CN109641325A - 气体保护电弧焊用药芯焊丝和焊接金属 - Google Patents

气体保护电弧焊用药芯焊丝和焊接金属 Download PDF

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山上雅史
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Abstract

本发明涉及气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计，含有C：0.03～0.12质量％、以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％、Mn：1.0～4.0质量％、以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％、Al：0.005～0.050质量％、以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％之中的至少一个；及Fe：80质量％以上，并满足Li/Si≥0.05。

Description

气体保护电弧焊用药芯焊丝和焊接金属
技术领域
本发明涉及能够得到具有良好的低温韧性的焊接金属的气体保护电弧焊用药芯焊丝及该焊接金属。
背景技术
近年来，能源开发向着更寒冷的地域和海域展开，导致这些寒冷地域和寒冷海域的结构物使用低温用钢。但是，对于这些寒冷地域和寒冷海域的结构物来说，除了过去要求的低温韧性以外，还会实施加入了结构物的工作地域和海域中的气象条件的结构物设计，这就要求更高韧性的钢材。此外，以焊接的高能率化和脱技能化为目的，在这种低温用钢的焊接中适用的药芯焊丝的要求在高涨。
以这样的背景为基础，在专利文献1中公开有一种技术，其通过控制焊接金属的化学成分和固溶Ti量来提高低温下的韧性。专利文献1所述的技术，着眼于原始γ晶粒内的针状铁素体的生成。
另外，在专利文献2中，公开有一种抗拉强度为680N/mm2级以上的高张力钢用的气体保护电弧焊用药芯焊丝。专利文献2所述的技术中，相对于焊丝总重量，规定C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr和Mo的含量的适当范围，并限制Ta添加量，由此在小线能量至大线能量的广阔使用范围中确保相当于母材强度的强度和良好的韧性，此外为了提高作业效率，还规定了焊剂中的金属粉的重量比率。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国特开2000－263283号公报
【专利文献2】日本国特开平3－294093号公报
但是，在专利文献1中，是通过抑制原始γ晶粒内的针状铁素体的生成而使韧性提高，但是对于缓和应力向夹杂物集中的观点和降低焊接金属的脆性断面率的观点却丝毫没有关注。因此，焊接低温用钢时的焊接金属的韧性并不充分。
另外，在专利文献2中，对于缓和应力向夹杂物集中的观点和降低焊接金属的脆性断面率的观点丝毫没有关注。因此，焊接低温用钢时的焊接金属的韧性并不充分。
发明内容
本发明鉴于这样的问题点而做，其目的在于，提供一种在对于低温用钢进行气体保护电弧焊而组装结构物时，能够得到具有良好的低温韧性的焊接金属的药芯焊丝及此焊接金属。
如上述，在专利文献1～2中，没有对脆性断面率进行研究。在此，脆性断面率表示在摆锤冲击试验中施加载荷时发生的脆性断裂的比例。在脆性断裂发生的部位，截至达到断裂之前钢材所吸收的能量明显变小，容易使断裂进行，因此，特别是为了抑制低温下的断裂，认为极其重要的要件是，不仅要在通用的摆锤冲击试验中改善低温下的吸收功，而且要抑制脆性断面的出现。
另外，如上述，能源开发朝向更寒冷的地域和海域展开，作为这些寒冷地域和寒冷海域的结构物，要求低温韧性的改善，但特别重要的是，作为低温下使用的结构物，要避免伴随脆性断裂而来的不稳定断裂，进一步提高在低温环境下使用的结构物的安全性。在此，使用药芯焊丝，经由气体保护电弧焊所形成的低合金钢焊接金属中，含有大量的氧，其大部分在焊接金属中作为氧化物系夹杂物存在。焊接金属断裂时，在氧化物系夹杂物的周围发生应力集中，特别是在低温的环境下，认为应力朝向氧化物系夹杂物周围的集中会促进脆性断裂。因此，为了进一步提高在低温下使用的结构物的安全性，需要避免脆性断裂，认为重要的是缓和应力向氧化物系夹杂物的集中。
基于上述考察，本发明者们探讨了缓和应力向氧化物系夹杂物集中的方法，其结果全新地认识到，减少存在于氧化物系夹杂物中的玻璃相有效。氧化物系夹杂物是除了玻璃相以外，还有各种结晶相所构成的复合相。在此，玻璃相与焊接金属的母相相比，其杨氏模量低，因为在杨氏模量比母相低的玻璃相中容易发生应力集中，所以氧化物系夹杂物中大量存在玻璃相时，容易发生脆性断裂。
因此，本发明者们为了抑制脆性断裂，研究了用于减少氧化物系夹杂物中的玻璃相的手段。另外，还着眼于玻璃相以SiO2为主体，对于减少焊接金属的氧化物系夹杂物中的SiO2进一步进行了研究。
此外还设想到，在减少玻璃相时，通过进行Li添加，促进氧化物系夹杂物的结晶化，并且将结晶化而生成的晶体结构控制为立方晶系。在此，根据本发明者们的认知，立方晶系的晶体结构显示出优异的对称性，与铁的铁素体相具有优异的结晶匹配性，因此作为针状铁素体的相变核而发挥作用，并且焊接金属组织变得非常微细，能够取得脆性断面率的降低效果。另外，为了将氧化物系夹杂物控制为立方晶系的晶体结构，控制焊丝中所含的Li添加量、与作为玻璃相的SiO2形成元素的Si添加量的比率(Li/Si)。而且，基于这些认知，发现除了能够改善焊接金属在摆锤冲击试验中的低温下的吸收功以外，还能够改善低温下的脆性断面率(以上，也称为第一见解)。
另外，本发明者们发现，在使用药芯焊丝，通过气体保护电弧焊所形成的焊接金属中，研究改善低温韧性，特别是降低脆性断面率的手段，并使作为脆性断裂的起点的夹杂物无害化，从而可改善脆性断面率。即，夹杂物之所以成为破坏起点，是因为与钢材的变形能力(杨氏模量)不同，由此导致在夹杂物周围的基体发生应力集中，助长脆性断裂。因此发现，通过使夹杂物的杨氏模量接近钢材的杨氏模量，而应力集中得以减少，脆性断裂得到抑制。
具体来说，将作为强脱氧元素的Ca添加到焊丝中，在焊接中使Si还原，减少杨氏模量比基体低的玻璃相夹杂物(Si系)。而且，还探讨了对于改善低温韧性有效的、以夹杂物为起点而生成的微细针状铁素体(AF)组织的增加对策，并通过适宜控制夹杂物组成，并且以抑制竞争的晶界贝氏体的方式调整成分(必须添加Ni和B)，从而得到足以用于改善低温韧性的AF组织。
另外，可知在使用添加有Li的药芯焊丝制作的焊接金属中的夹杂物周围基体中，形成Mn浓度低的所谓贫Mn层，可促进AF生成，并且发现，通过使焊接金属中的Mn含量为规定的值以上，AF促进效果提高。而且还发现，在夹杂物中的玻璃相与基体的界面，生成与基体具有良好的晶格匹配性的层状的富Ti相，其作为AF生成核有效地发挥作用。
而后发现，通过活用这些贫Mn层和富Ti相的作用，即使在组织普遍容易变粗大的原质部，也能够得到显著微细的AF组织(以上，也称为第二见解)。
即，基于上述第一见解的实施方式(以下，也称为第一实施方式)，涉及一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计含有
C：0.03～0.12质量％、
以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％、
Mn：1.0～4.0质量％、
以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％、
Al：0.005～0.050质量％、
以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、
Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％之中的至少一个，以及
Fe：80质量％以上，
并且满足Li/Si≥0.05。
在上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有从ZrO2：0.02～0.50质量％和Al2O3：0.02～0.80质量％所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有从Cu：0.40质量％以下、Cr：1.0质量％以下、Mo：0.35质量％以下、Nb：0.030质量％以下、及V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有从Na和K的合计：1.0质量％以下、和Ca：1.0质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有Mg：1.0质量％以下。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有F：1.0质量％以下。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝的优选的一个方式，是含有Ni：0.80～3.50质量％、和B：0.0008～0.012质量％这两者。
另外，本实施方式，还涉及一种焊接金属，其是含有
C：0.04～0.12质量％、
Si：0.10～0.50质量％、
Mn：0.80～3.00质量％、
Ti：0.030～0.100质量％、
Al：0.002～0.010质量％、
O：0.030～0.070质量％、
N：高于0并在0.01质量％以下、以及
Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％之中的至少一个，
余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，其中，
所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物满足下述要件(1)和(2)。
(1)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％。
(2)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子。
上述焊接金属中，也可以还含有从Cu：0.40质量％以下、Cr：1.0质量％以下、Mo：0.35质量％以下、Nb：0.020质量％以下、和V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述焊接金属的优选的一个方式是，
含有Ni：0.80～3.50质量％、和B：0.0005～0.0070质量％这两者，
由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
另外，基于上述第二见解的实施方式(以下，也称为第二实施方式)，涉及一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计含有
C：0.03～0.12质量％、
以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.36质量％、
Mn：2.5～3.3质量％、
以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.0质量％、
Ni：1.00～3.50质量％、
B：高于0并在0.012质量％以下、和
Ca：0.03～1.0质量％、
以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、以及
Fe：80质量％以上。
上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以含有从ZrO2：0.02～0.50质量％，和Al2O3：0.02～0.80质量％所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有从Al：0.005～0.050质量％、Cu：0.40质量％以下、Cr：1.0质量％以下、Mo：0.35质量％以下、Nb：0.030质量％以下、和V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有Na和K的合计：1.0质量％以下。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有Mg：1.0质量％以下。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝中，以焊丝总质量计，也可以还含有F：1.0质量％以下。
另外，本实施方式还涉及焊接金属，是含有
C：0.04～0.12质量％、
Si：0.20～0.32质量％、
Mn：1.80～2.30质量％、
Ti：0.030～0.090质量％、
Ni：1.00～3.50质量％、
B：高于0并在0.0070质量％以下、
Ca：0.0003～0.010质量％、
N：高于0并在0.01质量％以下、和
O：0.030～0.070质量％，
余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，其中，
由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
上述焊接金属中，也可以还含有从Al：0.002～0.010质量％、Cu：0.40质量％以下、Cr：1.0质量％以下、Mo：0.35质量％以下、Nb：0.020质量％以下、和V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
根据本发明，作为焊接金属能够得到以往无法取得的低温韧性，因此能够更进一步提高在低温环境下使用的结构物的安全性。
具体实施方式
以下，对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。
[第一实施方式]
<气体保护电弧焊用药芯焊丝>
本实施方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝(以下，也仅称为“药芯焊丝”或“焊丝”)中，以焊丝总质量计，含有C：0.03～0.12质量％、以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％、Mn：1.0～4.0质量％、以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％、Al：0.005～0.050质量％、以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％之中的至少一个、以及Fe：80质量％以上，并满足Li/Si≥0.05。
以下，对于本实施方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝所含有的各成分量的数值限定理由进行说明。还有，以下，气体保护电弧焊用药芯焊丝中的各成分量，是相对于气体保护电弧焊用药芯焊丝的总质量的含量，即，是在焊丝总质量中的含量。
另外，在本说明书中，以质量为基准的百分率(质量％)，与以重量为基准的百分率(重量％)是同义。另外，所谓“～”，意思是此下限的值以上，此上限的值以下。
(C：0.03～0.12质量％)
C是对于提高焊接金属的强度有效的元素。但是，若C过剩，则强度过大地上升，有可能使韧性劣化。另一方面，若C过少，则强度有可能不足，并且会使对于韧性带来不利影响的粗大的晶界铁素体生成。
从以上的观点出发，焊丝中的C量为0.12％以下，优选为0.09％以下，更优选为0.08％以下。另外，焊丝中的C量为0.03％以上，优选为0.04％以上，更优选为0.05％以上。
(以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％)
Si是作为脱氧剂发挥作用的元素。另外，对于氧化物系夹杂物的玻璃相的控制来说很重要。但是，若Si过剩，则氧化物系夹杂物的玻璃相增加而有可能使韧性降低。另一方面，若Si过少，则由于脱氧不足导致气孔有可能发生。另外，焊接操作性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Si量，以Si合金和Si化合物中的Si换算量计为0.70％以下，优选为0.60％以下，更优选为0.50％以下。另外，焊丝中的Si量，以Si合金和Si化合物中的Si换算量计，为0.20％以上，优选为0.25％以上，更优选为0.30％以上。
在此，作为Si源，除SiO2、K2SiF6等以外，也可例示钾玻璃、钠玻璃等。
(Mn：1.0～4.0质量％)
Mn作为脱氧剂起作用，并且是影响强度和韧性的元素。但是，若Mn过剩，则强度过大，并且淬火性过大，韧性有可能降低。另一方面，若Mn过少，则强度有可能不足，并且使对于韧性造成不良影响的粗大的晶界铁素体生成。
从以上的观点出发，焊丝中的Mn量为4.0％以下，优选为3.0％以下，更优选为2.7％以下。另外，焊丝中的Mn量为1.0％以上，优选为2.3％以上，更优选为2.6％以上。
(以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％)
Ti是作为脱氧剂起作用的元素。另外，其氧化物系夹杂物作为针状铁素体的核发挥作用。但是，若Ti过剩，则固溶Ti过多，强度过大，并且韧性有可能劣化。另一方面，若Ti过少，则铁素体粗大化，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，焊丝中的Ti量，以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计，为4.5％以下，优选为3.6％以下，更优选为3.2％以下。另外，焊丝中的Ti量，以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计，为2.4％以上，优选为2.6％以上，更优选为2.8％以上。
在此，作为Ti源，可列举TiO2等。
(Al：0.005～0.050质量％)
Al是作为脱氧剂起作用的元素。但是，若Al过剩，则妨碍针状铁素体的核生成，韧性有可能劣化。另一方面，若Al过少，则脱氧不足，有可能导致气孔发生。
从以上的观点出发，焊丝中的Al量为0.050％以下，优选为0.048％以下，更优选为0.045％以下。另外，焊丝中的Al量为0.005％以上，优选为0.008％以上，更优选为0.015％以上。
(以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％)
Li是承担着将焊接金属中的氧化物系夹杂物的晶体结构控制为立方晶系这一作用的元素。但是，若Li过剩，则焊丝的耐吸湿性劣化，耐冷裂纹性和耐气孔性有可能发生问题。另一方面，若Li过少，则氧化物系夹杂物的晶体结构不能控制为立方晶系，韧性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Li量，以Li合金和Li化合物中的Li换算量计，为0.10％以下，优选为0.08％以下，更优选为0.06％以下。另外，焊丝中的Li量，以Li合金和Li化合物中的Li换算量计，为0.01％以上，优选为0.02％以上，更优选为0.03％以上。
(Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％之中的至少一个)
Ni是具有提高焊接金属的韧性这一作用的元素。另外，也具有使与针状铁素体竞争的晶界贝氏体组织的形成迟滞，从而促进针状铁素体生成的作用。但是，若Ni过剩，则热裂纹有可能发生。另外，马氏体生成量增加，强度上升，摆锤冲击吸收功有可能降低。另一方面，若Ni过少，则韧性有可能劣化。
同样，B是具有提高焊接金属的韧性这一作用的元素，抑制对韧性造成不利影响的晶界铁素体，由此有助于低温下的脆性断面率降低。但是，若B过剩，则热裂纹有可能发生。另一方面，若B过少，则韧性有可能劣化。
本实施方式的焊丝，在特定量范围含有Ni和B之中至少一种。
即，从上述的观点出发，含有Ni时，焊丝中的Ni量为3.50％以下，优选为3.00％以下，更优选为2.50％以下。另外，焊丝中的Ni量为0.30％以上，优选为0.50％以上，更优选为1.50％以上。
另外，从上述的观点出发，含有B时，焊丝中的B量为0.012％以下，优选为0.010％以下，更优选为0.007％以下。另外，焊丝中的B量为0.0008％以上，优选为0.0010％以上，更优选为0.0015％以上。
(Li/Si≥0.05)
Li/Si：是焊接金属的氧化物系夹杂物中的作为立方晶系的晶体结构的指标的参数。
在此，若Li/Si过小，则拥有立方晶系的晶体结构的氧化物系夹杂物减少，玻璃相增加，韧性有可能降低。因此，在本实施方式的焊丝中，使Li/Si为0.05以上，优选为0.07以上，更优选为0.10以上。
(Fe和不可避免的杂质)
本实施方式的药芯焊丝的余量，是Fe和不可避免的杂质。
剩余的Fe相当于构成外皮的Fe，添加到焊剂中的铁粉、合金粉的Fe。本实施方式的药芯焊丝中，含有Fe为80质量％以上，优选含有82质量％以上，更优选含有84质量％以上。
还有，Fe的上限没有特别限定，但根据与其他成分组成的关系，例如为96质量％以下。
作为剩余的不可避免的杂质，可列举P、S、Sn、Pb、Sb等。
另外，在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，也可以添加前述元素以外的合金元素、造渣剂和稳弧剂等。还有，各元素作为氧化物和氮化物被添加时，本实施方式的药芯焊丝的余量中也包含O和N。
另外，本实施方式的药芯焊丝，除了上述各成分以外，也可以再以规定量使之含有下述的至少一种成分。
(Cu：0.40质量％以下)
Cu对于确保焊接金属的强度是有效的元素。但是，若Cu变得过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有Cu时，焊丝中的Cu量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊丝中的Cu量优选为0.40％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下。
(Cr：1.0质量％以下)
Cr对于确保焊接金属的强度是有效的元素。但是，若Cr变得过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有Cr时，焊丝中的Cr量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊丝中的Cr量优选为1.0％以下，更优选为0.8％以下，进一步优选为0.6％以下。
(Mo：0.35质量％以下)
Mo对于确保焊接金属的强度是有效的元素。但是，若Mo变得过剩，强度过大，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有Mo时，焊丝中的Mo量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊丝中的Mo量优选为0.35％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下，更进一步优选为0.20％以下。
(Nb：0.030质量％以下)
Nb对于确保焊接金属的强度是有效的元素。但是，若Nb变得过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有Nb时，焊丝中的Nb量高于0％即可，但优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上，进一步优选为0.008％以上。另外，焊丝中的Nb量优选为0.030％以下，更优选为0.020％以下，进一步优选为0.015％以下。
(V：0.050质量％以下)
V对于确保焊接金属的强度是有效的元素。但是，若V变得过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有V时，焊丝中的V量高于0％即可，但优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上，进一步优选为0.008％以上。另外，焊丝中的V量优选为0.050％以下，更优选为0.020％以下，进一步优选为0.015％以下。
(Na和K的合计：1.0质量％以下)
Na和K使电弧稳定性提高，是具有减少飞溅发生量这一效果的元素。但是，若这些元素变得过剩，则焊丝的耐吸湿性劣化，耐冷裂纹性和耐气孔性有可能发生问题。
从以上的观点出发，使焊丝含有Na和K之中的一种以上时，焊丝中的Na和K的合计量高于0％即可，但优选为0.005％以上，更优选为0.010％以上，进一步优选为0.020％以上。另外，焊丝中的Na和K的合计量优选为1.0％以下，更优选为0.50％以下，进一步优选为0.20％以下。
(Ca：1.0质量％以下)
Ca使电弧稳定性提高，是具有减少飞溅这一效果的元素。但是，若Ca变得过剩，则飞溅发生量反而增加。
从以上的观点出发，使焊丝含有Ca时，焊丝中的Ca量高于0％即可，但优选为0.005％以上，更优选为0.050％以上，进一步优选为0.20％以上。另外，焊丝中的Ca量优选为1.0％以下，更优选为0.90％以下，进一步优选为0.70％以下。
(Mg：1.0质量％以下)
Mg使电弧稳定性提高，是具有减少飞溅这一效果的元素。但是，若Mg变得过剩，则飞溅发生量反而增加。
从以上的观点出发，使焊丝含有Mg时，焊丝中的Mg量高于0％即可，但优选为0.005％以上，更优选为0.050％以上，进一步优选为0.20％以上。另外，焊丝中的Mg量优选为1.0％以下，更优选为0.90％以下，进一步优选为0.70％以下。
还有，使Mg和Ca这两者含有时，Mg和Ca的合计量优选为1.0％以下，更优选为0.90％以下，进一步优选为0.70％以下。另外，Mg和Ca的合计量优选为0.005％以上，更优选为0.050％以上，进一步优选为0.20％以上。
(F：1.0质量％以下)
为了调整电弧的吹力(集中性)，以及为了减少熔敷金属中的扩散氢量，也可以使焊丝中含有F。但是，若F变得过剩，则烟尘和飞溅发生量有可能增加。
从以上的观点出发，使焊丝中含有F时，焊丝中的F量高于0％即可，但优选为0.010％以上，更优选为0.025％以上，进一步优选为0.050％以上。另外，焊丝中的F量优选为1.0％以下，更优选为0.60％以下，进一步优选为0.40％以下。
(ZrO2：0.02～0.50质量％)
ZrO2是具有使焊道的平滑性提高这种效果的成分。但是，若ZrO2变得过剩，则立焊姿势下的焊道形状有可能凸化。另一方面，若ZrO2过少，则焊道的平滑性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝含有ZrO2时，焊丝中的ZrO2量优选为0.02％以上，更优选为0.05％以上。另外，焊丝中的ZrO2量优选为0.50％以下，更优选为0.45％以下。
(Al2O3：0.02～0.80质量％)
Al2O3是具有使焊道的平滑性提高这种效果的成分。但是，若Al2O3变得过剩，则焊道融合性劣化，另外，飞溅有可能发生。另一方面，若Al2O3过少，则焊道的平滑性有可能劣化。
从以上的观点出发，使焊丝中含有Al2O3时，焊丝中的Al2O3量优选为0.02％以上，更优选为0.05％以上。另外，焊丝中的Al2O3量优选为0.80％以下，更优选为0.60％以下。
还有，Al2O3中不包含金属Al。
另外，上述气体保护电弧焊用药芯焊丝的优选的一个方式，是含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％这两者。
即，所谓本优选的一个方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝，
以焊丝总质量计含有
C：0.03～0.12质量％、
以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％、
Mn：1.0～4.0质量％、
以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％、
Al：0.005～0.050质量％、
以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、
Ni：0.80～3.50质量％、
B：0.0008～0.012质量％、和
Fe：80质量％以上，
满足Li/Si≥0.05。
根据本方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝，基于上述理由，能够将焊接金属的氧化物系夹杂物控制为立方晶系的晶体结构。而且，通过含有特定量的Ni和特定量的B这两者，能够一边抑制对韧性造成不良影响的粗大的晶界铁素体的生成，一边抑制与针状铁素体竞争的晶界贝氏体，增加对于改善低温韧性有效的、以夹杂物为起点而生成的微细针状铁素体(AF)组织。由此，能够遍及焊接金属组织的整个断面而进一步改善低温韧性。
本实施方式的药芯焊丝，代表性的是在钢制外皮中填充有焊剂的药芯焊丝。详细地说，本实施方式的药芯焊丝，由呈筒状的不锈钢或软钢制的外皮和填充在该外皮的内部(内侧)的焊剂构成。还有，药芯焊丝是外皮上无接缝的无缝型，还是外皮上有接缝的有缝型的哪种形态都可以。另外，药芯焊丝可以对焊丝表面(外皮的外侧)实施镀覆等，也可以不实施。
接着，对于本实施方式的药芯焊丝的制造方法的一个实施方式进行说明。
制造本实施方式的药芯焊丝时，首先，在钢制外皮内填充焊剂。这时，外皮优选使用拉丝加工性良好的软钢、低合金钢。另外，焊剂的组成及填充率能够以焊丝整体的组成处于前述范围的方式，根据外皮的组成和厚度等适宜调整。
接下来，通过将外皮内填充有焊剂的焊丝使用孔拉丝模和辊模进行拉丝而进行缩径，得到具有规定的外径的药芯焊丝。
本实施方式的药芯焊丝的外径没有特别限定，但从焊丝的生产率的观点出发，优选为1.0～2.0mm，更优选为1.2～1.6mm。
另外，只要焊丝中的各成分在本发明的范围内，则焊剂填充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％，更优选为13～16质量％。还有，该焊剂填充率以填充到外皮内的焊剂的质量相对于焊丝(外皮+焊剂)总质量的比例进行规定。
<焊接金属>
另外，本实施方式的焊接金属(低合金钢焊接金属)，含有C：0.04～0.12质量％、Si：0.10～0.50质量％、Mn：0.80～3.00质量％、Ti：0.030～0.100质量％、Al：0.002～0.010质量％、O：0.030～0.070质量％、N：高于0并在0.01质量％以下、以及Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％之中的至少一个，余量由Fe和不可避免的杂质构成，其中，所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物，满足下述要件(1)和(2)。
(1)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％。
(2)在所述氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子。
本实施方式的焊接金属，例如是通过使用了上述气体保护电弧焊用药芯焊丝的气体保护电弧焊而得到的、低温韧性优异的焊接金属。
以下，对于本实施方式的焊接金属中所含有的各成分量的数值限定理由进行说明。还有，焊接金属中的各成分量，是相对于焊接金属的总质量的含量，即，是在焊接金属总质量中的含量。
(C：0.04～0.12质量％)
焊接金属中的C量的数值限定理由，与上述的焊丝中的C量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的C量为0.12％以下，优选为0.10％以下，更优选为0.08％以下。另外，焊接金属中的C量为0.04％以上，优选为0.05％以上，更优选为0.06％以上。
(Si：0.10～0.50质量％)
焊接金属中的Si量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Si量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Si量为0.50％以下，优选为0.40％以下，更优选为0.35％以下，进一步优选为0.30％以下。另外，焊接金属中的Si量为0.10％以上，优选为0.15％以上，更优选为0.20％以上。
(Mn：0.80～3.00质量％)
焊接金属中的Mn量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Mn量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Mn量为3.00％以下，优选为2.50％以下，更优选为1.90％以下。另外，焊接金属中的Mn量为0.80％以上，优选为1.20％以上，更优选为1.50％以上。
(Ti：0.030～0.100质量％)
焊接金属中的Ti量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Ti量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Ti量为0.100％以下，优选为0.080％以下，更优选为0.070％以下。另外，焊接金属中的Ti量为0.030％以上，优选为0.040％以上，更优选为0.050％以上。
(Al：0.002～0.010质量％)
焊接金属中的Al量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Al量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Al量为0.010％以下，优选为0.008％以下，更优选为0.006％以下。另外，焊接金属中的Al量为0.002％以上，优选为0.003％以上，更优选为0.004％以上。
(O：0.030～0.070质量％)
O是有助于确保焊接操作性的熔渣形成的元素。若O过剩，则氧化物系夹杂物增加，韧性有可能劣化。另外，若O过少，则焊接操作性有可能显著劣化。
从以上的观点出发，焊接金属中的O量为0.070％以下，优选为0.060％以下，更优选为0.055％以下。另外，焊接金属中的O量为0.030％以上，优选为0.035％以上，更优选为0.040％以上。
(N：高于0并在0.01质量％以下)
若N过剩地含有，则强度过大地上升，韧性有可能劣化，但工业上难以将其抑制为0％。
因此，焊接金属中的N量控制在高于0并在0.01％以下。N量优选为0.007％以下，更优选为0.006％以下。
(Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％之中的至少一个)
焊接金属中的Ni量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Ni量的数值限定理由同样。
另外，焊接金属中的B量的数值限定理由，也与上述的焊丝中的B量的数值限定理由同样。
本实施方式的焊接金属在特定量范围含有Ni和B之中至少一种。
焊接金属中含有Ni时，焊接金属中的Ni量为3.50％以下，优选为3.00％以下，更优选为2.70％以下。另外，焊丝中的Ni量为0.30％以上，优选为1.00％以上，更优选为2.00％以上。
另外，焊接金属中含有B时，焊接金属中的B量为0.0070％以下，优选为0.0050％以下，更优选为0.0030％以下。另外，焊丝中的B量为0.0005％以上，优选为0.0010％以上，更优选为0.0015％以上。
(Fe和不可避免的杂质)
本实施方式的焊接金属的余量是Fe和不可避免的杂质。
余量中的Fe，例如为90质量％以上，优选为90.5质量％以上，更优选为91质量％以上。
还有，Fe的上限没有特别限定，但根据与其他成分组成的关系，例如为98.7质量％以下。
所谓余量中的不可避免的杂质，相当于所述成分以外的成分(P、S、Sn、Pb、Sb等)，和后述的成分中能够选择性地含有的成分(Nb、V、Cu等)等不可避免被包含的元素，允许在不妨碍本发明的效果的范围含有。
另外，在本实施方式的焊接金属中，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物满足下述要件(1)和(2)。
(1)焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％。
(2)在所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子。
(要件(1))
在本实施方式的焊接金属中，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％。
在此，Al2O3+MnO+TiO2是表示氧化物系夹杂物的组成的参数，低于50％时，以夹杂物为起点的微细针状铁素体组织减少，低温韧性有可能降低。
因此，在本实施方式的焊接金属中，氧化物系夹杂物的平均组成以如下方式控制，即，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2为50％以上，优选为55％以上，更优选为65％以上。
还有，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，能够通过电子探针X射线显微分析(Electron Probe X－ray Micro Analyzer：EPMA)法测量。另外，该氧化物系夹杂物中含有TiO2、MnO、Al2O3、SiO2，余量成分是不可避的氧化物和不可避的氟化物。所谓不可避的氧化物，是因焊接等而不可避免地被包含的氧化物，例如，可列举ZrO2、Cr2O3、Li2O、Na2O、MgO、CaO、FeO、Fe3O4、Fe2O3。另外，作为不可避免的氟化物可列举CaF2。不可避免的氧化物和不可避免的氟化物不会对所述特性带来不利影响，也可以在能够得到希望特性的限度内包含。相对于所述氧化物系夹杂物的总质量，不可避免的氧化物和不可避免的氟化物的合计质量百分率，优选大致低于30％，更优选为20％以下。或者，ZrO2、Cr2O3、Li2O、Na2O、CaO、MgO、FeO、Fe3O4、Fe2O3、CaF2能够分别在相对于所述氧化物系夹杂物的总质量的质量百分率低于10％的范围内含有。
(要件(2))
另外，在本实施方式的焊接金属中，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，需要存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子。焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，若不存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子，则韧性降低。
在此，所谓焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子，只要是焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，在内部含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的氧化物系夹杂物的粒子的个数比例高于0％即可，但优选为10％以上，更优选为30％以上。另外，该个数比例的上限没有特别限定，也可以是100％，即焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的全部粒子在内部都含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相。还有，关于该个数比例的计算方法，在实施例的栏目中详述。
还有，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物为了满足上述要件(1)～(2)，适宜调整所使用的焊丝的组成、母材的组成、各种焊接条件等即可。
另外，在本实施方式的焊接金属中，除了上述的各成分以外，也可以按规定量再含有下述的至少一种的成分。
(Cu：0.40质量％以下)
焊接金属中的Cu量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Cu量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Cu时，焊接金属中的Cu量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Cu量优选为0.40％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下。
(Cr：1.0质量％以下)
焊接金属中的Cr量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Cr量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Cr时，焊接金属中的Cr量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Cr量优选为1.0％以下，更优选为0.8％以下，进一步优选为0.6％以下。
(Mo：0.35质量％以下)
焊接金属中的Mo量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Mo量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Mo时，焊接金属中的Mo量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Mo量优选为0.35％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下，更进一步优选为0.20％以下。
(Nb：0.020质量％以下)
焊接金属中的Nb量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Nb量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Nb时，焊接金属中的Nb量高于0％即可，但优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上，进一步优选为0.008％以上。另外，焊接金属中的Nb量优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.012％以下。
(V：0.050质量％以下)
焊接金属中的V量的数值限定理由，与上述的焊丝中的V量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有V时，焊接金属中的V量高于0％即可，但优选为0.001％以上，更优选为0.005％以上，进一步优选为0.008％以上。另外，焊接金属中的V量优选为0.050％以下，更优选为0.020％以下，进一步优选为0.015％以下。
另外，上述焊接金属的优选的一个方式是，含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％这两者，由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上焊接金属。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
即，所谓本优选的一个方式的焊接金属，是含有
C：0.04～0.12质量％、
Si：0.10～0.50质量％、
Mn：0.80～3.00质量％、
Ti：0.030～0.100质量％、
Al：0.002～0.010质量％、
O：0.030～0.070质量％、
N：高于0并在0.01质量％以下、
Ni：0.80～3.50质量％、及
B：0.0005～0.0070质量％，
余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，其中，
所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物，满足下述要件(1)和(2)，并且，
(1)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％；
(2)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子，
由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
在本方式的焊接金属中，基于上述理由，氧化物系夹杂物被控制为立方晶系的晶体结构。而且，通过含有特定量的Ni和特定量的B这两者，对于韧性造成不利影响的粗大的晶界铁素体的生成受到抑制，同时与针状铁素体竞争的晶界贝氏体被抑制，对于改善低温韧性有效的、以夹杂物为起点而生成的微细针状铁素体(AF)组织增加。由此，低温韧性进一步得到改善。
在此，所谓针状铁素体(AF)生成率(％)，是由(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100规定的、表示有助于低温韧性的改善的微细针状铁素体(AF)的生成能力的参数。
从以上的观点出发，本方式的焊接金属中的针状铁素体生成率为15％以上，更优选为18％以上，进一步优选为20％以上。
还有，在本方式中，凝固状态组织部和再热粗晶粒域这两者的针状铁素体生成率优选为15％以上。
还有，针状铁素体生成率能够以如下方式测量。
首先，以垂直于焊接方向的面切断焊接金属，用nital(硝酸:乙醇＝5:95)腐蚀液进行蚀刻。接着，对于最终焊层原质部的165μm×219μm的范围，利用光学显微镜以400倍拍摄4个视野，在拍摄到的夹杂物粒子之中，选定当量圆直径为1.5μm以上的。然后，以夹杂物粒子为起点放射状伸展的组织，定义为针状铁素体，基于下式测量针状铁素体生成率(％)。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
另外，本实施方式的熔敷金属，优选依据JIS Z2202的拉伸试验中的抗拉强度高于490MPa，更优选高于690MPa，进一步优选高于780MPa。
[第二实施方式]
<气体保护电弧焊用药芯焊丝>
本实施方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝(以下，也仅称为“药芯焊丝”或“焊丝”)，以焊丝总质量计，含有C：0.03～0.12质量％、以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.36质量％、Mn：2.5～3.3质量％、以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.0质量％、Ni：1.00～3.50质量％、B：高于0并在0.012质量％以下、和Ca：0.03～1.0质量％、以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、及Fe：80质量％以上。
以下，对于本实施方式的气体保护电弧焊用药芯焊丝含有的各成分量的数值限定理由进行说明。还有，以下，气体保护电弧焊用药芯焊丝中的各成分量，是相对于气体保护电弧焊用药芯焊丝的总质量的含量，即，是在焊丝总质量中的含量。
(C：0.03～0.12质量％)
C是对于提高焊接金属的强度有效的元素。但是，若C过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。另一方面，若C过少，则强度有可能不足，并且使对于韧性造成不良影响的粗大的晶界铁素体生成。
从以上的观点出发，焊丝中的C量为0.12％以下，优选为0.09％以下，更优选为0.08％以下。另外，焊丝中的C量为0.03％以上，优选为0.04％以上，更优选为0.05％以上。
(以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.36质量％)
Si是改善焊接时的操作性的元素。但是，若Si过剩，则夹杂物的杨氏模量与基体拉开差距，夹杂物起点的脆性断裂容易发生。另一方面，若Si过少，则焊接操作性或韧性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Si量，以Si合金和Si化合物中的Si换算量计，为0.36％以下，优选为0.34％以下，更优选为0.32％以下。另外，焊丝中的Si量，以Si合金和Si化合物中的Si换算量计，为0.20％以上，优选为0.22％以上，更优选为0.24％以上。
在此，作为Si源，除了SiO2、K2SiF6等以外，还可例示钾玻璃、钠玻璃等。
(Mn：2.5～3.3质量％)
Mn是对于提高强度有效的元素，但若Mn过剩，则强度过大，韧性有可能降低。另一方面，若Mn过少，则使对于韧性造成不利影响的粗大的晶界铁素体生成。
从以上的观点出发，焊丝中的Mn量为3.3％以下，优选为3.2％以下，更优选为3.1％以下。另外，焊丝中的Mn量为2.5％以上，优选为2.6％以上，更优选为2.7％以上。
(以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.0质量％)
Ti是构成夹杂物的元素。但是，若Ti过剩，则强度过大地上升，韧性有可能劣化。另一方面，若Ti过少，则夹杂物起点的针状铁素体的生成低下，有可能不能确保低温韧性。
从以上的观点出发，焊丝中的Ti量，以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计，为4.0％以下，优选为3.8％以下，更优选为3.5％以下。另外，焊丝中的Ti量，以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计，为2.4％以上，优选为2.5％以上，更优选为2.6％以上。
在此，作为Ti源，可列举TiO2等。
(Ni：1.00～3.50质量％)
Ni是抑制脆性断裂所需要的元素。另外，也有使与针状铁素体(AF)竞争的晶界贝氏体组织的形成迟滞，从而促进AF生成的作用。但是，若Ni过剩，则马氏体生成量增加，强度上升，摆锤冲击吸收功有可能降低。另一方面，若Ni过少，则韧性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Ni量为3.50％以下，优选为3.00％以下，更优选为2.70％以下。另外，焊丝中的Ni量为1.00％以上，优选为1.20％以上，进一步优选为2.00％以上。
(B：0.012质量％以下(不包含0质量％))
B抑制对韧性带来不良影响的晶界铁素体，是有助于低温下的脆性断面率降低的元素。但是，若B过剩，则热裂纹有可能发生。
从以上的观点出发，焊丝中的B量为0.012％以下，优选为0.010％以下，更优选为0.007％以下。另外，焊丝中的B量高于0％即可，但优选为0.0008％以上，更优选为0.0010％以上。
(Ca：0.03～1.0质量％)
Ca是强脱氧元素，在焊接中还原Si，减少杨氏模量比基体低的玻璃相夹杂物(Si系)，有助于韧性改善。但是，若Ca过剩，则针状铁素体的生成量降低，韧性有可能劣化。另一方面，若Ca过少，则玻璃相夹杂物增加而韧性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Ca量为0.03％以上，更优选为0.04％以上，进一步优选为0.05％以上。另外，焊丝中的Ca量优选为1.0％以下，更优选为0.5％以下，进一步优选为0.3％以下。
(以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％)
Li在焊接金属中的氧化物系夹杂物的周围母相形成Mn浓度低的所谓贫Mn层，是实现促进针状铁素体形成这一作用的元素。但是，若Li过剩，则焊丝的耐吸湿性劣化，耐冷裂纹性和耐气孔性有可能发生问题。另一方面，若Li过少，则贫Mn层无法充分形成，韧性有可能降低。
从以上的观点出发，焊丝中的Li量，以Li合金和Li化合物中的Li换算量计，为0.10％以下，优选为0.08％以下，更优选为0.06％以下。另外，焊丝中的Li量，以Li合金和Li化合物中的Li换算量计，为0.01％以上，优选为0.02％以上，更优选为0.03％以上。
(Fe和不可避免的杂质)
本实施方式的药芯焊丝的余量，是Fe和不可避免的杂质。另外，在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，也可以添加前述元素以外的合金元素、造渣剂和稳弧剂等。关于余量的详情，与第一实施方式同样。
另外，本实施方式的药芯焊丝，除了上述各成分以外，也可以按规定量再含有下述的至少一种成分。
(Al：0.005～0.050质量％)
Al是作为脱氧剂起作用的元素。但是，若Al过剩，则夹杂物起点的针状铁素体的生成不活跃，有可能不能确保低温韧性。另一方面，若Al过少，则脱氧不足，气孔有可能发生。
从以上的观点出发，使Al含有时的焊丝中的Al量为0.050％以下，优选为0.045％以下，更优选为0.042％以下。另外，使Al含有时的焊丝中的Al量为0.005％以上，优选为0.008％以上，更优选为0.010％以上。
(Cu：0.40质量％以下)
Cu也可以在焊丝中使之含有至0.40％以下。还有，Cu的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(Cr：1.0质量％以下)
Cr也可以在焊丝中使之含有至1.0％以下。还有，Cr的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(Nb：0.030质量％以下)
Nb也可以在焊丝中使之含有至0.030％以下。还有，Nb的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(V：0.050质量％以下)
V也可以在焊丝中使之含有至0.050％以下。还有，V的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(Na和K的合计：1.0质量％以下)
Na和K也可以在焊丝中以合计量使之含有至1.0％以下。还有，Na和K的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(Mg：1.0质量％以下)
Mg也可以在焊丝中使之含有至1.0％以下。还有，Mg的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(F：1.0质量％以下)
F也可以在焊丝中使之含有至1.0％以下。还有，F的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(ZrO2：0.02～0.50质量％)
ZrO2也可以在焊丝中使之含有0.02～0.50％。还有，ZrO2的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
(Al2O3：0.02～0.80质量％)
Al2O3也可以在焊丝中使之含有0.02～0.80％。还有，Al2O3的添加理由和适合范围，与第一实施方式同样。
另外，本实施方式的药芯焊丝的制造方法、外径、焊剂填充率等，也适宜借用适用于第一实施方式的。
<焊接金属>
另外，本实施方式的焊接金属(低合金钢焊接金属)，是含有C：0.04～0.12质量％、Si：0.20～0.32质量％、Mn：1.80～2.30质量％、Ti：0.030～0.090质量％、Ni：1.00～3.50质量％、B：高于0并在0.0070质量％以下、Ca：0.0003～0.010质量％、N：高于0并在0.01质量％以下、及O：0.030～0.070质量％，余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，其中，由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
本实施方式的焊接金属，例如是由使用了上述气体保护电弧焊用药芯焊丝的气体保护电弧焊得到的、兼具良好的低温韧性和高强度的焊接金属。
以下，对于本实施方式的焊接金属所含有的各成分量的数值限定理由进行说明。还有，焊接金属中的各成分量，是相对于焊接金属的总质量的含量，即，是在焊接金属总质量中的含量。
(C：0.04～0.12质量％)
焊接金属中的C量的数值限定理由，与上述的焊丝中的C量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的C量为0.12％以下，优选为0.10％以下，更优选为0.08％以下。另外，焊接金属中的C量为0.04％以上，优选为0.05％以上，更优选为0.06％以上。
(Si：0.20～0.32质量％)
焊接金属中的Si量的数值限定理由，与上述的焊丝中的C量的数值限定理由同样。
由此，焊接金属中的Si量为0.32％以下，优选为0.30％以下，更优选为0.28％以下。另外，焊接金属中的Si量为0.20％以上，优选为0.22％以上，更优选为0.23％以上。
(Mn：1.80～2.30质量％)
焊接金属中的Mn量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Mn量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Mn量为2.30％以下，优选为2.25％以下，更优选为2.20％以下。另外，焊接金属中的Mn量为1.80％以上，优选为1.85％以上，更优选为1.90％以上。
(Ti：0.030～0.090质量％)
焊接金属中的Ti量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Ti量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Ti量为0.090％以下，优选为0.080％以下，更优选为0.070％以下。另外，焊接金属中的Ti量为0.030％以上，优选为0.040％以上，更优选为0.060％以上。
(Ca：0.0003～0.01质量％)
焊接金属中的Ca量的数值限定理由，与上述焊丝中的Ca量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Ca量为0.01％以下，优选为0.005％以下，更优选为0.003％以下。另外，焊接金属中的Ca量为0.0003％以上，优选为0.0004％以上，更优选为0.0005％以上。
(Ni：1.00～3.50质量％)
焊接金属中的Ni量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Ni量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Ni量为3.50％以下，优选为3.00％以下，更优选为2.70％以下。另外，焊丝中的Ni量为1.00％以上，优选为1.20％以上，更优选为2.00％以上。
(B：0.0070质量％以下(不含0质量％))
焊接金属中的B量的数值限定理由，与上述的焊丝中的B量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的B量优选为0.0070％以下，更优选为0.0050％以下，进一步优选为0.0010％以下。另外，焊接金属中的B量高于0％即可，但优选为0.0005％以上，更优选为0.0008％以上。
(N：高于0并在0.01质量％以下)
若N过剩地含有，则强度过大地上升，韧性有可能劣化，但工业上难以将其抑制在0％。
因此，焊接金属中的N量控制为高于0并在0.01％以下。N量优选为0.007％以下，更优选为0.006％以下。
(O：0.030～0.070质量％)
O是构成夹杂物的元素。若O不足，则作为针状铁素体的起点的夹杂物数减少，低温韧性有可能劣化。另一方面，若O过剩，则粗大的夹杂物增加，低温下的冲击吸收功有可能降低。
从以上的观点出发，焊接金属中的O量为0.070％以下，优选为0.060％以下，更优选为0.055％以下。另外，焊接金属中的O量为0.030％以上，优选为0.035％以上，更优选为0.040％以上。
(Fe和不可避免的杂质)
本实施方式的焊接金属的余量，是Fe和不可避免的杂质。关于剩余的Fe和不可避免的杂质的详情与第一实施方式同样。
另外，在本实施方式的焊接金属中，针状铁素体生成率为15％以上。
在此，所谓针状铁素体(AF)生成率(％)，是由(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100规定的、表示有助于低温韧性改善的微细针状铁素体(AF)的生成能力的参数。若针状铁素体生成率低于15％，则以夹杂物为起点的微细的针状铁素体组织减少，低温韧性劣化。
从以上的观点出发，本方式的焊接金属中的针状铁素体生成率为15％以上，更优选为18％以上，进一步优选为20％以上。
另外，本实施方式的焊接金属中，除了上述各成分以外，也可以再以规定量含有下述的至少一种的成分。
(Al：0.002～0.010质量％)
焊接金属中的Al量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Al量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中的Al量为0.010％以下，优选为0.008％以下，更优选为0.006％以下。另外，焊接金属中的Al量为0.002％以上，优选为0.003％以上，更优选为0.004％以上。
(Cu：0.40质量％以下)
焊接金属中的Cu量的数值限定理由，与上述焊丝中的Cu量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Cu时，焊接金属中的Cu量高于0％即可，但优选为0.05％以上，更优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Cu量优选为0.40％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下。
(Cr：1.0质量％以下)
焊接金属中的Cr量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Cr量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Cr时，焊接金属中的Cr量高于0％即可，但优选为0.05％以上，更优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Cr量优选为1.0％以下，更优选为0.8％以下，进一步优选为0.6％以下。
(Mo：0.35质量％以下)
焊接金属中的Mo量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Mo量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Mo时，焊接金属中的Mo量高于0％即可，但优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另外，焊接金属中的Mo量优选为0.35％以下，更优选为0.30％以下，进一步优选为0.25％以下，更进一步优选为0.20％以下。
(Nb：0.020质量％以下)
焊接金属中的Nb量的数值限定理由，与上述的焊丝中的Nb量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有Nb时，焊接金属中的Nb量高于0％即可，但优选为0.005％以上，更优选为0.008％以上。另外，焊接金属中的Nb量优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.012％以下。
(V：0.050质量％以下)
焊接金属中的V量的数值限定理由，与上述的焊丝中的V量的数值限定理由同样。
据此，焊接金属中含有V时，焊接金属中的V量高于0％即可，但优选为0.005％以上，更优选为0.008％以上。另外，焊接金属中的V量优选为0.050％以下，更优选为0.020％以下，进一步优选为0.015％以下。
<焊接条件>
以下，对于使用上述气体保护电弧焊用药芯焊丝进行气体保护电弧焊时优选的焊接条件进行说明。
(线能量)
线能量没有特别限定，但优选为2.5kJ/mm以下。若线能量高于2.5kJ/mm，则焊接时的冷却速度降低，容易形成粗大组织，韧性有降低的倾向。
(保护气体)
作为保护气体，没有特别限定，但优选使用含有20体积％以下的CO2，余量由Ar构成的混合气体。若CO2量高于20体积％，则容易形成粗大的氧化物，韧性有降低的倾向。
(预热－层间温度)
预热－层间温度没有特别限定，但优选为50～200℃。若低于50℃，则有容易在焊接时发生裂纹的倾向。另外，若高于200℃，则焊接时的冷却速度降低，容易形成粗大组织，有韧性降低的倾向。
作为母材，只要能够得到本发明的效果，便没有特别限定，能够考虑气体保护电弧焊用药芯焊丝的组成和焊接条件等而适宜选择。
【实施例】
以下，由实施例和比较例，对于本发明的效果具体加以说明，但本发明不受其限定。
以下的例1～6、8～13和15～56，是用于说明第一实施方式的技术的效果的例子。
(例1～6、8～13和15～31)
制作丝径：1.2mm，焊剂填充率：13.5％，具有下述表1所示的化学成分组成的例1～31的药芯焊丝。还有，各药芯焊丝的余量是铁和不可避免的杂质。另外，表1中，所谓Si换算量，表示Si合金和Si化合物中的Si换算量，所谓Ti换算量，表示Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量，所谓Li换算量，表示Li合金和Li化合物中的Ti换算量。
【表1】
在板厚20mm的SM490A钢板上设置20°V字坡口，使用各例的药芯焊丝，以下述的条件进行气体保护电弧焊。
保护气体：20％CO2－80％Ar混合气体
极性：DCEP(直流电极接正)
电流－电压－速度：280A－29V－35cpm
线能量：1.4kJ/mm
预热温度：100℃－110℃
层间温度：140℃－160℃
层叠法：7层14道
焊接姿势：平焊
所得到的各例的焊接金属的化学成分组成显示在表2中。还有，各焊接金属的余量是铁和不可避免的杂质。另外，关于各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成中的Al2O3+MnO+TiO2，显示在表3中。还有，各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成的余量是SiO2、不可避免的氧化物和不可避免的氟化物。另外，各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成，是对于从焊接金属上截取的显微试料的研磨面，使用日本电子データム社制的电子探针X射线微区分析装置(Electron Probe X－ray Micro Analyzer：EPMA，商品名“JXA－8500F”)进行观察，从而进行定量分析。详情如下。使显微试料的研磨面的观察面积为100mm2，夹杂物的中央部的组成由特征X射线的波长色散分光进行定量分析。分析对象元素为Al、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Na、K、Cr、O(氧)，使用已知物质预先求得各元素的X射线强度与元素浓度的关系作为校正曲线，根据从作为分析对象的所述夹杂物得到的X射线强度和所述校正曲线，定量各夹杂物所包含的元素量，将其结果进行算术平均，求得夹杂物的组成。如此定量分析的夹杂物之中，将氧(O)含量为5质量％以上的夹杂物作为氧化物系夹杂物。这时，由一个氧化物系夹杂物观测多个元素时，根据表示这些元素存在的X射线强度的比，换算成各元素的单独氧化物而计算氧化物的组成。在本发明中，作为所述单独氧化物，将经过质量换算的单独氧化物进行平均，作为氧化物的组成。
另外，各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，具有立方晶系的晶体结构的氧化物系夹杂物的粒子的个数比例，以如下方式测量。其结果一并显示在表3中。
(具有立方晶系的晶体结构的氧化物系夹杂物的个数比例的测量方法)
沿纵截面切断焊接金属，从其中央部分截取氧化物系夹杂物的组成测量用试验片。对于该试验片的研磨面的观察面积100mm2，首先，使用电子探针X射线微区分析装置，定量分析氧化物系夹杂物的组成。作为分析方法，定量分析夹杂物的中央部的组成。这时，分析对象元素为Ca、Al、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Na、K、Cr、O(氧)，使用已知物质预先求得各元素的X射线强度与元素浓度的关系作为校正曲线，根据从作为分析对象的所述夹杂物得到的X射线强度和所述校正曲线，定量夹杂物所包含的元素量，进行质量换算，以其作为氧化物系夹杂物的组成。
接着，以上述方法，选择5个氧(O)含量为5质量％以上的氧化物系夹杂物。5个氧化物系夹杂物的选定标准是，观察面积100mm2之中存在的氧化物系夹杂物中，从其尺寸最大的起按顺序选择的5个。选择尺寸最大的氧化物系夹杂物的理由，是认为氧化物系夹杂物的尺寸越大，对韧性的不利影响程度越大。还有，氧化物系夹杂物的尺寸，是以出现有所述观察面上的氧化物系夹杂物的“长径×短径”的值来比较大小。还有，选择的5个氧化物系夹杂物，是短径均为1μm以上的。
接着，将对象的氧化物系夹杂物通过FIB法(Focused Ion Beam，聚焦离子束加工法)使之薄片化，直至氧化物系夹杂物可以进行TEM观察的厚度。用于薄片化的装置是日立制作所制的聚焦离子束加工观察装置FB2000A，加速电压30kV，作为离子源使用Ga。然后，对于薄片化的氧化物系夹杂物进行TEM观察。用于TEM观察的装置是日本电子制的场发射透射电子显微镜JEM－2010F，以加速电压200kV，拍摄倍率10,000倍，综合倍率15,000倍或30,000倍的条件，对于氧化物中存在的各相，由电子射线衍射进行鉴定分析，确认是否显示立方晶系的晶体结构。
这时，对象的氧化物系夹杂物包含具有立方晶系的晶体结构的氧化物相，判定为“具有立方晶系的晶体结构的氧化物系夹杂物”，在测量的5个的氧化物系夹杂物之内，测量“具有立方晶系的晶体结构的氧化物系夹杂物”的个数的比例。【表2】
【表3】
对于得到的焊接金属，通过下述的评价试验，评价各种性能(强度、低温韧性)。其评价结果显示在表4中。
(强度)
平行于焊接线而从焊接金属的中央部，提取依据JIS Z2202的拉伸试验片，进行拉伸试验，作为抗拉强度，高于490MPa的为合格。
(低温韧性)
从焊接金属的板厚中央部，与焊接线方向垂直地提取摆锤冲击试验片(JIS Z31114号V切口试验片)，按JIS Z 2242的要领，测量－40℃下的吸收功和脆性断面率。作为3次测量的平均值，－40℃下的吸收功为47J以上且脆性断面率为20％以下的，评价为低温韧性优异。
另外，关于发生立焊姿势的焊道形状的凸化、气孔的发生、焊道融合性的劣化、飞溅的发生、焊道平滑性的劣化、耐气孔性的劣化、焊接操作性的劣化、热裂纹的发生等的情况，作为其他特性一并显示在表4中。
【表4】
例1中，因为焊丝中的C量高达0.14％，另外，焊接金属中的C量高达0.14％，所以低温韧性差。另外，因为焊丝中的ZrO2量高达0.55％，所以可见立向姿势的焊道形状的凸化。
例2中，因为焊丝中的Si换算量高达0.78％，Li/Si低至0.04，焊接金属中的Si量高达0.53％，所以低温韧性差。
例8中，因为焊丝中的Si换算量低至0.15％，另外，焊接金属中的Si量低至0.08％，所以气孔发生。另外，因为焊丝中的Al2O3量高达0.87％，所以焊道融合性劣化，飞溅发生。
例9中，因为焊丝中的Mn量高达4.4％，另外，焊接金属中的Mn量高达3.04质量％，所以低温韧性差。另外，因为焊丝中的Al2O3量低至0.01％，所以焊道平滑性劣化。
例10中，因为焊丝中的Ti换算量高达4.6％，另外，焊接金属中的Ti量高达0.104％，所以低温韧性差。
例11中，因为焊丝中的Ti换算量低至2.0％，另外，焊接金属中的Ti量低至0.027％，所以低温韧性差，可见立向姿势的焊道形状的凸化，耐气孔性劣化。
例12中，因为焊丝中的Al量高达0.063％，另外，焊接金属中的Al量高达0.012％，所以低温韧性差。另外，因为焊丝中的ZrO2量高达0.01％，所以焊道平滑性劣化。
例13中，因为焊丝中的Al量低至0.003％，另外，焊接金属中的Al量低至0.001％，所以气孔发生，焊道平滑性劣化。
例15中，因为焊丝中的Li换算量低至0.009％，另外，焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，不存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子，所以低温韧性差。
例16中，因为焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，不存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子，所以低温韧性差。
例17中，因为焊丝中的Ni量高达3.6％，另外，焊接金属中的Ni量高达3.62％，所以热裂纹发生。
例18中，因为焊丝中的Ni量低至0.1％，另外，焊接金属中的Ni量低至0.26％，所以低温韧性差。
例20中，因为焊丝中的B量高达0.0140％，另外，焊接金属中的B量高达0.0075％，所以热裂纹发生。
例21中，因为焊丝中的B量低至0.0006％，另外，焊接金属中的B量低至0.0003％，所以低温韧性差。
另一方面，例3～6、19和22～31的焊接金属，低温韧性优异，且其他的特性也良好。(例32～56)
另外，制作丝径：1.2mm，焊剂填充率：13.5％，具有下述表5所示的化学成分组成的例32～56的药芯焊丝。另外，表5中，所谓Si换算量表示Si合金和Si化合物中的Si换算量，所谓Ti换算量表示Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量，所谓Li换算量表示Li合金和Li化合物中的Li换算量。
【表5】
在板厚20mm的SM490A钢板上设置20°V字坡口，使用各例的药芯焊丝，以下述的条件进行气体保护电弧焊。
保护气体：20％CO2－80％Ar混合气体
极性：DCEP(直流电极接正)
电流－电压－速度：280A－29V－35cpm
线能量：1.4kJ/mm
预热温度：100℃－110℃
层间温度：140℃－160℃
层叠法：7层14道
焊接姿势：平焊
所得到的各例的焊接金属的化学成分组成显示在表6中。还有，各焊接金属的余量是铁和不可避免的杂质。另外，关于各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成的Al2O3+MnO+TiO2，显示在表6中。还有，各例的焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成的余量，是SiO2、不可避免的氧化物和不可避免的氟化物。
另外，焊接金属的针状铁素体生成率，以如下方式测量。
首先，以垂直于焊接方向的面切断焊接金属，用nital(硝酸:乙醇＝5:95)腐蚀液进行蚀刻。其次，对于最终焊层原质部的165μm×219μm的范围，利用光学显微镜以400倍拍摄4个视野，在拍摄到的夹杂物粒子之中，选定当量圆直径为1.5μm以上的。然后，以夹杂物粒子为起点放射状伸展的组织定义为针状铁素体，基于下式测量针状铁素体生成率(％)。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
对于得到的焊接金属，通过下述的评价试验，评价低温韧性。
即，从焊接金属的板厚中央部，与焊接线方向垂直地提取摆锤冲击试验片(JISZ3111 4号V切口试验片)，按JIS Z 2242的要领，测量－60℃下的吸收功和脆性断面率。切口位置为焊接金属的截面中央部(焊层聚集部)，和含有更多的再热粗晶粒域的焊层中央部这2处。其评价结果显示在表6中。还有，表6中“中央部”一栏的记述，是使用了在焊接金属的截面中央部(焊层聚集部)设置切口的试验片的评价结果，“偏移”一栏的记述，是使用了在含有更多的再热粗晶粒域的焊层中央部设置切口的试验片的评价结果。作为3次测量的平均值，－60℃下的吸收功为60J以上且脆性断面率为33％以下的，评价为低温韧性特别优异。
另外，关于焊接操作性的评价结果一并显示在表6中。
【表6】
使用含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％这两者的焊丝得到的，含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％这两者，针状铁素体生成率为15％以上的例32～46的焊接金属，作为3次测量的平均值，－60℃下的吸收功为60J以上且脆性断面率为33％以下，低温韧性特别优异。
以下的例57～79，是用于说明第二实施方式的效果的例子。
(例57～79)
制作丝径：1.2mm，焊剂填充率：13.5％，具有下述表7所示的化学成分组成的例57～79的药芯焊丝。还有，各药芯焊丝的余量是铁和不可避免的杂质。另外，表7中，所谓Si换算量表示Si合金和Si化合物中的Si换算量，所谓Ti换算量表示Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量，所谓Li换算量表示Li合金和Li化合物中的Li换算量。
【表7】
在板厚20mm的SM490A钢板上设置20°V字坡口，使用各例的药芯焊丝，以下述的条件进行气体保护电弧焊。
保护气体：20％CO2－80％Ar混合气体
极性：DCEP(直流电极接正)
电流－电压－速度：280A－29V－35cpm
线能量：1.4kJ/mm
预热温度：100℃－110℃
层间温度：140℃－160℃
层叠法：7层14道
焊接姿势：平焊
所得到的各例的焊接金属的化学成分组成显示在表8中。还有，各焊接金属的余量是铁和不可避免的杂质。
另外，焊接金属的针状铁素体生成率，由以下方式测量。
首先，以垂直于焊接方向的面切断焊接金属，用nital(硝酸:乙醇＝5:95)腐蚀液进行蚀刻。其次，对于最终焊层原质部的165μm×219μm的范围，利用光学显微镜以400倍拍摄4个视野，在拍摄到的夹杂物粒子之中，选定当量圆直径为1.5μm以上的。然后，以夹杂物粒子为起点放射状伸展的组织定义为针状铁素体，基于下式测量针状铁素体生成率(％)。
针状铁素体生成率(％)＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
对于得到的焊接金属，通过下述的评价试验，评价低温韧性。其评价结果显示在表8中。
即，从焊接金属的板厚中央部，与焊接线方向垂直地提取摆锤冲击试验片(JISZ3111 4号V切口试验片)，按JIS Z 2242的要领，测量－60℃下的吸收功(vE－60)、脆性断面率、及－80℃下的吸收功(vE－80)。其评价结果显示在表8中。作为3次测量的平均值，－60℃下的吸收功为60J以上，脆性断面率为33％以下，且－80℃下的吸收功为50J以上的，评价为低温韧性优异。
【表8】
例73中，因为焊丝中的Mn量低至2.4％，焊接金属中的Mn量低至1.78％，所以低温韧性差。
例74中，因为焊丝中的Si量低至0.17％，焊接金属中的Si量低至0.19％，所以低温韧性差
例75中，因为焊丝中的Ti量低至2.2％，焊丝中的Ni量低至0.8％，焊接金属中的Ti量低至0.028％，焊接金属中的Ni量低至0.95％，另外，焊接金属中的针状铁素体生成率低至9％，所以低温韧性差。
例76中，因为焊丝中的Ti量高达4.1％，焊丝中的Ca量低至0.025％，焊接金属中的Ti量高达0.095％，焊接金属中未检测出Ca，另外，焊接金属中的针状铁素体生成率低至11％，所以低温韧性差。
例77中，因为焊丝中的Si量高达0.37％，另外，焊接金属中的Si量高达0.33％，所以低温韧性差。
例78中，因为焊丝中的Mn量高达3.4％，另外，焊接金属中的Mn量高达2.32％，所以低温韧性差。
例79中，因为焊丝中的Li量低至0.005％，另外，焊接金属中的针状铁素体生成率低至12％，所以低温韧性差。
另一方面，例57～72的焊接金属，低温韧性优异。
参照特定的方式详细地说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围可以进行各种变更和修改，为对本领域技术人员来说很清楚。还有，本申请基于2016年9月6日申请的日本专利申请(特愿2016－174096)，其整体因引用而援引。另外，在此所引用的全部的参照整体被编入。

Claims (18)

1.一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计含有
C：0.03～0.12质量％、
以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.70质量％、
Mn：1.0～4.0质量％、
以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.5质量％、
Al：0.005～0.050质量％、
以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％、
Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％之中的至少一个、以及
Fe：80质量％以上，
并且满足Li/Si≥0.05。
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，以焊丝总质量计还含有从
ZrO2：0.02～0.50质量％、和
Al2O3：0.02～0.80质量％所构成的群中选择的至少一个。
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，以焊丝总质量计还含有从
Cu：0.40质量％以下、
Cr：1.0质量％以下、
Mo：0.35质量％以下、
Nb：0.030质量％以下、和
V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
4.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有从
Na和K的合计：1.0质量％以下、和
Ca：1.0质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
5.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有Mg：1.0质量％以下。
6.根据权利要求1所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有F：1.0质量％以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，还含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0008～0.012质量％这两者。
8.一种焊接金属，其是含有
C：0.04～0.12质量％、
Si：0.10～0.50质量％、
Mn：0.80～3.00质量％、
Ti：0.030～0.100质量％、
Al：0.002～0.010质量％、
O：0.030～0.070质量％、
N：高于0并在0.01质量％以下、以及
Ni：0.30～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％之中的至少一个，
余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，其中，
所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物满足下述要件(1)和(2)：
(1)所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的平均组成以质量％计满足Al2O3+MnO+TiO2≥50％；
(2)在所述焊接金属中所含的短径为1μm以上的氧化物系夹杂物的粒子之中，存在含有具有立方晶系的晶体结构的氧化物相的粒子。
9.根据权利要求8所述的焊接金属，其中，还含有从
Cu：0.40质量％以下、
Cr：1.0质量％以下、
Mo：0.35质量％以下、
Nb：0.020质量％以下、及
V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
10.根据权利要求8或9所述的焊接金属，其中，含有Ni：0.80～3.50质量％和B：0.0005～0.0070质量％这两者，
并且由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上，
针状铁素体生成率＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
其中，式中的针状铁素体生成率以％计。
11.一种气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计含有
C：0.03～0.12质量％，
以Si合金和Si化合物中的Si换算量计的Si：0.20～0.36质量％、
Mn：2.5～3.3质量％、
以Ti合金和Ti化合物中的Ti换算量计的Ti：2.4～4.0质量％、
Ni：1.00～3.50质量％、
B：高于0并在0.012质量％以下、和
Ca：0.03～1.0质量％、
以Li合金和Li化合物中的Li换算量计的Li：0.01～0.10质量％，及
Fe：80质量％以上。
12.根据权利要求11所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有从
ZrO2：0.02～0.50质量％、和
Al2O3：0.02～0.80质量％所构成的群中选择的至少一个。
13.根据权利要求11所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有从
Al：0.005～0.050质量％、
Cu：0.40质量％以下、
Cr：1.0质量％以下、
Mo：0.35质量％以下、
Nb：0.030质量％以下、及
V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
14.根据权利要求11所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计，还含有Na和K的合计：1.0质量％以下。
15.根据权利要求11所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有Mg：1.0质量％以下。
16.根据权利要求11～15中任一项所述的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计还含有F：1.0质量％以下。
17.一种焊接金属，其为含有
C：0.04～0.12质量％、
Si：0.20～0.32质量％、
Mn：1.80～2.30质量％、
Ti：0.030～0.090质量％、
Ni：1.00～3.50质量％、
B：高于0并在0.0070质量％以下、
Ca：0.0003～0.010质量％、
N：高于0并在0.01质量％以下、及
O：0.030～0.070质量％，
余量由Fe和不可避免的杂质构成的焊接金属，
并且由下式定义的针状铁素体生成率为15％以上，
针状铁素体生成率＝(以针状铁素体为起点而起作用的夹杂物数/夹杂物总数)×100
其中，式中的针状铁素体生成率以％计。
18.根据权利要求17所述的焊接金属，其中，还含有从
Al：0.002～0.010质量％、
Cu：0.40质量％以下、
Cr：1.0质量％以下、
Mo：0.35质量％以下、
Nb：0.020质量％以下、及
V：0.050质量％以下所构成的群中选择的至少一个。
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