專利名稱：：耐脆性斷裂發(fā)生特性優(yōu)異的電子束焊接接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及焊接結(jié)構(gòu)體，特別是涉及將板厚大于50mm的鋼板對(duì)焊而
背景技術(shù)：
：要從石油等的化石能源脫離來利用可再生的自然能源的社會(huì)需求極為提高，大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電也正世界性地普及著。最適合于風(fēng)力發(fā)電的地域是可不斷期待強(qiáng)風(fēng)的地域，海洋上風(fēng)力發(fā)電也以世界的規(guī)模實(shí)現(xiàn)了。為了在海洋上建設(shè)風(fēng)力發(fā)電塔，必須在海底的地基上打入塔的^出部分，為了從海水面充分確保風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)輪葉片的高度，基礎(chǔ)部分也需要有充分的長度。因此，風(fēng)力發(fā)電塔的基礎(chǔ)部分，為板厚100mm左右、直徑4m左右的具有大截面的管結(jié)構(gòu)，塔的總體高度竟達(dá)80m以上。要求在建設(shè)現(xiàn)場附近的海岸簡易、而且高效率地焊接組裝這樣的巨大結(jié)構(gòu)物。于是，產(chǎn)生了要將如上述那樣板厚竟達(dá)100mm的極厚鋼板以高效率、而且在現(xiàn)場進(jìn)行焊接這一以往所沒有的要求。一般地，電子束焊接方法是可利用高密度高能量束高效率地焊接的焊接方法，但需要在真空室內(nèi)維持高真空狀態(tài)而焊接，因此，以往，可焊接的鋼板的大小受到限制。對(duì)此，近年來，作為可高效率地現(xiàn)場焊接板厚100mm左右的極厚鋼板的焊接方法，可在低真空下施工的電子束焊接方法(RPEBW:ReducedPressuredElectronBeamWelding:減壓電子束焊接)由英國的焊接研究所開發(fā)并提出方案(WO99/16101參照)。在通過使用該RPEBW法來焊接如風(fēng)力發(fā)電塔之類的大型結(jié)構(gòu)物的場合，也期待可只使進(jìn)行焊接的部分局部性地處于真空來高效率地焊接?？墒?，另一方面，該RPEBW法，與在真空室內(nèi)進(jìn)行焊接的方法相比，是在真空度降低的狀態(tài)下進(jìn)行焊接，因此難以確保由電子束熔融、然后凝固的熔融金屬部分(以下也稱為焊縫金屬區(qū))的韌性，出現(xiàn)上述這一新的課題。由日本特開平3-248783號(hào)公報(bào)等已知，對(duì)于這樣的課題，以往，通過將板狀Ni等的金屬嵌件(插入金屬；insertmetal)貼附于焊接面來進(jìn)行電子束焊接，由此使焊縫金屬的Ni含量為0.14.5。/。，來改善焊縫金屬的夏比沖擊值等的韌性?？墒牵谑褂肦PEBW法焊接時(shí)，由于在該方法中，金屬嵌件中的Ni等元素沒有均勻地?cái)U(kuò)散到焊接熱影響區(qū)，而使焊縫金屬與焊接熱影響區(qū)(以下也稱為HAZ區(qū))的硬度之差增大，因此反倒使HAZ區(qū)的韌性偏差較大，這一問題已很明確。一般地，作為定量地評(píng)價(jià)焊接結(jié)構(gòu)物的安全性的指標(biāo)，已知有通過CTOD試驗(yàn)求得的、基于斷裂力學(xué)的斷裂韌性值6c值。以往的采用RPEBW法焊接而得到的焊接接頭，上述焊接熱影響區(qū)的韌性偏差較大，因此難以充分確保斷裂韌性值Sc值。另一方面，在日本特開2005-144552號(hào)公報(bào)中提出為了確保氣體保護(hù)焊等的大線能量焊接接頭的斷裂韌性值Kc，進(jìn)行控制使得焊縫金屬與母材的硬度比為110%以下，從而改善焊縫金屬區(qū)與母材部分的邊界(以下也稱為FL部)的斷裂韌性Kc的方法。然而，為了確保電子束焊接接頭的斷裂韌性值3c，必須滿足FL部和焊縫金屬區(qū)這兩者的斷裂韌性值Sc,當(dāng)與大線能量焊接接頭同樣地使焊縫金屬區(qū)的硬度降低至母材的硬度的110%以下時(shí)，產(chǎn)生不能確保電子束焊接接頭中的焊縫金屬區(qū)的斷裂韌性值的問題。另外，電子束焊接法，是利用電子束具有的能量，將焊接區(qū)的母材先熔融再凝固而焊接的方法，難以如氣體保護(hù)焊等的大線能量電弧焊接法那樣利用焊絲等容易地控制焊縫金屬區(qū)的硬度和斷裂韌性值Sc等的特性。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供使電子束焊接接頭中的焊縫金屬區(qū)和局部的應(yīng)力特別地增大的焊縫金屬區(qū)與焊接熱影響區(qū)的邊界(FL部)這兩者的斷裂韌性值Sc提高，穩(wěn)定地提高焊接接頭的斷裂韌性的方案。本發(fā)明者為了達(dá)到上述目的，對(duì)母材和焊接接頭的機(jī)械性質(zhì)進(jìn)行了調(diào)研。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過為了提高焊縫金屬區(qū)的韌性而使用的金屬嵌件的存在，焊縫金屬區(qū)的強(qiáng)度、硬度上升，比母材的強(qiáng)度、硬度顯著地高，由此在與和焊縫金屬區(qū)相接的焊接熱影響區(qū)(HAZ區(qū))的邊界附近，局部的應(yīng)力增大，因此，F(xiàn)L部的斷裂韌性值Sc降低。另夕卜，基于該見解，在屈服強(qiáng)度為355MPa級(jí)以上、板厚大于50mm(優(yōu)選大約為大于50mm且在100mm以下)的高強(qiáng)度厚鋼板的電子束焊接中，作為實(shí)現(xiàn)能夠防止由高匹配(overmatching)引起的接頭韌性的降低，可穩(wěn)定地確保優(yōu)異的韌性的焊接接頭的新的接頭設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)成了本發(fā)明。所述的本發(fā)明的要旨如下。(1)一種耐脆性斷裂發(fā)生特性優(yōu)異的電子束焊接接頭，是焊接結(jié)構(gòu)體的對(duì)焊接頭，其特征在于，焊縫金屬區(qū)的硬度大于母材部分的硬度的110%且為母材部分的硬度的220%以下，并且，焊縫金屬區(qū)的寬度為母材部分的板厚的20%以下。(2)根據(jù)上述(1)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，作為母材，使用以質(zhì)量％計(jì)，含有C:0.02~0.2%、Mn:0.8~3.5%、S:0.0005~0.0025%、Al:不到0.02%、Ti:0.01~0.05%,由下述(a)式表示的Pcm的值為0.12%以上0.5%以下的鋼材，在焊接接頭的焊縫金屬中含有的氧(O)的量為20ppm以上、粒徑為2.0nm以上的氧化物的量為10個(gè)/mm2以下。Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+薩0+O/20+Mo/15+V/10+5B.......(a)(3)才艮據(jù)上述(2)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，粒徑為0.1nm以上且不到2.0nm的Ti氧化物的量為30~600個(gè)/mm2。U)根據(jù)上述(l)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，在該焊接接頭的焊縫金屬中含有1~4質(zhì)量％的Ni，并且含有的Ni比在母材中的含量多0.2質(zhì)量％以上。(5)根據(jù)上述(4)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，在焊縫金屬中含有10ppm以下的B。(6)根據(jù)上述(1)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，作為上述母材，使用含有2.5質(zhì)量。/o以上的Ni的鋼材，在上述焊接接頭的焊縫金屬中含有的Ni的含量，以質(zhì)量％計(jì)，大于4%且為8%以下。(7)根據(jù)上述(1)~(6)的任一項(xiàng)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，上述焊接結(jié)構(gòu)體是對(duì)板厚大于50mm的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行對(duì)焊而成的。根據(jù)本發(fā)明，在對(duì)屈服強(qiáng)度為355MPa級(jí)、板厚大于50mm的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行電子束焊接時(shí)，能夠形成斷裂韌性值5c充分高的焊接接頭。而且，即使是不使用金屬嵌件的場合，也可根據(jù)母材的Ni含量切實(shí)地達(dá)到本發(fā)明的目的。圖1是表示焊縫金屬區(qū)和母材的硬度對(duì)焊縫金屬以及HAZ、FL部的值造成的影響的圖。圖2是表示焊縫金屬區(qū)與母材的硬度比、y粒徑給HAZ軟化寬度與HAZ、FL部的CTOD值的關(guān)系帶來的影響的圖。圖3是表示對(duì)于板厚70mm的試驗(yàn)片，采用FEM(三維有限元法)解析焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界部(FL)、以及、在焊接熱影響區(qū)(HAZ)設(shè)置切口，在切口尖端的CTOD(CrackTipOpeningDisplacement:裂紋尖端張開位移)為0.05mm時(shí)的從切口尖端向裂紋擴(kuò)展方向離開的各位置的裂紋開口應(yīng)力分布而得到的結(jié)果的一例的圖。圖4是表示在對(duì)接部插入Ni箔或者不插入Ni箔而釆用RPEBW法焊接時(shí)的CTOD試驗(yàn)結(jié)果的圖。圖5是表示與圖1同樣的情況的焊接接頭部的硬度變化的圖。圖6是表示焊縫金屬的斷裂韌性值與粒徑2.0nm以上的氧化物個(gè)數(shù)的關(guān)系的圖。圖7是表示焊縫金屬的Ni含量、焊縫金屬與母材鋼板的Ni含量之差與斷裂韌性值Sc之間的關(guān)系的圖。圖8是表示焊縫金屬中的Ni含量對(duì)焊縫金屬區(qū)、FL，HAZ區(qū)的斷裂韋刃性值5c的影響的圖。具體實(shí)施例方式一般的電子束焊接接頭，對(duì)于將母材部分的一部分熔融、再凝固而形成的焊縫金屬區(qū)而言，確保所需要的斷裂韌性3c較困難。因此，以往，在電子束焊接時(shí)，已知有在焊接坡口部插入鎳箔等的金屬嵌件(插入金屬；insertmetal)，使焊縫金屬區(qū)的淬透性提高，利用該協(xié)同效應(yīng)，來確保斷裂韌性值8c的方法?？墒?，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用該方法時(shí)，電子束焊接接頭中的焊接熱影響區(qū)、特別是焊縫金屬區(qū)與焊接熱影響區(qū)的邊界(FL部)的斷裂韌性值3c大幅度地降低，不能充分確保電子束焊接接頭的斷裂韌性值3c。于是，本發(fā)明者們?cè)囍魄?qiáng)度為460MPa級(jí)的鋼板，將Ni含量為40/。的金屬嵌件插入焊接坡口中，實(shí)施電子束焊接，測(cè)定由CTOD試驗(yàn)得到的焊接接頭的斷裂韌性值Sc并進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述焊接接頭的CTOD試驗(yàn)的結(jié)果判明，雖然焊縫金屬區(qū)的斷裂韌性值Sc顯示出0.2mm以上的充分高的值，但焊縫金屬區(qū)與HAZ區(qū)的邊界部(FL部)的斷裂韌性值Sc顯示出0.02mm以下的極低的值。接著，詳細(xì)地調(diào)查上述焊接接頭的CTOD試驗(yàn)中的斷裂發(fā)生點(diǎn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)(i)斷裂的發(fā)生位置為焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界(焊接熔合線[FL])部，并且，采用三維有限元法解析在上述焊接接頭的CTOD試驗(yàn)中成為斷裂的驅(qū)動(dòng)力(drivingforce)的局部應(yīng)力的分布形態(tài)的結(jié)果，(ii)FL部的局部應(yīng)力顯著地受到鄰接的焊縫金屬區(qū)(WM)的硬度的影響。圖3表示對(duì)于板厚70mm的試驗(yàn)片，采用FEM(三維有限元法)解析焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界部(FL)、以及、在焊接熱影響區(qū)(HAZ)設(shè)置切口，在切口尖端的CTOD(CrackTipOpeningDisplacement:裂紋尖端張開位移)為0.05mm時(shí)的從切口尖端向裂紋擴(kuò)展方向離開的各位置的裂紋開口應(yīng)力分布而得到的結(jié)果的一例。由該圖判明，(iii)當(dāng)板厚大約為大于50mm且在70mm以下時(shí)，在板厚方向的拘束度(拘束力)顯著地增大，若焊縫金屬區(qū)(WM)的強(qiáng)度比母材(BM)、焊接熱影響區(qū)(HAZ)的強(qiáng)度高(WM-H的場合)，則局部應(yīng)力在焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界部(FL)顯著地增大(參照?qǐng)D中的口[WM-H]以及B[WM-L])。另一方面，即使是焊縫金屬區(qū)(WM)的強(qiáng)度比母材(BM)、焊接熱影響區(qū)(HAZ)的強(qiáng)度高的場合(WM-H的場合)，在焊接熱影響區(qū)(HAZ)中，局部的應(yīng)力也不增大，與焊縫金屬區(qū)(WM)的強(qiáng)度較低的場合(WM-L的場合)大體相同。由此可以認(rèn)為，Sc值降低的原因是由于，在焊縫金屬區(qū)(WM)的強(qiáng)度比母材(BM)、焊接熱影響區(qū)(HAZ)的強(qiáng)度高的場合(WM-H的場合)，在焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界部(FL),局部的應(yīng)力增大的緣故。即，經(jīng)上述解析的結(jié)果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，(iv)為了抑制在焊縫金屬區(qū)(WM)與焊接熱影響區(qū)(HAZ)的邊界部(FL)的局部應(yīng)力的顯著增大，提高3c值，必須盡可能地降低焊縫金屬區(qū)(WM)的強(qiáng)度。然而發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使焊縫金屬區(qū)的硬度降低時(shí)，不能確保焊縫金屬區(qū)(WM)的淬透性，因此生成粗大的鐵素體，其結(jié)果，CTOD值降低。在此，以上述解析結(jié)果為基礎(chǔ)，使焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]作各種變化，測(cè)定FL部的CTOD值8c，將3c值相對(duì)于"焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]/母材的硬度[Hv(BM)]"進(jìn)行繪圖的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如圖l中i"參J所示，如果將焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]抑制為母材的硬度[Hv(BM)]的220。/。以下，則能夠防止由局部的應(yīng)力的增大引起的斷裂韌性值Sc的降低。雖然Sc值越高越好，但在挪威海事協(xié)會(huì)(DNV)等的標(biāo)準(zhǔn)中，在設(shè)計(jì)溫度下要求0.10.2mm左右的值，據(jù)此，在本發(fā)明中作為目標(biāo)的8c值規(guī)定為0.15mm以上。再者，在由以往方法得到的電子束焊接接頭中，難以將在-20。C下的斷裂韌性值Sc穩(wěn)定地確保為0.15mm以上。這樣一來，雖然通過使焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]比母材的硬度[Hv(BM)]低，F(xiàn)L部的3c提高，但是若使焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]過度地降低，則焊縫金屬區(qū)的Sc值降低，其結(jié)果，不能確保電子束焊接接頭的斷裂韌性值3c。本發(fā)明者們研討的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如圖l中由O符號(hào)所示，如果將焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]確保為母材的硬度[Hv(BM)]的110%以上，則對(duì)于焊縫金屬區(qū)而言，可確保所需要的CTOD值。圖2示出焊縫金屬區(qū)與母材的硬度比、Y粒徑給HAZ軟化寬度與FL部的CTOD值的關(guān)系帶來的影響。顯示出HAZ寬度越大，F(xiàn)L部的CTOD值越提高的傾向。這是因?yàn)椋捎贖AZ軟化而可緩和強(qiáng)度匹配的影響的緣故，HAZ寬度優(yōu)選為3mm以上。另外，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，與焊縫金屬區(qū)鄰接的焊接熔融線(FL)中的局部應(yīng)力的發(fā)生或分布被焊縫金屬區(qū)的硬度支配，但在與FL鄰接的HAZ區(qū)中"軟化的區(qū)域"大的場合，存在可緩和FL的局部應(yīng)力的傾向。根據(jù)圖2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，HAZ軟化寬度越大，越可看到上述緩和現(xiàn)象，在該軟化寬度存在3mm以上的場合，該緩和現(xiàn)象變得特別顯著，因此HAZ軟化寬度優(yōu)選為3mm以上。HAZ區(qū)的硬度越低于母材的硬度，在原理上FL部的局部應(yīng)力越降低，但根據(jù)本發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可明確看到FL部的局部應(yīng)力降低效果的是HAZ區(qū)的硬度比母材的硬度低5%以上的情況。因此，優(yōu)選軟化至未受到熱影響的母材部分的硬度的95%以下的硬度的焊接熱影響區(qū)的區(qū)域?qū)挾葹?mm以上。另外，當(dāng)焊接熱影響區(qū)的區(qū)域的寬度為10mm以上時(shí)，從確保接頭強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，擔(dān)心在軟化部分中集中應(yīng)變，因此優(yōu)選為10mm以下。在焊接接頭中，為了確保規(guī)定的CTOD值3c，在作為焊接接頭的最脆弱部的焊接熔融線(FL)處使局部應(yīng)力不增大很重要，這在前面已述，但同時(shí)，使在FL附近的微觀的耐脆性斷裂發(fā)生特性提高也很重要。調(diào)查、研討在FL附近脆性斷裂發(fā)生的機(jī)理的結(jié)果查明，在原始奧氏體周邊生成的先共析鐵素體、在原始奧氏體內(nèi)部以條狀生成的上貝氏體、鐵素體側(cè)板條等成為斷裂的起點(diǎn)。已發(fā)現(xiàn)，該上貝氏體、鐵素體劈開斷裂時(shí)的斷面單元依賴于奧氏體相的粒徑，因此通過將原始奧氏體粒徑抑制得小，而使上貝氏體、鐵素體的尺寸小，可改善耐脆性斷裂發(fā)生特性。另外，本發(fā)明者研討的結(jié)果，當(dāng)"焊縫金屬區(qū)的硬度[Hv(WM)]/母材的硬度[Hv(BM)]"接近于本發(fā)明規(guī)定的220%時(shí)，可忽視由焊縫金屬和HAZ區(qū)的強(qiáng)度匹配以及組織的影響引起的斷裂韌性值Sc的降低。因此，為了在這樣的條件下也穩(wěn)定地確保接頭的斷裂韌性值Sc,優(yōu)選使與焊接熔融線(FL)鄰接的焊接熱影響(HAZ)區(qū)的原始奧氏體粒徑為100nm以下，來抑制原始奧氏體粒徑的粗大化(參照?qǐng)D2)。另外，在電子束焊接時(shí)，電子束的照射區(qū)域變大時(shí)，給予鋼板的線能量過大，F(xiàn)L部的組織會(huì)粗大化，在穩(wěn)定地確保FL部的斷裂韌性值8c上是不優(yōu)選的。另外，采用RPEBW焊接制作電子束焊接接頭的場合，與在真空室內(nèi)在高真空狀態(tài)下通過電子焊接(EBW焊接)而制作的焊接接頭相比，存在焊縫金屬的寬度增大的傾向。因此，在本發(fā)明中，為了在采用RPEBW焊接的場合也穩(wěn)定地確保電子束焊接接頭的斷裂韌性值8c，使焊縫金屬區(qū)的寬度為母材部分的板厚的20%以下。本發(fā)明中使用的焊接結(jié)構(gòu)體的高強(qiáng)度鋼板，可以是由公知的成分組成的焊接用結(jié)構(gòu)用鋼制造的。例如優(yōu)選為以按質(zhì)量o/。計(jì)含有C:0.02~0.20%、Si:0.01~1.0oA、Mn:0.3~2.0o/o、Al:0.001~0.20o/o、N:0.02%以下、P:0.01%以下、S:0.01%以下，其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼為基本，相應(yīng)于母材強(qiáng)度、接頭韌性的提高等的所要求的性質(zhì)，含有Ni、Cr、Mo、Cu、W、Co、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Hf、REM、Y、Ca、Mg、Te、Se、B之中的一種或者兩種以上的鋼。鋼板的板厚沒有特別限定，但本課題明顯化的是板厚大于50mm的高強(qiáng)度鋼板。為了將焊縫金屬區(qū)的硬度與母材的硬度之比抑制在本發(fā)明的范圍內(nèi)，必須盡量避免在焊縫金屬內(nèi)生成粗大的鐵素體。因此，根據(jù)母材的淬透性、板厚來調(diào)整金屬嵌件的使用的有無、其化學(xué)成分。在使用金屬嵌件的情況下，可使用Ni合金、含Ni的Fe合金，但并不限定為特定的成分組成，可根據(jù)母材的成分組成等來選擇。電子束焊接，例如，在板厚為80mm時(shí)，在電壓175V、電流120mA、焊接速度125mm/分左右的條件下進(jìn)行。通常，在10^mbar以下的高真空下下進(jìn)行焊接，但在即使是釆用簡易的設(shè)備也能施工的低真空度、例如lmbar左右的真空下焊接而成的接頭，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。接著，在不使用金屬嵌件的場合和使用它的場合下，對(duì)于用于在焊縫金屬區(qū)的硬度大于母材部分的硬度的110%且為母材部分的硬度的220%以下的條件下，更穩(wěn)定地使斷裂韌性值5c為優(yōu)異的值的條件進(jìn)行了研討。(A)不使用金屬嵌件的場合在不使用金屬嵌件的場合，將母材的一部分熔融，并原樣地再凝固，形成焊縫金屬，因此當(dāng)只規(guī)定焊縫金屬區(qū)與母材部分的硬度之比時(shí)，在焊縫金屬區(qū)中可確保的斷裂韌性值Sc產(chǎn)生極限。作為以往不使用金屬嵌件而使電子束焊接接頭的韌性提高的手段，例如，已知日本特開昭62-64486號(hào)公報(bào)、日本特開2003-201535號(hào)公報(bào)等中提出的l支術(shù)。該技術(shù)，是在焊接后的冷卻過程中，形成多數(shù)的微細(xì)的氧化物系非金屬夾雜物，將該夾雜物在從奧氏體向鐵素體相變時(shí)作為該相變的核使用，形成較多的含有顯示出良好的韌性的微細(xì)的針狀鐵素體的顯微組織，由此得到:性優(yōu)異的焊縫金屬的技術(shù)。因此，從防止由母材和焊縫金屬區(qū)的硬度的高匹配引起的接頭韋刃性的降低的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于使上述專利文獻(xiàn)中記載的利用微細(xì)氧化物來改善焊縫金屬區(qū)的顯微組織的技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，使不使用金屬嵌件的場合的焊縫金屬區(qū)和FL部這兩者的斷裂韌性值8c提高，可穩(wěn)定地確保焊接接頭的斷裂韌性的焊接接頭的技術(shù)進(jìn)行了研討。于是，在該過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在焊縫金屬中以一定頻度以上存在特定的大小的夾雜物時(shí)，斷裂韌性值8c產(chǎn)生偏差。即，詳細(xì)地調(diào)查使用添加Ti使微細(xì)氧化物分散的鋼板形成的電子束焊接接頭的CTOD試驗(yàn)中的斷裂發(fā)生點(diǎn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，成為CTOD試驗(yàn)中的斷裂的起點(diǎn)的是某種大小以上的氧化物，通過降低這樣的氧化物的存在頻度，可降低CTOD試驗(yàn)中的斷裂韌性值Sc的偏差。以下，對(duì)于獲得上述見解的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。將含有C:0.04%、Mn:1.8%、S:0.003%、Al:0.006%、Ti:0.02%的厚度70mm的鋼板對(duì)接，首先，為了調(diào)查由金屬嵌件的有無引起的焊接接頭的差異，一種情況是(a)在對(duì)接部插入Ni箔，另一種情況是(b)不插入Ni箔，然后均采用RPEBW法進(jìn)行了焊接。在焊接后的各自的焊接接頭部中，從鋼板厚度方向l/4和3/4這兩處位置制取試驗(yàn)片，在焊縫金屬區(qū)(WM區(qū))、焊縫金屬區(qū)與母材部分的邊界部(FL部)以及HAZ區(qū)設(shè)置切口，進(jìn)行CTOD試驗(yàn)，并調(diào)查了焊接接頭部的硬度變化。CTOD試驗(yàn)結(jié)果示于圖4，焊接接頭部的硬度變化示于圖5。在對(duì)接部插入有Ni箔的(a)的情況下，焊縫金屬區(qū)的硬度高，在FL部的斷裂韌性值3c降低，與此相對(duì)，在沒有插入Ni箔的(b)的情況下，焊縫金屬區(qū)的硬度低，硬度的高匹配的程度被緩和，在FL部的斷裂韌性值為與焊縫金屬區(qū)相同程度的值，焊縫金屬區(qū)的斷裂韌性值3c值與不插入Ni箔的情況相比也為低一些的程度。接著，調(diào)查了(a)和(b)的情況下的焊縫金屬區(qū)的氧化物的分散狀況。在(b)的情況下，粒徑為0.1nm以上且不到2.0nm的Ti氧化物的量為400個(gè)/mm2,微細(xì)的Ti氧化物在焊縫金屬中均勻地分散，粒徑為2nm以上的氧化物的個(gè)數(shù)為2個(gè)/mm2，其數(shù)量少。另一方面，在(a)的情況下，氧化物分散狀態(tài)也與(b)的情況同樣，兩者之間看不到特別的差異。但是，在(a)的情況下，焊縫金屬區(qū)的硬度較高，為FL部的硬度的260。/。，因此可以認(rèn)為FL部的局部應(yīng)力增大，Sc變低。如以上那樣，在不插入Ni箔的情況下，可確認(rèn)通過得到適當(dāng)?shù)难趸锓稚顟B(tài)的焊縫金屬，可緩和焊縫金屬區(qū)與HAZ區(qū)之間的高匹配的程度，焊縫金屬區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均得到較高的斷裂韌性值3c，因此進(jìn)一步調(diào)查了不插入Ni箔的情況下的焊縫金屬區(qū)中的氧化物與焊縫金屬區(qū)以及FL部的斷裂韌性值3c的關(guān)系。將含有C:0.04%、Mn:1.8%、S:0.003%、Al:0.006%、Ti:0.02%，氧含量在10250ppm而不同的、厚度70mm的鋼板采用RPEBW法對(duì)彈后，同樣地從鋼板厚度方向l/4和3/4這兩處位置的焊縫金屬區(qū)制取試驗(yàn)片，進(jìn)行斷裂韌性值和氧化物個(gè)數(shù)的測(cè)定。再者，夾雜物的個(gè)數(shù)，是將掃描電子顯微鏡(SEM)等的圖像通過圖像處理，而求出氧化物每一個(gè)的面積，將與其面積等價(jià)的圓的直徑(圓相當(dāng)直徑)作為該氧化物的粒徑，求出粒徑為2nm以上的氧化物的每單位面積個(gè)數(shù)。結(jié)果示于圖6，可知大小為2nm以上的氧化物的個(gè)數(shù)為10個(gè)/mn^以下，焊縫金屬的斷裂韌性值Sc的偏差大大降低，并且，可得到充分高的值。另外，進(jìn)而通過同樣的實(shí)驗(yàn)求出可得到斷裂韌性值良好的焊縫金屬的Ti氧化物的種類和M條件。其結(jié)果可知，當(dāng)粒徑為0.1pm以上且不到2.0nm的Ti氧化物的量為30~600個(gè)/mi^時(shí)，可得到斷裂韌性值6c良好的焊縫金屬區(qū)。接著，對(duì)于得到這樣的氧化物的分散狀況的母材的化學(xué)組成進(jìn)一步進(jìn)行研討。其結(jié)果可知，作為構(gòu)成焊接結(jié)構(gòu)體的母材，使用以質(zhì)量％計(jì)，至少含有C:0.02~0.2%、Mn:0.8~3.5%、S:0.0005~0.0025%、Al:不到0.02%、Ti:0.01~0.05%,Pcm的值為0.12。/o以上0.5。/o以下的鋼材為好。C:為了確保作為焊接結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度，至少需要0.02%，但超過0.2%時(shí)，容易發(fā)生凝固裂紋。Mn:為了確保強(qiáng)度以及韌性，至少需要0.8%，但超過3.5°/。時(shí)，淬透性過于增大，韌性降低。S:是使韌性降低的元素，需要使其在0.0025。/。以下。可是，為了使之形成MnS，將氧化物與MnS的復(fù)合體作為晶粒內(nèi)相變核使用，優(yōu)選含有0.0005%以上。Al:通常在鋼的制造中作為脫氧劑添加，但A1氧化物的鐵素體相變核生成能力極小，因此在本發(fā)明中，釆用Ti進(jìn)行脫氧，因此將A1的含量確定為不到0.02%，進(jìn)一步優(yōu)選為0.005。/。以下，另外，也可以不特別地含有。Ti:在本發(fā)明中，在作為脫氧劑使用的同時(shí)，使其生成Ti氧化物，通過Ti氧化物的顯微組織微細(xì)化，使焊縫金屬以及HAZ區(qū)的斷裂韌性提高，在上述方面是必需的元素。為了形成必要的Ti氧化物，至少需要0.01%以上，但超過0.05%時(shí)，氧化物的量、尺寸變得過大，擔(dān)心成為斷裂的起點(diǎn)。O:為了形成Ti氧化物，在母材中也必需。為了滿足焊縫金屬中的Ti氧化物的粒徑、個(gè)數(shù)的條件，必須在焊縫金屬中含有至少20ppm以上，更優(yōu)選為40ppm以上。焊縫金屬中的氧含量，不僅根據(jù)在母材鋼中的含量，還根據(jù)電子束焊接的真空度而變化，因此雖然不能一律地規(guī)定在母材中的含量，但母材中的O含量，在采用通常的高真空的電子束焊接時(shí)，規(guī)定為40ppm以上，另夕卜，在采用真空度低的上述RPEBW時(shí)，優(yōu)選為30ppm以上。焊縫金屬中的O含量，為了滿足后述的氧化物的粒徑、個(gè)數(shù)的條件，優(yōu)選為250ppm以下，因此母材中的O含量的上限也優(yōu)選為相同程度。而且，為了不使用金屬嵌件而將焊縫金屬區(qū)的硬度與母材的硬度之比抑制在上述的范圍，必須進(jìn)行控制使得確保焊縫金屬區(qū)的淬透性，在焊縫金屬區(qū)盡可能避免生成先共析鐵素體。為此，將母材的由下述(a)式表示的Pcm值定為0.12質(zhì)量。/o以上。另外，當(dāng)Pcm值超過0.5質(zhì)量o/。時(shí)，焊縫金屬區(qū)的石更度過高，因此將上限定為0.5質(zhì)量％，當(dāng)更優(yōu)選為0.38質(zhì)量％以下。Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+薩0+Cr/20+Mo/15+V/10+5B......(a)不使用金屬嵌件時(shí)的成為電子束焊接接頭的母材的鋼材，在滿足上述成分條件的限度下，可以是前面所述的公知的焊接用鋼。在不使用金屬嵌件時(shí)，是通過使Ti氧化物微細(xì)地分散，在從奧氏體向鐵素體相變時(shí)，作為該相變的核使用，形成較多地含有顯示良好的韌性的微細(xì)針狀鐵素體的顯微組織，從而得到韌性優(yōu)異的焊縫金屬的，但此時(shí)，如圖6所示，必須避免粒徑為2.0nm以上的氧化物的量超過10個(gè)/mm2。當(dāng)超過該量地存在于鋼中時(shí)，會(huì)成為CTOD試驗(yàn)中的斷裂的起點(diǎn)，成為焊縫金屬區(qū)的斷裂韌性值出現(xiàn)偏差的原因。另外，通過使作為晶粒內(nèi)相變核而發(fā)揮功能的Ti氧化物的粒徑為0.1以上且不到2.0pm，使該范圍的粒徑的Ti氧化物的量為30600個(gè)/mm2,可形成較多地含有微細(xì)針狀鐵素體的顯微組織。再者，一部分的微細(xì)Ti氧化物，其周圍析出MnS,由此與MnS形成復(fù)合體。該復(fù)合體作為晶粒內(nèi)相變核更有效，在本發(fā)明的Ti氧化物中是包含這樣的復(fù)合體的。為了在焊縫金屬區(qū)中，使粒徑為2.0nm以上的氧化物的量不超過10個(gè)/mm2，并且使粒徑為0.1nm以上且不到2.0nm的Ti氧化物的量為30~600個(gè)/mm2，作為母材，優(yōu)選使用氧化物的尺寸被抑制在2.0nm以下的鋼材。為此，在成為母材的鋼材的脫氧工序中，必須注意進(jìn)行夾雜物控制。鋼的脫氧，通?？墒褂肁1，但若添加作為強(qiáng)脫氧元素的A1，則脫氧反應(yīng)快速進(jìn)行，會(huì)生成2jun以上的較大的氧化物。因此，通過采用脫氧能力比Al小的Ti進(jìn)行脫氧，來生成比較小的氧化物?？墒?，若一次地投入大量的Ti，容易形成粗大的氧化物，因此為了使鋼液中的氧含量階段性地減少，控制Ti的投入時(shí)機(jī)，或在投入作為弱脫氧元素的Ti后，投入極少量的作為強(qiáng)脫氧元素的A1、Ca、Mg等，由此抑制2nm以上的粗大氧化物的生成，可生成多數(shù)的O.l2pm的微小氧化物。(B)使用金屬嵌件的場合成為母材的鋼材有各種的Ni含量的鋼材，若只通過母材的Ni含量與使用的金屬嵌件的Ni含量的組合來調(diào)整焊縫金屬區(qū)的硬度與母材的硬度之比，則會(huì)產(chǎn)生不能確保更良好的焊接接頭的斷裂韌性值3c的情況。因此，首先，為了調(diào)查焊縫金屬的Ni含量的影響，試制屈服強(qiáng)度為355MPa級(jí)的鋼板，將由(a)純Ni或者(b)Ni含量為20質(zhì)量。/。的Fe-Ni合金形成的厚度0.31111的金屬嵌件箔插入到焊接對(duì)接部，實(shí)施電子束焊接，對(duì)于得到的焊接接頭，測(cè)定CTOD試驗(yàn)的斷裂韌性值Sc、硬度變化以及Ni濃度。焊接接頭的CTOD試驗(yàn)以及硬度測(cè)定的結(jié)果，在使用由上述(a)的純Ni形成的金屬嵌件的情況下，焊縫金屬區(qū)的硬度高，斷裂韌性值Sc為0.2mm以上，顯示出了充分高的值，但FL部的斷裂韌性值Sc為0.02mm以下，顯示出極低的值。另一方面，在使用由上述(b)的Fe-Ni合金形成的金屬嵌件的場合，焊縫金屬區(qū)的硬度低，緩和了硬度的高匹配的程度，關(guān)于斷裂韌性值8c，焊縫金屬區(qū)以及FL部均顯示出0.2mm以上的充分高的值。另外，測(cè)定焊縫金屬的平均Ni含量的結(jié)果，在使用上述(a)的金屬嵌件時(shí)為8.5質(zhì)量％，在使用(b)的金屬嵌件時(shí)為2.5質(zhì)量％。根據(jù)該值，母材與焊縫金屬的Ni含量之差，在(a)的場合為8.0質(zhì)量％，在(b)的場合為2.0質(zhì)量％。由以上可知，通過將焊縫金屬中的Ni含量，根據(jù)與母材的Ni含量的關(guān)系限制在適當(dāng)?shù)姆秶?，可防止由焊縫金屬區(qū)與母材的硬度的高匹配引起的接頭韌性的降低。其次，為了調(diào)查焊縫金屬中的Ni含量的適當(dāng)范圍以及焊縫金屬與母材的Ni含量之差的適當(dāng)范圍，使用上述試制的鋼板，將Ni含量不同的金屬嵌件插入焊接坡口中，實(shí)施電子束焊接，從得到的焊接接頭部分別制取試驗(yàn)片，在焊縫金屬區(qū)(WM區(qū))和FL部的HAZ側(cè)(FL,HAZ區(qū))設(shè)置切口，實(shí)施CTOD試驗(yàn)，進(jìn)^f亍測(cè)定斷裂韌性值5c(以下也簡單地稱為CTOD值)的試驗(yàn)，對(duì)于確保斷裂韌性值3c所必需的Ni量進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于各個(gè)試樣，關(guān)于得到的Sc值，分成WM區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均為0.15mm以上的良好的0、WM部以及FL,HAZ區(qū)的至少一方不到0.15mm的的不良的參，對(duì)于各個(gè)試樣，將焊縫金屬的Ni量以及焊縫金屬與母材鋼板的Ni量之差繪圖的結(jié)果示于圖7。在此，作為目標(biāo)的Sc值，如前所述定為0.15mm以上，以該值為界，分類為3c值良好的試樣和3c值不良的試樣。由圖7可知，在焊縫金屬中的Ni含量為l4質(zhì)量。/。的范圍，并且，比母材的Ni含量多0.2質(zhì)量％以上時(shí)，WM區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均可確保所需的CTOD值。而且，測(cè)定WM區(qū)以及FL,HAZ區(qū)均可確保0.15mm以上的CTOD值的例子的、焊縫金屬區(qū)和母材部分的硬度、FL部前后的硬度的變化，結(jié)果可確認(rèn)焊縫金屬區(qū)的硬度在下述范圍大于母材部分的硬度的110%且為母材部分的硬度的220%以下。由以上的結(jié)果可知，使用金屬嵌件的通過電子束焊接而形成的焊接接頭，在緩和在FL部的局部應(yīng)力的同時(shí)，使焊縫金屬的Ni含量為1~4質(zhì)量％，并且比在母材中的含量多0.2質(zhì)量％以上，這對(duì)確保CTOD值來說是有效的。作為成為母材的鋼材，可以是由如上述那樣的公知的成分組成的焊接用結(jié)構(gòu)用鋼制造的鋼材，也可以是沒有特別地添加Ni的鋼。另外，在焊接時(shí)，雖然在對(duì)接部配置含有Ni的金屬嵌件，但必須以在焊接接頭的焊縫金屬中含有l(wèi)4質(zhì)量。/。的Ni，并且，含有的Ni比母材的M含量多0.2質(zhì)量％以上的方式焊接。作為金屬嵌件，必須是滿足該條件的組成的金屬嵌件，但并不特別地限定為特定的成分組成。例戈口，可舉出含有C:0.01~0.06%、Si:0.2~1.0%、Mn:0.5~2.5%、Ni:50%以下、Mo:0~0.30%、Al:0~0.3%、Mg:0~0.30%、Ti:0.02~0.25%、B:0.001%以下的Fe合金，但特別是Ni的含量，必須考慮作為焊接母材的鋼材的化學(xué)成分來進(jìn)行選擇，使得可得到其平均濃度滿足上述本發(fā)明的條件的焊縫金屬區(qū)。另外，在使焊縫金屬含有Ni的場合，優(yōu)選使焊縫金屬含有10ppm以下的B。B具有抑制晶界鐵素體的生成，提高焊縫金屬的韌性的作用，但考慮到高溫裂紋等方面，定為10ppm以下。B的添加方法，可以來自成為母材的鋼材，也可以來自金屬嵌件，怎么添加都可以。再者，上述的硬度之差，通過使焊縫金屬的Ni含量滿足本發(fā)明的條件，而且適當(dāng)調(diào)整成為母材的鋼材和使用金屬嵌件形成的焊縫金屬的成分間的平衡、調(diào)整焊接后的冷卻速度，避免焊縫金屬的硬度過高，由此可達(dá)到。(C)使用金屬嵌件的場合(高Ni鋼材)可是，為了能夠在自然條件更嚴(yán)酷的場所使用，可使用含有2.5質(zhì)量％以上的Ni，強(qiáng)度更高、在低溫下的韌性優(yōu)異的鋼材。對(duì)于使用了這樣的Ni含量高的鋼材的焊接接頭，若只采用調(diào)整焊縫金屬區(qū)的硬度與母材的硬度之比的手段，會(huì)產(chǎn)生不能確保更良好的悍接接頭的斷裂韌性值Sc的情況。于是，為了調(diào)查焊縫金屬的Ni含量的影響，試制含有3質(zhì)量e/。的Ni的鋼板和不含有Ni的鋼板這兩種鋼板，將由Ni含量不同的多種Fe-Ni合金或者純Ni形成的金屬嵌件箔分別插入焊接對(duì)接部，實(shí)施了電子束焊接。并且，從焊接后的各個(gè)焊接接頭部制取試驗(yàn)片，在焊縫金屬區(qū)(WM)和FL部的HAZ側(cè)(FL，HAZ區(qū))設(shè)置切口，實(shí)施CTOD試驗(yàn)，測(cè)定斷裂韌性值Sc，并且測(cè)定了焊縫金屬區(qū)的Ni濃度?；诘玫降臏y(cè)定結(jié)果將WM區(qū)和FL，HAZ區(qū)的斷裂韌性值3c相對(duì)于焊縫金屬中的Ni含量繪圖的結(jié)果示于圖8。由圖8可知，在Ni含量為3。/。的鋼板的情況下，焊縫金屬(WM)的Ni含量為大于4%且在8%以下的范圍的試樣，WM區(qū)(〇)以及FL，HAZ區(qū)(像)均可確保0.15mm以上的CTOD值，但處于其以外的范圍的試樣，WM區(qū)或者FL，HAZ區(qū)的任一個(gè)只得到了小于0.15mm的較低的CTOD值。另夕卜，在不含有Ni的鋼板的情況下，得不到WM區(qū)(△)以及FL，HAZ區(qū)(▲)的任一個(gè)顯示出0.15mm以上的CTOD值的試樣。再者，作為目標(biāo)的Sc值，同樣地定為0.15mm以上。而且，測(cè)定WM區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均可確保O.15mm以上的CTOD值的例子的、焊縫金屬區(qū)和母材部分的硬度的結(jié)果可知，焊縫金屬區(qū)的硬度處于下述范圍大于母材部分的硬度的110%且為母材部分的硬度的220%以下。由以上的結(jié)果可知，Ni含量高的鋼材的電子束焊接接頭，在緩和在FL部的局部應(yīng)力的同時(shí)，<吏焊縫金屬的]\1含量為大于4%且在8%以下，這對(duì)確保CTOD值來說是有效的。在此，作為形成焊接結(jié)構(gòu)體的鋼材，以含有2.5質(zhì)量。/o以上的Ni的高強(qiáng)度鋼材為對(duì)象。作為使用的高強(qiáng)度鋼板，也可以是由公知的成分組成的焊接用結(jié)構(gòu)用鋼制造的。例如可使用以質(zhì)量o/。計(jì)，以c:0.02~0.20%、Si:0.01~1.0%、Mn:0.3~2.00/0、Al:0.001~0.20%、N:0.02%以下、P:0.01%以下、S:0.01%以下、Ni:2.50~9.0%為基本成分，相應(yīng)于母材強(qiáng)度、接頭韌性的提高等的所要求的性質(zhì)，含有合計(jì)為8%以下的、Cr、Mo、Cu、W、Co、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Hf、REM、Y、Ca、Mg、Te、Se、B之中的一種或者兩種以上的鋼。另外，在焊接時(shí)，必須在對(duì)接部配置含有Ni的金屬嵌件并進(jìn)行焊接使得在焊接接頭的焊縫金屬中含有大于4%且為8%以下(質(zhì)量％)的Ni。由電子束熔融的區(qū)域再凝固時(shí)，為了形成為即使是在該區(qū)域產(chǎn)生晶粒粒徑粗大化、氧化物減少的情況下也可穩(wěn)定地確保韌性的組織，必須含有大于4。/。的Ni。另外，當(dāng)含有大于8質(zhì)量。/。的Ni時(shí)，焊縫金屬區(qū)的硬度過于增加，難以滿足焊縫金屬區(qū)與母材部分的硬度之比為220%以下。作為金屬嵌件，使用由純Ni形成的箔較簡便。由成為母材的鋼材的Ni含量、作為目標(biāo)的焊縫金屬中的Ni含量、以及鋼材的尺寸來計(jì)算達(dá)到目標(biāo)的Ni含量所必需的純Ni箔的厚度，準(zhǔn)備那樣的厚度的箔，或?qū)⒈〔M(jìn)行多片重疊使得達(dá)到所需的厚度，由此準(zhǔn)M屬嵌件。進(jìn)行調(diào)整使得焊縫金屬區(qū)的硬度大于母材部分的硬度的110%且為母材部分的硬度的220%以下，而且使焊接接頭的焊縫金屬中含有的Ni的含量以質(zhì)量％計(jì)大于4%且為8%以下。為此，通過適當(dāng)調(diào)整成為母材的鋼材和使用金屬嵌件形成的焊縫金屬的成分間的平衡、調(diào)整焊接后的冷卻速度以避免焊縫金屬的硬度過高是重要的。以下基于實(shí)施例說明本發(fā)明，但實(shí)施例中的條件是為了確認(rèn)本發(fā)明的實(shí)施可能性以及效果而采用的一個(gè)條件例，本發(fā)明并不被該例限定。在不脫離本發(fā)明的要旨而達(dá)到本發(fā)明的目的的限度下，本發(fā)明是可采用各種的條件或條件的組合的發(fā)明。(實(shí)施例l)準(zhǔn)備含有表l所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的板厚50100mm的厚鋼板，將含有表2所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的Fe-Ni合金的金屬嵌件插入坡口部，或者不插入金屬嵌件，通過電子束焊接而對(duì)焊，焊接后，進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)查了焊接接頭的特征以及性能。其結(jié)果示于表3。Hv(BM)是通過10kg的壓痕而測(cè)定的母材的在板厚方向的硬度的平均值。Hv(WM)是在焊縫金屬區(qū)的板厚中央部，通過10kg的壓痕而測(cè)定的硬度的值。焊道寬度是在焊縫金屬區(qū)的表面、背面、以及、板厚中心這三處測(cè)定的平均值。HAZ軟化寬度，是從焊接熔融線向母材方向測(cè)定比母材的硬度軟化5。/。的HAZ區(qū)域時(shí)的區(qū)域的寬度。HAZ的原始y粒徑，是將與焊接熔融線鄰接的HAZ區(qū)中的原始奧氏體晶粒，以圓相當(dāng)徑(看作成圓而算出的粒徑)表記的粒徑。關(guān)于焊接接頭的性能，5c(mm)是在上述的CTOD試驗(yàn)中在-10。C的試驗(yàn)溫度下求得的值。接頭抗拉強(qiáng)度(MPa)，是制作NKU1號(hào)試驗(yàn)片，進(jìn)行接頭拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，是表示斷裂的強(qiáng)度的。如表1所示，本發(fā)明例的No.115，是各種條件在本發(fā)明所規(guī)定的范圍內(nèi)的例子，3c值顯示出充分的值。在這些發(fā)明例中，No.l~14由于Hv(WM)/Hv(BM)、以及焊道寬度/板厚、HAZ軟化寬度在本發(fā)明所規(guī)定的范圍內(nèi)，因此焊接接頭的HAZ區(qū)的Sc值以及接頭抗拉強(qiáng)度均顯示出充分的值。再者，本發(fā)明例No.14，由于HAZ軟化寬度比優(yōu)選的范圍小，因此與本發(fā)明例No.l~13比較，Sc值低一些，但是為0.1mm以上的良好的值。本發(fā)明例No.15，由于Hv(WM)/Hv(BM)比優(yōu)選的范圍低，因此焊縫金屬區(qū)的淬透性不足，不能抑制先共析鐵素體的生成，HAZ區(qū)的8c特性，與本發(fā)明例No.l~14比較，為低的水平。與此相對(duì)，比較例No.16、18~20、22由于Hv(WM)/Hv(BM)超過了本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此雖然焊縫金屬區(qū)的8c值充分，但是HAZ區(qū)、FL部的Sc值變低。另外，比較例17和21由于Hv(WM)/Hv(BM)低于本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此不能確保充分的淬透性，焊縫金屬區(qū)的Sc值變低。因此，本發(fā)明是適于確保YP為355MPa以上的高強(qiáng)度鋼的、且板厚為50mm以上的厚壁的區(qū)域的8c值的發(fā)明。表l(質(zhì)量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>(實(shí)施例2)準(zhǔn)備含有表4所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的板厚50100mm的厚鋼板，通過電子束焊接而對(duì)焊后，進(jìn)行試-瞼調(diào)查了所形成的焊接接頭的特征以及性能。其結(jié)果示于表5。在表5中，Hv(BM)、Hv(WM)、(mm)與實(shí)施例l同樣地求出。再者，在后述的實(shí)施例3、4中也同樣。如表5所示，本發(fā)明例的No.l15是Hv(WM)/Hv(BM)的值、鋼材的化學(xué)成分、焊縫金屬中的氧含量和氧化物量均在本發(fā)明所規(guī)定的范圍內(nèi)的例子，關(guān)于Sc值，焊縫金屬區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均顯示出足夠的值。再者，本發(fā)明例5、6、12、13，由于粒徑為2nm以上的氧化物個(gè)數(shù)較多，因此焊縫金屬區(qū)的Sc值稍低。與此相對(duì)，比較例16，由于鋼材的C含量以及Pcm值在本發(fā)明的規(guī)定值以上，Hv(WM)/Hv(BM)的值大于本發(fā)明的范圍，并且，粒徑為0.1~2nm的氧化物個(gè)數(shù)在本發(fā)明的規(guī)定值以下，因此焊縫金屬區(qū)以及FL，HAZ區(qū)的Sc值均不充分。比較例17由于Hv(WM)/Hv(BM)的值以及鋼材的Pcm在本發(fā)明的規(guī)定值以下，粒徑為2nm以上的氧化物個(gè)數(shù)在本發(fā)明的規(guī)定值以上，因此焊縫金屬區(qū)的3c值不充分。比較例18，由于Hv(WM)/Hv(BM)的值以及鋼材的Pcm在本發(fā)明的規(guī)定值以下，粒徑為0.12nm的氧化物個(gè)數(shù)在本發(fā)明的規(guī)定值以下，因此焊縫金屬區(qū)的3c值不充分。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>(實(shí)施例3)準(zhǔn)備含有表6所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的板厚50~100mm的厚鋼板，在坡口部插入含有表7所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的Fe-Ni合金的金屬嵌件或者純Ni金屬嵌件，通過電子束焊接而對(duì)焊，焊接后，進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)查了焊接接頭的特征以及性能。其結(jié)果示于表8。再者，接頭抗拉強(qiáng)度(MPa)是制作NKUl號(hào)試驗(yàn)片，進(jìn)行接頭拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，是表示斷裂的強(qiáng)度的。如表8所示，本發(fā)明例的No.l~15是各種條件在本發(fā)明所規(guī)定的范圍內(nèi)的例子，3c值顯示出足夠的值。另一方面，比較例16、17、19、20,其焊縫金屬中的Ni含量為l。/o以下，其結(jié)果，焊縫金屬的8c不充分。比較例18、21、22,其焊縫金屬中的Ni含量為4。/。以上，因此Hv(WM)/Hv(BM)大于220%，其結(jié)果，雖然焊縫金屬的6c較充分，但FL、HAZ的Sc不充分。表6(質(zhì)量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>(實(shí)施例4)準(zhǔn)備含有表9所示的成分、其余量由Fe以及不可避的雜質(zhì)構(gòu)成的板厚50~100mm的厚鋼板，在坡口部插入包含表10所示的成分的Ni金屬嵌件(NA)或者Ni-Fe合金的金屬嵌件(NB、NC)，通過電子束焊接而對(duì)焊后，進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)查了形成的焊接接頭的特征以及性能。將試驗(yàn)的結(jié)果與焊接接頭的條件等一起示于表ll。再者，接頭抗拉強(qiáng)度(MPa)是與實(shí)施例3同樣地試驗(yàn)而得到的。如表11所示，本發(fā)明例的No.115，是各種條件在本發(fā)明所規(guī)定的范圍內(nèi)的例子，關(guān)于Sc值，焊縫金屬區(qū)以及FL，HAZ區(qū)均顯示出足夠的值。與此相對(duì)，比較例16~19，其焊縫金屬中的Ni含量較高，為8%以上，因此Hv(WM)/Hv(BM)的值為220%以上，其結(jié)果，雖然焊縫金屬的Sc為充分高的值，但FL,HAZ區(qū)的Sc為極低的值。表9(質(zhì)量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，在高強(qiáng)度并且板厚大的高強(qiáng)度鋼板的電子束焊接接頭中，萬一存在焊接缺陷，或疲勞裂紋發(fā)生、生長，也難以發(fā)生脆性斷裂，因此能夠防止焊接結(jié)構(gòu)體斷裂之類的致命的損傷、損壞。因此，本發(fā)明可獲得顯著地提高焊接結(jié)構(gòu)體的安全性的顯著效果，是產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值很高的發(fā)明。本發(fā)明中表示數(shù)值范圍的"以上，，和"以下，，均包括本數(shù)。權(quán)利要求1、一種耐脆性斷裂發(fā)生特性優(yōu)異的電子束焊接接頭，是焊接結(jié)構(gòu)體的對(duì)焊接頭，其特征在于，焊縫金屬區(qū)的硬度大于母材部分的硬度的110％且為母材部分的硬度的220％以下，焊縫金屬區(qū)的寬度為母材部分的板厚的20％以下。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束焊接接頭，其特征在于，作為所述母材部分，使用以質(zhì)量。/o計(jì)，含有C:0.02~0.2%、Mn:0.8~3.5%、S:0.0005~0.0025%、Al:不到0.02%、Ti:0.01~0.05%,由下述(a)式表示的Pcm的值為0.12%以上0.5%以下的鋼材，在焊接接頭的焊縫金屬中含有的氧的量為20ppm以上、粒徑為2.0nm以上的氧化物的量為10個(gè)/mm2以下，Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+N畫+Cr/20+Mo/15+V/10+5B.......(a)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子束焊接接頭，其特征在于，粒徑為O.lnm以上且不到2.0jim的Ti氧化物的量為30~600個(gè)/mm2。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束焊接接頭，其特征在于，在該焊接接頭的焊縫金屬中含有l(wèi)4質(zhì)量。/。的Ni，并且含有的Ni比在母材中的含量多0.2質(zhì)量％以上。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子束焊接接頭，其特征在于，在焊縫金屬中含有10ppm以下的B。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束焊接接頭，其特征在于，作為所述母材，使用含有2.5質(zhì)量。/。以上的Ni的鋼材，在所述焊接接頭的焊縫金屬中含有的Ni的含量，以質(zhì)量％計(jì)，大于4%且為8%以下。7、根據(jù)權(quán)利要求16的任一項(xiàng)所述的電子束焊接接頭，其特征在于，所述焊接結(jié)構(gòu)體是對(duì)板厚大于50mm的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行對(duì)焊而成的。全文摘要為了將屈服強(qiáng)度為355MPa級(jí)以上、板厚大于50mm的高強(qiáng)度鋼板通過電子束焊接進(jìn)行對(duì)焊，形成斷裂韌性值δc充分高的焊接接頭，使對(duì)焊接頭的焊縫金屬區(qū)的硬度為母材的硬度的110％以上220％以下，使焊縫金屬區(qū)的寬度為母材板厚的20％以下。進(jìn)而，優(yōu)選在焊接接頭的焊縫金屬中，O的含量為20ppm以上、粒徑為2.0μm以上的氧化物的量為10個(gè)/mm²以下，或者，使焊接接頭的焊縫金屬中含有1～4質(zhì)量％的Ni，并且含有的Ni量比在母材中的含量多0.2質(zhì)量％以上，或者，在作為母材使用含有2.5質(zhì)量％以上的Ni的鋼材時(shí)，使所述焊接接頭的焊縫金屬中含有的Ni的含量以質(zhì)量％計(jì)大于4％且為8％以下。文檔編號(hào)B23K15/00GK101522355SQ200780037009公開日2009年9月2日申請(qǐng)日期2007年1月12日優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日發(fā)明者兒島明彥,吉田讓,本間龍一,田中洋一,石川忠申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社