3 to 1.20 g of one or more of mineral oil and vegetable oil per 10 kg of wire body on the wire surface”
When the amount of oil is less than 0.3 g per 10 kg of wire, the lubricity of the wire is lowered, the feeding load is increased, and welding is stopped. On the other hand, if the amount of oil exceeds 1.20 g per 10 kg of wire, oily solids accumulate near the joint between the tip and the water-cooled nozzle. become.

「算術平均粗さ:ワイヤの長手方向の算術平均粗さRaは0.1乃至0.5μm」
ワイヤ表面に凹凸を付与することによって、凹形状内部に適量油を分布させ送給ケーブルが長い場合でも、油によって安定した送給を確保でき、更にチップ/ワイヤ間に多点通電点を確保することができ、通電が安定化する。なお、ワイヤの長手方向の算術平均粗さRaの調整はダイス引抜き方式ではなく、ローラ圧延押し出しによる伸線方式で実施することが好ましい。
“Arithmetic mean roughness: Arithmetic mean roughness Ra in the longitudinal direction of the wire is 0.1 to 0.5 μm”
By providing unevenness on the surface of the wire, even if the appropriate amount of oil is distributed inside the concave shape and the feeding cable is long, stable feeding can be ensured by the oil, and a multi-point energization point is secured between the chip and the wire. Can be energized and stabilized. Note that the adjustment of the arithmetic average roughness Ra in the longitudinal direction of the wire is preferably carried out not by a die drawing method but by a wire drawing method by roller rolling extrusion.

このローラ圧延押し出し伸線は、半円状の溝を周方向に設けた1対の回転ローラを回転軸を平行にして配置し、線材を前記溝の部分で圧延することにより、線材を細径化する伸線手段である。このローラの表面粗度を調整した圧延ローラを使用し、ローラ表面の凹凸をワイヤ表面に転写することで、ワイヤの平均粗さRaを調整することができる。   In this roller rolling extrusion drawing, a pair of rotating rollers provided with semicircular grooves in the circumferential direction are arranged with the rotation axis in parallel, and the wire rod is rolled at the groove portion, whereby the wire rod has a small diameter. It is a wire drawing means. The average roughness Ra of the wire can be adjusted by using the rolling roller whose surface roughness is adjusted and transferring the irregularities on the roller surface to the wire surface.

算術平均粗さRaは、JIS B 0601に従いワイヤ長手方向の算術平均組さを測定することができる。そして、本発明においては、この算術平均粗さRaを、0.1μm以上とする。Raが0.1μm未満であると、送給ケーブルが長い場合、油がコンジットライナの内壁に持ち去さられてしまい、ワイヤとチップとの間の送給抵抗が大きくなる。また、ワイヤとチップとの間の通電点が単点化し、ワイヤがチップに融着しやすくなって溶接が不安定となる。一方、Raが0.5μmを超えると、過剰な凹凸によってチップとワイヤとの給電が不安定となり、入熱が大きくばらつくため、溶接が停止する虞がある。このため、ワイヤの長手方向の算術平均粗さRaを0.1乃至0.5μmとする。   Arithmetic average roughness Ra can measure the arithmetic average group of a wire longitudinal direction according to JISB0601. And in this invention, this arithmetic mean roughness Ra shall be 0.1 micrometer or more. When Ra is less than 0.1 μm, when the feed cable is long, oil is carried away on the inner wall of the conduit liner, and the feed resistance between the wire and the chip increases. In addition, the energization point between the wire and the tip becomes a single point, the wire is easily fused to the tip, and welding becomes unstable. On the other hand, if Ra exceeds 0.5 μm, the power supply between the tip and the wire becomes unstable due to excessive unevenness, and the heat input greatly varies, so that welding may be stopped. For this reason, the arithmetic average roughness Ra in the longitudinal direction of the wire is set to 0.1 to 0.5 μm.

以下、本発明の効果を実証するために行った試験の結果について説明する。下記表1は、母材(鋼板)の組成を示す。また、図1は、溶接試験において組み立てられた試験材の断面を示し、下記表2はその各部材の寸法を示す。図1に示すスキンプレート1及びダイアフラム2は、表1に示す組成を有する鋼板であり、当金3をスキンプレート1に対してギャップ25mmで設置した。   Hereinafter, the results of tests conducted to verify the effects of the present invention will be described. Table 1 below shows the composition of the base material (steel plate). Moreover, FIG. 1 shows the cross section of the test material assembled in the welding test, and the following Table 2 shows the dimension of each member. The skin plate 1 and the diaphragm 2 shown in FIG. 1 are steel plates having the compositions shown in Table 1, and the metal 3 is installed with a gap of 25 mm with respect to the skin plate 1.

