涂药焊条的制作方法_2

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] 图4B是用于对本发明的实施例的耐SR裂纹性的评价中使用的试验片进行说明的 模式图。
[0034] 图4C是用于对本发明的实施例的耐SR裂纹性的评价中使用的试验片进行说明的 模式图。
[0035] 图4D是用于对本发明的实施例的耐SR裂纹性的评价中使用的试验片进行说明的 模式图。
[0036] 图5是表示本发明的实施例的耐SR裂纹性的评价的SR条件的图解。
【具体实施方式】
[0037] 以下,对于本发明的实施的方式详细地进行说明。
[0038] 本发明的涂药焊条,以涂药焊条总质量计,涂药中,含有金属碳酸盐以CO2换算值 为5~10质量%,碱金属氧化物以碱金属换算值计为0. 4~2. 0质量%,氟化合物以F换 算值计为1.0~5.0质量%。
[0039] 此外,关于涂药焊条,以涂药焊条的焊条芯和涂药的任意一方或两方的合计计,在 涂药焊条总质量中,规定量含有C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Nb、B、Mg、Fe,作为不可避免的杂质,使 Cu、Ni、Ti、Al、Ta、Co和W的总和在规定量以下,使S、Sn、As、Sb、Pb和Bi的总和在规定量 以下。
[0040] 以下,对于各构成进行说明。
[0041][相对于涂药焊条总质量,在涂药中,含有金属碳酸盐、碱金属氧化物、氟化合物]
[0042] 〈金属碳酸盐:以CO2换算值计为5~10质量% >
[0043] 金属碳酸盐经由电弧热分解成金属氧化物和CO2。而后,前者形成熔渣,保护焊缝, 后者降低电弧气氛中的氢分压而使熔敷金属中的扩散性氢量减少,因此添加到涂药中。该 金属碳酸盐为MgC03、CaC03、BaCOjP Na 20)3等,没有特别限定。但是,若其含量过少,则熔 渣生成量不足,不仅焊道外观劣化,而且熔敷金属中的扩散性氢量增加,低温裂纹敏感性增 加。特别是,对于本申请作为对象的高强度2. 25C-1MO-V钢这样的强度高的钢种来说,熔敷 金属中的扩散性氢量的增加在施工上成为极大的问题。另一方面,若过剩地添加这些金属 碳酸盐,则熔融渣的粘度增加,容易熔融渣先行,因此焊缝的融合性恶化,诱发夹渣等的焊 接缺陷。因此,涂药焊条总质量中的金属碳酸盐的含量,以〇)2换算值进行换算,为5~10 质量%。
[0044] 〈碱金属氧化物:以碱金属换算值计为0. 4~2. 0质量% >
[0045] 碱金属氧化物承担着形成被覆的粘合剂的作用,另外被含有在为了与焊条芯粘合 而添加在涂药中的水玻璃中。作为其化学的组成,可列举Na20、K20、Li2O等,但这些碱金属 氧化物也对涂药焊条的焊接操作性造成影响。无论这些碱金属氧化物过少还是过多,即水 玻璃添加量过少还是过多,都会对焊接操作性,特别是电弧稳定性造成不良影响。因此,涂 药焊条总质量中的含量,以碱金属换算值计为〇. 4~2. 0质量%。
[0046] 〈氟化合物:以F换算值为I. 0~5. 0质量% >
[0047] 氟化合物作为熔渣形成剂而添加到涂药中。该氟化合物不仅有BaF2、CaF 2、KF、NaF 和八1匕等所代表的金属氟化物,而且还有K 2SiF#P PTFE所代表的复合金属氟化物和高分 子聚合物等,没有特别限定。但是,其含量过少或过多都会使焊道形状恶化。因此,涂药焊 条总质量中的含量,以F换算值计为I. 0~5. 0质量%。
[0048] [以涂药焊条的焊条芯和涂药的任意一方或两方的合计计,在涂药焊条总质量中, 规定量含有规定元素]
[0049] 〈C :0· 04 ~0· 15 质量% >
[0050] C对于熔敷金属的淬火性和碳化物的析出形态带来重大的影响。若熔敷金属中的 C量低,则贝氏体相变温度变高,因此贝氏体组织粗大化,使韧性和回火脆化特性降低。另 外,碳化物的析出量不充分,蠕变断裂强度也降低。另一方面,若C量过高,则碳化物的析出 量增加,蠕变强度上升,另一方面,析出的碳化物的粗大化得到促进,不仅韧性和回火脆化 特性降低,而且高温裂纹、低温裂纹和SR裂纹等的各种裂纹敏感性提高。另外,电弧稳定性 劣化。因此,涂药焊条总质量中的C量为0.04~0.15质量%。优选下限为0.05,上限为 0· 10质量%。
[0051] 〈Si :1. 0 ~1. 5 质量% >
