JPH09277083A - 大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法 - Google Patents
大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法Info
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- JPH09277083A JPH09277083A JP11710296A JP11710296A JPH09277083A JP H09277083 A JPH09277083 A JP H09277083A JP 11710296 A JP11710296 A JP 11710296A JP 11710296 A JP11710296 A JP 11710296A JP H09277083 A JPH09277083 A JP H09277083A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大入熱用耐候性鋼のサブマージアーク溶接方
法に関し、予熱なしで、溶接作業性、耐割れ性が良好
で、かつ靱性が良好な溶接部を得る。 【解決手段】 Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕ
を耐候性鋼に見合った適正量を含有したワイヤと、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2、鉄
粉、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉを
適正量含有するボンドフラックスを用いて１０〜５０ｋ
Ｊ／ｍｍの溶接入熱で溶接を行う。
法に関し、予熱なしで、溶接作業性、耐割れ性が良好
で、かつ靱性が良好な溶接部を得る。 【解決手段】 Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕ
を耐候性鋼に見合った適正量を含有したワイヤと、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2、鉄
粉、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉを
適正量含有するボンドフラックスを用いて１０〜５０ｋ
Ｊ／ｍｍの溶接入熱で溶接を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は建築用または橋梁用
の継手部のサブマージアーク溶接方法に係わり、詳しく
はボックス柱や橋桁に用いる大入熱用耐候性鋼を溶接入
熱１０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接した場合
に溶接作業性、溶接金属の靱性および耐低温割れ性を改
善するサブマージアーク溶接方法に関するものである。
ここでいう大入熱用耐候性鋼とは橋梁や建築用に用いら
れるＳＭ４００、ＳＭ４９０、ＳＭ５７０鋼等の強度を
持ち溶接入熱が５０ｋＪ／ｍｍ程度以下で適用できる鋼
材であり、通常ＳＭＡ５７０ＷＱ−ＭＯＤと表記される
耐侯性鋼を総称したものである。
の継手部のサブマージアーク溶接方法に係わり、詳しく
はボックス柱や橋桁に用いる大入熱用耐候性鋼を溶接入
熱１０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層または多層溶接した場合
に溶接作業性、溶接金属の靱性および耐低温割れ性を改
善するサブマージアーク溶接方法に関するものである。
ここでいう大入熱用耐候性鋼とは橋梁や建築用に用いら
れるＳＭ４００、ＳＭ４９０、ＳＭ５７０鋼等の強度を
持ち溶接入熱が５０ｋＪ／ｍｍ程度以下で適用できる鋼
材であり、通常ＳＭＡ５７０ＷＱ−ＭＯＤと表記される
耐侯性鋼を総称したものである。
【０００２】
【従来の技術】建築や橋梁用に用いる耐候性鋼は、ＪＩ
Ｓ Ｚ３１１４に規定されたＳＭＡ４００、ＳＭ４９０
ＢＷ鋼が一般的に用いられている。また、やや大型の構
造物の場合は鋼材の重量低減のため高強度鋼材としてＳ
ＭＡ５７０ＱＷ、ＳＭＡ５７０ＱＰ鋼が一部用いられて
きた。このＳＭＡ５７０ＱＷ、ＳＭＡ５７０ＱＰ鋼の溶
接においては鋼材のＨＡＺ部の靱性低下防止や遅れ割れ
防止等の観点から、溶融フラックスを用い溶接入熱は１
０ｋＪ／ｍｍ未満程度で用いられており、厚板の場合著
しく溶接能率が劣化していた。しかしながら、ＴＭＣＰ
技術等の発達に伴い比較的低Ｃｅｑ（炭素当量）でＨＡ
Ｚ部の性能が確保できる大入熱用耐候性鋼が開発され、
それに対応する溶接材料および施工法の開発が急務とな
った。
Ｓ Ｚ３１１４に規定されたＳＭＡ４００、ＳＭ４９０
ＢＷ鋼が一般的に用いられている。また、やや大型の構
造物の場合は鋼材の重量低減のため高強度鋼材としてＳ
ＭＡ５７０ＱＷ、ＳＭＡ５７０ＱＰ鋼が一部用いられて
きた。このＳＭＡ５７０ＱＷ、ＳＭＡ５７０ＱＰ鋼の溶
接においては鋼材のＨＡＺ部の靱性低下防止や遅れ割れ
防止等の観点から、溶融フラックスを用い溶接入熱は１
０ｋＪ／ｍｍ未満程度で用いられており、厚板の場合著
