專利名稱：鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法。本申請基于2008年9月30日向日本申請的日本專利申請第2008-252696號和 2008年10月15日向日本申請的日本專利申請第2008-266722號主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其 內(nèi)容。
背景技術(shù)：
電弧釬焊是將電弧作為熱源的焊接方法。是一種使用熔點比接合的母材低的金屬 或合金作為填充金屬，幾乎不使母材熔融地接合的接合方法，通常使用面向電弧焊接銷售 的焊接電源進(jìn)行施工。電弧釬焊與氣體金屬電弧(GMA、(ias Metal Arc)焊接等熔融焊接相比為低線能 量。因而，由于變形發(fā)生少，可接合縫隙大的接縫，從而可適于汽車車體部件等薄板的接合。此外，由于電弧釬焊通常幾乎不熔融被加工物，從而能夠以低線能量實現(xiàn)變形少 的接合。接縫強(qiáng)度由板材與熔敷金屬接觸的面來確保，因此特別是在進(jìn)行電弧釬焊常用的 搭接接縫時，需要充分確保上板與熔敷金屬的接觸面。以往使用的電弧釬焊方法中，由于焊 道的潤濕性差，容易形成焊道寬度較窄的凸焊道，從而存在難以充分確保上板與熔敷金屬 的接觸面的問題。電弧釬焊所使用的填充金屬主要使用銅合金焊絲。通常使用含有硅或錳的銅硅合 金(CuSi型、熔點910 1025°C )或含有鋁的銅鋁合金(CuAl型、熔點1030 1040°C )。CuAl型焊絲的特點在于，其拉伸強(qiáng)度為390 450MPa，比CuSi型的拉伸強(qiáng)度 (330 370MPa)高，而且能夠得到有光澤的黃金色焊道。另一方面，CuSi型焊絲的熔融點比CuAl型焊絲低，適用于通過低電流短弧(short arc)進(jìn)行的電弧釬焊。其特點在于，即使用于鍍鋅鋼板等表面處理鋼板的接合，也難以產(chǎn)生 通常的電弧焊接中所見到的紋孔(焊道表面開口的氣孔)、氣眼(存在于焊接金屬內(nèi)部的氣 孔)。為了從大氣中保護(hù)電弧，電弧釬焊與電弧焊接同樣需要保護(hù)氣體，保護(hù)氣體通常 使用氬氣。電子從母材熔融池中具有氧化物的部位輻射。然而，若將惰性氬氣用于保護(hù)氣體， 則形成氧化物的氧不足，作為電子輻射點的陰極點不穩(wěn)定，從而電弧的產(chǎn)生變得不穩(wěn)定，在 熔滴過渡時熔融金屬飛散而發(fā)生濺射，同時產(chǎn)生焊道的縫邊、焊道寬度的穩(wěn)定性降低或稱 為蛇形的焊道成形不良。而且，若將氬氣用于周期性地增減電流大小的脈沖電弧，則存在電弧范圍變大，同 時為了使焊絲熔融、脫離，電弧電壓容易變高，線能量增加，發(fā)生燒穿的不良問題。此外，若使用氬氣，則焊道的潤濕性變差，容易形成焊道寬度窄的凸焊道。在應(yīng)用 于鍍鋅鋼板等表面處理鋼板的接合時，潤濕性進(jìn)一步降低，變得容易產(chǎn)生焊道凹凸不平。因 此，焊道寬度容易變窄，熔敷金屬與母材的接觸面積也變窄。其結(jié)果是，為了確保接縫強(qiáng)度，采用高電流區(qū)域下的施工，由此，存在電弧的更不穩(wěn)定化以及濺射發(fā)生增加的問題。提高釬焊速度也與電弧焊接時一樣，是使電弧不穩(wěn)定化的一個主要原因。因而，難 以進(jìn)行高速化，通常在不到1. Om/min的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行釬焊施工。然而，在容易產(chǎn)生縫隙的接 縫時，為了確保熔敷量，只好進(jìn)行更低速度下的施工。作為減少由不穩(wěn)定電弧而發(fā)生的濺射或焊道成形不良的電弧釬焊方法，提出了在 保護(hù)氣體中添加一定量以上的氧氣、二氧化碳以及氫氣或氦氣，使電弧穩(wěn)定化的方法(日 本特開平9-M8668號公報、日本特開2007-83303號公報、日本特表2005-515899號公報)。此外，為了改善MIG (Metal hter (ias)焊接中的焊道潤濕性，提出了在形成焊絲 的Cu制外皮內(nèi)填充由Al基材料構(gòu)成的芯材線的焊絲，或者在焊絲中包含Si、Mn和Nb，進(jìn) 一步在Cu制外皮內(nèi)填充由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的金屬粉的復(fù)合焊絲(日本特開平 6-226486號公報、日本特開平6469985號公報)。關(guān)于焊道的潤濕性改善，通常已知通過使用脈沖電弧來實現(xiàn)改善。此外，為了降低線能量而不減少焊絲的熔敷量，通常已知焊絲的細(xì)徑化或使焊絲 突出長度變長。關(guān)于脈沖電弧焊接，已知有以下方法。日本特開平8-309533號公報中公開了為了實現(xiàn)鍍鋅鋼板的脈沖電弧焊接的低焊 接線能量化，在基極電流期間中進(jìn)行通過短路實施的熔滴過渡的方法。即，在進(jìn)行每一次脈 沖周期的熔滴過渡時，設(shè)定焊接電壓，以通過在一次脈沖周期的基極電流期間中由短路進(jìn) 行一次熔滴過渡，使在該基極電流期間中進(jìn)行一次脈沖一次短路熔滴過渡的大部分。然而，盡管該方法中可實現(xiàn)低焊接線能量化，但熔滴過渡僅限于短路發(fā)生時。因 此，在使用該方法進(jìn)行使用CuAl型焊絲的電弧釬焊時，與通常的脈沖電弧進(jìn)行的熔滴過渡 相比，存在濺射發(fā)生變多的問題。此外，提出了周期性地組合通過脈沖電弧過渡熔滴的脈沖熔滴過渡和通過焊絲的 前進(jìn)后退動作進(jìn)行的機(jī)械性的短路熔滴過渡的焊接工藝(日本特表2007-508939號公報)。 該日本特表2007-508939號公報中公開了使用周期性地組合脈沖熔滴過渡和通過焊絲的 前進(jìn)后退動作進(jìn)行的機(jī)械性的短路熔滴過渡的焊接工藝、從而可調(diào)整和控制線能量平衡的 方法。該方法中，在短路熔滴過渡中，通過焊絲的前進(jìn)操作(焊絲進(jìn)給方向為被接合部 件側(cè))使焊絲頂端所形成的熔滴與熔融池接觸后，進(jìn)行焊絲的后退動作(焊絲進(jìn)給方向的 反向)使熔滴脫離焊絲。因而，在減少該區(qū)間內(nèi)的線能量的同時，抑制熔滴過渡時的濺射發(fā) 生。然而，該方法中不能控制電弧的變動，存在不能防止由電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象引起的濺射發(fā) 生的問題點。為了防止由電弧的不穩(wěn)定引起的濺射或燒穿發(fā)生，在上述日本特開平9-M8668 號公報中公開的方法中提出了使用在氬氣中含有2 10%氧氣的保護(hù)氣體。然而，該方法中可防止由電弧的不穩(wěn)定引起的濺射發(fā)生，但不能防止由焊道氧化 而引起的濺射。上述方法中，由于電弧長度變短，所以可順利地進(jìn)行熔滴過渡。然而，與僅為氬氣 的情況相比，電弧電壓降低，電弧集中。由此，實施脈沖電弧時，焊道寬度變細(xì)，從而焊道縫 邊的穩(wěn)定性下降。因此，對縫隙的空余度或?qū)?zhǔn)偏差變?nèi)?，高速化也變得困難。進(jìn)而，保護(hù)氣體中的氧化性氣體成分對焊道產(chǎn)生明顯氧化，從而在使用CuAl型焊絲時得到的黃金色 的焊道變成黑色，同時在焊道上產(chǎn)生褶皺，產(chǎn)生了耐腐蝕性和外觀上的問題。此外，本發(fā)明人判明，使用這種氣體，使用在電弧釬焊中常用的消耗電極式電弧焊 接機(jī)，進(jìn)行鍍鋅鋼板的電弧釬焊后，如后述的試驗例所示，改善了電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象，濺射 產(chǎn)生量減少，但不能改善至可滿足焊道潤濕性的水平。另一方面，日本特表2005-515899號公報中公開了使用0. 4 2. 0%氫氣、0. 3 2.0% 二氧化碳和剩余的氬氣組成的氣體混合物的進(jìn)行了鍍鋅的金屬部件的釬焊焊接方法。然而，該氣體混合物中添加有氫氣。通常，鋼板的電弧焊接中由于擔(dān)心產(chǎn)生焊接裂 紋而不優(yōu)選使用添加有氫氣的保護(hù)氣體。這種氣體混合物在鋼板的電弧釬焊中也擔(dān)心產(chǎn)生 裂紋。此外，該氣體混合物是三種混合氣體，所以成本變高。進(jìn)而，如上述一樣用于線能量減少的焊絲的細(xì)徑化會引起焊絲價格上升。若焊絲 突出長度變長，則存在焊絲對接合線容易產(chǎn)生對準(zhǔn)偏差的不良問題。進(jìn)一步地，上述日本特開平6-226486號公報、日本特開平6469985號公報中公開 的MIG焊接用復(fù)合焊絲為特殊的焊絲，因此與使用焊絲整體為均質(zhì)的實心焊絲時相比，存 在填充金屬的成本增加的問題。因而，通常是在使用于電弧中熔融的熔化電極的消耗電極式電弧釬焊中使用短弧 (short arc)或脈沖電弧進(jìn)行施工。短弧是指交替重復(fù)電弧的點弧(發(fā)生)和短路(short)造成的消失，同時使熔滴 過渡的電弧方式，常用于薄鋼板的電弧釬焊。使用通常的焊接電源以短弧對薄鋼板進(jìn)行電 弧釬焊時，為了防止燒穿，在低電流、低電壓區(qū)域進(jìn)行施工。在常常向被加工物方向進(jìn)給焊絲的通常方式的短弧中，通過電弧的點弧形成熔 滴，熔滴通過與被接合物或被加工物、或熔融池接觸短路而電弧消失，受到電磁收縮力和熱 收縮力，從而進(jìn)行熔滴從焊絲脫離的短路熔滴過渡。此時，電磁收縮力的大小取決于電流值。熱收縮力的大小取決于對電弧的冷卻效 果大的電弧進(jìn)行緊縮的二氧化碳、氧氣等在保護(hù)氣體中所占的比例。用短弧進(jìn)行薄鋼板的 電弧釬焊時，為了如上述一樣在低電流區(qū)域施工，結(jié)果是電磁收縮力變?nèi)酰瑹o法避免短路時 的濺射發(fā)生。此外，在電弧釬焊中使用CuAl型焊絲時，從防止焊道氧化的觀點來看，氧化性氣 體的添加也被限制。因此，也存在不能期待熱收縮力的效果，從而濺射發(fā)生變得明顯的問題。在進(jìn)行取決于收縮力的熔滴過渡的通常短弧中，形成焊道寬度窄的凸焊道，同時 焊道縫邊部或焊道寬度容易變得不整齊。因而，存在對焊絲的對準(zhǔn)偏差的允許范圍變窄的 問題。另一方面，脈沖電弧是指周期性地施加相比臨界電流為高電流的峰值電流和低電 流的基極電流，在峰值電流期間使焊絲熔融，接著，在從峰值電流轉(zhuǎn)變至基極電流的脈沖衰 減期間和基極期間，使形成在焊絲縫邊的熔滴過渡到熔融池的電弧方式。熔滴不是通過焊 絲等與熔融池接觸，而是過渡到熔融池。而且，上述臨界電流是指噴射過渡的臨界電流。在 脈沖電弧中，通過一次脈沖峰值電流使焊絲熔融形成熔滴，在從峰值電流轉(zhuǎn)變至基極電流的脈沖衰減期間和基極期間，使熔滴過渡到熔融池，調(diào)整脈沖條件，從而熔滴過渡形成一次 脈沖一次過渡，可減少濺射產(chǎn)生量。此外，由于電弧的范圍大，與短弧相比，可得到焊道的潤 濕性良好的寬焊道。通常，在電弧釬焊常用的薄板部件的接合中，由于板厚度薄，所以在接縫容易產(chǎn)生 縫隙。此外，在采用機(jī)器等自動焊接的汽車組裝線等中，由于部件組裝時產(chǎn)生的變形，容易 對示范的焊接線產(chǎn)生對準(zhǔn)偏差，板間未接合，容易發(fā)生“焊離(溶け分わ”)。為了抑制由這 些引起的不良問題，通常提高焊接電流并增加焊絲的進(jìn)給量(熔敷量)，但由于線能量也增 加，所以母材的熔融不可避免。因而，在對熱容量小的薄鋼板接縫進(jìn)行電弧釬焊時，若使用脈沖電弧，則由于與短 弧相比，電流值、電壓值同時升高，線能量容易變大，從而存在因線能量過多而容易在接縫 產(chǎn)生開孔的“燒穿”的問題。燒穿或焊離關(guān)系到修理成本增加而不優(yōu)選。因此，對母材的線能量變得容易過剩， 從而認(rèn)為不適于對薄鋼板使用脈沖電弧。特別是由于燒穿有時難以修理，所以長時間以來 正在尋求不發(fā)生燒穿的施工條件。
日本特開平9-M8668號公報 日本特開2007-83303號公報 日本特表2005-515899號公報 日本特開平8-309533號公報 日本特表2007-508939號公報 日本特開平6-226486號公報 日本特開平6469985號公報專利文獻(xiàn)1
專利文獻(xiàn)2
專利文獻(xiàn)3
專利文獻(xiàn)4
專利文獻(xiàn)5
專利文獻(xiàn)6
專利文獻(xiàn)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一方式的目的在于，在鋼板的消耗電極式電弧釬焊方法中，防止由電弧 的不穩(wěn)定現(xiàn)象引起的濺射發(fā)生或電弧的過度集中而發(fā)生的焊道成形不良，焊道表面氧化造 成的焊道變色及褶皺產(chǎn)生，進(jìn)一步防止縫隙或?qū)?zhǔn)偏差產(chǎn)生而造成的燒穿或焊離。本發(fā)明的第二和第三方式的目的在于，在鋼板的消耗電極式電弧釬焊中，不使用 特殊的復(fù)合焊絲，改善焊道的潤濕性，防止發(fā)生以凹凸不平或焊道蛇形為代表的焊道成形 不良，同時減少濺射發(fā)生，得到焊道寬度整齊的平坦焊道。為了解決上述課題，本發(fā)明提供如下方式。(1)本發(fā)明的第一方式為鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有鋁的實心焊絲的鋼板的電弧釬焊中，周期性地進(jìn)行脈沖熔滴過渡和短路熔滴過渡，使用由0. 03 0. 3體積％的氧氣、 剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬焊。(2)上述本發(fā)明的第一方式(1)優(yōu)選周期性地進(jìn)行作為一個周期的三次以上的脈 沖熔滴過渡和一次短路熔滴過渡，從峰值電流至基極電流的脈沖衰減時間為3. 1 8. 4ms。(3)上述(1)和O)的發(fā)明優(yōu)選在兩塊以上板材重合而成的接縫進(jìn)行氣體保護(hù)電 弧釬焊，以從位于重合的最上側(cè)的板材的上板端部向下的垂線與位于最下側(cè)的下板上表面 的交點為基準(zhǔn)，使焊絲的對準(zhǔn)位置在下板側(cè)1mm、上板側(cè)2mm的范圍。
(4)上述(1)和O)的發(fā)明優(yōu)選在兩塊以上板材重合而成的接縫進(jìn)行氣體保護(hù)電 弧釬焊，使板間的縫隙為2. Omm以下，或為位于接縫的最下側(cè)的下板板厚度的兩倍以下。(5)上述(3)和(4)的發(fā)明優(yōu)選線能量為700 1800J/cm。(6)本發(fā)明的第二方式為鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有硅和錳的銅合金焊絲的鋼板的電弧釬焊中，所述焊絲相對于被加工物進(jìn)行前進(jìn)后退動作，從而周期性地進(jìn)行短路熔滴過渡， 使用由包含1. 5 7體積％的氧氣、剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電 弧釬焊。(7)本發(fā)明的第三方式為，優(yōu)選在使用以銅為主成分且含有硅和錳的銅合金焊絲 的鋼板的電弧釬焊中，所述焊絲相對于被加工物進(jìn)行前進(jìn)后退動作，從而周期性地進(jìn)行短路熔滴過渡， 使用由包含2 7體積％的氧氣和15體積％以下的氦氣、剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體 作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬焊。(8)上述(6)和(7)的發(fā)明優(yōu)選所述氬氣為包含氧氣和氮?dú)庾鳛殡s質(zhì)的粗氬氣。(9)上述(6)至(8)的發(fā)明優(yōu)選短路熔滴過渡中的一秒鐘內(nèi)的短路次數(shù)設(shè)定在 55 85次。(10)上述(6)至(7)的發(fā)明優(yōu)選銅合金焊絲的焊絲截面為實心且為截面同質(zhì)的實
心焊絲。(11)上述(6)至(10)的發(fā)明為鋼板重合而成的接縫的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，優(yōu) 選線能量Q滿足根據(jù)被接合鋼材的板厚度求出的下述條件式。625 X t+125 ^ Q ^ 1250 X t+250 (J/cm)t 鋼板的板厚度(mm)(12)上述(11)的發(fā)明優(yōu)選平均焊接電流為60 150A。(13)上述(11)的發(fā)明優(yōu)選所述鋼板的板厚度具有0. 6 1. 4mm的厚度。(14)上述(6)至(13)的發(fā)明優(yōu)選所述鋼板為鍍鋅鋼板。根據(jù)本發(fā)明第一方式的電弧釬焊方法，不僅在低速度的電弧釬焊中，而且在高速 的電弧釬焊中，也可改善電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象，可減少濺射發(fā)生。此外，可防止電弧的過度集 中，降低電弧電壓，可形成縫邊整齊的焊道，可實現(xiàn)縫隙、對準(zhǔn)偏差變強(qiáng)，可降低燒穿或焊離 的發(fā)生。此外，可實現(xiàn)這些效果的同時，還可實現(xiàn)電弧釬焊的高速化。進(jìn)而，可防止焊道表 面的氧化造成的焊道變色及褶皺產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的第二方式和第三方式的電弧釬焊方法，可改善電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象， 可減少濺射發(fā)生。此外，不僅僅是該效果，還改善了焊道的潤濕性，從而可得到平坦的焊道， 可防止產(chǎn)生以凹凸不平或焊道蛇形為代表的焊道成形不良。


圖1為表示本發(fā)明的電弧釬焊方法的例子的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示本發(fā)明所使用的焊接電流的波形、電壓變化、熔滴過渡的狀態(tài)和焊絲 運(yùn)動的時間圖。圖3為表示在本發(fā)明中的對準(zhǔn)位置的例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為表示在試驗例1中的接縫結(jié)構(gòu)與焊炬的對準(zhǔn)位置的結(jié)構(gòu)圖。圖5為表示在試驗例2中的接縫結(jié)構(gòu)與焊炬的對準(zhǔn)位置的結(jié)構(gòu)圖。圖6A為表示使用試驗例1的試樣編號45得到的接合部的外觀照片。圖6B為表示使用試驗例1的試樣編號49得到的接合部的外觀照片。圖7A為表示使用試驗例2的試樣編號86得到的接合部的外觀照片。圖7B為表示使用試驗例2的試樣編號89得到的接合部的外觀照片。圖8A為表示本發(fā)明的短路熔滴過渡方式的示意說明圖。圖8B為表示現(xiàn)有的短路熔滴過渡方式的示意說明圖。圖9A為用于評價試驗例中的焊道潤濕性的說明圖。圖9B為用于評價試驗例中的焊道潤濕性的說明圖。圖9C為用于評價試驗例中的焊道潤濕性的說明圖。圖IOA為表示試驗例中的試驗編號9中的電弧釬焊時的電流、電壓波形的圖。圖IOB為表示試驗例中的試驗編號12中的電弧釬焊時的電流、電壓波形的圖。圖IlA為表示試驗例中的試驗編號1中的電弧釬焊時的電流、電壓波形的圖。圖IlB為表示試驗例中的試驗編號5中的電弧釬焊時的電流、電壓波形的圖。圖12A為表示試驗例中的熔敷金屬與母材的接合狀態(tài)的說明圖。圖12B為表示試驗例中的熔敷金屬與母材的接合狀態(tài)的說明圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的第一 第三方式的優(yōu)選例。然而，本發(fā)明并不僅限于 這些例子。在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行位置、數(shù)、尺寸、量等各種變更。圖1為表示在本發(fā)明的第一 第三方式中使用的釬焊方法的一例的示意圖。圖1 中，符號1表示焊接焊炬。該焊接焊炬1由氣體噴嘴2和接觸片3構(gòu)成。氣體噴嘴2為中空圓筒狀，其內(nèi)部配置間隙而同軸地插通并固定有中空圓筒狀的 接觸片3。氣體噴嘴2與接觸片3之間的間隙形成保護(hù)氣體流通的通路。該通路與未圖示的 保護(hù)氣體供給源連接，供給保護(hù)氣體。在接觸片3內(nèi)的空洞插通有作為消耗電極的焊絲4。由未圖示的焊絲進(jìn)給裝置自 動地進(jìn)給焊絲4，構(gòu)成為由接觸片3連續(xù)地送出。該焊絲進(jìn)給裝置可進(jìn)行送出焊絲4的前進(jìn)操作和使焊絲4稍稍后退的后退動作。 可適當(dāng)設(shè)定前進(jìn)操作和后退動作每小時的次數(shù)、周期、定時和焊絲4的移動量等。此外，在接觸片3與母材5之間，由焊接電源裝置6施加焊接電流。由該焊接電流 在焊絲4與母材5之間產(chǎn)生電弧。由該電弧使焊絲4熔融而形成熔滴。該熔滴過渡至母材 5，流入母材5的間隙并進(jìn)行母材5的接合(釬焊)。(第一方式的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法)本發(fā)明的第一方式涉及使用以銅為主成分且含有鋁的銅鋁合金焊絲的鋼板的電 弧釬焊方法。在抑制發(fā)生高速釬焊時的濺射、焊道成形不良(焊道寬度不均勻)的同時，防 止發(fā)生縫隙、對準(zhǔn)偏差產(chǎn)生時的燒穿或焊離。在第一方式的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法中，上述保護(hù)氣體使用由0. 03 0. 3體積％、優(yōu)選0. 05 0. 18體積％的氧氣，剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體。而且，該氬氣 不包含粗氬氣。氧氣不到0. 03體積％時，電弧變得不穩(wěn)定，有時發(fā)生濺射或焊道寬度變得 不均勻。若超出0. 3體積％，則焊道顯著氧化的同時，電弧極度集中，因而焊道寬度變窄，其 結(jié)果是作為過剩的熔融金屬以濺射物形式飛散，焊道寬度也變得不整齊。保護(hù)氣體的流量優(yōu)選為10 30升/分鐘左右，進(jìn)一步優(yōu)選10 20升/分鐘左 右，但不限于此范圍。在第一方式中，上述焊絲4使用以銅為主成分且含有鋁的實心焊絲。而且，上述焊 絲也可包含有其他成分。焊絲的直徑可根據(jù)需要選擇，但優(yōu)選使用直徑為0. 8 1. 2mm,以 銅為主成分且含有鋁的銅合金的實心焊絲(solid wire)。焊絲的組成也可根據(jù)需要選擇， 但優(yōu)選鋁的含量為7 Swt %。具體例可優(yōu)選使用EN 14640 :2005中規(guī)定的鋁含量在6. 0 9.5wt%的范圍內(nèi)的銅合金焊絲(CuAlS)。焊絲4的送出速度可根據(jù)所需熔敷量選擇，優(yōu)選 3 20m/分鐘的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選4 Sm/分鐘，但不限于此范圍。在第一方式中，上述母材5使用碳鋼板或不銹鋼板等鋼板。其板厚度未限定，優(yōu)選 0. 6 3. 2mm左右，進(jìn)一步優(yōu)選0. 6 2. 3mm。接縫形狀主要使用搭接接縫，但并不僅限于 此。使用的母材塊數(shù)也沒有限定。兩塊的母材5與母材5之間的空隙優(yōu)選0 3mm左右。而且，鍍鋅鋼板等表面處理鋼板不包括在本發(fā)明的第一方式所使用的鋼板中。本發(fā)明的第一方式所使用的焊接電流使用直流脈沖電流。圖2為表示本發(fā)明第一方式中的焊接電流、電弧電壓、焊絲4的運(yùn)動和熔滴11的 過渡狀態(tài)的時間圖。而且，示意性示出了焊接電流和電弧電壓。例如圖2所示，本發(fā)明的第一方式組合優(yōu)選3次以上、更優(yōu)選3次 8次(圖示例 中為4次)的脈沖熔滴過渡和1次短路熔滴過渡，并將其作為一個周期。特點在于，將其周 期性地重復(fù)來進(jìn)行熔滴過渡。而且，脈沖熔滴過渡的次數(shù)在本發(fā)明的第一方式中沒有限制， 可選擇優(yōu)選的次數(shù)。而且，上述脈沖熔滴過渡是指如下的熔滴過渡。如圖2所示，熔滴11形成自流通 基極電流的基極電流Λ開始，之后在峰值電流Ip持續(xù)期間形成。之后，在電流從峰值電流 Ip返回到基極電流Λ的脈沖衰減時間Tdown時，該熔滴11落下(過渡)至熔融池或被焊 接物。這樣，將每一次脈沖波形發(fā)生一次熔滴過渡稱為脈沖熔滴過渡。而且，該脈沖熔滴過渡的重復(fù)次數(shù)不滿3次時，焊絲4的供給量變少，存在不能確 保穩(wěn)定的焊道形成所需的熔敷量的問題。若超出8次，則由于一個周期中的脈沖次數(shù)增加 而使線能量過剩。其結(jié)果是有可能失去伴隨短路熔滴過渡的線能量減少效果，即減少外部 對焊接部提供的熱量的效果。上述短路熔滴過渡是指如下的熔滴過渡。如圖2所示，在基極電流時間Tb，在熔 滴11的形成進(jìn)行至某一程度的時刻，將焊絲4以比該時刻之前更快的速度送出。通過送出 使焊絲4頂端的熔滴11與被焊接物接觸(短路)，從而熔滴11過渡至熔融池。之后，使焊 絲4以規(guī)定量后退。在該熔滴的過渡期間，不施加峰值電流。將這樣進(jìn)行熔滴過渡稱為短 路熔滴過渡。在該短路熔滴過渡中進(jìn)行焊絲的接觸和后退的短路熔滴過渡時間Ts的期間，焊 接電流和電弧電壓降低，從而線能量減少。在本發(fā)明中，優(yōu)選脈沖波形中，從其峰值電流Ip直至返回到基極電流Λ的脈沖衰減時間Tdown為3. 1 8. 4ms。衰減時間Tdown不到3. Ims時，有可能在焊絲4頂端所形成的熔滴11平穩(wěn)地落下 (過渡)至熔融池之前施加下一次的脈沖，有可能發(fā)生電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象及濺射發(fā)生。另一方面，若脈沖衰減時間Tdown超出8. %is，則由于熔滴的過渡間隔變長而使釬 焊速度變快，從而形成不規(guī)則的熔滴過渡，容易發(fā)生短路或焊道成形不良。通過將脈沖衰減時間Tdown調(diào)整在上述范圍內(nèi)，脈沖熔滴過渡優(yōu)選在脈沖衰減時 間Tdown的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，即使基極電流時間Tb變短，也成為穩(wěn)定的熔滴過渡。此外，平均焊接電流優(yōu)選為70 150A，峰值電流Ip優(yōu)選為360 420A?；鶚O電 流Λ優(yōu)選為20 70Α。脈沖時間Tp優(yōu)選為1. O 1. Sms0焊接電流條件不到這些范圍 時，焊絲供給量變少，熔敷量變得不足的同時，由于電弧變得不穩(wěn)定而有可能發(fā)生濺射和焊 道成形不良。若焊接電流條件超出上述范圍，則焊絲的熔融變得過剩，熔滴過渡變得不穩(wěn)定 的同時，因線能量變得過剩，而在產(chǎn)生縫隙時有可能容易發(fā)生燒穿。焊接焊炬1的移動速度、即釬焊速度可根據(jù)需要選擇，但為了防止電弧的不穩(wěn)定 化，優(yōu)選為3m/min以下。在產(chǎn)生縫隙或?qū)?zhǔn)偏差的接縫的情況下，需要以更低速度施工。因 此，在實際應(yīng)用中，優(yōu)選使釬焊速度為0. 8 1. 5m/min左右。在如上的例子中組合3 8次的脈沖熔滴過渡和1次短路熔滴過渡，并重復(fù)該組 合的操作可實現(xiàn)來自焊接電源裝置6的焊接電流波形等的控制和由焊絲供給裝置進(jìn)行焊 絲4的供給控制。例如，在本發(fā)明中，可無間隔地連續(xù)進(jìn)行脈沖熔滴過渡與短路熔滴過渡的 組合，也可每次以規(guī)定的一定時間進(jìn)行脈沖熔滴過渡與短路熔滴過渡的組合。接著，對焊接接縫進(jìn)行說明。本發(fā)明通過進(jìn)行周期性地重復(fù)上述3 8次的脈沖 熔滴過渡和1次短路熔滴過渡的組合的操作，可穩(wěn)定地擴(kuò)大焊絲4對被焊接部件的對準(zhǔn)位 置。如圖3所示，在將搭接接縫或壓肩接縫等兩塊以上重合的板材重合而成的接縫作 為焊接對象時，可確定焊絲4的對準(zhǔn)位置。例如從截面來看時，以從位于兩塊以上重合的板 材、該例中為板材21和22的最上側(cè)的板材21的板端部向下的垂線H與位于最下側(cè)的板材 22的上表面的交點為基準(zhǔn)，使從交點向左右地在下板側(cè)(圖的左側(cè))1mm、上板側(cè)(圖的右 側(cè))2mm的范圍為焊絲4的對準(zhǔn)位置。此外，本發(fā)明中也可寬地選取板材間的縫隙。在兩塊以上板材重合而成的接縫時， 優(yōu)選板材間的縫隙為2. Omm以下，或為位于接縫的最下側(cè)的下板的板厚度的兩倍以下。在 板厚度為0. 6 1. Omm的薄鋼板的搭接接縫的電弧釬焊時，縫隙為位于接縫的最下側(cè)的板 材的板厚度以上時，優(yōu)選該縫隙在0.6 2. Omm的范圍，或為位于接縫的最下側(cè)的下板的板 厚度的1 2倍。此外，電弧釬焊時提供的線能量優(yōu)選在700 1800J/cm，每Im焊道的焊絲供給量 優(yōu)選為20 45g/m。若在這些范圍以外，則由于焊絲熔敷量不足或?qū)δ覆牡木€能量不足、或 者線能量過剩，會發(fā)生焊離或燒穿。以下，基于由后述的具體例結(jié)果導(dǎo)出的考察來說明限定本發(fā)明第一方式的保護(hù)氣 體組成的理由。在本發(fā)明第一方式的保護(hù)氣體電弧釬焊方法中，若向保護(hù)氣體中添加氧化性氣 體，則能穩(wěn)定地形成母材的陰極點，電弧的集中性增加的同時，電弧電壓降低。因此，可得到改善焊道蛇形所代表的電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象，對準(zhǔn)偏差的允許范圍擴(kuò)大，同時可防止因線能量 過多而造成燒穿的效果。因而，可得到增加焊絲的熔敷量，對縫隙產(chǎn)生的允許范圍擴(kuò)大的效果另一方面，若添加所需以上的氧化性氣體，則電弧過度集中。因此，變成供給過剩 的熔融金屬以濺射物形式飛散，焊道寬度也變窄，對準(zhǔn)偏差的允許范圍變窄。此外，由于存 在焊道表面因氧化而變黑的問題，所以在使用CuAl型焊絲的電弧釬焊中，不優(yōu)選氧化性氣 體的過量添加。以上研究結(jié)果為，在本發(fā)明的第一方式的方法中，在使用氧氣作為添加氣體時，優(yōu) 選氧氣的最低濃度為0. 03體積％，上限濃度為0. 3體積％。(第二和第三方式的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法)本發(fā)明的第二 第三方式涉及使用以銅為主成分且含有硅(silicon)和錳的銅 硅合金焊絲的鋼板的電弧釬焊方法。根據(jù)該方法，在改善焊道的潤濕性，防止產(chǎn)生以凹凸不 平或焊道蛇形為代表的焊道成形不良的同時，可減少濺射發(fā)生，得到焊道寬度整齊的平坦 焊道。在第二方式的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法中，保護(hù)氣體使用由1.5 7體積％、 優(yōu)選2 7體積％的氧氣，剩余部分為氬氣和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的混合氣體。不可避免 的雜質(zhì)優(yōu)選為0. 1體積％以下。在此，氧氣不到1. 5體積％時，不能穩(wěn)定地形成陰極點，電弧變得不穩(wěn)定，從而容 易產(chǎn)生以凹凸不平或焊道蛇形為代表的焊道成形不良。此外，電弧的范圍變大，對母材的線 能量不足，從而不能改善至可滿足焊道潤濕性的水平。若超出7體積％，則電弧過度集中， 從而焊道寬度的穩(wěn)定性有可能下降。此外，由于氧化力變得過剩，在焊接部產(chǎn)生的非金屬物 質(zhì)熔渣的產(chǎn)生變多，因剝離而產(chǎn)生的灰塵也存在變多的趨勢。在第三方式的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法中，保護(hù)氣體使用由包含2 7體 積％和15體積％以下的氦氣、剩余部分為氬氣和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的混合氣體。不可避 免的雜質(zhì)優(yōu)選為0.1體積％以下。在該使用中，抑制了電弧擴(kuò)大，焊道潤濕性變好。若氦氣 超出15體積％，則熔滴不會由于短路而過渡，從而變成如噴射過渡一樣自焊絲連續(xù)脫離。 因此，在焊炬移動速度(釬焊速度)變快則電弧變得不穩(wěn)定的同時，焊道寬度容易變得不 均勻，濺射也變得容易發(fā)生。在本方式中，氦氣的下限可根據(jù)需要選擇，但下限優(yōu)選為5體 積％以上。如果為5體積％以上，可充分得到期待的效果。在此，不可避免的雜質(zhì)是指在制造氣體時所包含的微量的其他成分。本發(fā)明中的 氬氣、氦氣也可為包括含有不可避免的雜質(zhì)的氣體。上述混合氣體所包含的氬氣只要不超出本申請的范圍，即可為包括氧氣和氮?dú)庾?為雜質(zhì)的氬氣(粗氬氣)。氬氣中所包含的氮?dú)鈨?yōu)選為0.1體積％以下。本發(fā)明所使用的氣體可通過將空氣液化并以空氣各成分的沸點差精餾分離各組 成分的空氣液化分離裝置而得到。由具備氬氣采取工序的空氣液化分離裝置得到氬氣。氬氣在空氣中的濃度不到1%，沸點為氮?dú)夥悬c與氧氣沸點之間的值。因而，由空 氣液化分離裝置取出包含氬氣、氧氣和氮?dú)獾拇謿鍤?，?jīng)過除去雜質(zhì)的工序而得到氬氣。由空氣液化分離裝置取出的粗氬氣為了除脫氧氣成分而添加氫氣，由催化劑將氧 以水的形式除去。之后，精餾少量含有氮?dú)?、氫氣的脫氧粗氬氣，得到除去氮?dú)?、氫氣而通常稱為氬氣的純氬氣。氣體制造工序變得復(fù)雜，因此氬氣的價格昂貴。另一方面，由于粗氬氣未經(jīng)過脫氧 和精餾工序，相比氬氣也較為廉價。在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，作為氬氣可使用這種粗氬氣，將其用作保護(hù) 氣體時，進(jìn)行調(diào)整以使保護(hù)氣體中的總氧氣為上述規(guī)定值。保護(hù)氣體中的氮?dú)鈨?yōu)選為0.1 體積％以下。保護(hù)氣體的流量通常優(yōu)選為10 30升/分鐘左右，進(jìn)一步優(yōu)選10 20升/分 鐘左右，但本發(fā)明不限于此范圍。在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，上述焊絲4使用以銅為主成分且含有硅和錳 的銅合金焊絲。即，由硅、錳和主成分銅構(gòu)成。而且，上述焊絲也包含有其他成分。焊絲的 直徑可根據(jù)需要選擇，但優(yōu)選使用直徑為0. 8 1. 2mm,以銅為主成分且含有硅(silicon) 和錳的銅硅合金焊絲。焊絲的組成也可根據(jù)需要選擇，但可優(yōu)選使用EN14640 :2005所 規(guī)定的，硅含量為2.8 4. Owt %、錳含量為0.5 1.5wt%、其余為銅的銅合金焊絲 (CuSi3Mnl)。該銅合金焊絲的焊絲截面為實心，為全部截面由同質(zhì)的上述銅合金制成的實 心焊絲。焊絲4的送出速度可根據(jù)所需熔敷量選擇，優(yōu)選3 Ilm/分鐘的范圍，進(jìn)一步優(yōu) 選4 7m/分鐘，但不限于此范圍。在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，上述母材5可主要使用鍍鋅鋼板，除此以外， 也可使用其他表面處理鋼板或未實施表面處理的碳鋼板。對其板厚度未進(jìn)行限定。板厚度 通常為0.5 2. Omm左右，優(yōu)選0.6 1. 4mm左右，進(jìn)一步優(yōu)選0. 6 1.0mm。接縫形狀主 要使用搭接接縫，但并不僅限于此形狀。兩塊的母材5與母材5之間的間隙優(yōu)選0 3mm
左右ο本發(fā)明第二方式和第三方式的電弧釬焊方法為進(jìn)行短路熔滴過渡的方法。與僅僅 是焊絲前進(jìn)的現(xiàn)有短路熔滴過渡不同，本發(fā)明的特點在于，焊絲4相對于被加工物進(jìn)行前 進(jìn)后退動作，從而周期性地進(jìn)行短路熔滴過渡。圖8A、8B示出了本發(fā)明第二方式和第三方式的短路熔滴過渡方式與現(xiàn)有的短路 熔滴過渡方式。圖8A所示的方式示出了本發(fā)明中實施的短路熔滴過渡方式。圖8B所示的方式示 出了現(xiàn)有的短路熔滴過渡方式。如圖8A所示，在本發(fā)明的短路熔滴過渡中，若在焊絲4的頂端形成熔滴11，則焊絲 4的送出量瞬間變大，從而使焊絲4的頂端的熔滴11接觸熔融池或被加工物并進(jìn)行短路，電 弧消失。之后，使焊絲4以規(guī)定量后退，提起焊絲4的同時，熔滴11過渡至熔融池或被加工 物。之后，使電弧發(fā)生點弧并形成下一個熔滴11。周期性地重復(fù)這些工序，優(yōu)選1秒鐘重復(fù) 55 85次。另一方面，在圖8B所示的現(xiàn)有的短路熔滴過渡中，焊絲4平常僅向被加工物方向 供給。由電弧的點弧形成熔滴11，該熔滴11與被加工物或熔融池接觸短路，從而電弧消失。 接觸短路的熔滴11受到電磁收縮力和熱收縮力，從而脫離焊絲4。在圖8B所示的現(xiàn)有的短路熔滴過渡方式中，很難隨意調(diào)整短路次數(shù)。例如即便使 用上述保護(hù)氣體，也得不到滿足濺射量和焊道的潤濕性兩者水平的焊道，這在本發(fā)明人進(jìn)行的實驗中變得明顯(參照表5的試驗例1)。以下記載了使用現(xiàn)有的短路熔滴過渡時不能改善焊道的潤濕性的原因。若使用上 述保護(hù)氣體，通過產(chǎn)生的熱收縮力，適合的電弧長度也比僅使用氬氣時短。其結(jié)果是，適合 的電弧電壓也降低，結(jié)果是線能量變低，從而不能改善焊道的潤濕性。另一方面，為了增加 線能量，若增加電弧電壓，則由于電弧長度延長使熔滴過渡變得不穩(wěn)定，可能會增加濺射發(fā) 生而不優(yōu)選。與此相對，在本發(fā)明的第二方式和第三方式的短路熔滴過渡方式中，可任意調(diào)整 短路次數(shù)。即，可不依賴收縮力地對熔滴過渡進(jìn)行控制，從而可減少濺射發(fā)生。通過使用上 述保護(hù)氣體，可得到滿足濺射量和焊道的潤濕性兩者水平的焊道。在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，通過焊絲4的前進(jìn)后退動作進(jìn)行的機(jī)械性的 短路熔滴過渡可根據(jù)需要選擇。短路熔滴過渡優(yōu)選1秒鐘進(jìn)行55 85次。1秒鐘內(nèi)不到 55次時，焊絲4的供給量變少，有可能不會確保穩(wěn)定的焊道形成所需的熔敷量。若1秒鐘內(nèi) 超出85次，則直至來自電弧點弧的熔滴形成、焊絲對被加工物的接觸和脫離所進(jìn)行的時間 過短，從而有可能在熔滴的形成不充分的狀態(tài)下，焊絲插入熔融池，且其結(jié)果是有可能容易 發(fā)生濺射。上述次數(shù)控制可設(shè)定對應(yīng)于焊絲4的前進(jìn)后退動作的每秒鐘次數(shù)或相對于焊絲 進(jìn)給速度的焊絲4的前進(jìn)后退動作次數(shù)。在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，焊接電流可根據(jù)需要選擇，但優(yōu)選為60 150A。若小于該值時，焊絲的供給量變少，線能量也變少，因此有可能不能確保穩(wěn)定的焊道 形成所需的熔敷量和焊道的充分潤濕性。若值大于上述范圍的上限，則通過電弧點弧實現(xiàn) 熔滴的形成容易變得不充分，因而焊絲插入熔融池，容易發(fā)生濺射。此外，在本發(fā)明的第二方式和第三方式中，在鍍鋅鋼板的電弧釬焊中進(jìn)行使搭接 接縫或壓肩接縫等板材重合而成的接縫的接合時，優(yōu)選由下式(a)表示的線能量Q滿足根 據(jù)被接合部件的板厚度求得的以下條件式(b)。若線能量Q小于式(b)的范圍，則焊道的潤 濕性差，有可能不能形成穩(wěn)定的焊道。若線能量Q的值大于式(b)的范圍，則焊絲的熔融變 得過剩，因而電弧容易變得不穩(wěn)定，有可能發(fā)生大顆粒的濺射物。Q= (I XEX60)/v(a)Q:線能量(J/cm)I 平均電流(A)Ε:平均電弧電壓(V)ν 釬焊速度(cm/min)625 X t+125 ≤ Q ≤1250 X t+250 (b)t:銅板的板厚度(mm)以下，基于由后述的試驗例結(jié)果導(dǎo)出的考察來說明限定本發(fā)明中的本發(fā)明第二方 式和第三方式的保護(hù)氣體組成的理由。若向保護(hù)氣體中添加一定量以上的氧氣，則能穩(wěn)定地形成母材的陰極點，電弧的 集中性增加。因此，以焊道蛇形為代表的電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象得到改善。氧氣與氬氣相比電位梯度高。因此，在相同的電弧長度條件下，若使用包含規(guī)定量 氧氣的氬氣，則與僅使用氬氣時相比，電弧電壓上升，因而焊道的潤濕性增加，從而可形成平坦的焊道。氦氣的電位梯度也比氬氣高，因而也能提高焊道的潤濕性。然而，氦氣的電弧范圍 大，因而不穩(wěn)定，所以不優(yōu)選單獨(dú)使用?？蓛?yōu)選使用與電弧集中具有穩(wěn)定作用的氧氣一起添 加到氬氣中。另一方面，若添加所需以上的氧氣，則由于電弧過度集中而引起焊道寬度的穩(wěn)定 性(均勻性)降低。若氧化力變得過剩，則明顯產(chǎn)生熔渣，可能會因剝離而產(chǎn)生灰塵，從而 可能會造成涂裝剝離而不優(yōu)選。此外，在如第三方式一樣包含氦氣時，若過多地添加氦氣，則熔滴不會通過短路過 渡，變成如噴射過渡一樣，連續(xù)地自焊絲脫離。因此，在該狀態(tài)下，若釬焊速度變快，則電弧 變得不穩(wěn)定，同時焊道寬度容易變得不均勻，也容易發(fā)生濺射，因而不優(yōu)選。進(jìn)而，隨著增加 氦氣的添加濃度，電弧電壓也上升，母材變得容易熔融，因而不優(yōu)選過量添加。氮?dú)馐请娀〉牟环€(wěn)定化或氣泡等內(nèi)部缺陷發(fā)生的原因，因而優(yōu)選氮?dú)獾暮勘M可 能少。然而，氮?dú)獾牧繛?.1體積％以下時，不會發(fā)生明顯的電弧不穩(wěn)定化或內(nèi)部缺陷。求出滿足以上的條件并進(jìn)行各種研究的結(jié)果可知，優(yōu)選氬氣中的氧氣最低濃度為 1. 5體積％，上限濃度為7體積％。此外可知，包含氦氣時，優(yōu)選氦氣的上限濃度為15體 積％。實施例以下，示出本發(fā)明的試驗例。然而，本發(fā)明并不僅限于這些例子。特別是只要不存 在問題，可對位置、數(shù)、量、種類等進(jìn)行變更、添加和省略等。而且，對于下示表中所示的實驗，為了區(qū)別，表1 4中所示的No. 1 131可理解 為No. Al A131，表5 9中所示的No. 1 140可理解為No. Bl B140。[試驗例1(第一方式)]進(jìn)行使用板厚度0. 6 2. 3mm的碳鋼板和不銹鋼板的搭接接縫。上板與下板之間 的縫隙為0mm，電弧焊炬的前進(jìn)角為5°，傾斜角為30度，使用銅鋁合金制的實心焊絲，以 1.0 3. Om/min焊炬移動速度(釬焊速度)進(jìn)行電弧釬焊。用高速攝像機(jī)觀察電弧穩(wěn)定性 (電弧狀態(tài))和濺射發(fā)生狀況。此外，目視觀察評價焊道縫邊的穩(wěn)定性。在試驗例1中，焊接電源使用可周期性地實施脈沖熔滴過渡和通過焊絲的前進(jìn)后 退動作進(jìn)行的機(jī)械性的短路熔滴過渡的焊接機(jī)。對于通過焊絲的前進(jìn)后退動作進(jìn)行一次機(jī) 械性的短路熔滴過渡，施加脈沖電流3 7次。作為保護(hù)氣體使用由氬氣和氧氣構(gòu)成的混合氣體，進(jìn)行電弧釬焊。如表所示，為了 比較而改變氧氣的組成。此外，作為進(jìn)一步比較，進(jìn)行了使用電弧釬焊中通常使用的氬氣的 評價。圖4示出了該試驗例中的接縫結(jié)構(gòu)和焊炬的對準(zhǔn)位置。
試驗結(jié)果分成表1和表2進(jìn)行表示。(釬焊條件)在以下的釬焊條件下進(jìn)行實驗。釬焊方法消耗電極式電弧釬焊母材碳鋼板(SPCC)、不銹鋼板(SUS430)板厚度0. 6 2. 3mm
接縫形狀搭接接縫焊絲銅鋁合金(鋁青銅)實心焊絲CuA18(Em4640 2005)直徑1. Omm板間縫隙0電弧焊炬前進(jìn)角5°電弧焊炬傾斜角30°釬焊速度1.0 3. Om/min焊絲進(jìn)給速度4. O 8. Om/min保護(hù)氣體流量15L/min平均焊接電流70 150A峰值電流Ip :370 415A基極電流讓20 65A脈沖時間 Tp :1. O 1. 8ms脈沖衰減時間Tdown :3. 1 8. 4ms(評價)對使用銅鋁合金焊絲時表現(xiàn)出特點的、成為損害具有光澤的黃金色的焊道外觀的 因素的以下三點進(jìn)行評價。即，以(i)濺射、(ii)焊道成形不良、(iii)因焊道的表面氧化 而變色為黑色(焊道氧化)為對象，基于以下的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。⑴濺射將幾乎看不到伴隨電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象的濺射發(fā)生的情況設(shè)為“〇”(合格)；將認(rèn) 為發(fā)生少許濺射，但為濺射不附著于母材表面的程度的情況設(shè)為“Δ” (比〇差，但合格)； 將電弧變得不穩(wěn)定，發(fā)生明顯濺射的情況設(shè)為“ X，，不合格。(ii)焊道成形不良將焊道寬度的最大值和最小值之差不到2mm的、形成均勻焊道(開始部和焊口部 除外)的情況設(shè)為“〇”(合格)；將焊道寬度的最大值和最小值之差不到2mm，但焊道寬度 微微變化，焊道寬度的均勻性略差的情況設(shè)為“Δ” (比〇差，但合格)；將產(chǎn)生焊道寬度的 最大值和最小值之差為2mm以上的焊道成形不良的情況設(shè)為“ X，，不合格(開始部和焊口 部除外)。(iii)(焊道氧化)將沒有焊道變色和褶皺產(chǎn)生的情況設(shè)為“〇”(合格)；將認(rèn)為在焊道表面發(fā)生少 許氧化，但不至于產(chǎn)生褶皺的情況設(shè)為“Δ” (比〇差，但合格)；將認(rèn)為焊道表面經(jīng)氧化而 變色，產(chǎn)生褶皺的情況設(shè)為“ X，，不合格。而且，對于表1和表2所示的評價結(jié)果，將各評價項目的評價僅為“〇”和/或“Δ” 的試驗結(jié)果綜合評價為合格。視為合格的實驗在表中的備注欄中記載為“發(fā)明例”。此外， 將各評價項目中“ X ”存在一個以上的試驗結(jié)果綜合評價為不合格。視為不合格的實驗在 表中的備注欄中記載為“比較例”。[表1]
權(quán)利要求
1.一種鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有鋁的實心焊絲的鋼板的電弧釬焊中，周期性地進(jìn)行脈沖熔滴過渡和短路熔滴過渡，使用由0. 03 0. 3體積％的氧氣、剩余 部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，周期性地進(jìn)行 作為一個周期的三次以上的脈沖熔滴過渡和一次短路熔滴過渡，從峰值電流至基極電流的 脈沖衰減時間為3. 1 8. 4ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在兩塊以上 板材重合而成的接縫進(jìn)行氣體保護(hù)電弧釬焊，以從位于重合的最上側(cè)的板材的上板端部向 下的垂線與位于最下側(cè)的下板上表面的交點為基準(zhǔn)，使焊絲的對準(zhǔn)位置在下板側(cè)1mm、上板 側(cè)2mm的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在兩塊以上 板材重合而成的接縫進(jìn)行氣體保護(hù)電弧釬焊，使板間的縫隙為2. Omm以下，或者為位于接 縫的最下側(cè)的下板板厚度的兩倍以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，線能量為 700 1800X/cm。
6.一種鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有硅和錳的銅合金焊絲的鋼板的電弧釬焊中，所述焊絲相對于被加工物進(jìn)行前進(jìn)后退動作，從而周期性地進(jìn)行短路熔滴過渡，使用 由包含1. 5 7體積％的氧氣、剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬 焊。
7.一種鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有硅和錳的銅合金焊絲的鋼板的電弧釬焊中，所述焊絲相對于被加工物進(jìn)行前進(jìn)后退動作，從而周期性地進(jìn)行短路熔滴過渡，使用 由包含2 7體積％的氧氣和15體積％以下的氦氣、剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為 保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬焊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，所述氬氣為 包含氧氣和氮?dú)庾鳛殡s質(zhì)的粗氬氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，短路熔滴過 渡中一秒鐘內(nèi)的短路次數(shù)設(shè)定在55 85次。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，銅合金焊 絲的焊絲截面為實心且為截面同質(zhì)的實心焊絲。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，該方法為 鋼板重合而成的接縫的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，線能量Q滿足根據(jù)被接合鋼材的板厚度求 出的下述條件式，625Xt+125 ≤ Q ≤ 1250 X t+250，單位 J/cmt 鋼板的板厚度，單位mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，平均焊接電 流為60 150A。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，所述鋼板的 板厚度具有0. 6 1. 4mm的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，所述鋼板 為鍍鋅鋼板。
全文摘要
一種鋼板的氣體保護(hù)電弧釬焊方法，其特征在于，在使用以銅為主成分且含有鋁的實心焊絲的鋼板的電弧釬焊中，周期性地進(jìn)行脈沖熔滴過渡和短路熔滴過渡，使用由0.03～0.3體積％的氧氣、剩余部分為氬氣構(gòu)成的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行電弧釬焊。
文檔編號B23K31/02GK102149502SQ20098013515
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者龜井俊和 申請人:大陽日酸株式會社