[0052] Si在确保熔敷金属的室温强度的同时,具有使熔敷金属脱氧?洁净化而使韧性提 高的效果。若熔敷金属中的Si量过低,则其蠕变强度降低,此外熔敷金属中的氧量增加而 形成粗大的氧化物,因此使韧性降低。另外,焊道融合性、焊道外观劣化。另一方面,过剩的 Si的添加使回火脆化特性劣化。因此,涂药焊条总质量中的Si量为1.0 ~1. 5质量%。优 选下限为I. 〇质量%,上限为1. 3质量%。
[0053] 〈Μη :0· 7 ~1. 2 质量% >
[0054] Mn是仅次于C而用于降低熔敷金属的贝氏体相变温度的元素,因此通过Mn的添 加,能够使贝氏体相变点降低而形成微细组织,实现韧性的提高。另一方面,由于伴随显微 组织的微细化而来的滑移点的增加,会具有招致其蠕变强度降低这样的相反的效果。另外, Mn与Si同样,使熔敷金属脱氧?洁净化而使其韧性提高,另一方面,过剩的添加使回火脆化 特性降低。因此,从熔敷金属的韧性?回火脆化特性和蠕变断裂强度并立的观点出发,涂药 焊条总质量中的Mn量为0.7~1.2质量%。优选下限为0.8质量%,上限为1.2质量%。
[0055] 〈Cr :1· 3 ~1. 9 质量% >
[0056] Cr与Mo、V同是高强度2. 25Cr-lM〇-V钢的基本成分。Cr在旧γ晶界优先地形成 碳化物而使室温强度和蠕变强度提高,另外,是用于提高耐腐蚀性所需的不可欠缺的成分。 根据本发明者们的研宄表明,Cr的降低会促进微细的碳化物的析出,Cr的增加会促进粗大 的碳化物的析出。若熔敷金属中的Cr量过少,则微细的碳化物过剩地析出,不仅使韧性降 低,而且也使耐SR裂纹性劣化。另一方面,若Cr量变多,则析出的碳化物粗大化,不仅使韧 性和蠕变强度降低,而且促进杂质的晶界偏析,使回火脆化特性和耐SR裂纹性劣化。因此, 涂药焊条总质量中的Cr量为1. 3~1. 9质量%。
[0057] 〈Mo :0· 5 ~I. 0 质量% >
[0058] Mo与Cr、V同是高强度2. 25Cr-lM〇-V钢的基本成分。Mo形成碳化物并且在母相 中固溶,使其室温强度?蠕变断裂强度提高。若熔敷金属中的Mo量过少,则碳化物析出量 和向母相中的固溶量不足而使蠕变断裂强度降低。另一方面,若Mo量变多,则碳化物量和 向母相中的固溶量过剩地增加,强度显著增加,使韧性劣化。因此,涂药焊条总质量中的Mo 量为0.5~1.0质量%。
[0059] 〈V :0· 3 ~0· 5 质量% >
[0060] V与Cr、Mo同是高强度2. 25Cr-lM〇-V钢的基本成分。V形成微细的碳化物,阻碍 位错的蠕变扩散,使室温强度?蠕变断裂强度提高。若熔敷金属中的V量过少,则碳化物的 析出量不足而使蠕变断裂强度降低。另一方面,若V量变多,则碳化物的析出量过剩地增 加,使韧性、回火脆化特性和耐SR裂纹性降低。另外,电弧稳定性、飞溅发生量和焊道外观 劣化。因此,涂药焊条总质量中的V量为0. 3~0. 5质量%。
[0061] 〈Nb :0· 02 ~0· 06 质量% >
[0062] Nb与V同样,微细碳化物的形成倾向强,使蠕变强度提高。若熔敷金属中的Nb量 过少,则碳化物的析出量不足而使蠕变强度降低。另一方面,若Nb量变多,则碳化物的析出 量过剩地增加,使韧性、回火脆化特性和耐SR裂纹性降低。另外,飞溅发生量增加。因此, 涂药焊条总质量中的Nb量为0. 02~0. 06质量%。
[0063] 〈B :0· 005 ~0· 015 质量% >
[0064] B具有通过微量的添加而提高熔敷金属的淬火性,使其组织微细化而使韧性提高, 并且也使蠕变强度提高的效果。若熔敷金属中的B量过少,则组织粗大化,韧性降低,另外 蠕变断裂强度也降低。另一方面,若B量变多,则使耐SR裂纹性显著降低。因此,涂药焊条 总质量中的B量为0.005~0.015质量%。
[0065] 〈Mg :0· 05 ~0· 15 质量% >
[0066] Mg使熔敷金属脱氧·洁净化而使韧性提高,并且使焊接时的电弧稳定性·再起弧 性提高。若熔敷金属中的Mg量过少,则熔敷金属中的氧量增加而形成粗大的氧化物,使其 韧性降低,并且电弧稳定性和飞溅发生量不良。另一方面,Mg量变多,电弧稳定性、飞溅发 生量和焊道外观也会不良。因此,涂药焊条总质量中的Mg量为0.05~0.15质量%。优选 下限为0. 05质量%,上限为0. 10质量%。
[0067] 〈Fe :60 ~75 质量% >
[0068] Fe是构成熔敷金属的主成分,主要由涂药焊条的焊条芯添加,但也可
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