JPH09225682A - 耐火鋼のサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
耐火鋼のサブマージアーク溶接方法Info
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- JPH09225682A JPH09225682A JP5824696A JP5824696A JPH09225682A JP H09225682 A JPH09225682 A JP H09225682A JP 5824696 A JP5824696 A JP 5824696A JP 5824696 A JP5824696 A JP 5824696A JP H09225682 A JPH09225682 A JP H09225682A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 建築や橋梁分野において各種構造物に用いる
耐火性に優れる鋼板、すなわち耐火鋼のサブマージアー
ク溶接において、６００℃での耐力及び高温伸びに優れ
かつ良好なじん性を得る。 【解決手段】 Ｍｏ：０．００５〜０．６％、Ｎｂ：
０．００１〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２％、
Ａｌ：０．０２６〜０．１０％、Ｔｉ：０．００１〜
０．０４％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％を含有
する耐火鋼を溶接するためのサブマージアーク溶接方法
であって、フラックス塩基度、溶接材料等の炭素当量、
Ｂ量、Ｍｏ量を規定し、適量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ等のほか
Ａｌ：０．００３〜０．０３０％、Ｔｉ：０．００１〜
０．０４％を含む溶接用ワイヤで溶接する。
耐火性に優れる鋼板、すなわち耐火鋼のサブマージアー
ク溶接において、６００℃での耐力及び高温伸びに優れ
かつ良好なじん性を得る。 【解決手段】 Ｍｏ：０．００５〜０．６％、Ｎｂ：
０．００１〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２％、
Ａｌ：０．０２６〜０．１０％、Ｔｉ：０．００１〜
０．０４％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％を含有
する耐火鋼を溶接するためのサブマージアーク溶接方法
であって、フラックス塩基度、溶接材料等の炭素当量、
Ｂ量、Ｍｏ量を規定し、適量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ等のほか
Ａｌ：０．００３〜０．０３０％、Ｔｉ：０．００１〜
０．０４％を含む溶接用ワイヤで溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建築や橋梁分野にお
いて各種構造物に用いる耐火性に優れる鋼板（以下、耐
火鋼という）のサブマージアーク溶接方法に係わり、詳
しくは耐火鋼を用いたボックス柱の角継手溶接において
溶接入熱１０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接し
た場合、６００℃での耐力及び高温伸びに優れかつ良好
なじん性を得るサブマージアーク溶接方法である。
いて各種構造物に用いる耐火性に優れる鋼板（以下、耐
火鋼という）のサブマージアーク溶接方法に係わり、詳
しくは耐火鋼を用いたボックス柱の角継手溶接において
溶接入熱１０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接し
た場合、６００℃での耐力及び高温伸びに優れかつ良好
なじん性を得るサブマージアーク溶接方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐火鋼、耐候性耐火鋼用のサブマ
ージアーク溶接としては例えば特公平５−２５５９８号
に耐火鋼用のサブマージアーク溶接ワイヤとフラックス
が提案されており、溶接金属において高温耐力と適正な
常温強度および良好なじん性を得ている。また、特開平
３−１７４９７８号では６００℃での高温耐力や常温で
の耐候性などの特性を損なわずにじん性および高温延性
に優れ、クリープ破断寿命を向上させた耐火鋼及び耐候
性耐火鋼用のサブマージアーク溶接方法が提案されてい
る。
ージアーク溶接としては例えば特公平５−２５５９８号
に耐火鋼用のサブマージアーク溶接ワイヤとフラックス
が提案されており、溶接金属において高温耐力と適正な
常温強度および良好なじん性を得ている。また、特開平
３−１７４９７８号では６００℃での高温耐力や常温で
の耐候性などの特性を損なわずにじん性および高温延性
に優れ、クリープ破断寿命を向上させた耐火鋼及び耐候
性耐火鋼用のサブマージアーク溶接方法が提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平５−０
２５５９８号で提案された耐火鋼用のサブマージアーク
溶接ワイヤとフラックスを用いたサブマージアーク溶接
方法は、高温特性として高温での耐力には着目している
が高温での伸びは一切考慮していない。
２５５９８号で提案された耐火鋼用のサブマージアーク
溶接ワイヤとフラックスを用いたサブマージアーク溶接
方法は、高温特性として高温での耐力には着目している
が高温での伸びは一切考慮していない。
【０００４】また、特開平３−１７４９７８号では高温
での耐力に加え伸びも考慮した耐火鋼及び耐候性耐火鋼
用のサブマージアーク溶接方法が提案されている。この
場合の耐火鋼はＭｏとＮｂとの複合添加で耐火性能を得
たものであり、耐候性耐火鋼ではさらにＮｉ、Ｃｕを添
加したものであった。これに対する溶接材料はＢとＴｉ
を制限し良好な性能を得たものである。
での耐力に加え伸びも考慮した耐火鋼及び耐候性耐火鋼
用のサブマージアーク溶接方法が提案されている。この
場合の耐火鋼はＭｏとＮｂとの複合添加で耐火性能を得
たものであり、耐候性耐火鋼ではさらにＮｉ、Ｃｕを添
加したものであった。これに対する溶接材料はＢとＴｉ
を制限し良好な性能を得たものである。
【０００５】しかしながらその後、鋼板においてＭｏお
よびＮｂを低減し、ＡｌとＢを増加しボロン処理された
鋼板が実用化されつつあり、これに対応する溶接材料が
必要になった。この新開発の耐火鋼に対し特開平３−１
７４９７８号に開示された溶接材料を適用した場合、ボ
ックス柱の角溶接のような母材希釈率の大きい溶接の溶
接金属においては、必ずしも良好な高温引張特性が得ら
れないことが判明した。すなわち、母材希釈によって母
材から溶接金属中に移行する金属成分のうちＭｏ、Ａ
ｌ、Ｂが適正値から外れるため特に高温の耐力と伸びの
両立が困難であった。 従って、ＭｏおよびＮｂを低減
し、ＡｌとＢを増加しボロン処理された鋼板に用いるボ
ックス柱角継手用の溶接材料の開発および溶接方法の開
発が急務となった。
よびＮｂを低減し、ＡｌとＢを増加しボロン処理された
鋼板が実用化されつつあり、これに対応する溶接材料が
必要になった。この新開発の耐火鋼に対し特開平３−１
７４９７８号に開示された溶接材料を適用した場合、ボ
ックス柱の角溶接のような母材希釈率の大きい溶接の溶
接金属においては、必ずしも良好な高温引張特性が得ら
れないことが判明した。すなわち、母材希釈によって母
材から溶接金属中に移行する金属成分のうちＭｏ、Ａ
ｌ、Ｂが適正値から外れるため特に高温の耐力と伸びの
両立が困難であった。 従って、ＭｏおよびＮｂを低減
し、ＡｌとＢを増加しボロン処理された鋼板に用いるボ
ックス柱角継手用の溶接材料の開発および溶接方法の開
発が急務となった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、重量％（以下同じ）で、Ｃ：０．０
４〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：
０．５〜１．７％、Ｍｏ：０．００５〜０．６％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２
％、Ａｌ：０．０２６〜０．１０％、Ｔｉ：０．００１
〜０．０４％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％を含
有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる耐火鋼を溶
接するためのサブマージアーク溶接方法であって、下記
式（１）、（２）、（３）および（４）を満足するサブ
マージアーク溶接用フラックスと、同じく下記式
（２）、（３）および（４）を満足し、かつ、Ｃ：０．
０１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：
０．４〜２．５％、Ｍｏ：０．５％以下、Ｎｂ：０．０
５％以下、Ｖ：０．０２％以下、Ａｌ：０．００３〜
０．０３０％、Ｔｉ：０．００１〜０．０４％、Ｂ：
０．００１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避不
純物からなるサブマージアーク溶接用ワイヤとを組合わ
せて行うことを特徴とするサブマージアーク溶接方法で
ある。
するものであって、重量％（以下同じ）で、Ｃ：０．０
４〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：
０．５〜１．７％、Ｍｏ：０．００５〜０．６％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２
％、Ａｌ：０．０２６〜０．１０％、Ｔｉ：０．００１
〜０．０４％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％を含
有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる耐火鋼を溶
接するためのサブマージアーク溶接方法であって、下記
式（１）、（２）、（３）および（４）を満足するサブ
マージアーク溶接用フラックスと、同じく下記式
（２）、（３）および（４）を満足し、かつ、Ｃ：０．
０１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：
０．４〜２．５％、Ｍｏ：０．５％以下、Ｎｂ：０．０
５％以下、Ｖ：０．０２％以下、Ａｌ：０．００３〜
０．０３０％、Ｔｉ：０．００１〜０．０４％、Ｂ：
０．００１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避不
純物からなるサブマージアーク溶接用ワイヤとを組合わ
せて行うことを特徴とするサブマージアーク溶接方法で
ある。
