CN106794558A - 气体保护电弧焊用药芯焊丝 - Google Patents

气体保护电弧焊用药芯焊丝 Download PDF

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Abstract

使钢制外皮内填充有焊剂的药芯焊丝为如下组成，在焊丝总质量中，含有C为0.01～0.12质量％、Si为0.05质量％以上并低于0.30质量％、Mn为1.0～3.5质量％、Ni为0.1质量％以上并低于1.0质量％、Mo为0.10～0.30质量％、Cr为0.1～0.9质量％、TiO2为4.5～8.5质量％、SiO2为0.10～0.40质量％、Al2O3为0.03～0.23质量％、Fe为80质量％以上。

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。更详细地说，是涉及抗拉强度为490～670MPa级的钢材的焊接所使用的气体保护电弧焊用药芯焊丝。
背景技术
历来，在对于抗拉强度为490～670MPa级的钢材进行气体保护电弧焊时所使用的药芯焊丝中，以焊接操作性的提高和焊接金属的机械特性提高等为目的，进行了各种研究(例如，参照专利文献1、2。)。
在专利文献1中，提出有一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其为了全姿势的焊接操作性良好，并得到焊接状态下(AW)和热处理(PWHT)后的强度及低温韧性优异的焊接金属，而限定了焊丝组成。该专利文献1所述的药芯焊丝，具有如下组成：特定量含有C、Si、Mn、Ni、B、Mg、V、Ti氧化物和金属Ti、Al氧化物以及金属Al、Si氧化物和金属氟物，P和Nb限制在特定量以下，余量由钢制外皮的Fe、铁粉、铁合金粉的Fe分、电弧稳定剂及不可避免的杂质构成。
另外，在专利文献2中，提出有一种高张力钢用药芯焊丝，其为了在屈服强度为690MPa以上的高张力钢的焊接中，可以进行高效率的全姿势焊接，并得到抗裂纹性优异，低温韧性良好的焊接金属，而限定了焊丝及焊剂的成分。具体来说，专利文献2所述的药芯焊丝具有组成：作为必须元素，特定量含有C、Si、Mn、Ni及Al，作为选择元素而特定量含有Cr、Mo、Nb及V之中至少一种，并且，在焊剂中，特定量含有TiO2、SiO2、ZrO2、Al2O3及氟化合物，余量由Fe、电弧稳定剂及不可避免的杂质构成。此外，在该药芯焊丝中，使焊丝的总氢量为15ppm以下。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2012－121051号公报
专利文献2：日本国特开2010－274304号公报
石油·煤气的开发和油·煤气的输送中，硫化物应力腐蚀开裂(Sulfide StressCorrosion Cracking：SSCC)和称为氢脆性的含硫腐蚀成为问题。为了应对这一问题，美国防腐技术协会(National Association of Corrosion Engineers：NACE)的规格(NACEMR0175)中，焊接金属中的Ni量被限制在1质量％以下。
但是，前述的专利文献1的药芯焊丝中，为了确保优异的低温韧性，而添加0.1～3.0质量％的Ni，从而存在焊接金属的Ni含量高于1质量％的情况，不能充分应对NACE的要求。另外，专利文献1所述的药芯焊丝，缺乏关于热处理条件的研究，以更严酷的条件进行热处理时，是否能够得到屈服强度、强度及低温韧性等仍然优异的焊接金属并不清楚。
另外，引用文献2所述的药芯焊丝，也含有Ni达1.0～3.0质量％，因此不能应对NACE的要求。另外，在该药芯焊丝中，并未对于热处理后的焊接金属的性能进行研究，与前述的引用文献1所述的药芯焊丝同样，以更严格的条件进行热处理时，是否能够得到强度及低温韧性等仍然优异的焊接金属并不清楚。
发明内容