下記表3−1,表3−2、表3−3、表3−4は、本発明の実施例及び比較例のソリッドワイヤの組成を示す。これらの表に記載のワイヤ組成において、残部はFe及び不可避的不純物である。このソリッドワイヤの直径は全て1.6mmであった。フラックスはJIS Z3353 FS−FG3適合品を用いた。   The following Table 3-1, Table 3-2, Table 3-3, and Table 3-4 show the compositions of the solid wires of Examples and Comparative Examples of the present invention. In the wire compositions described in these tables, the balance is Fe and inevitable impurities. All the solid wires had a diameter of 1.6 mm. As the flux, a JIS Z3353 FS-FG3 compatible product was used.

溶接条件はワイヤ送給速度を7.8m/分と一定にし、ワイヤ径は1.6mm、溶接電圧は52V、溶接速度は1.45cm/分とした。送給抵抗を比較的厳しい条件とするため、コンジットライナを6mとし、その途中で半径を30cmで1周させ、比較的大きな送給抵抗を付与した。   The welding conditions were such that the wire feed speed was fixed at 7.8 m / min, the wire diameter was 1.6 mm, the welding voltage was 52 V, and the welding speed was 1.45 cm / min. In order to make the feeding resistance relatively strict, the conduit liner was 6 m, and a radius of 30 cm was made halfway along the way to give a relatively large feeding resistance.

得られた試験結果を下記表4−1,表4−2に示す。   The obtained test results are shown in Tables 4-1 and 4-2 below.

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表4−1,表4−2において、総合評価は、(1)入熱の標準偏差が100kJ/cm以下、(2)溶接が停止しないこと、(3)引張強度が490MPa以上であること、(4)UT検査で割れが発生しないこと、(5)衝撃値の3回の測定値が夫々50J以上であり、衝撃値の平均値も70J以上であること、の全ての条件が満足された場合に、○を付した。更に、(1)乃至(4)の全てを満足すると共に、衝撃値の3回の測定値が夫々70J以上であり、衝撃値の平均値も100J以上である場合に、◎を付した。一方、上記(1)乃至(5)の条件を1つでも満足しない場合に、×を付した。   In Tables 4-1 and 4-2, the overall evaluation is as follows: (1) standard deviation of heat input is 100 kJ / cm or less, (2) welding does not stop, (3) tensile strength is 490 MPa or more, (4) All conditions were satisfied that no cracks occurred in the UT inspection, and (5) the three measured values of the impact value were 50 J or more, and the average value of the impact value was 70 J or more. In this case, a circle is marked. Furthermore, when all of (1) to (4) were satisfied, the three measured values of the impact value were 70 J or more, and the average value of the impact value was 100 J or more, ◎ was given. On the other hand, when even one of the above conditions (1) to (5) was not satisfied, x was given.

入熱の標準偏差の評価方法は、溶接開始から終了までサンプリングレートを50/秒として、電流及び電圧を測定し、溶接速度を加味して計算された入熱から標準偏差を算出した。なお、溶接速度はワイヤ送給速度を一定としているため、1.45cm/分と一定にして計算した。また、溶接が停止した場合は、停止に至るまでの電流と電圧を評価した。   The standard deviation of heat input was evaluated by measuring the current and voltage at a sampling rate of 50 / sec from the start to the end of welding, and calculating the standard deviation from the calculated heat input taking the welding speed into account. Note that the welding speed was calculated at a constant 1.45 cm / min since the wire feed speed was constant. Moreover, when welding stopped, the electric current and voltage until it stopped were evaluated.

このように、入熱を標準偏差で評価する理由は、図2に示すように送給系が厳しく、めっきが不均一である場合、溶接中の電流と電圧が変動し、溶接位置毎に入熱も変動し、結果として、この入熱の変動が衝撃値のばらつきに影響することを見出したからである。   Thus, the reason for evaluating the heat input with the standard deviation is that the current and voltage during welding fluctuate when the feed system is strict and the plating is uneven as shown in FIG. This is because the heat also fluctuated, and as a result, it was found that the fluctuation of the heat input affects the variation of the impact value.

一方、めっきなしワイヤでは、図3に示すように、溶接中の電流電圧がばらつかず、従って、安定した靱性を得ることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the non-plated wire does not vary the current voltage during welding, and thus stable toughness can be obtained.

図2及び図3は、いずれも、横軸に溶接位置をとり、縦軸に溶接電流、溶接電圧、平均入熱をとり、各溶接位置における溶接電流及び溶接電圧と平均入熱の変化を示すグラフ図である。図2は比較例であり、図3は実施例である。電流及び電圧の計測サンプリング周波数は、50/秒とした。そして、溶接長10mmあたりの平均入熱を算出した。   2 and 3 both show the welding position on the horizontal axis and the welding current, welding voltage, and average heat input on the vertical axis, and show changes in welding current, welding voltage, and average heat input at each welding position. FIG. FIG. 2 is a comparative example, and FIG. 3 is an example. The measurement sampling frequency of current and voltage was 50 / second. And the average heat input per 10 mm of weld length was computed.

