專利名稱：：金屬系藥芯焊絲、以及使用它的焊接方法與渣量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域的電弧焊接頭等使用的電弧焊，尤其涉及通過降低當(dāng)使用金屬系藥芯焊絲進(jìn)行焊接時(shí)發(fā)生的焊道表面的渣量，可能代替實(shí)芯焊絲使用金屬系藥芯焊絲的金屬系藥芯焊絲、以及使用該焊絲的焊接方法和高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：對(duì)于汽車領(lǐng)域的電弧焊接頭，為了焊接結(jié)束后的涂層工序，'使用焊接中發(fā)生的渣量少的實(shí)芯焊絲制作。這是由于在焊縫區(qū)被渣包覆的情況下，變成在渣的上面進(jìn)行涂層，涂敷膜與焊縫區(qū)的密著性會(huì)發(fā)生問題的緣故。另一方面，由于對(duì)環(huán)境問題等的認(rèn)識(shí)提高，從提高燃料效率等的觀點(diǎn)，在汽車領(lǐng)域等中正在推進(jìn)輕量化。因此，存在使用更高強(qiáng)度的鋼材、且降低板厚的傾向，但此時(shí)存在的大問題是焊縫區(qū)的疲勞強(qiáng)度。也就是說，即使使用高強(qiáng)度鋼材，其焊縫區(qū)的疲勞強(qiáng)度也不能與鋼材強(qiáng)度成比例地提高，在以疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的情況下，存在使用高強(qiáng)度鋼材的優(yōu)點(diǎn)喪失的問題。作為解決這樣的問題的手段之一，曾經(jīng)提出通過進(jìn)行成分設(shè)計(jì)使焊接材料的相變溫度降低一些、且使焊縫區(qū)的殘余應(yīng)力降低而使疲勞強(qiáng)度提高的方法(參照特開平11-1382卯號(hào)公報(bào)、特開2004-1075號(hào)公報(bào))。以后稱這樣的焊接材料為"高疲勞強(qiáng)度焊接材料"。該方法不必準(zhǔn)備新的制造工序，是僅僅替代以往的焊接材料而獲得高強(qiáng)度的方法，可以說是效率良好的方法。但是，該方法也存在問題。即，高疲勞強(qiáng)度焊接材料在成分設(shè)計(jì)時(shí)含有很多合金元素，因此制造成本增加，若汽車領(lǐng)域的電弧焊完全適用該焊接材料，在經(jīng)濟(jì)上并不理想。因此，高疲勞強(qiáng)度焊接材料的適用只限定在疲勞成為問題的部位、盡量減少高疲勞強(qiáng)度焊絲的消耗量是必要的。但是，雖然實(shí)芯焊絲在焊絲消耗量多的情況下，在經(jīng)濟(jì)上比藥芯焊絲優(yōu)越，但焊絲消耗量少時(shí)，不能象藥芯焊絲那樣通過藥芯(焊劑)的設(shè)計(jì)變更來調(diào)整成分，存在如果一旦準(zhǔn)備好制造焊絲用線材，則其后的成分設(shè)計(jì)不能變更等的問題，在焊絲消耗量少的情況下、或者多品種少量使用的情況下，經(jīng)濟(jì)性反而不如藥芯焊絲。藥芯焊絲是有可能以少的焊絲消耗量經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)可以得到高疲勞強(qiáng)度焊縫金屬的成分調(diào)整的。但是，通常的電弧焊用藥芯焊絲在鋼制外皮的內(nèi)側(cè)除了合金成分以外，為了保持良好的焊接作業(yè)性以及焊絲加工性，還充填有焊劑成分。因此，在將其適用于汽車領(lǐng)域制造電弧焊焊接接頭的情況下，會(huì)發(fā)生焊渣，在焊接后的涂層工序發(fā)生問題。這一問題通過在焊接后重新投資設(shè)備建立除渣工序可以解決，但這種情況會(huì)不可避免地增加用于設(shè)備投資的成本，所以并不理想。對(duì)于降低藥芯焊絲渣量的技術(shù)，到目前為止，曾經(jīng)提出許多方案。例如，特開2000-197991號(hào)公報(bào)提供了在使用焊絲進(jìn)行水平角焊的情況下抑制渣發(fā)生量的技術(shù)，對(duì)于使用惰性氣體與二氧化碳?xì)獾幕旌蠚怏w進(jìn)行焊接的焊絲，按照上述焊絲的單位長度全重量，以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.08%以下、Si:0.71.5%、Mn:1.03.0%、焊劑的充填率限定在1030%。但是，該發(fā)明比通常的藥芯焊絲的渣量盡管少些，但是并不是與實(shí)芯焊絲相比能抑制渣量的技術(shù)。而且，特開2001-179488號(hào)公報(bào)、特開2001-287087號(hào)公報(bào)、特開2003-94196號(hào)公報(bào)的技術(shù)，是將焊劑的填充率抑制得很低、提高鋼制外皮的比例的技術(shù)。即，該方法是將藥芯焊絲盡可能接近實(shí)芯焊絲的技術(shù)。如果認(rèn)為實(shí)芯焊絲的焊渣發(fā)生量少，則通過使用該技術(shù)可能抑制渣量。但是，該方法其焊絲中的焊劑量少，因此可以說只靠焊劑成分的調(diào)整來設(shè)計(jì)焊絲全體的成分很難，發(fā)生與實(shí)芯焊絲同樣的問題，藥芯焊絲所特有的經(jīng)濟(jì)性喪失。如以上所述，按照以往的技術(shù)，在使用金屬系藥芯焊絲的情況下，為了將渣的發(fā)生量抑制在與實(shí)芯焊絲相當(dāng)?shù)乃?，不得不犧牲充填率，反之，在這種情況下，難以確保用于使疲勞強(qiáng)度提高的合金元素添加量。即，采用以往的技術(shù)，尚不能達(dá)到使用金屬系藥芯焊絲制作渣量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的水平。由于這樣的以往的技術(shù)問題，迫切要求使用金屬系藥芯焊絲制造渣量少的、高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的方法。
發(fā)明內(nèi)容鑒于這些以往的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供渣發(fā)生量比以往的藥芯焊絲格外少的藥芯焊絲、以及使用它的焊接方法與高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制造方法。本發(fā)明者從以上觀點(diǎn)，關(guān)注焊劑成分與渣發(fā)生量的關(guān)系，潛心研討這一關(guān)系以及渣量降低方法。并且，通過控制焊劑成分，與以往的藥芯焊絲相比，發(fā)現(xiàn)有可能格外降低渣量。本發(fā)明是根據(jù)這樣的研究構(gòu)成的，其要旨如下。(1)一種金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)充填焊劑而成的氣體保護(hù)電弧焊用金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量%計(jì)，含有石墨以外且SiC以外的C:0.0010.20%、石墨0.100,7%、SiC以外且Si02以外的Si:0.051.2%、Mn:0.23.0%、限制P:0.03°/。以下、S:0.02%以下、且含有Si02、A1203、Na20以及K20的1種或2種以上且合計(jì)為0.050.40%，并且余量由鐵以及不可避免的雜質(zhì)組成；并且，至少作為上述焊劑，含有上述石墨、以及上述Si02、A1203、Na20和K20的1種或2種以上。(2)根據(jù)上述(1)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量°/。計(jì)，還含有SiC:0.050.6%。(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯悍絲中，焊劑充填率為1020%。(4)根據(jù)(1)(3)任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量°/。計(jì)，還含有Ni:0.512.0%、Cr:0.13.0%、Mo:0.13.0%、Cu:0.10.50/0的1種或2種以上且合計(jì)為0.212.5%。(5)根據(jù)(1)(4)任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有B:0纖0.03%。(6)根據(jù)(1)(5)任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Nb、V、Ti的1種或2種以上且合計(jì)為0.0050.3%。(7)根據(jù)(1)(6)任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于上述金屬系藥芯焊絲，作為上述焊劑，以全體的質(zhì)量％計(jì)還含有0.050.5%的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑。(8)—種金屬系藥芯焊絲，對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)充填焊劑而成的氣體保護(hù)電弧焊用金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，含有石墨以外且SiC以外的C:0.010.20%、SiC:0.61.2%、SiC以外且Si02以外的Si:0.051.2%、Mn:0.23.0%、限制P:0.03%以下、S:0.02%以下、且含有Si02、A1203、Na20以及K20的1種或2種以上且合計(jì)為0.050.4%、并且余量由鐵以及不可避免的雜質(zhì)組成；并且，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為焊劑含有上述SiC、以及上述Si02、A1203、Na20和K20的1種或2種以上。(9)根據(jù)(8)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于上述金屬系藥芯焊絲，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為上述焊劑，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)還含有石墨0.050.4%。(10)根據(jù)(8)或(9)所述的金屬系藥芯焊絲，在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Ni:0.55.0%、Cr-0.12.0%、Mo:0.12.0%、Cu:0.10.5%的1種或2種以上且合計(jì)為0.56.0%。(11)根據(jù)(8)(10)的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有B:0.0010.015%。(12)根據(jù)(8)(11)的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Nb、V、以及Ti的1種或2種以上且合計(jì)為0.0050.3%。(13)根據(jù)(8)(12)的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在上述金屬系藥芯焊絲中，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為上述焊劑，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)還含有0.050.5%的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑。(14)一種氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于使用(1)(13)的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲來焊接鋼板。(15)根據(jù)(14)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于作為保護(hù)氣體，使用含有325%的C02、且余量由Ar氣以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的保護(hù)氣體。(16)根據(jù)(14)或(15)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于使用在上述保護(hù)氣體中還含有4%以下02氣的保護(hù)氣體。(17)根據(jù)(14)(17)的任何一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于上述鋼板的板厚為1.05.0mm、且抗拉強(qiáng)度為440980MPa。(18)—種渣量少的高疲勞強(qiáng)度悍接接頭的制作方法，其特征在于使用(14)(17)的任何一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法來焊接鋼板。圖1是表示金屬系藥芯焊絲中的石墨量與氧化物量、以及使用該焊絲進(jìn)行焊接時(shí)產(chǎn)生的渣量之間的關(guān)系的示意圖。圖2是表示金屬系藥芯焊絲中的石墨量與使用該焊絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)時(shí)的焊縫金屬中的C量之間的關(guān)系的圖。圖3是表示金屬系藥芯焊絲的焊絲中的SiC添加量與使用該焊絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)時(shí)的焊縫金屬中的C量之間的關(guān)系的圖。圖4是表示金屬系藥芯焊絲中的SiC量與氧化物量以及使用該焊絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的渣量之間的關(guān)系的示意圖。圖5(a)是表示焊接接頭的疲勞試片的形狀的平面圖。圖5(b)是表示焊接接頭的疲勞試片的形狀以及疲勞荷重負(fù)載方向的立面圖。圖6是說明焊接接頭的制作與夏比沖擊試片的切取方法的圖。具體實(shí)施方式以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。汽車領(lǐng)域的電弧焊接頭，在焊接結(jié)束后進(jìn)入涂層工序，此時(shí)的問題是焊道表面存在的焊渣。為了確保涂層膜與接頭表面的密著性，竭力減少渣量較為理想。為此，以往的技術(shù)中使用實(shí)芯焊絲。通常，實(shí)芯焊絲與藥芯焊絲相比，渣生成量極少，因此，只要使用實(shí)芯焊絲，則不必特別考慮除渣工序便可能進(jìn)行涂層工序。但是，在象高疲勞強(qiáng)度焊接材料那樣的適用接頭受到限制、因此在焊絲消耗量少的情況下，實(shí)芯焊絲從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)產(chǎn)生不如藥芯焊絲的問題。為了同時(shí)解決這些問題，采用渣發(fā)生量與實(shí)芯焊絲同樣降低的藥芯焊絲來制作焊接接頭是必要的。藥芯焊絲有2種，即通常的類型和含有很多金屬粉的金屬系藥芯焊絲。通常的藥芯焊絲的焊道形狀良好，且為了能夠進(jìn)行全位置焊接，確保其焊劑中的渣成分為規(guī)定的量。與此相對(duì)照，金屬系藥芯焊絲中金屬粉多而渣成分較少、全位置焊接較困難，但可能抑制渣生成量。然而，無論哪種類型的藥芯焊絲，在以往技術(shù)的范圍，渣生成量遠(yuǎn)比實(shí)芯焊絲多。實(shí)芯焊絲在焊絲中沒有充填焊劑，因此焊接位置受限。但是，考慮涂裝性時(shí)，在以往的技術(shù)范圍，不可避免地選擇實(shí)芯焊絲，焊接位置的問題通過調(diào)整被焊接鋼板的位置而得到解決。采用藥芯焊絲進(jìn)行焊接時(shí)，分析焊道上產(chǎn)生的焊渣時(shí)知道，幾乎均為Si02、MnO、A1203、Fe20s之類的氧化物。而且，這種傾向在焊劑中添加了Ni、Cr、Mo等的合金元素的情況下也沒有變化。因此，為了將藥芯焊絲的渣發(fā)生量降低到實(shí)芯焊絲的水平，盡量抑制焊接中氧化物的發(fā)生是必要的。為此，降低焊絲中存在的氧化物是必要的。本發(fā)明使用的焊絲，在藥芯焊絲中，特別限定為充填金屬成分多的焊劑的金屬系藥芯焊絲，其理由如下。對(duì)于從前的金屬系藥芯焊絲，不能抑制與實(shí)芯焊絲同樣水平的渣生成量，是由于沒有充分理解成為渣生成量的原因的焊絲成分。從前技術(shù)中抑制渣生成量的技術(shù)，有將充填率控制在遠(yuǎn)低于10%的技術(shù)(例如，特開2001-179488號(hào)公報(bào)、特開2001-207087號(hào)公報(bào)、特開2003-94196號(hào)公報(bào))，雖然可期望相應(yīng)的效果，但該方法的焊絲成分的調(diào)整量被限制，且渣量沒有降低到實(shí)芯焊絲的程度。在充填率為10°/。以上的特開2000-197991號(hào)公報(bào)所提出的技術(shù)中，對(duì)焊劑中含有的渣成分即氧化物的量與悍接后生成的渣量的關(guān)系的把握并不充分，因此遠(yuǎn)多于實(shí)芯焊絲發(fā)生的渣量。對(duì)于降低到實(shí)芯焊絲水平的渣量的問題，在本發(fā)明中采用以下的方法解決。艮口，第1種方法是將焊絲中存在的焊劑所含有的Si02、K20、Na20、Al203等的氧化物竭力降低到與實(shí)芯焊絲相同水平的低渣的方法。第2種方法是通過使用石墨或SiC并根據(jù)要求使用這二者來解決由于降低焊劑中的氧化物所引起的焊絲拔絲阻力增加的方法。而第3種方法是通過使石墨或SiC中的碳與氧發(fā)生反應(yīng)形成CO或co2從而使作為渣生成源的氧釋放到焊縫區(qū)外的方法。首先來說明第1種方法。本發(fā)明者首先對(duì)焊道表面形成的渣成分實(shí)施分析。并且發(fā)現(xiàn)，它們幾乎都是由氧化物形成的。而且考慮到如果降低鋼制外皮內(nèi)側(cè)的焊劑中存在的氧化物，則可以抑制渣的生成，實(shí)際上進(jìn)行這樣的成分設(shè)計(jì)的焊絲，發(fā)現(xiàn)渣生成量很少。作為迄今為止沒有進(jìn)行這樣的焊絲成分設(shè)計(jì)的理由，是由于焊劑中的氧化物與焊接后的渣生成量的關(guān)系尚不清楚所致。本發(fā)明者對(duì)這一點(diǎn)已經(jīng)明確，從而完成了渣發(fā)生量少的金屬系藥芯焊絲的發(fā)明。其次來說明第2種方法。雖然發(fā)現(xiàn)了上述第1種方法，但僅僅降低焊絲中的氧化物，會(huì)發(fā)生焊絲拔絲阻力增加的問題。即，在焊絲制造中、特別在拔絲中會(huì)引起斷絲的問題發(fā)生。這是由于添加到焊劑中的氧化物具有提高焯劑的流動(dòng)性、將對(duì)焊絲拔絲的阻力抑制得較低的作用。即，氧化物起到潤滑劑的作用。因此，本發(fā)明者們不采取降低氧化物，而是采取將與氧化物具有同樣潤滑劑的作用的石墨或SiC或者二者添加到焊劑中從而對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償。即，石墨與SiC與焊劑中的氧化物一樣具有使焊劑的流動(dòng)性增加、降低焊絲拔絲阻力的作用，因此將其加以利用。其次來說明第3種方法。如第1種方法所述那樣，焊道上形成的渣幾乎都是氧化物。因此，盡量降低氧量較為理想。第1種方法，是降低焊劑中的氧化物的方法，除此以外，作為第3種方法，在本發(fā)明采用使焊絲中的C與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并以CO或co2的形式釋放到焊縫區(qū)的外部的方法。由于CO或C02是氣體，因此即使被形成也會(huì)釋放到焊縫區(qū)外部，不會(huì)形成渣，因此通過降低氧的作用可期待降低渣的效果。以上是本發(fā)明的降低渣的方法。其次，敘述本發(fā)明的焊絲的基本成分即石墨和SiC。對(duì)于本發(fā)明，石墨和SiC都是利用了抑制焊絲拔絲中的阻力的潤滑劑的作用、與氧反應(yīng)使氧以co或co2的形式釋放到焊縫區(qū)的外部的作用、以及確保焊縫金屬中c成分量的作用這些效果的成分，其技術(shù)背景相同。但是，它們有各自的特征，本領(lǐng)域的技術(shù)人員考慮其特征能夠判斷是使用添加石墨的焊絲、還是使用添加SiC的焊絲、或者是使用同時(shí)添加這二者的焊絲。石墨是只有c的成分，對(duì)于控制c是方便的成分。另一方面，SiC是除了C以外還添加Si的形式，因此如果僅從成分設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)，石墨更便于利用。但是，石墨的顆粒細(xì)小，在焊劑調(diào)整中會(huì)出現(xiàn)飛散的問題。不產(chǎn)生飛散的生產(chǎn)設(shè)備，按照現(xiàn)有的技術(shù)并非不可能，但是存在增加投資成本的問題。另一方面，SiC存在的問題是與石墨相比添加了多余的元素即Si，作為潤滑劑存在作用比石墨小、添加量比石墨多的傾向等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以考慮它們的特點(diǎn)而選擇焊絲成分。石墨以及SiC的添加，存在增加焊縫金屬的c的作用，其具有使接頭特性劣化的作用。但是，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的焊縫金屬中的c量比根據(jù)向焊絲的添加量推算出的焊縫金屬中的c量低。其理由可以認(rèn)為是，c與氧發(fā)生反應(yīng)以co或co2的形式而被釋放的緣故。在此，首先進(jìn)一步詳細(xì)說明石墨的作用。圖1以及圖2是表示石墨的這一作用的示意圖。圖1是橫軸為焊絲中的石墨量、縱軸為焊絲中的氧化物量以及焊接后生成的渣量的坐標(biāo)圖。圖1中，以虛線表示石墨量與氧化物量的關(guān)系、以實(shí)線表示石墨量與渣量的關(guān)系。在虛線的上側(cè)區(qū)域是焊絲的制造效率沒有下降的區(qū)域，從圖1的虛線可以知道，當(dāng)使石墨增加時(shí)，能夠在焊絲制造效率沒有降低的情況下降低氧化物。氧化物降低從抑制渣發(fā)生的觀點(diǎn)是好的，因此可以看到石墨的添加效果。圖1的實(shí)線表示石墨量與焊接后生成的渣量的關(guān)系。圖1的實(shí)線表示的內(nèi)容如下。即，添加某一石墨量后(圖1的A)，可以根據(jù)虛線決定焊絲制造效率不降低的最小的氧化物量(圖1的B)。而且，采用含有該石墨量與氧化物量的焊絲焊接時(shí)的渣發(fā)生量(圖1的C)用實(shí)線表示。因此，即使只添加圖1的A所示的量的石墨，如果不降低氧化物量(例如圖1的D所示的石墨量與氧化物量)，則不能成為實(shí)線所示的渣量，而發(fā)生比其更多量的渣。石墨添加的效用在于能夠降低成為生成渣的原因的氧化物量(直到圖1的實(shí)線所示的量為止)而不降低焊絲制造效率。但是，圖1表示出石墨的添加具有比其更大的效果。在石墨添加量少的區(qū)域內(nèi)，圖1的實(shí)線與虛線基本上一致，但石墨添加量多時(shí)，實(shí)線位于更下方的位置。g卩，意味著具有比降低氧化物更大的效果。該現(xiàn)象的發(fā)生是由于石墨即C與氧結(jié)合，成為CO或C02，降低氧量，因此結(jié)果是可以抑制渣即氧化物的生成。如以上所述那樣，石墨具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但迄今沒被利用的原因在于存在從焊接接頭的機(jī)械特性來看不利因素過大的印象。因此，迄今的石墨的添加只是在極少量的情況下進(jìn)行嘗試。本發(fā)明者對(duì)以前的常識(shí)提出置疑。即可以認(rèn)為，添加了石墨的焊絲的c量即使增加，作為實(shí)際上焊接后的焊縫金屬成分，如果考慮到C以CO、C02的形式釋放到焊道外的可能性，則不會(huì)成為那樣的高C。在此，本發(fā)明者調(diào)査了添加石墨量與焊縫金屬試驗(yàn)中的C成分的關(guān)系。圖2是表示其結(jié)果的圖。圖2中，橫軸表示焊劑中添加的石墨量(對(duì)焊絲全體的質(zhì)量％)、縱軸表示焊縫金屬試驗(yàn)中的C量(質(zhì)量％)。并且，圖2是使用鋼制外皮中的C含量為焊絲全體質(zhì)量的0.05%的金屬系藥芯焊絲作為焊絲的情況。而且，橫軸表示的石墨量表示全部藥芯焊絲含有的石墨量。從圖2知道，例如即使添加0.4%的石墨，作為焊縫金屬成分也不足0.2%。這一程度的C量，不會(huì)特別出現(xiàn)接頭機(jī)械性能的不良。另一方面，當(dāng)石墨添加量大于0.7%時(shí)，作為焊縫金屬成分的C量為0.40%以上，在某些情況下超過0.5%，有可能對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生影響。因此，在本發(fā)明中，對(duì)于金屬系藥芯焊絲，至少作為焊劑而含有的石墨的添加量的上限為0.7%是必要的。該理由是通過使石墨添加量不足0.7%，可以保持良好的焊絲制造效率、并且降低焊絲中的氧化物，其結(jié)果使焊接時(shí)的渣發(fā)生量充分降低，同時(shí)抑制焊縫金屬中的C含量急劇增加。在圖2中，即使石墨的添加量為0但焊縫金屬中的C量也不為0，這是由于鋼制外皮中含有C的緣故。其次，就SiC的作用，更詳細(xì)地進(jìn)行說明。關(guān)于SiC的添加，存在使焊縫金屬中的C增加、使接頭特性劣化的問題發(fā)生的可能性。在此，本發(fā)明者調(diào)查了焊劑中SiC的添加量與焊縫金屬中的C量和Si量的關(guān)系。其結(jié)果示于圖3。圖3是橫軸表示SiC添加量(占焊絲全重量的添加量以％表示)、縱軸表示焊縫金屬中的C量和Si量的坐標(biāo)圖。即使SiC添加量為0時(shí)焊縫金屬中的C以及Si也不為0，這是因?yàn)殇撝仆馄ぶ泻?.05%C和0.2%Si。從圖3知道，實(shí)際的焊縫金屬中存在的C比根據(jù)焊絲中的C計(jì)算出來的焊縫金屬中的C低。這意味著即使在焊絲中添加SiC，與石墨的情況一樣，SiC中的C不一定完全導(dǎo)入焊縫金屬中。即可以認(rèn)為，C與氧結(jié)合以CO或C02的形式釋放到焊縫部外。所以，在本發(fā)明中，沒有采取降低焊劑中的氧化物而是采用添加SiC的方法，達(dá)到了渣量的降低。在圖3中表示出焊縫金屬中的Si量。在焊絲中添加SiC時(shí)，不僅C被導(dǎo)入焊縫金屬，Si也被導(dǎo)入焊縫金屬，但導(dǎo)入的量，Si比C多。在本發(fā)明的成分系中，特別在以SiC為主體的成分系中，如后述那樣，SiC的上限被限制在1.2%，其理由是為了避免焊縫金屬中的Si過剩。本發(fā)明的第2種降低渣的方法，利用了SiC中的C與氧結(jié)合、以CO或co2的形式釋放到外部的效果。這一現(xiàn)象不僅防止焊縫金屬中的C顯著增加，還具有降低氧成分的作用，因此，其結(jié)果是能夠抑制渣的生成。即，添加SiC是通過借此降低焊絲中氧化物的添加量的效果、以及使氧以氣體成分釋放到外部這2個(gè)效果來發(fā)揮減渣效果的方法。圖4是橫軸表示SiC的添加量、縱軸表示渣生成量和焊絲內(nèi)焊劑中的氧化物量的坐標(biāo)圖。圖4中，SiC量與氧化物量的關(guān)系用虛線表示、SiC量與渣量的關(guān)系用實(shí)線表示。焊劑中的氧化物與焊接后的渣生成量存在良好的相關(guān)關(guān)系，因此，盡管氧化鐵皮不同，但可以表示在同一縱軸上。虛線的上側(cè)區(qū)域是焊絲制造效率不降低的區(qū)域，從圖4的虛線可知，在使SiC增加時(shí)，能夠在不降低焊絲制造效率的狀態(tài)下降低氧化物量。如果降低氧化物量，則能夠降低渣量，可以理解SiC添加的有效性。例如，在添加一定量的SiC(圖4的A)時(shí)，根據(jù)虛線可以決定不會(huì)降低焊絲制造效率的最少氧化物量(圖4的B)。而且，采用含有該SiC量與氧化物量的焊絲進(jìn)行焊接時(shí)的渣發(fā)生量(圖4的C)用實(shí)線表示。因此，即使僅以圖1的A所示的量添加SiC時(shí)，如果氧化物量不減少(例如圖3的D所示的SiC量和氧化物量)，則不能成為實(shí)線所示的渣量，發(fā)生在其以上的渣量。添加SiC的作用在于，能夠降低成為渣生成原因的氧化物量(直到圖4實(shí)線所示的量)而不降低焊絲的制造效率。氧化物的降低，從抑制渣發(fā)生的觀點(diǎn)是優(yōu)選的，由此可見添加SiC的作用。但是，圖4與圖1一樣，顯示出添加SiC具有比其更大的效果。在SiC添加量少的區(qū)域，圖4的虛線與實(shí)線大體一致，但在SiC添加量多時(shí)，實(shí)線處于更下方的位置。即，意味著具有降低氧化物以上的效果。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于SiC中的C與氧結(jié)合成為CO或C02，由于氧量降低，因此結(jié)果是可以抑制渣即氧化物的生成。如上所述，在本發(fā)明中，通過使用了石墨和SiC的3種方法，有可能實(shí)現(xiàn)焊接后的渣生成量減少到與實(shí)芯焊絲同樣水平的金屬系藥芯焊絲。其次，對(duì)本發(fā)明的數(shù)值限定理由進(jìn)行說明。首先，對(duì)金屬系藥芯焊絲中的各成分元素的數(shù)值限定理由進(jìn)行敘述。在本發(fā)明中，提出了2種成分系的焊絲。SP，以石墨作為必須成分的成分系、以及以SiC作為必須成分的成分系這2種。在本發(fā)明中，這些成分系分別稱為"石墨成分系焊絲"以及"SiC成分系焊絲"。首先，就石墨成分系敘述其數(shù)值限定理由。關(guān)于石墨以外且SiC以外的C，作為占整個(gè)焊絲的C量以質(zhì)量。/。計(jì)，其下限被限定為0.001%。達(dá)不到該下限值的C量，很難確保鋼制外皮的強(qiáng)度，引起制造焊絲時(shí)的斷絲問題，因此下限值確定為該值。而且，石墨以外且SiC以外的C的上限確定為0.20n/。，這是由于當(dāng)高于該值的C量時(shí)，在本發(fā)明的金屬系藥芯焊絲中，由于向焊劑內(nèi)另行添加石墨，因此焊縫金屬的C量過多，所以其上限確定為0.20%。而且，作為石墨以外且SiC以外的C，添加在焊劑中的鐵粉也能含有C。在這種情況下，考慮焊絲拔絲時(shí)的硬化，優(yōu)選將鋼制外皮的C設(shè)定為0.15M以下，其余部分由鐵粉中的C補(bǔ)充。在本發(fā)明添加石墨的理由在于使其發(fā)揮焊劑的潤滑劑的作用、并通過與氧反應(yīng)形成CO、C02而將氧釋放到外部。這些理由是瞄準(zhǔn)了使渣量降低的目標(biāo)，另外的作用也是為了使其具有作為高疲勞強(qiáng)度焊接材料的作用，適宜保持焊縫金屬的C量、將相變開始溫度控制得低一些。本發(fā)明的目的之一是確保涂裝性，這在于作為本發(fā)明的利用領(lǐng)域可以列舉出汽車領(lǐng)域。在該領(lǐng)域使用的鋼板的C量在多數(shù)情況下比較低，為0.05%以下，某些情況下甚至有時(shí)為0.01%以下。在這種情況下，難以保持當(dāng)也考慮母材稀釋時(shí)的焊縫金屬中的C量合適。該C量也能夠從鋼制外皮導(dǎo)入，但是通過使焊絲中含有石墨能夠獲得渣量降低和潤滑劑的作用這二者，因此在本發(fā)明中將鋼制外皮的C量的上限控制得低。此時(shí)，要求最低限度地添加石墨。本發(fā)明的石墨的下限從確保焊縫金屬中的c量的最低限、且確保渣量降低和潤滑劑的效果這2點(diǎn)理由出發(fā)，確定為0.10%。上限為0.7%,是因?yàn)槌^該量的石墨量將增加焊縫金屬的C量、發(fā)生焊縫金屬變得過硬等接頭特性的問題，因此設(shè)定為該值。并且，為了切實(shí)起到石墨的潤滑劑的作用，優(yōu)選的石墨下限設(shè)定為0.15%為宜。焊絲中的Si可分為氧化物形態(tài)的Si02、以及SiC和除此以外的Si，&02和SiC主要被含于焊劑中。鋼制外皮中含有的Si幾乎都是在鋼中固溶的Si，在本發(fā)明中，鋼中的Si02是不可避免的雜質(zhì)。焊劑中含有的Si02等氧化物，除了云母以外，在對(duì)充填在焊絲中的焊劑進(jìn)行造粒時(shí)所使用的粘結(jié)劑中也含有，雖說是金屬系，但只要以藥芯焊絲作為前提，則不能不添加粘結(jié)劑。因此，如后述那樣，在本發(fā)明中規(guī)定氧化物的總量。但是，除了Si02以外的Si，由于不含有氧成分，因此從生成渣的觀點(diǎn)，則沒必要太多限制。但是，由于要求最低限度的脫氧，所以下限確定為0.05%。另一方面，過量添加Si。從使焊縫金屬硬化和接頭特性的觀點(diǎn)出發(fā)并不理想，因此上限確定為1.2%。Mn是確保強(qiáng)度必要的元素，Mn的下限為0.2。/。，在低于該量的情況下很難保證焊縫金屬的強(qiáng)度，因此設(shè)定為該值。另一方面，在其添加量過多時(shí)會(huì)引起焊縫金屬韌性的劣化，故其上限確定為3.0%。P以及S是不可避免的雜質(zhì)元素，在本發(fā)明中，這些元素存在較多時(shí)其韌性劣化，因此P以及S的含量的上限分別確定為0.03%和0.02%。Si02、A1203、Na20以及K20被稱為渣劑，添加它們的理由在于在制造金屬系藥芯焊絲前，對(duì)焊劑成分進(jìn)行造粒時(shí)起到粘結(jié)劑的作用；并在充填到鋼制鐵皮之后拉拔到規(guī)定焊絲直徑的拔絲工序中，起到減少焊劑阻力的潤滑作用等。為了焊絲中的焊劑含量均勻，焊劑的造粒工序是制造優(yōu)質(zhì)的金屬系藥芯焊絲不可缺少的工序。另一方面，作為潤滑劑的作用，在本發(fā)明中使石墨具有這一作用，因此添加這些氧化物的理由主要是為了焊劑的造粒。但是，它們都是氧化物，從減少渣生成量這一觀點(diǎn)，不添加較為理想。可是，如果沒有這些成分，不能進(jìn)行焊劑的造粒，因此必須添加最低限度的添加量。下限為0.05%，在低于0.05%時(shí)不能得到上述效果，且發(fā)生焊絲品質(zhì)和制造效率上的問題，因此設(shè)定為該值。上限為0.40%，在超過該量的添加量時(shí)，焊接后的渣發(fā)生量增多，產(chǎn)生涂裝性的問題，因此設(shè)定為該值。本發(fā)明的石墨成分系焊絲中，根據(jù)要求可以添加SiC。在這種情況下，關(guān)于確保焊縫金屬中的C或減小焊絲拔絲中的阻力，由于添加了石墨，因此沒有必要象后述的SiC成分系那樣添加。SiC添加量的下限設(shè)定為0.05%，其被限定為通過添加SiC能顯示出疲勞強(qiáng)度提高以及降低渣量效果的最低限度的值。另一方面，上限為0.6%，在超過0.6%的添加量時(shí)，由于已經(jīng)充分添加石墨，因此焊縫金屬中的C量過分提高，會(huì)導(dǎo)致接頭韌性劣化，因此設(shè)定為該值。對(duì)于本發(fā)明，Ni、Cr、Mo、Cu是主要以使焊接接頭的抗拉強(qiáng)度或疲勞強(qiáng)度提高為目的而添加的元素。這些元素可以根據(jù)焊接材料的使用目的而選擇其添加量。通過添加這些元素，可以使強(qiáng)度增加，且通過降低焊縫金屬的相變開始溫度可以使疲勞強(qiáng)度也增加。然而，雖然這些元素的作用相同，但每添加1%的效果不一定相同，因此對(duì)各元素確定范圍。Ni是降低相變開始溫度、使強(qiáng)度和韌性等接頭特性提高的元素。Ni的下限確定0.5%，是通過添加而獲得強(qiáng)度和韌性提高的最低限度的值。上限為12.0%，超過該量的添加，有可能會(huì)使焊縫金屬不發(fā)生相變而以奧氏體的狀態(tài)冷卻到最終，不能期望疲勞強(qiáng)度的提高，因此將上限值確定為該值。Cr以及Mo在本發(fā)明中是為了提高焊縫金屬強(qiáng)度以及淬透性而添加的元素。為了使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高，形成馬氏體等相變溫度低的組織是必要的。因此，確保淬透性是不可缺少的。Cr以及Mo是通過添加容易提高強(qiáng)度以及確保淬透性的元素。所以，作為可以獲得強(qiáng)度提高以及確保韌性的效果的最低限度的值，設(shè)定Cr以及Mo元素的下限值為0.1%。另一方面，Cr以及Mo與Ni—樣，通過添加Ni又不同，從提高焊縫金屬的韌性的觀點(diǎn)出發(fā)，不如添加Ni好。所以，Cr以及Mo元素的上限低于Ni是必要的。這些元素的上限被設(shè)定為3.0%,因?yàn)槌^該量的添加，會(huì)發(fā)生接頭的特性上的問題，因此設(shè)定為該值。Cu也與Cr、Mo—樣，是降低相變開始溫度、提高強(qiáng)度以及確保淬透性的有效的元素。但是，添加量過多時(shí)，存在使焊縫金屬發(fā)生Cu裂紋的危險(xiǎn)性，因此上限值設(shè)定得比Cr或Mo低一些是必要的。上限為0.5%，是為了不產(chǎn)生Cu裂紋而設(shè)定的。另一方面，Cu也可能主要通過焊絲涂層為了確保導(dǎo)電性而使用，01的下限設(shè)定為0.1%，從提高強(qiáng)度和提高淬透性的效果以及確保導(dǎo)電性的觀點(diǎn)出發(fā)，是需要的最低限度的值。在本發(fā)明中，對(duì)這4種元素Ni、Cr、Mo、Cu的總量也設(shè)置限制，這些元素具有降低相變開始溫度、提高強(qiáng)度和確保淬透性的效果，作用相同。但是，這些元素如果過多添加，焊縫金屬組織會(huì)成為奧氏體組織，即焊接后的冷卻過程沒有發(fā)生相變，因此沒有提高疲勞強(qiáng)度的效果。而且，在添加量少的情況下，也不能期望得到抗拉強(qiáng)度提高的效果。所以，有必要限制這些元素的合計(jì)。下限為0.2%，低于該量的添加量，不能期望強(qiáng)度增加的效果，所以設(shè)定為該值。上限為12.5%，超過該量的添加量，焊縫金屬成為以奧氏體為主體的組織，焊接中的冷卻過程的相變膨脹不充分，不能期望疲勞強(qiáng)度提高的效果，因此設(shè)定為該值。添加這些元素的目的在僅僅為了提高抗拉強(qiáng)度的情況下，添加量的上限設(shè)定為4.0%，與后述添加的Nb和V并用，經(jīng)濟(jì)上較為理想。而且，在以提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度為目的的情況下，這4種元素Ni、Cr、Mo、Cu的合計(jì)添加量的下限優(yōu)選設(shè)定為2.0%。這是因?yàn)樘砑恿康陀谠撝档那闆r下，焊縫金屬的相變開始溫度不降低、使疲勞強(qiáng)度難以提高的緣故。為了更確切地使疲勞強(qiáng)度提高，該下限值優(yōu)選設(shè)定為3.0%。B是提高淬透性的元素，為了確保鋼板的淬透性，B的添加以重量％計(jì)添加0.001%左右便已經(jīng)足夠，但在焊縫金屬的情況下，氧量高于鋼板，B與氧結(jié)合而奪走其效果，因此比在鋼板的情況下多添加是必要的。確保淬透性的理由在于使焊縫金屬的顯微組織成為更高強(qiáng)度的組織；抑制高溫下相變開始的組織的出現(xiàn)而成為在更低溫度下相變的顯微組織等。這些效果從確保抗拉強(qiáng)度、確保疲勞強(qiáng)度這兩方面來看是優(yōu)選的，因此在本發(fā)明認(rèn)為應(yīng)該積極利用。作為能夠提高焊縫金屬的淬透性的最低限度的值，B的添加量的下限設(shè)定為0.001%。關(guān)于B添加量的上限，即使添加超過該值的量，添加B得到的效果也不增加，因此確定為0.03%。Nb、V、Ti是均能形成碳化物具有使強(qiáng)度增加的作用的元素，可以期望以較少的添加量而使強(qiáng)度增加。即，對(duì)于本發(fā)明，該3種元素是可以期望相同效果的元素。因此，在本發(fā)明中限定這些元素的合計(jì)。下限為0.005%，低于該量的添加量不怎么能期望強(qiáng)度增加，因此設(shè)定為該值。另一方面，當(dāng)超過0.3%的添加量，焊縫金屬的強(qiáng)度過高，會(huì)產(chǎn)生接頭特性方面的問題，因此上限確定為0.3%。此外，關(guān)于Ti，除了增加強(qiáng)度以外，還具有使焊接電弧穩(wěn)定的作用，因此優(yōu)選的Ti含量的下限設(shè)定為0.003%為宜。電弧穩(wěn)定劑是通過將其添加而使焊接電弧穩(wěn)定的元素，本發(fā)明的(1)所述的Na20或K20等也具有使電弧穩(wěn)定的作用，因此稱它們是電弧穩(wěn)定劑也沒有關(guān)系。因此，對(duì)于本發(fā)明，沒有必要必須添加它們以外的電弧穩(wěn)定劑，另夕卜，當(dāng)添加這些電弧穩(wěn)定劑時(shí)，存在不能夠達(dá)到作為本發(fā)明的第l目的即降低渣量的危險(xiǎn)性。但是，如果是Na、Al、F的化合物，則具有使電弧穩(wěn)定的作用，與Na20以及K20不同，存在冰晶石(Na3AlF6)等之類的氧化物系以外的物質(zhì)。如果是氧化物以外的物質(zhì)，則即使添加到焊絲中也不會(huì)成為氧供給源，因此不會(huì)生成由氧化物形成的渣，根據(jù)欲使電弧更加穩(wěn)定的要求而添加這些電弧穩(wěn)定劑是可能的。所以，設(shè)置本發(fā)明的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑的可能適用的范圍是有其意義的。氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑的下限設(shè)定為0.05%，是通過添加而得到電弧穩(wěn)定效果的最低限度的值。另一方面，上限為0.5%，因?yàn)檠趸锵档脑鼊┘航?jīng)作為粘結(jié)劑添加，這些元素也具有電弧穩(wěn)定劑的作用，因此即使超過該量而添加，效果也沒有變化，因此上限確定為0.5%。以上，是本發(fā)明的金屬系藥芯焊絲的石墨成分系焊絲的成分限定理由。其次，敘述SiC成分系焊絲的成分限定理由。石墨以外且SiC以外的c是例如從鋼制外皮添加的c。從鋼制外皮、石墨、SiC的任何一方導(dǎo)入的焊縫金屬中的C，其作用都是相同的。但是，鋼制外皮中的c在制造焊絲中的拔絲工序中對(duì)防止斷絲有效，因此將其規(guī)定在適當(dāng)?shù)姆秶潜匾摹?duì)于石墨以外且SiC以外的C，其下限設(shè)定為0.01%，其理由是由于鋼制外皮中的c量不足該量時(shí)，對(duì)焊絲斷絲的影響大，焊絲本身的成本大幅度增加，不能夠經(jīng)濟(jì)地制作焊接接頭的緣故。另一方面，在鋼制外皮中過量添加c時(shí)，這次在拔絲中發(fā)生硬化，因此上限設(shè)定為0.20%。而且，作為石墨以外且SiC以外的C，可能在添加到焊劑中的鐵粉含有c。在這種情況下，考慮焊絲在拔絲中的硬化，鋼制外皮中的C設(shè)定為0.15%以下，其余部分由鐵粉中的C補(bǔ)充為宜。而且，石墨以外且SiC以外的C的下限，比石墨成分系設(shè)定得高一些，這是因?yàn)镾iC的潤滑劑的作用低于石墨的緣故。關(guān)于SiC的添加量，下限限定為0.6%、上限限定為1.2%。SiC成分系的焊絲主要依靠SiC中的c來達(dá)到焊縫金屬的相變開始溫度的降低，因此為了確保最低限度的c量而設(shè)定該值。關(guān)于其下限，設(shè)定為能夠期望提高疲勞強(qiáng)度的最低限度的值。如果在焊絲中添加上限的1.2%的SiC，則如已經(jīng)在圖3中所示那樣，在焊縫金屬中不僅導(dǎo)入C而且還導(dǎo)入Si，在高于該值的添加量時(shí)，除了SiC以外，會(huì)與已經(jīng)在焊絲中添加的Si相疊加，則不能確保焊縫區(qū)的沖擊特性，且產(chǎn)生焊縫金屬的硬化問題、或奧氏體組織變多而沒有相變、故不能期望疲勞強(qiáng)度提高等的問題，所以設(shè)定為該值。為了獲得電弧焊中的最低限度的脫氧效果，SiC以外且Si02以外的Si的下限確定為0.05%。而且，為了使熔融池與鋼板的親和性良好、且獲得良好的焊道形狀，Si量優(yōu)選為0.1%以上。另一方面，過量添加會(huì)使焊縫金屬硬化，從接頭特性的觀點(diǎn)并不理想，因此其上限確定為1.2%。2Mn是確保強(qiáng)度所必要的元素。Mn的下限為0.2。/。，因?yàn)樵诘陀谠摿康那闆r下，很難確保焊縫金屬強(qiáng)度，故設(shè)定為該值。另一方面，其添加量過多時(shí)，會(huì)引起焊縫金屬的韌性的劣化，因此其上限確定為3.0%。P以及S是不可避免的雜質(zhì)元素，在本發(fā)明中，這些元素在焊縫金屬中大量存在時(shí)，其韌性劣化，因此P以及s的含量的上限分別確定為0.03%和0.02%。焊劑中添加的Si02、A1203、Na20和K20被稱為渣劑，添加它們的理由在于在金屬系藥芯焊絲制造前對(duì)焊劑成分進(jìn)行造粒時(shí)起到粘結(jié)劑的作用；并在充填到鋼制鐵皮之后拉拔到規(guī)定焊絲直徑的拔絲工序中，起到減少焊劑的阻力的潤滑作用等。下限為0.05%，在低于該值時(shí)不能得到上述效果，會(huì)發(fā)生焊絲品質(zhì)和制造效率上的問題，因此設(shè)定為該值。上限為0.40%，在超過該量的添加量的情況下，焊接后的渣發(fā)生量增多，產(chǎn)生涂裝性的問題，因此設(shè)定為該值。對(duì)于SiC成分系，根據(jù)要求可以添加石墨。石墨的添加不僅有利于焊縫金屬的相變開始溫度的降低，而且具有抑制在焊絲拔絲中來自焊劑的阻力的作用，因此通過添加石墨可以提高焊絲制造效率。但是，由于在添加到焊劑中時(shí)存在發(fā)生飛散的問題，在考慮這些問題的基礎(chǔ)上，可以選擇是否在焊劑中添加石墨。石墨添加量的下限設(shè)定為0.05%。該值是通過添加石墨能夠期望使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高的效果的最低限度的值。上限為0.4%，在SiC成分系中，由于主要由SiC來達(dá)到焊縫金屬的相變開始溫度的降低，因此高于該值的添加量，會(huì)產(chǎn)生焊縫金屬的硬化問題、或奧氏體組織增多而不能相變、且不能期望疲勞強(qiáng)度提高等問題，故設(shè)定為該值。本發(fā)明的SiC成分系的焊絲，根據(jù)要求還可以添加Ni、Cr、Mo、Cu。Ni是為了降低焊縫金屬的相變開始溫度、達(dá)到接頭疲勞強(qiáng)度提高所必要的元素。而且也是使強(qiáng)度和韌性等接頭特性提高的元素。Ni的下限為0.5%，是作為可以期望疲勞強(qiáng)度提高的最低值而確定的。上限為5.0%，在SiC成分系焊絲中，已經(jīng)通過C達(dá)到了大幅度的相變開始溫度的降低，超過該量的添加，與已經(jīng)添加的c量相互作用，有可能會(huì)使焊縫金屬不發(fā)生相變而以奧氏體的狀態(tài)冷卻到最終，不能期望疲勞強(qiáng)度的提高，因此將其確定為該值。Cr以及Mo在本發(fā)明中是為了降低焊縫金屬的相變開始溫度以及提高焊縫金屬強(qiáng)度和淬透性而添加的元素。為了使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高，形成馬氏體等相變溫度低的組織是必要的。為此，確保淬透性是不可缺少的。Cr以及Mo是通過添加容易提高強(qiáng)度以及確保淬透性的元素，這一作用比Ni大。所以，作為可以獲得強(qiáng)度提高以及確保淬透性的效果的最低限度的值，設(shè)定它們的下限值為0.1%。另一方面，Cr以及Mo與Ni—樣，通過添加能夠降低相變開始溫度，但與Ni又不同，從提高焊縫金屬的韌性的觀點(diǎn)，不如添加Ni好。而且，在第l成分系中，C己經(jīng)達(dá)到相變開始溫度相當(dāng)程度的降低，因此這些元素的上限設(shè)定為2.0%。Cu也與Cr、Mo—樣，是具有降低相變開始溫度、提高強(qiáng)度以及確保淬透性的有效的元素。但是，添加量過多時(shí)，存在使焊縫金屬發(fā)生Cu裂紋的危險(xiǎn)性，因此上限值比Cr或Mo設(shè)定得低是必要的。上限為0.5%，是為了不產(chǎn)生Cu裂紋的危險(xiǎn)性而設(shè)定的。另一方面，Cu也有可能主要通過焊絲涂層為了確保導(dǎo)電性而使用，Cu的下限設(shè)定為0.1%，從強(qiáng)度提高和淬透性提高的效果以及確保導(dǎo)電性的觀點(diǎn)成分，設(shè)定為需要的最低限定的值。SiC成分系焊絲對(duì)Ni、Cr、Mo、Cu的合計(jì)添加量設(shè)置限制。這些元素具有降低相變開始溫度、提高強(qiáng)度和確保淬透性的效果，其作用相同。但是，當(dāng)過多添加這些元素時(shí)，焊縫金屬組織成為奧氏體組織，即焊接后在冷卻過程中不發(fā)生相變，因此疲勞強(qiáng)度提高的效果消失。另一方面，添加量較少時(shí)，相變開始溫度的降低不充分，不能期望疲勞強(qiáng)度的提高。因此，這些元素的合計(jì)也需要限制。下限為0.5%，在低于該值的添加量時(shí)不能期望疲勞強(qiáng)度提高的效果，因此設(shè)定為該值。上限為6.0%，由于已經(jīng)通過C達(dá)到了相變開始溫度相當(dāng)程度的降低，所以超過該值的添加量，會(huì)使焊縫金屬成為以奧氏體為主體的組織，不發(fā)生相變本身而且不能期望疲勞強(qiáng)度的提高，因此設(shè)定為該值。與石墨成分系相比，這些元素的合計(jì)量的上限被抑制得較低的理由是SiC的作為潤滑劑的作用不如石墨，因此設(shè)定為比石墨多的添加量，結(jié)果可以充分確保焊縫金屬中的C。B是提高淬透性的元素，為了確保鋼板的淬透性，B的添加以重量％計(jì)添加0.001%左右便已經(jīng)足夠，但在焊縫金屬的情況下，氧量比鋼板的高，B與氧結(jié)合會(huì)奪走其效果，因此在鋼板的情況下多添加是必要的。確保淬透性的理由在于使焊縫金屬的顯微組織成為更高強(qiáng)度的組織、抑制在高溫下相變開始的組織的生成而成為在更低溫度下相變的顯微組織等。這些效果從確保抗拉強(qiáng)度、確保疲勞強(qiáng)度這兩方面來看是優(yōu)選的，因此在本發(fā)明中認(rèn)為必須積極利用。B的添加量的下限，作為能夠提高焊縫金屬的淬透性的最低限度的值，設(shè)定為0.001%。關(guān)于B添加量的上限，即使添加超過該值的量，由添加B得到的效果也不增加，因此確定為0.020%。Nb、V、Ti是均能形成碳化物具有使強(qiáng)度增加的作用的元素，以較少的添加量可以期望強(qiáng)度增加。即，對(duì)于本發(fā)明，該3種元素是可以期望相同效果的元素。因此，在本發(fā)明中限定這些元素的合計(jì)。下限為0.005%，低于該量的添加量不怎么能期望強(qiáng)度增加，因此設(shè)定為該值。另一方面，當(dāng)超過0.3%的添加量，則焊縫金屬的強(qiáng)度過高，會(huì)產(chǎn)生接頭特性方面的問題，因此上限確定為0.3%。此外，關(guān)于Ti，除了增加強(qiáng)度以外，還具有使焊接電弧穩(wěn)定的作用，因此優(yōu)選的Ti含量的下限設(shè)定為0.003%為宜。電弧穩(wěn)定劑是通過將其添加在焊劑中而使焊接電弧變得穩(wěn)定的元素，本發(fā)明(1)、(4)所述的Na20以及K20等也具有使電弧穩(wěn)定的作用，因此稱它們是電弧穩(wěn)定劑也沒有關(guān)系。因此，對(duì)于本發(fā)明，添加在其以上的電弧穩(wěn)定劑不一定是必要的，而且如果過多地添加這些電弧穩(wěn)定劑，則作為本發(fā)明的第1個(gè)目的即渣量的降低有不能夠達(dá)到的危險(xiǎn)。但是，如果是Na、Al、F的化合物，則具有使電弧穩(wěn)定的作用，與Na20以及K20不同，存在冰晶石(Na3AlF6)等之類的氧化物系以外的物質(zhì)。如果是氧化物以外的物質(zhì)，則即使添加到焊絲中也不會(huì)成為氧供給源，因此不會(huì)生成由氧化物形成的渣，根據(jù)欲使電弧更加穩(wěn)定的要求而添加這些電弧穩(wěn)定劑是可能的。所以，設(shè)置本發(fā)明的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑的可能適用范圍是有其意義的。氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑的下限設(shè)定為0.05%，是通過添加得到電弧穩(wěn)定效果的最低限度的值。另一方面，上限為0.5%，因?yàn)檠趸锵档脑鼊┘航?jīng)添加，由于這些元素也具有電弧穩(wěn)定劑的作用，因此即使超過該量添加，效果也沒有變化，因此上限確定為0.5%。以上，是本發(fā)明的SiC成分系焊絲的成分限定理由。其次，敘述焊劑的充填率。在本發(fā)明中，對(duì)石墨成分系焊絲的焊劑的充填率進(jìn)行限制。由于可以通過限制向焊絲中充填的焊劑成分來降低焊接后的渣生成量，因此只要在通常的金屬系藥芯焊絲的充填率的范圍內(nèi)，就可以得到其效果，而不必像特開2001-179488號(hào)公報(bào)、特開2001-287087號(hào)公報(bào)、或特開2003-94196號(hào)公報(bào)那樣，有意識(shí)地降低充填率。而且，在焊劑的充填率低的情況下，只要將焊絲成分限定在本發(fā)明的范圍內(nèi)，則也能夠充分發(fā)揮其效果。因此，對(duì)于本發(fā)明，限制焊劑充填率的范圍，是在高疲勞強(qiáng)度焊接材料那樣的合金元素添加量多的情況下。例如，焊劑的充填率限定為5%的焊絲，在Ni添加量占焊絲全體的10%的情況下，只在焊劑中添加Ni是不充分的，必須使用添加了Ni的專用的鋼制外皮。在這種情況下，不能使用通常的鋼制外皮，會(huì)發(fā)生經(jīng)濟(jì)上的問題。在充填率非常高時(shí)這樣的問題不會(huì)發(fā)生。焊劑充填率的下限確定為10%,是充分確保焊絲成分設(shè)計(jì)的自由度，且作為高強(qiáng)度焊接材料、高疲勞強(qiáng)度焊接材料可能達(dá)到的范圍而設(shè)定的。上限為20%,在超過20%的充填率的情況下，焊絲中鋼制外皮所占的比例降低，在焊絲制造中存在斷絲的危險(xiǎn)性，因此設(shè)定為該值。并且，在本發(fā)明中，對(duì)于SiC成分系的焊絲的充填率不作特別限制，這是由于SiC的潤滑劑作用比石墨的潤滑劑的作用小，添加量設(shè)定得高些，成為Ni等合金元素添加量相應(yīng)地受到抑制的成分系，所以沒有必要作為下限設(shè)定為10%。而且，為了實(shí)現(xiàn)SiC成分系焊絲的所要求的充填率，只要在通常的藥芯焊絲的充填率范圍內(nèi)就足夠，因此沒有設(shè)定上限。其次，就保護(hù)氣體進(jìn)行敘述。對(duì)于氣體保護(hù)焊接方法，通常作為保護(hù)氣體，使用含有100%CO2、或Ar氣中含有C02氣體的混合氣體。本發(fā)明的目的是提供焊渣發(fā)生量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法，考慮焊渣基本上是Si02和MnO等氧化物系，對(duì)于保護(hù)氣體，優(yōu)選為選擇氧含量少的氣體。為此，在本發(fā)明的焊接方法中，作為保護(hù)氣體，確定為采用Ar+325。/。C02氣體。并且，CO2氣體為0時(shí)，電弧的穩(wěn)定性不好，因此確定為Ar氣中含有3%以上的C02。含有超過25%(^02的Ar氣，其渣生成方面與100。/。C02的情況下大體相同，因此上限確定為25%。保護(hù)氣體中的02氣，對(duì)于本發(fā)明是雜質(zhì)氣體。但是，在Ar氣中存在02氣的情況下，需要除去02氣的費(fèi)用，因此通常不含有02氣的保護(hù)氣體比含有02氣的保護(hù)氣體價(jià)格更昂貴。所以，本發(fā)明者們認(rèn)為明確02氣的容許含量的范圍是有意義的，因此確定了其容許范圍。在02氣超過4%的情況下，渣的生成量增加不可避免，因此02氣的上限設(shè)定為4%。其次，敘述鋼板的板厚以及鋼板強(qiáng)度。首先，敘述限定鋼板的板厚的理由。本發(fā)明以提供相當(dāng)于實(shí)芯焊絲水平的渣生成量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法為目的。尤其關(guān)于渣量降低，即使不限定鋼板的板厚，只要使用本發(fā)明的范圍內(nèi)的金屬系藥芯焊絲則可能得到其效果。但是，從制作高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的觀點(diǎn)成分，限定鋼板的板厚是必要的。本發(fā)明的提高疲勞強(qiáng)度的原理在于焊縫金屬在冷卻中發(fā)生相變，利用在此時(shí)發(fā)生的焊縫金屬的體積膨脹，使疲勞成為問題的部位的焊接殘余應(yīng)力降低。此時(shí)，鋼板必須拘束焊縫金屬的體積膨脹。即，通過拘束體積膨脹，作為其反力而生成壓縮應(yīng)力，能夠使焊接殘余應(yīng)力降低。為此，對(duì)鋼板的板厚設(shè)定下限是必要的。另一方面，在本發(fā)明中，沒有添加特開平11-138290號(hào)公報(bào)所述那樣的合金元素，因此焊縫金屬的相變開始溫度不如特開平11-138290號(hào)公報(bào)所述的焊接材料那樣低。當(dāng)焊縫金屬的相變結(jié)束，在隨后的冷卻過程中焊縫金屬出現(xiàn)熱收縮，因此盡管特意引入壓縮應(yīng)力，但存在再次成為拉伸應(yīng)力狀態(tài)的可能性。所以，在這樣的技術(shù)中，存在將相變開始溫度盡可能設(shè)定得低的傾向。但是，使相變開始溫度降低，意味著焊絲成本增加，并不理想。在此，本發(fā)明中限定板厚的上限，并盡量減少元素添加量。其理由是在板厚較薄的情況下，與板厚較厚的情況下相比，焊接熱在比較早期的階段傳遞到鋼板的背面，因此在焊縫金屬的相變結(jié)束后發(fā)生的熱收縮過程中不容易發(fā)生拉伸應(yīng)力。對(duì)于本發(fā)明的板厚的下限，在板厚不足lmm的情況下，即使使用本發(fā)明的范圍內(nèi)的金屬系藥芯焊絲來制作接頭，對(duì)板厚的熔深加深，即使焊縫金屬發(fā)生相變膨脹，鋼板也不能充分拘束該膨脹，因此不能充分降低殘余應(yīng)力。即，不能期望疲勞強(qiáng)度的提高。為此，從高疲勞強(qiáng)度接頭的這一觀點(diǎn)出發(fā)，板厚的下限設(shè)定為1.0mm。另一方面，焊接接頭的涂裝性成問題的產(chǎn)業(yè)是汽車領(lǐng)域，在造船等領(lǐng)域，即使焊道存在焊渣，也不會(huì)發(fā)生太大問題。通常，汽車領(lǐng)域幾乎沒有板厚超過5mm的情況，需要這樣的板厚的產(chǎn)業(yè)是造船領(lǐng)域。即，可以判斷在產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)越性較小。而且，如果板厚增加，則如前述那樣，焊接熱不容易穿透到鋼板背面，在焊縫金屬的相變結(jié)束后的熱收縮過程中發(fā)生拉伸應(yīng)力，不能期望疲勞強(qiáng)度提高的效果。因此，板厚的上限設(shè)定為5.0mm。其次，敘述限定鋼板強(qiáng)度的理由。在本發(fā)明中，必須限定鋼板厚度的理由也是為了使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高，在降低渣量為目標(biāo)的情況下，沒必要特別限制。在使用本發(fā)明提供的金屬系藥芯焊絲使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高的情況下，其實(shí)現(xiàn)手段是利用焊縫金屬的相變膨脹的控制焊縫區(qū)的殘余應(yīng)力的方法。即，鋼板拘束相變膨脹的焊縫金屬、使焊縫金屬與鋼板雙方發(fā)生反力的方法。在鋼板強(qiáng)度低的情況下，該反力不能充分提高，結(jié)果是殘余應(yīng)力不能降低。關(guān)于焊縫金屬，合金元素的添加已經(jīng)充分，因此不會(huì)發(fā)生低強(qiáng)度的問題。因此，設(shè)定鋼板強(qiáng)度的下限值是必要的。鋼板強(qiáng)度的下限值440MPa，是作為獲得充足的反力的最低限度的值而設(shè)定的。另一方面，鋼板強(qiáng)度的上限值980MPa，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的焊縫金屬成分內(nèi)，焊縫金屬的強(qiáng)度本身的上限值為980MPa左右，即便使用具有比其以上強(qiáng)度的鋼板，接頭的強(qiáng)度已經(jīng)由焊縫金屬確定，因此認(rèn)為在實(shí)用上沒有意義，因此設(shè)定在該值。實(shí)施例以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。表1以及表2表示了金屬系藥芯焊絲的成分值。表1給出了添加在焊絲中的成分的質(zhì)量％、充填率。各成分是占焊絲總質(zhì)量的質(zhì)量％。表2只表示添加在焊絲的成分之中的鋼制外皮所含有的成分。表2的各成分也是表示為占焊絲總質(zhì)量的質(zhì)量％。即，表2所示的量只是從鋼制外皮中添加的成分，其余部分是充填到焊絲中的從焊劑添加的量。焊絲代號(hào)為WOl、W16、W17、W19的是比較例，W01除了石墨以外與W11相同，但石墨是本發(fā)明范圍外的成分，W16、W17是渣劑超過本發(fā)明的范圍的實(shí)例。W19中的焊絲成分，除了渣劑以外與W14相同，是為了與W14具有相同C量而使鋼制外皮含有C的情況下的實(shí)例。而且，表1中的電弧穩(wěn)定劑是Na、Al、F的化合物即冰晶石(Na3AlF6)。首先調(diào)查焊絲的制造效率。在制造表1的焊絲時(shí)，除了W01以外的焊絲在制造上沒有特別的斷絲而能夠制造。但是，比較例之一的W01盡管除了石墨以外與Wll相同，但是由于沒有添加石墨，因此在制造中途引起斷絲，不能進(jìn)行焊絲的制造。對(duì)于比較例W16、W17，雖然沒有添加石墨，但渣劑的添加量與以往的焊絲相同，因此在制造上沒有特別的問題。其次，作為機(jī)械特性，調(diào)査了在添加C時(shí)能反映問題的夏比沖擊吸收能。關(guān)于夏比沖擊吸收能，準(zhǔn)備了板厚為3.2mm的470MPa級(jí)鋼材，實(shí)施I型坡口焊接，從中切取板厚為2.5mm的2V缺口夏比沖擊試片。設(shè)定板厚為2.5mm是因?yàn)楸景l(fā)明的主要目的是考慮在汽車領(lǐng)域適用的緣故。缺口的位置根據(jù)對(duì)焊接材料的特性進(jìn)行調(diào)査的目的，確定在焊縫金屬的中心區(qū)部位。夏比沖擊試驗(yàn)在o。c實(shí)施。表l表示其結(jié)果。關(guān)于W01焊絲，由于在焊絲制造中斷絲，因此不能實(shí)施試驗(yàn)。對(duì)于焊絲W11W18、W20，得知夏比沖擊吸收能超過20J，具有足夠的接頭特性。但是，關(guān)于比較例W19，由于從鋼制外皮導(dǎo)入C，因此焊縫金屬的C增高，夏比沖擊值為11J、比其它焊絲的情況低。W19焊絲的焊絲中的全C量為0.58%，得知與本發(fā)明的W14焊絲具有同樣的C量。但是，使用W14焊絲的接頭的夏比沖擊值超過20J，得知了雖然C量相同，但以石墨添加的情況與從鋼制外皮添加的情況下的機(jī)械特性有很大差異。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>本發(fā)明例1)表示石墨以外的C。2)表示Si02以外的Si。3)焊絲制造中的拔絲工序中斷絲的以X表示、沒有斷絲的以O(shè)表示。4)板厚為2.5mm的2V型缺口夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果。缺口位置在焊縫金屬中心部位。200680010604.8轉(zhuǎn)溢步被26/385x表2<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>其次，進(jìn)行渣發(fā)生量的調(diào)査。在表l的焊絲中，除了焊絲制造中斷絲的WOl以外，使用W11W18進(jìn)行搭接角焊。關(guān)于焊道表面發(fā)生的焊渣重量的測(cè)定方法，首先在焊接結(jié)束后在焊渣存在于表面的狀態(tài)下測(cè)定試片全體的重量，然后去除焊渣，再次測(cè)定試片全體的重量，通過求出二者之差來確定焊渣的重量。實(shí)施的試驗(yàn)始終保持焊道長度為一定的250mm，避免焊道長度的影響。表3表示渣量的測(cè)定結(jié)果。從表3的結(jié)果知道，渣劑在本發(fā)明的范圍內(nèi)的Wll、W12、W13、W14、W15、W18、以及W20中的焊渣量均低于O.lg，但在使用比較例的W16、W17的情況下，渣量超過0，3g。與表l的實(shí)施例分別地、在使用實(shí)心焊絲在100%0)2保護(hù)氣體的情況下、以及Ar+20。/。CO2氣體的情況下實(shí)施同樣的渣量測(cè)定時(shí)，渣發(fā)生量分別為0.09g和0.05g，可知本發(fā)明例的焊絲可以抑制至與實(shí)芯焊絲同樣的渣生成量。從以上知道，控制渣劑的本發(fā)明的范圍內(nèi)的焊絲Wll、W12、W13、W14、W15、W18、以及W20，在焊絲制造效率上沒有問題，夏比沖擊吸收能也顯示出充分的值、接頭的機(jī)械特性也充分，而且渣發(fā)生量與實(shí)芯焊絲為相同水平，可以充分地降低渣量。表3還表示了疲勞試驗(yàn)結(jié)果。此時(shí)，作為鋼板，準(zhǔn)備了抗拉強(qiáng)度為270MPa、470MPa、570MPa、以及780MPa級(jí)別的4種。表3一并表示了焊絲與鋼板的組合。(b)所示的被稱為"搭接角焊接頭"的形狀。首先，以在鋼板1上搭接鋼板2的形式制作接頭，實(shí)施角焊。然后，進(jìn)行機(jī)械加工。鋼板l以及鋼板2的板厚3和4如圖5(a)、圖5(b)所示。圖5(a)、圖5(b)的陰影線部分是焊縫金屬部分。疲勞試驗(yàn)是通過圖5(b)所示箭頭方向P施加應(yīng)力來加以實(shí)施。此時(shí)，疲勞裂紋發(fā)生在角焊的焊趾端部，隨后傳播到鋼板l、最后以鋼板1發(fā)生破斷的形式結(jié)束。S卩，對(duì)于該接頭，發(fā)生疲勞裂紋的鋼板是指鋼板l。在本實(shí)施例，鋼板l以及鋼板2不一定是同樣材料，也可以用使用了不同鋼板的接頭實(shí)施試驗(yàn)。而且，由于鋼板l發(fā)生疲勞裂紋，在焊趾端部即鋼板1的焊道附近，通過粘貼應(yīng)變片來測(cè)定應(yīng)力。并且，以200萬次反復(fù)施加荷重而不破斷的最大應(yīng)力來確定疲勞極限。試驗(yàn)編號(hào)l使用的焊絲是表l的Wll，作為焊絲成分在本發(fā)明例的范圍內(nèi)，因此是渣量少的焊絲。但是，鋼板l的強(qiáng)度在本發(fā)明的范圍外，因此疲勞極限為220MPa，并不是特別高的疲勞強(qiáng)度。另一方面，在試驗(yàn)編號(hào)2中，發(fā)生疲勞裂紋的鋼板1的強(qiáng)度為470MPa，200萬次疲勞極限為360MPa，可以實(shí)現(xiàn)高疲勞強(qiáng)度。另一方面，試驗(yàn)編號(hào)3、4是鋼板的板厚不足lmm的情況，200萬次疲勞極限分別為250和260MPa，并不是高的疲勞強(qiáng)度。這種情況可以認(rèn)為是下述原因由于焊道的熔深相對(duì)于板厚較大，不能充分拘束焊縫金屬的相變膨脹，不能降低殘余應(yīng)力。與此相比，試驗(yàn)編號(hào)5具有板厚為lmm以上的厚度，200萬次的疲勞極限為380MPa的高疲勞強(qiáng)度。試驗(yàn)編號(hào)6的焊絲成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，渣量充分降低，且發(fā)生疲勞裂紋的鋼板的強(qiáng)度高，因此200萬次的疲勞極限能夠達(dá)到360MPa的高疲勞強(qiáng)度。試驗(yàn)編號(hào)12也同樣如此。試驗(yàn)編號(hào)7、9、10、13的鋼板的板厚為lmm以上，強(qiáng)度也為470MPa以上，且焊絲成分也都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此這些接頭的200萬次的疲勞極限均為340MPa以上。尤其是與使用了W13焊絲的試驗(yàn)編號(hào)9相比較，使用了Ni、Cr、Mo、Cu的合計(jì)量多的焊絲的試驗(yàn)編號(hào)7和13的200萬次的疲勞極限超過400MPa，疲勞強(qiáng)度的提高效果大于試驗(yàn)編號(hào)9。因此可知，在以更切實(shí)地提高疲勞強(qiáng)度為目標(biāo)的情況下，合金元素添加量多一些較為理想。另一方面，試驗(yàn)編號(hào)10使用了焊絲W14，其焊絲成分是與試驗(yàn)編號(hào)9大致相同的成分，但是添加了B。在這種情況下，提高焊縫金屬的淬透性、且在低溫下相變的顯微組織能夠比試驗(yàn)編號(hào)9的情況更多，因此是疲勞強(qiáng)度提高效果比試驗(yàn)編號(hào)9的情況更大的實(shí)例。這樣，為了更切實(shí)地實(shí)現(xiàn)高疲勞強(qiáng)度，添加B、且Ni、Cr、Mo、Cu的合計(jì)量設(shè)定得多一些等對(duì)策是較為理想的。與此相比，試驗(yàn)編號(hào)8以及11是焊絲成分在本發(fā)明的范圍外的情況，200萬次疲勞極限分別為280MPa、260MPa，沒有達(dá)到300MPa。試驗(yàn)編號(hào)1421是鋼板1的強(qiáng)度為比較高強(qiáng)度的780MPa情況下的實(shí)施例。試驗(yàn)編號(hào)14、16、17、18、20，是板厚超過lmm、且焊絲成分均在本發(fā)明的范圍內(nèi)的情況，渣量不足O.lg，且疲勞強(qiáng)度均實(shí)現(xiàn)超過300MPa的高疲勞強(qiáng)度的實(shí)例。與此相比，試驗(yàn)編號(hào)15和19是渣量不能降低、且疲勞強(qiáng)度也不能變高的實(shí)例。試驗(yàn)編號(hào)21使用了表1的W18焊絲，因此是本發(fā)明例，是渣量可以充分降低的實(shí)例，但從使疲勞強(qiáng)度提高的觀點(diǎn)出發(fā)，如表2所示，Cu、Ni、Cr、Mo的合計(jì)為1.30/。，比Wll、W12、W13、W14、W15焊絲的低，是疲勞強(qiáng)度沒有提高的實(shí)例。同樣地，試驗(yàn)編號(hào)23是在鋼板1與鋼板2的組合與試驗(yàn)編號(hào)5相同的情況下，使用的焊絲是W20的情況。試驗(yàn)編號(hào)23的鋼板強(qiáng)度以及焊絲成分均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此是渣發(fā)生量少的情況，但與試驗(yàn)編號(hào)21—樣，是沒有添加Cu、Ni、Cr、Mo的情況，因此是疲勞強(qiáng)度沒有提高的實(shí)例。所以可知，為了在降低渣量的同時(shí)且使疲勞強(qiáng)度提高，優(yōu)選將Cu、Ni、Cr、Mo的合計(jì)設(shè)計(jì)為2%以上。試驗(yàn)編號(hào)22是使用了比較焊絲即W19的情況下的結(jié)果。在這種情況下，焊縫金屬中的C量高，因此結(jié)果是相變溫度降低，疲勞強(qiáng)度能表3<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，有可能將金屬系藥芯焊絲的渣生成量控制在與實(shí)芯焊絲相同的水平，有可能顯著提高使用了金屬系藥芯焊絲而制作的焊接接頭的涂裝性。實(shí)施例2表4表示金屬系藥芯焊絲的成分值。表4給出了焊絲中添加的成分的質(zhì)量％和充填率。各成分是相對(duì)于焊絲全體的質(zhì)量％。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>1)表示SiC以外的C。2)表示SiC以外、且Si02以外的Si。3)板厚為2.5mm的2V型缺口夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果。缺口位置在焊縫金屬中心部位。4)由于發(fā)生裂紋而沒有取得數(shù)據(jù)。200680010604.8勢(shì)溢也被32/383表4中焊絲代號(hào)為100系列的實(shí)例，是對(duì)應(yīng)本發(fā)明的SiC成分系的本發(fā)明例的焊絲及其比較例。而且，在100系列的焊絲中，從150號(hào)開始的焊絲是相對(duì)于本發(fā)明的SiC成分系焊絲的比較焊絲。另外，焊絲代號(hào)為200系列的焊絲是在本發(fā)明的含有石墨的焊絲中添加了少量的SiC的本發(fā)明例的焊絲及其比較例。而且，在200系列的焊絲中，從250號(hào)開始的焊絲是相對(duì)于在含有石墨的焊絲中添加了少量的SiC的本發(fā)明的焊絲的比較焊絲。表中的C表示SiC以外的C，而且表中的Si表示SiC以外且Si02以外的Si。首先，使用表4所示的焊絲制作焊接接頭后，從焊縫區(qū)切取試片，實(shí)施夏比沖擊試驗(yàn)。本發(fā)明的目的在于通過降低焊縫區(qū)的渣生成量來提高涂裝性以及提高接頭疲勞強(qiáng)度，但由于接頭韌性是焊接接頭的基本特性，因此事先借助于焊接接頭的夏比沖擊試驗(yàn)，確認(rèn)本發(fā)明的SiC成分系焊絲的2個(gè)系統(tǒng)的焊縫區(qū)的韌性。通過以下順序?qū)嵤┖附咏宇^的制作和夏比沖擊試驗(yàn)。首先，準(zhǔn)備板厚為3.2mm的780MPa級(jí)鋼板2枚，對(duì)該2枚鋼板的端部之間以I型坡口實(shí)施對(duì)焊從而制作焊接接頭后，通過機(jī)械加工在焊縫金屬的中心部位制作2mV型缺口，制作得到厚為2.5mm的夏比沖擊試片。試片的切取位置如示意圖的圖6所示那樣，將包括I坡口和對(duì)焊W的位置作為夏比沖擊試片的切取位置S。使用該試片，在O'C下實(shí)施夏比沖擊試驗(yàn)，測(cè)定其吸收能。夏比沖擊試驗(yàn)的結(jié)果示于表4。關(guān)于表4中的焊絲152，由于焊接接頭中發(fā)生了凝固裂紋，因此不能進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)。表4所示的由本發(fā)明規(guī)定的成分組成范圍內(nèi)的SiC成分系焊絲制成的焊接接頭的夏比沖擊吸收能，均為實(shí)用上毫無問題的韌性接頭水平。并且，表4中的焊絲代號(hào)為151的比較例的焊絲，盡管比本發(fā)明例的焊絲的夏比沖擊吸收能高，但如后述那樣，由于用于降低相變溫度的成分偏離本發(fā)明的范圍，因此沒有提高接頭疲勞強(qiáng)度的效果。其次，測(cè)定焊縫區(qū)的渣發(fā)生量以及接頭疲勞強(qiáng)度。首先，按照以下所述那樣實(shí)施渣發(fā)生量的測(cè)定方法。關(guān)于渣發(fā)生量，在制作以下敘述的疲勞試片切取用的焊接接頭后，測(cè)定該接頭的重量。接著去掉附著在表面的焊渣，再次測(cè)定重量。然后，計(jì)算該重量差，作為該接頭的渣發(fā)生量。另外，疲勞試片切取用焊接接頭的焊道長度始終制作成一定長度的250mm，因此通過比較其渣發(fā)生量來比較各個(gè)焊絲。然后從接頭切取疲勞試片。其次，使用從焊接接頭切取的試片，按照以下順序?qū)嵤┢谠囼?yàn)，測(cè)定接頭疲勞強(qiáng)度。準(zhǔn)備2枚鋼板，實(shí)施搭接角焊，在調(diào)查了渣發(fā)生量以后，從該接頭切取圖5(a)、圖5(b)所示的疲勞試片。然后，將圖5(b)的箭頭方向作為疲勞載荷附加方向P而施加疲勞負(fù)荷，將經(jīng)過200萬次反復(fù)加載而不發(fā)生疲勞裂紋的應(yīng)力范圍定義為該接頭的疲勞強(qiáng)度，對(duì)該值進(jìn)行比較。應(yīng)力比R為R-O.l。鋼板1以及鋼板2不一定使用同樣的鋼板，也可以選擇不同強(qiáng)度和板厚的3和4的組合。并且，施加到試片的應(yīng)力的值通過在鋼板l的上表面的焊道附近粘貼應(yīng)變片而進(jìn)行檢測(cè)。首先，使用表4的焊絲中代號(hào)為100系列的焊絲在表5所示的條件下制作焊接接頭，然后測(cè)定焊縫區(qū)的渣發(fā)生量和接頭疲勞強(qiáng)度,其結(jié)果示于表5。試驗(yàn)編號(hào)A1的焊絲成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此，渣發(fā)生量為0.07g,不足0.1g，是達(dá)到了降低渣的實(shí)例。而且，為了達(dá)到高疲勞強(qiáng)度，如試驗(yàn)編號(hào)A2那樣，提高鋼板強(qiáng)度即可。試驗(yàn)編號(hào)A3、A10的焊絲成分也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，渣發(fā)生量不足O.lg，是可以達(dá)到降低渣的實(shí)例。而且，為了也達(dá)到高疲勞強(qiáng)度，如試驗(yàn)編號(hào)A4或A2那樣，調(diào)整鋼板的厚度即可。試驗(yàn)編號(hào)All的比較例的鋼板強(qiáng)度和鋼板厚度都在本發(fā)明范圍內(nèi)，焊絲成分中SiC的含量在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此能夠達(dá)到疲勞強(qiáng)度的提高，但焊絲成分中渣劑的合計(jì)含量高于本發(fā)明的范圍，因此不能夠降低渣量。試驗(yàn)編號(hào)A12、A13的比較例的焊絲成分中的SiC含量、渣劑的合計(jì)含量均在本發(fā)明的范圍外，因此疲勞強(qiáng)度的提高以及渣發(fā)生量的降低都沒有達(dá)到。而且，表4所示的焊絲編號(hào)為152的比較例的焊絲在實(shí)施夏比沖擊試驗(yàn)時(shí)發(fā)生裂紋，因此未能實(shí)施疲勞試驗(yàn)。另一方面，試驗(yàn)編號(hào)A2、A4A9的發(fā)明例，疲勞強(qiáng)度全部高于300MPa，且渣發(fā)生量達(dá)到了不足0.1g。從以上可知，本發(fā)明例的表5中的A1A10，渣發(fā)生量全部達(dá)到了不足0.1g，與此相比，比較例的A11A13的渣發(fā)生量均為0.5g以上，可知通過運(yùn)用本發(fā)明能夠達(dá)到渣量的降低。而且，如果調(diào)整鋼板強(qiáng)度和鋼板厚度，如試驗(yàn)編號(hào)A2、A4A9那樣，有可能使疲勞強(qiáng)度成為300MPa以上。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>其次，使用表4的焊絲中的200系列的焊絲在表6所示的條件下制作焊接接頭，然后測(cè)定焊縫區(qū)的渣發(fā)生量和接頭疲勞強(qiáng)'度，其結(jié)果示于表6。表6的渣發(fā)生量和疲勞強(qiáng)度是在本發(fā)明的含有石墨的焊絲中添加了少量的SiC的情況下的實(shí)施例。疲勞強(qiáng)度調(diào)査方法以及渣發(fā)生量的調(diào)查順序與上述說明相同。試驗(yàn)編號(hào)為B3的焊絲成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，渣量為0.09g，達(dá)到了不足0.1g，即是達(dá)到了降低渣量的實(shí)例。但是，由于鋼板厚度較薄、不能充分拘束焊縫金屬的相變膨脹，因此疲勞強(qiáng)度沒有提高。相對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)B3，為了使疲勞強(qiáng)度提高，可以如試驗(yàn)編號(hào)B4那樣調(diào)整鋼板厚度。試驗(yàn)編號(hào)為B9的焊絲成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，渣量為0.05g，達(dá)到了不足O.lg，即是達(dá)到降低渣量的實(shí)例。但是，由于鋼板厚度較厚、焊接熱不能充分到達(dá)鋼板的背面，在焊縫金屬的相變結(jié)束后，應(yīng)力再次轉(zhuǎn)為拉伸應(yīng)力狀態(tài)，疲勞強(qiáng)度沒有提高。相對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)B9，為了使疲勞強(qiáng)度提高，可以如試驗(yàn)編號(hào)B8那樣調(diào)整鋼板厚度。而且，試驗(yàn)編號(hào)為B10的比較例的鋼板強(qiáng)度和鋼板厚度均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，焊絲成分中的SiC含量以及Cu、Ni、Cr、Mo的合計(jì)含量在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此能夠達(dá)到疲勞強(qiáng)度，但焊絲成分中渣劑的合計(jì)含量高于本發(fā)明的范圍，因此渣量的降低沒能達(dá)到。試驗(yàn)編號(hào)為Bll的比較例的焊絲成分中的Cu、Ni、Cr、Mo的合計(jì)含量低于本發(fā)明的范圍，因此焊縫金屬的相變開始溫度的降低不充分，疲勞強(qiáng)度沒有提高。試驗(yàn)編號(hào)B4B8是焊絲成分、以及鋼板的強(qiáng)度和板厚都在本發(fā)明的范圍內(nèi)的實(shí)例。這些實(shí)例的渣發(fā)生量均不足O，lg，能夠達(dá)到渣量的降低，且是疲勞強(qiáng)度全部超過300MPa的能夠達(dá)到高疲勞強(qiáng)度接頭的實(shí)例。從以上結(jié)果可知，為了實(shí)現(xiàn)降低渣量，必須將焊絲成分限制在本發(fā)明的范圍內(nèi)；為了進(jìn)一步達(dá)到高疲勞強(qiáng)度，必須將鋼板強(qiáng)度和板厚限制在本發(fā)明的范圍內(nèi)。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明，有可能將使用金屬系藥芯焊絲進(jìn)行電弧焊時(shí)發(fā)生的渣量抑制在與實(shí)芯焊絲同樣低的水平。由于渣發(fā)生量少，因此制作的焊接接頭不經(jīng)過除渣工序而進(jìn)行涂層，可以原樣保持使用實(shí)芯焊絲的現(xiàn)有的汽車制造工序的效率。而且，通過限定焊絲中的成分，有可能使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度格外提高，因此，本發(fā)明提供的焊接接頭制作方法，可以在保持汽車制造高效率的狀態(tài)下制作高疲勞強(qiáng)度的焊接接頭。權(quán)利要求1.一種金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)充填焊劑而成的氣體保護(hù)電弧焊用金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，含有石墨以外且SiC以外的C0.001～0.20％、石墨0.10～0.7％、SiC以外且SiO2以外的Si0.05～1.2％、Mn0.2～3.0％、限制P0.03％以下、S0.02％以下、且含有SiO2、Al2O3、Na2O以及K2O的1種或2種以上且合計(jì)為0.05～0.40％、并且余量由鐵以及不可避免的雜質(zhì)組成；并且，至少作為所述焊劑含有所述石墨、以及所述SiO2、Al2O3、Na2O和K2O的1種或2種以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在所述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有SiC:0.050.6%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在所述金屬系藥芯焊絲中，焊劑充填率為1020%。4.根據(jù)權(quán)利要求13任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于所述金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Ni:0.512.0%、Cr:0.13.0%、Mo:0.13.0%、Cu:0.10.5%的1種或2種以上且合計(jì)為0.212.5%。5.根據(jù)權(quán)利要求14任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于所述金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有B:0細(xì)0.03%。6.根據(jù)權(quán)利要求15任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于所述金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Nb、V、Ti的1種或2種以上且合計(jì)0.0050.3%。7.根據(jù)權(quán)利要求16任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于對(duì)于所述金屬系藥芯焊絲，作為所述焊劑，以全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有0.050.5%的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑。8.—種金屬系藥芯焊絲，對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)充填焊劑而成的氣體保護(hù)電弧焊用金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，含有石墨以外且SiC以外的C..0.010.20%、SiC:0.61.2%、SiC以外且Si02以外的Si:0.051.2%、Mn:0.23.0%、限制P:0.03%以下、S:0.02%以下、且含有Si02、A1203、Na20以及K20的1種或2種以上且合計(jì)為0.050.40%、并且余量由鐵以及不可避免的雜質(zhì)組成；并且，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為焊劑含有所述SiC、以及所述SiCVA1203、Na20和K20的1種或2種以上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在所述金屬系藥芯焊絲中，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為所述焊劑，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)還含有石墨0.050.4%。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的金屬系藥芯焊絲，在所述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量°/。計(jì)，還含有Ni:0.55.0%、Cr:0.12.0%、Mo:0.12.0%、Cu:0.10.5%的1種或2種以上且合計(jì)為0.56.0%。11.根據(jù)權(quán)利要求8io的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于:在所述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)還含有B:0.0010.015%。12.根據(jù)權(quán)利要求811的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在所述金屬系藥芯焊絲中，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，還含有Nb、V、以及Ti的1種或2種以上且合計(jì)為0.0050.3%。13.根據(jù)權(quán)利要求812的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲，其特征在于在所述金屬系藥芯焊絲中，在鋼制外皮內(nèi)，至少作為所述焊劑，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)還含有0.050.5%的氧化物系以外的電弧穩(wěn)定劑。14.一種氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于使用根據(jù)權(quán)利要求1的任何一項(xiàng)所述的金屬系藥芯焊絲來焊接鋼板。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于作為保護(hù)氣體，使用含有325M的C02、且余量由Ar氣以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的保護(hù)氣體。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于使用在所述保護(hù)氣體中還含有4%以下02氣的保護(hù)氣體。17.根據(jù)權(quán)利要求1417的任何一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法，其特征在于所述鋼板的板厚為1.05.0mm、且抗拉強(qiáng)度為440980MPa。18.—種渣量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法，其特征在于使用權(quán)利要求1417的任何一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)電弧焊方法來焊接鋼板。全文摘要本發(fā)明提供降低渣生成量的、能夠確保良好的涂裝性的金屬系藥芯焊絲、以及使用它的氣體保護(hù)電弧焊方法和渣量少的高疲勞強(qiáng)度焊接接頭的制作方法，對(duì)于在鋼制外皮內(nèi)充填焊劑而成的氣體保護(hù)電弧焊用的金屬系藥芯焊絲，以焊絲全體的質(zhì)量％計(jì)，含有石墨以外且SiC以外的C0.001～0.20％、石墨0.10～0.7％、SiC以外且SiO₂以外的Si0.05～1.2％、Mn0.2～3.0％、限制P0.03％以下、S0.02％以下、且含有SiO₂、Al₂O₃、Na₂O以及K₂O的1種或2種以上且合計(jì)為0.05～0.40％、并且余量由鐵以及不可避免的雜質(zhì)組成，并且，至少作為上述焊劑含有上述石墨、以及上述SiO₂、Al₂O₃、Na₂O和K₂O的1種或2種以上。文檔編號(hào)B23K35/368GK101151120SQ20068001060公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2006年3月29日優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日發(fā)明者及川初彥,笹木圣人,糟谷正申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社