しく溶接能率が劣化していた。しかしながら、ＴＭＣＰ
技術等の発達に伴い比較的低Ｃｅｑ（炭素当量）でＨＡ
Ｚ部の性能が確保できる大入熱用耐候性鋼が開発され、
それに対応する溶接材料および施工法の開発が急務とな
った。
【０００３】従来、耐候性鋼の溶接には、ＪＩＳ Ｚ３
３５２に規定される溶融型フラックスとＪＩＳ Ｚ３３
５１のＹＳ−ＣｕＣ１またはＹＳ−ＣｕＣ２に規定され
るサブマージアーク溶接用ソリッドワイヤを組み合わ
せ、前途のごとくＨＡＺ部の靱性劣化防止のため溶接入
熱を１０ｋＪ／ｍｍ程度未満として溶接を実施するのが
通常であった。このため、板厚２５ｍｍ程度までは両面
１層で継手を仕上げることができるが、これを越える板
厚については両面多層溶接となり溶接能率の点で劣って
いた。
３５２に規定される溶融型フラックスとＪＩＳ Ｚ３３
５１のＹＳ−ＣｕＣ１またはＹＳ−ＣｕＣ２に規定され
るサブマージアーク溶接用ソリッドワイヤを組み合わ
せ、前途のごとくＨＡＺ部の靱性劣化防止のため溶接入
熱を１０ｋＪ／ｍｍ程度未満として溶接を実施するのが
通常であった。このため、板厚２５ｍｍ程度までは両面
１層で継手を仕上げることができるが、これを越える板
厚については両面多層溶接となり溶接能率の点で劣って
いた。
【０００４】Ｃｕ−Ｃｒ−Ｎｉ系の溶接金属を得る高耐
候性鋼のサブマージアーク溶接用ワイヤおよびフラック
スの例が特公昭６０−４８２７９号等に開示されてい
る。さらに、海浜部においての耐食性に優れ、かつ、耐
高温特性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｎｂ系耐食性耐火
鋼用サブマージアーク溶接ワイヤおよびフラックスが特
開平２−２６８９９４号に開示されている。さらにま
た、耐候性に優れ、耐高温延性に優れたＣｕ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｍｏ−Ｎｂ系サブマージアーク溶接方法が特開平３
−１７４９７８号に開示されている。
候性鋼のサブマージアーク溶接用ワイヤおよびフラック
スの例が特公昭６０−４８２７９号等に開示されてい
る。さらに、海浜部においての耐食性に優れ、かつ、耐
高温特性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｎｂ系耐食性耐火
鋼用サブマージアーク溶接ワイヤおよびフラックスが特
開平２−２６８９９４号に開示されている。さらにま
た、耐候性に優れ、耐高温延性に優れたＣｕ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｍｏ−Ｎｂ系サブマージアーク溶接方法が特開平３
−１７４９７８号に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の特公昭
６０−４８２７９号に提案された高耐候性鋼板のサブマ
ージアーク溶接は耐割れ性の改善を目的としたものであ
り、適用入熱も１０ｋＪ／ｍｍ程度未満で用いられてお
り作業能率が低下する。また、溶接入熱を１０〜５０ｋ
Ｊ／ｍｍとして溶接を実施したところ耐割れ性が良好と
はいえない。
６０−４８２７９号に提案された高耐候性鋼板のサブマ
ージアーク溶接は耐割れ性の改善を目的としたものであ
り、適用入熱も１０ｋＪ／ｍｍ程度未満で用いられてお
り作業能率が低下する。また、溶接入熱を１０〜５０ｋ
Ｊ／ｍｍとして溶接を実施したところ耐割れ性が良好と
はいえない。
【０００６】また前記特開平２−２６８９９４号で提案
された耐食性鋼用サブマージアーク溶接用ワイヤおよび
ボンドフラックスはＣｒを添加しないものであり、Ｃｒ
を含有するＪＩＳ Ｚ３１１４鋼用のサブマージアーク
溶接用ワイヤおよびフラックスとしては不充分である。
また、適用入熱も１０ｋＪ／ｍｍ程度未満で、従来の技
術の範疇内である。
された耐食性鋼用サブマージアーク溶接用ワイヤおよび
ボンドフラックスはＣｒを添加しないものであり、Ｃｒ
を含有するＪＩＳ Ｚ３１１４鋼用のサブマージアーク
溶接用ワイヤおよびフラックスとしては不充分である。
また、適用入熱も１０ｋＪ／ｍｍ程度未満で、従来の技
術の範疇内である。
【０００７】さらに、前記特開平３−１７４９７８号に
おいては、ボンドフラックスを用い溶接入熱１３ｋＪ／
ｍｍのサブマージアーク溶接が開示されているが、特に
高温延性の確保という観点から検討したものであり、さ
らにそれ以上の溶接入熱においては、良好な溶接作業性
を得るための検討が十分されていない。
おいては、ボンドフラックスを用い溶接入熱１３ｋＪ／
ｍｍのサブマージアーク溶接が開示されているが、特に
高温延性の確保という観点から検討したものであり、さ
らにそれ以上の溶接入熱においては、良好な溶接作業性
を得るための検討が十分されていない。
【０００８】本発明は上記の従来技術の問題点に鑑み、
大入熱用耐候性鋼の大入熱サブマージアーク溶接におい
て溶接作業性が良好で、高靱性が得られる大入熱耐候性
鋼用サブマージアーク溶接方法を提供することを目的と
するものである。
大入熱用耐候性鋼の大入熱サブマージアーク溶接におい
て溶接作業性が良好で、高靱性が得られる大入熱耐候性