この図2及び図3の比較からわかるように、めっきなしソリッドワイヤの場合(図3)は、めっきを有するソリッドワイヤに比較して、溶接速度及び溶接電流の変動が小さく、このため、平均入熱の変動も小さい。   As can be seen from the comparison between FIGS. 2 and 3, the solid wire without plating (FIG. 3) has a smaller variation in welding speed and welding current than the solid wire with plating. Small fluctuations in heat.

表4−1,4−2の衝撃値は、JIS Z2202 4号試験片を使用し、図4に示すように、溶接金属5の中心部にノッチ先端が位置するような試験片3を、溶接金属5から3本採取した。衝撃試験方法はJIS Z2242に基づいて実施した。ノッチは2mmVとし、試験温度は0℃とした。   For the impact values in Tables 4-1 and 4-2, JIS Z2202 No. 4 test piece was used, and as shown in FIG. 4, the test piece 3 with the notch tip positioned at the center of the weld metal 5 was welded. Three pieces of metal 5 were collected. The impact test method was carried out based on JIS Z2242. The notch was 2 mmV and the test temperature was 0 ° C.

引張試験は、図5に示すように、溶接金属5の中央部から平行部の直径が12.5mmの試験片7を採取し、JIS Z3111に基づいて引張試験を実施した。   As shown in FIG. 5, the tensile test was performed by taking a test piece 7 having a parallel portion diameter of 12.5 mm from the center of the weld metal 5 and performing a tensile test based on JIS Z3111.

その結果、表4−1,表4−2に示すように、本発明の実施例の場合は、衝撃値及び引張強度がいずれも高いものであった。また、本発明の実施例の場合は、溶接停止になることがなく、超音波検査でも、溶接欠陥は認められなかった(○と表示)。これに対し、比較例の場合は、溶接停止が発生したか、又は衝撃値が低く、若しくは、引張強度が低いものであった。   As a result, as shown in Tables 4-1 and 4-2, in the case of the examples of the present invention, both the impact value and the tensile strength were high. Further, in the case of the example of the present invention, the welding was not stopped, and no welding defect was observed even in the ultrasonic inspection (indicated by ◯). On the other hand, in the case of the comparative example, the welding stop occurred, the impact value was low, or the tensile strength was low.

溶接試験板の組立状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the assembly state of a weld test board. 比較例の溶接電流、溶接電圧、平均入熱の変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the change of the welding current of a comparative example, welding voltage, and average heat input. 実施例の溶接電流、溶接電圧、平均入熱の変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the change of the welding current of an Example, a welding voltage, and an average heat input. 衝撃試験片の採取位置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the collection position of an impact test piece. 引張試験片の採取位置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the collection position of a tensile test piece.

符号の説明Explanation of symbols

1:スキンプレート
2:ダイヤフラム
3:当金
5:溶接金属
7:試験片
1: Skin plate 2: Diaphragm 3: Gold 5: Weld metal 7: Test piece

Claims (2)

めっきなしソリッドワイヤであって、
ワイヤ本体は、
C:0.02乃至0.12質量%
Si:0.1乃至0.8質量%
Mn:0.5乃至2.0質量%
P:0.025質量%以下
S:0.025質量%以下
Cu:0.8質量%以下
Mo:0.10乃至1.50質量%
N:0.010質量%以下
を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる組成を有し、
ワイヤ本体の表面には、ワイヤ本体10kgあたり0.3乃至1.20gの鉱物系油及び植物系油の1種以上が付着しており、
前記ワイヤ本体の長手方向の算術平均粗さRaは0.1乃至0.5μmであることを特徴とするエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤ。
Solid wire without plating,
The wire body
C: 0.02 to 0.12% by mass
Si: 0.1 to 0.8% by mass
Mn: 0.5 to 2.0% by mass
P: 0.025 mass% or less S: 0.025 mass% or less Cu: 0.8 mass% or less Mo: 0.10 to 1.50 mass%
N: 0.010% by mass or less, with the balance being composed of Fe and inevitable impurities,
On the surface of the wire body, one or more of 0.3 to 1.20 g of mineral oil and vegetable oil are attached per 10 kg of the wire body,
A solid wire for electroslag welding, wherein an arithmetic average roughness Ra in a longitudinal direction of the wire body is 0.1 to 0.5 μm.
更に、Ni:1.40質量%以下、Ti:0.10乃至0.25質量%、B:0.0010乃至0.0200質量%、Al:0.015乃至0.050質量%からなる群から選択された少なくとも1種類以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のエレクトロスラグ溶接用ソリッドワイヤ。 Further, Ni: 1.40% by mass or less, Ti: 0.10 to 0.25% by mass, B: 0.0010 to 0.0200% by mass, Al: 0.015 to 0.050% by mass The solid wire for electroslag welding according to claim 1, comprising at least one selected type.
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