[发明专利]用于焊接镀锌钢板的具有焊剂芯的不锈钢丝材

说明书

本申请要求分别于2006年7月5日和2007年6月29日申请的日本申 请No.2006-185171和No.2007-172124的优先权，它们的全部内容通过引 用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于锌基合金涂层(镀层)钢板的具有焊剂芯或药芯 (flux core)的丝材。具有焊剂芯的所述丝材提供了焊接部分，所述焊接部 分没有焊接裂纹，并且在无需例如为补漆(touch-up)的后处理的情况下在 耐腐蚀性上表现优良，并且在延展性以及焊接可加工性上表现优良。

背景技术

由于在结构构件耐腐蚀性上的改善，镀锌钢板被广泛用于如建筑和汽 车工业领域。按照惯例，为了改善耐腐蚀性，采用一种方法，其中焊接未 涂覆的钢构件，然后通过将所述焊接好的钢构件浸入锌基合金浴槽中进行 涂覆。然而，在该方法中，因为电镀过程在焊接步骤后进行，所以生产率 低并且需要如电镀槽的设备，这使得生产成本增加。为了避免该情况，已 经应用了一种方法，其中镀锌钢板被焊接，以构成构件。近来，为了构件 耐腐蚀性的进一步改善，锌基合金涂层钢板被焊接，以构成焊接构件。例 如，通过在钢板的表面上镀上具有高耐腐蚀性的Zn-Al-Mg-Si合金来制造 锌基合金涂层钢板。(例如参见JP2000-064061A)

作为由焊接镀锌钢板以构成焊接构件的方法所引起的特定问题，已知 由熔融镀敷材料产生的液态金属脆化裂纹常常出现在焊接金属位置和焊接 热影响区处(以下称为锌脆化裂纹)。通常认为，锌脆化裂纹主要由熔融锌 基合金涂层组分停留在焊接部分附近的焊接热影响区表面上并且侵入焊接 部分的晶粒界面中所引起。因为镀锌材料在焊接期间被蒸发，所以还认为 焊接部分表面上的镀锌材料不是锌脆化裂纹的成因。

至于具有所需较高耐腐蚀性的不锈钢构件的焊接，使用相同金属基的 不锈钢焊接材料。形成在不锈钢之间或者不锈钢和碳素钢之间的连接部分 处的不锈钢焊接金属具有与不锈钢一样的优良耐腐蚀性。

然而，根据发明人的实验结果，已经证实，对于焊接镀锌钢板而言， 即使当使用309型或者329型不锈钢焊接材料来获得在耐腐蚀性上表现优 良的焊接金属时，仍然存在大量的锌脆化裂纹。也就是说，不锈钢焊接材 料的使用对镀锌钢板的焊接而言不起作用。

为了解决锌脆化裂纹的问题，发明人提出了一种具有焊剂芯的丝材， 其通过将丝材焊渣中的C、Si、Mn、Ni、Cr的含量并且还有TiO₂的含量调 节到适当值来控制铁素体组织的面积百分比和焊接金属的拉伸强度，从而 防止焊接金属具有锌脆化裂纹。(例如，如JP2006-035293A所示)。

然而，取决于焊接条件，在使用以上所提及的具有焊剂芯的丝材时， 锌脆化裂纹仍然经常出现，也就是说，锌脆化裂纹的防止并不恒定。此外， 所得到的焊接金属在焊接工作中具有低延展性、弱焊渣可分离性和低电弧 稳定性。

发明人努力研究了防止锌脆化裂纹的接头，并且在WO2007/037447中 公开了结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于焊接镀锌钢板的具有焊剂芯(由焊剂构 成的芯体)的不锈钢丝材。所述具有焊剂芯的丝材提供了延展性与焊接可 加工性，还提供了焊接部分，所述焊接部分没有锌脆化裂纹并且在无需例 如为补漆的后处理的情况下在耐腐蚀性上表现优良，所述补漆为涂漆处理。

为了实现所述目的，发明人研究了各种合金组分，并且发现如果将丝 材的组分，即C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、Ni(镍)、Cr(铬)的含量调 整到适当的值并使用F值，即F值(F＝3×Cr+4.5×Si-2.8×Ni-84×C- 1.4×Mn-19.8)来称重，则可以减少锌脆化裂纹。图1中图示了F值与裂 纹数之间的关系(焊接条件和稍后描述的实例中用来检查焊接接头/焊缝性 能的条件一样)。如图1所示，结果表明，随着F值变高，更有效地抑制了 裂纹的形成。如果F值达到30，更优选地超过40，则裂纹的形成几乎消失。