JP2019048323A - Flux-cored wire for gas shield arc-welding, and method of manufacturing weld joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法に関する。 The present invention relates to a flux cored wire for gas shielded arc welding and a method of manufacturing a welded joint.
近年生産される石油・天然ガスは、湿潤な炭酸ガスや硫化水素を含有するものが増加している。こうした環境中で、炭素鋼や低合金鋼が著しく腐食することは周知の事実である。従って、かかる腐食性の石油・天然ガスの輸送に際しては、鋼管の防食対策として、腐食抑制剤の添加が従来から一般的であった。しかし、腐食抑制剤は、海洋油井では腐食抑制剤の添加・回収処理に要する費用が膨大なものとなり、また海洋汚染の問題もあって使用が困難になりつつある。従って、腐食抑制剤を添加する必要がない耐食材料に対するニーズが、最近大きくなっている。 In recent years, petroleum and natural gas produced in recent years have increased in content containing wet carbon dioxide gas and hydrogen sulfide. It is a well known fact that carbon steel and low alloy steels are significantly corroded in such an environment. Therefore, when transporting such corrosive oil and natural gas, the addition of a corrosion inhibitor has hitherto been common as a corrosion protection measure for steel pipes. However, the cost of adding and recovering corrosion inhibitors has become enormous in marine wells, and corrosion inhibitors are becoming difficult to use due to the problem of marine pollution. Accordingly, the need for corrosion resistant materials that does not require the addition of corrosion inhibitors has recently grown.
こうした目的のために、炭酸ガス含有環境等で優れた耐食性を有し、溶接性にも優れる鋼あるいは鋼管が多く提案されている。これらの材料としては、炭酸ガス含有環境での耐食性を得るために、ステンレス鋼が用いられる。 For such purpose, many steels or steel pipes having excellent corrosion resistance in a carbon dioxide gas-containing environment and the like and having excellent weldability have been proposed. As these materials, stainless steel is used to obtain corrosion resistance in a carbon dioxide-containing environment.
耐食性の優れた高Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼や、Ｎｉ基超合金を溶接材料とした場合には、溶接部の選択腐食は発生せず、溶接金属の硬さが低く、溶接金属の靭性を確保することができる。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼やＮｉ基超合金は、その結晶構造上、強度が低いという問題点がある。溶接金属の強度が非常に低い場合、外部応力が負荷されると溶接金属が集中的に変形し、破壊に至る恐れがある（アンダーマッチングと称する）。 When high Ni austenitic stainless steel with excellent corrosion resistance or Ni base super alloy is used as the weld material, selective corrosion of the weld does not occur, the hardness of the weld metal is low, and the toughness of the weld metal is ensured. be able to. However, austenitic stainless steels and Ni-based superalloys have the problem of low strength due to their crystal structure. When the strength of the weld metal is very low, the weld metal may be deformed intensively when external stress is applied, which may lead to breakage (referred to as undermatching).
一方、フェライト系やマルテンサイト系ステンレス鋼の共金系材料では、Ｎｉを多量に含有したとしても、溶接金属の硬さが非常に硬くなる。この場合、アンダーマッチングを防ぐことはできるが、溶接金属の低温割れ感受性が高くなり、予熱処理もしくは後熱処理が必要となり、施工効率が悪化する。 On the other hand, in the case of ferrite-based or martensitic stainless steel co-metallic materials, the hardness of the weld metal becomes very hard even if a large amount of Ni is contained. In this case, although undermatching can be prevented, the low temperature crack sensitivity of the weld metal is increased, and preheating treatment or post heat treatment is required, resulting in deterioration of the construction efficiency.
特許文献１〜２では、溶接金属のミクロ組織をオーステナイト相＋フェライト相＋マルテンサイト相の３相組織とすることで、低温割れ感受性を低くし、かつ、強度と靱性を確保している。ただし、溶接金属の組織は溶接材料と鋼材成分とから決まるので、溶接金属のミクロ組織は溶接条件や開先形状に応じて変化する。特許文献１〜２に開示されたミクロ組織制御の制御技術のみでは、安定して溶接金属の組織を制御し、割れ感受性を低減することは困難である。
In
こうした現状に鑑みて、析出硬化系ステンレス鋼を溶接するに際して、全姿勢溶接（特に立向上進溶接）が可能であり、且つ予熱作業を行うことなく、又は簡易的な予熱作業のみで低温割れの発生を抑制可能な溶加材、及び溶接方法（溶接継手の製造方法）を提供することが待望されている。 In view of the present situation, in welding precipitation hardened stainless steel, all position welding (especially vertical advancement welding) is possible, and low temperature cracking is performed without preheating operation or only by simple preheating operation. It is highly desirable to provide a filler metal and a welding method (method of manufacturing a welded joint) capable of suppressing the occurrence.
上述のように、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼の共金系溶接材料において、予熱作業の省略又は簡略化が可能な程度に低温割れ感受性を低減させることは、従来技術によれば困難であった。本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、多量のＣｒを含みながら、溶接部に高い機械特性（引張強さ及び靱性）を付与し、耐低温割れ性に優れ、溶接作業性が高く、且つ全姿勢溶接が可能なガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤと、溶接継手の製造方法とを提供することを目的とする。 As described above, in the case of ferritic stainless steel or martensitic stainless steel common metal welding material, it is difficult according to the prior art to reduce the low temperature cracking sensitivity to such an extent that omission or simplification of the preheating operation is possible. Met. In view of the problems of the above background art, the present invention imparts high mechanical properties (tensile strength and toughness) to welds while containing a large amount of Cr, is excellent in low-temperature cracking resistance, and has high welding workability. Further, it is an object of the present invention to provide a flux cored wire for gas shielded arc welding capable of full position welding and a method of manufacturing a welded joint.
本発明の要旨は次のとおりである。
（１）本発明の一態様に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、前記鋼製外皮の内部に充填されたフラックスと、を備え、前記フラックスが、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で合計０．１０〜３．００％の、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＮａ３ＡｌＦ６からなる群から選択される１種または２種以上である弗化物と、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対するＴｉＯ２換算値が４．００〜７．５０％のＴｉ酸化物と、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＫ２Ｏの各々の換算値で合計０．０５〜２．００％の、Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物からなる群から選択される１種または２種以上である酸化物と、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で合計０〜０．６０％の、ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＦｅＣＯ３、及びＭｎＣＯ３からなる群から選択される１種または２種以上である炭酸塩と、を含み、前記ＣａＦ２の含有量が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で０〜２．００％であり、ＣａＯ換算でのＣａ酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で０％以上０．２０％未満であり、前記フラックス入りワイヤの、前記弗化物、前記酸化物、前記Ｔｉ酸化物、前記Ｃａ酸化物、および前記炭酸塩を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００３〜０．１５０％、Ｓｉ：０．３５〜１．００％、Ｍｎ：０．０１〜２．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｃｕ：１．００〜５．００％、Ｎｉ：０〜１０．００％、Ｃｒ：１０．００〜２０．００％、Ｍｏ：０〜５．００％、Ｔｉ：０〜０．１０％、Ｎｂ：０．００１〜０．５００％、Ａｌ：０．００１〜０．５００％、Ｍｇ：０〜０．９０％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｖ：０〜０．２０％、Ｂｉ：０〜０．０３０％、Ｃａ：０〜０．２５％、及びＲＥＭ：０〜０．０１０％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。
（２）上記（１）に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、式１によって算出されるＸ値が２．００％以下であってもよい。
Ｘ＝０．３×（［Ｎａ３ＡｌＦ６］＋［ＮａＦ］＋［ＭｇＦ２］）＋０．４×（［Ｋ２ＳｉＦ６］＋［Ｋ２ＺｒＦ６］）＋０．５×（［ＬｉＦ］）＋１．８×（［ＣａＦ２］）：式１
前記式１中の角括弧で囲まれた化学式は、各前記化学式に対応する化合物の、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％での含有量である。
（３）上記（１）又は（２）に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、式２によって算出されるＹ値が５．０以上２７．０以下であってもよい。
Ｙ＝（［ＴｉＯ２］＋１．２×［ＳｉＯ２］＋１．４×［Ａｌ２Ｏ３］＋１．５×［ＺｒＯ２］）／（Ｆ）１／２：式２
前記式２中の角括弧で囲まれた化学式は、各前記化学式に対応する化合物の、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する前記各々の換算値での含有量であり、前記式２中のＦは、前記弗化物のＦ換算値での合計含有量である。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記フラックスが、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で０％以上１５．０％未満の鉄粉をさらに含んでもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記鋼製外皮がシームレス形状を有してもよい。
（６）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記鋼製外皮がスリット状の隙間を有してもよい。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、前記フラックス入りワイヤが、さらに、前記フラックス入りワイヤの表面にパーフルオロポリエーテル油を備えてもよい。
（８）本発明の別の態様に係る溶接継手の製造方法は、１パスから最終パスのいずれか１つ以上において、上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて鋼板をガスシールドアーク溶接する。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A flux-cored wire for gas shielded arc welding according to one aspect of the present invention comprises a steel sheath and a flux filled inside the steel sheath, wherein the flux is the flux-cored wire. CaF 2 , MgF 2 , LiF, NaF, K 2 ZrF 6 , K 2 SiF 6 , and Na 3 AlF 6 selected from the group consisting of 0.10 to 3.00% in total by mass% relative to the total mass 1 A fluoride of a species or two or more species, a Ti oxide having a TiO 2 equivalent value of 4.00 to 7.50% based on the total mass of the flux cored wire, and an FeO based on the total mass of the flux cored wire , Na 2 O, SiO 2, ZrO 2, MgO, Al 2 O 3, MnO total 0.05 to 2.00% in each of the corresponding value of 2 and K 2 O, Fe oxide, (a) an oxide which is one or more selected from the group consisting of an oxide, an oxide of Si, an oxide of Zr, an oxide of Mg, an oxide of Al, an oxide of Mn, and an oxide of K; wire the total from 0 to 0.60% by mass% relative to the total weight of, is selected from MgCO 3, Na 2 CO 3, LiCO 3, CaCO 3,
(2) In the flux cored wire for gas shielded arc welding described in (1) above, the X value calculated by
X = 0.3 × ([Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ]) + 0.4 × ([K 2 SiF 6 ] + [K 2 ZrF 6 ]) + 0.5 × ([LiF] ) + 1.8 × ([CaF 2 ]):
The chemical formulas enclosed in square brackets in the
(3) In the flux shielded wire for gas shielded arc welding described in (1) or (2) above, the Y value calculated by
Y = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 :
The chemical formula surrounded by square brackets in the
(4) In the flux-cored wire for gas shield arc welding according to any one of the above (1) to (3), the flux is 0% or more by mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire. It may further contain less than 0% iron powder.
(5) In the flux cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (4), the steel shell may have a seamless shape.
(6) In the flux cored wire for gas shielded arc welding according to any one of the above (1) to (4), the steel shell may have a slit-like clearance.
(7) In the flux-cored wire for gas shield arc welding according to any one of the above (1) to (6), the flux-cored wire further includes perfluoropolyether oil on the surface of the flux-cored wire. You may have.
(8) The method of manufacturing a welded joint according to another aspect of the present invention is the gas shielded arc according to any one of the above (1) to (7) in any one or more of one pass to the final pass. A steel plate is gas shielded arc welded using a flux cored wire for welding.
本発明に係るフラックス入りワイヤは、引張強さ、靱性、及び耐低温割れ性に優れ、良好なビード形状を有する溶接部を得ることができる。さらに、本発明に係るフラックス入りワイヤを用いて溶接をした場合、溶接作業性が高い。本発明に係るフラックス入りワイヤは、あらゆる種類のシールドガスと組み合わせても上述の効果を得ることができる。さらに、本発明に係る溶接継手の製造方法は、全姿勢溶接への適用が可能であり、且つ溶接金属の割れを防止するための予熱作業が不要となるか、または、予熱作業を著しく低減できる。 The flux cored wire according to the present invention is excellent in tensile strength, toughness, and low temperature cracking resistance, and can provide a weld having a good bead shape. Furthermore, when it welds using the flux cored wire which concerns on this invention, welding workability is high. The flux-cored wire according to the present invention can achieve the above-mentioned effects even when it is combined with any kind of shielding gas. Furthermore, the method of manufacturing a welded joint according to the present invention can be applied to all position welding, and the preheating operation for preventing cracking of the weld metal is not necessary, or the preheating operation can be significantly reduced. .
フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼の共金系溶接材料は、１０〜２０％のＣｒを多量に含む必要があり、さらに必要に応じて最大１０％程度のＮｉをも含有する必要がある。このような成分系の溶接材料は、溶接金属の硬さが非常に大きくなるので、低温割れ感受性が高い。そこで本発明者らは、溶接材料の低温割れ感受性を抑制するために、溶接材料をフラックス入りワイヤとし、フラックスに弗化物を含有させることとした。低温割れ感受性を高める因子の一つは、溶接金属に含まれる拡散性水素であるが、本発明者らは、溶接材料に含まれる弗化物が溶接金属の拡散性水素量を低減し、耐低温割れ性を向上させることを知見した。 Ferrite stainless steel or martensitic stainless steel co-metallic weld material needs to contain a large amount of 10 to 20% of Cr, and further needs to contain up to about 10% of Ni if necessary. . Such component-based welding materials have high cold cracking susceptibility because the hardness of the weld metal is very large. Then, in order to suppress the low temperature crack sensitivity of welding materials, the present inventors decided to use welding materials as flux cored wire, and to make fluoride contain fluoride. One of the factors to increase the low temperature crack sensitivity is diffusible hydrogen contained in the weld metal, but the present inventors reduced the amount of diffusible hydrogen in the weld metal by the fluoride contained in the weld material, so that low temperature resistance It was found that the crackability was improved.
ただし、溶接材料中の弗化物は、溶接中のスパッタ量を増大させ、溶接作業性を悪化させる。このため、単に弗化物量を増大させると、溶接作業性が悪化し、全姿勢溶接性が損なわれることが判明した。そこで、本発明者らがさらに検討を重ねた結果、弗化物種を限定し、さらにＴｉ酸化物を主体とする酸化物及び合金Ｓｉを所定量含有させることで、溶接作業性の改善が可能であることが分かった。さらに、耐低温割れ性を確保しながら全姿勢溶接作業性を向上させることができる、弗化物及び酸化物等の含有量の数値範囲も見出された。 However, the fluoride in the welding material increases the amount of spatter during welding and deteriorates the welding workability. For this reason, it was found that when the amount of fluoride is simply increased, the welding workability is deteriorated and the all-position weldability is impaired. Accordingly, as a result of further investigations by the present inventors, welding workability can be improved by limiting the fluoride species and further containing a predetermined amount of oxide mainly composed of Ti oxide and alloy Si. It turned out that there is. Furthermore, the numerical range of content of fluorides and oxides etc. which can improve all position welding workability, ensuring low temperature crack resistance was also discovered.
