JP6776798B2 - Multi-layer submerged arc welding method - Google Patents
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Description
本発明は、多層サブマージアーク溶接方法に関し、具体的には、厚鋼板用の多層サブマージアーク溶接方法に関する。 The present invention relates to a multi-layer submerged arc welding method, and specifically to a multi-layer submerged arc welding method for thick steel sheets.
高層ビルの建築においては、構造物の大型化に伴い厚鋼板が用いられるようになっている。この厚鋼板としては、板厚が５０ｍｍ以上である極厚鋼板が用いられている。厚鋼板で製造される鉄骨ボックス柱の角継手においてはサブマージアーク溶接が広く用いられており、特に、溶接施工能率向上のために多電極溶接が適用されている。 In the construction of high-rise buildings, thick steel plates are being used as the size of structures increases. As the thick steel plate, an extra-thick steel plate having a plate thickness of 50 mm or more is used. Submerged arc welding is widely used in square joints of steel box columns manufactured of thick steel plates, and in particular, multi-electrode welding is applied to improve welding efficiency.
例えば、特許文献１では、２電極１パス溶接で板厚が５０ｍｍ以上である厚鋼板用のサブマージアーク溶接を実施可能な技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique capable of performing submerged arc welding for a thick steel plate having a plate thickness of 50 mm or more by 2-electrode 1-pass welding.
一方、設備上の制約や過大な溶接入熱を回避する観点から多層溶接も適用されている。多層溶接では、特に初層溶接の高温割れが問題となることから、特許文献２では、開先角度や溶接条件の規定により初層溶接金属の高温割れを回避する技術が開示されており、特許文献３では、２パス目の溶接狙い位置の制御によって初層溶接金属の高温割れを回避する技術が開示されている。さらに、大入熱サブマージアーク溶接金属の靭性向上のために、特許文献４では、フラックスおよびワイヤの化学成分を規定して溶接金属の焼入れ性を向上させる技術が開示されている。 On the other hand, multi-layer welding is also applied from the viewpoint of avoiding equipment restrictions and excessive welding heat input. In multi-layer welding, high-temperature cracking of the first-layer welding is particularly problematic. Therefore, Patent Document 2 discloses a technique for avoiding high-temperature cracking of the first-layer weld metal by defining the groove angle and welding conditions. Document 3 discloses a technique for avoiding high temperature cracking of the first layer weld metal by controlling the welding target position of the second pass. Further, in order to improve the toughness of the submerged arc weld metal with large heat input, Patent Document 4 discloses a technique for improving the hardenability of the weld metal by defining the chemical components of the flux and the wire.
しかしながら、前述の従来のサブマージアーク溶接方法では、十分に高品質な溶接金属を得られるとはまだ言えなかった。ここで高品質であるとは、水素割れなどの低温割れを抑制し、ビード外観が良好であり、溶着量が十分であることを指す。 However, it cannot be said that a sufficiently high quality weld metal can be obtained by the above-mentioned conventional submerged arc welding method. Here, high quality means that low-temperature cracking such as hydrogen cracking is suppressed, the bead appearance is good, and the amount of welding is sufficient.
そこで、本発明は、優れた溶接金属靭性を得ながら、低温割れを抑制し、ビード外観が良好であると共に、溶着量が十分である、高品質な溶接金属を得ることができる厚鋼板用多層サブマージアーク溶接方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a multilayer for thick steel plates capable of obtaining high-quality weld metal having excellent weld metal toughness, suppressing low-temperature cracking, having a good bead appearance, and having a sufficient welding amount. It is an object of the present invention to provide a submerged arc welding method.
なお、溶着量が十分であるとは、鋼板に加工した開先において溶着金属が鋼板表層まで十分に充填されていることを指す。 The sufficient amount of welding means that the weld metal is sufficiently filled up to the surface layer of the steel sheet at the groove processed into the steel sheet.
本発明者らは、鋭意検討の結果、厚鋼板の多層サブマージアーク溶接において種々の溶接条件で溶接継手を作製し、溶接品質を評価した。その結果、溶接金属およびフラックスの成分組成を制御することにより、優れた溶接金属靭性を得ながら溶接金属における低温割れを抑制できることを見出した。すなわち溶接金属中のＭｏおよびＢの含有量を制御すること、特定式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍを制御すること、およびフラックス中の鉄粉の含有量を制御することにより、溶接金属中に生じる粒界フェライト組織の低減および粒界析出を抑制して、低温割れの抑制を実現できることを知見した。 As a result of diligent studies, the present inventors have produced welded joints under various welding conditions in multi-layer submerged arc welding of thick steel plates, and evaluated the welding quality. As a result, it was found that by controlling the composition of the weld metal and the flux, it is possible to suppress low temperature cracking in the weld metal while obtaining excellent weld metal toughness. That is, by controlling the contents of Mo and B in the weld metal, controlling the weld crack susceptibility composition Pcm represented by the specific formula, and controlling the content of iron powder in the flux, in the weld metal. It was found that low-temperature cracking can be suppressed by reducing the grain boundary ferrite structure and suppressing grain boundary precipitation.
本発明はこのような知見に基づいて完成したものであり、その要旨は、以下の通りである。
［１］厚鋼板に多層サブマージアーク溶接を施す際の１パス目の溶接入熱が２００ｋＪ／ｃｍ以上であり、
質量％で、鉄粉を２０〜４０％含有するフラックスを使用し、
溶接金属が、質量％で、Ｂ：０．００１２〜０．００２５％、Ｍｏ：０．２０〜０．３５％含有し、以下の式（１）で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．１６〜０．２３である組成を有することを特徴とする多層サブマージアーク溶接方法。
Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｍｎ／２０＋Ｓｉ／３０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５+Ｖ／１０+５Ｂ ・・・（１）
式（１）中、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂは各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素の含有量は０（零）とする。
The present invention has been completed based on such findings, and the gist thereof is as follows.
[1] The welding heat input in the first pass when performing multi-layer submerged arc welding on a thick steel sheet is 200 kJ / cm or more.
Using a flux containing 20-40% iron powder in% by mass,
The weld metal contains B: 0.0012 to 0.0025% and Mo: 0.25 to 0.35% in mass%, and the weld crack susceptibility composition Pcm represented by the following formula (1) is 0. A multi-layer submerged arc welding method characterized by having a composition of 16 to 0.23.
