药芯焊丝、焊接方法和焊接金属技术

本发明专利技术涉及药芯焊丝，用于正极性的气体保护电弧焊，焊剂含有一种或多种金属化合物粉，构成所述金属化合物粉的一种或多种金属元素，在作为高温环境下的稳定化合物时，所述稳定化合物的功函数的加权几何平均值(Φ)，相对于所述药芯焊丝的丝径(D)满足{1.00≤Φ≤－0.0908D2+0.5473D+1.547}的关系。+0.5473D+1.547}的关系。+0.5473D+1.547}的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】药芯焊丝、焊接方法和焊接金属


[0001]本专利技术涉及药芯焊丝，特别是涉及焊接效率优异的药芯焊丝。另外，本专利技术还涉及使用所述药芯焊丝的焊接方法和焊接金属。

技术介绍

[0002]药芯焊丝由于施工方面中优异的效率和良好的焊接操作性，而成为广为普及的焊接材料。为此，以焊接技术的广泛领域为对象开发出各种药芯焊丝，而其中有以应用正极性(以下也记为“DCEN”。)进行焊接为特征的药芯焊丝。还有，所谓正极性，就是以焊丝作为阴极，以母材作为阳极的电极配置。
[0003]例如，在专利文献1中公开有一种可在广电流范围进行稳定喷弧，焊接操作性良好的气体保护电弧焊药芯焊丝。
[0004]另外，在专利文献2中公开有一种从低电流至中电流的焊接电流范围内，飞溅发生量少，全位置焊接性和韧性良好的药芯焊丝。还有，在专利文献2中所谓低电流至中电流的焊接电流范围是70～300A左右。
[0005]在专利文献3中也公开有从低电流至中电流的焊接电流范围内，全位置焊接操作性良好，韧性良好的药芯焊丝。还有，在专利文献3中所谓低电流至中电流的焊接电流范围是50～300A左右。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平02－055696号公报
[0009]专利文献2：日本特开平11－207491号公报
[0010]专利文献3：日本特开平11－058069号公报
[0011]但是，专利文献1～3所述的药芯焊丝虽说都关注所使用的焊接电流区域，但是却没有着眼于焊丝熔融速度。因此本专利技术者们着眼于药芯焊丝的熔融速度而进行了研究，其结果发现，这些药芯焊丝与大量含有一般氧化钛的药芯焊丝比较，其焊丝熔融速度明显要低。还有，所谓焊丝熔融速度，表示单位时间内的焊丝熔融长度。
[0012]另一方面，焊丝熔融速度与焊丝送给速度同义，因为与熔敷速度直接相关，所以成为焊接效率的重要支配因素。因此在本专利技术中，目的在于提供一种不用伴随焊接电流等热能的上升，就能够加快焊丝送给速度，在相同线能量下的施工效率优异，可以降低焊接施工的焊接成本的正极性的气体保护电弧焊用药芯焊丝。还有，所谓熔敷速度，表示单位时间内的焊接金属形成量。

