JP6697626B1 - Welding method for carbon steel - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の炭素鋼材同士の溶接により形成された溶接部に脆性破壊を生じる可能性を低減できる溶接方法を提供する。【解決手段】炭素鋼材の溶接方法は、複数の炭素鋼材を互いに突き合わせ溶接する溶接工程(S10)を含む。炭素鋼材における炭素当量Ceqは0.4以上であり、かつ、理想臨界直径DIは150mm以下である。本溶接方法は、溶接部(40)が100℃未満の温度となる前にAc1変態点以上の温度となるように再加熱する後熱工程と、溶接部(40)を、Ac1変態点から500℃までの温度域において許容冷却速度(Vmax)以下の平均冷却速度にて冷却する緩冷却工程と、を含む。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding method capable of reducing the possibility of causing brittle fracture in a welded portion formed by welding a plurality of carbon steel materials. A carbon steel material welding method includes a welding step (S10) of butt welding a plurality of carbon steel materials. The carbon equivalent Ceq of the carbon steel material is 0.4 or more, and the ideal critical diameter DI is 150 mm or less. This welding method comprises a post-heating step in which the welded portion (40) is reheated to a temperature of Ac1 transformation point or higher before the temperature of the welded portion (40) becomes lower than 100 ° C. And a slow cooling step of cooling at an average cooling rate equal to or lower than an allowable cooling rate (Vmax) in a temperature range up to ° C. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、炭素鋼材の溶接方法に関する。   The present invention relates to a method for welding carbon steel.

従来、鋼板(鋼帯)の製造工程では、様々な連続処理ライン(例えば酸洗、圧延等)の設備が用いられている。連続処理ラインにおいては、鋼帯に対して所定の処理を連続的に施すために、複数個の鋼帯のコイルが次々に通板される。複数個のコイルを通板する際には、2つの鋼帯の端部同士を溶接する処理が行われる。   2. Description of the Related Art Conventionally, various continuous processing lines (for example, pickling, rolling, etc.) are used in the manufacturing process of steel plates (steel strips). In a continuous processing line, coils of a plurality of steel strips are threaded one after another in order to continuously perform a predetermined treatment on the steel strip. When passing a plurality of coils, a process of welding the ends of the two steel strips is performed.

2つの鋼帯を溶接して生成した継手部(すなわち溶接部)は熱影響により硬化する。鋼帯の鋼種によっては、単純に溶接処理を行うと、溶接部が著しく硬化し得る。例えば、炭素鋼帯同士をレーザ溶接して得られた溶接部には、溶接直後の急冷による溶接割れ、または連続処理ラインの途中における溶接部の脆性破壊、等の問題が発生し易い。そのような問題に対処する方法について、種々の検討が行われている(例えば特許文献1、2)。   A joint portion (that is, a welded portion) formed by welding two steel strips is hardened by a heat effect. Depending on the steel type of the steel strip, a simple welding process may significantly harden the weld. For example, in a welded portion obtained by laser welding carbon steel strips together, problems such as weld cracking due to rapid cooling immediately after welding or brittle fracture of the welded portion in the middle of a continuous processing line are likely to occur. Various studies have been conducted on methods for dealing with such problems (for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、0.3〜1.5質量%の炭素(C)を含有する炭素鋼材同士の溶接方法として、以下のような技術が記載されている。この方法においては、炭素鋼材同士が溶接されて形成された溶接部に対して後熱処理が施される。具体的には、後熱処理として、溶接部が、(1−i)1℃/秒以上の昇温速度にて600〜900℃の範囲内の温度まで再加熱された後、(1−ii)放冷または徐冷される処理が行われる。上記(1−i)の処理によって、溶接後の再加熱時における溶接部の材料組織中での固溶Cの拡散を抑制し、上記(1−ii)の処理によって、溶接部におけるマルテンサイトの生成量が低減する。その結果、後熱処理後の溶接部は、軟化される。   Patent Document 1 describes the following technique as a welding method for carbon steel materials containing 0.3 to 1.5% by mass of carbon (C). In this method, a post heat treatment is performed on a welded portion formed by welding carbon steel materials together. Specifically, as a post heat treatment, the welded part is (1-i) reheated to a temperature in the range of 600 to 900 ° C. at a temperature rising rate of 1 ° C./second or more, and then (1-ii). A process of allowing to cool or gradually cool is performed. The treatment of (1-i) suppresses the diffusion of solid solution C in the material structure of the welded portion at the time of reheating after welding, and the treatment of (1-ii) causes the formation of martensite in the welded portion. The amount produced is reduced. As a result, the welded portion after the post heat treatment is softened.

また、特許文献2には、レーザ溶接後に低温変態組織が生成し得る鋼種の圧延材同士をレーザ溶接するに際して、0.1質量%以下のCおよび1.22質量%以下のCrを含む溶接材料(フィラー)を溶接対象部に供給して添加しつつレーザ溶接する技術が記載されている。そして、特許文献2には、レーザ溶接の前処理および後処理として熱処理を施すことについても記載されている。この技術では、溶接部におけるC含有量を低減させること、およびレーザ溶接後における溶接部の冷却プロセスを緩和させることにより、マルテンサイト等の低温変態組織の生成量を減少させて、溶接部の硬度を低減させている。   Further, in Patent Document 2, a welding material containing 0.1% by mass or less of C and 1.22% by mass or less of Cr when laser-welding rolled materials of steel types capable of generating a low temperature transformation structure after laser welding. A technique of laser welding while supplying (adding) a (filler) to a welding target portion is described. Patent Document 2 also describes performing heat treatment as a pretreatment and a posttreatment for laser welding. In this technique, the C content in the welded portion is reduced, and the cooling process of the welded portion after laser welding is relaxed to reduce the amount of low-temperature transformation microstructures such as martensite, thereby reducing the hardness of the welded portion. Is being reduced.

特開2005−48271号公報JP 2005-48271 A 特開2007−175774号公報JP, 2007-175774, A

しかしながら、鋼材の焼入性は、実際上、鋼種(すなわち化学組成)および材料組織の粒度等による影響を大きく受ける。そのため、特許文献1に記載の技術において、炭素鋼材に含有される合金元素の種類および量によっては、炭素鋼材は非常に高い焼入性を有する場合がある。この場合、特許文献1に記載の後熱処理を施しても実際にはマルテンサイトの生成を防止できず、溶接部が硬質となり得る。連続処理ラインのように後熱処理に充分な時間を確保できない状況下においては、上記の問題を生じる可能性が高まる。   However, the hardenability of steel materials is, in fact, greatly affected by the type of steel (that is, chemical composition) and the grain size of the material structure. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, the carbon steel material may have very high hardenability depending on the type and amount of alloying elements contained in the carbon steel material. In this case, the post-heat treatment described in Patent Document 1 cannot actually prevent the formation of martensite, and the welded portion may be hard. In a situation where a sufficient time for post-heat treatment cannot be ensured, such as in a continuous treatment line, the above-mentioned problems are more likely to occur.

特許文献2に記載の技術においては、C含有量の低いフィラーの添加を必須としていることから、圧延材同士を溶接するに際して、溶接金属部ではC当量が低下することによる軟質化が見込める。一方で、熱影響部は母材成分のままであり、特許文献1と同様に炭素鋼材に含有される合金元素の種類および量によっては、上記圧延材は非常に高い焼入性を有する場合がある。この場合、熱影響部におけるマルテンサイトの生成を防止できず、溶接部が硬質となり得る。連続処理ラインのように後熱処理に充分な時間を確保できない状況下においては、上記の問題を生じる可能性が高まる。   In the technique described in Patent Document 2, since it is essential to add a filler having a low C content, it is expected that when the rolled materials are welded to each other, the C equivalent in the weld metal portion will decrease, resulting in softening. On the other hand, the heat-affected zone remains the base metal component, and the rolled material may have very high hardenability depending on the type and amount of alloying elements contained in the carbon steel material as in Patent Document 1. is there. In this case, the generation of martensite in the heat-affected zone cannot be prevented, and the welded portion can be hard. In a situation where a sufficient time for post-heat treatment cannot be ensured, such as in a continuous treatment line, the above-mentioned problems are more likely to occur.

本発明はこのような現状に鑑み、複数の炭素鋼材同士の溶接により形成された溶接部に脆性破壊を生じる可能性を低減できる溶接方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a welding method capable of reducing the possibility of causing brittle fracture in a welded portion formed by welding a plurality of carbon steel materials.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る炭素鋼材の溶接方法は、複数の炭素鋼材を互いに溶接する溶接工程を含む炭素鋼材の溶接方法であって、前記炭素鋼材における、式(1)で与えられる炭素当量Ceqは0.4以上であり、かつ、式(2)で与えられる理想臨界直径Dは150mm以下であり、前記溶接工程の後、前記溶接工程により生成した溶接部を、当該溶接部が100℃未満の温度となる前に、Ac1変態点以上の温度となるように再加熱する後熱工程と、前記後熱工程にて加熱された前記溶接部を、Ac1変態点から500℃までの温度域において、式(3)で与えられる許容冷却速度Vmax(℃/sec)以下の平均冷却速度にて冷却する緩冷却工程と、を含む。
eq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Mo/4)+(Ni/40)+(V/14) ・・・(1)
=(6.99×C0.5)×(1+0.64Si)×(1+4.1Mn)×(1+2.83P)×(1−0.62S)×(1+2.33Cr)×(1+3.14Mo)×(1+0.52Ni)×(1+1.5(0.9−C)B) ・・・(2)
Vmax=900/D ・・・(3)
ここで、前記式(2)におけるBの値は、Bの質量%濃度を代入するのではなく、前記炭素鋼材におけるB含有量が0.0005質量%以上の場合は数値1を代入し、B含有量が0.0005質量%未満の場合は数値0を代入し、前記式(1)における各元素記号、並びに前記式(2)におけるB以外の各元素記号については、各元素の質量%濃度を代入する。
In order to solve the above problems, a method for welding a carbon steel material according to an aspect of the present invention is a method for welding a carbon steel material including a welding step of welding a plurality of carbon steel materials to each other, in the carbon steel material, The carbon equivalent C eq given by (1) is 0.4 or more, and the ideal critical diameter D I given by the equation (2) is 150 mm or less, and is generated by the welding process after the welding process. A post-heating step of reheating the welded portion to a temperature of Ac1 transformation point or higher before the welded portion has a temperature of less than 100 ° C., and the welded portion heated in the post-heating step, In the temperature range from the Ac1 transformation point to 500 ° C., a slow cooling step of cooling at an average cooling rate equal to or lower than the allowable cooling rate Vmax (° C./sec) given by the equation (3) is included.
C eq = C + (Si / 24) + (Mn / 6) + (Cr / 5) + (Mo / 4) + (Ni / 40) + (V / 14) (1)
D I = (6.99 × C 0.5 ) × (1 + 0.64Si) × (1 + 4.1Mn) × (1 + 2.83P) × (1-0.62S) × (1 + 2.33Cr) × (1 + 3.14Mo ) × (1 + 0.52Ni) × (1 + 1.5 (0.9−C) B) (2)
Vmax = 900 / D I ... (3)
Here, as for the value of B in the formula (2) , instead of substituting the mass% concentration of B, when the B content in the carbon steel material is 0.0005 mass% or more, the numerical value 1 is substituted, and When the content is less than 0.0005 mass%, the numerical value 0 is substituted, and for each element symbol in the formula (1) and each element symbol other than B in the formula (2), the mass% concentration of each element Substitute

本発明の一態様によれば、複数の炭素鋼材同士の溶接により形成された溶接部に脆性破壊を生じる可能性を低減できる溶接方法を提供することができる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a welding method capable of reducing the possibility of causing brittle fracture in a weld formed by welding a plurality of carbon steel materials.