因此，本发明其主要目的在于，提供一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其焊接操作性良好，并且，Ni含量在1质量％以下，无论在焊接的状态和热处理后的哪种情况下，都能够得到低温韧性良好的焊接金属。
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药芯焊丝，在焊丝总质量中，含有C为0.01～0.12质量％、Si为0.05质量％以上并低于0.30质量％、Mn为1.0～3.5质量％、Ni为0.1质量％以上并低于1.0质量％、Mo为0.10～0.30质量％、Cr为0.1～0.9质量％、TiO2为4.5～8.5质量％、SiO2为0.10～0.40质量％、Al2O3为0.03～0.23质量％、Fe为80质量％以上。
该药芯焊丝也可以将V在焊丝总质量中限制在0.020质量％以下。
另外，也能够为如下组成，设焊丝总质量中的C含量(质量％)为[C]，Mn含量(质量％)为[Mn]，Si含量(质量％)为[Si]，Mo含量(质量％)为[Mo]，Cr含量(质量％)为[Cr]时，满足下述数学表达式(A)。
[数学表达式1]
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，也可以含有Mg，在焊丝总质量中为0.2～0.7质量％。
此外，也可以含有Ti，在焊丝总质量中为0.05～0.30质量％。
此外，也可以含有金属氟化物，在焊丝总质量中，以F换算值计为0.05～0.30质量％。
此外，也可以含有Na化合物或K化合物亦或这两者，在焊丝总质量中，以Na换算值和K换算值的合计为0.01～0.30质量％。
此外，也可以含有B、B合金及B氧化物之中的至少一种，在焊丝总质量中，以B换算值的合计为0.001～0.020质量％。
另一方面，该药芯焊丝也能够将ZrO2在焊丝总质量中限制在低于0.02质量％。
根据本发明，能够得到一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其焊接操作性良好，并且，Ni含量为1质量％以下，而且无论在焊接的状态和热处理后的哪种情况下，都能够得到低温韧性良好的焊接金属。
附图说明
图1是表示C量和Mn量，与Si量、Mo量及Cr量的关系，对焊接金属的机械特性造成的影响的图。
具体实施方式
以下，就用于实施本发明的方式，详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定。
本实施方式的药芯焊丝，在钢制外皮中填充有焊剂，用于气体保护电弧焊。而且，本实施方式的药芯焊丝，在焊丝总质量中，含有C为0.01～0.12质量％、Si为0.05质量％以上并低于0.30质量％、Mn为1.0～3.5质量％、Ni为0.1质量％以上并低于1.0质量％、Mo为0.10～0.30质量％、Cr为0.1～0.9质量％、TiO2为4.5～8.5质量％、SiO2为0.10～0.40质量％、Al2O3为0.03～0.23质量％、Fe含量为80质量％以上。还有，本实施方式的药芯焊丝的上述以外的成分，即余量，是不可避的杂质。
另外，本实施方式的药芯焊丝，除前述的各成分以外，也可以含有Mg、Ti、金属氟化物、Na化合物、K化合物、B、B合金及B氧化物等。另一方面，本实施方式的药芯焊丝中含有V和ZrO2时，优选限制其含量。
此外，本实施方式的药芯焊丝中，C量和Mn量与Si量、Mo量和Cr量的关系，优选满足下述数学表达式(A)。还有，下述数学表达式(A)中的[C]是焊丝总质量中的C含量(质量％)，[Mn]是焊丝总质量中的Mn含量(质量％)，[Si]是焊丝总质量中的Si含量(质量％)，[Mo]是焊丝总质量中的Mo含量(质量％)，[Cr]是Cr含量(质量％)。
[数学表达式2]
还有，前述的各成分的含量，能够通过容量法和重量法等的湿化学分析法进行测定。例如，C能够以燃烧－红外线吸收法测量，Ti、Si、Zr、Mn、Al、Mg、Ni、Mo、Cr及B能够以ICP发光分光分析方法测量，Na和K能够以原子吸收光谱法测量，F能够以中和滴定法测量。
