CN106794559B - 气体保护电弧焊用药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，相对于焊丝总质量，含有特定量的TiO2、Si、Si氧化物及Si化合物、C、Mo、Ni、Mg及Mg合金、F化合物、K化合物、Na化合物、B及B化合物、Fe、Ti及Ti合金、Al及Al合金、V，进而规定了钢制外皮中的Ti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。更详细而言，涉及全姿势焊接用气体保护电弧焊用药芯焊丝。
背景技术
海洋结构物领域中，进行能源开发的海域正在不断深水化，资源探查·采掘区域向北极海域等极限海域的扩展及设备的大型化正在不断进行。以这类技术动向为背景，海洋结构物的设计中，高强度化及高韧性化在推进，对焊接接头的性能要求也变得更加严格。
另一方面，从高能效化的观点出发，对焊接材料要求全姿势焊接用的药芯焊丝。但是，就现有的全姿势用的药芯焊丝而言，得到的焊接金属中的氧量高，因此使用其进行气体保护电弧焊时，难以确保焊接接头部的低温韧性。
另外，此前的全姿势焊接用的药芯焊丝中，为了提高焊接金属的低温韧性而提出了将MgO含量与TiO2含量之比设为特定范围、并且规定了与造渣剂的关系的药芯焊丝(参照专利文献1)。该专利文献1公开了：使用实施例的药芯焊丝进行焊接时，得到0.2％屈服强度为620MPa以上、－60℃下的夏比冲击值为27J以上的焊接金属，焊接作业性也良好。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－87043号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年，对于海洋结构物等大型结构物，除了强度和低温韧性以外，还要求耐高温裂纹，但利用现有的药芯焊丝难以在全姿势焊接中得到满足全部要求的焊接金属。
因此，本发明的主要目的在于，提供一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其在全姿势焊接中，可得到除了通过抑制扩散氢量而带来的耐低温裂纹性以外、耐高温裂纹性也优良且－60℃程度下的低温韧性优良的焊接金属。
用于解决课题的方案
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其为在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电弧焊用药芯焊丝，相对于焊丝总质量，含有：TiO2：3～8质量％，Si、Si氧化物及Si化合物中的至少1种：以Si换算值的合计计0.1～0.5质量％，C：0.01～0.15质量％，Mn：0.5～3.0质量％，Mo：0.01～0.80质量％，Ni：1～3质量％，金属Mg及Mg合金中的至少1种：以Mg换算值的合计计0.2～1.0质量％，F化合物：以F换算值的合计计0.01～0.400质量％，K化合物：以K换算值的合计计0.01～0.400质量％，Na化合物：以Na换算值的合计计0.005～0.400质量％，B及B化合物：以B换算值的合计计0.001～0.005质量％，以及Fe：80质量％以上；并且规定：金属Ti及Ti合金：以Ti换算值的合计计0.01质量％以下，金属Al及Al合金：以Al换算值的合计计0.05质量％以下，以及V：小于0.010质量％；并且规定：相对于钢制外皮总质量，Ti为0.011质量％以下。
该气体保护电弧焊用药芯焊丝可以规定：相对于钢制外皮总质量，Al为0.05质量％以下。
进而，可以规定：相对于钢制外皮总质量，B为0.005质量％以下。
另一方面，还可以设为如下组成：将相对于焊丝总质量的金属Ti及Ti合金的总含量的Ti换算值设为[Ti]、将B含量设为[B]、将金属Al及Al合金的总含量的Al换算值设为[Al]时，这些的关系满足下述数学式1。
