JPS6033598B2 - 低水素系被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents
低水素系被覆ア−ク溶接棒Info
- Publication number
- JPS6033598B2 JPS6033598B2 JP2822778A JP2822778A JPS6033598B2 JP S6033598 B2 JPS6033598 B2 JP S6033598B2 JP 2822778 A JP2822778 A JP 2822778A JP 2822778 A JP2822778 A JP 2822778A JP S6033598 B2 JPS6033598 B2 JP S6033598B2
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- welding
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- weld metal
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Description
【発明の詳細な説明】
本発 明 は COD値( Crack Openin
gDisplacementクラック関口変位層)およ
びシャルビー等の衝撃鞠性の良好な溶接金属を得る低水
素系被覆アーク溶接棒に関するものである。
gDisplacementクラック関口変位層)およ
びシャルビー等の衝撃鞠性の良好な溶接金属を得る低水
素系被覆アーク溶接棒に関するものである。
近年、金属材料の脆性破壊にCODの概念が導入され寒
冷地の海洋構造物あるいは低温タンク等の落度に際して
は、溶接金属にはシャルビー等の衝撃級性に加えてCO
D値が要求されるようになってきた。すなわち、これま
で溶接金属の靭性評価には主としてシャルビー等の衝撃
試験が適用され、級性の良好な熔接並棒として炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩と弗化カルシウ
ム、弗化マグネシウムなどの金属弗化物を主成分とした
低水素系被覆剤に必要に応じてMn,Ni,Cr,Mo
等の合金を添加したものが使用されている。これら低合
金鋼用溶接棒は溶接構造物に応じた級性と強度が得られ
るよう設計されている。しかるに従来の低合金鋼用溶接
榛、例えば1〜3%のNi系溶接綾による溶接金属は、
一50℃などの低温におけるシャルピー等の衝撃靭性は
良好であってもCOD値は満足する値が得られなかった
。
冷地の海洋構造物あるいは低温タンク等の落度に際して
は、溶接金属にはシャルビー等の衝撃級性に加えてCO
D値が要求されるようになってきた。すなわち、これま
で溶接金属の靭性評価には主としてシャルビー等の衝撃
試験が適用され、級性の良好な熔接並棒として炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩と弗化カルシウ
ム、弗化マグネシウムなどの金属弗化物を主成分とした
低水素系被覆剤に必要に応じてMn,Ni,Cr,Mo
等の合金を添加したものが使用されている。これら低合
金鋼用溶接棒は溶接構造物に応じた級性と強度が得られ
るよう設計されている。しかるに従来の低合金鋼用溶接
榛、例えば1〜3%のNi系溶接綾による溶接金属は、
一50℃などの低温におけるシャルピー等の衝撃靭性は
良好であってもCOD値は満足する値が得られなかった
。
従って、シャルビー等の衝撃級性はもちろんであるが、
それに加えてCOD値の良な溶接金属が得られる溶接榛
の開発が要望されている。また溶接金属中の○およびS
が増加すると衝撃籾性や耐われ性が劣化することは周知
のことである。しかしながら、被覆アーク溶接榛に使用
される炭素鋼心線中の○,Sならびに被覆剤組成の検訂
によってCOD値を向上せしめるという詠みは、今まで
あまりなされていなかった。
それに加えてCOD値の良な溶接金属が得られる溶接榛
の開発が要望されている。また溶接金属中の○およびS
が増加すると衝撃籾性や耐われ性が劣化することは周知
のことである。しかしながら、被覆アーク溶接榛に使用
される炭素鋼心線中の○,Sならびに被覆剤組成の検訂
によってCOD値を向上せしめるという詠みは、今まで
あまりなされていなかった。
本発明者らは被覆アーク溶接棒による溶接金属のCOD
値を改良するために、炭素鋼心線および被覆剤の組成に
ついて種々検討した結果、炭素鋼心線中の○を0.00
3%以下,Sを0.002%以下に制限し、かつTi,
Zr,N,Mg,Caの1種以上の合計をo.5〜5%
被覆剤に添加することによって、溶接金属中の非金属介
在物を低減し、かつ紬粒で均一な組織にすることにより
その溶接金属のCOD値を著しく高めることを見出した
。
値を改良するために、炭素鋼心線および被覆剤の組成に
ついて種々検討した結果、炭素鋼心線中の○を0.00
3%以下,Sを0.002%以下に制限し、かつTi,
Zr,N,Mg,Caの1種以上の合計をo.5〜5%
被覆剤に添加することによって、溶接金属中の非金属介
在物を低減し、かつ紬粒で均一な組織にすることにより
その溶接金属のCOD値を著しく高めることを見出した
。
すなわち、Cが0.05〜0.07%,Siが0.01
〜0.03%,Mnが0.42〜0.47%の範囲にあ
って、0およびS含有量の異なる種々の試作炭素鋼心線
(直径4肋、長さ400肋)にTi3%,Cal%,C
aC0349%,CaF220%,Sj3%,Mn5%
,Fe8%,Ti025%,Sj026%からなる被覆
剤に水ガラスを添加し被覆の厚さが1.2側になるよう
に塗装した低水素系被覆アーク溶接棒を作成し、JIS
Z 3212に準じて落着金属を作成した。
〜0.03%,Mnが0.42〜0.47%の範囲にあ
って、0およびS含有量の異なる種々の試作炭素鋼心線
(直径4肋、長さ400肋)にTi3%,Cal%,C
aC0349%,CaF220%,Sj3%,Mn5%
,Fe8%,Ti025%,Sj026%からなる被覆
剤に水ガラスを添加し被覆の厚さが1.2側になるよう
に塗装した低水素系被覆アーク溶接棒を作成し、JIS
Z 3212に準じて落着金属を作成した。
その溶着金属よりCOD試験片を採取し、一50q0に
おけるCOD値〔以下6c(一50)と示す〕を調査し
たところ第1図のような結果を得た。第1図より○が0
.015〜0.034%,Sが0.0018〜0.00
67%の範囲にある炭素鋼0線を使用した◎グループの
溶接榛、0が0.0045〜0.0061%,Sが0.
0012〜0.0034%の範囲である心線を使用した
◎グループの溶接棒、0が0.001〜0.0015%
,Sが0.0038〜0.0047%の範囲にある心線
を使用した■グループおよび0が0.0022〜0.0
028%であってSが0.0028〜0.0042%の
範囲にある心線を使用した■グループの溶接榛によって
得られた落着金属の6c(一50qo)は、0.19柳
未満の不良な値であるのに対し、0が0.001〜0.
0015%,Sが0.0026%以下の心線および0が
0.0022〜0.0028%で、Sが0.002%以
下の心線を使用した■,■の両グループの熔後棒による
落着金属の6c(一50℃)は、目標とする良好なCO
D値0.25側以上が得られた。
おけるCOD値〔以下6c(一50)と示す〕を調査し
たところ第1図のような結果を得た。第1図より○が0
.015〜0.034%,Sが0.0018〜0.00
67%の範囲にある炭素鋼0線を使用した◎グループの
溶接榛、0が0.0045〜0.0061%,Sが0.
0012〜0.0034%の範囲である心線を使用した
◎グループの溶接棒、0が0.001〜0.0015%
,Sが0.0038〜0.0047%の範囲にある心線
を使用した■グループおよび0が0.0022〜0.0
028%であってSが0.0028〜0.0042%の
範囲にある心線を使用した■グループの溶接榛によって
得られた落着金属の6c(一50qo)は、0.19柳
未満の不良な値であるのに対し、0が0.001〜0.
0015%,Sが0.0026%以下の心線および0が
0.0022〜0.0028%で、Sが0.002%以
下の心線を使用した■,■の両グループの熔後棒による
落着金属の6c(一50℃)は、目標とする良好なCO
D値0.25側以上が得られた。
すなわち、落着金属の6c(一50qo)を0.25肌
以上の良好な値にするためには、0を0.003%以下
、Sを0.002%以下にすることが必須であることが
明らかである。
以上の良好な値にするためには、0を0.003%以下
、Sを0.002%以下にすることが必須であることが
明らかである。
すなわち、本発明は以上のような知見に塞いてなされた
ものであって、その要旨とするところは○を0.03%
以下、Sを0.002%以下にした炭素鋼心線の周囲に
Ti,Zr,山,Mg,Caの1種以上の合計を0.5
〜5%,CaCQ,MgCQ,母C03の1種以上の合
計を7〜58%,CaF5,Mが2,NF3,Na3N
F6の1種以上の合計を1〜30%、鉄合金中のFeお
よび鉄粉をFeに換算して40%以下、Siを1〜8%
,Mnを2〜9%、残部は上記成分以外のスラグ生成剤
、アーク安定剤および粘結剤を配合してなるものを含有
する被覆剤を被覆してなることを特徴とする低水素系被
覆ア−ク溶接榛ある。
ものであって、その要旨とするところは○を0.03%
以下、Sを0.002%以下にした炭素鋼心線の周囲に
Ti,Zr,山,Mg,Caの1種以上の合計を0.5
〜5%,CaCQ,MgCQ,母C03の1種以上の合
計を7〜58%,CaF5,Mが2,NF3,Na3N
F6の1種以上の合計を1〜30%、鉄合金中のFeお
よび鉄粉をFeに換算して40%以下、Siを1〜8%
,Mnを2〜9%、残部は上記成分以外のスラグ生成剤
、アーク安定剤および粘結剤を配合してなるものを含有
する被覆剤を被覆してなることを特徴とする低水素系被
覆ア−ク溶接榛ある。
なお、本発明にいう炭素鋼心線とは合金組成がJIS
G 3503相当品のものを示し、その内特に0および
Sについての制限を行なったものである。
G 3503相当品のものを示し、その内特に0および
Sについての制限を行なったものである。
以下に本発明の詳細な説明を行なう。本発明溶接棒にお
いて用いられる炭素鋼心線の○およびSの限定理由につ
いては既に説明した通りであるので、次に本発明溶接綾
の被覆剤組成とその範囲の限定理由について述べる。
いて用いられる炭素鋼心線の○およびSの限定理由につ
いては既に説明した通りであるので、次に本発明溶接綾
の被覆剤組成とその範囲の限定理由について述べる。
先ず、Ti,Zr,AI,Mg,Caなどを被覆剤中に
1種以上添加することは本発明の重要な部分の一つであ
る。Ti,Zr,AI,Mg,Caなどの1種以上の合
計が0.5%未満では脱酸が不足し、溶接金属の○が増
加し0.25肋以上の6c(一50℃)が得られない。
1種以上添加することは本発明の重要な部分の一つであ
る。Ti,Zr,AI,Mg,Caなどの1種以上の合
計が0.5%未満では脱酸が不足し、溶接金属の○が増
加し0.25肋以上の6c(一50℃)が得られない。
またこれらの添加量が5%以上を超えると脱酸が過剰に
なり、ピード‘こピッドが発生し易くなるとともにスラ
グの剥離性が劣化し、溶接作業性が悪くなる。CaC0
3,MgC03,BaC03などの炭酸塩は溶接のアー
ク中で分解しCQガスを発生するので溶接金属を大気か
ら遮断し大気中の0およびNの侵入を防止する効果を有
する。
なり、ピード‘こピッドが発生し易くなるとともにスラ
グの剥離性が劣化し、溶接作業性が悪くなる。CaC0
3,MgC03,BaC03などの炭酸塩は溶接のアー
ク中で分解しCQガスを発生するので溶接金属を大気か
ら遮断し大気中の0およびNの侵入を防止する効果を有
する。
これらの1種以上の合計が7%未満ではガスの発生量が
不足し、ビードにビットが生じやすくなる。また添加量
が斑%を超えるとスラグの溶融点が上昇しスラグの流動
性が悪くなり、ビード状が劣化するのでその範囲は7〜
斑%が適当である。CaF2,Mが2,NF3,Na3
NF6の金属弗化物の1種以上の合計が1%未満では溶
融スラグの流動性が悪くなり、30%を超えて添加する
とスラグの流動性が過大になるとともにァークが不安定
になって、良好なビード形状が得られないのでその範囲
は1〜30%が良い。
不足し、ビードにビットが生じやすくなる。また添加量
が斑%を超えるとスラグの溶融点が上昇しスラグの流動
性が悪くなり、ビード状が劣化するのでその範囲は7〜
斑%が適当である。CaF2,Mが2,NF3,Na3
NF6の金属弗化物の1種以上の合計が1%未満では溶
融スラグの流動性が悪くなり、30%を超えて添加する
とスラグの流動性が過大になるとともにァークが不安定
になって、良好なビード形状が得られないのでその範囲
は1〜30%が良い。
SiおよびMnは脱酸剤あるいは合金剤として添加する
が、Siが1%未満では溶接金属の流動性が悪くなり、
特に立向姿勢の際に良好なビードが得られない。
が、Siが1%未満では溶接金属の流動性が悪くなり、
特に立向姿勢の際に良好なビードが得られない。
また、8%を超えて添加すると熔接金属中のSiが過剰
となり、シャルピ−の衝撃鰯性が著しく低下する。Mn
は2%未満では溶接金属中のMnが不足し、シャルピ−
の衝撃級性が低下する。また9%を超えて添加すると高
温われが発生しやすくなる。従ってSiは1〜8%,M
nは2〜9%の範囲がよい。鉄合金中のFeおよび鉄粉
をFeに換算して40%を超えて添加すると、スラグ量
が不足しビード形状が劣化するので40%以下とした。
となり、シャルピ−の衝撃鰯性が著しく低下する。Mn
は2%未満では溶接金属中のMnが不足し、シャルピ−
の衝撃級性が低下する。また9%を超えて添加すると高
温われが発生しやすくなる。従ってSiは1〜8%,M
nは2〜9%の範囲がよい。鉄合金中のFeおよび鉄粉
をFeに換算して40%を超えて添加すると、スラグ量
が不足しビード形状が劣化するので40%以下とした。
なお、前記のTi,Zr,山,Mg,CaやSiおよび
Mnはそれらを単独もしくはFe−Ti,Fe−AI,
Fe−Si,Fe一Mnなどの鉄合金やSi−Ti,S
i−山,AI−Mg,Si−Zr,Sj−Mn,Ca−
Si,Ca−Bなどの合金粉の形で添加してもよい。
Mnはそれらを単独もしくはFe−Ti,Fe−AI,
Fe−Si,Fe一Mnなどの鉄合金やSi−Ti,S
i−山,AI−Mg,Si−Zr,Sj−Mn,Ca−
Si,Ca−Bなどの合金粉の形で添加してもよい。
また、溶接金属の強度向上のために被覆剤中にさらに適
当量のNi,Cr,Mo,V等の合金を添加してもよい
。さらに必要に応じて、Ti02,Si02.山203
,Mg○などのスラグ生成剤やNa20,K20などの
アーク安定剤を適当量添加してもよい。以上の被覆剤は
、その被覆率が20〜0%になるように、0が0.00
3%以下、Sが0.002%以下の炭素鋼心線の周囲に
通常の溶接榛塗装機により被覆し製造することがきる。
当量のNi,Cr,Mo,V等の合金を添加してもよい
。さらに必要に応じて、Ti02,Si02.山203
,Mg○などのスラグ生成剤やNa20,K20などの
アーク安定剤を適当量添加してもよい。以上の被覆剤は
、その被覆率が20〜0%になるように、0が0.00
3%以下、Sが0.002%以下の炭素鋼心線の周囲に
通常の溶接榛塗装機により被覆し製造することがきる。
次に実施例により本発明の効果をさらに具体的に示す。
実施例第1表に本発明溶接榛および比較のために用いた
炭素鋼心線の化学成分を、第2表に本発明溶接棒および
比較溶接棒の被覆剤成分、溶接金属の化学成分および一
50q Cにおけるシャルピー衝撃鋤性とCOD値特性
を示す。
炭素鋼心線の化学成分を、第2表に本発明溶接棒および
比較溶接棒の被覆剤成分、溶接金属の化学成分および一
50q Cにおけるシャルピー衝撃鋤性とCOD値特性
を示す。
第1表 炭素鋼心線の化学成分
第2表においてM.1〜M.6が本発明溶接榛で、M.
7〜M.17が比較溶接棒の結果である。
7〜M.17が比較溶接棒の結果である。
試験に用いた溶接棒は榛径4肌、長さ400柳で、試験
鋼板は板厚25豚の50kg/協級のキルド鍵にX開先
を取ったものを用いた。溶接は下向姿勢で溶接電流17
0A、溶接入熱2触くJ/弧で行なった。そして、継手
溶接部より2肌Vノツチシヤルピー衝撃試験片とCOD
試験片をおのおの3本づつ採取し、ともに5び○で試験
した。なお、シャルピー衝撃特性およびCOD値特性の
評価法として、シャルピー衝撃特性では3本のシヤルピ
ー吸収エネルギー(沙E−50)の平均が10k9−机
以上、COD値特性では3本のCOD値の最低値が0.
25側以上のときを良好とした。
鋼板は板厚25豚の50kg/協級のキルド鍵にX開先
を取ったものを用いた。溶接は下向姿勢で溶接電流17
0A、溶接入熱2触くJ/弧で行なった。そして、継手
溶接部より2肌Vノツチシヤルピー衝撃試験片とCOD
試験片をおのおの3本づつ採取し、ともに5び○で試験
した。なお、シャルピー衝撃特性およびCOD値特性の
評価法として、シャルピー衝撃特性では3本のシヤルピ
ー吸収エネルギー(沙E−50)の平均が10k9−机
以上、COD値特性では3本のCOD値の最低値が0.
25側以上のときを良好とした。
本発明溶接捧M.1〜恥.6は、溶接金属のシャルピ吸
収小ギ‐−‘まIlk9…以上、C02値は0.36凧
以上でいずれも良好である。比較溶接棒の中のM.7〜
M.11は本発明溶接棒に使用したと同じ炭素鋼心線○
を使用した溶接棒である。M.7はTi,AI,Mgの
1種以上の合計が5%を超えるため、スラグの流動性が
悪くなりビード形状、スラグの剥離が悪く溶接作業性が
劣っている。
収小ギ‐−‘まIlk9…以上、C02値は0.36凧
以上でいずれも良好である。比較溶接棒の中のM.7〜
M.11は本発明溶接棒に使用したと同じ炭素鋼心線○
を使用した溶接棒である。M.7はTi,AI,Mgの
1種以上の合計が5%を超えるため、スラグの流動性が
悪くなりビード形状、スラグの剥離が悪く溶接作業性が
劣っている。
舷.8は炭酸塩の1種以上の合計が60%と過剰である
ため、スラグの流動性が悪く溶接作業性が劣つている。
ため、スラグの流動性が悪く溶接作業性が劣つている。
恥.9は金属弗化物が30%を超えるためスラグの流動
性が過大になりアークが不安定になる。舷.10,11
は溶接作業性は良好であったが、No.10はSiが8
%を超えているため衝撃、COD特性を満足しない。地
.11はMnの添加量が多いため溶接金属の一部に高温
われが発生した。舷.12〜M.17の比較溶接榛は、
溶接作業性は良好であるが、用いた炭素鋼心線の○,S
の両者か、またはいずれか一方の○が0.003%,S
が0.002%を超えているため、溶接金属のシャルピ
ー吸収エネルギーおよびCOD値とも良好な結果は得ら
れなかつた。
性が過大になりアークが不安定になる。舷.10,11
は溶接作業性は良好であったが、No.10はSiが8
%を超えているため衝撃、COD特性を満足しない。地
.11はMnの添加量が多いため溶接金属の一部に高温
われが発生した。舷.12〜M.17の比較溶接榛は、
溶接作業性は良好であるが、用いた炭素鋼心線の○,S
の両者か、またはいずれか一方の○が0.003%,S
が0.002%を超えているため、溶接金属のシャルピ
ー吸収エネルギーおよびCOD値とも良好な結果は得ら
れなかつた。
以上説明したように本発明溶接榛を用いて溶接すれば、
低温でのシャルピー等の衝撃靭性およびCOD値とも良
好な溶接金属が得られ、溶接構造物等の安全性に大いに
寄与することができる。
低温でのシャルピー等の衝撃靭性およびCOD値とも良
好な溶接金属が得られ、溶接構造物等の安全性に大いに
寄与することができる。
第2表−(1)注)( )内は被覆剤中のTi,Zr,
Si,Aム.N雲,Gの百分率を示す。
Si,Aム.N雲,Gの百分率を示す。
Fe−TiのTiは4M:Fe−AとのA之は49多;
Aど−N翼のAZは60$,Mgは40%;Zr−Si
のZrは35多,Siは50※:Ca−SiのCaは2
8略,Siは5鰍:Fe‐SiのSiは42略。
Aど−N翼のAZは60$,Mgは40%;Zr−Si
のZrは35多,Siは50※:Ca−SiのCaは2
8略,Siは5鰍:Fe‐SiのSiは42略。
「一」は無添加の意その他の成分は、スラク生成剤、ア
‐ク安定剤、粘結剤であるTi02Si02,Aム20
3,K20,Na20をとを示す。蓬箸事業定性」。
‐ク安定剤、粘結剤であるTi02Si02,Aム20
3,K20,Na20をとを示す。蓬箸事業定性」。
:良好 X:不良第2表−(2)
第1図は心線中のSおよび0量とCOD値との関係を示
す図である。 多′図
す図である。 多′図
Claims (1)
- 1 Oを0.003%以下、Sを0.002%以下にし
た炭素鋼心線の周囲に、Ti,Zr,Al,Mg,Ca
の1種以上の合計を0.5〜5%、CaCO_3,Mg
CO_3,BaCO_3の1種以上の合計を7〜58%
、CaF_2,MgF_2,AlF_3,Na_3Al
F_6の1種以上の合計を1〜30%,Siを1〜8%
,Mnを2〜9%、鉄合金中のFeおよび鉄粉をFeに
換算して40%以下、残部は上記成分以外のスラグ生成
剤、アーク安定剤および粘結剤を配合してなるものを含
有する被覆剤を被覆してなることを特徴とする低水素系
被覆アーク溶接棒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2822778A JPS6033598B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2822778A JPS6033598B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54121248A JPS54121248A (en) | 1979-09-20 |
JPS6033598B2 true JPS6033598B2 (ja) | 1985-08-03 |
Family
ID=12242710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2822778A Expired JPS6033598B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6033598B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0512236Y2 (ja) * | 1986-02-24 | 1993-03-29 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5853394A (ja) * | 1981-09-26 | 1983-03-29 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
JPS63144895A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-17 | Kobe Steel Ltd | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
CN113579548B (zh) * | 2021-07-07 | 2023-07-28 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | 一种焊条及其制备方法和应用和一种熔敷金属 |
-
1978
- 1978-03-14 JP JP2822778A patent/JPS6033598B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0512236Y2 (ja) * | 1986-02-24 | 1993-03-29 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54121248A (en) | 1979-09-20 |
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