氣體保護(hù)電弧焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及單側(cè)角焊縫氣體保護(hù)電弧焊方法。更詳細(xì)地說，是涉及相對(duì)于水平方 向使下板傾斜而對(duì)于下板和立板的角焊縫部進(jìn)行焊接的氣體保護(hù)電弧焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了加強(qiáng)強(qiáng)度，橋梁鋼床板大多采用的結(jié)構(gòu)是，通過焊接在鋼板上安裝U型肋和 縱肋。作為這時(shí)的焊接方法，主要采用的是氣體保護(hù)電弧焊方法。另一方面，橋梁鋼床板因 為會(huì)受到在路面行駛車輛的振動(dòng)載荷，所以結(jié)構(gòu)物整體要求有高疲勞強(qiáng)度，特別是焊接部 的品質(zhì)很重要。一般來說，為了確保焊接接頭的強(qiáng)度，熔深達(dá)到肋材的8成以上，但為了防 止焊接時(shí)的高溫裂紋，不會(huì)完全焊透。
[0003] 另外，橋梁鋼床板等的焊接結(jié)構(gòu)物中，為了減輕應(yīng)力集中，并且確保疲勞強(qiáng)度，對(duì) 于焊道還要求無咬邊、縫邊部的光滑度等，此外，對(duì)焊接金屬部也要求有充分的強(qiáng)度和沖擊 性能。在焊接結(jié)構(gòu)物中，為了實(shí)現(xiàn)這樣的高品質(zhì)的焊接，重點(diǎn)是焊接條件及其焊接材料。
[0004] 因此，在由下板和立板構(gòu)成的水平角焊構(gòu)件的立板傾斜的角焊縫角度高于90°的 水平角焊部的焊接中，為了電弧穩(wěn)定，飛濺發(fā)生量少，此外得到深熔深，提出特定了焊絲組 成等的單側(cè)水平角焊縫氣體保護(hù)電弧焊方法（參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1所述的焊 接方法中，使用的是以焊絲總質(zhì)量％計(jì)，含有Si :0. 3~1. 8%、Μη :0. 8~4. 0%、電弧穩(wěn)定 劑：0. 05~1. 8%，焊劑充填率為3~10%的藥芯焊絲。在此焊接方法中，例如焊絲為1. 4mm 時(shí)，使焊接電流處于320~520A的范圍。
[0005] 另外，歷來，在U型肋焊接中為了確保U型肋材的8成以上的熔深和良好的焊道 形狀，也提出有使用飛濺少、焊絲送給性良好、熔渣發(fā)生量少的藥芯焊絲，使焊接電流為 280~340A，電弧電壓為32~36V，焊接速度為22~28m/小時(shí)，焊接姿勢為向下的焊接方 法（參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-80396號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :中國專利申請(qǐng)公開第102861970號(hào)說明書 [0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 但是，在前述的專利文獻(xiàn)1、2所述的焊接方法中，在橋梁鋼床板等的焊接結(jié)構(gòu)物 的肋安裝等的焊接中，難以使熔深達(dá)到肋材的8成以上，但并不完全焊透，且得到無咬邊而 光滑的焊道。具體來說，專利文獻(xiàn)1所述的焊接方法，因?yàn)槭褂煤竸┏涮盥蕿?~10%的藥 芯焊絲，所以熔渣發(fā)生量少，容易成為凸焊道，焊道與下板的熔合不充分。
[0012] 另外，專利文獻(xiàn)2所述的焊接方法中，關(guān)于使用的焊絲未特定成分組成和焊劑的 比例等，另外，焊接條件也只特定了焊接電流、電壓和焊接速度，因此得不到滿足所要求的 焊接品質(zhì)的焊接結(jié)構(gòu)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明其主要目的在于，提供一種氣體保護(hù)電弧焊方法，其能夠得到具有適 度的熔深、焊縫良好的角焊接頭。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 本發(fā)明的氣體保護(hù)電弧焊方法，是對(duì)于下板和立板進(jìn)行單側(cè)角焊縫氣體保護(hù)電弧 焊的方法，相對(duì)于水平方向使所述下板傾斜，使電極焊絲的直徑D為1. 2~1. 6mm，使所述下 板與所述立板形成的夾角Θ為90~130°，使焊接炬的焊接方向的傾斜角度α為-10~ 20°，使所述下板相對(duì)于水平方向的傾斜角度β為10~50°，使所述焊接炬與所述下板形 成的夾角γ處于下式（Α)所示的范圍，對(duì)于所述下板和所述立板的角焊縫部進(jìn)行焊接。
[0016] [數(shù)學(xué)公式1]
[0017] ( Θ/2)-20。彡 γ 彡 90。-β …（Α)
[0018] 在該氣體保護(hù)電弧焊方法中，例如，能夠使焊接速度為200~700mm/分，焊接電流 為200~450A，電弧電壓為20~45V，焊嘴母材間距為15~35mm。
[0019] 另一方面，所述電極焊絲可以使用具有如組成的藥芯焊絲，在鋼制外皮內(nèi)填充有 焊劑，所述焊劑的充填率為10~20質(zhì)量％，并且，以焊絲總質(zhì)量計(jì)，在焊絲總質(zhì)量中，含有 C :0· 01~(λ 10質(zhì)量％，Si :0· 5~L 5質(zhì)量％，Mn :L 5~3. 5質(zhì)量％，選自Mg和A1之中 至少一種：合計(jì)〇. 1~2. 0質(zhì)量％，Ti02:l. 5~6. 0質(zhì)量％，選自Na化合物、K化合物和Li 化合物之中至少一種的化合物：合計(jì)0. 05~0. 4質(zhì)量％，選自Al203、Zr02和Si022中至少 一種的氧化物：與110 2的合計(jì)為2~8質(zhì)量％，F(xiàn)e :86質(zhì)量％以上，Μη含量（質(zhì)量％ )與 Si含量（質(zhì)量％ )之比（Mn/Si)為1. 5~5. 5。
[0020] 這種情況下，所述藥芯焊絲也可以還含有Ni和Mo之中至少一種元素，在焊絲總質(zhì) 量中，合計(jì)為〇. 1~3. 0質(zhì)量％。
[0021] 另外，作為所述藥芯焊絲，能夠使用斷裂強(qiáng)度為300~900MPa的電極焊絲。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橄鄬?duì)于水平方向使下板傾斜，以特定條件進(jìn)行角焊，所以能夠得 到具有適度的熔深、焊縫良好的角焊接頭。
【附圖說明】
[0024] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方法的示意圖。
[0025] 圖2A和B是表示圖1所示的氣體保護(hù)電弧焊方法中的電極焊絲的傾斜角度α的 示意圖，Α表示α為正的情況，Β表示α為負(fù)的情況。
[0026] 圖3Α~C是表示熔深和焊道形狀的判斷標(biāo)準(zhǔn)例的顯微鏡照片，Α和C表示不良的 例子，B表不良好的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下，就用于實(shí)施本發(fā)明的方式詳細(xì)地加以說明。還有，本發(fā)明不受以下說明的實(shí) 施方式限定。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方法的示意圖。另外，圖2A、 B是表示圖1所示的氣體保護(hù)電弧焊方法中的電極焊絲的傾斜角度α的示意圖，圖2A表示 α為正的情況，圖2Β表示α為負(fù)的情況。
[0028] 如圖1所示，本實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方法中，相對(duì)于水平方向使下板1傾 斜，對(duì)于下板1與立板2的角焊縫部進(jìn)行單側(cè)角焊縫氣體保護(hù)電弧焊。在此，下板1和立板 2均為鋼制構(gòu)件，立板2并不限定為圖1所示的U型肋，也可以是縱肋等其他的形態(tài)。
[0029] 在本實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方法中，電極焊絲4使用直徑（絲徑）D為1. 2~ 1. 6mm的電極焊絲，下板1和立板2形成的夾角Θ為90~130°，電極焊絲4的焊接方向 的傾斜角度α為-10~20°，下板1相對(duì)于水平方向的傾斜角度β為10~50°，電極焊 絲4與下板1形成的夾角γ處于下式（Α)所示的范圍。
[0030] [數(shù)學(xué)公式2]
[0031] ( Θ/2)-20。彡 γ 彡 90。-β …（Α)
[0032] 焊接條件優(yōu)選使焊接速度為200~700mm/分，焊接電流為200~450Α，電弧電壓 為20~45V，焊嘴母材間距L為15~35mm。另外，在焊絲4中，優(yōu)選使用焊劑的充填率、成 分組成和斷裂強(qiáng)度處于特定的范圍的藥芯焊絲。
[0033] 其次，對(duì)于本實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方法的各種條件設(shè)定的理由進(jìn)行說明。
[0034] [電極焊絲4的直徑D : 1. 2~1. 6mm]
[0035] 若用于焊接的電極焊絲4的直徑D過細(xì)，具體來說絲徑D低于1. 2mm時(shí)，電弧難以 分散，焊道容易成為對(duì)疲勞強(qiáng)度不利的凸?fàn)?。另一方面，若電極焊絲4的直徑D過粗，具體 來說若絲徑D高于1. 6mm，則焊絲的送給性降低。因此，在本實(shí)施方式的氣體保護(hù)電弧焊方 法中，使用直徑D為1. 2~1. 6mm的電極焊絲。
[0036] [下板1與立板2形成的夾角Θ :90~130° ]
[0037] 下板1與立板2形成的夾角Θ，是從安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，通過各種強(qiáng)度計(jì)算算出的 值，基于現(xiàn)在一般采用的規(guī)范等。本發(fā)明因?yàn)槭且悦嫦驑蛄轰摯舶宓鹊暮附咏Y(jié)構(gòu)物的應(yīng)用 為前提，所以遵循現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范，下板1與立板2形成的夾角Θ為90~130°。
[0038] 還有，本發(fā)明因?yàn)槭且韵掳?與立板2形成的夾角Θ為90~130°作為前提，所 以使角度Θ低于90°而進(jìn)行焊接時(shí)，即使?jié)M足其他的條件，仍得不到良好的焊道形狀和熔 深形狀。另外，使角度Θ高于130°而進(jìn)行焊接時(shí)，也得不到充分的焊腳尺寸，無法取得良 好的焊道形狀。
[0039] [焊炬3的焊接方向的傾斜角度α :-10~20° ]
[0040] -般來說，如圖2Α所示，如果焊接方向的焊炬3的傾斜角度α為正，則稱為前進(jìn) 角，如圖2Β所示，如果傾斜角度α為負(fù)，則稱為后退角。而且，隨著前進(jìn)角變大，焊道寬度 變寬，但熔深變淺。另一方面，若后退角變大，則熔深變深，但焊道寬度變窄，與母材的熔合 劣化。
[0041] 具體來說，若焊炬3的焊接方向的傾斜角度α比-10°小，g卩，若后退角比10° 大，則與母材的熔合劣化，得不到良好的焊道。另外，若焊炬3的焊接方向的傾斜角度α高 于20°，即，前進(jìn)角比20