JP4954123B2 - Electroslag welding method with excellent weld metal toughness - Google Patents

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Description

本発明は溶接入熱400kJ/cm以上の大入熱エレクトロスラグ溶接方法に関し、特に490乃至740MPa級の厚板(厚さが40mm以上)高張力鋼板を、溶接継手方向の各部で良好な靱性値を得て溶接することができる溶接金属部の靱性が優れた大入熱エレクトロスラグ溶接方法に関する。   The present invention relates to a high heat input electroslag welding method having a welding heat input of 400 kJ / cm or more, and in particular, a toughness value of a high-strength steel plate (thickness of 40 mm or more) of 490 to 740 MPa class at each part in the weld joint direction. The present invention relates to a high heat input electroslag welding method in which the toughness of a weld metal part that can be obtained and welded is excellent.

エレクトロスラグ溶接は、主として、鉄骨の4面BOX柱における内ダイアフラムの立向溶接に使用されている。そして、一般に、高能率溶接が実現されるサブマージアーク溶接と比べても、エレクトロスラグ溶接は更に高能率であり、大入熱1パス溶接が可能な溶接方法として知られている。   Electroslag welding is mainly used for upright welding of the inner diaphragm in a steel 4-sided BOX column. And generally compared with the submerged arc welding in which high-efficiency welding is realized, electroslag welding has a higher efficiency and is known as a welding method capable of large-heat-input one-pass welding.

ところで、エレクトロスラグ溶接が適用される建築物の部材及び骨組に関して、近年、地震時の塑性変形能力の確保及び長寿命化の観点から、溶接金属部にも高靱性値が要求されている。   By the way, with regard to building members and frames to which electroslag welding is applied, in recent years, high toughness values are also required for welded metal parts from the viewpoint of securing plastic deformation capability at the time of an earthquake and extending the life.

しかし、エレクトロスラグ溶接は他のアーク溶接と比べて、厚板になると溶接入熱が800kJ/cm程度と大きいため、溶接金属の冷却速度が小さくなり、組織が粗大化する結果、溶接金属の靭性が低下するという問題点がある。このような溶接金属の靱性低下防止のために、溶接金属に微量のTiとBを添加することにより、溶接金属組織を微細化し、靱性を改善する方法がある。   However, electroslag welding has a large heat input of about 800 kJ / cm when compared to other arc welding, so the cooling rate of the weld metal decreases and the structure becomes coarse, resulting in the toughness of the weld metal. There is a problem that it decreases. In order to prevent such a decrease in toughness of the weld metal, there is a method for improving the toughness by refining the weld metal structure by adding a small amount of Ti and B to the weld metal.

ところが、エレクトロスラグ溶接においては、溶接線方向での靱性値にばらつきが大きく、試験片採取箇所によっては満足な靱性値が得られないという問題点が残っている。   However, in electroslag welding, the toughness value in the weld line direction varies greatly, and there remains a problem that a satisfactory toughness value cannot be obtained depending on the location where the specimen is collected.

そこで、エレクトロスラグ溶接における靱性確保を目的とした技術が、特許文献1乃至3に開示されている。   Thus, techniques for ensuring toughness in electroslag welding are disclosed in Patent Documents 1 to 3.

特許文献1は、溶接ワイヤ中にδフェライト相を安定させると共に、焼入れ性を向上させる元素であるSi、Mo、Cr、Nb及びVを所定量含有し、かつオーステナイト粒界での粗大な初析フェライトの生成を抑制する効果があるBを所定量含有することを特徴としており、さらに、結晶粒内の靱性を害するセメンタイト(FeC)の生成を抑制するために、この溶接ワイヤ中に含有するCの含有量を抑制し、Siの含有量を増加させることにより、大入熱エレクトロスラグ溶接時の溶接金属の靱性を向上させるものである。 Patent Document 1 includes a predetermined amount of Si, Mo, Cr, Nb, and V, which are elements that stabilize the δ ferrite phase and improve the hardenability in the welding wire, and are coarse proeutectoids at austenite grain boundaries. It is characterized by containing a predetermined amount of B that has the effect of suppressing the formation of ferrite, and further contained in this welding wire in order to suppress the formation of cementite (Fe 3 C) that impairs the toughness in the crystal grains. By suppressing the C content and increasing the Si content, the toughness of the weld metal during high heat input electroslag welding is improved.

特許文献2は、溶接ワイヤから多量のTiを添加すると共に、低塩基度の溶接フラックスを使用することにより、アシキュラフェライト生成の核となるTiを含む酸化物を溶融金属中に十分な量を分散させることを可能とし、アシキュラフェライト組織主体の高靱性溶接金属が得られるようにしたものである。また、大入熱エレクトロスラグ溶接においては、溶接金属の冷却速度が極めて遅く、溶接金属の靱性が劣化するため、溶接金属の焼入れ性を調整するか、又は旧オーステナイト粒界に偏析し、粒界フェライトを抑制するBを添加するものである。   In Patent Document 2, a large amount of Ti is added from a welding wire and a low basicity welding flux is used, so that a sufficient amount of oxide containing Ti that becomes a nucleus of acicular ferrite formation is added to the molten metal. It is possible to disperse and to obtain a high toughness weld metal mainly composed of an acicular ferrite structure. In addition, in high heat input electroslag welding, the cooling rate of the weld metal is extremely slow and the toughness of the weld metal deteriorates, so the hardenability of the weld metal is adjusted or segregated at the prior austenite grain boundaries, B to suppress ferrite is added.

特許文献3では、溶接ワイヤから多量のTiを添加するとともに、低塩基度の溶接フラックスを使用することにより、アシキュラフェライト生成の核となるTiを含む酸化物を溶融メタル中に十分な量を分散させることを可能とし、アシキュラフェライト組織主体の高靱性溶接金属が得られるようにしたものである。また、大入熱エレクトロスラグ溶接においては、オーステナイト粒界に偏析し、粒界フェライトの生成を抑制する作用のあるBを適性添加する必要があるが、脱酸反応によってスラグアウトされるBを安定して溶接金属中に歩留らせるため、エレクトロスラグ溶接に所定量のBを含有する溶接ワイヤと一定量以上のBを予め添加したフラックスを使用するものである。 In Patent Document 3, by adding a large amount of Ti from a welding wire and using a welding flux with a low basicity, a sufficient amount of oxide containing Ti that becomes a nucleus of acicular ferrite formation is added to the molten metal. It is possible to disperse and to obtain a high toughness weld metal mainly composed of an acicular ferrite structure. In high heat input electroslag welding, it is necessary to appropriately add B that segregates at austenite grain boundaries and suppresses the formation of intergranular ferrite. Thus, in order to obtain a yield in the weld metal, a welding wire containing a predetermined amount of B and a flux previously added with a predetermined amount of B 2 O 3 are used for electroslag welding.

特開2002−79396号公報JP 2002-79396 A 特開2004−114053号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-114053 特開2005−246399号公報JP 2005-246399 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、溶接金属の酸素量に大きく影響するフラックス成分については何ら考慮されておらず、溶接線方向での安定した靱性値を得ることができるとはいえない。   However, in the technique described in Patent Document 1, no consideration is given to the flux component that greatly affects the oxygen content of the weld metal, and it cannot be said that a stable toughness value in the weld line direction can be obtained.