本発明の実施形態1における炭素鋼材の溶接方法について説明するための図であって、〈符号1001〉は連続処理ラインの一例の概略的な構成を示す模式図、〈符号1002〉は溶接装置の一例の構成を示す概略図、〈符号1003〉は溶接部を拡大して示す模式図である。It is a figure for demonstrating the welding method of the carbon steel material in Embodiment 1 of this invention, <symbol 1001> is a schematic diagram which shows the schematic structure of an example of a continuous processing line, and <symbol 1002> is a welding apparatus. A schematic view showing an example of the configuration, and <1003> is a schematic view showing an enlarged welded portion. 上記実施形態における溶接工程の一例の概要を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an outline of an example of a welding process in the above-mentioned embodiment. 本発明例および従来例の溶接方法について説明するための、溶接工程における経時的な温度変化を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change with time in a welding process for explaining the welding methods of the example of the present invention and the conventional example. 本発明の実施形態1の変形例における炭素鋼材の溶接方法について説明するための、溶接工程における経時的な温度変化を模式的に示すグラフである。6 is a graph schematically showing a temperature change with time in a welding process, for explaining a method for welding a carbon steel material in a modified example of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態2における炭素鋼材の溶接方法を実施するために用いられる溶接装置について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the welding apparatus used in order to implement the welding method of the carbon steel material in Embodiment 2 of this invention. エリクセン試験機の構成を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an Erichsen tester roughly. エリクセン試験結果の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of an Erichsen test result. 硬さ試験における硬さ測定位置を示す図である。It is a figure which shows the hardness measurement position in a hardness test.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をよりよく理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものでは無い。また、本明細書において、「A〜B」とは、A以上B以下であることを示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the following description is for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. Moreover, in this specification, "AB" has shown that it is A or more and B or less.

本実施形態における炭素鋼材の溶接方法(以下、単に本溶接方法と称することがある)は、例えば、コイルから引き出される鋼帯に対し所定の処理を連続的に施す連続処理ラインの入側における溶接装置における溶接処理に好適に適用することができる。この溶接装置は、連続処理ラインを稼働させながら複数のコイルを順次通板する際に、異なる鋼帯同士を溶接するために用いられる。   The welding method of the carbon steel material in the present embodiment (hereinafter, may be simply referred to as the main welding method) is, for example, welding at the entrance side of a continuous processing line for continuously performing a predetermined process on a steel strip drawn from a coil. It can be suitably applied to welding processing in an apparatus. This welding device is used for welding different steel strips when a plurality of coils are sequentially passed through while operating a continuous processing line.

<連続処理ライン>
始めに、本溶接方法が適用される連続処理ラインの一例について、図1を参照して概略的に説明する。図1は、本実施形態における炭素鋼材の溶接方法について説明するための模式図である。図1における符号1001で示す図は、連続処理ラインL1の一例の概略的な構成を示す模式図である。
<Continuous processing line>
First, an example of a continuous processing line to which the present welding method is applied will be schematically described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of welding a carbon steel material according to this embodiment. A diagram indicated by reference numeral 1001 in FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an example of the continuous processing line L1.

図1において符号1001で示すように、連続処理ラインL1は、コイル払出部1、溶接装置2、ルーパー3、鋼帯処理ライン4、せん断機5、および巻取部6を含む。連続処理ラインL1では、コイル払出部1を入側IS、巻取部6を出側OSとして、入側ISから出側OSに向かって流れる鋼帯に対して所定の処理が連続的に施される。   As indicated by reference numeral 1001 in FIG. 1, the continuous processing line L1 includes a coil payout unit 1, a welding device 2, a looper 3, a steel strip processing line 4, a shearing machine 5, and a winding unit 6. In the continuous processing line L1, a predetermined process is continuously performed on the steel strip flowing from the input side IS toward the output side OS, with the coil payout part 1 as the input side IS and the winding part 6 as the output side OS. It

本溶接方法は溶接装置2に好適に適用される。連続処理ラインL1における溶接装置2以外の各部については、従来公知の構成であることから詳細な説明は省略するが、概略的に説明すれば以下のとおりである。ここでは、コイル払出部1におけるコイル1Aを挿入した直後であって、溶接装置2によって鋼帯の溶接が行われている状態であるとして説明する。   This welding method is suitably applied to the welding device 2. Each part of the continuous processing line L1 other than the welding device 2 has a conventionally known structure, and thus detailed description thereof will be omitted, but it will be roughly described as follows. Here, it is assumed that the steel strip is being welded by the welding device 2 immediately after inserting the coil 1A in the coil payout portion 1.

コイル払出部1において交換直後のコイル1Aから払い出されている鋼帯を後行鋼帯ST1と称し、溶接装置2よりも出側OS側にて連続処理ラインL1を流れている鋼帯を先行鋼帯ST2と称する。溶接装置2によって後行鋼帯ST1と先行鋼帯ST2とは互いに端部が突き合わせ溶接される。この溶接装置2および溶接装置2にて行われる処理(溶接工程S10)について、詳しくは後述する。なお、コイル払出部1と溶接装置2の間に、溶接部の突合せ端面を作るためにせん断機を設置してもよい。   The steel strip delivered from the coil 1A immediately after replacement in the coil delivery unit 1 is referred to as a trailing steel strip ST1, and precedes the steel strip flowing through the continuous processing line L1 on the delivery side OS side with respect to the welding device 2. It is called steel strip ST2. By the welding device 2, the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 are butt-welded to each other at their ends. The welding device 2 and the process (welding process S10) performed by the welding device 2 will be described in detail later. A shearing machine may be installed between the coil payout part 1 and the welding device 2 in order to form a butt end surface of the welded part.

ルーパー3は、溶接装置2における溶接工程S10が行われている間に、先行鋼帯ST2が連続処理ラインL1を流れ続けることを可能とする装置である。ルーパー3は、或る程度の長さの先行鋼帯ST2を溜め込むことができるようになっており、或る程度の時間、先行鋼帯ST2を鋼帯処理ライン4に送り出すことができる。   The looper 3 is a device that enables the preceding steel strip ST2 to continue to flow in the continuous processing line L1 while the welding process S10 in the welding device 2 is being performed. The looper 3 is capable of accumulating the preceding steel strip ST2 having a certain length, and can send the preceding steel strip ST2 to the steel strip processing line 4 for a certain time.

ここで、連続処理ラインL1のライン速度、すなわち連続処理ラインL1を流れる先行鋼帯ST2の速度にもよるが、ルーパー3を用いて連続処理ラインL1の稼働を維持できる時間には限界がある。そのため、溶接装置2における溶接処理においては、溶接部に脆性破壊の生じる可能性を低減させることが求められるとともに、許容される時間が限られているという制限もある。   Here, although it depends on the line speed of the continuous processing line L1, that is, the speed of the preceding steel strip ST2 flowing through the continuous processing line L1, there is a limit to the time during which the operation of the continuous processing line L1 can be maintained using the looper 3. Therefore, in the welding process in the welding device 2, it is required to reduce the possibility of brittle fracture in the welded portion, and there is a limit that the allowable time is limited.

鋼帯処理ライン4では、所定の処理を連続的に行うように各種の設備が設けられる。連続処理ラインL1は、鋼帯処理ライン4の種類によって具体的には様々であってよい。例えば、本溶接方法の適用対象となる連続処理ラインL1としては、連続酸洗ライン、連続圧延ライン、連続酸洗・圧延ライン、連続焼鈍ライン、連続焼鈍・酸洗ライン、連続熱処理ライン、コイル洗浄ライン、等が挙げられる。   The steel strip processing line 4 is provided with various equipment so as to continuously perform a predetermined processing. The continuous processing line L1 may be various depending on the type of the steel strip processing line 4. For example, the continuous treatment line L1 to which the present welding method is applied includes a continuous pickling line, a continuous rolling line, a continuous pickling / rolling line, a continuous annealing line, a continuous annealing / pickling line, a continuous heat treatment line, and a coil cleaning. Lines, etc.

先行鋼帯ST2は、鋼帯処理ライン4の後、せん断機5を介して巻取部6へと流れ、巻取部6においてコイル6Aとして巻き取られる。所定の巻き取り量のコイル6Aとなった場合、コイル6Aを取り出すために、せん断機5を用いて鋼帯が切断される。鋼帯処理ライン4とせん断機5との間に図示しないルーパーが設けられていてもよい。   The preceding steel strip ST2 flows to the winding section 6 via the shearing machine 5 after the steel strip processing line 4, and is wound as a coil 6A in the winding section 6. When the coil 6A has a predetermined winding amount, the steel strip is cut using the shearing machine 5 to take out the coil 6A. A looper (not shown) may be provided between the steel strip processing line 4 and the shearing machine 5.

(溶接装置)
次に、本溶接方法を実施する装置の一例としての溶接装置2について、図1における符号1002および符号1003で示す図を参照して概略的に説明する。図1における符号1002で示す図は、溶接装置2の構成を示す概略図である。図1における符号1003で示す図は、溶接により形成された溶接部を拡大して示す模式図である。
(Welding equipment)
Next, a welding apparatus 2 as an example of an apparatus for carrying out the present welding method will be schematically described with reference to the drawings indicated by reference numerals 1002 and 1003 in FIG. The diagram indicated by reference numeral 1002 in FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the welding device 2. The diagram indicated by reference numeral 1003 in FIG. 1 is a schematic diagram showing an enlarged welded portion formed by welding.

図1において符号1002で示すように、溶接装置2は、レーザ照射機21、予熱ヒータ22、後熱ヒータ23、冷却調整ヒータ24、およびそれらの各部の動作を制御する制御部20を備えている。なお、本実施形態では、予熱ヒータ22および冷却調整ヒータ24を備える溶接装置2を例示して説明するが、本溶接方法を実施する装置としては、これに限定されない。予熱ヒータ22および冷却調整ヒータ24は必要に応じて設置されてよく、他の一実施形態における溶接装置は、予熱ヒータ22および冷却調整ヒータ24のいずれかが設けられていなくてもよく、または、両方が設けられていなくてもよい。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。   As indicated by reference numeral 1002 in FIG. 1, the welding device 2 includes a laser irradiator 21, a preheat heater 22, a postheat heater 23, a cooling adjustment heater 24, and a control unit 20 that controls the operation of each of these units. .. In the present embodiment, the welding device 2 including the preheating heater 22 and the cooling adjustment heater 24 will be described as an example, but the device for performing the present welding method is not limited to this. The preheat heater 22 and the cooling adjustment heater 24 may be installed as needed, and the welding apparatus in another embodiment may not be provided with either the preheating heater 22 or the cooling adjustment heater 24, or Both need not be provided. This also applies to other embodiments described later.

本実施形態における溶接装置2は、レーザ照射機21を用いて、高密度のエネルギービームを照射することにより溶接を行うレーザ溶接装置である。レーザ溶接では、溶接部への総合的な入熱量が小さいことから、通常、レーザ溶接直後の溶接部の冷却速度が比較的速い(すなわち溶接部が急冷される)。本溶接方法は、レーザ溶接に好適に適用することができる。なお、本溶接方法の適用対象としてはレーザ溶接に限定されず、本溶接方法は、例えば、フラッシュバット溶接、アーク溶接、シーム溶接(抵抗溶接)、等に適用することもできる。後行鋼帯ST1の端部と先行鋼帯ST2の端部との溶接は、突き合わせ溶接であってもよく、重ね溶接であってもよい。本溶接方法は、後述する本実施形態における溶接工程S10と同様の熱履歴を溶接部に付与することによって実施することが可能であり、溶接の具体的な手段(換言すれば溶接装置の具体的な形態)は特に限定されない。   The welding device 2 in the present embodiment is a laser welding device that performs welding by irradiating a high-density energy beam using a laser irradiation device 21. In laser welding, since the total heat input to the weld is small, the cooling rate of the weld immediately after laser welding is usually relatively fast (that is, the weld is rapidly cooled). The present welding method can be suitably applied to laser welding. The application target of the present welding method is not limited to laser welding, and the present welding method can also be applied to, for example, flash butt welding, arc welding, seam welding (resistance welding), or the like. The welding of the end of the trailing steel strip ST1 and the end of the preceding steel strip ST2 may be butt welding or lap welding. The present welding method can be carried out by imparting a heat history similar to that of a welding step S10 in the present embodiment to be described later to the welded portion, and a specific means for welding (in other words, a specific welding device Form) is not particularly limited.

溶接装置2は、後行鋼帯ST1における出側OSの端部と、先行鋼帯ST2における入側ISの端部と、を互いに突き合わせるように、後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2を位置決めする。本明細書において、後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2の互いに突き合わされた部分であって、レーザ照射機21からレーザが照射される部分を溶接対象部30と称する。   The welding device 2 connects the trailing steel strip ST1 and the leading steel strip ST2 so that the end portion of the exit side OS in the trailing steel strip ST1 and the end portion of the entering side IS in the leading steel strip ST2 abut each other. Position. In the present specification, the portions of the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 that are abutted against each other and that are irradiated with laser from the laser irradiator 21 are referred to as welding target portions 30.

溶接装置2は、レーザ照射機21、予熱ヒータ22、後熱ヒータ23、および冷却調整ヒータ24が、全て同時、または個別に、溶接方向D1に移動しながら、後行鋼帯ST1と先行鋼帯ST2との溶接を行うことができる構成を有している。溶接装置2は、予熱処理、溶接処理、後熱処理、および冷却処理を行うことができるような構成を有していればよく、具体的な構成は特に限定されるものではない。   In the welding device 2, the laser irradiation machine 21, the preheating heater 22, the postheating heater 23, and the cooling adjustment heater 24 all move simultaneously or individually in the welding direction D1, while the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST1 are moved. It has a configuration capable of performing welding with ST2. It suffices that the welding device 2 has a configuration capable of performing pre-heat treatment, welding treatment, post-heat treatment, and cooling treatment, and the specific configuration is not particularly limited.

レーザ照射機21としては、公知の設備を用いることができ、例えば、炭酸ガスレーザ装置を使用することができる。予熱ヒータ22、後熱ヒータ23、および冷却調整ヒータ24としては、局所的な加熱を行うことによって、後述する本溶接方法を実施することができる装置であればよく、具体的な装置は特に限定されない。そのような装置としては、例えば、高周波誘導加熱装置、電極による通電加熱を行う装置、レーザ照射装置、アーク放電装置、等が挙げられる。予熱ヒータ22、後熱ヒータ23、および冷却調整ヒータ24は、互いに同種の装置であってもよく、互いに別種の装置であってもよい。   Known equipment can be used as the laser irradiator 21, and for example, a carbon dioxide gas laser device can be used. The preheating heater 22, the postheating heater 23, and the cooling adjustment heater 24 may be any device that can perform the main welding method described below by locally heating, and the specific device is not particularly limited. Not done. Examples of such a device include a high-frequency induction heating device, a device for conducting electric heating with electrodes, a laser irradiation device, an arc discharge device, and the like. The preheater heater 22, the postheater heater 23, and the cooling adjustment heater 24 may be the same type of device or different types of devices.

本溶接方法を実施するための、制御部20による溶接装置2の各部の制御内容についての詳細な説明は、本溶接方法の説明と合わせて後述する。   A detailed description of the control content of each part of the welding device 2 by the control unit 20 for carrying out the present welding method will be described later together with the description of the present welding method.

(溶接部)
図1において符号1003で示すように、溶接対象部30にレーザが照射されて後行鋼帯ST1と先行鋼帯ST2とがレーザ溶接されることによって、溶接部40が形成する。この溶接部40は、溶接金属部41と熱影響部42とを含む。溶接金属部41は、レーザ照射前の溶接対象部30において、レーザ照射により後行鋼帯ST1の溶鋼と先行鋼帯ST2の溶鋼とが混ざり合った後に凝固した部分である。熱影響部42は、レーザ照射による温度上昇の影響を受けて材質が変化した部分である。
(welded part)
As indicated by reference numeral 1003 in FIG. 1, the welding target portion 30 is irradiated with a laser, and the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 are laser-welded to form a welded portion 40. The welded portion 40 includes a weld metal portion 41 and a heat affected zone 42. The weld metal portion 41 is a solidified portion in the welding target portion 30 before laser irradiation after the molten steel of the trailing steel strip ST1 and the molten steel of the preceding steel strip ST2 are mixed by the laser irradiation. The heat-affected zone 42 is a portion whose material is changed under the influence of a temperature rise due to laser irradiation.

ここで、溶接部40には後熱ヒータ23等による局所的な熱処理が施されるが、本明細書において、熱影響部42は以下のように規定する。すなわち、熱影響部42は、レーザ照射による熱影響(すなわち急加熱および急冷)を受けた部分、並びに、予熱ヒータ22、後熱ヒータ23、若しくは予熱ヒータ22および後熱ヒータ23、によりAc1変態点以上に加熱された部分を規定する。この熱影響部42は、厳密に範囲を規定することは困難であるが、レーザ照射、または、予熱ヒータ22若しくは後熱ヒータ23による加熱によって温度が上昇し、材料組織中にオーステナイトを生成した部分であると言える。   Here, the welded portion 40 is locally heat-treated by the post-heater heater 23 or the like, but in this specification, the heat-affected zone 42 is defined as follows. That is, the heat-affected zone 42 is affected by the heat of the laser irradiation (that is, rapidly heated and rapidly cooled), and the preheat heater 22, the postheater 23, or the preheater 22 and the postheater 23, the Ac1 transformation point. The part heated above is defined. Although it is difficult to strictly define the range of the heat-affected zone 42, the temperature rises due to laser irradiation or heating by the preheat heater 22 or the postheat heater 23, and a portion in which austenite is generated in the material structure is formed. It can be said that

<高炭素鋼材の溶接方法>
以下、本実施形態における高炭素鋼材の溶接方法(溶接工程S10)について、図2および図3を用いて詳細に説明する。
<Welding method for high carbon steel>
Hereinafter, the welding method for the high carbon steel material (welding step S10) in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

(高炭素鋼材)
本溶接方法において溶接対象とする高炭素鋼材は、下記の条件Aおよび条件Bを共に満たす。
(High carbon steel)
The high carbon steel material to be welded in the present welding method satisfies both the following condition A and condition B.

条件A:下記式(1)で与えられる炭素当量Ceqが、0.4以上である。
eq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Mo/4)+(Ni/40)+(V/14) ・・・(1)
ここで、式(1)の各元素記号には、高炭素鋼材の成分組成における各元素の質量%濃度が代入される。
Condition A: The carbon equivalent C eq given by the following formula (1) is 0.4 or more.
C eq = C + (Si / 24) + (Mn / 6) + (Cr / 5) + (Mo / 4) + (Ni / 40) + (V / 14) (1)
Here, the mass% concentration of each element in the component composition of the high carbon steel material is substituted into each element symbol of the formula (1).

条件B:下記式(2)で与えられる理想臨界直径Dが150mm以下である。
=(6.99×C0.5)×(1+0.64Si)×(1+4.1Mn)×(1+2.83P)×(1−0.62S)×(1+2.33Cr)×(1+3.14Mo)×(1+0.52Ni)×(1+1.5(0.9−C)B) ・・・(2)
ここで、式(2)におけるBの値は、高炭素鋼材の成分組成におけるB含有量が0.0005質量%以上の場合は1を代入し、B含有量が0.0005質量%未満の場合は0を代入する。また、式(2)のB以外の各元素記号には、高炭素鋼材の成分組成における各元素の質量%濃度が代入される。
Condition B: The ideal critical diameter D I given by the following equation (2) is 150 mm or less.
D I = (6.99 × C 0.5 ) × (1 + 0.64Si) × (1 + 4.1Mn) × (1 + 2.83P) × (1-0.62S) × (1 + 2.33Cr) × (1 + 3.14Mo ) × (1 + 0.52Ni) × (1 + 1.5 (0.9−C) B) (2)
Here, when the B content in the composition of the high carbon steel is 0.0005 mass% or more, 1 is substituted for the value of B in the formula (2), and when the B content is less than 0.0005 mass%. Substitutes 0. Further, the mass% concentration of each element in the component composition of the high carbon steel material is substituted for each element symbol other than B in the formula (2).

本実施形態における後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2は、上記の条件Aおよび条件Bを共に満たす高炭素鋼材からなる。通常、後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2は同じ鋼種である。後行鋼帯ST1と先行鋼帯ST2とが互いに異なる鋼種の場合、後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2のうち、炭素当量Ceqの比較的大きい鋼種の方について上記条件Aを満たしていればよい。また、後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2のうち、理想臨界直径Dの比較的大きい方について上記条件Bを満たしていればよい。 The trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 in the present embodiment are made of a high carbon steel material that satisfies both the above condition A and condition B. Usually, the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 are of the same steel type. In the case where the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2 are different steel types from each other, of the trailing steel strip ST1 and the preceding steel strip ST2, the one having a relatively large carbon equivalent C eq should satisfy the above condition A. Good. Further, it is sufficient that the one of the trailing steel strips ST1 and the preceding steel strip ST2, which has the larger ideal critical diameter D I , satisfies the above condition B.

式(1)で与えられる炭素当量Ceqが0.4未満の鉄鋼材料では、レーザ溶接後の溶接部40に著しい硬化および溶接割れが生じることはほとんど懸念しなくてよい。一方、式(1)で与えられる炭素当量Ceqが0.4以上の鉄鋼材料では、レーザ溶接後に溶接部40が例えば室温にまで急冷されると、マルテンサイト変態によって溶接部40が著しく硬化する。そして、発生したひずみによって溶接部40に溶接割れを生じることが懸念される。本溶接方法は、そのような上記条件Aを満たす高炭素鋼材の溶接に用いられる。 With a steel material having a carbon equivalent C eq given by the formula (1) of less than 0.4, there is almost no concern that remarkable hardening and weld cracking will occur in the weld 40 after laser welding. On the other hand, in a steel material having a carbon equivalent C eq of 0.4 or more given by the formula (1), when the weld 40 is rapidly cooled to, for example, room temperature after laser welding, the weld 40 is significantly hardened by martensitic transformation. .. Then, there is a concern that the generated strain causes weld cracks in the welded portion 40. The present welding method is used for welding a high carbon steel material that satisfies the above condition A.

また、式(2)で与えられる理想臨界直径Dは、高炭素鋼材の焼入性を示す指標であって、理想臨界直径Dの値が大きいほど焼入性の高い高炭素鋼材であることを表す。式(2)で与えられる理想臨界直径Dが150mmを超える鉄鋼材料については、焼入性が非常に高く、溶接工程S10のように許容される処理時間の限られた条件下において、溶接部40に対して硬化を抑制する処理を十分に施すことが困難である。そのため、本溶接方法は、上記条件Bを満たす高炭素鋼材の溶接に用いられる。 Further, the ideal critical diameter D I given by equation (2) is an index indicating the hardenability of high carbon steel is the larger the value of the ideal critical diameter D I highly hardenability high carbon steel It means that. For a steel material having an ideal critical diameter D I given by the formula (2) of more than 150 mm, the hardenability is very high, and the welded portion is subjected to the conditions such as the welding step S10 in which the allowable processing time is limited. It is difficult to sufficiently perform a treatment for suppressing hardening of 40. Therefore, the present welding method is used for welding a high carbon steel material that satisfies the above condition B.

本溶接方法において溶接対象とする高炭素鋼材は、例えば鋼帯であって、板厚0.8mm〜10mm、板幅400mm〜1200mmである。高炭素鋼材は、鋼帯に限定されず、線材、棒鋼、等であってもよい。   The high carbon steel material to be welded in the present welding method is, for example, a steel strip having a plate thickness of 0.8 mm to 10 mm and a plate width of 400 mm to 1200 mm. The high carbon steel material is not limited to a steel strip and may be a wire rod, a steel bar, or the like.

(成分組成)
以下に、本実施形態における高炭素鋼材の鋼組成(成分組成)について示す。
(Ingredient composition)
Below, the steel composition (component composition) of the high carbon steel material in this embodiment is shown.

(C)
本実施形態における高炭素鋼材は、C(炭素)含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。Cは炭素鋼においては最も基本となる合金元素であり、その含有量によって、パーライト組織の硬さおよび靭性、または、マルテンサイト組織の硬さおよび靭性が大きく変動する。C含有量が0.3質量%未満の鋼では、溶接後に急冷されてマルテンサイトが生成しても溶接部に割れを生じる懸念が小さい。
(C)
The high carbon steel material in the present embodiment preferably has a C (carbon) content of 0.3 mass% or more and 1.5 mass% or less. C is the most basic alloying element in carbon steel, and the hardness and toughness of the pearlite structure or the hardness and toughness of the martensite structure greatly vary depending on the content thereof. With steel having a C content of less than 0.3% by mass, there is little concern that cracks will occur in the weld even if it is rapidly cooled after welding and martensite is generated.

一方、C含有量が1.5質量%を超えると、溶接部に本発明の後熱処理を施しても、硬質であり靭性の低い金属組織となり、連続処理ラインにおける曲げの付与などにより破断する懸念が高まる。したがって、本発明では高炭素鋼材の溶接により形成された溶接部の脆性破壊防止の観点から、C含有量が0.3質量%以上1.5質量%以下の範囲の高炭素鋼を対象とする。   On the other hand, if the C content exceeds 1.5% by mass, even if the post-heat treatment of the present invention is applied to the welded portion, the metal structure becomes hard and has low toughness, and there is a concern that it may be broken due to the addition of bending in a continuous processing line. Will increase. Therefore, in the present invention, from the viewpoint of preventing brittle fracture of a weld formed by welding of high carbon steel material, the high carbon steel having a C content of 0.3 mass% or more and 1.5 mass% or less is targeted. ..

C含有量は、溶接部の脆性破壊防止の観点から低量である方がよく、1.2質量%以下であることが好ましい。   From the viewpoint of preventing brittle fracture of the welded portion, the C content is preferably low and is preferably 1.2% by mass or less.

(Si)
Si(ケイ素)は、脱酸剤として作用する合金元素である。Si含有量が0.02質量%未満では、当該作用を十分に得ることができない。一方、Siを過剰に添加すると固溶強化作用によりフェライトが硬化し、脆性破壊の懸念が高まる。そこで、Siを添加するに際しては2.0質量%以下の含有量となるようにする。したがって、Si含有量は2.0質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上1.0質量%以下であることがより好ましい。
(Si)
Si (silicon) is an alloying element that acts as a deoxidizer. If the Si content is less than 0.02 mass%, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if Si is added excessively, the ferrite is hardened by the solid solution strengthening action, and the concern about brittle fracture increases. Therefore, when Si is added, the content is set to 2.0 mass% or less. Therefore, the Si content is preferably 2.0 mass% or less, and more preferably 0.05 mass% or more and 1.0 mass% or less.

(Mn)
Mn(マンガン)は、焼入れ性を向上させる合金元素であり、必要に応じて添加される。Mn含有量が2.0質量%を超えると、鋼板が硬質化してしまい、脆性破壊の懸念が高まる。Mn含有量は、2.0質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上1.0質量%以下であることがより好ましい。
(Mn)
Mn (manganese) is an alloying element that improves hardenability and is added as necessary. If the Mn content exceeds 2.0% by mass, the steel sheet is hardened and the concern about brittle fracture increases. The Mn content is preferably 2.0% by mass or less, and more preferably 0.2% by mass or more and 1.0% by mass or less.

(P、S)
P(リン)およびS(硫黄)は、靱性を低下させる合金元素である。そのため、靱性を向上させるためには、出来る限り低減することが好ましい。P含有量は、好ましくは0.030質量%以下、より好ましくは0.020質量%以下である。S含有量は、好ましくは0.035質量%以下、より好ましくは0.020質量%以下である。
(P, S)
P (phosphorus) and S (sulfur) are alloying elements that reduce toughness. Therefore, in order to improve toughness, it is preferable to reduce as much as possible. The P content is preferably 0.030 mass% or less, more preferably 0.020 mass% or less. The S content is preferably 0.035 mass% or less, more preferably 0.020 mass% or less.

(Cr)
Cr(クロム)は焼入性を改善するとともに焼戻し軟化抵抗を大きくする元素であり、必要に応じて添加される。しかし、1.8質量%を超える多量のCrが含有されると、本溶接方法においても、溶接部は硬質で靭性が低い金属組織となり、連続処理ラインにおける曲げの付与などにより破断する懸念が高まる。したがってCrを添加する場合は1.8質量%以下の範囲で含有させることが望ましい。Cr含有量は、好ましくは0.1質量%以上1.6質量%以下である。
(Cr)
Cr (chromium) is an element that improves hardenability and increases temper softening resistance, and is added as necessary. However, when a large amount of Cr exceeding 1.8 mass% is contained, even in the present welding method, the welded portion has a hard and low toughness metallographic structure, and there is an increased risk of fracture due to bending in the continuous processing line. .. Therefore, when Cr is added, it is desirable that the Cr content be 1.8 mass% or less. The Cr content is preferably 0.1% by mass or more and 1.6% by mass or less.

(その他の元素)
本実施形態における高炭素鋼材は、焼入性や靭性などの特性改善を目的として次のような元素を添加した鋼種であってもよい。成形性を阻害しない範囲として、Moは0.5質量%以下、Cuは0.3質量%以下、Niは2.0質量%以下、Alは0.1質量%以下、Vは0.5質量%以下、Tiは0.5質量%以下、Nbは0.5質量%以下、Bは0.0005〜0.01質量%以下まで添加可能である。
(Other elements)
The high carbon steel material in the present embodiment may be a steel type to which the following elements are added for the purpose of improving properties such as hardenability and toughness. As a range that does not impair the formability, Mo is 0.5 mass% or less, Cu is 0.3 mass% or less, Ni is 2.0 mass% or less, Al is 0.1 mass% or less, and V is 0.5 mass%. %, Ti can be added up to 0.5% by mass, Nb up to 0.5% by mass, and B up to 0.0005 to 0.01% by mass.

上記の成分以外の残部は、Fe及び不可避的不純物であってよい。ここで、不可避的不純物とは、O、Nなどの除去することが難しい成分のことを意味する。これらの成分は、鋼片(スラブ)を溶製する段階で不可避的に混入する。   The balance other than the above components may be Fe and inevitable impurities. Here, the unavoidable impurities mean components such as O and N that are difficult to remove. These components are inevitably mixed in at the stage of melting the steel slab.

(溶接工程)
図2は、本実施形態における溶接工程S10の一例の概要を示すフローチャートである。
(Welding process)
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of an example of the welding step S10 in this embodiment.

図2に示すように、溶接工程S10は、予熱工程S1、溶接工程S2、後熱工程S3、第1の冷却工程(緩冷却工程)S4、および第2の冷却工程S5を含む。なお、図2中、予熱工程S1〜第2の冷却工程S5の各工程に対応する期間を示すP1、P2、P3、P4、P41、P42は、後述の図3を用いた説明にて参照する。   As shown in FIG. 2, the welding step S10 includes a preheating step S1, a welding step S2, a postheating step S3, a first cooling step (slow cooling step) S4, and a second cooling step S5. In addition, in FIG. 2, P1, P2, P3, P4, P41, and P42 indicating the periods corresponding to the respective steps of the preheating step S1 to the second cooling step S5 are referred to in the description using FIG. 3 described later. .

(予熱工程S1)
予熱工程S1では、レーザ溶接を行う前(すなわち溶接工程S2の前)に、予熱ヒータ22によって溶接対象部30を200℃以上800℃以下の温度に加熱する。これにより、レーザ溶接直後に溶接部40が100℃未満の温度に冷却されて溶接割れの生じる可能性を低減することができる。
(Preheating step S1)
In the preheating step S1, before performing laser welding (that is, before the welding step S2), the preheating heater 22 heats the welding target portion 30 to a temperature of 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. As a result, it is possible to reduce the possibility that the welded portion 40 is cooled to a temperature of less than 100 ° C. immediately after laser welding and weld cracking occurs.

なお、本発明の一態様における高炭素鋼材の溶接方法において、予熱工程S1は必須では無い。ただし、予熱工程S1によって、レーザ溶接直後における溶接部40の冷却速度を遅くすることが可能となることから、予熱工程S1を含むことが好ましい。   The preheating step S1 is not essential in the method for welding a high carbon steel material according to one aspect of the present invention. However, since the preheating step S1 makes it possible to reduce the cooling rate of the welded portion 40 immediately after laser welding, it is preferable to include the preheating step S1.

例えば予熱工程S1を実施しない場合、溶接装置2は、溶接方向D1におけるレーザ照射機21と後熱ヒータ23との互いの距離が近くなるような配置となっており、レーザ溶接直後に溶接部40が100℃未満の温度になることを防止するようになっていてもよい。この場合、溶接装置2は予熱ヒータ22を備えていなくてもよい。   For example, when the preheating step S1 is not performed, the welding device 2 is arranged such that the laser irradiator 21 and the post-heater heater 23 in the welding direction D1 are close to each other, and the welding portion 40 is immediately after laser welding. May be prevented from reaching a temperature of less than 100 ° C. In this case, the welding device 2 may not include the preheater 22.

(溶接工程S2)
溶接工程S2では、溶接方向D1に沿って溶接対象部30にレーザを照射することによって、溶接部40が形成される。レーザ照射を受けた溶接対象部30およびその周辺部分では、温度が急激に上昇した後、急激に低下する。そして、溶接部40の温度がAc1変態点以下となる。100℃以上の温度では、レーザ溶接直後の溶接部40の材料組織は、オーステナイト、マルテンサイト、またはオーステナイトとマルテンサイトとの複合組織、等を含む。さらにそのまま100℃未満の室温近傍にまで急冷されると、溶接部40は、多大に硬質化し、溶接装置2以後の連続処理ラインL1の途中で、脆性破壊を生じる可能性が高くなる。また、急冷により溶接割れを生じる可能性が高くなる。
(Welding process S2)
In the welding process S2, the welding portion 40 is formed by irradiating the welding target portion 30 with a laser along the welding direction D1. The temperature of the welding target portion 30 and its peripheral portion that have been irradiated with the laser rapidly rises and then sharply decreases. Then, the temperature of the welded portion 40 becomes the Ac1 transformation point or lower. At a temperature of 100 ° C. or higher, the material structure of the weld portion 40 immediately after laser welding includes austenite, martensite, a composite structure of austenite and martensite, and the like. Further, if it is rapidly cooled to near room temperature of less than 100 ° C., the welded portion 40 is significantly hardened, and brittle fracture is likely to occur in the middle of the continuous processing line L1 after the welding device 2. In addition, quenching increases the possibility of weld cracking.

(後熱工程S3)
後熱工程S3では、溶接工程S2により生成した溶接部40を、当該溶接部40が100℃未満の温度となる前に、Ac1変態点以上の温度となるように再加熱する。上記のように、レーザ溶接直後に溶接部40が100℃未満の温度にまで冷却されると、溶接部40は、マルテンサイト変態に伴うひずみの影響を受けて、溶接割れを生じる懸念が高くなるためである。
(Post-heating step S3)
In the post-heating step S3, the welded portion 40 generated in the welding step S2 is reheated to a temperature of Ac1 transformation point or higher before the temperature of the welded portion 40 becomes lower than 100 ° C. As described above, when the welded portion 40 is cooled to a temperature of less than 100 ° C. immediately after laser welding, the welded portion 40 is affected by the strain associated with the martensitic transformation, and there is a high possibility that weld cracking will occur. This is because.

後熱工程S3では、溶接部40をAc1変態点以上の温度となるように再加熱することにより、溶接部40の材料組織をオーステナイト組織とする。このとき、溶接部40の材料組織を完全にオーステナイト組織としてもよいが、部分的なオーステナイト組織となっていてもかまわない。「部分的なオーステナイト組織」とは、オーステナイト+フェライト、オーステナイト+フェライト+粒状炭化物、オーステナイト+粒状炭化物、等の組織のことを意味している。   In the post-heating step S3, the material structure of the welded portion 40 is changed to an austenite structure by reheating the welded portion 40 to a temperature not lower than the Ac1 transformation point. At this time, the material structure of the welded portion 40 may be a complete austenitic structure, but may be a partial austenitic structure. The "partial austenite structure" means a structure such as austenite + ferrite, austenite + ferrite + granular carbide, austenite + granular carbide, and the like.

後熱工程S3において、溶接部40をAc1変態点以上に加熱しない場合、溶接部40の材料組織中にオーステナイトが生成しない。そのため、加熱後に溶接部40を冷却しても、パーライト組織が得られず、溶接部40の軟質化が不十分となる。   In the post-heating step S3, when the weld 40 is not heated to the Ac1 transformation point or higher, austenite is not generated in the material structure of the weld 40. Therefore, even if the welded portion 40 is cooled after heating, the pearlite structure is not obtained, and the softening of the welded portion 40 becomes insufficient.

後熱工程S3において、溶接部40を、Ac1変態点以上900℃以下の範囲内の温度となるように再加熱することが好ましい。これは、溶接部40を900℃超の温度に加熱すると、溶接部40およびその周辺の高炭素鋼材における表面酸化が著しくなる。その結果、連続処理ラインL1の途中において酸化スケールの剥離が生じることによって、設備を疵付けたり汚したりする可能性が高まるためである。   In the post-heating step S3, the welded portion 40 is preferably reheated to a temperature within the range of Ac1 transformation point to 900 ° C. This is because when the weld 40 is heated to a temperature higher than 900 ° C., the surface oxidation in the high carbon steel material in the weld 40 and its periphery becomes remarkable. As a result, peeling of the oxide scale occurs in the middle of the continuous processing line L1, which increases the possibility of scratching or soiling the equipment.

また、後熱工程S3において、溶接部40を、Ac1変態点以上850℃以下の範囲内の温度となるように再加熱することがより好ましい。これは、溶接部40を850℃超の温度に加熱する場合、加熱に要する入熱エネルギーが大きくなることに加え、加熱時間および冷却時間が長大化するためである。   Further, in the post-heating step S3, it is more preferable to reheat the welded portion 40 to a temperature within the range of Ac1 transformation point or higher and 850 ° C. or lower. This is because when the welded portion 40 is heated to a temperature higher than 850 ° C., the heat input energy required for heating becomes large and the heating time and cooling time become long.

後熱工程S3による再加熱を受ける前の溶接部40の材料組織と、再加熱後の溶接部40の材料組織との関係について、以下に説明する。   The relationship between the material structure of the welded portion 40 before being reheated by the post-heating step S3 and the material structure of the welded portion 40 after reheating will be described below.

溶接部40の材料組織において、再加熱前にマルテンサイトであった部分は、再加熱による昇温中に焼戻しされて、フェライト+炭化物に分解される。   In the material structure of the welded portion 40, the portion that was martensite before reheating is tempered during the temperature rise due to reheating and decomposed into ferrite + carbide.

ここで、後熱工程S3における昇温速度が速い場合、マルテンサイトの焼戻しによって生じた炭化物は非常に微細である。Ac1変態点以上の温度に加熱されると、当該温度におけるオーステナイトの炭素の固溶限に相当する炭化物は瞬時にフェライト中に溶解して、フェライトおよび炭化物がオーステナイトに変態する。   Here, when the temperature rising rate in the post-heating step S3 is high, the carbides generated by the tempering of martensite are extremely fine. When heated to a temperature equal to or higher than the Ac1 transformation point, a carbide corresponding to the solid solution limit of carbon of austenite at that temperature is instantaneously dissolved in ferrite, and the ferrite and the carbide are transformed into austenite.

一方、後熱工程S3における昇温速度が遅い場合、マルテンサイトの焼戻しによって生じた炭化物が経時的に成長するとともに、フェライトが軟質化する。この場合、Ac1変態点直上への加熱直後では、炭化物が部分的に溶解して部分的にオーステナイトを生成することによって、溶接部40の材料組織中に、オーステナイト+フェライト+粒状炭化物組織を形成する。Ac1変態点を超えてさらに昇温することによって、Ac1変態点以上の温度域(昇温中および冷却中)において、炭化物の溶解が進行し、オーステナイトの存在量が増加する。   On the other hand, when the rate of temperature rise in the post-heating step S3 is slow, the carbide generated by the tempering of martensite grows with time and the ferrite softens. In this case, immediately after heating to just above the Ac1 transformation point, the carbide partially melts to partially generate austenite, thereby forming austenite + ferrite + granular carbide structure in the material structure of the weld 40. .. By further raising the temperature above the Ac1 transformation point, in the temperature range of the Ac1 transformation point or higher (during heating and cooling), the dissolution of carbides proceeds and the austenite abundance increases.

溶接部40の材料組織において、再加熱前にオーステナイトであった部分は、昇温速度が速い場合、Ac1変態点以上の温度に加熱されてもオーステナイトのままである。一方、昇温速度が遅い場合、溶接部40の材料組織において、再加熱前にオーステナイトであった部分は、昇温中にフェライト+炭化物に分解され、マルテンサイトを遅い速度で昇温した場合と同様の変化を示す。   In the material structure of the welded portion 40, the portion that was austenite before reheating remains austenite even when heated to a temperature of the Ac1 transformation point or higher when the heating rate is high. On the other hand, when the heating rate is slow, the part of the material structure of the welded portion 40 that was austenite before reheating is decomposed into ferrite + carbide during heating, and the temperature of martensite is increased at a slower rate. Similar changes are shown.

以上のように、後熱工程S3において、Ac1変態点以上の温度における均熱保持時間を設けなくても、溶接部40を軟質化し得る。ただし、Ac1変態点以上の温度にて均熱保持を行うことは、炭化物の溶解およびオーステナイトの生成を促進させることから、溶接部40の軟質化を妨げるものではない。   As described above, in the post-heating step S3, the weld 40 can be softened without providing the soaking and holding time at the temperature of the Ac1 transformation point or higher. However, the soaking and holding at the temperature of the Ac1 transformation point or higher promotes the dissolution of the carbide and the generation of austenite, and therefore does not prevent the softening of the weld 40.

よって、後熱工程S3において、溶接部40は、Ac1変態点以上の温度における均熱保持は不要であり、この場合、制御部20によって、均熱保持を施す時間の設定なく後熱ヒータ23の制御が行われる。なお、後熱工程S3において、溶接部40は、Ac1変態点以上の温度で均熱保持されてもよい。   Therefore, in the post-heating step S3, the welded portion 40 does not need to hold the soaking temperature at a temperature equal to or higher than the Ac1 transformation point, and in this case, the control unit 20 does not set the time for performing the soaking maintenance and the Control is performed. In the post-heating step S3, the welded portion 40 may be soaked and maintained at a temperature equal to or higher than the Ac1 transformation point.

また、後熱工程S3において、再加熱時の昇温速度は任意である。生産性およびコストの観点から、再加熱時の昇温速度は、好ましくは10℃/秒以上500℃/秒以下であることが好ましい。上記昇温速度が10℃/秒未満の場合、加熱に要する時間が長大化する。500℃/秒を超えるような昇温速度を実現するためには、加熱設備に要するコストが増大する。   In the post-heating step S3, the rate of temperature increase during reheating is arbitrary. From the viewpoint of productivity and cost, the rate of temperature increase during reheating is preferably 10 ° C./sec or more and 500 ° C./sec or less. When the rate of temperature increase is less than 10 ° C./sec, the time required for heating becomes long. In order to realize the temperature rising rate exceeding 500 ° C./second, the cost required for heating equipment increases.

(第1の冷却工程S4)
第1の冷却工程S4では、後熱工程S3における再加熱後の冷却中における、Ac1変態点から500℃までの温度域を、式(3)で与えられる許容冷却速度Vmax(℃/sec)以下の平均冷却速度にて冷却する。
Vmax=900/D ・・・(3)。
(First cooling step S4)
In the first cooling step S4, the temperature range from the Ac1 transformation point to 500 ° C. during cooling after reheating in the post-heating step S3 is equal to or lower than the allowable cooling rate Vmax (° C./sec) given by the equation (3). Cool at the average cooling rate of.
Vmax = 900 / D I ... (3).

第1の冷却工程S4によって、オーステナイトを変態させて、溶接部40の材料組織をパーライト主体の組織または「フェライト+パーライト」主体の組織とする。これにより、冷却後の溶接部40を軟質化させることができる。   By the first cooling step S4, the austenite is transformed so that the material structure of the welded portion 40 becomes a structure mainly composed of pearlite or a structure mainly composed of "ferrite + pearlite". Thereby, the welded part 40 after cooling can be softened.

第1の冷却工程S4における平均冷却速度が上記Vmax(℃/sec)を超えると、パーライト変態が完了せずに溶接部40の材料組織中にマルテンサイトを生成して、溶接部40が硬質化する可能性が高くなる。 When the average cooling rate in the first cooling step S4 exceeds Vmax (° C./sec) , martensite is generated in the material structure of the weld 40 without completing the pearlite transformation, and the weld 40 is hardened. More likely to.

ここで、前述した条件Bを満たさない高炭素鋼材、すなわち理想臨界直径Dの値が150mmを超える高炭素鋼材では、Vmaxが非常に小さくなる。そのため、溶接部40の材料組織をパーライト主体の組織または「フェライト+パーライト」主体の組織とするために必要な冷却時間が長時間になる。 Here, in the high carbon steel material which does not satisfy the above-mentioned condition B, that is, in the high carbon steel material having a value of the ideal critical diameter D I of more than 150 mm, Vmax becomes very small. Therefore, the cooling time required for making the material structure of the welded portion 40 a structure mainly composed of pearlite or a structure mainly composed of “ferrite + pearlite” becomes long.

また、理想臨界直径Dの値が150mmを超える高炭素鋼材では、第1の冷却工程S4においてVmax(℃/sec)以下の平均冷却速度にて冷却しても、パーライト組織が得られないことがあり、この場合、冷却後の溶接部40は、マルテンサイトまたはベイナイトを含む硬質な材料組織となり得る。 Further, in a high carbon steel material having an ideal critical diameter D I of more than 150 mm, a pearlite structure cannot be obtained even when cooled at an average cooling rate of Vmax (° C./sec) or less in the first cooling step S4. In this case, the weld 40 after cooling may have a hard material structure containing martensite or bainite.

一般に、連続処理ラインL1(図1を参照)において、溶接装置2で行われる溶接工程S10に許容される所要時間には制限があり、そのことに関連して、第1の冷却工程S4における所要時間にも制限が生じ得る。例えば、第1の冷却工程S4は、所定の所要時間T以下の時間にて行われることが好ましい。所要時間Tは、具体的には、上記後熱工程S3による後熱付与後(すなわち、後熱ヒータ23が鋼帯の幅方向に通過後)の時点から、連続処理ラインL1における溶接工程S10の次工程へ進み、次工程のロールに溶接部40が最初に接触する時点までの時間である。所要時間Tは、連続処理ラインL1の構成、通板速度、等によって変動することから具体的な値を特定し難いが、例えば60秒である。   Generally, in the continuous processing line L1 (see FIG. 1), there is a limit on the time required for the welding process S10 performed by the welding device 2, and in connection therewith, the time required for the first cooling process S4 is limited. Time can also be limited. For example, the first cooling step S4 is preferably performed for a time equal to or less than the predetermined required time T. Specifically, the required time T is from the time point after the post-heat application in the post-heating step S3 (that is, after the post-heat heater 23 has passed in the width direction of the steel strip) from the welding step S10 in the continuous processing line L1. It is the time until the time when the welded portion 40 first contacts the roll of the next process, in the next process. The required time T is, for example, 60 seconds, although it is difficult to specify a specific value because it varies depending on the configuration of the continuous processing line L1, the strip passing speed, and the like.

Ac1変態点と500℃との温度差を上記Tで除算して得られる値を要求冷却速度Vminとすると、第1の冷却工程S4における平均冷却速度は、Vmin以上Vmax以下であることが好ましい。これにより、連続処理ラインL1における処理を効率的に行いつつ、溶接部40に脆性破壊を生じる可能性を低減することができる。   When the value obtained by dividing the temperature difference between the Ac1 transformation point and 500 ° C. by T is the required cooling rate Vmin, the average cooling rate in the first cooling step S4 is preferably Vmin or more and Vmax or less. As a result, the possibility of causing brittle fracture in the welded portion 40 can be reduced while efficiently performing the processing in the continuous processing line L1.

本溶接方法における第1の冷却工程S4を実施するには、一例では、溶接装置2の制御部20が、溶接部40について再加熱後の冷却中におけるAc1変態点から500℃までの温度域を、溶接部40の平均冷却速度がVmax(℃/sec)以下となるように、冷却調整ヒータ24を制御すればよい。 In order to carry out the first cooling step S4 in the present welding method, in one example, the control unit 20 of the welding device 2 controls the temperature range from the Ac1 transformation point to 500 ° C. during cooling of the welded portion 40 after reheating. The cooling adjustment heater 24 may be controlled so that the average cooling rate of the welded portion 40 becomes Vmax (° C./sec) or less.

