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公開番号2025164476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068481
出願日2024-04-19
発明の名称ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法
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 20060101AFI20251023BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】Ni含有量が1質量%以下であり、溶接のまま及びPWHT後のいずれにおいても溶接金属の位置にかかわらず、強度及び低温靱性が良好である溶接金属を得ることができるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤを提供する。
【解決手段】ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対して、C:0.025質量%以上0.080質量%以下、Si:0.15質量%以上0.50質量%以下、Mn:1.5質量%以上3.0質量%以下、Ni:0.50質量%以上1.00質量%未満、Mo:0.05質量%以上0.40質量%以下、B:0.004質量%以上0.010質量%以下、及び、Fe:85質量%以上、を含有し、Cu:0.25質量%以下、である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼製外皮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、
ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０２５質量％以上０．０８０質量％以下、
Ｓｉ：０．１５質量％以上０．５０質量％以下、
Ｍｎ：１．５質量％以上３．０質量％以下、
Ｎｉ：０．５０質量％以上１．００質量％未満、
Ｍｏ：０．０５質量％以上０．４０質量％以下、
Ｂ：０．００４質量％以上０．０１０質量％以下、及び、
Ｆｅ：８５質量％以上、を含有し、
Ｃｕ：０．２５質量％以下、
であ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。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
ワイヤ中のＮｉ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｎｉ］と表し、
ワイヤ中のＭｏ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｏ］と表し、
ワイヤ中のＢ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｂ］と表し、
ワイヤ中のＳｉ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｓｉ］と表し、
ワイヤ中のＭｎ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｍｎ］と表し、
ワイヤ中のＳｉ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｃｕ］と表し、
ワイヤ中のＳｉ含有量をワイヤ全質量に対する質量％で［Ｃ］と表す場合に、
（［Ｎｉ］＋１０×［Ｍｏ］＋１０×［Ｂ］）／（５×［Ｓｉ］＋［Ｍｎ］＋１０×［Ｃｕ］＋２×［Ｃ］）：０．４９以上１．１０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フラックス入りワイヤ。
【請求項３】
さらに、ワイヤ全質量に対して、
Ｍｇ：０．２質量％以上１．０質量％以下、
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。
【請求項４】
ワイヤ全質量に対して、
Ｃｒ：０．０９質量％以下、及び
Ａｌ：０．１５質量％以下、であ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。
【請求項５】
さらに、Ｔｉ、Ｆ、Ｎａ及びＫから選択された少なくとも１種を、ワイヤ全質量に対して、
Ｔｉ：２．５質量％以上７．０質量％以下、
Ｆ：０．０５質量％以上０．３０質量％以下、
ＮａとＫとの合計：０．０５質量％以上０．３０質量％以下、の範囲で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。
【請求項６】
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を用いてガスシールドアーク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７】
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を用いて、ガスシールドアーク溶接により製造されることを特徴とする溶接金属。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、引張強さが４９０～６７０ＭＰａ級の鋼材の溶接に使用され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ガスシールドアーク溶接方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
石油、ガス等の掘削及び生産に使用される海洋構造物や、油、ガス等の輸送に使用されるパイプラインは、設備の大型化や寒冷地での稼働が増加しており、これらの溶接構造物の建造に使用される鋼板や溶接材料には、高強度であるとともに低温での靱性に優れた特性が求められる。上記のような溶接構造物を建造する場合に、溶接施工後に応力除去を目的とした溶接後熱処理（ＰＷＨＴ：ＰｏｓｔＷｅｌｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ）が施される場合がある。
【０００３】
しかし、このＰＷＨＴによって、溶接部の強度及び靱性が低下し、要求される特性が得られない場合がある。そこで、ＰＷＨＴ後の強度及び靱性を向上させるために、Ｎｉが添加されたフラックス入りワイヤが使用されることがある。
【０００４】
ところで、上記海洋構造物やパイプラインにおいては、硫化水素含有（サワー）環境によって、硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣＣ：ＳｕｌｆｉｄｅＳｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）や水素脆性という問題が発生する。上記問題に対応するため、米国防蝕技術協会（ＮＡＣＥ：ＮａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）の規格（ＮＡＣＥＭＲ０１７５）では、溶接金属中のＮｉ含有量が１質量％以下に規制されている。
【０００５】
そこで、特許文献１には、Ｃ：０．０３～０．０９％、Ｓｉ：０．１～０．６％、Ｍｎ：１．３～２．６％、Ｃｕ：０．０１～０．５％、Ｔｉ：０．０５～０．５％、Ｂ：０．００２～０．０１５％を含有し、Ａｌ：０．０５％以下であり、フラックス中の酸化物及び化合物等の含有量が限定されており、低温靱性（以下、単に「靱性」ともいう。）が良好な溶接金属が得られる、ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤが開示されている。また、上記特許文献１には、フラックス入りワイヤが、Ｎｉ：０．１～０．５％をさらに含有することにより、溶接金属の低温靱性をより安定にする効果を得られることが記載されている。また、特許文献２に記載のフラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量あたり、Ｃを０．０１～０．１２質量％、Ｓｉを０．０５質量％以上０．３０質量％未満、Ｍｎを１．０～３．５質量％、Ｎｉを０．１質量％以上１．０質量％未満、Ｍｏを０．１０～０．３０質量％、Ｃｒを０．１～０．９質量％、ＴｉＯ
２
を４．５～８．５質量％、ＳｉＯ
２
を０．１０～０．４０質量％、Ａｌ
２
Ｏ
３
を０．０３～０．２３質量％と、所定量のＮａ化合物やＫ化合物を含有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７-９４３６０号公報
特許第６３２２０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載のフラックス入りワイヤは、優れた低温靱性を確保するために、Ｎｉを０．１～０．５質量％含有しているものの、ＰＷＨＴ後の強度及び低温靱性が考慮されていない。
【０００８】
さらに、上記特許文献１及び２のいずれに記載のフラックス入りワイヤにおいても、－４０℃よりも低い温度における靱性について、十分に検討されておらず、より低温度の領域における靱性が十分に得られない可能性がある。また、溶接金属においては、一般的に溶接金属の中央部が最も靱性が高く、冷却速度の低下等により溶接金属の中央部（パス会合部）から熱影響部に近づくにつれて低下する。このように試験片の採取位置によっては溶接金属の靱性が急激に劣化することがあるが、上記特許文献１及び２のいずれにおいても溶接金属中央部の靱性しか考慮されておらず、溶接金属中央部から外れた箇所においては、所定の靱性が得られない可能性がある。したがって、ＮＡＣＥＭＲ０１７５で規定される溶接金属中のＮｉ含有量を満足するとともに、溶接のまま（Ａｓ－ｗｅｌｄｅｄ）及びＰＷＨＴ後のいずれにおいても、溶接金属内の位置にかかわらず、強度及び低温での靱性が優れた溶接金属を得ることができるフラックス入りワイヤへの要求が高くなっている。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、Ｎｉ含有量が１質量％以下であっても、溶接のまま及びＰＷＨＴ後のいずれにおいても溶接金属内の位置に関わらず強度及び低温靱性が良好である溶接金属を得ることができるガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及びガスシールドアーク溶接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】
【００１０】
本発明の上記目的は、ガスシールドアーク溶接用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。
（【００１１】以降は省略されています）

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