氣電立焊用藥芯焊絲制造技術

本發明專利技術提供一種氣電立焊用藥芯焊絲，其在厚鋼板的單電極氣電立焊中的作業性優異，此外能夠得到強度高，且沖擊性能優異的焊接金屬。含有Ｃ：０．０３～０．０７質量％、Ｓｉ：０．３～０．６質量％、Ｍｎ：１．８～２．０質量％、Ｎｉ：０．９～１．２質量％、Ｍｏ：０．３～０．８質量％、Ｔｉ：０．１０～０．２７質量％、Ｂ：０．００８～０．０１４質量％、Ｍｇ：０．１５～０．３０質量％、Ａｌ：０．０５質量％以下、Ｐ：０．０２５質量％以下、Ｓ：０．０２５質量％以下、熔渣生成劑：１．０～２．０質量％、熔渣生成劑之中Ｆ：０．４～０．７質量％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及可以進行YP 460鋼等的厚鋼板的立向單道焊(vertical one-pass welding)的單電極氣電立焊用藥芯焊絲。
技術介紹
氣電立焊作為高能率立向焊接方法(high-efficiency vertical welding process),被應用于船舶、石油儲藏罐及橋梁等的寬廣領域。近來，中國 東 亞諸國的經濟、產業的發業顯著，隨著物流量的增加，以集裝箱貨物的效 率化的輸送為目的，集裝箱船的大型化急速推進。隨著集裝箱船的大型化，舷側外板(side shell plating)或艙口圍板 (hatch coaming)等的厚壁化推進，集裝箱載重量為8000TEU時，若使用 屈服強度(yield strength) 390N/mm2的鋼材，則應用厚度為80mm左右。 另一方面，鋼材的屈服強度為460N/mm2以上，應用板厚能夠減薄至60mm 左右，可以使船體輕量化。由此，燃費效率提高，同時焊接施工效率也提 高。因此，鋼材的高強度化推進，就期望開發出與之相應的氣電立焊用藥 芯焊絲。歷來，有關氣電立焊對于屈服強度為460N/mr^以上這樣的高強度的 鋼材的應用的研究一直進行。例如專利文獻l提出一種氣電立焊方法，其 是通過規定焊絲的化學組成和焊接金屬的化學組成，使耐脆性破壞特性 (ante-brittee fracture characteristics )提高。但是，為了適用這種高強度的鋼材，焊接接頭強度的確保很重要。在 進行氣電立焊這樣的高熱能輸入焊接(high-heat input welding)時，鋼材 的熱影響部(heat affected zone)的寬度大，因此熱影響造成的鋼材的軟化 寬度也大，就存在不能確保充分的接頭強度這樣的問題點。因此，為了解決這一課題而提出，較之以往進一步提高焊接金屬的強度，約束熱影響部的塑性變形，實現接頭強度的確保。專利文獻1特開2005-329460號公報然而，若單純地在現有焊絲中進一步添加合金成分，以提高強度，則 焊接時的熔渣的粘度變高，作業性變差，同時母材稀釋(base material dilution)也變小，因此焊接金屬的強度變得過高，存在韌性劣化的問題點。
技術實現思路
本專利技術鑒于這一問題點而做，其目的在于，提供一種氣電立焊用藥芯 焊絲，其在厚鋼板的單電極氣電立焊中的作業性優異，此外還能夠得到強 度高，且沖擊性能優異的焊接金屬。本專利技術的氣電立焊用藥芯焊絲(flux-cored wire),是為了配置形成有 表面側比背面側寬廣的坡口 (groove)的l對被焊接板，使所述坡口在上 下方向上延伸，在所述被焊接板的表面側襯墊相對于所述被焊接板向上方 滑動的滑動銅板，在所述被焊接板的背面側襯墊對著所述被焊接板而被固 定的襯墊材料(backing material),通過單電極氣電立焊對所述坡口內實施 豎向對焊(vertical butt welding)而使用的藥芯焊絲，其特征在于，焊絲總質量中，含有C: 0.03 0.07質量yo、 Si: 0.3 0.6質量％、 Mn: 1.8 2.0質量°/。、 Ni: 0.9 1.2質量％、 Mo: 0.3 0.8質量％、 Ti: 0.10 0.27質量％、 B: 0.008 0.014質量％、 Mg: 0.15 0.30質量％、熔渣生成劑1.0 2.0質量％、熔渣生成劑之中，F: 0.4 0.7質量％ (F換算值基于焊絲總質量)， 規定Cr: 0.1質量％以下、Al: 0.05質量％以下、 P: 0.025質量％以下、 S: 0.025質量％以下。本專利技術的其他氣電立焊用藥芯焊絲，其特征在于，使金屬碳酸鹽以 C02換算值計，焊絲總質量中含有C02: 0.10 0.25質量％。根據本專利技術，厚鋼板的單電極氣電立焊的作業性提高，此外能夠得到 強度高，且沖擊性能優異的焊接金屬。附圖說明圖l是表示焊接方法的圖。 符號說明h被焊接板2:滑動銅板3:襯墊材4:保護氣體供給部5:焊接金屬6:烙渣和熔池7:電極8:管9:熔渣排出槽具體實施方式以下，對于本專利技術的實施的方式，參照附圖具體說明。圖1是表示 使用本專利技術的藥芯焊絲(flux-cored wire)，通過單電極氣電立焊，進行豎 向對焊(vertical butt welding)的方法的模式圖。該圖1是顯示被焊接鋼 板1的V坡口 (V-groove)的內部的圖，圖的右側是被焊接鋼板的表面， 左側是背面。在被焊接板l的背面側的坡口部分，襯墊有相對于被焊接板 1被固定的襯墊材料3，在被焊接板1的表面側的坡口部分，襯墊有相對 于被焊接板1而向上方滑動的滑動銅板2。在該滑動銅板2的上部，設有 向坡口向供給保護氣體的保護氣體的供給部4。滑動銅板2自身被經由管8供給的冷卻水冷卻。然后，從被焊接板1的表面側將悍接電極7插入坡 口內，由焊接電極7生成電弧，邊沿著被焊接板1的厚度方向橫向擺動 (weaving),邊使滑動銅板2上升，焊接被焊接板1。由此，熔融渣(liquid slag)及熔池(weld pool) 6被形成，熔池6凝固而形成焊接金屬5。在滑 動銅板2和被焊接板1之間，形成有熔渣排出槽(slag escape groove) 9。在運用這種單電極氣電立焊進行的豎向對焊中，本專利技術者們進行銳意 研究的結果發現，通過進一步適當規定焊絲的化學組成，即使在高強度的 焊接接頭中，作業性也良好，能夠提高焊接金屬的沖擊性能。為了提高約束熱影響部的塑性變形的約束力，歷來都需要提高焊接金 屬的強度，因此，需要使焊接增加Si、 Mn、 Mo等的合金成分。但是，若 這些成分增加，則熔融金屬及熔融渣的粘度變高，不能從圖l所示的熔渣 排出槽良好地排出熔渣。因此，熔渣在熔池中過度存積，造成電弧不穩定。 烙深(penetration)也變淺，容易發生融合不良(incomplete fiision)，此外 還有強度變得過高，韌性也劣化這樣的問題。另外，對于韌性劣化，以前，主要能夠通過添加具有使韌性穩定化效 果的Ni而實現改善。但是，若是如此添加以Ni為主體的成分系的合金成 分，以提高接頭強度，則確認到韌性劣化的傾向。因此，本專利技術者們為了開發出可以實現前述的焊接作業性的改善，即 熔渣排出性良好，且能夠得到沖擊性良好的焊接金屬的焊絲的尬發系而銳 意研究，其結果表明，添加到焊絲中的合金成分的適當化，以及嚴密規定 熔渣生成劑的量及其中的F量是有效的。若熔融金屬和熔融渣的粘度高，則如前述，熔渣的排出性變差。但是， 通過調整Si、 Mn添加量而不使之過度，則能夠抑制熔融金屬和熔融渣的 粘度的上升。此外，通過增加熔渣生成劑(slag forming agent)的量，能 夠使熔融渣容易流向熔渣排出槽，防止粘度高的熔融金屬堵塞熔渣排出 槽。另外，通過增加熔渣生成劑之中的F量，能夠降低熔融渣的粘度，優化排出性。關于沖擊性能，可知通過比以往降低Ni量，添加Mo，可以使組織微 細化，對厚板的強度及韌性的確保有效。但是，若過度降低Ni，則沒有降 低轉變溫度的效果，低溫下的韌性劣化。另一方面，若Mo量過大，則淬火效果(quenching effect)高，因此強度變得過高，走向韌性劣化的方向。 如此，Ni、 Mo本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣電立焊用藥芯焊絲，其特征在于，是使用于下述焊接的藥芯焊絲：配置形成有表面側比背面側寬廣的坡口的１對被焊接板，使所述坡口在上下方向上延伸，在所述被焊接板的表面側襯墊與所述被焊接板在上方相對滑動的滑動銅板，在所述被焊接板的背面側襯墊相對于所述被焊接板被固定的襯墊材，通過單電極氣電立焊對所述坡口內實施豎向對焊，　所述氣電立焊用藥芯焊絲以焊絲總質量計含有Ｃ：０．０３～０．０７質量％、Ｓｉ：０．３～０．６質量％、Ｍｎ：１．８～２．０質量％、Ｎｉ：０．９～１．２質量％、Ｍｏ：０．３～０．８質量％、Ｔｉ：０．１０～０．２７質量％、Ｂ：０．００８～０．０１４質量％、Ｍｇ：０．１５～０．３０質量％、熔渣生成劑：１．０～２．０質量％，　在熔渣生成劑中，基于焊絲總質量以Ｆ換算值計，Ｆ：０．４～０．７質量％，　并且，限定Ｃｒ：０．１質量％以下、Ｃｕ：０．３質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、Ｐ：０．０２５質量％以下、Ｓ：０．０２５質量％以下。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：角博幸，石崎圭人，橋本哲哉，中野利彥，
申請(專利權)人：杰富意鋼鐵株式會社，株式會社神戶制鋼所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]