JP2018144060A - Tig溶接用溶加材 - Google Patents
Tig溶接用溶加材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018144060A JP2018144060A JP2017039844A JP2017039844A JP2018144060A JP 2018144060 A JP2018144060 A JP 2018144060A JP 2017039844 A JP2017039844 A JP 2017039844A JP 2017039844 A JP2017039844 A JP 2017039844A JP 2018144060 A JP2018144060 A JP 2018144060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- less
- welding
- content
- filler material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
また、多層溶接における最終層や単層溶接など、溶接による再熱を受けない箇所では、組織が原質部となるため、硬度が過剰に高くなる場合があり、遅れ割れや硫化物応力腐食割れ(SSCC)が発生する恐れがあった。これら割れは、溶接金属の拡散性水素量や溶接金属へ負荷される拘束力にも依存するが、一般的に溶接金属のビッカース硬さがHV350以上となった場合、割れが発生しやすいとされている。
Ceq=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14 (1)
(但し、[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]および[V]は、それぞれC、Si、Mn、Ni、Cr、MoおよびVの含有量(質量%)を示す。)
[X]=([Ti]+[Al]+[Zr])×[O]×10000≦10.0 (2)
(但し、[Ti]、[Al]、[Zr]、および[O]は、それぞれTi、Al、ZrおよびOの含有量(質量%)を示す。)
Ceq=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14 (1)
(但し、[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]および[V]は、それぞれC、Si、Mn、Ni、Cr、MoおよびVの含有量(質量%)を示す。)
Cは、溶接金属に固溶することにより、強度及び硬度を向上させる効果を有する元素である。溶加材中のC含有量が0.02%以上であると、強度の向上効果が十分に発揮され、400MPa級鋼の溶接材料として適切な溶接金属の強度を確保することが可能となる。また、溶加材中のC含有量が0.06%以下であると、硬度が高くなりすぎず、過剰硬度に由来した遅れ割れを防止することができる。
C含有量は、好ましくは0.03%以上である。また、C含有量は、好ましくは0.05%以下である。
Siは、溶接金属に固溶することにより、強度及び硬度を向上させる効果を有する元素である。また、Siは、ビード止端部の馴染みを向上させる効果も有する。溶加材中のSi含有量が0.30%以上であると、強度の向上効果が十分に発揮され、400MPa鋼の溶接材料として適切な強度とすることができるとともに、ビード止端部の馴染みを良好とすることができる。また、溶加材中のSi含有量が0.85%以下であると、硬度が高くなりすぎず、過剰硬度に由来する遅れ割れを防止することができる。
Si含有量は、好ましくは0.40%以上であり、より好ましくは0.50%以上である。また、Si含有量は、好ましくは0.80%以下であり、より好ましくは0.70%以下である。
Mnは、溶接金属に固溶することにより、強度及び硬度を向上させる効果を有する元素である。また、Mnは、靱性を向上させる効果も有する。溶加材中のMn含有量が0.70%以上であると、強度の向上効果が十分に発揮され、400MPa級鋼の溶接材料として適切な強度とすることができるとともに、優れた靱性を得ることができる。また、溶加材中のMn含有量が1.40%以下であると、硬度が高くなりすぎず、過剰硬度に由来する遅れ割れを防止することができる。
Mn含有量は、好ましくは0.80%以上であり、より好ましくは1.00%以上である。また、Mn含有量は、好ましくは1.30%以下であり、より好ましくは1.25%以下である。
Ni、Cr、Mo及びVは、硬度を向上させる効果を有する元素であるが、過剰に含有すると硬度が高くなりすぎ、過剰硬度に由来する遅れ割れが発生する恐れがある。
したがって、これら元素は溶加材中に含有されてもよく、あるいは、含有されなくてもよいが、含有される場合であっても、溶加材中のそれぞれの含有量は、Niであれば0.10%以下、Crであれば0.10%以下、Moであれば0.10%以下、また、Vであれば0.05%以下に、それぞれ規制する。
なお、Ni含有量は、好ましくは0.05%以下に規制する。
また、Cr含有量は、好ましくは0.05%以下に規制する。
また、Mo含有量は、好ましくは0.05%以下に規制する。
また、V含有量は、好ましくは0.02%以下に規制する。
本実施形態の溶加材は、下記式(1)で表される炭素当量Ceqが0.15〜0.35の範囲内である。
Ceq=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14 (1)
(但し、[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]および[V]は、それぞれC、Si、Mn、Ni、Cr、MoおよびVの含有量(質量%)を示す。)
当該炭素当量Ceqは、好ましくは0.20以上である。また、当該炭素当量Ceqは、好ましくは0.33以下である。
P及びSは溶加材中に不可避的に存在する元素であるが、高温割れ感受性を増大させ、また、靱性を低下させる効果を有する。したがって、溶加材中のP含有量は0.030%以下に、また、S含有量は0.030%以下に、それぞれ規制する。P含有量は、好ましくは0.025%以下に規制する。また、S含有量は、好ましくは0.025%以下に規制する。なお、P及びSの含有量は、それぞれ極力小さい方が好ましいが、溶加材がこれら元素を全く含有しないようにすることは通常困難である。したがって、P及びSの含有量の下限値を規定するとすれば、例えば0%超である。
Nは溶加材中に不可避的に存在する元素であるが、靱性を低下させる効果を有する。したがって、溶加材中のN含有量は0.0100%以下に規制する。N含有量は、好ましくは0.0070%以下に規制する。なお、N含有量は、極力小さい方が好ましいが、溶加材がNを全く含有しないようにすることは通常困難である。したがって、N含有量の下限値を規定するとすれば、例えば0%超である。
Al、Ti及びZrは、固溶及び析出等により溶接金属の強度を上昇させる効果を有する元素であるが、一方で、Oと結合して溶接金属内に酸化物を形成し、伸びと靱性を低下させる元素でもある。また、これらは溶接金属外に排出されるとスラグを形成し、スラグ巻込み等の溶接欠陥となり、更にビード外観を阻害する要因となる。また、Oは溶加材中に不可避的に存在する元素であるが、Oが多く存在すると、上記した効果が助長される。
したがって、Al、Ti及びZrは溶加材中に含有させてもよく、あるいは、含有させなくてもよいが、含有させる場合であっても、溶加材中のそれぞれの含有量は、Alであれば0.10%以下、Tiであれば0.10%以下、また、Zrであれば0.10%以下とする。
Al含有量は、好ましくは0.05%以上である。また、Al含有量は、好ましくは0.01%以下である。
Ti含有量は、好ましくは0.05%以上である。また、Ti含有量は、好ましくは0.01%以下である。
Zr含有量は、好ましくは0.05%以上である。また、Zr含有量は、好ましくは0.01%以下である。
また、Oの含有量は、0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下とする。なお、Oの含有量は、極力小さい方が好ましいが、溶加材がOを全く含有しないようにすることは通常困難である。したがって、O含有量の下限値を規定するとすれば、例えば0%超である。
また、本実施形態の溶加材がAl、Ti、Zr及びOの少なくとも1種を上記範囲内で含有する場合においては、下記式(2)の関係を満足することが好ましい。
[X]=([Ti]+[Al]+[Zr])×[O]×10000≦10.0 (2)
(但し、[Ti]、[Al]、[Zr]、および[O]は、それぞれTi、Al、ZrおよびOの含有量(質量%)を示す。)
Cuは、強度を向上させる効果を有する元素であるが、過剰に添加すると強度が高くなりすぎ、また、高温割れ感受性が増大する。したがって、Cuは溶加材中に含有させてもよく、あるいは、含有させなくてもよいが、含有させる場合であっても、溶加材中のCu含有量は、0.50%以下とする。
Cu含有量は、好ましくは0.35%以上である。なお、本実施形態の溶加材には、所望によりCuめっきを施す場合がある。ここで、本明細書においては、溶加材にCuめっきを施した場合におけるCu含有量とは、溶加材とCuめっき膜とを合わせた全体に対する、溶加材とCuめっき膜中のCu含有量を意味するものとする。
図1は多層溶接(全溶着金属)に使用した母材の形状を示す図であり、図1(a)は平面図であり、図1(b)は断面図である。図1に示すように、先ず、端面に傾斜した切欠きを有するJIS G3106 SM400B鋼板1を2枚準備して、その傾斜面1a同士を対向させ傾斜面1aの先端を10mm離間させた状態で2枚の鋼板1を配置することにより、2枚の鋼板1間に45゜の開先角度を有する開先2を形成した。次に、開先2の裏面側にJIS G3106 SM400Bからなる裏当て材3を配置した後、開先2に対して、表3及び表4に示される種々の組成を有する溶加材(ワイヤ)を使用して、下記表1に示す溶接条件で多層溶接(全溶着金属)を実施した。なお、本試験においては、鋼板1の板厚を16mmとし、鋼板1の傾斜面1aに平行な方向の長さを300mm、傾斜面1aに直交する方向の長さを125mmとした。また、裏当て材3の板厚を6mmとした。なお、表3及び表4における「−」はその成分量が検出限界未満であったことを示す。また、組成の残部はFe及び不可避的不純物である。
ここで、引張強度については、430〜600MPaの範囲にある場合を良好と判断し、それ以外の場合を不良として評価した。
0.2%耐力については、330MPa以上の場合を良好、330MPa未満の場合を不良として評価した。
伸びについては、20%以上の場合を良好、20%未満の場合を不良として評価した。
図2は単層すみ肉溶接の状態を表す説明図であり、図2(a)は平面図であり、図2(b)は断面図である。図2に示すように、鋼板4としての、幅150mm×長さ200mm×板厚50mmのJIS G3106 SM400B鋼板、及び、鋼板5としての、幅70mm×長さ200mm×板厚6mmのJIS G3106 SM400B鋼板を用意した。これら下板及び立板に対して、表3及び表4に示される種々の組成を有する溶加材(ワイヤ)を使用して、下記表1に示す溶接条件で単層すみ肉溶接部6を作製した。
表3〜6に示されるように、実験例1〜11の各溶加材は、適切な化学組成を有しているため、全溶接金属の引張試験における引張強度が430〜600MPaの範囲になると共に、0.2%耐力が330MPa以上、伸びが20%以上の良好な機械的性能が得られた。更に、単層すみ肉溶接金属のビッカース硬さもHV350以下となり、良好であった。したがって、実験例1〜11の各溶加材は、単層溶接における遅れ割れの要因となる溶接金属の過剰硬度を抑制するとともに、多層溶接において400MPa級鋼の溶接材料として求められる溶接継手性能(強度、靱性等)を満足するものであった。
なお、実験例4及び9は[X]がそれぞれ12.7及び11.9と大きいため、スラグ発生量が多く、外観には劣るものであった。
実験例13は、Si含有量が本発明規定の範囲より小さい。そのため、全溶着金属の引張強度が不足し、評価結果が不良であった。
実験例14は、C含有量及びMn含有量が本発明規定の範囲より小さく、また、Ceqが本発明規定の範囲より小さい。そのため、全溶着金属の0.2%耐力および引張強度が不足し、評価結果が不良であった。
実験例16は、Si含有量及びMn含有量が本発明規定の範囲より大きく、また、Ceqが本発明規定の範囲より大きい。そのため、全溶着金属の引張強度が高く、評価結果が不良であり、またビッカース硬さもHV350を超過し、評価結果も不良であった。
実験例17は、C含有量が本発明規定の範囲より大きく、また、Ceqが本発明規定の範囲より大きい。そのため、全溶着金属の引張強度が高く、評価結果が不良であり、またビッカース硬さもHV350を超過し、評価結果も不良であった。
実験例22は、Mo含有量が本発明規定の範囲より大きい。そのため、全溶着金属の引張強度およびビッカース硬さが高く、評価結果が不良であった。
実験例23は、Cr含有量、V含有量およびN含有量が本発明規定の範囲より大きい。そのため、全溶着金属の吸収エネルギーが不足し、且つ、ビッカース硬さが高く、評価結果が不良であった。
1a 傾斜面
2 開先
3 裏当て材
4 下板
5 立板
6 溶接金属
Claims (4)
- C:0.02〜0.06質量%、
Si:0.30〜0.85質量%、及び
Mn:0.70〜1.40質量%を含有し、
Ni:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、
Cr:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、
Mo:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、
V:0.05質量%以下(但し、0質量%を含む)、
P:0.030質量%以下(但し、0質量%を含まない)、
S:0.030質量%以下(但し、0質量%を含まない)、及び
N:0.0100質量%以下(但し、0質量%を含まない)にそれぞれ規制され、
残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ、
下記式(1)で表される炭素当量Ceqが0.15〜0.35の範囲内であるTIG溶接用溶加材。
Ceq=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14 (1)
(但し、[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]および[V]は、それぞれC、Si、Mn、Ni、Cr、MoおよびVの含有量(質量%)を示す。) - 前記炭素当量Ceqが0.20〜0.33の範囲内である請求項1に記載のTIG溶接用溶加材。
- Al:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、
Ti:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、
Zr:0.10質量%以下(但し、0質量%を含む)、及び
O:0.0100質量%以下(但し、0質量%を含まない)
からなる群から選ばれる少なくとも1種をさらに含有し、かつ
下記式(2)の関係を満足する請求項1又は2に記載のTIG溶接用溶加材。
[X]=([Ti]+[Al]+[Zr])×[O]×10000≦10.0 (2)
(但し、[Ti]、[Al]、[Zr]、および[O]は、それぞれTi、Al、ZrおよびOの含有量(質量%)を示す。) - Cu:0.50質量%以下(但し、0質量%を含む)をさらに含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のTIG溶接用溶加材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017039844A JP6829111B2 (ja) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Tig溶接用溶加材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017039844A JP6829111B2 (ja) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Tig溶接用溶加材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018144060A true JP2018144060A (ja) | 2018-09-20 |
JP6829111B2 JP6829111B2 (ja) | 2021-02-10 |
Family
ID=63588589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017039844A Active JP6829111B2 (ja) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Tig溶接用溶加材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6829111B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110711921A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-21 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 轨道车辆铝合金中厚板焊接工艺方法 |
CN111515502A (zh) * | 2020-05-16 | 2020-08-11 | 中国有色金属工业第六冶金建设有限公司 | 一种铜镍合金焊接方法 |
-
2017
- 2017-03-02 JP JP2017039844A patent/JP6829111B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110711921A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-21 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 轨道车辆铝合金中厚板焊接工艺方法 |
CN111515502A (zh) * | 2020-05-16 | 2020-08-11 | 中国有色金属工业第六冶金建设有限公司 | 一种铜镍合金焊接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6829111B2 (ja) | 2021-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3758040B2 (ja) | 低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP4780189B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金 | |
JP5005309B2 (ja) | 高張力鋼用ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ | |
JP5387168B2 (ja) | フラックス入り高張力鋼用溶接ワイヤ及びその製造方法 | |
KR101443480B1 (ko) | Ni기 합금 용접 금속 및 Ni기 합금 피복 아크 용접봉 | |
JP4478059B2 (ja) | 耐火構造用鋼のガスシールドアーク溶接ワイヤ。 | |
JP5671364B2 (ja) | クリープ特性に優れた溶接金属 | |
JP5387192B2 (ja) | ガスシールド溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP2006289395A (ja) | ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ | |
KR101764040B1 (ko) | 피복 아크 용접봉 | |
JP6211950B2 (ja) | 溶接金属 | |
JP6155810B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用高Niフラックス入りワイヤ | |
KR20210138102A (ko) | 가스 메탈 아크 용접용 솔리드 와이어 및 가스 메탈 아크 용접 방법 | |
JP6235402B2 (ja) | 強度、靭性および耐sr割れ性に優れた溶接金属 | |
JP5005395B2 (ja) | 高強度高靭性鋼用溶接ワイヤ | |
JP3871655B2 (ja) | 高張力鋼用の両面一層サブマージアーク溶接用ワイヤ | |
JP2018144060A (ja) | Tig溶接用溶加材 | |
JP2014198344A (ja) | 高強度鋼のサブマージアーク溶接方法 | |
JP7215911B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP2012101234A (ja) | Ar−CO2混合ガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ | |
JP5955166B2 (ja) | 溶接性に優れる高耐熱、高耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤ | |
JP2001001181A (ja) | ガスシールドアーク溶接用ワイヤ | |
JP6107170B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料ならびにそれを用いて製造される溶接金属及び溶接継手 | |
JP2008264812A (ja) | サブマージアーク溶接用開先充填材 | |
JP7235185B1 (ja) | サブマージアーク溶接用メタルコアードワイヤおよびそれを用いたサブマージアーク溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190930 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200804 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6829111 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |