[發明專利]縱列式氣體保護電弧焊接方法

有效

• 申請號: 201310033899.2
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103302384A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 袁倚旻;山崎圭;鈴木勵一
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 龔敏

技術領域

本發明涉及氣體保護電弧焊接中的雙電極焊接方法。

背景技術

以往，關于氣體保護電弧焊接方法，提出過如專利文獻1～3所示的技術。例如專利文獻1中，就縱列式GMA焊接而言，先行電極具有加深向母材熔深的作用，后行電極具有利用電弧壓力抑制由先行電極的電弧熔融而流向熔池后方的熔融金屬來調整熔融池形狀的作用，因此，設想出對于先行電極和后行電極而言各自存在適合的保護氣體組成。而且，專利文獻1中，基于上述的設想，提出了通過對先行電極和后行電極供給適合的不同組成的保護氣體而不使熔深減小、穩定地進行熔滴過渡而減少飛濺的技術。

專利文獻1中，具體而言，提出了如下方案：將供給至先行電極的先行電極用保護氣體設為氬氣與二氧化碳氣體兩種的混合氣體、或者氬氣、二氧化碳氣體和氧氣三種的混合氣體，將供給至后行電極的后行電極用保護氣體設為純氬氣、氬氣與二氧化碳氣體兩種的混合氣體、氬氣與氧氣兩種的混合氣體、或者氬氣、二氧化碳氣體和氧氣三種的混合氣體，并使后行電極用保護氣體中的二氧化碳氣體濃度低于先行電極用保護氣體中的二氧化碳氣體濃度。

接著，專利文獻2中，提出了鑒于使用二氧化碳氣體的混合比率為50體積％以上的保護氣體進行焊接時極難完成噴射過渡這樣的現有問題的焊接焊絲和使用該焊接焊絲的焊接方法。即，專利文獻2中，提出了在使用以二氧化碳氣體為主要成分的保護氣體的二氧化碳氣體保護電弧焊接中，能夠進行熔滴的噴射過渡，即使進行高速焊接也能減少飛濺的產生，而且能得到優良的焊道形狀的焊接焊絲和使用該焊接焊絲的焊接方法。需要說明的是，上述的以二氧化碳氣體為主要成分是指例如二氧化碳氣體的混合比率為50體積％以上。

專利文獻2中，具體而言，提出了如下方案：通過將稀土元素添加到焊接焊絲中并規定Ca含量，使陰極中的電弧產生點集中且穩定；即使增加保護氣體中的二氧化碳氣體，通過與通常相反的正極性、即將焊接焊絲設為陰極，使飛濺的產生減少；通過將強脫氧元素Ti、Zr、Al添加到焊接焊絲中，得到更穩定的焊接性等。

接著，專利文獻3中，提出了一種縱列式氣體保護電弧焊接方法，其為電極使用兩根焊接用焊絲的消耗電極式的縱列式氣體保護電弧焊接方法，其中，使用含有40體積％以上的CO₂的活性氣體作為先行電極的保護氣體，使用含有合計99.5體積％以上的選自Ar氣、He氣和H₂氣中的一種或兩種以上的惰性氣體作為后行電極的保護氣體，并且在由先行電極產生的熔融金屬凝固前進行后行電極中熔渣的清理。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開專利WO2008/016084號公報

專利文獻2：日本特開2004-188428號公報

專利文獻3：日本特開2010-125496號公報

發明內容

但是，專利文獻1中提出的技術，雖然從抑制飛濺的觀點出發使用以氬氣這樣的惰性氣體為主要成分的混合氣體作為保護氣體，但是，存在熔深較淺、與現有的縱列式方法為同等水平的問題。另外，專利文獻1中提出的技術具有保護氣體的成本高的問題。而且，由于氬氣這樣的惰性氣體的成本比二氧化碳氣體的數倍還高，因此在實際的焊接施工中，期望減少惰性氣體的使用量而盡可能地使用以二氧化碳氣體為主要成分的氣體。

專利文獻2中提出的技術，存在添加到焊接焊絲中的稀土元素昂貴的問題。另外，專利文獻2中提出的技術，限定為正極性，但使用例如廉價的實芯焊絲以正極性進行焊接時，存在會產生大量的飛濺的問題。

專利文獻3中提出的技術與專利文獻2同樣，存在添加到焊接焊絲中的稀土元素價格高的問題。另外，專利文獻3中提出的技術，存在不能通過使用含有100體積％CO₂的活性氣體作為先行電極的保護氣體、并且使用廉價的實芯焊絲作為先行電極來進行縱列式氣體保護電弧焊接的問題。此外，作為本技術優選的方式，提出了使先行電極為正極性、后行電極為反極性的方案。此時，由于兩個電弧相互排斥，因此，還存在損害利用后行電極電弧調整焊接焊道形狀這一縱列式氣體保護電弧焊接的最大優點的問題。

除了以上的問題之外，還存在如下問題：通常可知使用二氧化碳氣體作為先行電極的保護氣體的焊接具有深熔深性，但在縱列式氣體保護電弧焊接中使用時，由于會產生極大量的飛濺，因此不能應用二氧化碳氣體。