JP7485895B2 - Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint - Google Patents
Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint Download PDFInfo
- Publication number
- JP7485895B2 JP7485895B2 JP2020003095A JP2020003095A JP7485895B2 JP 7485895 B2 JP7485895 B2 JP 7485895B2 JP 2020003095 A JP2020003095 A JP 2020003095A JP 2020003095 A JP2020003095 A JP 2020003095A JP 7485895 B2 JP7485895 B2 JP 7485895B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- cored wire
- content
- oxide
- present disclosure
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 115
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 115
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 86
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 71
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 69
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 69
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 41
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 40
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- -1 oxides Chemical class 0.000 claims description 11
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910018069 Cu3N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000705 Fe2N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910017389 Fe3N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000727 Fe4N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910016803 Mn4N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910015421 Mo2N Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910019912 CrN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910019794 NbN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 claims description 3
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000015 iron(II) carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical compound [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 40
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N potassium monoxide Inorganic materials [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N Acetylene Chemical compound C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020440 K2SiF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020148 K2ZrF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
本開示は、ガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法に関する。 This disclosure relates to a flux-cored wire for gas-shielded arc welding and a method for manufacturing a welded joint.
近年、建設機械、産業機械の大型化、軽量化の要求が増加しており、それに伴って使用される鋼板も７８０ＭＰａ級鋼、９８０ＭＰａ級鋼などの超高張力鋼板が使用されるようになっている。これらの超高張力鋼板が使用される理由は、製品の軽量化、そして鋼材使用量が減ることで鋼材費用や運搬費用が減少することや、鋼材が薄手になり単重が減ることで、鋼材の取り回しが良く、溶接量も軽減することから、製造工期短縮、施工コスト削減が期待されるためである。 In recent years, there has been an increasing demand for larger and lighter construction and industrial machinery, and as a result, ultra-high tensile steel plates such as 780 MPa class steel and 980 MPa class steel are being used. The reason these ultra-high tensile steel plates are being used is because they make products lighter and reduce the amount of steel used, which in turn reduces steel and transportation costs, and because thinner steel has a reduced unit weight, it is easier to handle and requires less welding, which is expected to shorten manufacturing times and reduce construction costs.
しかし、超高張力鋼に対する使用の要求は非常に高くなっているにも関わらず、７８０ＭＰａ級以上の超高張力鋼の使用量は全体量から見るとまだ僅かである。
この理由としては、超高張力鋼では予熱作業をせずに溶接すると、低温割れが発生し易いことが挙げられる。低温割れとは、溶接後、溶接部の温度が常温付近に低下してから溶接部に発生する割れの総称であり、ビード下割れ及び止端割れ等はこの割れに属する。
低温割れは、一般にその形状が鋭い切り欠きになるので、溶接欠陥の中でも特に重大な欠陥の一つである。低温割れの発生は、溶接施工の際に溶接部に予熱を行うことにより抑制可能であるが、予熱工程は溶接施工の費用及び工期を大きく増大させる。
However, although the demand for ultra-high tensile steel has become very high, the amount of ultra-high tensile steel of 780 MPa class or more used is still small compared to the total amount.
The reason for this is that ultra-high tensile steel is prone to cold cracking when it is welded without preheating. Cold cracking is a general term for cracks that occur in a weld after the temperature of the weld falls to around room temperature after welding, and includes underbead cracks and toe cracks.
Cold cracks are one of the most serious welding defects because they generally have a sharp notch shape. The occurrence of cold cracks can be suppressed by preheating the weld during welding, but the preheating process significantly increases the cost and time of welding.
高強度鋼の溶接部の耐低温割れ性を向上させるフラックス入りワイヤとしては、例えば特許文献１で示されるワイヤが提案されている。特許文献１では、４９０～７８０ＭＰａ級高張力鋼用のフラックス入りワイヤについて、Ｖの含有量を最適化し、Ｖに拡散性水素を吸蔵させることで耐低温割れ性を改善し、溶接割れ停止予熱温度を５０℃以下としたワイヤが提案されている。このワイヤは、弗化物をスラグ剤として添加している。 For example, the wire shown in Patent Document 1 has been proposed as a flux-cored wire that improves the cold cracking resistance of welds in high-strength steel. Patent Document 1 proposes a flux-cored wire for 490-780 MPa-class high-tensile steel in which the V content is optimized and diffusible hydrogen is absorbed by the V to improve cold cracking resistance, and the weld cracking prevention preheat temperature is set to 50°C or less. Fluoride is added to this wire as a slag agent.
特許文献１に開示されているフラックス入りワイヤのように、スラグ剤に弗化物が含まれると、ヒュームが多量に発生するという問題を有する。このヒュームが多すぎると溶融金属やアーク状態の視認性が悪化し、溶接欠陥を発生させる要因となる。 When the slag agent contains fluoride, as in the case of the flux-cored wire disclosed in Patent Document 1, there is a problem in that a large amount of fumes is generated. If there are too many fumes, the visibility of the molten metal and the arc state deteriorates, which can cause welding defects.
以上述べられた理由により、予熱作業を行うことなく、又は簡易的な予熱作業のみで低温割れの発生を抑制し、かつ過剰なヒュームの発生を抑える溶接材料が望ましい。 For the reasons stated above, it is desirable to have welding materials that suppress the occurrence of cold cracking without preheating or with only simple preheating, and that suppress the generation of excessive fumes.
本開示は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、ガスシールドアーク溶接において溶接金属中の拡散性水素量を低減することで低温割れを抑制し、かつ、低温割れを抑制するための予熱作業を省略又は簡易化でき、溶接時のヒュームの発生が抑制されることで溶接作業性が高いフラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a method for manufacturing a flux-cored wire and a welded joint that suppresses cold cracking by reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal during gas-shielded arc welding, can omit or simplify the preheating process for suppressing cold cracking, and has high welding workability by suppressing the generation of fumes during welding.
本開示の要旨は次のとおりである。
＜１＞ 鋼製外皮と、前記鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを備えるガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤであって、
窒化物を含み、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、Ｎ含有量が０．００３％以上であり、Ｔｉ酸化物の含有量が０～０．２０％未満であるフラックス入りワイヤ。
＜２＞ 前記窒化物、酸化物、弗化物、及び炭酸塩を除く化学成分が、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、
Ｃ：０．００３～０．５００％、
Ｓｉ：０～３．５０％、
Ｍｎ：０～１０．００％、
Ｐ：０～０．０３０％、
Ｓ：０～０．０３０％、
Ｃｕ：０～１０．００％、
Ｎｉ：０～５５．０％未満、
Ｃｒ：０～１０．００％
Ｍｏ：０～５０．００％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ａｌ：０～１．０００％、
Ｍｇ：０～２．０００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｃａ：０～２．０００％、
ＲＥＭ：０～０．５００％、
Ｂｉ：０～０．３００％、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物である＜１＞に記載のフラックス入りワイヤ。
＜３＞ 前記Ｔｉ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、Ｋ酸化物、及びＣａ酸化物からなる群より選択される１種又は２種以上の酸化物を含み、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、前記酸化物の合計含有量が１０．０％以下である＜１＞又は＜２＞に記載のフラックス入りワイヤ。
＜４＞ 弗化物を含み、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、Ｆ含有量が０．００２％以上である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤ。
＜５＞ ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＦｅＣＯ３、ＭｎＣＯ３、及びＳｒＣＯ３からなる群より選択される１種又は２種以上の金属炭酸塩を含み、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、前記金属炭酸塩の合計含有量が１０．０００％以下である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤ。
＜６＞ 前記窒化物が、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｃａ３Ｎ２、ＣｅＮ、ＣｒＮ、Ｃｕ３Ｎ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ３Ｎ、Ｆｅ２Ｎ、Ｍｇ３Ｎ、Ｍｏ２Ｎ、ＮｂＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ、Ｍｎ２Ｎ、及びＭｎ４Ｎからなる群より選択される１種又は２種以上である＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤ。
＜７＞ 表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布されている＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤ。
＜８＞ ＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のフラックス入りワイヤを用いて、鋼材をガスシールドアーク溶接する工程を備える溶接継手の製造方法。
The gist of the present disclosure is as follows.
<1> A flux-cored wire for gas-shielded arc welding comprising a steel sheath and flux filled inside the steel sheath,
A flux-cored wire containing nitrides, the N content being 0.003% or more, and the Ti oxide content being 0 to less than 0.20%, in mass% relative to the total mass of the flux-cored wire.
<2> The chemical components excluding nitrides, oxides, fluorides, and carbonates are, in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire,
C: 0.003 to 0.500%,
Si: 0 to 3.50%,
Mn: 0 to 10.00%,
P: 0 to 0.030%,
S: 0 to 0.030%,
Cu: 0 to 10.00%,
Ni: 0 to less than 55.0%
Cr: 0 to 10.00%
Mo: 0 to 50.00%,
Nb: 0 to 0.50%,
V: 0 to 0.50%,
Ti: 0 to 0.50%,
Al: 0 to 1.000%,
Mg: 0 to 2.000%,
B: 0 to 0.100%,
Ca: 0 to 2.000%,
REM: 0 to 0.500%,
The flux-cored wire according to <1>, wherein Bi is 0 to 0.300%, and the balance is Fe and impurities.
<3> The flux-cored wire according to <1> or <2>, which contains one or more oxides selected from the group consisting of Ti oxide, Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, K oxide, and Ca oxide, and a total content of the oxides is 10.0% or less, in mass%, with respect to a total mass of the flux-cored wire.
<4> The flux-cored wire according to any one of <1> to <3>, further comprising a fluoride, the F content being 0.002% or more, expressed as mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
<5> The flux-cored wire according to any one of <1> to <4> , which contains one or more metal carbonates selected from the group consisting of MgCO3 , Na2CO3 , LiCO3 , CaCO3 , K2CO3 , BaCO3 , FeCO3 , MnCO3 , and SrCO3 , and the total content of the metal carbonates is 10.000% or less, in mass% based on the total mass of the flux-cored wire.
<6> The flux-cored wire according to any one of <1> to <5>, wherein the nitride is one or more selected from the group consisting of AlN, BN , Ca3N2 , CeN, CrN , Cu3N , Fe4N , Fe3N , Fe2N, Mg3N, Mo2N , NbN , Si3N4 , TiN, VN, ZrN, Mn2N , and Mn4N .
<7> The flux-cored wire according to any one of <1> to <6>, wherein a surface of the flux-cored wire is coated with perfluoropolyether oil.
<8> A method for manufacturing a welded joint, comprising a step of gas-shielded arc welding a steel material using the flux-cored wire according to any one of <1> to <7>.
本開示によれば、ガスシールドアーク溶接において溶接金属中の拡散性水素量を低減することで、低温割れを抑制し、かつ、低温割れを抑制するための予熱作業を省略又は簡易化でき、溶接時のヒュームの発生が抑制されることで溶接作業性が高いフラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法が提供される。 According to the present disclosure, by reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal during gas-shielded arc welding, it is possible to suppress low-temperature cracking, and it is also possible to omit or simplify the preheating process for suppressing low-temperature cracking, and it is possible to suppress the generation of fumes during welding, thereby providing a method for manufacturing a flux-cored wire and a welded joint that have high welding workability.
本開示の一例である実施形態について説明する。
なお、本明細書中において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されていない場合は、これらの数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されている場合の数値範囲は、これらの数値を下限値又は上限値として含まない範囲を意味する。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、含有量について、「％」は「質量％」を意味する。
含有量（％）として「０～」は、その成分は任意成分であり、含有しなくてもよいことを意味する。
An embodiment that is an example of the present disclosure will be described.
In this specification, when a numerical range expressed using "to" is not preceded or followed by "more than" or "less than", it means a range that includes these numerical values as the lower and upper limits. When "to" is preceded or followed by "more than" or "less than", it means a range that does not include these numerical values as the lower or upper limit.
In the present specification, the upper limit of a certain numerical range may be replaced by the upper limit of another numerical range, or may be replaced by a value shown in an example. The lower limit of a certain numerical range may be replaced by the lower limit of another numerical range, or may be replaced by a value shown in an example.
In addition, with regard to the content, "%" means "mass %".
The content (%) of "0 to" means that the component is an optional component and may not be contained.
＜フラックス入りワイヤ＞
本開示に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを備えるガスシールドアーク溶接用のフラックス入りワイヤであり、窒化物を含み、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、Ｎ含有量が０．００３％以上であり、ＴｉＯ２含有量が０～０．２０％未満である。
以下、本開示に係るフラックス入りワイヤを構成する要件（任意要件も含む）の限定理由について具体的に説明する。
<Flux-cored wire>
The flux-cored wire according to the present disclosure is a flux-cored wire for gas shielded arc welding having a steel sheath and flux filled inside the steel sheath, and contains nitrides, and the N content is 0.003% or more and the TiO2 content is 0 to less than 0.20%, expressed in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
Hereinafter, the reasons for limiting the requirements (including optional requirements) for the flux-cored wire according to the present disclosure will be specifically described.
まず、本開示に係るフラックス入りワイヤのフラックスに含まれる成分について説明する。
本開示に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、窒化物を含み、好ましくは、所定の合金元素、酸化物、弗化物さらに炭酸塩を含む。また、本開示に係るフラックス入りワイヤのフラックスには、鉄粉がさらに含まれてもよい。以下に、これらの成分について詳細に説明する。なお、以下の説明において「％」は、特に説明がない限り、「フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％」を意味する。
First, the components contained in the flux of the flux-cored wire according to the present disclosure will be described.
The flux of the flux-cored wire according to the present disclosure includes nitrides, and preferably includes predetermined alloy elements, oxides, fluorides, and carbonates. The flux of the flux-cored wire according to the present disclosure may further include iron powder. These components are described in detail below. In the following description, "%" means "mass % with respect to the total mass of the flux-cored wire" unless otherwise specified.
（窒化物）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮に窒化物を含んでもよいが、フラックス中に窒化物を含ませることが好ましい。フラックス入りワイヤ中（特にフラックス中）の窒化物は、溶接金属中の拡散性水素量を減少させて、溶接金属の耐低温割れ性を顕著に向上させる働きを有する。この理由は明らかではないが、窒化物中のＮが溶接中に水素（Ｈ）と結合してアンモニア（ＮＨ３）となり、このＮＨ３が溶接金属外に放出されることが理由の一つであると推測される。
本開示に係るフラックス入りワイヤに使用することができる窒化物としては、例えば、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｃａ３Ｎ２、ＣｅＮ、ＣｒＮ、Ｃｕ３Ｎ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ３Ｎ、Ｆｅ２Ｎ、Ｍｇ３Ｎ、Ｍｏ２Ｎ、ＮｂＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ、Ｍｎ２Ｎ、及びＭｎ４Ｎが挙げられる。本開示に係るフラックス入りワイヤが、これらの窒化物のいずれか１種又は２種以上を含有し、且つ、これら以外の窒化物を含まない場合、Ｎ含有量は下記の式Ａにより表される。
式Ａ：Ｎ含有量＝０．３４２×ＡｌＮ＋０．５６４×ＢＮ＋０．１８９×Ｃａ３Ｎ２＋０．０９１×ＣｅＮ＋０．２１２×ＣｒＮ＋０．０６８×Ｃｕ３Ｎ＋０．０５９×Ｆｅ４Ｎ＋０．０７７×Ｆｅ３Ｎ＋０．１１１×Ｆｅ２Ｎ＋０．１６１×Ｍｇ３Ｎ＋０．０６８×Ｍｏ２Ｎ＋０．１３１×ＮｂＮ＋０．３９９×Ｓｉ３Ｎ４＋０．２２６×ＴｉＮ＋０．２１６×ＶＮ＋０．１３３×ＺｒＮ＋０．１１３×Ｍｎ２Ｎ＋０．０６×Ｍｎ４Ｎ
ここで、式Ａ中の窒化物の化学式は、各化学式に対応する窒化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％を示す。各窒化物の化学式の係数は、各窒化物の化学式量から算出したものである。
また、上記に列挙した窒化物以外の窒化物を含む場合、Ｎ含有量は各窒化物の化学式量から、上記式Ａに準じて算出される。
(Nitride)
The flux-cored wire according to the present disclosure may contain nitrides in the steel sheath, but it is preferable to contain nitrides in the flux. The nitrides in the flux-cored wire (particularly in the flux) reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and significantly improve the cold cracking resistance of the weld metal. The reason for this is not clear, but it is speculated that one of the reasons is that N in the nitrides combines with hydrogen (H) during welding to become ammonia (NH 3 ), and this NH 3 is released outside the weld metal.
Examples of nitrides that can be used in the flux-cored wire according to the present disclosure include AlN, BN , Ca3N2 , CeN, CrN, Cu3N, Fe4N , Fe3N , Fe2N , Mg3N , Mo2N , NbN , Si3N4 , TiN, VN, ZrN , Mn2N , and Mn4N . When the flux-cored wire according to the present disclosure contains one or more of these nitrides and does not contain any other nitrides, the N content is represented by the following formula A.
Formula A: N content = 0.342 x AlN + 0.564 x BN + 0.189 x Ca3N2 + 0.091 x CeN + 0.212 x CrN + 0.068 x Cu3N + 0.059 x Fe4N + 0.077 x Fe3N + 0.111 x Fe2N + 0.161 x Mg3N + 0.068 x Mo2N + 0.131 x NbN + 0.399 x Si3N4 + 0.226 x TiN + 0.216 x VN + 0.133 x ZrN + 0.113 x Mn2N + 0.06 x Mn4N
Here, the chemical formula of the nitride in Formula A indicates the mass % of the nitride corresponding to each chemical formula with respect to the total mass of the flux-cored wire. The coefficient of the chemical formula of each nitride is calculated from the chemical formula weight of each nitride.
When nitrides other than those listed above are contained, the N content is calculated from the chemical formula weight of each nitride according to the above formula A.
（Ｎ：０．００３％以上）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、フラックス入りワイヤの全質量に対して０．００３％以上のＮを含む。
(N: 0.003% or more)
The flux-cored wire according to the present disclosure contains 0.003% or more of N based on the total mass of the flux-cored wire.
フラックス入りワイヤに含まれる窒素量は、ＪＩＳ Ｇ１２２８：１９９７を用いて分析して、測定することができる。
フラックス入りワイヤ全体中のＮ含有量の合計が０．００３％以上であれば、溶接金属中の拡散性水素量が十分に低減され、溶接金属の耐低温割れ性が向上する。従って、本開示に係るフラックス入りワイヤは、窒化物を含み、Ｎ含有量を０．００３％以上にする。
溶接金属の拡散性水素量をさらに低減させるために、Ｎ含有量の下限を０．００５％、０．００８％、０．０１０％、０．０１５％、０．０２０％又は０．０２２％としてもよい。
本開示におけるフラックス入りワイヤは、拡散性水素量を低減する観点から、Ｎ含有量の上限は特に制限されない。但し、鋼製外皮の内部にフラックスの充填がなされることを考慮すると、実質的に、Ｎ含有量の上限は１５．０００％であり、１０．０００％であってもよく、８．０００％であってもよく、５．０００％であってもよい。
なお、鋼製外皮に含まれるＮはワイヤ全体に対する比率が小さく、本開示に係るフラックス入りワイヤにおけるＮ含有量は、主にフラックス中に含まれる窒化物の種類、含有量によって調整することができる。
The amount of nitrogen contained in the flux-cored wire can be measured by analysis using JIS G1228:1997.
If the total N content in the entire flux-cored wire is 0.003% or more, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is sufficiently reduced and the cold cracking resistance of the weld metal is improved. Therefore, the flux-cored wire according to the present disclosure contains nitrides and has an N content of 0.003% or more.
In order to further reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, the lower limit of the N content may be set to 0.005%, 0.008%, 0.010%, 0.015%, 0.020%, or 0.022%.
In the flux-cored wire of the present disclosure, from the viewpoint of reducing the amount of diffusible hydrogen, the upper limit of the N content is not particularly limited. However, taking into consideration that the inside of the steel sheath is filled with flux, the upper limit of the N content is substantially 15.000%, and may be 10.000%, 8.000%, or 5.000%.
The proportion of N contained in the steel sheath relative to the entire wire is small, and the N content in the flux-cored wire according to the present disclosure can be adjusted mainly by the type and content of nitrides contained in the flux.
なお、本開示に係るフラックス入りワイヤは、フラックス中に窒化物として含まれる窒素のＮ含有量がフラックス入りワイヤの全質量に対して０．００２％以上であることが好ましい。また、溶接金属の拡散性水素量をさらに低減させるために、フラックス中に窒化物として含まれる窒素のＮ含有量の下限を、フラックス入りワイヤの全質量に対して０．００５％、０．００８％、０．０１０％、０．０１５％、０．０２０％又は０．０２２％としてもよい。また、鋼製外皮の内部にフラックスの充填がなされることを考慮すると、実質的に、フラックス中に窒化物として含まれる窒素のＮ含有量の上限は、フラックス入りワイヤの全質量に対して１５．０００％であることが好ましく、１０．０００％であってもよく、８．０００％であってもよく、５．０００％であってもよい。 In addition, the flux-cored wire according to the present disclosure preferably has an N content of nitrogen contained as nitrides in the flux of 0.002% or more relative to the total mass of the flux-cored wire. In addition, in order to further reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, the lower limit of the N content of nitrogen contained as nitrides in the flux may be 0.005%, 0.008%, 0.010%, 0.015%, 0.020%, or 0.022% relative to the total mass of the flux-cored wire. In addition, considering that the interior of the steel sheath is filled with flux, the upper limit of the N content of nitrogen contained as nitrides in the flux is preferably 15.000% relative to the total mass of the flux-cored wire, and may be 10.000%, 8.000%, or 5.000%.
（Ｔｉ酸化物：０～０．２０％未満）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、全質量に対してＴｉ酸化物の含有量が０～０．２０％未満である。ＴｉＯ２は、溶接作業性を向上させる反面、溶製金属中の拡散性水素量を上昇させるデメリットがある。本開示に係るフラックス入りワイヤでは、拡散性水素量を低減させるため、Ｔｉ酸化物（酸化チタン）の含有量を０．２０％未満とする。Ｔｉ酸化物の含有量の上限は、０．１５％、０．１０％、又は０．０８％であってもよく、Ｔｉ酸化物を含まない、すなわち、Ｔｉ酸化物の含有量は０％であってもよい。
フラックス入りワイヤに含まれるＴｉ酸化物の含有量は、フラックス入りワイヤに含まれる酸化物として存在するＴｉの質量を電子線マイクロアナライザ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＥＰＭＡ）を用いて分析し、この酸化物としてのＴｉの質量に基づき算出することで求める。具体的には、下記のようにしてＴｉ酸化物の含有量を求める。
フラックス入りワイヤにおける総Ｔｉ量を蛍光Ｘ線で測定し、その測定値をｔ－Ｔｉ［モル分率］とする。
ＥＰＭＡでＴｉと酸素の検出が重複した領域をＴｉＯ２とし、その面積分率をＡ、Ｔｉと窒素の検出が重複した領域をＴｉＮとし、その面積分率をＢとする。
面積分率＝体積分率≒モル分率なので、Ｔｉ酸化物のモル分率を［ＴｉＯ２］、ＴｉＮのモル分率を［ＴｉＮ］とすると、以下の式が成り立つ。
ｔ－Ｔｉ＝［ＴｉＯ２］＋［ＴｉＮ］＝（Ｂ／Ａ＋１）［ＴｉＯ２］
したがって、ＴｉＯ２のモル分率は以下のように算出される。
［ＴｉＯ２］＝ｔ－Ｔｉ／（Ｂ／Ａ＋１）
あとは、他の元素の分析結果と合わせて、モル分率を質量％に変換すれば、［ＴｉＯ２］の質量％が求められる。
(Ti oxide: 0 to less than 0.20%)
The flux-cored wire according to the present disclosure has a Ti oxide content of 0 to less than 0.20% with respect to the total mass. TiO 2 improves welding workability, but has the disadvantage of increasing the amount of diffusible hydrogen in the molten metal. In the flux-cored wire according to the present disclosure, the Ti oxide (titanium oxide) content is set to less than 0.20% in order to reduce the amount of diffusible hydrogen. The upper limit of the Ti oxide content may be 0.15%, 0.10%, or 0.08%, or the wire may not contain Ti oxide, i.e., the Ti oxide content may be 0%.
The content of Ti oxide contained in the flux-cored wire is determined by analyzing the mass of Ti present as an oxide contained in the flux-cored wire using an electron probe micro analyzer (EPMA) and calculating based on the mass of Ti as the oxide. Specifically, the content of Ti oxide is determined as follows.
The total amount of Ti in the flux-cored wire is measured by fluorescent X-rays, and the measured value is defined as t-Ti [molar fraction].
The region where the detection of Ti and oxygen overlaps in the EPMA is designated as TiO2 , with its area fraction being A, and the region where the detection of Ti and nitrogen overlaps is designated as TiN, with its area fraction being B.
Since area fraction=volume fraction≈molar fraction, the following formula is established when the molar fraction of Ti oxide is [TiO 2 ] and the molar fraction of TiN is [TiN].
t-Ti=[ TiO2 ]+[TiN]=(B/A+1)[ TiO2 ]
Therefore, the mole fraction of TiO2 is calculated as follows:
[ TiO2 ] = t - Ti / (B / A + 1)
The mass % of [TiO 2 ] can then be determined by combining the results of the analyses of other elements and converting the mole fraction into mass %.
次に、本開示に係るフラックス入りワイヤにおける窒化物、Ｔｉ酸化物を除く化学成分について説明する。
以下に説明する化学成分は、鋼製外皮に含まれてもよいし、フラックスに含まれてもよい。また、本開示に係るフラックス入りワイヤが鋼製外皮の外表面にめっき層を有する場合は、めっき層に含まれてもよい。以下の説明において「窒化物、酸化物、弗化物、及び炭酸塩を除く化学成分」を単に「化学成分」又は「合金成分」と称する場合がある。
本開示に係るフラックス入りワイヤの窒化物、酸化物、弗化物、及び炭酸塩を除く化学成分は、
Ｃ：０．００３～０．５００％、
Ｓｉ：０～３．５０％、
Ｍｎ：０～１０．００％、
Ｐ：０～０．０３０％、
Ｓ：０～０．０３０％、
Ｃｕ：０～１０．００％、
Ｎｉ：０～５５．０％未満、
Ｃｒ：０～１０．００％
Ｍｏ：０～５０．００％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ａｌ：０～１．０００％、
Ｍｇ：０～２．０００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｃａ：０～２．０００％、
ＲＥＭ：０～０．５００％、
Ｂｉ：０～０．３００％、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物であることが好ましい。
Next, the chemical components other than nitrides and Ti oxides in the flux-cored wire according to the present disclosure will be described.
The chemical components described below may be included in the steel sheath or in the flux. In addition, when the flux-cored wire according to the present disclosure has a plating layer on the outer surface of the steel sheath, the chemical components may be included in the plating layer. In the following description, the "chemical components excluding nitrides, oxides, fluorides, and carbonates" may be simply referred to as "chemical components" or "alloy components."
