本發(fā)明涉及藥芯焊絲和使用該藥芯焊絲的焊接接頭的制造方法。

背景技術(shù)：

在氣體保護(hù)電弧焊中，通用的是在外皮內(nèi)填充有焊劑的藥芯焊絲。在這樣的藥芯焊絲中，從提高焊接時(shí)的電弧的穩(wěn)定性和焊接操作性，以及提高焊接接頭的品質(zhì)等各種各樣的觀點(diǎn)出發(fā)，關(guān)于藥芯焊絲的組成和構(gòu)造等至今都有各種研究在進(jìn)行。

例如在專利文獻(xiàn)1中，以電弧在純不活潑氣體中保持穩(wěn)定，從而得到高品質(zhì)的接頭為課題，公開有一種技術(shù)，其涉及熔點(diǎn)分布在徑向上不同，或在焊接時(shí)的焊絲的內(nèi)部形成在徑向是不均勻的溫度分布的焊絲。

另外例如在專利文獻(xiàn)2中，以可進(jìn)行包括向上在內(nèi)的全姿勢(shì)焊接，并使焊接操作性優(yōu)異等為目的，公開有一種涉及由特定的組成構(gòu)成的不銹鋼焊接用藥芯焊絲的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006－205204號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平3－81094號(hào)公報(bào)

可是，例如不銹鋼制的固定管的施工，主要是工廠建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)等當(dāng)?shù)剡M(jìn)行焊接。因此，希望具有下向姿勢(shì)、橫向姿勢(shì)、立向姿勢(shì)以及上向姿勢(shì)的全姿勢(shì)的焊接適應(yīng)性。另外，配管的施工也多在高處進(jìn)行，因此施工所需的焊接器具類和氣瓶的搬運(yùn)等也成為重要的問題。

在不銹鋼制固定管的焊接接頭施工中，一般采取的是初層進(jìn)行tig(tungsteninertgas)焊接，余層進(jìn)行mag(metalactivegas)焊接的組合施工，但tig焊與mag焊接需要準(zhǔn)備各不相同的保護(hù)氣體和焊接材料?？紤]能夠連續(xù)地進(jìn)行焊接，保護(hù)氣體的氣瓶一般使用大型的，例如可充填7000l的這一類型，其高度約150cm、質(zhì)量約60kg、大型而沉重，搬運(yùn)中非常費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明想要提供一種藥芯焊絲，其使用純ar氣作為保護(hù)氣體，可以全姿勢(shì)進(jìn)行mig(metalactivegas)焊接。

本發(fā)明提供一種藥芯焊絲，是在外皮內(nèi)填充有焊劑的藥芯焊絲，以焊絲總質(zhì)量計(jì)含有tio2：4.7～8.5質(zhì)量％、al2o3：0.5～3.5質(zhì)量％、sio2：0.5～2.0質(zhì)量％、zro2：0.8～3.0質(zhì)量％、和金屬氧化物：總量8.0～13.5質(zhì)量％，并且金屬氟化物：限制在0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)。

作為該藥芯焊絲，能夠使用外徑為1.0～1.6mm的。該藥芯焊絲可以用于例如也管狀構(gòu)件的焊接。

另外，本發(fā)明提供使用前述藥芯焊絲，使用純ar氣作為保護(hù)氣體而進(jìn)行mig焊的焊接接頭的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明，通過分別以特定量含有tio2、al2o3、sio2、zro2和金屬氧化物，并且限制金屬氟化物的含量，能夠提供使用純ar氣作為保護(hù)氣體的、可以全姿勢(shì)進(jìn)行mig焊的藥芯焊絲。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施例中使用的鋼板的坡口形狀的圖。

具體實(shí)施方式

以下，就用于實(shí)施本發(fā)明的方式詳細(xì)地加以說明。還有，本發(fā)明不受以下說明的實(shí)施方式限定。

＜藥芯焊絲＞

本實(shí)施方式的藥芯焊絲，是在外皮內(nèi)填充焊劑的焊絲，也稱為粉芯焊絲(fcw)。本實(shí)施方式的藥芯焊絲，以焊絲總質(zhì)量計(jì)含有tio2為4.7～8.5質(zhì)量％、al2o3為0.5～3.5質(zhì)量％、sio2為0.5～2.0質(zhì)量％、zro2為0.8～3.0質(zhì)量％、及金屬氧化物以總量計(jì)為8.0～13.5質(zhì)量％，并且金屬氟化物的含量限制在0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)。這些成分在藥芯焊絲中，是作為焊劑成分被含有的成分。

本實(shí)施方式的藥芯焊絲的用途沒有特別限定，但優(yōu)選用于管狀構(gòu)件的焊接，更優(yōu)選用于對(duì)不銹鋼制的固定管施行的焊接、或配管的焊接施工。

