JP2006198623A - Solid wire for gas shield arc welding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大入熱で、パス間温度が高くても溶接可能で、しかもスラグ剥離性に優れたガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤに関する。 The present invention relates to a solid wire for gas shielded arc welding that has high heat input, can be welded even when the temperature between passes is high, and has excellent slag peelability.
炭酸ガス等をシールドガスとして用いるガスシールドアーク溶接法は、溶接能率が高く、全姿勢での溶接が可能であるため、建築、橋梁、造船分野などの鉄骨の製作、建造等において多用されている。近年、作業能率を改善するため、大入熱及び高いパス間温度で溶接することが求められているが、従来の溶接用ワイヤを用いた溶接では、溶着金属（deposited metal）の強度、靭性が得られず、所望の機械的特性が得られなかった。 The gas shielded arc welding method using carbon dioxide gas as the shielding gas has high welding efficiency and can be welded in all positions, so it is widely used in the construction and construction of steel frames in the fields of construction, bridges, shipbuilding, etc. . In recent years, in order to improve work efficiency, welding with high heat input and high interpass temperature is required, but welding with a conventional welding wire has the strength and toughness of the deposited metal. The desired mechanical properties could not be obtained.
そこで、このような大入熱及び高いパス間温度でも溶接可能なワイヤが種々提案されている。例えば、特開平１０−２３０３８７号公報（特許文献１）には、重量％でＣ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：０．６５〜１．１０％、Ｍｎ：１．７５−２．５０％、Ｔｉ：０．１６−０．４５％、Ｂ：０．００３−０．０１０％、Ｓ：０．０２０％以下を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、Ｂ量とＴｉ量、Ｂ量とＳ量とを所定の関係の下に規制したワイヤが記載されている。また、特開平１１−９０６７８号公報（特許文献２）や特開平１１−２３９８９２号公報（特許文献３）にも、Ｔｉ、Ｂ、Ｎ、Ａｌ及び／又はＺｒを所定量添加したワイヤや、さらにＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｍｏ、Ｖ及び／又はＮｂ、Ｏを所定量添加し、あるいは添加量の上限を規制したワイヤが記載されている。 Therefore, various wires that can be welded even with such high heat input and high interpass temperature have been proposed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-230387 (Patent Document 1), C: 0.02 to 0.10%, Si: 0.65 to 1.10%, Mn: 1.75-2. 50%, Ti: 0.16-0.45%, B: 0.003-0.010%, S: 0.020% or less, consisting of Fe and unavoidable impurities, B amount and Ti amount, A wire in which the B amount and the S amount are regulated under a predetermined relationship is described. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 11-90678 (Patent Document 2) and Japanese Patent Laid-Open No. 11-239892 (Patent Document 3) also include a wire added with a predetermined amount of Ti, B, N, Al and / or Zr, A wire is described in which a predetermined amount of C, Si, Mn, P, S, Mo, V and / or Nb, O is added, or the upper limit of the amount added is restricted.
前記ワイヤにより、大入熱溶接に対応できるようになったものの、パス間温度が５００℃を超える溶接条件では十分な特性が得られていなかった。一方、近年、５００℃超のパス間温度でも溶接可能なワイヤが、特開２００４−９８１４３号公報（特許文献４）に提案されている。このワイヤは、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｂ、Ｖ及び／又はＮｂを所定量が含み、さらに大入熱、高パス間温度の溶接条件下で溶接金属の靭性が確保されるように、前記成分の添加量をＰｔｓというパラメータによって規制するとともに、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｔｉの関係をＶｃｑというパラメータによって規制したものである。
しかしながら、入熱量が大きくなると、スラグの剥離性が劣化するため、スラグを強制的に除去しながら各層を溶接しなけばならず、作業性が著しく低下するという問題があり、引いてはガスシールドアーク溶接法の特長である高い溶接能率が十分に発揮されず、溶接効率の低下を余儀なくされている。
本発明はかかる問題に鑑みなされもので、大入熱、高パス間温度の溶接条件においても、溶着金属が強度、靭性に優れ、しかもスラグ剥離性に優れたガスシールドアーク溶接用ワイヤを提供することを目的とする。
However, when the amount of heat input increases, the slag peelability deteriorates, so each layer must be welded while forcibly removing the slag, and there is a problem that workability is significantly reduced. The high welding efficiency that is a feature of the arc welding method is not fully exhibited, and the welding efficiency is inevitably lowered.
