JPH0957488A - 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ - Google Patents
低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤInfo
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- JPH0957488A JPH0957488A JP23207495A JP23207495A JPH0957488A JP H0957488 A JPH0957488 A JP H0957488A JP 23207495 A JP23207495 A JP 23207495A JP 23207495 A JP23207495 A JP 23207495A JP H0957488 A JPH0957488 A JP H0957488A
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- flux
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温用鋼において良好なビード形状、作業性
および作業能率を確保し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性
をより低温域まで確保し、残留応力除去のための溶接後
熱処理によるＣＴＯＤ特性を含む低温靱性劣化がなく、
耐蝕性が良好なフラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 ワイヤ全重量に対して重量％で、ＣａＦ2 ：
２．５〜４．０％、ＴｉＯ2 ：０．４〜０．７％、Ｍ
ｎ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：２．６〜５．０％の他Ｃ
ｕ、Ｔｉ、Ｂを適量含有し、酸化物≦０．９％、酸化物
／弗化物≦０．３、とし、さらに必要に応じて、Ｍｇ、
Ｓｉ、Ｚｒの１種または２種以上を適量含有するフラッ
クスを充填した低温用鋼用塩基性フラックス入りワイ
ヤ。
および作業能率を確保し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性
をより低温域まで確保し、残留応力除去のための溶接後
熱処理によるＣＴＯＤ特性を含む低温靱性劣化がなく、
耐蝕性が良好なフラックス入りワイヤを提供する。 【構成】 ワイヤ全重量に対して重量％で、ＣａＦ2 ：
２．５〜４．０％、ＴｉＯ2 ：０．４〜０．７％、Ｍ
ｎ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：２．６〜５．０％の他Ｃ
ｕ、Ｔｉ、Ｂを適量含有し、酸化物≦０．９％、酸化物
／弗化物≦０．３、とし、さらに必要に応じて、Ｍｇ、
Ｓｉ、Ｚｒの１種または２種以上を適量含有するフラッ
クスを充填した低温用鋼用塩基性フラックス入りワイ
ヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるアルミキ
ルド鋼や低Ｎｉ鋼（２．５％Ｎｉ鋼など）などの低温用
鋼に対し作業能率が良好で、優れたＣＴＯＤ特性（ＣＴ
ＯＤ特性とは、脆性破壊発生を示す特性）を含む低温靱
性の良好な溶接金属が得られ、さらにその溶接金属に対
し残留応力除去のため溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）におけ
るＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が維持でき、良好な耐蝕
性が得られる低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤに
関するものである。
ルド鋼や低Ｎｉ鋼（２．５％Ｎｉ鋼など）などの低温用
鋼に対し作業能率が良好で、優れたＣＴＯＤ特性（ＣＴ
ＯＤ特性とは、脆性破壊発生を示す特性）を含む低温靱
性の良好な溶接金属が得られ、さらにその溶接金属に対
し残留応力除去のため溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）におけ
るＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が維持でき、良好な耐蝕
性が得られる低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】低温用鋼用フラックス入りワイヤとし
て、チタニヤ系フラックス入りワイヤが優れたビード外
観、ビード形状を与えると共に作業性および作業能率の
向上が得られるため、海洋構造物、造船等の溶接に広く
用いられている。しかし、チタニヤ系フラックス入りワ
イヤの問題点として、（１）溶接金属中の酸素量が多
く、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が低い、（２）残留応
力除去のための溶接後熱処理によりＣＴＯＤ特性を含む
低温靱性が劣化する、（３）耐蝕性が悪いなどがある。
て、チタニヤ系フラックス入りワイヤが優れたビード外
観、ビード形状を与えると共に作業性および作業能率の
向上が得られるため、海洋構造物、造船等の溶接に広く
用いられている。しかし、チタニヤ系フラックス入りワ
イヤの問題点として、（１）溶接金属中の酸素量が多
く、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が低い、（２）残留応
力除去のための溶接後熱処理によりＣＴＯＤ特性を含む
低温靱性が劣化する、（３）耐蝕性が悪いなどがある。
【０００３】低温靱性改善を図った発明として特公昭５
６−６８４０号公報において、チタニヤ系フラックス入
りワイヤにＴｉ，Ｂを複合添加して靱性改善を図ってい
る発明が開示されているが、ＣＴＯＤ値、衝撃値に対し
良好な値が得られなかった。さらに、特公昭５９−４４
１５９号公報において、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｂの複合添加によ
り従来７００〜９００ｐｐｍ程度あった溶接金属中の酸
素量を５００ｐｐｍ以下にし、これによって低温靱性を
改善する技術が提案されたが、ＣＴＯＤ値、衝撃値に対
し良好な値が得られなかった。
６−６８４０号公報において、チタニヤ系フラックス入
りワイヤにＴｉ，Ｂを複合添加して靱性改善を図ってい
る発明が開示されているが、ＣＴＯＤ値、衝撃値に対し
良好な値が得られなかった。さらに、特公昭５９−４４
１５９号公報において、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｂの複合添加によ
り従来７００〜９００ｐｐｍ程度あった溶接金属中の酸
素量を５００ｐｐｍ以下にし、これによって低温靱性を
改善する技術が提案されたが、ＣＴＯＤ値、衝撃値に対
し良好な値が得られなかった。
【０００４】チタニヤ系以外のフラックス入りワイヤと
して、特開昭６２−１６６０９８号公報においては弗化
バリウム系フラックスにＭｎ，Ｓｉ，Ｎｉを添加するこ
とにより低温靱性の改善が図られている。しかしながら
このワイヤは作業性が悪く、さらにビード形状、ビード
外観が悪く使用できなかった。また特開昭５２−６５７
３６号公報にはＮｉ，Ｃｕ，Ｍｎ添加により残留応力除
去のための溶接後熱処理による低温靱性劣化の改善を図
った発明があるが、熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温
靱性の劣化は改善できなかった。
して、特開昭６２−１６６０９８号公報においては弗化
バリウム系フラックスにＭｎ，Ｓｉ，Ｎｉを添加するこ
とにより低温靱性の改善が図られている。しかしながら
このワイヤは作業性が悪く、さらにビード形状、ビード
外観が悪く使用できなかった。また特開昭５２−６５７
３６号公報にはＮｉ，Ｃｕ，Ｍｎ添加により残留応力除
去のための溶接後熱処理による低温靱性劣化の改善を図
った発明があるが、熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温
靱性の劣化は改善できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温用鋼に
おいて良好なビード形状、作業性および作業能率を確保
し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性をより低温域まで確保
し、残留応力除去のための溶接後熱処理によるＣＴＯＤ
特性を含む低温靱性劣化がなく、さらに耐蝕性を改善
し、従来ワイヤの欠点を解消し、適用分野を拡大するこ
とのできるフラックス入りワイヤを提供することを目的
とする。
おいて良好なビード形状、作業性および作業能率を確保
し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性をより低温域まで確保
し、残留応力除去のための溶接後熱処理によるＣＴＯＤ
特性を含む低温靱性劣化がなく、さらに耐蝕性を改善
し、従来ワイヤの欠点を解消し、適用分野を拡大するこ
とのできるフラックス入りワイヤを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するためスラグ剤をＣａＦ2 系とし、ＣａＦ2 ，Ｔ
ｉＯ2 ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｂ，Ｃｕ、酸化物、酸化物
／弗化物、Ｓｉ，Ｍｇ，Ｚｒを同時に規定することによ
りＣＴＯＤ特性を含む低温靱性を改善し、残留応力除去
のための溶接後熱処理におけるＣＴＯＤ特性を含む低温
靱性の脆化を改善し、さらに耐蝕性を改善したことを特
徴とする。
解決するためスラグ剤をＣａＦ2 系とし、ＣａＦ2 ，Ｔ
ｉＯ2 ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｂ，Ｃｕ、酸化物、酸化物
／弗化物、Ｓｉ，Ｍｇ，Ｚｒを同時に規定することによ
りＣＴＯＤ特性を含む低温靱性を改善し、残留応力除去
のための溶接後熱処理におけるＣＴＯＤ特性を含む低温
靱性の脆化を改善し、さらに耐蝕性を改善したことを特
徴とする。
【０００７】すなわち本発明の要旨とするところは、鋼
製外皮内にフラックスを充填してなる低温用鋼用塩基性
フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対して
重量％で、ＣａＦ2 ：２．５〜４．０％、ＴｉＯ2 ：
０．４〜０．７％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：
２．６〜５．０％、Ｃｕ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：
０．０１〜０．２０％、Ｂ：０．００１〜０．０１５
％、酸化物≦０．９％（ＴｉＯ2 を含む）、酸化物（Ｔ
ｉＯ2 を含む）／弗化物（ＣａＦ2 を含む）≦０．３、
さらに必要に応じて、Ｍｇ：０．２〜１．２％、Ｓｉ：
０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０４〜０．１５％の１種
または２種以上を含有し、残部は鉄粉および不可避的不
純物からなる充填フラックスを含有することを特徴とす
る低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤにある。
製外皮内にフラックスを充填してなる低温用鋼用塩基性
フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全重量に対して
重量％で、ＣａＦ2 ：２．５〜４．０％、ＴｉＯ2 ：
０．４〜０．７％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：
２．６〜５．０％、Ｃｕ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：
０．０１〜０．２０％、Ｂ：０．００１〜０．０１５
％、酸化物≦０．９％（ＴｉＯ2 を含む）、酸化物（Ｔ
ｉＯ2 を含む）／弗化物（ＣａＦ2 を含む）≦０．３、
さらに必要に応じて、Ｍｇ：０．２〜１．２％、Ｓｉ：
０．１〜１．５％、Ｚｒ：０．０４〜０．１５％の１種
または２種以上を含有し、残部は鉄粉および不可避的不
純物からなる充填フラックスを含有することを特徴とす
る低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】上述したごとく、チタニヤ系フラ
ックス入りワイヤはビード形状が良好であり、作業性お
よび作業効率に優れている点に最大の特徴があるが、脱
酸剤であるＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｍｇ等を複合添加しても
溶接金属中の酸素量を５００ｐｐｍ以下に低減できず、
ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性は改善できなかった。さら
に、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎを添加しても残留応力除去のため
の溶接後熱処理によりＣＴＯＤ特性を含む低温靱性劣化
は改善できなかった。そこで、本発明者等はさらに実験
を重ね以下の事実を見出した。
ックス入りワイヤはビード形状が良好であり、作業性お
よび作業効率に優れている点に最大の特徴があるが、脱
酸剤であるＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｍｇ等を複合添加しても
溶接金属中の酸素量を５００ｐｐｍ以下に低減できず、
ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性は改善できなかった。さら
に、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｎを添加しても残留応力除去のため
の溶接後熱処理によりＣＴＯＤ特性を含む低温靱性劣化
は改善できなかった。そこで、本発明者等はさらに実験
を重ね以下の事実を見出した。
【０００９】（１）スラグ剤をＴｉＯ2 系からＣａＦ2
系とし、さらに酸化物量を制限することにより溶接金属
中の酸素量を２００〜２５０ｐｐｍに減少でき、ＣＴＯ
Ｄ特性を含む低温靱性が改善された。
系とし、さらに酸化物量を制限することにより溶接金属
中の酸素量を２００〜２５０ｐｐｍに減少でき、ＣＴＯ
Ｄ特性を含む低温靱性が改善された。
【００１０】（２）ＣａＦ2 系フラックスにＴｉＯ2 ，
Ｔｉ，Ｂを添加することにより粒内フェライトの生成核
となるＴｉ酸化物が溶接金属中に生成する。またＴｉが
ＴｉＮとして窒素を固定し、ＢＮの形成を妨げフリーＢ
を形成する。これらにより粒界から成長する粒界フェラ
イトを一部抑制し粒内フェライト組織中に一部粒界フェ
ライトを有する組織にすることにより残留応力除去のた
めの溶接後熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が一
部改善した。さらに、Ｎｉを添加することにより溶接金
属中のマトリックスが固溶強化され、残留応力除去のた
めの溶接後熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が改
善された。
Ｔｉ，Ｂを添加することにより粒内フェライトの生成核
となるＴｉ酸化物が溶接金属中に生成する。またＴｉが
ＴｉＮとして窒素を固定し、ＢＮの形成を妨げフリーＢ
を形成する。これらにより粒界から成長する粒界フェラ
イトを一部抑制し粒内フェライト組織中に一部粒界フェ
ライトを有する組織にすることにより残留応力除去のた
めの溶接後熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が一
部改善した。さらに、Ｎｉを添加することにより溶接金
属中のマトリックスが固溶強化され、残留応力除去のた
めの溶接後熱処理後のＣＴＯＤ特性を含む低温靱性が改
善された。
【００１１】（３）Ｃｕ，Ｎｉを添加することによっ
て、Ｃｕ，Ｎｉが溶接金属中のマトリックス内に固溶さ
れ局部電池の形成を防止し耐蝕性を改善した。
て、Ｃｕ，Ｎｉが溶接金属中のマトリックス内に固溶さ
れ局部電池の形成を防止し耐蝕性を改善した。
【００１２】これらにより良好なビード形状、作業性を
維持し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性を改善し、残留応
力除去のための溶接後熱処理をしたときのＣＴＯＤ特性
を含む低温靱性が維持でき、良好な耐蝕性を得ることに
成功した。以下に本発明における成分限定理由について
述べる。
維持し、ＣＴＯＤ特性を含む低温靱性を改善し、残留応
力除去のための溶接後熱処理をしたときのＣＴＯＤ特性
を含む低温靱性が維持でき、良好な耐蝕性を得ることに
成功した。以下に本発明における成分限定理由について
述べる。
【００１３】ＣａＦ2 ：２．５〜４．０％ ＣａＦ2 はスラグ形成剤さらに脱酸剤としての性質を示
す。４．０％超では、スラグ剥離、ビード形状および作
業性が悪くなる。２．５％未満では、スラグ形成剤とし
ての作用がなく、スラグがビード全面に被らずビード形
状が悪く、さらに脱酸剤としての効果がなくなるので、
その範囲を２．５〜４．０％とした。
す。４．０％超では、スラグ剥離、ビード形状および作
業性が悪くなる。２．５％未満では、スラグ形成剤とし
ての作用がなく、スラグがビード全面に被らずビード形
状が悪く、さらに脱酸剤としての効果がなくなるので、
その範囲を２．５〜４．０％とした。
【００１４】ＴｉＯ2 ：０．４〜０．７％ ＴｉＯ2 は溶接金属の金属組織中の粒内フェライトを形
成する生成核となる効果がある。０．４％未満では、金
属組織中に粒界フェライトが多量に生成し、低温靱性を
劣化させ、一方０．７％超では、溶接金属中の酸素量が
多く低温靱性が劣化するので、その範囲を０．４〜０．
７％とした。
成する生成核となる効果がある。０．４％未満では、金
属組織中に粒界フェライトが多量に生成し、低温靱性を
劣化させ、一方０．７％超では、溶接金属中の酸素量が
多く低温靱性が劣化するので、その範囲を０．４〜０．
７％とした。
【００１５】Ｍｎ：０．５〜３．０％ Ｍｎは脱酸を促進させ溶融金属の流動性を改善し、強度
を改善する効果があり、さらに金属組織中の粒内フェラ
イト生成の補助効果もある。０．５％未満では金属組織
中で粒界フェライトが多量に生成し、低温靱性を劣化さ
せる。一方３．０％超では強度が高く、金属組織がベイ
ナイト組織となり、低温靱性が劣化する。したがってそ
の範囲を０．５〜３．０％とした。
を改善する効果があり、さらに金属組織中の粒内フェラ
イト生成の補助効果もある。０．５％未満では金属組織
中で粒界フェライトが多量に生成し、低温靱性を劣化さ
せる。一方３．０％超では強度が高く、金属組織がベイ
ナイト組織となり、低温靱性が劣化する。したがってそ
の範囲を０．５〜３．０％とした。
【００１６】Ｎｉ：２．６〜５．０％ Ｎｉは溶接金属のマトリックス中に固溶し、高靱性を得
るだけでなく残留応力除去のための熱処理後の靱性劣化
を抑え、さらにＣｕと共に添加することにより局部電池
の形成を抑制し耐蝕性向上の効果が得られる。図１のグ
ラフに示すとおり２．６％未満では高靱性は得られず、
熱処理により靱性劣化が起こり、５．０％超では高温割
れが発生するおそれがあるため、その範囲を２．６〜
５．０％とした。
るだけでなく残留応力除去のための熱処理後の靱性劣化
を抑え、さらにＣｕと共に添加することにより局部電池
の形成を抑制し耐蝕性向上の効果が得られる。図１のグ
ラフに示すとおり２．６％未満では高靱性は得られず、
熱処理により靱性劣化が起こり、５．０％超では高温割
れが発生するおそれがあるため、その範囲を２．６〜
５．０％とした。
【００１７】Ｃｕ：０．１〜０．５％ ＣｕはＮｉと共に添加することによってマトリックス中
に固溶し、局部電池の形成を防止するため耐蝕性向上効
果が得られるが、０．１％未満では耐蝕性向上効果が小
さく、０．５％超では高温割れが発生するおそれがある
ため、その範囲を０．１〜０．５％とした。
に固溶し、局部電池の形成を防止するため耐蝕性向上効
果が得られるが、０．１％未満では耐蝕性向上効果が小
さく、０．５％超では高温割れが発生するおそれがある
ため、その範囲を０．１〜０．５％とした。
【００１８】Ｔｉ：０．０１〜０．２０％ Ｔｉは強脱酸剤であり溶接金属の酸素量を低減させる効
果がある。またＴｉＮを形成してＮを固定することによ
りＢＮの生成を防止してフリーＢを確保し、オーステナ
イト粒界から粒界フェライトが生成するのを抑制する。
しかしながら０．０１％未満ではほとんどが酸化消耗し
てＴｉＮの生成に寄与せず、多量の粒界フェライトの生
成により靱性が劣化する。一方０．２０％を超えると溶
接金属の硬度が過度に上昇して靱性が劣化する。したが
ってＴｉは０．０１〜０．２０％とした。
果がある。またＴｉＮを形成してＮを固定することによ
りＢＮの生成を防止してフリーＢを確保し、オーステナ
イト粒界から粒界フェライトが生成するのを抑制する。
しかしながら０．０１％未満ではほとんどが酸化消耗し
てＴｉＮの生成に寄与せず、多量の粒界フェライトの生
成により靱性が劣化する。一方０．２０％を超えると溶
接金属の硬度が過度に上昇して靱性が劣化する。したが
ってＴｉは０．０１〜０．２０％とした。
【００１９】Ｂ：０．００１〜０．０１５％ Ｂはγ粒界においてフリーＢとすることにより、γ粒界
から成長する粒界フェライトの生成を抑制し、粒内フェ
ライト生成の補助効果がある。０．００１％未満では粒
界フェライトの抑制効果がなく、粒界フェライトが多量
に析出し低温靱性が劣化し、一方０．０１５％超ではベ
イナイト組織になり低温靱性が劣化する。したがってそ
の範囲を０．００１〜０．０１５％とした。
から成長する粒界フェライトの生成を抑制し、粒内フェ
ライト生成の補助効果がある。０．００１％未満では粒
界フェライトの抑制効果がなく、粒界フェライトが多量
に析出し低温靱性が劣化し、一方０．０１５％超ではベ
イナイト組織になり低温靱性が劣化する。したがってそ
の範囲を０．００１〜０．０１５％とした。
【００２０】酸化物≦０．９％（ＴｉＯ2 を含む） 本発明では、フラックス中のＴｉＯ2 の他、ＳｉＯ2 ，
ＦｅＯ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＣａＣＯ3 等の酸化物
を併用することができるが、酸化物の総添加量が０．９
％超では溶接金属中の酸素量が増加し、低温靱性が劣化
するため、酸化物の総添加量の上限を０．９％とした。
ＦｅＯ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＣａＣＯ3 等の酸化物
を併用することができるが、酸化物の総添加量が０．９
％超では溶接金属中の酸素量が増加し、低温靱性が劣化
するため、酸化物の総添加量の上限を０．９％とした。
【００２１】酸化物／弗化物≦０．３ 本発明では、フラックス中のＣａＦ2 の他、ＭｇＦ2 ，
ＮａＡｌＦ2 ，Ｋ2 ＺｒＦ6 ，Ｋ2 ＳｉＦ6 等の弗化物
を併用することができるが、図２のグラフに示すように
酸化物／弗化物＞０．３では、溶接金属中の酸素量が増
加し、低温靱性が劣化するため、酸化物／弗化物≦０．
３とした。
ＮａＡｌＦ2 ，Ｋ2 ＺｒＦ6 ，Ｋ2 ＳｉＦ6 等の弗化物
を併用することができるが、図２のグラフに示すように
酸化物／弗化物＞０．３では、溶接金属中の酸素量が増
加し、低温靱性が劣化するため、酸化物／弗化物≦０．
３とした。
【００２２】Ｍｇ：０．２〜１．２％ 必要に応じて添加し、高温アーク中において酸素と反応
し、ワイヤ先端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。そ
の結果、脱酸生成物が溶融池内に残留せず、溶接金属中
の酸素量を減少させる効果がある。しかし、０．２％未
満では上記効果が不足し、１．２％超では、溶接金属中
にＭｇが残留し低温靱性が劣化するので、その範囲を
０．２〜１．２％とした。
し、ワイヤ先端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。そ
の結果、脱酸生成物が溶融池内に残留せず、溶接金属中
の酸素量を減少させる効果がある。しかし、０．２％未
満では上記効果が不足し、１．２％超では、溶接金属中
にＭｇが残留し低温靱性が劣化するので、その範囲を
０．２〜１．２％とした。
【００２３】Ｓｉ：０．１〜１．５％ 必要に応じて添加するが、脱酸剤として溶接金属中の酸
素量を低減させる効果がある。０．１％未満では脱酸効
果が不足し、一方１．５％超では強度が高くなり低温靱
性が劣化するので、その範囲を０．１〜１．５％とし
た。
素量を低減させる効果がある。０．１％未満では脱酸効
果が不足し、一方１．５％超では強度が高くなり低温靱
性が劣化するので、その範囲を０．１〜１．５％とし
た。
【００２４】Ｚｒ：０．０４〜０．１５％ 必要に応じて添加し、強脱酸剤として溶接金属中の酸素
量を低減し、溶接金属の酸化を防止し、かつ粒内フェラ
イトを多量に析出させ低温靱性を改善させる。しかし
０．０４％未満では粒内フェライトを多量に析出できず
低温靱性改善効果がなく、一方０．１５％超では炭化物
を形成し、著しく低温靱性が劣化するため０．０４〜
０．１５％とした。
量を低減し、溶接金属の酸化を防止し、かつ粒内フェラ
イトを多量に析出させ低温靱性を改善させる。しかし
０．０４％未満では粒内フェライトを多量に析出できず
低温靱性改善効果がなく、一方０．１５％超では炭化物
を形成し、著しく低温靱性が劣化するため０．０４〜
０．１５％とした。
【００２５】鋼製外皮としては、充填加工性の点から深
絞り性の良好な冷間圧延鋼材または熱間圧延鋼材が用い
られる。また、フラックスの充填率は特に限定されない
が、伸線性を考慮して、ワイヤ重量に対して１０〜３０
％の範囲が最も適当である。なお、ワイヤの断面形状に
は何ら制限がなく、２．０ｍｍ以下の細径の場合は比較
的単純な円筒状のものがよく、また２．４〜３．２ｍｍ
程度の太径ワイヤの場合は、フープの内部へ複雑に折り
込んだ構造のものが一般的である。またシームレスワイ
ヤにおいては、Ｃｕ等のメッキ処理を施すことも有効で
ある。
絞り性の良好な冷間圧延鋼材または熱間圧延鋼材が用い
られる。また、フラックスの充填率は特に限定されない
が、伸線性を考慮して、ワイヤ重量に対して１０〜３０
％の範囲が最も適当である。なお、ワイヤの断面形状に
は何ら制限がなく、２．０ｍｍ以下の細径の場合は比較
的単純な円筒状のものがよく、また２．４〜３．２ｍｍ
程度の太径ワイヤの場合は、フープの内部へ複雑に折り
込んだ構造のものが一般的である。またシームレスワイ
ヤにおいては、Ｃｕ等のメッキ処理を施すことも有効で
ある。
【００２６】
【実施例】実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明
する。鋼製外皮を用い、外皮の中空部にフラックスを充
填後、伸線し、１．２ｍｍ径に仕上げてフラックス入り
ワイヤを作成した。ワイヤの成分組成を表１ないし表４
に、試験結果を表５、表６に示す。これらの表におい
て、Ｎｏ．１〜８は比較例であり、Ｎｏ．９〜２２は本
発明の実施例である。
する。鋼製外皮を用い、外皮の中空部にフラックスを充
填後、伸線し、１．２ｍｍ径に仕上げてフラックス入り
ワイヤを作成した。ワイヤの成分組成を表１ないし表４
に、試験結果を表５、表６に示す。これらの表におい
て、Ｎｏ．１〜８は比較例であり、Ｎｏ．９〜２２は本
発明の実施例である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】試験溶接は上記ワイヤを用いて作業性試験
用と性能試験用と２種類行った。溶接条件をそれぞれ表
７、表８に示す。熱処理温度は、炉内温度を５８０℃に
設定し、保持時間を３時間、昇温は５０℃／時、降温は
５０℃／時で実施した（ＪＩＳ Ｚ３７００に準拠）。
用と性能試験用と２種類行った。溶接条件をそれぞれ表
７、表８に示す。熱処理温度は、炉内温度を５８０℃に
設定し、保持時間を３時間、昇温は５０℃／時、降温は
５０℃／時で実施した（ＪＩＳ Ｚ３７００に準拠）。
【００３４】
【表７】
【００３５】
【表８】
【００３６】機械的性能は常温引張試験で評価した。引
張試験片は各試験体について図３の１ｓｔ側（始めに溶
接した側）、２ｎｄ側（裏面を削って溶接した側）の表
面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ Ｚ３１１１に準
拠）。なお、引張試験の試験温度は室温（２４℃）で実
施した。
張試験片は各試験体について図３の１ｓｔ側（始めに溶
接した側）、２ｎｄ側（裏面を削って溶接した側）の表
面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ Ｚ３１１１に準
拠）。なお、引張試験の試験温度は室温（２４℃）で実
施した。
【００３７】低温靱性は−７０℃での衝撃試験および−
５０℃でのＣＴＯＤ試験で評価した。衝撃試験片は１ｓ
ｔ側、２ｎｄ側の表面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ
Ｚ３１１１に準拠）。ＣＴＯＤ試験片は溶接部中央部に
疲労ノッチを入れた（ＢＳ５７６２に準拠）。
５０℃でのＣＴＯＤ試験で評価した。衝撃試験片は１ｓ
ｔ側、２ｎｄ側の表面下６ｍｍより採取した（ＪＩＳ
Ｚ３１１１に準拠）。ＣＴＯＤ試験片は溶接部中央部に
疲労ノッチを入れた（ＢＳ５７６２に準拠）。
【００３８】耐蝕性試験は、図３の１ｓｔ側、２ｎｄ側
の溶接金属中央部、表面下１ｍｍから厚さ５ｍｍの試験
片を採取し、３％食塩水中で３ケ月間の回転浸漬試験を
行った。耐蝕性試験後の測定部溶接金属の最低厚さを測
定し、試験前の厚さ５ｍｍとの差を求め、これが０．２
ｍｍ以下を表５、表６において○とした。また溶接作業
性試験は溶滴移行性、スパッタ、ビード形状等を総合判
定し、良好なものを○とした。
の溶接金属中央部、表面下１ｍｍから厚さ５ｍｍの試験
片を採取し、３％食塩水中で３ケ月間の回転浸漬試験を
行った。耐蝕性試験後の測定部溶接金属の最低厚さを測
定し、試験前の厚さ５ｍｍとの差を求め、これが０．２
ｍｍ以下を表５、表６において○とした。また溶接作業
性試験は溶滴移行性、スパッタ、ビード形状等を総合判
定し、良好なものを○とした。
【００３９】表５、表６の試験結果から明らかなよう
に、比較例であるＮｏ．１は、ＣａＦ2 量が少ないため
スラグ被包性が悪く、酸化物／弗化物が大きいため溶接
金属中の酸素量が多く、低温靱性が劣化した。またＮ
ｏ．２は、ＣａＦ2 量が多いため作業性が悪く、Ｍｎ量
が多いため強度が高く、低温靱性が劣化した。
に、比較例であるＮｏ．１は、ＣａＦ2 量が少ないため
スラグ被包性が悪く、酸化物／弗化物が大きいため溶接
金属中の酸素量が多く、低温靱性が劣化した。またＮ
ｏ．２は、ＣａＦ2 量が多いため作業性が悪く、Ｍｎ量
が多いため強度が高く、低温靱性が劣化した。
【００４０】Ｎｏ．３は、Ｎｉ量が多いため、強度が高
く低温靱性が劣化した。またＮｏ．４は、Ｍｎ，Ｎｉ量
が少なく、マトリックスの固溶強化が得られないため、
低温靱性が劣化した。さらに、熱処理によって低温靱性
が劣化した。
く低温靱性が劣化した。またＮｏ．４は、Ｍｎ，Ｎｉ量
が少なく、マトリックスの固溶強化が得られないため、
低温靱性が劣化した。さらに、熱処理によって低温靱性
が劣化した。
【００４１】Ｎｏ．５は、Ｃｕを添加しないため耐蝕性
が悪く、さらにＴｉ量が多く、Ｂが添加されないため、
金属組織において粒界フェライトが多量に析出し、低温
靱性が劣化した。またＮｏ．６は、Ｔｉ，Ｂの添加がな
いため金属組織において粒界フェライトが多量に析出
し、さらに、Ｎｉ量が少ないためマトリックスの固溶強
化が得られないため低温靱性が劣化した。
が悪く、さらにＴｉ量が多く、Ｂが添加されないため、
金属組織において粒界フェライトが多量に析出し、低温
靱性が劣化した。またＮｏ．６は、Ｔｉ，Ｂの添加がな
いため金属組織において粒界フェライトが多量に析出
し、さらに、Ｎｉ量が少ないためマトリックスの固溶強
化が得られないため低温靱性が劣化した。
【００４２】Ｎｏ．７は、Ｍｎの添加がなく、Ｍｇ量が
多いためスラグの粘性が大きくなり作業性が悪く、Ｔｉ
量が多いため金属組織がベイナイト組織になり低温靱性
が劣化した。またＮｏ．８は、ＴｉＯ2 量が多く、酸化
物／弗化物が大きいため、溶接金属中の酸素量が多く、
Ｎｉ添加がないため、低温靱性が劣化した。
多いためスラグの粘性が大きくなり作業性が悪く、Ｔｉ
量が多いため金属組織がベイナイト組織になり低温靱性
が劣化した。またＮｏ．８は、ＴｉＯ2 量が多く、酸化
物／弗化物が大きいため、溶接金属中の酸素量が多く、
Ｎｉ添加がないため、低温靱性が劣化した。
【００４３】一方、本発明例であるＮｏ．９〜２２のワ
イヤでは、溶接作業性が良好であり、溶接金属中の酸素
量が２００〜２５０ｐｐｍとなり、金属組織として粒内
フェライト中に一部粒界フェライトを生成させることが
でき、さらにＮｉにより溶接金属中のマトリックスが固
溶強化され、低温靱性、特に−５０℃でのＣＴＯＤ値、
−７０℃での衝撃値に優れていることを確認した。さら
に、残留応力除去のための熱処理後の溶接金属に対して
も、低温靱性、特に−５０℃でのＣＴＯＤ値、−７０℃
での衝撃値について脆化が起こらず優れていることを確
認した。また、耐蝕性にも優れていることを確認した。
イヤでは、溶接作業性が良好であり、溶接金属中の酸素
量が２００〜２５０ｐｐｍとなり、金属組織として粒内
フェライト中に一部粒界フェライトを生成させることが
でき、さらにＮｉにより溶接金属中のマトリックスが固
溶強化され、低温靱性、特に−５０℃でのＣＴＯＤ値、
−７０℃での衝撃値に優れていることを確認した。さら
に、残留応力除去のための熱処理後の溶接金属に対して
も、低温靱性、特に−５０℃でのＣＴＯＤ値、−７０℃
での衝撃値について脆化が起こらず優れていることを確
認した。また、耐蝕性にも優れていることを確認した。
【００４４】
【発明の効果】本発明の低温用鋼用塩基性フラックス入
りワイヤは以上のように構成されており、溶接作業性に
優れている。また、スラグ剤を従来のＴｉＯ2 系からＣ
ａＦ2系にすることにより溶接金属中の酸素量を２００
〜２５０ｐｐｍに低減し、ＴｉＯ2 ，Ｔｉ，Ｂの添加量
を規定することにより金属組織として粒内フェライト中
に一部粒界フェライトを析出させ、Ｎｉの添加量を規定
することによりマトリックスが強化され、Ｃｕ，Ｎｉの
添加量を規定することにより局部電池の生成を防止し、
低温靱性を改善、熱処理後の低温靱性の劣化を改善また
耐蝕性を改善することが可能になった。
りワイヤは以上のように構成されており、溶接作業性に
優れている。また、スラグ剤を従来のＴｉＯ2 系からＣ
ａＦ2系にすることにより溶接金属中の酸素量を２００
〜２５０ｐｐｍに低減し、ＴｉＯ2 ，Ｔｉ，Ｂの添加量
を規定することにより金属組織として粒内フェライト中
に一部粒界フェライトを析出させ、Ｎｉの添加量を規定
することによりマトリックスが強化され、Ｃｕ，Ｎｉの
添加量を規定することにより局部電池の生成を防止し、
低温靱性を改善、熱処理後の低温靱性の劣化を改善また
耐蝕性を改善することが可能になった。
【図１】ワイヤ中のＮｉ量とｖＥ−７０℃との関係を示
すグラフ
すグラフ
【図２】ワイヤ中の酸化物量／弗化物量と溶接金属中の
酸素量との関係を示すグラフ
酸素量との関係を示すグラフ
【図３】１ｓｔ側、２ｎｄ側の母材の開先形状を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志村 竜一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼製外皮内にフラックスを充填してなる
低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤにおいて、ワイ
ヤ全重量に対して重量％で、 ＣａＦ2 ：２．５〜４．０％ ＴｉＯ2 ：０．４〜０．７％ Ｍｎ ：０．５〜３．０％ Ｎｉ ：２．６〜５．０％ Ｃｕ ：０．１〜０．５％ Ｔｉ ：０．０１〜０．２０％ Ｂ ：０．００１〜０．０１５％ 酸化物≦０．９％（ＴｉＯ2 を含む） 酸化物（ＴｉＯ2 を含む）／弗化物（ＣａＦ2 を含む）
≦０．３ 残部は鉄粉および不可避的不純物からなる充填フラック
スを含有することを特徴とする低温用鋼用塩基性フラッ
クス入りワイヤ。 - 【請求項２】 充填フラックス中に、ワイヤ全重量に対
してさらに、 Ｍｇ ：０．２〜１．２％ Ｓｉ ：０．１〜１．５％ Ｚｒ ：０．０４〜０．１５％ の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１に記載の低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23207495A JP3559806B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23207495A JP3559806B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0957488A true JPH0957488A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3559806B2 JP3559806B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=16933589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23207495A Expired - Fee Related JP3559806B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559806B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100910493B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2009-07-31 | 주식회사 포스코 | 저온 ｃｔｏｄ특성이 우수한 플럭스 코어드 아크용접금속부 |
| JP2011043353A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Ihi Corp | 破壊指標値補正方法、破壊指標値補正装置、溶接構造体の破壊特性評価方法及び溶接構造体の破壊特性評価装置 |
| JP2014050882A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-03-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | ガスシールドアーク溶接用高Ｎｉフラックス入りワイヤ |
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| WO2015068273A1 (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | 新日鐵住金株式会社 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及びそのワイヤを用いた極低温用鋼の溶接方法 |
| KR20150053718A (ko) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 내장 와이어 및 극저온용 강의 용접 방법 및 용접 조인트의 제조 방법 |
| JP2015110247A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-06-18 | 新日鐵住金株式会社 | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び極低温用鋼の溶接方法ならびに溶接継手の製造方法 |
| EP2848355A4 (en) * | 2012-05-08 | 2015-12-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | FLUX-CONTAINING WIRE FOR WELDING ULTRA-HIGH STEEL |
| JP2016209931A (ja) * | 2015-05-01 | 2016-12-15 | リンカーン グローバル， インコーポレイテッドＬｉｎｃｏｌｎ Ｇｌｏｂａｌ， Ｉｎｃ． | 改良された溶接法 |
| KR20180138140A (ko) | 2017-06-19 | 2018-12-28 | 닛테츠 스미킨 요우세츠 고교 가부시키가이샤 | 저온용 강의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP23207495A patent/JP3559806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104625486A (zh) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 新日铁住金株式会社 | 气体保护电弧焊接用填充焊剂金属丝及极低温用钢的焊接方法以及焊接接头的制造方法 |
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| KR20160089309A (ko) * | 2013-11-08 | 2016-07-27 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 내장 와이어 |
| US9770789B2 (en) | 2013-11-08 | 2017-09-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding, method for welding steel for very low temperature use, and method for manufacturing weld joint |
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| KR20180138140A (ko) | 2017-06-19 | 2018-12-28 | 닛테츠 스미킨 요우세츠 고교 가부시키가이샤 | 저온용 강의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 |
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| JP3559806B2 (ja) | 2004-09-02 |
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