JP7175784B2 - Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel - Google Patents
Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel Download PDFInfo
- Publication number
- JP7175784B2 JP7175784B2 JP2019015933A JP2019015933A JP7175784B2 JP 7175784 B2 JP7175784 B2 JP 7175784B2 JP 2019015933 A JP2019015933 A JP 2019015933A JP 2019015933 A JP2019015933 A JP 2019015933A JP 7175784 B2 JP7175784 B2 JP 7175784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- total
- welding
- weld metal
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
本発明は、強度が７８０ＭＰａ以上の高張力鋼を適用した鋼構造物を溶接する際に用いられるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関し、シールドガスとして炭酸ガスを使用し全姿勢溶接での溶接が可能な高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関する。 The present invention relates to a flux-cored wire for gas-shielded arc welding used for welding steel structures to which high-strength steel having a strength of 780 MPa or more is applied, and welding in all-position welding is possible using carbon dioxide gas as the shielding gas. Flux-cored wire for CO2-shielded arc welding of high-strength steels.
高張力鋼を用いた鋼構造物の溶接には、機械性能に優れたサブマージアーク溶接法、被覆アーク溶接法やソリッドワイヤを用いるガスシールドアーク溶接法が適用されている。その中でも現場溶接においては、立向、上向や横向といった姿勢溶接性が求められるため、被覆アーク溶接法やソリッドワイヤを用いるガスシールドアーク溶接法が多用されている。 Submerged arc welding, shielded arc welding, and gas-shielded arc welding using solid wire are applied for welding of steel structures using high-strength steel. Among them, in field welding, since weldability such as vertical, upward and horizontal positions is required, the shielded arc welding method and the gas shielded arc welding method using a solid wire are frequently used.
しかしながら、被覆アーク溶接法では溶接棒の棒長により１パスで溶接できる溶接長が決まるので溶接効率が低い。また、ソリッドワイヤを用いるガスシールドアーク溶接法ではワイヤの供給は連続で行うことが可能であるが、立向や上向などの姿勢溶接時のメタル垂れを防止するために低電流で溶接する必要性があるので溶接能率が低くなる。 However, in the shielded arc welding method, the welding efficiency is low because the welding length that can be welded in one pass is determined by the rod length of the welding rod. In gas-shielded arc welding, which uses a solid wire, it is possible to supply the wire continuously. Welding efficiency is low due to
一方、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、高能率で溶接作業性に優れることから、造船、橋梁、海洋構造物、鉄骨等の各種溶接構造物の建造に広く用いられている。特にルチール系フラックス入りワイヤは、全姿勢溶接での溶接作業性が非常に優れており、造船、鉄骨及び海洋構造物等の分野を中心に広く使用されている。 On the other hand, flux-cored wires for gas-shielded arc welding are widely used in the construction of various welded structures such as shipbuilding, bridges, offshore structures, and steel frames because of their high efficiency and excellent welding workability. In particular, rutile-based flux-cored wires are extremely excellent in welding workability in all-position welding, and are widely used mainly in fields such as shipbuilding, steel frames, and offshore structures.
一般的に、全姿勢溶接用のルチール系フラックス入りワイヤはＴｉＯ2を主体とした金属酸化物を多く含有するため、溶接金属中の酸素量が増加し、特に低温環境で使用した場合、溶接金属の低温靭性が劣るという問題があった。 In general, rutile-based flux-cored wire for all-position welding contains a large amount of metal oxides, mainly TiO2 , so the amount of oxygen in the weld metal increases. There was a problem that the low temperature toughness of the steel was inferior.
強度が７８０ＭＰａ以上の高張力鋼を適用した鋼構造物用のガスシールドアーク溶接ワイヤについてはこれまで様々な開発が行われている。例えば、特許文献１には、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＴｉの含有量を規定することで、－６０℃での低温領域でも安定した高靭性が得られる溶接金属を形成できるガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤが開示されている。しかし、適用するシールドガスの対象がＡｒとＣＯ2の混合ガスであるため、溶接部の清浄度は高くなるものの溶接コストも高くなるといった問題があった。 Various developments have been made so far for gas-shielded arc welding wires for steel structures to which high-strength steel having a strength of 780 MPa or more is applied. For example, Patent Literature 1 discloses a weld metal that provides stable high toughness even in a low temperature range at -60°C by specifying the contents of C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and Ti. A solid wire for gas shielded arc welding that can be formed is disclosed. However, since the target of the shielding gas to be applied is a mixed gas of Ar and CO 2 , there is a problem that although the cleanliness of the weld zone is high, the welding cost is also high.
また、特許文献２には溶接金属中に介在物を形成するＴｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌといった元素の含有量をコントロールすることで、溶接金属の強度が７８０ＭＰａ以上の高強度を達成することができ、かつ耐低温割れ性を向上させることができる炭酸ガス溶接用ソリッドワイヤが開示されている。しかし、特許文献１及び特許文献２ともに、ソリッドワイヤであるため溶接金属のメタル垂れを防ぐために低電流での溶接施工となる。 Further, Patent Document 2 discloses that by controlling the content of elements such as Ti, Mg, Ca, and Al that form inclusions in the weld metal, a high strength of 780 MPa or more can be achieved in the weld metal. , and a solid wire for carbon dioxide gas welding capable of improving cold cracking resistance is disclosed. However, since both Patent Documents 1 and 2 use solid wires, welding is performed at a low current in order to prevent dripping of the weld metal.
また、特許文献３にはフラックス入りワイヤ中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の含有量を規定することで、シールドガスとして炭酸ガスを用いた全姿勢溶接が可能で溶接金属の機械的性能として６９０ＭＰａ以上の耐力が得られるフラックス入りワイヤが開示されている。しかし、脱酸剤として添加しているＡｌ含有量が多いので、溶接入熱によっては溶接金属中に非金属介在物として残るので、安定した衝撃性能が得られないという問題があった。。また、Ｓｉ含有量が少ないので、ビードの止端部が不揃いになりやすいという問題があった。 Further, in Patent Document 3, by specifying the contents of C, Si, Mn, Ni, Al, Mo, TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 and the like in the flux-cored wire, A flux-cored wire is disclosed that enables all-position welding using carbon dioxide gas and that yields a proof stress of 690 MPa or more as the mechanical performance of the weld metal. However, since the Al content added as a deoxidizing agent is large, non-metallic inclusions remain in the weld metal depending on the welding heat input, so there is a problem that stable impact performance cannot be obtained. . Moreover, since the Si content is small, there is a problem that the bead toes tend to be uneven.
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、強度が７８０ＭＰａ以上の高張力鋼を適用した鋼構造物を溶接する際に、シールドガスとして炭酸ガスを使用して全姿勢溶接での溶接作業性が良好で、強度及び低温靭性に優れた溶接金属が得られる高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and when welding a steel structure to which high-strength steel having a strength of 780 MPa or more is applied, carbon dioxide gas is used as a shielding gas. To provide a flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding of high-strength steel, which has good welding workability in position welding and can provide a weld metal excellent in strength and low-temperature toughness.
本発明者らは、強度が７８０ＭＰａ以上の高張力鋼を適用した鋼構造物を溶接する際に、シールドガスとして炭酸ガスを使用し全姿勢溶接での溶接作業性が良好で、溶接金属の強度及び低温靭性が優れたフラックス入りワイヤを得るべく種々検討を行った。 The present inventors have found that when welding a steel structure to which high-tensile steel with a strength of 780 MPa or more is applied, carbon dioxide gas is used as a shielding gas, and welding workability in all-position welding is good, and the strength of the weld metal is And various investigations were carried out in order to obtain a flux-cored wire excellent in low-temperature toughness.
その結果、フラックス入りワイヤ中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＴｉを適量とすることによって溶接金属の強度及び靭性を確保できるとともに、Ａｌを極力少なくとすることで、低入熱であっても溶接金属の低温靭性が向上できることを見出した。さらにＳｉを適量とすることで、立向上進溶接においてメタル垂れ性が軽減され溶接ビードの止端部のなじみの良いビードが得られることを見出した。 As a result, the strength and toughness of the weld metal can be ensured by adjusting the amounts of C, Si, Mn, Ni, Mo and Ti in the flux-cored wire, and the heat input can be kept low by minimizing Al. It was found that the low temperature toughness of the weld metal can be improved even if the Furthermore, it was found that by adjusting the amount of Si to an appropriate amount, metal sagging is reduced in vertical upward welding, and a bead with good conformability to the toe of the weld bead can be obtained.
また、フラックス入りワイヤ中にＴｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｇ、弗素化合物を適量添加することで、ビード形状、スラグ被包性、スラグ剥離性、耐メタル垂れ性を改善して全姿勢溶接での溶接作業性を良好にできることを見出した。 In addition, by adding appropriate amounts of Ti oxide, Si oxide, Zr oxide, Al oxide, Mg, and fluorine compounds to the flux-cored wire, the bead shape, slag encapsulation, slag peeling, and metal sagging resistance are improved. can be improved to improve welding workability in all-position welding.
すなわち、本発明の要旨は、鋼製外皮にフラックスを充填してなる高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、鋼製外皮とフラックスの合計で、Ｃ：０．０３～０．１０％、Ｓｉ：０．４５～０．７５％、Ｍｎ：１．８～３．０％、Ｎｉ：１．５～３．５％、Ｍｏ：０．２～０．９％、Ｂ：０．００２～０．０１５％、Ｔｉ：０．０２～０．０９％を含有し、Ａｌ：０．０５％以下であり、さらに、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計：３～１０％、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計：０．１～０．５％、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計：０．１～０．５％、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計：０．１～０．５％、Ｍｇ：０．１～０．９％、弗素化合物のＦ換算値の合計：０．０１～０．３％、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計：０．０３～０．１５％を含有し、残部が鋼製外皮のＦｅ、鉄粉のＦｅ分、鉄合金粉のＦｅ分及び不可避不純物からなることを特徴とする。 That is, the gist of the present invention is that in a flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel in which the steel sheath is filled with flux, the total mass of the steel sheath and flux is C: 0.03-0.10%, Si: 0.45-0.75%, Mn: 1.8-3.0%, Ni: 1.5-3.5%, Mo: 0.2- 0.9%, B: 0.002 to 0.015%, Ti: 0.02 to 0.09%, Al: 0.05% or less, and further, in mass% with respect to the total mass of the wire, In the flux, the total TiO 2 conversion value of Ti oxides: 3 to 10%, the total SiO 2 conversion value of Si oxides: 0.1 to 0.5%, the total ZrO 2 conversion value of Zr oxides : 0.1 to 0.5%, total of Al 2 O 3 converted values of Al oxides: 0.1 to 0.5%, Mg: 0.1 to 0.9%, F converted values of fluorine compounds Total: 0.01 to 0.3%, total of Na compound and K compound converted to Na 2 O and K 2 O: 0.03 to 0.15%, the balance being Fe in the steel skin , Fe content of iron powder, Fe content of iron alloy powder, and inevitable impurities.
また、ワイヤ全質量に対する質量％で、鋼製外皮とフラックスの合計で、Ｃｒ：０．１～０．８％、Ｎｂ：０．００５～０．０５％、Ｖ：０．００５～０．０５％の１種または２種以上をさらに含有することを特徴とする。 In addition, in terms of % by mass relative to the total mass of the wire, the sum of the steel sheath and flux is Cr: 0.1 to 0.8%, Nb: 0.005 to 0.05%, V: 0.005 to 0.05 % is further contained.
さらに、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、Ｂｉ：０．００２～０．０２％をさらに含有することも特徴とする高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。 Furthermore, the flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding of high-strength steel is characterized by further containing Bi: 0.002 to 0.02% in the flux in terms of % by mass with respect to the total mass of the wire.
本発明の高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤによれば、シールドガスとして炭酸ガスを使用した全姿勢溶接において、溶接作業性が良好で、強度及び低温靭性に優れた溶接金属が得られるなど、高能率に高品質の溶接部を得ることができる。 According to the flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding of high-strength steel of the present invention, weld metal having good welding workability and excellent strength and low-temperature toughness is produced in all-position welding using carbon dioxide gas as the shielding gas. It is possible to obtain high-quality welds with high efficiency.
