[发明专利]焊接金属及二氧化钛系药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及由TiO₂(二氧化钛)系药芯焊丝(以下称FCW：Flux coredwire)焊接的焊接金属及此二氧化钛系药芯焊丝，特别涉及将焊接金属的耐高温裂纹性改善得与实芯焊丝同等或在其之上的技术。 

背景技术

在造船、桥梁等制作大型焊接结构物的领域中，为了实现焊接的效率化，当进行由中板厚板钢板构成的对焊接头的焊接时，要实现接头的狭坡口化，另一方面，要增多每1层焊道的的熔敷量，以1～3层焊道左右的尽可能少的焊道数完成焊接，因此采用在借助气体保护电弧焊的少焊道高热能输入下实施的高效率焊接法。在这种高效率焊接法中，对于焊接用焊丝而言，比起实芯焊丝，多采用熔敷速度大的FCW。 

此二氧化钛系的全姿势用FCW，不仅能够以1根焊丝进行全姿势焊接，而且还具有良好的焊接作业性、高效率性及良好的焊接金属性能等特征(专利文献1)。 

但是，作为二氧化钛系FCW的缺点之一可列举的一点是，二氧化钛系FCW与实芯焊丝相比，其耐高温裂纹性能、特别是坡口初层部及狭窄部在焊接时的耐高温裂纹性能差。在这样的现状下，关于焊接金属的高温裂纹性能的提高就受到研究(例如，非专利文献1)。在该非专利文献1的出版物中，记述有P、S及B等元素使耐高温裂纹性显著劣化，另外还记述作为该高温裂纹的防止，Mn的添加有效等。这些P、S及B等的元素，被推测为在焊接金属凝固时最终凝集在凝固部，成为低熔点的共晶。该共晶的部分以熔融状态残留，并受到来自周围的凝固收缩，在凝固结束后使裂纹发生。 

另一方面，在专利文献2中，是对于焊接金属添加Nb造成组成的过冷，以及添加Al和Ti带来核生成催化效果，利用这两种复合效果而使焊接金属中央部的柱状晶等轴晶化，由此抑制高温裂纹。 

【专利文献1】特开2002-137090号公报 

【专利文献2】特开2004-358552号公报 

【非专利文献1】焊接学会志第49卷(1980年)第1号第19～23页及第44卷(1975年)第7号第20～25页等 

【非专利文献2】金属材料，Vol.17，No.7，18～24页 

然而，如前述，非专利文献1所公开的二氧化钛系FCW，无法满足最近对于二氧化钛系药芯焊丝的耐高温裂纹性能的要求。近来，作为耐高温裂纹性能，具体来说要求具有与实芯焊丝同等的耐高温裂纹性能。 

另外在专利文献2中，要过剩地添加Al，而这种过剩的Al添加会成为焊接金属的延性降低的原因，因此不为优选。 

如此，具有良好的作业性，并具有实芯焊丝水平的耐高温裂纹性能的二氧化钛系FCW目前尚不存在。 

发明内容

本发明鉴于这一问题点而做，其目的在于提供一种二氧化钛系药芯焊丝，其能够取得具有与实芯焊丝同等或在其之上的耐高温裂纹性能的焊接金属，以及能够以高焊接作业性(全姿势焊接)得到该焊接金属。 

本发明的焊接金属其特征为，在由二氧化钛系药芯焊丝焊接的焊接金属中，C的含量为0.029％以上、B：0.005质量％以下但不含0质量％、Mn：1.0～1.7质量％、N：0.0045～0.02质量％、P：0.015质量％以下、S：0.015质量％以下、Si：0.2～0.7质量％、Ti：0.025～0.1质量％，以相对于焊接金属总质量的质量％计，分别设B、C、Mn、N、P、S、Si、Ti的含量为[B]、[C]、[Mn]、[N]、[P]、[S]、[Si]、[Ti]时，由下述数式1定义的固相线温度Ts为1355℃以上，如此来含有前述各成分。 

【数式1】 

Ts＝1538-8903×[B]-982×[C]-6.64×[Mn]-511×[N]-368× 

[P]-3603×[S]-47.0×[Si]-205×[Ti]-17 

本发明的焊接金属，优选具有如下组成：含有C：0.05～0.09质量％ 及O：0.05～0.09质量％，此外还含有Cu、Ni、Cr、Mo、Al、Nb及V之中的至少1种元素0.5质量％以下(不含0)，余量由Fe及不可避免的杂质构成。