Pcm = C + Mn / 20 + Si / 30 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B ... (1)
In the formula (1), C, Mn, Si, Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B are the contents (mass%) of each element, and the content of the element not contained is 0 (zero).
ここで、本発明では、特に限定はされないが、上記厚鋼板の板厚を５０ｍｍ以上とすることで特に顕著な効果が得られる。また、多層とは、２層以上のことを指す。 Here, in the present invention, although not particularly limited, a particularly remarkable effect can be obtained by setting the thickness of the thick steel plate to 50 mm or more. Further, the multilayer means two or more layers.
本発明によれば、優れた溶接金属靭性を得ながら、低温割れを抑制し、ビード外観が良好であると共に、溶着量が十分である、高品質な溶接金属を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a high-quality weld metal that suppresses low-temperature cracking, has a good bead appearance, and has a sufficient amount of welding while obtaining excellent weld metal toughness.
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
本発明の多層サブマージアーク溶接方法は、厚鋼板に多層サブマージアーク溶接を施す際の１パス目の溶接入熱が２００ｋＪ／ｃｍ以上であり、質量％で、鉄粉を２０〜４０％含有するフラックスを使用し、溶接金属が、質量％で、Ｂ：０．００１２〜０．００２５％、Ｍｏ：０．２０〜０．３５％含有し、以下の式（１）で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．１６〜０．２３である組成を有することを特徴とし、優れた溶接金属靭性を得ながら、低温割れを抑制し、ビード外観が良好であると共に、溶着量が十分である、高品質な溶接金属を得ることができる。
Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｍｎ／２０＋Ｓｉ／３０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５+Ｖ／１０+５Ｂ ・・・（１）
式（１）中、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂは各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素の含有量は０（零）とする。
In the multi-layer submerged arc welding method of the present invention, the welding heat input in the first pass when performing multi-layer submerged arc welding on a thick steel plate is 200 kJ / cm or more, and a flux containing 20 to 40% of iron powder in mass%. , B: 0.0012 to 0.0025%, Mo: 0.25 to 0.35% in mass%, and weld crack sensitive composition represented by the following formula (1). It is characterized by having a composition in which Pcm is 0.16 to 0.23, suppresses low-temperature cracking while obtaining excellent weld metal toughness, has a good bead appearance, and has a sufficient welding amount. High quality weld metal can be obtained.
Pcm = C + Mn / 20 + Si / 30 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B ... (1)
In the formula (1), C, Mn, Si, Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B are the contents (mass%) of each element, and the content of the element not contained is 0 (zero).
ここで、本発明では、特に限定はされないが、上記厚鋼板の厚みを５０ｍｍ以上とすることで特に顕著な効果が得られる。 Here, in the present invention, although not particularly limited, a particularly remarkable effect can be obtained by setting the thickness of the thick steel plate to 50 mm or more.
以下では、本発明の多層サブマージアーク溶接に用いるフラックス、溶接により形成される溶接金属、鋼板（母材）、ワイヤの具体的構成について順に説明する。以下、フラックス、溶接金属、鋼板およびワイヤに含まれる成分組成の含有量についての「％」は、特にことわりのない限り、「質量％」のことを指す。 Hereinafter, the specific configurations of the flux used for the multi-layer submerged arc welding of the present invention, the weld metal formed by welding, the steel plate (base material), and the wire will be described in order. Hereinafter, "%" of the content of the component composition contained in the flux, the weld metal, the steel plate and the wire means "mass%" unless otherwise specified.
＜フラックス＞
（鉄粉：２０〜４０％）
本発明では、サブマージアーク溶接用のフラックスに、鉄粉を含有させると高い溶着速度が得られ、これにより溶接入熱を低減させることができる。このような効果は、フラックス全量中、鉄粉含有量を２０％以上とすることで得られる。一方、フラックス全量中、鉄粉含有量を４０％超えとすると、スラグ生成量が少なくなり美麗なビード外観が得難くなる。そのため、フラックス中の鉄粉含有量は２０〜４０％とする。また、本発明では、鉄粉は、アトマイズ鉄粉、還元鉄粉等、特に限定せずに用いることができる。
<Flux>
(Iron powder: 20-40%)
In the present invention, when iron powder is contained in the flux for submerged arc welding, a high welding rate can be obtained, whereby welding heat input can be reduced. Such an effect can be obtained by setting the iron powder content to 20% or more in the total amount of the flux. On the other hand, when the iron powder content exceeds 40% in the total amount of the flux, the amount of slag produced becomes small and it becomes difficult to obtain a beautiful bead appearance. Therefore, the iron powder content in the flux is set to 20 to 40%. Further, in the present invention, the iron powder can be used without particular limitation, such as atomized iron powder and reduced iron powder.
また、フラックス中の鉄粉以外の成分組成は、上述したように溶接金属中のＢ含有量、Ｍｏ含有量、Ｐｃｍが所望の範囲にあれば、特に限定されないが、例えば、フラックス中、質量％で、ＳｉＯ２：１０〜３０％、ＭｇＯ：５〜３５％、ＣａＣＯ３：５〜１５％、Ａｌ２Ｏ３：２〜２０％、ＴｉＯ２：２〜１０％、ＣａＦ２：２〜１０％、Ｂ２Ｏ３：０．０２〜２．００％、Ｆｅ−Ｍｏ：３．００％以下、残部として鉄粉以外の金属粉からなる組成を使用できる。 The composition of components other than the iron powder in the flux is not particularly limited as long as the B content, Mo content, and Pcm in the weld metal are within the desired ranges as described above, but for example, the mass% in the flux. So, SiO 2 : 10 to 30%, MgO: 5 to 35%, CaCO 3 : 5 to 15%, Al 2 O 3 : 2 to 20%, TiO 2 : 2 to 10%, CaF 2 : 2 to 10%. , B 2 O 3 : 0.02 to 2.00%, Fe-Mo: 3.00% or less, and a composition composed of a metal powder other than iron powder can be used as the balance.
（ＳｉＯ２：１０〜３０％）
ＳｉＯ２は、造滓剤として有効な成分であり、スラグの粘性を調整するために含有することが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が１０％未満であると、生成するスラグの融点が過剰に高くなり良好なビード外観が得られない場合がある。一方、ＳｉＯ２の含有量が３０％超えであるとスラグ剥離性が劣化し、また溶接金属の酸素量が増加して溶接金属の靭性が劣化する場合がある。よって、ＳｉＯ２含有量は１０〜３０％とすることが好ましい。
(SiO 2 : 10 to 30%)
SiO 2 is an effective component as a slag-forming agent, and is preferably contained in order to adjust the viscosity of the slag. If the content of SiO 2 is less than 10%, the melting point of the produced slag becomes excessively high, and a good bead appearance may not be obtained. On the other hand, if the content of SiO 2 exceeds 30%, the slag peelability may deteriorate, and the oxygen content of the weld metal may increase to deteriorate the toughness of the weld metal. Therefore, the SiO 2 content is preferably 10 to 30%.
（ＭｇＯ：５〜３５％）
ＭｇＯは、フラックスの過度の流動を防止する作用を有し、大入熱溶接におけるビード形状を安定化させる効果を有する。また、ＭｇＯは、スラグの塩基度を増加させて溶接金属中の酸素含有量を低減し、溶接金属の靭性を向上させる有用な成分である。しかしながら、ＭｇＯ含有量が５％未満であると、上記した効果が認められない場合がある。一方、ＭｇＯ含有量が３５％超えであると、融点が上昇しすぎてビード外観が劣化する場合がある。よって、ＭｇＯは５〜３５％とすることが好ましい。
(MgO: 5-35%)
MgO has an effect of preventing excessive flow of flux and has an effect of stabilizing the bead shape in high heat input welding. In addition, MgO is a useful component that increases the basicity of slag, reduces the oxygen content in the weld metal, and improves the toughness of the weld metal. However, if the MgO content is less than 5%, the above effects may not be observed. On the other hand, if the MgO content exceeds 35%, the melting point may rise too much and the bead appearance may deteriorate. Therefore, MgO is preferably 5 to 35%.
（ＣａＣＯ３：５〜１５％）
ＣａＣＯ３は、溶接中に分解し、ＣａＯとＣＯ２とになる。このＣＯ２ガスにより、溶接金属を外気からシールドするとともに、溶接雰囲気中の水素分圧を低下させ、溶接金属中への水素の侵入を防止することができる。また、ＣａＯは、塩基性成分であり、スラグの融点を上昇させ、溶接金属の靭性を向上させることができる。しかしながら、ＣａＣＯ３の含有量が５％未満であると、上記したようなＣＯ２ガスによるシールド効果が認められず、耐水素割れ性が低下する場合がある。一方、ＣａＣＯ３の含有量が１５％を超えであると、ＣＯ２ガスの発生量が増加し、溶接作業性、ビード外観が低下する場合がある。よって、ＣａＣＯ３含有量は５〜１５％とすることが好ましい。
(CaCO 3 : 5 to 15%)
CaCO 3 decomposes during welding to become CaO and CO 2 . This CO 2 gas can shield the weld metal from the outside air, reduce the partial pressure of hydrogen in the welding atmosphere, and prevent hydrogen from entering the weld metal. In addition, CaO is a basic component, which can raise the melting point of slag and improve the toughness of the weld metal. However, if the CaCO 3 content is less than 5%, the shielding effect of the CO 2 gas as described above may not be observed, and the hydrogen cracking resistance may decrease. On the other hand, if the CaCO 3 content exceeds 15%, the amount of CO 2 gas generated may increase, and the welding workability and bead appearance may deteriorate. Therefore, the CaCO 3 content is preferably 5 to 15%.
（Ａｌ２Ｏ３：２〜２０％）
Ａｌ２Ｏ３は、粘性を低下させずにスラグの融点を上昇させるため、スラグの融点の調整に有効な成分である。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３含有量が２％未満では、上記した効果が認められない場合がある。一方Ａｌ２Ｏ３含有量が２０％超えであると、スラグの融点が上昇しすぎてビード幅の不均一やビード外観の劣化を招く場合がある。よって、Ａｌ２Ｏ３含有量は２〜２０％とすることが好ましい。
(Al 2 O 3 : 2 to 20%)
Al 2 O 3 is an effective component for adjusting the melting point of slag because it raises the melting point of slag without lowering the viscosity. However, if the Al 2 O 3 content is less than 2%, the above effects may not be observed. On the other hand, if the Al 2 O 3 content exceeds 20%, the melting point of the slag rises too much, which may lead to non-uniform bead width and deterioration of bead appearance. Therefore, the Al 2 O 3 content is preferably 2 to 20%.
（ＴｉＯ２：２〜１０％）
ＴｉＯ２は、スラグの流動性を向上させ、スラグの剥離性を改善するとともに、アーク空洞内で部分的に還元されてＴｉとして溶接金属中に移行し、溶接金属の靭性を改善することに有効に作用する。しかしながら、ＴｉＯ２含有量が２％未満であると、上記した効果が認められない場合がある。一方、ＴｉＯ２含有量が１０％超えであると、ビード外観が劣化する場合がある。よって、ＴｉＯ２含有量は２〜１０％とすることが好ましい。
(TiO 2 : 2 to 10%)
TiO 2 is effective in improving the fluidity of slag, improving the peelability of slag, and partially reducing it in the arc cavity to transfer it into the weld metal as Ti to improve the toughness of the weld metal. Acts on. However, if the TiO 2 content is less than 2%, the above effects may not be observed. On the other hand, if the TiO 2 content exceeds 10%, the bead appearance may deteriorate. Therefore, the TiO 2 content is preferably 2 to 10%.
（ＣａＦ２：２〜１０％）
ＣａＦ２は、融点を上昇させることなくスラグの塩基度を増加させることができ、溶接金属の酸素量の調整に有効である。しかしながら、ＣａＦ２含有量が２％未満であると、その効果を得にくくなる場合がある。一方、ＣａＦ２含有量が１０％超えであると、スラグの粘性が低下しすぎてビード外観が悪化する場合がある。よって、ＣａＦ２含有量は２〜１０％とすることが好ましい。
(CaF 2 : 2-10%)
CaF 2 can increase the basicity of slag without raising the melting point, and is effective in adjusting the oxygen content of the weld metal. However, if the CaF 2 content is less than 2%, it may be difficult to obtain the effect. On the other hand, if the CaF 2 content exceeds 10%, the viscosity of the slag may be excessively lowered and the bead appearance may be deteriorated. Therefore, the CaF 2 content is preferably 2 to 10%.
（Ｂ２Ｏ３：０．０２〜２．００％）
Ｂ２Ｏ３をフラックスに添加すると還元されたＢが溶接金属中に移行して粒界フェライトの生成を抑制し溶接金属の靭性向上に有効である。Ｂ２Ｏ３含有量が０．０２％未満であるとその効果は小さく、一方、２．００％を超えると溶接金属の靭性が劣化しやすくなるため、Ｂ２Ｏ３含有量は０．０２〜２．００％とすることが好ましい。
(B 2 O 3 : 0.02-2.00%)
When B 2 O 3 is added to the flux, the reduced B migrates into the weld metal to suppress the formation of grain boundary ferrite, which is effective in improving the toughness of the weld metal. If the B 2 O 3 content is less than 0.02%, the effect is small, while if it exceeds 2.00%, the toughness of the weld metal tends to deteriorate, so the B 2 O 3 content is 0.02. It is preferably ~ 2.00%.
（Ｆｅ−Ｍｏ：３．００％以下）
Ｆｅ−Ｍｏをフラックスに添加することにより溶接金属の焼入れ性を向上させる効果が得られる。溶接金属のＭｏ量が０．２０〜０．３５％となるように、フラックスのＦｅ−Ｍｏ含有量は３．００％以下とすることが好ましい。
(Fe-Mo: 3.00% or less)
By adding Fe-Mo to the flux, the effect of improving the hardenability of the weld metal can be obtained. The Fe-Mo content of the flux is preferably 3.00% or less so that the Mo content of the weld metal is 0.25 to 0.35%.
（鉄粉以外の金属粉）
上記以外の残部は、鉄粉以外の金属粉からなる成分組成とすることができる。
(Metal powder other than iron powder)
The balance other than the above can be a component composition composed of a metal powder other than iron powder.
＜溶接金属＞
溶接金属としては、本発明では、溶接金属中のＭｏとＢの含有量を適正量とし、粒界フェライト組織の低減および粒界析出の抑制により低温割れを抑制できる。そこで、まず、溶接金属中のＢ含有量、Ｍｏ含有量およびＰｃｍについて説明する。
<Welded metal>
As the weld metal, in the present invention, the content of Mo and B in the weld metal is set to an appropriate amount, and low temperature cracking can be suppressed by reducing the grain boundary ferrite structure and suppressing grain boundary precipitation. Therefore, first, the B content, the Mo content, and the Pcm in the weld metal will be described.
（Ｂ：０．００１２〜０．００２５％）
溶接金属中のＢは、溶接金属の焼入れ性を向上させて粒界フェライトの生成を抑制し靭性を向上させるために有効な成分であるが、溶接金属中のＢ含有量が０．００１２％未満であると、粒界フェライトの生成率が増大し、低温割れが生じる。一方、溶接金属中のＢ含有量が０．００２５％超えであると、次パス溶接によって再熱される溶接金属中に粒界析出物が生じ、低温割れが発生する。以上の理由より、溶接金属中のＢ含有量は、０．００１２〜０．００２５％である。
(B: 0.0012 to 0.0025%)
B in the weld metal is an effective component for improving the hardenability of the weld metal, suppressing the formation of grain boundary ferrite and improving the toughness, but the B content in the weld metal is less than 0.0012%. If this is the case, the production rate of grain boundary ferrite increases and low temperature cracking occurs. On the other hand, if the B content in the weld metal exceeds 0.0025%, grain boundary precipitates are generated in the weld metal reheated by the next pass welding, and low temperature cracking occurs. For the above reasons, the B content in the weld metal is 0.0012 to 0.0025%.
（Ｍｏ：０．２０〜０．３５％）
溶接金属中のＭｏも、溶接金属の焼入れ性を向上させる成分として有効であり、この効果を得るために、Ｍｏは０．２０％以上の含有が必要である。Ｍｏの含有によって、溶接金属中の粒界フェライト量を低減すると同時に、同様の目的で含有するＢ量を低減することもでき、粒界析出の抑制による低温割れ抑制の効果が得られる。一方、Ｍｏ含有量が０．３５％を超えると、溶接金属中のベイナイトの生成率が増大し、溶接金属が脆化する。そのため、溶接金属中のＭｏ含有量は０．２０〜０．３５％である。
(Mo: 0.25 to 0.35%)
Mo in the weld metal is also effective as a component for improving the hardenability of the weld metal, and in order to obtain this effect, Mo must be contained in an amount of 0.20% or more. By containing Mo, the amount of grain boundary ferrite in the weld metal can be reduced, and at the same time, the amount of B contained for the same purpose can be reduced, and the effect of suppressing low temperature cracking by suppressing grain boundary precipitation can be obtained. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.35%, the formation rate of bainite in the weld metal increases and the weld metal becomes embrittlement. Therefore, the Mo content in the weld metal is 0.25 to 0.35%.
（溶接割れ感受性組成Ｐｃｍ：０．１６〜０．２３）
本発明では、溶接金属中に含まれる成分組成について、以下の式（１）で表されるＰｃｍを０．１６〜０．２３とする。Ｐｃｍが０．１６未満であると、十分な焼入れ性が確保できない。一方、Ｐｃｍが０．２３超えであると、割れ感受性が高くなる。そのため、溶接金属のＰｃｍは０．１６〜０．２３とする。
Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｍｎ／２０＋Ｓｉ／３０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５+Ｖ／１０+５Ｂ ・・・（１）
式（１）中、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂは各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素の含有量は０（零）とする。
(Welding crack sensitivity composition Pcm: 0.16 to 0.23)
In the present invention, the Pcm represented by the following formula (1) is set to 0.16 to 0.23 for the component composition contained in the weld metal. If the Pcm is less than 0.16, sufficient hardenability cannot be ensured. On the other hand, when Pcm exceeds 0.23, the cracking sensitivity becomes high. Therefore, the Pcm of the weld metal is 0.16 to 0.23.
