[发明专利]气体保护电弧焊方法、结构物的制造方法和保护气体

说明书

提供一种不论焊接材料和焊接母材等的条件，电弧稳定性都高，且能够抑制未熔合的气体保护电弧焊方法、利用该焊接方法的结构物的制造方法以及该焊接方法所使用的保护气体。气体保护电弧焊所使用的保护气体，相对于保护气体总体积，含有COsubgt;2/subgt;：0.5体积％以上且2.0体积％以下、和Hsubgt;2/subgt;：0.5体积％以上且3.0体积％以下，余量是Ar和不可避免的杂质，设COsubgt;2/subgt;的含量相对于保护气体总体积以体积％计为[COsubgt;2/subgt;]，设Hsubgt;2/subgt;的含量相对于保护气体总体积以体积％计为[Hsubgt;2/subgt;]时，满足下式(1)和式(2)。1.30≤[COsubgt;2/subgt;]+[Hsubgt;2/subgt;]≤4.40…(1) 0.35≤[Hsubgt;2/subgt;]/([COsubgt;2/subgt;]+[Hsubgt;2/subgt;])≤0.74…(2)。

技术领域

本发明涉及使用以Ar为主要成分的保护气体进行焊接的气体保护电弧焊方法、结构物的制造方法和保护气体。

背景技术

在气体保护电弧焊中，为了保护熔融金属(以下，也称为熔池)免受大气中的氮和氧的不利影响而使用保护气体。保护气体的组成，根据所使用的焊丝和焊接母材(以下，也简称为“母材”或“工件”)的钢种、和所制造的结构物的用途而进行各种最佳化。例如，以不锈钢等高合金钢作为焊丝使用时，出于抑制焊接后的焊接金属的氧含量，确保优异的力学特性，尤其是韧性的目的，一般使用以Ar为主要成分，并含有少量的O₂或CO₂的混合气体作为保护气体。

这样，使用以Ar作为主要成分的混合气体作为保护气体时，若使保护气体中的Ar的含量增加，则可以确保优异的韧性。另一方面，则熔透性能差，产生未熔合这样的焊接缺陷发生的课题。这是因为，由于Ar的电位斜率低这一性质，导致保护气体中的Ar的比率越高，电弧越容易扩散，电流密度变小，下压熔池的力(以下，也称为电弧力)降低。

为了解决这样的课题，在专利文献1中公开有一种药芯焊丝，其以不锈钢或镍合金为外皮，并由金属氧化物、碳酸盐、金属氟化物和金属粉构成，上述专利文献1所述的药芯焊丝，其特征在于，作为焊剂成分，相对于焊丝总重量而含有1～30重量％的金属粉混合物，其中TiO₂为5～10重量％，SiO₂为0～1.5重量％，碳酸盐为0.1～1重量％，金属氟化物以氟量换算为0.05～0.5重量％和硅量为0.1～1.5重量％。而且还公开有通过使用上述药芯焊丝，即便使保护气体组成为80％Ar+20％CO₂而进行焊接时，也可以与使用100％CO₂保护气体的情况同样地进行焊接，也不会发生缺陷。

另外，在专利文献2中公开有一种用于使用含有8重量％以上且13重量％以下的Cr的实芯焊丝对含有8重量％以上且13重量％以下的Cr的高Cr钢进行焊接的MAG焊(熔化极活性气体保护电弧焊)用保护气体。上述MAG焊用保护气体，具体来说，是以单层单道，用于焊接一对母材的厚度H1与此母材间的坡口的间隔W1之比为0.4以下，该坡口的角度θ1为10°以下的窄坡口的气体。另外，在上述专利文献2中公开有上述保护气体，其特征在于，由17容量％以下的二氧化碳、30容量％以上且80容量％以下的氦气、余量氩气这3种混合气体构成，可改善熔深。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－25893号公报

专利文献2：日本特开2013－46932号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1中，只设想了Ar气为80％以下的保护气体，而未考虑到焊接金属的韧性。另外，所使用的焊接材料限定于药芯焊丝，关于实芯焊丝未予以考虑。