以上の知見によって得られた本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、鋼製外皮の内部に充填されたフラックスとを備える。以下、本実施形態に係るフラックス入りワイヤを構成する要件の限定理由について説明する。 The flux cored wire according to the present embodiment obtained by the above findings comprises a steel sheath and a flux filled inside the steel sheath. Hereinafter, the reasons for limitation of the requirements for forming the flux cored wire according to the present embodiment will be described.
まず、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスに含まれる成分について説明する。
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、弗化物と、Ｔｉ酸化物と、酸化物（Ｔｉ酸化物およびＣａ酸化物を除く）と、を含み、好ましくは、さらに炭酸塩を含む。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスには、Ｃａ酸化物及び鉄粉がさらに含まれても良いが、Ｃａ酸化物及び鉄粉は本実施形態に係るフラックス入りワイヤの課題を解決するために不要である。以下に、これら成分について詳細に説明する。なお、以下の説明において「％」は、特に説明がない限り、「フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％」を意味する。
First, components contained in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment will be described.
The flux of the flux cored wire according to the present embodiment contains a fluoride, a Ti oxide, and an oxide (excluding a Ti oxide and a Ca oxide), and preferably further contains a carbonate. Moreover, although Ca oxide and iron powder may be further contained in the flux of the flux cored wire concerning this embodiment, Ca oxide and iron powder solve the subject of the flux cored wire concerning this embodiment. It is unnecessary for Below, these components are demonstrated in detail. In the following description, “%” means “% by mass based on the total mass of the flux cored wire” unless otherwise specified.
（Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値：フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で４．００〜７．５０％）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、ＴｉＯ２換算値で、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で４．００〜７．５０％のＴｉ酸化物を含む。なお、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値とは、Ｔｉの酸化物が全てＴｉＯ２であると仮定した場合の、ＴｉＯ２の含有量を意味する。以下、「Ｔｉ酸化物のＴｉＯ２換算値での含有量」を「Ｔｉ酸化物の含有量」と略す場合がある。ＴｉＯ２換算値は、フラックス入りワイヤに含まれる酸化物として存在するＴｉの質量をＥＰＭＡ等の分析機器を用いて分析し、この酸化物としてのＴｉの質量に基づき算出することで求められる。なお、以下で説明するＣａ酸化物などについても、Ｔｉ酸化物に関し上述した事項と同様とする。
(Ti oxide in terms of TiO 2 equivalent: 4.00 to 7.50% by mass% of the total mass of the flux cored wire)
The flux of the flux cored wire according to the present embodiment contains 4.00 to 7.50% of Ti oxide in mass% with respect to the total mass of the flux cored wire in terms of TiO 2 conversion value. Note that the terms of TiO 2 value of Ti oxides, where the oxide of Ti is assumed to all be TiO 2, means the content of TiO 2. Hereinafter, "the content of Ti oxide in terms of TiO 2 conversion" may be abbreviated as "the content of Ti oxide". The TiO 2 conversion value is determined by analyzing the mass of Ti present as an oxide contained in the flux cored wire using an analyzer such as EPMA, and calculating based on the mass of Ti as this oxide. The same applies to Ca oxide and the like described below regarding the Ti oxide.
Ｔｉ酸化物は主にスラグ形成剤として作用する。Ｔｉ酸化物の含有量が４．００％未満であるフラックス入りワイヤを用いて立向上進溶接を行う場合、溶融金属を垂れ落ちないように支えるために十分な量のスラグを確保することができないので、立向溶接性が確保できない。従って、Ｔｉ酸化物の含有量の下限値を４．００％とする。Ｔｉ酸化物の含有量の下限値は、より好適には４．２０％である。立向溶接性を向上させるために、Ｔｉ酸化物の含有量の下限値を、４．４０％、４．６０％、４．８０％、又は、５．３０％としてもよい。 Ti oxide mainly acts as a slag former. When performing uplift welding with a flux cored wire having a Ti oxide content of less than 4.00%, a sufficient amount of slag can not be secured to support the molten metal so as not to drip down Therefore, vertical weldability can not be ensured. Therefore, the lower limit value of the content of Ti oxide is set to 4.00%. The lower limit value of the content of Ti oxide is more preferably 4.20%. In order to improve vertical weldability, the lower limit value of the content of Ti oxide may be 4.40%, 4.60%, 4.80%, or 5.30%.
一方、７．５０％を超えるＴｉ酸化物は、スラグ量を過剰に増大させるので、スラグまきこみの欠陥を増加させる。従って、Ｔｉ酸化物の含有量の上限値を７．５０％とする。Ｔｉ酸化物の含有量の上限値は、より好適には７．００％である。必要に応じて、Ｔｉ酸化物の含有量の上限値を、６．７０％、６．４０％、６．２０％、６．００％、５．９０％、又は、５．８０％としてもよい。 On the other hand, Ti oxide of more than 7.50% excessively increases the amount of slag, thereby increasing defects in slag inclusion. Therefore, the upper limit value of the content of Ti oxide is set to 7.50%. The upper limit of the content of Ti oxide is more preferably 7.00%. If necessary, the upper limit value of the content of Ti oxide may be 6.70%, 6.40%, 6.20%, 6.00%, 5.90%, or 5.80%. .
（弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での合計含有量：０．１０〜３．００％）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で合計０．１０〜３．００％の弗化物を含む。フラックス中の弗化物は、溶接金属中の拡散性水素量を減少させて、溶接金属の耐低温割れ性を顕著に向上させる働きを有する。この理由は明らかではないが、弗化物中のＦと水素（Ｈ）とが溶接中に結合して弗化水素（ＨＦ）となり、このＨＦが溶接金属外に放出されるからであると推測される。しかしながら、フラックス中の弗化物量の合計が０．１０％未満である場合、溶接金属中の拡散性水素量が十分に低減されないので、溶接金属の耐低温割れ性が不十分になる。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、合計０．１０％以上の弗化物を含むことが必要とされる。溶接金属の拡散性水素量をさらに低減するために、弗化物の合計量の下限値を０．１５％、０．２０％、又は０．２５％としてもよい。
(Total content by mass of fluoride with respect to the total mass of the flux cored wire: 0.10 to 3.00%)
The flux of the flux cored wire according to the present embodiment contains a total of 0.10 to 3.00% of fluoride in mass% with respect to the total mass of the flux cored wire. The fluoride in the flux has the function of reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and significantly improving the low temperature cracking resistance of the weld metal. Although the reason for this is not clear, it is speculated that F in the fluoride and hydrogen (H) combine during welding to form hydrogen fluoride (HF), and this HF is released out of the weld metal. Ru. However, if the total amount of fluorides in the flux is less than 0.10%, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is not sufficiently reduced, so the low temperature cracking resistance of the weld metal becomes insufficient. Therefore, the flux of the flux cored wire according to the present embodiment is required to contain a total of 0.10% or more of fluoride. In order to further reduce the amount of diffusible hydrogen of the weld metal, the lower limit of the total amount of fluorides may be 0.15%, 0.20%, or 0.25%.
一方、弗化物の含有量が過剰である場合、溶接中のスパッタ量が増大する。従って、弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での合計含有量は３．００％以下とされる。拡散性水素量の低減よりもスパッタ発生量の低減を優先させたい場合には、弗化物の合計量の上限値を２．５０％、２．００％、１．５０％、１．００％、又は、０．５０％としても差し支えない。 On the other hand, when the content of fluoride is excessive, the amount of spatter during welding increases. Accordingly, the total content of fluoride in mass% relative to the total mass of the flux cored wire is 3.00% or less. When priority is given to reducing the spatter generation amount over reducing the amount of diffusible hydrogen, the upper limit of the total amount of fluorides is 2.50%, 2.00%, 1.50%, 1.00%, Alternatively, it may be 0.50%.
（弗化物の種類：ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＮａ３ＡｌＦ６からなる群から選択される１種または２種以上）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤの弗化物は、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＮａ３ＡｌＦ６からなる群から選択される１種または２種以上である。これら弗化物が電離して生じたＣａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｚｒ、Ｓｉ、およびＡｌは、酸素と結合して溶接金属中の酸素量を低減させる、脱酸元素として作用する。これら各種の弗化物の含有量の下限値は、弗化物の合計が０．１０％以上となる限り、特に限定されない。
(Type of fluoride: one or more selected from the group consisting of CaF 2 , MgF 2 , LiF, NaF, K 2 ZrF 6 , K 2 SiF 6 , and Na 3 AlF 6 )
The fluoride of the flux cored wire according to the present embodiment is one or two selected from the group consisting of CaF 2 , MgF 2 , LiF, NaF, K 2 ZrF 6 , K 2 SiF 6 , and Na 3 AlF 6. It is above. Ca, Mg, Li, Na, K, Zr, Si, and Al produced by ionizing these fluorides act as deoxidizing elements which combine with oxygen to reduce the amount of oxygen in the weld metal. The lower limit value of the content of these various fluorides is not particularly limited as long as the total of the fluorides is 0.10% or more.
上述された弗化物の合計含有量、および後述するＣａＦ２の含有量が規定範囲内である限り、弗化物の種類および組成は限定されない。しかし、Ｋ２ＺｒＦ６及びＫ２ＳｉＦ６はアーク安定剤としても機能するので、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの弗化物は、Ｋ２ＺｒＦ６及びＫ２ＳｉＦ６を含むことが好ましい。また、アークの安定性の観点からは、複数種類の弗化物をフラックスに含有させ、これにより単一種類の弗化物の含有量を２．００％以下にすることが好ましい。さらに、弗化物は、後述するスパッタ発生指数Ｘを増大させにくいＮａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ、及びＭｇＦ２のいずれかを含むことが好ましい。従って、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での弗化物の合計含有量に対する、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％でのＮａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ、およびＭｇＦ２の合計含有量が、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上、８０％以上、９０％以上又は１００％であることが一層好ましい。 The type and composition of the fluoride are not limited as long as the total content of the fluoride described above and the content of CaF 2 described later are within the specified range. However, since K 2 ZrF 6 and K 2 SiF 6 also function as an arc stabilizer, the fluoride of the flux cored wire according to this embodiment preferably contains K 2 ZrF 6 and K 2 SiF 6 . Further, from the viewpoint of the stability of the arc, it is preferable to contain plural kinds of fluorides in the flux, thereby making the content of a single kind of fluoride 2.00% or less. Furthermore, it is preferable that the fluoride contains any one of Na 3 AlF 6 , NaF, and MgF 2 which is difficult to increase the sputtering generation index X described later. Therefore, the total content of Na 3 AlF 6 , NaF, and MgF 2 in mass% relative to the total mass of flux-cored wire relative to the total content of fluoride in mass% relative to the total mass of flux-cored wire is 50% The content is more preferably 60% or more, 80% or more, 90% or more or 100%.
（スパッタ発生指数Ｘ（Ｘ値）：好ましくは２．００％以下）
弗化物の含有量が大きすぎる場合、溶接の際に生じるスパッタの量が過剰になり、溶接性が劣化する。本発明者らは、弗化物量を可能な限り増加させ、かつスパッタ量を許容範囲内まで減少させる方法について検討を行った。その結果、本発明者らは、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ、およびＭｇＦ２は他の種類の弗化物よりもスパッタ量を増大させにくく、ＣａＦ２は他の種類の弗化物よりもスパッタ量を増大させやすいことを見出した。そして本発明者らはさらなる検討を行った結果、以下の式１によって算出されるスパッタ発生指数Ｘ（Ｘ値）とスパッタ量との間に良好な相関関係があることを見いだした。
Ｘ＝０．３×（［Ｎａ３ＡｌＦ６］＋［ＮａＦ］＋［ＭｇＦ２］）＋０．４×（［Ｋ２ＳｉＦ６］＋［Ｋ２ＺｒＦ６］）＋０．５×（［ＬｉＦ］）＋１．８×（［ＣａＦ２］）：式１
なお、含有されない弗化物については、上式にゼロを代入する。
上述の式１において、角括弧で囲まれた化学式は、各化学式に対応する弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量である。本発明者らは、各種弗化物の添加量とスパッタ発生量との関係を調査し、各弗化物がスパッタの発生量に及ぼす影響を明らかにする回帰式を得た。Ｘ値とスパッタ量との間に良好な相関関係があり、スパッタ量を３．５ｇ／ｍｉｎ以下にするためにはＸ値を２．００％以下にすることが好ましいとわかった。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、Ｘ値が２．００％以下となるように弗化物の含有量を制御することが好ましい。弗化物の含有量の単なる合計値を上述のように管理することによってもスパッタ量は制御可能であるが、Ｘ値を用いて弗化物の含有量を管理することは、スパッタ量抑制と溶接金属の水素量低減との両方を達成しやすくなるので、好ましい。Ｘ値の好ましい上限値は１．８０％である。スパッタ発生量をさらに低減させたい場合、Ｘ値の上限値を１．６０％、１．４０％、１．２０％、１．００％、０．９０％、０．８０％、又は、０．７０％としてもよい。
(Sputtering index X (X value): preferably 2.00% or less)
If the fluoride content is too high, the amount of spatter generated during welding will be excessive and the weldability will deteriorate. The inventors examined a method for increasing the amount of fluoride as much as possible and reducing the amount of sputtering to an acceptable range. As a result, we find that Na 3 AlF 6 , NaF, and MgF 2 are less likely to increase the amount of sputtering than other types of fluorides, and CaF 2 increases the amount of sputtering over other types of fluorides. I found it easy to do. Then, as a result of further studies, the present inventors have found that there is a good correlation between the sputtering generation index X (X value) calculated by the
X = 0.3 × ([Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ]) + 0.4 × ([K 2 SiF 6 ] + [K 2 ZrF 6 ]) + 0.5 × ([LiF] ) + 1.8 × ([CaF 2 ]):
In addition, zero is substituted to the above-mentioned formula about the fluoride which is not contained.
