[发明专利]高张力钢用气体保护弧焊药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及使用于屈服点为620MPa级以上的高张力钢的气体保护弧焊中的适用的药芯焊丝(flux-cored wire)，特别是涉及能够得到低温韧性优异的焊接金属，在全部焊接姿势的焊接作业性及耐裂纹性都优异的高张力钢用气体保护弧焊药芯焊丝。

背景技术

伴随着近来的钢结构物的大型化，而力图实现结构物的轻量化，为此，推进了高张力钢在钢结构物上的应用。特别是在海洋结构物及压力容器等的领域，需要钢结构物有良好的低温韧性，对满足这一点的焊接材料的需求迫切。至今为止的现状是，在气体保护金属极电弧焊和潜弧焊等之中，都应用低温韧性优异的焊接材料，但是在作业效率、焊接作业性及适用姿势等方面仍存在课题。为此，就迫切要求高效率、优选的低温韧性及全部焊接姿势下都有良好的焊接作业性这3个特性均优异的药芯焊丝。

作为如此高性能的药芯焊丝，已开发有几种。作为一例，在特开平9-253886号公报中公开有一种抗拉强度为690MPa级的高张力钢用的气体保护弧焊药芯焊丝，该药芯焊丝是相对于焊丝整体重量，规定TiO₂、金属氟化物、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、Mg、Ti及B的含量，和焊丝中的Mg量/金属氟化物量比的适当范围，以确保良好的焊接作业性和长时间PWHT(焊接后热处理：Post Weld Heat Treatment)后的高温强度及低温韧性。

另外，特开平3-047695号公报中公开了一种填充有以TiO₂、MgO及MnO为主成分的二氧化钛系焊剂的高张力钢用药芯焊丝。该现有技术通过规定高张力钢用药芯焊丝的C、Mn、Ni及Mo的含量，并使TiO₂/MgO比最佳化以及添加Co和Cr，从而确保良好的焊接作业性及韧性。

另外，在特开平8-174275号公报中，公开有一种抗拉强度为680N/mm²级以上的高张力钢用的气体保护弧焊药芯焊丝。该现有技术是通过相对于焊丝整体重量，规定C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr及Mo的含量的适当范围，并规定Ta的添加量，从而在低热能至高热能的广泛使用范围中确保相当于母材强度的强度及良好的韧性，此外为了提高作业效率，而规定焊剂中的金属粉的重量比率。

此外在特开平3-294093号公报中是关于一种二氧化钛系的气体保护弧焊用药芯焊丝，其提出这样一种方法，通过对于该药芯焊丝添加MgO及金属氟化物，以促进来自熔融金属的熔渣的浮上分离，降低焊接金属中的氧量，从而改善焊接金属的低温韧性。

然而，在上述的各现有技术中，因为会根据-30～-40℃的摆锤冲击值评价低温韧性，所以其目的还在于确保-30～-40℃左右的低温韧性。然而，如果考虑应用到海洋结构物等在极低温下使用的结构物上，则在上述温度域得到的高韧性仍不充分，而是需要确保-60℃左右的极低温域下的高韧性。

另外，在特开平9-253886号公报及特开平8-174275号公报所公开的技术中，并没有公开对于二氧化钛系焊剂添加MgO带来的作用效果。此外，在特开平3-294093号公报中，也没有将全部焊接姿势下的焊接作业性的提高作为课题，另外在由同一文献规定的TiO₂/MgO比，向上立焊中的焊缝(bead)形状不良。因此，在现场焊接不可能由焊接变位机(positioner)等展开焊接处从而变更姿势的大型结构物时，存在此焊丝的应用困难的问题。

在特开平3-047695号公报中，虽然是在150A左右的比较低的电流下评价向上立焊的焊接作业性，以决定TiO₂/MgO比的范围，但是在150A左右的低电流下，以提高焊接施工效率为目的而应用药芯焊丝(FCW)的效果难以取得。另一方面，若为了提高焊接施工效率而使用220A左右的高电流，则在特开平3-047695号公报所规定的TiO₂/MgO比下，会发生焊缝形状不良，或者变成不可焊接的可能性极高。

如此在现有技术中，满足更低的低温域下的韧性确保、全部焊接姿势下的良好的焊接作业性、焊接施工效率提高、优异的耐裂纹性的高张力钢用药芯焊丝尚未取得，强烈要求对其的开发。

发明内容

本发明鉴于这一问题点而进行，其目的在于提供这样一种高张力钢用气体保护弧焊药芯焊丝，其在屈服点620MPa级以上的高张力钢的焊接中，能够在-60℃左右得到低温韧性优异的焊接金属，另外在全部焊接姿势都能够确保良好的焊接作业，焊接施工效率提高，且焊接金属的耐裂纹性优异。