气体保护电弧焊用药芯焊丝制造技术

角焊用气体保护电弧焊药芯焊丝，在大电流焊接条件下用于高速平角焊也能获得良好耐底漆性、焊道形状、外观及焊渣剥离性；全位置焊接用药芯焊丝，在较大焊接条件范围内可使用、立焊的耐金属垂滴性良好、各种焊接操作性俱佳。该焊丝的特征是在钢质外管内填入焊剂而形成的气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有０．４０～１．２０％Ｃ、５～１２％Ｓｉ、１９～４２％Ｍｎ，其余为Ｆｅ，且满足Ｓｉ≥１１．８９－２．９２Ｃ－０．０７７Ｍｎ，对应于全部焊丝重量，含有１．０％以上粒径＜２１２μｍ的铁系Ｓｉ－Ｍｎ合金粉末，且含有２．０～７．０％ＴｉＯ↓［２］、０．２～１．５％ＳｉＯ↓［２］、０．１～１．２％ＺｒＯ↓［２］、０．０１～０．３％氟化物（Ｆ换算值）。（*该技术在2019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】
本专利技术涉及用于船舶、桥梁、钢筋等钢结构制造的低碳钢、高强度钢及低合金钢用气体保护电弧焊用药芯焊丝(以下，称为药芯焊丝)，特别涉及为提高焊接工作效率而在大电流焊接条件下使用时也具有良好焊接操作性的角焊用及全位置焊接用气体保护电弧焊用药芯焊丝。用于角焊的药芯焊丝在例如日本专利公开公报昭61-147993号、日本专利公开公报平3-294092号等中提出各种方案，但人们希望平角焊能进一步提高速度。一般，用于角焊的药芯焊丝对于为达到钢结构在制造过程中防锈的目的而涂布的底漆产生的凹坑、气槽采取了防止措施。但是问题是，涂布在钢板上的底漆种类、膜厚对高速平角焊的影响日益增大，有一个耐底漆性问题。而且，在速度加快的同时，为了确保目标焊脚长度，必然会采用大电流焊接条件，这样就会出现焊道凸出，焊道焊趾的熔合性不佳，因咬边、焊渣烧结而产生的外观不佳及焊渣剥离性劣化等问题。由于全位置焊接用药芯焊丝可用于平焊、横焊、仰焊、立焊等位置的焊接，所以使用的范围最广。特别在大电流焊接条件下使用时，希望能够防止立焊的金属垂滴，并适用于较大的焊接条件范围。如果在立焊时出现金属垂滴的现象，就会使焊道焊趾的熔合性、外观、焊渣剥离性产生问题。因此，本专利技术的目的是提供在大电流焊接条件下、用于高速平角焊的具备良好耐底漆性、焊道形状、外观和焊渣剥离性的角焊用气体保护电弧焊用药芯焊丝，以及在包括大电流区域的较大焊接条件范围内可使用的、以立焊的防止金属垂滴性良好为特色的各种焊接操作性俱佳的全位置焊接用药芯焊丝。为了改善在大电流焊接条件下进行高速平角焊及立焊时出现的前述焊接操作性问题，本专利技术者们试制了各种药芯焊丝，并进行了详细的探讨。首先，为了提高平角焊用药芯焊丝的耐底漆性，除了控制焊渣形成剂、控制氟化物的添加和焊丝中的氢含量之外，在大电流焊接条件下使用时的电弧状态稳定性也是很重要的。即，如果在焊接时能够维持稳定的电弧状态，则浮在熔池表面的熔融焊渣就会在电弧力的作用下迅速、连续地向后方移动，由于从熔池产生的氢气连续地释放，所以，不会产生凹坑和气槽。另一方面，如果焊丝的熔融状态较紊乱，电弧状态不稳定，则熔融焊渣的后移变得不连续，此时，容易在凝固焊渣较厚部位出现凹坑。另外，为改善大电流焊接条件下使用时的焊道形状、外观和焊渣剥离性，综合调整熔融焊渣的流动性和凝固温度等，以及保持上述稳定的电弧状态，保持充分的焊渣包覆性也是很重要的。焊渣包覆性不充分时，会出现焊道凸出、因咬边、焊渣烧结而产生的外观不佳及焊渣剥离性差等问题。此外，对于在大电流焊接条件下将全位置焊接用药芯焊丝用于立焊时的耐金属垂滴性来说，使上述电弧状态稳定也是必须条件。进行向下立焊时，一边利用电弧力的作用将熔融焊渣稳定在熔池表面的上方，一边向下进行焊接，如果保持稳定的电弧状态，就能够将熔融焊渣平稳压向熔池上方，使其迅速凝固，所以不会出现金属垂滴现象。此时，所有焊道被焊渣包覆，焊趾的熔合性良好，形成了平滑的焊道，没有出现焊渣烧结和夹渣的现象，剥离性良好。反之，如果电弧状态不稳定，就会使熔融焊渣在瞬间垂滴，焊道出现凹凸，出现因夹渣而产生的缺陷和因夹渣部分产生的裂缝。在向上立焊的大电流情况下和焊接条件范围扩大时，电弧状态和焊渣的包覆性同样对金属垂滴、焊道焊趾熔合性及焊渣剥离性有影响。本专利技术者们发现，含有一定量以上的前述特定铁系Si-Mn合金粉末或铁系Si-Mn-Ni合金粉末，对共同改善上述药芯焊丝的焊接操作性有重要影响的电弧状态和焊渣包覆性的稳定化极其有效，而且，将焊渣形成剂和氟化物作为必须成分加以限定的药芯焊丝能够达到所希望的目的。本专利技术的主要内容如下。(1)在钢质外管内填入焊剂而形成的气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有0.40～1.20％的C、5～12％的Si、19～42％的Mn，其余为Fe，且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn(式1)，对应于全部焊丝重量，含有1.0％以上的粒径在212μm以下的铁系Si-Mn合金粉末，而且，含有2.0～7.0％的TiO2、0.2～1.5％的SiO2、0.1～1.2％的ZrO2、0.01～0.3％的氟化物(F换算值)。(2)在钢质外管内填入焊剂而形成的角焊用气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有0.40～1.20％的C、5～12％的Si、19～42％的Mn，其余为Fe，且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn(式1)，对应于全部焊丝重量，含有1.0％以上的粒径在212μm以下的铁系Si-Mn合金粉末，而且，含有2.0～5.0％的TiO2、0.2～1.2％的SiO2、0.1～1.2％的ZrO2、0.01～0.3％的氟化物(F换算值)。(3)在钢质外管内填入焊剂而形成的角焊用气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有0.40～1.20％的C、5～12％的Si、19～42％的Mn，30％以下的Ni，其余为Fe，且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn-0.062Ni(式2)，对应于全部焊丝重量，含有1.0％以上的粒径在212μm以下的铁系Si-Mn-Ni合金粉末，而且，含有2.0～5.0％的TiO2、0.2～1.2％的SiO2、0.1～1.2％的ZrO2、0.01～0.3％的氟化物(F换算值)。(4)在钢质外管内填入焊剂而形成的全位置焊接用气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有0.40～1.20％的C、5～12％的Si、19～42％的Mn，其余为Fe，且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn(式1)，对应于全部焊丝重量，含有1.0％以上的粒径在212μm以下的铁系Si-Mn合金粉末，而且，含有4.0～7.0％的TiO2、0.3～1.5％的SiO2、0.3～1.2％的ZrO2、1种或2种0.1～1.5％的Al(1.5％以下)或Mg(0.8％以下)、0.01～0.2％的氟化物(F换算值)。(5)在钢质外管内填入焊剂而形成的全位置焊接用气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有0.40～1.20％的C、5～12％的Si、19～42％的Mn，30％以下的Ni，其余为Fe，且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn-0.062Ni(式2)，对应于全部焊丝重量，含有1.0％以上的粒径在212μm以下的铁系Si-Mn合金粉末，而且，含有4.0～7.0％的TiO2、0.3～1.5％的SiO2、0.3～1.2％的ZrO2、1种或2种0.1～1.5％的Al(1.5％以下)或Mg(0.8％以下)、0.01～0.2％的氟化物(F换算值)。(6)上述铁系Si-Mn合金粉末及铁系Si-Mn-Ni合金粉末的相对磁导率(μ)在1.10以下的上述(1)～(5)的任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝。(7)对应于全部焊丝重量，铁粉含量在10％以下的上述(1)～(6)的任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝。(8)对应于全部焊丝重量，焊丝的氢含量在0.007％以下的上述(1)～(7)的任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝。(9)对应于全部焊丝重量，焊丝的氮含量在0.010％以下的上述(1)～(8)的任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝。以下，对本专利技术的药芯焊丝中所含的铁系Si-Mn合金粉末及铁系Si-Mn-Ni合金粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，在钢质外管内填入焊剂而形成的气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以重量％计，含有０．４０～１．２０％的Ｃ、５～１２％的Ｓｉ、１９～４２％的Ｍｎ，其余为Ｆｅ，且满足Ｓｉ≥１１．８９－２．９２Ｃ－０．０７７Ｍｎ（式１），对应于全部焊丝重量，含有１．０％以上的粒径在２１２μｍ以下的铁系Ｓｉ－Ｍｎ合金粉末，而且，含有２．０～７．０％的ＴｉＯ↓［２］、０．２～１．５％的ＳｉＯ↓［２］、０．１～１．２％的ＺｒＯ↓［２］、０．０１～０．３％的氟化物（Ｆ换算值）。

【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：镰田政男，高山力也，足立武夫，森和夫，洼田晴敏，
申请(专利权)人：日铁溶接工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]