JPS6096394A - 低温用鋼のミグ・ア−ク溶接用含Νiワイヤ - Google Patents

低温用鋼のミグ・ア−ク溶接用含Νiワイヤ

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JPS6096394A
JPS6096394A JP20109183A JP20109183A JPS6096394A JP S6096394 A JPS6096394 A JP S6096394A JP 20109183 A JP20109183 A JP 20109183A JP 20109183 A JP20109183 A JP 20109183A JP S6096394 A JPS6096394 A JP S6096394A
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wire
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arc welding
welding
low
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JP20109183A
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Noriji Ko
広 紀治
Kazuo Akusa
阿草 一男
Noboru Nishiyama
昇 西山
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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
    • B23K35/3066Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (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】 ヤに係り、更に詳しくは、純アルゴンガスをシールドカ
スとして用い、特に溶接金属の酸素含有量を低減し、か
つ、組織を微細化することによって高靭性を得ることが
できるミグ・アーク溶接用台−.1。
Niワイヤに関する。
低温用のアルミキルド鋤や8.5%Ni鋼はエチレンプ
ラント或いはLPGle&用タンクや砕氷船などに用い
られており、これらの銅材の溶接には、低温靭性、溶接
作業性などを考慮して、ミグ・アーク溶接が採用されて
いる。特にエチレンプラントやLPG貯藏用タンクは最
近厚肉化かす\み、板厚8811111以上の場合には
、溶接後熱処理(以下、SR処理と略す。)の実施が義
務付けられている。
したがって、溶接金属も、溶接ま\で高靭性を有l・・
すべきことは勿論のこと、SR処理により脆化しない成
分系でなければならない。
一般のミグ・アーク溶接においては、アークの安定化を
図るためにアルゴンガス中に酸化性の00 ガス或いは
0gガスを数パーセント混合して用1いられており、こ
れらのシールドガス雰囲気中でミグ・アーク溶接を行う
場合には、脱酸剤としてSi,Inなどの元素をワイヤ
中に添加して酸化を防止している。しかし、活性ガスを
混合した場合、溶接金属中の酸素含有量が上昇し、低温
靭性の低下は避けられない。
一方、純アルゴンガス雰囲気中で安定したミグ・アーク
溶接を行うにはワイヤ中に0.02〜0゜80重量係の
希土類元素を添加することが有効であることが特開昭5
5−114469号公報に示されて、いる。しかし、こ
の先行技術は、アークの安定化や溶接金属の低酸素化に
は寄与するけれども、溶接金属の低温靭性の点で満足で
きるものではない。
この点、溶接金属の低温靭性を向上させるために、Ti
或いはTi及びBを添加して組織を微細化l・)させる
方法が提案されている。しかし、Ti添加を行った場合
にSR処理を飾すと溶接金属が脆化するため、エチレン
プラントやLPG貯蔵用タンクなどのようにSR処理を
必須とする場合に対しては、Ti添加ワイヤを使用する
ことができない。 l−・本発明は、低温用鋼のミグ・
アーク溶接用ワイヤとして、アークの安定化及び溶接金
属中の低酸素化を図ると共に組織の微細化を図ることに
よって、溶接金属のシャルピー吸収エネルギー及び強度
を向上させ、溶接作業性に優れ、かつ、SR脆2・・イ
ヒを効果的に防止できるワイヤを提供することを。
目的とするものである。
本発明者等は、上記目的を達成するために種々検討した
ところ、8゜5%NiwIなどの低温用鋼のミグ・アー
ク溶接用ワイヤに希土類元素を添加すれは、純アルゴン
シールドミグ・アーク溶接においてもアークの安定化、
溶接金員中の酸素含有量の低減化をなし得、かつ、At
及びBの複合添加を併わせで行うことによって、溶接金
属の組織の微細化をなし得て、浴接ま\及びSR処理を
受けても1.。
嶋い低温靭性が得られ、更にSR脆化を防止し得るとの
知見を得て、こ\に本発明をなしたものであって、その
発明の要旨とするところは、アーク安定化のために0.
02〜O,aO重量係の希土類元素を添加し、かつ、組
織の微細化のために0.010〜1・o、oso重量%
 (7) A!及び0.0004〜0.0015重ii
i%のBを添加し、他の成分が畢鉗チでO+ 0.05
 %以下、Si : 0.1〜0.6%、In : 0
.4〜1.5 %、Ni : 2〜6嗟、MO+ 0.
05〜0.25 %を含有し、残部がIre及び不可避
不純物からなることを特徴とする低温!・・(8) 用銅の純アルゴンガスシールドミグ・アーク沿接1用ワ
イヤにある。
以下、本発明について詳細に説明する。
まず1本発明者等は、溶接のま\及びSR処理後の溶接
金属の低温における高靭性を得るために1必要なワイヤ
中のA/及びP含有量を明らかにするべく、実験を行っ
た。
即ち、ASTMA208GrE m板(25tX200
 X500’闘、8.5係Ni鋼板)を第1図に示す開
先形状に加工し、第1表に示す化学組成1゛の8.5係
含N土1.2闘φワイヤA−Gを用いて純アルゴンシー
ルド雰囲気中でミグ・アーク溶接を行った。溶接条件は
、電流800A、電圧25v。
溶接速度80 Cm / m1n−、入熱量15 KJ
/ cm % 14パス振分は多層盛、下向姿勢である
。得られた溶゛゛接金属の化学組成を第2表に示す。こ
の溶接金属に対し、溶接ま−の場合と620℃Xlh均
熱のSR処理を実施した場合とについて、”’−100
’C1−120℃テf) 2811V / ’) ’f
 シャルピ@eZ 4ルギーを調査し、第8表に示す。
なお、ここで、′“(4) ESSO規格2IIIIvノツチシャルピー吸収エネル
1ギーの規格値はVE−101≧2.8 kgf −m
 であるが、本実験においては入熱餡の上昇及び溶接部
の安全性を考慮して更に厳しいVE−1’Q。≧2.8
に9f−m を判定規準とした。
第8表 その結果、Al添加量が0゜010重量係未満のワイI
ヤDでは微細化の効果が小さくて靭性が劣化し、一方、
0.080ilk%を超えるとアークが不安定になった
また、B添加量が0.0004重量係未満では微細化−
の効果はなく、一方、0.0015重量係を超えて添加
すると、焼入れ硬化性が上がるため、却って低温靭性を
損うことになる。
したがって、本発明はワイヤ中に添加するl及びBの量
を重isでAJ + 0.010 NO,080% 、
B :、、。
0.0004〜0.0015係に限定する。
更に、第1表に示したワイヤAを用いてAr+54 C
o、のシールドガス雰囲気中でミグ・アーク溶接を行い
、得られた溶接金属に対して溶接ま\の場合とSR処理
後の場合とについて2mVノツチj・シャルピー吸収エ
ネルギーを調査した結果、溶接ま\でvE−0oo= 
5.1 kgf−m 、vE−、o= 1.8に9f 
、 m であり、SR処理後でvE−□。。=1.8I
c9f・” ゝyE−120= 1−2 kgf °m
 であって、純アルゴンシールドミグ・アーク溶接の結
果に比べて低温靭2・・性が劣化し、前記規準を下回っ
た。なお、Ar+I5 % 00.シールド溶接金机中
の酸素含有量は0.026重量重量%った。
したかつて、本発明ワイヤは、純アルゴンシールド雰囲
気中でミグ・アーク溶接を実施する際に−。
用いると、効果が発揮されるものである。
次に、溶接金属が高靭性を示し、かつ、適当な強度レベ
ルを有するために必要なワイヤ中のHn。
MO含有量を明らかにするべく、実験を行った。
即ち、A 208 GrE iiM板(25″×、20
0W×1・15001闘、8.5%N土鋼)を第1図に
示す開先形状に加工し、第1表に示す化学組成のワイヤ
A〜C及びH−Kを用いて純アルゴンシールド雰囲気中
でミグ、アーク溶接を行った。溶接条件は、電流800
 AS電圧25v1溶接速度80cmZmin11゜入
熱量15 KJ / CIRN 14パス振分は多層盛
、下向姿勢である。実験で得られた溶接金属の化学組成
を第2表に併記する。−120°CにおけるQ mu 
vノツチシャルピー吸収エネルギーとJIS12号試験
片による溶接金属の引張試験結果を第4表に示す・。
(111 この実験結果より、ワイヤ中のMn含有量が0.41重
ijj 1未満では脱酸不足のために低靭性となり、一
方、1.5重量%を超えると、A208 GrEの引張
強さの規格値49.5〜68.81cgf/mn” を
満足せず、強度が高くなりすぎ、靭性も低下するため、
ワイ−。
ヤ中のHn含有用は0.4〜1.5重量%に限定する。
また、MO含有量は0.05〜0.255重量%範囲内
で靭性向上に効果があるが、0.255重量%超えると
強度が高くなりすぎ、靭性も低下するため、ワイヤ中の
MO含有量は0.05〜0.25重it%とした。1・
1以上、本発明の溶接ワイヤ中のAl、B、Mn%MO
の各含有量の規制について説明したが、各成分が前述の
所定の効果を実用上発揮し、侵れた機械的性質及び溶接
作業性を確保するためには、溶接ワイヤ中の他の化学成
分についても組成範囲を規1・制する必要がある。その
理由は次のとおりである。
Cは、低温靭性及び強度に与える影響が大きく、低Cは
ど高靭性が得られ、0.066重量%超えると靭性が悪
化するため、鋼材からのCの希釈を0.011重量%し
て、上限値をワイヤ中で0.055重量%!・1限定す
る。
Siは、脱酸剤として有効に作用させるためには0.1
重量%以上を必要とするか、0.6重量%を超えると急
激に靭性が劣化するので、0.1〜0.6重量%に限定
する。
N1は低温靭性に対して非常に有効に作用し吸収エネル
ギー及び破面遷移湿度を改善する成分であるが、2重量
%未満ではその効果は小さく、一方、6重量%を紹える
とマルテンサイトが生成して靭性を劣化させるため、2
〜6重量係に限定する。1・なお、8.5係Nilに対
してはN1含有量が8.5重量係程度で十分な低温靭性
が得られる0希土類元素は、0.022重量%上の添加
で純アルゴンシールドミグ−アーク溶接において了−り
の安定化に著しい寄与が認められるが、O,aO重量%
1を粕えると非金属介在物の増大をもたらし、靭性劣化
の傾向を示すので、0゜02〜0.800重量%限定す
る。
Pは割れや靭性に対して恕影智を与えるために低い方が
良好であるが、製鋼上脱燐が難しいので0.015重量
 s以下とするのが望ましい。また、Slは割れに対し
て有害であるが、Mn添加1より高融点のMnSを生成
する。しかし低い程安全であるため、0゜010重量重
量下とするのが望ましし)0次に実施例を示す。
(実施例1) 板厚25闘の13.5 s Ni鋼板(A 208 G
rE )を第2図に示す開先形状に加工し、これに第5
表に示したワイヤC(第1表中のワイヤOと同一のもの
)を用いて電流800A%電圧28v1溶接速Il1度
28cm/min、入熱量18 KJ/ cm 、シー
ルドガス流量204/minの純アルゴン雰囲気中で7
7ぜス下向ミグ・アーク溶接を行い、溶接ま−及び60
0°CX1hのSR処理後に衝撃試験、曲番ず試験及び
継手引張試験を実施した。溶接金属のイヒ学1゛・組成
を第6表に、また機械試験結果を第6表に示す。
第6表かられかるように、SR処理による脆化!は全く
なく、シかも十分な低温靭性、曲げ延性及び強度が得ら
れた。
(実施例2) 板厚39mmの低温用アルミキルド鋼板(SLA87)
を第8図に示す開先形状に加工し、これに第5表に示し
たワイヤA(第1表中のワイヤAと同一のもの)を用い
て電流180A、電圧20v1溶接速度8−9 cm 
/ m1n−、入熱量40KJ/ClR1シールドガス
流t 251 /minの2重シールド純アル用ゴン雰
囲気中で5パス立向ミグ・アーク溶接を実施し、衝撃試
験、曲げ試験及び継手引張試験を行った。溶接金属の化
学組成を第5表に、また機械試験結果を第6表に併記し
た。第6表が示すように、溶接入熱fit 40 KJ
 / cqにおいても良好な低温靭性と強度が得られた
。この結果からも明らかなように、本発明ワイヤは低温
用アルミキルド鋼に適用した場合にも良好な靭性と強度
が得られる。
なお、以上の実施例は8,5%N1fi、低温用アルミ
キルド鋼の溶接について示したが、低温用鋼で、・・あ
る2、5%Nif!14.5−5%N1fiなどの浴接
につい1ても同様に本発明ワイヤを適用することができ
ることは云うまでもない。
以上詳述したように、本発明は、前記実施例から明らか
な如く、溶接ワイヤ中に希土類元素を添。
加して、純アルゴンシールドミグ・アーク溶接において
もアークの安定化を図ると共に浴接金属の低酸素化を確
保し、かつ、Aノ及びBを複合添加して溶接金跣の組織
を微細化し、更にIn、Moなどの成分の添加量も規制
することと相俟って、優1・。
れた低温靭性及び強度並びに耐SR脆化性の溶接金属を
もたらす低温用調相の純アルゴンシールドミグ・アーク
溶接用台N1ワイヤを提供することができ、その寄与す
るところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は各々開先形状及びその寸法(−)を説
明する断面図である。 1°°°母材鋼材 2・・・裏当金 8.4・・・開先形状。 (19) 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アーク安定化のために0.02〜0.80重量係 
    。 の希土類元素を添加し、かつ、組織の微細化のために0
    .010〜0.080重量係のlt及び0.0004〜
    0.0015重量係のBを添加し、他の成分が重量係で
    C: 0.05 %以下、Si : 0.1〜0.6%
    、Mn : 0.4〜1.5%、Ni : 2〜61u
    係、MO: 0.05〜0.25%を含有し、残部が1
    re及び不可避不純物からなることを特徴とすル低温用
    鋼の純アルゴンガスシールドミグ・アーク溶接用ワイヤ
JP20109183A 1983-10-28 1983-10-28 低温用鋼のミグ・ア−ク溶接用含Νiワイヤ Granted JPS6096394A (ja)

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