鋼用サブマージアーク溶接方法を提供することを目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、大入熱用耐候性鋼サブマージアーク
溶接方法において全ワイヤに対し、重量％（以下同じ）
で、Ｃ：０．０７〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．
２０％、Ｍｎ：１．０〜２．４％、Ｃｕ：０．２５〜
０．６０％、Ｃｒ：０．３０〜０．７５％、Ｎｉ：０．
０５〜０．７５％を含有するサブマージアーク溶接用ワ
イヤと、全フラックス重量に対し、ＳｉＯ2 ：１５〜２
５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０％、ＭｇＯ：８〜１８
％、ＴｉＯ2：５〜１３％、ＺｒＯ2 ：１〜７％、鉄
粉：５〜２０％、Ｌｉ炭酸塩またはＬｉ弗化物をＬｉに
換算して０．０５〜１．０％、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃ
ｒ：１％以下、Ｎｉ：１％以下を含有し、Ｃｕ＋Ｃｒ＋
Ｎｉ：１％以下であるサブマージアーク溶接用ボンドフ
ラックスを用いて耐候性鋼を溶接入熱１０〜５０ｋＪ／
ｍｍで１層または多層サブマージアーク溶接することを
特徴とする良好な溶接作業性と高靱性が得られる大入熱
用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法である。
するものであって、大入熱用耐候性鋼サブマージアーク
溶接方法において全ワイヤに対し、重量％（以下同じ）
で、Ｃ：０．０７〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．
２０％、Ｍｎ：１．０〜２．４％、Ｃｕ：０．２５〜
０．６０％、Ｃｒ：０．３０〜０．７５％、Ｎｉ：０．
０５〜０．７５％を含有するサブマージアーク溶接用ワ
イヤと、全フラックス重量に対し、ＳｉＯ2 ：１５〜２
５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０％、ＭｇＯ：８〜１８
％、ＴｉＯ2：５〜１３％、ＺｒＯ2 ：１〜７％、鉄
粉：５〜２０％、Ｌｉ炭酸塩またはＬｉ弗化物をＬｉに
換算して０．０５〜１．０％、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃ
ｒ：１％以下、Ｎｉ：１％以下を含有し、Ｃｕ＋Ｃｒ＋
Ｎｉ：１％以下であるサブマージアーク溶接用ボンドフ
ラックスを用いて耐候性鋼を溶接入熱１０〜５０ｋＪ／
ｍｍで１層または多層サブマージアーク溶接することを
特徴とする良好な溶接作業性と高靱性が得られる大入熱
用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、まず大入熱用耐候
性鋼のサブマージアーク溶接金属において耐候性の特性
を附与するために必要なＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉを適量添加す
ることとした。すなわち、ＪＩＳ Ｚ３１８３の耐候性
鋼の溶接金属においてＷとＰタイプを同時に満足する
量、Ｃｕ：０．３０〜０．５０％、Ｃｒ：０．４５〜
０．６０％、Ｎｉ：０．０５〜０．７０％添加すること
とした。このＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉはほとんどワイヤから添
加する。また、大入熱溶接性を得るためにはフラックス
の鉄粉の添加が必要である。フラックス中の鉄粉量や母
材希釈によって溶接金属へのワイヤ寄与率が一定とはな
らないため、ワイヤ中のＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉの含有率がそ
のまま溶接金属中の含有率とはならず、一般的には減少
する。このため、フラックス中に不足分を補うために、
微少のＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉを添加する。
性鋼のサブマージアーク溶接金属において耐候性の特性
を附与するために必要なＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉを適量添加す
ることとした。すなわち、ＪＩＳ Ｚ３１８３の耐候性
鋼の溶接金属においてＷとＰタイプを同時に満足する
量、Ｃｕ：０．３０〜０．５０％、Ｃｒ：０．４５〜
０．６０％、Ｎｉ：０．０５〜０．７０％添加すること
とした。このＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉはほとんどワイヤから添
加する。また、大入熱溶接性を得るためにはフラックス
の鉄粉の添加が必要である。フラックス中の鉄粉量や母
材希釈によって溶接金属へのワイヤ寄与率が一定とはな
らないため、ワイヤ中のＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉの含有率がそ
のまま溶接金属中の含有率とはならず、一般的には減少
する。このため、フラックス中に不足分を補うために、