また、特許文献2に記載の技術では、その実施例及び比較例とも、高靱性値が得られているとはいえない。また、フラックス成分を規定しているが、B量が規定されておらず、溶接線方向での安定したB量の歩留りが得られず、溶接線方向での安定した靱性値を得られるとはいえない。 Moreover, in the technique described in Patent Document 2, it cannot be said that a high toughness value is obtained in both the examples and the comparative examples. Moreover, although the flux component is specified, the amount of B 2 O 3 is not specified, a stable yield of B amount in the weld line direction cannot be obtained, and a stable toughness value in the weld line direction is obtained. I can't say that.

また、特許文献3においては、フラックス中のB量が規定されているが、その実施例及び比較例に記載されているB量の殆どが1.5質量%より多くて過大であり、溶接スタート側でのBの歩留りが過大となり、スタート側での靱性が低下し、場合によっては割れが発生する虞がある。 Further, in Patent Document 3, although the amount of B 2 O 3 in the flux is specified, most amount of B 2 O 3 as described in the Examples and Comparative Examples are more than 1.5 wt% It is excessive, the yield of B on the welding start side is excessive, the toughness on the starting side is lowered, and cracking may occur in some cases.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、安定して靭性値が高い溶接金属を得ることができるエレクトロスラグ溶接方法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 electroslag welding method which can obtain the weld metal which has a stable high toughness value.

本発明に係る溶接金属部の靱性が優れたエレクトロスラグ溶接方法は、鋼板をエレクトロスラグ溶接するエレクトロスラグ溶接方法において、C:0.02乃至0.25質量%、Si:0.05乃至1.80質量%、Mn:0.50乃至3.50質量%、Ni:3.00質量%以下、Mo:0.05乃至2.00質量%、Al:0.005乃至0.080質量%、Ti:0.05乃至0.35質量%、B:0.003乃至0.018質量%、Cr:0.30質量%以下、V:0.030質量%以下、Nb:0.030質量%以下、N:0.012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溶接ワイヤと、
SiO:25乃至50質量%、CaO:5乃至25質量%、Al:15質量%以下、CaF:20質量%以下、MgO:16質量%以下、MnO:25質量%以下、TiO:10質量%以下、FeO:4.5質量%以下、B:1.5質量%以下を含有する溶接フラックスと、
を使用して溶接すると共に、
前記溶接ワイヤ中のB含有量を[ワイヤ中のBの質量%]、前記溶接フラックス中のB含有量を[フラックス中のBの質量%]としたとき、下記数式(1)の値Xが0.122乃至1.022であり、
前記溶接フラックスはSiO含有量(質量%)を[SiO]、CaO含有量(質量%)を[CaO]、Al含有量(質量%)を[Al]、CaF含有量(質量%)を[CaF]、MgO含有量(質量%)を[MgO]、MnO含有量(質量%)を[MnO]、TiO含有量(質量%)を[TiO]、FeO含有量(質量%)を[FeO]、B含有量(質量%)を[B]としたとき、下記数式(2)で表される塩基度BLが0.5乃至1.5を満たし、
前記溶接ワイヤ中のB含有量と前記溶接フラックスの塩基度BLとにより求まる下記数式(3)の値Yが9.8乃至20.8であることを特徴とする。
The electroslag welding method with excellent toughness of the weld metal part according to the present invention is an electroslag welding method for electroslag welding of a steel plate, in which C: 0.02 to 0.25% by mass, Si: 0.05 to 1. 80% by mass, Mn: 0.50 to 3.50% by mass, Ni: 3.00% by mass or less, Mo: 0.05 to 2.00% by mass, Al: 0.005 to 0.080% by mass, Ti : 0.05 to 0.35 mass%, B: 0.003 to 0.018 mass%, Cr: 0.30 mass% or less, V: 0.030 mass% or less, Nb: 0.030 mass% or less, N: a welding wire containing 0.012% by mass or less, with the balance being Fe and inevitable impurities;
SiO 2 : 25 to 50% by mass, CaO: 5 to 25% by mass, Al 2 O 3 : 15% by mass or less, CaF 2 : 20% by mass or less, MgO: 16% by mass or less, MnO: 25% by mass or less, TiO 2 : welding flux containing 10% by mass or less, FeO: 4.5% by mass or less, B 2 O 3 : 1.5% by mass or less,
Welding using
When the B content in the welding wire is [mass% of B in the wire] and the B 2 O 3 content in the welding flux is [mass% of B 2 O 3 in the flux], the following formula ( The value X of 1) is 0.122 to 1.022;
The welding flux has a SiO 2 content (mass%) of [SiO 2 ], a CaO content (mass%) of [CaO], an Al 2 O 3 content (mass%) of [Al 2 O 3 ], and CaF 2. Content (mass%) is [CaF 2 ], MgO content (mass%) is [MgO], MnO content (mass%) is [MnO], TiO 2 content (mass%) is [TiO 2 ], When the FeO content (% by mass) is [FeO] and the B 2 O 3 content (% by mass) is [B 2 O 3 ], the basicity BL represented by the following formula (2) is 0.5 to 0.5. 1.5
A value Y of the following mathematical formula (3) obtained from the B content in the welding wire and the basicity BL of the welding flux is 9.8 to 20.8.

Figure 0004954123
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Figure 0004954123
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Figure 0004954123
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この溶接金属部の靱性が優れたエレクトロスラグ溶接方法において、前記溶接ワイヤのNiの含有量は、Ni:0.50乃至3.00質量%であることが好ましい。特に好ましくは、前記溶接ワイヤのNiの含有量は、Ni:0.50乃至2.00質量%である。   In the electroslag welding method in which the toughness of the weld metal part is excellent, the content of Ni in the welding wire is preferably Ni: 0.50 to 3.00 mass%. Particularly preferably, the content of Ni in the welding wire is Ni: 0.50 to 2.00% by mass.

本発明によれば、入熱が400kJ/cmを超える大入熱エレクトロスラグ溶接においても、溶接継手方向で安定した靱性を確保することができる。   According to the present invention, stable toughness can be secured in the weld joint direction even in high heat input electroslag welding in which heat input exceeds 400 kJ / cm.

本発明者等は、入熱が400kJ/cmを超える大入熱エレクトロスラグ溶接においても、溶接継手方向で安定した靱性を確保するためには、主としてエレクトロスラグ溶接ワイヤのB量とエレクトロスラグ溶接フラックスのB量が大きく影響し、溶接線方向に均一にB量が分布することが必須であることを見出し、本発明を完成させたものである。 In order to ensure stable toughness in the weld joint direction even in high heat input electroslag welding where the heat input exceeds 400 kJ / cm, the present inventors mainly used B amount of electroslag welding wire and electroslag welding flux. Thus, the present inventors have found that it is essential that the amount of B 2 O 3 greatly affects and the amount of B is uniformly distributed in the weld line direction.

以下、本発明について詳細に説明する。先ず、溶接ワイヤの組成において、成分添加理由及び組成限定理由について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, in the composition of the welding wire, the reason for adding the component and the reason for limiting the composition will be described.

「C:0.02乃至0.25質量%」
Cは溶接金属の強度と靱性を確保するために有効な元素であるが、C含有量が0.02質量%未満では、その効果が得られない。一方、C含有量が0.25質量%を超えると溶接金属の靱性が低下すると共に高温割れ発生の懸念がある。よって、C含有量は0.02乃至0.25質量%とする。
“C: 0.02 to 0.25 mass%”
C is an effective element for ensuring the strength and toughness of the weld metal, but if the C content is less than 0.02% by mass, the effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content exceeds 0.25% by mass, the toughness of the weld metal is lowered and there is a concern that hot cracking will occur. Therefore, the C content is 0.02 to 0.25% by mass.

「Si:0.05乃至1.80質量%」
Siは溶接金属の脱酸作用と焼入れ性を確保すると共に、溶接金属の湯流れを安定させるために必要な元素である。しかし、Si含有量が0.05質量%未満ではこの効果が得られない。一方、Si含有量が1.80質量%を超えると、高温割れ発生が懸念され、かつ、溶接金属部の硬化により靱性が劣化する。よってSi含有量は0.05乃至1.80質量%とする。
“Si: 0.05 to 1.80 mass%”
Si is an element necessary for ensuring the deoxidation action and hardenability of the weld metal and stabilizing the molten metal flow of the weld metal. However, when the Si content is less than 0.05% by mass, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Si content exceeds 1.80% by mass, the occurrence of hot cracking is a concern, and the toughness deteriorates due to the hardening of the weld metal part. Therefore, the Si content is 0.05 to 1.80 mass%.

「Mn:0.50乃至3.50質量%」
Mnは脱酸剤として作用すると共に焼入れ性を向上させる効果があり、溶接金属の靱性安定化のために必要な元素である。しかし、Mn含有量が0.50質量%未満の場合、十分な焼入れ性、靭性が得られない。一方、3.50質量%を超えると焼入れ性が高くなり過ぎ、強度が上がり、耐高温割れ性が劣化すると共に、靱性が劣化する。よって、Mn含有量は0.50乃至3.50質量%とする。
“Mn: 0.50 to 3.50 mass%”
Mn acts as a deoxidizer and has the effect of improving the hardenability, and is an element necessary for stabilizing the toughness of the weld metal. However, when the Mn content is less than 0.50% by mass, sufficient hardenability and toughness cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 3.50% by mass, the hardenability becomes too high, the strength increases, the hot cracking resistance deteriorates, and the toughness deteriorates. Therefore, the Mn content is 0.50 to 3.50 mass%.

「Ni:3.00質量%以下」
Niは一般的には添加することによりマトリックスを強化し、靱性を向上させる効果があるが、本発明では靱性向上はMo添加で補っている。一方、Ni含有量が3.00質量%を超えるとA3変態点の低下により固液共存域を増加させ、結果として耐高温割れ性が劣化する。よって、Ni含有量は3.00質量%以下とする。なお、靱性向上の効果を得るためには、Niを0.50質量%以上添加する必要がある。よって、Niを積極的に添加する場合は、そのNi含有量は0.50乃至3.00質量%とする。なお、Niを2.00質量%を超えて添加しても、もはや靱性向上は望めずコストが上昇するため、より好ましくはNi含有量は0.50乃至2.00質量%とする。
"Ni: 3.00 mass% or less"
Ni generally has the effect of strengthening the matrix and improving toughness by addition, but in the present invention, the improvement in toughness is supplemented by the addition of Mo. On the other hand, if the Ni content exceeds 3.00 mass%, the solid-liquid coexistence region is increased due to a decrease in the A3 transformation point, and as a result, the hot crack resistance is deteriorated. Therefore, the Ni content is 3.00% by mass or less. In addition, in order to acquire the effect of a toughness improvement, it is necessary to add Ni 0.50 mass% or more. Therefore, when Ni is positively added, the Ni content is 0.50 to 3.00 mass%. Note that even if Ni is added in excess of 2.00 mass%, the toughness cannot be improved anymore and the cost increases. Therefore, the Ni content is more preferably 0.50 to 2.00 mass%.

「Mo:0.05乃至2.00質量%」
Moは焼入れ性を高め溶接金属の強度と靱性の向上に大きな効果があるが、Mo含有量が0.05質量%未満であると、上記効果が期待できない。一方、Mo含有量が2.00質量%を超えると、溶接金属の高温割れが発生する可能性があり、かつ、過剰な硬化により溶接金属の靭性が劣化する。よって、Mo含有量は0.05乃至2.00質量%とする。
“Mo: 0.05 to 2.00% by mass”
Mo has a great effect on enhancing the hardenability and improving the strength and toughness of the weld metal, but the above effect cannot be expected if the Mo content is less than 0.05% by mass. On the other hand, if the Mo content exceeds 2.00% by mass, hot cracking of the weld metal may occur, and the toughness of the weld metal deteriorates due to excessive curing. Therefore, the Mo content is 0.05 to 2.00% by mass.

「Al:0.005乃至0.080質量%」
Alは溶接金属の脱酸効果のため含有される元素である。しかし、Al含有量が0.005質量%未満の場合、その効果が発揮されず、溶接金属の焼入れ性低下、靱性劣化が生じる。一方、Al含有量が0.080質量%を超えるとAl酸化物が多量に形成され、アシキュラフェライト生成の核となるTi酸化物の生成を阻害するため靱性が劣化する。よって、Al含有量は0.005乃至0.080質量%とする。
“Al: 0.005 to 0.080 mass%”
Al is an element contained for the deoxidation effect of the weld metal. However, when the Al content is less than 0.005% by mass, the effect is not exhibited, and the hardenability and toughness of the weld metal are deteriorated. On the other hand, when the Al content exceeds 0.080% by mass, a large amount of Al oxide is formed, and the toughness deteriorates because it inhibits the formation of Ti oxide, which is the nucleus of acicular ferrite formation. Therefore, the Al content is set to 0.005 to 0.080 mass%.

「Ti:0.05乃至0.35質量%」
TiはTi酸化物としてアシキュラフェライトを生成する核となり、粗大な粒界フェライトの生成を防止するために必要な元素である。しかし、Ti含有量が0.05質量%未満の場合、酸化物の生成が不十分で、溶接金属の靱性向上が得られない。一方、0.35質量%を超えると、溶接金属中のTi析出物が多くなりすぎて、靱性が低下する。よって、Ti含有量は0.05乃至0.35質量%とする。
“Ti: 0.05 to 0.35 mass%”
Ti serves as a nucleus for generating acicular ferrite as a Ti oxide, and is an element necessary for preventing the formation of coarse grain boundary ferrite. However, when the Ti content is less than 0.05% by mass, the generation of oxides is insufficient and the toughness of the weld metal cannot be improved. On the other hand, if it exceeds 0.35% by mass, the amount of Ti precipitates in the weld metal becomes excessive and the toughness decreases. Therefore, the Ti content is 0.05 to 0.35 mass%.

「B:0.003乃至0.018質量%」
Bは溶接金属の焼入れ性を向上させ、初析フェライトの成長の抑制により、靱性を向上させる元素である。しかし、B含有量が0.0030質量%未満の場合、上記効果が期待できない。一方、B含有量が0.0180質量%を超えると、溶接金属の焼入れ性が過剰となり、高温割れが発生し易くなったり、マルテンサイト相の生成により溶接金属の靱性が劣化する。よって、B含有量は0.003乃至0.018質量%とする。
“B: 0.003 to 0.018 mass%”
B is an element that improves the hardenability of the weld metal and improves toughness by suppressing the growth of pro-eutectoid ferrite. However, when the B content is less than 0.0030% by mass, the above effect cannot be expected. On the other hand, if the B content exceeds 0.0180% by mass, the hardenability of the weld metal becomes excessive, and hot cracking is likely to occur, or the toughness of the weld metal deteriorates due to the formation of a martensite phase. Therefore, the B content is set to 0.003 to 0.018 mass%.

