电渣焊用焊剂和电渣焊方法技术

提供一种焊接操作性优异，熔渣剥离性良好，不发生咬粘而进行气电焊的电渣焊用焊剂和电渣焊方法。电渣焊用焊剂，相对于焊剂总质量，含有CaO：5.1质量％以上且30.0质量％以下、SiO2：17质量％以下、CaF2：35质量％以上且73质量％以下，CaO相对于碱性氧化物总质量为30质量％以上，SiO2相对于酸性氧化物总质量为80质量％以上，CaF2相对于氟化物总质量为80质量％以上，由下式(1)计算的值为5以上且56以下。(2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电渣焊用焊剂和电渣焊方法


[0001]本专利技术涉及用于对抗拉强度为680MPa以上，特别是对780MPa以上的钢材进行电渣焊的焊剂，涉及无论高拉力钢、9％Ni钢和铬钢等钢种，都能够统统应用的电渣焊用焊剂。

技术介绍

[0002]在建筑钢筋的领域，近年来，对于确保结构物形状的大型化、复杂化、大空间等的各种要求高涨，箱形柱所承受的载荷变得越来越大。箱形柱是将焊接接合成方钢管形状的面板与分隔其内部空间的多片隔板，例如，通过电渣焊进行接合而制造的结构物，为了满足对于高载荷的要求，一般使用高拉力钢板。
[0003]但是，电渣焊由于焊接线能量过大的特性，导致焊接金属的冷却速度慢，容易发生焊接金属的强度降低，因此难以获得所应用的高拉力钢相适合的焊接金属的力学性能。另外，这样的力学性能的降低，不仅对于高拉力钢板，而且对于抗拉强度为680MPa以上的其他钢种，例如9％Ni钢板等也会发生，特别是若抗拉强度为780MPa以上，则力学性能的降低显著。
[0004]为了解决上述的课题，在专利文献1中公开有一种高拉力钢用的电渣焊用药芯焊丝，其特征在于，是涉及用于780MPa级钢的电渣焊的焊丝，以相对于焊丝总质量的质量％计，含有C：0.10～0.20％、Si：0.2～1.0％、Mn：1.3～2.5％、Cu：0.1～0.5％、Ni：1.5～2.5％、Cr：0.3～0.7％、Mo：0.3～0.7％、Ti：0.15～0.25％，并含有Al：0.05％以下，F换算值的合计：0.01～0.1％，SiO2换算值的合计：0.01～0.2％，Na2O换算值和K2O换算值的合计：0.02～0.1％。根据上述专利文献1，能够得到没有焊接缺陷，具有稳定力学性能的焊接金属。
[0005]另外，在以9％Ni钢为对象的专利文献2中公开有一种电渣焊用焊丝、焊剂和焊接接头，其特征在于，以质量％计，含有C：高于0％并在0.07％以下、Si：高于0％并在0.50％以下、Mn：高于0％并在1.0％以下、Ni：6.0～15.0％、Fe：79％以上，且满足式：“0.150≤C+Si/30+Mn/20+Ni/60≤0.300”。根据上述专利文献2，能够实现线能量为10kJ/mm以上的高效率，并得到具有强度和极低温特性等力学特性优异的焊接金属的焊接接头。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2017－170500号公报
[0009]专利文献2：日本特开2018－43288号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]如前述，专利文献1和专利文献2解决了对于高抗拉强度的钢板进行电渣焊时，与焊接金属的力学性能相关的课题。但是，在使用高抗拉强度的钢板的电渣焊中，课题不仅是力学性能。高抗拉强度的钢板(以下，也称为母材)或焊接材料(以下，也称为焊丝)，为了提
高强度而包含各种特有的元素，例如C、Mo、Ni、Cr等。还有，这些元素的含量，随抗拉强度越高而越多。
[0012]另外，电渣焊是电熔焊法的一种，是利用焊接开始之后即在焊丝与母材间发生的电弧热熔化焊剂，从而使熔融渣生成的焊接方法。而后，若恰当深度的熔融渣层(以下，也称为渣池)形成，则电弧消失，借助渣池的电阻加热，焊丝和母材熔融，从而能够接合。
[0013]在此，若母材或焊丝中存在种种用于使抗拉强度提高的元素，则这些元素与渣池反应，致使渣池的组成发生变化，由此渣池的粘性和电导率这样的物性随之变化。若该渣池的物性改变，则由于焊接时电弧发生，除了焊接不稳定以外，还会发生咬边等焊接缺陷的发生、熔渣的剥离性和咬粘等与外观相关的课题。
[0014]上述专利文献1和专利文献2，为了确保焊接金属的力学性能而调整焊丝和焊剂的组成，但并没有对于因熔渣引起的外观等课题予以考虑。另外，原本优选根据作为焊接对象的母材或焊丝的钢种，使用适合的焊剂，但是，因为母材和焊丝种类多，合金元素的组合复杂多样，所以使用适合各母材或焊丝的焊剂并不现实。因此，需要一种不论含有各种合金元素的钢板或焊丝的种类，都能够通用的焊剂。关于这样的焊剂，上述专利文献1和专利文献2中没有考虑。
[0015]本专利技术鉴于上述状况而提出，其目的在于，提供一种电渣焊用焊剂和电渣焊方法，即使焊丝或母材具有各种合金元素，焊接仍然稳定，焊接操作性也优异，并且能够得到例如即使具有680MPa以上，特别是大量含有合金元素并具有780MPa以上的高抗拉强度时，熔渣剥离性也良好，咬边和咬粘等不会发生的具有优异外观的焊接金属。
[0016]解决问题的手段
[0017]本专利技术人等为了解决上述课题而反复锐意研究的结果发现，在焊剂中，作为氟化物含有CaF2，作为碱性氧化物含有CaO，作为酸性氧化物含有SiO2，这在用于维持渣池的物性上有效。即，通过恰当规定焊剂中的上述化合物的含量，能够得到具有恰当电导率和粘度的渣池，并且，即使有其他成分从焊丝或母材进入时，也能够维持渣池的物性。本专利技术基于这样的发现而提出。
[0018]本专利技术的上述目的，由电渣焊用焊剂的下述[1]的构成达成。
[0019][1]一种电渣焊用焊剂，其特征在于，是用于电渣焊的电渣焊用焊剂，含有碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物和氟化物，
[0020]所述碱性氧化物，相对于焊剂总质量，含有CaO：5.1质量％以上且30.0质量％以下，所述CaO相对于所述碱性氧化物总质量为30质量％以上，
[0021]所述酸性氧化物，相对于焊剂总质量，含有SiO2：17质量％以下，所述SiO2相对于所述酸性氧化物总质量为80质量％以上，
[0022]所述氟化物，相对于焊剂总质量，含有CaF2：35质量％以上且73质量％以下，所述CaF2相对于所述氟化物总质量为80质量％以上，并且，
[0023]以相对于焊剂总质量的质量％计，设所述CaO的含量为[CaO]，所述SiO2的含量为[SiO2]，所述CaF2的含量为[CaF2]时，由下式(1)计算的值为5以上且56以下。
[0024](2
×
[CaF2]+[CaO])/[SiO2]…
(1)
[0025]电渣焊用焊剂的本专利技术优选的实施方式，涉及下述[2]～[7]。
[0026][2]根据[1]所述的电渣焊用焊剂，其特征在于，相对于焊剂总质量，含有：
[0027]所述碱性氧化物：10质量％以上且40质量％以下、
[0028]所述两性氧化物：5质量％以上且35质量％以下、
[0029]所述酸性氧化物：17质量％以下，
[0030]包含所述碱性氧化物、所述两性氧化物和所述酸性氧化物的全部氧化物的合计量为28质量％以上且60质量％以下，并且，
[0031]以相对于焊剂总质量的质量％计，设所述氟化物的合计量为[Fld]，所述全部氧化物的合计量为[Ox]时，
[0032]由下式(2)计算的值为0.5以上且2.7以下。
[0033][Fld]/[Ox]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】1.一种电渣焊用焊剂，其特征在于，是用于电渣焊的电渣焊用焊剂，其中，含有碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物和氟化物，所述碱性氧化物，相对于焊剂总质量，含有CaO：5.1质量％以上且30.0质量％以下，所述CaO相对于所述碱性氧化物总质量为30质量％以上，所述酸性氧化物，相对于焊剂总质量，含有SiO2：17质量％以下，所述SiO2相对于所述酸性氧化物总质量为80质量％以上，所述氟化物，相对于焊剂总质量，含有CaF2：35质量％以上且73质量％以下，所述CaF2相对于所述氟化物总质量为80质量％以上，并且以相对于焊剂总质量的质量％计，设所述CaO的含量为[CaO]，所述SiO2的含量为[SiO2]，所述CaF2的含量为[CaF2]时，由下式(1)计算的值为5以上且56以下，(2
×
[CaF2]+[CaO])/[SiO2]
…
(1)。2.根据权利要求1所述的电渣焊用焊剂，其特征在于，相对于焊剂总质量，含有所述碱性氧化物：10质量％以上且40质量％以下、所述两性氧化物：5质量％以上且35质量％以下，所述酸性氧化物：17质量％以下，包含所述碱性氧化物、所述两性氧化物和所述酸性氧化物的全部氧化物的合计量为28质量％以上且60质量％以下，并且以相对于焊剂总质量的质量％计，设所述氟化物的合计量为[Fld]，所述全部氧化物的合计量为[Ox]时，由下式(2)计算的值为0.5以上且2.7以下，[Fld]/[Ox]
…
(2)。3.根据权利要求1或2所述的电渣焊用焊剂，其特征在于，所述碱性氧化物，相对于焊剂总质量，含有从如下之中选择的至少一种：BaO：11质量％以下、FeO：5质量％以下、MgO：5质量％以下、MnO和MnO2中的任意一方或两方的MnO换算值的合计含量：5质量％以下、K2O：5质量％以下、Na2O：5质量％以下、和Li2O：5质...

【专利技术属性】
技术研发人员：石崎圭人，北川良彦，杉村朋子，佐佐木达弥，名古秀德，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：