In the above-mentioned
Ｘ値の下限値を限定する必要はない。しかしながら、弗化物の合計量を０．１０％以上とする必要があるので、弗化物量の規定を満たし得るＸ値の最小値を、Ｘ値の下限値としてもよい。すなわち、Ｘ値が最小となるのは、弗化物の合計が最低値であり、且つ、弗化物がＮａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ、ＭｇＦ２のいずれかからなる場合である。従って、Ｘ値の下限値が０．０３％（＝０．３×０．１０）を下回る可能性はない。このため、Ｘ値の下限値を０．０３％としてもよい。拡散性水素量の一層の低減を図る場合には、Ｘ値の下限値を０．０５％、０．０７％、０．０９％、０．１１％としても差し支えない。Ｘ値は、弗化物の合計が上述した下限値以上である限り、小さい方が好ましい。 There is no need to limit the lower limit of the X value. However, since the total amount of fluorides needs to be 0.10% or more, the minimum value of X values that can satisfy the specification of the amount of fluorides may be set as the lower limit value of X values. That is, the X value is minimized when the sum of the fluorides is the lowest and the fluorides are any of Na 3 AlF 6 , NaF, and MgF 2 . Therefore, there is no possibility that the lower limit value of the X value falls below 0.03% (= 0.3 × 0.10). Therefore, the lower limit value of the X value may be set to 0.03%. In order to further reduce the amount of diffusible hydrogen, the lower limit value of the X value may be 0.05%, 0.07%, 0.09%, or 0.11%. As long as the sum of fluorides is equal to or more than the above-mentioned lower limit value, the X value is preferably smaller.
（ＣａＦ２の含有量：フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０〜２．００％）
ＣａＦ２は、特にスパッタ量を増大させやすい弗化物である。本発明者らは、２．００％超のＣａＦ２は、多量のスパッタを発生させ、溶接作業性を悪化させることを知見した。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、ＣａＦ２の含有量を２．００％以下とする必要がある。ＣａＦ２の含有量の好ましい上限値は１．５０％である。必要に応じて、ＣａＦ２の含有量を、１．００％以下、０．５０％以下、又は０．０５％以下としてもよい。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはＣａＦ２を必須としないので、ＣａＦ２の含有量の下限値は０％である。
(CaF 2 content: 0 to 2.00% by mass% of the total mass of the flux cored wire)
CaF 2 is a fluoride which is particularly likely to increase the amount of sputtering. The present inventors have found that CaF 2 of more than 2.00% causes a large amount of spatter to deteriorate welding workability. Therefore, in the flux cored wire according to the present embodiment, the content of CaF 2 needs to be 2.00% or less. The preferable upper limit of the content of CaF 2 is 1.50%. If necessary, the content of CaF 2 may be 1.00% or less, 0.50% or less, or 0.05% or less. Further, the flux-cored wire according to the present embodiment is therefore not essential CaF 2, the lower limit of the content of CaF 2 is 0%.
（Ｔｉ酸化物及びＣａ酸化物を除く酸化物の含有量の合計量：フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０．０５〜２．００％）
（Ｔｉ酸化物及びＣａ酸化物を除く酸化物の種類：Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物からなる群から選択される１種または２種以上）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、上述の通りＴｉ酸化物を含む。また、後述の通り、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスでは、Ｃａ酸化物の含有量（ＣａＯ換算値）が０．１０％以下とされる。本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、これらＴｉ酸化物およびＣａ酸化物以外の酸化物も、スラグ形成剤として含む。本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいて、スラグ形成剤としての酸化物は、Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物からなる群から選択される１種または２種以上である。以降、単に「酸化物」と記載した場合、その用語は上述の酸化物群を意味し、Ｔｉ酸化物及びＣａ酸化物を含まない。
(Total amount of content of oxides excluding Ti oxide and Ca oxide: 0.05 to 2.00% by mass% with respect to the total mass of the flux cored wire)
(Types of oxides other than Ti oxide and Ca oxide: Fe oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K oxide) One or more selected from
The flux of the flux cored wire according to the present embodiment contains Ti oxide as described above. Further, as described later, in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment, the Ca oxide content (CaO equivalent value) is 0.10% or less. The flux of the flux cored wire according to the present embodiment also contains an oxide other than the Ti oxide and the Ca oxide as a slag forming agent. In the flux cored wire according to the present embodiment, the oxide as the slag forming agent is Fe oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K oxide It is one or more selected from the group consisting of: Hereinafter, when simply referred to as "oxide", the term means the above-mentioned oxide group and does not include Ti oxide and Ca oxide.
ＴｉＯ２換算値で管理される上述のＴｉ酸化物の含有量と同様に、Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物の含有量は、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＫ２Ｏの含有量それぞれに換算した値で管理される。以下「Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物からなる群から選択される１種または２種以上である酸化物の、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２又はＫ２Ｏの各々の換算値での含有量の合計値」を、単に「酸化物の合計量」と略す。 Fe oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K, similar to the content of the above-mentioned Ti oxide controlled by TiO 2 conversion value The content of the oxide is controlled by a value converted to each content of FeO, Na 2 O, SiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , MnO 2 and K 2 O. Hereinafter, “the oxidation is one or more selected from the group consisting of Fe oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K oxide , Total content of FeO, Na 2 O, SiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , MnO 2 or K 2 O, simply “total amount of oxides” I abbreviate it.
酸化物は、溶接ビード形状を良好に維持する効果と、立向溶接性を向上させる効果とを有する。Ｎａ酸化物、Ｋ酸化物、Ｍｇ酸化物、及びＦｅ酸化物等は、アークを安定させる効果も有する。その効果を得るためには、酸化物の合計量を０．０５％以上にする必要がある。これらの効果をより発揮させるために、酸化物の合計量の下限値を、０．１０％、０．１５％、０．２０％、としてもよい。しかし、酸化物の合計量が２．００％を超えると、スラグの巻込みが生じる恐れがある。酸化物の合計量の好ましい上限値は１．５０％、１．００％、又は０．５０％である。 The oxide has an effect of maintaining a good weld bead shape and an effect of improving vertical weldability. Na oxide, K oxide, Mg oxide, Fe oxide and the like also have the effect of stabilizing the arc. In order to obtain the effect, the total amount of oxides needs to be 0.05% or more. In order to exhibit these effects more, the lower limit value of the total amount of oxides may be set to 0.10%, 0.15%, 0.20%. However, if the total amount of oxides exceeds 2.00%, slag inclusion may occur. The preferred upper limit of the total amount of oxides is 1.50%, 1.00% or 0.50%.
酸化物の含有量を、酸化物の種類ごとに規定する必要はないが、例えば、Ｓｉ酸化物（ＳｉＯ２換算値）：０．０８％以上０．９５％以下、Ｚｒ酸化物（ＺｒＯ２換算値）：０．８０％以下、Ａｌ酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算値）：０．５０％以下である組成が好適である。 Although it is not necessary to define the content of the oxide for each type of oxide, for example, Si oxide (SiO 2 equivalent value): 0.08% or more and 0.95% or less, Zr oxide (ZrO 2 equivalent) A composition having a value of 0.80% or less and an Al oxide (Al 2 O 3 equivalent value) of 0.50% or less is preferable.
（Ｙ値：好ましくは５．０〜２７．０）
本実施形態に係るフラックスワイヤでは、以下の式２によって算出されるＹ値を５．０以上２７．０以下とすることが好ましい。
Ｙ＝（［ＴｉＯ２］＋１．２×［ＳｉＯ２］＋１．４×［Ａｌ２Ｏ３］＋１．５×［ＺｒＯ２］）／（Ｆ）１／２：式２
なお、含有されない酸化物についてはは、上式にゼロを代入する。
上の式２中の角括弧で囲まれた各化学式に対応する化合物は、各化合物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％での含有量を示し、先述のような各酸化物に対応する換算値での含有量を示す。式２中の「Ｆ」は、弗化物のＦ換算値での合計含有量であり、下記の式Ａにより表される。
０．４８７×［ＣａＦ２］＋０．６１０×［ＭｇＦ２］＋０．７３２×［ＬｉＦ］＋０．４５２×［ＮａＦ］＋０．４０２×［Ｋ２ＺｒＦ６］＋０．５１７×［Ｋ２ＳｉＦ６］＋０．５４３×［Ｎａ３ＡｌＦ６］：式Ａ
なお、含有されない弗化物については、上式にゼロを代入する。
上の式Ａ中の角括弧で囲まれた弗化物の化学式は、各化学式に対応する弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％を示す。なお、弗化物のＦ換算値の合計含有量とは、弗化物に含まれるＦの含有量である。従って、上述の式を用いてＦ換算値を算出する代わりに、フラックス入りワイヤに含まれるＦの含有量を測定することにより、Ｆ換算値を特定してもよい。
(Y value: preferably 5.0 to 27.0)
In the flux wire according to the present embodiment, it is preferable that the Y value calculated by the
Y = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 :
In addition, zero is substituted to said Formula about the oxide which is not contained.
The compound corresponding to each of the chemical formulas enclosed in square brackets in the above-mentioned
0.487 × [CaF 2 ] + 0.610 × [MgF 2 ] + 0.732 × [LiF] + 0.452 × [NaF] + 0.402 × [K 2 ZrF 6 ] + 0.517 × [K 2 SiF 6 ] + 0.543 × [Na 3 AlF 6 ]: Formula A
In addition, zero is substituted to the above-mentioned formula about the fluoride which is not contained.
The chemical formula of the fluoride enclosed in square brackets in the above formula A indicates the percentage by mass of the fluoride corresponding to each formula with respect to the total mass of the flux cored wire. Here, the total content of the fluoride equivalent value of F is the content of F contained in the fluoride. Therefore, the F-converted value may be specified by measuring the content of F contained in the flux-cored wire instead of calculating the F-converted value using the above-mentioned equation.
本発明者らは、酸化物のうちＴｉ酸化物（ＴｉＯ２換算値）、Ｓｉ酸化物（ＳｉＯ２換算値）、Ａｌ酸化物（Ａｌ２Ｏ３換算値）、及びＺｒ酸化物（ＺｒＯ２換算値）の量と弗化物量（Ｆ換算値）との関係を適正な範囲内にすることが好ましい旨を見いだした。弗化物量に対してＴｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、及びＺｒ酸化物の量が多すぎる、すなわち、Ｙ値が２７．０超であるフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、高融点を有する酸化物系スラグの量が多くなるので、スラグ巻込みが生じやすくなることを本発明者らは知見した。一方、弗化物量に対してＴｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、及びＺｒ酸化物の量が少なすぎる、すなわち、Ｙ値が５．０未満であるフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、弗化物によってアーク力が高まり、溶融金属が圧迫され、ビード形状の劣化と立向溶接性の劣化とが生じやすくなることを本発明者らは知見した。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのＹ値は５．０〜２７．０とされることが好ましい。Ｙ値の下限値は、さらに好ましくは７．０、９．０、１０．０、１１．０、又は１２．０である。Ｙ値の上限値は、さらに好ましくは２５．０、２２．５、２０．０、１８．０、１６．０又は１５．０である。 The present inventors, among oxides, Ti oxide (TiO 2 equivalent value), Si oxide (SiO 2 equivalent value), Al oxide (Al 2 O 3 equivalent value), and Zr oxide (ZrO 2 equivalent) It has been found that it is preferable to set the relationship between the amount of (value) and the amount of fluoride (converted to F) within an appropriate range. When welding is performed using a flux cored wire in which the amount of Ti oxide, Si oxide, Al oxide, and Zr oxide is too large relative to the amount of fluoride, that is, the Y value exceeds 27.0 The present inventors have found that the inclusion of slag is likely to occur because the amount of oxide-based slag having a high melting point increases. On the other hand, welding is performed using a flux cored wire in which the amount of Ti oxide, Si oxide, Al oxide, and Zr oxide is too small with respect to the amount of fluoride, that is, the Y value is less than 5.0. The inventors of the present invention have found that, in such a case, the fluoride increases the arc force, squeezes the molten metal, and tends to cause deterioration of the bead shape and deterioration of the vertical weldability. Therefore, it is preferable that Y value of the flux cored wire which concerns on this embodiment shall be 5.0-27.0. The lower limit value of the Y value is more preferably 7.0, 9.0, 10.0, 11.0, or 12.0. The upper limit value of the Y value is more preferably 25.0, 22.5, 20.0, 18.0, 16.0 or 15.0.
（炭酸塩の含有量の合計：フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０〜０．６０％）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、炭酸塩を含む必要がない。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいて、炭酸塩の含有量の下限値は０％である。しかしながら炭酸塩は、アークによって電離し、ＣＯ２ガスを発生させる。ＣＯ２ガスは、溶接雰囲気中の水素分圧を下げ、溶接金属中の拡散性水素量を低減させる。この効果を得るために、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは炭酸塩を含んでも良い。
(Total content of carbonate: 0 to 0.60% by mass% with respect to the total mass of the flux cored wire)
The flux of the flux cored wire according to the present embodiment does not have to contain carbonate. Therefore, in the flux cored wire according to the present embodiment, the lower limit value of the content of carbonate is 0%. However, carbonate is ionized by the arc and generates CO 2 gas. CO 2 gas reduces the hydrogen partial pressure in the welding atmosphere and reduces the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. In order to obtain this effect, the flux of the flux cored wire according to the present embodiment may contain carbonate.
一方、０．６０％を超える量の炭酸塩は、溶接ビードの垂れを生じさせて溶接作業性を悪化させるおそれがある。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスが含む炭酸塩の上限値を、０．６０％とする必要がある。炭酸塩の含有量の好ましい上限値は０．４０％である。必要に応じて、炭酸塩の含有量の上限値を、０．３０％、０．２０％、０．１０％、０．０６％、又は０．０３％としてもよい。 On the other hand, carbonate in an amount of more than 0.60% may cause welding bead sagging to deteriorate welding workability. Therefore, it is necessary to set the upper limit value of carbonate contained in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment to 0.60%. The preferred upper limit of the carbonate content is 0.40%. If necessary, the upper limit of the carbonate content may be 0.30%, 0.20%, 0.10%, 0.06%, or 0.03%.
