[發(fā)明專利]超高強(qiáng)度鋼焊接用藥芯焊絲

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380023982.X
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN104271310A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中村修一;兒島一浩;戶冢康仁;志村龍一
• 申請（專利權(quán)）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B23K35/368
• 分類號: B23K35/368;B23K9/12;B23K35/30;B23K35/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉航;段承恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗拉強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度)為950MPa以上1500MPa以下的超高強(qiáng)度鋼的焊接所使用的藥芯焊絲。特別是涉及能夠防止在超高強(qiáng)度的焊縫金屬中發(fā)生的延展性降低裂紋，得到具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性、伸長率的焊縫金屬的超高強(qiáng)度鋼焊接用藥芯焊絲。

本申請基于在2012年5月8日在日本申請的專利申請2012-106607號要求優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引到這里。

背景技術(shù)

近年來，建設(shè)起重機(jī)等的建設(shè)機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械的大型化、輕量化的要求正在增加，與之相伴，所使用的鋼板也開始使用950MPa級鋼、1180MPa級鋼等的超高強(qiáng)度鋼板。使用這些超高強(qiáng)度鋼板的理由是因為：通過制品的輕量化、以及減少鋼材使用量來使鋼材費用和搬運費用減少；通過鋼材變薄、單重減少，鋼材的處理良好，焊接量也減少，因此可期待制造工期縮短、施工成本削減。

但是，盡管對于超高強(qiáng)度鋼的使用要求變得非常高，但是950MPa級以上的超高強(qiáng)度鋼的使用量，從總體量來看還是一點點。

作為其原因，可舉出：在950MPa級以上的超高強(qiáng)度鋼的焊接中，得到與母材鋼板的性能相稱的高強(qiáng)度高韌性的焊縫金屬變得更困難，因此適合于那樣的焊接的焊接材料的開發(fā)未充分進(jìn)行。

在超高強(qiáng)度鋼的焊接中，需要得到高合金的焊縫金屬。作為高合金的焊絲，藥芯焊絲在制造性方面有利，因此特別需要開發(fā)能夠應(yīng)用于超高強(qiáng)度鋼的焊接的藥芯焊絲。

在這樣的狀況中，以確保超高強(qiáng)度鋼的焊接所需要的強(qiáng)度和韌性為目的，曾提出了如下那樣的藥芯焊絲。

在專利文獻(xiàn)1中，適量添加對確保強(qiáng)度和韌性有效的Ni、和除此以外的Mo、W、Nb、V等，來確保焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度和韌性。而且，提出了通過使焊絲中適量含有作為脫氧元素的Si、Mn、Al、Ti、Mg，能夠防止由焊接時的焊縫金屬中的氧以及擴(kuò)散氫引起的焊縫金屬的韌性以及延展性的降低，并且將y型裂紋焊接試驗中的裂紋停止溫度降低到150℃以下的藥芯焊絲。

另外，在本發(fā)明人的專利文獻(xiàn)2中，提出了在抗拉強(qiáng)度為950MPa級以上的超高強(qiáng)度鋼的焊接中，特別是為了能夠在100℃的預(yù)熱溫度下進(jìn)行焊接，向焊藥中添加Mg，能夠得到降低焊縫金屬的擴(kuò)散氫量、為高韌性且提高了耐低溫裂紋性的焊縫金屬的藥芯焊絲。

在專利文獻(xiàn)3中，公開了一種添加金屬氟化物、金屬氧化物的490～780MPa級高強(qiáng)度鋼用的藥芯焊絲。但是，關(guān)于對于超過780MPa級的強(qiáng)度水平的高強(qiáng)度鋼成為問題的延展性降低裂紋，都沒有進(jìn)行任何研究。

在專利文獻(xiàn)4中，公開了即使在涂布底漆和/或產(chǎn)生銹的鋼材的焊接中也不產(chǎn)生凹坑(pit)和氣槽等的氣孔，能夠形成良好的焊道的添加有金屬氟化物的藥芯焊絲。但是，由于是低強(qiáng)度的焊接材料，因此基本不含C、Mn和其他的合金成分，而且金屬氧化物為焊藥組成的主體，對延展性降低裂紋以及焊縫金屬的韌性也沒有進(jìn)行研究。另外，雖然記載了金屬氟化物降低擴(kuò)散氫量，但是金屬氟化物的含有量為2.0％以下，沒有進(jìn)行對于其降低效果的定量性的分析。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本國特開2008-093715號公報

專利文獻(xiàn)2:日本國特開2011-005531號公報

專利文獻(xiàn)3:日本國特開平8-257785號公報

專利文獻(xiàn)4:日本國特開平3-180298號公報

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1:日本焊接學(xué)會編，「新版焊接·接合技術(shù)特論」，2005年發(fā)行，東京，產(chǎn)報出版株式會社，141頁

發(fā)明內(nèi)容

950MPa以上的超高強(qiáng)度鋼的焊接接頭，與鋼材同樣地要求焊縫金屬也為超高強(qiáng)度，但超高強(qiáng)度的焊縫金屬新產(chǎn)生了發(fā)生延展性降低裂紋的問題。

延展性降低裂紋，是在多層堆焊中，因原始γ晶界開裂而引起的現(xiàn)象。超高強(qiáng)度鋼的焊接，希望限制每1道的線能量，因此采用多層堆焊來進(jìn)行。在多層堆焊中，先形成的焊縫金屬因后面的焊層而受到再加熱。那時，主要是C和S在原始γ晶界偏析，由此脆化了的原始γ晶界因冷卻時產(chǎn)生的熱收縮而開裂，由此引起。