MX2011006769A

MX2011006769A - Alambre de acero inoxidable para soldadura, con nucleo fundente, para soldadura de laminas de acero revestido con zinc y metodo de soldadura, por arco de laminas de acero revestidas con zinc, usando el mismo.

Info

Publication number: MX2011006769A
Application number: MX2011006769A
Authority: MX
Inventors: Shinji Kodama; Kenichi Asai; Manabu Mizumoto; Yoshinari Ishida
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-07-20
Also published as: WO2010073763A1; EP2380696A4; AU2009332189B2; EP2380696A1; SG172348A1; CA2748188A1; CA2748188C; CN102264505B; KR101231949B1; CN102264505A; KR20110089203A; RU2011131053A; NZ593724A; RU2482947C2; AU2009332189A1

Abstract

Un alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para ser usado en la soldadura de láminas de acero inoxidable revestidas con zinc el cual proporciona una zona de soldadura donde no ocurre fisuración por fragilización del zinc y la resistencia la corrosión y la ductilidad son excelentes y el tiene buena eficiencia del trabajo de soldadura y un método de soldadura usando el mismo, el calambre para soldadura caracterizado en que las cantidades totales de los elementos los cuales se incluyen como metales o composiciones de aleación en la envoltura y el fundente son, en % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura, C: 0.01 a 0.5%, Si: 0.1 a 1.5%, Mn: 0.5 a 3.0%, Ni: 7.0 a 10.0%, y Cr: 26.0 a 30.0%, el valor de F tiene un rango de 30 a 50, además, el alambre contiene, como agentes de formación de escoria, en el fundente, en % de masa con respecto a la masa total del alambre, TiO2: 3.8 a 6.8%, SiO2: 1.8 a 3.2%, ZrO2: 1.3% o menos, y Al2O3: 0.5% o menos, la cantidad total de los agentes de formación de escoria y de otros agentes de formación de escoria es de 7.5 a 10.55, además, el TiO2 satisface que, en 5 de masa con respecto a la cantidad total de agentes de formación de escoria, TiO2: 50 a 65%, y un balance de la envoltura y el fundente es Fe y las impureza inevitables.

Description

ALAMBRE DE ACERO INOXIDABLE PARA SOLDADURA, CON NÚCLEO FUNDENTE, PARA SOLDADURA DE LÁMINAS DE ACERO REVESTIDO CON ZINC Y MÉTODO DE SOLDADURA POR ARCO DE LÁMINAS DE ACERO REVESTIDAS CON ZINC, USANDO EL MISMO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a alambre de acero inoxidable para soldadura con núcleo fundente, para soldar láminas de acero inoxidable revestidas con zinc, el cual puede garantizar la resistencia a la corrosión de la zona soldada aun sin retoque y otros tratamientos posteriores y un método de soldadura por arco de láminas de acero inoxidable revestidas con zinc, usando el mismo. Más particularmente, se refiere a alambre de acero inoxidable para soldadura, con núcleo fundente para soldar láminas de acero inoxidable revestidas con zinc en el cual no ocurre fisuración o agrietamiento y la eficiencia del trabajo de soldadura es buena y un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, del mismo.

Nótese que, las láminas de acero revestidas con zinc del material soldado, cubiertas por la presente invención, incluyen láminas de acero inoxidable revestidas con zinc y láminas de acero revestida con aleaciones a base de zinc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las láminas de acero revestidas con zinc se usan ampliamente en los campos de la construcción, automóviles, etc., desde el punto de vista de la mejoría en la resistencia a la corrosión de los miembros estructurales. Para la mejoría de la resistencia a la corrosión en las estructuras convencionales, el método ha sido usado para soldar miembros no enchapados, y después sumergir el montaje en un baño de zinc para crear un depósito de zinc sobre la superficie del material de acero y la zona soldada y garantizar la resistencia a la corrosión de la estructura como un todo. Sin embargo, con este método, ya que el enchapado se realiza después de la soldadura, la productividad es inferior. También, se vuelve necesario un baño de enchapado y otras instalaciones. Esto es una causa de aumento en los costos de fabricación .

Para evitar esto, el método para producir estructuras soldando las láminas de acero revestidas con zinc, las cuales han sido enchapadas por adelantado, ha llegado ser aplicado. Además, recientemente, para mejorar la resistencia la corrosión de los miembros estructurales, la práctica ha sido producir estructuras soldadas al soldar láminas de acero revestidas con aleaciones a base de zinc dado un revestimiento de aleación basada en Zn-Al-Mg y otros revestimientos de aleaciones basadas en zinc sobre la superficie de las láminas de acero, para aumentar adicionalmente la resistencia la corrosión en comparación con las láminas de acero revestidas con zinc comunes (por ejemplo, véase PLT 1) .

Como un único problema cuando se producen estructuras soldadas al soldar láminas de acero revestidas con zinc o láminas de acero revestidas con aleaciones basadas en zinc, se ha sabido en el pasado que ocurre fácilmente la fisuración por fragilidad del metal liquido debido al enchapo por inmersión en caliente (conocida a continuación como "fracturación por fragilización del zinc") ocurre fácilmente en el metal de soldadura y la zona afectada por el calor del metal base.

Se cree que la fisuración por fragilización del zinc se debe principalmente a los componentes de enchapado con zinc, los cuales permanecen en un estado fundido en la superficie de la zona afectada por el calor del metal base presente cerca de la zona soldada, penetrando a los limites del grano cristalino en la zona soldada. Nótese que, el enchapado con zinc el cual estaba presente en la superficie de la zona soldadas se disipa por la soldadura, de modo se cree que esto no es la causa de la fisuración por debilidad de la soldadura.

Por otro lado, para el soldeo de estructuras de acero inoxidable de las cuales en el pasado se ha demandado resistencia a la corrosión, se ha usado un material de soldeo de aleación de acero inoxidable. En este caso, aun con un metal de soldadura con componentes de acero inoxidable el cual se forma en las partes unidas del acero inoxidable consigo mismas o acero inoxidable o acero al carbón, se obtiene una resistencia la corrosión excelente del mismo modo como el componente de material base de acero inoxidable.

Sin embargo, de acuerdo con los resultados de las pruebas de confirmación llevadas a cabo por los inventores, para obtener un metal de soldadura con una buena resistencia a la corrosión, cuando se sueldan láminas de acero revestidas con zinc, por ejemplo, se confirmó que aun con el uso de un material de soldadura de acero inoxidable basado en acero inoxidable SUS309 o SUS329, y otros materiales de soldadura, ocurre un gran número de fisuras por debilitamiento del zinc en el metal de soldadura y por lo tanto, su aplicación de vuelve difícil.

Como el método para resolver el problema de la fisuración por fragili zación del zinc del metal de soldadura, los inventores proponen controlar las cantidades de C, Si, Mn, Ni, y Cr para obtener un porcentaje por área adecuado de estructuras de ferrita en el metal de soldadura y resistencia a la tracción, y además controlar la cantidad de T1O2 en el agente de formación de escoria, etc., en el alambre para soldadura con núcleo fundente a valores adecuados, para evitar la fisuración por fragilidad el zinc en el metal de soldadura (véase PLT 2) .

Sin embargo, cuando se usa este método para soldad láminas de acero revestidas con aleaciones a base de zinc, dependiendo de las condiciones del soldeo, la fisuración por fragilización del zinc, del metal de soldadura ocurre frecuentemente. Antes no era posible evitar esto de manera estable. Además existían los problemas de que el metal soldado obtenido por este método tenía baja conductividad y además que la estabilidad del arco en la eficiencia de trabajo de soldadura era baja y la capacidad de desprendimiento de la escoria era deficiente.

Para tratar con esto, los inventores se comprometieron en investigaciones a fondo sobre las uniones soldadas que previenen la fisuración por fragilidad de la soldadura y han propuesto los medios para definir los componentes del metal de soldadura de la unión, para suprimir la fisuración por fragilización del zinc, que ocurre en el metal de soldadura (véase PLT 3) . Además, en ese PLT, ellos han propuesto los medios para definir la composición de la aleación del alambre de soldadura para ajustar los componentes del metal de soldadura de la unión a rangos específicos.

Lista de Citas Literatura de Patentes PLT 1 Publicación de Patente Japonesa (A) No. 2000-064061 PLT 2 Publicación de Patente Japonesa (A) No. 2006-035293 PLT 3 Publicación de Patente Japonesa (A) No. 2007-118077 BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Problema Técnico Como la fisuración por fragilización del zinc la cual ocurre en una zona de soldadura, la fisuración, la cual ocurre en el metal de soldadura tal como se muestra en la Fig. 3A y la Fig. 3B y la fisuración la cual ocurre desde el pie de la soldadura hasta la zona del metal base afectada por el calor, como por ejemplo como se muestra en la Fig. 4A y la Fig. 4B pueden ser mencionados como ejemplos típicos.

Entre estos, los inventores han aprendido que la fisuración por fragilización del zinc sobre el metal de soldadura, como por ejemplo como se muestra en la Fig. 3A y la Fig. 3B, pueden ser suprimida fabricando el material de soldadura con la composición de los componentes descrita en PLT 3. Sin embargo, para ser usado como una unión de soldadura, además de la prevención de la fisuración se requiere ductilidad de la zona de soldadura y otras cualidades mecánicas. En la invención descrita en PLT3, con relación a los componentes del material de soldadura usados, se muestran los rangos de C, Si, Mn, Ni, y Cr, pero el balance adecuado de los componentes no se describe. Existía el problema de que costó mucho trabajo realizar estudios avanzados para seleccionar el alambre de soldadura para satisfacer las propiedades de la unión soldada.

Por otro lado, para la fisuración la cual ocurre desde el pie de soldadura a la zona del metal base afectada por el calor, tal como se muestra en la FIG. 4A y la FIG. 4B, esto no es un problema en las juntas soldadas comunes, pero, por ejemplo, la fisuración ocurre algunas veces en la soldadura por forja donde la tensión residual en el momento de la soldadura se considera alta y en la soldadura de tubos de acero cuadrados donde la fuerza de ligadura del material de la zona de soldadura es alta. Esto fue un nuevo problema. Como el mecanismo de formación de tal fisuración, como se muestra en la FIG. 4A y la FIG. 4B, se cree que la fisuración 6 es provocada por el zinc 5 presente en un estado fundido en la superficie de las láminas de acero, que penetra en la zona de concentración de esfuerzo, es decir, desde el pie 4 de soladura a la zona la del metal base afectada por el calor, en durante el proceso de enfriamiento después de la soldadura.

Nótese que, PLT2 describe cómo prevenir la fisuración por fragilización del zinc, de la zona del metal base afectada por el calor al elevar el porcentaje de Ti02 en los componentes de la escoria en el alambre de soldadura a 60% o más, pero en esa PLT, la cantidad total de agente de formación de escoria es relativamente baja, de 55 o menos con respecto a la masa total del alambre de soldadura, debido al balance de la formulación del agente de formación de escoria, también suelen ocurrir salpicaduras debido a las condiciones de la soldadura.

Por lo tanto, la presente invención tiene como objetivo proporcionar alambre de soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldar láminas de acero revestidas con zinc, el uso el cual evita la fisuracion por fragilización del zinc y garantiza la ductilidad del metal soldado en el soldeo de láminas de acero revestidas con zinc usando un material de soldadura de acero inoxidable y, además, evita la fisuracion por fragilización del zinc en la zona del metal base afectada por el calor y también es excelente para la eficiencia del trabajo de soldadura y proporcionar un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, usando el mismo.

Solución al problema Los inventores trabajaron para resolver el problema anterior al realizar varios estudios sobre la composición de la aleación para el alambre de soldadura. Como resultado, descubrieron que al establecer las cantidades adecuadas de C, Si, Mn, Ni y Cr en el alambre de soldadura y aumentado la formula total del mismo, es decir, el valor de F (=3* [% de Cr]+4.5*[% de Si]-2.8*[% de Ni]-84x[% de CJ-19.8), es posible reducir la fisuracion por fragilización del zinc, y además, asegurar la ductilidad. La FIG. 2 muestra la relación, para la soldadura de láminas de acero inoxidable revestidas con zinc, entre el valor de F y el número de fisuras (las condiciones de soldadura etcétera, son iguales que en la investigación de capacidad de las juntas de soldadura, explicada a continuación) .

Este valor de F es un indicador el cual muestra la facilidad de precipitación de ferrita, pero, como se muestra en la FIG. 2, si el valor de F llega a 30 o más, preferiblemente a 40 o más, la solidificación se completa en la fase única de ferrita a partir de la cristalización primaria, a la temperatura ambiente, asi que se cree que la penetración del zinc a la frontera del grano es difícil y que se puede evitar la fisuracion.

Además, los inventores estudiaron el agente de formación de escoria del alambre para soldadura, en cuanto a la prevención de la fisuracion por fragilizacion del zinc, en la zona del metal base afectada por el calor. Como resultado, descubrieron que al establecer un porcentaje adecuado de contenido del T1O2 en el agente de formación de escoria en el alambre para soldadura y haciendo la cantidad total de los agentes de formación de escoria relativamente más grande, se puede evitar la fisuracion. Es decir, como se muestra en la FIG. 5, se vuelve claro que al cubrir bien el metal 3 de soldadura con una escoria 8 solidificada con una composición adecuada, se puede vitar que el zinc 5 fundido penetre en el pie 4 de soldadura y se puede evitar la fisuracion por fragilizacion del zinc de la zona de metal base afectada por el calor.

La presente invención se realizó con base en los descubrimientos anteriores y su esencia es la siguiente: [1] Un alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldadura de láminas de acero revestidas con zinc, el alambre para soldadura se compone de una envoltura de acero inoxidable en la cual se rellena con fundente, Caracterizado en que la cantidad total de elementos, los cuales se incluyen como composiciones de la aleación en dicha envoltura o cubierta y el fundente son, en % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura, C: 0.01 a 0.05%, Si : 0.1 a 1.5%, Mn: 0.5 a 3.0%, Ni, 7.0 a 10.9%, y Cr: 26.0 a 30.0%, y el valor de F, el cual se define por la siguiente formula (1) , es de 30 a 50; además, dicho fundente comprende, como agentes de formación de escoria, en % de masa con respecto a la masa total del alambre, Ti02: 3.8 a 6.8%, Si02: 1.8 a 3.2%, ZrC>2: 1.3% o menos (incluyendo 0%), y AI2O3: 0.5% o menos (incluyendo 0%), y la cantidad total de dichos agentes de formación de escoria y de otros agentes de formación de escoria es de 7.5 a 10.5%; además, dicho Ti02 satisface, en % de masa con respecto a la cantidad total de los agentes de formación de escoria, Ti02: 50 a 65%; un balance de dicha envoltura o cubierta y el fundente es de Fe e impurezas inevitables.

Valor de F= 3* [% de Cr]+4.5*[% de Si] -2.8?[% de Ni]-84x[% de C] -1.4* [% de Mn]-19.8 (1) en donde [% de Cr] , [% de Si], [% de Ni], [% de C] , y [%de Mn] indican respectivamente las cantidades totales de Cr, Si, Ni, C, y Mn contenidas en la envoltura y el alambre para soldadura con respecto a la masa total del alambre. [2] El alambre de acero inoxidable para soldadura con núcleo fundente para soldadura de láminas de acero revestidas con zinc como se establece en [1], que comprende además Bi como un metal o composición en aleación, y la cantidad total contenida en dicha envoltura y el fundente es, en % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura.

Bi: 0.01 a 0.1%. [3] Un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, caracterizado en que el revestimiento de las láminas de acero revestidas con aleación basada en zinc es revestimiento de aleación basado en zinc que comprende, en % de masa, Al: 2 a 19%, Mg: 1 a 10%, Si: 0.01 a 2% y un balance de Zn e impurezas inevitables; las láminas de acero revestidas con zinc se sueldan con arco, usando el alambre de acero inoxidable para soldadura con núcleo fundente, para la soldadura de las láminas de acero revestidas con aleación basada en zinc como se establece en [1] o [2] . [4] Un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, caracterizado en que, las láminas de acero distintas a las láminas de acero revestidas con zinc comprenden, en % de masa C: 0.01 a 0.2%, Si: 0.01 a 2.0%, Mn: 0.5 a 3.0% P: 0.020% o menos, Se: 0.020% o menos, Al: 0.001 a 0.5%, Ti: 0.001 a 0.5%, B: 0.0003 a 0.004%, N: 0.005 a 0.006% y un balance de Fe e impurezas inevitables; las láminas de acero revestidas con zinc, se sueldan con arco, usando el alambre de acero inoxidable para soldadura con núcleo fundente, para las láminas de acero revestidas con zinc como se establecen en [1] o [2] [5] El método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc como se establece en [4], caracterizado en que las láminas de acero inoxidable revestidas con zinc distintas con distinto revestimiento comprenden además Nb o V o ambos, y la cantidad total de Nb y V es de 0.01 a 0.205.

Efectos Ventajosos de la Invención De acuerdo con el alambre de acero inoxidable para soldadura con núcleo fundente para soldar láminas de acero revestidas con zinc usa el método de soldadura con arco de láminas de acero inoxidable revestidas con zinc, usando la misma presente invención, aun sin retoque y otro tratamiento posterior, la resistencia a la corrosión es buena, u ocurre fisuración de la soldadura, la ductilidad de la zona de soldadura es buena, además, la eficiencia de trabajo del soldeo es excelente, y por otro lado se obtiene una zona de soldadura de alta calidad.

En particular, se exhibe un efecto pronunciado para soldar láminas de acero enchapadas con aleación basada en Zn, Al-Mg las cuales contienen Al y Mg como elementos de la aleación. Como las láminas de acero enchapadas con aleación basada en Zn-Al-Mg existen por ejemplo, láminas de acero "Super Dyma®" fabricadas por Nippon Steel Corporation, las cuales contienen 11% de Al, 3% de Mg, y 0.2% de Si y tienen un balance o resto principalmente de Zn; láminas de acero "ZAM®" fabricadas por Nisshin Steel Co., Ltd., las cuales contienen 7% de Al y 3% de Mg y tienen un balance o resto principalmente de Zn, etc.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es una vista que muestra la relación entre la cantidad total de escoria y el contenido de Ti02 con relación a la fisuración de la zona del metal base afectada por el calor, y la eficiencia del trabajo de soldadura.

La FIG. 2 es una vista que muestra la relación entre el valor de F y el número de fisuras del metal de la soldadura.

La FIG. 3A es una vista que muestra esquemáticamente, en una vista en perspectiva, la fisuración que ocurre en el metal de soldadura.

La FIG. 3B es una vista que muestra esquemáticamente, mediante una vista transversal, la fisuración que ocurre en el metal de soldadura.

La FIG. 4A es una vista que muestra esquemáticamente, en una vista en perspectiva la fisuración que ocurre en la zona del metal base afectada por el calor.

La FIG. 4B es una vista que muestra esquemáticamente, mediante una vista transversal, la fisuración que ocurre en la zona del metal base afectada por el calor.

La FIG. 5 es una vista que muestra esquemáticamente, mediante una vista transversal, el estado para evitar la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor mediante la escoria solidificada que cubre la zona de soldadura.

La FIG. 6 es una vista que muestra esquemáticamente, mediante una vista en perspectiva, el método de evaluación de la fisuración por f agilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES Los inventores realizaron un estudio intensivo sobre los medios para suprimir la fisuración del enchapado de zinc del metal de soldadura y asegurar la ductilidad del metal de soldadura para materiales de soldadura basados en acero inoxidable, para láminas de acero revestidas con zinc, los cuales permitan mejorar la resistencia a la corrosión se la zona de soldadura y, además, para suprimir la aparición de fisuración por fragilización del zinc de la zona de metal base afectada por el calor y mejorar la eficiencia del trabajo de soldadura .

Nótese que, en la presente invención, la frase "láminas de acero revestidas con zinc" significa no solo simples láminas de acero revestidas con zinc sino también láminas de acero enchapadas sobre su superficie con, además de enchapado con zinc, un enchapado con aleación basada en Zn-Al, enchapado con aleación basada en Zn-Al-Mg, o enchapado con aleación basada en Zn-Al-Mg-Si a las cuales se agrega Al, g, Si, etc., para mejorar la resistencia a la corrosión.

Primero, se explicarán los medios para suprimir la fisuración por fragilización del zinc, del metal de soldadura y asegurar la ductilidad del metal de soldadura. De acuerdo con los resultados de los experimentos, los inventores confirmaron que al mantener la cantidad de ferrita en el metal de soldadura en una cantidad adecuada, es posible suprimir la fisuración por fragilización del zinc del metal de soldadura y garantizar la ductilidad. Además, se ha descubierto que la facilidad de precipitación de la ferrita en el momento de la solidificación del metal de soldadura puede ser representada por el valor de F definido por la siguiente formula (1) basado principalmente en los elementos de formación de ferrita, Si y Cr, en el metal de soldadura, y los elementos de formación de austenita, C, Mn y Ni: Valor de F= 3* [% de Cr]+4.5x[% de Si] -2.8? [% de Ni] -84 [% de C] -1.4? [% de Mn] -19.8 (1) en donde [% de Cr] , [% de Si], [% de Ni], [% de C] , y [%de Mn] indican respectivamente las cantidades totales de Cr, Si, Ni, C, y Mn contenidas en la envoltura y el alambre para soldadura con respecto a la masa total del alambre.

La FIG. 2 muestra la relación entre el valor F del alambre de soldadura con núcleo fundente usado cuando se sueldan láminas de acero revestidas con sic y el número de fisuras por fragilización del zinc (las condiciones de la soldadura son las mismas que en la investigación de capacidad de las juntas de soldadura de los ejemplos explicados a continuación) .

Cuando el valor de F del alambre para soldadura con núcleo fundente es menor que 30, la solidificación termina con la fase cristalina solidificada primaria del metal de soldadura que contiene austenita solamente o la solidificación termina con la fase cristalina solidificada primaria que contiene ferrita, pero a la mitad de la solidificación, la austenita se precipita y resulta en las dos fases de austenita y ferrita. En este momento, la fase de austenita se solidifica en forma de cristales columnarios, de manera que en el momento de la soldadura, el Zn y los componentes de punto de fusión bajo derivados del enchapado de zinc penetran en los limites del grano haciendo el metal de soldadura más susceptible a fisuración por fragilización del zinc. Por otro lado, se ha descubierto que cuando el valor de F del alambre de soldadura con núcleo fundente es de 30 o más, el metal de soldadura se precipita como cristales primarios de ferrita y la solidificación se termina en la fase única de ferrita, de manera que la fase de ferrita más fina que resulta de los cristales equiaxiales solidificados hace difícil la penetración del zinc y de otros componentes de punto de fusión bajo en los límites de grano de los cristales, en el momento de la soldadura, y se reduce la fisuracion por fragilizacion del zinc del metal de soldadura. Además, ha quedado claro que cuando el valor de F es de 40 o más, la cantidad de austenita que se precipita en el proceso de enfriamiento después de la solidificación del metal de soldadura se ha reducido y el efecto de la supresión de la fisuracion por fragilizacion del zinc es más pronunciado.

Con base en estos descubrimientos, en la presente invención, como se explica a continuación, los contenidos de C, Si, Mn, Ni, y Cr en el alambre para soldadura con núcleo fundente se ajustan a valores adecuados y, para suprimir la fisuracion por fragilizacion del zinc del metal de soldadura, el valor de F del alambre para soldadura, definido por la formula (1) anterior, se ajusta a 30 o más, preferiblemente 40 o más .

Desde el punto de vista de la supresión de la fisuracion por fragilizacion del zinc, preferiblemente mientras más alto sea el valor de F del alambre para soldadura es mejor. Sin embargo, si el valor de F del alambre es mayor de 50, el metal de soldadura termina la solidificación en la fase única de ferrita, entonces la precipitación de austenita se reduce de manera importante en el proceso de enfriamiento a la temperatura ambiente, de manera que la cantidad de ferrita en el metal de soldadura a la temperatura ambiente se incrementa. Para garantizar la ductilidad del metal de soldadura es decir, su capacidad de alargamiento, es necesaria una penetración predeterminada de las austenita. Un aumento excesivo en el valor F no es aconsejable. Por lo tanto, en la presente invención, la estructura del metal de soldadura a la temperatura ambiente se ajusta a una estructura de dos fases adecuada de ferrita y austenita para suprimir la fisuración por fragilizacion del zinc del metal de soldadura y el limite superior del valor F del alambre se ajusta a 50 para garantizar de manera suficiente la ductilidad del metal de soldadura.

Enseguida, los inventores realizaron estudios intensos sobre los medios para prevenir la fisuración por fragilizacion por zinc del la zona del metal base afectada por el calor y un lograr una mejoría de la eficiencia del trabajo de soldadura. Como resultado, se ha descubierto que para evitar la fisuración por fragilizacion del zinc de la zona del metal base afectada por el calor, como se muestra en la FIG. 5, es importante usar la escoria 8 solidificada que cube el metal 3 de soldadura, para evitar la penetración del zinc 5 fundido al pie 4 de soldadura y optimizar de manera importante la composición de los componentes de los agentes de formación de escoria para mejorar la eficiencia del trabajo de soldadura.

La presente invención, con base en estos descubrimientos, tiene como ideas técnicas que: (a) al elevar el contenido de Ti02 en los agentes de formación de escoria y formar una escoria solidificada con un punto de fusión relativamente alto al aumentar la cantidad total de los agentes de formación de escoria, el metal de soldadura puede ser envuelto satisfactoriamente en el estado de alta temperatura y la penetración del zinc fundido al pie de soldadura puede ser evitado y (b) al definir el limite superior del contenido de Ti02 en los agentes de formación de escoria y estabilizar las propiedades del movimiento de las gotas fundidas desde ele extremo frontal del alambres de soldadura al material de base de la lámina de acero, se pueden reducir las salpicaduras y se mejora la eficiencia del trabajo de soldadura.

A continuación, se explicarán los medios para evitar la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor. Nótese que, en una junta soldada a tope normal o una junta soldada en ángulo, la reproducción de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor no es necesariamente fácil, de manera que se usa una pieza especial de pruebas de soldadura para la evaluación. Es decir, como se muestra en la FIG. 6, la lámina 1 de acero enchapada a ser evaluada se fija en un material 9 de acero de calibre grueso con un espesor de 9 mm y sus cuatro lados se sueldan en ángulo para elevar la fuerza de ligadura de la lámina de acero enchapado. Además, una barra 2 de acero redonda se colocó sobre la lámina de acero enchapada y se soldó en su contorno mediante soldadura en ángulo para establecer las condiciones para una tensión por retracción más alta en el momento de la soladura. Después de la terminación de la soldadura, se observó la sección transversal 1 de la parte del cráter del cordón de soldadura (pie) , para evaluar el estado de aparición de fisuras por fragilización del zinc de la zona del metal de base afectada por el calor.

La FIG. 1 muestra los resultados de la investigación sobre el estado de aparición de fisuras por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor, usando el alambre de soldadura que tiene Ti02, Si02, y Zr02 como componentes principales del material de la escoria. Se descubrió que al ajusfar la relación de T 02 al 50% o más y ajusfando la cantidad total de escoria al 7.5% o más, es posible evitar la fisuración por fragilización del zinc. El mecanismo de prevención de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor es que la escoria 8 se solidifica después de la soldadura volviéndose una barrea que previene la penetración del zinc 5 fundido a la zona la del metal base afectada por el calor (pie 4 de soldadura) . Por esta razón, se cree que al aumentar el porcentaje de Ti02 y elevar el punto de fusión del material de escoria, resulta una barrera resistente. Además, se cree que al aumentar la cantidad total del material de escoria, se hace posible revestir densamente (mucho) el pie de soldadura con la escoria y que esta sea efectiva para suprimir la penetración del zinc fundido.

Por otro lado, con relación a la eficiencia del trabajo de soldadura, se descubrió que si el porcentaje de contenido del Ti02 es superior al 65%, la salpicadura ocurre en numerosas ocasiones. Se cree que un aumento en la cantidad de adición del Ti02 resulta en que el punto de fusión del material de escoria se vuelve demasiado alto, de manera que es difícil que la escoria fundida se separe de la punta del alambre de soldadura y como resultado la propiedad de movimiento de las gotas fundidas se vuelve inestable y aumentan las salpicaduras.

Por esta razón, desde el punto de vista de la prevención de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor, es efectivo ajustar el contenido de T1O2 con respecto a la cantidad total del agente de formación de escorio al 50% o más, pero desde el punto de vista de la supresión de las salpicaduras, el contenido de Ti02 debe ser restringido al 65% o menos.

Las anteriores fueron las razones para la limitación del valor de F para evitar la fisuración por fragilización del zinc y garantizar la ductilidad del metal de soldadura y las razones para la limitación de la cantidad total de los agentes de formación de escoria en el alambre de soldadura y el porcentaje de contenido del T1O2 para la prevención de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor y la supresión de las salpicaduras.

Además, para mantener las propiedades del metal de soldadura y también varios aspectos de la eficiencia del trabajo de soldadura, es necesario limitar los componentes agregados en el alambre para soldadura con núcleo fundente como metales o aleaciones y los agentes de formación de escorias como sigue. Nótese que, en la siguiente explicación significa "% de masa" a menos que se explique particularmente de otra manera.

Primero, se explicarán las razones para la adición de los componentes de Si, Mn, Ni, y Cr que forman la composición de aleación del metal de soldadura.

El C es perjudicial para la resistencia a la corrosión, pero se agrega en una cantidad de 0.01% o más con el propósito de asegurar la resistencia del metal de soldadura y estabilizar el estado del arco en el momento de la soldadura. Por otro lado, si se agrega en una cantidad superior al 0.05%, se precipitan un gran número de carburos, de manera tal que la ductilidad del metal de soldadura cae. Por lo tanto, el C incluido como un metal o aleación en el alambre para soldadura con núcleo fundente debe ser ajustado de 0.01 a 0.05%.

El Si se agrega en una cantidad de 0.1% o más con el propósito de mejorar la capacidad de desprendimiento de la escoria. Por otro lado, si se agrega en una cantidad superior al 1.5%, se precipitan óxidos de bajo punto de fusión basados en Si02, de manera que la ductilidad del metal de soldadura cae. Por lo tanto, la cantidad de S incluida como un metal o aleación en el alambre para soldadura con núcleo fundente debe ser ajustada de 0.1 a 1.5%.

El Mn se agrega en una cantidad de 0.5% o más con el propósito de estabilizar la fase de austenita en la estructura del metal de soldadura a la temperatura ambiente y obtener ductilidad del metal de soldadura. Por otro lado, si se agrega en una cantidad superior al 3.0%, la capacidad de desprendimiento de la escoria se vuelve deficiente. Por lo tanto, la cantidad de Mn incluida como un metal o aleación en el alambre para soladura con núcleo fundente debe ser ajustada de 0.5 a 3.0%.

El Ni es un elemento de formación de austenita. Este se debe agregar en una cantidad de 7.0% o más con el propósito de estabilizar la fase de austenita en la estructura del metal de soldadura a la temperatura ambiente y obtener la ductilidad de metal de soldadura. Por otro lado, si se agrega en una cantidad superior a 10.0%, este promueve la segregación de P, S, y otros componentes de traza perjudiciales para la resistencia a la fisuración y resulta en susceptibilidad adicional a la fisuración por fragilización del zinc. Por lo tanto, el Ni el cual se incluye en el alambra para soldadura con núcleo fundente como un metal o aleación debe ser ajustado a una cantidad de 7.0 a 10.0%, preferiblemente 8.0 a 10.0%.

El Cr es un elemento el cual contribuye a la mejora de la resistencia a la corrosión del metal de soldadura. Además, el Cr es un elemento de formación de ferrita. Este hace el metal de soldadura una fase única de ferrita cuando se completa la solidificación y contribuye a la supresión de la fisuración por fragilización del zinc del metal de soldadura. En la presente invención, el contenido de Cr se ajusta a 26.0% o más para obtener resistencia a la corrosión suficiente del metal de soldadura. Usualmente, si el metal de soldadura de acero inoxidable contiene aproximadamente 13% de Cr, se contiene una buena resistencia a la corrosión, pero la presente invención considera que la aplicación a láminas de acero revestidas con zinc que no contienen Cr y la habilidad para mantener una cantidad de Cr del metal de soldadura de aproximadamente 13% aun si el material base se diluye a aproximadamente 50%. Por lo tanto, se requiere 26% o más de Cr. Por otro lado, si se agrega más de 30.0%, se precipita Cr23C6 y otros carburos o la fase s se vuelve más asequible y la ductilidad ya no puede ser obtenida. Por lo tanto, la cantidad de Cr que se incluye en el alambre para soldadura con núcleo fundente como metal o aleación debe ser ajustada de 26.0 a 30.0%.

Los contenidos de los componentes de C, Si, Mn, Ni, y Cr los cuales se incluyen en el alambre para soldadura con núcleo fundente (totales de % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura) , como se explica anteriormente, se ajustan de modo tal que el valor de F, definido por la formula (1) anterior, corresponda a un rango de 30 a 50 para suprimir la fisuración por fragilización del zinc del metal de soldadura y también garantizar la ductilidad del metal de soldadura .

Además, para mejorar la capacidad de desprendimiento de la escoria solidificada, es posible agregar Bi en una cantidad de 0.01% o más con respecto a la masa total del alambre.

En particular, la zona de soldadura de las láminas de acero enchapadas debe ser limpiada de manera suficiente de escoria solidificada desde el punto de vista de la mejora de la apariencia, de manera que la capacidad de desprendimiento de la escoria se vuelve importante. Sin embargo, si la cantidad de adición de Bi supera al 0.1%, esto se vuelve una causa de segregación de Bi en el momento de la solidificación del metal de soldadura y resulta en fisuración en caliente. Por lo tanto, la cantidad de adición del Bi a la masa total del alambre se ajusta a 0.1% o menos.

Nótese que, además de los componentes definidos en la presente invención, también es posible combinar y agregar, como otros componentes Mo, Cu, V, Nb, N, y otros agentes de aleación con el propósito de a ustar al 0.2% el limite elástico, la resistencia a la tracción, la ductilidad (alargamiento total) , y la energía de absorción por impacto de Charpy a 0°C, y otras cualidades mecánicas del metal de soldadura, ajustando la capacidad de desprendimiento de la escoria, etc.

Sin embargo, el N provoca el deterioro de la ductilidad, de manera que es preferible ajustar su cantidad a menos de 0.05%. Además, también se posible añadir y ajustar la cantidad de Al, Mg, Ti y otros agentes de desoxidación con el propósito de desoxidar la zona de soldadura.

Enseguida se explicarán las razones para la adición y las razones para la limitación de los componentes de los agentes de formación de escoria Ti02, Si02, Zr02 y A1203.

El Ti02 es el agente de formación de escoria más importante para evitar la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal afectada por el calor. Para obtener escoria con una buena capacidad de revestimiento, es necesario 3.8% o más. Por otro lado, si se agrega más de 6.8%, la forma del cordón de soldadura se vuelve irregular y la salpicadura aumenta. Por lo tanto, el Ti02 el cual se incluye en el fundente del alambre para soldadura con núcleo fundente como un agente de formación de escoria se debe ajustar a una cantidad de 3.8 a 6.8%. Además de la capacidad de revestimiento de la escoria de Ti02, al agregar una cantidad adecuada junto con el Si02 explicado a continuación, se hace posible obtener un estado de revestimiento de la escoria que proporciona un espesor adecuado al pie. Esto actúa efectivamente para evitar la penetración del zinc fundido al pie .

El Si02 se agrega en una cantidad de 1.8% o más para mejorar la capacidad de desprendimiento de la escoria y obtener una forma uniforme de cordón de soldadura. Por otro lado, si se agrega más del 3.8%, aumentan las salpicaduras. Por lo tanto la cantidad de Si02 el cual se incluye en el fundente del alambre para soldadura con núcleo fundente como el agente de formación de escoria es preferiblemente de 1.8 a 3.8%. Además, si se hace referencia adicionalmente a la capacidad de desprendimiento de la escoria de Si02, este se agrega con el propósito de mejorar la capacidad de desprendimiento de la escoria del cordón de soldadura como un todo independientemente de la fijación del zinc.

El Zr02 puede ser agregado de acuerdo con las necesidades con el propósito de obtener una buena capacidad de desprendimiento de la escoria aun si el zinc se adhiere a la escoria del pie de soldadura. Sin embargo, aun si se agrega más de 1.3%, las salpicaduras aumentan o el cordón se soldadura se vuelve irregular. Por lo tanto, la cantidad de ZrC>2 la cual se incluye en el fundente del alambre para soldadura con núcleo fundente como el agente de formación de escoria es preferiblemente de 1.5% o menos.

El A1203 suprime la fisuración por fragilización del zinc y además, puede ser agregado de acuerdo con las necesidades con el propósito de mejorar la estabilidad del arco aun en una atmosfera de arco contaminada por vapor de zinc. Sin embargo, si se agrega más de 0.5%, se reduce la capacidad de desprendimiento de la escoria. Por lo tanto, la cantidad del agente de formación de escoria en el fundente del alambre para soldadura con núcleo fundente, A1203 se ajusta a 0.5% o menos.

Como otros agentes de formación de escoria distintos al Ti02, Si02, Zr02, y A1203, se pueden agregar silicato de potasio, silicato de sodio y otros agentes de fijación, los cuales se agregan cuando se produce fundente de adhesión en el proceso de producción de alambre para soldadura, Na20, K20, BaC03, y otros óxidos de metal o carbonatos de metal los cuales se usan principalmente como estabilizadores del arco, y A1F3, NaF, K2ZrF6, LiF, y otros fluoruros y FeO, Fe203, y otros óxidos de fierro, etc., los cuales se usan principalmente para ajusfar la viscosidad de la escoria y asegurar la capacidad de desprendimiento de la escoria se pueden agregar convenientemente.

Sin embargo, si la cantidad total de agente de formación de escoria es superior a 10.5%, la cantidad de salpicaduras provocadas aumenta en el momento de la soldadura. Por lo tanto, la cantidad total de agentes de formación de escoria del alambre para soldadura con núcleo fundente se ajusta a 10.5% o menos.

El método de producción del alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldadura de láminas de acero revestidas con zinc de la presente invención no se limita particularmente. Es posible producirlo mediante un método de producción conocido usualmente para alambre de soldadura con núcleo fundente.

Por ejemplo, bandas de acero (envoltura) compuestas de acero inoxidable austenitico que contenían el metal o la aleación se modelaron con forma de U, después se llenaron con un fundente de llenado mezclando, agitando, y secando el metal o la aleación y el agente de formación de escoria en la ranura con forma de U, después la tira de acero (envoltura) se conformó adicionalmente como un tubo continuo para ser saturado hasta el diámetro deseado del alambre.

En este momento, también es posible soldar las juntas de la envoltura conformada con forma de tubo para obtener un alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente sin costuras.

Además, como un método distinto al anterior, cuando se usa un tubo conformado por adelantado como la envoltura, el tubo se llena con el fundente mientras que se hace vibrar y se estira hasta un diámetro predeterminado del alambre.

Las láminas de acero revestidas con zinc del material de soldadura las cuales se cubren por la presente invención incluyen no solo láminas de acero comunes revestidas con zinc, fundidas, basadas en JIS G 3302, sino también láminas de acero enchapadas con aleación de zinc-5% de aluminio, fundidas basadas en JIS G 3317, láminas de acero enchapadas con aleación de 55% de aluminio-zinc basadas en JIS G 3321, láminas de acero enchapadas con Zn-11% de Al, 3% de g, 0.2% de Si (Super Dyma®) , láminas de acero enchapadas con Zn-7% de Al-3% de Mg (ZAM®), y otros láminas de acero revestidas con aleaciones basadas en zinc.

