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JP6953789B2 - Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method - Google Patents

Flux-cored wire for gas shielded arc welding and welding joint manufacturing method Download PDF

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JP6953789B2
JP6953789B2 JP2017100982A JP2017100982A JP6953789B2 JP 6953789 B2 JP6953789 B2 JP 6953789B2 JP 2017100982 A JP2017100982 A JP 2017100982A JP 2017100982 A JP2017100982 A JP 2017100982A JP 6953789 B2 JP6953789 B2 JP 6953789B2
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Description

本発明は、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法に関する。 The present invention relates to a flux-cored wire for gas shielded arc welding and a method for manufacturing a welded joint.

火力発電ボイラや石油化学精製装置等の耐熱、耐圧配管に用いられる高温材料としては、フェライト系耐熱鋼ならびにオーステナイト系耐熱鋼がよく知られている。フェライト系耐熱鋼は、Crを数%〜12%、及びMoを数%含むことを特徴とする。オーステナイト系耐熱鋼に比べて熱膨張係数が小さくかつ安価であることから、使用環境に応じて様々なフェライト系耐熱鋼が多量に使用されている。 Ferritic heat-resistant steels and austenitic heat-resistant steels are well known as high-temperature materials used for heat-resistant and pressure-resistant pipes in thermal power generation boilers and petrochemical refining equipment. Ferritic heat-resistant steel is characterized by containing several% to 12% of Cr and several% of Mo. Since the coefficient of thermal expansion is smaller and cheaper than that of austenitic heat-resistant steel, various ferrite-based heat-resistant steels are used in large quantities depending on the usage environment.

これらフェライト系耐熱鋼を使用する場合、溶接によりこれを組み立てて、構造物とするのが一般的である。そして、溶接に際しては、母材であるフェライト系耐熱鋼と類似の合金成分を有し、類似の組織を形成可能なフェライト系耐熱鋼用溶接材料が広く使用されている。 When these ferritic heat-resistant steels are used, they are generally assembled by welding to form a structure. At the time of welding, a welding material for ferritic heat-resistant steel, which has an alloy component similar to that of the base material ferrite-based heat-resistant steel and can form a similar structure, is widely used.

ところで、これらのフェライト系耐熱鋼用溶接材料を用いて溶接する場合、例えば、非特許文献1に記載の通り、溶接低温割れが問題となることが広く知られている。それを防止するため、非特許文献1に併せて示されるように、溶接前に被溶接部を予熱する作業が取られている。 By the way, when welding is performed using these welding materials for ferritic heat-resistant steel, it is widely known that low-temperature welding cracking becomes a problem, for example, as described in Non-Patent Document 1. In order to prevent this, as shown in Non-Patent Document 1, work is taken to preheat the portion to be welded before welding.

また、特許文献1には、高Crフェライト系耐熱鋼の溶接低温割れを防止するために、被覆アーク溶接、TIG溶接、サブマージアーク溶接などの溶接法に関わらず、150〜300℃の予熱を行うとの具体的な方法が示されている。さらに、特許文献1では、溶接低温割れを防止するためには、溶接終了後に溶接部が300℃未満に冷却される前に溶接部を母材厚さ25mmあたり、150〜300℃の温度に10分以上2時間以下に保持する直後熱が必要であることが記載されている。 Further, in Patent Document 1, in order to prevent low-temperature cracking of high Cr ferrite heat-resistant steel, preheating is performed at 150 to 300 ° C. regardless of welding methods such as shielded metal arc welding, TIG welding, and submerged arc welding. The specific method is shown. Further, in Patent Document 1, in order to prevent low-temperature cracking in welding, the welded portion is heated to a temperature of 150 to 300 ° C. per 25 mm of the base metal thickness before the welded portion is cooled to less than 300 ° C. after the completion of welding. It is stated that heat is required immediately after holding for minutes or more and 2 hours or less.

しかしながら、これら文献に示されている予熱作業は被溶接部を高温に加熱するため、溶接効率を著しく損ない、溶接コストを増大させる。そのため、予熱作業の省略もしくは予熱温度の低下等が望まれている。加えて、直後熱も、溶接後に溶接部が冷却される前に溶接部を高温に加熱、保持する必要があるため、省略が望まれる。 However, since the preheating operation shown in these documents heats the welded portion to a high temperature, the welding efficiency is significantly impaired and the welding cost is increased. Therefore, it is desired to omit the preheating work or lower the preheating temperature. In addition, it is desirable to omit the heat immediately after welding because it is necessary to heat and maintain the welded portion at a high temperature before the welded portion is cooled after welding.

予熱や直後熱の省略を可能とする溶接材料について、例えば、特許文献2には、Cなどの合金元素の量を調整し、さらにCrおよびMoをそれぞれ0.8〜1.5%および0.4〜1.2%含むTIG溶接材料が提案されている。しかしながら、ここで提案されている技術は、元々、低温割れが問題となりにくいTIG溶接に使用するソリッドワイヤに関するものであり、近年、適用範囲が広がりつつあるフラックス入りワイヤに適用し得るものではない。 Regarding the welding material that enables the omission of preheating and immediate heat, for example, Patent Document 2 states that the amount of alloying elements such as C is adjusted, and Cr and Mo are 0.8 to 1.5% and 0, respectively. TIG welding materials containing 4 to 1.2% have been proposed. However, the technique proposed here originally relates to a solid wire used for TIG welding in which low temperature cracking is less likely to be a problem, and cannot be applied to a flux-cored wire whose application range is expanding in recent years.

一方、特許文献3には、必須元素としてCoを0.1〜10.0%含有し、Moを任意に0.1〜3.0%含有する溶接材料用鋼材が開示されている。特許文献3では、Coの含有を必須とした上記溶接材料用鋼材を用いて製造される被覆アーク溶接材料やフラックス入りワイヤを用いることにより、予熱が省略できるとされている。また、特許文献4には、外皮又はフラックスにVを含有させることにより、耐低温割れ性を向上させた490〜780MPa級高張力用フラックス入りワイヤが提案されている。しかしながら、特許文献3に提案されている溶接材料は高価なCoの含有を必須としている点で産業利用上好ましくない。特許文献4については、高温での溶接金属の強度については何ら考慮がなされていない。 On the other hand, Patent Document 3 discloses a steel material for welding materials containing 0.1 to 10.0% of Co as an essential element and optionally 0.1 to 3.0% of Mo. In Patent Document 3, it is stated that preheating can be omitted by using a shielded metal arc welding material or a flux-cored wire manufactured by using the above-mentioned steel material for welding material in which Co is indispensable. Further, Patent Document 4 proposes a 490-780 MPa class high-tensile flux-cored wire having improved low-temperature cracking resistance by containing V in the outer skin or flux. However, the welding material proposed in Patent Document 3 is not preferable for industrial use in that it requires the inclusion of expensive Co. In Patent Document 4, no consideration is given to the strength of the weld metal at a high temperature.

特許文献5は、フラックス入りワイヤにCaF主体とする弗化物を添加することで、溶接金属中に含まれる拡散性水素量を低減させ、耐低温割れ性を改善した画期的な技術を開示している。しかしながら、特許文献5では溶接金属の高温強度を確保するための手段について検討されていない。 Patent Document 5 discloses an epoch-making technique in which the amount of diffusible hydrogen contained in the weld metal is reduced and the low temperature crack resistance is improved by adding a fluoride mainly composed of CaF 2 to the flux-containing wire. doing. However, Patent Document 5 does not study the means for ensuring the high temperature strength of the weld metal.

本発明者らは、前記した課題を解決するために調査を行った結果、フラックス入りワイヤにおいて、フラックス中の弗化物量を適正な範囲に管理することで、溶接金属中の拡散性水素量を低減し、予熱作業が簡略化できること、さらに、ワイヤ全体として合金成分を所定の範囲とすることで、必要な高温強度との両立が可能となることが分かった。 As a result of investigating to solve the above-mentioned problems, the present inventors have managed the amount of flux in the flux in the flux-cored wire within an appropriate range to reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. It was found that the amount of reduction can be reduced, the preheating work can be simplified, and that the required high-temperature strength can be achieved at the same time by setting the alloy component of the entire wire within a predetermined range.

その結果、高温強度および耐低温割れ性について良好な溶接部を有する溶接継手が得られた。しかし、シールドガスが100%COガスである溶接作業に、上述のフラックス入りワイヤを用いた場合には、スパッタが多発し、作業性が著しく悪いという問題が起こった。100%COシールドガスは、Ar−CO混合シールドガスに比べて、安価であるので、100%COシールドガスを用いる溶接に適用可能なフラックス入りワイヤは溶接施工のコストを低減させることができる。さらに、作業性に関し、フラックス入りワイヤには立向溶接性に優れること、具体的には立向溶接に適用された場合に溶融部の垂れを抑制可能であることが要求されている。立向溶接性に優れるフラックス入りワイヤは、幅広い溶接現場において利用可能である。しかし従来技術によれば、スパッタ発生量の抑制と、立向溶接性の向上との両方が達成された、耐低温割れ性及び高温強度に優れたフェライト系耐熱鋼用溶接材料は提供されていなかった。特に、上述された特許文献5の耐低温割れ性向上技術である弗化物添加には、スパッタ発生量を増大させるという欠点がある。 As a result, a welded joint having a welded portion having good high temperature strength and low temperature crack resistance was obtained. However, when the above-mentioned flux-cored wire is used for the welding work in which the shield gas is 100% CO 2 gas, there is a problem that spatter occurs frequently and the workability is remarkably poor. Since 100% CO 2 shield gas is cheaper than Ar-CO 2 mixed shield gas, a flux-cored wire applicable to welding using 100% CO 2 shield gas can reduce the cost of welding work. can. Further, with respect to workability, the flux-cored wire is required to have excellent vertical weldability, specifically, to be able to suppress sagging of the molten portion when applied to vertical welding. A flux-cored wire having excellent vertical weldability can be used in a wide range of welding sites. However, according to the prior art, there has not been provided a welding material for ferritic heat-resistant steel having excellent low-temperature cracking resistance and high-temperature strength, which achieves both suppression of spatter generation amount and improvement of vertical weldability. rice field. In particular, the addition of fluoride, which is the technique for improving the low temperature cracking resistance of Patent Document 5 described above, has a drawback of increasing the amount of spatter generated.

現代溶接技術体系<第14巻> 耐熱鋼・耐熱材料の溶接、産報出版株式会社(1980)、P.55−58Hyundai Welding Technology System <Volume 14> Welding of heat-resistant steel and heat-resistant materials, Sanpo Publishing Co., Ltd. (1980), P.M. 55-58

特開平8−164481号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-164481 特開2002−1579号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-1579 特開2006−9070号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-9070 特開平8−257785号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-257785 特開2015−27700号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-27700

本発明の課題は、耐低温割れ性に優れ、高温強度に優れた溶接金属が得られ、スパッタの発生量が少なく、且つ立向溶接性に優れるフラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a welded metal having excellent low temperature crack resistance and high temperature strength, a flux-containing wire having a small amount of spatter and excellent vertical weldability, and a method for manufacturing a welded joint. It is to be.

本発明の要旨は次のとおりである。 The gist of the present invention is as follows.

(1)本発明の一態様に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮の内部にフラックスが充填されたものであって、前記フラックスが、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値の合計が0.11%以上2.00%未満である弗化物と、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計3.50%以上13.00%未満の、Cr酸化物及びTi酸化物を含む酸化物と、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上10.0%未満の鉄粉と、を含み、前記弗化物に含まれるCaFの含有量が前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上1.00%未満であり、前記Ti酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で2.50%以上8.50%未満であり、前記Cr酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCr換算の質量%で0.10%以上10.00%未満であり、前記酸化物に含まれるCa酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0%以上0.20%未満であり、さらに、前記弗化物、及び前記酸化物を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、C:0.003〜0.150%、Si:0.05〜2.00%、Mn:0.4〜3.5%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Cr:0.30〜13.00%、及びMo:0.10〜2.50%、を含有し、残部がFeおよび不純物からなる。
(2)上記(1)に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、V:0.50%以下、Nb:0.50%以下、Ti:0.500%以下、及びTa:0.50%以下からなる群から選択される一種以上を含有してもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、Cu:1.00%以下、Ni:1.0%以下、Co:5.0000%以下、及びB:0.0200%以下からなる群から選択される一種以上を含有してもよい。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、W:4.0000%以下を含有してもよい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、Ca:0.500%以下、REM:0.0100%以下、Mg:0.80%以下、及びAl:0.400%以下を含有してもよい。
(6)本発明の別の態様に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮の内部にフラックスが充填されたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、前記フラックスが、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値の合計が0.11%以上2.00%未満である弗化物と、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計3.50%以上13.00%未満の、Cr酸化物及びTi酸化物を含む酸化物と、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上10.0%未満の鉄粉と、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計2.00%以下の、CaCO、NaCO、及びMgCOからなる群から選択される一種以上の炭酸塩と、を含み、前記弗化物に含まれるCaFの含有量が前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上1.00%未満であり、前記Ti酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で2.50%以上8.50%未満であり、前記Cr酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCr換算の質量%で0.10%以上10.00%未満であり、前記酸化物に含まれるCa酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0%以上0.20%未満であり、さらに、前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、C:0.003〜0.150%、Si:0.05〜2.00%、Mn:0.4〜3.5%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Cr:0.30〜13.00%、及びMo:0.10〜2.50%、を含有し、残部がFeおよび不純物からなる。
(7)上記(6)に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、V:0.50%以下、Nb:0.50%以下、Ti:0.500%以下、及びTa:0.50%以下からなる群から選択される一種以上を含有してもよい。
(8)上記(6)又は(7)に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、Cu:1.00%以下、Ni:1.0%以下、Co:5.0000%以下、及びB:0.0200%以下からなる群から選択される一種以上を含有してもよい。
(9)上記(6)〜(8)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、W:4.0000%以下を含有してもよい。
(10)上記(6)〜(9)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤでは、さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、Ca:0.500%以下、REM:0.0100%以下、Mg:0.80%以下、及びAl:0.400%以下からなる群から選択される一種以上を含有してもよい。
(11)上記(1)〜(10)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記弗化物が、CaF、MgF、NaAlF、NaF、及びKZrFからなる群から選択される一種以上であり、式1によって算出されるX値が3.00%以下であってもよい。
X=[NaAlF]+[NaF]+[MgF]+1.5×([KZrF])+3.5×([CaF])・・・(式1)
ただし、前記式1に記載の括弧が付された化学式は、前記化学式に係る前記弗化物の、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%での含有量を表し、含有されない前記弗化物の含有量は0%とみなす。
(12)上記(1)〜(11)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記酸化物が、前記Cr酸化物、前記Ti酸化物、並びにFe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物からなる群から選択される一種以上であり、前記Cr酸化物、前記Ti酸化物、前記Fe酸化物、前記Ba酸化物、前記Na酸化物、前記Si酸化物、前記Zr酸化物、前記Mg酸化物、前記Al酸化物、前記Mn酸化物、前記K酸化物、及び前記Ca酸化物の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する、Cr、TiO、FeO、BaO、NaO、SiO、ZrO、MgO、Al、MnO、KO、及びCaOの各々の換算値で3.50%以上13.00%未満であり、式2によって算出されるV値が5.00以上27.00以下であってもよい。
V=([TiO]+1.2×[SiO]+1.4×[Al]+1.5×[ZrO])/(F)1/2:式2
ただし、前記式2に記載の括弧が付された化学式について、[TiO ]はTi酸化物のTiO 換算値、[SiO ]はSi酸化物のSiO 換算値、[Al ]はAl酸化物のAl 換算値、[ZrO ]はZrO 換算値での、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%での含有量を表し、前記式2に記載の記号「F」は、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する前記弗化物の前記F換算値の合計を示し、含有されない前記酸化物の含有量は0%とみなす。
(13)上記(1)〜(12)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記鋼製外皮がスリット状の隙間のない形状であってもよい。
(14)上記(1)〜(12)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、前記鋼製外皮がスリット状の隙間を有する形状であってもよい。
(15)上記(1)〜(14)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、前記鋼製外皮の表面にパーフルオロポリエーテル油を有してもよい。
(16)本発明の別の態様に係る溶接継手の製造方法では、上記(1)〜(15)のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて、鋼材を溶接する。
(1) The flux-containing wire for gas shielded arc welding according to one aspect of the present invention has a steel outer skin filled with flux, and the flux is converted into F with respect to the total mass of the flux-containing wire. A fluoride having a total value of 0.11% or more and less than 2.00%, and a total of 3.50% or more and less than 13.00% by mass% of the total mass of the flux-filled wire, Cr oxide and Ti oxidation. The flux-containing wire contains an oxide containing an substance and iron powder having a mass% of 0% or more and less than 10.0% based on the total mass of the flux-containing wire, and the content of CaF 2 contained in the fluoride is the flux-containing wire. The Ti oxide content is 2.50% or more and 8.50% by mass% of the total mass of the flux-welded wire in terms of TiO 2. less than%, the content of Cr oxide is less than 10.00% 0.10% or more by mass% of the terms of Cr 2 O 3 to the total mass of the flux cored wire, contained in the oxide The content of Ca oxide is 0% or more and less than 0.20% in terms of CaO equivalent with respect to the total mass of the flux-filled wire, and the fluoride and the chemical components excluding the oxide are the above. C: 0.003 to 0.150%, Si: 0.05 to 2.00%, Mn: 0.4 to 3.5%, P: 0.020% in terms of mass% of the total mass of the flux-containing wire. Hereinafter, S: 0.020% or less, Cr: 0.30 to 13.00%, and Mo: 0.10 to 2.50% are contained, and the balance is composed of Fe and impurities.
(2) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to (1) above, the flux-cored wire and the chemical components excluding the oxide are further added to the total mass of the flux-welded wire. By mass%, instead of a part of Fe contained in the chemical component, V: 0.50% or less, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.500% or less, and Ta: 0.50% or less. It may contain one or more selected from the group consisting of.
(3) In the gas-shielded arc welding flux-containing wire according to (1) or (2) above, the flux-containing wire further comprises the flux-containing wire and the chemical components other than the oxide. Cu: 1.00% or less, Ni: 1.0% or less, Co: 5.000% or less, and B: 0 in place of a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of It may contain one or more selected from the group consisting of .0200% or less.
(4) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (3) above, the flux-cored wire and the chemical components other than the oxide are further added. , W: 4.00% or less may be contained in place of a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
(5) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (4) above, the flux-cored wire and the chemical components other than the oxide are further added. , Ca: 0.500% or less, REM: 0.0100% or less, Mg: 0.80% or less in place of a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire. , And Al: 0.400% or less may be contained.
(6) The flux-containing wire for gas-shielded arc welding according to another aspect of the present invention is a flux-containing wire for gas-shielded arc welding in which a flux is filled inside a steel outer skin, and the flux is the flux. The total F conversion value with respect to the total mass of the welded wire is 0.11% or more and less than 2.00%, and the mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire is 3.50% or more and less than 13.00% in total. Oxide containing Cr oxide and Ti oxide, iron powder of 0% or more and less than 10.0% in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire, and mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. The flux contains CaCO 3 , Na 2 CO 3 , and one or more carbonates selected from the group consisting of MgCO 3 , which are 2.00% or less in total, and the content of CaF 2 contained in the fluoride is the flux. It is 0% or more and less than 1.00% in mass% with respect to the total mass of the welded wire, and the content of the Ti oxide is 2.50% or more in mass% in terms of TiO 2 with respect to the total mass of the flux-filled wire 8 less than .50%, the content of Cr oxide is at 10.00 less than% 0.10% or more by mass% of the terms of Cr 2 O 3 to the total weight of the flux-cored wire, the oxide The content of the Ca oxide contained is 0% or more and less than 0.20% in terms of CaO equivalent with respect to the total mass of the flux-filled wire, and further, the fluoride, the oxide, and the carbonate are added. The chemical components to be excluded are C: 0.003 to 0.150%, Si: 0.05 to 2.00%, Mn: 0.4 to 3.5%, in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. It contains P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Cr: 0.30 to 13.00%, and Mo: 0.10 to 2.50%, and the balance consists of Fe and impurities. ..
(7) In the flux-welded wire for gas shielded arc welding according to (6) above, the flux-containing wire further comprises the chemical components other than the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-welded wire. V: 0.50% or less, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.500% or less, and Ta: 0 in place of a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of It may contain one or more selected from the group consisting of .50% or less.
(8) In the flux-welded wire for gas shielded arc welding according to (6) or (7) above, the chemical component excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-welded wire is further contained. Cu: 1.00% or less, Ni: 1.0% or less, Co: 5.000% or less, in place of a part of Fe contained in the chemical component, in mass% with respect to the total mass of the flux-containing wire. And B: One or more selected from the group consisting of 0.0200% or less may be contained.
(9) The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (6) to (8) above further excludes the flux, the oxide, and the carbonate of the flux-welded wire. The chemical component may contain W: 4.00% or less in place of a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
(10) The flux-containing wire for gas shielded arc welding according to any one of (6) to (9) above further excludes the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-welded wire. The chemical component is Ca: 0.500% or less, REM: 0.0100% or less, Mg: 0, in place of a part of Fe contained in the chemical component, in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. It may contain one or more selected from the group consisting of .80% or less and Al: 0.400% or less.
(11) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (10) above, the fluoride is CaF 2 , MgF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, and K 2. It may be one or more selected from the group consisting of ZrF 6 , and the X value calculated by Equation 1 may be 3.00% or less.
X = [Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ] + 1.5 x ([K 2 ZrF 6 ]) + 3.5 x ([CaF 2 ]) ... (Equation 1)
However, the chemical formula in parentheses described in the formula 1 represents the content of the fluoride according to the chemical formula in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire, and the content of the fluoride not contained. Is considered to be 0%.
(12) In the flux-containing wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (11) above, the oxide is the Cr oxide, the Ti oxide, and Fe oxide, Ba. One or more selected from the group consisting of oxides, Na oxides, Si oxides, Zr oxides, Mg oxides, Al oxides, Mn oxides, K oxides, and Ca oxides, and the Cr oxidation. Product, said Ti oxide, said Fe oxide, said Ba oxide, said Na oxide, said Si oxide, said Zr oxide, said Mg oxide, said Al oxide, said Mn oxide, said K oxidation things, and the total content of the Ca oxide, relative to the total weight of the flux-cored wire, Cr 2 O 3, TiO 2 , FeO, BaO, Na 2 O, SiO 2, ZrO 2, MgO, Al 2 The converted values of O 3 , MnO 2 , K 2 O, and Ca O are 3.50% or more and less than 13.00%, and the V value calculated by Equation 2 is 5.00 or more and 27.00 or less. You may.
V = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 : Equation 2
However, regarding the chemical formulas in parentheses described in the above formula 2 , [TiO 2 ] is the TiO 2 conversion value of the Ti oxide, [SiO 2 ] is the SiO 2 conversion value of the Si oxide, and [Al 2 O 3 ]. Is the Al 2 O 3 conversion value of the Al oxide , [ZrO 2 ] is the ZrO 2 conversion value, and represents the content of the flux-cored wire in mass% with respect to the total mass. Refers to the total of the F-converted values of the flux with respect to the total mass of the flux-cored wire, and the content of the oxide not contained is regarded as 0%.
(13) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (12) above, the steel outer skin may have a slit-like shape without gaps.
(14) In the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (12) above, the steel outer skin may have a slit-like gap.
(15) The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (14) above may have perfluoropolyether oil on the surface of the steel outer skin.
(16) In the method for manufacturing a welded joint according to another aspect of the present invention, a steel material is welded using the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of (1) to (15) above. ..

本発明は、高温強度に優れた溶接金属を得ることができ、耐低温割れ性が優れ、スパッタの発生量が少なく、さらに立向溶接性に優れたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法を提供することができる。特に本発明は、高温強度が必要とされる部材に使用されるフェライト系耐熱鋼の溶接、及びシールドガスが100%COである溶接に適用された場合であっても、耐低温割れ性に優れ、スパッタ発生が少なく、立向溶接性に優れ、高い溶接施工効率で溶接可能であるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a weld metal having excellent high-temperature strength can be obtained, low-temperature cracking resistance is excellent, the amount of spatter generated is small, and a flux-cored wire and a welded joint for gas shielded arc welding are excellent. Manufacturing method can be provided. In particular, the present invention has low temperature crack resistance even when applied to welding of ferritic heat-resistant steel used for members requiring high temperature strength and welding in which the shield gas is 100% CO 2. It is possible to provide a method for manufacturing a flux-filled wire for gas shielded arc welding and a welded joint, which are excellent, have less spatter generation, are excellent in vertical weldability, and can be welded with high welding efficiency.

X値とスパッタ量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the X value and the spatter amount. (a)エッジ面を突合せて溶接して作ったワイヤ、(b)エッジ面を突合せて作ったワイヤ、及び(c)エッジ面をかしめて作ったワイヤの断面の写真である。It is a photograph of the cross section of (a) a wire made by butt-welding the edge surfaces, (b) a wire made by butt-butting the edge surfaces, and (c) a wire made by caulking the edge surfaces. 一般的な立向溶接作業性評価試験において「垂れ落ち無し」と判定される溶接部を例示する写真である。It is a photograph exemplifying a welded part which is judged as "no dripping" in a general vertical welding workability evaluation test. 一般的な立向溶接作業性評価試験において「垂れ落ち有り」と判定される溶接部を例示する写真である。It is a photograph exemplifying a welded portion which is judged as "there is sagging" in a general vertical welding workability evaluation test.

本発明者らは、高温強度が求められるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、種々のスラグ成分量を変えて実験した。その結果、本発明者らは、Crを0.3〜13.0%含有したフラックス入りワイヤを用いて鋼材を溶接した場合に問題となる低温割れを改善することができ、かつ、シールドガスが100%COガスである溶接に用いられた場合でもスパッタの発生量を抑制することができる弗化物及び酸化物の種類と添加量とを見出した。 The present inventors conducted experiments by changing the amounts of various slag components in a flux-cored wire for gas shielded arc welding, which requires high-temperature strength. As a result, the present inventors can improve low-temperature cracking, which is a problem when a steel material is welded using a flux-cored wire containing 0.3 to 13.0% of Cr, and the shield gas can be used. We have found the types and amounts of flux and oxides that can suppress the amount of spatter generated even when used for welding, which is 100% CO 2 gas.

本発明は以上のような検討の結果なされたものである。以下、本実施形態に係るフラックス入りワイヤについて、スラグ成分と合金成分とに分けて説明する。なお、フラックス入りワイヤについての説明中の成分の含有量は、特に断りが無い限り、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%を表す。 The present invention has been made as a result of the above studies. Hereinafter, the flux-cored wire according to the present embodiment will be described separately for the slag component and the alloy component. Unless otherwise specified, the content of the component in the description of the flux-cored wire represents mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.

本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、鋼製外皮と、鋼製外皮に包まれたフラックスとを有する。鋼製外皮の内部に充填されるフラックスは、弗化物、酸化物、及び任意に含まれ得る炭酸塩等のスラグ成分と、金属粉及び合金粉等の合金成分とを含む。また、充填率の調整のために、フラックスは鉄粉を含む場合もある。最初に、ワイヤの鋼製外皮の内部に挿入されるスラグ成分について説明する。 The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to the present embodiment has a steel outer skin and a flux wrapped in the steel outer skin. The flux filled inside the steel outer skin contains a slag component such as a fluoride, an oxide, and an optionally contained carbonate, and an alloy component such as a metal powder and an alloy powder. In addition, the flux may contain iron powder for adjusting the filling rate. First, the slag component inserted inside the steel outer skin of the wire will be described.

(弗化物の、フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値の合計:0.11%以上2.00%未満)
(弗化物の種類:好ましくはCaF、MgF、NaAlF、NaF、及びKZrFからなる群から選択される一種以上)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、弗化物を、フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値(以下、単に「F換算値」と称する場合がある)の合計で0.11%以上含有する。フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値とは、弗化物に含まれる弗素(F)の量を、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で示すものである。例えば、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%でn%のCaFがフラックス入りワイヤに含まれる場合、CaFのF換算値は以下の式Aによって求められる。
(CaFのF換算値)=n×(19.00×2/78.08)・・・(式A)
上の式A中の「19.00」は、Fの原子量であり、「2」は、1個のCaFに含まれるF原子の個数であり、「78.08」は、CaFの分子量である。CaF以外の弗化物に関しても、同様にF換算値が算出できる。フラックス中に複数種類の弗化物が含まれる場合、各弗化物のF換算値の合計値が、フラックスに含まれる弗化物のF換算値とみなされる。なお、弗化物の種類は特に制限されないが、例えばCaF、MgF、NaAlF、NaF、及びKZrFからなる群から選択される一種以上とすることができる。
(Total F conversion value of fluoride with respect to the total mass of flux-cored wire: 0.11% or more and less than 2.00%)
(Type of fluoride: preferably one or more selected from the group consisting of CaF 2 , MgF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, and K 2 ZrF 6)
The flux-cored wire according to the present embodiment contains fluoride in an F-converted value (hereinafter, may be simply referred to as “F-converted value”) of 0.11% or more with respect to the total mass of the flux-cored wire. The F conversion value with respect to the total mass of the flux-cored wire indicates the amount of fluorine (F) contained in the fluoride in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire. For example, when CaF 2 of n% by mass with respect to the total mass of the flux-cored wire is contained in the flux-cored wire, the F conversion value of CaF 2 is obtained by the following formula A.
( F conversion value of CaF 2 ) = n × (19.00 × 2 / 78.08) ... (Equation A)
In the above formula A, "19.00" is the atomic weight of F, "2" is the number of F atoms contained in one CaF 2 , and "78.08" is the molecular weight of CaF 2. Is. For fluorides other than CaF 2 , the F conversion value can be calculated in the same manner. When a plurality of types of fluorides are contained in the flux, the total value of the F-converted values of each fluoride is regarded as the F-converted value of the fluorides contained in the flux. The type of fluoride is not particularly limited, but may be one or more selected from the group consisting of , for example, CaF 2 , MgF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, and K 2 ZrF 6.

弗化物は、溶接金属の拡散性水素量を低減させることができる。弗化物のF換算値の合計が0.11%未満では、溶接金属の拡散性水素量を安定して低減し、耐低温割れ性を満足することができない。溶接金属の拡散性水素量をより低減するために、弗化物のF換算値合計の下限を0.14%、0.20%、0.30%、0.40%、又は、0.50%としてもよい。 Fluoride can reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. If the total F conversion value of the fluoride is less than 0.11%, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal can be stably reduced, and the low temperature crack resistance cannot be satisfied. In order to further reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, the lower limit of the total F conversion value of the fluoride is 0.14%, 0.20%, 0.30%, 0.40%, or 0.50%. May be.

一方、弗化物の含有量が過剰である場合、溶接中のスパッタ量が増大する。また、弗化物の含有量が過剰である場合、アーク力が高まり、溶融金属が圧迫されることにより、立向溶接性が悪くなる場合がある。従って、弗化物のF換算値の合計量を2.00%未満とする必要がある。弗化物のF換算値の合計量の上限値を1.95%、1.90%、1.70%、又は1.35%としてもよい。 On the other hand, if the fluoride content is excessive, the amount of spatter during welding increases. Further, when the fluoride content is excessive, the arc force is increased and the molten metal is compressed, which may deteriorate the vertical weldability. Therefore, it is necessary that the total amount of the F-converted values of fluoride is less than 2.00%. The upper limit of the total amount of F-converted values of fluoride may be 1.95%, 1.90%, 1.70%, or 1.35%.

弗化物が拡散性水素量を低減する理由については、必ずしも明らかではないが、弗化物が溶接アークにより分解し、生成されたフッ素が水素と結合してHFガスとして大気中に散逸したか、又は、そのまま溶接金属中に水素がHFとして固定されたためではないかと考えられている。また、弗化物の種類によって、スパッタの発生量が異なる理由については、必ずしも明らかではないが、本発明者らは、弗化物と化学結合している金属元素が、何らかの理由でスパッタ生成に影響していると推測している。 The reason why fluoride reduces the amount of diffusible hydrogen is not always clear, but it is either that the fluoride is decomposed by the welding arc and the generated fluorine is combined with hydrogen and diffused into the atmosphere as HF gas. It is believed that this is because hydrogen was fixed as HF in the weld metal as it was. Further, it is not always clear why the amount of spatter generated differs depending on the type of fluoride, but the present inventors have found that the metal element chemically bonded to the fluoride affects spatter generation for some reason. I'm guessing.

(CaF:フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上1.00%未満)
CaFは、MgF、NaAlF、NaF、及びKZrFよりも、100%COガスを使用するガスシールドアーク溶接において、スパッタを多量に発生させる。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはCaFを含有しないことが好ましい。しかしながら、フラックスの原料にCaFが含有されている場合がある。その場合、CaFの含有量を1.00%未満に制限する。CaFの含有量を1.00%未満に制限すれば、スパッタ量は許容可能な範囲内となる。スパッタの発生量をさらに低減するために、CaFの含有量の上限を0.75%、又は、0.50%としてもよい。本実施形態に係るフラックス入りワイヤはCaFを必要としないので、CaFの含有量の下限値は0%である。
(CaF 2 : 0% or more and less than 1.00% by mass with respect to the total mass of the flux-cored wire)
CaF 2 causes more spatter in gas shielded arc welding using 100% CO 2 gas than MgF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, and K 2 ZrF 6. Therefore, it is preferable that the flux-cored wire according to the present embodiment does not contain CaF 2. However, CaF 2 may be contained in the raw material of the flux. In that case, the CaF 2 content is limited to less than 1.00%. If the CaF 2 content is limited to less than 1.00%, the sputter amount will be within an acceptable range. In order to further reduce the amount of spatter generated, the upper limit of the CaF 2 content may be 0.75% or 0.50%. Since the flux cored wire according to the present embodiment does not require the CaF 2, the lower limit of the content of CaF 2 is 0%.

(X値:好ましくは3.00%以下)
シールドガスが100%COガスであるガスシールドアーク溶接において、CaFがスパッタを増加させることは上述した。さらに、本発明者らは、多種の弗化物を含有し、鋼製外皮にスリット状の隙間がなく、植物油が鋼製外皮に塗布された、1.2mmφのワイヤを多数作成して、これらのスパッタ特性を調査した。銅製の捕集箱内で、鋼板上に、ビードオンプレートで、溶接電流280A、電圧27V、溶接速度25cm/min、シールドガス種100%CO、シールドガス流量25l/min、及び予熱なしの条件で、上述の種々のフラックス入りワイヤを用いて、1分間、溶接ビードを作製した。この溶接ビードの作成の間に箱内に飛散したスパッタおよび鋼板に付着したスパッタを回収し、これらのうち直径1.0mm超のものの総重量を測定した。スパッタ発生量、弗化物の種類、及び各弗化物の含有量のデータを多元解析した結果、式Bを用いて算出されるX値とスパッタ発生量との間に、図1に示される良好な相関関係があることが見出された。
X=[NaAlF]+[NaF]+[MgF]+1.5×([KZrF])+3.5×([CaF])・・・(式B)
式Bにおいて、括弧が付された化学式は、化学式に係る化合物(弗化物)の含有量を、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で表すものである。フラックス中に含まれない弗化物の含有量は0とする。式Bで定義するX値を3.00%以下とすることで、上述の条件で溶接を行った際のスパッタ量を一層抑制して5.00g/min以下にすることができ、種々の条件で溶接を行ったとしてもスパッタ量を問題ない範囲に確実に抑えることができることがわかった。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいては、X値を3.00%以下とすることが好ましい。X値のさらに好ましい上限値は2.80%、2.50%、又は2.20%である。なお、本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、弗化物のX値の下限値を定める必要はない。弗化物の含有量の下限値は、上述されたF換算値を用いて規定されるからである。
(X value: preferably 3.00% or less)
As mentioned above , CaF 2 increases spatter in gas shielded arc welding in which the shield gas is 100% CO 2 gas. Furthermore, the present inventors have created a large number of 1.2 mmφ wires containing various fluorides, having no slit-like gaps in the steel outer skin, and having vegetable oil applied to the steel outer skin. The spatter characteristics were investigated. Welding current 280A, voltage 27V, welding speed 25cm / min, shield gas type 100% CO 2 , shield gas flow rate 25l / min, and no preheating conditions in a copper collection box on a steel plate with a bead-on plate. Then, a weld bead was prepared for 1 minute using the various flux-cored wires described above. Spatter scattered in the box and spatter adhering to the steel sheet during the preparation of the weld bead were collected, and the total weight of those having a diameter of more than 1.0 mm was measured. As a result of multiple analysis of the data on the amount of spatter generated, the type of fluoride, and the content of each fluoride, the good value shown in FIG. 1 is between the X value calculated using Equation B and the amount of spatter generated. It was found to be correlated.
X = [Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ] + 1.5 x ([K 2 ZrF 6 ]) + 3.5 x ([CaF 2 ]) ... (Formula B)
In the formula B, the chemical formula in parentheses represents the content of the compound (fluoride) according to the chemical formula in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire. The content of fluoride not contained in the flux is 0. By setting the X value defined by the formula B to 3.00% or less, the amount of sputtering when welding is performed under the above conditions can be further suppressed to 5.00 g / min or less, and various conditions can be obtained. It was found that the amount of spatter can be surely suppressed within a range where there is no problem even if welding is performed in. Therefore, in the flux-cored wire according to the present embodiment, the X value is preferably 3.00% or less. A more preferable upper limit of the X value is 2.80%, 2.50%, or 2.20%. In the flux-cored wire according to the present embodiment, it is not necessary to set the lower limit of the X value of the fluoride. This is because the lower limit of the fluoride content is defined by using the F conversion value described above.

(酸化物の合計:フラックス入りワイヤの全質量に対して3.50%以上13.00%未満)
(酸化物の種類:Cr酸化物及びTi酸化物、並びに好ましくはFe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物からなる群から選択される一種以上)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、酸化物を含む。この酸化物は、Cr酸化物及びTi酸化物を含み、好ましくはFe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物からなる群から選択される一種以上をさらに含む。本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、これら酸化物を合計で3.50%以上13.00%未満含有する。
(Total oxides: 3.50% or more and less than 13.00% of the total mass of the flux-cored wire)
(Types of oxides: Cr oxides and Ti oxides, and preferably Fe oxides, Ba oxides, Na oxides, Si oxides, Zr oxides, Mg oxides, Al oxides, Mn oxides, K One or more selected from the group consisting of oxides and Ca oxides)
The flux-cored wire according to the present embodiment contains an oxide. This oxide contains Cr oxide and Ti oxide, preferably Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide and K. It further comprises one or more selected from the group consisting of oxides and Ca oxides. The flux-cored wire according to the present embodiment contains 3.50% or more and less than 13.00% of these oxides in total.

酸化物は、溶接ビードの形状をよくすることができる。酸化物含有量の合計が3.50%未満である場合、溶接ビードの形状が悪くなることがある。溶接ビードの形状を一層よくするために、酸化物の合計含有量の下限を3.80%、又は、4.00%としてもよい。また、酸化物の合計含有量が13.00%以上である場合、溶接部の靭性を低下させることがある。溶接部の靱性の改善のために、酸化物の合計含有量の上限を12.00%、11.50%、又は、11.00%としてもよい。 The oxide can improve the shape of the weld bead. If the total oxide content is less than 3.50%, the shape of the weld bead may deteriorate. In order to further improve the shape of the weld bead, the lower limit of the total oxide content may be 3.80% or 4.00%. Further, when the total content of oxides is 13.00% or more, the toughness of the welded portion may be lowered. In order to improve the toughness of the welded portion, the upper limit of the total oxide content may be 12.00%, 11.50%, or 11.00%.

(Cr酸化物の含有量:フラックス入りワイヤの全質量に対して、Cr換算の質量%で0.10%以上10.00%未満)
Cr酸化物は、上述の効果に加えて、スパッタ発生を抑制して溶接作業性を向上させる効果を有する。従来技術において、Cr酸化物をスラグ形成剤として利用するフラックス入りワイヤの例は無く、また、Cr酸化物の量とスパッタ発生量との関係について検討された例もないが、本発明者らは、独自の実験調査の結果、フラックス中にCr換算の質量%で0.10%以上のCr酸化物を含有させることによってスパッタ発生量を抑制可能である旨を見いだした。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおけるCr酸化物の含有量は、フラックス入りワイヤの全質量に対して、Cr換算の質量%で0.10%以上とされる。
(Cr oxide content: 0.10% or more and less than 10.00% in terms of mass% of Cr 2 O 3 with respect to the total mass of the flux-cored wire)
In addition to the above-mentioned effects, the Cr oxide has an effect of suppressing spatter generation and improving welding workability. In the prior art, there is no example of a flux-cored wire using Cr oxide as a slag forming agent, and there is no example of examining the relationship between the amount of Cr oxide and the amount of spatter generated. As a result of an original experimental investigation, it was found that the amount of spatter generated can be suppressed by containing 0.10% or more of Cr oxide in mass% in terms of Cr 2 O 3 in the flux. Accordingly, the content of Cr oxides in the flux-cored wire according to the present embodiment, the total mass of the flux cored wire, is 0.10% or more by mass% of the terms of Cr 2 O 3.

一方、Cr酸化物が過剰であると、溶接部の靱性が損なわれる場合がある。これは、過剰に含まれたCr酸化物の一部が、スラグとして溶接部の外に排出されることなく、溶接部に合金元素として溶け込むことにより、溶接部のCr濃度を過剰に上昇させるからであると考えられる。従来から、Cr酸化物による溶接部脆化のおそれは知られており、このためCr酸化物をスラグ形成剤として用いることは従来技術において忌避されてきた。一方、溶接部のCr濃度を向上させる必要がある場合は、従来技術においてCrは酸化物ではなく金属粉、合金粉、めっき、又は鋼製外皮の合金成分として添加されてきた。本実施形態に係るフラックスワイヤでは、他の特徴点によって溶接部の靱性を向上させているので、Cr酸化物の含有量を、フラックス入りワイヤの全質量に対してCr換算の質量%で10.00%未満とすることは許容されるが、これ以上の含有は好ましくない。Cr酸化物の含有量の上限値を、フラックス入りワイヤの全質量に対してCr換算の質量%で9.50%、9.00%、8.00%、又は4.50%としてもよい。 On the other hand, if the Cr oxide is excessive, the toughness of the welded portion may be impaired. This is because a part of the excess Cr oxide is not discharged as slag to the outside of the welded portion, but is dissolved as an alloying element in the welded portion, so that the Cr concentration of the welded portion is excessively increased. Is considered to be. Conventionally, it has been known that Cr oxide may cause embrittlement of welded parts. Therefore, the use of Cr oxide as a slag forming agent has been avoided in the prior art. On the other hand, when it is necessary to improve the Cr concentration of the welded portion, Cr has been added as an alloy component of metal powder, alloy powder, plating, or steel outer skin instead of oxide in the prior art. In the flux wire according to the present embodiment, the toughness of the welded portion is improved by other feature points, so that the Cr oxide content is the mass% in terms of Cr 2 O 3 with respect to the total mass of the flux-cored wire. Although it is permissible to make the content less than 10.00%, it is not preferable to contain more than 10.00%. The upper limit of the content of Cr oxides 9.50% by weight percent terms of Cr 2 O 3 with respect to the total mass of the flux cored wire, 9.00%, 8.00%, or as 4.50% May be good.

なお、Cr酸化物には酸化クロム(II):CrO、酸化クロム(III):Cr、酸化クロム(IV):CrO、及び酸化クロム(VI):CrOがある。これらはいずれも本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいて同様の効果を有するので、Cr酸化物の種類は特に限定されず、これらのいずれかを単独で用いても、組み合わせて用いても良い。しかしながら、最も安定した酸化物である酸化クロム(III):CrをCr酸化物の主成分とすることが好ましい。また、上述したCr酸化物の含有量は、Cr換算値、即ち、Cr酸化物に含まれるCrが全てCrである場合のCrの質量%での含有量である。Cr酸化物以外の酸化物、即ちTi酸化物、Fe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物それぞれの含有量も、同様に、TiO、Cr、FeO、BaO、NaO、SiO、ZrO、MgO、Al、MnO、及びKO換算値としてもよい。これら以外の金属の酸化物がフラックス入りワイヤに含まれる場合、その含有量は、その金属の最も安定した酸化物の含有量に換算することとしてもよい。 The Cr oxide includes chromium (II) oxide: CrO, chromium (III) oxide: Cr 2 O 3 , chromium (IV) oxide: CrO 2 , and chromium (VI) oxide: CrO 3 . Since all of these have the same effect in the flux-cored wire according to the present embodiment, the type of Cr oxide is not particularly limited, and any one of these may be used alone or in combination. However, it is preferable that the most stable oxide, chromium (III) oxide: Cr 2 O 3 , is the main component of the Cr oxide. The content of Cr oxides described above, Cr 2 O 3 in terms of value, i.e., at a content by mass percent of Cr 2 O 3 when Cr contained in Cr oxides are all Cr 2 O 3 be. Oxides other than Cr oxides, namely Ti oxides, Fe oxides, Ba oxides, Na oxides, Si oxides, Zr oxides, Mg oxides, Al oxides, Mn oxides, K oxides, and Similarly, the contents of each Ca oxide are also converted to TiO 2 , Cr 2 O 3 , FeO, BaO, Na 2 O, SiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , MnO 2 , and K 2 O. May be. When an oxide of a metal other than these is contained in the flux-cored wire, the content thereof may be converted into the content of the most stable oxide of the metal.

(Ti酸化物:フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で、2.50%以上8.50%未満)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤのフラックスは、フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算値での質量%で2.50%以上8.50%未満のTi酸化物を含む。Ti酸化物は主にスラグ形成剤として作用する。また、Ti酸化物はスラグ融点を低下させて溶融スラグの粘性を向上させる働きを有するので、溶融スラグの垂れ落ちを抑制して立向溶接性を改善する。Ti酸化物の含有量が2.50%未満であるフラックス入りワイヤを用いて立向上進溶接を行う場合、上述の効果が十分に得られないので、立向溶接性が確保できない。従って、Ti酸化物の含有量の下限値をフラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で2.50%とする。フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%でのTi酸化物の含有量の下限値は、より好適には2.70%であり、立向溶接性を一層向上させるために、3.00%、3.20%、3.50%、又は、4.00%としてもよい。
(Ti oxide: 2.50% or more and less than 8.50% in terms of mass% of TIO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire)
The flux of the flux-cored wire according to the present embodiment contains a Ti oxide of 2.50% or more and less than 8.50% in terms of mass% of the total mass of the flux-cored wire in terms of TiO 2. Ti oxide mainly acts as a slag forming agent. Further, since the Ti oxide has a function of lowering the melting point of the slag and improving the viscosity of the molten slag, it suppresses the dripping of the molten slag and improves the vertical weldability. When vertical improvement welding is performed using a flux-cored wire having a Ti oxide content of less than 2.50%, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained, so that vertical weldability cannot be ensured. Therefore, the lower limit of the content of Ti oxide is set to 2.50% in terms of mass% of TiO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire. The lower limit of the Ti oxide content in mass% in terms of TIO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire is more preferably 2.70%, and in order to further improve the vertical weldability, 3. It may be 00%, 3.20%, 3.50%, or 4.00%.

一方、フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で8.50%以上のTi酸化物は、スラグ量を過剰に増大させるので、スラグまきこみの欠陥を増加させる。さらに、Ti酸化物が過剰である場合、溶接金属の酸素量が高くなって溶接部の靭性が損なわれる恐れがある。従って、Ti酸化物の含有量を、フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で8.50%未満とする。フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%でのTi酸化物の含有量の上限値は、より好適には7.00%であり、必要に応じて、6.70%、6.40%、6.20%、6.00%、5.90%、又は、5.80%としてもよい。 On the other hand, a Ti oxide having a mass% of 8.50% or more in terms of TiO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire excessively increases the amount of slag, and thus increases the defects of slag entrainment. Further, when the Ti oxide is excessive, the oxygen content of the weld metal becomes high and the toughness of the welded portion may be impaired. Therefore, the content of Ti oxide is set to less than 8.50% in terms of mass% of TiO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire. The upper limit of the content of Ti oxide in mass% in terms of TIO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire is more preferably 7.00%, and if necessary, 6.70% and 6.40. %, 6.20%, 6.00%, 5.90%, or 5.80%.

(Ca酸化物:フラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0%以上0.20%未満)
Ca酸化物は、100%COガスを使用するシールドアーク溶接においてスパッタを多く発生させる。フラックス入りワイヤがフラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0.20%以上のCa酸化物を含有する場合、100%COガスを使用するシールドアーク溶接に適用することが困難になる。したがって、Ca酸化物の含有量はフラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0.20%未満とする。Ca酸化物の含有量の上限値をフラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0.10%としてもよい。一方、Ca酸化物は本実施形態に係るフラックス入りワイヤにとって不要であるので、Ca酸化物の含有量の下限値は0%である。
(Ca oxide: 0% or more and less than 0.20% in terms of mass% of CaO equivalent to the total mass of the flux-cored wire)
Ca oxide causes a lot of spatter in shielded arc welding using 100% CO 2 gas. When the flux-containing wire contains 0.20% or more of Ca oxide in terms of CaO equivalent to the total mass of the flux-containing wire, it becomes difficult to apply it to shielded arc welding using 100% CO 2 gas. .. Therefore, the content of Ca oxide is set to less than 0.20% in terms of mass% of CaO with respect to the total mass of the flux-cored wire. The upper limit of the Ca oxide content may be 0.10% in terms of mass% of CaO with respect to the total mass of the flux-cored wire. On the other hand, since Ca oxide is unnecessary for the flux-cored wire according to the present embodiment, the lower limit of the Ca oxide content is 0%.

上述された酸化物の例、即ちCr酸化物、Ti酸化物、Fe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物以外の、フラックスの造粒に使用されるバインダーなどに含まれる酸化物がフラックス入りワイヤに含まれても良い。従って「酸化物の含有量の合計値」とは、これら酸化物の合計量に加え、フラックスの造粒に使用されるバインダーなどに含まれる酸化物の含有量も含む。 Examples of the above-mentioned oxides, that is, Cr oxide, Ti oxide, Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, K. In addition to oxides and Ca oxides, oxides contained in binders used for granulating flux may be contained in the flux-containing wire. Therefore, the "total value of the oxide content" includes not only the total amount of these oxides but also the content of the oxide contained in the binder or the like used for granulating the flux.

(V値:好ましくは5.00以上27.00以下)
本実施形態に係るフラックスワイヤでは、以下の式Cによって算出されるV値を5.00以上27.00以下とすることが好ましい。
V=([TiO]+1.2×[SiO]+1.4×[Al]+1.5×[ZrO])/(F)1/2……式C
上の式C中の角括弧で囲まれた各化学式に対応する化合物は、各化合物の、フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%での含有量を示し、先述のような各酸化物に対応する換算値での含有量を示す。Fは、弗化物のF換算値での合計含有量を示す。本発明者らは、酸化物のうちTi酸化物(TiO換算値)、Si酸化物(SiO換算値)、Al酸化物(Al換算値)、及びZr酸化物(ZrO換算値)の量と弗化物量との関係を適正な範囲内にする必要があることを見いだした。弗化物量に対してTi酸化物、Si酸化物、Al酸化物、及びZr酸化物の量が多すぎる、すなわち、V値が27.00超であるフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、高融点を有する酸化物系スラグの量が多くなるので、スラグ巻込みが生じやすくなることを本発明者らは知見した。一方、弗化物量に対してTi酸化物、Si酸化物、Al酸化物、及びZr酸化物の量が少なすぎる、すなわち、V値が5.00未満であるフラックス入りワイヤを用いて溶接を行った場合、弗化物によってアーク力が高まり、溶融金属が圧迫され、ビード形状の劣化と立向溶接性の劣化とが生じやすくなることを本発明者らは知見した。従って、本実施形態に係るフラックス入りワイヤのV値は5.00〜27.00とされることが好ましい。V値の下限値は、さらに好ましくは7.00、9.00、10.00、11.00、又は12.00である。V値の上限値は、さらに好ましくは25.00、22.50、20.00、18.00、16.00又は15.00である。
(V value: preferably 5.00 or more and 27.00 or less)
In the flux wire according to the present embodiment, the V value calculated by the following formula C is preferably 5.00 or more and 27.00 or less.
V = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 …… Equation C
The compound corresponding to each chemical formula enclosed in square brackets in the above formula C indicates the content of each compound in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire, and corresponds to each oxide as described above. The content in the converted value is shown. F indicates the total content of fluoride in terms of F. Among the oxides, the present inventors have Ti oxide (TiO 2 conversion value), Si oxide (SiO 2 conversion value), Al oxide (Al 2 O 3 conversion value), and Zr oxide (ZrO 2 conversion value). It was found that the relationship between the amount of value) and the amount of fluoride should be within an appropriate range. When welding is performed using a flux-cored wire in which the amount of Ti oxide, Si oxide, Al oxide, and Zr oxide is too large with respect to the amount of fluoride, that is, the V value is more than 27.00. The present inventors have found that slag entrainment is likely to occur because the amount of oxide-based slag having a high melting point increases. On the other hand, welding is performed using a flux-cored wire in which the amounts of Ti oxide, Si oxide, Al oxide, and Zr oxide are too small with respect to the amount of fluoride, that is, the V value is less than 5.00. In this case, the present inventors have found that the arc force is increased by the flux, the molten metal is compressed, and the bead shape is likely to be deteriorated and the vertical weldability is likely to be deteriorated. Therefore, the V value of the flux-cored wire according to the present embodiment is preferably 5.00 to 27.00. The lower limit of the V value is more preferably 7.00, 9.00, 10.00, 11.00, or 12.00. The upper limit of the V value is more preferably 25.00, 22.50, 20.00, 18.00, 16.00 or 15.00.

(CaCO、NaCO、MgCOからなる群から選択される一種以上の炭酸塩の合計含有量:フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、好ましくは2.00%以下)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、炭酸塩を含む必要はない。従って炭酸塩の含有量の下限値は0%である。しかしながら、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、更に、MgCO、NaCO、及びCaCOからなる群から選択される一種以上の炭酸塩を合計で2.00%以下含有することが好ましい。
( Total content of one or more carbonates selected from the group consisting of CaCO 3 , Na 2 CO 3 , and MgCO 3 :% by mass, preferably 2.00% or less, based on the total mass of the flux-filled wire)
The flux-cored wire according to this embodiment does not need to contain carbonate. Therefore, the lower limit of the carbonate content is 0%. However, it is preferable that the flux-containing wire according to the present embodiment further contains 2.00% or less of one or more carbonates selected from the group consisting of MgCO 3 , Na 2 CO 3 , and CaCO 3 in total. ..

炭酸塩は、アークによって電離し、COガスを発生させる。炭酸塩から生成されたCOガスは、水素分圧を下げ、溶接金属中の拡散性水素量を低減させる。この効果を得るために炭酸塩をフラックス入りワイヤに含有させる場合、炭酸塩の含有量の合計を0%超、又は0.30%以上とすることが好ましい。溶接金属中の拡散性水素の量をさらに低減するために、炭酸塩の含有量の合計の下限を0.10%、0.50%又は1.00%としてもよい。また、炭酸塩の合計含有量が2.00%超では、溶接ヒュームが過剰に発生するおそれがある。溶接ヒューム発生の回避のために、炭酸塩含有量合計の上限を1.80%、1.50%、1.30%、又は0.75%としてもよい。 Carbonate is ionized by an arc to generate CO 2 gas. The CO 2 gas generated from the carbonate lowers the partial pressure of hydrogen and reduces the amount of diffusible hydrogen in the weld metal. When a carbonate is contained in the flux-filled wire in order to obtain this effect, the total content of the carbonate is preferably more than 0% or 0.30% or more. In order to further reduce the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, the lower limit of the total carbonate content may be 0.10%, 0.50% or 1.00%. Further, if the total content of carbonates exceeds 2.00%, welding fume may be excessively generated. In order to avoid the generation of weld fume, the upper limit of the total carbonate content may be 1.80%, 1.50%, 1.30%, or 0.75%.

次に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤを構成する鋼製外皮及びフラックス中に含有される合金成分及び金属脱酸成分について説明する。本実施形態に係るフラックス入りワイヤにおいて、合金成分及び金属脱酸成分とは、弗化物、酸化物、及び炭酸塩を構成しない成分(弗化物、酸化物、及び炭酸塩を除く化学成分)のことである。合金成分は、金属粉または合金粉の状態でフラックスに含まれても、鋼製外皮に含まれても、鋼製外皮にめっきされてもよい。 Next, the steel outer skin constituting the flux-cored wire according to the present embodiment, the alloy component and the metal deoxidizing component contained in the flux will be described. In the flux-containing wire according to the present embodiment, the alloy component and the metal deoxidizing component are components that do not constitute fluoride, oxide, and carbonate (chemical components excluding fluoride, oxide, and carbonate). Is. The alloy component may be contained in the flux in the form of a metal powder or an alloy powder, contained in a steel outer skin, or plated on a steel outer skin.

(C:0.003〜0.150%)
Cは、炭化物を形成し、溶接金属の高温強度の確保に寄与するとともにベイナイトならびにマルテンサイト組織を得るのに有効な元素であるため、必須の添加元素であり、0.150%以下の範囲で本実施形態に係るフラックス入りワイヤに含有させる。合金成分のC含有量が0.150%を上回る場合は、溶接金属が過剰に硬化し、溶接金属の靭性にとって好ましくない。C含有量の上限値を0.090%、0.080%、又は0.070%としてもよい。継手強度や鋼の製造の際の脱炭コストの点からは、C含有量の下限を0.003%とする。C含有量の下限値を0.015%または0.020%としてもよい。
(C: 0.003 to 0.150%)
C is an essential additive element because it forms carbides, contributes to ensuring the high temperature strength of the weld metal, and is effective in obtaining bainite and martensite structures, and is in the range of 0.150% or less. It is contained in the flux-containing wire according to the present embodiment. When the C content of the alloy component exceeds 0.150%, the weld metal is excessively hardened, which is not preferable for the toughness of the weld metal. The upper limit of the C content may be 0.090%, 0.080%, or 0.070%. From the viewpoint of joint strength and decarburization cost during steel production, the lower limit of C content is set to 0.003%. The lower limit of the C content may be 0.015% or 0.020%.

(Si:0.05〜2.00%)
Siは、脱酸元素である。本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、溶接金属のO量を低減して清浄度を高めるために、0.05%以上のSiを含有する必要がある。ただし、2.00%を超えてSiを含有させると溶接金属のクリープ延性および靭性を低下させる。従って、Si含有量は0.05〜2.00%とする。また、溶接金属の靭性を安定して確保するためには、Si含有量の下限を0.10%、0.20%、又は0.21%としてもよい。Si含有量の上限は、1.80%、1.60%又は1.40%としてもよい。
(Si: 0.05 to 2.00%)
Si is a deoxidizing element. The flux-cored wire according to the present embodiment needs to contain 0.05% or more of Si in order to reduce the amount of O in the weld metal and improve the cleanliness. However, if Si is contained in excess of 2.00%, the creep ductility and toughness of the weld metal are lowered. Therefore, the Si content is set to 0.05 to 2.00%. Further, in order to stably secure the toughness of the weld metal, the lower limit of the Si content may be 0.10%, 0.20%, or 0.21%. The upper limit of the Si content may be 1.80%, 1.60% or 1.40%.

(Mn:0.4〜3.5%)
Mnは、溶接金属の焼入れ性を確保して強度を高める元素であり、必要とされる溶接金属の強度に応じて3.5%以下の範囲で本実施形態に係るフラックス入りワイヤに含有させる。3.5%を超えてMnを含有させると、溶接金属の粒界脆化感受性が増加して、溶接金属の靱性が劣化する。しかしMnは、SをMnSとして固定化し、高温割れの発生を防止する効果も有する。この効果を得るために、Mn含有量の下限を0.4%とすることが望ましい。Mn含有量の下限値を、0.6%、0.8%、0.9%、または1.0%としてもよい。Mn含有量の上限値を、3.4%、3.3%、または3.2%としてもよい。
(Mn: 0.4 to 3.5%)
Mn is an element that secures the hardenability of the weld metal and enhances the strength, and is contained in the flux-containing wire according to the present embodiment in a range of 3.5% or less depending on the required strength of the weld metal. If Mn is contained in excess of 3.5%, the grain boundary embrittlement sensitivity of the weld metal increases and the toughness of the weld metal deteriorates. However, Mn also has the effect of immobilizing S as MnS and preventing the occurrence of high temperature cracks. In order to obtain this effect, it is desirable to set the lower limit of the Mn content to 0.4%. The lower limit of the Mn content may be 0.6%, 0.8%, 0.9%, or 1.0%. The upper limit of the Mn content may be 3.4%, 3.3%, or 3.2%.

(P:0.020%以下)
Pは不純物元素であり、溶接金属の靱性を阻害するため、極力低減する必要があるが、靱性への悪影響が許容できる範囲として、P含有量は0.020%以下とする。靭性の一層の向上のため、Pの上限を0.015%に制限してもよい。
(P: 0.020% or less)
Since P is an impurity element and inhibits the toughness of the weld metal, it is necessary to reduce it as much as possible. However, the P content is 0.020% or less within an allowable range of adverse effects on the toughness. The upper limit of P may be limited to 0.015% for further improvement of toughness.

(S:0.020%以下)
Sも不純物元素であり、過大に存在すると、溶接金属の靱性と延性とをともに劣化させるため、極力低減することが好ましい。溶接金属の靱性及び延性への悪影響が許容できる範囲として、S含有量は0.020%以下とする。溶接金属の靭性の一層の向上のため、Sの上限を0.010%に制限してもよい。
(S: 0.020% or less)
S is also an impurity element, and if it is present in an excessive amount, both the toughness and ductility of the weld metal are deteriorated, so it is preferable to reduce it as much as possible. The S content shall be 0.020% or less within an acceptable range for adverse effects on the toughness and ductility of the weld metal. The upper limit of S may be limited to 0.010% in order to further improve the toughness of the weld metal.

(Cr:0.30〜13.00%)
Crは耐熱鋼において耐酸化性および耐高温腐食性を確保するとともに、溶接金属のマトリックスのベイナイトならびにマルテンサイト組織を安定して得るために必須の元素である。その効果を得るためには、0.30%以上含有することが必要である。しかし、Crを過剰に含有すると、高温での使用中に多量のCr炭化物の生成により炭化物の安定性を低下させ、溶接金属のクリープ強度の低下を招くとともに、溶接金属の靭性も劣化させる。そのためCr含有量を13.00%以下とする必要がある。Cr含有量の望ましい範囲は0.50〜12.50%、さらに望ましい範囲は1.00〜12.00%または2.15〜11.00%である。
(Cr: 0.30 to 13.00%)
Cr is an essential element for ensuring oxidation resistance and high-temperature corrosion resistance in heat-resistant steel, and for stably obtaining the bainite and martensite structures of the weld metal matrix. In order to obtain the effect, it is necessary to contain 0.30% or more. However, if Cr is excessively contained, the stability of the carbide is lowered due to the formation of a large amount of Cr carbide during use at a high temperature, the creep strength of the weld metal is lowered, and the toughness of the weld metal is also deteriorated. Therefore, the Cr content needs to be 13.000% or less. The desired range of Cr content is 0.50 to 12.50%, and the more desirable range is 1.00 to 12.00% or 2.15 to 11.00%.

(Mo:0.10〜2.50%)
Moは、溶接金属のマトリックスを固溶強化し、クリープ強度の向上に寄与する元素である。この効果を得るために本実施形態に係るフラックス入りワイヤは0.10%以上のMoを含有する必要がある。しかし、2.50%を超えてMoを含有すると、その効果が飽和するとともに、粗大な炭化物を生成し、溶接金属の靭性の低下を招く。Mo含有量の望ましい範囲は0.30〜2.20%、さらに望ましい範囲は0.50〜2.00%である。
(Mo: 0.10 to 2.50%)
Mo is an element that solid-solves and strengthens the weld metal matrix and contributes to the improvement of creep strength. In order to obtain this effect, the flux-cored wire according to the present embodiment needs to contain 0.10% or more of Mo. However, if Mo is contained in an amount of more than 2.50%, the effect is saturated and coarse carbides are generated, resulting in a decrease in the toughness of the weld metal. The desirable range of Mo content is 0.30 to 2.20%, and the more desirable range is 0.50 to 2.00%.

本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、合金成分または金属脱酸成分として、以上の基本成分に加え、溶接する鋼材の強度レベル及び求められる溶接部の靭性の程度に応じて、V、Nb、Ti、Ta、Cu、Ni、Co、B、W、Ca、REM、Mg、及びAlからなる群から選択される一種または二種以上を、任意に、化学成分の残部であるFeの一部に代えて含有させることができる。ただし、これら元素が含まれない場合でも、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは課題を解決できるので、これら元素の含有量の下限値は0%である。 The flux-containing wire according to the present embodiment has V, Nb, Ti as an alloy component or a metal deoxidizing component, in addition to the above basic components, depending on the strength level of the steel material to be welded and the required degree of toughness of the welded portion. , Ta, Cu, Ni, Co, B, W, Ca, REM, Mg, and Al. Can be contained. However, even when these elements are not contained, the flux-cored wire according to the present embodiment can solve the problem, so the lower limit of the content of these elements is 0%.

(V:0.50%以下、Nb:0.50%以下、Ti:0.500%以下、Ta:0.50%以下)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、V:0.50%以下、Nb:0.50%以下、Ti:0.500%以下、Ta:0.50%以下からなる群から選択される一種以上を任意に含有しても良い。これらはいずれも高温での使用中に炭素や窒素と結合して炭窒化物として析出し、溶接金属のクリープ強度に寄与するため、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはこれら元素を含有してもよい。しかし、これら元素を過剰に含有すると、上述の炭窒化物が多量に析出し、溶接金属の靭性の低下を招く。従ってこれら元素をフラックス入りワイヤが含有する場合には、いずれの元素の上限値も上述の範囲内とする。これら元素それぞれの含有量は、望ましくは0.40%以下、さらに望ましくは0.30%以下とする。また、これら元素の効果を安定して得るためには、これら元素それぞれを0.015%超、0.02%以上、0.03%以上、さらには0.04%以上含有することが望ましい。
(V: 0.50% or less, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.500% or less, Ta: 0.50% or less)
The flux-cored wire according to the present embodiment is one or more selected from the group consisting of V: 0.50% or less, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.500% or less, and Ta: 0.50% or less. May be optionally contained. All of these combine with carbon and nitrogen during use at high temperatures and precipitate as carbonitrides, which contributes to the creep strength of the weld metal. Therefore, even if the flux-filled wire according to the present embodiment contains these elements. good. However, if these elements are excessively contained, a large amount of the above-mentioned carbonitride is precipitated, which causes a decrease in the toughness of the weld metal. Therefore, when the flux-cored wire contains these elements, the upper limit of any of the elements is within the above range. The content of each of these elements is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less. Further, in order to stably obtain the effects of these elements, it is desirable to contain each of these elements in an amount of more than 0.015%, 0.02% or more, 0.03% or more, and further 0.04% or more.

(Cu:1.00%以下、Ni:1.0%以下、Co:5.0000%以下、B:0.0200%以下)
本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、Cu:1.00%以下、Ni:1.0%以下、Co:5.0000%以下、B:0.0200%以下からなる群から選択される一種以上を含有しても良い。これらはいずれも溶接金属の焼入れ性を高め、ベイナイト組織又はマルテンサイト組織を得るのに有効な元素であるので、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはこれら元素を含有してもよい。しかしながら、これら元素を過剰に含有した場合、溶接金属のクリープ延性の低下が生じる。従って、これら元素をフラックス入りワイヤが含有する場合には、Cuは1.00%、Niは1.0%、Coは5.0000%、Bは0.0200%を上限とする。望ましくは、CuおよびNiは0.80%以下、Coは4.5000%以下、並びにBは0.0180%以下である。さらに望ましくは、CuおよびNiは0.60%以下、Coは4.0000%以下、並びにBは0.0150%以下である。また、これらの効果を安定して得るためには、Cu、NiおよびCoは0.1%以上、Bは0.0005%以上とすることが望ましく、さらにはCu、NiおよびCoは0.2%以上、Bは0.001%以上とすることが望ましい。
(Cu: 1.00% or less, Ni: 1.0% or less, Co: 5.0000% or less, B: 0.0200% or less)
The flux-cored wire according to the present embodiment is one or more selected from the group consisting of Cu: 1.00% or less, Ni: 1.0% or less, Co: 5.0000% or less, and B: 0.0200% or less. May be contained. Since all of these are elements effective for enhancing the hardenability of the weld metal and obtaining a bainite structure or a martensite structure, the flux-filled wire according to the present embodiment may contain these elements. However, when these elements are excessively contained, the creep ductility of the weld metal is lowered. Therefore, when the flux-cored wire contains these elements, the upper limit is 1.00% for Cu, 1.0% for Ni, 5.000% for Co, and 0.0200% for B. Desirably, Cu and Ni are 0.80% or less, Co is 4.55000% or less, and B is 0.0180% or less. More preferably, Cu and Ni are 0.60% or less, Co is 4.00% or less, and B is 0.0150% or less. Further, in order to stably obtain these effects, it is desirable that Cu, Ni and Co are 0.1% or more, B is 0.0005% or more, and Cu, Ni and Co are 0.2. It is desirable that% or more and B be 0.001% or more.

(W:4.0000%以下)
Wは溶接金属のマトリックスを固溶強化し、クリープ強度の向上に寄与する元素であるので、本実施形態に係るフラックス入りワイヤはWを含有してもよい。しかし、Wを過剰に含有すると、Wが粗大な金属間化合物を生成し、溶接金属の靭性の低下を招く。従って、Wを含有する場合には、4.0000%を上限とする。W含有量は、望ましくは3.8000%以下、さらに望ましくは3.5000%以下とする。また、効果を安定して得るためには、Wを0.1000%以上、さらには0.2000%以上含有することが望ましい。
(W: 4.0000% or less)
Since W is an element that solid-solves and strengthens the matrix of the weld metal and contributes to the improvement of creep strength, the flux-cored wire according to the present embodiment may contain W. However, when W is excessively contained, W produces a coarse intermetallic compound, which causes a decrease in the toughness of the weld metal. Therefore, when W is contained, the upper limit is 4.0000%. The W content is preferably 3.8000% or less, and more preferably 3.55000% or less. Further, in order to obtain a stable effect, it is desirable that W is contained in an amount of 0.1000% or more, more preferably 0.2000% or more.

(Mg:0.80%以下、Ca:0.500%以下、REM:0.0100%以下、Al:0.400%以下)
Mgは強脱酸元素であり、溶接金属中のO量を低減し、溶接金属の延性及び靭性を向上させる。この効果を得るために含有させる場合は、0.10%以上のMgを含有させるのがよい。しかし、フラックス入りワイヤ中のMg含有量が0.80%を超えると、Mgが溶接金属中で粗大酸化物を形成し、無視できない水準の靭性低下を招く。また、フラックス入りワイヤ中のMg含有量が0.80%を超えると、溶接中のアークの安定性が劣化し、ビード形状を悪化させる原因にもなる。そのため、Mgを含有させる場合には、その含有量を0.80%以下とする。
(Mg: 0.80% or less, Ca: 0.500% or less, REM: 0.0100% or less, Al: 0.400% or less)
Mg is a strongly deoxidizing element, which reduces the amount of O in the weld metal and improves the ductility and toughness of the weld metal. When it is contained in order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.10% or more of Mg. However, if the Mg content in the flux-cored wire exceeds 0.80%, Mg forms a coarse oxide in the weld metal, resulting in a non-negligible level of toughness reduction. Further, if the Mg content in the flux-cored wire exceeds 0.80%, the stability of the arc during welding deteriorates, which also causes the bead shape to deteriorate. Therefore, when Mg is contained, the content thereof is set to 0.80% or less.

Ca、及びREMはいずれも溶接金属中で硫化物の構造を変化させ、また溶接金属中での硫化物、酸化物のサイズを微細化して、溶接金属の延性及び靭性向上に有効である。その効果を得るために含有させる場合、Ca含有量を0.100%以上とし、REM含有量を0.0020%以上としてもよい。一方、Ca及びREMを過剰に含有すると、硫化物及び酸化物の粗大化を生じ、溶接金属の延性及び靭性の劣化を招く。また、Ca及びREMを過剰に含有すると、溶接ビード形状の劣化及び溶接性の劣化の可能性も生じる。従って、Ca含有量の上限値を0.500%とし、REM含有量の上限値を0.0100%とする。なお「REM」との用語は、Sc、Yおよびランタノイドからなる合計17元素を指し、上記「REMの含有量」とは、これらの17元素の合計含有量を意味する。 Both Ca and REM are effective in improving the ductility and toughness of the weld metal by changing the structure of the sulfide in the weld metal and reducing the size of the sulfide and oxide in the weld metal. When it is contained in order to obtain the effect, the Ca content may be 0.100% or more, and the REM content may be 0.0020% or more. On the other hand, excessive content of Ca and REM causes coarsening of sulfides and oxides, resulting in deterioration of ductility and toughness of the weld metal. Further, if Ca and REM are excessively contained, there is a possibility that the shape of the weld bead is deteriorated and the weldability is deteriorated. Therefore, the upper limit of the Ca content is 0.500%, and the upper limit of the REM content is 0.0100%. The term "REM" refers to a total of 17 elements composed of Sc, Y and lanthanoids, and the above-mentioned "content of REM" means the total content of these 17 elements.

Alは脱酸元素であり、Siと同様に、溶接金属中のO量を低減し、溶接金属の清浄度を向上させる効果がある。その効果を発揮するために含有させる場合は、0.001%以上のAlを含有させるのがよい。一方、0.400%を超えてAlを含有させると、AlはAl窒化物及びAl酸化物を形成して、溶接金属の靱性を阻害する。従って、Al含有量を0.400%以下とする。また、溶接金属の靭性を向上する効果を十分に得るためには、Al含有量の下限を0.004%としてもよく、また、粗大酸化物の生成抑制のために、Al含有量の上限を、0.200%、0.100%又は0.080%としてもよい。 Al is a deoxidizing element, and like Si, it has the effect of reducing the amount of O in the weld metal and improving the cleanliness of the weld metal. When it is contained in order to exert its effect, it is preferable to contain 0.001% or more of Al. On the other hand, when Al is contained in excess of 0.400%, Al forms Al nitrides and Al oxides, and inhibits the toughness of the weld metal. Therefore, the Al content is set to 0.400% or less. Further, in order to sufficiently obtain the effect of improving the toughness of the weld metal, the lower limit of the Al content may be set to 0.004%, and the upper limit of the Al content may be set to suppress the formation of coarse oxides. , 0.200%, 0.100% or 0.080%.

なお、以上の合金成分あるいは金属脱酸成分として含有される元素の含有量には、それらの元素が弗化物、酸化物、炭酸塩として含有される場合の含有量は含めない。また、それらの元素は必ずしも純物質である必要はなく、Cu−Ni等の合金の形態で含有されていても何ら問題はない。また、それらの元素は鋼製外皮中に含有されていても、フラックスとして含有されていても、その効果は同じであるので、鋼製外皮及びフラックスの何れに含有させてもよい。 The content of the elements contained as the above alloy component or metal deoxidizing component does not include the content when those elements are contained as a fluoride, an oxide, or a carbonate. Further, these elements do not necessarily have to be pure substances, and there is no problem even if they are contained in the form of an alloy such as Cu—Ni. Further, these elements may be contained in either the steel outer skin or the flux because the effect is the same regardless of whether they are contained in the steel outer skin or as a flux.

(鉄粉:0%以上10.0%未満)
鉄粉(Fe粉)は、フラックス入りワイヤにおけるフラックスの充填率の調整のために、または溶着効率の向上のために必要に応じて含有させる場合がある。しかし、鉄粉の表層は酸化されているので、フラックスが鉄粉を過剰に含有すると、溶接金属の酸素量を増加させて靭性を低下させる場合がある。したがって、鉄粉は含有させなくてもよい。充填率の調整のために鉄粉を含有させる場合には、溶接金属の靭性を確保するために、鉄粉の含有量を10.0%未満にする。鉄粉の含有量の上限値を5.0%、3.0%、2.0%、又は1.7%としてもよい。一方、鉄粉は本実施形態に係るフラックス入りワイヤの課題解決のために必須ではないので、鉄粉の含有量の下限値は0%である。
(Iron powder: 0% or more and less than 10.0%)
Iron powder (Fe powder) may be contained as necessary for adjusting the flux filling rate in the flux-cored wire or for improving the welding efficiency. However, since the surface layer of the iron powder is oxidized, if the flux contains an excessive amount of the iron powder, the oxygen content of the weld metal may be increased and the toughness may be lowered. Therefore, iron powder does not have to be contained. When iron powder is contained for adjusting the filling rate, the iron powder content is set to less than 10.0% in order to ensure the toughness of the weld metal. The upper limit of the iron powder content may be 5.0%, 3.0%, 2.0%, or 1.7%. On the other hand, since iron powder is not essential for solving the problem of the flux-cored wire according to the present embodiment, the lower limit of the iron powder content is 0%.

以上が本実施形態に係るフラックス入りワイヤの成分組成に関する限定理由であるが、その他の残部成分はFeと不純物である。Feは上述された鉄粉に含まれるが、その他のFe成分として、鋼製外皮のFe、フラックス中に添加された合金成分中のFeがフラックス入りワイヤに含まれる。不純物とは、フラックス及び鋼製外皮を工業的に製造する際に、鉱石若しくはスクラップ等のような原料、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係るフラックス入りワイヤの特性に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The above is the reason for limitation regarding the component composition of the flux-cored wire according to the present embodiment, but the other remaining components are Fe and impurities. Fe is contained in the iron powder described above, but as other Fe components, Fe in the steel outer skin and Fe in the alloy component added to the flux are contained in the flux-containing wire. The impurity is a component mixed by a raw material such as ore or scrap, or various factors in the manufacturing process when the flux and the steel outer skin are industrially manufactured, and is a wire containing flux according to the present embodiment. It means that it is acceptable as long as it does not adversely affect the characteristics of.

続いて、フラックス入りワイヤの形態について説明する。
図2に、フラックス入りワイヤの切断面を示す。図2(a)に、エッジ面を突合せて溶接して作ったフラックス入りワイヤの例、図2(b)に、エッジ面を突合せて作ったフラックス入りワイヤの例、及び、図2(c)に、エッジ面をかしめて作ったフラックス入りワイヤの例を示す。このように、フラックス入りワイヤには、図2(a)に示すように鋼製外皮にスリット状の隙間がないワイヤと、図2(b)、(c)に示すように鋼製外皮にスリット状の隙間を有するワイヤとに大別できる。本実施形態に係るフラックス入りワイヤでは、いずれの断面構造も採用することができるが、溶接金属の低温割れを抑制するためには、スリット状の隙間がないワイヤ(シームレスワイヤともいう)とすることが好ましい。
Subsequently, the form of the flux-cored wire will be described.
FIG. 2 shows the cut surface of the flux-cored wire. FIG. 2 (a) shows an example of a flux-cored wire made by butt-welding the edge surfaces, FIG. 2 (b) shows an example of a flux-cored wire made by butt-butting the edge surfaces, and FIG. 2 (c). An example of a flux-cored wire made by caulking the edge surface is shown below. As described above, the flux-cored wire includes a wire having no slit-shaped gap in the steel outer skin as shown in FIG. 2 (a) and a slit in the steel outer skin as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c). It can be roughly divided into wires having a similar gap. Any cross-sectional structure can be adopted for the flux-cored wire according to the present embodiment, but in order to suppress low-temperature cracking of the weld metal, a wire having no slit-shaped gap (also referred to as a seamless wire) should be used. Is preferable.

溶接時に溶接部に侵入する水素は、溶接金属内及び鋼材側に拡散し、応力集中部に集積して低温割れの発生原因となる。この水素源は、溶接材料が保有する水分、大気から混入する水分、並びに鋼表面に付着した錆び及びスケール等である。十分に溶接部の清浄度、及びガスシールドの条件が管理された溶接の下では、ワイヤ中に含有される水分の水素が、溶接継手の拡散性水素の主な供給源となる。 Hydrogen that invades the welded portion during welding diffuses into the weld metal and the steel material side, accumulates in the stress concentration portion, and causes low-temperature cracking. This hydrogen source includes moisture contained in the welding material, moisture mixed from the atmosphere, rust and scale adhering to the steel surface, and the like. Under welds where the cleanliness of the weld and the conditions of the gas shield are well controlled, the water hydrogen contained in the wire is the main source of diffusible hydrogen in the weld joint.

このため、鋼製外皮をスリット状の隙間がない管とし、ワイヤ製造後から使用するまでの間に、鋼製外皮からフラックスへの大気中の水素の侵入を抑制することが望ましい。鋼製外皮を、スリット状の隙間(シーム)を有する管とした場合には、大気中の水分は外皮のスリット状の隙間部からフラックス中に侵入しやすいので、水分等の水素源の侵入を防止することはできない。鋼製外皮がスリットを有し、かつ製造後使用するまでの期間が長い場合は、ワイヤ全体を真空包装するか、またはワイヤを乾燥した状態に保持できる容器内で保存することが望ましい。 For this reason, it is desirable to use a steel outer skin as a pipe without slit-shaped gaps and suppress the invasion of hydrogen in the atmosphere from the steel outer skin into the flux from the time when the wire is manufactured until the time when it is used. When the steel outer skin is made of a tube having slit-shaped gaps (seam), moisture in the atmosphere easily invades into the flux through the slit-shaped gaps in the outer skin, so that hydrogen sources such as moisture do not enter. It cannot be prevented. If the steel crust has slits and has a long time to use after manufacture, it is desirable to vacuum package the entire wire or store it in a container that can keep the wire dry.

また、フラックス入りワイヤの送給性をよくするため、フラックス入りワイヤの表面に潤滑油が塗布される場合がある。即ち、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、鋼製外皮の表面に潤滑油をさらに備えても良い。ワイヤ表面に塗布される潤滑油は特に限定されず、例えば植物油などであればよい。拡散性水素を低減するために、潤滑油は、パーフルオロポリエーテル油(PFPE)のように水素分を含まない油であることが好ましい。 Further, in order to improve the feedability of the flux-cored wire, lubricating oil may be applied to the surface of the flux-cored wire. That is, the flux-cored wire according to the present embodiment may further be provided with lubricating oil on the surface of the steel outer skin. The lubricating oil applied to the surface of the wire is not particularly limited, and may be, for example, vegetable oil. In order to reduce diffusible hydrogen, the lubricating oil is preferably a hydrogen-free oil such as perfluoropolyether oil (PFPE).

本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、通常のフラックス入りワイヤの製造方法と同様の製造工程によって製造することができる。すなわち、まず、外皮となる鋼帯、並びに、弗化物、合金成分、酸化物、及び炭酸塩等が所定の含有量になるように配合したフラックスを準備する。鋼帯を、長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管(U字型)に成形して鋼製外皮とする。この成形途中で、オープン管の開口部からフラックスを供給する。開口部の相対するエッジ面を突合せ、スリット状の隙間を溶接する。溶接法は、例えば電縫溶接、レーザー溶接、又は、TIG溶接などである。溶接により得られたスリット状の隙間のない管を伸線し、伸線途中又は伸線工程完了後に焼鈍処理して、所望の線径を有するスリット状の隙間のないワイヤを得る。また、開口部の相対するエッジ面を突合せた後にスリット状の隙間を溶接しないことにより、鋼製外皮をスリット状の隙間有りの管とし、それを伸線することで、スリット状の隙間を有するワイヤを得る。 The flux-cored wire according to the present embodiment can be manufactured by the same manufacturing process as the usual method for manufacturing a flux-cored wire. That is, first, a steel strip to be an exodermis and a flux in which a flux, an alloy component, an oxide, a carbonate and the like are blended so as to have a predetermined content are prepared. The steel strip is formed into an open pipe (U-shape) by a forming roll while being fed in the longitudinal direction to form a steel outer skin. During this molding, flux is supplied from the opening of the open tube. The opposing edge surfaces of the openings are butted and a slit-shaped gap is welded. The welding method is, for example, electric sewing welding, laser welding, TIG welding, or the like. A slit-shaped gapless tube obtained by welding is drawn and annealed during wire drawing or after the wire drawing process is completed to obtain a slit-shaped gapless wire having a desired wire diameter. Further, by not welding the slit-shaped gap after abutting the opposite edge surfaces of the openings, the steel outer skin is made into a pipe with a slit-shaped gap, and by drawing the wire, the slit-shaped gap is provided. Get the wire.

突合せシーム溶接されたスリット状の隙間が無いワイヤを切断した断面の例は、図2(a)に示される。この断面では、研磨及びエッチングされない限り、溶接跡が観察されない。そのため、上記のようにスリット状の隙間が無いワイヤをシームレスワイヤと呼ぶことがある。例えば、溶接学会編「新版 溶接・接合技術入門」(2008年)産報出版、p.111には、スリット状の隙間が無いワイヤがシームレスタイプのワイヤと記載されている。 An example of a cross section obtained by cutting a wire having no slit-shaped gap welded by butt seam welding is shown in FIG. 2 (a). No weld marks are observed on this cross section unless it is polished and etched. Therefore, a wire having no slit-shaped gap as described above is sometimes called a seamless wire. For example, "Introduction to Welding and Joining Technology" (2008), edited by the Welding Society, Sanpo Publishing, p. In 111, a wire having no slit-shaped gap is described as a seamless type wire.

図2(b)に、鋼帯のエッジ面を突き合わせたワイヤの例を示し、図2(c)に鋼帯のエッジ面をかしめたワイヤの例を示す。図2(b)のように突合せてから、隙間をろう付けしたり、図2(c)のようにかしめてから、隙間をろう付けしたりしても、スリット状の隙間が無いワイヤが得られる。また、図2(b)及び図2(c)のワイヤは、その隙間がろう付けされない場合、スリット状の隙間が有るワイヤとなる。 FIG. 2B shows an example of a wire in which the edge surfaces of the steel strips are butted, and FIG. 2C shows an example of a wire in which the edge surfaces of the steel strips are crimped. Even if the gaps are brazed after abutting as shown in FIG. 2 (b) or the gaps are brazed after crimping as shown in FIG. 2 (c), a wire without slit-shaped gaps is obtained. Will be brazed. Further, the wires of FIGS. 2B and 2C are wires having slit-shaped gaps when the gaps are not brazed.

本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、いかなる種類の鋼材にも適用可能である。例えば、Cr:0.3〜13%、Mo:0.1〜2.5%を含有し、板厚4mm以上のフェライト系耐熱鋼のガスシールドアーク溶接に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤを使用することができるが、これに限定されない。 The flux-cored wire according to this embodiment can be applied to any kind of steel material. For example, for gas shielded arc welding of ferrite heat-resistant steel containing Cr: 0.3 to 13% and Mo: 0.1 to 2.5% and having a plate thickness of 4 mm or more, the flux-containing wire according to the present embodiment is used. It can be used, but is not limited to this.

本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、いかなる種類のシールドガスが用いられる溶接にも適用可能である。シールドガスは、溶接金属の酸素量をより低いものとし、ヒューム発生量を抑制し、溶接アークの安定性を確保するためには、例えば、Arと3〜20vol%COとの混合ガス、Arと1〜10vol%Oとの混合ガス、および100%COガス等を用いることができるが、これに限定されない。本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、これらのシールドガスを用いてもスパッタの発生が少ない。特に、本実施形態に係るフラックス入りワイヤは、従来技術によればスパッタを生じさせやすい100%COガスがシールドガスである溶接に用いられても、スパッタの発生量を抑制することができる。 The flux-cored wire according to this embodiment can be applied to welding in which any kind of shield gas is used. In order to lower the oxygen content of the weld metal, suppress the amount of fume generation, and ensure the stability of the welding arc, the shield gas is, for example, a mixed gas of Ar and 3 to 20 vol% CO 2, Ar. A mixed gas of 1 to 10 vol% O 2 and 100% CO 2 gas can be used, but the present invention is not limited thereto. The flux-cored wire according to the present embodiment is less likely to generate spatter even when these shield gases are used. In particular, the flux-cored wire according to the present embodiment can suppress the amount of spatter generated even when 100% CO 2 gas, which is prone to spatter according to the prior art, is used for welding as a shield gas.

本実施形態に係る溶接継手の製造方法では、上述された本実施形態に係るガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて鋼材を溶接する。本実施形態に係る溶接継手の製造方法では、低温割れを防止するための予熱作業が不要、又は、予熱作業を著しく低減することができ、さらに、スパッタの発生量を少なくすることができる。本実施形態に係る溶接継手の製造方法で用いられるシールドガスの種類及び鋼材の種類は、上述の通り特に限定されない。しかし、シールドガスが100%COガスであり、鋼材がフェライト系耐熱鋼である場合、本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、従来技術による溶接継手の製造方法と比較して、顕著にスパッタ発生量を減少させ、且つ顕著に耐低温割れ性を向上させることができるので、溶接作業性を向上させることができる。また、この場合、本実施形態に係る溶接継手の製造方法は、従来技術による溶接継手の製造方法と比較して、溶接部の高温強度を改善することができる。 In the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment, a steel material is welded using the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to the above-described embodiment. In the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment, preheating work for preventing low temperature cracking is unnecessary, or the preheating work can be remarkably reduced, and the amount of spatter generated can be reduced. As described above, the type of shield gas and the type of steel material used in the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment are not particularly limited. However, when the shield gas is 100% CO 2 gas and the steel material is ferritic heat-resistant steel, the method for manufacturing the welded joint according to the present embodiment is remarkable as compared with the method for manufacturing the welded joint by the prior art. Since the amount of spatter generated can be reduced and the low temperature crack resistance can be remarkably improved, the welding workability can be improved. Further, in this case, the method for manufacturing a welded joint according to the present embodiment can improve the high temperature strength of the welded portion as compared with the method for manufacturing a welded joint according to the prior art.

次に、実施例により本発明の実施可能性及び効果についてさらに詳細に説明する。 Next, the feasibility and effect of the present invention will be described in more detail by way of examples.

鋼帯を長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管に成形し、この成形途中でオープン管の開口部からフラックスを供給し、開口部の相対するエッジ面を突合わせシーム溶接することで鋼帯を継目無し管とし、造管したワイヤの伸線作業の途中で焼鈍を加えることにより、最終のワイヤ径がφ1.2mmのフラックス入りワイヤを試作した。また、シーム溶接をしない継目有りの管を伸線することで、ワイヤ径がφ1.2mmのフラックス入りワイヤを試作した。試作したフラックス入りワイヤの成分組成(フラックス組成、及び合金成分または金属脱酸成分)を表1−1、表1−2、及び表2に示す。なお、本発明の範囲外の数値には下線を付した。また、添加されなかった成分は、表において空白とした。合金成分又は金属脱酸成分は、鋼製外皮となる鋼帯の化学成分またはフラックスの金属粉又は合金分の形でフラックス入りワイヤに含有させた。 While feeding the steel strip in the longitudinal direction, it is formed into an open tube by a forming roll, flux is supplied from the opening of the open tube during this forming, and the opposite edge surfaces of the opening are abutted and seam welded to form the steel strip. A flux-cored wire having a final wire diameter of φ1.2 mm was prototyped by using a seamless pipe and annealing during the wire drawing work of the pipe-made wire. In addition, a flux-cored wire having a wire diameter of φ1.2 mm was prototyped by drawing a seam-welded pipe without seam welding. The component compositions (flux composition and alloy component or metal deoxidizing component) of the prototyped flux-cored wire are shown in Table 1-1, Table 1-2, and Table 2. Numerical values outside the scope of the present invention are underlined. In addition, the components that were not added were left blank in the table. The alloy component or metal deoxidizing component was contained in the flux-filled wire in the form of a chemical component of a steel strip to be a steel outer skin or a metal powder or alloy component of a flux.

No.2のみ、図2(C)に示されるような、継目がかしめられ且つろう付けされていない継目ありフラックス入りワイヤとした。溶接作業の直前まで、No.2のフラックス入りワイヤ全体が真空包装された。それ以外の例は、鋼製外皮がシーム溶接され、鋼製外皮に継目がないフラックス入りワイヤとした。No.3のみ、フラックス入りワイヤの表面にパーフルオロポリエーテル油が塗布された。それ以外のワイヤには、植物油を塗布した。 No. Only 2 was a seamed flux-cored wire with seams crimped and not brazed, as shown in FIG. 2 (C). Until just before the welding work, No. The entire flux-cored wire of 2 was vacuum-packed. In the other example, the steel outer skin was seam welded, and the steel outer skin was made into a seamless flux-cored wire. No. Only in 3, perfluoropolyether oil was applied to the surface of the flux-cored wire. Vegetable oil was applied to the other wires.

耐低温割れ性は、表4に示す化学成分(鋼材成分)を有する板厚20mmの鋼板を用いて、JIS Z 3157(U形溶接割れ試験方法)に準拠した、温度0℃−湿度60%の一定雰囲気管理下における試験によって評価された。試験ビード作成から48時間後に、溶接部に表面及び断面に割れがない試料(U形割れ試験結果が「割れ無し」とされたワイヤ)にかかるフラックス入りワイヤが、耐低温割れ性に関し合格と判断された。溶接入熱は17kJ/cmで溶接された。 The low temperature crack resistance is determined by using a steel plate having a chemical composition (steel material component) shown in Table 4 and having a thickness of 20 mm, in accordance with JIS Z 3157 (U-shaped weld crack test method), at a temperature of 0 ° C. and a humidity of 60%. It was evaluated by a test under constant atmosphere control. Forty-eight hours after the test bead was created, the flux-filled wire applied to the sample (the wire whose U-shaped crack test result was "no crack") with no cracks on the surface and cross section of the weld was judged to pass the low temperature crack resistance. Was done. Welding heat input was 17 kJ / cm.

さらに、溶接低温割れ性評価の結果、合格となったワイヤについては、先の溶接低温割
れ性試験で用いた鋼板と同じ化学組成の厚さ20mm、幅150mm、長さ200mmの
鋼板上に溶接低温割れが発生しない下限の予熱温度(表3に記載の予熱温度)を適用し、前述と同じ溶接方法、溶接条件にて多層肉盛り溶接により全溶着金属を作製した。
Furthermore, as a result of the welding low temperature crackability evaluation, the wires that passed the welding low temperature were welded on a steel plate with the same chemical composition as the steel plate used in the previous welding low temperature crackability test, with a thickness of 20 mm, a width of 150 mm, and a length of 200 mm. The lower limit preheating temperature at which cracks did not occur (preheating temperature shown in Table 3) was applied, and a fully welded metal was prepared by multi-layer overlay welding under the same welding method and welding conditions as described above.

高温強度は、得られた全溶着金属に、クリープ破断試験を行うことによって評価した。ワイヤ番号1〜8、及び16〜25の例については、740℃×1時間、空冷、の溶接後熱処理(PWHT)を全溶着金属に施し、ワイヤ番号9〜15、及び26〜30の例については720℃×1時間、空冷、の溶接後熱処理(PWHT)を全溶着金属に施した後、平行部径6mm、平行部長さ30mmの丸棒クリープ破断試験片を採取し、それぞれの溶接材料が使用される母材の550℃での目標破断時間が約1000時間となる応力条件でクリープ破断試験を行い、1000時間を超えたものを、高温強度(クリープ破断試験結果)に関し「合格」とした。 The high temperature strength was evaluated by performing a creep rupture test on the obtained fully welded metal. For the examples of wire numbers 1 to 8 and 16 to 25, post-weld heat treatment (PWHT) of 740 ° C. × 1 hour, air cooling was applied to the whole weld metal, and for the examples of wire numbers 9 to 15 and 26 to 30. After applying post-weld heat treatment (PWHT) at 720 ° C for 1 hour and air cooling to the fully welded metal, a round bar creep breakage test piece with a parallel part diameter of 6 mm and a parallel part length of 30 mm was collected, and each welding material was prepared. A creep break test was conducted under stress conditions where the target breaking time of the base metal used at 550 ° C was about 1000 hours, and those exceeding 1000 hours were rated as "passed" in terms of high temperature strength (creep break test results). ..

また、Ti酸化物、Si酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Ca酸化物、Zr酸化物、及びCr酸化物は、それぞれTiO、SiO、MgO、Al、CaO、ZrO、及びCrとした。 Further, the Ti oxide, Si oxide, Mg oxide, Al oxide, Ca oxide, Zr oxide, and Cr oxide are TIO 2 , SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CaO, and ZrO 2, respectively. , And Cr 2 O 3 .

各フラックス入りワイヤに係るスパッタ発生量は以下の手段により測定された。銅製の捕集箱内で、鋼板上に、ビードオンプレートで、溶接電流280A、電圧27V、溶接速度25cm/min、シールドガス100%CO(25l/min)、及び予熱なしの条件で、試験対象となるフラックス入りワイヤを用いて、1分間、溶接ビードを作製した。この溶接ビードの作成の間に箱内に飛散したスパッタおよび鋼板に付着したスパッタを回収し、これらのうち直径1.0mm超のものの総重量を測定した。測定結果を、g/minを単位として表3に示す。スパッタ発生量が5g/min以下であるフラックス入りワイヤを、スパッタ抑制性能(溶接作業性)に関し合格とした。上述の試験項目すべてを満足する試料は、「総合判定」が「合格」であると記載され、上述の試験項目のうち1つ以上が不合格である試料は、「総合判定」が「合格」であると記載された。
各フラックス入りワイヤに係る立向溶接作業性は以下の手段により測定された。鋼板上に立向上進ビードオンプレート溶接で、溶接電流200A、溶接電圧23V、溶接速度15cm/min、シールドガス種100%CO、シールドガス流量25L/min、及び予熱なしの条件で、試験対象となるフラックス入りワイヤを用いて、1分間、溶接ビードを作製した。溶接した時に、垂れ落ちが発生しないものを合格とし、垂れ落ちが発生したものを不合格とした。図3Aは、垂れ落ちが生じていない溶接部の写真であり、図3Bは、垂れ落ちが生じた溶接部の写真である。
The amount of spatter generated in each flux-cored wire was measured by the following means. Tested in a copper collection box on a steel plate with a bead-on plate under conditions of welding current 280 A, voltage 27 V, welding speed 25 cm / min, shield gas 100% CO 2 (25 l / min), and no preheating. A weld bead was made for 1 minute using the flux-cored wire of interest. Spatter scattered in the box and spatter adhering to the steel sheet during the preparation of the weld bead were collected, and the total weight of those having a diameter of more than 1.0 mm was measured. The measurement results are shown in Table 3 in units of g / min. A flux-cored wire having a spatter generation amount of 5 g / min or less was accepted for spatter suppression performance (welding workability). A sample that satisfies all of the above test items is described as having a "comprehensive judgment" of "pass", and a sample that fails one or more of the above test items has a "comprehensive judgment" of "pass". It was stated that.
The vertical welding workability of each flux-cored wire was measured by the following means. Test target with bead-on plate welding on a steel plate under the conditions of welding current 200A, welding voltage 23V, welding speed 15cm / min, shield gas type 100% CO 2 , shield gas flow rate 25L / min, and no preheating. A weld bead was prepared for 1 minute using the flux-cored wire. Those in which dripping did not occur when welding were accepted, and those in which dripping occurred were rejected. FIG. 3A is a photograph of the welded portion without sagging, and FIG. 3B is a photograph of the welded portion with sagging.

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表3に溶接低温割れ性を評価した結果を示す。ワイヤ番号1〜8及び16〜25については、100℃予熱で、ワイヤ番号9〜15及び26〜28については予熱無しで、室温の20℃で試験を実施し、割れがなかったものを合格とした。 Table 3 shows the results of evaluating the low temperature crackability of welding. Wire numbers 1 to 8 and 16 to 25 were preheated at 100 ° C., and wire numbers 9 to 15 and 26 to 28 were tested at room temperature of 20 ° C. without preheating. bottom.

また、表3に、溶接低温割れ性評価の結果、合格となったワイヤ番号のフラックス入りワイヤについて、全溶着金属を得るための多層肉盛り溶接を行った後、クリープ試験を実施した結果を示す。クリープ試験が実施されなかったワイヤ番号の例については、クリープ試験結果の欄に記号「−」を記載した。また、上述の規定範囲外であったスパッタ発生量の数値には下線を付した。 In addition, Table 3 shows the results of performing a creep test after performing multi-layer overlay welding to obtain a fully welded metal for the flux-filled wire with a wire number that passed as a result of welding low-temperature crackability evaluation. .. For examples of wire numbers that were not creep tested, the symbol "-" was added in the creep test results column. In addition, the numerical values of the amount of spatter generated that were outside the above-mentioned specified range are underlined.

CaF量が過剰であったワイヤ番号16の比較例は、スパッタ発生量が多く溶接作業性が劣悪となったので、不合格と判定された。Ti酸化物が含まれなかったワイヤ番号17の比較例は、立向溶接性が劣悪となったので、不合格と判定された。Cr酸化物量が不足したワイヤ番号18の比較例は、スパッタ発生量が多く溶接作業性が劣悪となったので、不合格と判定された。ワイヤ番号19の比較例は、いわゆるメタル系ワイヤであり、弗化物量、Ti酸化物量、Cr酸化物量、及び酸化物合計量が不足したものである。ワイヤ番号19の比較例は、弗化物量が少ないためスパッタ発生量及び立向作業性については合格範囲内であったが、耐低温割れ性が不足したので不合格と判定された。弗化物量が過剰であったワイヤ番号20の比較例は、スパッタ発生量が多く、さらに立向溶接性も劣悪となったので、不合格と判定された。弗化物量が不足したワイヤ番号21の比較例は、耐低温割れ性が不足したので不合格と判定された。Ca酸化物量が過剰であったワイヤ番号22の比較例は、スパッタ発生量が多く溶接作業性が劣悪となったので、不合格と判定された。Mo含有量が不足したワイヤ番号23及び28の比較例、Cr含有量が過剰であったワイヤ番号24の比較例、並びにCr含有量が不足したワイヤ番号25及び27の比較例は、高温強度が不足したので、不合格と判定された。Ni含有量が過剰かつCr含有量が不足したワイヤ番号26の比較例は、高温強度が不足したので、不合格と判定された。 The comparative example of the wire number 16 in which the amount of CaF 2 was excessive was determined to be unacceptable because the amount of spatter generated was large and the welding workability was poor. The comparative example of the wire number 17 containing no Ti oxide was judged to be unacceptable because the vertical weldability was poor. The comparative example of the wire number 18 in which the amount of Cr oxide was insufficient was determined to be unacceptable because the amount of spatter generated was large and the welding workability was poor. The comparative example of the wire number 19 is a so-called metal wire, and the amount of fluoride, the amount of Ti oxide, the amount of Cr oxide, and the total amount of oxide are insufficient. In the comparative example of wire No. 19, the amount of spatter generated and the vertical workability were within the acceptable range because the amount of fluoride was small, but it was determined to be unacceptable because the low temperature cracking resistance was insufficient. The comparative example of the wire number 20 in which the amount of fluoride was excessive was judged to be unacceptable because the amount of spatter generated was large and the vertical weldability was also poor. The comparative example of the wire number 21 in which the amount of fluoride was insufficient was determined to be unacceptable because the low temperature cracking resistance was insufficient. The comparative example of the wire number 22 in which the amount of Ca oxide was excessive was determined to be unacceptable because the amount of spatter generated was large and the welding workability was poor. The comparative examples of wire numbers 23 and 28 having insufficient Mo content, the comparative examples of wire numbers 24 having an excessive Cr content, and the comparative examples of wire numbers 25 and 27 having insufficient Cr content have high high temperature strength. Due to the shortage, it was judged to be rejected. The comparative example of the wire number 26 having an excessive Ni content and a insufficient Cr content was determined to be unacceptable because the high temperature strength was insufficient.

一方、ワイヤ番号1〜15の本発明例は、高温強度に優れた溶接金属を得ることができ、耐低温割れ性が優れ、スパッタの発生量が少なく、さらに立向溶接性に優れたフラックス入りワイヤであった。以上のように、本発明の範囲を満足するフラックス入りワイヤのみが、予熱作業を軽減させる効果、溶接作業性、及び溶接金属のクリープ破断強さを併せて具備し得ることが分かる。 On the other hand, in the examples of the present invention of wire numbers 1 to 15, it is possible to obtain a weld metal having excellent high-temperature strength, excellent low-temperature cracking resistance, a small amount of spatter, and a flux containing excellent vertical weldability. It was a wire. As described above, it can be seen that only the flux-cored wire satisfying the scope of the present invention can have the effect of reducing the preheating work, the welding workability, and the creep rupture strength of the weld metal.

本発明は、高温強度に優れた溶接金属を得ることができ、耐低温割れ性が優れ、スパッタの発生量が少なく、さらに立向溶接性に優れたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法を提供することができる。特に本発明は、高温強度が必要とされる部材に使用されるフェライト系耐熱鋼の溶接、及びシールドガスが100%COである溶接に適用された場合であっても、耐低温割れ性に優れ、スパッタ発生が少なく、高い溶接施工効率で溶接可能であるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法を提供することができる。従って、本発明は溶接分野、特に火力発電ボイラや石油化学精製装置等の耐熱、耐圧配管に用いられる高温材料の溶接分野において高い産業上の利用可能性を有する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a weld metal having excellent high-temperature strength can be obtained, low-temperature cracking resistance is excellent, the amount of spatter generated is small, and a flux-cored wire and a welded joint for gas shielded arc welding are excellent. Manufacturing method can be provided. In particular, the present invention has low temperature crack resistance even when applied to welding of ferritic heat-resistant steel used for members requiring high temperature strength and welding in which the shield gas is 100% CO 2. It is possible to provide a method for manufacturing a flux-containing wire for gas shielded arc welding and a welded joint, which are excellent, generate less spatter, and can be welded with high welding efficiency. Therefore, the present invention has high industrial applicability in the field of welding, particularly in the field of welding high-temperature materials used for heat-resistant and pressure-resistant pipes such as thermal power generation boilers and petrochemical refining equipment.

Claims (16)

鋼製外皮の内部にフラックスが充填されたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、
前記フラックスが、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値の合計が0.11%以上2.00%未満である弗化物と、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計3.50%以上13.00%未満の、Cr酸化物及びTi酸化物を含む酸化物と、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上10.0%未満の鉄粉と、
を含み、
前記弗化物に含まれるCaFの含有量が前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上1.00%未満であり、
前記Ti酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で2.50%以上8.50%未満であり、
前記Cr酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCr換算の質量%で0.10%以上10.00%未満であり、
前記酸化物に含まれるCa酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0%以上0.20%未満であり、
さらに、前記弗化物、及び前記酸化物を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、
C:0.003〜0.150%、
Si:0.05〜2.00%、
Mn:0.4〜3.5%、
P:0.020%以下、
S:0.020%以下、
Cr:0.30〜13.00%、及び
Mo:0.10〜2.50%、
を含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
A flux-cored wire for gas shielded arc welding in which the inside of a steel outer skin is filled with flux.
The flux is
Fluoride in which the total F conversion value with respect to the total mass of the flux-cored wire is 0.11% or more and less than 2.00%.
Oxides containing Cr oxide and Ti oxide, which are 3.50% or more and less than 13.00% in total in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
With iron powder of 0% or more and less than 10.0% in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire,
Including
The content of CaF 2 contained in the fluoride is 0% or more and less than 1.00% in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of the Ti oxide is 2.50% or more and less than 8.50% in terms of mass% of TIO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of the Cr oxide is 0.10% or more and less than 10.00% in terms of mass% of Cr 2 O 3 with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of Ca oxide contained in the oxide is 0% or more and less than 0.20% in terms of mass% in terms of CaO with respect to the total mass of the flux-filled wire.
Further, the chemical components excluding the fluoride and the oxide are in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
C: 0.003 to 0.150%,
Si: 0.05 to 2.00%,
Mn: 0.4 to 3.5%,
P: 0.020% or less,
S: 0.020% or less,
Cr: 0.30 to 13.00%, and Mo: 0.10 to 2.50%,
A flux-cored wire for gas shielded arc welding, characterized in that the balance is composed of Fe and impurities.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
V:0.50%以下、
Nb:0.50%以下、
Ti:0.500%以下、及び
Ta:0.50%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the fluoride of the flux-filled wire and the chemical component excluding the oxide are mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire, instead of a part of Fe contained in the chemical component.
V: 0.50% or less,
Nb: 0.50% or less,
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1, further comprising one or more selected from the group consisting of Ti: 0.500% or less and Ta: 0.50% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
Cu:1.00%以下、
Ni:1.0%以下、
Co:5.0000%以下、及び
B:0.0200%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the fluoride of the flux-filled wire and the chemical component excluding the oxide are mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire, instead of a part of Fe contained in the chemical component.
Cu: 1.00% or less,
Ni: 1.0% or less,
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to claim 1 or 2, wherein it contains one or more selected from the group consisting of Co: 5.0000% or less and B: 0.0200% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
W:4.0000%以下
を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the fluoride of the flux-filled wire and the chemical component excluding the oxide are mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire, instead of a part of Fe contained in the chemical component.
W: The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 3, which contains 4.0000% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、及び前記酸化物を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
Ca:0.500%以下、
REM:0.0100%以下、
Mg:0.80%以下、及び
Al:0.400%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the fluoride of the flux-filled wire and the chemical component excluding the oxide are mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire, instead of a part of Fe contained in the chemical component.
Ca: 0.500% or less,
REM: 0.0100% or less,
The gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 4, wherein it contains one or more selected from the group consisting of Mg: 0.80% or less and Al: 0.400% or less. For flux-cored wire.
鋼製外皮の内部にフラックスが充填されたガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤであって、
前記フラックスが、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対するF換算値の合計が0.11%以上2.00%未満である弗化物と、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計3.50%以上13.00%未満の、Cr酸化物及びTi酸化物を含む酸化物と、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上10.0%未満の鉄粉と、
前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で合計2.00%以下の、CaCO、NaCO、及びMgCOからなる群から選択される一種以上の炭酸塩と、
を含み、
前記弗化物に含まれるCaFの含有量が前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で0%以上1.00%未満であり、
前記Ti酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するTiO換算の質量%で2.50%以上8.50%未満であり、
前記Cr酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCr換算の質量%で0.10%以上10.00%未満であり、
前記酸化物に含まれるCa酸化物の含有量が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対するCaO換算の質量%で0%以上0.20%未満であり、
さらに、前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、
C:0.003〜0.150%、
Si:0.05〜2.00%、
Mn:0.4〜3.5%、
P:0.020%以下、
S:0.020%以下、
Cr:0.30〜13.00%、及び
Mo:0.10〜2.50%、
を含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とするガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
A flux-cored wire for gas shielded arc welding in which the inside of a steel outer skin is filled with flux.
The flux is
Fluoride in which the total F conversion value with respect to the total mass of the flux-cored wire is 0.11% or more and less than 2.00%.
Oxides containing Cr oxide and Ti oxide, which are 3.50% or more and less than 13.00% in total in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
With iron powder of 0% or more and less than 10.0% in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire,
Total 2.00% or less by mass% relative to the total weight of the flux-cored wire, and CaCO 3, Na 2 CO 3, and one or more carbonates selected from the group consisting of MgCO 3,
Including
The content of CaF 2 contained in the fluoride is 0% or more and less than 1.00% in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of the Ti oxide is 2.50% or more and less than 8.50% in terms of mass% of TIO 2 with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of the Cr oxide is 0.10% or more and less than 10.00% in terms of mass% of Cr 2 O 3 with respect to the total mass of the flux-cored wire.
The content of Ca oxide contained in the oxide is 0% or more and less than 0.20% in terms of mass% in terms of CaO with respect to the total mass of the flux-filled wire.
Further, the chemical components excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate are in mass% by mass with respect to the total mass of the flux-filled wire.
C: 0.003 to 0.150%,
Si: 0.05 to 2.00%,
Mn: 0.4 to 3.5%,
P: 0.020% or less,
S: 0.020% or less,
Cr: 0.30 to 13.00%, and Mo: 0.10 to 2.50%,
A flux-cored wire for gas shielded arc welding, characterized in that the balance is composed of Fe and impurities.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
V:0.50%以下、
Nb:0.50%以下、
Ti:0.500%以下、及び
Ta:0.50%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項6に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the chemical component excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-filled wire replaces a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. hand,
V: 0.50% or less,
Nb: 0.50% or less,
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to claim 6, further comprising one or more selected from the group consisting of Ti: 0.500% or less and Ta: 0.50% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
Cu:1.00%以下、
Ni:1.0%以下、
Co:5.0000%以下、及び
B:0.0200%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項6又は7に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the chemical component excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-filled wire replaces a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. hand,
Cu: 1.00% or less,
Ni: 1.0% or less,
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to claim 6 or 7, wherein it contains one or more selected from the group consisting of Co: 5.0000% or less and B: 0.0200% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
W:4.0000%以下
を含有することを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the chemical component excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-filled wire replaces a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. hand,
W: The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 6 to 8, which contains 4.0000% or less.
さらに、前記フラックス入りワイヤの前記弗化物、前記酸化物、及び前記炭酸塩を除く前記化学成分が、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%で、前記化学成分に含まれるFeの一部に代えて、
Ca:0.500%以下、
REM:0.0100%以下、
Mg:0.80%以下、及び
Al:0.400%以下
からなる群から選択される一種以上を含有することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
Further, the chemical component excluding the fluoride, the oxide, and the carbonate of the flux-filled wire replaces a part of Fe contained in the chemical component in mass% with respect to the total mass of the flux-filled wire. hand,
Ca: 0.500% or less,
REM: 0.0100% or less,
The gas shielded arc welding according to any one of claims 6 to 9, wherein it contains one or more selected from the group consisting of Mg: 0.80% or less and Al: 0.400% or less. For flux-cored wire.
前記弗化物が、CaF、MgF、NaAlF、NaF、及びKZrFからなる群から選択される一種以上であり、
式1によって算出されるX値が3.00%以下であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。
X=[NaAlF]+[NaF]+[MgF]+1.5×([KZrF])+3.5×([CaF])・・・(式1)
ただし、前記式1に記載の括弧が付された化学式は、前記化学式に係る前記弗化物の、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%での含有量を表し、含有されない前記弗化物の含有量は0%とみなす。
The fluoride is one or more selected from the group consisting of CaF 2 , MgF 2 , Na 3 AlF 6 , NaF, and K 2 ZrF 6.
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 10, wherein the X value calculated by the formula 1 is 3.00% or less.
X = [Na 3 AlF 6 ] + [NaF] + [MgF 2 ] + 1.5 x ([K 2 ZrF 6 ]) + 3.5 x ([CaF 2 ]) ... (Equation 1)
However, the chemical formula in parentheses described in the formula 1 represents the content of the fluoride according to the chemical formula in mass% with respect to the total mass of the flux-cored wire, and the content of the fluoride not contained. Is considered to be 0%.
前記酸化物が、前記Cr酸化物、前記Ti酸化物、並びにFe酸化物、Ba酸化物、Na酸化物、Si酸化物、Zr酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、Mn酸化物、K酸化物、及びCa酸化物からなる群から選択される一種以上であり、
前記Cr酸化物、前記Ti酸化物、前記Fe酸化物、前記Ba酸化物、前記Na酸化物、前記Si酸化物、前記Zr酸化物、前記Mg酸化物、前記Al酸化物、前記Mn酸化物、前記K酸化物、及び前記Ca酸化物の含有量の合計が、前記フラックス入りワイヤの前記全質量に対する、Cr、TiO、FeO、BaO、NaO、SiO、ZrO、MgO、Al、MnO、KO、及びCaOの各々の換算値で3.50%以上13.00%未満であり、
式2によって算出されるV値が5.00以上27.00以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。V=([TiO]+1.2×[SiO]+1.4×[Al]+1.5×[ZrO])/(F)1/2:式2
ただし、前記式2に記載の括弧が付された化学式について、[TiO ]はTi酸化物のTiO 換算値、[SiO ]はSi酸化物のSiO 換算値、[Al ]はAl酸化物のAl 換算値、[ZrO ]はZrO 換算値での、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する質量%での含有量を表し、前記式2に記載の記号「F」は、前記フラックス入りワイヤの全質量に対する前記弗化物の前記F換算値の合計を示し、含有されない前記酸化物の含有量は0%とみなす。
The oxides are the Cr oxide, the Ti oxide, and Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, and K oxide. One or more selected from the group consisting of substances and Ca oxides.
Cr oxide, Ti oxide, Fe oxide, Ba oxide, Na oxide, Si oxide, Zr oxide, Mg oxide, Al oxide, Mn oxide, wherein K oxides, and the total content of the Ca oxide, relative to the total weight of the flux-cored wire, Cr 2 O 3, TiO 2 , FeO, BaO, Na 2 O, SiO 2, ZrO 2, MgO , Al 2 O 3 , MnO 2 , K 2 O, and Ca O, which are 3.50% or more and less than 13.00%, respectively.
The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 11, wherein the V value calculated by the formula 2 is 5.00 or more and 27.00 or less. V = ([TiO 2 ] + 1.2 × [SiO 2 ] + 1.4 × [Al 2 O 3 ] + 1.5 × [ZrO 2 ]) / (F) 1/2 : Equation 2
However, regarding the chemical formulas in parentheses described in the above formula 2 , [TiO 2 ] is the TiO 2 conversion value of the Ti oxide, [SiO 2 ] is the SiO 2 conversion value of the Si oxide, and [Al 2 O 3 ]. Is the Al 2 O 3 conversion value of the Al oxide , [ZrO 2 ] is the ZrO 2 conversion value, and represents the content of the flux-cored wire in mass% with respect to the total mass. Refers to the total of the F-converted values of the flux with respect to the total mass of the flux-cored wire, and the content of the oxide not contained is regarded as 0%.
前記鋼製外皮がスリット状の隙間のない形状であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 12, wherein the steel outer skin has a slit-like shape without gaps. 前記鋼製外皮がスリット状の隙間を有する形状であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 12, wherein the steel outer skin has a shape having a slit-shaped gap. 前記鋼製外皮の表面にパーフルオロポリエーテル油を有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ。 The flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 14, wherein the surface of the steel outer skin has perfluoropolyether oil. 請求項1〜15のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いて、鋼材を溶接することを特徴とする溶接継手の製造方法。 A method for manufacturing a welded joint, which comprises welding a steel material using the flux-cored wire for gas shielded arc welding according to any one of claims 1 to 15.
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