JPH07164150A - 低温用高靱性uoe鋼管のサブマージアーク溶接法 - Google Patents
低温用高靱性uoe鋼管のサブマージアーク溶接法Info
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- JPH07164150A JPH07164150A JP31496093A JP31496093A JPH07164150A JP H07164150 A JPH07164150 A JP H07164150A JP 31496093 A JP31496093 A JP 31496093A JP 31496093 A JP31496093 A JP 31496093A JP H07164150 A JPH07164150 A JP H07164150A
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Abstract
層溶接において、内面側の溶接金属の靱性の劣化を防ぐ
サブマージアーク溶接方法を提案する。 【構成】 サブマージアーク溶接する際、内面側溶接金
属と外面側溶接金属のそれぞれの組成範囲を限定し、内
面側溶接金属 PCM値を外面側溶接金属の PCM値より低く
抑える。
Description
管の製造の際の両面1層サブマージアーク溶接方法に関
し、さらに詳しくは低温用高靱性UOE鋼管の製造の際
の両面1層サブマージアーク溶接において、内面側、外
面側ともに優れた低温靱性を有する溶接金属を得ること
ができるサブマージアーク溶接方法に関するものであ
る。
でおり、そこで使用されるラインパイプには極めて高い
低温靱性が要求される。このラインパイプにおける溶接
金属の低温靱性を確保するために最も効果的な方法とし
ては、たとえば特開昭53-63238号公報に開示されている
ように、Mo、TiそしてB などを含む溶接材料を用いて溶
接を行い、微細な溶接金属組織を得ることが有効である
ことが知られており、Mo-Ti-B 系の溶接金属は低温靱性
を要する鋼管の溶接部に広く用いられている。
B 系の溶接金属とする場合は、両面1 層溶接の場合、内
面側溶接金属は外面側溶接により再熱され、その結果著
しく脆化することが問題となっている。本発明者らはこ
のMo-Ti-B 系の溶接金属の再熱による脆化の原因を鋭意
追求した。その結果の一部を図1に示すが、この図は片
面1 層Mo-Ti-B 系溶接金属に外面の溶接に相当する再現
熱サイクルを付与した際の溶接金属再熱部の靱性と最高
加熱温度の関係を示すものである。これより本発明者ら
は、Mo-Ti-B 系の溶接金属は溶接のまま(以下AWと記
す) では良好な靱性が得られるものの、800 〜1200℃付
近の温度に再熱された領域で靱性が著しく劣化すること
が明らかにした。
に挙げたような従来のMo-Ti-B 系の組成を有する溶接金
属は、溶接ままの部分において微細なアシキュラーフェ
ライト( 以下AFと記す) 組織であり、高靱性を示すが、
800 〜1200℃付近の温度に再熱された部分においては靱
性の劣る上部ベイナイト(以下BFと記す) に変化し、靱
性が大きく劣化することを明らかにしたのである。すな
わち、再熱による靱性の劣化はUB組織の形成によるもの
で、溶接金属の焼入性が高いことに原因があると考えら
れる。
管の両面1 層サブマージアーク溶接法における上記従来
技術の欠陥を克服し、外面溶接による加熱によっても脆
化を防止し得る効果的なサブマージアーク溶接方法を提
供するにある。
UOE鋼管に両面1 層のサブマージアーク溶接を施すに
際して、内面側および外面側の溶接金属の成分組成およ
び PCMをそれぞれ下記のように満足するとともに内面側
の溶接金属の PCMを外面側のそれよりも小さくすること
を特徴とする低温用高靱性UOE 鋼管のサブマージアーク
溶接方法である。
o:0.2wt% 以下、Ti:0.005〜0.03wt% 、B:0.0005〜0.003
0wt% 、N:0.0080wt% 以下、O:0.035wt%以下残部がFeと
不可避的不純物からなり、かつ下記の式で示される PCM
が0.110 〜0.170%であり、 外面側溶接金属の成分範囲 C:0.10wt% 以下、Si:0.5wt% 以下、Mn:0.8〜1.8wt%、M
o:0.1〜0.4wt%以下、Ti:0.005〜0.05wt% 、B:0.0005〜
0.0060wt% 、N:0.008wt%以下、O:0.035wt%以下残部がFe
と不可避的不純物からなり、かつ下記の式で示される P
CMが0.140 〜0.200%である。
の焼入性成分含有量を減らす必要がある。しかしなが
ら、焼入性成分はAW部の靱性を確保するためにはある程
度必要であることから、焼入性成分の適正量の添加は必
須である。したがって内面側、外面側ともに溶接金属は
適正な成分範囲内におさめる必要がある。
を限定した理由について述べる。 C:C は高焼入性成分であり、その増加により炭化物やマ
ルテンサイトが生成し、靱性は低下するので、内面側で
は0.08%以下、外面側では0.1 %以下にする必要があ
る。 Si:Si は脱酸剤として添加され、溶接金属中にも含有さ
れる成分であるが、内面側、外面側ともに0.5%を超える
と靱性は低下する。
要であるが、内面側、外面側ともに0.8%未満ではその効
果に乏しく、一方1.8%を超えるとUBが生成し、靱性が低
下する。 Mo:Mo は焼入性成分であり、組織を微細化して靱性を向
上させるが、再熱によるUBの生成を助長することにより
内面側溶接金属の靱性を低下させるので、内面側では0.
2%以下に抑える必要がある。一方外面側では組織微細化
による靱性改善のため最低0.10% は必要であるが、0.40
% を超えて添加する焼入性が過剰となってマルテンサイ
ト組織となり、靱性を害するので上限を0.40% とする。
性を向上させるが、内面側、外面側ともに0.005%未満で
はこの効果は乏しいので最低限0.005%以上は必要であ
る。一方、内面側では0.03% 、外面側では0.05% を超え
ると固溶Tiが増加して炭化物、窒化物の析出により靱性
は低下する。 B:B は高焼入性成分であり、またTiとの相乗効果で微細
なAFを形成させ、靱性を向上させるが、内面側、外面側
ともに0.0005% 未満ではこの効果に乏しく、内面側では
0.003 %、外面側では0.006 %を超えるとマルテンサイ
トが生成し、靱性は低下する。
分であるが、B を窒化して粒界フェライトの生成を促進
し、靱性を低下させるので、内面側、外面側ともに0.00
80%以下とする必要がある。 O:O は溶接金属中に不可避的に含まれる成分であるが、
内面側、外面側ともに0.035%を超えると溶接金属中の介
在物の増加により靱性は低下する。
焼入性を示すものであり、焼入性が不足すると初析フェ
ライトが析出して靱性が劣化するので、最低限内面側で
は0.110%、外面側では0.140%を必要とする。また0.200%
を超えて過大となると焼入性が過剰となるので溶接のま
までも靱性が劣化する。0.170 〜 0.200% では再熱時に
UBが析出して靱性が劣化するので、内面側では0.110 〜
0.170%、外面側では0.140 〜0.200%を必要とする。すな
わち再熱を受ける内面側では外面側よりも低いPCMで焼
入性が過剰となり、靱性の劣るUB組織が生ずるからであ
る。
mmのAPI 規格X60 クラスUOパイプ鋼板PA、PBを溶接する
に際し、本発明法による実施例と、本発明法の限定要件
を満たさない比較例と同一溶接条件で溶接を実施し、そ
の靱性を比較した。この比較試験には表2に示すような
化学組成の異なる溶融型フラックスと表3に示すような
化学組成の異なるワイヤを組み合わせて4 電極両面1 層
盛りサブマージアーク溶接を行った。この場合の溶接条
件は表4に示すとおりであり、その開先形状は図2に示
すとおりである。
シャルピー衝撃試験片を内面側、外面側溶接金属よりそ
れぞれ採取し、シャルピー衝撃試験を行った。表5に溶
接金属の化学組成を示す。内面側、外面側溶接金属から
採取した試料に基づく衝撃試験結果は表6に示した通り
である。
接金属では外面により再熱を受ける内面側と外面側とも
に高い靱性を示す。なお、上の実施例の説明では、内面
側と外面側の溶接金属の組成および PCMを変えるのに、
溶接条件は同一としてそれぞれ組成の異なる溶接ワイヤ
を使用して溶接したが、サブマージアーク溶接は母材の
溶け込みが大きいので、溶接条件を変えることによって
もある程度本発明の条件は達成できる。
層サブマージアーク溶接法において形成される溶接金属
の成分を内面側、外面側と区別して限定したのでともに
優れた低温靱性を示す溶接金属を得る効果をあげること
ができた。
特性図である。
である。
採取位置を示す断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 低温用高靱性UOE鋼管の製造の際、シ
ームに両面1 層のサブマージアーク溶接を施すに際し
て、内面側および外面側の溶接金属の成分組成および P
CMがそれぞれ下記の範囲を満足するとともに内面側の溶
接金属の PCMを外面側のそれよりも小さくすることを特
徴とする低温用高靱性UOE鋼管のサブマージアーク溶
接方法。 内面側溶接金属の成分範囲 C:0.08wt% 以下、Si:0.5wt% 以下、Mn:0.8〜1.8wt%、M
o:0.2wt% 以下、Ti:0.005〜0.03wt% 、B:0.0005〜0.003
0wt% 、N:0.0080wt% 以下、O:0.035wt%以下残部がFeと
不可避的不純物からなり、かつ下記の式で示される PCM
が0.110 〜0.170%であり 外面側溶接金属の成分範囲 C:0.10wt% 以下、Si:0.5wt% 以下、Mn:0.8〜1.8wt%、M
o:0.1〜0.4wt%以下、Ti:0.005〜0.05wt% 、B:0.0005〜
0.0060wt% 、N:0.0080wt% 以下、O:0.035wt%以下、残部
がFeと不可避的不純物からなり、かつ下記の式で示され
る PCMが0.140 〜0.200%である。 記 【数1】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31496093A JP3508189B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 低温用高靱性uoe鋼管のサブマージアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31496093A JP3508189B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 低温用高靱性uoe鋼管のサブマージアーク溶接法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07164150A true JPH07164150A (ja) | 1995-06-27 |
JP3508189B2 JP3508189B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=18059744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31496093A Expired - Fee Related JP3508189B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 低温用高靱性uoe鋼管のサブマージアーク溶接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3508189B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997024203A1 (fr) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | Kawasaki Steel Corporation | Procede de fabrication de tubes d'acier soudes de grand diametre qui possedent une grande resistance et une grande solidite |
EP3608432A4 (en) * | 2017-04-04 | 2020-11-04 | Nippon Steel Corporation | VERTICAL JOINT WELDED STEEL PIPE |
CN115210397A (zh) * | 2020-01-29 | 2022-10-18 | 杰富意钢铁株式会社 | 焊接钢管及其制造方法 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31496093A patent/JP3508189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5837956A (en) * | 1995-12-28 | 1998-11-17 | Kawasaki Steel Corporation | Method of fabricating high strength and high toughness large-diameter welded steel pipe |
EP3608432A4 (en) * | 2017-04-04 | 2020-11-04 | Nippon Steel Corporation | VERTICAL JOINT WELDED STEEL PIPE |
CN115210397A (zh) * | 2020-01-29 | 2022-10-18 | 杰富意钢铁株式会社 | 焊接钢管及其制造方法 |
CN115210397B (zh) * | 2020-01-29 | 2024-01-05 | 杰富意钢铁株式会社 | 焊接钢管及其制造方法 |
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