The present invention has been made in view of such a problem, and provides a gas shielded arc welding wire in which a weld metal is excellent in strength and toughness even under welding conditions of high heat input and high-pass temperature and excellent in slag removability. For the purpose.
本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、mass％で、
Ｃ：０〜０．０２０％、
Ｓｉ：０．５〜１．５％、
Ｍｎ：１．１〜１．９％、
Ｓ：０．００３〜０．０３０％、
Ｃｕ：０．１〜１．０％、
Ｍｏ：０．１〜０．８％、
Ｔｉ：０．１〜０．３％、
Ｂ：０．００１０〜０．００８０％
を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるものである。前記Ｃｕの含有量には、ワイヤのめっき皮膜によるものが含まれる。以下、成分含有量は単に「％」と表示する。
The solid wire for gas shielded arc welding of the present invention is mass%,
C: 0 to 0.020%,
Si: 0.5 to 1.5%
Mn: 1.1 to 1.9%,
S: 0.003-0.030%,
Cu: 0.1 to 1.0%
Mo: 0.1 to 0.8%,
Ti: 0.1 to 0.3%,
B: 0.0010 to 0.0080%
And the balance Fe and inevitable impurities. The Cu content includes a wire plating film. Hereinafter, the component content is simply expressed as “%”.
本発明のワイヤの組成は、大入熱、５００℃超のパス間温度の溶接条件下での引張強度及び靭性を確保しつつ、優れたスラグ剥離性を発現するように設計されたものである。すなわち、Ｍｎを１．１〜１．９％に規制しつつ、Ｓを０．００３〜０．０３０％添加することで、大入熱溶接時の焼付きを抑制しつつ、スラグ剥離性を向上させ、さらにＭｏ及びＢの添加量を適正化することで、大入熱溶接時の粒界フェライトを抑制して、強度靭性バランスを改善すると共に低Ｃ化と低Ｓｉ化によって溶着金属のＣ量を減少させ、その最高硬さを低下させて耐低温割れ性を改善したものである。 The composition of the wire of the present invention is designed to exhibit excellent slag releasability while ensuring tensile strength and toughness under welding conditions of high heat input and interpass temperature exceeding 500 ° C. . That is, while controlling Mn to 1.1 to 1.9% and adding S to 0.003 to 0.030%, slag peelability is improved while suppressing seizure during high heat input welding. Furthermore, by optimizing the amount of addition of Mo and B, the grain boundary ferrite at the time of high heat input welding is suppressed, the strength toughness balance is improved, and the C amount of the deposited metal is reduced by lowering C and lowering Si. , And its cold resistance is improved by reducing its maximum hardness.
前記ワイヤにおいて、Ｆｅの一部に代えて、(1) Ａｌ：０．１％以下、(2) Ｃｒ、Ｎｉの１種もしくは２種を合計で０．０１〜２．０％、(3) Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｈｆの１種もしくは２種以上を合計で０．００２〜０．１％、(4) ＲＥＭ：０．００５〜０．２％のいずれかのグループより選択された元素を単独で、あるいは複合添加することができる。これによって、溶着金属の機械的特性、あるいはスラグ剥離性をより向上させることがきる。 In the wire, in place of a part of Fe, (1) Al: 0.1% or less, (2) one or two of Cr and Ni in a total of 0.01 to 2.0%, (3) Select one or more of Nb, V, Zr, Ta, W, and Hf from a group of 0.002 to 0.1% in total, (4) REM: 0.005 to 0.2% These elements can be added alone or in combination. As a result, the mechanical properties of the weld metal or the slag peelability can be further improved.
本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤによれば、大入熱、高パス間温度での溶接を行っても溶着金属の強度、靭性に優れ、さらに低Ｍｎ量下で適量のＳを添加したので優れたスラグ剥離性を得ることができ、作業性及び溶接効率を向上させることができる。 According to the solid wire for gas shielded arc welding of the present invention, the weld metal is excellent in strength and toughness even when welding is performed at high heat input and high pass temperature, and an appropriate amount of S is added under a low Mn amount. Therefore, excellent slag peelability can be obtained, and workability and welding efficiency can be improved.
本発明のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤは、Ｃ：０〜０．０２０％、Ｓｉ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：１．１〜１．９％、Ｓ：０．００３〜０．０３０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜０．８％、Ｔｉ：０．１〜０．３％、Ｂ：０．００１０〜０．００８０％を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるものである。以下、成分限定理由について説明する。 The solid wire for gas shielded arc welding of the present invention includes C: 0 to 0.020%, Si: 0.5 to 1.5%, Mn: 1.1 to 1.9%, S: 0.003 to 0 0.030%, Cu: 0.1 to 1.0%, Mo: 0.1 to 0.8%, Ti: 0.1 to 0.3%, B: 0.0010 to 0.0080%, It consists of the remainder Fe and inevitable impurities. Hereinafter, the reason for component limitation will be described.
Ｃ：０〜０．０２０％
Ｃは溶着金属の強度を向上させる作用を有するが、むしろ耐低温割れ性、安定した強度・靭性バランスを確保するには低い方がよく、本発明では無添加でも差し支えない。本発明ではＣ量は低いほど、含まないものでのよいが、Ｃ濃度を過度に低減させるには、製造上、コスト高を招来するので、Ｃ量の下限は好ましくは０．００１％程度とするのがよい。一方、０．０２０％を超えると、強度が過大になり、溶着金属の靭性が劣化する。このため、上限を０．０２０％とし、好ましくは０．０１５％、より好ましくは０．０１０％とするのがよい。
C: 0 to 0.020%
C has the effect of improving the strength of the deposited metal, but rather it is better to ensure low-temperature cracking resistance and a stable strength / toughness balance. In the present invention, the lower the amount of C, the better it may not be included. However, in order to reduce the C concentration excessively, the manufacturing cost increases, so the lower limit of the amount of C is preferably about 0.001%. It is good to do. On the other hand, if it exceeds 0.020%, the strength becomes excessive and the toughness of the deposited metal deteriorates. For this reason, the upper limit is 0.020%, preferably 0.015%, more preferably 0.010%.
Ｓｉ：０．５〜１．５％
Ｓｉは脱酸元素であり、溶着金属中の溶存酸素量を低下させる。また、Ｓｉ量を上記範囲にコントロールすることで、雰囲気のＣＯ2 の還元を抑制して溶着金属中のＣ量を低下させ、耐低温割れ性を改善する効果がある。０．５％未満では溶存酸素量の低減が十分でなく、溶着金属の靭性が劣化する。このため、Ｓｉ量の下限を０．５％とし、好ましくは０．６％とするのがよい。一方、過多に添加すると、固溶強化により強度が過大になり、溶着金属の靭性が劣化するようになる。このため、その上限を１．５％とし、好ましくは０．９％とするのがよい。
Si: 0.5 to 1.5%
Si is a deoxidizing element and reduces the amount of dissolved oxygen in the deposited metal. Moreover, by controlling the amount of Si within the above range, there is an effect of suppressing the reduction of CO 2 in the atmosphere and reducing the amount of C in the deposited metal, thereby improving the cold cracking resistance. If it is less than 0.5%, the amount of dissolved oxygen is not sufficiently reduced, and the toughness of the deposited metal deteriorates. For this reason, the lower limit of the Si content is 0.5%, preferably 0.6%. On the other hand, if added excessively, the strength becomes excessive due to solid solution strengthening, and the toughness of the deposited metal is deteriorated. For this reason, the upper limit is 1.5%, preferably 0.9%.
Ｍｎ：１．１〜１．９％
Ｍｎは、脱酸元素として作用すると共に、強度、靭性を改善する効果がある。Ｍｎ量が過少になると大入熱時の機械的特性が劣化するので、Ｍｎ量の下限を１．１％とし、好ましくは１．３％、より好ましくは１．４％とするのがよい。一方、過多になると溶接時にスラグが焼き付き易くなり、スラグ剥離性が劣化する。このため、その上限を１．９％とし、好ましくは１．８％、より好ましくは１．７％とするのがよい。
Mn: 1.1 to 1.9%
Mn acts as a deoxidizing element and has the effect of improving strength and toughness. If the amount of Mn is too small, the mechanical properties at the time of large heat input deteriorate, so the lower limit of the amount of Mn is 1.1%, preferably 1.3%, more preferably 1.4%. On the other hand, when the amount is excessive, the slag is easily seized during welding, and the slag peelability is deteriorated. For this reason, the upper limit is made 1.9%, preferably 1.8%, more preferably 1.7%.
