[发明专利]填充焊剂焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种在由软钢或高张力钢构成的钢板的气体保护弧焊中使用的填充焊剂焊丝，尤其涉及一种二氧化钛系填充焊剂焊丝。

背景技术

在由软钢以及高张力钢构成的钢板的焊接中使用的填充焊剂焊丝由于与实心焊丝相比焊道外观、焊接作业性好，进而熔敷效率优越，所以其使用量逐年增加。但是，填充焊剂焊丝由于与实心焊丝相比焊接速度大，所以尤其在单面对接接头焊接的根部焊接部存在容易产生高温裂纹的倾向。作为抑制这样的高温裂纹的产生的方法，提出以下这种技术。

例如，在专利文献1中提出一种方法，作为改善耐高温裂纹性的方法，进行降低焊接速度、降低焊接电流等牺牲焊接效率的焊接施工。另外，在专利文献1中，还提出一种方法，作为改善耐高温裂纹性的方法，降低焊接金属中的B量，或者降低焊接用焊丝中的杂质中的S含量。

但是，在专利文献1的改善方法中，近来，由于提高焊接效率的焊接施工条件的适用正在扩大，而且在降低焊丝成分的作为杂质元素的S的含量方面也存在限度，所以存在着无法抑制在焊接金属产生的高温裂纹的问题。另外，专利文献1提出的作为焊丝成分的B的含量的降低虽然对于改善耐高温裂纹性有效，但存在着导致低温韧性降低的问题。

因此，作为进一步改善耐高温裂纹性的方法，提出专利文献2、3。

在专利文献2中，作为改善耐高温裂纹性的方法，提出如下方案：为了使铁素体系不锈钢的焊接部的焊接金属的结晶粒径细微，含有Al、Ti以及N作为焊丝成分，在焊接金属中存在Al以及Ti的氮化物。

在专利文献3中，作为改善奥氏体系不锈钢的耐高温裂纹性的方法，提出控制凝固模式的方案。而且，在专利文献3的第0016段中说明了：在《不锈钢的焊接》第一版(著者：西本和俊、夏目松吾、小川和博、松本长，发行年：平成13年，发行所：产报出版)的第87～88页详细记载了活用了δ铁素体的焊接凝固裂纹抑制用的机理，焊接凝固裂纹的抑制在铁素体成为初晶的凝固模式、即“FA模式”的情况下，可通过δ铁素体向奥氏体的变态引起的液相的分割来实现。

另外，在专利文献3中，针对上述考虑，始终基于初相之后结晶的相(例如，在“FA模式”的凝固的情况下，奥氏体)的结晶对于焊接凝固裂纹的抑制是有效的这一想法，对于在各种奥氏体系不锈钢焊接金属中初相之后结晶的相的结晶举动进行详细调查。结果发现：首先，不仅凝固模式为所述的铁素体成为初晶的“FA模式”下，在奥氏体成为初相的凝固模式即“AF模式”的情况下，初相之后结晶的相也成为从焊接凝固中的液相中央部结晶成长的分离共晶型。然后想到只要进行控制以使初相结晶后结晶的奥氏体或δ铁素体的结晶时刻提前化，通过将膜状残存的液相分割开来断开裂纹产生的传播方向，不仅在“FA模式”的情况下，在“AF模式”的情况下，也能够抑制伴随于P含量的增加的焊接凝固裂纹感受性的增大，即抑制焊接凝固裂纹的产生的增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭54-130452号公报

专利文献2：JP特开2002-336990号公报

专利文献3：JP特开2008-30076号公报

但是，在专利文献2的改善方法中，由于焊丝含有15～25质量％的Cr，所以N向铁素体系不锈钢的焊接部的溶解度增加，因此，为了使焊接部的结晶粒径细微，即使为了活用Al以及Ti的氮化物而大量(0.04～0.2质量％)添加N也不会产生问题。但是，在焊接软钢或高张力钢构成的钢板的情况下，N向焊接部的溶解度小，大量添加N由于超出焊接部的溶解度，所以存在容易产生气孔等缺陷的问题。

另外，在使用含有TiO₂的焊丝的情况下，焊接金属中存在大量(500～700ppm)的氧，为了生成Ti氮化物而添加的Ti的大部分作为氧化物被消耗掉。因此，为了生成Ti氮化物需要添加大量的Ti，但是此时，由于Ti的大部分溶存在焊接金属中，降低焊接金属的凝固温度，反而存在容易产生高温裂纹的问题。另外，还有韧性等机械性质等也变差，并且大量添加Ti从经济性方面看也不优选的问题。因此，在软钢或高张力钢构成的钢板的焊接中，作为抑制在焊接部产生的高温裂纹的手段，活用Ti的氮化物、使焊接部的结晶粒细微化一直以来是困难的。

另外，在专利文献3的改善方法中，作为控制凝固模式的方法，如奥氏体系不锈钢那样在不锈钢系合金中示出了其具体的方法。但是，作为改善本发明的对象即软钢等的耐高温裂纹性的方法，对于控制凝固模式的方法没有示出具体的方法，也没有给出成分设计的方向。