低氢系涂药焊条的制作方法
【专利摘要】本发明提供能够在不降低被覆剂的固着性、焊接操作性的情况下提高耐吸湿性的低氢系涂药焊条。在用被覆剂被覆钢芯的低氢系涂药焊条中，被覆剂的组成为：含有金属碳酸盐以CO2换算值计为8～25质量％、金属氟化物以F换算值计为2～15质量％、TiO2、ZrO2及Al2O3中的至少1种：共计2～10质量％、SiO2：3～12质量％、Si：1～7质量％、Mn：1～8质量％、Li化合物以Li换算值计为0.03～0.7质量％、Na化合物以Na换算值计及K化合物以K换算值计中的至少一种：共计1.0～3.5质量％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，并且满足下述数式(1)，被覆剂的被覆率为22～45质量％。2.0≤(1.22×[Na]+1.49×[K])/[Li]≤35···(1)。
【专利说明】
低氢系涂药焊条
技术领域
[0001] 本发明涉及用低氢系被覆剂被覆钢芯而成的低氢系涂药焊条。更详细而言，涉及 提高低氢系涂药焊条的耐吸湿特性的技术。
【背景技术】
[0002] 以往，为了提高涂药焊条的耐吸湿特性而进行了各种研究（参照专利文献1~4)。 例如，在专利文献1中提出了在被覆剂中配合玻璃粉末的涂药焊条。另外，在专利文献2~4 中提出了在被覆剂的固着剂中使用碱金属的硅酸盐水溶液的涂药焊条。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特公昭48 - 34295号公报
[0006] 专利文献2:日本特开昭48-65133号公报
[0007] 专利文献3:日本特开昭50 -14556号公报
[0008] 专利文献4:日本特开昭59 - 38878号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，若将上述的以往技术应用于低氢系被覆剂，则存在被覆剂的固着性、焊接操 作性降低的问题点。尤其在所得的焊接金属中的扩散性氢量为4ml/100g以下的超低氢系涂 药焊条中，需要耐吸湿特性优异且被覆剂的固着性及焊接操作性良好的涂药焊条。
[0011]为此，本发明的主要目的在于提供给能够在不降低被覆剂的固着性、焊接操作性 的情况下提高耐吸湿性的低氢系涂药焊条。
[0012] 用于解决课题的手段
[0013] 本发明的低氢系涂药焊条，其为用被覆剂被覆钢芯而成的低氢系涂药焊条，上述 被覆剂的组成为:含有金属碳酸盐(C02换算）：8~25质量％、金属氟化物(F换算）：2~15质 量％、1^〇2、2"2及厶12〇3中的至少1种 ：共计2~10质量％、3丨〇2:3~12质量％、3丨：1~7质 量％、Mn: 1~8质量％、Li化合物(Li换算）：0.03~0.7质量％、Na化合物(Na换算)及K化合物 (K换算）中的至少一种:共计1.0~3.5质量％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，将Li化合 物含量(Li换算值)设为[Li]、Na化合物含量(Na换算值)设为[Na]、K化合物含量(K换算值） 设为[K]时，满足下述数式1，上述被覆剂的被覆率为22~45质量％。予以说明，在此所说的 被覆率是利用(被覆剂的质量/焊条总质量）X 100计算得到的值。
[0014] 【数1】
[0015] 2.0 < (1.22X[Na]+1.49X[K])/[Li] < 35---(1)
[0016] 上述被覆剂可以限制为C:0.1质量％以下。
[0017] 上述被覆剂可以含有Ti :0.2~2.0质量％。
[0018]上述被覆剂可以含有B化合物(B换算）：0.02~0.3质量％。
[0019] 上述被覆剂可以含有Ni:0.5~10质量％。
[0020] 上述被覆剂也可以含有Cr及Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％。
[0021] 上述被覆剂也可以含有A1及Mg中的至少一种:共计0.2~2质量％。
[0022] 另一方面，上述钢芯可以由例如软钢或低合金钢来形成。
[0023]发明效果
[0024] 根据本发明，可以实现耐吸湿特性优异、被覆剂的固着性及焊接操作性也良好的 低氢系涂药焊条。
【具体实施方式】
[0025] 以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。予以说明，本发明并不限定于以下说 明的实施方式。
[0026]本发明的实施方式的低氢系涂药焊条是用被覆剂被覆钢芯的涂药焊条，且被覆剂 的被覆率为22~45质量％，所述被覆剂的组成为：含有金属碳酸盐（C02换算）：8~25质 量％、金属氟化物（F换算）：2~15质量％、Ti0 2、Zr02及Al2〇3中的至少1种：共计2~10质 量％、3丨0 2:3~12质量％、3丨：1~7质量％、]?11:1~8质量％、1^化合物〇^换算） ：0.03~0.7 质量％、Na化合物(Na换算)及K化合物(K换算）中的至少一种:共计1.0~3.5质量％，余量由 Fe及不可避免的杂质构成，且满足下述数式2。
[0027] 【数2】
[0028] 2.0 < (1.22X[Na]+1.49X[K])/[Li] < 35---(2)
[0029] 予以说明，在上述数式2中，[Li]为Li化合物含量(Li换算值），[Na]为Na化合物含 量(Na换算值），[K]为K化合物含量(K换算值）。
[0030] (被覆剂）
[0031][被覆剂相对于焊条总质量的被覆率:22~45质量％ ]
[0032]涂药焊条的被覆剂的被覆率（％ )通过(被覆剂的质量/焊条总质量）X 100来计算。 在被覆剂的被覆率不足22质量％的情况下，使屏蔽不够，焊接金属中的N含量及氢量增加， 焊接金属的韧性及耐裂纹性降低。另一方面，若被覆剂的被覆率超过45质量％，则焊弧长度 变长，发生焊弧中断。因此，被覆剂的被覆率为22~45质量％。
[0033][金属碳酸盐(C02换算）：8~25质量％]
[0034] 金属碳酸盐具有降低焊接金属中的N及氢量的效果。但是，若被覆剂中的金属碳酸 盐量以C〇2换算值计不足8质量％，贝lj焊接金属中的氢量超过4ml/100g，并且N量过量，无法 得到良好的耐裂纹性及韧性。另一方面，若被覆剂中的金属碳酸盐量以C0 2换算值计超过25 质量％，则使焊渣的粘性过度，难以进行立向焊接。因此，金属碳酸盐含量(C02换算值)相对 于被覆剂总质量为8~25质量％。
[0035] 从降低焊接金属中的氢量及N量的观点出发，被覆剂中的金属碳酸盐量以C02换算 值计优选为11质量％以上、更优选为16质量％以上。另一方面，为了降低焊渣粘度、并且使 焊接操作性更良好，金属碳酸盐量以C0 2换算值计优选为22质量％以下。予以说明，作为被 覆剂中所配合的金属碳酸盐的具体例，可列举CaC03、MgC0 3及BaC03等。
[0036][金属氟化物(F换算）：2~15质量％ ]
[0037]金属氟化物具有调整焊渣的粘性而使焊接操作性良好的效果。但是，在被覆剂中 的金属氟化物量以F换算值计不足2质量％的情况下，焊渣的粘性变得过高而使焊道形状劣 化。另一方面，若被覆剂中的金属氟化物量以F换算值计超过15质量％，则使焊弧变得不稳 定。因此，金属氟化物含量(F换算值)相对于被覆剂总质量为2~15质量％。
[0038] 从改善焊道形状的观点出发，被覆剂中的金属氟化物量优选为4质量％以上，另 外，从焊弧的稳定化的观点出发，优选为10质量％以下。予以说明，作为在被覆剂中所配合 的金属氟化物的具体例，可列举CaF2、BaF2、AlF3及LiF等。
[0039] [Ti02、Zr02、Al203:共计2~10质量％ ]
[0040] Ti02、Zr02及Al2〇3作为焊渣造渣剂发挥作用。但是，在Ti0 2、Zr02及Al2〇3的总含量相 对于被覆剂总重量不足2质量％的情况下，焊渣的粘性降低而使焊道形状劣化。因此，按照 共计2质量％以上的量配合Ti〇2、Zr〇2及Ah〇3中的至少1种。
[0041 ]另一方面，若过量添加 Ti02、Zr02及Al2〇3，则焊渣成玻璃状，焊渣剥离性劣化。为 此，在本实施方式的低氢系涂药焊条中，Ti〇2、Zr〇2及Ah〇3的总含量相对于被覆剂总质量为 10质量％以下。
[0042]从焊道形状的观点出发，被覆剂中的Ti02、Zr02及Al2〇3的总含量优选为3质量％以 上，另外，从焊渣剥离性的观点出发，优选为8质量％以下。予以说明，就Ti02、Zr02及Al 2〇3而 言，无需配合全部，通过在被覆剂中配合至少1种，即可得到上述的效果。
[0043] [Si02:3 ~12 质量 ％]
[0044] Si02作为粘结剂及焊渣造渣剂发挥作用。但是，若被覆剂中的Si02量相对于被覆剂 总质量超过12质量％，则焊渣成玻璃状，焊渣的剥离性劣化。另一方面，在被覆剂中的Si02 量相对于被覆剂总质量不足3质量％的情况下，无法得到作为粘结剂的效果。因此，Si02含 量相对于被覆剂总质量为3~12质量％。从提高粘结剂效果的观点出发，被覆剂中的Si0 2量 优选为4质量％以上，另外，从焊渣剥离性的观点出发，优选为9质量％以下。
[0045] 予以说明，作为在被覆剂中所配合的焊渣造渣剂，除上述的酸性氧化物外，还可以 出于调节粘性的目的而添加 MgO及CaO等。另外，作为粘结剂，可以使用硅酸钾、硅酸钠等。但 是，为了增加焊接金属中的氢量，优选实质上不含有含结晶水的硅酸盐、例如云母、滑石及 絹云母等。
[0046] [511~7质量％]
[0047] Si作为脱氧剂发挥作用，例如可以以Fe - Si及Fe - Si - Μη等合金成分的形态进行 添加。但是，在Si含量相对于被覆剂总质量不足1质量％的情况下，使作为脱氧剂的效果变 得不充分，另外，若Si含量超过7质量％，则熔融金属的粘性变高，使与母材的融合性降低等 焊接操作性劣化。因此，Si含量相对于被覆剂总质量为1~7质量％。予以说明，在此所说的 Si含量不包括在上述的Si02中所包含的Si。
[0048] [Μη: 1 ~8质量％ ]
[0049] Μη与上述的Si同样作为脱氧剂发挥作用，除此以外，还是对提高焊接金属的韧性 有效的元素。而且，Μη可以以金属Mn、Fe-Μη等形态添加到被覆剂中。但是，在Μη含量相对于 被覆剂总质量不足1质量％的情况下，使脱氧不够而产生气泡。另一方面，若Μη含量相对于 被覆剂总质量超过8质量％，则熔融金属的粘性降低而呈凸焊道倾向，焊接操作性劣化。因 此，Μη含量相对于被覆剂总质量为1~8质量％。若焊接金属的韧性，则被覆剂中的Μη量优选 为2质量％以上，从提高焊接操作性的观点出发，优选为5质量％以下。
[0050] [Li化合物(Li换算值）：0.03~0.7质量％ ]
[0051] Li具有提高被覆剂的耐吸湿性的效果，通常被添加到水玻璃中。在被覆剂中的Li 化合物以Li换算值计不足0.03质量％的情况下，无法得到提高耐吸湿性的效果。另一方面， 若被覆剂中的Li化合物以Li换算值计超过0.7质量％，则耐吸湿性提高，但水玻璃的粘性变 小，使作为被覆剂的被覆工序中的润滑剂的性能降低，难以进行被覆作业。另外，若Li化合 物量超过0.7质量％，则固着强度降低，因此容易产生被覆后的被覆剂的脱落及干燥时的干 燥裂纹。
[0052]因此，Li化合物含量以Li换算值计相对于被覆剂总质量为0.03~0.7质量％。予以 说明，作为Li化合物的具体例，除添加到水玻璃中的Li20以外，还可以使用LiC03及LiF等。 [0053] [ Na化合物(Na换算值）、K化合物(K换算值）：共计1 · 0~3 · 5质量％ ]
[0054] Na及K具有确保被覆剂的固着性及焊弧稳定性的效果。但是，若被覆剂中的Na化合 物(Na换算值)与K化合物(K换算值）的总和相对于被覆剂总质量不足1.0质量％，则焊弧变 得不稳定，并且固着强度降低，因此容易产生被覆后中的被覆剂的脱落及干燥时的干燥裂 纹。另一方面，若被覆剂中的Na化合物(Na换算值)与K化合物(K换算值）的总和相对于被覆 剂总质量超过3.5质量％，则被覆剂的耐吸湿性劣化。
[0055]因此，被覆剂中的Na化合物含量(Na换算值）与K化合物含量(K换算值）的总和为 1.0~3.5质量％的范围。予以说明，就Na化合物及K化合物(K换算值）而言，无需配合这两 者，只要在被覆剂中配合至少一种，即可得到上述的效果。
[0056] [Li化合物含量、Na化合物含量和K化合物含量的关系]
[0057] 在本实施方式的低氢系涂药焊条中，被覆剂的组成为Li化合物含量(Li换算值）、 Na化合物含量(Na换算值)和K化合物含量(K换算值）的关系满足上述数式2。关于对被覆剂 的固着强度和耐吸湿性带来的影响，Li与Na及K具有相反的作用。即，Li具有降低被覆剂的 固着强度、但提高耐吸湿性的效果。与此相对，Na及K具有提高固着强度的效果，但是使耐吸 湿性降低。
[0058] 为此，认为:在本实施方式的低氢系涂药焊条中，这些碱成分对被覆剂的固着强度 和耐吸湿性的影响度与各个元素的原子半径具有相关性。而且，本发明人发现:在将Li的原 子半径设为1的情况下，可以利用Na的原子半径表示为1.22、K的原子半径表示为1.49、将Na 和K配置为分子、将Li配置为分母的参数（1.22\[他]+1.49乂[1(])/[1^]来同时评价被覆剂 的固着强度和耐吸湿性。
[0059] 但是，在（1.22 X [Na]+1.49 X [K])/[Li ]不足2.0的情况下，耐吸湿性优异，但是被 覆剂的固着强度降低。另外，若（1.22\[似]+ 1.49乂[1(])/[1^]超过35，则被覆剂的固着强 度提高，但是耐吸湿性降低。因此，上述数式2中示出的参数（1.22X[Na]+1.49X[K])/[Li] 的范围为2~35。予以说明，若考虑被覆剂的固着强度与耐吸湿性的平衡，则（1.22X[Na] + 1.49X[K])/[Li]的范围优选为5~20。
[0060] [C:0.1 质量％ 以下]
[0061] 若C含量相对于被覆剂总质量超过0.1质量％，则焊接金属中的C量变得过量，容易 产生高温裂纹，并且容易产生导致韧性降低的高碳马氏体。因此，C含量优选限制在相对于 被覆剂总质量为0.1质量％以下。
[0062] 另外，就本实施方式的低氢系涂药焊条而言，在被覆剂中，除上述的各成分以外， 还可以根据需要添加以下所示成分中的1种或2种以上。
[0063] [Ti:0.2 ~2.0 质量 ％]
[0064] Ti是脱氧性元素、并且是对提高焊接金属的强度有效的元素。另外，Ti还具有生成 微细的球状氧化物而使焊接金属的组织微细化的效果。但是，在Ti的含量相对于被覆剂总 质量不足0.2质量％的情况下，无法得到充分的脱氧效果及焊接金属的强度提高效果。另一 方面，若Ti的含量超过2.0质量％，则焊接金属中的Ti量变得过多，使强度及硬度过高，焊接 金属的韧性降低。因此，在添加 Ti的情况下，其含量相对于被覆剂总质量为0.2~2.0质 量％。予以说明，Ti可以以Fe - Ti及金属Ti等形态进行添加。
[0065] [B化合物(B换算）：0.02~0.3质量％ ]
[0066] B是对抑制晶界铁素体的生成有效且淬火性强的元素。但是，在被覆剂中的B含量 以B换算值计不足0.02质量％的情况下，无法得到由B带来的抑制晶界铁素体生成的效果， 使焊接金属的金属组织变粗。另一方面，若被覆剂中的B的含量超过0.3质量％，则焊接金属 呈粗大的板条状组织，使韧性劣化。因此，在添加 B的情况下，其含量(B换算值)相对于被覆 剂总质量为0.02~0.3质量％。予以说明，B可以以Fe - B、Fe - Si -B及金属B等形态进行添 加。
[0067] [Ni:0.5 ~10 质量 ％]
[0068] Ni具有提高焊接金属的强度及韧性的效果，尤其在焊接构件的使用温度低于一 40 °(：的情况下，为了兼顾焊接金属的强度和韧性，期望添加 Ni。但是，在Ni含量相对于被覆剂 总质量不足0.5质量％的情况下，无法得到提高焊接金属的韧性的效果。另一方面，若Ni含 量相对于被覆剂总质量超过10质量％，则焊接金属的强度过高而使韧性降低，并且在焊接 时容易产生高温裂纹。因此，在添加 Ni的情况下，相对于被覆剂总质量为0.5~10质量％。予 以说明，Ni可以以金属Ni、Ni-Mg及Fe-Ni等形态进行添加。
[0069] [Cr、Mo:共计 0.1 ~3质量 ％]
[0070] Cr及Mo具有提高焊接金属的强度的效果。但是，在Cr及Mo的总含量相对于被覆剂 总质量不足0.1质量％的情况下，无法得到提高焊接金属强度的效果。另一方面，若Cr及Mo 的总含量相对于被覆剂总质量超过3质量％，则淬火性过大，并且生成碳化物，因此焊接金 属的韧性劣化。因此，在添加 Cr及Mo的情况下，相对于被覆剂总质量共计为0.1~3质量％的 范围。予以说明，就Cr及Mo而言，无需添加这两者，仅添加任一者即可。
