高張力鋼用フラックス入りワイヤ
【課題】全姿勢で高能率な溶接が可能で、且つ、低温靭性および耐割れ性に優れた、耐力６９０ＭＰａ以上の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】本発明は、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：１．０〜３．０％、Ｎｉ：１．０〜３．５％、Ａｌ：０．０６〜１．５％を含有し、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種又は２種以上を含有し、且つフラックスに、ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、弗素化合物の１種又は２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：１．０〜３．０％、Ｎｉ：１．０〜３．５％、Ａｌ：０．０６〜１．５％を含有し、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種又は２種以上を含有し、且つフラックスに、ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、弗素化合物の１種又は２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼の溶接に使用するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関し、機械的性能が優れた溶接金属を得られ、且つ全姿勢溶接での溶接作業性が良好な高張力鋼用フラックス入りワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築機械や海洋構造物等で主に使用される高張力鋼の溶接は、衝撃靭性に優れた被覆アーク溶接棒やサブマージアーク溶接法、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法が適用されている。その中で、立向や上向、横向といった姿勢溶接が必要な部材には、被覆アーク溶接棒またはソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法を適用するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、被覆アーク溶接棒は溶接能率が低く、またソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法についても姿勢溶接ではメタル垂れ防止のため低電流での溶接が必要となることから、同様に高能率な溶接が困難である。
【０００４】
一方、一般的な耐力が６９０ＭＰａ未満の低強度鋼の全姿勢溶接は、その大部分はフラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接が適用される。
【０００５】
フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接は、溶接時にワイヤ中に添加した高融点のスラグ剤が溶接金属より先に凝固しこれを保持するため、立向上進溶接のような姿勢溶接でもメタル垂れが発生し難く、高電流、即ち高溶着で高能率な溶接が可能となる。
【０００６】
しかし、フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接は、一般的に、フラックス入りワイヤ中に添加するスラグ剤が主に酸化物であるため、他の溶接法に比べ衝撃靭性が得にくいこと、また、フラックス原料に含有される水分やワイヤ保管時の吸湿により拡散性水素量がソリッドワイヤに比べ高いことから、溶接金属の低温割れが懸念され、高張力鋼の溶接への適用は困難であった。
【０００７】
高張力鋼用のフラックス入りワイヤについては、これまで種々の開発が進められており、例えば、特許文献１、２には、スラグ剤を添加しないメタル系フラックス入りワイヤが開示されているが、これらは下向溶接を主眼としており、全姿勢溶接についてはソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法と同様にメタル垂れ防止のため低電流での溶接が必要となる。
【０００８】
また、特許文献３、４には、高張力鋼用の全姿勢用フラックス入りワイヤにルチールを主体としたスラグ剤に金属弗化物や塩基性酸化物を添加し、溶接金属の酸素量低減により低温靭性を改善したフラックス入りワイヤが開示されているが、これらは溶接金属の耐割れ性については考慮されていない。
【０００９】
さらに、特許文献５には、高張力鋼用の全姿勢用フラックス入りワイヤで−６０℃程度での低温靭性、溶接作業性および溶接金属の耐割れ性を向上させるフラックス入りワイヤが開示されている。しかし、このフラックス入りワイヤに添加されるスラグ剤には、ＴｉＯ２またはＴｉＯ２とＭｇＯが含まれているが、特に立向上進溶接の場合にメタルが垂れやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１９８６３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１４４５１６号公報
【特許文献３】特開平０９−２５３８８６号公報
【特許文献４】特開平０３−０４７６９５号公報
【特許文献５】特開２００８−０８７０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼に使用されるフラックス入りワイヤにおいて、全姿勢で高能率な溶接が可能で、且つ低酸素、低水素の溶接金属が得られ、低温靭性および耐割れ性に優れた高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１） 鋼製外皮にフラックスを充填してなる高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：１．０〜３．０％、Ｎｉ：１．０〜３．５％、Ａｌ：０．０６〜１．５％を必須元素として含有し、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種または２種以上を含有し、且つフラックスに、ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（２） ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｔｉ：０．１〜１．０％、Ｍｇ：０．０１〜０．９％、Ｃａ：０．０１〜０．５％、ＲＥＭ：０．０１〜０．５％の１種または２種以上を含有することを特徴とする、上記（１）に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（３）ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｂ：０．００１〜０．０１５％を含有することを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（４） 鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いことを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤによれば、耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼の溶接において、被覆アーク溶接棒やソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法に比べ高能率な溶接が全姿勢で可能であり、且つ耐割れ性に優れ、低温靭性が良好であるなど、溶接部の品質および溶接能率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、全姿勢溶接用のフラックス入りワイヤにおいて、高張力鋼溶接金属として６９０ＭＰａ以上の耐力をはじめとした強度および衝撃靭性等の機械的性能を確保し、且つ、耐割れ性に優れたワイヤ成分を得るべく、種々検討を行った。
【００１５】
その結果、ルチールを主成分とした全姿勢溶接用のスラグ成分における最適な合金剤およびその添加量を見出し、さらに、耐割れ性を改善する手段として、ワイヤ中の全水素量を１５ｐｐｍ以下に低減することにより、これらを両立できることを見出した。
【００１６】
以下に本発明の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤの成分等限定理由を述べる。
［Ｃ：０．０３〜０．１０質量％］
Ｃは、固溶強化による溶接金属の強度を確保する重要な元素である。鋼製外皮とフラックス成分合計（以下、ワイヤ成分という。）のＣが０．０３質量％（以下、％という。）未満では、前記強度確保の効果が得られず、０．１０％を超えると過剰なＣが溶接金属に歩留り、耐力および強度が過度に上昇して靭性が低下する。
【００１７】
［Ｓｉ：０．１〜０．４％］
Ｓｉは、溶接金属の靭性向上を目的とする。ワイヤ成分のＳｉが０．１％未満では靭性向上の効果は得られない。一方で０．４％を超えるとスラグ生成量が多くなり、多層盛溶接した場合スラグ巻き込み欠陥が生じる。また、溶接金属中への歩留が過剰となり、強度が過度に上昇するため靭性が低下する。
【００１８】
［Ｍｎ：１．０〜３．０％］
Ｍｎは、溶接金属の靭性の確保と強度および耐力の向上を目的とする。ワイヤ成分のＭｎが１．０％未満では靭性が低下する。一方、３．０％を超えるとスラグ生成量が多くなり、多層盛溶接した場合スラグ巻き込み欠陥が生じる。また、溶接金属中への歩留が過剰となり、強度が過度に上昇するため靭性が低下する。
【００１９】
［Ｎｉ：１．０〜３．５％］
Ｎｉは、溶接金属の強度および靭性の向上を目的とする。ワイヤ成分のＮｉが１．０％未満ではその効果が不十分であり、３．５％を超えると強度が過度に上昇し靭性が低下する。
【００２０】
［Ａｌ：０．０６〜１．５％］
Ａｌは、溶融池中に溶解した酸素と結合する脱酸剤としての効果があるが、フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接での比較的低い入熱条件の場合、形成された酸化物のスラグ浮上が不十分となり易く、溶接金属中に非金属介在物として残留し靭性低下を招くため０．０６〜１．５％に制限する。
【００２１】
［Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％，Ｎｂ：０．０１〜０．０５％，Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種または２種以上］
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｂおよびＶは、いずれも溶接金属の耐力および強度向上を目的とする。これらは１種または２種以上を選択してワイヤ中に添加する元素であるが、規定量を超えると強度が過多となり靭性が低下する。一方、Ｃｒが０．１％未満、Ｍｏが０．１％未満、Ｎｂが０．０１％未満およびＶが０．０１％未満の１種または２種以上では、溶接金属の耐力および強度向上効果は得られない。
【００２２】
［ＴｉＯ２：２．５〜７．５％］
フラックスのＴｉＯ２は、アーク安定剤であると共に、スラグ剤の主成分である。溶接時に溶接金属を被包して大気から遮断すると共に、適度な粘性により溶接金属のビード形状を適正に保ち、特に、立向上進溶接では他の金属成分とのバランスによりメタルの垂れ性に大きく影響する。ＴｉＯ２が、２．５％未満では、立向上進溶接においてメタル垂れが発生し易く、全姿勢溶接が困難である。一方、７．５％を超えるとスラグ量が過剰となりスラグ巻込みが発生し、非金属介在物が増加して靭性が低下する。
【００２３】
［ＳｉＯ２：０．１〜０．５％］
フラックスのＳｉＯ２は、溶融スラグの粘性を高めスラグ被包性を向上させる。ＳｉＯ２が、０．１％未満ではスラグの粘性が不足してスラグ被包性が不十分となり立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．５％を超えると溶融スラグの粘性が過剰となりスラグ剥離性およびビード形状が不良となる。
【００２４】
［ＺｒＯ２：０．２〜０．９％］
フラックスのＺｒＯ２は、溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、スラグ被包性を高める作用を有する。０．２％未満ではその効果が不十分で立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．９％を超えるとビード形状が凸状となりスラグ巻込みや融合不良を発生し易くなる。
【００２５】
［Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％］
フラックスのＡｌ２Ｏ３は、ＺｒＯ２と同様に溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、スラグ被包性を高める作用を有する。０．１％未満ではその効果が不十分で立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．４％を超えるとビード形状が凸状となりスラグ巻込みや融合不良を発生し易くなる。
【００２６】
［弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％］
フラックスの弗素化合物は、スラグ剤として溶接金属を被包してビード形状を良好にすると共に、溶接金属からのスラグ浮上分離を促し、溶接金属中の酸素量を低減して良好な機械的性能を得ることができる。弗素化合物は金属弗化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属弗化物を用いるが、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ３ＡｌＦ６等が有効であり、アルカリ金属弗化物を使用する場合にはアークの安定性も向上する。
弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計が０．０１％未満ではその効果が不十分であり、０．４％を超えると、スラグの流動性が過剰になると共にアークが不安定となり姿勢溶接性が劣化する。
【００２７】
［ワイヤの全水素量：１５ｐｐｍ以下］
ワイヤ中の全水素量は、不活性ガス融解熱伝導度法などにより測定することができる。ワイヤ中の水素は、溶接金属の拡散性水素源となるため、できるだけ低減する必要がある。ワイヤ中の水素量が１５ｐｐｍを超えると拡散性水素量が多くなり低温割れの感受性が高まる。
なお、ワイヤの全水素量は、水素含有量の低い充填フラックスの選定およびフラックス充填後の焼成によって低減することができる。
【００２８】
［Ｔｉ：０．１〜１．０％，Ｍｇ：０．０１〜０．９％，Ｃａ：０．０１〜０．５％，ＲＥＭ：０．０１〜０．５％の１種または２種以上］
ワイヤ成分のＴｉ、Ｍｇ、ＣａおよびＲＥＭは、いずれも脱酸剤として溶接金属の酸素を低減し靭性の向上を目的とする。これらは１種または２種以上を選択してワイヤ中に添加する元素であるが、規定量を超えるとアーク中で激しく酸素と反応しスパッタやヒュームの発生が増大する。
一方、Ｔｉが０．１％未満、Ｍｇが０．０１％未満、Ｃａが０．０１％未満およびＲＥＭが０．０１％未満では、脱酸剤として溶接金属の酸素を低減し靭性の向上効果は得られない。
【００２９】
［Ｂ：０．００１〜０．０１５％］
ワイヤ成分のＢは、微量の添加で溶接金属の焼入れ性を高め、溶接金属の強度および低温靭性を向上させる。Ｂが、０．００１％未満ではその効果が不十分であり、０．０１５％を超えると強度が過大となり低温靭性が劣化する。なお、Ｂの効果は、金属単体、合金または酸化物による何れでも発揮することができるため、フラックスに添加する場合の形態は自由である。
【００３０】
［鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いこと］
フラックス入りワイヤは、鋼製外皮をパイプ状に成形しその内部にフラックスを充填した構造で、製造の過程で成形した鋼製外皮を溶接して、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤと溶接を行わずスリット状の隙間を有するワイヤとに大別できる。本発明は、いずれの断面構造も採用することができるが、鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤは、ワイヤ中の全水素量低減を目的とした熱処理が可能であり、また製造後の吸湿がないことから、拡散性水素量を低減し耐割れ性を向上する目的において、より望ましい。
【００３１】
なお、フラックス中の合金成分は、鋼製外皮の成分とその含有量を考慮して、各限定した範囲内で配合成分を調整する。フラックス中の合金成分を調整することで、種々の高張力鋼（母材）の成分に応じたフラックス入りワイヤとすることができる。
【００３２】
また、ＰおよびＳは、共に低融点の化合物を生成して粒界の強度を低下させ、溶接金属の靭性を低下させるため、Ｐは０．００１５％以下、Ｓは０．００１０％以下とし、できるだけ低いことが好ましい。さらに、鉄粉は、フラックス充填率を１０〜２０％に調整するために用いることができるが、酸素を持ち込むため、フラックス充填率、鉄粉添加量共に低いことが望ましい。
【００３３】
また、ワイヤ中のその他の成分として、鋼製外皮のＦｅ分、フラックス中に添加された鉄粉および合金成分中のＦｅ、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物をアーク安定剤として、例えば、Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ、防錆や通電性、耐チップ磨耗性に有効なワイヤ表面へのＣｕメッキ処理を施した場合はそのＣｕを含む。
【００３４】
本発明のワイヤ径は、溶接時の電流密度を高くし高溶着率が得られる直径１．０〜２．０ｍｍとすることができるが、好ましい範囲は１．２〜１．６ｍｍである。
【００３５】
また、溶接時のシールドガスは、溶接金属中の酸素量を低減するためにＡｒ−５〜２５％ＣＯ２の混合ガスであることが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
【００３７】
鋼製外皮を成形工程でＵ形に成形して各種成分のフラックスを充填し、更にＯ形に成形した後、鋼製外皮の合わせ目を溶接した、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤと、溶接しないスリット状の隙間の有るワイヤを造管、伸線して表１および表２に示すワイヤ径が１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
試作したワイヤは、（株）堀場製作所製の水素分析装置：ＥＭＧＡ−６２１を用いて全水素量を測定した後、ＪＩＳ Ｇ３１２８ ＳＨＹ６８５に規定される鋼板を用いて立向上進すみ肉溶接による溶接作業性の評価と溶着金属試験を実施した。さらに、立向上進すみ肉溶接で溶接作業性が良好であったものについて割れ試験を実施した。これらの溶接条件を表３にまとめて示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】
立向上進すみ肉溶接は、半自動溶接で実施し、メタル垂れ、スパッタ発生状態、スラグ剥離性およびビード形状を調べた後、マクロ断面を５断面採取してスラグ巻き込み欠陥の有無を調べた。
【００４３】
溶着金属試験は、引張試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ号）および衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１ ４号）をそれぞれ溶着金属の板厚中央部から採取して試験に供した。機械的性能の評価は、０．２％耐力が６９０ＭＰａ以上で且つ試験温度−４０℃における吸収エネルギーが４７Ｊ以上を合格とした。
【００４４】
割れ試験は、Ｕ形溶接割れ試験方法（ＪＩＳ Ｚ３１５７）に準拠して実施した。溶接後４８時間経過した試験体について、表面割れおよび断面割れ（５断面）の発生有無を浸透探傷試験（ＪＩＳ Ｚ２３４３）により調査した。それらの結果を表４にまとめて示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】
表１、表２および表４のワイヤ記号Ａ１〜Ａ１２が本発明例、ワイヤ記号Ｂ１〜Ｂ１９は比較例である。
【００４７】