The chemical composition of the flux-cored wire according to the present disclosure, excluding nitrides, oxides, fluorides, and carbonates, is as follows:
C: 0.003 to 0.500%,
Si: 0 to 3.50%,
Mn: 0 to 10.00%,
P: 0 to 0.030%,
S: 0 to 0.030%,
Cu: 0 to 10.00%,
Ni: 0 to less than 55.0%
Cr: 0 to 10.00%
Mo: 0 to 50.00%,
Nb: 0 to 0.50%,
V: 0 to 0.50%,
Ti: 0 to 0.50%,
Al: 0 to 1.000%,
Mg: 0 to 2.000%,
B: 0 to 0.100%,
Ca: 0 to 2.000%,
REM: 0 to 0.500%,
It is preferable that Bi is 0 to 0.300%, and the balance is Fe and impurities.
（Ｃ：０．００３～０．５００％）
Ｃは、固溶強化によって溶接金属の耐力及び引張強さを確保するために重要な元素である。フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量が０．００３％未満では、溶接金属の耐力及び引張強さを十分に確保できない場合がある。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量が０．５００％を超えると、溶接金属中のＣ含有量が過剰になり、溶接金属の耐力及び引張強さが過度に上昇して、溶接金属の靭性が低下する場合がある。
そのため、溶接金属の靭性、耐力、及び引張強さの全てを安定的に確保するためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量の下限値を０．００３％にすることが好ましく、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量の上限値を０．５００％にすることが好ましい。必要に応じて、Ｃ含有量の下限を０．０１０％、０．０２０％、０．０３０％、０．０４０％、０．０５０％、又は０．０６０％としてもよい。同様に、Ｃ含有量の上限を０．４５０％、０．４００％、０．３５０％、０．３００％、又は０．２５０％としてもよい。
(C: 0.003 to 0.500%)
C is an important element for ensuring the yield strength and tensile strength of the weld metal through solid solution strengthening. If the C content in the chemical components of the flux-cored wire is less than 0.003%, the yield strength and tensile strength of the weld metal may not be sufficiently ensured.
On the other hand, if the C content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.500%, the C content in the weld metal becomes excessive, and the proof stress and tensile strength of the weld metal increase excessively, which may result in a decrease in the toughness of the weld metal.
Therefore, in order to stably secure all of the toughness, yield strength, and tensile strength of the weld metal, it is preferable to set the lower limit of the C content of the chemical components of the flux-cored wire to 0.003%, and the upper limit of the C content of the chemical components of the flux-cored wire to 0.500%. If necessary, the lower limit of the C content may be 0.010%, 0.020%, 0.030%, 0.040%, 0.050%, or 0.060%. Similarly, the upper limit of the C content may be 0.450%, 0.400%, 0.350%, 0.300%, or 0.250%.
（Ｓｉ：０～３．５０％）
Ｓｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＳｉ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｓｉは、脱酸元素であり、溶接金属の酸素量を低減して溶接金属の清浄度を高める働きを有する。ただし、３．５０％を超えて含有させると溶接金属の靱性を劣化させる場合があるため、これを上限とすることが好ましい。また、溶接金属の靭性を安定して確保するには、Ｓｉの上限は、３．００％、２．００％又は１．００％としてもよい。必要に応じて、Ｓｉ含有量の下限を０．４０％、０．４５％、０．５０％、又は０．６０％としてもよい。
(Si: 0 to 3.50%)
Since Si is not an essential component, the lower limit of the Si content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Si is a deoxidizing element and has the function of reducing the amount of oxygen in the weld metal and increasing the cleanliness of the weld metal. However, if the content exceeds 3.50%, the toughness of the weld metal may be deteriorated, so this is preferably set as the upper limit. In order to stably ensure the toughness of the weld metal, the upper limit of Si may be 3.00%, 2.00%, or 1.00%. If necessary, the lower limit of the Si content may be 0.40%, 0.45%, 0.50%, or 0.60%.
（Ｍｎ：０～１０．００％）
Ｍｎは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｎ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｍｎは、溶接金属の焼入性を確保して溶接金属の強度を高めるために有効な元素である。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｎ含有量が１０．００％を超える場合、溶接金属の粒界脆化感受性が増加して溶接金属の靱性が劣化する場合がある。従って、Ｍｎ含有量の上限値を１０．００％とすることが好ましい。好ましくは、Ｍｎ含有量の上限値は９．５０％、９．００％、８．００％、又は６．００％である。必要に応じて、Ｍｎ含有量の下限を０．４０％、０．４５％、０．５０％、又は０．６０％としてもよい。
(Mn: 0 to 10.00%)
Since Mn is not an essential component, the lower limit of the Mn content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Mn is an effective element for ensuring the hardenability of the weld metal and increasing the strength of the weld metal. If the Mn content of the chemical components of the flux-cored wire exceeds 10.00%, the susceptibility of the weld metal to grain boundary embrittlement increases, and the toughness of the weld metal may deteriorate. Therefore, it is preferable to set the upper limit of the Mn content to 10.00%. Preferably, the upper limit of the Mn content is 9.50%, 9.00%, 8.00%, or 6.00%. If necessary, the lower limit of the Mn content may be 0.40%, 0.45%, 0.50%, or 0.60%.
（Ｐ：０～０．０３０％）
Ｐは不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックス入りワイヤ中のＰ含有量は極力低減させることが好ましい。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量の下限値は０％である。また、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量が０．０３０％以下であれば、Ｐの靱性への悪影響が許容できる範囲内となる。溶接金属の凝固割れを効果的に抑制するために、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量は、より好適には、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下である。
(P: 0 to 0.030%)
Since P is an impurity element and reduces the toughness of the weld metal, it is preferable to reduce the P content in the flux-cored wire as much as possible. Therefore, the lower limit of the P content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%. Also, if the P content in the chemical components of the flux-cored wire is 0.030% or less, the adverse effect of P on the toughness is within an acceptable range. In order to effectively suppress solidification cracking of the weld metal, the P content in the chemical components of the flux-cored wire is more preferably 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less.
（Ｓ：０～０．０３０％）
Ｓも不純物元素であり、溶接金属中に過大に存在すると、溶接金属の靱性と延性とをともに劣化させるので、フラックス入りワイヤ中のＳ含有量は極力低減させることが好ましい。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量の下限値は０％である。また、フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量が０．０３０％以下であれば、溶接金属の靱性及び延性にＳが及ぼす悪影響が許容できる範囲内となる。フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量は、より好適には、０．０２０％以下、０．０１０％以下、０．００８％以下、０．００６％以下、又は０．００５％以下である。
(S: 0 to 0.030%)
S is also an impurity element, and if present in excess in the weld metal, it deteriorates both the toughness and ductility of the weld metal, so it is preferable to reduce the S content in the flux-cored wire as much as possible. Therefore, the lower limit of the S content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%. Furthermore, if the S content in the chemical components of the flux-cored wire is 0.030% or less, the adverse effect of S on the toughness and ductility of the weld metal falls within an acceptable range. More preferably, the S content in the chemical components of the flux-cored wire is 0.020% or less, 0.010% or less, 0.008% or less, 0.006% or less, or 0.005% or less.
（Ｃｕ：０～１０．００％）
Ｃｕは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｃｕは、溶接金属の強度と靭性を向上させる効果を有する。その効果を十分に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。Ｃｕは、フラックス入りワイヤの鋼製外皮の表面のめっきに含まれてもよく、フラックスに単体又は合金として含まれてもよい。Ｃｕめっきは、防錆性、通電性、及び、耐チップ磨耗性を向上させる効果も有する。
従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量は、鋼製外皮及びフラックスに含有されているＣｕと、ワイヤ表面のめっきに含まれるＣｕとの合計量である。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量が１０．００％を超えると、溶接金属の靭性が低下する場合があるため、１０．００％以下とすることが好ましい。フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量の上限値は、好ましくは９．００％、８．００％、７．００％、６．００％、５．００％、４．００％、３．００％、又は２．００％である。
(Cu: 0 to 10.00%)
Since Cu is not an essential component, the lower limit of the Cu content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Cu has the effect of improving the strength and toughness of the weld metal. In order to fully obtain this effect, it is preferable that the Cu content in the chemical components of the flux-cored wire is 0.01% or more. Cu may be contained in the plating on the surface of the steel sheath of the flux-cored wire, or may be contained in the flux as a single element or as an alloy. Cu plating also has the effect of improving rust resistance, electrical conductivity, and chip wear resistance.
Therefore, the Cu content in the chemical components of the flux-cored wire is the total amount of Cu contained in the steel sheath and flux, and Cu contained in the plating on the wire surface.
On the other hand, if the Cu content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 10.00%, the toughness of the weld metal may decrease, so it is preferable to set the Cu content to 10.00% or less. The upper limit of the Cu content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 9.00%, 8.00%, 7.00%, 6.00%, 5.00%, 4.00%, 3.00%, or 2.00%.
（Ｎｉ：０～５５．０％未満）
Ｎｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｉ含有量の下限値は０％である。Ｎｉは、Ｎｉの固溶靭化により、溶接金属の靭性が向上する。この効果を得るためには、Ｎｉ含有量を０．３０％以上、０．５０％以上、又は１．００％以上とすることが好ましい。
一方、Ｎｉを５５．０％以上含有すると、溶接金属の耐高温割れ性及び靭性が低下する場合があるので、Ｎｉ含有量の上限値は５５．０％未満とすることが好ましい。Ｎｉ含有量の上限値を５４．０％、５０．０％、又は４５．０％としてもよい。
(Ni: 0 to less than 55.0%)
Since Ni is not an essential component, the lower limit of the Ni content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%. Ni improves the toughness of the weld metal by solid solution toughening of Ni. To obtain this effect, the Ni content is preferably 0.30% or more, 0.50% or more, or 1.00% or more.
On the other hand, if the Ni content is 55.0% or more, the hot cracking resistance and toughness of the weld metal may decrease, so the upper limit of the Ni content is preferably less than 55.0%. The upper limit of the Ni content may be 54.0%, 50.0%, or 45.0%.
（Ｃｒ：０～１０．００％）
Ｃｒは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｒ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｃｒは、溶接金属の焼入性を確保して溶接金属の強度を高めるために有効な元素である。フラックス入りワイヤの化学成分のＣｒ含有量が１０．００％超の場合、溶接金属の靱性が劣化する場合がある。従って、Ｃｒ含有量の上限値を１０．００％以下とすることが好ましい。好ましくは、Ｃｒ含有量の上限値は９．５０％、９．００％、８．００％、又は６．００％である。上記のような効果を得るため、Ｃｒ含有量の下限を０．０１％、０．０５％、０．１０％、又は０．２０％とすることが好ましい。
(Cr: 0 to 10.00%)
Since Cr is not an essential component, the lower limit of the Cr content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Cr is an element effective for ensuring the hardenability of the weld metal and increasing the strength of the weld metal. If the Cr content of the chemical components of the flux-cored wire exceeds 10.00%, the toughness of the weld metal may deteriorate. Therefore, it is preferable to set the upper limit of the Cr content to 10.00% or less. Preferably, the upper limit of the Cr content is 9.50%, 9.00%, 8.00%, or 6.00%. In order to obtain the above-mentioned effects, it is preferable to set the lower limit of the Cr content to 0.01%, 0.05%, 0.10%, or 0.20%.
（Ｍｏ：０～５０．００％）
Ｍｏは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｍｏは、溶接金属の焼入性を向上させる効果を有するので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の下限値を０．０１％、０．０５％、０．１０％又は０．１５％とすることが好ましい。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量が５０．００％を超える場合、溶接金属の靭性が劣化する場合があるので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量は、５０．００％以下とすることが好ましい。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の上限値は、好ましくは４８．００％、４５．００％、４０．００％、３０．００％、又は１０．００％である。
(Mo: 0 to 50.00%)
Since Mo is not an essential component, the lower limit of the Mo content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Mo has an effect of improving the hardenability of the weld metal, and is therefore an effective element for increasing the strength of the weld metal. In order to obtain this effect, it is preferable that the lower limit of the Mo content in the chemical components of the flux-cored wire is 0.01%, 0.05%, 0.10%, or 0.15%. On the other hand, if the Mo content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 50.00%, the toughness of the weld metal may deteriorate, so it is preferable that the Mo content in the chemical components of the flux-cored wire is 50.00% or less. The upper limit of the Mo content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 48.00%, 45.00%, 40.00%, 30.00%, or 10.00%.
（Ｎｂ：０～０．５０％）
Ｎｂは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｎｂは、溶接金属において微細炭化物を形成し、この微細炭化物が溶接金属中で析出強化を生じさせるので、Ｎｂは溶接金属の引張強さを向上させる。その効果を十分に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量の下限値を０．００５％、０．０１０％、０．０１５％又は０．０２０％とすることが好ましい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量が０．５０％を超えることは、Ｎｂが溶接金属中で粗大な析出物を形成して溶接金属の靭性を劣化させる場合がある。そのため、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量の上限値は、好ましくは０．５０％であり、より好ましくは０．４５％、０．４０％、０．３０％、又は０．２０％である。
(Nb: 0 to 0.50%)
Since Nb is not an essential component, the lower limit of the Nb content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Nb forms fine carbides in the weld metal, and these fine carbides cause precipitation strengthening in the weld metal, so Nb improves the tensile strength of the weld metal. In order to fully obtain this effect, it is preferable that the lower limit of the Nb content in the chemical components of the flux-cored wire be 0.005%, 0.010%, 0.015%, or 0.020%.
On the other hand, if the Nb content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.50%, Nb may form coarse precipitates in the weld metal, deteriorating the toughness of the weld metal. Therefore, the upper limit of the Nb content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.50%, and more preferably 0.45%, 0.40%, 0.30%, or 0.20%.
（Ｖ：０～０．５０％）
Ｖは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｖは溶接金属の焼入性を向上させるので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を十分に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量の下限値を０．００１％、０．０１０％、０．０３０％又は０．０５０％とすることが好ましい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量が０．５０％を超えると、溶接金属中のＶ炭化物の析出量が過剰となり、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靭性を劣化させる場合がある。フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量の上限値は、好ましくは０．５０％であり、より好ましくは０．４０％、０．３０％、０．２０％、０．１０％、又は０．０８％である。
(V: 0 to 0.50%)
Since V is not an essential component, the lower limit of the V content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, V is an element that improves the hardenability of the weld metal and is therefore effective in increasing the strength of the weld metal. In order to fully obtain this effect, it is preferable that the lower limit of the V content in the chemical components of the flux-cored wire be 0.001%, 0.010%, 0.030%, or 0.050%.
On the other hand, if the V content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.50%, the amount of V carbide precipitated in the weld metal becomes excessive, the weld metal becomes excessively hard, and the toughness of the weld metal may deteriorate. The upper limit of the V content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.50%, and more preferably 0.40%, 0.30%, 0.20%, 0.10%, or 0.08%.
（Ｔｉ：０～０．５０％）
Ｔｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｔｉは脱酸元素であり、溶接金属中の酸素量を低減させる効果がある。また、フラックス入りワイヤの化学成分に含まれるＴｉは、溶接金属中に僅かに残留して固溶Ｎを固定するので、固溶Ｎが溶接金属の靱性に及ぼす悪影響を緩和する効果を有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分が０．００１％以上、０．０１０％以上、０．０３０％以上、０．０５０％以上、又は０．１０％以上のＴｉを含有してもよい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量が０．５０％を超えると、溶接金属において過度な析出物の生成による靱性劣化が生じるおそれがある。なお、フラックス入りワイヤの化学成分にＴｉを含有させる場合、一般的には、フェロチタン（鉄とチタンとの合金）をフラックス中に含有させる。フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量の上限値は、好ましくは０．５０％であり、より好ましくは０．４０％、０．３０％、０．２０％、０．１０％、又は０．０８％である。
なお、本開示に係るにフラックス入りワイヤがＴｉ酸化物を含む場合、上記Ｔｉ含有量は、Ｔｉ酸化物を構成するＴｉ以外の含有量である。
(Ti: 0 to 0.50%)
Since Ti is not an essential component, the lower limit of the Ti content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Ti is a deoxidizing element and has the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal. In addition, Ti contained in the chemical components of the flux-cored wire remains in small amounts in the weld metal and fixes the dissolved N, so it has the effect of mitigating the adverse effect of the dissolved N on the toughness of the weld metal. Therefore, the chemical components of the flux-cored wire may contain Ti of 0.001% or more, 0.010% or more, 0.030% or more, 0.050% or more, or 0.10% or more.
On the other hand, if the Ti content of the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.50%, the toughness of the weld metal may deteriorate due to the formation of excessive precipitates. When Ti is contained in the chemical components of the flux-cored wire, ferrotitanium (an alloy of iron and titanium) is generally contained in the flux. The upper limit of the Ti content of the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.50%, and more preferably 0.40%, 0.30%, 0.20%, 0.10%, or 0.08%.
In addition, when the flux-cored wire according to the present disclosure contains Ti oxide, the above Ti content is the content of the components other than Ti that constitute the Ti oxide.
（Ａｌ：０～１．０００％）
Ａｌは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量の下限値は０％である。
一方、Ａｌは脱酸元素であり、Ｓｉと同様に、溶接金属中の酸素量を低減させ、溶接金属の清浄度向上効果を有する。ただし、Ａｌを１．０００％を超えて含有させると溶接金属の靱性を劣化させる場合があるため、１．０００％を上限とすることが好ましい。また、溶接金属の靭性を安定して確保するには、Ａｌ含有量の上限は、０．９５０％、０．９００％、０．８５０％又は０．８００％としてもよい。必要に応じて、Ａｌ含有量の下限を０．００５％、０．０１０％、０．０５０％、０．１００％、０．１５０％又は０．２００％としてもよい。
(Al: 0 to 1.000%)
Since Al is not an essential component, the lower limit of the Al content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Al is a deoxidizing element, and like Si, it reduces the amount of oxygen in the weld metal and has the effect of improving the cleanliness of the weld metal. However, since the toughness of the weld metal may be deteriorated if the Al content exceeds 1.000%, it is preferable to set the upper limit at 1.000%. In order to stably ensure the toughness of the weld metal, the upper limit of the Al content may be 0.950%, 0.900%, 0.850%, or 0.800%. If necessary, the lower limit of the Al content may be 0.005%, 0.010%, 0.050%, 0.100%, 0.150%, or 0.200%.
（Ｍｇ：０～２．０００％）
Ｍｇは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｍｇは脱酸元素であり、Ａｌと同様に、溶接金属中の酸素量を低減させ、溶接金属の清浄度向上効果を有する。ただし、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量が２．０００％を超えると、アーク中で激しくＭｇと酸素とが反応し、スパッタ及びヒュームの発生量が増大する場合がある。従って、Ｍｇ含有量を２．０００％以下とすることが好ましい。なお、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の好ましい下限値は、０．１５０％、０．２００％、０．２５０％、又は０．３００％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の好ましい上限値は、１．７００％、１．６００％、１．５００％、１．４００％、１．０００％又は０．９００％である。
(Mg: 0 to 2.000%)
Since Mg is not an essential component, the lower limit of the Mg content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Mg is a deoxidizing element, and like Al, it reduces the amount of oxygen in the weld metal and has the effect of improving the cleanliness of the weld metal. However, if the Mg content of the chemical components of the flux-cored wire exceeds 2.000%, Mg and oxygen may react violently in the arc, and the amount of spatter and fume may increase. Therefore, it is preferable to set the Mg content to 2.000% or less. The preferable lower limit of the Mg content of the chemical components of the flux-cored wire is 0.150%, 0.200%, 0.250%, or 0.300%. The preferable upper limit of the Mg content of the chemical components of the flux-cored wire is 1.700%, 1.600%, 1.500%, 1.400%, 1.000%, or 0.900%.
（Ｂ：０～０．１００％）
Ｂは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量の下限値は０％である。一方、Ｂは、溶接金属において固溶Ｎと結びついてＢＮを形成するので、固溶Ｎが溶接金属の靭性に及ぼす悪影響を減じる効果を有する。また、Ｂは溶接金属の焼入性を高めるので溶接金属の強度を向上させる効果も有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分が０．０００５％以上のＢを含有してもよい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量が０．１００％超になると、溶接金属中のＢが過剰となり、粗大なＢＮ及びＦｅ２３（Ｃ、Ｂ）６等のＢ化合物を形成して溶接金属の靭性を劣化させる場合がる。そのため、フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量の上限値は、好ましくは０．１００％であり、より好ましくは０．０５０％、０．０３０％、又は０．０１０％である。
(B: 0 to 0.100%)
Since B is not an essential component, the lower limit of the B content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%. On the other hand, B combines with solute N in the weld metal to form BN, and therefore has the effect of reducing the adverse effect of solute N on the toughness of the weld metal. In addition, B increases the hardenability of the weld metal, and therefore has the effect of improving the strength of the weld metal. Therefore, the chemical components of the flux-cored wire may contain 0.0005% or more of B.
On the other hand, if the B content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.100%, the B in the weld metal becomes excessive, and coarse BN and B compounds such as Fe23 (C,B) 6 are formed, which may deteriorate the toughness of the weld metal. Therefore, the upper limit of the B content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.100%, and more preferably 0.050%, 0.030%, or 0.010%.
（Ｃａ：０～２．０００％）
（ＲＥＭ：０～０．５００％）
Ｃａ及びＲＥＭは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量及びＲＥＭ含有量の下限値はいずれも０％である。
一方、Ｃａ及びＲＥＭは、いずれも溶接金属中での硫化物の構造を変化させ、また、硫化物及び酸化物のサイズを微細化させ、これにより溶接金属の延性及び靭性を向上させる働きを有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量を０．００２％以上としてもよく、フラックス入りワイヤの化学成分のＲＥＭ含有量を０．０００２％以上としてもよい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量及びＲＥＭ含有量が過剰である場合、スパッタ量が増大し、溶接性が損なわれる。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量の上限値は２．０００％であることが好ましく、フラックス入りワイヤの化学成分のＲＥＭ含有量の上限値は０．５００％であることが好ましい。
なお、ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７元素の総称であり、ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を指す。また、ＲＥＭは一般的にミッシュメタルに含有される。このため例えば、合金にミッシュメタルを添加して、ＲＥＭの含有量が上記の範囲となるようにしてもよい。
(Ca: 0 to 2.000%)
(REM: 0 to 0.500%)
Since Ca and REM are not essential components, the lower limit values of the Ca content and the REM content in the chemical components of the flux-cored wire are both 0%.
On the other hand, both Ca and REM have the function of changing the structure of sulfides in the weld metal and also of reducing the size of sulfides and oxides, thereby improving the ductility and toughness of the weld metal. Therefore, the Ca content in the chemical components of the flux-cored wire may be set to 0.002% or more, and the REM content in the chemical components of the flux-cored wire may be set to 0.0002% or more.
On the other hand, if the Ca content and REM content of the chemical components of the flux-cored wire are excessive, the amount of spatter increases and the weldability is impaired. Therefore, the upper limit of the Ca content of the chemical components of the flux-cored wire is preferably 2.000%, and the upper limit of the REM content of the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.500%.
In addition, REM is a general term for Sc, Y, and lanthanoids, a total of 17 elements, and the REM content refers to the total content of these elements. REM is generally contained in misch metal. For this reason, for example, misch metal may be added to the alloy so that the REM content falls within the above range.
（Ｂｉ：０～０．３００％）
Ｂｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の下限値は０％である。
一方、Ｂｉは、スラグの剥離性を改善する元素である。その効果を十分に得るために、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量を０．００５％以上、０．０１０％以上又は０．０１２％以上とすることが好ましい。
一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量が０．３００％を超えると、溶接金属に凝固割れが発生しやすくなるので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の上限値は好ましくは０．３００％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の上限値は、好ましくは０．２５０％、０．２００％、又は０．１００％であってもよい。
(Bi: 0 to 0.300%)
Since Bi is not an essential component, the lower limit of the Bi content in the chemical components of the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, Bi is an element that improves the detachability of slag. In order to fully obtain this effect, the Bi content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.012% or more.
On the other hand, if the Bi content in the chemical components of the flux-cored wire exceeds 0.300%, solidification cracking is likely to occur in the weld metal, so the upper limit of the Bi content in the chemical components of the flux-cored wire is preferably 0.300%. The upper limit of the Bi content in the chemical components of the flux-cored wire may be preferably 0.250%, 0.200%, or 0.100%.
（残部：Ｆｅ及び不純物）
本開示に係るフラックス入りワイヤにおけるその他の残部成分はＦｅと不純物である。残部のＦｅは、例えば鋼製外皮に含まれるＦｅ、及びフラックス中に含有された合金粉中のＦｅ等である。
また、不純物とは、フラックス入りワイヤを工業的に製造する際に、原料に由来して、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本開示に係るフラックス入りワイヤに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
(balance: Fe and impurities)
The remaining components in the flux-cored wire according to the present disclosure are Fe and impurities, such as Fe contained in the steel sheath and Fe in the alloy powder contained in the flux.
Further, impurities refer to components that are mixed in due to various factors in the manufacturing process or that originate from raw materials when industrially manufacturing a flux-cored wire, and that are acceptable within a range that does not adversely affect the flux-cored wire according to the present disclosure.
（酸化物の合計含有量：０～１０．０％）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、Ｔｉ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、Ｋ酸化物及びＣａ酸化物からなる群より選ばれる酸化物の合計含有量が１０．０％以下であることが好ましい。本開示において、Ｔｉ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、Ｋ酸化物及びＣａ酸化物からなる群に含まれる酸化物を「特定酸化物」と略す場合がある。また特定酸化物の各々の含有量の合計値を、「特定酸化物の合計含有量」、又は「特定酸化物の合計量」と略す場合がある。
本開示に係るフラックス入りワイヤが、上記特定酸化物として、ＴｉＯ２、ＦｅＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｋ２Ｏ及びＣａＯの１種又は２種以上の酸化物を含む場合、特定酸化物の合計含有量は、ＴｉＯ２、ＦｅＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｋ２Ｏ及びＣａＯの各含有量の合計として求める。
本開示に係るフラックス入りワイヤは、酸化物は必須成分ではないので、フラックス入りワイヤにおける酸化物の合計量の下限値は０％である。
一方、酸化物は、溶接ビード形状を良好に維持する効果と、立向溶接性を向上させる効果とを有する。また、Ｎａ酸化物、Ｋ酸化物、Ｍｇ酸化物、及びＦｅ酸化物等は、アークを安定させる効果も有する。そのような効果を得るためには、上記特定酸化物を含有させることつまり特定酸化物の合計含有量を０％超にしてもよい。これらの効果をより発揮させるために、上記特定酸化物の合計含有量の下限を、０．０５％、０．１０％、０．１５％、又は０．２０％、としてもよい。しかし、上記特定酸化物の合計含有量が１０．０％を超えると、スラグの巻き込みが生じる恐れがある。そのため、上記特定酸化物の合計含有量の上限値は１０．０％とすることが好ましく、９．０％、８．０％、７．０％、６．０％、３．０％、２．０％、１．０％又は０．５％としてもよい。
(Total oxide content: 0-10.0%)
In the flux-cored wire according to the present disclosure, the total content of oxides selected from the group consisting of Ti oxide, Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, K oxide, and Ca oxide is preferably 10.0% or less. In the present disclosure, oxides included in the group consisting of Ti oxide, Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, K oxide, and Ca oxide may be abbreviated as "specific oxides". Furthermore, the total value of the contents of each of the specific oxides may be abbreviated as "total content of specific oxides" or "total amount of specific oxides".
When the flux-cored wire according to the present disclosure contains one or more of the specific oxides TiO2 , FeO, BaO, Na2O , SiO2 , ZrO2 , MgO, Al2O3 , MnO2 , K2O and CaO, the total content of the specific oxides is calculated as the sum of the respective contents of TiO2 , FeO, BaO , Na2O , SiO2 , ZrO2 , MgO, Al2O3 , MnO2 , K2O and CaO.
Since oxides are not essential components of the flux-cored wire according to the present disclosure, the lower limit of the total amount of oxides in the flux-cored wire is 0%.
On the other hand, oxides have the effect of maintaining the weld bead shape well and the effect of improving vertical weldability. In addition, Na oxide, K oxide, Mg oxide, Fe oxide, etc. also have the effect of stabilizing the arc. In order to obtain such an effect, the specific oxides may be contained, that is, the total content of the specific oxides may be more than 0%. In order to further exert these effects, the lower limit of the total content of the specific oxides may be 0.05%, 0.10%, 0.15%, or 0.20%. However, if the total content of the specific oxides exceeds 10.0%, there is a risk of slag entrapment. Therefore, the upper limit of the total content of the specific oxides is preferably 10.0%, and may be 9.0%, 8.0%, 7.0%, 6.0%, 3.0%, 2.0%, 1.0%, or 0.5%.
本開示に係るフラックス入りワイヤにおける上記特定酸化物の含有量は、酸化物の種類ごとに限定する必要はないが、溶接金属中の酸素量の過度な増加による靭性劣化を抑制する観点から、例えば、Ｓｉ酸化物：０．０８％以上０．９５％以下、Ｚｒ酸化物：０．８％以下、Ａｌ酸化物：０．５％以下である組成が好適である。
なお、本開示に係るフラックス入りワイヤにおける各酸化物の含有量及び特定酸化物の合計含有量は、前述したＴｉ酸化物の含有量と同様に蛍光X線分析と電子線マイクロアナライザ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＥＰＭＡ）を併用することによって測定する。
The contents of the specific oxides in the flux-cored wire according to the present disclosure do not need to be limited to each type of oxide. However, from the viewpoint of suppressing deterioration in toughness due to an excessive increase in the amount of oxygen in the weld metal, for example, a composition of Si oxide: 0.08% or more and 0.95% or less, Zr oxide: 0.8% or less, and Al oxide: 0.5% or less is preferable.
The content of each oxide and the total content of specific oxides in the flux-cored wire according to the present disclosure are measured by using a combination of X-ray fluorescence analysis and an electron probe micro analyzer (EPMA), similar to the above-mentioned Ti oxide content.
（Ｆ含有量：０．００２％以上）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、弗化物を含む必要がない。従って、本開示に係るフラックス入りワイヤにおいて、弗化物の含有量の下限値は０％である。
一方、弗化物は、溶接金属中の拡散性水素量を減少させて、溶接金属の耐低温割れ性を顕著に向上させる働きを持つ。これは、フラックス入りワイヤで溶接した際に、そのフラックス中の弗素（Ｆ－）が水素（Ｈ＋）と結合して弗化水素（ＨＦ）となり、このＨＦが溶接金属外に放出されるためと推測される。この効果を得るためには、Ｆ含有量の合計が０．００２％以上であることが好ましい。
その反面、弗化物は溶接時のヒュームの発生原因になる。しかし、本開示に係るフラックス入りワイヤは、窒化物を含有することで、弗化物を含有していても溶接時にヒュームの発生が抑制されることが分かった。この原因は明らかではないが、窒素は弗化水素（ＨＦ）よりも沸点が低いことから（Ｎ２；－１９６℃、フッ化水素（ＨＦ）；＋２０℃）、窒化物がアークによって分解して窒素（Ｎ）が発生し、窒素分子（Ｎ２）として結合し、アーク温度を低温化させることによって、アーク中の高温蒸気量が減少し、これによりヒュームの発生が抑制されるためと推定される。
(F content: 0.002% or more)
The flux-cored wire according to the present disclosure does not need to contain fluoride, and therefore the lower limit of the fluoride content in the flux-cored wire according to the present disclosure is 0%.
On the other hand, fluorides have the effect of reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and significantly improving the cold cracking resistance of the weld metal. This is presumably because, when welding is performed with a flux-cored wire, fluorine ( F- ) in the flux combines with hydrogen (H + ) to form hydrogen fluoride (HF), which is then released outside the weld metal. To obtain this effect, the total F content is preferably 0.002% or more.
On the other hand, fluorides cause fume generation during welding. However, it has been found that the flux-cored wire according to the present disclosure contains nitrides, and thus fume generation during welding is suppressed even when fluorides are contained. The reason for this is unclear, but it is presumed that because nitrogen has a lower boiling point than hydrogen fluoride (HF) (N 2 : -196°C, hydrogen fluoride (HF): +20°C), nitrides are decomposed by the arc to generate nitrogen (N), which then bonds as nitrogen molecules (N 2 ), lowering the arc temperature and reducing the amount of high-temperature steam in the arc, thereby suppressing fume generation.
本開示に係るフラックス入りワイヤが弗化物を含む場合、弗化物の種類は限定されないが、好ましくは、フラックス中にＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＮａ３ＡｌＦ６からなる群から選ばれた１種又は２種以上の弗化物を含むのがよい。これらの弗化物によれば、電離して生じるＣａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｚｒ、Ｓｉ、及びＡｌが、いずれも酸素と結合して溶接金属中の酸素量を低減させることができ、脱酸元素として作用する。これにより、溶接金属の靭性や伸びを改善する点で有利である。
本開示に係るフラックス入りワイヤが弗化物を含む場合、本開示に係るフラックス入りワイヤ（好ましくはフラックス）に含まれる弗化物の質量割合の合計がＦ含有量で０．００２％以上となる限り、各弗化物の含有量の下限値は特に制限されるものではない。また、Ｆ含有量は、弗化物に含まれる弗素（Ｆ）の量をフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で示すものであることから、弗化物の種類が上述した好ましい例の弗化物である場合には、Ｆ含有量は次の式Ｂより求めることができる。
式Ｂ：０．４８７×ＣａＦ２＋０．６１０×ＭｇＦ２＋０．７３２×ＬｉＦ＋０．４５２×ＮａＦ＋０．４０２×Ｋ２ＺｒＦ６＋０．５１７×Ｋ２ＳｉＦ６＋０．５４３×Ｎａ３ＡｌＦ６
ここで、式Ｂ中の弗化物の化学式は、各化学式に対応する弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％を示す。各弗化物の化学式の係数は、各弗化物の化学式量から算出したものである。
また、上述した好ましい例以外の弗化物を含む場合、Ｆ含有量は各弗化物の化学式量から、上記式Ｂに準じて算出される。
Ｆ含有量の下限値は、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量割合で０．００２％であることが好ましく、０．００５％、０．０１０％、０．０１５％、０．０２０％、０．０２５％、又は０．０３０％であるのがよい。
Ｆ含有量の好ましい上限値は、溶接時のヒュームの発生を抑制する観点から、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量割合で３．０００％、２．０００％、１．０００％、０．５００％、０．１００％、又は０．０５０％である。
なお、本開示に係るフラックス入りワイヤにおけるＦ含有量は、蛍光X線分析によって測定する。
When the flux-cored wire according to the present disclosure contains a fluoride, the type of fluoride is not limited, but preferably, the flux contains one or more fluorides selected from the group consisting of CaF 2 , MgF 2 , LiF, NaF, K 2 ZrF 6 , K 2 SiF 6 , and Na 3 AlF 6. These fluorides ionize to produce Ca, Mg, Li, Na, K, Zr, Si, and Al, which all combine with oxygen to reduce the amount of oxygen in the weld metal and act as deoxidizing elements, which is advantageous in terms of improving the toughness and elongation of the weld metal.
When the flux-cored wire according to the present disclosure contains a fluoride, the lower limit of the content of each fluoride is not particularly limited as long as the total mass percentage of the fluorides contained in the flux-cored wire according to the present disclosure (preferably the flux) is 0.002% or more in terms of F content. In addition, since the F content indicates the amount of fluorine (F) contained in the fluoride in mass% relative to the total mass of the flux-cored wire, when the type of fluoride is the above-mentioned preferred example of fluoride, the F content can be calculated by the following formula B.
Formula B: 0.487 x CaF2 + 0.610 x MgF2 + 0.732 x LiF + 0.452 x NaF + 0.402 x K2ZrF6 + 0.517 x K2SiF6 + 0.543 x Na3AlF6
Here, the chemical formula of the fluoride in formula B indicates the mass % of the fluoride corresponding to each chemical formula with respect to the total mass of the flux-cored wire. The coefficient of each chemical formula of the fluoride is calculated from the chemical formula weight of each fluoride.
When fluorides other than the above-mentioned preferred examples are contained, the F content is calculated from the chemical formula weight of each fluoride in accordance with the above formula B.
The lower limit of the F content is preferably 0.002%, and more preferably 0.005%, 0.010%, 0.015%, 0.020%, 0.025%, or 0.030%, expressed as a mass ratio relative to the total mass of the flux-cored wire.
From the viewpoint of suppressing generation of fumes during welding, the preferred upper limit of the F content is 3.000%, 2.000%, 1.000%, 0.500%, 0.100%, or 0.050% by mass relative to the total mass of the flux-cored wire.
The F content in the flux-cored wire according to the present disclosure is measured by fluorescent X-ray analysis.
（金属炭酸塩の合計含有量：０～１０．０００％）
本開示に係るフラックス入りワイヤは、金属炭酸塩を含む必要がない。従って、本開示に係るフラックス入りワイヤにおいて、金属炭酸塩の含有量の下限値は０％である。
一方、金属炭酸塩は、アークによって電離し、ＣＯ２ガスを発生させる。ＣＯ２ガスは、溶接雰囲気中の水素分圧を下げ、溶接金属中の拡散性水素量を低減させる。この効果を得るために、本開示に係るフラックス入りワイヤは、金属炭酸塩を含んでもよい。特に、フラックス入りワイヤのフラックス中に金属炭酸塩を含むことが好ましい。
本開示に係るフラックス入りワイヤに含まれる金属炭酸塩の種類及び組成は限定されない。ただし、フラックス入りワイヤに含まれる金属炭酸塩の種類は、ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＦｅＣＯ３、ＭｎＣＯ３、及びＳｒＣＯ３からなる群（以下、この群に含まれる金属炭酸塩を「特定金属炭酸塩」と略す場合がある）から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
上記のような効果を得るため上記特定金属炭酸塩を含有させることが好ましく、つまり特定金属炭酸塩の合計含有量を０％超とすることが好ましい。これらの効果をより発揮させるために、特定金属炭酸塩の合計含有量の下限を、０．０５０％としてもよい。
ただし、１０．０００％を超える量の特定金属炭酸塩は、溶接ビードの垂れを生じさせて溶接作業性を悪化させるおそれがある。従って、本開示に係るフラックス入りワイヤが特定金属炭酸塩を含む場合、特定金属炭酸塩の合計含有量の上限値は１０．０００％とすることが好ましい。必要に応じて、特定金属炭酸塩の含有量の上限値を、９．０００％、８．０００％、７．０００％、６．０００％、３．０００％、２．０００％、１．０００％又は０．５００％としてもよい。
なお、本開示に係るフラックス入りワイヤにおける各特定金属炭酸塩の含有量及び特定金属炭酸塩の合計含有量は、前述したＴｉ酸化物の含有量と同様に蛍光X線分析と電子線マイクロアナライザ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＥＰＭＡ）を併用することによって測定する。
(Total content of metal carbonates: 0 to 10.000%)
The flux-cored wire according to the present disclosure does not need to contain a metal carbonate, and therefore, in the flux-cored wire according to the present disclosure, the lower limit of the metal carbonate content is 0%.
On the other hand, metal carbonate is ionized by the arc to generate CO2 gas. CO2 gas reduces the hydrogen partial pressure in the welding atmosphere and reduces the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. In order to achieve this effect, the flux-cored wire according to the present disclosure may contain a metal carbonate. In particular, it is preferable that the flux of the flux-cored wire contains a metal carbonate.
The type and composition of the metal carbonate contained in the flux-cored wire according to the present disclosure are not limited. However, the type of the metal carbonate contained in the flux-cored wire is preferably one or more types selected from the group consisting of MgCO 3 , Na 2 CO 3 , LiCO 3 , CaCO 3 , K 2 CO 3 , BaCO 3 , FeCO 3 , MnCO 3 and SrCO 3 (hereinafter, the metal carbonates contained in this group may be abbreviated as "specific metal carbonates").
In order to obtain the above-mentioned effects, it is preferable to contain the specific metal carbonates, that is, it is preferable to set the total content of the specific metal carbonates to more than 0%. In order to further exert these effects, the lower limit of the total content of the specific metal carbonates may be set to 0.050%.
However, a specific metal carbonate content exceeding 10.000% may cause sagging of the weld bead and deteriorate the welding workability. Therefore, when the flux-cored wire according to the present disclosure contains specific metal carbonates, the upper limit of the total content of the specific metal carbonates is preferably set to 10.000%. If necessary, the upper limit of the content of the specific metal carbonates may be set to 9.000%, 8.000%, 7.000%, 6.000%, 3.000%, 2.000%, 1.000%, or 0.500%.
