JPH08174275A - 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ - Google Patents
高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤInfo
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- JPH08174275A JPH08174275A JP32077494A JP32077494A JPH08174275A JP H08174275 A JPH08174275 A JP H08174275A JP 32077494 A JP32077494 A JP 32077494A JP 32077494 A JP32077494 A JP 32077494A JP H08174275 A JPH08174275 A JP H08174275A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、小入熱から大入熱までの広い使用
範囲に亙って母材強度とバランスのとれた溶接継手強度
と低温高靱性を同時に確保でき、さらに溶接能率も著し
く向上できるとともに、全姿勢溶接作業性並びに耐割れ
性に優れた高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラック
ス入りワイヤを提供する。 【構成】 鋼製外皮中にフラックスを充填してなるフラ
ックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対し、必須
成分としてＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，ＳおよびＴａ量を規制
し、さらに選択元素としてＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏのうちいず
れか１種または２種以上を含有し、充填フラックス中に
金属粉を９５％以上含有する。
範囲に亙って母材強度とバランスのとれた溶接継手強度
と低温高靱性を同時に確保でき、さらに溶接能率も著し
く向上できるとともに、全姿勢溶接作業性並びに耐割れ
性に優れた高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラック
ス入りワイヤを提供する。 【構成】 鋼製外皮中にフラックスを充填してなるフラ
ックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対し、必須
成分としてＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，ＳおよびＴａ量を規制
し、さらに選択元素としてＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏのうちいず
れか１種または２種以上を含有し、充填フラックス中に
金属粉を９５％以上含有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｒ−ＣＯ2 混合ガス
をシールドガスとして使用する高張力鋼用ガスシールド
アーク溶接フラックス入りワイヤに関するものである。
詳しくは６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼用ガスシー
ルドアーク溶接に使用し、特に小入熱から大入熱までの
広い使用範囲に亙って低温靱性に優れた溶接金属が得ら
れるとともに、全姿勢溶接において良好な溶接作業性お
よびビード形状が確保でき、かつ耐割れ性に優れた高張
力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
（以下、ワイヤという）に係わるものである。
をシールドガスとして使用する高張力鋼用ガスシールド
アーク溶接フラックス入りワイヤに関するものである。
詳しくは６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼用ガスシー
ルドアーク溶接に使用し、特に小入熱から大入熱までの
広い使用範囲に亙って低温靱性に優れた溶接金属が得ら
れるとともに、全姿勢溶接において良好な溶接作業性お
よびビード形状が確保でき、かつ耐割れ性に優れた高張
力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
（以下、ワイヤという）に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鋼構造物の大型化に伴い、構造物
の軽量化を図るために高張力鋼が広く使用されるように
なった。また、鋼材の技術進歩もめざましく、高張力鋼
の溶接性は著しく改善され、特に高張力鋼の溶接におい
て問題とされていた低温割れ感受性は著しく改善されて
いる。このため、６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼の
需要はますます高まっている。
の軽量化を図るために高張力鋼が広く使用されるように
なった。また、鋼材の技術進歩もめざましく、高張力鋼
の溶接性は著しく改善され、特に高張力鋼の溶接におい
て問題とされていた低温割れ感受性は著しく改善されて
いる。このため、６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼の
需要はますます高まっている。
【０００３】これら６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼
を使用する構造物の製造にあたっては、水素量が少な
く、耐割れ性に優れ、また溶接の高能率化に適するとい
う観点から、ガスシールドアーク溶接が使用されてい
る。従来、このような用途には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏなど
を適量添加した高張力鋼用ガスシールドアーク溶接鋼ワ
イヤが使用されていた。しかし、これらのワイヤは強度
・靱性を確保するために低入熱で多層盛溶接を行う方法
をとっていたが、溶込み不良や融合不良等の溶接欠陥が
発生しやすく、また溶接能率が低下するという問題があ
る。
を使用する構造物の製造にあたっては、水素量が少な
く、耐割れ性に優れ、また溶接の高能率化に適するとい
う観点から、ガスシールドアーク溶接が使用されてい
る。従来、このような用途には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏなど
を適量添加した高張力鋼用ガスシールドアーク溶接鋼ワ
イヤが使用されていた。しかし、これらのワイヤは強度
・靱性を確保するために低入熱で多層盛溶接を行う方法
をとっていたが、溶込み不良や融合不良等の溶接欠陥が
発生しやすく、また溶接能率が低下するという問題があ
る。
【０００４】そこで、鋼ワイヤについては、大入熱溶接
におけるミクロ組織粗大化による溶接金属の強度、特に
降伏強度の低下、さらには靱性低下の防止のため種々検
討されている。その一例として、ミクロ組織の微細化に
より靱性を確保するという、特公昭６０−５７９５３号
公報記載の方法が提案されており、これはＡｌおよびＴ
ｉを酸可溶性成分と酸不溶性成分とに分けて個々に規定
することにより、ミクロ組織を微細化し、靱性を改善す
るというものである。しかし、この方法では溶接金属の
ミクロ組織の微細化は不十分であり、小入熱から大入熱
までの広い使用範囲に亙っての良好な靱性を確保するこ
とはできない。
におけるミクロ組織粗大化による溶接金属の強度、特に
降伏強度の低下、さらには靱性低下の防止のため種々検
討されている。その一例として、ミクロ組織の微細化に
より靱性を確保するという、特公昭６０−５７９５３号
公報記載の方法が提案されており、これはＡｌおよびＴ
ｉを酸可溶性成分と酸不溶性成分とに分けて個々に規定
することにより、ミクロ組織を微細化し、靱性を改善す
るというものである。しかし、この方法では溶接金属の
ミクロ組織の微細化は不十分であり、小入熱から大入熱
までの広い使用範囲に亙っての良好な靱性を確保するこ
とはできない。
【０００５】また、特公昭６３−３２５５８号公報に
は、９８０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼用不活性ガスシー
ルドアーク溶接鋼ワイヤについて開示されており、これ
は、０．０３％以下のＮｂを添加することにより結晶粒
を微細化して靱性を改善するというものであるが、大入
熱溶接での強度・靱性は何ら改善されていない。さら
に、これらの鋼ワイヤで全姿勢溶接を行う場合は、溶接
金属が垂れやすく、ビード形状が凸となり、溶接作業性
が悪く、溶接欠陥が発生しやすいという欠点があった。
は、９８０Ｎ／ｍｍ2 以上の高張力鋼用不活性ガスシー
ルドアーク溶接鋼ワイヤについて開示されており、これ
は、０．０３％以下のＮｂを添加することにより結晶粒
を微細化して靱性を改善するというものであるが、大入
熱溶接での強度・靱性は何ら改善されていない。さら
に、これらの鋼ワイヤで全姿勢溶接を行う場合は、溶接
金属が垂れやすく、ビード形状が凸となり、溶接作業性
が悪く、溶接欠陥が発生しやすいという欠点があった。
【０００６】そこで、ワイヤ中にスラグ剤が含まれるこ
とにより、全姿勢溶接作業性に優れたフラックス入りワ
イヤでの検討が一部で試みられている。その一例とし
て、特公昭５９−４４１５９号公報では、溶接金属中の
酸素量をＭｇ、Ｔｉ、Ｂの複合添加で低下させて靱性を
得る方法が、また特公昭５６−６８４０号公報では、チ
タニア系フラックスにＴｉ、Ｂを添加して靱性改善を図
る方法等が提案されている。
とにより、全姿勢溶接作業性に優れたフラックス入りワ
イヤでの検討が一部で試みられている。その一例とし
て、特公昭５９−４４１５９号公報では、溶接金属中の
酸素量をＭｇ、Ｔｉ、Ｂの複合添加で低下させて靱性を
得る方法が、また特公昭５６−６８４０号公報では、チ
タニア系フラックスにＴｉ、Ｂを添加して靱性改善を図
る方法等が提案されている。
【０００７】さらに、フラックス入りワイヤにおいて、
上記以外の、例えばＴａを添加して高靱性化を図ったと
いうものは見あたらない。しかし、これらの方法では、
高張力鋼の溶接において小入熱から大入熱までの広い使
用範囲に亙って高強度と低温での高靱性を同時に確保で
き、良好な全姿勢溶接作業性並びに優れた耐割れ性が得
られるフラックス入りワイヤの開発が強く要望されてい
るのが現状であり、このようなワイヤは存在しない。
上記以外の、例えばＴａを添加して高靱性化を図ったと
いうものは見あたらない。しかし、これらの方法では、
高張力鋼の溶接において小入熱から大入熱までの広い使
用範囲に亙って高強度と低温での高靱性を同時に確保で
き、良好な全姿勢溶接作業性並びに優れた耐割れ性が得
られるフラックス入りワイヤの開発が強く要望されてい
るのが現状であり、このようなワイヤは存在しない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであり、６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張
力鋼のガスシールドアーク溶接に使用し、特に小入熱か
ら大入熱までの広い使用範囲に亙って高強度と同時に低
温高靱性を確保するとともに、良好な全姿勢溶接作業性
並びに優れた耐割れ性が得られる高張力鋼用ガスシール
ド溶接フラックス入りワイヤを提供することを目的とす
る。
を解決するものであり、６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張
力鋼のガスシールドアーク溶接に使用し、特に小入熱か
ら大入熱までの広い使用範囲に亙って高強度と同時に低
温高靱性を確保するとともに、良好な全姿勢溶接作業性