（炭酸塩の種類：ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＦｅＣＯ３、及びＭｎＣＯ３からなる群から選択される１種または２種以上）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスに含まれる炭酸塩の種類は、ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＦｅＣＯ３、及びＭｎＣＯ３からなる群から選択される１種または２種以上である。炭酸塩の含有量が上述の範囲内である限り、炭酸塩の種類および組成は限定されない。
(Type of carbonate: one or more selected from the group consisting of MgCO 3 , Na 2 CO 3 , LiCO 3 , CaCO 3 , K 2 CO 3 , FeCO 3 , and MnCO 3 )
Types of carbonate contained in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment is selected from MgCO 3, Na 2 CO 3, LiCO 3, CaCO 3,
（Ｃａ酸化物：フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で、ＣａＯ換算で０％以上０．２０％未満）
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスにＣａ酸化物が含まれる場合がある。しかしながら、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、フラックス中のＣａ酸化物の含有量を０．２０％未満（ＣａＯ換算）にする必要がある。Ｃａ酸化物はスパッタを増大させて溶接性を悪化させる場合がある。Ｃａ酸化物の含有量の好ましい上限値は０．１５％、０．１０％、０．０５％、０．０２％、又は、０．０１％である。Ｃａ酸化物は含まれないほうが好ましいので、Ｃａ酸化物の含有量の下限値は０％である。Ｃａ酸化物は、通常のフラックスの材料に不純物として含まれるおそれがあるので、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの製造の際には、Ｃａ酸化物が少ない材料を選定する必要がある。
(Ca oxide: 0% or more and less than 0.20% in terms of CaO in mass% of the total mass of the flux cored wire)
There are cases where Ca oxide is contained in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment. However, in the flux cored wire according to the present embodiment, the content of Ca oxide in the flux needs to be less than 0.20% (CaO equivalent). Ca oxide may increase spatter and deteriorate weldability. The preferable upper limit of the content of Ca oxide is 0.15%, 0.10%, 0.05%, 0.02% or 0.01%. Since it is preferable not to contain Ca oxide, the lower limit value of the content of Ca oxide is 0%. Since Ca oxide may be contained as an impurity in a normal flux material, it is necessary to select a material having a small amount of Ca oxide in the production of the flux cored wire according to the present embodiment.
（鉄粉：好ましくはフラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で０％以上１５．０％未満）
上述の通り、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスに鉄粉が含まれていても良い。鉄粉は、フラックス入りワイヤにおけるフラックスの充填率の調整のために、または溶着効率の向上のために必要に応じて含有させる場合がある。
(Iron powder: preferably 0% or more and less than 15.0% by mass% based on the total mass of the flux cored wire)
As described above, iron powder may be contained in the flux of the flux cored wire according to the present embodiment. Iron powder may be contained as needed to adjust the filling rate of the flux in the flux cored wire or to improve the deposition efficiency.
鉄粉含有量は特に規定されない。しかし、鉄粉の表層に付着した酸素が、溶接金属の酸素量を増加させて靭性を低下させる場合がある。したがって、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、鉄粉の含有量を１５．０％未満、又は１０．０％未満にすることが好ましい。必要に応じて、鉄粉の含有量の上限値を８．０％、６．０％、４．０％、２．０％、又は、１．０％に制限してもよい。本実施形態に係るフラックス入りワイヤの課題を解決するために鉄粉は不要であるので、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、鉄粉の含有量の下限値は０％である。 The iron powder content is not particularly specified. However, oxygen attached to the surface layer of iron powder may increase the amount of oxygen in the weld metal and reduce the toughness. Therefore, in the flux cored wire according to the present embodiment, the iron powder content is preferably less than 15.0% or less than 10.0%. If necessary, the upper limit of the iron powder content may be limited to 8.0%, 6.0%, 4.0%, 2.0% or 1.0%. Since iron powder is unnecessary in order to solve the subject of the flux cored wire concerning this embodiment, in the flux cored wire concerning this embodiment, the lower limit of content of iron powder is 0%.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、上述された成分以外の成分を含んでも良い。例えば、溶接金属の化学成分等を制御するための合金成分を、フラックス中に弗化物、酸化物、または炭酸塩ではない状態（例えば金属粉または合金粉の状態）で含有させてもよい。なお、金属粉及び合金粉は、溶接の際に鋼製外皮と同様に溶融し、溶接金属に影響する。従って、後述する合金成分は、金属粉若しくは合金粉の形態でフラックス入りワイヤに含まれても、又は鋼製外皮の形態でフラックス入りワイヤに含まれても、同じ効果を奏する。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、上述された成分以外の弗化物、酸化物、炭酸塩等も、その特性を損なわない範囲で含有しても良い。この場合、上述された成分以外の弗化物、酸化物、及び炭酸塩の含有量は、上述された弗化物、酸化物、及び炭酸塩の含有量には含まれないものとする。また、上述された成分以外の弗化物、酸化物、及び炭酸塩を構成する元素の含有量は、後述する合金成分には含まれないものとする。 The flux of the flux cored wire according to the present embodiment may include components other than the components described above. For example, alloy components for controlling the chemical components and the like of the weld metal may be contained in the flux in a state other than fluoride, oxide or carbonate (for example, in the form of metal powder or alloy powder). The metal powder and the alloy powder melt in the same manner as the steel shell during welding, and affect the weld metal. Therefore, the alloy components described later have the same effect whether they are contained in the flux cored wire in the form of metal powder or alloy powder, or in the form of a steel sheath in the flux cored wire. In addition, the flux cored wire according to the present embodiment may contain fluorides, oxides, carbonates and the like other than the components described above as long as the characteristics thereof are not impaired. In this case, the contents of fluorides, oxides and carbonates other than the components mentioned above are not included in the contents of fluorides, oxides and carbonates mentioned above. In addition, the contents of elements constituting fluoride, oxide, and carbonate other than the components described above are not included in the alloy components described later.
次に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの、弗化物、酸化物（Ｔｉ酸化物及びＣａ酸化物を除く）、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、および炭酸塩を除く化学成分について説明する。以下の説明において、特に説明がない限り、「％」は、「フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％」を意味する。以下に説明する化学成分は、鋼製外皮に含まれても良いし、上述されたようにフラックスに含まれても良いし、鋼製外皮の外表面のめっきに含まれても良い。以下の説明において「弗化物、酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、および炭酸塩を除く化学成分」を単に「化学成分」又は「合金成分」と称する場合がある。 Next, chemical components of the flux cored wire according to the present embodiment, excluding fluoride, oxides (except for Ti oxide and Ca oxide), Ti oxide, Ca oxide, and carbonate will be described. In the following description, “%” means “% by mass based on the total mass of the flux-cored wire” unless otherwise specified. The chemical components described below may be contained in the steel shell, may be contained in the flux as described above, or may be contained in the plating of the outer surface of the steel shell. In the following description, "chemical components other than fluorides, oxides, Ti oxides, Ca oxides, and carbonates" may be simply referred to as "chemical components" or "alloy components".
（Ｃ：０．００３〜０．１５０％）
Ｃは、固溶強化によって溶接金属の引張強さを確保するために重要な元素である。フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量が０．００３％未満では、溶接金属の引張強さを確保できない。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量が０．１５０％を超えると、溶接金属中のＣ含有量が過剰になり、溶接金属の引張強さが過度に上昇して、溶接金属の靭性が低下する。溶接金属の靭性、及び引張強さの両方を安定的に確保するためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量の下限値を０．００３％にすることが好ましく、フラックス入りワイヤの化学成分のＣ含有量の上限値を０．０８０％にすることが好ましい。必要に応じて、Ｃ含有量の下限値を０．０１０％、０．０２０％、０．０３０％、０．０４０％、０．０５０％、又は０．０６０％としてもよい。同様に、Ｃ含有量の上限値を０．１２０％、０．１００％、０．０９０％、０．０８０％、又は０．０７０％としてもよい。
(C: 0.003 to 0.150%)
C is an important element for securing the tensile strength of the weld metal by solid solution strengthening. If the C content of the chemical component of the flux cored wire is less than 0.003%, the tensile strength of the weld metal can not be secured. On the other hand, if the C content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.150%, the C content in the weld metal becomes excessive, and the tensile strength of the weld metal excessively increases, and the toughness of the weld metal Decreases. In order to stably secure both the toughness and the tensile strength of the weld metal, it is preferable to set the lower limit of the C content of the chemical composition of the flux cored wire to 0.003%, and the chemistry of the flux cored wire It is preferable to set the upper limit value of the C content of the component to 0.080%. If necessary, the lower limit value of the C content may be 0.010%, 0.020%, 0.030%, 0.040%, 0.050%, or 0.060%. Similarly, the upper limit value of the C content may be 0.120%, 0.100%, 0.090%, 0.080%, or 0.070%.
（Ｓｉ：０．３５〜１．００％）
Ｓｉは、脱酸元素であり、溶接金属の酸素量を低減して溶接金属の清浄度を高める働きを有する。さらに本発明者らは、フラックス入りワイヤに含まれるＳｉが溶接金属の粘性を高め、立向溶接時の溶接金属の垂れを防ぎ、立向溶接性を向上させることを知見した。具体的には、フラックス入りワイヤのＳｉ含有量を０．３５％以上にすることにより、垂れ落ち上限電流値が顕著に上昇した。以上の知見に基づき、本発明者らは、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのＳｉ含有量の下限値を０．３５％と規定した。ただし、フラックス入りワイヤの化学成分のＳｉ含有量が１．００％を超える場合、Ｓｉが溶接金属の靱性を劣化させる。溶接金属の靭性を安定して確保するために、フラックス入りワイヤの化学成分のＳｉ含有量の上限値は、０．９０％、０．８０％、０．７０％又は０．６０％としてもよい。必要に応じて、Ｓｉ含有量の下限値を０．４０％、０．４５％、０．５０％、又は０．６０％としてもよい。
(Si: 0.35 to 1.00%)
Si is a deoxidizing element, and has the function of reducing the oxygen content of the weld metal and enhancing the cleanliness of the weld metal. Furthermore, the present inventors found that Si contained in the flux cored wire increases the viscosity of the weld metal, prevents sag of the weld metal during vertical welding, and improves vertical weldability. Specifically, by setting the Si content of the flux cored wire to 0.35% or more, the sag upper limit current value significantly increases. Based on the above findings, the present inventors defined the lower limit value of the Si content of the flux cored wire according to the present embodiment as 0.35%. However, when the Si content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 1.00%, Si degrades the toughness of the weld metal. The upper limit of the Si content of the chemical component of the flux cored wire may be 0.90%, 0.80%, 0.70% or 0.60% in order to stably secure the toughness of the weld metal. . If necessary, the lower limit value of the Si content may be 0.40%, 0.45%, 0.50%, or 0.60%.
（Ｍｎ：０．０１〜２．００％）
Ｍｎは、溶接金属の焼入性を確保して溶接金属の強度を高めるために必要な元素である。その効果を確実に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｎ含有量を０．０１％以上にする必要がある。溶接金属の強度をさらに高めるために、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｎ含有量の下限値を０．０５％、０．１５％、０．２０％、０．３０％としてもよい。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｎ含有量が２．００％を超える場合、溶接金属の粒界脆化感受性が増加して溶接金属の靱性が劣化する。従って、Ｍｎ含有量の上限値を２．００％とする。好ましくは、Ｍｎ含有量の上限値は１．７０％、１．５０％、１．３０％、又は１．１０％である。
(Mn: 0.01 to 2.00%)
Mn is an element necessary for securing the hardenability of the weld metal and enhancing the strength of the weld metal. In order to reliably obtain the effect, the Mn content of the chemical component of the flux cored wire needs to be 0.01% or more. In order to further enhance the strength of the weld metal, the lower limit value of the Mn content of the chemical component of the flux cored wire may be set to 0.05%, 0.15%, 0.20%, 0.30%. On the other hand, when the Mn content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 2.00%, the susceptibility to intergranular embrittlement of the weld metal is increased, and the toughness of the weld metal is degraded. Therefore, the upper limit value of the Mn content is 2.00%. Preferably, the upper limit value of the Mn content is 1.70%, 1.50%, 1.30%, or 1.10%.
（Ｐ：０．０３０％以下）
Ｐは不純物元素であり、溶接金属の靱性を低下させるので、フラックス入りワイヤ中のＰ含有量は極力低減させる必要がある。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量の下限値は０％である。また、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量が０．０３０％以下であれば、Ｐの靱性への悪影響が許容できる範囲内となる。溶接金属の凝固割れを防止するために、フラックス入りワイヤの化学成分のＰ含有量は、より好適には、０．０２０％以下、０．０１５％以下、又は０．０１０％以下である。
(P: 0.030% or less)
Since P is an impurity element and lowers the toughness of the weld metal, it is necessary to reduce the P content in the flux cored wire as much as possible. Therefore, the lower limit of the P content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. In addition, when the P content of the chemical component of the flux cored wire is 0.030% or less, the adverse effect on the toughness of P falls within an acceptable range. More preferably, the P content of the chemical component of the flux cored wire is 0.020% or less, 0.015% or less, or 0.010% or less in order to prevent solidification cracking of the weld metal.
（Ｓ：０．０２０％以下）
Ｓも不純物元素であり、溶接金属中に過大に存在すると、溶接金属の靱性と延性とをともに劣化させるので、フラックス入りワイヤ中のＳ含有量は極力低減させることが好ましい。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量の下限値は０％である。また、フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量が０．０２０％以下であれば、溶接金属の靱性及び延性にＳが及ぼす悪影響が許容できる範囲内となる。フラックス入りワイヤの化学成分のＳ含有量は、より好適には、０．０１０％以下、０．００８％以下、０．００６％以下、又は０．００５％以下である。
(S: 0.020% or less)
S is also an impurity element, and if it is excessively present in the weld metal, both the toughness and the ductility of the weld metal are degraded, so it is preferable to reduce the S content in the flux cored wire as much as possible. Therefore, the lower limit value of the S content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. In addition, when the S content of the chemical component of the flux cored wire is 0.020% or less, the adverse effect of S on the toughness and ductility of the weld metal falls within an acceptable range. The S content of the chemical component of the flux cored wire is more preferably 0.010% or less, 0.008% or less, 0.006% or less, or 0.005% or less.
（Ｃｒ：１０．００〜２０．００％）
Ｃｒは、溶接金属をフェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼とするために、１０．００％以上を含有させることが必要であるが、２０．００％を超えて含有させると、溶接金属の強度が過剰となり、靱性を確保することが困難となる。Ｃｒの含有量の好ましい下限値は、１１．００％、１２．００％、又は１３．００％である。Ｃｒの含有量の好ましい上限値は、１８．００％、１６．００％、又は１５．００％である。
(Cr: 10000 to 20.00%)
In order to make the weld metal ferritic stainless steel or martensitic stainless steel, it is necessary to contain 10.00% or more of Cr, but if it is contained over 20.00%, The strength is excessive, making it difficult to secure toughness. The preferable lower limit of the content of Cr is 11.00%, 12.00%, or 13.00%. The preferable upper limit of the content of Cr is 18.00%, 16.00%, or 15.00%.
（Ａｌ：０．００１〜０．５００％）
Ａｌは脱酸元素であり、Ｓｉと同様に、溶接金属中の酸素量を低減させ、溶接金属の清浄度向上効果を有する。フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量が０．００１％未満では、溶接金属中の酸素量が高くなり、靭性を確保できない。フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量が０．５００％を超える場合、Ａｌが窒化物及び酸化物等を形成して、溶接金属の靱性を減少させ、さらにＡｌがスパッタも増加させる。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量の上限値を０．５００％とする。フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量の上限値は、好ましくは０．４５０％、０．４００％、０．３００％、０．２５０％、０．２００％、０．１５０％、０．１４０％、又は０．１３０％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＡｌ含有量の下限値は、好ましくは０．００５％、０．０１０％、０．０５０％、０．１００％、０．１５０％又は０．２００％である。
(Al: 0.001 to 0.500%)
Al is a deoxidizing element and, like Si, reduces the amount of oxygen in the weld metal and has the effect of improving the cleanliness of the weld metal. When the Al content of the chemical component of the flux cored wire is less than 0.001%, the amount of oxygen in the weld metal becomes high, and the toughness can not be secured. When the Al content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.500%, Al forms nitrides, oxides and the like to reduce the toughness of the weld metal, and Al also increases the spatter. Therefore, the upper limit value of the Al content of the chemical component of the flux cored wire is set to 0.500%. The upper limit of the Al content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.450%, 0.400%, 0.300%, 0.250%, 0.200%, 0.150%, 0.140%. %, Or 0.130%. The lower limit value of the Al content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.005%, 0.010%, 0.050%, 0.100%, 0.150% or 0.200%.
（Ｃｕ：１．００〜５．００％）
Ｃｕは、溶接金属の強度と靭性を向上させる効果を有する。その効果を十分に得るために、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量を１．００％以上とする。Ｃｕは、フラックス入りワイヤの鋼製外皮の表面のめっきに含まれてもよく、および、フラックスに単体または合金として含まれても良い。Ｃｕメッキは、防錆性、通電性、及び、耐チップ磨耗性を向上させる効果も有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量は、鋼製外皮及びフラックスに含有されているＣｕと、ワイヤ表面のめっきに含まれるＣｕとの合計量である。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量が５．００％を超えると、溶接金属の靭性が低下する。フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量の下限値は、好ましくは１．５０％、２．００％、２．５０％、３．００％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＣｕ含有量の上限値は、好ましくは４．８０％、４．５０％、４．３０％、４．００％である。
(Cu: 1.00 to 5.00%)
Cu has the effect of improving the strength and toughness of the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, the Cu content of the chemical component of the flux cored wire is made 1.00% or more. Cu may be included in the plating of the surface of the steel sheath of the flux cored wire, and may be included as a single or alloy in the flux. Cu plating also has the effect of improving rust resistance, electrical conductivity, and chip wear resistance. Therefore, the Cu content of the chemical component of the flux cored wire is the total amount of Cu contained in the steel sheath and the flux and Cu contained in the plating on the wire surface. On the other hand, when the Cu content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 5.00%, the toughness of the weld metal decreases. The lower limit value of the Cu content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 1.50%, 2.00%, 2.50%, 3.00%. The upper limit value of the Cu content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 4.80%, 4.50%, 4.30%, 4.00%.
（Ｎｂ：０．００１〜０．５００％）
Ｎｂは、溶接金属において微細炭化物を形成し、この微細炭化物が溶接金属中で析出強化を生じさせるので、Ｎｂは溶接金属の引張強さを向上させる。その効果を十分に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量を０．００１％以上とすることが好ましい。しかしながら、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量が０．５００％を超えることは、Ｎｂが溶接金属中で粗大な析出物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量の下限値は、好ましくは０．１００％、０．１５０％、０．１８０％、又は０．２００％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＮｂ含有量の上限値は、好ましくは０．４５０％、０．４００％、０．３５０％、又は０．３００％である。
(Nb: 0.001 to 0.500%)
Nb improves the tensile strength of the weld metal, since it forms fine carbides in the weld metal and this fine carbide causes precipitation strengthening in the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, it is preferable to set the Nb content of the chemical component of the flux cored wire to 0.001% or more. However, if the Nb content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.500%, it is not preferable because Nb forms coarse precipitates in the weld metal and degrades the toughness of the weld metal. The lower limit value of the Nb content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.100%, 0.150%, 0.180%, or 0.200%. The upper limit of the Nb content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.450%, 0.400%, 0.350%, or 0.300%.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤの化学成分は、以上の基本的な成分のほかに、必要に応じて下記の任意成分を含むことができる。しかし、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは任意成分を含むことなくその課題を解決できるので、任意成分それぞれの含有量の下限値は０％である。 The chemical components of the flux cored wire according to the present embodiment can contain the following optional components as needed, in addition to the above basic components. However, since the flux-cored wire according to the present embodiment can solve the problem without including the optional component, the lower limit value of the content of each of the optional components is 0%.
（Ｎｉ：０〜１０．００％）
Ｎｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＮｉ含有量の下限値は０％である。一方、Ｎｉは、溶接金属の組織中にオーステナイトを安定に生成させ、靭性と耐食性を溶接金属に付与することができる元素である。従って、Ｎｉをフラックス入りワイヤに含有させてもよい。ただし、Ｎｉの含有量が１０．００％を超えると、初晶凝固相がオーステナイト相となり、溶接高温割れが発生しやすくなるとともに、オーステナイト分率が過大になって、溶接金属の強度が低下する。Ｎｉの含有量の好ましい下限値は、１．００％、２．００％、又は３．００％である。Ｎｉの含有量の好ましい上限値は、９．００％、８．００％、又は７．００％である。
(Ni: 0 to 0. 00%)
Since Ni is not an essential component, the lower limit of the Ni content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, Ni is an element capable of stably generating austenite in the structure of the weld metal and imparting toughness and corrosion resistance to the weld metal. Therefore, Ni may be contained in the flux cored wire. However, when the content of Ni exceeds 10.00%, the primary solidification phase becomes an austenite phase, and while welding high temperature cracking tends to occur, the austenite fraction becomes excessive and the strength of the weld metal decreases. . The preferable lower limit of the content of Ni is 1.00%, 2.00%, or 3.00%. The preferable upper limit of the content of Ni is 9.00%, 8.00%, or 7.00%.
（Ｍｇ：０〜０．９０％）
Ｍｇは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の下限値は０％である。一方、Ｍｇは脱酸剤であり、溶接金属の酸素量を低減し、これにより溶接金属の靭性を向上させる元素である。その効果を十分に得るために、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量を０．１０％以上としてもよい。Ｍｇ含有量を０．１０％以上とした場合、溶接金属中の酸素量を低減して、溶接金属の靭性を一層向上させることができる。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量が０．９０％を超える場合、アーク中で激しくＭｇと酸素とが反応し、スパッタ及びヒュームの発生量が増大する。従って、Ｍｇ含有量を０．９０％以下とする。なお、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の好ましい下限値は、０．１５％、０．２０％、０．２５％、又は０．３０％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｇ含有量の好ましい上限値は、０．７０％、０．５５％、０．４５％、又は０．３５％である。
(Mg: 0 to 0.90%)
Since Mg is not an essential component, the lower limit of the Mg content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, Mg is a deoxidizer and is an element which reduces the oxygen content of the weld metal and thereby improves the toughness of the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, the Mg content of the chemical component of the flux cored wire may be 0.10% or more. When the Mg content is 0.10% or more, the amount of oxygen in the weld metal can be reduced to further improve the toughness of the weld metal. On the other hand, if the Mg content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.90%, Mg and oxygen react violently in the arc, and the generation of spatter and fume increases. Therefore, the Mg content is made 0.90% or less. The preferable lower limit value of the Mg content of the chemical component of the flux cored wire is 0.15%, 0.20%, 0.25% or 0.30%. The preferred upper limit of the Mg content of the chemical component of the flux cored wire is 0.70%, 0.55%, 0.45% or 0.35%.
（Ｔｉ：０〜０．１０％）
Ｔｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量の下限値は０％である。一方、Ｔｉは脱酸元素であり、溶接金属中の酸素量を低減させる効果がある。また、フラックス入りワイヤの化学成分に含まれるＴｉは、溶接金属中に僅かに残留して固溶Ｎを固定するので、固溶Ｎが溶接金属の靱性に及ぼす悪影響を緩和する効果を有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分が０．０１％以上のＴｉを含有してもよい。しかしながら、フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量が０．１０％を越えると、溶接金属において過度な析出物の生成による靱性劣化が生じるおそれがある。なお、フラックス入りワイヤの化学成分にＴｉを含有させる場合、一般的には、フェロチタン（鉄とチタンとの合金）をフラックス中に含有させる。フラックス入りワイヤの化学成分のＴｉ含有量の上限値は、好ましくは０．０８％、０．０６％、０．０４％、又は０．０２％である。
(Ti: 0 to 0.10%)
Since Ti is not an essential component, the lower limit of the Ti content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, Ti is a deoxidizing element and has the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal. Further, Ti contained in the chemical composition of the flux cored wire slightly remains in the weld metal to fix the solid solution N, and therefore has the effect of alleviating the adverse effect of the solid solution N on the toughness of the weld metal. Therefore, the chemical composition of the flux cored wire may contain 0.01% or more of Ti. However, if the Ti content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.10%, there is a possibility that toughness deterioration may occur due to the formation of excessive precipitates in the weld metal. When Ti is contained in the chemical component of the flux cored wire, ferrotitanium (an alloy of iron and titanium) is generally contained in the flux. The upper limit of the Ti content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.08%, 0.06%, 0.04%, or 0.02%.
（Ｂ：０〜０．０２００％）
Ｂは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量の下限値は０％である。一方、Ｂは、溶接金属において固溶Ｎと結びついてＢＮを形成するので、固溶Ｎが溶接金属の靭性に及ぼす悪影響を減じる効果を有する。また、Ｂは溶接金属の焼入性を高めるので溶接金属の強度を向上させる効果も有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分が０．０００５％以上のＢを含有してもよい。しかしながら、フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量が０．０２００％超になると、溶接金属中のＢが過剰となり、粗大なＢＮ及びＦｅ２３（Ｃ、Ｂ）６等のＢ化合物を形成して溶接金属の靭性を劣化させるので、好ましくない。フラックス入りワイヤの化学成分のＢ含有量の上限値は、好ましくは０．０１５０％、０．０１００％、０．００５０％、０．００３０％、又は０．００１０％である。
(B: 0 to 0.0200%)
Since B is not an essential component, the lower limit of the B content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, B combines with solid solution N in the weld metal to form BN, so B has the effect of reducing the adverse effect of solid solution N on the toughness of the weld metal. B also has the effect of improving the strength of the weld metal since it enhances the hardenability of the weld metal. Therefore, the chemical composition of the flux cored wire may contain 0.0005% or more of B. However, when the B content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.0200%, B in the weld metal becomes excessive, and coarse BN and B compounds such as Fe 23 (C, B) 6 are formed. This is not preferable because it degrades the toughness of the weld metal. The upper limit of the B content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.0150%, 0.0100%, 0.0050%, 0.0030%, or 0.0010%.
（Ｍｏ：０〜５．００％）
Ｍｏは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の下限値は０％である。一方、Ｍｏは、溶接金属の焼入性を向上させる効果を有するので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。しかしながら、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量が５．００％を超える場合、溶接金属の靭性が劣化するので、フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量は、５．００％以下とする。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の下限値は、好ましくは０．０１％、０．１０％、０．１５％、０．２０％、０．２５％又は０．３５％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＭｏ含有量の上限値は、好ましくは４．７５％、４．００％、３．５０％、３．００％、又は２．００％である。
(Mo: 0 to 5.00%)
Since Mo is not an essential component, the lower limit value of the Mo content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, since Mo has the effect of improving the hardenability of the weld metal, it is an element effective for increasing the strength of the weld metal. In order to acquire the effect, it is preferable to make Mo content of the chemical component of flux cored wire into 0.01% or more. However, when the Mo content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 5.00%, the toughness of the weld metal deteriorates, so the Mo content of the chemical component of the flux cored wire is 5.00% or less. The lower limit value of the Mo content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.01%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, 0.25% or 0.35%. The upper limit of the Mo content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 4.75%, 4.00%, 3.50%, 3.00%, or 2.00%.
（Ｖ：０〜０．２０％）
Ｖは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量の下限値は０％である。一方、Ｖは溶接金属の焼入性を向上させるので、溶接金属の高強度化に有効な元素である。その効果を十分に得るためには、フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量が０．２０％を超える場合、溶接金属中のＶ炭化物の析出量が過剰となり、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靭性を劣化させる。フラックス入りワイヤの化学成分のＶ含有量の上限値は、好ましくは０．１６％、０．１２％、０．０８％、０．０４％、又は０．０２％である。
(V: 0 to 0.20%)
Since V is not an essential component, the lower limit value of the V content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, V improves the hardenability of the weld metal and is therefore an element effective for increasing the strength of the weld metal. In order to obtain the effect sufficiently, the V content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.01% or more. When the V content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.20%, the precipitation amount of V carbide in the weld metal becomes excessive, the weld metal hardens excessively, and the toughness of the weld metal is deteriorated. The upper limit of the V content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.16%, 0.12%, 0.08%, 0.04%, or 0.02%.
（Ｂｉ：０〜０．０３０％）
Ｂｉは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の下限値は０％である。一方、Ｂｉは、スラグの剥離性を改善する元素である。その効果を十分に得るために、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量を０．００５％以上、０．０１０％以上又は０．０１２％以上とすることが好ましい。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量が０．０３０％を超える場合、溶接金属に凝固割れが発生しやすくなり、これにより靱性が劣化する場合があるので、フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の上限値は０．０３０％である。フラックス入りワイヤの化学成分のＢｉ含有量の上限値は、好ましくは０．０２５％、０．０２０％、０．０１７％、または０．０１５％である。
(Bi: 0 to 0.030%)
Since Bi is not an essential component, the lower limit value of the Bi content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, Bi is an element which improves the removability of slag. In order to obtain the effect sufficiently, it is preferable to make the Bi content of the chemical component of the flux cored wire 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.012% or more. On the other hand, when the Bi content of the chemical component of the flux cored wire exceeds 0.030%, solidification cracking is likely to occur in the weld metal, which may deteriorate the toughness. The upper limit of the Bi content is 0.030%. The upper limit of the Bi content of the chemical component of the flux cored wire is preferably 0.025%, 0.020%, 0.017%, or 0.015%.
