CN101200017A - 气体保护电弧焊方法 - Google Patents

气体保护电弧焊方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101200017A
CN101200017A CNA2007101850535A CN200710185053A CN101200017A CN 101200017 A CN101200017 A CN 101200017A CN A2007101850535 A CNA2007101850535 A CN A2007101850535A CN 200710185053 A CN200710185053 A CN 200710185053A CN 101200017 A CN101200017 A CN 101200017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weld
welding
pulse
quality
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007101850535A
Other languages
English (en)
Inventor
铃木励一
梅原悠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of CN101200017A publication Critical patent/CN101200017A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

在使用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法中，实心焊丝含有规定量的S、Si、Mn、C、P，余量由Fe及不可避免的杂质组成，脉冲焊接的脉冲峰值电流(Ip)为350A以上，脉冲峰值期间(Tp)为0.5～2.0msec；再者，作为保护气体，使用占75～98体积％的Ar和余量为CO2以及/或者O2的混合气体。通过该方法，可以不受焊接速度的限制，即使在高速焊接中，也可以抑制飞溅的产生，并且可以获得焊趾部整齐度良好的、宽幅且平坦的焊缝形状，另外，该焊接方法中的焊接金属还具有优良的耐裂纹性、耐气孔性等。

Description

气体保护电弧焊方法
技术领域
本发明涉及一种用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法，特别是在高速焊接中也能够适用的气体保护电弧焊方法。
背景技术
近年来在汽车等产业领域中，为了削减生产成本，对焊接工程的高效率化，特别是焊接时的高速化要求越来越高。然而，进行高速焊接时，由于熔池的流动变得激烈，会导致焊缝的焊趾形状整齐程度的劣化；电弧力的增大造成焊缝宽度不能扩展、出现焊缝形状凸起即焊缝形状的凸化等问题。特别是当焊缝形状变凸时，相对于焊缝的目标位置的目标偏离(焊丝目标位置偏离)的允许范围变小，容易出现焊接不良的问题，以及母材和焊接金属(焊缝)的焊趾的应力集中系数变高，容易出现疲劳损坏的问题；另外，焊接后组合工件时，焊缝与其它工件容易发生接触，导致出现接触部位的焊缝需要进行研削的问题。因此，即使进行高速化焊接，也要求开发出止端部形状尽量整齐、可以获得宽幅且平坦的焊缝形状的焊接方法。
在这样的背景下，作为实现焊接高速化的方法，提出了为了避免过剩的电弧力，对电极进行了分割的前后弧焊法。
在该前后弧焊法中，已经公开有多种前后弧焊的控制方法，例如：通过前后弧焊机器人系统，对焊接进行控制的方法(例如，参考“前后弧焊机器人系统的开发”(神钢焊接技术导则2002年4月No.384)p.6～10)，以及以一定关系规定峰值电流通电时间、基电流通电时间以及脉冲周期，使第1焊丝及第2焊丝与被焊接物之间分别产生两个电弧而进行焊接的双电极脉冲电弧焊接控制方法(例如，参考特开2004-1033号公报)等。
另外，作为通过调整焊丝成分改善高速性的技术，公开有通过将包含在焊丝等中的微量元素调整到规定范围，使其短路稳定性得到提高，并优化焊接金属的粘性，从而获得宽幅且平坦的焊缝的技术(例如，参考特许第3808251号公报)；以及包含C、O、Mn、Ti等使电弧稳定化，使焊缝形状良好的成分的，添加作为防止产生微小气孔的强脱酸成分的Al的高速气体保护电弧焊用焊丝(例如，参考特开昭61-165294号公报)。
再者，还公开了一种通过提高焊丝中的S(硫)的浓度，通过低熔点化合物的生成效果、熔融金属的界面张力的调整效果等，降低熔融金属的粘性和表面张力，使薄板中的焊缝形状良好，并且提高高速性等的技术(例如，参考特开平5-305476号公报)。
而且为扩大焊缝宽度的技术，公开有通过向保护气体中添加适量的氮气，使电弧保持稳定并扩大焊缝宽度的气体保护电弧焊方法(例如，参考特公昭63-27120号公报)。
但是，在现有的气体保护电弧焊方法中，存在以下所示的问题。在“前后弧焊机器人系统的开发”、特开2004-1033号中所述的前后弧焊法中，存在由于设备体积大而导致高成本的问题。另外，在一般的汽车部件中，需要贯通用于抑制热变形的压板而活动焊炬，但在具有大的焊炬头的前后弧焊法中，存在对于一般的汽车部件适用性低的问题。
与JIS  Z3312的普通实心焊丝相比，特许第3808251号所述的焊丝，大幅减少了Mn量，另外还添加了微量的Cr和Ti，因此使电弧稳定性得到改善。但是当用CO2作为保护气体时，存在CO2特有的大量飞溅的问题。再者，存在对高速焊接进行特化，相反在1m/min的低速焊接中，使焊缝形状劣化的问题。
在特开昭61-165294号文献所述的焊丝中，也存在由于CO2焊接产生飞溅问题，相反导致在低速领域中焊缝形状劣化。另外，作为实现高速化的方法，将重点放在在短的电弧长中实现电弧的稳定化和防止出现微小气孔上，对于如何扩大焊缝宽度则没有进行研究。
特开平5-305476号文献中所述的技术，由于焊丝中含有S，确实可以获得使焊缝形状宽幅且平坦的效果，但所谓的宽幅焊缝毕竟指的是其平均值，不仅存在焊缝宽度的整齐度差、产生波动、外观性差等问题，还由于波动的各顶点部成为应力集中点，因此存在不能提高疲劳强度的问题。另外，相对于焊缝目标位置偶发熔深不良的问题。
特公昭63-27120号文献中所述的气体保护电弧焊方法，是在保护气体中添加了适量氮气的方法，但由于氮元素会导致碳素钢显著脆化，因此存在使碳素钢脆化的问题，另外，在该焊接法中，只有50cm/min以下的低速焊接才有扩大焊缝宽度的效果，因此不适用于高速焊接。
另外，在现有的气体保护电弧焊方法中，由于不同的焊丝成分组成，导致出现裂纹、气孔等问题；在通常的使用一般电源的焊接方法中，由于电弧容易变得不稳定，还存在容易产生飞溅的问题。
发明内容
本发明正是鉴于这些情况而开发的技术，目的在于提高一种气体保护电弧焊方法，不受焊接速度的限制，即使在高速焊接中，也可以抑制产生飞溅，并可以获得焊趾形状的整齐度良好的、宽广且平坦的焊缝形状，另外，还具有优良的耐裂纹性、耐气孔性等。
本发明的发明人员，为了解决所述问题，针对下述的事项进行了研究。
如前所述，在高速焊接中，会出现焊缝宽度不够宽和焊缝形状凸化等问题，焊缝宽度不够宽以及焊缝形状变为凸形的原因如下。
在电弧的正下方，在电弧力的作用下，熔融金属被推押向前进方向的后方而突起。突起熔融金属的液体在变为球形的力、即表面张力的作用下，与重力相抵抗尽量保持其形状。表面张力越高，保持其形状的力量越大，因此落向下方(母材方向)的速度慢，熔融金属难以扩展，随着时间的延伸，熔融金属的温度下降，在熔融金属变为平坦前发生凝固。这就是焊缝形状不能变宽而凸起的原因，但焊接速度变快时，为了提高熔附量必然需要增大电流，因此电弧力变大，更强力地将电弧垂直下方的熔融金属推押向后方。所以，焊接速度越快，焊缝形状越不会变宽而形成凸起。
在此，为了尽可能使焊缝形状宽广且平坦，最好使突起的熔融金属迅速落向下方(母材方向)。熔融金属的表面张力越小，其变为球形的力量越小，所以熔融金属的表面张力越小，受到重力的影响落向下方的速度变快，在凝固前落到下方(母材方向)，从而使焊缝形状平坦的同时，使焊缝宽度变宽。
作为降低表面张力的具体方法，提高熔融金属中的氧(O)浓度或S浓度都是有效的，尤其是提高S浓度的效果更大。但是，表面张力小的话容易受到外乱的影响，导致出现波动或容易出现形状变化。
可是，在通常的采用一般电源的焊接方法中，薄板焊接时的电流较低，熔滴过渡形态被称为“短路熔滴过渡”或“大滴过渡”，成为交互反复进行由电弧的爆发性点弧和短路造成的消失的过渡形态。本发明的发明人员通过多次实验和观察发现，在该过渡形态中，不能避免使熔融金属面必然产生的摇动，因此对焊趾部的整齐度产生影响，使焊趾部的整齐度劣化。
另外，为了改善疲劳强度，或者稳定地改善焊丝目标位置偏离，仅扩展焊缝宽度的平均值是不够的，还需要改善焊缝宽度的整齐度，即使焊缝宽度在任何位置都保持一致。
因此，经过本发明的发明人员的努力研究，发现为了解决这些问题，最好在大幅降低金属的表面张力的同时，不使熔融金属摇动而使其处于静止状态。其结果，即使在低电流下也通过与规定的脉冲(脉冲波形)的组合，形成不产生被称为“喷射熔滴过渡”的电弧短路消失的状态，从而成功保持极为静止的熔融金属状态，并获得焊趾部整齐度良好、宽幅且平坦的焊缝形状。此外，在本发明的气体保护电弧焊方法中，可以增加焊缝宽度，并且使焊缝宽度的整齐度良好。
即，为了解决上述问题，本发明涉及的气体保护电弧焊方法，是用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法，所述实心焊丝含有0.040～0.200质量％的S、0.20～1.50质量％的Si、0.50～2.50质量％的Mn、0.15质量％以下的C、0.025质量％以下的P，余量是Fe及不可避免的杂质；所述脉冲焊接的脉冲峰值电流(Ip)为350A以上，脉冲峰值期间(Tp)为0.5～2.0msec；再者，作为保护气体，使用Ar占75～98体积％余量为CO2以及/或者O2的混合气体。
