[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2007136547A - Method for producing metallic flux cored wire with little slag and welded joint having high fatigue strength - Google Patents

Method for producing metallic flux cored wire with little slag and welded joint having high fatigue strength Download PDF

Info

Publication number
JP2007136547A
JP2007136547A JP2006250567A JP2006250567A JP2007136547A JP 2007136547 A JP2007136547 A JP 2007136547A JP 2006250567 A JP2006250567 A JP 2006250567A JP 2006250567 A JP2006250567 A JP 2006250567A JP 2007136547 A JP2007136547 A JP 2007136547A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sic
wire
flux
metal
graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006250567A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4676940B2 (en
Inventor
Tadashi Kasuya
正 糟谷
Masahito Sasaki
聖人 笹木
Hatsuhiko Oikawa
初彦 及川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2006250567A priority Critical patent/JP4676940B2/en
Publication of JP2007136547A publication Critical patent/JP2007136547A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4676940B2 publication Critical patent/JP4676940B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a wire having remarkably little slag formation compared with gas shielded arc welding using conventional metallic flux cored wire, and also for producing welded joints having high fatigue strength. <P>SOLUTION: The wire is for the gas shielded arc welding of a steel plate having a thickness of 1.0-5.0 mm and a strength of 440-980 MPa. The wire contains, by mass% based on the whole wire, 0.001-0.20% C exclusive of SiC, 0.6-1.2% SiC, 0.05-1.2% Si exclusive of SiC and SiO<SB>2</SB>, 0.2-3.0% Mn, ≤0.03% P, ≤0.02% S, and 0.05-0.40% in total of one or more of SiO<SB>2</SB>, Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, Na<SB>2</SB>O and K<SB>2</SB>O, the balance being iron and unavoidable impurities, with the proviso that SiC and one or more of SiO<SB>2</SB>, Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, Na<SB>2</SB>O and K<SB>2</SB>O are contained at least as the flux in a steel sheath. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車分野のアーク溶接継手等に用いられているアーク溶接にかかわるもので、特に、メタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接するときに発生する溶接ビード表面のスラグ量を低減することにより、ソリッドワイヤの代わりにメタル系フラックス入りワイヤを用いることを可能にしたメタル系フラックス入りワイヤおよび溶接方法する技術に関するものである。   The present invention relates to arc welding used for arc welding joints in the automotive field, and in particular, by reducing the amount of slag on the surface of the weld bead generated when welding using a metal-based flux-cored wire. The present invention relates to a metal-based flux-cored wire that enables the use of a metal-based flux-cored wire instead of a solid wire, and a technique for welding.

自動車分野のアーク溶接継手は、溶接終了後の塗装工程のために、溶接中に発生するスラグ量が少ないソリッドワイヤを用いて作製されている。これは、溶接部がスラグに覆われている場合、スラグの上から塗装することになり、塗装膜と溶接部の密着性に問題が生じるためである。   An arc welded joint in the automotive field is manufactured using a solid wire that generates a small amount of slag during welding for the painting process after the end of welding. This is because when the welded portion is covered with slag, coating is performed from the top of the slag, causing a problem in the adhesion between the coating film and the welded portion.

一方、環境問題等の認識の高まりから、自動車分野でも燃費向上などの観点から軽量化を推し進めている。このため、より高強度の鋼材を使用し、板厚を低減する傾向にあるが、このときの大きな問題として、溶接部の疲労強度がある。すなわち、高強度鋼材を使用しても、溶接部疲労強度は鋼材強度に比例して高くなるわけではなく、疲労強度で設計する場合は、高強度鋼材を使うメリットがなくなるという問題がある。   On the other hand, with the increasing awareness of environmental issues, the automobile field is also promoting weight reduction from the viewpoint of improving fuel efficiency. For this reason, a steel material with higher strength tends to be used and the plate thickness tends to be reduced, but a major problem at this time is the fatigue strength of the weld. That is, even when a high strength steel material is used, the fatigue strength of the welded portion does not increase in proportion to the steel material strength, and there is a problem that the merit of using the high strength steel material is lost when designing with fatigue strength.

このような問題を解決する手段の1つとして、溶接材料の変態温度を低くなるよう成分設計し、溶接部の残留応力を低減することで疲労強度を向上させる方法が提案されている(特許文献1、2参照、以降このような溶接材料を高疲労強度溶接材料と呼ぶ)。この方法は、特に新たな製造工程を準備する必要がなく、従来溶接材料を取り替えるだけで高疲労強度を得る方法で、効率のよい方法であるといえる。   As one means for solving such a problem, a method of improving the fatigue strength by designing a component so as to lower the transformation temperature of the welding material and reducing the residual stress of the welded portion has been proposed (Patent Document). 1 and 2; hereinafter, such a welding material is referred to as a high fatigue strength welding material). This method does not require any particular new manufacturing process, and can be said to be an efficient method by which high fatigue strength is obtained simply by replacing the conventional welding material.

しかし、従来の高疲労強度溶接材料は、高価な合金元素を多く含むように成分設計したソリッドワイヤを用途毎に製造し、使用していたため、製造コストが増加し、自動車分野におけるアーク溶接全てにこの溶接材料(溶接ワイヤ)を適用することは経済的に好ましくない。そのため、高価な高疲労強度溶接材料の適用を疲労が問題となる部位のみに限定し、できるだけワイヤ消費量が少なくなるようにする必要があった。つまり、従来の高疲労強度溶接継手の作製に用いられていたソリッドワイヤは、メタル系フラックス入りワイヤのように同一鋼製外皮(パイプ)でフラックスのみの変更による成分調整ができない。 このため、一度ソリッドワイヤ作製用素材を準備するとその後の成分設計の変更ができないなどの問題があり、ワイヤ消費量が少ない場合、あるいは多品種少量使用の場合は、ソリッドワイヤの経済性はむしろフラックス入りワイヤより劣るようになる。   However, conventional high-fatigue strength welding materials have been manufactured and used for each application of solid wires that are designed to contain a large amount of expensive alloy elements. It is economically undesirable to apply this welding material (welding wire). Therefore, it is necessary to limit the application of the expensive high fatigue strength welding material only to the portion where fatigue is a problem and to reduce the wire consumption as much as possible. In other words, the solid wire used in the production of a conventional high fatigue strength welded joint cannot be adjusted by changing only the flux in the same steel sheath (pipe) like a metal flux-cored wire. For this reason, there is a problem that once the material for solid wire production is prepared, the composition design cannot be changed after that, and when the wire consumption is low or the variety is used in small quantities, the economic efficiency of solid wire is rather flux. It becomes inferior to the incoming wire.

一方、ワイヤ消費量が少ない場合でも、高疲労強度または高強度の溶接金属を経済的に実現可能とする高疲労強度溶接材料としてフラックス入りワイヤがある。しかし、通常のアーク溶接用のフラックス入りワイヤは、鋼製外皮内に、合金成分以外に、溶接作業性およびワイヤ加工性を良好に維持するためにフラックス成分も充填する。そのため、これを自動車分野に適用してアーク溶接継手を製造する場合には溶接部のスラグ量が多くなり、溶接後の溶接部の塗装性が劣化する問題が生じる。この問題は、溶接後にスラグ除去工程を新たに設備投資すれば解決するが、この場合は、設備投資のためのコスト増加が避けられないため好ましくない。   On the other hand, there is a flux-cored wire as a high fatigue strength welding material capable of economically realizing a high fatigue strength or a high strength weld metal even when the wire consumption is small. However, the flux-cored wire for ordinary arc welding is filled with a flux component in the steel outer sheath in addition to the alloy component in order to maintain good welding workability and wire workability. Therefore, when this is applied to the automobile field and an arc welded joint is manufactured, the amount of slag in the welded portion increases, resulting in a problem that the paintability of the welded portion after welding deteriorates. This problem can be solved by newly investing in the slag removal process after welding, but this case is not preferable because an increase in cost for capital investment is inevitable.

フラックス入りワイヤを用いる溶接でのスラグ量を低減する技術は、これまで種々提案されている。例えば、不活性ガスと炭酸ガスとの混合ガスを使用して溶接するワイヤについて、前記ワイヤ全重量あたり、質量%で、C:0.08%以下、Si:0.7〜1.5%、Mn:1.0〜3.0%を含有し、フラックスの充填率が10〜30%とし、Alを0.3重量%以下含有し、アーク安定剤をアルカリ金属換算で0.005重量%以下、アルカリ土類金属フッ化物が0.2重量%以下、Tiを0.005重量%以下に規制した溶接ワイヤとし、このワイヤを用いることで水平すみ肉溶接をする場合のスラグ発生量を抑え、フラットなビード形状が得られるメタル系フラックス入りワイヤが提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、この発明は、通常のフラックス入りワイヤのスラグ量より発生量は少ないが、ソリッドワイヤと比較しうるほどにスラグ量を抑えられる技術ではない。   Various techniques for reducing the amount of slag in welding using a flux-cored wire have been proposed so far. For example, for a wire to be welded using a mixed gas of an inert gas and carbon dioxide gas, C: 0.08% or less, Si: 0.7-1.5%, Mn: 1.0 to 3.0%, flux filling rate is 10 to 30%, Al is 0.3 wt% or less, and arc stabilizer is 0.005 wt% or less in terms of alkali metal In addition, a welding wire in which alkaline earth metal fluoride is regulated to 0.2 wt% or less and Ti is regulated to 0.005 wt% or less, and by using this wire, the amount of slag generated when horizontal fillet welding is suppressed, A metal-based flux-cored wire that provides a flat bead shape has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, although the amount of generated slag is smaller than the amount of slag of a normal flux-cored wire, this invention is not a technique that can suppress the slag amount to a level that can be compared with a solid wire.

また、フラックス充填率を低く抑え、鋼製外皮の割合を高くする技術もある(例えば、特許文献4、5、6参照)。すなわち、この方法は、フラックス入りワイヤの断面構造をできるだけソリッドワイヤに近づける技術である。ソリッドワイヤのスラグ発生量が少ないことを考えると、この技術を用いることによりスラグ量を抑えることは可能であろう。しかし、この方法はワイヤ全質量に対するワイヤ中のフラックス量が少なくなるため、鋼製外皮を変えずにフラックス成分の調整だけでワイヤ全体の成分設計を調整することが難しくなり、フラックス入りワイヤの適用による経済性メリットを十分に享受することができない。   There is also a technique for suppressing the flux filling rate to be low and increasing the ratio of the steel outer shell (see, for example, Patent Documents 4, 5, and 6). That is, this method is a technique for bringing the cross-sectional structure of the flux-cored wire as close as possible to the solid wire. Considering that the amount of slag generated by a solid wire is small, it will be possible to reduce the amount of slag by using this technique. However, this method reduces the amount of flux in the wire with respect to the total mass of the wire, making it difficult to adjust the component design of the entire wire simply by adjusting the flux component without changing the steel outer sheath. Cannot fully enjoy the economic benefits of.

また、アーク安定剤としてグラファイトを必須成分とするフラックスをワイヤ断面積比で5〜25%の範囲内で充填するワイヤが公開されている(例えば特許文献7、参照)。このフラックス入りワイヤは、ワイヤ全体に対してフラックス(粉粒体)が占める割合は12%程度であり、このフラックス(粉粒体)に対してアーク安定剤としてグラファイトを1%程度が含有するものであるから、ワイヤ全体に対するグラファイト含有量は0.12%程度を含有するものである。また、フラックス(粉粒体)中にグラファイト以外のアーク安定剤または脱酸剤としてはTi、MnなどをFe合金として含有し、金属酸化物は実質的に含有しないことにより、溶接時のスラグ発生量を低減するものである。しかし、フラックスとして酸化物を実質的に添加しない程度まで低減すると、高い疲労強度または高い強度が要求される溶接金属の合金元素をフラックスとして含有するメタル系フラックス入りワイヤにおいて、酸化物はフラックスの造粒およびフラックス入りワイヤの加工性を維持するために欠かせない成分であり、これらを無添加にすることはワイヤ製造の点からは問題が生じる。一般に、フラックス入りワイヤでは、充填するフラックスを粒状にしてその表面に潤滑材の役目をする雲母等を付着させワイヤ線引き中の抵抗を低くしている。   Moreover, the wire which fills the flux which uses a graphite as an essential component as an arc stabilizer within the range of 5-25% by a wire cross-sectional area ratio is disclosed (for example, refer patent document 7). In this flux-cored wire, the ratio of the flux (particles) to the entire wire is about 12%, and the flux (powder) contains about 1% of graphite as an arc stabilizer. Therefore, the graphite content with respect to the entire wire is about 0.12%. In addition, the flux (powder) contains Ti, Mn, etc. as an Fe alloy as an arc stabilizer or deoxidizer other than graphite, and does not contain any metal oxide, thereby generating slag during welding. The amount is reduced. However, when the flux is reduced to such an extent that an oxide is not substantially added, in a metal-based flux-cored wire containing a weld metal alloy element that requires high fatigue strength or high strength as a flux, the oxide is formed of the flux. It is an indispensable component for maintaining the workability of the grains and the flux-cored wire, and there is a problem in terms of wire production when these are not added. In general, in a flux-cored wire, a flux to be filled is granulated, and mica or the like serving as a lubricant is attached to the surface of the flux-cored wire to reduce resistance during wire drawing.

したがって、フラックスの低充填率化に頼らず、メタル系フラックス成分を工夫することによりスラグ発生量を低減し、かつ合金元素の含有量を確保することにより、溶接部の塗装性と疲労強度の両方に優れた溶接継手を作製する技術が望まれていた。   Therefore, both the paintability and fatigue strength of welded parts can be achieved by reducing the amount of slag generated by devising the metal-based flux component and ensuring the content of alloying elements, without relying on a low flux filling rate. Therefore, a technique for producing a welded joint excellent in the above has been desired.

特開平11−138290号公報JP 11-138290 A 特開2004−1075号公報JP 2004-1075 A 特開2000−197991号公報JP 2000-197991 A 特開2001−179488号公報JP 2001-179488 A 特開2001−287087号公報JP 2001-287087 A 特開2003−94196号公報JP 2003-94196 A 特公昭51−1659号公報Japanese Patent Publication No. 51-1659

これら従来技術の問題点に鑑み、本発明は、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜908MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接するためのワイヤであって、溶接ワイヤ製造時、特にフラック調合・造粒工程及び線引き工程における作業性、生産性が良好であり、従来のメタル系フラックス入りワイヤに比べて溶接時のスラグ発生量が格段に少なく、かつ疲労強度に優れた溶接継手が得られる溶接ワイヤおよびこのワイヤを用いた溶接継手の作製方法を提供することを目的とするものである。   In view of these problems of the prior art, the present invention is a wire for gas shielded arc welding of a steel plate having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 908 MPa, Good operability and productivity in manufacturing, especially in the preparation and granulation process of flack and wire drawing process, slag generation during welding is much smaller than conventional metal-based flux-cored wires, and excellent fatigue strength It is an object of the present invention to provide a welding wire from which a welded joint can be obtained and a method for producing a welded joint using this wire.

本発明者らは、以上の観点から、フラックス成分とスラグ発生量の関係に着目し、その関係およびスラグ低減方法を鋭意研究してきた。そして、フラックス成分をコントロールすることにより、従来のメタル系フラックス入りワイヤに比べ格段にスラグ量を低減させることが可能であることを見出したものである。本発明は、このような研究によってなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。   From the above viewpoint, the present inventors have paid attention to the relationship between the flux component and the amount of slag generation, and have intensively studied the relationship and the slag reduction method. And it discovered that the amount of slag could be reduced remarkably compared with the conventional metal type flux cored wire by controlling a flux ingredient. This invention is made | formed by such a research, The summary is as follows.

(1)板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接するためのワイヤであって、ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.6〜1.2%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とするスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。 (1) A wire for gas shielded arc welding of a steel plate having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa, and is a mass% of the whole wire, and C other than SiC: 0.01 to 0.20%, SiC: 0.6 to 1.2%, Si other than SiC and SiO 2 : 0.05 to 1.2%, Mn: 0.2 to 3.0% , P: 0.03% or less, S: 0.02% or less, and further, one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O are added in total to 0.05 containing 0.4%, the balance being iron and unavoidable impurities, and the SiC, and the SiO 2, Al 2 O 3, Na 2 O and K 2 O 1 or two or more of the least flux Slag generation amount characterized by being contained in steel hull Less metal-based flux cored wire.

(2)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.6%以下であることを特徴とする前記(1)記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
(2) The metal-based flux-cored wire contains, in mass% of the whole wire, and further contains graphite: 0.02% or more in the steel outer shell as at least the flux, and is defined by the following (1) The total amount of the graphite and the C-converted value of SiC is 0.6% or less, and the metal-based flux-cored wire with a small slag generation amount according to (1) above.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.

(3)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で0.5〜6.0%含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いることを特徴とする前記(1)または(2)記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   (3) In the metal-based flux-cored wire, in mass% of the entire wire, Ni: 0.5 to 5.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2 0.0% and Cu: 0.1 to 0.5% of a metal-based flux-cored wire containing 0.5 to 6.0% in total of one or more of one or more of the above (characterized in that ( A metal-based flux-cored wire with a small amount of slag as described in 1) or (2).

(4)板厚が1.0〜5.0mmで、強度が440〜980MPaである自動車用鋼板を溶接するためのワイヤであって、ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.05〜0.6%、SiCおよびSiO2以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で1.0〜6.0%含有し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とするスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。 (4) A wire for welding an automotive steel plate having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa, and is a mass% of the whole wire, and C other than SiC: 0.01 -0.20%, SiC: 0.05-0.6%, Si other than SiC and SiO2: 0.05-1.2%, Mn: 0.2-3.0%, P: 0 0.03% or less, S: 0.02% or less, Ni: 0.5-5.0%, Cr: 0.1-2.0%, Mo: 0.1-2.0%, and Cu: 0.1 to 0.5% of one or more of 1.0 to 6.0% in total, and further SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O containing 0.05 to 0.4% one or two or more in total, the balance being iron and unavoidable impurities, and the SiC, and the SiO , Al 2 O 3, Na 2 O and K 2 O of one or more the metal-based flux cored wire is small amount of formation of slag, characterized in that it contains in the steel sheath at least as a flux.

(5)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.35%以下であることを特徴とする前記(4)記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
(5) The metal-based flux-cored wire contains, in mass% of the entire wire, and further contains graphite: 0.02% or more in the steel outer shell as at least the flux, and is defined by the following (1) The total amount of the C-converted values of the graphite and the SiC is 0.35% or less, and the metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation according to the above (4).
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.

(6)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、B:0.001〜0.015%を含有することを特徴とする前記(1)〜(5)の何れかに記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   (6) Any of (1) to (5) above, wherein the metal-based flux-cored wire further contains B: 0.001 to 0.015% by mass% of the entire wire. A metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation described in 1.

(7)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする前記(1)〜(6)の何れかに記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   (7) The metal-based flux-cored wire contains 0.005% to 0.3% in total of one or more of Nb, V, and Ti in mass% of the entire wire. The metal flux cored wire with a small amount of slag generation according to any one of (1) to (6).

(8)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、酸化物系以外のアーク安定剤を、ワイヤ全体の質量%で、さらに、0.05〜0.5%を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とする前記(1)〜(7)の何れかに記載のスラグ生成量の少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   (8) In the metal-based flux-cored wire, an arc stabilizer other than an oxide-based material is contained in the outer shell made of steel at a mass% of the entire wire, and at least 0.05 to 0.5% as the flux. The metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation according to any one of the above (1) to (7).

(9)ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.6〜1.2%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いて、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接することを特徴とするスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 (9) C% other than SiC: 0.01% to 0.20%, SiC: 0.6% to 1.2%, Si other than SiC and SiO 2 : 0.05% to 1.2% by mass% of the entire wire %, Mn: contains 0.2 to 3.0%, P: 0.03% or less, S: limited to 0.02% or less, further, SiO 2, Al 2 O 3 , Na 2 O and K 1 type or 2 types or more of 2 O are contained in total 0.05 to 0.4%, the balance is made of iron and inevitable impurities, and the SiC, and the SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O One or more of K 2 O and at least one metal flux cored wire contained in the steel outer sheath as a flux has a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa. It is characterized by gas-shield arc welding of steel plates The method for manufacturing a slag generation amount is small high fatigue strength welded joint that.

(10)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.6%以下であることを特徴とする前記(9)記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
(10) The metal-based flux-cored wire contains, in mass% of the whole wire, and further contains graphite: 0.02% or more in the steel outer shell as at least the flux, and is defined by the following (1) The total amount of graphite and the C-converted value of SiC is 0.6% or less, The method for producing a high fatigue strength welded joint according to (9), wherein the amount of slag generation is small.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.

(11)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で0.5〜6.0%含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いることを特徴とする前記(9)または(10)記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   (11) In the metal-based flux-cored wire, in mass% of the entire wire, Ni: 0.5 to 5.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2 0.0% and Cu: 0.1 to 0.5% of a metal-based flux-cored wire containing 0.5 to 6.0% in total of one or more of one or more of the above (characterized in that ( The method for producing a high fatigue strength welded joint according to 9) or (10) with a small amount of slag generation.

(12)ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.05〜0.6%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で1.0〜6.0%含有し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いて、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接することを特徴とするスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 (12) By mass% of the whole wire, C other than SiC: 0.01 to 0.20%, SiC: 0.05 to 0.6%, Si other than SiC and SiO 2 : 0.05 to 1.2 %, Mn: 0.2-3.0%, P: 0.03% or less, S: 0.02% or less, Ni: 0.5-5.0%, Cr: 0.0. 1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2.0%, and Cu: 0.1 to 0.5%, or a total of 1.0 to 6.0%. Furthermore, it contains 0.05 to 0.4% in total of one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O, and the balance consists of iron and inevitable impurities, and SiC, and, on the SiO 2, Al 2 O 3, Na 2 O and K 2 O 1 kind or 2 or more is a steel within the outer skin at least as flux High fatigue with low slag generation, characterized by gas-shield arc welding a steel plate having a thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa using a metal-based flux-cored wire having A method for producing a strength welded joint.

(13)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.35%以下であることを特徴とする前記(12)記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
(13) The metal-based flux-cored wire contains, in mass% of the whole wire, and further contains graphite: 0.02% or more in the steel outer shell as at least the flux, and is defined by the following (1) The method for producing a high fatigue strength welded joint according to (12), wherein the total amount of the graphite and the C-converted value of SiC is 0.35% or less.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.

(14)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、B:0.001〜0.015%を含有することを特徴とする前記(9)〜(13)の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   (14) Any of (9) to (13) above, wherein the metal-based flux-cored wire further contains B: 0.001 to 0.015% by mass% of the entire wire. The manufacturing method of the high fatigue strength welded joint with few slag production | generation amounts to description.

(15)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする前記(9)〜(14)の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   (15) The metal-based flux-cored wire contains 0.005 to 0.3% in total of one or more of Nb, V, and Ti in mass% of the entire wire. The manufacturing method of the high fatigue strength welded joint with little amount of slag production | generation in any one of said (9)-(14) to do.

(16)前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、酸化物系以外のアーク安定剤を、ワイヤ全体の質量%で、さらに、0.05〜0.5%を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とする前記(9)〜(15)の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   (16) In the metal-based flux-cored wire, an arc stabilizer other than an oxide is contained in a mass% of the whole wire, and further 0.05 to 0.5% is contained in the steel outer sheath as at least the flux. The method for producing a high fatigue strength welded joint according to any one of (9) to (15), wherein the slag generation amount is small.

(17)シールドガスとして、COを3〜25%含有し、残部がArガスおよび不可避不純物からなるシールドガスを用いることを特徴とする前記(9)〜(16)の何れかに記載のスラグ量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 (17) The slag as described in any one of (9) to (16) above, wherein the shielding gas is a shielding gas containing 3 to 25% of CO 2 and the balance being Ar gas and inevitable impurities. A method for producing a high fatigue strength welded joint with a small amount.

(18)前記シールドガス中に、さらに、Oガスを4%以下含有するシールドガスを用いることを特徴とする前記(17)記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 (18) The method for producing a high fatigue strength welded joint according to (17), wherein the shield gas further includes a shield gas containing 4% or less of O 2 gas.

本発明によれば、従来のメタル系フラックス入りワイヤを用いてアーク溶接する場合に比べて溶接部に発生するスラグ量を格段に低減でき、ソリッドワイヤを用いる場合と同程度の低いスラグ量に抑えることが可能となる。この結果、本発明により作製された溶接継手は、溶接部の塗装性を阻害するスラグ除去の工程を行なわずとも塗装性が良好な溶接継手が得られるため、溶接による自動車製造工程の生産性を良好に維持することが可能となる。また、本発明によりソリッドワイヤ並みに合金元素を含有したメタル系フラックス入りワイヤを用いて、経済的に溶接継手の疲労強度を格段に向上させることが可能となる。したがって、本発明による自動車分野などの産業上の技術的意義は、多大なものである。   According to the present invention, the amount of slag generated in a welded portion can be significantly reduced as compared with the case of arc welding using a conventional metal-based flux-cored wire, and the amount of slag can be reduced to the same level as when using a solid wire. It becomes possible. As a result, the welded joint produced according to the present invention can provide a welded joint with good paintability without performing the slag removal process that impairs the paintability of the welded portion, so that the productivity of the automobile manufacturing process by welding can be improved. It can be maintained well. Further, according to the present invention, the fatigue strength of a welded joint can be markedly improved economically by using a metal-based flux-cored wire containing an alloy element like a solid wire. Therefore, the technical significance in the industry such as the automobile field according to the present invention is enormous.

以下に、本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

自動車分野におけるアーク溶接継手は、溶接終了後に塗装工程に入るが、その際に問題となるのは、溶接ビード表面に存在するスラグである。塗装膜と継手表面の密着性を確保するためには、スラグを極力減らすことが望ましい。そのため、従来技術ではソリッドワイヤが用いられてきた。   An arc welded joint in the automobile field enters a painting process after the end of welding, and a problem in that case is slag present on the surface of the weld bead. In order to ensure adhesion between the coating film and the joint surface, it is desirable to reduce slag as much as possible. Therefore, solid wire has been used in the prior art.

一般に、ソリッドワイヤは、フラックス入りワイヤよりスラグ生成量が極めて少なく、そのため、ソリッドワイヤを使用している限りにおいては、特にスラグ除去工程を経ることなく良好に塗装することが可能である。しかし、高疲労強度溶接継手を作製するために用いられる溶接材料では、適用継手成分が限定されるためにワイヤ消費量が少なく、用途毎に成分調整をする必要があるため、ソリッドワイヤは経済的観点からフラックス入りワイヤより劣るという問題が生じる。つまり、ソリッドワイヤの成分設計は素材成分により制約されるが、フラックス入りワイヤでは、鋼製外皮は変えずにフラックスの成分変更により成分設計の自由度が大きいため、ワイヤ消費量が少ない場合には、フラックス入りワイヤの方が経済性の点から有利である。   Generally, a solid wire generates much less slag than a flux-cored wire, and therefore, as long as the solid wire is used, it can be coated well without particularly undergoing a slag removal step. However, in welding materials used to make high fatigue strength welded joints, applicable joint components are limited, so wire consumption is small, and it is necessary to adjust the components for each application, so solid wires are economical. The problem that it is inferior to a flux-cored wire from a viewpoint arises. In other words, the component design of the solid wire is limited by the material component, but in the case of flux-cored wire, the degree of freedom in component design is large by changing the component of the flux without changing the steel outer sheath. The flux-cored wire is more advantageous from the viewpoint of economy.

従来から通常のフラックス入りワイヤに比べ、フラックスとして金属粉を多く含有させたメタル系フラックス入りワイヤが知られている。通常のフラックス入りワイヤは、ビード形状を良好にし、かつ全姿勢溶接できるようにフラックス中のスラグ成分を所定の量を確保するようにしている。それに対し、メタル系フラックス入りワイヤは、金属粉が多い分スラグ成分が少なく全姿勢溶接が難しくなるものの、スラグ生成を抑えることが可能となる。しかしながら、従来のメタル系フラックス入りワイヤでも、ガスシールドアーク溶接時に溶接部のスラグ生成量をソリッドワイヤ並みに低減することはできない。   Conventionally, a metal-based flux-cored wire containing a large amount of metal powder as a flux is known compared to a normal flux-cored wire. A normal flux-cored wire has a good bead shape and ensures a predetermined amount of slag component in the flux so that it can be welded in all positions. In contrast, the metal-based flux-cored wire has less slag components due to the greater amount of metal powder, making it difficult to weld in all positions, but it is possible to suppress slag generation. However, even with a conventional metal-based flux-cored wire, the amount of slag generated in the weld cannot be reduced to the same level as that of a solid wire during gas shielded arc welding.

フラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接する際に生じるスラグの組成を分析すると、ほとんどが、SiO2、MnO、Al23、Fe23のような酸化物である。そして、この傾向は、フラックス中にNi、Cr、Mo等の合金元素を添加したメタル系フラックス入りワイヤの場合でも変わらない。そのため、メタル系フラックス入りワイヤを用いてガスシールドアーク溶接する際のスラグ発生量をソリッドワイヤ並まで低減するためには、溶接部における酸化物の発生を低減させる必要がある。 When the composition of the slag generated during gas shielded arc welding using a flux-cored wire is analyzed, most of them are oxides such as SiO 2 , MnO, Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 . This tendency does not change even in the case of a metal flux-cored wire in which an alloy element such as Ni, Cr, or Mo is added to the flux. Therefore, in order to reduce the amount of slag generation when performing gas shielded arc welding using a metal-based flux-cored wire to the level of a solid wire, it is necessary to reduce the generation of oxide in the weld.

しかし、メタル系フラックス入りワイヤ中のSiO2、MnO、Al23、Fe23などの酸化物は、例えば、SiO2やAl23を主成分とする雲母に代表させるように、ワイヤ線引き加工時に鋼製外皮とフラックスとの抵抗を抑え、破断などのトラブルを防止する潤滑材の働きをする。また、これらの酸化物は溶接ビード形状を良好にする役割があるため、スラグ低減の点から無闇に低減することはワイヤ加工性およびビード形状を良好に維持するうえで好ましくない。 However, oxides such as SiO 2 , MnO, Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 in the metal-based flux-cored wire are represented by, for example, mica mainly composed of SiO 2 and Al 2 O 3 , It acts as a lubricant that suppresses the resistance between the steel sheath and the flux during wire drawing and prevents troubles such as breakage. In addition, since these oxides have a role of improving the weld bead shape, it is not preferable to reduce the slag in the dark from the viewpoint of reducing the slag and maintaining the wire processability and the bead shape.

つまり、溶接部のスラグ発生量を低減するための方法として、メタル系フラックス入りワイヤのフラックス中の酸化物含有量を低減させる方法は、ワイヤ製造および溶接品質の点から限界がある。そこで、発明者らは、溶接部のスラグ発生量を低減するための他の方法として、溶接の際にフラックス中の酸化物をスラグ以外の形態で溶接金属から外に放出するための方法を検討した。   That is, as a method for reducing the amount of slag generated in the welded portion, the method for reducing the oxide content in the flux of the metal-based flux-cored wire has a limit in terms of wire production and welding quality. Therefore, the inventors examined a method for releasing the oxide in the flux from the weld metal in a form other than slag during welding as another method for reducing the amount of slag generated in the weld. did.

特許文献3、4、5および6で開示されている従来技術では、スラグ生成源のうち、最も影響が大きいSiO2、K2O、Na2O、Al23などのスラグ材を低減するまでに至っておらず、また、スラグ低減を従来技術内で実施すれば、今度は潤滑剤不足によるワイヤ製造上の効率劣化の問題が解決されない。そのため、従来技術の範囲内では、スラグ発生量を抑えるためには、フラックス充填率を低く抑える技術に頼らざるを得なかった。 In the prior art disclosed in Patent Documents 3, 4, 5, and 6, slag materials such as SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, and Al 2 O 3 that have the greatest influence among slag generation sources are reduced. In addition, if slag reduction is carried out within the prior art, the problem of efficiency deterioration in wire production due to insufficient lubricant will not be solved. Therefore, within the range of the prior art, in order to suppress the amount of slag generation, it has been necessary to rely on a technique for reducing the flux filling rate.

本発明者らは、以上の背景から、種々のメタル系フラックスの成分に検討を加えていき、ついに、メタル系フラックス入りワイヤのフラックスとしてSiCを適用し、SiCの潤滑作用および脱酸作用を利用することにより、ワイヤ加工性を損なわずに、溶接時のスラグ発生量を低減する方法を見出した。   From the above background, the inventors have studied various metal flux components, and finally applied SiC as the flux of the metal flux cored wire to utilize the lubricating action and deoxidation action of SiC. By doing so, the present inventors have found a method for reducing the amount of slag generated during welding without impairing the wire workability.

メタル系フラックス入りワイヤのフラックスとしてSiCを適用する場合は、SiC中のCおよびSiに起因して溶接金属中のC量およびSi量の増加が懸念される。一般に、溶接金属中のC量が高くなると、溶接割れの問題、硬化性の問題、靭性の問題など、継手特性としてはデメリットが大きくなるため、レールのような高C鋼材を溶接する場合を除き、溶接ワイヤにCを意識的に添加することはしない。そのため、通常の溶接金属中のC量は0.2%、場合によっては0.1%に達しないように設計されるのが通常である。また、溶接金属中のSi量が高くなると、溶接部の靭性低下などの機械的特性が劣化する可能性が生じる。   When SiC is applied as the flux of the metal-based flux-cored wire, there is a concern about an increase in the amount of C and Si in the weld metal due to C and Si in SiC. Generally, if the amount of C in the weld metal increases, the disadvantages of joint properties such as weld cracking problems, hardenability problems, and toughness problems increase. Therefore, except when welding high-C steel materials such as rails. C is not consciously added to the welding wire. Therefore, the amount of C in a normal weld metal is usually designed to be 0.2%, and in some cases, not to reach 0.1%. Moreover, when the amount of Si in the weld metal increases, there is a possibility that mechanical properties such as a decrease in toughness of the welded portion deteriorate.

そこで、本発明者らは、先ず、フラックス中のSiCに起因する溶接部のC含有量およびSi含有量の増加と溶接継手の機械的特性への影響について検討した。   Therefore, the present inventors first examined the increase in the C content and Si content of the weld due to SiC in the flux and the effect on the mechanical properties of the welded joint.

図1に、メタル系フラックス入りワイヤにおけるフラックス中のSiC含有量(ワイヤ全体に対する質量%)と、溶着金属試験での溶接金属中のC含有量およびSi含有量の関係を示す。   FIG. 1 shows the relationship between the SiC content (mass% with respect to the entire wire) in the flux of the metal-based flux-cored wire, and the C content and Si content in the weld metal in the weld metal test.

なお、メタル系フラックス入りワイヤにおける鋼製外皮は、Cはワイヤ全質量に対して0.05%含有し、Siはワイヤ全質量に対して0.2%含有するものを用い、SiCはすべてフラックス中に含有させた。   In addition, the steel outer sheath in the metal-based flux-cored wire uses C containing 0.05% with respect to the total mass of the wire and Si containing 0.2% with respect to the total mass of the wire. Contained.

図1に示すメタル系フラックス入りワイヤにおけるフラックス中のSiC含有量(ワイヤ全体に対する質量%)と、溶着金属試験での溶接金属中のC含有量の関係(●)からは、例えばフラックス中にSiCを1.2%程度まで添加したとしても、溶着金属中のC含有量は0.2%程度であり、溶接継手の機械的特性が劣化する問題は生じない程度のC量である。このようにSiCを溶接金属中に添加しても溶接金属中のC含有量が増加しない理由は、溶接金属およびスラグ中に添加されたSiC中のCは酸素と結合し、COまたはCO2になって溶接金属およびスラグから大気中に放出されるためであると考える。 From the relationship between the SiC content in the flux (mass% with respect to the entire wire) in the metal-based flux-cored wire shown in FIG. 1 and the C content in the weld metal in the weld metal test (●), for example, SiC is contained in the flux. Even if about 1.2% is added, the C content in the weld metal is about 0.2%, and the amount of C is such that the problem of deterioration of the mechanical properties of the welded joint does not occur. The reason why the C content in the weld metal does not increase even if SiC is added to the weld metal in this way is that the C in the SiC added to the weld metal and slag is combined with oxygen and becomes CO or CO 2 . This is considered to be due to the release from the weld metal and slag into the atmosphere.

一方、図1に示すメタル系フラックス入りワイヤにおけるフラックス中のSiC含有量(ワイヤ全体に対する質量%)と、溶着金属試験での溶接金属中のSi含有量の関係(○)から、フラックス中のSiC含有量が1.2%を超えると、溶着金属中のSi含有量が1.0%を超えるようになり、溶接金属の靭性など機械的特性の劣化が懸念される。   On the other hand, from the relationship between the SiC content (mass% with respect to the whole wire) in the flux in the metal-based flux-cored wire shown in FIG. 1 and the Si content in the weld metal in the weld metal test (O), SiC in the flux When the content exceeds 1.2%, the Si content in the deposited metal exceeds 1.0%, and there is a concern about deterioration of mechanical properties such as toughness of the weld metal.

以上の結果から、フラックス中のSiC含有量が1.2%以下の場合には、SiC中のCはCOまたはCO2になって溶接金属のCが過大になることはないが、SiC中のSiは溶接金属のSi含有量を増加させ、それに起因する溶接部の機械的特性劣化の問題が懸念される。したがって、本発明では、メタル系フラックス入りワイヤにおいて、少なくともフラックスとして含有するSiC含有量は、SiC中のSiに起因する溶接金属のSi含有量が増加による溶接金属の機械的特性の劣化を防止するために、その含有量の上限を1.2%とする必要がある。 From the above results, when the SiC content in the flux is 1.2% or less, C in SiC does not become CO or CO 2 and C in the weld metal does not become excessive, but in SiC Si increases the Si content of the weld metal, and there is concern about the problem of deterioration of the mechanical properties of the weld due to the Si content. Therefore, in the present invention, in the metal-based flux-cored wire, at least the SiC content contained as the flux prevents deterioration of the mechanical properties of the weld metal due to an increase in the Si content of the weld metal due to Si in the SiC. Therefore, the upper limit of the content needs to be 1.2%.

本発明者らは、次に、メタル系フラックス入りワイヤのフラックス中の酸化物をSiCに代替させることにより、ワイヤ加工性を損なわずにフラックス中の酸化物をどの程度まで低減することができるかを検討した。   Next, to what extent can the oxides in the flux be reduced without impairing the wire processability by replacing the oxide in the flux of the metal-based flux-cored wire with SiC? It was investigated.

図2は、メタル系フラックス入りワイヤ中のSiC含有量および当該SiC含有量の条件でワイヤ加工性を維持できる同ワイヤ中の最少酸化物量と、溶接時のスラグ発生量との関係を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the SiC content in a metal-based flux-cored wire and the minimum amount of oxide in the wire that can maintain wire workability under the conditions of the SiC content and the amount of slag generated during welding. It is.

図2中、実線がワイヤ中のSiC含有量と、このワイヤにより溶接した場合のスラグ発生量との関係を示す曲線である。また、破線が横軸に示されるワイヤ中のSiC含有量の条件で、ワイヤ中の酸化物含有量を低減する場合にワイヤ加工性を維持できる最少酸化物量を示す。これらの関係から、メタル系フラックス入りワイヤ中のSiC含有量を増加することにより、ワイヤ加工性を維持しつつワイヤ中の酸化物含有量を低減することができる。さらに、このワイヤ中の酸化物含有量の低減およびSiC中のCによるスラグ(酸化物)の脱酸作用により、溶接時のスラグ発生量を低減することができる。   In FIG. 2, the solid line is a curve showing the relationship between the SiC content in the wire and the amount of slag generated when welding with this wire. Moreover, the minimum oxide amount that can maintain the wire workability when the oxide content in the wire is reduced under the condition of the SiC content in the wire indicated by the broken line on the horizontal axis is shown. From these relationships, by increasing the SiC content in the metal-based flux-cored wire, the oxide content in the wire can be reduced while maintaining wire processability. Furthermore, the amount of slag generation at the time of welding can be reduced by the reduction of the oxide content in the wire and the deoxidation action of slag (oxide) by C in SiC.

図2によれば、ワイヤ中のSiC量が少ない条件では、溶接時のスラグ発生量(実線)とワイヤ加工性を維持するための最少酸化物量(破線)はほぼ一致し、1対1の関係にある。一方、ワイヤ中のSiC添加量が多い条件では、溶接時のスラグ発生量(実線)はワイヤ加工性を維持できるワイヤ中の最少酸化物量(破線)に比べて少なくなる。例えば、図2中で、ワイヤ中のSiC含有量がA%の場合には、ワイヤ加工性を損なわずにワイヤ中の酸化物をB%まで低減でき、このワイヤを用いて溶接することにより溶接部のスラグ発生量はワイヤ中の酸化物量B%によりも低いC%まで低減することができる。   According to FIG. 2, under the condition that the amount of SiC in the wire is small, the amount of slag generation during welding (solid line) and the minimum amount of oxide (dashed line) for maintaining wire workability are almost the same, and there is a one-to-one relationship. It is in. On the other hand, under conditions where the amount of SiC added in the wire is large, the amount of slag generation during welding (solid line) is smaller than the minimum amount of oxide in the wire (dashed line) that can maintain wire workability. For example, in FIG. 2, when the SiC content in the wire is A%, the oxide in the wire can be reduced to B% without impairing the wire processability, and welding is performed by welding using this wire. The amount of slag generated in the portion can be reduced to a lower C% than the oxide amount B% in the wire.

一方、SiCを添加しないワイヤ中のSiC含有量が0%の場合には、ワイヤ加工性を損なわずにワイヤ中の酸化物を低減できる最少酸化物量はD%が限界であり、この場合にはスラグ発生量はほぼワイヤ中の酸化物量と同程度まで増加する。   On the other hand, when the SiC content in the wire to which no SiC is added is 0%, the minimum amount of oxide that can reduce the oxide in the wire without impairing the wire processability is limited to D%. The amount of slag generation increases to almost the same level as the amount of oxide in the wire.

図2において、ワイヤ中のSiC添加量が増加するとともに、溶接時に発生するスラグ量(実線)がワイヤ加工性を維持できるワイヤ中の最少酸化物量(破線)に比べて少なくなる理由は次のように考えられる。つまり、ワイヤ中のSiC添加量が増加することにより、溶接時に発生したスラグ(酸化物)中の酸素がSiC中のCと結合し、COまたはCO2を生成し、溶接金属およびスラグ中から外へ逃げ出す、脱酸反応が促進されるためであると考える。 In FIG. 2, the reason why the amount of SiC added in the wire increases and the amount of slag generated during welding (solid line) becomes smaller than the minimum amount of oxide in the wire (dashed line) that can maintain wire workability is as follows. Can be considered. That is, when the amount of SiC added in the wire increases, oxygen in the slag (oxide) generated during welding combines with C in SiC to produce CO or CO 2, and out of the weld metal and slag. This is because the deoxidation reaction is promoted.

本発明では、メタル系フラックス入りワイヤの鋼製外皮内に充填するフラックス中SiCを含有させることにより、SiCの潤滑作用およびSiC中のCの脱酸作用を利用し、ワイヤ加工性を損なわずにワイヤ中の酸化物を低減し、かつ発生するスラグを脱酸する効果が得られ、従来に比べて溶接時のスラグ発生量を大幅に低減することができる。   In the present invention, by including SiC in the flux filled in the steel outer sheath of the metal-based flux-cored wire, the SiC lubrication action and the deoxidation action of C in the SiC are utilized, and the wire workability is not impaired. The effect of reducing the oxide in the wire and deoxidizing the generated slag is obtained, and the amount of slag generated during welding can be greatly reduced as compared with the conventional case.

本発明のメタル系フラックス入りワイヤは、ソリッドワイヤ並みに溶接部のスラグ発生量を低減し、溶接部の塗装性を向上できるため、従来の高強度高疲労強度継手に適用されていたソリッドワイヤをメタル系フラックス入りワイヤに代替することができる。従来の高強度高疲労強度継手用のソリッドワイヤは、強度および疲労強度の要求レベルに応じて合金元素の含有量の設計を行い製造する必要があるため、製造コストが高いことが欠点であったが、本発明のメタル系フラックス入りワイヤは、鋼製外皮に充填するフラックス中の合金元素の含有量を調整することでワイヤ成分設計の自由度を広げかつ低コストで低スラグ・高強度高疲労強度継手を実現できる。   The metal-based flux-cored wire of the present invention can reduce the amount of slag generation in the welded part and improve the paintability of the welded part as solid wire, so that the solid wire applied to the conventional high strength and high fatigue strength joints It can be replaced with metal flux cored wire. Conventional solid wires for high-strength and high-fatigue strength joints must be manufactured by designing the content of the alloy element according to the required level of strength and fatigue strength, so the manufacturing cost is a disadvantage However, the metal-based flux-cored wire of the present invention expands the degree of freedom of wire component design by adjusting the content of alloy elements in the flux filled in the steel outer sheath, and at low cost, low slag, high strength and high fatigue. A strength joint can be realized.

次に、メタル系フラックス入りワイヤの各成分組成の限定理由について説明する。   Next, the reason for limiting each component composition of the metal-based flux-cored wire will be described.

本発明のメタル系フラックス入りワイヤの基本成分系は、大きく高SiC成分系および低SiC成分系の2種類に分けられる。その設計思想は、これらの成分系に共通して溶接金属の変態開始温度を低減させる主要元素C源として、潤滑性および脱酸性を有するSiCを必須成分とし、高SiC成分系は高SiC含有量とし、低SiC成分系は低SiC含有量でかつ変態開始温度低減のためのNi、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上の合金元素を含有することにより、いずれの成分系においても、ワイヤ加工性を損なわずに溶接部のスラグ発生量を低減し、塗装性および高疲労強度に優れた溶接継手の作製を可能とする。   The basic component system of the metal-based flux-cored wire of the present invention is roughly divided into two types: a high SiC component system and a low SiC component system. The design philosophy is that SiC having lubricity and deacidification is an essential component as the main element C source for reducing the transformation start temperature of the weld metal in common with these component systems, and the high SiC component system has a high SiC content. The low SiC component system has a low SiC content and contains one or more alloy elements of Ni, Cr, Mo and Cu for reducing the transformation start temperature. It reduces the amount of slag generated in the weld zone without impairing the wire workability, and makes it possible to produce a welded joint with excellent paintability and high fatigue strength.

なお、SiC以外のC、例えば、主として鋼製外皮SiC中に含有するCも変態開始温度の低減に寄与するが、本発明では、鋼製外皮内に充填するフラックス中に含有するSiCを変態開始温度低減のための必須成分とし、SiC以外のCは、後述するように鋼製外皮の加工性などのその他の目的で添加する。   In addition, C other than SiC, for example, C mainly contained in the steel outer shell SiC also contributes to the reduction of the transformation start temperature. In the present invention, however, SiC contained in the flux filled in the steel outer shell starts transformation. As an essential component for temperature reduction, C other than SiC is added for other purposes such as workability of a steel outer shell, as will be described later.

また、メタル系フラックス入りワイヤにおいて、ワイヤ加工性、低スラグ化、および、高疲労強度化に有効なSiCを鋼製外皮中に充填するフラックスとして含有させるため、従来のソリッドワイヤ中のC成分変更に比べてワイヤ成分設計の自由度が高くかつ製造コストの低減が可能となる。   In addition, in the metal-based flux-cored wire, the C component in the conventional solid wire is changed to include SiC, which is effective for wire workability, low slag, and high fatigue strength, as a flux that fills the steel outer sheath. Compared to the above, the degree of freedom in designing the wire component is high, and the manufacturing cost can be reduced.

また、高SiC成分系では、Ni、Cr、MoおよびCuの合金元素は必須成分ではないが、低SiC成分系では、上記C源と同様に溶接金属の変態開始温度を低減するために、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を含有する必要がある。   Further, in the high SiC component system, the alloy elements of Ni, Cr, Mo and Cu are not essential components, but in the low SiC component system, in order to reduce the transformation start temperature of the weld metal in the same manner as the C source, Ni It is necessary to contain one or more of Cr, Mo and Cu.

一般に、SiCは、Ni、Cr、MoおよびCuの合金元素に比べて比較的安価であるため、高SiC成分系は、ワイヤ製造コストの観点からは有利であるが、高いC量に起因して溶接金属の靭性が低くなる傾向にある。一方、低SiC成分系は、ワイヤ製造コストの観点からは不利であるが、Ni添加により溶接金属の靭性などの機械的特性を改善することができる。溶接継手に要求される靭性などの機械的特性は、使用環境に依存するため、継手要求特性と製造コストを比較しながらワイヤ成分系を選択すればよい。   In general, since SiC is relatively inexpensive compared to alloy elements of Ni, Cr, Mo and Cu, a high SiC component system is advantageous from the viewpoint of wire manufacturing cost, but due to a high amount of C. The toughness of the weld metal tends to be low. On the other hand, the low SiC component system is disadvantageous from the viewpoint of wire manufacturing cost, but mechanical properties such as toughness of the weld metal can be improved by adding Ni. Since mechanical characteristics such as toughness required for a welded joint depend on the use environment, the wire component system may be selected while comparing the joint required characteristics with the manufacturing cost.

以下に本発明のメタル系フラックス入りワイヤの高SiC成分系および低SiC成分系の成分組成の限定理由を説明する。   The reason for limiting the component composition of the high SiC component system and the low SiC component system of the metal flux cored wire of the present invention will be described below.

なお、以下に示す「%」は特に説明がない限り、「質量%」を意味するものとする。
最初に、高SiC成分系および低SiC成分系に共通な基本成分の限定理由について説明する。
The “%” shown below means “mass%” unless otherwise specified.
First, the reason for limiting the basic components common to the high SiC component system and the low SiC component system will be described.

(SiC以外のC(必須))
SiC以外のCは、メタル系フラックス入りワイヤにおいて主として鋼製外皮中に含有させ、ワイヤ製造中の線引き工程での断線防止を目的に含有する。なお、SiC以外のCは、溶接金属の変態温度を低減させる作用も有するが、本発明では、鋼製外皮内に充填するフラックス中のSiCの含有量を成分系に応じて調整して溶接金属の変態温度を十分低減させることができる。鋼製外皮中のCによるワイヤ線引き工程での断線防止効果を得るためには、SiC以外のC含有量の下限を0.01%とする必要がある。一方、鋼製外皮中にCを過度に添加すると、今度は線引き中に硬化してしまい断線の発生原因となるため、SiC以外のC含有量の上限を0.20%と設定した。
(C other than SiC (required))
C other than SiC is contained mainly in the steel outer sheath in the metal-based flux-cored wire, and contained for the purpose of preventing disconnection in the wire drawing process during wire manufacture. C other than SiC also has the effect of reducing the transformation temperature of the weld metal, but in the present invention, the content of SiC in the flux filled in the steel outer shell is adjusted according to the component system, and the weld metal The transformation temperature can be sufficiently reduced. In order to obtain an effect of preventing disconnection in the wire drawing step by C in the steel outer shell, the lower limit of the C content other than SiC needs to be 0.01%. On the other hand, if C is excessively added to the steel outer shell, it will harden during drawing and cause breakage, so the upper limit of the C content other than SiC is set to 0.20%.

なお、フラックスとして鉄粉を鋼製外皮中に充填する場合には、SiC以外のCとして、鉄粉中のCが含まれる。したがって、鋼製外皮中のCに起因するワイヤ伸線中の硬化を軽減する点からは、鋼製外皮中のC含有量を0.15%とし、残りのC量をフラックスとして添加する鉄粉中のC含有量で補うことが望ましい。   In addition, when iron powder is filled in the steel outer shell as a flux, C in the iron powder is included as C other than SiC. Therefore, from the point of reducing the hardening in wire drawing caused by C in the steel outer shell, the iron content in which the C content in the steel outer shell is 0.15% and the remaining C amount is added as a flux. It is desirable to supplement with the C content.

(SiC以外かつSiO2以外のSi(必須))
SiC以外かつSiO2以外のSiは、アーク溶接中の溶接金属の脱酸効果を得るために、その含有量の下限を0.05%とした。また、Siは、溶融プールと鋼板のなじみを良くし良好なビード形状を得るための作用も有するため、上記脱酸効果に加えてビード形状の向上効果を得るためには上記Si含有量の下限を0.1%とすることが望ましい。一方、SiC以外かつSiO2以外のSiは過度に添加すると、溶接金属を硬化させ、継手特性の観点から好ましくないためその含有量の上限を1.2%とした。
(Si other than SiC and SiO 2 (essential))
In order to obtain the deoxidation effect of the weld metal during arc welding, the lower limit of the content of Si other than SiC and SiO 2 is set to 0.05%. In addition, since Si has an action for improving the compatibility between the molten pool and the steel plate and obtaining a good bead shape, in order to obtain the bead shape improvement effect in addition to the deoxidation effect, the lower limit of the Si content Is preferably 0.1%. On the other hand, if Si other than SiC and SiO 2 is added excessively, the weld metal is hardened, which is not preferable from the viewpoint of joint characteristics, so the upper limit of its content was set to 1.2%.

(Mn(必須))
Mnは、溶接金属の強度確保に必要な元素であり、その含有量が0.2%より低くなると、溶接金属強度の確保が難しくなるのでMn含有量の下限は0.2%とした。一方、Mn含有量が過度に高くなると、溶接金属の靱性劣化を引き起こすためMn含有量の上限を3.0%とした。
(Mn (required))
Mn is an element necessary for ensuring the strength of the weld metal. If the content is lower than 0.2%, it becomes difficult to ensure the strength of the weld metal. Therefore, the lower limit of the Mn content is set to 0.2%. On the other hand, if the Mn content is excessively high, the toughness of the weld metal is deteriorated, so the upper limit of the Mn content is set to 3.0%.

(P、S)
PおよびSは、溶接金属の不可避的不純物元素であり、本発明では、これら元素が溶接金属に多く存在するとその靭性が劣化するため、PおよびSの含有量の上限をそれぞれ0.03%、0.02%とした。
(P, S)
P and S are unavoidable impurity elements of the weld metal, and in the present invention, when these elements are present in the weld metal in a large amount, the toughness deteriorates, so the upper limit of the P and S content is 0.03%, 0.02%.

(SiO2、Al23、Na2O、K2O(必須))
フラックス中に含有されるSiO2、Al23、Na2O、K2Oは、通常スラグ材と呼ばれているものである。これらは、メタル系フラックス入りワイヤの製造前のメタル系フラックス成分を造粒する際にバインダーの役目を果たし、また、鋼製外皮内にメタル系フラックス成分を充填した後、所定のワイヤ径まで線引きする工程において、鋼製外皮内面とメタル系フラックスとの抵抗を少なくする潤滑材の働きをする。本発明では、潤滑作用を有するSiCを含有することにより、これらの酸化物であるスラグ材を従来に比べて低減してもワイヤ線引き工程での加工性を確保できる。しかし、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上の合計量が0.05%を下回ると上記加工性加工性を維持することが困難となり、ワイヤ品質と製造効率上問題が発生するために上記合計量の下限を0.05%とした。一方、SiO2、Al23、Na2OおよびK2Oの1種または2種以上の合計量が0.40%を上回る場合は、溶接部のスラグ発生量が多くなり、塗装性の劣化の問題が生じてくるため上記合計量の上限を0.40%とした。
(SiO 2, Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O ( Required))
The SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, and K 2 O contained in the flux are usually called slag materials. These act as a binder when granulating the metal flux component before the production of the metal flux cored wire, and after drawing the metal flux component into the steel outer sheath, the wire is drawn to a predetermined wire diameter. In this process, it acts as a lubricant that reduces the resistance between the inner surface of the steel skin and the metal flux. In the present invention, by containing SiC having a lubricating action, the workability in the wire drawing step can be ensured even if the slag material that is these oxides is reduced as compared with the conventional case. However, if the total amount of one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O is less than 0.05%, it becomes difficult to maintain the workability and the wire quality. In order to cause problems in production efficiency, the lower limit of the total amount is set to 0.05%. On the other hand, when the total amount of one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O exceeds 0.40%, the amount of slag generated in the welded portion increases, and the paintability is increased. Since the problem of deterioration occurs, the upper limit of the total amount is set to 0.40%.

以上が本発明における高SiC成分系および低SiC成分系に共通する基本成分の限定理由である。
次に高SiC成分系の基本成分および選択成分の限定理由について説明する。
The above is the reason for limiting the basic components common to the high SiC component system and the low SiC component system in the present invention.
Next, the reasons for limiting the basic component and the selection component of the high SiC component system will be described.

(高SiC成分系のSiC(必須))
高SiC成分系では、溶接金属の変態開始温度を低減させる主要元素C源となり、かつ潤滑性および脱酸性を有するSiCを必須成分とする。
(High SiC component SiC (required))
In the high SiC component system, SiC which is a main element C source for reducing the transformation start temperature of the weld metal and has lubricity and deacidification is an essential component.

高SiC成分系では、鋼製外皮内に充填するフラックス中のSiCの含有量を0.6%以上とすることで、溶接金属の変態開始温度を低減させる効果が十分に得られるため、Cと同様に溶接金属の変態開始温度の低減作用を有するNi、Cr、Mo、Cuの合金元素を含有しなくても継手疲労強度を向上が期待できる。高SiC成分系は、Ni、Cr、Mo、Cuの高価な合金元素を含有しなくても、継手疲労強度向上を実現できるため、これらの合金元素を必須とする低SiC成分系に比べて経済性の点でメリットがある。   In the high SiC component system, the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal can be sufficiently obtained by setting the content of SiC in the flux filled in the steel outer shell to 0.6% or more. Similarly, improvement in joint fatigue strength can be expected without containing alloy elements of Ni, Cr, Mo, and Cu, which have the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal. The high SiC component system can realize improved joint fatigue strength without containing expensive alloy elements of Ni, Cr, Mo, and Cu, so it is more economical than the low SiC component system that requires these alloy elements. There is merit in terms of sex.

フラックス中のSiC含有量が0.6%未満であると、Ni、Cr、Mo、Cuの合金元素を含有させないと溶接金属の変態開始温度を十分に低減させ、継手疲労強度を十分向上させることが困難となるため、フラックス中のSiC含有量の下限を0.6%とした。一方、フラックス中のSiC含有量が1.2%を超える場合には、図1に示したように溶接金属中のSi含有量が増加することにより、溶接部の靭性、衝撃特性が確保できなくなるおそれが生じる。また、フラックス中のSiC含有量が増加すると、溶接金属の硬化の問題や、オーステナイト組織が多くなり変態点温度が高くなり継手疲労強度の向上が期待できないなどの問題が生じるため好ましくない。このため、フラックス中のSiC含有量の上限を1.2%と限定した。   When the SiC content in the flux is less than 0.6%, the transformation start temperature of the weld metal is sufficiently reduced and the joint fatigue strength is sufficiently improved unless the alloy elements of Ni, Cr, Mo, and Cu are contained. Therefore, the lower limit of the SiC content in the flux is set to 0.6%. On the other hand, when the SiC content in the flux exceeds 1.2%, the toughness and impact characteristics of the welded portion cannot be ensured by increasing the Si content in the weld metal as shown in FIG. There is a fear. Further, an increase in the SiC content in the flux is not preferable because problems such as a problem of hardening of the weld metal and a problem that the austenite structure increases and the transformation point temperature becomes high and improvement of joint fatigue strength cannot be expected. For this reason, the upper limit of the SiC content in the flux was limited to 1.2%.

この高SiC成分系では、ワイヤ加工性及び低スラグ化、又は高疲労強度化をさらに向上させるために、グラファイト、および/または、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を必要に応じて添加することができる。   This high SiC component system requires graphite and / or one or more of Ni, Cr, Mo and Cu in order to further improve wire workability and low slag or high fatigue strength. Can be added accordingly.

(高SiC成分系のグラファイト(選択))
本発明における高SiC成分系において、グラファイトは、C源として溶接金属の変態開始温度を低減させるために寄与し、継手疲労強度の向上の効果を有するのみならず、ワイヤ線引き中に鋼製外皮とフラックスとの抵抗を低減し、ワイヤ加工性を向上する働きがある。このため、これらの作用を利用し、ワイヤ加工性の向上、低スラグ化及び継手高疲労強度の向上の効果をより高めるため、フラックス中にグラファイトを0.02%以上含有することが好ましく、より好ましくは0.05%以上含有することが望ましい。また、本発明では、フラックス中のグラファイト含有量の上限は特に規定する必要はないが、SiCとともに、グラファイトをワイヤ中に含有させる場合は、上述したSiCと同様に溶接金属中のCを増加させる原因となり、オーステナイト組織が多くなり変態点が高くなる恐れが生じ、また、溶接金属の硬化や、靭性や溶接割れの問題が生じるため、上記(1)式で定義されるグラファイトおよびSiCのC換算値の合計量が0.6%以下の範囲内とすることが好ましい。
(High SiC component graphite (selection))
In the high SiC component system of the present invention, the graphite contributes to reduce the transformation start temperature of the weld metal as a C source and has the effect of improving the joint fatigue strength, as well as the steel outer shell during wire drawing. It works to reduce resistance to flux and improve wire workability. For this reason, it is preferable to contain 0.02% or more of graphite in the flux in order to improve the wire processability, lower slag, and improve the joint high fatigue strength by using these actions. Preferably it is 0.05% or more. In the present invention, the upper limit of the graphite content in the flux does not need to be specified in particular. However, when graphite is contained in the wire together with SiC, C in the weld metal is increased in the same manner as SiC described above. This causes the austenite structure to increase and the transformation point to increase, and also causes problems of hardening of the weld metal, toughness and weld cracking. Therefore, the C conversion of graphite and SiC defined by the above formula (1) The total amount of values is preferably in the range of 0.6% or less.

なお、グラファイトは粒度が細かいため、その他のフラックスに配合し、混合する際に飛散しやすい。このため、フラックスに配合し、混合する際のグラファイト飛散量を少なくするために、SiCとともに、グラファイトをワイヤ中に含有させる場合は、前記(1)式で定義されるSiCとグラファイトのC換算値の合計量に対するグラファイト含有量の比率を60%以下に制限することが望ましい。   In addition, since graphite has a fine particle size, it is easily scattered when blended with other fluxes and mixed. For this reason, in order to reduce the amount of graphite scattering when blended into the flux and mixed, when SiC is contained in the wire together with SiC, the C-converted value of SiC and graphite defined by the above formula (1) It is desirable to limit the ratio of the graphite content to the total amount of 60% or less.

(高SiC成分系のNi、Cr、Mo及びCuの1種または2種以上(選択))
本発明における高SiC成分系において、Ni、Cr、Mo、Cuは、Cと同様に溶接金属の変態開始温度の低減作用を有するため、さらに継手疲労強度を向上させるために、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を含有させることができる。なお、これらの合金元素は鋼製外皮またはフラックスの何れかまたは両方から添加することができる。
(One or more of Ni, Cr, Mo and Cu of high SiC component system (selection))
In the high SiC component system of the present invention, Ni, Cr, Mo and Cu have the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal in the same manner as C. Therefore, in order to further improve the joint fatigue strength, Ni, Cr and Mo And 1 type (s) or 2 or more types of Cu can be contained. These alloying elements can be added from either or both of the steel outer shell and the flux.

Niは、溶接金属の変態開始温度を低くし、継手疲労強度向上のために有効な元素であるとともに、強度や靭性などの継手特性を向上させる元素でもある。Niを含有させる場合のNi含有量の下限は、疲労強度の向上効果が十分に期待できる最低量として0.5%とするのが好ましい。Niを含有させる場合のNi含有量の上限は、高SiC成分系では、フラックス中に含有するSiC中のC含有量が十分高いため、溶接金属の変態開始温度低減効果は十分に得られる。Ni含有量が5.0%を上回る場合では、溶接金属中に多く含有するCとの相互作用で、溶接金属が低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずオーステナイトのままで冷却が終了する可能性があり、疲労強度向上が期待できなくなるためNi含有量の上限を5.0%とするのが好ましい。   Ni is an element that lowers the transformation start temperature of the weld metal and is effective for improving joint fatigue strength, and also improves joint characteristics such as strength and toughness. When Ni is contained, the lower limit of the Ni content is preferably set to 0.5% as the minimum amount at which the effect of improving fatigue strength can be sufficiently expected. As for the upper limit of the Ni content when Ni is contained, in the high SiC component system, since the C content in SiC contained in the flux is sufficiently high, the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal is sufficiently obtained. When the Ni content exceeds 5.0%, the interaction with C contained in the weld metal in a large amount causes the weld metal to be transformed into bainite or martensite that transforms at a low temperature, and cooling is completed while remaining austenite. Since there is a possibility that improvement in fatigue strength cannot be expected, the upper limit of the Ni content is preferably 5.0%.

CrおよびMoは、溶接金属の変態開始温度の低減および強度および焼入性を上げる作用を有する元素である。特にCrとMoは、Niよりも、溶接金属の強度向上および焼入性確保の効果が高いため、この効果を利用し溶接金属をマルテンサイトなどの変態温度が低い組織に変態させ、溶接継手の疲労強度をより向上させるためには、Cr、Moの含有量は、0.1%以上とするのが好ましい。一方、CrとMoは、Niに比べて溶接金属の靭性向上の効果は低いため、過度に含有させると、溶接金属の靭性が低下する恐れが生じるため、Cr、Moの含有量の上限は2.0%とするのが好ましい。   Cr and Mo are elements having an effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal and increasing the strength and hardenability. In particular, Cr and Mo are more effective than Ni in improving the strength of the weld metal and ensuring hardenability. Therefore, using this effect, the weld metal is transformed into a structure having a low transformation temperature such as martensite, and the weld joint In order to further improve the fatigue strength, the Cr and Mo contents are preferably set to 0.1% or more. On the other hand, since Cr and Mo are less effective in improving the toughness of the weld metal than Ni, if excessively contained, the toughness of the weld metal may decrease, so the upper limit of the Cr and Mo content is 2 0.0% is preferable.

Cuも、CrとMo同様に、溶接金属の変態開始温度の低減、強度向上および焼入性確保の効果がある元素である。また、Cuは、通常通電性を確保するためにワイヤ表面にめっきをすることもある。このCuによる溶接金属の強度向上と焼入性向上の効果および通電性確保の効果を得るためにCu含有量の下限を0.1%とするのが好ましい。しかし、Cuは溶接金属中に過度に添加しすぎると溶接金属にCu割れを発生させる危険があるため、Cu含有量の上限値は0.5%とするのが好ましい。   Cu, like Cr and Mo, is an element that has the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal, improving the strength, and ensuring hardenability. Cu may also be plated on the surface of the wire to ensure normal electrical conductivity. In order to obtain the effect of improving the strength and hardenability of the weld metal by Cu and the effect of ensuring electric conductivity, the lower limit of the Cu content is preferably set to 0.1%. However, if Cu is excessively added to the weld metal, there is a risk of causing Cu cracks in the weld metal, so the upper limit of the Cu content is preferably 0.5%.

なお、高SiC成分系において、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上の合計添加量が0.5%を下回る場合には、変態開始温度低減が十分でなくなり、疲労強度増加の効果が期待できなくなるため、上記合計含有量の下限を0.5%とした。一方、高SiC成分系では、SiC含有量が高いため、SiC中のCにより変態開始温度の低減効果が十分得られ、上記合計含有量が6.0%を超えて過度に含有しすぎると、溶接金属が溶接後の冷却過程で低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずに、オーステナイト組織のままになるため、継手疲労強度向上が困難となる。このため、上記合計含有量の含有量の上限を6.0%にするのが好ましい。   In addition, in the high SiC component system, when the total addition amount of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu is less than 0.5%, the transformation start temperature is not sufficiently reduced, and the fatigue strength is increased. Since the effect cannot be expected, the lower limit of the total content is set to 0.5%. On the other hand, in the high SiC component system, since the SiC content is high, the effect of reducing the transformation start temperature is sufficiently obtained by C in the SiC, and if the total content exceeds 6.0% and is excessively contained, Since the weld metal does not transform into a bainite or martensite that transforms at a low temperature in the cooling process after welding and remains in the austenite structure, it is difficult to improve the joint fatigue strength. For this reason, it is preferable to make the upper limit of content of the said total content 6.0%.

次に、本発明における低SiC成分系の基本成分および選択成分について説明する。   Next, the basic component and the selection component of the low SiC component system in the present invention will be described.

(低SiC成分系のSiC(必須))
低SiC成分系では、高SiC成分系と同様に、溶接金属の変態開始温度を低減させる主要元素C源となり、かつ潤滑性および脱酸性を有するSiCを必須とするが、SiC含有量を低減し、Cと同様に溶接金属の変態開始温度の低減作用を有するNi、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を適正量含有とすることで、継手疲労強度の向上を実現させる。低SiC成分系では、高SiC成分系に比べてSiC含有量が低いため、溶接金属のC含有量に起因する靭性低下は少なく、継手疲労強度を向上し、かつ溶接金属の靭性も良好に維持することができる。
(Low SiC component based SiC (required))
The low SiC component system, like the high SiC component system, is a main element C source that lowers the transformation start temperature of the weld metal and requires SiC having lubricity and deacidification, but reduces the SiC content. As in C, the fatigue strength of the joint is improved by containing an appropriate amount of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu having the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal. The low SiC component system has a lower SiC content than the high SiC component system, so there is little decrease in toughness due to the C content of the weld metal, improving joint fatigue strength, and maintaining good weld metal toughness. can do.

低SiC成分系では、鋼製外皮内に充填するフラックス中のSiCの含有量が0.05%未満であると、SiCの潤滑作用および脱酸作用によるワイヤ加工性の向上およびスラグ量の低減効果は十分でなくなる。また、SiCの含有量が0.05%未満であると、溶接金属の変態開始温度を低減させる効果が十分得られなくなるため、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上の合計含有量を増加させる必要が生じ、ワイヤ製造コストを増加させるため好ましくない。このため、フラックス中のSiC添加量の下限は0.05%とした。一方、フラックス中のSiC含有量が0.6%を超える場合には、溶接金属中のNi、Cr、Mo、Cuの合金元素に起因して溶接金属が低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずオーステナイト組織になり、疲労強度向上が期待できなくなるためSiC含有量の上限を0.6%とした。   In the low SiC component system, when the SiC content in the flux filled in the steel outer shell is less than 0.05%, the wire workability is improved by the lubrication and deoxidation of SiC, and the slag amount is reduced. Is not enough. Further, if the SiC content is less than 0.05%, the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal cannot be sufficiently obtained, so the total content of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu is contained. This is not preferable because the amount needs to be increased and the wire manufacturing cost is increased. For this reason, the minimum of the addition amount of SiC in a flux was made into 0.05%. On the other hand, when the SiC content in the flux exceeds 0.6%, it is transformed into bainite or martensite where the weld metal transforms at low temperature due to the alloy elements of Ni, Cr, Mo, Cu in the weld metal. The upper limit of the SiC content was set to 0.6% because an austenite structure was not formed and fatigue strength improvement could not be expected.

本発明における低SiC成分系は、Ni、Cr、Mo、Cuの1つまたは2つ以上の添加を必須としている。これら元素の添加も溶接金属の変態開始温度を低減し疲労強度を高める目的であるため、SiC添加と同じ働きをする。   The low SiC component system in the present invention requires the addition of one or more of Ni, Cr, Mo, and Cu. The addition of these elements also has the purpose of reducing the transformation start temperature of the weld metal and increasing the fatigue strength, and thus functions in the same manner as the addition of SiC.

(低SiC成分系のNi、Cr、Mo及びCuの1種または2種以上(必須))
低SiC成分系では、SiC含有量が0.6%以下と低いため、溶接金属の変態開始温度を低減させ、継手疲労強度を十分に向上するためには、Cと同様に溶接金属の変態開始温度の低減作用を有するNi、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上を適正量含有とする必要がある。なお、これらの合金元素は鋼製外皮中またはフラックス中の何れかまたは両方から添加することができる。
(One or more of Ni, Cr, Mo and Cu of low SiC component system (essential))
In the low SiC component system, since the SiC content is as low as 0.6% or less, the transformation start of the weld metal is started in the same manner as C in order to reduce the transformation start temperature of the weld metal and sufficiently improve the joint fatigue strength. It is necessary to contain an appropriate amount of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu having a temperature reducing action. These alloy elements can be added from either or both of the steel outer shell and the flux.

Niは、溶接金属の変態開始温度を低くし、継手疲労強度向上のために有効な元素であるとともに、強度や靭性などの継手特性を向上させる元素でもある。Niを含有させる場合のNi含有量の下限は、低SiC系成分系において継手疲労強度の向上効果が十分に期待できる最低量として0.5%とする必要がある。Ni含有量の上限は、溶接金属の変態開始温度低減効果は十分に得られる。Ni含有量が5.0%を上回る場合では、溶接金属中に含有するCとの相互作用で、溶接金属が低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずオーステナイトのままで冷却が終了する可能性があり、疲労強度向上が期待できなくなるためNi含有量の上限を5.0%とした。   Ni is an element that lowers the transformation start temperature of the weld metal and is effective for improving joint fatigue strength, and also improves joint characteristics such as strength and toughness. When Ni is contained, the lower limit of the Ni content needs to be 0.5% as the minimum amount at which the effect of improving joint fatigue strength can be sufficiently expected in a low SiC component system. As for the upper limit of the Ni content, the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal is sufficiently obtained. When the Ni content exceeds 5.0%, the interaction with C contained in the weld metal allows the cooling to end while the austenite remains austenite without transformation to bainite or martensite where the weld metal transforms at low temperatures. Therefore, the upper limit of the Ni content is set to 5.0%.

CrおよびMoは、溶接金属の変態開始温度の低減および強度および焼入性を上げる作用を有する元素である。特にCrとMoは、Niよりも、溶接金属の強度向上および焼入性確保の効果が高いため、この効果を利用し溶接金属をマルテンサイトなどの変態温度が低い組織に変態させ、溶接継手の疲労強度をより向上させるためには、Cr、Moの含有量は、0.1%以上とする必要がある。一方、CrとMoは、Niに比べて溶接金属の靭性向上の効果は低いため、過度に含有させると、溶接金属の靭性が低下する恐れが生じるため、Cr、Moの含有量の上限は2.0%とした。   Cr and Mo are elements having an effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal and increasing the strength and hardenability. In particular, Cr and Mo are more effective than Ni in improving the strength of the weld metal and ensuring hardenability. Therefore, using this effect, the weld metal is transformed into a structure having a low transformation temperature such as martensite, and the weld joint In order to further improve the fatigue strength, the content of Cr and Mo needs to be 0.1% or more. On the other hand, since Cr and Mo are less effective in improving the toughness of the weld metal than Ni, if excessively contained, the toughness of the weld metal may decrease, so the upper limit of the Cr and Mo content is 2 0.0%.

Cuも、CrとMo同様に、溶接金属の変態開始温度の低減、強度向上および焼入性確保の効果がある元素である。また、Cuは、通常通電性を確保するためにワイヤ表面にめっきをすることもある。このCuによる溶接金属の強度向上と焼入性向上の効果および通電性確保の効果を得るためにCu含有量の下限を0.1%とする必要がある。しかし、Cuは溶接金属中に過度に添加しすぎると溶接金属にCu割れを発生させる危険があるため、Cu含有量の上限値は0.5%とした。   Cu, like Cr and Mo, is an element that has the effect of reducing the transformation start temperature of the weld metal, improving the strength, and ensuring hardenability. Cu may also be plated on the surface of the wire to ensure normal electrical conductivity. In order to obtain the effect of improving the strength and hardenability of the weld metal by Cu and the effect of ensuring the electrical conductivity, the lower limit of the Cu content needs to be 0.1%. However, if Cu is excessively added to the weld metal, there is a risk of causing Cu cracks in the weld metal, so the upper limit of the Cu content is set to 0.5%.

なお、低SiC成分系では、SiC含有量が低いため、Ni、Cr、MoおよびCuの1種または2種以上の合計添加量が1.0%を下回る場合には、変態開始温度低減が十分でなくなり、疲労強度増加の効果が期待できなくなるため、上記合計含有量の下限を1.0%とした。一方、上記合計含有量が6.0%を超えて過度に含有しすぎると、溶接金属が溶接後の冷却過程で低温で変態するベイナイトやマルテンサイトに変態せずに、オーステナイト組織のままになるため、継手疲労強度向上が困難となる。このため、上記合計含有量の含有量の上限を6.0%にするのが好ましい。   In addition, since the SiC content is low in the low SiC component system, when the total addition amount of one or more of Ni, Cr, Mo and Cu is less than 1.0%, the transformation start temperature is sufficiently reduced. Since the effect of increasing fatigue strength cannot be expected, the lower limit of the total content is set to 1.0%. On the other hand, if the total content exceeds 6.0% and is excessively contained, the weld metal does not transform into bainite or martensite that transforms at a low temperature in the cooling process after welding, and remains in an austenitic structure. Therefore, it is difficult to improve the joint fatigue strength. For this reason, it is preferable to make the upper limit of content of the said total content 6.0%.

(低SiC成分系のグラファイト(選択))
本発明における低SiC成分系において、グラファイトは、C源として溶接金属の変態開始温度を低減させるために寄与するのみならず、ワイヤ線引き中に鋼製外皮とフラックスとの抵抗を低減する働きがある。このため、これらの作用を利用し、ワイヤ加工性の向上、低スラグ化及び継手高疲労強度の向上の効果をより高めるためには、フラックス中にグラファイトを0.02%以上含有することが好ましく、より好ましくは0.06%以上含有することが望ましい。
(Low SiC component graphite (selection))
In the low SiC component system of the present invention, graphite not only contributes to reducing the transformation start temperature of the weld metal as a C source, but also serves to reduce the resistance between the steel outer sheath and the flux during wire drawing. . For this reason, in order to further improve the effects of improving wire processability, reducing slag and improving joint high fatigue strength using these functions, it is preferable to contain 0.02% or more of graphite in the flux. More preferably, it is desirable to contain 0.06% or more.

また、本発明では、フラックス中のグラファイト含有量の上限は特に規定する必要はないが、SiCとともに、グラファイトをワイヤ中に含有させる場合は、上述したSiCと同様に溶接金属中のCを増加させる原因となり、低SiC成分系では、SiCと、Ni、Cr、Mo、Cuの合金元素添加を必須として含有するため、溶接金属が低温で変態するベイナイトやマルテンサイトにならずオーステナイト組織となり、変態点が高くなる恐れが生じ、また、溶接金属の硬化や、靭性や溶接割れの問題が生じるため、上記(1)式で定義されるグラファイトおよびSiCのC換算値の合計量が0.35%以下の範囲内とすることが好ましい。   In the present invention, the upper limit of the graphite content in the flux does not need to be specified in particular. However, when graphite is contained in the wire together with SiC, C in the weld metal is increased in the same manner as SiC described above. This is because the low SiC component system contains SiC and alloy elements of Ni, Cr, Mo and Cu as essential elements, so the weld metal does not become bainite or martensite which transforms at low temperatures, and becomes an austenitic structure, and the transformation point. And a problem of hardening of the weld metal, toughness and weld cracking occurs, so the total amount of the C-converted values of graphite and SiC defined by the above formula (1) is 0.35% or less. It is preferable to be within the range.

なお、グラファイトは粒度が細かいため、その他のフラックスに配合し、混合する際に飛散しやすい。このため、フラックスに配合し、混合する際のグラファイト飛散量を少なくするために、SiCとともに、グラファイトをワイヤ中に含有させる場合は、前記(1)式で定義されるSiCとグラファイトのC換算値の合計量に対するグラファイト含有量の比率を60%以下に制限することが望ましい。   In addition, since graphite has a fine particle size, it is easily scattered when blended with other fluxes and mixed. For this reason, in order to reduce the amount of graphite scattering when blended into the flux and mixed, when SiC is contained in the wire together with SiC, the C-converted value of SiC and graphite defined by the above formula (1) It is desirable to limit the ratio of the graphite content to the total amount of 60% or less.

本発明では、高SiC成分系および低SiC成分系に共通して、さらに、以下の目的で成分元素を以下の含有範囲で含有することができる。   In the present invention, in addition to the high SiC component system and the low SiC component system, component elements can be further contained in the following content ranges for the following purposes.

(B(選択))
Bは焼入性元素であり、溶接金属の焼入性を確保し、溶接金属のミクロ組織をより高強度の組織にし、また、高温で変態開始する組織の生成を抑えより低い温度で変態するミクロ組織にする作用がある。鋼板に比べ溶接金属は酸素含有量が高いため、Bは酸素と結合しその効果を奪われてしまう恐れがあるため、溶接金属中のBによる上記焼入れ性およびミクロ組織制御による引張り強度および疲労強度を改善するために、B含有量の下限を0.001%とするのが好ましい。一方、B添加量の上限は、これを上回る量を添加してもB添加で得られる効果が増加しないことから0.015%と定めた。
(B (selection))
B is a hardenable element, which ensures the hardenability of the weld metal, makes the microstructure of the weld metal a stronger structure, and suppresses the formation of a structure that starts transformation at a high temperature and transforms at a lower temperature. Has the effect of making the microstructure. Since the weld metal has a higher oxygen content than steel sheets, B may bind to oxygen and lose its effect. Therefore, the hardenability by B in the weld metal and the tensile strength and fatigue strength by microstructure control. In order to improve the content, the lower limit of the B content is preferably 0.001%. On the other hand, the upper limit of the B addition amount is set to 0.015% because the effect obtained by addition of B does not increase even if an amount exceeding this is added.

(Nb、VおよびTiの1種または2種以上(選択))
Nb、V、Tiはいずれも溶接金属中で炭化物を形成し強度を増加させる働きをもつ元素であり、Nb、V、Tiの1種または2種以上を溶接金属中に少ない量含有することで継手強度の向上が図れる。Nb、V、Tiの1種または2種以上の合計含有量の下限は、0.005%を下回ると、継手強度の向上があまり期待できなくなるため、その合計含有量の下限を0.005%とするのが好ましい。一方、上記合計含有量が0.3%を上回ると、溶接金属の強度が過大になり、継手特性上問題が生じるため、上記合計含有量上限を0.3%とするのが好ましい。なお、Tiに関しては、溶接金属の強度向上効果に加えて、溶接アークを安定させる働きがあるため、Tiを含有させる場合には、好ましくはTi含有量の下限を0.003%とすることが望ましい。
(One or more of Nb, V and Ti (selection))
Nb, V, and Ti are all elements that have the function of forming carbides in the weld metal to increase the strength, and by containing a small amount of one or more of Nb, V, and Ti in the weld metal. The joint strength can be improved. If the lower limit of the total content of one or more of Nb, V, and Ti is less than 0.005%, improvement in joint strength cannot be expected so much, so the lower limit of the total content is 0.005%. Is preferable. On the other hand, if the total content exceeds 0.3%, the strength of the weld metal becomes excessive and a problem occurs in joint characteristics. Therefore, the total content upper limit is preferably set to 0.3%. Regarding Ti, in addition to the effect of improving the strength of the weld metal, it has a function of stabilizing the welding arc. Therefore, when Ti is contained, the lower limit of the Ti content is preferably set to 0.003%. desirable.

(アーク安定剤(選択))
アーク安定剤とは、鋼製外皮内に充填するフラックス中に含有させることにより、溶接アークを安定にする作用を有する元素である。上述したフラックス中に含有させるNa2OやK2Oなどもアーク安定剤としての働きがあるため、これらの成分は本発明の目的とする溶接部のスラグ発生量の低減を阻害しない程度に含有するのが好ましい。また、アーク安定剤としての働きは、Na2OやK2Oなどの酸化物としなくても、氷晶石(Na3AlF6)などのNa、Al、Fの化合物であれば、上記アーク安定化効果は得られため、スラグ発生量低減の観点から酸化物以外の化合物として含有させるのが好ましい。
(Arc stabilizer (selection))
An arc stabilizer is an element which has the effect | action which stabilizes a welding arc by making it contain in the flux with which it fills in the steel outer_layer | skin. Since Na 2 O, K 2 O, and the like contained in the flux described above also have a function as an arc stabilizer, these components are contained to the extent that they do not hinder the reduction in the amount of slag generated in the weld of the present invention. It is preferable to do this. Further, the arc stabilizer can function as long as it is a compound of Na, Al, F, such as cryolite (Na 3 AlF 6 ), without using an oxide such as Na 2 O or K 2 O. Since a stabilizing effect is obtained, it is preferable to contain it as a compound other than an oxide from the viewpoint of reducing the amount of slag generated.

溶接部のスラグ発生量を低減し、かつアーク安定化の効果が得られるためには、酸化物系以外のアーク安定剤の含有量の下限は、0.05%とするのが好ましい。一方、酸化物系以外のアーク安定剤の含有量が0.5%を上回ると、上記アーク安定化効果が変わらなくなるため、上記含有量の上限を0.5%とするのが好ましい。   In order to reduce the amount of slag generated in the weld and to obtain the effect of arc stabilization, the lower limit of the content of the arc stabilizer other than the oxide type is preferably 0.05%. On the other hand, if the content of arc stabilizers other than oxides exceeds 0.5%, the arc stabilizing effect will not change, so the upper limit of the content is preferably 0.5%.

以上が、本発明のメタル系フラックス入りワイヤの成分組成の限定理由である。次にこのメタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接することにより、高疲労強度継手を作成するための溶接条件について説明する。   The above is the reason for limiting the component composition of the metal-based flux-cored wire of the present invention. Next, welding conditions for creating a high fatigue strength joint by welding using this metal flux cored wire will be described.

先ず、シールドガスを限定した理由について述べる。
ガスシールド溶接において、一般に、シールドガスは、100%CO2またはArガス中にCO2ガスが含有されているものが用いられる。本発明の目的は、スラグ発生量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法を提供することであり、スラグのほとんどがSiO2やMnOなどの酸化物系であることを考えると、シールドガスにおいても酸素含有量の少ないものを選択することが望ましい。そのため、本発明における溶接方法では、シールドガスとしてAr+3〜25%CO2ガスを採用することとした。なお、CO2ガスを0%にするのは溶接アークの安定性上好ましくないため、Arガス中には3%以上のCO2を含有するのが好ましい。25%を上回るCO2を含有したArガスでは、スラグ生成上100%CO2ガスの場合とほぼ同じになるのでCO2含有量の上限を25%とするのが好ましい。
First, the reason for limiting the shielding gas will be described.
In gas shield welding, generally, a shielding gas containing CO 2 gas in 100% CO 2 or Ar gas is used. An object of the present invention is to provide a method for producing a high fatigue strength welded joint with a small amount of slag generation, and considering that most of the slag is an oxide system such as SiO 2 or MnO, even in shield gas, It is desirable to select one having a low oxygen content. Therefore, in the welding method in the present invention, Ar + 3 to 25% CO 2 gas is adopted as the shielding gas. In addition, since it is not preferable for the stability of the welding arc to reduce the CO 2 gas to 0%, it is preferable that the Ar gas contains 3% or more of CO 2 . Ar gas containing CO 2 exceeding 25% is almost the same as the case of 100% CO 2 gas in terms of slag generation, so the upper limit of the CO 2 content is preferably 25%.

また、シールドガス中のO2ガスは、溶接部のスラグ発生量を増加させるため、本発明においては不純物である。しかし、Arガス中にO2ガスが存在している場合は、O2ガスを取り除く費用が必要となるため、一般には、O2ガスを含有しないシールドガスのほうが、O2ガスを含有しているシールドガスよりも高価である。そのため、本発明者らは、O2ガスの許容含有量の範囲を明確にすることは産業上意義のあることと考え、その許容範囲を定めることとした。O2ガスが4%を上回る場合は、スラグ生成量増加が避けられず、そのため、O2ガスの上限を4%とするのが好ましい。 In addition, the O 2 gas in the shielding gas is an impurity in the present invention because it increases the amount of slag generated in the weld. However, if you are O 2 gas is present in the Ar gas, since the cost of removing the O 2 gas is required, in general, towards the shielding gas containing no O 2 gas, containing O 2 gas More expensive than shielding gas. Therefore, the present inventors considered that it is industrially significant to clarify the range of the allowable content of O 2 gas, and decided to set the allowable range. When the O 2 gas exceeds 4%, an increase in the amount of slag is unavoidable, and therefore the upper limit of the O 2 gas is preferably 4%.

次に、鋼板の板厚および鋼板強度を限定した理由について述べる。   Next, the reason for limiting the thickness and strength of the steel sheet will be described.

本発明は、ソリッドワイヤ並にスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法の提供を目的とするものである。特に、スラグ量低減に関しては、鋼板の板厚を限定しなくても、本発明の範囲内にあるメタル系フラックス入りワイヤを用いればその効果を得ることが可能である。   The object of the present invention is to provide a method for producing a high fatigue strength welded joint that produces as little slag as a solid wire. In particular, regarding the reduction of the amount of slag, even if the thickness of the steel plate is not limited, the effect can be obtained by using a metal-based flux-cored wire within the scope of the present invention.

しかし、メタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接金属の変態膨張により溶接部に圧縮残留応力を導入し、溶接継手の疲労強度向上を十分に達成するためには、溶接金属の周囲の鋼板からの十分な拘束力を確保する必要がある。このため、本発明では、メタル系フラックス入りワイヤの成分組成を上述にように限定すると共に、鋼板の板厚及び強度を規定する必要がある。   However, in order to achieve sufficient improvement in fatigue strength of welded joints by introducing compressive residual stress into the welded part by transformation expansion of the weld metal using metal-based flux-cored wire, it is necessary to obtain sufficient It is necessary to secure a sufficient binding force. For this reason, in this invention, while limiting the component composition of a metal type flux cored wire as mentioned above, it is necessary to prescribe | regulate the plate | board thickness and intensity | strength of a steel plate.

溶接金属の変態膨張を利用した継手疲労強度の向上の原理の概略は以下の通りである。   The outline of the principle of improving the joint fatigue strength using the transformation expansion of the weld metal is as follows.

つまり、溶接部に形成した溶接金属が凝固した後、溶接金属が室温はで冷却する過程において比較的低温で相変態を開始させ、この溶接金属の変態膨張により溶接部に発生した圧縮応力状態を室温まで維持させることにより、継手疲労強度は向上することができる。   In other words, after the weld metal formed on the weld has solidified, the weld metal starts phase transformation at a relatively low temperature in the process of cooling at room temperature, and the state of compressive stress generated in the weld by the transformation expansion of this weld metal. By maintaining the temperature up to room temperature, the joint fatigue strength can be improved.

しかし、上記溶接金属の変態膨張時にその体積膨張を溶接部周囲の鋼板から十分に拘束されなければ、溶接部に発生する圧縮応力は小さくなる。この場合、その後、溶接金属が室温まで冷却される過程で熱収縮により引張応力が発生するため圧縮応力は相殺され、結果的に溶接部は引張残留応力状態となり、疲労強度は低下する。
このような理由から、メタル系フラックス入りワイヤを用いて溶接金属の変態膨張により溶接部に圧縮残留応力を導入し、溶接継手の疲労強度向上を十分に達成するためには、溶接金属の周囲の鋼板からの十分な拘束力を確保する必要がある。
初めに鋼板の板厚を限定した理由について述べる。
However, if the volume expansion is not sufficiently restrained from the steel plate around the weld during the transformation expansion of the weld metal, the compressive stress generated in the weld is reduced. In this case, after that, a tensile stress is generated due to thermal contraction in the process of cooling the weld metal to room temperature, so that the compressive stress is canceled out. As a result, the weld becomes a tensile residual stress state, and the fatigue strength is lowered.
For these reasons, in order to achieve a sufficient improvement in fatigue strength of the welded joint by introducing compressive residual stress into the welded part by transformation expansion of the weld metal using a metal-based flux-cored wire, It is necessary to secure a sufficient binding force from the steel plate.
First, the reason for limiting the thickness of the steel sheet will be described.

(鋼板の板厚)
本発明において鋼板の板厚が1mmを下回る場合は、本発明のメタル系フラックス入りワイヤを用いて継手を作製する際に、溶接部の板厚に対する溶け込み深さが大きくなる。このため、凝固した溶接金属が冷却過程で変態膨張する際に溶接部の周囲の鋼板から溶接金属の膨張を充分拘束できなくなる。この結果、溶接金属の変態膨張を利用し溶接部に圧縮残留応力を導入し、引張残留応力を低減することができなくなり、疲労強度向上は困難となる。そのため、本発明では、溶接金属の変態膨張時に周囲からの拘束力を維持し、溶接部の圧縮残留応力の導入により継手疲労強度を十分に向上するために、鋼板の板厚の下限を1.0mmと設定した。一方、本発明の目的とする溶接継手の塗装性の向上が要求させるのは、自動車分野に適用される薄板溶接であり、造船分野などで適用させる厚板溶接では、溶接ビードにスラグが存在しても特に大きな問題が発生しない。一般に、自動車分野では板厚が5mmを上回るような場合はほとんどなく、また、5mmを超えて板厚が増大すると、溶接熱が板裏面まで達しにくくなり、溶接金属の変態が終了した後の熱収縮過程で溶接部の周囲の鋼板からの強に拘束力により引張り応力が発生してしまい、継手疲労強度の向上効果は困難となる。そのため、本発明では、継手疲労強度の向上効果を十分に得るために、鋼板の板厚の上限を5.0mmと設定した。
次に、鋼板強度を限定した理由について述べる。
(Steel plate thickness)
In the present invention, when the thickness of the steel sheet is less than 1 mm, the depth of penetration with respect to the thickness of the welded portion is increased when a joint is produced using the metal-based flux-cored wire of the present invention. For this reason, when the solidified weld metal undergoes transformation expansion during the cooling process, the expansion of the weld metal from the steel plate around the weld cannot be sufficiently restricted. As a result, the compressive residual stress is introduced into the weld using the transformation expansion of the weld metal, the tensile residual stress cannot be reduced, and it is difficult to improve the fatigue strength. Therefore, in the present invention, in order to maintain the restraining force from the surroundings during the transformation expansion of the weld metal and sufficiently improve the joint fatigue strength by introducing the compressive residual stress of the welded portion, the lower limit of the plate thickness of the steel plate is 1. Set to 0 mm. On the other hand, the improvement in the paintability of the welded joint, which is the object of the present invention, requires thin plate welding applied to the automobile field. In thick plate welding applied in the shipbuilding field, slag exists in the weld bead. However, no big problem occurs. In general, in the automotive field, there is almost no case where the plate thickness exceeds 5 mm, and when the plate thickness increases beyond 5 mm, it becomes difficult for the heat of welding to reach the back surface of the plate, and the heat after the transformation of the weld metal is completed. In the contraction process, tensile stress is generated due to the restraint force strongly from the steel plate around the welded portion, and the effect of improving the joint fatigue strength becomes difficult. Therefore, in this invention, in order to fully obtain the joint fatigue strength improvement effect, the upper limit of the steel plate thickness was set to 5.0 mm.
Next, the reason why the steel plate strength is limited will be described.

(鋼板強度)
鋼板強度が440MPaより低い場合は、本発明のメタル系フラックス入りワイヤを用いて継手を作製する際に、凝固した溶接金属が冷却過程で変態膨張する際に溶接部の周囲の鋼板からの拘束力が十分でなくなるため、溶接部に十分に圧縮応力を導入することができない。その後、室温までの溶接金属の熱収縮により圧縮応力が引張応力により相殺され、結果的に溶接部の引張残留応力が低減されず、継手疲労強度は向上することは困難となる。したがって、本発明では、溶接金属の変態膨張時に周囲からの拘束力を維持し、溶接部の圧縮残留応力の導入により継手疲労強度を十分に向上するために、鋼板の鋼板強度の下限を440MPaとした。
(Steel strength)
When the steel plate strength is lower than 440 MPa, when producing a joint using the metal-based flux-cored wire of the present invention, when the solidified weld metal undergoes transformation expansion in the cooling process, the binding force from the steel plate around the welded portion Is not sufficient, and sufficient compressive stress cannot be introduced into the weld. Thereafter, the compressive stress is canceled out by the tensile stress due to the thermal contraction of the weld metal to room temperature. As a result, the tensile residual stress of the welded portion is not reduced, and it is difficult to improve the joint fatigue strength. Therefore, in the present invention, the lower limit of the steel sheet strength of the steel sheet is set to 440 MPa in order to maintain the binding force from the surroundings during transformation expansion of the weld metal and sufficiently improve the joint fatigue strength by introducing the compressive residual stress of the welded portion. did.

一方、本発明において、鋼板強度の上限は、本発明のメタル系フラックス入りワイヤを用いて継手を作製する際に溶接部に形成される溶接金属の強度は980MPaを超えることはないため、この溶接金属の膨張を拘束するための鋼板強度の上限を980MPaとした。   On the other hand, in the present invention, the upper limit of the steel sheet strength is such that the strength of the weld metal formed on the welded portion when the joint is produced using the metal-based flux-cored wire of the present invention does not exceed 980 MPa. The upper limit of the steel plate strength for restraining metal expansion was 980 MPa.

以下に、本発明の実施例について説明する。
上述したように、本発明は、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜908MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接するためのワイヤであって、溶接ワイヤ製造時、特にフラック調合・造粒工程及び線引き工程における作業性、生産性が良好であり、溶接時のスラグ発生量が少なく、かつ疲労強度に優れた溶接継手が得られる溶接ワイヤおよびこのワイヤを用いた溶接継手の作製方法を提供することを目的とする。
Examples of the present invention will be described below.
As described above, the present invention is a wire for gas shielded arc welding of a steel plate having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 908 MPa, particularly when manufacturing a welding wire. A welding wire that has good workability and productivity in the flack blending / granulating process and the drawing process, produces a small amount of slag during welding, and has excellent fatigue strength, and a welded joint using this wire An object of the present invention is to provide a manufacturing method of

本実施例では、本発明が規定する要件を満足するワイヤ(発明例)と、本発明が規定する要件から外れたワイヤ(比較例)をそれぞれ製造した後、これらのワイヤを用いて溶接を行った。また、これらのワイヤを製造する際に、フラックス調合・造粒工程と、フラックスを鋼管に充填した後の線引き加工工程における、作業性・生産性(グラファイト飛散量、線引き加工性)を評価するとともに、これらのワイヤにより鋼板を溶接する際のスラグ発生量、および、得られた溶接継手の疲労強度、靭性を評価した。   In this example, a wire that satisfies the requirements defined by the present invention (invention example) and a wire that deviates from the requirements defined by the present invention (comparative example) are manufactured, and then welding is performed using these wires. It was. In addition, when manufacturing these wires, while evaluating the workability and productivity (graphite scattering amount, drawing processability) in the flux blending and granulating process and the drawing process after filling the steel pipe with the flux The amount of slag generated when steel plates were welded with these wires, and the fatigue strength and toughness of the obtained welded joints were evaluated.

表1−1及び表1−2に、メタル系フラックス入りワイヤの成分値を示した。表1−1及び表1−2には、ワイヤ中に添加した成分の質量%、充填率、ワイヤ伸線性、およびシャルピー吸収エネルギーが示されている。各成分は、ワイヤ全質量に対する質量%である。   Table 1-1 and Table 1-2 show the component values of the metal-based flux-cored wires. Table 1-1 and Table 1-2 show the mass% of the components added in the wire, the filling rate, the wire drawability, and the Charpy absorbed energy. Each component is mass% with respect to the total mass of the wire.

Figure 2007136547
Figure 2007136547

Figure 2007136547
Figure 2007136547

表1−1及び表1−2における、ワイヤ記号で100番台のワイヤは、本発明における高SiC成分系ワイヤの本発明例と比較例である。また、ワイヤ記号が200番台のものは、本発明における低SiC成分系ワイヤの本発明例と比較例である。   In Table 1-1 and Table 1-2, wires in the 100s in the wire symbol are examples of the present invention and comparative examples of high SiC component wires in the present invention. The wire symbols in the 200s are examples of the present invention and comparative examples of low SiC component wires in the present invention.

さらに、100番台のワイヤのうちで、150番以降のワイヤは、本発明における高SiC成分系ワイヤの比較例である。また、200番台のワイヤのうちで、250番以降のワイヤは、本発明における低SiC成分系ワイヤの比較例である。   Furthermore, among the 100-th order wires, the 150th and subsequent wires are comparative examples of the high SiC component wire in the present invention. Of the 200 series wires, the 250th and subsequent wires are comparative examples of the low SiC component wires in the present invention.

表中のCは、SiC以外のC、または、SiC以外およびグラファイト以外のC(グラファイトを添加した場合)を示し、また表中のSiは、SiC以外かつSiO2以外のSi示している。 C in the table indicates C other than SiC, or C other than SiC and graphite (when graphite is added), and Si in the table indicates Si other than SiC and SiO 2 .

まず、表1−1及び表1−2に示したワイヤを用いて溶接継手を作製した後、溶接部から試験片を採取し、シャルピー試験を実施した。本発明は、溶接部のスラグ生成量低減による塗装性向上と継手疲労強度の向上を目的とするが、継手靭性は溶接継手の基本特性であるため、予め溶接継手のシャルピー試験により、本発明の高SiC成分系及び低SiC成分系の2系統のワイヤにより溶接した溶接継手の溶接部の靭性を確認した。   First, a welded joint was prepared using the wires shown in Table 1-1 and Table 1-2, and then a test piece was collected from the welded portion and a Charpy test was performed. The purpose of the present invention is to improve the paintability and joint fatigue strength by reducing the amount of slag generated in the weld, but since joint toughness is a basic property of welded joints, the Charpy test of the welded joints in advance is used. The toughness of the welded joint of a welded joint welded with two lines of a high SiC component system and a low SiC component system was confirmed.

溶接継手の作製とシャルピー試験は次の手順で実施した。   The production of the welded joint and the Charpy test were performed in the following procedure.

まず、板厚3.2mmの780MPa級鋼板を2枚用意し、これらの鋼板端部同士をI開先で突き合わせ溶接を実施し、溶接継手を作製した後、溶接金属中央部分に2mVノッチを機械加工にて作製することにより、厚み2.5mmのシャルピー試験片を作製した。 試験片の採取位置は、概略図の図3に示すように、I開先、突合せ溶接Wを含む位置をシャルピー試験採取位置Sとした。なお、このときの溶接条件は、溶接電流:270A、溶接電圧:26V、溶接速度:110cm/分である。   First, two 780 MPa class steel plates with a thickness of 3.2 mm were prepared, and the end portions of these steel plates were butt welded with I-grooves to produce a welded joint, and then a 2 mV notch was machined at the center of the weld metal. A Charpy test piece having a thickness of 2.5 mm was prepared by processing. As shown in FIG. 3 of the schematic diagram, the sampling position of the test piece was a Charpy test sampling position S that includes the I groove and the butt weld W. The welding conditions at this time are welding current: 270 A, welding voltage: 26 V, and welding speed: 110 cm / min.

この試験片を用いて0℃にてシャルピー試験を実施し、その吸収エネルギーを測定した。シャルピー試験結果は表1−2に示されている。なお、表1−2におけるワイヤ152については、溶接継手に凝固割れが発生したためシャルピー試験ができなかった。また、ワイヤ154および254については、ワイヤ製造中に断線が生じたため、シャルピー試験ができなかったものである。なお、表1−2には、ワイヤ製造時のワイヤ線引き性の評価項目を示し、「○」はワイヤ線引き時に断線が発生せずにワイヤ線引きが良好に行なわれたもの、「×」はワイヤ線引き時に断線が発生したものを示す。   Using this test piece, a Charpy test was performed at 0 ° C., and the absorbed energy was measured. The Charpy test results are shown in Table 1-2. In addition, about the wire 152 in Table 1-2, since the solidification crack generate | occur | produced in the welded joint, the Charpy test was not able to be performed. Moreover, about the wires 154 and 254, since the disconnection occurred during wire manufacture, the Charpy test was not able to be performed. Table 1-2 shows the evaluation items of the wire drawability at the time of manufacturing the wire, where “◯” indicates that the wire drawing was performed satisfactorily without wire breakage, and “×” indicates the wire drawing. Indicates a wire breakage during drawing.

表1−1及び表1−2に示された2種類のワイヤ成分系での溶接継手のシャルピー吸収エネルギーを比較すると、本発明で規定する成分組成範囲内の低SiC成分系(ワイヤ記号200〜204)の方が高SiC成分系(ワイヤ記号100〜105)に比べてシャルピー吸収エネルギーが高めとなるが、何れも実用上問題のない継手靭性レベルである。   Comparing the Charpy absorbed energy of the welded joint in the two types of wire component systems shown in Table 1-1 and Table 1-2, a low SiC component system (wire symbols 200 to 200) within the component composition range defined in the present invention. 204) has higher Charpy absorbed energy than the high SiC component system (wire symbols 100 to 105), but all have joint toughness levels that are practically acceptable.

次に、ワイヤ製造時のフラックス調合工程での作業性の評価方法を説明する。
上述の通り、SiCとともにグラファイトをワイヤ中に含有したワイヤを製造する場合は、グラファイトをその他のフラックスと配合し、混合する際にグラファイトが飛散して作業性および原料歩留を低下させる原因となる。このグラファイトの飛散量を測定することにより、フラックス調合工程での作業性を評価した。
Next, a method for evaluating workability in the flux blending process during wire production will be described.
As described above, when manufacturing a wire containing SiC and graphite in the wire, graphite is mixed with other fluxes, and when mixed, the graphite is scattered, causing workability and raw material yield to decrease. . The workability in the flux blending process was evaluated by measuring the amount of scattering of the graphite.

まず、フラックスの調合に用いるグラファイト量を測定する。次にグラファイトをフラックスに調合し、造粒した後、この造粒後のフラックスからサンプルを採取し、グラファイト量を測定する。グラファイトの飛散量は、造粒後のフラックス中のグラファイト量の測定値と、調合・造粒前のグラファイト量の測定値との差から求めた。   First, the amount of graphite used for preparing the flux is measured. Next, graphite is mixed into a flux and granulated, and then a sample is taken from the granulated flux and the amount of graphite is measured. The amount of scattered graphite was determined from the difference between the measured value of the graphite amount in the flux after granulation and the measured value of the graphite amount before blending and granulation.

表1−2には、グラファイトの飛散量を、上記(1)式で定義されたグラファイトとSiCのC換算値の合計量に対する割合で示した。このグラファイトの飛散量が30%未満に低下させることで、フラックスの調合時のグラファイトの歩留、作業を良好に維持することができる。   In Table 1-2, the scattering amount of graphite is shown as a ratio with respect to the total amount of C-converted values of graphite and SiC defined by the above formula (1). By reducing the amount of scattered graphite to less than 30%, it is possible to maintain the yield and work of graphite at the time of flux preparation.

表1−1及び表1−2から、グラファイトをワイヤ中に添加したワイヤ(ワイヤ記号102〜104、153、201、203〜204、252、253)のうち、SiC含有量が本発明範囲から低く外れたワイヤ153、253は、グラファイトの飛散量はそれぞれ34%、40%と高い結果となり、ワイヤ製造時の作業性の点で問題が生じた。   From Table 1-1 and Table 1-2, SiC content is low from the range of this invention among the wires (Wire symbol 102-104,153,201,203-204,252,253) which added the graphite in the wire. The disconnected wires 153 and 253 resulted in a high graphite scattering amount of 34% and 40%, respectively, and there was a problem in terms of workability during wire manufacturing.

それに対し、SiC含有量が本発明の範囲内にあるワイヤ(ワイヤ記号102〜104、201、203〜204、252)は、飛散量は全て25%以下と比較的低くなり、ワイヤ製造時のフラックス調合工程での作業性が優れた結果となった。   On the other hand, all the wires having the SiC content within the scope of the present invention (wire symbols 102 to 104, 201, 203 to 204, 252) have a relatively low scattering amount of 25% or less, and the flux at the time of wire production The workability in the blending process was excellent.

次に、溶接時のスラグ発生量と溶接継手の疲労強度の測定方法を説明する。   Next, a method for measuring the amount of slag generated during welding and the fatigue strength of the welded joint will be described.

まず、スラグ発生量の測定方法は次に示すようにして実施した。   First, the slag generation amount was measured as follows.

スラグ発生量を決定するために、次に述べる疲労試験片採取用の溶接継手を作製した後、その継手の重量をまず測定する。次に、表面に付着しているスラグを取り払い、再度重量を測定する。そして、これら重量の差を計算し、その継手に対するスラグ発生量を決定した。なお、疲労試験片採取用溶接継手の溶接ビード長さはつねに250mmと一定になるように作製したため、このスラグ発生量を比較することにより、各ワイヤのスラグ発生率を相対比較することができる。継手からの疲労試験片の採取は、その後行なった。なお、このとき、板厚が2.0mm未満の場合の溶接条件は、溶接電流:120A、溶接電圧:15V、溶接速度:80cm/分、2.0mm〜3.0mmの場合の溶接条件は、溶接電流:140A、溶接電圧:15V、溶接速度:60cm/分、3.0mmを上回る場合の溶接条件は、溶接電流:240A、溶接電圧:24V、溶接速度:80cm/分、である。   In order to determine the amount of slag generation, a welded joint for collecting a fatigue test piece described below is prepared, and the weight of the joint is first measured. Next, the slag adhering to the surface is removed, and the weight is measured again. And the difference of these weights was calculated and the slag generation amount with respect to the joint was determined. In addition, since the weld bead length of the weld joint for collecting a fatigue test piece was always made constant at 250 mm, the slag generation rates of the respective wires can be relatively compared by comparing the slag generation amounts. The fatigue test specimen was collected from the joint after that. At this time, the welding conditions when the plate thickness is less than 2.0 mm are the welding current: 120 A, the welding voltage: 15 V, the welding speed: 80 cm / min, and the welding conditions when the thickness is 2.0 mm to 3.0 mm: Welding current: 140 A, welding voltage: 15 V, welding speed: 60 cm / min, welding conditions when exceeding 3.0 mm are welding current: 240 A, welding voltage: 24 V, welding speed: 80 cm / min.

また、本実施例とは別に、ソリッドワイヤとの比較を可能にするために、同じ方法でソリッドワイヤのスラグ生成量を測定した。その結果、ソリッドワイヤのスラグ生成量はシールドガスが100%CO2の場合で0.09g、シールドガスがAr+20%CO2の場合で0.05gであった。そのため、このスラグ量測定方法では、スラグ発生量が0.1g未満であればソリッドワイヤ並み低スラグということができる。   Separately from this example, in order to enable comparison with the solid wire, the amount of slag generation of the solid wire was measured by the same method. As a result, the slag generation amount of the solid wire was 0.09 g when the shield gas was 100% CO2, and 0.05 g when the shield gas was Ar + 20% CO2. Therefore, in this slag amount measuring method, if the amount of slag generation is less than 0.1 g, it can be said that the slag is as low as solid wire.

次に、溶接継手から採取した試験片を用いて以下の手順で疲労試験を実施し、継手疲労強度を測定した。   Next, a fatigue test was performed by the following procedure using the test piece collected from the welded joint, and the joint fatigue strength was measured.

鋼板を2枚用意し重ね隅肉溶接を実施し、スラグ発生量の調査した後、その継手から図4に示す疲労試験片を採取した。そして、図4の矢印方向と疲労荷重負荷方向Pとして疲労荷重を負荷し、200万回繰り返し負荷しても疲労亀裂が発生しなかった応力範囲をその継手に対する疲労強度と定義し、その値で比較した。応力比RはR=0.1とした。鋼板1および鋼板2は必ずしも同じ鋼板を用いているわけではなく、異なった強度および板厚3および4の組み合わせも選択した。なお、試験片に加わる応力の値は、鋼板1の上表面の溶接ビード近傍にひずみゲージを貼り付けて計測した。   Two steel plates were prepared, lap fillet welding was performed, and the amount of slag generated was investigated, and then a fatigue test piece shown in FIG. 4 was collected from the joint. Then, a fatigue load is applied as the arrow direction in FIG. 4 and the fatigue load load direction P, and the stress range where fatigue cracks did not occur even after repeated loading 2 million times is defined as the fatigue strength for the joint. Compared. The stress ratio R was R = 0.1. The steel plate 1 and the steel plate 2 do not necessarily use the same steel plate, and combinations of different strengths and plate thicknesses 3 and 4 were also selected. The value of the stress applied to the test piece was measured by attaching a strain gauge in the vicinity of the weld bead on the upper surface of the steel plate 1.

初めに、表1−1及び表1−2にあるワイヤのうち、100番台の高SiC成分系ワイヤを用いて表2−1に示す条件で溶接継手を作製した後、溶接部のスラグ発生量と継手疲労強度を測定した。その結果を表2−1に示した。   First, among the wires in Table 1-1 and Table 1-2, after producing a welded joint under the conditions shown in Table 2-1 using 100th series high SiC component wires, the amount of slag generated in the welded portion And the joint fatigue strength was measured. The results are shown in Table 2-1.

試験番号A8の比較例は、鋼板強度、鋼板板厚ともに本発明の範囲内にあり、ワイヤ成分中でSiC含有量が本発明範囲内であるため疲労強度向上は達成できたが、ワイヤ成分中でスラグ材の合計含有量が本発明範囲から高く外れたため、溶接時にスラグ量の低減が達成できなかった。   In the comparative example of test number A8, both the steel plate strength and the steel plate thickness are within the range of the present invention, and the SiC content in the wire component is within the range of the present invention. However, since the total content of the slag material deviated from the scope of the present invention, reduction of the slag amount could not be achieved during welding.

試験番号A9、A10の比較例は、ワイヤ成分のSiC含有量、スラグ材の合計含有量の何れも本発明の範囲外であったため継手疲労強度向上および溶接時のスラグ発生量低減ともに達成できなかった。   In the comparative examples of test numbers A9 and A10, both the SiC content of the wire component and the total content of the slag material were out of the scope of the present invention, so that neither the joint fatigue strength improvement nor the slag generation amount during welding could be achieved. It was.

試験番号A11の比較例は、ワイヤ成分のSiC含有量が本発明の範囲外であったため疲労強度向上が達成できなかった。   In the comparative example of test number A11, the SiC content of the wire component was out of the range of the present invention, so that the fatigue strength could not be improved.

また、表1−1及び表1−2に示されたワイヤ番号152の比較例のワイヤについては、シャルピー試験を実施する際に割れが発生してしまったため、また、ワイヤ番号154は、ワイヤ製造時の線引き加工において断線してしまったため、シャルピー試験、スラグ生成量測定、および疲労試験が実施できなかった。   Moreover, about the wire of the comparative example of the wire number 152 shown by Table 1-1 and Table 1-2, since the crack generate | occur | produced when implementing a Charpy test, wire number 154 is wire manufacture. Since the wire was broken in the drawing process, Charpy test, slag generation amount measurement, and fatigue test could not be performed.

これらに対し、ワイヤ成分が本発明の範囲内である、試験番号A1〜A7の発明例はいずれも、溶接時のスラグ発生量はソリツドワイヤ並みのスラグ発生量である0.1g未満を達成でき、かつ継手疲労強度も全て300MPa以上を満足している。   On the other hand, all of the inventive examples of test numbers A1 to A7 in which the wire component is within the scope of the present invention can achieve a slag generation amount at the time of welding of less than 0.1 g, which is a slag generation amount similar to a solid wire, In addition, the joint fatigue strength all satisfies 300 MPa or more.

さらに、これら発明例の中で、SiCとともに、グラファイトを含有したワイヤを用いて溶接した試験番号A3〜A5の継手は、溶融スラグの脱酸作用が高まった結果、溶接時のスラグ発生量はより低減できた。   Furthermore, among these invention examples, the joints of test numbers A3 to A5 welded using SiC and a wire containing graphite increased the deoxidation action of the molten slag. Reduced.

それに対して、比較例であるA8〜A11は、いずれもスラグ発生量が0.1g以上であるか、及び/又は、溶接時の溶接継手の疲労強度が300MPa未満であった。   In contrast, A8 to A11, which are comparative examples, all had a slag generation amount of 0.1 g or more, and / or the fatigue strength of the welded joint during welding was less than 300 MPa.

以上より、表2−1のスラグ発生量と疲労強度(高SiC成分系)から、本発明のワイヤは、溶接時のスラグ発生量を低減でき、かつ継手の疲労強度向上も達成できることがわかった。   From the above, it was found from the slag generation amount and fatigue strength (high SiC component system) in Table 2-1 that the wire of the present invention can reduce the slag generation amount during welding and can also improve the fatigue strength of the joint. .

表2−2のスラグ発生量と疲労強度(低SiC成分系)は、本発明における低SiC成分系に対する実施例である。疲労強度調査方法およびスラグ発生量調査手順は、既に説明したとおりである。   The amount of slag generation and fatigue strength (low SiC component system) in Table 2-2 are examples for the low SiC component system in the present invention. The fatigue strength investigation method and the slag generation amount investigation procedure are as described above.

試験番号B8の比較例は、ワイヤ成分中でスラグ材の合計含有量が本発明の範囲から高く外れたため、スラグ発生量が0.40gとスラグ発生量が高くなり、溶接時のスラグ発生量の低減は達成されなかった。   In the comparative example of test number B8, since the total content of the slag material in the wire component deviated from the scope of the present invention, the slag generation amount increased to 0.40 g and the slag generation amount increased during welding. Reduction was not achieved.

また、B9〜B11の比較例については、ワイヤ中のスラグ材が本発明の範囲内であるためスラグ発生量がそれぞれ0.07g、0.06g、0.05gと充分低スラグ化が図られているが、ワイヤ成分のうち、SiC及び/又はCu、Ni、Cr、Moの合金元素添加量が本発明の範囲外であったため、疲労強度が向上しなかった。   Moreover, about the comparative example of B9-B11, since the slag material in a wire is in the range of the present invention, the amount of slag generation is 0.07g, 0.06g, and 0.05g, respectively, and low slag is achieved sufficiently. However, since the alloy component addition amount of SiC and / or Cu, Ni, Cr, and Mo was out of the range of the present invention among the wire components, the fatigue strength was not improved.

また、表1−1及び表1−2に示されたワイヤ番号254は、ワイヤ製造時の線引き加工において断線してしまい、シャルピー試験、スラグ生成量測定、および疲労試験が実施できなかった。   Moreover, the wire number 254 shown in Table 1-1 and Table 1-2 was disconnected in the drawing process at the time of wire manufacture, and the Charpy test, the slag generation amount measurement, and the fatigue test could not be performed.

これらに対し、ワイヤ成分が本発明の範囲内である、試験番号B1〜B7の発明例はいずれも、溶接時のスラグ発生量はソリッドワイヤ並みのスラグ発生量である0.1g未満を達成でき、かつ継手疲労強度も全て300MPa以上を満足している。   On the other hand, in all of the inventive examples of test numbers B1 to B7 in which the wire component is within the scope of the present invention, the amount of slag generated during welding can be less than 0.1 g, which is the amount of slag generated at the same level as solid wire. In addition, the joint fatigue strength also satisfies 300 MPa or more.

さらに、これら発明例の中で、SiCとともに、グラファイトを含有したワイヤを用いて溶接した試験番号B2、B4、B6、B7の継手は、溶融スラグの脱酸作用が高まった結果、溶接時のスラグ発生量はより低減できた。   Furthermore, among these inventive examples, the joints of test numbers B2, B4, B6, and B7 welded with SiC and a wire containing graphite were used as a result of the increased deoxidation effect of the molten slag. The amount generated was reduced.

それに対して、比較例であるB8〜B11は、スラグ発生量が0.1g以上であるか、及び/又は、溶接時の溶接継手の疲労強度が300MPa未満であった。   On the other hand, B8 to B11 as comparative examples had a slag generation amount of 0.1 g or more and / or the fatigue strength of the welded joint during welding was less than 300 MPa.

以上より、表2−2のスラグ発生量と疲労強度(低SiC成分系)から、本発明のワイヤは、溶接時のスラグ発生量を低減でき、かつ継手の疲労強度向上も達成できることがわかった。   From the above, it was found from the amount of slag generation and fatigue strength (low SiC component system) in Table 2-2 that the wire of the present invention can reduce the amount of slag generation during welding and can also improve the fatigue strength of the joint. .

Figure 2007136547
Figure 2007136547

Figure 2007136547
Figure 2007136547

図1は、メタル系フラックス入りワイヤにおけるフラックス中のSiC含有量と、溶着金属試験での溶接金属中のC含有量およびSi含有量の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the SiC content in a flux in a metal-based flux-cored wire, and the C content and Si content in a weld metal in a weld metal test. 図2は、ワイヤ中のSiC量および当該SiC含有量の条件でワイヤ加工性を維持できる最少酸化物量と溶接時のスラグ発生量との関係を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the amount of SiC in the wire and the minimum amount of oxide that can maintain wire workability under the conditions of the SiC content and the amount of slag generated during welding. 図3は、溶接継手の作製とシャルピー試験片の採取方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method for producing a welded joint and a method for collecting a Charpy test piece. 図4は、溶接継手疲労試験片および疲労荷重負荷方向を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a welded joint fatigue test piece and a fatigue load loading direction.

符号の説明Explanation of symbols

1、2:鋼板
3、4:板厚
P:疲労荷重負荷方向
S:シャルピー試験採取位置
W:I開先、突合せ溶接
1, 2: Steel plate 3, 4: Plate thickness P: Fatigue load direction S: Charpy test sampling position W: I groove, butt welding

Claims (18)

板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接するためのワイヤであって、ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.6〜1.2%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とするスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。 A wire for gas shield arc welding of a steel plate having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa, and is a mass% of the whole wire, and C other than SiC: 0.01 ~0.20%, SiC: 0.6~1.2%, SiC and SiO 2 other than Si: 0.05~1.2%, Mn: contains 0.2 to 3.0%, P: It is limited to 0.03% or less and S: 0.02% or less. Furthermore, one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O are added in a total amount of 0.05 to 0.00. 4% content, the balance being iron and inevitable impurities, and one or more of SiC and SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O are at least a steel outer shell as a flux The amount of slag generated is small Metal-based flux cored wire. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.6%以下であることを特徴とする請求項1記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
In the metal-based flux-cored wire, the graphite contains at least 0.02% or more of graphite as a flux in the steel outer shell, and the graphite defined by the following (1): The total amount of the C conversion value of said SiC is 0.6% or less, The metal type flux cored wire with few slag production | generation amounts of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.
前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で0.5〜6.0%含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いることを特徴とする請求項1または2記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   In the metal-based flux-cored wire, by mass% of the whole wire, Ni: 0.5 to 5.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2.0% And a metal-based flux-cored wire containing 0.5 to 6.0% in total of one or more of Cu: 0.1 to 0.5%. Metal-based flux-cored wire with low slag production. 板厚が1.0〜5.0mmで、強度が440〜980MPaである自動車用鋼板を溶接するためのワイヤであって、ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.05〜0.6%、SiCおよびSiO2以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で1.0〜6.0%含有し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とするスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。 A wire for welding a steel plate for automobiles having a plate thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa, and is a mass% of the whole wire, and C other than SiC: 0.01 to 0.00. 20%, SiC: 0.05-0.6%, Si other than SiC and SiO2: 0.05-1.2%, Mn: 0.2-3.0%, P: 0.03% Hereinafter, S is limited to 0.02% or less, Ni: 0.5 to 5.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2.0%, and Cu: one or more 0.1% to 0.5% containing 1.0 to 6.0% in total, addition, SiO 2, Al 2 O 3, one of Na 2 O and K 2 O or containing 0.05 to 0.4% of two or more in total, the balance being iron and unavoidable impurities, and the SiC, and the SiO 2, a 2 O 3, Na 2 O and K 2 O of one or more the metal-based flux cored wire is small amount of formation of slag, characterized in that it contains in the steel sheath at least as a flux. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.35%以下であることを特徴とする請求項4記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
In the metal-based flux-cored wire, the graphite contains at least 0.02% or more of graphite as a flux in the steel outer shell, and the graphite defined by the following (1): 5. The metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation according to claim 4, wherein the total amount of C-converted values of SiC is 0.35% or less.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.
前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、B:0.001〜0.015%を含有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   The slag generation amount according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal-based flux-cored wire further contains B: 0.001 to 0.015% by mass% of the entire wire. Metal-based flux cored wire with little 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   The metal-based flux-cored wire contains 0.005 to 0.3% in total of one or more of Nb, V and Ti in a mass% of the whole wire. A metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation according to any one of 1 to 6. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、酸化物系以外のアーク安定剤を、ワイヤ全体の質量%で、さらに、0.05〜0.5%を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のスラグ生成量が少ないメタル系フラックス入りワイヤ。   In the metal-based flux-cored wire, an arc stabilizer other than an oxide-based material is contained in the steel outer sheath at a mass% of the entire wire, and further 0.05 to 0.5% as at least the flux. The metal-based flux-cored wire with a small amount of slag generation according to any one of claims 1 to 7. ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.6〜1.2%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いて、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接することを特徴とするスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 By mass% of the whole wire, C other than SiC: 0.01 to 0.20%, SiC: 0.6 to 1.2%, Si other than SiC and SiO 2 : 0.05 to 1.2%, Mn : contains 0.2 to 3.0%, P: 0.03% or less, S: limited to 0.02% or less, further, SiO 2, Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O containing 0.05 to 0.4% one or two or more in total, the balance being iron and unavoidable impurities, and the SiC, and the SiO 2, Al 2 O 3, Na 2 O and K 2 One or more of O is a steel plate having a thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa using a metal-based flux-cored wire contained in the steel outer shell as a flux at least. Gas shielded arc welding The method for manufacturing a grayed generation amount is small high fatigue strength welded joints. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.6%以下であることを特徴とする請求項9記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
In the metal-based flux-cored wire, the graphite contains at least 0.02% or more of graphite as a flux in the steel outer shell, and the graphite defined by the following (1): The method for producing a high fatigue strength welded joint according to claim 9, wherein a total amount of C-converted values of SiC is 0.6% or less.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.
前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で0.5〜6.0%含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いることを特徴とする請求項9または10記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   In the metal-based flux-cored wire, by mass% of the whole wire, Ni: 0.5 to 5.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Mo: 0.1 to 2.0% And a metal-based flux-cored wire containing 0.5 to 6.0% of one or more of Cu: 0.1 to 0.5% in total. A method for producing a high fatigue strength welded joint with a small amount of slag generation described. ワイヤ全体の質量%で、SiC以外のC:0.01〜0.20%、SiC:0.05〜0.6%、SiCおよびSiO以外のSi:0.05〜1.2%、Mn:0.2〜3.0%を含有し、P:0.03%以下、S:0.02%以下に制限し、Ni:0.5〜5.0%、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、および、Cu:0.1〜0.5%の1種または2種以上を合計で1.0〜6.0%含有し、さらに、SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上を合計で0.05〜0.4%含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、かつ前記SiC、および、前記SiO、Al、NaOおよびKOの1種または2種以上は少なくともフラックスとして鋼製外皮内に含有するメタル系フラックス入りワイヤを用いて、板厚が1.0〜5.0mmであり、かつ強度が440〜980MPaである鋼板をガスシールドアーク溶接することを特徴とするスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 In% by weight of the total wire, other than the SiC C: 0.01~0.20%, SiC: 0.05~0.6%, SiC and SiO 2 other than Si: 0.05 to 1.2%, Mn : 0.2 to 3.0%, P: 0.03% or less, S: 0.02% or less, Ni: 0.5-5.0%, Cr: 0.1-2 1.0%, Mo: 0.1 to 2.0%, and Cu: 0.1 to 0.5%, or a total of 1.0 to 6.0%, Containing one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O in a total of 0.05 to 0.4%, the balance consisting of iron and inevitable impurities, and the SiC, and , contained in the SiO 2, Al 2 O 3, Na 2 O and K 2 O 1 kind or 2 or more is a steel within the outer skin at least as flux High fatigue strength with low slag generation, characterized in that gas shield arc welding is performed on a steel plate having a thickness of 1.0 to 5.0 mm and a strength of 440 to 980 MPa using a tal-based flux-cored wire A method for producing a welded joint. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、グラファイト:0.02%以上を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有し、かつ下記(1)で定義される該グラファイトおよび前記SiCのC換算値の合計量が0.35%以下であることを特徴とする請求項12記載のスラグ生成量が少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。
C換算値の合計量=[グラファイト]+0.3×[SiC] ・・・(1)
但し、上記[グラファイト]、[SiC]は、それぞれワイヤ全体に対するグラファイト、SiCの質量%を示す。
In the metal-based flux-cored wire, the graphite contains at least 0.02% or more of graphite as a flux in the steel outer shell, and the graphite defined by the following (1): The method for producing a high fatigue strength welded joint according to claim 12, wherein a total amount of C-converted values of SiC is 0.35% or less.
Total amount of C converted value = [graphite] + 0.3 × [SiC] (1)
However, the above [graphite] and [SiC] indicate mass% of graphite and SiC with respect to the whole wire, respectively.
前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、B:0.001〜0.015%を含有することを特徴とする請求項9〜13の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   The amount of slag generation according to any one of claims 9 to 13, wherein the metal-based flux-cored wire further contains B: 0.001 to 0.015% by mass% of the entire wire. Method for producing high fatigue strength welded joints with less fatigue. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、ワイヤ全体の質量%で、さらに、Nb、VおよびTiの1種または2種以上を合計で0.005〜0.3%含有することを特徴とする請求項9〜14の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   The metal-based flux-cored wire contains 0.005 to 0.3% in total of one or more of Nb, V and Ti in a mass% of the whole wire. The manufacturing method of the high fatigue strength welded joint with few slag production | generation amounts in any one of 9-14. 前記メタル系フラックス入りワイヤ中に、酸化物系以外のアーク安定剤を、ワイヤ全体の質量%で、さらに、0.05〜0.5%を少なくとも前記フラックスとして鋼製外皮内に含有することを特徴とする請求項9〜15の何れかに記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。   In the metal-based flux-cored wire, an arc stabilizer other than an oxide-based material is contained in the steel outer sheath at a mass% of the entire wire, and further 0.05 to 0.5% as at least the flux. The method for producing a high fatigue strength welded joint with a small amount of slag generation according to any one of claims 9 to 15. シールドガスとして、COを3〜25%含有し、残部がArガスおよび不可避不純物からなるシールドガスを用いることを特徴とする請求項9〜16の何れかに記載のスラグ量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 The high fatigue strength with a small amount of slag according to any one of claims 9 to 16, wherein the shielding gas is a shielding gas containing 3 to 25% of CO 2 and the balance being Ar gas and inevitable impurities. A method for producing a welded joint. 前記シールドガス中に、さらに、Oガスを4%以下含有するシールドガスを用いることを特徴とする請求項17記載のスラグ生成量の少ない高疲労強度溶接継手の作製方法。 The method for producing a high fatigue strength welded joint according to claim 17, wherein a shielding gas containing 4% or less of O 2 gas is further used in the shielding gas.
JP2006250567A 2005-10-20 2006-09-15 Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint Active JP4676940B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006250567A JP4676940B2 (en) 2005-10-20 2006-09-15 Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005306421 2005-10-20
JP2006250567A JP4676940B2 (en) 2005-10-20 2006-09-15 Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007136547A true JP2007136547A (en) 2007-06-07
JP4676940B2 JP4676940B2 (en) 2011-04-27

Family

ID=38200022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006250567A Active JP4676940B2 (en) 2005-10-20 2006-09-15 Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4676940B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009255164A (en) * 2008-03-26 2009-11-05 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd METAL-BASED FLUX CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELDED ARC WELDING
JP2010120022A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Nippon Steel Corp Fillet arc welding method of thin steel sheet
WO2011037272A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 新日本製鐵株式会社 Method for fillet arc welding high-strength thin steel sheets
KR20140086893A (en) * 2012-12-28 2014-07-08 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Flux cored wire for gas shielded arc welding, and gas shielded arc welding method
JP2015532215A (en) * 2012-10-24 2015-11-09 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド Laser metal weld clad of weld seam for automotive parts
JP2015199106A (en) * 2014-04-10 2015-11-12 日鐵住金溶接工業株式会社 Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding
JP2016087622A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 日鐵住金溶接工業株式会社 Flux-cored wire for gas shield arc welding of high-tensile steel
JP2017074599A (en) * 2015-10-14 2017-04-20 日鐵住金溶接工業株式会社 METALLIC FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELDED ARC WELDING

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03146295A (en) * 1989-10-31 1991-06-21 Nippon Steel Corp Flux cored wire for gas shielded arc welding
JPH03221297A (en) * 1990-01-26 1991-09-30 Nippon Steel Corp Metallic powder flux cored wire for arc welding
JPH06226492A (en) * 1993-02-05 1994-08-16 Kobe Steel Ltd Gas shielded arc welding metallic flux cored wire
JPH11151592A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Kobe Steel Ltd Metal based flux cored wire for gas shielded arc welding and one side welding method
JP2001179488A (en) * 1999-12-22 2001-07-03 Kobe Steel Ltd Metallic flux cored wire electrode for arc welding

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03146295A (en) * 1989-10-31 1991-06-21 Nippon Steel Corp Flux cored wire for gas shielded arc welding
JPH03221297A (en) * 1990-01-26 1991-09-30 Nippon Steel Corp Metallic powder flux cored wire for arc welding
JPH06226492A (en) * 1993-02-05 1994-08-16 Kobe Steel Ltd Gas shielded arc welding metallic flux cored wire
JPH11151592A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Kobe Steel Ltd Metal based flux cored wire for gas shielded arc welding and one side welding method
JP2001179488A (en) * 1999-12-22 2001-07-03 Kobe Steel Ltd Metallic flux cored wire electrode for arc welding

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009255164A (en) * 2008-03-26 2009-11-05 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd METAL-BASED FLUX CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELDED ARC WELDING
JP2010120022A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Nippon Steel Corp Fillet arc welding method of thin steel sheet
WO2011037272A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 新日本製鐵株式会社 Method for fillet arc welding high-strength thin steel sheets
TWI412422B (en) * 2009-09-25 2013-10-21 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Method of Arc Welding for High Strength Steel Plate
JP5623413B2 (en) * 2009-09-25 2014-11-12 新日鐵住金株式会社 Fillet arc welding method for high strength thin steel sheet
JP2015532215A (en) * 2012-10-24 2015-11-09 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド Laser metal weld clad of weld seam for automotive parts
KR20140086893A (en) * 2012-12-28 2014-07-08 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Flux cored wire for gas shielded arc welding, and gas shielded arc welding method
KR101662373B1 (en) 2012-12-28 2016-10-04 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Flux cored wire for gas shielded arc welding, and gas shielded arc welding method
JP2015199106A (en) * 2014-04-10 2015-11-12 日鐵住金溶接工業株式会社 Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding
JP2016087622A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 日鐵住金溶接工業株式会社 Flux-cored wire for gas shield arc welding of high-tensile steel
JP2017074599A (en) * 2015-10-14 2017-04-20 日鐵住金溶接工業株式会社 METALLIC FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELDED ARC WELDING

Also Published As

Publication number Publication date
JP4676940B2 (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100920549B1 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding
JP4676940B2 (en) Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint
JP5157606B2 (en) TIG welding method of high strength steel using flux cored wire
KR101970076B1 (en) Flux-cored wire for gas-shielded arc welding
WO2012086042A1 (en) Welding solid wire and welding metal
KR101231949B1 (en) Stainless steel flux-cored welding wire for the welding of galvanized steel sheets and process for arc welding of galvanized steel sheets with the same
CA3079810A1 (en) Solid wire for gas-shielded arc welding of thin steel sheet
JP4603399B2 (en) Metal-based flux-cored wire and welding method
JP5097499B2 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding for low alloy heat resistant steel
JP5244059B2 (en) Welded solid wire and weld metal
JP5450260B2 (en) Weld metal with excellent hot crack resistance
KR100821426B1 (en) Flux cored wire for gas-shielded arc welding of high tensile steel
CN112512742B (en) Solid welding wire and method for manufacturing welded joint
KR100914796B1 (en) Metallic flux cored wire, gas shielded arc welding process with the same, and process for production of welded joints having high fatigue strength with little slag
CA3087438C (en) Flux-cored wire for gas shield arc welding
JP2002361480A (en) Iron based consumable welding material having excellent fatigue strength in welded joint part and welded joint
JP5244035B2 (en) Weld metal
JPH10272594A (en) Low hydrogen type coated electrode
JP2004337871A (en) Low hydrogen coated electrode for low-alloy heat-resistant steel
JP3862213B2 (en) Welding wire for gas shielded arc welding
KR100581027B1 (en) Flux cored wire for martensitic stainless steel
JP2019089131A (en) Flux-containing wire
JPH04313488A (en) Tig welding wire for high tension steel
JP2019058939A (en) Flux-cored wire for gas shield arc-welding, and manufacturing method of weld joint
JPH07323392A (en) Low hydrogen type coated arc electrode and welding method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110125

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4676940

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350