[发明专利]二氧化碳气体电弧焊接用含有二氧化钛系焊剂的焊条

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳气体电弧焊接用含有二氧化钛系焊剂的焊条。更详细地说，本发明涉及全位置焊接性良好，特别是低温韧性良好的二氧化碳气体电弧焊接用含有二氧化钛系焊剂的焊条。

背景技术

使用二氧化碳作为保护气体的含有二氧化钛系焊剂的焊条，以其良好的焊接作业性，特别是良好的焊道外观和焊接效率等，广泛用于软钢和高张度钢的结构物焊接。

然而，一般来说，上述含有二氧化钛系焊剂的焊条，作为夹渣形成剂，由于含有大量的二氧化钛等氧化物，因此夹渣具有酸性。而且，因保护气体分解出氧，使得焊接金属内部的氧含量为700～900重量ppm范围，其在-20～-30℃温度范围具有良好的冲击特性，而在-60～-80℃温度范围得不到良好的冲击特性，因此需要克服上述缺点。

为解决上述以往技术的问题，韩国特许公报88-2508揭示了一件发明。该发明提供了各组分的含量为TiO₂：4～8.5％，Mg：0.2～0.8％，Ti：0.03～0.7％，B：0.002～0.025％，Mn：1.0～3.0％，Si：0.1～1.2％，F：0.1～0.30％和含有TiO₂的氧化物低于8.5％的含有焊剂的焊条。即，其特征在于上述发明中，为确保到-60℃时具有良好冲击韧性，控制含有焊剂的焊条中Mg，Ti，B等合金成分的含量。

但上述特许公报的发明也存在，对焊接需热量小的条件，可得到所期望的物性，而对需热量稍高的焊接，则得不到良好冲击韧性的焊接金属等问题。

其它例子可举出日本公开特许公报平3-291192。该发明提供TiO₂：2.5～6.5％，F：0.36～1.5％，Mn：1.0～3.0％，Si：0.2～1.0％，Mg：0.1～1.0％，和含有TiO₂的氧化物合计低于8.0％组成的焊剂充填到金属外皮内的焊条。

但上述公开特许公报中为控制发生焊接金属的扩散性氢的发生，增加了金属氟化物的量，因此引起焊接中烟雾和溅射的增加，焊接性不好。

发明内容

为此，本发明为解决上述以往技术的诸多问题而提出，即提供具有良好低温冲击韧性和良好的全位置焊接性的电弧焊接用含有二氧化钛系焊剂的焊条。

本发明者对在比较高的加热条件和二氧化碳保护气体下的焊接进行了大量研究，开发出具有低温冲击韧性和焊接作业性良好的含二氧化钛锡焊剂的焊条，其结果可提供焊接金属中氧和氮含量分别维持在550ppm以下和50ppm以下，通过结晶组织的微细化促进和非金属夹杂物的生成抑制，得到在低温领域也具有良好低温韧性的焊接金属。

进而，本发明者也想到，不仅上述的低温冲击特性，而且同时要满足焊接作业性，控制焊条成分中各种氧化物含量是必要的，从而完成了本发明。

因此，本发明涉及二氧化碳气体电弧焊接用含有二氧化钛系焊剂的焊条，其特征在于相对于焊条，各组分的含量重量％为，C：0.03～0.07％，Mn：1.6～2.0％，Si：0.35～0.7％，Mg：0.5～1.1％，B：0.005～0.02％，Al：0.08～0.3％，Ni：0.7～2.0％，F：0.15～0.35％，钛氧化物：5.5～7.5％，SiO₂、Al₂O₃和ZrO₂组成的非钛氧化物中选择一种或两种以上成分含量合计为低于0.25％，其余为铁以及其它的不可避免的杂质，并且控制上述钛氧化物和非钛氧化物的总量低于8.0％。

下面说明限制本发明焊条的组分含量的理由。

C是促进焊接金属的针状铁素体组织形成，作为微细化结晶组织的元素，可以有效地提高焊接金属的冲击韧性。但当C含量低于焊条总量的0.03重量％(以下简称％)时，得不到上述效果；当C的含量超过0.07％时，形成大量碳化物，强度过度上升，冲击韧性降低。因此，本发明优选控制C含量为0.03～0.07％。

Mn不仅可以改善夹渣流动性，改善焊道形状，而且促进焊接金属的脱氧，维持焊接部位的适当强度和韧性。但当Mn含量低于1.6％时，得不到上述效果；当Mn含量超过2.0％时，强度增大而产生韧性降低，特别是低温韧性急剧下降。因此本发明优选控制Mn含量为1.6～2.0％。

Si与Mn相同，可以改善焊道形状，促进焊接金属的脱氧的同时，提高强度。但当Si含量低于0.35％时，得不到期望效果；当Si含量超过0.7％时，强度增大而产生韧性降低，特别是低温领域上韧性显著降低。因此，本发明优选控制Si含量为0.35～0.7％。