本实施方式的药芯焊丝的外径，没有特别限定，但一般为1.0～2.0mm，实用上优选1.2～1.6mm。另外，关于焊剂充填率，只要焊丝中的各成分在前述的范围内，则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10～30质量％。此外，本实施方式的药芯焊丝其截面形状、有无接缝和内部形状均没有特别限定。
接下来，对于本实施方式的药芯焊丝所含有的各成分的数值限定理由进行说明。还有，以下所示的各成分的含量，除非特别指出，否则均是焊丝总质量中的值。另外，数值限定理由所述的效果等，除非特别指出，否则均是焊接的状态下的焊接金属和去应力除火(Stress Relieving：SR)后的焊接金属这两方共通的效果等。
[C：0.01～0.12质量％]
C是用于确保焊接的状态下及SR后的焊接金属的强度所需要的元素。但是，C含量低于0.01质量％时，焊接金属的强度不足，并且无法充分取得韧性的稳定化效果。另一方面，若C含量高于0.12质量％，则焊接金属的抗热裂纹性劣化，并且焊接金属的强度过度上升，低温韧性也劣化。因此，C含量为0.01～0.12质量％。
从焊接金属的强度提高和韧性提高的观点出发，C含量优选为0.03质量％以上，另外，从焊接金属的抗热裂纹性提高和低温韧性提高的观点出发，优选为0.10质量％以下。还有，C在焊剂和钢制外皮任意一个中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的C源，可列举作为焊剂成分而添加的石墨，和Fe－Mn和Fe－Si所附带的C，以及添加在钢制外皮中的C等。
[Si：0.05质量％以上并低于0.30质量％]
Si也是用于确保焊接的状态下和SR后的焊接金属的强度所需要的元素。但是，Si含量低于0.05质量％时，由于脱氧不足，导致焊接金属的低温韧性劣化。Si含量在0.30质量％以上时，Si量过多，Si固溶在铁素体中，基体铁素体的强度变高，焊接金属，特别是SR后的焊接金属的低温韧性降低。因此，Si含量为0.05质量％以上并低于0.30质量％。
从提高脱氧效果而使焊接金属的低温韧性提高的观点出发，Si含量优选为0.08质量％以上，另外，从提高SR后的焊接金属的低温韧性的观点出发，优选为0.20质量％以下。还有，Si在焊剂和钢制外皮的哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Si源，可列举作为焊剂成分而添加的Fe－Si和Si－Mn，及添加在钢制外皮中的Si等。
[Mn：1.0～3.5质量％]
Mn在焊接时形成作为微细组织生成的起点的氧化物，对于焊接金属的强度提高和韧性提高是有效的元素。但是，Mn含量低于1.0质量％时，焊接金属的强度不足，或韧性劣化。另一方面，若Mn含量高于3.5质量％，则强度过大以及淬火性过高，从而导致焊接金属的韧性降低。因此，Mn含量为1.0～3.5质量％。
从焊接金属的强度提高和韧性提高的观点出发，Mn含量优选为1.2质量％以上，另外，从调整焊接金属的强度和淬火性并使韧性提高的观点出发，优选为3.0质量％以下。还有，Mn在焊剂和钢制外皮的哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Mn源，可列举作为焊剂成分而添加的金属Mn、Fe－Mn和Si－Mn，以及添加在钢制外皮中的Mn等。
[Ni：0.1质量％以上并低于1.0质量％]
在现有的药芯焊丝中，为了将能够完全确保低温韧性的相应量的Ni添加在焊接金属中，要使焊丝总质量中的Ni量为1质量％以上。但是，若焊接金属中大量包含Ni，则在H2S环境中，硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的敏感性高。因此，在本实施方式的药芯焊丝中，为了符合NACE规格，而使Ni含量处于比以往低的范围。