[数学式1]
1000×{[Ti]－([B])0.9}2/[Al]≤2.00
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝还可以含有S：0.005～0.030质量％、ZrO2：0.05～1.00质量％及Al2O3：0.01～1.00质量％中的至少1种。
另外，还可以规定：P为0.030质量％以下。
进而，还可以规定：Nb为小于0.010质量％。
发明的效果
根据本发明，在全姿势焊接中，可以形成耐高温裂纹性及耐低温裂纹性中的任一性状均优良的焊接金属。
具体实施方式
以下对具体实施方式进行详细说明。本实施方式的药芯焊丝，在钢制外皮中填充有焊剂，其外径为例如0.9～1.6mm。另外，就焊剂填充率而言，只要焊丝中的各成分在本发明的范围内，则可以设为任意的值，从焊丝的拉丝性及焊接时的作业性(进给性等)的观点出发，优选设为焊丝总质量的10～20质量％。
本实施方式的药芯焊丝，相对于焊丝总质量，含有：TiO2：3～8质量％，Si、Si氧化物及Si化合物中的至少1种：以Si换算值的合计计0.1～0.5质量％，C：0.01～0.15质量％，Mn：0.5～3.0质量％，Mo：0.01～0.80质量％，Ni：1～3质量％，金属Mg及Mg合金中的至少1种：以Mg换算值的合计计0.2～1.0质量％，F化合物：以F换算值的合计计0.01～0.400质量％，K化合物：以K换算值的合计计0.01～0.400质量％，Na化合物：以Na换算值的合计计0.005～0.400质量％，B及B化合物：以B换算值的合计计0.001～0.005质量％。
另外，该药芯焊丝规定：相对于焊丝总质量，金属Ti及Ti合金：以Ti换算值的合计计0.01质量％以下，金属Al及Al合金：以Al换算值的合计计0.05质量％以下，V：小于0.010质量％。需要说明的是，本实施方式的药芯焊丝中，除上述以外的成分、即余量为Fe及不可避免的杂质。
另外，就本实施方式的药芯焊丝而言，在外皮成分中，规定Ti相对于外皮总质量为0.011质量％以下。本实施方式的药芯焊丝用于气体保护电弧焊，可以适用于全姿势焊接。
然后，说明本实施方式的药芯焊丝中含有的各成分的数值限定理由。
(钢制外皮)
钢制外皮(以下有时也简称为外皮。)所含的添加元素与焊剂内所含的添加元素相比，熔融时的氧化消耗少，因此通常对焊接金属的影响大。因此，将形成氧化物的各种微量元素规定如下。
[Ti：0.011质量％以下]
外皮的Ti含量超过0.011质量％时，焊接时容易生成碳化物，焊接金属的韧性显著劣化。因此，外皮中含有的Ti规定为：相对于外皮总质量为0.011质量％以下。需要说明的是，从提高焊接金属的韧性的观点出发，外皮的Ti含量相对于外皮总质量优选设为0.010质量％以下。
[Al：0.05质量％以下]
外皮中含有多量的Al时，焊接时形成氧化物，有时导致焊接金属的韧性劣化。因此，从防止焊接金属的韧性劣化的观点出发，外皮的Al含量相对于外皮总质量优选设为0.05质量％以下，更优选为0.030质量％以下。
[B：0.005质量％以下]
外皮中的B即使微量，也成为裂纹产生原因。因此，从提高焊接金属的耐裂纹性的观点出发，外皮的B含量相对于外皮总质量优选设为0.005质量％以下，更优选设为0.001质量％以下。
(焊丝整体)
[TiO2：3～8质量％]
TiO2为焊渣的主要成分，TiO2含量相对于焊丝总质量小于3质量％时，难以通过下向以外的姿势(立向、上向等)来焊接，无法确保全姿势焊接性。另一方面，TiO2含量相对于焊丝总质量超过8质量％时，焊接金属中以微粒形式残留TiO2，焊接金属的韧性劣化。因此，TiO2含量相对于焊丝总质量设为3～8质量％。
[Si、Si氧化物及Si化合物：0.1～0.5质量％]
本实施方式的药芯焊丝含有Si、Si氧化物及Si化合物中的至少1种。金属Si具有降低熔融池的粘性的效果；另外，在熔融焊渣中，通过脱氧作用而生成具有使流动性增加的效果的SiO2。需要说明的是，以氧化物、化合物的形态添加的Si在熔融焊渣界面中由于与熔融金属的氧化还原反应而被还原，在熔融金属中以金属Si形式存在。
其中，Si、Si氧化物及Si化合物的总含量以Si换算值计相对于焊丝总质量小于0.1质量％时，熔融金属的粘性增加，在母材中的融合性(なじみ)下降且脱氧效果不足，焊接金属中产生气孔。另一方面，Si、Si氧化物及Si化合物的总含量以Si换算值计超过0.5质量％时，焊接金属的强度过度增加，容易产生裂纹。因此，Si、Si氧化物及Si化合物的总含量以Si换算值计含有0.1～0.5质量％。
[C：0.01～0.15质量％]
C具有使焊接金属的强度提高的效果。其中，C含量相对于焊丝总质量小于0.01质量％时，不能充分得到该效果，焊接金属的屈服强度下降。另一方面，C含量相对于焊丝总质量超过0.15质量％时，焊接金属中生成岛状的马氏体位点，发生韧性劣化。因此，C含量相对于焊丝总质量设为0.01～0.15质量％。
[Mn：0.5～3.0质量％]
Mn具有促进焊接金属的脱氧、且提高焊接金属的韧性及强度的效果。其中，Mn含量相对于焊丝总质量小于0.5质量％时，上述效果不足，焊接金属中产生气孔或发生焊接金属的韧性劣化。另一方面，Mn含量相对于焊丝总质量超过3.0质量％时，焊接金属的强度过度增加，容易产生裂纹。因此，Mn含量相对于焊丝总质量设为0.5～3.0质量％。
[Mo：0.01～0.80质量％]
Mo是有助于提高焊接金属的强度的元素，Mo含量相对于焊丝总质量小于0.01质量％时，焊接金属的抗拉强度不足。另一方面，Mo含量相对于焊丝总质量超过0.80质量％时，焊接金属的强度过度增加，容易产生裂纹。因此，Mo含量相对于焊丝总质量设为0.01～0.80质量％。
[Ni：1～3质量％]
Ni是有助于确保焊接金属的韧性的元素，Ni含量相对于焊丝总质量小于1质量％时，发生焊接金属的韧性劣化。另一方面，Ni含量相对于焊丝总质量超过3质量％时，焊接金属中容易产生高温裂纹。因此，Ni含量相对于焊丝总质量设为1～3质量％。
[金属Mg及Mg合金：0.2～1.0质量％]
Mg是具有脱氧作用的元素，本实施方式的药芯焊丝含有金属Mg及Mg合金中的至少1种作为Mg源。其中，金属Mg及Mg合金的总含量以Mg换算值计相对于焊丝总质量小于0.2质量％时，变得脱氧不足，焊接金属中产生气孔或发生韧性劣化。另一方面，金属Mg及Mg合金的总含量以Mg换算值计相对于焊丝总质量超过1.0质量％时，焊接金属的强度过度增加，容易产生裂纹。
因此，Mg含量相对于焊丝总质量设为0.2～1.0质量％。需要说明的是，这里规定的金属Mg及Mg合金的总含量为由进行王水处理而测定的酸可溶性Mg的量算出的值。
[F化合物：0.010～0.400质量％]
F化合物在焊接时与氢(H)结合形成HF，具有降低焊接金属的扩散氢量的效果，本实施方式的药芯焊丝含有1种或2种以上的F化合物。作为添加于本实施方式的药芯焊丝中的F化合物的具体例，可以列举：CaF、BaF2、NaF、K2SiF6、SrF2、AlF3、MgF2、LiF等。需要说明的是，K2SiF6中，K2换算成K化合物的K换算值，Si换算成Si化合物的Si换算值，F6换算成F化合物的F换算值。
其中，F化合物的总含量以F换算值计相对于焊丝总质量小于0.01质量％时，焊接金属的扩散氢量增加，容易产生低温裂纹。另一方面，F化合物的总含量以F换算值计相对于焊丝总质量超过0.400质量％时，焊丝变得容易吸湿，因此焊接金属的扩散氢量增加，容易产生低温裂纹。因此，F化合物的总含量以F换算值计相对于焊丝总质量设为0.010～0.400质量％。
[K化合物：0.010～0.400质量％]
K具有使电弧稳定的效果，本实施方式的药芯焊丝含有1种或2种以上的K化合物。作为添加于本实施方式的药芯焊丝中的K化合物的具体例，可以列举：K2O、KF、K2SiF6等。需要说明的是，KF的K换算成K化合物的K换算值，F换算成F化合物的F换算值。另外，关于K2SiF6，如上述。
其中，K化合物的总含量以K换算值计相对于焊丝总质量小于0.01质量％时，上述效果变得不充分，电弧变得不稳定。另一方面，K化合物的总含量超过0.400质量％时，虽然电弧稳定，但焊丝的耐吸湿性下降，因此焊接金属的扩散氢量增加，容易产生低温裂纹。因此，K化合物的总含量以K换算值计相对于焊丝总质量设为0.010～0.400质量％。
[Na化合物：0.005～0.400质量％]
Na与上述K同样具有使电弧稳定的效果，本实施方式的药芯焊丝含有1种或2种以上的Na化合物。作为添加于本实施方式的药芯焊丝中的Na化合物的具体例，可以列举：NaF、Na2O、Na2CO3等。需要说明的是，NaF的Na换算成Na化合物的Na换算值，F换算成F化合物的F换算值。
其中，Na化合物的总含量以Na换算值计相对于焊丝总质量小于0.005质量％时，上述效果变得不充分，电弧变得不稳定。另一方面，Na化合物的总含量以Na换算值计相对于焊丝总质量超过0.400质量％时，电弧虽然稳定，但焊丝的耐吸湿性下降，因此焊接金属的扩散氢量增加，容易产生低温裂纹。因此，Na化合物的总含量以Na换算值计相对于焊丝总质量设为0.005～0.400质量％。
[B及B化合物：0.001～0.005质量％]
B偏析到旧奥氏体(γ)晶界中，具有使焊接金属的韧性提高的效果。其中，B及B化合物的总含量以B换算值计相对于焊丝总质量小于0.001质量％时，不能充分到达该效果。另一方面，B及B化合物的总含量以B换算值计相对于焊丝总质量超过0.005质量％时，焊接金属容易产生高温裂纹(凝固裂纹)。因此，B含量相对于焊丝总质量设为0.001～0.005质量％。需要说明的是，从提高耐高温裂纹性的观点出发，B及B化合物的总含量相对于焊丝总质量以B换算值计优选设为0.004质量％以下。需要说明的是，作为B化合物，可以列举Fe－B、Fe－Si－B、B2O3及含有B2O3的复合氧化物等。
[金属Ti及Ti合金：0.01质量％以下]
Ti以金属或合金的形态及氧化物、金属间化合物等化合物形态进行添加。但是，Ti源中，金属Ti及Ti合金的总含量以Ti换算值计相对于焊丝总质量超过0.01质量％时，焊接金属中的固溶Ti量增加，因此在再热部中析出TiC，发生韧性下降。因此规定，以金属或合金的形态添加的Ti的总含量相对于焊丝总质量为0.01质量％以下。需要说明的是，从提高焊接金属的韧性的观点出发，金属Ti及Ti合金的总含量相对于焊丝总质量优选设为0.004质量％以下。
[金属Al及Al合金：0.05质量％以下]
Al以金属或合金的形态及氧化物、金属间化合物等化合物形态进行添加，金属Al及Al合金的总含量以Al换算值计相对于焊丝总质量超过0.05质量％时，焊接金属中生成较多的粗大氧化物，发生韧性劣化。因此规定，金属Al及Al合金的总含量以Al换算值计相对于焊丝总质量为0.05质量％以下。需要说明的是，从提高焊接金属的韧性的观点出发，金属Al及Al合金的总含量相对于焊丝总质量优选设为0.030质量％以下。
[V：小于0.010质量％]
V在晶界偏析，是成为晶界破坏的原因的元素，V含量相对于焊丝总质量为0.010质量％以上时，发生焊接金属的韧性劣化。因此规定，V含量相对于焊丝总质量小于0.010质量％。需要说明的是，从提高焊接金属的韧性的观点出发，V含量相对于焊丝总质量优选设为0.005质量％以下。
[余量]
本实施方式的药芯焊丝的成分组成中的余量为Fe及Cu、Cr、Ca、Nb、Li等合金剂及其化合物、以及电弧稳定剂、焊渣形成剂、P、Sb、As等不可避免的杂质。需要说明的是，以氧化物、氮化物形式添加上述各元素时，本实施方式的药芯焊丝的余量中还包含O、N。另外，本实施方式的药芯焊丝中，从确保熔敷量的观点出发，相对于焊丝总质量含有80质量％以上的Fe。
[S：0.005～0.030质量％]
S使焊接金属的韧性下降，因此通常作为降低其含量的限制元素来处理，但由于具有使焊道止端部的融合性变好的效果，也可以积极地添加。其中，S含量相对于焊丝总质量小于0.005质量％时，得不到上述效果，焊道的融合性下降。另一方面，S含量相对于焊丝总质量超过0.030质量％时，焊接金属的耐高温裂纹性下降。因此，添加S时，其含量相对于焊丝总质量为0.005～0.030质量％。
[ZrO2：0.05～1.00质量％]
ZrO2具有改善焊道形状的效果，因此可以根据需要来添加。其中，ZrO2含量相对于焊丝总质量小于0.05质量％时，不能充分得到上述效果。另一方面，ZrO2含量相对于焊丝总质量超过1.00质量％时，焊道形状变成凸起状。因此，添加ZrO2时，其含量相对于焊丝总质量为0.05～1.00质量％。
[Al2O3：0.01～1.00质量％]
Al2O3具有改善焊道形状的效果，因此可以根据需要添加。其中，Al2O3含量相对于焊丝总质量小于0.01质量％时，不能充分得到上述效果。另一方面，Al2O3含量相对于焊丝总质量超过1.00质量％时，焊道的融合性下降。因此，添加Al2O3时，其含量相对于焊丝总质量为0.01～1.00质量％。
[P：0.030质量％以下]
P为不可避免的杂质，P含量相对于焊丝总质量超过0.030质量％时，焊接金属的耐高温裂纹性有时下降。因此，P含量优选规定为相对于焊丝总质量为0.030质量％以下。
[Nb：小于0.010质量％]
Nb为合金剂，容易在晶界处偏析，因此Nb含量达到0.010质量％以上时，容易引起晶界破坏，导致焊接金属的韧性劣化。因此，Nb含量优选设为相对于焊丝总质量小于0.010质量％。
[Ti－B－Al的关系]
进而，本实施方式的药芯焊丝中，优选Ti、B、Al的各元素的含量关系满足下述数学式2。下述数学式2中的[Ti]为相对于焊丝总质量的、金属Ti及Ti合金的总含量的Ti换算值，[B]为相对于焊丝总质量的、B及B化合物的总含量的B换算值，[Al]为相对于焊丝总质量的、金属Al及Al合金的总含量的Al换算值。
[数学式2]
1000×{[Ti]－([B])0.9}2/[Al]≤2.00
通过设为使Ti、B、Al的各元素的含量关系满足上述数学式2的组成，从而可以提高焊接金属的夏比冲击值且提高耐高温裂纹性。
如以上所详述，本实施方式的药芯焊丝限定了焊丝的成分组成、并且规定了外皮中的Ti含量，因此降低了成为低温裂纹原因的焊接金属的扩散氢量，并且可以提高耐高温裂纹性。其结果是，在全姿势焊接中，可得到耐低温裂纹性及耐高温裂纹性这两种性质均优良的焊接金属。
[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，可以通过以下所示的方法来制造。一边沿着长度方向输送构成外皮的钢带一边通过成形辊进行成形，制成U字形的开放管(オープン管)。按照成为规定化学组成的方式，将配合所需量的氧化物、金属或合金与Fe粉等而成的焊剂填充到外皮中后进行加工，使得截面呈圆形。然后，通过冷加工进行拉丝，形成例如1.0～2.0mm的焊丝直径。需要说明的是，冷加工途中可以实施退火。
实施例
以下，列举本发明的实施例及比较例，对本发明的效果进行具体说明。本实施例中，在通过成分组成处于下述表1所示范围的炭素钢形成的管状的外皮(直径1.2mm)中填充焊剂，制作实施例及比较例的药芯焊丝。需要说明的是，下述表1所示的外皮成分的余量为Fe及不可避免的杂质。此时，焊剂的填充率相对于焊丝总质量在12.5～14.5质量％的范围。
[表1]
在下述表2及表3中，示出实施例及比较例的各药芯焊丝的外皮所含的Ti、Al及B的量、以及焊丝整体的成分组成。需要说明的是，下述表2及表3所示的焊丝成分的余量为不可避免的杂质。另外，Mg、Ti、Al的s是指“soluble”、即酸溶解性，例如，s.Mg表示金属Mg及Mg合金的Mg换算值。另外，F(Ti、B、Al)表示“1000×{[Ti]－([B])0.9}2/[Al]”的值。
[表2]
[表3]
然后，使用实施例及比较例的各药芯焊丝，对下述表4所示的母材进行气体电弧焊接。需要说明的是，下述表4所示的母材组成的余量为Fe及不可避免的杂质。
[表4]
另外，焊接条件如下。
·保护气体：80％Ar－20％CO2、25升/分钟
·焊丝直径：
·焊接姿势：下向
·坡口形状：20°V
·坡口间隙：16mm
·焊接电流：280A
·电弧电压：29V
·焊接速度：350mm/分
·焊接线能量：1.4kJ/mm
然后，对通过使用实施例及比较例的各药芯焊丝的气体电弧焊接得到的焊接金属，通过以下所示的方法评价机械性质、扩散氢量及耐高温裂纹性。
＜机械性质＞
焊接金属的机械性质通过依据JIS Z 3111中规定的“熔敷金属的拉伸及冲击试验方法”的拉伸试验及冲击试验进行评价。其结果是，关于低温韧性，－60℃的冲击值为47J以上、－40℃的冲击值为69J以上时为合格。另外，关于0.2％屈服强度，690MPa以上时为合格。进而，关于抗拉强度TS，在770～930MPa的范围时为合格。
＜扩散氢量＞
焊接金属的扩散氢量的评价通过依据JIS Z 3118的方法来进行。其结果是，扩散性氢量为4ml/100g以下时为合格。
＜耐高温裂纹性＞
基于JIS Z 3155中规定的“C形夹具拘束对接焊接裂纹试验方法(C形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験方法)”来进行。此时，焊接条件设为电流200A、电压20V、速度200mm/分钟。评价中，将裂纹率为10％以下者判定为○、将超过10％且小于30％者判定为△、将30％以上者判定为×、×的情况下为不可实施。
＜焊接作业性＞
另一方面，如下评价焊接作业性：对上述表3所示的母材，进行立向上角焊，通过母材和焊道间的融合性、焊道截面形状进行评价。其结果是，将能够进行立向上焊接且焊接后的焊道表面光滑的评价为○，将能够进行立向上焊接但焊接后的焊道表面产生较大凹凸的评价为△，将焊渣或熔融金属流挂滴落、不能焊接的或熔敷量不足而使焊道表面呈现大的凹陷形状的评价为×。
焊接条件如下。
·保护气体：80％Ar－20％CO2、25升/分钟
·焊丝直径：
·坡口间隙：0mm
·焊接电流：220A
·电弧电压：24V
·焊接速度：150mm/分钟
·焊炬宽度：10mm
·焊接线能量：2.1kJ/mm
将以上的结果汇总示于下述表5。
[表5]
如上述表5所示，外皮中的Ti含量超过本发明的范围的比较例的No.42的药芯焊丝的低温韧性差。TiO2含量超过本发明的范围的比较例的No.43的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性差。另一方面，TiO2含量不满足本发明的范围的比较例的No.44的药芯焊丝发生熔融金属的流挂，焊接作业性劣化。总Si量超过本发明的范围的比较例的No.45的药芯焊丝的焊接金属的强度过剩。另一方面，总Si量不满足本发明的范围的比较例的No.46的药芯焊丝的焊道融合性劣化，低温韧性也差。
C含量超过本发明的范围的比较例的No.47的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性及强度差。另一方面，C含量不满足本发明的范围的比较例的No.48的药芯焊丝的焊接金属的0.2％屈服强度差。Mn含量超过本发明的范围的比较例的No.49的药芯焊丝的焊接金属的强度过剩，0.2％屈服强度也差。另一方面，Mn含量不满足本发明的范围的比较例的No.50的药芯焊丝的焊接金属的强度不足。
Mo含量超过本发明的范围的比较例的No.51的药芯焊丝的焊接金属的强度过剩。另一方面，Mo含量不满足本发明的范围的比较例的No.52的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性劣化。Ni含量超过本发明的范围的比较例的No.53的药芯焊丝的焊接金属的耐高温裂纹性差。另一方面，Ni含量不满足本发明的范围的比较例的No.54的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性差。
总Mg量超过本发明的范围的比较例的No.55的药芯焊丝的焊接金属的强度过剩。另一方面，总Mg量不满足本发明的范围的比较例的No.56的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性差。总F量超过本发明的范围的比较例的No.57的药芯焊丝、总F量不满足本发明的范围的比较例的No.58的药芯焊丝、总K量超过本发明的范围的比较例的No.59的药芯焊丝的焊接金属的扩散氢量均多。
总K量不满足本发明的范围的比较例的No.60的药芯焊丝的电弧不稳定。总Na量超过本发明的范围的比较例的No.61的药芯焊丝的焊接金属的扩散氢量多。另一方面，总Na量不满足本发明的范围的比较例的No.62的药芯焊丝的电弧不稳定。
B含量超过本发明的范围的比较例的No.63的药芯焊丝的焊接金属的耐高温裂纹性差。另一方面，B含量不满足本发明的范围的比较例的No.64的药芯焊丝、金属Ti量超过本发明的范围的比较例的No.65的药芯焊丝、金属Al量超过本发明的范围的比较例的No.66的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性均差。
Fe含量不满足本发明的范围的比较例的No.67的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性差，进而熔敷量也不足，焊道形状呈大的凹形。另外，V含量超过本发明的范围的比较例的No.68的药芯焊丝的焊接金属的低温韧性差。
与此相对地，本发明的实施例的No.1～41的药芯焊丝的全部评价均优良。
本发明的实施方式可以采取以下构成。
[1]一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其为在钢制外皮内填充有焊剂的气体保护电弧焊用药芯焊丝，相对于焊丝总质量，含有：TiO2：3～8质量％，Si、Si氧化物及Si化合物中的至少1种：以Si换算值的合计计0.1～0.5质量％，C：0.01～0.15质量％，Mn：0.5～3.0质量％，Mo：0.01～0.80质量％，Ni：1～3质量％，金属Mg及Mg合金中的至少1种：以Mg换算的合计计0.2～1.0质量％，F化合物：以F换算值的合计计0.010～0.400质量％，K化合物：以K换算值的合计计0.010～0.400质量％，Na化合物：以Na换算值的合计计0.005～0.400质量％，B及B化合物：以B换算值的合计计0.001～0.005质量％，以及Fe：80质量％以上；并且规定：金属Ti及Ti合金：以Ti换算值的合计计0.01质量％以下，金属Al及Al合金：以Al换算值的合计计0.05质量％以下，以及V：小于0.010质量％；并且规定：相对于钢制外皮总质量，Ti为0.011质量％以下。
[2]根据[1]所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，进而规定：相对于上述钢制外皮总质量，Al为0.05质量％以下。
[3]根据[1]或[2]所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，进而规定：相对于上述钢制外皮总质量，B为0.005质量％以下。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，将相对于上述焊丝总质量的金属Ti及Ti合金的总含量的Ti换算值设为[Ti]、将B及B化合物的总含量的B换算值设为[B]、将金属Al及Al合金的总含量的Al换算值设为[Al]时，这些的关系满足下述数学式。
1000×{[Ti]－([B])0.9}2/[Al]≤2.00
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，进而含有S：0.005～0.030质量％、ZrO2：0.05～1.00质量％及Al2O3：0.01～1.00质量％中的至少1种。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，进而规定：P为0.030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，进而规定：Nb小于0.010质量％。
详细且参照特定实施方式说明了本发明，但可以在不脱离本发明的精神和范围的条件下加以各种变更、修正，这对本区域技术人员而言是不言自明的。
本申请基于2014年10月15日申请的日本专利申请(日本特愿2014－211255)，其内容通过参照形式纳入本申请中。
产业上的可利用性
本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝能够进行全姿势焊接，对于海洋结构物等大型结构物中的焊接是有用的。

Claims (5)

1.一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其为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，
相对于焊丝总质量，含有：
TiO2：3～8质量％，
Si及Si化合物中的至少1种：以Si换算值的合计计0.1～0.5质量％，
C：0.01～0.15质量％，
Mn：0.5～3.0质量％，
Mo：0.01～0.80质量％，
Ni：1～3质量％，
金属Mg及Mg合金中的至少1种：以Mg换算的合计计0.2～1.0质量％，
F化合物：以F换算值的合计计0.010～0.400质量％，
K化合物：以K换算值的合计计0.010～0.400质量％，
Na化合物：以Na换算值的合计计0.005～0.400质量％，
B及B化合物：以B换算值的合计计0.001～0.005质量％，以及
Fe：80质量％以上；
并且规定：
金属Ti及Ti合金：以Ti换算值的合计计0.01质量％以下，
金属Al及Al合金：以Al换算值的合计计0.05质量％以下；以及
V：小于0.010质量％；
且规定：
相对于钢制外皮总质量，Ti为0.011质量％以下，
其中，将相对于所述焊丝总质量的金属Ti及Ti合金的总含量的Ti换算值设为[Ti]、将B及B化合物的总含量的B换算值设为[B]、将金属Al及Al合金的总含量的Al换算值设为[Al]时，它们的关系满足下述数学式，
1000×{[Ti]－([B])0.9}2/[Al]≤2.00。
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，还对Al及B中的至少一方规定如下：
Al：相对于所述钢制外皮总质量，为0.05质量％以下，
B：相对于所述钢制外皮总质量，为0.005质量％以下。
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，相对于焊丝总质量，还含有S：0.005～0.030质量％、ZrO2：0.05～1.00质量％及Al2O3：0.01～1.00质量％中的至少1种。
4.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，还对P及Nb的至少一方规定如下：
P：相对于焊丝总量，为0.030质量％以下，
Nb：相对于焊丝总量，小于0.010质量％。
5.根据权利要求3所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，还对P及Nb的至少一方规定如下：
P：相对于焊丝总量，为0.030质量％以下，
Nb：相对于焊丝总量，小于0.010质量％。
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