ES2915028T3

ES2915028T3 - Alambre con núcleo de fundente

Info

Publication number: ES2915028T3
Application number: ES17789557T
Authority: ES
Inventors: Naoki Kawabe; Eri Yamamoto; Kei Yamazaki; Reiichi Suzuki
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2022-06-20
Anticipated expiration: 2037-04-25
Also published as: US20190126411A1; KR20180125554A; KR102206707B1; JP6762131B2; EP3450085A1; EP3450085A4; JP2017196651A; EP3450085B1; US11318567B2; CN109070285A; WO2017188275A1

Abstract

Un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido, que tiene una cubierta externa de acero llenada con un fundente, comprendiendo el alambre con núcleo de fundente, con respecto a la masa total del alambre: F: el 0,10 % en masa o más y el 4,00 % en masa o menos; Li: el 0,25 % en masa o más y el 2,30 % en masa o menos; Al soluble en ácido: el 1,00 % en masa o más y el 5,25 % en masa o menos; Mg: el 0,80 % en masa o más y el 3,10 % en masa o menos; S: el 0,0005 % en masa o más y el 0,2000 % en masa o menos; CO2: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos; Ba: el 0 % en masa o más y el 8,00 % en masa o menos; Ca: el 0 % en masa o más y el 5,00 % en masa o menos; Sr: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos; REM: el 0 % en masa o más y el 1,50 % en masa o menos; P: el 0,070 % en masa o menos; y uno o más de C no derivados de un carbonato: el 0,65 % en masa o menos, Mn: el 11,00 % en masa o menos, Ni: el 11,00 % en masa o menos y Cu: el 1,50 % en masa o menos y uno o más de Ti y Zr en una cantidad total de estos componentes del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos, en donde se satisfacen las siguientes Fórmulas (1) a (4): 0,60 <= 10 x [C no derivado de carbonato] + [Mn] + [Ni] + [Cu] <= 15,00 ... (1) 7,5 x [Li] - [Al soluble en ácido] + 10 * [C no derivado de carbonato] + [Mn] + [Ni] + [Cu] >= 1,50 ... (2) 0,33 x [F] + [Al soluble en ácido] + [Li] + [Mg] + [CO2] >= 3,00 ... (3) [Mn] + [Ba] + [Ca] + [Sr] + [REM] -20 x [S] > -0,60 ... (4) en donde el término [componente] en las Fórmulas anteriores es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre.

Description

DESCRIPCIÓN

Alambre con núcleo de fundente

La presente invención se refiere a un alambre con núcleo de fundente y, particularmente, a un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido.

Existe un método de soldadura por arco de metal protegido como método de unión para la unión de un material de acero mediante soldadura.

El método de soldadura por arco de metal protegido es un método de unión relativamente sencillo que se puede realizar mediante la aplicación de una tensión entre un material de soldadura y un metal de base mediante una fuente de alimentación para soldadura. Mediante el cambio de un componente de aleación del material de soldadura, la soldadura por arco de metal protegido se puede aplicar ampliamente a la soldadura de diversos metales de base. El método de soldadura por arco de metal protegido es un método de unión útil en los países en desarrollo donde la infraestructura no está lo suficientemente desarrollada, dado que no se necesita el suministro de gas o similares. En el método de soldadura por arco de metal protegido, un dispositivo de soldadura es sencillo y, por tanto, el dispositivo de soldadura es fácil de transportar y el método de soldadura por arco de metal protegido es excelente en cuanto a la resistencia al viento. Por tanto, el método de soldadura por arco de metal protegido también se usa en países desarrollados como método de juntas adecuado para las juntas al aire libre.

Sin embargo, el material de soldadura usado en el método de soldadura por arco de metal protegido es un material en forma de varilla de sustancialmente decenas de centímetros. Resulta necesario interrumpir la operación de soldadura cada vez que se agote el material para añadir un material de soldadura nuevo al dispositivo de soldadura. Por lo tanto, la soldadura mediante el método de soldadura por arco de metal protegido es inevitablemente intermitente e ineficaz en cuanto a la suficiencia de trabajo y, por tanto, no es adecuada para la automatización. Por el contrario, un material de soldadura en un método de soldadura por arco protegido con gas es un alambre individual de varios kilogramos a decenas de kilogramos, de modo que resulta posible una operación continua. La eficacia de trabajo del método de soldadura por arco protegido con gas es mayor en comparación con el método de soldadura por arco de metal protegido y, por tanto, el método de soldadura por arco protegido con gas es adecuado para la automatización. Por tanto, la eficacia de trabajo se puede mejorar mediante la conmutación del método de soldadura por arco de metal protegido al método de soldadura por arco protegido con gas y la automatización de la operación de soldadura.

Sin embargo, el material de soldadura usado en el método de soldadura por arco protegido con gas es diferente del material de soldadura usado en el método de soldadura por arco de metal protegido y no contiene componentes distintos de los componentes formadores de escoria como componentes que protegen un metal fundido de la atmósfera. Por tanto, en caso de realizar una operación de soldadura mediante el método de soldadura por arco protegido con gas, resulta necesario realizar la soldadura al tiempo que se suministra un gas de dióxido de carbono, un gas de argón o un gas mixto de los mismos como gas de protección alrededor de un metal de soldadura. Sin embargo, cuando la operación de soldadura se realiza al aire libre con insuficientes contramedidas cortavientos, tienden a producirse defectos de poros o deterioro de las propiedades mecánicas, dado que el viento altera fácilmente el gas de protección.

Tal como se ha descrito anteriormente, el método de soldadura por arco de metal protegido y el método de soldadura por arco protegido con gas tienen tanto ventajas como desventajas, respectivamente. Por consiguiente, resulta difícil realizar la operación de soldadura adecuadamente mediante estos métodos de soldadura, por ejemplo, en un entorno al aire libre donde el suministro de gas resulta difícil cuando se desea mejorar la eficacia de trabajo. Un método de soldadura por arco autoprotegido puede resolver estos problemas.

El método de soldadura por arco autoprotegido usa un alambre que se puede suministrar de manera continua como material de soldadura, como el material de soldadura usado en el método de soldadura por arco protegido con gas, y, por tanto, el método de soldadura por arco autoprotegido se puede realizar de manera continua. El material de soldadura usado en el método de soldadura por arco autoprotegido contiene componentes que protegen el metal de soldadura de la atmósfera y no se necesita el suministro de gas de protección como en el método de soldadura por arco de metal protegido. Además, la protección del metal fundido de la atmósfera no depende del gas de protección, de modo que el método de soldadura por arco autoprotegido es excelente en cuanto a la resistencia al viento.

Por consiguiente, se pueden resolver los problemas anteriores, dado que el método de soldadura por arco autoprotegido tiene ventajas tanto del método de soldadura por arco de metal protegido como del método de soldadura por arco protegido con gas.

En cuanto al método de soldadura por arco autoprotegido, por ejemplo, el Documento de patente 1 propuso un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido para acero refractario, que tiene una cubierta externa de acero llenada con un fundente. En el alambre con núcleo de fundente, el fundente contiene, en % en masa con respecto a la masa total del alambre, BaF²: del 6,5 % al 11,0 %, un óxido compuesto de Sr: del 3,0 % al 5,0 % y Mg: del 1,0 % al 3,0 % y uno o ambos de la cubierta externa de acero y el fundente contienen, en total, C: del 0,02 al 0,07 %, Mn: del 0,5 % al 2,0 %, Al: del 1,0 % al 2,5 %, Ni: del 1,6 % al 3,0 %, y Mo: del 0,3 % al 0,8 %, y otros que son Fe de la cubierta externa de acero, uno o dos de un fluoruro de metal y un carbonato de metal en una cantidad del 3 % o menos (incluyendo el 0 %), y polvos de hierro en una cantidad del 10 % o menos (incluyendo el 0 %) e impurezas inevitables.

Además, el Documento de patente 2 (JP 3566131 B) divulga un alambre con núcleo de fundente para la soldadura de autoprotección que tiene una excelente trabajabilidad de la soldadura, de modo que un metal de soldadura tiene una alta resistencia a la formación de poros y tenacidad.

Aún más, el Documento de patente 3 (JP H03 161192 A) divulga un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido y, más particularmente, un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido basado en Li de bajo contenido de fluoruro adecuado para acero dulce y acero de alta tracción. Aún más, el Documento de patente 4 (KR 2002 0005328 A) divulga un alambre con núcleo de fundente autoprotegido para la soldadura por arco que se puede soldar en todas las posiciones y tiene una mejor propiedad de flexión mediante un nuevo control y ajuste de las relaciones de distribución subdivididas y los factores de empaquetamiento atómico de cada componente que compone el fundente.

Documento de patente 1: JP-A-2009-119497

Documento de patente 2: JP 3566131B A

Documento de patente 3: JP H03161192 A

Documento de patente 4: KR 20020005328 A

Tal como se ha descrito anteriormente, el método de soldadura por arco autoprotegido no se ha difundido lo suficiente, aunque tiene muchas ventajas. Esto se debe a que resulta difícil diseñar el material de soldadura usado en el método de soldadura por arco autoprotegido para satisfacer las propiedades requeridas (trabajabilidad de la soldadura, propiedades mecánicas de un metal de soldadura, resistencia a los poros, resistencia al agrietamiento y reducción del contenido de hidrógeno difusible), dado que el material de soldadura usado en el método de soldadura por arco autoprotegido es diferente del material de soldadura usado en el método de soldadura por arco de metal protegido o el método de soldadura por arco protegido con gas.

La razón por la que resulta difícil diseñar un material de soldadura que satisfaga las propiedades anteriores es que cada componente que constituye el alambre con núcleo de fundente usado en el método de soldadura por arco autoprotegido ejerce una influencia sobre los demás, de modo que el diseño de componentes para el alambre es altamente complicado y está en un estado de confusión.

Específicamente, en la técnica divulgada en el Documento de patente 1, se contiene una cantidad predeterminada de Al. El Al tiene un aspecto de prevención de defectos de poro del metal de soldadura y un aspecto de deterioro de las propiedades mecánicas (resistencia, tenacidad y similares) del metal de soldadura mediante el engrosamiento de una microestructura del mismo. Por lo tanto, en la técnica divulgada en el Documento de patente 1, se usan el C, el Mn y el Ni como componentes esenciales para garantizar las propiedades mecánicas con el fin de prevenir el engrosamiento de la microestructura debido a la incorporación de Al.

Sin embargo, el C, el Mn y el Ni no solo previenen el engrosamiento de la microestructura, sino que también mejoran la resistencia del metal de soldadura y, por tanto, la resistencia es más alta de lo necesario (véase la Tabla 3 del Documento de patente 1: una resistencia a la tracción a temperatura ambiente es de 700 N/mm2 o más y un límite elástico del 0,2 % a temperatura ambiente es de 600 N/mm2 o más).

En el presente documento, en caso de que la resistencia a la tracción del metal de soldadura deba ser de 430 MPa o más (particularmente de 430 MPa a 670 MPa), resulta necesario reducir los contenidos del C, el Mn y el Ni o aumentar el contenido del Al de acuerdo con la técnica divulgada en el Documento de patente 1, pero, en estos métodos, no solo se reduce la resistencia, sino que también se reduce la tenacidad.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un alambre con núcleo de fundente en el que la trabajabilidad de la soldadura sea excelente, el contenido de hidrógeno difusible en un metal de soldadura sea pequeño, la resistencia a los poros y la resistencia al agrietamiento sean excelentes y la resistencia a la tracción y la tenacidad de un metal de soldadura también sean excelentes.

Como resultado de intensos estudios para resolver los problemas anteriores, los presentes inventores han hallado que los problemas se pueden resolver mediante la especificación con detalle del contenido de cada componente que constituye el alambre con núcleo de fundente y se ha completado la presente invención.

Es decir, el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención es un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido, tal como se describe en las reivindicaciones 1 a 6.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que los contenidos de los componentes de F, Li, Al soluble en ácido, Mg, S, CO², Ba, Ca, Sr, REM, P, C no derivado del carbonato, Mn, Ni y Cu se encuentran dentro de los intervalos predeterminados y satisfacen las Fórmulas (1) a (4), la trabajabilidad de la soldadura es excelente, el contenido de hidrógeno difusible en el metal de soldadura es pequeño, la resistencia a los poros y la resistencia al agrietamiento son excelentes y la resistencia a la tracción y tenacidad del metal de soldadura también son excelentes.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, uno o más de Cr, Mo, V y W y el contenido total de estos componentes puede ser del 4,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el contenido total de uno o más del Cr, el Mo, el V y el W no es mayor que el valor predeterminado, se puede mejorar adicionalmente la resistencia a la tracción del metal de soldadura.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, uno o más de Nb, Ta y Co y el contenido total de estos componentes puede ser del 1,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el contenido total de uno o más de Nb, Ta y Co no es mayor que el valor predeterminado, se puede mejorar adicionalmente la resistencia a la tracción del metal de soldadura.

Se prefiere que el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención contenga uno o más del Ba, el Ca, el Sr y el REM y el contenido total de estos componentes es del 0,15 % en masa o más, con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el contenido total de uno o más del Ba, el Ca, el Sr y el REM no es menor que el valor predeterminado, la trabajabilidad de la soldadura puede ser más excelente.

Se prefiere que el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención contenga preferentemente el Ba en un contenido del 0,50 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre y el F en un contenido del 0,50 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre y el contenido total del Ba, el Ca, el Sr y el REM es del 1,40 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, resulta posible reducir (o casi eliminar) las gotitas formadas en una punta del alambre durante la soldadura con una polaridad positiva y resulta posible reducir una salpicadura. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención contiene uno o más de Ti y Zr y el contenido total de estos componentes es del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el contenido total de uno o más del Ti y el Zr se encuentra dentro del intervalo predeterminado, la trabajabilidad de la soldadura puede ser más excelente.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener un óxido de hierro en una cantidad del 3,00 % en masa o más, en términos de FeO, con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que se contiene el óxido de hierro en términos de FeO no menos de un valor predeterminado, la tenacidad puede ser más excelente.

En el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención, el contenido de Mg contenido como polvo de metal o polvo de aleación en el contenido de Mg es preferentemente del 0,80 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el Mg está contenido como polvo de metal o polvo de aleación en una cantidad no menor del valor predeterminado, el Mg también tiene un efecto como agente desoxidante.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, Bi y el contenido del Bi puede ser del 0,100 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el Bi está contenido en una cantidad no mayor del valor predeterminado, se puede mejorar la capacidad de retirada de escoria.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, B y el contenido del B puede ser del 0,100 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que el B está contenido en una cantidad no mayor del valor predeterminado, el deterioro de la tenacidad se puede prevenir de manera fiable.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, uno o más de Na, K y Cs y el contenido total del Li, el Na, el K y el Cs puede ser del 2,50 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

De acuerdo con el alambre con núcleo de fundente, dado que se contiene uno o más de Na, K y Cs y el contenido total de Li, Na, K y Cs no es mayor del valor predeterminado, la trabajabilidad de la soldadura puede ser más excelente.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, Si y el contenido del Si puede ser del 0,01 % en masa o más y del 3,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre. Dado que el alambre con núcleo de fundente contiene el Si en el intervalo predeterminado, el baño de fusión se puede proteger adecuadamente de la atmósfera.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención puede contener, además, Zn y el contenido del Zn puede ser del 1,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención satisface preferentemente la relación de "[F] 0,5 x [Al soluble en ácido] [Li] [Mg] [CO²] á 7,00" que se representa mediante la Fórmula (5).

Dado que el alambre con núcleo de fundente satisface la Fórmula (5), se puede prevenir la emisión de humos.

Dado que el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención especifica con detalle el contenido de los componentes predeterminados, la trabajabilidad de la soldadura es excelente, el contenido de hidrógeno difusible en el metal de soldadura es pequeño, la resistencia a los poros y la resistencia al agrietamiento son excelentes y la resistencia a la tracción y tenacidad del metal de soldadura también son excelentes.

La FIG. 1A es una vista explicativa de un método de recogida de salpicaduras para la medición de la generación de salpicaduras en la presente invención y es una vista en perspectiva de una caja de recogida, un soplete y un material que se va a soldar.

La FIG. 1B es una vista explicativa de un método de recogida de salpicaduras para la medición de la generación de salpicaduras en la presente invención y es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A en la FIG. 1A.

A continuación, se describen con detalle realizaciones de un alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención.

"Alambre con núcleo de fundente"

Un alambre con núcleo de fundente (en lo sucesivo en el presente documento, denominado adecuadamente "alambre") de acuerdo con la presente realización se usa para la soldadura por arco autoprotegido sin el uso de un gas de protección. El alambre con núcleo de fundente es un alambre que tiene una cubierta externa de acero llenada con un fundente.

Específicamente, el alambre de acuerdo con la presente realización incluye una cubierta externa de acero que tiene una forma tubular y un fundente que llena la cubierta externa de acero. El alambre puede ser de cualquier forma del tipo sin costura, sin costuras sobre la cubierta externa de acero, y del tipo con costura, con una costura sobre la cubierta externa de acero. Además, la superficie (un lado externo de la cubierta externa de acero) del alambre puede o no estar sujeta a metalizado.

El diámetro de alambre del alambre de acuerdo con la presente realización no está particularmente limitado y puede ser de 1,2 mm a 3,2 mm. La tasa de llenado de fundente del alambre no está particularmente limitada y puede ser del 10 % en masa al 25 % en masa.

El alambre de acuerdo con la presente realización especifica el contenido de cada componente con respecto a la masa total del alambre (= masa de la cubierta externa de acero masa del fundente).

Las razones para la especificación del contenido de cada componente del alambre de acuerdo con la presente realización se describen a continuación.

<F: el 0,10 % en masa o más y el 4,00 % en masa o menos>

El F tiene el efecto de reducir el contenido de hidrógeno difusible en un metal de soldadura. Cuando el contenido de F es menor del 0,10 % en masa, el contenido de hidrógeno difusible en el metal de soldadura no se puede reducir lo suficiente. Por otra parte, cuando el contenido de F excede el 4,00 % en masa, los humos se emiten con frecuencia durante la soldadura y resulta difícil reconocer visualmente la parte soldada, de modo que se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, el contenido de F es del 0,10 % en masa o más y el 4,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre y el límite superior del mismo es preferentemente del 3,5 % en masa.

Los ejemplos de una fuente de F incluyen un fluoruro y un fluoruro compuesto, tal como LiF, BaF², BaLiF3 y K²SiF⁶, y un flúor que contiene resina, que se añaden al fundente.

<Li: el 0,25 % en masa o más y el 2,30 % en masa o menos>

El Li actúa como carga positiva en el plasma de arco como Li+ y tiene el efecto de mejorar adicionalmente la trabajabilidad de la soldadura mediante la estabilización del plasma de arco. Además, el Li tiene los efectos de proteger un metal fundido del nitrógeno, mejorar la resistencia a los poros del metal de soldadura y mejorar la tenacidad del metal de soldadura.

Además, el Li también tiene el efecto de mejorar la tenacidad del metal de soldadura mediante la reducción de la cantidad de Al en el metal fundido. Cuando el contenido de Li es menor del 0,25 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener y, particularmente, la resistencia a los poros y la tenacidad del metal de soldadura no se pueden lograr al mismo tiempo. Por otra parte, cuando el contenido de Li excede el 2,30 % en masa, las salpicaduras se generan en una gran cantidad durante la soldadura y se reduce la trabajabilidad de la soldadura. Por lo tanto, el contenido de Li es del 0,25 % en masa o más y el 2,30 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre y el límite inferior del mismo es preferentemente del 0,35 % en masa.

Los ejemplos de una fuente de Li incluyen un fluoruro, tal como LiF, un fluoruro compuesto, tal como BaLiF3, un óxido compuesto, tal como ferrita de litio y titanato de litio, y una aleación de Al-Li, que se añaden al fundente.

El Al soluble en ácido (Al sol.) tiene una acción desoxidante y acción desnitrificante y tiene el efecto de reducir la cantidad de oxígeno y nitrógeno en el metal de soldadura para mejorar la resistencia a los poros y mejorar la resistencia a la tracción y la tenacidad del metal de soldadura. Además, el Al soluble en ácido tiene el efecto de prevenir la formación de poros debido a la presencia de nitrógeno mediante la combinación con el nitrógeno en el metal fundido para formar un nitruro. Cuando el contenido de Al soluble en ácido es menor del 1,00 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener y, particularmente, la capacidad para inmovilizar el nitrógeno en el metal fundido es insuficiente y la formación de poros no se puede prevenir lo suficiente. Por otra parte, el Al es un elemento que forma una estructura de ferrita y se forma una estructura de ferrita gruesa en el metal de soldadura cuando el contenido de Al soluble en ácido excede el 5,25 % en masa, de modo que se reduce la tenacidad del metal de soldadura.

Por lo tanto, el contenido de Al soluble en ácido es del 1,00 % en masa o más y el 5,25 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

El Al soluble en ácido se refiere al aluminio que se descompone mediante la operación definida en la sección 8.1 de la norma JIS G 1257-10-2:2013 y el contenido de Al soluble en ácido se puede medir mediante el método especificado en la norma JIS G 1257-10-2:2013.

Además de aquellos que se añadirán a la cubierta externa de acero, los ejemplos de una fuente de Al soluble en ácido incluyen un polvo de metal de Al y un polvo de aleación, tal como Fe-Al, Al-Mg, Al-Li-Cu y Mg-Al-Zn, que se añaden al fundente.

<Mg: el 0,80 % en masa o más y el 3,10 % en masa o menos>

El magnesio tiene los efectos de prevenir la formación de poros en el metal de soldadura y mejorar la tenacidad del metal de soldadura mediante la protección del metal de soldadura de la atmósfera a través de la vaporización durante la soldadura o a través de la formación de escoria sobre la superficie de un baño fundido. Cuando el contenido de Mg es menor del 0,80 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener. Por otra parte, cuando el contenido de Mg excede el 3,10 % en masa, las salpicaduras se generan en una gran cantidad durante la soldadura y se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, el contenido de Mg es del 0,80 % en masa o más y el 3,10 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Los ejemplos de una fuente de Mg incluyen un polvo de aleación, tal como Al-Mg, Ni-Mg, Fe-Si-Mg y Mg-Al-Zn, MgO y MgCO3, que se añaden al fundente.

<S: el 0,0005 % en masa o más y el 0,2000 % en masa o menos>

El S tiene los efectos de reducir el tamaño de grano de las salpicaduras y mejorar la trabajabilidad de la soldadura mediante la reducción de la viscosidad y la tensión superficial de las gotitas cuando el alambre se funde y la suavización de la transferencia de las gotitas. Cuando el contenido de S es menor del 0,0005 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener. Por otra parte, cuando el contenido de S excede el 0,2000 % en masa, resulta difícil prevenir la aparición del agrietamiento, aunque un componente para la prevención del deterioro de la resistencia al agrietamiento esté contenido por separado, dado que el S es un elemento que reduce la resistencia al agrietamiento, tal como se describe más adelante.

Por lo tanto, el contenido de S es del 0,0005 % en masa o más y el 0,2000 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre y el límite inferior del mismo es preferentemente del 0,0015 % en masa.

Además de aquellos que se añadirán a la cubierta externa de acero, los ejemplos de una fuente de S incluyen un sulfuro, tal como sulfuro de hierro y sulfuro de cobre, y un sulfato, que se añaden al fundente. Además, los ejemplos de la fuente de S también incluyen un compuesto de S que se aplicará a la superficie del alambre.

<CO²: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos>

El CO²se refiere a CO²derivado de un carbonato (CO²contenido en el carbonato) y tiene los efectos de proteger las gotitas o el baño fundido de la atmósfera y mejorar la resistencia a los poros o las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y tenacidad) del metal de soldadura, mediante su vaporización durante la soldadura. Sin embargo, en la presente invención, el CO²no es un componente esencial y puede ser del 0 % en masa, dado que los efectos anteriores se pueden garantizar mediante otros componentes. Por otra parte, cuando el contenido de CO²excede el 2,00 % en masa, las salpicaduras se generan en una gran cantidad durante la soldadura y se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, el contenido de CO²es del 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Los ejemplos de una fuente de CO²incluyen diversos carbonatos, tales como piedra caliza, carbonato de litio y carbonato de bario.

<Ba: el 0 % en masa o más y el 8,00 % en masa o menos, Ca: el 0 % en masa o más y el 5,00 % en masa o menos, Sr: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos y REM: el 0 % en masa o más y el 1,50 % en masa o menos>

El Ba, el Ca, el Sr y el REM tienen efectos de emisión de electrones y estabilización de plasma de arco. Estos componentes también tienen el efecto de prevenir el agrietamiento en caliente debido al S. Sin embargo, en la presente invención, estos componentes no son componentes esenciales y pueden ser del 0 % en masa, dado que los efectos anteriores se pueden garantizar mediante otros componentes. Por otra parte, cuando el contenido de Ba excede el 8,00 % en masa, el contenido de Ca excede el 5,00 % en masa, el contenido de Sr excede el 2,00 % en masa o el contenido de REM excede el 1,50 % en masa, las salpicaduras se generan en una gran cantidad durante la soldadura y se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, con respecto a la masa total del alambre, el contenido de Ba es del 0 % en masa o más y el 8,00 % en masa o menos, el contenido de Ca es del 0 % en masa o más y el 5,00 % en masa o menos, el contenido de Sr es del 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos y el contenido de REM es del 0 % en masa o más y el 1,50 % en masa o menos.

El REM se refiere a un elemento de tierras raras, tal como Ce y La, y puede ser uno o dos o más tipos del mismo. En caso de contener dos o más tipos del mismo, resulta necesario que el contenido total del elemento de tierras raras se encuentre dentro del intervalo del contenido de REM.

Los ejemplos de fuentes de Ba, Ca, Sr y REM incluyen un carbonato, un óxido compuesto y un fluoruro, que se añaden al fundente.

<P: el 0,070 % en masa o menos>

El P deteriora la resistencia al agrietamiento y las propiedades mecánicas del metal de soldadura. Cuando el contenido de P excede el 0,070 % en masa, aparecen claramente el deterioro en la resistencia al agrietamiento y el deterioro en el rendimiento mecánico del metal de soldadura.

Por lo tanto, el contenido de P es del 0,070 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Resulta difícil ajustar el contenido de P para que sea del 0 % en masa y, por tanto, el 0 % en masa no se incluye como intervalo del contenido de P. Sin embargo, resulta preferible limitar el contenido de P al máximo.

El C no derivado de un carbonato (en lo sucesivo en el presente documento, simplemente denominado "C" según corresponda), el Mn, el Ni y el Cu son elementos formadores de austenita y tienen el efecto de prevenir la formación de la estructura de ferrita gruesa debido a la presencia de Al y mejorar las propiedades mecánicas del metal de soldadura, especialmente la resistencia a la tracción y la tenacidad. Sin embargo, cuando el contenido de C excede el 0,65 % en masa, el contenido de Mn excede el 11,00 % en masa, el contenido de Ni excede el 11,00 % en masa o el contenido de Cu excede el 1,50 % en masa, la resistencia del metal de soldadura se vuelve demasiado alta y la tenacidad o la resistencia al agrietamiento se pueden reducir.

Por lo tanto, el alambre de acuerdo con la presente realización contiene uno o más de C: el 0,65 % en masa o menos, Mn: el 11,00 % en masa o menos, Ni: el 11,00 % en masa o menos y Cu: el 1,50 % en masa o menos, con respecto a la masa total del alambre.

En el presente documento, el "C no derivado de un carbonato" se define basándose en la intención de excluir el C derivado de un carbonato, dado que el C en forma de un carbonato apenas tiene los efectos anteriores. En otras palabras, el "C no derivado de un carbonato" se refiere al C contenido en el alambre en una forma distinta a la de un carbonato. Además, en otras palabras, el "C no derivado de un carbonato" se entiende que es el C a partir del que se excluye el C derivado de un carbonato.

Además de aquellos que se añadirán a la cubierta externa de acero, los ejemplos de una fuente de C incluyen un polvo de hierro y un polvo de aleación, teniendo cada uno un gran contenido de carbono, una sustancia simple de carbono, tal como grafito, grafito y nanotubos de carbono, y una materia orgánica, tal como almidón y almidón de maíz, que se añaden al fundente. Además de aquellos que se añadirán a la cubierta externa de acero, los ejemplos de las fuentes de Mn, Ni y Cu incluyen un metal individual o un polvo de aleación del mismo, que se añaden al fundente. Además, los ejemplos de la fuente de Cu también incluyen el metalizado de Cu que se aplicará a la superficie del alambre.

<Fórmula (1)>

Con el fin de obtener la resistencia a la tracción deseada del metal de soldadura, resulta necesario que los contenidos del C, el Mn, el Ni y el Cu satisfagan "0,60 < 10 x [C no derivado de carbonato] [Mn] [Ni] [Cu] < 15,00" que se representa mediante la Fórmula (1) (en donde el término "[componente]" en la Fórmula es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre).

Tal como se ha descrito anteriormente, cada componente de la Fórmula (1) tiene el efecto de prevenir la formación de la estructura de ferrita gruesa debido a la presencia de A1 y mejorar las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y tenacidad) del metal de soldadura. Cuando el valor calculado mediante la Fórmula (1) es menor de 0,60, no se puede presentar suficientemente el efecto de mejorar las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y tenacidad) del metal de soldadura descrito anteriormente. Por otra parte, cuando el valor calculado mediante la Fórmula (1) excede 15,00, se vuelve demasiado alta la resistencia del metal de soldadura y se reducen la tenacidad o la resistencia al agrietamiento.

Por lo tanto, el valor calculado mediante la Fórmula (1) es de 0,60 o más y de 15,00 o menos.

Los coeficientes proporcionados para cada [componente] en la Fórmula (1) se especifican basándose en los resultados del experimento, teniendo en cuenta el grado de influencia de cada componente sobre el efecto.

<Fórmula (2)>

Con el fin de garantizar una excelente tenacidad, resulta necesario que los contenidos del Li, el Al soluble en ácido, el C, el Mn, el Ni y el Cu satisfagan "7,5 x [Li] -[Al soluble en ácido] 10 x [C no derivado de carbonato] [Mn] [Ni] [Cu] > 1,50" que se representa mediante la Fórmula (2) (en donde el término "[componente]" en la Fórmula es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre).

El Al soluble en ácido de la Fórmula (2) es un componente esencial para la garantía de la resistencia a los poros. Sin embargo, cuando el contenido es demasiado grande, se forma la estructura de ferrita gruesa en el metal de soldadura y se reduce la tenacidad del metal de soldadura. Por otra parte, el Li en la Fórmula (2) reduce la cantidad de Al en el metal de soldadura y el C, el Mn, el Ni y el Cu previenen la formación de la estructura de ferrita gruesa.

Cuando el valor calculado mediante la Fórmula (2) es menor de 1,50, no se puede obtener suficientemente el efecto de prevenir la formación de la estructura de ferrita gruesa y se reduce la tenacidad del metal de soldadura.

Por lo tanto, el valor calculado mediante la Fórmula (2) es de 1,50 o más y el límite inferior preferible es de 3,00. Los coeficientes proporcionados para cada [componente] en la Fórmula (2) se especifican basándose en los resultados del experimento, teniendo en cuenta el grado de influencia de cada componente sobre el efecto.

<Fórmula (3)>

Con el fin de garantizar una excelente resistencia a los poros, resulta necesario que los contenidos del F, el Al soluble en ácido, el Li, el Mg y el CO²satisfagan "0,33 x [F] [Al soluble en ácido] [Li] [Mg] [CO²] > 3,00" que se representa mediante la Fórmula (3) (en donde el término "[componente]" en la Fórmula es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre).

Cada componente de la Fórmula (3) tiene los efectos de proteger el metal de soldadura de la atmósfera y mejorar la resistencia a los poros. Cuando el valor calculado mediante la Fórmula (3) es menor de 3,00, no se puede presentar suficientemente el efecto de mejorar la resistencia a los poros.

Por lo tanto, el valor calculado mediante la Fórmula (3) es de 3,00 o más.

Los coeficientes proporcionados para cada [componente] en la Fórmula (3) se especifican basándose en los resultados del experimento y el coeficiente 0,33 proporcionado para [F] se decide teniendo en cuenta el hecho de que el F tiene una contribución relativamente baja a la resistencia a los poros y el grado de contribución de la misma. <Fórmula (4)>

Con el fin de garantizar una excelente resistencia al agrietamiento, resulta necesario que los contenidos del S, el Mn, el Ba, el Ca, el Sr y el REM satisfagan "[Mn] [Ba] [Ca] [Sr] [REM] - 20 x [^s] > -0,60" que se representa mediante la Fórmula (4) (en donde el término "[componente]" en la Fórmula es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre).

El S en la Fórmula (4) es un componente esencial para la garantía de la trabajabilidad de la soldadura, pero, cuando el contenido de S es demasiado grande, se reduce la resistencia al agrietamiento. Por otra parte, el Mn, el Ba, el Ca, el Sr y el REM previenen el deterioro de la resistencia al agrietamiento debido al S. Cuando el valor calculado mediante la Fórmula (4) es de -0,60 o más, se puede garantizar una excelente resistencia al agrietamiento.

Por lo tanto, el valor calculado mediante la Fórmula (4) es de -0,60 o más.

Los coeficientes proporcionados para cada [componente] en la Fórmula (4) se especifican basándose en los resultados del experimento, teniendo en cuenta el grado de influencia de cada componente sobre el efecto.

<Resto: Fe e impurezas inevitables>

El alambre de acuerdo con la presente realización contiene del 71 % en masa al 91 % en masa de Fe y puede contener Sn, Pb, N o similares como impurezas inevitables en la medida en que los efectos de la presente invención no se vean afectados. El contenido de Sn es del 0,05 % en masa o menos, el contenido de Pb es del 0,05 % en masa o menos y el contenido de N es del 0,1 % en masa o menos, con respecto a la masa total del alambre.

Con respecto al Sn, el Pb, el N o similares, no solo cuando estos están contenidos como impurezas inevitables, sino también cuando estos se añaden positivamente, siempre que no se exceda el contenido predeterminado, los efectos de la presente invención no se ven obstaculizados.

El O puede estar contenido como componente para la constitución de un carbonato o diversos óxidos o como componente traza en la cubierta externa de acero o el polvo de metal.

Además, el Ca, el Sr, el REM o similares que tienen un límite inferior del 0 % en masa, el P que únicamente tiene un límite superior especificado, el C, el Mn, el Ni y el Cu que no son componentes esenciales y el Cr, el Mo, el V, el W, el Nb, el Ta, el Co, el Bi, el B, Na, el K, el Cs, el Si y el Zn que se describen a continuación también pueden estar contenidos como impurezas inevitables en una cantidad no mayor de una cantidad predeterminada (por ejemplo, del 0,1 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre).

El contenido de cada elemento enumerado como impurezas inevitables puede ser, por supuesto, del 0 % en masa. Tal como se describe a continuación, el alambre de acuerdo con la presente realización puede contener, adicionalmente, otros componentes, además de los componentes anteriores, y resulta preferible que el alambre satisfaga requisitos adicionales.

Además de aquellos que se añadirán a la cubierta externa de acero, los ejemplos de cada fuente de componente incluyen un metal individual o un polvo de aleación, que se añaden al fundente.

Ninguno del Cr, el Mo, el V y el W es un componente esencial. Sin embargo, dado que estos componentes tienen el efecto de mejorar la resistencia del metal de soldadura, uno o más de estos componentes pueden estar contenidos en el alambre en caso de que se requiera una alta resistencia. Sin embargo, cuando el contenido total de estos componentes excede el 4,00 % en masa, se vuelve demasiado alta la resistencia del metal de soldadura y se reducen la tenacidad o la resistencia al agrietamiento.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga uno o más del Cr, el Mo, el V y el W, el contenido total de estos componentes es preferentemente del 4,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Ninguno del Nb, el Ta y el Co es un componente esencial. Sin embargo, dado que estos componentes tienen el efecto de mejorar la resistencia del metal de soldadura, uno o más de estos componentes pueden estar contenidos en el alambre en caso de que se requiera una alta resistencia. Sin embargo, cuando el contenido total de estos componentes excede el 1,00 % en masa, se vuelve demasiado alta la resistencia del metal de soldadura y se reducen la tenacidad o la resistencia al agrietamiento.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga uno o más del Nb, el Ta y el Co, el contenido total de estos componentes es preferentemente del 1,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Tal como se ha descrito anteriormente, el contenido de uno cualquiera del Ba, el Ca, el Sr y el REM puede ser del 0 % en masa. En caso de que se desee estabilizar el plasma de arco mediante estos componentes, particularmente para mejorar la trabajabilidad de la soldadura con una polaridad positiva (soldadura de CC que conecta el lado del electrodo positivo a un metal de base y el lado del electrodo negativo a un soporte de varilla de soldadura), resulta preferible que uno o más de estos componentes estén contenidos en una cantidad total del 0,15 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre.

Además, en caso de reducir (o casi eliminar) las gotitas formadas en la punta del alambre durante la soldadura con una polaridad positiva y reducir las salpicaduras, resulta preferible que uno o más del Ba, el Ca, el Sr y el REM están contenidos en una cantidad total del 1,40 % en masa o más con respecto a la masa total del alambre y el contenido de B se controla en el 0,50 % en masa o más y el contenido de F se controla en el 0,50 % en masa o más.

Uno o más del Ti y el Zr tienen el efecto de concentrar el arco y mejorar la trabajabilidad de la soldadura. Cuando el contenido total de estos componentes es menor del 0,01 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener. Por otra parte, cuando el contenido total de estos componentes excede el 3,00 % en masa, se puede concentrar demasiado el arco y se puede reducir la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, el alambre de acuerdo con la presente realización contiene uno o más del Ti y el Zr y el contenido total de estos componentes es del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

<Óxido de hierro: el 3,00 % en masa o más>

El óxido de hierro no es un componente esencial, pero tiene los efectos de descargar el exceso de Al en el metal de soldadura como escoria y mejorar la tenacidad. Mediante la contención del 3,00 % en masa o más del óxido de hierro, en términos de FeO, incluso en caso de que se requiera una alta tenacidad, se puede satisfacer el requisito. Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga óxido de hierro, resulta preferible que el contenido sea del 3,00 % en masa o más, en términos de FeO, con respecto a la masa total del alambre.

El límite superior del contenido de óxido de hierro no está particularmente limitado y, por ejemplo, es del 10 % en masa, en términos de FeO, con respecto a la masa total del alambre.

En el presente documento, el óxido de hierro se refiere a un óxido de hierro, tal como Fe2Ü3 y Fe3Ü4, y un óxido compuesto que contiene hierro, tal como ferrita de litio e ilmenita.

Tal como se ha descrito anteriormente, el Mg tiene efectos de prevenir la formación de poros en el metal de soldadura y mejorar la tenacidad del metal de soldadura. Sin embargo, en caso de que el Mg esté contenido en el alambre como polvo de metal o polvo de aleación (polvo metálico o polvo aleado), el Mg también tiene un efecto como agente desoxidante. Cuando el contenido de Mg contenido como polvo de metal o polvo de aleación en el contenido de Mg es menor del 0,80 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener.

Por lo tanto, el contenido de Mg contenido como polvo de metal o polvo de aleación en el contenido de Mg es preferentemente del 0,80 % en masa o más, con respecto a la masa total del alambre.

<Bi: el 0,100 % en masa o menos>

El Bi no es un componente esencial, pero tiene el efecto de mejorar la capacidad de retirada de escoria. Sin embargo, cuando el contenido de Bi excede el 0,100 % en masa, se puede reducir la tenacidad.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga Bi, el contenido de Bi es preferentemente del 0,100 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

<B: el 0,100 % en masa o menos>

El B no es un componente esencial, pero tiene el efecto de prevenir que la tenacidad se reduzca debido al nitrógeno en el metal de soldadura. Sin embargo, cuando el contenido de B excede el 0,100 % en masa, se puede reducir la resistencia al agrietamiento.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga B, el contenido de B es preferentemente del 0,100 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

Ninguno del Na, el K y el Cs es un componente esencial, pero estos componentes tienen los efectos de estabilizar el plasma de arco y mejorar la trabajabilidad de la soldadura, como el caso del Li. Sin embargo, cuando el contenido total de los componentes de Li, Na, K y Cs excede el 2,50 % en masa, las salpicaduras se generan en una gran cantidad durante la soldadura y se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga uno o más del Na, el K y el Cs, el contenido total de los componentes de Li, Na, K y Cs es preferentemente del 2,50 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

<Si: el 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos>

El Si no es un componente esencial, pero tiene los efectos de producir escoria sobre la superficie del baño de fusión y proteger el baño de fusión de la atmósfera. Cuando el contenido de Si es menor del 0,01 % en masa, los efectos anteriores son difíciles de obtener. Por otra parte, cuando el contenido de Si excede el 3,00 % en masa, se puede reducir la capacidad de retirada de escoria.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga Si, el contenido de Si es preferentemente del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre. <Zn: el 1,00 % en masa o menos>

El Zn no es un componente esencial y puede estar contenido junto con Mg o Al cuando el Mg o el Al están contenidos en el alambre como polvo de aleación. Sin embargo, cuando el contenido de Zn excede el 1,00 % en masa, los humos se emiten con frecuencia durante la soldadura, resulta difícil reconocer visualmente la parte soldada y se reduce la trabajabilidad de la soldadura.

Por lo tanto, en caso de que el alambre de acuerdo con la presente realización contenga Zn, el contenido de Zn es preferentemente del 1,00 % en masa o menos con respecto a la masa total del alambre.

<Fórmula (5)>

En caso de que se requiera afectar a la frecuencia de emisión de humos y reducir la frecuencia de emisión de humos de manera más fiable, resulta preferible que los contenidos del F, el Al soluble en ácido, el Li, el Mg y el CO²satisfagan "[F] 0,5 x [Al soluble en ácido] [Li] [Mg] [CO²] á 7,00" que se representa mediante la Fórmula (5) (en donde el término "[componente]" en la Fórmula es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre).

Cada componente de la Fórmula (5) provoca la emisión de humos durante la soldadura. Cuando el valor calculado mediante la Fórmula (5) es de 7,00 o menos, la frecuencia de emisión de humos durante la soldadura se puede reducir de manera más fiable.

Por lo tanto, el valor calculado mediante la Fórmula (5) es preferentemente de 7,00 o menos.

Los coeficientes proporcionados para cada [componente] en la Fórmula (5) se especifican basándose en los resultados del experimento y el coeficiente 0,5 proporcionado para [Al] se decide teniendo en cuenta el hecho de que resulta difícil que el Al se convierta en la causa de la emisión de humos entre estos componentes y el aumento de la emisión de humos es relativamente pequeño debido a un aumento en la cantidad adicional de Al.

<Otros>

Los componentes de la cubierta externa de acero del alambre de acuerdo con la presente realización no están particularmente limitados y la variación en el contenido de S en todo el alambre se puede prevenir mediante la contención del S en una cantidad del 0,0008 % en masa o más con respecto a la masa de la cubierta externa de acero.

La composición de la cubierta externa de acero del alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente realización y otras propiedades no aclaradas pueden ser aquellas ya conocidas y no están limitadas, siempre que se presenten los efectos obtenidos mediante las propiedades anteriores.

En lo sucesivo en el presente documento, se describe un método para la fabricación del alambre de acuerdo con la presente realización.

"Método para la fabricación de alambre"

Los ejemplos de métodos para la fabricación del alambre de acuerdo con la presente realización incluyen un método de esparcimiento de un fundente en la dirección longitudinal de la banda de acero, cierre del fundente mediante el acero y moldeo y estirado del mismo para que tenga una sección transversal circular y un método de llenado de un tubo de acero que tiene un gran diámetro con un fundente y estirado del mismo. Dado que los efectos de la presente invención no se ven afectados por ninguno de los métodos, el alambre se puede producir mediante cualquier método.

El método para la fabricación del alambre de acuerdo con la presente realización se ha descrito anteriormente. En lo que respecta a la condición no descrita explícitamente, se pueden usar condiciones convencionales y no hace falta decir que las condiciones se pueden cambiar de manera adecuada, siempre que se presenten los efectos de la presente invención.

Ejemplos

En lo sucesivo en el presente documento, el alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la presente invención se describe concretamente mediante la comparación de Ejemplos que satisfacen los requisitos de la presente invención y Ejemplos comparativos que no satisfacen los requisitos de la presente invención.

"Preparación de material de ensayo"

Un alambre con núcleo de fundente (diámetro de alambre: 1,6 mm) que tiene los componentes de alambre que se muestran en las Tablas 1 y 2 se preparó mediante el llenado de una cubierta externa de acero con un fundente. La cantidad de cada componente contenido en el alambre con núcleo de fundente se midió de acuerdo con las normas JIS G 1253:2002 y JIS Z 2613:1992.

Los componentes del alambre que se muestran en las Tablas 1 y 2 se muestran en % en masa con respecto a la masa total del alambre, siendo el resto Fe e impurezas inevitables. El "polvo de metal" en la Tabla 2 indica un polvo de metal o un polvo de aleación.

Además, los componentes de la lámina de acero usados en cada ensayo se muestran en las Tablas 3 y 4. El material de acero satisface ambos componentes de las Tablas 3 y 4 y el resto es Fe e impurezas inevitables.

Además, las condiciones de soldadura en cada ensayo se muestran en las Tablas 5, 6 y 7.

- _{CM CQ ID CD}h- _{CO O)} ^O- ^{CM CQ Tf LO CD}-- ^{00 O CM CQ Tf O CD 1^ n CM C} _{CM CM CM CM CM} ^L _{CM CM CM CM} ^e _{CM CQ CQ CQ C} ^Q _Q

Tabla 3

Tabla 4

Tabla 5

Tabla 6

Tabla 7

"Evaluación"

La trabajabilidad de la soldadura se evaluó cuantitativamente mediante la emisión de humos con respecto a la cantidad de fundición del alambre, la generación de salpicaduras en total con respecto a la cantidad de fundición del alambre y la generación de salpicaduras de grano grande con respecto a la cantidad de fundición del alambre. <Trabajabilidad de la soldadura: emisión de humos>

La emisión de humos se evaluó mediante la realización de soldaduras en las condiciones que se muestran en la Tabla 5.

La emisión de humos con respecto a la cantidad de fundición del alambre se calculó mediante la división de la emisión de humos por unidad de tiempo por la cantidad de fundición del alambre por unidad de tiempo. La emisión de humos por unidad de tiempo se midió a una corriente de 270 A de conformidad con la norma JIS Z 3930:2013. La soldadura se realizó en las mismas condiciones de soldadura que las condiciones de medición para la emisión de humos y la cantidad de fundición del alambre por unidad de tiempo se calculó mediante la división de la cantidad de disminución del peso del alambre por el tiempo de soldadura.

En caso de que la emisión de humos con respecto a la cantidad de fundición del alambre excediera el 8 %, la emisión de humos era grande y esta se determinaba como no lograda (*), en caso de que la emisión de humos con respecto a la cantidad de fundición del alambre fuera del 8 % o menos y de más del 5 %, esta se determinaba como superada (A) y en caso de que la emisión de humos con respecto a la cantidad de fundición del alambre fuera del 5 % o menos, esta se determinaba como resultado más preferible (o).

La generación de salpicaduras se evaluó mediante la realización de soldaduras en las condiciones que se muestran en la Tabla 6.

La generación de salpicaduras en total con respecto a la cantidad de fundición del alambre se calculó mediante la división de la generación de salpicaduras por unidad de tiempo por la cantidad de fundición del alambre por unidad de tiempo. La generación de salpicaduras de grano grande con respecto a la cantidad de fundición del alambre se calculó mediante la división de la generación por unidad de tiempo por la cantidad de fundición del alambre por unidad de tiempo, en el caso de una salpicadura de 1 mm o más. Específicamente, la soldadura se realizó en dos cajas de recogida 1 preparadas de cobre mostradas en la FIG. 1A y la FIG. 1B y se recogieron las salpicaduras. Se midió el peso total de las salpicaduras recogidas, se tamizaron las salpicaduras de conformidad con la norma JIS Z 8815:1994 y se midió el peso de únicamente una salpicadura de grano grande de 1 mm o más.

A continuación, tal como se muestra en la FIG. 1A y la FIG. 1B, la generación de salpicaduras se midió mediante la colocación de un material W que se iba a soldar entre las dos cajas de recogida 1, la disposición de un soplete 2 sobre el material W que se iba a soldar y la realización de la soldadura en las condiciones que se muestran en la Tabla 6.

En caso de que la generación de salpicaduras en total con respecto a la cantidad de fundición del alambre fuera del 9 % o menos y la generación de salpicaduras de grano grande con respecto a la cantidad de fundición del alambre fuera del 3 % o menos, esta se determinaba como superada (o), en caso de que la generación de salpicaduras en total con respecto a la cantidad de fundición del alambre excediera el 9 %, la generación de salpicaduras era grande y esta se determinaba como no lograda (*) y en caso de que la generación de salpicaduras de grano grande con respecto a la cantidad de fundición del alambre excediera el 3 %, la salpicadura era grande y esta se determinaba como no lograda (*).

En lo que respecta a la resistencia a los poros, durante el trabajo de soldadura de "Trabajabilidad de soldadura: emisión de humos" realizado en las condiciones que se muestran en la Tabla 5, en caso de que la soldadura se pudiera realizar sin la generación de defectos de poros, tales como picaduras u ondulaciones debidas a los gases, sobre la superficie de la perla, esta se determinaba como superada (o) y en caso de que la soldadura no se pudiera realizar sin la generación de defectos de poros, esta se determinaba como no lograda (*).

En caso de que no se lograra la resistencia a los poros, no se realizaban los ensayos de las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y tenacidad), la resistencia al agrietamiento y el contenido de hidrógeno difusible.

En cuanto a las propiedades mecánicas del metal de soldadura (resistencia a la tracción y tenacidad), el metal de soldadura se preparó en las condiciones que se muestran en la Tabla 7 y las muestras de ensayo se recogieron del mismo y se evaluaron mediante el ensayo.

Se tomaron muestras de ensayo de tracción (n.° JISA 1) del centro del metal de soldadura y del centro del espesor y el ensayo de tracción se realizó a temperatura ambiente de conformidad con la norma JIS Z 3111:2005 para la evaluación.

El caso donde la resistencia a la tracción del metal de soldadura fue menor de 430 MPa se determinó como no logrado (*) y el caso donde la resistencia a la tracción del metal de soldadura fue de 430 MPa o más se determinó como superado (o). Entre aquellos superados, este se determinó como particularmente bueno (◎ ) en el caso donde la resistencia a la tracción del metal de soldadura fue de 430 MPa o más y de 670 MPa o menos.

Se tomaron muestras de ensayo de impacto (muestras de ensayo con muescas JISV) del centro del metal de soldadura y del centro del espesor y el ensayo de impacto se realizó a 0 °C y -30 °C de conformidad con la norma JIS Z 3111:2005 para la evaluación.

El caso donde la energía absorbida por el impacto a 0 °C fue menor de 47 J se determinó como no logrado (*) y el caso donde la energía absorbida por el impacto a 0 °C fue de 47 J o más se determinó como superado (o). Entre aquellos superados, este se determinó como particularmente bueno (◎ ) en el caso donde la energía absorbida por el impacto a 0 °C fue de 100 J o más y la energía absorbida por el impacto a -30 °C fue de 47 J o más.

Se realizó un ensayo de agrietamiento por restricción de tipo C de conformidad con la norma JIS Z 3155:1993 y se evaluó la resistencia al agrietamiento basándose en los resultados del ensayo. Específicamente, la corriente de soldadura fue de 280 A, la velocidad de soldadura fue de 40 cm/min y se realizó un ensayo de transmisión de rayos X. Este se determinó como no logrado (*) en el caso donde se produjo el agrietamiento y este se determinó como superado (o) en el caso donde no se produjo el agrietamiento.

El contenido de hidrógeno difusible se midió mediante cromatografía de gases de conformidad con la norma JIS Z 3118:2007. Este se determinó como superado (o) en el caso donde el contenido de hidrógeno difusible fue de 15 ml/100 g o menos y este se determinó como no logrado (*) en el caso donde el contenido de hidrógeno difusible fue mayor de 15 ml/100 g.

Los resultados de los diversos ensayos anteriores se muestran en la Tabla 8, a continuación.

Tabla 8

continuación

continuación

«Examen de resultados»

Tal como se muestra en la Tabla 8, se halla que, en el alambre n.° 1, del n.° 3 al n.° 6, del n.° 11 al n.° 14, el n.° 16, del n.° 18 al n.° 22, el n.° 26, el n.° 27, del n.° 29 al 37, del n.° 41 al 45, el n.° 47 y el n.° 48, que satisfacen los requisitos de la presente invención, la trabajabilidad de la soldadura es excelente, el contenido de hidrógeno difusible en un metal de soldadura es pequeño, la resistencia a los poros y la resistencia al agrietamiento son excelentes y la resistencia a la tracción y tenacidad del metal de soldadura también son excelentes. Además, el alambre n.° 2, del n.° 7 al n.° 10, el n.° 15, el n.° 17, del n.° 23 al n.° 25, el n.° 28, del n.° 38 al n.° 40 y el n.° 46 son a modo de referencia.

Por otra parte, tal como se muestra en la Tabla 8, dado que los alambres n.° 49 a n.° 74 no satisfacen los requisitos de la presente invención, no se obtiene ningún resultado superado en ninguno de los elementos de evaluación. Específicamente, los resultados son los siguientes.

En el alambre n.° 49, los contenidos de Li y S eran pequeños y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, el tamaño de la salpicadura era grande, la generación de salpicaduras era grande y la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 50, los contenidos de Li y Mg eran pequeños y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 51, los contenidos de Li y Mg eran pequeños y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 52, los contenidos de Li y Mg eran pequeños y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 53, los contenidos de Fe y Li eran grandes y, como resultado, la generación de salpicaduras y la emisión de humos eran grandes.

En el alambre n.° 54, el contenido de Fe era grande y, como resultado, la emisión de humo era grande.

En el alambre n.° 55, el contenido de Li era pequeño y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 56, el contenido de Li era pequeño y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 57, los contenidos de Li y Mg eran pequeños y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 58, el contenido de Ni era grande y, como resultado, la resistencia al agrietamiento no se logró. En el alambre n.° 59, el contenido de Fe era pequeño y el contenido de Mg era grande y, como resultado, la resistencia al agrietamiento y el contenido de hidrógeno difusible no se lograron.

En el alambre n.° 60, el contenido de Al soluble en ácido era grande y el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 61, el contenido de Al soluble en ácido era pequeño y, como resultado, la resistencia a los poros no se logró.

En el alambre n.° 62, los contenidos de Mg, C y Cu eran grandes y, como resultado, la generación de salpicaduras era grande y la tenacidad y la resistencia al agrietamiento no se lograron.

En el alambre n.° 63, el contenido de S era pequeño y el valor calculado mediante la Fórmula (4) era pequeño y, como resultado, la resistencia al agrietamiento no se logró.

En el alambre n.° 64, los contenidos de CO²y REM eran grandes y, como resultado, la generación de salpicaduras era grande.

En el alambre n.° 65, el contenido de Ba era grande y, como resultado, la generación de salpicaduras era grande. En el alambre n.° 66, el contenido de Sr era grande y, como resultado, la generación de salpicaduras era grande. En el alambre n.° 67, los contenidos de F y Ca eran grandes y, como resultado, la generación de salpicaduras era grande.

En el alambre n.° 68, el contenido de P era grande y, como resultado, la resistencia al agrietamiento no se logró. En el alambre n.° 69, el valor calculado mediante la Fórmula (3) era pequeño y, como resultado, la resistencia a los poros no se logró.

En el alambre n.° 70, el valor calculado mediante la Fórmula (2) era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

En el alambre n.° 71, el valor calculado mediante la Fórmula (1) era grande y, como resultado, la resistencia al agrietamiento no se logró.

En el alambre n.° 72, el valor calculado mediante la Fórmula (4) era pequeño y, como resultado, la resistencia al agrietamiento no se logró.

En el alambre n.° 73, el valor calculado mediante la Fórmula (1) era pequeño y, como resultado, la resistencia a la tracción no se logró.

En el alambre n.° 74, el contenido de Li era pequeño y, como resultado, la tenacidad no se logró.

A partir de lo anterior, se halla que, de acuerdo con el alambre con núcleo de fundente de la presente invención, la trabajabilidad de la soldadura es excelente, el contenido de hidrógeno difusible en el metal de soldadura es pequeño, la resistencia a los poros y la resistencia al agrietamiento son excelentes y la resistencia a la tracción y tenacidad del metal de soldadura también son excelentes.

Aunque la presente invención se ha descrito con detalle y con referencia a realizaciones específicas, resultará evidente para aquellos expertos en la materia que se pueden realizar diversos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención.

El alambre con núcleo de fundente de la presente invención es excelente en cuanto a la trabajabilidad de la soldadura y tiene un contenido pequeño de hidrógeno difusible en el metal de soldadura y también es excelente en cuanto a la resistencia a los poros y al agrietamiento y en cuanto a la resistencia a la tracción y la tenacidad del metal de soldadura y, por tanto, resulta particularmente útil para un método de soldadura por arco autoprotegido.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un alambre con núcleo de fundente para la soldadura por arco autoprotegido, que tiene una cubierta externa de acero llenada con un fundente, comprendiendo el alambre con núcleo de fundente, con respecto a la masa total del alambre:

F: el 0,10 % en masa o más y el 4,00 % en masa o menos;

Li: el 0,25 % en masa o más y el 2,30 % en masa o menos;

Al soluble en ácido: el 1,00 % en masa o más y el 5,25 % en masa o menos;

Mg: el 0,80 % en masa o más y el 3,10 % en masa o menos;

S: el 0,0005 % en masa o más y el 0,2000 % en masa o menos;

CO²: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos;

Ba: el 0 % en masa o más y el 8,00 % en masa o menos;

Ca: el 0 % en masa o más y el 5,00 % en masa o menos;

Sr: el 0 % en masa o más y el 2,00 % en masa o menos;

REM: el 0 % en masa o más y el 1,50 % en masa o menos;

P: el 0,070 % en masa o menos; y

uno o más de C no derivados de un carbonato: el 0,65 % en masa o menos, Mn: el 11,00 % en masa o menos, Ni: el 11,00 % en masa o menos y Cu: el 1,50 % en masa o menos y uno o más de Ti y Zr en una cantidad total de estos componentes del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos,

en donde se satisfacen las siguientes Fórmulas (1) a (4):

0,60 < 10 x [C no derivado de carbonato] [Mn] [Ni] [Cu] < 15,00 ... (1) 7,5 x [Li] -[Al soluble en ácido] 10 * [C no derivado de carbonato] [Mn] [Ni] [Cu] > 1,50... (2)

0,33 x [F] [Al soluble en ácido] [Li] [Mg] [CO²] > 3,00 ... (3)

[Mn] [Ba] [Ca] [Sr] [REM] -20 x [S] > -0,60 ... (4)

en donde el término [componente] en las Fórmulas anteriores es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre.

2. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, uno o más de los siguientes (a) a (i):

(a) uno o más de Cr, Mo, V y W en una cantidad total de estos componentes del 4,00 % en masa o menos; (b) uno o más de Nb, Ta y Co en una cantidad total de estos componentes del 1,00 % en masa o menos;

(d) un óxido de hierro en una cantidad del 3,00 % en masa o más, en términos de FeO;

(e) Bi en una cantidad del 0,100 % en masa o menos;

(f) B en una cantidad del 0,100 % en masa o menos;

(g) uno o más de Na, K y Cs en una cantidad total del Li, el Na, el K y el Cs del 2,50 % en masa o menos;

(h) Si en una cantidad del 0,01 % en masa o más y el 3,00 % en masa o menos; y

(i) Zn en una cantidad del 1,00 % en masa o menos.

3. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, uno o más del Ba, el Ca, el Sr y el REM, en donde el contenido total de estos componentes con respecto a la masa total del alambre es del 0,15 % en masa o más.

4. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde el contenido de Ba con respecto a la masa total del alambre es del 0,50 % en masa o más y el contenido de F con respecto a la masa total del alambre es del 0,50 % en masa o más, y

en donde el contenido total del Ba, el Ca, el Sr y el REM con respecto a la masa total del alambre es del 1,40 % en masa o más.

5. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde el contenido de Mg contenido como polvo de metal o polvo de aleación en el contenido de Mg, con respecto a la masa total del alambre, es del 0,80 % en masa o más.

6. El alambre con núcleo de fundente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

en donde se satisface la siguiente Fórmula (5):

[F] 0,5 x [Al soluble en ácido] [Li] [Mg] [CO²] < 7,00 ... (5) en donde el término [componente] en la Fórmula anterior es un contenido (% en masa) de su componente con respecto a la masa total del alambre.