TW487611B

TW487611B - Flux-cored wire for gas-shielded welding, MAG gas-shielded welding process, and welded joint obtained therefrom

Info

Publication number: TW487611B
Application number: TW087108593A
Authority: TW
Inventors: Christian Bonnet; Bruno Leduey
Original assignee: Soudure Autogene Francaise
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 2002-05-21
Also published as: EP0988130A1; ES2164427T3; US6300596B1; BR9815543A; CA2291694A1; US6124569A; US6521867B2; KR20010013551A; NO995920L; NO995920D0; FR2764221B1; DE69801910D1; JP2002511023A; CA2291694C; DE69801910T2; FR2764221A1; EP0988130B1; NO317519B1; US20010023863A1; WO1998056532A1

Description

487611 A7 _B7_ 五、發明说明（/ ) 本發明是有關於一種用於氣體流動屏蔽焊接之以焊劑爲核心的焊接線，關於一種MAG (金屬活性氣體)焊接方法，也就是使用此種可熔線的氣體屏蔽焊接方法，以及關於一種經由熔化該可熔線而獲得的焊接接合。使用於氣體屏蔽焊接的以焊劑爲核心的焊接線，通常由管狀的外部金屬護套，也稱爲箔，和含有塡充元素的中心蕊，例如金屬粉末，二者所構成。在許多氣體屏蔽焊接的過程中使用此種以焊劑爲核心的焊接線，特別是在正常化結構鋼、TMCP(熱機械控制處理)鋼、以及回火一退火鋼的焊接中。現今有二種種類之以焊劑爲核心的焊接線，其可以使用於金屬工件的氣體屏蔽焊接，特別是結構鋼的工件，也就是”基礎型”、”金紅石型”、”無熔渣型，，線，也稱爲”金屬蕊”線。這些各種的以焊劑爲核心的焊接線，因它們所組成之各種元素的性質而有所區別。好妒部中夾ir.-^-x;h工消贽合作打卬災因此，根據在焊接方法中使用的以焊劑爲核心的焊接線種類，對於該以焊劑爲核心的焊接線受到軟化熔融有更大的或是減小的趨勢，電弧的穩定度可能增加或是減少，位置焊接可能變得更容易或是更困難，熔融金屬飛濺的量可能增加或是減少等等。同樣地’根據在焊接方法中使用的以焊劑爲核心的焊接線種類，且因此根據此以焊劑爲核心的焊接線其所組成的各種元素之性質與含量，所獲得焊接物，也就是沉積的金屬’其冶金特性將會變化很大。本紙張尺度適月】中國國¾^標準（CNS ) A4規格（210x297公着） 487611 A7 ___ B7 五、發明説明（\ ) 因此，其已知焊接物的特徵，從它的各種元素來說，例如，特別是氧、鈦、妮、釩、氫等等的元素.，根據沉積的金屬中含量而定。經由實例的方式，下面的附表I指出，一方面牽涉前述三種不同種類之以焊劑爲核心的焊接線的組成主要元素 ’另一方面，對於其中的每一種，從此處傳統上得到之操作與組成的結果。

附表I 以焊劑爲核心的焊接線的種類金紅石型基礎型無熔渣型線中的非金屬元素 Ti〇2，Si〇2，Al2〇3 ，離子化元素 CaF2，CaC03， MgO，離子化元素 <1%的離子化元素線中的金屬元素脫氧劑，合金元素脫氧劑，合金元素脫氧劑，合金元素操作的結果 ]軟化熔融 ]穩定的電弧 □位置焊接容易 ]噴覆造成之金屬傳播的範園廣泛 ]球形傳播 ]飛濺 ]位置焊接困難 ]軟化熔融 ]穩定的電弧沉積金屬(焊接物)的含量 02:600-1000 ppm Ti :300-800 ppm Nb: 100-300 ppm V :50-250 ppm H2:4 到 15 ml 0〇:300-400 ppm Ti 可調整的 >^^可調整的 V:可調整的 H2: < 5 ml 0^:000-1000 ppm Ti:可調整的 Nb:可調整的 V:可調整的 H2: 1 到 6 ml 好米部中夾if.-iv-/:Jh.T消资合作私印纪從上面的附表I中，其爲顯而易見的是，”金紅石型” 的以焊劑爲核心的焊接線，基本上爲鈦的氧化物(Ti〇2)，比起其他種類的線有較佳的操作特性：非常良好的電弧穩定度，藉由軸向噴覆的金屬傳播體制之參數範圍廣泛，以致在焊接中幾乎完全沒有飛濺，具有高熔點的熔渣允許獲得 ______4___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 在位置焊接中高的沉積速度等等。 .然而，從其熔渣的組成，也就是所構成中心蕊的塡充元素組成，”金紅石型”以焊劑爲核心的焊接線具有導致焊接物含有殘留元素(氧、鈮、釩等等）的缺點，其傾向於妨礙達成沉積金屬，也就是焊接物的最佳機械性質。更明確地說，沉積金屬的氧含量，雖然可能會根據塡充粉末中存在脫氧元素的性質與量而變化，在”金紅石型” 線的例子中，不可能降低到如同在”基礎型”線例子中的等其結果爲，使用”金紅石型”線所製成的焊接物，因爲其較高量的夾雜物，而具有較低的韌性破壞能量。同樣地，因爲”金紅石型”線的熔渣主要是由金紅石，也就是鈦的氧化物(Ti〇2)所組成，在沉積金屬中必然會發現到鈦，並且其中的量，特定而言，根據在電弧中發生的氧化還原反應，以及在發生於焊接池中，也就是於熔融金屬中的金屬熔渣交換而定。經浐部中夾柊準而m-τ消赀合作打卬來沉積金屬的鈦含量因此不能調遵到所需求的，但是密切地根據所有存在的化學元素而定，其必須根據焊接物所必有的機械特質（抗拉強度、降服應力等等）而做補償，其特質本身是根據要被焊接的鋼鐵種類而定。此外，有關於沉積金屬的鈮含量與釩含量，這些同樣不能降低到一特定界限之下，使這些元素在一般使用於製造焊接產品之天然鈦氧化物中，存在爲雜質。使用合成的且因此相對爲純之鈦的氧化物，部份地解 _____5___ 本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 ___________B7 五、發明説明) 決了此一問題，但是其害處爲，在以焊劑爲核心的焊接線的費用，以及在製造後者之更加複雜方法的費用，爲明顯地增加。進行目的爲增進”金紅石型”以焊劑爲核心的焊接線之冶金特性的廣泛硏究，已導致了以焊劑爲核心的焊接線顯現出”欽效果。特別是其已經顯示出，在沉積金屬中存在非常小量的硼，一般爲20到60 ppm，當焊接沉積物冷卻時，在沃斯田鐵晶界處，頗能延緩預共析(proeutectoid)肥粒鐵的出現〇因此，經由在細微的夾雜物上，肥粒鐵的晶粒內孕核，可以產生沃斯田鐵相變，夾雜物總是存在於焊接物中，提供了後者含有一定量的鈦。 -種具有非常細之肥粒鐵晶粒的結構，通常稱之爲”針狀肥粒鐵”；其增進了拉伸的特性（抗拉強度、降服應力等等)以及韌性(Charpy V缺口的衝擊強度，CTOD等等）。經浐部中央i?.^->f.;hJ.消资合作Tt卬父換言之，在焊接物的冷卻當中4鈦-硼效果避免了粗的預共析肥粒鐵形成，其對於焊接物的韌性非常有害，並且最後產生一種針狀肥粒鐵型式的結構，所以使得由使用”金紅石型”(但同樣也是無熔渣型）線所製造之焊接物，在剛焊接(as-welded)的狀態中，符合最嚴格的工業需求，其不可能由基礎型的線所達成。然而，雖然在此剛焊接的狀態中，所獲得的結果令人滿意，當焊接物必須受到後焊接的熱處理時，特定而言， _ ________6 _ 本紙张尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（ί ) 以應力釋放此焊接物，特別是在接合非常厚的工件例子中，不能應用同樣的方式。. 此是因爲其已經觀察到，經由”鈦-硼”金紅石型線的方法所製造出的焊接物，其接受隨後的熱處理，失去它的冶金特性，和因此失去經由”鈦-硼”效果得到益處。所以，有關於以焊劑爲核心的線之塡充粉末的形成，幾份公開的報告測試，特別是”金紅石型”，其傾向於在後焊接的熱處理之後，增進焊接物的作用。此外，在其可能以焊劑爲核心的線內發現的各種元素中，應該提及氮。因此，文件JP-A-63,220,996啓發了一種以焊劑爲核心的線，它的護套含有220 ppm的氮。此外，文件JP-A-63,278,697說明了一種以焊劑爲核心的線，含有1至12%的金屬氟化物、0·1至1.5%的金屬碳酸鹽、0.2至3%的一種或是多種的礦物矽酸鹽與矽石氯化物、0.2至2%的二氧化矽、1至2.5%的錳、0.05至0.3%的鈦和0.1至1%的鎂；塡充焊劑的重量顯示爲以焊劑爲核心的線總重量的10到30%。並且，文件 I.S.I.J INTERNATIONAL，Vol.35，1995， VO 10啓發，經由增加氮含量向上達到約爲80 ppm之較佳數値等級，增進焊接物的低溫衝擊強度。然而，目前沒有存在一個以焊劑爲核心的線，特別是金紅石型，在後焊接的熱處理之後，製造出具有良好韌性與衝擊強度特性的焊接物。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）請先閱讀背意事項再 f(| 本頁訂 I# 487611 A7 B7 五、發明説明（k ) 本發明的一項目標因此是要解決前述的問題，並且提出一種氣體屏蔽焊接用的以焊劑爲核心的線，特定而言是金紅石型或是無熔渣型’特別是用於結構鋼，例如正常化鋼、TMCP或是回火一退火鋼，在剛焊接的狀態中以及在應力釋放的熱處理後，使其可能獲得具有極佳之低溫韌性和衝擊強度特性的焊接。另一個目標是提出一種以焊劑爲核心的線，使其可能獲得可信賴的與均質的焊接物，也就是說，在所有焊接之熔融金屬的區域中具有相同的特性，特別是在多道 (multiple-pass)焊接的例子中。一般而言，焊接物的特性是根據組成焊接物的各種元素而定，以及它們各別相對比例而定，根據此例，使得這些元·素可能具有互相無關的內部作用，或是互相結合的作用，特別是協同的形式，或是相反地，爲對抗的形式。因此，在大多數例子中，在線以及/或是沉積的金屬中，特定元素的存在，在從此處產生之焊接物的特定金屬特性上具有正面的影響，並且在其，他的特性上具有負面的影響。所以，爲了獲得使其焊接物具有所給定用途之最佳機械特性，例如強度和韌性，當其預定使焊接接合的組成，也就是沉積的金屬得到均衡，尋找一種合適以焊劑爲核心的線的公式化設計，做起來不是一件容易的事。此外，其爲同樣必要，或者甚至爲絕對必要的是，操作的參數同樣加以考慮。此是因爲，其可能爲容易地了解讀先閱讀背

I I 頁訂本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（好浐部中夾枕^-/:;h_t-消贽合作私卬^ 到’假如用於製造上的公式化設計，也就是它的組成，使得它從操作觀點上使用非常困難，達到了良好冶金協調性的以焊劑爲核心的線也是沒有用的。因此，基礎型以焊劑爲核心的線比起金紅石型以焊劑爲核心的線來說，被認爲是具有非常優異的冶金可能性，但是從另一方面來說，比起該金紅石型線，其具有非常劣等的操作性能，特別是在電弧的穩定度、飛濺的量、.位置焊接的生產能力等等項目中。然後，當金紅石型以焊劑爲核心的線的冶金特性進步與增進時，導致了這種以焊劑爲核心的線，在市場上逐漸地消失。所以，對於其爲可接受的以焊劑爲核心的線，不只是從它們冶金特性的觀點上，也從它們操作特性的觀點上，具有實際的需要，這個問題迄今尙未被解決或是只有部份被解決。面對這個問題，本發明的發明者已證明，在沉積金屬之特定基礎元素的中以焊劑爲核心·的線的總含量，特別是氮，在焊接物的品質和特性中，特別是在它的韌性和它的衝擊強度中，令人訝異地扮演一個基本的角色。更特定而言，發明者已發現，爲了獲得焊接物品質，特別是在以應力釋放焊接物的處理之後所因此獲得的，一方面其必須在沉積的金屬中具有低氮含量，另一方面來說，可能會在其中發現到的其他構成元素，具有限定的含量，例如，特別是鋁、硼、鈮、釩、錳、鈦、碳、鎳、鉻，

I f 填訂轉本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7

五、發明説明（P 並且特別爲鋁和鈦等等。請先閲讀背 5 ί 睪項再 .因此本發明是有關於一種用於氣體屏蔽焊接的以焊劑爲核心的線，以用於MAG焊接較爲適當，由至少一種外部金屬護套和至少一種含有塡充元素的中心蕊所組成，其特徵爲對於以該焊劑爲核心的線的總重量，其含有： —少於75 ppm的氮，以少於60 ppm的氮較爲適當，並且以少於50 ppm的氮爲有利，一 0.1到1°/。的矽，以從0.2%到0.9%的矽較爲適當，並且以從0.25%到0_75%的矽爲有利，一 1%到2.5%的錳，以從1.2%到2%的錳較爲適當，並且以從1.4%到1.8%的錳爲有利， —少於7%的鈦， •一從 1 ppm 到 110 ppm 的硼，以從 20 ppm 到 90 ppm 的硼較爲適當，並且以從25 ppm到70 ppm或是80 ppm 的硼爲有利，一少於0.3%的鋁，以從1 ppm到0.2%的鋁較爲適當，並且以從5 ppm到0_1%的鋁爲有利， —從10 ppm到2〇0 ppm的鈮，以從10 ppm到130 ppm的鈮較爲適當，並且以從10 ppm到100 ppm的鈮爲有利，以及 —從 10 ppm 到 200 ppm 的fL，以從 10 ppm 到 130 ppm的釩較爲適當，並且以從10 ppm到100 ppm的釩爲有利。在本發明文中，其將假設爲，在以焊劑爲核心的焊接 _ _10_ 本紙张尺度適州中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇Χ：297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（/ ) 線中所指定一元素的總含量，例如氮’等於該給定元素，例如氮，在以焊劑爲核心的線的各種構成元素中，也就是一方面在護套，以及另一方面在各種塡充兀素’該給定元素含量的總和。因此，例如，在氮的例子中，氮(N2)的總含量可以經由應用下面的公式⑴來決定： [N2]T=(l-t)· [N2]s+ Σ；；? [N2]i· [I] · t (I) 其中一 [N2]t表示以焊劑爲核心的線的氮總含量(ppm，重量計）； - t表示爲以焊劑爲核心的線的塡充比例，並且其由下面的公式(II)所給定：塡充元素的重量 t=---(Π) 塡充元素的重量+護套的重量一 [N2]s表示以焊劑爲核心的線之金屬護套的氮含量 (ppm，重量計）；經米部中夾榀^-Λ炎工消贽合作ii卬¾ - η表示爲構成塡充元素以及其可能會含有氮之各別物質丨的數目； —[N’Ji表示爲每個各別物質i的氮含量(重量計ppm) :以及 - [I]表示每個各別物質i對於塡充元素之總重量的比率。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚 487611 好浐部中次«--^/Jd,消处合作私卬來 A7 五、發明说明（/ 〇) 當然，以焊劑爲核心的線之其他組成元素，每一種各別的總含量可以由相似的方法來決定。根據此例，根據本發明的以焊劑爲核心的線可能包含有：一從300 ppm到0.14%的碳(不包括碳酸鹽），以從〇〇3到0.1%的碳較爲適當，以及從0·03°/〇到0·08°/ί>的碳較爲適當’以及/或是一從0.2%到1°/。的鎂以及/或是鉻，以從0.3%到 0.9%的鎂以及/或是鉻(Zr)較爲適當’以及從〇.4%到0·8% 的鎂以及/或是銷較爲適當’以及/或是 -從0.01。/❶到0.35%的鈉、鉀以及/或是鋰(在此被認爲其或許存在的元素Li、Na和Κ含量之總和），以從 0.03%到0.3%的鈉(Na)、鉀(K)以及/或是鍵(Li)較爲適當，並且從0.04°/。到0.25°/。的鈉、鉀以及/或是鋰較爲適當，以及/或是一從0.03%到10°/。的氟(F)，此對可擴散的氫具有適合的效果，以及/或是〜一少於0.02%的硫、磷、錫、銻以及/或是砷（在此被認爲其或許存在的元素S、P、Sn、Sb和As分別之含量，並不是該各種元素含量的總和），以從1 ppm到0.012% 的硫、磷、錫、銻以及/或是砷較爲適當，以及從1〇 PPm 到0.009%較爲適當。此外，本發明的以焊劑爲核心的線具有一個Bruscato 係數(X)，其爲： __^___12__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） LIJ訂考 487611 A7 B7 五、發明説明（丨丨） Χ=0·1 X [Ρ]+〇·〇5 X [Sb] +0.04 X [As] +0.01 X [Sn] 其中X< 20 ppm .，以X< 15 ppm較爲適當，並且以X. <12 ppm爲有利，此處的[P]、[Sb]、[As]和[Sn]是在以焊劑爲核心的線中’憐、鍊、碑和錫各別的總含量(ppm)。一般而言，外部護套顯示出至少爲以焊劑爲核心的線總重量的50%，以焊劑爲核心的線總重量的65到90%較爲適當。並且，以焊劑爲核心的線的直徑一般是在0.8 mm和 2·4 mm之間，以在1和2 mm之間較爲適當，並且以在約爲1.20和約爲1·60之間爲有利。根據所選擇的具體實施例或是隨後所討論的應用，以焊劑爲核心的線以金紅石型(Ti02)或是”無熔渣”型較爲適當〇對於金紅石型線，線的Ti02含量可能在3到12%之間變化，其大約對應於2%到7。/。的鈦含量。此外，金紅石型以焊劑爲核心的線的氟含量，可能在0.03%和0.15%之間變化，以在0.05%和0.09%之間較爲適當。對於”無熔渣”型線或是對於”基礎”型的線，鈦含量大約爲 80 ppm 到 2000 ppm，以從 100 ppm 到 1000 ppm 之間較爲適當，並且以從110到500 ppm爲有利。另一方面，”無熔渣型，，以焊劑爲核心的線的氟含量，可能在0.02%和0.15%之間變化，以在0.035<)/。和0.09°/〇之間較爲適當，而”基礎，，型線的氟含量，可能在i.6到10% 本紙張尺度適/1】中國國家標準（（^$)六4規格（210父297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（丨〜Ο 之間變化，因爲氟石(CaF2)的存在。本發明同樣有關於一種MAG氣體屏蔽的焊接方法，經由熔融至少部份的根據本發明之以焊劑:爲核心的線，製造焊接合。線以供應6到40 KJ · cnT1之間的焊接能量來培融較爲適當。從此處，本發明同樣有關於其可以經由本.發明方法獲得的此種焊接接合，特別是焊接接合或是沉積金屬，其對於焊接接合的總重量，含有少於80 ppm的氮，從0.02%到 0.07%的氧，從0.02%到0·12°/。的碳，從0_15%到0.6%的砂，從1%到1.9%的錳，少於0.02的硫，少於0.02%的磷，從0.0025%到0_08%的鈦，從0.0002%到0·008%的硼，少於0.03%的錦，較佳從5 ppm到150 ppm的銘、從10 ppm 到0.02°/。的鈮以及從10 ppm到0·02%的釩。碳(C)是鋼的基礎元素中的一種，其影響各種微結構的 •拉伸和硬度特性。因此，爲了獲得具有高拉伸強度的焊接接合，在焊接接合中碳的量，希望具有相對爲高的數値。然而，其重量不應該超過0.12%的#大數値，在此之上，熱和冷裂解的危險大幅增加。並且，假定碳同樣作用如一種脫氧劑，在焊接接合中，其必須遵守最低含碳量至少爲重量的0.02%，以有效移除部份的氧，並且因此以獲得具有正確韌性的焊接接合。像碳一樣，矽(Si)爲一種脫氧劑，其得以確保焊接接合的良好韌性成爲可能，並且對於焊接珠粒的潤濕性，在最低含量0.15%重量以上，具有益的效果。然而，在各種微 14 _________ 本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .4 ~ 丁、τ _· 487611 A7 B7 五、發明説明（結構中，矽同樣具有明顯爲高的硬ί匕效果，並且增加了焊接接合的麻田散鐵和沃斯田鐵構成的量。這些在焊接接合的韌性上，具有害的效果。因此其結果是，其必須保持最大的含矽量在〇·6%重量。猛（Μη)同樣也是鋼的基礎元素之一。爲了在剛固化 (as-solidified)結構的區域中’出現實質量之針.狀肥粒鐵，並且爲了增進它們的韌性’必須在焊接接合中’遵守錳重量爲0.9%的最低含量。高於此最低含量〇·9°/。之數値，猛在調整熔融金屬的硬化能力適合於熱焊接循環中’扮演了一個基本的角色，且因此，依據必須在策劃的應用中所用焊接能量的冷卻焊接接合過程之中，調整所形成之針狀肥粒鐵的量，扮演了一個基本的角色。然而，其必須包含重量低於1.9%的含錳量，高於此數字，則有害的硬化效果比焊接接合之微結構精製的有益效果還要重大，韌性因此一般爲惡化。對於硫（S)，當它的含量在沉積金屬中大於0.020%時，此頗增加焊接接合熱裂解的危險、。並且在焊接物的塑性和韌性特性上，硫同樣具有害的效果。所以，其較爲適當的是伊持硫在最多爲0.010%的最大含量。當磷在沉積金屬中含量大於0.020%時，像硫一樣，磷 (Ρ)在焊接接合的熱裂解上具有負面的效果，但程度較輕。此外，在接著後焊接熱處理的冷卻過程之中，磷的存在增加了已保持剛固化結構的焊接區域之脆性。所以，其較爲適當的是，再次保持磷在最多爲0.010%的最大含量。 15

I 意填讓訂辦本紙張尺度通州中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（^) 鈦(Ti)必須存在於最小含量爲0.0025%的重量，以確保針狀肥粒鐵的晶核形成，其在具有剛固化結構的焊接區域中獲得正確的韌性，爲一種不可缺少的微元素。另一方面來說，高於0.080%重量，鈦具有助於形成損害韌性之變章刃鐵結構的傾向。硼(B)在焊接珠粒的冷卻當中，減緩沃斯田鐵晶界形成預共析肥粒鐵的動力。所以，在鈦的存在中，在重量爲 0.0003%(3 ppm)的硼總含量以上，並且重量最高爲0.008% 的含量(80 ppm)，硼使得增加針狀肥粒鐵的量成爲可能，且因此增進焊接物的韌性。高於0.008%，硼增加了熱裂解的危險，不能接受。一般而言，維持硼含量爲10 ppm到 70 ppm，並且以在20 ppm和60 ppm之間較爲適當。 •在鈦的存在中，鈮(Nb)和釩（V)重量0.001%的最小數値，有助於增加針狀肥粒鐵的量，且因此增加焊接接合的韌性特徵。然而，這些元素對於氮和碳同樣有很大的親和力，所以在進行連續焊接道當中之焊接接合的再加熱區域，以及在後焊接熱處理當中的所有逼域，它們將以碳化物、氮化物或是碳氮化合物的形式析出，並且在此例中甚至更劇烈。其因此爲絕對不可缺少的是，限制它們個別的含量爲最多在〇·〇2%，並且以最多0.01%較爲適當。如上面所解釋的，以固溶體或是在析出的形式，在正常化組織、TMCP或是回火一退火鋼中，氮(Ν)具有在焊接接合中使其脆化的效果。所以，在沉積金屬中它的總含量保持在最多80 ppm的數値，以最多60 ppm較爲適當，並本紙张尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 487611 A 7 B7 五、發明説明（丨¢) 且以最多50 ppm爲有利。在鋼板中，通常會加入鋁(A1)，另一方面，爲了淸除 (killing)的目的，也就是將氧固定在鋁酸鹽形式中，並且另一方面，爲了使氮的有害效果最小，以氮化物的形式捕獲它。所以，通常爲小心地調整在該板中的鋁含量，以使該含量的比率，A1/N，爲大於4。然而，在這些鋼片的焊接中，沒有相同的適用。此是因爲它證明··製造具有該比率 Al/N>4的焊接接合，導致在焊接接合的韌性特徵中大大地降低，因具有該含量比率，不可避免地導致對針狀肥粒鐵的形成至少有部份地抑制，以及導致在使用金紅石(Ti02) 型以焊劑爲核心的線所製造的焊接接合中，鈦含量過度地增加，因此造成更進一步地減少形成針狀肥粒鐵，而有助於非意欲之變韌鐵類微組成的形成。藉此其結果是總鋁含量必須保持在重量少於0.030。/。的數値，以重量少於 0_015%較爲適當，並且以重量少於0.010%較爲適當。此外，希望具有Al/N<4的含量比率，以Al/N<3較爲適當，以Al/N<2更爲適當，並且以Α1/Ν< 1·5爲有利。好淤部中^;i?:^-^h-T消於合作衫卬欠因爲由於在鋼中的夾雜物形成，氧傾向於降低鋼的韌性和塑性特性，鋼的製造者通常嘗試儘可能地減少鋼的氧 (〇2)含量。與此相反的，在重量至少0.02°/。之焊接物中的氧含量，證明爲不可缺少的，以使在鈦的幫助下，得以形成精細擴散的夾雜物，以作爲針狀肥粒鐵的核種或是引發劑，且因此在具有剛固化結構的焊接區域中，獲得良好的韌性。然而，其必須遵守約爲0.07%的最大氧含量，以 ------- 17-------- 本紙張尺度適力】中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 487611 A 7 B7___ 五、發明説明（丨) 0.06¼、或是甚至爲0·0Μο/〇的最大氧含量較爲適當，以避免在焊接接合中，塑性破壞能量明顯的減少，其在鋼的例子中爲已知。在本發明文中，認爲沉積金屬的氮含量，大致上等於使用於製造焊接之以焊劑爲核心的線的氮含量。然而’當在焊接操作中使用的氣體屏蔽不完全時，有時.會發現到沉積的金屬稍微被大氣中的氮汙染。雖然如此，在本例中’ 認爲氣體屏蔽幾乎爲完美的，且因此該沉積的金屬被大氣中氮污染不會發生。換言之，爲了使事情單純化的緣故，認爲存在於焊接物中，也就是在沉積金屬中的氮總含量，根本上來自於使用來製造焊接物的以焊劑爲核心的線。此外，根據本發明的焊接接合，同樣可能包含有最多到3·.5°/〇的鎳，最多到0.5%的鉻，最多到0.7%的鉬，以及 /或是最多到0.6°/。的銅。此是因爲，鎳(Ni)至少是稍微地增加，在固溶體中，與鐵晶格有關的各種微結構的硬度和拉伸特性。應該注意的是，此鎳之適合效果，不伴隨著對微結構塑性和韌性的危害性。然而，爲了避免焊接接合的熱裂解，保持鎳含量在重量3.5%以下較爲適當。此外，鉬（Mo)爲一種增進鋼之硬化能力的元素。同樣了解到，其能力以經由固溶體的效果造成硬化。因此，推薦它用在以例如20到50 kJ/cm之高焊接能量，其需要良好的鋼之熱性能，例如在250°C或是350°C，或是當組裝有具高的或是非常高彈性鋼時，例如500到900 MPa的焊接 __ ______LS__ -一-_ 本紙张尺度適W中囤國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明c Ί) 接合應用。然而，爲了避免降低焊接接合的韌性，保持鉬含量在重量〇·7%以下較爲適當。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 像鉬一樣，可以加入鉻（Cr)以增進焊接接合的拉伸和硬度特性，特.別是具有高的或是非常高彈性的鋼。然而，爲了避免再次降低焊接接合的韌性，保持鉻含量在重量 0.5%以下，甚至是在重量爲0_3%以下較爲適當，爲了增進對大氣腐蝕作用的耐抗性，可以加入銅（Cu) 到熔融金屬中，其量最多到約重量的0.6%。並且，焊接接合可以包含有磷、銻、砷以及/或是錫，且具有Bruscato係數(X)，其爲： X-0.1 X [P] + 0.05 X [Sb] + 0.04 X [As] + 0.01 X [Sn] 其中X< 20 ppm，並且以X< 15 ppm較爲適當， •此處[P]、[Sb]、[As]和[Sn]分別爲在該焊接接合中，磷、銻、砷和錫的總量(爲ppm)。 il. 本發明更進一步爲關於具有如上所述焊接接合的鋼組件。有益的是，本發明的以焊劑爲核心的線爲使用於油業工業的裝置之結構，例如在外海的抽油工作台或是儲存槽 ’或是用於造船業。、本發明現在將以實例的方式與參考附於後的圖，來作舉例說明，經由舉例說明的方法所給定，但是不受其限制〇附圖1爲根據本發明之MAG氣體屏蔽焊接裝置的一般圖解，其包含以焊劑爲核心的線26，連接到電源12，在本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明) 以焊劑爲核心的線26的自由端，和工件16與18間的接觸區域之間，其適合於造成要電擊的電弧14。以焊劑爲核心的線26分佈在注入口 22中，氧化屏蔽的氣體從中流過，例如以參考ATAL 5TM，由L’Air Liquids 公司所販售的氬氣/C02混合物，或是任何適合於所討論之MAG焊接方法的氣體混合物，其由外部氣輝來源24運來，以使以焊劑爲核心的線26和沉積金屬池20，與周圍的大氣隔絕。以焊劑爲核心的線26從進給捲軸28連續地饋送。附圖2顯示出，以焊劑爲核心的線26具有放置在外部金屬護套32中的中心蕊30。金屬護套32由軟鋼或是低合金鋼組成，並且要焊接的工件46與18是由結構鋼所做成。特定而言，可以應用下面的焊接條件：焊接電流：250 安培，焊接電壓：27伏特，焊接能量·· 17.6 kJ/cm以及焊接速度：23 cm/min。實例 ,· 好沪部中次ir.-^-Λ,-只工消合作祕卬^ 下面的測試在金屬測試片或是試樣上，在每層的二個焊道中，經由熔融金屬的連續地沉積，也就是，依照法國、美國和日本的標準；此爲顯示在附圖3中。沉積金屬，以及因此產生的焊接接合的氮含量和其他元素的含量，是根據所使用的以焊劑爲核心的線的氮含量和其它元素的含量而定。硏究了各種元素的以焊劑爲核心的焊接線，特別是”金 ------ 20_ 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7_ 五、發明説明（(）紅石型”線。更特別的是，附圈3顯示出具有三個部份4、4’和5 的測試片，其經由在每層的二個焊道6a和6b中，由熔融金屬沉積所製造的焊接接合6連接在一起。焊接接合6具有退火的區域2(暗色面積），也就是在進行隨後的焊道當中，已在沃斯田鐵轉換點以上畀加熱的區域，以及未退火的區域1(亮色面積），以就是那些已具有剛固化金屬結構的區域。現在，在需用力的標準，爲了將焊接產物特徵化，經由軸向刻痕的定位，也就是沿著焊接線3，在以進行連續焊道之冶金結構已經退火的區域中，做衝擊強度的取樣。然而，實際上已經觀察到，當沿著在未退火區域中焊道軸來製造刻痕時，也就是沿著附圖3中線3’，在所製造之結構的強度上具有負面的影響，例如外海的工作台、橋樑、儲存槽或是船隻，韌性和衝擊強度的特性一般爲較低，且因此爲劣等的。好沪部中夾^^-^h工消汝合作私卬來在下面的實例中，用於量測衝擧強度的刻痕，因此不只是做在退火區域中(線3)，也做在未退火區域中(線3，）。在下面所有的實例中，釋放應力的處理在580°C下進行3小時。實例1 經由具有鈦-硼效果(根據AFNOR標準的TGS F6.56 1 Nil，或是根據AWS標準的E 81 T1 Nil)的金紅石型以焊劑爲核心的線，製造熔融金屬的沉積，其爲使用相同基礎 ----— _2\__ 本紙張尺度適川中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明（7° ) 的配方所製造，但在此處’特別是以它們的氮含量來區別〇從具有退火結構的區域中，並且用比較的方式，在已經保留剛固化結構的剛焊接區域中，取出衝擊強度的測試決定沉積金屬（焊接物）的主要構成之含量，並且列在下面的附表II中。 A \—/ S N C|ί ί標 f家 -國一國ί中一用一適 |度尺 22