Ｓ：０．００３〜０．０３０％
Ｓは本発明では重要な元素であり、スラグの焼き付きを防止し、スラグ剥離性を改善するために必須の元素である。０．００３％未満ではかかる作用が不足し、スラグ剥離性が劣化する。一方、０．０３０％を超えると固溶Ｓがγ粒界に偏析し、靭性が劣化するようになる。このため、本発明ではＳ量の上限を０．００３％、好ましくは０．０１％とし、その上限を０．０３０％、好ましくは０．０２％とする。
S: 0.003-0.030%
S is an important element in the present invention, and is an essential element for preventing seizure of slag and improving slag peelability. If it is less than 0.003%, such an action is insufficient, and the slag peelability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 0.030%, the solid solution S segregates at the γ grain boundary, and the toughness deteriorates. Therefore, in the present invention, the upper limit of the S amount is 0.003%, preferably 0.01%, and the upper limit is 0.030%, preferably 0.02%.
Ｃｕ：０．１〜１．０％（導電性めっき皮膜として付与される量を含む。）
Ｃｕは溶着金属の靭性を改善する作用があり、また心線の導電性めっき皮膜として不可避的に含有される。０．１％未満では導電性を確保することができず、溶接作業性が劣化する。一方、１．０％を超えるとＣｕが微細に析出し、強度、靭性バランスが劣化するようになる。このため、Ｃｕ量の下限を０．１％、好ましくは０．１５％とし、その上限を１．０％、好ましくは０．８％とする。
Cu: 0.1 to 1.0% (including an amount given as a conductive plating film)
Cu has the effect of improving the toughness of the deposited metal and is unavoidably contained as a conductive plating film for the core wire. If it is less than 0.1%, the conductivity cannot be ensured, and the welding workability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 1.0%, Cu precipitates finely, and the strength and toughness balance deteriorates. For this reason, the lower limit of the Cu amount is 0.1%, preferably 0.15%, and the upper limit is 1.0%, preferably 0.8%.
Ｍｏ：０．１〜０．８％
ＭｏはＢと複合して添加することで、粒界フェライトの生成を抑制し、大入熱溶接時の強度靭性バランスを改善する作用を有する。０．１％未満ではかかる作用が過小であり、一方０．８％を超えると固溶強化による強度が高くなり過ぎて強度靭性バランスが却って悪化する。このため、Ｍｏ量の下限を０．１％、好ましくは０．１５％とし、その上限を０．８％、好ましくは０．６％とする。
Mo: 0.1 to 0.8%
Mo is added in combination with B, thereby suppressing the formation of grain boundary ferrite and improving the strength-toughness balance during high heat input welding. If it is less than 0.1%, such action is too small. On the other hand, if it exceeds 0.8%, the strength due to solid solution strengthening becomes too high, and the strength-toughness balance deteriorates. For this reason, the lower limit of the amount of Mo is set to 0.1%, preferably 0.15%, and the upper limit is set to 0.8%, preferably 0.6%.
Ｔｉ：０．１〜０．３％
Ｔｉは酸化物を形成し、これが粒内変態の核として振舞うので、組織の微細化、靭性の改善作用を有する。０．１％未満ではかかる作用が過小であり、０．３％を超えると溶着金属の組織微細化作用が失われるようになる。このため、Ｔｉ量の下限を０．１％、好ましくは０．１５％とし、その上限を０．３％、好ましくは０．２５％とする。
Ti: 0.1 to 0.3%
Ti forms an oxide, which acts as a nucleus of intragranular transformation, and thus has an effect of refining the structure and improving toughness. If it is less than 0.1%, such an action is too small, and if it exceeds 0.3%, the microstructure refining action of the weld metal is lost. For this reason, the lower limit of the Ti amount is 0.1%, preferably 0.15%, and the upper limit is 0.3%, preferably 0.25%.
