气体保护电弧焊用药芯焊丝的制作方法
【专利摘要】提供一种耐吸湿特性优异，并且，焊接操作性良好，能够得到机械的特性优异的焊接金属的气体保护电弧焊用药芯焊丝。对于在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，焊剂中含有酸可溶性Mg，且相对于所述焊剂中的具有75μm以下的粒径的第一焊剂成分的总质量，使该第一焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为0.1～5质量％，相对于所述焊剂中的具有高于75μm并在106μm以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，使该第二焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为0.1～7质量％，以及相对于所述焊剂中的具有高于106μm的粒径的第三焊剂成分的总质量，使该第三焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为1～15质量％。
【专利说明】
气体保护电弧焊用药芯焊丝
技术领域
[0001] 本发明涉及气体保护电弧焊用药芯焊丝。
【背景技术】
[0002] 在船舶和桥梁等的大型结构物的制造工序中，大多应用角焊和/或对接焊，这时， 使用药芯焊丝作为焊接材料。另一方面，在船舶和桥梁等的焊接金属中，施工上要求低温韧 性和机械的特性优异。另外，在用于焊接的药芯焊丝中，期望焊接操作性良好。
[0003] 因此，以往提出有通过使焊剂所用的Mg原料的粒度处于特定的范围，从而实现焊 接操作性提高的药芯焊丝(参照专利文献1)。另外，除了焊接操作性以外，为了还使焊接金 属的机械的特性提高，也有确定有焊丝成分的药芯焊丝(参照专利文献2)。
[0004] 【现有技术文献】
[0005] 【专利文献】
[0006] 专利文献1:日本特开昭61 - 202795号公报 [0007] 专利文献2:日本特开平7 -164184号公报
[0008] -般来说，焊接金属中会存在氢，但若其量变多，则容易发生低温裂纹。但是，现有 的药芯焊丝却存在保管时吸湿，焊接金属中的氢量增加这样的问题点。这是由于，包裹在药 芯焊丝中的焊剂吸收空气中的水分。
[0009] 另一方面，前述的专利文献1、2所述的药芯焊丝，均未对吸湿特性进行研究。另外， 以其他现有的技术，也难以改善焊剂自身的吸湿特性。
【发明内容】
[0010] 因此，本发明其主要目的在于，提供一种耐吸湿特性优异，并且，焊接操作性良好， 能够得到机械的特性优异的焊接金属的气体保护电弧焊用药芯焊丝。
[0011] 本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电 弧焊用药芯焊丝，所述焊剂含有酸可溶性Mg，相对于所述焊剂中的具有75WI1以下的粒径的 第一焊剂成分的总质量，该第一焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为0.1~5质量％，相对于所 述焊剂中的具有高于75wii并在106wii以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，该第二焊剂成 分中的酸可溶性Mg含量为0.1~7质量％，以及相对于所述焊剂中的具有高于106wii的粒径 的第三焊剂成分的总质量，该第三焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为1~15质量％。
[0012] 本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，焊剂充填率在焊丝总质量中，例如为10~ 25质量％。
[0013] 该气体保护电弧焊用药芯焊丝，在焊丝总质量中，也可以含有酸可溶性Mg为0.05 ~1.0质量％。
[0014]另外，在焊丝总质量中，也可以含有Ti和Ti化合物之中的至少一种，以Ti换算值合 计为1~10质量％，含有Si和Si化合物之中的至少一种，以Si换算值合计为0.5~2质量％， 含有Mn为1.0~3.0质量％，以及含有C为0.02~0.15质量％，将P抑制在0.030质量％以下， 以及将S抑制在0.030质量％以下。
[0015]在焊丝总质量中，也能够含有Na化合物、K化合物和Li化合物之中的至少一种，分 别以Na换算值、K换算值和Li换算值合计为0.05~0.5质量％，以及也能够含有F化合物，以F 换算值计为〇. 05~0.3质量％。
[0016]在焊丝总质量中，也可以含有Zr和Zr化合物之中的至少一种，以Zr换算值合计为 〇. 5质量％以下；也可以含有Mg和Mg化合物之中的至少一种，以Mg换算值合计为0.05~1.0 质量％。
[0017] 在焊丝总质量中，也能够含有Bi和Bi化合物之中的至少一种，以Bi换算值合计为 0.005 ~0.050 质量 ％。
[0018] 此外，本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，在焊丝总质量中，也能够含有从下述 群中选择的至少一种：即Cu: 0.5质量％以下、Ni: 3.0质量％以下、Cr: 0.5质量％以下、Mo: 0.5质量％以下、Nb:0.2质量％以下、V:0.2质量％以下、B和B化合物之中的至少一种：以B换 算值合计〇. 0001~〇. 0100质量％，和稀土类元素(REM):0.01~0.5质量％。
[0019] 另一方面，本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，例如，Fe含量在焊丝总质量中也 可以为77质量％以上。
[0020] 根据本发明，能够改善焊剂的吸湿特性，因此能够实现耐吸湿特性优异，焊接操作 性良好，能够得到机械的特性优异的焊接金属的气体保护电弧焊用药芯焊丝。
【附图说明】
[0021] 图1是说明实施例和比较例的药芯焊丝的制造方法的部分工序的模式图。
【具体实施方式】
[0022] 以下，对于用于实施本公开的方式，详细地加以说明。还有，本公开不受以下所示 的各实施方式限定。
[0023]本实施方式的药芯焊丝，是在钢制外皮中填充有焊剂的，其外径例如为1.0~ 2.0mm。另外，外皮的材质只要是钢便没有特别限定，希望使用拉丝加工性良好的软钢或低 合金钢。此外，只要焊丝中的各成分在本发明的范围内，则焊剂充填率能够设定为任意的 值，但从焊丝的拉丝性和焊接时的操作性(送给性等）的观点出发，优选设为焊丝总质量的 10~25质量％。[焊剂中的酸可溶性Mg量]
[0024]本实施方式的药芯焊丝，在焊剂中调合有酸可溶性Mg。在此，所谓"酸可溶性Mg"， 是指在Mg、Mg合金和Mg化合物之中，溶解于王水（以体积比计，按浓盐酸:浓硝酸=3 :1混合 而成的液体）的。还有，即使是难溶性的，或者酸可溶性Mg与酸不可溶性Mg的混合物或复合 物，溶解于王水的Mg也视为酸可溶性Mg。
[0025] -般来说，Mg以金属或合金的形态，或者以氧化物和/或金属间化合物等的化合物 的形态添加到药芯焊丝中。另外，作为添加到焊剂中的Mg源的具体例，可列举金属Mg、Al - Mg、Fe -Si-Mg、Ni-]\%、]\%0、]\%0)3、]\%3103和]\^2等，其中，作为"酸可溶性]\%"，可列举金属 Mg、Al - Mg、Fe - Si - Mg、Ni - Mg、MgO等。作为未溶残留时的一例，可列举MgO、Mg等的酸可溶 性Mg被酸不可溶性的化合物覆盖的情况。
[0026] 在本实施方式的药芯焊丝中，使各粒度的焊剂成分中包含的酸可溶性Mg的量处于 特定的范围。具体来说，相对于焊剂中的具有75m以下的粒径的第一焊剂成分的总质量，该 第一焊剂成分中的酸可溶性Mg量为0.1~5质量％，相对于焊剂中的具有高于75mi并在106y m以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，该第二焊剂成分中的酸可溶性Mg量为0.1~7质 量％，相对于焊剂中的具有高于l〇6wii的粒径的第三焊剂成分的总质量，该第三焊剂成分中 的酸可溶性Mg量为1~15质量％。由此，能够使耐吸湿特性提高，并且，能够减少飞溅发生 量。为了使耐吸湿特性提高而减少吸附面积的方法有利地起作用，因此优选焊剂中的Mg粒 度大的方法。另一方面，为了使电弧稳定性提高而抑制飞溅发生量，优选焊剂中的Mg粒度 小，并且，分散在焊剂中的方法。其理由在于，表面氧化的Mg或Mg氧化物，浮置于熔融金属中 的表面，成为拉弧的阴极点，但粒度大且不均时，有使电弧偏转，招致电弧不稳定的情况。如 本申请发明这样，通过使各粒度的焊剂成分所包含的酸可溶性Mg的量处于所述特定范围， 能够使耐吸湿特性提高，并且，使电弧稳定性提高而减少飞溅发生量。即，本申请发明，能够 同时起到使耐吸湿特性提高的效果和提高电弧稳定性而抑制飞溅发生量的效果这两种截 然相反的效果。还有，能够使焊剂中的Mg分散的理由，推定是由于，通过使焊剂中的Mg达到 恰当的粒度分布，从而焊剂中的Mg与其他的焊剂粒子适度地相互缠绕，焊剂中的Mg的偏析 得到防止，焊剂中的Mg被分散。
