KR20220113255A

KR20220113255A - 플럭스 코어드 와이어, 용접 금속, 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 이음의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220113255A
Application number: KR1020220004376A
Authority: KR
Inventors: 사토루 가노; 마사히로 이노모토; 다카노리 이토
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-08-12
Also published as: EP4039404A1; CN114850627A; CN114850627B; JP2022120717A

Abstract

[과제] As-welded뿐만 아니라, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접부를 얻을 수 있는 고장력강용 플럭스 코어드 와이어를 제공한다.
[해결 수단] 플럭스 코어드 와이어는, 와이어 전체 질량에 대한 질량%로, C: 0.01% 이상 0.10% 이하, Si: 0% 초과 0.45% 이하, Mn: 1.0% 이상 3.0% 이하, Ni: 3.1% 이상 5.5% 이하, Mg: 0.10% 이상 1.00% 이하, Mo: 0.05% 이상 0.65% 이하를 함유하고, Cr: 0.65% 이하, Cu: 0.85% 이하 및 V: 0.045% 이하임과 함께, 와이어 전체 질량에 대한 질량%로, Ni 함유량을 [Ni]로 나타내고, Mn 함유량을 [Mn]으로 나타내며, Si 함유량을 [Si]로 나타내는 경우에, [Ni]/([Mn]+[Si]): 1.10 이상 5.40 이하이다.

Description

플럭스 코어드 와이어, 용접 금속, 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 이음의 제조 방법{FLUX-CORED WIRE, WELDED METAL, GAS-SHIELDED ARC WELDING METHOD, AND WELDED JOINT MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 고장력강의 용접에 사용되는 플럭스 코어드 와이어, 용접 금속, 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 이음의 제조 방법에 관한 것이다.

석유, 가스 등의 굴착 및 생산에 사용되는 해양 구조물 및 탱크 등의 용접 제품은, 설비의 대형화나 한랭지에서의 가동이 요구되고 있어, 이들의 제조에 이용하는 강판이나 용접 재료는, 고강도이고도 저온 인성이 우수한 특성이 요구된다. 또한, 이들 특성 이외에도, 용접 제품의 품질을 보다 향상시키기 위해서, 용접 후 열처리(PWHT: Post Weld Heat Treatment)를 실시하는 경우가 있다. PWHT를 실시함으로써, 예를 들면, 용접부의 잔류 응력을 제거할 수 있기 때문에, 용접부의 균열을 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 이 PWHT를 행하면, 석출 경화나 템퍼링 취화 등을 원인으로 한 용접부의 취화에 의해, 인성이 저하될 우려가 있다. 특히, 고장력강의 용접부에 있어서는, 강도를 향상시키기 위해서 첨가한 여러 가지 원소의 영향에 의해, PWHT에서의 취화가 현저하여, 강도가 높아질수록, PWHT를 적용할 수 없는 경우가 많아진다.

따라서, PWHT 후에도 우수한 기계적 성질을 갖는 고장력강용의 용접 재료의 개발이 요구되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 690MPa급 고장력강의 용접에 있어서, 장시간 PWHT 후의 용접부의 고온 강도와 저온 인성을 양호하게 할 수 있는 플럭스 코어드 와이어가 제안되어 있다. 상기 특허문헌 1에는, 620℃에서 12시간의 PWHT를 실시한 결과, 저온 인성이 양호하였던 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 60Kgf/mm²(약 588MPa) 이상의 고장력강의 가스 실드 아크 용접에 사용되는 와이어이고, PWHT에 의한 인성 저하가 없는 고장력강용 와이어가 개시되어 있다. 한편, 상기 특허문헌 2에는, 80Kgf/mm²(약 785MPa)급의 고장력강용의 와이어에 대해서도, 600℃에서 3시간의 PWHT를 실시한 결과, 인성의 저하가 거의 없는 것이 기재되어 있다.

일본 특허공개 평9-253886호 공보 일본 특허공개 소63-157795호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1 및 2에 대해서는, 1종류의 PWHT 조건에서만 고려되어 있어, 다른 PWHT 조건에서도 우수한 인성이 얻어진다고는 할 수 없다.

또한, PWHT 조건의 여유도(裕度)가 큰 편이, 모든 용접 제품에 적용 가능하고, 시공 관리도 용이함과 함께, 용접부의 품질 안정성을 보다 한층 향상시킬 수 있다고 할 수 있다.

한편, 종래부터, PWHT는 조건에 따라서 인성을 저하시킬 우려가 있고, PWHT 조건은 재료의 종류, 두께, 용접 이음, 시공 조건 등에 의해 엄격하게 결정되는 것임이 알려져 있다.

따라서, PWHT 조건에 여유도를 가지게 하는 것은 매우 곤란하고, 특히, 고강도가 될수록, 첨가 원소를 많이 포함하게 되는 점에서, 템퍼링 취화 등의 취화 현상이 생기기 쉬워지기 때문에, PWHT 조건은 보다 엄격해진다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 고장력강용 플럭스 코어드 와이어이고, 용접 그대로(이하, 「As-welded」라고도 한다.)뿐만 아니라, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접부를 얻을 수 있는 플럭스 코어드 와이어, 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 이음의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 플럭스 코어드 와이어에 관련된 하기 [1]의 구성에 의해 달성된다.

