專利名稱：用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，其可適用于涂覆了工廠底漆等底層防銹涂料的鋼板的水平及向下角焊，特別是在采用以2電極形成1個(gè)熔池的2電極1池法進(jìn)行焊接速度為150cm/分以上的高速焊接時(shí)，能實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)性、焊道形狀及外觀、耐底漆性優(yōu)越的焊接施工。
背景技術(shù)：
在造船或橋梁領(lǐng)域，角焊長(zhǎng)度占整個(gè)焊接長(zhǎng)度的比例較高，還由于保證作業(yè)工序合理化等理由而很多時(shí)候要在涂覆了工廠底漆等底層防銹涂料的狀態(tài)下直接進(jìn)行焊接。為此，以提高結(jié)構(gòu)物的生產(chǎn)性為目的，期望一種高效率性及高速性優(yōu)越、且水平角焊的耐底漆性優(yōu)越的焊接焊絲及施工方法。
金屬類及鈦系氣體保護(hù)電弧焊接用粉芯焊絲由于其高效率且焊接作業(yè)性良好，因而其適用得以擴(kuò)大。不過，在單電極焊接時(shí)，若焊接速度快，則產(chǎn)生(a)耐底漆性變差；(b)容易發(fā)生咬邊；(c)容易發(fā)生凸型焊道及焊道不整齊等不良現(xiàn)象，因此，焊接速度被限制在最快為70cm/分左右。
為此，提出了一種多電極氣體保護(hù)電弧焊接法及用于多電極氣體保護(hù)焊接的粉芯焊絲等高速焊接性優(yōu)越的施工方法及適用于多電極焊接的焊接焊絲(例如，參照特開平6-234075號(hào)公報(bào)、特開2000-71096號(hào)公報(bào)、特開昭58-84696號(hào)公報(bào)、特開昭62-84892號(hào)公報(bào)、特開平9-38791號(hào)公報(bào))。
在特開平6-234075號(hào)公報(bào)中，公開了一種2電極串聯(lián)式氣體保護(hù)電弧焊水平角焊施工方法，即，將含有規(guī)定量氧化物、一種或二種以上的堿金屬化合物及Mg、Si、Mn的粉芯焊絲用于先行極(在先的電極)及后行極(在后的電極)，并使先行極和后行極的電極間距為15～50mm地進(jìn)行焊接。根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，在焊接速度為100cm/分以上的高速水平角焊時(shí)可以獲得良好的焊接作業(yè)性及耐底漆性。
另外，特開2000-71096號(hào)公報(bào)中，公開了一種用于水平角焊氣體保護(hù)焊接的粉芯焊絲，其含有規(guī)定量的C、Si、Mn、Mg、Al、TiO2、ZrO2及MgO，特別適用于以2電極形成1個(gè)熔池進(jìn)行焊接的2電極1池法。根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，在焊接速度為150cm/分以上的高速水平角焊時(shí)可以獲得良好的焊接作業(yè)性及優(yōu)越的連續(xù)焊接性。
不過，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，若焊接速度超過150cm/分，則產(chǎn)生(a)耐底漆性變差；(b)容易發(fā)生咬邊；(c)容易發(fā)生凸形焊道及焊道不整齊等問題。另外，在實(shí)際的焊接現(xiàn)場(chǎng)會(huì)發(fā)生各種外擾(焊接接頭的過大間隙、電壓變動(dòng)、底漆膜厚過大·變動(dòng)等)，而在受到這些外擾的影響時(shí)，發(fā)生(a)2電極間所形成的熔池(澆道)不穩(wěn)定，焊道不整齊及咬邊發(fā)生數(shù)增大、(b)焊坑(pit)發(fā)生數(shù)增加等不良現(xiàn)象。由于上述外擾造成的不良現(xiàn)象在150cm/分以上的高速焊接時(shí)更加明顯，從而手工修整焊接增加，會(huì)造成生產(chǎn)性降低。
特開昭58-84696號(hào)公報(bào)，公開了一種焊接用粉芯焊絲，其中外皮橫截面積相對(duì)于焊絲整個(gè)橫截面積的比率為0.55～0.85，且外皮部分不具有開口部。
特開昭62-84892號(hào)公報(bào)，公開了一種鐵粉系粉芯焊絲，在焊絲中含有規(guī)定量的鐵粉及碳、(外皮金屬橫截面積/焊絲整個(gè)橫截面積)的比設(shè)為0.06～0.80，同時(shí)，將這種比例的焊絲縱向的偏差限制為0.05以下。
特開平9-38791號(hào)公報(bào)也公開了一種焊接用粉芯焊絲，其中，外皮部分的面積相對(duì)于焊絲整個(gè)橫截面積的比率為50～95％，外皮的維氏硬度為300Hv以下，且上述面積率和外皮硬度滿足規(guī)定的關(guān)系式。
不過，盡管上述現(xiàn)有技術(shù)可以提高焊絲進(jìn)給性或降低飛濺發(fā)生量，但存在的問題是在焊接速度為150cm/分以上的單電極焊接或多電極高速水平角焊時(shí)多發(fā)焊坑或氣溝、焊道不整齊、凸型焊道及咬邊等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于上述問題點(diǎn)而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，在焊接速度為150cm/分以上的高速焊接時(shí)也能具有優(yōu)越的焊接作業(yè)性、焊接形狀、外觀及耐底漆性，另外，假使產(chǎn)生上述外擾，也能保證修整焊接極少。
本發(fā)明的用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，在軟鋼制外皮內(nèi)填充焊劑，其特征在于外皮橫截面積相對(duì)于焊絲橫截面的整個(gè)橫截面積的比例Sf的百分比(軟鋼制外皮部的橫截面積/焊絲整個(gè)橫截面積×100％)為30～70％，且外皮的維氏硬度H(Hv)滿足H≤425-3×Sf之條件。
該用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，優(yōu)選其組成為相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含3.5～7.5質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.01～0.40質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.4～1.2質(zhì)量％的Si、1.5～4.0質(zhì)量％的Mn、和0.2～0.6質(zhì)量％的Al，其中，上述堿金屬化合物是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物。
更優(yōu)選上述組成為相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含4.6～6.7質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.05～0.30質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.6～1.2質(zhì)量％的Si、2.0～3.5質(zhì)量％的Mn、和0.3～0.5質(zhì)量％的Al，其中，上述堿金屬化合物是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使粉芯焊絲的外皮的占有率Sf及金屬組成為恰當(dāng)值，從而澆道(pouring basin)穩(wěn)定性良好，且能獲得優(yōu)越的焊道外觀·形狀及耐氣孔性。


圖1是概略表示本發(fā)明的實(shí)施例的焊矩水平角、焊絲對(duì)準(zhǔn)位置的側(cè)視圖。
圖2是概略表示本發(fā)明的實(shí)施例的焊矩前進(jìn)·后退角、電極間距的俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例的偏移間隔的概略圖。
圖4是表示本發(fā)明的澆道的概略圖，上圖是側(cè)視圖，下圖是俯視圖。
圖5(a)、(b)是表示本發(fā)明的粉芯焊絲的制造工序的圖。