本発明例であるワイヤ記号Ａ１〜Ａ１２は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖの１種または２種以上の量、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、弗素化合物の１種又は２種以上のＦ換算値の合計量および全水素量が適量で、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭの１種または２種以上の量、さらにＢの量も適量であるので、溶接作業性が良好で溶着金属の耐力および吸収エネルギーも良好な値が得られ、さらに低温割れも生じることがないなど、極めて満足な結果であった。
【００４８】
比較例中ワイヤ記号Ｂ１は、Ｃが少ないので０．２％耐力が低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が多いのでビード形状が不良で、さらにスラグ巻き込み欠陥が生じた。
ワイヤ記号Ｂ２は、Ｃが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、ＳｉＯ２が多いのでスラグ剥離性およびビード形状が不良であった。
【００４９】
ワイヤ記号Ｂ３は、Ｓｉが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、ＺｒＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ４は、Ｓｉが多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じ、吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５０】
ワイヤ記号Ｂ５は、Ｍｎが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、ＳｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ６は、Ｍｎが多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、溶接金属の０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。さらに、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れが生じた。
【００５１】
ワイヤ記号Ｂ７は、Ｎｉが少ないので０．２％耐力と吸収エネルギーが低かった。また、全水素量が多いので溶接金属に割れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ８は、Ｎｉが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、ＺｒＯ２が多いのでビード形状が不良で、スラグ巻き込み欠陥も生じた。
【００５２】
ワイヤ記号Ｂ９は、Ａｌが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、全水素量が多いので溶接金属に割れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ１０は、Ａｌが多いので吸収エネルギーが低かった。また、ＴｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５３】
ワイヤ記号Ｂ１１は、Ｃｒが少ないので０．２％耐力が低かった。また、弗素化合物が含まれていないのでビード形状が不良で吸収エネルギーも低かった。
ワイヤ記号Ｂ１２は、Ｃｒが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れも生じた。
【００５４】
ワイヤ記号Ｂ１３は、Ｍｏが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、Ｍｇが多いのでスパッタ発生量が多かった。
ワイヤ記号Ｂ１４は、Ｖが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５５】
ワイヤ記号Ｂ１５は、Ｃが少ないので０．２％耐力が低かった。また、Ｔｉが少ないので吸収エネルギーがやや低かった。
ワイヤ記号Ｂ１６は、ＴｉＯ２が多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じ、吸収エネルギーも低かった。また、Ｔｉが多いのでスパッタ発生量が多かった。
【００５６】
ワイヤ記号Ｂ１７は、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れが生じた。また、Ｂが少ないので０．２％耐力および吸収エネルギーがやや低かった。
ワイヤ記号Ｂ１８は、ＳｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。また、Ｂが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。
【００５７】
ワイヤ記号Ｂ１９は、ＺｒＯ２が多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、弗素化合物を含んでいないのでビード形状が不良で、吸収エネルギーが低かった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼の溶接に使用するガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤに関し、機械的性能が優れた溶接金属を得られ、且つ全姿勢溶接での溶接作業性が良好な高張力鋼用フラックス入りワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築機械や海洋構造物等で主に使用される高張力鋼の溶接は、衝撃靭性に優れた被覆アーク溶接棒やサブマージアーク溶接法、ソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法が適用されている。その中で、立向や上向、横向といった姿勢溶接が必要な部材には、被覆アーク溶接棒またはソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法を適用するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、被覆アーク溶接棒は溶接能率が低く、またソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法についても姿勢溶接ではメタル垂れ防止のため低電流での溶接が必要となることから、同様に高能率な溶接が困難である。
【０００４】
一方、一般的な耐力が６９０ＭＰａ未満の低強度鋼の全姿勢溶接は、その大部分はフラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接が適用される。
【０００５】
フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接は、溶接時にワイヤ中に添加した高融点のスラグ剤が溶接金属より先に凝固しこれを保持するため、立向上進溶接のような姿勢溶接でもメタル垂れが発生し難く、高電流、即ち高溶着で高能率な溶接が可能となる。
【０００６】
しかし、フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接は、一般的に、フラックス入りワイヤ中に添加するスラグ剤が主に酸化物であるため、他の溶接法に比べ衝撃靭性が得にくいこと、また、フラックス原料に含有される水分やワイヤ保管時の吸湿により拡散性水素量がソリッドワイヤに比べ高いことから、溶接金属の低温割れが懸念され、高張力鋼の溶接への適用は困難であった。
【０００７】
高張力鋼用のフラックス入りワイヤについては、これまで種々の開発が進められており、例えば、特許文献１、２には、スラグ剤を添加しないメタル系フラックス入りワイヤが開示されているが、これらは下向溶接を主眼としており、全姿勢溶接についてはソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法と同様にメタル垂れ防止のため低電流での溶接が必要となる。
【０００８】
また、特許文献３、４には、高張力鋼用の全姿勢用フラックス入りワイヤにルチールを主体としたスラグ剤に金属弗化物や塩基性酸化物を添加し、溶接金属の酸素量低減により低温靭性を改善したフラックス入りワイヤが開示されているが、これらは溶接金属の耐割れ性については考慮されていない。
【０００９】
さらに、特許文献５には、高張力鋼用の全姿勢用フラックス入りワイヤで−６０℃程度での低温靭性、溶接作業性および溶接金属の耐割れ性を向上させるフラックス入りワイヤが開示されている。しかし、このフラックス入りワイヤに添加されるスラグ剤には、ＴｉＯ２またはＴｉＯ２とＭｇＯが含まれているが、特に立向上進溶接の場合にメタルが垂れやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１９８６３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１４４５１６号公報
【特許文献３】特開平０９−２５３８８６号公報
【特許文献４】特開平０３−０４７６９５号公報
【特許文献５】特開２００８−０８７０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼に使用されるフラックス入りワイヤにおいて、全姿勢で高能率な溶接が可能で、且つ低酸素、低水素の溶接金属が得られ、低温靭性および耐割れ性に優れた高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１） 鋼製外皮にフラックスを充填してなる高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：１．０〜３．０％、Ｎｉ：１．０〜３．５％、Ａｌ：０．０６〜１．５％を必須元素として含有し、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種または２種以上を含有し、且つフラックスに、ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（２） ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｔｉ：０．１〜１．０％、Ｍｇ：０．０１〜０．９％、Ｃａ：０．０１〜０．５％、ＲＥＭ：０．０１〜０．５％の１種または２種以上を含有することを特徴とする、上記（１）に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（３）ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｂ：０．００１〜０．０１５％を含有することを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
（４） 鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いことを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤによれば、耐力が６９０ＭＰａ以上の高張力鋼の溶接において、被覆アーク溶接棒やソリッドワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法に比べ高能率な溶接が全姿勢で可能であり、且つ耐割れ性に優れ、低温靭性が良好であるなど、溶接部の品質および溶接能率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、全姿勢溶接用のフラックス入りワイヤにおいて、高張力鋼溶接金属として６９０ＭＰａ以上の耐力をはじめとした強度および衝撃靭性等の機械的性能を確保し、且つ、耐割れ性に優れたワイヤ成分を得るべく、種々検討を行った。
【００１５】
その結果、ルチールを主成分とした全姿勢溶接用のスラグ成分における最適な合金剤およびその添加量を見出し、さらに、耐割れ性を改善する手段として、ワイヤ中の全水素量を１５ｐｐｍ以下に低減することにより、これらを両立できることを見出した。
【００１６】
以下に本発明の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤの成分等限定理由を述べる。
［Ｃ：０．０３〜０．１０質量％］
Ｃは、固溶強化による溶接金属の強度を確保する重要な元素である。鋼製外皮とフラックス成分合計（以下、ワイヤ成分という。）のＣが０．０３質量％（以下、％という。）未満では、前記強度確保の効果が得られず、０．１０％を超えると過剰なＣが溶接金属に歩留り、耐力および強度が過度に上昇して靭性が低下する。
【００１７】
［Ｓｉ：０．１〜０．４％］
Ｓｉは、溶接金属の靭性向上を目的とする。ワイヤ成分のＳｉが０．１％未満では靭性向上の効果は得られない。一方で０．４％を超えるとスラグ生成量が多くなり、多層盛溶接した場合スラグ巻き込み欠陥が生じる。また、溶接金属中への歩留が過剰となり、強度が過度に上昇するため靭性が低下する。
【００１８】
［Ｍｎ：１．０〜３．０％］
Ｍｎは、溶接金属の靭性の確保と強度および耐力の向上を目的とする。ワイヤ成分のＭｎが１．０％未満では靭性が低下する。一方、３．０％を超えるとスラグ生成量が多くなり、多層盛溶接した場合スラグ巻き込み欠陥が生じる。また、溶接金属中への歩留が過剰となり、強度が過度に上昇するため靭性が低下する。
【００１９】
［Ｎｉ：１．０〜３．５％］
Ｎｉは、溶接金属の強度および靭性の向上を目的とする。ワイヤ成分のＮｉが１．０％未満ではその効果が不十分であり、３．５％を超えると強度が過度に上昇し靭性が低下する。
【００２０】
［Ａｌ：０．０６〜１．５％］
Ａｌは、溶融池中に溶解した酸素と結合する脱酸剤としての効果があるが、フラックス入りワイヤを用いたガスシールドアーク溶接での比較的低い入熱条件の場合、形成された酸化物のスラグ浮上が不十分となり易く、溶接金属中に非金属介在物として残留し靭性低下を招くため０．０６〜１．５％に制限する。
【００２１】
［Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％，Ｎｂ：０．０１〜０．０５％，Ｖ：０．０１〜０．０５％の１種または２種以上］
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｂおよびＶは、いずれも溶接金属の耐力および強度向上を目的とする。これらは１種または２種以上を選択してワイヤ中に添加する元素であるが、規定量を超えると強度が過多となり靭性が低下する。一方、Ｃｒが０．１％未満、Ｍｏが０．１％未満、Ｎｂが０．０１％未満およびＶが０．０１％未満の１種または２種以上では、溶接金属の耐力および強度向上効果は得られない。
【００２２】
［ＴｉＯ２：２．５〜７．５％］
フラックスのＴｉＯ２は、アーク安定剤であると共に、スラグ剤の主成分である。溶接時に溶接金属を被包して大気から遮断すると共に、適度な粘性により溶接金属のビード形状を適正に保ち、特に、立向上進溶接では他の金属成分とのバランスによりメタルの垂れ性に大きく影響する。ＴｉＯ２が、２．５％未満では、立向上進溶接においてメタル垂れが発生し易く、全姿勢溶接が困難である。一方、７．５％を超えるとスラグ量が過剰となりスラグ巻込みが発生し、非金属介在物が増加して靭性が低下する。
【００２３】
［ＳｉＯ２：０．１〜０．５％］
フラックスのＳｉＯ２は、溶融スラグの粘性を高めスラグ被包性を向上させる。ＳｉＯ２が、０．１％未満ではスラグの粘性が不足してスラグ被包性が不十分となり立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．５％を超えると溶融スラグの粘性が過剰となりスラグ剥離性およびビード形状が不良となる。
【００２４】
［ＺｒＯ２：０．２〜０．９％］
フラックスのＺｒＯ２は、溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、スラグ被包性を高める作用を有する。０．２％未満ではその効果が不十分で立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．９％を超えるとビード形状が凸状となりスラグ巻込みや融合不良を発生し易くなる。
【００２５】
［Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％］
フラックスのＡｌ２Ｏ３は、ＺｒＯ２と同様に溶融スラグの粘性および凝固温度を調整し、スラグ被包性を高める作用を有する。０．１％未満ではその効果が不十分で立向上進溶接においてメタル垂れが発生する。一方、０．４％を超えるとビード形状が凸状となりスラグ巻込みや融合不良を発生し易くなる。
【００２６】
［弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％］
フラックスの弗素化合物は、スラグ剤として溶接金属を被包してビード形状を良好にすると共に、溶接金属からのスラグ浮上分離を促し、溶接金属中の酸素量を低減して良好な機械的性能を得ることができる。弗素化合物は金属弗化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属弗化物を用いるが、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｋ２ＺｒＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ３ＡｌＦ６等が有効であり、アルカリ金属弗化物を使用する場合にはアークの安定性も向上する。
弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計が０．０１％未満ではその効果が不十分であり、０．４％を超えると、スラグの流動性が過剰になると共にアークが不安定となり姿勢溶接性が劣化する。
【００２７】
［ワイヤの全水素量：１５ｐｐｍ以下］
ワイヤ中の全水素量は、不活性ガス融解熱伝導度法などにより測定することができる。ワイヤ中の水素は、溶接金属の拡散性水素源となるため、できるだけ低減する必要がある。ワイヤ中の水素量が１５ｐｐｍを超えると拡散性水素量が多くなり低温割れの感受性が高まる。
なお、ワイヤの全水素量は、水素含有量の低い充填フラックスの選定およびフラックス充填後の焼成によって低減することができる。
【００２８】
［Ｔｉ：０．１〜１．０％，Ｍｇ：０．０１〜０．９％，Ｃａ：０．０１〜０．５％，ＲＥＭ：０．０１〜０．５％の１種または２種以上］
ワイヤ成分のＴｉ、Ｍｇ、ＣａおよびＲＥＭは、いずれも脱酸剤として溶接金属の酸素を低減し靭性の向上を目的とする。これらは１種または２種以上を選択してワイヤ中に添加する元素であるが、規定量を超えるとアーク中で激しく酸素と反応しスパッタやヒュームの発生が増大する。
一方、Ｔｉが０．１％未満、Ｍｇが０．０１％未満、Ｃａが０．０１％未満およびＲＥＭが０．０１％未満では、脱酸剤として溶接金属の酸素を低減し靭性の向上効果は得られない。
【００２９】
［Ｂ：０．００１〜０．０１５％］
ワイヤ成分のＢは、微量の添加で溶接金属の焼入れ性を高め、溶接金属の強度および低温靭性を向上させる。Ｂが、０．００１％未満ではその効果が不十分であり、０．０１５％を超えると強度が過大となり低温靭性が劣化する。なお、Ｂの効果は、金属単体、合金または酸化物による何れでも発揮することができるため、フラックスに添加する場合の形態は自由である。
【００３０】
［鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いこと］
フラックス入りワイヤは、鋼製外皮をパイプ状に成形しその内部にフラックスを充填した構造で、製造の過程で成形した鋼製外皮を溶接して、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤと溶接を行わずスリット状の隙間を有するワイヤとに大別できる。本発明は、いずれの断面構造も採用することができるが、鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤは、ワイヤ中の全水素量低減を目的とした熱処理が可能であり、また製造後の吸湿がないことから、拡散性水素量を低減し耐割れ性を向上する目的において、より望ましい。
【００３１】
なお、フラックス中の合金成分は、鋼製外皮の成分とその含有量を考慮して、各限定した範囲内で配合成分を調整する。フラックス中の合金成分を調整することで、種々の高張力鋼（母材）の成分に応じたフラックス入りワイヤとすることができる。
【００３２】
また、ＰおよびＳは、共に低融点の化合物を生成して粒界の強度を低下させ、溶接金属の靭性を低下させるため、Ｐは０．００１５％以下、Ｓは０．００１０％以下とし、できるだけ低いことが好ましい。さらに、鉄粉は、フラックス充填率を１０〜２０％に調整するために用いることができるが、酸素を持ち込むため、フラックス充填率、鉄粉添加量共に低いことが望ましい。
【００３３】
また、ワイヤ中のその他の成分として、鋼製外皮のＦｅ分、フラックス中に添加された鉄粉および合金成分中のＦｅ、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物をアーク安定剤として、例えば、Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ、防錆や通電性、耐チップ磨耗性に有効なワイヤ表面へのＣｕメッキ処理を施した場合はそのＣｕを含む。
【００３４】
本発明のワイヤ径は、溶接時の電流密度を高くし高溶着率が得られる直径１．０〜２．０ｍｍとすることができるが、好ましい範囲は１．２〜１．６ｍｍである。
【００３５】
また、溶接時のシールドガスは、溶接金属中の酸素量を低減するためにＡｒ−５〜２５％ＣＯ２の混合ガスであることが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
【００３７】
鋼製外皮を成形工程でＵ形に成形して各種成分のフラックスを充填し、更にＯ形に成形した後、鋼製外皮の合わせ目を溶接した、外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いワイヤと、溶接しないスリット状の隙間の有るワイヤを造管、伸線して表１および表２に示すワイヤ径が１．２ｍｍのフラックス入りワイヤを試作した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
試作したワイヤは、（株）堀場製作所製の水素分析装置：ＥＭＧＡ−６２１を用いて全水素量を測定した後、ＪＩＳ Ｇ３１２８ ＳＨＹ６８５に規定される鋼板を用いて立向上進すみ肉溶接による溶接作業性の評価と溶着金属試験を実施した。さらに、立向上進すみ肉溶接で溶接作業性が良好であったものについて割れ試験を実施した。これらの溶接条件を表３にまとめて示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】
立向上進すみ肉溶接は、半自動溶接で実施し、メタル垂れ、スパッタ発生状態、スラグ剥離性およびビード形状を調べた後、マクロ断面を５断面採取してスラグ巻き込み欠陥の有無を調べた。
【００４３】
溶着金属試験は、引張試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ号）および衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ３１１１ ４号）をそれぞれ溶着金属の板厚中央部から採取して試験に供した。機械的性能の評価は、０．２％耐力が６９０ＭＰａ以上で且つ試験温度−４０℃における吸収エネルギーが４７Ｊ以上を合格とした。
【００４４】
割れ試験は、Ｕ形溶接割れ試験方法（ＪＩＳ Ｚ３１５７）に準拠して実施した。溶接後４８時間経過した試験体について、表面割れおよび断面割れ（５断面）の発生有無を浸透探傷試験（ＪＩＳ Ｚ２３４３）により調査した。それらの結果を表４にまとめて示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】
表１、表２および表４のワイヤ記号Ａ１〜Ａ１２が本発明例、ワイヤ記号Ｂ１〜Ｂ１９は比較例である。
【００４７】
本発明例であるワイヤ記号Ａ１〜Ａ１２は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖの１種または２種以上の量、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、弗素化合物の１種又は２種以上のＦ換算値の合計量および全水素量が適量で、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭの１種または２種以上の量、さらにＢの量も適量であるので、溶接作業性が良好で溶着金属の耐力および吸収エネルギーも良好な値が得られ、さらに低温割れも生じることがないなど、極めて満足な結果であった。
【００４８】
比較例中ワイヤ記号Ｂ１は、Ｃが少ないので０．２％耐力が低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が多いのでビード形状が不良で、さらにスラグ巻き込み欠陥が生じた。
ワイヤ記号Ｂ２は、Ｃが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、ＳｉＯ２が多いのでスラグ剥離性およびビード形状が不良であった。
【００４９】
ワイヤ記号Ｂ３は、Ｓｉが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、ＺｒＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ４は、Ｓｉが多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じ、吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５０】
ワイヤ記号Ｂ５は、Ｍｎが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、ＳｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ６は、Ｍｎが多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、溶接金属の０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。さらに、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れが生じた。
【００５１】
ワイヤ記号Ｂ７は、Ｎｉが少ないので０．２％耐力と吸収エネルギーが低かった。また、全水素量が多いので溶接金属に割れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ８は、Ｎｉが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、ＺｒＯ２が多いのでビード形状が不良で、スラグ巻き込み欠陥も生じた。
【００５２】
ワイヤ記号Ｂ９は、Ａｌが少ないので吸収エネルギーが低かった。また、全水素量が多いので溶接金属に割れが生じた。
ワイヤ記号Ｂ１０は、Ａｌが多いので吸収エネルギーが低かった。また、ＴｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５３】
ワイヤ記号Ｂ１１は、Ｃｒが少ないので０．２％耐力が低かった。また、弗素化合物が含まれていないのでビード形状が不良で吸収エネルギーも低かった。
ワイヤ記号Ｂ１２は、Ｃｒが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れも生じた。
【００５４】
ワイヤ記号Ｂ１３は、Ｍｏが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、Ｍｇが多いのでスパッタ発生量が多かった。
ワイヤ記号Ｂ１４は、Ｖが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。また、Ａｌ２Ｏ３が少ないのでメタル垂れが生じた。
【００５５】
ワイヤ記号Ｂ１５は、Ｃが少ないので０．２％耐力が低かった。また、Ｔｉが少ないので吸収エネルギーがやや低かった。
ワイヤ記号Ｂ１６は、ＴｉＯ２が多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じ、吸収エネルギーも低かった。また、Ｔｉが多いのでスパッタ発生量が多かった。
【００５６】
ワイヤ記号Ｂ１７は、弗素化合物のＦ換算値が多いのでアークが不安定で、メタル垂れが生じた。また、Ｂが少ないので０．２％耐力および吸収エネルギーがやや低かった。
ワイヤ記号Ｂ１８は、ＳｉＯ２が少ないのでメタル垂れが生じた。また、Ｂが多いので０．２％耐力が高く吸収エネルギーが低かった。
【００５７】
ワイヤ記号Ｂ１９は、ＺｒＯ２が多いのでスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、弗素化合物を含んでいないのでビード形状が不良で、吸収エネルギーが低かった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製外皮にフラックスを充填してなる高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｃ ：０．０３〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１〜０．４％、
Ｍｎ：１．０〜３．０％、
Ｎｉ：１．０〜３．５％、
Ａｌ：０．０６〜１．５％
を必須元素として含有し、
Ｃｒ：０．１〜１．０％、
Ｍｏ：０．１〜１．０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、
Ｖ ：０．０１〜０．０５％
の１種または２種以上を選択元素として含有し、且つフラックスに、
ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、
ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、
ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、
Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、
弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％
を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項２】
ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｔｉ：０．１〜１．０％、
Ｍｇ：０．０１〜０．９％、
Ｃａ：０．０１〜０．５％、
ＲＥＭ：０．０１〜０．５％
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に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項３】
ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｂ ：０．００１〜０．０１５％
を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項４】
鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項１】
鋼製外皮にフラックスを充填してなる高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｃ ：０．０３〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１〜０．４％、
Ｍｎ：１．０〜３．０％、
Ｎｉ：１．０〜３．５％、
Ａｌ：０．０６〜１．５％
を必須元素として含有し、
Ｃｒ：０．１〜１．０％、
Ｍｏ：０．１〜１．０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、
Ｖ ：０．０１〜０．０５％
の１種または２種以上を選択元素として含有し、且つフラックスに、
ＴｉＯ２：２．５〜７．５％、
ＳｉＯ２：０．１〜０．５％、
ＺｒＯ２：０．２〜０．９％、
Ａｌ２Ｏ３：０．１〜０．４％、
弗素化合物の１種または２種以上のＦ換算値の合計：０．０１〜０．４％
を含有し、残部は、Ｆｅ、アーク安定剤および不可避不純物からなり、ワイヤの全水素量が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項２】
ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｔｉ：０．１〜１．０％、
Ｍｇ：０．０１〜０．９％、
Ｃａ：０．０１〜０．５％、
ＲＥＭ：０．０１〜０．５％
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に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項３】
ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｂ ：０．００１〜０．０１５％
を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【請求項４】
鋼製外皮に外気浸入の危険性のあるスリット状の継ぎ目が無いことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高張力鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【公開番号】特開２０１０−２７４３０４（Ｐ２０１０−２７４３０４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９３０１（Ｐ２００９−１２９３０１）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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