[發明專利]氣體保護電弧焊接用填充焊劑金屬絲及極低溫用鋼的焊接方法以及焊接接頭的制造方法

有效

• 申請號: 201410643455.5
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104625486A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 猿渡周雄;兒島一浩;中村修一;熊谷達也
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B23K35/368
• 分類號: B23K35/368;B23K35/30;B23K35/38;B23K9/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

技術領域

本發明涉及在LNG罐或化學車間等中使用的、極低溫用5.5～9.5％Ni鋼的氣體保護電弧焊接中使用的填充焊劑金屬絲，特別是涉及可獲得低溫韌性優良的焊接金屬、進而可以提高焊接施工效率且耐低溫斷裂性優良的氣體保護電弧焊接用填充焊劑金屬絲及使用了該金屬絲的極低溫用鋼的焊接方法以及焊接接頭的制造方法。

本申請基于2013年11月8日向世界知識產權組織提交的PCT/JP2013/080284號和2014年10月29日在日本提交的日本專利申請2014-220853號主張優先權，在此援引它們的內容。

背景技術

近年來，由于因地球溫室化的問題所造成的二氧化碳排放量標準強化，對與石油、煤炭等相比二氧化碳的排放量更少的天然氣的需求提高，與之相伴，LNG罐建造的需要也在世界范圍內增高。對LNG罐中使用的鋼材要求確保-196℃的極低溫度下的韌性，因此使用含有5.5～9.5％Ni的Ni系低溫用鋼。

關于該Ni系低溫用鋼的焊接，從滿足嚴格的安全性的必要性出發，使用含有60～80％的Ni的Ni基合金焊接材料，但由于含有大量的Ni，因此該焊接材料極為昂貴。進而，Ni基合金焊接材料由于熔融金屬的流動性差，因此易于產生融合故障等焊接缺陷，為了防止焊接缺陷，實施低線能量下的焊接，在焊接施工效率方面也存在課題。

另外，以降低焊接材料的成本為目的，當將Ni降低至與Ni系低溫用鋼并列的5.5～9.5％左右時，由于焊接金屬變成非常硬的馬氏體組織，因此會產生低溫裂紋的問題。在焊接金屬的組織為奧氏體的Ni基合金焊接材料中不會產生低溫裂紋，用于抑制低溫裂紋所實施的預熱操作成為焊接施工成本降低中的新課題。

對于這種現狀，例如提出了以下的金屬絲作為極低溫用鋼的焊絲。

專利文獻1中公開了作為外皮使用了Ni基合金材料的填充焊劑金屬絲，但含有60～70％的Ni量，不能達成焊接材料的低成本化。

專利文獻2中公開了Ni量為7.5～12.0％的焊接材料，但焊接方法由于是焊接施工效率低的TIG焊接，因此不能提高焊接施工效率。

專利文獻3中公開了作為Ni量為8～13％的焊接材料、通過達成焊接材料成本降低且適用埋弧焊而焊接施工效率優良的金屬絲。但是，由于是埋弧焊，因此所得焊接金屬的氧量高達250pp，與之相伴，-196℃的吸收能量變成低值，不能確保充分的低溫韌性。另外，關于該Ni量下成為問題的低溫裂紋，沒有進行任何探討。

非專利文獻1中公開了下述技術：通過使用將Ni降低至約10％的鐵合金的實芯金屬絲，進行利用100％Ar保護氣體的MIG焊接，能夠獲得與TIG焊接同等程度的低氧的焊接金屬。該技術中，由于顯著地降低上述金屬絲中的P和S量，因此會確保韌性，但根據本發明人們的實驗，有在利用非專利文獻1的方法獲得的焊接金屬中擴散性氫量多、耐低溫斷裂性差的缺點。另外，非專利文獻1所記載的金屬絲由于是需要Rem添加的實芯金屬絲，因此有在焊接施工時飛濺劇烈、焊接操作性差的缺點。

因此，作為極低溫用鋼的焊絲，強烈期待開發除了焊接材料的低成本化、還可提高焊接施工效率、且耐低溫斷裂性也優良的焊絲。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-246507號公報

專利文獻2：日本特開平09-253860號公報

專利文獻3：日本特開2008-161932號公報

非專利文獻

非專利文獻1：阿草一男、古生正昭等、川崎製鉄技報(川崎制鐵技報)、vol.14、No.3(1982)、9％Ni鋼のアルゴンシールド共金MIG溶接(9％Ni鋼的純氬氣保護同質合金MIG焊接)

發明內容

發明要解決的課題

在要獲得作為焊接施工效率優良的消耗電極式氣體保護電弧焊接用的焊絲、即即便降低Ni的含量、低溫韌性也優良的焊接金屬的情況下，自保護氣體中含有的活性氣體侵入到焊接金屬中的氧成為問題。