专利名称：用于二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝及使用此钢丝的焊接法的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的焊丝，尤其涉及这样的用于二氧化碳气体保护电弧焊的丝(以下称为焊丝)，即它能够在正极侧(即正极)使用焊丝并实现最稳定的熔滴过渡形态，由于飞溅少而获得了出色的焊缝形状。
背景技术：
以CO2气体为保护气体的气体保护电弧焊因CO2气体廉价且效率高而被广泛用于钢铁材料的焊接。尤其是，随着自动焊的迅速普及，该焊接法已被用于各种领域如造船、建筑、桥梁、汽车和土建机械。在造船、建筑和桥梁领域中，该焊接法大多被用于厚板的高强电流多层焊中，而在汽车和土建机械领域中，该焊接法主要用于薄板角焊。
将Ar气和CO2气的混合气(混合比2-40体积％)用作保护气体的焊接法(所谓的混合气体保护电弧焊)可以使熔滴直径小于焊丝直径的精细喷射过渡成为可能。在众多过渡方式中，熔滴喷射过渡最出色并且它被视为是飞溅发生少、焊缝形状出色并适用于高速焊的方式。因此，混合气体保护电弧焊已用于需要高质量焊接的领域。
然而，由于Ar气成本是CO2气体的五倍，所以在实际焊接作业中，减少Ar气用量且CO2气体的混合比为50体积％以上的混合气体大多被用作保护气体。当使用CO2气体的混合比为50体积％以上的保护气体时，与使用含Ar-CO2(混合比2-40体积％)的保护气体的焊接法(所谓的混合气体保护电弧焊)相比，粗大了10-20倍的熔滴悬垂在焊丝前端上并通过电弧力边摇晃边过渡(所谓的熔滴过渡)。当发生这种熔滴过渡时，由于出现与基材(即钢板)的短路以及由再起弧引起的大量飞溅，因此焊缝形状不稳定。尤其是在高速焊中，已经存在着焊缝形状易变得凹凸不平(所谓的焊道隆起)的问题。
关于这个问题，在日本专利申请公开号JP-A-6-218574中公开了一种通过添加K来抑制飞溅的方法。但在此技术中，当提高焊接速度和将保护气体中的CO2气增至50体积％以上时，未必实现飞溅量的减少和焊缝形状被稳定的效果。
在日本专利申请公开号JP-A-7-47473和JP-A-7-290241中，公开了一种脉冲二氧化碳气体保护电弧焊接法，它通过在一个熔滴的过渡时间内产生一个脉冲而减少了飞溅量。在以含Ar-CO2(5-25体积％)混合气体为保护气体的MAG焊接中，确立了一个熔滴使用一个脉冲的过渡焊接技术。在该技术中，借助Ar-CO2(5-25体积％)焊接的熔滴细微，并且通过向下的等离子强气流，该熔滴在峰值期间内的长大和在峰谷期间内的熔滴过渡高效地进行。另外，形成一个熔滴所需的时间也短至1ms-2ms，并且即使一个熔滴在一个脉冲内未过渡，只要该熔滴在下一脉冲内过渡，就不会有大熔滴悬垂在焊丝前端上，所述脉冲发挥了减少飞溅的效果。然而，在日本专利申请公开号JP-A-7-47473和JP-A-7-290241中的、使用以CO2为主要成分的保护气体(CO2气体的混合比为50体积％以上)的二氧化碳气体保护电弧焊中，熔滴较粗并且向下的等离子气流较弱，熔滴在脉冲峰值期间的前半段中过渡。在二氧化碳气体保护电弧焊中，熔滴从该峰值期间的中段到后半段长大并且通常在峰谷期间内悬垂在焊丝前端上，并且熔滴在下一个峰值期间的前半段内过渡到钢板侧。形成一个熔滴所用的时间长达10ms-20ms，因此，当一个熔滴在一个脉冲内没有过渡时，该熔滴在下个脉冲内过渡，粗大熔滴在此期间内悬垂在焊丝前端上，因此，因短路而大量出现粗大液滴的飞溅。在脉冲二氧化碳气体保护电弧焊接法中，熔滴过渡间隔不稳定并且很难与一个熔滴过渡时间匹配地稳定产生一个脉冲。
虽然，本发明人在本发明之前研究出了美国申请序列号US10/107623(2002年3月27日申请)的且名为“MAG焊接用钢丝及使用该钢丝的MAG焊接法”的发明，但该方法以焊接部有缝的薄钢板低强度电流(250A以下)焊接为对象，并且在借助二氧化碳气体保护电弧焊的高强电流(大于250A)焊接中，无法得到充分的稳弧效果。
虽然，日本专利申请公开号JP-A-63-281796揭示了借助稀土元素能稳定二氧化碳气体保护电弧焊中的电弧的效果，但没有公开作为本发明最大特征的使焊丝为正极性的内容。通常，人们认识到，在焊丝为正极性的焊接中，形成了与焊丝为反极性的二氧化碳气体保护电弧焊中的熔滴相比更粗大的熔滴，因而，因大量短路而产生了粗大的飞溅，焊缝形状因熔滴过渡粗糙而不均匀，并且因为钢板侧的发热少且且深熔浅，所以易出现由易搭接引起的焊接缺陷。因此，对焊接技术人员来说，想不到在正极侧(即负极)使用焊丝，而通常想到的是使其为反极性(即焊丝在正极侧)。然而，在日本专利申请公开号JP-A-63-281796中，没有公开极性方面的内容。在这里的焊丝被视为反极性或正极性。在常用于二氧化碳气体保护电弧焊接法中的反极性的场合中，人们知道了通过添加REM而因电弧的收缩和回弹而加剧了大颗粒的飞溅，REM的添加没有稳弧效果。在正极性的情况下，没有公开关于如作为本申请特征的、稳弧所需的添加元素如P和S以及抑制因正极性而引起的熔滴过渡的喷射化和稳弧化效果的O的重要技术，因此，在二氧化碳气体保护电弧焊中，不能获得充分稳弧的效果及出色的焊缝形状。
如上所述，当使用CO2气体与Ar气的混合比超过40体积％的保护气体时，与典型的混合气体保护电弧焊(CO2气体与Ar气的混合比为40体积％)相比，粗大的熔滴悬垂在焊丝前端上且因该电弧力而晃动。结果，在高速焊接中，加剧了与基材(即钢板)的不规则短路以及由再起弧引起的飞溅，并且焊缝形状变得不稳定。
当使用含有以CO2气体为主要成分(CO2气体的混合比超过40体积％)的保护气体时，必须实现熔滴的喷射过渡，以解决此问题。
然而，当熔滴的喷射过渡可以用于典型的混合气体保护电弧焊(CO2气体与Ar气的混合比为2-40体积％)时，在使用CO2气体的混合比超过40体积％的保护气体的焊接中，很难实现喷射过渡。
发明内容
鉴于上述问题而研究制定出本发明，它的目的是提出一种焊丝和使用该焊丝的焊接方法，其中，在CO2气体为主要成分(在这里，CO2气体的混合比超过60体积％时的效果更明显)的保护气体的二氧化碳气体保护电弧焊中，可以实现熔滴的喷射过渡，并且即便在进行高速焊接，也不仅减少了飞溅量，而且获得出色的焊缝形状。
与在所谓的混合气体保护电弧焊中使用的、混有Ar气和CO2气体的保护气体(CO2气体的混合比为2-40体积％)相比，本发明的二氧化碳气体保护电弧焊是指一种借助以CO2气体为主的(CO2气体的混合比超过60体积％)的保护气体的焊接法。本发明的二氧化碳气体保护电弧焊是指主要使用CO2气体的焊接法(所谓的二氧化碳气体保护电弧焊)。
本发明人对在使用以CO2气体为主要成分(CO2气体的混合比为60体积％以上)的保护气体的二氧化碳气体保护电弧焊中的、减少飞溅和改善焊缝形状进行了刻苦研究。结果，获得了下述观点。
1)通过进行以焊丝为负极的正极性焊接，尽管熔滴变粗大了，但可以实现稳定的过渡。
2)通过在焊丝中加稀土元素(以下称为“REM”)，防止了在低强度电压区内的断弧，并且可以实现熔滴的稳定过渡。
3)通过在焊丝中加REM，保证了深熔并可以使焊缝变光滑。
4)通过在焊丝中加REM并且规定P、S、O、Ca和K的含量，可以集中并稳定该阴极的电弧发生点。
5)通过将强脱氧元素Ti、Zr和Al加至焊丝中，可以获得更稳定的焊接性。
基于这些观点而制定了本发明。
即，本发明涉及一种用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，它含有0.003-0.20质量％的C、0.05-2.5质量％的Si、0.25-3.5质量％的Mn、0.015-0.100质量％的稀土元素、0.001-0.05质量％的P、0.001-0.05质量％的S以及余量为Fe和不可避免的杂质。
在上述的用于二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝中，钢丝最好除上述成分外还含有0.0100质量％或更少的O和0.0008质量％或更少的Ca并且进一步含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上元素。
另外，在本发明中，钢丝的成分进一步含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
另外，本发明涉及一种二氧化碳气体保护电弧焊接法，其中它使用一种用于二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝并通过Ar气与CO2气体的混合比达60体积％以上的混合气或CO2气体达到100体积％的混合气体来保护电弧点并由此进行正极性焊接。
在这里，由钢丝构成的焊丝是指没有内装助焊剂的并以构成原料的钢丝为主体的丝(所谓的实心焊丝)。另外，本发明也可以毫无问题地用在钢丝表面有镀层或涂有润滑剂的实心焊丝中。
具体实施例方式
首先，描述限定构成本发明焊丝原料的钢丝的成分的原因。
C0.003-0.20质量％C是一种保证焊接金属的强度的重要元素并具有通过降低钢水粘性而提高流动性的效果。为获得此效果，需要0.003质量％或更多的C。当C含量超过0.20质量％时，不仅熔滴和钢水池的状况变得不稳定，也降低了焊接金属的刚性。因此，C含量被限定到0.20质量％或更少。因此，C必须满足0.003-0.20质量％的范围。C含量最好为0.01-0.10质量％。
Si0.05-2.5质量％Si具有脱氧作用并且焊接金属脱氧所不可或缺的元素。当Si含量小于0.05质量％时，焊接金属的脱氧不充分，因此，在焊接金属中产生气眼。另外，为了抑制正极性焊接中的电弧传播并为了增加熔滴过渡量，需要0.25质量％或更多的Si。另一方面，如果超过2.5质量％时，焊接金属的刚性明显降低。因此，Si必须满足0.05-2.5质量％的范围。Si含量最好为0.25-2.5质量％。
Mn0.25-3.5质量％Mn如同Si一样具有脱氧作用并且是焊接金属脱氧所不可或缺的元素。当Mn含量小于0.25质量％时，没有熔融金属脱氧不充分并且在焊接金属中产生气眼。最好是需要0.45质量％或更多的Mn。另一方面，当Mn含量超过3.5质量％时，焊接金属的刚性明显降低。因此，Mn必须满足0.25-3.5质量％的范围。Mn含量最好进一步为0.45-3.5质量％。
REM0.015-0.100质量％稀土元素(即REM)是使在炼钢和铸造时的夹杂细微化并且改善韧性的有效元素。然而，在通常的反极性(即焊丝为正极)二氧化碳气体保护电弧焊中，因为电弧集中而得不到减少飞溅的效果。不过，在正极性(即焊丝为负极)二氧化碳气体保护电弧焊中，稀土元素是稳定熔滴过渡所不可或缺的元素。当REM含量小于0.015％时，没有效果。当添加量大于0.100％时，导致在焊丝制造过程中的开裂以及焊接金属韧性的降低。因此，REM含量必须满足0.015-0.100质量％的范围。REM含量最好为0.025-0.050质量％。
稀土元素(即REM)是属于元素周期表中的3族的元素的总称。在本发明中，最好使用原子序号57-71的元素，尤其优选Ce和La。当这些元素混合使用时，优选含45-80％的Ce和10-45％的La的混合物。(REM原子序号57-71，主要成分45-80质量％的Ce和10-45质量％的La)P0.001-0.050质量％或更少P是降低钢的熔点并提高电阻率并由此改善熔融效率的元素。此外，P在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中使熔滴细微化并稳定电弧。当P含量小于0.001质量％时，不能获得这种效果。当P含量超过0.050质量％时，过分降低了正极性二氧化碳气体保护电弧焊中的熔融金属的粘性，从而电弧变得不稳定，不仅大量出现小颗粒飞溅，而且增大了在焊接金属中出现高温开裂的危险性。因此，P被定为0.050质量％或更少。P含量最好为大于或等于0.002质量％且小于或等于0.030质量％。
S0.001-0.050质量％或更少S使熔融金属的粘性降低并有助于悬垂于焊丝前端上的熔滴脱离且在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中稳定电弧。另外，S具有在正极性电弧焊中传播电弧并降低熔融金属粘性且由此使焊缝变光滑的作用。当S含量小于0.001质量％时，不能获得这种效果。当S含量超过0.050质量％时，不仅引起小颗粒飞溅，而且降低了熔融金属的韧性。因此，S被定为0.050质量％或更少。S含量最好为0.002以上-0.030质量％以下。S含量进一步最好为质量0.015-0.03质量％。
O0.0100质量％或更少O使得在正极性(焊丝为负极)二氧化碳气体保护电弧焊中悬垂于焊丝前端上的熔滴中产生的电弧点变得不稳定，并且增大了熔滴晃动并由此加剧了飞溅。另外，O起到了抑制借助REM正极性的熔滴过渡喷射化和稳弧化的效果。
大于0.0100质量％的O在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中使得电弧点不稳定并且增加了使多余熔滴晃动的飞溅。因此，O含量必须满足0.0100质量％或更少。O含量最好控制在0.0030质量％或更少。
Ca0.0008质量％或更少Ca是在炼钢和铸造时混入钢水的或或在拉丝时混钢丝的杂质。然而，在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中，Ca在高强度电流焊接中具有阻碍喷射过渡稳定性的功能。当Ca含量超过0.0008质量％时，Ca具有阻碍借助REM添加而产生的稳定喷射过渡的作用。因此，Ca含量最好为0.0008质量％或更少。
K0.0001-0.0150质量％K是可以在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中传播电弧并且即便在低强度电流焊接中允许熔滴喷射过渡的元素，它本身具有细化熔滴的功能。因此，必要时将K加到钢丝中。然而，在添加了K时，如果K含量小于0.0001质量％，则不能获得这些效果。另一方面，当K含量超过0.0150质量％时，电弧长度在进行焊接时加长，因而悬垂在焊丝前端上的熔滴变得不稳定，由此引起大量飞溅。因此，如果添加了K，则K最好满足0.0001-0.0150质量％的范围。K含量更好为0.0003-0.0030质量％。由于K的沸点约为760℃，所以，如果在炼钢时加入K，则明显降低了产量。因此，在制造钢丝的阶段中将钾盐溶液涂到钢丝表面上并进行退火，从而在钢丝中可以稳定地含有K。
此外，在本发明中，钢丝成分除上述成分外还最好含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上元素。原因如下Ti、Zr和Al都是起到强脱氧剂作用的并提高焊接金属的强度的元素。此外，这些元素具有通过因熔融金属脱氧而带来的粘性提高来稳定焊缝形状(即抑制焊道隆起)的作用。因为这些元素有这种效果，所以它们对300A或更高的高强度电流焊接是有用的，根据需要来添加这些元素。当Ti含量小于0.02质量％、Zr含量小于0.02质量％或Al含量小于0.02质量％时，不能获得这些效果。另一方面，当Ti含量超过3.00质量％、Zr含量超过3.00质量％或Al含量超过3.00质量％时，熔滴变得粗大并引起大量的大颗粒飞溅。因此，当添加Ti、Zr或Al时，最好满足0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr或0.02-0.50质量％的Al的范围。
此外，即便根据需要地含有以下元素，也没有减少本发明的优势3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.15质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
Cr、Ni、Mo、Cu、B和Mg都是提高焊接金属强度并改善抗风化性的元素。当这些元素的含量较低时，不能获得这种效果。另一方面，含量过高会造成焊接金属韧性的降低。因此，当含有Cr、Ni、Mo、Cu、B和Mg时，最好满足0.02-3.0质量％的Cr、0.05-3.0质量％的Ni、0.05-1.5质量％的Mo、0.05-3.0质量％的Cu、0.0005-0.015质量％的B或0.0 01-0.20质量％的Mg的范围。
Nb和V都是提高焊接金属的强度和韧性并提高电弧稳定性的元素。当这些元素的含量较低时，不能获得这种效果。另一方面，含量过高会造成焊接金属韧性的降低。因此，当含有Nb、V时，最好分别满足0.005-0.5质量％的Nb和0.005-0.5质量％的V的范围。
除上述钢丝成分外的余量为Fe和不可避免的杂质。例如，N就是一种典型的不可避免的杂质，它是在炼钢中和制造钢丝时不可避免地混入的，最好将其含量减至0.020质量％或更少。
接着，描述一种制造本发明所述焊丝的方法。
使用转炉或电炉等来熔炼具有上述成分的钢水。钢水的制造方法不局限于特殊的技术，任何过去已知的技术都可以使用。然后，通过连铸法或铸锭法等将所获得的钢水制成钢材(如方坯)。加热该钢材并接着经过热轧、干式冷轧(即拉丝)，从而制造出钢丝。热轧或冷轧的操作条件不局限于特定条件，只要是可以制造出有预期尺寸和形状的钢丝的条件即可。
然后，必要的话，钢丝经过退火、酸洗、镀铜、拉拔和涂覆润滑剂并且形成一个特定产品即焊丝。
在正极性二氧化碳气体保护电弧焊中，与反极性相比，电弧因供电不良而易出现不稳定。可是，通过在钢丝表面镀上厚0.6μm或更厚的铜，可以产生防止供电不良。此外，更优选的情况是，如果镀铜层厚度为0.8μm以上，则防止供电不良的效果更明显。因此，通过增加镀铜层厚度，也获得了减小供电导电嘴的磨损的效果。
然而，当钢丝的含铜量及其表面镀层的含铜量总计超过3.0质量％时，明显降低了焊接金属的韧性。因此，焊丝的Cu含量(即钢丝和镀层中的Cu总量)最好为3.0质量％或更少。
此外，为了提高供电稳定性并促进熔滴喷射过渡，焊丝的表面平坦度(即实际面积/理论面积)要小于1.01是很重要的。通过严格控制钢成分在拉丝加工中的小方块，焊丝的表面平坦度可以保持在小于1.01。
当钢丝表面涂有润滑油的焊丝或在钢丝表面的镀铜层上涂有润滑油的焊丝时，能够提高焊丝的供料性。润滑剂的涂覆量在焊丝为10kg时最好满足0.35g-1.7g的范围。
这样一来，在制造焊丝的过程中，各种杂质附着于焊丝的表面上。尤其是当焊丝为10kg时，如果将固体杂质的附着量控制在0.01g或更少，则进一步提高了供电稳定性。
接着，在采用本发明所述焊丝的正极性二氧化碳气体保护电弧焊接法中的优选的焊接条件是，保护气体是含100体积％的CO2气体或40体积％或更少的Ar气和60体积％以上的CO2气的混合气体，其它适当条件为，焊接电流为250A-450A，焊接电压为27V-38V(随电流增大而增大)，焊接速度为20cm/min-250cm/min，钢丝伸出长度为15mm-30mm，焊丝直径为0.8mm-1.6mm，焊接输入热为5kJ/cm-40kJ/cm。在厚10mm或更厚的厚钢板的情况下，可以使用多层焊接。
尽管对焊接钢材没有特殊限制，但特别优选由JIS G3106规定的硅锰系的焊接构造用轧制钢材(SM材料)和由JIS G3136规定的建筑构造用钢材(SN材料)。
实施例1通过连铸制成方坯接受热轧并且形成了直径为5.5mm-7.0mm的棒材。然后，该棒材经过冷轧(即拉丝)并且形成了直径为2.0mm-2.8mm的钢丝，然后，对于1kg的钢丝，涂覆30-50g的2-30体积％的柠檬酸三钾水溶液。
然后，钢丝在露点-2℃以下并在氧浓度为200体积ppm以下且CO2浓度为0.1％以下的氮气中进行退火。此时，通过控制钢丝的直径、柠檬酸钾溶液的浓度、退火温度和退火时间，可以控制因钢丝内部氧化引起的K含量和O含量。
在以这种方式实施退火之后，钢丝经过酸洗，然后，钢丝表面在必要时接受镀铜。接着实施冷拉丝(湿式拉丝)并且制造出粗0.8mm-1.6mm的焊丝。将润滑油涂到焊丝表面(10kg的焊丝涂0.4g-0.8g)上。通过拉丝能确保调整出足够高的进料性能。
在表1、2和3中示出了所得到焊丝的钢丝成分。
使用这些焊丝来实施正极性二氧化碳气体保护电弧焊，并且检验熔滴的过渡形态和焊缝形状。结果示于表4中。
按照以下要领来评价熔滴过渡形态和焊缝形状。
(A)熔滴的过渡形态在钢丝伸出长度为20mm、焊接速度为40cm/min、电弧电压为30V的条件下，用厚19mm、宽70mm、长500mm的钢板(相当于JIS G3106；SM490B)实施堆焊。如此进行评价在焊接电流为230A的情况下确定有喷射过渡的为出色(◎)，在焊接电流为250A的情况下确定有喷射过渡的为良好(○)，在焊接电流为270A的情况下确定有喷射过渡的为一般(△)，而在焊接电流为300A的情况下确定有喷射过渡的为差(×)。
(B)焊缝形状在钢丝伸出长度为20mm、焊接速度为40cm/min、电弧电压为30V且焊接电流为300A的情况下，用厚19mm、宽70mm、长500mm的钢板(相当于JIS G3106；SM490B)实施堆焊。在完成焊接后，测量焊缝在纵向上的10厘米的凹凸情况。评价如下出现5次以上的0.5mm以上的凹凸的为差(×)，而其它情况为良好(○)。
在焊接试验中使用的共同焊接条件示于表5中实例1列。
如表4所示，在发明例中，可以实现稳定的喷射过渡。尤其是，通过将钢丝中的REM含量调整至0.015质量％或更高、将O含量调整至0.0100质量％或更少，可以实现在低强度电流下的喷射过渡。通过将K含量调整至0.0001质量％或更高，使可以实现在更低电流下的喷射过渡。
通过将钢丝中Ti、Zr和Al中的至少一种或几种元素的含量分别调整至0.02质量％或更高，可以获得出色的焊缝形状。另一方面，在钢丝成分落于本发明范围外的比较例中，即使在350A的焊接电流下，也无法确定喷射过渡。
实施例2用表1、2和3及实施例1所示的钢丝实施正极性二氧化碳气体保护电弧焊接试验并且测量飞溅发生量。结果示于表4。在表5的实施例2栏中，示出了焊接试验中所用的共同焊接条件。
(1)飞溅量的测量在钢丝伸出长度为20mm、焊接速度为20cm/min、电弧电压为30V且焊接电流为300A的情况下，用厚19mm、宽70mm、长300mm的钢板SM490B(JIS G3106)实施二氧化碳气体保护平板堆焊并且测量飞溅发生量。评价如下飞溅发生量为0.3g/min或更少的为良好(○)，飞溅发生量超过0.3g/min且小于或等于0.6g/min的为一般(△)，飞溅量大于0.6g/min的为差(×)。结果一起示于表3中。
工业适用性根据本发明，可以实现在二氧化碳气体保护电弧焊中被视为不可能的熔滴喷射过渡和非常少量的飞溅，从而可以实现稳定的厚钢板对接焊。
表1
表2
表3
表4
表5
权利要求
1.一种用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，它含有0.003-0.20质量％的C、0.05-2.5质量％的Si、0.25-3.5质量％的Mn、0.015-0.100质量％的稀土元素、0.001-0.05质量％的P、0.001-0.05质量％的S以及余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.0100质量％或更少的O。
3.如权利要求1或2所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.0008质量％或更少的Ca。
4.如权利要求1或2所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上的元素。
5.如权利要求1或2所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.0001-0.0150质量％的K。
6.如权利要求1或2所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
7.如权利要求3所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上元素。
8.如权利要求3所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有0.0001-0.0150质量％的K。
9.如权利要求4所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝进一步含有0.0001-0.0150质量％的K。
10.如权利要求3所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
11.如权利要求4所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
12.如权利要求5所述的用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝，其特征在于，该钢丝还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
13.一种二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，用一种Ar气与CO2气的混合比为60体积％以上的混合气或100体积％的CO2气体保护一电弧点并利用一根二氧化碳气体保护电弧焊的钢丝来进行正极性焊接，该钢丝含有0.003-0.20质量％的C、0.05-2.5质量％的Si、0.25-3.5质量％的Mn、0.015-0.100质量％的稀土元素、0.001-0.05质量％的P、0.001-0.05质量％的S以及余量为Fe和不可避免的杂质。
14.如权利要求13所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.0100质量％或更少的O。
15.如权利要求13或14所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.0008质量％或更少的Ca。
16.如权利要求13或14所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上的元素。
17.如权利要求13或14所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.0001-0.0150质量％的K。
18.如权利要求13或14所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
19.如权利要求15所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.02-0.50质量％的Ti、0.02-0.50质量％的Zr和0.02-3.00质量％的Al中的一种或两种以上。
20.如权利要求15所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.0001-0.0150质量％的K。
21.如权利要求16所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有0.0001-0.0150质量％的K。
22.如权利要求15所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
23.如权利要求16所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
24.如权利要求17所述的二氧化碳气体保护电弧焊接法，其特征在于，该钢丝的成分还含有3.0质量％或更少的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5质量％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N。
全文摘要
在利用由二氧化碳作为主要成分所组成的保护气体进行的二氧化碳气体保护电弧焊中，提议了一种焊丝，它使熔滴的喷射过渡成为可能，并且除了甚至减少高速焊接的飞溅量以外，还提供了出色的焊缝形状，并且提议了一种使用该焊丝的焊接法。作为特定的方法，使用了一种用于正极性二氧化碳气体保护电弧焊的焊丝，它包含一钢条，该钢条含有0.003－0.20质量％的C、0.05－2.5质量％的Si、0.25－3.5质量％的Mn、0.015－0.100质量％的REM(稀土元素)、0.001－0.05质量％的P、0.001－0.05质量％的S，或进一步含有0.0100质量％以下的O，或进一步含有0.02－0.50质量％的Ti、0.02－0.50质量％的Zr和0.02－3.00质量％的Al中的一种或两种以上元素，或进一步含有0.0001－0.0150质量％的K，或进一步含有3.0质量％以下的Cr、3.0质量％或更少的Ni、1.5质量％或更少的Mo、3.0质量％或更少的Cu、0.015质量％或更少的B、0.20质量％或更少的Mg、0.5％或更少的Nb、0.5质量％或更少的V和0.020质量％或更少的N，并且余量为Fe和不可避免的杂质。
文档编号B23K9/16GK1533315SQ0380020
公开日2004年9月29日 申请日期2003年1月22日 优先权日2002年1月31日
发明者片冈时彦, 池田伦正, 安田功一, 坂下干雄, 时乘健次, 一, 次, 正, 雄 申请人:杰富意钢铁株式会社