技术实现思路

[0013]本专利技术者们锐意研究的结果发现，通过使构成药芯焊丝中的焊剂的金属化合物粉的功函数处于特定范围，便能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。
[0014]即，本专利技术涉及以下的[1]～[11]。
[0015][1]一种药芯焊丝，是用于正极性的气体保护电弧焊的药芯焊丝，其中，所述药芯焊丝的焊剂含有一种或多种的金属化合物粉，构成所述金属化合物粉的一种或多种的金属元素，作为高温环境下的稳定化合物时，所述稳定化合物的功函数的加权几何平均值，相对于所述药芯焊丝的丝径而满足以下的关系。
[0016]1.00≤Φ≤－0.0908D2+0.5473D+1.547
[0017]Φ＝Φ
1n1/ntotal
×
Φ
2n2/ntotal
…×
Φ
mnm/ntotal
[0018]式中，D表示丝径(mm)，Φ表示稳定化合物的功函数的加权几何平均值(eV)，Φ1～Φ
m
(m为自然数)表示m种稳定化合物的各功函数(eV)，n1～n
m
表示构成所述m种的稳定化合物的m种的金属元素在药芯焊丝总质量中的各含量(mol/g)，n
total
表示所述m种的金属元素在药芯焊丝总质量中的合计含量(mol/g)。
[0019][2]根据所述[1]所述的药芯焊丝，其中，所述稳定化合物是氧化物或氧化物的混合物。
[0020][3]根据所述[1]所述的药芯焊丝，其中，所述稳定化合物的功函数均为4.0eV以下。
[0021][4]根据所述[1]所述的药芯焊丝，其中，所述金属化合物粉含有一种或多种金属氟化物粉，所述金属化合物粉中包含的金属氧化物粉的合计含量，相对于焊丝总质量为0.5质量％以下。
[0022][5]根据所述[1]所述的药芯焊丝，其中，沸点1600℃以下的金属粉和无机化合物粉的至少任意一方，相对于焊丝总质量，合计含有1.0
×
10
－4
mol/g以上。
[0023][6]根据所述[2]所述的药芯焊丝，其中，沸点1600℃以下的金属粉和无机化合物粉的至少任意一方，相对于焊丝总质量，合计含有1.0
×
10
－4
mol/g以上。
[0024][7]根据所述[3]所述的药芯焊丝，其中，沸点1600℃以下的金属粉和无机化合物粉的至少任意一方，相对于焊丝总质量，合计含有1.0
×
10
－4
mol/g以上。
[0025][8]根据所述[4]所述的药芯焊丝，其中，沸点1600℃以下的金属粉和无机化合物粉的至少任意一方，相以于焊丝总质量，合计含有1.0
×
10
－4
mol/g以上。
[0026][9]根据所述[1]所述的药芯焊丝，其中，以纯Fe、Fe基合金或Ni基合金为外皮。
[0027][10]一种焊接金属，其中，使用所述[1]～[9]中任一项所述的药芯焊丝通过焊接形成。
[0028][11]一种焊接方法，其中，使用所述[1]～[9]中任一项所述的药芯焊丝和保护气体。
[0029]根据本专利技术的药芯焊丝和使用它的焊接方法，不用伴随焊接电流等的热能上升，就可以加快焊丝送给速度。因此，在相同线能量下的施工效率优异，可以使焊接操作的效率性提高，能够削减焊接成本。
附图说明
[0030]图1是表示钍钨电极温度变迁的图。
[0031]图2是表示每种丝径下，2300K下热电子产生的电流与功函数的关系的图。
[0032]图3是表示丝径与能够得到稳定的热阴极性的功函数这两者关系的图。
[0033]图4是表示稳定化合物的功函数的加权几何平均值与焊丝送给速度的关系的图。
具体实施方式
[0034]以下，就用于实施本专利技术的药芯焊丝，和使用了它的焊接方法以及焊接金属的方式(实施方式)进行说明。但是，本实施方式是一个示例，并不是限定本专利技术的。另外，在没有特别描述时，所谓“％”是“质量％”的意思。
[0035]《药芯焊丝》
[0036]本实施方式的药芯焊丝(以下，简称为“焊丝”。)，用于正极性的气体保护电弧焊，由呈筒状的外皮、和填充在该外皮内侧的焊剂构成。还有，所谓正极性，是电极侧为负，母材侧为正的电极配置。药芯焊丝可以是外皮无接缝的无缝型、外皮有接缝的有缝型的任意一种形态。另外，药芯焊丝可以对于作为外皮外侧的焊丝表面实施镀铜，也可以不实施。外皮的材质无关紧要，是软钢、不锈钢或Ni基合金均可，只要满足本专利技术的特征便没有特别限制。
[0037]本实施方式的药芯焊丝的焊剂，含有一种或多种金属化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种药芯焊丝，是被用于正极性的气体保护电弧焊的药芯焊丝，其中，所述药芯焊丝的焊剂含有一种或多种的金属化合物粉，构成所述金属化合物粉的一种或多种的金属元素，作为高温环境下的稳定化合物时，所述稳定化合物的功函数的加权几何平均值相对于所述药芯焊丝的丝径满足以下的关系，1.00≤Φ≤－0.0908D2+0.5473D+1.547Φ＝Φ
1n1/ntotal
×
Φ
2n2/ntotal
…×
Φ
mnm/ntotal
式中，D表示丝径，单位为mm；Φ表示稳定化合物的功函数的加权几何平均值，单位为eV；Φ1～Φ
m
表示m种的稳定化合物的各功函数，单位为eV，m为自然数；n1～n
m
表示构成所述m种的稳定化合物的m种的金属元素在药芯焊丝总质量中的各含量，单位为mol/g；n
total
表示所述m种金属元素在药芯焊丝总质量中的合计含量，单位为mol/g。2.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其中，所述稳定化合物是氧化物或氧化物的混合物。3.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其中，所述稳定化合物的功函数均为4.0eV以下。4.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其中，所述金属化合物粉含有一种或多种的金属氟化物粉，所述金属化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：迎井直树，泉谷瞬，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：