以下、本発明の高張力鋼のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの成分組成及びその含有量と、各成分組成の限定理由について説明する。なお、成分組成の含有量は質量％で表すこととし、その質量％を表すときには単に％と記載して表すこととする。 Hereinafter, the component composition and content of the flux-cored wire for gas-shielded arc welding of high-strength steel of the present invention, and the reasons for limiting each component composition will be described. In addition, the content of the component composition is represented by mass %, and when representing the mass %, it is simply described as %.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＣ：０．０３～０．１０％］
Ｃは、溶接金属の強度を向上させる効果がある。Ｃが０．０３％未満では、十分な溶接金属の強度が得られない。一方、Ｃが０．１０％を超えると、溶接金属中にＣが過剰に歩留まり、溶接金属の強度が過剰に高くなって低温靱性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＣは０．０３～０．１０％とする。なお、Ｃは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスから鉄粉、金属粉及び合金粉等から添加できる。
[Total C of steel skin and flux: 0.03 to 0.10%]
C has the effect of improving the strength of the weld metal. If C is less than 0.03%, sufficient weld metal strength cannot be obtained. On the other hand, when C exceeds 0.10%, the yield of C is excessive in the weld metal, the strength of the weld metal is excessively increased, and the low temperature toughness is lowered. Therefore, the total content of C in the steel skin and flux should be 0.03 to 0.10%. C can be added from iron powder, metal powder, alloy powder, etc. from flux, in addition to components contained in the steel outer sheath.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＳｉ：０．４５～０．７５％］
Ｓｉは、脱酸剤として作用し、溶接金属の低温靭性を向上させる効果がある。また、立向上進溶接においてメタル垂れを防止するとともに、ビード止端部のなじみの良いビードを得る効果がある。Ｓｉが０．４５％未満では、その効果が得られず、溶接金属の低温靭性が低下する。またＳｉが０．４５％未満では、溶接時に生成するスラグ量が不足するため、メタル垂れが発生し、ビード止端部のなじみが悪くなる。一方、Ｓｉが０．７５％を超えると、溶接金属中にＳｉが過剰に歩留まり、かえって溶接金属の低温靱性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＳｉは０．４５～０．７５％とする。なお、Ｓｉは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｍｎ等の合金粉末から添加できる。
[Si: 0.45 to 0.75% in total of steel skin and flux]
Si acts as a deoxidizing agent and has the effect of improving the low temperature toughness of the weld metal. In addition, it has the effect of preventing metal sagging in vertical upward welding and obtaining a bead with good conformability to the bead toe. If the Si content is less than 0.45%, the effect is not obtained and the low temperature toughness of the weld metal is lowered. If the Si content is less than 0.45%, the amount of slag generated during welding is insufficient, resulting in metal sagging and poor conformability of the bead toe. On the other hand, if Si exceeds 0.75%, the yield of Si in the weld metal is excessive, and the low-temperature toughness of the weld metal rather decreases. Therefore, the total Si content of the steel sheath and the flux should be 0.45 to 0.75%. Si can be added from metal Si, Fe--Si, Fe--Si--Mn, and other alloy powders from the flux, in addition to the components contained in the steel outer shell.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＭｎ：１．８～３．０％］
Ｍｎは、脱酸剤として作用するとともに、溶接金属中に歩留まって溶接金属の強度と低温靱性を向上させる効果がある。Ｍｎが１．８％未満では、溶接金属中にＭｎが十分に歩留まらず、溶接金属の低温靭性が低下するとともに、十分な強度が得られない。一方、Ｍｎが３．０％を超えると、Ｍｎが溶接金属中に過剰に歩留まり、溶接金属の強度が高くなって低温靱性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＭｎは１．８～３．０％とする。なお、Ｍｎは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｍｎ、Ｆｅ－Ｍｎ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｍｎ等の合金粉末から添加できる。
[Total Mn of steel skin and flux: 1.8 to 3.0%]
Mn acts as a deoxidizing agent and is effective in improving the strength and low-temperature toughness of the weld metal by being retained in the weld metal. If the Mn content is less than 1.8%, the yield of Mn in the weld metal is not sufficient, the low temperature toughness of the weld metal is lowered, and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, when Mn exceeds 3.0%, the yield of Mn is excessive in the weld metal, the strength of the weld metal increases, and the low temperature toughness decreases. Therefore, Mn is set to 1.8 to 3.0% in total of the steel sheath and flux. Mn can be added from metal Mn, Fe--Mn, Fe--Si--Mn, or other alloy powder from flux, in addition to components contained in the steel outer sheath.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＮｉ：１．５～３．５％］
Ｎｉは、溶接金属の強度及び靭性の向上を目的として含有する元素である。Ｎｉが１．５％未満では、その効果が不十分であり、溶接金属の強度及び靭性が低くなる。一方、Ｎｉが３．５％を超えると、溶接金属の強度が過度に上昇し靭性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＮｉは１．５～３．５％とする。なお、Ｎｉは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスから金属Ｎｉ、Ｆｅ－Ｎｉ等の合金粉末から添加できる。
[Ni: 1.5 to 3.5% in total of steel skin and flux]
Ni is an element contained for the purpose of improving the strength and toughness of the weld metal. If Ni is less than 1.5%, the effect is insufficient, and the strength and toughness of the weld metal are lowered. On the other hand, when Ni exceeds 3.5%, the strength of the weld metal excessively increases and the toughness decreases. Therefore, Ni is set to 1.5 to 3.5% in total of the steel sheath and flux. Incidentally, Ni can be added from metal Ni, alloy powder such as Fe—Ni, etc. from the flux, in addition to the components contained in the steel outer sheath.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＭｏ：０．２～０．９％］
Ｍｏは、シールドガスがＣＯ2ガスであっても酸化消耗せず、溶接金属に安定に歩留まり、さらにＭｏは析出強化元素であることから溶接金属の強度向上に有効である。Ｍｏが０．２％未満では、溶接金属の強度向上効果は得られない。一方、Ｍｏが０．９％を超えると、強度が過剰に上昇し靭性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＭｏは０．２～０．９％とする。なお、Ｍｏは、鋼製外皮の含まれる成分の他、フラックスから金属Ｍｏ、Ｆｅ－Ｍｏ等の合金粉末から添加できる。
[Total Mo of steel skin and flux: 0.2 to 0.9%]
Mo is not oxidized and consumed even when the shielding gas is CO 2 gas, stably yields the weld metal, and is effective in improving the strength of the weld metal because it is a precipitation-strengthening element. If Mo is less than 0.2%, the effect of improving the strength of the weld metal cannot be obtained. On the other hand, when Mo exceeds 0.9%, the strength excessively increases and the toughness decreases. Therefore, Mo is set to 0.2 to 0.9% in the total of the steel skin and the flux. Mo can be added from metal Mo, alloy powder such as Fe—Mo, etc. from flux, in addition to components contained in the steel outer shell.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＢ：０．００２～０．０１５％］
Ｂは、微量の添加で溶接金属の組織を微細化して低温靱性を向上させる効果がある。Ｂが０．００２％未満では、その効果が十分に得られず、溶接金属の低温靭性が低下する。一方、Ｂが０．０１５％を超えると、高温割れが発生しやすくなる。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＢは０．００２～０．０１５％とする。なお、Ｂは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスからの金属Ｂ、Ｆｅ－Ｂ、Ｆｅ－Ｍｎ－Ｂ等の合金粉末から添加できる。
[Total B of steel skin and flux: 0.002 to 0.015%]
B has the effect of refining the structure of the weld metal and improving the low temperature toughness when added in a very small amount. If B is less than 0.002%, the effect is not sufficiently obtained, and the low temperature toughness of the weld metal deteriorates. On the other hand, when B exceeds 0.015%, hot cracking is likely to occur. Therefore, B is set to 0.002 to 0.015% in total of the steel skin and the flux. B can be added from metal B from flux, alloy powder such as Fe-B, Fe-Mn-B, etc., in addition to components contained in the steel outer sheath.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＴｉ：０．０２～０．０９％］
Ｔｉは、溶接金属の組織を微細化して低温靭性を向上させる効果がある。Ｔｉが０．０２％未満では、溶接金属の低温靭性をより向上する効果が十分に得られない。一方、Ｔｉが０．０９％を超えると、靭性を阻害する上部ベイナイト組織が生成され、溶接金属の低温靭性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＴｉは０．０２～０．０９％とする。なお、Ｔｉは、鋼製外皮に含まれる成分の他、フラックスからの金属Ｔｉ、Ｆｅ－Ｔｉ等の合金粉末から添加できる。
[Ti: 0.02 to 0.09% in total of steel skin and flux]
Ti has the effect of refining the structure of the weld metal and improving the low temperature toughness. If the Ti content is less than 0.02%, the effect of further improving the low temperature toughness of the weld metal cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if Ti exceeds 0.09%, an upper bainite structure that impairs toughness is generated and the low temperature toughness of the weld metal is lowered. Therefore, Ti is set to 0.02 to 0.09% in total of the steel outer covering and the flux. In addition, Ti can be added from metal Ti from flux, alloy powder such as Fe—Ti, etc., in addition to components contained in the steel outer sheath.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＡｌ：０．０５％以下］
Ａｌは、フラックス入りワイヤを用いた炭酸ガスシールドアーク溶接での比較的低い入熱条件の場合、形成された酸化物のスラグ浮上が不十分となり易く、溶接金属中に非金属介在物として残留して低温靭性が低下する。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＡｌは０．０５％以下とする。なお、Ａｌは、必須の元素ではなく、含有率が０％とされてもよい。
[Total Al of steel skin and flux: 0.05% or less]
In the case of relatively low heat input conditions in carbon dioxide shielded arc welding using a flux-cored wire, Al tends to cause insufficient slag floating of oxides formed, and remains as non-metallic inclusions in the weld metal. low-temperature toughness decreases. Therefore, the total content of Al in the steel skin and flux is set to 0.05% or less. Note that Al is not an essential element, and the content may be 0%.
［フラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計：３～１０％］
Ｔｉ酸化物は、溶接時にアークの安定化に寄与するとともに、溶接ビードの形状を良好にし、溶接作業性の向上に寄与する効果がある。また、Ｔｉ酸化物は、立向上進溶接において、溶融スラグにＴｉ酸化物として含まれることによって溶融スラグの粘性や融点を調整し、溶融メタルが垂れるのを防ぐ効果がある。Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計が３％未満では、これらの効果が十分に得られず、アークが不安定でスパッタ発生量が多く、スラグによる全面被包ができなくなりビード形状が劣化する。またＴｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計が３％未満では、立向上進溶接において溶融メタルが垂れやすくなる。一方、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計が１０％を超えると、アークが安定してスパッタ発生量も少ないが、溶接金属にＴｉ酸化物が過剰に残存することにより、低温靱性が低下する。したがって、フラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計は３～１０％とする。なお、Ｔｉ酸化物は、フラックスからのルチール、酸化チタン、チタンスラグ、イルメナイト等から添加される。
[Total TiO 2 conversion value of Ti oxides in flux: 3 to 10%]
Ti oxide contributes to the stabilization of the arc during welding, improves the shape of the weld bead, and contributes to the improvement of welding workability. Further, Ti oxide is contained in the molten slag as Ti oxide in vertical upward welding, so that it has the effect of adjusting the viscosity and melting point of the molten slag and preventing dripping of the molten metal. If the total TiO 2 equivalent value of Ti oxides is less than 3%, these effects cannot be sufficiently obtained, the arc is unstable, a large amount of spatter is generated, the entire surface cannot be covered with slag, and the bead shape deteriorates. . Also, if the total TiO 2 equivalent value of Ti oxides is less than 3%, molten metal tends to sag during vertical upward welding. On the other hand, when the total TiO 2 conversion value of Ti oxides exceeds 10%, the arc is stable and the amount of spatter generation is small, but an excessive amount of Ti oxides remains in the weld metal, resulting in a decrease in low-temperature toughness. . Therefore, the total TiO 2 conversion value of Ti oxides in the flux is set to 3 to 10%. The Ti oxide is added from rutile, titanium oxide, titanium slag, ilmenite, etc. from the flux.
［フラックス中のＳｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計：０．１～０．５％］
Ｓｉ酸化物は、溶融スラグの粘性や融点を調整してスラグ被包性を向上させる効果がある。Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計が０．１％未満では、この効果が十分に得られずビード形状が不良となる。一方、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計が０．５％を超えると、溶融スラグの塩基度が低下することにより、溶接金属の酸素量が増加して低温靭性が低下する。したがって、フラックス中のＳｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計は０．１～０．５％とする。なお、Ｓｉ酸化物は、フラックスから珪砂、カリ長石、ジルコンサンド、珪酸ソーダ等から添加できる。
[Total SiO 2 conversion value of Si oxide in flux: 0.1 to 0.5%]
Si oxide has the effect of adjusting the viscosity and melting point of molten slag and improving the slag encapsulation property. If the total SiO 2 conversion value of Si oxides is less than 0.1%, this effect cannot be sufficiently obtained, resulting in poor bead shape. On the other hand, if the total SiO 2 conversion value of Si oxides exceeds 0.5%, the basicity of the molten slag will decrease, and the oxygen content in the weld metal will increase, resulting in a decrease in low temperature toughness. Therefore, the total SiO 2 conversion value of Si oxides in the flux should be 0.1 to 0.5%. Si oxide can be added from flux, silica sand, potassium feldspar, zircon sand, sodium silicate, and the like.
［フラックス中のＺｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計：０．１～０．５％］
Ｚｒ酸化物は、溶接時に溶融スラグの粘性や融点を調整し、特に立向上進溶接での耐メタル垂れ性及びビード形状を改善する効果がある。Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値が０．１％未満では、この効果が十分に得られず、立向上進溶接でメタル垂れが発生しやすくなり、ビード形状が不良になる。一方、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値が０．５％を超えると、各姿勢溶接でスラグ剥離性が不良になり、またスパッタ発生量も増加する。したがって、フラックス中のＺｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計は０．１～０．５％とする。なお、Ｚｒ酸化物は、フラックスからジルコンサンド、酸化ジルコニウム等から添加できるとともに、Ｔｉ酸化物に微量含有される。
[Total ZrO 2 conversion value of Zr oxide in flux: 0.1 to 0.5%]
Zr oxide has the effect of adjusting the viscosity and melting point of molten slag during welding, and improving the metal sagging resistance and bead shape particularly in vertical upward welding. If the ZrO 2 equivalent value of the Zr oxide is less than 0.1%, this effect cannot be sufficiently obtained, and metal sagging tends to occur in vertical upward welding, resulting in a poor bead shape. On the other hand, when the ZrO 2 conversion value of Zr oxide exceeds 0.5%, the slag removability becomes poor in each welding position, and the amount of spatter generation increases. Therefore, the total ZrO 2 conversion value of Zr oxides in the flux should be 0.1 to 0.5%. Zr oxide can be added from flux, zircon sand, zirconium oxide, etc., and is contained in a small amount in Ti oxide.
［フラックス中のＡｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計：０．１～０．５％］
Ａｌ酸化物は、溶接時に溶融スラグの粘性や融点を調整し、特に立向上進溶接における溶融メタルが垂れるのを防止する効果がある。Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計が０．１％未満では、この効果が十分に得られず、スラグ被包にムラが生じて立向上進溶接で溶融メタルが垂れやすくなる。一方、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計が０．５％を超えると、溶接金属中にＡｌ酸化物が過剰に残存することにより、低温靱性が低下する。したがって、フラックス中のＡｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計は０．１～０．５％とする。なお、Ａｌ酸化物は、フラックスからのアルミナ、長石等から添加できる。
[Total Al 2 O 3 conversion value of Al oxides in flux: 0.1 to 0.5%]
Al oxide has the effect of adjusting the viscosity and melting point of molten slag during welding, and particularly preventing dripping of molten metal during vertical upward welding. If the total Al 2 O 3 equivalent value of Al oxides is less than 0.1%, this effect cannot be sufficiently obtained, and uneven slag envelopment occurs, and molten metal tends to drip during vertical upward welding. On the other hand, if the total Al 2 O 3 conversion value of Al oxides exceeds 0.5%, the low temperature toughness is lowered due to excessive Al oxides remaining in the weld metal. Therefore, the total Al 2 O 3 converted value of Al oxides in the flux is set to 0.1 to 0.5%. Al oxide can be added from alumina, feldspar, etc. from the flux.
［フラックス中のＭｇ：０．１～０．９％］
Ｍｇは、強脱酸剤として作用して溶接金属中の酸素を低減し、溶接金属の低温靱性を向上させる効果がある。Ｍｇが０．１％未満では、この効果が十分に得られず、脱酸不足となって溶接金属の低温靱性が低下する。一方、Ｍｇが０．９％を超えると、溶接時にアーク中で激しく酸素と反応してアークが不安定になりスパッタ発生量が多くなる。したがって、フラックス中のＭｇは０．１～０．９％とする。なお、Ｍｇは、フラックスから金属Ｍｇ、Ａｌ－Ｍｇ等の合金粉末から添加できる。
[Mg in flux: 0.1 to 0.9%]
Mg acts as a strong deoxidizing agent to reduce oxygen in the weld metal and has the effect of improving the low temperature toughness of the weld metal. If the Mg content is less than 0.1%, this effect cannot be sufficiently obtained, and deoxidation is insufficient, resulting in a decrease in the low-temperature toughness of the weld metal. On the other hand, if Mg exceeds 0.9%, it reacts violently with oxygen in the arc during welding, making the arc unstable and generating a large amount of spatter. Therefore, Mg in the flux should be 0.1 to 0.9%. Mg can be added from a flux, metal Mg, or an alloy powder such as Al--Mg.
［フラックス中の弗素化合物のＦ換算値の合計：０．０１～０．３％］
弗素化合物は、アークを強くするとともに、特に立向上進溶接でビード形状を改善する効果がある。弗素化合物のＦ換算値の合計が０．０１％未満では、この効果が十分に得られず、アークが弱くなり立向上進溶接でビード形状が不良になる。一方、弗素化合物のＦ換算値の合計が０．３％を超えると、アークが強くなりすぎて立向上進溶接でメタル垂れが発生しやすくなりビード形状が不良になる。したがって、フラックス中の弗素化合物のＦ換算値の合計は０．０１～０．３％とする。なお、弗素化合物は、ＣａＦ2、ＮａＦ、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、Ｋ2ＳｉＦ6、Ｎａ3ＡｌＦ6、ＡｌＦ3等から添加でき、Ｆ換算値はこれらに含有されるＦ量の合計である。
[Total F conversion value of fluorine compounds in flux: 0.01 to 0.3%]
The fluorine compound has the effect of strengthening the arc and improving the bead shape especially in vertical upward welding. If the total F-equivalent value of the fluorine compound is less than 0.01%, this effect cannot be sufficiently obtained, and the arc becomes weak, resulting in poor bead shape in vertical upward welding. On the other hand, if the total F-equivalent value of the fluorine compound exceeds 0.3%, the arc becomes too strong, metal sag is likely to occur in vertical upward welding, and the bead shape becomes defective. Therefore, the total F conversion value of fluorine compounds in the flux should be 0.01 to 0.3%. The fluorine compound can be added from CaF 2 , NaF, LiF, MgF 2 , K 2 SiF 6 , Na 3 AlF 6 , AlF 3 and the like, and the F conversion value is the total amount of F contained in these.
［フラックス中のＮａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計：０．０３～０．１５％］
Ｎａ化合物及びＫ化合物は、アーク安定剤として作用し、アークの安定性を改善する効果がある。Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が０．０３％未満であると、アークが不安定となってスパッタ発生量が多くなる。一方、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が０．１５％を超えると、アーク長が長くなってアークが不安定になりスパッタ発生量が多くなる。また、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が０．１５％を超えると、立向上進溶接及び立向下進溶接でメタル垂れが発生しやすくなり、ビード形状が不良になる。したがって、フラックス中のＮａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計は０．０３～０．１５％とする。なお、Ｎａ化合物及びとＫ化合物は、珪酸ソーダ及び珪酸カリからなる水ガラスの固質成分、弗化ソーダ、チタン酸ナトリウム、珪弗化カリ、珪弗化ソーダ等から添加できる。
[Total of Na 2 O conversion value and K 2 O conversion value of Na compound and K compound in flux: 0.03 to 0.15%]
Na compounds and K compounds act as arc stabilizers and have the effect of improving arc stability. If the sum of Na compound and K compound converted to Na 2 O and converted to K 2 O is less than 0.03%, the arc becomes unstable and the amount of spatter generated increases. On the other hand, if the sum of the Na compound and K compound converted values of Na 2 O and K 2 O exceeds 0.15%, the arc length becomes long, the arc becomes unstable, and the amount of spatter generation increases. In addition, when the sum of the Na compound and the K compound converted to Na 2 O and K 2 O exceeds 0.15%, metal sagging tends to occur in vertical upward welding and vertical downward welding, and the bead Poor shape. Therefore, the sum of the Na compound and K compound in the flux should be 0.03 to 0.15% in terms of Na 2 O and K 2 O. The Na compound and the K compound can be added from solid components of water glass composed of sodium silicate and potassium silicate, sodium fluoride, sodium titanate, potassium fluoride silico, sodium silicofluoride, and the like.
［鋼製外皮とフラックスの合計でＣｒ：０．１～０．８％、Ｎｂ：０．００５～０．０５％、Ｖ：０．００５～０．０５％の１種または２種以上］
Ｃｒ、Ｎｂ及びＶは、いずれも溶接金属の強度向上を目的として含有する元素である。これらは１種または２種以上を選択してワイヤ中に含有される元素である。Ｃｒ、Ｎｂ及びＶが１種または２種以上含まれる場合に、Ｃｒが０．８％超、Ｎｂが０．０５％超、Ｖが０．０５％超であると、溶接金属の強度が過多となり靭性が低下する。一方、Ｃｒ、Ｎｂ及びＶが１種または２種以上含まれる場合に、Ｃｒが０．１％未満、Ｎｂが０．０１％未満、Ｖが０．０１％未満であると、溶接金属の強度を向上させる効果は得られない。なお、Ｃｒは金属Ｃｒ、Ｆｅ－Ｃｒ等の合金粉、Ｎｂは金属Ｎｂ、Ｆｅ－Ｎｂ等の合金粉、Ｖは金属Ｖ、Ｆｅ－Ｖ等の合金粉等から添加できる。
[One or more of Cr: 0.1 to 0.8%, Nb: 0.005 to 0.05%, V: 0.005 to 0.05% in total of steel skin and flux]
Cr, Nb and V are all elements contained for the purpose of improving the strength of the weld metal. These elements are selected one or two or more and contained in the wire. When one or more of Cr, Nb and V are contained, if Cr exceeds 0.8%, Nb exceeds 0.05%, and V exceeds 0.05%, the strength of the weld metal is excessive. and the toughness decreases. On the other hand, when one or more of Cr, Nb and V are contained, when Cr is less than 0.1%, Nb is less than 0.01%, and V is less than 0.01%, the strength of the weld metal cannot be improved. In addition, Cr can be added from metal Cr, alloy powder such as Fe--Cr, Nb can be added from metal Nb, alloy powder such as Fe--Nb, and V can be added from metal V, alloy powder such as Fe--V, and the like.
［フラックス中のＢｉ：０．００２～０．０２％］
Ｂｉは、溶接金属からのスラグの剥離を促進させ、スラグ剥離性をさらに改善する効果がある。Ｂｉが０．００２％未満では、この効果が十分に得られず、全姿勢溶接で十分なスラグ剥離性が得られない場合がある。一方、Ｂｉが０．０２％を超えると、溶接金属の低温靭性が低下し、また高温割れが発生しやすくなる。したがって、鋼製外皮とフラックスの合計でＢｉは０．００２～０．０２％とする。なお、Ｂｉは、フラックスからの金属Ｂｉ等の合金粉末から添加できる。
[Bi in flux: 0.002 to 0.02%]
Bi has the effect of promoting the separation of slag from the weld metal and further improving the slag separation property. If Bi is less than 0.002%, this effect may not be obtained sufficiently, and sufficient slag removability may not be obtained in all-position welding. On the other hand, when Bi exceeds 0.02%, the low-temperature toughness of the weld metal is lowered, and hot cracking is likely to occur. Therefore, the total content of Bi in the steel skin and flux should be 0.002 to 0.02%. Bi can be added from an alloy powder such as metal Bi from the flux.
本発明の高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの残部は、鋼製外皮のＦｅ、添加する鉄粉のＦｅ分、Ｆｅ－Ｍｎ、Ｆｅ－Ｓｉ合金等の鉄合金粉のＦｅ分及び不可避不純物である。なお、成分調整のためにＦｅＯ、ＭｎＯ等を添加してもよい。不可避不純物については特に限定しないが、耐高温割れ性の観点から、Ｐは０．０２０％以下、Ｓは０．０１０％以下が好ましい。 The remainder of the flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel of the present invention includes Fe in the steel outer sheath, Fe in the iron powder to be added, and Fe in the iron alloy powder such as Fe—Mn and Fe—Si alloy. and unavoidable impurities. Note that FeO, MnO, or the like may be added for component adjustment. Although the inevitable impurities are not particularly limited, P is preferably 0.020% or less and S is preferably 0.010% or less from the viewpoint of hot crack resistance.
なお、本発明の高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮をパイプ状に形成し、内部にフラックスを充填する構造であり、鋼製外皮の合わせ目を溶接して継目の無いタイプと、鋼製外皮の合わせ目を溶接しないでかしめる継目を有するタイプに大別できる。継目の無いタイプはフラックス入りワイヤ中の水素量を低減することを目的とした熱処理が可能であり、かつ、製造後のフラックス入りワイヤの吸湿が少ないので、溶接金属の拡散性水素を低減でき、耐割れ性の向上を図ることができるので、より好ましい。 The flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding of high-strength steel of the present invention has a structure in which the steel skin is formed into a pipe shape and the inside is filled with flux, and the seams of the steel skin are welded. It can be broadly classified into a seamless type and a type with seams where the seams of the steel skin are crimped without welding. The seamless type can be heat-treated for the purpose of reducing the amount of hydrogen in the flux-cored wire, and since the flux-cored wire absorbs less moisture after manufacturing, the diffusible hydrogen in the weld metal can be reduced. It is more preferable because it is possible to improve crack resistance.
また、フラックス充填率は特に制限はしないが、生産性の観点から、ワイヤ全質量に対して８～２０％とするのが好ましい。 Although the flux filling rate is not particularly limited, it is preferably 8 to 20% with respect to the total mass of the wire from the viewpoint of productivity.
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples.
鋼製外皮に表１に示す各種成分組成のＪＩＳ Ｇ３１４１ ＳＰＣＣを使用し、該鋼製外皮をＵ字型に成形、フラックスを充填率１０～１６％で充填してＣ字型に成形した後、鋼製外皮の合わせ目を溶接して造管、伸線し、表２及び表３に示す各種成分のフラックス入りワイヤを試作した。なお、試作したワイヤ径は１．２ｍｍとした。 JIS G3141 SPCC with various chemical compositions shown in Table 1 is used for the steel skin, and the steel skin is formed into a U shape, filled with flux at a filling rate of 10 to 16%, and formed into a C shape. The seams of the steel skins were welded together to form pipes and wire drawn, and experimental flux-cored wires having various compositions shown in Tables 2 and 3 were produced. The wire diameter of the prototype was 1.2 mm.
これら試作ワイヤを用い、水平すみ肉溶接及び立向上進溶接による溶接作業性の調査と溶着金属試験を行い機械性能を調査した。 Using these prototype wires, welding workability was investigated by horizontal fillet welding and vertical upward welding, and a weld metal test was conducted to investigate mechanical performance.
溶接作業性は、板厚１６ｍｍのＪＩＳ Ｇ ３１２８ ＳＨＹ６８５に規定される鋼板をＴ字に組んだ試験体に、表４に示す溶接条件で、水平すみ肉溶接及び立向上進溶接を行い、その際のアーク状態、スパッタ発生状態、スラグ被包性、スラグ剥離性、ビード形状の良否、メタル垂れの有無を目視確認で調査した。 Welding workability was evaluated by performing horizontal fillet welding and vertical upward welding on a T-shaped test piece of a steel plate specified in JIS G 3128 SHY685 with a thickness of 16 mm under the welding conditions shown in Table 4. Arc state, spatter generation state, slag encapsulation property, slag peeling property, quality of bead shape, presence or absence of metal dripping were visually checked.
溶着金属試験は、板厚２０ｍｍのＪＩＳ Ｇ ３１２８ ＳＨＹ６８５に規定される鋼板を用い、ＪＩＳ Ｚ ３１１１に準じて溶接を行い、溶着金属の板厚方向中心から引張試験片（Ａ０号）及び衝撃試験片（２ｍｍＶノッチ試験片）を採取して機械試験を実施した。引張試験の評価は、引張強さが７９０～８７０ＭＰａを良好とした。衝撃試験の評価は、－４０℃におけるシャルピー衝撃試験を行い、繰返し３本の吸収エネルギーの平均が４７Ｊ以上を良好とした。その際、初層溶接時に高温割れの有無を目視確認で調査した。これら結果を表５及び表６にまとめて示す。 In the weld metal test, a steel plate specified by JIS G 3128 SHY685 with a thickness of 20 mm is used, welding is performed according to JIS Z 3111, and a tensile test piece (A0) and an impact test piece are taken from the center of the plate thickness direction of the weld metal. (2 mm V-notch specimens) were taken for mechanical testing. In the evaluation of the tensile test, a tensile strength of 790 to 870 MPa was considered good. For the evaluation of the impact test, a Charpy impact test was performed at -40°C, and an average of 47 J or more of the energy absorbed by three repeated samples was considered good. At that time, the presence or absence of hot cracks during the first layer welding was visually checked. These results are summarized in Tables 5 and 6.
表２及び表５のワイヤ記号Ｗ１～Ｗ１６は本発明例、表３及び表６のワイヤ記号Ｗ１７～Ｗ３６は比較例である。本発明例であるワイヤ記号Ｗ１～Ｗ１６は、フラックス入りワイヤ中の鋼製外皮とフラックスの合計でＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉ、Ａｌ、フラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計、Ｓｉ酸化物ＳｉＯ2換算値の合計、Ｚｒ酸化物ＺｒＯ2換算値の合計、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計、Ｍｇ、弗素化合物のＦ換算値の合計、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が適正であるので、アークが安定してスパッタ発生量が少なく、立向上進溶接でメタル垂れがなく、各姿勢溶接でスラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が良好で、高温割れも発生しなかった。また、溶着金属の引張強さ及び吸収エネルギーも良好であった。 Wire symbols W1 to W16 in Tables 2 and 5 are examples of the present invention, and wire symbols W17 to W36 in Tables 3 and 6 are comparative examples. The wire symbols W1 to W16, which are examples of the present invention, are C, Si, Mn, Ni, Mo, B, Ti, Al, and TiO 2 of Ti oxide in the flux-cored wire, which is the sum of the steel sheath and the flux in the flux-cored wire. Total of converted values, total of Si oxide SiO2 converted values, total of Zr oxide ZrO2 converted values, total of Al oxide converted values of Al2O3 , Mg, total of F converted values of fluorine compounds, Na Since the sum of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of the compound and K compound is appropriate, the arc is stable and the amount of spatter is small, there is no metal sagging during vertical upward welding, and slag is generated in each position welding. Good encapsulation properties, slag releasability and bead shape were observed, and hot cracks did not occur. Also, the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were good.
なお、ワイヤ記号Ｗ３、Ｗ８、Ｗ１０、Ｗ１２及びＷ１４はＣｒ、Ｎｂ、Ｖの１種または２種以上が適量添加されているので、溶着金属の引張強さが８４０ＭＰａ以上得られた。さらに、ワイヤ記号Ｗ２、Ｗ５、Ｗ８及びＷ１０はＢｉが適量添加されているのでスラグ剥離性が極めて良好であった。 Incidentally, wire symbols W3, W8, W10, W12 and W14 were added with an appropriate amount of one or more of Cr, Nb and V, so that the weld metal had a tensile strength of 840 MPa or more. Furthermore, the wire symbols W2, W5, W8 and W10 had an appropriate amount of Bi added, so that the slag removability was extremely good.
比較例中ワイヤ記号Ｗ１７は、Ｃが少ないので、溶着金属の引張強さが低かった。また、Ｂが多いので、高温割れが発生した。 Wire symbol W17 among the comparative examples had a low tensile strength of the weld metal due to a small amount of C. In addition, since the content of B was large, hot cracks occurred.
ワイヤ記号Ｗ１８は、Ｃが多いので、溶着金属の引張強さが高く吸収エネルギーが低くかった。 Wire symbol W18 had a large amount of C, so the weld metal had a high tensile strength and a low absorbed energy.
ワイヤ記号Ｗ１９は、Ｓｉが少ないので、ビード形状が不良で、立向上進溶接でメタル垂れが発生した。また、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 Wire symbol W19 had a small amount of Si, so the bead shape was poor, and metal sagging occurred during vertical upward welding. Also, the absorbed energy of the weld metal was low.
ワイヤ記号Ｗ２０は、Ｓｉが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 Wire symbol W20 has a large amount of Si, so the absorbed energy of the weld metal is low.
ワイヤ記号Ｗ２１は、Ｍｎが少ないので、溶着金属の引張強さ及び吸収エネルギーが低かった。また、弗素化合物のＦ換算値の合計が多いので、アークが不安定で、立向上進溶接においてメタル垂れが発生してビード形状が不良であった。 Wire symbol W21 had low Mn, so the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were low. In addition, since the total F conversion value of the fluorine compound was large, the arc was unstable, and metal sagging occurred during vertical upward welding, resulting in a poor bead shape.
ワイヤ記号Ｗ２２は、Ｍｎが多いので、溶着金属の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。 Wire symbol W22 had a large amount of Mn, so the weld metal had a high tensile strength and a low absorbed energy.
ワイヤ記号Ｗ２３は、Ｎｉが少ないので、溶着金属の引張強さ及び吸収エネルギーが低かった。また、Ｎｂが少ないので、強度向上の効果は得られなかった。 Wire symbol W23 had a low Ni content, so the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were low. In addition, since the Nb content was small, the effect of improving the strength was not obtained.
ワイヤ記号Ｗ２４は、Ｎｉが多いので、溶着金属の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。また、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計が少ないので、ビード形状が不良であった。 Wire symbol W24 had a large amount of Ni, so the weld metal had a high tensile strength and a low absorbed energy. In addition, since the total SiO 2 conversion value of Si oxide was small, the bead shape was poor.
ワイヤ記号Ｗ２５は、Ｍｏが少ないので、溶着金属の引張強さが低かった。また、Ｂｉが多いので高温割れが発生し、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 With wire symbol W25, the tensile strength of the weld metal was low because Mo was low. Moreover, since the Bi content was large, high temperature cracking occurred, and the absorbed energy of the weld metal was low.
ワイヤ記号Ｗ２６は、Ｍｏが多いので、溶着金属の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。 Wire symbol W26 had a large amount of Mo, so the weld metal had a high tensile strength and a low absorbed energy.
ワイヤ記号Ｗ２７は、Ｂが少ないので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計が少ないので、アークが不安定でスパッタ発生量も多く、スラグ被包性及びビード形状が不良で、立向上進溶接でメタル垂れが発生した。 Wire symbol W27 had a low amount of B, so the absorbed energy of the weld metal was low. In addition, since the total TiO 2 equivalent value of Ti oxides was small, the arc was unstable and the amount of spatter generated was large.
ワイヤ記号Ｗ２８は、Ｔｉが少ないので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、弗素化合物のＦ換算値の合計が少ないので、アークが不安定で、ビード形状が不良であった。 Wire symbol W28 had a low amount of Ti, so the absorbed energy of the deposited metal was low. In addition, since the total F conversion value of the fluorine compound was small, the arc was unstable and the bead shape was poor.
ワイヤ記号Ｗ２９は、Ｔｉが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が少ないので、アークが不安定でスパッタ発生量も多かった。 Wire symbol W29 had a large amount of Ti, so the absorbed energy of the weld metal was low. In addition, since the sum of Na compound and K compound converted to Na 2 O and converted to K 2 O was small, the arc was unstable and a large amount of spatter was generated.
ワイヤ記号Ｗ３０は、Ａｌが多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計が少ないので、立向上進溶接においてメタル垂れが発生してビード形状が不良であった。 Wire symbol W30 had a large amount of Al, so the absorbed energy of the weld metal was low. In addition, since the total ZrO 2 equivalent value of Zr oxide was small, metal sagging occurred during vertical upward welding, resulting in a poor bead shape.
ワイヤ記号Ｗ３１は、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計が多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 With wire symbol W31, the total TiO 2 equivalent value of Ti oxide was large, so the absorbed energy of the weld metal was low.
ワイヤ記号Ｗ３２は、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計が多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計が少ないので、立向上進溶接においてスラグ被包性が悪く、メタル垂れが発生し、ビード形状も不良であった。 With wire symbol W32, the total SiO 2 conversion value of Si oxide was large, so the absorbed energy of the deposited metal was low. In addition, since the total amount of Al oxide converted to Al 2 O 3 was small, the slag encapsulation property was poor in vertical upward welding, metal dripping occurred, and the bead shape was also poor.
ワイヤ記号Ｗ３３は、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計が多いので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。また、Ｍｇが多いので、アークが不安定でスパッタ発生量が多かった。 With wire symbol W33, the total amount of Al oxide converted to Al 2 O 3 was large, so the absorbed energy of the weld metal was low. Moreover, since the Mg content was large, the arc was unstable and a large amount of spatter was generated.
ワイヤ記号Ｗ３４は、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計が多いので、スパッタ発生量が多く、スラグ剥離性も悪かった。なお、Ｂｉが少ないので、スラグ剥離性を改善する効果は得られなかった。 Wire symbol W34 had a large total amount of ZrO 2 equivalent values of Zr oxide, so the amount of spatter generated was large and the slag removability was poor. In addition, since the amount of Bi was small, the effect of improving the slag removability was not obtained.
ワイヤ記号Ｗ３５は、Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計が多いので、アークが不安定でスパッタ発生量も多かった。また、立向上進溶接時にメタル垂れが発生しビード形状も不良であった。さらに、Ｃｒ、Ｖが多いので、溶着金属の引張強さが高く、吸収エネルギーが低かった。 With wire symbol W35, the sum of the Na compound and K compound converted to Na 2 O and K 2 O converted values was large, so the arc was unstable and the amount of spatter generated was large. In addition, metal sagging occurred during vertical upward welding, and the bead shape was also poor. Furthermore, since Cr and V are large, the tensile strength of the weld metal is high and the absorbed energy is low.
ワイヤ記号Ｗ３６は、Ｍｇが少ないので、溶着金属の吸収エネルギーが低かった。 Wire symbol W36 had a low amount of Mg, so the absorbed energy of the weld metal was low.
Claims (3)
ワイヤ全質量に対する質量％で、鋼製外皮とフラックスの合計で、
Ｃ：０．０３～０．１０％、
Ｓｉ：０．４５～０．７５％、
Ｍｎ：１．８～３．０％、
Ｎｉ：１．５～３．５％、
Ｍｏ：０．２～０．９％、
Ｂ：０．００２～０．０１５％、
Ｔｉ：０．０２～０．０９％を含有し、
Ａｌ：０．０５％以下であり、
さらに、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、
Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値の合計：３～１０％、
Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値の合計：０．１～０．５％、
Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値の合計：０．１～０．５％、
Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値の合計：０．１～０．５％、
Ｍｇ：０．１～０．９％、
弗素化合物のＦ換算値の合計：０．０１～０．３％、
Ｎａ化合物及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値及びＫ2Ｏ換算値の合計：０．０３～０．１５％を含有し、
残部が鋼製外皮のＦｅ、鉄粉のＦｅ分、鉄合金粉のＦｅ分及び不可避不純物からなることを特徴とする高張力鋼の炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 A flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel in which the steel sheath is filled with flux,
% by mass of the total mass of the wire, the sum of the steel sheath and flux,
C: 0.03 to 0.10%,
Si: 0.45 to 0.75%,
Mn: 1.8-3.0%,
Ni: 1.5 to 3.5%,
Mo: 0.2-0.9%,
B: 0.002 to 0.015%,
Ti: contains 0.02 to 0.09%,
Al: 0.05% or less,
In addition, in mass % with respect to the total mass of the wire, in the flux,
Total TiO 2 conversion value of Ti oxide: 3 to 10%,
Total SiO 2 conversion value of Si oxide: 0.1 to 0.5%,
Total ZrO 2 conversion value of Zr oxide: 0.1 to 0.5%,
Total Al 2 O 3 conversion value of Al oxide: 0.1 to 0.5%,
Mg: 0.1-0.9%,
Total F conversion value of fluorine compounds: 0.01 to 0.3%,
Total of Na 2 O conversion value and K 2 O conversion value of Na compound and K compound: 0.03 to 0.15%,
1. A flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel, the balance of which is composed of Fe in a steel sheath, Fe content in iron powder, Fe content in iron alloy powder and unavoidable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019015933A JP7175784B2 (en) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019015933A JP7175784B2 (en) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020121335A JP2020121335A (en) | 2020-08-13 |
| JP7175784B2 true JP7175784B2 (en) | 2022-11-21 |
Family
ID=71991833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019015933A Active JP7175784B2 (en) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7175784B2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102528332A (en) | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 昆山京群焊材科技有限公司 | High-strength low-temperature-resistant TiO2-series CO2 gas-shielded low-hydrogen type flux-cored wire |
| JP2014113615A (en) | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding |
| JP2015083318A (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 新日鐵住金株式会社 | Box column and production method thereof |
| US20160236302A1 (en) | 2015-02-18 | 2016-08-18 | Lincoln Global, Inc. | Low manganese welding electrodes |
| JP2016209901A (en) | 2015-05-07 | 2016-12-15 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELD ARC WELDING |
| JP2017185521A (en) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Gas shield arc welding flux-cored wire |
| JP2018034170A (en) | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Flux-cored wire for gas shielded arc welding |
-
2019
- 2019-01-31 JP JP2019015933A patent/JP7175784B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102528332A (en) | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 昆山京群焊材科技有限公司 | High-strength low-temperature-resistant TiO2-series CO2 gas-shielded low-hydrogen type flux-cored wire |
| JP2014113615A (en) | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding |
| JP2015083318A (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 新日鐵住金株式会社 | Box column and production method thereof |
| US20160236302A1 (en) | 2015-02-18 | 2016-08-18 | Lincoln Global, Inc. | Low manganese welding electrodes |
| JP2016209901A (en) | 2015-05-07 | 2016-12-15 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELD ARC WELDING |
| JP2017185521A (en) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Gas shield arc welding flux-cored wire |
| JP2018034170A (en) | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Flux-cored wire for gas shielded arc welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020121335A (en) | 2020-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6437327B2 (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding | |
| JP6382117B2 (en) | Flux-cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding | |
| JP6786427B2 (en) | Flux-filled wire for gas shielded arc welding | |
| JP6033755B2 (en) | Flux-cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding | |
| JP2014113615A (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding | |
| JP2015217393A (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding | |
| JP2008221231A (en) | Flux cored wire for gas-shielded arc welding | |
| JP2009248137A (en) | Flux cored wire for gas-shielded arc welding | |
| JP6437419B2 (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding | |
| JP4300153B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| JP2017094360A (en) | Flux-cored wire for shield-arc welding using argon-carbon dioxide gas mixture | |
| JP6669613B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| JP6017406B2 (en) | Stainless steel flux cored wire for self shielded arc welding | |
| JP6502887B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| JP5558406B2 (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding | |
| JP6385879B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| JP6599807B2 (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding | |
| JP6084948B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| JP7257189B2 (en) | Flux-cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding of weathering steel | |
| KR20180138140A (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding of low temperature steel | |
| JP7175784B2 (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide shielded arc welding of high-strength steel | |
| JP6951313B2 (en) | Flux-filled wire for gas shielded arc welding | |
| JP7221812B2 (en) | Flux-cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding of high-strength steel | |
| JP7247079B2 (en) | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding | |
| JP2021115596A (en) | Flux cored wire for welding galvanized steel sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221007 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221108 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7175784 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |