JPH07276080A - 高張力鋼用溶接ワイヤ - Google Patents
高張力鋼用溶接ワイヤInfo
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- JPH07276080A JPH07276080A JP8605894A JP8605894A JPH07276080A JP H07276080 A JPH07276080 A JP H07276080A JP 8605894 A JP8605894 A JP 8605894A JP 8605894 A JP8605894 A JP 8605894A JP H07276080 A JPH07276080 A JP H07276080A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐力８８５〜９８０Ｎ／mm2級或いは引張強
さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼などの溶接に適
用でき、しかも−６０℃程度まで良好な靭性を有する高
張力鋼用溶接ワイヤを提供する。 【構成】 Ｃ：０.０２〜０.１０％、Ｓi：０.１５〜
０.６５％、Ｍn：１.５０〜３.００％、Ｃu：０.０７〜
０.４０％、Ｎi：１.００〜３.００％、Ｃr：０.３５〜
１.５０％、Ｍo：０.５０〜１.２０％、Ｎ：０.００５
０〜０.０１９％、Ｔi：０.０１０〜０.０９０％、Ｖ：
０.０２０〜０.１８％、Ｐ：０.０１０以下、Ｓ：０.０
１０以下、Ａl：０.０２０％以下を含有し、残部が鉄と
不可避的不純物からなることを特徴とする高張力鋼用溶
接ワイヤである。特に、Ａr−ＣＯ2混合ガスをシールド
ガスとして使用する、例えば、耐力８８５〜９８０Ｎ／
mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などのマグ溶接ワイヤとして好適である。
さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼などの溶接に適
用でき、しかも−６０℃程度まで良好な靭性を有する高
張力鋼用溶接ワイヤを提供する。 【構成】 Ｃ：０.０２〜０.１０％、Ｓi：０.１５〜
０.６５％、Ｍn：１.５０〜３.００％、Ｃu：０.０７〜
０.４０％、Ｎi：１.００〜３.００％、Ｃr：０.３５〜
１.５０％、Ｍo：０.５０〜１.２０％、Ｎ：０.００５
０〜０.０１９％、Ｔi：０.０１０〜０.０９０％、Ｖ：
０.０２０〜０.１８％、Ｐ：０.０１０以下、Ｓ：０.０
１０以下、Ａl：０.０２０％以下を含有し、残部が鉄と
不可避的不純物からなることを特徴とする高張力鋼用溶
接ワイヤである。特に、Ａr−ＣＯ2混合ガスをシールド
ガスとして使用する、例えば、耐力８８５〜９８０Ｎ／
mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などのマグ溶接ワイヤとして好適である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高張力鋼用溶接ワイヤに
関し、特に、Ａr−ＣＯ2混合ガスをシールドガスとして
使用する、例えば、耐力８８５〜９８０Ｎ／mm2級或い
は引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼などの
溶接に好適なマグ溶接ワイヤに関するものである。
関し、特に、Ａr−ＣＯ2混合ガスをシールドガスとして
使用する、例えば、耐力８８５〜９８０Ｎ／mm2級或い
は引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼などの
溶接に好適なマグ溶接ワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼材使用量の低減、構造物としての軽量
化、また、より高い許容応力を取り得ることから、鋼板
の高強度化が図られ、ＨＴ７８０鋼は既に一般化してお
り、多分野で適用されている。これより高強度のＨＴ９
８０鋼は、溶接性や脆性破壊に対する危惧から特殊な用
途に限定されていたが、最近になって海洋構造物(低温
仕様)や超高落差揚水発電の水圧鉄管などへの適用のニ
ーズから、前述の問題点を改善した極厚板のＨＴ９８０
鋼の開発が成し遂げられつつある。また、このような鋼
板の超高張力化指向は更に強まり、ＨＴ９８０鋼を超え
る高強度鋼板の開発も進められている。
化、また、より高い許容応力を取り得ることから、鋼板
の高強度化が図られ、ＨＴ７８０鋼は既に一般化してお
り、多分野で適用されている。これより高強度のＨＴ９
８０鋼は、溶接性や脆性破壊に対する危惧から特殊な用
途に限定されていたが、最近になって海洋構造物(低温
仕様)や超高落差揚水発電の水圧鉄管などへの適用のニ
ーズから、前述の問題点を改善した極厚板のＨＴ９８０
鋼の開発が成し遂げられつつある。また、このような鋼
板の超高張力化指向は更に強まり、ＨＴ９８０鋼を超え
る高強度鋼板の開発も進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高張力鋼の溶接におい
ては、その強度が高くなればなるほど溶接割れの面から
溶接金属の水素量の低減が必須となり、また脆性破壊の
発生防止のため、より高い靭性が求められている。この
ような要求に対して、溶接材料の現状は、ＨＴ９８０鋼
用までは被覆アーク溶接材料を始めとして、サブマージ
アーク溶接材料、マグ溶接材料、ティグ溶接材料が既に
実用化されている。
ては、その強度が高くなればなるほど溶接割れの面から
溶接金属の水素量の低減が必須となり、また脆性破壊の
発生防止のため、より高い靭性が求められている。この
ような要求に対して、溶接材料の現状は、ＨＴ９８０鋼
用までは被覆アーク溶接材料を始めとして、サブマージ
アーク溶接材料、マグ溶接材料、ティグ溶接材料が既に
実用化されている。
【０００４】しかし、被覆アーク溶接材料やサブマージ
アーク溶接材料のようにフラックスを必要とする溶接方
法では、溶接金属の水素量低減に限界があり、溶接割れ
の面から実用的な予熱温度ではＨＴ９８０鋼用への適用
がほぼ限界となっている。
アーク溶接材料のようにフラックスを必要とする溶接方
法では、溶接金属の水素量低減に限界があり、溶接割れ
の面から実用的な予熱温度ではＨＴ９８０鋼用への適用
がほぼ限界となっている。
【０００５】このようなことから、ＨＴ９８０鋼を超え
る超高張力鋼の溶接材料としては、溶接金属の水素量が
低いマグ溶接材料及びティグ溶接材料が適当である。こ
のうち、ティグ溶接材料は、溶接金属の酸素量が極めて
低いため良好な機械的性質を得ることが可能であるが、
能率面ではマグ溶接に大きく及ばないため、マグ溶接の
方が好まれている。
る超高張力鋼の溶接材料としては、溶接金属の水素量が
低いマグ溶接材料及びティグ溶接材料が適当である。こ
のうち、ティグ溶接材料は、溶接金属の酸素量が極めて
低いため良好な機械的性質を得ることが可能であるが、
能率面ではマグ溶接に大きく及ばないため、マグ溶接の
方が好まれている。
【０００６】一般にＨＴ９８０鋼用以上の超高張力鋼用
溶接材料ではＣ、Ｓi、Ｎi、Ｃr、Ｍoを基本成分とし、
強度を確保するためＶ、Ｔi或いはＮbなどの析出強化効
果を有する元素が単独或いは複合添加されている。これ
は、基本成分とした元素は、ある程度までの強度に対し
ては強度を高める大きな効果があるが、概ね９００Ｎ／
mm2を超えるような高強度になると、強度に対する寄与
が小さくなるばかりか、強度確保のため多量に添加する
と靭性を大きく損なうようになるため、基本成分である
程度の強度と良好な靭性を確保したうえで、少量で強度
を高める析出強化元素が利用されるようになるためであ
る。
溶接材料ではＣ、Ｓi、Ｎi、Ｃr、Ｍoを基本成分とし、
強度を確保するためＶ、Ｔi或いはＮbなどの析出強化効
果を有する元素が単独或いは複合添加されている。これ
は、基本成分とした元素は、ある程度までの強度に対し
ては強度を高める大きな効果があるが、概ね９００Ｎ／
mm2を超えるような高強度になると、強度に対する寄与
が小さくなるばかりか、強度確保のため多量に添加する
と靭性を大きく損なうようになるため、基本成分である
程度の強度と良好な靭性を確保したうえで、少量で強度
を高める析出強化元素が利用されるようになるためであ
る。
【０００７】９８０Ｎ／mm2級若しくはそれ以上の高強
度の高張力鋼に適用できる溶接用ワイヤとしては、特公
昭６３−３２５５８号、特開昭６１−１３５４９９号な
どに提案されているが、いずれも上述の析出強化元素の
効果を利用したものである。しかしながら、前者は引張
強さ１０４０Ｎ／mm2までであり、それ以上の強度を得
て、かつ良好な靭性を得る手段については触れていな
い。後者は耐力９８０Ｎ／mm2或いは引張強さ１０８０
Ｎ／mm2級高張力鋼までに適用できるものの、高価な金
属であるＮi、Ｖを多量に添加しているので経済的とは
言えず、また靭性については−２０℃までの確認となっ
ている。
度の高張力鋼に適用できる溶接用ワイヤとしては、特公
