CN104942411B - 多电极单面埋弧焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多电极单面埋弧焊接方法，焊接作业性以及焊接质量优异，并且在接头终端部能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形。多电极单面埋弧焊接方法对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接，其特征在于，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接，并且在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照满足Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接。

Description

多电极单面埋弧焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接钢板的多电极单面埋弧焊接方法。

背景技术

多电极单面埋弧焊接是作为板接头焊接而以造船为中心被适用于较大领域的高效率的焊接施工方法。在使用了多电极单面埋弧焊接方法的板接头焊接中，基本上从焊接开始至焊接结束均以相同的焊接施工条件来焊接。另外，虽然存在由于缝隙、坡口精度不良等而变更焊接条件的情况，但这是以使焊接质量的焊道形状变得良好作为主要目的的调整，不会大幅变更焊接条件。

在此，在多电极单面埋弧焊接中，存在接头起始端部以及接头终端部易于产生焊接金属的裂纹(纵向裂纹)的问题。尤其是，接头终端部产生裂纹(一般被称为终端裂纹)极高，作为其防止对策，提出了各种提议。

例如，作为与密封阶叠熔接(sealing cascade)法相关的方法，在专利文献1～3中记载有使用了由多层构成的密封阶叠熔接焊道的技术。

在专利文献1中，在使用4电极的快速单面埋弧焊接法中，记载了在焊接结束时形成坚实焊道的终端处理方法。

此外，在专利文献2中，记载了能够防止在3电极以上的单面埋弧焊接的接头终端部所产生的裂纹的多电极埋弧焊接法中的终端处理方法。

此外，在专利文献3中，记载了不拘泥于被焊接的板材的板厚而能够防止卷入渣等的缺陷以及终端裂纹的产生的4电极单面埋弧焊接方法。

进而，在专利文献4、5中记载有使用了形成狭缝的引板的技术。

在专利文献4中，记载了可以实现引弧板的小型化以及轻量化、且能改善作业性的单面埋弧焊接的终端裂纹防止方法。

在专利文献5中，记载了通过快速单面埋弧焊接能够获得坚实的焊接部直至接头终端部为止的单面埋弧焊接方法。

除此之外，也存在使用从焊接母材的两端起开始焊接并在焊接母材内部重叠弧坑的弧坑会合法(从焊接线的两端朝向中心分别每次焊接各焊接长度的约1/2以重叠两侧的弧坑的方法)的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第2581485号公报

专利文献2：JP特开平8-99177号公报

专利文献3：JP特开平11-277239号公报

专利文献4：JP特开平7-88650号公报

专利文献5：JP特开平8-257753号公报

发明要解决的课题

然而，在现有技术中存在以下问题。

在使用了密封阶叠熔接焊道的技术中，由于以密封阶叠熔接焊道来抑制接头终端部的旋转变形，因此裂纹防止率高。但是，由于在接头终端部形成了背面焊道，因此需要在焊接后进行修整。此外，由于需要预先形成密封阶叠熔接焊道，因此需要工夫。

在使用了形成有狭缝的引板的技术中，在对厚板进行焊接的情况下，焊接热输入变大，与此相伴，所产生的热变形变大。因而，对于板材的约束力不足，无法充分地抑制变形，有时将产生终端裂纹。如此，在使用了形成有狭缝的引板的技术中，存在所适用的板材的板厚的范围被限定的问题。此外，为了获得引板的效果，需要增大引板的板，此外也需要调节狭缝的长度。如此，在使用了形成有狭缝的引板的技术中，需要对引板的板形状下工夫。

在使用了弧坑会合法的情况下，在一个接头中需要改变方向来进行两次焊接，此外产生要修整会合部的需要。此外，在使用了会合法的情况下，在大型的焊接装置中，在进行焊接之际使焊接机倒退，但在倒退之际需要改变电极配置、焊丝直径。进而，存在接头终端部产生焊接后的角变形的问题。

此外，关于接头起始端部，为了防止焊接金属的裂纹(起始端裂纹)，需要对引板的板形状、引板的板的安装方法下工夫。此外，即便是使用了这种引板的情况下，由于产生焊接后的角变形，因此其应力消除作业也需要许多时间。

此外，在多电极单面埋弧焊接中，关于焊接质量，也需要设为对于焊道而言坚实的焊接金属。

发明内容

因而，本发明的课题在于，提供焊接作业性以及焊接质量优异，并且在接头终端部能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形的多电极单面埋弧焊接方法。

此外，本发明的课题在于，提供焊接作业性以及焊接质量优异，并且在接头起始端部能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形的多电极单面埋弧焊接方法。

此外，本发明的课题在于，提供焊接作业性以及焊接质量优异，并且在接头起始端部以及接头终端部能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形的多电极单面埋弧焊接方法。

用于解决课题的手段

本发明者们潜心研究的结果，发现了以下的事项。

在多电极单面埋弧焊接(以下适当称为埋弧焊接)中，在现有的焊接速度较快的焊接条件下，成为从钢板的内侧朝向外侧产生旋转变形的开口变形。相对于此，若将焊接速度设为给定以下的较慢的条件，则成为从钢板的外侧朝向内侧产生旋转变形的收缩变形。因此，发现：在由于旋转变形而易于产生裂纹的接头终端部或接头起始端部、或者这两方中，将焊接速度设为给定以下的较慢的条件，从而能够防止终端裂纹或起始端裂纹、或者这两方的裂纹。进而，发现：将焊接速度设为给定以下的较慢的条件，从而能够抑制焊接后的角变形。

即，关于本申请的多电极单面埋弧焊接方法(以后适当称为埋弧焊接方法或者焊接方法)是对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接，并且在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接。

根据相应的焊接方法，对钢板的终端侧的给定区域的焊接速度进行规定，从而在钢板的终端侧的给定区域内产生收缩变形。此外，对Q’/Q的值进行规定，从而在钢板的终端侧的给定区域内产生收缩变形，并且可获得坚实的焊接金属。由此，鉴于这些情形，可防止终端裂纹，并且可抑制焊接后的角变形。

此外，本发明的焊接方法是对安装有引板且对被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，相对于正式焊接的焊接速度而以70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的位置为止的焊接，并且在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接。

根据相应的焊接方法，对钢板的起始端侧的给定区域的焊接速度进行规定，从而在钢板的起始端侧的给定区域内产生收缩变形。此外，对Q’/Q的值进行规定，从而在钢板的起始端侧的给定区域内产生收缩变形，并且可获得坚实的焊接金属。并且，鉴于这些情形，可防止起始端裂纹，并且可抑制焊接后的角变形。

此外，本发明的焊接方法是对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的位置为止的焊接、以及从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接，并且在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接。

根据相应的焊接方法，对钢板的起始端侧的给定区域以及钢板的终端侧的给定区域的焊接速度进行规定，从而在钢板的起始端侧的给定区域以及终端侧的给定区域内产生收缩变形。此外，对Q’/Q的值进行规定，从而在钢板的起始端侧的给定区域以及终端侧的给定区域内产生收缩变形，并且可获得坚实的焊接金属。并且，鉴于这些情形，可防止起始端裂纹以及终端裂纹，并且可抑制焊接后的角变形。

本发明的焊接方法优选所述正式焊接的焊接速度为400～1500mm/min。

如果这样规定正式焊接速度，则在板厚8～40mm的范围内更稳定地确保焊接质量。

本发明的焊接方法优选所述70％以下的焊接速度为200mm/min以上。如果这样规定所述70％以下的焊接速度，则不会显著阻碍焊接效率，此外焊道外观变得更良好。进而，在采用了可持续电弧的电流值的情况下，能确保表面以及背面焊道的焊接质量。

本发明的焊接方法能够利用电流、电压、以及焊接速度当中的一个以上来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量

此外，本发明的焊接方法能够削减发生运转的电极数来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

本发明的焊接方法优选利用2～4个电极来进行。

根据相应的焊接方法，能够适用于厚板钢板的焊接，此外更易于兼顾高效率化和焊接质量。

发明效果

本发明的多电极单面埋弧焊接方法，在接头终端部，能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形。此外，在接头终端部，能够获得表面以及背面焊道均坚实的焊接金属，焊接质量也优异。进而，能够使焊接作业性提升。

本发明的多电极单面埋弧焊接方法，在接头起始端部，能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形。此外，在接头起始端部，能够获得表面以及背面焊道均坚实的焊接金属，焊接质量也优异。进而，能够使焊接作业性提升。

本发明的多电极单面埋弧焊接方法，在接头起始端部以及接头终端部，能够防止焊接金属的裂纹且抑制焊接后的角变形。此外，在接头起始端部以及接头终端部，能够获得表面以及背面焊道均坚实的焊接金属，焊接质量也优异。进而，能够使焊接作业性提升。

