[发明专利]二氧化碳气体保护焊用实芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及对软钢或490至520N/mm²级高张力钢进行二氧化碳气体 保护电弧焊时所使用的二氧化碳气体保护焊用实芯焊丝，特别是涉及可以 以高效率进行焊接，并且能够得到机械的性能良好的焊接金属的二氧化碳 气体保护电弧焊用实芯焊丝。

背景技术

近来，在建筑钢筋领域，以CO₂作为保护气体的气体保持电弧焊接法， 从其高效率的优点出发而被主要使用。以前，该气体保护电弧焊接法几乎 都是利用人手的半自动焊接法，但是出于人力节约化带来的成本降低和 夜间或休息的无人操作时仍可进一步提高焊接效率的目的，利用机器人的 自动焊接也得到普及。另一方面，在焊接品质的方面以耐震性提高为重点， 为了实现焊接接头部的性能提高，在1997年的JASS6修定及1999年的建 筑基准法修定中，规定对焊接时的输入热能、道间温度进行上限管理。受 到这一动向影响，焊丝也被开发出与高热量输入、高道间温度对应的焊丝， 其对于490N/mm²级钢钢板能够允许达到最大输入热能40kJ/cm、道间温 度350℃，对于520N/mm²级钢钢板能够允许达到最大输入热能30kJ/cm、 道间温度250℃，1999年作为540N/mm²级＝YGW18被JIS化。以后直至 今日，在比以前的焊丝大的输入热能、高的道间温度下得到优异的机械性 能的540N/mm²级焊丝急速地普及。另外，该540N/mm²级焊丝在对于输 入热能和道间温度难以管理的半自动焊接中虽然普及得早，但在机器人焊 接的全自动焊接中也大应用540N/mm²级焊丝。

在与现有的二氧化碳气体保护焊接用大电流、高道间温度对应的焊丝 中，整体来说，Si、Mn、Ti这样的脱氧成分含有得比现有焊丝多，且会根 据需要添加Mo、B、Cr、Al、Nb、V、Ni等。由此，通过提高钢的淬火 性，组合晶粒微细化带来的韧性的提高，还有析出硬化及固溶硬化的作用， 从而提高强度。

然而，这些现有的焊丝实际情况是，全部没有考虑并设计用于机器人 的焊接。在现有的大电流、高道间温度对应焊丝中，存在熔渣发生量过剩， 且剥离性差这样的缺点。熔渣因为有绝缘性，所以堆积的熔渣会阻碍电弧 稳定性，成为未焊透和夹渣这种缺陷发生的直接原因。此外，如果哪怕只 有少量熔渣没有自然剥离，焊接机器人便会一边错开起弧位置一边尝试再 起弧，并会延续起弧错误，以致焊接机器人判定错误而停止。焊接机器人 通过无人而发挥出最大的长处，但是短时间堆积熔渣而引起电弧的不稳定 化，则需要利用人手进行高频率的除渣作业，为了从起弧错误中恢复过来， 就产生了进行起弧部的熔渣除去的需要等，从而不能发挥其长处。因此， 为了解决这一问题，就期望一种在最高输入热能为40kJ/cm、最高道间温 度350℃的条件下，具有490N/mm²级钢所需要的充分的机械性能，并且 熔渣发生量少、剥离性也良好，连续层叠高度大的高效率的焊丝。

针对该愿望，作为改善了熔渣剥离性的焊丝，开发有特开2006-88187 号、特开2006-305605号、特开2006-150437号中记载的焊丝。另外，熔 渣剥离性改善、并且熔渣生成量也降低的焊丝，在特开2004-122170号公 报、特开2006-26643号中公开。

然而，近来的机器人焊接技术的进化显著。因此，坡口角度30°的狭 坡口化也得到实现。即，虽然以前坡口角度以35°为标准，但是以坡口面 积的缩小带来的焊道数减少和焊接时间缩短、焊丝的使用量削减、热应变 的降低、道间温度上升的降低带来的强度及韧性等的焊接金属的机械的性 能提高为目的，30°左右的狭坡口化可以对此加以实现。如此，若坡口角 度变小，则焊炬嘴容易干扰坡口面，因此必然地，从焊炬前端到坡口底面 的距离，所谓焊丝伸出长度大多变长，从而判明电弧力降低造成的未焊透 容易发生。另外，由于伸出长度变长，气体保护性劣化，氮从大气混入到 焊接金属中，也有使韧性降低的倾向。

以往，并没有从焊丝方面开发防止未焊透的技术。另外，也不存在既 可实现现有的优异的熔渣剥离性和熔渣量的最少化，同时强度及韧性这样 的机械的性能也优异的焊丝。因此，就期望开发出未焊透得到防止，机械 的性能也优异，并能够与利用机器人的多层焊接下的狭坡口施工相对应的 最适合的焊丝。