JP6958153B2 - Gas shield arc welding method and welding joint manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、ガスシールドアーク溶接方法および溶接継手の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a gas shielded arc welding method and a welding joint manufacturing method.
近年における耐摩耗鋼、高強度厚鋼板、及び高強度薄鋼板の構造物への適用は、構造の合理化や軽量化をもたらし、多くの利点を有するため、その適用範囲が拡大されている。例えば、自動車分野では低燃費化やCO2排出量削減を目的とした車体の軽量化のため、高強度薄鋼板を使用するニーズが高まっている。 In recent years, the application of wear-resistant steel, high-strength thick steel sheet, and high-strength thin steel sheet to structures brings about rationalization and weight reduction of the structure, and has many advantages, so that the range of application has been expanded. For example, in the automobile field, there is an increasing need to use high-strength thin steel sheets in order to reduce the weight of the vehicle body for the purpose of reducing fuel consumption and CO 2 emissions.
一方で、耐摩耗鋼、高強度厚鋼板、高強度薄鋼板等のPcmの高い鋼板を溶接すると低温割れが発生しやすく、特に、溶接の初層に低温割れが発生しやすいという問題がある。例えば、自動車用鋼板の溶接において、引張強さ980MPa級を超える高強度薄鋼板を高強度ワイヤを用いて溶接すると、溶接金属に低温割れが発生するケースが認められている。そのため、低温割れ抑制のための方法がいくつか提案されている(特許文献1)。 On the other hand, when a steel plate having a high Pcm such as an abrasion-resistant steel, a high-strength thick steel plate, and a high-strength thin steel plate is welded, low-temperature cracks are likely to occur, and in particular, there is a problem that low-temperature cracks are likely to occur in the first layer of welding. For example, in the welding of steel sheets for automobiles, when a high-strength thin steel sheet having a tensile strength of more than 980 MPa is welded using a high-strength wire, there are cases where low-temperature cracks occur in the weld metal. Therefore, some methods for suppressing low temperature cracking have been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の従来技術においては、未だ、耐摩耗鋼、高強度厚鋼板、高強度薄鋼板等のPcmの高い鋼板の低温割れの抑制が十分ではなかったり、溶接ビード形状が不良になることがあるという問題があった。 However, in the prior art of Patent Document 1, low temperature cracking of high Pcm steel sheets such as abrasion resistant steels, high-strength thick steel sheets, and high-strength thin steel sheets is still insufficiently suppressed, and the weld bead shape becomes poor. There was a problem that there was something.
上記従来技術に鑑みて、本発明者は、所定の化学成分及び所定の拡散性水素量を有するワイヤ(溶材ともいう)を使用し、ワイヤを溶融池に対して進退動させることにより、アークを断続的に発生させる溶接を行うことを見出した。 In view of the above prior art, the present inventor uses a wire (also referred to as a molten material) having a predetermined chemical composition and a predetermined amount of diffusible hydrogen, and moves the wire forward and backward with respect to the molten pool to generate an arc. We have found that welding is performed intermittently.
本開示の方法の要旨は以下のとおりである。
(1)質量%で、
C:0.05〜0.13%、
Si:0.35〜1.20%、
Mn:1.60〜3.40%、及び
Cu:0.10〜0.50%
を含有し、
P:0.030%以下、及び
S:0.020%以下、
に制限し、残部が、Fe及び不純物からなり、溶着金属の拡散性水素量が2.0ml/100g以下であるワイヤを用いて、溶融プールとコンタクトチップ間で前記ワイヤの進退動及び通電制御をしてアークを断続的に発生させて溶接を行うことを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
(2)前記ワイヤが、質量%で、
Ni:3.40%以下、
Cr:1.20%以下、
Mo:1.00%以下、及び
Ti:0.25%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上をさらに含有することを特徴とする、前記(1)に記載のガスシールドアーク溶接方法。
(3)前記ワイヤの化学成分から計算されるPcmが、鋼材の化学成分で計算されるPcmより低いことを特徴とし、
前記Pcmは、下記(1)式:
Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B (1)
で計算され、式中、元素記号は、含有する添加元素の質量%である、前記(1)または(2)に記載のガスシールドアーク溶接方法。
(4)前記ワイヤが、ソリッドワイヤであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接方法。
(5)多層盛溶接の少なくとも初層に、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接を行うことを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
(6)(1)〜(5)のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接方法を用いて鋼板をガスシールドアーク溶接することを特徴とする溶接継手の製造方法。
The gist of the method of the present disclosure is as follows.
(1) By mass%
C: 0.05 to 0.13%,
Si: 0.35 to 1.20%,
Mn: 1.60 to 3.40%, and Cu: 0.10 to 0.50%
Contains,
P: 0.030% or less, and S: 0.020% or less,
Using a wire in which the balance is composed of Fe and impurities and the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is 2.0 ml / 100 g or less, the advance / retreat and energization control of the wire are controlled between the molten pool and the contact tip. A gas shielded arc welding method characterized in that an arc is intermittently generated and welding is performed.
(2) The wire is in mass%.
Ni: 3.40% or less,
Cr: 1.20% or less,
Mo: 1.00% or less, and Ti: 0.25% or less,
The gas shielded arc welding method according to (1) above, which further contains one kind or two or more kinds selected from the group consisting of.
(3) The Pcm calculated from the chemical composition of the wire is lower than the Pcm calculated from the chemical composition of the steel material.
The Pcm is the following equation (1):
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B (1)
The gas shielded arc welding method according to (1) or (2) above, wherein the element symbol is the mass% of the additive element contained in the formula.
(4) The gas shielded arc welding method according to any one of (1) to (3) above, wherein the wire is a solid wire.
(5) The gas shielded arc welding method according to any one of (1) to (4) above, wherein the gas shielded arc welding according to any one of (1) to (4) above is performed on at least the first layer of the multi-layer welding.
(6) A method for manufacturing a welded joint, characterized in that a steel plate is gas-shielded arc-welded by using the gas-shielded arc welding method according to any one of (1) to (5).
本発明によれば、溶接継手における低温割れを抑制し、かつ良好な溶接ビード形状を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress low temperature cracking in a welded joint and obtain a good weld bead shape.