附图说明

图1是本发明的多电极单面埋弧焊接方法所使用的焊接装置的剖视图。

图2是用于说明利用本发明的多电极单面埋弧焊接方法进行焊接的钢板的变形方向的俯视图。

图3是表示进行多电极单面埋弧焊接时的样态的钢板周边的剖视图。

图4是表示进行多电极单面埋弧焊接时的样态的钢板周边的剖视图。

图5是表示保持正式焊接速度不变地对钢板进行焊接时的变形方向以及变形量测定位置的俯视图。

图6是表示保持正式焊接速度不变地对钢板进行焊接时的接头终端部的变形量的图表。

图7是表示保持正式焊接速度不变地对钢板进行焊接时的接头起始端部的变形量的图表。

图8是表示实施例中的起始端侧的焊接条件的过渡状态的俯视图。

图9是表示实施例中的终端侧的焊接条件的过渡状态的俯视图。

图10是表示实施例中的角变形量的测定位置的俯视图。

图11是用于说明实施例中的角变形量的测定的、从图10的箭头方向观察到的侧视图。

符号说明

11 支架框体

12 焊接机

13 焊接机电子束

15 电极

20 钢板

21、22 引板

31 起始端

32 终端

50a、50b 衬垫装置

51 表面焊剂

52 衬垫焊剂

53 焊渣

54 焊接金属

55 衬垫铜板

56 耐火性帆布

57 焊剂袋

58 垫子焊剂

59 制动软管

100 焊接装置

F1、F2 变形量测定位置

G 焊接开始位置

H 焊接结束位置

M 焊接坡口部

P 角变形量的测定部位的概要

α 开口变形

β 收缩变形

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。

[第1焊接方法]

本发明的第1多电极单面埋弧焊接方法是对安装有引板且被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法。并且，该焊接方法，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接。进而，该焊接方法，在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)，将采用所述70％以下的焊接速度的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为“Q’/Q＝0.60～1.30”的方式进行焊接。

首先，说明本发明的焊接方法所使用的焊接装置的主要部分的概要以及钢板。

(焊接装置)

如图1所示，焊接装置100主要具备支架框体11、焊接机12和焊接机电子束13。

支架框体11将钢制的方棒料作成框架，被形成为在剖视下为凹状，上方敞开，在内部支承着图3、4所示的衬垫装置50a或者衬垫装置50b。并且，在衬垫装置50a的衬垫铜板55或者衬垫装置50b的耐火性帆布56上载置有钢板20。

焊接机电子束13使焊接机12沿着钢板20的长边方向移动。

焊接机12被配置在支架框体11的上方(钢板20的上方)，从钢板20的焊接坡口部M(参照图2)的表面侧起对钢板20进行焊接。焊接机12在此具备4根电极(焊炬)15。焊接机12沿着焊接机电子束13以给定速度移动，同时从焊接坡口部M的表侧起由电极15通过单面埋弧焊接对钢板20进行焊接。电极15在此设为4根，但只要为2根以上即可。从能够适用于厚板钢板的焊接、此外更易于兼顾高效率化和焊接质量的观点出发，优选电极为2～4个。

在此，所谓多电极单面埋弧焊接方法，如图3、4所示，是指从被对接的钢板20、20的背面起，通过制动软管(air hose)59等推压机构对呈层状分布在衬垫铜板55上的衬垫焊剂52、或者被收纳在耐火性帆布56内的衬垫焊剂52进行按压来焊接的方法。在多电极单面埋弧焊接方法中，从钢板20的表侧起使用表面焊剂51来进行埋弧焊接，在钢板20的表面和背面同时形成焊道。另外，在图3、4中，符号53为焊渣，符号54为焊接金属，符号57为焊剂袋，符号58为垫子焊剂。

(钢板)

作为钢板20，列举例如造船用钢板，其长度例如为10～30m。如图2所示，在该钢板20中，使钢板20彼此对接，在焊接坡口部M的位置被实施断续或者连续的面内定位焊。所谓被断续地实施面内定位焊，并非在钢板20彼此的接合之处(焊接之处)全部被实施面内定位焊，而是意味着在接合之处(焊接之处)的数处被实施面内定位焊。并且，其处数只要在焊接中尤其不会产生问题的范围内设定即可。此外，所谓被连续地实施面内定位焊，是指在钢板20彼此的接合之处(焊接之处)全部被实施面内定位焊。另外，被实施连续的面内定位焊的焊道与仅由一层构成的密封焊道等同，但与由2层以上构成的密封阶叠熔接焊道不同。在此，所谓密封阶叠熔接焊道，是指2层以上(多层)且为阶梯状。通过现有公知的定位焊焊接的方法来进行面内定位焊即可。

在该钢板20的起始端31以及终端32安装有用于处理弧坑(crater)的引板21、22。另外，在本发明所使用的引板21、22中并未特别设置狭缝等。

并且，在本发明的焊接方法中，以相对于正式焊接的焊接速度(以下适当称为正式焊接速度)为70％以下的焊接速度(以下适当称为减速焊接速度)来进行从钢板20的终端跟前1000mm以上的位置至终端32为止的焊接。此外，在将正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)，将70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，设“Q’/Q＝0.60～1.30”。另外，将被减速后的速度相对于正式焊接速度的百分比称作减速后的速度率。即，本发明中，减速后的速度率为70％以下。

