CN107097016A - 适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝及焊接金属 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于双相不锈钢的电弧焊的、焊接部的低温韧性及耐点蚀性优异的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝及焊接金属。一种适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，在不锈钢制的外皮中填充有焊剂，含有以焊丝总质量计为规定量的Cr、Ni、Mo、N、Mn及Si，在将Ti合金的Ti换算值设为[Ti]、将Al合金的Al换算值设为[Al]时，[Ti]及[Al]为规定值，用A＝[Ti]+2×[Al]表示的参数A的值满足规定值，余量由Fe、焊渣形成成分及不可避免的杂质组成。

Description

适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝及焊接金属
技术领域
本发明涉及在双相不锈钢的电弧焊中使用的药芯焊丝及通过焊丝进行焊接而制作的焊接金属。
背景技术
以约1∶1的比例含有奥氏体相和铁素体相的双相不锈钢由于强度特性·耐点蚀性·耐应力腐蚀裂纹性特别优异，所以广泛用于化工设备、石油或天然气的挖掘用油井管、海水淡化装置等各种领域。其中，由于对用于海洋结构物的双相不锈钢要求海水环境下的耐点蚀性，因此作为钢材的等级，大多使用与UNS S31803、UNS S32750相当的级别。这样的海洋结构物大多在低温环境中使用，此外从免维护的观点出发，对其焊接部所要求的低温韧性也比对通常的结构物的双相不锈钢的焊接部的要求严格。例如，具有要求－40℃～－50℃左右的冲击吸收能大的倾向。
相对于该海洋结构物的市场(以下仅记作“海构市场”。)要求，在通过现有的药芯焊丝进行的双相不锈钢的MAG焊接中，在熔融状态的焊接金属中不可避免地大量地导入焊渣成分或来自脱氧成分的非金属夹杂物。这些中的一部分在凝固结束后也残留在焊接金属中，通过空隙的形成起点等而发挥延性破坏的起点的作用。因此，现有的药芯焊丝难以满足双相不锈钢的MAG焊接中的如上所述的低温韧性要求。
另一方面，在双相不锈钢的焊接中，使用纯Ar气体的TIG焊接容易得到非金属夹杂物少的清净的焊接金属，因此焊接部的低温韧性良好，成为海构市场中的主要焊接建造法。但是，TIG焊接是与MAG焊接相比建造能率差的方法。因此，对可以得到良好的低温韧性的适合双相不锈钢的MAG焊接用药芯焊丝的需求较大。
作为使用双相不锈钢的焊接中所用的药芯焊丝并改善焊接部的低温韧性的方法，已经公开了各种技术。
例如，专利文献1、2公开了一种药芯焊丝，其通过规定焊剂中的Bi2O3且在焊丝中添加Ti、Mg、Al、稀土元素等强脱氧元素，从而降低了焊接金属中的氧量，改善了焊接部的低温韧性。
此外，专利文献3公开了一种药芯焊丝，其焊丝中复合添加有Ti及Mg且控制Ti和N的关系，从而使焊接金属的凝固晶粒微细化，改善了焊接部的低温韧性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－176681号公报
专利文献2：日本特开2011－125875号公报
专利文献3：日本专利第4531118号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，虽然专利文献1、2的药芯焊丝均对改善韧性有一定的效果，但专利文献1中将－46℃下的冲击吸收能为27J以上的情况评价为韧性良好，专利文献2中将－40℃下的冲击吸收能为35J以上的情况评价为韧性良好。因此，专利文献1、2的药芯焊丝不能说充分满足近来海构市场的低温韧性要求。
专利文献3的药芯焊丝是对所谓的廉价型双相不锈钢材进行焊接时使用的焊丝，Mn含量多。此外，专利文献3的药芯焊丝虽然对提高0℃下的冲击吸收能有一定的效果，但并未考虑海构市场中的必须要求、即－40℃左右的冲击吸收能、及耐点蚀性。
此外，专利文献1～3的药芯焊丝都不是从对焊接部中的－40℃左右的主要破坏起点、即非金属夹杂物进行控制的观点出发来谋求冲击吸收能的提高的。
因此，本发明是为了解决这样的问题而研发的，其课题在于，提供在双相不锈钢的电弧焊中使用的、焊接部的低温韧性及耐点蚀性优异的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝及焊接金属。
用于解决课题的方案
众所周知的是，如上所述，利用药芯焊丝进行的双相不锈钢的MAG焊接中，在焊接金属中不可避免且大量地导入非金属夹杂物，这些在延性破坏温度范围内发挥破坏起点的作用。本发明人们深入研究了：通过使焊接金属中所含的非金属夹杂物尽可能不作为延性破坏的起点来发挥作用，从而改善韧性的方法。
其结果是，本发明人们发现，在作为延性破坏的起点发挥作用的延性破坏面的空隙底部观察到非金属夹杂物大多具有以上的直径，及通过适当控制以焊丝总质量计的Ti量、Al量及两者的关系，从而可以对存留在焊接金属中的非金属夹杂物的组成进行改性。并且，本发明人们发现，通过降低这样的以上的粗大夹杂物的个数密度，可以谋求焊接金属的韧性提高和耐点蚀性的兼顾。
此外，本发明人们还发现，通过以适当的范围含有作为焊渣形成成分的金属氧化物、金属氟化物及碱金属化合物，使焊渣的流动性及熔点得到优化，气槽·气孔等气孔缺陷得到抑制。
为了解决上述课题，本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝通过上述研究而具有如下构成。即，本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，其在不锈钢制的外皮中填充有焊剂，以焊丝总质量计含有Cr：21.0～27.0质量％、Ni：7.0～11.0质量％、Mo：2.0～4.0质量％、N：0.08～0.25质量％、Mn：0.1～2.5质量％、Si：0.1～1.0质量％，在将Ti合金的Ti换算值设为[Ti]、将Al合金的Al换算值设为[Al]时，[Ti]为0.3～0.8质量％，[Al]为0.05～0.35质量％，用A＝[Ti]+2×[Al]表示的参数A的值满足0.6～1.20，此外，余量由Fe、焊渣形成成分及不可避免的杂质组成。
此时，期望以总量计含有8～13质量％的上述焊渣形成成分。此外，期望上述[Ti]为0.3～0.7质量％，上述[Al]为0.05～0.30质量％，上述参数A的值为0.7～1.20。
根据本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，由于以适当的范围含有Cr、Ni、Mo、N、Mn、Si，并且以焊丝总质量计的Ti换算值、Al换算值及两者的关系被控制在图1所示的斜线部的范围，因此双相不锈钢的焊接部即使在－40℃左右的温度范围也可以兼顾良好的低温韧性和耐点蚀性。
此外，期望本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝含有金属氧化物及金属氟化物作为上述焊渣形成成分，以焊丝总质量计，上述金属氧化物为TiO2：5.0～9.0质量％、SiO2：0.1～2.0质量％、ZrO2：0.5～3.0质量％，并且在将上述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，[F]为0.01～0.5质量％。
根据本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，由于以适当范围含有作为焊渣形成成分的TiO2、SiO2、ZrO2，并且以焊丝总质量计的氟换算值被控制为合适的值，因此不仅可以兼顾低温韧性和耐点蚀性，而且全姿势焊接中的焊接作业性良好且耐气孔缺陷性也变得良好。
进而，期望本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝含有包括Li在内的碱金属化合物作为上述焊渣形成成分，在将上述碱金属化合物的Li换算值设为[Li]时，以焊丝总质量计[Li]为0.01～0.15质量％。
根据本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，由于以焊丝总质量计的Li换算值被控制为合适的值，因此双相不锈钢的焊接部的耐气孔缺陷性变得良好。
本发明的焊接金属，其特征在于，通过上述适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝进行焊接而制作。根据本发明的焊接金属，由于通过上述适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝进行焊接而制作，因此不仅可以兼顾低温韧性和耐点蚀性，而且全姿势焊接中的焊接作业性良好，耐气孔缺陷性也变得良好。
发明效果
根据本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝及焊接金属，在用于双相不锈钢的电弧焊时，可以得到优异的低温韧性、耐点蚀性及耐气孔缺陷性。
附图说明
图1为示出纵轴取焊丝中的Ti换算值、横轴取焊丝中的Al换算值的能够兼顾良好的低温韧性和耐点蚀性的Ti换算值及Al换算值的范围的图表。
图2为示出下向/立向上焊接接头的坡口形状的示意图。
具体实施方式
对本发明的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝(以下称为焊丝)的实施方式进行详细说明。
本发明的焊丝是外皮内包封有焊剂的药芯焊丝。这里，外皮由不锈钢形成，优选由奥氏体系不锈钢形成。此外，焊剂相对于焊丝总质量的质量比、即焊剂填充率优选为20～40质量％。
本发明的焊丝中，焊丝的剖面形状及焊丝直径可以为任意，焊接建造可以基于JISZ 3323：2007“不锈钢电弧焊药芯焊丝及焊条”来进行，此时的保护气体的成分体系及组成可以使用现有公知的体系和组成。
本发明的焊丝在不锈钢制的外皮中填充有焊剂，含有以焊丝总质量计为规定量的Cr、Ni、Mo、N、Mn及Si，在将Ti合金的Ti换算值设为[Ti]、将Al合金的Al换算值设为[Al]时，[Ti]及[Al]为规定量，用A＝[Ti]+2×[Al]表示的参数A的值满足规定值，余量由Fe、焊渣形成成分、及不可避免的杂质组成。需要说明的是，余量中除了Fe、焊渣形成成分以外，焊剂中还可以少量含有K、Na、Mg等作为电弧感的微调整剂，这对于本发明的目的没有影响。以下对焊丝成分的数值的限定理由进行说明。
(Cr：以焊丝总质量计21.0～27.0质量％)
Cr作为铁素体稳定化元素具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时作为钝化被膜的形成元素而具有提高焊接部的耐点蚀性的作用。Cr的含量小于21.0质量％时，不能充分得到该作用。另一方面，Cr的含量超过27.0质量％时，析出作为金属间化合物的σ相，焊接部的低温韧性下降。因此，将Cr的含量规定为21.0～27.0质量％。需要说明的是，Cr含量的下限优选为21.5质量％，上限优选为24.0质量％。
(Ni：以焊丝总质量计7.0～11.0质量％)
Ni作为奥氏体稳定化元素而具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时是对提高焊接部的低温韧性有效的元素。Ni的含量小于7.0质量％时，不能充分得到该效果。另一方面，Ni的含量超过11.0质量％时，焊接金属中的奥氏体相变得过多，焊接部的强度下降。因此，将Ni的含量规定为7.0～11.0质量％。需要说明的是，Ni含量的下限优选为8.0质量％，上限优选为10.0质量％。
(Mo：以焊丝总质量计2.0～4.0质量％)
Mo作为铁素体稳定化元素而具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时具有与Cr一起改善焊接部的耐点蚀性的作用。Mo的含量小于2.0质量％时，不能充分得到该作用。另一方面，Mo的含量超过4.0质量％时，助长σ相的析出，焊接部的低温韧性下降。因此，将Mo的含量规定为2.0～4.0质量％。需要说明的是，Mo含量的下限优选为2.5质量％，上限优选为3.5质量％。
(N：以焊丝总质量计0.08～0.25质量％)
N作为奥氏体稳定化元素而具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时具有与Cr、Mo一起改善焊接部的耐点蚀性的作用。N的含量小于0.08质量％时，不能充分得到该作用。另一方面，N的含量超过0.25质量％时，耐气孔缺陷性下降，难以得到牢固的焊接接头。因此，将N的含量规定为0.08～0.25质量％。需要说明的是，N含量的下限优选为0.10质量％，上限优选为0.20质量％。
(Mn：以焊丝总质量计0.1～2.5质量％)
Mn作为奥氏体稳定化元素而具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时发挥脱氧元素的作用。本发明中，后述的Ti及Al的脱氧效果高，并非必须主动添加Mn作为脱氧元素，但从焊接部的相平衡的观点出发，Mn的含量设为0.1质量％以上。另一方面，Mn的含量超过2.5质量％时，形成MnS，焊接部的低温韧性下降。因此，将Mn的含量规定为0.1～2.5质量％。需要说明的是，Mn含量的下限优选为0.5质量％，上限优选为2.0质量％。
(Si：以焊丝总质量计0.1～1.0质量％)
Si作为铁素体稳定化元素而具有调整铁素体/奥氏体相平衡的作用，同时发挥脱氧元素的作用。本发明中，后述的Ti及Al的脱氧效果高，并非必须主动添加Si作为脱氧元素，但从焊接部的相平衡的观点出发，Si的含量设为0.1质量％以上。另一方面，Si的含量超过1.0质量％时，由于固溶Si量的增加，焊接部的低温韧性下降。因此，将Si的含量规定为0.1～1.0质量％。需要说明的是，Si含量的下限优选为0.2质量％，上限优选为0.7质量％。
([Ti]：Ti合金的Ti换算值以焊丝总质量计0.3～0.8质量％)
([Al]：Al合金的Al换算值以焊丝总质量计0.05～0.35质量％)
(A：0.6～1.20)
Ti及Al为强脱氧元素，是本发明中的最重要的元素。即，通过添加适当量的Ti及Al，可以使残留于熔融状态的焊接金属中的非金属夹杂物的组成由Si－Mn系改性为Ti－Al系主体的氧化物。通过焊接金属向着该氧化物组成变化、特别是减少Si系夹杂物，从而夹杂物的凝集·成长受到抑制，结果可以降低成为延性破坏的起点的以上的粗大夹杂物的个数密度，因此－40℃左右的焊接部的低温韧性得到改善。
为了充分得到该作用，本发明人们通过大量的实验研究调查了焊丝中的Ti、Al含量与焊接部的低温韧性·耐点蚀性的关系。结果发现，单独对Ti及Al进行控制时效果不充分，必须对两者的含量进行优化。
即，就Ti及Al而言，在将Ti合金的Ti换算值设为[Ti]、将Al合金的Al换算值设为[Al]、设参数A＝[Ti]+2×[Al]时，在[Ti]小于0.3质量％、[Al]小于0.05质量％、或参数A小于0.6时，上述非金属夹杂物组成的改性作用不充分，不能充分得到以上的粗大夹杂物的个数密度降低效果，无法得到所期望的焊接部的低温韧性改善效果。
另一方面，就Ti而言，在[Ti]超过0.8质量％时，超过上述非金属夹杂物组成的改性所需要的量的Ti被导入熔融状态的焊接金属中。这些对夹杂物组成的改性没有助益的过剩的Ti中的一部分与同样大量存在于焊接金属中的N反应，形成TiN。因此，[Ti]超过0.8质量％时，不仅反而导致夹杂物的凝集·粗大化、成为点蚀的起点的风险增大，而且母相中所含的N量减少，焊接部的耐点蚀性下降。
此外，就Al而言，在[Al]超过0.35质量％时，夹杂物组成变为Al2O3为主体，从而导致夹杂物的粗大化，如上所述，焊接部的耐点蚀性下降。此外，Al的脱氧力比Ti更强，因此Al的过量添加会使对非金属夹杂物组成的改性没有助益的多余的Ti增加。从而，[Al]超过0.35质量％时，间接成为TiN的形成因素，因此如上所述有使焊接部的耐点蚀性下降之虞。
进而，如上所述，就Ti及Al而言，Al的添加量受到Ti的剩余量的左右，即使以焊丝总质量计的[Ti]及[Al]均满足上述范围时，若参数A超过1.20时，则由于Ti的过量增加，焊接部的耐点蚀性下降。
根据以上的理由，本发明中，将[Ti]设为0.3～0.8质量％、将[Al]设为0.05～0.35质量％、且将参数A([Ti]+2×[Al])设为0.6～1.20，规定了图1所示的范围。优选[Ti]为0.3～0.7质量％、[Al]为0.05～0.30质量％、且参数A为0.7～1.20的范围。
需要说明的是，作为Ti及Al的添加形态，可以是金属Ti、金属Al、Fe－Ti、Fe－Al等任意形态。并且在这些任意形态下，通过将[Ti]、[Al]及参数A设为上述范围均可以得到同等效果。
(余量)
余量由Fe、焊渣形成成分及不可避免的杂质组成。焊渣形成成分为金属氧化物、金属氟化物、碱金属化合物等。这些是除了金属类以外、通常的MAG焊接用药芯焊丝中通常含有的成分，特别是进行全姿势焊接时，是为了保持焊接金属而必须的。焊渣形成成分的含量以总量计小于8质量％时，焊渣量过少，因此焊渣不能均匀地包覆焊接金属，不仅焊道外观受损而且焊接金属的保持力下降，全姿势焊接中焊接作业性容易下降。另一方面，即使焊渣形成成分的含量以总量计超过13质量％，不仅焊渣的包覆性及焊接金属的保持力不会提高而且焊渣量变得过多，因此焊接金属凝固时产生的气体容易被焊渣/焊接金属界面捕获，变得容易产生凹坑等气孔缺陷。因此，焊渣形成成分的含量以总量计优选为8～13质量％。进一步优选的下限值为9质量％，上限值为12质量％。
作为不可避免的杂质，为C、P、S、Cu、Nb、V、W等，可以以不妨碍本发明的效果的范围来含有。此外，焊剂中还可以少量含有K、Na、Mg等作为电弧感的微调整剂，这对本发明的目的没有影响。
然后对本发明的焊丝的优选实施方式进行说明。
上述焊丝含有金属氧化物及金属氟化物作为上述焊渣形成成分，上述金属氧化物是以焊丝总质量计为规定量的TiO2、SiO2、ZrO2，并且在将上述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，将[F]设为规定量。以下对上述焊丝成分的数值的限定理由进行说明。
(TiO2：以焊丝总质量计5.0～9.0质量％)
TiO2是全姿势焊接用药芯焊丝中的焊渣形成剂的主要成分，具有提高焊渣向焊接金属的包覆性、使焊道形状良好的作用，并且具有加速焊渣的凝固、提高立向·上向焊接时的焊接作业性的效果。此外，含有规定量的TiO2具有使电弧稳定化的效果。TiO2的含量小于5.0质量％时，不能充分发挥这些作用，焊接作业性下降。另一方面，超过9.0质量％时，焊接时焊渣固化、剥离性下降且耐气孔缺陷性下降。因此，将TiO2的含量规定为5.0～9.0质量％。
(SiO2：以焊丝总质量计0.1～2.0质量％)
SiO2具有提高焊渣向焊接金属的包覆性、使焊道形状良好的作用，并且具有提高焊道融合性的效果。SiO2的含量小于0.1质量％时，不能充分得到这些作用，焊接作业性下降。另一方面，超过2.0质量％时，焊渣固化，剥离性显著降低。因此，将SiO2的含量规定为0.1～2.0质量％。
(ZrO2：以焊丝总质量计0.5～3.0质量％)
ZrO2具有加速焊渣的凝固、提高立向·上向焊接时的焊接作业性的效果。ZrO2的含量小于0.5质量％时，不能充分得到该作用，焊接作业性下降。另一方面，超过3.0质量％时，焊渣剥离性下降。因此，将ZrO2的含量规定为0.5～3.0质量％。
([F]：以焊丝总质量计0.01～0.5质量％)
金属氟化物具有调整焊渣的流动性的作用，并且提高焊渣剥离性。此外，具有抑制凹坑·气孔等气孔缺陷的作用。因此，就F而言，在将金属氟化物的氟换算值设为[F]时，金属氟化物的[F]小于0.01质量％则不能充分得到这些作用，焊接作业性下降。另一方面，就F而言，即使[F]超过0.5质量％，也得不到焊渣剥离性进一步改善、耐气孔缺陷性进一步改善的效果，而且焊渣的流动性变得过大，难以进行立向·上向焊接。此外，[F]超过0.5质量％时，烟尘产生量变得过大，并且电弧稳定性下降。因此，就F而言，将金属氟化物的[F]规定为0.01～0.5质量％。
此外，就本发明的焊丝的优选实施方式而言，上述焊丝优选：含有包括Li在内的碱金属化合物作为上述焊渣形成成分，在将上述碱金属化合物的Li换算值设为[Li]时，[Li]以焊丝总质量计为规定量。以下对上述焊丝成分的数值的限定理由进行说明。
([Li]：以焊丝总质量计0.01～0.15质量％)
Li化合物与Na、K等碱金属化合物同样地为除了具有稳定效果以外对双相不锈钢中的气孔缺陷的抑制也非常有效的元素。即，双相不锈钢由于母材及焊接金属中均含有大量的N，因此是非常容易由于N2气体而产生凹坑·气孔等气孔缺陷的钢种。但是，通过在焊接部添加Li，Li与焊接金属中所含的微量的Ti及超出固溶极限的N结合形成焊渣而从焊接金属中排出。因此，Li具有抑制气孔的产生的作用。此外，Li还具有通过同时降低焊渣的熔点及粘性而促进焊接部中产生的气体向大气中脱离、防止产生凹坑·气孔的效果。
就Li而言，在将包含Li在内的碱金属化合物的Li换算值设为[Li]时，[Li]小于0.01质量％的情况下，无法充分得到这些作用，耐气孔缺陷性下降。另一方面，就Li而言，即使[Li]超过0.15质量％，也得不到耐气孔缺陷性的进一步改善效果，不仅如此，焊渣的熔点过度降低，变得难以进行立向·上向焊接。此外，烟尘产生量变得过大，而且焊丝的吸湿特性下降。因此，就Li而言，将[Li]规定为0.01～0.15质量％。需要说明的是，作为包括Li在内的碱金属化合物，不论是Li氧化物、Li氟化物、Li碳酸盐等形态，任意形态下，通过将[Li]设为上述范围均可以得到同等效果。
上述优选的实施方式的焊丝中，作为焊渣形成成分，除了上述规定的各种成分以外，还可以含有各种金属氧化物、金属氟化物及碱金属化合物。例如，除了上述TiO2、ZrO2、SiO2、金属氟化物、Li化合物以外，还可以含有Al2O3、MgO、MnO2、Na2O、K2O等。但是，期望上述Al2O3等焊渣形成成分的总和小于3质量％。
以下对本发明的焊接金属的实施方式进行说明。本发明的焊接金属是通过上述适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝进行焊接而制作的。并且，由于焊接金属是通过上述适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝进行焊接而制作的，因此成为低温韧性、耐点蚀性及耐气孔缺陷性优异的焊接金属。需要说明的是，适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝的成分组成等与上述相同，因此省略说明。
实施例
以下利用本发明的实施例和其的比较例对本发明的效果进行具体说明。首先，以具有表1所示的组成的奥氏体系不锈钢为外皮，将该外皮成型为圆筒状，同时在其内部填充焊剂，从而制作以焊丝总质量计具有表4所示的组成的实施例及比较例的药芯焊丝。需要说明的是，焊剂填充率设为27质量％。
然后，如图2所示，在板厚为20mm的由二相不锈钢形成的母材1的坡口面按照坡口角度为60°的方式形成斜面。然后，将母材1相互地按照根部间隙为6mm的方式进行配置，在坡口窄的一侧配置陶瓷制的垫板材2。需要说明的是，母材的组成如表2所示。
然后，使用上述药芯焊丝在表3所示的焊接条件下对上述母材1进行焊接，制作300mm长度的下向及立向上焊接接头。对所制作的下向焊接接头，按照以下所示的方法评价焊接部的低温韧性、耐点蚀性。关于耐气孔缺陷性，与下向焊接相比，在立向上焊接中容易产生缺陷，因此对立向接头按照以下所示的方法进行评价。
(低温韧性)
从下向焊接接头的板厚方向中央部且焊接金属的宽度方向中央部分别取3根基于AWS A5.22的10mm×10mm、2mm-V缺口夏比冲击试验片，在－40℃下实施冲击试验，计算冲击吸收能的平均值。此时，将冲击吸收能的平均值(vE－40℃)小于70J者评价为“×”、将70J以上且小于80J者评价为“△”、将80J以上者评价为“○”。将其结果示于表5。
(耐点蚀性)
从下向焊接接头的焊接金属部分别采集基于ASTM G48A法的试验片，进行22℃、72小时的点蚀试验，计算腐蚀速度。此时，将腐蚀速度为10mdd以上者评价为“×”、将小于10mdd且5mdd以上者评价为“△”、将小于5mdd者评价为“○”。将其结果示于表5。
(耐气孔缺陷性)
将立向上焊接接头的多余金属分别平坦地进行磨削成平板面后，通过X射线透过试验评价焊接部的耐气孔缺陷性。此时，将焊接部存在超过的气孔的情况评价为“×”、将存在以上且以下的气孔的情况评价为“△”、将存在气孔但小于的情况或不存在气孔的情况评价为“〇”。将其结果示于表5。需要说明的是，此次的耐气孔缺陷性的结果仅为“○”和“△”，没有“×”的情况。
(综合评价)
作为综合评价，将3个项目中至少1个为“×”者评价为“×：不良”、将3个项目中1个为“△”而其余为“○”者评价为“○：良好”、将3个项目均为“○”者评价为“◎：极良好”。将其结果示于表5。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
如表4、表5所示，实施例No.1～16由于药芯焊丝的组成满足本发明的范围，因此焊接部的性能良好。特别是实施例No.1～9，由于药芯焊丝的组成满足本发明的更期望的范围，因此与实施例No.10～16相比，得到进一步良好的结果。
比较例No.17～26由于药芯焊丝的组成在以下方面不满足本发明的范围，因此与实施例No.1～16相比，焊接部的性能不良。具体而言，比较例No.17的Al低于下限值且参数A也低于下限值，因此低温韧性差。比较例No.18的参数A低于下限值，因此低温韧性差。比较例No.19的Al低于下限值，因此低温韧性差。比较例No.20的[Ti]低于下限值，因此低温韧性差。
比较例No.21的[Ti]超过上限值，因此耐点蚀性差。此外，比较例No.21的TiO2量也低于下限值，因此全姿势焊接性也下降。比较例No.22的[Al]超过上限值，因此耐点蚀性差。比较例No.23的参数A超过上限值，因此耐点蚀性差。此外，比较例No.23的SiO2量也超过上限值，因此焊渣剥离性也差。
比较例24的[Ti]超过上限值，因此耐点蚀性差。比较例No.25的[Ti]、参数A超过上限值，因此耐点蚀性差。比较例No.26的Ni量低于下限值、Mn超过上限值，因此低温韧性差。此外，比较例No.26的Mo低于下限值，因此耐点蚀性差。
【符号说明】
1 母材
2 垫板材

Claims (10)

1.一种适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，其为在不锈钢制的外皮中填充有焊剂的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，以焊丝总质量计含有
Cr：21.0～27.0质量％、
Ni：7.0～11.0质量％、
Mo：2.0～4.0质量％、
N：0.08～0.25质量％、
Mn：0.1～2.5质量％、
Si：0.1～1.0质量％，
在将Ti合金的Ti换算值设为[Ti]、将Al合金的Al换算值设为[Al]时，[Ti]为0.3～0.8质量％，[Al]为0.05～0.35质量％，
用A＝[Ti]+2×[Al]表示的参数A的值满足0.6～1.20，
余量由Fe、焊渣形成成分及不可避免的杂质组成。
2.根据权利要求1所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有8～13质量％的所述焊渣形成成分。
3.根据权利要求1所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，所述[Ti]为0.3～0.7质量％，所述[Al]为0.05～0.30质量％，所述参数A的值为0.7～1.20。
4.根据权利要求2所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，所述[Ti]为0.3～0.7质量％，所述[Al]为0.05～0.30质量％，所述参数A的值为0.7～1.20。
5.根据权利要求1所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有金属氧化物及金属氟化物作为所述焊渣形成成分，以焊丝总质量计，所述金属氧化物为TiO2：5.0～9.0质量％、SiO2：0.1～2.0质量％、ZrO2：0.5～3.0质量％，并且在将所述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，[F]为0.01～0.5质量％。
6.根据权利要求2所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有金属氧化物及金属氟化物作为所述焊渣形成成分，以焊丝总质量计，所述金属氧化物为TiO2：5.0～9.0质量％、SiO2：0.1～2.0质量％、ZrO2：0.5～3.0质量％，并且在将所述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，[F]为0.01～0.5质量％。
7.根据权利要求3所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有金属氧化物及金属氟化物作为所述焊渣形成成分，以焊丝总质量计，所述金属氧化物为TiO2：5.0～9.0质量％、SiO2：0.1～2.0质量％、ZrO2：0.5～3.0质量％，并且在将所述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，[F]为0.01～0.5质量％。
8.根据权利要求4所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有金属氧化物及金属氟化物作为所述焊渣形成成分，以焊丝总质量计，所述金属氧化物为TiO2：5.0～9.0质量％、SiO2：0.1～2.0质量％、ZrO2：0.5～3.0质量％，并且在将所述金属氟化物的氟换算值设为[F]时，[F]为0.01～0.5质量％。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝，其特征在于，含有包括Li在内的碱金属化合物作为所述焊渣形成成分，在将所述碱金属化合物的Li换算值设为[Li]时，以焊丝总质量计，[Li]为0.01～0.15质量％。
10.一种焊接金属，其特征在于，其是通过权利要求1所述的适合双相不锈钢的电弧焊用药芯焊丝进行焊接而制作的。
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