药芯焊丝以及焊接接头的制造方法技术

本公开的药芯焊丝，具有钢制外皮和被填充到所述钢制外皮的内部的焊药，以相对于丝总质量的比例计的总水分量为300ppm以下，所述焊药含有氟化物，以相对于丝总质量的比例计的所述氟化物的量，以F换算值的合计量计为0.11质量％以上且2.50质量％以下。在使用本公开的药芯焊丝进行焊接的情况下，能够获得稳定的焊接形状，而且，能够谋取焊缝金属的扩散氢量的减少。因此，本公开的药芯焊丝能够适宜地地用于例如铁素体钢之类的高强度钢的焊接。例如铁素体钢之类的高强度钢的焊接。例如铁素体钢之类的高强度钢的焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】药芯焊丝以及焊接接头的制造方法


[0001]本申请涉及药芯焊丝以及焊接接头的制造方法，详细地讲，涉及在气体保护电弧焊中能够使焊道形状稳定化、虽不特别限定但能够适宜地用于抗拉强度为780MPa以上的高强度钢的焊接的药芯焊丝、以及使用了该药芯焊丝的焊接接头的制造方法。

技术介绍

[0002]气体保护电弧焊是最普及的焊接法，特别是能够进行高效率的焊接接头的制造，因此被广泛利用于钢铁材料的焊接。另外，作为在气体保护电弧焊中使用的焊接材料(填充材)，大致区分为实心焊丝和药芯焊丝，但由于焊接操作性优异、显示更高的效率性，因此主要使用药芯焊丝。
[0003]在此，在气体保护电弧焊中使用的保护气体的作用，是在焊接中使不与熔融金属产生反应的气体在电弧的周边流动，遮断熔融金属与空气的接触。即，需要针对由空气中的湿气所致的氢的侵入来保护熔融金属，另外，如果由于与空气的反应而导致氮、氧溶解于熔融钢中，则会成为气孔等焊接缺陷的原因，因此，作为保护气体一般使用氩(Ar)、氦(He)等惰性气体，考虑到焊接性、成本性，可使用进一步混合了二氧化碳(CO2：二氧化碳气体)和/或氧气(O2)的保护气体。
[0004]然而，在气体保护电弧焊中，有时焊道宽度未扩展、焊道形状成为凸的状态。若产生这样的焊道形状的凸化，则丝目标位置的偏离(相对于焊接线的目标位置的偏离)的容许范围变小，容易产生焊接不良。为了防止这个，可以考虑降低焊接电压来扩展焊道形状，但是，在该情况下，熔深量变小，有可能产生驼峰形焊道之类的焊道成形不良。
[0005]因此，例如，曾提出了下述方法：通过提高丝的硫(S)浓度来增多熔融金属中所含的S浓度从而降低熔融金属的表面张力，并且，将脉冲焊接中的脉冲峰电流和脉冲峰期间分别规定为规定的范围从而使稳定的熔滴过渡持续，使得获得宽度大且平坦的焊道形状(参照专利文献1)。
[0006]可是，即使采用这样的方法制造焊接接头，除了脉冲电源为高价格以外，实际上脉冲波形的控制也难。另外，若使S量增加，则因钢材、丝的其他成分的影响而有可能造成焊缝金属的脆化。
[0007]另一方面，曾提出了一种使用具备电极的电弧焊炬进行焊接的方法，其中，配送与电极接触的中心气流和将其围绕的环状气流，作为该中心气流，使用包含2～8体积％的氢气(H2)的氩气与氢气的混合气体(参照专利文献2)。在该方法中，由于氢气为二原子分子，因此通过在再结合中释放的能量来供给热，而且，由于氢气的热导率高，因此电弧的能量得到提高，能够实现自动TIG焊中的高的移动速度(焊接速度)。即，通过上述那样的气体的组合，由于与熔融金属的体积的增加和焊池的温度上升相伴的界面活性效应，焊接速度得到提高，能够消除与驼峰化关联的缺陷。
[0008]可是，一般地，氢在铁素体钢中引起低温裂纹(冷裂纹)，因此，该方法被限于非硬化性钢、奥氏体系不锈钢的焊接，另外，混合气体中的氢的含量需要严格地控制(参照专利
文献2的段落0047)。
[0009]关于该冷裂纹，已知以钢材的化学成分、钢材的板厚、以及熔敷金属的扩散氢量为基础表示高强度钢的焊接裂纹敏感性的指数(Pc)与预热温度的关系(例如参照非专利文献1)，需要随着该Pc的值增加，提高用于防止冷裂纹的预热温度。然而，预热作业招致焊接施工成本的增大、作业负担的增加，因此以尽可能低的温度实施预热作业、或能够减少或不需要预热作业是理想的。因此，虽说通过预热作业能够防止冷裂纹，但是，对于钢的焊接中的保护气体中的氢添加，有可能招致焊接缺陷，特别是在合金成分量高的高强度钢、板厚度大的钢材中，迄今为止被视为禁忌。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本专利第4755576号
[0013]专利文献2：日本专利第5797560号
[0014]非专利文献
[0015]非专利文献1：社团法人焊接学会(编)(2005)新版焊接
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接合技术特论产报出版株式会社(第146页的图2.29)

技术实现思路

[0016]鉴于上述的
技术介绍
，本申请公开了能够得到稳定的焊接形状、能够谋取焊缝金属的扩散氢量的减少、对于例如铁素体钢之类的容易氢脆化的高强度钢也能够适用的焊接接头的制造方法。
[0017]另外，本申请公开了能够得到稳定的焊接形状、能够谋取焊缝金属的扩散氢量的减少、能够适宜地用于例如铁素体钢之类高强度钢的焊接的药芯焊丝。
[0018]作为用于解决上述课题的手段，本申请公开以下的药芯焊丝以及焊接接头的制造方法。
[0019](1)一种药芯焊丝，其特征在于，具有钢制外皮和被填充到上述钢制外皮的内部的焊药，以相对于丝总质量的比例计的总水分量为300ppm以下，上述焊药含有氟化物，以相对于丝总质量的比例计的上述氟化物的量，以F换算值的合计量计为0.11质量％以上且2.50质量％以下。
[0020](2)本公开的药芯焊丝，在温度30℃－湿度80％气氛中的吸湿试验中的经过72小时后的丝质量的增加比例可以为100ppm以下。
[0021](3)本公开的药芯焊丝，以相对于丝总质量的比例计的总水分量可以为100ppm以下。
[0022](4)本公开的药芯焊丝，依据JIS Z 3118：2007，作为保护气体使用含有体积分率为1％的H2且余量由CO2以及杂质构成的保护气体进行试验时的单位质量的熔敷金属的扩散氢量可以为5.0ml/100g以下。
[0023](5)本公开的药芯焊丝，依据JIS Z 3118：2007，作为保护气体使用含有体积分率为3％的H2且余量由CO2以及杂质构成的保护气体进行试验时的单位质量的熔敷金属的扩散氢量可以为12.0ml/100g以下。
[0024](6)在本公开的药芯焊丝中，上述钢制外皮可以具有无缝形状。
[0025](7)本公开的药芯焊丝，可以用于使用含有H2的气体作为保护气体的气体保护电弧焊。
[0026](8)一种焊接接头的制造方法，包含下述步骤：使用本公开的药芯焊丝进行抗拉强度为780MPa以上的钢材的气体保护电弧焊。
[0027](9)本公开的制造方法，可以包含下述步骤：使用含有体积分率为0.05％以上且5％以下的H2且余量由CO2以及杂质构成的保护气体进行上述气体保护电弧焊。
[0028]根据本公开的焊接接头的制造方法，焊接形状改善，能够消除焊道的凸化的问题，而且，能够谋取焊缝金属的扩散氢量的减少，因此即使是对容易氢脆化的高强度钢进行焊接的情况，也能够不使预热作业增加特别的负担而防止冷裂纹。
[0029]另外，根据本公开的药芯焊丝，能够得到稳定的焊接形状，而且，能够谋取焊缝金属的扩散氢量的减少，因此能够适宜地用于例如铁素体钢之类的高强度钢的焊接。
附图说明
[0030]图1是表示在实施例中使用的药芯焊丝的以相对于丝总质量的比例计的总水分量与相对于丝总质量的F换算值的合计量的关系的图。
具体实施方式
[0031]1.药本文档来自技高网...

【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，其特征在于，具有钢制外皮和被填充到所述钢制外皮的内部的焊药，以相对于丝总质量的比例计的总水分量为300ppm以下，所述焊药含有氟化物，以相对于丝总质量的比例计的所述氟化物的量，以F换算值的合计量计为0.11质量％以上且2.50质量％以下。2.根据权利要求1所述的药芯焊丝，在温度30℃且湿度80％的气氛中的吸湿试验中的经过72小时后的丝质量的增加比例为100ppm以下。3.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝，以相对于丝总质量的比例计的总水分量为100ppm以下。4.根据权利要求1～3的任一项所述的药芯焊丝，依据JIS Z 3118：2007，作为保护气体使用含有体积分率为1％的H2且余量由CO2以及杂质构成的保护气体进行试验时的单位质量的熔敷金属的扩散氢量为5.0ml/100g以下。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边耕太郎，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：