二氧化碳气体电弧焊接用填充金属系焊剂焊丝制造技术

本发明专利技术提供通过一遍焊接可确保所要求的焊脚长（６～７ｍｍ）以上的等焊脚长（８ｍｍ以上），即使在高能焊接施工中也可减少飞溅的发生，具有优良的电弧稳定性和焊渣剥离性的二氧化碳气体电弧焊接用焊剂填充焊丝。该焊丝由以相对于焊丝重量％为Ｓｉ：０．５～２．０％、Ｍｎ：２．０～４．０％、Ｍｇ：０．５～１．５％、Ａｌ：０．１～０．８％、ＴｉＯ↓［２］：２．４～４．８％、ＭｇＯ：０．３～１．０％、ＳｉＯ↓［２］：０．２～０．８％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：０．０５～０．５％、ＣａＯ：０．０１～０．１５％组成，控制ＭｇＯ／ＴｉＯ↓［２］：０．０６～０．３５、ＣａＯ／（ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）：０．０１～０．２０，换算成Ｎａ、Ｋ和Ｆ的元素，Ｆ／（Ｎａ＋Ｋ）为０．０５～０．２。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二氧化碳气体电弧焊接用金属系焊剂填充焊丝，更具体地涉及在快速焊接和构造物角焊时，可确保所要求焊脚长以上的等焊脚长的二氧化碳气体电弧焊接用填充金属系焊剂焊丝。
技术介绍
最近，随着钢结构、桥梁、造船和建筑结构物等涉及整个工业的大型结构物的制作越来越多，需要不仅能提高它们的操作生产性和效率，并且还能延长所制造结构物的寿命的制作方法。而且，在制造这种大型结构物时，焊接材料的选择是非常重要的。通常，金属系焊剂填充焊丝由含有铁粉的多种铁合金形式的焊剂构成，并具有高焊着效率和优良的操作性，因此，其广泛用于涉及上述整个工业，不仅是各种造船和钢结构，还有桥梁制造时也使用。但是，最近由于连续发生这种大型结构的崩塌事故，其稳定性方面的问题被提了出来，因此，存在对焊接施工监理严格管理的情况。详细地说，在大多数结构物的制造中，如图所示，以向下的角焊(手动和自动焊接)为主进行。这时，如图2所示，角焊的部分形成焊脚长不足和焊脚长过大等不等的焊脚长，产生咬边和焊瘤等焊接缺陷，因此，许多工时造成操作损失，导致生产性降低。特别是，在所制造结构物的稳定性方面也存在确保所需等焊脚长的实际问题，和要求这种管理的实际情况。因此，通过保证与焊接母材的厚度和大小符合的所需焊脚长以上的焊脚长来确保结构物的稳定非常重要。为了解决上述问题开发金属系焊剂填充焊丝是已知的，但是，它们仅限于在制造曲线部分时在用于防止变形的小焊脚长(4～5mm或者6mm以内)的快速焊接中使用。而且，使用这类金属系焊剂填充焊丝角焊钢结构、桥梁等时，要同时确保考虑稳定性所要求的焊脚长(6～7mm)以上的等焊脚长(8mm以上)，存在很多问题。换句话说，为了确保超过常规要求焊脚长(6～7mm)的必须焊脚长，必须进行2～3遍的追加焊接，这样引起工时和时间的浪费，因此，存在生产性变差的问题。实际上需要开发这样的焊丝，即仅通过一遍焊接，就可得到没有焊脚长不等、咬边和焊瘤等这类焊接缺陷并确保8mm以上等焊脚长的焊丝。专利技术简述本专利技术的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种二氧化碳气体电弧焊接用金属系焊剂填充焊丝，该焊丝不仅在造船等小焊脚长(6mm以下)的快速焊接上，而是在钢结构、桥梁等结构物的角焊时，通过1遍焊接就可确保所要求的焊脚长(6～7mm)以上的等焊脚长(8mm以上)，而且，即使在高能焊接施工(高电流、高热量输入)中也很少发生飞溅，具有优良的电弧稳定性和焊渣剥离性。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种二氧化碳气体电弧焊接用焊剂填充焊丝，该焊丝由相对于焊丝的重量％为Si0.5～2.0％、Mn2.0～4.0％、Mg0.5～1.5％、Al0.1～0.8％、TiO22.4～4.8％、MgO0.3～1.0％、SiO20.2～0.8％、Al2O30.05～0.5％、CaO0.01～0.15％组成，控制MgO/TiO20.06～0.35、CaO/(SiO2＋Al2O3)0.01～0.20，换算成Na、K和F的元素，F/(Na＋K)为0.05～0.2。附图说明图1是表示结构物等角焊的简图。图2是表示角焊时形成不等焊脚长的各种类型的角焊部分的截面图。图3是表示本专利技术实施例中所采用的角焊焊接材料和焊接条件的简图。具体实施例方式下面，详细说明本专利技术。本专利技术的焊丝含有脱氧剂。首先，Si和Mn是作为合金剂和脱氧剂加入的。这些成份具有确保焊着金属的机械性质和确保耐缺陷性的作用。但是，如果它们加入过少的话，由于脱氧不足和强度不足，无法确保耐缺陷性和机械性质，反之，如果加入过多，过度脱氧造成焊渣包覆性劣化、飞溅发生量增加等、焊接操作性劣化，强度过度升高以及由此引起的焊接部分发生破裂。因此，在本专利技术中，将Si和Mn的添加剂优选分别控制在相对于焊丝的重量％(以下简写为“％”)为0.5～2.0％和2.0～4.0％。Mg和Al是强脱氧剂，特别是为了提高无机锌涂覆钢板的耐气孔性而加入的。而且，这些元素还具有提高电弧稳定性和焊渣剥离性的作用。在本专利技术中，考虑到上述作用效果，Mg和Al的加入量优选被限制为0.5～1.5％和0.1～0.8％。本专利技术的焊丝含有焊渣形成剂。TiO2是作为焊渣形成剂不可缺少的元素，它具有提高电弧稳定性和焊渣包覆性的优良特性。在本专利技术中，TiO2的加入量优选控制在2.4～4.8％。这是因为，不到2.4％时，电弧稳定性和焊渣包覆性劣化，如果超过4.8％，焊渣排出量增多，因此，作为金属系焊剂填充焊丝特征的高焊着效率和高焊着速度降低，焊剂的熔点过高，镀锌钢板的耐气孔性劣化。MgO是通过一遍焊接就可充分确保作为本专利技术特征的没有咬边、焊瘤等焊接缺陷的常规要求焊脚长(6～7mm)以上的等焊脚长(8mm以上)的重要焊渣形成剂。它具有焊接时在焊渣的凝固过程中使焊接焊缝下端部的快速凝固，防止熔融金属垂下(形成不等焊脚)的目的。基于此，在本专利技术中，其添加量优选控制在0.3～1.0％。这是因为，其加入量不到0.3％时，焊接焊缝下端侧焊渣的早凝固性不足，出现熔融金属下垂的现象，因此，无法得到焊缝等焊脚性，如果超过1.0％，焊渣的凝固加速进行，先于熔融物进行，焊渣流动性降低，无机锌涂覆钢板上产生气孔，诱发焊脚缺陷。SiO2具有调节焊渣粘性和流动性并提高焊接焊缝性的重要作用。特别是，在本专利技术中，可防止由于MgO的焊渣熔点上升，是适当调节焊渣凝固速度和流动性的必须充分。因此，本专利技术将其添加量限制在0.2～0.8％内，其理由是不到0.2％时，无法获得添加其所希望的效果，如果超过0.8％，焊渣流动过剩，焊渣向下部偏置，包覆性劣化等、MgO等对焊缝等焊脚性有不良影响。同时加入Al2O3和SiO2，具有提高焊渣包覆性并降低飞溅发生量的重要作用。而且，提高焊渣的均匀流动性，除此之外，在焊渣形成剂之间连接可分离组份非平衡状态的空间，可形成均匀的焊渣。因此，本专利技术将其添加量优选控制在0.05～0.5％，这是因为，其添加量不到0.05％时，飞溅发生量增多等，其添加的效果小，如果超过了0.5％，相反，形成过多的焊渣导致焊渣发生部分偏置现象，包覆性劣化和焊渣剥离性劣化。微量添加CaO可提高焊渣剥离性、流动性和包覆性。而且，如果添加适当的量，可提高焊渣坚固性，在焊接焊缝之间起到界面润滑剂的作用，提高了焊渣剥离性。但是，CaO是强碱性焊渣形成剂，如果加入得过多，将损害焊缝性和焊渣均一性，因此，必须与SiO2、Al2O3等酸性系列的焊渣形成剂呈适当的比例进行添加。考虑到此，本专利技术中CaO的添加量优选控制在0.01～0.15％。另一方面，本专利技术的特征在于，为了通过一遍焊接，也能确保没有咬边、焊瘤等焊接缺陷、不形成焊脚长不足、过大焊脚长等不等的焊脚长的通常要求的焊脚长以上的等焊脚长，应将MgO/TiO2的比控制为定值。具体地说，焊接时，在焊渣的凝固过程中，MgO和TiO2分离，MgO在焊缝的下端部早凝固，反之，TiO2在上端部比MgO稍晚凝固，因此，该相分离会使焊渣凝固进行，而对熔融金属的凝固产生影响。因此，上述MgO/TiO2比过小的话，MgO焊渣的凝固会使熔融金属形成等焊脚变难，因此，出现焊接焊缝在下端部垂下的现象并形成不等的焊脚长。反之，如果上述比过大，与TiO2相比，MgO相对要多，因此，焊渣流动性劣化导致焊接焊缝损失，焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化碳气体电弧焊接用填充金属系焊剂焊丝，其特征在于该焊丝由相对于焊丝重量％为Ｓｉ：０．５～２．０％、Ｍｎ：２．０～４．０％、Ｍｇ：０．５～１．５％、Ａｌ：０．１～０．８％、ＴｉＯ↓［２］：２．４～４．８％、ＭｇＯ：０．３～１．０％、ＳｉＯ↓［２］：０．２～０．８％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：０．０５～０．５％、ＣａＯ：０．０１～０．１５％组成，控制ＭｇＯ／ＴｉＯ↓［２］：０．０６～０．３５、ＣａＯ／（ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）：０．０１～０．２０，换算成Ｎａ、Ｋ和Ｆ的元素，Ｆ／（Ｎａ＋Ｋ）为０．０５～０．２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰贤，
申请(专利权)人：现代综合金属株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]