Pcm = C + Mn / 20 + Si / 30 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B ... (1)
In the formula (1), C, Mn, Si, Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B are the contents (mass%) of each element, and the content of the element not contained is 0 (zero).
また、溶接金属中の成分組成としては、上記の内容以外は、特に限定されないが、例えば、溶接金属中、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．１０〜０．８０％、Ｍｎ：０．７０〜２．５０％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｂ：０．００１２〜０．００２５％、Ｍｏ：０．２０〜０．３５％、Ｃｕ：０．５％以下を含有し、上記式（１）で表されるＰｃｍが０．１６〜０．２３であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成とすることができる。 The composition of the components in the weld metal is not particularly limited except for the above contents. For example, in the weld metal, by mass%, C: 0.03 to 0.15%, Si: 0.10 to 0. .80%, Mn: 0.70 to 2.50%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, B: 0.0012 to 0.0025%, Mo: 0.25 to 0. It may contain 35%, Cu: 0.5% or less, have a Pcm of 0.16 to 0.23 represented by the above formula (1), and have a component composition in which the balance is composed of Fe and unavoidable impurities. it can.
（Ｃ：０．０３〜０．１５％）
Ｃは、溶接金属の焼入れ性を向上させ、強度を確保するために必要な元素である。しかしながら、Ｃ含有量が０．０３％未満であると、十分な焼入れ性が得られない場合がある。一方、Ｃ含有量が０．１５％超えであると、溶接金属の高温割れが発生するばかりでなく、マルテンサイト相が生成して低温靭性が劣化する場合がある。よって、Ｃ含有量は０．０３〜０．１５％とすることが好ましい。
(C: 0.03 to 0.15%)
C is an element necessary for improving the hardenability of the weld metal and ensuring the strength. However, if the C content is less than 0.03%, sufficient hardenability may not be obtained. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, not only high-temperature cracking of the weld metal may occur, but also a martensite phase may be formed to deteriorate the low-temperature toughness. Therefore, the C content is preferably 0.03 to 0.15%.
（Ｓｉ：０．１０〜０．８０％）
Ｓｉは、脱酸作用を有し溶接金属の酸素低減に有効な元素である。しかしながら、Ｓｉ含有量が０．１０％未満であると、溶融金属の湯流れ性が劣下して溶接作業の効率が低下する場合がある。一方、Ｓｉ含有量が０．８０％超えであると、溶接金属の高温割れが発生する場合がある。よって、Ｓｉ含有量は０．１０〜０．８０％とすることが好ましい。
(Si: 0.10 to 0.80%)
Si is an element that has a deoxidizing effect and is effective in reducing oxygen in weld metals. However, if the Si content is less than 0.10%, the flowability of the molten metal may deteriorate and the efficiency of the welding operation may decrease. On the other hand, if the Si content exceeds 0.80%, high-temperature cracking of the weld metal may occur. Therefore, the Si content is preferably 0.10 to 0.80%.
（Ｍｎ：０．７０〜２．５０％）
Ｍｎは、溶接金属の強度を確保し、かつ焼入れ性を向上させる元素である。しかしながら、Ｍｎ含有量が０．７０％未満であると、十分な焼入れ性が得られない場合がある。一方、Ｍｎ含有量が２．５０％超えであると、溶接金属の高温割れが発生するばかりでなく、上部ベイナイトあるいはマルテンサイト相が生成して低温靭性が劣化する場合がある。よって、Ｍｎ含有量は０．７０〜２．５０％とすることが好ましい。
(Mn: 0.70 to 2.50%)
Mn is an element that secures the strength of the weld metal and improves the hardenability. However, if the Mn content is less than 0.70%, sufficient hardenability may not be obtained. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.50%, not only high-temperature cracking of the weld metal may occur, but also upper bainite or martensite phase may be formed to deteriorate low-temperature toughness. Therefore, the Mn content is preferably 0.70 to 2.50%.
（Ｐ：０．０３％以下）
Ｐは不純物として鋼中に存在し、低融点の燐化鉄が結晶粒界に偏析して粒界強度を低下させるため、Ｐ含有量は０．０３％以下とすることが好ましい。
(P: 0.03% or less)
Since P is present in steel as an impurity and iron phosphate having a low melting point segregates at the grain boundaries to reduce the grain boundary strength, the P content is preferably 0.03% or less.
（Ｓ：０．０１％以下）
Ｓは不純物として鋼中に存在し、低融点の硫化鉄が結晶粒界に偏析して粒界強度を低下させるため、Ｓ含有量は０．０１％以下とすることが好ましい。
(S: 0.01% or less)
Since S is present in steel as an impurity and iron sulfide having a low melting point segregates at the grain boundaries to reduce the grain boundary strength, the S content is preferably 0.01% or less.
（Ｃｕ：０．５％以下）
Ｃｕは高温割れの原因となり、加えて低温割れ感受性も高めるため、Ｃｕ含有量は０．５％以下とすることが好ましい。
(Cu: 0.5% or less)
The Cu content is preferably 0.5% or less because Cu causes high-temperature cracking and also increases the sensitivity to low-temperature cracking.
（残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物）
上記以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物とすることができる。
(The rest is Fe and unavoidable impurities)
The rest other than the above can be Fe and unavoidable impurities.
また、上記成分組成として、溶接金属は、Ｎｉ：０．０５〜３．００％以下を含有していてもよい。 Further, as the above-mentioned component composition, the weld metal may contain Ni: 0.05 to 3.00% or less.
（Ｎｉ：０．０５〜３．００％）
Ｎｉは、溶接金属の強度、靭性を向上させる元素である。しかしながら、Ｎｉ含有量が０．０５％未満であると、強度、靭性を向上させる効果を十分に得られない場合がある。一方、Ｎｉ含有量が３．００％超えであると、低温靭性の劣化、低温割れが発生する場合がある。よって、Ｎｉを含有する場合、Ｎｉ含有量は０．０５〜３．００％とすることが好ましい。
(Ni: 0.05 to 3.00%)
Ni is an element that improves the strength and toughness of weld metal. However, if the Ni content is less than 0.05%, the effect of improving strength and toughness may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the Ni content exceeds 3.00%, deterioration of low temperature toughness and low temperature cracking may occur. Therefore, when Ni is contained, the Ni content is preferably 0.05 to 3.00%.
また、上記成分組成として、溶接金属は、さらに、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．１０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％のうちから選ばれる少なくともいずれか１種を含有していてもよい。 Further, as the above-mentioned component composition, the weld metal is further selected from among Cr: 0.50% or less, Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, and Ti: 0.01 to 0.10%. It may contain at least one selected.
（Ｃｒ：０．５０％以下）
Ｃｒは、溶接金属の強度、靭性を向上させる元素である。しかしながら、Ｃｒ含有量が０．５０％超えであると、低温靭性の劣化、低温割れが発生する場合がある。よって、Ｃｒを含有する場合、Ｃｒ含有量は０．５０％以下とすることが好ましい。
(Cr: 0.50% or less)
Cr is an element that improves the strength and toughness of the weld metal. However, if the Cr content exceeds 0.50%, deterioration of low temperature toughness and low temperature cracking may occur. Therefore, when Cr is contained, the Cr content is preferably 0.50% or less.
（Ｎｂ：０．１０％以下）
Ｎｂは、大入熱溶接において溶接金属の強度を向上させ、かつ組織を微細化して低温靭性を向上させる元素である。しかしながら、Ｎｂ含有量が０．１０％を超えると、溶接金属の高温割れが発生する。したがって、Ｎｂを含有する場合、Ｎｂ含有量は０．１０％以下とすることが好ましい。
(Nb: 0.10% or less)
Nb is an element that improves the strength of the weld metal in high heat input welding and also refines the structure to improve low temperature toughness. However, when the Nb content exceeds 0.10%, high temperature cracking of the weld metal occurs. Therefore, when Nb is contained, the Nb content is preferably 0.10% or less.
（Ｖ：０．１０％以下）
Ｖは、大入熱溶接において溶接金属の強度を向上させ、かつ組織を微細化して低温靭性を向上させる元素である。しかしながら、Ｖ含有量が０．１０％を超えると、溶接金属の高温割れが発生する。したがって、Ｖを含有する場合、Ｖ含有量は０．１０％以下とすることが好ましい。
(V: 0.10% or less)
V is an element that improves the strength of the weld metal in high heat input welding, and also refines the structure to improve low temperature toughness. However, when the V content exceeds 0.10%, high temperature cracking of the weld metal occurs. Therefore, when V is contained, the V content is preferably 0.10% or less.
（Ｔｉ：０．０１〜０．１０％）
Ｔｉは、その酸化物が微細なフェライトの生成核となり，溶接金属の低温靭性を向上させる効果がある。しかしながら、Ｔｉ含有量が０．０１％未満では、酸化物が十分に生成しないので低温靭性向上の効果が得られない場合がある。 一方、Ｔｉ含有量が０．１０％を超えると、溶接金属が硬化して低温靭性の劣化を招く場合がある。したがって、Ｔｉは０．０１〜０．１０％の範囲内を満足することが好ましい。
(Ti: 0.01 to 0.10%)
The oxide of Ti becomes a nucleation of fine ferrite, which has the effect of improving the low temperature toughness of the weld metal. However, if the Ti content is less than 0.01%, the oxide is not sufficiently formed, so that the effect of improving low temperature toughness may not be obtained. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.10%, the weld metal may be hardened and the low temperature toughness may be deteriorated. Therefore, Ti preferably satisfies the range of 0.01 to 0.10%.
＜鋼板（母材）＞
本発明の多層サブマージアーク溶接に用いる鋼板（母材）は、特に限定されないが、例えば、母材中、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．２０％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成とすることができる。
<Steel plate (base material)>
The steel plate (base material) used for the multi-layer submerged arc welding of the present invention is not particularly limited, but for example, in the base material, C: 0.02 to 0.20%, Si: 0.30% or less in mass%. The composition can be Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
＜ワイヤ＞
本発明の多層サブマージアーク溶接に用いるワイヤ（溶接ワイヤ）は、上述したように溶接金属中のＢ含有量、Ｍｏ含有量、Ｐｃｍが所望の範囲にあれば、特に限定されないが、例えば、ワイヤ中、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｍｎ：０．３０〜２．５０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有し、必要に応じて、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：３．００％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、Ｖ：０．２０％以下から選ばれる少なくとも１種をさらに含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成とすることができる。
<Wire>
The wire (welding wire) used for multi-layer submerged arc welding of the present invention is not particularly limited as long as the B content, Mo content, and Pcm in the weld metal are within the desired ranges as described above, but for example, in the wire. , C: 0.03 to 0.20%, Si: 0.10% or less, Mn: 0.30 to 2.50%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less. Cu: 0.50% or less, Ni: 3.00% or less, Cr: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, V: 0.20% or less, if necessary. The component composition may further contain at least one of the above components, and the balance may be composed of Fe and unavoidable impurities.
溶接ワイヤのワイヤ径は限定しないが、初層溶接金属の高温割れ危険部を２パス目の溶接で溶融するため、第１電極のワイヤ径を５．３ｍｍ以下として電流密度を増大させることが好ましい。 Although the wire diameter of the welding wire is not limited, it is preferable to increase the current density by setting the wire diameter of the first electrode to 5.3 mm or less in order to melt the high temperature cracking risk portion of the first layer weld metal in the second pass welding. ..
＜溶接条件＞
本発明の多層サブマージアーク溶接では、上述した鋼板に片面Ｙ開先加工を施し、上述したワイヤおよびフラックスを用いて溶接継手を作製することができる。
<Welding conditions>
In the multi-layer submerged arc welding of the present invention, a single-sided Y groove can be applied to the above-mentioned steel sheet, and a welded joint can be manufactured by using the above-mentioned wire and flux.