釐公 97 2 X 487611 A7 B7 五、發明説明（>1) —日 m Ό CS ο Ά 躪：邕 CU ο VO ο CN ο ν〇阪日隱S CN 00 CN m CM w^> f<\ Ο Ο r—Η ο ο 00 CnI ο ο 々 Ο Ο Ό 1—^ ο ο Ό ^Η ο ο ο r-H ο ο ο ο ο ^-Ή ο ο ο ο ο ΓΛ ο ο ο <Ν ο ο ο 〇\ Ό Ο 00 ο •^τ 卜 ο m ^ ν〇 Ο Ο Ο Ό ο ο ο ν〇 ο ο ο •Ο Ο ο ο ο ο ο ο ο ο 1 ' < 1-Η 、〇 ι i ι_ _ < CN Ο CN CO ο f jj疇 m ο m ^ 00 ο ο Os ο ο ο ν〇 ο ο 鑛黯跽4fc < PQ ο 23

本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 8 7 61 ...... · 8 7 61 ...... · 經浸部中次柊^-凡负^.消贽合作淞卬欠 A7 ____ B7_ 五、發明説明（7/1) 此外，在-40°C下衝擊強度的量測値，也就是未退火區域和退火區域的、在後焊接的熱處理(在580°C應力釋放3 小時）之前（剛焊接的狀態)和之後、各種測試片(試驗A到 C)之焊接物的衝擊強度所表現的數値，列在下面的附表III 中。附表ΙΠ 試驗序號剛焊接的狀態，kV (J) 應力釋放的狀態，kV (J) 退火區域未退火區域退火區域未退火區域平均最小値平均最小値平均最小値平均最小値 A 103 97 118 101 84 66 89 Λ 64 B 124 98 46 45 53 27 50 36 C 64 44 19 18 52 32 23 18 所獲得的結果明顯地顯示出，在剛焊接的狀態中’並且假如只考慮到退火區域，測試片A和B(其焊接物分別含有63 ppm和72 ppm的氮)所量測到的平均衝擊強度爲良好，並且測試片c(線包含有15() PPnl的氮)爲可接受的。然而，當同時考慮在剛焊接的狀態中未退火區域’觀察到只有測試片A具有良好的衝擊強度數値° 在應力釋放的熱處理之後，只有測試片A(線具有63 ppm的氮）具有可接受的衝擊強度°然而，觀察到這些數値，比剛焊接的狀態中所獲得的數値要低超過22% ’無論所裝------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 苹（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 487611 A7 -----------—B7 五、發明説明（ V1；) 提到的區域爲何(退火的或是未退火的” 此實例1明通地_示出，在焊接物的衝擊強度上，減少以焊劑爲核心的線之氮含量的優點，特別是當焊接物必須受到後焊接的應力釋放胃。實例2 實例2相似於實例1，除了在此處所使用之以焊劑爲核心的線具有：氣曰里範圍在88 ppm和39 ppm之間，以及 -氮化物或是碳氮化合物的形成元素含量，特別是鈮 (Nb)和fl(V)，比實例丨以焊劑爲核心的線中的含量低大約 40%到 50%。如先前地’決定沉積金屬（焊接物）的主要構成之含量，Μ且列在下面的附表IV中。 (讀先閱讀背面之注意事項再4,寫本頁) 訂妓浐部中决^:^-而卩工消合竹ii卬製本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 487611 A7 B7 五、發明説明卜 Λ Imfe 經浐部中夾«.冬而奴工消抡合作衫卬製

On m cr\ vo CO CO O o ^r o ΟΊ 1- o gg目 o m 00 CM ^r o o c^, cn o O ΟΊ 〇 o 00 o o o 卜 o o o 卜 o o o m ^ Ό o o o Ό o o o o o o m o o o CN 〇〇 o m o o o 、〇 o o 卜 o 00 Ό o 卜 o o o 卜 o o o 卜 o o o m 〇" y〇 o o o 卜 o o o VO o o o SI 〇- α·. cr\ a·, ΓΪ Ό CN r-H o m o 1 o ΡΊ o ϋ 〇° o 卜 o - Ό _、〇 o o CN vO o o 「 1 毖黟! c ^ j 1 1 UJ [X (請先閱讀背面之注意事項再灰寫本頁) 訂 ό 2 本紙張尺度適/1]中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 7〇11 Λ7 --------- 、發明説明（>5) 此外，不只在40°C，也在-60°C下，量測每個測試片( 試驗D到F)的衝擊強度，分別列在下面的附表V和VI中〇附表V :在-40°C的衝擊強度試驗序號剛焊接物的狀態，kV ⑴ 應力釋放的跃態，kV ⑴ 退火區域未退火區域退火區域未退火區域平均最小値平均最小値平均最小値平均最小値 D 145 136 139 137 118 106 115 91 E 143 141 138 133 137 131 114 83 F 143 140 105 72 135 125 93* 51 附表VI :在-6 0°c的衝擊強度試驗序號剛焊接的狀態，kV ⑺ 應力釋放的狀態，kV ⑺ 退火區域未退火區域退火區域|未退火區域平均最小値平均最小 1 1直平均最小 1丨呈平均最小 Λ—r— m D 109 8 5 12 1 118 98 ! ! 88 | : 丨94丨 82 • E 96 69 106 I 76 ! 8 8 7 5 68 53 F 104 88 23 16 丨 1 6 6 52 ί 56 40 經濟部中央標準局員工消費合作社印製尺 -紙本 (請先閱讀背面之注意事項再硝寫本頁) 從附表IV到VI，顯而易見的是，以焊劑爲核心的線度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公發） 487611 Λ7 B7 一一 ^__

五、發明説明（^U 的氮含量減少的愈多，它的低溫(-40°C或是-60。〇衝擊強度就愈高，無論何種焊接的狀態，也就是：剛焊接的狀態或是應力釋放的狀態° 此外，其可能看出，減少鈮和釩的含量，有助於製造具有較高的低溫衝擊強度的焊接物。實例3 實例3相似於實例2，也就是說，它使用具有低的鈮含量和釩含量之以焊劑爲核心的線，但此時其具有低的矽 (Si)含量和錳(Μη)含量，並且經由比較的方式，有變化的氮含量。如先前地，決定沉積金屬（焊接物）的主要構成之含量，並且列在下面的附表VII中。 (請先閱讀背面之注意事項再續寫本頁) 、--•口經濟部中央標準局員工消費合作社印製度尺張紙 |ί 28 487611 A7 B7 五、發明説明 ΙΙΛmfe 好浐部中央^-•^-XJh.t.消竹私卬欠氮 PPm - m ppm 430 450 硼 ppm CN Π 0.033 0.032 0.009 0.008 0.006 0.005 0.003 i_ r 0.003 0.69 0.71 m 〇" 0.010 I i 0.009 ti ^ 0.008 0.007 m 〇- ，· < r—< vo 给$ 0.25 0.23 0.068 i 0.000 試驗序號〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適/1]中國國家標率（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 487611 A7 -----------------__ B7 五、發明説明)

此外’在-40°C下量測苺個測試片（試驗〇和η)的衝擊強度，列在下面的附表VIII中。沉寸_ VIII 試驗序號剛焊接的狀態，kv (J) ----—1 應力釋放的狀態，kV (J) 退火區域 — 未退火區域退火區域未退火區域平均最小値平均最小値平均最小値平均最小値 —--—^ G 141 137 136 131 143 138 127 122 —,^ Η 125 101 65 46 113 105 3 1 24 ____—1 希裝|丨 (锖先閱讀背面之注意事項再4:寫本頁) 好浐部中次^.·^-^;^^工消贽合作杉卬纪在此例中，如同在先前的實例中，顯而易見的是，高氮含量在焊接物的機械特性上具有害的效果，最特別是在未退火區域中，也就是其含有剛固化結構的那些區域，但也對退火區域也有害；在未退火區域巾’對於焊接物與因此以焊劑難細紗含量，在）8QG下應力釋放之後，負面的效果甚至更加地顯著"° 實例4 ”卜實例4是經由，，無熔漠型”以焊劑爲核心的線之方法所製造，其組纖額师__具有下麵表IX所指出的各種元素之含量顏可能。由祕雜特W m積金屬的鈦含量比赃先關例巾的_地_，賴難1相符合。度適州中國國家標苹（CNS ) A4規格) 、\# 487611 A7 B7 五、發明説明（4) xl^fe 好浐部中^ir.^-XJm工消抡合竹ii卬i'i 氮 ppm CO 氧 ppm 670 683 t 硼 ppm CN C^i 〇\ CN 篇系丨 0.013 0.012 0.008 0.005 0.002 L 1 0.002 1 SS ^ 0.004 1 0.004 ί 0.026 0.029 [ 露这 0.010 0.010 l 0.011 1 0.011 1 〇" m ν〇 r—^ o 卜 r-H 0.38 0.42 0.03 1 0.042 試驗序猇一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 31 本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 Λ7 __一--------- 五、發明说明（¾6) 在剛焊接的狀態中或是在580°C下應力釋放3小時之後，測試片（試驗I和J)在-4〇°C.下的衝擊強度，列在下面的附表X中。

附表X (請先閱讀背面之注意事項再績势本頁) 裝· -5 r----------- 試驗剛焊接的狀態，kv 應力釋放的狀態，kV ⑺ 退火區域未退火區域退火區域未退火區域平均最小値平均最小値平均最小値平均最小値 I 101 90 70 58 136 132 123 117 J 47 24 37 22 85 58 78 63 如同在先前的實例中，其觀察到具有低氮含量的以焊劑爲核心的線，產生了具有優異低溫衝擊強度和優異韌性的沉積金屬。實例5 此實例5相似於實例1，並且其目標爲硏究在鋁含量的增加，對於焊接物的韌性和衝擊強度特性的影響。經濟部中央標準局員工消費合作社印製其事實真相爲，一般對於氮具有高親和力的鋁，以氮化物的形式固定此元素。並且，此與氮有關的鋁之特性’ 用以增進軟鋼的變形加工性，以及使得在金屬中因爲氮存在而產生的時效現象最小。在此實例5中，以這樣的方式使用二種含有鋁的以浮劑爲核心的線，使得在此線中鋁含量對氮含量的比率大於 _____22____ ---* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）、 487611 A1 B*7 五、發明説明（、I) 4 (Al/N2 比率 >4)。如同先前，決定沉積金屬（焊接物）主要構成的含量，並且列在下面的附表XI中。 -------HP (請先閲讀背面之注意事項再續寫本頁) 裝· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 487611 Λ7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製五、發明説明（^甘氮 ppm 1 Ό 氧 I pprn _________ 670 750 硼 PPm Ό 〇 1 < 〇 0.088 0.016 1 1______________ 0.016 0.015 0.014 0.029 0.031 鹖€ 0.58 卜〇 m ^ 0.006 [ 0.006 m ^ 0.005 1 j 0.004 卜〇 m 0.41 0.42 1 1 m 0.069 0.068 試驗序號 1 1 j J i 1 (請先閱讀背面之注意事項再續寫本頁) 34_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） 487611 \Ί B7_____ 五、發明説明（Ί) 此外，在剛焊接的狀態中或是在58〇°C下應力釋放3 小時之後，測量在-4〇°C下測試片（試驗κ和L)的衝擊強度，並且列在下面的附表ΧΠ中。附表ΧΠ 試驗剛焊接的狀態’ (J) kV 應力釋放的狀態 (J) ，kV 退火區域未退火區域退火區域未退火區域平均最小値平均最小値平均最小値平均最小値 K 55 46 16 12 37 30 13 11 L 74 54 50 30 40 26 24 17 令人驚異地，觀察到在低溫下、在焊接物的勤性和衝擊強度特性上，鋁含量的增加具有負面的效果’此完全地相反於迄今已經所作的觀察ύ 鋁的這個負面效果’可以經由鋁在氧化還原反應中干擾之事實來解釋，因此以活性元素而言’例如特別是鈦和矽，鋁完全地修正它們的轉換° 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再'填寫本頁) 其結果是，爲了增進焊接物的韌性和衝擊強度特性’ 在一方面，必須確保以焊劑爲核心的線的氮總含量少於65 ppm，並且在另一方面，Α1/Ν2的比率少於4，或者甚至少於或是等於3。實例6

此實例相似於先前的實例。如先前地進行下面的試驗，使用502 TRA-CC +型的STARMATIC電流產生器，250 A ____35___ g張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210/ 297公釐1 ' " 487611 Μ Β7 五、發明説明的電流密度、27 V的電壓、23 cm · mm“的焊接速度，以及在焊道之間150°C的溫度。所使用的屏蔽氣體爲ATAL 5A™混合物（氬氣+ 18% C02)，並且氣體流動的速度大約2(H · min·1。熔融金屬的沉積，經由相同於實例2、3和5(金紅石線)的基礎公式上所製造的、具有直徑1.2 mm之三種以焊劑爲核心的線所製造，但是以它們的總鋁含量作基本上地區別，也就是：一試驗Μ :線含有大約0.10%的鋁， —試驗Ν:線含有大約0.20%的鋁， —試驗〇:線含有大約0.29%的鋁。從退火區域，並且經由比較的方式，從其已維持剛固化結構的剛焊接區域，取出衝擊強度測試片。在剛焊接的狀態，以及在後焊接熱處理(在580°C下應力釋放3小時）之後，測量在-4(TC下測試片的衝擊強度，並且列在下面的附表XIII中。 --------Mi^— (請先閲讀背面之注意事項再垓寫本頁) 、-0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製附表ΧΙΠ 試驗序號剛焊接的跃態，kV (J) 後熱處理狀態（*)，kV (J) 未退大區域退火區域未退火區域退火區域 Μ 150 155 157 150 155 169 121 130 151 144 144 149 Ν 96 100 113 103 117 127 70 70 85 82 93 | 105 〇 40 j 42 ! 61 i 14 14 31 10 18 30 j 14 17 25 (*):熱處理：加熱（50°C./h)，在580T：下保持3小時

3(S 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公犮） 487611 Λ7 B7 五、發明説明（10 ，然後冷卻(50°C/h)。其次，決定沉積金屬組成之含量，並且列在下面的附表XIV中。 (請先閱讀背面之注意事項再垓寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 37 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 487611 Α7 Β7 五、發明説明（>ϋ ΛΙΧ«fe C4 Tf m 00 m 踩i CU Ο *—< 寸 O l〇 o «〇 00 cn 寸 *〇 r- cn O O \〇卜 o o rA as o o 爲〇° CN 〇 o o 00 o o o 卜 o o o o o o 卜 o o o 卜 o o o m 〇° o o o •-H o o r-H o o 截系 vn 卜 o 寸 r- o Γ- Γ Ο m ^ o o o «〇 o o o «〇 o o o m 〇° I o 对 § o 1 TT o o o 寸 m CO 给$ m CTi o ON Γ^ϊ 〇 o 滘〇? CO v〇 o o o 卜 o o a\ v〇 o o 1 lit +vC s 1 2 i ο 1 ! ^ a- <tfA 卜 o Ό «〇 CM »〇 ON m m ^ ri o o o r< o o o ri o o o o o o CM o o o CM o o o 对 o o 寸 o o o 对 o o o m 〇° 1—4 o o r—i r-^ o o * o r—i o o S o- C4 o o o r—) o o o o o o ^ t m o CO o o ro o o ig- ^ m o o o o o o o o o 黟 I ◦ 1 | ! ! --------φ.裝------IT-----(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適州中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 487611 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（1) 爲了決定所獲得之焊接接合，在剛焊接的狀態或是在熱處理之後的機械特性，將這些做拉伸量測。結果列在下面的附表xv中。附表XV 剛焊接的狀態熱處理之後狀態試驗序號 Μ Ν 〇 Μ Ν 〇抗拉強度Rm (MPa) 598 647 749 565 628 706 降服應力RP0.2 (MPa) 510 574 670 473 544 638 延伸率（％) 25 22 19 29 2 7 * 21 截靣的減少 (%) 75.3 69 6 5 75 73 69 所獲得的結果明顯地顯示出，沉積中增加沉積金屬的鋁含量達到0.011%，導致在剛焊接的狀態以及在後焊接熱處理之後，在所有的焊接區域中，在-40°c下，其仍然保有可接受的衝擊強度結果。高於這個數値，在所有的焊接區域中，特別是在後焊接的熱處理之後，在衝擊強度數値中有非常明顯地滑落。與此韌性改變平行的是，抗拉強度與降服應力有增加，在塑性特性(延伸率與截面的減少)則降低。使用根據本發明以焊劑爲核心的線，特別是金紅石或是無熔渣型，使其可能在焊接接合的熔融區域中，獲得極 (請先閱讀背面之注意事項再敁寫本頁) 裝·

、1T •f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公焚） 76 48 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明（沭）佳的低溫韌性特性，也就是，下降到約爲-50°C到-6(TC的溫度，在剛焊接的狀態中及在隨後的熱處理之後的這二者亦爲如此，特別是當線的氮總含量少於65 ppm，以及鋁含量對氮含量的比率少於3時。圖式簡單說明圖1爲根據本發明之MAG氣體屏蔽焊接裝置的一般圖解。圖2顯示出根據本發明之以焊劑爲核心的線。圖3顯示，在金屬測試片或是試樣上，以每層二個焊道所做之熔融金屬的連續沉積。圖式代表符號對照說明 1 未退火的區域 2 退火的區域 3, 3’焊接線 4, 4’，5測試片三個部份 6 焊接接合 6a，6b 二個焊道 10MAG 氣體屏蔽焊接裝置 12 電源 14 電弧 16, 18 工件 20 沉積金屬池 22 注入口 24 外部氣體來源 40 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 487611 A7 B7 五、發明説明（”） 26 以焊劑爲核心的線 28 進給捲軸 30 中心蕊 32 外部金屬護套 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .^1^·

II 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _41 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims

487611

六、申請專利範圍 1 · 一種氣體屏蔽焊接用之以焊劑爲核心的線，由至少一外部金屬護套和至少一種含有塡充元素的中心蕊所組成，其特徵爲對於該線的總重量，其含有：一少於75 ppm的氮， —從0.20%到1%的矽， —從1%到2.5%的錳， —少於7%的鈦， —從1 ppm到110 ppm的硼， —少於0.3%的鋁，一從10 ppm到200 ppm的鈮，以及一從 10 ppm 到 200 ppm 的釩。 2 ·根據申請專利範圍第1項的以焊劑爲核心的線，其特徵在於它更進一步包含有： —從 300 ppm 到 0· 14%的碳，一從0.2%到1%的鎂以及/或是锆，以及/或是一從0.01%到0.35%的鈉、鉀以及/或是鋰，以及/ 或是一從0.03%到10%的氟，以及/或是一少於0.02%的硫、磷、錫、銻以及/或是砷。 3 ·根據申請專利範圍第1或2項的以焊劑爲核心的線，其特徵在於它具有Bmscato係數(X)，其爲： X=0.1 X [P] + 0.05 X [Sb] + 0.04 X [As] + 0.01 X [Sn] 其 X < 20 ppm，此處的[p]、[Sb]、[As]和[Sn]分別爲在以焊劑爲核心 (請先閱讀背面之注意事項秦 r 本I) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 487611 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍的線中磷、銻、砷和錫的總量(ppm)。 4 ·根據申請專利範圍第1或2項的以焊劑爲核心的線，其特徵在於外部護套顯示至少爲以焊劑爲核心的線總重量的50%，以從71到90%的線總重量較爲適當。 5 ·根據申請專利範圍第1或2項的以焊劑爲核心的線’其特徵在於它具有在0.8 mm和2.4 mm之間的直徑，以在1和2 mm之間較爲適當。 6 ·根據申請專利範圍第1或2項的以焊劑爲核心的線，其特徵在於它是從”金紅石”型或是，，無熔渣”型線當中所選擇的。 7 · —種MAG氣體屏蔽焊接的方法，其中的焊接接合，是經由熔融至少部份之根據申請專利範圍第1項到第 6項其中一項的以焊劑爲核心的線所製造，以在6和40 kJ • cn^1之間供應的焊接能量來熔融此線較爲適當。 8 · —種焊接接合，其可經由熔融根據申請專利範圍第1到6項其中一項的以焊劑爲核心的線之至少部份，以及/或是經由實行根據申請專利範圍第7項之方法而獲得 9 ·根據申請專利範圍第8項的焊接接合，其特徵爲對於焊接物的重量，它含有：一少於80 ppm的氮，一從0.02%到0.07%的氧，一從0.02%到0.12%的碳，一從0.15%到0.6%的矽， (請先閱讀背面之注意事一寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍一從1%到1.9%的錳，一少於0.02%的硫， —少於0.02%的磷，一從 0.0025%到 0.08%的鈦，一從3 ppm到80 ppm的硼， —少於0.03%的鋁， —從10 ppm到0.02%的銳，以及 —從10 ppm到0.02%的釩。 1 0 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其特徵在於它含有： -少於60 ppm的氮，以及/或是 —最多0.06%的氧，以及/或是 —少於150 ppm的銘，以及/或是一少於1〇〇 ppm的鈮，以及/或是一少於100 ppm的釩，以及/或是 —從10 ppm到70 ppm的硼，以及/或是一少於100 ppm的硫，以及/或是一少於100 ppm的憐。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項本頁) 1 1 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其特徵在於它含有z 一少於50 ppm的氮，以及/或是一最多0.055%的氧，以及/或是 —少於100 ppm的銘，以及/或是 —從20 ppm到60 ppm的硼。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 487611 A8 ?88 __ D8 - -- ^ - --- 六、申請專利範圍 1 2 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其特徵在於它更進一步含有：一少於3.5%的鎳，一少於0·5%的鉻，並且以少於〇.3%較爲適當，一少於0.7%的鉬，以及 —少於0.6%的銅。 1 3 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其特徵在於該接合中鋁含量對氮含量的比率(Α1/Ν)少於3，以少於或是等於2較爲適當。 1 4 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其特徵在於它含有磷、銻、砷以及/或是錫，並且特徵在於它具有Bmscato係數(X)，其爲： X=0.1 X [P] + 0.05 X [Sb] + 0.04 X [As] + 0.01 X [Sn] 其X< 20 ppm，並且以X< 15 ppm較爲適當，此處的[P]、[Sb]、[As]和[Sn]分別爲在該焊接接合中磷、鍊、砷和錫的總量(ppm)。 1 5 ·根據申請專利範圍第8或9項的焊接接合，其用於鋼組件。 1 6 ·根據申請專利範圍第1或2項的以焊劑爲核心的線，其用於在結構鋼上製造根據申請專利範圍第8項到第14項的至少一焊接接合，此結構鋼係從油類設備，特別是儲存槽或是外海工作台，橋樑結構，或是船結構所選出 4 (請先閲讀背面之注意事項本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0><297公釐）