本発明によれば、特定の化学成分を有するワイヤとワイヤを溶融池に対して進退動させることによりアークを断続的に発生させる溶接とにより、低温割れを抑制して、かつビード形状の良い、良好な溶接を行うことができる。低温割れは、高強度鋼板、引張りの残留応力、及び侵入水素が原因で発生し得るが、特定の化学成分を有するワイヤを用いることにより、低温割れやビード形成不良を起こりにくくし、さらに上記溶接のアーク発生の断続化により、水分や油等の水素源の原子状水素への乖離が抑制され、低温割れを抑制することができる。 According to the present invention, low-temperature cracking is suppressed and the bead shape is good by welding in which a wire having a specific chemical component and a wire are moved back and forth with respect to a molten pool to generate an arc intermittently. Good welding can be performed. Low-temperature cracking can occur due to high-strength steel sheets, tensile residual stress, and invading hydrogen. However, by using a wire having a specific chemical component, low-temperature cracking and bead formation defects are less likely to occur, and the above welding Due to the intermittent generation of arcs, the divergence of hydrogen sources such as water and oil into atomic hydrogen can be suppressed, and low-temperature cracking can be suppressed.
また、溶接時に母材希釈で溶接金属の合金成分が増加すると、凝固割れ及び低温割れがおこりやすくなるが、アークを断続的に発生させる上記溶接は、母材への入熱が低く、母材に起因するC、Ni等の合金成分が溶接金属に侵入する量が減少する。これにより溶接金属の硬さ上昇が抑制され、低温割れを抑制することができる。また、ビード形状は、ワイヤ中のSi量を特定量とすることで良好にできる。ワイヤを溶融池に対して進退動させることによりアークを断続的に発生させる溶接には、CMT(Cold Metal Transfer)(登録商標)溶接、シンクロフィード(登録商標)GMA溶接、及びAWP(Active Wire Feed Process)溶接がある。これらは溶接機メーカにより名称が異なるもの、同等の溶接法である。 Further, if the alloy component of the weld metal increases due to the dilution of the base metal during welding, solidification cracking and low temperature cracking are likely to occur. The amount of alloy components such as C and Ni invading the weld metal due to the above is reduced. As a result, the increase in hardness of the weld metal is suppressed, and low-temperature cracking can be suppressed. Further, the bead shape can be improved by setting the amount of Si in the wire to a specific amount. For welding that intermittently generates an arc by moving the wire forward and backward with respect to the molten pool, CMT (Cold Metal Transfer) (registered trademark) welding, Synchro Feed (registered trademark) GMA welding, and AWP (Active Wire Feed) Process) There is welding. These are the same welding methods with different names depending on the welding machine manufacturer.
以下、本開示の方法の実施形態の例を説明する。 Hereinafter, examples of embodiments of the method of the present disclosure will be described.
1.化学組成
本開示の方法において用いられるワイヤの化学組成を上述のように規定した理由を説明する。以下の説明において、各元素の含有量を表す「%」は特に断りがない限り、ワイヤの全質量に対する質量%を意味する。
1. 1. Chemical Composition The reason why the chemical composition of the wire used in the method of the present disclosure is defined as described above will be described. In the following description, "%" representing the content of each element means mass% with respect to the total mass of the wire unless otherwise specified.
[C:0.05%以上0.13%以下]
Cは、溶接金属の強度を向上するために必要な元素である。しかし、Cが0.05%未満であるとこの効果が得られない。一方、0.13%を超えると、溶接割れ感受性が高くなる。したがって、Cは0.05〜0.13%とする。
[C: 0.05% or more and 0.13% or less]
C is an element necessary for improving the strength of the weld metal. However, if C is less than 0.05%, this effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.13%, the welding crack sensitivity becomes high. Therefore, C is set to 0.05 to 0.13%.
C含有量の下限値は、好ましくは0.07%以上、より好ましくは0.08%以上である。C含有量の下限値を上記範囲にすることによって、溶接金属の強度をさらに向上することができる。C含有量の上限値は、好ましくは0.12%以下、より好ましくは0.11%以下であり、C含有量の上限値を上記範囲にすることによって、溶接割れ感受性をより低減することができる。 The lower limit of the C content is preferably 0.07% or more, more preferably 0.08% or more. By setting the lower limit of the C content to the above range, the strength of the weld metal can be further improved. The upper limit of the C content is preferably 0.12% or less, more preferably 0.11% or less, and by setting the upper limit of the C content to the above range, the welding crack sensitivity can be further reduced. can.
[Si:0.35%以上1.20%以下]
Siは、溶接金属の主脱酸剤として不可欠であると共に、低電流域でのアークを安定にする効果がある。また、溶融金属中にSiおよびOの微細介在物を生成することで、溶融金属表面のO量を減少させて溶融金属の表面張力を増大させる元素である。これによってワイヤ先端からの溶融金属の離脱が防止でき、アークが安定する。しかし、Siが0.35%未満では、前記効果が十分ではなく、低電流域のアークが不安定になりアーク切れによるビード形成不良が発生する。また、溶融金属の表面張力が低くなりワイヤ先端から溶融金属が離脱しやすくなりスパッタ発生量が多くなる。一方、Siが1.20%を超えると、溶融金属の表面張力が過度に上昇するため溶融金属がワイヤ先端から離脱し難く、溶滴が大きくなりスパッタが発生する。したがって、Siは0.35〜1.20%とする。
[Si: 0.35% or more and 1.20% or less]
Si is indispensable as a main deoxidizer for weld metals and has an effect of stabilizing an arc in a low current range. Further, it is an element that reduces the amount of O on the surface of the molten metal and increases the surface tension of the molten metal by forming fine inclusions of Si and O in the molten metal. As a result, the molten metal can be prevented from coming off from the tip of the wire, and the arc is stabilized. However, if Si is less than 0.35%, the above effect is not sufficient, the arc in the low current region becomes unstable, and bead formation failure occurs due to arc breakage. In addition, the surface tension of the molten metal becomes low, the molten metal easily separates from the wire tip, and the amount of spatter generated increases. On the other hand, when Si exceeds 1.20%, the surface tension of the molten metal rises excessively, so that the molten metal is difficult to separate from the tip of the wire, the droplets become large, and spatter occurs. Therefore, Si is 0.35 to 1.20%.
Si含有量の下限値は、好ましくは0.50%以上、より好ましくは0.60%以上、さらに好ましくは0.70%以上である。Si含有量の下限値を上記範囲にすることによって、脱酸効果及びアークの安定効果をさらに向上することができる。Si含有量の上限値は、好ましくは1.10%以下、より好ましくは1.00%以下である。 The lower limit of the Si content is preferably 0.50% or more, more preferably 0.60% or more, and further preferably 0.70% or more. By setting the lower limit of the Si content to the above range, the deoxidizing effect and the arc stabilizing effect can be further improved. The upper limit of the Si content is preferably 1.10% or less, more preferably 1.00% or less.
[Mn:1.60%以上3.40%以下]
Mnは、Siと同様に主要な脱酸剤であると共に、強度の確保のために添加する。また、FeSなどの低融点化合物が生成される前にMnSとしてSを固定することで高温割れ防止効果がある。Mnが1.60%未満であると、溶接金属の強度および靭性を十分に確保できなくなる。また、アークが不安定になる。一方、Mnが3.40%を超えると、溶融金属の表面張力が過度に低下するため溶融金属がワイヤ先端から不規則に離脱してスパッタが発生する。したがって、Mnは1.60〜3.40%とする。
[Mn: 1.60% or more and 3.40% or less]
Like Si, Mn is a major antacid and is added to ensure strength. Further, by fixing S as MnS before a low melting point compound such as FeS is produced, there is an effect of preventing high temperature cracking. If Mn is less than 1.60%, the strength and toughness of the weld metal cannot be sufficiently ensured. Also, the arc becomes unstable. On the other hand, when Mn exceeds 3.40%, the surface tension of the molten metal is excessively lowered, so that the molten metal is irregularly separated from the tip of the wire and spatter occurs. Therefore, Mn is set to 1.60 to 3.40%.
Mn含有量の下限値は、好ましくは1.70%以上、より好ましくは1.75%以上である。Mn含有量の下限値を上記範囲にすることによって、脱酸効果、強度及び靭性向上効果、高温割れ防止効果をより安定して得ることができる。Mn含有量の上限値は、好ましくは3.00%以下、より好ましくは2.60%以下である。Mn含有量の上限値を上記範囲にすることによって、スパッタ発生をより安定して抑制することができる。 The lower limit of the Mn content is preferably 1.70% or more, more preferably 1.75% or more. By setting the lower limit of the Mn content to the above range, the deoxidizing effect, the strength and toughness improving effect, and the high temperature cracking prevention effect can be obtained more stably. The upper limit of the Mn content is preferably 3.00% or less, more preferably 2.60% or less. By setting the upper limit of the Mn content to the above range, spatter generation can be suppressed more stably.
[Cu:0.10%以上0.50%以下]
Cuは、溶接金属の強度を向上する効果がある。また、ワイヤ表面のCuめっきにより溶接時の通電性およびワイヤ送給性が向上してアークが安定する。Cuが0.10%未満では、アークが不安定になりスパッタが発生する。一方、Cuが0.50%を超えると、溶接金属中で偏析して高温割れが発生しやすくなる。したがって、Cuは0.10〜0.50%とする。なお、Cuはワイヤ表面の銅めっき分も含む。
[Cu: 0.10% or more and 0.50% or less]
Cu has the effect of improving the strength of the weld metal. In addition, the Cu plating on the wire surface improves the electrical conductivity and wire feedability during welding and stabilizes the arc. If Cu is less than 0.10%, the arc becomes unstable and spatter occurs. On the other hand, if Cu exceeds 0.50%, segregation occurs in the weld metal and high-temperature cracking is likely to occur. Therefore, Cu is set to 0.10 to 0.50%. Cu also includes a copper-plated component on the wire surface.
Cu含有量の下限値は、好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.20%以上である。Cu含有量の下限値を上記範囲にすることによって、強度向上効果及びアーク安定効果をより安定して得ることができる。Cu含有量の上限値は、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.30%以下である。Cu含有量の上限値を上記範囲にすることによって、高温割れをより安定して抑制することができる。 The lower limit of the Cu content is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. By setting the lower limit of the Cu content to the above range, the strength improving effect and the arc stabilizing effect can be obtained more stably. The upper limit of the Cu content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less. By setting the upper limit of the Cu content to the above range, high temperature cracking can be suppressed more stably.
[P:0.030%以下]
Pは不純物であり、本開示の方法に用いられるワイヤがPを過剰に含有すると、溶接金属の耐凝固割れ性が劣化する。したがって、P含有量の上限を0.030%以下に制限する。
[P: 0.030% or less]
P is an impurity, and if the wire used in the method of the present disclosure contains an excessive amount of P, the solidification crack resistance of the weld metal deteriorates. Therefore, the upper limit of the P content is limited to 0.030% or less.
[S:0.020%以下]
Sは不純物であり、溶融金属の表面張力と粘性に影響を与える元素であり、本開示の方法に用いられるワイヤがSを過剰に含有すると、溶融金属の表面張力が過度に低下してワイヤ先端から溶融金属が不規則に離脱してアークが不安定でスパッタが発生し、また、耐凝固割れ性が劣化する。したがって、S含有量の上限を0.020%以下に制限する。
[S: 0.020% or less]
S is an impurity and is an element that affects the surface tension and viscosity of the molten metal. If the wire used in the method of the present disclosure contains S excessively, the surface tension of the molten metal is excessively lowered and the tip of the wire The molten metal is irregularly separated from the metal, the arc is unstable, spatter occurs, and the solidification crack resistance deteriorates. Therefore, the upper limit of the S content is limited to 0.020% or less.
[Ni:3.40%以下]
Niは、本開示の方法に用いられるワイヤに必須の元素ではないが、Niは、変態温度を低下させて溶接金属の組織を微細化し、溶接金属中に固溶して低温靭性を低下させることなく強度を高める作用を有する。一方、Niが3.40%を超えると、耐凝固割れ性が劣化する。したがって、ワイヤは、好ましくは3.40%以下のNiを含み、より好ましくは2.70%以下のNiを含む。Niを添加する場合、0.50%以上とすることでより効果が得られ好ましい。
[Ni: 3.40% or less]
Ni is not an essential element for the wire used in the method of the present disclosure, but Ni lowers the transformation temperature to make the structure of the weld metal finer and dissolves in the weld metal to lower the low temperature toughness. It has the effect of increasing the strength. On the other hand, if Ni exceeds 3.40%, the solidification crack resistance deteriorates. Therefore, the wire preferably contains 3.40% or less Ni, more preferably 2.70% or less Ni. When Ni is added, it is preferable that the content is 0.50% or more because more effect can be obtained.
[Cr:1.20%以下]
Crは、本開示の方法に用いられるワイヤに必須の元素ではないが、Crは、変態温度を低下させ、組織を微細化し、強度と靭性を向上させる作用を有する。Crが1.20%を超えると、溶接金属の硬化が著しくなり靭性と低温割れ感受性が低下する。したがって、ワイヤは、好ましくは1.20%以下のCrを含み、より好ましくは1.10%以下のCrを含む。Crを添加する場合、0.05%以上とすることで、より効果が得られ好ましい。
[Cr: 1.20% or less]
Cr is not an essential element in the wire used in the methods of the present disclosure, but Cr has the effect of lowering the transformation temperature, refining the structure and improving strength and toughness. When Cr exceeds 1.20%, the hardening of the weld metal becomes remarkable and the toughness and the sensitivity to low temperature cracking decrease. Therefore, the wire preferably contains 1.20% or less of Cr, and more preferably 1.10% or less of Cr. When Cr is added, it is preferable that the content is 0.05% or more because more effects can be obtained.
[Mo:1.00%以下]
Moは、本開示の方法に用いられるワイヤに必須の元素ではないが、Moは、変態温度を低下させて溶接金属の組織を微細化し、強度と低温靭性を向上させる効果を有する。Moが1.00%を超えると、溶接金属の強度が過剰に高くなり、低温靭性が安定して得られない。また低温割れ感受性が増加する。したがって、ワイヤは、好ましくは1.00%以下のMoを含み、より好ましくは0.68%以下のMoを含む。Moを添加する場合、0.30%以上とすることで、より効果が得られ好ましい。
[Mo: 1.00% or less]
Mo is not an essential element for the wire used in the methods of the present disclosure, but Mo has the effect of lowering the transformation temperature, refining the structure of the weld metal and improving strength and low temperature toughness. If Mo exceeds 1.00%, the strength of the weld metal becomes excessively high, and low temperature toughness cannot be stably obtained. It also increases the sensitivity to low temperature cracking. Therefore, the wire preferably contains 1.00% or less of Mo, and more preferably 0.68% or less of Mo. When Mo is added, it is preferable that the content is 0.30% or more because more effect can be obtained.
[Ti:0.25%以下]
Tiは、本開示の方法に用いられるワイヤに必須の元素ではないが、Tiは、脱酸剤として作用するとともに溶接金属中にTiの微細酸化物を生成し溶接金属の靭性を向上させる。Tiが0.25%を超えると、靭性が低下する。したがって、ワイヤは、好ましくは0.25%以下のTiを含み、より好ましくは0.21%以下のTiを含む。Tiを添加する場合、0.09%以上とすることで、より効果が得られ好ましい。
[Ti: 0.25% or less]
Ti is not an essential element for the wires used in the methods of the present disclosure, but Ti acts as a deoxidizer and produces fine oxides of Ti in the weld metal to improve the toughness of the weld metal. If Ti exceeds 0.25%, the toughness decreases. Therefore, the wire preferably contains 0.25% or less Ti, more preferably 0.21% or less Ti. When Ti is added, it is preferable that the content is 0.09% or more because more effect can be obtained.
本発明で用いるワイヤはソリッドワイヤであることが好ましい。鋼製外皮でフラックスを包んだ、いわゆるフラックス入りワイヤを用いると、フラックスから生成したスラグがビードの下に残存し溶接欠陥となる可能性があるためである。フラックス入りワイヤを用いる場合は、スラグ成分が極力少ないメタル系のフラックス入りワイヤを用いることが好ましい。 The wire used in the present invention is preferably a solid wire. This is because if a so-called flux-cored wire in which the flux is wrapped with a steel outer skin is used, the slag generated from the flux may remain under the bead and cause welding defects. When a flux-cored wire is used, it is preferable to use a metal-based flux-cored wire having as little slag component as possible.
ワイヤと母材である鋼材との組み合わせは、特に限定されないが、ワイヤのPcmが鋼材のPcmより低いことが好ましい。Pcmは、溶接学会編、溶接・接合技術概論、1998年、産報出版、東京、P.118に記載される次の(1)式:
Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B (1)
で表される。(1)式中の元素記号には、含有する元素の質量%を代入し、無添加の元素は、ゼロを代入する。
The combination of the wire and the steel material as the base material is not particularly limited, but it is preferable that the Pcm of the wire is lower than the Pcm of the steel material. Pcm is edited by Welding Society, Introduction to Welding and Joining Technology, 1998, Sanpo Shuppan, Tokyo, P.M. The following equation (1) described in 118:
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B (1)
It is represented by. Substitute the mass% of the contained element for the element symbol in the formula (1), and substitute zero for the additive-free element.
ワイヤのPcmを鋼材のPcmよりも小さくして溶接金属側を軟質にすることで、溶接金属での低温割れ感受性を下げることができる。ワイヤのPcmは、鋼材のPcmよりも、好ましくは0.01小さく、より好ましくは0.03小さく、さらに好ましくは0.05小さい。 By making the Pcm of the wire smaller than the Pcm of the steel material and softening the weld metal side, the sensitivity to low temperature cracking in the weld metal can be reduced. The Pcm of the wire is preferably 0.01 smaller, more preferably 0.03 smaller, and even more preferably 0.05 smaller than the Pcm of the steel material.
ワイヤのPcmは、好ましくは0.10〜0.50、より好ましくは0.15〜0.40、さらに好ましくは0.20〜0.35である。鋼材のPcmは、好ましくは0.20〜0.50、より好ましくは0.25〜0.45、さらに好ましくは0.28〜0.39である。 The Pcm of the wire is preferably 0.10 to 0.50, more preferably 0.15 to 0.40, and even more preferably 0.25 to 0.35. The Pcm of the steel material is preferably 0.25 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.45, and even more preferably 0.28 to 0.39.
[拡散性水素量:2.0mL/100g以下]
溶着金属に含まれる拡散性水素量は、2.0mL/100g以下、好ましくは1.9mL/100g以下、より好ましくは1.7mL/100g以下である。拡散性水素量は、主にワイヤの脂分に起因する。溶着金属の拡散性水素量の測定は、JIS Z 3118(2007年)に準拠して行われる。シールドガスは100%CO2ガスを用いることとする。溶接法は本開示のガスシールドアーク溶接ではなく、通常の溶接法を用いて行なう。拡散性水素量が上記範囲であることにより、低温割れの抑制効果を得ることができる。溶着金属に含まれる拡散性水素量は、例えば、ワイヤ表面に塗付する送給潤滑油の種類と塗付量を調整することで、制御できる。送給潤滑油は、動植物油、鉱物油あるいは合成油の何れでもよい。動植物油としてはパーム油、菜種油、ひまし油、豚油、牛油、魚油等を、鉱物油としてはマシン油、タービン油、スピンドル油等を用いることができる。合成油としては炭化水素系、エステル系、ポリグリコール系、ポリフェノール系、シリコーン系、フロロカーボン系を用いることができる。さらに、油脂またはエステルの1種以上の基油に硫黄を含有する硫化油脂、硫化エステル、硫化脂肪酸または硫化オレフィンの1種または2種以上である硫黄含有の潤滑油を用いることもできる。
[Amount of diffusible hydrogen: 2.0 mL / 100 g or less]
The amount of diffusible hydrogen contained in the weld metal is 2.0 mL / 100 g or less, preferably 1.9 mL / 100 g or less, and more preferably 1.7 mL / 100 g or less. The amount of diffusible hydrogen is mainly due to the fat content of the wire. The amount of diffusible hydrogen in the weld metal is measured in accordance with JIS Z 3118 (2007). 100% CO 2 gas will be used as the shield gas. The welding method is not the gas shielded arc welding of the present disclosure, but a normal welding method is used. When the amount of diffusible hydrogen is in the above range, the effect of suppressing low temperature cracking can be obtained. The amount of diffusible hydrogen contained in the weld metal can be controlled, for example, by adjusting the type and amount of the feed lubricating oil to be applied to the wire surface. The feed lubricating oil may be any of animal and vegetable oils, mineral oils and synthetic oils. As the animal and vegetable oil, palm oil, rapeseed oil, castor oil, pig oil, cow oil, fish oil and the like can be used, and as the mineral oil, machine oil, turbine oil, spindle oil and the like can be used. As the synthetic oil, hydrocarbon-based, ester-based, polyglycol-based, polyphenol-based, silicone-based, and fluorocarbon-based oils can be used. Further, a sulfur-containing lubricating oil which is one or more of sulfur-containing fats and oils, sulfide esters, sulfide fatty acids or sulfide olefins in one or more base oils of fats and oils or esters can also be used.
2.製造方法
次に、本開示のガスシールドアーク溶接方法で用いる溶接について説明する。
2. Manufacturing Method Next, welding used in the gas shielded arc welding method of the present disclosure will be described.
溶融プールとコンタクトチップ間でワイヤの進退動及び通電制御をしてアークを断続的に発生させて溶接する方法として、CMT溶接が挙げられる。CMT溶接には、Fronius社製のCMT方式溶接電源を用いることができる。このCMT方式溶接電源は、アークの短絡を感知して、ワイヤを毎秒50〜130回送給制御して溶滴を移行することができる。ワイヤを引き戻すことにより溶滴の引き離しを促進し、また短絡時に電流を最小限に制御してスパッタを低減した溶滴移行を行うことができる。そして、ワイヤの送給及び引き戻しと同期させて電流値を制御し、アーク発生時、ワイヤを溶融プールに向かって送給し短絡を検知したらすぐにワイヤを引き戻すプロセスで、溶融プールを冷却し入熱を低減することができる。
CMT welding can be mentioned as a method of intermittently generating an arc by controlling the advancing / retreating of the wire and the energization control between the molten pool and the contact tip. For CMT welding, a CMT type welding power supply manufactured by Fronius can be used. This CMT welding power supply can detect a short circuit in the arc and control the feeding of the
CMT溶接によるアーク発生の断続化により、水分、油等の水素源の原子状水素への乖離を抑制することができ、低温割れが発生しにくくなる。シールドガス及びガス流量は特に限定されないが、CO2ガス、Ar+CO2の2元系混合ガス、Ar+CO2+O2の3元系混合ガス等であることができる。溶接条件については、特に限定されないが、例えば、電流値は約130A〜290Aであり、溶接速度は約0.1〜1.5m/分である。 By interrupting the generation of arcs by CMT welding, it is possible to suppress the deviation of hydrogen sources such as water and oil into atomic hydrogen, and low-temperature cracking is less likely to occur. The shield gas and the gas flow rate are not particularly limited, but may be CO 2 gas, Ar + CO 2 binary mixed gas, Ar + CO 2 + O 2 ternary mixed gas, or the like. The welding conditions are not particularly limited, but for example, the current value is about 130A to 290A, and the welding speed is about 0.1 to 1.5 m / min.
シンクロフィードGMA溶接及びAWP溶接でも、上記CMT溶接と同等の溶接を行うことができる。 In the synchro feed GMA welding and the AWP welding, the same welding as the above-mentioned CMT welding can be performed.
本開示の方法において、パス回数は1回または2回以上であることができる。パスとは溶接しようとしている継手に沿って行う1回の溶接操作をいう。パス回数が2回以上である場合、多層盛溶接の少なくとも初層に、本開示のガスシールドアーク溶接を行うことが好ましい。溶接の初層(1層目)に低温割れが発生しやすいが、初層に本開示のガスシールドアーク溶接を行うことにより、初層の低温割れを抑制することができる。パス回数が2回以上である場合、2層目以降に、本開示のガスシールドアーク溶接を使わない従来の溶接を行ってもよい。 In the method of the present disclosure, the number of passes can be one or more. A pass is a single welding operation performed along the joint to be welded. When the number of passes is two or more, it is preferable to perform the gas shielded arc welding of the present disclosure on at least the first layer of the multi-layer welding. Although low-temperature cracking is likely to occur in the first layer (first layer) of welding, low-temperature cracking in the first layer can be suppressed by performing the gas shielded arc welding of the present disclosure on the first layer. When the number of passes is two or more, conventional welding that does not use the gas shielded arc welding of the present disclosure may be performed on the second and subsequent layers.
本開示の方法で用いられるワイヤは、通常の方法で製造できる。すなわち、ソリッドワイヤの場合は、成分を調整した鋼を溶解し、原線をつくり、縮径、焼鈍、めっきをして素線をつくり、素線を伸線して、所望の直径のワイヤとして製造することができる。また、フラックス入りワイヤの場合は、外皮となる鋼帯を、長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管(U字型)に成形して鋼製外皮とする。この成形途中で、オープン管の開口部からフラックスを供給する。開口部の相対するエッジ面を突合せて管形状とする。管を伸線し、伸線途中又は伸線工程完了後に適宜焼鈍処理して、フラックス入りワイヤを得る。エッジ面をシーム溶接して、いわゆるシームレスワイヤとすると好ましい。 The wire used in the method of the present disclosure can be manufactured by a conventional method. That is, in the case of a solid wire, the steel having the adjusted composition is melted to make a raw wire, and the wire is reduced in diameter, annealed, and plated to make a wire, and the wire is drawn to obtain a wire having a desired diameter. Can be manufactured. Further, in the case of a flux-cored wire, the steel strip to be the outer skin is formed into an open pipe (U-shape) by a forming roll while being fed in the longitudinal direction to obtain a steel outer skin. During this molding, flux is supplied from the opening of the open tube. The facing edge surfaces of the openings are butted to form a tube shape. The tube is drawn and annealed appropriately during the wire drawing or after the wire drawing process is completed to obtain a flux-cored wire. It is preferable to seam weld the edge surface to form a so-called seamless wire.
本発明によれば、溶接前に鋼材を暖める予熱を行わなくても低温割れを防止することができる。したがって、サイクルタイムの向上、コスト低減、及び溶接作業性の向上を図ることができる。また、溶接時の外気温が低い場合、鋼材の板厚が厚い場合、あるいは、溶着金属のPcmが高い場合、従来技術においては、100℃を越える高温の予熱が必要なケースがあるが、本発明によれば、必要に応じてわずかな予熱を組み合わせることで、低温割れの発生を確実に抑制することができる。予熱は、例えば15〜35℃または20〜30℃で行うことができるため予熱温度を低減でき、生産性を向上できるメリットがある。 According to the present invention, low temperature cracking can be prevented without preheating the steel material before welding. Therefore, it is possible to improve the cycle time, reduce the cost, and improve the welding workability. Further, when the outside air temperature at the time of welding is low, the plate thickness of the steel material is thick, or the Pcm of the weld metal is high, there are cases where preheating at a high temperature exceeding 100 ° C. is required in the prior art. According to the invention, the occurrence of low temperature cracking can be reliably suppressed by combining a slight preheating as necessary. Since the preheating can be performed at, for example, 15 to 35 ° C. or 20 to 30 ° C., there is an advantage that the preheating temperature can be reduced and the productivity can be improved.
(実施例1)
(拡散性水素量の測定)
表2に示す化学成分(空欄は無添加を意味する)を有し、残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)を用いた。溶着金属の拡散性水素量は、ソリッドワイヤへの送給潤滑油(パーム油)の塗布量を変化させて調整した。JIS Z 3118に準拠し、シールドガスとしてCO2ガスを用いて通常の溶接を行って溶着金属の拡散性水素量を測定した。表3−1に、測定した拡散性水素量(Hd)を示す。
(Example 1)
(Measurement of diffusible hydrogen amount)
A solid wire (molten material) having the chemical components shown in Table 2 (blank means no addition) and having a wire diameter of φ1.2 mm, the balance of which is iron and impurities, was used. The amount of diffusible hydrogen in the weld metal was adjusted by changing the amount of the feed lubricating oil (palm oil) applied to the solid wire. In accordance with JIS Z 3118, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal was measured by performing normal welding using CO 2 gas as the shield gas. Table 3-1 shows the measured diffusible hydrogen amount (Hd).
(機械的特性の評価)
板厚25mmのSM400(JIS G 3106)を2枚突合せ、図4のようにV字開先形状を形成して、低温割れ防止のため100℃の予熱を行い、表2に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)のそれぞれについて、通常のCO2溶接で12パスの多層溶接を行った。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:270A、溶接速度:0.35m/分とした。JIS Z3111に準拠して、多層溶接した溶着金属から引張試験片を採取し、溶着金属の機械的特性を評価した。表3−2に、溶着金属の降伏応力(YS)、引張強さ(TS)、及び伸び(EL)を示す。
(Evaluation of mechanical properties)
Two SM400s (JIS G 3106) with a plate thickness of 25 mm are butted together to form a V-shaped groove shape as shown in FIG. 4, preheated at 100 ° C. to prevent low-temperature cracking, and have the chemical components shown in Table 2. A 12-pass multi-layer welding was performed by ordinary CO 2 welding for each of the solid wires (molten materials) having a wire diameter of φ1.2 mm, the balance of which was iron and impurities. The welding conditions were a distance between chip base materials: 20 mm, a current of 270 A, and a welding speed of 0.35 m / min. Tensile test pieces were collected from the weld metal welded in multiple layers according to JIS Z3111, and the mechanical properties of the weld metal were evaluated. Table 3-2 shows the yield stress (YS), tensile strength (TS), and elongation (EL) of the weld metal.
(低温割れ、ビード形状の評価)
低温割れの評価をy形溶接割れ試験により行った。表1に示すHRC400及びHRC500クラスの2種類の耐摩耗鋼板(板厚25mm)、並びに表2に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)を用いて、図1に示すJIS Z3158に準拠するy形溶接割れ試験に定める形状の試験体を作製した。
(Evaluation of low temperature cracking and bead shape)
Evaluation of low temperature cracking was performed by a y-shaped weld cracking test. Two types of wear-resistant steel sheets (
溶接においてはシールドガスとしてCO2ガスを用い流量を25L/分とした。溶接電源はFronius製TPS5000CMTを用いた。溶接法を、CMT溶接または通常のCO2溶接として、両者を比較した。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:190A、溶接速度:0.20m/分とした。CMT溶接及び通常溶接とも1パスで溶接した。5℃の環境下で上記溶接を行った後、48時間以上経過してから断面調査を行い、低温割れの発生有無及びビード形状を目視にて評価した。試験条件および試験結果を表4に示す。表4の評価結果において、割れが観察された部位を括弧内に記載した。すべての試料でビード形状は良好であった。 In welding, CO 2 gas was used as the shield gas and the flow rate was set to 25 L / min. A TPS5000CMT manufactured by Fronius was used as the welding power source. The welding method was CMT welding or ordinary CO 2 welding, and both were compared. The welding conditions were the distance between the chip base materials: 20 mm, the current: 190 A, and the welding speed: 0.20 m / min. Both CMT welding and normal welding were welded in one pass. After the above welding was performed in an environment of 5 ° C., a cross-sectional survey was conducted 48 hours or more later, and the presence or absence of low-temperature cracks and the bead shape were visually evaluated. The test conditions and test results are shown in Table 4. In the evaluation results of Table 4, the sites where cracks were observed are shown in parentheses. The bead shape was good in all samples.
図2及び図3に、例番号1及び6で得られたy形溶接割れ試験の溶接継手の長手方向に垂直に切断した断面写真を示す。本発明例で得られた溶接継手には割れは認められなかった。他方、比較例で得られた溶接継手には、HAZ(熱影響部)または溶接金属の少なくとも一方に低温割れが観察された。 2 and 3 show cross-sectional photographs of the welded joints of the y-shaped weld crack test obtained in Examples 1 and 6 cut perpendicular to the longitudinal direction. No cracks were found in the welded joint obtained in the example of the present invention. On the other hand, in the welded joint obtained in the comparative example, low temperature cracking was observed in at least one of the HAZ (heat-affected zone) and the weld metal.
(実施例2)
(拡散性水素量の測定)
表6に示す化学成分(空欄は無添加を意味する)を有し、残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)を用いた。溶着金属の拡散性水素量は、ソリッドワイヤへの送給潤滑油(パーム油)の塗布量を変化させて調整した。JIS Z 3118に準拠し、シールドガスとしてCO2ガスを用いて通常の溶接を行って溶着金属の拡散性水素量を測定した。表7−1に、測定した拡散性水素量(Hd)を示す。
(Example 2)
(Measurement of diffusible hydrogen amount)
A solid wire (molten material) having the chemical components shown in Table 6 (blank means no addition) and having a wire diameter of φ1.2 mm, the balance of which is iron and impurities, was used. The amount of diffusible hydrogen in the weld metal was adjusted by changing the amount of the feed lubricating oil (palm oil) applied to the solid wire. In accordance with JIS Z 3118, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal was measured by performing normal welding using CO 2 gas as the shield gas. Table 7-1 shows the measured diffusible hydrogen amount (Hd).
(機械的特性の評価)
板厚25mmのSM400(JIS G 3106)を2枚突合せ、図4に示すようにV字開先形状を形成して、低温割れ防止のため100℃の予熱を行い、表6に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)のそれぞれについて、通常のCO2溶接で12パスの多層溶接を行った。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:260A、溶接速度:0.30m/分とした。JIS Z3111に準拠して、多層溶接した溶着金属から引張試験片を採取し、溶着金属の機械的特性を評価した。表7−2に、溶着金属の降伏応力(YS)、引張強さ(TS)、及び伸び(EL)を示す。
(Evaluation of mechanical properties)
Two SM400s (JIS G 3106) having a plate thickness of 25 mm are butted together to form a V-shaped groove shape as shown in FIG. 4, preheated at 100 ° C. to prevent low-temperature cracking, and the chemical components shown in Table 6 are obtained. A 12-pass multi-layer welding was performed by ordinary CO 2 welding for each of the solid wires (molten materials) having a wire diameter of φ1.2 mm, the balance of which is iron and impurities. The welding conditions were the distance between the chip base materials: 20 mm, the current: 260 A, and the welding speed: 0.30 m / min. Tensile test pieces were collected from the weld metal welded in multiple layers according to JIS Z3111, and the mechanical properties of the weld metal were evaluated. Table 7-2 shows the yield stress (YS), tensile strength (TS), and elongation (EL) of the weld metal.
(低温割れ、ビード形状の評価)
低温割れの評価をy形溶接割れ試験により行った。表5に示す鋼板(板厚25mm)、及び表6に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのソリッドワイヤ(溶材)を用いて、図1に示すJIS Z3158に準拠するy形溶接割れ試験に定める形状の試験体を作製した。
(Evaluation of low temperature cracking and bead shape)
Evaluation of low temperature cracking was performed by a y-shaped weld cracking test. Using the steel plate (
溶接においては、シールドガスとしてCO2ガスを用い流量を25L/分とした。溶接電源はFronius製TPS5000CMTを用いた。溶接法を、CMT溶接または通常のCO2溶接として、両者を比較した。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:190A、溶接速度:0.20m/分とした。CMT溶接及び通常溶接とも1パスで溶接した。室温の環境下で上記溶接を行った後、48時間以上経過してから断面調査を行い、低温割れの発生有無及びビード形状を目視にて評価した。試験条件および試験結果を表8に示す。表8の評価結果において、割れが観察された部位を括弧内に記載した。すべての試料でビード形状は良好であった。 In welding, CO 2 gas was used as the shield gas and the flow rate was set to 25 L / min. A TPS5000CMT manufactured by Fronius was used as the welding power source. The welding method was CMT welding or ordinary CO 2 welding, and both were compared. The welding conditions were the distance between the chip base materials: 20 mm, the current: 190 A, and the welding speed: 0.20 m / min. Both CMT welding and normal welding were welded in one pass. After the above welding was performed in an environment of room temperature, a cross-sectional survey was conducted after 48 hours or more had passed, and the presence or absence of low-temperature cracks and the bead shape were visually evaluated. The test conditions and test results are shown in Table 8. In the evaluation results of Table 8, the sites where cracks were observed are shown in parentheses. The bead shape was good in all samples.
本発明例で得られた溶接継手には割れは認められなかった。他方、比較例で得られた溶接継手には、溶接金属に横割れが観察された。 No cracks were found in the welded joint obtained in the example of the present invention. On the other hand, in the welded joint obtained in the comparative example, lateral cracks were observed in the weld metal.
(実施例3)
(拡散性水素量の測定)
表10に示す化学成分(空欄は無添加を意味する)を有し残部が鉄および不純物からなる、引張り強度クラスが800MPa級及び950MPa級の3種類の高強度ソリッドワイヤ(3−1〜3−3)(ワイヤ径:φ1.2mm)並びにフラックス入りワイヤ(3−4)(ワイヤ径:φ1.2mm)を用いた。表10のフラックス入りワイヤ(3−4)には、表に記載の合金成分以外に、TiO2:5.5%、SiO2:0.3%、Al2O3:0.1%、及びF換算値:0.06%の弗化物のスラグ成分が含まれる。フラックス入りワイヤの場合の%は、外皮も含めたワイヤ全質量に対する質量%で表す。
(Example 3)
(Measurement of diffusible hydrogen amount)
Three types of high-strength solid wires (3-1-3-) having the chemical components shown in Table 10 (blanks mean no additives) and the balance consisting of iron and impurities, with tensile strength classes of 800 MPa class and 950 MPa class. 3) (Wire diameter: φ1.2 mm) and flux-cored wire (3-4) (wire diameter: φ1.2 mm) were used. In addition to the alloy components shown in the table, the flux-cored wire (3-4) in Table 10 contains TiO 2 : 5.5%, SiO 2 : 0.3%, Al 2 O 3 : 0.1%, and F conversion value: Contains 0.06% of the slag component of the fluoride. In the case of a flux-cored wire,% is expressed as a mass% with respect to the total mass of the wire including the outer skin.
溶着金属の拡散性水素量は、ワイヤへの送給潤滑油(パーム油)の塗布量を変化させて調整した。JIS Z 3118に準拠し、シールドガスとしてCO2ガスを用いて通常の溶接を行って溶着金属の拡散性水素量を測定した。表11−1に、測定した拡散性水素量(Hd)を示す。 The amount of diffusible hydrogen in the weld metal was adjusted by changing the amount of the lubricating oil (palm oil) supplied to the wire. In accordance with JIS Z 3118, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal was measured by performing normal welding using CO 2 gas as the shield gas. Table 11-1 shows the measured diffusible hydrogen amount (Hd).
(機械的特性の評価)
板厚25mmのSM400(JIS G 3106)を2枚突合せ、図4のようにV字開先形状を形成して、低温割れ防止のため100℃の予熱を行い、表10に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのワイヤ(溶材)のそれぞれについて、通常のCO2溶接で12パスの多層溶接を実施した。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:270A、溶接速度:0.35m/分とした。JIS Z3111に準拠して、多層溶接した溶着金属から引張試験片を採取し、溶着金属の機械的特性を評価した。表11−2に、溶着金属の降伏応力(YS)、引張強さ(TS)、及び伸び(EL)を示す。
(Evaluation of mechanical properties)
Two SM400s (JIS G 3106) with a plate thickness of 25 mm are butted together to form a V-shaped groove shape as shown in FIG. 4, preheated at 100 ° C. to prevent low-temperature cracking, and have the chemical components shown in Table 10. A 12-pass multi-layer welding was carried out by ordinary CO 2 welding for each of the wires (molten materials) having a wire diameter of φ1.2 mm, the balance of which was iron and impurities. The welding conditions were a distance between chip base materials: 20 mm, a current of 270 A, and a welding speed of 0.35 m / min. Tensile test pieces were collected from the weld metal welded in multiple layers according to JIS Z3111, and the mechanical properties of the weld metal were evaluated. Table 11-2 shows the yield stress (YS), tensile strength (TS), and elongation (EL) of the weld metal.
(低温割れ、ビード形状の評価)
表9に示す引張強さが1180〜1800MPa級の3種類の自動車用薄鋼板、及び表10に示す化学成分を有し残部が鉄および不純物からなるワイヤ径がφ1.2mmのワイヤ(溶材)を用いた。鋼板は、防錆油が付着したままとした。図5に示すように、長さが150mmで幅が60mmと40mmの2枚の自動車用薄鋼板の片側端部10mmを重ね、板厚12mmの厚板上に置き、重ね部とは反対側の端部を長さ150mmにわたって拘束溶接した後、重ねた側を110mmにわたって、1パスにて重ねすみ肉溶接を実施した。
(Evaluation of low temperature cracking and bead shape)
Three types of thin steel sheets for automobiles with tensile strengths of 1180 to 1800 MPa class shown in Table 9 and wires (molten materials) with a wire diameter of φ1.2 mm having the chemical components shown in Table 10 and the balance being iron and impurities. Using. The steel sheet was left with rust preventive oil attached. As shown in FIG. 5, two thin steel plates for automobiles having a length of 150 mm and a width of 60 mm and 40 mm are overlapped with each other by 10 mm on one side and placed on a thick plate having a thickness of 12 mm. After restraint welding of the end portion over a length of 150 mm, overlay fillet welding was performed over 110 mm on the overlapped side in one pass.
溶接においては、シールドガスとしてAr+20%CO2ガスを用い流量を20L/分とした。溶接電源はFronius製TPS5000CMTを用いた。溶接法を、CMT溶接またはCMTを用いないパルスMAG溶接として、両者を比較した。溶接条件は、チップ母材間距離:20mm、電流:170〜230A、溶接速度:0.80m/分とした。 In welding, Ar + 20% CO 2 gas was used as the shield gas and the flow rate was set to 20 L / min. A TPS5000CMT manufactured by Fronius was used as the welding power source. The welding method was CMT welding or pulse MAG welding without CMT, and both were compared. The welding conditions were a distance between chip base materials: 20 mm, a current of 170 to 230 A, and a welding speed of 0.80 m / min.
室温環境下で上記溶接を行った後、48時間以上経過してから、図6に示すように溶接線に直交する方向で断面調査を行い、低温割れの発生有無及びビード形状を目視にて評価した。試験条件および試験結果を表12に示す。表12の評価結果において、割れが観察された部位を括弧内に記載した。 After 48 hours or more have passed since the above welding was performed in a room temperature environment, a cross-sectional survey was conducted in the direction orthogonal to the welding line as shown in FIG. 6, and the presence or absence of low-temperature cracks and the bead shape were visually evaluated. bottom. The test conditions and test results are shown in Table 12. In the evaluation results of Table 12, the sites where cracks were observed are shown in parentheses.
本発明例で得られた溶接継手には割れは観察されなかった。他方、比較例22、23、26、27、30、及び31で得られた溶接継手には、溶接金属に低温割れが認められた。比較例32は、低温割れは観察されなかったが、ワイヤ中のSi量が本発明範囲以下のため、溶接ビード形状が不良であった。比較例32以外は、ビード形状は良好であった。なお、本発明例33のみ、溶接後、継手の断面を目視観察した結果、スラグの巻き込みが少し観察された。 No cracks were observed in the welded joint obtained in the example of the present invention. On the other hand, in the welded joints obtained in Comparative Examples 22, 23, 26, 27, 30, and 31, low temperature cracks were observed in the weld metal. In Comparative Example 32, low-temperature cracking was not observed, but the weld bead shape was poor because the amount of Si in the wire was less than the range of the present invention. The bead shape was good except for Comparative Example 32. As a result of visually observing the cross section of the joint after welding only in Example 33 of the present invention, slag entrainment was slightly observed.
Claims (5)
C:0.05〜0.13%、
Si:0.35〜1.20%、
Mn:1.60〜3.40%、及び
Cu:0.10〜0.50%
を含有し、
P:0.030%以下、及び
S:0.020%以下、
に制限し、
Ni:3.40%以下、
Cr:1.20%以下、
Mo:1.00%以下、及び
Ti:0.25%以下、
からなる群から選択される1種又は2種以上をさらに含有し、
残部が、Fe及び不純物からなり、溶着金属の拡散性水素量が2.0ml/100g以下であるワイヤを用いて、溶融プールとコンタクトチップ間で前記ワイヤの進退動及び通電制御をしてアークを断続的に発生させて溶接を行うことを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。 By mass%
C: 0.05 to 0.13%,
Si: 0.35 to 1.20%,
Mn: 1.60 to 3.40%, and Cu: 0.10 to 0.50%
Contains,
P: 0.030% or less, and S: 0.020% or less,
Limited to
Ni: 3.40% or less,
Cr: 1.20% or less,
Mo: 1.00% or less, and
Ti: 0.25% or less,
Further containing one or more selected from the group consisting of
Using a wire in which the balance is composed of Fe and impurities and the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is 2.0 ml / 100 g or less, the wire is moved back and forth and energization is controlled between the molten pool and the contact tip to generate an arc. A gas shielded arc welding method characterized in that welding is performed by generating it intermittently.
前記Pcmは、(1)式:
Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B (1)
で計算され、式中、元素記号は、含有する添加元素の質量%である、
請求項1に記載のガスシールドアーク溶接方法。 The Pcm calculated from the chemical composition of the wire is lower than the Pcm calculated from the chemical composition of the steel material as the base material.
The Pcm is the formula (1):
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B (1)
In the formula, the element symbol is the mass% of the additive element contained,
The gas shielded arc welding method according to claim 1.
請求項1または2に記載のガスシールドアーク溶接方法。 The gas shielded arc welding method according to claim 1 or 2 , wherein the wire is a solid wire.
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