JPS6171196A - Cr−Mo系低合金鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 - Google Patents
Cr−Mo系低合金鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法Info
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- JPS6171196A JPS6171196A JP19066484A JP19066484A JPS6171196A JP S6171196 A JPS6171196 A JP S6171196A JP 19066484 A JP19066484 A JP 19066484A JP 19066484 A JP19066484 A JP 19066484A JP S6171196 A JPS6171196 A JP S6171196A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
Cr−Mo系低合金鋼のサブマージアーク溶接方法に関
連して、この明細書で述べる技術内容は、溶接金属の高
温強度およびじん性改善を行い、圧力容器設備の高温・
高圧操業ないしは薄肉化・大型化に対処することを可能
ならしめようとするものである。
連して、この明細書で述べる技術内容は、溶接金属の高
温強度およびじん性改善を行い、圧力容器設備の高温・
高圧操業ないしは薄肉化・大型化に対処することを可能
ならしめようとするものである。
最近、石油製品の需要が軽質化の傾向にあり、一方産油
国の軽質油温存政策もあって、輸入原油が今後一段と重
質、高いおう化する動きがあられれ始めた。
国の軽質油温存政策もあって、輸入原油が今後一段と重
質、高いおう化する動きがあられれ始めた。
これにともない、重質油分解設備や脱硫設備の新設、増
設の必要が予測される。
設の必要が予測される。
ところでこれまでの石油精製、脱硫設備などの鋼材とし
ては、ASME規格品の2−Cr−IMo鋼が主流であ
った。しかし、最近材料の高強度化を図り、設備の高温
・高圧操業による効率化、または設計応力を高めて薄肉
化・大型化などの経済効果を得る目的で検討が加えられ
ているが、上記・の動向によって、高強度化の気運が一
役と強くなった。
ては、ASME規格品の2−Cr−IMo鋼が主流であ
った。しかし、最近材料の高強度化を図り、設備の高温
・高圧操業による効率化、または設計応力を高めて薄肉
化・大型化などの経済効果を得る目的で検討が加えられ
ているが、上記・の動向によって、高強度化の気運が一
役と強くなった。
(従来の技術)
発明者らは先にCr−Mo系低合金鋼のサブマージアー
ク溶接方法において、溶接金属の高じん性化を図るには
■添加または■十微量1゛」系が有効であることを見出
し特開昭59−4994で提案した。
ク溶接方法において、溶接金属の高じん性化を図るには
■添加または■十微量1゛」系が有効であることを見出
し特開昭59−4994で提案した。
この方法により、狭開先溶接法の1層1パス多層盛溶接
金属でも低温じん性にすぐれ、かつ使用中耐脆化特性も
非常に良好であることを示したが、しかし、高温強度は
ASME規格454℃での引張り強さ46.1kgf/
mm” 以上を満足し得ても、新しく制定された規格
値52.6kgf/ mm” は一般に満たし辱ずして
たとえこの高温強度の新規格値を満足したとしてもじん
性低下を招いて、実用化に際して不安が残る。
金属でも低温じん性にすぐれ、かつ使用中耐脆化特性も
非常に良好であることを示したが、しかし、高温強度は
ASME規格454℃での引張り強さ46.1kgf/
mm” 以上を満足し得ても、新しく制定された規格
値52.6kgf/ mm” は一般に満たし辱ずして
たとえこの高温強度の新規格値を満足したとしてもじん
性低下を招いて、実用化に際して不安が残る。
(発明が解決しようとする問題点)
発明者らはその後種々の研究を重ね、
常温引張り強さ:66kg/ mm2以上454℃での
引張り強さ: 52.6kg/ mm2以上溶接後熱処
理く以下PWHTと記す)後のじん性: vTr40≦
−40℃ 加速焼もどし脆化処理(以下5tep cooling
と記す)後のじん性: vTr40 ’≦−30℃をi
ta足させる1ごは、V、Tiのほかこれらととも(二
Nをさらに適正範囲に設定することの必要を見出すに至
った。
引張り強さ: 52.6kg/ mm2以上溶接後熱処
理く以下PWHTと記す)後のじん性: vTr40≦
−40℃ 加速焼もどし脆化処理(以下5tep cooling
と記す)後のじん性: vTr40 ’≦−30℃をi
ta足させる1ごは、V、Tiのほかこれらととも(二
Nをさらに適正範囲に設定することの必要を見出すに至
った。
ところが、一般的にCr−Mo系低合金鋼の引張り強さ
の向上とじん性改善は相反する挙動を示し、高強度材で
はじん性低下を、高じん外材では強度低下を招きやすく
、上述した要求性能を満足しうるサブマージアーク溶接
法はいまなお研究開発段階で実用化されていない。
の向上とじん性改善は相反する挙動を示し、高強度材で
はじん性低下を、高じん外材では強度低下を招きやすく
、上述した要求性能を満足しうるサブマージアーク溶接
法はいまなお研究開発段階で実用化されていない。
この発明は上掲の知見に基づいて、高強度でがつ低温じ
ん性および使用中耐脆化特性にすぐれた溶接金属を得る
ためのサブマージアーク溶接法を提案するものである。
ん性および使用中耐脆化特性にすぐれた溶接金属を得る
ためのサブマージアーク溶接法を提案するものである。
溶接金属の微量元素として、C,Tiの添加で強度向上
を図るとき、TIによるぜい化にっきC,V。
を図るとき、TIによるぜい化にっきC,V。
Nを適当量添加し、微細な炭窒化物を多く均一に分散析
出させることにより抑制でき、この結果、高強度で安定
したしん性が得られることが判明したのであり、ここに
この発明の目的は、次の事項を骨子とする手順にて有利
に成就される。
出させることにより抑制でき、この結果、高強度で安定
したしん性が得られることが判明したのであり、ここに
この発明の目的は、次の事項を骨子とする手順にて有利
に成就される。
すなわちこの発明は溶接入熱量を10〜50KJ/cm
の範囲とし、下記の式(1)にて表される塩基度BLが
2.3〜4.5 のフラックスを用いて、溶接金属組成
につき、 C: 0.10〜0.18wt%、Si : 0.10
〜0.35wt%、Mn : 0.40〜1.20wt
%、Cr : 2.00〜3.50wt%、Mo :
0.90〜L 80wt%、Ti : 0.005〜0
.030wt %、■;0.090〜0.30wt%
およびN : 0.0030〜0.0300wt%、残
部が実質的にFeおよび不可避的不純物である組成に調
整することを特徴とする、Cr−Mo系低合金鋼のサブ
マージアーク溶接方法 記 B L = (Mg[] +Ba[] +CaO+C
aFz)/(SiO□ +Al2O3+TiO7+Mn
O+ZrD□) ”’(1)である。
の範囲とし、下記の式(1)にて表される塩基度BLが
2.3〜4.5 のフラックスを用いて、溶接金属組成
につき、 C: 0.10〜0.18wt%、Si : 0.10
〜0.35wt%、Mn : 0.40〜1.20wt
%、Cr : 2.00〜3.50wt%、Mo :
0.90〜L 80wt%、Ti : 0.005〜0
.030wt %、■;0.090〜0.30wt%
およびN : 0.0030〜0.0300wt%、残
部が実質的にFeおよび不可避的不純物である組成に調
整することを特徴とする、Cr−Mo系低合金鋼のサブ
マージアーク溶接方法 記 B L = (Mg[] +Ba[] +CaO+C
aFz)/(SiO□ +Al2O3+TiO7+Mn
O+ZrD□) ”’(1)である。
この発明のサブマージアーク溶接法によれば常温・高温
引張り強さを大幅に改善させ、かつ低温じん性、使用中
尉ぜい化特性を向上させ得る。
引張り強さを大幅に改善させ、かつ低温じん性、使用中
尉ぜい化特性を向上させ得る。
さてこの発明に使用するフラックスは金属酸化物、金属
弗化物を必ず含み、金属炭酸塩および金属粉については
添加、もしくは無添加の何れでもよい。
弗化物を必ず含み、金属炭酸塩および金属粉については
添加、もしくは無添加の何れでもよい。
まず金属酸化物は、スラブ形成剤として必須成分であり
、ビード形状を整えるために必要である。
、ビード形状を整えるために必要である。
この酸化物は、Mg[]、 Bad、 Ca(]、 S
iL、 AIz[lz、 Ti[12,!JnO。
iL、 AIz[lz、 Ti[12,!JnO。
ZrO2,K2OそしてNa2Oなどを用いることがで
きる。
きる。
次に金属炭酸塩は溶接金属中の拡散性水門量を抑制する
うえから有用であり、水素われの防止に対して効果を発
揮する。もちろん無添加でも予熱温度の高温化もしくは
中間PWHTを実施することにより水素われは防止でき
る。この金属炭酸塩にはCaC0a、 BaC01,M
gCO3,MnC0:+、 L l 2CO3,および
Na2CO3などを用いることができる。
うえから有用であり、水素われの防止に対して効果を発
揮する。もちろん無添加でも予熱温度の高温化もしくは
中間PWHTを実施することにより水素われは防止でき
る。この金属炭酸塩にはCaC0a、 BaC01,M
gCO3,MnC0:+、 L l 2CO3,および
Na2CO3などを用いることができる。
また金属弗化物は、溶接金属の低酸素化に対して有効で
ある。とくにCr−No鋼では使用中ぜい化を軽減する
うえから、Siの低減が必要なのでそのために酸素の増
加を招いて、じん性は低下し、それ故にSiによる脱酸
反応がそれほど期待できないために、金属弗化物の添加
がとくに重要なのである。金属弗化物にはCaF2.八
lF3. NaF、にFおよびBaF2などが適合する
。
ある。とくにCr−No鋼では使用中ぜい化を軽減する
うえから、Siの低減が必要なのでそのために酸素の増
加を招いて、じん性は低下し、それ故にSiによる脱酸
反応がそれほど期待できないために、金属弗化物の添加
がとくに重要なのである。金属弗化物にはCaF2.八
lF3. NaF、にFおよびBaF2などが適合する
。
一方金属粉については、脱酸反応による酸素量の低減、
合金元素の添加による強じん化の点から有効であるが、
場合によりワイヤ組成中にこれらの対策を盛り込めばフ
ラックスには必ずしも金属粉を添加せずとも十分実用し
うる。ここに金属粉のフラッグス中配合にて上記効果を
目指すとき、Si、 Mn、 AI、 Ti、 Ca、
Fe、 Cなどの単体もしくは複合体を用いることが
できる。
合金元素の添加による強じん化の点から有効であるが、
場合によりワイヤ組成中にこれらの対策を盛り込めばフ
ラックスには必ずしも金属粉を添加せずとも十分実用し
うる。ここに金属粉のフラッグス中配合にて上記効果を
目指すとき、Si、 Mn、 AI、 Ti、 Ca、
Fe、 Cなどの単体もしくは複合体を用いることが
できる。
以上述べたフラックスにつき、その塩基性成分と酸性成
分の比で表される塩基度BLは次式の値で2.3〜4.
5 の範囲にしなければならない。
分の比で表される塩基度BLは次式の値で2.3〜4.
5 の範囲にしなければならない。
BLが2.3 よりも小さい場合には、ガラス質のスラ
ブになりやすく、スラブはく離は比較的良好であるが、
溶接金属中の酸素量が多くなって、溶接金属のしん性が
劣化する。一方、4.5よりも太き、くなると、スラブ
の融点が上昇し、ビード外観を悪化させるとともに、ス
ラブはく離性が悪くなり、溶接欠陥が発生しやすくなる
ので、これらの難点を生じない2.3〜4.5 の範囲
とする。
ブになりやすく、スラブはく離は比較的良好であるが、
溶接金属中の酸素量が多くなって、溶接金属のしん性が
劣化する。一方、4.5よりも太き、くなると、スラブ
の融点が上昇し、ビード外観を悪化させるとともに、ス
ラブはく離性が悪くなり、溶接欠陥が発生しやすくなる
ので、これらの難点を生じない2.3〜4.5 の範囲
とする。
フラックスにはすでにのべた、Si、Mn、 AI、
Ti、 CaFeほかC2■などの単体もしくは複合に
て粉末添加をすることもできるが、これら成分の適正量
は溶接用ワイヤの成分系によって変化する。したがって
、フラックスとワイヤの組合わせによってできるサブマ
ージアーク溶接金属の成分影響の部分で説明する。
Ti、 CaFeほかC2■などの単体もしくは複合に
て粉末添加をすることもできるが、これら成分の適正量
は溶接用ワイヤの成分系によって変化する。したがって
、フラックスとワイヤの組合わせによってできるサブマ
ージアーク溶接金属の成分影響の部分で説明する。
次にこの発明で用いる溶接用ワイヤの化学成分範囲につ
いては溶接金属の化学成分範囲と密接な関係があるため
、両者を一緒にし、この発明に従うサブマージアーク溶
接で所期する溶接金属の必須成分であるC 、 Si、
Mn、[:r、Mo、Ti、 V 、 Nの効果につ
いてその限定理由にあわせ説明する。
いては溶接金属の化学成分範囲と密接な関係があるため
、両者を一緒にし、この発明に従うサブマージアーク溶
接で所期する溶接金属の必須成分であるC 、 Si、
Mn、[:r、Mo、Ti、 V 、 Nの効果につ
いてその限定理由にあわせ説明する。
(作 用)
溶接金属中のCが0.10%よりも少なくなると454
℃での引張り強さ52.6kgf/ mm2 を確保す
ることが難しくなるとともにさらに炭化物の析出が少な
くなってじん性も低下する。
℃での引張り強さ52.6kgf/ mm2 を確保す
ることが難しくなるとともにさらに炭化物の析出が少な
くなってじん性も低下する。
また0、18%よりも多くなると溶接金属に高温われ、
低温われを発生しやすく、さらに析出炭化物が11粒界
に粗大な炭化物が凝集してじん性および使用中耐脆化と
もに悪(なるとともに、延性が低下し、脆性破壊の危険
度が増す。
低温われを発生しやすく、さらに析出炭化物が11粒界
に粗大な炭化物が凝集してじん性および使用中耐脆化と
もに悪(なるとともに、延性が低下し、脆性破壊の危険
度が増す。
なお、ワイヤ中のCはワイヤ製造工程での加工性から0
110〜0.20%程度が好ましく、この成分範囲でも
溶接金属中のCが不足する場合にはフラ、ツクスにC#
!、たとえばグラファイト、高炭素系合金粉末を添加で
きるのは、すでに触れた。
110〜0.20%程度が好ましく、この成分範囲でも
溶接金属中のCが不足する場合にはフラ、ツクスにC#
!、たとえばグラファイト、高炭素系合金粉末を添加で
きるのは、すでに触れた。
上は溶接金属中の酸素を低減して、じん性および引張強
さを改善するうえから基本的に必要な成分である。
さを改善するうえから基本的に必要な成分である。
溶接金属中のSiが0.10%よりも少なくなると酸素
量が増し、じん性が劣化するするとともに、引張強さも
低下する一方、0.35%よりも多くなってもじん性お
よび延性が低下し、とくにさきにも触れた実操業中に使
用中ぜい化によって、ぜい性破壊を起こす危険性がある
ので、ワイヤ中の81は0.4%以下にしておかないと
溶接金属中のSi量が0.35%よりも多くなることに
注意することが肝要である。
量が増し、じん性が劣化するするとともに、引張強さも
低下する一方、0.35%よりも多くなってもじん性お
よび延性が低下し、とくにさきにも触れた実操業中に使
用中ぜい化によって、ぜい性破壊を起こす危険性がある
ので、ワイヤ中の81は0.4%以下にしておかないと
溶接金属中のSi量が0.35%よりも多くなることに
注意することが肝要である。
鼾はじん性および引張強さを確保することから必要な成
分である。
分である。
溶接金属中のMnが0.4 %よりも少ないとじん性の
劣化および強度不足となるので適当でなく、また1、2
0%よりも多いと強度対策には有効であっても、使用中
ぜい化が著しく、やはりぜい性破壊の危険性があるので
好ましくない。これらの溶接金属中のMn量の範囲にお
いて良好な特性を得るために、ワイヤ中のMn量もまた
0、40〜1.20%の範囲にすべきである。
劣化および強度不足となるので適当でなく、また1、2
0%よりも多いと強度対策には有効であっても、使用中
ぜい化が著しく、やはりぜい性破壊の危険性があるので
好ましくない。これらの溶接金属中のMn量の範囲にお
いて良好な特性を得るために、ワイヤ中のMn量もまた
0、40〜1.20%の範囲にすべきである。
C「は耐食性を向上させるために必要である。
溶接金属中のC「が2.0 %よりも少ないと耐食性、
引張強度が十分に発揮されず、また3、5 %よりも多
いと使用中ぜい化が著しくなる。これらの溶接金属中の
Cr量の範囲において良好な特性を得るためにワイヤ中
のCr量は酸化による消費量を見込んで2.25〜3.
75%の範囲にする。
引張強度が十分に発揮されず、また3、5 %よりも多
いと使用中ぜい化が著しくなる。これらの溶接金属中の
Cr量の範囲において良好な特性を得るためにワイヤ中
のCr量は酸化による消費量を見込んで2.25〜3.
75%の範囲にする。
Moは溶接金属の引張強さの点から制限される。
溶接金属中のMOが0.90%よりも少ないと高温強さ
が低下するので好ましくなく、1.8 %よりも多くな
るとじん性および延性が劣化するため適当でない。
が低下するので好ましくなく、1.8 %よりも多くな
るとじん性および延性が劣化するため適当でない。
ここにワイヤ中のMOも0.90〜1.80%が良い。
なお、以上のCrおよびMo量は、圧力容器用鋼の鋼種
によって含有量制限があり、それ故、溶接適用鋼種に使
って決定すべきはいうまでもない。
によって含有量制限があり、それ故、溶接適用鋼種に使
って決定すべきはいうまでもない。
T1は溶接金属の常温、高温での引張強さを向上させる
うえから有益である。
うえから有益である。
溶接金属中のTiが0.005 %よりも少ないとじ
ん性は安定するが常温、高温強度が低下して目標値を達
成しえず、一方0.030 %よりも多くなると延性低
下およびじん性劣化を招くため不適当である。
ん性は安定するが常温、高温強度が低下して目標値を達
成しえず、一方0.030 %よりも多くなると延性低
下およびじん性劣化を招くため不適当である。
なお、上記範囲内においてすらTi添加によって引張強
さは改善されるが、じん性は低下する傾向自体は否み難
い事実であり、これを抑制するには、V、N量の制御が
この発明の重要事項である。この点については後述する
。
さは改善されるが、じん性は低下する傾向自体は否み難
い事実であり、これを抑制するには、V、N量の制御が
この発明の重要事項である。この点については後述する
。
なお、Tiはフラックスもしくはワイヤの少なくとも一
方あるいは両方に添加できるが、フラックスからの添加
では歩留りが悪く効果的でなく、むしろワイヤからの添
加を可とするがその場合ワイヤ中のTiは0.020〜
0.15%の範囲が適合する。
方あるいは両方に添加できるが、フラックスからの添加
では歩留りが悪く効果的でなく、むしろワイヤからの添
加を可とするがその場合ワイヤ中のTiは0.020〜
0.15%の範囲が適合する。
−又は析出炭化物を均一に多く分布させて、じん性、使
用中尉ぜい化特性を改善するうえから必要である。
用中尉ぜい化特性を改善するうえから必要である。
溶接金属中の■が0.09%よりも少ないとTiの悪影
響の回避、すなわちじん性の安定化が図れず、高じん性
が得られ難くなるが、0.30%よりも多くなると固溶
■量が増加して却ってじん性および延性低下を招く。
響の回避、すなわちじん性の安定化が図れず、高じん性
が得られ難くなるが、0.30%よりも多くなると固溶
■量が増加して却ってじん性および延性低下を招く。
ワイヤ中のv量は0.09〜0.30%の範囲がよく、
フラックスもしくはワイヤの少なくとも一方あるいは両
方に添加することができる。
フラックスもしくはワイヤの少なくとも一方あるいは両
方に添加することができる。
前述したようにV、Tiは析出物を多く分布させるのに
有効な元素であって高強度で安定した低温じん性を得る
にはTiによって強度向上を■によってじん性改善を図
るのが有効であり、ここにTIは炭窒化物になりやす<
、Tl窒化物はじん性にほとんど悪影響をおよぼさない
が、Ti炭化物の増加はじん性劣化を招く傾向にあり、
このためTi窒化物を多く形成させるうえから溶接金属
中のN fflの制御が必要となりまた、Ti炭化物の
析出を抑制するためにもV量を0.09〜0.30%に
制限して■炭化物の増加を図ることが必要である。
有効な元素であって高強度で安定した低温じん性を得る
にはTiによって強度向上を■によってじん性改善を図
るのが有効であり、ここにTIは炭窒化物になりやす<
、Tl窒化物はじん性にほとんど悪影響をおよぼさない
が、Ti炭化物の増加はじん性劣化を招く傾向にあり、
このためTi窒化物を多く形成させるうえから溶接金属
中のN fflの制御が必要となりまた、Ti炭化物の
析出を抑制するためにもV量を0.09〜0.30%に
制限して■炭化物の増加を図ることが必要である。
Nは、上述のように、T1窒化物を形成させるため溶接
金属中の−N量を0.0030%〜0.0300%にす
る必要がある。
金属中の−N量を0.0030%〜0.0300%にす
る必要がある。
0、0030%よりも少なくなるとTi窒化物の析出量
が少なくなり、さらにTi炭化物、固6Tiなどが増加
してじん性劣化を招く。また0、 0300%よりも多
くなると窒化物の粗大化および固溶Nの増大を招いてじ
ん性劣化を生じ易く、さらに気孔の発生原因ともなるの
で適当でない。なお、Nの添加方法はフラックスに窒化
物を添加してもよく、またワイヤに添加しても良く、少
なくとも一方あるいは両方に添加することができる。
が少なくなり、さらにTi炭化物、固6Tiなどが増加
してじん性劣化を招く。また0、 0300%よりも多
くなると窒化物の粗大化および固溶Nの増大を招いてじ
ん性劣化を生じ易く、さらに気孔の発生原因ともなるの
で適当でない。なお、Nの添加方法はフラックスに窒化
物を添加してもよく、またワイヤに添加しても良く、少
なくとも一方あるいは両方に添加することができる。
ワイヤのN量は溶接金属同様0.0030〜0.030
0%が好ましい。
0%が好ましい。
以上述べたようにこの発明による溶接金属は、上記した
必須金属元素以外は実質的にFeと不可避的不純物元素
から構成されるものであるが、以下述べるNi、B、N
bそしてCuの如きを含有することがあり、溶接金属組
成の規定について、残部が実質的にと表現した所以であ
る。
必須金属元素以外は実質的にFeと不可避的不純物元素
から構成されるものであるが、以下述べるNi、B、N
bそしてCuの如きを含有することがあり、溶接金属組
成の規定について、残部が実質的にと表現した所以であ
る。
Lは引張強さの改善のために、フラックスあるいはワイ
ヤに微量添加し得るけれども、やはり使用中ぜい化を促
進する傾向があり多量に添加できない。
ヤに微量添加し得るけれども、やはり使用中ぜい化を促
進する傾向があり多量に添加できない。
溶接金属中でNiが0.30%よりも多くなると使用中
ぜい化が著しくなり、ぜい性破壊の危険性が増す。この
ためにワイヤ中のNiは0.30%以下にする必要があ
る。
ぜい化が著しくなり、ぜい性破壊の危険性が増す。この
ためにワイヤ中のNiは0.30%以下にする必要があ
る。
次に已についても同様に、溶接金属中で0.002%以
内なら含有してもよく、これよりも多くなると高温われ
が発生しやすく、さらにじん性、使用中ぜい化に対して
好ましくない。したがってBを含有させるときでもでき
るだけ少ない方が良く、好ましくは0.0010%以下
をより好適とする。
内なら含有してもよく、これよりも多くなると高温われ
が発生しやすく、さらにじん性、使用中ぜい化に対して
好ましくない。したがってBを含有させるときでもでき
るだけ少ない方が良く、好ましくは0.0010%以下
をより好適とする。
また−助についてはじん性、使用中ぜい化を悪くする傾
向があるので、せいぜい0.020 %以下で、できる
だけ添加しないほうがよい。
向があるので、せいぜい0.020 %以下で、できる
だけ添加しないほうがよい。
なお勘については、ワイヤ表面の酸化防止および通電性
の点から、ワイヤ表面にCuメッキを施すことから、溶
接金属中に混入しぜい化の原因となるため、できるだけ
薄めつきが好ましい。溶接金属中のCuはじん性および
使用中耐ぜい化特性の点から0.20%以下にすべきで
ある。
の点から、ワイヤ表面にCuメッキを施すことから、溶
接金属中に混入しぜい化の原因となるため、できるだけ
薄めつきが好ましい。溶接金属中のCuはじん性および
使用中耐ぜい化特性の点から0.20%以下にすべきで
ある。
この発明の溶接金属は不純物としてP 、 Sn、 A
s。
s。
sbを含むが何れも粒界ぜい化元素として働くため、で
きるだけ少なくしたほうが使用中耐ぜい化特性の改善に
対して好ましい。− 上に述べたところに従い構成されるフラックスおよび溶
接用ワイヤを組合わせて得られるCr −Mo系耐熱低
合金鋼サブマージアーク溶接金属は、溶接入熱量10〜
50 K J / cmで溶接することにより、1層多
パス溶接は勿論のこと、1層1パス溶接にあっても健全
な溶接部が得られ、高引張強度で安定したしん性が両立
的に得られ、十分な低温じん性および使用中耐ぜい化特
性の改善が達成される。
きるだけ少なくしたほうが使用中耐ぜい化特性の改善に
対して好ましい。− 上に述べたところに従い構成されるフラックスおよび溶
接用ワイヤを組合わせて得られるCr −Mo系耐熱低
合金鋼サブマージアーク溶接金属は、溶接入熱量10〜
50 K J / cmで溶接することにより、1層多
パス溶接は勿論のこと、1層1パス溶接にあっても健全
な溶接部が得られ、高引張強度で安定したしん性が両立
的に得られ、十分な低温じん性および使用中耐ぜい化特
性の改善が達成される。
ここに溶接入熱量がLOKJ/ amよりも小さいと溶
接欠陥を発生しやすくなるとともに作業能率の低下を招
く。また5 0 K J / cmよりも大きいとじん
性、使用中耐ぜい化特性が劣化し、高性能の溶接が得ら
れないことになる。
接欠陥を発生しやすくなるとともに作業能率の低下を招
く。また5 0 K J / cmよりも大きいとじん
性、使用中耐ぜい化特性が劣化し、高性能の溶接が得ら
れないことになる。
なお、溶接方法は単電極もしくは複数電極によるサブマ
ージアーク溶接ができることは勿論である。
ージアーク溶接ができることは勿論である。
(実施例−)
以上述べたところに従い表1にまとめて示す供試焼成型
フラックスを用意し、これに表2で示した溶接用ワイヤ
を組合わせてサブマージアーク溶接を行い、以下に実施
例で述べる成績が得られた。
フラックスを用意し、これに表2で示した溶接用ワイヤ
を組合わせてサブマージアーク溶接を行い、以下に実施
例で述べる成績が得られた。
実施例1・ 1
板厚120mmの2−Cr−IMO鋼板(0,14%C
90,08%S【、0.004 %P、0.005
%S、2.24%Cr。
90,08%S【、0.004 %P、0.005
%S、2.24%Cr。
■、00%Mo)を第1図に示す開先形状に加工したの
ち、径4 mmのワイヤW1と7ラヅクスBF1,4゜
5をそれぞれ組合わせ、交流電流550八、 29V、
25cm/minの条件で1層1パス積層の多層盛溶
接し、表3に示す溶接金属を得た。
ち、径4 mmのワイヤW1と7ラヅクスBF1,4゜
5をそれぞれ組合わせ、交流電流550八、 29V、
25cm/minの条件で1層1パス積層の多層盛溶
接し、表3に示す溶接金属を得た。
この発明に従うフラックスBFIは溶接作業性、衝撃値
ともに良好でスラブ巻込み、融合不良などの溶接欠陥は
皆無であった。しかし、BLの過大なりF4は衝撃値は
良好であるが、溶接欠陥を発生し、実用上問題である。
ともに良好でスラブ巻込み、融合不良などの溶接欠陥は
皆無であった。しかし、BLの過大なりF4は衝撃値は
良好であるが、溶接欠陥を発生し、実用上問題である。
またBLの過小なりF5は溶接欠陥は発生しなかったが
、スラブはく離性が悪く、衝撃値も悪い。
、スラブはく離性が悪く、衝撃値も悪い。
実施例2゜
実施例1で用いた鋼板を第1図に示す開先形状に加工し
たのち、径4.Ommのワイヤおよびフラックスをそれ
ぞれ変化させて1層1パス積層法で多層盛溶接した。溶
接条件は550 A 、 29 V 、 27 am/
minで予熱、パス間温度は175℃〜200℃の範囲
で行った。溶接金属の化学成分を表5に、PWHT後の
衝撃試験結果と引張試験結果を表6に示す。
たのち、径4.Ommのワイヤおよびフラックスをそれ
ぞれ変化させて1層1パス積層法で多層盛溶接した。溶
接条件は550 A 、 29 V 、 27 am/
minで予熱、パス間温度は175℃〜200℃の範囲
で行った。溶接金属の化学成分を表5に、PWHT後の
衝撃試験結果と引張試験結果を表6に示す。
溶接材料の組合わせBFIXW2.BF2XW3は極め
てすぐれた低温じん性と高温強度が得られたが、BF2
とW5.BF3XW7はじん性が劣り、高温強度も低か
った。
てすぐれた低温じん性と高温強度が得られたが、BF2
とW5.BF3XW7はじん性が劣り、高温強度も低か
った。
実施例3゜
実施例1で用いた板厚120mmの2−Cr−IMo鋼
板を第1図に示すような開先形状を加工したのち、50
0 A 、 28 V 、 25 cm/min、
予熱、パス間温度175℃〜200℃で1層1パス積層
で多層盛溶接した。その場合の溶接金属の化学成分を表
7に示す。
板を第1図に示すような開先形状を加工したのち、50
0 A 、 28 V 、 25 cm/min、
予熱、パス間温度175℃〜200℃で1層1パス積層
で多層盛溶接した。その場合の溶接金属の化学成分を表
7に示す。
溶接完了後650℃X13Hr、 690t’X5H
r。
r。
690℃X 28Hr、 690℃X 50Hr、
の条件でPWHTを行い、その後に第2図のステップ
クーリングを付加し、衝撃試験を行った。その結果を
第3図にまとめて示す。
の条件でPWHTを行い、その後に第2図のステップ
クーリングを付加し、衝撃試験を行った。その結果を
第3図にまとめて示す。
この発明に従うBF2XW2の組合わせでは、PWHT
後およびステップ クーリング後とともにすぐれた低温
じん性が得られ、T、Pが変化しても良好なしん性が得
られることがわかる。しかし、比較例のBF3xW7は
PWHT後およびステップ クーリング後ともに低じん
性である。
後およびステップ クーリング後とともにすぐれた低温
じん性が得られ、T、Pが変化しても良好なしん性が得
られることがわかる。しかし、比較例のBF3xW7は
PWHT後およびステップ クーリング後ともに低じん
性である。
実施例4゜
鋼板および溶接条件は実施例1と同一にし、径4印のワ
イヤW2,3,6.7とフラックスBF1をそれぞれ組
合わせて表8に示す溶接金属組成を1等だ。
イヤW2,3,6.7とフラックスBF1をそれぞれ組
合わせて表8に示す溶接金属組成を1等だ。
690℃X 26Hr、のPWHT後と5tep co
oking後のしん性を第4図に示す。溶接金属中のv
量が0.09〜0.30%で、かつTi量が0.005
〜0.030 %の範囲内にあるワイヤW2,3とフラ
ックスBFIによる組合わせで得た溶接金属は良好な低
温じん性を示した。
oking後のしん性を第4図に示す。溶接金属中のv
量が0.09〜0.30%で、かつTi量が0.005
〜0.030 %の範囲内にあるワイヤW2,3とフラ
ックスBFIによる組合わせで得た溶接金属は良好な低
温じん性を示した。
実施例5゜
板厚150mmの3 Cr−lMo鋼板(0,12%C
,,0,18%Si、 0.53%Mn、 0.004
%P 、 0.004 %S、3.08%Cr、 1
.03%Mo) を第1図に示すように開先加工し、
溶接条件500 A 、 28 V 、 25 cm/
min、 予熱、バス間温度200℃〜225℃で1
層1パス積層の多層盛溶接を実施した。溶接金属の化学
成分を表9に衝撃試験、を表10に示す。
,,0,18%Si、 0.53%Mn、 0.004
%P 、 0.004 %S、3.08%Cr、 1
.03%Mo) を第1図に示すように開先加工し、
溶接条件500 A 、 28 V 、 25 cm/
min、 予熱、バス間温度200℃〜225℃で1
層1パス積層の多層盛溶接を実施した。溶接金属の化学
成分を表9に衝撃試験、を表10に示す。
この発明例であるBFIXW4の組合わせでは良好な低
温じん性が1尋られたが、比較例のBF5XW4はじん
性は非常に悪い結果となった。
温じん性が1尋られたが、比較例のBF5XW4はじん
性は非常に悪い結果となった。
実施例6゜
板厚20On+mの3 Cr −1,5Ma鋼板(0,
13%C50,20%Si、 0.51%Mn、 0.
004 %P 、 0.005 %S。
13%C50,20%Si、 0.51%Mn、 0.
004 %P 、 0.005 %S。
3.08%Cr、 1.53%Mo)を第1図に示すよ
うに開先加工し、溶接条件450 A 〜550 A
、 26〜28 V 、 25〜35 cm/m i
n、 予熱、パス間温度200℃〜250℃で1層1
パスおよび1層2パス積層の多層盛溶接を実施した。溶
接金属の化学成分を表11 衝撃試験、引張および曲
げ試験結果を表12に示す。
うに開先加工し、溶接条件450 A 〜550 A
、 26〜28 V 、 25〜35 cm/m i
n、 予熱、パス間温度200℃〜250℃で1層1
パスおよび1層2パス積層の多層盛溶接を実施した。溶
接金属の化学成分を表11 衝撃試験、引張および曲
げ試験結果を表12に示す。
適合例のBF3XW5の組合わせでは衝撃値、引張強度
および曲げ延性ともにすぐれた結果がi尋られた。しか
し、比較例では衝撃値および引張強度はすぐれているも
のの曲げ試験で欠陥を発生し、実用上問題であることが
わかった。
および曲げ延性ともにすぐれた結果がi尋られた。しか
し、比較例では衝撃値および引張強度はすぐれているも
のの曲げ試験で欠陥を発生し、実用上問題であることが
わかった。
(発明の効果)
この発明によればCr−Mo系低合金鋼のサブマージア
ーク溶接における溶接金属高温強度およびじん性改善の
両立的な実現が可能となる。
ーク溶接における溶接金属高温強度およびじん性改善の
両立的な実現が可能となる。
第1図は開先形状を示す断面図、
第2図はステップ クーリングの熱サイクル図、第3図
はPWHT条件がじん性におよぼす影響のグラフである
、 第4図は溶接金属中のV、Tiがじん性におよぼす影響
を示すグラフである。 第1図 第2図 bコ2.e′ぐイ々r C:2’lfJ ’C/Hr 第3図 x5Hr、 X6Hr X2θH,、X5θH
r。 第4・図 3各縛全属中aV量、2
はPWHT条件がじん性におよぼす影響のグラフである
、 第4図は溶接金属中のV、Tiがじん性におよぼす影響
を示すグラフである。 第1図 第2図 bコ2.e′ぐイ々r C:2’lfJ ’C/Hr 第3図 x5Hr、 X6Hr X2θH,、X5θH
r。 第4・図 3各縛全属中aV量、2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶接入熱量を10〜50KJ/cmの範囲とし、下
記の式(1)にて表される塩基度BLが2.3〜4.5
のフラックスを用いて、溶接金属組成につき、C:0.
10〜0.18wt%、Si:0.10〜0.35wt
%、Mn:0.40〜1.20wt%、Cr:2.00
〜3.50wt%、Mo:0.90〜1.80wt%、
Ti:0.005〜0.030wt%、V:0.090
〜0.30wt%およびN:0.0030〜0.030
0wt%、残部が実質的にFeおよび不可避的不純物で
ある組成に調整することを特徴とする、Cr−Mo系低
合金鋼のサブマージアーク溶接方法 記 BL=(MgO+BaO+CaO+CaF_2)/(S
iO_2+Al_2O_3+TiO_2+MnO+Zr
O_2)…(1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19066484A JPS6171196A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Cr−Mo系低合金鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19066484A JPS6171196A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Cr−Mo系低合金鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6171196A true JPS6171196A (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=16261843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19066484A Pending JPS6171196A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Cr−Mo系低合金鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6171196A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0228541U (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-23 | ||
JPH0284293A (ja) * | 1988-06-14 | 1990-03-26 | Kobe Steel Ltd | 高強度Cr−Mo鋼のサブマージアーク溶接方法 |
FR2740063A1 (fr) * | 1995-10-18 | 1997-04-25 | Kobe Steel Ltd | Electrode de soudage a l'arc enrobee du type a faible teneur en hydrogene pour des aciers cr-mo a haute resistance |
EP1693143A1 (en) | 2005-02-17 | 2006-08-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Weld metal of low temperature toughness and SR cracking resistance used for high-strength Cr-Mo steel |
EP2610029A4 (en) * | 2010-11-24 | 2016-08-31 | Kobe Steel Ltd | WELD METAL AND UNDULPULSE WELDING PROCESS |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58391A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
JPS5912529A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-23 | 田澤 誠 | 音のでない圧力スイツチの構造 |
JPS5947071A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-03-16 | Kobe Steel Ltd | CrーMo鋼溶接用ソリッドワイヤ |
-
1984
- 1984-09-13 JP JP19066484A patent/JPS6171196A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58391A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温用鋼のサブマ−ジア−ク溶接方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0479752B2 (ja) * | 1988-06-14 | 1992-12-16 | Kobe Steel Ltd | |
JPH0228541U (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-23 | ||
FR2740063A1 (fr) * | 1995-10-18 | 1997-04-25 | Kobe Steel Ltd | Electrode de soudage a l'arc enrobee du type a faible teneur en hydrogene pour des aciers cr-mo a haute resistance |
EP1693143A1 (en) | 2005-02-17 | 2006-08-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Weld metal of low temperature toughness and SR cracking resistance used for high-strength Cr-Mo steel |
EP2610029A4 (en) * | 2010-11-24 | 2016-08-31 | Kobe Steel Ltd | WELD METAL AND UNDULPULSE WELDING PROCESS |
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