CN107000134A - 药芯焊丝和焊接接头的制造方法 - Google Patents

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宫田实
铃木励
铃木励一
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Abstract

提供以纯Ar气作为保护气体使用，可以全姿势进行MIG焊接的药芯焊丝。一种在外皮内填充有焊剂的药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计，含有TiO2：4.7～8.5质量％、Al2O3：0.5～3.5质量％、SiO2：0.5～2.0质量％、ZrO2：0.8～3.0质量％和金属氧化物：总量8.0～13.5质量％，并且金属氟化物：限制在0.02质量％以下(含0质量％)。

Description

药芯焊丝和焊接接头的制造方法
技术领域
本发明涉及药芯焊丝和使用该药芯焊丝的焊接接头的制造方法。
背景技术
在气体保护电弧焊中，通用的是在外皮内填充有焊剂的药芯焊丝。在这样的药芯焊丝中，从提高焊接时的电弧的稳定性和焊接操作性，以及提高焊接接头的品质等各种各样的观点出发，关于药芯焊丝的组成和构造等至今都有各种研究在进行。
例如在专利文献1中，以电弧在纯不活泼气体中保持稳定，从而得到高品质的接头为课题，公开有一种技术，其涉及熔点分布在径向上不同，或在焊接时的焊丝的内部形成在径向是不均匀的温度分布的焊丝。
另外例如在专利文献2中，以可进行包括向上在内的全姿势焊接，并使焊接操作性优异等为目的，公开有一种涉及由特定的组成构成的不锈钢焊接用药芯焊丝的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－205204号公报
专利文献2：日本特开平3－81094号公报
可是，例如不锈钢制的固定管的施工，主要是工厂建设现场等当地进行焊接。因此，希望具有下向姿势、横向姿势、立向姿势以及上向姿势的全姿势的焊接适应性。另外，配管的施工也多在高处进行，因此施工所需的焊接器具类和气瓶的搬运等也成为重要的问题。
在不锈钢制固定管的焊接接头施工中，一般采取的是初层进行TIG(TungstenInert Gas)焊接，余层进行MAG(Metal Active Gas)焊接的组合施工，但TIG焊与MAG焊接需要准备各不相同的保护气体和焊接材料。考虑能够连续地进行焊接，保护气体的气瓶一般使用大型的，例如可充填7000L的这一类型，其高度约150cm、质量约60kg、大型而沉重，搬运中非常费力。
发明内容
因此，本发明想要提供一种药芯焊丝，其使用纯Ar气作为保护气体，可以全姿势进行MIG(Metal Active Gas)焊接。
本发明提供一种药芯焊丝，是在外皮内填充有焊剂的药芯焊丝，以焊丝总质量计含有TiO2：4.7～8.5质量％、Al2O3：0.5～3.5质量％、SiO2：0.5～2.0质量％、ZrO2：0.8～3.0质量％、和金属氧化物：总量8.0～13.5质量％，并且金属氟化物：限制在0.02质量％以下(含0质量％)。
作为该药芯焊丝，能够使用外径为1.0～1.6mm的。该药芯焊丝可以用于例如也管状构件的焊接。
另外，本发明提供使用前述药芯焊丝，使用纯Ar气作为保护气体而进行MIG焊的焊接接头的制造方法。
根据本发明，通过分别以特定量含有TiO2、Al2O3、SiO2、ZrO2和金属氧化物，并且限制金属氟化物的含量，能够提供使用纯Ar气作为保护气体的、可以全姿势进行MIG焊的药芯焊丝。
附图说明
图1是表示实施例中使用的钢板的坡口形状的图。
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。
＜药芯焊丝＞
本实施方式的药芯焊丝，是在外皮内填充焊剂的焊丝，也称为粉芯焊丝(FCW)。本实施方式的药芯焊丝，以焊丝总质量计含有TiO2为4.7～8.5质量％、Al2O3为0.5～3.5质量％、SiO2为0.5～2.0质量％、ZrO2为0.8～3.0质量％、及金属氧化物以总量计为8.0～13.5质量％，并且金属氟化物的含量限制在0.02质量％以下(含0质量％)。这些成分在药芯焊丝中，是作为焊剂成分被含有的成分。
本实施方式的药芯焊丝的用途没有特别限定，但优选用于管状构件的焊接，更优选用于对不锈钢制的固定管施行的焊接、或配管的焊接施工。
在所述不锈钢制的固定管等的焊接中，一般来说采用的方法是，进行将两层以上的多层(一个或更多的焊道构成的焊接金属的层)的焊缝加以重叠的多层焊接，从初层至最终层以TIG焊施工的方法，或初层以TIG焊施工，而第二层以后，则以使用Ar－CO2混合气体或CO2气体作为保护气体的MAG焊加以施行的方法。
从初层至最终层都以TIG焊进行施工的方法中，其所用的焊接材料和保护气体分别是一种，但因为是TIG焊，所以焊丝的熔融速度低，由此导致施工效率不良。
初层以TIG焊施工，第二层之后以使用Ar－CO2混合气体或CO2气体作为保护气体的MAG焊施行的方法中，初层和第二层以后使用的焊接材料和保护气体分别为两种，在例如前述的工厂建设现场和高处等的施工现场，焊接器具和气瓶等的搬运非常费力，当地的可搬运性(易搬运度)困难。
相对于此，在本实施方式的药芯焊丝中，通过分别以特定量含有TiO2、Al2O3、SiO2、ZrO2及金属氧化物，并且限制金属氟化物的含量，可以使用纯Ar气作为保护气体，全姿势进行MIG焊。由此，能够减少不锈钢制的固定管的施工所需要的气体种类，减少大质量的气瓶的数量，因此可搬运性提高。此外，将本实施方式的药芯焊丝适用于初层的TIG焊，也能够统一焊接材料。由此，也有原材料的管理简便这样的优点。
例如可以对于初层以使用纯Ar气作为保护气体的TIG焊进行施工，第二层以后用本实施方式的药芯焊丝，进行使用纯Ar气作为保护气体的MIG焊。另外，可以对初层以使用了本实施方式的药芯焊丝的半自动TIG焊施工，第二层以后，使用本实施方式的药芯焊丝，以纯Ar的保护气体进行MIG焊。
但是，本实施方式的药芯焊丝，在将该焊丝只适用于MIG焊时，以Ar为主体，含有CO2和/或O2等的活性气体截止到5％的保护气体的情况下也可以进行焊接。
在此，前述的专利文献1所公开的技术中，对于焊接的姿势未予以考虑，立向姿势和上向姿势等姿势的焊接中，焊道的垂落成为问题。对于这一问题，一般采取一边以熔渣保护熔融金属避免垂落一边进行的焊接工艺。另外，专利文献1所公开的技术中，为了使焊丝的中心部与外周部的材质不同，而且为了在焊丝整体均匀混合的状态下得到目标金属组成，而需要特殊材质的芯材和外周构件。因此，原材料在经济上的筹集困难，焊丝容易变得高价。另一方面，本实施方式的药芯焊丝，能够利用一般的药芯焊丝的原料及制法，因此可以实现原料的经济上的筹集，因为生产技术也成熟，所以可以廉价地制造。
另外，前述的专利文献2公开的技术所能够提供的焊丝，适用于现有的使TIG焊和MAG焊接加以组合的不锈钢制固定管的施工方法，基本上，以CO2或Ar－CO2混合气体下的施工为前提。由该技术提供的焊丝，未必须适合与TIG焊共通的纯Ar保护气体下的施工。
因此，通过在使用了纯Ar气作为保护气体的MIG焊中，使用具有恰当的组成的本实施方式的药芯焊丝，能够得到电弧的稳定性和全姿势的焊接适应性。由此，在固定管的现场施工中，可以进行只有纯Ar气的全部层施工，可以使焊接器具和气瓶等的可搬运性提高。
此外，本实施方式的药芯焊丝，也可以适用于初层的TIG焊。这时的TIG焊若是半自动TIG焊则效率高。以该药芯焊丝进行的初层半自动TIG焊，像一般的混有熔渣由TIG焊条进行的施工那样，可以进行无后保护(バックシールドレス)施工。通过使初层的TIG焊与第二层以后的高效率药芯焊丝施工的焊接材料统一，可搬运性进一步提高。
以下，对于本实施方式的药芯焊丝中的组成限定理由进行说明。没有特别提示时，就是对于MIG焊的情况进行阐述。
还有，本实施方式的药芯焊丝中的TiO2、Al2O3、SiO2和ZrO2的各含量，能够使药芯焊丝溶解于氢氧化钠等的碱溶液中，通过ICP分析仪进行测量。另外，本实施方式的药芯焊丝中的F的含量，能够通过中和滴定法测量因高温处理而游离的气体。
[TiO2：4.7～8.5质量％]
TiO2使熔渣的熔点上升，是用于可以全姿势焊接所需要的成分。焊丝总质量中的TiO2的含量低于4.7质量％时，该效果不充分，焊道垂落发生，立向姿势及上向姿势下的焊接变得困难。另外，若焊丝总质量中的TiO2的含量高于8.5质量％，则熔渣的熔点过高，反而得不到平滑的焊缝，除此之外还会发生夹渣的不良。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，使焊丝总质量中的TiO2的含量处于4.7～8.5质量％的范围。
从焊接时得到良好的焊道形状的观点出发，优选焊丝总质量中的TiO2的含量为5.0质量％以上，更优选为6.0质量％以上。
另外，从得到平滑的焊缝的观点和抑制夹渣这一不良情况的观点出发，焊丝总质量中的TiO2的含量优选为8.4质量％以下，更优选为8.0质量％以下。
[Al2O3：0.5～3.5质量％]
Al2O3具有调整熔融渣的粘性，调整熔融金属的融合性的效果。若焊丝总质量中的Al2O3的含量低于0.5质量％，则融合性劣化造成的未熔合的缺陷发生。若焊丝总质量中的Al2O3的含量高于3.5质量％，则熔渣剥离性降低，咬粘现象发生。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，使焊丝总质量中的Al2O3的含量处于0.5～3.5质量％的范围。
从提高熔融金属的融合性，易于取得立向姿势和上向姿势的焊接适性的观点出发，焊丝总质量中的Al2O3的含量优选为0.6质量％以上。
另外，在焊接后，从确保例如用锤子实现熔渣易剥离性的观点出发，焊丝总质量中的Al2O3的含量优选为3.0质量％以下，更优选为2.5质量％以下，进一步优选为2.0质量％以下。
[SiO2：0.5～2.0质量％]
SiO2也与Al2O3同样，具有调整熔融渣的粘性，调整熔融金属的融合性的效果。若焊丝总质量中的SiO2的含量低于0.5质量％，则融合性劣化造成的未熔合的缺陷发生。若焊丝总质量中的SiO2的含量高于2.0质量％，则熔渣的熔点降低，立向姿势和上向姿势等的焊接时会发生焊道的垂落，除此以外熔渣的粘性增加，因此初层的半自动TIG焊时背面焊道熔渣难以流动。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，使焊丝总质量中的SiO2的含量处于0.5～2.0质量％的范围。
从提高熔融金属的融合性的观点出发，焊丝总质量中的SiO2的含量优选为0.7质量％以上，更优选为0.9质量％以上。
另外，从防止焊接时的熔融池的垂落的观点及抑制熔渣的粘性的增加的观点出发，焊丝总质量中的SiO2的含量优选为1.9质量％以下，更优选为1.8质量％以下。
[ZrO2：0.8～3.0质量％]
ZrO2具有调整熔融渣的粘性的效果，另外，是具有使熔渣包覆性良好这一作用的成分。若焊丝总质量中的ZrO2的含量低于0.8质量％，则熔渣覆盖状态恶化，会发生局部性的咬粘。若焊丝总质量中的ZrO2的含量高于3.0质量％，则熔融渣的粘性变得过高，夹渣这样的不良发生。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，使焊丝总质量中的ZrO2的含量处于0.8～3.0质量％的范围。
从使熔渣包覆性良好这一观点出发，焊丝总质量中的ZrO2的含量优选为0.9质量％以上，更优选为1.0质量％以上。
另外，从得到熔融渣的适度的粘性这一观点出发，焊丝总质量中的ZrO2的含量优选为2.9质量％以下，更优选为2.5质量％以下，进一步优选为2.2质量％以下。
[金属氧化物：总量8.0～13.5质量％]
金属氧化物的总量，即焊丝中的形成熔渣的成分的含有率(熔渣率)，若以焊丝总质量计，低于8.0质量％，则因其绝对量少，所以难以支撑熔融金属，确保立向姿势和上向姿势的焊接适应性困难。另外，若金属氧化物的含量少，则初层以半自动TIG焊进行时，没有足够量的熔渣回转到背面焊道，有时焊道表面的过剩的氧化发生。
另一方面，若焊丝总质量中的金属氧化物的含量以总量计高于13.5质量％，则招致夹渣这种不良。金属氧化物的含量过剩时，在半自动TIG焊中也容易发生夹渣。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，使焊丝总质量中的金属氧化物的含量以总量计处于8.0～13.5质量％的范围。
还有，这里所说的金属氧化物的总量，包括前述的TiO2、Al2O3、SiO2和ZrO2。
为了得到技术能力低的焊工也能够简单施工的这种良好的焊接性，焊丝总质量中的金属氧化物的含量，优选以总量计为8.5质量％以上，更优选为9.0质量％以上。
另外，从抑制夹渣这一不良的观点出发，焊丝总质量中的金属氧化物的含量，优选以总量计为13.0质量％以下，更优选为12.5质量％以下。
[金属氟化物：0.02质量％以下(含0质量％)]
金属氟化物在用活性气体(CO2或Ar－CO2)保护的焊接中，是用于确保耐气孔性所需要的成分，但将纯Ar气作为保护气体使用时，则使电弧的集中性劣化，损害焊道的融合性。焊丝总质量中的金属氟化物的含量为0.02质量％以下(含0质量％)时，确认不到其影响，但该含量高于0.02质量％时，随着熔融金属的融合性的劣化，未熔合的缺陷发生。
因此，在本实施方式的药芯焊丝中，将焊丝总质量中的金属氟化物的含量限制在0.02质量％以下(含0质量％)。
还有，所谓“0质量％”，意思是包括在杂质水平以下所含有的金属氟化物。
从抑制焊接时的未熔合发生的观点出发，焊丝总质量中的金属氟化物的含量优选限制在0.015质量％以下，更优选限制在0.010质量％以下，进一步优选实质上不添加金属氟化物。
[其他的成分]
本实施方式的药芯焊丝的成分组成的余量，是合金成分和不可避免的杂质。因此，本实施方式的药芯焊丝能够为如下组成：以焊丝总质量计，含有TiO2为4.7～8.5质量％、Al2O3为0.5～3.5质量％、SiO2为0.5～2.0质量％、ZrO2为0.8～3.0质量％、及金属氧化物以总量计为8.0～13.5质量％，金属氟化物的含量限制在0.02质量％以下(含0质量％)，并且由用于得到目标焊接金属组成所需要的合金成分及不可避免的杂质所构成。
外皮也称为外箍，在内部空间填充有焊剂。该外皮的材质未特别限定，能够适宜选择。例如，以纯Ar气作为保护气体使用的MIG焊的情况下，作为外皮的材质，可适用各种钢材和Ni基合金等。因此，作为所述外皮的成分，可列举Fe、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、W、V、Ti、Al、Mg及N等。
另外，作为所述不可避免的杂质，可列举P和S等。
作为钢制的外皮，适合使用不锈钢(SUS)，其中，更适合使用奥氏体系不锈钢。奥氏体系不锈钢之中，作为优选的具体例，可列举SUS301、SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS310S、SUS347等。
除了奥氏体系不锈钢以外，也可使用SUS410L、SUS430等的铁素体系不锈钢。
外皮使用奥氏体系不锈钢时，例如能够为如下组成：以焊丝总质量计，含有Si：2质量％以下(例如0.1～2质量％)、Mn：2.5质量％以下(例如0.5～2.5质量％)、Cr：16～26质量％、Ni：6～22质量％，并且C：限制在0.15质量％以下，根据需要，在Mo：7质量％以下和/或Nb：1质量％以下、Cu：1质量％以下、以及N：0.3质量％以下的范围进行添加，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
外皮使用铁素体系钢材时，例如能够为如下组成：以焊丝总质量计，含有Si：1质量％以下(例如0.1～1质量％)、Mn：1质量％以下(例如0.1～1质量％)、Cr：10.5～20质量％，并且C：限制在0.15质量％以下，根据需要，在Mo：2.5质量％以下和/或Nb：1质量％以下、Cu：1质量％以下、Ti：1质量％以下、以及Zr：1质量％以下的范围进行添加，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
外皮也可以使用Alloy600、Alloy625、AlloyC－276等的Ni基合金。
外皮使用Ni基合金时，例如能够为如下组成：以焊丝总质量计，含有Si：1.5质量％以下(例如0.01～1.5质量％)和Mn：9.5质量％以下(例如0.1～9.5质量％)，根据需要添加C：0.2质量％以下、Cr：35质量％以下、Mo：20质量％以下、Nb：4质量％以下、Ti：0.5质量％以下、W：5质量％以下、V：0.6质量％以下、Cu：2.5质量％以下及Fe：20质量％以下之中一种或两种以上，余量由Ni和不可避免的杂质构成。
[焊丝的外径]
本实施方式的药芯焊丝的外径优选为1.0～1.6mm的范围。归因于药芯焊丝的熔融特性，从确保对于焊丝熔融量的线能量，使熔融金属的融合性的观点出发，焊丝的外径优选为1.0mm以上，更优选为1.1mm以上，进一步优选为1.2mm以上。另外，从确保熔滴过渡形态良好，抑制大粒的飞溅发生的观点出发，焊丝的外径优选为1.6mm以下，更优选为1.5mm以下，进一步优选为1.4mm以下。
通过使用外径处于1.2～1.4mm这一范围的药芯焊丝，进行半自动TIG焊等的焊接，可以形成良好的熔滴过渡形态，良好地进行焊接操作。
还有，本实施方式的药芯焊丝的断面形状和焊剂率未特别限定，能够分别根据用途和焊接条件等适宜选择。另外，本实施方式的药芯焊丝，不限于后述的实施方式的焊接接头的制造方法，而是能够用于各种各样的焊接方法、焊接接头的制造方法。
＜焊接接头的制造方法＞
接着，对于使用了前述的实施方式的药芯焊丝的焊接接头的制造方法所涉及的实施方式进行说明。还有，在本公开中，“焊接接头”是指作为母材的被焊接金属使用药芯焊丝经焊接后的接头。
本实施方式的焊接接头的制造方法，是使用前述的实施方式的药芯焊丝，使用纯Ar气(100％Ar气)作为保护气体而进行MIG焊，从而制造焊接接头的方法。例如，如上述，对于能够恰当地使用前述的实施方式的药芯焊丝的、像不锈钢制的固定管等这样的管状构件进行焊接时，优选初层以使用纯Ar气作为保护气体的TIG焊进行施工，第二层之后进行以本实施方式的药芯焊丝，使用纯Ar气作为保护气体的MIG焊。
另外，这种情况下，也优选初层以使用了本实施方式的药芯焊丝的半自动TIG焊进行施工，第二层以后则使用本实施方式的药芯焊丝，进行纯Ar保护气体的MIG焊。
在本实施方式的焊接接头的制造方法中，被焊接金属的材质、接头的形状、坡口形状，和焊接电流、焊接电压及焊接速度等的焊接条件未特别限定，能够适宜选择。
实施例
以下，列举实施例和比较例，对于本技术的效果具体加以说明。在本实施例中，作为被焊接金属使用的是，对于厚度12mm的SUS304的钢板，如图1所示，进行了焊根面高度2mm、根部间隔2mm、及坡口角度70°的V形的坡口加工而成的。在该被焊接金属的坡口，使用以下的表1所示的药芯焊丝，以下向、立向、上向的各姿势进行4层4道的焊接并评价。初层以焊接电流150A、电弧电压13V的条件进行半自动TIG焊，第2～4层以焊接电流190A、电弧电压24V的条件，进行以使用纯Ar气作为保护气体的MIG焊。
还有，关于焊丝总质量中的焊剂成分量(质量％)，TiO2、Al2O3、SiO2及ZrO2的各含量，通过使药芯焊丝溶解于氢氧化钠溶液，通过ICP分析仪测量。另外，F的含量通过中和滴定法，测量因高温处理而游离的气体。关于全部熔敷金属的化学成分(质量％)，通过ASTME353及ASTME354测量。
[表1]
评价首先通过焊接时的感官评价进行，在关于初层半自动TIG焊的评价中，对于立向姿势和上向姿势下的焊接操作性(立向·上向焊接性)、熔滴过渡的稳定性、背面焊道的熔渣包覆性进行评价，在MIG焊的评价中，进行立向·上向焊接性、熔渣剥离性、及熔滴过渡的稳定性(大粒飞溅的发生状况)的评价。另外，进行由非破坏·破坏试验形成的焊接缺陷的确认。该焊接缺陷的确认，作为非破坏试验，进行放射线透射试验，可见缺陷之物进行断面宏观观察，确定缺陷的发生处和种类(夹渣或未熔合)。在半自动TIG焊的施工中，未见未熔合的发生。还有，在立向·上向焊接性的评价中，关于不能焊接(C的评价)的焊丝，以下向焊接评价其他的评价项目。
＜初层半自动TIG焊的评价＞
在初层半自动TIG焊中，根据以下的(1)～(4)的项目所述的水准，进行各个项目的评价。
(1)立向·上向焊接性
以立向姿势和上向姿势进行半自动TIG焊时，几乎没有焊接金属的垂落的可能，可良好地进行操作的评价为A(非常好)，焊接金属有可能垂落，但可以焊接的评价为B(良好)，由于焊接金属的垂落发生，导致不能焊接的评价为C(差)。
(2)熔滴过渡的稳定性
在焊接时，连续地搭桥，稳定过渡的评价为A(非常好)，虽然形成大粒的熔滴，但马上就稳定过渡的评价为B(良好)，此外确认到大粒的熔滴的形成，并向熔融池外落下等，由此有可能发生未熔合的评价为C(差)。
(3)背面焊道的熔渣包覆性
熔渣均匀覆盖背面焊道的评价为A(非常好)，有熔渣厚度薄的地方发生，但能够得到健全的焊缝的评价为B(良好)，熔渣膜碎裂，焊接金属发生过剩的氧化的评价为C(差)。
(4)夹渣
未确认到夹渣的评价为A(非常好)，按AWS A5.22的规格为合格的评价为B(良好)，不合格的评价为C(差)。
＜使用了纯Ar保护气体的MIG焊的评价＞
在使用了纯Ar保护气体的MIG焊中，根据以下的(5)～(9)的项目所述的水准，进行各个项目的评价。
(5)立向·上向焊接性
以立向姿势和上向姿势进行MIG焊时，几乎没有焊接金属垂落的可能，可以良好操作的评价为A(非常好)，焊接金属有可能垂落，但可以焊接的评价为B(良好)，由于焊接金属的垂落发生，导致不能焊接的评价为C(差)。
(6)熔渣剥离性
经除鳞锤的敲击，能够轻易除去熔渣的评价为A(非常好)，虽然经除鳞锤的敲击无法完全除去熔渣，但是能够用錾子除去的评价为B(良好)，由于咬粘，即使用錾子也不能除去的评价为C(差)。
(7)熔滴过渡的稳定性(大粒飞溅的发生状况)
焊接时，稳定的喷射过渡的评价为A(非常好)，粗熔滴过渡的评价为B(良好)，为粗熔滴过渡，大粒飞溅大量发生的评价为C(差)。
(8)夹渣
未确认到夹渣的评价为A(非常好)，按AWS A5.22的规格为合格的评价为B(良好)，不合格的评价为C(差)。
(9)未熔合
未确认到未熔合的评价为A(非常好)，按AWS A5.22的规格为合格的评价为B(良好)，不合格的评价为C(差)。
进行以上的各项目的评价之后，关于最终的合格与否的判断，各项目中没有C的评价的为合格，有1个以上C的评价的为不合格。
以上的评价结果显示在表2中。
[表2]
使用实施例1～19的药芯焊丝时，初层的半自动TIG焊和第2～4层的以纯Ar气作为保护气体使用的MIG焊的任意一个评价项目中，均没有C(差)的评价结果，为合格。
另一方面，使用比较例1～11的药芯焊丝时，会在某个评价项目中有C(差)的结果，为不合格。
(关于焊丝的外径)
实施例1～4是使焊丝直径变化的实验例。外径1.2mm的实施例1和外径1.4mm的实施例3中，全部的评价项目中为A的良好结果。另一方面，外径1.0mm的实施例2中，对于焊丝熔融量的线能量降低。因此，融合性稍差，虽在合格范围，但可见未熔合。另外，外径1.6mm的实施例4中，熔滴尺寸大，吧嗒吧嗒地对焊接操作性感受不佳，也有大的熔滴作为飞溅而飞散，在初层TIG焊中也有熔滴过渡的稳定性差的倾向。由实施例1～4的结果表明，焊丝的外径可适用1.0～1.6mm，优选为1.1～1.5mm，更优选为1.2～1.4mm。
(关于焊接金属的钢种)
实施例5～9以成为308L系以外的焊接金属成分的方式进地了调整。虽然使外箍种类、合金量大幅变化，但因为焊剂的成分量在恰当的范围，所以能够进行良好的焊接。
(关于TiO2的含量)
实施例10和比较例1是TiO2的含量与其他的例子相较为低的例子。另外，因为TiO2的含量少，所以金属氧化物的总量(熔渣含量)也少。实施例10中，因为熔渣量少，所以初层的TIG焊时没有足够量的熔渣回转到背面焊道，熔渣包覆性可见劣化倾向，但达到合格的水平。另外，在实施例10中，因为TiO2的含量少，所以熔渣熔点不够高，在MIG焊时的立向姿势和上向姿势的焊接中，有可能垂落。在比较例1中，TiO2的含量进一步低于4.7质量％，因此在初层的TIG焊中，熔渣膜碎裂，可确认到过剩的氧化的发生，另外，在第2～4层的MIG焊中，由于垂落的问题，而不能进行立向姿势和上向姿势的焊接操作，不合格。
实施例11和比较例2，是TiO2的含量与其他的例子相比为更高的例子。在实施例11中，因为TiO2的含量多，所以熔渣熔点变高，可见微少的夹渣这一不良，但为合格水平。另一方面，在比较例2中，TiO2的含量更多，高于8.5质量％，因此在MIG焊中发生不合格水平的夹渣。
(关于Al2O3的含量)
比较例3是Al2O3的含量与其他的例子相比而较低的例子。因为Al2O3的含量少，低于0.5质量％，所以MIG焊时的融合性劣化，未熔合多发。另外，伴随着Al2O3的含量的降低，金属氧化物的总量(熔渣量)也少，低于8.0质量％，因此，除了初层的TIG焊时的背面焊道的熔渣包覆性差以外，还不能进行立向姿势和上向姿势的焊接。
实施例12、13、比较例4和5，是Al2O3的含量与其他的例子相比而较多的例子。若比较实施例12和13，则可知伴随Al2O3的含量的增加，MIG焊时的熔渣剥离性有劣化倾向。比较例4和5中，Al2O3的含量更多，在比较例5中成为不能除去的这种水平的熔渣咬粘状况。另外，比较例4和5中，伴随Al2O3的含量的增加，金属氧化物的总量(熔渣量)过剩而高于13.5质量％，因此夹渣等的缺陷多发。
(关于SiO2的含量)
比较例6和7是SiO2的含量与其他的例子相比而较低的例子。在比较例6中，因为SiO2含量低于0.5质量％，所以融合性劣化，未熔合发生，不合格。在比较例7中，因为与比较例6比较，SiO2的含量较高，所以未熔合造成的问题未发生，但无论在哪一个之中，都会因为熔渣量少，所以不能进行立向姿势和上向姿势的焊接。
实施例14和比较例8，是SiO2的含量与其他的例子相比而较高的例子。在实施例14中可良好地进行焊接，但在比较例8中，因为SiO2的含量过剩而高于2.0质量％，所以熔渣的熔点降低，不能进行立向姿势和上向姿势的焊接。另外，在初层的TIG焊中，因为熔渣的粘性增加，所以在背面焊道，熔渣难以流动，背面焊道的熔渣包覆性也有劣化倾向。
(关于ZrO2的含量)
实施例15和比较例9，是ZrO2的含量与其他的例子相比而较低的例子。在实施例15中可知熔渣剥离性得到维持，但在比较例9中，ZrO2的含量低于0.8质量％，由此熔渣包覆性恶化，局部性的熔渣咬粘发生，不能除去熔渣。
实施例16和比较例10，是ZrO2的含量与其他的例子相比而较高的例子。实施例16中，缺陷的发生在合格范围，但比较例10中，因为熔融渣的粘性变和过高，所以在不合格水平发生了夹渣这一不良
(关于金属氟化物的含量)
实施例17和18以及比较例11，是含有金属氟化物的例子。可确认到，在金属氟化物的含量低于0.02质量％的实施例18中，可以良好地进行焊接，在该含量更少的实施例17中，与实施例18相比，可以更良好地进行焊接，但在该含量过剩的比较例11中，电弧的集中性劣化，因此焊道的融合变差，其结果是，未熔合的缺陷多发。
(关于熔渣率)
在前述的实施例10和15中，因为金属氧化物的总量，即形成熔渣的成分的含有率(熔渣率)低，所以立向姿势和上向姿势的焊接操作性处于变差的倾向。另外，在比较例1、3、6、7和9中，因为金属氧化物的总量低于8.0质量％，所以不能进行立向姿势和上向姿势的焊接。在实施例16中，熔渣率充分，能够在立向姿势和上向姿势下获得良好的焊接操作性。另一方面，在比较例4和5中，因为金属氧化物的总量高于13.5质量％，所以为夹渣的缺陷多发的结果。
本发明包括以下的方式。
·方式1：
一种在外皮内填充有焊剂的药芯焊丝，其中，
以焊丝总质量计，含有
TiO2：4.7～8.5质量％、
Al2O3：0.5～3.5质量％、
SiO2：0.5～2.0质量％、
ZrO2：0.8～3.0质量％和
金属氧化物：总量8.0～13.5质量％，并且
金属氟化物：限制在0.02质量％以下。
·方式2：
根据方式1所述的药芯焊丝，其外径为1.0～1.6mm。
·方式3：
根据方式1或2所述的药芯焊丝，其用于管状构件的焊接。
·方式4
一种焊接接头的制造方法，其使用方式1～3中任一项所述的药芯焊丝，使用纯Ar气作为保护气体而进行MIG焊。
本申请伴随以申请日为2014年12月12日的日本国专利申请、专利申请第2014－251707号为基础申请的优先权主张，专利申请第2014－251707号通过参照而编入本说明书。

Claims (4)

1.一种药芯焊丝，其为在外皮内填充有焊剂的药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计含有
TiO2：4.7～8.5质量％、
Al2O3：0.5～3.5质量％、
SiO2：0.5～2.0质量％、
ZrO2：0.8～3.0质量％及
金属氧化物：总量8.0～13.5质量％，并且
金属氟化物：限制在0.02质量％以下且包含0质量％。
2.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其外径为1.0～1.6mm。
3.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝，其用于管状构件的焊接。
4.一种焊接接头的制造方法，其中，使用权利要求1或2所述的药芯焊丝，使用纯Ar气作为保护气体而进行MIG焊接。
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