从钢板20的起始端31朝向终端32来进行钢板20的焊接。在该焊接之际，在焊接速度较快的正式焊接速度下，成为从钢板20的内侧朝向外侧产生旋转变形的开口变形α。在此，所谓“正式焊接”，是指针对被实施了定位焊焊接后的钢板20所进行的焊接。此外，所谓“正式焊接速度”，是指在现有技术中通常被进行的埋弧焊接的速度。即，如本发明那样是在接头终端部(或者接头起始端部)未规定减速焊接速度的情况下的焊接速度。作为正式焊接速度，例如为400～1500mm/min。

在此，通常正式焊接下的焊接速度成为恒定，但为了焊接处理方便起见，有时根据焊接之处会使得速度稍微下降。因此，焊接速度的减速后的速度率例如能够以正式焊接的最快速度作为基准来规定。另外，通常，正式焊接速度的最快速度成为正式焊接条件的最适速度、即预先设定的正式焊接速度。

此外，所谓钢板20的起始端31，是指开始焊接的一侧的最端部，意味着钢板20和引板21的连接部位。所谓钢板20的终端32，是指焊接结束的一侧的最端部，意味着钢板20和引板21的连接部位。

此外，所谓接头起始端部，是指在埋弧焊接中被一般认识的部位，意味着起始端31及其周边。接头起始端部，在例如钢板20的长度为10～30m时，能够设为例如从钢板20的起始端31至500mm为止的范围的部位。

此外，所谓接头终端部，是指在埋弧焊接中被一般认识的部位，意味着终端32及其周边。接头终端部，在例如钢板20的长度为10～30m时，能够设为例如从钢板20的终端跟前1000mm的位置至终端32为止的范围的部位。

(焊接条件的变更范围：从钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止)

如图5所示，在以正式焊接速度保持恒定地从起始端31焊接至终端32为止的情况下，在终端32侧看到开口变形α。并且，若在终端32侧的变形量测定位置F2测定到变形量，则如图6所示，从距终端32约2000mm的位置起开始变形。另外，变形量测定位置F2以及变形量测定位置F1作为大致的位置来图示。并且，伴随着从该约2000mm的位置朝向终端32，变形量T变大。在本发明中，直至变形量T充分小的位置即距终端32为1000mm的位置之前需要进行焊接条件(焊接速度)的变更。关于焊接条件的变更，由于在不足钢板20的终端跟前1000mm的位置，接头终端部的变形量T较大，因此会产生终端裂纹。此外，接头终端部的角变形变大。因此，焊接条件的变更范围设为钢板20的终端跟前1000mm以上的位置。从自变形量更小的位置起开始变更焊接条件的观点出发，焊接条件的变更位置优选设为钢板20的终端跟前1200mm以上的位置，更优选设为1500mm以上的位置，进一步优选设为2000mm以上的位置。另外，关于上限并未特别规定，但从使焊接的效率进一步提升的观点出发，焊接条件的变更位置优选为钢板20的终端跟前2500mm以下的位置，更优选为2000mm的位置。

(焊接速度的减速后的速度率：相对于正式焊接速度为70％以下)

在终端32侧的给定区域中，将焊接速度的减速后的速度率相对于正式焊接速度设为70％以下，从而终端32侧的给定区域成为收缩变形β。若减速后的速度率相对于正式焊接速度而超过70％，则终端32侧的给定区域保持开口变形α不变，将产生终端裂纹。此外，接头终端部的角变形变大。因此，焊接速度的减速后的速度率设为相对于正式焊接速度为70％以下。从使终端32侧的给定区域更易于变为收缩变形β的观点出发，减速后的速度率优选为60％以下，更优选为50％以下，进一步优选为40％。另外，如果减速后的速度率为40％以上，则不会显著阻碍焊接效率。此外，如果减速后的速度率为40％以上，则用于确保坚实的焊接金属的电流值变高，持续电弧并不困难，焊道外观变得更良好。进而，如果减速后的速度率为40％以上，则在采用了可持续电弧的电流值的情况下，能确保表面以及背面焊道的焊接质量。因此，优选焊接速度的减速后的速度率设为40％以上。

此外，作为正式焊接速度，具体而言优选为400～1500mm/min。如果正式焊接速度为400～1500mm/min，则能够在板厚8～40mm的范围内更稳定地确保焊接质量。因此，优选正式焊接速度设为400～1500mm/min。另外，优选为600mm/min以上，进一步优选为800mm/以上。

此外，优选减速焊接速度为200mm/min以上。如果减速焊接速度为200mm/min以上，则不会显著阻碍焊接效率。此外，如果减速焊接速度为200mm/min以上，则用于确保坚实的焊接金属的电流值变高，持续电弧并不困难，焊道外观变得更良好。进而，如果减速时的焊接速度为200mm/min以上，则在采用了可持续电弧的电流值的情况下，能确保表面以及背面焊道的焊接质量。因此，优选减速焊接速度设为200mm/min以上。

(焊接条件的过渡范围)

其次，参照图2来说明焊接条件的过渡范围。

图2所示的符号a为正式焊接条件(正式焊接速度)的范围，符号b1、b2为低速条件(减速焊接速度)的范围，符号c1、c2为焊接条件过渡范围。如图2所示，在本发明的焊接方法中，也可以存在用于从正式焊接条件向减速后的速度率为70％以下的低速条件过渡的过渡范围(焊接条件过渡范围)c2。该过渡范围c2是比正式焊接条件低速且减速后的速度率超过70％的范围。

即，在钢板20的焊接中，当在比预先设定的钢板20的终端跟前1000mm以上的位置略靠起始端31侧的过渡范围c2中出现了电极15时，开始逐渐减速，当在预先设定的钢板20的终端跟前1000mm以上的位置出现了电极15时，将减速后的速度率设为70％以下。该过渡范围c2的长度并不特别规定，但例如为50～500mm。其中，当由于焊接装置100的设定等而在预先设定的钢板20的终端跟前1000mm以上的位置出现了电极15时，也可以从正式焊接条件起急速地将减速后的速度率设为70％以下。

另外，关于该过渡范围c2，从起始端31侧、即减速后的速度率为70％以下的低速条件向正式焊接条件过渡的范围(过渡范围c1)也同样。起始端31侧的过渡范围c1的长度并未特别规定，但例如为50～500mm。

(焊接热输入)

在钢板20的焊接中仅使焊接速度变化的情况下，成为过量的热输入，从而低速所引起的收缩变形β的效果和焊接质量的确保变得困难。即，若减速焊接速度下的焊接的总吸热量相对于正式焊接的总吸热量而超过1.30倍，则不会看到收缩变形β，将产生终端裂纹，此外接头终端部的角变形变大。进而，关于焊接质量，背面焊道的多余量也会变得过量，不会成为坚实的焊接金属。另一方面，在减速焊接速度下的焊接的总吸热量相对于正式焊接的总吸热量而不足0.60倍的情况下，虽然能看到收缩变形β，但持续电弧变得困难，无法获得表面以及背面焊道均坚实的焊接金属。因此，在将正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)，将减速焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，设“Q’/Q＝0.60～1.30”。

另外，从为了更易于获得坚实的焊接金属的观点出发，Q’/Q的值优选为0.70以上，更优选为0.80以上。此外，从使终端32侧的给定区域更易于变为收缩变形β、且更易于获得坚实的焊接金属的观点出发，Q’/Q的值优选设为1.20以下。

另外，总吸热量Q能够利用下述计算式来算出。

[数学式1]

在所述式中，Q表示总吸热量(kJ/mm)，Ei表示电压(V)，Ii表示电流(A)，vi表示焊接速度(mm/min)，i＝1，2，3，...n、i表示各电极。

在所述式中，Q’也同样。此外，在此提及的总吸热量，是指各电极15的热输入的合计。此外，总吸热量也可以为利用上述计算式而算出的值，但也可以为实际测量值(计测值)。

减速焊接速度下的焊接的总吸热量能够利用电流、电压、以及焊接速度之中的一个以上来进行调整。即，在向电极15供应的电流、向电极15供应的电压、焊接速度中，既可以利用这些当中的任意一个来进行调整，也可以同时利用两个或者三个来进行调整。

此外，减速焊接速度下的焊接的总吸热量能够削减被运转的电极数来进行调整。

在削减电极数的情况下，例如在正式焊接下使用2～4个电极15的情况下，将进行运转的电极数削减至1～3根，从而能够调整减速焊接速度下的焊接的总吸热量。即，较之于在正式焊接下进行运转的电极数，削减采用减速焊接速度的焊接下进行运转的电极数来进行调整。另外，所谓进行运转的电极，是指供应电流以产生电弧的电极。通过如此调整，从而向电极15供应的电流的控制变得更容易，焊接效率进一步提升。

此外，本发明的焊接方法优选以2～4个电极15、即2～4个电极来进行。在电极15为1电极的情况下，不适于厚板钢板的焊接，在为5电极以上的情况下，虽然可以使焊接高效率化，但却产生与焊接质量的兼顾的更进一步的改善的余地。如果电极15为2电极以上，则能够适用于厚板钢板的焊接。另一方面，如果电极数为4电极以下，则能够谋求焊接的高效率化，且焊接质量也变得更良好。如此，通过设为2～4个电极，从而也能够适用于厚板，更易于兼顾高效率化和焊接质量。因此，优选本发明的焊接方法以2～4个电极来进行。

[第2焊接方法]

本发明的第2多电极单面埋弧焊接方法是对安装有引板且被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法。并且，该焊接方法，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的位置为止的焊接。进而，该焊接方法，在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)，将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为“Q’/Q＝0.60～1.30”的方式进行焊接。

上述说明过的第1焊接方法关注于钢板的终端侧，相对于此，本发明的第2焊接方法关注于钢板的起始端侧。在本发明的第2焊接方法中，仅说明与上述说明过的第1制造方法不同之处。

(焊接条件的变更范围：从钢板的起始端至500mm以上的位置为止)

如图5所示，在以正式焊接速度保持恒定地从起始端31焊接至终端32为止的情况下，在起始端31侧看到开口变形α。并且，若在起始端31侧的变形量测定位置F1测定到变形量T，则如图7所示，变形量T从焊接开始位置G起增大至距起始端31约1000mm的位置为止，自此以后急剧增大之后变小。即，从焊接开始位置G起至距起始端31约1000mm的位置为止看到给定的变形量T的开口变形，自此以后示出伴随着变形量T的急剧增大的开口变形之后变为收缩变形。因而，从低速条件(减速焊接速度)向正式焊接条件(正式焊接速度)的变更需要在比产生开口变形且易于产生裂纹的位置即距起始端31不足500mm的位置更靠终端32侧来进行。在距起始端31不足500mm的位置处设为正式焊接条件的情况下，在易于产生裂纹的接头起始端部将产生开口变形α，产生起始端裂纹。此外，接头起始端部的角变形变大。因此，焊接条件(焊接速度)的变更范围设为从钢板20的起始端31至500mm以上的位置为止。从直至变形量T变得更大的位置为止作为低速条件进一步抑制起始端裂纹产生的观点出发，焊接条件的变更位置优选设为从钢板20的起始端31至700mm以上的位置为止，更优选设为直至1000mm以上的位置为止。另外，关于上限并未特别规定，但从使焊接的效率进一步提升的观点出发，焊接条件的变更位置优选为距钢板20的起始端31为1300mm以下的位置，更优选为1000mm的位置。

(焊接速度的减速后的速度率：相对于正式焊接速度为70％以下)

在起始端31侧的给定区域中，将焊接速度的减速后的速度率设为相对于正式焊接速度为70％以下，从而起始端31侧的给定区域成为收缩变形β。若减速后的速度率相对于正式焊接速度而超过70％，则起始端31侧的给定区域保持开口变形α不变，将产生起始端裂纹。此外，接头起始端部的角变形变大。因此，焊接速度的减速后的速度率相对于正式焊接速度而设为70％以下。从使起始端31侧的给定区域更易于变为收缩变形β的观点出发，减速后的速度率优选为60％以下，更优选为50％以下，进一步优选为40％。另外，如果减速后的速度率为40％以上，则不会显著阻碍焊接效率。此外，如果减速后的速度率为40％以上，则用于确保坚实的焊接金属的电流值变高，持续电弧并不困难，焊道外观变得更良好。进而，如果减速后的速度率为40％以上，则在采用了可持续电弧的电流值的情况下，能确保表面以及背面焊道的焊接质量。因此，优选焊接速度的减速后的速度率设为40％以上。

(焊接热输入)

关于焊接热输入，由于与第1焊接方法相同，因此省略说明。

[第3焊接方法]

本发明的第3多电极单面埋弧焊接方法是对安装有引板且被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接的多电极单面埋弧焊接方法。并且，该焊接方法，以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的位置为止的焊接、以及从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接。进而，该焊接方法，在将所述正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)，将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为“Q’/Q＝0.60～1.30”的方式进行焊接。

上述说明过的第1焊接方法关注于钢板的终端侧，上述说明过的第2焊接方法关注于钢板的起始端侧。本发明的第3焊接方法关注于钢板的起始端侧和终端侧的两方。即，本发明的第3焊接方法是将上述的第1焊接方法以及上述的第2焊接方法合在一起的方法。因此，本发明的第3制造方法如上述的第1以及第2制造方法所说明的那样，所以在此省略说明。

其次，参照图1～3来说明使用了本发明的焊接方法的多电极单面埋弧焊接的概要。

(准备工序)

在准备工序中，首先准备安装有引板21、22且被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板20、20。其次，在衬垫装置50a的衬垫铜板55上表面或者衬垫装置50b的耐火性帆布(canvas)56内的焊剂袋57上表面，通过未图示的焊剂供应手段来供应衬垫焊剂52。然后，将钢板20、20放置于焊接装置100，使由钢板20、20形成的焊接坡口部M配置在衬垫装置50a或者衬垫装置50b的上方。然后，使未图示的驱动装置运转，按照衬垫铜板55或者耐火性帆布56位于焊接坡口部M的正下方的方式来进行微调整。其次，向制动软管59导入压缩空气，使制动软管59膨胀而将衬垫铜板55或者焊剂袋57按压至焊接坡口部M的背面侧，从而衬垫焊剂碰到焊接坡口部M的背面。

(焊接工序)

在焊接工序中，首先使焊接装置100的焊接机12移动到焊接开始的位置。其次，向电极15供应电流，使焊接机12运转。然后，从钢板20的起始端31朝向终端32沿着焊接机电子束13使焊接机12以给定速度移动，同时边供应表面焊剂51边焊接钢板20、20。

该焊接工序中的焊接，如上述说明过的那样，以前述的规定条件来进行从钢板20的起始端31至500mm以上的位置为止、以及从钢板20的终端32跟前1000mm以上的位置至终端32为止当中的任一方或者两方的焊接。

其次，说明焊接速度的变更的一例。

在此提及的焊接方法中，假设在正式焊接中采用了3或4根电极15来进行焊接。假设在从钢板20的起始端31至500mm以上的位置为止的范围(低速条件范围b1)、以及从钢板20的终端跟前1000mm以上的位置至终端32为止的范围(低速条件范围b2)内作为被运转的电极15而采用1或2个电极15。并且，在低速条件范围b1内，按照焊接速度成为预先设定的正式焊接速度的70％以下的方式来适当调整被运转的电极15的焊接电流、电压。以该减速后的焊接速度，从钢板20的起始端31焊接至500mm以上的所期望的位置为止。其次，在焊接条件过渡范围c1内，使3或4个电极15运转，或者适当调整被运转的电极15的焊接电流、电压，以使焊接速度逐渐上升。然后，以正式焊接速度来对正式焊接条件的范围a进行焊接。其次，在焊接条件过渡范围c2内，使1或2个电极15运转，或者适当调整被运转的电极15的焊接电流、电压，以使焊接速度逐渐下降。并且，在从钢板20的终端跟前1000mm以上的位置至终端32为止的范围(低速条件范围b2)内，按照成为正式焊接速度的70％以下的方式来适当调整被运转的电极15的焊接电流、电压。以该减速后的焊接速度来对从钢板20的终端跟前1000mm以上的所期望的位置至终端32为止的范围进行焊接。另外，伴随着焊接速度的调整，在将正式焊接的总吸热量设为Q(kJ/mm)、将减速焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’(kJ/mm)时，按照成为“Q’/Q＝0.60～1.30”的方式来适当调整被运转的电极15的焊接电流、电压、焊接速度、被运转的电极数等。另外，焊接速度的变更、总吸热量的调整，例如能够通过基于焊接装置的设定的自动控制或手动地来进行。

如此，本发明无需形成由多层构成的密封阶叠熔接焊道，无需对引板的板形状、引板的板的安装方法下工夫，此外也无需焊接后的修整等，因此较之于现有技术，焊接作业性优异。

[实施例]

以下，关于落入本发明范围的实施例，将其效果与偏离本发明范围的比较例进行比较来说明。

关于在端面形成有斜面的2枚钢板，使端面相互对置地对接，从而形成了Y字形坡口。该Y字形坡口的坡口角为50°，坡口的深度为17mm，根缝隙为0mm。此外，钢板的长度为20m，钢板的厚度为20mm，该钢板为船级认定钢板DH36。对该钢板进行了焊接。

在本实施例中，使用了具备4个电极的焊接装置。并且，将正式焊接的条件设定为表1所示的条件，将焊接开始位置以及接头起始端部的焊接条件设定为表2所示的条件，将接头终端部的焊接条件设定为表3所示的条件。在图8、9中示出焊接条件的过渡状态。在此，符号G为焊接开始位置，符号H为焊接结束位置。此外，符号a为正式焊接条件的范围，符号b1、b2为低速条件的范围，符号c1、c2为焊接条件过渡范围。另外，焊接条件以外的条件为现有公知的条件，全部设为相同条件。

[表1]

正式焊接条件

[表2]

焊接开始位置以及起始端部的焊接条件设定

[表3]

终端部的焊接条件设定

并且，在表4所示的No.1～16的条件下进行多电极单面埋弧焊接，并进行了以下的评价。另外，在表4中，“-”未进行评价。此外，不满足本发明范围的情形在数值上加下划线来表示。

(起始端裂纹、终端裂纹)

关于起始端裂纹、终端裂纹，以目视的方式观察并评价有无裂纹。

(角变形量)

角变形量，如图10、11所示，对于钢板20的接头起始端部以及接头终端部测定来自钢板20的设置面的角变形量t，由此进行了评价。图11的角变形量t是图10的符号P所示的部位处的、从起始端31或者终端32的箭头的方向观察到的情况。另外，关于接头起始端部的试验对起始端31的角变形量t进行了评价，关于接头终端部的试验对终端32的角变形量t进行了评价，关于两方的试验对两方的角变形量t进行了评价。

角变形量t设为：

1：7mm以上

2：4mm以上且不足7mm

3：1mm以上且不足4mm

4：0mm以上且不足1mm，

将不足4mm的情形设为合格。

(焊接质量)

焊接质量，以目视的方式观察并评价了表面焊道以及背面焊道。表面焊道以及背面焊道，将多余量过少或过量、咬边多发的情形、或者焊道外观变得不良的情形设为不良。

在表4中示出这些结果。

[表4]

如表4所示，满足本发明范围的No.1～6在所有评价项目上均为良好。

另一方面，不满足本发明范围的No.7～16成为以下的结果。

关于No.7，由于减速后的速度率以及低速条件的长度不满足本发明范围，因此将产生起始端裂纹，此外角变形量变多。关于No.8，由于低速条件的长度不满足本发明范围，因此将产生起始端裂纹，此外角变形量变多。关于No.9，由于低速条件的长度不满足本发明范围，因此将产生起始端裂纹，此外角变形量变多。关于No.10，由于总吸热量的关系小于下限值，因此焊接质量变差。关于No.11，由于总吸热量的关系超过上限值，因此将产生起始端裂纹，此外角变形量变多。进而，关于背面焊道，焊接质量变差。

关于No.12，由于低速条件的长度不满足本发明范围，因此将产生终端裂纹，此外角变形量变多。关于No.13，由于低速条件的长度不满足本发明的范围，因此将产生终端裂纹，此外角变形量变多。关于No.14，由于总吸热量的关系小于下限值，因此焊接质量变差。关于No.15，由于总吸热量的关系超过上限值，因此将产生终端裂纹，此外角变形量变多。进而，关于背面焊道，焊接质量变差。关于No.16，由于减速后的速度率以及低速条件的长度不满足本发明范围，因此将产生终端裂纹，此外角变形量变多。

以上，关于本发明而示出实施方式以及实施例来详细进行说明，但本发明的主旨并不限定于上述的内容，其权利要求的范围可以基于权利要求书而解释得较宽。另外，可以说本发明的内容能够基于前述的记载来宽泛地进行改变、变更等。

Claims (15)

1.一种多电极单面埋弧焊接方法，对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接，所述多电极单面埋弧焊接方法的特征在于，

所述面内定位焊不是以密封阶叠熔接焊道，而是以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的终端跟前1000mm以上的位置至终端为止的焊接，并且

在将所述正式焊接的总吸热量设为Q、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’时，

按照满足Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接，

其中，上述Q、Q’的单位为kJ/mm，

所述正式焊接的焊接速度为400～1500mm/min，

所述70％以下的焊接速度为200mm/min以上。

2.根据权利要求1所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

所述位置为所述钢板的终端跟前2500mm以下的位置。

3.根据权利要求1或2所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用电流、电压、以及焊接速度当中的一个以上来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

4.根据权利要求1或2所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

削减进行运转的电极数来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

5.根据权利要求1或2所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用2～4个电极来进行上述多电极单面埋弧焊接方法。

6.一种多电极单面埋弧焊接方法，对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接，所述多电极单面埋弧焊接方法的特征在于，

所述面内定位焊不是以密封阶叠熔接焊道，而是以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的位置为止的焊接，并且

在将所述正式焊接的总吸热量设为Q、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’时，

按照成为Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接，

其中，上述Q、Q’的单位为kJ/mm，

所述正式焊接的焊接速度为400～1500mm/min，

所述70％以下的焊接速度为200mm/min以上。

7.根据权利要求6所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

所述位置为距所述钢板的起始端为1300mm以下的位置。

8.根据权利要求6或7所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用电流、电压、以及焊接速度当中的一个以上来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

9.根据权利要求6或7所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

削减进行运转的电极数来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

10.根据权利要求6或7所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用2～4个电极来进行上述多电极单面埋弧焊接方法。

11.一种多电极单面埋弧焊接方法，对安装有引板并被实施了断续或者连续的面内定位焊后的钢板进行焊接，所述多电极单面埋弧焊接方法的特征在于，

所述面内定位焊不是以密封阶叠熔接焊道，而是以相对于正式焊接的焊接速度为70％以下的焊接速度来进行从所述钢板的起始端至500mm以上的第1位置为止的焊接、以及从所述钢板的终端跟前1000mm以上的第2位置至终端为止的焊接，并且

在将所述正式焊接的总吸热量设为Q、将所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量设为Q’时，

按照成为Q’/Q＝0.60～1.30的方式进行焊接，

其中，上述Q、Q’的单位为kJ/mm，

所述正式焊接的焊接速度为400～1500mm/min，

所述70％以下的焊接速度为200mm/min以上。

12.根据权利要求11所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

所述第1位置为距所述钢板的起始端为1300mm以下的位置，所述第2位置为所述钢板的终端跟前2500mm以下的位置。

13.根据权利要求11或12所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用电流、电压、以及焊接速度当中的一个以上来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

14.根据权利要求11或12所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

削减进行运转的电极数来调整所述70％以下的焊接速度下的焊接的总吸热量。

15.根据权利要求11或12所述的多电极单面埋弧焊接方法，其特征在于，

利用2～4个电极来进行上述多电极单面埋弧焊接方法。