[1] 강제(鋼製) 외피에 플럭스가 충전된 플럭스 코어드 와이어로서,

와이어 전체 질량에 대해서,

C: 0.01질량% 이상 0.10질량% 이하,

Si: 0질량% 초과 0.45질량% 이하,

Mn: 1.0질량% 이상 3.0질량% 이하,

Ni: 3.1질량% 이상 5.5질량% 이하,

Mg: 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하,

Mo: 0.05질량% 이상 0.65질량% 이하를 함유하고,

Cr: 0.65질량% 이하,

Cu: 0.85질량% 이하, 및

V: 0.045질량% 이하임과 함께,

와이어 중의 Ni 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Ni]로 나타내고,

와이어 중의 Mn 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Mn]으로 나타내며,

와이어 중의 Si 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Si]로 나타내는 경우에,

[Ni]/([Mn]+[Si]): 1.10 이상 5.40 이하인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 와이어.

플럭스 코어드 와이어에 관련된 본 발명의 바람직한 실시형태는, 이하의 [2] 및 [3]에 관한 것이다.

[2] 추가로, 와이어 전체 질량에 대해서,

B: 0.10질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 플럭스 코어드 와이어.

[3] 추가로, Ti, Al, Zr, F, Na 및 K로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을,

와이어 전체 질량에 대해서,

Ti: 2.5질량% 이상 6.0질량% 이하,

Al: 0.50질량% 이하,

Zr: 0.50질량% 이하,

F: 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하, 및

Na와 K의 총량: 0.01질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는, [1] 또는 [2]에 기재된 플럭스 코어드 와이어.

본 발명의 상기 목적은, 용접 금속에 관련된 하기 [4]의 구성에 의해 달성된다.

[4] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 용접 금속.

본 발명의 상기 목적은, 가스 실드 아크 용접 방법에 관련된 하기 [5]의 구성에 의해 달성된다.

[5] [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접 방법.

본 발명의 상기 목적은, 용접 이음의 제조 방법에 관련된 하기 [6]의 구성에 의해 달성된다.

[6] 고장력강을 모재로 하고, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것을 특징으로 하는 용접 이음의 제조 방법.

본 발명에 의하면, As-welded뿐만 아니라, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접부를 얻을 수 있는 고장력강용 플럭스 코어드 와이어를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접부를 얻을 수 있는 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 이음의 제조 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「본 실시형태」라고 한다.)에 대하여, 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명은, 이하에서 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.

본 실시형태에 있어서의 함유량이란, 특별히 설명이 없는 한, 플럭스 코어드 와이어 전체 질량에 대한 질량%를 의미한다. 또한, 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어에 함유되는 각 원소 및 각 화합물은, 강제 외피 및 플럭스 중 어느 하나에 함유되어 있으면 되고, 강제 외피 및 플럭스의 양쪽에 함유되어 있어도 된다.

또, 상기 각 원소는, 특필하지 않는 한, 금속의 형태로 플럭스 코어드 와이어 중에 함유되어 있어도, 화합물의 형태로 플럭스 코어드 와이어 중에 함유되어 있어도 되고, 또한 금속 및 화합물의 양쪽의 형태로 플럭스 코어드 와이어 중에 함유되어 있어도 된다. 따라서, 상기 각 원소가 어떠한 형태로 플럭스 코어드 와이어 중에 함유되어 있어도, 원소 단체(單體)로 환산한 환산치로 규정한다. 예를 들면, Si를 예로 드는 경우에, Si 함유량이란, 금속 Si와 Si 화합물의 Si 환산치의 합계를 말한다. 한편, 금속 Si란, Si 단체 및 Si 합금을 포함한다.

[1. 플럭스 코어드 와이어]

본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어(이하, 간단히 「와이어」라고도 한다.)는, 강제 외피(이하, 간단히 「외피」라고도 한다.)에 플럭스가 충전된 것이다.

본 실시형태에 있어서, 와이어의 외경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.9mm 이상 1.6mm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스 충전율은, 와이어 중의 각 원소의 함유량이 본 발명의 범위 내이면, 임의의 값으로 설정할 수 있지만, 와이어의 신선성 및 와이어 송급성을 보다 향상시키기 위해서는, 예를 들면, 와이어 전체 질량에 대해서 10질량% 이상, 20질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 와이어는, 외피에 이음매를 갖는 경우, 이음매를 갖지 않는 경우 등, 그 이음매의 형태나 단면의 형상에 제한은 없다.

본 발명자들은, 고강도의 용접부에 있어서, PWHT를 행하는 것에 의한 인성 저하의 메커니즘에 대하여 검토를 행함과 함께, 폭넓은 조건에서 PWHT를 행한 경우라도, 우수한 저온 인성을 갖는 용접부를 얻기 위해, 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 이하의 지견을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 한편, 상기 용접부란, 용접 금속 및 열영향부(HAZ: Heat-Affected Zone)를 나타내지만, 본원 명세서에 있어서는, 이하, 용접 금속에 대하여 설명한다.

우선, 고강도강에 있어서의 종래의 인성 저하 메커니즘에 대하여 설명한다.

PWHT 후에 용접 금속의 인성이 저하되는 주원인으로서는, 종래, 이하의 2개의 원인을 들 수 있다.

(원인 1) 용접 금속 중의 Cr, Mo, Nb, V 등의 함유량이 많은 경우에, 이들 성분이 C와 탄화물을 형성하여 석출되는 것에 의해 용접 금속이 경화하는 것.

(원인 2) PWHT 온도로부터의 서랭에 의한 템퍼링 취화 등의 취화 현상이 생기는 것.

종래는, 상기 (원인 1) 및 (원인 2)의 영향에 의해, 주로 용접 금속의 입계 강도가 저하되고, 그 결과, 인성이 저하된다고 생각되고 있었다.

따라서, 종래에는, PWHT 후에 목적하는 강도를 유지하면서, 우수한 인성을 확보하기 위해서, 이하의 대책이 이루어지고 있었다.

(대책 1) 구오스테나이트 입계에서 석출되어 성장하는 탄화물을 억제한다.

(대책 2) 구오스테나이트 입계에 있어서의 불순물 원소의 편석을 억제한다.

그러나, PWHT 조건에 따라서는, 상기 (대책 1)이나 (대책 2)를 실시하는 것만으로는 불충분하다. 한편, 일반적으로, PWHT 조건은, 유지 온도 및 유지 시간의 요소로 이루어지고, 이들 요소를 파라미터로 한 라슨-밀러 파라미터(Larson-Miller parameter: 이하, 「LMP」라고 한다.)로 정리할 수 있다.

그래서, 본원 명세서에 있어서는, 이하에 나타내는 3개의 조건 a∼c에 있어서, 목적하는 강도를 유지하면서 저온 인성이 우수한 용접 금속이 얻어지는 플럭스 코어드 와이어를, PWHT 조건이 폭넓다고 판단하는 것으로 하였다.

(조건 a) 용접 그대로(As-welded).

(조건 b) LMP가 높은 PWHT 조건으로서, 620℃의 온도에서 8시간의 조건(이하, 「고LMP 조건」이라고 한다.).

(조건 c) LMP가 낮은 PWHT 조건으로서, 580℃의 온도에서 2시간의 조건(이하, 「저LMP 조건」이라고 한다.).

(조건 a)의 용접 그대로, 및 (조건 b)의 고LMP 조건에서는, 상기 (대책 1) 및 (대책 2)에 더하여, 와이어 중에 Ni를 적량 함유시킴으로써, 양호한 저온 인성을 얻을 수 있는 것이 알려져 있다.

그 한편으로, (조건 c)의 저LMP 조건에서는, Ni를 적량 함유시키는 것만으로는, 양호한 저온 인성을 얻을 수 없다. 본 발명자들은, (조건 c)의 저LMP 조건에서 PWHT를 실시한 경우에 있어서의, 저온 인성이 저하되는 메커니즘을 발견함과 함께, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 얻을 수 있는 대책을 발견하였다. 이하에, (조건 c)의 저LMP 조건에 있어서, 저온 인성이 저하되는 메커니즘과 대책에 대하여 설명한다.

용접 금속 중에 Ni가 많이 포함되면, 용접 금속 조직 상에 Ni를 포함하는 편석대(이하, 「Ni 편석대」라고 한다.), 즉, Ni가 농화한 영역이 생긴다. 이 Ni 편석대는, (조건 a)의 용접 그대로, 및 (조건 b)의 고LMP 조건 시에는, 저온 인성에 영향을 주지 않는다.

그러나, (조건 c)의 저LMP 조건 시에 있어서는, Ni 편석대에 있어서 C 함유량이 높아져, Ni 편석대에 있어서 섬 형상 마텐자이트의 생성이나 탄화물의 생성 및 조대화가 촉진된다. 특히, 섬 형상 마텐자이트의 생성이 현저하여, 이들 생성물의 영향에 의해, Ni 편석대에 있어서 취성 파괴가 생기기 쉬워지기 때문에, 결과로서, 저온 인성이 저하된다.

이러한 것들로부터, 본 발명자들은, PWHT 후에 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 확보하기 위한 대책으로서, (대책 1) 및 (대책 2)에 더하여, 이하에 나타내는 (대책 3)을 실시하는 것이 효과적인 것을 발견하였다.

(대책 3) Ni 편석대에 있어서의 섬 형상 마텐자이트의 생성을 억제한다.

그리고, 본 발명자들은, 플럭스 코어드 와이어의 화학 성분 조성, 및 Ni, Si 및 Mn의 함유량으로부터 산출되는 파라미터를 적절히 제어함으로써, 상기 (대책 1)∼(대책 3)을 달성할 수 있는 것을 발견하였다. 즉, (대책 1)∼(대책 3)이 실현된 와이어를 사용하는 것에 의해, As-welded뿐만 아니라, 폭넓은 조건의 PWHT 후에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 얻을 수 있다.

또한, 상기 (대책 1)∼(대책 3)에 더하여, 이하에 나타내는 (대책 4)를 더하면, 과도한 강도 상승을 방지하고, 저온 인성의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 바람직하다.

(대책 4) 입내에 있어서의 탄화물의 생성을 억제한다.

한편, 탄화물의 생성 억제는, 적어도 C, Cr, Mo 및 V의 함유량을, 후술하는 규정 범위 내로 하는 것에 의해 달성할 수 있다.

이하, 구체적인 와이어의 화학 성분 조성, 그 함유량의 수치 한정 이유에 대하여, 더 상세하게 설명한다.

