[发明专利]气体保护电弧焊用药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于造船和桥梁等钢结构物的焊接的药芯焊丝，特别是涉及适于横向焊接的高效率的药芯焊丝。

背景技术

以往，为了高效率地进行焊接操作，在各领域中实行着使用药芯焊丝的气体保护电弧焊。例如公开了在能够高效地实施角焊的药芯焊丝中，特别是能够在底漆涂装钢板的高速焊接时得到良好的焊接操作性，并且可以得到优异的耐气孔性的气体保护焊用药芯焊丝（例如参照专利文献1）。

在造船和桥梁等领域中，出于防止在制造期间中生锈的目的，在作为焊接母材的钢材表面上涂覆有一次防锈涂料的情况很普遍。专利文献1提供了如下的药芯焊丝，使用该一次防锈剂涂布钢板进行焊接时，无需剥离涂料，在角焊中高效率并且具有良好的耐气孔性。

专利文献

专利文献1：日本特开2000-42787号公报

现状是，作为横向焊接用焊丝，二氧化钛系全姿势用药芯焊丝（以下适当称为全姿势用FCW：FCW all for position welding）横向焊接被广泛应用。使用全姿势用FCW进行横向焊接时存在以下课题：（1）在以提高操作效率为目的而增加焊接电流、降低焊接速度时，发生焊道下垂而损害焊道外观和形状，（2）由于焊渣量多，因此窄坡口内的焊渣剥离性极差，未能完全剥离的焊渣进入焊接金属中，引起焊接缺陷。

在此，专利文献1的药芯焊丝中规定的成分系的焊渣比二氧化钛系的焊渣熔点高，因此被认为可以解决横向焊接中的课题（焊道下垂、焊渣剥离难等）。但是，仅专利文献1中所述的成分系，在横向焊接中，在焊渣卷入所引起的熔合不良和焊接金属的机械性能的改善方面还存有余地。

另外，在现有的药芯焊丝中，主动添加呈现高熔点的焊渣形成剂时，可见熔滴过渡紊乱、飞溅发生量增加的倾向和焊接金属的机械性质劣化的倾向。

因此，希望开发如下的药芯焊丝，不损害药芯焊丝所要求的飞溅发生量的降低和电弧的稳定性等的焊接操作性，另外能够不损害焊接金属的机械性质地抑制焊道下垂，并且能够抑制焊渣卷入这种焊接缺陷。

发明内容

本发明鉴于上述问题而完成，其课题在于提供如下的气体保护电弧焊用药芯焊丝，能够降低飞溅发生量，不损害电弧稳定性和焊接金属的机械性质地抑制焊道下垂，并且能够抑制焊渣卷入这种焊接缺陷。

本发明者通过潜心研究，结果发现以下事项。

在药芯焊丝中，使焊渣的成分系为ZrO₂系而并非是TiO₂系，从而能够提高焊渣的熔点。药芯焊丝通过提高焊渣的熔点，不仅即使在焊接线能过大时也能够抑制在溶融金属凝固过程中发生的焊道下垂，还可以提高剥离性。进而，与增加焊渣量来抑制焊道下垂的现有焊丝相比，能够降低焊渣量，能够极度减少焊渣卷入这样的焊接缺陷。

但是，高熔点型焊渣的成分体系的电弧稳定性差，招致飞溅发生量的增加和机械性质的劣化。二氧化钛系药芯焊丝，电弧稳定性优异，飞溅产生量少，能够得到良好的焊接操作性。这是由于作为焊渣的主成分的TiO₂具有使电弧稳定化的作用。

出于使电弧稳定的目的，在作为本发明核心的高熔点型焊渣的成分系中仅添加TiO₂时，由于与作为焊渣的主成分的ZrO₂的熔点不同，因此焊接后的焊渣包覆变得不均匀，特别是在横向焊接中诱发焊渣卷入，以至不能解决课题。

因此，在本发明中规定的成分中，通过调整TiO₂、Ti和ZrO₂的平衡，能够开发出发挥双方优点的药芯焊丝。

本发明的气体保护电弧焊用药芯焊丝（下面，适当称为药芯焊丝，或简称为焊丝），其特征在于，是在钢制外皮内填充焊剂而成的气体保护电弧焊用药芯焊丝，其中，以焊丝总质量计，

TiO₂：0.2～0.9质量%、

Ti：0.005～0.040质量%、

C：0.01～0.05质量%、

Mn：1.5～4.0质量%、

Zr化合物及Zr氧化物的Zr换算值和金属Zr的合计：0.5～2.0质量%、

Si化合物及Si氧化物的Si换算值和金属Si的合计：0.5～2.0质量%、

B化合物及B氧化物的B换算值和金属B的合计：0.002～0.010质量%、

0.74.［Ti］/（［TiO₂］.［Zr］）：0.005～0.040（其中，［Zr］为Zr化合物及Zr氧化物的Zr换算值和金属Zr的合计）、