[发明专利]钢板的气体保护电弧焊接方法

说明书

本发明提供气体保护电弧焊接方法，其在将钢板对接并通过多层焊接进行接合时，能够在不进行接合部位的预热处理的情况下实施气体保护电弧焊接，有效防止冷却后产生的焊接部的低温裂纹。将抗拉强度为590MPa以上且板厚为22mm以上的2张钢板对接，将坡口角度设为10°以下且将坡口间隙设为7～15mm，使用含有0.015～0.100质量％的REM的焊丝，进行将焊丝设为正接的气体保护电弧焊接，通过对接多层焊接使钢板接合。

技术领域

本发明涉及将钢板对接并通过多层焊接使之接合的气体保护电弧焊接方法。

背景技术

气体保护电弧焊接是一边以保护气体(例如CO₂单独气体或Ar与CO₂的混合气体等)覆盖通过焊接将钢板接合的部位及其周边(以下，称为接合部位)一边使用焊丝(所谓的消耗电极)将钢板接合的技术，在汽车、建筑物、桥梁及电气设备等施工现场、制造现场被普遍使用。尤其是在建筑物、桥梁领域，近年来钢结构物的大型化显著发展，为了确保该钢结构物的强度而使用高强度厚钢板，并正在研发与之适应的焊接技术。

在用于构筑建筑物、桥梁的结构物的制造现场或进行其施工的施工现场，当将钢板对接并通过气体保护电弧焊接使之接合时，通常广泛采用使用多根焊丝或使焊丝多次通过同一接合部位以使许多层状的焊接金属层叠的焊接技术(以下，称为多层焊接)。然而，在使用气体保护电弧焊接的钢板的多层焊接中，存在由通过焊接而在钢板上产生的焊接金属和热影响部形成的部位(以下，称为焊接部)在被冷却后容易产生低温裂纹的问题。

焊接部的低温裂纹是在焊接结束后也即焊接部被冷却至室温左右后产生的裂纹(所谓的延迟裂纹)，已发现其原因为与焊接部相关的三个要素(即焊接部的残余应力、硬度、焊接部内含的氢)叠加的相互作用。并且，在抗拉强度为590MPa以上的钢板中，具有这样的低温裂纹的产生频率增加的趋势。

因而，对于抗拉强度为590MPa以上的钢板，研究了多种防止这样的低温裂纹的技术。

例如，已知在对抗拉强度为590MPa以上的钢板进行多层焊接前预先对接合部位进行加热以使钢板及其附着物(例如水滴等)的氢向大气中释放的预热处理对于低温裂纹的防止是有效的。但接合部位的预热处理需要许多时间和劳力，其结果导致气体保护电弧焊接的施工成本增加。

另外，专利文献1中公开了在抗拉强度为780MPa以上的钢板的多层焊接中不需要预热处理就能够抑制低温裂纹的激光/电弧混合焊接的技术。该技术为了进行混合焊接而使用大型夹具、激光发射装置等，因此存在在狭小场所无法施工的制约。特别是在建筑物、桥梁领域，在对由钢板形成的钢结构物进行组装时，必须进行被称为现场焊接的现场的焊接施工。

现场焊接是在施工现场将作为钢结构物的柱与梁(或柱与柱)接合的作业，难以确保操作者能够安全地进行作业的足够宽阔的空间。也就是说，很难在现场焊接使用大型夹具、装置，这一问题妨碍了激光/电弧混合焊接在现场焊接中的普及。

对此，在采用能够以比激光/电弧混合焊接简单的手段实施的使用气体保护电弧焊接的多层焊接的情况下，如前所述，由于需要防止低温裂纹，因此不得不在施工现场实施接合部位的预热处理。其结果会导致对建筑物、桥梁进行构筑所需的施工费用的增加、工期的延长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本再公表2013-179614号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种气体保护电弧焊接方法，其能够解决以往的技术问题，在将钢板对接并通过多层焊接进行接合时，能够在不进行接合部位的预热处理的情况下实施气体保护电弧焊接，有效防止冷却后产生的焊接部的低温裂纹。