並びに優れた耐割れ性が得られる高張力鋼用ガスシール
ド溶接フラックス入りワイヤを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を可決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、金属粉を９５％以上含有するフラック
スを充填してなるフラックス入りワイヤにおいて、ワイ
ヤ全重量に対し、重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５
％、Ｓｉ：０．４〜１．３％、Ｍｎ：０．９〜３．５
％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｔ
ａ：０．０１〜０．１５％を必須成分とし、かつＮｉ：
０．５〜８．０％、Ｃｒ：０．３〜２．５％、Ｍｏ：
０．２〜２．０％の１種または２種以上を含有し、残部
が鉄および不可避的不純物よりなることを特徴とする高
張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
にある。
とするところは、金属粉を９５％以上含有するフラック
スを充填してなるフラックス入りワイヤにおいて、ワイ
ヤ全重量に対し、重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５
％、Ｓｉ：０．４〜１．３％、Ｍｎ：０．９〜３．５
％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｔ
ａ：０．０１〜０．１５％を必須成分とし、かつＮｉ：
０．５〜８．０％、Ｃｒ：０．３〜２．５％、Ｍｏ：
０．２〜２．０％の１種または２種以上を含有し、残部
が鉄および不可避的不純物よりなることを特徴とする高
張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
にある。
【００１０】
【作用】本発明者らは上記の問題点を解決するため、フ
ラックス入りワイヤでのミクロ組織の微細化に有効な合
金成分について種々検討を行った。その結果、従来ミク
ロ組織微細化に有効とされているＡｌ、Ｔｉは靱性改善
には有効であるが、溶接入熱が増加するとミクロ組織の
微細化効果が不足し、特に大入熱溶接時における靱性確
保が難しく、また降伏強度の低下を改善する上でも不十
分であることがわかった。そこで、ＴｉＯ2 などの酸化
物を核生成サイトとしてミクロ組織を微細化するという
従来の考え方から全く視点を変え、小量のＴａを添加す
ることにより、溶接金属のミクロ組織が顕著に微細化さ
れ、小入熱から大入熱までの広い範囲に亙って母材と同
等の強度を確保し、かつ良好な靱性が同時に得られるこ
とを見出した。
ラックス入りワイヤでのミクロ組織の微細化に有効な合
金成分について種々検討を行った。その結果、従来ミク
ロ組織微細化に有効とされているＡｌ、Ｔｉは靱性改善
には有効であるが、溶接入熱が増加するとミクロ組織の
微細化効果が不足し、特に大入熱溶接時における靱性確
保が難しく、また降伏強度の低下を改善する上でも不十
分であることがわかった。そこで、ＴｉＯ2 などの酸化
物を核生成サイトとしてミクロ組織を微細化するという
従来の考え方から全く視点を変え、小量のＴａを添加す
ることにより、溶接金属のミクロ組織が顕著に微細化さ
れ、小入熱から大入熱までの広い範囲に亙って母材と同
等の強度を確保し、かつ良好な靱性が同時に得られるこ
とを見出した。
【００１１】表１に示す成分系のワイヤを用いて、図１
の開先形状を表２に示す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2 級
高張力鋼を溶接した。図２にワイヤ中のＴａ添加量と溶
着金属強度・靱性の関係を示す。
の開先形状を表２に示す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2 級
高張力鋼を溶接した。図２にワイヤ中のＴａ添加量と溶
着金属強度・靱性の関係を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】この結果、図２よりＴａ量が０．０１〜
０．１５％の範囲において顕著な靱性改善が認められる
ことが判明した。また、強度特性については、０．０１
％未満（無添加）では引張強度は７８０Ｎ／ｍｍ2 を超
えるが、降伏強度が６８０Ｎ／ｍｍ2 未満にある。しか
し、本発明範囲の０．０１％以上では降伏強度は６８０
Ｎ／ｍｍ2 を超え、７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼用ワイ
ヤとして過度に溶接金属が硬化することなく、母材強度
に相当した強度特性が得られることが明らかになった。
しかし、Ｔａ量が０．１５％を超えると溶接金属中に炭
化物が多数析出して靱性が逆に劣化する。この実験結果
から、Ｔａ量を０．０１〜０．１５％に限定することに
より小入熱から大入熱までの広い使用範囲に亙って母材
と同等の強度を確保し、かつ同時に良好な高靱性が得ら
れることを見出したのである。
０．１５％の範囲において顕著な靱性改善が認められる
ことが判明した。また、強度特性については、０．０１
％未満（無添加）では引張強度は７８０Ｎ／ｍｍ2 を超
えるが、降伏強度が６８０Ｎ／ｍｍ2 未満にある。しか
し、本発明範囲の０．０１％以上では降伏強度は６８０
Ｎ／ｍｍ2 を超え、７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼用ワイ
ヤとして過度に溶接金属が硬化することなく、母材強度
に相当した強度特性が得られることが明らかになった。
しかし、Ｔａ量が０．１５％を超えると溶接金属中に炭
化物が多数析出して靱性が逆に劣化する。この実験結果
から、Ｔａ量を０．０１〜０．１５％に限定することに
より小入熱から大入熱までの広い使用範囲に亙って母材
と同等の強度を確保し、かつ同時に良好な高靱性が得ら