<C: 0.01질량% 이상 0.10질량% 이하>

C는, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. C 함유량이 0.01질량% 미만이면, 목적하는 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 C 함유량은, 0.01질량% 이상으로 하고, 0.02질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.03질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, C 함유량이 0.10질량%를 초과하면, 탄화물의 조대화를 조장하여, PWHT 후의 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 C 함유량은 0.10질량% 이하로 하고, 0.09질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.08질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Si: 0질량% 초과 0.45질량% 이하>

Si는, 특히, Ni 편석대에 있어서의 섬 형상 마텐자이트를 생성하기 쉬운 성분이고, 용접 금속 중의 Si 함유량의 증가에 의해, 템퍼링 취화가 조장되어, 저온 인성이 저하된다. Si 함유량이 0.45질량%를 초과하면, PWHT 후의 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Si 함유량은, 0.45질량% 이하로 하고, 0.40질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.35질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

한편, Si는, 완전히 0질량%로 할 수 없는 성분임과 함께, 탈산 원소로서 기공 결함을 억제하는 효과를 갖는 성분이기도 하다. 그리고, 와이어 중에 비록 미량일지라도 Si가 함유되는 것에 의해, 기공 결함을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Si 함유량은, 0질량% 초과로 하고, 0.10질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.15질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

<Mn: 1.0질량% 이상 3.0질량% 이하>

Mn은, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. Mn 함유량이 1.0질량% 미만이면, 목적하는 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 1.0질량% 이상으로 하고, 1.2질량% 이상인 것이 바람직하며, 1.4질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한, Mn은, 특히, Ni 편석대에 있어서 섬 형상 마텐자이트를 생성하기 쉬운 성분이기 때문에, 용접 금속 중의 Mn 함유량의 증가에 의해, 템퍼링 취화가 조장되어, 저온 인성이 저하된다. Mn 함유량이 3.0질량%를 초과하면, PWHT 후의 저온 인성이 저하되는 점에서, 와이어 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 3.0질량% 이하로 하고, 2.9질량% 이하인 것이 바람직하며, 2.8질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Ni: 3.1질량% 이상 5.5질량% 이하>

Ni는, 강도를 향상시킴과 함께, 모상 강화에 의해 용접 금속의 저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. Ni 함유량이 3.1질량% 미만이면, 목적하는 강도 및 저온 인성을 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Ni 함유량은, 3.1질량% 이상으로 하고, 3.2질량% 이상인 것이 바람직하며, 3.4질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, Ni 함유량이 5.5질량%를 초과하면, 고온 균열이 발생할 우려가 있다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Ni 함유량은, 5.5질량% 이하로 하고, 5.3질량% 이하인 것이 바람직하며, 5.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Mg: 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하>

Mg는, 탈산 작용을 가져, 강도를 향상시키는 성분이다. Mg 함유량이 0.10질량% 미만이면, 목적하는 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mg 함유량은, 0.10질량% 이상으로 하고, 0.30질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.35질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, Mg 함유량이 1.00질량%를 초과하면, 강도가 과도하게 상승하고, 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mg 함유량은, 1.00질량% 이하로 하고, 0.90질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.80질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Mo: 0.05질량% 이상 0.65질량% 이하>

Mo는, 용접 금속의 강도를 향상시킴과 함께, 템퍼링 취화의 억제에 효과를 갖는 성분이다. Mo 탄화물이 용접 금속의 입내로 석출되는 것에 의해, 입계에 석출되는 탄화물의 성장을 억제하여, PWHT 후의 저온 인성의 저하를 억제할 수 있다. Mo 함유량이 0.05질량% 미만이면, 목적하는 강도를 확보하면서, 목적하는 PWHT 후의 저온 인성을 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mo 함유량은, 0.05질량% 이상으로 하고, 0.10질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.13질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, Mo 함유량이 0.65질량%를 초과하면, Mo 탄화물이 입내에 석출 및 성장하여, 강도가 과도하게 상승하고, PWHT에 의해 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mo 함유량은, 0.65질량% 이하로 하고, 0.55질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.44질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Cr: 0.65질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

Cr은, 용접 금속의 강도와 인성의 양립에 유효한 성분이다. 본 실시형태에 있어서, Cr 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 강도와 인성의 양립을 목적으로 하여, 와이어 중에 Cr을 함유시키는 경우에, 와이어 전체 질량에 대한 Cr 함유량은, 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 0.10질량% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다.

한편, Cr은, PWHT에 의해 주로 조대한 입계 탄화물의 석출 및 성장을 조장하여, 저온 인성을 저하시키는 성분이기도 하다. 와이어 전체 질량에 대한 Cr 함유량이 0.65질량%를 초과하면, PWHT 후의 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Cr 함유량은, 0.65질량% 이하로 하고, 0.55질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.45질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

<Cu: 0.85질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

Cu는, 강도를 유지하면서, 용접 금속의 조직을 미세화하여, 저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. 본 실시형태에 있어서, Cu 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 저온 인성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 와이어 중에 Cu를 함유시키는 경우에, 와이어 전체 질량에 대한 Cu 함유량은, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.02질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.05질량% 이상인 것이 더 바람직하다.

한편, Cu 함유량이 0.85질량%를 초과하면, PWHT에 의해, 석출물의 생성을 조장하여, 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Cu 함유량은, 0.85질량% 이하로 하고, 0.65질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.45질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.35질량% 이하인 것이 더 바람직하고, 0.20질량% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 와이어 표면에 Cu 도금을 실시하는 경우에는, 도금 중에 포함되는 Cu도, 본 실시형태에 있어서 규정되는 Cu 함유량의 범위에 포함된다.

<V: 0.045질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

V는, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과를 갖는 한편, 입계 탄화물의 석출 및 성장을 조장하여, 저온 인성을 저하시키는 성분이다. 본 실시형태에 있어서, V 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 용접 금속의 강도를 향상시키는 것을 목적으로 하여, 와이어 중에 V를 함유시키는 경우에, 와이어 전체 질량에 대한 V 함유량은 0.010질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.015질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

한편, V 함유량이 0.045질량%를 초과하면, PWHT 후의 저온 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 V 함유량은, 0.045질량% 이하로 하고, 0.035질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

<[Ni]/([Mn]+[Si]): 1.10 이상 5.40 이하>

전술한 대로, Ni, Si 및 Mn의 함유량으로부터 산출되는 본 파라미터값을 적절히 제어하는 것에 의해, 목적하는 강도를 유지하면서, 상기 (대책 3)인 Ni 편석대에 있어서의 섬 형상 마텐자이트의 생성을 억제하여, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 얻을 수 있다.

[Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 1.10 미만이면, Ni 편석대에 있어서 섬 형상 마텐자이트가 생성되기 쉬워져, PWHT 후의 저온 인성이 저하된다. 따라서, [Ni]/([Mn]+[Si])는 1.10 이상으로 하고, 1.15 이상인 것이 바람직하며, 1.20 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 5.40을 초과하면, [Mn]+[Si]값이 낮기 때문에, As-welded의 강도가 저하되고, 또 PWHT 후의 강도도 저하된다. 따라서, [Ni]/([Mn]+[Si])는 5.40 이하로 하고, 5.00 이하인 것이 바람직하며, 4.50 이하인 것이 보다 바람직하고, 4.00 이하인 것이 더 바람직하다.

한편, 상기 식 중에 있어서, [Ni]는, 와이어 중의 Ni 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타내는 값으로 한다.

[Mn]은, 와이어 중의 Mn 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타내는 값으로 한다.

[Si]는, 와이어 중의 Si 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타내는 값으로 한다.

<C, Si, Mn, Ni, Mg, Mo, Cr, Cu 및 V의 함유량의 합계: 5.0질량% 이상 10.0질량% 이하>

본 실시형태에 있어서, 상기 C, Si, Mn, Ni, Mg, Mo, Cr, Cu 및 V의 함유량의 합계는, 용접 작업성 향상의 관점에서, 5.0질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 6.0질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 와이어의 신선성 향상의 관점에서, 상기 성분의 함유량의 합계는, 10.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 9.0질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 실시형태에 따른 와이어는, 추가로, B를, 하기에 나타내는 함유량의 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다. B가 와이어 중에 함유되는 경우의 함유량의 한정 이유에 대하여, 이하에 설명한다.

<B: 0.10질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

B는, 구오스테나이트 입계에 편석하여, 초석 페라이트를 억제하는 것에 의해, 용접 금속의 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. 단, B는, 특히 590MPa 초과의 베이나이트 주체의 용접 금속에 있어서는, 프리 B로서 존재하고, 그 존재량에 따라서 프리 B가 Ti계 산화물과 오스테나이트의 계면 에너지를 저하시킴으로써, 입내 베이나이트의 변태를 억제하는 것이라고 생각되고 있다. 즉, B를 과잉 첨가하면, Ti계 산화물 주변의 베이나이트 생성이 억제되고, 오스테나이트 입계로부터 라스상 베이나이트가 형성되어, 인성 향상에 유효한 미세한 조직이 얻어지지 않는다. 본 실시형태에 있어서, B 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 와이어 중에 B를 함유시키는 경우에, 와이어 전체 질량에 대한 B 함유량은 0.10질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.08질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 0.05질량% 이하로 하는 것이 더 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 따른 와이어는, 추가로, Ti, Al, Zr, F, Na 및 K로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을, 각각 하기에 나타내는 함유량의 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다. 이들 원소가 와이어 중에 함유되는 경우의 각 함유량의 한정 이유에 대하여, 이하에 설명한다.

<Ti: 2.5질량% 이상 6.0질량% 이하>

Ti는, 슬래그 생성제 등으로서 기능하여, 하향 자세 이외의 용접 자세, 예를 들면, 입향 상진이나 상향 자세 등에서의 용접을 용이하게 하여, 전 자세에 있어서, 양호한 용접 작업성을 얻는 효과를 갖는 성분이다. 와이어 중에 Ti를 함유시키는 경우에, 슬래그 생성량을 적정하게 유지하여, 양호한 용접 작업성을 얻으려면, 와이어 전체 질량에 대한 Ti 함유량은, 일반적으로 2.5질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 3.0질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 와이어 전체 질량에 대한 Ti 함유량은, 일반적으로 6.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5.0질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

<Al: 0.50질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

Al은, 비드의 친밀성을 향상시켜, 플랫한 비드 형상을 얻는 효과를 갖는 성분이다. 와이어 중에 Al을 함유시키는 경우에, 양호한 슬래그 박리성을 유지하면서, 비드의 친밀성을 향상시켜, 플랫한 비드 형상을 얻기 위해서는, 와이어 전체 질량에 대한 Al 함유량은, 0.50질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.25질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

<Zr: 0.50질량% 이하(0질량%를 포함한다)>

Zr은, 비드의 친밀성을 향상시켜, 플랫한 비드 형상을 얻는 효과를 갖는 성분이다. 와이어 중에 Zr을 함유시키는 경우에, 양호한 슬래그 박리성을 유지하면서, 비드의 친밀성을 향상시켜, 플랫한 비드 형상을 얻기 위해서는, 와이어 전체 질량에 대한 Zr 함유량은, 0.50질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.25질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

<F: 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하>

F는, 아크를 안정화시키는 효과를 갖는 성분이다. 와이어 중에 F를 함유시키는 경우에, 스패터 발생량을 억제할 수 있어, 아크 안정성을 충분히 얻을 수 있는 점에서, 와이어 전체 질량에 대한 F 함유량은, 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.15질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 와이어 전체 질량에 대한 F 함유량은, 0.50질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.45질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

<Na와 K의 총량: 0.01질량% 이상 0.30질량% 이하>

Na 및 K는, 아크를 안정화시키는 효과를 갖는 성분이다. 와이어 중에, Na 및 K 중 적어도 한쪽을 함유시키는 경우에, 스패터 발생량을 억제할 수 있어, 아크 안정성을 충분히 얻을 수 있으므로, 와이어 전체 질량에 대한 Na와 K의 총량은, 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.03질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 와이어 전체 질량에 대한 Na와 K의 총량은, 0.30질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.25질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

<기타의 성분 및 불순물>

Fe는, 본 실시형태에 따른 와이어의 주성분이다. 와이어 전체 질량에 대한 Fe 함유량은, 82질량% 이상인 것이 바람직하고, 84질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 성분 외에, O(산소), Ca, Ba, Li 및 Nb 등을 포함하고 있어도 되고, 와이어 전체 질량에 대한 O(산소)의 함유량은, 1질량% 이상인 것이 바람직하며, 5질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 와이어 전체 질량에 대한 Ca, Ba, Li 및 Nb 등의 함유량의 합계치는, 1질량% 이하인 것이 바람직하다.

기타의 잔부는 불가피적 불순물로 하고, 불가피적 불순물의 총량은, 와이어 전체 질량에 대해서, 0.15질량% 이하로 규제되는 것이 바람직하다. 불가피적 불순물로서는, P, S 등을 들 수 있고, 고온 균열 방지의 관점에서, 와이어 전체 질량에 대한 P 및 S의 함유량은, 각각 0.015질량% 이하인 것이 바람직하다.

[2. 플럭스 코어드 와이어의 제조 방법]

본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어는, 예를 들면, 이하에 나타내는 방법으로 제조할 수 있다. 우선, 외피를 구성하는 강대를, 길이 방향으로 보내면서 성형 롤에 의해 성형하여, U자 형상의 오픈관으로 한다. 다음으로, 소정의 화학 조성이 되도록, 금속 또는 합금과, 화합물 등을 소정량 배합한 플럭스를 외피에 충전한 후, 단면이 원형이 되도록 가공한다. 이때, 외피의 이은 자리에 용접 등을 실시하는 것에 의해 이음매 없음으로 할 수도 있다. 그 후, 냉간 가공에 의해 신선하여, 예를 들면 0.9mm 이상, 2.0mm 이하의 와이어 직경으로 하는 것에 의해, 플럭스 코어드 와이어를 제조할 수 있다. 한편, 냉간 가공의 도중에 소둔을 실시해도 된다.

[3. 용접 금속]

본 실시형태에 따른 용접 금속은, 상기 [1. 플럭스 코어드 와이어]에서 설명한 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것에 의해 얻어지는 것이다.

한편, 본 실시형태에 따른 용접 금속에 있어서, 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하는 것 이외의 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 모재의 종류에 대해서는, 요구되는 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있다.

[4. 가스 실드 아크 용접 방법]

본 실시형태에 따른 가스 실드 아크 용접 방법은, 상기 [1. 플럭스 코어드 와이어]에서 설명한 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 용접하는 방법이다.

한편, 본 실시형태에 따른 가스 실드 아크 용접 방법에 있어서, 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하는 것 이외의 각종 용접 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 모재의 종류, 용접 전압, 용접 전류, 용접 자세 등에 대하여, 플럭스 코어드 와이어를 이용한 용접 방법에 있어서의 일반적인 조건을 이용할 수 있다. 실드 가스에 대해서도 한정되지 않지만, 보다 용접 작업성을 향상시키는 관점에서 MAG인 것이 바람직하고, 80체적% Ar - 20체적% CO₂인 것이 보다 바람직하다.

[5. 용접 이음의 제조 방법]

본 실시형태에 따른 용접 이음의 제조 방법은, 고장력강을 용접 모재로 하고, 상기 [1. 플럭스 코어드 와이어]에서 설명한 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 가스 실드 아크 용접하는 방법이다.

한편, 용접 이음의 제조 방법에 있어서, 고장력강을 용접 모재로 하는 것과, 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 가스 실드 아크 용접하는 것 이외의 용접 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 용접 전압, 용접 전류, 용접 자세 등에 대하여, 플럭스 코어드 와이어를 이용한 용접 방법에 있어서의 일반적인 조건을 이용할 수 있다. 실드 가스에 대해서도 한정되지 않지만, 보다 용접 작업성을 향상시키는 관점에서 MAG인 것이 바람직하고, 80체적% Ar - 20체적% CO₂인 것이 보다 바람직하다.

또한, 모재로서 사용할 수 있는 고장력강은 불문하지만, 720MPa급 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면 EN 10028-6:2017의 P690Q, P690QH, P690QL1 및 P690QL2, 일본해사협회(NK)에서 규정하고 있는 KD620, KD690, KE620 및 KE690, 및 DNV GL에서 규정하고 있는 VL690 등을 들 수 있다.

실시예

이하, 본 실시형태에 따른 플럭스 코어드 와이어의 발명예 및 비교예에 대하여 설명한다.

[용접 금속의 기계적 성질의 평가]

(와이어의 제작)

우선, 하기 표 1에 나타내는 화학 성분을 갖는 대상(帶狀)의 강제 외피에 플럭스를 충전하여, 여러 가지 성분을 갖는 직경이 1.2mm인 플럭스 코어드 와이어를 제작하였다. 또한, 플럭스의 충전율은, 와이어 전체 질량에 대해서 13.0질량% 이상 15.5질량% 이하의 범위가 되도록 하였다.

(가스 실드 아크 용접)

다음으로, 얻어진 플럭스 코어드 와이어를 사용하여, 하기 표 2에 나타내는 판 두께 및 화학 성분을 갖는 모재에 대해서, 가스 실드 아크 용접을 실시하였다.

본 실시예에 있어서는, 모재에 V 개선을 형성하고, 하기 표 3에 나타내는 용접 조건에서 가스 실드 아크 용접을 실시하여, 용접 이음을 제조하였다.

(기계적 성질의 평가)

용접 금속의 기계적 성질은, JIS Z 3111:2005에 규정되는 「용착 금속의 인장 및 충격 시험 방법」을 참고로 하여, 용접 금속의 판 두께 방향 중앙부로부터 인장 시험편(A2호) 및 충격 시험편(V 노치 시험편)을 채취하여, 인장 성능 및 충격 성능을 평가하였다. 폭넓은 PWHT 조건을 검토함에 있어서, 여러 가지 유지 온도, 유지 시간으로 PWHT를 행하였을 때의 인장 강도 및 인성의 변화는, PWHT 조건으로서, 라슨-밀러 파라미터(LMP)를 이용하여 정리하였다. 본 실시예에서는, 저LMP 조건으로서, 580℃의 온도에서 2시간의 PWHT 조건(LMP=17.3×10³)을 채용하고, 고LMP 조건으로서, 620℃의 온도에서 8시간의 PWHT 조건(LMP=18.7×10³)을 채용하였다.

인장 시험은, As-welded의 시험편, 저LMP 조건의 시험편 및 고LMP 조건의 시험편에 대해서, 시험 온도를 실온(약 20±2℃)으로 하여 실시하는 것에 의해, 인장 강도를 측정하였다.

한편, 본 실시예에서는, As-welded의 시험편, 저LMP 조건의 시험편 및 고LMP의 시험편의 각각에 대하여, 인장 강도(TS)가 720MPa 이상인 경우에, 목적하는 강도를 만족하고 있다고 판단하였다.

충격 시험은, As-welded의 시험편, 저LMP 조건의 시험편 및 고LMP 조건의 시험편에 대해서, 시험 온도를 -40℃로 하여 실시하고, 샤르피 흡수 에너지(vE-40℃)를 측정하는 것에 의해, 인성을 평가하였다.

한편, 본 실시예에서는, As-welded의 시험편, 저LMP 조건의 시험편 및 고LMP 조건의 각각에 대하여, -40℃에 있어서의 흡수 에너지가 50J 이상인 경우에, 저온 인성이 우수하다고 판단하였다.

그리고, As-welded, 저LMP 조건 및 고LMP 조건의 시험편에 대하여, 목적하는 강도를 만족하고 있음과 함께, 저온 인성이 우수한 것을 합격으로 하고, 그 이외의 것을 불합격으로 하였다.

사용한 와이어의 화학 성분을 하기 표 4 및 5에 나타내고, 기계적 성질의 평가 결과를 하기 표 6에 나타낸다. 한편, 하기 표 4 및 5에 있어서, [Ni]는, 와이어 중의 Ni 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이고, [Mn]은, 와이어 중의 Mn 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이며, [Si]는, 와이어 중의 Si 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이다.

표 4 및 5에 기재된 와이어의 화학 성분의 잔부는, Fe, O(산소), Ca, Ba, Li 및 불가피적 불순물이었다. 또한, 표 4 중의 Ni 함유량에 있어서, 「-」으로 기재되어 있는 것은 정량 한계치 이하인 0.01질량% 미만이고, Cr 함유량에 있어서, 「-」으로 기재되어 있는 것은 정량 한계치 이하인 0.01질량% 미만이고, Cu 함유량에 있어서, 「-」으로 기재되어 있는 것은 정량 한계치 이하인 0.01질량% 미만이고, B 함유량에 있어서, 「-」으로 기재되어 있는 것은 정량 한계치 이하인 0.0002질량% 미만이며, V 함유량에 있어서, 「-」으로 기재되어 있는 것은 정량 한계치 이하인 0.002질량% 미만이었음을 나타낸다.

또, 표 5 중의 「[Ni]/([Mn]+[Si])」의 난에 있어서, 분자인 Ni 함유량이 정량 한계치 이하였던 것은, 산출 불능이기 때문에, 「-」으로 표시하였다.

한편, 표 6에 있어서, 균열의 발생 또는 파단 등에 의해, 기계적 성질의 평가를 할 수 없었던 시험편에 대해서는, 평가 결과란에 「-」으로 표시하였다.

상기 표 4 및 5에 나타내는 바와 같이, 와이어 중의 각 성분의 함유량이 본 발명의 수치 범위 내였던 발명예 No. 1∼24는, As-welded 및 상이한 2종류의 PWHT 후의 인장 강도(TS)가, 목적으로 하는 720MPa 이상임과 함께, -40℃에 있어서의 흡수 에너지가, 50J 이상인 우수한 저온 인성을 얻을 수 있었다. 이것으로부터, As-welded뿐만 아니라, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서도, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접 금속을 얻을 수 있었다.

또한, 발명예 No. 1∼24는, 각 성분의 함유량이 본 발명의 수치 범위 내인 와이어를 사용하여, 가스 실드 아크 용접에 의해 얻은 것이기 때문에, As-welded뿐만 아니라, 폭넓은 PWHT 조건에 있어서, 목적하는 강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 용접부를 갖는 용접 이음을 제조할 수 있었다.

한편, 비교예 No. 25는, 와이어 중의 Ni 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성 및 고LMP 후의 인장 강도가 저하되었다.

비교예 No. 26은, 와이어 중의 Mo 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

비교예 No. 27은, 와이어 중의 Ni 함유량 및 Mo 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도 및 저온 인성이 저하되었음과 함께, 고LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도가 저하되었다.

비교예 No. 28은, 와이어 중의 Ni 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 고LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도가 저하되었다.

비교예 No. 29는, 와이어 중의 Mn 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있었기 때문에, As-welded, 및 저LMP 조건에서의 PWHT 후 및 고LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도가 저하되었다.

비교예 No. 30은, 와이어 중의 Mn 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있었기 때문에, 저LMP 조건 및 고LMP 조건에서의 PWHT 후에 시험편이 과도하게 취화되어, 파단이 발생하였다.

비교예 No. 31은, 와이어 중의 Ni 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, 와이어 중의 Cu 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있고, 또 [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

비교예 No. 32는, 와이어 중의 Ni 함유량 및 Mo 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, 와이어 중의 C 함유량 및 Cr 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있고, 또 [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후에 시험편이 과도하게 취화되어, 파단이 발생하였다. 또한, 고LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

비교예 No. 33은, 와이어 중의 V 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

비교예 No. 34는, 와이어 중의 Ni 함유량 및 Mo 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었음과 함께, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도 및 저온 인성이 저하되었음과 함께, 고LMP 조건에서의 PWHT 후의 인장 강도가 저하되었다.

비교예 No. 35는, 와이어 중의 Mn 함유량이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 상한치를 초과하고 있었음과 함께, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

비교예 No. 36은, [Ni]/([Mn]+[Si])에 의해 얻어지는 값이 본 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치 미만이었기 때문에, 저LMP 조건에서의 PWHT 후의 저온 인성이 저하되었다.

Claims

강제 외피에 플럭스가 충전된 플럭스 코어드 와이어로서,
와이어 전체 질량에 대해서,
C: 0.01질량% 이상 0.10질량% 이하,
Si: 0질량% 초과 0.45질량% 이하,
Mn: 1.0질량% 이상 3.0질량% 이하,
Ni: 3.1질량% 이상 5.5질량% 이하,
Mg: 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하,
Mo: 0.05질량% 이상 0.65질량% 이하를 함유하고,
Cr: 0.65질량% 이하,
Cu: 0.85질량% 이하, 및
V: 0.045질량% 이하임과 함께,
와이어 중의 Ni 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Ni]로 나타내고,
와이어 중의 Mn 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Mn]으로 나타내며,
와이어 중의 Si 함유량을 와이어 전체 질량에 대한 질량%로 [Si]로 나타내는 경우에,
[Ni]/([Mn]+[Si]): 1.10 이상 5.40 이하인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 와이어.
제 1 항에 있어서,
추가로, 와이어 전체 질량에 대해서,
B: 0.10질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는, 플럭스 코어드 와이어.
제 1 항에 있어서,
추가로, Ti, Al, Zr, F, Na 및 K로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을,
와이어 전체 질량에 대해서,
Ti: 2.5질량% 이상 6.0질량% 이하,
Al: 0.50질량% 이하,
Zr: 0.50질량% 이하,
F: 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하, 및
Na와 K의 총량: 0.01질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는, 플럭스 코어드 와이어.
제 2 항에 있어서,
추가로, Ti, Al, Zr, F, Na 및 K로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을,
와이어 전체 질량에 대해서,
Ti: 2.5질량% 이상 6.0질량% 이하,
Al: 0.50질량% 이하,
Zr: 0.50질량% 이하,
F: 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하, 및
Na와 K의 총량: 0.01질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는, 플럭스 코어드 와이어.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 용접 금속.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접 방법.
고장력강을 모재로 하고, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스 코어드 와이어를 이용하여, 가스 실드 아크 용접하는 것을 특징으로 하는 용접 이음의 제조 방법.