根据这样的构成，通过将实心焊丝的S含量规定在规定范围内，使熔融金属的粘性、表面张力下降；通过将脉冲焊接的脉冲中的脉冲峰值电流(Ip)规定在规定范围，可以形成不产生电弧的短路消失的喷射熔滴过渡；通过将脉冲峰值期间(Tp)规定在规定范围，可以使脉冲波形与焊丝熔融同期。因此，可以使稳定的熔滴过渡得到保持，并使电弧保持稳定。
另外，通过使实心焊丝中含有规定量的Si、Mn，可以对熔融金属进行脱氧，从而提高其耐气孔性；通过将C、P控制到规定量以下，可以抑制高温裂纹的产生。再者，通过将保护气体规定为规定的种类，可以形成喷射电弧，使电弧保持稳定。
另外，本发明涉及的气体保护电弧焊方法，一种用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法，所述实心焊丝含有0.040～0.200质量％的S、0.20～1.50质量％的Si、0.50～2.50质量％的Mn、0.15质量％以下的C、0.025质量％以下的P；还含有0.10质量％以下的Ti、0.20质量％以下的Al、0.50质量％以下的Mo、0.30质量％以下的Nb、0.30质量％以下的V、1.00质量％以下的Cr以及1.00质量％以下的Ni，余量是Fe及不可避免的杂质；所述脉冲焊接的脉冲峰值电流(Ip)为350A以上，脉冲峰值期间(Tp)为0.5～2.0msec；再者，作为保护气体，使用Ar占75～98体积％余量为CO2以及/或者O2的混合气体。
根据这样的构成，通过将实心焊丝的S含量规定在规定范围内，使熔融金属的粘性、表面张力下降；通过将脉冲焊接的脉冲中的脉冲峰值电流(Ip)规定在规定范围，可以形成不产生电弧的短路消失的喷射熔滴过渡；通过将脉冲峰值期间(Tp)规定在规定范围，可以使脉冲波形与焊丝熔融同期。因此，可以使稳定的熔滴过渡得到保持，并使电弧保持稳定。
另外，通过使实心焊丝中含有规定量的Si、Mn，可以对熔融金属进行脱氧，从而提高其耐气孔性；通过将C、P控制到规定量以下，可以抑制高温裂纹的产生。再者，通过将实心焊丝成分中的、Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni控制在规定量一下，可以抑制熔融金属的粘性、表面张力的上升。而且，通过将保护气体规定为规定的种类，可以形成喷射电弧，使电弧保持稳定。
根据本发明所述的气体保护电弧焊方法，不仅在低速焊接中，而且在高速焊接中也能够抑制产生飞溅，并且获得焊趾部的整齐度良好，幅宽且平坦的焊缝形状。
另外，还可以获得由于焊趾部应力集中的缓和导致接头疲劳特性提高，和对于焊丝目标位置偏离的允许条件范围的扩大，以及防止产生裂纹和气孔等效果。
附图说明
图1是表示脉冲波形的名称定义和熔滴过渡状态的模式图。
图2(a)是表示使用通常的一般电源时的熔池(熔融金属)状态的模式图；(b)是表示是用脉冲电源时(规定的脉冲波形)的熔池(熔融金属)状态的模式图。
图3(a)～(c)是表示实心焊丝的S含量与有无脉冲组合后对焊缝形状的影响的模式图(俯视图)。
图4是表示水平重叠角焊中的坡口形状和焊缝宽度关系的模式图。
图5是表示水平重叠角焊中的焊缝测量位置的模式图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明涉及一种采用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法。
此外，这里所谓的脉冲焊接，是指通过脉冲型的电流、电压波形进行的焊接。
而且，所述焊丝含有0.040～0.200质量％的S，另外还含有规定量的Si、Mn、C、P，余量由Fe及不可避免的杂质组成，并将脉冲焊接的脉冲中的脉冲峰值电流(Ip)规定为350A以上，将脉冲峰值期间(Tp)规定为0.5～2.0msec。再者，将使用的保护气体规定为规定种类。
以下，对各构成进行说明。
(实心焊丝)
一般情况下，焊丝包括线状的实心焊丝和中心部装填有熔剂的药芯焊丝。在脉冲焊接中，必须尽量进行均匀的焊丝熔融，不然不能使之与脉冲波形同期，从而造成电弧不稳定，因此在进行脉冲焊接的本发明中，必须是用实心焊丝。此外，实心焊丝中包括镀铜的和不镀铜的铁质焊丝，由于有无镀铜对焊缝宽度和平坦性，以及焊趾部的整齐度等焊缝形状不造成任何影响，因此可以采用任何一种。
其次，对限定实心焊丝(以下根据情况可以称为“焊丝”)的成分的理由进行说明。另，此处焊丝中包含S、Si、Mn、C、P。
<S：0.040～0.200质量％>
通过提高焊丝中的S含量，可以降低熔融金属的粘性、表面张力。如果S含量为0.040质量％以上，表面张力降低，由此不仅可以使焊缝形状平坦，还可以扩宽焊缝宽度。此外，如果将S含量设定在0.050质量％以上，可以使焊缝形状更宽且更加平坦，因此优选S含量为0.050质量％以上。当S含量小于0.040质量％时，使表面张力下降的作用不足，焊缝宽度不能充分扩大，另外，焊缝形状会变为凸起形状。相反，当S含量超过0.200质量％时，容易产生凝固裂纹，因此将其设为上限值。
<Si：0.20～1.50质量％>
Si起到脱氧元素的作用，是对耐气孔性、熔融金属的粘性和表面张力产生影响的元素。当Si含量小于0.20质量％时，由于气体组成不同，会因脱氧不足而容易产生气孔，考虑到通用性应设在0.20质量％以上。相反，超过1.50质量％时，熔融金属的粘性、表面张力上升，不能获得宽幅且平坦的焊缝形状。此外，更优的Si含量为1.20质量％以下。
<Mn：0.50～2.50质量％>
Mn起到脱氧元素的作用，是对耐气孔性、熔融金属的粘性和表面张力产生影响的元素。当Mn含量小于0.50质量％时，由于气体组成不同，会因脱氧不足而容易产生气孔，考虑到通用性应设在0.50质量％以上。相反，超过2.50质量％时，熔融金属的粘性、表面张力上升，不能获得宽幅且平坦的焊缝形状。此外，更优的Mn含量为1.50质量％以下。
<C：0.15质量％以下>
C含量多时，耐裂纹性下降。因坡口形状和焊接条件会产生高温裂纹，因此优选C含量为0.15质量％以下。因为C含量再低也是无害的，因此不必对C含量的下限进行技术性限定。但越降低C含量成本越高，因此实际上在工业上将C浓度的下限值定为0.01质量％左右。
<P：0.025质量％以下>
P元素非常容易引起高温裂纹的产生，因此优选为尽量减少P含量。但P含量为0.025质量％以下的话，从实用上来看不会产生裂纹。此外，优选P含量为0.018质量％以下。
<余量：Fe及不可避免的杂质>
实心焊丝是含有所述成分，残部由Fe及不可避免的杂质组成的焊丝。
此外，作为不可避免的杂质，可以举出O、Zr等，在不妨碍本发明效果的范围内，可以含有这些杂质，它们的优选含量各为0.050質量％以下。
另外，本发明的气体保护电弧焊方法所用的实心焊丝，也可以是含有0.040～0.200质量％的S；作为其它成分，含有规定量的Si、Mn、C、P；另外还含有Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni中的至少一种元素；余量由Fe及不可避免的杂质组成的焊丝。
优选为不含有所述的Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni等元素(即0质量％)，但在不妨碍本发明的效果的范围内，也允许含有这些元素，在本发明中，只要其含量在以下所示的含量以下，可以无问题地进行使用。
以下，对限制Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni的含量的理由进行说明。
<Ti：0.10質量％以下、Al：0.20質量％以下、Mo：0.50質量％以下、Nb：0.30質量％以下、V：0.30質量％以下、Cr：1.00質量％以下、Ni：1.00質量％以下>
Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni均为提高熔融金属的粘性、表面张力的元素，由于会使获得宽幅且平坦的焊缝形状变难，因此含量越烧越好。如果Ti含量在0.10質量％以下，Al含量在0.20質量％以下，Mo含量在0.50質量％以下，Nb含量在0.30質量％以下，V含量在0.30質量％以下，Cr含量在1.00質量％以下，Ni含量在1.00質量％以下的话，在实用上是没有问题的。
气体保护电弧焊方法是采用含有所述成分的实心焊丝进行的脉冲焊接。以下对此进行说明。
图1是表示脉冲波形的名称定义和熔滴过渡状态的模式图；图2(a)是表示使用通常的一般电源时的熔池(熔融金属)状态的模式图；(b)是表示是用脉冲电源时(规定的脉冲波形)的熔池(熔融金属)状态的模式图。
(脉冲)
脉冲是用脉冲电源作出的电流、电压波形，如图1所示，为反复变换为矩形或梯形的波形(图1中为梯形)。基本上脉冲形状(脉冲波形)是一定的，不受电流、电压的影响，当电流、电压变高时，基准期B边窄而频率升高。即一般情况下为频率调制。
此时，如图2(a)所示，使用通常的一般电源的情况下，电弧3变得不稳定，造成飞溅多发，并且使熔池(熔融金属)4的震动变得激烈。因此，对焊缝的焊趾部6的形状造成影响。另一方面，如图2(b)所示，使用脉冲电源的情况(规定的脉冲波形)下，即使是低电流，也可以使电弧3非常稳定，飞溅量也极低，并且可以使电弧3垂直下方形成的熔池(熔融金属)4保持静止状态。所以，焊缝的焊趾部6的形状稳定。
其次，对实心焊丝的S含量与脉冲的关系对焊缝形状造成的影响进行说明。
实心焊丝中的S含量如前所述，但焊缝形状受S含量与脉冲焊接中的脉冲的关系的影响。
图3(a)～(c)是表示实心焊丝的S含量与有无脉冲组合后对焊缝形状的影响的模式图(俯视图)。
如图3(a)所示，无论有无脉冲，当S小于0.040质量％时，使表面张力下降的作用不足，虽然焊缝5a的焊趾部6a的整齐度不会劣化，但焊缝宽度Wa不能充分扩展，形成凸起形状。另外，如图3(b)所示，没有脉冲的情况(无脉冲)下，即使实心S含量在0.040质量％以上，虽然焊缝宽度Wb增加，不会形成凸起形状，但焊缝5b的焊趾部6b的整齐度出现劣化。但是，如图3(c)所示，在存在脉冲(有脉冲)且S含量在0.040质量％以上的情况下，不仅焊缝5c的焊趾部6c的整齐度良好，而且焊缝宽度Wc得到充分扩展，不会形成凸起形状。
此外，这里所谓的“有脉冲”是指以下说明的脉冲峰值电流(Ip)及脉冲峰值期间(Tp)满足本发明的范围的情况。
其次，参考图1对脉冲波形和气体保护电弧焊的关系进行说明。
如图1所示，焊丝1在脉冲峰值期间(Tp)中形成熔滴2，使该熔滴2在基准期B内落下。
通过在脉冲峰值期间Tp中，用高电流进行熔融形成熔滴2，并在低电流、弱电弧力的基准期B内使熔滴落下，即使是低电流，也可以使电弧保持稳定，并抑制飞溅的产生，同时使熔滴过渡稳定，不会对形成在电弧垂直下方的熔融金属造成摇动，使焊趾部整齐度变好。
如上所述，本发明对焊丝组成和脉冲焊接进行了组合，但在脉冲中，通过将脉冲峰值电流(Ip)及脉冲峰值期间(Tp)规定为规定值，而将脉冲规定为规定的波形。
<Ip：350A以上>
脉冲峰值电流(Ip)是指脉冲峰值期间Tp中的电流，即矩形或梯形波形的上底的电流。
一般情况下，使用者可以对脉冲波形的一部分进行设定。当脉冲峰值电流(Ip)小于350A时，电流密度不足，不能形成喷射熔滴过渡，因此出现电弧不稳定而导致飞溅多发，另外，熔滴过渡不稳定而摇动熔融金属，使焊趾部的整齐度劣化。从熔滴过渡的面来看，无需特别设定上限，但超过600A时容易出现机械性损坏，因此一般情况下将焊接电源的硬件的极限设为600A以下。
<Tp：0.5～2.0msec>
脉冲峰值期间(Tp)是指基准以外的期间P中的矩形或梯形的上底部分的时间。此处，基准以外的期间P是指矩形或梯形的下底部分的时间，即脉冲波形中基准期B以外的期间。此外，脉冲波形是矩形的话，变为“基准以外的期间P＝脉冲峰值期间(Tp)”。
当脉冲峰值期间(Tp)小于0.5msec时，熔融焊丝前端的时间不足，熔滴不会生长，所以不能使熔滴在基准期B中落下。因此，脉冲波形和焊丝熔融(熔滴的形成和落下)不能取得同期，电弧变得不稳定而引起飞溅多发，另外，熔滴过渡变得不稳定使熔融金属也产生摇动，从而导致焊趾部的整齐度劣化。另一方面，当脉冲峰值期间(Tp)超过2.0msec时，在脉冲峰值期间(Tp)中焊丝熔融后形成熔滴，并且该熔滴产生自然下落，在脉冲峰值期间(Tp)中开始下一次的熔融。而且，在该熔融中脉冲峰值期间(Tp)终了，进入到基准期B，所以脉冲波形和焊丝熔融(熔滴的形成和落下)不能取得同期，电弧变得不稳定而引起飞溅多发，另外，熔滴过渡变得不稳定使熔融金属也产生摇动，从而导致焊趾部的整齐度劣化。因此，为了持续进行稳定的熔滴过渡，需要将脉冲峰值期间(Tp)设定在0.5～2.0msec的范围内。
接着，对本发明的气体保护电弧焊方法中使用的保护气体进行说明。
保护气体：75～98体积％的Ar，余量为CO2和O2的至少一种
在脉冲焊接中，只要能形成喷射熔滴过渡，对保护气体的组成无需作特别详细的规定，但作为常识性范围，使用Ar占75～98体积％，余量为CO2、O2的一种或CO2+O2混合的氧化性气体。当Ar超过98体积％时，保护气体中的氧化性气体的含量不足，母材一侧生成的氧化物极少，不能形成氧化物的阴极点而导致电弧极为不稳定，引起飞溅多发，另外，电弧出现蛇形导致焊缝形状的整齐度不良。而且，焊趾部的整齐度也发生劣化。再者，由于焊接金属的含氧量也变得极少，导致表面张力变高，焊缝宽度不能增加，出现凸起。因此，为了确保电弧稳定性，抑制熔融金属的表面张力，氧化性气体必须占到2体积％以上。另一方面，当Ar小于75体积％时，在伴随氧化性气体分子的分解产生的吸热反应作用下，电弧被冷却，不能形成喷射电弧。不能形成喷射电弧的话，变为交互反复出现由电弧的爆发性点弧和短路造成的消失的不稳定的熔滴过渡，从而摇动低表面张力的熔融金属，导致焊趾部的整齐度劣化。另外，出现飞溅多发现象。
如上所述，通过对具有规定成份组成(特别是适当提高了S含量)的实心焊丝和为了形成熔滴过渡稳定的喷射过渡而设定了脉冲条件(Ip、Tp)的脉冲焊接进行组合，可以抑制飞溅的产生，并且可以获得不受焊接速度限制的、呈宽广而平坦的形状的、且呈焊趾部的整齐度优良的革新性形状的焊缝。而且，如果可以稳定地获得这样的焊趾部的整齐度优良的、宽广且平坦的焊缝形状的话，可以无缺点地获得改善高速焊接性能、通过缓和焊趾部的应力集中提高接头疲劳特性、扩大相对于焊丝目标位置偏离的允许条件范围等各种优点，因此具有非常大的价值。
如此，发现在对焊缝形状进行控制时，对焊接材料组成和电源波形进行组合具有极好的效果，这是至今未有的新的技术思想。
【实施例】
其次，通过比较满足本发明的条件的实施例和不满足本发明的条件的比较例，对本发明的气体保护电弧焊方法进行具体说明。
首先，试制具有表1～3所示组成的1.2mmφ的实心焊丝(比较例60为药芯焊丝)，接着，对规定的保护气体组成、电源设定进行组合后作为试验条件，用该实心焊丝等进行横向垂直角焊。
图4是表示横向垂直角焊中坡口形状和焊缝宽度关系的模式图。此外，图4为以下说明的图5的X-X线截面图。
如图4所示，对板厚为2.3mm的钢板(热轧钢板)S进行组合，进行焊接长度为140mm(参考图5)的横向垂直角焊。此外，Wd表示焊缝宽度，焊缝根部间隙为0mm(无)，重代为4mm。在同一焊接速度下，将焊丝进给量全部设为一定，对应焊接速度的变化调整到适当的进给速度。电压根据每种电源选定最佳值。
通过该横向垂直角焊，对焊接金属(焊缝)M中的焊缝形状(平均焊缝宽度、标准偏差、平坦性)、飞溅发生量、耐裂纹性、气孔的产生等进行了官能评估。其结果如表4、5所示。
实心焊丝的成份组成、使用的保护气体的组成、电源设定如表1～3所示。此外，在标2、3中，对于不满足本发明的构成的部分，在数值等下方划线标示。
【表1】
No.                           焊丝组成(质量％) 镀铜 保护气体组成(％表示体积百分比)     电源设定  焊接速度(cm/min) 焊丝进给量(m/min)
S Si Mn C P 其他 有无脉冲 Ip(A) Tp(msec)
实施例     1   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有    Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    2   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   无    Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    3   0.041   0.5   1.4   0.01   0.005   有    Ar80％+CO220％   有   480     1.1     100     5
    4   0.07   0.35   1.15   0.1   0.008   有    Ar80％+CO220％   有   520     0.8     100     5
    5   0.1   1   1.25   0.15   0.015   有    Ar80％+CO220％   有   420     1     100     5
    6   0.085   1.2   1.3   0.04   0.01   有    Ar80％+CO220％   有   420     1.5     100     5
    7   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01     Ti:0.08   有    Ar80％+CO220％   有   400     1.8     100     5
    8   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01     Nb:0.25   有    Ar80％+CO220％   有   460     0.5     100     5
    9   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01     V:0.25   有    Ar80％+C0220％   有   460     0.8     100     5
    10   0.05   0.5   2   0.06   0.018     Al:0.18   有    Ar80％+CO220％   有   500     0.8     100     5
11 0.15 0.3 1.2 0.03 0.008 Mo0.45 有 Ar80％+CO220％ 有 500 1.1 100 5
12 0.065 0.2 2.5 0.03 0.012 有 Ar80％+CO220％ 有 500 1.4 100 5
    13   0.05   0.7   1   0.06   0.01   有    Ar80％+CO220％   有   420     0.6     100     5
    14   0.07   0.9   1.3   0.04   0.015   无    Ar80％+CO220％   有   460     1.6     100     5
    15   0.09   0.8   1.5   0.05   0.008     Nb:0.02   无    Ar80％+CO220％   有   520     1.2     100     5
