气体保护电弧焊用药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提供一种在角焊接中焊接操作性优异，耐气孔性、焊道形状和脱渣性均良好的气体保护电弧焊用药芯焊丝。气体保护电弧焊用药芯焊丝按相对于焊丝总质量含有Ti：1.0～4.0质量％、Si：0.5～2.5质量％、Zr：0.1～0.6质量％、Mn：2.0～3.0质量％、C：0.02～0.10质量％、S：0.005～0.030质量％、Bi：0.005～0.040质量％、Na：0.01～0.20质量％、K：0.01～0.20质量％、F：0.01～0.20质量％、Al：0.05～0.50质量％、Mg：0.05～0.50质量％，同时满足公式(I)～(III)的成分。

Drug-cored wire for gas shielded arc welding

【技术实现步骤摘要】
气体保护电弧焊用药芯焊丝本申请是申请日为2013年12月19日、申请号为201310704268.9、专利技术名称为“气体保护电弧焊用药芯焊丝”的申请的分案申请。
本专利技术涉及气体保护电弧焊用药芯焊丝。更具体地，涉及可用于角焊的气体保护电弧焊用药芯焊丝。
技术介绍
在船舶和桥梁等领域中角焊被广泛应用。另外，通常在船舶和桥梁等大型结构物中，在制作期间中为了防止生锈而使用涂覆了一次防锈涂料的底漆涂装钢材。但是，在对底漆涂装钢材进行角焊时，由于防锈涂料的影响，容易出现凹坑、气沟和气泡等气孔，另外，由于电弧容易变得不稳定，从而存在焊道形状和脱渣性劣化的问题。这种气孔的出现、焊道形状和脱渣性的劣化，由于招致返工操作和除渣操作的增加，因此已成为实现角焊的自动化和高效化上大的障碍。因此，一直以来，为了改善关于底漆涂装钢材的角焊的耐气孔性、焊道形状和脱渣性等特性已提出种种方案(例如参照专利文献1～3)。在专利文献1所述的药芯焊丝中，通过将ZrO2作为成渣剂主要成分，由此实现提高耐气孔(耐凹坑)性。另一方面，在专利文献2所述的药芯焊丝中，为了在底漆膜厚较厚的涂覆底漆钢板的水平角焊中得到耐气孔性，以TiO2作为主成分，并且将SiO2-ZrO2量设定为适当的范围。另外，专利文献3所述的药芯焊丝为了提高耐气孔性，并维持良好的焊道形状和焊道外观，采用合成氟云母作为氟源的至少一部分。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-95550号公报专利文献2：日本特开2013-18031号公报专利文献3：日本特开2011-62745号公报但是，所述的现有的药芯焊丝在底漆涂装钢材的角焊中，并不能满足全部的特性。例如，在专利文献1所述的药芯焊丝中，作为主成分的ZrO2是高熔点、高粘度的氧化物，因此难以调节焊渣粘度，最适宜的领域狭窄。另外，该药芯焊丝根据截面形态，由于制造中、保管中或使用中的焊剂吸湿，也存在耐气孔性容易劣化的问题。另一方面，在专利文献2所述的药芯焊丝中，通过限定TiO2、SiO2、ZrO2和Mn/Si比来实现提高耐气孔性，但关于耐气孔性以外的性能并不能说是充分。另外，专利文献3所述的药芯焊丝由于限定了Na量、K量和F量，虽然达到了目标效果，但是对于电弧的稳定性和随之产生的脱渣性的劣化有待改善。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供在角焊中焊接操作性优异，耐气孔性、焊道形状和脱渣性均良好的气体保护电弧焊用药芯焊丝。本专利技术的用于角焊的气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充了焊剂的气体保护电弧焊用药芯焊丝，且被用于角焊，以焊丝总质量计含有：Ti和Ti化合物(Ti换算值)：1.0～4.0质量％、Si和Si化合物(Si换算值)：0.5～2.5质量％、Zr和Zr化合物(Zr换算值)：0.1～0.6质量％、Mn：2.0～3.0质量％、C：0.02～0.10质量％、S：0.005～0.030质量％、Bi和Bi化合物(Bi换算值)：0.005～0.040质量％、Na化合物(Na换算值)：0.01～0.20质量％、K化合物(K换算值)：0.01～0.20质量％、F化合物(F换算值)：0.01～0.20质量％、Al和Al化合物(Al换算值)：0.05～0.50质量％、Mg和Mg化合物(Mg换算值)：0.05～0.50质量％，并且，设Na化合物含量(Na换算值)为[Na]，K化合物含量(K换算值)为[K]，F化合物含量(F换算值)为[F]，Si和Si化合物的总含量(Si换算值)为[Si]，Bi和Bi化合物的总含量(Bi换算值)为[Bi]，S含量为[S]时，满足下述公式1～3。公式1公式2公式3本专利技术的气体保护电弧焊用药芯焊丝也可以以焊丝总质量计含有0.0090质量％以下的B和B化合物(B换算值)。另外，本专利技术的气体保护电弧焊用药芯焊丝被用于例如软钢、高张力钢或低合金钢的水平角焊。还有，药芯焊丝中含有的各成分的量能够通过如下方法分别测定，C和S利用燃烧-红外吸收法测定，Ti、Si、Zr、Mn、Al、Mg和B利用ICP发光光谱分析方法测定，Bi、Na和K利用原子吸收分析方法测定，F利用中和滴定法测定。根据本专利技术可以实现在角焊中焊接操作性优异，耐气孔性、焊道形状和脱渣性均良好的药芯焊丝。具体实施方式如上所述，ZrO2难以调节焊渣粘度，具有最适宜的领域窄的倾向。因此，本专利技术者以实现耐气孔性、焊道形状、脱渣性良好的气体保护电弧角焊用药芯焊丝为目标，对以更容易调节焊渣粘度的TiO2为主体的成渣剂进行潜心研究，发现最适宜的成分范围。但是，尽管所有的元素均为适宜范围，也偶见不能得到目标特性的例子。因此，本专利技术者进一步反复潜心研究，发现对于耐气孔性和焊道形状的稳定化，调节熔渣和熔池的粘性是有效的。并且，着眼于作为有效调整熔渣和熔池的粘性的元素的Na、K、F、Si、Bi和S，发现了通过将焊丝全体中的Na量、K量和F量及其平衡，以及Si量、Bi量和S量及其平衡限定在特定范围内，能够得到目标特性。下面，对用于实施本专利技术的方式进行详细说明。本实施方式的药芯焊丝是在钢制外皮中填充有焊剂而成的，其外径例如为0.9～2.0mm。另外，只要是焊丝中各成分为本专利技术的范围内，则可以将焊剂填充率设定为任意的值，但从焊丝的拉丝性和焊接时的操作性(进给性等)的观点出发，焊剂填充率优选为焊丝总质量的10～20质量％。本实施方式的药芯焊丝以焊丝总质量计含有Ti和Ti化合物(Ti换算值)：1.0～4.0质量％、Si和Si化合物(Si换算值)：0.5～2.5质量％、Zr和Zr化合物(Zr换算值)：0.1～0.6质量％、Mn：2.0～3.0质量％、C：0.02～0.10质量％、S：0.005～0.030质量％、Bi和Bi化合物(Bi换算值)：0.005～0.040质量％、Na化合物(Na换算值)：0.01～0.20质量％、K化合物(K换算值)：0.01～0.20质量％、F化合物(F换算值)：0.01～0.20质量％、Al和Al化合物(Al换算值)：0.05～0.50质量％、Mg和Mg化合物(Mg换算值)：0.05～0.50质量％。另外，本实施方式的药芯焊丝，在设Na化合物含量(Na换算值)为[Na]，K化合物含量(K换算值)为[K]，F化合物含量(F换算值)为[F]，Si和Si化合物的总含量(Si换算值)为[Si]，Bi和Bi化合物的总含量(Bi换算值)为[Bi]，S含量为[S]时，满足下述公式4～6。并且，本实施方式的药芯焊丝被用于通过气体保护电弧焊进行的角焊。公式4公式5公式6接着，对本实施方式的药芯焊丝中含有的各成分的数值限定理由进行说明。[Ti和Ti化合物(Ti换算值)：1.0～4.0质量％]Ti以金属或合金的形态以及氧化物或金属间化合物等化合物的形态添加。另外，作为本实施方式的药芯焊丝中的Ti源的具体例，可以例举金属Ti、Fe-Ti、TiO2、FeTiO3、BaTiO3等。以金属或合金的形态添加的Ti，由于脱氧作用生成TiO2。TiO2等Ti氧化物作为成渣剂发挥作用，但如果Ti和Ti化合物的总含量小于1.0质量％，则该作用不充分，焊渣包皮性和脱渣性降低，焊道形状和焊道外观劣化。另一方面，如果Ti和Ti化合物的总含量超过4.0质量％，则焊渣形成厚度过剩，耐气孔性劣化。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充有焊剂而成的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其被用于角焊，其中，以焊丝总质量计含有：Ti和Ti化合物以Ti换算值计为1.0～4.0质量％、Si和Si化合物以Si换算值计为0.5～2.5质量％、Zr和Zr化合物以Zr换算值计为0.1～0.30质量％、Mn：2.0～3.0质量％、C：0.02～0.10质量％、S：0.005～0.030质量％、Bi和Bi化合物以Bi换算值计为0.005～0.040质量％、Na化合物以Na换算值计为0.01～0.20质量％、K化合物以K换算值计为0.01～0.20质量％、F化合物以F换算值计为0.01～0.20质量％、Al和Al化合物以Al换算值计为0.05～0.50质量％、Mg和Mg化合物以Mg换算值计为0.05～0.50质量％，并且，在设Na化合物含量以Na换算值计为[Na]，K化合物含量以K换算值计为[K]，F化合物含量以F换算值计为[F]，Si和Si化合物的总含量以Si换算值计为[Si]，Bi和Bi化合物的总含量以Bi换算值计为[Bi]，S含量为[S]时，满足下述公式(I)～(III)，

【技术特征摘要】
2013.03.25 JP 2013-0629291.一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充有焊剂而成的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其被用于角焊，其中，以焊丝总质量计含有：Ti和Ti化合物以Ti换算值计为1.0～4.0质量％、Si和Si化合物以Si换算值计为0.5～2.5质量％、Zr和Zr化合物以Zr换算值计为0.1～0.30质量％、Mn：2.0～3.0质量％、C：0.02～0.10质量％、S：0.005～0.030质量％、Bi和Bi化合物以Bi换算值计为0.005～0.040质量％、Na化合物以Na换算值计为0.01～0.20质量％、K化合物以K换算值计为0.01～0.20质量％、F化合物以F换算值...

【专利技术属性】
技术研发人员：石崎圭人，小池贵之，古川尚英，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP