焊接物的制造方法、焊接方法、焊接装置的制造方法_2

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[0039] 图IOd是用于说明在实施例和比较例中得到的焊道的断面的图。
[0040] 图IOe是用于说明在实施例和比较例中得到的焊道的断面的图。
【具体实施方式】
[0041] 以下,参照附图,对于本发明的实施的方式详细地加以说明。
[0042] 图1是表示本实施的方式的焊接装置1的概略结构的图。该焊接装置1在消耗电 极式(熔极式)的气体保护电弧焊法之中,通过使用二氧化碳作为保护气体的二氧化碳电 弧焊法进行工件200的焊接。
[0043] 图1所示的焊接装置1具备如下:使用药芯焊丝100 (参照后述图2)焊接工件200 的焊炬10 ;向焊炬10供给焊接电流的焊接电源20 ;将药芯焊丝100逐步送给到焊炬10的 焊丝送给装置30 ;向焊炬10供给作为保护气体的二氧化碳的保护气体供给装置40 ;向焊 炬10供给用于使交流磁场发生的线圈电流(详情后述)的磁场外加电源50。
[0044] 在此,在本实施的方式中,保护气体供给装置40和焊炬10作为保护气体供给机 构,焊接电源20和焊炬10作为焊接电流供给机构,磁场外加电源50和焊炬10作为交变磁 场外加机构分别发挥功能。
[0045] 图2是用于说明图1所示的焊接装置1所设的焊炬10的结构成的剖面图。
[0046] 图1所不的焊炬10,具备焊炬主体11、喷嘴12、焊嘴基部13、导电嘴14、支承部15、 线圈17、线圈保持部18。
[0047] 喷嘴12具有筒状的形状,在形成为筒状的焊炬主体11之中被嵌入到作为图中下 侧的开口侧,固定在焊炬主体11上。该喷嘴12是为了对于工件200 (参照图1),喷射从保 护气体供给装置40 (参照图1)供给的二氧化碳而设。
[0048] 焊嘴基部13由导电体构成并且具有筒状的形状,配置在焊炬主体11和喷嘴12的 内侧,并且与焊炬主体11的内周面接触,从而被固定在焊炬主体11上。另外,在焊嘴基部 13之中经由空间而与喷嘴12的内周面相对的部位,设有多个贯通焊嘴基部13的侧面的供 气口 13a。
[0049] 导电嘴14,由导电体构成,并且具有筒状的形状,在焊嘴基部13之中被嵌入到作 为图中下侧的开口侧,在喷嘴12的内侧,经由焊嘴基部13而固定在焊炬主体11上。该导 电嘴14对于焊嘴基部13可拆装,导电嘴14伴随长期使用而消耗时,可以更换导电嘴14。
[0050] 支承部15具有筒状的形状,在焊炬主体11之中被嵌入到图中上侧的开口中比焊 炬主体11向更上方突出的焊嘴基部13中,经由焊嘴基部13而固定在焊炬主体11上。在 该支承部15的图中上方,设有未图示的基材,支承部15被该基材支承。
[0051] 线圈17由金属制(例如铜)的金属丝构成,缠绕在喷嘴12的外周面的外侧。在 该线圈17上连接有导线,从磁场外加电源50(参照图1)接受供电。
[0052] 线圈保持部18,由绝缘体或绝缘体被覆的原材构成,并且具有环状的形状,在喷嘴 12的外周面的外侧,经由喷嘴12固定在焊炬主体11上,并且在其内部收容线圈17。
[0053] 在本实施的方式的焊炬10中,贯通支承部15、焊嘴基部13和导电嘴14,形成有从 图中上方向下方用于供给药芯焊丝100的供给路。在此,形成于导电嘴14的内侧的供给路 的内径,比药芯焊丝100的直径稍大,通过这里的药芯焊丝100与导电嘴14接触。另一方 面,形成于支承部15和焊嘴基部13的内侧的供给路的内径,比形成于导电嘴14的内侧的 供给路的内径大,图中由上方,经由形成于这一部位与药芯焊丝100之间的间隙和形成于 焊嘴基部13的供气口 13a,向喷嘴12的内侧供给二氧化碳。
[0054] 另外,在本实施的方式的焊炬10中,从焊接电源20(参照图1)向焊嘴基部13进 行供电,从焊嘴基部13经由导电嘴14而向药芯焊丝100进行供电。
[0055] 那么在此,对于焊接装置1中使用的药芯焊丝100进行说明。
[0056] 本实施的方式的药芯焊丝100,是在形成为圆筒状的钢制的外皮的内侧,填充以下 说明的焊剂而构成。
[0057] 若更具体地说明,则本实施的方式的药芯焊丝100,相对于焊丝总质量,金属Ti、 Ti氧化物和Ti化合物的Ti换算值为1. 5~3. 5质量%,金属Si、Si氧化物和Si化合物的 Si换算值为0. 6~2. 0质量%,金属Al、Al氧化物和Al化合物的Al换算值为0. 2~I. 0 质量%,金属Zr、Zr氧化物和Zr化合物的Zr换算值为0. 6~I. 0质量%,金属Mg、Mg氧化 物和Mg化合物的Mg换算值为0. 2~0. 8质量%,余量是Fe和不可避免的杂质。
[0058] 在此,对于本实施的方式的药芯焊丝100的成分添加理由和组成限定理由进行说 明。
[0059] 〈Ti换算值:1.5~3.5质量%>
[0060] 1102具有使焊渣的粘度增加的作用。另外关于焊丝中的金属Ti、Ti化合物,也在 电弧正下方被分解成离子,与氧结合而能够得到与TiO2同等的效果。如果Ti换算值为1. 5 质量%以上,则焊接时的电弧稳定性容易提高,焊渣的包裹也良好。另一方面,如果Ti换算 值为3. 5质量%以上,则焊渣的粘性变高,磁力对熔池的搅拌效果(详情后述)也变小。因 此,本成分的焊丝中的含量,以Ti换算值计优选为1. 5~3. 5质量%。
[0061] 〈Si换算值:0. 6~2. 0质量% >
[0062] 3102具有使焊渣的粘度增加,使焊渣的凝固温度降低的作用。另外关于焊丝中的 金属Si、Si化合物,也在电弧正下方被分解成离子,与氧结合,从而能够得到与SiO2同等的 效果。如果Si换算值为0.6质量%以上,则焊渣的包裹良好。另一方面,如果Si换算值为 2. 0%以上,则焊渣的粘性变高,磁力对熔池的搅拌效果变小。因此,本成分的焊丝中的含 量,以Si换算值计优选为0. 6~2. 0质量%。
[0063] 〈A1换算值:0.2~1.0质量% >
[0064] Al2O3与SiO2同样,具有使焊渣的粘度增加,使焊渣的凝固温度降低的作用。另外 关于焊丝中的金属Al、Al化合物,也在电弧正下方被分解成离子,通过与氧结合而能够得 到与Al2O3同等的效果。如果Al换算值为0.2质量%以上,则焊渣的包裹良好。另一方面, 如果Al换算值为I. 0质量%以上,则焊渣的粘性变高,磁力对熔池的搅拌效果变小。因此, 本成分的焊丝中的含量,以Al换算值计优选为0. 2~I. 0质量%。
[0065] 〈Zr换算值:0· 6~I. 0质量% >
[0066] Zr02具有使焊渣的粘度降低,使焊渣的凝固温度上升的作用。另外关于焊丝中的 金属Zr、Zr化合物,也在电弧正下方被分解成离子,通过与氧结合而能够得到与ZrO2同等 的效果。如果Zr换算值为0. 6质量%以上,则使焊渣的粘度降低,焊渣的流动性变高,熔池 容易被磁力搅拌。另一方面,若Zr换算值为1.0%以上,则焊渣量过多,磁力对熔池的搅拌 效果变小。因此,本成分的焊丝中的含量,以Zr换算值优选为0. 6~I. 0质量%。
[0067] 〈Mg换算值:0· 2~0· 8质量% >
[0068] MgO与ZrO2同样,具有使焊渣的粘度降低,使焊渣的凝固温度上升的作用。另外 关于焊丝中的金属Mg、Mg化合物,也在电弧正下方被分解成离子,与氧结合,从而能够得到 与MgO同等的效果。如果Mg换算值为0. 2质量%以上,则使焊渣粘度降低,焊渣的流动性 变高,熔池容易被磁力搅拌。另一方面,若Mg换算值为0. 8质量%以上,则焊渣量过多,磁 力对熔池的搅拌效果变小。因此,本成分的焊丝中的含量,以Mg换算值计为0. 2~0. 8质 量%。
[0069] 另外,药芯焊丝100中的焊剂充填率(相对于焊丝总质量的焊剂的质量)没有特 别规定,但优选与一般的水平角焊用的药芯焊丝一样,为10~25质量%。
[0070] 〈余量:Fe和不可避免的杂质〉
[0071] 作为药芯焊丝100的整体的余量,是Fe和不可避免的杂质。而且,除了所述焊丝成 分以外,作为焊丝成分,在焊剂中,也能够少量含有Ca、Li等作为脱氧等的微调剂,另外,还 能够少量含有Cu、Co、N作为焊接金属的进一步的硬化剂。这些元素不会对本发明的目的造 成影响。另外,焊剂中还微量含有上述的元素以外的碱金属化合物。另外,作为不可避免的 杂质,例如,也可以分别含有C、B、Ni、Mo、Cr、Nb、V等,C :低于0. 1质量%、B :低于0. 0003 质量%、Ni :低于0. 1质量%、Mo :低于0. 01质量%、Cr :低于0. 30质量%、Nb :低于0. 10 质量%、V :低于0. 10质量%。但是,这些成分并不受数值限定。
[0072] 〈其他〉
[0073] 作为药芯焊丝100的制造方法,有在带钢的长度方向散布焊剂之后,包裹起来而 成形为
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