The content of each specific metal carbonate and the total content of the specific metal carbonates in the flux-cored wire according to the present disclosure are measured by using a combination of X-ray fluorescence analysis and an electron probe micro analyzer (EPMA), similar to the above-mentioned Ti oxide content.
本開示に係るフラックス入りワイヤは、ワイヤ表面に塗布された潤滑剤をさらに備えてもよい。ワイヤ表面に塗布された潤滑剤は、溶接時のワイヤの送給性を向上させる効果を有する。溶接ワイヤ用の潤滑剤としては、様々な種類のもの（例えばパーム油等の植物油）を使用できるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、Ｈを含有しないパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）を使用することが好ましい。また、上述したように、本開示に係るフラックス入りワイヤは、ワイヤ表面に形成されためっきをさらに備えてもよい。この場合、潤滑剤はめっきの表面に塗布される。 The flux-cored wire according to the present disclosure may further include a lubricant applied to the wire surface. The lubricant applied to the wire surface has the effect of improving the wire feedability during welding. Various types of lubricants for welding wires (e.g., vegetable oils such as palm oil) can be used, but in order to suppress low-temperature cracking of the weld metal, it is preferable to use perfluoropolyether oil (PFPE oil) that does not contain H. In addition, as described above, the flux-cored wire according to the present disclosure may further include a plating formed on the wire surface. In this case, the lubricant is applied to the surface of the plating.
本開示に係るフラックス入りワイヤに含まれる水素量は特に限定されないが、溶接金属の拡散性水素量をより効率的に低減するためには、フラックス入りワイヤの全質量に対して１２ｐｐｍ以下であることが好ましい。フラックス入りワイヤ中の水素量は、フラックス入りワイヤの保管の間に、フラックス入りワイヤ内に水分が侵入することにより増大するおそれがある。従って、ワイヤ製造からワイヤ使用までの期間が長い場合は、後述の手段によって水分の浸入を防止することが望ましい。 The amount of hydrogen contained in the flux-cored wire according to the present disclosure is not particularly limited, but in order to more efficiently reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, it is preferable that the amount be 12 ppm or less relative to the total mass of the flux-cored wire. The amount of hydrogen in the flux-cored wire may increase due to moisture intrusion into the flux-cored wire during storage. Therefore, if there is a long period between the manufacture of the wire and its use, it is desirable to prevent moisture intrusion by the means described below.
（鋼製外皮）
上述された事項が満たされる限り、本開示に係るフラックス入りワイヤの鋼製外皮は特に限定されないが、これを、例えば軟鋼外皮であって、その化学組成がＣ：０～０．１％、Ｓｉ：０～０．１０％、Ｍｎ：０～３．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０～０．１％、及びＮ：０～０．０３０％を含み、残部が少なくとも鉄及び不純物を含むものとしてもよい。
なお、通常、鋼製外皮にも不純物としてＮが含まれるが、鋼製外皮中に含まれるＮよりもフラックス中に窒化物として含まれるＮの方が、溶接金属の拡散性水素量を低減する効果が高い。この詳細なメカニズムは不明であるが、鋼製外皮はシールドガスに触れているので、フラックスよりも温度が低いため、鋼製外皮中のＮは溶滴に拡散するものの、アーク中には乖離しにくいからである、と推定される。
以上の観点から、本開示に係るフラックス入りワイヤは、フラックス中に窒化物として含まれる窒素のＮ含有量がフラックス入りワイヤの全質量に対して０．００２％以上であることが好ましい。また、鋼製外皮に窒素を多量に含ませると伸線加工性に劣り、断線する可能性も考えられる。そのため、一般に、鋼製外皮におけるＮ含有量（％）は低いほうが好ましい。
(Steel shell)
As long as the above-mentioned conditions are satisfied, the steel sheath of the flux-cored wire according to the present disclosure is not particularly limited. For example, the steel sheath may be a mild steel sheath having a chemical composition including C: 0-0.1%, Si: 0-0.10%, Mn: 0-3.00%, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Al: 0-0.1%, and N: 0-0.030%, with the balance including at least iron and impurities.
Generally, the steel sheath also contains N as an impurity, but N contained in the flux as nitrides is more effective at reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal than N contained in the steel sheath. Although the detailed mechanism is unclear, it is presumed that this is because the steel sheath is in contact with the shielding gas and is therefore at a lower temperature than the flux, so that although N in the steel sheath diffuses into the droplets, it is difficult for it to dissociate into the arc.
From the above viewpoints, the flux-cored wire according to the present disclosure preferably has an N content of nitrogen contained as nitride in the flux of 0.002% or more with respect to the total mass of the flux-cored wire. Also, if the steel sheath contains a large amount of nitrogen, the wire drawing processability is deteriorated and there is a possibility of wire breakage. Therefore, in general, it is preferable that the N content (%) in the steel sheath is low.
（ワイヤ形状）
次に、本開示に係るフラックス入りワイヤの形状（ワイヤ構造）について説明する。
通常、フラックス入りワイヤは、鋼製外皮の継目が溶接されているのでスリット状の隙間がない形状（シームレス形状）を有するワイヤ（シームレスワイヤと呼ぶことがある）と、鋼製外皮の継目が溶接されていないのでスリット状の隙間を含む形状を有するワイヤとのいずれかに区別される。
(Wire shape)
Next, the shape (wire structure) of the flux-cored wire according to the present disclosure will be described.
Flux-cored wires are usually classified into two types: wires having a shape without slit-like gaps (seamless shape) because the seam of the steel outer sheath is welded (sometimes called seamless wires), and wires having a shape including slit-like gaps because the seam of the steel outer sheath is not welded.
本開示に係るフラックス入りワイヤでは、いずれの形状も採用することができる。しかしながら、溶接金属の低温割れの発生を抑制するためには、鋼製外皮にスリット状の隙間がないことが好ましい。溶接時に溶接部に侵入するＨ（水素）は、溶接金属及び被溶接材中に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。Ｈの供給源は様々であるが、溶接部の清浄度、及びガスシールドの条件が厳密に管理された状態で溶接が行われる場合、ワイヤ中に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）が主なＨの供給源となり、この水分の量が、溶接継手の拡散性水素量に強く影響する。
鋼製外皮がシームを有する場合、大気中の水分がシームを通じてフラックス中に侵入しやすい。このため、鋼製外皮のシームを除去することにより、ワイヤ製造後からワイヤ使用までの間に、大気中の水分が鋼製外皮を通じてフラックス中に侵入することを抑制することが望ましい。鋼製外皮がシームを有し、且つワイヤ製造からワイヤ使用までの期間が長い場合は、水分等のＨの供給源が侵入することを防止するために、フラックス入りワイヤ全体を真空包装するか、乾燥した状態に保持できる容器内でフラックス入りワイヤを保存することが望ましい。
In the flux-cored wire according to the present disclosure, any of the shapes may be adopted. However, in order to suppress the occurrence of cold cracking in the weld metal, it is preferable that the steel sheath does not have a slit-shaped gap. H (hydrogen) that penetrates the weld during welding diffuses into the weld metal and the welded material, accumulates in the stress concentration area, and causes cold cracking. There are various sources of H, but when welding is performed under conditions where the cleanliness of the weld and the gas shielding conditions are strictly controlled, the moisture (H 2 O) contained in the wire is the main source of H, and the amount of this moisture strongly affects the amount of diffusible hydrogen in the weld joint.
When the steel sheath has a seam, moisture in the air is likely to penetrate into the flux through the seam. Therefore, it is desirable to prevent moisture in the air from penetrating into the flux through the steel sheath during the period from the manufacture of the wire to the use of the wire by removing the seam of the steel sheath. When the steel sheath has a seam and the period from the manufacture of the wire to the use of the wire is long, it is desirable to vacuum package the entire flux-cored wire or store the flux-cored wire in a container that can keep it dry in order to prevent the penetration of a source of H, such as moisture.
（ワイヤ直径）
本開示に係るフラックス入りワイヤの直径は特に限定されないが、例えばφ１．０～φ２．０ｍｍである。なお、一般的なフラックス入りワイヤの直径はφ１．２～φ１．６ｍｍである。
(Wire diameter)
The diameter of the flux-cored wire according to the present disclosure is not particularly limited, but is, for example, φ1.0 to φ2.0 mm. Note that the diameter of a typical flux-cored wire is φ1.2 to φ1.6 mm.
（充填率）
本開示に係るフラックス入りワイヤの充填率は、上述された条件が満たされる限り、特に限定されない。一般的なフラックス入りワイヤの充填率に鑑みて、本開示に係るフラックス入りワイヤの充填率の下限値を、例えば８％、１０％、又は１２％としてもよい。また、本開示に係るフラックス入りワイヤの充填率の上限値を、例えば２８％、２５％、２２％、２０％、又は１７％としてもよい。
(Filling rate)
The filling rate of the flux-cored wire according to the present disclosure is not particularly limited as long as the above-mentioned conditions are satisfied. In consideration of the filling rate of a general flux-cored wire, the lower limit of the filling rate of the flux-cored wire according to the present disclosure may be, for example, 8%, 10%, or 12%. The upper limit of the filling rate of the flux-cored wire according to the present disclosure may be, for example, 28%, 25%, 22%, 20%, or 17%.
＜フラックス入りワイヤの製造方法＞
次に、本開示に係るフラックス入りワイヤの製造方法について説明する。
なお、以下に説明する製造方法は一例であり、本開示に係るフラックス入りワイヤを製造する方法は、以下の方法に限定されるものではない。
<Method of manufacturing flux-cored wire>
Next, a method for producing the flux-cored wire according to the present disclosure will be described.
It should be noted that the manufacturing method described below is merely an example, and the method for manufacturing the flux-cored wire according to the present disclosure is not limited to the method described below.
（シームレス形状を有するフラックス入りワイヤの場合）
シームレス形状を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、フラックスを調製する工程と、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ字型のオープン管を得る工程と、オープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給する工程と、オープン管の開口部の相対するエッジ部（周方向両端部）を突合せ溶接してシームレス管を得る工程と、シームレス管を伸線して所定の線径を有するフラックス入りワイヤを得る工程と、伸線する工程の途中又は完了後にフラックス入りワイヤを焼鈍する工程とを備える。
フラックスは、フラックス入りワイヤの窒化物量、Ｎ量、さらに必要に応じて含有される弗化物量、酸化物量、炭酸塩量、及び化学成分などが上述された所定の範囲内になるように調製される。なお、鋼製外皮の材料である鋼帯の幅及び厚さ、並びにフラックスの充填量等によって決定されるフラックスの充填率も、フラックス入りワイヤの窒化物量、弗化物量、酸化物量、炭酸塩量、及び化学成分などに影響することに留意する必要がある。
(In the case of seamless flux-cored wire)
A method for producing a flux-cored wire having a seamless shape includes a step of preparing flux, a step of forming a steel strip using a forming roll while feeding the steel strip in the longitudinal direction to obtain a U-shaped open tube, a step of supplying flux into the open tube through the opening of the open tube, a step of butt-welding opposing edge portions (both circumferential ends) of the opening of the open tube to obtain a seamless tube, a step of drawing the seamless tube to obtain a flux-cored wire having a predetermined wire diameter, and a step of annealing the flux-cored wire during or after the drawing step is completed.
The flux is prepared so that the nitride amount, N amount, and further the fluoride amount, oxide amount, carbonate amount, and chemical components, etc., contained as required, of the flux-cored wire are within the above-mentioned predetermined ranges. Note that the width and thickness of the steel strip, which is the material of the steel sheath, and the flux filling rate, which is determined by the flux filling amount, etc., also affect the nitride amount, fluoride amount, oxide amount, carbonate amount, and chemical components, etc., of the flux-cored wire.
突合せ溶接は、電縫溶接、レーザ溶接、又はＴＩＧ溶接等により行われる。
また、伸線工程の途中又は伸線工程の完了後に、フラックス入りワイヤ中の水分を除去するために、フラックス入りワイヤは焼鈍される。フラックス入りワイヤのＨ含有量を１２ｐｐｍ以下とするためには、焼鈍温度は、６５０℃以上とし、焼鈍時間は、４時間以上とすることが好ましい。なお、フラックスの変質を防ぐために、焼鈍温度は９００℃以下とすることが好ましい。
The butt welding is performed by electric resistance welding, laser welding, TIG welding, or the like.
During or after the wire drawing process, the flux-cored wire is annealed to remove moisture from the flux-cored wire. In order to make the H content of the flux-cored wire 12 ppm or less, the annealing temperature is preferably 650° C. or more and the annealing time is preferably 4 hours or more. In order to prevent deterioration of the flux, the annealing temperature is preferably 900° C. or less.
突合せシーム溶接された、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤの断面は、研磨して、エッチングすれば、溶接跡が観察されるが、エッチングしないと溶接跡は観察されない。そのため、上記のようにシームレスと呼ぶことがある。例えば、溶接学会編「新版 溶接・接合技術入門」（２００８年）産報出版、ｐ．１１１には、突合せシーム溶接された、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤは、シームレスタイプのワイヤと記載されている。フラックス入りワイヤの鋼製外皮の隙間をろう付けしても、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤが得られる。 If the cross section of a butt seam welded flux cored wire with no slit-like gaps is polished and etched, the weld marks can be seen, but if it is not etched, the weld marks cannot be seen. For this reason, it is sometimes called seamless, as mentioned above. For example, in "New Edition Introduction to Welding and Joining Technology" (2008) compiled by the Japan Welding Society, Sanpo Publishing, p. 111, it is described that a butt seam welded flux cored wire with no slit-like gaps is a seamless type wire. A flux cored wire with no slit-like gaps can also be obtained by brazing the gaps in the steel sheath of the flux cored wire.
（スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの場合）
スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、オープン管の周方向の両端部を突き合わせ溶接してシームレス管を得る工程の代わりに、オープン管を成形してオープン管の端部を突き合わせてスリット状の隙間有りの管を得る工程を有する点以外は、シームレス形状を有するフラックス入りワイヤの製造方法と同じである。スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、突き合わせられたオープン管の端部をかしめる工程をさらに備えてもよい。
スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法では、スリット状の隙間有りの管を伸線する。
(In the case of flux-cored wire with slit-shaped gaps)
The method for producing a flux-cored wire having a slit-shaped gap is the same as the method for producing a flux-cored wire having a seamless shape, except that the method includes a step of forming an open tube and butting the ends of the open tube to obtain a tube with a slit-shaped gap, instead of a step of butt-welding both circumferential ends of an open tube to obtain a seamless tube. The method for producing a flux-cored wire having a slit-shaped gap may further include a step of crimping the butted ends of the open tube.
In a method for producing a flux-cored wire having slit-like gaps, a tube having slit-like gaps is drawn.
＜溶接継手の製造方法＞
次に、本開示に係る溶接継手の製造方法（溶接方法）について説明する。
本開示に係る溶接継手の製造方法は、上述された本開示に係るフラックス入りワイヤを用いて、鋼材を、ガスシールドアーク溶接する工程を備える。
<Method of manufacturing welded joint>
Next, a method for producing a welded joint (welding method) according to the present disclosure will be described.
A method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure includes a step of gas-shielded arc welding a steel material using the flux-cored wire according to the present disclosure described above.
本開示のフラックス入りワイヤは、あらゆる種類の鋼材の溶接に対して適用可能であり、本開示に係るフラックス入りワイヤは、予熱なしで、あるいは予熱温度５０℃以下で、低温割れを効果的に抑制できる。
本開示に係る溶接継手の製造方法において溶接継手の母材となる鋼材（被溶接材）の種類は特に限定されないが、例えば、ＰＣＭ（溶接割れ感受性組成）が０．２４％以上である低温割れ感受性が高い鋼材、特に、引張強さが５９０ＭＰａ以上１７００ＭＰａ以下であり、板厚２０ｍｍ以上の高強度鋼板を好適に用いることができる。このような鋼板は低温割れ感受性が高いので、通常の溶接継手の製造方法でこれらの鋼板を溶接した場合、十分な予熱なしに低温割れの発生を抑制することは困難である。
一方、本開示に係る溶接継手の製造方法は、低温割れを抑制することができる本開示に係る溶接ワイヤを用いるので、低温割れ感受性が高い鋼材を本開示に係る溶接継手の製造方法で溶接した場合、予熱を行わずに、又は予熱を著しく軽減しながら低温割れの発生を抑制することができる。また、本開示に係る溶接継手の製造方法によって得られる継手は、溶接金属の引張強さが鋼板母材の引張強さより低いアンダーマッチの継手となってもよい。
The flux-cored wire according to the present disclosure is applicable to welding of all kinds of steel materials, and the flux-cored wire according to the present disclosure can effectively suppress cold cracking without preheating or at a preheating temperature of 50°C or less.
In the manufacturing method of a welded joint according to the present disclosure, the type of steel material (welded material) that serves as the base material of the welded joint is not particularly limited, but for example, a steel material with high cold cracking sensitivity having a P CM (weld crack susceptibility composition) of 0.24% or more, particularly a high-strength steel plate with a tensile strength of 590 MPa to 1700 MPa and a plate thickness of 20 mm or more, can be suitably used. Since such steel plates have high cold cracking sensitivity, when these steel plates are welded by a normal manufacturing method of a welded joint, it is difficult to suppress the occurrence of cold cracking without sufficient preheating.
On the other hand, the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure uses the welding wire according to the present disclosure that can suppress low-temperature cracking, so when a steel material that is highly sensitive to low-temperature cracking is welded by the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure, the occurrence of low-temperature cracking can be suppressed without preheating or with significantly reduced preheating. Also, the joint obtained by the method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure may be an undermatched joint in which the tensile strength of the weld metal is lower than the tensile strength of the steel plate base material.
本開示に係る溶接継手の製造方法では、１パスから最終パスのいずれか１つ以上において、本開示に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて母材鋼板をガスシールドアーク溶接する工程を備える。溶接が１パスのみである場合、その１パスにおいて本開示に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが用いられる。
母材鋼板（母材）の種類は特に限定されない。フラックス入りワイヤの極性は、溶接金属の拡散性水素量及びスパッタ発生量に及ぼす影響が無視できる程度に小さいので、プラス及びマイナスのいずれであってもよいが、プラスであることが好ましい。
The method for manufacturing a welded joint according to the present disclosure includes a step of gas-shielded arc welding a base steel sheet using a flux-cored wire for gas-shielded arc welding according to the present disclosure in one or more of a first pass to a final pass. When the welding is performed in only one pass, the flux-cored wire for gas-shielded arc welding according to the present disclosure is used in the one pass.
The type of base steel sheet (base material) is not particularly limited. The polarity of the flux-cored wire may be either positive or negative, since the effect on the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and the amount of spatter generation is negligibly small, but is preferably positive.
本開示に係る溶接継手の製造方法において用いられるシールドガスの種類は特に限定されない。本開示に係る溶接継手の製造方法は、シールドガスの種類に関わらず、優れた溶接作業性を発揮し、高強度、高靱性、及び高疲労強度を有する溶接継手を得ることができる。本開示に係る溶接継手の製造方法におけるシールドガスとして、一般的に多用されている１００ｖｏｌ％の炭酸ガス、及びＡｒと３～３０ｖｏｌ％ＣＯ２との混合ガス等を好ましく使用することができる。また、本開示に係るフラックス入りワイヤを用いた溶接の際のシールドガスは５ｖｏｌ％以下のＯ２ガスを含んでいてもよい。これらのガスは廉価であるので、これらのガスを用いた溶接は産業利用上有利である。
通常、これらのガスは、ルチル系フラックス入りワイヤと組み合わせて用いられた際に、多量のスパッタを生じさせて溶接作業性を悪化させる。しかしながら、本開示に係る溶接継手の製造方法は、スパッタ量を十分に抑制することができる本開示に係るフラックス入りワイヤを用いるので、これらのガスがシールドガスである場合でも、良好な溶接作業性を発揮することができる。
The type of shielding gas used in the method for producing a welded joint according to the present disclosure is not particularly limited. The method for producing a welded joint according to the present disclosure exhibits excellent welding workability regardless of the type of shielding gas, and can obtain a welded joint having high strength, high toughness, and high fatigue strength. As the shielding gas in the method for producing a welded joint according to the present disclosure, 100 vol% carbon dioxide gas, which is commonly used, and a mixed gas of Ar and 3 to 30 vol% CO 2 , etc., can be preferably used. In addition, the shielding gas during welding using the flux-cored wire according to the present disclosure may contain 5 vol% or less O 2 gas. Since these gases are inexpensive, welding using these gases is advantageous for industrial use.
Normally, when these gases are used in combination with rutile-based flux-cored wires, they generate a large amount of spatter, which deteriorates welding workability. However, the method for producing a welded joint according to the present disclosure uses the flux-cored wire according to the present disclosure, which can sufficiently suppress the amount of spatter, and therefore can exhibit good welding workability even when these gases are used as shielding gases.
本開示に係る溶接継手の製造方法における溶接姿勢は特に限定されない。本開示に係る溶接継手の製造方法は、溶接姿勢が下向姿勢、横向姿勢、立向姿勢、及び上向姿勢のいずれであっても、良好な溶接作業性を発揮することができる。 The welding position in the manufacturing method of the welded joint according to the present disclosure is not particularly limited. The manufacturing method of the welded joint according to the present disclosure can provide good welding workability regardless of whether the welding position is a downward position, a horizontal position, a vertical position, or an upward position.
本開示に係る溶接継手の製造方法によって得られる溶接継手は、母材鋼板（母材）と、溶接金属及び溶接熱影響部から構成される溶接部とを備える。溶接継手の母材は特に限定されない。本開示に係る溶接継手は、窒化物量等が好ましく制御された本開示に係るフラックス入りワイヤを用いて製造されるので、良好なビード形状を有する溶接金属を備える。 The welded joint obtained by the manufacturing method of the welded joint according to the present disclosure comprises a base steel plate (base material) and a welded part composed of a weld metal and a weld heat affected zone. The base material of the welded joint is not particularly limited. The welded joint according to the present disclosure is manufactured using the flux-cored wire according to the present disclosure in which the amount of nitrides, etc., is preferably controlled, and therefore comprises a weld metal having a good bead shape.
本開示に係るフラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接することで、予熱作業を省略又は簡易化でき、耐低温割れ性に優れる溶接部を得ることができ、且つ溶接中のヒューム発生量の増加を効果的に抑制することができる。 By using the flux-cored wire according to the present disclosure for gas-shielded arc welding, it is possible to omit or simplify the preheating process, obtain a weld with excellent resistance to low-temperature cracking, and effectively suppress an increase in the amount of fumes generated during welding.
次に、実施例及び比較例により、本開示の実施可能性及び効果についてさらに詳細に説明するが、下記実施例は本開示を限定するものではなく、前・後記の趣旨に徹して設計変更することはいずれも本開示の技術的範囲に含まれるものである。 Next, the feasibility and effects of the present disclosure will be explained in more detail using examples and comparative examples. However, the following examples do not limit the present disclosure, and any design changes that are made in accordance with the spirit described above and below are within the technical scope of the present disclosure.
（フラックス入りワイヤの製造）
実施例及び比較例のフラックス入りワイヤは、以下に説明する方法により製造した。
まず、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ型のオープン管を得た。このオープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給し、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合わせ溶接してシームレス管を得た。
このシームレス管を伸線して、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤを得た。ただし、一部の試料は、シーム溶接をしないスリット状の隙間有りの管とし、それを伸線した。
このようにして、最終のワイヤ径がφ１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。 なお、これらフラックス入りワイヤの伸線作業の途中で、フラックス入りワイヤを６５０～９５０℃の温度範囲内で４時間以上焼鈍した。試作後、ワイヤ表面には潤滑剤を塗布した。これらフラックス入りワイヤの構成を表に示す。
(Manufacture of flux-cored wire)
The flux-cored wires of the examples and comparative examples were produced by the method described below.
First, a steel strip was fed in the longitudinal direction and formed using a forming roll to obtain a U-shaped open tube. Flux was supplied into the open tube through the opening of the open tube, and opposing edges of the opening of the open tube were butt-welded to obtain a seamless tube.
The seamless pipe was drawn to obtain a flux-cored wire without slit-like gaps, although some samples were drawn to have slit-like gaps without seam welding.
In this way, flux-cored wires with a final wire diameter of φ1.2 mm were produced as prototypes. In addition, during the drawing process of these flux-cored wires, the flux-cored wires were annealed within a temperature range of 650 to 950°C for 4 hours or more. After the prototypes were produced, a lubricant was applied to the wire surface. The configurations of these flux-cored wires are shown in the table.
表１Ａ～表１Ｄに開示された窒化物、化学成分（合金成分として含まれる各元素の含有量）、酸化物、弗化物、及び炭酸塩の含有量及び鉄粉の含有量の単位は、フラックス入りワイヤ全質量に対する質量％である。表中において「フラックス入りワイヤ全質量に対する質量％」は、「質量％」と略し、「窒化物、酸化物、弗化物、及び炭酸塩を除く化学成分」は、「合金成分」と略した。
表１Ａに示されたフラックス入りワイヤのＮ合計含有量は、フラックス中の窒化物に含まれる窒素（Ｎ）の量を、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で示すものであり、上述の式Ａによって求められた値（Ｎ換算値）である。
表１Ｂに示されたＦ含有量は、フラックス中の弗化物に含まれる弗素（Ｆ）の量を、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で示すものであり、上述の式Ｂによって求められた値（Ｆ換算値）である。
表１Ｂに示された酸化物の合計量とは、Ｆｅ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、Ｋ酸化物及びＣａ酸化物として用いた、ＦｅＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｋ２Ｏ及びＣａＯの各々の含有量での合計値である。
The units of the nitrides, chemical components (contents of each element contained as alloy components), oxides, fluorides, and carbonates, and iron powder contents disclosed in Tables 1A to 1D are mass% relative to the total mass of the flux-cored wire. In the tables, "mass% relative to the total mass of the flux-cored wire" is abbreviated to "mass%", and "chemical components excluding nitrides, oxides, fluorides, and carbonates" is abbreviated to "alloy components".
The total N content of the flux-cored wire shown in Table 1A indicates the amount of nitrogen (N) contained in the nitrides in the flux in mass % relative to the total mass of the flux-cored wire, and is a value (N conversion value) calculated by the above-mentioned formula A.
The F content shown in Table 1B indicates the amount of fluorine (F) contained in the fluoride in the flux in mass % relative to the total mass of the flux-cored wire, and is a value (F equivalent value) calculated by the above-mentioned formula B.
The total amount of oxides shown in Table 1B is the total content of FeO, BaO, Na2O, SiO2, ZrO2 , MgO, Al2O3 , MnO2, K2O and CaO used as Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide , Mg oxide , Al oxide , Mn oxide, K oxide and Ca oxide.