具体来说，Ni含量为0.10质量％以上并低于1.0质量％。Ni含量低于0.10质量％时，使焊接金属的韧性提高的效果不充分。另一方面，Ni含量为1.0质量％以上时，得不到满足NACE规格的焊接金属，另外，焊接金属的抗热裂纹性能也劣化。从焊接金属的韧性提高的观点出发，Ni含量优选为0.30质量％以上，更优选为0.50质量％以上。另外，为了一边满足NACE规格一边进一步提高抗热裂纹性能，优选使Ni含量处于0.95质量％以下。
还有，Ni在焊剂和钢制外皮的哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Ni源，可列举作为焊剂成分而添加的金属Ni和Ni－Mg，以及添加在钢制外皮中的Ni等。
[Mo：0.10～0.30质量％]
Mo抑制晶界碳化物的粗大化和退火软化，具有使组织微细化的效果，对于本实施方式的药芯焊丝来说是重要的元素。但是，Mo含量低于0.10质量％时，焊接金属的强度不足。另一方面，若Mo含量高于0.30质量％，则脆性破坏的转变温度向高温侧过渡，焊接金属的韧性劣化。因此，Mo含量为0.10～0.30质量％。
从焊接金属的强度提高的观点出发，Mo含量优选为0.15质量％以上，另外，从焊接金属的韧性提高的观点出发，优选为0.25质量％以下。还有，Mo在焊剂和钢制外皮哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Mo源，可列举作为焊剂成分而添加的金属Mo和Fe－Mo，添加在钢制外皮中的Mo等。
[Cr：0.1～0.9质量％]
Cr具有使SR时生成的晶界碳化物微细化的作用。但是，Cr含量低于0.1质量％时，焊接金属的强度不足，并且使存在于旧γ晶界的粗大的晶界碳化物微细化的作用小，作为结果是SR后的焊接金属的韧性劣化。另一方面，若Cr含量高于0.9质量％，则焊接金属的强度和淬火性变得过多，所以低温韧性降低。因此，Cr含量为0.1～0.9质量％。从焊接金属的强度提高和SR后的韧性提高的观点出发，Cr含量优选为0.2质量％以上。
还有，Cr在焊剂和钢制外皮的哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Cr源，可列举作为焊剂成分而添加的金属Cr和Fe－Cr，添加在钢制外皮中的Cr等。
[TiO2：4.5～8.5质量％]
TiO2是电弧稳定剂，并且是造渣剂的主成分。但是，TiO2含量低于4.5质量％时，焊接操作性劣化，全姿势焊接变得困难。另一方面，若TiO2含量高于8.5质量％，则焊接金属中的氧量增加而韧性降低。因此，TiO2含量为4.5～8.5质量％。从焊接金属的韧性提高的观点出发，TiO2含量优选为5.5～8.0质量％。还有，作为本实施方式的药芯焊丝的TiO2源，可列举作为焊剂成分而添加的金红石和氧化钛等。
[SiO2：0.10～0.40质量％]
SiO2具有使焊道形状良好的效果。但是，SiO2含量低于0.10质量％时，无法充分取得这一效果，焊道形状劣化。另一方面，若SiO2含量高于0.40质量％，飞溅发生量增大。因此，SiO2含量为0.10～0.40质量％。从焊道形状提高的观点出发，SiO2含量优选为0.15质量％以上，另外，从飞溅抑制的观点出发，优选为0.35质量％以下。还有，作为本实施方式的药芯焊丝的SiO2源，可列举作为焊剂成分而添加的硅石、钾玻璃和钠玻璃等。[Al2O3：0.03～0.23质量％]
Al2O3也有使焊道形状良好的效果。但是，Al2O3含量低于0.03质量％时，无法充分取得这一效果，焊道形状劣化。另一方面，若Al2O3含量高于0.23质量％，则飞溅发生量增大。因此，Al2O3含量为0.03～0.23质量％。从焊道形状提高的观点出发，Al2O3含量优选为0.07质量％以上，另外，从飞溅抑制的观点出发，则优选为0.19质量％以下。还有，作为本实施方式的药芯焊丝的Al2O3源，可列举作为焊剂成分而添加的氧化铝等。
[Fe：80质量％以上]
例如全姿势焊接用药芯焊丝的情况下，Fe含量低于80质量％时，熔渣发生量过多，焊道形状劣化。从焊道形状提高的观点出发，Fe含量优选为82～93质量％。还有，本实施方式的药芯焊丝的Fe源，除了钢制外皮以外，还可列举添加到焊剂中的铁粉和Fe系合金等。
[(10×C+Mn)/(Si+Mo+Cr)：1.6～5.6]
在本实施方式的药芯焊丝中，除了前述的各成分的含量以外，C量、Mn量、Si量、Mo量及Cr量的关系也很重要。通过使焊丝组成处于前述范围，能够使焊接金属的抗拉强度和低温韧性，与焊接操作性在到一定程度的水平，但本发明者发现，通过进一步使C量、Mn量、Si量、Mo量及Cr量的关系满足前述的数学表达式(A)，则能够使焊接金属的抗拉强度和低温韧性，与焊接操作性进一步提高。
通过使(10×[C]+[Mn])/([Si]+[Mo]+[Cr])处于1.6～5.6的范围，能够使淬火性提高，而提高焊接金属的抗拉强度。另外，能够抑制因P和S等的不可避免的杂质引起的回火脆化、Mo2C等的微细碳化物的析出硬化及AC1相变温度的降低，因此SR后的焊接金属的低温韧性提高。此外，能够抑制旧γ晶界生成粗大的碳化物，并且即使在旧γ晶界生成粗大的碳化物时，也能够使之微细化，因此能够使SR后的焊接金属的抗拉强度和低温韧性共同提高。除此以外，因为能够防止熔池的粘度降低，所以立焊操作性也提高。
还有，(10×[C]+[Mn])/([Si]+[Mo]+[Cr])低于1.6时，淬火性不足，焊接金属的抗拉强度降低。另外，也有因P和S等的不可避免的杂质引起的回火脆化，和Mo2C等的微细碳化物的析出硬化被促进，SR后的焊接金属的低温韧性劣化的情况。另一方面，若(10×[C]+[Mn])/([Si]+[Mo]+[Cr])高于5.6，则AC1相变温度的降低，和粗大的碳化物在旧γ晶界的生成被促进，由此导致SR后的焊接金属的低温韧性劣化。另外，淬火性不足，熔池的粘度降低，及使处于旧γ晶界的粗大的碳化物微细化的效果降低，立焊操作性、SR后的抗拉强度和低温韧性劣化。
[V：0.020质量％以下]
V影响到SR后的焊接金属的低温韧性，因此优选将其含量限制在0.020质量％以下。由此，能够使SR后的焊接金属的低温韧性提高。
[ZrO2：低于0.02质量％]
若焊丝过剩地含有ZrO2，则立焊操作性劣化。因此，ZrO2含量优选限制在低于0.02质量％，由此能够使焊接操作性提高。作为本实施方式的药芯焊丝的ZrO2源，可列举锆砂和氧化锆等。
[Mg：0.2～0.7质量％]
Mg是脱氧元素，对于焊接金属的韧性提高有效，因此能够根据需要添加。但是，Mg含量低于0.2质量％时，得不到充分的脱氧效果，不能期待焊接金属的韧性提高。另外，若高于0.7质量％而含有Mg，则飞溅量增加，焊接操作性降低。因此，添加Mg时，使其含量处于0.2～0.7质量％。还有，作为本实施方式的药芯焊丝的Mg源，可列举金属Mg、Al－Mg及Ni－Mg等。
[Ti：0.05～0.30质量％]
Ti也有焊接金属的韧性提高的效果，能够根据需要添加。但是，Ti含量低于0.05质量％时，无法进行充分的核生成，焊接金属的韧性提高的效果不充分。另一方面，若高于0.30质量％而含有Ti，则固溶Ti过多，焊接金属的强度过多，韧性也劣化。因此，在本实施方式的药芯焊丝中添加Ti时，使其含量为0.05～0.30质量％。由此，能够得到韧性更优选的焊接金属。
还有，Ti在焊剂和钢制外皮的哪一个之中都可以含有。作为本实施方式的药芯焊丝的Ti源，可列举作为焊剂成分而添加的金属Ti和Fe－Ti，添加在钢制外皮中的Ti等。
[金属氟化物(F换算值)：0.05～0.30质量％]
金属氟化物，具有在焊接时有助于电弧的稳定化的效果，能够根据需要添加。但是，金属氟化物的含量以F换算值低于0.05质量％时，电弧的稳定化效果小，飞溅发生量变多。另一方面，若金属氟化合物的含量以F换算值计高于0.30质量％，则焊道形状劣化。因此，添加金属氟化物时，使其含量以F换算值计为0.05～0.30质量％。
[Na化合物(Na换算值)，K化合物(K换算值)：合计0.01～0.30质量％]
Na化合物和K化合物，作为电弧稳定剂，能够根据需要，将一种或两种以上添加到焊剂中。但是，Na化合物和K化合物的总含量分别以Na换算值和K换算值计低于0.01质量％时，电弧的稳定化效果小，飞溅发生量变多。另一方面，若Na化合物和K化合物的总含量，分别以Na换算值和K换算值计高于0.30质量％，则焊道形状劣化。因此，添加Na化合物和K化合物时，使其总含量分别以Na换算值和K换算值计为0.01～0.30质量％。
还有，作为焊剂材料可使用氟化钠和氟化钾等，但如果是氟化钾，则氟分作为“金属氟化物量”计算，钾分作为“Na化合物量和K化合物量”计算。
[B、B合金(B换算值)、B氧化物(B换算值)中的至少一种合计为0.001～0.020质量％]
B、B合金和B氧化物，对于焊接金属的韧性提高有效，因此能够根据需要添加一种或两种以上。但是，其总含量以B换算值低于0.001质量％时，焊接金属的韧性提高效果小，另外，若高于0.020质量％，则焊接金属的抗热裂纹性降低。因此，在本实施方式的药芯焊丝中添加B、B合金和B氧化物时，使总含量以B换算值为0.001～0.020质量％。由此，能够得到韧性更优异的焊接金属。
B、B合金和B氧化物的总含量，从焊接金属的韧性提高的观点出发，优选以B换算值为0.003质量％以上，另外，从焊接金属的抗热裂纹性的观点出发，更优选以B换算值为0.015质量％以下。还有，作为本实施方式的药芯焊丝的B源，可列举Fe－B合金、Fe－Si－B合金和B2O3等。
[余量]
本实施方式的药芯焊丝的成分组成的余量，是不可避免的杂质。作为本实施方式的药芯焊丝的不可避的杂质，可列法V、S、P、Cu、Sn、Na、Co、Ca、Nb、Li、Sb和As等。另外，本实施方式的药芯焊丝中，除了前述的各成分以外，在不阻碍本发明的效果的范围内，也可以添加前述的元素以外的合金元素、熔渣形成剂和电弧稳定剂等。还有，前述的各元素作为氧化物和氮化物被添加时，在本实施方式的药芯焊丝的余量中，也包含O和N。
本实施方式的药芯焊丝，因为特定焊丝成分，所以Ni含量在1质量％以下，同时无论在焊接的状态下和热处理后的哪种情况下，都能够得到低温韧性良好的焊接金属。由此，所能够实现的药芯焊丝，其能够更进一步提高在低温环境下使用的结构物的安全性，特别是在各平台和水平向(プラント向)的管路焊接中，焊接操作性良好，能够得到耐硫特性和低温韧性优异的焊接金属。
此外，C量、Mn量、Si量、Mo量和Cr量的关系，能够使之满足数学表达式(A)，能够使焊接金属的脆性破坏的转变温度向低温侧过渡，并且可以抑制飞溅的发生。其结果是，能够使焊接金属的低温韧性和焊接操作性双方进一步提高。
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，在由软钢构成的钢制外皮中，填充焊剂13～20质量％，制作下述表1和表2所示的组成的实施例和比较例的各药芯焊丝。这时，焊丝直径为1.2mm。还有，下述表1所示的焊丝No.1～13是本发明的范围内的实施例，下述表2所示的焊丝No.14～28是脱离本发明的范围的比较例。
[表1]
[表2]
接着，使用实施例和比较例的各药芯焊丝，实施以下所示的性能确认试验。
＜全焊缝金属焊接＞
母材使用下述表3所示的钢板，以下述表4所示的条件，进行气体保护电弧焊，对于所得到的焊接金属，按照下述表5所示的方法测量机械的性质。还有，下述表3所示的母材组成的余量，是Fe和不可避免的杂质。机械的性质的评价中，620℃、8小时的SR后的0.2％屈服强度为500MPa以上，抗拉强度为600MPa以上，且－40℃的吸收能为70J以上的为合格。
[表3]
[表4]
[表5]
<抗热裂纹性>
母材使用上述表3所示的钢板，以下述表6所示的条件，由气体保护电弧焊进行C形夹具拘束对接焊裂纹试验(JIS Z 3155)，求出所得到的焊接金属的裂纹率。裂纹率为裂纹(含火口裂纹)长度对于断裂的焊道的焊道长度的比率(质量％)，抗热裂纹性的评价中，裂纹率为10质量％以下的为合格。
[表6]
坡口形状 90°Y坡口、根部钝边＝10mm、根部间隙＝2.4mm
保护气体 80％Ar-20％CO2，流量＝25升/分
焊接姿势 向下
焊接条件 280A-31V-35cm/分
层叠数 单层单道
预热温度 室温(20～23℃)
重复次数 2次
<焊接操作性>
母材使用上述表3所示的钢板，以下述表7所示的条件进行气体保护电弧焊，评价焊接操作性。其结果中，焊接操作性非常良好的为◎，焊接操作性良好的为○，不良的为×。
[表7]
由实施例和比较例的各药芯焊丝得到的各焊接金属(SR后)的机械的性质、焊接操作性和裂纹率的评价结果，一并显示在下述表8中。还有，机械的性质，对于焊接状态下的焊接金属也进行评价，使用了实施例的药芯焊丝的，全部满足目标值。
[表8]
图1是表示药芯焊丝的C量和Mn量，与Si量、Mo量和Cr量的关系，对焊接金属的机械特性造成的影响的图，绘制了实施例1～13的结果。根据方案1的规定，[Si]+[Mo]+[Cr]的值为0.25～1.5，10×[C]+[Mn]的值为1.1～4.7的范围，各绘制图满足这一范围(由同图的点线包围的区域)。如图1所示，C、Mn、Si、Mo和Cr各元素的含量的关系，即(10×[C]+[Mn])/([Si]+[Mo]+[Cr])在1.6～5.6的范围的，相比范围外的，其焊接操作性良好，焊接金属的韧性和强度也优异。
由以上的结果可确认，根据本发明，能够实现一种药芯焊丝，其焊接操作性良好，并且，Ni含量为1质量％以下，同时无论在焊接的状态和热处理后的哪种情况下，都能够得到低温韧性良好的焊接金属。
详细并参照特定的实施方式说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围而能够加以各种变更和修改，这对于从业者来说很清楚。
本申请基于2014年9月3日申请的日本专利申请(专利申请2014－178915)，其内容在此作为参照而援引。
产业上的可利用性
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，适于抗拉强度为490～670MPa级的钢材的焊接，例如适合于石油和煤气的输送的机器和设备。

Claims (5)

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药芯焊丝，其中，在焊丝总质量中，含有
C为0.01～0.12质量％、
Si为0.05质量％以上并低于0.30质量％、
Mn为1.0～3.5质量％、
Ni为0.1质量％以上并低于1.0质量％、
Mo为0.10～0.30质量％、
Cr为0.1～0.9质量％、
TiO2为4.5～8.5质量％、
SiO2为0.10～0.40质量％、
Al2O3为0.03～0.23质量％、
Fe为80质量％以上。
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，V在焊丝总质量中被限制在0.020质量％以下。
3.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，设以质量％计的焊丝总质量中的C含量为[C]、Mn含量为[Mn]、Si含量为[Si]、Mo含量为[Mo]、Cr含量为[Cr]时，满足下述数学表达式(A)，
[数学表达式1]
1.6 &le; 10 &times; &lsqb; C &rsqb; + &lsqb; M n &rsqb; &lsqb; S t &rsqb; + &lsqb; M o &rsqb; + &lsqb; C r &rsqb; &le; 5.6... ( A ) .
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，还含有下述(a)～(e)中的至少1个：
(a)Mg在焊丝总质量中为0.2～0.7质量％；
(b)Ti在焊丝总质量中为0.05～0.30质量％；
(c)金属氟化物在焊丝总质量中，以F换算值计为0.05～0.30质量％；
(d)Na化合物或K化合物或这两者，在焊丝总质量中，以Na换算值和K换算值的合计为0.01～0.30质量％；
(e)B、B合金及B氧化物之中的至少一种，在焊丝总质量中，以B换算值的合计为0.001～0.020质量％。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，ZrO2在焊丝总质量中，被限制在低于0.02质量％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111629859A (zh) * 2018-01-16 2020-09-04 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN111886110A (zh) * 2018-03-29 2020-11-03 株式会社神户制钢所 药芯焊丝

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6762131B2 (ja) * 2016-04-28 2020-09-30 株式会社神戸製鋼所 フラックス入りワイヤ
JP2018039025A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 株式会社神戸製鋼所 ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接金属
KR102244428B1 (ko) * 2016-11-08 2021-04-26 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 플럭스 코어드 와이어, 용접 조인트의 제조 방법, 및 용접 조인트
KR20190047388A (ko) * 2017-10-27 2019-05-08 현대종합금속 주식회사 내기공성 및 전착 도장성이 우수한 극 저 실리콘 용접용 와이어 및 이를 통하여 얻어지는 용착금속
CN108544132A (zh) * 2018-07-12 2018-09-18 淮北卓颂建筑工程有限公司 一种高耐磨不锈钢焊丝的制备方法
SG11202101711UA (en) * 2018-08-23 2021-03-30 Jfe Steel Corp Solid wire for gas metal arc welding
KR102112160B1 (ko) 2018-12-05 2020-05-19 현대종합금속 주식회사 이면 충격인성이 우수한 가스 쉴드 플럭스 충전 와이어
US20210053161A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 Hobart Brothers Llc Higher toughness steel alloy weld deposits and flux-cored welding electrodes for producing higher toughness steel alloy weld deposits

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003019595A (ja) * 2001-07-06 2003-01-21 Kobe Steel Ltd 低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2004230456A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Kobe Steel Ltd 耐食性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CN1840728A (zh) * 2005-03-31 2006-10-04 株式会社神户制钢所 低合金钢焊接金属以及粉芯焊丝
CN1939648A (zh) * 2005-09-28 2007-04-04 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用粉芯焊丝
CN101204763A (zh) * 2006-12-15 2008-06-25 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN102189353A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊接用药芯焊丝
EP2463053A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-13 Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd. Flux-cored wire for gas shielded arc welding
JP2013151001A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 耐候性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3747237B2 (ja) * 2000-05-01 2006-02-22 株式会社神戸製鋼所 耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
KR100532243B1 (ko) * 2001-12-17 2005-11-30 현대종합금속 주식회사 가스쉴드 아아크 용접용 플럭스 충전 와이어
JP5097499B2 (ja) * 2006-10-19 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP5359561B2 (ja) 2009-05-28 2013-12-04 新日鐵住金株式会社 高張力鋼用フラックス入りワイヤ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003019595A (ja) * 2001-07-06 2003-01-21 Kobe Steel Ltd 低合金耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2004230456A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Kobe Steel Ltd 耐食性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CN1840728A (zh) * 2005-03-31 2006-10-04 株式会社神户制钢所 低合金钢焊接金属以及粉芯焊丝
CN1939648A (zh) * 2005-09-28 2007-04-04 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用粉芯焊丝
CN101204763A (zh) * 2006-12-15 2008-06-25 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN102189353A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊接用药芯焊丝
EP2463053A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-13 Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd. Flux-cored wire for gas shielded arc welding
JP2013151001A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 耐候性鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111629859A (zh) * 2018-01-16 2020-09-04 株式会社神户制钢所 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN111886110A (zh) * 2018-03-29 2020-11-03 株式会社神户制钢所 药芯焊丝

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