一种使用Ａｒ和ＣＯ↓［２］或Ｏ↓［２］的一种以上的混合气体的耐气候性钢用气体保护电弧焊实芯焊丝，在规定范围内含有Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎ、Ｏ，余量是Ｆｅ和不可避免的杂质，采用Ｃ含量及Ｐ含量，根据Ｃ×Ｐ×１０↑［４］计算出的系数为２２以下。根据需要设置在规定范围内含有Ｃｕ的Ｃｕ镀层。本发明专利技术的焊丝从室温到－４５℃左右的温度环境下仍具有高韧性，并且具有优异的低飞溅性，即使在不同材质接头处也具有良好的耐气候性、耐裂纹性及强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐气候性钢用气体保护电弧焊实芯焊丝(solid wire)及气体保护电弧焊方法，特别涉及用于火车等的车辆用、对耐气候性钢进行气体保护电弧焊的耐气候性钢用气体保护电弧焊实芯焊丝及使用了它的气体保护电弧焊方法。
技术介绍
历来，作为耐气候性钢规定有JIS G3114。该JIS G3114即使处于暴露状态，因锈稳定而形成致密的状态构成保护膜，从而具有阻止腐蚀进行的性质。另外，耐气候性钢作为其化学成分有Cu和Cr，还以适量添加了Cu、Cr和Ni为特长。作为适用于这种钢材的实芯焊丝有JIS Z3315规定的“耐气候性钢用二氧化碳气体保护电弧焊实芯焊丝”。这些耐气候性钢和耐气候性钢用实芯焊丝，被使用在设计耐久年度长、维护的减轻效果大的桥梁等上的情况较多。近年来，为了使这样的耐气候性钢的优点适用为大厦建筑，还开发了赋予耐火钢以耐气候性机能的焊丝(例如特开来4-294891号公报，特开平5-200582号公报)。另外，还开发了以桥梁的高效率施工为目的，即使在高热能、高轧道间温度仍能够得到高强度、高韧性的二氧化碳气体保护电弧焊用的耐气候性钢芯心焊丝(例如特开2000-71091号公报)。此外，以防止设施在海岸附近的桥梁的盐害腐蚀为目的，还开发了极力使Cr的含量降低，并且大量添加了Ni的焊丝(例如特开2003-311471号公报，特开2000-141081号公报)。另外，作为火车等的车辆的台车用，作为钢材有旧国铁规格JRS 51304-2耐气候性钢，作为此JRS 51304-2耐气候性钢的焊接材料，使用一般的JIS Z3315规格材。然而，在历来使用的耐气候性钢所用的作为焊接材料的焊丝中，存在以下表现出的问题。作为大量采用耐气候性钢的领域，除了桥梁和建筑领域以外，还有火车等的车辆的台车，不过上述各专利文献所述的作为焊接材料的焊丝是面向桥梁和建筑领域开发的，另外因为以二氧化碳气体焊接法为前提，所以容易发生飞溅。为此在使用这种焊丝对火车等的车辆的台车进行焊接时便存在如下等问题(1)因为焊接部的外观可以看到，所以飞溅的发生非常不利；(2)与C含量高达0.20质量％以上的铸铁、铸钢的不同材质的接头多，在高强度的焊接材料的使用和熔合度深、母材稀释高的二氧化碳气体保护电弧焊中容易产生裂纹的问题；(3)在不同材质接头中若发生剧烈的成分变化，则腐蚀会选择性地扩展，因此焊接金属也需要一定程度的耐气候性；(4)由于通常曝露于疲劳状态下，因此需要与母材的融合性良好需要高韧性；(5)为了防止相同的疲劳破坏，根据需要应消除残留应力而进行焊接后应力除去退火(SR)，但是作为焊丝设计却未被考虑。另外，最近从二氧化碳气体保护电弧焊发展到大量使用以Ar为主体的混合气体的焊接法。于是，特别是由于能够在海外将铁道架设向寒冷地和高海拔高地推进，因此为了在这样的地域也要提高事故时的车辆的碰撞安全性，根据现有的0～-20℃左右的温度环境下的韧性要求，还要求低温的-45℃左右的温度环境下的低温韧性。但是，上述各专利文献所述的焊接材料的焊丝，因为以二氧化碳焊接法为前提，另外不具备低温韧性，所以存在不能满足这些要求的问题。另外，作为火车等的车辆的台车用的耐气候性钢的焊接材料，使用一般JIS Z3315规格材，但是在JIS Z3315中，没有规定保护气体的区分，韧性规定也只是0℃～-5℃。为此在这些焊丝中就存在不能满足所述要求这样的问题。因此就存在以Ar系混合气体为前提，低温韧性优异且也具备耐气候性的焊丝尚未开发的现实状况。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这些状况而开发的技术，其目的在于提供一种气体保护电弧焊实芯焊丝和使用了它的气体保护电弧焊方法，该气体保护电弧焊实芯焊丝在从室温至-45℃左右的环境下也具有高韧性，同时具有优异的低飞溅性，不同材质接头也具有良好的耐气候性、耐裂纹性及强度。为了解决所述课题，本第一专利技术的焊接实芯焊丝，所述实芯焊丝由钢合金制的焊丝线材构成，含有C0.01～0.12质量％、Si0.20～1.00质量％、Mn1.00～2.00质量％、P0.007～0.030质量％、S0.025质量％以下、Cu0.30～0.60质量％、Cr0.50～0.80质量％、Al0.020质量％以下、Ti0.05～0.17质量％、Mo0.10质量％以下、N0.0090质量％以下、及O0.0150质量％以下，设C的含量为C，P的含量为P时，由C×P×104计算出的系数为22以下。根据如此的构成，通过抑制析出元素Ti、Al以外还抑制O、N，能够防止SR时的焊接金属的韧性降低，通过Al抑制，能够取得低飞溅化。另外，除了Cu、Cr以外，对通常不添加的P进行规定范围的添加，从而即使在与非耐气候性钢的不同材质的接头的情况也确保着耐气候性能，防止局部腐蚀，从而能够确保焊接金属的耐气候性。另外，通过规定C和P的影响焊接金属的耐裂纹性的相关参数的上限范围，既能够确保焊接金属的耐气候性，又能够防止裂纹。此外，以规定量含有C、Si、Mn并抑制Mo，能够使焊接金属的强度提高，通过以规定量含有S能够提高与母材的融合性。本第二专利技术的焊接实芯焊丝，是所述实芯焊丝在钢合金制的焊丝线材的表面设有Cu镀层，其含有C0.01～0.12质量％、Si0.20～1.00质量％、Mn1.00～2.00质量％、P0.007～0.030质量％、S0.025质量％以下、Cu0.30～0.60质量％、Cr0.50～0.80质量％、Al0.020质量％以下、Ti0.05～0.17质量％、Mo0.10质量％以下、N0.0090质量％以下、及O0.0150质量％以下，所述Cu镀层的Cu含量为0.25质量％以下，设C的含量为C，P的含量为P时，由C×P×104计算出的系数为22以下。根据如此的构成，通过抑制析出元素Ti、Al以外还抑制O、N，能够防止SR时的焊接金属的韧性降低，通过Al的抑制，能够取得低飞溅化。另外，除了Cu、Cr以外，对通常不添加的P进行规定范围的添加，即使在与非耐气候性钢的不同材质的接头的情况也能确保耐气候性能，防止局部腐蚀，从而能够确保焊接金属的耐气候性。另外，通过规定C和P的影响焊接金属的耐裂纹性的相关参数的上限范围，既能够确保焊接金属的耐气候性，又能够防止裂纹。此外，以规定量含有C、Si、Mn并抑制Mo，能够使焊接金属的强度提高，通过以规定量含有S能够提高与母材的融合性。另外，通过施加Cu镀层，焊丝的拉丝性优异，另外能够使耐锈性和接头的耐磨损性提高。在施加Cu镀层时，通过将镀敷的Cu规定得很低而能够得到焊接金属的低飞溅化。在上述本第一专利技术和本第二专利技术中，焊接实芯焊丝也可以还含有如下之中的至少1种Ni0.05～0.80质量％、B0.0005～0.0030质量％、K0.5～20ppm。根据如此的构成，通过以规定量含有Ni、B、K，能够进一步促进焊接金属的耐气候性的提高、低温韧性的提高、低飞溅化。本专利技术的气体保护电弧焊方法，是使用所述记载的焊接实芯焊丝，对耐气候性钢彼此或者耐气候性钢与碳钢进行气体保护电弧焊，作为保护气体，使用如下任意一种混合气体Ar75～95体积％且余量为CO2；Ar90～98体积％且余量为O2；及Ar75～95体积％且余量为CO2+O2。根据如此的构成，作为保护气体使用Ar+C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接实芯焊丝，其特征在于，所述实芯焊丝由钢合金制的焊丝线材构成， 其含有：Ｃ：０．０１～０．１２质量％、Ｓｉ：０．２０～１．００质量％、Ｍｎ：１．００～２．００质量％、Ｐ：０．００７～０．０３０质量％、Ｓ：０．０２５质量％以下、Ｃｕ：０．３０～０．６０质量％、Ｃｒ：０．５０～０．８０质量％、Ａｌ：０．０２０质量％以下、Ｔｉ：０．０５～０．１７质量％、Ｍｏ：０．１０质量％以下、Ｎ：０．００９０质量％以下、及Ｏ：０．０１５０质量％以下， 在设Ｃ含量为Ｃ、Ｐ含量为Ｐ时，由Ｃ×Ｐ×１０↑［４］计算出的系数为２２以下。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木励一，中野利彦，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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