气体保护电弧焊方法、焊接接头和焊接接头的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供气体保护电弧焊方法、焊接接头及其制造方法。本发明专利技术为利用窄坡口的多层焊对钢材进行接合的气体保护电弧焊方法，形成钢材的坡口角度θ为20

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体保护电弧焊方法、焊接接头和焊接接头的制造方法


[0001]本专利技术涉及气体保护电弧焊方法、使用该方法得到的焊接接头和该焊接接头的制造方法。本专利技术尤其涉及钢材的窄坡口气体保护电弧焊的根部焊方法。

技术介绍

[0002]近年来，伴随建筑物、船舶等钢铁结构物的大型化，存在钢板厚壁化的倾向。然而，板厚越大则坡口面积越大，因此，焊接道次变多，存在焊接施工需要费力费时的问题。另外，由于劳动人口的减少，也存在难以确保焊接技能者的问题。出于这些原因，期望提高钢铁结构物制造中的焊接施工效率。
[0003]作为使焊接施工效率提高的方法，可举出窄坡口化。通过窄坡口化使坡口面积变小，由此能够削减焊接道次数、缩短施工时间。然而，窄坡口焊中，容易在根部焊部发生熔合不良，因此正在进行确保熔融深度的研究。
[0004]例如，专利文献1中，作为窄坡口焊的方法，公开了如下的方法：将根部焊设为2道次以上从而将各道次分配给底部坡口间隙的两侧，进一步将从焊炬前端的供电焊嘴供给的焊丝的供给角度相对于垂线控制为5
°
以上且15
°
以下的范围。由此，能够将厚钢材的底部中的熔融深度确保为1.5mm以上。
[0005]另外，专利文献2中，作为窄坡口焊的方法，公开了如下的方法：在反复施加脉冲电压的同时，通过与焊接推进方向交差的方向上的焊炬的往复运动，在焊炬位于坡口内的两端部时，控制电弧长度以产生埋弧。由此，确保熔透深度。
[0006]上述专利文献1和专利文献2中公开了使用垫板金属的窄坡口焊方法。然而，该垫板金属从接头健全性的观点出发存在不优选的情况。即，母材与垫板金属之间的形状为尖锐的缺口，成为应力集中部。因此，使用了垫板金属的焊接接头中，存在由该缺口部产生疲劳裂纹、或者成为脆性断裂的起点的情况。因此，为了避免上述的缺口部的存在，认为下述焊接方法是优选的：设为不使用垫板金属的两面焊接、或者使用了在焊接后能够取下的陶瓷制垫板材料的单面焊接，来形成熔透焊道。但是，前者需要焊接接头的反转、清根作业，从施工效率的观点出发不能说是优良的焊接方法。另外，关于后者，公开了窄坡口焊方法的专利文献1和专利文献2的方法中，在使用了没有通电性(导电性)的陶瓷制垫板材料的情况下，无法确保焊接时的通电，存在无法实现稳定的焊接的问题。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利第5861785号公报
[0010]专利文献2：日本专利第6568622号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]本专利技术目的在于：为了在基于钢材的对接的气体保护电弧焊方法中，实现能够提
高施工性的窄坡口焊、和不存在可能成为疲劳裂纹、脆性断裂的起点的垫板金属的焊接部，提供使用了陶瓷制垫板材料的窄坡口的单面对接的气体保护电弧焊方法。另外，本专利技术目的在于提供使用了该焊接方法的健全性优良的焊接接头及其制造方法。
[0013]用于解决问题的方法
[0014]本专利技术人对于在应用了无通电性的陶瓷制的垫板材料的情况下能够稳定施工的条件进行了研究。反复深入研究的结果是发现：在对焊接电流和焊接电压进行控制的同时，通过选择与根部间隙相匹配的焊接线能量，由此在电弧正下方形成用于确保通电性的熔池，从而能够实现稳定的焊接。进一步发现：可得到在根部焊部没有咬边的健全的熔透焊道。
[0015]另外，对于在将垫板材料设为陶瓷制的情况下无法确保通电性而无法起弧的问题，发现了如下的方法。具体发现了如下的方法：如图1和图2所示在带有陶瓷制垫板材料的接头的外侧安装带有钢制垫板材料的钢制引弧板，在该钢制引弧板部使电弧发生，或者如图3和图4所示在坡口内部的电弧发生位置散布切割焊丝而得的切断丝，由此确保通电性、进行起弧。
[0016]本专利技术基于上述发现并进一步进行研究而完成，本专利技术的主旨如下所示。
[0017][1]一种气体保护电弧焊方法，其是利用窄坡口的多层焊对钢材进行接合的气体保护电弧焊方法，其中，
[0018]形成钢材的坡口角度θ为20
°
以下的坡口，将作为该坡口的下部的间隙的根部间隙G(mm)设为7～15mm，
[0019]根部焊中，使用陶瓷制的垫板材料，并且，将焊接电流I(A)设为250～400A、且将焊接电压V(V)设为25～45V，将用焊接线能量Q(kJ/mm)除以上述根部间隙G(mm)而得的值[Q/G]设为0.32～0.70的范围，以1道次进行，
[0020]在此，上述焊接线能量Q为Q＝I
×
V/S/1000，
[0021]式中所示的I为焊接电流(A)，V为焊接电压(V)，S为焊接速度(mm/秒)。
[0022][2]根据[1]所述的气体保护电弧焊方法，其中，在要接合的上述钢材的端部外侧安装钢制引弧板，在该钢制引弧板使电弧发生。
[0023][3]根据[1]所述的气体保护电弧焊方法，其中，在上述坡口的内部的电弧的发生部散布切割焊丝而得的切断丝后，使电弧发生。
[0024][4]根据[1]～[3]中任一项所述的气体保护电弧焊方法，其中，上述根部焊中，使用包含非活性气体和20体积％以上的CO2气体的焊接保护气体。
[0025][5]根据[4]所述的气体保护电弧焊方法，其中，上述焊接保护气体的气体流量为15～25L/分钟。
[0026][6]一种焊接接头，其通过使用[1]～[5]中任一项所述的气体保护电弧焊方法进行根部焊而得到。
[0027][7]一种焊接接头的制造方法，其使用了[1]～[5]中任一项所述的气体保护电弧焊方法的根部焊。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术，在基于钢材的单面对接的气体保护电弧焊方法中，可实现能够提高施工性的窄坡口焊、和不存在可能成为疲劳裂纹、脆性断裂的起点的垫板金属的焊接部。由
此，能够提供使用了陶瓷制垫板材料的窄坡口的单面对接的气体保护电弧焊方法、健全性优良的焊接接头及其制造方法，在产业上起到显著的效果。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的一个实施方式的安装有钢制引弧板的焊接接头的示意立体图。
[0031]图2为图1所示的安装有钢制引弧板的焊接接头的示意后视图。
[0032]图3为本专利技术的另一实施方式的、将起弧方法设为切断丝散布情况下的焊接接头的示意立体图。
[0033]图4为图3所示的将起弧方法设为切断丝散布情况下的焊接接头的示意后视图。
[0034]图5为示出本专利技术的坡口形状的一例的示意剖面图。
[0035]图6为示出本专利技术中的焊接线能量Q与根部间隙G的相关关系的相关图。
具体实施方式
[0036]首先，对本专利技术的气体保护电弧焊方法的一个实施方式进行说明。
[0037]本专利技术为进行钢材的单面对接焊接的气体保护电弧焊方法。该焊接方法中，将达到规定板厚的2片钢材对接以成为规定的坡口，将这些钢材利用气体保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体保护电弧焊方法，其是利用窄坡口的多层焊对钢材进行接合的气体保护电弧焊方法，其中，形成钢材的坡口角度θ为20
°
以下的坡口，将作为该坡口的下部的间隙的根部间隙G(mm)设为7～15mm，根部焊中，使用陶瓷制的垫板材料，并且，将焊接电流I(A)设为250～400A、将焊接电压V(V)设为25～45V、将用焊接线能量Q(kJ/mm)除以所述根部间隙G(mm)而得的值[Q/G]设为0.32～0.70的范围，以1道次进行，在此，所述焊接线能量Q为Q＝I
×
V/S/1000，式中所示的I为焊接电流(A)，V为焊接电压(V)，S为焊接速度(mm/秒)。2.根据权利要求1所述的气体保护电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田充志，伊藤高一，藤泽清二，石神笃史，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：