采用本发明可以提供操作性好、具有80kgf/mm2级以上的高的抗拉强 度，而且在0℃具有27J以上的V型缺口夏比冲击特性的填充焊剂焊丝。
为了具有这样的特性，需要把焊接金属的组织进一步细化，为此不仅 仅是调整在内部填充焊剂的成分，而且也要适当调整组成的比例。
本发明不是使用碱性系焊剂，而是使用了二氧化钛系焊剂，适当使用 Ti或氧化物的TiO2和Si和氧化物的SiO2，为了防止非金属夹杂物残留在 熔融金属内，把与脱氧剂相关的金属锰、金属硅或它的铁合金与含Mg、 Al的合金或金属一起使用。
此外还含有作为附加成分的合金材料，以保持良好的抗拉强度和韧 性。
下面说明构成本发明必要因素的焊剂成分的各种功能和数值限定的 原因。
首先说明必须满足焊剂中Si、Mg、Al三种成分之和占焊丝总重0.5～ 1.5％的原因。
焊接过程中，要通过去除焊接金属内的杂质和氧、氮、氢等气体，获 得良好的焊接部位必须使用脱氧剂，现有具有这种功能的脱氧剂主要使用 Fe-Mn、Fe-Si、Fe-Ti等。
可是使用这样的脱氧剂能达到一定程度脱氧的目的，但存在有不利于 对焊接性能中电弧的稳定性和熔滴移动进行大的调整的问题。
本发明人发现含Mg、Al等的金属粉末或合金材料的脱氧剂中Si、Mg、 Al三种成分之和占焊丝总重0.5～1.5％的话，可以在保持脱氧功能的同时， 使电弧稳定、熔滴移动微细。
可是上述Si、Mg、Al三种成分之和占焊丝总重不足0.5％的话，不仅 不能满足作为脱氧剂的功能，而且电弧变得不稳定，会出现在焊接金属内 产生气孔缺陷的问题，熔滴移动中熔滴颗粒也变大，有崩爆的现象，此外 熔渣的包覆性恶化，形成焊接的焊道外观不良，因此Si、Mg、Al三种成 分之和必须占焊丝总重0.5～1.5％。
Mn能起到促进焊接金属脱氧作用的同时，还具有提高焊接金属韧性 和强度的作用。
Mn含量占焊丝总重在1.5％以下的话，不能充分确保期望的强度和韧 性，超过2.7％的话，不仅会导致强度过高、韧性降低的结果，而且在操作 中也会产生增加焊接烟尘量的问题。
因此希望Mn含量占焊丝总重的1.5～2.7％。
另一方面Mn除了金属Mn以外，还可以以Fe-Mn、Fe-Si-Mn等的 Mn合金的形式加入，此时要换算成Mn含量。
Mg和Al能调节仰焊中焊接金属的凝固速度，起到使焊道性质均匀的 作用。
具有这样功能的Mg和Al在焊剂中的含量，在焊丝总重换算成Mg+Al后，用上述Mn与它的比值表示时(也就是Mn/(Mg+Al))，希望此值为3.5～ 5.0。
如果Mn/(Mg+Al)小于3.5，由于调节凝固的功能强，不能得到均匀的 焊道，如果超过5.0的话，由于调整凝固的功能弱，相反不仅会产生焊道 偏斜的现象，而且会增加喷溅和烟尘的生成量。
因此Mn/(Mg+Al)的值希望为3.5～5.0。
添加的Mg和Al可以是金属粉末，也可以以Fe-Al、Mg-Al合金的形 式加入，此时要分别换算成Mg和Al的含量。
TiO2和SiO2起到熔渣形成剂的作用，此外还具有提高熔渣流动性和电 弧稳定性的附加功能。
TiO2含量小于焊丝总重的2.5％，或者SiO2含量小于0.5％的话，由于 流动性和缺乏粘性，在中、高电流(φ1.2mm焊丝情况下，中电流是指240～ 280A、高电流是指300～360A)中，横向角缝焊接姿势下容易出现咬边 (undercut)，立焊姿势下增加喷溅量，产生焊道下垂现象。此外焊接速度快 的话，生成的熔渣量不足，同时焊道包覆性差，焊道的外观恶化。
另一方面TiO2含量大于9.0％，或者SiO2含量大于2.0％的话，生成过 多的熔渣，同时由于熔渣的自重造成焊道形状不良，产生电弧不稳定现象。 此外增加进入焊接金属内的非金属夹杂物，使焊接金属的强度和韧性恶 化。
因此希望TiO2和SiO2含量分别占焊丝总重的2.5～9％、0.5～2.0％。
TiO2和SiO2添加形式可以用Ti、Si的粉末或铁合金的形式，以及金 红石矿砂、白钛石、硅矿石、长石、云母等氧化物形式，上述的含量范围 是被换算成TiO2和SiO2的形式进行计算。
添加Cr、Ni、Mo、Nb是为了提高抗拉强度和韧性。
从Cr、Ni、Mo和Nb中选两种以上成分的和占焊丝总重小于1.0％的 话，焊接金属得不到80kgf/mm2级以上的抗拉强度和韧性，其和超过2.5％ 的话，强度过高，韧性降低。因此希望从Cr、Ni、Mo和Nb中选两种以 上成分的和占焊丝总重的1.0～2.5％。
下面对比本发明范围的发明示例与本发明范围外的对比示例进行说 明。
首先在具有表1所述的化学成分软钢外皮内，填充表2所述成分的焊 剂制成原料线，把它延伸制成直径1.4mm的焊丝。填充率为15％。
[表1]   项目   C   Si   Mn   P   S   重量％   0.03以下   0.03以下   0.15～0.45   0.02以下   0.02以下
[表2]   项目   焊丝中的化学成分(重量％)   TiO2   SiO2   Al2O3   MgO   Mg   Al   Mn   Si   发   明   示   例   1   6.5   1.5   0.6   0.5   0.33   0.25   2.2   0.45   2   6.0   1.5   0.6   0.5   0.33   0.25   2.2   0.45   3   5.0   1.5   0.6   0.5   0.33   0.25   2.2   0.45   4   5.0   2.0   0.7   0.5   0.33   0.25   2.5   0.45   5   5.5   2.0   0.7   0.5   0.33   0.25   2.5   0.75   6   5.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.75   7   4.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.75   8   4.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.75   对   比   示   例   9   2.0   1.5   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.45   10   2.0   1.5   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.45   11   5.0   2.4   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.75   12   5.0   2.4   0.6   0.5   0.33   0.3   2.5   0.75   13   5.5   2.0   0.6   0.5   0.6   0.3   2.5   0.75   14   5.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   1.0   15   4.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   3.3   0.5   16   4.5   2.0   0.6   0.5   0.33   0.25   2.5   0.5
                          [表3]   项目            焊剂的化学成分   Si+Al+Mg   (重量％)   Mn/(Mg+Al)   Cr、Ni、Mo、Nb中两   种以上的和(重量％)   发   明   示   例   1   1.03   3.8   1.5(Cr+Ni)   2   1.03   3.8   1.5(Mo+Nb)   3   1.03   3.8   2.3(Cr+Mo)   4   1.03   4.3   2.3(Mo+Nb)   5   1.33   4.3   2.3(Cr+Mo)   6   1.33   4.3   2.0(Cr+Nb)   7   1.33   4.3   2.0(Ni+Mo)   8   1.33   4.3   2.0(Ni+Nb)   对   比   示   例   9   1.03   4.3   0.8(Mo+Nb)   10   1.03   4.3   0.5(Cr+Ni)   11   1.33   4.3   0.9(Cr+Mo)   12   1.38   3.96   2.7(Ni+Mo)   13   1.65   2.8   2.0(Cr+Nb)   14   1.58   4.3   2.0(Ni+Nb)   15   1.08   5.86   2.0(Cr+Ni)   16   1.08   4.3   3.0(Cr+Nb)
按：表2各种组成构成的焊剂，具有其成分之间象表3那样的组成， 在表3中重量％是以焊丝的总重量为基准。
表4为由表2和表3的组成制造的填充焊剂的焊丝的焊接条件，其结 果示于表5。
焊接金属的机械、物理性能的试验按AWS规定的制作试样，此时适 用的焊接条件示于表6。以表6的焊接条件为基础，被焊接的金属性能试 验评价结果示于表7。
                    [表4]   项目   焊接条件   试验板材   焊接结构用钢轧材SM490A   试验板材尺寸   厚度12mm、宽度100mm、长度300mm   焊接形式   横向角缝焊接姿势   立焊姿势   焊接电流   340A   240A   焊接电压   32V   26V   焊接速度   40cm/分   -   保护气体   100％CO2   保护气体流量   20升/分 [表5]   项目   焊接操作   横向角缝焊接   立焊   电弧稳   定性   焊道形   状   熔渣剥   离性   喷溅产   生量   电弧稳   定性   焊道形   状   熔渣剥   离性   喷溅产   生量   发   明   示   例   1   ◎   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   2   ◎   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   3   ◎   ◎   ◎   ○   ◎   ◎   ◎   ○   4   ◎   ◎   ◎   ○   ◎   ○   ○   ○   5   ◎   ◎   ◎   ○   ◎   ◎   ◎   ○   6   ◎   ◎   ◎   ○   ◎   ◎   ○   ○   7   ◎   ◎   ◎   ○   ◎   ◎   ○   ○   8   ◎   ○   ◎   ○   ◎   ○   ○   ○   对   比   示   例   9   ×   △   △   △   △   △   △   △   10   ×   △   △   △   △   △   △   ×   11   ○   ○   ○   △   △   △   ○   ×   12   ○   △   △   ×   ○   △   ○   ×   13   △   △   △   ×   △   ○   △   ×   14   △   ○   ○   ×   △   ○   ○   ×   15   △   △   ○   △   △   ○   ○   △   16   △   △   △   △   △   ○   ○   △
在表5中◎表示非常好、○良好、△普通、×不良。
                    [表6]   项目   焊接条件   试验钢板材料   焊接结构用轧材SM490A   试验钢板尺寸   厚度：19mm、宽度：150mm、长度：300mm   焊缝坡口角度   45°   焊缝根部间隔   12mm   道次和层数   17道6层   层间温度   150℃   保护气体   100％CO2   焊接电流   260A   焊接电压   32V
                    [表7]   项目   抗拉、冲击试验结果   抗拉强度(kgf/mm2)  CVN(j、-18℃)   发   明   示   例   1   78  60   2   79  62   3   80  58   4   79  63   5   81  60   6   84  55   7   82  63   8   82  63   对   比   示   例   9   73  21   10   72  23   11   83  33   12   82  32   13   82  33   14   84  24   15   88  20   16   90  18
从表5和表7可以看出，在构成焊剂的化学成分的组成和化学成分间 的比在本发明范围内的发明示例1～8中，横向角缝焊接姿势和立焊姿势 都显示出优良的焊接操作性，不仅保持高的抗拉强度，而且在-18℃有良好 的冲击吸收能。
另一方面对比示例9～16构成焊剂的化学成分的一种或二种在本发明 要求的范围之外的情况下，表现出操作性恶化，或抗拉强度和冲击吸收能 恶化。
对比示例9和10由于添加的换算成氧化物的TiO2小于2.5％，电弧的 稳定性和熔渣的剥离性不好，喷溅生成量增加等，表现出整体焊接操作性 恶化。
对比示例11和12由于添加的换算成氧化物的SiO2大于2.0％，焊道 形状凹凸不平严重，特别是立焊时出现喷溅生成量增加的问题。
对比示例13和14是Si、Al、Mg三种成分的和超出本发明的范围的 情况，电弧稳定性恶化，喷溅生成量增加，整体上看显示出操作性恶化。
对比示例15是Mn含量超过2.7％，Mn/(Mg+Al)的值超出本发明范围 的情况，表现出抗拉强度高，冲击吸收能恶化。
对比示例16是从Cr、Ni、Mo、Nb中选两种以上成分的和超过2.5％ 的情况，与对比示例15相同，表现出抗拉强度高，冲击吸收能极低。
因此本发明提出的范围内的焊丝整体的焊接操作性和机械、物理性能 都好，在本发明范围以外的焊丝不仅操作性差，机械、物理性能也非常不 好。