Ｂ：０．００１０〜０．００８０％
Ｂは粒界フェライトの生成を抑制し、これにより強度靭性バランスを改善する作用を有する。０．００１０％未満ではかかる作用が過小であり、一方０．０８０％を超えると大入熱時の溶着金属の靭性が却って劣化するようになる。このため、Ｂ量の下限を０．００１０％、好ましくは０．００１５％とし、その上限を０．００８０％、好ましくは０．００６０％とする。
B: 0.0010 to 0.0080%
B has the effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite, thereby improving the balance of strength and toughness. If it is less than 0.0010%, such an effect is too small. On the other hand, if it exceeds 0.080%, the toughness of the deposited metal at the time of large heat input deteriorates. For this reason, the lower limit of the B amount is 0.0010%, preferably 0.0015%, and the upper limit is 0.0080%, preferably 0.0060%.
本発明のワイヤは、典型的には上記基本成分の他、残部Ｆｅで形成されるが、Ｆｅの一部に代えて、(1) Ａｌ：０．１％以下、(2) Ｃｒ、Ｎｉの１種もしくは２種を合計で０．０１〜２．０％、(3) Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｈｆの１種もしくは２種以上を合計で０．００２〜０．１％、(4) ＲＥＭ：０．００５〜０．２％のいずれかのグループより選択された元素を単独で、あるいは複合添加することができる。これによって、溶着金属の機械的特性をより向上させることがきる。以下、これらの特性向上元素の限定理由について説明する。 The wire of the present invention is typically formed by the balance of Fe in addition to the above basic components, but instead of a part of Fe, (1) Al: 0.1% or less, (2) Cr, Ni 1 or 2 types in total 0.01 to 2.0%, (3) Nb, V, Zr, Ta, W, Hf 1 type or 2 types in total 0.002 to 0.1%, (4) REM: An element selected from any group of 0.005 to 0.2% can be added alone or in combination. As a result, the mechanical properties of the weld metal can be further improved. Hereinafter, the reasons for limiting these characteristic improving elements will be described.
Ａｌ：０．１％以下
Ａｌは固溶ＮをＡｌＮとして固定し、これにより母材靭性を改善する作用を有する。このため、好ましくは０．００１％以上添加するのがよい。しかし、過多に添加すると固溶強化が過大となり、却って靭性が劣化するようになる。このため、Ａｌ量の上限を０．１％、好ましくは０．０３％とする。
Al: 0.1% or less Al has the effect of fixing solid solution N as AlN, thereby improving the base metal toughness. For this reason, it is preferable to add 0.001% or more. However, if added excessively, the solid solution strengthening becomes excessive and the toughness deteriorates on the contrary. For this reason, the upper limit of the Al content is set to 0.1%, preferably 0.03%.
Ｃｒ、Ｎｉ：合計で０．０１〜２．０％
これらの元素は粒界フェライトの生成を抑制する作用及び組織微細化作用を有し、強度靭性バランスを改善する。０．０１％未満ではかかる作用効果が過小となり、一方２．０％を超えると大入熱溶接の際の溶着金属中にＭＡ（Martensite-Austenite Constituent：マルテンサイトおよびオーステナイトの混合物）が形成されるようになり、靭性が劣化する。このため、１種又は２種の合計量で下限を０．０１％とし、上限を２．０％とする。
Cr, Ni: 0.01 to 2.0% in total
These elements have the effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite and the effect of refining the structure, and improve the strength toughness balance. If it is less than 0.01%, such an effect is too small. On the other hand, if it exceeds 2.0%, MA (Martensite-Austenite Constituent) is formed in the weld metal during high heat input welding. And toughness deteriorates. For this reason, the lower limit is 0.01% and the upper limit is 2.0% with the total amount of one or two kinds.
Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｈｆ量：合計で０．００２〜０．１％
これらの元素は、Ｍｏ，Ｂと共に複合添加することにより、粒界フェライトの生成を抑制する効果を有する。しかし、過多に添加すると、強度が過大となり、却って強度靭性バランスが劣化するようになる。このため、これらの元素の１種もしくは２種以上の合計で下限を０．００２％、上限を０．１％とする。
Nb, V, Zr, Ta, W, Hf amount: 0.002 to 0.1% in total
By adding these elements together with Mo and B, these elements have an effect of suppressing the formation of grain boundary ferrite. However, if added excessively, the strength becomes excessive and the strength-toughness balance deteriorates on the contrary. Therefore, the lower limit is 0.002% and the upper limit is 0.1% in the total of one or more of these elements.
ＲＥＭ：０．００５〜０．２％
ＲＥＭは介在物を微細化し、これにより溶着金属組織を微細化することで強度靭性バランスを改善する作用を有する。一方、過多に添加するとこれらの効果が失われて却って強度靭性を劣化させるようになる。このため本発明では、ＲＥＭ量の下限を０．００５％とし、その上限を０．２％とする。
REM: 0.005 to 0.2%
REM has the effect of improving the strength-toughness balance by refining the inclusions and thereby refining the weld metal structure. On the other hand, if added excessively, these effects are lost and the strength toughness is deteriorated. Therefore, in the present invention, the lower limit of the REM amount is 0.005%, and the upper limit is 0.2%.
本発明の溶接ワイヤを製造するに際し、特別な製造条件は必要でなく、常法により製造することができる。すなわち、上記成分の鋼を溶製し、鋳塊を得る。この場合、Ｃｕ添加量については、伸線後に施される銅めっきによって付与される量（ワイヤ線径により異なるが、通常、ワイヤ質量に対して０．１〜０．３％程度）を考慮して、鋼成分を決定する。鋳塊は必要に応じて熱間鍛造等が施された後、熱間圧延され、さらに冷間伸線が施されて素線に形成される。素線は、必要に応じて５００〜９００℃程度の温度で焼鈍され、酸洗された後、銅めっきが施され、さらに必要に応じて仕上伸線が施されて目標線径とされる。その後、必要に応じ潤滑剤が付与され、溶接用ワイヤとされる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定的に解釈されるものではない。
When producing the welding wire of the present invention, no special production conditions are required, and it can be produced by a conventional method. That is, the steel having the above components is melted to obtain an ingot. In this case, regarding the amount of Cu added, the amount given by copper plating applied after wire drawing (depending on the wire diameter, but usually about 0.1 to 0.3% with respect to the wire mass) is taken into consideration. To determine the steel composition. The ingot is subjected to hot forging or the like as necessary, then hot rolled, and further cold drawn to form a strand. The element wire is annealed at a temperature of about 500 to 900 ° C. if necessary, pickled, then copper-plated, and further subjected to finish drawing as necessary to obtain a target wire diameter. Thereafter, a lubricant is applied as necessary to obtain a welding wire.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not interpreted limitedly by this Example.
目標のワイヤ組成（ただし、Ｃｕを含まない。）となるように所定成分の鋼１５０ｋｇをＶＩＦ（真空誘導炉）にて真空下で溶製し、その鋳塊を１５５ｍｍ角に熱間鍛造した後、１０００℃に加熱し、熱間圧延で５５ｍｍφに圧延し、伸線して１．４ｍｍ％の素線を得た。さらに、この素線を酸洗した後、銅めっきを施した。銅めっきは、成分がＣｕおよび不可避的不純物からなり、ワイヤ重量に対してＣｕ量が０．２％程度となるようにめっき量を調整した。このようにして製造された溶接ワイヤの組成を表１に示す。 After 150 kg of steel with a predetermined component is melted under vacuum in a VIF (vacuum induction furnace) so as to achieve the target wire composition (but not including Cu), the ingot is hot forged to 155 mm square , Heated to 1000 ° C., rolled to 55 mmφ by hot rolling, and drawn to obtain a 1.4 mm% strand. Furthermore, after pickling this strand, copper plating was performed. The copper plating was composed of Cu and inevitable impurities, and the plating amount was adjusted so that the Cu amount was about 0.2% with respect to the wire weight. The composition of the welding wire thus produced is shown in Table 1.
上記のようにして製造された溶接ワイヤを用いて下記の条件にて溶接試験を行った。
溶接電流：４５０Ａ
溶接電圧：４４Ｖ
ワイヤ送り速度：３０cm／min
入熱量：３９．６kJ／cm
予熱：なし
シールドガス：ＣＯ2 、流量２５Ｌ／min
パス間管理条件：連続、最終パス間温度６００〜６５０℃
母材鋼板：ＳＭ４９０、形状２２mm厚×１００mm幅×２００mm長
開先形状：３５°レ型開先、ギャップ７mm
A welding test was performed using the welding wire manufactured as described above under the following conditions.
Welding current: 450A
Welding voltage: 44V
Wire feed speed: 30cm / min
Heat input: 39.6kJ / cm
Preheating: None Shielding gas: CO 2 , Flow rate 25 L / min
Interpass management conditions: continuous, final interpass temperature 600-650 ° C
Base material steel plate: SM490, shape 22 mm thickness x 100 mm width x 200 mm long groove shape: 35 ° lave groove, gap 7 mm
溶接後、溶着金属から試験片を採取し、ＪＩＳＺ３１１１に従って引張試験、衝撃試験を行い、引張強さ（ＴＳ）及び衝撃値（vＥ0℃）を求めた。ＴＳ：５２０ＭＰａ以上、vＥ0℃：８０Ｊ以上であれば強度強靭バランスは良好であり、合格レベルと評価することができる。
また、溶接後、母材鋼板温度が２５０℃に低下した段階でビードから刷毛で剥離したスラグを取り除き、スラグ剥離性を調べた。スラグ剥離性は、刷毛によるスラグの除去後、ビードの外観を写真撮影し、その写真を画像解析して、ビート全体のピクセル数をＡ、スラグが剥離してピード表面が見えている領域のピクセル数をＢとし、剥離率：Ｂ／Ａ×１００（％）を求め、その値ににより評価した。剥離率が２０％以上であれば連続溶接が問題なく行うことができるので、２０％以上を合格レベルと評価することができる。以上の試験結果を表２にまとめて示す。表２中、機械的性質、スラグ剥離性の評価が「○」のものは合格レベルにあることを示す。
After welding, a test piece was collected from the deposited metal, and subjected to a tensile test and an impact test according to JISZ3111 to obtain a tensile strength (TS) and an impact value (vE0 ° C.). If TS: 520 MPa or more and vE0 ° C .: 80 J or more, the strength-toughness balance is good and can be evaluated as an acceptable level.
In addition, after welding, when the base steel plate temperature dropped to 250 ° C., the slag peeled off with the brush was removed from the bead, and the slag peelability was examined. For slag peelability, after removing the slag with a brush, take a picture of the appearance of the bead, analyze the photograph, and the number of pixels in the entire beat is A, and the pixels in the area where the slag is peeled and the peade surface is visible The number was B, and the peel rate: B / A × 100 (%) was determined and evaluated according to the value. If the peeling rate is 20% or more, continuous welding can be performed without any problem, so that 20% or more can be evaluated as an acceptable level. The above test results are summarized in Table 2. In Table 2, when the evaluation of mechanical properties and slag peelability is “◯”, it indicates that it is at an acceptable level.
表２より、発明例に係る試料No. １，９，１９〜３０は、強度靭性バランスが良好で、しかもスラグ剥離性も合格レベルに達していることがわかる。
一方、比較例については、試料No. ２はＣ量が高過ぎるため、強度が高くなり過ぎ、溶着金属の衝撃特性が劣化している。また、Ｓｉに関して、Ｓｉ量が過少なNo. ３では強度が４５１ＭＰａと劣化しており、Ｓｉ量が過多のNo. ４では固溶強化により強度が高くなり過ぎ、靭性が５４Ｊと劣化した。また、Ｍｎに関して、No. ５はＭｎ量が低過ぎるため、粒界フェライトの形成を抑制できず、強度、靭性が共に劣化し、Ｍｎ量が過多のNo. ６では良好な強度、靭性が得られるが、スラグ剥離性が著しく悪化した。また、Ｓに関して、Ｓ量が０．００１％と過少なNo. ７ではスラグ剥離性が２％と非常に悪く、一方Ｓ量が過多のNo. ８では、スラグ剥離性は改善しているものの、靭性が劣化が著しい。また、試料No. １０はＣｕ量が高過ぎるため、Ｃｕの析出により強度が向上したものの、靭性が劣化した。また、Ｍｏに関して、Ｍｏが無添加のNo. １１では、粒界フェライトの形成を抑制できず、靭性が低下し、一方Ｍｏが過多のNo. １２では、強度が上がり過ぎて靭性が劣化した。また、試料No. １４はＡｌ量が０．２５％と高過ぎるため、固溶強化により強度が高くなったが、靭性が劣化した。また、Ｔｉに関して、Ｔｉ量が０．０２％と過少なNo. １５では、ＴｉＯ2 を核とした粒内変態が生じず、組織が粗大になり、靭性を確保することができず、一方Ｔｉ量が０．４８％と過多のNo. １６では、Ｔｉ炭化物が形成され、強度が高くなったが、靭性が劣化した。 また、Ｂについて、Ｂ無添加のNo. １７では、粒界フェライトの形成を抑制できず、強度、靭性を確保することができず、一方Ｂ量が過多のNo. １８では、溶着金属の靭性が２５Ｊとかなり低下した。
From Table 2, it can be seen that Samples Nos. 1, 9, and 19 to 30 according to the inventive examples have a good balance of strength and toughness, and the slag peelability has also reached an acceptable level.
On the other hand, as for the comparative example, since the sample No. 2 has an excessively high C content, the strength is too high and the impact characteristics of the weld metal are deteriorated. Further, regarding Si, No. 3 with an excessive amount of Si deteriorated in strength to 451 MPa, and No. 4 with an excessive amount of Si excessively increased in strength due to solid solution strengthening, and toughness deteriorated to 54 J. Regarding Mn, No. 5 is too low in Mn content, so formation of grain boundary ferrite cannot be suppressed, both strength and toughness deteriorate, and No. 6 with excessive Mn content provides good strength and toughness. However, the slag peelability was significantly deteriorated. In addition, regarding S, when the amount of S is 0.001% and the No. 7 is too low, the slag peelability is very poor at 2%, while when the amount of S is too much, the slag peelability is improved. The toughness is significantly deteriorated. Sample No. 10 had an excessively high amount of Cu, so the toughness deteriorated although the strength was improved by the precipitation of Cu. Regarding No. 11 with no Mo added, the formation of intergranular ferrite could not be suppressed and the toughness decreased. On the other hand, with No. 12 containing an excessive amount of Mo, the strength increased and the toughness deteriorated. Sample No. 14 had an Al content too high at 0.25%, so the strength was increased by solid solution strengthening, but the toughness deteriorated. In addition, with respect to Ti, when the Ti content is too small, 0.02%, intragranular transformation with TiO 2 as the core does not occur, the structure becomes coarse, and toughness cannot be ensured. In No. 16, which is an excessive amount of 0.48%, Ti carbide was formed and the strength increased, but the toughness deteriorated. With regard to B, in the case of No. 17 containing no B, the formation of grain boundary ferrite cannot be suppressed, and the strength and toughness cannot be secured. On the other hand, in the case of No. 18 having an excessive amount of B, the toughness of the deposited metal However, it decreased considerably to 25J.
Claims (5)
Ｃ：０〜０．０２０％、
Ｓｉ：０．５〜１．５％、
Ｍｎ：１．１〜１．９％、
Ｓ：０．００３〜０．０３０％、
Ｃｕ：０．１〜１．０％、
Ｍｏ：０．１〜０．８％、
Ｔｉ：０．１〜０．３％、
Ｂ：０．００１０〜０．００８０％
を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる、大入熱特性及びスラグ剥離性に優れたガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ。 mass%
C: 0 to 0.020%,
Si: 0.5 to 1.5%
Mn: 1.1 to 1.9%,
S: 0.003-0.030%,
Cu: 0.1 to 1.0%
Mo: 0.1 to 0.8%,
Ti: 0.1 to 0.3%,
B: 0.0010 to 0.0080%
A solid wire for gas shielded arc welding that is excellent in large heat input characteristics and slag peelability, comprising the balance Fe and inevitable impurities.
Furthermore, it replaces with a part of Fe, The solid wire for gas shielded arc welding of any one of Claim 1 to 4 containing 0.005-0.2% of REM.
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