[发明专利]电渣焊用实芯焊丝及焊接接头

说明书

本发明提供一种电渣焊用实芯焊丝，其能够以线能量例如为10kJ/mm以上这样的高效率，制作出具备强度优异，并且由于焊接金属组织的微细化，从而极低温韧性也优异的这种焊接金属的焊接接头，以及具备该焊接金属的焊接接头。一种电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，在焊丝总质量中，以质量％计，含有C：高于0％且0.03％以下、Si：高于0％且0.10％以下、Mn：高于0％且0.25％以下、Ni：10.5～14.0％、S：高于0％且0.010％以下、Al：高于0％且0.250％以下、REM：0.002～0.080％、O：高于0％且0.0090％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

技术领域

本发明涉及实芯焊丝和使用该焊丝得到的焊接接头，所述实芯焊丝被用于适用于低温贮存液化天然气等的容器和所使用的化学工厂设备的极低温用钢5.0～10.0％Ni钢的电渣焊。

背景技术

9％Ni钢具有高强度和液氮温度(－196℃)左右的优异的极低温韧性。因此，9％Ni钢被作为通过焊接来制造像液化天然气(Liquefied Natural Gas；LNG)等这样被低温贮存的储罐的母材而广泛使用。在这些储罐中，要求在LNG等的液体的温度域即－162℃以下的温度域的极低温韧性优异。因此，在焊接9％Ni钢所形成的焊接接头的焊接金属(焊接接合部)中，也同样要求具有高强度和优异的极低温韧性。

历来，在9％Ni钢的焊接时，可适用的焊接方法有使用Ni基焊接材料的焊条电弧焊、埋弧焊、自动TIG(Tungsten Inert Gas)焊等。由这些焊接方法得到的焊接金属，虽然极低温韧性优异，但是强度比9％Ni钢母材低，存在的课题是，结构物的设计板厚必须依照Ni基焊接金属部的强度而增加板厚。另一方面，各钢铁公司推进极低温用钢的Ni量削减，进行7％Ni钢和5％Ni钢的实用化、研究。

在专利文献1～5中提出有极低温钢用的焊接用实芯焊丝或气体保护电弧焊(GasMetal Arc Welding；GMAW)用药芯焊丝。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2015－9247号公报

专利文献2：日本国特开2016－20004号公报

专利文献3：日本国特开2016－93823号公报

专利文献4：日本国专利第5880662号公报

专利文献5：日本国专利第5244059号公报

但是，专利文献1～5所述的任意一个发明都是使用纯Ar或Ar中有2％以下的氧、二氧化碳或He气的气体保护电弧焊，线能量为1.4～2.2kJ/mm左右，与TIG焊接比较虽然效率提高，但是希望更高效率的施工方法。

本发明者们，对于作为用于达成线能量例如为10kJ/mm以上这样高效率的焊接的施工方法，在使用了6.0～15.0％Ni这一程度的焊接材料的焊接中适用历来未研究过的电渣焊进行了探讨。

在此，电渣焊是在形成于被母材与经水冷的铜衬垫所包围的坡口内的熔融渣池之中放入焊丝，主要以熔融渣的焦耳热作为热源，使母材和焊丝熔融而进行焊接的方法。根据电渣焊，可以由单层进行像造船和工业机械领域等这样板厚大的结构物的立焊。因此，与需要多层焊接的一般的电弧焊相比较，具有高效率这样的优点。

但是，在电渣焊中，因为焊接时的线能量大，焊接金属在高温下被长时间保持，所以焊接金属的组织显著粗大化，难以确保充分的极低温韧性。特别是在被水冷的铜衬垫的附近，焊接时的冷却速度显著变大，但在这样的部位，焊接金属的强度局部性地上升，其结果是，有可能吸收功降低，极低温韧性降低。

发明内容