JPH0815677B2 - 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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- JPH0815677B2 JPH0815677B2 JP28735490A JP28735490A JPH0815677B2 JP H0815677 B2 JPH0815677 B2 JP H0815677B2 JP 28735490 A JP28735490 A JP 28735490A JP 28735490 A JP28735490 A JP 28735490A JP H0815677 B2 JPH0815677 B2 JP H0815677B2
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- steel
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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。
線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58−16796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Vol.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。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、500℃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。
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58−16796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Vol.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。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、500℃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。
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。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係わる溶接線材は、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。
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。
［作用］ 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。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15ppm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360〜500℃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。
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15ppm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360〜500℃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0.3wt％以上、7wt％以下とする。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7
wt％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。
量0.3wt％未満ではMg添加の効果が認められない。また7
wt％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。Mg合金として、Si−Mg,Al−Mg,Ni−Mg等を使
用する。これらの使用はSi,Al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。
上とする。Mg合金として、Si−Mg,Al−Mg,Ni−Mg等を使
用する。これらの使用はSi,Al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,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
化または吸水素を防止できる。またMg,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。
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,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
化または吸水素を防止できる。またMg,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］ 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（SAW）
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JIS Z 2202の４号試験片で、
−20℃での３試験の平均が15kgf・ｍ以上を良好○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○、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○、不良
を×とした。
れを用いた被覆アーク溶接（SMAW）と潜弧溶接（SAW）
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JIS Z 2202の４号試験片で、
−20℃での３試験の平均が15kgf・ｍ以上を良好○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○、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○、不良
を×とした。
Mg,Mg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。比較材としてAl:92％,Mg:7％
のAl−Mg合金丸棒、Mg、Ni−Mg、Si−Mgの粉末も試験し
た。粉末のサイズは20メッシュ以下である。第２表に水
素分析結果を示す。水素分析は加熱抽 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合金角棒を使用した。比較材としてAl:92％,Mg:7％
のAl−Mg合金丸棒、Mg、Ni−Mg、Si−Mgの粉末も試験し
た。粉末のサイズは20メッシュ以下である。第２表に水
素分析結果を示す。水素分析は加熱抽 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。
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Al−Mg合金棒の包み込みは、径15mm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6.6mm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5mmの
角棒を使用し、これをMg0.5％になるように設定した板
厚の鋼板で覆い、突合せ部はNi系ロウでロウ付密着し
た。そして圧延、線引きをした。
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6.6mm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5mmの
角棒を使用し、これをMg0.5％になるように設定した板
厚の鋼板で覆い、突合せ部はNi系ロウでロウ付密着し
た。そして圧延、線引きをした。
SMAW用溶接棒は前記の径4mm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Mg,N
i−Mg粉末を添加したものも試験した。
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Mg,N
i−Mg粉末を添加したものも試験した。
SAW用フラックスは石灰石、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,Si−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,Si−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/mm2クラス
を使用し、SMAWは雰囲気温度20℃、湿度60％で、鋼板予
熱75℃、交流170Aで17kJ/cmの入熱で、SAWは鋼板予熱75
℃、交流600Aで、入熱35kJ/cmの条件でおこなった。
1％,Cr:0.75％,Mo:0.25％の引張り強度80kg/mm2クラス
を使用し、SMAWは雰囲気温度20℃、湿度60％で、鋼板予
熱75℃、交流170Aで17kJ/cmの入熱で、SAWは鋼板予熱75
℃、交流600Aで、入熱35kJ/cmの条件でおこなった。
実施No.1〜４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。シャピー衝撃値、
割れ、溶接性、いずれも良好であった。実施No.3,4はSA
W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。
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。シャピー衝撃値、
割れ、溶接性、いずれも良好であった。実施No.3,4はSA
W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。
以下の実施No.5〜12は比較例である。実施No.5はSMAW
の例で、Al−Mg合金で、Al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ピー衝撃値
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℃、4
50℃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No.7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SMAW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No.9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、
乾燥時も脱水素出来なかったためである。実施No.10もS
MAWの例で、Mg7％のAl−Mg合金丸棒を使用した。Al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Si−Mg、Mg粉
を添加し、SAWを行った結果である。実施No11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。
の例で、Al−Mg合金で、Al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ピー衝撃値
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℃、4
50℃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No.7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SMAW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No.9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、
乾燥時も脱水素出来なかったためである。実施No.10もS
MAWの例で、Mg7％のAl−Mg合金丸棒を使用した。Al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Si−Mg、Mg粉
を添加し、SAWを行った結果である。実施No11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］ 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、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。
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、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。
Claims (1)
- 【請求項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 JPH04162983A (ja) | 1992-06-08 |
| JPH0815677B2 true 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) |
Families Citing this family (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04162983A (ja) | 1992-06-08 |
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