表に示されたフラックス入りワイヤの残部（すなわち、表に示された各成分以外の成分）は、鉄及び不純物である。
表に示されたフラックス入りワイヤは、「ワイヤ構造」欄で特に断りが無い限り、シームレス形状を有し、「備考」欄で特に断りが無い限り、潤滑剤としてパーム油が塗布されたワイヤである。また、「ワイヤ構造」欄で「隙間有」と記載されたフラックス入りワイヤは、シーム状の隙間を有するワイヤであり、「備考」欄で「ＰＴＦＥ塗布」と記載されたワイヤは、ＰＴＦＥ油が塗布されたワイヤである。
表１Ｄに示されたフラックス入りワイヤに合金成分として含まれる各元素は、鋼製外皮又は金属粉の形態である。なお、表においては、本開示で規定される範囲から外れる数値に下線を付してある。
また、表１Ａ～表１Ｄにおいて、化学成分や化合物などの含有量に係る表中の空欄は、その化学成分や化合物などが意図的に含有されていないことを意味する。これらの化学成分や化合物などが不可避的に混入されるか生成することもある。
The balance of the flux-cored wire shown in the table (i.e., the components other than those shown in the table) is iron and impurities.
The flux-cored wires shown in the table have a seamless shape unless otherwise specified in the "Wire Structure" column, and are coated with palm oil as a lubricant unless otherwise specified in the "Notes" column. In addition, the flux-cored wires described as "with gaps" in the "Wire Structure" column are wires with seam-like gaps, and the wires described as "PTFE coated" in the "Notes" column are wires coated with PTFE oil.
The elements included as alloying constituents in the flux-cored wires shown in Table 1D are in the form of a steel sheath or metal powder, with values outside the ranges specified in this disclosure being underlined.
In addition, in Tables 1A to 1D, blanks in the tables relating to the content of chemical components, compounds, etc., mean that the chemical components, compounds, etc. are not intentionally included. These chemical components, compounds, etc. may be unavoidably mixed in or generated.
［評価］
実施例及び比較例のフラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接することにより評価を行った。具体的には、以下に説明する方法により評価された。
溶接する鋼板として板厚が５０ｍｍである引張強さ７８０ＭＰａ級鋼を用い、評価の際の溶接ガスの種類は、Ａｒ－２０％ＣＯ２ガスとした。また、評価の際に、溶接電流は全て直流とし、ワイヤの極性は全てプラスとした。
[evaluation]
The flux-cored wires of the examples and comparative examples were used to carry out gas-shielded arc welding and evaluation. Specifically, the evaluation was carried out by the method described below.
The steel plate to be welded was a 780 MPa tensile strength steel plate having a thickness of 50 mm, and the welding gas used in the evaluation was Ar-20% CO2 gas. In addition, the welding currents used in the evaluation were all direct current, and the polarity of the wires was all positive.
（溶接金属の拡散性水素量の評価）
実施例及び比較例のフラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接することにより得られる溶接金属の拡散性水素量を評価した、評価する際の溶接条件は、表２記載の条件とした。
溶接金属の拡散性水素量の測定は、ＪＩＳ Ｚ ３１１８：２００７（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法によって実施した。溶接金属の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ以下となるフラックス入りワイヤを、拡散性水素量に関し「合格」とした。０．５ｍｌ／１００ｇ以上１．０ｍｌ／１００ｇ以下を○、０．５ｍｌ／１００ｇ未満を◎、１．０ｍｌ／１００ｇ超は×とした。
(Evaluation of diffusible hydrogen content in weld metal)
The diffusible hydrogen content of the weld metal obtained by gas-shielded arc welding using the flux-cored wires of the Examples and Comparative Examples was evaluated. The welding conditions for the evaluation were as shown in Table 2.
The amount of diffusible hydrogen in the weld metal was measured by gas chromatography in accordance with JIS Z 3118:2007 (Method of measuring hydrogen amount in steel welds). Flux-cored wires in which the amount of diffusible hydrogen in the weld metal was 1.0 ml/100 g or less were rated as "passed" for the amount of diffusible hydrogen. 0.5 ml/100 g or more and 1.0 ml/100 g or less was rated as ○, less than 0.5 ml/100 g was rated as ⊚, and more than 1.0 ml/100 g was rated as ×.
（ヒューム量の評価）
実施例及び比較例のフラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接する際のヒューム量を評価する際の溶接条件は、表２に記載の条件とした。
溶接により発生するヒューム量の測定は、ＪＩＳ Ｚ３９３０：２０１３（アーク溶接のヒューム発生量測定方法）に準拠したハイボリウムエアサンプライヤーによる全量捕集方法によって実施した。ヒューム量が１０００ｍｇ／ｍｉｎ以下となるフラックス入りワイヤを、ヒューム量に関し「合格」とした。
(Evaluation of fume amount)
The welding conditions for evaluating the amount of fume when gas-shielded arc welding was performed using the flux-cored wires of the examples and comparative examples were as shown in Table 2.
The amount of fumes generated by welding was measured by a total collection method using a high volume air sampler in accordance with JIS Z3930:2013 (Method for measuring fume generation in arc welding). Flux-cored wires with a fume amount of 1000 mg/min or less were judged to be "passed" in terms of fume amount.
（耐低温割れ性の評価）
耐低温割れ性の評価は、温度５℃かつ湿度６０％の一定雰囲気管理下において、板厚が５０ｍｍである引張強さ７８０ＭＰａ級鋼板に、表２の溶接条件で溶接を行い、これにより得られた溶接継手にＪＩＳ Ｚ ３１５７―１９９３（Ｕ形溶接割れ試験方法）及びＪＩＳ Ｚ ３１５８：２０１６（ｙ形溶接割れ試験方法）に準拠した試験を行うことにより実施した。Ｕ形溶接割れ試験及びｙ形溶接割れ試験の両方で割れが生じなかった溶接継手にかかるフラックス入りワイヤを、耐低温割れ性に関し「合格」とした。
(Evaluation of low temperature cracking resistance)
The cold cracking resistance was evaluated by welding a 780 MPa tensile strength steel plate having a thickness of 50 mm under the welding conditions shown in Table 2 in a constant atmosphere controlled at a temperature of 5°C and a humidity of 60%, and then conducting tests on the welded joints obtained in accordance with JIS Z 3157-1993 (U-shaped weld cracking test method) and JIS Z 3158:2016 (y-shaped weld cracking test method). Flux-cored wires in welded joints that did not crack in both the U-shaped weld cracking test and the y-shaped weld cracking test were judged to be "passed" in terms of cold cracking resistance.
上述の方法により得られた試験結果を表３に示す。なお、全ての評価項目で合格の場合は、総合判定で合格とし、１つでも合格に満たない場合は総合判定を不合格とした。 The test results obtained using the above method are shown in Table 3. If all evaluation items were passed, the overall judgment was passed, and if even one item was not passed, the overall judgment was failed.
実施例のフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、たとえ溶接環境の温度が、技術常識に鑑みて非常に低温条件であるとみなされる５℃であり、且つ鋼材の予熱が行われなくても、ｙ形溶接割れ試験及びＵ形溶接割れ試験のすべての断面において、断面割れ無し（断面割れが発生していないこと）であった。従って、実施例のフラックス入りワイヤが極めて高い耐低温割れ性を有していることが証明された。
さらに、表３の試験結果に示されるように、実施例のフラックス入りワイヤは、ヒューム量評価においても合格であり、良好な溶接作業性を示した。加えて、実施例のフラックス入りワイヤは、溶接金属中の拡散性水素量の評価項目においても合格であり、優れた機械特性を有する溶接金属を製造することができた。
一方、比較例は、本開示で規定する要件のいずれかを満たしていなかったので、１つ以上の評価項目において不合格となった。
When welding was performed using the flux-cored wire of the embodiment, even if the temperature of the welding environment was 5°C, which is considered to be a very low temperature condition in light of technical common sense, and the steel material was not preheated, no cross-sectional cracks were observed (no cross-sectional cracks occurred) in all cross sections in the Y-shaped weld cracking test and the U-shaped weld cracking test. Therefore, it was proven that the flux-cored wire of the embodiment has extremely high resistance to low-temperature cracking.
Furthermore, as shown in the test results in Table 3, the flux-cored wires of the examples also passed the evaluation of the amount of fume and exhibited good welding workability. In addition, the flux-cored wires of the examples also passed the evaluation item of the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, and it was possible to produce weld metals having excellent mechanical properties.
On the other hand, the comparative examples did not satisfy any of the requirements defined in this disclosure and therefore failed in one or more evaluation items.
Claims (7)
窒化物を含み、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、Ｎ含有量が０．００３％以上、１５．０００％以下であり、Ｔｉ酸化物の含有量が０～０．２０％未満であり、
前記窒化物、酸化物、弗化物、及び炭酸塩を除く化学成分が、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、
Ｃ：０．００３～０．５００％、
Ｓｉ：０～３．５０％、
Ｍｎ：０～１０．００％、
Ｐ：０～０．０３０％、
Ｓ：０～０．０３０％、
Ｃｕ：０～１０．００％、
Ｎｉ：０．３０～５５．０％未満、
Ｃｒ：０～１０．００％
Ｍｏ：０～５０．００％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ａｌ：０～１．０００％、
Ｍｇ：０～２．０００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｃａ：０～２．０００％、
ＲＥＭ：０～０．５００％、
Ｂｉ：０～０．３００％、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物
であるフラックス入りワイヤ。 A flux-cored wire for gas-shielded arc welding comprising a steel sheath and flux filled inside the steel sheath,
The wire contains nitrides, and the N content is 0.003% or more and 15.000% or less in mass% relative to the total mass of the flux-cored wire, and the Ti oxide content is 0 to less than 0.20%,
The chemical components excluding nitrides, oxides, fluorides, and carbonates are expressed as mass% based on the total mass of the flux-cored wire,
C: 0.003 to 0.500%,
Si: 0 to 3.50%,
Mn: 0 to 10.00%,
P: 0 to 0.030%,
S: 0 to 0.030%,
Cu: 0 to 10.00%,
Ni: 0.30 to less than 55.0%
Cr: 0 to 10.00%
Mo: 0 to 50.00%,
Nb: 0 to 0.50%,
V: 0 to 0.50%,
Ti: 0 to 0.50%,
Al: 0 to 1.000%,
Mg: 0 to 2.000%,
B: 0 to 0.100%,
Ca: 0 to 2.000%,
REM: 0 to 0.500%,
Bi: 0 to 0.300%, and
Remainder: Fe and impurities
This is a flux-cored wire.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020003095A JP7485895B2 (en) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020003095A JP7485895B2 (en) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021109208A JP2021109208A (en) | 2021-08-02 |
| JP7485895B2 true JP7485895B2 (en) | 2024-05-17 |
Family
ID=77058729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020003095A Active JP7485895B2 (en) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7485895B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114231844B (en) * | 2021-12-03 | 2022-06-17 | 本钢板材股份有限公司 | Economical welding wire steel BZJ60-Ti and production and preparation method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004058086A (en) | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for gas shielded metal arc welding for low-alloy heat resisting steel |
| JP2006289405A (en) | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Nippon Steel Corp | Gas shielded arc welding wire for steel for refractory structure |
| JP2008119748A (en) | 2006-10-19 | 2008-05-29 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding for creep-resisting steel |
| CN104690446A (en) | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 西安理工大学 | Flux-cored wire for nickel-saving 2205 duplex stainless steel and preparation method of flux-cored wire |
| JP2015186817A (en) | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Gas shield arc welding wire |
| JP2019048323A (en) | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 新日鐵住金株式会社 | Flux-cored wire for gas shield arc-welding, and method of manufacturing weld joint |
-
2020
- 2020-01-10 JP JP2020003095A patent/JP7485895B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004058086A (en) | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for gas shielded metal arc welding for low-alloy heat resisting steel |
| JP2006289405A (en) | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Nippon Steel Corp | Gas shielded arc welding wire for steel for refractory structure |
| JP2008119748A (en) | 2006-10-19 | 2008-05-29 | Kobe Steel Ltd | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding for creep-resisting steel |
| JP2015186817A (en) | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Gas shield arc welding wire |
| CN104690446A (en) | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 西安理工大学 | Flux-cored wire for nickel-saving 2205 duplex stainless steel and preparation method of flux-cored wire |
| JP2019048323A (en) | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 新日鐵住金株式会社 | Flux-cored wire for gas shield arc-welding, and method of manufacturing weld joint |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021109208A (en) | 2021-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220281024A1 (en) | Flux-cored wire, manufacturing method of welded joint, and welded joint | |
| JP6766866B2 (en) | Flux-cored wire, welded joint manufacturing method, and welded joint | |
| JP6766867B2 (en) | Flux-cored wire, welded joint manufacturing method, and welded joint | |
| JP6953869B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP6265051B2 (en) | Flux-cored wire with excellent fatigue strength and cold cracking resistance of welded joints | |
| KR101583197B1 (en) | Bonded flux for submerged arc welding | |
| JP6953931B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP6953789B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP6953870B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP6953930B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP6365063B2 (en) | High toughness flux shielded wire for gas shielded arc welding with excellent vertical welding workability | |
| JP6958139B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method | |
| JP7485895B2 (en) | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint | |
| JP7469597B2 (en) | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint | |
| JP2022157587A (en) | Manufacturing method for flux-cored cut wire and weld joint | |
| JP7495653B2 (en) | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint | |
| WO2023054722A1 (en) | Flux cored wire and method for forming welded joint | |
| JP2022157454A (en) | Manufacturing method for flux-cored cut wire and weld joint | |
| JP2022157455A (en) | Manufacturing method for flux-cored cut wire and weld joint | |
| JP2023051585A (en) | Flux-cored wire and method for producing welded joint | |
| JP2023051584A (en) | Flux-cored wire and method for producing welded joint | |
| WO2024069985A1 (en) | Flux cored wire and method for forming welded joint | |
| JP2021109243A (en) | Flux-cored wire and method for manufacturing weld joint | |
| JP2022061805A (en) | Method for manufacturing weld joint, and flux-cored cut wire for groove filling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220905 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231017 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231213 |
|
| 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: 20240402 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240415 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7485895 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |