CN103945973B - 厚钢板的高效率焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种埋弧焊接方法，具备：对板厚超过50mm且为100mm以下的一对钢材加工X坡口的加工工序；和对所述一对钢材，采用2电极以上、6电极以下的多电极埋弧焊接，使用焊剂，从表面和背面分别实施单道焊接的焊接工序，在所述焊接工序中，将第1电极的焊接电流设为波形比率为60％以上、90％以下的交流电流，将其他电极的焊接电流设为波形比率为70％以上的交流电流、或者负的直流电流从而进行焊接，所述焊剂以相对于所述焊剂的总质量的质量比计，含有Al2O3：10％以上50％以下、SiO2：16％以上30％以下，而且含有合计为10％以上60％以下的MgO、TiO2、CaF2、MnO之中的1种以上，将所述MgO限制为40％以下，将所述TiO2限制为20％以下，将所述CaF2限制为30％以下，将所述MnO限制为20％以下。

Description

厚钢板的高效率焊接方法
技术领域
本发明涉及能够对设置于寒冷地区的风力发电设备的基础部分高效率地进行焊接施工的焊接技术。
本申请基于2011年11月15日在日本申请的专利申请2011-249928号要求优先权，在此援引其内容。
背景技术
以能源供给的多样化为目标，在可再生能源领域，近年进行着各种各样的研究开发。关于作为其有力候补之一的风力发电，发电量更高的大型设备受到关注。随着设备的大型化，在被设置风车的基础部分，需要耐受设备的重量，因此研究了板厚为50mm至75mm左右的厚钢板的使用。将来也考虑进一步使用极厚钢板、具体而言使用100mm左右的极厚钢板。风力发电用的厚钢板的强度(抗拉强度)的水平，一般为400MPa以上700MPa以下。450MPa以上650MPa以下的抗拉强度的钢材被较多地使用，特别是480MPa以上620MPa以下的抗拉强度的厚钢板被使用的情况很多。
风力发电今后是否广泛普及，经济合理性很重要。从该观点出发，风力发电的基础部分的施工成本削减也是重要的课题，在焊接领域也要求以高效率对那样的厚钢板进行焊接施工。
以高效率对厚钢板进行焊接施工的方法之一有大线能量焊接。可是，大线能量焊接，难以确保焊缝金属的韧性的情况也多。而且，被设置风力发电设备的场所，是如欧州海洋区域那样的寒冷地区，对焊缝金属也要求低温韧性。
因此，为了满足上述的社会需求，需要即使是大线能量焊接超过50mm的厚钢板也能够得到对在寒冷地区的工作也能耐受的韧性优异的焊缝金属那样的焊接技术。
作为以往的大线能量焊接厚钢板的技术，已知如下的技术。
例如，专利文献1中，公开了一种埋弧焊接方法，该埋弧焊接方法能够以单面单层来焊接70mm厚的厚钢板。
可是，由于该方法为单面焊接，因此坡口截面积非常大，780kJ/cm这样的焊接线能量也非常高。专利文献1中，没有公开焊缝金属的韧性，但如果考虑是建筑用途，则被认为是与在0℃的韧性对应的，可以推测不适合于在寒冷地区的使用。
在专利文献2中，建筑以箱形柱为对象进行了大线能量埋弧焊接。可是，焊缝金属的夏比冲击试验不过是在-5℃来评价，而且与专利文献1同样为单面焊接，因此推测线能量变得过大。
要确保焊缝金属的韧性的话，通过使坡口截面积极力狭窄，来不使用不必要地大的线能量较有效。为了抑制坡口截面积，如X坡口那样从钢材的表背两侧加工坡口，相比于从一面加工坡口，能够抑制坡口截面积。
作为关于使用这样的X坡口的双面单层焊接方法的技术，已知如下技术。
例如专利文献3中，作为采用双面单层焊接的焊接钢管的制造方法，公开了直到板厚38mm为止的研究结果。可是，没有记载在风力发电中所使用的极厚钢板的焊接知识见解。
另外，专利文献4中，50mm的板厚采用双面单层焊进行了研究。可是，在风力发电中，超过50mm的板厚也在研究，专利文献4也是不充分的知识见解。
专利文献5中，公开了能够对30mm以上的板厚进行双面单层焊的技术。可是，实际上实施例中所研究的是直到31.8mm为止的见解，不是能够应用于风力发电领域的知识见解。
这样，即使是采用X坡口进行双面单层焊的情况也没有公开能够应用于以风力发电为对象的社会需求的知识见解。
再者，在此，设想了大型结构物，因此电子束焊接从真空室容积的观点来看为对象之外。
如以上所示那样，对以高效率单面单层或者双面单层焊接超过50mm的板厚的钢板，并且得到能耐受在寒冷地区的使用的高韧性的焊缝金属有效的方法，以往没有公开过。
可是，最近，在埋弧焊接的领域，如专利文献6所公开的、通过驱使焊接电流的波形控制即使是相同焊接电流也能够使熔敷量(送丝速度)增加的大容量数字控制交流/直流焊接电源已被开发，并开发了使用那样的电源进行埋弧焊接的技术。
将利用那样的电源输出的矩形波交流焊接电流的波形的一例示于图2。焊接电流具有正部分和负部分。并且，正的极性(反接)具有控制焊接的熔深深度的作用，负的极性(正接)具有控制熔敷量的作用。
该焊接电源中，能够自由变更电流波形的大小a、b和宽度(周期)c、d这4个参数，通过变更正部分和负部分的大小，能够调整熔深深度或者熔敷量。
通过使用这样进行了波形控制的焊接电流，如果在相同焊接电流下加快送丝速度，则能够以更少的电流供给填埋坡口截面积所需要的焊缝金属量，因此作为结果可预想到能够削减焊接线能量，对焊缝金属的韧性确保有利。
作为使用如上述那样的电源控制了焊接电流波形的见解，可举出例如专利文献7。在专利文献7中，公开了以多层堆焊为前提的单层单道焊。可是，不是通过大线能量焊接来对极厚钢板进行高效率施工的焊接方法，从专利文献7得不到能够彻底性地改善如风力发电那样的极厚钢板的焊接效率的见解。
而且，在对板厚超过50mm那样的厚钢材的X坡口，使用能够控制输出波形的的焊接电源，通过多电极埋弧焊接，将各坡口进行单层单道焊、也就是将单面进行单道焊的情况下，尚不知道从使送丝速度提高、抑制线能量的观点出发优选使用怎样的焊材和焊接条件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开平9-206946号公报
专利文献2:日本国特开平-9-277083号公报
专利文献3:日本国特开2009-241128号公报
专利文献4:日本国特开2009-195957号公报
专利文献5:日本国特开2004-143556号公报
专利文献6:日本国特开2005-193299号公报
专利文献7:日本国特开2011-200920号公报
发明内容
因此，本发明的课题是，提供一种使用能够控制输出波形的焊接电源，能够以高效率焊接厚钢板的X坡口，且能够得到即使在低温下韧性也优异的焊缝金属的埋弧焊接方法。
本发明人对于在使用能够控制输出波形的焊接电源，通过多电极埋弧焊接对坡口进行单道焊的情况下，在相同焊接电流下能够使送丝速度更快的焊接条件进行了研究。
在该过程中，特别地着眼于焊剂的组成以及施加于第1电极以及、第2电极及其以后的电极的焊接电流的波形而进行研究的结果发现，通过它们的最佳的组合能够解决上述课题。
即，将本发明的要旨与优选的实施方式一起显示如下。
(1)本发明的第一方式涉及的埋弧焊接方法，具备：对板厚超过50mm且为100mm以下的一对钢材加工X坡口的加工工序；和对上述一对钢材，采用2电极以上、6电极以下的多电极埋弧焊接，使用焊剂，从表面和背面分别实施单道焊接的焊接工序，在上述焊接工序中，将第1电极的焊接电流设为波形比率为60％以上、90％以下的交流电流，将其他电极的焊接电流设为波形比率为70％以上的交流电流、或者负的直流电流从而进行焊接，上述焊剂以相对于上述焊剂的总质量的质量比计含有Al2O3：10％以上50％以下、SiO2：16％以上30％以下，而且含有合计为10％以上60％以下的MgO、TiO2、CaF2、MnO之中的1种以上，将上述MgO限制为40％以下，将上述TiO2限制为20％以下，将上述CaF2限制为30％以下，将上述MnO限制为20％以下。
(2)根据上述(1)所记载的埋弧焊接方法，上述第1电极的上述焊接电流可以为2500A以上。
(3)根据上述(1)或者(2)所记载的埋弧焊接方法，作为在上述一对钢材间形成多个的坡口形状，钝边的高度可以为5mm以上且上述板厚的25％以下。
(4)根据上述(3)所记载的埋弧焊接方法，上述X坡口的坡口角度可以为30°以上50°以下。
(5)根据上述(1)或者(2)所记载的埋弧焊接方法，上述X坡口的坡口角度可以为30°以上50°以下。
根据上述(1)～(5)所记载的方式，能够对厚钢板的X坡口以高效率进行焊接，且能够得到在低温下韧性也优异的焊缝金属，因此能够高效率地实施设置于寒冷地区的风力发电设备的基础部分的制造，能够大大地有助于可再生能源的普及。
附图说明
图1是表示焊剂组成对送丝速度造成的影响的图。
图2是焊接电流的波形和波形比率的说明图。
图3是表示焊剂成分的Al2O3含量对送丝速度以及夏比冲击吸收能造成的影响的图。
图4是表示焊剂成分的SiO2含量对送丝速度以及夏比冲击吸收能造成的影响的图。
图5是表示焊剂组成对送丝速度造成的影响(含有38％的Al2O3)的图。
图6A是表示焊缝金属的熔深形状的图，是表示第1电极为直流正、发生了熔合不良的例子的图。
图6B是表示焊缝金属的熔深形状的图，是表示将第1电极的波形比率设为60％从而避免了熔合不良的例子的图。
图7是表示6电极中的第1电极的波形比率和熔合不良发生率的关系的图。
图8是表示4电极中的第1电极的波形比率和熔合不良发生率的关系的图。
图9是表示2电极中的第1电极的波形比率和熔合不良发生率的关系的图。
图10是表示板厚100mm的坡口形状的图。
图11是表示6电极中的第2电极至第6电极的波形比率和未填满(未焊满：underfill)发生率的关系的图。
图12是表示4电极中的第2电极至第4电极的波形比率和未填满发生率的关系的图。
图13是表示2电极中的第2电极的波形比率和未填满发生率的关系的图。
图14是表示板厚70mm的坡口形状的图。
图15是表示板厚60mm的坡口形状的图。
图16是表示板厚55mm的坡口形状的图。
图17是表示板厚50mm的坡口形状的图。
图18是表示板厚110mm的坡口形状的图。
图19是说明试样制取位置的图。
图20是说明各电极的配置的图。
具体实施方式
本发明人对于在使用能够控制输出波形的焊接电源，对厚钢板的X坡口通过多电极埋弧焊接(以下将埋弧焊接简记为SAW。)将各个的表面和背面的坡口各焊接1道的情况下，在相同焊接电流下能够使送丝速度更快的焊接条件，特别地着眼于焊剂的成分以及施加于第1电极1的焊接电流的波形，对各自求出了必要的条件。
最初对焊剂成分的条件进行说明。
本发明人关于焊剂的成分进行了如下那样的实验研究。
SAW用焊剂，是配合氧化物、氟化物等的各种的物质而形成。为了调查在那样的焊剂成分之中，为使送丝速度上升哪种物质最有效果，将由各物质单独构成的焊剂用于实验，调查了其对送丝速度的影响。
埋弧焊接，使用如图2所示那样的矩形波交流焊接电流进行。其结果示于图1。再者，所谓在图1中使用的波形比率，是如式1以及图2所示那样，交流电流的正与负的面积比率，是正的面积记为P、负的面积记为N时，将由N/(N+P)表示的数值换算成百分率后的值。波形比率0％意指直流正，波形比率100％意指直流负。
波形比率＝面积N/(面积N+面积P)···式(1)
从图1的结果来看，在实验中使用的各种焊剂成分之中，Al2O3和SiO2，与其他的成分比较，使送丝速度增加的效果特别高。另外得出了下述结论：MgO、TiO2、CaF2、MnO也呈现同样的效果。相反地，得到ZrO2使送丝速度降低的结果。
如果送丝速度变大，则能够抑制用于得到填埋坡口的熔敷金属的电流，因此能够用于焊接线能量的削减。从上述的结果发现，作为用于增大送丝速度、使熔敷量增加的焊剂的设计指针，是含有Al2O3、SiO2来作为必需成分，且选择性地含有MgO、TiO2、CaF2、MnO。
而且，进一步对各成分的含量进行研究，确定如下。
作为必需物质的Al2O3、SiO2的含量，以相对于焊剂总质量的质量％(以下，焊剂的成分全部用相对于焊剂总质量的质量％表记。)计，将Al2O3设为10％以上50％以下、SiO2设为16％以上30％以下。
Al2O3和SiO2的各自的下限值10％以及16％，是因下述理由而规定的：当为比其少的含量时，送丝速度增加的效果没有明了地呈现。为了送丝速度的提高，也可以将Al2O3的下限设为15％、20％、25％或者30％、将SiO2的下限设为18％或者20％。对于上限值，Al2O3若超过50％地含有，则焊缝金属8中的Al量变得过量，不能确保低温韧性，因此将上限设为50％。为了低温韧性的提高，也可以将其上限限制为47％、45％或者40％。SiO2若超过30％地含有，则焊缝金属8的氧量变得过量，变得难以确保低温韧性，因此将上限设为30％。为了低温韧性的提高，也可以将其上限限制为28％或者26％。
另外，从图3、图4来看，在Al2O3和SiO2的上述的含有范围中，Al2O3若含有36％以上，则增加送丝速度的作用变得更高，故优选。SiO2在含有22％以上的情况下通过与Al2O3和SiO2的复合作用，提高波形比率的情况下的送丝速度提高效果变得更加明了，故进一步优选。图5表示在含有38％的Al2O3的情况下，关于相对于这样的送丝速度提高效果的Al2O3和SiO2的复合作用的实验结果。为了提高送丝速度，可以将Al2O3和SiO2的合计量限制为30％以上80％以下。为了更加提高送丝速度，可以将Al2O3和SiO2的合计量的下限设为35％、40％或者45％，可以将其合计量的上限设为75％、70％或者68％。
本发明中使用的焊剂，除了含有Al2O3和SiO2之外，进而作为选择物质，需要在MgO：40％以下、TiO2：20％以下、CaF2：30％以下、MnO：20％以下的范围以这些选择物质的合计为10％以上60％以下的范围含有MgO、TiO2、CaF2、MnO中的1种以上的物质。
这些物质与Al2O3、SiO2比较，送丝速度提高的效果少，但没有如ZrO2那样在提高了波形比率的情况下使送丝速度减少的不良影响，从将熔渣的流动性、粘性合适化的观点出发，需要适量含有。从将该熔渣的流动性、粘性合适化的观点出发，可以将这些选择物质的合计量的下限设为13％、15％或者20％，可以将其合计量的上限设为55％、50％或者45％。
MgO若超过40％地含有，则熔渣的粘性变低，变得容易发生咬边，因此将上限设为40％以下。为了更不会产生咬边，也可以将其上限限制为30％、25％或者20％。TiO2、MnO若过量地含有，则焊缝金属8的韧性劣化，因此将上限都规定为20％以下。为了焊缝金属8的韧性的提高，也可以将TiO2、MnO的上限分别限制为15％或者10％。CaF2若过量地含有，则电弧变得不稳定，发生熔合不良的可能性变高，因此将上限规定为30％以下。为了防止熔合不良，也可以将CaF2的上限限制为25％、20％或者15％。
另外，在这些选择物质的含量的合计低于10％的情况下，熔渣的流动性、粘性合适化的效果呈现并不明了，因此变得容易产生咬边，因此将其下限设为10％。为了防止咬边，也可以将这些选择物质的含量的合计设为13％以上、16％以上或者20％以上。若超过60％地含有，则电弧变得不稳定，变得容易产生熔合不良，因此将其合计含量设为60％以下。为了防止熔合不良，也可以将这些选择物质的含量的合计设为55％以下、50％以下或者45％以下。
本发明中，对于其他的焊剂成分，并不特别限制，能够适当含有作为SAW用的焊剂成分一般所使用的成分。
例如，以焊缝金属8的成分调整为目的，有时在焊剂中含有Si、Mn、Al、Ti、Mo、Cu、Ni、Cr、V等的金属粉。它们的含量，能够以上述的专利文献等为参考来适当调整。另外，以熔敷量的增大和电弧稳定为目的，在焊剂中也能够含有铁粉。该情况下的铁粉的含量优选为10％以上、40％以下。若大量地添加，则电弧容易变得不稳定，电弧在焊接中容易途切れ，因此也可以将其含量的上限根据需要设为30％、20％或15％以下。
接着，对电源条件进行说明。
在使用如专利文献6所记载的大容量数字控制交流/直流焊接电源，以多电极进行埋弧焊接(SAW)的情况下，各电极7的焊接电流波形能够独立地控制。可是，在采用多电极的单道焊接中，由第1电极1所致的熔深很重要，因此对第1电极1的电流条件进行了研究。
在专利文献6中记载了为了得到必要的熔深深度，第1电极1采用直流的例子。于是，将第1电极1设为直流正而进行X坡口的双面单道SAW的结果，所得到的焊缝金属8的熔深形状示于图6A。坡口角度从线能量抑制的观点出发设为30°，但有时因钢材的残留磁的影响，电弧紊乱，确认到焊缝金属8的熔深形状的中心在表面和背面并不一致的情况。而且，从焊缝金属8的熔深形状的观点出发，焊缝金属8的底部过于变细，因此确认到稍微地中心偏移就引起熔合不良的危险性高。因此，可以认为该方法是对需要深的熔深的单面焊接的情况有效的方法，对于采用X坡口的双面焊接而言，难以应用，不现实。
另一方面，第1电极1应用了正部分和负部分的波形比率60％的交流焊接电流的情况下的焊缝金属8的熔深形状示于图6B。该情况的熔深深度，比将第1电极1设为直流正的情况减少。可是，焊缝宽度变粗，即使在表背面两侧的焊缝金属8中，中心发生了偏移的情况，也难以引起熔合不良，判明优选该波形控制。再者，若第1电极1应用直流负，则因高残留磁的影响，有电弧变得不稳定的情况，因此在本发明中设为对象之外。
由于上述的理由，第1电极1的焊接电流波形，优选有送丝速度的提高效果、并且即使是狭窄坡口也容易避免熔合不良的焊接电流波形。为此，作为条件，设为波形比率60％以上、90％以下的交流电流。为了防止熔合不良，也可以将波形比率的下限设为65％、68％或者71％，也可以将波形比率的上限设为85％、82％或者78％。
对其更详细地验证所得到的数据示于图7至图9。图10的坡口，将第1电极1的条件设为2500A、35V、第2电极2及其以后的电极设为1500A、40V，将波形比率固定在90％，以50cm/分的焊接条件产生电弧。改变第1电极1的波形比率，制作5m的焊接长度，以10cm间隔切取宏观截面50个，来确认钝边(root face)部的熔合不良的有无。关于评价，如果在50个的宏观试样中，有1个熔合不良，则为1/50，评价为2％的熔合不良发生率。
从图7至图9确认到：在2电极焊接、4电极焊接、6电极焊接的任一情况下都是在第1电极1的波形比率为60％以上、90％以下时，熔合不良发生率得到了抑制。
另外，第2电极2及其以后的电极，对焊缝金属8的熔深形状不造成大的影响，考虑送丝速度的提高即可，因此在自第2电极2以后的全部电极7中，波形比率设为70％以上(包括波形比率100％的直流负)。为了提高送丝速度，也可以将其波形比率设为75％以上、80％以上或者85％以上。再者，用于焊接的电极数，从能够某种程度地确保生产率(焊接速度)、且避免设备构成变得过度复杂的观点出发，设为2电极以上、6电极以下。为了更充分利用本申请的特征，也可以将电极数设为3电极或4电极以上、或者将钢材的板厚设为55mm以上、60mm以上或者65mm以上。
对第2电极2及其以后的电极的波形比率进行详细研究的结果示于图11至图13。6电极焊接是使用了图10的坡口，4电极焊接是使用了图14的坡口，2电极焊接是使用了图15的坡口。焊接条件，第1电极1的条件设为2500A、35V、波形比率70％。第2电极2及其以后的电极为1800A、40V，并使波形比率变化。焊接速度为50cm/分来实施。与上述同样地，改变波形比率，制作5m的焊接长度，以10cm间隔切取宏观截面50个，来确认未填满的有无。关于评价，采用发生了未填满的宏观试样的比率来评价。例如，如果在50个宏观试样中有1个未填满，则评价为2％的未填满发生率。从图11至图13可确认到：随着波形比率的上升，未填满减少，不使线能量变化就能得到必要的熔敷量。
再者，在本发明中，关于第1电极1至第2电极2及其以后的各电极7的间隔、配置、角度等，不需要特别地制约。在上述的焊接试验中，各电极7的配置如图20所示那样，各电极7的间隔设为70mm，并配置于坡口宽度的中央部。第1电极的角度设为后退角10°，第2电极的角度设为后退角7°，第3电极的角度设为后退角4°，第4电极的角度设为前进角4°，第5电极的角度设为前进角7°，第6电极(最终极)的角度设为前进角10°。
如以上那样的本发明的钢材板厚的适用范围，考虑用于风力发电机的风车的基础部分的钢材板厚，设为超过50mm且为100mm以下。
在板厚超过50mm的钢材的焊接中，特别能发挥本发明的效果，因此将下限规定为超过50mm。可是，若板厚超过100mm，则即使应用本发明，也线能量变得过大，得不到必要的韧性，因此将100mm作为上限。
作为在一对钢材间形成有多个的坡口形状，钝边(具体而言，钝边的高度)优选为5mm以上、且板厚的25％以下。作为其理由，当高度为5mm以下时，从工作精度的观点出发，有相对于错边不能够对应的可能性，若高度超过板厚的25％，则钝边过于变得过大，产生熔合不良的可能性变高。在此，所谓钝边的高度，是指钢材的板厚方向的钝边的高度。例如在图10中钝边的高度为14mm。
另外，坡口角度，从线能量抑制的观点出发，优选为30°以上、50°以下。作为其理由，是由于当为角度低于30°的狭窄坡口时，焊缝宽度的中心容易偏移，另外，也难以得到充分的熔深深度，另一方面，若角度超过50°，则坡口截面积变大，焊接线能量变大，因此不优选。
以上对于对板厚超过50mm且为100mm以下的一对钢材加工X坡口，对其采用多电极埋弧焊接从表面和背面分别实施单道焊接时的、本发明中规定的方式以及优选的方式进行了说明，但以下在实施例中进一步说明本发明的实施可能性以及效果。
实施例
将用于试验的钢材和焊丝的化学组成示于表1，焊剂的组成示于表2。表2中的值的0，表示没有有意地含有。将一对钢材的坡口形状示于图10、图14～图18。一对钢材的焊接，使用能够进行焊接电流的波形控制的焊接电源，采用2电极至6电极的埋弧焊接，进行各面单道焊接。波形比率以外的焊接条件示于表3～表8，各电极7的焊接电流的波形比率示于表9～表13。表3为板厚100mm、6电极的焊接条件，表4为板厚70mm、5电极的焊接条件，表5为板厚60mm、4电极的焊接条件，表6为板厚55mm、3电极的焊接条件，表7为板厚51mm、2电极的焊接条件，表8为板厚110mm、6电极的焊接条件。
关于各电极7的角度，第1电极1，出于确保熔深的目的，设为后退角10°，最终极从确保焊缝外观的观点出发采用了前进角10°。各极间的间隔，进行考虑以使得将熔融金属的积留量合适化，采用了各极70mm的电极间隔。各个电极7配置于坡口宽度的中央部。
所制作的焊缝金属8，从图19的位置切取断片，将其加工成成分分析试样、JIS Z3111的A1号圆棒拉伸试样(直径：12.5mm、标点间距离(GL)：50mm)以及JIS Z2242的V缺口试样(10mm全尺寸试样)，供试验用。以表14的合格与否的基准对它们进行判定，将判定的结果示于表15～表19。夏比冲击试验温度设为-40℃。
试验编号100-1号至100-37号、试验编号70-1号至70-37号、试验编号60-1号至60-37号、试验编号55-1号至55-37号、试验编号51-1号至51-37号为本发明的实施例，因此得到了焊缝的余高高度合适，没有熔合不良，没有咬边的发生，焊缝金属8的强度、韧性也良好的结果。特别是Al2O3为38％、SiO2为22％以上的试验编号100-3号至100-6号、试验编号100-15号至100-18号、试验编号100-27号至100-30号、试验编号70-3号至70-6号、试验编号70-15号至70-18号、试验编号70-27号至70-30号、试验编号60-3号至60-6号、试验编号60-15号至60-18号、试验编号60-27号至60-30号、试验编号55-3号至55-6号、试验编号55-15号至55-18号、试验编号55-27号至55-30号、试验编号51-3号至51-6号、试验编号51-15号至51-18号、试验编号51-27号至51-30号，确保了3mm以上的余高高度，呈现出由焊剂组成所带来的送丝速度增加的效果。
另外，试验编号100-11号、100-23号、100-35号、试验编号70-11号、70-23号、70-35号、试验编号60-11号、60-23号、60-35号、试验编号55-11号、55-23号、55-35号、试验编号51-11号、51-23号、51-35号中，尽管不含有铁粉，但由于Al2O3、SiO2的效果，余高高度为2mm以上，呈现了优异的熔敷量增加的效果。
进而，试验编号100-12号、100-24号、100-36号、试验编号70-12号、70-24号、70-36号、试验编号60-12号、60-24号、60-36号、试验编号55-12号、55-24号、55-36号、试验编号51-12号、51-24号、51-36号中，除了上述的Al2O3、SiO2的效果之外，将铁粉的含量增加至20％的试验编号的余高高度为4mm以上，确认到更高的熔敷量增加的效果。
另一方面，试验编号100-38号、70-38号、60-38号、55-38号、51-38号，第1电极1的焊接电流的波形比率为50％，脱离了本发明的范围，因此焊缝金属8的熔深形状的宽度变窄，如图6A所示那样发生熔合不良，变得不合格。试验编号100-39号、70-39号、60-39号、55-39号、51-39号中，作为第1电极1的焊接电流使用了波形比率100％的直流负，因此电弧不稳定，得不到合适的焊缝金属8的熔深深度，发生了熔合不良，因此变得不合格。
试验编号100-40号至100-44号、试验编号70-40号至70-43号、试验编号60-40号至60-42号、试验编号55-40至55-41号、试验编号51-40号中，自第2电极2以后的电极，有焊接电流的波形比率为60％这样的脱离本发明的电极7，因此得不到必要的熔敷量，余高高度变为负，不能将熔敷金属堆敷到钢板9的表面，变得不合格。
试验编号100-45号和试验编号100-46号、试验编号70-44号和试验编号70-45号、试验编号60-43号和试验编号60-44号、试验编号55-42号和试验编号55-43号、试验编号51-41号和试验编号51-42号中，Al2O3或者SiO2低于本发明的下限值，因此得不到必要的熔敷量，余高高度变为负，不能将熔敷金属堆敷到钢板9的表面，变得不合格。
试验编号100-47号和试验编号100-48号、试验编号70-46号和试验编号70-47号、试验编号60-45号和试验编号60-46号、试验编号55-44号和试验编号55-45号、试验编号51-43号和试验编号51-44号中，Al2O3或者SiO2大于本发明的上限值从而过量地含有，因此焊缝金属8的韧性劣化，变得不合格。
试验编号100-49号至100-52号、试验编号70-48号至70-51号、试验编号60-47至60-50号、试验编号55-46号至55-49号、试验编号51-45号至51-48号中，MgO、TiO2、CaF2、MnO的合计含量低于作为本发明的下限值的10％，因此发生咬边，变得不合格。
试验编号100-53号、70-52号、60-51号、55-50号、试验编号51-49号，MgO的含量脱离本发明而过量，因此发生咬边，变得不合格。
试验编号100-54号、70-53号、60-52号、试验编号55-51号、51-50号，TiO2的含量脱离本发明而过量，因此焊缝金属8的韧性劣化，变得不合格。
试验编号100-55号、70-54号、60-53号、55-52号、51-51号，CaF2的含量脱离本发明而过量，因此电弧不稳定，得不到合适的焊缝金属8的熔深深度，发生了熔合不良，因此变得不合格。
试验编号100-56号、70-55号、60-54号、55-53号、51-52号，MnO的含量脱离本发明而过量，因此焊缝金属8的韧性劣化，变得不合格。
试验编号100-57号、70-56号、60-55号、55-54号、51-53号，MgO、TiO2、CaF2、MnO的合计含量超过作为本发明的上限值的60％而过量，因此电弧不稳定，得不到合适的焊缝金属8的熔深深度，发生了熔合不良，因此变得不合格。
试验编号100-58号，脱离本发明的范围，板厚过量，因此线能量变多，焊缝金属8的韧性劣化，变得不合格。
表1                            (质量%)
C Si Mn P S AI Ni Mo Ti
钢材 0.12 0.23 1.54 0.012 0.007 0.003 0 0 0.01
焊丝 0.06 0.33 1.4 0.007 0.003 0.01 4.23 1.24 0.05
表3
表4
表5
表6
图7
图8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
表16
表17
表18
表19
产业上的利用可能性
根据本发明，能够以高效率焊接厚钢板的X坡口，并且能够得到即使在低温下韧性也优异的焊缝金属8，因此能够高效率地实施设置于寒冷地区的风力发电设备的基础部分的制造，能够大大地有助于可再生能源的普及。
附图标记说明
1  第1电极；
2  第2电极；
3  第3电极；
4  第4电极；
5  第5电极；
6  第6电极；
7  电极；
8  焊缝金属；
9  钢板；
a、b  电流波形的大小；
c、d  电流波形的宽度(周期)。

Claims (5)

1.一种埋弧焊接方法，其特征在于，具备：
对板厚超过50mm且为100mm以下的一对钢材加工X坡口的加工工序；和
对所述一对钢材，采用2电极以上、6电极以下的多电极埋弧焊接，使用焊剂，从表面和背面分别实施单道焊接的焊接工序，
在所述焊接工序中，将第1电极的焊接电流设为波形比率为60％以上、90％以下的交流电流，将其他电极的焊接电流设为波形比率为70％以上的交流电流、或者负的直流电流从而进行焊接，
所述焊剂，以相对于所述焊剂的总质量的质量比计，含有
Al2O3：10％以上50％以下、
SiO2：16％以上30％以下，
而且含有合计为10％以上60％以下的MgO、TiO2、CaF2、MnO之中的1种以上，
将所述MgO限制为40％以下，将所述TiO2限制为20％以下，将所述CaF2限制为30％以下，将所述MnO限制为20％以下。
2.根据权利要求1所述的埋弧焊接方法，其特征在于，所述第1电极的所述焊接电流为2500A以上。
3.根据权利要求1或者2所述的埋弧焊接方法，其特征在于，作为在所述一对钢材间形成多个的坡口形状，钝边的高度为5mm以上且所述板厚的25％以下。
4.根据权利要求3所述的埋弧焊接方法，其特征在于，所述X坡口的坡口角度为30°以上50°以下。
5.根据权利要求1或者2所述的埋弧焊接方法，其特征在于，所述X坡口的坡口角度为30°以上50°以下。
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