[0071] [厶1、]\%:共计0.2~2质量％]
[0072] A1及Mg为强脱氧剂，具有降低焊接金属中的氧量且提高韧性的效果。但是，在A1及 Mg的总含量相对于被覆剂总质量不足0.2质量％的情况下，无法得到提高焊接金属的韧性 的效果。另一方面，若A1及Mg的总含量相对于被覆剂总质量超过2质量％，则焊弧变得不稳 定，溅射发生量变多，并且焊渣的粘性降低而使焊渣剥离性劣化。因此，在添加 A1及Mg的情 况下，它们的总含量相对于被覆剂总质量为0.2~2质量％。予以说明，就A1及Mg而言，无需 添加这两者，仅添加任一者即可。
[0073][余量]
[0074]被覆剂中的除上述以外的成分、即余量为Fe、碱金属氧化物、碱土金属氧化物及不 可避免的杂质等。另外，在此所说的不可避免的杂质可列举P、S、V、Nb、Sn及Zr等。
[0075](钢芯）
[0076] 作为用于钢芯的钢材，可列举例如软钢、低合金钢。
[0077] 如以上详述的那样，在本实施方式的低氢系涂药焊条中，由于限定了被覆剂组成、 尤其Li化合物含量与Na化合物含量及K化合物含量的关系，因此能够在不降低被覆剂的固 着性及焊接操作性的情况下提高耐吸湿性。进而，通过使用本实施方式的低氢系涂药焊条， 从而可以得到扩散性氢量为4ml/100g以下的焊接金属。
[0078] 最后，对本发明为具有下述形态的内容的情况进行确认性地附记。
[0079] 第1方案:一种低氢系涂药焊条，其为用被覆剂被覆钢芯而成的低氢系涂药焊条，
[0080] 上述被覆剂的组成为：
[0081] 含有金属碳酸盐(C02换算）：8~25质量％、
[0082]金属氟化物(F换算）：2~15质量％、
[0083] Ti〇2、Zr〇2及Ah〇3中的至少1种:共计2~10质量％、
[0084] Si02:3 ~12 质量 ％、
[0085] Si :1 ~7 质量 ％、
[0086] Μη: 1 ~8质量 ％、
[0087] Li化合物(Li换算）：0.03~0.7质量％、
[0088] Na化合物(Na换算)及K化合物(K换算）中的至少一种:共计1.0~3.5质量％，
[0089] 余量由Fe及不可避免的杂质构成，
[0090]将Li化合物含量(Li换算值)设为[Li]、Na化合物含量(Na换算值)设为[Na]、K化合 物含量(K换算值)设为[K]时，满足上述数式(1)，
[0091] 上述被覆剂的被覆率为22~45质量％。
[0092] 第2方案:根据第1方案所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被覆剂将C限制在0.1质 量％以下。
[0093] 第3方案:根据第1方案或第2方案所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被覆剂还含 有Ti:0.2~2.0质量％。
[0094] 第4方案:根据第1方案~第3方案中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被 覆剂还含有B化合物(B换算）：0.02~0.3质量％。
[0095] 第5方案:根据第1方案~第4方案中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被 覆剂还含有Ni :0.5~10质量％。
[0096] 第6方案:根据第1方案~第5方案中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被 覆剂还含有Cr及Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％。
[0097] 第7方案:根据第1方案~第6方案中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，上述被 覆剂还含有A1及Mg中的至少一种:共计0.2~2质量％。
[0098] 第8方案:根据第1方案~第7方案中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，上述钢 芯由软钢或低合金钢形成。
[0099] 实施例
[0100] 以下，列举本发明的实施例及比较例对本发明效果进行具体说明。
[0101] 在本实施例中，使用焊条涂装机将下述表1所示成分组成的钢芯用下述表2、3所示 成分组成(烧成后的组成）的被覆剂被覆后，在400~500°C烧成约1小时，制成实施例及比较 例的各低氢系涂药焊条。予以说明，实施例及比较例的各焊条的被覆率如下述表2、3所示。 另外，下述表1~3所示的钢芯及被覆剂的成分组成中的余量为Fe及不可避免的杂质。而且， 下述表2、3所示的No. 1~30的焊条为本发明的范围内的焊条，下述表3所示的No. 31~48的 焊条为本发明的范围外的焊条。
[0102] 【表1】
[0103]
[0104] 【表2】
[0105]
[0106] 【表3】
[0107]
[0108] 接着，对利用上述方法制作的实施例及比较例的各涂药焊条评价了耐吸湿性、机 械的性能、焊接操作性、被覆剂的固着性及焊接金属中的扩散性氢量。
[0109] <耐吸湿性>
[0110] 耐吸湿性通过以下方法进行评价，即，将在350°C的温度条件下通过1小时的加热 而进行再干燥后的涂药焊条在温度30 °C、相对湿度80%的气氛中暴露6小时，并利用卡尔费 休(Karl Fischer)法(气化法)对被覆剂吸湿后的水分量进行测定。测定时，为了使被覆剂 中的水分气化而对其以750Γ进行加热，并将干燥空气作为载气导入到测定装置中。结果将 被覆剂中的水分量为3000质量ppm以下的情况判断为良好。
[0111] <机械特性?焊接操作性>
[0112] 使用实施例及比较例的各涂药焊条进行焊接，对焊接操作性进行了评价，并且对 用于参考所得的焊接金属的机械性能进行了评价。此时，在焊接用钢板(母材）中使用JIS G 3106:2008 SM490A(板厚20mm)。坡口形状为20° V坡口，坡口间隙为16mm。焊接姿势为向下、 极性为AC(Alternating Current、交流）或DCEP((Direct Current Electrode Positive、 正直流棒），焊接电流为150~160A，焊接电压为22~23V、焊接线能量为2.0~2. lkj/mm，预 热·焊道间温度为90~110°C。予以说明，在此所说的焊接操作性是指焊弧稳定性、焊渣剥 离性及焊道形状。
[0113] 另外，为了进行被覆剂的再干燥，而在焊接前将各焊条在350°C的温度条件下加热 1小时。机械性能通过焊接金属的抗拉强度(TS(Tensile Strength))及一20°C中的夏比冲 击试验的吸收能量(vE - 20°C)进行评价，将抗拉强度为490MPa以上且吸收能量为90J以上 的情况判断为良好。另一方面，焊接操作性通过感官按照?、〇、Λ及X4个等级进行评价， 将◎及?判断为良好。予以说明，它们的机械特性并非本发明的涂药焊条所必需的特性。因 此，即使评价结果不良好，也不会影响本发明效果，只要其他特性良好，则可以说能够得到 本发明效果。
[0114] <被覆剂的固着性>
[0115] 关于被覆剂的固着性，首先，在烧成后通过目视观察被覆剂表面有无裂纹，之后， 通过感官按照?、〇、Λ及X的4个等级评价焊接中的保护筒的稳定性。结果将◎及?的情 况判断为良好。
[0116] <扩散氢量>
[0117] 在向下的焊接姿势中，将极性设为AC或DCEP(正直流棒），在焊接电流150~160Α、 焊接电压22V、焊接速度180mm/分钟的条件下进行1道次的焊接。此时，焊接气氛设成温度20 °C、相对湿度10%。另外，为了进行被覆剂的再干燥，而在焊接前将各焊条在350°C的温度条 件下加热1小时。
[0118] 利用依据JIS Z 3118:2007的方法对通过焊接得到的焊接金属中的扩散性氢量进 行了测定。结果将扩散性氢量为4.0ml/100g以下的情况判断为良好。将以上的评价结果归 纳示于下述表4中。
[0119] 【表4】
[0120]
[0121] 如上述表4所示，就No. 31的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于（1.22 X [Na] + 1.49X[K])/[Li]超出本发明的范围，因此耐吸湿性变差，扩散氢量也多。另一方面，就 如.32的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于（1.22\[似]+1.49\[1(])/[1^]不满足本 发明的范围，因此被覆剂的固着强度低，进而，由于Na化合物与K化合物的总含量不满足本 发明的范围，因此焊弧变得不稳定。
[0122] 就No . 33的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于金属氟化物超出本发明的范 围，因此焊弧稳定性劣化，进而，由于Si02含量超出本发明的范围，因此焊渣剥离性劣化。就 No . 34的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于（1.22 X [Na]+1.49 X [K] )/[Li ]超出本发 明的范围，进而金属碳酸盐含量及Li化合物量不满足本发明的范围，因此耐吸湿性变差，扩 散氢量也多。
[0123] 就No.35的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于金属碳酸盐含量超过本发明的 范围，因此焊道形状劣化，进而，由于被覆剂的被覆率超出本发明的范围，因此焊弧变得不 稳定。就No.36的焊条而言，由于被覆剂的被覆率不满足本发明的范围，因此焊接金属中的 扩散氢量增加，焊接金属的韧性降低。
[0124] 就如.37的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于1^02、2抑2及4120 3的总含量不 满足本发明的范围，因此焊道形状劣化，进而，由于Si〇2含量不满足本发明的范围，因此固 着性降低。另一方面，就如.38的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于1^0 2、2抑2及412〇3 的总含量超出本发明的范围，因此焊渣剥离性劣化。
[0125] 就No. 39的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于Si含量超出本发明的范围，因 此熔融金属的粘性变高，另外，就No. 40的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于Μη含量超 出本发明的范围，因此熔融金属的粘性降低，任意焊道形状均劣化。另一方面，就No.41的焊 条而言，在被覆剂的成分组成中，由于Si含量及Μη含量不满足本发明的范围，因此焊接金属 的脱氧不够，产生气泡，进而焊接金属的韧性也降低。
[0126] 就No.42的焊条而言，由于被覆剂中的Na化合物含量与Κ化合物含量的总和超出本 发明的范围，因此耐吸湿性变差。就No.43的焊条而言，在被覆剂的成分组成中，由于金属氟 化物含量不满足本发明的范围，因此焊渣的粘性变高，焊道形状劣化。就No.44的焊条而言， 在被覆剂的成分组成中，由于Li化合物含量超出本发明的范围，因此被覆剂的固着强度降 低。
[0127] 另一方面，就No.45的焊条而言，耐吸湿特性、被覆剂的固着性及焊接操作性良好， 但是由于在被覆剂中添加超过2.0质量％的1^并且添加超过0.3质量％的8化合物，因此焊 接金属的韧性降低。同样，No.46的焊条也是耐吸湿特性、被覆剂的固着性及焊接操作性良 好，但是由于在被覆剂添加超过10质量％的附，因此焊接金属的韧性降低。
[0128] 另外，No.47的焊条也是耐吸湿特性、被覆剂的固着性及焊接操作性良好，但是由 于在被覆剂中添加超过3质量％的&及Mo，因此焊接金属的韧性降低。另一方面，就No. 48的 焊条而言，由于在被覆剂中添加超过2质量％的六1及Mg，因此焊弧变得不稳定，进而焊渣剥 离性也降低。
[0129] 与此相对，就在本发明的范围内制作的No. 1~30的焊条而言，耐吸湿性优异，被覆 剂的固着性及焊接操作性也良好。此外，就No. 1~28，30的焊条而言，由于含有特定量的Ti、 B化合物、附、0、]?〇^1及1%中的1种或2种以上的元素，因此与这些元素的含量少的如.29的 焊条相比，焊接金属的机械特性更优异。
[0130] 由以上的结果可以确认:根据本发明，得到耐吸湿特性优异、被覆剂的固着性及焊 接操作性也良好的低氢系涂药焊条。
[0131] 本申请以申请日为2014年1月7日的日本专利申请特愿第2014 - 001073号作为基 础申请而要求优先权，日本特愿第2014 - 001073号作为参照并入到本说明书中。
【主权项】
1. 一种低氢系涂药焊条，其为用被覆剂被覆钢芯而成的低氢系涂药焊条， 其中，所述被覆剂的组成为： 含有金属碳酸盐以C02换算值计:8~25质量％、 金属氟化物以F换算值计:2~15质量％、 Ti02、Zr02及Al2〇3中的至少1种:共计2~10质量％、 Si02:3 ~12 质量 ％、 Si:l~7质量％、 Μη: 1~8质量％、 Li化合物以Li换算值计:0.03~0.7质量％、 Na化合物以Na换算值计及K化合物以K换算值计中的至少一种:共计1.0~3.5质量％， 余量由Fe及不可避免的杂质构成， 将Li化合物含量以Li换算值计设为[Li]、Na化合物含量以Na换算值计设为[Na]、K化合 物含量以K换算值计设为[K]时，满足下述数式(1)， 所述被覆剂的被覆率为22~45质量％， 2.0< (1.22X[Na]+1.49X[K])/[Li] <35 · · *(1)〇2. 根据权利要求1所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂将C限制在0.1质量％以 下。3. 根据权利要求1所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有A1及Mg中的至少一 种:共计0.2~2质量％。4. 根据权利要求1所述的低氢系涂药焊条，其中，所述钢芯由软钢或低合金钢形成。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有Cr及 Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％。6. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有 Ti:0.2~2.0质量％、及 B化合物以B换算值计:0.02~0.3质量％。7. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有 Ni:0.5 ~10 质量 ％、 Ti:0.2~2.0质量％、及 B化合物以B换算值计:0.02~0.3质量％。8. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有 Ni:0.5~10质量％、及 Cr及Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％。9. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有 Ni:0.5 ~10 质量 ％、 Cr及Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％、及 B化合物以B换算值计:0.02~0.3质量％。10. 根据权利要求1~4中任一项所述的低氢系涂药焊条，其中，所述被覆剂还含有 Ni:0.5 ~10 质量 ％、 Cr及Mo中的至少一种:共计0.1~3质量％、 Ti:0.2~2.0质量％、及 B化合物以B换算值计:0.02~0.3质量％。
【文档编号】B23K35/30GK105873717SQ201480072045
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月25日
【发明人】北川良彦, 片野洋平, 片冈章泰
【申请人】株式会社神户制钢所