[发明专利]气体保护电弧焊接用药芯焊丝及气体保护电弧焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要在造船或桥梁等钢结构物的水平角焊中使用的气体保护电弧焊接用药芯焊丝及气体保护电弧焊接方法。

背景技术

以往，为了高效率地进行焊接作业，在各种领域中进行使用了药芯焊丝的气体保护电弧焊接。例如，作为水平角焊中使用的药芯焊丝，公开有使用廉价的CO₂气体作为保护气体且使各焊接结构物的焊接中要求的高速焊接时的焊道形状（焊瘤、咬边）改善的气体保护电弧焊接用药芯焊丝（例如，参照专利文献1）。另外，还公开有鉴于角焊部的疲劳强度集中而提出的改善焊道形状的气体保护电弧焊接用药芯焊丝（例如，参照专利文献2）。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平09-271984号公报

【专利文献2】日本特开平02-99297号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

近些年，在船舶的领域中，共用结构规则CSR）及新涂装基准（PSPC）这样的新规则被修订且开始对象船的建造。通过适用CSR，从而钢板存在相对地变厚的倾向，伴随于此，水平角焊部的最大焊缝腰高从6mm左右增加到8mm左右，且其比率也增加。但是，对于以往的角焊缝专用的药芯焊丝来说，在1Pass施工下无法得到8mm的焊缝腰高，因此也存在成为2Pass施工的情况，从而使建造效率降低这样的缺点显著化。

另外，即使能够进行1Pass施工，在1Pass施工下焊接速度也必然降低，使焊接输入热量增加。其结果是，焊道大多向下焊脚侧偏料，与母材的融合变差，从而导致疲劳强度的降低。因此，在焊接后产生修磨或补焊等修正作业，使生产率降低。另外，还存在容易产生因向下焊脚侧偏料的焊瘤形状、焊渣包覆不良引起的咬边这样的问题。并且，通过适用PSPC，从焊道终端部附近的涂装性的观点出发，角焊缝的外观形状的改善也变得越发重要。

另外，以往被开发及实用化的考虑了大焊缝腰高的水平角焊缝专用的药芯焊丝是通过使焊接焊渣量增加来改善焊道的焊丝。因此，焊渣产生量多，因而在以5mm左右的小的焊缝腰高为目标的焊接时，存在耐气孔性差，且引起焊道的形状不良这样的问题。

发明内容

本发明鉴于这样的问题点而提出，其课题在于提供一种在不增加焊接焊渣量的情况下能够通过大焊缝腰高的水平角焊得到良好的焊道形状的气体保护电弧焊接用药芯焊丝及气体保护电弧焊接方法。

【用于解决课题的手段】

本发明诸发明者进行锐意研究的结果是，发现了以下的事项。

图1是表示焊接金属的焊缝腰高与焊渣的状态的示意图。

在使用气体保护电弧焊接用药芯焊丝，将多种钢板用于试验来评价水平角焊时的焊道形状时，形状评价分别不同。因此，为了掌握·整理焊接材料与焊道形状的关系，认为仅考虑焊丝成分单体是不充分的。并且，发现了在着眼于焊接后形成的焊渣1，且着眼于焊渣的主要特性即粘度和凝固温度而进行整理时，能够很好地整理与焊接金属2中的焊道形状的关系。从该观点出发，反复进行多次焊接试验、评价来掌握焊渣特性与焊道形状的关系，在不增加焊接焊渣量的情况下，在大焊缝腰高焊接时确定形状良好的最佳的焊渣成分范围（参照图2）。

即，在本发明中，对于焊丝成分而言，无法充分掌握其影响，因此使用后述的式（1）～（4）的参数来规定焊接后的焊渣特性。

并且，通过成为式（1）～（4）的范围，在小焊缝腰高焊接时，也不会使耐气孔性劣化，能够得到良好的焊道形状。

需要说明的是，在本发明中，大焊缝腰高是指7～10mm左右的焊缝腰高，小焊缝腰高是指4～6mm左右的焊缝腰高。

本发明的气体保护电弧焊接用（gas shielded arc welding）药芯焊丝（Flux cored wire）（以下，适当称为药芯焊丝，或简称为焊丝）为气体保护电弧焊接用药芯焊丝，其特征在于，在焊接后的焊渣（slag）特性中，当焊渣的粘度为ρ[Pa·s]且凝固温度为Ts[℃]时，满足下述式（1）～（4），

Ts≤6667ρ+1277……（1）

Ts≥-5000ρ+1545……（2）

Ts≥6667ρ+1230……（3）

Ts≤-5000ρ+1580……（4）。

根据这样的结构，在焊接后的焊渣特性中，当焊渣的粘度为ρ[Pa·s]且凝固温度为Ts[℃]时，通过满足式（1）～（4）而起到以下的作用。