「Cr:0.30質量%以下」
Crは一般的には強度と靱性を向上させる成分であるが、本発明では上記性能はMoなどの他成分で補っており、Crの含有量が0.30質量%を超えると高温割れが発生したり、溶接金属の硬化により靱性が劣化する。よって、Cr含有量は0.30質量%以下とする。
“Cr: 0.30 mass% or less”
In general, Cr is a component that improves strength and toughness, but in the present invention, the above performance is supplemented by other components such as Mo, and hot cracking occurs when the Cr content exceeds 0.30% by mass. Or toughness deteriorates due to the hardening of the weld metal. Therefore, Cr content shall be 0.30 mass% or less.

「V:0.030質量%以下」
Vは一般的には溶接金属の強度を向上させるが、本発明ではMoなどの他成分で強度を確保しており、Vの含有量が0.030質量%を超えると、溶接金属が硬化して靱性が劣化する。よって、V含有量は0.030質量%以下とする。
“V: 0.030 mass% or less”
V generally improves the strength of the weld metal, but in the present invention, the strength is secured by other components such as Mo, and when the V content exceeds 0.030 mass%, the weld metal is cured. And toughness deteriorates. Therefore, V content shall be 0.030 mass% or less.

「Nb:0.030質量%以下」
Nbは一般的にはVと同様に溶接金属の強度を向上させるが、本発明ではMoなどの他成分で強度を確保しており、Nbの含有量が0.030質量%を超えると溶接金属が硬化して靭性が劣化する。よって、Nb含有量は0.030質量%以下とする。
“Nb: 0.030 mass% or less”
Nb generally improves the strength of the weld metal in the same manner as V, but in the present invention, the strength is secured by other components such as Mo, and if the Nb content exceeds 0.030 mass%, the weld metal Hardens and toughness deteriorates. Therefore, Nb content shall be 0.030 mass% or less.

「N:0.012質量%以下」
Nは溶接金属の靱性を低下させる元素であるため、その含有量は可及的に少なくすることが好ましい。N含有量が0.012質量%を超えると、靱性の劣化が著しい。よって、N含有量は0.012質量%以下とする。
“N: 0.012 mass% or less”
Since N is an element that lowers the toughness of the weld metal, its content is preferably as low as possible. When the N content exceeds 0.012% by mass, the toughness is significantly deteriorated. Therefore, N content shall be 0.012 mass% or less.

次に、本発明における溶接フラックス組成における成分添加理由及び組成限定理由について説明する。   Next, the reason for adding the component and the reason for limiting the composition in the welding flux composition in the present invention will be described.

「SiO:25乃至50質量%」
SiOは酸性成分であり、スラグ形成のために必須な成分である。SiO含有量が25質量%未満の場合、スラグの粘性が不足して溶接停止が起こりやすくなる。一方、SiO含有量が50質量%を超えると、溶接金属中の酸素量が過大となり、十分な靱性を確保できなくなる。よって、SiO含有量は25乃至50質量%とする。
“SiO 2 : 25 to 50% by mass”
SiO 2 is an acidic component and an essential component for slag formation. When the SiO 2 content is less than 25% by mass, the slag viscosity is insufficient and welding is likely to stop. On the other hand, if the SiO 2 content exceeds 50% by mass, the amount of oxygen in the weld metal becomes excessive, and sufficient toughness cannot be ensured. Therefore, the SiO 2 content is 25 to 50% by mass.

「CaO:5乃至25質量%」
CaOは塩基性成分であり、溶融スラグの凝固温度を下げる効果及び粘性を下げる効果があり、適量添加されている。CaO含有量が5質量%未満の場合、溶接金属酸素量が過大になり靱性が劣化する。一方、CaO含有量が25質量%を超えると、スラグの粘性が低くなって溶接停止が発生しやすくなる。よって、CaO含有量は5乃至25質量%とする。
“CaO: 5 to 25% by mass”
CaO is a basic component, has an effect of lowering the solidification temperature of molten slag and an effect of lowering viscosity, and is added in an appropriate amount. When the CaO content is less than 5% by mass, the weld metal oxygen amount becomes excessive and the toughness deteriorates. On the other hand, if the CaO content exceeds 25% by mass, the viscosity of the slag becomes low and welding stops easily. Therefore, the CaO content is 5 to 25% by mass.

「Al:15質量%以下」
Alはスラグ形成剤として作用し、溶融スラグの粘性を下げる効果があるが、この効果はCaOの添加により十分に補われている。一方、Al含有量が15質量%を超えると、溶融スラグの流動性が悪くなり、溶接停止が発生しやすくなる。よって、Al含有量は15質量%以下に規制する。
“Al 2 O 3 : 15% by mass or less”
Al 2 O 3 acts as a slag forming agent and has the effect of lowering the viscosity of the molten slag, but this effect is sufficiently supplemented by the addition of CaO. On the other hand, when the Al 2 O 3 content exceeds 15% by mass, the fluidity of the molten slag is deteriorated, and welding is likely to stop. Therefore, the Al 2 O 3 content is regulated to 15% by mass or less.

「CaF:20質量%以下」
CaFは溶接金属の酸素量を低減するのに極めて有効な成分であるが、この効果は他の成分の調整で補えるため、CaFの添加は、必須成分とはいえない。一方、CaFが20質量%を超えると、スラグの粘性が高くなり、溶接停止が起こりやすい。よって、CaF含有量は20質量%以下に規制する。
“CaF 2 : 20% by mass or less”
CaF 2 is a very effective component for reducing the oxygen content of the weld metal, but since this effect can be compensated by adjusting other components, the addition of CaF 2 is not an essential component. On the other hand, when CaF 2 exceeds 20% by mass, the viscosity of the slag increases and welding is likely to stop. Therefore, the CaF 2 content is regulated to 20% by mass or less.

「MgO:16質量%以下」
MgOは塩基性成分であり、溶接金属の酸素量を低減すると共に粘度調整のために添加される。しかし、この効果はCaOの添加により期待されるため、必須成分とはいえない。一方、MgOが16質量%を超えると粘度が過大となり、溶接停止が起こりやすくなる。よって、MgO含有量は16質量%以下に規制する。
“MgO: 16% by mass or less”
MgO is a basic component and is added to reduce the oxygen content of the weld metal and adjust the viscosity. However, since this effect is expected by the addition of CaO, it cannot be said to be an essential component. On the other hand, if MgO exceeds 16% by mass, the viscosity becomes excessive and welding is likely to stop. Therefore, the MgO content is restricted to 16% by mass or less.

「MnO:25質量%以下」
MnOはスラグの粘性を調整するのに有効である。しかし、この効果はSiOの添加により確保することができるため、MnOの添加は必須ではない。一方、MnOの含有量が25質量%を超えると、スラグの粘性が増大し、溶接停止が起こりやすい。よって、MnO含有量は25質量%以下に規制する。
“MnO: 25% by mass or less”
MnO is effective in adjusting the viscosity of the slag. However, since this effect can be ensured by the addition of SiO 2, the addition of MnO is not essential. On the other hand, when the content of MnO exceeds 25% by mass, the viscosity of the slag increases and welding is likely to stop. Therefore, the MnO content is regulated to 25% by mass or less.

