电渣焊用实芯焊丝及焊接接头制造技术

本发明专利技术提供一种电渣焊用实芯焊丝，其能够以线能量例如为10kJ/mm以上这样的高效率，制作出具备强度优异，并且由于焊接金属组织的微细化，从而极低温韧性也优异的这种焊接金属的焊接接头，以及具备该焊接金属的焊接接头。一种电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，在焊丝总质量中，以质量％计，含有C：高于0％且0.03％以下、Si：高于0％且0.10％以下、Mn：高于0％且0.25％以下、Ni：10.5～14.0％、S：高于0％且0.010％以下、Al：高于0％且0.250％以下、REM：0.002～0.080％、O：高于0％且0.0090％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电渣焊用实芯焊丝及焊接接头
本专利技术涉及实芯焊丝和使用该焊丝得到的焊接接头，所述实芯焊丝被用于适用于低温贮存液化天然气等的容器和所使用的化学工厂设备的极低温用钢5.0～10.0％Ni钢的电渣焊。
技术介绍
9％Ni钢具有高强度和液氮温度(－196℃)左右的优异的极低温韧性。因此，9％Ni钢被作为通过焊接来制造像液化天然气(LiquefiedNaturalGas；LNG)等这样被低温贮存的储罐的母材而广泛使用。在这些储罐中，要求在LNG等的液体的温度域即－162℃以下的温度域的极低温韧性优异。因此，在焊接9％Ni钢所形成的焊接接头的焊接金属(焊接接合部)中，也同样要求具有高强度和优异的极低温韧性。历来，在9％Ni钢的焊接时，可适用的焊接方法有使用Ni基焊接材料的焊条电弧焊、埋弧焊、自动TIG(TungstenInertGas)焊等。由这些焊接方法得到的焊接金属，虽然极低温韧性优异，但是强度比9％Ni钢母材低，存在的课题是，结构物的设计板厚必须依照Ni基焊接金属部的强度而增加板厚。另一方面，各钢铁公司推进极低温用钢的Ni量削减，进行7％Ni钢和5％Ni钢的实用化、研究。在专利文献1～5中提出有极低温钢用的焊接用实芯焊丝或气体保护电弧焊(GasMetalArcWelding；GMAW)用药芯焊丝。在先技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2015－9247号公报专利文献2：日本国特开2016－20004号公报专利文献3：日本国特开2016－93823号公报专利文献4：日本国专利第5880662号公报专利文献5：日本国专利第5244059号公报但是，专利文献1～5所述的任意一个专利技术都是使用纯Ar或Ar中有2％以下的氧、二氧化碳或He气的气体保护电弧焊，线能量为1.4～2.2kJ/mm左右，与TIG焊接比较虽然效率提高，但是希望更高效率的施工方法。本专利技术者们，对于作为用于达成线能量例如为10kJ/mm以上这样高效率的焊接的施工方法，在使用了6.0～15.0％Ni这一程度的焊接材料的焊接中适用历来未研究过的电渣焊进行了探讨。在此，电渣焊是在形成于被母材与经水冷的铜衬垫所包围的坡口内的熔融渣池之中放入焊丝，主要以熔融渣的焦耳热作为热源，使母材和焊丝熔融而进行焊接的方法。根据电渣焊，可以由单层进行像造船和工业机械领域等这样板厚大的结构物的立焊。因此，与需要多层焊接的一般的电弧焊相比较，具有高效率这样的优点。但是，在电渣焊中，因为焊接时的线能量大，焊接金属在高温下被长时间保持，所以焊接金属的组织显著粗大化，难以确保充分的极低温韧性。特别是在被水冷的铜衬垫的附近，焊接时的冷却速度显著变大，但在这样的部位，焊接金属的强度局部性地上升，其结果是，有可能吸收功降低，极低温韧性降低。
技术实现思路
鉴于以上，本专利技术其目的在于，提供一种电渣焊用实芯焊丝，其能够以线能量例如为10kJ/mm以上这样的高效率，制作具备强度优异，并且由于焊接金属组织的微细化从而极低温韧性也优异的焊接金属的焊接接头，以及提供具备该焊接金属的焊接接头。本专利技术者们为了解决上述课题，进一步反复锐意研究。其结果发现，通过使电渣焊用实芯焊丝和使用了它的焊接金属的化学成分系满足规定的条件，从而焊接金属的强度和极低温韧性良好。更具体地说，就是发现在上述实芯焊丝中，将Si、Mn和Ni各元素的含量的上限限制在规定量以下，一边抑制强度过大的上升，一边以规定量添加REM(RareEarthMetal；稀土元素类)，使焊接接头的焊接金属中显现以夹杂物为起点的晶内相变组织(针状铁素体)，使焊接金属组织微细化，从而能够解决上述课题。本专利技术基于此认知而提出。即，本专利技术的电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，在焊丝总质量中，以质量％计含有C：高于0％且0.03％以下、Si：高于0％且0.10％以下、Mn：高于0％且0.25％以下、Ni：10.5～14.0％、S：高于0％且0.010％以下、Al：高于0％且0.250％以下、REM：0.002～0.080％、O：高于0％且0.0090％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。本专利技术的一个方式的电渣焊用实芯焊丝，在焊丝总质量中，以质量％计，也可以还含有Ca：0.005～0.050％、Mg：0.001～0.020％中的任意一方或两方。本专利技术的一个方式的电渣焊用实芯焊丝，在焊丝总质量中，以质量％计，也可以还含有Cu：高于0％且1.00％以下。本专利技术的一个方式的电渣焊用实芯焊丝，在焊丝总质量中，以质量％计，也可以还含有从Cr：高于0％且0.50％以下、Mo：高于0％且0.50％以下、W：高于0％且0.50％以下、Nb：高于0％且0.10％以下、V：高于0％且0.10％以下、B：高于0％且0.010％以下所构成的群中选择的至少一种元素，并且，满足下式(1)。Cr+Mo+W≤0.50…(1)本专利技术的一个方式的电渣焊用实芯焊丝，也可以对于焊丝实施镀Cu。另外，本专利技术的焊接接头，其特征在于，该焊接接头的焊接金属，以质量％计含有C：高于0％且0.07％以下、Si：高于0％且0.30％以下、Mn：高于0％且0.40％以下、Ni：10.5～14.0％、S：高于0％且0.0065％以下Al：0.008～0.220％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，晶体取向为15°以上的晶界所包围的大角度晶粒之中，当量圆直径为5～30μm的合计面积分率SA(％)为30％以上。本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有REM：高于0％且0.040％以下。本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有REM：高于0.040％且0.080％以下。本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有Ca：0.0003～0.010％。本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有Cu：高于0％且1.00％以下。本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有从Cr：高于0％且0.50％以下、Mo：高于0％且0.50％以下、W：高于0％且0.50％以下、Nb：高于0％且0.10％以下、V：高于0％且0.10％以下、B：高于0％且0.010％以下所构成的群中选择的至少一种元素，并且，满足下式(2)。Cr+Mo+W≤0.50…(2)本专利技术的一个方式的焊接接头，在焊接金属中，以质量％计，也可以还含有O：高于0％且0.040％以下、N：0％以上且0.010％以下。本专利技术的一个方式的焊接接头，作为母材，也可以使用含有5～10％的Ni的钢板。根据本专利技术的电渣焊用实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，/n在焊丝总质量中，以质量％计含有/nC：高于0％且0.03％以下、/nSi：高于0％且0.10％以下、/nMn：高于0％且0.25％以下、/nNi：10.5～14.0％、/nS：高于0％且0.010％以下、/nAl：高于0％且0.250％以下、/nREM：0.002～0.080％、/nO：高于0％且0.0090％以下，/n余量由Fe和不可避免的杂质构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180517 JP 2018-095768;20190509 JP 2019-0893291.一种电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，
在焊丝总质量中，以质量％计含有
C：高于0％且0.03％以下、
Si：高于0％且0.10％以下、
Mn：高于0％且0.25％以下、
Ni：10.5～14.0％、
S：高于0％且0.010％以下、
Al：高于0％且0.250％以下、
REM：0.002～0.080％、
O：高于0％且0.0090％以下，
余量由Fe和不可避免的杂质构成。


2.根据权利要求1所述的电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，
在焊丝总质量中，以质量％计还含有
Ca：0.005～0.050％、
Mg：0.001～0.020％中的任意一种或两种。


3.根据权利要求1所述的电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，
在焊丝总质量中，以质量％计还含有Cu：高于0％且1.00％以下。


4.根据权利要求1所述的电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，
在焊丝总质量中，以质量％计还含有从如下成分所构成的群中选择的至少一种元素：
Cr：高于0％且0.50％以下、
Mo：高于0％且0.50％以下、
W：高于0％且0.50％以下、
Nb：高于0％且0.10％以下、
V：高于0％且0.10％以下、
B：高于0％且0.010％以下，
并且，满足下式(1)，
Cr+Mo+W≤0.50…(1)。


5.根据权利要求1所述的电渣焊用实芯焊丝，其特征在于，所述焊丝实施有镀Cu。


6.一种焊接接头，其特征在于，
所述焊接接头的焊接金属以质量％计含有
C：高于0％且0...

【专利技术属性】
技术研发人员：名古秀德，杉村朋子，石崎圭人，北川良彦，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP