時的耐再熱脆化 性的Mo,并且以各種比例改變金屬氟化物的含量，進一步對所含有的總氫量進行了管理。使 用上述各種藥芯焊絲，實施了 780MPa級的高強度鋼的焊接。
[0052] 其結(jié)果是，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)：在0&&等金屬氟化物的含量的總值為特定范 圍內(nèi)的情況下，焊接金屬的擴散性氫量被抑制至小于I. 0ml/100g，耐低溫開裂性大幅提高。 進而，本發(fā)明的發(fā)明者們由同樣的研宄結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在焊接780MPa級的高強度鋼的情況下， 為了確保具有高強度和優(yōu)異的低溫韌性的焊接金屬，藥芯焊絲中的Mn含量的1/2倍、Ni含 量與Cr含量的三倍的總值TE為特定范圍內(nèi)以及藥芯焊絲中包含Mo是重要的。
[0053] 本發(fā)明獲得了如上所述的研宄結(jié)果。以下，就本發(fā)明的藥芯焊絲，對作為特征的技 術(shù)要件的限定理由以及優(yōu)選方案依次進行說明。
[0054] 首先，對構(gòu)成本實施方式的藥芯焊絲的鋼制外皮以及焊劑中所含有的合金成分以 及金屬脫氧成分和各成分的含量的限定理由進行說明。
[0055] 以下的說明中，" ％ "在沒有特別說明的情況下是指"質(zhì)量％ 各成分的含量是指 相對于藥芯焊絲總質(zhì)量的成為鋼制外皮以及焊劑各自之中的各成分的質(zhì)量％的總和的成 分含量。
[0056] (C :0· 04 ~0· 09% )
[0057] C為提高焊接金屬的強度的元素。為了使得焊接金屬的抗拉強度為780MPa以上， C含量的下限需要設(shè)定為0.04%。為了進一步提高焊接金屬的強度，C含量的下限可以設(shè) 定為(λ 045%、0· 05%或 0· 055%。
[0058] 焊接焊絲（藥芯焊絲）中的C含量越多，焊接金屬中的C含量越是增加，焊接金 屬的強度越高，故優(yōu)選。然而，C變得過多時，焊接金屬的韌性劣化，同時對高溫開裂及低溫 開裂這雙方的敏感性升高。因此，為了確保焊接金屬的韌性和耐焊接開裂性，C含量的上限 設(shè)定為0.09%。另外，為了穩(wěn)定地確保低溫韌性，C的上限可以設(shè)定為0.08%、0. 075%或 0· 07%〇
[0059] (Si :0· 3 ~1. 0% )
[0060] Si為脫氧元素，減少焊接金屬中的0量，提高清潔度。為了獲得該效果，Si含量的 下限需要設(shè)定為0.3%。但是，含有超過1.0%的Si時焊接金屬的韌性劣化，因此將1.0%設(shè) 定為Si含量的上限。為了充分減少焊接金屬中的O量，Si含量的下限可以設(shè)定為0. 35%、 0. 4%或0. 45%。另外，為了穩(wěn)定地確保焊接金屬的韌性，Si含量的上限可以設(shè)定為0. 8%、 0· 7%或 0· 6%〇
[0061] (Mn :1. 0 ~2. 5% )
[0062] Mn是為了確保焊接金屬的淬透性、提高強度所需的元素。為了可靠地發(fā)揮其效果， Mn含量的下限需要設(shè)定為I. 0 %。而含有超過2. 5 %的Mn時，會增加晶界脆化敏感性，焊接 金屬的韌性劣化，因此將2. 5%設(shè)定為Mn含量的上限。為了更加穩(wěn)定地提高焊接金屬的強 度，Mn含量的下限可以設(shè)定為I. 1%、1. 2%、1. 4%或1. 6%。為了進一步提高焊接金屬的 韌性，Mn含量的上限可以設(shè)定為2.3%、2. 1 %、2.0%或1.9%。
[0063] (P :0.02% 以下）
[0064] P為雜質(zhì)元素，在焊接金屬中過多存在的情況下，焊接金屬的韌性以及延展性一起 降低，因此優(yōu)選盡量減少P含量。作為對韌性以及延展性的不良影響能夠被容許的范圍，P 含量設(shè)定為0.02%以下。為了可靠地防止焊接金屬的韌性以及延展性的降低，P含量優(yōu)選 設(shè)定為〇. 017%、0. 015%、0. 012%或0. 01%以下。P的下限沒有必要限制。P含量的下限 可以設(shè)定為0%。
[0065] (S :0.02% 以下）
[0066] S也為雜質(zhì)元素，在焊接金屬中過多存在的情況下，焊接金屬的韌性和延展性一起 劣化，因此優(yōu)選盡量減少S含量。作為對韌性以及延展性的不良影響能夠被容許的范圍，S 含量設(shè)定為0.02%以下。為了可靠地防止焊接金屬的韌性以及延展性的劣化，S含量優(yōu)選 設(shè)定為〇. 017%、0. 015%、0. 012%或0. 01%以下。S的下限沒有必要限制。S含量的下限 可以設(shè)定為0%。
[0067] (Al :0· 001 ~0· 050% )
[0068] Al為脫氧元素，與Si同樣地在焊接金屬中的O量減少以及焊接金屬的清潔度提高 上是有效的。為了發(fā)揮該效果，Al含量的下限需要設(shè)定為0.001%。而含有超過0.050% 的Al時，Al會形成氮化物以及氧化物，從而焊接金屬的韌性降低，因此將0. 050 %設(shè)定為Al 含量的上限。另外，為了充分獲得提高焊接金屬的韌性的效果，Al含量的下限可以設(shè)定為 0.0015%。為了充分獲得提高焊接金屬的韌性的效果，Al含量的下限可以設(shè)定為0.002%、 0.003%或0.004%。為了抑制粗大氧化物的生成，Al含量的上限可以設(shè)定為0.045%、 0.040%、0.035%或0.030%。
[0069] (Ni :1· 5 ~3. 5% )
[0070] Ni為能夠通過固溶韌化（以固溶提高韌性的作用）使得不僅組織及成分的韌性而 且焊接金屬的韌性都提高的唯一元素。尤其，為了使抗拉強度為780MPa以上的高強度的焊 接金屬提高韌性，Ni是有效的元素。為了獲得必要的固溶韌化效果，Ni含量的下限需要設(shè) 定為1. 5%。
[0071] Ni含量越多，在提高韌性上越有利。然而，含量超過3. 5%時，耐焊接開裂性降低， 因此將3. 5%設(shè)定為Ni含量的上限。為了使Ni的效果可靠地有助于提高韌性，Ni含量的 下限可以設(shè)定為I. 8%、2. 0%、2. 1%或2. 2%。另外，為了確保耐焊接開裂性，Ni含量的上 限可以設(shè)定為3· 3%、3· 1%、2· 9%或2. 7%。
[0072] (Mo :0· 3 ~I. 0% )
[0073] Mo為淬透性增強元素，并且為形成微細碳化物而在通過沉淀強化確?？估瓘姸壬?有效的元素。另外，Mo會抑制在多層多道焊接時經(jīng)受由后續(xù)焊道帶來的再加熱時的強度降 低，對韌性的劣化也具有抑制效果。由于大型結(jié)構(gòu)物使用厚板，因此在該情況下，焊接是通 過多層多道焊接進行的。在多層多道焊接中，由后續(xù)的焊接焊道，在其之前的焊道中形成的 焊接金屬會經(jīng)受再加熱，因此在前焊道中形成的焊接金屬發(fā)生軟化。這里，在780MPa級的 高強度鋼中，焊接金屬的組織成為貝氏體主體，因而該軟化程度變大，所以難以穩(wěn)定地確保 焊接金屬的強度。此外，由于該再加熱導(dǎo)致滲碳體粗大化，因此焊接金屬的韌性也劣化。Mo 在多層多道焊接中經(jīng)受再加熱時在焊接金屬內(nèi)形成微細碳化物，由此抑制焊接金屬的強度 降低，進而抑制滲碳體的粗大化，從而對焊接金屬的韌性的劣化也具有抑制效果。
[0074] 為了發(fā)揮這些效果，還考慮到與其他具有同樣效果的元素的復(fù)合效果，Mo含量的 下限需要設(shè)定為〇. 3%。而含有超過1. 0%的Mo時，析出物變得粗大化，焊接金屬的韌性劣 化，因此將Mo含量的上限設(shè)定為1. 0%。為了通過進一步抑制由再加熱導(dǎo)致的強度降低來 穩(wěn)定地確保強度，并且為了兼顧抑制韌性劣化，Mo含量的下限可以設(shè)定為0. 4%、0. 5%或 0.6%。另外，為了防止由于過量含有Mo而導(dǎo)致焊接金屬韌性劣化，Mo的上限可以設(shè)定為 0· 9%或 0· 8%〇
[0075] 本實施方式的藥芯焊絲作為合金成分或金屬脫氧成分，在上述基本成分（必要元 素）的基礎(chǔ)上，與焊接的鋼板的強度水平或所需的韌性的程度相應(yīng)地，可以進一步含有Cu、 Cr、V、Ti、Nb以及B中的一種或兩種以上作為選擇元素。然而，無論是否含有選擇元素，只 要藥芯焊絲中的必要元素的含量為上述的規(guī)定范圍內(nèi)，則該藥芯焊絲均視為在本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
[0076] (Cu :0 ~0.5%)
[0077] Cu以藥芯焊絲的鋼制外皮表面的鍍覆以及焊劑中的單體或合金的形式含有，能夠 提高焊接金屬的強度和韌性。Cu含量的下限設(shè)定為0%，但為了充分獲得這些效果，Cu含 量的下限可以設(shè)定為0.1%。而含量超過0.5%時，韌性降低。因此，在藥芯焊絲中含有Cu 的情況下，將Cu含量的上限設(shè)定為0. 5%。為了可靠地獲得含有Cu的效果，并且為了防止 韌性的降低，Cu含量的下限可以設(shè)定為0. 15%或0. 2%。為了提高韌性，Cu含量的上限可 以設(shè)定為〇. 4%或0. 3%。
[0078] 而且，Cu的含量除了在鋼制外皮本身或焊劑中含有的部分以外，在藥芯焊絲表面 進行了銅鍍覆的情況下還包括該部分。
[0079] (Cr :0 ~0.5%)
[0080] Cr提高焊接金屬的淬透性，因此是在焊接金屬的高強度化上有效的元素。Cr含量 的下限設(shè)定為〇%，但為了獲得其效果，Cr含量的下限可以設(shè)定為0. 1 %。而Cr超過0. 5% 而過量含有時，使得焊接金屬的貝氏體組織不均勻硬化，韌性劣化，因此在含有Cr的情況 下，Cr含量的上限設(shè)定為0. 5%。為了進一步抑制由Cr帶來的韌性的劣化，Cr的上限可以 設(shè)定為〇. 4%或0. 3%。
[0081] (V:0 ~0.04%)
[0082] V提高焊接金屬的淬透性，因此是在焊接金屬的高強度化上有效的元素。V含量的 下限設(shè)定為〇%，但為了獲得其效果，V含量的下限可以設(shè)定為0.01%。而超過0.04%過量 含有V時，由于碳化物析出，因此會產(chǎn)生焊接金屬的硬化以及韌性劣化，所以在含有V的情 況下，V含量的上限設(shè)定為0.04%。為了在可靠地獲得由含有V帶來的效果的同時防止由 過量含有V導(dǎo)致的韌性劣化，V含量的上限可以設(shè)定為0. 03 %或0. 02%。
[0083] (Ti :0 ~0.30%)
[0084] Ti也與Al同樣地為作為脫氧元素而有效的元素，具有減少焊接金屬中的O量的 效果。另外，在用于固定固溶N、緩和N對韌性的不良影響上也是有效的。Ti含量的下限設(shè) 定為〇%，但為了發(fā)揮這些效果，Ti含量的下限可以設(shè)定為0.01%。但是，藥芯焊絲中的Ti 含量超過0. 30%而變得過量時，由于形成粗大的氧化物而韌性劣化以及由過度的沉淀強化 導(dǎo)致韌性劣化的可能性變大。因此，在含有Ti的情況下，Ti含量的上限設(shè)定為0.30%。為 了可靠地獲得由含有Ti帶來的效果，Ti含量的下限可以設(shè)定為0. 015%或0. 02%。另外， 為了進一步抑制由Ti導(dǎo)致的韌性劣化，Ti的上限可以設(shè)定為0.20%、0. 10%或0.05%。
[0085] (Nb :0 ~0.10%)
[0086] Nb在焊接金屬中形成微細碳化物，因此為在通過沉淀強化確保焊接金屬的抗拉強 度上有效的元素。Nb含量的下限設(shè)定為0%，但為了獲得這些效果，還考慮到與其他具有同 樣效果的元素的復(fù)合效果，Nb含量的下限可以設(shè)定為0.01%。而對于含有超過0. 10%的 Nb而言，在焊接金屬中過量含有的Nb會形成粗大的析出物而使得焊接金屬的韌性劣化，因 此不優(yōu)選。因此，在含有Nb的情況下，Nb含量的上限設(shè)定為