（Ｃａ：０〜０．２５％）
（ＲＥＭ：０〜０．０１０％）
Ｃａ及びＲＥＭは必須成分ではないので、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量及びＲＥＭ含有量の下限値は０％である。一方、Ｃａ及びＲＥＭは、いずれも溶接金属中での硫化物の構造を変化させ、また、硫化物及び酸化物のサイズを微細化させ、これにより溶接金属の延性及び靭性を向上させる働きを有する。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量を０．００２％以上としてもよく、フラックス入りワイヤの化学成分のＲＥＭ含有量を０．０００２％以上としてもよい。一方、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量及びＲＥＭ含有量が過剰である場合、スパッタ量が増大し、溶接性が損なわれる。従って、フラックス入りワイヤの化学成分のＣａ含有量の上限値は０．２５０％であり、フラックス入りワイヤの化学成分のＲＥＭ含有量の上限値は０．０１０％である。
(Ca: 0 to 0.25%)
(REM: 0 to 0.010%)
Since Ca and REM are not essential components, the lower limit value of the Ca content and the REM content of the chemical component of the flux cored wire is 0%. On the other hand, Ca and REM both change the structure of sulfide in the weld metal and also function to refine the size of sulfide and oxide, thereby improving the ductility and toughness of the weld metal. . Therefore, the Ca content of the chemical component of the flux cored wire may be 0.002% or more, and the REM content of the chemical component of the flux cored wire may be 0.0002% or more. On the other hand, when the Ca content and the REM content of the chemical components of the flux cored wire are excessive, the amount of sputtering increases and the weldability is impaired. Therefore, the upper limit of the Ca content of the chemical component of the flux cored wire is 0.250%, and the upper limit of the REM content of the chemical component of the flux cored wire is 0.010%.
（残部：Ｆｅおよび不純物）
以上が本実施形態のフラックス入りワイヤの、弗化物、酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、および炭酸塩を除く化学成分の限定理由であるが、その他の残部成分はＦｅと不純物を含む。残部のＦｅは、例えば鋼製外皮に含まれるＦｅ、およびフラックス中に添加された合金粉中のＦｅ等である。不純物とは、フラックス入りワイヤを工業的に製造する際に、原料に由来して、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係るフラックス入りワイヤに悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
(Remainder: Fe and impurities)
The above is the reason for limitation of chemical components other than fluorides, oxides, Ti oxides, Ca oxides, and carbonates of the flux cored wire of the present embodiment, but the other remaining components contain Fe and impurities. The remaining Fe is, for example, Fe contained in the steel shell, and Fe in alloy powder added to the flux. Impurities are components derived from raw materials or mixed due to various factors of the manufacturing process when industrially producing a flux cored wire, and do not adversely affect the flux cored wire according to the present embodiment. It means what is permitted in the range.
上述された事項が満たされる限り、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの鋼製外皮は特に限定されないが、これを、例えば軟鋼外皮であって、その化学成分がＣ：０〜０．１％、Ｓｉ：０〜０．１０％、Ｍｎ：０〜３．００％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０〜０．１％、及びＮ：０〜０．０３０％を含み、残部が鉄及び不純物を含むものとしてもよい。 The steel sheath of the flux cored wire according to the present embodiment is not particularly limited as long as the above-mentioned matters are satisfied, but it is, for example, a mild steel sheath whose chemical component is C: 0 to 0.1%, Si: 0 to 0.10%, Mn: 0 to 3.00%, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Al: 0 to 0.1%, and N: 0 to 0.. It may contain 030%, and the balance may contain iron and impurities.
次に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの形状について説明する。
通常、フラックス入りワイヤは、鋼製外皮の継目が溶接されているのでスリット状の隙間がない形状（シームレス形状）を有するワイヤ（シームレスワイヤと呼ぶことがある）と、鋼製外皮の継目が溶接されていないのでスリット状の隙間を含む形状を有するワイヤとのいずれかに区別される。
Next, the shape of the flux cored wire according to the present embodiment will be described.
Usually, a flux-cored wire is a wire (sometimes referred to as a seamless wire) having a shape (seamless shape) with no slit-like gap because the seam of the steel sheath is welded, and the seam of the steel sheath is welded Since it is not, it distinguishes with the wire which has a shape containing a slit-like crevice.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、いずれの形状も採用することができる。しかしながら、溶接金属の低温割れの発生を抑制するためには、鋼製外皮にスリット状の隙間がないことが好ましい。溶接時に溶接部に侵入するＨ（水素）は、溶接金属及び被溶接材中に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。Ｈの供給源は様々であるが、溶接部の清浄度、およびガスシールドの条件が厳密に管理された状態で溶接が行われる場合、ワイヤ中に含まれる水分（Ｈ２Ｏ）が、主なＨの供給源となり、この水分の量が、溶接継手の拡散性水素量に強く影響する。鋼製外皮がシームを有する場合、大気中の水分がシームを通じてフラックス中に侵入しやすい。このため、鋼製外皮のシームを除去することにより、ワイヤ製造後からワイヤ使用までの間に、大気中の水分が鋼製外皮を通じてフラックス中に侵入することを抑制することが望ましい。鋼製外皮がシームを有し、且つワイヤ製造からワイヤ使用までの期間が長い場合は、水分等のＨの供給源が侵入することを防止するために、フラックス入りワイヤ全体を真空包装するか、乾燥した状態に保持できる容器内でフラックス入りワイヤを保存することが望ましい。 In the flux cored wire according to the present embodiment, any shape can be adopted. However, in order to suppress the occurrence of low temperature cracking of the weld metal, it is preferable that the steel sheath does not have a slit-like clearance. H (hydrogen) which intrudes into the weld during welding diffuses into the weld metal and the material to be welded, and accumulates in the stress concentration part, causing low temperature cracking. There are various sources of H, but the cleanliness of the weld and the water contained in the wire (H 2 O) in the wire are the main factors when welding is performed under strictly controlled gas shield conditions. It becomes a source of H, and the amount of water strongly influences the amount of diffusible hydrogen of the welded joint. If the steel shell has a seam, atmospheric moisture is likely to penetrate the flux through the seam. For this reason, it is desirable to suppress the penetration of moisture in the atmosphere into the flux through the steel shell during wire production until wire use by removing the seam of the steel shell. If the steel shell has a seam and the period from wire production to wire use is long, vacuum-wrap the entire flux cored wire to prevent the ingress of a source of H such as moisture, It is desirable to store the flux cored wire in a container that can be kept dry.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤに含まれる水素量は特に規定されないが、溶接金属の拡散性水素量を低減するためには、フラックス入りワイヤの全質量に対して１２ｐｐｍ以下であることが好ましい。フラックス入りワイヤ中の水素量は、フラックス入りワイヤの保管の間に、フラックス入りワイヤ内に水分が侵入することにより増大するおそれがある。従って、ワイヤ製造からワイヤ使用までの期間が長い場合は、上述の手段によって水分の浸入を防止することが望ましい。 Although the amount of hydrogen contained in the flux cored wire according to the present embodiment is not particularly specified, in order to reduce the diffusible hydrogen amount of the weld metal, it is preferably 12 ppm or less with respect to the total mass of the flux cored wire. The amount of hydrogen in the flux cored wire may increase due to the penetration of water into the flux cored wire during storage of the flux cored wire. Therefore, when the time from wire production to wire use is long, it is desirable to prevent the ingress of moisture by the means described above.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤの直径は、特に規定されないが、例えばφ１．０〜φ２．０ｍｍである。一般的なフラックス入りワイヤの直径はφ１．２〜φ１．６ｍｍである。本実施形態に係るフラックス入りワイヤの充填率は、上述された条件が満たされる限り、特に限定されない。一般的なフラックス入りワイヤの充填率に鑑みて、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの充填率の下限値を、例えば１０％、又は１２％としてもよい。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの充填率の上限値を、例えば２０％、又は１７％としてもよい。 The diameter of the flux cored wire according to the present embodiment is not particularly limited, but is, for example, φ1.0 to φ2.0 mm. The diameter of a general flux cored wire is φ1.2 to φ1.6 mm. The filling rate of the flux cored wire according to the present embodiment is not particularly limited as long as the above-described conditions are satisfied. In view of the filling rate of a general flux cored wire, the lower limit value of the filling rate of the flux cored wire according to the present embodiment may be, for example, 10% or 12%. In addition, the upper limit value of the filling rate of the flux cored wire according to the present embodiment may be, for example, 20% or 17%.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、ワイヤ表面に塗布された潤滑剤をさらに備えても良い。ワイヤ表面に塗布された潤滑剤は、溶接時のワイヤの送給性を向上させる効果を有する。溶接ワイヤ用の潤滑剤としては、様々な種類のもの（例えばパーム油等の植物油）を使用できるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、Ｈを含有しないパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）を使用することが好ましい。また、上述したように、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、ワイヤ表面に形成されためっきをさらに備えても良い。この場合、潤滑剤はめっきの表面に塗布される。 The flux cored wire according to the present embodiment may further include a lubricant applied to the surface of the wire. The lubricant applied to the wire surface has the effect of improving the feedability of the wire at the time of welding. As a lubricant for welding wire, various kinds (for example, vegetable oil such as palm oil) can be used, but in order to suppress low temperature cracking of weld metal, H-free perfluoropolyether oil (PFPE) It is preferred to use an oil). Further, as described above, the flux cored wire according to the present embodiment may further include the plating formed on the surface of the wire. In this case, a lubricant is applied to the surface of the plating.
次に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの製造方法について説明する。本実施形態のフラックス入りワイヤは、通常のフラックス入りワイヤの製造工程によって製造することができる。以下に、製造方法の一例を説明する。 Next, a method of manufacturing the flux cored wire according to the present embodiment will be described. The flux cored wire of this embodiment can be manufactured by the manufacturing process of a normal flux cored wire. Below, an example of a manufacturing method is demonstrated.
シームレス形状を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、フラックスを調製する工程と、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ字型のオープン管を得る工程と、オープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給する工程と、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合せ溶接してシームレス管を得る工程と、シームレス管を伸線して所定の線径を有するフラックス入りワイヤを得る工程と、伸線する工程の途中または完了後にフラックス入りワイヤを焼鈍する工程とを備える。フラックスは、フラックス入りワイヤの弗化物量、酸化物量、炭酸塩量、及び化学成分などが上述された所定の範囲内になるように調製される。なお、鋼製外皮の材料である鋼帯の幅及び厚さ、並びにフラックスの充填量等によって決定されるフラックスの充填率も、フラックス入りワイヤの弗化物量、酸化物量、炭酸塩量、及び化学成分などに影響することに留意する必要がある。突合せ溶接は、電縫溶接、レーザ溶接、またはＴＩＧ溶接等により行われる。また、伸線工程の途中または伸線工程の完了後に、フラックス入りワイヤ中の水分を除去するために、フラックス入りワイヤは焼鈍される。フラックス入りワイヤのＨ含有量を１２ｐｐｍ以下とするために、焼鈍温度は、６５０℃以上とし、焼鈍時間は、４時間以上とすることが必要とされる。なお、フラックスの変質を防ぐために、焼鈍温度は９００℃以下とされる必要がある。 A method of manufacturing a flux cored wire having a seamless shape includes the steps of preparing a flux, forming a U-shaped open pipe by forming using a forming roll while feeding a steel strip in the longitudinal direction, and The steps of supplying flux into the open pipe through the opening, butt-welding the opposing edge portions of the opening of the open pipe to obtain a seamless pipe, drawing a seamless pipe and fluxing it having a predetermined diameter The method includes the steps of obtaining a wire and annealing the flux cored wire during or after the step of drawing. The flux is prepared such that the amount of fluoride, the amount of oxide, the amount of carbonate, and the chemical components of the flux cored wire fall within the above-described predetermined ranges. In addition, the filling rate of the flux determined by the width and thickness of the steel strip, which is the material of the steel sheath, and the filling amount of the flux, also includes the fluoride amount, the oxide amount, the carbonate amount, and the chemistry of the flux cored wire. It should be noted that it affects the ingredients etc. Butt welding is performed by electric resistance welding, laser welding, TIG welding or the like. Also, during the drawing process or after completion of the drawing process, the flux cored wire is annealed to remove moisture in the flux cored wire. In order to set the H content of the flux cored wire to 12 ppm or less, the annealing temperature is required to be 650 ° C. or more, and the annealing time is required to be 4 hours or more. The annealing temperature needs to be 900 ° C. or less in order to prevent the deterioration of the flux.
スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、オープン管の端部を突き合わせ溶接してシームレス管を得る工程の代わりに、オープン管を成形してオープン管の端部を突き合わせてスリット状の隙間有りの管を得る工程を有する点以外は、シームレス形状を有するフラックス入りワイヤの製造方法と同じである。スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法は、突き合わせられたオープン管の端部をかしめる工程をさらに備えても良い。スリット状の隙間を有するフラックス入りワイヤの製造方法では、スリット状の隙間有りの管を伸線する。 The method of manufacturing a flux cored wire having a slit-like gap is a step of forming an open pipe and abutting the end of the open pipe instead of forming the seamless pipe by butt welding the end of the open pipe. It is the same as the manufacturing method of the flux cored wire which has a seamless shape except that it has a process of obtaining a tube with a crevice. The method of manufacturing a flux cored wire having a slit-like gap may further include the step of caulking the end of the butted open pipe. In a method of manufacturing a flux cored wire having a slit-like clearance, a tube having a slit-like clearance is drawn.
突合せシーム溶接された、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤの断面は、研磨して、エッチングすれば、溶接跡が観察されるが、エッチングしないと溶接跡は観察されない。そのため、上記のようにシームレスと呼ぶことがある。例えば、溶接学会編「新版 溶接・接合技術入門」（２００８年）産報出版、ｐ．１１１には、突合せシーム溶接された、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤは、シームレスタイプのワイヤと記載されている。フラックス入りワイヤの鋼製外皮の隙間をろう付けしても、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤが得られる。 If the cross section of the butt seam welded flux-cored wire without slit-like gaps is polished and etched, weld marks are observed, but if not etched, no weld marks are observed. Therefore, it may be called seamless as described above. For example, “Introduction to Welding and Joining Techniques” (2008), Journal of Welding Society, edited by Sankoku Shimbun, p. A butt seam welded, slit-like, gapless flux cored wire is described as a seamless type of wire at 111. Brazing the gap of the steel sheath of the flux cored wire provides a flux cored wire without slit-like gaps.
以上説明した本実施形態のフラックス入りワイヤは、あらゆる種類の鋼材の溶接に対して適用可能であり、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、予熱なしで、あるいは予熱温度５０℃以下で、低温割れを防止できる。 The flux cored wire of the present embodiment described above is applicable to welding of all kinds of steel materials, and the flux cored wire according to the present embodiment is low temperature crack without preheating or at a preheating temperature of 50 ° C. or less Can be prevented.
次に、本実施形態に係る溶接継手の製造方法（溶接方法）について以下に説明する。本実施形態に係る溶接継手の製造方法では、１パスから最終パスのいずれか１つ以上において、本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて、溶接継手の母材となる鋼板をガスシールドアーク溶接する工程を備える。溶接が１パスのみである場合、その１パスにおいて本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが用いられる。母材鋼板（母材）の種類は特に限定されない。ステンレス鋼を母材鋼板とした場合、母材及び溶接部の両方において耐食性が優れる溶接継手が得られるので、特に好適である。フラックス入りワイヤの極性は、溶接金属の拡散性水素量およびスパッタ発生量に及ぼす影響が無視できる程度に小さいので、プラス及びマイナスのいずれであってもよいが、プラスであることが好ましい。 Next, a method of manufacturing a welded joint (welding method) according to the present embodiment will be described below. In the method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment, a steel plate serving as a base material of a welded joint using the flux shielded wire for gas shield arc welding according to the present embodiment in any one or more of 1 pass to the final pass. And gas-shielded arc welding. When the welding is only one pass, the flux shielded wire for gas shielded arc welding according to the present embodiment is used in the one pass. The type of base steel plate (base material) is not particularly limited. When stainless steel is used as the base steel plate, a welded joint having excellent corrosion resistance in both the base material and the welded portion can be obtained, which is particularly preferable. The polarity of the flux cored wire may be either positive or negative, as its influence on the diffusible hydrogen amount and spatter generation amount of the weld metal is so small as to be negligible, but is preferably positive.
本実施形態に係る溶接継手の製造方法において用いられるシールドガスの種類は特に限定されない。本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、シールドガスの種類に関わらず、優れた溶接作業性を発揮し、高強度、及び高靱性を有する溶接継手を得ることができる。しかしながら、一般的に多用されている１００ｖｏｌ％の炭酸ガス、及びＡｒと３〜３０ｖｏｌ％ＣＯ２との混合ガス等が、本実施形態に係る溶接継手の製造方法のシールドガスであることが好ましい。また、本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いた溶接の際のシールドガスは５Ｖｏｌ％以下のＯ２ガスを含んでいても良い。これらガスは廉価であるので、これらガスを用いた溶接は産業利用上有利である。通常、これらガスは、ルチル系ＦＣＷと組み合わせて用いられた際に、多量のスパッタを生じさせて溶接作業性を悪化させる。しかしながら本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、スパッタ量を十分に抑制することができる本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いるので、これらガスがシールドガスである場合でも、良好な溶接作業性を発揮することができる。 The type of shield gas used in the method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment is not particularly limited. The method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment can exhibit excellent welding workability regardless of the type of shield gas, and can obtain a welded joint having high strength and high toughness. However, 100 vol% carbon dioxide, which is generally frequently used, and mixed gas of Ar and 3~30vol% CO 2 is preferably a shield gas of a method of manufacturing a welded joint according to the present embodiment. In addition, the shield gas at the time of welding using the flux cored wire according to the present embodiment may contain 5 Vol% or less of O 2 gas. Since these gases are inexpensive, welding using these gases is advantageous for industrial use. Usually, when used in combination with rutile FCW, these gases cause a large amount of spatter to deteriorate welding workability. However, since the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment uses the flux cored wire according to the present embodiment capable of sufficiently suppressing the amount of spatter, good welding workability can be obtained even when these gases are shield gas. Can be demonstrated.
本実施形態に係る溶接継手の製造方法における溶接姿勢は特に限定されない。本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、スパッタ量を十分に抑制し、且つ溶融金属の粘性を十分に高めることができる本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いるので、溶接姿勢が下向姿勢、横向姿勢、立向姿勢、及び上向姿勢のいずれであっても、良好な溶接作業性を発揮することができる。 The welding posture in the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment is not particularly limited. The manufacturing method of the welded joint according to the present embodiment uses the flux cored wire according to the present embodiment capable of sufficiently suppressing the amount of spatter and sufficiently increasing the viscosity of the molten metal, so the welding posture is downward. Good welding workability can be exhibited in any of the horizontal orientation, the vertical orientation, and the upward orientation.
本実施形態に係る溶接継手の製造方法によって得られる溶接継手は、母材鋼板（母材）と、溶接金属及び溶接熱影響部から構成される溶接部とを備える。化学成分、弗化物の量、及びスラグ形成剤の量等が好ましく制御された本実施形態に係るフラックス入りワイヤを用いて製造されるので、この溶接継手は、高強度、及び高靱性を有し、拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ以下であり、且つ良好なビード形状を有する溶接金属を備える。溶接継手の母材は特に限定されない。 The weld joint obtained by the method of manufacturing a weld joint according to the present embodiment includes a base steel plate (base material) and a weld portion including a weld metal and a weld heat affected zone. The weld joint has high strength and high toughness because it is manufactured using the flux cored wire according to the present embodiment in which the chemical composition, the amount of fluoride, and the amount of the slag forming agent are preferably controlled. And a weld metal having a diffusible hydrogen amount of 1.0 ml / 100 g or less and a good bead shape. The base material of the welded joint is not particularly limited.
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、上述の特徴を有するので、耐低温割れ性、強度、及び靱性に優れる溶接部を得ることができ、且つ溶接中のスパッタ発生量を大幅に低減することができ、さらに全姿勢溶接に適用可能である。 Since the flux cored wire according to the present embodiment has the above-mentioned features, it is possible to obtain a welded portion excellent in low-temperature cracking resistance, strength and toughness, and to significantly reduce the amount of spatter generated during welding. And can be applied to all position welding.
次に、実施例により、本発明の実施可能性及び効果についてさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徹して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。 Next, the present invention will be described in more detail with respect to the feasibility and effects of the present invention by examples. However, the following examples are not to limit the present invention, and design changes should be made based on the gist of the foregoing and the followings. Are all included in the technical scope of the present invention.
発明例および比較例のフラックス入りワイヤは、以下に説明する方法により製造した。まず、鋼帯を長手方向に送りながら、成形ロールを用いて成形してＵ型のオープン管を得た。このオープン管の開口部を通じてオープン管内にフラックスを供給し、オープン管の開口部の相対するエッジ部を突合わせ溶接してシームレス管を得た。このシームレス管を伸線して、スリット状の隙間がないフラックス入りワイヤを得た。ただし、一部の試料は、シーム溶接をしないスリット状の隙間有りの管とし、それを伸線した。このようにして、最終のワイヤ径がφ１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。なお、これらフラックス入りワイヤの伸線作業の途中で、フラックス入りワイヤを６５０〜９５０℃の温度範囲内で４時間以上焼鈍した。試作後、ワイヤ表面には潤滑剤を塗布した。これらフラックス入りワイヤの構成を表に示す。 The flux cored wire of the invention example and the comparative example was manufactured by the method described below. First, while a steel strip was fed in the longitudinal direction, it was formed using a forming roll to obtain a U-shaped open pipe. The flux was supplied into the open pipe through the opening of the open pipe, and the opposing edges of the opening of the open pipe were butt-welded to obtain a seamless pipe. The seamless tube was drawn to obtain a flux cored wire having no slit-like clearance. However, some of the samples were made into a slit-like, gap-free tube which was not seam-welded and was drawn. Thus, a flux-cored wire with a final wire diameter of φ1.2 mm was produced on an experimental basis. In the course of wire drawing of these flux cored wires, the flux cored wire was annealed at a temperature range of 650 to 950 ° C. for 4 hours or more. After trial manufacture, a lubricant was applied to the surface of the wire. The composition of these flux cored wires is shown in the table.
表に開示された各弗化物の含有量、各酸化物の含有量及び酸化物（Ｔｉ酸化物、及びＣａ酸化物除く）の合計量、各炭酸塩の含有量及び炭酸塩の合計量、鉄粉の含有量、並びに弗化物、酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、および炭酸塩を除く化学成分（合金成分として含まれる各元素の含有量）の単位は、フラックス入りワイヤ全質量に対する質量％である。表中において「フラックス入りワイヤ全質量に対する質量％」は、「質量％」と略し、「弗化物、酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｃａ酸化物、および炭酸塩を除く化学成分」は、「合金成分」と略した。表に開示された酸化物合計量とは、Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物の、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＫ２Ｏの各々の換算値での含有量の合計値であり、Ｔｉ酸化物及びＣａ酸化物の含有量は含まない。表に開示されたフラックス入りワイヤのＸ値（スパッタ発生指数Ｘ）及びＹ値は、それぞれ上述の式４及び式５によって求められた値である。ＣａＣＯ３及びＮａ２ＣＯ３以外の炭酸塩に関しては、その含有量の合計値を「Ｏｔｈｅｒ」列に記載した。
Content of each fluoride disclosed in the table, content of each oxide and total amount of oxides (excluding Ti oxide and Ca oxide), content of each carbonate and total amount of carbonate, iron The unit of powder content and chemical components (content of each element contained as an alloy component) excluding fluoride, oxide, Ti oxide, Ca oxide and carbonate is the mass relative to the total mass of the flux-cored wire %. In the table, "% by mass based on the total mass of the flux cored wire" is abbreviated as "% by mass", and "chemical components other than fluoride, oxide, Ti oxide, Ca oxide and carbonate" are "alloy components" I abbreviated it. The total amount of oxides disclosed in the table means FeO, Na 2 of Fe oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K oxide. It is the total value of the content in conversion value of each of O, SiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , MnO 2 and K 2 O, and the content of Ti oxide and Ca oxide is not included. The X value (sputtering generation index X) and the Y value of the flux cored wire disclosed in the table are values obtained by the above-mentioned Equation 4 and
表に開示されたフラックス入りワイヤの残部（すなわち、表に開示された各成分以外の成分）は、鉄及び不純物であった。表に開示されたフラックス入りワイヤは、「ワイヤ構造」欄で特に断りが無い限り、シームレス形状を有し、「備考」欄で特に断りが無い限り、潤滑剤としてパーム油が塗布された。「ワイヤ構造」欄で「隙間有」と記載されたフラックス入りワイヤは、シーム状の隙間を有するワイヤであり、「備考」欄で「ＰＴＦＥ」と記載されたワイヤは、ＰＴＦＥ油が塗布されたワイヤであった。表に開示されたフラックス入りワイヤに合金成分として含まれる各元素は、鋼製外皮または金属粉の形態であった。なお、表においては、本発明で規定される範囲から外れる数値に下線を付してある。また、化学成分や化合物などの含有量に係る表中の空欄は、その化学成分や化合物などが意図的に添加されていないことを意味する。これらの化学成分や化合物などが不可避的に混入されるか生成することもある。 The balance of the flux cored wire disclosed in the table (ie, the components other than the components disclosed in the table) was iron and impurities. The flux cored wire disclosed in the table had a seamless shape unless otherwise noted in the "Wire structure" column, and palm oil was applied as a lubricant unless otherwise noted in the "Remarks" column. The flux cored wire described as "with gap" in the "wire structure" column is a wire having a seam-like gap, and the wire described as "PTFE" in the "remarks" column is coated with PTFE oil. It was a wire. Each element contained as an alloy component in the flux cored wire disclosed in the table was in the form of a steel shell or metal powder. In the table, numerical values outside the range defined in the present invention are underlined. Moreover, the blank in the table | surface which concerns on content of a chemical component, a compound, etc. means that the chemical component, a compound, etc. are not added intentionally. These chemical components and compounds may be inevitably mixed or generated.
発明例および比較例のフラックス入りワイヤは、以下に説明する方法により評価された。ただし、溶接金属に高温割れが生じた試料については、評価が実施できなかったので、その評価結果欄には「高温割れ発生のため、未評価」と記載した。なお、評価の際の溶接ガスの種類は、Ａｒ−２０％ＣＯ２ガスとした。また、評価の際に、溶接電流は全て直流とし、ワイヤの極性は全てプラスとした。 The flux cored wires of the invention examples and comparative examples were evaluated by the methods described below. However, for samples in which high temperature cracks occurred in the weld metal, the evaluation could not be carried out, so "not evaluated because of the occurrence of high temperature cracks" was described in the evaluation result column. The type of welding gas in the evaluation was the Ar-20% CO 2 gas. In the evaluation, all welding currents were direct current, and all polarities of wires were positive.
（溶接金属の引張強さ及び靱性の評価）
フラックス入りワイヤを用いて得られる溶接金属の機械特性（引張強さと靭性）及び拡散性水素量を評価するために、このフラックス入りワイヤを用い、板厚が２０ｍｍの母材を、ルートギャップ１６ｍｍ及び開先角度２０度で突き合わせ、裏当金を用いて、表７に示す溶接条件１で下向溶接して、図１に示される評価用の継手を得た。母材１及び裏当金２はＳＵＳ６３１であった。母材１の開先面及び裏当金２の表面には、試験されるフラックス入りワイヤを用いて２層以上かつ余盛高さ３ｍｍ以上のバタリングを実施した。このようにして得られた溶接金属３の強度は引張試験によって評価し、靭性は−３０℃でのシャルピー衝撃試験によって評価した。下向溶接試験で得られた溶接金属３から、図１に示すように、ＪＩＳ Ｚ３１１１（２００５年）に準拠したＡ１号引張試験片（丸棒）５と４号シャルピー試験片（２ｍｍＶノッチ）４とを採取し、引張試験及びシャルピー衝撃試験に供した。溶接金属の引張強さが７８０ＭＰａ以上となるフラックス入りワイヤを、引張強さに関し合格とした。溶接金属の−３０℃でのシャルピー吸収エネルギー６０Ｊ以上となるフラックス入りワイヤを、低温靱性に関し合格とした。
(Evaluation of tensile strength and toughness of weld metal)
In order to evaluate the mechanical properties (tensile strength and toughness) and diffusible hydrogen content of the weld metal obtained using the flux cored wire, using this flux cored wire, a base material with a thickness of 20 mm, a root gap of 16 mm and A butt joint was made at a groove angle of 20 degrees, downward welding was performed under
（溶接金属の拡散性水素量の評価）
発明例及び比較例を用いて得られる溶接金属の拡散性水素量を評価する際の溶接条件は、表７に記載の条件４とした。溶接金属の拡散性水素量の測定は、ＪＩＳ Ｚ ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法によって実施した。溶接金属の拡散性水素量が１．０ｍｌ／１００ｇ以下となるフラックス入りワイヤを、拡散性水素量に関し合格とした。
(Evaluation of the amount of diffusible hydrogen in weld metal)
The welding conditions at the time of evaluating the amount of diffusible hydrogen of the weld metal obtained using the invention example and the comparative example were the conditions 4 described in Table 7. The measurement of the diffusible hydrogen content of the weld metal was carried out by a gas chromatograph method in accordance with JIS Z 3118 (a method of measuring the hydrogen content of steel welds). A flux cored wire in which the amount of diffusible hydrogen of the weld metal is 1.0 ml / 100 g or less was regarded as a pass for the amount of diffusible hydrogen.
（溶接作業性（スパッタ発生量、立向溶接性、ビード形状、及びスラグ巻込み）の評価）
また、フラックス入りワイヤの立向溶接性、ビード形状、及びスラグ巻込みを評価するために、立向上進隅肉溶接と立向上進ビードオンプレート溶接とを、上述の母材に行った。溶接条件は、表７に示される溶接条件３とした。メタル垂れの有無、スラグ剥離性及びビード形状の目視調査結果に基づいて、立向溶接の作業性を評価した。その後、上述の方法で得られた溶接部の５箇所の断面において、スラグ巻込み欠陥の有無を目視で調査した。なお、メタル垂れの有無の判定、スラグ剥離性の評価、及びビード形状の評価は、立向上進隅肉溶接と立向上進ビードオンプレート溶接との両方で行われた。スラグ巻込み欠陥の有無の判定は、立向上進隅肉溶接のみで行われた。また、フラックス入りワイヤのスパッタ量を評価するために、下向溶接を表７に示される溶接条件２で実施した。１分あたりのスパッタ発生量に基づいて、フラックス入りワイヤのスパッタ発生量を評価した。
(Evaluation of welding workability (sputter generation amount, vertical weldability, bead shape, and slag inclusion))
In addition, in order to evaluate the vertical weldability of the flux cored wire, the bead shape, and the slag entrapment, the vertical base welding was performed with the above-mentioned base material for the vertical improvement advancing fillet welding and the vertical improvement bead-on-plate welding. The welding conditions were welding condition 3 shown in Table 7. The workability of vertical welding was evaluated based on the results of visual inspection of presence or absence of metal sag, slag removability and bead shape. Then, in the cross section of five places of the welding part obtained by the above-mentioned method, the presence or absence of the slag inclusion defect was investigated visually. In addition, determination of the presence or absence of metal sag, evaluation of slag removability, and evaluation of a bead shape were performed by both the vertical improvement advancing fillet welding and the vertical improvement bead-on-plate welding. The determination of the presence or absence of the slag entrapment defect was made only by the vertical welding for improving fillets. Also, downward welding was performed under
立向溶接性は、溶融金属の垂れが発生した場合を不合格とし、溶融金属の垂れが発生しない場合を合格とした。スラグの剥離性は、スチールブラシによるブラッシングで剥離しないものを不合格、剥離するものを合格とした。ビード形状の外観評価は、アンダーカット、凸ビードが発生した場合を不合格とし、これらの欠陥が発生しない場合を合格とした。スラグ巻込み欠陥の有無の判定は、５断面中に１断面でもスラグ巻込みがあった場合には不合格とし、５断面全てでスラグ巻込みがないものを合格とした。スパッタ発生量は、溶接中に発生したスパッタの重量を、溶接時間で割って得られる、アークタイム１分間当たりのスパッタ発生量で評価した。スパッタ発生量が３．５ｇ／ｍｉｎ以下となるフラックス入りワイヤを、スパッタ発生量に関し合格とした。 The vertical weldability was rejected when the molten metal sagging occurred, and passed when the molten metal did not sag. The peelability of the slag was rejected if it did not peel off by brushing with a steel brush, and those that peeled off was passed. The appearance evaluation of bead shape made the case where an undercut and a convex bead generate | occur | produce a rejection, and made the case where these defects do not generate | occur | produce a pass. The determination of the presence or absence of the slag entrapment defect was rejected when there was slag entrapment even in one cross section in five cross sections, and the one in which there was no slag entrainment at all five cross sections was regarded as pass. The spatter generation amount was evaluated by the spatter generation amount per minute of arc time obtained by dividing the weight of the spatter generated during welding by the welding time. A flux cored wire having a spatter generation amount of 3.5 g / min or less was regarded as a pass for the spatter generation amount.
（耐低温割れ性の評価）
耐低温割れ性の評価は、温度５℃かつ湿度６０％の一定雰囲気管理下において、板厚が２０ｍｍであるＳＵＳ６３１鋼に、表７の溶接条件５で溶接を行い、これにより得られた溶接継手にＪＩＳ Ｚ ３１５７（Ｕ形溶接割れ試験方法）及びＪＩＳ Ｚ ３１５８（ｙ形溶接割れ試験方法）に準拠した試験を行うことにより実施した。Ｕ形溶接割れ試験及びｙ形溶接割れ試験の両方で割れが生じなかった溶接継手にかかるフラックス入りワイヤを、耐低温割れ性に関し合格とした。
(Evaluation of low temperature cracking resistance)
The evaluation of low-temperature cracking resistance was performed by welding under the
上述の方法により得られた試験結果を表に示す。発明例のフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、たとえ溶接環境の温度が、技術常識に鑑みて非常に低温条件であるとみなされる５℃であり、且つ鋼材の予熱が行われなくても、低温割れ試験のすべての断面において、断面割れ無し（断面割れが発生していないこと）であった。従って、発明例のフラックス入りワイヤが極めて高い耐低温割れ性を有していることが証明された。さらに、表の試験結果に示されるように、発明例のフラックス入りワイヤは、立向上進溶接に供された場合であってもスパッタ発生量評価、立向溶接性評価、ビード形状評価、及びスラグ巻込み評価の全てが合格であり、良好な溶接作業性を示した。加えて、発明例のフラックス入りワイヤは、溶接金属の引張強さ、溶接金属の靭性、及び溶接金属中の拡散性水素量の評価項目においても合格であり、優れた機械特性を有する溶接金属を製造することができた。一方、比較例は、本発明で規定する要件のいずれかを満たしていなかったので、１つ以上の評価項目において不合格となった。 The test results obtained by the above method are shown in the table. When welding is performed using the flux cored wire of the invention example, the temperature of the welding environment is 5 ° C. which is considered to be a very low temperature condition in view of technical common sense, and the steel is not preheated. Also in all the cross sections of the low temperature crack test, there were no cross section cracks (no cross section cracks occurred). Therefore, it was proved that the flux cored wire of the invention example has extremely high resistance to cold cracking. Furthermore, as shown in the test results in the table, the flux cored wire of the invention example is evaluated for spatter generation amount, vertical weldability evaluation, bead shape evaluation, and slag even when it is subjected to vertical advancement welding. All of the winding evaluations passed and showed good welding workability. In addition, the flux cored wire of the invention example is also passed in the evaluation items of tensile strength of weld metal, toughness of weld metal, and amount of diffusible hydrogen in weld metal, and the weld metal has excellent mechanical properties. It could be manufactured. On the other hand, the comparative example failed in one or more evaluation items because it did not satisfy any of the requirements defined in the present invention.
１ 母材
２ 裏当金
３ 溶接金属
４ ４号シャルピー試験片（２ｍｍＶノッチ）
５ Ａ１号引張試験片（丸棒）
1
5 A1 tensile test specimen (round bar)
Claims (8)
前記鋼製外皮の内部に充填されたフラックスと、
を備えるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、
前記フラックスが、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量％で合計０．１０〜３．００％の、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、及びＮａ３ＡｌＦ６からなる群から選択される１種または２種以上である弗化物と、
前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対するＴｉＯ２換算値が４．００〜７．５０％のＴｉ酸化物と、
前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する、ＦｅＯ、Ｎａ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＫ２Ｏの各々の換算値で合計０．０５〜２．００％の、Ｆｅ酸化物、Ｎａ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｎ酸化物、及びＫ酸化物からなる群から選択される１種または２種以上である酸化物と、
前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で合計０〜０．６０％の、ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＦｅＣＯ３、及びＭｎＣＯ３からなる群から選択される１種または２種以上である炭酸塩と、
を含み、
前記ＣａＦ２の含有量が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で０〜２．００％であり、
ＣａＯ換算でのＣａ酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で０％以上０．２０％未満であり、
前記フラックス入りワイヤの、前記弗化物、前記酸化物、前記Ｔｉ酸化物、前記Ｃａ酸化物、および前記炭酸塩を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％で、
Ｃ：０．００３〜０．１５０％、
Ｓｉ：０．３５〜１．００％、
Ｍｎ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ｃｕ：１．００〜５．００％、
Ｎｉ：０〜１０．００％、
Ｃｒ：１０．００〜２０．００％、
Ｍｏ：０〜５．００％、
Ｔｉ：０〜０．１０％、
Ｎｂ：０．００１〜０．５００％、
Ａｌ：０．００１〜０．５００％、
Ｍｇ：０〜０．９０％、
Ｂ：０〜０．０２００％、
Ｖ：０〜０．２０％、
Ｂｉ：０〜０．０３０％、
Ｃａ：０〜０．２５％、及び
ＲＥＭ：０〜０．０１０％を含み、
残部がＦｅ及び不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 With a steel shell,
A flux filled inside the steel shell;
A flux-cored wire for gas shielded arc welding comprising:
The flux is
Group consisting of CaF 2 , MgF 2 , LiF, NaF, K 2 ZrF 6 , K 2 SiF 6 , and Na 3 AlF 6 in a total of 0.10 to 3.00% by mass based on the total mass of the flux cored wire And one or more fluorides selected from
Ti oxide having a TiO 2 conversion value of 4.00 to 7.50% with respect to the total mass of the flux cored wire,
Total of 0.05 to 2.00% in terms of FeO, Na 2 O, SiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , MnO 2 and K 2 O based on the total mass of the flux cored wire Oxidation which is one or more selected from the group consisting of Fe oxides, Na oxides, Si oxides, Zr oxides, Mg oxides, Al oxides, Mn oxides, and K oxides And
From the group consisting of MgCO 3 , Na 2 CO 3 , LiCO 3 , CaCO 3 , K 2 CO 3 , FeCO 3 , and MnCO 3 in a total of 0 to 0.60% by mass relative to the total mass of the flux cored wire Carbonates which are one or more selected;
Including
The content of the CaF 2 is 0 to 2.00% by mass% with respect to the total mass of the flux cored wire,
The content of Ca oxide in terms of CaO is 0% or more and less than 0.20% by mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire,
Chemical components other than the fluoride, the oxide, the Ti oxide, the Ca oxide, and the carbonate of the flux cored wire are% by mass with respect to the total mass of the flux cored wire,
C: 0.003 to 0.150%,
Si: 0.35 to 1.00%,
Mn: 0.01 to 2.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Cu: 1.00 to 5.00%,
Ni: 0 to 0.100%,
Cr: 10000 to 20.00%,
Mo: 0 to 5.00%,
Ti: 0 to 0.10%,
Nb: 0.001 to 0.500%,
Al: 0.001 to 0.500%,
Mg: 0 to 0.90%,
B: 0 to 0.0200%,
V: 0 to 0.20%,
Bi: 0 to 0.030%
Ca: 0 to 0.25%, and REM: 0 to 0.010%,
A flux cored wire for gas shielded arc welding, characterized in that the balance is made of Fe and impurities.
Ｘ＝０．３×（［Ｎａ３ＡｌＦ６］＋［ＮａＦ］＋［ＭｇＦ２］）＋０．４×（［Ｋ２ＳｉＦ６］＋［Ｋ２ＺｒＦ６］）＋０．５×（［ＬｉＦ］）＋１．８×（［ＣａＦ２］）：式１
前記式１中の角括弧で囲まれた化学式は、各前記化学式に対応する化合物の、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する質量％での含有量である。 The flux cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1, wherein the X value calculated by the equation 1 is 2.00% or less.
X = 0.3 × ([Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ]) + 0.4 × ([K 2 SiF 6 ] + [K 2 ZrF 6 ]) + 0.5 × ([LiF] ) + 1.8 × ([CaF 2 ]): Formula 1
The chemical formulas enclosed in square brackets in the formula 1 are the content by mass% of the compound corresponding to each of the chemical formulas with respect to the total mass of the flux-cored wire.
Ｙ＝（［ＴｉＯ２］＋１．２×［ＳｉＯ２］＋１．４×［Ａｌ２Ｏ３］＋１．５×［ＺｒＯ２］）／（Ｆ）１／２：式２
前記式２中の角括弧で囲まれた化学式は、各前記化学式に対応する化合物の、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する前記各々の換算値での含有量であり、前記式２中のＦは、前記弗化物のＦ換算値での合計含有量である。 The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1 or 2, wherein the Y value calculated by the equation 2 is 5.0 or more and 27.0 or less.
Y = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 : Formula 2
The chemical formula surrounded by square brackets in the formula 2 is the content of the compound corresponding to each chemical formula in each of the conversion values with respect to the total mass of the flux-cored wire, and F in the formula 2 Is the total content in terms of F of the fluoride.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022130905A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux cored wire |
| JP7469597B2 (en) | 2020-01-10 | 2024-04-17 | 日本製鉄株式会社 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
| JP7485895B2 (en) | 2020-01-10 | 2024-05-17 | 日本製鉄株式会社 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331387A (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-19 | Nippon Steel Corp | Welding wire for highly touch martensite based-stainless steel |
| JP2003136280A (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Nippon Steel Corp | Flux cored wire for welding austenitic stainless steel refining solidified crystal grain |
| JP2007229781A (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | Flux-cored wire |
| JP2013018012A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding of high-tensile steel |
| JP2015120174A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Flux cored wire for welding stainless steel |
-
2017
- 2017-09-11 JP JP2017174207A patent/JP6953930B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331387A (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-19 | Nippon Steel Corp | Welding wire for highly touch martensite based-stainless steel |
| JP2003136280A (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Nippon Steel Corp | Flux cored wire for welding austenitic stainless steel refining solidified crystal grain |
| JP2007229781A (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | Flux-cored wire |
| JP2013018012A (en) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding of high-tensile steel |
| JP2015120174A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Flux cored wire for welding stainless steel |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7469597B2 (en) | 2020-01-10 | 2024-04-17 | 日本製鉄株式会社 | Flux-cored wire and method for manufacturing welded joint |
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