[0027] 还有，这里所示的酸可溶性Mg量，是各粒度的焊剂成分总质量中的含量。于是，是 以如下方式得到的值，即通过筛分，分离成焊剂中的具有75wii以下的粒径的第一焊剂成分、 焊剂中的具有高于75mi并在106mi以下的粒径的第二焊剂成分、和焊剂中的具有高于106mi 的粒径的第三焊剂成分，将各粒度的焊剂成分与王水混合，通过ICP(Inductively Coupled Plasma;电感耦合高频等离子体)法，分析王水溶解的Mg的含量。
[0028] 相对于焊剂中的具有75wii以下的粒径的第一焊剂成分的总质量，该第一焊剂成分 中的酸可溶性Mg量低于0.1质量％时，飞溅发生量增加，高于5质量％时，耐吸湿特性劣化。 另外，相对于焊剂中的具有高于75wii并在106wii以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，该第 二焊剂成分中的酸可溶性Mg量低于0.1质量％时，飞溅发生量增加，高于7质量％时，熔渣包 覆性劣化。此外，相对于焊剂中的具有高于106wii的粒径的第三焊剂成分的总质量，该第三 焊剂成分中的酸可溶性Mg量低于1质量％时，焊接金属的韧性降低，高于15质量％时，熔渣 包覆性劣化。
[0029]药芯焊丝所含有的Mg，通过拉丝而沿拉丝方向延长，或粉碎成微粉。本
【发明人】们着 眼于Mg，进行锐意研究时发现，若以拉丝后的Mg的短径作为Mg的粒径，则Mg原料与拉丝后的 Mg的粒度存在相关性。
[0030]但是，现有的药芯焊丝中作为焊剂成分使用的Mg原料，因为粒度分布不当，所以不 能减少飞溅发生量和改善耐吸湿特性。因此，本
【发明人】们，对于各种Mg原料进行了研究，发 现通过使用具有特定的粒度分布的酸可溶性Mg，便能够得到使电弧稳定性提高，从而飞溅 发生量抑制效果优异，此外耐吸湿特性提高效果优异的焊剂。
[0031] 例如，使用如下酸可溶性Mg原料:粒径在250mi以上且低于300mi的25~40质量％， 粒径在212wii以上且低于250wii的20~35质量％，粒径在180_以上且低于212wii的15~30质 量％。而后，如图l(c) - (d)所示，将含有酸可溶性Mg的焊剂2填充到钢制外皮1的内部，以钢 制外皮1的内部包裹有焊剂2的方式成形钢制外皮1之后，如图l(d) - (e)所示这样进行拉 丝。从成形后的焊丝直径5.〇111111巾拉丝到1.2111 111巾，由此能够使拉丝后的药芯焊丝中所包裹 的焊剂的酸可溶性Mg的粒度分布处于前述的特定的范围。
[0032]还有，用于本实施方式的药芯焊丝的酸可溶性Mg原料，能够由通常的方法制造。 [0033]另外，使Mg原料的粒度分布处于特定的范围的方法，没有特别限定，例如有将拉丝 后的焊丝直径、焊剂充填率、外皮的厚度与宽度、焊剂的体积比重、用于焊剂的Mg原料以外 的原料、拉丝次数处于特定的范围的方法。这些条件和拉丝而取得的药芯焊丝的焊剂中的 酸可溶性Mg原料的状态显示在下述表1中。
[0034]【表1】
[0036]本实施方式的药芯焊丝的成分组成，没有特别限定，例如，能够含有以下所示的各 成分。还有，以下所示的含量，除非特别指出，否则均是焊丝总质量中的量。
[0037] [Mg和Mg化合物:0 ? 05~1 ? 0质量％，酸可溶性Mg: 0 ? 05~1 ? 0质量％ ]
[0038]本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Mg和Mg化合物之中的至少一种，Mg换算值合 计为0.05~1.0质量％。由此，能够进一步提高焊接金属的韧性。另一方面，Mg和Mg化合物的 总含量低于〇. 05质量％时，焊接金属的韧性降低，另外，若高于1.0质量％，则熔渣包覆性降 低。
[0039]此外，Mg和Mg化合物之中，酸可溶性Mg的含量，例如为0.05~1.0质量％。由此，能 够使焊接金属的韧性和药芯焊丝的耐吸湿特性进一步提高。另一方面，酸可溶性Mg的含量 低于0.05质量％时，焊接金属的韧性降低，另外，若高于1.0质量％，则飞溅发生量增加。还 有，从焊接金属的韧性确保和药芯焊丝的耐吸湿特性提高的观点出发，优选酸可溶性Mg含 量为0.2~0.6质量％。
[0040] [A1和A1化合物:0.01~1.0质量％]
[0041 ]本实施方式的药芯焊丝，也可以含有A1和A1化合物之中的至少一种，A1换算值合 计为0.01~1.0质量％。通过使A1和A1化合物的总含量处于这一范围，焊接金属的韧性进一 步提高。另一方面，A1和A1化合物的总含量低于0.01质量％时，飞溅发生量增加，若低于1.0 质量％，则焊接金属的韧性降低。
[0042] [Ti和Ti化合物：1~10质量％]
[0043] 本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Ti和Ti化合物之中的至少一种，Ti换算值合 计为1~10质量％。通过使Ti和Ti化合物的总含量处于这一范围，焊接金属的韧性进一步提 高。另一方面，Ti和Ti化合物的总含量低于1质量％时，熔渣包覆性降低，另外，若高于10质 量％，则焊接金属容易强度过高。
[0044] 还有，从熔渣包覆性提高的观点出发，Ti和Ti化合物的总含量优选为2质量％以 上，更优选为3质量％以上，另外，从使焊接金属的强度处于更良好的范围这一观点出发，优 选为8质量％以下。
[0045] [Si和Si化合物:0.5~2质量％]
[0046] 本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Si和Si化合物之中的至少一种，Si换算值合 计为0.5~2质量％。通过使Si和Si化合物的总含量处于这一范围，熔融金属的粘性提高，因 此能够与母材的融合和焊道形状良好。另一方面，Si和Si化合物的总含量低于0.5质量％ 时，飞溅发生量增加，另外，若高于2质量％，则焊接金属的韧性降低。
[0047] [Mn: 1.0~3.0质量 ％]
[0048] Mn含量低于1.0质量％时，焊接金属的韧性降低，另外若高于3.0质量％，则焊接金 属容易强度过高。因此，Mn含量优选为1.0~3.0质量％。由此，能够使焊接金属的韧性进一 步提尚。
[0049] [C:0.02 ~0.15 质量 ％]
[0050] C含量低于0.02质量％时，焊接金属的韧性降低，另外，若高于0.15质量％，则焊接 金属容易发生高温裂纹。因此，C含量优选为0.02~0.15质量％。由此，能够使焊接金属的耐 高温裂纹性能良好，并且使焊接金属的韧性进一步提高。
[0051 ] [P:0.030质量％以下（含0质量％。）]
[0052]若P含量高于0.030质量％，则焊接金属的韧性降低。因此，P含量优选为0.030质 量％以下。由此，能够使焊接金属的韧性进一步提高。
[0053] [S:0.030质量％以下（含0质量％。）]
[0054]若S含量高于0.030质量％，则焊接金属的韧性降低。因此，S含量优选为0.030质 量％以下。由此，能够使焊接金属的韧性进一步提高。
[0055] [Na化合物，K化合物和Li化合物:0 ? 05~0 ? 5质量％ ]
[0056] Na化合物、K化合物和Li化合物的总含量低于0.05质量％时，飞溅发生量增加，另 外，若高于0.5质量％，则耐吸湿特性降低。因此，本实施方式的药芯焊丝，添加Na化合物、K 化合物和Li化合物之中的一种或两种以上时，优选合计含有0.05~0.5质量％。由此，能够 减少飞溅发生量，并且使药芯焊丝的耐吸湿特性进一步提高。还有，这里所说的Na化合物、K 化合物和Li化合物的含量，分别是Na换算值、K换算值和Li换算值。
[0057] [F化合物:0? 05~0.3质量％]
[0058] F化合物的总含量低于0.05质量％时，飞溅发生量增加，另外，若高于0.3质量％， 则耐吸湿特性降低。因此，F化合物的总含量优选为0.05~0.3质量％。由此，能够减少飞溅 发生量，并且能够使药芯焊丝的耐吸湿特性进一步提高。
[0059] [Zr和Zr化合物:0? 5质量％以下（不含0质量。）]
[0060] 本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Zr和Zr化合物之中的至少一种，以Zr换算值 合计在0.5质量％以下的范围。由此，能够减少飞溅发生量。还有，若Zr和Zr化合物的总含量 高于〇. 5质量％，则飞溅发生量增加。[Bi和Bi化合物:0.005~0.050质量％ ]
