JPH04162983A - マグネシュウム含有溶接用線材 - Google Patents
マグネシュウム含有溶接用線材Info
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- JPH04162983A JPH04162983A JP28735490A JP28735490A JPH04162983A JP H04162983 A JPH04162983 A JP H04162983A JP 28735490 A JP28735490 A JP 28735490A JP 28735490 A JP28735490 A JP 28735490A JP H04162983 A JPH04162983 A JP H04162983A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、鋼の溶接に使用する被覆アーク溶接棒の心線
あるいは溶接用ワイヤーに関するものである。
あるいは溶接用ワイヤーに関するものである。
［従来の技術］
鋼、特に高強度鋼の溶接において、溶接金属の優れた靭
性を確保するには、低酸素化が必要である。また溶接部
の割れ防止に、低水素化が必要である。溶接金属の酸素
が高い、すなわち酸化物が多いことは、酸化物が破壊の
起点になるため靭性が低下する。また溶接金属の水素が
高いと、いわゆる高強度鋼に顕著にみられる低温割れが
発生しやすい。低酸素化に対して特開昭５８−１６７９
６号公報に開示されているように、溶接材料にＭｇ（マ
グネシュウム）粉末を添加することが有効である。特公
平２−１２６７９号公報には水素含有の高い粉末状Ｍｇ
あるいはＭｇ合金がよいとの記載もある。溶接金属の水
素量は溶接材料の水素量に影響され、溶接金属の低水素
化には溶接材料の低水素化が必要である。しかしＭｇま
たはＭｇ合金は水素含有量が高い原料で、Ｍｇの使用は
溶接金属水素が高い傾向にある。通常のＭｇインゴット
は２０ｐｐｍ（軽金属Ｖ。
性を確保するには、低酸素化が必要である。また溶接部
の割れ防止に、低水素化が必要である。溶接金属の酸素
が高い、すなわち酸化物が多いことは、酸化物が破壊の
起点になるため靭性が低下する。また溶接金属の水素が
高いと、いわゆる高強度鋼に顕著にみられる低温割れが
発生しやすい。低酸素化に対して特開昭５８−１６７９
６号公報に開示されているように、溶接材料にＭｇ（マ
グネシュウム）粉末を添加することが有効である。特公
平２−１２６７９号公報には水素含有の高い粉末状Ｍｇ
あるいはＭｇ合金がよいとの記載もある。溶接金属の水
素量は溶接材料の水素量に影響され、溶接金属の低水素
化には溶接材料の低水素化が必要である。しかしＭｇま
たはＭｇ合金は水素含有量が高い原料で、Ｍｇの使用は
溶接金属水素が高い傾向にある。通常のＭｇインゴット
は２０ｐｐｍ（軽金属Ｖ。
１．２６（１９７６）、Ｎｏ、２．Ｐ６７−７５より引
用）程度の水素が含まれている。さらにＭｇは水分と接
触すると、水素を吸収しあるいは水酸化物を形成する。
用）程度の水素が含まれている。さらにＭｇは水分と接
触すると、水素を吸収しあるいは水酸化物を形成する。
このため粉状、粒状の表面積の大きいＭｇあるいはＭｇ
合金は、不十分な管理での保存では、保管中でも水素が
増加する。また溶接材料としての製造工程で水と接触し
て水素が高くなる。一方、Ｍｇは酸化しやすい。このた
め溶接材料の高温、長時間の乾燥が不可で、溶接材料全
体の脱水素が十分できない。特に被覆アーク溶接棒、あ
るいは潜弧溶接フラックスの場合、粉状のＭｇあるいは
Ｍｇ合金を他のフラックス原料に混入して、水ガラスで
固めて使用する。この水ガラス等の水分を除くため、５
００℃以上での乾燥が望ましいが、Ｍｇが酸化し、Ｍｇ
の効果が低下する。５００℃より低い温度の乾燥では脱
水素が不十分である。
合金は、不十分な管理での保存では、保管中でも水素が
増加する。また溶接材料としての製造工程で水と接触し
て水素が高くなる。一方、Ｍｇは酸化しやすい。このた
め溶接材料の高温、長時間の乾燥が不可で、溶接材料全
体の脱水素が十分できない。特に被覆アーク溶接棒、あ
るいは潜弧溶接フラックスの場合、粉状のＭｇあるいは
Ｍｇ合金を他のフラックス原料に混入して、水ガラスで
固めて使用する。この水ガラス等の水分を除くため、５
００℃以上での乾燥が望ましいが、Ｍｇが酸化し、Ｍｇ
の効果が低下する。５００℃より低い温度の乾燥では脱
水素が不十分である。
［発明が解決しようとする課題］
高強度鋼の溶接においては、溶接金属の低酸素化と低水
素化の両立が必要である。本発明の目的は低酸素化のた
めに溶接材料にＭｇを使用する方法において、溶接材料
の乾燥でのＭｇあるいはＭｇ合金の酸化を防止すると共
に、溶接材料全体の低水素化の両立する溶接線材を提供
するものである。
素化の両立が必要である。本発明の目的は低酸素化のた
めに溶接材料にＭｇを使用する方法において、溶接材料
の乾燥でのＭｇあるいはＭｇ合金の酸化を防止すると共
に、溶接材料全体の低水素化の両立する溶接線材を提供
するものである。
［課題を解決するための手段］
本発明に係わる溶接線材は、錆の溶接に使用する線材に
おいて、棒もしくは板状の水素の含有量が１５ｐｐｍ以
下のマグネシュウムまたはマグネシュウムを１０重量以
上含むマグネシュウム合金と、その外側を覆う鉄または
鋼からなり、圧延または線引きで加工されており、線材
全体に対するマグネシュウム含有量が０．３重量％以上
、７重量％以下であることを特徴とする溶接線材にある
。
おいて、棒もしくは板状の水素の含有量が１５ｐｐｍ以
下のマグネシュウムまたはマグネシュウムを１０重量以
上含むマグネシュウム合金と、その外側を覆う鉄または
鋼からなり、圧延または線引きで加工されており、線材
全体に対するマグネシュウム含有量が０．３重量％以上
、７重量％以下であることを特徴とする溶接線材にある
。
［作用コ
まず、本発明でのＭｇあるいはＭｇ合金は棒あるいは板
状で、その水素含有量は１５ｐｐｍ以下とする。
状で、その水素含有量は１５ｐｐｍ以下とする。
前述したようにＭｇあるいはＭｇ合金はもともと水素量
が高く、かつ粉あるいは粒状の表面積が大きいものが使
用されていた。表面積の小さい棒あるいは板状のものを
使用することで、水分と接触したときの水素増加を低減
する。また水素の含有は０に近い含有が必要であるが１
５ｐｐｍ以下であれば従来技術より顕著な効果があり、
１５ｐｐｍ以下の含有とした。水素の低減には水素含有
量の少ない原料を選択すると共に、真空中あるいは高純
度不活性ガス雰囲気中で加熱処理する。加熱温度は３６
０〜５００℃程度がよく、３５０℃以下では水酸化マグ
ネシュウムの分解が十分でなく、脱水素効果が小さい。
が高く、かつ粉あるいは粒状の表面積が大きいものが使
用されていた。表面積の小さい棒あるいは板状のものを
使用することで、水分と接触したときの水素増加を低減
する。また水素の含有は０に近い含有が必要であるが１
５ｐｐｍ以下であれば従来技術より顕著な効果があり、
１５ｐｐｍ以下の含有とした。水素の低減には水素含有
量の少ない原料を選択すると共に、真空中あるいは高純
度不活性ガス雰囲気中で加熱処理する。加熱温度は３６
０〜５００℃程度がよく、３５０℃以下では水酸化マグ
ネシュウムの分解が十分でなく、脱水素効果が小さい。
また５００℃を超えると酸化が大きくなる。
Ｍｇの添加量は０．３％＋１％以上、７ｗｔ％以下とす
る。
る。
Ｍｇ添加量０．３ｗｔ％未満ではＭｇ添加の効果が認め
られない。また７ｗｔ％を超えるとＭｇの蒸発が大きく
、アークが不安定になり、ビード形状の乱れも大きくな
る。
られない。また７ｗｔ％を超えるとＭｇの蒸発が大きく
、アークが不安定になり、ビード形状の乱れも大きくな
る。
またＭｇ合金を使用する場合、Ｍｇの含有量は１０重量
％以上とするゆＭｇ合金として、Ｓｌ−Ｍｇ。
％以上とするゆＭｇ合金として、Ｓｌ−Ｍｇ。
ＡＱ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍｇ等を使用する。これらの使用は
Ｓｉ、ＡＱ等の影響から、その使用量が制限される場合
があり、Ｍｇの含有量は高いものほど好ましく、１０重
量％以上とした。
Ｓｉ、ＡＱ等の影響から、その使用量が制限される場合
があり、Ｍｇの含有量は高いものほど好ましく、１０重
量％以上とした。
鉄又は鋼によるＭｇあるいはＭｇ合金の包み方は、鋼管
の中に棒または板状のＭｇあるいはＭｇ合金を挿入する
、あるいはＭｇあるいはＭｇ合金を鉄板で包み、開口部
を接合する。そして圧延またあるいは線引きする。Ｍｇ
ｙ Ｍｇ合金を鋼管で包むことで、圧延、線引き、乾燥
等の工程で、酸化また吸水素を防止できる。またＭｇｔ
Ｍｇ合金は線材加工のしにくい材料であるが、鉄又は
鋼で包むことで、加工が容易になる。
の中に棒または板状のＭｇあるいはＭｇ合金を挿入する
、あるいはＭｇあるいはＭｇ合金を鉄板で包み、開口部
を接合する。そして圧延またあるいは線引きする。Ｍｇ
ｙ Ｍｇ合金を鋼管で包むことで、圧延、線引き、乾燥
等の工程で、酸化また吸水素を防止できる。またＭｇｔ
Ｍｇ合金は線材加工のしにくい材料であるが、鉄又は
鋼で包むことで、加工が容易になる。
［実施例コ
実施例の概要を第１表に示す。各種線材を製造し、これ
を用いた被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）と潜弧溶接（ＳＡ
Ｗ）で、シャルピー衝撃値、割れ発生有無、溶接性を評
価した。シャルピー衝撃試験はＪ工Ｓ Ｚ ２２０２の
４号試験片で、−２０℃での３試験の平均が１５ｋｇ？
ｍ以上を良好０とし、これ未満を不良×とした。割れは
断面のマクロ組織を観察し、割れなし０、割れあり×と
した。溶接性はアークの安定、ビード形状等から判定し
、良好をＯ１不良を×とした。
を用いた被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）と潜弧溶接（ＳＡ
Ｗ）で、シャルピー衝撃値、割れ発生有無、溶接性を評
価した。シャルピー衝撃試験はＪ工Ｓ Ｚ ２２０２の
４号試験片で、−２０℃での３試験の平均が１５ｋｇ？
ｍ以上を良好０とし、これ未満を不良×とした。割れは
断面のマクロ組織を観察し、割れなし０、割れあり×と
した。溶接性はアークの安定、ビード形状等から判定し
、良好をＯ１不良を×とした。
Ｍｌｉｃ２ＭＥ合金はＭｇ：９８％のＭｇ丸棒、Ｎｉ：
８５％、Ｍｇ ： １３％のＮｉ−Ｍｇ合金角棒を使用
した。
８５％、Ｍｇ ： １３％のＮｉ−Ｍｇ合金角棒を使用
した。
比較材としてＡＱ：９２％、Ｍｇニア％のＡＱ−Ｍｇ合
金丸棒、Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｓｌ−Ｍｇの粉末も試験し
た。粉末のサイズは２０メツシユ以下である。
金丸棒、Ｍｇ、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｓｌ−Ｍｇの粉末も試験し
た。粉末のサイズは２０メツシユ以下である。
第２表に水素分析結果を示す。水素分析は加熱抽第
１ 表 出してガスクロで測定する方法でおこなった。脱水素処
理は真空中４００℃×４時間おこなった。
１ 表 出してガスクロで測定する方法でおこなった。脱水素処
理は真空中４００℃×４時間おこなった。
Ｍｇ、Ｍｇ合金の被覆に使用した鋼は重量％でＣ：０．
０６． Ｓｉ：０．０３． Ｍｎ： １．２５． Ｐ
：０，００３． Ｓ ：０．００２の軟鋼を真空溶解し
、これから管と板を製造した。
０６． Ｓｉ：０．０３． Ｍｎ： １．２５． Ｐ
：０，００３． Ｓ ：０．００２の軟鋼を真空溶解し
、これから管と板を製造した。
Ｍｇ棒とＡＱ−Ｍｇ合金棒の包み込みは、径１５ａ＋ｍ
の丸棒を使用して、内径１５ｍｍの鋼管に押し込み鋼管
の両端を密封した。なお鋼管の外径はＭｇが所定の割合
になるよう設定した。そして６．６０１１１１まで圧延
し、その後４ｍｍまで、ダイスを使用して線引きした。
の丸棒を使用して、内径１５ｍｍの鋼管に押し込み鋼管
の両端を密封した。なお鋼管の外径はＭｇが所定の割合
になるよう設定した。そして６．６０１１１１まで圧延
し、その後４ｍｍまで、ダイスを使用して線引きした。
ＳＭＡＷ用は４５ｃｍ長さの直棒に、ＳＡＷ用はコイル
状に線引きした。Ｎｉ−Ｍｇ合金の場合は５ｎ＋ｍの角
棒を使用し、これをＭｇ ０．５％になるように設定し
た板厚の鋼板で覆い、突合せ部はＮｉ系ロウでロウ付密
封した。そして圧延、線引きをした。
状に線引きした。Ｎｉ−Ｍｇ合金の場合は５ｎ＋ｍの角
棒を使用し、これをＭｇ ０．５％になるように設定し
た板厚の鋼板で覆い、突合せ部はＮｉ系ロウでロウ付密
封した。そして圧延、線引きをした。
ＳＭＡＷ用溶接棒は前記の径４■の心線に石灰石を主成
分とする低水素系の被覆剤を塗布し、４５０、５５０℃
で乾燥した。比較例としてＭｇ添加なしの心線で、被覆
剤中にＭ ｇ 、 Ｎ ｉ −Ｍ ｇ粉末を添加したも
のも試験した。
分とする低水素系の被覆剤を塗布し、４５０、５５０℃
で乾燥した。比較例としてＭｇ添加なしの心線で、被覆
剤中にＭ ｇ 、 Ｎ ｉ −Ｍ ｇ粉末を添加したも
のも試験した。
ＳＡＷ用フラフラックス灰石、蛍石等を主成分とし、水
ガラスを添加し顆粒状にした高塩基性の焼成型フラック
スを使用した。比較例としてフラックスにＭｇ、Ｓｌ−
Ｍｇ粉末を添加し、ワイヤはＭｇなしの組合せも試験し
た。
ガラスを添加し顆粒状にした高塩基性の焼成型フラック
スを使用した。比較例としてフラックスにＭｇ、Ｓｌ−
Ｍｇ粉末を添加し、ワイヤはＭｇなしの組合せも試験し
た。
溶接試験に使用した鋼板はＣ： ０．１１％、Ｓｉ：０
．３１％、Ｍｎ： １．１％、Ｃｒ：０．７５％、
Ｍｏ ： ０．２５％の引張り強度８０ｋｇ／鳳ＩＩ２
クラスを使用し、ＳＭＡＷは雰囲気温度２０℃、湿度６
０％で、鋼板予熱７５℃、交流１７０Ａで１７ｋＪ／ｃ
ｍの入熱で、ＳＡＷは鋼板予熱７５℃、交流６００Ａで
、入熱３５ｋＪ／ａｎの条件でおこなった。
．３１％、Ｍｎ： １．１％、Ｃｒ：０．７５％、
Ｍｏ ： ０．２５％の引張り強度８０ｋｇ／鳳ＩＩ２
クラスを使用し、ＳＭＡＷは雰囲気温度２０℃、湿度６
０％で、鋼板予熱７５℃、交流１７０Ａで１７ｋＪ／ｃ
ｍの入熱で、ＳＡＷは鋼板予熱７５℃、交流６００Ａで
、入熱３５ｋＪ／ａｎの条件でおこなった。
実施Ｎ０９１〜４は本発明例である。実施Ｎｏ。１，２
はＳＭＡＷの例で、Ｍｇ丸棒を鋼に対して、０．３％と
４．２％添加した心線を使用して、５５０℃乾燥で製造
した。シャビー衝撃値、割れ、溶接性、いずれも良好で
あった。実施Ｎｏ、３．４はＳＡＷの例で、ＳＭＡＷと
同様にＭｇを６．５％添加したものと、Ｎｉ−Ｍｇ合金
でＭｇを０．５％添加したものを試験した。
はＳＭＡＷの例で、Ｍｇ丸棒を鋼に対して、０．３％と
４．２％添加した心線を使用して、５５０℃乾燥で製造
した。シャビー衝撃値、割れ、溶接性、いずれも良好で
あった。実施Ｎｏ、３．４はＳＡＷの例で、ＳＭＡＷと
同様にＭｇを６．５％添加したものと、Ｎｉ−Ｍｇ合金
でＭｇを０．５％添加したものを試験した。
これもシャルピー衝撃値、割れ、溶接性とも良好であっ
た。
た。
以下の実施Ｎ０１５〜１２は比較例である。実施Ｎ０１
５はＳＭＡＶ／の例で、ＡＭ−Ｍｇ合金で、Ａｌ１の影
響を考慮し、０．１％のＭｇを添加した。Ｍｇ添加無し
とほぼ同等のシャビー衝撃値で、Ｍｇの効果は認められ
なかった。実施Ｎｏ、６．７もＳＭＡＷで、被覆剤中に
Ｍｇ粉、またＮｉ−Ｍｇ粉を添加し、５５０℃、４５０
℃で乾燥した。実施Ｎｏ、６の５５０℃乾燥のものは添
加無しの場合と同じでシャルピー衝撃値が低く、Ｍｇの
効果は認められなかった。これはＭｇが５５０℃乾燥で
酸化したためである。実施Ｎ０５７の４５０℃乾燥のも
のは割れ発生が認められた。これは乾燥温度が低く、十
分な脱水素が行われないためである。実施Ｎｏ、８もＳ
ＭＡＷで、Ｍｇ丸棒で８％添加した。Ｍｇの蒸発が過剰
で、アークが乱れ溶接性が不良であった。実施ＮＯ１９
もＳＭＡＷで、自然に放置してあったＭｇ棒をそのまま
使用した。割れ発生が認められた。これはＭｇの水素が
３６ｐｐｍと高く、また心線の中に入れたため、乾燥時
も脱水素８来なかったためである。実施Ｎｏ、１０もＳ
ＭＡＷの倒で、Ｍｇ ７％のへρ−Ｍｇ合金丸棒を使用
した。
５はＳＭＡＶ／の例で、ＡＭ−Ｍｇ合金で、Ａｌ１の影
響を考慮し、０．１％のＭｇを添加した。Ｍｇ添加無し
とほぼ同等のシャビー衝撃値で、Ｍｇの効果は認められ
なかった。実施Ｎｏ、６．７もＳＭＡＷで、被覆剤中に
Ｍｇ粉、またＮｉ−Ｍｇ粉を添加し、５５０℃、４５０
℃で乾燥した。実施Ｎｏ、６の５５０℃乾燥のものは添
加無しの場合と同じでシャルピー衝撃値が低く、Ｍｇの
効果は認められなかった。これはＭｇが５５０℃乾燥で
酸化したためである。実施Ｎ０５７の４５０℃乾燥のも
のは割れ発生が認められた。これは乾燥温度が低く、十
分な脱水素が行われないためである。実施Ｎｏ、８もＳ
ＭＡＷで、Ｍｇ丸棒で８％添加した。Ｍｇの蒸発が過剰
で、アークが乱れ溶接性が不良であった。実施ＮＯ１９
もＳＭＡＷで、自然に放置してあったＭｇ棒をそのまま
使用した。割れ発生が認められた。これはＭｇの水素が
３６ｐｐｍと高く、また心線の中に入れたため、乾燥時
も脱水素８来なかったためである。実施Ｎｏ、１０もＳ
ＭＡＷの倒で、Ｍｇ ７％のへρ−Ｍｇ合金丸棒を使用
した。
ＡＱが過剰になり、シャピー衝撃値が悪く、またアーク
も不安定であった。実施例Ｎｏ、１１．１２はフラック
スにＳｌ−Ｍｇ、Ｍｇ粉を添加し、ＳＡＷを行った結果
である。実施Ｎｏ１ｌの５５０℃乾燥のものは、シャピ
ー衝撃値が低く、これも高温乾燥でＭｇが酸化したため
である。実施Ｎｏ、１２の４５０℃乾燥のものは割れ発
生が認められ、乾燥が不十分であった。
も不安定であった。実施例Ｎｏ、１１．１２はフラック
スにＳｌ−Ｍｇ、Ｍｇ粉を添加し、ＳＡＷを行った結果
である。実施Ｎｏ１ｌの５５０℃乾燥のものは、シャピ
ー衝撃値が低く、これも高温乾燥でＭｇが酸化したため
である。実施Ｎｏ、１２の４５０℃乾燥のものは割れ発
生が認められ、乾燥が不十分であった。
［発明の効果コ
本発明は実施例で詳細に示したように、鋼、特に高強度
鋼の溶接において、シャピー衝撃値を改善すると共に、
溶接時の割れ発生を防止する。なお割れ発生防止は溶接
施工時の予熱温度を低くすることを可能とし、加熱コス
トの低減１作業環境の改善もできる。すなわち本発明に
よれば溶接部の品質を向上させると共に、その施工コス
トの低減、作業環境の改善を可能とするものである。
鋼の溶接において、シャピー衝撃値を改善すると共に、
溶接時の割れ発生を防止する。なお割れ発生防止は溶接
施工時の予熱温度を低くすることを可能とし、加熱コス
トの低減１作業環境の改善もできる。すなわち本発明に
よれば溶接部の品質を向上させると共に、その施工コス
トの低減、作業環境の改善を可能とするものである。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- 鋼の溶接に使用する線材において、棒もしくは板状の水
素の含有量が１５ｐｐｍ以下のマグネシュウムまたはマ
グネシュウム含有量１０重量％以上のマグネシュウム合
金と、その外側を覆う鉄または鋼からなり、圧延または
線引きで加工されており、線材全体に対するマグネシュ
ウム含有量が０．３重量％以上、７重量％以下であるこ
とを特徴とするマグネシュウム含有溶接用線材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28735490A JPH0815677B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | マグネシュウム含有溶接用線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28735490A JPH0815677B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | マグネシュウム含有溶接用線材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162983A true JPH04162983A (ja) | 1992-06-08 |
| JPH0815677B2 JPH0815677B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=17716285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28735490A Expired - Lifetime JPH0815677B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | マグネシュウム含有溶接用線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815677B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205205A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | National Institute For Materials Science | 溶接ワイヤ |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP28735490A patent/JPH0815677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205205A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | National Institute For Materials Science | 溶接ワイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0815677B2 (ja) | 1996-02-21 |
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