なお、本溶接方法では、第1の冷却工程S4において、溶接部40の平均冷却速度がVmax(℃/sec)以下となっていればよく、上記の例に限定されない。例えば、任意に行われる予熱工程S1、並びに、必須である溶接工程S2および後熱工程S3における加熱温度および加熱範囲等の制御によって、溶接部40への入熱は制御可能である。そのような制御によって、第1の冷却工程S4における溶接部40の平均冷却速度がVmax(℃/sec)以下となればよい。そのため、冷却調整ヒータ24は、必要に応じて使用可能となっていればよく、溶接装置2は、冷却調整ヒータ24を備えていなくてもよい。 In the present welding method, in the first cooling step S4, the average cooling rate of the welded portion 40 may be Vmax (° C / sec) or less and is not limited to the above example. For example, the heat input to the welded portion 40 can be controlled by controlling the heating temperature, the heating range, and the like in the optional preheating step S1, and the indispensable welding step S2 and postheating step S3. With such control, the average cooling rate of the welded portion 40 in the first cooling step S4 may be Vmax (° C / sec) or less. Therefore, the cooling adjustment heater 24 only needs to be usable as needed, and the welding device 2 does not have to include the cooling adjustment heater 24.

溶接部40の温度は、例えば放射温度計により測定され、この場合、上記後熱工程S3および上記第1の冷却工程S4において規定している温度は、通板方向における溶接部40の表面の最大温度である。   The temperature of the welded portion 40 is measured by, for example, a radiation thermometer, and in this case, the temperature specified in the post-heating step S3 and the first cooling step S4 is the maximum of the surface of the welded portion 40 in the sheet passing direction. Is the temperature.

(第2の冷却工程S5)
上述の第1の冷却工程S4において、溶接部40の材料組織中のパーライト変態は完了することから、第2の冷却工程S5における冷却速度は特に限定されない。例えば、第2の冷却工程S5において、溶接部40を急冷しても、溶接部40の材料組織中にマルテンサイトは生成しない。
(Second cooling step S5)
Since the pearlite transformation in the material structure of the welded portion 40 is completed in the above-described first cooling step S4, the cooling rate in the second cooling step S5 is not particularly limited. For example, in the second cooling step S5, even if the weld 40 is rapidly cooled, martensite is not generated in the material structure of the weld 40.

そのため、本溶接方法によれば、第2の冷却工程S5において何らかの手段を用いて溶接部40を急冷することにより、溶接工程S10の所要時間をより一層低減することもできる。   Therefore, according to the present welding method, the time required for the welding step S10 can be further reduced by rapidly cooling the welded portion 40 by using some means in the second cooling step S5.

(本溶接方法と従来技術との対比)
図3を用いて、本発明例における溶接方法と、特許文献1および特許文献2における従来の溶接方法(従来例)との対比について、概略的に説明すれば以下のとおりである。図3は、本発明例および従来例の溶接方法について説明するための、溶接工程S10における経時的な温度変化を模式的に示すグラフである。図3における符号3001で示す図は、本溶接方法(本発明例)について示すグラフである。図3において、符号3002で示す図は特許文献1の溶接方法(従来例1)について示すグラフであり、符号3003で示す図は特許文献2の溶接方法(従来例2)について示すグラフである。図3に示すグラフは、溶接対象部30の線上の定点(ここでは鋼帯幅方向の中央部)において、温度の時間変化を測定した結果の一例を模式的に示している。
(Comparison between main welding method and conventional technology)
The comparison between the welding method of the present invention example and the conventional welding method (conventional example) of Patent Document 1 and Patent Document 2 (conventional example) will be schematically described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph schematically showing the temperature change with time in the welding step S10 for explaining the welding methods of the present invention example and the conventional example. The diagram indicated by reference numeral 3001 in FIG. 3 is a graph showing the present welding method (example of the present invention). In FIG. 3, the drawing indicated by reference numeral 3002 is a graph showing the welding method of Patent Document 1 (conventional example 1), and the drawing indicated by reference numeral 3003 is a graph showing the welding method of Patent Document 2 (conventional example 2). The graph shown in FIG. 3 schematically shows an example of the result of measuring the time change of temperature at a fixed point on the line of the welding target portion 30 (here, the central portion in the width direction of the steel strip).

(従来例1)
図3において符号3002で示すように、従来例1の方法では、レーザ溶接前の予熱を行っておらず(符号C100)、レーザ溶接後に溶接部が急冷される。従来例1の方法では、急冷後の再加熱(符号C101)までの最低温度に関する規定がなく、この段階(C104)で焼割れが生じる懸念がある。また、レーザ溶接後の溶接部を、1℃/秒以上の昇温速度にて600〜900℃の範囲内の温度まで再加熱し(符号C101)、均熱保持し(符号C102)、次いで、放冷または徐冷している(符号C103)。
(Conventional example 1)
As indicated by reference numeral 3002 in FIG. 3, in the method of Conventional Example 1, preheating before laser welding is not performed (reference numeral C100), and the welded portion is rapidly cooled after laser welding. In the method of Conventional Example 1, there is no regulation regarding the minimum temperature until reheating (reference numeral C101) after quenching, and there is a concern that quench cracking may occur at this stage (C104). Further, the welded portion after laser welding is reheated at a temperature rising rate of 1 ° C./second or more to a temperature in the range of 600 to 900 ° C. (reference C101), soaked and maintained (reference C102), and then, It is allowed to cool or is gradually cooled (reference C103).

しかし、溶接対象とする鋼材の成分組成等によって焼入性が非常に高い場合、Ac1変態点以上の温度から放冷(特許文献1では20℃/秒程度の冷却速度)されても、実際にはマルテンサイトを生成して硬質になる場合がある。そのため、従来例1では、溶接部に脆性破壊を生じる可能性を低減することに限界がある。   However, when the hardenability is very high due to the composition of the steel material to be welded, even if the material is allowed to cool from the temperature of the Ac1 transformation point or higher (cooling rate of about 20 ° C./second in Patent Document 1), May form martensite and become hard. Therefore, in Conventional Example 1, there is a limit in reducing the possibility of causing brittle fracture in the welded portion.

(従来例2)
図3において符号3003で示すように、従来例2の方法では、先ず、レーザ溶接前に溶接対象部を600℃〜800℃に加熱する予熱処理を施す。その後、0.1質量%以下のC濃度を有する溶接材料(フィラー)を溶接対象部に供給して添加しつつレーザ溶接する(符号C200)。従来例2の方法においては、予熱処理を行わない場合(点線で示すグラフ)に関する提案もされている。従来例2の方法においては、溶接材料の添加によって、溶接金属部の焼入性が低下する。この方法では、溶接材料の添加を必須とするという前提のもとで、溶接金属部が急冷された場合における溶接割れの可能性を低減している。しかし、熱影響部は素材の成分をそのまま有する部分であり、溶接部が100℃以下の温度にまで急冷された場合(符号C201)、熱影響部に溶接割れが発生する可能性は低減できない。
(Conventional example 2)
As indicated by reference numeral 3003 in FIG. 3, in the method of Conventional Example 2, first, pre-heat treatment for heating the welding target portion to 600 ° C. to 800 ° C. is performed before laser welding. After that, laser welding is performed while supplying and adding a welding material (filler) having a C concentration of 0.1 mass% or less to the welding target portion (reference C200). In the method of Conventional Example 2, there is also a proposal regarding the case where the preheat treatment is not performed (graph shown by a dotted line). In the method of Conventional Example 2, addition of the welding material reduces the hardenability of the weld metal portion. This method reduces the possibility of weld cracking when the weld metal part is rapidly cooled on the assumption that the addition of welding material is essential. However, the heat-affected zone is a portion that has the components of the raw material as it is, and when the welded portion is rapidly cooled to a temperature of 100 ° C. or lower (reference numeral C201), the possibility of weld cracking in the heat-affected zone cannot be reduced.

そして、レーザ溶接後の溶接部を、800〜1100℃の範囲内の温度まで再加熱し(符号C202)、その後、溶接部を冷却している(符号C203)。   Then, the welded portion after laser welding is reheated to a temperature within the range of 800 to 1100 ° C. (reference C202), and then the welded portion is cooled (reference C203).

しかし、溶接部を高温に再加熱すると、結晶粒の粗大化に伴う靭性の低下の懸念があるとともに、加熱時間が長大化し、多くのエネルギーを要する。また、従来例2の技術では、溶接金属部におけるC濃度を0.4質量%程度に低減させることを勧めている。この場合、非常に多くの溶接材料を溶し込む必要が生じ得る。そのため、出力の高いレーザ設備を使用したり、溶接速度を遅くしたりすることが求められる。   However, if the welded portion is reheated to a high temperature, there is a concern that the toughness will decrease due to the coarsening of the crystal grains, and the heating time will become longer and much energy will be required. Further, in the technique of Conventional Example 2, it is recommended to reduce the C concentration in the weld metal portion to about 0.4 mass%. In this case, too much welding material may have to be melted in. Therefore, it is required to use laser equipment with high output and to reduce the welding speed.

また、従来例2の方法では、符号C203で示す期間において冷却速度の規定はないが、溶接材料の添加を必須とすることによって、自然冷却を行っても、溶接金属部を軟化することができる。しかし、熱影響部は素材の成分をそのまま有する部分であり、溶接対象とする鋼材の焼入れ性が高い場合、自然冷却すると熱影響部が硬質になる懸念がある。   Further, in the method of Conventional Example 2, the cooling rate is not regulated during the period indicated by the reference numeral C203, but the addition of the welding material is indispensable to soften the weld metal portion even if natural cooling is performed. .. However, the heat-affected zone is a portion having the raw material component as it is, and when the steel material to be welded has high hardenability, there is a concern that the heat-affected zone becomes hard when naturally cooled.

(本発明例)
図3において符号3001で示すように、本溶接方法では、前述のように溶接工程S10を行う。特に、本溶接方法では、第1の冷却工程S4を含むことによって、溶接材料の添加を不要に、以下の効果が得られる。すなわち、前述の条件Aおよび条件Bを満たす複数の高炭素鋼材を互いに突き合わせ溶接して得られた溶接部40の材料組織をパーライト主体の組織または「フェライト+パーライト」主体の組織とすることができる。そのため、溶接部40を軟質化することができる。その結果、連続処理ラインL1における溶接装置2よりも出側OSで、溶接部40に脆性破壊を生じる可能性を低減することができる。
(Example of the present invention)
As indicated by reference numeral 3001 in FIG. 3, in the present welding method, the welding step S10 is performed as described above. In particular, in the present welding method, by including the first cooling step S4, the following effects can be obtained without the addition of welding material. That is, the material structure of the welded portion 40 obtained by butt-welding a plurality of high carbon steel materials satisfying the above conditions A and B can be a structure mainly composed of pearlite or a structure mainly composed of "ferrite + pearlite". .. Therefore, the welded portion 40 can be softened. As a result, it is possible to reduce the possibility that brittle fracture will occur in the welded portion 40 at the OS on the exit side of the welding device 2 in the continuous processing line L1.

〔変形例〕
本実施形態における高炭素鋼材の溶接方法の変形例について、図4を用いて以下に説明する。図4は、本実施形態の一変形例における高炭素鋼材の溶接方法について説明するための、溶接工程S10における経時的な温度変化を模式的に示すグラフである。
[Modification]
A modified example of the welding method for high carbon steel according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a graph schematically showing a temperature change with time in the welding step S10 for explaining the welding method for the high carbon steel material in the modified example of the present embodiment.

本変形例では、予熱工程S1を行うことなく、その後の溶接工程S2以降の処理を、上述の実施形態1にて説明したことと同様に行う。この場合においても、溶接工程S2(図中P2の期間)において、レーザ溶接後の溶接部40が100℃未満の温度となる前に、後熱工程S3の処理を開始するようになっていればよい。これにより、レーザ溶接後の溶接部40に溶接割れが生じることを防止することができる。そして、溶接工程S10の後、溶接部40に脆性破壊を生じる可能性を低減することができる。   In this modification, the pre-heating process S1 is not performed, and the subsequent welding process S2 and subsequent processes are performed in the same manner as described in the first embodiment. Also in this case, in the welding step S2 (the period P2 in the figure), if the processing of the post-heating step S3 is started before the temperature of the welded portion 40 after laser welding becomes less than 100 ° C. Good. As a result, it is possible to prevent welding cracks from occurring in the welded portion 40 after laser welding. Then, after the welding step S10, the possibility of causing brittle fracture in the welded portion 40 can be reduced.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図5を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図5は、本実施形態における高炭素鋼材の溶接方法を実施するために用いられる溶接装置2Aについて説明するための模式図である。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of description, members having the same functions as the members described in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. FIG. 5: is a schematic diagram for demonstrating the welding apparatus 2A used in order to implement the welding method of the high carbon steel material in this embodiment.

図5に示すように、本実施形態における高炭素鋼材の溶接方法では、前記実施形態1における溶接装置2に代替して、ワイヤ送給部25を備える溶接装置2Aを用いているとともに、溶接工程S2において溶接対象部30にワイヤを添加するようになっている。   As shown in FIG. 5, in the welding method for a high carbon steel material according to the present embodiment, a welding device 2A including a wire feeding unit 25 is used instead of the welding device 2 according to the first embodiment, and the welding process is performed. A wire is added to the welding target portion 30 in S2.

上記ワイヤとしては、例えばC濃度が0.3質量%以下の成分のものを用いることが好ましい。上記ワイヤを添加することにより、溶接金属部の組成が、接合対象とする鋼材(後行鋼帯ST1および先行鋼帯ST2)のCeq以下のCeqを有し、かつ、接合対象とする鋼材のD値以下のD値を有するようになっていることが好ましい。そのため、上記ワイヤとしては、接合対象とする鋼材よりも低Cの成分のものが好ましく、また、接合対象とする鋼材よりも低合金の成分のものが好ましい。 As the wire, it is preferable to use a wire having a C concentration of 0.3 mass% or less. By adding the wire, the composition of the weld metal has a C eq following C eq steel (succeeding steel strip ST1 and prior steel strip ST2) to be joined, and the bonding target steel it is preferably adapted to have a D I value below D I value. Therefore, it is preferable that the wire has a lower C content than the steel material to be joined and a lower alloy content than the steel material to be joined.

上記ワイヤを添加してレーザ溶接を行うことによって、溶接金属のCeqを低下させることができる。その結果、溶接部40における溶接金属部41の更なる軟質化を行うことができるとともに、溶接割れを防止することができる。但し、この場合、熱影響部42については、高炭素鋼材の成分がそのままであることから、レーザ溶接後に急冷した場合、熱影響部42においてマルテンサイトが生成する。そのため、従来の溶接方法では、熱影響部42が硬化することによって、溶接部40に脆性破壊を生じる可能性がある。 By adding the above wire and performing laser welding, C eq of the weld metal can be reduced. As a result, it is possible to further soften the weld metal portion 41 of the welded portion 40 and prevent weld cracking. However, in this case, in the heat-affected zone 42, since the components of the high-carbon steel material remain the same, martensite is generated in the heat-affected zone 42 when rapidly cooled after laser welding. Therefore, in the conventional welding method, the heat-affected zone 42 may be hardened to cause brittle fracture in the weld 40.

これに対して、本実施形態における高炭素鋼材の溶接方法によれば、上記ワイヤを添加する場合において、熱影響部42でのマルテンサイトの生成を抑制することができる。そのため、溶接工程S10の後、溶接部40に脆性破壊を生じる可能性を低減することができる。   On the other hand, according to the welding method for a high carbon steel material in the present embodiment, it is possible to suppress the generation of martensite in the heat affected zone 42 when the wire is added. Therefore, it is possible to reduce the possibility of causing brittle fracture in the welded portion 40 after the welding step S10.

〔附記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の一実施例について以下に説明する。   An embodiment of the present invention will be described below.

表1に示す成分を有する鋼種A〜Nの鋼帯を用いて、鋼帯同士を突き合わせた溶接対象部にレーザを照射することにより突き合わせ溶接を実施した。鋼帯の板幅は800mm、板厚は基本3.0mmとし、一部の鋼帯では板厚1.8mm、6.0mmのものを使用した。レーザ溶接には、最大出力8kWの炭酸ガスレーザを用いた。予熱処理(予熱工程S1)、後熱処理(後熱工程S3)、およびAc1点から500℃までの温度域において温度調整して平均冷却速度を制御する第1の冷却処理(第1の冷却工程S4)は、いずれも必要に応じて高周波誘導加熱装置を用いて実施した。高周波誘導加熱装置としては、最大出力25kW、加熱面寸法6×120(mm)の性能を有する装置を用いた。溶接速度は、1〜10mpm(m/分)の間で調整した。   Butt welding was performed by using the steel strips of steel types A to N having the components shown in Table 1 and irradiating the welding target portion where the steel strips were butted against each other with a laser. The steel strip has a width of 800 mm and a basic thickness of 3.0 mm. Some steel strips having a thickness of 1.8 mm and 6.0 mm were used. A carbon dioxide laser with a maximum output of 8 kW was used for laser welding. Pre-heat treatment (pre-heating step S1), post-heat treatment (post-heating step S3), and first cooling treatment (first cooling step S4) for controlling the average cooling rate by adjusting the temperature in the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. ) Was carried out using a high frequency induction heating device as required. As the high frequency induction heating device, a device having a maximum output of 25 kW and a heating surface size of 6 × 120 (mm) was used. The welding speed was adjusted between 1 and 10 mpm (m / min).

(エリクセン試験)
図6は、エリクセン試験機50の構成を概略的に示す模式図である。図6に示すように、エリクセン試験機50は、パンチ51、板押え部52、ダイ53を備えている。パンチ51としては、胴部の直径が20mm、パンチ端の球状半径が10mmのものを用いた。ダイ53は、孔部直径が40mmのものを用いた。
(Erichsen test)
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the Erichsen tester 50. As shown in FIG. 6, the Erichsen tester 50 includes a punch 51, a plate pressing portion 52, and a die 53. As the punch 51, a body having a diameter of 20 mm and a punch end having a spherical radius of 10 mm was used. The die 53 used had a hole diameter of 40 mm.

板押え部52およびダイ53によって、供試材60における溶接部の溶接線とパンチ51の中心とが合うように、供試材60を固定した。そして、エリクセン試験を実施し、以下のようにき裂の形態に基づいて溶接部の脆化の有無を評価した。
OK:延性破壊(大きな塑性変形を伴なう破壊)
NG:脆性破壊(塑性変形がほとんど無い、溶接線方向の破壊)。
The sample material 60 was fixed by the plate pressing part 52 and the die 53 so that the welding line of the welded part of the sample material 60 and the center of the punch 51 were aligned. Then, an Erichsen test was performed, and the presence or absence of embrittlement of the welded portion was evaluated based on the morphology of the cracks as follows.
OK: Ductile fracture (fracture accompanied by large plastic deformation)
NG: Brittle fracture (almost no plastic deformation, fracture in the welding line direction).

エリクセン試験の結果の一例を図7に示す。図7において符号7001で示す写真は、エリクセン試験における評価OKの溶接部の例である。図7において符号7002で示す写真は、エリクセン試験における評価NGの溶接部の例である。   An example of the result of the Erichsen test is shown in FIG. The photograph shown by reference numeral 7001 in FIG. 7 is an example of the welded portion of the evaluation OK in the Erichsen test. The photograph indicated by reference numeral 7002 in FIG. 7 is an example of the welded portion of the evaluation NG in the Erichsen test.

(硬さ試験)
図8は、硬さ試験における硬さ測定位置を示す図である。先ず、溶接部40における溶接方向(溶接線の延びる方向)に垂直な断面を鏡面研磨した。そして、当該断面における溶接金属部41および熱影響部42の、板厚方向の中心部P1について、0.2mmピッチで硬さ測定した。具体的には、ビッカース硬度計を用いて、荷重300gにおけるビッカース硬さを測定した。硬さ測定結果に基づいて、溶接部の最高硬さ(HV)を求めた。
(Hardness test)
FIG. 8 is a diagram showing hardness measurement positions in a hardness test. First, a cross section perpendicular to the welding direction (direction in which the welding line extends) in the welded portion 40 was mirror-polished. Then, the hardness of the central portion P1 in the plate thickness direction of the weld metal portion 41 and the heat affected zone 42 in the cross section was measured at a pitch of 0.2 mm. Specifically, a Vickers hardness meter was used to measure the Vickers hardness at a load of 300 g. The maximum hardness (HV) of the welded portion was determined based on the hardness measurement result.

(実施例1)
表1に示す鋼種A、B、Cの鋼帯を用いて、レーザ溶接を行うことにより得られた溶接部に対して、エリクセン試験および硬さ試験を実施した。結果を表2に示す。
(Example 1)
Using the steel strips of steel types A, B, and C shown in Table 1, the Erichsen test and the hardness test were performed on the welded portion obtained by laser welding. The results are shown in Table 2.

表2に示すように、本発明の範囲内の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された実施例No.1−2、1−4〜1−10、1−13〜1−18、1−21、1−22では、溶接部の最高硬さは400HV以下であり、かつ、エリクセン試験の評価もOKであった。レーザ溶接の前に予熱処理を行っていなくても、実施例No.1−2に示すように、Ac1点から500℃までの温度域における平均冷却速度をVmax(℃/sec)以下とすることにより、溶接部に脆性破壊を生じる可能性を低減できることがわかる。 As shown in Table 2, Example No. which was laser-welded and variously heat-treated under the conditions within the scope of the present invention. In 1-2, 1-4 to 1-10, 1-13 to 1-18, 1-21 and 1-22, the maximum hardness of the welded portion was 400 HV or less, and the evaluation of the Erichsen test was also OK. there were. Even if the pre-heat treatment was not performed before the laser welding, the example No. As shown in 1-2, it is understood that the possibility of brittle fracture in the welded portion can be reduced by setting the average cooling rate in the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. to Vmax (° C./sec) or less.

これに対して、本発明の範囲外の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された比較例No.1−1、1−3、1−11、1−12、1−19、1−20では、溶接部の最高硬さは400HVを超えており、エリクセン試験の評価はNGであった。より詳しくは、鋼帯の鋼種がA〜Cのいずれの場合においても、Ac1点から500℃までの温度域における平均冷却速度をVmax(℃/sec)より大きくすると、比較例No.1−1、1−12、1−19、1−20に示すように、冷却後の溶接部が硬質化し、溶接部の最高硬さが400HVを超えた。 On the other hand, Comparative Example No. which was laser-welded and various heat-treated under the condition outside the scope of the present invention. In 1-1, 1-3, 1-11, 1-12, 1-19, and 1-20, the maximum hardness of the welded portion exceeded 400 HV, and the evaluation by the Erichsen test was NG. More specifically, in any of the steel types of the steel strips A to C, when the average cooling rate in the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. was made larger than Vmax (° C./sec) , the comparative example No. As shown in 1-1, 1-12, 1-19, 1-20, the welded part after cooling was hardened and the maximum hardness of the welded part exceeded 400 HV.

また、後熱処理における加熱温度がAc1点未満の場合、比較例No.1−3に示すように、後熱処理によって溶接部が十分に軟質化せず、溶接部の最高硬さが400HVを超えた。比較例No.1−11では、レーザ溶接直後に40℃まで急冷されたことにより、エリクセン試験前に溶接割れが生じていた。   When the heating temperature in the post heat treatment is less than the Ac1 point, Comparative Example No. As shown in 1-3, the post-heat treatment did not sufficiently soften the weld, and the maximum hardness of the weld exceeded 400 HV. Comparative Example No. In No. 1-11, since it was rapidly cooled to 40 ° C. immediately after laser welding, weld cracking occurred before the Erichsen test.

