JPH09277088A - ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤInfo
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- JPH09277088A JPH09277088A JP11710196A JP11710196A JPH09277088A JP H09277088 A JPH09277088 A JP H09277088A JP 11710196 A JP11710196 A JP 11710196A JP 11710196 A JP11710196 A JP 11710196A JP H09277088 A JPH09277088 A JP H09277088A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全姿勢溶接が可能で良好な溶接作業性が得ら
れ、かつ低温靱性をより低温域まで確保し、さらに溶接
後熱処理による低温靱性の脆化を改善したガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。 【解決手段】 鋼製外皮にフラックスを充填してなるガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて
ワイヤ中にＢａ、Ｍｇ、Ｓｒの弗化物の２種または３種
を合計１．５％以下、弗化物／酸化物：０．２以下、酸
化物：４．０〜８．０％、ＴｉＯ2：４．０〜６．０
％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：０．０８％以下、Ｖ：
０．１０％以下、Ｍｇ：０．２〜１．０％、Ｎｉ：２．
７〜５．０％、Ｂ：０．００４〜０．０１０％の範囲に
規定する。
れ、かつ低温靱性をより低温域まで確保し、さらに溶接
後熱処理による低温靱性の脆化を改善したガスシールド
アーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。 【解決手段】 鋼製外皮にフラックスを充填してなるガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて
ワイヤ中にＢａ、Ｍｇ、Ｓｒの弗化物の２種または３種
を合計１．５％以下、弗化物／酸化物：０．２以下、酸
化物：４．０〜８．０％、ＴｉＯ2：４．０〜６．０
％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：０．０８％以下、Ｖ：
０．１０％以下、Ｍｇ：０．２〜１．０％、Ｎｉ：２．
７〜５．０％、Ｂ：０．００４〜０．０１０％の範囲に
規定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温域において
全姿勢溶接が可能で、良好な溶接作業性が得られ、低温
靱性が確保でき、さらに残留応力の緩和を目的として行
われる溶接後熱処理（以下 ＰＷＨＴ（ｐｏｓｔ−ｗｅ
ｌｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）という）によっ
ても低温靱性が劣化しないガスシールドアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤに関するものである。
全姿勢溶接が可能で、良好な溶接作業性が得られ、低温
靱性が確保でき、さらに残留応力の緩和を目的として行
われる溶接後熱処理（以下 ＰＷＨＴ（ｐｏｓｔ−ｗｅ
ｌｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）という）によっ
ても低温靱性が劣化しないガスシールドアーク溶接用フ
ラックス入りワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チタニヤ系フラックスを充填材として使
用したフラックス入りワイヤは、シールドガスとしてＣ
Ｏ2 またはＡｒ−ＣＯ2 混合ガスを使用する全姿勢溶接
が可能で、優れたビード外観、ビード形状を与えると共
に良好な溶接作業性が得られ、また作業能率の向上が得
られ、海洋構造物、造船等の溶接に広く用いられる。し
かしチタニヤ系フラックスの欠点は、溶接金属中の酸素
量が低下しないため極低温域での低温靱性の確保が難し
く、下記の改善方法が開示されている。
用したフラックス入りワイヤは、シールドガスとしてＣ
Ｏ2 またはＡｒ−ＣＯ2 混合ガスを使用する全姿勢溶接
が可能で、優れたビード外観、ビード形状を与えると共
に良好な溶接作業性が得られ、また作業能率の向上が得
られ、海洋構造物、造船等の溶接に広く用いられる。し
かしチタニヤ系フラックスの欠点は、溶接金属中の酸素
量が低下しないため極低温域での低温靱性の確保が難し
く、下記の改善方法が開示されている。
【０００３】（１）特公昭５６−６８４０号公報では、
チタニヤ系フラックスにＴｉ、Ｂを添加して低温靱性の
改善を図った発明が開示されているが、極低温域では良
好な低温靱性が得られなかった。
チタニヤ系フラックスにＴｉ、Ｂを添加して低温靱性の
改善を図った発明が開示されているが、極低温域では良
好な低温靱性が得られなかった。
【０００４】（２）特公昭５９−４４１５９号公報で
は、チタニヤ系フラックスにＴｉ、Ｂ、Ｍｇを複合添加
して低温靱性の改善を図った発明が開示されているが、
極低温域では良好な低温靱性が得られなかった。
は、チタニヤ系フラックスにＴｉ、Ｂ、Ｍｇを複合添加
して低温靱性の改善を図った発明が開示されているが、
極低温域では良好な低温靱性が得られなかった。
【０００５】（３）特公平２−１５３２０号公報では、
チタニヤ系フラックスにおいてＡｌ、Ｎを限定すること
により低温靱性の改善が図られたが、極低温域では良好
な低温靱性が得られなかった。
チタニヤ系フラックスにおいてＡｌ、Ｎを限定すること
により低温靱性の改善が図られたが、極低温域では良好
な低温靱性が得られなかった。
【０００６】（４）特開平５−３２９６８４号公報で
は、ガスシールド溶接用塩基性フラックス入りワイヤの
技術が開示されているが、塩基性フラックスでは溶接金
属中の酸素量が低いため極低温域での低温靱性は良好で
あるが、全姿勢溶接が不可能であり溶接作業性が悪く、
さらにＰＷＨＴによって低温靱性が劣化する。
は、ガスシールド溶接用塩基性フラックス入りワイヤの
技術が開示されているが、塩基性フラックスでは溶接金
属中の酸素量が低いため極低温域での低温靱性は良好で
あるが、全姿勢溶接が不可能であり溶接作業性が悪く、
さらにＰＷＨＴによって低温靱性が劣化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、極低温域
（−１００℃〜−７０℃）において全姿勢溶接が可能で
良好な溶接作業性が得られ、かつ低温靱性をより低温域
まで確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を改
善し、従来ワイヤの欠点を解消し、適用分野を拡大する
ことのできるガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを提供することを目的とする。
（−１００℃〜−７０℃）において全姿勢溶接が可能で
良好な溶接作業性が得られ、かつ低温靱性をより低温域
まで確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を改
善し、従来ワイヤの欠点を解消し、適用分野を拡大する
ことのできるガスシールドアーク溶接用フラックス入り
ワイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するためスラグ剤を従来のチタニヤ−弗化物（Ｂａ
Ｆ2 、ＭｇＦ2 、ＳｒＦ2 の２種または３種を合計１．
５％以下）系とし、ＴｉＯ2 、弗化物／酸化物、酸化
物、Ｃ、Ｎｂ、Ｖ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｂ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｔｉを規定することによりチタニヤ系フラッ
クスの最大の欠点であった溶接金属中の酸素量を低減し
た。また金属組織を粒内フェライト、粒界フェライト混
合組織化し、フェライトを固溶強化し、ＰＷＨＴによる
炭化物の析出を抑制するようにした。これらにより全姿
勢溶接が可能で、良好な溶接作業性を維持しつつ低温靱
性を確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を改
善したことを特徴とする。
解決するためスラグ剤を従来のチタニヤ−弗化物（Ｂａ
Ｆ2 、ＭｇＦ2 、ＳｒＦ2 の２種または３種を合計１．
５％以下）系とし、ＴｉＯ2 、弗化物／酸化物、酸化
物、Ｃ、Ｎｂ、Ｖ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｂ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｔｉを規定することによりチタニヤ系フラッ
クスの最大の欠点であった溶接金属中の酸素量を低減し
た。また金属組織を粒内フェライト、粒界フェライト混
合組織化し、フェライトを固溶強化し、ＰＷＨＴによる
炭化物の析出を抑制するようにした。これらにより全姿
勢溶接が可能で、良好な溶接作業性を維持しつつ低温靱
性を確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を改
善したことを特徴とする。
【０００９】すなわち本発明の要旨とするところは、鋼
製外皮にフラックスを充填してなるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に
対して重量％で、ＴｉＯ2 ：４．０〜６．０％、前記Ｔ
ｉＯ2 を含む酸化物：４．０〜８．０％、Ｂａ、Ｍｇ、
Ｓｒの弗化物の２種または３種の合計：１．５％以下を
含有し、かつ、弗化物／酸化物：０．２以下とし、さら
に、Ｃ：０．１０％以下、Ｎｂ：０．０８％以下、Ｖ：
０．１０％以下、Ｓｉ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．
３〜１．５％、Ｍｇ：０．２〜１．０％、Ｂ：０．００
４〜０．０１０％、Ｎｉ：２．７〜５．０％、Ｃｕ：
０．１〜０．３％を含有し、必要に応じてさらにＡｌ：
０．０１〜０．０３％、Ｔｉ：０．０５〜０．１０％の
１種または２種を含有し、残部は鉄粉および不可避的不
純物からなるフラックスが充填されていることを特徴と
する極低温域において良好な溶接作業性が得られるガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。
製外皮にフラックスを充填してなるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に
対して重量％で、ＴｉＯ2 ：４．０〜６．０％、前記Ｔ
ｉＯ2 を含む酸化物：４．０〜８．０％、Ｂａ、Ｍｇ、
Ｓｒの弗化物の２種または３種の合計：１．５％以下を
含有し、かつ、弗化物／酸化物：０．２以下とし、さら
に、Ｃ：０．１０％以下、Ｎｂ：０．０８％以下、Ｖ：
０．１０％以下、Ｓｉ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．
３〜１．５％、Ｍｇ：０．２〜１．０％、Ｂ：０．００
４〜０．０１０％、Ｎｉ：２．７〜５．０％、Ｃｕ：
０．１〜０．３％を含有し、必要に応じてさらにＡｌ：
０．０１〜０．０３％、Ｔｉ：０．０５〜０．１０％の