具體的實(shí)施方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。圖1是沿焊接方向看的表示使用本發(fā)明焊絲的多電極氣體保護(hù)電弧焊接方法的模式圖。圖2是沿與焊接方向垂直的方向看的模式圖。圖3及圖4是表示其動(dòng)作狀態(tài)的圖。在水平的下板1上與下板1垂直地配置垂直的上板2，通過L極3和T極4兩個(gè)電極對(duì)該下板1和上板2的角部進(jìn)行水平角焊。該水平角焊是針對(duì)上板2的兩面進(jìn)行的。配置在焊接方向前方的L極3以一定的后退角傾斜，以使從其焊矩供給的焊絲的前端位于焊接方向的后方，配置在焊接方向后方的T極4以一定的前進(jìn)角傾斜，而使從其焊矩供給的焊絲的前端位于焊接方向前方。L極3的對(duì)準(zhǔn)位置比T極4的對(duì)準(zhǔn)位置更靠近上板2。L極3及T極4在與焊接方向垂直的剖面上分別以規(guī)定的焊矩角度傾斜。另外，L極3和T極4的對(duì)準(zhǔn)位置的焊接方向的間隔為電極間距。
該2電極氣體保護(hù)電弧焊接方法中，一邊從L極3及T極4的前端噴出保護(hù)氣體、一邊從其焊矩送出焊接焊絲，同時(shí)，經(jīng)由焊矩對(duì)焊接焊絲供電、在焊接焊絲和被焊接材料之間產(chǎn)生電弧7a、7b。并且，在使L極3及T極4的后退角及前進(jìn)角、焊矩角度和電極間距保持一定的狀態(tài)下，對(duì)上板2和下板1的角部進(jìn)行角焊。從而，由于電弧熱量而熔化被焊接材料，形成熔池5。此時(shí)，熔池5在先行的L極3的電弧7a和后行的T極4的電弧7b之間隆起而形成澆道6。另外，在上板2上涂覆防銹涂料，而該防銹涂料由于電弧熱而分解、燃燒。區(qū)域8是該防銹涂料分解燃燒的區(qū)域。還有，電極數(shù)不僅限定于2個(gè)，有時(shí)也設(shè)置為3個(gè)以上的多個(gè)。
本發(fā)明是使用于這種多電極氣體保護(hù)電弧焊接方法的粉芯焊絲。該粉芯焊絲，是在軟鋼制外皮內(nèi)填充焊劑。并且，外皮橫截面積相對(duì)于焊絲橫截面整個(gè)剖面面積的比例(以下，稱外皮占有率)Sf(％)為30～70％。而Sf被定義為[(軟鋼制外皮部的橫截面積)/(焊絲整個(gè)橫截面積)]×100％。另外，外皮其維氏硬度H(Hv)滿足H≤425-3×Sf之條件。
另外，該用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲的組成，例如相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含3.5～7.5質(zhì)量％的除堿金屬氧化物之外的氧化物、0.01～0.40質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.4～1.2質(zhì)量％的Si、1.5～4.0質(zhì)量％的Mn、0.2～0.6質(zhì)量％的Al。其中，上述堿金屬化合物，優(yōu)選是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物。更好地是，上述組成相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含4.6～6.7質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.05～0.30質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.6～1.2質(zhì)量％的Si、2.0～3.5質(zhì)量％的Mn、0.3～0.5質(zhì)量％的Al。
下面，關(guān)于本發(fā)明構(gòu)成的必要條件的數(shù)值限定理由進(jìn)行說明。
外皮占有率(外皮橫截面積相對(duì)于焊絲橫截面整個(gè)剖面面積的比例)Sf(％)30～70％在2電極1池法中，使?jié)驳婪€(wěn)定對(duì)于確保良好的焊接作業(yè)性、焊道外觀·形狀、耐氣孔性最為重要。以前，針對(duì)澆道的穩(wěn)定化，進(jìn)行了電極的前進(jìn)后退角度、電極間距、電極的對(duì)準(zhǔn)位置、母材接地的選取位置、焊絲突出長(zhǎng)度等調(diào)節(jié)。
本發(fā)明中，對(duì)外皮占有率這一以前沒有研究過的要因進(jìn)行調(diào)查研究。即，為了穩(wěn)定形成澆道，熔池的粘性及焊接速度等也是重要的因素，而使2電極的電弧產(chǎn)生方向及電弧力(由等離子氣流產(chǎn)生的壓力)適當(dāng)平衡也對(duì)于澆道的穩(wěn)定形成也是不可欠少的。電弧由于磁力吹動(dòng)，若其方向性及電弧力的平衡被破壞，則澆道變得不穩(wěn)定，不能形成完整的焊道。本施工方法中，將500安培左右的超高電流流經(jīng)直徑1.2～1.6mm的焊絲進(jìn)行焊接，因此與通常的單電極焊絲施工方法相比，電弧力很大，若由于外擾而使該電弧力稍微變動(dòng)，則澆道的平衡被破壞，就無法獲得穩(wěn)定的焊道。
一般而言，若減小外皮占有率，則同一電流下每外皮單位面積的焊接電流密度變大，而與電流密度成比例，電弧力變大。另一方面，若外皮占有率變大，則外皮橫截面積變大，同一電流下每外皮單位面積的焊接電流密度變小，電弧力降低。
不過，根據(jù)本發(fā)明者等的各種研究，相反卻發(fā)現(xiàn)外皮占有率越減小、澆道的穩(wěn)定形成越良好。現(xiàn)有的軟鋼制外皮的外皮占有率Sf一般超過70％，而2電極1池施工方法中，如本發(fā)明這樣，通過將該Sf設(shè)定為不足70％，從而能獲得作為最重要特性的澆道穩(wěn)定性，容易消除咬邊及焊道寬度不整齊。另外，在軟鋼制外皮的外皮占有率Sf不足30％時(shí)，焊劑部的橫截面積占有率(100-Sf)過大，從而，容易產(chǎn)生焊劑填充量的不均，產(chǎn)生電弧變動(dòng)，且焊渣包覆性變差。據(jù)此，外皮占有率Sf設(shè)為30～70％。
外皮的維氏硬度HH≤425-3×Sf在外皮的維氏硬度H超過425-3×Sf時(shí)，焊絲強(qiáng)度過大，因此，由于進(jìn)給電阻增大而產(chǎn)生進(jìn)給不穩(wěn)定，或拉絲加工時(shí)的拉拔阻力大，容易發(fā)生斷線及由于拉伸模粗糙形成的焊絲表面痕。因此，外皮的維氏硬度H在H≤425-3×Sf的范圍內(nèi)。
H的值，大致由外皮組成、拉絲前的原焊絲直徑、最終焊絲直徑及Sf的值決定。為此，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)它們的值，從而使H的值滿足上述條件即可。
如上所述，將軟鋼制外皮的外皮占有率Sf設(shè)定為規(guī)定比率，因而能獲得良好的澆道穩(wěn)定性。這種焊接焊絲，與現(xiàn)有的焊接焊絲相比，外皮的壁厚薄、且硬度H低。這種本發(fā)明的焊接焊絲，用現(xiàn)有的工序生產(chǎn)時(shí)無法獲得足夠的生產(chǎn)性和生產(chǎn)品質(zhì)。為此，當(dāng)生產(chǎn)本發(fā)明的焊接焊絲時(shí)，需要實(shí)施最適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)方式。
一般而言，焊接用粉芯焊絲，是將帶鋼成形為U字狀后，將焊劑向U字部?jī)?nèi)供給，再將帶鋼從U字狀成形加工為管狀后，經(jīng)由拉絲工序拉絲加工到規(guī)定的焊絲直徑。并且，由孔拉伸模進(jìn)行加工率高的實(shí)際拉伸工序部分為主流。在用這種現(xiàn)有生產(chǎn)方式生產(chǎn)上述焊絲時(shí)，產(chǎn)生以下等問題點(diǎn)(a)拉絲加工時(shí)的剪切力超過焊絲強(qiáng)度，多產(chǎn)生斷線；(b)發(fā)生由于孔拉伸模粗糙而造成的焊絲表面痕；(c)焊劑填充量不均。
為此，本發(fā)明人經(jīng)過如下各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果達(dá)成了能解決上述問題點(diǎn)的目的，即(1)適用與孔拉伸模相比較拉絲加工時(shí)拉拔阻力小的輥拉伸模；(2)孔拉伸模的剖面收縮率的最佳化；(3)成型輥形狀的最佳化；(4)焊劑填充條件的最佳化。
以下，關(guān)于本發(fā)明的粉芯焊絲的制造方法，參照?qǐng)D5進(jìn)行具體地說明。圖5(a)是表示粉芯焊絲的制造工序的圖，圖5(b)是表示各成形工序的帶鋼剖面形狀的橫截面圖。首先，呈盤狀供給的帶鋼100，經(jīng)帶鋼脫脂工序102被脫脂及洗凈帶鋼表面的加工油及污漬等，在潤(rùn)滑劑涂覆工序103a中，涂覆植物油、礦物油、合成油等的帶鋼加工必需的潤(rùn)滑油。然后，在成形工序中，經(jīng)由成型輥104a、104b，帶鋼100從帶狀被依次成形加工成U字狀(100a)及管狀(100b)。在將帶鋼100成形為U字狀帶鋼100a的狀態(tài)下，由焊劑供給裝置105向該U字狀帶鋼100a上供給焊劑106。符號(hào)112為導(dǎo)向輥。本發(fā)明中，為了抑制焊絲的縱向的焊劑率(即，外皮橫截面積的占有率)的不均，使成型輥104a的形狀及軋制方法(pass schedule)最佳化、還進(jìn)一步在盡量控制焊劑供給速度的不均等方面下工夫。
成形為管狀且被供給焊劑的焊絲100c，經(jīng)潤(rùn)滑劑涂覆工序103b，在成形拉絲工序及精拉絲工序中，經(jīng)由輥拉伸模201、206、401、405被進(jìn)行拉絲加工，經(jīng)由孔拉伸模501被精加工成規(guī)定的焊絲直徑。還有，符號(hào)111為輸帶輥。另外，經(jīng)由輥式模201、206被拉絲加工的焊絲100d暫時(shí)形成為盤116狀后，再次經(jīng)由輥式模401、405進(jìn)行拉絲加工。還有，焊縫114具有對(duì)接型的焊縫部114a和搭接型的焊縫部114b。
一般而言，為了確保焊絲剖面形狀的正圓度(接近正圓的程度)，以前在成形拉絲及精拉絲工序中采用孔拉伸模。而孔拉伸模可使焊絲剖面形狀的正圓度良好，不過，存在的問題是焊絲拉絲的拉拔阻力大，因此，外皮橫截面積小，若是強(qiáng)度低的焊絲則容易產(chǎn)生斷線。為此，除最后的拉伸模以外，都使用與孔拉伸模相比較拉拔阻力小的輥式模201、206、401、405，只有最后的模使用孔拉伸模501，能夠努力加工出焊絲比現(xiàn)有的焊絲的外皮橫截面積所占的比例低、且硬度H低的焊絲，而且能確保焊絲剖面形狀的正圓度。拉絲焊絲107經(jīng)由潤(rùn)滑劑除去裝置115除去拉絲潤(rùn)滑劑后，經(jīng)由潤(rùn)滑劑涂覆裝置108、109給予焊絲進(jìn)給用潤(rùn)滑劑113。其后，焊絲107被纏繞在焊絲卷軸上。
另外，只是使軟鋼制外皮的外皮占有率Sf為規(guī)定比率，還不能在超過150cm/分的高速水平角焊時(shí)確保耐氣孔性及焊道外觀·形狀，還必須使焊絲組成(相對(duì)于焊絲總質(zhì)量的成分含有量)最佳化。
除了堿金屬氧化物以外的氧化物3.5～7.5質(zhì)量％氧化物具有使焊渣均勻覆蓋焊道表面、調(diào)節(jié)焊道外觀·形狀的作用，更會(huì)對(duì)耐氣孔性產(chǎn)生影響。氧化物不足3.5質(zhì)量％時(shí)，焊道表面的焊渣覆蓋不均勻，因此，焊道外觀變差的同時(shí)、還形成凸型焊道。另一方面，氧化物超過7.5質(zhì)量％時(shí)，由于工廠底漆燃燒等產(chǎn)生氣體的放出被焊渣層抑制，因此，耐氣孔性變差。焊道外觀·形狀及耐氣孔性在氧化物量為3.5～7.5質(zhì)量％時(shí)良好，在為4.6～6.7質(zhì)量％時(shí)最好。因此，氧化物的范圍為3.5～7.5質(zhì)量％，更好的范圍是為4.6～6.7質(zhì)量％。還有，作為氧化物的原料，可以列舉出金紅石、電解拋光氧化鋁制品、鋯砂、氧化鋁、氧化鎂、硅砂等，這些作為粉體被添加在內(nèi)包的焊劑內(nèi)。
堿金屬化合物0.01～0.40質(zhì)量％堿金屬具有穩(wěn)定電弧的作用。在堿金屬化合物不足0.01質(zhì)量％時(shí)，電弧不穩(wěn)定。另一方面，在堿金屬化合物超過0.40質(zhì)量％時(shí)，電弧的噴射過強(qiáng)，澆道穩(wěn)定性變差。電弧穩(wěn)定性及澆道穩(wěn)定性在堿金屬化合物為0.01～0.40質(zhì)量％良好，在為0.05～0.30質(zhì)量％則最好。因此，堿金屬化合物量的范圍為0.01～0.40質(zhì)量％，更好的范圍是為0.05～0.30質(zhì)量％。還有，堿金屬化合物是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物，作為其原料可以列舉出正長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石及鉀玻璃等，這些作為粉體被添加在內(nèi)包的焊劑中。另外，本發(fā)明的堿金屬化合物含有量，是將這些原料粉體的成分分析值換算成K2O、Na2O及Li2O等堿金屬氧化物的值。
Si0.4～1.2質(zhì)量％Si用作脫氧劑，具有調(diào)節(jié)焊道形狀及外觀、熔敷金屬的機(jī)械性能的作用。在Si不足0.4質(zhì)量％時(shí)，焊道呈凸型形狀，焊道形狀變差，同時(shí)，產(chǎn)生由于脫氧不足而造成的氣孔。另一方面，在Si超過1.2質(zhì)量％時(shí)，熔敷金屬的強(qiáng)度過大而韌性降低。另外，Si量的范圍在0.6～1.2質(zhì)量％時(shí)，可以獲得更好的耐氣孔性、焊道形狀。因此，Si量的范圍為0.4～1.2質(zhì)量％，更好的是為0.6～1.2質(zhì)量％。還有，作為Si的原料，除了被添加在內(nèi)包的焊劑中的Fe-Si及Fe-Si-Mn等金屬粉外，還包含軟鋼制外皮中的Si。
Mn1.5～4.0質(zhì)量％Mn具有與Si同樣的作用。在Mn不足1.5質(zhì)量％時(shí)，產(chǎn)生由于脫氧不足而造成的氣孔，同時(shí)焊道形狀變差。另一方面，在Mn含有量超過4.0質(zhì)量％時(shí)，熔敷金屬的強(qiáng)度過大。另外，在Mn為2.0～3.5質(zhì)量％的范圍時(shí)，可以獲得更好的耐氣孔性及焊道形狀。因此，Mn量的范圍為1.5～4.0質(zhì)量％，更好的是為2.0～3.5質(zhì)量％。還有，作為Mn的原料，除了被添加在內(nèi)包的焊劑中的Fe-Si及Fe-Si-Mn等金屬粉外，還包含軟鋼制外皮中的Mn。
Al0.2～0.6質(zhì)量％Al用作脫氧劑，具有降低熔敷金屬中的氧量而確保強(qiáng)度的效果，同時(shí)對(duì)熔融金屬的流動(dòng)性及焊渣覆蓋性造成影響。在Al不足0.2質(zhì)量％時(shí)，熔融金屬的紊亂增大，產(chǎn)生飛濺發(fā)生量增加及焊道不整齊。另外，在Al超過0.6質(zhì)量％時(shí)，焊渣流動(dòng)性不好，覆蓋不均勻，焊渣剝離性、焊道外觀及形狀變差。另外，在Al為0.3～0.5質(zhì)量％時(shí)焊渣的剝離性、焊道外觀及焊道形狀更好。因此，Al量的范圍為0.2～0.6質(zhì)量％，更好的范圍為0.3～0.5質(zhì)量％。
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例表示如下。使用下述表1所示組成的軟鋼制外皮，以下述表2所述的軟鋼制外皮占有率、外皮硬度及焊劑成分，制作金屬直徑1.6mm的粉芯焊絲。還有，下述表1所示的軟鋼制外皮的組成畢竟只是一例，只要粉芯焊絲整體的成分在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用一般的軟鋼制外皮。另外，下述表2所示的軟鋼制外皮的組成畢竟也只是一例，只要是可以獲得能得到適當(dāng)澆道穩(wěn)定性的電弧噴射力的狀態(tài)，可以將焊絲直徑變更為2.0mm及1.4mm等。再有，下述表2中，氧化物是除堿金屬氧化物以外的氧化物焊劑原料的總量。另外，堿金屬化合物是換算成K2O、Na2O及Li2O的焊劑原料的總量。并且，Si、Mn及Al表示將軟鋼制外皮中的各成分換算成焊劑中的金屬粉的各成分的換算值。



下面，使用以上述表1及表2表示的條件制作的焊絲，以下述表3所示的焊接條件實(shí)施焊接試驗(yàn)。在下述表4中表示焊接試驗(yàn)結(jié)果。而表4中，“◎”為極好、“○”為良好、“△”為稍差、“×”為差。



從上述表4可知，本發(fā)明的實(shí)施例1～10，澆道穩(wěn)定性良好，且可以獲得優(yōu)越的焊道形狀·外觀及耐氣孔性。另一方面，比較例11～20，由于在本發(fā)明的范圍以外，因此具有以下所示的問題點(diǎn)。比較例11，由于外皮占有率Sf比本發(fā)明范圍小，因此，產(chǎn)生電弧變動(dòng)。比較例12，由于外皮占有率Sf比本發(fā)明范圍大，因此，發(fā)生澆道不穩(wěn)定、焊道不整齊及咬邊。比較例13，外皮的維氏硬度H在本發(fā)明范圍以外，因此，進(jìn)給性差，發(fā)生電弧中斷。比較例14，由于外皮的維氏硬度H在本發(fā)明范圍以外，因此，進(jìn)給性差，發(fā)生電弧中斷。比較例15，由于氧化物的量比本發(fā)明范圍少，因此形成凸型焊道，焊道形狀變差。比較例16，由于氧化物的量比本發(fā)明范圍多，因此焊坑或氣溝多發(fā)，耐氣孔性變差。比較例17，由于堿金屬化合物的量比本發(fā)明范圍少，因此，電弧不穩(wěn)定，澆道不穩(wěn)定。另外，比較例18，由于堿金屬化合物的量比本發(fā)明范圍多，因此，電弧的噴射強(qiáng)，澆道不穩(wěn)定，焊道外觀·形狀變差。比較例19，由于Si量及Mn量比本發(fā)明范圍少，因此，由于脫氧不足而造成的氣孔多發(fā)，除此之外焊道形狀也成為凸型。比較例20，由于Si量及Mn量比本發(fā)明范圍多，因此，電弧的噴射強(qiáng)，澆道不穩(wěn)定，發(fā)生焊道不整齊、咬邊。比較例21，由于Al量比本發(fā)明范圍少，因此，熔敷金屬的紊亂增大，焊道不整齊、咬邊等缺陷多發(fā)。比較例22，由于Al量比本發(fā)明范圍多，因此，焊渣的覆蓋不均勻，焊渣剝離性及焊道外觀變差。比較例23、24，由于硬度H在H≤(425-3×Sf)的關(guān)系之外，因此，進(jìn)給不穩(wěn)定，電弧紊亂。
權(quán)利要求
1.一種用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，在軟鋼制外皮內(nèi)填充焊劑，其特征在于外皮橫截面積相對(duì)于焊絲橫截面的整個(gè)橫截面積的比例Sf的百分比、即軟鋼制外皮部的橫截面積/焊絲整個(gè)橫截面積×100％為30～70％，且外皮的維氏硬度H以Hv為單位滿足H≤425-3×Sf之條件。
2.如權(quán)利要求1所述的用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，其特征在于相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含3.5～7.5質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.01～0.40質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.4～1.2質(zhì)量％的Si、1.5～4.0質(zhì)量％的Mn、和0.2～0.6質(zhì)量％的Al，其中，上述堿金屬化合物是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物。
3.如權(quán)利要求2所述的用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，其特征在于相對(duì)于焊絲總質(zhì)量，包含4.6～6.7質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.05～0.30質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.6～1.2質(zhì)量％的Si、2.0～3.5質(zhì)量％的Mn、和0.3～0.5質(zhì)量％的Al，其中，上述堿金屬化合物是從由K2O、Na2O及Li2O構(gòu)成的組中選擇的1種或2種以上的堿金屬化合物。
全文摘要
本發(fā)明的用于多電極氣體保護(hù)電弧焊接的粉芯焊絲，外皮橫截面積相對(duì)于焊絲橫截面的整個(gè)橫截面積的比例Sf(％)為30～70％。外皮的維氏硬度H(Hv)滿足H≤425－3×Sf。其組成相對(duì)于焊絲總質(zhì)量包含3.5～7.5質(zhì)量％的除堿金屬氧化物以外的氧化物、0.01～0.40質(zhì)量％的堿金屬化合物、0.4～1.2質(zhì)量％的Si、1.5～4.0質(zhì)量％的Mn、0.2～0.6質(zhì)量％的Al。上述堿金屬化合物是從由K
文檔編號(hào)B23K35/02GK1676271SQ200510062780
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者岸本卓也, 長(zhǎng)岡茂雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所