JPH11170085A - サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法Info
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- JPH11170085A JPH11170085A JP34338097A JP34338097A JPH11170085A JP H11170085 A JPH11170085 A JP H11170085A JP 34338097 A JP34338097 A JP 34338097A JP 34338097 A JP34338097 A JP 34338097A JP H11170085 A JPH11170085 A JP H11170085A
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Landscapes
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- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ鋼
又はＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない同級
鋼材の十分な強度及び靭性を得ることができるサブマー
ジアーク溶接用ボンドフラックスを提供する。 【解決手段】 ボンドフラックスは、ＳｉＯ2：１０〜
２５重量％（以下重量％は省略）、Ａｌ2Ｏ3：１０〜２
０、ＴｉＯ2：３〜１２、ＭｇＯ：１０〜２０、ＣａＣ
Ｏ3：７〜１５、ｔｏｔａｌ Ｍｎ：０．５〜８、鉄
粉：１５〜３５、ＣａＦ2：１．５〜７．０、Ｂ2Ｏ3：
０．３〜０．８、金属粉としてのＴｉ：０．４〜１．
５、Ｍｏ：０．４〜１．７５を含有する。このボンドフ
ラックスを使用し、Ｃ：０．１２以下、Ｓｉ：０．１０
以下、Ｍｎ：１．５〜２．４のワイヤと組合せてサブマ
ージアーク溶接し、Ｔｉ：０．０１〜０．０２、Ｂ：
０．００４〜０．００８及びＭｏ：０．１〜０．４５を
含有する組成の溶接金属を得る。
又はＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない同級
鋼材の十分な強度及び靭性を得ることができるサブマー
ジアーク溶接用ボンドフラックスを提供する。 【解決手段】 ボンドフラックスは、ＳｉＯ2：１０〜
２５重量％（以下重量％は省略）、Ａｌ2Ｏ3：１０〜２
０、ＴｉＯ2：３〜１２、ＭｇＯ：１０〜２０、ＣａＣ
Ｏ3：７〜１５、ｔｏｔａｌ Ｍｎ：０．５〜８、鉄
粉：１５〜３５、ＣａＦ2：１．５〜７．０、Ｂ2Ｏ3：
０．３〜０．８、金属粉としてのＴｉ：０．４〜１．
５、Ｍｏ：０．４〜１．７５を含有する。このボンドフ
ラックスを使用し、Ｃ：０．１２以下、Ｓｉ：０．１０
以下、Ｍｎ：１．５〜２．４のワイヤと組合せてサブマ
ージアーク溶接し、Ｔｉ：０．０１〜０．０２、Ｂ：
０．００４〜０．００８及びＭｏ：０．１〜０．４５を
含有する組成の溶接金属を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４９０乃至５２０
Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ鋼又はＮｂ及びＶの一方又は双
方が添加されていない４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼
用として好適のサブマージアーク溶接用ボンドフラック
ス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法に関す
る。
Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ鋼又はＮｂ及びＶの一方又は双
方が添加されていない４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼
用として好適のサブマージアーク溶接用ボンドフラック
ス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】阪神淡路大震災以降、溶接継手の品質向
上への要求はより厳しくなる傾向にある。一方、大空間
を有する建築構造物が増え、より肉厚が厚い板でボック
ス柱を製作するケースが増加している。このような状況
下で、厚板ボックス柱角継手の大入熱サブマージアーク
溶接の技術分野においては、強度及び靭性がいずれも従
来の溶接材料に比較して高いレベルで安定する材料の開
発が要望されている。
上への要求はより厳しくなる傾向にある。一方、大空間
を有する建築構造物が増え、より肉厚が厚い板でボック
ス柱を製作するケースが増加している。このような状況
下で、厚板ボックス柱角継手の大入熱サブマージアーク
溶接の技術分野においては、強度及び靭性がいずれも従
来の溶接材料に比較して高いレベルで安定する材料の開
発が要望されている。
【０００３】特に最近、厚板のボックス柱に多く適用さ
れ始めているＴＭＣＰ鋼は、Ｍｏ、Ｎｂ及びＶ等の合金
成分の添加なしで従来鋼と同一強度の鋼板を製造するこ
とを可能にしたため、化学成分に着目すると、下記表１
に一例を示すように、ＴＭＣＰ鋼は従来鋼に比較して合
成成分の含有量が少なめになっている。また、ＴＭＣＰ
鋼以外の通常鋼の中にも、Ｎｂ及びＶを含まないものが
存在するようになっており、靭性が十分に得られないよ
うな場合も生じてきている。
れ始めているＴＭＣＰ鋼は、Ｍｏ、Ｎｂ及びＶ等の合金
成分の添加なしで従来鋼と同一強度の鋼板を製造するこ
とを可能にしたため、化学成分に着目すると、下記表１
に一例を示すように、ＴＭＣＰ鋼は従来鋼に比較して合
成成分の含有量が少なめになっている。また、ＴＭＣＰ
鋼以外の通常鋼の中にも、Ｎｂ及びＶを含まないものが
存在するようになっており、靭性が十分に得られないよ
うな場合も生じてきている。
【０００４】
【表１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボック
ス柱角継手の大入熱サブマージアーク溶接では一般に母
材希釈が多く、これらＴＭＣＰ鋼等を溶接した場合、溶
接金属の十分な強度及び靭性を確保するために必要な合
金成分が不足し、従来鋼を溶接した場合と比較して溶接
金属の引張強度及び靭性が低めになる場合があった。
ス柱角継手の大入熱サブマージアーク溶接では一般に母
材希釈が多く、これらＴＭＣＰ鋼等を溶接した場合、溶
接金属の十分な強度及び靭性を確保するために必要な合
金成分が不足し、従来鋼を溶接した場合と比較して溶接
金属の引張強度及び靭性が低めになる場合があった。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ
鋼又はＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない４
９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼という広い範囲にわたっ
て適用可能で、それらの鋼材の化学成分が多少異なる場
合でも、十分な強度を得ることができ、ＳＭ４９０Ｃ及
びＳＭ５２０Ｃ鋼の母材スペックである４７Ｊを上回る
靭性を得ることができるサブマージアーク溶接用ボンド
フラックスを提供することを目的とする。
のであって、４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ
鋼又はＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない４
９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼という広い範囲にわたっ
て適用可能で、それらの鋼材の化学成分が多少異なる場
合でも、十分な強度を得ることができ、ＳＭ４９０Ｃ及
びＳＭ５２０Ｃ鋼の母材スペックである４７Ｊを上回る
靭性を得ることができるサブマージアーク溶接用ボンド
フラックスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るサブマージ
アーク溶接用ボンドフラックスは、ＳｉＯ2：１０乃至
２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％、Ｔｉ
Ｏ2：３乃至１２重量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量
％、ＣａＣＯ3：７乃至１５重量％、ｔｏｔａｌ Ｍ
ｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１５乃至３５重量％、
ＣａＦ2：１．５乃至７．０重量％、Ｂ2Ｏ3：０．３乃
至０．８重量％、金属粉としてのＴｉ：０．４０乃至
１．５０重量％、Ｍｏ：０．４０乃至１．７５重量％を
含有することを特徴とする。
アーク溶接用ボンドフラックスは、ＳｉＯ2：１０乃至
２５重量％、Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％、Ｔｉ
Ｏ2：３乃至１２重量％、ＭｇＯ：１０乃至２０重量
％、ＣａＣＯ3：７乃至１５重量％、ｔｏｔａｌ Ｍ
ｎ：０．５乃至８重量％、鉄粉：１５乃至３５重量％、
ＣａＦ2：１．５乃至７．０重量％、Ｂ2Ｏ3：０．３乃
至０．８重量％、金属粉としてのＴｉ：０．４０乃至
１．５０重量％、Ｍｏ：０．４０乃至１．７５重量％を
含有することを特徴とする。
【０００８】このサブマージアーク溶接用ボンドフラッ
クスは、４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ鋼並
びにＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない４９
０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼の溶接に使用されることが
好ましい。
クスは、４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣＰ鋼並
びにＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていない４９
０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼の溶接に使用されることが
好ましい。
【０００９】また、本発明に係るサブマージアーク溶接
方法は、上記組成のボンドフラックスを使用し、Ｃ：
０．１２重量％以下、Ｓｉ：０．１０重量％以下、Ｍ
ｎ：１．５乃至２．４重量％のワイヤと組合せてサブマ
ージアーク溶接し、Ｔｉ：０．０１０乃至０．０２０重
量％、Ｂ：０．００４０乃至０．００８０重量％及びＭ
ｏ：０．１０乃至０．４５重量％を含有する組成の溶接
金属を得ることを特徴とする。
方法は、上記組成のボンドフラックスを使用し、Ｃ：
０．１２重量％以下、Ｓｉ：０．１０重量％以下、Ｍ
ｎ：１．５乃至２．４重量％のワイヤと組合せてサブマ
ージアーク溶接し、Ｔｉ：０．０１０乃至０．０２０重
量％、Ｂ：０．００４０乃至０．００８０重量％及びＭ
ｏ：０．１０乃至０．４５重量％を含有する組成の溶接
金属を得ることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者等は、前述の課題を解決
すべく種々実験研究した結果、焼き入れ性改善のため良
く使われるＣ及びＭｎ等の成分系を調整しても、母材の
種類又は溶接条件の変動により歩留りが安定せず、その
結果、得られた溶接金属には安定して高いレベルの靱性
を得ることができないことが判明した。そこで、母材の
希釈の影響等を受けにくいＴｉ、Ｂ及びＭｏに着目し、
各元素を単独に添加してみたが、衝撃値：４７Ｊ以上の
値を安定して得るには至らなかった。そこで、本発明者
等は、Ｔｉ、Ｂ及びＭｏを複合添加していったところ、
それぞれの添加量がある一定の範囲でのみ所望の性能を
得ることができることを知見した。
すべく種々実験研究した結果、焼き入れ性改善のため良
く使われるＣ及びＭｎ等の成分系を調整しても、母材の
種類又は溶接条件の変動により歩留りが安定せず、その
結果、得られた溶接金属には安定して高いレベルの靱性
を得ることができないことが判明した。そこで、母材の
希釈の影響等を受けにくいＴｉ、Ｂ及びＭｏに着目し、
各元素を単独に添加してみたが、衝撃値：４７Ｊ以上の
値を安定して得るには至らなかった。そこで、本発明者
等は、Ｔｉ、Ｂ及びＭｏを複合添加していったところ、
それぞれの添加量がある一定の範囲でのみ所望の性能を
得ることができることを知見した。
【００１１】即ち、本発明にて規定したボンドフラック
スの組成範囲が上記所望の性能を得ることができるもの
である。以下、この本発明に係るボンドフラックスの成
分添加理由及び組成限定理由について説明する。
スの組成範囲が上記所望の性能を得ることができるもの
である。以下、この本発明に係るボンドフラックスの成
分添加理由及び組成限定理由について説明する。
【００１２】ＳｉＯ2：１０乃至２５重量％ ＳｉＯ2はスラグの粘性を調整するのに必須の成分であ
るが、１０重量％未満ではスラグの粘性が不十分とな
り、ビード幅が不安定又は不均一となる。また、ＳｉＯ
2が少ないと、ビード形状が凸となると共に、スラグ生
成量も増すため、好ましくない。一方、ＳｉＯ2が２５
重量％を超えると、スラグの粘性が過剰となり、ビード
の広がりが悪くなる。このため、ＳｉＯ2は１０乃至２
５重量％とする。
るが、１０重量％未満ではスラグの粘性が不十分とな
り、ビード幅が不安定又は不均一となる。また、ＳｉＯ
2が少ないと、ビード形状が凸となると共に、スラグ生
成量も増すため、好ましくない。一方、ＳｉＯ2が２５
重量％を超えると、スラグの粘性が過剰となり、ビード
の広がりが悪くなる。このため、ＳｉＯ2は１０乃至２
５重量％とする。
【００１３】Ａｌ2Ｏ3：１０乃至２０重量％ Ａｌ2Ｏ3はスラグの粘性及び凝固温度を調整するのに有
効な成分である。しかし、Ａｌ2Ｏ3が１０重量％未満で
はスラグの粘性及び凝固温度が低くなり、ビード幅が不
均一になったり、ビード形状が凸形になるため好ましく
ない。一方、Ａｌ2Ｏ3が２０重量％を超えると、スラグ
の凝固温度が高くなりすぎるため、ビードの広がりが不
十分となり、又はビードが蛇行しやすい。このため、Ａ
ｌ2Ｏ3は１０乃至２０重量％とする。
効な成分である。しかし、Ａｌ2Ｏ3が１０重量％未満で
はスラグの粘性及び凝固温度が低くなり、ビード幅が不
均一になったり、ビード形状が凸形になるため好ましく
ない。一方、Ａｌ2Ｏ3が２０重量％を超えると、スラグ
の凝固温度が高くなりすぎるため、ビードの広がりが不
十分となり、又はビードが蛇行しやすい。このため、Ａ
ｌ2Ｏ3は１０乃至２０重量％とする。
【００１４】ＴｉＯ2：３乃至１２重量％ ＴｉＯ2はスラグの融点及び粘性調整材として有効な成
分である。しかし、ＴｉＯ2の総量が３重量％未満で
は、アンダーカットが発生しやすいため好ましくない。
一方、１２重量％を超えると、スラグ剥離性が急激に劣
化し、スラグ生成量も増大する。このため、ＴｉＯ2は
３乃至１２重量％とする。
分である。しかし、ＴｉＯ2の総量が３重量％未満で
は、アンダーカットが発生しやすいため好ましくない。
一方、１２重量％を超えると、スラグ剥離性が急激に劣
化し、スラグ生成量も増大する。このため、ＴｉＯ2は
３乃至１２重量％とする。
【００１５】ＭｇＯ：１０乃至２０重量％ ＭｇＯは粘性調整剤としての作用を有している。しか
し、ＭｇＯが１０重量％未満ではビードが蛇行しやす
く、アンダーカットが発生する。一方、ＭｇＯが２０重
量％を超えると、スラグ焼き付きが増すと共に、ポック
マークが発生しやすい。更に、ＭｇＯが多いと、スラグ
生成量も増大するため好ましくない。このため、ＭｇＯ
は１０乃至２０重量％とする。
し、ＭｇＯが１０重量％未満ではビードが蛇行しやす
く、アンダーカットが発生する。一方、ＭｇＯが２０重
量％を超えると、スラグ焼き付きが増すと共に、ポック
マークが発生しやすい。更に、ＭｇＯが多いと、スラグ
生成量も増大するため好ましくない。このため、ＭｇＯ
は１０乃至２０重量％とする。
【００１６】ＣａＣＯ3：７乃至１５重量％ ＣａＣＯ3は溶接中にＣａＯとＣＯ2とに分解され、ＣＯ
2ガスによって溶接部を外気からシールドするととも
に、不純物ガス（Ｈ2又はＮ2等）の分圧を低下させ、溶
接金属中への侵入を防止するのに有効な成分である。し
かし、ＣａＣＯ3が７重量％未満ではＣＯ2ガスによるシ
ールド効果が不十分であり、溶接金属中の水素及び窒素
量が増大し、低温割れ及び靱性の低下が生じやすい。一
方、ＣａＣＯ3が１５重量％を超えると、ＣＯ2ガスの発
生量が過剰になり、ガスが均一に抜けずに溶接中の吹上
減少がきわめて多くなり、ビード外観が劣化しやすい。
このため、ＣａＣＯ3は７乃至１５重量％とする。
2ガスによって溶接部を外気からシールドするととも
に、不純物ガス（Ｈ2又はＮ2等）の分圧を低下させ、溶
接金属中への侵入を防止するのに有効な成分である。し
かし、ＣａＣＯ3が７重量％未満ではＣＯ2ガスによるシ
ールド効果が不十分であり、溶接金属中の水素及び窒素
量が増大し、低温割れ及び靱性の低下が生じやすい。一
方、ＣａＣＯ3が１５重量％を超えると、ＣＯ2ガスの発
生量が過剰になり、ガスが均一に抜けずに溶接中の吹上
減少がきわめて多くなり、ビード外観が劣化しやすい。
このため、ＣａＣＯ3は７乃至１５重量％とする。
【００１７】ｔｏｔａｌ Ｍｎ：０．５乃至８重量％ Ｍｎはスラグの粘性及び凝固温度を調整するのに有効な
成分であるだけでなく、溶接金属中のＭｎ量を調整し、
引張性能、衝撃性能を確保するために必須の成分であ
る。しかし、Ｍｎが０．５重量％未満では、アンダーカ
ット及びスラグ焼き付きが発生しやすく好ましくない。
一方、Ｍｎが８重量％を超えると、ビードが蛇行しやす
く、かつフラックス消費量が増大するため好ましくな
い。
成分であるだけでなく、溶接金属中のＭｎ量を調整し、
引張性能、衝撃性能を確保するために必須の成分であ
る。しかし、Ｍｎが０．５重量％未満では、アンダーカ
ット及びスラグ焼き付きが発生しやすく好ましくない。
一方、Ｍｎが８重量％を超えると、ビードが蛇行しやす
く、かつフラックス消費量が増大するため好ましくな
い。
【００１８】なお、Ｍｎ成分は、金属Ｍｎ及びＦｅ−Ｍ
ｎなどの化合物並びにＭｎＯ、ＭｎＯ2などの酸化物の
形でフラックス中に添加されるが、上記本発明の範囲は
Ｍｎの総量としてｔｏｔａｌ Ｍｎで規定するものであ
る。従って、ｔｏｔａｌ Ｍｎ量が０．５乃至８重量％
の範囲とする。
ｎなどの化合物並びにＭｎＯ、ＭｎＯ2などの酸化物の
形でフラックス中に添加されるが、上記本発明の範囲は
Ｍｎの総量としてｔｏｔａｌ Ｍｎで規定するものであ
る。従って、ｔｏｔａｌ Ｍｎ量が０．５乃至８重量％
の範囲とする。
【００１９】鉄粉：１５乃至３５重量％ フラックス中に鉄粉を添加すると、鉄粉は溶接中に溶融
池へ移行し、消費量が増加する。これにより、溶接能率
の向上と溶接入熱の低下を図ることが可能である。しか
し、鉄粉が１５重量％未満ではこの効果が少なく、大入
熱溶接時の吹上も増加し、また溶込み深さも浅くなり、
溶込み不足が生じやすいので好ましくない。一方、鉄粉
が３５重量％を超えると、ビードの広がりが悪くなった
り、スラグ巻込みが発生しやすくなる。
池へ移行し、消費量が増加する。これにより、溶接能率
の向上と溶接入熱の低下を図ることが可能である。しか
し、鉄粉が１５重量％未満ではこの効果が少なく、大入
熱溶接時の吹上も増加し、また溶込み深さも浅くなり、
溶込み不足が生じやすいので好ましくない。一方、鉄粉
が３５重量％を超えると、ビードの広がりが悪くなった
り、スラグ巻込みが発生しやすくなる。
【００２０】ＣａＦ2：１．５乃至７．０重量％ ＣａＦ2は溶接金属中の［Ｏ］を低下させる効果がある
とともに、スラグの流動性を調整し、溶接中のスラグ−
メタル間の反応を促進させるために有効な成分である。
しかし、ＣａＦ2が１．５重量％未満では靱性向上に対
して効果が全くなく、粘性向上に対しても効果が少な
い。一方、ＣａＦ2が７．０重量％を超えると、スラグ
の流動性が増し、ビードの蛇行及びアンダーカットが発
生する。このため、ＣａＦ2は１．５乃至７．０重量％
とする。
とともに、スラグの流動性を調整し、溶接中のスラグ−
メタル間の反応を促進させるために有効な成分である。
しかし、ＣａＦ2が１．５重量％未満では靱性向上に対
して効果が全くなく、粘性向上に対しても効果が少な
い。一方、ＣａＦ2が７．０重量％を超えると、スラグ
の流動性が増し、ビードの蛇行及びアンダーカットが発
生する。このため、ＣａＦ2は１．５乃至７．０重量％
とする。
【００２１】Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、金属粉
としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍｏ：
０．４０乃至１．７５重量％ 従来これらの成分はいずれも靱性向上を図る場合に単独
で添加されている成分であるが、ＴＭＣＰ鋼並びにＮｂ
及びＶフリー鋼へ適用する場合には、各成分を単独で添
加しても４７Ｊ超で安定した靱性を得ることが困難であ
る。しかし、本発明においては、Ｔｉ、Ｂ及びＭｏの全
てを組み合わせて添加する。これにより、個々の成分の
添加量を最小限に抑えつつ、所望の靱性を安定して得る
ことができることを見出した。また、これらの成分は一
定量を超えると急激に靱性が劣化しはじめ、直ちに期待
する靱性値を下回ってしまう。このように、Ｂ２Ｏ３、
Ｔｉ及びＭｏの全てを添加し、その含有量を適切に設定
することにより、靱性を著しく高めることができる。
としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍｏ：
０．４０乃至１．７５重量％ 従来これらの成分はいずれも靱性向上を図る場合に単独
で添加されている成分であるが、ＴＭＣＰ鋼並びにＮｂ
及びＶフリー鋼へ適用する場合には、各成分を単独で添
加しても４７Ｊ超で安定した靱性を得ることが困難であ
る。しかし、本発明においては、Ｔｉ、Ｂ及びＭｏの全
てを組み合わせて添加する。これにより、個々の成分の
添加量を最小限に抑えつつ、所望の靱性を安定して得る
ことができることを見出した。また、これらの成分は一
定量を超えると急激に靱性が劣化しはじめ、直ちに期待
する靱性値を下回ってしまう。このように、Ｂ２Ｏ３、
Ｔｉ及びＭｏの全てを添加し、その含有量を適切に設定
することにより、靱性を著しく高めることができる。
【００２２】図１乃至図５は、夫々Ｍｏ：０．３５重量
％、Ｍｏ：０．４５重量％、Ｍｏ：０．６０重量％、Ｍ
ｏ：１．６９重量％、Ｍｏ：１．８５重量％の場合のフ
ラックス中のＢ2Ｏ3添加量と衝撃値ｖＥ０℃（Ｊ）との
間系を、種々のＴｉ添加量０．３５乃至１．６０重量％
について測定した結果を示す。この図１乃至５に示すよ
うに、いずれの図においても、Ｂ2Ｏ3が０．３乃至０．
８重量％の場合に、衝撃値が高く、０℃における靱性が
高い溶接金属を得ることができた。また、Ｍｏが０．４
０乃至１．７５重量％の範囲に入る場合、即ち図２乃至
図４の場合に、その範囲から外れる図１及び図５の場合
よりも高い衝撃値が得られた。更に、これらの図２乃至
図４においても、Ｔｉ添加量が０．４０乃至１．５０重
量％の場合に、４７Ｊ以上の高い衝撃値が得られた。
％、Ｍｏ：０．４５重量％、Ｍｏ：０．６０重量％、Ｍ
ｏ：１．６９重量％、Ｍｏ：１．８５重量％の場合のフ
ラックス中のＢ2Ｏ3添加量と衝撃値ｖＥ０℃（Ｊ）との
間系を、種々のＴｉ添加量０．３５乃至１．６０重量％
について測定した結果を示す。この図１乃至５に示すよ
うに、いずれの図においても、Ｂ2Ｏ3が０．３乃至０．
８重量％の場合に、衝撃値が高く、０℃における靱性が
高い溶接金属を得ることができた。また、Ｍｏが０．４
０乃至１．７５重量％の範囲に入る場合、即ち図２乃至
図４の場合に、その範囲から外れる図１及び図５の場合
よりも高い衝撃値が得られた。更に、これらの図２乃至
図４においても、Ｔｉ添加量が０．４０乃至１．５０重
量％の場合に、４７Ｊ以上の高い衝撃値が得られた。
【００２３】即ち、Ｂ2Ｏ3：０．３重量％以上、Ｔｉ：
０．４０重量％以上、Ｍｏ：０．４０重量％以上を全て
満足する場合にのみ靱性が著しく向上し、Ｂ2Ｏ3：０．
８重量％、Ｔｉ：１．５０重量％、Ｍｏ：１．７５重量
％をいずれか一つの成分でも上回った場合に、強度の上
がりすぎによって、靱性は著しく劣化する。このため、
本発明においては、Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、
金属粉としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍ
ｏ：０．４０乃至１．７５重量％の全てを満足するもの
とする。
０．４０重量％以上、Ｍｏ：０．４０重量％以上を全て
満足する場合にのみ靱性が著しく向上し、Ｂ2Ｏ3：０．
８重量％、Ｔｉ：１．５０重量％、Ｍｏ：１．７５重量
％をいずれか一つの成分でも上回った場合に、強度の上
がりすぎによって、靱性は著しく劣化する。このため、
本発明においては、Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、
金属粉としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍ
ｏ：０．４０乃至１．７５重量％の全てを満足するもの
とする。
【００２４】次に、溶接ワイヤの組成について説明す
る。
る。
【００２５】Ｃ：０．１２重量％以下 厚板の溶接では、溶接金属は高温割れが発生しやすいこ
とが知られており、溶接金属中のＣ量を低くして高温割
れ防止を図る必要がある。また、溶接金属中のＣ量が多
い場合、焼き入れ性が上昇し、溶接金属の延性低下につ
ながる虞がある。以上の理由から、大入熱サブマージア
ーク溶接用ワイヤでは一般的にＣ：０．１２重量％以下
を使用している。
とが知られており、溶接金属中のＣ量を低くして高温割
れ防止を図る必要がある。また、溶接金属中のＣ量が多
い場合、焼き入れ性が上昇し、溶接金属の延性低下につ
ながる虞がある。以上の理由から、大入熱サブマージア
ーク溶接用ワイヤでは一般的にＣ：０．１２重量％以下
を使用している。
【００２６】Ｓｉ：０．１０重量％以下 Ｓｉは強力な脱酸剤であるが、溶接金属中のＳｉは靱性
を低下させるため、Ｓｉ：０．１０重量％以下とする。
を低下させるため、Ｓｉ：０．１０重量％以下とする。
【００２７】Ｍｎ：１．５乃至２．４重量％ Ｍｎは焼き入れ性向上に不可欠な元素であるが、２．４
重量％を超えて添加した場合は、強度が上がりすぎ、低
温割れが発生する虞がある。また、Ｍｎが１．５重量％
未満では、焼き入れ性の効果が不足し、靱性が低下す
る。このため、溶接ワイヤ中のＭｎは１．５乃至２．４
重量％とする。
重量％を超えて添加した場合は、強度が上がりすぎ、低
温割れが発生する虞がある。また、Ｍｎが１．５重量％
未満では、焼き入れ性の効果が不足し、靱性が低下す
る。このため、溶接ワイヤ中のＭｎは１．５乃至２．４
重量％とする。
【００２８】次に、溶接金属の組成について説明する。
【００２９】Ｔｉ：０．０１０乃至０．０２０重量％ Ｂ：０．００４０乃至０．００８０重量％ Ｍｏ：０．１０乃至０．４５重量％ ＴＭＣＰ鋼及びＮｂ、Ｖフリーの通常鋼については、そ
の成分系はミルメーカー、板厚により多少異なる。従っ
て従来のフラックスでは、それらの鋼種すべてで、安定
して高いレベルの靱性を得ることが困難であった。
の成分系はミルメーカー、板厚により多少異なる。従っ
て従来のフラックスでは、それらの鋼種すべてで、安定
して高いレベルの靱性を得ることが困難であった。
【００３０】そこで、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏを複合添加したフ
ラックスを種々試作し、溶接金属の靱性と化学成分の関
係を検討した結果、ある化学成分範囲の場合に４７Ｊ以
上の靱性値を示すことを知見した。即ち、Ｔｉ：０．０
１０重量％以上、Ｂ：０．００４０重量％以上、Ｍｏ：
０．１０重量％以上のすべてを満足する場合に安定して
高いレベルの靱性を得ることができる。
ラックスを種々試作し、溶接金属の靱性と化学成分の関
係を検討した結果、ある化学成分範囲の場合に４７Ｊ以
上の靱性値を示すことを知見した。即ち、Ｔｉ：０．０
１０重量％以上、Ｂ：０．００４０重量％以上、Ｍｏ：
０．１０重量％以上のすべてを満足する場合に安定して
高いレベルの靱性を得ることができる。
【００３１】しかしながら、Ｔｉ，Ｂ，Ｍｏのいずれか
の成分が、Ｔｉ：０．０２０重量％、Ｂ：０．００８０
重量％、Ｍｏ：０．４５重量％を超えた場合、強度の上
がりすぎによる靱性低下により安定して４７Ｊを得るこ
とができない。よって、溶接金属としては、Ｔｉ：０．
０１０乃至０．０２０重量％、Ｂ：０．００４０乃至
０．００８０重量％、Ｍｏ：０．１０乃至０．４５重量
％を満足するものとする。
の成分が、Ｔｉ：０．０２０重量％、Ｂ：０．００８０
重量％、Ｍｏ：０．４５重量％を超えた場合、強度の上
がりすぎによる靱性低下により安定して４７Ｊを得るこ
とができない。よって、溶接金属としては、Ｔｉ：０．
０１０乃至０．０２０重量％、Ｂ：０．００４０乃至
０．００８０重量％、Ｍｏ：０．１０乃至０．４５重量
％を満足するものとする。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の効果を実証するために、本発
明の範囲に入る実施例と本発明の範囲から外れる比較例
とについて、その特性を比較した結果について説明す
る。前記表１に示す板厚６０ｍｍのＴＭＣＰ鋼板を使用
し、開先形状をＹ形、開先角度３０゜、ルートフェース
２ｍｍとして溶接試験した。また、下記表２に示す組成
のワイヤ径６．４ｍｍの溶接用ワイヤを使用し、下記表
３に示すフラックスと組み合わせて溶接試験した。下記
表４は溶接条件を示し、溶接方法は２電極ワンランのサ
ブマージアーク溶接である。Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏ以外のＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3等の造滓成分は同じ成分にしたため、溶
接作業性、スラグ剥離及びビード外観等は特に差異が認
められなかった。
明の範囲に入る実施例と本発明の範囲から外れる比較例
とについて、その特性を比較した結果について説明す
る。前記表１に示す板厚６０ｍｍのＴＭＣＰ鋼板を使用
し、開先形状をＹ形、開先角度３０゜、ルートフェース
２ｍｍとして溶接試験した。また、下記表２に示す組成
のワイヤ径６．４ｍｍの溶接用ワイヤを使用し、下記表
３に示すフラックスと組み合わせて溶接試験した。下記
表４は溶接条件を示し、溶接方法は２電極ワンランのサ
ブマージアーク溶接である。Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏ以外のＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3等の造滓成分は同じ成分にしたため、溶
接作業性、スラグ剥離及びビード外観等は特に差異が認
められなかった。
【００３３】溶接後、板厚中央部で機械試験片を採取
し、各種試験を行った。その結果を下記表５に示す。フ
ラックスＡ−４乃至Ａ−６は本発明の実施例であるが、
いずれも４７Ｊ以上の靱性値を得ることができた。これ
に対し、フラックスＡ−１乃至Ａ−３は、夫々Ｔｉ、
Ｂ、Ｍｏが本発明の範囲より少ない比較例であるが、い
ずれも焼き入れ不足により靱性は４７Ｊに達しなかっ
た。
し、各種試験を行った。その結果を下記表５に示す。フ
ラックスＡ−４乃至Ａ−６は本発明の実施例であるが、
いずれも４７Ｊ以上の靱性値を得ることができた。これ
に対し、フラックスＡ−１乃至Ａ−３は、夫々Ｔｉ、
Ｂ、Ｍｏが本発明の範囲より少ない比較例であるが、い
ずれも焼き入れ不足により靱性は４７Ｊに達しなかっ
た。
【００３４】また、フラックスＡ−７乃至Ａ−９は、夫
々Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏが本発明の範囲より多いものである
が、いずれも強度が６００Ｎ／ｍｍ2を超え、靱性は４
７Ｊ以下まで劣化している。
々Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏが本発明の範囲より多いものである
が、いずれも強度が６００Ｎ／ｍｍ2を超え、靱性は４
７Ｊ以下まで劣化している。
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】この表５において、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−
６はフラックスが本発明の範囲に入る実施例であり、溶
接金属成分も本発明の請求項３を満足するため、溶接金
属の機械的性質（引張強度及び衝撃値）がいずれも優れ
ていた。これに対し、Ａ−２,Ａ−３はフラックス組成
が本発明の範囲から外れるものであり、また溶接金属組
成も本発明の請求項３から外れるため、引張強度及び靱
性がＡ−４，Ａ−５，Ａ−６より低いものであった。更
に、Ａ−７,Ａ−８，Ａ−９は、フラックス組成が本発
明の範囲から外れるため、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−６より
引張強度が高いものの、靱性が劣るものであった。更に
また、Ａ−１はフラックス組成は本発明の範囲内である
が、溶接金属組成が本発明の範囲から外れるため、引張
強度及び靱性が従来のものよりは高いが、Ａ−４，Ａ−
５，Ａ−６よりは低いものであった。
６はフラックスが本発明の範囲に入る実施例であり、溶
接金属成分も本発明の請求項３を満足するため、溶接金
属の機械的性質（引張強度及び衝撃値）がいずれも優れ
ていた。これに対し、Ａ−２,Ａ−３はフラックス組成
が本発明の範囲から外れるものであり、また溶接金属組
成も本発明の請求項３から外れるため、引張強度及び靱
性がＡ−４，Ａ−５，Ａ−６より低いものであった。更
に、Ａ−７,Ａ−８，Ａ−９は、フラックス組成が本発
明の範囲から外れるため、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−６より
引張強度が高いものの、靱性が劣るものであった。更に
また、Ａ−１はフラックス組成は本発明の範囲内である
が、溶接金属組成が本発明の範囲から外れるため、引張
強度及び靱性が従来のものよりは高いが、Ａ−４，Ａ−
５，Ａ−６よりは低いものであった。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るボン
ドフラックスは、Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、金
属粉としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍ
ｏ：０．４０乃至１．７５重量％の全てを満足するもの
であるから、引張強度及び衝撃値が高く、靱性が優れた
溶接金属を得ることができる。また、このボンドフラッ
クスを使用したサブマージアーク溶接方法は、所定の組
成の溶接ワイヤを使用し、所定の組成の溶接金属を得る
ものであるから、靱性が著しく高い溶接金属を得ること
ができる。
ドフラックスは、Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、金
属粉としてのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍ
ｏ：０．４０乃至１．７５重量％の全てを満足するもの
であるから、引張強度及び衝撃値が高く、靱性が優れた
溶接金属を得ることができる。また、このボンドフラッ
クスを使用したサブマージアーク溶接方法は、所定の組
成の溶接ワイヤを使用し、所定の組成の溶接金属を得る
ものであるから、靱性が著しく高い溶接金属を得ること
ができる。
【図１】Ｍｏ、Ｔｉ及びＢ2Ｏ3量と、衝撃値との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図２】Ｍｏ、Ｔｉ及びＢ2Ｏ3量と、衝撃値との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図３】Ｍｏ、Ｔｉ及びＢ2Ｏ3量と、衝撃値との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図４】Ｍｏ、Ｔｉ及びＢ2Ｏ3量と、衝撃値との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図５】Ｍｏ、Ｔｉ及びＢ2Ｏ3量と、衝撃値との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2：１０乃至２５重量％、Ａｌ2Ｏ
3：１０乃至２０重量％、ＴｉＯ2：３乃至１２重量％、
ＭｇＯ：１０乃至２０重量％、ＣａＣＯ3：７乃至１５
重量％、ｔｏｔａｌ Ｍｎ：０．５乃至８重量％、鉄
粉：１５乃至３５重量％、ＣａＦ2：１．５乃至７．０
重量％、Ｂ2Ｏ3：０．３乃至０．８重量％、金属粉とし
てのＴｉ：０．４０乃至１．５０重量％、Ｍｏ：０．４
０乃至１．７５重量％を含有することを特徴とするサブ
マージアーク溶接用ボンドフラックス。 - 【請求項２】 ４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級のＴＭＣ
Ｐ鋼並びにＮｂ及びＶの一方又は双方が添加されていな
い４９０乃至５２０Ｎ／ｍｍ2級鋼の溶接に使用される
溶接用フラックスであることを特徴とする請求項１に記
載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。 - 【請求項３】 請求項１に記載のボンドフラックスを使
用し、Ｃ：０．１２重量％以下、Ｓｉ：０．１０重量％
以下、Ｍｎ：１．５乃至２．４重量％のワイヤと組合せ
てサブマージアーク溶接し、Ｔｉ：０．０１０乃至０．
０２０重量％、Ｂ：０．００４０乃至０．００８０重量
％及びＭｏ：０．１０乃至０．４５重量％を含有する組
成の溶接金属を得ることを特徴とするサブマージアーク
溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34338097A JPH11170085A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34338097A JPH11170085A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170085A true JPH11170085A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18361072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34338097A Pending JPH11170085A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びそれを使用したサブマージアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11170085A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003230983A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-19 | Kobe Steel Ltd | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス |
| KR101464853B1 (ko) * | 2012-01-10 | 2014-11-25 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 서브머지 아크 용접용 본드 플럭스, 와이어, 용접 금속 및 용접 방법 |
| CN105397342A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-16 | 天津宝庆峰焊业有限公司 | 一种气保护药芯焊丝及其制备方法以及气保护焊接方法 |
| KR20160078771A (ko) | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | 충격인성이 우수한 고강도 대입열 플럭스 코어드 아크 용접금속부 |
| US9492894B2 (en) | 2010-12-27 | 2016-11-15 | Posco | Flux-cored arc welding wire for providing superior toughness and weldability to a welded joint at a low temperature, and welded joint using same |
| CN107685202A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-13 | 河南科技大学 | 一种埋弧焊用中性烧结焊剂及其制备方法 |
| US10065272B2 (en) | 2012-12-27 | 2018-09-04 | Posco | Super high-strength flux cored arc welded joint having excellent impact toughness, and welding wire for manufacturing same |
| US10266929B2 (en) | 2013-12-24 | 2019-04-23 | Posco | Ultrahigh-strength gas metal arc welded joint having excellent impact toughness, and solid wire for producing same |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP34338097A patent/JPH11170085A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003230983A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-19 | Kobe Steel Ltd | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス |
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| DE112013007707B4 (de) * | 2013-12-24 | 2024-02-01 | Posco Co., Ltd | Ultrahochfeste Metallschutzgasschweißverbindung mit ausgezeichneter Kerbschlagzähigkeit und Volldraht zum Herstellen derselben |
| KR20160078771A (ko) | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | 충격인성이 우수한 고강도 대입열 플럭스 코어드 아크 용접금속부 |
| CN105397342A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-16 | 天津宝庆峰焊业有限公司 | 一种气保护药芯焊丝及其制备方法以及气保护焊接方法 |
| CN107685202A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-13 | 河南科技大学 | 一种埋弧焊用中性烧结焊剂及其制备方法 |
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