１種または２種を含有し、残部は鉄粉および不可避的不
純物からなるフラックスが充填されていることを特徴と
する極低温域において良好な溶接作業性が得られるガス
シールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は以下のような検討結果に
もとづいてなされたものである。すなわち上述したごと
く、チタニヤ系フラックス入りワイヤは全姿勢溶接可能
で、溶接作業性が優れているが、溶接金属中の酸素量が
高く、５００ｐｐｍ以下には低減できないため低温靱性
が確保できない。一方、弗化物系フラックス入りワイヤ
では溶接金属中の酸素量を４００ｐｐｍ以下に低減で
き、低温靱性の確保はできるが、溶接作業性が悪く、全
姿勢溶接は不可能である。さらに、ＰＷＨＴによって炭
化物が析出し、低温靱性が劣化した。そこで、本発明者
等はさらに実験を重ね以下の事実を見出した。
もとづいてなされたものである。すなわち上述したごと
く、チタニヤ系フラックス入りワイヤは全姿勢溶接可能
で、溶接作業性が優れているが、溶接金属中の酸素量が
高く、５００ｐｐｍ以下には低減できないため低温靱性
が確保できない。一方、弗化物系フラックス入りワイヤ
では溶接金属中の酸素量を４００ｐｐｍ以下に低減で
き、低温靱性の確保はできるが、溶接作業性が悪く、全
姿勢溶接は不可能である。さらに、ＰＷＨＴによって炭
化物が析出し、低温靱性が劣化した。そこで、本発明者
等はさらに実験を重ね以下の事実を見出した。
【００１１】（１）スラグ剤をチタニヤ系からチタニヤ
−弗化物系とし、さらに弗化物／酸化物、酸化物量、Ｍ
ｇ量を規定することにより、良好な溶接作業性を持ちつ
つ、全姿勢溶接は可能で、溶接金属中の酸素量を３５０
ｐｐｍ以下に低減できた。
−弗化物系とし、さらに弗化物／酸化物、酸化物量、Ｍ
ｇ量を規定することにより、良好な溶接作業性を持ちつ
つ、全姿勢溶接は可能で、溶接金属中の酸素量を３５０
ｐｐｍ以下に低減できた。
【００１２】（２）Ｂを一定範囲で添加することによ
り、フリ−Ｂが低温靱性を劣化させる粒界フェライトの
生成を抑制する。
り、フリ−Ｂが低温靱性を劣化させる粒界フェライトの
生成を抑制する。
【００１３】（３）ワイヤ中のＣ、Ｎｂ、Ｖ量を制限す
ることによりＰＷＨＴにより炭化物の生成が抑制され、
ＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止できることがわか
った。
ることによりＰＷＨＴにより炭化物の生成が抑制され、
ＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止できることがわか
った。
【００１４】（４）ワイヤ中にＮｉを一定範囲で添加す
ることにより、フェライトのマトリックスが強化され、
低温靱性を確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣
化を防止する。
ることにより、フェライトのマトリックスが強化され、
低温靱性を確保し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣
化を防止する。
【００１５】そこで、全姿勢溶接可能で、良好な溶接作
業性を維持し、低温靱性改善のため溶接金属中の酸素量
を低減し、金属組織中の粒界フェライトを抑制し、さら
にＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止するには、スラ
グ剤をチタニヤ−弗化物系にし、酸素源となる酸化物量
および弗化物／酸化物を規定すること、さらに脱酸剤と
してＭｇを制限範囲で添加すること、さらにＣ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｎｉ、Ｂを一定範囲で添加することが重要であるこ
とがわかった。それによって全姿勢溶接が可能で、良好
な溶接作業性を維持しつつ溶接金属中の酸素量を低減
し、ＰＷＨＴにより炭化物の析出を抑制し、フェライト
のマトリックスを強化し、金属組織中の粒界フェライト
を抑制することに成功し、極低温域での低温靱性を改善
し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止するこ
とに成功した。以下に本発明における成分限定理由につ
いて述べる。
業性を維持し、低温靱性改善のため溶接金属中の酸素量
を低減し、金属組織中の粒界フェライトを抑制し、さら
にＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止するには、スラ
グ剤をチタニヤ−弗化物系にし、酸素源となる酸化物量
および弗化物／酸化物を規定すること、さらに脱酸剤と
してＭｇを制限範囲で添加すること、さらにＣ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｎｉ、Ｂを一定範囲で添加することが重要であるこ
とがわかった。それによって全姿勢溶接が可能で、良好
な溶接作業性を維持しつつ溶接金属中の酸素量を低減
し、ＰＷＨＴにより炭化物の析出を抑制し、フェライト
のマトリックスを強化し、金属組織中の粒界フェライト
を抑制することに成功し、極低温域での低温靱性を改善
し、さらにＰＷＨＴによる低温靱性の劣化を防止するこ
とに成功した。以下に本発明における成分限定理由につ
いて述べる。
【００１６】ＴｉＯ2 ：４．０〜６．０％ ＴｉＯ2 は溶接ビードを整えるスラグ形成剤としての性
質を示し、全姿勢溶接を可能にすると共にアーク安定剤
としても作用する。また、金属組織上で高靱性の得られ
る粒内フェライトの生成核となるＴｉ酸化物を生成す
る。これは溶融プール形成時にＴｉＯ2 が還元され、生
成したＴｉが凝固過程で酸化物となり残留している脱酸
剤と複合酸化物を形成する。ＴｉＯ2 がワイヤ全重量に
対して４．０％未満では、立向溶接でのビード形成が困
難になる。一方、６．０％超では、溶接金属中の酸素量
が増加し、低温靱性が劣化するため、ＴｉＯ2 は４．０
〜６．０％とした。
質を示し、全姿勢溶接を可能にすると共にアーク安定剤
としても作用する。また、金属組織上で高靱性の得られ
る粒内フェライトの生成核となるＴｉ酸化物を生成す
る。これは溶融プール形成時にＴｉＯ2 が還元され、生
成したＴｉが凝固過程で酸化物となり残留している脱酸
剤と複合酸化物を形成する。ＴｉＯ2 がワイヤ全重量に
対して４．０％未満では、立向溶接でのビード形成が困
難になる。一方、６．０％超では、溶接金属中の酸素量
が増加し、低温靱性が劣化するため、ＴｉＯ2 は４．０
〜６．０％とした。
【００１７】酸化物：４．０〜８．０％（ＴｉＯ2 を含
む） 本発明では、スラグ形成剤としてＴｉＯ2 の他にＳｉＯ
2 、ＦｅＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 また、ＣａＣＯ3 な
どの炭酸塩での酸化物を併用することができるが、酸化
物の添加量が８．０％超では、スラグ巻き込みを起こし
易く、かつ溶接金属中の酸素量を増加させ、低温靱性を
劣化させるため酸化物の添加量を８．０％以下とした。
なお酸化物量の下限は前記ＴｉＯ2 の下限である４．０
％になる。
む） 本発明では、スラグ形成剤としてＴｉＯ2 の他にＳｉＯ
2 、ＦｅＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 また、ＣａＣＯ3 な
どの炭酸塩での酸化物を併用することができるが、酸化
物の添加量が８．０％超では、スラグ巻き込みを起こし
易く、かつ溶接金属中の酸素量を増加させ、低温靱性を
劣化させるため酸化物の添加量を８．０％以下とした。
なお酸化物量の下限は前記ＴｉＯ2 の下限である４．０
％になる。
【００１８】弗化物：Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ弗化物の２種ま
たは３種の合計１．５％以下 Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ弗化物は、スラグ剤として溶接金属を
被包し、ビード形状を良好にすると共に溶融金属内の不
純物を浮上させて溶接金属を清浄化し低温靱性を向上さ
せる。Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ弗化物の２種または３種がワイ
ヤ全重量に対して、０．３％程度以上であれば効果があ
るが、１．５％超になると立向溶接時に溶融金属が垂れ
下がりビード形成が不可能になるので、その範囲を１．
５％以下とした。
たは３種の合計１．５％以下 Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ弗化物は、スラグ剤として溶接金属を
被包し、ビード形状を良好にすると共に溶融金属内の不
純物を浮上させて溶接金属を清浄化し低温靱性を向上さ
せる。Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ弗化物の２種または３種がワイ
ヤ全重量に対して、０．３％程度以上であれば効果があ
るが、１．５％超になると立向溶接時に溶融金属が垂れ
下がりビード形成が不可能になるので、その範囲を１．
５％以下とした。
【００１９】弗化物／酸化物：０．２以下 弗化物／酸化物が０．２超では立向溶接において溶融金
属が垂れ下がりビード形成が困難になり、さらにスパッ
タが多く、アーク安定性、ビード形状、スラグ剥離性が
悪くなる。したがって弗化物／酸化物を０．２以下にし
た。なお、弗化物としては前記において規定したＢａＦ
2 、ＭｇＦ2 、ＳｒＦ2 の他に、ＣａＦ2 、ＭｎＦ2 や
アルカリ金属弗化物としてＫ2 ＳｉＦ6 、ＮａＦ、Ｎａ
2 ＳｉＦ6 、Ｎａ3 ＡｌＦ6 等が併用できる。またここ
での酸化物は前記において規定したＴｉＯ2 を含むすべ
て酸化物量である。
属が垂れ下がりビード形成が困難になり、さらにスパッ
タが多く、アーク安定性、ビード形状、スラグ剥離性が
悪くなる。したがって弗化物／酸化物を０．２以下にし
た。なお、弗化物としては前記において規定したＢａＦ
2 、ＭｇＦ2 、ＳｒＦ2 の他に、ＣａＦ2 、ＭｎＦ2 や
アルカリ金属弗化物としてＫ2 ＳｉＦ6 、ＮａＦ、Ｎａ
2 ＳｉＦ6 、Ｎａ3 ＡｌＦ6 等が併用できる。またここ
での酸化物は前記において規定したＴｉＯ2 を含むすべ
て酸化物量である。
【００２０】Ｃ：０．１％以下 Ｃは脱酸剤としての効果があり、さらに溶接金属の強度
を改善する上で効果がある。しかしながらＣが多過ぎる
とＰＷＨＴにより溶接金属中に炭化物が析出し低温靱性
を劣化させるため、ワイヤ全重量に対して０．１％以下
とした。
を改善する上で効果がある。しかしながらＣが多過ぎる
とＰＷＨＴにより溶接金属中に炭化物が析出し低温靱性
を劣化させるため、ワイヤ全重量に対して０．１％以下
とした。
【００２１】Ｎｂ：０．０８％以下 Ｎｂは脱酸補助作用としての効果があり、さらに溶接金
属の強度を改善する上で効果があり、０．０１％程度以
上添加される。しかしながらワイヤ全重量に対して０．
０８％超では、ＰＷＨＴよってＮｂ炭化物を析出し、図
１のグラフに実験結果を示したように低温靱性を劣化さ
せるため、０．０８％以下とした。
属の強度を改善する上で効果があり、０．０１％程度以
上添加される。しかしながらワイヤ全重量に対して０．
０８％超では、ＰＷＨＴよってＮｂ炭化物を析出し、図
１のグラフに実験結果を示したように低温靱性を劣化さ
せるため、０．０８％以下とした。
【００２２】Ｖ：０．１％以下 Ｖは脱酸補助作用があり、オ−ステナイト結晶粒を微細
化するとともに結晶粒の成長を抑制し、さらに強度を改
善させる効果があり、０．０１％程度以上添加される。
しかしながらワイヤ全重量に対して、０．１％超ではＰ
ＷＨＴによってＶ炭化物が析出し、図２のグラフに実験
結果を示すように低温靱性を劣化させるため０．１％以
下とした。
化するとともに結晶粒の成長を抑制し、さらに強度を改
善させる効果があり、０．０１％程度以上添加される。
しかしながらワイヤ全重量に対して、０．１％超ではＰ
ＷＨＴによってＶ炭化物が析出し、図２のグラフに実験
結果を示すように低温靱性を劣化させるため０．１％以
下とした。
【００２３】Ｓｉ：０．１〜０．８％ Ｓｉは脱酸剤として溶接金属中の酸素量を低減させる効
果がある。しかしながら０．１％未満ではその効果が不
十分で、０．８％超では低温靱性を劣化させるので、そ
の範囲を０．１〜０．８％とした。
果がある。しかしながら０．１％未満ではその効果が不
十分で、０．８％超では低温靱性を劣化させるので、そ
の範囲を０．１〜０．８％とした。
【００２４】Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｍｎは脱酸作用を促進させ、溶融金属の流動性を改善す
る上で効果があり、また強度を改善する上でも効果があ
る。さらに、金属組織の上で粒内フェライト生成の補助
作用がある。しかし０．３％未満では脱酸効果が不十分
であり、また粒界フェライトが多量に生成し低温靱性を
劣化させる。一方１．５％超では、組織中にラス状ベイ
ナイトが多量に生成し低温靱性を劣化させるため、その
範囲を０．３〜１．５％とした。
る上で効果があり、また強度を改善する上でも効果があ
る。さらに、金属組織の上で粒内フェライト生成の補助
作用がある。しかし０．３％未満では脱酸効果が不十分
であり、また粒界フェライトが多量に生成し低温靱性を
劣化させる。一方１．５％超では、組織中にラス状ベイ
ナイトが多量に生成し低温靱性を劣化させるため、その
範囲を０．３〜１．５％とした。
【００２５】Ｍｇ：０．２〜１．０％ Ｍｇは高温のアーク中において酸素と反応し、ワイヤ先
端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。その結果、脱酸
生成物が溶融池内に残留せず、さらに溶融池内で反応す
るＳｉ、Ｍｎの脱酸反応を助け、溶接金属中の酸素量を
減少させる効果がある。しかし、０．２％未満では上記
の効果が不十分であり、また１．０％超では立向溶接で
は溶融金属の粘性が上がり、スパッタが多く、ビード形
状、スラグ剥離性が悪く、その範囲を０．２〜１．０％
とした。
端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。その結果、脱酸
生成物が溶融池内に残留せず、さらに溶融池内で反応す
るＳｉ、Ｍｎの脱酸反応を助け、溶接金属中の酸素量を
減少させる効果がある。しかし、０．２％未満では上記
の効果が不十分であり、また１．０％超では立向溶接で
は溶融金属の粘性が上がり、スパッタが多く、ビード形
状、スラグ剥離性が悪く、その範囲を０．２〜１．０％
とした。
【００２６】Ｂ：０．００４〜０．０１０％ Ｂはオーステナイト粒界のフリ−Ｂが粒界の変態を遅ら
せて、金属組織中の粒界フェライトの生成を抑制し、ま
たＢＮとしてＮを固定させる効果がある。その量が０．
００４％未満では、粒界フェライト抑制効果が不十分
で、一方、０．０１０％超ではベイナイト組織となるの
でその範囲を０．００４〜０．０１０％とした。
せて、金属組織中の粒界フェライトの生成を抑制し、ま
たＢＮとしてＮを固定させる効果がある。その量が０．
００４％未満では、粒界フェライト抑制効果が不十分
で、一方、０．０１０％超ではベイナイト組織となるの
でその範囲を０．００４〜０．０１０％とした。
【００２７】Ｎｉ：２．７〜５．０％ Ｎｉは金属中のフェライトのマトリックスを固溶強化す
る効果があり、低温靱性を確保し、ＰＷＨＴによる低温
靱性の劣化を防止する効果がある。さらにＣｕと共に添
加することにより局部電池の形成を抑制し、耐蝕性向上
効果が得られる。その量が２．７％未満ではＰＷＨＴに
より低温靱性が劣化し、５．０％超では高温割れが起こ
るためその範囲を２．７〜５．０％とした。
る効果があり、低温靱性を確保し、ＰＷＨＴによる低温
靱性の劣化を防止する効果がある。さらにＣｕと共に添
加することにより局部電池の形成を抑制し、耐蝕性向上
効果が得られる。その量が２．７％未満ではＰＷＨＴに
より低温靱性が劣化し、５．０％超では高温割れが起こ
るためその範囲を２．７〜５．０％とした。
【００２８】Ｃｕ：０．１〜０．３％ ＣｕはＮｉとともに添加することにより局部電池の形成
を抑制し、耐蝕性向上効果が得られるが０．１％未満で
は効果が少なく、０．３％超では高温割れが起こるため
その範囲を０．１〜０．３％とした。
を抑制し、耐蝕性向上効果が得られるが０．１％未満で
は効果が少なく、０．３％超では高温割れが起こるため
その範囲を０．１〜０．３％とした。
【００２９】Ａｌ：０．０１〜０．０３％ Ａｌは必要に応じて添加するが、強脱酸剤としての効果
がある。さらに金属組織において粒内フェライトを生成
させる効果がある。その量で０．０１％未満では上記の
効果が不十分で、一方０．０３％超では溶接金属中の酸
素量が逆に増加し、金属組織はベイナイトとなり低温靱
性を劣化するので、その範囲を０．０１〜０．０３％と
した。
がある。さらに金属組織において粒内フェライトを生成
させる効果がある。その量で０．０１％未満では上記の
効果が不十分で、一方０．０３％超では溶接金属中の酸
素量が逆に増加し、金属組織はベイナイトとなり低温靱
性を劣化するので、その範囲を０．０１〜０．０３％と
した。
【００３０】Ｔｉ：０．０５〜０．１０％ Ｔｉは必要に応じて添加するが、強脱酸剤としての効果
があり、さらにＢの酸化消耗を抑制し、高温域でＴｉＮ
を形成しＮを固定するため冷却過程でＢがＢＮとなるこ
とを妨げ、オーステナイト粒界でのフリ−Ｂを確保する
効果がある。その量で０．０５％未満では上記の効果が
不十分で、０．１０％超では炭化物を形成し、低温靱性
を劣化させるためその範囲を０．０５〜０．１０％とし
た。
があり、さらにＢの酸化消耗を抑制し、高温域でＴｉＮ
を形成しＮを固定するため冷却過程でＢがＢＮとなるこ
とを妨げ、オーステナイト粒界でのフリ−Ｂを確保する
効果がある。その量で０．０５％未満では上記の効果が
不十分で、０．１０％超では炭化物を形成し、低温靱性
を劣化させるためその範囲を０．０５〜０．１０％とし
た。
【００３１】鋼製外皮としては、充填加工性の点から深
絞り性の良好な冷間圧延鋼材または熱間圧延鋼材が用い
られる。また、フラックスの充填率は特に限定されない
が、製造上伸線性を考慮してワイヤ重量に対して１０〜
３０％の範囲が最も適当である。なお、ワイヤの断面形
状には何ら制限がなく、２．０ｍｍ以下の細径の場合は
比較的単純な円筒状のものがよく、また２．４〜３．２
ｍｍ程度の太径ワイヤの場合は、フープを内部へ複雑に
折り込んだ構造のものが一般的である。また、シームレ
スワイヤにおいては、Ｃｕメッキ処理を施すことも通電
性に対して有効である。さらに、溶接対象鋼種としては
低温用鋼の溶接に適用することも可能である。
絞り性の良好な冷間圧延鋼材または熱間圧延鋼材が用い
られる。また、フラックスの充填率は特に限定されない
が、製造上伸線性を考慮してワイヤ重量に対して１０〜
３０％の範囲が最も適当である。なお、ワイヤの断面形
状には何ら制限がなく、２．０ｍｍ以下の細径の場合は
比較的単純な円筒状のものがよく、また２．４〜３．２
ｍｍ程度の太径ワイヤの場合は、フープを内部へ複雑に
折り込んだ構造のものが一般的である。また、シームレ
スワイヤにおいては、Ｃｕメッキ処理を施すことも通電
性に対して有効である。さらに、溶接対象鋼種としては
低温用鋼の溶接に適用することも可能である。
【００３２】
【実施例】実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明
する。鋼製外皮を用い、外皮の中空部にフラックスを充
填後伸線し、１．２ｍｍ径に仕上げてフラックス入りワ
イヤを作成した。ワイヤの成分組成を表１ないし表５
に、実験結果を表６および表７に示す。これらの表にお
いて、Ｎｏ．１〜８は比較例であり、Ｎｏ．９〜２４は
本発明の実施例である。
する。鋼製外皮を用い、外皮の中空部にフラックスを充
填後伸線し、１．２ｍｍ径に仕上げてフラックス入りワ
イヤを作成した。ワイヤの成分組成を表１ないし表５
に、実験結果を表６および表７に示す。これらの表にお
いて、Ｎｏ．１〜８は比較例であり、Ｎｏ．９〜２４は
本発明の実施例である。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】
【表６】
【００３９】
【表７】
【００４０】上記のワイヤを用いて、以下の溶接条件で
溶接を行った。 （溶接作業性試験の溶接条件） 溶接姿勢 ：下向、立向 溶接電流 ：直流逆極性 ２７０Ａ（下向）、２２０Ａ（立向） アーク電圧 ：２７Ｖ（下向）、２０Ｖ（立向） シールドガス ：Ａｒ−２０％ＣＯ2 （流量：２５リットル／分） チップ−母材間距離：２０ｍｍ 母材 ：板厚：１２．５ｍｍ、鋼種：ＳＭ−４９０Ｂ 溶接形態 ：平板突合せ溶接（下向）、すみ肉溶接（立向）
溶接を行った。 （溶接作業性試験の溶接条件） 溶接姿勢 ：下向、立向 溶接電流 ：直流逆極性 ２７０Ａ（下向）、２２０Ａ（立向） アーク電圧 ：２７Ｖ（下向）、２０Ｖ（立向） シールドガス ：Ａｒ−２０％ＣＯ2 （流量：２５リットル／分） チップ−母材間距離：２０ｍｍ 母材 ：板厚：１２．５ｍｍ、鋼種：ＳＭ−４９０Ｂ 溶接形態 ：平板突合せ溶接（下向）、すみ肉溶接（立向）
【００４１】 （性能試験の溶接条件） 溶接姿勢 ：下向 溶接電流 ：直流逆極性 ２７０Ａ アーク電圧 ：２７Ｖ 溶接速度 ：２５ｃｍ／分 シールドガス ：Ａｒ−２０％ＣＯ2 （流量：２５リットル／分） チップ−母材間距離：２０ｍｍ 母材 ：板厚：３５ｍｍ、鋼種：ＴｉＯ鋼
【００４２】溶接作業性試験は立向上進性、溶滴移行
性、スパッタ、スラグ被包性、ビード形状等を総合判定
し、良好なものを○、いずれかが劣るものを×とした
（表６、表７）。また性能試験における溶接後の熱処理
温度は、炉内温度を５８０℃に設定し、保持時間を３時
間、昇温速度を５０℃／ｈ、降温速度：−５０℃／ｈで
実施した（ＪＩＳ Ｚ３７００に準拠）。
性、スパッタ、スラグ被包性、ビード形状等を総合判定
し、良好なものを○、いずれかが劣るものを×とした
（表６、表７）。また性能試験における溶接後の熱処理
温度は、炉内温度を５８０℃に設定し、保持時間を３時
間、昇温速度を５０℃／ｈ、降温速度：−５０℃／ｈで
実施した（ＪＩＳ Ｚ３７００に準拠）。
【００４３】（機械的性能）機械的性能は常温引張試験
で評価した。引張試験片は各試験体について図３の開先
断面図における１ｓｔ側の表面下６ｍｍより採取した
（ＪＩＳ Ｚ３１１１に準拠）。なお、引張試験の試験
温度は室温（２０℃）で実施した。
で評価した。引張試験片は各試験体について図３の開先
断面図における１ｓｔ側の表面下６ｍｍより採取した
（ＪＩＳ Ｚ３１１１に準拠）。なお、引張試験の試験
温度は室温（２０℃）で実施した。
【００４４】（低温靱性）低温靱性は、−７０℃での衝
撃試験（表６、表７のｖＥ-70 ）および−５０℃でのＣ
ＴＯＤ試験（表６、表７のδｃ-50 ）で評価した。衝撃
試験片は１ｓｔ側の表面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ
Ｚ３１１１に準拠）。またＣＴＯＤ試験片は溶接部中
央部に疲労ノッチを入れた（ＢＳ ５７６２に準拠）。
撃試験（表６、表７のｖＥ-70 ）および−５０℃でのＣ
ＴＯＤ試験（表６、表７のδｃ-50 ）で評価した。衝撃
試験片は１ｓｔ側の表面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ
Ｚ３１１１に準拠）。またＣＴＯＤ試験片は溶接部中
央部に疲労ノッチを入れた（ＢＳ ５７６２に準拠）。
【００４５】（耐蝕性試験）耐蝕性試験は上記の溶接条
件で作成した溶接金属の表面下１ｍｍから厚さ５ｍｍの
試験片を採取し、３％食塩水中で３箇月間の回転浸漬試
験を行った。耐蝕性試験後の測定部溶接金属の最低厚さ
を測定し、試験前の厚さ（５ｍｍ）の差を求め、０．２
ｍｍ以下を○、０．２ｍｍを超えるものを×とした（表
６、表７）。
件で作成した溶接金属の表面下１ｍｍから厚さ５ｍｍの
試験片を採取し、３％食塩水中で３箇月間の回転浸漬試
験を行った。耐蝕性試験後の測定部溶接金属の最低厚さ
を測定し、試験前の厚さ（５ｍｍ）の差を求め、０．２
ｍｍ以下を○、０．２ｍｍを超えるものを×とした（表
６、表７）。
【００４６】表６および表７の試験結果から明らかなよ
うに、比較例であるＮｏ．１はＴｉＯ2 量が少なく、弗
化物／酸化物が大きいため溶接作業性が悪く、立向上進
溶接が不可能であった。またＮｏ．２はＭｇ量が多いた
めスラグの粘性が大きくなり溶接作業性が悪く、さらに
ＴｉＯ2 量が多く酸化物量が多いため、低温靱性が劣化
した。
うに、比較例であるＮｏ．１はＴｉＯ2 量が少なく、弗
化物／酸化物が大きいため溶接作業性が悪く、立向上進
溶接が不可能であった。またＮｏ．２はＭｇ量が多いた
めスラグの粘性が大きくなり溶接作業性が悪く、さらに
ＴｉＯ2 量が多く酸化物量が多いため、低温靱性が劣化
した。
【００４７】Ｎｏ．３は弗化物／酸化物が大きいため溶
接作業性が悪く、Ｎｉ量が多くＢ量が少ないためＰＷＨ
Ｔにより低温靱性が劣化した。またＮｏ．４はＢ量が少
ないためＰＷＨＴにより低温靱性が劣化した。
接作業性が悪く、Ｎｉ量が多くＢ量が少ないためＰＷＨ
Ｔにより低温靱性が劣化した。またＮｏ．４はＢ量が少
ないためＰＷＨＴにより低温靱性が劣化した。
【００４８】Ｎｏ．５はＴｉＯ2 量が少なく、弗化物／
酸化物が大きいため溶接作業性が悪く、Ｃ、Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｖが多く金属組織がベイナイト組織となり、Ｎｉ量
が少なくマトリックスが弱いため低温靱性が劣化した。
またＮｏ．６はＴｉＯ2 が多く、Ｍｇ量が少ないため溶
接金属中の酸素量が多く、低温靱性が劣化した。
酸化物が大きいため溶接作業性が悪く、Ｃ、Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｖが多く金属組織がベイナイト組織となり、Ｎｉ量
が少なくマトリックスが弱いため低温靱性が劣化した。
またＮｏ．６はＴｉＯ2 が多く、Ｍｇ量が少ないため溶
接金属中の酸素量が多く、低温靱性が劣化した。
【００４９】Ｎｏ．７は弗化物／酸化物が大きく、Ｍｎ
が添加されていないため溶接作業性が悪く、Ｎｉ添加が
ないためマトリックスが弱く、Ｃｕ量が少ないため耐蝕
性が悪い。またＮｏ．８は弗化物／酸化物が多く溶接作
業性が悪く、Ｎｉ量が多いため溶接金属に高温割れが発
生した。
が添加されていないため溶接作業性が悪く、Ｎｉ添加が
ないためマトリックスが弱く、Ｃｕ量が少ないため耐蝕
性が悪い。またＮｏ．８は弗化物／酸化物が多く溶接作
業性が悪く、Ｎｉ量が多いため溶接金属に高温割れが発
生した。
【００５０】一方、本発明例であるＮｏ．９〜２４のワ
イヤでは全姿勢溶接が可能で、良好な溶接作業性を維持
しつつ溶接金属中の酸素量が３５０ｐｐｍ以下となり、
金属組織が粒内フェライト、粒界フェライト混合組織に
なり、マトリックスが強化され、ＰＷＨＴよる炭化物の
析出が抑制された。この結果−７０℃での衝撃値および
−５０℃でのＣＴＯＤ値に優れていることが確認され
た。さらに、ＰＷＨＴ後の溶接金属に対しても、−７０
℃での衝撃値および−５０℃でのＣＴＯＤ値について劣
化が起こらず優れていることが確認された。また、耐蝕
性にも優れていることが確認された。
イヤでは全姿勢溶接が可能で、良好な溶接作業性を維持
しつつ溶接金属中の酸素量が３５０ｐｐｍ以下となり、
金属組織が粒内フェライト、粒界フェライト混合組織に
なり、マトリックスが強化され、ＰＷＨＴよる炭化物の
析出が抑制された。この結果−７０℃での衝撃値および
−５０℃でのＣＴＯＤ値に優れていることが確認され
た。さらに、ＰＷＨＴ後の溶接金属に対しても、−７０
℃での衝撃値および−５０℃でのＣＴＯＤ値について劣
化が起こらず優れていることが確認された。また、耐蝕
性にも優れていることが確認された。
【００５１】
【発明の効果】本発明のガスシールドア−ク溶接用フラ
ックス入りワイヤは前記のように構成されており、全姿
勢溶接が可能で溶接作業性が優れている。また、スラグ
剤をチタニヤ−弗化物系とし弗化物および弗化物量／酸
化物量を規定すること、合金成分の組み合わせおよび添
加量を規定することにより、低温靱性を改善し、ＰＷＨ
Ｔによる低温靱性の劣化を防止することが可能になっ
た。
ックス入りワイヤは前記のように構成されており、全姿
勢溶接が可能で溶接作業性が優れている。また、スラグ
剤をチタニヤ−弗化物系とし弗化物および弗化物量／酸
化物量を規定すること、合金成分の組み合わせおよび添
加量を規定することにより、低温靱性を改善し、ＰＷＨ
Ｔによる低温靱性の劣化を防止することが可能になっ
た。
【図１】ワイヤ中のＮｂ量とｖＥ-70 との関係を示すグ
ラフ
ラフ
【図２】ワイヤ中のＶ量とｖＥ-70 との関係を示すグラ
フ
フ
【図３】実施例の溶接における母材の開先形状を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志村 竜一 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 (2)
- 【請求項１】 鋼製外皮にフラックスを充填してなるガ
スシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおい
て、ワイヤ全重量に対して重量％で、 ＴｉＯ2 ：４．０〜６．０％、 前記ＴｉＯ2 を含む酸化物：４．０〜８．０％、 Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒの弗化物の２種または３種の合計：
１．５％以下を含有し、かつ、 弗化物／酸化物：０．２以下 とし、さらに、 Ｃ ：０．１０％以下、 Ｎｂ：０．０８％以下、 Ｖ ：０．１０％以下、 Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｍｇ：０．２〜１．０％、 Ｂ ：０．００４〜０．０１０％、 Ｎｉ：２．７〜５．０％、 Ｃｕ：０．１〜０．３％ を含有し、残部は鉄粉および不可避的不純物からなるフ
ラックスが充填されていることを特徴とする極低温域に
おいて良好な溶接作業性が得られるガスシールドアーク
溶接用フラックス入りワイヤ。 - 【請求項２】 ワイヤ全重量に対してさらに、 Ａｌ：０．０１〜０．０３％、 Ｔｉ：０．０５〜０．１０％ の１種または２種を含有することを特徴とする請求項１
に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイ
ヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11710196A JPH09277088A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11710196A JPH09277088A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277088A true JPH09277088A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14703433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11710196A Withdrawn JPH09277088A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09277088A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833530B2 (en) | 2001-04-09 | 2004-12-21 | Kiswel, Ltd. | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
| JP2006187805A (ja) * | 2005-01-03 | 2006-07-20 | Lincoln Global Inc | 拡散性水素が減少した芯つき電極 |
| JP2008093715A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 高降伏強度高靭性ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2011125904A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 耐候性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2011194412A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2013184204A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP11710196A patent/JPH09277088A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833530B2 (en) | 2001-04-09 | 2004-12-21 | Kiswel, Ltd. | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
| JP2006187805A (ja) * | 2005-01-03 | 2006-07-20 | Lincoln Global Inc | 拡散性水素が減少した芯つき電極 |
| JP2008093715A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 高降伏強度高靭性ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2011125904A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | 耐候性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2011194412A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
| JP2013184204A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
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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: 20030701 |