微少のＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉを添加する。
【００１１】以下にワイヤについて成分特定理由を説明
する。ワイヤは耐候性の特性を得ることと強度を満足さ
せ、かつ良好な靱性を得るための成分設計が必要であ
る。
する。ワイヤは耐候性の特性を得ることと強度を満足さ
せ、かつ良好な靱性を得るための成分設計が必要であ
る。
【００１２】まず、Ｃは０．０７〜０．１５％とする必
要がある。すなわち、Ｃは脱酸元素として極めて重要で
あり、適当量の添加により溶接金属中の酸素量を低減
し、靱性を向上させるが０．０７％未満ではその効果が
少なくまた強度も不足する。しかし、０．１５％を越え
ると強度が過大となり靱性が劣化し、また溶接金属の凝
固時に粒界に偏析しやすく高温割れを生じる傾向とな
る。
要がある。すなわち、Ｃは脱酸元素として極めて重要で
あり、適当量の添加により溶接金属中の酸素量を低減
し、靱性を向上させるが０．０７％未満ではその効果が
少なくまた強度も不足する。しかし、０．１５％を越え
ると強度が過大となり靱性が劣化し、また溶接金属の凝
固時に粒界に偏析しやすく高温割れを生じる傾向とな
る。
【００１３】Ｓｉは０．０１〜０．２０％に限定する必
要がある。すなわち、Ｓｉは脱酸元素として重要であ
り、適当量の添加により溶接金属中の酸素量を低減し、
靱性を向上させるが０．０１％未満ではその効果が少な
い。しかし、０．２０％を越えると強度が過大となり、
溶接金属の靱性が劣化する。
要がある。すなわち、Ｓｉは脱酸元素として重要であ
り、適当量の添加により溶接金属中の酸素量を低減し、
靱性を向上させるが０．０１％未満ではその効果が少な
い。しかし、０．２０％を越えると強度が過大となり、
溶接金属の靱性が劣化する。
【００１４】Ｍｎは１．０〜２．４％に限定する必要が
ある。Ｍｎは靱性を得るためには必須成分であるが、過
多になると強度が過大となりかえって靱性が劣化する。
すなわち、１．０％未満では靱性が満足せず、一方、
２．４％を超えると強度が過大となりかえって靱性が劣
化する。
ある。Ｍｎは靱性を得るためには必須成分であるが、過
多になると強度が過大となりかえって靱性が劣化する。
すなわち、１．０％未満では靱性が満足せず、一方、
２．４％を超えると強度が過大となりかえって靱性が劣
化する。
【００１５】Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉはそれぞれ十分な耐候性
を得るためＣｕ：０．２５〜０．６０％、Ｃｒ：０．３
０〜０．７５％、Ｎｉ：０．０５〜０．７５％とした。
ただし、溶接金属がＪＩＳ Ｚ３１１４の規格内に入る
ことが必要十分条件である。
を得るためＣｕ：０．２５〜０．６０％、Ｃｒ：０．３
０〜０．７５％、Ｎｉ：０．０５〜０．７５％とした。
ただし、溶接金属がＪＩＳ Ｚ３１１４の規格内に入る
ことが必要十分条件である。
【００１６】また、本願発明ワイヤには以上規定した成
分以外としては、Ｔｉを０．０５％以下、Ａｌを０．０
４０％以下、Ｎｂを０．０３０％以下、Ｐを０．０２０
％以下、Ｓを０．０１５％以下を許容できる。その他残
部はＦｅおよび不可避的不純物である。
分以外としては、Ｔｉを０．０５％以下、Ａｌを０．０
４０％以下、Ｎｂを０．０３０％以下、Ｐを０．０２０
％以下、Ｓを０．０１５％以下を許容できる。その他残
部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００１７】次に、本発明フラックスについて詳述す
る。本発明フラックスは金属粉を含有するためボンドフ
ラックスに限定する。
る。本発明フラックスは金属粉を含有するためボンドフ
ラックスに限定する。
【００１８】まず、ＳｉＯ2 は１５〜２５％であること
が必要がある。ＳｉＯ2 はスラグの粘性を増加させ、止
端部のなじみが良い溶接ビードを形成するのに極めて有
効な成分である。このようなＳｉＯ2 の効果は１５％以
上の添加で得ることができるが、一方２５％を超えて添
加すると、スラグの融点が低下し溶接ビードの表面が乱
れ、さらに溶接金属中の酸素量を増加させ、溶接金属の
靱性が劣化する。
が必要がある。ＳｉＯ2 はスラグの粘性を増加させ、止
端部のなじみが良い溶接ビードを形成するのに極めて有
効な成分である。このようなＳｉＯ2 の効果は１５％以
上の添加で得ることができるが、一方２５％を超えて添
加すると、スラグの融点が低下し溶接ビードの表面が乱
れ、さらに溶接金属中の酸素量を増加させ、溶接金属の
靱性が劣化する。
【００１９】Ａｌ2 Ｏ3 は２０〜３０％にすることが必
要である。Ａｌ2 Ｏ3 はスラグの流動性を高め止端のな
じみがよいビードの形成に有効であり、またスラグ剥離
性も改善する。このようなＡｌ2 Ｏ3 の効果は２０％以
上で得られるが、一方３０％を越えて添加するとビード
幅が狭くなり、止端部のなじみが悪くなり、また凸ビー
ドとなる。
要である。Ａｌ2 Ｏ3 はスラグの流動性を高め止端のな
じみがよいビードの形成に有効であり、またスラグ剥離
性も改善する。このようなＡｌ2 Ｏ3 の効果は２０％以
上で得られるが、一方３０％を越えて添加するとビード
幅が狭くなり、止端部のなじみが悪くなり、また凸ビー