Nótese que, la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor, la cual ocurre usando un material de soldadura basado en acero inoxidable, ocurre de manera particularmente fácil cuando los componentes de enchapado incluyen Mg . Por esta razón, cuando se sueldan las láminas de acero enchapadas que contienen Mg (láminas de acero encapadas con Zn-11% de Al-3% de Mg-0.2% de Si) mediante el alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente de la presente invención, el efecto de supresión de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor es pronunciado.

Como la lámina de acero enchapada con aleación basada en Zn-Al-Mg-Si es posible aplicar efectivamente una lámina de acero revestida con aleación basada en zinc que contiene, en % de masa, Al: 2 a 19%, Mg : 1 a 10%, y Si: 0.01 a 2% y que tienen un balance de Zn e impurezas inevitables.

Explicando los componentes del revestimiento de aleación basada en zinc, el Mg se incluye en una cantidad de 1 a 10% con el propósito de mejorar la resistencia a la corrosión de la capa de enchapado. Esto se debe que si se agrega menos del 1%, el efecto de mejoría de la resistencia a la corrosión es insuficiente, en tanto que si se agrega más de 10%, la capa de enchapado se vuelve frágil y la adhesión cae. El Al evita que la adición del Mg provoque que la capa de enchapado se vuelva frágil y mejora la resistencia a la corrosión, de manera que este se incluye en una cantidad de 2 a 19%. Si se agrega menos de 2% el efecto debido a la adición se vuelve insuficiente, la capa de enchapado se vuelve frágil, y la adhesión se reduce, en tanto que o se agrega más de 19%, el efecto de mejoría de la resistencia a la corrosión se satura y simultáneamente el Al y el Fe en las láminas de acero reaccionan para provocar una reducción en la adhesión. El Si evita que el Al y el Fe en la lámina de acero reaccionen, que la capa de enchapado se vuelva frágil, y que se reduzca la adhesión, de manera que se incluye una cantidad de 0.01 a 2%. Esto se debe a que si se agrega menos de 0.01%, el efecto no es suficiente y la adhesión se reduce. Si se agrega más del 2%, esto no solo satura el efecto de adhesión si no también la capa de enchapado en si se vuelve frágil. Además, como los componentes de revestimiento de aleación basada en zinc, para mejorar la resistencia a la corrosión después de la pintura, se pueden agregar uno o más elementos de Ca, Be, Ti, Cu, Ni, Caracterizado porque, Cr, y Mn .

Además, como la lámina de acero revestida con zinc del material de soldadura, la cual se cubre por la presente invención, el uso de una lámina de acero revestida con zinc con una resistencia a la tracción de la lámina base de enchapado de la clase de 270 MPa a 590 MPa y que define los componentes de la lámina de acero de la lámina de acero base del enchapado como sigue es preferible ya que el efecto de supresión de la fisuración por fragilizacion del zinc se vuelve más pronunciado.

El C se agrega en una cantidad de 0.01% o más para la mejoría de la capacidad de endurecimiento de la zona afectada por el calor de la soldadura (a continuación, se conoce también como "HAZ") y por lo tanto, la supresión de la fisuración por fragilizacion del zinc de la HAZ. Por otro lado, la adición excesiva lleva a una reducción en plegabilidad y un amento en la fisuración retardada debido al endurecimiento de la HAZ y más facilidad en la fisuración por fragilizacion del zinc. Por esta razón, el límite superior de ajusta a 0.2%.

El Si se agrega en una cantidad de 0.01% o más para la desoxidación de la lámina de acero. Por otro lado, la adición excesiva lleva a un aumento excesivo en la escoria de oxido en el momento del laminado en caliente y una reducción en la ductilidad, de modo tal que el limite se ajusta a 2.0%.

El Mn se agrega en una cantidad de 0.5% o más para inmovilizar las impurezas inevitables S y MnS y para mejorar la capacidad de endurecimiento de la HAZ. Por otro lado, la adición excesiva lleva a una reducción en la plegabilidad y un aumento en la fisuración retardada, de manera que el limite superior se ajusta a 3.0%.

El P es un elemento de impureza. Para evitar una reducción en la trabaj abilidad de las láminas de acero, el limite superior se ajusta a 0.020% El S es un elemento de impureza. Para evitar la fisuración a alta temperatura del metal de soldadura y una reducción en la capacidad de ser trabajado en el momento del laminado en caliente, el limite superior se ajusta al 0.020%.

El Al debe ser agregado en una cantidad de 0.001% o más como un elemento desoxidante del acero, pero si se agrega en exceso, se forman inclusiones no metálicas gruesas y la tenacidad y otras cualidades del material de acero se reducen, se manera que el valor del limite superior se ajusta a 0.5%.

El Ti inmoviliza el N en el acero como nitruros y tiene el efecto de prevenir la precipitación del BN, de manera que se agrega en una cantidad de 0.001% o más. Por otro lado, la adición excesiva lleva a un aumento en el costo de la adición de la aleación de manera que el limite superior se ajusta a 0.5%.

El B se agrega en una cantidad de 0.0003% o más para obtener una reducción en la energía interfacial de los límites del grano cristalino de la HAZ y el efecto resultante de supresión de la fisuración por fragili2ación del zinc. Por otro lado, la adición excesiva provoca una reducción en la tenacidad de la zona de soldadura, el zinc penetra fácilmente a los límites del grano cristalino de la zona afectada por el calor de soldadura, y, por el contrario, ocurre fácilmente la fisuración por fragilización del zinc, de manera que el límite superior se ajusta a 0.004%.

El N se agrega en una cantidad de 0.0005% o más para hacer que el B se precipite como BN u otros nitruros. Por otro lado, este reduce el efecto del B en la supresión de la fisuración por fragilización del zinc, de manera que el límite superior se ajusta a 0.006%.

Además, las láminas de acero revestidas con zinc pueden tener Nb y V agregados a las mismas. Cada elemento, además, tiene la acción de garantizar la resistencia del material de acero e inmovilizar el N como carburos y garantizar una cantidad de B en solución sólida efectiva para suprimir la fragilizacion del metal fundido. Si la cantidad total de Nb y V es de 0.01% o más, el efecto se vuelve pronunciado. Sin embargo, la adición excesiva de una cantidad total superior a 0.20% de masa provoca un aumento en los costos de fabricación por supuesto, y degrada la tenacidad del material de acero. Por esta razón, el limite superior del contenido se ajusta 0.20% .

EJEMPLOS A continuación, se usaran ejemplos para explicar en detalle la presente invención.

Ejemplo 1 Primero para confirmar el efecto de supresión de la fisuración por fragili zación del zinc, los inventores investigaron los efectos del material de soldadura y el tipo del enchapado.

En los alambres para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente gue contienen composiciones de aleación mostradas en la Tabla 1, se fabricaron los alambres para soladura de acero inoxidable con núcleo fundente, con las composiciones mostradas en la Tabla 1 y la Tabla 3. Los asteriscos (*) en la Tabla 1 y la Tabla 3 indican los contenidos de la extensión e impurezas inevitables. El diámetro del alambre se ajustó a 1.2 mm. Para las láminas de acero inoxidable revestidas con zinc, se usaron láminas de acero inoxidable revestidas con aleación basada en zinc compuestas de láminas base enchapadas de láminas de acero con un espesor de lámina de 5 mm y una resistencia a la tracción de la clase de 400 Pa, las cuales se revistieron con tres tipos de enchapados mostrados en las opciones A a C.

A: lámina de acero revestidas con zinc basadas en JIS G 3302.

B: lámina de acero enchapada con aleación de zinc fundido-5% de aluminio, basada en JIS G 3317 C: lámina de acero enchapada con Zn-11% de Al-3% de Mg, 0.2% de Si.

Nótese que, para los componentes de laminad de acero de la lámina base enchapada, se usó una lámina de acero de C=0.08%, Si=0.02%, Mn=0.003, y Ti=0.01%.

Para las cualidades del metal de soldadura, se realizó una prueba de tracción basada en JIS Z 3323 y una prueba de impacto basada en JIS Z 3111. La fisuración por fragilizacion del zinc del metal de soldadura y la fisuración por fragilizacion del zinc del la zona del metal base afectada por el calor se evaluaron usando una prueba de penetración de tinte visible. Nótese que, para las piezas de prueba de soldadura para la evaluación de la fisuración, como se explica anteriormente, se usaron las piezas de prueba de soldadura mostradas en la FIG. 6, y se soldaron mediante una corriente de soldadura de 160 a 200A y un gas de protección de C02. La eficiencia del trabajo de soldadura se evaluó mediante una evaluación funcional en el momento de la preparación de las piezas de prueba de soldadura. Estos resultados se muestran juntos en la Tabla 2 y la Tabla 4.

En la Tabla 2 y la Tabla 4, la indicación de "Buena" en el renglón de "Salpicadura" indica que no ocurren salpicaduras y que la eficiencia del trabajo es buena, en tanto que "Deficiente" indica que ocurren muchas salpicaduras y que la eficiencia del trabajo fue deficiente. "Bueno" en el renglón de "Capacidad de desprendimiento de la escoria" indica que la capacidad de desprendimiento de la escoria fue buena, "Regular" indica que la capacidad de desprendimiento de la escoria fue algo inferior, y "Deficiente" indica que la capacidad de desprendimiento de la escoria fue deficiente. "Bueno" en el renglón de "Apariencia del cordón" indica que la apariencia del cordón fue buena, en tanto que "deficiente" indica que la forma del cordón fue irregular o que la apariencia del cordón fue deficiente por lo demás. La calificación "Buena" de la evaluación global indica una buena evaluación, en tanto que "Deficiente" indica que se podría decir que la evaluación no es buena.

Los Alambres Nos. 1 a 7 de la Tabla 1 son ejemplos de la invención en tanto que los Alambres Nos. 8 a 14 son ejemplos comparativos. Además, la Tabla 2 muestra ejemplos que usan el alambre para soldadura de la presente invención, en tanto que la Tabla 4 muestra los ejemplos que usan alambres para soldadura de los ejemplos comparativos. Nótese que la Tabla 2 y la Tabla 4 muestran los tipos de los enchapados usados de las láminas de acero.

Los Alambres Nos. 1 a 7 de la presente invención fueron adecuados en cuanto al valor de F, Ti02, Si02, Zr02, AI2O3, la cantidad total de los agentes de formación de escoria, y la relación total de Ti02 a la cantidad de agentes de formación de escoria, de manera que la fisuración no ocurriera bien en el metal de soldadura o bien en la zona del metal base afectada por el calor y la eficiencia del trabajo en el momento de la soldadura se volviera bueno como resultado.

Por otro lado, el Alambre No. 8 en los ejemplos comparativos tuvo una relación baja en el contenido de Ti02 con respecto al total de los agentes de formación de escoria, de modo tal que ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor.

El Alambre No. 9 tuvo una relación baja en la cantidad total de los agentes de formación de escoria y también tuvo una relación baja del contenido de Ti02, de manera que ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el valor.

Los Alambres Nos. 10 y 11 tuvieron una cantidad total baja de los agentes de formación de escoria, de manera que ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor. Además, estos tuvieron un contenido bajo de Si02, de manera que la capacidad de desprendimiento tiende a ser algo inferior .

El alambre No. 12 tuvo un contenido alto de TÍO2 y tuvo una relación alta del contenido de Ti02 con relación al total de agentes de formación de escoria, de manera tal que ocurrieron salpicaduras frecuentemente y la forma del cordón tiende a volverse irregular.

El Alambre No. 13 tuvo una cantidad grande de agentes de formación de escoria, de manera tal que ocurrieron salpicaduras frecuentemente. Además, este tuvo un valor de F grande, de manera que tuvo un valor bajo de alargamiento del metal de soldadura (valor subrayado de la Tabla 4).

El Alambre No. 14 tuvo un contenido bajo de Si02 y tuvo un contenido alto de ??02 con respecto al total de agentes de formación de escoria, de manera que tuvo una capacidad de desprendimiento de la escoria deficiente, y además, tuvo salpicaduras frecuentes. Además, este tuvo un valor de F pequeño, de manera que ocurrió fisuración en el metal de soldadura .

Ejemplo 2 Enseguida los inventores evaluaron los efectos de los componentes de la lámina base enchapada sobre la fisuración por fragilizacion del zinc de la zona afectada por el calor de soldadura de la lámina de acero de la lámina base enchapada. La lámina base enchapada usada es un material de acero con resistencia a la tracción del tipo de 279 MPa a 590 MPa. La composición de los componentes se muestra en la Tabla 5. Las casillas subrayadas en la Tabla 5 muestran los valores fuera del rango de la presente invención. Los componentes del enchapado se ajustaron al enchapado del Ejemplo 1 de C: Zn-11% de Al-3% de Mg-0.2% de Si. El alambre para soldadura fue el Alambre No. 1 del Ejemplo 1.

Para las piezas de prueba de soldadura para la evaluación de la fisuración, como se explica anteriormente, se usaron las piezas de prueba de soldadura mostradas en la FIG. 6. Estas se soldaron mediante una corriente de soldadura de 160 a 200A y un gas de protección de C02. Para la evaluación de la fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor, se usó una prueba de penetración de tinte visible. Nótese que, el espesor de la lámina se ajustó a un espesor de 2.3 mm y la evaluación se realizó en un estado que facilita la fisuración por fragili zación del zinc.

Las Láminas Base Enchapadas Nos 15 a 18 de la Tabla 5 son ejemplos de la invención, en tanto que las Láminas Base Enchapadas Nos. 19 a 23 de la Tabla 5 son ejemplos comparativos .

Cuando se usaron las láminas base enchapadas de los Nos. 15 a 18 de la presente invención, no ocurrió fisuración no en el metal de soldadura ni en la zona del metal base afectada por el calor.

Por otro lado, cuando se usó la lámina base enchapada del No. 19 de los ejemplos comparativos, ya que el contenido de B era bajo, ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor.

Cuando se usó la lámina base enchapada del No. 20 de los ejemplos comparativos, ya que el contenido de B era excesivo, ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor .

Cuando se usó la lámina base enchapada del No. 21 de los ejemplos comparativos ya que el contenido de Mn era bajo, la zona del metal base afectada por el calor redujo su templabilidad y por lo tanto ocurrió fisuración debido al aumento en la tensión por calor del pie de soldadura.

Cuando se usó la lámina base enchapada del No. 22 de los ejemplos comparativos ya que el contenido de Ti fue bajo y aumentó la precipitación de BN, ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor.

Cuando se usó la lámina base enchapada del No. 23 de los ejemplos comparativos, ya que el contenido de C era excesivo, ocurrió fisuración en la zona del metal base afectada por el calor y hubo un problema de fractura retardada debido al endurecimiento de la zona de soldadura.

Tabla 1 Alambre No. 1 2 3 4 5 6 7 %dd %ddMMeasaeaseae Ti02 3.82 4.50 5.33 5.60 6.74 4.50 5.30 loslos Si02 1.98 2.40 2.82 2.90 2.18 1.88 3.10 tconenmpoestconenmpoes íidqcosume Zr02 0.43 * * 0.76 0.56 * ddldlbíi %dlfdllldlMtttaaseeneerenoasaoaeamreqoseaunemaumce la blamrea A1203 0.07 0.12 0.07 0.31 0.06 0.25 0.43 ltenvoura FeO+Fe203 0.50 0.50 0.01 0.01 0.20 0.10 0.10 Na20 0.10 0.05 0.10 0.10 0.10 0.08 0.10 K20 0.10 0.05 0.11 0.11 0.10 * A1F3 * * * * * * NaF 0.10 0.20 0.79 0.79 0.20 + 2ZrF6 * 0.10 0.10 LiF * 0.10 * + + Otros agentes de formación 0.50 0.70 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 de escoria Total de agentes de 7.60 8.52 9.33 10.02 10.44 7.57 9.23 formación de escoria Ti02/Total de agentes de 0.50 0.53 0.57 0.56 0.65 0.59 0.57 formación de escoria C * * * * * 0.03 Si 0.50 1.00 * 0.65 0.65 Mn * * 0.20 1.80 + * Ni 0.30 1.30 1.00 0.50 0.20 0.20 Cr 13.00 12.10 13.00 15.00 14.00 14.00 14.00 Fe 3.95 0.50 3.50 * * * Bi 0.05 0.05 0.03 0.05 0.05 0.02 Mo 0.10 0.05 0.10 * * * Porcentaje de relleno % 25.0 23.0 28.0 25.3 26.8 22.4 24.1 Porcentaje de envoltura % 75.0 77.0 72.0 74.7 73.2 77.6 75.9 C 0.021 0.018 0.018 0.018 0.021 0.021 0.021 Si 0.57 0.41 0.41 0.41 0.57 0.57 0.57 Mn 0.98 1.60 1.60 1.60 0.98 0.98 0.98 Ni 9.1 10.3 10.3 10.3 9.1 9..1 9.1 Cr 18.3 18.6 18.6 18.6 18.3 18.3 18.3 C 0.016 0.014 0.013 0.013 0.015 0.016 0.046 Si 0.43 0.82 1.30 0.31 0.42 1.09 1.08 Mn 0.74 1.23 1.15 1.40 2.52 0.76 0.74 Ni 7.13 9.23 8.42 7.70 7.16 7.26 7.10 Cr 26.73 26.42 26.40 28.90 27.40 28.19 27.88 Valor de F 40.0 34.40 38.9 43.6 39.4 46.9 43.9 Clase Ejemplos de la Invención Tabla 2 Tabla 3 Alambre No. 8 9 10 11 12 13 14 Ti02 1.70 3.31 3.50 4.50 6.94 6.65 6.46 %ddM %ddMasaeeeeasa Si02 3.62 2.80 1.55 1.33 2.83 1.80 1.40 loslos toncompenes Zr02 2.40 * * 0.72 1.40 tcomponeesn iídcosequmdldllb %ddlfdllíidltMttereeeneereenoamasaoaaameasaunequmcos A1203 0.07 0.31 0.12 0.20 0.03 0.01 0.60 la lbaamre FeO+Fe203 0.20 0.50 0.50 + 0.50 0.30 ltoenurav Na20 0.10 0.05 0.10 0.05 * 0.10 0.10 K20 0.10 0.05 0.10 * 0.10 * 0.10 A1F3 + * * * * NaF 0.20 0.20 * * * 0.10 0.20 K2ZrF6 + * 0.15 * 0.07 * LiF * 0.10 * + * Otros agentes de formación 0.10 0.10 0.30 0.10 * 0.20 0.25 de escoria Total de agentes de 8.49 7.32 6.32 7.00 9.97 10.76 9.41 formación de escoria Ti02/Total de agentes de 0.20 0.45 0.55 0.64 0.70 0.62 0.69 formación de escoria C * * * * * * Si * 0.50 1.00 * * 0.60 0.80 Mn * * * 0.20 1.80 + 2.00 Ni 0.30 1.30 1.00 * 0.50 0.20 2.00 Cr 13.00 12.10 13.00 15.00 14.00 16.00 14.00 Fe 3.95 0.50 3.50 * * * * Bi 0.05 0.05 0.03 0.05 0.05 0.02 0.05 Mo 0.10 0.05 0.10 * * 0.35 Porcentaje de relleno % 25.9 21.8 25.0 22.3 26.3 27.8 26.6 Porcentaje de envoltura % 74.1 78.2 75.0 77.7 73.7 72.2 73.4 C 0.021 0.018 0.018 0.018 0.021 0.021 0.021 Si 0.57 0.41 0.41 0.41 0.57 0.57 0.04 Mn 0.98 1.60 1.60 1.60 0.98 0.98 0.35 Ni 9.1 10.3 10.3 10.3 9.1 9.1 10.3 Cr 18.3 18.6 18.6 18.6 18.3 18.3 18.6 C 0.016 0.014 0.014 0.014 0.015 0.015 0.015 Si 0.42 0.82 1.31 0.32 0.42 1.21 0.83 Mn 0.73 1.25 1.20 1.44 2.52 0.71 2.26 Ni 7.04 9.35 8.73 8.01 7.20 6.77 9.56 Cr 26.56 26.64 26.96 29.46 27.48 29.22 25.65 Valor de F 39.7 34.7 39.7 44.4 39.5 52.1 29.7 Clase Ejemplos de la Invención Tabla 4 O Lista de Números de Referencia 1 lámina de acero revestida con zinc (lámina base) la zona del metal base afectada por el calor 2 lámina de soporte (lámina de acero no enchapada o lámina de acero enchapada) 3 metal de soldadura 4 pie de soldadura 5 enchapado de zinc (zinc fundido) 6 fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal base afectada por el calor 7 fisuración por fragilización del zinc de la zona del metal de soldadura 8 escoria solidificada que cubre el metal de soldadura 9 lámina de acero para restringir la lámina de acero revestida con zinc 10 cordón de soldadura para restringir la lámina de acero revestida con zinc 11 sección transversal observada de la fisuración por fragilización del zinc que ocurre en la zona del metal base afectada por el calor

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente, para soldar láminas de acero revestidas con zinc, el alambre para soldadura se compone de una envoltura de acero inoxidable la cual se rellena con fundente, caracterizado en que la cantidad total de elementos los cuales se incluyen como metales o composiciones de aleación en dicha envoltura y fundente son, en % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura, C: 0.01 a 0.05%, Si : 0.1 a 1.5%, Mn: 0.5 a 3.0%, Ni: 7.0 a 10.0%, y Cr : 26.0 a 30.0%, y un valor de F el cual se define por la siguiente formula (1) es 30 a 50; además, dicho fundente comprende, como agentes de formación de escoria, en % de masa con respecto a la masa total del alambre, Ti02: 3.8 a 6.8%, Si02: 1.8 a 3.2%, ZrC>2: 1.3% o menos (incluyendo 0%), y Al203: 0.5% o menos (incluyendo 0%), y la cantidad total de dichos agentes de formación de escoria y otros agentes de formación de escoria es de 7.5 a 10.5%; además, dicho Ti02 satisface, en % de masa con respecto a la cantidad total de agentes de formación de escoria, Ti02: 50 a 65%; el resto o balance de dicha envoltura y fundente es Fe e impurezas inevitables. Valor de F= 3 [% de Cr]+4.5*[% de Si] -2.8? [% de Ni]-84x[% de C] -1.4 [% de Mn] -19.8 (1) en donde [% de Cr], [% de Si], [% de Ni], [% de C] , y [% de Mn] indican respectivamente las cantidades totales de Cr, Si, Ni, C, y Mn contenidas en la envoltura y el alambre para soldadura con respecto a la masa total del alambre.

2. El alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldadura de láminas de acero revestidas con zinc como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además Bi como un metal o composición de aleación, y la cantidad total contenida en dicha envoltura y fundente es, en % de masa con respecto a la masa total del alambre para soldadura, Bi: 0.01 a 0.1%.

3. Un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, caracterizado en que el revestimiento de las láminas de acero revestidas con zinc es una revestimiento de aleación basada en zinc que comprende, en % de masa, Al: 2 a 19%, Mg: 1 a 10%, Si: 0.01 a 2% y un balance o resto de Zn e impurezas inevitables; las láminas de acero revestidas con zinc, se sueldan con arco, usando el alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldadura de las láminas de acero revestidas con zinc como se establece en la reivindicación 1 o 2.

4. Un método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc, caracterizado en que, un revestimiento de las láminas de acero distinto al revestimiento de las láminas de acero revestidas con zinc comprende, en 5 de masa, C: 0.01 a 0.2%, Si: 0.01 a 2.0%, Mn: 0.5 a 3.0%, P: 0.020% o menos, S: 0.020% o menos, Al: 0.001 a 0.5%, Ti: 0.001 a 0.5%, B: 0.0003 a 0.004%, N: 0.005 a 0.006%, y un balance o resto de Fe e impurezas inevitables; las láminas de acero revestidas con zinc revestidas se sueldan con arco, usando el alambre para soldadura de acero inoxidable con núcleo fundente para soldadura de láminas de acero revestidas con zinc como se establece en la reivindicación 1 o 2,

5. El método de soldadura con arco de láminas de acero revestidas con zinc como se establece en la reivindicación 4, caracterizado porque, un revestimiento de láminas de acero revestidas con zinc distinto al revestimiento comprende además uno o ambos de Nb y V, y la cantidad total de Nb y V es 0.01 a