窄坡口双丝串列埋弧焊方法_3

文档序号:9514452阅读:来源:国知局
从进一步提尚所述 效果的观点出发,V含量优选为0. 15质量%以上,更优选为0. 20质量%以上。另外,从进一 步抑制焊接金属的韧性的劣化的观点出发,优选为〇. 35质量%以下,更优选为0. 30质量% 以下。
[0068] 〈Nb :0· 020 ~0· 080 质量% >
[0069] Nb作为固溶强化和氮化物析出,是有助于蠕变断裂强度的稳定化的元素。但是, Nb含量低于0. 020质量%时,得不到充分的蠕变断裂强度。另一方面,Nb也是铁素体生成 元素,若过剩地添加,具体来说,若Nb含量高于0. 080质量%,则引起焊接金属中的δ -铁 素体的残留,焊接金属的韧性劣化。因此,焊丝的Nb含量为0.020~0.080质量%。从进 一步提高所述效果的观点出发,Nb含量优选为0. 030质量%以上,更优选为0. 035质量% 以上。另外,从进一步抑制焊接金属的韧性的劣化的观点出发,优选为0. 070质量%以下, 更优选为0.065质量%以下。
[0070] <P :0.015 质量% 以下〉
[0071] P是提高高温裂纹敏感性的元素。若P含量高于0. 015质量%,则耐高温裂纹性劣 化。因此,焊丝的P含量限制在0.015质量%以下。从进一步抑制耐高温裂纹性的劣化的 观点出发,P含量优选为〇. 010质量%以下,更优选为〇. 005质量%以下。还有,P含量虽然 优选为〇质量%,但实质上,〇. 003质量%为下限值。
[0072] 〈S :0· 010 质量% 以下〉
[0073] S是提高高温裂纹敏感性的元素。若S含量高于0. 010质量%,则耐高温裂纹性劣 化。因此,焊丝的S含量限制在0.010质量%以下。从进一步抑制耐高温裂纹性的劣化的 观点出发,S含量优选为0.008质量%以下,更优选为0.005质量%以下。还有,虽然S含 量优选为〇质量%,但实质上,〇. 003质量%为下限值。
[0074] 〈N :0· 016 ~0· 055 质量% >
[0075] N作为固溶强化和氮化物析出,是有助于蠕变断裂强度的稳定化的元素。但是,N 含量低于〇. 016质量%时,得不到充分的蠕变断裂强度。另一方面,若过剩地添加 N,具体 来说,若N含量高于0. 055质量%,则气孔发生。因此,焊丝的N含量为0. 016~0. 055质 量%。从进一步提高所述效果的观点出发,N含量优选为0.025质量%以上。另外,从进一 步抑制气孔的发生的观点出发,优选为〇. 045质量%以下。
[0076] 〈0 :0· 03 质量% 以下〉
[0077] 0在焊接金属中作为氧化物残存而使焊接金属的韧性劣化。具体来说,若0含量高 于0. 03质量%,则残存氧化物增加,焊接金属的韧性劣化。因此,焊丝的0含量限制在0. 03 质量%以下。从进一步抑制焊接金属的韧性的劣化的观点出发,0含量优选为0. 02质量% 以下,更优选为0.015质量%以下。还有,0含量虽然优选为0质量%,但实质上0.002质 量%为下限值。
[0078] 〈余量:Fe和不可避免的杂质〉
[0079] 焊丝的成分的余量是Fe和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质,例如,可列举 Cu、As、Sb、Sn等。Cu根据焊丝表面镀铜的情况含有。
[0080] 〈焊丝的丝径〉
[0081] 本发明所用的丝径必须是4. ΟπιπιΦ。在本发明中,丝径无论是先行极、后行极都 使用4.0πιπιΦ。丝径为3. 2πιπιΦ时,不能获得充分的熔敷量,焊接效率牺牲。另一方面,为 4·8Φ·ι时,熔敷量多,因此抑制高温裂纹的熔敷量的控制变得困难。另外,为4· 8·ιΦ时, 因为层厚变大,所以也有焊接金属的韧性劣化问题。因此,丝径无论先行极、后行极均为 4. Omm Φ 〇
[0082] 〈焊剂的碱度〉
[0083] 本发明中使用的埋弧焊用焊剂,必须碱度为2. 3~2. 7。碱度低于2. 3时,焊接金 属中的氧量未充分下降而变得低韧性。另一方面,若碱度高于2. 7,则焊道外观、焊道形状劣 化。因此,碱度为2. 3~2. 7的范围内。从进一步抑制焊接金属的韧性的劣化的观点出发, 碱度优选为2. 4质量%以上。另外,从进一步抑制焊道外观、焊道形状的劣化的观点出发, 优选为2. 6质量%以下。
[0084] 还有,本发明中的碱度由下述式(1)求得。
[0085] 碱度=(CaF2+Ca0+Mg0+Sr0+Na20+Li20+l/ 2(Mn0+Fe0)V(Si02+l/2(Al20 3+Ti02+Z r02))……⑴
[0086] 在此,各化合物表示焊剂总质量中的各化合物的含量(质量% )。
[0087] 还有,作为本发明中使用的焊剂,如果碱度满足所述范围,则成分等的其他条件没 有特别规定。
[0088][焊接条件]
[0089] 作为抑制高温裂纹的发生的手法之一,可以采用限制线能量这样的手法。但是,根 据焊接电流、电弧电压、工作的状态和通电点等的焊接环境,焊丝的熔融所使用的能量有变 化的倾向。即,即使以相同的线能量焊接,仍有高温裂纹是否发生出现差异的可能性。因此, 本发明人等通过规定焊丝的送给速度、焊接速度、每单位长度的熔敷量,来解决这一课题。
[0090] 〈焊丝的送给速度:先行极的焊丝送给速度^^为45~90g/min,后行极的焊丝送 给速度VT为60~110g/min>
[0091] 先行极的焊丝的送给速度低于45g/min或后行极的焊丝送给速度低于60g/min 时,焊接电流过小,电弧不稳定,未焊透发生。另一方面,若先行极的焊丝的送给速度高于 90g/min或后行极的焊丝送给速度高于110g/min,则熔敷量过多,高温裂纹发生,并且熔渣 剥离性也劣化。因此,焊丝送给速度中,先行极的焊丝送给速度\为45~90g/min,后行极 的焊丝送给速度60~110g/min。
[0092] 从进一步抑制未焊透的发生的观点出发,先行极的焊丝送给速度优选为50g/min 以上,更优选为55g/min以上。另外,从进一步抑制高温裂纹的发生、熔渣剥离性的劣化的 观点出发,优选为85g/min以下,更优选为80g/min以下。从进一步抑制未焊透的发生的观 点出发,后行极的焊丝送给速度优选为65g/min以上,更优选为70g/min以上。另外,从进 一步抑制高温裂纹的发生、熔渣剥离性的劣化的观点出发,优选为l〇5g/min以下,更优选 为100g/min以下。
[0093] 关于焊丝的送给速度,若将先行极的焊丝送给速度的范围和后行极的焊丝送给速 度的范围进行比较,则先行极的焊丝送给速度的范围小一些。在此,对于由先行极形成的焊 接金属量与由后行极形成的焊接金属量而言,相比于由先行极形成的金属量和后行极形成 的金属量等分,通过使由先行极形成的焊接金属量少一些,能够减小焊道深度,增大焊道宽 度。因此,对于高温裂纹有利。因此,焊丝的送给速度优选为"先行极\〈后行极^ "。
[0094] 〈焊接速度 v :30 ~55cm/min>
[0095] 焊接速度低于30cm/min时,熔敷量过多而高温裂纹发生。另一方面,若焊接速度 高于55cm/min,则熔融金属的供给来不及,焊道形状不稳定,未熔合、夹渣发生。因此,焊接 速度v为30~55cm/min。从进一步抑制高温裂纹的发生的观点,焊接速度优选为35cm/min 以上。另外,从焊道形状稳定化和防止未熔合、夹渣的观点出发,优选为50cm/min以下。还 有,所谓焊接速度,如图1所示,是焊接机的焊嘴lla、llb朝焊接方向的移动速度。
[0096] 〈每单位长度的熔敷量:2· 8~3. 8g/cm>
[0097] 每单位长度的熔敷量根据"焊丝的送给速度/焊接速度"计算。即,每单位长度的 熔敷量以焊丝的送给速度与焊接速度的比求得。还有,焊丝的送给速度,是先行极的焊丝送 给速度和后行极的焊丝送给速度的合计。
[0098] 本发明的要点是适当地控制该每单位长度的熔敷量。每单位长度的熔敷量低于 2. 8g/cm时,熔敷量过少,焊接效率恶化。另一方面,若每单位长度的熔敷量高于3. 8g/cm, 则伴随收缩的力变大。另外,焊道的形状接近梨形,因此焊接金属的凝固方向朝向焊道中央 而变得水平,收缩力施加的方向相对于最终凝固部垂直。因此,容易发生高温裂纹。因此, 每单位长度的熔敷量为2. 8~3. 8g/cm。从进一步提高焊接效率的观点出发,每单位长度的 熔敷量优选为2. 9g/cm以上,更优选为3. Og/cm以上。另外,从进一步抑制高温裂纹的发生 的观点出发,优选为3. 7g/cm以下,更优选为3. 6g/cm以下。
[0099]〈显示下降特性的交流焊接机〉
[0100] 焊接电流和电弧电压被作为将上述焊丝送给速度控制在适正范围的一个手段而 进行调整。
[0101] 本发明中使用的焊接机是显示下降特性的交流焊接机。所谓下降特性,就是即使 弧长变动,电流的变化也少而能够进行稳定的焊接的电源的特性。具体来说,弧长变长时, 焊丝的送给速度临时性地变快,弧长变短时焊丝的送给速度为变慢。即,因为电源特性对焊 丝送给速度造成影响,所以焊丝送给速度需要在本发明的范围进行管理。一般来说,施工条 件由焊接电流、电弧电
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