JPH048155B2 - - Google Patents
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- JPH048155B2 JPH048155B2 JP59271369A JP27136984A JPH048155B2 JP H048155 B2 JPH048155 B2 JP H048155B2 JP 59271369 A JP59271369 A JP 59271369A JP 27136984 A JP27136984 A JP 27136984A JP H048155 B2 JPH048155 B2 JP H048155B2
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- JP
- Japan
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- low
- temperature toughness
- toughness
- welding
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- Expired - Lifetime
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば80Kgｆ／mm2級或はそれ以上の
張力を有する高張力鋼を対象として、優れた強度
及び低温靭性を有する溶接金属を得ることのでき
る潜弧溶接用ワイヤに関するものである。 ［従来の技術］ 上記の様な高張力鋼は圧力容器、鉄骨橋梁、各
種建設機器或は揚水発電所の水圧鉄管等に広く用
いられているが、最近これら溶接構造物の大型化
及び適用範囲の拡大が進むにつれて鋼材に対する
要求特性は一段と厳しくなつてきている。例えば
石油危機以降の原油価格高騰に対処する為北極圏
の如き氷海地域にまで海洋構造物の建設が進めら
れており、この様な厳しい自然環境に耐える強度
及び低温靭性を備えた鋼材の需要が急増してい
る。それにつれて溶接材料についても母材に匹敵
する性能を確保することが溶接分野における最近
の重要な課題となつている。具体的には、従来の
HT80系鋼材を対象とする溶接部に要求される低
温靭性値は−20℃前後の価を基準に設定されてい
たが、最近では−80℃といつた低温域における安
全性評価が必要になつてきた。しかも昨今の厳し
い国際競争に鑑みれば低コスト化も不可欠の要請
であり、こうした意味では溶接能率の高い潜弧溶
接法が最も期待されるところであり、前述の如き
苛酷な条件下での安全性基準に適合し得る潜弧溶
接用ワイヤの開発が各社で積極的に進められい
る。 尚後述する本発明と比較的類似した先行技術と
しては特開昭58−157594号に記載された発明があ
る。しかしながらこの公開発明は下記の点で本発
明とは目的及び構成が全く異なるものである。 この公開発明では母材の成分も特定されてお
り、母材と溶接材料の組合せにより目的を達成
しようとするものであるが、本願発明では母材
成分との相互作用を問題にしていない。 公開発明では特に溶接後熱処理による焼戻し
脆化特性を改善したものであるのに対し、本発
明では溶接のままの状態で高度の性能を確保し
ようとするものである。 公開発明ではTiを靭性改善の為の必須成分
として規定しているが、本発明ではTiをAl、
Zr、Ｖ、Nbと同様の脱酸成分として任意に含
有させるものであり、しかもTi量をAl、Zr、
Ｖ、Nb等と合わせたMo量等の相対的含有率で
規定しており、Ti添加の目的及び含有率設定
の趣旨が両発明は全く異なる。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところが潜弧溶接においては、「溶接能率が高
い」という特性を有効に発揮させるべく比較的高
入熱の溶接施工条件が採用され、１パス当たりの
溶着金属量が多い為に母材及び先行溶接金属に対
する熱影響が大きく、前述の様な高レベルの強度
と低温靭性値を同時に満足する溶接継手を得るこ
とは非常に困難である。 本発明はこうした状況のもとで、潜弧溶接法本
来の溶接能率を保持しつつ前述の様な厳しい要求
特性を満足する溶接金属を得ることのできる高張
力鋼用の潜弧溶接用ワイヤを提供しようとするも
のである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る潜弧溶接用ワイヤの構成は Ｃ：0.03〜0.20％ Mn：1.60〜3.00％ Ni：2.10〜3.50％ Mo：0.30〜1.50％ Si：0.25％以下 Cr：0.20％以下 を含み、且つTi、Al、Zr及びNbよりなる群から
選択される１種以上：合計で0.1％以下を必須成
分として含み、且つ Cu≦0.25％ Ｐ≦0.015％ Ｓ≦0.015％ に夫々制限され、残部が鉄及び不可避不純物から
なり、上記成分のうちNi、Ｃ、Si、Mo、Cr、
Ti、Al、Zr、Ｖ及びNbの各含有率が下記式の関
係を満たす様に成分調整してなるところに要旨を
有するものである。 ［Ni（％）＋30×Ｃ（％）］≦８（％） 3Si（％）≦Mo（％） 3Cr（％）≦Mo（％） 10×［Ti（％）＋Al（％）＋Zr（％） ＋Ｖ（％）＋Nb（％）］≦Mo（％） ［作用］ 以下構成元素の種類及び含有率範囲を厳密に定
めた理由を明らかにする。 Ｃ：0.03〜0.20％ 例えば80Kgｆ／mm2といつた高強度の溶接金属を
得るうえで不可欠の元素であり、0.03％未満では
目的にかなう強度を確保できなくなる。但し多過
ぎると溶接金属が過度に硬質化し靭性が悪くなる
ので、0.20％以下に抑えなければならない。 Mn：0.60〜3.00％ 比較的低Ｃ量のもとで目的にかなう溶接金属強
度を確保する為には、1.60％以上のMnを含有さ
せなければならない。しかし多過ぎると金属組織
が粗大化し靭性が乏しくなるので3.00％以下に抑
えなければならない。 Ni：2.10〜3.50％ −80℃といつた低温域における高靭性を確保す
る為には2.10％以上含有させなければならない。
しかし3.50％を越えて含有させてもそれ以上の低
温靭性改善効果は発揮されず、経済的に不利であ
るばかりでなく、Ｃとの相互作用により高温割れ
が発生し易くなるので、3.50％に抑えるべきであ
る。 Mo：0.30％〜1.50％ 強度増大に寄与する他、焼入れ性を向上して靭
性を高める作用があり、0.3％未満ではこれらの
効果が有効に発揮されない。但し1.50％を越える
と炭化物の析出等が著しくなつて焼戻し脆化を起
こし、かえつて靭性が低下する。 Si：0.25％以下 脱酸剤として極めて重要な成分であるが、粒界
に低融点酸化物となつて析出し靭性を著しく阻害
する。こうした問題を回避する為には最大量でも
0.25％以下に抑えなければならず、より確実には
0.18％以下に抑えることが望まる。 Cu：0.25％以下 ワイヤ防錆用のCuめつき材として混入してく
る成分であり、多過ぎると低温靭性に悪影響が現
われてくるので0.25％以下に抑えなければならな
い。 Ｐ及びＳ：何れも0.015％以下 基本元素である鉄中の不純物として混入してく
る有害元素であり、靭性、曲げ性能、耐割れ性と
いつたあらゆる溶接性能に悪影響を及ぼすので、
夫々0.015％以下に抑えなければならない。 ［Ni（％）＋30C（％）］≦８％ 前述の如く潜弧溶接は比較的大入熱で行なわれ
るが、Ni量が多過ぎると前述の如く溶接金属中
の成長したデンドライドに沿つて高温割れが発生
し易くなり、こうした高温割れは共存するＣの量
によつて著しく変わつてくることが分かつた。そ
こで高温割れに及ぼすNi量及びＣ量の相互作用
を明確にすべく実験を行なつたところ、第１図に
示す如く［Ni（％）＋30×Ｃ（％）］を８％以下に
抑えることにより高温割れを確実に阻止するこが
明らかとなつた。 ちなみに第１図は、下記の方法で高温割れに与
えるNi及びＣの相互作用を調べた実験結果を示
したものである。即ち第２図Ａ，Ｂに示す如く拘
束板（SS41…900mmw×１，300mml×75mmt）１の
中央部に開先加工（Ｙ開先）を施した高張力鋼板
（HT80…650mml×38mmt）２を拘束溶接Ｗし下記
化学成分のワイヤ及びフラツクスを用いて潜弧溶
接した後、拘束板を除去してＸ線透過試験法によ
り高温割れ発生状況を調べた。 ＜ワイヤ成分＞ Ｃ：0.04〜0.19％ Mn：1.80〜1.95％ Si：0.12〜0.16％ Mo：0.75〜0.78％ Cr：tr Ni：2.2〜3.3％ Cu：0.14〜0.16％（めつきCu含む） Ｐ：0.004〜0.006 Ｓ：0.002〜0.006％ ＜フラツクス＞ 後記実施例で用いたものと同じ ＜溶接条件＞ ワイヤ径：4.0mmφ 電 流：700A（AC） 電 圧：34V 速 度：50cm／分 予熱温度：150℃ 第１図からも明らかな様にNi及びＣの含有率
が夫々前記規定範囲内に収まつている場合でも、
［Ni（％）＋30C（％）］が８％を越えると高温割れ
が発生しており、高温割れを無くす為には上記の
値を８％以下に抑えなければならない。 3Si（％）≦Mo（％） Siは脱酸成分として有効でありしかも溶接作業
性の改善にも有効な元素であるが、前述の如く低
融点の酸化物となつて粒界に析出し靭性を著しく
低下させる。ところが本発明者等が確認したとこ
ろによると、上記Siの特に靭性阻害作用はMoに
よつて著しく抑制される現象が見られ、Siの含有
率をMo含有率の1/3以下に抑えてやれば、Siの靭
性阻害作用がMoにより完全に消失することが明
らかとなつた。 ちなみに第３図は、下記の方法で靭性に与える
Si及びMoの相互作用を調べた実験結果を示した
ものである。即ち第４図Ａ，Ｂに示す２本の拘束
材（SS41…50mmt×150mmw、２本）１，１の上部
に開先加工を施した高張力鋼板（HT80…400mmw
×500mml×50mmt）２を拘束溶接し、下記化学成分
のワイヤ及びフラツクスを用いて潜弧溶接した
後、溶接部の衝撃試験を行なつた。 ＜ワイヤ成分＞ Ｃ：0.08〜0.10％ Mn：1.82〜1.94％ Si≦0.23％ Mo：0.34〜1.41％ Cr：tr Ni：2.82〜2.88％ Cu：0.14〜0.16％（めつきCu含む） Ｐ：0.004〜0.006 Ｓ：0.002〜0.005％ ＜フラツクス＞ 後記実施例と同じ ＜溶接条件＞ ワイヤ径：4.0mmφ 電 流：700A（AC） 電 圧：34V 速 度：35cm／分 予熱・パス間温度：150±25℃ ＜衝撃試験＞ 溶接部の板厚表面下７mmの位置よりJIS Ｚ
3112 ４号の試験片を採取し、−80℃にて衝撃試験
を行なう。 ◎：vE-80＞６Kgｆ・ｍ ○：vE-80＝3.5〜６Kgｆ・ｍ ×：vE-80＜3.5Kgｆ・ｍ 第３図からも明らかな様に、Si含有率が前記規
定範囲内に収まつている場合でも３×Si（％）が
Mo（％）を上回つている場合は低温靭性値が乏
しく、目的にかなう低温靭性値を得る為には３×
Si（％）≦Mo（％）の要件を同時に満たす様に両者
の含有率を調整しなければならない。 本発明においては、上記構成に加えて更にワイ
ヤ中に適量のCrを含有させることによつて強度
を一段と高め、且つTi、Al、Zr、Ｖ及びNbより
なる群さら選択される脱酸性元素の１種以上を含
有させて溶接金属の健全性向上（ブローホール等
の溶接欠陥の防止）と強度向上を図つている。但
しCr量が多過ぎると低温靭性が悪くなるので0.2
％以下に抑えなければならず、また［Ti、Al、
Zr、Ｖ、Nb］の総和が多過ぎるとやはり低温靭
性が劣悪になるので0.1％以下に抑えなければな
らない。 またこれらCrや［Ti、Al、Zr、Ｖ、Nb］によ
る靭性阻害作用もSiの場合と同様Moによつて抑
制される傾向があり、第３図に示したのと同様の
実験によりMo量との相互作用を調べたところに
よると、 ３×Cr（％）≦Mo（％） 10×［Ti（％）＋Al（％）＋Zr（％）＋Ｖ（％）＋Nb
（％）］≦Moの要件を満たす様に各元素の含有率
を調整してやれば、高レベルの低温靭性を確保し
得ることが確認された。 本発明は以上の様に構成されており、ワイヤの
構成元素及び含有率を厳密に規定することによつ
て、強度、低温靭性及び耐割れ性等の卓越した溶
接金属を得ることができる。尚本発明のワイヤと
組合せて使用されるフラツクスは、溶融型及び焼
成型の何れでもよいが、溶接金属中の合金元素の
偏析を防止してより良好な溶接継手を得る為には
合金元素を含まない高塩基性の低水素系焼成型フ
ラツクスが最適である。 ［実施例］ 第１表(1)、(2)に示す化学成分の潜弧溶接用ワイ
ヤ（但しCuはめつきCuを含む、4.0mmφ）を作製
した。一方第２表に示す配合組織のフラツクス原
料を配合した後珪酸ソーダー系水ガラスを加えて
造粒し500℃でベーキング処理し、10〜100メツシ
ユに粒度調整して散布フラツクスを得た。この散
布フラツクスと上記各ワイヤを用いて下記の条件
で潜弧溶接を行ない、溶接終了後各溶接部の板厚
中央部から引張試験片（JIS Ｚ 3111 Al 号）
及び表面下７mmの位置より衝撃試験片（JIS Ｚ
3112 ４ 号）を採取し、室温における引張試験
及び−80℃における衝撃試験を行なつた。尚試験
片の採取に先立つてUT検査により溶接割れの有
無を確認した。また別途行なつた供試フラツクス
による溶接金属の拡散性水素（JIS Ｚ 3116に準
拠）は、ワイヤ成分の如何を問わず何れも0.5〜
1.5ml／100grであることが確認された。結果を第
４表(1)、(2)に示す。 ＜溶接条件＞ 母 材：高張力鋼（HT80）化学成分は第３表の
通り50mmt 電 流：700A 電 圧：30V 速 度：40cpm 予熱温度：150℃
張力を有する高張力鋼を対象として、優れた強度
及び低温靭性を有する溶接金属を得ることのでき
る潜弧溶接用ワイヤに関するものである。 ［従来の技術］ 上記の様な高張力鋼は圧力容器、鉄骨橋梁、各
種建設機器或は揚水発電所の水圧鉄管等に広く用
いられているが、最近これら溶接構造物の大型化
及び適用範囲の拡大が進むにつれて鋼材に対する
要求特性は一段と厳しくなつてきている。例えば
石油危機以降の原油価格高騰に対処する為北極圏
の如き氷海地域にまで海洋構造物の建設が進めら
れており、この様な厳しい自然環境に耐える強度
及び低温靭性を備えた鋼材の需要が急増してい
る。それにつれて溶接材料についても母材に匹敵
する性能を確保することが溶接分野における最近
の重要な課題となつている。具体的には、従来の
HT80系鋼材を対象とする溶接部に要求される低
温靭性値は−20℃前後の価を基準に設定されてい
たが、最近では−80℃といつた低温域における安
全性評価が必要になつてきた。しかも昨今の厳し
い国際競争に鑑みれば低コスト化も不可欠の要請
であり、こうした意味では溶接能率の高い潜弧溶
接法が最も期待されるところであり、前述の如き
苛酷な条件下での安全性基準に適合し得る潜弧溶
接用ワイヤの開発が各社で積極的に進められい
る。 尚後述する本発明と比較的類似した先行技術と
しては特開昭58−157594号に記載された発明があ
る。しかしながらこの公開発明は下記の点で本発
明とは目的及び構成が全く異なるものである。 この公開発明では母材の成分も特定されてお
り、母材と溶接材料の組合せにより目的を達成
しようとするものであるが、本願発明では母材
成分との相互作用を問題にしていない。 公開発明では特に溶接後熱処理による焼戻し
脆化特性を改善したものであるのに対し、本発
明では溶接のままの状態で高度の性能を確保し
ようとするものである。 公開発明ではTiを靭性改善の為の必須成分
として規定しているが、本発明ではTiをAl、
Zr、Ｖ、Nbと同様の脱酸成分として任意に含
有させるものであり、しかもTi量をAl、Zr、
Ｖ、Nb等と合わせたMo量等の相対的含有率で
規定しており、Ti添加の目的及び含有率設定
の趣旨が両発明は全く異なる。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところが潜弧溶接においては、「溶接能率が高
い」という特性を有効に発揮させるべく比較的高
入熱の溶接施工条件が採用され、１パス当たりの
溶着金属量が多い為に母材及び先行溶接金属に対
する熱影響が大きく、前述の様な高レベルの強度
と低温靭性値を同時に満足する溶接継手を得るこ
とは非常に困難である。 本発明はこうした状況のもとで、潜弧溶接法本
来の溶接能率を保持しつつ前述の様な厳しい要求
特性を満足する溶接金属を得ることのできる高張
力鋼用の潜弧溶接用ワイヤを提供しようとするも
のである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る潜弧溶接用ワイヤの構成は Ｃ：0.03〜0.20％ Mn：1.60〜3.00％ Ni：2.10〜3.50％ Mo：0.30〜1.50％ Si：0.25％以下 Cr：0.20％以下 を含み、且つTi、Al、Zr及びNbよりなる群から
選択される１種以上：合計で0.1％以下を必須成
分として含み、且つ Cu≦0.25％ Ｐ≦0.015％ Ｓ≦0.015％ に夫々制限され、残部が鉄及び不可避不純物から
なり、上記成分のうちNi、Ｃ、Si、Mo、Cr、
Ti、Al、Zr、Ｖ及びNbの各含有率が下記式の関
係を満たす様に成分調整してなるところに要旨を
有するものである。 ［Ni（％）＋30×Ｃ（％）］≦８（％） 3Si（％）≦Mo（％） 3Cr（％）≦Mo（％） 10×［Ti（％）＋Al（％）＋Zr（％） ＋Ｖ（％）＋Nb（％）］≦Mo（％） ［作用］ 以下構成元素の種類及び含有率範囲を厳密に定
めた理由を明らかにする。 Ｃ：0.03〜0.20％ 例えば80Kgｆ／mm2といつた高強度の溶接金属を
得るうえで不可欠の元素であり、0.03％未満では
目的にかなう強度を確保できなくなる。但し多過
ぎると溶接金属が過度に硬質化し靭性が悪くなる
ので、0.20％以下に抑えなければならない。 Mn：0.60〜3.00％ 比較的低Ｃ量のもとで目的にかなう溶接金属強
度を確保する為には、1.60％以上のMnを含有さ
せなければならない。しかし多過ぎると金属組織
が粗大化し靭性が乏しくなるので3.00％以下に抑
えなければならない。 Ni：2.10〜3.50％ −80℃といつた低温域における高靭性を確保す
る為には2.10％以上含有させなければならない。
しかし3.50％を越えて含有させてもそれ以上の低
温靭性改善効果は発揮されず、経済的に不利であ
るばかりでなく、Ｃとの相互作用により高温割れ
が発生し易くなるので、3.50％に抑えるべきであ
る。 Mo：0.30％〜1.50％ 強度増大に寄与する他、焼入れ性を向上して靭
性を高める作用があり、0.3％未満ではこれらの
効果が有効に発揮されない。但し1.50％を越える
と炭化物の析出等が著しくなつて焼戻し脆化を起
こし、かえつて靭性が低下する。 Si：0.25％以下 脱酸剤として極めて重要な成分であるが、粒界
に低融点酸化物となつて析出し靭性を著しく阻害
する。こうした問題を回避する為には最大量でも
0.25％以下に抑えなければならず、より確実には
0.18％以下に抑えることが望まる。 Cu：0.25％以下 ワイヤ防錆用のCuめつき材として混入してく
る成分であり、多過ぎると低温靭性に悪影響が現
われてくるので0.25％以下に抑えなければならな
い。 Ｐ及びＳ：何れも0.015％以下 基本元素である鉄中の不純物として混入してく
る有害元素であり、靭性、曲げ性能、耐割れ性と
いつたあらゆる溶接性能に悪影響を及ぼすので、
夫々0.015％以下に抑えなければならない。 ［Ni（％）＋30C（％）］≦８％ 前述の如く潜弧溶接は比較的大入熱で行なわれ
るが、Ni量が多過ぎると前述の如く溶接金属中
の成長したデンドライドに沿つて高温割れが発生
し易くなり、こうした高温割れは共存するＣの量
によつて著しく変わつてくることが分かつた。そ
こで高温割れに及ぼすNi量及びＣ量の相互作用
を明確にすべく実験を行なつたところ、第１図に
示す如く［Ni（％）＋30×Ｃ（％）］を８％以下に
抑えることにより高温割れを確実に阻止するこが
明らかとなつた。 ちなみに第１図は、下記の方法で高温割れに与
えるNi及びＣの相互作用を調べた実験結果を示
したものである。即ち第２図Ａ，Ｂに示す如く拘
束板（SS41…900mmw×１，300mml×75mmt）１の
中央部に開先加工（Ｙ開先）を施した高張力鋼板
（HT80…650mml×38mmt）２を拘束溶接Ｗし下記
化学成分のワイヤ及びフラツクスを用いて潜弧溶
接した後、拘束板を除去してＸ線透過試験法によ
り高温割れ発生状況を調べた。 ＜ワイヤ成分＞ Ｃ：0.04〜0.19％ Mn：1.80〜1.95％ Si：0.12〜0.16％ Mo：0.75〜0.78％ Cr：tr Ni：2.2〜3.3％ Cu：0.14〜0.16％（めつきCu含む） Ｐ：0.004〜0.006 Ｓ：0.002〜0.006％ ＜フラツクス＞ 後記実施例で用いたものと同じ ＜溶接条件＞ ワイヤ径：4.0mmφ 電 流：700A（AC） 電 圧：34V 速 度：50cm／分 予熱温度：150℃ 第１図からも明らかな様にNi及びＣの含有率
が夫々前記規定範囲内に収まつている場合でも、
［Ni（％）＋30C（％）］が８％を越えると高温割れ
が発生しており、高温割れを無くす為には上記の
値を８％以下に抑えなければならない。 3Si（％）≦Mo（％） Siは脱酸成分として有効でありしかも溶接作業
性の改善にも有効な元素であるが、前述の如く低
融点の酸化物となつて粒界に析出し靭性を著しく
低下させる。ところが本発明者等が確認したとこ
ろによると、上記Siの特に靭性阻害作用はMoに
よつて著しく抑制される現象が見られ、Siの含有
率をMo含有率の1/3以下に抑えてやれば、Siの靭
性阻害作用がMoにより完全に消失することが明
らかとなつた。 ちなみに第３図は、下記の方法で靭性に与える
Si及びMoの相互作用を調べた実験結果を示した
ものである。即ち第４図Ａ，Ｂに示す２本の拘束
材（SS41…50mmt×150mmw、２本）１，１の上部
に開先加工を施した高張力鋼板（HT80…400mmw
×500mml×50mmt）２を拘束溶接し、下記化学成分
のワイヤ及びフラツクスを用いて潜弧溶接した
後、溶接部の衝撃試験を行なつた。 ＜ワイヤ成分＞ Ｃ：0.08〜0.10％ Mn：1.82〜1.94％ Si≦0.23％ Mo：0.34〜1.41％ Cr：tr Ni：2.82〜2.88％ Cu：0.14〜0.16％（めつきCu含む） Ｐ：0.004〜0.006 Ｓ：0.002〜0.005％ ＜フラツクス＞ 後記実施例と同じ ＜溶接条件＞ ワイヤ径：4.0mmφ 電 流：700A（AC） 電 圧：34V 速 度：35cm／分 予熱・パス間温度：150±25℃ ＜衝撃試験＞ 溶接部の板厚表面下７mmの位置よりJIS Ｚ
3112 ４号の試験片を採取し、−80℃にて衝撃試験
を行なう。 ◎：vE-80＞６Kgｆ・ｍ ○：vE-80＝3.5〜６Kgｆ・ｍ ×：vE-80＜3.5Kgｆ・ｍ 第３図からも明らかな様に、Si含有率が前記規
定範囲内に収まつている場合でも３×Si（％）が
Mo（％）を上回つている場合は低温靭性値が乏
しく、目的にかなう低温靭性値を得る為には３×
Si（％）≦Mo（％）の要件を同時に満たす様に両者
の含有率を調整しなければならない。 本発明においては、上記構成に加えて更にワイ
ヤ中に適量のCrを含有させることによつて強度
を一段と高め、且つTi、Al、Zr、Ｖ及びNbより
なる群さら選択される脱酸性元素の１種以上を含
有させて溶接金属の健全性向上（ブローホール等
の溶接欠陥の防止）と強度向上を図つている。但
しCr量が多過ぎると低温靭性が悪くなるので0.2
％以下に抑えなければならず、また［Ti、Al、
Zr、Ｖ、Nb］の総和が多過ぎるとやはり低温靭
性が劣悪になるので0.1％以下に抑えなければな
らない。 またこれらCrや［Ti、Al、Zr、Ｖ、Nb］によ
る靭性阻害作用もSiの場合と同様Moによつて抑
制される傾向があり、第３図に示したのと同様の
実験によりMo量との相互作用を調べたところに
よると、 ３×Cr（％）≦Mo（％） 10×［Ti（％）＋Al（％）＋Zr（％）＋Ｖ（％）＋Nb
（％）］≦Moの要件を満たす様に各元素の含有率
を調整してやれば、高レベルの低温靭性を確保し
得ることが確認された。 本発明は以上の様に構成されており、ワイヤの
構成元素及び含有率を厳密に規定することによつ
て、強度、低温靭性及び耐割れ性等の卓越した溶
接金属を得ることができる。尚本発明のワイヤと
組合せて使用されるフラツクスは、溶融型及び焼
成型の何れでもよいが、溶接金属中の合金元素の
偏析を防止してより良好な溶接継手を得る為には
合金元素を含まない高塩基性の低水素系焼成型フ
ラツクスが最適である。 ［実施例］ 第１表(1)、(2)に示す化学成分の潜弧溶接用ワイ
ヤ（但しCuはめつきCuを含む、4.0mmφ）を作製
した。一方第２表に示す配合組織のフラツクス原
料を配合した後珪酸ソーダー系水ガラスを加えて
造粒し500℃でベーキング処理し、10〜100メツシ
ユに粒度調整して散布フラツクスを得た。この散
布フラツクスと上記各ワイヤを用いて下記の条件
で潜弧溶接を行ない、溶接終了後各溶接部の板厚
中央部から引張試験片（JIS Ｚ 3111 Al 号）
及び表面下７mmの位置より衝撃試験片（JIS Ｚ
3112 ４ 号）を採取し、室温における引張試験
及び−80℃における衝撃試験を行なつた。尚試験
片の採取に先立つてUT検査により溶接割れの有
無を確認した。また別途行なつた供試フラツクス
による溶接金属の拡散性水素（JIS Ｚ 3116に準
拠）は、ワイヤ成分の如何を問わず何れも0.5〜
1.5ml／100grであることが確認された。結果を第
４表(1)、(2)に示す。 ＜溶接条件＞ 母 材：高張力鋼（HT80）化学成分は第３表の
通り50mmt 電 流：700A 電 圧：30V 速 度：40cpm 予熱温度：150℃
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
これらの実験より次の様に考えることができ
る。ワイヤNo.23〜29は本発明の規定要件をすべて
満たす実施例であり、引張強度、低温靭性、耐割
れ性の何れにおいても良好な結果が得られてい
る。これに対しワイヤNo.１〜22は本発明で規定す
る何れかの要件を欠く比較例であり、下記の如く
何れかの性能に問題がある。 No.１：Ｃ量が不足する為引張強度が低い。 No.２：Ｃ量が多過ぎる為低温靭性が乏しく、また
（Ni＋30C）が８％を超えている為溶接割れが
発生している。 No.３：Si量が多過ぎると共に３×Si（％）がMo
（％）を超えている為低温靭性が悪い。 No.４：Mn量が不足する為強度が不足する。 No.５：Mn量が多過ぎる為低温靭性が低い。 No.６：Ni量が不足する為低温靭性に欠ける。 No.７：Ni量が多過ぎる為低温靭性はむしろ低め
となり、しかも高温割れが発生している。 No.８：３×Si（％）がMo（％）を超えている為低
温靭性が低く、しかもMo量が不足する為強度
も低い。 No.９：Mo量が多過ぎる為低温靭性がむしろ低く
なつている。 No.10：Cu量が多過ぎる為低温靭性が乏しい。 No.11：Ni（％）＋30（％）が８を超えている為高温
割れが発生している。 No.12：３×Si（％）がMo（％）を超えている為低
温靭性が低い。 No.13：Cr量が多過ぎる為低温靭性が乏しい。 No.14：３×Cr（％）がMo（％）を上回つている為
低温靭性が乏しい。 No.15：Ti量が多過ぎる為低温靭性が悪い。 No.16：Al量が多過ぎる為やはり低温靭性が不十
分である。 No.17：（Ti＋Al＋Ｖ）の総和が0.10％を超えてい
る為低温靭性が乏しい。 No.18〜20：何れも10×（Ti＋Al＋Ｖ＋Zr）がMo
を超えている為低温靭性が乏しい。 No.21，22：Cr及びTi、Al、Ｖ、Zr、Nbがいずれ
も含まれていないため、耐力及び引張強さが不
足気味となつている。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されるが、要はワイヤ
の化学成分を厳密に規定し、殊に［Ni（％）＋30
×Ｃ（％）］の値、３×Si（％）とMo（％）との相
互関係、更には３×Cr（％）や10×［Ti（％）＋Al
（％）＋Zr（％）＋Nb（％）］とMo（％）との相互関
係を厳密に規定することによつて、前述の如き苛
酷な使用条件にも十分に耐える強度及び低温靭性
を有し且つ優れた高温割れを発揮する高張力鋼用
潜弧溶接用ワイヤを提供し得ることになつた。
る。ワイヤNo.23〜29は本発明の規定要件をすべて
満たす実施例であり、引張強度、低温靭性、耐割
れ性の何れにおいても良好な結果が得られてい
る。これに対しワイヤNo.１〜22は本発明で規定す
る何れかの要件を欠く比較例であり、下記の如く
何れかの性能に問題がある。 No.１：Ｃ量が不足する為引張強度が低い。 No.２：Ｃ量が多過ぎる為低温靭性が乏しく、また
（Ni＋30C）が８％を超えている為溶接割れが
発生している。 No.３：Si量が多過ぎると共に３×Si（％）がMo
（％）を超えている為低温靭性が悪い。 No.４：Mn量が不足する為強度が不足する。 No.５：Mn量が多過ぎる為低温靭性が低い。 No.６：Ni量が不足する為低温靭性に欠ける。 No.７：Ni量が多過ぎる為低温靭性はむしろ低め
となり、しかも高温割れが発生している。 No.８：３×Si（％）がMo（％）を超えている為低
温靭性が低く、しかもMo量が不足する為強度
も低い。 No.９：Mo量が多過ぎる為低温靭性がむしろ低く
なつている。 No.10：Cu量が多過ぎる為低温靭性が乏しい。 No.11：Ni（％）＋30（％）が８を超えている為高温
割れが発生している。 No.12：３×Si（％）がMo（％）を超えている為低
温靭性が低い。 No.13：Cr量が多過ぎる為低温靭性が乏しい。 No.14：３×Cr（％）がMo（％）を上回つている為
低温靭性が乏しい。 No.15：Ti量が多過ぎる為低温靭性が悪い。 No.16：Al量が多過ぎる為やはり低温靭性が不十
分である。 No.17：（Ti＋Al＋Ｖ）の総和が0.10％を超えてい
る為低温靭性が乏しい。 No.18〜20：何れも10×（Ti＋Al＋Ｖ＋Zr）がMo
を超えている為低温靭性が乏しい。 No.21，22：Cr及びTi、Al、Ｖ、Zr、Nbがいずれ
も含まれていないため、耐力及び引張強さが不
足気味となつている。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されるが、要はワイヤ
の化学成分を厳密に規定し、殊に［Ni（％）＋30
×Ｃ（％）］の値、３×Si（％）とMo（％）との相
互関係、更には３×Cr（％）や10×［Ti（％）＋Al
（％）＋Zr（％）＋Nb（％）］とMo（％）との相互関
係を厳密に規定することによつて、前述の如き苛
酷な使用条件にも十分に耐える強度及び低温靭性
を有し且つ優れた高温割れを発揮する高張力鋼用
潜弧溶接用ワイヤを提供し得ることになつた。
第１図は高温割れ性に与えるNi（％）と30×Ｃ
（％）の相互作用を示す実験結果のグラフ、第２
図は第１図の実験で採用した溶接法の説明図、第
３図は低温靭性に与えるMo（％）と３×Si（％）
の相互作用を示す実験結果のグラフ、第４図は第
３図の実験で採用した溶接法の説明図である。 １……拘束板、２……高張力鋼板、Ｗ……拘束
溶接部。
（％）の相互作用を示す実験結果のグラフ、第２
図は第１図の実験で採用した溶接法の説明図、第
３図は低温靭性に与えるMo（％）と３×Si（％）
の相互作用を示す実験結果のグラフ、第４図は第
３図の実験で採用した溶接法の説明図である。 １……拘束板、２……高張力鋼板、Ｗ……拘束
溶接部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.03〜0.20％（重量％：以下同じ） Mn：1.60〜3.00％ Ni：2.10〜3.50％ Mo：0.30〜1.50％ Si：0.25％以下 Cr：0.20％以下 を含み、且つTi、Al、Zr、Ｖ及びNbよりなる群
から選択される１種以上：合計で0.1％以下を必
須成分として含み、且つ Cu≦0.25％ Ｐ≦0.015％ Ｓ≦0.015％ に夫々制限され、残部が鉄及び不可避不純物から
なり、上記成分のうちNi、Ｃ、Si、Mo、Cr、
Ti、Al、Zr、Ｖ及びNbの各含有率が下記式の関
係を満たすことを特徴とする高張力鋼用の潜弧溶
接用ワイヤ。 ［Ni（％）＋30×Ｃ（％）］≦８（％） 3Si（％）≦Mo（％） 3Cr（％）≦Mo（％） 10×［Ti（％）＋Al（％）＋Zr（％）＋Ｖ（％） ＋Nb（％）］≦Mo（％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27136984A JPS61147990A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 高張力鋼用の潜弧溶接用ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27136984A JPS61147990A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 高張力鋼用の潜弧溶接用ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147990A JPS61147990A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH048155B2 true JPH048155B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=17499105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27136984A Granted JPS61147990A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 高張力鋼用の潜弧溶接用ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147990A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104162748A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-26 | 首钢总公司 | 一种高强压力钢管埋弧焊接专用焊丝 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102233493B (zh) * | 2010-04-27 | 2013-07-31 | 昆山京群焊材科技有限公司 | 高强度低温钢用埋弧焊丝 |
| JP5726017B2 (ja) * | 2011-08-17 | 2015-05-27 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接方法 |
| CN104607822B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-03-08 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种高强度管线用埋弧焊缝金属 |
| JP6714407B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2020-06-24 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ソリッドワイヤ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5327216A (en) * | 1976-08-27 | 1978-03-14 | Kubota Ltd | Connection structure of unit building |
| JPS54130452A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-09 | Nippon Steel Corp | Welding rod for obtaining weld metal containing boron and superior in crack resistance |
| JPS58157594A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度鋼材の溶接方法 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP27136984A patent/JPS61147990A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104162748A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-26 | 首钢总公司 | 一种高强压力钢管埋弧焊接专用焊丝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147990A (ja) | 1986-07-05 |
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