JPS5832598A - 極低温用鋼の片側又は両側一層溶接方法 - Google Patents

極低温用鋼の片側又は両側一層溶接方法

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JPS5832598A
JPS5832598A JP13019281A JP13019281A JPS5832598A JP S5832598 A JPS5832598 A JP S5832598A JP 13019281 A JP13019281 A JP 13019281A JP 13019281 A JP13019281 A JP 13019281A JP S5832598 A JPS5832598 A JP S5832598A
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JP
Japan
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welding
less
weld metal
formula
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JP13019281A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Imura
井村 英俊
Atsushi Shiga
志賀 厚
Akio Kamata
鎌田 晃郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は極低温用鋼の片側又は両側一層溶接方法に関
し、溶接により形成される溶接金属の高じん性化なかで
もシャルビ破面遷移111Jfが−t0以下のように極
めて高いじん性を確保することができる溶接金属方法を
提供しようとするものでめる〇近年、UOパイプや海洋
構造物に要求される低温じん性がことに廠しくなるのに
つれて、高じん性化に関する研究も盛んに行われている
。それら構造物で祉、施工能率やIW接性の点から大電
流を用い念ガスシールド溶接やサブマージアーク−R接
により両側又は片側一層溶接法が好んで採用され、こ\
に入熱が比較的高くなるために結晶粒が粗大化し易く、
崗じん性が得られにくい原因となるところに間呟点があ
る。
これt−解決するため一般に高塩基性フラックスとMe
 −TI−B系ワイヤを組合せて結晶粒の微細化を計る
方法が411されているけれども両側又は片側−−4接
では母材の槽釈率がおよそ60〜70嗟にも遍して、鋼
板組成の影響を強く受ける危め、鋼板組成を考慮した検
討がとくに重要である。
この点について@勇者らは、極低温用鋼に両側又は片側
一層溶接を適用して、とくに−40℃以下の工うに甚し
く低いシャルビ破面遷移温変が得られる溶接金編組成に
ついて多くの研究を重ねた結果、C<0./jiltl
G (以下単に憾であられす)、811、/〜0*jl
L Ma : 0.IO,、、/、10%、  P (
0,0104、8り0.024 、 Mo < 0.1
04 、 Cr<0.10嘔−NJ < JJO慢* 
Ca < 0.10 嗟およびB : 0.000!〜
0.0OJO慢をこれらの成分を含めて下記(1)式で
示す炭票嶺量C・ : 0.10〜0.参!参の制限範
囲で含有し、0 : 100〜400 ppHのレベル
に応じてムl: 10〜100 ppmと下記(2)式
の関係を満足するTiとを含む場合に極めて良好な切欠
じん性を示すことを見出した。
Ce−=C+ /1bin ”/s (Mo + Cr
 )” 電(Nb +V+Cu)+4’、(8N+N1
)     ・・・・・・(1)0〈(2・・・・・・
(2) −1,9・O−1,8・Al−48 ここに(り式中元素記号は各成分の含有量を憾で(2)
式では同じ< ppmであられす◎このようにして(1
)式で示されるCa q =o −Jo〜0.ダ!の範
囲にある溶接金属は適当な焼入性を有し、しかも(2)
式を満足する場合にすぐれ友低温じん性を有することを
明らかにしたものである◎ 以下この発明の開発過程を富め、仁の発明の構成につい
て詳述する〇 さてガスシールド溶接においてはCO2,C02−Ar
 。
Cot Ox 、 Ar e CO2−H*など種々の
ガスが用いられるが、ガス中の0021OWlII&が
高いほどアーク雰囲気の遊離酸累濃fは高まることにな
る。また、サブマージアーク溶接においてはフラックス
の塩基ばか低いほど同様に遊離酸素濃度が増−するO溶
鋼゛中の遊離酸素は凝固過程で非金属介在物として析出
することになるが、遊離酸素濃度に比例して非金属介在
物の量は変化する。
一方、溶鋼中の遊離酸素を固定する効果が大きいと考え
られるムlについて言えば、鋼板中のムj歓は例えば、
ヘアラ建ネーション防止、或いは鋼板のしん性向上など
種々の目的から添加される九め、広範囲にわたることは
避けられないところである・ 他方上述し九溶接方式にあって線鋼板中の60〜709
&が稀釈によって溶接金属中に移ワすることになり、従
って鋼板中のムztの多少は前記の遊離酸素濃度を変化
させるようにも働いてじん性を支配するTi、Bの形態
を著しく変化させることも予想される。
発明者らはこのような考察に基づいてシャルビ破面遷移
を最も良好ならしめるO、ムjおよびTIの関係につい
て研究した結果、第7図に示す如く明瞭な相関関係が認
められ、最適・’rtti次式によって表わされること
を究明した〇 h社1.9・O−1,8A/−48・・・・・・(5)
と\に元素記号は、その成分量fpp−であられすO つぎに破面遷移温度が一60℃以下を示す場合の範囲は
、第Jllに従い上掲(2)式に示すとおり〒1 にあることをたしかめたのである0 つまり、(ソ)式の計算値(以下(B)値という)が2
以上では町斂が高すぎて、固溶T1量の増加によすしん
性が劣化し、(B)値がθ以下の場合には酸素量に対し
てAl lが高過ぎ、固ff1TIToるいに固溶A/
の増加によりじん性が劣化するのである。
(B)値が0(M接金域中には不可避的にQ、OQJチ
程度の町を含有するから実質的には雰ではない)〜コの
範囲では溶鋼中の遊離酸素がムlによってTIに優先し
て固定され、フェライト−1核として作用するに十分な
曖のTINの確保と固浴T111をじん性を劣化させな
いように一定量以下にできることを意味するのである。
つぎにTI、ム/、0以外のC、Ma、 81 、 M
o、 Cr。
NiおよびCuの適量に6ついて述べると、B値を満足
する範囲ではそれらの元素はすべてフェライトの析出温
fを低下させて結晶粒を微細にする効果を有するが、(
1)式で示す炭票当量Ce wO9!0〜0、−1憾の
範囲が適量であシ、ce (0,30優では焼入性が不
足し、粗大フェライトが多いためにじん性が劣秒、Ce
 Q > 0− #! %ではベーナイト組織が出現し
てじん性が低下する〇 さらにo、oooz〜o、vase嗟のBlが存在する
とシャルビ破面遷移温度が−toc@に以下にまで改善
されるが、これは固溶Bが旧オーステナイト粒界に偏析
し、粒界の初析フェライトの析出を抑制するためである
〇 つぎに個々の元素について限定した理由について述べる
。0は前述した如く非金属介、在物として存在してじん
性を劣化させるために上限を600 ppmとし、溶接
作業性の点から下限を/DOppHとし九〇A/は酸素
を固定するため添ttnされるーh;、!θpl)m以
下ではその作用が弱く適正なり値を得るために多量のT
l t−必一とし、ワイヤの製造が困難となるために好
tt、<1い@ま友、JOOppTn以上のA/l−得
るに灯ワイヤ中に多量のAlt−必要とし、ワイヤの製
造時に支障となるため制限される。
Cはじん性を制めるためには少ないことが望ましいが、
鋼板の稀釈によってやむf先ず溶接金属中に入ることが
あり、その上限をo、tz 4とした。
Slは脱酸元素として0,1憾以上必要とするが、高温
割れの感受性を増すので0.1−を上限とした。
Mnは脱酸および焼入性を増加させる目的で添加され、
そのためにはo、r −以上を必要とし、Mn量が高過
ぎるとワイヤの製造時に割れが発生するので上限′t−
1j優とした。
Pおよび8は不可避的不純物として溶接金属中に存在す
るが、それぞれ0.030憾、 0.0コo4以下であ
ればじん性に大きな悪影響はない。
Mo Fi焼入性を向上させるために添加されるが、0
.1憾以上では焼入性が高くなりすぎじん性を劣化させ
るようになる。また、高価でもあるので以下のべるMn
、Crなど七の併用が宅ましいo crはMeと同様な
効果含有するが0.14以上ではワイヤ中に/、14以
上を必要として、ワイヤの製造が困難となるために限定
されるO Niは高価であり経済性の点から本制限されるが、鋼板
中に1.!r f6程度含有する場合もあ抄上限′5r
コ、!憾とした@ Cuはワイヤ表面のメッキ層から溶接金属中に移行し、
また、鋼板中に含有されることもあり、高温割れ感受性
を高める元素であることから0.3−以下に制限される
0そしてBは0.000! 4以上は不可避的に溶接金
属中に存在して高じん化に寄与するが、o、ooJo 
優を越えると焼入性が過剰となってベーナイト組繊が現
われるようになり、じん性が著しく劣化する。
以下実施例について説明する。
実施例 1 @1−&に示すA/量が異なる三種の板厚−0m溝の鋼
板に70°、深さ7気溝のV溝を設け、片側一層ガスシ
ールド溶接した。
−45゜ シールドガス: kr 1005−Ai”A 、CO2
0〜40 係で、用いたワイヤの組成は表2に示す通り
である@得られた溶接金属の化学組成、Ce  (B)
値およびシャルビ破面遷移温変を一括して第5表に示す
〇454 第3表かられかるようにこの発明に従い(B)値がO〜
コの範囲では一60℃以下の破面遷移温度が得られてお
り、低温用鋼の溶接金属として十分満足するものである
実施例 2 構4表に示すパイプ用極低温用鋼を第3図の如<x1#
1先を設け、両側一層サブマージアーク溶接を行った。
その場合、IE5表に示すように硼砂添加歇を資化させ
t嗜性フラックスP1 、 F2. F5および中性フ
ラックスF4. F5. F6と、第6表に示すワイヤ
W4〜W14を組合せ、#i7表に示す条件で溶接した
0得られた溶接金属の化学組成、Ceq。
但)値およびシャルビ破面遷移温度を第8表に示す0本
発明法の(B)値が0〜J 、 Ceqが0.JO〜0
.811t 、 B @ カ0.0001〜0.001
016 以下ノ場合ニハイずれも一60°〜−2t℃の
破面遷移温度が得られ、極低温用鋼の溶接金属として十
分なじん性を有している◇
【図面の簡単な説明】
第1図はンヤルビ破面遷移@閣を最も良好ならしめる溶
接金楓中のTI、Oお工びAr量の関係管示すグラフ、
第2図はTi、0お工びAr址のバランスを表わす(B
)値とシャルビ破面遷移温度の関係r表わすグラフ、第
3図は開先形状を示す断面図であるO 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第1図 slを樋中QH#、量(pPり 第2図 第3図 タトa0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炭素o、is重量−以下、けい素0./乃至0.2
    重ii*、17ガ70.10乃gli、r重量−1りん
    0.030重it鳴以下、いおう0.020重量重量下
    、モリブデンO0!重量嘔未満、クロム0.1重量憂未
    満、ニッケルJ、!0重量暢以下、銅0.JO重量嘔以
    下およびほう素0.0001乃至0,0010重量嗟を
    、これら成分を含めて下記(り式で示す炭素尚量ceq
    o、io乃it O,#1重量慢の制限範囲内で含有し
    、さらに酸素ioo乃至400 ppmのレベルに応じ
    アル建ニウム!0乃至100 ppHと、下記(2)式
    の関係を満足するチタニウムを含んだ溶接金属を得るこ
    とを特徴とする極低温用鋼の片側又扛両側一層溶接方法
    ◎ 記 C・(重量1)zc+71ム+7(Mo+0r)47(
    Nb+V+Co)◆−(8鳳 十N凰 )      
        ・・・・−(1)4 T轟 O〈                       
          く  2    ・・・・・・  (ン)
    1.9 ・O−1,8・人/−48− こ−に(1)式中元素記号は各成分の含有量を重量参で
    、(2)式では同じ< ppmであられす◇2、特許請
    求の範囲1において溶接の適用が、ガスシールド溶接で
    ある溶接方法。 5、特許請求の範囲1において溶接の適用が、サブマー
    ジアーク溶接である溶接方法・
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS632588A (ja) * 1986-06-23 1988-01-07 Kawasaki Steel Corp 現地溶接性に優れる溶接鋼管
JP2005324239A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd エレクトロスラグ溶接用ワイヤ
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EP3819071A1 (en) * 2019-11-07 2021-05-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Wire for gas-shielded arc welding

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