氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲的制作方法
【專利摘要】提供一種耐吸濕特性優(yōu)異，并且，焊接操作性良好，能夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的焊接金屬的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲。對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)填充有焊劑的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，焊劑中含有酸可溶性Mg，且相對(duì)于所述焊劑中的具有75μm以下的粒徑的第一焊劑成分的總質(zhì)量，使該第一焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為0.1～5質(zhì)量％，相對(duì)于所述焊劑中的具有高于75μm并在106μm以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量，使該第二焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為0.1～7質(zhì)量％，以及相對(duì)于所述焊劑中的具有高于106μm的粒徑的第三焊劑成分的總質(zhì)量，使該第三焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為1～15質(zhì)量％。
【專利說(shuō)明】
氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002] 在船舶和橋梁等的大型結(jié)構(gòu)物的制造工序中，大多應(yīng)用角焊和/或?qū)雍?，這時(shí)， 使用藥芯焊絲作為焊接材料。另一方面，在船舶和橋梁等的焊接金屬中，施工上要求低溫韌 性和機(jī)械的特性優(yōu)異。另外，在用于焊接的藥芯焊絲中，期望焊接操作性良好。
[0003] 因此，以往提出有通過(guò)使焊劑所用的Mg原料的粒度處于特定的范圍，從而實(shí)現(xiàn)焊 接操作性提高的藥芯焊絲(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，除了焊接操作性以外，為了還使焊接金 屬的機(jī)械的特性提高，也有確定有焊絲成分的藥芯焊絲(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0005] 【專利文獻(xiàn)】
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭61 - 202795號(hào)公報(bào) [0007] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平7 -164184號(hào)公報(bào)
[0008] -般來(lái)說(shuō)，焊接金屬中會(huì)存在氫，但若其量變多，則容易發(fā)生低溫裂紋。但是，現(xiàn)有 的藥芯焊絲卻存在保管時(shí)吸濕，焊接金屬中的氫量增加這樣的問(wèn)題點(diǎn)。這是由于，包裹在藥 芯焊絲中的焊劑吸收空氣中的水分。
[0009] 另一方面，前述的專利文獻(xiàn)1、2所述的藥芯焊絲，均未對(duì)吸濕特性進(jìn)行研究。另外， 以其他現(xiàn)有的技術(shù)，也難以改善焊劑自身的吸濕特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，本發(fā)明其主要目的在于，提供一種耐吸濕特性優(yōu)異，并且，焊接操作性良好， 能夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的焊接金屬的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲。
[0011] 本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，是在鋼制外皮內(nèi)填充有焊劑的氣體保護(hù)電 弧焊用藥芯焊絲，所述焊劑含有酸可溶性Mg，相對(duì)于所述焊劑中的具有75WI1以下的粒徑的 第一焊劑成分的總質(zhì)量，該第一焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為0.1~5質(zhì)量％，相對(duì)于所 述焊劑中的具有高于75wii并在106wii以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量，該第二焊劑成 分中的酸可溶性Mg含量為0.1~7質(zhì)量％，以及相對(duì)于所述焊劑中的具有高于106wii的粒徑 的第三焊劑成分的總質(zhì)量，該第三焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為1~15質(zhì)量％。
[0012] 本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，焊劑充填率在焊絲總質(zhì)量中，例如為10~ 25質(zhì)量％。
[0013] 該氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，在焊絲總質(zhì)量中，也可以含有酸可溶性Mg為0.05 ~1.0質(zhì)量％。
[0014]另外，在焊絲總質(zhì)量中，也可以含有Ti和Ti化合物之中的至少一種，以Ti換算值合 計(jì)為1~10質(zhì)量％，含有Si和Si化合物之中的至少一種，以Si換算值合計(jì)為0.5~2質(zhì)量％， 含有Mn為1.0~3.0質(zhì)量％，以及含有C為0.02~0.15質(zhì)量％，將P抑制在0.030質(zhì)量％以下， 以及將S抑制在0.030質(zhì)量％以下。
[0015]在焊絲總質(zhì)量中，也能夠含有Na化合物、K化合物和Li化合物之中的至少一種，分 別以Na換算值、K換算值和Li換算值合計(jì)為0.05~0.5質(zhì)量％，以及也能夠含有F化合物，以F 換算值計(jì)為〇. 05~0.3質(zhì)量％。
[0016]在焊絲總質(zhì)量中，也可以含有Zr和Zr化合物之中的至少一種，以Zr換算值合計(jì)為 〇. 5質(zhì)量％以下；也可以含有Mg和Mg化合物之中的至少一種，以Mg換算值合計(jì)為0.05~1.0 質(zhì)量％。
[0017] 在焊絲總質(zhì)量中，也能夠含有Bi和Bi化合物之中的至少一種，以Bi換算值合計(jì)為 0.005 ~0.050 質(zhì)量 ％。
[0018] 此外，本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，在焊絲總質(zhì)量中，也能夠含有從下述 群中選擇的至少一種：即Cu: 0.5質(zhì)量％以下、Ni: 3.0質(zhì)量％以下、Cr: 0.5質(zhì)量％以下、Mo: 0.5質(zhì)量％以下、Nb:0.2質(zhì)量％以下、V:0.2質(zhì)量％以下、B和B化合物之中的至少一種：以B換 算值合計(jì)〇. 0001~〇. 0100質(zhì)量％，和稀土類元素(REM):0.01~0.5質(zhì)量％。
[0019] 另一方面，本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，例如，F(xiàn)e含量在焊絲總質(zhì)量中也 可以為77質(zhì)量％以上。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠改善焊劑的吸濕特性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)耐吸濕特性優(yōu)異，焊接操作 性良好，能夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的焊接金屬的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是說(shuō)明實(shí)施例和比較例的藥芯焊絲的制造方法的部分工序的模式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下，對(duì)于用于實(shí)施本公開(kāi)的方式，詳細(xì)地加以說(shuō)明。還有，本公開(kāi)不受以下所示 的各實(shí)施方式限定。
[0023]本實(shí)施方式的藥芯焊絲，是在鋼制外皮中填充有焊劑的，其外徑例如為1.0~ 2.0mm。另外，外皮的材質(zhì)只要是鋼便沒(méi)有特別限定，希望使用拉絲加工性良好的軟鋼或低 合金鋼。此外，只要焊絲中的各成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，則焊劑充填率能夠設(shè)定為任意的 值，但從焊絲的拉絲性和焊接時(shí)的操作性(送給性等）的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選設(shè)為焊絲總質(zhì)量的 10~25質(zhì)量％。[焊劑中的酸可溶性Mg量]
[0024]本實(shí)施方式的藥芯焊絲，在焊劑中調(diào)合有酸可溶性Mg。在此，所謂"酸可溶性Mg"， 是指在Mg、Mg合金和Mg化合物之中，溶解于王水（以體積比計(jì)，按濃鹽酸:濃硝酸=3 :1混合 而成的液體）的。還有，即使是難溶性的，或者酸可溶性Mg與酸不可溶性Mg的混合物或復(fù)合 物，溶解于王水的Mg也視為酸可溶性Mg。
[0025] -般來(lái)說(shuō)，Mg以金屬或合金的形態(tài)，或者以氧化物和/或金屬間化合物等的化合物 的形態(tài)添加到藥芯焊絲中。另外，作為添加到焊劑中的Mg源的具體例，可列舉金屬M(fèi)g、Al - Mg、Fe -Si-Mg、Ni-]\%、]\%0、]\%0)3、]\%3103和]\^2等，其中，作為"酸可溶性]\%"，可列舉金屬 Mg、Al - Mg、Fe - Si - Mg、Ni - Mg、MgO等。作為未溶殘留時(shí)的一例，可列舉MgO、Mg等的酸可溶 性Mg被酸不可溶性的化合物覆蓋的情況。
[0026] 在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使各粒度的焊劑成分中包含的酸可溶性Mg的量處于 特定的范圍。具體來(lái)說(shuō)，相對(duì)于焊劑中的具有75m以下的粒徑的第一焊劑成分的總質(zhì)量，該 第一焊劑成分中的酸可溶性Mg量為0.1~5質(zhì)量％，相對(duì)于焊劑中的具有高于75mi并在106y m以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量，該第二焊劑成分中的酸可溶性Mg量為0.1~7質(zhì) 量％，相對(duì)于焊劑中的具有高于l〇6wii的粒徑的第三焊劑成分的總質(zhì)量，該第三焊劑成分中 的酸可溶性Mg量為1~15質(zhì)量％。由此，能夠使耐吸濕特性提高，并且，能夠減少飛濺發(fā)生 量。為了使耐吸濕特性提高而減少吸附面積的方法有利地起作用，因此優(yōu)選焊劑中的Mg粒 度大的方法。另一方面，為了使電弧穩(wěn)定性提高而抑制飛濺發(fā)生量，優(yōu)選焊劑中的Mg粒度 小，并且，分散在焊劑中的方法。其理由在于，表面氧化的Mg或Mg氧化物，浮置于熔融金屬中 的表面，成為拉弧的陰極點(diǎn)，但粒度大且不均時(shí)，有使電弧偏轉(zhuǎn)，招致電弧不穩(wěn)定的情況。如 本申請(qǐng)發(fā)明這樣，通過(guò)使各粒度的焊劑成分所包含的酸可溶性Mg的量處于所述特定范圍， 能夠使耐吸濕特性提高，并且，使電弧穩(wěn)定性提高而減少飛濺發(fā)生量。即，本申請(qǐng)發(fā)明，能夠 同時(shí)起到使耐吸濕特性提高的效果和提高電弧穩(wěn)定性而抑制飛濺發(fā)生量的效果這兩種截 然相反的效果。還有，能夠使焊劑中的Mg分散的理由，推定是由于，通過(guò)使焊劑中的Mg達(dá)到 恰當(dāng)?shù)牧６确植?，從而焊劑中的Mg與其他的焊劑粒子適度地相互纏繞，焊劑中的Mg的偏析 得到防止，焊劑中的Mg被分散。
[0027] 還有，這里所示的酸可溶性Mg量，是各粒度的焊劑成分總質(zhì)量中的含量。于是，是 以如下方式得到的值，即通過(guò)篩分，分離成焊劑中的具有75wii以下的粒徑的第一焊劑成分、 焊劑中的具有高于75mi并在106mi以下的粒徑的第二焊劑成分、和焊劑中的具有高于106mi 的粒徑的第三焊劑成分，將各粒度的焊劑成分與王水混合，通過(guò)ICP(Inductively Coupled Plasma;電感耦合高頻等離子體)法，分析王水溶解的Mg的含量。
[0028] 相對(duì)于焊劑中的具有75wii以下的粒徑的第一焊劑成分的總質(zhì)量，該第一焊劑成分 中的酸可溶性Mg量低于0.1質(zhì)量％時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，高于5質(zhì)量％時(shí)，耐吸濕特性劣化。 另外，相對(duì)于焊劑中的具有高于75wii并在106wii以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量，該第 二焊劑成分中的酸可溶性Mg量低于0.1質(zhì)量％時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，高于7質(zhì)量％時(shí)，熔渣包 覆性劣化。此外，相對(duì)于焊劑中的具有高于106wii的粒徑的第三焊劑成分的總質(zhì)量，該第三 焊劑成分中的酸可溶性Mg量低于1質(zhì)量％時(shí)，焊接金屬的韌性降低，高于15質(zhì)量％時(shí)，熔渣 包覆性劣化。
[0029]藥芯焊絲所含有的Mg，通過(guò)拉絲而沿拉絲方向延長(zhǎng)，或粉碎成微粉。本
【發(fā)明人】們著 眼于Mg，進(jìn)行銳意研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，若以拉絲后的Mg的短徑作為Mg的粒徑，則Mg原料與拉絲后的 Mg的粒度存在相關(guān)性。
[0030]但是，現(xiàn)有的藥芯焊絲中作為焊劑成分使用的Mg原料，因?yàn)榱６确植疾划?dāng)，所以不 能減少飛濺發(fā)生量和改善耐吸濕特性。因此，本
【發(fā)明人】們，對(duì)于各種Mg原料進(jìn)行了研究，發(fā) 現(xiàn)通過(guò)使用具有特定的粒度分布的酸可溶性Mg，便能夠得到使電弧穩(wěn)定性提高，從而飛濺 發(fā)生量抑制效果優(yōu)異，此外耐吸濕特性提高效果優(yōu)異的焊劑。
[0031] 例如，使用如下酸可溶性Mg原料:粒徑在250mi以上且低于300mi的25~40質(zhì)量％， 粒徑在212wii以上且低于250wii的20~35質(zhì)量％，粒徑在180_以上且低于212wii的15~30質(zhì) 量％。而后，如圖l(c) - (d)所示，將含有酸可溶性Mg的焊劑2填充到鋼制外皮1的內(nèi)部，以鋼 制外皮1的內(nèi)部包裹有焊劑2的方式成形鋼制外皮1之后，如圖l(d) - (e)所示這樣進(jìn)行拉 絲。從成形后的焊絲直徑5.〇111111巾拉絲到1.2111 111巾，由此能夠使拉絲后的藥芯焊絲中所包裹 的焊劑的酸可溶性Mg的粒度分布處于前述的特定的范圍。
[0032]還有，用于本實(shí)施方式的藥芯焊絲的酸可溶性Mg原料，能夠由通常的方法制造。 [0033]另外，使Mg原料的粒度分布處于特定的范圍的方法，沒(méi)有特別限定，例如有將拉絲 后的焊絲直徑、焊劑充填率、外皮的厚度與寬度、焊劑的體積比重、用于焊劑的Mg原料以外 的原料、拉絲次數(shù)處于特定的范圍的方法。這些條件和拉絲而取得的藥芯焊絲的焊劑中的 酸可溶性Mg原料的狀態(tài)顯示在下述表1中。
[0034]【表1】
[0036]本實(shí)施方式的藥芯焊絲的成分組成，沒(méi)有特別限定，例如，能夠含有以下所示的各 成分。還有，以下所示的含量，除非特別指出，否則均是焊絲總質(zhì)量中的量。
[0037] [Mg和Mg化合物:0 ? 05~1 ? 0質(zhì)量％，酸可溶性Mg: 0 ? 05~1 ? 0質(zhì)量％ ]
[0038]本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有Mg和Mg化合物之中的至少一種，Mg換算值合 計(jì)為0.05~1.0質(zhì)量％。由此，能夠進(jìn)一步提高焊接金屬的韌性。另一方面，Mg和Mg化合物的 總含量低于〇. 05質(zhì)量％時(shí)，焊接金屬的韌性降低，另外，若高于1.0質(zhì)量％，則熔渣包覆性降 低。
[0039]此外，Mg和Mg化合物之中，酸可溶性Mg的含量，例如為0.05~1.0質(zhì)量％。由此，能 夠使焊接金屬的韌性和藥芯焊絲的耐吸濕特性進(jìn)一步提高。另一方面，酸可溶性Mg的含量 低于0.05質(zhì)量％時(shí)，焊接金屬的韌性降低，另外，若高于1.0質(zhì)量％，則飛濺發(fā)生量增加。還 有，從焊接金屬的韌性確保和藥芯焊絲的耐吸濕特性提高的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選酸可溶性Mg含 量為0.2~0.6質(zhì)量％。
[0040] [A1和A1化合物:0.01~1.0質(zhì)量％]
[0041 ]本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有A1和A1化合物之中的至少一種，A1換算值合 計(jì)為0.01~1.0質(zhì)量％。通過(guò)使A1和A1化合物的總含量處于這一范圍，焊接金屬的韌性進(jìn)一 步提高。另一方面，A1和A1化合物的總含量低于0.01質(zhì)量％時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，若低于1.0 質(zhì)量％，則焊接金屬的韌性降低。
[0042] [Ti和Ti化合物：1~10質(zhì)量％]
[0043] 本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有Ti和Ti化合物之中的至少一種，Ti換算值合 計(jì)為1~10質(zhì)量％。通過(guò)使Ti和Ti化合物的總含量處于這一范圍，焊接金屬的韌性進(jìn)一步提 高。另一方面，Ti和Ti化合物的總含量低于1質(zhì)量％時(shí)，熔渣包覆性降低，另外，若高于10質(zhì) 量％，則焊接金屬容易強(qiáng)度過(guò)高。
[0044] 還有，從熔渣包覆性提高的觀點(diǎn)出發(fā)，Ti和Ti化合物的總含量?jī)?yōu)選為2質(zhì)量％以 上，更優(yōu)選為3質(zhì)量％以上，另外，從使焊接金屬的強(qiáng)度處于更良好的范圍這一觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu) 選為8質(zhì)量％以下。
[0045] [Si和Si化合物:0.5~2質(zhì)量％]
[0046] 本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有Si和Si化合物之中的至少一種，Si換算值合 計(jì)為0.5~2質(zhì)量％。通過(guò)使Si和Si化合物的總含量處于這一范圍，熔融金屬的粘性提高，因 此能夠與母材的融合和焊道形狀良好。另一方面，Si和Si化合物的總含量低于0.5質(zhì)量％ 時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，另外，若高于2質(zhì)量％，則焊接金屬的韌性降低。
[0047] [Mn: 1.0~3.0質(zhì)量 ％]
[0048] Mn含量低于1.0質(zhì)量％時(shí)，焊接金屬的韌性降低，另外若高于3.0質(zhì)量％，則焊接金 屬容易強(qiáng)度過(guò)高。因此，Mn含量?jī)?yōu)選為1.0~3.0質(zhì)量％。由此，能夠使焊接金屬的韌性進(jìn)一 步提尚。
[0049] [C:0.02 ~0.15 質(zhì)量 ％]
[0050] C含量低于0.02質(zhì)量％時(shí)，焊接金屬的韌性降低，另外，若高于0.15質(zhì)量％，則焊接 金屬容易發(fā)生高溫裂紋。因此，C含量?jī)?yōu)選為0.02~0.15質(zhì)量％。由此，能夠使焊接金屬的耐 高溫裂紋性能良好，并且使焊接金屬的韌性進(jìn)一步提高。
[0051 ] [P:0.030質(zhì)量％以下（含0質(zhì)量％。）]
[0052]若P含量高于0.030質(zhì)量％，則焊接金屬的韌性降低。因此，P含量?jī)?yōu)選為0.030質(zhì) 量％以下。由此，能夠使焊接金屬的韌性進(jìn)一步提高。
[0053] [S:0.030質(zhì)量％以下（含0質(zhì)量％。）]
[0054]若S含量高于0.030質(zhì)量％，則焊接金屬的韌性降低。因此，S含量?jī)?yōu)選為0.030質(zhì) 量％以下。由此，能夠使焊接金屬的韌性進(jìn)一步提高。
[0055] [Na化合物，K化合物和Li化合物:0 ? 05~0 ? 5質(zhì)量％ ]
[0056] Na化合物、K化合物和Li化合物的總含量低于0.05質(zhì)量％時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，另 外，若高于0.5質(zhì)量％，則耐吸濕特性降低。因此，本實(shí)施方式的藥芯焊絲，添加Na化合物、K 化合物和Li化合物之中的一種或兩種以上時(shí)，優(yōu)選合計(jì)含有0.05~0.5質(zhì)量％。由此，能夠 減少飛濺發(fā)生量，并且使藥芯焊絲的耐吸濕特性進(jìn)一步提高。還有，這里所說(shuō)的Na化合物、K 化合物和Li化合物的含量，分別是Na換算值、K換算值和Li換算值。
[0057] [F化合物:0? 05~0.3質(zhì)量％]
[0058] F化合物的總含量低于0.05質(zhì)量％時(shí)，飛濺發(fā)生量增加，另外，若高于0.3質(zhì)量％， 則耐吸濕特性降低。因此，F(xiàn)化合物的總含量?jī)?yōu)選為0.05~0.3質(zhì)量％。由此，能夠減少飛濺 發(fā)生量，并且能夠使藥芯焊絲的耐吸濕特性進(jìn)一步提高。
[0059] [Zr和Zr化合物:0? 5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）]
[0060] 本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有Zr和Zr化合物之中的至少一種，以Zr換算值 合計(jì)在0.5質(zhì)量％以下的范圍。由此，能夠減少飛濺發(fā)生量。還有，若Zr和Zr化合物的總含量 高于〇. 5質(zhì)量％，則飛濺發(fā)生量增加。[Bi和Bi化合物:0.005~0.050質(zhì)量％ ]
[00611本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以含有Bi和Bi化合物之中的至少一種，以Bi換算值 合計(jì)為0.005~0.050質(zhì)量％。通過(guò)使Bi和Bi化合物的總含量處于這一范圍，能夠使熔渣剝 離性提高。
[0062] [B和B化合物之中的至少一種：以B換算值合計(jì)為0.0001~0.0100質(zhì)量％、Cu:0.5 質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）、Ni:3.0質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）、Cr:0.5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì) 量。）、M0:0.5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）、他:0.2質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）、￥:0.2質(zhì)量％以 下(不含0質(zhì)量。）、以及稀土類元素(REM):0.01~0.5質(zhì)量％]
[0063] B和B化合物之中的至少一種、〇1、附、01〇、他、￥以及1^11，具有使焊接金屬的機(jī)械 的特性(強(qiáng)度或韌性)提高的效果，從B和B化合物之中的至少一種、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V以及 從REM的群中選擇的至少一種，能夠根據(jù)需要添加。
[0064]但是，若這些元素的含量變多，則焊接金屬的強(qiáng)度過(guò)度增加，裂紋容易發(fā)生。因此， 在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，添加這些元素時(shí)處于如下范圍：B和B化合物之中的至少一種： 以B換算值合計(jì)為0.0001~0.0100質(zhì)量％，Cu:0.5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。），Ni:3.0質(zhì)量％ 以下（不含〇質(zhì)量。），Cr:0.5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。），]\1〇:0.5質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。）， 他 :0.2質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量。），￥:0.2質(zhì)量％以下（不含0質(zhì)量。），以及稀土類元素(1^]\〇: 0.01~0.5質(zhì)量％。由此，能夠得到機(jī)械的特性更優(yōu)異的焊接金屬。
[0065] [Fe:77質(zhì)量％ 以上]
[0066] 在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，為了確保熔敷量，優(yōu)選在焊絲總質(zhì)量中，含有77質(zhì) 量％以上的Fe。
[0067] [余量]
[0068] 本實(shí)施方式的藥芯焊絲的成分組成的余量，是Ca和Li等的合金劑及其化合物，以 及Sb和As等的不可避免的雜質(zhì)。還有，前述的各元素作為氧化物和/或氮化物添加時(shí)，在本 實(shí)施方式的藥芯焊絲的余量中也包含〇和/或N。
[0069][制造方法]
[0070] 本實(shí)施方式的藥芯焊絲的制造方法，沒(méi)有特別限定，例如，能夠按以下所示的方法 制造。首先，一邊沿縱長(zhǎng)方向送給構(gòu)成外皮的鋼帶，一邊用成形乳輥成形，制成U字形的開(kāi) 管。其次，以使焊劑成為既定的化學(xué)組成的方式，定量調(diào)合氧化物、金屬或合金及Fe粉等，將 其填充至外皮后，以使截面成為圓形的方式加工。其后，通過(guò)冷拉拔加工進(jìn)行拉絲，成為例 如1.0~2.0mm的絲徑。還有，為了使冷加工途中發(fā)生了加工硬化的焊絲軟化，也可以實(shí)施退 火。
[0071] 如以上詳述，本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，確定了分離成每種粒度的焊劑成分中的 酸可溶性Mg的含量，因此焊接操作性良好，能夠得到機(jī)械的特性和耐高溫裂紋性優(yōu)異的焊 接金屬，并且能夠改善焊劑的吸濕特性，使耐吸濕特性提高。而且，通過(guò)使酸可溶性Mg和任 意添加成分的含量處于前述的優(yōu)選范圍，能夠使前述效果進(jìn)一步提高。
[0072]還有，如前述，因?yàn)槔z后的Mg原料狀態(tài)對(duì)于焊接操作性產(chǎn)生重大影響，所以如專 利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)那樣，只是特定拉絲前的Mg原料的粒度，無(wú)法得到耐吸濕特性、焊接操 作性和焊接金屬的機(jī)械的特性全都優(yōu)異的藥芯焊絲。
[0073]【實(shí)施例】
[0074]以下，列舉本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，對(duì)于本發(fā)明的效果具體地加以說(shuō)明。在本實(shí) 施例中，在直徑為1.0~2.0mm的鋼制外皮內(nèi)填充焊劑，制作實(shí)施例和比較例的藥芯焊絲。具 體來(lái)說(shuō)，將下述的表2所示的外皮成分的范圍（質(zhì)量％)的鋼制外皮1，以圖l(a) - (b)所示的 方式成形，將含有酸可溶性Mg的焊劑2,以圖l(b) - (c)所示的方式填充到鋼制外皮1的內(nèi) 部。根據(jù)焊劑2的充填率等調(diào)整前述的表2所述的各項(xiàng)目。而后，如圖l(c) - (d)所示，以在鋼 制外皮1的內(nèi)部包裹有焊劑2的方式成形鋼制外皮1后，如圖1 (d) - (e)所示這樣拉絲，制作 本發(fā)明的實(shí)施例和比較例的藥芯焊絲10。還有，焊劑2所含有的酸可溶性Mg的Mg原料的粒度 分布使用粉碎處理方法調(diào)整。
[0075]在下述的表2中，顯示外皮成分的范圍（質(zhì)量％)。還有，外皮成分的范圍（質(zhì)量％)， 表示各成分質(zhì)量對(duì)于外皮成分的總質(zhì)量的比例。
[0076]在下述表3~表6中，顯示實(shí)施例和比較例的藥芯焊絲中，每種粒度的焊劑成分中 的酸可溶性Mg含量、焊絲成分的組成和焊劑充填率。酸可溶性Mg含量(質(zhì)量％)表示酸可溶 性Mg含量的質(zhì)量對(duì)于每種粒度(75wii以下，高于75wii并在106WI1以下、和高于106M1)的焊劑 成分的總質(zhì)量的比例。焊絲成分（質(zhì)量％)表示各成分的質(zhì)量對(duì)于焊絲總質(zhì)量的比例。焊劑 充填率(質(zhì)量％ )表示焊劑的質(zhì)量對(duì)于焊絲總質(zhì)量的比例。還有，下述表4和表6所示的焊絲 成分的余量，是各元素的氧化物和氮化物的〇量和N量，以及不可避免的雜質(zhì)。
[0077]【表2】
[0079] ※余量是Fe和不可避免的雜質(zhì) [0080]【表3】



[0088] 接著，按以下所示的方法，評(píng)價(jià)實(shí)施例和比較例的各藥芯焊絲。
[0089] 〈酸可溶性Mg含量〉
[0090] 從拉絲后的實(shí)施例和比較例的各藥芯焊絲中采集焊劑，使用株式會(huì)社七^(guò)^>^企 業(yè)制RPS-105，使用依據(jù)JIS Z 8801:2006的篩子，分離成（1)粒徑為75WI1以下的焊劑成分； (2)粒徑高于75wii并在106M1以下的焊劑成分；（3)粒徑高于106M1的焊劑成分。這時(shí)，篩分的 條件為，使聲波頻率為80Hz，脈沖間隔為1秒，分級(jí)時(shí)間為2分鐘。使用按照濃鹽酸:濃硝酸= 3:1比例混合的溶液(王水），溶解所得到的各粒度的焊劑成分，將溶解于本溶液的Mg作為酸 可溶性Mg。
[0091] <熔渣包覆性>
[0092] 熔渣包覆性的評(píng)價(jià)采用由目視進(jìn)行的評(píng)價(jià)方法。熔敷焊道上全體被覆熔渣，而且， 熔渣從焊道上全長(zhǎng)自然剝離的為極其良好(◎+)，熔敷焊道上全體被覆熔渣，而且雖然不是 全長(zhǎng)，但熔渣從焊道上自然剝離的為非常良好(◎)，熔敷焊道上全體被覆熔渣，沒(méi)有自然剝 離的為良好(〇），熔敷焊道上未全體被覆熔渣的為不良（X )。
[0093] <飛濺發(fā)生量>
[0094]飛濺發(fā)生量，通過(guò)WES 2087:2000所規(guī)定的全量捕集法，測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的飛濺發(fā) 生量。焊接條件與熔敷量測(cè)量條件相同。然后，飛濺發(fā)生量為l.〇g/分鐘以下的為◎，高于 1.0g/分鐘并在1.5g/分鐘以下的為〇，高于1.5g/分鐘的為X。
[0095] <焊接金屬的機(jī)械的特性>
[0096]焊接金屬的機(jī)械的特性，通過(guò)依照J(rèn)IS Z 3111:2005所規(guī)定的"恪敷金屬的拉伸和 沖擊試驗(yàn)方法"的拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)評(píng)價(jià)。這時(shí)，焊接條件為，使焊接電流為290A~320A (DC - EP)，層間溫度為150°C±10°C。低溫韌性的評(píng)價(jià)中，氣氛溫度一40°C下的沖擊值為 100J以上的為極其良好(◎+)，在70J以上并低于100J的為非常良好(◎)，在47J以上并低于 70 J的為良好（〇），低于47 J的為不良（X)。另外，0.2%屈服強(qiáng)度為390MPa以上的為合格，抗 拉強(qiáng)度在490MPa以上且670MPa以下的范圍的的為合格。
[0097] <耐吸濕特性>
[0098]耐吸濕特性以如下方式評(píng)價(jià):準(zhǔn)備3根將藥芯焊絲切斷成3cm的試料，在溫度30°C、 相對(duì)濕度80%的氣氛中曝露24小時(shí)，以卡爾?費(fèi)休法(Karl Fischer method)測(cè)量藥芯焊 絲中的焊劑吸收的水分量。測(cè)量時(shí)，為了使藥芯焊絲中焊劑的水分氣化而以750°C進(jìn)行加 熱，以Ar氣作為載氣而導(dǎo)入測(cè)量裝置。其結(jié)果中，藥芯焊絲中焊劑的水分量，在焊絲總質(zhì)量 中為500ppm以下的為非常良好（◎)，高于500ppm并在750ppm以下的為良好（〇），高于 750ppm的為不良（X)。
[0099] <耐高溫裂紋性>
[0100] 基于JIS Z 3155:1993所規(guī)定的"C形夾具拘束對(duì)接焊裂紋試驗(yàn)方法"進(jìn)行。這時(shí)， 焊接條件為，焊接電流270A，電弧電壓30V，速度350mm/分。評(píng)價(jià)中，除去弧坑裂紋的裂紋率 低于30%的為合格。
[0101] 以上的結(jié)果一并顯示在下述的表7和表8中。
[0102] 【表7】

[0106] 如上述表8所示，在粒徑為75WI1以下的焊劑成分、粒徑高于75WI1并在106M1以下的 焊劑成分或這兩種焊劑成分中，酸可溶性Mg量不滿足本發(fā)明的范圍的No.42~45、47的藥芯 焊絲，飛濺發(fā)生量增加。此外，No.45、47的藥芯焊絲，因?yàn)榱礁哂?06mi的焊劑成分其酸可 溶性Mg量也不滿足本發(fā)明的范圍，所以焊接金屬的韌性差。另一方面，No.46的藥芯焊絲，因 為粒徑高于106wii的焊劑成分中的酸可溶性Mg量不滿足本發(fā)明的范圍，雖然焊接操作性和 耐吸濕特性優(yōu)異，但焊接金屬的韌性差。
[0107] 粒徑在75_以下的焊劑成分中的酸可溶性Mg量超出本發(fā)明的范圍的N〇.48、49、53 的藥芯焊絲，耐吸濕特性差。另外，在粒徑高于75wii并在106wii以下的焊劑成分、粒徑高于 106wii的焊劑成分或這兩種焊劑成分中，酸可溶性Mg量超出本發(fā)明的范圍的No.49~53的藥 芯焊絲，熔渣包覆性差。
[0108]相對(duì)于此，如表7和表8所示，作為實(shí)施例的No. 1~41的藥芯焊絲，與作為比較例的 No.42~53的藥芯焊絲相比，焊接操作性(熔渣包覆性、飛濺發(fā)生量）和焊接金屬的韌性優(yōu) 異，此外焊絲的耐吸濕特性也優(yōu)異。還有，在表7和表8中雖未示，但作為實(shí)施例的No. 1~41 的藥芯焊絲，焊接金屬的0.2%屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐高溫裂紋性的評(píng)價(jià)結(jié)果也全部合 格。由這些結(jié)果可確認(rèn)，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到耐吸濕特性優(yōu)異，并且，焊接操作性良好，能 夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的焊接金屬的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲。
[0109] 本公開(kāi)的實(shí)施方式，能夠取以下這樣的構(gòu)成。
[0110] [1]-種氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，是在鋼制外皮內(nèi)填充有焊劑的氣體保護(hù)電 弧焊用藥芯焊絲，所述焊劑含有酸可溶性Mg，相對(duì)于所述焊劑中的具有75wii以下的粒徑的 第一焊劑成分的總質(zhì)量，該第一焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為0.1~5質(zhì)量％，相對(duì)于所 述焊劑中的具有高于75wii并在106wii以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量，該第二焊劑成 分中的酸可溶性Mg含量為0.1~7質(zhì)量％，和在所述焊劑中的具有高于106m的粒徑的第三 焊劑成分的總質(zhì)量，該第三焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為1~15質(zhì)量％。
[2]根據(jù)[1]所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，焊劑充填率，在焊絲總質(zhì)量 中為10~25質(zhì)量％。
[0112] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含 有酸可溶性Mg為0.05~1.0質(zhì)量％。
[0113] [4]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有Ti和Ti化合物之中的至少一種，以Ti換算值合計(jì)為1~10質(zhì)量％，含有Si和Si化 合物之中的至少一種，以Si換算值合計(jì)為0.5~2質(zhì)量％，含有Mn為1.0~3.0質(zhì)量％，以及含 有C為0.02~0.15質(zhì)量％，將P抑制在0.030質(zhì)量％以下，以及將S抑制在0.030質(zhì)量％以下。
[0114] [5]根據(jù)[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有Na化合物、K化合物和Li化合物之中的至少一種，分別以Na換算值、K換算值和Li 換算值合計(jì)為〇. 05~0.5質(zhì)量％，以及含有F化合物，以F換算值計(jì)為0.05~0.3質(zhì)量％。
[0115] [6]根據(jù)[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有Zr和Zr化合物之中的至少一種，以Zr換算值合計(jì)為0.5質(zhì)量％以下。
[0116] [7]根據(jù)[1]~[6]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有Mg和Mg化合物之中的至少一種，以Mg換算值合計(jì)為0.05~1質(zhì)量％。
[0117] [8]根據(jù)[1]~[7]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有Bi和Bi化合物之中的至少一種，以Bi換算值合計(jì)為0.005~0.050質(zhì)量％。
[0118] [9]根據(jù)[1]~[8]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì) 量中，含有從下述群中選擇的至少一種Cu:0.5質(zhì)量％以下、Ni:3.0質(zhì)量％以下、Cr:0.5質(zhì) 量％以下、Mo:0.5質(zhì)量％以下、Nb:0.2質(zhì)量％以下、V:0.2質(zhì)量％以下、B和B化合物之中的至 少一種：以B換算值合計(jì)0.0001~0.0100質(zhì)量％，以及稀土類元素(REM): 0.01~0.5質(zhì)量％。
[0119] [10]根據(jù)[1]~[9]中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總 質(zhì)量中，F(xiàn)e含量為77質(zhì)量％以上。
[0120] 【符號(hào)的說(shuō)明】
[0121 ] 1 鋼制外皮(外皮）
[0122] 2 焊劑
[0123] 10藥芯焊絲
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，是在鋼制外皮內(nèi)填充有焊劑的氣體保護(hù)電弧焊用 藥芯焊絲，其中， 所述焊劑含有酸可溶性Mg， 相對(duì)于所述焊劑中的具有75μπι以下的粒徑的第一焊劑成分的總質(zhì)量，該第一焊劑成分 中的酸可溶性Mg含量為0.1~5質(zhì)量％， 相對(duì)于所述焊劑中的具有高于75μπι并在106μπι以下的粒徑的第二焊劑成分的總質(zhì)量， 該第二焊劑成分中的酸可溶性Mg含量為0.1~7質(zhì)量％，以及 相對(duì)于所述焊劑中的具有高于1〇6μπι的粒徑的第三焊劑成分的總質(zhì)量，該第三焊劑成 分中的酸可溶性Mg含量為1~15質(zhì)量％。2. 根據(jù)要求1所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，焊劑充填率在焊絲總質(zhì)量中為 10~25質(zhì)量％。3. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有酸可 溶性Mg為0.05~1.0質(zhì)量％。4. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有 以Ti換算值合計(jì)為1~10質(zhì)量％的11和Ti化合物之中的至少一種、 以Si換算值合計(jì)為0.5~2質(zhì)量％的51和Si化合物之中的至少一種、 1.0~3.0質(zhì)量％的]^、和 0.02~0.15質(zhì)量％的(：， 將P抑制在0.030質(zhì)量％以下、和將S抑制在0.030質(zhì)量％以下。5. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有 分別以Na換算值、K換算值和Li換算值合計(jì)為0.05~0.5質(zhì)量％的似化合物、K化合物和 Li化合物之中的至少一種、以及 以F換算值計(jì)為0.05~0.3質(zhì)量％的?化合物。6. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有以Zr 換算值合計(jì)為〇. 5質(zhì)量％以下的Zr和Zr化合物之中的至少一種。7. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有以Mg 換算值合計(jì)為0.05~1.0質(zhì)量％的1@和Mg化合物之中的至少一種。8. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有以Bi 換算值合計(jì)為〇. 005~0.050質(zhì)量％的扮和Bi化合物之中的至少一種。9. 根據(jù)要求1或2所述的氣體保護(hù)電弧焊用藥芯焊絲，其中，在焊絲總質(zhì)量中，含有從下 述群中選擇的至少一種： Cu:0.5質(zhì)量％以下、 Ni:3.0質(zhì)量％以下、 Cr:0.5質(zhì)量％以下、 Mo:0.5質(zhì)量％以下、 Nb:0.2質(zhì)量％以下、 V:0.2質(zhì)量％以下、 B和B化合物之中的至少一種：以B換算值合計(jì)為0.0001~0.0100質(zhì)量％、以及、 稀土類元素REM :0.01~0.5質(zhì)量％。
【文檔編號(hào)】B23K35/368GK106001985SQ201610186963
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】菊地和幸, 笹倉(cāng)秀司, 小池貴之
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社神戶制鋼所