[00611本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Bi和Bi化合物之中的至少一种，以Bi换算值 合计为0.005~0.050质量％。通过使Bi和Bi化合物的总含量处于这一范围，能够使熔渣剥 离性提高。
[0062] [B和B化合物之中的至少一种：以B换算值合计为0.0001~0.0100质量％、Cu:0.5 质量％以下（不含0质量。）、Ni:3.0质量％以下（不含0质量。）、Cr:0.5质量％以下（不含0质 量。）、M0:0.5质量％以下（不含0质量。）、他:0.2质量％以下（不含0质量。）、￥:0.2质量％以 下(不含0质量。）、以及稀土类元素(REM):0.01~0.5质量％]
[0063] B和B化合物之中的至少一种、〇1、附、01〇、他、￥以及1^11，具有使焊接金属的机械 的特性(强度或韧性)提高的效果，从B和B化合物之中的至少一种、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V以及 从REM的群中选择的至少一种，能够根据需要添加。
[0064]但是，若这些元素的含量变多，则焊接金属的强度过度增加，裂纹容易发生。因此， 在本实施方式的药芯焊丝中，添加这些元素时处于如下范围：B和B化合物之中的至少一种： 以B换算值合计为0.0001~0.0100质量％，Cu:0.5质量％以下（不含0质量。），Ni:3.0质量％ 以下（不含〇质量。），Cr:0.5质量％以下（不含0质量。），]\1〇:0.5质量％以下（不含0质量。）， 他 :0.2质量％以下(不含0质量。），￥:0.2质量％以下（不含0质量。），以及稀土类元素(1^]\〇: 0.01~0.5质量％。由此，能够得到机械的特性更优异的焊接金属。
[0065] [Fe:77质量％ 以上]
[0066] 在本实施方式的药芯焊丝中，为了确保熔敷量，优选在焊丝总质量中，含有77质 量％以上的Fe。
[0067] [余量]
[0068] 本实施方式的药芯焊丝的成分组成的余量，是Ca和Li等的合金剂及其化合物，以 及Sb和As等的不可避免的杂质。还有，前述的各元素作为氧化物和/或氮化物添加时，在本 实施方式的药芯焊丝的余量中也包含〇和/或N。
[0069][制造方法]
[0070] 本实施方式的药芯焊丝的制造方法，没有特别限定，例如，能够按以下所示的方法 制造。首先，一边沿纵长方向送给构成外皮的钢带，一边用成形乳辊成形，制成U字形的开 管。其次，以使焊剂成为既定的化学组成的方式，定量调合氧化物、金属或合金及Fe粉等，将 其填充至外皮后，以使截面成为圆形的方式加工。其后，通过冷拉拔加工进行拉丝，成为例 如1.0~2.0mm的丝径。还有，为了使冷加工途中发生了加工硬化的焊丝软化，也可以实施退 火。
[0071] 如以上详述，本实施方式的药芯焊丝中，确定了分离成每种粒度的焊剂成分中的 酸可溶性Mg的含量，因此焊接操作性良好，能够得到机械的特性和耐高温裂纹性优异的焊 接金属，并且能够改善焊剂的吸湿特性，使耐吸湿特性提高。而且，通过使酸可溶性Mg和任 意添加成分的含量处于前述的优选范围，能够使前述效果进一步提高。
[0072]还有，如前述，因为拉丝后的Mg原料状态对于焊接操作性产生重大影响，所以如专 利文献1所述的技术那样，只是特定拉丝前的Mg原料的粒度，无法得到耐吸湿特性、焊接操 作性和焊接金属的机械的特性全都优异的药芯焊丝。
[0073]【实施例】
[0074]以下，列举本发明的实施例和比较例，对于本发明的效果具体地加以说明。在本实 施例中，在直径为1.0~2.0mm的钢制外皮内填充焊剂，制作实施例和比较例的药芯焊丝。具 体来说，将下述的表2所示的外皮成分的范围（质量％)的钢制外皮1，以图l(a) - (b)所示的 方式成形，将含有酸可溶性Mg的焊剂2,以图l(b) - (c)所示的方式填充到钢制外皮1的内 部。根据焊剂2的充填率等调整前述的表2所述的各项目。而后，如图l(c) - (d)所示，以在钢 制外皮1的内部包裹有焊剂2的方式成形钢制外皮1后，如图1 (d) - (e)所示这样拉丝，制作 本发明的实施例和比较例的药芯焊丝10。还有，焊剂2所含有的酸可溶性Mg的Mg原料的粒度 分布使用粉碎处理方法调整。
[0075]在下述的表2中，显示外皮成分的范围（质量％)。还有，外皮成分的范围（质量％)， 表示各成分质量对于外皮成分的总质量的比例。
[0076]在下述表3~表6中，显示实施例和比较例的药芯焊丝中，每种粒度的焊剂成分中 的酸可溶性Mg含量、焊丝成分的组成和焊剂充填率。酸可溶性Mg含量(质量％)表示酸可溶 性Mg含量的质量对于每种粒度(75wii以下，高于75wii并在106WI1以下、和高于106M1)的焊剂 成分的总质量的比例。焊丝成分（质量％)表示各成分的质量对于焊丝总质量的比例。焊剂 充填率(质量％ )表示焊剂的质量对于焊丝总质量的比例。还有，下述表4和表6所示的焊丝 成分的余量，是各元素的氧化物和氮化物的〇量和N量，以及不可避免的杂质。
[0077]【表2】
[0079] ※余量是Fe和不可避免的杂质 [0080]【表3】
[0088] 接着，按以下所示的方法，评价实施例和比较例的各药芯焊丝。
[0089] 〈酸可溶性Mg含量〉
[0090] 从拉丝后的实施例和比较例的各药芯焊丝中采集焊剂，使用株式会社七^^>^企 业制RPS-105，使用依据JIS Z 8801:2006的筛子，分离成（1)粒径为75WI1以下的焊剂成分； (2)粒径高于75wii并在106M1以下的焊剂成分；（3)粒径高于106M1的焊剂成分。这时，筛分的 条件为，使声波频率为80Hz，脉冲间隔为1秒，分级时间为2分钟。使用按照浓盐酸:浓硝酸= 3:1比例混合的溶液(王水），溶解所得到的各粒度的焊剂成分，将溶解于本溶液的Mg作为酸 可溶性Mg。
[0091] <熔渣包覆性>
[0092] 熔渣包覆性的评价采用由目视进行的评价方法。熔敷焊道上全体被覆熔渣，而且， 熔渣从焊道上全长自然剥离的为极其良好(◎+)，熔敷焊道上全体被覆熔渣，而且虽然不是 全长，但熔渣从焊道上自然剥离的为非常良好(◎)，熔敷焊道上全体被覆熔渣，没有自然剥 离的为良好(〇），熔敷焊道上未全体被覆熔渣的为不良（X )。
[0093] <飞溅发生量>
[0094]飞溅发生量，通过WES 2087:2000所规定的全量捕集法，测量单位时间内的飞溅发 生量。焊接条件与熔敷量测量条件相同。然后，飞溅发生量为l.〇g/分钟以下的为◎，高于 1.0g/分钟并在1.5g/分钟以下的为〇，高于1.5g/分钟的为X。
[0095] <焊接金属的机械的特性>
[0096]焊接金属的机械的特性，通过依照JIS Z 3111:2005所规定的"恪敷金属的拉伸和 冲击试验方法"的拉伸试验和冲击试验评价。这时，焊接条件为，使焊接电流为290A~320A (DC - EP)，层间温度为150°C±10°C。低温韧性的评价中，气氛温度一40°C下的冲击值为 100J以上的为极其良好(◎+)，在70J以上并低于100J的为非常良好(◎)，在47J以上并低于 70 J的为良好（〇），低于47 J的为不良（X)。另外，0.2%屈服强度为390MPa以上的为合格，抗 拉强度在490MPa以上且670MPa以下的范围的的为合格。
[0097] <耐吸湿特性>
[0098]耐吸湿特性以如下方式评价:准备3根将药芯焊丝切断成3cm的试料，在温度30°C、 相对湿度80%的气氛中曝露24小时，以卡尔?费休法(Karl Fischer method)测量药芯焊 丝中的焊剂吸收的水分量。测量时，为了使药芯焊丝中焊剂的水分气化而以750°C进行加 热，以Ar气作为载气而导入测量装置。其结果中，药芯焊丝中焊剂的水分量，在焊丝总质量 中为500ppm以下的为非常良好（◎)，高于500ppm并在750ppm以下的为良好（〇），高于 750ppm的为不良（X)。
[0099] <耐高温裂纹性>
[0100] 基于JIS Z 3155:1993所规定的"C形夹具拘束对接焊裂纹试验方法"进行。这时， 焊接条件为，焊接电流270A，电弧电压30V，速度350mm/分。评价中，除去弧坑裂纹的裂纹率 低于30%的为合格。
[0101] 以上的结果一并显示在下述的表7和表8中。
[0102] 【表7】
[0106] 如上述表8所示，在粒径为75WI1以下的焊剂成分、粒径高于75WI1并在106M1以下的 焊剂成分或这两种焊剂成分中，酸可溶性Mg量不满足本发明的范围的No.42~45、47的药芯 焊丝，飞溅发生量增加。此外，No.45、47的药芯焊丝，因为粒径高于106mi的焊剂成分其酸可 溶性Mg量也不满足本发明的范围，所以焊接金属的韧性差。另一方面，No.46的药芯焊丝，因 为粒径高于106wii的焊剂成分中的酸可溶性Mg量不满足本发明的范围，虽然焊接操作性和 耐吸湿特性优异，但焊接金属的韧性差。
[0107] 粒径在75_以下的焊剂成分中的酸可溶性Mg量超出本发明的范围的N〇.48、49、53 的药芯焊丝，耐吸湿特性差。另外，在粒径高于75wii并在106wii以下的焊剂成分、粒径高于 106wii的焊剂成分或这两种焊剂成分中，酸可溶性Mg量超出本发明的范围的No.49~53的药 芯焊丝，熔渣包覆性差。
[0108]相对于此，如表7和表8所示，作为实施例的No. 1~41的药芯焊丝，与作为比较例的 No.42~53的药芯焊丝相比，焊接操作性(熔渣包覆性、飞溅发生量）和焊接金属的韧性优 异，此外焊丝的耐吸湿特性也优异。还有，在表7和表8中虽未示，但作为实施例的No. 1~41 的药芯焊丝，焊接金属的0.2%屈服强度、抗拉强度和耐高温裂纹性的评价结果也全部合 格。由这些结果可确认，根据本发明，能够得到耐吸湿特性优异，并且，焊接操作性良好，能 够得到机械的特性优异的焊接金属的气体保护电弧焊用药芯焊丝。
[0109] 本公开的实施方式，能够取以下这样的构成。
[0110] [1]-种气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电 弧焊用药芯焊丝，所述焊剂含有酸可溶性Mg，相对于所述焊剂中的具有75wii以下的粒径的 第一焊剂成分的总质量，该第一焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为0.1~5质量％，相对于所 述焊剂中的具有高于75wii并在106wii以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，该第二焊剂成 分中的酸可溶性Mg含量为0.1~7质量％，和在所述焊剂中的具有高于106m的粒径的第三 焊剂成分的总质量，该第三焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为1~15质量％。
[2]根据[1]所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，焊剂充填率，在焊丝总质量 中为10~25质量％。
[0112] [3]根据[1]或[2]所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含 有酸可溶性Mg为0.05~1.0质量％。
[0113] [4]根据[1]~[3]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有Ti和Ti化合物之中的至少一种，以Ti换算值合计为1~10质量％，含有Si和Si化 合物之中的至少一种，以Si换算值合计为0.5~2质量％，含有Mn为1.0~3.0质量％，以及含 有C为0.02~0.15质量％，将P抑制在0.030质量％以下，以及将S抑制在0.030质量％以下。
[0114] [5]根据[1]~[4]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有Na化合物、K化合物和Li化合物之中的至少一种，分别以Na换算值、K换算值和Li 换算值合计为〇. 05~0.5质量％，以及含有F化合物，以F换算值计为0.05~0.3质量％。
[0115] [6]根据[1]~[5]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有Zr和Zr化合物之中的至少一种，以Zr换算值合计为0.5质量％以下。
[0116] [7]根据[1]~[6]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有Mg和Mg化合物之中的至少一种，以Mg换算值合计为0.05~1质量％。
[0117] [8]根据[1]~[7]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有Bi和Bi化合物之中的至少一种，以Bi换算值合计为0.005~0.050质量％。
[0118] [9]根据[1]~[8]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质 量中，含有从下述群中选择的至少一种Cu:0.5质量％以下、Ni:3.0质量％以下、Cr:0.5质 量％以下、Mo:0.5质量％以下、Nb:0.2质量％以下、V:0.2质量％以下、B和B化合物之中的至 少一种：以B换算值合计0.0001~0.0100质量％，以及稀土类元素(REM): 0.01~0.5质量％。
[0119] [10]根据[1]~[9]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总 质量中，Fe含量为77质量％以上。
[0120] 【符号的说明】
[0121 ] 1 钢制外皮(外皮）
[0122] 2 焊剂
[0123] 10药芯焊丝
【主权项】
1. 一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，是在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电弧焊用 药芯焊丝，其中， 所述焊剂含有酸可溶性Mg， 相对于所述焊剂中的具有75μπι以下的粒径的第一焊剂成分的总质量，该第一焊剂成分 中的酸可溶性Mg含量为0.1~5质量％， 相对于所述焊剂中的具有高于75μπι并在106μπι以下的粒径的第二焊剂成分的总质量， 该第二焊剂成分中的酸可溶性Mg含量为0.1~7质量％，以及 相对于所述焊剂中的具有高于1〇6μπι的粒径的第三焊剂成分的总质量，该第三焊剂成 分中的酸可溶性Mg含量为1~15质量％。2. 根据要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，焊剂充填率在焊丝总质量中为 10~25质量％。3. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有酸可 溶性Mg为0.05~1.0质量％。4. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有 以Ti换算值合计为1~10质量％的11和Ti化合物之中的至少一种、 以Si换算值合计为0.5~2质量％的51和Si化合物之中的至少一种、 1.0~3.0质量％的]^、和 0.02~0.15质量％的(：， 将P抑制在0.030质量％以下、和将S抑制在0.030质量％以下。5. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有 分别以Na换算值、K换算值和Li换算值合计为0.05~0.5质量％的似化合物、K化合物和 Li化合物之中的至少一种、以及 以F换算值计为0.05~0.3质量％的?化合物。6. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有以Zr 换算值合计为〇. 5质量％以下的Zr和Zr化合物之中的至少一种。7. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有以Mg 换算值合计为0.05~1.0质量％的1@和Mg化合物之中的至少一种。8. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有以Bi 换算值合计为〇. 005~0.050质量％的扮和Bi化合物之中的至少一种。9. 根据要求1或2所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有从下 述群中选择的至少一种： Cu:0.5质量％以下、 Ni:3.0质量％以下、 Cr:0.5质量％以下、 Mo:0.5质量％以下、 Nb:0.2质量％以下、 V:0.2质量％以下、 B和B化合物之中的至少一种：以B换算值合计为0.0001~0.0100质量％、以及、 稀土类元素REM :0.01~0.5质量％。
【文档编号】B23K35/368GK106001985SQ201610186963
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】菊地和幸, 笹仓秀司, 小池贵之
【申请人】株式会社神户制钢所