「TiO:10質量%以下」
TiOは一般的に溶接金属へのTiの歩留りを改善するが、本発明においては、TiOの添加は特に必要とされない。一方、TiOが10質量%を超えると、スラグの粘性が増大することにより、溶接停止が起こりやすい。よって、TiO含有量は10質量%以下に規制する。
“TiO 2 : 10% by mass or less”
TiO 2 generally improves the yield of Ti to the weld metal, but in the present invention, the addition of TiO 2 is not particularly required. On the other hand, when TiO 2 exceeds 10% by mass, the viscosity of the slag increases and welding is likely to stop. Therefore, the TiO 2 content is restricted to 10% by mass or less.

「FeO:4.5質量%以下」
FeOは4.5質量%を超えると、溶接安定性が劣化し、場合によっては溶接停止が発生すると共に、溶接金属中の酸素が高くなる。それと共に、本発明では溶接線方向でのB量を安定させるため、Bを添加しており、BからBへの還元反応により溶接金属酸素量が高くなる。このため、FeOが4.5質量%を超えると、更に溶接金属中の酸素量が多くなりすぎ、溶接金属B量と酸素量とのバランスが崩れて、良好な靱性が得られなくなるため、4.5質量%以下に規制する。
“FeO: 4.5% by mass or less”
When FeO exceeds 4.5 mass%, welding stability deteriorates, and in some cases, welding stop occurs, and oxygen in the weld metal increases. At the same time, in the present invention, B 2 O 3 is added to stabilize the B amount in the weld line direction, and the amount of weld metal oxygen increases due to the reduction reaction from B 2 O 3 to B. For this reason, when FeO exceeds 4.5 mass%, the amount of oxygen in the weld metal further increases, the balance between the amount of weld metal B and the amount of oxygen is lost, and good toughness cannot be obtained. Restricted to 5 mass% or less.

「B:1.5質量%以下」
は、本発明においては、溶接金属中へ安定してBを供給するために補助的に必要な成分であり、エレクトロスラグ溶接ワイヤ中のB量が0.004質量%以下と少ないときには、フラックスからのB添加は不要となる。一方、B量が1.5質量%を超えると、溶接金属中のB量が過大となり、高温割れが発生し易くなると共に、マルテンサイト相の生成により溶接金属の靱性が劣化する。よって、B含有量は1.5質量%以下に規制する。
“B 2 O 3 : 1.5% by mass or less”
In the present invention, B 2 O 3 is an auxiliary component necessary for stably supplying B into the weld metal, and the amount of B in the electroslag welding wire is as low as 0.004% by mass or less. Sometimes, B 2 O 3 addition from the flux becomes unnecessary. On the other hand, if the amount of B 2 O 3 exceeds 1.5% by mass, the amount of B in the weld metal becomes excessive, and hot cracking is likely to occur, and the toughness of the weld metal deteriorates due to the formation of the martensite phase. Therefore, the B 2 O 3 content is regulated to 1.5% by mass or less.

「塩基度BL:0.5乃至1.5」
次に、本発明における溶接フラックスの塩基度BLの規制に関して説明する。溶接フラックスは、スラグの融点、流動性及び粘性等の特性を考慮して、その組成が決められており、酸化物と弗化物から構成されている。本発明では、溶接金属中の酸素量を決める指標として、塩基度BLを使用する。この塩基度BLは数式2で算出される値である。塩基度BLが0.5未満の場合、溶接金属酸素量が過剰になり、靱性の向上が得られない。一方、塩基度BLが1.5を超えると、スラグの融点が高くなり過ぎて、溶接停止が発生しやすくなる。よって、塩基度BLは0.5乃至1.5とすることが必要である。
“Basicity BL: 0.5 to 1.5”
Next, the regulation of the basicity BL of the welding flux in the present invention will be described. The composition of the welding flux is determined in consideration of characteristics such as melting point, fluidity and viscosity of the slag, and is composed of oxide and fluoride. In the present invention, basicity BL is used as an index for determining the amount of oxygen in the weld metal. This basicity BL is a value calculated by Equation 2. When the basicity BL is less than 0.5, the amount of weld metal oxygen becomes excessive, and the toughness cannot be improved. On the other hand, if the basicity BL exceeds 1.5, the melting point of the slag becomes too high, and welding stops easily. Therefore, the basicity BL needs to be 0.5 to 1.5.

「溶接フラックスの塩基度BLと溶接ワイヤのB量との関係:数式3の値Y」
次に、溶接フラックスの塩基度BLと溶接ワイヤのB量との関係について説明する。上述のごとく、溶接フラックスの塩基度BLは溶接金属中の酸素量を規定する値である。一方、溶接ワイヤのB量は、適正な固溶Bの生成により初析フェライト相の成長を抑制するため、靱性に極めて有効である。このような固溶Bの生成には酸化物又は窒化物として固定されないだけのBの添加が必要である。エレクトロスラグ溶接のように安定した靱性を得にくい場合には、溶接金属のB量と溶接金属の酸素量を制御することにより固溶Bを生成させ、溶接線方向で安定した靱性を得ることが可能である。このためには、ワイヤ中のBの含有量と、塩基度BLとにより表される数式3が9.8乃至20.8を満足することが必要である。
“Relationship between the basicity BL of the welding flux and the B amount of the welding wire: the value Y in Equation 3”
Next, the relationship between the basicity BL of the welding flux and the B amount of the welding wire will be described. As described above, the basicity BL of the welding flux is a value that defines the amount of oxygen in the weld metal. On the other hand, the amount of B in the welding wire is extremely effective for toughness because it suppresses the growth of the pro-eutectoid ferrite phase by the generation of proper solid solution B. In order to form such a solid solution B, it is necessary to add B that is not fixed as an oxide or nitride. When it is difficult to obtain stable toughness as in electroslag welding, it is possible to generate solid solution B by controlling the B amount of the weld metal and the oxygen amount of the weld metal to obtain a stable toughness in the weld line direction. Is possible. For this purpose, it is necessary that the numerical formula 3 represented by the B content in the wire and the basicity BL satisfies 9.8 to 20.8.

即ち、Y=1000×[ワイヤ中のBの質量%]+5.1×BLが9.8未満である場合は、溶接フラックスの塩基度BLに対して溶接ワイヤのB量が低すぎるため、固溶Bが生成されず、安定した靭性が得られない。一方、Y=1000×[ワイヤ中のBの質量%]+5.1×BLが20.8を超えると、溶接フラックスの塩基度BLに対して溶接ワイヤのB量が高すぎるため、固溶B量が過剰となり溶接金属が硬化し、靱性が劣化し、高温割れが発生する場合がある。よって、Y=1000×[ワイヤ中のBの質量%]+5.1×BLの値は9.8乃至20.8とする。   That is, when Y = 1000 × [mass% of B in the wire] + 5.1 × BL is less than 9.8, the amount of B of the welding wire is too low with respect to the basicity BL of the welding flux. Molten B is not generated and stable toughness cannot be obtained. On the other hand, if Y = 1000 × [mass% of B in the wire] + 5.1 × BL exceeds 20.8, the amount of B of the welding wire is too high with respect to the basicity BL of the welding flux. The amount becomes excessive, the weld metal is hardened, the toughness is deteriorated, and hot cracking may occur. Therefore, the value of Y = 1000 × [mass% of B in the wire] + 5.1 × BL is 9.8 to 20.8.