昭６３−３２５５８号、特開昭６１−１３５４９９号な
どに提案されているが、いずれも上述の析出強化元素の
効果を利用したものである。しかしながら、前者は引張
強さ１０４０Ｎ／mm2までであり、それ以上の強度を得
て、かつ良好な靭性を得る手段については触れていな
い。後者は耐力９８０Ｎ／mm2或いは引張強さ１０８０
Ｎ／mm2級高張力鋼までに適用できるものの、高価な金
属であるＮi、Ｖを多量に添加しているので経済的とは
言えず、また靭性については−２０℃までの確認となっ
ている。
【０００８】これらのことから、耐力８８５〜９８０Ｎ
／mm2或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などの溶接に適用でき、より低温での靭性に優れた溶
接金属が得られ、しかも安価なマグ溶接用ワイヤの開発
が待たれているのが現状である。
／mm2或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などの溶接に適用でき、より低温での靭性に優れた溶
接金属が得られ、しかも安価なマグ溶接用ワイヤの開発
が待たれているのが現状である。
【０００９】本発明は、上記の従来の超高張力鋼マグ溶
接材料の問題点を解決し、例えば耐力８８５〜９８０Ｎ
／mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張
力鋼などの溶接に適用でき、しかも−６０℃程度まで良
好な靭性を有する高張力鋼用溶接ワイヤを提供すること
を目的とするものである。
接材料の問題点を解決し、例えば耐力８８５〜９８０Ｎ
／mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張
力鋼などの溶接に適用でき、しかも−６０℃程度まで良
好な靭性を有する高張力鋼用溶接ワイヤを提供すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者らは、先ず最適な基本成分系を詳細に検討
した。その結果、基本成分元素では、従来、靭性確保の
ため多量に、例えば特開昭６１−１３５４９９号の発明
例において、３.５１％以上添加されていたＮiを、逆に
ある程度抑制して添加した方が高靭性が得られることが
明らかとなった。
め、本発明者らは、先ず最適な基本成分系を詳細に検討
した。その結果、基本成分元素では、従来、靭性確保の
ため多量に、例えば特開昭６１−１３５４９９号の発明
例において、３.５１％以上添加されていたＮiを、逆に
ある程度抑制して添加した方が高靭性が得られることが
明らかとなった。
【００１１】更に、析出強化元素の添加は、少量添加で
あれば靭性をさほど損なわずに強度上昇させることがで
きるが、より高強度を得ようと添加量を多くすると靭性
の低下が著しくなることを確認した。そこで、これまで
の析出強化元素に加えて、靭性を損なわずに強度を大き
く上昇させる手段はないか鋭意検討を重ねたところ、遂
に析出強化元素であるＴiとＶを少量複合添加し、更に
それらに加えてＮを適量添加することで解決できること
を究明するに至った。つまり、高強度を得るためにＮを
積極的に添加することを基本とし、更に他の成分をバラ
ンスよく調整することにより、ここに本発明をなしたも
のである。
あれば靭性をさほど損なわずに強度上昇させることがで
きるが、より高強度を得ようと添加量を多くすると靭性
の低下が著しくなることを確認した。そこで、これまで
の析出強化元素に加えて、靭性を損なわずに強度を大き
く上昇させる手段はないか鋭意検討を重ねたところ、遂
に析出強化元素であるＴiとＶを少量複合添加し、更に
それらに加えてＮを適量添加することで解決できること
を究明するに至った。つまり、高強度を得るためにＮを
積極的に添加することを基本とし、更に他の成分をバラ
ンスよく調整することにより、ここに本発明をなしたも
のである。
【００１２】すなわち、本発明は、Ｃ：０.０２〜０.１
０％、Ｓi：０.１５〜０.６５％、Ｍn：１.５０〜３.０
０％、Ｃu：０.０７〜０.４０％、Ｎi：１.００〜３.０
０％、Ｃr：０.３５〜１.５０％、Ｍo：０.５０〜１.２
０％、Ｎ：０.００５０〜０.０１９％、Ｔi：０.０１０
〜０.０９０％、Ｖ：０.０２０〜０.１８％、Ｐ：０.０
１０以下、Ｓ：０.０１０以下、Ａl：０.０２０％以
下、を含有し、残部が鉄と不可避的不純物からなること
を特徴とする高張力鋼用溶接ワイヤを要旨としている。
０％、Ｓi：０.１５〜０.６５％、Ｍn：１.５０〜３.０
０％、Ｃu：０.０７〜０.４０％、Ｎi：１.００〜３.０
０％、Ｃr：０.３５〜１.５０％、Ｍo：０.５０〜１.２
０％、Ｎ：０.００５０〜０.０１９％、Ｔi：０.０１０
〜０.０９０％、Ｖ：０.０２０〜０.１８％、Ｐ：０.０
１０以下、Ｓ：０.０１０以下、Ａl：０.０２０％以
下、を含有し、残部が鉄と不可避的不純物からなること
を特徴とする高張力鋼用溶接ワイヤを要旨としている。
【００１３】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず、本
発明ワイヤの成分限定理由を説明する。
発明ワイヤの成分限定理由を説明する。
【００１４】Ｃ：０.０２〜０.１０％ Ｃは溶接金属の強度を上昇させる上で有効な元素であ
り、Ｖ、Ｔiの析出強化効果を有効に利用するためにも
必須である。しかし、０.０２％未満ではその効果が発
揮されず、また０.１０％を超えて添加すると靭性が低
下し、また溶接金属の高温割れ感受性が増大するので上
限は０.１０％とする。
り、Ｖ、Ｔiの析出強化効果を有効に利用するためにも
必須である。しかし、０.０２％未満ではその効果が発
揮されず、また０.１０％を超えて添加すると靭性が低
下し、また溶接金属の高温割れ感受性が増大するので上
限は０.１０％とする。
【００１５】Ｓi：０.１５〜０.６５％ Ｓiは脱酸のために必要な元素であるが、０.１５％未満
では脱酸が不十分となり、ピットやブローホールが発生
する。一方、０.６５％を超えると靭性が低下する。
では脱酸が不十分となり、ピットやブローホールが発生
する。一方、０.６５％を超えると靭性が低下する。
【００１６】Ｍn：１.５０〜３.００％ Ｍnは溶接金属の靭性を確保するために必要であり、ま
た強度を高める作用もする。しかし、１.５０％未満で
は、靭性向上に対する寄与が小さく高靭性を得ることが
できない。一方、３.００％を超えて添加しても強度が
殆ど向上しなくなり、靭性も低下傾向を示すようにな
る。
た強度を高める作用もする。しかし、１.５０％未満で
は、靭性向上に対する寄与が小さく高靭性を得ることが
できない。一方、３.００％を超えて添加しても強度が
殆ど向上しなくなり、靭性も低下傾向を示すようにな
る。
【００１７】Ｃu：０.０７〜０.４０％ Ｃuは強度及び靭性に対する寄与が小さく、ワイヤ本体
には積極的には添加しないが、ワイヤ表面にＣuメッキ
を施すと防錆に大きな効果がある。しかし、Ｃuメッキ
分を含めて０.０７％未満ではその防錆効果が小さく、
０.４０％を超えるとワイヤの送給性が低下する。
には積極的には添加しないが、ワイヤ表面にＣuメッキ
を施すと防錆に大きな効果がある。しかし、Ｃuメッキ
分を含めて０.０７％未満ではその防錆効果が小さく、
０.４０％を超えるとワイヤの送給性が低下する。
【００１８】Ｎi：１.００〜３.００％ Ｎiは溶接金属の靭性を確保するために必要であるが、
１.００％未満ではその効果がない。したがって、１.０
０％以上が必要であるが、また３.００％を超えて多量
に添加しても、靭性を向上させる作用が見られなくなる
ので、３.００％を上限とする。
１.００％未満ではその効果がない。したがって、１.０
０％以上が必要であるが、また３.００％を超えて多量
に添加しても、靭性を向上させる作用が見られなくなる
ので、３.００％を上限とする。
【００１９】Ｃr：０.３５〜１.５０％ Ｃrは焼入れ性を向上させる元素であり、溶接金属の強
度を上昇させる上で有効な元素であるが、０.３５％未
満では耐力８５５Ｎ／mm2或いは引張強さ９８０Ｎ／mm2
以上の溶接金属強度の確保が困難となり、また１.５０
％を超えると靭性が低下する。
度を上昇させる上で有効な元素であるが、０.３５％未
満では耐力８５５Ｎ／mm2或いは引張強さ９８０Ｎ／mm2
以上の溶接金属強度の確保が困難となり、また１.５０
％を超えると靭性が低下する。
【００２０】Ｍo：０.５０〜１.２０％ Ｃrと同様に、Ｍoは焼入れ性を向上させる元素であり、
溶接金属の強度を上昇させる上で有効な元素であるが、
０.５０％未満では耐力８５５Ｎ／mm2或いは引張強さ９
８０Ｎ／mm2以上の溶接金属強度の確保が困難となり、
また１.２０％を超えると靭性が低下する。
溶接金属の強度を上昇させる上で有効な元素であるが、
０.５０％未満では耐力８５５Ｎ／mm2或いは引張強さ９
８０Ｎ／mm2以上の溶接金属強度の確保が困難となり、
また１.２０％を超えると靭性が低下する。
【００２１】Ｎ：０.００５０〜０.０１９％ 図１は０.０６Ｃ−０.４Ｓi−２.２Ｍn−１.４Ｎi−１.
０Ｃr−０.８Ｍo−０.０３Ｔi−０.０５Ｖ−Ｎ系のワイ
ヤでＮ量を種々の量に変えた場合の溶接金属の機械的性
質を示した一例である。図より、Ｎは極めて少量で、靭
性を損なわず強度を大きく上昇させる元素であることが
わかる。しかし、０.００５０％未満ではその効果が得
られず、また０.０１９％を超えて添加すると靭性が低
下傾向を示し、またブローホール等の気孔を発生するよ
うになる。より効果的な添加範囲としては、０.００７
０〜０.０１８％が好ましい。
０Ｃr−０.８Ｍo−０.０３Ｔi−０.０５Ｖ−Ｎ系のワイ
ヤでＮ量を種々の量に変えた場合の溶接金属の機械的性
質を示した一例である。図より、Ｎは極めて少量で、靭
性を損なわず強度を大きく上昇させる元素であることが
わかる。しかし、０.００５０％未満ではその効果が得
られず、また０.０１９％を超えて添加すると靭性が低
下傾向を示し、またブローホール等の気孔を発生するよ
うになる。より効果的な添加範囲としては、０.００７
０〜０.０１８％が好ましい。
【００２２】Ｔi：０.０１０〜０.０９０％ Ｔiは析出強化により、少量の添加で強度を上昇させる
元素である。０.０１０％未満ではその効果が小さく、
０.０９０％を超えると強度は上昇するが靭性が低下す
るので、Ｔi量は０.０１０〜０.０９０％の少量とす
る。
元素である。０.０１０％未満ではその効果が小さく、
０.０９０％を超えると強度は上昇するが靭性が低下す
るので、Ｔi量は０.０１０〜０.０９０％の少量とす
る。
【００２３】Ｖ：０.０２０〜０.１８％ Ｔiと同様に、Ｖは析出強硬化により、少量の添加で強
度、特に耐力を上昇させる元素である。０.０２０％未
満ではその効果が小さく、０.１８％を超えると強度は
上昇するが靭性が低下するので、Ｖ量は０.０２０〜０.
１８％の少量とする。
度、特に耐力を上昇させる元素である。０.０２０％未
満ではその効果が小さく、０.１８％を超えると強度は
上昇するが靭性が低下するので、Ｖ量は０.０２０〜０.
１８％の少量とする。
【００２４】Ｐ：０.０１０％以下、Ｓ：０.０１０％以
下、Ａl：０.０２０％以下 Ｐは靭性を著しく低下させるので、０.０１０％以下と
する。好ましくは０.００７％以下に抑制するのがよ
い。Ｓは靭性を著しく低下させ、高温割れの原因ともな
るので０.０１０％以下とする。好ましくは０.００７％
以下に抑制するのがよい。Ａlは靭性を低下させるので
０.０２０％以下とする。
下、Ａl：０.０２０％以下 Ｐは靭性を著しく低下させるので、０.０１０％以下と
する。好ましくは０.００７％以下に抑制するのがよ
い。Ｓは靭性を著しく低下させ、高温割れの原因ともな
るので０.０１０％以下とする。好ましくは０.００７％
以下に抑制するのがよい。Ａlは靭性を低下させるので
０.０２０％以下とする。
【００２５】本発明のワイヤは、ガスシールドアーク溶
接用として利用できるが、特に耐力８８５〜９８０Ｎ／
mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などのマグ溶接に好適である。シールドガスとしては
ＣＯ2、Ａrなどの不活性ガスの単独或いは混合ガスを使
用できるが、機械的性質と溶接作業性の両面から５〜２
０％ＣＯ2−Ａr混合ガスが適当であり、特に機械的性質
を重視する場合は５％ＣＯ2＋Ａr混合ガスが望ましい。
なお、上記の高張力鋼としては、後述の実施例に示した
鋼種のほか、種々の成分系及び組成のものが可能である
ことは言うまでもない。
接用として利用できるが、特に耐力８８５〜９８０Ｎ／
mm2級或いは引張強さ９８０〜１０８０Ｎ／mm2級高張力
鋼などのマグ溶接に好適である。シールドガスとしては
ＣＯ2、Ａrなどの不活性ガスの単独或いは混合ガスを使
用できるが、機械的性質と溶接作業性の両面から５〜２
０％ＣＯ2−Ａr混合ガスが適当であり、特に機械的性質
を重視する場合は５％ＣＯ2＋Ａr混合ガスが望ましい。
なお、上記の高張力鋼としては、後述の実施例に示した
鋼種のほか、種々の成分系及び組成のものが可能である
ことは言うまでもない。
【００２６】次に本発明の実施例を示す。
【００２７】
【実施例】表１に示すＡ〜Ｚの２６種類の１.２mmφの
溶接用ワイヤを製作した。その際、溶接金属の水素量を
低減させるためワイヤのトータル水素(ワイヤに固溶し
ている水素、潤滑剤中の水素等ワイヤに含まれる全水素
量)を０.８〜５.２ppmの範囲に抑制した。これらのワイ
ヤを使用し、表２に示す化学成分のＨＴ９８０鋼を溶接
して機械的性質を調査した。開先形状を図２、溶接条件
を表３に示し、溶接金属の機械的性質を表４に示す。な
お、引張試験片はＪＩＳ Ｚ ３１１１ Ａ１号とし、シ
ャルピー衝撃試験片はＪＩＳ Ｚ ３１１１ ４号とし、
溶接金属中央部の板厚の１／２の位置からそれぞれ採取
した。
溶接用ワイヤを製作した。その際、溶接金属の水素量を
低減させるためワイヤのトータル水素(ワイヤに固溶し
ている水素、潤滑剤中の水素等ワイヤに含まれる全水素
量)を０.８〜５.２ppmの範囲に抑制した。これらのワイ
ヤを使用し、表２に示す化学成分のＨＴ９８０鋼を溶接
して機械的性質を調査した。開先形状を図２、溶接条件
を表３に示し、溶接金属の機械的性質を表４に示す。な
お、引張試験片はＪＩＳ Ｚ ３１１１ Ａ１号とし、シ
ャルピー衝撃試験片はＪＩＳ Ｚ ３１１１ ４号とし、
溶接金属中央部の板厚の１／２の位置からそれぞれ採取
した。
【００２８】引張強さ７８０Ｎ／mm2級を超える溶接用
鋼板の規格はＪＩＳにはなく、ＷＥＳ ３００１「溶接
用高張力鋼板」に耐力８８５Ｎ／mm2級(ＨＷ８８５)ま
での規格がなされており、耐力８８５Ｎ／mm2級溶接金
属の引張強さの下限値はこの規格に従い９５０Ｎ／mm2
とした。なお、ＨＷ８８５では引張強さの下限値は９８
０Ｎ／mm2未満であるが、他に国内規格がないことか
ら、ＨＷ８８５の規格がＨＴ９８０鋼の目標性能となっ
ている場合も多い。
鋼板の規格はＪＩＳにはなく、ＷＥＳ ３００１「溶接
用高張力鋼板」に耐力８８５Ｎ／mm2級(ＨＷ８８５)ま
での規格がなされており、耐力８８５Ｎ／mm2級溶接金
属の引張強さの下限値はこの規格に従い９５０Ｎ／mm2
とした。なお、ＨＷ８８５では引張強さの下限値は９８
０Ｎ／mm2未満であるが、他に国内規格がないことか
ら、ＨＷ８８５の規格がＨＴ９８０鋼の目標性能となっ
ている場合も多い。
【００２９】靭性面では、ＨＷ８８５のシャルピー吸収
エネルギーの要求値は２７Ｊ以上であるが、水門鉄管協
会技術基準に定められたＨＴ７８０鋼溶接部に必要な吸
収エネルギー値が４７Ｊ以上であり、この値を−６０℃
において満足することを目安とした。
エネルギーの要求値は２７Ｊ以上であるが、水門鉄管協
会技術基準に定められたＨＴ７８０鋼溶接部に必要な吸
収エネルギー値が４７Ｊ以上であり、この値を−６０℃
において満足することを目安とした。
【００３０】表１及び表４において、ワイヤＡ〜Ｇは本
発明例であり、このうち、ワイヤＡ〜Ｅは耐力９８０Ｎ
／mm2級、或いは引張強さ１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼に
適用でき、ワイヤＦ及びＧはＷＥＳのＨＷ８８５或いは
ＨＴ９８０鋼に適用できるものである。いずれも良好な
強度と靭性を兼ね備えていることがわかる。
発明例であり、このうち、ワイヤＡ〜Ｅは耐力９８０Ｎ
／mm2級、或いは引張強さ１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼に
適用でき、ワイヤＦ及びＧはＷＥＳのＨＷ８８５或いは
ＨＴ９８０鋼に適用できるものである。いずれも良好な
強度と靭性を兼ね備えていることがわかる。
【００３１】一方、ワイヤＨ〜Ｘは比較例であり、それ
ぞれ以下の問題がある。
ぞれ以下の問題がある。
【００３２】ワイヤＨは、Ｃが０.０２％未満の場合で
あり、その溶接金属は良好な靭性を有しているもののＨ
Ｗ８８５に要求される強度を満足していない。靭性は良
好であり溶接金属の強度がある程度低いことが許される
場合は(高強度鋼の溶接では溶接金属は軟質が許容され
る場合も多い)、適用も可能である。
あり、その溶接金属は良好な靭性を有しているもののＨ
Ｗ８８５に要求される強度を満足していない。靭性は良
好であり溶接金属の強度がある程度低いことが許される
場合は(高強度鋼の溶接では溶接金属は軟質が許容され
る場合も多い)、適用も可能である。
【００３３】ワイヤＩは、Ｃが０.１０％超えた場合で
あり、その溶接金属は耐力９８０Ｎ／mm2級或いは引張
強さ１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼にも適用できる十分な
強度を有しているが、−６０℃では低い靭性となってお
り、また伸びも低値であって延性が不足している。
あり、その溶接金属は耐力９８０Ｎ／mm2級或いは引張
強さ１０８０Ｎ／mm2級高張力鋼にも適用できる十分な
強度を有しているが、−６０℃では低い靭性となってお
り、また伸びも低値であって延性が不足している。
【００３４】ワイヤＪはＳiが０.１５％未満の場合であ
り、溶接金属にピットが多発した。ワイヤＫはＳiが０.
６５％を超えた場合であり、溶接金属の−６０℃におけ
る靭性が低くなっている。
り、溶接金属にピットが多発した。ワイヤＫはＳiが０.
６５％を超えた場合であり、溶接金属の−６０℃におけ
る靭性が低くなっている。
【００３５】ワイヤＬはＭnが１.５０％未満の場合であ
り、溶接金属の−６０℃における靭性が低くなってい
る。ワイヤＭはＭnが３.００％を超えた場合であって、
ワイヤＡのＭn量を増量した例であるが、両者の溶接金
属を比較すると、Ｍn増量による強度の増加は殆どな
く、靭性は低下していることがわかる。
り、溶接金属の−６０℃における靭性が低くなってい
る。ワイヤＭはＭnが３.００％を超えた場合であって、
ワイヤＡのＭn量を増量した例であるが、両者の溶接金
属を比較すると、Ｍn増量による強度の増加は殆どな
く、靭性は低下していることがわかる。
【００３６】ワイヤＮはＮiが１.００％未満の場合であ
り、−６０℃における靭性が低くなっている。ワイヤＯ
はＮiが３.００％を超えた場合であって、ワイヤＡのＮ
i量を増量した例であるが、両者の溶接金属を比較する
と、Ｎi増量による強度の増減は殆どなく、靭性はやや
低下していることがわかる。溶接金属の機械的性質は良
好な部類に入るが、３.００％を超えるＮiの添加はもは
や無意味であるので、本発明範囲外とした。
り、−６０℃における靭性が低くなっている。ワイヤＯ
はＮiが３.００％を超えた場合であって、ワイヤＡのＮ
i量を増量した例であるが、両者の溶接金属を比較する
と、Ｎi増量による強度の増減は殆どなく、靭性はやや
低下していることがわかる。溶接金属の機械的性質は良
好な部類に入るが、３.００％を超えるＮiの添加はもは
や無意味であるので、本発明範囲外とした。
【００３７】ワイヤＰはＣrが０.３５％未満の場合であ
り、ＨＷ８８５に要求される強度を満足していない。但
し、靭性は良好であり溶接金属のある程度の軟質が許容
される場合は、適用も可能である。
り、ＨＷ８８５に要求される強度を満足していない。但
し、靭性は良好であり溶接金属のある程度の軟質が許容
される場合は、適用も可能である。
【００３８】ワイヤＱはＣrが１.５０％を超えた場合で
あって、ワイヤＡのＣr量を増量した例であるが、両者
の溶接金属を比較すると、Ｃr増量による強度の増加は
僅かであり、溶接金属の−６０℃における靭性が低下し
ていることがわかる。
あって、ワイヤＡのＣr量を増量した例であるが、両者
の溶接金属を比較すると、Ｃr増量による強度の増加は
僅かであり、溶接金属の−６０℃における靭性が低下し
ていることがわかる。
【００３９】ワイヤＲはＭoが０.５０％未満の場合であ
り、ＨＷ８８５に要求される強度を満足していない。但
し、靭性は良好であり、溶接金属のある程度の軟質が許
容される場合は、適用も可能である。
り、ＨＷ８８５に要求される強度を満足していない。但
し、靭性は良好であり、溶接金属のある程度の軟質が許
容される場合は、適用も可能である。
【００４０】ワイヤＳはＭoが１.２０％を超えた場合で
あって、ワイヤＡのＭo量を増量した例であるが、両者
の溶接金属を比較すると、Ｍo増量による強度の増加は
僅かであり、溶接金属の靭性はやや低下している。
あって、ワイヤＡのＭo量を増量した例であるが、両者
の溶接金属を比較すると、Ｍo増量による強度の増加は
僅かであり、溶接金属の靭性はやや低下している。
【００４１】ワイヤＴはＴiとＶが本発明範囲の下限値
を満足しない場合であり、ＨＷ８８５に要求される強度
を満足していない。ワイヤＵはＴiが０.０９０％を超え
た場合であり、溶接金属の−６０℃における靭性が低く
なっている。ワイヤＶはＶが０.１８％を超えた場合で
あり、溶接金属の−６０℃における靭性が低くなってい
る。
を満足しない場合であり、ＨＷ８８５に要求される強度
を満足していない。ワイヤＵはＴiが０.０９０％を超え
た場合であり、溶接金属の−６０℃における靭性が低く
なっている。ワイヤＶはＶが０.１８％を超えた場合で
あり、溶接金属の−６０℃における靭性が低くなってい
る。
【００４２】ワイヤＷはＮが０.００５０％未満の場合
であり、ＨＷ８８５に要求される耐力と引張強さを満足
していない。
であり、ＨＷ８８５に要求される耐力と引張強さを満足
していない。
【００４３】ワイヤＸは本発明例のワイヤＡにおいてＮ
無添加としたものであり、ワイヤＹ中のＮは意図的は添
加していない不純物である。これらのワイヤによる溶接
金属の強度を比較すると大きな差があり、ワイヤＸでは
耐力８８５Ｎ／mm2を満足していない。ワイヤＡとＸの
比較によって、Ｎは少量で溶接金属の強度を大きく高
め、かつ靭性も殆ど損なわないことがわかる。
無添加としたものであり、ワイヤＹ中のＮは意図的は添
加していない不純物である。これらのワイヤによる溶接
金属の強度を比較すると大きな差があり、ワイヤＸでは
耐力８８５Ｎ／mm2を満足していない。ワイヤＡとＸの
比較によって、Ｎは少量で溶接金属の強度を大きく高
め、かつ靭性も殆ど損なわないことがわかる。
【００４４】ワイヤＹは、ワイヤＸの溶接金属の強度を
ワイヤＡのそれまで高めるため、Ｖを添加したものであ
る。実験では段階的にＶを調整したが、ワイヤＡの溶接
金属とほぼ同強度を得るためには、Ｖ＝０.２２％とし
なければならず、Ｖが過度となり靭性が大きく低下して
いる。
ワイヤＡのそれまで高めるため、Ｖを添加したものであ
る。実験では段階的にＶを調整したが、ワイヤＡの溶接
金属とほぼ同強度を得るためには、Ｖ＝０.２２％とし
なければならず、Ｖが過度となり靭性が大きく低下して
いる。
【００４５】ワイヤＺはＮを０.０１８％を超えて添加
した場合であり、−６０℃の靭性が低下傾向にある。
した場合であり、−６０℃の靭性が低下傾向にある。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、特に耐
力８５５〜９８０Ｎ／mm2級、或いは引張強さ９５０〜
１０８０Ｎ／mm2級の高張力鋼などに適用でき、高強度
と靭性の溶接金属が得られる効果は極めて顕著であっ
て、マグ溶接用とした場合、画期的なマグ溶接用ワイヤ
である。
力８５５〜９８０Ｎ／mm2級、或いは引張強さ９５０〜
１０８０Ｎ／mm2級の高張力鋼などに適用でき、高強度
と靭性の溶接金属が得られる効果は極めて顕著であっ
て、マグ溶接用とした場合、画期的なマグ溶接用ワイヤ
である。
【図１】ワイヤ中のＮ量と溶接金属の機械的性質の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】開先形状を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で(以下同じ)、 Ｃ：０.０２〜０.１０％、 Ｓi：０.１５〜０.６５％、 Ｍn：１.５０〜３.００％、 Ｃu：０.０７〜０.４０％、 Ｎi：１.００〜３.００％、 Ｃr：０.３５〜１.５０％、 Ｍo：０.５０〜１.２０％、 Ｎ：０.００５０〜０.０１９％、 Ｔi：０.０１０〜０.０９０％、 Ｖ：０.０２０〜０.１８％、 Ｐ：０.０１０以下、 Ｓ：０.０１０以下、 Ａl：０.０２０％以下、を含有し、残部が鉄と不可避的
不純物からなることを特徴とする高張力鋼用溶接ワイ
ヤ。 - 【請求項２】 マグ溶接用ワイヤである請求項１に記載
の高張力鋼用溶接ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086058A JP2857318B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 高張力鋼用溶接ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086058A JP2857318B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 高張力鋼用溶接ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276080A true JPH07276080A (ja) | 1995-10-24 |
| JP2857318B2 JP2857318B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=13876102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6086058A Expired - Lifetime JP2857318B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 高張力鋼用溶接ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2857318B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006198630A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2007260697A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 高張力鋼溶接用ソリッドワイヤおよび高張力鋼のガスシールドアーク溶接方法 |
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| CN104227264A (zh) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 日铁住金溶接工业株式会社 | 高强度钢的气体保护电弧焊用实芯焊丝 |
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| CN109014653A (zh) * | 2017-06-12 | 2018-12-18 | 鞍钢股份有限公司 | 一种可消应力处理的高强气体保护焊丝 |
| US10487382B2 (en) | 2016-09-09 | 2019-11-26 | Hyundai Motor Company | High strength special steel |
| CN117467902A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-30 | 河北钨泰固机械设备有限公司 | 一种焊缝金属粉末及低温弯管的焊接和热处理方法 |
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-
1994
- 1994-03-31 JP JP6086058A patent/JP2857318B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2857318B2 (ja) | 1999-02-17 |
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