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公開番号2025112513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006773
出願日2024-01-19
発明の名称被覆アーク溶接棒、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 35/365 20060101AFI20250725BHJP(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被覆アーク溶接棒であって、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被覆アーク溶接棒を提供する。
【解決手段】被覆アーク溶接棒は、溶接棒全質量に対するFe、C、Cr、Ni等の含有量が規定されているとともに、Nb:0.001～0.400質量%、V:0.001～0.400質量%及びN:0.001～0.020質量%、を含有する。また、値A1:0.120以上0.500以下、値A2:0.10以下である。なお、A1=[Nb]_W+[V]_W、A2=1.22×([Cr]_W+[Mo]_W+0.7×[Nb]_W)-([Ni]_W+35×[C]_W+20×[N]_W+0.25×[Cu]_W)-10.0である。ただし、[元素]_Wは、被覆アーク溶接棒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】
溶接棒全質量に対して、
Ｆｅ：３０質量％以上５５質量％以下、
Ｃ：０．００１質量％以上０．０２０質量％以下（炭酸塩のＣを除く）、
Ｃｒ：１０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｎｉ：６．０質量％以上２０．０質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、及び
Ｎ：０．００１質量％以上０．０２０質量％以下、を含有し、
Ｍｏ：４．０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
下記式（１）により算出される値Ａ１：０．１２０以上０．５００以下、
下記式（２）により算出される値Ａ２：０．１０以下であることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
Ａ１＝［Ｎｂ］
Ｗ
＋［Ｖ］
Ｗ
・・・式（１）
Ａ２＝１．２２×（［Ｃｒ］
Ｗ
＋［Ｍｏ］
Ｗ
＋０．７×［Ｎｂ］
Ｗ
）－（［Ｎｉ］
Ｗ
＋３５×［Ｃ］
Ｗ
＋２０×［Ｎ］
Ｗ
＋０．２５×［Ｃｕ］
Ｗ
）－１０．０・・・式（２）
ただし、［Ｎｂ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮｂ含有量を質量％で表した値であり、［Ｖ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＶ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｒ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＣｒ含有量を質量％で表した値であり、［Ｍｏ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＭｏ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎｉ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮｉ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＣ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｕ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中の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、溶接棒全質量に対して、
Ｆ：０．５０質量％以上３．００質量％以下、
Ｃａ：３．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｍｎ：０．１質量％以上６．０質量％以下、
ＴｉＯ
２
：５．０質量％以上２５．０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ
２
換算値：３．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、及び
Ｋ：０．０５質量％以上１．５０質量％以下、を含有し、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ
２
換算値：２．０質量％以下、
金属Ｍｇ及びＭｇ化合物のＭｇＯ換算値：１．０質量％以下、
Ｐ：０．０３０質量％以下、
Ｓ：０．０３０質量％以下、
Ｃｏ：０．３０質量％以下、
Ｗ：０．５０質量％以下、
ＲＥＭ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：１．０質量％以下、
Ａｌ：０．３質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：２．０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に記載の被覆アーク溶接棒。
【請求項３】
前記Ｎｉ：７．０質量％以上１０．０質量％以下、
前記Ｃｒ：１２．０質量％以上１５．０質量％以下、
前記Ｍｏ：１．０質量％以上２．０質量％以下、であることを特徴とする、請求項１に記載の被覆アーク溶接棒。
【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項に記載の被覆アーク溶接棒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３．０質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、及び
Ｖ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、
Ｎ：０．００１質量％以上０．０５０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、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Ａ３：０．１２０以上０．５００以下、及び
下記式（４）により算出される値Ａ４：９．４０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＝１．２２×（［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、被覆アーク溶接棒、溶接継手及び溶接金属に関する。
続きを表示（約 2,500 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、ステンレス鋼板を溶接するための低温用ステンレス溶接棒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平２－２０５２９３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、通常の液化貯蔵用タンクで使用される温度よりも低温の、例えば－２５３℃程度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被覆アーク溶接棒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に記載の被覆アーク溶接棒においては、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被覆アーク溶接棒であって、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被覆アーク溶接棒、該被覆アーク溶接棒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、溶接棒中の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、被覆アーク溶接棒に係る下記［１］の構成により達成される。
【０００８】
［１］溶接棒全質量に対して、
Ｆｅ：３０質量％以上５５質量％以下、
Ｃ：０．００１質量％以上０．０２０質量％以下（炭酸塩のＣを除く）、
Ｃｒ：１０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｎｉ：６．０質量％以上２０．０質量％以下、
Ｎｂ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、
Ｖ：０．００１質量％以上０．４００質量％以下、及び
Ｎ：０．００１質量％以上０．０２０質量％以下、を含有し、
Ｍｏ：４．０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
下記式（１）により算出される値Ａ１：０．１２０以上０．５００以下、
下記式（２）により算出される値Ａ２：０．１０以下であることを特徴とする被覆アーク溶接棒。
Ａ１＝［Ｎｂ］
Ｗ
＋［Ｖ］
Ｗ
・・・式（１）
Ａ２＝１．２２×（［Ｃｒ］
Ｗ
＋［Ｍｏ］
Ｗ
＋０．７×［Ｎｂ］
Ｗ
）－（［Ｎｉ］
Ｗ
＋３５×［Ｃ］
Ｗ
＋２０×［Ｎ］
Ｗ
＋０．２５×［Ｃｕ］
Ｗ
）－１０．０・・・式（２）
ただし、［Ｎｂ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮｂ含有量を質量％で表した値であり、［Ｖ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＶ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｒ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＣｒ含有量を質量％で表した値であり、［Ｍｏ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＭｏ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎｉ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮｉ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＣ含有量を質量％で表した値であり、［Ｎ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＮ含有量を質量％で表した値であり、［Ｃｕ］
Ｗ
は、被覆アーク溶接棒中のＣｕ含有量を質量％で表した値である。
【０００９】
また、被覆アーク溶接棒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、溶接棒全質量に対して、
Ｆ：０．５０質量％以上３．００質量％以下、
Ｃａ：３．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｍｎ：０．１質量％以上６．０質量％以下、
ＴｉＯ
２
：５．０質量％以上２５．０質量％以下、
金属Ｓｉ及びＳｉ化合物のＳｉＯ
２
換算値：３．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ：０．０５質量％以上０．５０質量％以下、及び
Ｋ：０．０５質量％以上１．５０質量％以下、を含有し、
金属Ｚｒ及びＺｒ化合物のＺｒＯ
２
換算値：２．０質量％以下、
金属Ｍｇ及びＭｇ化合物のＭｇＯ換算値：１．０質量％以下、
Ｐ：０．０３０質量％以下、
Ｓ：０．０３０質量％以下、
Ｃｏ：０．３０質量％以下、
Ｗ：０．５０質量％以下、
ＲＥＭ：０．５０質量％以下、
Ｔｉ：１．０質量％以下、
Ａｌ：０．３質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：２．０質量％以下、
Ｌｉ：０．５０質量％以下、であることを特徴とする、［１］に記載の被覆アーク溶接棒。
（【００１１】以降は省略されています）

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