[发明专利]药芯焊丝、焊接接头的制造方法和焊接接头

说明书

本发明的一方式所涉及的药芯焊丝，具有钢制外皮和填充在所述钢制外皮中的焊剂，所述焊剂含有F换算值的合计值α为0.21％以上的氟化物、含量的合计值β为0.30～3.50％的氧化物、总含量为0～3.50％的碳酸盐，CaO的含量为0～0.20％，铁粉的含量为0％以上且低于10.0％，Y值为5.0％以下，CaF₂的含量低于0.50％，Ti氧化物的含量是0.10～2.50％，α相对于β的比为0.10～4.00，MgCO₃、Na₂CO₃和LiCO₃的总含量为0～3.00％，除所述氟化物、所述氧化物、所述CaO、所述碳酸盐和所述铁粉以外的化学成分在规定范围内，Ceq为0.10～0.44％。

技术领域

本发明涉及药芯焊丝、焊接接头的制造方法和焊接接头。本发明特别涉及在对建设机械领域和产业机械领域等中利用的碳量高的高硬度钢板进行焊接之际、能够省略用于防止低温裂纹的预热操作或降低预热温度、且能够在不发生高温裂纹的情况下进行焊接的气体保护电弧焊用药芯焊丝和使用该药芯焊丝的气体保护电弧焊方法，以及由该焊接方法得到的焊接接头。

背景技术

矿山的挖掘和土木操作用的建设机械的部件，容易因为磨耗而更换。为了延长这种部件的使用寿命，部件使用硬度提高了的耐磨钢和铸钢进行制造。

尤其是，对于要求耐磨耗性的部件，有时使用硬度为布氏硬度HB450～HB600级的耐磨钢板和高合金的铸钢。这种钢板为了提高硬度而含有大量碳，具有高淬透性。在对这种高碳钢焊接时，焊接部、特别是焊接热影响部(以下称作“HAZ”)发生明显固化，所以非常容易发生低温裂纹。低温裂纹是指，在焊接后、焊接部的温度降低到常温附近之后焊接部发生裂纹，是由焊接时侵入焊接部的氢引发。为了抑制该低温裂纹，根据板厚、焊接进热等而需要进行预热、或进一步提高预热温度。但是，在板厚大时，需要高温下的预热为长加热时间，所以操作负荷增大。因此，在对C含量多的钢板焊接时，期待即使省略预热操作或降低预热操作中的预热温度也能够充分抑制低温裂纹的技术。

此外，HB450～HB600级的耐磨钢板和高合金的铸钢的C含量至少是0.2％，有时大于0.5％。在使用C含量高的钢板制造焊接接头时，容易通过焊接时的母料稀释(由熔融的溶加材构成的焊接金属被熔融的母料稀释的现象)而使焊接金属的C含量变高，容易产生高温裂纹。高温裂纹是指，在焊接后、焊接部的温度变为凝固温度范围或靠近该温度的高温时在焊接部发生裂纹。为了抑制高温裂纹，需要对坡口形状、叠层要点、以及焊接电流和电压等的焊接施工条件进行各种制约。因此，希望在对C含量多的钢板焊接时能够充分抑制高温裂纹的技术。

作为能够实现上述各种要求的焊接材，已经提出了例如专利文献1～12的丝。

专利文献1中示出了以下技术：通过在被覆电弧焊接材料的被覆材中配合适量Mg，能够将刚刚焊接后的焊接金属中的扩散性氢量降低到3.0～4.0ml/100g程度，改善由抗拉强度880～1180MPa的钢材制造的焊接接头的焊接金属的耐低温裂纹性。

专利文献2中示出了以下技术：通过限制气体保护电弧焊用的药芯焊丝中含有的氢量来抑制焊接金属的低温裂纹。

专利文献3中示出了以下技术：通过使外皮或焊剂含有V，而使焊接金属的耐低温裂纹性提高的490～780MPa级高张力钢用药芯焊丝。

专利文献4中公开了含有氧化钛系焊剂、外皮截面积相对于丝截面积的比例为90～97％的气体保护电弧焊用药芯焊丝。根据专利文献4，能够将角焊焊接时焊接变形量减低。

专利文献5中公开了将氟化物量、C含量、Mn含量和V含量控制在规定范围内的气体保护电弧焊用药芯焊丝。根据专利文献5能够抑制延展性降低裂纹。