図１は本発明の開先形状の一例を示す模式図である。図１では、一例として、板厚が７０ｍｍである鋼板を用い、開先角度を３５°として、ルートフェイスを３ｍｍとする場合を示すが、本発明では、この例に限定されない。開先角度については、３０°未満にすると溶接金属の凝固割れが発生しやすくなる。一方、開先角度を５０°より大きくすると開先を充填するために必要となるワイヤ溶着量が増加し、溶接入熱を高く設定する必要が生じる場合がある。よって、開先角度は３０°以上５０°以下とすることが好ましい。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the groove shape of the present invention. In FIG. 1, as an example, a steel plate having a plate thickness of 70 mm is used, the groove angle is 35 °, and the root face is 3 mm, but the present invention is not limited to this example. If the groove angle is less than 30 °, solidification cracks of the weld metal are likely to occur. On the other hand, if the groove angle is made larger than 50 °, the amount of wire welding required to fill the groove increases, and it may be necessary to set the welding heat input high. Therefore, the groove angle is preferably 30 ° or more and 50 ° or less.
また、ルートフェイスは、３ｍｍ未満にすると、それに伴って開先深さが大きくなり、開先を充填するために必要となるワイヤ溶着量が増加し、溶接入熱を高くする必要が生じる場合がある。一方、ルートフェイスを１５ｍｍよりも大きくすると、深い溶込みを得るために溶接入熱を高くする必要が生じる場合がある。以上のことから、ルートフェイスは３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることが好ましい。 Further, if the root face is less than 3 mm, the groove depth increases accordingly, the amount of wire welding required to fill the groove increases, and it may be necessary to increase the welding heat input. is there. On the other hand, if the root face is made larger than 15 mm, it may be necessary to increase the welding heat input in order to obtain deep penetration. From the above, the root face is preferably 3 mm or more and 15 mm or less.
そして、本発明の多層サブマージアーク溶接では、２層以上の多層サブマージアーク溶接に適用することができ、溶接パス数を適宜変えることができる。 The multi-layer submerged arc welding of the present invention can be applied to two or more layers of multi-layer submerged arc welding, and the number of welding passes can be appropriately changed.
本発明の多層サブマージアーク溶接方法は、溶接施工能率向上のために、１パス目の溶接の溶接入熱は２００ｋＪ／ｃｍ以上とする。好ましくは、１パス目の溶接の溶接入熱は、溶接金属および溶接熱影響部の強度と靭性を確保するため、６００ｋＪ／ｃｍ以下である。 In the multi-layer submerged arc welding method of the present invention, the welding heat input of the first pass welding is 200 kJ / cm or more in order to improve the welding efficiency. Preferably, the welding heat input of the first pass welding is 600 kJ / cm or less in order to secure the strength and toughness of the weld metal and the weld heat affected zone.
また、特に限定されないが、２パス目以降の溶接の溶接入熱は、高い溶接施工能率を確保するために、１パス目の溶接入熱の０．２５倍以上とすることが好ましい。また、上記の２パス目以降の溶接の溶接入熱は、溶接金属と開先壁の間に融合不良が発生することを防ぐために、１パス目の溶接入熱の０．７５倍以下とすることが好ましい。 Further, although not particularly limited, the welding heat input for welding in the second and subsequent passes is preferably 0.25 times or more the welding heat input in the first pass in order to ensure high welding efficiency. Further, the welding heat input for the second and subsequent passes is 0.75 times or less the welding heat input for the first pass in order to prevent fusion defects from occurring between the weld metal and the groove wall. Is preferable.
また、各溶接パスの電極数は限定されないが、溶接施工能率を向上させるためには２電極以上で溶接を実施することが好ましい。溶接ワイヤのワイヤ径は限定しないが、初層溶接金属の高温割れ危険部を２パス目の溶接で溶融するため第１電極のワイヤ径は５．３ｍｍ以下として電流密度を増大させることが好ましい。溶接金属のＢ含有量、Ｍｏ含有量、Ｐｃｍの調整は、溶接ワイヤおよびフラックスの一方または両方の成分調整によって実施できる。 The number of electrodes in each welding path is not limited, but it is preferable to perform welding with two or more electrodes in order to improve welding efficiency. Although the wire diameter of the welding wire is not limited, it is preferable to increase the current density by setting the wire diameter of the first electrode to 5.3 mm or less in order to melt the high temperature cracking risk portion of the first layer weld metal in the second pass welding. The B content, Mo content, and Pcm of the weld metal can be adjusted by adjusting the components of one or both of the welding wire and the flux.
図２は、本発明の各溶接パスの溶接金属形状を示す図である。図２では、４パスを施した場合の例を示すが、本発明では、この例に限定されず、２パス以上であれば所望の効果を得ることができる。 FIG. 2 is a diagram showing a weld metal shape of each welding path of the present invention. FIG. 2 shows an example in which 4 passes are applied, but the present invention is not limited to this example, and a desired effect can be obtained if 2 passes or more are applied.
以上、説明したように、本発明によれば、厚鋼板の多層サブマージアーク溶接においてフラックスおよび溶接金属の化学成分を制御することにより、優れた溶接金属靭性を得ながら、溶接金属の低温割れを抑制し、ビード外観が良好であると共に、溶着量が十分である、高品質な溶接金属が得られるようになる。 As described above, according to the present invention, by controlling the flux and the chemical composition of the weld metal in the multi-layer submerged arc welding of a thick steel plate, low temperature cracking of the weld metal is suppressed while obtaining excellent weld metal toughness. However, a high-quality weld metal having a good bead appearance and a sufficient amount of welding can be obtained.
以下、実施例に基づき、本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on Examples.
板厚７０ｍｍの５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼板に片面Ｙ開先加工を施した後、種々の成分組成を持つボンドフラックスを用いて多層サブマージアーク溶接継手を作製した。溶接パス数は４パスとした。表１に鋼板成分を示し、表２にワイヤ成分を示し、表３に溶接条件を示し、表４にフラックス成分を示す。また、作製した溶接継手の３パス目の溶接金属化学成分を表５に示す。また、溶接品質および３パス目の溶接金属のシャルピー衝撃性能を評価した結果を表６に示す。溶接品質は超音波探傷による割れの有無の確認および目視によるビード外観の評価を行った。また、シャルピー衝撃性能については、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に基づいて測定したｖＥ０（Ｊ）の値を示す。ｖＥ０については、５０Ｊ以上の場合を溶接金属靭性が優れているとした。 After having been subjected to one-sided Y beveling to 590N / mm 2 class steel sheet having a thickness of 70 mm, to prepare a multi-layer submerged arc welded joints using the bonded flux having various component compositions. The number of welding passes was 4. Table 1 shows the steel sheet component, Table 2 shows the wire component, Table 3 shows the welding conditions, and Table 4 shows the flux component. Table 5 shows the weld metal chemical composition of the third pass of the manufactured welded joint. Table 6 shows the results of evaluating the welding quality and the Charpy impact performance of the weld metal in the third pass. Welding quality was confirmed by ultrasonic flaw detection for cracks and visually evaluated for bead appearance. The Charpy impact performance shows the value of vE0 (J) measured based on JIS Z 2242. Regarding vE0, the weld metal toughness was considered to be excellent in the case of 50J or more.
低温割れについては、超音波探傷および溶接部断面マクロ観察により低温割れの有無を確認し、低温割れが視認されない場合を合格とした。 Regarding low-temperature cracks, the presence or absence of low-temperature cracks was confirmed by ultrasonic flaw detection and macro observation of the cross section of the weld, and the case where no low-temperature cracks were visually recognized was accepted.
また、溶着量については、鋼板に加工した開先を溶着金属が鋼板表層まで充填している場合を十分であるとして合格とした。 Regarding the amount of welding, it was judged that it was sufficient when the groove processed into the steel sheet was filled with the weld metal up to the surface layer of the steel sheet.
また、ビード外観については、目視で確認し、アンダーカット、オーバーラップ、スラグ剥離不良が無い場合を合格とした。 The appearance of the bead was visually confirmed, and the case where there was no undercut, overlap, or slag peeling defect was regarded as acceptable.
試験Ｎｏ．１〜４は本発明例であり、フラックス中の鉄粉の含有量を制御しつつ、溶接金属のＢ量、Ｍｏ量、Ｐｃｍを制御したため優れた溶接金属靭性を得ながら溶接金属における低温割れを抑制できた。 Test No. 1 to 4 are examples of the present invention. Since the B amount, Mo amount, and Pcm of the weld metal are controlled while controlling the content of iron powder in the flux, low temperature cracking in the weld metal is performed while obtaining excellent weld metal toughness. I was able to suppress it.
試験Ｎｏ．５〜１１は比較例である。試験Ｎｏ．５は溶接金属のＢ量が少な過ぎて、溶接金属に粒界フェライトが生成し低温割れが発生した。試験Ｎｏ．６は溶接金属のＢ量が多過ぎて、４パス目の溶接による再熱部に粒界析出物が生じ、低温割れが発生した。試験Ｎｏ．７は溶接金属のＭｏ量が少な過ぎて、溶接金属に粒界フェライトが生成し低温割れが発生した。試験Ｎｏ．８は溶接金属のＭｏ量が多過ぎて、溶接金属中のベイナイトの生成率が増大し、優れた溶接金属靭性が得られなかった。試験Ｎｏ．９は溶接金属のＰｃｍが低いため、十分な焼入れ性が確保できず、優れた溶接金属靭性が得られなかった。試験Ｎｏ．１０はフラックスの鉄粉含有量が過少で低温割れおよび溶着量不足が発生した。試験Ｎｏ．１１はフラックスの鉄粉含有量が過大で、ビード外観不良となった。 Test No. 5 to 11 are comparative examples. Test No. In No. 5, the amount of B in the weld metal was too small, and grain boundary ferrite was generated in the weld metal, causing low-temperature cracking. Test No. In No. 6, the amount of B of the weld metal was too large, and grain boundary precipitates were formed in the reheated portion by welding in the 4th pass, and low temperature cracking occurred. Test No. In No. 7, the amount of Mo in the weld metal was too small, and grain boundary ferrite was generated in the weld metal, causing low-temperature cracking. Test No. In No. 8, the amount of Mo in the weld metal was too large, the formation rate of bainite in the weld metal increased, and excellent weld metal toughness could not be obtained. Test No. In No. 9, since the Pcm of the weld metal was low, sufficient hardenability could not be ensured, and excellent weld metal toughness could not be obtained. Test No. In No. 10, the iron powder content of the flux was too small, causing low-temperature cracking and insufficient welding amount. Test No. In No. 11, the iron powder content of the flux was excessive, and the bead appearance was poor.
なお、ここでは３パス目の溶接金属の化学成分およびシャルピー衝撃性能を評価したが、他の溶接パスについても同様に溶接金属の成分組成を制御できることを確認した。 Here, the chemical composition and Charpy impact performance of the welding metal in the third pass were evaluated, but it was confirmed that the composition of the welding metal could be controlled in the same manner for the other welding passes.
１ 第１層（初層、１パス目に形成される溶接金属）
２ 第２層（２パス目に形成される溶接金属）
３ 第３層（３パス目に形成される溶接金属）
４ 第４層（４パス目に形成される溶接金属）
1 First layer (first layer, weld metal formed in the first pass)
2 Second layer (welded metal formed in the second pass)
3 Third layer (welded metal formed in the third pass)
4 4th layer (welded metal formed in the 4th pass)
Claims (1)
質量％で、鉄粉を２０〜４０％含有するフラックスを使用し、
溶接金属が、質量％で、Ｂ：０．００１２〜０．００２５％、Ｍｏ：０．２０〜０．３５％含有し、以下の式（１）で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．１６〜０．２３である組成を有することを特徴とする多層サブマージアーク溶接方法。
Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｍｎ／２０＋Ｓｉ／３０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５+Ｖ／１０+５Ｂ ・・・（１）
式（１）中、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂは各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素の含有量は０（零）とする。 The welding heat input in the first pass when performing multi-layer submerged arc welding on a thick steel sheet is 200 kJ / cm or more.
Using a flux containing 20-40% iron powder in% by mass,
The weld metal contains B: 0.0012 to 0.0025% and Mo: 0.25 to 0.35% in mass%, and the weld crack susceptibility composition Pcm represented by the following formula (1) is 0. A multi-layer submerged arc welding method characterized by having a composition of 16 to 0.23.
Pcm = C + Mn / 20 + Si / 30 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B ... (1)
In the formula (1), C, Mn, Si, Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B are the contents (mass%) of each element, and the content of the element not contained is 0 (zero).
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