【０００７】 ０．６０≦Ｂｎ≦１．６０ ・・・・・（１） ここで、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2 、ＳｉＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 をそれぞれフラックス中のＣ
ａＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＴｉＯ2 の重量％による含有量としたとき、 Ｂｎ＝（０．１０８ＣａＯ＋０．０６８ＭｎＯ＋０．１００ＭｇＯ ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3 ＋０．０８０ＴｉＯ2 ）
2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 をそれぞれフラックス中のＣ
ａＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＴｉＯ2 の重量％による含有量としたとき、 Ｂｎ＝（０．１０８ＣａＯ＋０．０６８ＭｎＯ＋０．１００ＭｇＯ ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3 ＋０．０８０ＴｉＯ2 ）
【０００８】 ［Ｍｏ］C ≧８．５ ・・・・・（２） ここで、［Ｍｏ］W をワイヤ中の、［Ｍｏ］P を母材中
の、また（Ｍｏ）F をフラックス中のそれぞれ重量％に
よるＭｏ含有量としたとき、 ［Ｍｏ］C ＝４３［Ｍｏ］W ＋５５［Ｍｏ］P ＋１８（Ｍｏ）F
の、また（Ｍｏ）F をフラックス中のそれぞれ重量％に
よるＭｏ含有量としたとき、 ［Ｍｏ］C ＝４３［Ｍｏ］W ＋５５［Ｍｏ］P ＋１８（Ｍｏ）F
【０００９】 ［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃｅｑ≧１１２．５ ・・・・・（３） ここで、［Ｂ］W をワイヤ中の、また［Ｂ］P を母材中
の重量％によるＢ含有量、また（Ｂ2 Ｏ3 ）F をフラッ
クス中の重量％によるＢ2 Ｏ3 含有量としたとき、 ［Ｂ］C ＝４３００［Ｂ］W ＋５５００［Ｂ］P ＋１２０（Ｂ2 Ｏ3 ）F
の重量％によるＢ含有量、また（Ｂ2 Ｏ3 ）F をフラッ
クス中の重量％によるＢ2 Ｏ3 含有量としたとき、 ［Ｂ］C ＝４３００［Ｂ］W ＋５５００［Ｂ］P ＋１２０（Ｂ2 Ｏ3 ）F
【００１０】 Ｃｅｑ≦０．４１５ ・・・・・（４） ここで、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＢをそれぞ
れ溶接金属中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＢの
重量％による含有量としたとき、 Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｎｂ）／
５＋５Ｂ
れ溶接金属中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＢの
重量％による含有量としたとき、 Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｎｂ）／
５＋５Ｂ
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明者らは、前記目的を達成す
るため種々検討し、適正塩基度のフラックスを用い、フ
ラックス、ワイヤおよび鋼板から溶接金属中に移行する
Ｍｏ、Ｂ量および溶接金属の炭素等量を適正にし、高温
耐力と伸びを確保し、かつ引張強度とじん性を適正に保
つ溶接方法を見いだした。
るため種々検討し、適正塩基度のフラックスを用い、フ
ラックス、ワイヤおよび鋼板から溶接金属中に移行する
Ｍｏ、Ｂ量および溶接金属の炭素等量を適正にし、高温
耐力と伸びを確保し、かつ引張強度とじん性を適正に保
つ溶接方法を見いだした。
【００１２】強度が４９０〜６６０Ｎ／ｍｍ2 程度のフ
ェライト系の溶接金属で高いじん性値を得る手段として
は、溶接金属にＢを添加するか、あるいは溶接金属にＳ
ｉ、Ｍｎ、Ｍｏ等の焼き入れ性を上げる元素を添加して
強度を６００〜６９０Ｎ／ｍｍ2 程度として粒界の初析
フェライトの減少させることを一般的に用いている。こ
の場合、溶接金属中のＢ量は０．００１０〜０．００６
０％程度で、特に本発明が対象とする大入熱サブマージ
アーク溶接の分野では、通常０．００４０〜０．００６
０％程度添加する。しかしながら本発明のごとく高温で
の引張特性が要求される場合にはかえって高温伸びが減
少する。すなわち、粒界にはＰ、Ｓなどの低融点不純物
やじん性向上には有益ではあるが同じく低融点であるＢ
が濃縮する。このとき旧オーステナイト粒界に生成され
る初析フェライト量が少なくなると、粒界の面積が小さ
くなるので初析フェライトが生成した場合に比較し低融
点化合物などが相対的に濃度が高くなり高温で延性が損
なわれ結果的に伸びが減少する。
ェライト系の溶接金属で高いじん性値を得る手段として
は、溶接金属にＢを添加するか、あるいは溶接金属にＳ
ｉ、Ｍｎ、Ｍｏ等の焼き入れ性を上げる元素を添加して
強度を６００〜６９０Ｎ／ｍｍ2 程度として粒界の初析
フェライトの減少させることを一般的に用いている。こ
の場合、溶接金属中のＢ量は０．００１０〜０．００６
０％程度で、特に本発明が対象とする大入熱サブマージ
アーク溶接の分野では、通常０．００４０〜０．００６
０％程度添加する。しかしながら本発明のごとく高温で
の引張特性が要求される場合にはかえって高温伸びが減
少する。すなわち、粒界にはＰ、Ｓなどの低融点不純物
やじん性向上には有益ではあるが同じく低融点であるＢ
が濃縮する。このとき旧オーステナイト粒界に生成され
る初析フェライト量が少なくなると、粒界の面積が小さ
くなるので初析フェライトが生成した場合に比較し低融
点化合物などが相対的に濃度が高くなり高温で延性が損
なわれ結果的に伸びが減少する。
【００１３】このため、良好な高温伸び特性を確保する
ためには溶接金属中のＢ量とＣｅｑを適正に保つことが
必要である。まず溶接金属中のＢ量の尺度をとして
［Ｂ］C＝４３００［Ｂ］W ＋５５００［Ｂ］P ＋１２
０（Ｂ2 Ｏ3 ）F 、溶接金属の焼き入れ性の尺度として
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｎｂ）／
５＋５Ｂを規定すれば、高温伸びを良好に保つためには
以下の実験結果で示すように、［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃ
ｅｑ≧１１２．５とすることが必要である。
ためには溶接金属中のＢ量とＣｅｑを適正に保つことが
必要である。まず溶接金属中のＢ量の尺度をとして
［Ｂ］C＝４３００［Ｂ］W ＋５５００［Ｂ］P ＋１２
０（Ｂ2 Ｏ3 ）F 、溶接金属の焼き入れ性の尺度として
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｎｂ）／
５＋５Ｂを規定すれば、高温伸びを良好に保つためには
以下の実験結果で示すように、［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃ
ｅｑ≧１１２．５とすることが必要である。
【００１４】すなわち本発明者らは、耐火鋼の溶接金属
においてＣｅｑ、［Ｂ］C と６００℃の引張試験の伸び
Ｅｌ600 の関係に着目し、検討した結果、図１を得た。
図中の記号はＥｌ600 の値の区別で、白丸印は１８％以
上、黒三角印は１８％未満を示す。この図から明らかの
ように溶接金属のＣｅｑが大きいほど、同じＣｅｑなら
［Ｂ］C が大きいほど６００℃の引張試験の伸び（Ｅｌ
600 ）が減少することが判る。したがって、１８％以上
のＥｌ600 を得るためには、［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃｅ
ｑ≧１１２．５であることが必要である。
においてＣｅｑ、［Ｂ］C と６００℃の引張試験の伸び
Ｅｌ600 の関係に着目し、検討した結果、図１を得た。
図中の記号はＥｌ600 の値の区別で、白丸印は１８％以
上、黒三角印は１８％未満を示す。この図から明らかの
ように溶接金属のＣｅｑが大きいほど、同じＣｅｑなら
［Ｂ］C が大きいほど６００℃の引張試験の伸び（Ｅｌ
600 ）が減少することが判る。したがって、１８％以上
のＥｌ600 を得るためには、［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃｅ
ｑ≧１１２．５であることが必要である。
【００１５】また、常温での引張強度（以下、ＴｓRTと
言う）を６６０Ｎ／ｍｍ2 以下にするには焼き入れの尺
度の制限が必要である。すなわち、Ｃｅｑ≦０．４１５
％であることが必要である。
言う）を６６０Ｎ／ｍｍ2 以下にするには焼き入れの尺
度の制限が必要である。すなわち、Ｃｅｑ≦０．４１５
％であることが必要である。
【００１６】つぎに、図２は［Ｍｏ］C 量と６００℃の
耐力（以下、Ｙｐ600 と言う）との関係を示したもの
で、［Ｍｏ］C 量が多くなるにしたがってＹｐ600 が大
きくなる。ここで、［Ｍｏ］C は溶接金属中のＭｏ量の
尺度を示すもので、［Ｍｏ］C＝４３［Ｍｏ］W ＋５５
［Ｍｏ］P ＋１８（Ｍｏ）F で計算される。すなわち、
Ｙｐ600 の改善には溶接金属中のＭｏ量が重要であり、
いま通常のＳＭ４９０鋼に対応する耐火鋼の場合を検討
すると、ＳＭ４９０鋼の規格Ｙｐ≧３３５Ｎ／ｍｍ2 に
対し耐火鋼としてはＹｐ600 ≧２３５（＝３３５×０．
７）Ｎ／ｍｍ2 が必要でこのためには［Ｍｏ］C ≧８．
５であることが必要である。
耐力（以下、Ｙｐ600 と言う）との関係を示したもの
で、［Ｍｏ］C 量が多くなるにしたがってＹｐ600 が大
きくなる。ここで、［Ｍｏ］C は溶接金属中のＭｏ量の
尺度を示すもので、［Ｍｏ］C＝４３［Ｍｏ］W ＋５５
［Ｍｏ］P ＋１８（Ｍｏ）F で計算される。すなわち、
Ｙｐ600 の改善には溶接金属中のＭｏ量が重要であり、
いま通常のＳＭ４９０鋼に対応する耐火鋼の場合を検討
すると、ＳＭ４９０鋼の規格Ｙｐ≧３３５Ｎ／ｍｍ2 に
対し耐火鋼としてはＹｐ600 ≧２３５（＝３３５×０．
７）Ｎ／ｍｍ2 が必要でこのためには［Ｍｏ］C ≧８．
５であることが必要である。
【００１７】さらに、溶接金属のじん性を良好にするに
はフラックスの塩基度を大きくすることが必要である。
フラックスの塩基度は溶接金属中の酸素量の尺度であ
る。すなわち、塩基度が大きくなるほど溶接金属中の酸
素量が減少し、粒界の初析フェライトが減少してじん性
が向上する。一方、粒界の初析フェライトが減少すれば
Ｅｌ600 が減少する。すなわち、塩基度が小さくなるほ
ど溶接金属中の酸素量が増加し、粒界の初析フェライト
が増加してＥｌ600 は増加するがじん性が劣化する。い
ま塩基度としてＢｎ＝（０．１０８ＣａＯ＋０．０６８
ＭｎＯ＋０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／
（０．１０５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3 ＋０．０
８０ＴｉＯ2 ）を用いれば良好なじん性を得るためには
Ｂｎ≧０．６０が必要であり、一方、良好なＥｌ600 を
得るためにはＢｎ≦１．６０が必要である。すなわち、
０．６０≦Ｂｎ≦１．６０となる。
はフラックスの塩基度を大きくすることが必要である。
フラックスの塩基度は溶接金属中の酸素量の尺度であ
る。すなわち、塩基度が大きくなるほど溶接金属中の酸
素量が減少し、粒界の初析フェライトが減少してじん性
が向上する。一方、粒界の初析フェライトが減少すれば
Ｅｌ600 が減少する。すなわち、塩基度が小さくなるほ
ど溶接金属中の酸素量が増加し、粒界の初析フェライト
が増加してＥｌ600 は増加するがじん性が劣化する。い
ま塩基度としてＢｎ＝（０．１０８ＣａＯ＋０．０６８
ＭｎＯ＋０．１００ＭｇＯ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／
（０．１０５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3 ＋０．０
８０ＴｉＯ2 ）を用いれば良好なじん性を得るためには
Ｂｎ≧０．６０が必要であり、一方、良好なＥｌ600 を
得るためにはＢｎ≦１．６０が必要である。すなわち、
０．６０≦Ｂｎ≦１．６０となる。
【００１８】以下に本発明における成分元素と添加量を
説明するが、本発明が対象とする鋼板はＭｏ、ＮｂとＢ
で十分な高温耐力を得ることが特徴である。Ｃは常温強
度の確保ならびにＭｏ、Ｎｂの添加効果を発揮させるた
めに必要であり０．０４％が下限である。また、０．１
５％を超えると高温割れ感受性が増加するとともにじん
性が劣化する。
説明するが、本発明が対象とする鋼板はＭｏ、ＮｂとＢ
で十分な高温耐力を得ることが特徴である。Ｃは常温強
度の確保ならびにＭｏ、Ｎｂの添加効果を発揮させるた
めに必要であり０．０４％が下限である。また、０．１
５％を超えると高温割れ感受性が増加するとともにじん
性が劣化する。
【００１９】Ｓｉは脱酸元素として０．０５％以上の添
加が必要であるが０．５％を超えると溶接金属のじん性
を劣化させる。
加が必要であるが０．５％を超えると溶接金属のじん性
を劣化させる。
【００２０】Ｍｎは強度およびじん性を確保するために
不可欠であり０．５％以上の添加が必要である。一方、
１．７％を超えると、高温割れ感受性が増加するととも
にじん性が劣化する。
不可欠であり０．５％以上の添加が必要である。一方、
１．７％を超えると、高温割れ感受性が増加するととも
にじん性が劣化する。
【００２１】ＭｏおよびＮｂは十分な高温耐力を確保す
るために添加するがＭｏは０．００５以上、Ｎｂは０．
００１％以上必要である。Ｍｏ，Ｎｂが過多になると、
常温強度が高くなりすぎじん性が劣化するのでＭｏは
０．６％以下、Ｎｂは０．０５％以下にする必要があ
る。
るために添加するがＭｏは０．００５以上、Ｎｂは０．
００１％以上必要である。Ｍｏ，Ｎｂが過多になると、
常温強度が高くなりすぎじん性が劣化するのでＭｏは
０．６％以下、Ｎｂは０．０５％以下にする必要があ
る。
【００２２】Ｖは常温強度の確保に必要であり０．００
５％が下限である。また、０．２％を越えるとじん性が
劣化する。
５％が下限である。また、０．２％を越えるとじん性が
劣化する。
【００２３】ＡｌおよびＴｉは脱酸元素であり、かつじ
ん性確保に重要な元素でありＡｌは０．０２６％以上、
Ｔｉは０．００１％以上の添加が必要である。しかしな
がら過剰に添加すると溶接金属の高温伸びを劣化させる
のでＡｌは０．１０％以下、Ｔｉは０．０４％以下にす
る必要がある。
ん性確保に重要な元素でありＡｌは０．０２６％以上、
Ｔｉは０．００１％以上の添加が必要である。しかしな
がら過剰に添加すると溶接金属の高温伸びを劣化させる
のでＡｌは０．１０％以下、Ｔｉは０．０４％以下にす
る必要がある。
【００２４】Ｂはじん性向上および高温耐力の確保に重
要であり０．０００５％以上の添加が必要である。しか
しながら過多になると溶接金属の高温伸びを劣化させる
ので０．００３０％以下にする必要がある。
要であり０．０００５％以上の添加が必要である。しか
しながら過多になると溶接金属の高温伸びを劣化させる
ので０．００３０％以下にする必要がある。
【００２５】次にワイヤの各特定値は鋼板と同様に定め
られる。しかしＭｏ、ＮｂおよびＶはフラックスからも
添加が可能であるから特に下限は規定しない。また、本
発明ワイヤには以上規定した成分以外としては、Ｎｉを
１％以下、Ｃｒを０．５％以下、Ｃｕをめっきも含め
０．７０％以下、Ｐを０．０２５％以下、Ｓを０．０１
５％以下を許容できる。その他残部はＦｅおよび不可避
的不純物である。
られる。しかしＭｏ、ＮｂおよびＶはフラックスからも
添加が可能であるから特に下限は規定しない。また、本
発明ワイヤには以上規定した成分以外としては、Ｎｉを
１％以下、Ｃｒを０．５％以下、Ｃｕをめっきも含め
０．７０％以下、Ｐを０．０２５％以下、Ｓを０．０１
５％以下を許容できる。その他残部はＦｅおよび不可避
的不純物である。
【００２６】
【実施例】以下実施例により、本発明の効果をさらに具
体的に示す。鋼板は表１に示すＰ１〜Ｐ３の３種類、ワ
イヤは表２に示すＷ１〜Ｗ５の５種類の組成のものを用
いた。フラックスは表３のＦ１〜Ｆ８の８種類のものを
作製した。このうちＦ１〜Ｆ５は本発明のフラックス、
Ｆ６〜Ｆ８は本発明の効果を明確にするための比較例の
フラックスである。
体的に示す。鋼板は表１に示すＰ１〜Ｐ３の３種類、ワ
イヤは表２に示すＷ１〜Ｗ５の５種類の組成のものを用
いた。フラックスは表３のＦ１〜Ｆ８の８種類のものを
作製した。このうちＦ１〜Ｆ５は本発明のフラックス、
Ｆ６〜Ｆ８は本発明の効果を明確にするための比較例の
フラックスである。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】開先形状は図３に示すＹ開先である。図中
のθ＝３５°、ｔ1 ＝４０ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ、ｔ2 ＝２
５ｍｍである。この開先に２電極で、Ｌ極は１７００
Ａ、３６Ｖ、Ｔ極は１３００Ａ、４６Ｖ、Ｌ極とＴ極の
間隔は６０ｍｍ、溶接速度２５０ｍｍ／ｍｉｎで予熱を
行わずに溶接した。
のθ＝３５°、ｔ1 ＝４０ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ、ｔ2 ＝２
５ｍｍである。この開先に２電極で、Ｌ極は１７００
Ａ、３６Ｖ、Ｔ極は１３００Ａ、４６Ｖ、Ｌ極とＴ極の
間隔は６０ｍｍ、溶接速度２５０ｍｍ／ｍｉｎで予熱を
行わずに溶接した。
【００３１】溶接終了後、板表面１０ｍｍ下の溶接部よ
りＪＩＳ Ａ１号引張試験片を１個、ＪＩＳ４号Ｖノッ
チシャルピー試験片を３個、高温引張試験片（６ｍｍ
径）１個および分析試料ををそれぞれ採取して供試し
た。溶接金属の化学成分を表４および表５に機械的性質
の試験結果を表６および表７に示す。
りＪＩＳ Ａ１号引張試験片を１個、ＪＩＳ４号Ｖノッ
チシャルピー試験片を３個、高温引張試験片（６ｍｍ
径）１個および分析試料ををそれぞれ採取して供試し
た。溶接金属の化学成分を表４および表５に機械的性質
の試験結果を表６および表７に示す。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【表７】
【００３６】表４ないし表７の中で番号１〜１６は本発
明の実施例、番号１７〜３０は本発明の効果を明確にす
るための比較例である。これらの結果、本発明の実施例
１〜１６はＴｓRT、Ｙｐ600 、Ｅｌ600 およびｖＥ０℃
のいずれも良好な値を示し問題はなかった。
明の実施例、番号１７〜３０は本発明の効果を明確にす
るための比較例である。これらの結果、本発明の実施例
１〜１６はＴｓRT、Ｙｐ600 、Ｅｌ600 およびｖＥ０℃
のいずれも良好な値を示し問題はなかった。
【００３７】比較例のうち１７は（２）式を満足しない
ためＹｐ600 が劣化した。また比較例のうち１８、１
９、２１、２４、２６、２７、および２８は（３）式を
満足しないためＥｌ600 が劣化した。また比較例のうち
２０は（１）式の上限を越えたためＴｓRTが過大となっ
た。さらに比較例のうち２２、２３および２５は（４）
式を満足しないためＴｓRTが過大となった。また比較例
のうち２９および３０は（１）式の下限を割ったためｖ
Ｅ０℃が劣化した。
ためＹｐ600 が劣化した。また比較例のうち１８、１
９、２１、２４、２６、２７、および２８は（３）式を
満足しないためＥｌ600 が劣化した。また比較例のうち
２０は（１）式の上限を越えたためＴｓRTが過大となっ
た。さらに比較例のうち２２、２３および２５は（４）
式を満足しないためＴｓRTが過大となった。また比較例
のうち２９および３０は（１）式の下限を割ったためｖ
Ｅ０℃が劣化した。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明を用いれば、
実施例にも示した通り建築や橋梁分野において各種構造
物に用いる耐火性に優れる耐火鋼を用いたボックス柱の
角継手サブマージアーク溶接方法において、溶接入熱１
０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接した場合、６
００℃での耐力及び高温伸びに優れかつ良好なじん性の
継手が得られ、大型構造物の溶接に貢献するところが大
である。
実施例にも示した通り建築や橋梁分野において各種構造
物に用いる耐火性に優れる耐火鋼を用いたボックス柱の
角継手サブマージアーク溶接方法において、溶接入熱１
０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接した場合、６
００℃での耐力及び高温伸びに優れかつ良好なじん性の
継手が得られ、大型構造物の溶接に貢献するところが大
である。
【図１】溶接金属のＣｅｑ、［Ｂ］C と６００℃の引張
試験の伸びの関係を示すグラフ
試験の伸びの関係を示すグラフ
【図２】溶接金属の［Ｍｏ］C と６００℃の耐力（Ｙｐ
600 ）との関係を示したグラフ
600 ）との関係を示したグラフ
【図３】実施例で用いた溶接試験板の開先形状を示す断
面図
面図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/14 Ｃ２２Ｃ 38/14 (72)発明者 松谷 直明 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％（以下同じ）で、 Ｃ ：０．０４〜０．１５％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５％、 Ｍｎ：０．５〜１．７％、 Ｍｏ：０．００５〜０．６％、 Ｎｂ：０．００１〜０．０５％、 Ｖ ：０．００５〜０．２％、 Ａｌ：０．０２６〜０．１０％、 Ｔｉ：０．００１〜０．０４％、Ｂ ：０．０００５〜
０．００３０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物
からなる耐火鋼を溶接するためのサブマージアーク溶接
方法であって、下記式（１）、（２）、（３）および
（４）を満足するサブマージアーク溶接用フラックス
と、同じく下記式（２）、（３）および（４）を満足し
かつ、 Ｃ ：０．０１〜０．１０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．５％、 Ｍｎ：０．４〜２．５％、 Ｍｏ：０．５％以下、 Ｎｂ：０．０５％以下、 Ｖ ：０．０２％以下、 Ａｌ：０．００３〜０．０３０％、 Ｔｉ：０．００１〜０．０４％、 Ｂ ：０．００１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不
可避不純物からなるサブマージアーク溶接用ワイヤとを
組合わせて行うことを特徴とするサブマージアーク溶接
方法。 ０．６０≦Ｂｎ≦１．６０ ・・・・・（１） ここで、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2 、ＳｉＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 をそれぞれフラックス中のＣ
ａＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、ＴｉＯ2 の重量％による含有量としたとき、 Ｂｎ＝（０．１０８ＣａＯ＋０．０６８ＭｎＯ＋０．１００ＭｇＯ ＋０．０７８ＣａＦ2 ）／（０．１０５ＳｉＯ2 ＋０．００２Ａｌ2 Ｏ3 ＋０．０８０ＴｉＯ2 ） ［Ｍｏ］C ≧８．５ ・・・・・（２） ここで、［Ｍｏ］W をワイヤ中の、［Ｍｏ］P を母材中
の、また（Ｍｏ）F をフラックス中のそれぞれ重量％に
よるＭｏ含有量としたとき、 ［Ｍｏ］C ＝４３［Ｍｏ］W ＋５５［Ｍｏ］P ＋１８（Ｍｏ）F ［Ｂ］C ＋２１３．３Ｃｅｑ≧１１２．５ ・・・・・（３） ここで、［Ｂ］W をワイヤ中の、また［Ｂ］P を母材中
の重量％によるＢ含有量、また（Ｂ2 Ｏ3 ）F をフラッ
クス中の重量％によるＢ2 Ｏ3 含有量としたとき、 ［Ｂ］C ＝４３００［Ｂ］W ＋５５００［Ｂ］P ＋１２０（Ｂ2 Ｏ3 ）F Ｃｅｑ≦０．４１５ ・・・・・（４） ここで、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＢをそれぞ
れ溶接金属中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＢの
重量％による含有量としたとき、 Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋（Ｍｏ＋Ｎｂ）／
５＋５Ｂ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5824696A JPH09225682A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 耐火鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5824696A JPH09225682A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 耐火鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225682A true JPH09225682A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=13078772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5824696A Ceased JPH09225682A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 耐火鋼のサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09225682A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001486A (ja) * | 2001-04-11 | 2003-01-08 | Kawasaki Steel Corp | サブマージアーク溶接用フラックスおよびサブマージアーク溶接継手の製造方法。 |
| JP2005028409A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-02-03 | Jfe Steel Kk | サブマージアーク溶接方法 |
| JP2006212676A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | ２電極大入熱サブマージアーク溶接方法 |
