气体保护电弧焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及单侧角焊缝气体保护电弧焊方法。更详细地说，是涉及相对于水平方 向使下板倾斜而对于下板和立板的角焊缝部进行焊接的气体保护电弧焊方法。
【背景技术】
[0002] 为了加强强度，桥梁钢床板大多采用的结构是，通过焊接在钢板上安装U型肋和 纵肋。作为这时的焊接方法，主要采用的是气体保护电弧焊方法。另一方面，桥梁钢床板因 为会受到在路面行驶车辆的振动载荷，所以结构物整体要求有高疲劳强度，特别是焊接部 的品质很重要。一般来说，为了确保焊接接头的强度，熔深达到肋材的8成以上，但为了防 止焊接时的高温裂纹，不会完全焊透。
[0003] 另外，桥梁钢床板等的焊接结构物中，为了减轻应力集中，并且确保疲劳强度，对 于焊道还要求无咬边、缝边部的光滑度等，此外，对焊接金属部也要求有充分的强度和冲击 性能。在焊接结构物中，为了实现这样的高品质的焊接，重点是焊接条件及其焊接材料。
[0004] 因此，在由下板和立板构成的水平角焊构件的立板倾斜的角焊缝角度高于90°的 水平角焊部的焊接中，为了电弧稳定，飞溅发生量少，此外得到深熔深，提出特定了焊丝组 成等的单侧水平角焊缝气体保护电弧焊方法（参照专利文献1)。在专利文献1所述的焊 接方法中，使用的是以焊丝总质量％计，含有Si :0. 3~1. 8%、Μη :0. 8~4. 0%、电弧稳定 剂：0. 05~1. 8%，焊剂充填率为3~10%的药芯焊丝。在此焊接方法中，例如焊丝为1. 4mm 时，使焊接电流处于320~520A的范围。
[0005] 另外，历来，在U型肋焊接中为了确保U型肋材的8成以上的熔深和良好的焊道 形状，也提出有使用飞溅少、焊丝送给性良好、熔渣发生量少的药芯焊丝，使焊接电流为 280~340A，电弧电压为32~36V，焊接速度为22~28m/小时，焊接姿势为向下的焊接方 法（参照专利文献2)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2003-80396号公报
[0009] 专利文献2 :中国专利申请公开第102861970号说明书 [0010] 发明要解决的课题
[0011] 但是，在前述的专利文献1、2所述的焊接方法中，在桥梁钢床板等的焊接结构物 的肋安装等的焊接中，难以使熔深达到肋材的8成以上，但并不完全焊透，且得到无咬边而 光滑的焊道。具体来说，专利文献1所述的焊接方法，因为使用焊剂充填率为3~10%的药 芯焊丝，所以熔渣发生量少，容易成为凸焊道，焊道与下板的熔合不充分。
[0012] 另外，专利文献2所述的焊接方法中，关于使用的焊丝未特定成分组成和焊剂的 比例等，另外，焊接条件也只特定了焊接电流、电压和焊接速度，因此得不到满足所要求的 焊接品质的焊接结构物。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明其主要目的在于，提供一种气体保护电弧焊方法，其能够得到具有适 度的熔深、焊缝良好的角焊接头。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明的气体保护电弧焊方法，是对于下板和立板进行单侧角焊缝气体保护电弧 焊的方法，相对于水平方向使所述下板倾斜，使电极焊丝的直径D为1. 2~1. 6mm，使所述下 板与所述立板形成的夹角Θ为90~130°，使焊接炬的焊接方向的倾斜角度α为-10~ 20°，使所述下板相对于水平方向的倾斜角度β为10~50°，使所述焊接炬与所述下板形 成的夹角γ处于下式（Α)所示的范围，对于所述下板和所述立板的角焊缝部进行焊接。
[0016] [数学公式1]
[0017] ( Θ/2)-20。彡 γ 彡 90。-β …（Α)
[0018] 在该气体保护电弧焊方法中，例如，能够使焊接速度为200~700mm/分，焊接电流 为200~450A，电弧电压为20~45V，焊嘴母材间距为15~35mm。
[0019] 另一方面，所述电极焊丝可以使用具有如组成的药芯焊丝，在钢制外皮内填充有 焊剂，所述焊剂的充填率为10~20质量％，并且，以焊丝总质量计，在焊丝总质量中，含有 C :0· 01~(λ 10质量％，Si :0· 5~L 5质量％，Mn :L 5~3. 5质量％，选自Mg和A1之中 至少一种：合计〇. 1~2. 0质量％，Ti02:l. 5~6. 0质量％，选自Na化合物、K化合物和Li 化合物之中至少一种的化合物：合计0. 05~0. 4质量％，选自Al203、Zr02和Si022中至少 一种的氧化物：与110 2的合计为2~8质量％，Fe :86质量％以上，Μη含量（质量％ )与 Si含量（质量％ )之比（Mn/Si)为1. 5~5. 5。
[0020] 这种情况下，所述药芯焊丝也可以还含有Ni和Mo之中至少一种元素，在焊丝总质 量中，合计为〇. 1~3. 0质量％。
[0021] 另外，作为所述药芯焊丝，能够使用断裂强度为300~900MPa的电极焊丝。
[0022] 发明效果
[0023] 根据本发明，因为相对于水平方向使下板倾斜，以特定条件进行角焊，所以能够得 到具有适度的熔深、焊缝良好的角焊接头。
【附图说明】
[0024] 图1是表示本发明的实施方式的气体保护电弧焊方法的示意图。
[0025] 图2A和B是表示图1所示的气体保护电弧焊方法中的电极焊丝的倾斜角度α的 示意图，Α表示α为正的情况，Β表示α为负的情况。
[0026] 图3Α~C是表示熔深和焊道形状的判断标准例的显微镜照片，Α和C表示不良的 例子，B表不良好的例子。
【具体实施方式】
[0027] 以下，就用于实施本发明的方式详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实 施方式限定。图1是表示本发明的实施方式的气体保护电弧焊方法的示意图。另外，图2A、 B是表示图1所示的气体保护电弧焊方法中的电极焊丝的倾斜角度α的示意图，图2A表示 α为正的情况，图2Β表示α为负的情况。
[0028] 如图1所示，本实施方式的气体保护电弧焊方法中，相对于水平方向使下板1倾 斜，对于下板1与立板2的角焊缝部进行单侧角焊缝气体保护电弧焊。在此，下板1和立板 2均为钢制构件，立板2并不限定为图1所示的U型肋，也可以是纵肋等其他的形态。
[0029] 在本实施方式的气体保护电弧焊方法中，电极焊丝4使用直径（丝径）D为1. 2~ 1. 6mm的电极焊丝，下板1和立板2形成的夹角Θ为90~130°，电极焊丝4的焊接方向 的倾斜角度α为-10~20°，下板1相对于水平方向的倾斜角度β为10~50°，电极焊 丝4与下板1形成的夹角γ处于下式（Α)所示的范围。
[0030] [数学公式2]
[0031] ( Θ/2)-20。彡 γ 彡 90。-β …（Α)
[0032] 焊接条件优选使焊接速度为200~700mm/分，焊接电流为200~450Α，电弧电压 为20~45V，焊嘴母材间距L为15~35mm。另外，在焊丝4中，优选使用焊剂的充填率、成 分组成和断裂强度处于特定的范围的药芯焊丝。
[0033] 其次，对于本实施方式的气体保护电弧焊方法的各种条件设定的理由进行说明。
[0034] [电极焊丝4的直径D : 1. 2~1. 6mm]
[0035] 若用于焊接的电极焊丝4的直径D过细，具体来说丝径D低于1. 2mm时，电弧难以 分散，焊道容易成为对疲劳强度不利的凸状。另一方面，若电极焊丝4的直径D过粗，具体 来说若丝径D高于1. 6mm，则焊丝的送给性降低。因此，在本实施方式的气体保护电弧焊方 法中，使用直径D为1. 2~1. 6mm的电极焊丝。
[0036] [下板1与立板2形成的夹角Θ :90~130° ]
[0037] 下板1与立板2形成的夹角Θ，是从安全性的观点出发，通过各种强度计算算出的 值，基于现在一般采用的规范等。本发明因为是以面向桥梁钢床板等的焊接结构物的应用 为前提，所以遵循现有的设计规范，下板1与立板2形成的夹角Θ为90~130°。
[0038] 还有，本发明因为是以下板1与立板2形成的夹角Θ为90~130°作为前提，所 以使角度Θ低于90°而进行焊接时，即使满足其他的条件，仍得不到良好的焊道形状和熔 深形状。另外，使角度Θ高于130°而进行焊接时，也得不到充分的焊脚尺寸，无法取得良 好的焊道形状。
[0039] [焊炬3的焊接方向的倾斜角度α :-10~20° ]
[0040] -般来说，如图2Α所示，如果焊接方向的焊炬3的倾斜角度α为正，则称为前进 角，如图2Β所示，如果倾斜角度α为负，则称为后退角。而且，随着前进角变大，焊道宽度 变宽，但熔深变浅。另一方面，若后退角变大，则熔深变深，但焊道宽度变窄，与母材的熔合 劣化。
[0041] 具体来说，若焊炬3的焊接方向的倾斜角度α比-10°小，g卩，若后退角比10° 大，则与母材的熔合劣化，得不到良好的焊道。另外，若焊炬3的焊接方向的倾斜角度α高 于20°，即，前进角比20