    16   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有    Ar75％+CO221％+O24％   有   460     1.2     100     5
    17   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有    Ar90％+CO210％   有   460     1.2     100     5
    18   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有    Ar98％+O22％   有   460     1     100     5
19 0.048 0.5 1.4 0.02 0.005 无 Ar80％+CO210％+O210％ 有 460 1.2 100 5
  20   0.195   1.5   0.55   0.06   0.023  Nb0.03，V:0.05，Al:0.01，Mo:0.05   有     Ar80％+CO220％   有   590     1     100     5
  21   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％   有   350     2     100     5
  22   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％   有   580     1.2     50     2.5
  23   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     140     7
  24   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01 Cr:1.00   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
  25   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01 Ni:1.00   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
【表2】
No.                       焊丝组成(质量％) 镀铜 保护气体组成(％表示体积百分比)           电源设定  焊接速度(cm/min) 焊丝进给量(m/min)
  S   Si   Mn   C   P   其他 有无脉冲 Ip(A) Tp(msec)
比较例     26   0.004   1.1   1.2   0.09   0.01   有     Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    27   0.01   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
28 0.02 0.9 1.45 0.07 0.012 有 Ar80％+CO220％ 有 460 1.2 100 5
    29   0.03   0.6   1.25   0.06   0.007   有     Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    30   0.038   0.4   1.25   0.06   0.008   无     Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    31   0.036   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    32   0.06   0.8   1.35   0.04   0.01   有     Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    33   0.07   0.35   1.15   0.07   0.008   有     Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    34   0.1   1   1.25   0.1   0.015   无     Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    35   0.15   0.6   1.7   0.05   0.01   有     Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    36   0.05   0.8   1.35   0.08   0.025   有     Ar75％+CO221％+O24％     无   -     -     100     5
    37   0.08   0.8   1.5   0.03   0.007   Ti:0.05   有     Ar90％+CO210％     无   -     -     100     5
    38     0.06     0.8     1.35     0.04     0.01     Nb:0.10   有    Ar95％+O25％     无   -     -     100     5
    39     0.05     0.5     1.5     0.06     0.018     Al:0.05   有    Ar80％+CO210％+O210％     无   -     -     100     5
    40     0.06     0.8     1.35     0.04     0.01   无    Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    41     0.025     0.85     1.25     0.03     0.01   有    Ar80％+CO220％     无   -     -     100     5
    42     0.06     0.8     1.35     0.04     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   340     1.6     100     5
    43     0.08     0.9     1.3     0.06     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   540     0.3     100     5
    44     0.045     0.55     1.55     0.03     0.015   有    Ar80％+CO220％     有   390     2.1     100     5
    45     0.06     0.8     1.35     0.04     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   460     3     100     5
    46     0.21     0.8     1.4     0.03     0.005   有    Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    47     0.06     0.8     1.35     0.16     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    48     0.06     0.15     1.35     0.06     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
    49     0.06     1.6     1.35     0.06     0.01   有    Ar80％+CO220％     有   460     1.2     100     5
【表3】
   No.                       焊丝组成(质量％)   镀铜     保护气体组成(％表示体积百分比)     电源设定 焊接速度(cm/min)  焊丝进给量(m/min)
S Si Mn C P 其他 有无脉冲 Ip(A) Tp(msec)
比较例     50     0.06     0.8     0.4     0.06     0.01     有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    51     0.06     0.8     2.6     0.06     0.01     有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    52     0.06     0.8     1.35     0.06     0.027     有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    53     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01   Ti:0.12     有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    54     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01   Al:0.25     有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    55     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Mo:0.55   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    56     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Nb:0.35   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    57     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     V:0.35   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    58     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Cr:1.10   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    59     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Ni:1.10   有     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    60     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     (药芯焊丝)   无     Ar80％+CO220％   有   460     1.2     100     5
    61     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01   有     Ar73％+CO227％   有   460     1.2     100     5
    62     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01   有     Ar70％+CO225％+O25％   有   460     1.2     100     5
    63     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01   有     Ar100％   有   460     1.2     100     5
    64     0.08     0.8     1.5     0.03     0.007     Mo:0.10   有     Ar80％+CO220％   无   -     -     100     5
    65     0.06     0.8     1.35     0.04     0.01     Ti:0.10，Nb:0.10，Ni:0.10   有     Ar80％+CO220％   有   330     1.6     100     5
    66     0.08     0.9     1.36     0.06     0.01     Al:0.20   有     Ar80％+CO220％   有   540     0.4     100     5
    67     0.045     0.55     1.55     0.03     0.015     Cr:0.80，Ni:0.70   有     Ar80％+CO220％   有   390     2.5     100     5
68 0.06 0.8 1.35 0.06 0.01 Ti:0.02，Mo:0.02，V:0.02 有 Ar73％+CO227％ 有 460 1.2 100 5
    69     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Ti:0.02，Mo:0.02，V:0.02   有     Ar99％+O21％   有   460     1.2     100     5
    70     0.06     0.8     1.35     0.06     0.01     Cr:0.02，Ti:0.01   有     Ar70％+CO225％+O25％   无   -     -     100     5
<焊缝形状>
关于焊缝形状，对平均焊缝宽度、标准偏差以及平坦性进行了评估。
(平均焊缝宽度)
图5是表示横向垂直角焊中焊缝测量位置的模式图。
如图5所示，除去焊接长为140mm的前后端10mm，设定为120mm，对每隔4mm的31个位置的焊缝宽度(Wd1～Wd31)进行了测量。算出平均值将其定为平均宽度。平均宽度在6.0mm以上的用合格(○)表示；小于6.0mm的用不合格(×)表示。
(标准偏差)
作为焊趾部整齐度的指标，对焊缝宽度(Wd1～Wd31)的标准偏差进行了统计处理。标准偏差在0.50以下的，表示焊趾部整齐度合格(○)；超过0.50的表示焊趾部整齐度不合格(×)。
(平坦性)
通过目视观察焊缝形状，对平坦性进行了评估，没有观察到凸起形状的认定为合格(○)，确认到凸起形状的认定为不合格(×)。
<飞溅发生量>
对焊接时产生的的飞溅量进行全量捕集，换算为1min。将飞溅量为1.50g/min以下的定为合格(○)；将超过1.50g/min的定了(×)。
<耐裂纹性>
削除焊接金属的凸度，对有无裂纹进行了确认。没有裂纹的用合格(○)表示；出现裂纹的用不合格(×)表示。
<其他>
作为其他的评估内容，将没有发生气孔和过剩的焊渣的定为合格(○)；将产生气孔和过剩的焊渣的定为不合格(×)。
<综合判定>
在所述的所有项目中，全部项目合格(○)的认定为综合判定合格(○)；有任何一项不合格(×)的认定为综合判定不合格。
【表4】
No.                          焊缝形状 飞溅发生量 耐裂纹性 其他(气孔等) 综合判定
    平均焊缝宽度       标准偏差      平坦性
  mm   评估   评估   凸状   评估   g/min   评估   裂纹   评估   评估
实施例   1   6.8   ○   0.35   ○   无   ○   0.75   ○   无   ○   无   ○     ○
  2   6.8   ○   0.35   ○   无   ○   0.65   ○   无   ○   无   ○     ○
  3   6.1   ○   0.25   ○   无   ○   0.78   ○   无   ○   无   ○     ○
  4   6.9   ○   0.37   ○   无   ○   0.79   ○   无   ○   无   ○     ○
  5   7.1   ○   0.44   ○   无   ○   0.88   ○   无   ○   无   ○     ○
  6   7   ○   0.38   ○   无   ○   0.95   ○   无   ○   无   ○     ○
  7   6.6   ○   0.33   ○   无   ○   1.02   ○   无   ○   无   ○     ○
  8   6.5   ○   0.33   ○   无   ○   0.74   ○   无   ○   无   ○     ○
  9   6.5   ○   0.32   ○   无   ○   0.89   ○   无   ○   无   ○     ○
  10   6.6   ○   0.32   ○   无   ○   1.2   ○   无   ○   无   ○     ○
  11   7.3   ○   0.33   ○   无   ○   1.1   ○   无   ○   无   ○     ○
  12   6.8   ○   0.37   ○   无   ○   1.21   ○   无   ○   无   ○     ○
  13   6.5   ○   0.28   ○   无   ○   0.88   ○   无   ○   无   ○     ○
  14   6.6   ○   0.36   ○   无   ○   0.95   ○   无   ○   无   ○     ○
  15   6.9   ○   0.39   ○   无   ○   0.75   ○   无   ○   无   ○     ○
  16   6.9   ○   0.35   ○   无   ○   1.35   ○   无   ○   无   ○     ○
  17   6.7   ○   0.35   ○   无   ○   0.55   ○   无   ○   无   ○     ○
  18   6.7   ○   0.36   ○   无   ○   0.38   ○   无   ○   无   ○     ○
  19   6.3   ○   0.3   ○   无   ○   1.1   ○   无   ○   无   ○     ○
  20   7.5   ○   0.45   ○   无   ○   0.77   ○   无   ○   无   ○     ○
  21   6.8   ○   0.35   ○   无   ○   0.65   ○   无   ○   无   ○     ○
  22   7.2   ○   0.38   ○   无   ○   1.25   ○   无   ○   无   ○     ○
  23   6.3   ○   0.4   ○   无   ○   0.5   ○   无   ○   无   ○     ○
  24   6.2   ○   0.38   ○   无   ○   1.21   ○   无   ○   无   ○     ○
  25   6.2   ○   0.38   ○   无   ○   1.23   ○   无   ○   无   ○     ○
【表5】
No.                     焊缝形状 飞溅发生量 耐裂纹性 其他(气孔等) 综合判定
    平均焊缝宽度      标准偏差     平坦性
  mm   评估   评估   凸状   评估   g/min   评估   裂纹   评估   评估
比较例   26   4.2   ×   0.34   ○   有   ×   0.95   ○   无   ○   无   ○     ×
  27   4.4   ×   0.35   ○   有   ×   1.01   ○   无   ○   无   ○     ×
  28   4.8   ×   0.39   ○   有   ×   1   ○   无   ○   无   ○     ×
  29   5   ×   0.4   ○   有   ×   0.78   ○   无   ○   无   ○     ×
  30   5.8   ×   0.46   ○   有   ×   0.85   ○   无   ○   无   ○     ×
  31   5.5   ×   0.44   ○   有   ×   0.9   ○   无   ○   无   ○     ×
  32   6.5   ○   0.85   ×   无   ○   1.95   ×   无   ○   无   ○     ×
  33   6.6   ○   0.89   ×   无   ○   2.05   ×   无   ○   无   ○     ×
  34   6.8   ○   1.05   ×   无   ○   1.78   ×   无   ○   无   ○     ×
  35   6.9   ○   1.18   ×   无   ○   1.86   ×   无   ○   无   ○     ×
  36   6.1   ○   0.75   ×   无   ○   2.02   ×   无   ○   无   ○     ×
  37   6.5   ○   0.9   ×   无   ○   1.6   ×   无   ○   无   ○     ×
  38   6.5   ○   0.77   ×   无   ○   1.53   ×   无   ○   无   ○     ×
  39   6.1   ○   0.72   ×   无   ○   2.1   ×   无   ○   无   ○     ×
  40   6.5   ○   0.85   ×   无   ○   1.99   ×   无   ○   无   ○     ×
  41   4.5   ×   0.35   ○   有   ×   1.8   ×   无   ○   无   ○     ×
  42   6.7   ○   0.75   ×   无   ○   1.75   ×   无   ○   无   ○     ×
  43   7   ○   0.9   ×   无   ○   1.9   ×   无   ○   无   ○     ×
  44   6.1   ○   0.95   ×   无   ○   1.65   ×   无   ○   无   ○     ×
  45   6.8   ○   1.15   ×   无   ○   1.81   ×   无   ○   无   ○     ×
  46   7.4   ○   0.38   ○   无   ○   1.35   ○   有   ×   无   ○     ×
  47   6.2   ○   0.4   ○   无   ○   1.45   ○   有   ×   无   ○     ×
  48   7.4   ○   0.47   ○   无   ○   1.25   ○   无   ○   无   ×     ×
  49   5.7   ×   0.33   ○   有   ×   1.2   ○   无   ○   无   ○     ×
  50   7.1   ○   0.46   ○   无   ○   1.35   ○   无   ○   无   ×     ×
  51   5.6   ×   0.32   ○   有   ×   1.24   ○   无   ○   无   ○     ×
  52   6.9   ○   0.35   ○   无   ○   0.89   ○   有   ×   无   ○     ×
  53   5.5   ×   0.37   ○   有   ×   1.25   ○   无   ○   无   ○     ×
  54   5.6   ×   0.38   ○   有   ×   1.38   ○   无   ○   无   ○     ×
  55   5.4   ×   0.36   ○   有   ×   1.1   ○   无   ○   无   ○     ×
  56   5.5   ×   0.31   ○   有   ×   1.05   ○   无   ○   无   ○     ×
  57   5.7   ×   0.39   ○   有   ×   1.43   ○   无   ○   无   ○     ×
  58   5.4   ×   0.36   ○   有   ×   1   ○   无   ○   无   ○     ×
  59   5.7   ×   0.34   ○   有   ×   1.12   ○   无   ○   无   ○     ×
  60   6.8   ○   0.87   ×   无   ○   2.02   ×   无   ○   无   ○     ×
  61   6.5   ○   1.1   ×   无   ○   2.33   ×   无   ○   无   ○     ×
  62   7   ○   1.15   ×   无   ○   2.45   ×   无   ○   无   ○     ×
  63   3.8   ×   2.2   ×   有   ×   1.95   ×   无   ○   无   ○     ×
  64   6.3   ○   0.9   ×   无   ○   1.69   ×   无   ○   无   ○     ×
  65   6.8   ○   0.77   ×   无   ○   1.85   ×   无   ○   无   ○     ×
  66   7.1   ○   0.91   ×   无   ○   1.86   ×   无   ○   无   ○     ×
  67   6.3   ○   0.98   ×   无   ○   1.69   ×   无   ○   无   ○     ×
  68   6.6   ○   1.12   ×   无   ○   2.39     ×     无     ○     无   ○     ×
  69   4.1   ×   1.93   ×   有   ×   1.75     ×     无     ○     无   ○     ×
  70   6.8   ○   1.22   ×   无   ○   2.85     ×     无     ○     无   ○     ×
如表4所示，实施例No.1～25的焊丝组成、保护气体组成满足规定，因为脉冲峰值电流(Ip)、脉冲峰值期间(Tp)与规定范围的脉冲焊接组合，所以焊缝形状(平均焊缝宽度、标准偏差、平坦性)、飞溅产生量、耐裂纹性、其他各项均为优良，综合判定合格(○)。
另一方面，如表5所示，比较例No.26～31，因为其焊丝的S含量小于下限值，焊趾部的整齐度没有问题，但焊缝宽度狭窄，呈凸起形状。比较例No.32～40，其焊丝成分满足规定，熔融金属的表面张力充分降低，可以获得扩大焊缝宽度及焊缝平坦的效果，但由于电源为通常的非脉冲波形，所以多发飞溅，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，导致焊趾部的整齐度劣化。即，由于焊缝宽度不均匀，导致标准偏差变大。
比较例No.41中的焊丝的S含量小于下限值，电源为通常的非脉冲波形。因此，虽然焊趾部的整齐度没有问题，但多发飞溅，另外，焊缝宽度狭窄，呈凸起形状。比较例No.42为脉冲波形，但脉冲峰值电流(Ip)小于下限值，因此不能形成稳定的喷射熔滴过渡，电弧变得不稳定而导致飞溅多发，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，导致焊趾部形状的整齐度劣化。
比较例No.43为脉冲波形，但因为脉冲峰值期间(Tp)小于下限值，所以较能够形成熔滴的时间短，熔滴的形成和下落没有与脉冲波形同期。因此，电弧变得不稳定，导致飞溅多发，另外，因为熔滴过渡不稳定使熔融金属波动，导致焊趾部形状的整齐度劣化。
比较例No.44和45为脉冲波形，但因为脉冲峰值期间(Tp)超过上限值，所以在脉冲峰值期间(Tp)中形成的熔滴自然落下，再因为下面的熔滴形成途中变为基准期，所以熔滴的形成和下落没有与脉冲波形同期。因此，电弧变得不稳定，导致飞溅多发，另外，因为熔滴过渡不稳定使熔融金属波动，导致焊趾部形状的整齐度劣化。由于焊丝中含有的S超过上限值，比较例No.46出现了裂纹。
由于焊丝中含有的C过剩，比较例No.47产生裂纹。由于焊丝中含有的Si过少，比较例No.48因脱氧不足而产生气孔。在比较例No.49中，由于焊丝中含有的Si过剩使表面张力升高，虽然焊趾部的整齐度没有问题，但出现焊缝狭窄，呈凸起形状的问题。在比较例No.50中，焊丝中含有的Mn过少，导致脱氧不足而产生气泡。在比较例No.51中，焊丝中含有的Mn过剩，导致表面张力升高，虽然焊趾部的整齐度没有问题，但出现焊缝狭窄，呈凸起形状的问题。在比较例No.52中，因为P过剩而产生裂纹。
比较例No.53～59的Ti、Al、Mo、Nb、V、Cr、Ni含量均呈过剩，因为表面张力高，在焊趾部的整齐度上没有问题，但出现焊缝狭窄，呈凸起形状的问题。比较例No.60为用带钢卷绕熔剂拉伸而成的的药芯焊丝。虽然焊丝成分满足规定的范围，但采用药芯焊丝进行脉冲焊接时，熔滴脱离性变得不规则(不与脉冲波形同期)，电弧变得不稳定导致飞溅多发，另外还导致焊趾部的整齐度劣化。
在比较例No.61、62中，因为保护气体的组成中的Ar小于下限值，电弧变得不稳定导致飞溅多发，另外也使焊趾部的整齐度劣化。在比较例No.63中，因为Ar超过上限值，导致保护气体中的氧化性气体的含量不足，母材一侧生成的氧化物极少，电弧变得不稳定导致飞溅多发，另外也使焊趾部的整齐度劣化。再者，由于熔融金属中的氧含量变得极少，因此出现焊缝狭窄并呈凸起形状的问题。
比较例No.64的焊丝成分满足规定，熔融金属的表面张力充分降低，可以获得扩大焊缝宽度及焊缝变得平坦的效果，但由于所用电源为非脉冲波形，因此多发飞溅，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，同时导致焊趾部的整齐度劣化。虽然比较例No.65为脉冲波形，但由于脉冲峰值电流(Ip)小于下限值，因此不能形成稳定的喷射熔滴过渡，电弧变得不稳定而导致多发飞溅，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，导致焊趾部的整齐度劣化。
比较例No.66虽为脉冲波形，但因为脉冲峰值期间(Tp)小于下限值，所以脉冲峰值期间(Tp)较可以形成熔滴的时间短，熔滴的形成和下落没有与脉冲波形同期。因此，电弧变得不稳定，导致飞溅多发，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，导致焊趾部的整齐度劣化。比较例No.67虽为脉冲波形，但因为脉冲峰值期间(Tp)超过上限值，在脉冲峰值期间(Tp)中形成的熔滴自然落下，再者由于在下面的熔滴形成途中形成基准期，熔滴的形成和落下没有与脉冲波形同期。因此，电弧变得不稳定而导致多发飞溅，另外，熔滴过渡不稳定使熔融金属产生波动，导致焊趾部的整齐度劣化。
比较例No.68中，因为保护气体组成中的Ar小于下限值，电弧变得不稳定导致飞溅多发，另外也使焊趾部的整齐度劣化。在比较例No.69中，因为Ar超过上限值，导致保护气体中的氧化性气体的含量不足，母材一侧生成的氧化物极少，电弧变得不稳定导致飞溅多发，另外也使焊趾部的整齐度劣化。再者，由于熔融金属中的氧含量变得极少，因此出现焊缝狭窄并呈凸起形状的问题。比较例No.70中的Ar小于下限值，电源为通常的非脉冲波形。因此多发飞溅，且使焊趾部的整齐度劣化。
以上，通过优选实施方式及实施例对本发明的气体保护电弧焊方法进行了详细说明，但本发明的主旨并不限定于所述的内容，其权利范围必须基于权力要求范围所记载的内容进行广义解释。当然可以在所述内容的基础上，对本发明的内容进行更广范围的改变、变更等。

Claims (2)

1.一种使用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法，其特征在于，
所述实心焊丝含有0.040～0.200质量％的S、0.20～1.50质量％的Si、0.50～2.50质量％的Mn、0.15质量％以下的C、0.025质量％以下的P，余量是Fe及不可避免的杂质，
并且，所述脉冲焊接的脉冲的脉冲峰值电流Ip为350A以上，脉冲峰值期间Tp为0.5～2.0msec，
还有，作为保护气体使用Ar占75～98体积％余量为CO2以及/或者O2的的混合气体。
2.一种使用实心焊丝进行脉冲焊接的气体保护电弧焊方法，其特征在于，
所述实心焊丝含有0.040～0.200质量％的S、0.20～1.50质量％的Si、0.50～2.50质量％的Mn、0.15质量％以下的C、0.025质量％以下的P，
还含有0.10质量％以下的Ti、0.20质量％以下的Al、0.50质量％以下的Mo、0.30质量％以下的Nb、0.30质量％以下的V、1.00质量％以下的Cr、以及1.00质量％以下的Ni，余量是Fe及不可避免的杂质，
并且，所述脉冲焊接的脉冲的脉冲峰值电流Ip为350A以上，脉冲峰值期间Tp为0.5～2.0msec，
还有，作为保护气体使用Ar占75～98体积％余量为CO2以及/或者O2的混合气体。
CNA2007101850535A 2006-12-13 2007-11-06 气体保护电弧焊方法 Pending CN101200017A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006335823A JP4755576B2 (ja) 2006-12-13 2006-12-13 ガスシールドアーク溶接方法
JP2006335823 2006-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101200017A true CN101200017A (zh) 2008-06-18

Family

ID=39515478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007101850535A Pending CN101200017A (zh) 2006-12-13 2007-11-06 气体保护电弧焊方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080142490A1 (zh)
JP (1) JP4755576B2 (zh)
KR (1) KR20080055663A (zh)
CN (1) CN101200017A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102218580A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 株式会社神户制钢所 高电流密度气体保护电弧焊方法
CN103056548A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 成都新大洋焊接材料有限责任公司 高强耐热钢气体保护实芯焊丝
CN103567604A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 株式会社大亨 脉冲电弧焊接控制方法
CN103894709A (zh) * 2014-03-07 2014-07-02 苏州捷德瑞精密机械有限公司 一种脉冲氩弧焊焊接方法
CN105921860A (zh) * 2015-02-27 2016-09-07 株式会社神户制钢所 电弧焊接方法、电弧焊接装置以及电弧焊接用控制装置
CN110402177A (zh) * 2017-03-02 2019-11-01 株式会社神户制钢所 电弧焊方法
CN113165095A (zh) * 2018-11-29 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 电弧焊接控制方法
CN115026388A (zh) * 2022-06-27 2022-09-09 张家港荣盛特钢有限公司 高过渡系数的超大线能量双丝气电立焊方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5207994B2 (ja) * 2008-03-26 2013-06-12 日鐵住金溶接工業株式会社 Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ
JP5400696B2 (ja) 2010-04-26 2014-01-29 株式会社神戸製鋼所 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法および消耗電極式ガスシールドアーク溶接システム
JP5524945B2 (ja) 2011-12-27 2014-06-18 株式会社神戸製鋼所 炭素鋼用フラックス入り溶接ワイヤ及びアーク溶接方法
JP2015100813A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 日鐵住金溶接工業株式会社 薄鋼板のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ
JP6518160B2 (ja) * 2015-07-27 2019-05-22 株式会社神戸製鋼所 亜鉛めっき鋼板の溶接方法
JP6795290B2 (ja) * 2015-07-31 2020-12-02 株式会社神戸製鋼所 ガスシールドアーク溶接方法
CN105880871A (zh) * 2016-05-26 2016-08-24 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种气保护高韧性实心焊丝及其使用方法和应用
CN109551086A (zh) * 2018-12-27 2019-04-02 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种用于镀锌板的熔化极气体保护高速焊接方法
US20220395937A1 (en) 2019-11-08 2022-12-15 Nippon Steel Corporation Flux-cored wire and method for producing welded joint
KR102108350B1 (ko) * 2019-11-26 2020-05-07 주식회사 아세아테크 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법
JP7335677B2 (ja) * 2019-11-27 2023-08-30 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
CN115351396A (zh) * 2022-08-23 2022-11-18 武汉钢铁有限公司 提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210490A (ja) * 1993-01-12 1994-08-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 亜鉛系めっき鋼板の溶接ワイヤおよび溶接方法
JP2922814B2 (ja) * 1995-03-10 1999-07-26 株式会社神戸製鋼所 ガスシールドアーク溶接法
JP3496084B2 (ja) * 1996-01-31 2004-02-09 日鐵住金溶接工業株式会社 薄板用ガスシールドアーク溶接方法
JPH09239583A (ja) * 1996-03-04 1997-09-16 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 連続溶接性に優れたパルスアーク溶接用鋼ワイヤ
FR2756036B1 (fr) * 1996-11-20 1999-01-08 Dehon Sa Anciens Etablissement Procede pour re-eprouver un emballage rempli d'un fluide actif et d'un propulseur et appareillage pour la mise en oeuvre du procede
JPH10291089A (ja) * 1997-04-17 1998-11-04 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 薄板のガスシールドアーク溶接方法
GC0000233A (en) * 2000-08-07 2006-03-29 Exxonmobil Upstream Res Co Weld metals with superior low temperature toughness for joining high strength, low alloy steels
JP2003236668A (ja) * 2002-02-19 2003-08-26 Jfe Steel Kk ガスシールドアーク溶接方法
JP2003311471A (ja) * 2002-04-19 2003-11-05 Nippon Steel Corp 高Ｎｉ系耐候性鋼のガスシールドアーク溶接用ソリッドワイヤ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102218580A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 株式会社神户制钢所 高电流密度气体保护电弧焊方法
CN102218580B (zh) * 2010-04-14 2015-03-18 株式会社神户制钢所 高电流密度气体保护电弧焊方法
CN103567604A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 株式会社大亨 脉冲电弧焊接控制方法
CN103056548A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 成都新大洋焊接材料有限责任公司 高强耐热钢气体保护实芯焊丝
CN103056548B (zh) * 2012-12-20 2014-10-15 成都新大洋焊接材料有限责任公司 高强耐热钢气体保护实芯焊丝
CN103894709A (zh) * 2014-03-07 2014-07-02 苏州捷德瑞精密机械有限公司 一种脉冲氩弧焊焊接方法
CN105921860A (zh) * 2015-02-27 2016-09-07 株式会社神户制钢所 电弧焊接方法、电弧焊接装置以及电弧焊接用控制装置
CN105921860B (zh) * 2015-02-27 2019-03-22 株式会社神户制钢所 电弧焊接方法、电弧焊接装置以及电弧焊接用控制装置
CN110402177A (zh) * 2017-03-02 2019-11-01 株式会社神户制钢所 电弧焊方法
CN110402177B (zh) * 2017-03-02 2021-12-21 株式会社神户制钢所 电弧焊方法
CN113165095A (zh) * 2018-11-29 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 电弧焊接控制方法
CN115026388A (zh) * 2022-06-27 2022-09-09 张家港荣盛特钢有限公司 高过渡系数的超大线能量双丝气电立焊方法
CN115026388B (zh) * 2022-06-27 2023-12-26 张家港荣盛特钢有限公司 高过渡系数的超大线能量双丝气电立焊方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008142762A (ja) 2008-06-26
JP4755576B2 (ja) 2011-08-24
KR20080055663A (ko) 2008-06-19
US20080142490A1 (en) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101200017A (zh) 气体保护电弧焊方法
Meng et al. High speed TIG–MAG hybrid arc welding of mild steel plate
JP5205115B2 (ja) 純Ａｒシールドガス溶接用ＭＩＧフラックス入りワイヤ及びＭＩＧアーク溶接方法
US4463243A (en) Welding system
US20110114606A1 (en) Hardfacing mig-arc welding wire and hardfacing mig-arc welding process
WO2010038429A1 (ja) 鋼板のガスシールドアークブレージング方法
JP4857015B2 (ja) ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ及び溶接方法
Zhao et al. Effect of shielding gas on the metal transfer and weld morphology in pulsed current MAG welding of carbon steel
KR200418345Y1 (ko) 일렉트로 가스 용접장치
CN100509260C (zh) 实芯焊丝
CN1271634A (zh) 气体保护电弧焊用药芯焊丝
EP1129808A2 (en) Consumable electrode gas shielded arc welding method and apparatus
KR102014811B1 (ko) 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법
CN103415369A (zh) 异种金属接合方法
US20170297151A1 (en) Arc spot welding method and welding apparatus for working the same
CN104842048A (zh) 一种钨极氩弧焊与冷金属过渡焊接复合热源焊接设备及方法和应用
JP4538520B2 (ja) 鋼板のガスシールドアークブレージング方法
CN109348706B (zh) 高电流脉冲电弧焊方法和药芯焊丝
CN106392265B (zh) 气电焊方法和气电焊装置
JP2007260692A (ja) 厚鋼板のサブマージアーク溶接方法
JP2007260684A (ja) 厚鋼板の多電極サブマージアーク溶接方法
JP6191761B2 (ja) 溶接構造体の製造方法
KR101091469B1 (ko) 순수 Ａｒ 실드 가스 용접용 ＭＩＧ 플럭스 코어드 와이어 및 ＭＩＧ 아크용접 방법
JP2007268577A (ja) タンデムアーク溶接方法
JP6412817B2 (ja) 亜鉛めっき鋼板の溶接方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20080618