「ワイヤ中のB量とフラックス中のB量の関係:数式1の値X」
次に、ワイヤ中のB量とフラックス中のB量との関係について説明する。上述のごとく、溶接部の靱性確保のためには、溶接金属の酸素量とのバランスでB量の添加が不可欠である。しかし、溶接線方向で溶接金属B量が一定でないと、溶接金属酸素量とのバランスが崩れ、靱性が劣化する。溶接金属B量の均一添加のために、フラックス中のB添加が有効であるが、フラックスBが過剰であると、即ち、数式1の値X=128×[ワイヤ中のBの質量%]−[フラックス中のBの質量%]が0.122未満であると、溶接金属B量も過大となり、固溶B量が過剰となり溶接金属が硬化し、靱性が劣化する。一方、フラックスBが不足すると、即ち、数式1の値X=128×[ワイヤ中のBの質量%]−[フラックス中のBの質量%]が1.022を超えると、固溶Bが生成されず、安定した靱性が得られない。よって、数式1の値X=128×[ワイヤ中のBの質量%]−[フラックス中のBの質量%]は0.122乃至1.022とする。
“Relationship between the amount of B in the wire and the amount of B 2 O 3 in the flux: the value X in Equation 1”
Next, the relationship between the amount of B in the wire and the amount of B 2 O 3 in the flux will be described. As described above, in order to ensure the toughness of the welded portion, it is essential to add the B amount in balance with the oxygen amount of the weld metal. However, if the amount of weld metal B is not constant in the weld line direction, the balance with the amount of weld metal oxygen is lost, and the toughness deteriorates. Addition of B 2 O 3 in the flux is effective for uniform addition of the amount of weld metal B. However, if the flux B 2 O 3 is excessive, that is, the value X = 128 × [in the wire If the mass% of B]-[mass% of B 2 O 3 in the flux] is less than 0.122, the amount of weld metal B becomes excessive, the amount of solid solution B becomes excessive, the weld metal hardens, and the toughness is increased. to degrade. On the other hand, when the flux B 2 O 3 is insufficient, that is, when the value X of Equation 1 = 128 × [mass% of B in the wire] − [mass% of B 2 O 3 in the flux] exceeds 1.022. The solid solution B is not generated, and stable toughness cannot be obtained. Therefore, the value X = 128 × [mass% of B in the wire] − [mass% of B 2 O 3 in the flux] in Equation 1 is set to 0.122 to 1.022.

次に、本発明の実施例について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。溶接試験は、図1に示すように、60mm厚板のスキンプレートa上に、JIS規格SN490に規定されたフラットバーを1対の側板cとして立設し、この側板c間に60mm厚の板材であるダイアフラムbを挟んだ溶接継手を作製した(溶接長800mm)。この溶接継手における溶接箇所は、ダイアフラムbと、側板cと、スキンプレートaに囲まれた空間である。各部材の寸法は図1に示すとおりである。また、表1はスキンプレートa及びダイアフラムbの化学組成(質量%)を示す。そして、表2に示す溶接条件でエレクトロスラグ溶接を実施した。なお、フラックス投入量は120gであった。溶接ワイヤと溶接フラックスの組成は、下記表3−1,表3−2,表3−3,表3−4及び表4に示す。但し、表3のフラックス欄において、フラックス組成は表4に示すとおりであるが、その中で、FeO及びBのみ抽出して表3のフラックス欄に記載した。 Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples that are out of the scope of the present invention. As shown in FIG. 1, in the welding test, a flat bar defined in JIS standard SN490 is erected as a pair of side plates c on a skin plate a having a thickness of 60 mm, and a plate material having a thickness of 60 mm is provided between the side plates c. A welded joint sandwiching the diaphragm b was produced (weld length 800 mm). The welding location in this weld joint is a space surrounded by the diaphragm b, the side plate c, and the skin plate a. The dimensions of each member are as shown in FIG. Table 1 shows the chemical composition (mass%) of the skin plate a and the diaphragm b. And electroslag welding was implemented on the welding conditions shown in Table 2. The flux input was 120 g. The compositions of the welding wire and the welding flux are shown in the following Table 3-1, Table 3-2, Table 3-3, Table 3-4 and Table 4. However, in the flux column of Table 3, the flux composition is as shown in Table 4. Among them, only FeO and B 2 O 3 were extracted and listed in the flux column of Table 3.

溶接終了後、UT(超音波探査)により高温割れを確認し、図2に示す採取位置で引張試験片d、シャルピー衝撃試験片eを採取し、溶接金属の機械的性質を調査した。引張試験片は、300mmの箇所のみ採取し、引張試験を実施した。衝撃試験片については、溶接線方向で200mm、400mm、600mmの箇所で採取し、試験温度は0℃で実施した(n=3、平均値)。試験結果を下記表5−1,表5−2に示す。   After welding was completed, high temperature cracking was confirmed by UT (ultrasonic exploration), and a tensile test piece d and a Charpy impact test piece e were collected at the sampling position shown in FIG. 2 to investigate the mechanical properties of the weld metal. Tensile test pieces were collected only at a location of 300 mm and subjected to a tensile test. The impact test piece was sampled at 200 mm, 400 mm, and 600 mm in the weld line direction, and the test temperature was 0 ° C. (n = 3, average value). The test results are shown in Tables 5-1 and 5-2 below.

Figure 0004954123
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本発明の実施例1乃至20においては、溶接ワイヤの組成及び溶接フラックスの組成と、溶接フラックスの塩基度BLが、本発明の規定範囲を満足するため、良好な引張性能及び溶接線方向においての良好な衝撃性能が得られた。   In Examples 1 to 20 of the present invention, the composition of the welding wire, the composition of the welding flux, and the basicity BL of the welding flux satisfy the specified range of the present invention. Good impact performance was obtained.

一方、比較例21については、C量が規定範囲より低いため、引張強度が低く、十分な靱性値が得られなかった。比較例22については、C量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。比較例23については、Si量が規定範囲より低いため、溶接金属の焼入れ性が不十分となり、引張強度、靱性が十分満足しなかった。比較例24については、Si量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。比較例25については、Mn量が規定範囲より低いため、焼入れ性が不十分で、引張強度と靱性値が低値であった。比較例26については、Mn量が規定範囲より高いため、焼入れ性が過大で割れが発生し、試験を中止した。比較例27については、Ni量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。   On the other hand, in Comparative Example 21, since the C content was lower than the specified range, the tensile strength was low and a sufficient toughness value could not be obtained. About Comparative Example 22, since the amount of C was higher than the specified range, hot cracking occurred and the test was stopped. In Comparative Example 23, since the Si amount was lower than the specified range, the hardenability of the weld metal was insufficient, and the tensile strength and toughness were not sufficiently satisfied. About Comparative Example 24, since the amount of Si was higher than the specified range, hot cracking occurred and the test was stopped. About Comparative Example 25, since the amount of Mn was lower than the specified range, the hardenability was insufficient, and the tensile strength and toughness values were low. About Comparative Example 26, since the amount of Mn was higher than the specified range, the hardenability was excessive and cracking occurred, and the test was stopped. About Comparative Example 27, since the amount of Ni was higher than the specified range, hot cracking occurred and the test was stopped.

比較例28については、Mo量が規定範囲より低いため、焼入れ性が不十分で、引張強度と靱性が低かった。比較例29については、Mo量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。比較例30については、Al量が規定範囲より低いため、脱酸効果が十分でなく、靱性値が低かった。比較例31については、Al量が規定範囲より高いため、Al酸化物の多量生成により、靱性が低かった。比較例32については、Ti量が規定範囲より低いため、アシキュラフェライト相の生成が十分でなく、靱性値が低かった。比較例33については、Ti量が規定範囲より高いため、溶接金属のTi析出物が過大となり、靱性が劣化した。比較例34については、Cr量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。比較例35については、V量が規定範囲より高いため、靱性が劣化した。比較例36については、Nb量が規定範囲より高いため、靭性が劣化した。比較例37については、B量が規定範囲より低いため、初析フェライトの成長抑制効果が十分でなく、また、数式3の値Yが規定範囲より低いため、固溶Bが生成されず、靱性値が低かった。   About Comparative Example 28, since the Mo amount was lower than the specified range, the hardenability was insufficient, and the tensile strength and toughness were low. For Comparative Example 29, the amount of Mo was higher than the specified range, so hot cracking occurred and the test was stopped. In Comparative Example 30, since the Al amount was lower than the specified range, the deoxidation effect was not sufficient and the toughness value was low. About Comparative Example 31, since the Al amount was higher than the specified range, the toughness was low due to the large amount of Al oxide generated. In Comparative Example 32, since the Ti amount was lower than the specified range, the generation of the acicular ferrite phase was not sufficient, and the toughness value was low. In Comparative Example 33, since the Ti amount was higher than the specified range, the Ti precipitate of the weld metal was excessive and the toughness was deteriorated. For Comparative Example 34, the amount of Cr was higher than the specified range, so hot cracking occurred and the test was stopped. In Comparative Example 35, the toughness deteriorated because the V amount was higher than the specified range. In Comparative Example 36, the toughness deteriorated because the Nb amount was higher than the specified range. About Comparative Example 37, since the amount of B is lower than the specified range, the effect of suppressing the growth of pro-eutectoid ferrite is not sufficient, and since the value Y of Formula 3 is lower than the specified range, solid solution B is not generated, and toughness The value was low.

比較例38については、B量が規定範囲より高いため、また、数式3の値Yが規定範囲より高いため、溶接金属の硬化により高温割れが発生し、試験を中止した。比較例39については、N量が規定範囲より高いため、靱性が劣化した。比較例40については、塩基度BLが規定範囲より高いため、スラグの融点が高く、溶接が停止したため、中止した。比較例41については、溶接フラックスの塩基度BLが規定範囲より低いため、溶接金属の酸素量が過大となり、靭性値が低かった。比較例42については、フラックス中のFeO量が規定範囲より高いため、溶接安定性が劣化し、溶接中止した。比較例43については、フラックス中のB量が規定範囲より高いため、高温割れが発生し、試験を中止した。比較例44、46については、数式3の値Yが規定範囲より高いため、固溶B量が過剰で、溶接金属の硬化により、靱性が劣化した。比較例45、47については、数式3の値Yが規定範囲より低いため、固溶Bが生成されず、これに伴い初析フェライト抑制効果が不十分となり、靱性が劣化した。比較例48、50については、数式1の値Xが規定範囲より高いため、固溶Bが生成されず、これに伴い初析フェライトの抑制効果が不十分となり、靱性が劣化した。比較例49、51については、数式1の値Xが規定範囲より低いため、溶接金属が硬化し、靱性が劣化した。 For Comparative Example 38, the amount of B was higher than the specified range, and because the value Y in Formula 3 was higher than the specified range, hot cracking occurred due to hardening of the weld metal, and the test was stopped. In Comparative Example 39, the toughness deteriorated because the N amount was higher than the specified range. About the comparative example 40, since basicity BL was higher than the regulation range, since melting | fusing point of slag was high and welding stopped, it stopped. In Comparative Example 41, since the basicity BL of the welding flux was lower than the specified range, the oxygen amount of the weld metal was excessive and the toughness value was low. About Comparative Example 42, since the amount of FeO in the flux was higher than the specified range, welding stability deteriorated and welding was stopped. Comparative Example 43, since the amount of B 2 O 3 in the flux is higher than the specified range, hot cracking occurred, the test was stopped. In Comparative Examples 44 and 46, since the value Y in Formula 3 was higher than the specified range, the amount of solute B was excessive, and the toughness deteriorated due to the hardening of the weld metal. In Comparative Examples 45 and 47, since the value Y in Formula 3 was lower than the specified range, solid solution B was not generated, and accordingly, the effect of suppressing pro-eutectoid ferrite became insufficient and the toughness deteriorated. In Comparative Examples 48 and 50, since the value X in Formula 1 was higher than the specified range, the solid solution B was not generated, and accordingly, the effect of suppressing pro-eutectoid ferrite became insufficient and the toughness deteriorated. In Comparative Examples 49 and 51, since the value X in Formula 1 was lower than the specified range, the weld metal was hardened and the toughness deteriorated.

図3は横軸にワイヤ中のB含有量をとり、縦軸に塩基度をとって、靭性値が良好な範囲を○で示すグラフ図である。また、図4は横軸にワイヤ中のB含有量をとり、縦軸にフラックス中のB含有量をとって、靭性値が良好な範囲を○で示すグラフ図である。靭性値が良好であることを示す○は、表5において、採取位置3ヶ所全てで靭性値が100J以上の場合のものを抽出してプロットしたものであり、靭性値が低いことを示す×は、表5において、採取位置3ヶ所のうち、1つでも靭性値が100Jを満足しない場合を抽出してプロットしたものである。図3に示すように、塩基度BL及び数式3の値Yが、請求項1を満足する場合に、高靭性値が得られる。また、図4に示すように、数式1の値Xが、請求項1を満足する場合に、高靭性値が得られる。 FIG. 3 is a graph showing the range in which the toughness value is good with ◯, with the B content in the wire on the horizontal axis and the basicity on the vertical axis. FIG. 4 is a graph showing the range in which the toughness value is good with ◯, where the horizontal axis represents the B content in the wire and the vertical axis represents the B 2 O 3 content in the flux. In Table 5, ○ indicates that the toughness value is good. In Table 5, the case where the toughness value is 100 J or more is extracted and plotted at all three sampling positions, and x indicates that the toughness value is low. In Table 5, the case where the toughness value does not satisfy 100J among the three sampling positions is extracted and plotted. As shown in FIG. 3, a high toughness value is obtained when the basicity BL and the value Y of Formula 3 satisfy claim 1. Moreover, as shown in FIG. 4, when the value X of Formula 1 satisfies Claim 1, a high toughness value is obtained.

溶接試験における継手形状を示す図である。It is a figure which shows the joint shape in a welding test. 試験片の採取位置を示す図である。It is a figure which shows the sampling position of a test piece. ワイヤ中のB含有量及び塩基度と吸収エネルギーとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between B content in a wire, basicity, and absorbed energy. ワイヤ中のB含有量及びフラックス中のB含有量と吸収エネルギーとの関係を示すグラフ図である。Is a graph showing the relationship between the B content in the wire and B 2 O 3 content in the flux and the absorbed energy.

符号の説明Explanation of symbols

a:スキンプレート、b:ダイアフラム、c:側板、d:引張試験片、e:シャルピー衝撃試験片 a: skin plate, b: diaphragm, c: side plate, d: tensile test piece, e: Charpy impact test piece

Claims (3)

鋼板をエレクトロスラグ溶接するエレクトロスラグ溶接方法において、ワイヤ全質量当たり、C:0.02乃至0.25質量%、Si:0.05乃至1.80質量%、Mn:0.50乃至3.50質量%、Ni:3.00質量%以下、Mo:0.05乃至2.00質量%、Al:0.005乃至0.080質量%、Ti:0.05乃至0.35質量%、B:0.003乃至0.018質量%、Cr:0.30質量%以下、V:0.030質量%以下、Nb:0.030質量%以下、N:0.012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溶接ワイヤと、
フラックス全質量当たり,SiO:25乃至50質量%、CaO:5乃至25質量%、Al:15質量%以下、CaF:20質量%以下、MgO:16質量%以下、MnO:25質量%以下、TiO:10質量%以下、FeO:4.5質量%以下、B:1.5質量%以下を含有する溶接フラックスと、
を使用して溶接すると共に、
前記溶接ワイヤ中のB含有量を[ワイヤ中のBの質量%]、前記溶接フラックス中のB含有量を[フラックス中のBの質量%]としたとき、下記数式(1)の値Xが0.122乃至1.022であり、
前記溶接フラックスはSiO含有量(質量%)を[SiO]、CaO含有量(質量%)を[CaO]、Al含有量(質量%)を[Al]、CaF含有量(質量%)を[CaF]、MgO含有量(質量%)を[MgO]、MnO含有量(質量%)を[MnO]、TiO含有量(質量%)を[TiO]、FeO含有量(質量%)を[FeO]、B含有量(質量%)を[B]としたとき、下記数式(2)で表される塩基度BLが0.5乃至1.5を満たし、
前記溶接ワイヤ中のB含有量と前記溶接フラックスの塩基度BLとにより求まる下記数式(3)の値Yが9.8乃至20.8であることを特徴とする溶接金属部の靱性が優れたエレクトロスラグ溶接方法。
X=128×[ワイヤ中のBの質量%]−[フラックス中のBの質量%]
・・・(1)
Figure 0004954123
・・・(2)
Y=1000×[ワイヤ中のBの質量%]+5.1×BL ・・・(3)
In the electroslag welding method of electroslag welding a steel plate, C: 0.02 to 0.25% by mass, Si: 0.05 to 1.80% by mass, Mn: 0.50 to 3.50 per total mass of the wire. Mass%, Ni: 3.00 mass% or less, Mo: 0.05 to 2.00 mass%, Al: 0.005 to 0.080 mass%, Ti: 0.05 to 0.35 mass%, B: 0.003 to 0.018 mass%, Cr: 0.30 mass% or less, V: 0.030 mass% or less, Nb: 0.030 mass% or less, N: 0.012 mass% or less, the balance A welding wire consisting of Fe and inevitable impurities;
Per total mass of flux, SiO 2 : 25 to 50% by mass, CaO: 5 to 25% by mass, Al 2 O 3 : 15% by mass or less, CaF 2 : 20% by mass or less, MgO: 16% by mass or less, MnO: 25 A welding flux containing: mass% or less, TiO 2 : 10 mass% or less, FeO: 4.5 mass% or less, B 2 O 3 : 1.5 mass% or less,
Welding using
When the B content in the welding wire is [mass% of B in the wire] and the B 2 O 3 content in the welding flux is [mass% of B 2 O 3 in the flux], the following formula ( The value X of 1) is 0.122 to 1.022;
The welding flux has a SiO 2 content (mass%) of [SiO 2 ], a CaO content (mass%) of [CaO], an Al 2 O 3 content (mass%) of [Al 2 O 3 ], and CaF 2. Content (mass%) is [CaF 2 ], MgO content (mass%) is [MgO], MnO content (mass%) is [MnO], TiO 2 content (mass%) is [TiO 2 ], When the FeO content (% by mass) is [FeO] and the B 2 O 3 content (% by mass) is [B 2 O 3 ], the basicity BL represented by the following formula (2) is 0.5 to 0.5. 1.5
The toughness of the weld metal part is excellent in that the value Y of the following mathematical formula (3) obtained by the B content in the welding wire and the basicity BL of the welding flux is 9.8 to 20.8. Electroslag welding method.
X = 128 × [mass% of B in wire] − [mass% of B 2 O 3 in flux]
... (1)
Figure 0004954123
... (2)
Y = 1000 × [mass% of B in the wire] + 5.1 × BL (3)
前記溶接ワイヤのNiの含有量は、ワイヤ全質量当たり、Ni:0.50乃至3.00質量%であることを特徴とする請求項1に記載の溶接金属部の靱性が優れたエレクトロスラグ溶接方法。 2. The electroslag welding with excellent toughness of the weld metal part according to claim 1, wherein the Ni content of the welding wire is Ni: 0.50 to 3.00 mass% per the total mass of the wire. Method. 前記溶接ワイヤのNiの含有量は、ワイヤ全質量当たり、Ni:0.50乃至2.00質量%であることを特徴とする請求項2に記載の溶接金属部の靱性が優れたエレクトロスラグ溶接方法。 The electroslag welding with excellent toughness of the weld metal part according to claim 2, wherein the Ni content of the welding wire is Ni: 0.50 to 2.00% by mass with respect to the total mass of the wire. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4954122B2 (en) * 2008-02-28 2012-06-13 Jfeスチール株式会社 Large heat input electroslag welding method
JP4958872B2 (en) * 2008-10-03 2012-06-20 Jfeスチール株式会社 Large heat input electroslag welding method
JP2011224612A (en) * 2010-04-19 2011-11-10 Jfe Steel Corp Electroslag welded joint with excellent toughness
CN102218622B (en) * 2011-06-03 2013-09-11 甘肃省机械科学研究院 High-manganese steel surfacing solid-core welding wire and manufacturing method thereof
CN104759787A (en) * 2015-03-25 2015-07-08 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 Sintered flux for nickel-based strip electrode electroslag surfacing and manufacturing method of sintered flux
JP7294979B2 (en) * 2019-10-08 2023-06-20 株式会社神戸製鋼所 Welding material, weld metal and electroslag welding method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4989644A (en) * 1972-12-27 1974-08-27
JPS5424701B2 (en) * 1974-04-05 1979-08-23
JPS52110247A (en) * 1976-03-15 1977-09-16 Kawasaki Steel Co Fluxes for electroslag welding
JPS5370006A (en) * 1976-12-02 1978-06-22 Kobe Steel Ltd Flux for electro-slag refining or welding
JPS5397947A (en) * 1977-02-08 1978-08-26 Kawasaki Steel Co Melt flux for submerged arc welding
JPS57109593A (en) * 1980-12-26 1982-07-08 Kawasaki Steel Corp Fused flux for submerged arc welding
JP3891039B2 (en) * 2002-05-27 2007-03-07 Jfeスチール株式会社 High heat input electroslag welding wire
JP3707554B2 (en) * 2002-07-31 2005-10-19 株式会社神戸製鋼所 Steel wire for electroslag welding
JP2005324239A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd Wire for electro-slag welding
JP4954122B2 (en) * 2008-02-28 2012-06-13 Jfeスチール株式会社 Large heat input electroslag welding method
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