れることを見出したのである。
【００１５】以下に、本発明の成分限定理由を詳細に説
明する。まず、本発明において充填フラックス中の金属
粉を９５％以上と限定したのは、余分なスラグを溶接中
に生成させず溶着効率を高め、溶接の効率を高めて、全
姿勢での溶接作業性を確保するためである。充填フラッ
クス中の金属粉の比率が９５％未満では、スラグ生成剤
の比率が相対的に高くなって生成スラグが多くなり、溶
着効率が鋼ワイヤより低くなる。さらに、スラグが溶接
金属表面に多く生成すると、スラグ除去の工程を要する
ようになり溶接効率が低下する。このような理由から、
充填フラックス中の９５％以上は金属粉でなければなら
ない。なお、ここでいう金属粉とは、鉄粉の他、Ｓｉ、
Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ等の脱酸、脱窒元素あるい
は合金元素を意味する。これら金属元素の形態として
は、各々単体で添加しても、またはこれらから選択され
る２種以上の金属の合金として添加してもよい。
明する。まず、本発明において充填フラックス中の金属
粉を９５％以上と限定したのは、余分なスラグを溶接中
に生成させず溶着効率を高め、溶接の効率を高めて、全
姿勢での溶接作業性を確保するためである。充填フラッ
クス中の金属粉の比率が９５％未満では、スラグ生成剤
の比率が相対的に高くなって生成スラグが多くなり、溶
着効率が鋼ワイヤより低くなる。さらに、スラグが溶接
金属表面に多く生成すると、スラグ除去の工程を要する
ようになり溶接効率が低下する。このような理由から、
充填フラックス中の９５％以上は金属粉でなければなら
ない。なお、ここでいう金属粉とは、鉄粉の他、Ｓｉ、
Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ等の脱酸、脱窒元素あるい
は合金元素を意味する。これら金属元素の形態として
は、各々単体で添加しても、またはこれらから選択され
る２種以上の金属の合金として添加してもよい。
【００１６】Ｃ：０．０２〜０．１５％ Ｃは溶接金属の強度を得る上で必要不可欠の成分である
が、０．０２％未満では６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の強度
が得られない。また、０．１５％を超えると割れ感受性
が著しく高まるので、０．０２〜０．１５％とした。 Ｓｉ：０．４〜１．３％ Ｓｉは主脱酸剤であり、溶接金属の降伏強度を高めるこ
とと酸素量を低減させる効果があるが、０．４％未満で
は脱酸不足となり、溶接金属中にブローホールが発生す
る。また、１．３％を超えると溶接金属中のマトリック
スを固溶強化し、著しく靱性を低下させるので、０．４
〜１．３％とした。
が、０．０２％未満では６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の強度
が得られない。また、０．１５％を超えると割れ感受性
が著しく高まるので、０．０２〜０．１５％とした。 Ｓｉ：０．４〜１．３％ Ｓｉは主脱酸剤であり、溶接金属の降伏強度を高めるこ
とと酸素量を低減させる効果があるが、０．４％未満で
は脱酸不足となり、溶接金属中にブローホールが発生す
る。また、１．３％を超えると溶接金属中のマトリック
スを固溶強化し、著しく靱性を低下させるので、０．４
〜１．３％とした。
【００１７】Ｍｎ：０．９〜３．５％ ＭｎはＳｉとともに脱酸剤として使用する他、溶融金属
の流動性改善と溶接金属の靱性向上に有効な元素である
が、０．９％未満では酸脱不足となり、溶接金属中にブ
ローホールが発生する。また、３．５％を超えると引張
強さのみが増し、降伏強度を高める効果が認められない
ので、０．９〜３．５％とした。
の流動性改善と溶接金属の靱性向上に有効な元素である
が、０．９％未満では酸脱不足となり、溶接金属中にブ
ローホールが発生する。また、３．５％を超えると引張
強さのみが増し、降伏強度を高める効果が認められない
ので、０．９〜３．５％とした。
【００１８】Ｐ：０．０１５％以下 Ｐは低融点化合物を生成し、粒界の強度を低下させる結
果、靱性を著しく低下させるので、０．０１５％を上限
とした。 Ｓ：０．０１５％以下 ＳはＰと同様に低融点化合物を生成し、粒界の強度を低
下させる。６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼溶接金属
では粒界における合金成分の濃化が著しく、この粒界に
Ｐ、Ｓが偏析し、靱性を著しく低下させるので、Ｓ量の
上限は０．０１５％とする。
果、靱性を著しく低下させるので、０．０１５％を上限
とした。 Ｓ：０．０１５％以下 ＳはＰと同様に低融点化合物を生成し、粒界の強度を低
下させる。６８０Ｎ／ｍｍ2 級以上の高張力鋼溶接金属
では粒界における合金成分の濃化が著しく、この粒界に
Ｐ、Ｓが偏析し、靱性を著しく低下させるので、Ｓ量の
上限は０．０１５％とする。
【００１９】Ｔａ：０．０１〜０．１５％ Ｔａはミクロ組織を微細化し、溶接金属の強度および靱
性を改善する上で顕著な効果をもたらす元素である。し
かし、０．０１％未満ではこの効果が十分得られず、ま
た０．１５％を超えると溶接金属中に炭化物を多く析出
して靱性が低下するので、Ｔａ量は０．０１〜０．１５
％とした。
性を改善する上で顕著な効果をもたらす元素である。し
かし、０．０１％未満ではこの効果が十分得られず、ま
た０．１５％を超えると溶接金属中に炭化物を多く析出
して靱性が低下するので、Ｔａ量は０．０１〜０．１５
％とした。
【００２０】なお、Ｔａの添加に関しては、粒度を１５
０ミクロン以下の細かいものを使用することが望まし
い。これは、Ｔａの融点が高いため、１５０ミクロンを
超える粗い粒度のものを使用すると溶接金属中に未溶融
の形で入り、溶接欠陥を発生させるためである。 Ｎｉ：０．５〜８．０％ Ｎｉは強度および低温靱性を確保するために添加するこ
とが好ましいが、０．５％未満では十分な靱性改善効果
が得られず、また８．０％を超えると高温割れが発生し
やすくなるので、０．５〜８．０％とした。
０ミクロン以下の細かいものを使用することが望まし
い。これは、Ｔａの融点が高いため、１５０ミクロンを
超える粗い粒度のものを使用すると溶接金属中に未溶融
の形で入り、溶接欠陥を発生させるためである。 Ｎｉ：０．５〜８．０％ Ｎｉは強度および低温靱性を確保するために添加するこ
とが好ましいが、０．５％未満では十分な靱性改善効果
が得られず、また８．０％を超えると高温割れが発生し
やすくなるので、０．５〜８．０％とした。
【００２１】Ｃｒ：０．３〜２．５％ Ｃｒは強度を安定して高めるために添加することが好ま
しい元素である。Ｃｒ量が０．３％未満では目標強度を
得られずその効果が十分でなく、また２．５％を超える
と靱性が低下するので、０．３〜２．５％とした。 Ｍｏ：０．２〜２．０％ Ｍｏは溶接金属の強度確保、特に大入熱溶接におけるミ
クロ組織の粗大化による強度の低下を防止するために添
加することが好ましい元素である。Ｍｏ量が０．２％未
満では上記の効果が不足し、また２．０％を超えるとＭ
ｏ炭化物を析出し、溶接金属を著しく硬化して靱性を低
下させるので、０．２〜２．０％とした。
しい元素である。Ｃｒ量が０．３％未満では目標強度を
得られずその効果が十分でなく、また２．５％を超える
と靱性が低下するので、０．３〜２．５％とした。 Ｍｏ：０．２〜２．０％ Ｍｏは溶接金属の強度確保、特に大入熱溶接におけるミ
クロ組織の粗大化による強度の低下を防止するために添
加することが好ましい元素である。Ｍｏ量が０．２％未
満では上記の効果が不足し、また２．０％を超えるとＭ
ｏ炭化物を析出し、溶接金属を著しく硬化して靱性を低
下させるので、０．２〜２．０％とした。
【００２２】
〔実施例１〕表３に実験に用いたワイヤを示す。表４お
よび図１に示す溶接条件および開先形状を用いて９８０
Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼で溶接継手を作製した。この溶接
継手の板厚中央部より引張試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１
Ａ１号）およびシャルピー衝撃試験片（同４号）を採
取し、機械試験を行った結果を表５に示す。なお、引張
強度は９８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼同等以上を、また低
温靱性については、−４０℃の吸収エネルギーが４７Ｊ
以上であれば良好と判定した。
よび図１に示す溶接条件および開先形状を用いて９８０
Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼で溶接継手を作製した。この溶接
継手の板厚中央部より引張試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１
Ａ１号）およびシャルピー衝撃試験片（同４号）を採
取し、機械試験を行った結果を表５に示す。なお、引張
強度は９８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼同等以上を、また低
温靱性については、−４０℃の吸収エネルギーが４７Ｊ
以上であれば良好と判定した。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】ワイヤ記号Ａ１〜Ａ４は本発明ワイヤであ
り、ワイヤ記号Ｂ１〜７は比較ワイヤである。ワイヤ記
号Ａ１〜４はいずれも母材強度に適した強度を示し、ま
た良好な高靱性が得られ、さらにＸ線透過試験および溶
接作業性も良好である。これに対して、比較例を個々に
説明すると、ワイヤ記号Ｂ１は高強度を得るためにＣを
本発明範囲を超える０．１７％含有したものであるが、
このため溶接金属が著しく硬化し、溶接金属の引張強度
が１１００Ｎ／ｍｍ2 を超え、その反面靱性は３１Ｊと
低く、溶接金属中に割れを発生した。
り、ワイヤ記号Ｂ１〜７は比較ワイヤである。ワイヤ記
号Ａ１〜４はいずれも母材強度に適した強度を示し、ま
た良好な高靱性が得られ、さらにＸ線透過試験および溶
接作業性も良好である。これに対して、比較例を個々に
説明すると、ワイヤ記号Ｂ１は高強度を得るためにＣを
本発明範囲を超える０．１７％含有したものであるが、
このため溶接金属が著しく硬化し、溶接金属の引張強度
が１１００Ｎ／ｍｍ2 を超え、その反面靱性は３１Ｊと
低く、溶接金属中に割れを発生した。
【００２７】ワイヤ記号Ｂ２は、強度・靱性のバランス
を得るためにＳｉ、Ｍｎを本発明範囲未満の０．２０
％、０．７０％とし、Ｍｏを本発明範囲を超える２．６
８％としたものであるが、ＳｉおよびＭｎが本発明範囲
未満であるため、脱酸不足となって溶接金属中にブロー
ホールが多発し、さらにＭｏ量が多いために溶接金属が
過度に硬化し、靱性が著しく低く、かつ所定の強度が得
られなかった。
を得るためにＳｉ、Ｍｎを本発明範囲未満の０．２０
％、０．７０％とし、Ｍｏを本発明範囲を超える２．６
８％としたものであるが、ＳｉおよびＭｎが本発明範囲
未満であるため、脱酸不足となって溶接金属中にブロー
ホールが多発し、さらにＭｏ量が多いために溶接金属が
過度に硬化し、靱性が著しく低く、かつ所定の強度が得
られなかった。
【００２８】ワイヤ記号Ｂ３は、本発明の特徴であるＴ
ａが無添加で、Ｓｉも本発明範囲を超える１．５４％含
有しているもので、かつフラックス中の金属粉は９４％
と本発明範囲を下回るものであるため、強度はＳｉおよ
びＮｉ等の他の成分の添加により確保されているが、靱
性はＴａ無添加であるため比較ワイヤ中最低の１８Ｊと
低靱性を示すとともに、金属粉含有量も９４％と少ない
ために全姿勢での溶接作業性が確保できず、かつ溶着効
率も低かった。
ａが無添加で、Ｓｉも本発明範囲を超える１．５４％含
有しているもので、かつフラックス中の金属粉は９４％
と本発明範囲を下回るものであるため、強度はＳｉおよ
びＮｉ等の他の成分の添加により確保されているが、靱
性はＴａ無添加であるため比較ワイヤ中最低の１８Ｊと
低靱性を示すとともに、金属粉含有量も９４％と少ない
ために全姿勢での溶接作業性が確保できず、かつ溶着効
率も低かった。
【００２９】ワイヤ記号Ｂ４は、Ｃが０．０１％と本発
明範囲未満であり、またフラックス中の金属粉含有量も
９３％と本発明範囲を下回る含有量であるため、溶接金
属の焼入れ性が不足し、母材強度を大きく下回る８９４
Ｎ／ｍｍ2 と所定の強度が確保できなかった。さらに、
溶着効率も低く、アークの吹付けも弱く、溶接作業性が
劣化した。
明範囲未満であり、またフラックス中の金属粉含有量も
９３％と本発明範囲を下回る含有量であるため、溶接金
属の焼入れ性が不足し、母材強度を大きく下回る８９４
Ｎ／ｍｍ2 と所定の強度が確保できなかった。さらに、
溶着効率も低く、アークの吹付けも弱く、溶接作業性が
劣化した。
【００３０】ワイヤ記号Ｂ５は、さらに強度・靱性を得
る目的で本発明の特徴であるＴａを本発明範囲を超える
０．４０％含有したものであり、全姿勢での溶接作業性
は得られ、また前述の図２に示したように強度はほぼ母
材強度を確保できるが、靱性は２８Ｊと低値を示した。
ワイヤ記号Ｂ６は、必須成分が一応本発明範囲内で含有
されたものであるが、ミクロ組織改善、強度、靱性確保
のため選択的に添加すべきＮｉ、ＣｒおよびＭｏの全て
が添加されていないものである。このため、溶接金属中
のミクロ組織が粗大となり、強度が母材値を下回る９０
５Ｎ／ｍｍ2 と低く、さらに靱性も３１Ｊと低値を示し
た。
る目的で本発明の特徴であるＴａを本発明範囲を超える
０．４０％含有したものであり、全姿勢での溶接作業性
は得られ、また前述の図２に示したように強度はほぼ母
材強度を確保できるが、靱性は２８Ｊと低値を示した。
ワイヤ記号Ｂ６は、必須成分が一応本発明範囲内で含有
されたものであるが、ミクロ組織改善、強度、靱性確保
のため選択的に添加すべきＮｉ、ＣｒおよびＭｏの全て
が添加されていないものである。このため、溶接金属中
のミクロ組織が粗大となり、強度が母材値を下回る９０
５Ｎ／ｍｍ2 と低く、さらに靱性も３１Ｊと低値を示し
た。
【００３１】ワイヤ記号Ｂ７は、Ｍｎが４．１１％、Ｐ
が０．０２０％と本発明範囲を超えて含有するととも
に、フラックス中の金属含有量が９４％と本発明範囲を
下回るものである。このため、溶接金属の引張強度が高
く、また多量のＰが含有されているため粒界に偏析し、
低融点化合物を形成したために高温割れが発生し、Ｘ線
透過試験結果も悪く、また溶着効率も低く、溶接作業性
が劣化している。
が０．０２０％と本発明範囲を超えて含有するととも
に、フラックス中の金属含有量が９４％と本発明範囲を
下回るものである。このため、溶接金属の引張強度が高
く、また多量のＰが含有されているため粒界に偏析し、
低融点化合物を形成したために高温割れが発生し、Ｘ線
透過試験結果も悪く、また溶着効率も低く、溶接作業性
が劣化している。
【００３２】このように、本発明の範囲内であれば良好
な溶接作業性が全姿勢溶接で確保できることは勿論のこ
と、溶接部を過度に硬化させることなく、母材強度との
バランスもよく、低温での高靱性が得られる。 〔実施例２〕次に表６に示すワイヤを試作し実験に供し
た。７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼を図３（下向および立
向溶接用）、図４（横向溶接用）に示す開先形状に加工
し、表７に示す溶接条件で溶接入熱を変化させて試験を
行った。この溶接継手の板厚中央部より引張試験片（Ｊ
ＩＳ Ｚ３１１１ Ａ１号）およびシャルピー衝撃試験
片（同４号）を採取し、機械試験を行った結果を表８に
示す。なお、引張強度は７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼と
同等以上を、また低温靱性については−６０℃の吸収エ
ネルギーが４７Ｊ以上であれば良好と判定した。
な溶接作業性が全姿勢溶接で確保できることは勿論のこ
と、溶接部を過度に硬化させることなく、母材強度との
バランスもよく、低温での高靱性が得られる。 〔実施例２〕次に表６に示すワイヤを試作し実験に供し
た。７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼を図３（下向および立
向溶接用）、図４（横向溶接用）に示す開先形状に加工
し、表７に示す溶接条件で溶接入熱を変化させて試験を
行った。この溶接継手の板厚中央部より引張試験片（Ｊ
ＩＳ Ｚ３１１１ Ａ１号）およびシャルピー衝撃試験
片（同４号）を採取し、機械試験を行った結果を表８に
示す。なお、引張強度は７８０Ｎ／ｍｍ2 級高張力鋼と
同等以上を、また低温靱性については−６０℃の吸収エ
ネルギーが４７Ｊ以上であれば良好と判定した。
【００３３】
【表６】
【００３４】
【表７】
【００３５】
【表８】
【００３６】ワイヤ記号Ｃ１〜Ｃ２は本発明ワイヤであ
り、ワイヤ記号Ｄ１〜３は比較ワイヤである。ワイヤ記
号Ｃ１〜２は、いずれも小入熱から大入熱までの広い使
用範囲に亙って母材強度に適した強度を示し、また良好
な高靱性が得られている。これに対して比較例であるワ
イヤ記号Ｄ１は、本発明の特徴であるＴａが無添加で、
またフラックス中の金属粉含有量が９４％のものである
ため、大入熱溶接において溶接金属中のミクロ組織の微
細化が図れず、靱性が著しく低下した。
り、ワイヤ記号Ｄ１〜３は比較ワイヤである。ワイヤ記
号Ｃ１〜２は、いずれも小入熱から大入熱までの広い使
用範囲に亙って母材強度に適した強度を示し、また良好
な高靱性が得られている。これに対して比較例であるワ
イヤ記号Ｄ１は、本発明の特徴であるＴａが無添加で、
またフラックス中の金属粉含有量が９４％のものである
ため、大入熱溶接において溶接金属中のミクロ組織の微
細化が図れず、靱性が著しく低下した。
【００３７】ワイヤ記号Ｄ２は、本発明の必須成分であ
るＳｉを除いて、一応本発明範囲内で含有されているも
のの、Ｓｉが１．４２％と本発明範囲を超えており、ミ
クロ組織改善、強度、靱性確保の点から選択的に添加す
べきＮｉ、ＣｒおよびＭｏの全てが添加されていないも
のである。このため、大入熱溶接によって溶接金属中の
ミクロ組織が改善されず、母材強度を大きく下回る７３
４Ｎ／ｍｍ2 と低値を示し、靱性も低い値を示してい
る。さらに、本ワイヤはＳｉが多量に添加されているた
め全姿勢でのスラグ発生が過多となり、溶接金属中にス
ラグ巻込みを発生している。
るＳｉを除いて、一応本発明範囲内で含有されているも
のの、Ｓｉが１．４２％と本発明範囲を超えており、ミ
クロ組織改善、強度、靱性確保の点から選択的に添加す
べきＮｉ、ＣｒおよびＭｏの全てが添加されていないも
のである。このため、大入熱溶接によって溶接金属中の
ミクロ組織が改善されず、母材強度を大きく下回る７３
４Ｎ／ｍｍ2 と低値を示し、靱性も低い値を示してい
る。さらに、本ワイヤはＳｉが多量に添加されているた
め全姿勢でのスラグ発生が過多となり、溶接金属中にス
ラグ巻込みを発生している。
【００３８】ワイヤ記号Ｄ３は、本発明の特徴であるＴ
ａが本発明範囲を超える０．３５％含有され、さらに強
度向上を目的にＭｏが２．７９％と本発明範囲を大きく
上回っているものである。本ワイヤはＴａが多量に添加
されているため大入熱でも強度確保ができる反面、靱性
は入熱量に関係なく全て低値を示した。このように、本
発明の範囲内であれば広範囲の溶接入熱において溶接金
属のミクロ組織を効果的に微細化できることにより、低
温靱性を改善し、かつ溶接金属を過度に硬化させること
なく、母材強度とバランスのとれた溶接継手強度を確保
できることが明らかである。
ａが本発明範囲を超える０．３５％含有され、さらに強
度向上を目的にＭｏが２．７９％と本発明範囲を大きく
上回っているものである。本ワイヤはＴａが多量に添加
されているため大入熱でも強度確保ができる反面、靱性
は入熱量に関係なく全て低値を示した。このように、本
発明の範囲内であれば広範囲の溶接入熱において溶接金
属のミクロ組織を効果的に微細化できることにより、低
温靱性を改善し、かつ溶接金属を過度に硬化させること
なく、母材強度とバランスのとれた溶接継手強度を確保
できることが明らかである。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明の組成範囲にある
ワイヤであれば、小入熱から大入熱までの広い使用範囲
に亙って母材強度とバランスのとれた溶接継手強度と低
温高靱性を同時に確保できることは勿論のこと、溶接能
率も著しく向上できるとともに、全姿勢溶接作業性並び
に優れた耐割れ性が得られる。従って、６８０Ｎ／ｍｍ
2 級以上の高張力鋼を使用する構造物の溶接加工におい
て、溶接部の品質向上および溶接効率の大幅改善が図
れ、その他各種溶接分野での適用範囲拡大に大きく寄与
するものである。
ワイヤであれば、小入熱から大入熱までの広い使用範囲
に亙って母材強度とバランスのとれた溶接継手強度と低
温高靱性を同時に確保できることは勿論のこと、溶接能
率も著しく向上できるとともに、全姿勢溶接作業性並び
に優れた耐割れ性が得られる。従って、６８０Ｎ／ｍｍ
2 級以上の高張力鋼を使用する構造物の溶接加工におい
て、溶接部の品質向上および溶接効率の大幅改善が図
れ、その他各種溶接分野での適用範囲拡大に大きく寄与
するものである。
【００４０】
【図１】表１に示す成分系のワイヤを用いて、表２に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状を示す図である。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状を示す図である。
【００４１】
【図２】ワイヤ中のＴａ添加量と溶着金属強度・靱性の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【００４２】
【図３】表６に示す成分系のワイヤを用いて、表７に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（下向および立向溶接用）を示す図であ
る。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（下向および立向溶接用）を示す図であ
る。
【００４３】
【図４】表６に示す成分系のワイヤを用いて、表７に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（横向溶接用）を示す図である。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（横向溶接用）を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年４月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】削除
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】表１に示す成分系のワイヤを用いて、表２に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状を示す図である。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状を示す図である。
【図２】ワイヤ中のＴａ添加量と溶着金属強度・靱性の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】表６に示す成分系のワイヤを用いて、表７に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（下向および立向溶接用）を示す図であ
る。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（下向および立向溶接用）を示す図であ
る。
【図４】表６に示す成分系のワイヤを用いて、表７に示
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（横向溶接用）を示す図である。
す溶接条件で７８０Ｎ／ｍｍ2級の高張力鋼を溶接した
際の開先形状（横向溶接用）を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属粉を９５％以上含有するフラックス
を充填してなるフラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ
全重量に対し、重量％で、 Ｃ：０．０２〜０．１５％ Ｓｉ：０．４〜１．３％ Ｍｎ：０．９〜３．５％ Ｐ：０．０１５％以下 Ｓ：０．０１５％以下 Ｔａ：０．０１〜０．１５％ を必須成分とし、かつ Ｎｉ：０．５〜８．０％、 Ｃｒ：０．３〜２．５％、 Ｍｏ：０．２〜２．０％ の１種または２種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物よりなることを特徴とする高張力鋼用ガスシー
ルドアーク溶接フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32077494A JPH08174275A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32077494A JPH08174275A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08174275A true JPH08174275A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18125109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32077494A Withdrawn JPH08174275A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08174275A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030062217A (ko) * | 2002-01-13 | 2003-07-23 | 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 | 저 탄소의 고속 금속 와이어 |
| KR100436489B1 (ko) * | 2001-05-28 | 2004-06-22 | 고려용접봉 주식회사 | 고장력강용 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| 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 |
| JP2007144516A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-06-14 | Kobe Steel Ltd | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
| JP2009255164A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ |
| CN113784815A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32077494A patent/JPH08174275A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100436489B1 (ko) * | 2001-05-28 | 2004-06-22 | 고려용접봉 주식회사 | 고장력강용 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
| KR20030062217A (ko) * | 2002-01-13 | 2003-07-23 | 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 | 저 탄소의 고속 금속 와이어 |
| 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 |
| JP4509807B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2010-07-21 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2007144516A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-06-14 | Kobe Steel Ltd | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ |
| JP2009255164A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ |
| CN113784815A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-10 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
| CN113784815B (zh) * | 2019-06-20 | 2023-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 药芯焊丝和焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |