JP5909143B2 - MAG welding method for hot rolled steel sheet and MIG welding method for hot rolled steel sheet - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の足回り、フレーム部品等の優れた疲労強度が要求される部品に用いられる熱延鋼板を溶接してなる疲労強度に優れた溶接継手を作製するための熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法、並びに熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a MAG of a hot-rolled steel sheet for producing a welded joint having excellent fatigue strength by welding a hot-rolled steel sheet used for parts requiring excellent fatigue strength, such as automobile undercarriages and frame parts. The present invention relates to a welding method and a MIG welding method of a hot-rolled steel sheet.
近年、自動車部品に供される熱延鋼板は衝突安全性と燃費改善を実現するため、高強度化が進められている。自動車の足回り部品やフレーム部品等でも高強度化が進められているが、部品の軽量化のためには、静的強度とともに疲労強度の改善が必要とされている。 In recent years, hot-rolled steel sheets used for automobile parts have been increased in strength in order to achieve collision safety and improved fuel efficiency. The strength of automobile undercarriage parts and frame parts has been increased, but in order to reduce the weight of parts, it is necessary to improve the fatigue strength as well as the static strength.
また、熱延鋼板を加工した自動車部品は、車体や他の部材等に溶接により接合することで使用されることも多く、このような場合、溶接熱影響部（以下、ＨＡＺともいう。）は母材よりも疲労強度が低下することが知られている。そのため、自動車部品を溶接接合して用いる場合は、単に母材の疲労特性を改善するだけでは不十分で、ＨＡＺの疲労特性をも改善することが重要となる。 In addition, automobile parts obtained by processing hot-rolled steel sheets are often used by being joined to the vehicle body or other members by welding. In such a case, a weld heat affected zone (hereinafter also referred to as HAZ) is used. It is known that the fatigue strength is lower than that of the base material. Therefore, when using automobile parts by welding, it is not sufficient to simply improve the fatigue characteristics of the base material, and it is important to improve the HAZ fatigue characteristics.
以上のような背景もあり、熱延鋼板自体の疲労強度の向上を図る提案に加えて、熱延鋼板を溶接してなる溶接継手、すなわち、ＨＡＺの疲労強度の向上を図る技術も、従来から種々提案されている。 Against the background described above, in addition to the proposal for improving the fatigue strength of the hot-rolled steel sheet itself, a technique for improving the fatigue strength of a welded joint obtained by welding the hot-rolled steel sheet, that is, HAZ, has also been conventionally used. Various proposals have been made.
例えば、特許文献１により、溶接ワイヤの成分組成を限定することで、溶接金属のマルテンサイト変態点を低下させて、圧縮応力を付与させ、溶接継手の疲労強度を向上させようという技術が提案されている。しかしながら、この技術は、圧縮の残留応力を付与させるのみで、溶接継手の疲労特性の向上を図ろうとした技術であって、部品の形状の乱れなど僅かな変化によって、応力状態が変化した場合、疲労強度が劣化してしまうという問題がある。 For example, Patent Document 1 proposes a technique for reducing the martensitic transformation point of a weld metal, applying compressive stress, and improving the fatigue strength of a welded joint by limiting the component composition of the welding wire. ing. However, this technique is a technique that aims to improve the fatigue characteristics of the welded joint only by applying a compressive residual stress, and when the stress state changes due to slight changes such as disorder of the shape of the part, There is a problem that fatigue strength deteriorates.
また、特許文献２や特許文献３に記載された技術は、溶融線から溶接金属側に１ｍｍの範囲において測定されたビッカース硬さの平均値と、溶融線から溶接熱影響部側に１ｍｍの範囲において測定された最高硬度の差を、適切な値に管理することで、疲労強度の優れた溶接継手を得ようという技術である。しかしながら、これらの技術は、引張強度が５８０ＭＰａまでの熱延鋼板相互をアーク溶接により接合してなる溶接継手の疲労強度の向上を図ったもので、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互をアーク溶接により接合してなる溶接継手の疲労強度の向上には適用できる技術ではない。 In addition, the techniques described in Patent Document 2 and Patent Document 3 include an average value of Vickers hardness measured in a range of 1 mm from the melt line to the weld metal side, and a range of 1 mm from the melt line to the weld heat affected zone side. This is a technique for obtaining a welded joint having excellent fatigue strength by managing the difference in the maximum hardness measured in step 1 to an appropriate value. However, these technologies are intended to improve the fatigue strength of welded joints formed by joining hot-rolled steel sheets having a tensile strength of up to 580 MPa by arc welding. This technique is not applicable to improving the fatigue strength of welded joints joined by welding.
また、特許文献４によって、フラックス中にグラファイトを、ワイヤ全質量あたり０．１６〜２．００質量％、鉄粉を２０質量％以上含有させたフラックス入りワイヤを、純Ａｒガスを用いてＭＩＧ溶接することで、高い静的引張強度と疲労強度を有する溶接継手を得ることができるとした技術が提案されている。しかしながら、この特許文献４記載の技術も、対象とする母材の引張強度は４９０ＭＰａ以上と必ずしも高いレベルではなく、また、得られる疲労強度についても更なる改善が望まれるレベルの技術にすぎない。 Further, according to Patent Document 4, a flux-cored wire containing 0.16 to 2.00% by mass of graphite and 20% by mass or more of iron powder per total mass of the wire in the flux is subjected to MIG welding using pure Ar gas. Thus, a technique has been proposed in which a welded joint having high static tensile strength and fatigue strength can be obtained. However, the technique described in Patent Document 4 is also not a technique at which the tensile strength of the target base material is 490 MPa or higher and is not necessarily at a high level. Further, the obtained fatigue strength is only a technique at which further improvement is desired.
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を溶接した溶接継手を作製するための熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法、並びに熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. MAG welding of hot-rolled steel sheets for producing a welded joint in which hot-rolled steel sheets having a plate thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more are welded together. It is an object of the present invention to provide a method and a MIG welding method for hot-rolled steel sheets.
請求項１記載の発明は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１０％、Ｖ：０．０００５〜０．１０％を含有すると共に、Ｔｉおよび／またはＮｂを、合計で０．０２〜０．２０％含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、［Ｃ］−１２×（［Ｖ］／５１＋［Ｔｉ］／４８＋［Ｎｂ］／９３）＞０．０３を満足し、また、全組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、更には、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在し、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、ＪＩＳ Ｚ ３３１２記載のＧ５７、Ｇ５９、Ｇ６０、Ｇ７８のいずれかに該当するソリッドワイヤを用いてＭＡＧ溶接することで、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置が、前記溶融線から母材側に０．３ｍｍ以上離れていると共に、前記最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ ２ 以上存在し、更には、溶接金属の組織中のフェライト分率が、面積率で３０％以下である溶接継手を作製することを特徴とする熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法である。
但し、上式で［ ］は各元素の含有量（質量％）である。
Invention of Claim 1 is the mass%, C: 0.05-0.20%, Si: 2.0% or less, Mn: 1.0-2.5%, Al: 0.001-0. 10%, V: 0.0005 to 0.10% and Ti and / or Nb in total 0.02 to 0.20%, the balance being Fe and inevitable impurities [C -12 × ([V] / 51 + [Ti] / 48 + [Nb] / 93)> 0.03, and the ferrite fraction in the entire structure is 50 to 90% in terms of area ratio, The balance is martensite and / or bainite. Further, the ferrite has a particle size of 10 nm or less, and 10 precipitates / μm 2 or more containing V, Ti, and / or Nb. Between the hot-rolled steel sheets with a thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more. JIS Z 3312 according G57, G59, G60, by MAG welding using a solid wire for any of the G78, at a depth of 0.1mm from the surface of the weld toe, and the base material from the fusion line In the position on the side, the position indicating the minimum value of the hardness when the hardness of the material is measured every 0.05 mm is apart from the melting line to the base material side by 0.3 mm or more, and the minimum value The ferrite fraction in the structure between the measurement position and the base metal side of 0.05 mm is 50 to 90% in terms of area ratio, the balance is martensite and / or bainite, and the ferrite contains grains. There are 10 / μm 2 or more of precipitates having a diameter of 10 nm or less and containing V and Ti and / or Nb . Further, the ferrite fraction in the structure of the weld metal has an area ratio of 30. % Or less A MAG welding method the hot-rolled steel sheet, characterized in that to produce the welded joint.
However, in the above formula, [] is the content (% by mass) of each element.
請求項２記載の発明は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１０％、Ｖ：０．０００５〜０．１０％を含有すると共に、Ｔｉおよび／またはＮｂを、合計で０．０２〜０．２０％含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、［Ｃ］−１２×（［Ｖ］／５１＋［Ｔｉ］／４８＋［Ｎｂ］／９３）＞０．０３を満足し、全組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、更には、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在し、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、フラックス中に、鉄粉をフラックス全質量あたり２０質量％以上含有するフラックス入りワイヤを用いると共に、ＪＩＳ Ｋ １１０５の１級または２級の純Ａｒをシールドガスとして用いて、溶接機の電流・電圧波形をパルス波形とした状態でＭＩＧ溶接することで、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置が、前記溶融線から母材側に０．３ｍｍ以上離れていると共に、前記最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ ２ 以上存在し、更には、溶接金属の組織中のフェライト分率が、面積率で３０％以下である溶接継手を作製することを特徴とする熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法である。
但し、上式で［ ］は各元素の含有量（質量％）である。
Invention of Claim 2 is the mass%, C: 0.05-0.20%, Si: 2.0% or less, Mn: 1.0-2.5%, Al: 0.001-0. 10%, V: 0.0005 to 0.10% and Ti and / or Nb in total 0.02 to 0.20%, the balance being Fe and inevitable impurities [C -12 × ([V] / 51 + [Ti] / 48 + [Nb] / 93)> 0.03, the ferrite fraction in the entire structure is 50 to 90% in terms of area ratio, and the balance is It is martensite and / or bainite, and further, the ferrite has a particle size of 10 nm or less, and precipitates containing V and Ti and / or Nb are present at 10 pieces / μm 2 or more. The hot-rolled steel sheets having a thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more are In addition to using a flux-cored wire containing 20% by mass or more of iron powder in the total mass of the flux, and using JIS K 1105 grade 1 or grade 2 pure Ar as the shielding gas, the current and voltage waveforms of the welding machine By making MIG welding in a state of a pulse waveform, at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at a position on the base metal side from the melt line, the hardness of the material is increased every 0.05 mm. The position showing the minimum hardness value when measured is 0.3 mm or more away from the melt line to the base metal side, and in the structure between the measurement position showing the minimum value and the base metal side 0.05 mm The ferrite fraction is 50 to 90% in terms of area ratio, the balance is martensite and / or bainite, the ferrite has a particle size of 10 nm or less, and V, Ti and / or heat precipitates containing b is present 10 / [mu] m 2 or more, and still more, the ferrite fraction in the tissue of the weld metal, characterized in that to produce a weld joint at an area ratio is 30% or less This is a MIG welding method for rolled steel sheets.
However, in the above formula, [] is the content (% by mass) of each element.
本発明の熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法によると、２５０ＭＰａ以上の優れた疲労強度を有する溶接継手を、ＭＡＧ溶接により作製することができる。 According to the MAG welding method for hot-rolled steel sheets of the present invention , a welded joint having excellent fatigue strength of 250 MPa or more can be produced by MAG welding.
また、本発明の熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法によると、２５０ＭＰａ以上の優れた疲労強度を有する溶接継手を、ＭＩＧ溶接により作製することができる。 Moreover, according to the MIG welding method of the hot-rolled steel sheet of the present invention, a welded joint having excellent fatigue strength of 250 MPa or more can be produced by MIG welding.
本発明者らは、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互をアーク溶接により接合してなる溶接継手の疲労特性を向上させるために、鋭意、実験、研究を進めた。その結果、溶接止端部付近から母材側に０．３ｍｍ以上離れたＨＡＺ焼戻し部の強度を、ＨＡＺの他の部位より低くして破壊領域とした上で、ＨＡＺ焼戻し部をフェライト主体の組織とすると共に、そのフェライト中にＶ，Ｎｂ、Ｔｉなどを含有する微細な析出物を所定量以上存在させ、更に、溶接金属の組織のフェライト率を一定値以下とすることで、母材の疲労特性のみならず、ＨＡＺの疲労特性においても２５０ＭＰａ以上の優れた疲労強度を実現できることを見出し、本発明の完成に至った。 In order to improve the fatigue characteristics of a welded joint obtained by joining, by arc welding, hot-rolled steel sheets having a thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more, the present inventors have advanced earnestly, experiments, and researches. . As a result, the strength of the HAZ tempered part separated by 0.3 mm or more from the vicinity of the weld toe to the base metal side is made lower than the other part of the HAZ to be a fracture region, and the HAZ tempered part is a structure mainly composed of ferrite In addition, a predetermined amount or more of fine precipitates containing V, Nb, Ti and the like are present in the ferrite, and further, the ferrite ratio of the weld metal structure is set to a certain value or less, thereby reducing the fatigue of the base metal. It was found that excellent fatigue strength of 250 MPa or more can be realized not only in the characteristics but also in the fatigue characteristics of HAZ, and the present invention has been completed.
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments.
＜溶接継手＞
本発明に係る溶接継手においては、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．１ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置と、その最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織形態、更には、溶接金属の組織形態について規定する。
<Welded joint>
In the welded joint according to the present invention, when the hardness of the material is measured at intervals of 0.1 mm at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at a position on the base metal side from the melt line. The position indicating the minimum value of hardness, the structure form between the measurement position indicating the minimum value and the base metal side of 0.05 mm, and the structure form of the weld metal are defined.
（溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置）
図１に、二枚の熱延鋼板２ａ，２ａ相互を、アーク溶接（重ねすみ肉溶接）により接合した場合の溶接継手１を示す。溶接継手１は、その中心の溶接金属３と、溶接金属３の周辺で溶接時にアークによる熱の影響を受けた熱影響部（ＨＡＺ）４と、更に両側の二枚の熱延鋼板２ａ，２ａで構成された母材２，２より構成される。更に、ＨＡＺ４は三層に分けることができ、溶接金属３に近い側から、ＨＡＺ粗大粒部４ａ、ＨＡＺ細粒部４ｂ、ＨＡＺ焼戻し部４ｃとなっている。
(Position indicating the minimum hardness value when the hardness of the material is measured at intervals of 0.05 mm at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at the base metal side position from the melt line )
FIG. 1 shows a welded joint 1 when two hot-rolled steel plates 2a and 2a are joined to each other by arc welding (lap fillet welding). The welded joint 1 includes a weld metal 3 at its center, a heat affected zone (HAZ) 4 that is affected by the heat of the arc around the weld metal 3, and two hot-rolled steel plates 2a and 2a on both sides. It is comprised from the base materials 2 and 2 comprised by these. Furthermore, the HAZ 4 can be divided into three layers, and from the side close to the weld metal 3, there are a HAZ coarse grain part 4a, a HAZ fine grain part 4b, and a HAZ tempered part 4c.
また、図２に示すように、溶接止端部５の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ、溶融線（溶接ボンドともいう。）６から母材２側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置が、溶融線６から母材２側に０．３ｍｍ以上離れている。 Further, as shown in FIG. 2, at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe 5 and at a position on the base material 2 side from the melt line (also referred to as a weld bond) 0.05 mm, The position showing the minimum value of the hardness when the hardness of the material is measured every time is 0.3 mm or more away from the melting line 6 toward the base material 2 side.
この素材の硬さが最小値を示す具体的な位置は、ＨＡＺ焼戻し部４ｃである。このように、溶接止端部５付近から離れたＨＡＺ焼戻し部４ｃの強度を、ＨＡＺ４の他の部位（ＨＡＺ粗大粒部４ａ、ＨＡＺ細粒部４ｂ）より低くして破壊領域とすることで、ＨＡＺ粗大粒部４ａやＨＡＺ細粒部４ｂにかかる応力を小さくし、これらの部位で破壊が起こらないようにする。 The specific position where the hardness of this material shows the minimum value is the HAZ tempered portion 4c. Thus, by making the strength of the HAZ tempered portion 4c away from the vicinity of the weld toe portion 5 lower than other portions of the HAZ 4 (HAZ coarse grain portion 4a, HAZ fine grain portion 4b), a fracture region is obtained. The stress applied to the HAZ coarse grain part 4a and the HAZ fine grain part 4b is reduced so that no breakage occurs at these parts.
（素材の硬さが最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織）
この素材の硬さが最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間における組織は、フェライト組織を主体とする。フェライトは転位密度が低いため、実質的に歪が発生する領域の組織として適した組織である。具体的には、素材の硬さが最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織のフェライト分率を、面積率で５０〜９０％とする。フェライト分率が５０％未満であると、転位密度が高い残部のマルテンサイトやベイナイトにまで歪がかかってしまう。そうなると、マルテンサイトやベイナイトで転位の整理による加工軟化が発生して、結果的に溶接継手の疲労特性が低下してしまうことになる。好ましいフェライト分率は６０〜８５％、より好ましいフェライト分率は６５〜８０％である。また、フェライト分率を確保しつつ、高強度を得るためには、残部をマルテンサイトおよび／またはベイナイトとする必要がある。
(Structure between the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value and 0.05 mm from the base material side)
The structure between the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value and the base material side of 0.05 mm is mainly composed of a ferrite structure. Since ferrite has a low dislocation density, it is a structure suitable as a structure in a region where strain is substantially generated. Specifically, the ferrite fraction of the structure between the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value and the base material side of 0.05 mm is 50 to 90% in terms of area ratio. If the ferrite fraction is less than 50%, the remaining martensite and bainite having a high dislocation density are strained. If it becomes so, the work softening by arrangement | positioning of a dislocation will generate | occur | produce in a martensite and a bainite, and the fatigue characteristic of a welded joint will fall as a result. A preferable ferrite fraction is 60 to 85%, and a more preferable ferrite fraction is 65 to 80%. Further, in order to obtain high strength while securing the ferrite fraction, the balance needs to be martensite and / or bainite.
（フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が１０個／μｍ２以上存在）
フェライト中に、硬質な析出物である、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂの炭化物もしくは炭窒化物を存在させることで、変形を受け持つフェライトに導入される転位の再整理を防止し、繰り返し応力付与時の加工硬化を促進することができる。その結果、溶接継手の疲労特性を高めることができる。
(The ferrite has a particle size of 10 nm or less and 10 precipitates containing V and Ti and / or Nb / μm 2 or more)
The presence of V and Ti and / or Nb carbides or carbonitrides, which are hard precipitates, in the ferrite prevents rearrangement of dislocations introduced into the ferrite responsible for deformation, and repeatedly applies stress. Time work hardening can be promoted. As a result, the fatigue characteristics of the welded joint can be enhanced.
但し、析出物が粗大な場合は、それに伴い析出物の個数が少なくなり、析出物の粒子間距離が大きくなることで、転位に対する障害にならなくなるため、溶接継手の疲労特性が劣化してしまう。一方、微細な析出物が多く存在する場合は、疲労特性の向上効果を得ることができるが、析出物の粒径が転位にカッティングされる程度の非常に小さなサイズでは、溶接継手が繰り返し応力を受ける過程で析出物が消失してしまう可能性が考えられるため、好ましくはない。 However, when the precipitates are coarse, the number of precipitates decreases accordingly, and the distance between the particles of the precipitates increases, so that it does not become an obstacle to dislocations, so the fatigue characteristics of the welded joint deteriorate. . On the other hand, when there are many fine precipitates, an effect of improving fatigue characteristics can be obtained, but at a very small size such that the particle size of the precipitates is cut by dislocations, the weld joint repeatedly undergoes stress. It is not preferable because the deposit may disappear during the process.
よって、フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在することを条件とした。また、フェライト中に、粒径が２〜８ｎｍで、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、２０個／μｍ２以上存在することが好ましく、フェライト中に、粒径が４〜６ｎｍで、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、５０個／μｍ２以上存在することがより好ましい。 Therefore, the condition is that the ferrite has a particle size of 10 nm or less and precipitates containing V and Ti and / or Nb of 10 particles / μm 2 or more. In addition, it is preferable that the ferrite has a particle size of 2 to 8 nm, and precipitates containing V and Ti and / or Nb are present in an amount of 20 pieces / μm 2 or more. More preferably, the number of precipitates containing 4 and 6 nm and containing V and Ti and / or Nb is 50 / μm 2 or more.
（溶接金属の組織のフェライト分率が面積率で３０％以下）
溶接金属の組織として強度が低いフェライトが多く存在すると、溶接金属全体の強度が高くても溶接金属中のフェライトが降伏して、疲労破壊するサイトになってしまう。そのため、溶接金属の組織のフェライト分率はなるべく低い方が好ましい。具体的には、溶接金属の組織のフェライト分率を、面積率で３０％以下とする。
(The ferrite fraction of the weld metal structure is 30% or less in terms of area ratio)
If there are many ferrites having low strength as the structure of the weld metal, the ferrite in the weld metal yields and becomes a site where fatigue fracture occurs even if the strength of the entire weld metal is high. Therefore, the ferrite fraction of the weld metal structure is preferably as low as possible. Specifically, the ferrite fraction of the weld metal structure is set to 30% or less in terms of area ratio.
・溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置の素材の硬さ、フェライト分率、フェライト中に存在する析出物の数密度の各測定方法
ここで、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置の素材の硬さ、素材の硬さが最小値を示す領域並びに溶接金属の組織中のフェライト分率、フェライト中に存在する粒径が１０ｎｍ以下で、且つＶ、Ｎｂ、Ｔｉの１種または２種以上を含有する析出物の数密度の各測定方法について説明する。
-Each measuring method of the hardness of the material at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and the position of the base metal side from the melting line, the ferrite fraction, the number density of precipitates present in the ferrite, The hardness of the material at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and on the base metal side from the melting line, the area where the hardness of the material shows the minimum value, and the ferrite fraction in the structure of the weld metal Each method for measuring the number density of precipitates having a particle size present in ferrite of 10 nm or less and containing one or more of V, Nb, and Ti will be described.
溶接止端部の表面から１００μｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置の素材の硬さについては、図２に示すように、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側へ、母材表面と平行に引いた仮想線上に沿って０．０５ｍｍ間隔（×で示す）にビッカース硬さ（荷重０．１ｋｇ）を室温で測定し、素材の硬さが最小となる領域を求めた。 About the hardness of the raw material at a depth of 100 μm from the surface of the weld toe and on the base metal side from the melting line, a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe as shown in FIG. The Vickers hardness (load 0.1 kg) is measured at room temperature at 0.05 mm intervals (indicated by x) along a virtual line drawn parallel to the surface of the base material from the melt line to the base material side, and the material An area where the hardness of the film was minimized was obtained.
尚、ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に記載のビッカース硬さ試験方法により測定した。 The Vickers hardness was measured by the Vickers hardness test method described in JIS Z 2244.
素材の硬さが最小値を示す領域並びに溶接金属の組織中のフェライト分率（面積率）については、各供試材をナイタール腐食し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；倍率１０００倍）により該当部位を５視野撮影し、フェライト、（ベイナイト、パーライト、および、マルテンサイト＋残留オーステナイト）の比率を点算法で求めた。 Regarding the area where the hardness of the material shows the minimum value and the ferrite fraction (area ratio) in the structure of the weld metal, each specimen is corroded with nital, and the corresponding part is measured by a scanning electron microscope (SEM; magnification 1000 times). 5 fields of view were taken, and the ratio of ferrite (bainite, pearlite, and martensite + residual austenite) was determined by a point calculation method.
フェライト中に存在する析出物の粒径については、抽出レプリカ法により析出物を抽出し、フェライト領域を透過形電子顕微鏡にて、倍率×１５００００で１μｍ×１μｍの領域を観察及び撮影し、その中に観察されたＶ、Ｎｂ、Ｔｉの１種または２種以上を含有する析出物（円相当直径で２ｎｍ以上）を画像解析して各粒子の面積を求め、その面積から円相当直径を求めて析出物の粒径とした。その上で、該当する粒径の析出物を抽出し、その個数を数えることでフェライト中に存在する析出物の数密度とした。 Regarding the particle size of the precipitates present in the ferrite, the precipitates were extracted by the extraction replica method, and the ferrite region was observed and photographed with a transmission electron microscope at a magnification of 150,000 × 1 μm × 1 μm. The precipitates containing one or more of V, Nb, and Ti observed in (1 or more in terms of equivalent circle diameter) are image-analyzed to determine the area of each particle, and the equivalent circle diameter is determined from the area. It was set as the particle size of the deposit. Then, precipitates having a corresponding particle diameter were extracted, and the number thereof was counted to obtain the number density of precipitates existing in the ferrite.
尚、析出物が、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有するか否かについては、ＦＥ−ＴＥＭで観察した析出物のうち、代表的なものを５個選別し、それをＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）にて定量分析を行い、∨、Ｎｂ、Ｔｉの３元素の比を求め、５個の元素濃度の平均値が２％以上となる場合、析出物に当該元素を含むと判断した。 Whether the precipitate contains V and Ti and / or Nb is selected from five representative precipitates observed by FE-TEM, and this is selected as EDX (energy dispersion). Type X-ray analysis), the ratio of the three elements of soot, Nb, and Ti is determined, and if the average value of the five element concentrations is 2% or more, it is determined that the precipitate contains the element. did.
また、ＭＡＧ溶接並びにＭＩＧ溶接で用いる熱延鋼板の組織中のフェライト分率、フェライト中に存在する析出物の数密度についても同様の測定方法を採用した。 Moreover, the same measuring method was employ | adopted also about the ferrite fraction in the structure | tissue of the hot rolled steel plate used by MAG welding and MIG welding, and the number density of the precipitate which exists in a ferrite.
＜熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法＞
本発明に係る溶接継手は、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互をアーク溶接により接合して作製されるが、アーク溶接としては、ＭＡＧ溶接、ＭＩＧ溶接のいずれをも採用して溶接継手を作製することができる。まず、熱延鋼板相互をＭＡＧ溶接により接合して溶接継手を作製する場合の熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法について説明する。
<MAG welding method of hot-rolled steel sheet>
The welded joint according to the present invention is manufactured by joining hot-rolled steel sheets having a plate thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more by arc welding. As arc welding, either MAG welding or MIG welding is used. Can also be used to produce welded joints. First, a MAG welding method for hot-rolled steel sheets in the case where hot-rolled steel sheets are joined together by MAG welding to produce a welded joint will be described.
本発明に係る熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法においては、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、ソリッドワイヤを用いてＭＡＧ溶接することで溶接継手を作製するが、ＭＡＧ溶接に用いる熱延鋼板の成分組成、熱延鋼板の組織形態、ＭＡＧ溶接に用いるソリッドワイヤについて、夫々規定する。 In the MAG welding method of the hot-rolled steel sheet according to the present invention, a welded joint is produced by MAG-welding hot-rolled steel sheets having a plate thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more using a solid wire. The component composition of the hot rolled steel sheet used for MAG welding, the structure of the hot rolled steel sheet, and the solid wire used for MAG welding are defined respectively.
（熱延鋼板の成分組成）
まず、熱延鋼板の成分組成について説明する。尚、単位は全て％と記載するが、質量％のことを示す。
(Component composition of hot-rolled steel sheet)
First, the component composition of a hot-rolled steel sheet will be described. All units are described as%, but indicate mass%.
・Ｃ：０．０５〜０．２０％
Ｃは強化元素であり、Ｃ量が増加するとフェライトの面積率が低下する。０．０５％未満ではＨＡＺ（細粒部）で焼入れ性が不足して、素材の硬さが最小値を示す領域が溶融線に近い位置となり、疲労強度が低下するため、疲労特性が確保できない。好ましくは、０．０６〜０．１５％である。
C: 0.05-0.20%
C is a strengthening element, and as the amount of C increases, the area ratio of ferrite decreases. If it is less than 0.05%, the hardenability is insufficient in HAZ (fine-grained portion), and the region where the hardness of the material shows the minimum value is close to the melting line, and the fatigue strength is lowered, so that fatigue characteristics cannot be secured. . Preferably, it is 0.06 to 0.15%.
・Ｓｉ：２．０％以下
Ｓｉはフェライトの固溶強化元素として継手部のＴＳの改善に寄与し、疲労特性改善にも寄与する。しかし、Ｓｉはフェライト形成元素であるため、２．０％を超えるとフェライト分率が高くなりすぎ、強度が低下する。好ましくは０．５〜１．７％である。
-Si: 2.0% or less Si is a solid solution strengthening element of ferrite and contributes to improvement of TS of the joint part, and also contributes to improvement of fatigue characteristics. However, since Si is a ferrite-forming element, if it exceeds 2.0%, the ferrite fraction becomes too high and the strength decreases. Preferably it is 0.5 to 1.7%.
・Ｍｎ：１．０〜２．５％
Ｍｎは脱酸元素として添加され、また固溶強化により強度向上に寄与する。しかし、１．０％未満であるとＨＡＺ（細粒部）の焼入れ性が不足し、硬さが低下することで、疲労特性が確保できなくなる。また、溶接金属中の焼入れ性が低下し、フェライトが形成されることで溶接金属の疲労特性が低下し、継手の疲労強度が低下する。一方、２．５％を超えると焼入れ性が高くなり過ぎフェライトの面積率が低下する。好ましくは１．２〜２．０％である。
Mn: 1.0 to 2.5%
Mn is added as a deoxidizing element and contributes to strength improvement by solid solution strengthening. However, if it is less than 1.0%, the hardenability of the HAZ (fine-grained portion) is insufficient and the hardness is lowered, so that fatigue characteristics cannot be ensured. In addition, the hardenability in the weld metal is lowered, and the ferrite is formed, whereby the fatigue characteristics of the weld metal are lowered, and the fatigue strength of the joint is lowered. On the other hand, if it exceeds 2.5%, the hardenability becomes too high and the area ratio of ferrite decreases. Preferably it is 1.2 to 2.0%.
・Ａｌ：０．００１〜０．１０％
Ａｌは固溶強化によりＴＳ−ＥＬバランスを改善する効果があり、必要に応じて添加される。しかし、下限値未満ではその効果が得られず、上限値を超えると粒界偏析し、粒界破壊を助長して疲労特性を低下させる。
-Al: 0.001-0.10%
Al has an effect of improving the TS-EL balance by solid solution strengthening, and is added as necessary. However, if it is less than the lower limit, the effect cannot be obtained, and if it exceeds the upper limit, it segregates at the grain boundary, promotes grain boundary fracture, and deteriorates fatigue characteristics.
・Ｖ：０．０００５〜０．１０％
下記のＴｉおよびＮｂと共にフェライト中に微細な炭化物を形成することで母材の疲労特性を改善する。また、ＨＡＺ（粗粒部、細粒部）において、溶接による加熱時に固溶してオーステナイト粒の微細化を抑制し、且つ、固溶Ｃ量および固溶Ｖ量を増加させることで、ＨＡＺの焼入れ性を向上させて強度を高め、ＨＡＺの疲労特性をも改善する。更に、ＨＡＺ（焼戻し部）のフェライト中にＴｉおよびＮｂと共に微細な析出物として存在することで、ＨＡＺ（焼戻し部）の疲労強度を高める。そのため、Ｖは必須の添加元素である。好ましくは０．００２〜０．０８％である。
・ V: 0.0005-0.10%
The fatigue characteristics of the base material are improved by forming fine carbides in ferrite together with the following Ti and Nb. Moreover, in HAZ (coarse grain part, fine grain part), it suppresses refinement | miniaturization of an austenite grain at the time of the heating by welding, and also increases the amount of solid solution C and solid solution V, HAZ of Improves hardenability to increase strength and also improves HAZ fatigue properties. Further, the presence of fine precipitates together with Ti and Nb in the ferrite of HAZ (tempered part) increases the fatigue strength of HAZ (tempered part). Therefore, V is an essential additive element. Preferably it is 0.002 to 0.08%.
・Ｔｉおよび／またはＮｂを、合計で０．０２〜０．２０％
ＴｉとＮｂはＶと同様、フェライト中に微細な炭化物を形成することで母材の疲労特性を改善する。また、Ｖと混合することで、ＨＡＺ（焼戻し部）の微細な炭化物の粗大化を防止し、溶接後の微細炭化物の数密度を確保する効果がある。また、ＨＡＺ（細粒域）ではγ粒をピン止めし、ＨＡＺ（細粒域）での焼入れ性低下の要因になりうるが、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物とすることで、Ｖの一部が溶解し炭化物の成長が促進されるため、細粒部のピン止め効果が小さくなり、細粒部の焼入れ性を確保できるようになる。しかし、下限値未満であると析出強化効果が不十分であり、上限値を超えて添加しても特性改善効果が得られない。ＴｉとＮｂは、上記Ｖとは異なり、個々には選択的な添加元素であり、いずれか一方、または、双方とも添加して用いる。好ましくは合計で０．０３〜０．１５％である。
-Ti and / or Nb in total 0.02 to 0.20%
Ti and Nb, like V, improve the fatigue properties of the base material by forming fine carbides in the ferrite. Moreover, mixing with V has the effect of preventing coarsening of fine carbides in HAZ (tempered part) and ensuring the number density of fine carbides after welding. In HAZ (fine-grained area), γ grains are pinned and may cause a decrease in hardenability in HAZ (fine-grained area), but the precipitate should contain V and Ti and / or Nb. Since a part of V dissolves and the growth of carbide is promoted, the pinning effect of the fine-grained portion is reduced, and the hardenability of the fine-grained portion can be secured. However, if it is less than the lower limit, the precipitation strengthening effect is insufficient, and even if the addition exceeds the upper limit, the effect of improving the characteristics cannot be obtained. Unlike V, Ti and Nb are selective additive elements, and either one or both are added and used. Preferably, it is 0.03 to 0.15% in total.
・［Ｃ］−１２×（［Ｖ］／５１＋［Ｔｉ］／４８＋［Ｎｂ］／９３）＞０．０３
この式はＶ、Ｎｂ、Ｔｉにより固定されないフリーＣ量を０．０３％超残存させることを意味する。フリーＣはＨＡＺ（粗粒部、細粒部）の焼入れ性に影響し、低いと特にＨＡＺ（細粒部）の強度が低下して疲労特性が低下する。左辺の計算値（成分パラメータという。）は０．０５％以上が好ましい。なお、式中の［ ］は各元素の含有量（質量％）を意味する。
[C] -12 × ([V] / 51 + [Ti] / 48 + [Nb] / 93)> 0.03
This equation means that the amount of free C that is not fixed by V, Nb, and Ti is left over 0.03%. Free C affects the hardenability of HAZ (coarse grain part, fine grain part), and if it is low, the strength of HAZ (fine grain part) is particularly lowered and fatigue characteristics are degraded. The calculated value (referred to as component parameter) on the left side is preferably 0.05% or more. In addition, [] in a formula means content (mass%) of each element.
ＭＡＧ溶接で用いる熱延鋼板は上記成分を基本的に含有し、残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物であり、この不可避的不純物としてはＰ、Ｓ、Ｎ、Ｏ等が含まれるが、その他、本発明の作用を損なわない範囲で、Ｃｕ：０．０１〜１．０％、Ｎｉ：０．０１〜１．０％、Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜１．０％の１種または２種以上を添加することができる。 The hot-rolled steel sheet used in MAG welding basically contains the above components, with the balance being substantially Fe and inevitable impurities, which include P, S, N, O, etc. As long as the effects of the present invention are not impaired, Cu: 0.01 to 1.0%, Ni: 0.01 to 1.0%, Cr: 0.01 to 1.0%, Mo: 0.01 to One or more of 1.0% can be added.
（熱延鋼板の組織形態）
ＭＡＧ溶接で用いる熱延鋼板は、全組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がベイナイトおよび／またはマルテンサイトであって、更には、前記フェライト中に、粒径が６ｎｍ以下で、且つＶおよび／またはＴｉを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在することを条件とするが、その理由は以下の通りである。
(Structure form of hot-rolled steel sheet)
The hot-rolled steel sheet used in MAG welding has a ferrite fraction in the entire structure of 50 to 90% in area ratio, and the balance is bainite and / or martensite. Is 6 nm or less, and there are 10 precipitates / μm 2 or more of precipitates containing V and / or Ti for the following reasons.
・フェライト：５０〜９０％、残部がベイナイト＋マルテンサイト
全組織中のフェライト分率が、面積率で５０％未満、または、ベイナイト＋マルテンサイト分率が、面積率で５０％を超えると、溶接後の硬さが最小になる焼戻し部で、フェライト分率が５０％未満もしくはベイナイト＋マルテンサイト分率が面積率で５０％超えるようになるため、継手の疲労強度が劣化する。また、フェライト分率が９０％を超えると、引張強度ＴＳが確保できない。好ましくは、フェライト分率が、面積率で６０〜８０％、ベイナイト＋マルテンサイト分率が、面積率で２０〜４０％である。尚、フェライト、ベイナイト、マルテンサイト以外の組織としては残留オーステナイト（ＭＡ）分率を、面積率で１０％未満とするのが望ましい。
Ferrite: 50 to 90%, balance is bainite + martensite When the ferrite fraction in the entire structure is less than 50% in area ratio, or when the bainite + martensite fraction exceeds 50% in area ratio, welding The fatigue strength of the joint deteriorates because the ferrite fraction is less than 50% or the bainite + martensite fraction exceeds 50% in terms of the area ratio at the tempered portion where the hardness afterwards is minimized. On the other hand, if the ferrite fraction exceeds 90%, the tensile strength TS cannot be secured. Preferably, the ferrite fraction is 60 to 80% in area ratio, and the bainite + martensite fraction is 20 to 40% in area ratio. In addition, as a structure other than ferrite, bainite, and martensite, it is desirable that the retained austenite (MA) fraction is less than 10% in terms of area ratio.
・フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が１０個／μｍ２以上存在
析出物にＶを含有させておくと共に、微細な析出物を多量にすることにより、析出物中のＶの固溶を促進することで、上記メカニズムによるＨＡＺの疲労特性の確実且つ十分な改善を実現することができる。析出物の粒径に関しては、好ましくは、粒径が５ｎｍ以下である。但し、Ｖが固溶した後にも析出強化に寄与できるだけの析出物が分散している必要があるため、数密度が多いことが好ましい。数密度に関しては、好ましくは、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が２０個／μｍ２以上存在すること、より好ましくは、粒径が５ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が２０個／μｍ２以上存在することである。
-Ferrite has a particle size of 10 nm or less, and 10 precipitates containing V and Ti and / or Nb / μm 2 or more Precipitates contain V and fine precipitates By increasing the amount of V, the solid solution of V in the precipitate is promoted, so that the fatigue characteristics of the HAZ can be reliably and sufficiently improved by the above mechanism. Regarding the particle size of the precipitate, the particle size is preferably 5 nm or less. However, since it is necessary to disperse precipitates that can contribute to precipitation strengthening even after V is dissolved, it is preferable that the number density is large. Regarding the number density, preferably, the particle diameter is 10 nm or less, and there are 20 precipitates / μm 2 or more containing V and Ti and / or Nb, more preferably the particle diameter is 5 nm or less. In addition, there are 20 precipitates / μm 2 or more containing V and Ti and / or Nb.
（ソリッドワイヤ）
ＭＡＧ溶接に用いるソリッドワイヤとしては、ＪＩＳ規格に示されるワイヤのうち、高強度仕様のワイヤを用いる必要がある。具体的には、ＪＩＳ Ｚ ３３１２記載のＧ５７、Ｇ５９、Ｇ６０、Ｇ７８のいずれかに該当するソリッドワイヤを用いてＭＡＧ溶接を行うことで、溶接金属の合金濃度を高めることができ、フェライト変態を防止できる。
(Solid wire)
As a solid wire used for MAG welding, it is necessary to use a high-strength wire among the wires shown in JIS standards. Specifically, by performing MAG welding using a solid wire corresponding to any of G57, G59, G60, and G78 described in JIS Z 3312, the alloy concentration of the weld metal can be increased, and ferrite transformation is prevented. it can.
＜熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法＞
本発明に係る熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法では、板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、フラックス入りワイヤを用いてＭＩＧ溶接することで溶接継手を作製する。この熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法においては、ＭＩＧ溶接に用いる熱延鋼板の成分組成、熱延鋼板の組織形態、ＭＩＧ溶接に用いるフラックス入りワイヤ、ＭＩＧ溶接に用いるシ−ルドガス、ＭＩＧ溶接に用いる溶接機の電流・電圧波形について、夫々規定する。但し、熱延鋼板の成分組成と熱延鋼板の組織形態については、前述したＭＡＧ溶接の場合と同様であるので、その説明を省略する。
<MIG welding method for hot-rolled steel sheet>
In the MIG welding method for hot-rolled steel sheets according to the present invention, a welded joint is prepared by MIG welding hot-rolled steel sheets having a plate thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more using a flux-cored wire. In this MIG welding method for hot-rolled steel sheet, the composition of the hot-rolled steel sheet used for MIG welding, the microstructure of the hot-rolled steel sheet, the flux-cored wire used for MIG welding, the shield gas used for MIG welding, and the welding used for MIG welding. The current and voltage waveforms of the machine are specified respectively. However, the component composition of the hot-rolled steel sheet and the structure form of the hot-rolled steel sheet are the same as in the case of the MAG welding described above, and thus the description thereof is omitted.
（フラックス入りワイヤ）
溶接金属の焼入れ性を高めるためには、Ｃ、Ｍｎ等の焼入れ性を向上させる元素を溶接金属中に十分に入れる必要があるが、ＭＡＧ溶接に用いられる一般的な溶接ワイヤ（ソリッドワイヤ）では、ワイヤ中に入れることができるＣ、Ｍｎ量が限定的になる。また、ＭＡＧ溶接を行うと、溶接金属中に酸素が導入され、易酸化性元素であるＣ、Ｍｎ等の焼入れ性向上元素の溶接金属中の歩留りが低くなる。その結果、溶接金属中に導入できるＣ、Ｍｎ量が低くなり、フェライトの形成を完全に防止するのが困難となる。
(Flux-cored wire)
In order to improve the hardenability of the weld metal, it is necessary to sufficiently add elements that improve the hardenability such as C and Mn into the weld metal. However, in general welding wires (solid wires) used for MAG welding. The amount of C and Mn that can be put in the wire is limited. Further, when MAG welding is performed, oxygen is introduced into the weld metal, and the yield in the weld metal of the hardenability improving elements such as C and Mn, which are easily oxidizable elements, is lowered. As a result, the amount of C and Mn that can be introduced into the weld metal is reduced, making it difficult to completely prevent the formation of ferrite.
そのため、ワイヤの組成を広く制御することができ、Ｃ、Ｍｎ量を増量可能なフラックス入りワイヤを用いてＭＩＧ溶接を行うことを検討した。ＭＩＧ溶接することで易酸化性元素の歩留りを高めることができ、溶接金属中のＣ、Ｍｎ等の焼入れ性向上元素の濃度を高めることができる。その結果、フェライトの形成を強く抑制できるようになる。 Therefore, the composition of the wire can be widely controlled, and MIG welding was studied using a flux-cored wire that can increase the amount of C and Mn. The yield of easily oxidizable elements can be increased by MIG welding, and the concentration of hardenability improving elements such as C and Mn in the weld metal can be increased. As a result, the formation of ferrite can be strongly suppressed.
・鋼製外皮内にフラックスを充填してなるフラックス入りワイヤ
一般的なソリッドワイヤでは、Ｃ、Ｍｎ等の合金元素をワイヤ中に導入することが困難であるため、組成の制御が容易でワイヤ中のＣ、Ｍｎ等の量を高められるフラックス入りワイヤにするとより良い効果が得られる。但し、フラックス入りワイヤとしての構造は従来からのフラックス入りワイヤと同じである。
・ Flux-cored wire formed by filling the steel sheath with flux In general solid wires, it is difficult to introduce alloy elements such as C and Mn into the wire. A better effect can be obtained by using a flux-cored wire that can increase the amount of C, Mn, and the like. However, the structure as a flux-cored wire is the same as a conventional flux-cored wire.
本発明で用いるフラックス入りワイヤの製造方法は、帯鋼の長さ方向にフラックスを散布してから包み込むように円形断面に成形し伸線する方法や、太径の鋼管にフラックスを充填して伸線する方法があるが、いずれの方法を採用してフラックス入りワイヤを作製しても良い。更にシームがあるものと無いものがあるが、これもいずれでも良い。外皮の成分については何ら規定する必要はないが、コスト面と伸線性の面から軟鋼の材質を用いるのが一般的である。また、表面に銅メッキを施す場合もあるが、めっきの有無は問わない。 The flux-cored wire used in the present invention can be manufactured by spreading the flux in the longitudinal direction of the steel strip and then forming and drawing it into a circular cross section so as to wrap it, or by filling a thick steel pipe with the flux and drawing it. There is a method of wire, but any method may be adopted to produce a flux-cored wire. Furthermore, there are those with and without seams, but any of these may be used. Although it is not necessary to stipulate any components of the outer skin, it is common to use a mild steel material in terms of cost and wire drawing. Moreover, although copper plating may be given to the surface, the presence or absence of plating is not ask | required.
・フラックス中に、鉄粉をフラックス全質量あたり２０質量％以上含有
フラックスは基本的に合金元素と鉄粉で構成されるが、鉄粉はフラックス全質量あたり２０質量％以上含有されることを条件とする。尚、ここで説明した鉄粉の定義は、Ｆｅ濃度９５％以上で、且つ粒度が５００μｍ以下の粉体のことを示す。但し、アーク安定性の更なる改善目的で、合金元素と鉄粉以外にアルカリ金属やアルカリ土類金属、或いはそれらの化合物を微量に添加することは本目的に対して短所とはならないため、許容しうる。
・ In the flux, iron powder is contained in an amount of 20% by mass or more per total mass of the flux. The flux is basically composed of an alloy element and iron powder, but the iron powder is contained in an amount of 20% by mass or more per total mass of the flux. And The definition of the iron powder described here indicates a powder having an Fe concentration of 95% or more and a particle size of 500 μm or less. However, for the purpose of further improving the arc stability, it is not acceptable to add trace amounts of alkali metals, alkaline earth metals, or their compounds in addition to alloying elements and iron powder. Yes.
（フラックスの成分組成）
次に、フラックス入りワイヤのフラックスの成分組成（含有される好ましい元素およびその含有量）について説明する。尚、フラックス中に含有される各元素の含有量は、全てワイヤ全質量あたりの含有率で示す。単位は全て％と記載するが、質量％のことを示す。
(Flux component composition)
Next, the component composition of the flux of the flux-cored wire (preferred elements to be contained and their contents) will be described. In addition, content of each element contained in a flux is shown by the content rate per wire total mass. All units are described as%, but indicate mass%.
・Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｇの１種または２種以上：０．０３〜５．００％
Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｇは溶滴の表面張力を上昇させて、ワイヤ先端溶融部の長さを短くし、純Ａｒガス雰囲気下でのアーク安定性を改善する。これらの元素は金属そのもの（例：Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｇ）や鉄合金（例：フェロチタン、フェロジルコニウム、フェロアルミ）、それぞれの合金（例：アルミマグネ合金）といった形態でフラックスとして用いる。尚、酸化物での添加は、純Ａｒ雰囲気でアークの安定性を低下させるため好ましくない。いずれの形態にしろ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｇの換算で合計０．０３〜５．００％の添加でアーク安定性は改善するが、５．００％超では過剰となり、溶接止端部の馴染み性が劣化して応力集中改善を妨げる。従って、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｇの含有量は合計で０．０３〜５．００％とする。
-One or more of Ti, Zr, Al, Mg: 0.03 to 5.00%
Ti, Zr, Al, and Mg increase the surface tension of the droplets, shorten the length of the wire tip melting portion, and improve the arc stability in a pure Ar gas atmosphere. These elements are used as fluxes in the form of metals themselves (eg, Ti, Zr, Al, Mg), iron alloys (eg, ferrotitanium, ferrozirconium, ferroaluminum), and their respective alloys (eg, aluminum magnet alloy). Note that the addition of an oxide is not preferable because it reduces the stability of the arc in a pure Ar atmosphere. In any form, the arc stability is improved by adding 0.03 to 5.00% in terms of Ti, Zr, Al, and Mg, but if it exceeds 5.00%, it becomes excessive, and the weld toe portion Familiarity deteriorates and prevents stress concentration improvement. Therefore, the total content of Ti, Zr, Al, and Mg is 0.03 to 5.00%.
・Ｃ：０．０８〜２．００％
Ｃは焼入れ性を高め、フェライトの形成を抑制する効果のある元素である。溶接金属中のフェライト分率を抑制するには、０．０８％以上が効果的である。一方、Ｃ量を高めるにつれ、フェライト抑制効果が高まるが、硬度が上昇し遅れ割れが発生しやすくなる。また、相変態図における固液共存温度域が拡大することから、凝固割れも起きやすくなり、更には靱性も低下する。高温割れも防ぎ、靭性も確保するためにはＣは２．００％以下に抑制することが必須である。尚、耐高温割れ性、靭性の観点から、好ましくは１．００％以下、より好ましくは０．５０％以下である。
C: 0.08 to 2.00%
C is an element that has an effect of enhancing hardenability and suppressing the formation of ferrite. In order to suppress the ferrite fraction in the weld metal, 0.08% or more is effective. On the other hand, as the amount of C is increased, the ferrite suppressing effect is increased, but the hardness is increased and delayed cracking is likely to occur. In addition, since the solid-liquid coexistence temperature range in the phase transformation diagram is expanded, solidification cracking is likely to occur, and toughness is also reduced. In order to prevent hot cracking and to secure toughness, it is essential to suppress C to 2.00% or less. In view of hot crack resistance and toughness, it is preferably 1.00% or less, more preferably 0.50% or less.
・Ｓｉ：２．００％以下
Ｓｉは固溶強化により強度を高める効果があるので添加することが好ましい。一方で、フェライトフォーマーであるため、２．００％を超えると溶接金属中のフェライトが増加し好ましくない。好ましくは１．５％以下、より好ましくは１．０％以下である。
Si: 2.00% or less Since Si has an effect of increasing strength by solid solution strengthening, it is preferable to add Si. On the other hand, since it is a ferrite former, if it exceeds 2.00%, the ferrite in the weld metal increases, which is not preferable. Preferably it is 1.5% or less, More preferably, it is 1.0% or less.
・Ｍｎ：１０．００％以下
Ｍｎは焼入れ性を高め、フェライトの形成を抑制する効果のある元素である。溶接金属中のフェライト分率を抑制するには、１．０％以上添加することが効果的で好ましい。一方、Ｍｎ量を高めるにつれ、フェライト抑制効果が高まるが、硬度が上昇し、遅れ割れが発生しやすくなる。また、相変態図における固液共存温度域が拡大することから、凝固割れも起きやすくなり、更には靱性も低下する。高温割れも防ぎ、靭性も確保するためには、Ｍｎは１０．０％以下に抑制することが必須である。尚、耐高温割れ性、靭性の観点から、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下である。
Mn: 10.00% or less Mn is an element that has an effect of enhancing hardenability and suppressing the formation of ferrite. In order to suppress the ferrite fraction in the weld metal, it is effective and preferable to add 1.0% or more. On the other hand, as the amount of Mn is increased, the ferrite suppressing effect is increased, but the hardness is increased and delayed cracking is likely to occur. In addition, since the solid-liquid coexistence temperature range in the phase transformation diagram is expanded, solidification cracking is likely to occur, and toughness is also reduced. In order to prevent hot cracking and to secure toughness, it is essential to suppress Mn to 10.0% or less. In addition, from the viewpoint of hot cracking resistance and toughness, it is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less.
・Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ：各３．００％以下、Ｂ：０．０２００％以下
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂは無添加でも問題ないが、夫々適当な量を添加することでフェライトの形成を抑制する効果がある。それらの効果が現れるには最低０．０５％以上添加することが必要である。一方、３．００％を超えると強度過剰で割れが発生するといった短所が生じるので３．００％以下にする。また、Ｂについては、固溶状態で存在することでフェライトの形成を防止する効果がある。他の元素に比べ、少量で十分なフェライト抑制効果が得られるが、過剰に添加しすぎると、Ｂが析出物となり固溶Ｂが確保できず、焼入れ性が劣化する。従って、Ｂを添加する場合は０．０２０％以下とする。尚、Ｃｕはワイヤ表面へメッキした場合、メッキ部を含めた割合とする。
Ni, Cu, Cr, Mo, V, Nb: 3.00% or less for each, B: 0.0200% or less Ni, Cu, Cr, Mo, V, Nb may be added without any problem, but each is an appropriate amount. Is effective in suppressing the formation of ferrite. In order to exhibit these effects, it is necessary to add at least 0.05%. On the other hand, if it exceeds 3.00%, there is a disadvantage that cracking occurs due to excessive strength, so it is made 3.00% or less. Further, B has the effect of preventing the formation of ferrite by being present in a solid solution state. Compared to other elements, a sufficient ferrite suppression effect can be obtained in a small amount. However, if excessively added, B becomes a precipitate and solid solution B cannot be secured, and the hardenability deteriorates. Therefore, when adding B, it is made into 0.020% or less. When Cu is plated on the surface of the wire, the Cu is included in the ratio including the plated portion.
・ＲＥＭ：０．５０％以下
ＲＥＭはレアアースメタル（希土類金属）の意で、Ｌａ、Ｃｅなどで一般的に構成される。無添加でも問題ないが、０．０１％以上添加すると、ＭＩＧ溶接時にアーク安定性が向上し、且つ溶接金属の酸素量をより低下させてＭｓ点を低下できる。一方、０．５０％を超える添加はアーク安定化効果が飽和し、逆に溶滴が大粒化してスパッタが増加する。更に、コストも上がるので添加する場合は０．５０％以下とする。
REM: 0.50% or less REM stands for rare earth metal (rare earth metal) and is generally composed of La, Ce, and the like. Although there is no problem even if it is not added, when 0.01% or more is added, the arc stability is improved during MIG welding, and the oxygen content of the weld metal can be further reduced to lower the Ms point. On the other hand, the addition exceeding 0.50% saturates the arc stabilizing effect, conversely, the droplets become large and spatter increases. Further, since the cost increases, the content is 0.50% or less when added.
・Ｆ：０．５０％以下、Ｃａ：０．５０％以下
Ｆ、Ｃａもまた無添加でも問題ないが、夫々適当な量を添加することで強力な脱酸作用を有し、溶接金属の焼入れ性を高める。その効果は最低０．００５％以上が添加することが必要である。一方、ＦまたはＣａが０．５０％を超えると、溶融池の粘性が上昇して高速溶接時にハンピングする。また、スパッタの発生量が増加するため、Ｆ、Ｃａを添加する場合は夫々０．５０質量％以下にする。
・ F: 0.50% or less, Ca: 0.50% or less There is no problem even if F and Ca are not added, but by adding an appropriate amount of each, it has a strong deoxidizing action and quenches the weld metal. Increase sex. The effect needs to be added at least 0.005% or more. On the other hand, if F or Ca exceeds 0.50%, the viscosity of the molten pool increases and humping occurs during high-speed welding. Further, since the amount of spatter generated increases, when adding F and Ca, the content is made 0.50% by mass or less.
・Ｋ、Ｎａ、Ｌｉの１種または２種以上：合計で１．００％以下
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉもまた無添加でも問題ないが、夫々適当な量を添加することで電子放出を容易にし、アーク安定化と溶滴移行を円滑にしてスパッタ発生量を低下させる。その効果は少なくとも１種の元素を合計で０．００１質量％以上の添加で発揮される。一方、合計で１．００質量％を超える添加はその効果が飽和してしまうと共に、アーク力が弱まって溶込み深さが浅くなる。そのため、溶融池が不安定となってハンピングするなどの問題が生じる。従って、上限は合計で１．００質量％である。尚、Ｋ、Ｎａ、ＬｉはＫ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏを主成分とする長石、ソーダガラス、カリガラスを原料としてフラックスに添加するのが一般的である。
-One or more of K, Na, Li: 1.00% or less in total K, Na, Li can also be added without any problem, but by adding an appropriate amount, electron emission is facilitated, Smoothes arc stabilization and droplet transfer to reduce spatter generation. The effect is exhibited by adding at least one element in a total amount of 0.001% by mass or more. On the other hand, the addition exceeding 1.00% by mass in total results in saturation of the effect, and the arc force is weakened and the penetration depth becomes shallow. Therefore, problems such as humping due to unstable molten pool occur. Therefore, the upper limit is 1.00% by mass in total. In general, K, Na, and Li are added to the flux using feldspar, soda glass, and potash glass mainly composed of K2O, Na2O, and Li2O as raw materials.
・Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下
Ｐ、Ｓは耐高温割れ性を低下させる元素であり、本発明の目的では特段の積極添加の意味はない（無添加でも問題はない）。従って、従来ワイヤと同等に工業的生産性とコストを考慮し夫々０．０３０％以下に抑制する。
P: 0.030% or less, S: 0.030% or less P and S are elements that reduce hot cracking resistance. For the purpose of the present invention, there is no particular meaning of positive addition (there is no problem even without addition). Absent). Accordingly, in consideration of industrial productivity and cost as in the case of the conventional wire, each is suppressed to 0.030% or less.
（シ−ルドガス）
ＭＩＧ溶接に用いるシ−ルドガスは、鉄系の消耗電極式溶接法では用いられない純Ａｒとする。このように純Ａｒをシールドガスとして用いることで、酸化性ガスを加えた一般的なシールドガスに対して、Ｃ、Ｍｎ等の易酸化性且つ焼入れ性向上元素を、溶接金属中に歩留り易くすることができ、溶接金属中のフェライトの形成を抑制し、疲労特性の向上に寄与できる。
(Shield gas)
The shield gas used for MIG welding is pure Ar which is not used in the iron-based consumable electrode welding method. By using pure Ar as a shielding gas in this way, an easily oxidizable and hardenability-enhancing element such as C and Mn can be easily produced in the weld metal with respect to a general shielding gas to which an oxidizing gas is added. This can suppress the formation of ferrite in the weld metal and contribute to the improvement of fatigue characteristics.
尚、本発明における「純Ａｒ」の表記は科学上の１００％Ａｒではなく、工業製品としての純Ａｒである。ＪＩＳ Ｋ １１０５には工業用Ａｒが規定されており、１級が純度９９．９９％以上、２級が純度９９．９０％以上である。どちらも本溶接に用いるシ−ルドガスとして問題なく使用できる。 The notation of “pure Ar” in the present invention is not scientific 100% Ar but pure Ar as an industrial product. JIS K 1105 stipulates industrial Ar, and the first grade has a purity of 99.99% or higher and the second grade has a purity of 99.90% or higher. Either can be used as a shield gas for the main welding without any problem.
（溶接機の電流・電圧波形）
ＭＩＧ溶接に用いる溶接機の電源は、一般的に消耗電極式アーク溶接用として用いられる定電圧特性電源でも問題ない。しかし、ＭＩＧ溶接におけるアーク安定性を更に向上させるためにはパルス溶接機との組み合わせが最も推奨される。純Ａｒ溶接ではハンピング発生に関わる溶滴離脱の規則性について、酸化性ガスを用いたＭＡＧ溶接よりも劣る。従って、平均電流に係わらず常に高い電流の作用でピンチ力を付与でき、規則正しい溶滴離脱が実現できるパルス溶接法が好ましい。パルスの設定については特に限定しないが、ピーク電流３５０乃至６００Ａ、ベース電流３０乃至１００Ａ、１ピーク間（立上り開始〜ピーク定常期〜立上り終了）で０．８乃至５．０ミリ秒が一般的に使用される。
(Welding machine current and voltage waveforms)
The power source of the welding machine used for MIG welding may be a constant voltage characteristic power source generally used for consumable electrode arc welding. However, in order to further improve the arc stability in MIG welding, a combination with a pulse welder is most recommended. Pure Ar welding is inferior to MAG welding using an oxidizing gas in terms of regularity of droplet separation related to humping. Therefore, a pulse welding method that can always apply a pinch force by the action of a high current regardless of the average current and can realize regular droplet detachment is preferable. The setting of the pulse is not particularly limited, but a peak current of 350 to 600 A, a base current of 30 to 100 A, and a peak between 0.8 to 5.0 milliseconds in general (starting start to peak steady period to rising end) used.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含されるものである。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
表１に示す成分組成、組織、引張強度を有し、板厚が３．２ｍｍの各種熱延鋼板を、表２に示す各種条件の溶接材料（ワイヤ、シールドガス、電極）を用いて、図３に示すように、アーク溶接（ＭＡＧ溶接またはＭＩＧ溶接）により重ねすみ肉溶接して溶接継手１を作製した。尚、アーク溶接の条件は、用いるワイヤのワイヤ径が１．２ｍｍ、ワイヤ突き出し長さが１５ｍｍ、シールドガスの流量が１５リットル／分、溶接電流が２７０Ａ、溶接速度が１２０ｃｍ／分で、図３に示すトーチ７の前進後退角が０°である。 Various hot-rolled steel sheets having the composition, structure, and tensile strength shown in Table 1 and having a plate thickness of 3.2 mm are formed using welding materials (wires, shield gas, electrodes) under various conditions shown in Table 2. As shown in FIG. 3, a welded joint 1 was produced by lap fillet welding by arc welding (MAG welding or MIG welding). The arc welding conditions were as follows: the wire diameter of the wire used was 1.2 mm, the wire protrusion length was 15 mm, the shielding gas flow rate was 15 liters / minute, the welding current was 270 A, and the welding speed was 120 cm / minute. The advancing and retreating angle of the torch 7 shown in FIG.
本発明に係る溶接継手の効果を確証するため、作製した各種溶接継手から、図４に示す試験片を採取し、両振平面曲げ疲労試験（周波数：２５Ｈｚ、正弦波応力）を実施した。本疲労試験では、疲労限度が存在しなかったため、２×１０６回で未破断となる時間強度を継手疲労強度とし、疲労強度が２５０ＭＰａ以上の試験片（試験片を採取した溶接継手）を、優れた疲労強度を有すると判断した。試験結果を表３に示す。 In order to confirm the effect of the welded joint according to the present invention, a test piece shown in FIG. 4 was collected from the various welded joints produced, and a double vibration plane bending fatigue test (frequency: 25 Hz, sinusoidal stress) was performed. In this fatigue test, since there was no fatigue limit, the time strength at which 2 × 10 6 unbreaks was taken as the joint fatigue strength, and a test piece having a fatigue strength of 250 MPa or more (welded joint from which the test piece was collected) Judged to have excellent fatigue strength. The test results are shown in Table 3.
尚、表１に示す熱延鋼板の組織中のフェライト分率、残部の組織、フェライト中に存在する粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物の数密度析出物の数密度（１０ｎｍ以下の析出物）、並びに、表３に示す溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置までの距離（溶融線−硬さ最小位置）、素材の硬さが最小値を示す測定位置のビッカース硬さ（硬さ最小位置の硬さ）、素材の硬さが最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率（硬さ最小位置のフェライト分率）、硬さ最小位置の残部の組織、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物の数密度（１０ｎｍ以下の析出物）、溶接金属の組織中のフェライト分率については、上記［発明を実施するための形態］の欄で説明した各測定方法により求めた。 Incidentally, the ferrite fraction in the structure of the hot-rolled steel sheet shown in Table 1, the remaining structure, the particle size present in the ferrite is 10 nm or less, and the number density precipitation of precipitates containing V and Ti and / or Nb The number density of objects (precipitates of 10 nm or less), and the depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe shown in Table 3 and the position of the material at intervals of 0.05 mm at the position on the base metal side from the melting line Distance to the position showing the minimum hardness value when measuring hardness (melting line-minimum hardness position), Vickers hardness at the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value (hardness at the minimum hardness position) The ferrite fraction in the structure between the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value and the base metal side of 0.05 mm (ferrite fraction at the minimum hardness position), the remaining structure at the minimum hardness position, The particle size is 10 nm or less, and V, Ti and / or N The number density of precipitates containing b (precipitates of 10 nm or less) and the ferrite fraction in the structure of the weld metal were determined by the respective measurement methods described in the above-mentioned [Mode for Carrying Out the Invention].
また、表１に示す熱延鋼板の引張強度（ＴＳ）は、熱延鋼板から表裏面を研削して板厚２ｍｍの板サンプルにした上で、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠して引張試験を実施することで求めた。 The tensile strength (TS) of the hot-rolled steel sheet shown in Table 1 is obtained by grinding the front and back surfaces of the hot-rolled steel sheet into a plate sample having a thickness of 2 mm, and then performing a tensile test according to JIS Z 2241. I asked for it.
本発明の要件を満足する溶接継手から採取したＮｏ．３、４、８、１０、１２〜３４の試験片は、両振平面曲げ疲労試験で得られた疲労強度が全て２５０ＭＰａ以上であり、疲労強度に優れた溶接継手であると評価することができる。 No. taken from a welded joint satisfying the requirements of the present invention. The test pieces of 3 , 4 , 8, 10, 12 to 34 all have a fatigue strength obtained in the double vibration plane bending fatigue test of 250 MPa or more, and can be evaluated as weld joints excellent in fatigue strength. .
これに対し、Ｎｏ．１、２の試験片は、溶接金属の組織中のフェライト分率が本発明の要件を満足せず、Ｎｏ．５、６、１１の試験片は、溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置までの距離（硬さ最小位置の硬さ）が、本発明の要件を満足せず、Ｎｏ．５、６、１１の試験片は、素材の硬さが最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率（硬さ最小位置のフェライト分率）が本発明の要件を満足せず、Ｎｏ．１、２、５〜７、１１の試験片は、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物の数密度（１０ｎｍ以下の析出物）が本発明の要件を満足しない。その結果、両振平面曲げ疲労試験で得られた疲労強度は全て２５０ＭＰａ未満であり、疲労強度に優れた溶接継手であると評価することができない。 In contrast, no. In the test pieces 1 and 2, the ferrite fraction in the weld metal structure does not satisfy the requirements of the present invention. When the specimens 5, 6, and 11 were measured for the hardness of the material at intervals of 0.05 mm at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at a position on the base metal side from the melting line The distance to the position showing the minimum hardness value (hardness at the minimum hardness position) does not satisfy the requirements of the present invention. The test pieces of Nos. 5, 6 , and 11 have a ferrite fraction (ferrite fraction at the minimum hardness position) in the structure between the measurement position where the hardness of the material shows the minimum value and the base metal side of 0.05 mm. Does not satisfy the requirements of No. The test pieces of 1, 2, 5 to 7 and 11 have a particle size of 10 nm or less, and the number density of precipitates containing V and Ti and / or Nb (precipitates of 10 nm or less) satisfies the requirements of the present invention. I'm not satisfied. As a result, all the fatigue strengths obtained by the double vibration plane bending fatigue test are less than 250 MPa, and it cannot be evaluated that the welded joint has excellent fatigue strength.
１…溶接継手
２…母材
２ａ…熱延鋼板
３…溶接金属
４…熱影響部（ＨＡＺ）
４ａ…ＨＡＺ粗大粒部
４ｂ…ＨＡＺ細粒部
４ｃ…ＨＡＺ焼戻し部
５…溶接止端部
６…溶融線
７…トーチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Welded joint 2 ... Base material 2a ... Hot-rolled steel plate 3 ... Weld metal 4 ... Heat-affected zone (HAZ)
4a ... HAZ coarse grain part 4b ... HAZ fine grain part 4c ... HAZ tempering part 5 ... weld toe part 6 ... melting line 7 ... torch
Claims (2)
［Ｃ］−１２×（［Ｖ］／５１＋［Ｔｉ］／４８＋［Ｎｂ］／９３）＞０．０３を満足し、
また、全組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、
更には、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在し、
板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、ＪＩＳ Ｚ ３３１２記載のＧ５７、Ｇ５９、Ｇ６０、Ｇ７８のいずれかに該当するソリッドワイヤを用いてＭＡＧ溶接することで、
溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置が、前記溶融線から母材側に０．３ｍｍ以上離れていると共に、
前記最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、
前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ ２ 以上存在し、
更には、溶接金属の組織中のフェライト分率が、面積率で３０％以下である溶接継手を作製することを特徴とする熱延鋼板のＭＡＧ溶接方法。
但し、上式で［ ］は各元素の含有量（質量％）である。 In mass%, C: 0.05-0.20%, Si: 2.0% or less, Mn: 1.0-2.5%, Al: 0.001-0.10%, V: 0.0005 ~ 0.10% and Ti and / or Nb in total 0.02 ~ 0.20%, the balance is Fe and inevitable impurities,
[C] -12 × ([V] / 51 + [Ti] / 48 + [Nb] / 93)> 0.03 was satisfied,
Further, the ferrite fraction in the entire structure is 50 to 90% in area ratio, and the balance is martensite and / or bainite,
Furthermore, in the ferrite, there are 10 / μm 2 or more of precipitates having a particle size of 10 nm or less and containing V, Ti and / or Nb,
By MAG welding the hot-rolled steel sheets having a thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more using a solid wire corresponding to any of G57, G59, G60, and G78 described in JIS Z 3312,
A position indicating the minimum hardness value when the hardness of the material is measured at intervals of 0.05 mm at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at the base metal side from the melting line. , 0.3 mm or more away from the melting line to the base material side,
The ferrite fraction in the structure between 0.05 mm from the measurement position showing the minimum value and the base metal side is 50 to 90% in area ratio, and the balance is martensite and / or bainite,
In the ferrite, there are 10 / μm 2 or more of precipitates having a particle size of 10 nm or less and containing V, Ti and / or Nb ,
Furthermore, a MAG welding method for hot-rolled steel sheets, characterized in that a welded joint is produced in which the ferrite fraction in the structure of the weld metal is 30% or less in terms of area ratio .
However, in the above formula, [] is the content (% by mass) of each element.
［Ｃ］−１２×（［Ｖ］／５１＋［Ｔｉ］／４８＋［Ｎｂ］／９３）＞０．０３を満足し、
全組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、
更には、前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ２以上存在し、
板厚が５ｍｍ以下で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の熱延鋼板相互を、
フラックス中に、鉄粉をフラックス全質量あたり２０質量％以上含有するフラックス入りワイヤを用いると共に、ＪＩＳ Ｋ １１０５の１級または２級の純Ａｒをシールドガスとして用いて、溶接機の電流・電圧波形をパルス波形とした状態でＭＩＧ溶接することで、
溶接止端部の表面から０．１ｍｍの深さで、且つ溶融線から母材側の位置において、０．０５ｍｍ間隔毎に素材の硬さを測定した時の硬さの最小値を示す位置が、前記溶融線から母材側に０．３ｍｍ以上離れていると共に、
前記最小値を示す測定位置から母材側０．０５ｍｍの間の組織中のフェライト分率が、面積率で５０〜９０％であり、残部がマルテンサイトおよび／またはベイナイトであって、
前記フェライト中に、粒径が１０ｎｍ以下で、且つ、Ｖと、Ｔｉおよび／またはＮｂを含有する析出物が、１０個／μｍ ２ 以上存在し、
更には、溶接金属の組織中のフェライト分率が、面積率で３０％以下である溶接継手を作製することを特徴とする熱延鋼板のＭＩＧ溶接方法。
但し、上式で［ ］は各元素の含有量（質量％）である。 In mass%, C: 0.05-0.20%, Si: 2.0% or less, Mn: 1.0-2.5%, Al: 0.001-0.10%, V: 0.0005 ~ 0.10% and Ti and / or Nb in total 0.02 ~ 0.20%, the balance is Fe and inevitable impurities,
[C] -12 × ([V] / 51 + [Ti] / 48 + [Nb] / 93)> 0.03 was satisfied,
The ferrite fraction in the entire structure is 50 to 90% in area ratio, and the balance is martensite and / or bainite,
Furthermore, in the ferrite, there are 10 / μm 2 or more of precipitates having a particle size of 10 nm or less and containing V, Ti and / or Nb,
A hot-rolled steel sheet having a plate thickness of 5 mm or less and a tensile strength of 780 MPa or more,
In addition to using a flux-cored wire containing 20% by mass or more of iron powder in the flux, and using JIS K 1105 grade 1 or grade 2 pure Ar as the shielding gas, the current and voltage waveforms of the welding machine By performing MIG welding in a state of a pulse waveform,
A position indicating the minimum hardness value when the hardness of the material is measured at intervals of 0.05 mm at a depth of 0.1 mm from the surface of the weld toe and at the base metal side from the melting line. , 0.3 mm or more away from the melting line to the base material side,
The ferrite fraction in the structure between 0.05 mm from the measurement position showing the minimum value and the base metal side is 50 to 90% in area ratio, and the balance is martensite and / or bainite,
In the ferrite, there are 10 / μm 2 or more of precipitates having a particle size of 10 nm or less and containing V, Ti and / or Nb ,
Furthermore, a MIG welding method for a hot-rolled steel sheet, characterized in that a welded joint is produced in which the ferrite fraction in the structure of the weld metal is 30% or less in terms of area ratio .
However, in the above formula, [] is the content (% by mass) of each element.
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