CN111819029A - 药芯焊丝的制造方法、药芯焊丝以及焊接接头的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种药芯焊丝的制造方法，具备：一边将钢板成形为圆筒形一边向钢板的内部填充焊药的工序；将钢板的两端接合从而形成为钢管的工序；和对钢管实施轧制以及退火从而得到药芯焊丝的工序，药芯焊丝的化学组成在规定范围内，Sn含量、Sb含量、W含量和Mo含量满足Sn+Sb＞Mo+W的关系。本发明的另一方式涉及的药芯焊丝是采用上述的药芯焊丝的制造方法制造的。本发明的另一方式涉及的焊接接头的制造方法，具备使用采用上述药芯焊丝的制造方法制造的药芯焊丝进行焊接的工序。

Description

药芯焊丝的制造方法、药芯焊丝以及焊接接头的制造方法

技术领域

本发明涉及药芯焊丝的制造方法、药芯焊丝以及焊接接头的制造方法。

背景技术

通过长期间使用，暴露于大气腐蚀环境中的耐候性钢材一般在其表面形成具有保护性的锈层。通过该锈层将耐蚀性钢材与来自外界的腐蚀性物质阻隔开，能够抑制锈层形成以后的耐候性钢材的腐蚀，发挥其耐候性。因此，耐候性钢材作为能够不涂装而以裸材的状态使用的钢材被用于桥梁等的结构物。

可是，在飞来盐分量多的环境例如海滨地区以及散布融雪剂的地区等，在耐候性钢材的表面难以形成具有保护性的锈层，难以发挥抑制腐蚀的效果。因此，在这些地区不能够使用裸材的状态的耐候性钢材，需要进行涂装来使用。

而且，在上述的飞来盐分量多的环境下，因涂膜劣化而产生涂膜伤，涂膜伤部正下方的钢材直接地暴露于腐蚀环境中，因此涂装钢材显示涂膜以伤部为中心呈打结状地膨胀(鼓起)的腐蚀形态。通过这样的腐蚀形态的进展，涂膜伤部进一步地累进地扩大，由此结构物的腐蚀继续发展，因此，在飞来盐分量多的环境下，以结构物的寿命延长为目的，每约10年就对涂装钢材实施再涂装的情况较多。由于这样的修补工序花费很多的工时，因此，关于通过延长涂装寿命、大大地延长修补涂装间隔，从而能够降低维持管理费用的耐蚀性钢材，曾提出了好几个技术方案。

例如，在专利文献1(特开2008-163374号公报)中，公开了一种即使在海滨地区和散布融雪盐的地区等飞来盐分量多的环境下也能够作为低限度维护材料使用的、耐候性和耐涂装剥离性优异的桥梁用钢材。

在专利文献2(特开2007-262555号公报)中，公开了一种难以机械性地损伤涂膜，并且即使是容易受到SO₄ ^2-和Cl^-这两者的影响的腐蚀环境也能够谋求涂膜的寿命延长和涂膜剥离后的腐蚀的抑制的、煤和矿石运输船货仓用的耐蚀性钢材。

另外，除了要求钢材自身的耐蚀性以外，还要求对将上述专利文献1以及专利文献2所公开的耐候性钢或耐蚀钢进行了焊接的情况下的焊缝金属赋予优异的耐候性和涂装耐蚀性。

特别是在焊接接头中，余高的耐候性和涂装耐蚀性成为问题。余高是焊缝金属的最表层，施加于余高的区域的涂膜，与施加于其周围的平滑的母材上的涂膜表面相比，在焊接接头使用中相对地容易更频繁地强烈受到与其他的物体的碰撞和机械性摩擦。另外，由于余高自身为凸形、呈复杂的形状，因此在涂装施工中，存在与周围的母材的涂膜的膜厚相比，余高的涂膜的膜厚变薄的倾向。由于这些原因，余高表面容易发生涂膜的剥离，因此从钢结构物开始使用起就容易早期地成为进行累进性的涂膜破坏的腐蚀形态的起点。

因此，在确保结构物整体的耐候性和涂装耐蚀性上，对接头的焊缝金属赋予与母材同等或在其之上的优异的耐候性和涂装耐蚀性是非常重要的，需要用于实现它的焊接材料。

作为耐候性钢用的气体保护电弧焊用药芯焊丝，例如在专利文献3(特开2013-151001号公报)中公开了一种在对耐候性钢进行焊接时在全位置焊接中的焊接操作性良好，能获得强度和韧性优异的焊缝金属的耐候性钢用气体保护电弧焊用药芯焊丝。

而且，在专利文献4(特开2000-288781号公报)中，公开了一种适合于Cu-Ni系海滨耐候性钢的焊接，能够进行全位置焊接，能获得良好的焊接操作性，不损害母材的耐蚀性且对焊缝金属赋予针对飞来海盐粒子的耐蚀性的气体保护电弧焊用药芯焊丝。

可是，在利用专利文献3以及专利文献4所记载的技术得到的焊缝金属中，也存在容易发生涂膜的剥离，在飞来盐分量多的环境下该剥离部成为腐蚀形态的起点的问题。这是由于：施加于作为焊接接头的最表层的余高上的涂膜的厚度，起因于余高的凸状的复杂的形状，与施加于其周围的平坦的母材上的涂膜的厚度相比存在变薄的倾向。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2008-163374号公报

专利文献2:日本国特开2007-262555号公报

专利文献3:日本国特开2013-151001号公报

专利文献4:日本国特开2000-288781号公报

发明内容

本发明鉴于上述的现状，其目的是提供：能获得具有即使在因飞来盐分量多等的原因而较多地存在腐蚀性物质的环境下也耐候性和耐涂装剥离性优异、并且机械特性也优异的焊缝金属的焊接接头，在全位置焊接中焊接操作性(焊接工艺性)良好的药芯焊丝的制造方法、药芯焊丝、以及焊接接头的制造方法。

本发明的要旨如下。

(1)本发明的一方式涉及的在钢制外皮的内部填充有焊药的药芯焊丝的制造方法，具备：一边将钢板成形为圆筒形一边向上述钢板的内部填充焊药的工序；将上述钢板的两端接合从而形成为钢管的工序；和对上述钢管实施轧制以及退火从而得到上述药芯焊丝的工序，上述药芯焊丝的化学组成，以相对于上述药芯焊丝的总质量的质量％计，含有C：0.03～0.12％、Si：0.20～0.85％、Mn：1.50～3.20％、P：0.020％以下、S：0.020％以下、Mg：0.05～0.70％、Sn：0.05～0.40％、Ti氧化物：以TiO₂换算值计为4.60～7.00％、Si氧化物：以SiO₂换算值计为0.20～0.90％、Zr氧化物：以ZrO₂换算值计为0.10～0.70％、Cu：0～0.70％、Ni：0～3.00％、Ti：0～0.50％、B：0～0.010％、Mo：0～0.40％、W：0～0.200％、Cr：0～0.500％、Nb：0～0.300％、V：0～0.300％、N：0～0.008％、Ca：0～0.0050％、REM：0～0.0050％、Sb：0～0.005％、Fe氧化物：以FeO换算值计为0～2.50％、Al和Al氧化物的合计：以Al换算值计合计为0～0.60％、Bi和Bi氧化物的合计：以Bi换算值计合计为0～0.035％、Na化合物和K化合物：以Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值计为0.05～0.40％、氟化合物：以F换算值计为0.02～0.25％，余量为Fe以及杂质，Sn含量、Sb含量、W含量和Mo含量满足以下的式1。

式1：Sn+Sb＞Mo+W

其中，上述式1中的元素符号以相对于上述药芯焊丝的上述总质量的质量％表示各元素符号所代表的元素的含量。

(2)根据上述(1)所述的药芯焊丝的制造方法，在上述药芯焊丝的化学组成中，以相对于上述药芯焊丝的上述总质量的质量％计，也可以W为0～0.010％、Mo为0～0.04％。

(3)根据上述(1)或(2)所述的药芯焊丝的制造方法，上述药芯焊丝的化学组成，以相对于上述药芯焊丝的上述总质量的质量％计，也可以Cu为0.05～0.70％。

(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，上述药芯焊丝的化学组成，以相对于上述药芯焊丝的上述总质量的质量％计，也可以满足至少下述的任一方。

Ni：0.10～3.00％

Ti：0.03～0.50％

B：0.002～0.010％

(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，上述接合可以为铆接。

(6)根据上述(1)～(4)的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，上述接合可以为焊接。

(7)本发明的另一方式涉及的药芯焊丝，是采用上述(1)～(6)的任一项所述的药芯焊丝的制造方法制造的。

(8)本发明的另一方式涉及的焊接接头的制造方法，具备：使用采用上述(1)～(6)的任一项所述的药芯焊丝的制造方法制造的药芯焊丝进行焊接的工序。

根据采用本发明的制造方法得到的药芯焊丝、以及使用了它的焊接接头的制造方法，能够得到即使在海滨地区等飞来盐分量多的环境下也耐候性和耐涂装剥离性优异的焊缝金属，因此，能够抑制以焊接区为起点的涂膜剥离的扩大所致的腐蚀的发展，通过延长直到以结构物的寿命延长为目的的再涂装工序为止的期间，能够降低维持管理费用。另外，根据采用本发明的制造方法得到的药芯焊丝、以及使用了它的焊接接头的制造方法，能够提供全位置焊接中的焊接操作性良好、无焊接缺陷、机械性能优异的高品质的焊接区(焊接部)。

附图说明

图1是表示用于焊接区的耐蚀性评价的腐蚀试验片用的试料的制取位置的图。

图2是表示用于焊接区的涂装耐蚀性评价的腐蚀试验片的形状以及交叉切的概略的图。

图3是表示腐蚀试验方法(SAE J2334试验，每1周期的实施条件)的概略的图。

图4是药芯焊丝的制造阶段中的截面图。

图5是通过铆接而制造的药芯焊丝的截面图。

图6是通过焊接而制造的药芯焊丝的截面图。

具体实施方式

本发明人为了发现为解决上述课题而所希望的药芯焊丝(以下有时简称为“丝”。)的化学组成(以下有时称为“成分”。)，反复进行了各种研究。其结果，本发明人发现：为了得到耐候性和涂装耐蚀性优异的焊接接头，为了使焊缝金属含有Sn(锡)，使丝中含有作为合金成分的Sn是有效的。另外发现：通过除了Sn以外还使丝中含有Cu，能够得到显示更优异的耐候性和涂装耐蚀性的焊缝金属以及焊接接头。

进而，本发明人发现：通过使丝含有作为渣成分的规定范围内的量的Ti氧化物、Si氧化物、Zr氧化物、Na化合物、K化合物和氟化合物，在全位置焊接中焊接操作性变得良好。进而，本发明人发现：通过使丝含有规定范围内的量的Al和Al氧化物(例如Al₂O₃)，向上立焊以及仰焊中的焊接操作性变得良好。而且，本发明人发现：通过使丝含有作为合金成分的规定范围内的量的Bi，在焊道表面生成的渣的易剥离度(渣剥离性)更加提高。

而且，本发明人发现：通过使丝含有作为合金成分的规定范围内的量的C、Si、Mn和Mg，能够对焊缝金属赋予适当的范围内的强度和良好的韧性。本发明人发现：通过使丝含有作为合金成分的规定范围内的量的Ni、Ti和B，焊缝金属的低温韧性变得良好。而且发现：通过使丝含有作为合金成分的规定范围内的量的Mo，能得到高强度的焊缝金属。

可是，在本发明人的见解中，上述的要素的相互作用也需要考虑。具体而言，本发明人发现：如果不使Sn(以及Sb)与Mo以及W的作为合金成分的含量比在规定范围内，则在飞来盐分量特别多的环境下因上述的涂膜劣化而产生了涂膜伤的情况下，涂膜伤部正下方的腐蚀深度的抑制较困难，耐涂装剥离性降低。

以下对基于上述的见解而得到的、本发明的一方式涉及的药芯焊丝的制造方法进行说明。再者，以下的说明中的、关于化学组成(成分)的单位“％”，只要没有特别声明，就意指相对于药芯焊丝的总质量(钢制外皮与焊药的合计质量)的质量％。在此，所谓药芯焊丝的总质量，是钢制外皮和焊药的合计质量，在钢制外皮的表面有镀层的情况下，该镀层的质量包含在钢制外皮的质量中。但是，在钢制外皮的外表面涂布的润滑剂的质量不包含在药芯焊丝的总质量中。

在钢制外皮11的内部填充有焊药12的本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法，包括：一边将钢板13成形为圆筒形一边向钢板13的内部填充焊药12的工序(参照图4)；将钢板13的两端接合从而形成为钢管的工序；和对钢管实施轧制以及退火从而得到药芯焊丝10的工序。轧制以及退火，是为了将丝10的直径弄细到能够作为焊接材料使用的程度、并且使丝10软化而进行的。钢板13的化学组成与钢制外皮11的化学组成实质上相同。

接合的方法不特别限定，为例如铆接或焊接。图5所示的通过铆接而制造的丝10，具有接缝14。另一方面，图6所示的通过焊接而制造的丝10是具有焊接区15但不具有接缝14的所谓的无缝丝。无缝丝，能够供于以降低丝中的氢量为目的的进一步的热处理，并且制造后的吸湿量少，因此能够降低焊缝金属的扩散性氢，能够使耐裂纹性提高，因此优选。

出于使焊接中的丝的送给性提高等的目的，本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法也可以还包括：对钢制外皮11的外表面进行镀敷的工序、和/或向钢制外皮11的外表面涂布润滑剂的工序。镀层为例如铜镀层等。润滑剂为例如植物油或PTFE油等。

在本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法中，钢制外皮11以及焊药12的化学组成被控制在规定范围内。再者，钢制外皮11以及焊药12中所含的成分，在焊接中熔融，在形成焊缝金属的同时，一部分因被氧化等而作为渣被排出到焊缝金属外。因此可以认为，以下说明的成分不论包含在钢制外皮11和焊药12的哪一个中都取得相同的效果。由于以上的理由，在本实施方式涉及的制造方法中，不需要区别钢制外皮11的化学组成和焊药12的化学组成。以下，只要没有特别声明，就将以氧化物或氟化物的形态存在的化学组成(成分)定义为渣成分，将其以外的作为单质金属或合金而存在的化学组成(成分)定义为合金成分。C、P以及S虽不是金属元素，但是，为方便起见，在本实施方式中包含在合金成分中。另外，关于Al和Bi，可以认为其氧化物的作用与作为合金成分的Al和Bi的作用相同，因此其氧化物实质上作为合金成分来对待。只要没有特别声明是渣成分，则以下说明的元素的含量为作为合金成分而存在的元素的含量。合金成分不论在钢制外皮11和焊药12的哪一个中都能够包含，但渣成分通常只包含在焊药12中。

在想要制造本实施方式涉及的药芯焊丝10时，预先决定想要制造的药芯焊丝10的直径、填充率(指焊药12的质量相对于药芯焊丝10的总质量的比例。)以及药芯焊丝10的化学组成的设计值(目标值)。成为钢制外皮的原材料的钢板13，通常使用特定的化学组成的钢板。能够从显示其化学组成的文件(例如，钢板13的化学组成的分析结果、钢铁厂商的检验证明书或商品目录等)掌握钢制外皮11的化学组成。因此，能够根据填充率、钢制外皮11的化学组成以及药芯焊丝10的化学组成的设计值(目标值)来决定焊药12的化学组成的设计值(目标值)。除了所决定的焊药12的化学组成的设计值(目标值)以外，还根据显示焊药12的原料(指渣成分的原料和金属成分的原料这两者。)的化学组成的文件(例如，原料厂商等的报告书、证明书或商品目录等)来选定焊药12的原料，并确定该原料的配合比率。

也就是说，将在上述的步骤中选定的焊药12的原料，以在上述的步骤中决定的配合比率来配合，从而制造焊药12。使用这样制造的焊药12以及上述的钢板13，能够制造设计值的化学组成的药芯焊丝10。再者，在对药芯焊丝10施加镀层的情况下，需要根据镀层的化学组成和镀层的厚度来控制钢制外皮11以及焊药12的化学组成。

[C：0.03～0.12％]

C是为确保焊缝金属的强度以及淬火性而需要的最基本的元素。当C含量小于0.03％时，不能得到焊缝金属所需要的强度。另外，在C含量小于0.03％的情况下，韧性降低。另一方面，若C含量超过0.12％，则容易产生高温裂纹，另外，焊缝金属的强度变高，由此焊缝金属的韧性降低。因此，C含量设为0.03～0.12％。优选C含量的下限值为0.04％或0.05％。优选C含量的上限值为0.07％或0.06％。再者，C能够作为钢制外皮11的成分、以及焊药12中的金属粉和合金粉的成分而存在。也就是说，通过控制钢制外皮11的C含量以及焊药12的C含量，能够制造上述的C含量的药芯焊丝10。

[Si：0.20～0.85％]

Si是作为焊接时的脱氧剂发挥作用的元素。若Si含量小于0.20％，则因脱氧不足而导致焊缝金属的韧性降低。另一方面，若Si含量超过0.85％，则焊缝金属的强度变高，焊缝金属的韧性降低。因此，Si含量设为0.20～0.85％。优选Si含量的下限值为0.30、0.40％或0.50％。优选Si含量的上限值为0.70％、0.65％或0.60％。再者，Si能够作为钢制外皮11的成分、以及焊药12中的金属Si、Fe-Si、Fe-Si-Mn等的合金粉的成分而存在。也就是说，通过控制钢制外皮11的Si含量以及焊药12的Si含量，能够制造上述的Si含量的药芯焊丝10。

[Mn：1.50～3.20％]

Mn是为了确保焊缝金属的强度、另外为了辅助焊接时的脱氧、确保焊缝金属的韧性而需要的元素。若Mn含量小于1.50％，则焊缝金属的强度和韧性降低。另一方面，若Mn含量超过3.20％，则焊缝金属的强度变高，韧性降低。因此，Mn含量设为1.50～3.20％。优选Mn含量的下限值为1.80、2.00％或2.20％。优选Mn含量的上限值为3.00％、2.80％或2.20％。再者，Mn能够作为钢制外皮11的成分、以及焊药12中的金属Mn、Fe-Mn、Fe-Si-Mn等的合金粉的成分而存在。也就是说，通过控制钢制外皮11的Mn含量以及焊药12的Mn含量，能够制造上述的Mn含量的药芯焊丝10。

[P：0.020％以下]

[S：0.020％以下]

P和S是对焊缝金属的机械特性给予不良影响，另外有时损害焊缝金属的耐蚀性的元素，因此最优选在丝中不含有。因此，P和S的含量的下限值为0％。可是，为了从丝的材料中完全地除去P和S，需要很多的费用，因此也可以在不损害焊缝金属的各种特性的范围内含有P和S。在本实施方式涉及的丝中，容许含有0.020％以下的P和0.020％以下的S。也可以将P或S的上限值设为0.015％、0.010％或0.005％。也可以将P或S的下限值设为0.001％、0.002％或0.005％。与上述的C和Si同样，通过控制钢制外皮11的P含量和S含量、以及焊药12的P含量和S含量，能够制造上述的P含量和S含量的药芯焊丝10。

[Cu：0～0.70％]

Cu在本实施方式涉及的药芯焊丝的制造方法中不是必需成分，但与Sn同样是担负耐候性和耐涂装剥离性的元素，为了得到更高的耐候性和耐涂装剥离性，也可以除了Sn以外还使丝含有0～0.70％的范围的Cu。为了发挥更高的耐候性和耐涂装剥离性，优选将Cu含量设为0.05％以上。可是，若Cu含量超过0.70％，则焊缝金属的韧性降低。因此，Cu含量设为0.70％以下。进一步优选Cu含量的下限值为0.10％、0.20％或0.30％。进一步优选Cu含量的上限值为0.60％、0.50％或0.40％。再者，Cu能够作为钢制外皮11自身的成分、钢制外皮11的镀层成分、或焊药12中的金属Cu等而存在。也就是说，通过控制钢制外皮11的Cu含量、镀层的Cu含量以及焊药12的Cu含量，能够制造上述的Cu含量的药芯焊丝10。

Cu使焊缝金属的耐候性和耐涂装剥离性提高的原因是：降低含有Cu的焊缝金属本身的溶解反应(腐蚀反应)的反应速度；以及，对于含有Cu的焊缝金属而言，在表面(余高部等)生成的腐蚀生成物(锈)因呈特征性的微细且致密的结构而形成抑制水、氧、氯离子等透过的防蚀性高的锈层。

[Sn：0.05～0.40％]

Sn是对确保焊缝金属的耐候性和耐涂装剥离性很重要的元素。若Sn含量小于0.05％，则不能够确保焊缝金属的耐候性和耐涂装剥离性。另一方面，若Sn含量超过0.40％，则由于Sn向焊缝金属的晶界的偏析而导致焊缝金属的韧性降低。因此，Sn含量设为0.05～0.40％。优选可将Sn含量的下限值设为0.10％、0.15％或0.18％。优选可将Sn含量的上限值设为0.30％、0.25％或0.20％。再者，Sn可以作为钢制外皮11的成分而含有，也可以作为焊药12中的金属Sn或Sn化合物而含有。提高主要控制钢制外皮11的Sn含量以及焊药12的Sn含量，能够制造上述的Sn含量的药芯焊丝10。

Sn使焊缝金属的耐候性以及耐涂装剥离性提高的原因是由于：焊缝金属中的金属Sn以锡离子(II)(Sn²⁺)的形式溶出，在暴露于环境中的部位、即在酸性氯化物溶液中显示缓蚀剂作用，抑制pH降低了的阳极上的腐蚀。另外，焊缝金属中的金属Sn也具有使铁(III)离子(Fe³⁺)还原的作用(2Fe³⁺+Sn²⁺→2Fe²⁺+Sn⁴⁺)，因此抑制Fe³⁺的腐蚀促进作用，使在飞来盐分多的环境中的耐候性提高。

[Mg：0.05～0.70％]

Mg是为了降低焊缝金属中的氧量、确保焊缝金属的韧性而需要的元素。若Mg含量小于0.05％，则焊缝金属的韧性降低。另一方面，若Mg含量超过0.70％，则在焊接中发生的飞溅变多，另外，在向上立焊以及仰焊中容易发生金属滴落。若Mg含量超过0.70％，则在水平角焊(平角焊)中，焊道外观和形状变得不良。因此，Mg含量设为0.05～0.70％。也可以将Mg含量的下限值设为0.10％、0.20％或0.25％。也可以将Mg含量的上限值设为0.60％、0.50％或0.40％。一般的钢制外皮11的Mg含量几乎为0％。因此，Mg大多作为焊药12中的金属Mg、Al-Mg等的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制焊药12的Mg含量，能够制造上述的Mg含量的药芯焊丝10。

[Ti氧化物的TiO₂换算值：4.60～7.00％]

作为渣成分的Ti氧化物，成为熔融渣的主成分，对熔融渣赋予适度的粘性和熔点，使渣包盖焊道整体，特别是使向上立焊以及仰焊等焊接中的耐金属滴落性提高。另外，Ti氧化物具有使电弧稳定地持续、使飞溅发生量降低的效果。当Ti氧化物的TiO₂换算值小于4.60％时，在向上立焊以及仰焊等焊接中金属容易滴落，不能得到平滑的焊道。另一方面，若Ti氧化物的TiO₂换算值超过7.00％，则渣量变多，在水平角焊中焊道下部凸起，焊道形状变得不良。另外，若Ti氧化物的TiO₂换算值超过7.00％，则容易发生夹渣。因此，Ti氧化物的TiO₂换算值设为4.60～7.00％。优选Ti氧化物的TiO₂换算值的下限值为4.80％、5.00％或5.50％。优选Ti氧化物的TiO₂换算值的上限值为6.60％、6.20％或6.00％。再者，Ti氧化物能够主要作为焊药12中的金红石、氧化钛、钛渣、钛铁矿、钛酸纳、钛酸钾等而存在。因此，通过主要控制焊药12的Ti氧化物的含量，能够制造上述的Ti氧化物的含量(以TiO₂换算值计为4.60～7.00％)的药芯焊丝10。

在此，关于换算值的计算的方法，将Ti氧化物的TiO₂换算值取为例子来说明。所谓Ti氧化物的TiO₂换算值，被定义为：丝中所含的所有的Ti氧化物(例如TiO₂、Ti₂O₃、Ti₃O₅、钛酸纳、钛酸钾等)被视为TiO₂的情况下的TiO₂的相对于丝总质量的质量％。因此，TiO₂换算值通过测定将O从Ti氧化物的质量除外而得到的、仅仅Ti的质量的总和，并将该总Ti量代入到以下的式A中而得到。

式A：(TiO₂换算值)＝(形成Ti氧化物的Ti的相对于丝总质量的质量％)×(TiO₂的式量)/(Ti的原子量)

Si氧化物的SiO₂换算值、Zr氧化物的ZrO₂换算值、Fe氧化物的FeO换算值也通过同样的计算而得到。

[Si氧化物的SiO₂换算值：0.20～0.90％]

作为渣成分的Si氧化物，提高熔融渣的粘性，调整焊道上的渣的包盖性。当Si氧化物的SiO₂换算值小于0.20％时，熔融渣的粘性不足，在水平角焊中渣的包盖变得不充分，焊道外观变得不良。另一方面，若Si氧化物的SiO₂换算值超过0.90％，则熔融渣的熔点降低，在向上立焊以及仰焊中容易发生金属滴落。另外，若Si氧化物的SiO₂换算值超过0.90％，则焊缝金属的氧量增加从而韧性降低。因此，Si氧化物的SiO₂换算值设为0.20～0.90％。优选Si氧化物的SiO₂换算值的下限值为0.30％或0.40％。优选Si氧化物的SiO₂换算值的上限值为0.80％、0.70％或0.60％。再者，Si氧化物能够主要作为焊药12中的硅砂、锆砂、长石、硅酸纳、硅酸钾等而存在。因此，通过主要控制焊药12的Si氧化物的含量，能够制造上述的Si氧化物的含量(以SiO₂换算值计为0.20～0.90％)的药芯焊丝10。[Zr氧化物的ZrO₂换算值：0.10～0.70％]

作为渣成分的Zr氧化物，提高熔融渣的熔点，在向上立焊以及仰焊中具有使耐金属滴落性提高的效果，在水平角焊中具有调整渣的包盖性、使焊道平滑的效果。当Zr氧化物的ZrO₂换算值小于0.10％时，不能得到这些效果，在向上立焊以及仰焊中发生金属滴落，在水平角焊中渣的包盖性差，焊道形状变得不良。另一方面，若Zr氧化物的ZrO₂换算值超过0.70％，则熔融渣的熔点过于变高，在向上立焊以及仰焊中金属容易滴落。另外，若Zr氧化物的ZrO₂换算值超过0.70％，则在水平角焊中，焊道成为凸形状。而且，若Zr氧化物的ZrO₂换算值超过0.70％，则不论焊接位置怎样，渣都致密而坚固，渣剥离性变得不良。因此，Zr氧化物的ZrO₂换算值设为0.10～0.70％。优选Zr氧化物的ZrO₂换算值的下限值为0.20％、0.30％或0.40％。优选Zr氧化物的ZrO₂换算值的上限值为0.60％、0.50％或0.40％。再者，Zr氧化物是能够主要作为焊药12中的锆砂、氧化锆等而存在的，另外，也有在上述的Ti氧化物中微量含有的情况。因此，提高主要控制焊药12的Zr氧化物的含量，能够制造上述的Zr氧化物的含量(以ZrO₂换算值计为0.10～0.70％)的药芯焊丝10。

[Na化合物和K化合物：以Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值计为0.05～0.40％]

Na化合物和K化合物，具有使焊接中的电弧稳定的作用，并且，具有调整焊接时的熔融渣的粘性从而整备焊道形状和外观的作用。当Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值小于0.05％时，在焊接时电弧变得不稳定，较多地发生飞溅。另外，当Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值小于0.05％时，在水平角焊中焊道形状和焊道的外观变差。另一方面，若Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值超过0.40％，则熔融渣的粘性过于降低，在向上立焊、仰焊中金属容易滴落。另外，若Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值超过0.40％，则在水平角焊中，在焊道上部容易发生咬边。因此，Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值设为0.05～0.40％。优选Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值的下限值为0.10％、0.15％或0.20％。优选Na化合物和K化合物的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值的上限值为0.35％、0.30％或0.25％。再者，Na化合物和K化合物能够作为焊药12中的长石、硅酸纳、硅酸钾等氧化物、氟化纳、硅氟化钾(氟硅酸钾)、冰晶石等氟化物而存在。通常的钢制外皮11的Na化合物和K化合物的含量大体为0％。因此，通过主要控制焊药12的Na化合物和K化合物的含量，能够制造上述的Na化合物和K化合物的含量的药芯焊丝10。

所谓Na化合物的Na₂O换算值，是丝中所含的所有的Na化合物被视为Na₂O的情况下的Na₂O的相对于丝总质量的质量％。所谓K化合物的K₂O换算值，是丝中所含的所有的K化合物被视为K₂O的情况下的K₂O的相对于丝总质量的质量％。Na化合物的Na₂O换算值和K化合物的K₂O换算值，可采用与上述的Ti氧化物的TiO₂换算值同样的方法来算出。

[氟化合物的F换算值：0.02～0.25％]

作为渣成分的氟化合物，使电弧的集中性良好，对形成稳定的熔池具有效果。另外，氟化合物具有调整熔融渣的粘性从而使焊道形状平滑的作用。当氟化合物的F换算值小于0.02％时，在水平角焊中焊道形状不稳定。另一方面，若氟化合物的F换算值超过0.25％，则熔融渣的粘性过于降低，在向上立焊以及仰焊中金属容易滴落。另外，若氟化合物的F换算值超过0.25％，则飞溅发生量变多。因此，氟化合物的F换算值设为0.02～0.25％。也可以将氟化合物的F换算值的下限值设为0.05％、0.10％或0.15％。也可以将氟化合物的F换算值的上限值设为0.22％、0.20％或0.18％。再者，氟化物能够作为焊药12中的氟化纳、硅氟化钾、氟化镁、冰晶石等而存在。再者，所谓氟化合物的F换算值，是丝中的所有的氟化合物中所含的F的、以相对于丝总质量的质量％计的含量的总量。通常的钢制外皮11的氟化合物的含量大致为0％。因此，通过主要控制焊药12的氟化合物的含量，能够制造上述的氟化合物的含量的药芯焊丝10。

在本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法中，钢制外皮11以及焊药12，虽然将以上的元素以及化合物作为必需要件(不是必须含有Cu)，但是能够进而根据需要含有以下记载的元素以及化合物。但是，即使是不含有以下列举的任意成分的情况，本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法也能够解决其课题，因此这些任意成分的含量的下限值为0％。

[Ni：0～3.00％]

[Ti：0～0.50％]

[B：0～0.010％]

Ni、Ti和B，具有使焊缝金属的低温韧性提高的效果，因此也可以在丝中含有。若Ni含量超过3.00％，则焊缝金属容易发生高温裂纹。若Ti含量超过0.50％，则焊缝金属的韧性降低，并且，容易发生飞溅发生量的增加、渣向焊道表面的粘附。另外，若B含量超过0.010％，则焊缝金属容易发生高温裂纹。因此，将Ni含量设为3.00％以下，将Ti含量设为0.50％以下，将B含量设为0.010％以下。Ni含量的优选的上限为2.60％、2.20％或2.00％。Ti含量的优选的上限为0.40％、0.30％或0.20％。B含量的优选的上限为0.008％、0.005％或0.003％。再者，Ni能够作为钢制外皮11的成分、焊药12中的金属Ni、Fe-Ni等的合金粉末的成分而存在。Ti能够作为钢制外皮11的成分、焊药12中的金属Ti、Fe-Ti等的合金粉末的成分而存在。B能够作为钢制外皮11的成分、焊药12中的金属B、Fe-B、Fe-Mn-B等的合金粉末的成分而存在。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Ni含量、Ti含量和B含量、以及焊药12的Ni含量、Ti含量和B含量，能够制造上述的Ni含量、Ti含量和B含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Ni含量、Ti含量和B含量在上述范围内，也可以使用上述的化学组成(Ni：0～3.00％、Ti：0～0.50％、B：0～0.010％)的钢制外皮11以及上述的化学组成(Ni：0～3.00％、Ti：0～0.50％、B：0～0.010％)的焊药12。

为了使焊缝金属的低温韧性提高，优选：使丝含有从0.10％以上的Ni、0.03％以上的Ti、和0.002％以上的B中选出的1种或2种以上。特别是为了使在-40℃下的夏比吸收能提高，需要满足至少下述的任一方。

Ni：0.10～3.00％

Ti：0.03～0.50％

B：0～0.010％

[Mo：0～0.40％]

Mo具有使焊缝金属的强度提高的效果，因此也可以在丝中含有。可是，若Mo含量超过0.40％，则在飞来盐分量特别多的环境下产生了涂膜伤的情况下，因与Sn的离子化进行竞争而变得不能够抑制涂膜伤部正下方的腐蚀深度。因此，Mo含量设为0.40％以下。另外，为了得到使焊缝金属的强度提高的效果，优选将Mo含量设为0.01％以上。优选的Mo含量的上限值为0.30％、0.10％或0.04％。再者，Mo能够作为钢制外皮11的成分、金属Mo、Fe-Mo等的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Mo含量以及焊药12的Mo含量，能够制造上述的Mo含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Mo含量在上述范围内，也可以使用上述的Mo含量(即0～0.40％)的钢制外皮11以及上述的Mo含量(即0～0.40％)的焊药12。

[W：0～0.200％]

W有助于焊缝金属的强度提高，因此也可以在丝中含有。可是，若W含量超过0.200％，则在飞来盐分量特别多的环境下产生了涂膜伤的情况下，因与Sn的离子化竞争而变得不能够抑制涂膜伤部正下方的腐蚀深度。另外，W含量更优选设为0.010％以下。优选的W含量的上限值为0.150％、0.100％或0.010％。再者，W能够作为钢制外皮11的成分、或者作为金属W等的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的W含量以及焊药12的W含量，能够制造上述的W含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的W含量在上述范围内，也可以使用上述的W含量(即0～0.200％)的钢制外皮11以及上述的W含量(即0～0.200％)的焊药12。

[Cr：0～0.500％]

Cr有助于焊缝金属的强度提高，因此也可以在丝中含有。可是，若Cr含量超过0.500％，则焊缝金属的强度变得过度高，焊缝金属的韧性降低。因此，Cr含量设为0.500％以下。为了得到使焊缝金属的强度提高的效果，优选将Cr含量设为0.010％以上。优选的Cr含量的上限值为0.400％、或0.300％。再者，Cr能够作为钢制外皮11的成分、或者作为金属Cr、Fe-Cr等的合金粉末的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Cr含量以及焊药12的Cr含量，能够制造上述的Cr含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Cr含量在上述范围内，也可以使用上述的Cr含量(即0～0.500％)的钢制外皮11以及上述的Cr含量(即0～0.500％)的焊药12。

[Nb：0～0.300％]

Nb通过析出强化而有助于焊缝金属的强度提高，因此也可以在丝中含有。可是，若Nb含量超过0.300％，则Nb形成粗大的析出物，焊缝金属的韧性降低。因此，Nb含量的上限值设为0.300％。也可以将Nb含量的上限值设为0.250％或0.200％。为了得到上述的效果，也可以将Nb含量的下限值设为0.050％或0.100％。再者，Nb能够作为钢制外皮11的成分、或者作为金属Nb、Fe-Nb等的合金粉末的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Nb含量以及焊药12的Nb含量，能够制造上述的Nb含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Nb含量在上述范围内，也可以使用上述的Nb含量(即0～0.300％)的钢制外皮11以及上述的Nb含量(即0～0.300％)的焊药12。

[V：0～0.300％]

V有助于焊缝金属的强度提高，因此也可以在丝中含有。可是，若V含量超过0.300％，则焊缝金属的强度变得过度高，焊缝金属的韧性降低。因此，V含量设为0.300％以下。为了得到使焊缝金属的强度提高的效果，优选将V含量设为0.010％以上。优选的V含量的上限值为0.200％或0.100％。再者，V能够作为钢制外皮11的成分、或者作为金属V、Fe-V等的合金粉末的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的V含量以及焊药12的V含量，能够制造上述的V含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的V含量在上述范围内，也可以使用上述的V含量(即0～0.300％)的钢制外皮11以及上述的V含量(即0～0.300％)的焊药12。

[N：0～0.008％]

N是损害焊缝金属的韧性等的元素，因此最优选在丝中不含有。因此，N的含量的下限值为0％。可是，为了从丝的材料中完全地除去N，需要很多的费用，因此也可以在不损害焊缝金属的各种特性的范围内含有N。在本实施方式涉及的丝中，容许含有0.008％以下的N。也可以将N含量的上限值设为0.007％、0.006％、或0.005％。为了使药芯焊丝10的N含量在上述范围内，也可以使用上述的N含量(即0～0.008％)的钢制外皮11以及上述的N含量(即0～0.008％)的焊药12。

[Ca：0～0.0050％]

[REM：0～0.0050％]

Ca和REM具有通过使硫化物和氧化物的形态变化而使焊缝金属的延展性和韧性提高的作用。为了得到该效果，可以将Ca含量设为0.0002％以上，可以将REM含量设为0.0002％以上。另一方面，Ca和REM也是使飞溅量增大、损害焊接性的元素。因此，Ca含量的上限值为0.0050％，REM含量的上限值为0.0050％。也可以将Ca含量的上限值设为0.0040％或0.0030％。也可以将REM含量的上限值设为0.0040％或0.0030％。再者，Ca和REM能够作为钢制外皮11的成分、或者作为Ca化合物或REM化合物而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Ca含量和REM含量以及焊药12的Ca含量和REM含量，能够制造上述的Ca含量和REM含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Ca含量和REM含量在上述范围内，也可以使用上述的Ca含量(即0～0.0050％)和REM含量(即0～0.0050％)的钢制外皮11以及上述的Ca含量(即0～0.0050％)和REM含量(即0～0.0050％)的焊药12。

再者，“REM”这一术语指包含Sc、Y和镧系元素的合计17种元素，上述“REM含量”意指这17种元素的合计含量。在作为REM使用镧系元素的情况下，在工业上REM以混合稀土(misch metal)的形式被添加。

[Sb：0～0.005％]

Sb与Sn同样是对焊缝金属赋予耐候性和耐涂装剥离性的元素。因此，可以将Sb含量设为0.001％或0.002％。可是，若Sb含量超过0.005％，则因Sb向焊缝金属的晶界的偏析而导致焊缝金属的韧性降低。因此，Sb含量设为0.005％以下。也可以将Sb含量的上限值设为0.004％或0.003％。再者，Sb能够作为钢制外皮11的成分、或者作为金属Sb或Sb化合物等的合金粉末的合金粉末而存在于丝中。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Sb含量以及焊药12的Sb含量，能够制造上述的Sb含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Sb含量在上述范围内，也可以使用上述的Sb含量(即0～0.005％)的钢制外皮11以及上述的Sb含量(即0～0.005％)的焊药12。

[Fe氧化物：以FeO换算值计为0～2.50％]

作为渣成分的Fe氧化物不是必需成分，因此Fe氧化物的FeO换算值的下限值为0％。另一方面，Fe氧化物是损害焊接操作性、妨碍全位置焊接的。因此，将Fe氧化物的FeO换算值的上限值设为2.50％。也可以将Fe氧化物的FeO换算值的下限值设为0.10％或0.50％。也可以将Fe氧化物的FeO换算值的上限值设为2.00％或1.50％。Fe氧化物主要存在于焊药12中的情况多，通过主要控制焊药12的Fe氧化物的含量，能够制造上述的Fe氧化物的含量(以FeO换算值计为0～2.50％)的药芯焊丝10。[Al和Al氧化物：以Al换算值的合计值计为0～0.60％]

Al和Al氧化物提高熔融渣的熔点，具有使向上立焊以及仰焊中的金属滴落难以发生的作用，因此也可以在丝中含有。若Al和Al氧化物的Al换算值的合计值超过0.60％，则在水平角焊中焊道下部凸起，外观变得不良。另外，若Al和Al氧化物的Al换算值的合计值超过0.60％，则容易发生夹渣。因此，Al和Al氧化物的Al换算值的合计值设为0.60％以下。也可以将Al和Al氧化物的Al换算值的合计值设为0.50％或0.40％。为了获得使向上立焊以及仰焊中的金属滴落难以发生的效果，优选将Al氧化物的Al换算值的合计值设为0.01％以上、0.05％或0.10％。再者，Al氧化物能够作为焊药12中的氧化铝或长石等而存在。另外，金属Al或合金Al能够作为钢制外皮11的成分、或焊药12中的金属Al粉、Fe-Al合金粉、Al-Mg合金粉等而存在。也就是说，通过主要控制钢制外皮11的Al含量、以及焊药12的Al含量和Al氧化物的含量，能够制造上述的Al含量和Al氧化物的含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Al含量和Al氧化物的含量在上述范围内，也可以使用上述的化学组成(Al和Al氧化物：以Al换算值的合计值计为0～0.60％)的钢制外皮11以及上述的化学组成(Al和Al氧化物：以Al换算值的合计值计为0～0.60％)的焊药12。

所谓Al换算值是作为金属或合金存在的Al的相对于丝总质量的质量％与Al氧化物中的Al的相对于丝总质量的质量％的合计值。在此，Al氧化物(AlO_x)的Al换算值通过下述式B求出。

式B：(Al氧化物(AlO_x)的Al换算值)＝(Al氧化物(AlO_x)的相对于药芯焊丝总质量的以质量％计的含量)×(Al的原子量)/(Al氧化物(AlO_x)的式量)

药芯焊丝10的Al换算值是各Al氧化物(AlO_x、AlO_y、···)的Al换算值的总和。

由于作为金属或合金而存在的Al和Al氧化物取得同样的效果，因此在本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法中，将作为金属或合金而存在的Al的含量和Al氧化物的含量这两者以Al换算值的形式来管理。

[Bi和Bi氧化物：以Bi换算值的合计值计为0～0.035％]

Bi和Bi氧化物具有使渣从焊道剥离的剥离性提高的效果，因此也可以在丝中含有。可是，若Bi和Bi氧化物的Bi换算值的合计值超过0.035％，则使焊缝金属产生高温裂纹。因此，Bi和Bi氧化物的Bi换算值的合计值设为0.035％以下。Bi和Bi氧化物的Bi换算值的合计值的优选的上限为0.030％或0.025％。另外，为了得到使渣的剥离性提高的效果，优选将Bi和Bi氧化物的Bi换算值的合计值设为0.005％以上、或0.010％以上。再者，Bi和Bi氧化物能够作为金属Bi、Bi氧化物等的粉末而存在。含有Bi的钢板13价格非常高。因此，通过主要控制焊药12的Bi含量和Bi氧化物的含量，能够制造上述的Bi含量和Bi氧化物的含量的药芯焊丝10。另外，为了使药芯焊丝10的Bi含量和Bi氧化物的含量在上述范围内，也可以使用上述的化学组成(Bi和Bi氧化物：以Bi换算值的合计值计为0～0.035％)的钢制外皮11以及上述的化学组成(Bi和Bi氧化物：以Bi换算值的合计值计为0～0.035％)的焊药12。

所谓Bi换算值是作为金属或合金而存在的Bi的相对于丝总质量的质量％与Bi氧化物(例如Bi₂O₃)中的Bi的相对于丝总质量的质量％的合计值。由于作为金属或合金而存在的Bi和Bi氧化物取得同样的效果，因此在本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法中，将作为金属或合金而存在的Bi的含量和Bi氧化物的含量这两者以Bi换算值的形式来管理。

[Sn+Sb＞Mo+W]

在本实施方式涉及的丝的制造方法中，Sn和Sb的合计含量需要超过Mo和W的合计含量。原因是因为，在飞来盐分量特别多的环境下，因涂膜劣化而产生了涂膜伤的情况下，涂膜伤部正下方的腐蚀深度的抑制较困难，耐涂装剥离性降低。再者，上述的要件能够换言之为：将Sn、Sb、Mo和W的含量代入到以下的式C中而得到的指数X超过0。优选控制丝的成分以使得该指数X成为0.05以上、0.08以上、或0.10以上。

式C：指数X＝(Sn+Sb)-(Mo+W)

其中，式C中的元素符号以相对于药芯焊丝的总质量的质量％表示各元素符号所代表的元素的含量。

在本实施方式涉及的丝的制造方法中，丝成分的其余部分(余量)为Fe以及杂质。Fe作为钢制外皮11的成分以及焊药12中的成分(Fe粉、Fe合金粉(例如Fe-Mn合金粉、Fe-Si合金粉等)而存在。Fe粉是为了调整Fe以外的成分而使用的，如果不需要，则也可以使其含量相对于丝总质量为0％。在Fe粉含量过量的情况下，有因Fe粉表面的氧化铁而导致焊缝金属的韧性劣化之虞。因此，也可以使Fe粉的含量的上限值相对于丝总质量为10.0％以下。所谓杂质，意指在工业性制造丝时通过矿石或废料等之类的原料或因制造工序的种种的因素而混入的、且在不对本实施方式涉及的丝的制造方法给予不良影响的范围容许的成分。例如，在本实施方式涉及的丝中，在构成氧化物的O以外也可作为杂质含有O，但这样的O如果含量为0～0.080％则被容许。另外，通常包含构成上述的Ti氧化物、Si氧化物、Zr氧化物、Fe氧化物、Al氧化物、Na化合物、K化合物、氟化合物和Bi氧化物的O在内的全部的O的含量为0.5～6.0％。

在本实施方式涉及的丝的制造方法中，填充率(焊药12的总质量相对于丝总质量的比例)不被特别限制，但从生产性的观点出发，优选相对于丝总质量为8～20％。另外，丝的直径不特别限定，但考虑到焊接时的便利性，优选设为1.0～2.0mm。

接着，对本发明的另一方式涉及的药芯焊丝10、以及本发明的另一方式涉及的焊接接头的制造方法进行说明。

本发明的另一方式涉及的药芯焊丝10，是采用上述的本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法得到的药芯焊丝10。本发明的另一方式涉及的焊接接头的制造方法，是包括使用采用上述的本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法制造的药芯焊丝10进行焊接的工序的焊接接头的制造方法。本实施方式涉及的药芯焊丝10，Sn含量设为0.05～0.40％，并且Sn含量、Sb含量、W含量和Mo含量满足上述的式C，因此本实施方式涉及的药芯焊丝10以及焊接接头的制造方法，能够获得在飞来盐分量多等的存在腐蚀性物质的环境下的耐候性和耐涂装剥离性优异的焊缝金属。另外，本实施方式涉及的药芯焊丝10，合金成分在上述的规定范围内，因此，本实施方式涉及的药芯焊丝10以及焊接接头的制造方法，能获得具有机械特性优异的焊缝金属的焊接接头。而且，本实施方式涉及的药芯焊丝10，是由渣成分在上述的范围内的材料制造的，因此，本实施方式涉及的药芯焊丝10以及焊接接头的制造方法，能够在全位置焊接中确保良好的焊接操作性。

本实施方式涉及的药芯焊丝10以及焊接接头的制造方法的用途，不特别限定，但特别适合应用于要求焊缝金属的耐蚀性的结构用钢材、特别是港湾设施、桥梁、建筑·土木结构物、罐(tank)、船舶·海洋结构物、铁道、集装箱等的钢结构物的制造。另外，本实施方式涉及的药芯焊丝10以及焊接接头的制造方法所应用的钢材的材质不特别限定，可以是碳钢、低合金钢等的普通钢材。耐候性钢、或含有Ni和Sn等的低合金钢，从耐候性和涂装耐蚀性的观点来看是更有利的。本实施方式涉及的药芯焊丝10所供的焊接的形态、以及本实施方式涉及的焊接接头的制造方法中所含的焊接的形态不特别限定，但优选为气体保护电弧焊。

再者，采用本实施方式涉及的药芯焊丝10的制造方法得到的药芯焊丝10的成分的分析伴有困难。原因是因为通过分析来确定焊药12的非金属物质的成分是困难的。作为非金属物质而含有的Si等元素，在被覆材料中以金属或合金的形态、氧化物的形态、氟化物的形态和碳酸盐的形态之中的哪种形态存在呢？判别并不容易。例如，分离作为金属或合金而存在的Si(金属Si)和作为氧化物(SiO₂)而存在的Si是很困难的。原因是只使金属Si选择性地溶解来进行湿式分析的方法尚未确立。另外，在焊药12中含有氟化物的情况下，也存在从焊药12游离出的氟损伤分析设备的情况。而且，药芯焊丝10的制造方法包括对封入有焊药12的钢线进行退火的工序，存在该退火使焊药12的非金属物质的组成变化成不能预期的组成的情况。

实施例

以下通过实施例来更详细地说明本发明的效果。

将在JIS G 3141：2011“冷间轧制钢板以及钢帯”中规定的SPCC作为钢制外皮使用，填充焊药后，进行缩径(为了外皮的软化和脱氢，实施1次中间退火)，试制出各种的无缝型药芯焊丝，所述的各种的无缝型药芯焊丝具有表1-1～表1-3所示的成分，填充率为13.5％，丝直径为1.2mm，在钢制外皮上没有贯通的间隙即为无接缝类型。但是，A23是通过铆接而制造的。再者，表1-1～表1-3的数值，表示相对于药芯焊丝的总质量(钢制外皮与焊药的合计的质量)的质量％。再者，表1-1～表1-3中记载的值为设计值。在药芯焊丝的制造时，基于焊药的原料的化学组成的分析报告书、证明书或商品目录等来控制了各化合物的含量。

表1-1

表1-2

表1-3

指数X＝(Sn+Sb)-(Mo+W)

首先，实施了焊接操作性(焊接工艺性)的调查。在该调查中，使用表1-1～表1-3所示的试制丝，采用在JIS G 3106：2008“焊接结构用轧制钢材”中规定的板厚12mm的SM490A钢来制作T字角焊试验体，在表2所示的焊接条件下，采用半自动焊接，以水平、向上立焊以及仰焊的各位置来实施角焊试验，调查了各位置中的角焊区(角焊部)的焊道形状、飞溅发生量和渣剥离性。

焊道形状的调查，通过目视角焊区来实施。确认焊道表面是否平坦、凸起是否过大，将焊道形状的凸起过大的情况判定为焊道形状“不良”。另外，在向上立焊以及仰焊中，在焊接中熔融金属滴落从而没有形成焊道的情况也判定为“不良”。

在飞溅发生量的评价中，捕集在焊接中飞散的飞溅，测定了飞溅的质量。关于飞溅发生量，将每1分钟时间的飞溅质量为1.5g以上的情况判定为“多”，将小于1.5g的情况判定为“少”。

关于渣剥离性(脱渣性)，将不依靠钢凿的敲打就渣剥离了的情况判定为“非常良好”，将(若不进行钢凿的敲打则渣不剥离)通过钢凿的敲打从而渣剥离了的情况判定为“良好”，将即使在钢凿敲打之后也在焊道上残留有渣的情况判定为“不良”。

接着，关于熔敷金属的机械性质和耐蚀性的评价，按照JIS Z 3111：2005“熔敷金属的拉伸以及冲击试验方法”来实施熔敷金属试验，实施X射线透射试验后，实施了拉伸试验、冲击试验以及耐蚀性评价试验。使用的母材是含有C：0.11％、Si：0.18％、Mn：1.44％、P：0.011％、S：0.002％、Sn：0.12％的耐蚀钢钢板。熔敷金属试验中的焊接条件为表2所示的条件。耐蚀性评价试验中的焊接条件与熔敷金属试验中的焊接条件相同。在X射线透射试验中，在确认到夹渣、气孔、熔深不良、弧坑裂纹的情况下，将其缺陷的种类记载在“X射线透射试验结果”的列中。在接头焊接长度500mm中没有确认到上述缺陷的情况下，记载为无缺陷。

冲击试验温度设为0℃。但是，只针对由添加了Ni、Ti和B中的1种以上的元素的丝得到的熔敷金属实施了在0℃以及-40℃下的冲击试验。

关于熔敷金属的机械性质的合格判定基准，将拉伸试验中的抗拉强度为510～660MPa、0℃的冲击试验中的吸收能为60J以上判定为合格。为了确保低温韧性，关于由添加了Ni、Ti和B中的1种以上的元素的丝(A9、A11、A12、B1、B2、B10、B13和B14)得到的熔敷金属的机械性质的合格判定基准，将熔敷金属的抗拉强度为510～660MPa、熔敷金属的-40℃的吸收能为60J以上的情况判定为合格。关于由添加了Mo的丝(A14～A17、B11和B13)得到的熔敷金属的机械性质的合格判定基准，将抗拉强度为590～720MPa、0℃的吸收能为60J以上的情况判定为合格。

在耐蚀性的评价中，首先，如图1所示那样，以熔敷金属2成为中心的方式从距离母材1表面为1mm深度的制取位置3制取试验片制作用的试料(厚度3mm×宽度60mm×长度150mm)，将其表面进行喷丸处理后，在炉内温度80℃下进行加热干燥从而制成为腐蚀试验片原材料。接着，在腐蚀试验片原材料的两面，将涂料A(中国涂料(株)制的バンノー#200)或涂料B(神东涂料(株)制的ネオゴーセイプライマーHB)的任一种涂料在钢材表面以膜厚200～350μm的厚度涂装，从而制作出腐蚀试验片。通过对该试验片如图2所示那样以跨越熔敷金属2的方式实施交叉切4，制作出模拟了涂膜伤的腐蚀试验片5。交叉切4，是通过采用切割刀实施从涂膜之上到达基底钢表面的划伤以使得将交叉切作为对角线的长方形的尺寸成为长边100mm×短边40mm从而形成的。

然后，将得到的腐蚀试验片5按照SAE(Society of Automotive Engineers)J2334试验来评价了耐蚀性。

在此，对SAE J2334试验进行说明。所谓SAE J2334试验，是在将湿润(50℃、100％RH、6小时)、盐分附着(0.5质量％NaCl、0.1质量％CaCl₂、0.075质量％NaHCO₃水溶液浸渍、0.25小时)、干燥(60℃、50％RH、17.75小时)这3个过程作为1周期(合计24小时)的干湿反复的条件下进行的加速试验。将1周期的概略示于图3。

该腐蚀试验是模拟飞来盐分量超过1mdd的严酷的腐蚀环境的试验。

在SAE J2334试验的80周期后，测量了各试验片的涂膜剥离·膨胀(鼓起)面积率。另外，作为反映实结构物的长期的涂装耐蚀性能的试验，进行了涂膜密合性的评价。针对与以交叉切为对角线的长方形相当的区域的整个面，以不互相重叠的方式贴附2列的长方形的长边长度切成100mm的宽度20mm的透明附着带，在带附着后5分钟以内以接近于60°的角度、以4.0～8.0秒拉离开。通过使用带的撕拉操作而剥离了的涂膜面积除以在SAE J2334试验的刚刚80周期后残存的涂膜面积，由此求出带剥离率。然后，除去表面的残存涂膜和生成的锈层，测定涂装被膜伤部的腐蚀深度后，算出平均腐蚀深度。

关于耐候性·耐涂装剥离性的合格判定基准，将涂膜剥离·膨胀面积率小于50％、且涂膜伤部平均腐蚀深度小于0.50mm的情况判定为合格。而且，关于添加了Cu的丝(A6～A9、A17、A18、B7～B11)，将涂膜剥离·膨胀面积率小于20％、且涂膜伤部平均腐蚀深度小于0.25mm的情况判定为合格。另外，涂膜密合性的评价，将带剥离率为0％以上且小于20％判定为“非常良好”，将带剥离率为20％以上且小于40％判定为“良好”，将带剥离率为50％以上判定为“不良”。将这些结果汇总地示于表3-1和表3-2。

表3-1

表3-2

表中的丝记号A1～A25是本发明例，丝记号B1～B15是比较例。

作为本发明例的丝记号A1～A25，由于在本发明例中规定的各成分范围内，因此在水平、向上立焊以及仰焊的各位置的角焊中焊道形状良好，渣剥离性以及飞溅发生量少，在X射线透射试验中无缺陷，熔敷金属的抗拉强度以及吸收能良好，涂装剥离·膨胀面积率都小于50％，并且，涂装伤部腐蚀深度都小于0.5mm，是极为满意的结果。

再者，含有Ni、Ti和B中的1种或2种以上的丝记号A9、A11和A12，熔敷金属的-40℃的吸收能为60J以上。而且，含有Cu的丝记号A6、A7、A8、A9、A17和A18，焊接区的耐蚀性评价试验中的涂膜剥离·膨胀面积率小于20％，并且，涂膜伤部的平均腐蚀深度小于0.25mm。丝记号A8、A10和A11，以Al换算值计含有适量的Al和Al氧化物，因此向上立焊以及仰焊的焊道形状特别良好。丝记号A8和A13，含有适量的Bi，因此显示出优异的渣剥离性。

与此相对，在比较例中，丝记号B1由于TiO₂换算值小，因此在向上立焊以及仰焊位置的角焊中产生金属滴落，没有得到平滑的焊道。另外，丝记号B1由于Mn量少，因此熔敷金属的抗拉强度低，吸收能为低值。而且，丝记号B1由于B量多因此产生了弧坑裂纹。

丝记号B2，由于TiO₂换算值大，因此在水平角焊中焊道形状不良，在X射线透射试验中产生了夹渣。另外，丝记号B2，由于C量少，因此熔敷金属的抗拉强度和吸收能为低值。

丝记号B3，由于SiO₂换算值小，因此在水平角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B3，由于Mn量多，因此熔敷金属的抗拉强度高，吸收能为低值。

丝记号B4，由于SiO₂换算值大，因此在向上立焊以及仰焊位置的角焊中产生金属滴落，没有得到平滑的焊道。另外，丝记号B4，熔敷金属的吸收能为低值。而且，丝记号B4，由于Sn量少，因此熔敷金属的涂膜剥离·膨胀面积率大，涂膜伤部的平均腐蚀深度也深。

丝记号B5，由于ZrO₂换算值小，因此在所评价的全部位置的角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B5，由于Si量少，因此熔敷金属的吸收能为低值。

丝记号B6，由于ZrO₂换算值大，因此在所评价的全部位置的角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B6，由于Mg量少，因此熔敷金属的吸收能为低值。

丝记号B7，由于Si量多，因此熔敷金属的抗拉强度高，吸收能为低值。另外，丝记号B7，由于Na₂O换算值与K₂O换算值的合计值小，因此在水平角焊中焊道形状不良，飞溅发生量多。

丝记号B8，由于Mg量多，因此在所评价的全部位置的角焊中焊道形状不良，飞溅发生量多。另外，丝记号B8，由于Sn量多，因此熔敷金属的吸收能为低值。

丝记号B9，由于Na₂O换算值与K₂O换算值的合计值大，因此在所评价的全部位置的角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B9，由于Bi和Bi氧化物的Bi换算值的合计值大，因此产生了弧坑裂纹。

丝记号B10，由于F换算值大，因此在所评价的全部位置的角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B10，由于Cu量多，因此熔敷金属的吸收能为低值。

丝记号B11，由于F换算值小，因此在水平角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B11，由于Mo量多，因此熔敷金属的抗拉强度高，吸收能为低值。而且，丝番号B11，由于指数X不足(即不满足Sn+Sb＞Mo+W)，因此涂膜密合性不良。

丝记号B12，由于C量少，因此熔敷金属的抗拉强度和吸收能为低值。另外，丝记号B12，由于Al和Al₂O₃的Al换算值的合计值大，因此在水平角焊中焊道形状不良，在X射线透射试验中产生了夹渣。

丝记号B13，由于SiO₂换算值小，因此在水平角焊中焊道形状不良。另外，丝记号B13，由于Ni量，因此产生了弧坑裂纹。

丝记号B14，由于Sn量少，因此熔敷金属的涂膜剥离·膨胀面积率大，涂膜伤部的平均腐蚀深度也深。另外，丝记号B14，由于Ti量多，因此飞溅多，渣剥离性不良。而且，丝记号B14，熔敷金属的吸收能为低值。

丝记号B15，由于C量多，因此熔敷金属的抗拉强度高，吸收能为低值。另外，丝记号B15产生了弧坑裂纹。

附图标记说明

1 母材(钢材)

2 熔敷金属

3 腐蚀试验片的制取位置

4 交叉切

5 腐蚀试验片

10 药芯焊丝

11 钢制外皮

12 焊药

13 钢板

14 接缝

15 焊接区

Claims (8)

1.一种药芯焊丝的制造方法，是在钢制外皮的内部填充有焊药的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，具备：

一边将钢板成形为圆筒形一边向所述钢板的内部填充焊药的工序；

将所述钢板的两端接合从而形成为钢管的工序；和

对所述钢管实施轧制以及退火从而得到所述药芯焊丝的工序，

所述药芯焊丝的化学组成，以相对于所述药芯焊丝的总质量的质量％计，含有

C：0.03～0.12％、

Si：0.20～0.85％、

Mn：1.50～3.20％、

P：0.020％以下、

S：0.020％以下、

Cu：0～0.70％、

Sn：0.05～0.40％、

Mg：0.05～0.70％、

Ti氧化物：以TiO₂换算值计为4.60～7.00％、

Si氧化物：以SiO₂换算值计为0.20～0.90％、

Zr氧化物：以ZrO₂换算值计为0.10～0.70％、

Ni：0～3.00％、

Ti：0～0.50％、

B：0～0.010％、

Mo：0～0.40％、

W：0～0.200％、

Cr：0～0.500％、

Nb：0～0.300％、

V：0～0.300％、

N：0～0.008％、

Ca：0～0.0050％、

REM：0～0.0050％、

Sb：0～0.005％、

Fe氧化物：以FeO换算值计为0～2.50％、

Al和Al氧化物的合计：以Al换算值计合计为0～0.60％、

Bi和Bi氧化物的合计：以Bi换算值计合计为0～0.035％、

Na化合物和K化合物：以Na₂O换算值和K₂O换算值的合计值计为0.05～0.40％、

氟化合物：以F换算值计为0.02～0.25％，

余量为Fe以及杂质，

Sn含量、Sb含量、W含量和Mo含量满足以下的式1，

式1：Sn+Sb＞Mo+W

其中，所述式1中的元素符号以相对于所述药芯焊丝的所述总质量的质量％表示各元素符号所代表的元素的含量。

2.根据权利要求1所述的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，所述药芯焊丝的化学组成，以相对于所述药芯焊丝的所述总质量的质量％计，W为0～0.010％，Mo为0～0.04％。

3.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，所述药芯焊丝的化学组成，以相对于所述药芯焊丝的所述总质量的质量％计，Cu为0.05～0.70％。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，所述药芯焊丝的化学组成，以相对于所述药芯焊丝的所述总质量的质量％计，满足至少下述的任一方，

Ni：0.10～3.00％、

Ti：0.03～0.50％、

B：0.002～0.010％。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，所述接合为铆接。

6.根据权利要求1～4的任一项所述的药芯焊丝的制造方法，其特征在于，所述接合为焊接。

7.一种药芯焊丝，是采用权利要求1～6的任一项所述的药芯焊丝的制造方法制造的。

8.一种焊接接头的制造方法，具备：使用采用权利要求1～6的任一项所述的药芯焊丝的制造方法制造的药芯焊丝进行焊接的工序。

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