[发明专利]耐氢脆化敏感性优异的焊接金属和埋弧焊用实芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及用于焊接结构物，且能够降低对于氢脆化的敏感性的焊接金属。详细地说，是涉及在使用SSRT(Slow Strain Rate Technique)法评价耐氢脆化敏感性时，即使用更容易大量包含组织上的弱化部的大型试验片进行试验时，耐氢脆化敏感性仍能够达到优异的焊接金属。另外，本发明涉及适用于形成上述的焊接金属的埋弧焊用实芯焊丝。

背景技术

焊接高张力钢时，从焊接金属部的低温裂纹防止的观点出发，需要严密地管理预热/道间温度，这成为施工效率降低的原因。近年来，焊接结构物所使用的钢材越发高强度化，在焊接金属中对于高强度化的要求也高涨(例如HT780：高强度钢780MPa级)。

若进行这样的高强度化，则耐低温裂纹性有降低的倾向。因此，需要使高强度化与耐低温裂纹性兼顾。特别是在埋弧焊中，焊接时的线能量大，为了具有优异的焊接施工效率，在由此焊接法形成的焊接金属中，要求有确保耐低温裂纹性的技术。

上述这样的低温裂纹，推测其原因在于扩散性氢在晶界偏析，晶界强度降低(以下，将其称为“氢脆化”)。因此，为了改善耐低温裂纹性，重要的是减少扩散性氢或降低焊接金属的氢脆化敏感性，从这些观点出发，提出有各种各样的技术。

例如，在专利文献1中公开有一种技术，其通过使氢捕获能力高的Mo碳化物(含Mo的碳化物)分散在焊接金属内，实现低温裂纹的防止。但是在此技术中，为了使Mo碳化物分散，需要在使钢材对接后，从内面侧进行埋弧焊之后，控制在内面侧得到的焊接金属的最高加热温度这样特殊的焊接方法，不能适用于钢材的普遍焊接。

另外在专利文献2中，提出一种通过管理焊接施工时的冷却时间，从而防止低温裂纹的技术。在此技术中，需要进行与化学成分相应的严格的施工管理，存在作业负荷高这样的问题。

在专利文献3中，提出一种在焊接金属中使捕集扩散性氢的残留奥氏体分率为1％以上，从而防止低温裂纹的技术。但是，该技术要以钢管的双面单道有缝焊接为前提，不能普遍于钢材的焊接。

在专利文献4中提出一种技术，其通过减少扩散性氢量，并且适当地控制强度和化学成分组成，由此改善耐低温裂纹性。但是，在该技术中，应该要满足的强度水平受到成分的影响，因此在实际的施工时，适用处所受限。

专利文献5、6中，公开有一种激光电弧复合焊接这样特殊的焊接方法。该方法具有的优点是，既能够以低线能量得到只有大线能量埋弧焊才有的施工效率，又能够得到耐裂纹性优异的焊接金属，但存在不能适用于普遍的电弧焊这样的课题。

至今为止提出的技术，作为改善耐低温裂纹性手段，均是提高耐氢脆性。但是在实际的焊接施工中，由于各种的要因，焊接金属中的氢量会增加，这样的情况下，与耐低温裂纹无关，而是氢脆化成为问题。因此，与是否克服耐低温裂纹性没有关联，而是需要将耐氢脆化敏感性的提高作为直接的解决课题。

本发明人等，在专利文献7中公开有一种技术，其是通过控制残留奥氏体形态，改善HT780MPa级焊接金属的耐氢脆化敏感性。但是，该技术所设想的焊接方法，主要是使用了药芯焊丝(FCW)的气体保护电弧焊。对于使用了例如埋弧焊这样在实际施工中多用的其他的焊接方法时的耐氢脆化敏感性，还有改善的余地。另外，在专利文献7的技术中，评价的是焊接金属中的比较狭窄的区域。在实际的焊接金属中，根据观察位置，组织有大幅偏差，因此为了更高精度地评价耐氢脆化敏感性，需要能够评价焊接金属中的比较的宽阔区域的方法。

另外，近年来，在用于海洋结构物的焊接金属中，HT780级的应用也有所扩。在这些焊接金属中，要求780MPa级强度下的耐氢脆化敏感性优异，使之可耐受寒冷地区的使用。

另一方面，作为埋弧焊用焊丝，在专利文献8中，通过特定焊丝成分组成，以实现焊接金属部的强度和低温韧性提高。但是，所设想的使用温度截止到-20℃左右，不能对应更低温侧的要求，例如在-60℃下则韧性等特性不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2005-40816号公报

专利文献2：日本国特开2003-33876号公报

专利文献3：日本国特开2002-115032号公报

专利文献4：日本国特开平11-147196号公报

专利文献5：日本国特开2007-260715号公报

专利文献6：日本国特开2007-260716号公报

专利文献7：日本国特开2012-176434号公报