在所述不銹鋼制的固定管等的焊接中，一般來說采用的方法是，進(jìn)行將兩層以上的多層(一個(gè)或更多的焊道構(gòu)成的焊接金屬的層)的焊縫加以重疊的多層焊接，從初層至最終層以tig焊施工的方法，或初層以tig焊施工，而第二層以后，則以使用ar－co2混合氣體或co2氣體作為保護(hù)氣體的mag焊加以施行的方法。

從初層至最終層都以tig焊進(jìn)行施工的方法中，其所用的焊接材料和保護(hù)氣體分別是一種，但因?yàn)槭莟ig焊，所以焊絲的熔融速度低，由此導(dǎo)致施工效率不良。

初層以tig焊施工，第二層之后以使用ar－co2混合氣體或co2氣體作為保護(hù)氣體的mag焊施行的方法中，初層和第二層以后使用的焊接材料和保護(hù)氣體分別為兩種，在例如前述的工廠建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)和高處等的施工現(xiàn)場(chǎng)，焊接器具和氣瓶等的搬運(yùn)非常費(fèi)力，當(dāng)?shù)氐目砂徇\(yùn)性(易搬運(yùn)度)困難。

相對(duì)于此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，通過分別以特定量含有tio2、al2o3、sio2、zro2及金屬氧化物，并且限制金屬氟化物的含量，可以使用純ar氣作為保護(hù)氣體，全姿勢(shì)進(jìn)行mig焊。由此，能夠減少不銹鋼制的固定管的施工所需要的氣體種類，減少大質(zhì)量的氣瓶的數(shù)量，因此可搬運(yùn)性提高。此外，將本實(shí)施方式的藥芯焊絲適用于初層的tig焊，也能夠統(tǒng)一焊接材料。由此，也有原材料的管理簡(jiǎn)便這樣的優(yōu)點(diǎn)。

例如可以對(duì)于初層以使用純ar氣作為保護(hù)氣體的tig焊進(jìn)行施工，第二層以后用本實(shí)施方式的藥芯焊絲，進(jìn)行使用純ar氣作為保護(hù)氣體的mig焊。另外，可以對(duì)初層以使用了本實(shí)施方式的藥芯焊絲的半自動(dòng)tig焊施工，第二層以后，使用本實(shí)施方式的藥芯焊絲，以純ar的保護(hù)氣體進(jìn)行mig焊。

但是，本實(shí)施方式的藥芯焊絲，在將該焊絲只適用于mig焊時(shí)，以ar為主體，含有co2和/或o2等的活性氣體截止到5％的保護(hù)氣體的情況下也可以進(jìn)行焊接。

在此，前述的專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，對(duì)于焊接的姿勢(shì)未予以考慮，立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)等姿勢(shì)的焊接中，焊道的垂落成為問題。對(duì)于這一問題，一般采取一邊以熔渣保護(hù)熔融金屬避免垂落一邊進(jìn)行的焊接工藝。另外，專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，為了使焊絲的中心部與外周部的材質(zhì)不同，而且為了在焊絲整體均勻混合的狀態(tài)下得到目標(biāo)金屬組成，而需要特殊材質(zhì)的芯材和外周構(gòu)件。因此，原材料在經(jīng)濟(jì)上的籌集困難，焊絲容易變得高價(jià)。另一方面，本實(shí)施方式的藥芯焊絲，能夠利用一般的藥芯焊絲的原料及制法，因此可以實(shí)現(xiàn)原料的經(jīng)濟(jì)上的籌集，因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)也成熟，所以可以廉價(jià)地制造。

另外，前述的專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)所能夠提供的焊絲，適用于現(xiàn)有的使tig焊和mag焊接加以組合的不銹鋼制固定管的施工方法，基本上，以co2或ar－co2混合氣體下的施工為前提。由該技術(shù)提供的焊絲，未必須適合與tig焊共通的純ar保護(hù)氣體下的施工。

因此，通過在使用了純ar氣作為保護(hù)氣體的mig焊中，使用具有恰當(dāng)?shù)慕M成的本實(shí)施方式的藥芯焊絲，能夠得到電弧的穩(wěn)定性和全姿勢(shì)的焊接適應(yīng)性。由此，在固定管的現(xiàn)場(chǎng)施工中，可以進(jìn)行只有純ar氣的全部層施工，可以使焊接器具和氣瓶等的可搬運(yùn)性提高。

此外，本實(shí)施方式的藥芯焊絲，也可以適用于初層的tig焊。這時(shí)的tig焊若是半自動(dòng)tig焊則效率高。以該藥芯焊絲進(jìn)行的初層半自動(dòng)tig焊，像一般的混有熔渣由tig焊條進(jìn)行的施工那樣，可以進(jìn)行無后保護(hù)(バックシールドレス)施工。通過使初層的tig焊與第二層以后的高效率藥芯焊絲施工的焊接材料統(tǒng)一，可搬運(yùn)性進(jìn)一步提高。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的藥芯焊絲中的組成限定理由進(jìn)行說明。沒有特別提示時(shí)，就是對(duì)于mig焊的情況進(jìn)行闡述。

還有，本實(shí)施方式的藥芯焊絲中的tio2、al2o3、sio2和zro2的各含量，能夠使藥芯焊絲溶解于氫氧化鈉等的堿溶液中，通過icp分析儀進(jìn)行測(cè)量。另外，本實(shí)施方式的藥芯焊絲中的f的含量，能夠通過中和滴定法測(cè)量因高溫處理而游離的氣體。

[tio2：4.7～8.5質(zhì)量％]

tio2使熔渣的熔點(diǎn)上升，是用于可以全姿勢(shì)焊接所需要的成分。焊絲總質(zhì)量中的tio2的含量低于4.7質(zhì)量％時(shí)，該效果不充分，焊道垂落發(fā)生，立向姿勢(shì)及上向姿勢(shì)下的焊接變得困難。另外，若焊絲總質(zhì)量中的tio2的含量高于8.5質(zhì)量％，則熔渣的熔點(diǎn)過高，反而得不到平滑的焊縫，除此之外還會(huì)發(fā)生夾渣的不良。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使焊絲總質(zhì)量中的tio2的含量處于4.7～8.5質(zhì)量％的范圍。

從焊接時(shí)得到良好的焊道形狀的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選焊絲總質(zhì)量中的tio2的含量為5.0質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為6.0質(zhì)量％以上。

另外，從得到平滑的焊縫的觀點(diǎn)和抑制夾渣這一不良情況的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的tio2的含量?jī)?yōu)選為8.4質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為8.0質(zhì)量％以下。

[al2o3：0.5～3.5質(zhì)量％]

al2o3具有調(diào)整熔融渣的粘性，調(diào)整熔融金屬的融合性的效果。若焊絲總質(zhì)量中的al2o3的含量低于0.5質(zhì)量％，則融合性劣化造成的未熔合的缺陷發(fā)生。若焊絲總質(zhì)量中的al2o3的含量高于3.5質(zhì)量％，則熔渣剝離性降低，咬粘現(xiàn)象發(fā)生。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使焊絲總質(zhì)量中的al2o3的含量處于0.5～3.5質(zhì)量％的范圍。

從提高熔融金屬的融合性，易于取得立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接適性的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的al2o3的含量?jī)?yōu)選為0.6質(zhì)量％以上。

另外，在焊接后，從確保例如用錘子實(shí)現(xiàn)熔渣易剝離性的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的al2o3的含量?jī)?yōu)選為3.0質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為2.5質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量％以下。

[sio2：0.5～2.0質(zhì)量％]

sio2也與al2o3同樣，具有調(diào)整熔融渣的粘性，調(diào)整熔融金屬的融合性的效果。若焊絲總質(zhì)量中的sio2的含量低于0.5質(zhì)量％，則融合性劣化造成的未熔合的缺陷發(fā)生。若焊絲總質(zhì)量中的sio2的含量高于2.0質(zhì)量％，則熔渣的熔點(diǎn)降低，立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)等的焊接時(shí)會(huì)發(fā)生焊道的垂落，除此以外熔渣的粘性增加，因此初層的半自動(dòng)tig焊時(shí)背面焊道熔渣難以流動(dòng)。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使焊絲總質(zhì)量中的sio2的含量處于0.5～2.0質(zhì)量％的范圍。

從提高熔融金屬的融合性的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的sio2的含量?jī)?yōu)選為0.7質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.9質(zhì)量％以上。

另外，從防止焊接時(shí)的熔融池的垂落的觀點(diǎn)及抑制熔渣的粘性的增加的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的sio2的含量?jī)?yōu)選為1.9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為1.8質(zhì)量％以下。

[zro2：0.8～3.0質(zhì)量％]

zro2具有調(diào)整熔融渣的粘性的效果，另外，是具有使熔渣包覆性良好這一作用的成分。若焊絲總質(zhì)量中的zro2的含量低于0.8質(zhì)量％，則熔渣覆蓋狀態(tài)惡化，會(huì)發(fā)生局部性的咬粘。若焊絲總質(zhì)量中的zro2的含量高于3.0質(zhì)量％，則熔融渣的粘性變得過高，夾渣這樣的不良發(fā)生。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使焊絲總質(zhì)量中的zro2的含量處于0.8～3.0質(zhì)量％的范圍。

從使熔渣包覆性良好這一觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的zro2的含量?jī)?yōu)選為0.9質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以上。

另外，從得到熔融渣的適度的粘性這一觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的zro2的含量?jī)?yōu)選為2.9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為2.5質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2.2質(zhì)量％以下。

[金屬氧化物：總量8.0～13.5質(zhì)量％]

金屬氧化物的總量，即焊絲中的形成熔渣的成分的含有率(熔渣率)，若以焊絲總質(zhì)量計(jì)，低于8.0質(zhì)量％，則因其絕對(duì)量少，所以難以支撐熔融金屬，確保立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接適應(yīng)性困難。另外，若金屬氧化物的含量少，則初層以半自動(dòng)tig焊進(jìn)行時(shí)，沒有足夠量的熔渣回轉(zhuǎn)到背面焊道，有時(shí)焊道表面的過剩的氧化發(fā)生。

另一方面，若焊絲總質(zhì)量中的金屬氧化物的含量以總量計(jì)高于13.5質(zhì)量％，則招致夾渣這種不良。金屬氧化物的含量過剩時(shí)，在半自動(dòng)tig焊中也容易發(fā)生夾渣。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，使焊絲總質(zhì)量中的金屬氧化物的含量以總量計(jì)處于8.0～13.5質(zhì)量％的范圍。

還有，這里所說的金屬氧化物的總量，包括前述的tio2、al2o3、sio2和zro2。

為了得到技術(shù)能力低的焊工也能夠簡(jiǎn)單施工的這種良好的焊接性，焊絲總質(zhì)量中的金屬氧化物的含量，優(yōu)選以總量計(jì)為8.5質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為9.0質(zhì)量％以上。

另外，從抑制夾渣這一不良的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的金屬氧化物的含量，優(yōu)選以總量計(jì)為13.0質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為12.5質(zhì)量％以下。

[金屬氟化物：0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)]

金屬氟化物在用活性氣體(co2或ar－co2)保護(hù)的焊接中，是用于確保耐氣孔性所需要的成分，但將純ar氣作為保護(hù)氣體使用時(shí)，則使電弧的集中性劣化，損害焊道的融合性。焊絲總質(zhì)量中的金屬氟化物的含量為0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)時(shí)，確認(rèn)不到其影響，但該含量高于0.02質(zhì)量％時(shí)，隨著熔融金屬的融合性的劣化，未熔合的缺陷發(fā)生。

因此，在本實(shí)施方式的藥芯焊絲中，將焊絲總質(zhì)量中的金屬氟化物的含量限制在0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)。

還有，所謂“0質(zhì)量％”，意思是包括在雜質(zhì)水平以下所含有的金屬氟化物。

從抑制焊接時(shí)的未熔合發(fā)生的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲總質(zhì)量中的金屬氟化物的含量?jī)?yōu)選限制在0.015質(zhì)量％以下，更優(yōu)選限制在0.010質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不添加金屬氟化物。

[其他的成分]

本實(shí)施方式的藥芯焊絲的成分組成的余量，是合金成分和不可避免的雜質(zhì)。因此，本實(shí)施方式的藥芯焊絲能夠?yàn)槿缦陆M成：以焊絲總質(zhì)量計(jì)，含有tio2為4.7～8.5質(zhì)量％、al2o3為0.5～3.5質(zhì)量％、sio2為0.5～2.0質(zhì)量％、zro2為0.8～3.0質(zhì)量％、及金屬氧化物以總量計(jì)為8.0～13.5質(zhì)量％，金屬氟化物的含量限制在0.02質(zhì)量％以下(含0質(zhì)量％)，并且由用于得到目標(biāo)焊接金屬組成所需要的合金成分及不可避免的雜質(zhì)所構(gòu)成。

外皮也稱為外箍，在內(nèi)部空間填充有焊劑。該外皮的材質(zhì)未特別限定，能夠適宜選擇。例如，以純ar氣作為保護(hù)氣體使用的mig焊的情況下，作為外皮的材質(zhì)，可適用各種鋼材和ni基合金等。因此，作為所述外皮的成分，可列舉fe、si、mn、cu、ni、cr、mo、nb、w、v、ti、al、mg及n等。

另外，作為所述不可避免的雜質(zhì)，可列舉p和s等。

作為鋼制的外皮，適合使用不銹鋼(sus)，其中，更適合使用奧氏體系不銹鋼。奧氏體系不銹鋼之中，作為優(yōu)選的具體例，可列舉sus301、sus304、sus304l、sus316、sus316l、sus310s、sus347等。

除了奧氏體系不銹鋼以外，也可使用sus410l、sus430等的鐵素體系不銹鋼。

外皮使用奧氏體系不銹鋼時(shí)，例如能夠?yàn)槿缦陆M成：以焊絲總質(zhì)量計(jì)，含有si：2質(zhì)量％以下(例如0.1～2質(zhì)量％)、mn：2.5質(zhì)量％以下(例如0.5～2.5質(zhì)量％)、cr：16～26質(zhì)量％、ni：6～22質(zhì)量％，并且c：限制在0.15質(zhì)量％以下，根據(jù)需要，在mo：7質(zhì)量％以下和/或nb：1質(zhì)量％以下、cu：1質(zhì)量％以下、以及n：0.3質(zhì)量％以下的范圍進(jìn)行添加，余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

外皮使用鐵素體系鋼材時(shí)，例如能夠?yàn)槿缦陆M成：以焊絲總質(zhì)量計(jì)，含有si：1質(zhì)量％以下(例如0.1～1質(zhì)量％)、mn：1質(zhì)量％以下(例如0.1～1質(zhì)量％)、cr：10.5～20質(zhì)量％，并且c：限制在0.15質(zhì)量％以下，根據(jù)需要，在mo：2.5質(zhì)量％以下和/或nb：1質(zhì)量％以下、cu：1質(zhì)量％以下、ti：1質(zhì)量％以下、以及zr：1質(zhì)量％以下的范圍進(jìn)行添加，余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

外皮也可以使用alloy600、alloy625、alloyc－276等的ni基合金。

外皮使用ni基合金時(shí)，例如能夠?yàn)槿缦陆M成：以焊絲總質(zhì)量計(jì)，含有si：1.5質(zhì)量％以下(例如0.01～1.5質(zhì)量％)和mn：9.5質(zhì)量％以下(例如0.1～9.5質(zhì)量％)，根據(jù)需要添加c：0.2質(zhì)量％以下、cr：35質(zhì)量％以下、mo：20質(zhì)量％以下、nb：4質(zhì)量％以下、ti：0.5質(zhì)量％以下、w：5質(zhì)量％以下、v：0.6質(zhì)量％以下、cu：2.5質(zhì)量％以下及fe：20質(zhì)量％以下之中一種或兩種以上，余量由ni和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

[焊絲的外徑]

本實(shí)施方式的藥芯焊絲的外徑優(yōu)選為1.0～1.6mm的范圍。歸因于藥芯焊絲的熔融特性，從確保對(duì)于焊絲熔融量的線能量，使熔融金屬的融合性的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲的外徑優(yōu)選為1.0mm以上，更優(yōu)選為1.1mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為1.2mm以上。另外，從確保熔滴過渡形態(tài)良好，抑制大粒的飛濺發(fā)生的觀點(diǎn)出發(fā)，焊絲的外徑優(yōu)選為1.6mm以下，更優(yōu)選為1.5mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1.4mm以下。

通過使用外徑處于1.2～1.4mm這一范圍的藥芯焊絲，進(jìn)行半自動(dòng)tig焊等的焊接，可以形成良好的熔滴過渡形態(tài)，良好地進(jìn)行焊接操作。

還有，本實(shí)施方式的藥芯焊絲的斷面形狀和焊劑率未特別限定，能夠分別根據(jù)用途和焊接條件等適宜選擇。另外，本實(shí)施方式的藥芯焊絲，不限于后述的實(shí)施方式的焊接接頭的制造方法，而是能夠用于各種各樣的焊接方法、焊接接頭的制造方法。

＜焊接接頭的制造方法＞

接著，對(duì)于使用了前述的實(shí)施方式的藥芯焊絲的焊接接頭的制造方法所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行說明。還有，在本公開中，“焊接接頭”是指作為母材的被焊接金屬使用藥芯焊絲經(jīng)焊接后的接頭。

本實(shí)施方式的焊接接頭的制造方法，是使用前述的實(shí)施方式的藥芯焊絲，使用純ar氣(100％ar氣)作為保護(hù)氣體而進(jìn)行mig焊，從而制造焊接接頭的方法。例如，如上述，對(duì)于能夠恰當(dāng)?shù)厥褂们笆龅膶?shí)施方式的藥芯焊絲的、像不銹鋼制的固定管等這樣的管狀構(gòu)件進(jìn)行焊接時(shí)，優(yōu)選初層以使用純ar氣作為保護(hù)氣體的tig焊進(jìn)行施工，第二層之后進(jìn)行以本實(shí)施方式的藥芯焊絲，使用純ar氣作為保護(hù)氣體的mig焊。

另外，這種情況下，也優(yōu)選初層以使用了本實(shí)施方式的藥芯焊絲的半自動(dòng)tig焊進(jìn)行施工，第二層以后則使用本實(shí)施方式的藥芯焊絲，進(jìn)行純ar保護(hù)氣體的mig焊。

在本實(shí)施方式的焊接接頭的制造方法中，被焊接金屬的材質(zhì)、接頭的形狀、坡口形狀，和焊接電流、焊接電壓及焊接速度等的焊接條件未特別限定，能夠適宜選擇。

實(shí)施例

以下，列舉實(shí)施例和比較例，對(duì)于本技術(shù)的效果具體加以說明。在本實(shí)施例中，作為被焊接金屬使用的是，對(duì)于厚度12mm的sus304的鋼板，如圖1所示，進(jìn)行了焊根面高度2mm、根部間隔2mm、及坡口角度70°的v形的坡口加工而成的。在該被焊接金屬的坡口，使用以下的表1所示的藥芯焊絲，以下向、立向、上向的各姿勢(shì)進(jìn)行4層4道的焊接并評(píng)價(jià)。初層以焊接電流150a、電弧電壓13v的條件進(jìn)行半自動(dòng)tig焊，第2～4層以焊接電流190a、電弧電壓24v的條件，進(jìn)行以使用純ar氣作為保護(hù)氣體的mig焊。

還有，關(guān)于焊絲總質(zhì)量中的焊劑成分量(質(zhì)量％)，tio2、al2o3、sio2及zro2的各含量，通過使藥芯焊絲溶解于氫氧化鈉溶液，通過icp分析儀測(cè)量。另外，f的含量通過中和滴定法，測(cè)量因高溫處理而游離的氣體。關(guān)于全部熔敷金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量％)，通過astme353及astme354測(cè)量。

[表1]

評(píng)價(jià)首先通過焊接時(shí)的感官評(píng)價(jià)進(jìn)行，在關(guān)于初層半自動(dòng)tig焊的評(píng)價(jià)中，對(duì)于立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)下的焊接操作性(立向·上向焊接性)、熔滴過渡的穩(wěn)定性、背面焊道的熔渣包覆性進(jìn)行評(píng)價(jià)，在mig焊的評(píng)價(jià)中，進(jìn)行立向·上向焊接性、熔渣剝離性、及熔滴過渡的穩(wěn)定性(大粒飛濺的發(fā)生狀況)的評(píng)價(jià)。另外，進(jìn)行由非破壞·破壞試驗(yàn)形成的焊接缺陷的確認(rèn)。該焊接缺陷的確認(rèn)，作為非破壞試驗(yàn)，進(jìn)行放射線透射試驗(yàn)，可見缺陷之物進(jìn)行斷面宏觀觀察，確定缺陷的發(fā)生處和種類(夾渣或未熔合)。在半自動(dòng)tig焊的施工中，未見未熔合的發(fā)生。還有，在立向·上向焊接性的評(píng)價(jià)中，關(guān)于不能焊接(c的評(píng)價(jià))的焊絲，以下向焊接評(píng)價(jià)其他的評(píng)價(jià)項(xiàng)目。

＜初層半自動(dòng)tig焊的評(píng)價(jià)＞

在初層半自動(dòng)tig焊中，根據(jù)以下的(1)～(4)的項(xiàng)目所述的水準(zhǔn)，進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)。

(1)立向·上向焊接性

以立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)進(jìn)行半自動(dòng)tig焊時(shí)，幾乎沒有焊接金屬的垂落的可能，可良好地進(jìn)行操作的評(píng)價(jià)為a(非常好)，焊接金屬有可能垂落，但可以焊接的評(píng)價(jià)為b(良好)，由于焊接金屬的垂落發(fā)生，導(dǎo)致不能焊接的評(píng)價(jià)為c(差)。

(2)熔滴過渡的穩(wěn)定性

在焊接時(shí)，連續(xù)地搭橋，穩(wěn)定過渡的評(píng)價(jià)為a(非常好)，雖然形成大粒的熔滴，但馬上就穩(wěn)定過渡的評(píng)價(jià)為b(良好)，此外確認(rèn)到大粒的熔滴的形成，并向熔融池外落下等，由此有可能發(fā)生未熔合的評(píng)價(jià)為c(差)。

(3)背面焊道的熔渣包覆性

熔渣均勻覆蓋背面焊道的評(píng)價(jià)為a(非常好)，有熔渣厚度薄的地方發(fā)生，但能夠得到健全的焊縫的評(píng)價(jià)為b(良好)，熔渣膜碎裂，焊接金屬發(fā)生過剩的氧化的評(píng)價(jià)為c(差)。

(4)夾渣

未確認(rèn)到夾渣的評(píng)價(jià)為a(非常好)，按awsa5.22的規(guī)格為合格的評(píng)價(jià)為b(良好)，不合格的評(píng)價(jià)為c(差)。

＜使用了純ar保護(hù)氣體的mig焊的評(píng)價(jià)＞

在使用了純ar保護(hù)氣體的mig焊中，根據(jù)以下的(5)～(9)的項(xiàng)目所述的水準(zhǔn)，進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)。

(5)立向·上向焊接性

以立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)進(jìn)行mig焊時(shí)，幾乎沒有焊接金屬垂落的可能，可以良好操作的評(píng)價(jià)為a(非常好)，焊接金屬有可能垂落，但可以焊接的評(píng)價(jià)為b(良好)，由于焊接金屬的垂落發(fā)生，導(dǎo)致不能焊接的評(píng)價(jià)為c(差)。

(6)熔渣剝離性

經(jīng)除鱗錘的敲擊，能夠輕易除去熔渣的評(píng)價(jià)為a(非常好)，雖然經(jīng)除鱗錘的敲擊無法完全除去熔渣，但是能夠用鏨子除去的評(píng)價(jià)為b(良好)，由于咬粘，即使用鏨子也不能除去的評(píng)價(jià)為c(差)。

(7)熔滴過渡的穩(wěn)定性(大粒飛濺的發(fā)生狀況)

焊接時(shí)，穩(wěn)定的噴射過渡的評(píng)價(jià)為a(非常好)，粗熔滴過渡的評(píng)價(jià)為b(良好)，為粗熔滴過渡，大粒飛濺大量發(fā)生的評(píng)價(jià)為c(差)。

(8)夾渣

未確認(rèn)到夾渣的評(píng)價(jià)為a(非常好)，按awsa5.22的規(guī)格為合格的評(píng)價(jià)為b(良好)，不合格的評(píng)價(jià)為c(差)。

(9)未熔合

未確認(rèn)到未熔合的評(píng)價(jià)為a(非常好)，按awsa5.22的規(guī)格為合格的評(píng)價(jià)為b(良好)，不合格的評(píng)價(jià)為c(差)。

進(jìn)行以上的各項(xiàng)目的評(píng)價(jià)之后，關(guān)于最終的合格與否的判斷，各項(xiàng)目中沒有c的評(píng)價(jià)的為合格，有1個(gè)以上c的評(píng)價(jià)的為不合格。

以上的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示在表2中。

[表2]

使用實(shí)施例1～19的藥芯焊絲時(shí)，初層的半自動(dòng)tig焊和第2～4層的以純ar氣作為保護(hù)氣體使用的mig焊的任意一個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目中，均沒有c(差)的評(píng)價(jià)結(jié)果，為合格。

另一方面，使用比較例1～11的藥芯焊絲時(shí)，會(huì)在某個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目中有c(差)的結(jié)果，為不合格。

(關(guān)于焊絲的外徑)

實(shí)施例1～4是使焊絲直徑變化的實(shí)驗(yàn)例。外徑1.2mm的實(shí)施例1和外徑1.4mm的實(shí)施例3中，全部的評(píng)價(jià)項(xiàng)目中為a的良好結(jié)果。另一方面，外徑1.0mm的實(shí)施例2中，對(duì)于焊絲熔融量的線能量降低。因此，融合性稍差，雖在合格范圍，但可見未熔合。另外，外徑1.6mm的實(shí)施例4中，熔滴尺寸大，吧嗒吧嗒地對(duì)焊接操作性感受不佳，也有大的熔滴作為飛濺而飛散，在初層tig焊中也有熔滴過渡的穩(wěn)定性差的傾向。由實(shí)施例1～4的結(jié)果表明，焊絲的外徑可適用1.0～1.6mm，優(yōu)選為1.1～1.5mm，更優(yōu)選為1.2～1.4mm。

(關(guān)于焊接金屬的鋼種)

實(shí)施例5～9以成為308l系以外的焊接金屬成分的方式進(jìn)地了調(diào)整。雖然使外箍種類、合金量大幅變化，但因?yàn)楹竸┑某煞至吭谇‘?dāng)?shù)姆秶?，所以能夠進(jìn)行良好的焊接。

(關(guān)于tio2的含量)

實(shí)施例10和比較例1是tio2的含量與其他的例子相較為低的例子。另外，因?yàn)閠io2的含量少，所以金屬氧化物的總量(熔渣含量)也少。實(shí)施例10中，因?yàn)槿墼可?，所以初層的tig焊時(shí)沒有足夠量的熔渣回轉(zhuǎn)到背面焊道，熔渣包覆性可見劣化傾向，但達(dá)到合格的水平。另外，在實(shí)施例10中，因?yàn)閠io2的含量少，所以熔渣熔點(diǎn)不夠高，在mig焊時(shí)的立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接中，有可能垂落。在比較例1中，tio2的含量進(jìn)一步低于4.7質(zhì)量％，因此在初層的tig焊中，熔渣膜碎裂，可確認(rèn)到過剩的氧化的發(fā)生，另外，在第2～4層的mig焊中，由于垂落的問題，而不能進(jìn)行立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接操作，不合格。

實(shí)施例11和比較例2，是tio2的含量與其他的例子相比為更高的例子。在實(shí)施例11中，因?yàn)閠io2的含量多，所以熔渣熔點(diǎn)變高，可見微少的夾渣這一不良，但為合格水平。另一方面，在比較例2中，tio2的含量更多，高于8.5質(zhì)量％，因此在mig焊中發(fā)生不合格水平的夾渣。

(關(guān)于al2o3的含量)

比較例3是al2o3的含量與其他的例子相比而較低的例子。因?yàn)閍l2o3的含量少，低于0.5質(zhì)量％，所以mig焊時(shí)的融合性劣化，未熔合多發(fā)。另外，伴隨著al2o3的含量的降低，金屬氧化物的總量(熔渣量)也少，低于8.0質(zhì)量％，因此，除了初層的tig焊時(shí)的背面焊道的熔渣包覆性差以外，還不能進(jìn)行立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接。

實(shí)施例12、13、比較例4和5，是al2o3的含量與其他的例子相比而較多的例子。若比較實(shí)施例12和13，則可知伴隨al2o3的含量的增加，mig焊時(shí)的熔渣剝離性有劣化傾向。比較例4和5中，al2o3的含量更多，在比較例5中成為不能除去的這種水平的熔渣咬粘狀況。另外，比較例4和5中，伴隨al2o3的含量的增加，金屬氧化物的總量(熔渣量)過剩而高于13.5質(zhì)量％，因此夾渣等的缺陷多發(fā)。

(關(guān)于sio2的含量)

比較例6和7是sio2的含量與其他的例子相比而較低的例子。在比較例6中，因?yàn)閟io2含量低于0.5質(zhì)量％，所以融合性劣化，未熔合發(fā)生，不合格。在比較例7中，因?yàn)榕c比較例6比較，sio2的含量較高，所以未熔合造成的問題未發(fā)生，但無論在哪一個(gè)之中，都會(huì)因?yàn)槿墼可?，所以不能進(jìn)行立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接。

實(shí)施例14和比較例8，是sio2的含量與其他的例子相比而較高的例子。在實(shí)施例14中可良好地進(jìn)行焊接，但在比較例8中，因?yàn)閟io2的含量過剩而高于2.0質(zhì)量％，所以熔渣的熔點(diǎn)降低，不能進(jìn)行立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接。另外，在初層的tig焊中，因?yàn)槿墼恼承栽黾樱栽诒趁婧傅?，熔渣難以流動(dòng)，背面焊道的熔渣包覆性也有劣化傾向。

(關(guān)于zro2的含量)

實(shí)施例15和比較例9，是zro2的含量與其他的例子相比而較低的例子。在實(shí)施例15中可知熔渣剝離性得到維持，但在比較例9中，zro2的含量低于0.8質(zhì)量％，由此熔渣包覆性惡化，局部性的熔渣咬粘發(fā)生，不能除去熔渣。

實(shí)施例16和比較例10，是zro2的含量與其他的例子相比而較高的例子。實(shí)施例16中，缺陷的發(fā)生在合格范圍，但比較例10中，因?yàn)槿廴谠恼承宰兒瓦^高，所以在不合格水平發(fā)生了夾渣這一不良

(關(guān)于金屬氟化物的含量)

實(shí)施例17和18以及比較例11，是含有金屬氟化物的例子?？纱_認(rèn)到，在金屬氟化物的含量低于0.02質(zhì)量％的實(shí)施例18中，可以良好地進(jìn)行焊接，在該含量更少的實(shí)施例17中，與實(shí)施例18相比，可以更良好地進(jìn)行焊接，但在該含量過剩的比較例11中，電弧的集中性劣化，因此焊道的融合變差，其結(jié)果是，未熔合的缺陷多發(fā)。

(關(guān)于熔渣率)

在前述的實(shí)施例10和15中，因?yàn)榻饘傺趸锏目偭?，即形成熔渣的成分的含有?熔渣率)低，所以立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接操作性處于變差的傾向。另外，在比較例1、3、6、7和9中，因?yàn)榻饘傺趸锏目偭康陀?.0質(zhì)量％，所以不能進(jìn)行立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)的焊接。在實(shí)施例16中，熔渣率充分，能夠在立向姿勢(shì)和上向姿勢(shì)下獲得良好的焊接操作性。另一方面，在比較例4和5中，因?yàn)榻饘傺趸锏目偭扛哂?3.5質(zhì)量％，所以為夾渣的缺陷多發(fā)的結(jié)果。

本發(fā)明包括以下的方式。

·方式1：

一種在外皮內(nèi)填充有焊劑的藥芯焊絲，其中，

以焊絲總質(zhì)量計(jì)，含有

tio2：4.7～8.5質(zhì)量％、

al2o3：0.5～3.5質(zhì)量％、

sio2：0.5～2.0質(zhì)量％、

zro2：0.8～3.0質(zhì)量％和

金屬氧化物：總量8.0～13.5質(zhì)量％，并且

金屬氟化物：限制在0.02質(zhì)量％以下。

·方式2：

根據(jù)方式1所述的藥芯焊絲，其外徑為1.0～1.6mm。

·方式3：

根據(jù)方式1或2所述的藥芯焊絲，其用于管狀構(gòu)件的焊接。

·方式4

一種焊接接頭的制造方法，其使用方式1～3中任一項(xiàng)所述的藥芯焊絲，使用純ar氣作為保護(hù)氣體而進(jìn)行mig焊。

本申請(qǐng)伴隨以申請(qǐng)日為2014年12月12日的日本國(guó)專利申請(qǐng)、專利申請(qǐng)第2014－251707號(hào)為基礎(chǔ)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)主張，專利申請(qǐng)第2014－251707號(hào)通過參照而編入本說明書。