KR20240090596A

KR20240090596A - Manufacturing method of laser/arc hybrid weld joint

Info

Publication number: KR20240090596A
Application number: KR1020247016683A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 다카다; 쇼헤이 이와타; 료 아라오; 다카히로 사키모토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2024-06-21
Also published as: JP7279870B1; JPWO2023095477A1

Abstract

저온 인성이 우수한 용접 금속부를 가지는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고, 강판은, Ti 를 함유하고, 질량％ 로, Al : 0.025 ％ 이하, O : 0.008 ％ 이하를 포함하는 강판으로 하고, 용접 와이어는, Ti 를 함유하고, 질량％ 로, Al : 0.080 ％ 이하, O : 0.015 ％ 이하를 포함하는 와이어로 한다. 그리고, 아크 용접을, 혼합 비율 α 의 탄산 가스와 불활성 가스로 이루어지는 혼합 가스를 실드 가스로 하는 가스 메탈 아크 용접으로 한다. β ＝ (0.8×[Al]_B＋0.2×(1-0.9×α)×[Al]_WI) / (0.005＋0.8×[O]_B＋0.2×[O]_WI＋0.02×α) 로 정의되는 β 가 1.1 이하를 만족하도록, [Al]_B (강판의 Al 량), [Al]_WI (용접 와이어의 Al 량), [O]_B (강판의 O 량), [O]_WI (용접 와이어의 O 량), α (탄산 가스 혼합 비율 (체적 비율)) 를 조정하여 하이브리드 용접한다.The purpose is to provide a method of manufacturing a laser-arc hybrid weld joint having a weld metal portion excellent in low-temperature toughness, wherein the steel sheet contains Ti and, in mass%, Al: 0.025% or less and O: 0.008% or less. A steel plate is used, and the welding wire is a wire containing Ti and containing, in mass%, Al: 0.080% or less and O: 0.015% or less. Then, the arc welding is performed as gas metal arc welding in which a mixed gas consisting of carbon dioxide gas and an inert gas at a mixing ratio α is used as a shielding gas. β = (0.8×[Al] _B ＋0.2×(1-0.9×α)×[Al] _WI ) / (0.005+0.8×[O] _B ＋0.2×[O] _WI ＋0.02×α ) so that β, defined as , satisfies 1.1 or less, [Al] _B (Al amount of steel sheet), [Al] _WI (Al amount of welding wire), [O] _B (O amount of steel sheet), [O] _WI Hybrid welding is performed by adjusting (amount of O in the welding wire) and α (carbon dioxide gas mixing ratio (volume ratio)).

Description

Manufacturing method of laser/arc hybrid weld joint

본 발명은, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법에 관련된 것으로, 특히 그 용접 이음매의 용접 금속부의 인성 향상에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a laser-arc hybrid weld joint, and particularly to improving the toughness of the weld metal portion of the weld joint.

예를 들면, 액화 석유 가스 (LPG) 나 액화 암모늄 등의 저온 액체 저장용 탱크는, 통상, 양호한 저온 인성을 갖는 후강판을 이용하여 용접 시공에 의해 건조 (建造) 되고 있다. 시공 능률 향상의 관점에서, 소입열, 다패스 용접에 의한 시공보다, 서브머지드 아크 용접 등의 대입열 용접에 의한 시공이 요망되고 있다. 그러나, 대입열 용접을 적용하여, 용접 입열량이 증가하면, 모재의 용접열 영향부 (HAZ) 의 조직이 조대화되고, 용접열 영향부의 인성이 저하되어, 용접 변형 및 일그러짐도 커진다.For example, tanks for storing low-temperature liquids such as liquefied petroleum gas (LPG) or liquefied ammonium are usually constructed by welding using thick steel plates with good low-temperature toughness. From the viewpoint of improving construction efficiency, construction using high heat input welding such as submerged arc welding is desired rather than construction using low heat input and multi-pass welding. However, when high-heat input welding is applied and the welding heat input increases, the structure of the weld heat-affected zone (HAZ) of the base material becomes coarse, the toughness of the weld heat-affected zone decreases, and welding deformation and distortion also increase.

이와 같은 용접열 영향부의 인성 저하에 대하여, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 높은 HAZ 인성을 갖는 대입열 용접용 강재가 기재되어 있다. 특허문헌 1 에 기재된 강재는, 질량％ 로, Al : 0.001 ∼ 0.070 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.030 ％, B : 0.0002 ∼ 0.0050 ％, N : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 를 함유하는 조성으로 하고, 또한 탄소 당량 Ceq 를 0.30 ∼ 0.35 ％ 로 하여 HAZ 경도를 저감시키고, 고용 B 량을 0.0002 ∼ 0.0010 ％ 로 조정하여 입계 페라이트의 조대화를 억제하고, 입계 페라이트 분율을 1 ∼ 20 ％ 로 조정하고 있다. 이로써, 입열 20 ∼ 100 kJ/mm 의 용접열 영향부의 인성이 향상된다고 되어 있다.Regarding this decrease in toughness in the welding heat affected zone, for example, Patent Document 1 describes a steel material for high heat input welding with high HAZ toughness. The steel material described in Patent Document 1 has a composition containing, in mass%, Al: 0.001 to 0.070%, Ti: 0.005 to 0.030%, B: 0.0002 to 0.0050%, and N: 0.0010 to 0.0100%, and has a carbon equivalent Ceq The HAZ hardness is reduced by adjusting to 0.30 to 0.35%, the amount of solid solution B is adjusted to 0.0002 to 0.0010% to suppress coarsening of grain boundary ferrite, and the grain boundary ferrite fraction is adjusted to 1 to 20%. It is said that this improves the toughness of the welding heat-affected zone with a heat input of 20 to 100 kJ/mm.

또한, 최근에는, 소입열이면서 고능률적인 시공 방법으로서, 레이저 용접과 아크 용접을 조합하여 복합화한 레이저·아크 하이브리드 용접법이 개발되어 있다. 레이저·아크 하이브리드 용접법에서는, 레이저 용접만의 경우와 비교하여, 개선 (開先) 정밀도나 갭에 대한 여유도가 커지는 것이나, 용접 와이어로부터 용접 금속이 공급되기 때문에, 용융 금속 조성을 제어하기 쉽다는 장점이 있다. 또한, 아크 용접만의 경우에 비해, 용접부의 심용입이 얻어진다는 장점도 있다. 그러나, 레이저·아크 하이브리드 용접에서는, 아크 용접 조건 및 레이저 용접 조건과 블로 홀이 밀접하게 관계되어 있어, 블로 홀의 발생을 억제하기 위해, 용접 조건에 세심한 주의를 기울일 필요가 있다.Additionally, in recent years, a laser-arc hybrid welding method that combines laser welding and arc welding has been developed as a high-efficiency construction method with low heat input. The advantage of the laser-arc hybrid welding method is that compared to laser welding alone, the opening precision and margin for the gap are increased, and since the weld metal is supplied from the welding wire, it is easy to control the molten metal composition. There is. In addition, compared to the case of arc welding alone, there is an advantage that deep penetration of the weld zone is obtained. However, in laser-arc hybrid welding, arc welding conditions, laser welding conditions, and blow holes are closely related, and it is necessary to pay close attention to welding conditions to suppress the occurrence of blow holes.

이러한 문제에 대하여, 특허문헌 2 에는, 레이저·아크 하이브리드 용접시에, 블로 홀 발생을 억제할 수 있는 레이저·아크 하이브리드 용접성이 우수한 강재가 기재되어 있다. 특허문헌 2 에 기재된 강재에서는, C, Si, Mn, Al, O, P 및 S 함유량을 최적화한다. 또한, Al 함유량을 [Al] 로 했을 때, 비고용 Al (insol.Al) 량을 0.1×[Al] ∼ 0.7×[Al] 의 범위로 최적화한다. 또한, [Al]＋[Si]/2.5 ≥ 0.05 를 만족하도록, Al 함유량 및 Si 함유량을 가능한 범위에서 증가시킨다고 되어 있다. 이로써, 레이저·아크 하이브리드 용접시에, 용접부에 블로 홀이 발생하는 것을 방지할 수 있다고 되어 있다.Regarding this problem, Patent Document 2 describes a steel material excellent in laser-arc hybrid weldability that can suppress the generation of blow holes during laser-arc hybrid welding. In the steel materials described in Patent Document 2, the contents of C, Si, Mn, Al, O, P, and S are optimized. Additionally, when the Al content is set to [Al], the amount of non-solubilized Al (insol.Al) is optimized in the range of 0.1 × [Al] to 0.7 × [Al]. In addition, it is said that the Al content and Si content are increased within the possible range so as to satisfy [Al] + [Si]/2.5 ≥ 0.05. It is said that this can prevent blow holes from occurring in the weld area during laser-arc hybrid welding.

일본 공개특허공보 2005-336602호Japanese Patent Publication No. 2005-336602 일본 공개특허공보 2007-146210호Japanese Patent Publication No. 2007-146210

그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 특허문헌 2 에 기재된 강재에서는, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 용접 금속부가, 원하는 저온 인성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 저온 탱크를 건조하는 용접 기술로서, 레이저·아크 하이브리드 용접을 적용할 수 없다.However, according to examination by the present inventors, in the steel materials described in Patent Document 2, the weld metal portion of the laser-arc hybrid weld joint may not be able to secure the desired low-temperature toughness. Therefore, laser-arc hybrid welding cannot be applied as a welding technology for building low-temperature tanks.

본 발명은, 상기한 문제를 해결하여, 저온 인성이 우수한 용접 금속부, 또한 저온 인성이 우수한 용접 본드부를 갖는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「저온 인성이 우수한」이란, 시험 온도 : -60 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_-60이 27 J 이상인 경우를 말하는 것으로 한다. 본 발명에서 실시하는 용접 이음매부의 V 노치 샤르피 충격 시험에서는, 균열이 모재측으로 빗나가는 현상 FPD (Fracture Path Deviation) 를 일으키기 쉽기 때문에, 도 2 에 나타내는 바와 같이 사이드 그루브가 형성된 샤르피 충격 시험편 (가로세로 10 mm) 을 이용하여 실시하는 것으로 한다.The purpose of the present invention is to solve the above problems and provide a method for manufacturing a laser-arc hybrid weld joint having a weld metal portion excellent in low-temperature toughness and a weld bond portion excellent in low-temperature toughness. In addition, “excellent low-temperature toughness” herein refers to the case where the absorbed energy vE _-60 in the V notch Charpy impact test at test temperature: -60°C is 27 J or more. In the V-notch Charpy impact test of the weld joint performed in the present invention, since FPD (Fracture Path Deviation), a phenomenon in which cracks deviate toward the base material, is likely to occur, a Charpy impact test specimen (width and height 10 mm) with side grooves as shown in FIG. 2 is used. ) is to be carried out using .

본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 용접 금속부 인성에 미치는 마이크로 조직의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 저온 인성이 저하된 용접 금속부에서는, 구오스테나이트 입계로부터 조대한 상부 베이나이트가 형성된 조직으로 되어 있고, 게다가 용접 금속 중에 형성된 산화물은 Al₂O₃이었다.In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors studied the influence of microstructure on the toughness of the weld metal portion of a laser-arc hybrid weld joint. As a result, the weld metal portion with reduced low-temperature toughness had a structure in which coarse upper bainite was formed from prior austenite grain boundaries, and the oxide formed in the weld metal was Al ₂ O ₃ .

그래서, 본 발명자들은, 용접 금속의 저온 인성 향상을 위해서는, 용접 금속을 어시큘러 페라이트 조직으로 하는 것이 바람직하다는 생각에 이르렀다. 용접 금속을 어시큘러 페라이트 조직으로 하기 위해서는, 용접 금속 중에 형성되는 산화물로부터 페라이트를 핵 생성시키는 것이 바람직하다. 그래서, 용접 금속에 Ti 를 함유시켜, 용접 금속 중에 형성되는 산화물에 Ti 를 포함시킨다는 생각에 이르렀다. 그리고 그것을 위해서는, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE와 산소 함유량 [O]_WE의 비, [Al]_WE/[O]_WE를 1.1 이하로 한정할 필요가 있는 것을 알아내었다. 이것은, [Al]_WE/[O]_WE가 1.1 을 초과하면, 용접 금속 중의 O (산소) 가 모두 Al 과 결합하기 때문에, Ti 를 함유하고 있어도, Ti 가 O (산소) 와 결합할 수 없어, 어시큘러 페라이트 조직 형성에 유효한 Ti 를 포함하는 산화물을 형성할 수 없게 되기 때문이다.Therefore, the present inventors came to the idea that in order to improve the low-temperature toughness of the weld metal, it is desirable to make the weld metal have an ocular ferrite structure. In order to transform the weld metal into an ocular ferrite structure, it is desirable to nucleate ferrite from the oxide formed in the weld metal. Therefore, the idea was to include Ti in the weld metal and to include Ti in the oxide formed in the weld metal. And for that, it was found that the ratio between the Al content [Al] _WE and the oxygen content [O] _WE in the weld metal, [Al] _WE / [O] _WE , needs to be limited to 1.1 or less. This means that when [Al] _WE /[O] _WE exceeds 1.1, all the O (oxygen) in the weld metal combines with Al, so even if it contains Ti, Ti cannot combine with O (oxygen). This is because it becomes impossible to form an oxide containing Ti, which is effective in forming an ocular ferrite structure.

본 발명자들의 추가적인 검토에 의해, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 용접 금속 중의 [Al]_WE/[O]_WE 를 1.1 이하로 하기 위해서는, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE를 제한함과 함께, 용접 금속 중의 O 함유량 [O]_WE 를 증가시키는 것이 유효한 것을 지견하였다. 그리고, 레이저·아크 하이브리드 용접에서는, 모재 (강판) 로부터의 희석이 크기 때문에, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE를 제한하기 위해서는, 모재 (강판) 의 Al 함유량 [Al]_B 를 0.025 질량％ 이하로 제한하는 것이 유효한 것을 지견하였다.Through further examination by the present inventors, in order to reduce [Al] _WE / [O] _WE in the weld metal of a laser-arc hybrid weld joint to 1.1 or less, the Al content [Al] _WE in the weld metal is limited and the welding joint is It was found that increasing the O content [O] _WE in the metal is effective. In laser-arc hybrid welding, since dilution from the base material (steel sheet) is large, in order to limit the Al content [Al] _WE in the weld metal, the Al content [Al] _B of the base material (steel sheet) is set to 0.025 mass% or less. It was found that it is effective to limit it to .

또한, 용접 금속 중의 O 함유량 [O]_WE 의 증가는, 아크 용접 (가스 메탈 아크 용접) 에 있어서의 실드 가스 중의 탄산 가스 CO₂ 의 혼합 비율 α 를 높임으로써, 증가시킬 수 있는 것을 지견하였다.In addition, it was found that the O content [O] _WE in the weld metal could be increased by increasing the mixing ratio α of carbon dioxide gas CO ₂ in the shielding gas in arc welding (gas metal arc welding).

또한, 본 발명자들의 추가적인 검토에 의해, 하기 (1) 식In addition, through additional examination by the present inventors, the formula (1) below

β ＝ (0.8×[Al]_B＋0.2×(1-0.9×α)×[Al]_WI) / (0.005＋0.8×[O]_B＋0.2×[O]_WI＋0.02×α) … (1)β = (0.8×[Al] _B ＋0.2×(1-0.9×α)×[Al] _WI ) / (0.005+0.8×[O] _B ＋0.2×[O] _WI ＋0.02×α ) … (One)

여기서, [Al]_B : 강판의 Al 함유량 (질량％),Here, [Al] _B : Al content of the steel sheet (mass%),

　　　　[Al]_WI : 용접 와이어의 Al 함유량 (질량％),[Al] _WI : Al content of welding wire (mass%),

　　　　[O]_B : 강판의 O 함유량 (질량％),[O] _B : O content of steel sheet (mass%),

　　　　[O]_WI : 용접 와이어의 O 함유량 (질량％),[O] _WI : O content of welding wire (mass%),

　　　　α : 혼합 가스 (실드 가스) 의 탄산 가스 혼합 비율 (체적 비율)　　　　α: Carbon dioxide mixing ratio (volume ratio) of mixed gas (shielding gas)

로 정의되는 β 가 1.1 이하를 만족하는 경우에는, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE 와 산소 함유량 [O]_WE의 비, [Al]_WE/[O]_WE 를 1.1 이하로 조정할 수 있어, 용접 금속의 저온 인성이 향상되는 것을 지견하였다. _When _β _, _defined as It was found that the low-temperature toughness of the metal was improved.

본 발명은, 상기한 지견에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다.The present invention was completed through further examination based on the above-mentioned knowledge.

즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] 강판을, 레이저 용접과 아크 용접을 조합한 레이저·아크 하이브리드 용접하여 용접 이음매를 제조함에 있어서,[1] In manufacturing a weld joint by welding a steel plate by laser-arc hybrid welding, which combines laser welding and arc welding,

상기 아크 용접을, 혼합 비율 α (체적 비율) 의 탄산 가스와 잔부가 불활성 가스로 이루어지는 혼합 가스를 실드 가스로 하는 가스 메탈 아크 용접으로 하고, 상기 강판을, 질량％ 로, C : 0.04 ∼ 0.15 ％, Si : 0.04 ∼ 0.60 ％, Mn : 0.5 ∼ 2.0 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.006 ％ 이하를 포함하고, 또한, Al : 0.025 ％ 이하, Ti : 0.005 ∼ 0.030 ％, O (산소) : 0.008 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 조성을 갖는 강판으로 하고, 상기 가스 메탈 아크 용접으로 사용하는 용접 와이어를, 질량％ 로, C : 0.03 ∼ 0.12 ％, Si : 0.30 ∼ 1.00 ％, Mn : 1.2 ∼ 2.5 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.012 ％ 이하를 포함하고, 또한, Al : 0.080 ％ 이하, Ti : 0.020 ∼ 0.300 ％, O : 0.015 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 와이어 조성을 갖는 용접 와이어로 하고,The arc welding is gas metal arc welding using a mixed gas of carbon dioxide at a mixing ratio α (volume ratio) and the remainder being an inert gas as a shield gas, and the steel sheet is C: 0.04 to 0.15% in mass%. , Si: 0.04 to 0.60%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.006% or less, and also Al: 0.025% or less, Ti: 0.005 to 0.030%. , O (oxygen): 0.008% or less, the balance being Fe and inevitable impurities, and the welding wire used in the gas metal arc welding is C: 0.03 to 0.12% by mass. , Si: 0.30 to 1.00%, Mn: 1.2 to 2.5%, P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.012% or less, and also Al: 0.080% or less, Ti: 0.020 to 0.300%. , O: 0.015% or less, and the balance is Fe and inevitable impurities.

하기 식 (1) 로 정의되는 β 가 1.1 이하를 만족하도록, 상기 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시하는 것을 특징으로 하는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다.A method for manufacturing a laser-arc hybrid weld joint, characterized in that the laser-arc hybrid welding is performed so that β, defined by the following equation (1), satisfies 1.1 or less.

여기서, [Al]_B : 강판의 Al 함유량 (질량％), [Al]_WI : 용접 와이어의 Al 함유량 (질량％), [O]_B : 강판의 O 함유량 (질량％), [O]_WI : 용접 와이어의 O 함유량 (질량％), α : 탄산 가스 혼합 비율 (체적 비율) 이다.Here, [Al] _B : Al content of the steel sheet (mass %), [Al] _WI : Al content of the welding wire (mass %), [O] _B : O content of the steel sheet (mass %), [O] _WI : O content (mass %) of the welding wire, α: carbon dioxide gas mixing ratio (volume ratio).

[2] 상기 [1] 에 있어서, 상기 강판은, 상기 강판 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.50 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.050 ％ 이하, B : 0.0030 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다.[2] The method of [1] above, wherein, in addition to the composition of the steel sheet, in mass%, the steel sheet has Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, Mo: 0.50% or less, A method for manufacturing a laser-arc hybrid weld joint containing one or two or more selected from the group consisting of Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.050% or less, and B: 0.0030% or less. .

[3] 상기 [1] 또는 [2] 에 있어서, 상기 와이어는, 상기 와이어 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.80 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.080 ％ 이하, B : 0.0060 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다.[3] The method of [1] or [2] above, wherein, in addition to the composition of the wire, the wire further contains Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, and Mo: A laser-arc hybrid weld joint containing one or two or more selected from the following: 0.80% or less, Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.080% or less, and B: 0.0060% or less. This is the manufacturing method.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 상기 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 용접 금속이 그 중앙부에서, 질량％ 로, C : 0.04 ∼ 0.15 ％, Si : 0.10 ∼ 0.60 ％, Mn : 0.8 ∼ 2.0 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.010 ％ 이하, Ti : 0.004 ∼ 0.040 ％, Al : 0.025 ％ 이하, O : 0.008 ∼ 0.040 ％ 를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한, 상기 Al 의 함유량 [Al]_WE 와 상기 O 의 함유량 [O]_WE 의 비, [Al]_WE/[O]_WE 가, 1.1 이하를 만족하는 용접 금속 조성을 갖는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다.[4] The method according to any one of [1] to [3] above, wherein the weld metal of the laser-arc hybrid weld joint is, in mass%, C: 0.04 to 0.15%, Si: 0.10 to 0.60%, Mn: 0.8 to 2.0 %, p: 0.015 % or less, S: 0.010 % or less, n: 0.010 % or less, Ti: 0.004 to 0.040 %, al: 0.025 % or less, O: 0.008 to 0.040 % and inevitable impurities, and has a weld metal composition in which the ratio of the Al content [Al] _WE and the O content [O] _WE , [Al] _WE /[O] _WE satisfies 1.1 or less. This is a manufacturing method of a laser-arc hybrid welded joint.

[5] 상기 [4] 에 있어서, 상기 용접 금속은, 상기 용접 금속 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.50 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.060 ％ 이하, B : 0.0040 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다.[5] The method of [4] above, wherein the weld metal has Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, and Mo: 0.50% in mass% in addition to the weld metal composition. Hereinafter, production of a laser-arc hybrid weld joint containing one or two or more selected from the group consisting of Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.060% or less, and B: 0.0040% or less. It's a method.

본 발명에 의하면, 용접 금속 인성, 또한 용접 본드부 인성이 우수한 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매를 제조할 수 있어, 산업상 각별한 효과를 발휘한다.According to the present invention, it is possible to manufacture a laser-arc hybrid weld joint with excellent weld metal toughness and weld bond toughness, thereby exhibiting a special industrial effect.

도 1 은 레이저·아크 하이브리드 용접 방법의 일 실시형태의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 2 는 실시예에서 사용한 사이드 그루브가 형성된 V 노치 샤르피 충격 시험편의 치수 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.1 is an explanatory diagram schematically showing an embodiment of a laser-arc hybrid welding method.
Figure 2 is an explanatory diagram schematically showing the dimensions and shape of a V-notched Charpy impact test piece with side grooves used in the examples.

본 실시형태는, 맞댄 강판끼리를, 레이저 용접과 아크 용접을 조합한 레이저·아크 하이브리드 용접하여 용접 이음매를 제조하는 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매의 제조 방법이다. 또한, 맞대는 강판은, 용접 안정성의 관점에서 판두께가 6 ∼ 36 mm 인 강판으로 하는 것이 바람직하다.This embodiment is a method of manufacturing a laser-arc hybrid weld joint in which the weld joint is produced by welding butted steel plates together by laser-arc hybrid welding using a combination of laser welding and arc welding. In addition, it is preferable that the butted steel plates be steel plates with a plate thickness of 6 to 36 mm from the viewpoint of welding stability.

우선, 본 실시형태에 관련된 용접 이음매의 강판은, 질량％ 로, C : 0.04 ∼ 0.15 ％, Si : 0.04 ∼ 0.60 ％, Mn : 0.5 ∼ 2.0 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.006 ％ 이하를 포함하고, 또한, Al : 0.025 ％ 이하, Ti : 0.005 ∼ 0.030 ％, O (산소) : 0.008 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는다.First, the steel sheet of the weld joint according to the present embodiment has, in mass%, C: 0.04 to 0.15%, Si: 0.04 to 0.60%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, It contains N: 0.006% or less, and also contains Al: 0.025% or less, Ti: 0.005 to 0.030%, and O (oxygen): 0.008% or less, with the balance being Fe and inevitable impurities.

강판의 성분 조성의 한정 이유는, 다음과 같다. 이하, 조성에 관한 「질량％」는, 간단히 「％」라고 기재한다.The reasons for limiting the chemical composition of steel sheets are as follows. Hereinafter, “mass %” regarding composition is simply described as “%”.

C : 0.04 ∼ 0.15 ％C: 0.04 to 0.15%

C 는, 강판 강도를 염가로 향상시키는 데에 유효한 원소이며, 본 실시형태에서는 C 함유량은 0.04 ％ 이상으로 한다. 한편, C 함유량은, 0.15 ％ 를 초과하여 함유하면, 용접열 영향부가 경화되어, 용접 본드부를 포함하는 용접열 영향부 인성이 저하된다. 그 때문에, C 함유량은 0.04 ∼ 0.15 ％ 로 한다. 또한, 바람직하게는 C 함유량은 0.05 ∼ 0.13 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.06 ∼ 0.12 ％ 이다.C is an element effective in improving the strength of steel sheet at low cost, and in this embodiment, the C content is set to 0.04% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, the weld heat-affected zone hardens, and the toughness of the weld heat-affected zone including the weld bond portion decreases. Therefore, the C content is set to 0.04 to 0.15%. Moreover, the C content is preferably 0.05 to 0.13%, and more preferably 0.06 to 0.12%.

Si : 0.04 ∼ 0.60 ％Si: 0.04 to 0.60%

Si 는, 탈산 원소로서 작용함과 함께, 강판의 강도 향상에 유효하게 기여하는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해, Si 함유량은 0.04 ％ 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 0.60 ％ 를 초과하면, 용접열 영향부에서 경질인 제 2 상 (섬 형상 마텐자이트) 을 형성하여, 용접열 영향부 (용접 본드부를 포함한다) 의 인성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량은 0.04 ∼ 0.60 ％ 로 한다. 또한, Si 함유량은, 바람직하게는 0.08 ∼ 0.50 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.10 ∼ 0.45 ％ 이다.Si is an element that acts as a deoxidizing element and effectively contributes to improving the strength of the steel sheet. To obtain such effects, the Si content is set to 0.04% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 0.60%, a hard second phase (island-like martensite) is formed in the weld heat-affected zone, and the toughness of the weld heat-affected zone (including the weld bond portion) decreases. Therefore, the Si content is set to 0.04 to 0.60%. Moreover, the Si content is preferably 0.08 to 0.50%, and more preferably 0.10 to 0.45%.

Mn : 0.5 ∼ 2.0 ％Mn: 0.5 to 2.0%

Mn 은, 강판의 강도 향상에 유용한 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해, Mn 함유량은 0.5 ％ 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 2.0 ％ 를 초과하면, 용접열 영향부가 경화되어, 용접열 영향부 (용접 본드부를 포함한다) 의 인성이 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.5 ∼ 2.0 ％ 로 한다. 또한, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.6 ∼ 1.8 ％ 이며, 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 1.7 ％ 이다.Mn is an element useful for improving the strength of steel sheets. To obtain such effects, the Mn content is set to 0.5% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.0%, the weld heat-affected zone hardens, and the toughness of the weld heat-affected zone (including the weld bond portion) decreases. Therefore, the Mn content is set to 0.5 to 2.0%. Moreover, the Mn content is preferably 0.6 to 1.8%, and more preferably 0.7 to 1.7%.

P : 0.015 ％ 이하P: 0.015% or less

P 는, 강판의 인성을 저하시키는 원소이고, 또한 용접시의 모재 (강판) 희석으로 용접 금속에 혼입되어, 용접 금속의 고온 균열을 유발한다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, P 함유량은, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.015 ％ 이하이면 허용할 수 있고, 0.015 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 P 의 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, P 함유량은 0.003 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. P 함유량은, 보다 바람직하게는 0.004 ∼ 0.012 ％ 이다.P is an element that reduces the toughness of the steel sheet, and is incorporated into the weld metal through dilution of the base material (steel sheet) during welding, causing high-temperature cracking of the weld metal. Therefore, in this embodiment, it is desirable to reduce the P content as much as possible, but it is acceptable as long as it is 0.015% or less, and is set to 0.015% or less. Additionally, excessive reduction of P results in an increase in refining costs. Therefore, it is desirable to adjust the P content to 0.003% or more. The P content is more preferably 0.004 to 0.012%.

S : 0.010 ％ 이하S: 0.010% or less

S 는, 강판 중에서는 MnS 를 형성하고, 압연시에 연장되어 신장한 MnS 가 되어, 라멜라 테어의 발생의 요인이 된다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, S 함유량은 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.010 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, S 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, S 함유량은 0.001 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, S 함유량은 0.002 ∼ 0.008 ％ 이다.S forms MnS in the steel sheet, and during rolling, it becomes elongated MnS and becomes a factor in the generation of lamellar tears. Therefore, in this embodiment, it is desirable to reduce the S content as much as possible, but it is acceptable as long as it is 0.010% or less. Therefore, the S content is set to 0.010% or less. Additionally, excessive reduction causes an increase in refining costs. Therefore, it is desirable to adjust the S content to 0.001% or more. More preferably, the S content is 0.002 to 0.008%.

N : 0.006 ％ 이하N: 0.006% or less

N 은, 불순물로서 혼입되는 원소이며, 고용 N 은 인성을 저하시키기 때문에, N 함유량은 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.006 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, N 함유량은 0.006 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래하기 때문에, N 함유량은 0.002 ％ 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는, N 함유량은 0.003 ∼ 0.005 ％ 이다.N is an element mixed as an impurity, and dissolved N reduces toughness. Therefore, it is desirable to reduce the N content as much as possible, but it is acceptable as long as it is 0.006% or less. Therefore, the N content is set to 0.006% or less. Additionally, since excessive reduction leads to an increase in refining costs, the N content is preferably 0.002% or more. More preferably, the N content is 0.003 to 0.005%.

Al : 0.025 ％ 이하Al: 0.025% or less

Al 은, 탈산 원소로서 작용함과 함께, 마이크로 조직의 미세화에 기여하고, 강판 (모재) 의 인성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Al 함유량은 0.004 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Al 함유량이 0.025 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, Al 함유량은 0.025 ％ 이하로 한다. 또한, Al 함유량은, 바람직하게는 0.004 ∼ 0.020 ％ 이며, 보다 바람직하게는 0.005 ∼ 0.018 ％ 이다.Al acts as a deoxidizing element, contributes to the refinement of the microstructure, and has the effect of improving the toughness of the steel sheet (base material). In order to obtain this effect, the Al content is preferably set to 0.004% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.025%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Al content is set to 0.025% or less. Moreover, the Al content is preferably 0.004 to 0.020%, and more preferably 0.005 to 0.018%.

한편, 레이저·아크 하이브리드 용접의 경우에는, 모재 (강판) 로부터의 희석이 커지기 때문에, 용접 금속의 Al 함유량에 대한 강판의 Al 함유량의 기여가 커진다. 그 결과, 강판의 Al 함유량이 많아지면, 용접 금속 중의 Al 량 [Al]_WE가 증가하여, 용접 금속 중의 [Al]_WE/[O]_WE 를 1.1 이하로 하는 것이 어려워져, 용접 금속의 인성이 저하된다. 그 때문에, 용접 금속의 인성 향상을 위해서는, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE를 제한할 필요가 있다. 용접 금속 중의 [Al]_WE/[O]_WE를 1.1 이하로 하기 위해서는, 용접 금속 중의 O 함유량 [O]_WE의 증가를 감안하여, 모재 (강판) 의 Al 함유량 [Al]_B를 0.025 ％ 이하로 제한함과 함께, 다음 식 (1) 로 정의되는 β 가 1.1 이하가 되도록 조정한다.On the other hand, in the case of laser-arc hybrid welding, dilution from the base material (steel sheet) increases, so the contribution of the Al content of the steel sheet to the Al content of the weld metal increases. As a result, as the Al content of the steel sheet increases, the amount of Al in the weld metal [Al] _WE increases, making it difficult to keep [Al] _WE / [O] _WE in the weld metal to 1.1 or less, and the toughness of the weld metal decreases. It deteriorates. Therefore, in order to improve the toughness of the weld metal, it is necessary to limit the Al content [Al] _WE in the weld metal. In order to keep [Al] _WE / [O] _WE in the weld metal to 1.1 or less, the Al content [Al] _B of the base material (steel sheet) must be set to 0.025% or less, taking into account the increase in O content [O] _WE in the weld metal. In addition to limiting, adjust so that β defined by the following equation (1) is 1.1 or less.

Ti : 0.005 ∼ 0.030 ％Ti: 0.005 to 0.030%

Ti 는, 질화물 형성 원소이며, N 과 결합하여 TiN 을 형성하고, 핀 고정 입자로서 작용하여, 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하여, 열 영향부의 인성 향상에 기여한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Ti 함유량은 0.005 ％ 이상으로 한다. 한편, Ti 함유량이 0.030 ％ 를 초과하면, 고용 Ti 량이 증가하여 모재 인성이 저하된다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.005 ∼ 0.030 ％ 로 한다. 또한, Ti 함유량은, 바람직하게는 0.008 ∼ 0.025 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.010 ∼ 0.022 ％ 이다.Ti is a nitride forming element, combines with N to form TiN, acts as pinning particles, suppresses coarsening of austenite particles, and contributes to improving the toughness of the heat-affected zone. In order to obtain such effects, the Ti content is set to 0.005% or more. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.030%, the amount of dissolved Ti increases and the base material toughness decreases. Therefore, the Ti content is set to 0.005 to 0.030%. Moreover, the Ti content is preferably 0.008 to 0.025%, and more preferably 0.010 to 0.022%.

O (산소) : 0.008 ％ 이하O (oxygen): 0.008% or less

O (산소) 는, 강판 중에서는 산화물을 형성하여, 파괴의 발생 기점이 된다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, O 함유량은 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.008 ％ 이하이면 허용할 수 있기 때문에, 0.008 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래하기 때문에, O 는 0.002 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.003 ∼ 0.006 ％ 이다.O (oxygen) forms oxides in steel sheets and becomes the origin of destruction. Therefore, in this embodiment, it is desirable to reduce the O content as much as possible, but since it is acceptable if it is 0.008% or less, it is set to 0.008% or less. Additionally, since excessive reduction causes an increase in refining costs, it is preferable to adjust O to 0.002% or more. More preferably, it is 0.003 to 0.006%.

상기한 성분이, 본 실시형태에 관련된 강판의 기본 성분이지만, 상기한 기본 성분에 더하여, 추가로 선택 원소로서, 필요에 따라, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.50 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.050 ％ 이하 및 B : 0.0030 ％ 이하 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.The above components are the basic components of the steel sheet according to the present embodiment, but in addition to the above basic components, additional optional elements include Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, and Cr: 0.50% or less. , Mo: 0.50% or less, Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.050% or less, and B: 0.0030% or less.

Cu : 1.0 ％ 이하Cu: 1.0% or less

Cu 는, 강판 강도를 높임과 함께, 내식성을 향상시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.1 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 1.0 ％ 를 초과하여 함유하면, 적열 취성을 나타내고, 강판의 표면 균열이 발생하여, 강판의 제조성이 저하된다. 그 때문에, Cu 를 함유하는 경우에는, 1.0 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 0.8 ％ 이다.Cu is an element that increases the strength of the steel sheet and improves corrosion resistance, and to obtain this effect, it must be contained in an amount of 0.1% or more. On the other hand, when it contains more than 1.0%, red heat embrittlement occurs, surface cracks occur in the steel sheet, and the manufacturability of the steel sheet deteriorates. Therefore, when it contains Cu, it is preferable to limit it to 1.0% or less. More preferably, it is 0.2 to 0.8%.

Ni : 2.0 ％ 이하Ni: 2.0% or less

Ni 는, 강판의 인성을 저하시키지 않고 강판 강도를 향상시키고, 또한 용접열 영향부의 인성을 개선시키는 원소이며, 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.1 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 2.0 ％ 를 초과하는 함유는, 제조 비용을 앙등시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Ni 는 2.0 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 1.8 ％ 이다.Ni is an element that improves the strength of the steel sheet without lowering the toughness of the steel sheet and also improves the toughness of the weld heat-affected zone, and to obtain such effects, its content is required to be 0.1% or more. On the other hand, content exceeding 2.0% increases manufacturing costs. Therefore, when containing Ni, it is preferable to limit it to 2.0% or less. More preferably, it is 0.2 to 1.8%.

Cr : 0.50 ％ 이하Cr: 0.50% or less

Cr 은, 모재의 강도를 향상시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 0.50 ％ 를 초과하는 함유는 강판의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Cr 은 0.50 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.45 ％ 이다.Cr is an element that improves the strength of the base material, and in order to obtain this effect, its content is required to be 0.01% or more, but its content exceeding 0.50% reduces the toughness of the steel sheet. Therefore, when containing Cr, it is preferable to limit it to 0.50% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.45%.

Mo : 0.50 ％ 이하Mo: 0.50% or less

Mo 는, 모재의 강도를 향상시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 0.50 ％ 를 초과하는 함유는 강판의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Mo 는 0.50 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.45 ％ 이다.Mo is an element that improves the strength of the base material, and in order to obtain this effect, its content is required to be 0.01% or more. However, its content exceeding 0.50% reduces the toughness of the steel sheet. Therefore, when containing Mo, it is preferable to limit it to 0.50% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.45%.

Nb : 0.10 ％ 이하Nb: 0.10% or less

Nb 는, ??칭성의 향상을 통하여 모재의 강도를 향상시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 0.10 ％ 를 초과하는 함유는 강판의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Nb 는 0.10 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.Nb is an element that improves the strength of the base metal by improving hardenability, and to obtain this effect, it must be contained in an amount of 0.01% or more. However, if it is contained in excess of 0.10%, the toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when containing Nb, it is preferable to limit it to 0.10% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.08%.

V : 0.10 ％ 이하V: 0.10% or less

V 는, 미세한 탄화물을 석출시켜, 모재의 강도를 향상시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 0.10 ％ 를 초과하는 함유는 강판의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, V 는 0.10 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.V is an element that improves the strength of the base metal by precipitating fine carbides. To obtain this effect, V is required to be contained in an amount of 0.01% or more. However, if the V is contained in excess of 0.10%, the toughness of the steel sheet is reduced. Therefore, when containing it, it is preferable to limit V to 0.10% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.08%.

Ca : 0.004 ％ 이하Ca: 0.004% or less

Ca 는, S 와 결합하여, 구상의 CaS 를 형성하고, 황화물의 형상 제어에 기여하는 원소이며, 판두께 방향으로 인장 응력이 작용하는 경우에, 라멜라 테어의 발생을 방지한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Ca 는 0.001 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.004 ％ 를 초과하는 Ca 의 함유는, 조대한 CaS 가 증가하여, 파괴의 발생 기점이 되어, 강판의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Ca 는 0.004 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.003 ％ 이다.Ca is an element that combines with S to form spherical CaS and contributes to shape control of sulfide, and prevents the generation of lamellar tears when tensile stress acts in the sheet thickness direction. In order to obtain such an effect, Ca must be contained in an amount of 0.001% or more. On the other hand, if the Ca content exceeds 0.004%, coarse CaS increases, becomes the starting point of fracture, and reduces the toughness of the steel sheet. Therefore, when containing it, it is preferable to limit Ca to 0.004% or less. More preferably, it is 0.002 to 0.003%.

REM : 0.050 ％ 이하REM: 0.050% or less

REM 은, S 와 결합하여, 황화물을 형성한다. 이 황화물은 페라이트 핵 생성능을 갖고, 오스테나이트 입자 내로부터 페라이트 입자를 형성하여, 마이크로 조직 미세화에 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, REM 은 0.001 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.050 ％ 를 초과하는 함유는, REM 이 오스테나이트 입계에 편석되어 연성을 저하시키고, 균열의 발생 요인이 되어, 강판의 제조성이 저하된다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, REM 은 0.050 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.045 ％ 이다.REM combines with S to form sulfide. This sulfide has the ability to generate ferrite nuclei and forms ferrite grains from within austenite grains, contributing to micro-structure refinement. In order to obtain this effect, REM needs to be contained at 0.001% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.050%, REM segregates at the austenite grain boundaries, reduces ductility, becomes a factor in the occurrence of cracks, and reduces the manufacturability of the steel sheet. Therefore, when containing it, it is preferable to limit REM to 0.050% or less. More preferably, it is 0.002 to 0.045%.

B : 0.0030 ％ 이하B: 0.0030% or less

B 는, N 과 결합하여, 오스테나이트 입자 내에서 BN 을 형성한다. 열 영향부에서 형성된 BN 은 페라이트 핵 생성 사이트가 되기 때문에, 마이크로 조직이 미세화되어, 열 영향부의 인성 향상에 기여한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, B 는 0.0005 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.0030 ％ 를 초과하는 함유는, 주조 응고시에 오스테나이트 입계에 편석되고, 액상을 형성하여, 균열의 발생을 유인한다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, B 는 0.0030 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0008 ∼ 0.0025 ％ 이다.B combines with N to form BN within austenite particles. Since the BN formed in the heat-affected zone becomes a ferrite nucleation site, the microstructure is refined, contributing to improving the toughness of the heat-affected zone. In order to obtain such an effect, B must be contained in an amount of 0.0005% or more. On the other hand, content exceeding 0.0030% segregates at the austenite grain boundaries during casting and solidification, forms a liquid phase, and induces the occurrence of cracks. Therefore, when containing it, it is preferable to limit B to 0.0030% or less. More preferably, it is 0.0008 to 0.0025%.

상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.The remainder other than the above components consists of Fe and inevitable impurities.

본 실시형태에 관련된 용접 이음매의 제조 방법에서는, 상기한 강판 조성을 갖는 강판끼리를 맞대어, 소정 형상의 개선을 형성하고, 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시하여, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매를 제조한다. 또한, 소정 형상의 개선으로는, I 개선, Y 개선, V 개선 등을 예시할 수 있다.In the method for manufacturing a weld joint according to the present embodiment, steel plates having the above-described steel plate composition are brought together, a groove of a predetermined shape is formed, and laser-arc hybrid welding is performed to manufacture a laser-arc hybrid weld joint. Additionally, examples of improvements in a given shape include I improvement, Y improvement, and V improvement.

본 실시형태에 관련된 용접 이음매의 제조 방법에서 사용하는 레이저·아크 하이브리드 용접은, 아크 용접을, 탄산 가스와 불활성 가스로 이루어지는 혼합 가스를 실드 가스로 하는 가스 메탈 아크 용접으로 하고, 레이저 용접과 조합한다. 이용하는 레이저 용접의 레이저원은, 특별히 한정할 필요는 없지만, 빔 품질을 유지한 채 고출력화가 용이한 파이버 레이저를 이용하는 레이저 용접으로 하는 것이 바람직하다.Laser-arc hybrid welding used in the method for manufacturing a weld joint according to the present embodiment uses arc welding as gas metal arc welding using a mixed gas consisting of carbon dioxide gas and an inert gas as a shield gas, and combines it with laser welding. . There is no need to specifically limit the laser source for laser welding, but it is preferable to use a fiber laser that can easily increase output while maintaining beam quality.

레이저 용접과 아크 용접의 조합은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 아크 전극 (아크 토치) 을 용접 진행 방향의 전방에 배치하여 아크 용접을 실시한다. 즉, 아크 전극 (아크 토치) 의 후방에 레이저 헤드를 배치하고 레이저 빔을 조사하여 레이저 용접을 실시하는, 이른바 선행 : 아크 용접, 후행 : 레이저 용접으로 하는 배치가 바람직하다. 그러나, 선행 : 레이저 용접, 후행 : 아크 용접으로 하는 배치로 해도 문제 없다. 또한, 선행 : 아크 용접, 후행 : 레이저 용접인 경우의 레이저 빔의 목표 위치는, 아크와의 간섭을 방지할 목적에서, 아크 전극 중심점으로부터 1 ∼ 5 mm 후방의 위치로 하는 것이 바람직하다.In the combination of laser welding and arc welding, as shown in FIG. 1, arc welding is performed by placing an arc electrode (arc torch) in front of the welding direction. That is, a preferred arrangement is to place the laser head behind the arc electrode (arc torch) and irradiate the laser beam to perform laser welding, so-called leading: arc welding, and trailing: laser welding. However, there is no problem with the arrangement of leading: laser welding and succeeding: arc welding. In addition, in the case of leading: arc welding and succeeding: laser welding, the target position of the laser beam is preferably 1 to 5 mm behind the arc electrode center point for the purpose of preventing interference with the arc.

또한, 레이저 용접의 용접 조건은, 피용접재의 판두께에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 판두께 : 6 ㎜ 이상 12 ㎜ 미만의 범위에서는, 레이저 출력 : 5 ∼ 10 kW, 용접 속도 0.8 ∼ 2.0 m/min, 판두께 : 12 ㎜ 이상 24 ㎜ 미만의 범위에서는, 레이저 출력 : 8 ∼ 30 kW, 용접 속도 0.6 ∼ 1.4 m/min, 판두께 : 24 ㎜ 이상 36 ㎜ 미만의 범위에서는, 레이저 출력 : 20 ∼ 60 kW, 용접 속도 0.3 ∼ 1.0 m/min 으로 하는 것이 바람직하다.Additionally, it is desirable to select the welding conditions for laser welding appropriately according to the plate thickness of the material to be welded. For example, in the range of sheet thickness: 6 mm to less than 12 mm, laser power: 5 to 10 kW, welding speed of 0.8 to 2.0 m/min, sheet thickness: in the range of 12 mm to less than 24 mm, laser power: 8 to 30 kW, welding speed of 0.6 to 1.4 m/min, plate thickness: In the range of 24 mm to 36 mm, laser output: 20 to 60 kW, welding speed of 0.3 to 1.0 m/min are preferable.

또한, 아크 용접 (가스 메탈 아크 용접) 의 용접 조건은, 아크 안정성을 고려하여, 하향 자세로, 와이어 돌출 길이 : 10 ∼ 25 mm, 전류 : 220 ∼ 380 A, 전압 : 28 ∼ 46 V, 용접 속도 : 0.3 ∼ 1.8 m/min 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 아크 용접 (가스 메탈 아크 용접) 의 실드 가스는, 혼합 비율 α (체적 비율) 의 탄산 가스와 잔부가 Ar 가스 등의 불활성 가스로 이루어지는 혼합 가스를 이용하는 것으로 한다. 또한, 혼합 비율 α 는, 0.05 ∼ 1.00 의 범위로 하는 것이, 아크 안정성의 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.20 ∼ 1.00 이다.In addition, the welding conditions for arc welding (gas metal arc welding) are, considering arc stability, in a downward position, wire protrusion length: 10 to 25 mm, current: 220 to 380 A, voltage: 28 to 46 V, welding speed. : It is desirable to set it in the range of 0.3 to 1.8 m/min. In addition, the shielding gas for arc welding (gas metal arc welding) shall be a mixed gas consisting of carbon dioxide gas at a mixing ratio α (volume ratio) and the remainder being an inert gas such as Ar gas. Additionally, the mixing ratio α is preferably in the range of 0.05 to 1.00 from the viewpoint of arc stability, and more preferably is 0.20 to 1.00.

본 실시형태에 관련된 용접 이음매의 제조 방법에서, 아크 용접 (가스 메탈 아크 용접) 에서 사용하는 용접 와이어는, C : 0.03 ∼ 0.12 ％, Si : 0.30 ∼ 1.00 ％, Mn : 1.2 ∼ 2.5 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.012 ％ 이하를 포함하고, 또한, Al : 0.080 ％ 이하, Ti : 0.020 ∼ 0.300 ％, O : 0.015 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 와이어 조성을 갖는 용접 와이어로 한다. 또한, 사용하는 용접 와이어는, 아크 안정성의 관점에서 0.9 ∼ 1.6 mmΦ 의 와이어로 하는 것이 바람직하다.In the method for manufacturing a weld joint according to the present embodiment, the welding wire used in arc welding (gas metal arc welding) has C: 0.03 to 0.12%, Si: 0.30 to 1.00%, Mn: 1.2 to 2.5%, and P: Contains 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.012% or less, and also contains Al: 0.080% or less, Ti: 0.020 to 0.300%, and O: 0.015% or less, with the balance as Fe and inevitable impurities. It is made into a welding wire having a wire composition consisting of: In addition, the welding wire to be used is preferably a wire of 0.9 to 1.6 mmΦ from the viewpoint of arc stability.

다음으로, 용접 와이어의 조성 (와이어 조성) 의 한정 이유에 대하여 설명한다.Next, the reason for limiting the composition of the welding wire (wire composition) will be explained.

C : 0.03 ∼ 0.12 ％C: 0.03 to 0.12%

C 는, 용접 금속의 강도를 염가로 향상시키는 원소이며, 그러한 효과를 얻기 위해서는, C 함유량은 0.03 ％ 이상으로 한다. 한편, C 함유량이 0.12 ％ 를 초과하면, 용접 금속이 경화되기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, 용접 와이어의 C 함유량은 0.03 ∼ 0.12 ％ 로 한다. 또한, C 함유량은, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.12 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.06 ∼ 0.11 ％ 이다.C is an element that inexpensively improves the strength of the weld metal, and to obtain such an effect, the C content is set to 0.03% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.12%, the weld metal hardens and the toughness decreases. Therefore, the C content of the welding wire is set to 0.03 to 0.12%. Moreover, the C content is preferably 0.05 to 0.12%, and more preferably 0.06 to 0.11%.

Si : 0.30 ∼ 1.00 ％Si: 0.30 to 1.00%

Si 는, 탈산제로서 작용함과 함께, 용접 금속의 강도 상승에 기여하는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Si 함유량은 0.30 ％ 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접 금속 중에서 어시큘러 페라이트의 라스 사이에 경질인 제 2 상 (섬 형상 마텐자이트) 을 형성하기 때문에, 용접 금속의 인성이 저하된다. 그 때문에, 용접 와이어의 Si 함유량은 0.30 ∼ 1.00 ％ 로 한다. 또한, Si 함유량은, 바람직하게는 0.40 ∼ 0.90 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.45 ∼ 0.85 ％ 이다.Si is an element that acts as a deoxidizer and contributes to increasing the strength of the weld metal. In order to obtain such an effect, the Si content is set to 0.30% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 1.00%, a hard second phase (island-like martensite) is formed between the laths of axial ferrite in the weld metal, and thus the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Si content of the welding wire is set to 0.30 to 1.00%. Moreover, the Si content is preferably 0.40 to 0.90%, and more preferably 0.45 to 0.85%.

Mn : 1.2 ∼ 2.5 ％Mn: 1.2 to 2.5%

Mn 은, 탈산제로서 작용함과 함께, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Mn 함유량은 1.2 ％ 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 2.5 ％ 를 초과하면, 용접 금속이 경화되어, 용접 금속의 인성이 저하된다. 그 때문에, 용접 와이어의 Mn 함유량은 1.2 ∼ 2.5 ％ 로 한다. 또한, Mn 함유량은, 바람직하게는 1.4 ∼ 2.3 ％ 이며, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 2.2 ％ 이다.Mn is an element that acts as a deoxidizer and contributes to improving the strength of the weld metal. In order to obtain such effects, the Mn content is set to 1.2% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.5%, the weld metal hardens and the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Mn content of the welding wire is set to 1.2 to 2.5%. Moreover, the Mn content is preferably 1.4 to 2.3%, and more preferably 1.5 to 2.2%.

P : 0.015 ％ 이하P: 0.015% or less

P 는, 용접 금속의 응고시에 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소이고, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, P 함유량이 0.015 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, 용접 와이어의 P 함유량은 0.015 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, P 함유량은 0.003 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. P 함유량은, 보다 바람직하게는 0.004 ∼ 0.013 ％ 이다.P is an element that segregates at grain boundaries during solidification of the weld metal and causes high-temperature cracking. It is desirable to reduce it as much as possible, but it is acceptable as long as the P content is 0.015% or less. Therefore, the P content of the welding wire was limited to 0.015% or less. Additionally, excessive reduction causes an increase in refining costs. Therefore, it is desirable to adjust the P content to 0.003% or more. The P content is more preferably 0.004 to 0.013%.

S : 0.010 ％ 이하S: 0.010% or less

S 는, 용접 금속의 응고시에 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소이고, 본 발명에서는, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, S 함유량이 0.010 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, 용접 와이어의 S 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, S 함유량은 0.001 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.008 ％ 이다.S is an element that segregates at grain boundaries during solidification of the weld metal and causes high-temperature cracking. In the present invention, it is desirable to reduce it as much as possible, but it is acceptable as long as the S content is 0.010% or less. Therefore, the S content of the welding wire is set to 0.010% or less. Additionally, excessive reduction causes an increase in refining costs. Therefore, it is desirable to adjust the S content to 0.001% or more. The S content is more preferably 0.002 to 0.008%.

N : 0.012 ％ 이하N: 0.012% or less

N 은, 용접 와이어 중에 불가피적으로 혼입되지만, 고용 N 량이 증가하면 연성을 열화시켜, 와이어 신선성 (伸線性) 을 저하시킨다. 그 때문에, N 함유량은 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.012 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, 용접 와이어의 N 함유량은 0.012 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래하기 때문에, N 함유량은 0.002 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. N 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003 ∼ 0.010 ％ 이다.N is inevitably mixed into the welding wire, but as the amount of dissolved N increases, ductility deteriorates and wire drawability decreases. Therefore, it is desirable to reduce the N content as much as possible, but it is acceptable as long as it is 0.012% or less. Therefore, the N content of the welding wire is set to 0.012% or less. Additionally, since excessive reduction leads to an increase in refining costs, it is preferable to adjust the N content to 0.002% or more. The N content is more preferably 0.003 to 0.010%.

Al : 0.080 ％ 이하Al: 0.080% or less

Al 은, 강력한 탈산 원소이며, Al 의 함유에 의해 산화물을 저감시킬 수 있어, 와이어 소재의 신선성이 향상된다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Al 함유량은 0.004 ％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.080 ％ 를 초과하면, 조대한 Al₂O₃이 증가하여, 파괴의 발생 기점이 되기 때문에, 와이어 신선성이 저하된다. 그 때문에, 용접 와이어의 Al 함유량은 0.080 ％ 이하로 한다. 또한, Al 함유량은, 바람직하게는 0.070 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.008 ∼ 0.060 ％ 이다.Al is a strong deoxidizing element, and the inclusion of Al can reduce oxides and improve the drawing quality of the wire material. In order to obtain such an effect, the Al content is set to 0.004% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.080%, coarse Al ₂ O ₃ increases and becomes the starting point of fracture, thereby reducing wire drawing performance. Therefore, the Al content of the welding wire is set to 0.080% or less. Moreover, the Al content is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.008 to 0.060%.

Ti : 0.020 ∼ 0.300 ％Ti: 0.020 to 0.300%

Ti 는, 용접 금속 중에서 Ti 산화물을 형성하고, 어시큘러 페라이트의 생성 핵이 되어, 조직의 미세화에 기여한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, 용접 와이어의 Ti 함유량은 0.020 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Ti 함유량이 0.300 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성이 저하된다. 그 때문에, 용접 와이어의 Ti 함유량은 0.020 ∼ 0.300 ％ 로 한다. 또한, Ti 함유량은, 바람직하게는 0.040 ∼ 0.250 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0.050 ∼ 0.220 ％ 이다.Ti forms Ti oxide in the weld metal, becomes a nucleus for the formation of ocular ferrite, and contributes to the refinement of the structure. In order to obtain such an effect, the Ti content of the welding wire must be 0.020% or more. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.300%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Ti content of the welding wire is set to 0.020 to 0.300%. Moreover, the Ti content is preferably 0.040 to 0.250%, and more preferably 0.050 to 0.220%.

O : 0.015 ％ 이하O: 0.015% or less

O 는, 불순물로서 혼입되는 원소이지만, 용접 와이어 중에 산화물을 형성함으로써 와이어 신선성을 저하시킨다. 그 때문에, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, O 함유량이 0.015 ％ 이하이면 허용할 수 있기 때문에, 용접 와이어의 O 함유량은 0.015 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래하기 때문에, O 함유량은 바람직하게는 0.002 ％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.003 ∼ 0.012 ％ 이다.O is an element mixed as an impurity, but it forms an oxide in the welding wire, thereby reducing wire drawing performance. Therefore, it is desirable to reduce it as much as possible, but since it is acceptable if the O content is 0.015% or less, the O content of the welding wire is set to 0.015% or less. Additionally, since excessive reduction causes an increase in refining costs, the O content is preferably 0.002% or more, and more preferably 0.003 to 0.012%.

상기한 성분이, 와이어의 기본 성분이지만, 본 실시형태에 관련된 용접 이음매의 제조 방법에서는, 상기한 기본의 조성에 더하여 추가로, 필요에 따라서, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.80 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.080 ％ 이하, B : 0.0060 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.Although the above-described components are the basic components of the wire, in the method for manufacturing a weld joint according to the present embodiment, in addition to the above-described basic composition, Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, and Cr are added as needed. : 0.50% or less, Mo: 0.80% or less, Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.080% or less, B: 0.0060% or less. can do.

Cu : 1.0 ％ 이하Cu: 1.0% or less

Cu 는, 용접 금속의 강도 및 내식성의 향상에 기여하는 원소이며, 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.1 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 1.0 ％ 를 초과하여 함유하면, 응고시에 오스테나이트 입계에 액상을 생성시켜, 고온 균열을 유발한다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 Cu 함유량은 1.0 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 0.8 ％ 이다.Cu is an element that contributes to improving the strength and corrosion resistance of the weld metal, and to obtain such effects, it must be contained at 0.1% or more. However, if it is contained at more than 1.0%, a liquid phase is created at the austenite grain boundaries during solidification. This causes high temperature cracking. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the Cu content of the welding wire to 1.0% or less. More preferably, it is 0.2 to 0.8%.

Ni : 2.0 ％ 이하Ni: 2.0% or less

Ni 는, 용접 금속의 인성을 저하시키지 않고 강도를 향상시키는 원소이며, 그러한 효과를 얻기 위해서는 0.1 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 2.0 ％ 를 초과하는 함유는 제조 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 Ni 함유량은 2.0 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 1.8 ％ 이다.Ni is an element that improves the strength of the weld metal without reducing its toughness, and to obtain such an effect, its content is required to be 0.1% or more. However, its content exceeding 2.0% causes an increase in manufacturing costs. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the Ni content of the welding wire to 2.0% or less. More preferably, it is 0.2 to 1.8%.

Cr : 0.50 ％ 이하Cr: 0.50% or less

Cr 은, 용접 금속의 강도를 향상시키는 원소이고, 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 하지만, 0.50 ％ 를 초과하는 함유는 용접 금속의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 Cr 함유량은 0.50 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.45 ％ 이다.Cr is an element that improves the strength of the weld metal, and in order to obtain such an effect, its content must be 0.01% or more. However, Cr content exceeding 0.50% reduces the toughness of the weld metal. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the Cr content of the welding wire to 0.50% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.45%.

Mo : 0.80 ％ 이하Mo: 0.80% or less

Mo 는, 용접 금속의 강도를 향상시키고, 또한 낮은 인성의 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트의 형성을 억제한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상을 함유할 필요가 있지만, 0.80 ％ 를 초과하는 함유는, 용접 금속을 경화시켜, 용접 금속의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, Mo 는 0.80 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.70 ％ 이다.Mo improves the strength of the weld metal and suppresses the formation of low-toughness grain boundary ferrite and ferrite side plates. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.01% or more, but containing more than 0.80% hardens the weld metal and reduces the toughness of the weld metal. Therefore, when containing Mo, it is preferable to limit it to 0.80% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.70%.

Nb : 0.10 ％ 이하Nb: 0.10% or less

Nb 는, ??칭성을 향상시켜, 낮은 인성의 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트의 형성을 억제한다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상을 함유할 필요가 있지만, 0.10 ％ 를 초과하는 함유는, 용접 금속의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 Nb 함유량은 0.10 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.Nb improves quenching properties and suppresses the formation of grain boundary ferrite and ferrite side plates with low toughness. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.01% or more, but containing more than 0.10% reduces the toughness of the weld metal. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the Nb content of the welding wire to 0.10% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.08%.

V : 0.10 ％ 이하V: 0.10% or less

V 는, 미세한 탄화물을 석출시킴으로써, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01 ％ 이상을 함유할 필요가 있지만, 0.10 ％ 를 초과하는 함유는, 용접 금속의 인성을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 V 함유량은 0.10 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.V is an element that contributes to improving the strength of the weld metal by precipitating fine carbides. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.01% or more, but containing more than 0.10% reduces the toughness of the weld metal. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the V content of the welding wire to 0.10% or less. More preferably, it is 0.02 to 0.08%.

Ca : 0.004 ％ 이하Ca: 0.004% or less

Ca 는, S 와 결합하여 CaS 를 형성하고, 고온 균열의 억제에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.001 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.004 ％ 를 초과하는 함유는 조대한 CaS 를 형성하여, 파괴의 발생 기점이 되어, 용접 금속의 인성 저하를 초래한다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 Ca 함유량은 0.004 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.003 ％ 이다.Ca is an element that combines with S to form CaS and contributes to the suppression of high-temperature cracking. In order to obtain this effect, a content of 0.001% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 0.004%, coarse CaS is formed, which becomes the starting point of fracture and causes a decrease in the toughness of the weld metal. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the Ca content of the welding wire to 0.004% or less. More preferably, it is 0.002 to 0.003%.

REM : 0.080 ％ 이하REM: 0.080% or less

REM 은, 음극에서의 전자 방출능을 높이는 원소이다. REM 을 함유하는 와이어로 와이어 마이너스의 정극성으로 아크 용접한 경우에는, 아크가 안정되어, 스패터를 현저하게 저하시키는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.010 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.080 ％ 를 초과하는 첨가는 열간 연성을 저하시켜, 와이어 제조성이 저하된다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 REM 함유량은 0.080 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.070 ％ 이다.REM is an element that increases the electron emission ability at the cathode. When arc welding is performed with a wire containing REM with wire negative positive polarity, the arc is stabilized, which has the effect of significantly reducing spatter. In order to obtain this effect, a content of 0.010% or more is required. On the other hand, addition exceeding 0.080% reduces hot ductility and wire manufacturability decreases. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the REM content of the welding wire to 0.080% or less. More preferably, it is 0.002 to 0.070%.

B : 0.0060 ％ 이하B: 0.0060% or less

B 는, 용접 금속 중에서 오스테나이트 입계에 편석되어, 입계 에너지를 저하시킴으로써, 낮은 인성의 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트를 억제하는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.0005 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.0060 ％ 를 초과하는 함유에서는, 와이어 소재 (강괴) 의 주조시의 균열을 유발하여, 수율을 저하시킨다. 그 때문에, 함유하는 경우에는, 용접 와이어의 B 함유량은 0.0060 ％ 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0010 ∼ 0.0050 ％ 이다.B segregates at austenite grain boundaries in the weld metal and reduces the grain boundary energy, thereby suppressing low-toughness grain boundary ferrite and ferrite side plates. In order to obtain this effect, a content of 0.0005% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 0.0060%, it causes cracking during casting of the wire material (steel ingot) and reduces the yield. Therefore, when containing it, it is preferable to limit the B content of the welding wire to 0.0060% or less. More preferably, it is 0.0010 to 0.0050%.

상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 또한, 와이어는 솔리드 와이어 및 메탈 코어드 와이어, 플럭스 코어드 와이어 중 어느 것이라도 적용할 수 있다.The remainder other than the above components consists of Fe and inevitable impurities. Additionally, any of solid wire, metal cored wire, and flux cored wire can be applied as the wire.

본 발명에서는, 상기한 강판 조성의 강판끼리를 맞대어, 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시한다. 레이저·아크 하이브리드 용접에서는, 아크 용접으로서, 상기한 와이어 조성의 용접 와이어를 이용하여, 탄산 가스 (혼합 비율 α) 와 Ar 가스 등의 불활성 가스의 혼합 가스를 실드 가스로 하는 가스 메탈 아크 용접을 이용한다. 또한, 가스 메탈 아크 용접에서는, 용접 토치를 용접 진행 방향과는 역방향에 대하여 20 ∼ 60°기울인 하향 용접으로 하는 것이 레이저와의 간섭 및 아크 안정성의 관점에서 바람직하다.In the present invention, steel sheets of the above-mentioned steel sheet composition are brought together and laser-arc hybrid welding is performed. In laser-arc hybrid welding, gas metal arc welding is used as arc welding, using a welding wire of the above-described wire composition, and using a mixed gas of carbon dioxide gas (mixing ratio α) and an inert gas such as Ar gas as a shielding gas. . In addition, in gas metal arc welding, it is preferable to perform downward welding with the welding torch tilted at an angle of 20 to 60 degrees opposite to the direction of welding from the viewpoint of interference with the laser and arc stability.

그리고, 본 실시형태에 관련된 용접 이음매에서는, 다음 식 (1) 로 정의되는 β 가 1.1 이하를 만족하도록, 강판의 Al 함유량 [Al]_B, 강판의 O 함유량 [O]_B, 용접 와이어의 Al 함유량 [Al]_WI, 용접 와이어의 O 함유량 [O]_WI, 및 혼합 가스에 있어서의 탄산 가스의 혼합 비율 α 를 조정하여, 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시한다.In the weld joint according to the present embodiment, the Al content [Al] _B of the steel sheet, the O content [O] _B of the steel sheet, and the Al content of the welding wire are satisfied so that β defined by the following equation (1) satisfies 1.1 or less. [Al] _WI , the O content of the welding wire [O] _WI , and the mixing ratio α of carbon dioxide gas in the mixed gas are adjusted to perform laser-arc hybrid welding.

식 (1) 로 정의되는 β 가 1.1 을 초과하여 커지면, 용접 금속 중의 Al 함유량 [Al]_WE 와 산소 함유량 [O]_WE의 비, [Al]_WE/[O]_WE를 1.1 이하로 조정할 수 없게 되어, 용접 금속의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, β 를 1.1 이하가 되도록 강판의 Al, O 함유량, 용접 와이어의 Al, O 함유량 및 혼합 가스에 있어서의 탄산 가스의 혼합 비율 α 의 조합을 조정하여, 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시하는 것으로 하였다. 예를 들어, 사용하는 강판을 일정하게 하면, β 가 1.1 이하가 되도록, 용접 와이어의 각 성분, 탄산 가스의 혼합 비율 α 를 선택하여 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시한다.If β defined by equation (1) becomes larger than 1.1, the ratio of the Al content [Al] _WE and the oxygen content [O] _WE in the weld metal, [Al] _WE / [O] _WE , cannot be adjusted to 1.1 or less. As a result, the low-temperature toughness of the weld metal decreases. Therefore, laser-arc hybrid welding is performed by adjusting the combination of the Al and O contents of the steel sheet, the Al and O contents of the welding wire, and the mixing ratio α of the carbon dioxide gas in the mixed gas so that β is 1.1 or less. did. For example, if the steel sheet to be used is constant, laser-arc hybrid welding is performed by selecting the mixing ratio α of each component of the welding wire and carbon dioxide gas so that β is 1.1 or less.

또한, 상기한 레이저·아크 하이브리드 용접에 의해 얻어진 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매에서는, 용접 금속의 중앙부가, 질량％ 로, C : 0.04 ∼ 0.15 ％, Si : 0.10 ∼ 0.60 ％, Mn : 0.8 ∼ 2.0 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, N : 0.010 ％ 이하, Ti : 0.004 ∼ 0.040 ％, Al : 0.025 ％ 이하, O : 0.008 ∼ 0.040 ％ 를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 Al 의 함유량 [Al]_WE와 O 의 함유량 [O]_WE 의 비, [Al]_WE/[O]_WE가, 1.1 이하를 만족하는 용접 금속 조성을 갖는 것이 바람직하다.In addition, in the laser-arc hybrid weld joint obtained by the laser-arc hybrid welding described above, the central portion of the weld metal contains, in mass%, C: 0.04 to 0.15%, Si: 0.10 to 0.60%, and Mn: 0.8 to 2.0%. , P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.010% or less, Ti: 0.004 to 0.040%, Al: 0.025% or less, O: 0.008 to 0.040%, and the balance consists of Fe and inevitable impurities. In addition, it is preferable to have a weld metal composition in which the ratio of the Al content [Al] _WE and the O content [O] _WE , [Al] _WE / [O] _WE , satisfies 1.1 or less.

다음으로, 용접 금속의 조성의 적합 범위의 한정 이유에 대하여 설명한다.Next, the reason for limiting the suitable range of the composition of the weld metal will be explained.

C : 0.04 ∼ 0.15 ％C: 0.04 to 0.15%

C 는, 용접 금속의 강도를 염가로 향상시키는 원소이다. C 함유량이 0.04 미만이면 상기의 강도 향상이 충분히 얻어지지 않는다. 그 때문에, C 함유량은 0.04 ％ 이상으로 한다. 한편, C 함유량이 0.15 ％ 를 초과하면, 용접 금속이 경화되기 때문에, 인성이 저하된다. 따라서, C 함유량은 0.04 ∼ 0.15 ％ 로 한다. 또한, C 함유량은, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.13 ％ 이다.C is an element that inexpensively improves the strength of the weld metal. If the C content is less than 0.04, the above-described strength improvement cannot be sufficiently achieved. Therefore, the C content is set to 0.04% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.15%, the weld metal hardens and the toughness decreases. Therefore, the C content is set to 0.04 to 0.15%. Moreover, the C content is preferably 0.05 to 0.13%.

Si : 0.10 ∼ 0.60 ％Si: 0.10 to 0.60%

Si 는, 용접 금속의 강도 상승에 기여하는 원소이다. 그러한 강도 상승의 효과를 얻기 위해, Si 함유량은 0.10 ％ 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 0.60 ％ 를 초과하면, 용접 금속 중에서 어시큘러 페라이트의 라스 사이에 경질인 제 2 상 (섬 형상 마텐자이트) 을 형성하기 때문에, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Si 함유량은 0.10 ∼ 0.60 ％ 로 한다. 또한, Si 함유량은, 바람직하게는 0.15 ∼ 0.50 ％ 이다.Si is an element that contributes to increasing the strength of the weld metal. In order to achieve such an effect of increasing strength, the Si content is set to 0.10% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 0.60%, a hard second phase (island-like martensite) is formed between the laths of ocular ferrite in the weld metal, and thus the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Si content is set to 0.10 to 0.60%. Moreover, the Si content is preferably 0.15 to 0.50%.

Mn : 0.8 ∼ 2.0 ％Mn: 0.8 to 2.0%

Mn 은, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 그러한 강도 향상의 효과를 얻기 위해, Mn 함유량은 0.8 ％ 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 2.0 ％ 를 초과하면, 용접 금속이 경화되어, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량은 0.8 ∼ 2.0 ％ 로 한다. 또한, Mn 함유량은, 바람직하게는 1.0 ∼ 1.8 ％ 이다.Mn is an element that contributes to improving the strength of the weld metal. In order to obtain such an effect of improving strength, the Mn content is set to 0.8% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.0%, the weld metal hardens and the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Mn content is set to 0.8 to 2.0%. Moreover, the Mn content is preferably 1.0 to 1.8%.

P : 0.015 ％ 이하P: 0.015% or less

P 는, 용접 금속의 응고시에 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소이다. 그러한 고온 균열을 억제하기 위해, P 함유량은 0.015 ％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.012 ％ 이하이다.P is an element that segregates at grain boundaries during solidification of the weld metal and causes high-temperature cracking. To suppress such high-temperature cracking, the P content is set to 0.015% or less. The P content is preferably 0.012% or less.

S : 0.010 ％ 이하S: 0.010% or less

S 는, 용접 금속의 응고시에 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소이다. 그러한 고온 균열을 억제하기 위해, S 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다.S is an element that segregates at grain boundaries during solidification of the weld metal and causes high-temperature cracking. To suppress such high-temperature cracking, the S content is set to 0.010% or less. The S content is preferably 0.008% or less.

N : 0.010 ％ 이하N: 0.010% or less

N 은, 용접 금속의 인성을 열화시킨다. 그러한 인성 저하를 억제하기 위해, N 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다.N deteriorates the toughness of the weld metal. In order to suppress such a decrease in toughness, the N content is set to 0.010% or less. The N content is preferably 0.008% or less.

Ti : 0.004 ∼ 0.040 ％Ti: 0.004 to 0.040%

Ti 는, 용접 금속 중에서 Ti 산화물을 형성하고, 어시큘러 페라이트의 생성 핵이 되어, 조직이 미세화된다. 그러한 조직의 미세화 효과를 얻기 위해, Ti 함유량은 0.004 ％ 이상으로 한다. 한편, Ti 함유량이 0.040 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Ti 함유량은 0.004 ∼ 0.040 ％ 로 한다. Ti 함유량은, 바람직하게는 0.006 ∼ 0.030 ％ 이다.Ti forms Ti oxide in the weld metal and becomes a nucleus for the formation of ocular ferrite, thereby refining the structure. In order to obtain the effect of refining such a structure, the Ti content is set to 0.004% or more. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.040%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Ti content is set to 0.004 to 0.040%. The Ti content is preferably 0.006 to 0.030%.

Al : 0.025 ％ 이하Al: 0.025% or less

Al 은, 탈산 원소로서 작용하고, 산화물을 저감시킨다. 그러한 탈산 효과를 얻기 위해, Al 함유량은 0.004 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Al 함유량이 0.025 ％ 를 초과하면, 조대한 Al₂O₃이 증가하여, 인성이 저하된다. 따라서, Al 의 함유량은 0.025 ％ 이하로 한다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ∼ 0.022 ％ 이다.Al acts as a deoxidizing element and reduces oxides. In order to obtain such a deoxidizing effect, the Al content is preferably set to 0.004% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.025%, coarse Al ₂ O ₃ increases and toughness decreases. Therefore, the Al content is set to 0.025% or less. The Al content is more preferably 0.005 to 0.022%.

O : 0.008 ∼ 0.040 ％O: 0.008 to 0.040%

O 는, 강판 및 용접 와이어, 실드 가스 중으로부터 혼입되고, 용접 금속 중에서 산화물을 형성하여, 어시큘러 페라이트의 핵 생성 사이트가 되기 때문에, 0.008 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, O 함유량이 0.040 ％ 를 초과하면, 조대한 산화물을 형성하여, 파괴의 발생 기점이 됨으로써 인성이 저하된다. 그 때문에, O 함유량은 0.008 ∼ 0.040 ％ 로 한다. O 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ∼ 0.035 ％ 이다.O is mixed from the steel sheet, welding wire, and shielding gas, forms oxides in the weld metal, and becomes a nucleation site for ocular ferrite, so it must be contained at 0.008% or more. On the other hand, when the O content exceeds 0.040%, coarse oxides are formed and become the origin of fracture, thereby reducing toughness. Therefore, the O content is set to 0.008 to 0.040%. The O content is more preferably 0.010 to 0.035%.

상기한 성분이, 용접 금속의 기본 성분이지만, 본 실시형태에 관련된 용접 이음매에서는, 상기한 기본의 조성에 더하여, 추가로, 질량％ 로, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 2.0 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Mo : 0.50 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.004 ％ 이하, REM : 0.060 ％ 이하, B : 0.0040 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.Although the above-described components are the basic components of the weld metal, in the weld joint according to the present embodiment, in addition to the above-described basic composition, Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, and Cr: 0.50% or less, Mo: 0.50% or less, Nb: 0.10% or less, V: 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.060% or less, B: 0.0040% or less. It is desirable.

Cu : 1.0 ％ 이하Cu: 1.0% or less

Cu 는, 용접 금속의 강도 및 내식성이 향상되는 원소이다. 그 효과를 얻기 위해, 0.1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cu 함유량이 1.0 ％ 를 초과하면, 응고시에 고온 균열을 유발한다. 따라서, Cu 함유량은 1.0 ％ 이하로 한다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 0.8 ％ 이다.Cu is an element that improves the strength and corrosion resistance of the weld metal. In order to obtain the effect, it is preferable to set it to 0.1% or more. When the Cu content exceeds 1.0%, high-temperature cracking occurs during solidification. Therefore, the Cu content is set to 1.0% or less. The Cu content is more preferably 0.2 to 0.8%.

Ni : 2.0 ％ 이하Ni: 2.0% or less

Ni 는, 용접 금속의 인성이 저하되지 않고, 강도가 향상되는 원소이다. 그 강도 향상의 효과를 얻기 위해, Ni 함유량은 0.1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ni 함유량이 2.0 ％ 를 초과하면, 제조 비용의 앙등을 초래한다. 따라서, Ni 함유량은 2.0 ％ 이하로 한다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 1.8 ％ 이다.Ni is an element that improves strength without reducing the toughness of the weld metal. In order to obtain the effect of improving strength, the Ni content is preferably set to 0.1% or more. When the Ni content exceeds 2.0%, manufacturing costs increase. Therefore, the Ni content is set to 2.0% or less. The Ni content is more preferably 0.2 to 1.8%.

Cr : 0.50 ％ 이하Cr: 0.50% or less

Cr 은, 용접 금속의 강도가 향상되는 원소이다. 그 강도 향상의 효과를 얻기 위해, Cr 함유량은, 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Cr 함유량은 0.50 ％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.45 ％ 이다.Cr is an element that improves the strength of the weld metal. In order to obtain the effect of improving strength, the Cr content is preferably set to 0.01% or more. When the Cr content exceeds 0.50%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Cr content is set to 0.50% or less. The Cr content is more preferably 0.02 to 0.45%.

Mo : 0.50 ％ 이하Mo: 0.50% or less

Mo 는, 용접 금속의 강도가 향상되고, 또한 인성 저하의 요인이 되는 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트의 형성을 억제한다. 그 효과를 얻기 위해, Mo 함유량은 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 용접 금속이 경화되어, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Mo 함유량은 0.50 ％ 이하로 한다. Mo 의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 0.45 ％ 이다.Mo improves the strength of the weld metal and suppresses the formation of grain boundary ferrite and ferrite side plates, which cause a decrease in toughness. In order to obtain the effect, the Mo content is preferably 0.01% or more. When the Mo content exceeds 0.50%, the weld metal hardens and the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Mo content is set to 0.50% or less. The Mo content is more preferably 0.01 to 0.45%.

Nb : 0.10 ％ 이하Nb: 0.10% or less

Nb 는, ??칭성을 향상시켜, 인성 저하의 요인이 되는 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트의 형성을 억제한다. 그러한 효과를 얻기 위해, Nb 함유량은 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Nb 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Nb 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.Nb improves hardenability and suppresses the formation of grain boundary ferrite and ferrite side plates, which cause a decrease in toughness. In order to obtain such effects, the Nb content is preferably set to 0.01% or more. When the Nb content exceeds 0.10%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Nb content is set to 0.10% or less. The Nb content is more preferably 0.02 to 0.08%.

V : 0.10 ％ 이하V: 0.10% or less

V 는, 미세한 탄화물을 석출시킴으로써, 용접 금속의 강도가 향상된다. 그 강도 향상의 효과를 얻기 위해, V 함유량은 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. V 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, V 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 0.08 ％ 이다.V improves the strength of the weld metal by precipitating fine carbides. In order to obtain the effect of improving strength, the V content is preferably set to 0.01% or more. When the V content exceeds 0.10%, the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the V content is set to 0.10% or less. The V content is more preferably 0.02 to 0.08%.

Ca : 0.004 ％ 이하Ca: 0.004% or less

Ca 는, S 와 결합하여 CaS 를 형성하고, 고온 균열을 억제한다. 이러한 효과를 얻기 위해, Ca 함유량은 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ca 함유량이 0.004 ％ 를 초과하면, 조대한 CaS 를 형성하여, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, Ca 함유량은 0.004 ％ 이하로 한다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.003 ％ 이다.Ca combines with S to form CaS and suppresses high-temperature cracking. In order to obtain this effect, the Ca content is preferably set to 0.001% or more. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.004%, coarse CaS is formed and the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the Ca content is set to 0.004% or less. The Ca content is more preferably 0.002 to 0.003%.

REM : 0.060 ％ 이하REM: 0.060% or less

REM 은, S 와 결합하여, 황화물을 형성하고, 마이크로 조직을 미세화한다. 이 조직의 미세화의 효과를 얻기 위해, REM 함유량은 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, REM 함유량이 0.060 ％ 를 초과하면, 균열의 발생 요인이 된다. 따라서, REM 함유량은 0.060 ％ 이하로 한다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.002 ∼ 0.050 ％ 이다.REM combines with S to form sulfide and refine the microstructure. In order to achieve this effect of micronization of the tissue, the REM content is preferably set to 0.001% or more. On the other hand, if the REM content exceeds 0.060%, it becomes a factor in the occurrence of cracks. Therefore, the REM content is set to 0.060% or less. The REM content is more preferably 0.002 to 0.050%.

B : 0.0040 ％ 이하B: 0.0040% or less

B 는, 용접 금속 중에서 오스테나이트 입계에 편석되어, 낮은 인성의 입계 페라이트나 페라이트 사이드 플레이트의 생성을 억제하여, ??칭성이 향상된다. 이 효과를 얻기 위해, B 함유량은, 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0040 ％ 를 초과하면, 균열을 유발한다. 따라서, B 함유량은 0.0040 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.0008 ∼ 0.0026 ％ 이다.B segregates at austenite grain boundaries in the weld metal, suppresses the formation of low-toughness grain boundary ferrite and ferrite side plates, and improves quenching properties. In order to obtain this effect, the B content is preferably set to 0.0005% or more. On the other hand, when the B content exceeds 0.0040%, cracking occurs. Therefore, the B content is set to 0.0040% or less. More preferably, it is 0.0008 to 0.0026%.

레이저·아크 하이브리드 용접 이음매에 있어서의 용접 금속 조성은, 주로 아크 용접에서 사용하는 용접 와이어의 조성과, 추가로 사용하는 강판으로부터의 희석에 의해 결정되고, Ti 를 포함하고, [Al]_WE/[O]_WE 가 1.1 이하를 만족하는 것을 특징으로 하고 있다. 이로써, 용접 금속의 조직을 어시큘러 페라이트 조직으로 할 수 있어, 용접 금속의 인성이 향상된다. [Al]_WE/[O]_WE가 1.1 을 초과하면, 용접 금속 중의 O 가 모두 Al 과 결합하기 때문에, Ti 를 함유하고 있어도, Ti 가 O 와 결합할 수 없어, 용접 금속 조직을 어시큘러 페라이트 조직으로 할 수 없게 되어, 용접 금속의 인성이 저하된다.The weld metal composition in a laser-arc hybrid weld joint is mainly determined by the composition of the welding wire used in arc welding and further dilution from the steel sheet used, and includes Ti, [Al] _WE /[ O] It is characterized by _WE satisfying 1.1 or less. As a result, the structure of the weld metal can be changed to an ocular ferrite structure, and the toughness of the weld metal is improved. When [Al] _WE / [O] _WE exceeds 1.1, all O in the weld metal combines with Al, so even if it contains Ti, Ti cannot combine with O, and the weld metal structure becomes an ocular ferrite structure. This makes it impossible to do so, and the toughness of the weld metal decreases.

이하, 실시예에 기초하여, 추가로 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be further described based on examples.

실시예Example

표 1 에 나타내는 조성의 용탕을 아크 용해로에서 용제하고, 주형에 주탕하여 강괴로 한 후, 그 강괴에 열간 압연을 실시하여, 판두께 14 mm 의 강판으로 하였다. 또한, 표 2 에 나타내는 조성의 용탕을 아크 용해로에서 용제하고, 주형에 주탕하여 강괴로 한 후, 그 강괴에 열간 압연을 실시하여, 선재 (5.5 mmφ) 로 하고, 추가로 냉간 신선과 어닐링을 실시하여, 1.2 mmφ 의 용접 와이어 (솔리드 와이어) 로 하였다.The molten metal with the composition shown in Table 1 was melted in an arc melting furnace, poured into a mold to form a steel ingot, and then hot rolled to the steel ingot to obtain a steel sheet with a thickness of 14 mm. In addition, molten metal with the composition shown in Table 2 is melted in an arc melting furnace, poured into a mold to form a steel ingot, and then hot rolled on the steel ingot to form a wire rod (5.5 mmϕ), and further subjected to cold drawing and annealing. Thus, a welding wire (solid wire) of 1.2 mmϕ was used.

얻어진 각 강판으로부터, 시험판 각 2 장을 준비하였다. 2 장의 시험판의 횡단면끼리를 맞대어, I 개선 (루트 갭 : 0 mm) 을 형성하고, 레이저·아크 하이브리드 용접을 실시하여, 레이저·아크 하이브리드 용접 이음매를 제조하였다. 또한, 맞대는 시험판 횡단면에는 절삭 가공을 실시하였다.From each obtained steel plate, two test plates each were prepared. The cross sections of the two test plates were brought together to form an I groove (root gap: 0 mm), and laser/arc hybrid welding was performed to produce a laser/arc hybrid weld joint. In addition, cutting was performed on the cross section of the butt test plate.

또한, 이용한 레이저·아크 하이브리드 용접은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 하향 자세로, 아크 전극 (아크 토치) 에 대하여 용접 진행 방향의 후방에 레이저 헤드를 배치하여 레이저 빔을 조사하는, 이른바 선행 : 아크 용접, 후행 : 레이저 용접으로 하는, 레이저·아크 하이브리드 용접으로 하였다.In addition, the laser-arc hybrid welding used is, as shown in FIG. 1, a laser head is placed in a downward position behind the arc electrode (arc torch) in the direction of welding, and a laser beam is irradiated, so-called leading: arc. Welding, post-welding: Laser welding, laser/arc hybrid welding.

아크 용접 (가스 메탈 아크 용접) 의 용접 조건은, 하향 자세로, 와이어 돌출 길이 : 15 mm, 전류 : 300 A, 전압 : 32 V, 용접 속도 : 1.0 m/min 의 조건으로 하고, 실드 가스를, 표 3 에 나타내는 혼합 비율 α (체적 비율) 의 탄산 가스와 잔부가 아르곤 Ar (불활성 가스) 로 이루어지는 혼합 가스로 하였다. 또한, 아크 용접에서는, 용접 와이어를 REM 함유 와이어 (용접 와이어 No.m) 로 한 경우에는, 와이어 마이너스의 정극성으로 하고, 그 이외의 용접 와이어를 사용한 경우에는, 와이어 플러스의 역극성으로 하였다.The welding conditions for arc welding (gas metal arc welding) are in a downward position, wire protrusion length: 15 mm, current: 300 A, voltage: 32 V, welding speed: 1.0 m/min, shielding gas, A mixed gas consisting of carbon dioxide gas with a mixing ratio α (volume ratio) shown in Table 3 and the remainder consisting of argon Ar (inert gas) was used. In addition, in arc welding, when the REM-containing wire (welding wire No.m) was used as the welding wire, the positive polarity of the wire was set to minus, and when other welding wires were used, the wire was set to the reverse polarity of the wire plus.

또한, 레이저 용접 (파이버 레이저 용접) 은, 레이저 출력 : 10 kW, 용접 속도 1.0 m/min 의 조건으로 하였다. 또한, 레이저 빔의 초점을, 아크 전극 중심점으로부터 3 mm 후방의 위치로 하였다.In addition, laser welding (fiber laser welding) was performed under the conditions of laser power: 10 kW and welding speed of 1.0 m/min. Additionally, the focus of the laser beam was set at a position 3 mm behind the arc electrode center point.

레이저·아크 하이브리드 용접에 있어서의 강판, 용접 와이어 및 혼합 가스에 있어서의 탄산 가스의 혼합 비율 α 와의 조합을 표 3 에 나타낸다. 또한, 표 3 에는, 식 (1) 로 정의되는 β 의 값을 병기하였다.Table 3 shows the combination of carbon dioxide gas mixing ratio α in the steel sheet, welding wire, and mixed gas in laser-arc hybrid welding. In addition, in Table 3, the value of β defined by equation (1) is listed together.

얻어진 각 용접 이음매에 대하여, 용접 금속의 폭 중앙에서 판두께 중앙의 φ1 mm 의 범위로부터 절삭분을 채취하여, 습식 분석에 의한 원소 분석을 실시하였다. 얻어진 결과를 용접 금속 조성으로 하여 표 4 에 나타낸다.For each obtained weld joint, cuttings were collected from a range of ϕ1 mm from the center of the width of the weld metal to the center of the plate thickness, and elemental analysis was performed by wet analysis. The obtained results are shown in Table 4 as the weld metal composition.

또한, 용접 이음매의 판두께 중앙 위치에서, 용접 금속 중앙부와 본드부로부터 샤르피 충격 시험편 (V 노치) 을 채취하여, 시험 온도 : -60 ℃ 에서, 샤르피 충격 시험을 실시하고, 흡수 에너지 vE_-60(J) 를 구하였다. 또한, 균열이 모재측으로 빗나가는 현상 FPD (Fracture Path Deviation) 를 회피하기 위해서, 사용하는 V 노치 샤르피 충격 시험편은, 도 2 에 나타내는 사이드 그루브가 형성된 시험편으로 하였다. 얻어진 결과를 표 4 에 병기하여 나타낸다.Additionally, a Charpy impact test piece (V notch) was taken from the center of the weld metal and the bond portion at the center of the plate thickness of the weld joint, and a Charpy impact test was performed at a test temperature of -60°C, and the absorbed energy vE _-60 ( J) was obtained. In addition, in order to avoid FPD (Fracture Path Deviation), a phenomenon in which cracks deviate toward the base material, the V-notch Charpy impact test specimen used was a test specimen with the side groove shown in FIG. 2. The obtained results are shown together in Table 4.

본 발명예의 용접 금속부는, 어시큘러 페라이트 조직을 갖고 있었다.The weld metal part of the present invention example had an ocular ferrite structure.

본 발명예는 모두, 용접 금속 및 본드부에서 시험 온도 : -60 ℃ 에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_-60 이 27 J 이상으로, 저온 인성이 우수한 용접 이음매라고 할 수 있다.In all of the examples of the present invention, the absorbed energy vE _-60 in the Charpy impact test at the test temperature: -60°C in the weld metal and bond portion was 27 J or more, so they can be said to be weld joints with excellent low-temperature toughness.

한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예에서는, 용접 금속 및/또는 본드부의 흡수 에너지 vE_-60이 27 J 미만으로, 용접 금속의 저온 인성이 저하되어, 목적으로 하는 저온 인성이 우수한 용접 이음매가 얻어지지 않았다.On the other hand, in comparative examples that fall outside the scope of the present invention, the absorbed energy vE _-60 of the weld metal and/or the bond portion is less than 27 J, so the low-temperature toughness of the weld metal decreases, and the desired weld joint with excellent low-temperature toughness is not obtained. Didn't lose.

S : 피용접재 (강판)
1 : 아크 토치
2 : 용접 와이어
3 : 레이저 빔
4 : 용접 방향S: Material to be welded (steel plate)
1: Arc Torch
2: Welding wire
3: Laser beam
4: Welding direction

Claims

In manufacturing a weld joint by laser-arc hybrid welding of a steel plate using a combination of laser welding and arc welding, the arc welding is performed using a shielded gas mixture consisting of carbon dioxide gas at a mixing ratio α (volume ratio) and the remainder being an inert gas. Gas metal arc welding using gas,
The above steel plate, in mass%,
C: 0.04 to 0.15%, Si: 0.04 to 0.60%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.006% or less, and Al: 0.025% or less. A steel sheet containing Ti: 0.005 to 0.030% and O (oxygen): 0.008% or less, with the remainder being Fe and inevitable impurities,
The welding wire used in the gas metal arc welding is expressed in mass%,
C: 0.03 to 0.12%, Si: 0.30 to 1.00%, Mn: 1.2 to 2.5%, P: 0.015% or less, S: 0.010% or less, N: 0.012% or less, and Al: 0.080% or less. A welding wire having a wire composition containing Ti: 0.020 to 0.300% and O: 0.015% or less, with the remainder being Fe and inevitable impurities,
A method of manufacturing a laser-arc hybrid weld joint, characterized in that the laser-arc hybrid welding is performed so that β, defined by the following equation (1), satisfies 1.1 or less.
β = (0.8×[Al] _B ＋0.2×(1-0.9×α)×[Al] _WI ) / (0.005+0.8×[O] _B ＋0.2×[O] _WI ＋0.02×α ) … (One)
Here, [Al] _B : Al content of the steel sheet (mass %), [Al] _WI : Al content of the welding wire (mass %), [O] _B : O content of the steel sheet (mass %), [O] _WI : O content (mass %) of the welding wire, α: carbon dioxide gas mixing ratio (volume ratio).

According to claim 1,
In addition to the steel sheet composition, the steel sheet has, in mass%, Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, Mo: 0.50% or less, Nb: 0.10% or less, and V: 0.10%. Hereinafter, a method for producing a laser-arc hybrid weld joint, characterized in that it contains one or two or more types selected from Ca: 0.004% or less, REM: 0.050% or less, and B: 0.0030% or less.

The method of claim 1 or 2,
In addition to the wire composition, the wire has, in mass%, Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, Mo: 0.80% or less, Nb: 0.10% or less, and V: 0.10%. Hereinafter, a method for producing a laser-arc hybrid weld joint, characterized in that it contains one or two or more types selected from Ca: 0.004% or less, REM: 0.080% or less, and B: 0.0060% or less.

The method according to any one of claims 1 to 3,
The central portion of the weld metal of the laser-arc hybrid weld joint is, in mass%, C: 0.04 to 0.15%, Si: 0.10 to 0.60%, Mn: 0.8 to 2.0%, P: 0.015% or less, and S: 0.010% or less. , N: 0.010% or less, Ti: 0.004 to 0.040%, Al: 0.025% or less, O: 0.008 to 0.040%, and the balance consists of Fe and inevitable impurities, and
A laser-arc hybrid weld joint characterized by having a weld metal composition in which the ratio of the Al content [Al] _WE and the O content [O] _WE , [Al] _WE / [O] _WE , satisfies 1.1 or less. Manufacturing method.

According to claim 4,
In addition to the above weld metal composition, the weld metal further contains, in mass%: Cu: 1.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 0.50% or less, Mo: 0.50% or less, Nb: 0.10% or less, V: A method for producing a laser-arc hybrid weld joint, comprising one or two or more selected from the group consisting of 0.10% or less, Ca: 0.004% or less, REM: 0.060% or less, and B: 0.0040% or less.