ドとなる。
【００２０】ＭｇＯは８〜１８％にすることが必要であ
る。ＭｇＯは融点が高くスラグの耐火性を向上させ、平
滑でビード幅の広いなじみの良いビードを形成するのに
極めて有効な成分である。また、塩基性成分であり靱性
の確保にも効果がある。このようなＭｇＯの効果は８％
以上で得られるが１８％を越えて添加するとスラグ量が
増加しかつビード止端の立ち上がり角度が急になりビー
ドの形状が劣化する。
る。ＭｇＯは融点が高くスラグの耐火性を向上させ、平
滑でビード幅の広いなじみの良いビードを形成するのに
極めて有効な成分である。また、塩基性成分であり靱性
の確保にも効果がある。このようなＭｇＯの効果は８％
以上で得られるが１８％を越えて添加するとスラグ量が
増加しかつビード止端の立ち上がり角度が急になりビー
ドの形状が劣化する。
【００２１】ＴｉＯ2 は５〜１３％であることが必要が
ある。ＴｉＯ2 はビード表面の平滑性およびビード止端
部の揃いを改善するのに有効である。このようなＴｉＯ
2 の効果は５％以上の添加で得ることができるが、一方
１３％を超えて添加するとかえってビード表面にスラグ
の焼き付きが生じる。
ある。ＴｉＯ2 はビード表面の平滑性およびビード止端
部の揃いを改善するのに有効である。このようなＴｉＯ
2 の効果は５％以上の添加で得ることができるが、一方
１３％を超えて添加するとかえってビード表面にスラグ
の焼き付きが生じる。
【００２２】ＺｒＯ2 は１〜７％であることが必要があ
る。ＺｒＯ2 は融点が高くスラグの耐火性を向上させ、
ビード幅の広いなじみの良いビードを形成するのに極め
て有効な成分である。このようなＺｒＯ2 の効果は１％
以上の添加で得ることができるが、一方７％を超えて添
加するとスラグ量が増加しかつビード止端部に焼き付き
が生じるようになる。
る。ＺｒＯ2 は融点が高くスラグの耐火性を向上させ、
ビード幅の広いなじみの良いビードを形成するのに極め
て有効な成分である。このようなＺｒＯ2 の効果は１％
以上の添加で得ることができるが、一方７％を超えて添
加するとスラグ量が増加しかつビード止端部に焼き付き
が生じるようになる。
【００２３】鉄粉は５〜２０％にすることが必要があ
る。鉄粉は溶着速度を増加させ、実質の溶接入熱を低下
させることができる。鉄粉が５％未満ではこの効果が少
なく、一方２０％を越えるとビード止端部に粒状の突起
が発生する。
る。鉄粉は溶着速度を増加させ、実質の溶接入熱を低下
させることができる。鉄粉が５％未満ではこの効果が少
なく、一方２０％を越えるとビード止端部に粒状の突起
が発生する。
【００２４】さらに、本発明フラックスはＬｉ炭酸塩ま
たはＬｉ弗化物をＬｉに換算して０．０５〜１．０％含
有することが必要である。Ｌｉを添加することにより、
原料中の−ＯＨ基と結合し、水分との反応を抑え吸湿を
少なくし、溶接金属中の拡散性水素量をさらに低減す
る。このような効果はＬｉ炭酸塩またはＬｉ弗化物をＬ
ｉに換算して０．０５％以上で得ることができるが、
１．０％を超えるとフラックスの粒子強度が小さくなり
フラックスが溶接中に粉化してポックマークが発生す
る。
たはＬｉ弗化物をＬｉに換算して０．０５〜１．０％含
有することが必要である。Ｌｉを添加することにより、
原料中の−ＯＨ基と結合し、水分との反応を抑え吸湿を
少なくし、溶接金属中の拡散性水素量をさらに低減す
る。このような効果はＬｉ炭酸塩またはＬｉ弗化物をＬ
ｉに換算して０．０５％以上で得ることができるが、
１．０％を超えるとフラックスの粒子強度が小さくなり
フラックスが溶接中に粉化してポックマークが発生す
る。
【００２５】また、本発明フラックスには耐候性を得る
成分を調整するためにＣｕ：０．５％以下、Ｃｒ：１％
以下、Ｎｉ：１％以下で適量添加する。しかし、多量に
添加すると偏析が生じる原因となる。したがってＣｕ＋
Ｃｒ＋Ｎｉ：１％以下に限定する。
成分を調整するためにＣｕ：０．５％以下、Ｃｒ：１％
以下、Ｎｉ：１％以下で適量添加する。しかし、多量に
添加すると偏析が生じる原因となる。したがってＣｕ＋
Ｃｒ＋Ｎｉ：１％以下に限定する。
【００２６】以上のほかに、フラックスの成分としては
Ｂ2 Ｏ3 は１％以下、ＣＯ2 は１０％以下、Ｓは３％以
下、Ａｌは１％以下、Ｔｉは１％以下、Ｍｎは５％以下
で適宜添加できる。このほかに、フラックス中の不可避
成分としては水ガラスなどからもたらされるＮａ2 Ｏ、
Ｋ2 Ｏがあり、また、原料の不純物として含有されるＭ
ｎＯ、ＦｅＯ等があるがＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏはそれぞれ３
％以下、ＭｎＯ、ＦｅＯ等は１％以下が望ましい。
Ｂ2 Ｏ3 は１％以下、ＣＯ2 は１０％以下、Ｓは３％以
下、Ａｌは１％以下、Ｔｉは１％以下、Ｍｎは５％以下
で適宜添加できる。このほかに、フラックス中の不可避
成分としては水ガラスなどからもたらされるＮａ2 Ｏ、
Ｋ2 Ｏがあり、また、原料の不純物として含有されるＭ
ｎＯ、ＦｅＯ等があるがＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏはそれぞれ３
％以下、ＭｎＯ、ＦｅＯ等は１％以下が望ましい。
【００２７】また、本発明に用いるフラックスはボンド
フラックスであることが必要であるが、これは本発明に
用いるフラックス中には金属炭酸塩あるいは鉄粉、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇなどの金属粉を添加することか
ら、製造中に高温焼成をするシンターフラックスあるい
は溶解をする溶融フラックスではこれらの成分の分解あ
るいは酸化消耗が起こり、品質の確保が困難であるため
である。この点から５５０℃程度以下で焼成されるボン
ドフラックスであることが必要である。
フラックスであることが必要であるが、これは本発明に
用いるフラックス中には金属炭酸塩あるいは鉄粉、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇなどの金属粉を添加することか
ら、製造中に高温焼成をするシンターフラックスあるい
は溶解をする溶融フラックスではこれらの成分の分解あ
るいは酸化消耗が起こり、品質の確保が困難であるため
である。この点から５５０℃程度以下で焼成されるボン
ドフラックスであることが必要である。
【００２８】また、本発明の溶接方法は上述のワイヤお
よびフラックスを用いて大入熱耐候性鋼を溶接入熱１０
〜５０ｋＪ／ｍｍで１層あるいは多層溶接するサブマー
ジアーク溶接方法であり、この溶接入熱範囲で最も良好
な溶接作業性と高靱性が得られるものである。
よびフラックスを用いて大入熱耐候性鋼を溶接入熱１０
〜５０ｋＪ／ｍｍで１層あるいは多層溶接するサブマー
ジアーク溶接方法であり、この溶接入熱範囲で最も良好
な溶接作業性と高靱性が得られるものである。
【００２９】
【実施例】以下実施例により、本発明の効果をさらに具
体的に示す。鋼ワイヤとして表１に示すＷ１〜Ｗ７の７
種類の組成のワイヤを作製した。このうちＷ１〜Ｗ４は
本発明のワイヤ、Ｗ５〜Ｗ７は本発明の効果を明確にす
るための比較例のワイヤである。ワイヤ径はいずれも
４．８ｍｍである。
体的に示す。鋼ワイヤとして表１に示すＷ１〜Ｗ７の７
種類の組成のワイヤを作製した。このうちＷ１〜Ｗ４は
本発明のワイヤ、Ｗ５〜Ｗ７は本発明の効果を明確にす
るための比較例のワイヤである。ワイヤ径はいずれも
４．８ｍｍである。
【００３０】
【表１】
【００３１】次に、表２に示すＦ１〜Ｆ１３の１３種類
の組成のフラックスを作製した。このうちＦ１〜Ｆ５は
本発明のフラックス、Ｆ６〜Ｆ１３は本発明の効果を明
確にするための比較例のフラックスである。フラックス
は、まずフラックス原料を配合、混合して水ガラスを固
着剤として造粒した後、３８０℃で２時間の条件で焼成
し、１２〜１００メッシュに整粒して作製したボンドフ
ラックスである。
の組成のフラックスを作製した。このうちＦ１〜Ｆ５は
本発明のフラックス、Ｆ６〜Ｆ１３は本発明の効果を明
確にするための比較例のフラックスである。フラックス
は、まずフラックス原料を配合、混合して水ガラスを固
着剤として造粒した後、３８０℃で２時間の条件で焼成
し、１２〜１００メッシュに整粒して作製したボンドフ
ラックスである。
【００３２】
【表２】
【００３３】これらのワイヤとフラックスを組み合せ溶
接金属試験を実施した。鋼板は表３に示す板厚５０ｍｍ
のＳＭＡ５７０ＷＱ−ＭＯＤ鋼である。また、開先形状
は図１に示すＶ溝である。図中のθ＝４０°、ｔ１＝３
２ｍｍ、ｔ２＝１８ｍｍで溶接長は１５００ｍｍであ
る。この開先にＬ極は１５００Ａ、、３８Ｖ、Ｔ極は１
２００Ａ、４６Ｖ、溶接速度２５０ｍｍ／ｍｉｎで予熱
を行わずに溶接した。
接金属試験を実施した。鋼板は表３に示す板厚５０ｍｍ
のＳＭＡ５７０ＷＱ−ＭＯＤ鋼である。また、開先形状
は図１に示すＶ溝である。図中のθ＝４０°、ｔ１＝３
２ｍｍ、ｔ２＝１８ｍｍで溶接長は１５００ｍｍであ
る。この開先にＬ極は１５００Ａ、、３８Ｖ、Ｔ極は１
２００Ａ、４６Ｖ、溶接速度２５０ｍｍ／ｍｉｎで予熱
を行わずに溶接した。
【００３４】
【表３】
【００３５】溶接終了から４８時間以上経過した後、超
音波探傷試験により溶接部の割れの有無について調査し
た。さらに、欠陥のない試料については、板表面１５ｍ
ｍ下の溶接部よりＪＩＳ Ａ１号引張試験片およびＪＩ
Ｓ４号Ｖノッチシャルピー試験片をそれぞれ採取して供
試した。その結果を表４に示す。
音波探傷試験により溶接部の割れの有無について調査し
た。さらに、欠陥のない試料については、板表面１５ｍ
ｍ下の溶接部よりＪＩＳ Ａ１号引張試験片およびＪＩ
Ｓ４号Ｖノッチシャルピー試験片をそれぞれ採取して供
試した。その結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】
【００３７】表４の中でＮｏ．１〜Ｎｏ．５は本発明の
実施例、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１６は本発明の効果を明確に
するための比較例である。これらの結果、本発明の実施
例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は予熱なしの溶接においても割れ
の発生がなく、ビード外観も良好であり、また引張強
度、−５℃のシャルピー吸収エネルギー値とも良好な値
を示した。
実施例、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１６は本発明の効果を明確に
するための比較例である。これらの結果、本発明の実施
例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は予熱なしの溶接においても割れ
の発生がなく、ビード外観も良好であり、また引張強
度、−５℃のシャルピー吸収エネルギー値とも良好な値
を示した。
【００３８】比較例のうちＮｏ．６はワイヤ中のＣが過
多で、ビード中央に高温割れが発生したため以後の試験
を中止した。また比較例のうちＮｏ．７はワイヤ中のＣ
が不足で脱酸不足となり靱性が劣化した。また比較例の
うちＮｏ．８はワイヤ中のＭｎが過多で強度過大とな
り、靱性が劣化した。
多で、ビード中央に高温割れが発生したため以後の試験
を中止した。また比較例のうちＮｏ．７はワイヤ中のＣ
が不足で脱酸不足となり靱性が劣化した。また比較例の
うちＮｏ．８はワイヤ中のＭｎが過多で強度過大とな
り、靱性が劣化した。
【００３９】比較例のうちＮｏ．９はフラックス中のの
ＳｉＯ2 とＴｉＯ2 が不足でビードの揃いがやや悪く、
かつ、Ａｌ2 Ｏ3 が過多で凸ビードとなった。また比較
例のうちＮｏ．１０はフラックスのＳｉＯ2 過多および
Ａｌ2 Ｏ3 が不足でビード表面が不良となったため以後
の試験を中止した。
ＳｉＯ2 とＴｉＯ2 が不足でビードの揃いがやや悪く、
かつ、Ａｌ2 Ｏ3 が過多で凸ビードとなった。また比較
例のうちＮｏ．１０はフラックスのＳｉＯ2 過多および
Ａｌ2 Ｏ3 が不足でビード表面が不良となったため以後
の試験を中止した。
【００４０】比較例のうちＮｏ．１１はフラックスのＭ
ｇＯ過多でビード止端の立ち上がり角度が急であり、Ｚ
ｒＯ2 が不足でビードの揃いが不良で、かつ、Ｌｉが過
多のためポックマークが発生した。また比較例のうちＮ
ｏ．１２はフラックスのＭｇＯ不足でビード形状が不良
となり、ＴｉＯ2 およびＺｒＯ2 が過多でビード表面に
スラグのこびり着きが発生したので以後の試験を中止し
た。
ｇＯ過多でビード止端の立ち上がり角度が急であり、Ｚ
ｒＯ2 が不足でビードの揃いが不良で、かつ、Ｌｉが過
多のためポックマークが発生した。また比較例のうちＮ
ｏ．１２はフラックスのＭｇＯ不足でビード形状が不良
となり、ＴｉＯ2 およびＺｒＯ2 が過多でビード表面に
スラグのこびり着きが発生したので以後の試験を中止し
た。
【００４１】比較例のうちＮｏ．１３はフラックスの鉄
粉が不足で溶着量が少なく、溶着量不足でビード形状不
良となったので以後の試験を中止した。また比較例のう
ちＮｏ．１４はフラックスの鉄粉過多でビード表面に粒
状の突起物が生成し、かつ、Ｌｉが不足のため低温割れ
が発生したので以後の試験を中止した。
粉が不足で溶着量が少なく、溶着量不足でビード形状不
良となったので以後の試験を中止した。また比較例のう
ちＮｏ．１４はフラックスの鉄粉過多でビード表面に粒
状の突起物が生成し、かつ、Ｌｉが不足のため低温割れ
が発生したので以後の試験を中止した。
【００４２】比較例のうちＮｏ．１５はフラックスのＣ
ｒ過多およびＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量が過多のため割れが発
生したので以後の試験を中止した。また比較例のうちＮ
ｏ．１６はフラックスのＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量が過多のた
め割れが発生したので以後の試験を中止した。
ｒ過多およびＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量が過多のため割れが発
生したので以後の試験を中止した。また比較例のうちＮ
ｏ．１６はフラックスのＣｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量が過多のた
め割れが発生したので以後の試験を中止した。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明を用いれば、
実施例にも示した通り大入熱用耐候性鋼のサブマージア
ーク溶接方法において、大入熱溶接を実施しても溶接作
業性が良好で溶接割れもなく、靱性も良好な溶接部が得
られ、大型構造物の溶接に貢献するところが大である。
実施例にも示した通り大入熱用耐候性鋼のサブマージア
ーク溶接方法において、大入熱溶接を実施しても溶接作
業性が良好で溶接割れもなく、靱性も良好な溶接部が得
られ、大型構造物の溶接に貢献するところが大である。
【図１】実施例で用いた溶接試験板の開先形状を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/42 Ｃ２２Ｃ 38/42 38/58 38/58
Claims (1)
- 【請求項１】 大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接
方法において全ワイヤに対し、重量％（以下同じ）で、 Ｃ ：０．０７〜０．１５％、 Ｓｉ：０．０１〜０．２０％、 Ｍｎ：１．０〜２．４％、 Ｃｕ：０．２５〜０．６０％、 Ｃｒ：０．３０〜０．７５％、 Ｎｉ：０．０５〜０．７５％ を含有するサブマージアーク溶接用ワイヤと、全フラッ
クス重量に対し、 ＳｉＯ2 ：１５〜２５％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０％、 ＭｇＯ：８〜１８％、 ＴｉＯ2 ：５〜１３％、 ＺｒＯ2 ：１〜７％、 鉄粉：５〜２０％、 Ｌｉ炭酸塩またはＬｉ弗化物をＬｉに換算して０．０５
〜１．０％、 Ｃｕ：０．５％以下、 Ｃｒ：１％以下、 Ｎｉ：１％以下 を含有し、 Ｃｕ＋Ｃｒ＋Ｎｉ：１％以下 であるサブマージアーク溶接用ボンドフラックスを用い
て耐候性鋼を溶接入熱１０〜５０ｋＪ／ｍｍで１層また
は多層サブマージアーク溶接することを特徴とする良好
な溶接作業性と高靱性が得られる大入熱用耐候性鋼サブ
マージアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11710296A JPH09277083A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11710296A JPH09277083A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277083A true JPH09277083A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14703459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11710296A Pending JPH09277083A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 大入熱用耐候性鋼サブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09277083A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013073565A1 (ja) | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の高能率溶接方法 |
| KR101510564B1 (ko) * | 2013-12-10 | 2015-04-08 | 주식회사 포스코 | 서브머지드 아크 용접재료 |
| CN104785952A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种高纯净度焊条用钢 |
| CN108031957A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-15 | 中铁山桥集团有限公司 | 一种耐候全焊钢结构加劲梁悬索桥的焊接制造方法 |
| CN110181151A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-08-30 | 上海建工（江苏）钢结构有限公司 | 桥梁用耐候钢焊接工艺 |
| CN112238285A (zh) * | 2020-10-25 | 2021-01-19 | 广州增立钢管结构股份有限公司 | 一种耐候钢焊接方法 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP11710296A patent/JPH09277083A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013073565A1 (ja) | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の高能率溶接方法 |
| KR101510564B1 (ko) * | 2013-12-10 | 2015-04-08 | 주식회사 포스코 | 서브머지드 아크 용접재료 |
| CN104785952A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-22 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种高纯净度焊条用钢 |
| CN108031957A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-15 | 中铁山桥集团有限公司 | 一种耐候全焊钢结构加劲梁悬索桥的焊接制造方法 |
| CN110181151A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-08-30 | 上海建工（江苏）钢结构有限公司 | 桥梁用耐候钢焊接工艺 |
| CN112238285A (zh) * | 2020-10-25 | 2021-01-19 | 广州增立钢管结构股份有限公司 | 一种耐候钢焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |