JP5098217B2 - 溶接部の耐食性および耐亜鉛脆化割れ性に優れた亜鉛めっき鋼板の溶接継手並びにその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、この知見を基になされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
C:0.01〜0.1%、
Si:0.1〜1%、
Mn:0.5〜2.5%、
Ni:5〜11%、
Cr:17〜25%
を含有し、かつ、下記(1)〜(3)式を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手。
−0.81×Cr当量+23.2≦Ni当量≦0.95×Cr当量−8.1・・・(1)
Ni当量=Ni+30×C+0.5×Mn+30×N ・・・(2)
Cr当量=Cr+Mo+1.5×Si ・・・(3)
ここで、上記Ni、C、Mn、N、Cr、Mo、Siは、それぞれステンレス系溶接金属中に含有する各成分元素の含有量(質量%)を示す。但し、含有されない成分元素は0%とする。
Mo:0.5〜2%、
N:0.05〜0.15%
を含有することを特徴とする上記(1)項記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手。
Al:2〜19%、
Mg:1〜10%、
Si:0.01〜2%
を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の溶接継手。
C:0.01〜0.05%、
Si:0.1〜1%、
Mn:0.5〜3%、
Ni:7〜12%、
Cr:24〜30%
を含有し、さらに、
Mo:2%以下
および
N:0.17%以下
の1種または2種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、ソリッドワイヤ、または、フラックス入りワイヤを用いて前記溶接金属の成分組成を調整することを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の製造方法。
(6) 前記フラックス入りワイヤが、スラグ成分として、全ワイヤ質量に対する質量%で、
TiO 2 :0.5〜2.5%、
SiO 2 :1.5〜3.5%、
ZrO 2 :0.5〜2.5%
を含有し、スラグ成分の合計量が6.5〜9.5%であることを特徴とする請求項5記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の製造方法。
したがって、本発明の亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手を建築や自動車分野などの溶接構造部材に適用することにより、耐久性や安全性を従来に比べ向上できるため、本発明の産業上にもたらす貢献は多大なものである。
一方、Ni当量が下記(1)式の関係(−0.81×Cr当量+23.2≦Ni当量≦0.95×Cr当量−8.1)を満足する条件の場合(図中の領域(I):高Cr当量、中Ni当量)は、溶接金属中のマルテンサイトの生成が抑制され、溶接金属の延性が確保され、かつフェライト相を15%以上生成され、溶融亜鉛めっきの浸入が阻害された結果、液体金属脆化割れが抑制された。
−0.81×Cr当量+23.2≦Ni当量≦0.95×Cr当量−8.1・・・(1)
Ni当量=Ni+30×C+0.5×Mn+30×N ・・・(2)
Cr当量=Cr+Mo+1.5×Si ・・・(3)
ここで、上記Ni、C、Mn、N、Cr、Mo、Siは、それぞれステンレス系溶接金属中に含有する各成分元素の含有量(質量%)を示す。但し、含有されない成分元素は0%とする。
本発明では、各種溶接方法に応じて亜鉛系合金めっき鋼板母材および溶接ワイヤ、溶接用フラックスの組み合わせを適宜選択することにより、溶接金属を上記(1)式の関係を満足する成分組成とし、溶接金属の液体金属脆化割れを防止することができる。
以下に、ソリッドワイヤ、および、フラックス入りワイヤ中に含有する金属成分の好ましい成分組成範囲について説明する。
ZrO2:ZrO2はスラグに流動性を与え、0.5%未満ではその効果が不十分であり、逆に2.5%を超えた場合スラグが硬くなり剥離性が劣化し、スパッタも増加する。従ってZrO2は0.5〜2.5%とするのが好ましい。原材料としては酸化ジルコニウム、ジルコンフラワー、ジルコンサンド等を用いる。
母材希釈率=(母材の各溶融成分)/(母材の各溶融成分+溶接材料の各溶融成分)×100(%) ・・・・(4)
なお、溶接入熱を10kJ/cm以下程度に低下にするためには溶接電流、溶接電圧、溶接速度を調整することで行うことができる。
使用した溶接材料は、表1に示す合金成分を含有するソリッドワイヤ((S1)、(S2)、(S11)、(S12))およびフラックス入りワイヤ((F3)〜(F10))とした。
No.9〜No.12はいずれも(1)式の右辺(Ni当量の上限)を満たしておらず、脆化割れが発生した。No.11はMo、N量が本発明の規定を超え、Ni当量の上限を満たしておらず、脆化割れが発生した。
2:ビード・オン・プレートによる溶接ビード
3:液体金属脆化割れ
4:亜鉛系合金めっき鋼板
5:隅肉溶接(第一溶接)
6:隅肉溶接(第二溶接)
Claims (6)
- ステンレス系成分の溶接金属からなる溶接部を有する表面に亜鉛系合金めっきが施された普通鋼板(以下単に亜鉛系合金めっき鋼板という)同士の溶接継手において、前記溶接金属が、質量%で、
C:0.01〜0.1%、
Si:0.1〜1%、
Mn:0.5〜2.5%、
Ni:5〜11%、
Cr:17〜25%
を含有し、かつ、下記(1)〜(3)式を満足し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手。
−0.81×Cr当量+23.2≦Ni当量≦0.95×Cr当量−8.1・・・(1)
Ni当量=Ni+30×C+0.5×Mn+30×N ・・・(2)
Cr当量=Cr+Mo+1.5×Si ・・・(3)
ここで、上記Ni、C、Mn、N、Cr、Mo、Siは、それぞれステンレス系溶接金属中に含有する各成分元素の含有量(質量%)を示す。但し、含有されない成分元素は0%とする。 - 前記溶接金属は、さらに、
Mo:0.5〜2%、
N:0.05〜0.15%
を含有することを特徴とする請求項1記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手。 - 前記亜鉛系合金めっき鋼板の表面に施された亜鉛系合金めっきは、質量%で、
Al:2〜19%、
Mg:1〜10%、
Si:0.01〜2%
を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物であることを特徴とする請求項1または2に記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の溶接継手。 - 前記亜鉛系合金めっき鋼板の板厚が3mm以上であり、前記溶接継手形状が隅肉溶接継手であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の溶接継手。
- 金属成分として、全ワイヤ質量に対する質量%で、
C:0.01〜0.05%、
Si:0.1〜1%、
Mn:0.5〜3%、
Ni:7〜12%、
Cr:24〜30%
を含有し、さらに、
Mo:2%以下
および
N:0.17%以下
の1種または2種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、ソリッドワイヤ、または、フラックス入りワイヤを用いて前記溶接金属の成分組成を調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の製造方法。 - 前記フラックス入りワイヤが、スラグ成分として、全ワイヤ質量に対する質量%で、
TiO2:0.5〜2.5%、
SiO2:1.5〜3.5%、
ZrO2:0.5〜2.5%
を含有し、スラグ成分の合計量が6.5〜9.5%であることを特徴とする請求項5記載の溶接部の耐食性および耐液体金属脆化割れ性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の溶接継手の製造方法。
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