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公開番号2025098536
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214737
出願日2023-12-20
発明の名称フラックス入りワイヤ、溶接継手及び溶接金属
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 35/368 20060101AFI20250625BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】極低温領域における構造物の溶接に使用されるフラックス入りワイヤであって、優れた強度を有し、かつ横膨出量が所望の値以上となる溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】フラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対するFe、C、Cr、Ni等の含有量が規定されているとともに、Nb:0.001～0.15質量%、V:0.005～0.30質量%、を含有する。また、式(1)により算出される値A1:0.02～0.30、式(2)により算出される値A2:10.0～12.3である。式(1):A1=[Nb]_W+[V]_W、式(2):A2=1.31×(0.98×[Cr]_W+[Mo]_W+0.7×[Nb]_W)-1.1×([Ni]_W+35×[C]_W+20×[N]_W+0.25×[Cu]_W)である。ただし、[元素]_Wは、フラックス入りワイヤ中の該元素の含有量を質量%で表した値である。
【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、
Ｆｅ：４０質量％以上７０質量％以下、
Ｃ：０．００１質量％以上０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：１４．０質量％以上２８．０質量％以下、
Ｎｉ：７．０質量％以上２０．０質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．１５質量％以下、及び
Ｖ：０．００５質量％以上０．３０質量％以下、を含有し、
Ｍｏ：４．０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
Ｎ：０．０２０質量％以下、であるとともに、
下記式（１）により算出される値Ａ１：０．０２以上０．３０以下、
下記式（２）により算出される値Ａ２：１０．０以上１２．３以下、であることを特徴とするフラックス入りワイヤ。
Ａ１＝［Ｎｂ］
Ｗ
＋［Ｖ］
Ｗ
・・・式（１）
Ａ２＝１．３１×（０．９８×［Ｃｒ］
Ｗ
＋［Ｍｏ］
Ｗ
＋０．７×［Ｎｂ］
Ｗ
）－１．１×（［Ｎｉ］
Ｗ
＋３５×［Ｃ］
Ｗ
＋２０×［Ｎ］
Ｗ
＋０．２５×［Ｃｕ］
Ｗ
）・・・式（２）
ただし、［Ｎｂ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮｂ含有量を質量％で表した値であり、［Ｖ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＶ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｒ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣｒ含有量を質量％で表した値であり、［Ｍｏ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＭｏ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎｉ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮｉ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｕ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣｕ含有量を質量％で表した値である。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｓｉ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、
Ｆ：０．１０質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．１質量％以上１．６０質量％以下、
ＴｉＯ
２
：４．００質量％以上１０．００質量％以下、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ
２
換算値：０．５０質量％以上４．００質量％以下、
金属Ｍｇ及びＭｇ化合物のＭｇＯ換算値：０．０５質量％以上１．００質量％以下、
Ｎａ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、及び
Ｋ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、を含有し、
Ｐ：０．０３０質量％以下、
Ｓ：０．０３０質量％以下、
Ｃｏ：０．３００質量％以下、
Ｗ：０．５０質量％以下、
ＲＥＭ：０．５００質量％以下、
Ｔｉ：１．０質量％以下、
Ａｌ：０．３質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：１．００質量％以下、
Ｌｉ：０．５０質量％以下、であることを特徴とする、請求項１に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項３】
前記Ｎｉ：１０．０質量％以上１３．０質量％以下、
前記Ｃｒ：１６．５質量％以上１８．０質量％以下、
前記Ｍｏ：１．７質量％以上２．２質量％以下、であることを特徴とする、請求項１に記載のフラックス入りワイヤ。
【請求項４】
ステンレス鋼板を母材として、請求項１～３のいずれか１項に記載のフラックス入りワイヤを使用して溶接することにより製造されることを特徴とする、溶接継手。
【請求項５】
溶接金属全質量に対して、
Ｃ：０．００１質量％以上０．０４０質量％以下、
Ｃｒ：１４．０質量％以上２２．０質量％以下、
Ｎｉ：７．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｍｎ：０．３質量％以上１．５質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．１５質量％以下、及び
Ｖ：０．００５質量％以上０．３０質量％以下、を含有し、
Ｓｉ：１．０質量％以下、
Ｔｉ：１．０質量％以下、
Ｍｏ：４．０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
Ｎ：０．０２０質量％以下、であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物であるとともに、
下記式（３）により算出される値Ａ３：０．０２以上０．３０以下、及び
下記式（４）により算出される値Ａ４：７．６以上１０．３以下、であることを特徴とする溶接金属。
Ａ３＝［Ｎｂ」
Ｍ
＋「Ｖ」
Ｍ
・・・式（３）
Ａ４＝１．１８×（［Ｃｒ］
Ｍ
＋［Ｍｏ］
Ｍ
＋０．７×［Ｎｂ］
Ｍ
）－［Ｎｉ］
Ｍ
－３５×［Ｃ］
Ｍ
－２０×［Ｎ］
Ｍ
－０．２５×［Ｃｕ］
Ｍ
・・・式（４）
ただし、［Ｎｂ］
Ｍ
は、溶接金属中のＮｂ含有量を質量％で表した値であり、［Ｖ］
Ｍ
は、溶接金属中のＶ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｒ］
Ｍ
は、溶接金属中のＣｒ含有量を質量％で表した値であり、［Ｍｏ］
Ｍ
は、溶接金属中のＭｏ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎｉ］
Ｍ
は、溶接金属中のＮｉ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃ］
Ｍ
は、溶接金属中のＣ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎ］
Ｍ
は、溶接金属中のＮ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｕ］
Ｍ
は、溶接金属中のＣｕ含有量を質量％で表した値である。
【請求項６】
Ｐ：０．０３０質量％以下、
Ｓ：０．０３０質量％以下、
Ｃｏ：０．５００質量％以下、
Ｗ：０．５０質量％以下、
前記Ｎｉ：１２．０質量％以上１４．０質量％以下、
前記Ｃｒ：１７．０質量％以上１９．０質量％以下、
前記Ｍｏ：１．７質量％以上２．５質量％以下、であることを特徴とする、請求項５に記載の溶接金属。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス入りワイヤ、溶接継手及び溶接金属に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスは輸送・保管の効率を上げるため、低温で液化してタンクに貯蔵されるため、貯蔵用タンクの構造部材には貯蔵するガスの液化温度域における低温靱性が求められる。例えば、特許文献１には、－１９６℃付近の極低温靱性が優れた溶接金属を得ることができるオーステナイト系ステンレス鋼フラックス入りワイヤが開示されている。上記特許文献１に記載のフラックス入りワイヤは、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｒ及びＮの含有量が規定されているとともに、ワイヤ中のＮｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ及びＣの含有量を用いた式により得られる値が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－７９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境を考慮して、水素を発電や自動車等の燃料として用いることが考えられており、水素の需要が増大している。これに伴って、貯蔵用タンクについても、液化水素を安全に貯蔵することができる貯蔵用タンクへの要求が高まっている。具体的には、通常の液化貯蔵タンクで使用される温度よりも低温の、例えば－２５３℃程度の以上の極低温領域でも使用できることが求められる。このため、より一層低温度領域における構造物の溶接に対応することができるフラックス入りワイヤの開発が望まれている。このような低温タンク用の溶接金属の低温靱性の指標として、横膨出の値が要求されることがある。しかし、特許文献１に記載のフラックス入りワイヤにおいては、横膨出について考慮されていない。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、極低温領域における構造物の溶接に使用されるフラックス入りワイヤであって、優れた強度を有し、かつ横膨出量が所望の値以上となる溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤ、該フラックス入りワイヤを用いて得られる溶接継手、及び溶接金属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】
【０００６】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、極低温領域において優れた強度及び横膨出量を示す溶接金属を得るためには、ワイヤ中のＮｂとＶとの合計量を制御するとともに、Ｃｒ当量とＮｉ当量とを用いた計算式により得られる値を所定の範囲にすることで、フェライト量を制御することが効果的であることを見出した。本発明は上記知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明の上記目的は、フラックス入りワイヤに係る下記［１］の構成により達成される。
【０００８】
［１］ワイヤ全質量に対して、
Ｆｅ：４０質量％以上７０質量％以下、
Ｃ：０．００１質量％以上０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：１４．０質量％以上２８．０質量％以下、
Ｎｉ：７．０質量％以上２０．０質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．１５質量％以下、及び
Ｖ：０．００５質量％以上０．３０質量％以下、を含有し、
Ｍｏ：４．０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
Ｎ：０．０２０質量％以下、であるとともに、
下記式（１）により算出される値Ａ１：０．０２以上０．３０以下、
下記式（２）により算出される値Ａ２：１０．０以上１２．３以下、であることを特徴とするフラックス入りワイヤ。
Ａ１＝［Ｎｂ］
Ｗ
＋［Ｖ］
Ｗ
・・・式（１）
Ａ２＝１．３１×（０．９８×［Ｃｒ］
Ｗ
＋［Ｍｏ］
Ｗ
＋０．７×［Ｎｂ］
Ｗ
）－１．１×（［Ｎｉ］
Ｗ
＋３５×［Ｃ］
Ｗ
＋２０×［Ｎ］
Ｗ
＋０．２５×［Ｃｕ］
Ｗ
）・・・式（２）
ただし、［Ｎｂ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮｂ含有量を質量％で表した値であり、［Ｖ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＶ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｒ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣｒ含有量を質量％で表した値であり、［Ｍｏ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＭｏ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎｉ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮｉ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＮ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｕ］
Ｗ
は、フラックス入りワイヤ中のＣｕ含有量を質量％で表した値である。
【０００９】
また、フラックス入りワイヤに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［３］に関する。
【００１０】
［２］さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｓｉ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、
Ｆ：０．１０質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．１質量％以上１．６０質量％以下、
ＴｉＯ
２
：４．００質量％以上１０．００質量％以下、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ
２
換算値：０．５０質量％以上４．００質量％以下、
金属Ｍｇ及びＭｇ化合物のＭｇＯ換算値：０．０５質量％以上１．００質量％以下、
Ｎａ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、及び
Ｋ：０．０１質量％以上０．５０質量％以下、を含有し、
Ｐ：０．０３０質量％以下、
Ｓ：０．０３０質量％以下、
Ｃｏ：０．３００質量％以下、
Ｗ：０．５０質量％以下、
ＲＥＭ：０．５００質量％以下、
Ｔｉ：１．０質量％以下、
Ａｌ：０．３質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：１．００質量％以下、
Ｌｉ：０．５０質量％以下、であることを特徴とする、［１］に記載のフラックス入りワイヤ。
（【００１１】以降は省略されています）

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