CN106001986B - 气体保护电弧焊用药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

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中，焊剂中含有酸可溶性Al，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Al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Al含量为0.1～5质量％，和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Al含量为0.1～7质量％。

Description

气体保护电弧焊用药芯焊丝
技术领域
本发明涉及气体保护电弧焊用药芯焊丝。
背景技术
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。因此，以往提出有通过特定电弧稳定剂和/或焊剂组成，从而实现了焊接操作性和焊接金属的机械的特性提高的药芯焊丝(参照专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2003－94196号公报
一般来说，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。
另一方面，前述专利文献1所述的药芯焊丝，虽然能够使焊接金属的机械的特性和焊接操作性良好，但对于吸湿特性未进行研究。另外，用其他的现有技术，也难以改善焊剂自身的吸湿特性。
发明内容
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。
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Al，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，该第一焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～5质量％，相对于所述焊剂中的具有高于75μm、低于106μm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Al含量为0.1～5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，该第三焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～7质量％。
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，在焊丝总质量中，焊剂充填率例如为10～25质量％。
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Al为0.01～1.0质量％。
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，和将S抑制在0.030 质量％以下。
在焊丝总质量中，也可以含有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％，以及含有F化合物，以F换算值计为0.05～0.3质量％。
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0.5质量％以下；也可以含有Al和Al化合物之中的至少一种，以Al换算值合计为0.01～1.0质量％。
在焊丝总质量中，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％。
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：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％。
另一方面，本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，例如，在焊丝总质量中Fe含量也可以为77质量％以上。
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
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
以下，就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。
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，优选为焊丝总质量的10～25质量％。
[焊剂中的酸可溶性Al量]
本实施方式的药芯焊丝，在焊剂中调合有酸可溶性Al。在此，所谓“酸可溶性Al”，是指在Al、Al合金和Al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Al与酸不可溶性Al的混合物或复合物，溶解于王水的 Al也视为酸可溶性Al。
一般来说，Al以金属或合金的形态，或者以氧化物和金属间化合物等的化合物的形态被添加到药芯焊丝中。另外，作为添加到焊剂中的Al源的具体例，可列举金属Al、Fe－Al、Al－Mg、Al2O3和AlF3等，其中，作为“酸可溶性Al”，可列举金属Al、Fe－Al和Al－Mg等。
在本实施方式的药芯焊丝中，使各粒度的焊剂成分中所含的酸可溶性 Al的量处于特定的范围。具体来说，相对于焊剂中的具有75μm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Al量为0.1～ 5质量％，相对于焊剂中的具有高于75μm并在106μm以下的粒径的第二焊剂成分的总质量，该第二焊剂成分中的酸可溶性Al量为0.1～5质量％，相对于焊剂中的具有高于106μm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Al量为0.1～7质量％。由此，能够使耐吸湿特性提高，并且，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Al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Al粒度小、并且分散在焊剂中的方法。其理由在于，表面氧化的Al或Al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Al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Al分散的理由，推定是由于，通过使焊剂中的Al达到恰当的粒度分布，从而焊剂中的Al与其他的焊剂粒子适度地相互缠绕，由此可防止焊剂中的Al的偏析，焊剂中的Al被分散。
还有，在此所示的酸可溶性Al量，是各粒度的焊剂成分总质量中的含量。而且，是以如下方式得到的值，即，通过筛分，分离成焊剂中的具有75μm以下的粒径的第一焊剂成分、焊剂中的具有高于75μm并在106μm 以下的粒径的第二焊剂成分、和焊剂中的具有高于106μm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(InductivelyCoupled Plasma；电感耦合高频等离子体)法，分析王水溶解的Al的含量。
相对于焊剂中的具有75μm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Al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75μm 并在106μm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Al量低于0.1质量％时，飞溅发生量增加，高于5质量％时，熔渣包覆性劣化。此外，相对于焊剂中的具有高于106μm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Al量低于0.1质量％时或高于 7质量％时，焊接金属的韧性降低。
药芯焊丝中所含有的Al，通过拉丝而沿拉丝方向延长，或粉碎成微粉。本发明者们着眼于Al，进行锐意研究时发现，若以拉丝后的Al的短径作为Al的粒径，则Al原料与拉丝后的Al的粒度存在相关性。另外可知，对于药芯焊丝的耐吸湿特性的提高和飞溅发生量的减少来说，Al的添加形态的影响小，而粒度分布影响大。
但是，现有的药芯焊丝中作为焊剂成分使用的Al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，本发明者们，对于各种Al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Al，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。
例如，使用如下酸可溶性Al原料：粒径75μm以下的为10～30质量％，高于75μm并在125μm以下的为25～40质量％，高于125μm并在212μm 以下的为25～40质量％，高于212μm的为5质量％以下(含0质量％。)。而后，如图1(c)→(d)所示，将含有酸可溶性Al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1(d)→(e)所示这样进行拉丝。从成型后的丝径5.0mmφ拉丝到1.2mmφ，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Al的粒度分布处于前述的特定的范围。还有，用于本实施方式的药芯焊丝的酸可溶性Al原料，能够由通常的方法制造。另外，使Al原料的粒度分布处于特定的范围的方法，没有特别限定，但可列举粉碎处理的方法和多种原料混合的方法等。
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。
[Al和Al化合物：0.01～1.0质量％，酸可溶性Al：0.01～1.0质量％]
本实施方式的药芯焊丝，也可以含有Al和Al化合物之中的至少一种，以Al换算值合计为0.01～1.0质量％含有。由此，能够使焊接金属的韧性进一步提高。另一方面，Al和Al化合物的总含量低于0.01质量％时，飞溅发生量增加，另外，若高于1.0质量％，则焊接金属的韧性降低。
Al和Al化合物之中，酸可溶性Al的含量，例如为0.01～1.0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Al的含量低于0.01质量％时，飞溅发生量增加，另外，若高于1.0质量％，则焊接金属的韧性降低。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Al含量为0.1～0.5质量％。
[Mg和Mg化合物：0.05～1质量％]
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，以Mg换算值合计为0.05～1质量％。通过使Mg和Mg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，Mg和Mg化合物的总含量低于0.05质量％时，焊接金属的韧性降低，若高于1质量％，则熔渣包覆性降低。
[Ti和Ti化合物：1～10质量％]
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，以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％，则焊接金属强度容易过高。
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为良好的范围这一观点出发，优选为8质量％以下。
[Si和Si化合物：0.5～2质量％]
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，以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达到良好。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。
[Mn：1.0～3.0质量％]
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高。
[C：0.02～0.15质量％]
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，并且能够使焊接金属的韧性进一步提高。
[P：0.030质量％以下(含0质量％。)]
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。
[S：0.030质量％以下(含0质量％。)]
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。
[Na化合物、K化合物和Li化合物：0.05～0.5质量％]
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，在添加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，并且能够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。
[F化合物：0.05～0.3质量％]
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。
[Zr和Zr化合物：0.5质量％以下(不含0质量％。)]
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0.5质量％，则飞溅发生量增加。
[Bi和Bi化合物：0.005～0.050质量％]
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。
[B和B化合物之中的至少一种：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％。)、Mo：0.5质量％以下(不含0质量％。)、 Nb：0.2质量％以下(不含0质量％。)、V：0.2质量％以下(不含0质量％。)、和稀土类元素(REM)：0.01～0.5质量％]
B和B化合物之中的至少一种、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V和REM，具有使焊接金属的机械的特性(强度或韧性)提高的效果，因此能够根据需要，添加从B和B化合物之中的至少一种、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V 和REM的群中选择的至少一种。
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，使其处于如下范围，即B和B化合物之中的至少一种：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％。)，Mo：0.5质量％以下(不含0质量％。)，Nb：0.2质量％以下(不含0质量％。)，V： 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％。由此，能够得到机械的特性更优异的焊接金属。
[Fe：77质量％以上]
在本实施方式的药芯焊丝中，为了确保熔敷量，优选在在焊丝总质量中，含有77质量％以上的Fe。
[余量]
本实施方式的药芯焊丝的成分组成中的余量，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，前述各元素作为氧化物和/或氮化物添加时，本实施方式的药芯焊丝的余量中，也包含O 和/或N。
[制造方法]
本实施方式的药芯焊丝的制造方法，没有特别限定，例如，能够由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。
如以上详述，本实施方式的药芯焊丝，特定分离成每种粒度的焊剂成分中的酸可溶性Al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Al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。
【实施例】
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1所示的外皮成分的范围(质量％)的钢制外皮1，以图1(a)→(b)所示的方式成形，将含有酸可溶性Al的焊剂2，以图1(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1(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中所含有的酸可溶性Al的Al 原料的粒度分布使用混合多种原料的方法调整。
下述表1中，显示外皮成分的范围(质量％)。还有，外皮成分的范围 (质量％)，表示各成分的质量相对于外皮成分的总质量的比例。
在下述表2～表5中，显示实施例和比较例的药芯焊丝中的每种粒度的焊剂成分中的酸可溶性Al含量、焊丝成分的组成和焊剂充填率。酸可溶性Al含量(质量％)表示酸可溶性Al含量的质量相对于每种粒度(75μm 以下、高于75μm并在106μm以下、和高于106μm)的焊剂成分的总质量的比例。焊丝成分(质量％)表示各成分的质量相对于焊丝总质量的比例。焊剂充填率(质量％)表示焊剂的质量相对于焊丝总质量的比例。还有，下述表3和表5所示的焊丝成分的余量，是各元素的氧化物和氮化物的O 量和N量，以及不可避免的杂质。
【表1】
余量是Fe和不可避免的杂质
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
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。
＜酸可溶性Al含量＞
从拉丝后的实施例和比较例的各药芯焊丝中提取焊剂，使用株式会社セイシン企业制RPS－105，使用依据JIS Z 8801－1：2006的筛网，分离成(1)粒径为75μm以下的焊剂成分；(2)粒径高于75μm并在106μm 以下的焊剂成分；(3)粒径高于106μm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比例混合而成的溶液(王水)，溶解所得到的各粒度的焊剂成分，将溶解于本溶液的Al作为酸可溶性Al。
＜熔渣包覆性＞
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，全长或部分的熔渣从焊道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(○)，熔敷焊道上全体未被覆熔渣的为不良(×)。
＜飞溅发生量＞
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1.0g/分钟以下的为◎，高于1.0g/分钟并在1.5g/分钟以下的为○，高于1.5g/分钟的为×。
＜焊接金属的机械的特性＞
焊接金属的机械的特性，通过依照JIS Z 3111：2005所规定的“熔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℃±10℃。低温韧性的评价中，气氛温度－40℃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70J的为良好(○)，低于47J的为不良(×)。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以下的范围的为合格。
＜耐吸湿特性＞
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℃、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℃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 以下的非常良好(◎)，高于500ppm并在750ppm以下的为良好(○)，高于750ppm的为不良(×)。
＜耐高温裂纹性＞
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/ 分钟。评价中，除去弧坑裂纹的裂纹率低于30％的为合格。
以上的结果一并显示在下述的表6和表7中。
【表6】
【表7】
如上述表7所示，粒径为75μm以下的焊剂成分，粒径高于75μm并在106μm以下的焊剂成分或这两种焊剂成分中，酸可溶性Al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，在粒径高于106μm的焊剂成分中，因为酸可溶性Al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106μm的焊剂成分中的酸可溶性Al量不满足本发明的范围，所以焊接操作性和耐吸湿特性优异，但焊接金属的韧性差。
粒径为75μm以下的焊剂成分中的酸可溶性Al量超出本发明的范围的No.48、49、53的药芯焊丝，耐吸湿特性差。另外，粒径高于75μm并在 106μm以下的焊剂成分中的酸可溶性Al量超出本发明的范围的No.49～ 51、53的药芯焊丝，熔渣包覆性差。此外，粒径高于106μm的焊剂成分中的酸可溶性Al量超出本发明的范围的No.51～53的药芯焊丝，焊接金属的韧性差。
相对于此，如表6和表7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，虽然表6和表7中未显示，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，能够实现耐吸湿特性优异，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。
本公开的实施方式，能够取如下构成。
[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Al，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，该第一焊剂成分中的酸可溶性Al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，该第二焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～5质量％，和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，该第三焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～7质量％。
[2]根据[1]所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，焊剂充填率为10～25质量％。
[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，酸可溶性Al含有0.01～1.0质量％。
[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％，和含有C为 0.02～0.15质量％；并将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[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0.05～0.5质量％，以及含有F化合物，以F换算值计为0.05～0.3质量％。
[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换算值合计为为0.5质量％以下。
[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Al和Al化合物之中的至少一种，以Al换算值合计为0.01～1.0质量％。
[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％。
[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：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换算值合计为0.0001～0.0100质量％、和稀土类元素(REM)： 0.01～0.5质量％。
[10]根据[1]～[10]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。
【符号的说明】
1 钢制外皮(外皮)
2 焊剂
10 药芯焊丝

Claims (3)

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，
在焊丝总质量中，焊剂充填率为10～25质量％，
所述焊剂含有酸可溶性Al，
在焊丝总质量中，含有酸可溶性Al为0.01～1.0质量％，
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，该第一焊剂成分中的酸可溶性Al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，该第二焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～5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，该第三焊剂成分中的酸可溶性Al含量为0.1～7质量％，
所述药芯焊丝，在焊丝总质量中，含有：
以Si换算值合计为0.5～2质量％的Si和Si化合物之中的至少一种、
1.0～3.0质量％的Mn、
0.02～0.15质量％的C、
分别为Na换算值、K换算值和Li换算值合计为0.05～0.5质量％的Na化合物、K化合物和Li化合物之中的至少一种、
以F换算值计为0.05～0.3质量％的F化合物、
以Ti换算值合计为1～10质量％的Ti和Ti化合物之中的至少一种、
以Al换算值合计为0.01～1.0质量％的Al和Al化合物之中的至少一种，
并将P抑制在0.030质量％以下，将S抑制在0.030质量％以下，
在焊丝总质量中，Fe含量为77质量％以上，
余量是不可避免的杂质，
并且，所述酸可溶性Al包含在所述Al和Al化合物中。
2.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，还含有以下的(a)、(b)和(c)中的一个以上：
(a)在焊丝总质量中，以Mg换算值合计为0.05～1质量％的Mg和Mg化合物之中的至少一种；
(b)在焊丝总质量中，以Zr换算值合计为0.5质量％以下的Zr和Zr化合物之中的至少一种；
(c)在焊丝总质量中，以Bi换算值合计为0.005～0.050质量％的Bi和Bi化合物之中的至少一种。
3.根据权利要求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％。
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