| JP2007107055A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Nippon Steel Corp | 高温強度と靭性に優れた耐火構造用溶接継手 |
| JP2012077340A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kobe Steel Ltd | 引張強度９８０ＭＰａ以上で、多層盛継手の低温靭性に優れた高強度鋼板 |
| CN102615451A (zh) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用粘结焊剂和实芯焊丝以及低温用钢的埋弧焊方法 |
| CN104625342A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种屈服强度为500MPa级高性能桥梁钢角的焊缝焊接工艺 |
| CN109967840A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-05 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高强度建筑结构用钢q420gjd埋弧自动焊焊接工艺 |
| CN110280925A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-27 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种用于高层建筑结构耐火钢的埋弧焊丝 |
| CN110666311A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-01-10 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种多元复合微合金化节钼型耐火钢高效焊接工艺 |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP5824696A patent/JPH09225682A/ja not_active Ceased
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001486A (ja) * | 2001-04-11 | 2003-01-08 | Kawasaki Steel Corp | サブマージアーク溶接用フラックスおよびサブマージアーク溶接継手の製造方法。 |
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| JP4562359B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2010-10-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | サブマージアーク溶接方法 |
| JP2006212676A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | ２電極大入熱サブマージアーク溶接方法 |
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| JP2012077340A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kobe Steel Ltd | 引張強度９８０ＭＰａ以上で、多層盛継手の低温靭性に優れた高強度鋼板 |
| CN102615451A (zh) * | 2011-01-31 | 2012-08-01 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用粘结焊剂和实芯焊丝以及低温用钢的埋弧焊方法 |
| CN104625342A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种屈服强度为500MPa级高性能桥梁钢角的焊缝焊接工艺 |
| CN109967840A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-05 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高强度建筑结构用钢q420gjd埋弧自动焊焊接工艺 |
| CN110280925A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-27 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种用于高层建筑结构耐火钢的埋弧焊丝 |
| CN110280925B (zh) * | 2019-07-16 | 2021-08-10 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种用于高层建筑结构耐火钢的埋弧焊丝 |
| CN110666311A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-01-10 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种多元复合微合金化节钼型耐火钢高效焊接工艺 |
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