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公開番号2025083064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196731
出願日2023-11-20
発明の名称ガスシールドアーク溶接用ワイヤ、ガスシールドアーク溶接方法及び溶接金属の製造方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類B23K 35/30 20060101AFI20250523BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】引張強さと低温での靱性が良好である溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用ワイヤを提供する。
【解決手段】ワイヤ全質量に対して、C含有量が0.040質量%以上0.090質量%以下であり、Si、Mn、Ti、Ni、Fe、Cr、Mo及びCuの含有量が規定されているとともに、ワイヤ全質量に対するそれぞれの元素の含有量を質量%で[C]、[Si]、[Mn]、[Ti]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Cu]と表す場合に、下記式(1)により算出される値A1:4.05以上であるとともに、下記式(2)により算出される値A2:0.45以上である、ガスシールドアーク溶接用ワイヤ。ただし、式(1):A1=[Mn]+[Ni]、式(2):A2=-[C]+[Si]/7+[Mn]/7+[Ti]/4+[Ni]/38+[Cr]/8+[Mo]/5+[Cu]/15である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０４０質量％以上０．０９０質量％以下、
Ｓｉ：０．４０質量％以上０．９０質量％以下、
Ｍｎ：１．３５質量％以上２．８０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、
Ｎｉ：１．８０質量％以上３．７０質量％以下、及び、
Ｆｅ：８８．０質量％以上、を含有し、
Ｃｒ：０．６０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．９０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．５０質量％以下（０質量％を含む）、であり、
ワイヤ全質量に対するＣ含有量を質量％で［Ｃ］、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］、ワイヤ全質量に対するＣｕ含有量を質量％で［Ｃｕ］と表す場合に、
下記式（１）により算出される値Ａ１：４．０５以上であるとともに、
下記式（２）により算出される値Ａ２：０．４５以上であることを特徴とする、ガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
Ａ１＝［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］・・・式（１）
Ａ２＝－［Ｃ］＋［Ｓｉ］／７＋［Ｍｎ］／７＋［Ｔｉ］／４＋［Ｎｉ］／３８＋［Ｃｒ］／８＋［Ｍｏ］／５＋［Ｃｕ］／１５・・・式（２）
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
下記式（３）により算出される値Ａ３：５．０以下であ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ワイヤ。
Ａ３＝［Ｔｉ］／［Ｃ］・・・式（３）
【請求項３】
下記式（４）により算出される値Ａ４：２８．５以下であ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ワイヤ。
Ａ４＝５２．８×［Ｃ］＋２６．３×［Ｓｉ］＋０．５×［Ｍｎ］＋１３．４×［Ｔｉ］＋１．１×［Ｎｉ］＋２．１×［Ｃｒ］＋０．９×［Ｍｏ］＋１．５×［Ｃｕ］・・・式（４）
【請求項４】
下記式（３）により算出される値Ａ３：５．０以下であるとともに、
下記式（４）により算出される値Ａ４：２８．５以下であ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ワイヤ。
Ａ３＝［Ｔｉ］／［Ｃ］・・・式（３）
Ａ４＝５２．８×［Ｃ］＋２６．３×［Ｓｉ］＋０．５×［Ｍｎ］＋１３．４×［Ｔｉ］＋１．１×［Ｎｉ］＋２．１×［Ｃｒ］＋０．９×［Ｍｏ］＋１．５×［Ｃｕ］・・・式（４）
【請求項５】
さらに、Ｎａ、Ｋ及びＬｉから選択された少なくとも１種を含有し、
ワイヤ全質量に対するＮａ含有量を質量％で［Ｎａ］、ワイヤ全質量に対するＫ含有量を質量％で［Ｋ］、ワイヤ全質量に対するＬｉ含有量を質量％で［Ｌｉ］と表す場合に、
下記式（５）により算出される値Ａ５：０．８０以下であ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ワイヤ。
Ａ５：［Ｎａ］＋［Ｋ］＋［Ｌｉ］・・・式（５）
【請求項６】
さらに、
Ｆ：０．３０質量％以下、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ワイヤ。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤを用いて溶接することを特徴とする、ガスシールドアーク溶接方法。
【請求項８】
請求項１～６のいずれか１項に記載のガスシールドアーク溶接用ワイヤを用いて、溶接金属を製造することを特徴とする、溶接金属の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高張力鋼のアーク溶接に使用されるガスシールドアーク溶接用ワイヤ、該溶接用ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法、及び該溶接用ワイヤを用いた溶接金属の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
石油・ガスの掘削・生産や洋上風力発電に使用される海洋構造物及び石油・ガスの輸送に使用されるパイプライン等の溶接構造物は、設備の大型化や寒冷地での稼働が増加している。したがって、これらの溶接構造物に使用される鋼板については、高強度化が進められており、これに伴って、使用される溶接材料についても、高強度かつ低温での靱性に優れた特性が求められる。
【０００３】
また、上記のような溶接構造物を製造する際に、近年では、溶接作業の効率化のために、高電流及び大入熱の溶接条件で、溶接が実施される傾向にある。このような大入熱の条件下においては、溶接金属の強度が低下するとともに衝撃特性も劣化する。このため、厳しい溶接条件下で溶接を実施した場合においても、優れた特性を有する溶接部を得るための技術に対する要求が高まっており、特に、溶接部の特性を向上させることができる溶接材料の必要性が高くなっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ワイヤ全質量に対するＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ及びＰの含有量を規定するとともに、フラックス中の金属フッ化物、Ｎａ酸化物及びＫ酸化物の換算値を規定したメタル系フラックス入りワイヤが提案されている。上記特許文献１には、上記各成分を限定することにより、溶接作業性に優れ、かつ、耐気候欠陥性及び耐割れ性に優れ、溶着金属の機械的性質が良好な溶接用メタル系フラックス入りワイヤを得ることができることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ワイヤ全重量に対して、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ及びＴｉを含有し、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｎ、Ｏを制限し、Ｃａ、Ｍｇ及びＡｓの合計量を規制した高張力鋼用ガスメタルアーク溶接用ワイヤが開示されている。上記特許文献２によると、耐力及び靱性が、母材とする高張力鋼と同等以上で、硫化物による欠陥が無く、作業性が良好なワイヤを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２３－１１４４００号公報
特開平８－２６７２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のフラックス入りワイヤを使用して溶接を実施した場合に、溶着金属の引張強さは５４０～６８０ＭＰａであり、十分な引張強さを得ることができない。また、上記特許文献２に記載のガスメタルアーク溶接用ワイヤは、強度及び耐力向上のために、所定量のＮｂ及びＶを含み、Ｃｒも多く含有するため、引張強さが高くなりすぎて高温割れの懸念が生じるとともに、十分な靱性を有する溶着金属を得ることが難しい。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、高張力鋼のガスシールドアーク溶接に好適に使用され、引張強さと低温での靱性が良好である溶接金属が得られるガスシールドアーク溶接用ワイヤ、該溶接用ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接方法、及び該溶接用ワイヤを用いた溶接金属の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、ガスシールドアーク溶接用ワイヤに係る下記［１］の構成により達成される。
【００１０】
［１］ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０４０質量％以上０．０９０質量％以下、
Ｓｉ：０．４０質量％以上０．９０質量％以下、
Ｍｎ：１．３５質量％以上２．８０質量％以下、
Ｔｉ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、
Ｎｉ：１．８０質量％以上３．７０質量％以下、及び、
Ｆｅ：８８．０質量％以上、を含有し、
Ｃｒ：０．６０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．９０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．５０質量％以下（０質量％を含む）、であり、
ワイヤ全質量に対するＣ含有量を質量％で［Ｃ］、ワイヤ全質量に対するＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］、ワイヤ全質量に対するＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］、ワイヤ全質量に対するＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］、ワイヤ全質量に対するＮｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］、ワイヤ全質量に対するＣｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］、ワイヤ全質量に対するＭｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］、ワイヤ全質量に対するＣｕ含有量を質量％で［Ｃｕ］と表す場合に、
下記式（１）により算出される値Ａ１：４．０５以上であるとともに、
下記式（２）により算出される値Ａ２：０．４５以上であることを特徴とする、ガスシールドアーク溶接用ワイヤ。
Ａ１＝［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］・・・式（１）
Ａ２＝－［Ｃ］＋［Ｓｉ］／７＋［Ｍｎ］／７＋［Ｔｉ］／４＋［Ｎｉ］／３８＋［Ｃｒ］／８＋［Ｍｏ］／５＋［Ｃｕ］／１５・・・式（２）
（【００１１】以降は省略されています）

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