堆焊用藥芯焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及堆焊中使用的藥芯焊絲。更詳細而言，涉及使用了藥芯焊絲的堆焊中 的作業(yè)性改善技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 堆焊不是母材彼此接合、而是將相應(yīng)于目的的金屬熔敷在母材的表面的焊接方 法。并且，在通過氣體保護電弧焊進行堆焊時，主要使用藥芯焊絲(例如，參照專利文獻1。）。 例如，專利文獻1所述的金屬系藥芯焊絲中，通過添加適量的堿金屬化合物、堿土金屬化合 物及堿土金屬合金從而使電弧穩(wěn)定、降低飛濺產(chǎn)生量。
[0003] 另一方面，堆焊時，母材成分的稀釋對焊接金屬產(chǎn)生較大影響，因此優(yōu)選施工時盡 量不熔解母材。因此提出了一種藥芯焊絲，其通過使用純Ar作為保護氣體，并且規(guī)定焊絲成 分，從而在維持良好的焊接作業(yè)性的同時降低了母材成分的稀釋率(參照專利文獻2)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開2010 - 253516號公報 [0007] 專利文獻2:日本特開2012 - 55899號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 但是，利用現(xiàn)有的藥芯焊絲進行堆焊時，熔透(penetration)大、母材稀釋率大，因 此為了獲得規(guī)定的焊接金屬組成，需要形成3層以上的肉盛層。例如，專利文獻1所述的藥芯 焊絲由于沒有研究母材稀釋，因此在以電子釋放材料即氧化物形態(tài)中添加堿金屬化合物、 堿土金屬化合物時，電弧的集中性高、熔透深度變深，母材稀釋率會變大。
[0010] 此外，專利文獻2所述的技術(shù)中，使用純Ar作為保護氣體，在電弧正下方不形成氧 化物，因此電弧氣氛的電流密度極大地受焊絲中的成分的左右。并且，例如，在焊絲中大量 添加電子釋放材料時，熔透變大，有時無法獲得低稀釋的焊接金屬。
[0011] 因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種母材稀釋率低、能夠以較少的層數(shù)獲得目 標的焊接金屬組成的堆焊用藥芯焊絲。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 本發(fā)明的堆焊用藥芯焊絲為在外皮內(nèi)填充有焊劑的藥芯焊絲，前述焊劑的填充率 為10.0~35.0質(zhì)量％，相對于前述焊劑總質(zhì)量，將堿金屬氟化物及堿土金屬氟化物的總含 量(F換算值)設(shè)為A(質(zhì)量％ )、將單獨堿金屬及單獨堿土金屬的總含量設(shè)為B(質(zhì)量％ )、將堿 金屬氧化物及堿土金屬氧化物的總含量設(shè)為C(質(zhì)量％ )時，滿足下述數(shù)學式1。
[0014][數(shù)學式1]
[0015] 0.3 < [A/{ 1+0.7 X(B+2C)}] <2.0 · · *(1)〇
[0016] 前述焊劑中，可以將堿金屬氟化物及堿土金屬氟化物的總含量A設(shè)為以F換算值計 為0.2~3.0質(zhì)量％。此外，前述焊劑的組成還可以是:單獨堿金屬及單獨堿土金屬的總含量 Β(質(zhì)量％ )與堿金屬氧化物及堿土金屬氧化物的總含量C(質(zhì)量％ )的關(guān)系滿足下述數(shù)學式 2〇
[0017][數(shù)學式2]
[0018] (B+2C) <6 · · · (2)
[0019] 進而，前述焊劑還可以將Ti02、Si02及ZrO^總含量限定為3質(zhì)量％以下。
[0020]另一方面，本發(fā)明的藥芯焊絲可以用奧氏體系不銹鋼形成前述外皮，可以用于使 用Ar氣濃度為95體積％以上的保護氣體的電弧焊。
[0021 ] 此時，例如，可以設(shè)為如下組成：相對于焊絲總質(zhì)量，含有Si : 0.3~1質(zhì)量％、Mn: 0.5~2.5質(zhì)量％、0:18~25質(zhì)量％、附：9~14質(zhì)量％，并規(guī)定(：:0.04質(zhì)量％以下，余量由卩6 和不可避免的雜質(zhì)組成。
[0022] 進而，可以根據(jù)需要相對于焊絲總質(zhì)量添加 M〇:4質(zhì)量％以下和/或Nb:l質(zhì)量％以 下。
[0023]本發(fā)明的藥芯焊絲可以用Ni基合金形成前述外皮，可以用于使用Ar氣濃度為95體 積％以上的保護氣體的電弧焊。
[0024] 此時，可以設(shè)為如下組成:相對于焊絲總質(zhì)量，含有Si :0.1~1質(zhì)量％、Μη:0.3~10 質(zhì)量％、Cr: 13~24質(zhì)量％，余量由Ni和不可避免的雜質(zhì)組成。
[0025] 進而，可以根據(jù)需要相對于焊絲總質(zhì)量添加選自由C: 0.1質(zhì)量％以下、Mo: 17質(zhì) 量％以下、Nb:5質(zhì)量％以下、Ti :0.75質(zhì)量％以下、W:5質(zhì)量％以下、V:0.3質(zhì)量％以下及Fe: 20質(zhì)量％以下構(gòu)成的群中的至少1種元素。
[0026]本發(fā)明的藥芯焊絲還可以用于使用Ar氣濃度為95體積％以上的保護氣體的硬化 堆焊。
[0027] 此時，可以設(shè)為如下組成:相對于焊絲總質(zhì)量，含有C:0.05~1.5質(zhì)量％、Si :0.3~ 3.0質(zhì)量％^:0.3~3.0質(zhì)量％及〇:0.3~10質(zhì)量％，余量由？6和不可避免的雜質(zhì)組成。 [0028] 進而，還可以相對于焊絲總質(zhì)量添加選自由M〇:9質(zhì)量％以下、W:4質(zhì)量％以下及V: 2質(zhì)量％以下構(gòu)成的群中的至少1種元素。
[0029] 發(fā)明的效果
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，由于規(guī)定了堿金屬及堿土金屬的添加形態(tài)的平衡，因此能夠抑制母 材的稀釋、以較少的層數(shù)獲得目標的焊接金屬組成。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為表示母材稀釋率的測定方法的剖面圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，對于本發(fā)明的具體實施進行詳細說明。需要說明的是，本發(fā)明并不受以下說 明的實施方式限定。
[0033]本實施方式的藥芯焊絲用于堆焊，為如下構(gòu)成:在外皮內(nèi)以相對于焊絲總質(zhì)量為 10.0~35.0質(zhì)量％的范圍的填充率填充滿足下述數(shù)學式3的組成的焊劑。需要說明的是，下 述數(shù)學式3中，A為堿金屬氟化物及堿土金屬氟化物的總含量的F換算值(質(zhì)量％ )、B為單獨 堿金屬及單獨堿土金屬的總含量(質(zhì)量％)、c為堿金屬氧化物及堿土金屬氧化物的總含量。 此外，下述數(shù)學式3規(guī)定的A、B及C均為相對于焊劑總質(zhì)量的值。
[0034] [數(shù)學式3]
[0035] 0.3< [A/{1+0.7X(B+2C)}] <2.0 · · *(3)〇
[0036] Na、K、Ca及Mg等堿金屬、堿土金屬作為電弧穩(wěn)定劑起作用，為了減少飛派而添加到 使用C02、混合氣體作為保護氣體的焊接中所用的焊絲中。但是，根據(jù)本發(fā)明人的實驗和研 究獲知，在Ar濃度高的氣氛中，這些堿金屬、堿土金屬向焊絲中的添加形態(tài)對電弧的行為、 熔透形狀有較大影響。
[0037]例如，當以氟化物形式將堿金屬、堿土金屬添加到焊劑中時，有電弧的分布變大、 減少熔透的效果。具體而言，金屬氟化物在高溫的電弧氣氛中分解成金屬離子和氟化物離 子，通過該解離反應(yīng)而生成的金屬離子使電弧氣氛的電阻降低、擴大電弧并降低熔透深度。 [0038]另一方面，當堿金屬、堿土金屬以合金成分、氧化物的形態(tài)添加到焊絲中時，形成 電子釋放材料，使電弧集中在熔融池上，產(chǎn)生過大的熔透。具體而言，堿金屬氧化物及堿土 金屬氧化物由于功函數(shù)小、促進電子釋放，因此具有提高電弧的集中性的作用。此外，單獨 的堿金屬及堿土金屬與熔融金屬中的氧反應(yīng)并生成堿金屬氧化物及堿土金屬氧化物，因此 具有同樣的作用。
[0039]因此，堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、單獨堿金屬及單獨堿土金屬若少量添加， 則具有由提高焊道的的熔合所帶來的降低融合不良的效果，但若過量添加，則會使熔透增 大、加劇母材稀釋。進而，堿金屬及堿土金屬為強脫氧材料，因此還具有提高熔融池的粘性、 抑制熔融金屬垂落的效果，但若過量添加，則導致焊渣產(chǎn)生量增加。
[0040] 因此，本實施方式的藥芯焊絲將堿金屬及堿土金屬的添加形態(tài)區(qū)分為氟化物、單 獨金屬及氧化物，并規(guī)定了這些成分在焊劑中的含量關(guān)系。具體而言，焊劑組成滿足上述數(shù) 學式3。需要說明的是，上述數(shù)學式3中規(guī)定的[A/{1+0.7X(B+2C)}]小于0.3的情況下，與堿 金屬氟化物及堿土金屬氟化物帶來的電弧擴大效果相比，熔融池中產(chǎn)生的堿金屬氧化物及 堿土金屬氧化物所帶來的電弧的集中效果更大。其結(jié)果是，熔透