(実施例2)
表1に示す鋼種D〜Nの鋼帯を用いて、レーザ溶接を行うことにより得られた溶接部に対して、エリクセン試験および硬さ試験を実施した。第1の冷却処理における平均冷却速度を0.1℃/secとする場合、後熱処理後、後熱ヒータの移動を停止するとともに出力を調整して、溶接部の一部について局所的に冷却速度を制御した。そして、溶接部における局所的に冷却速度を制御された部分について、溶接部特性を評価した。結果を表3に示す。
(Example 2)
Using the steel strips of steel types D to N shown in Table 1, the Erichsen test and the hardness test were performed on the welded portion obtained by performing the laser welding. When the average cooling rate in the first cooling process is 0.1 ° C./sec, after the post-heat treatment, the movement of the post-heat heater is stopped and the output is adjusted to locally cool the portion of the welded portion. Controlled. Then, the characteristics of the welded portion were evaluated for the portion where the cooling rate was locally controlled in the welded portion. The results are shown in Table 3.

表3に示すように、本発明の範囲内の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された実施例No.2−1〜2−4、2−6〜2−9では、溶接部の最高硬さは400HV以下であり、かつ、エリクセン試験の評価もOKであった。   As shown in Table 3, Example No. which was laser-welded and variously heat-treated under the conditions within the scope of the present invention. In 2-1 to 2-4 and 2-6 to 2-9, the maximum hardness of the welded portion was 400 HV or less, and the evaluation by the Erichsen test was also OK.

これに対して、本発明の範囲外の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された比較例No.2−5、2−10〜2−15では、溶接部の最高硬さは400HVを超えており、エリクセン試験の評価はNGであった。より詳しくは、比較例No.2−5に示すように、鋼種HではVmaxの値が6.7と小さい。そのため、Ac1点から500℃までの温度域における平均冷却速度が10℃/secと比較的緩やかであっても、平均冷却速度がVmax(℃/sec)を超える。その結果、冷却後の溶接部が硬質化し、溶接部の最高硬さが400HVを超えた。 On the other hand, Comparative Example No. which was laser-welded and various heat-treated under the condition outside the scope of the present invention. In 2-5 and 2-10 to 2-15, the maximum hardness of the welded portion exceeded 400 HV, and the evaluation by the Erichsen test was NG. More specifically, Comparative Example No. As shown in 2-5, in the steel type H, the value of Vmax is as small as 6.7. Therefore, even if the average cooling rate in the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. is relatively gentle at 10 ° C./sec, the average cooling rate exceeds Vmax (° C./sec) . As a result, the welded part after cooling became hard and the maximum hardness of the welded part exceeded 400 HV.

また、鋼種L〜NはD値が150mmを超えており(表1を参照)、Vmaxが非常に小さい。比較例No.2−11、2−13、2−15に示すように、このような鋼種については、レーザ溶接後の溶接部をAc1点以上の温度に加熱した後、Ac1点から500℃までの温度域における平均冷却速度をVmax(℃/sec)以下としても、溶接部を十分に軟質化し難いことがわかる。 Further, steel types L~N has exceeded D I value 150 mm (see Table 1), Vmax is very small. Comparative Example No. As shown in 2-11, 2-13, and 2-15, for such steel types, after heating the welded portion after laser welding to a temperature of Ac1 point or higher, the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. It can be seen that even if the average cooling rate is Vmax (° C./sec) or less, it is difficult to sufficiently soften the welded portion.

(実施例3)
表1に示す鋼種A、B、Cの鋼帯であって、鋼種毎に板厚が1.8mm、3.0mm、6.0mmの鋼帯に対して、レーザ溶接を行った。得られた溶接部に対して、エリクセン試験および硬さ試験を実施した。結果を表4に示す。
(Example 3)
Laser welding was performed on steel strips of steel types A, B, and C shown in Table 1 and having steel plate thicknesses of 1.8 mm, 3.0 mm, and 6.0 mm for each steel type. An Erichsen test and a hardness test were performed on the obtained welds. The results are shown in Table 4.

表4に示すように、本発明の範囲内の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された実施例No.3−1〜3−21では、いずれの鋼種でも板厚の違いによらず、溶接部の最高硬さは400HV以下であり、かつ、エリクセン試験の評価もOKであった。   As shown in Table 4, Example No. which was laser-welded and variously heat-treated under the conditions within the scope of the present invention. In 3-1 to 21-1, the maximum hardness of the welded portion was 400 HV or less and the evaluation of the Erichsen test was OK regardless of the difference in the plate thickness in any of the steel types.

(実施例4)
表1に示す鋼種Bを用いるとともに、溶接ワイヤを添加しつつレーザ溶接を行うことにより得られた溶接部に対して、エリクセン試験および硬さ試験を実施した。
(Example 4)
The Erichsen test and the hardness test were performed on the welded portion obtained by performing the laser welding while using the steel type B shown in Table 1 and adding the welding wire.

溶接ワイヤとしては、YGW12(JIS Z 3312)、φ0.9mmのものを使用した。ワイヤ成分を表5に示す。   As the welding wire, YGW12 (JIS Z 3312), φ0.9 mm was used. The wire components are shown in Table 5.

結果を表6に示す。   The results are shown in Table 6.

低C濃度の溶接ワイヤを使用してレーザ溶接を行った場合、熱影響部では鋼種Bの成分のままであることから、熱影響部にて溶接部の最高硬さを示した。   When laser welding was performed using a welding wire having a low C concentration, the heat-affected zone showed the maximum hardness of the welded part because the composition of steel type B remained unchanged.

後熱処理の加熱前に30℃まで冷却された比較例No.4−1では、エリクセン試験前に、熱影響部に溶接割れが生じていた。また、Ac1点から500℃までの温度域における平均冷却速度がVmax(℃/sec)より速い40℃/secとした比較例No.4−2では、熱影響部が硬質化し、溶接部の最高硬さが400HVを超えているとともに、エリクセン試験の評価はNGであった。 Comparative example No. 3 cooled to 30 ° C. before heating in the post heat treatment In No. 4-1, welding cracks were generated in the heat-affected zone before the Erichsen test. In Comparative Example No. 4, the average cooling rate in the temperature range from the Ac1 point to 500 ° C. was 40 ° C./sec, which was faster than Vmax (° C./sec) . In No. 4-2, the heat-affected zone was hardened, the maximum hardness of the weld zone exceeded 400 HV, and the evaluation by the Erichsen test was NG.

これに対して、低C濃度の溶接ワイヤを使用してレーザ溶接を行った場合においても、本発明の範囲内の条件にてレーザ溶接および各種熱処理された実施例No.4−3、4−4では、熱影響部での硬質化が抑制された。その結果、溶接部の最高硬さは400HV以下であり、かつ、エリクセン試験の評価もOKであった。   On the other hand, even when laser welding was performed using a welding wire having a low C concentration, laser welding and various heat treatments were performed under the conditions within the scope of the present invention. In 4-3 and 4-4, hardening in the heat-affected zone was suppressed. As a result, the maximum hardness of the welded portion was 400 HV or less, and the Erichsen test was evaluated as OK.

ST1 後行鋼帯(炭素鋼材)
ST2 先行鋼帯(炭素鋼材)
40 溶接部
ST1 Trailing steel strip (carbon steel material)
ST2 Leading steel strip (carbon steel)
40 weld

Claims (6)

複数の炭素鋼材を互いに溶接する溶接工程を含む炭素鋼材の溶接方法であって、
前記炭素鋼材における、式(1)で与えられる炭素当量Ceqは0.4以上であり、かつ、式(2)で与えられる理想臨界直径Dは150mm以下であり、
前記溶接工程の後、前記溶接工程により生成した溶接部を、当該溶接部が100℃未満の温度となる前に、Ac1変態点以上の温度となるように再加熱する後熱工程と、
前記後熱工程にて加熱された前記溶接部を、Ac1変態点から500℃までの温度域において、式(3)で与えられる許容冷却速度Vmax(℃/sec)以下の平均冷却速度にて冷却する緩冷却工程と、を含むことを特徴とする炭素鋼材の溶接方法。
eq=C+(Si/24)+(Mn/6)+(Cr/5)+(Mo/4)+(Ni/40)+(V/14) ・・・(1)
=(6.99×C0.5)×(1+0.64Si)×(1+4.1Mn)×(1+2.83P)×(1−0.62S)×(1+2.33Cr)×(1+3.14Mo)×(1+0.52Ni)×(1+1.5(0.9−C)B) ・・・(2)
Vmax=900/D ・・・(3)
(ここで、
前記式(2)におけるBの値は、Bの質量%濃度を代入するのではなく、前記炭素鋼材におけるB含有量が0.0005質量%以上の場合は数値1を代入し、B含有量が0.0005質量%未満の場合は数値0を代入し、
前記式(1)における各元素記号、並びに前記式(2)におけるB以外の各元素記号については、各元素の質量%濃度を代入する。)
A method of welding a carbon steel material including a welding step of welding a plurality of carbon steel materials to each other,
In the carbon steel material, the carbon equivalent C eq given by the formula (1) is 0.4 or more, and the ideal critical diameter D I given by the formula (2) is 150 mm or less,
After the welding step, a post-heating step of reheating the welded portion generated by the welding step to a temperature of Ac1 transformation point or higher before the welded portion has a temperature of less than 100 ° C.
In the temperature range from the Ac1 transformation point to 500 ° C., the welded part heated in the post-heating step is cooled at an average cooling rate equal to or lower than the allowable cooling rate Vmax (° C./sec) given by the equation (3). A method for welding a carbon steel material, comprising:
C eq = C + (Si / 24) + (Mn / 6) + (Cr / 5) + (Mo / 4) + (Ni / 40) + (V / 14) (1)
D I = (6.99 × C 0.5 ) × (1 + 0.64Si) × (1 + 4.1Mn) × (1 + 2.83P) × (1-0.62S) × (1 + 2.33Cr) × (1 + 3.14Mo ) × (1 + 0.52Ni) × (1 + 1.5 (0.9−C) B) (2)
Vmax = 900 / D I ... (3)
(here,
Regarding the value of B in the formula (2) , instead of substituting the mass% concentration of B, when the B content in the carbon steel material is 0.0005 mass% or more, the numerical value 1 is substituted, and the B content is If the amount is less than 0.0005% by mass, substitute the numerical value 0,
The mass% concentration of each element is substituted for each element symbol in the above formula (1) and each element symbol other than B in the above formula (2). )
前記後熱工程では、Ac1変態点以上850℃以下の範囲内の温度となるように再加熱することを特徴とする請求項1に記載の炭素鋼材の溶接方法。   The method for welding a carbon steel material according to claim 1, wherein in the post-heating step, the carbon steel material is reheated to a temperature within a range from the Ac1 transformation point to 850 ° C. 前記溶接工程の前に、前記溶接工程にて溶解して凝固する前記炭素鋼材の部分である溶接対象部を200℃以上800℃以下の温度に加熱する予熱工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の炭素鋼材の溶接方法。   Before the welding step, a preheating step of heating a welding target portion, which is a portion of the carbon steel material that is melted and solidified in the welding step, to a temperature of 200 ° C. or more and 800 ° C. or less is included. The method for welding a carbon steel material according to 1 or 2. 前記炭素鋼材は、質量%で、C:0.3%以上1.5%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0%以下、P:0.030%以下、およびS:0.035%以下を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭素鋼材の溶接方法。   The carbon steel material is, in mass%, C: 0.3% or more and 1.5% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.030% or less, and S: 0. The method for welding a carbon steel material according to any one of claims 1 to 3, which contains 0.035% or less. 前記炭素鋼材の組成が、質量%で、Cr:1.8%以下、Mo:0.5%以下、Ni:2.0%以下、V:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.5%以下、およびB:0.0005%以上0.01%以下、からなる群から選ばれる1つ以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項4に記載の炭素鋼材の溶接方法。   The composition of the carbon steel material is, in mass%, Cr: 1.8% or less, Mo: 0.5% or less, Ni: 2.0% or less, V: 0.5% or less, Ti: 0.5% or less. , Nb: 0.5% or less, and B: 0.0005% or more and 0.01% or less, one or more conditions selected from the group consisting of, carbon according to claim 4, characterized in that Welding method for steel materials. 前記溶接工程では、レーザ溶接により前記溶接部を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭素鋼材の溶接方法。   The method for welding a carbon steel material according to claim 1, wherein the welding portion is formed by laser welding in the welding step.
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