CN107442906A

CN107442906A - 埋弧焊接方法

Info

Publication number: CN107442906A
Application number: CN201710182591.2A
Authority: CN
Inventors: 杉山大辅; 幸村正晴
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: CN107442906B; JP2017213569A; JP6715682B2

Abstract

本发明提供一种不容易产生高温破裂且表侧焊道以及背侧焊道的形状良好并且减少熔渣掺入量的埋弧焊接方法。本发明的埋弧焊接方法使用多个电极(15)进行单面一层的焊接，按照如下条件进行焊接：将第一电极(15a)的极性设为直流反接，将第一电极(15a)与第二电极(15b)的电极间距离(L1)设为80mm以上140mm以下，将第二电极(15b)与第三电极(15c)的电极间距离(L2)设为10mm以上100mm以下，将所述第二电极(15b)的电流设为900A以上1600A以下。

Description

埋弧焊接方法

技术领域

本发明涉及一种使用多个电极来进行单面一层的焊接的埋弧焊接方法。

背景技术

使用多个电极来进行单面一层的焊接的多电极单面埋弧焊接是作为板接缝焊接而适用于以造船为中心的广泛领域的高效率的焊接施工方法。这样的实现高效率化的多电极单面埋弧焊接方法已经被公开多种。

例如，在专利文献1中，公开了一种埋弧焊接方法，利用单一或两个以上的电极进行焊接，其特征在于，第一电极使用含有0.01～1质量％的稀土类元素的焊接用线材，将所述电极的极性设为直流正极性或交流。

另外，例如在专利文献2中公开了一种多电极埋弧焊接方法，在三个电极以上的多电极焊接中，第一电极与第二电极使用焊丝直径3.2mm以下的焊丝，第一电极采用800A以上的电流，且第一电极的焊接电流除以焊丝截面积而得到的电流密度为145A/mm²以上，第二电极的电流密度为95A/mm²以上。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-221296号公报

专利文献2：日本特开2007-268564号公报

然而，若专利文献1所记载的焊接方法采用交流(Alternating Current；AC)的方式进行，则存在如下问题：由于焊丝进给速度不恒定，因此在高电流区域变得不稳定，难以确保厚板的背侧焊道的形状稳定性。另外，若专利文献1所记载的焊接方法采用直流正接(Direct Current Electrode Positive；DCEP)来进行，则存在由于熔深宽度窄而难以确保厚板的背侧焊道的形状稳定性这样的问题。需要说明的是，在本说明书中，“厚板”是指具有30mm以上的板厚的钢板。另外，在专利文献1所记载的焊接方法中，没有规定电极间距离，因此存在容易产生高温破裂的情况、表侧焊道的形状变得不稳定的情况。需要说明的是，“高温破裂”是指在焊接中或冷却中的高温度区域产生的破裂。

另外，在专利文献2所记载的焊接方法中，由于第一电极的焊丝直径和第二电极的焊丝直径细，因此存在根部的熔深宽度窄、容易产生高温破裂这样的问题。另外，专利文献2所记载的焊接方法也没有规定电极间距离，因此与专利文献1所记载的焊接方法同样地存在容易产生高温破裂的情况、表侧焊道的形状不稳定的情况。

而且，包括所述的专利文献1、2在内，在以往的多电极单面一层埋弧焊接中通常存在随着板厚增厚而背侧焊道的形状容易成为梨形、高温破裂的产生率上升这样的问题。对此，在进行多电极单面一层埋弧焊接时，为了降低厚板情况下的高温破裂的产生率，不得不采用牺牲背侧焊道的形状的条件。

另外，在以往的多电极单面一层埋弧焊接中，将在焊接行进方向上最先对厚板进行电弧焊接的第一电极设为直流反接(Direct Current Electrode Negative；DCEN)时，存在如下的问题。即，若以往将第一电极设为DCEN，则与直流正接(DCEP)、AC的情况相比，熔滴过渡变得不稳定，形成于坡口内的焊接金属的形状变得不稳定，因此存在产生熔渣掺入这样的问题。需要说明的是，“熔渣掺入”是指熔渣残留于焊接金属内。

发明内容

本发明是鉴于所述状况而作出的，其课题在于，提供不容易产生高温破裂且表侧焊道以及背侧焊道的形状良好并且减少熔渣掺入量的埋弧焊接方法。

解决所述问题的本发明的埋弧焊接方法使用多个电极进行单面一层的焊接，在所述埋弧焊接方法中按照如下条件进行焊接：将第一电极的极性设为直流反接，将第一电极与第二电极的电极间距离L1设为80mm以上140mm以下，将第二电极与第三电极的电极间距离L2设为10mm以上100mm以下，将第二电极的电流设为900A以上1600A以下。

这样，本发明的埋弧焊接方法将第一电极的极性、第一电极与第二电极的电极间距离、第二电极与第三电极的电极间距离、第一电极的电压、以及第二电极的电流设为特定的条件。因此，不容易产生高温破裂，表侧焊道以及背侧焊道的形状良好，而且能够减少熔渣掺入量。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，所述L2除以所述L1而得到的值L2/L1为0.12以上1.13以下。

这样，本发明的埋弧焊接方法确定了第一电极与第二电极的电极间距离L1和第二电极与第三电极的电极间距离L2间的关系，因此能够更加减少熔渣掺入量。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，焊接速度为50cm/min以上150cm/min以下。

这样，本发明的埋弧焊接方法将焊接速度设为特定的范围，因此背侧焊道的形状变得更加良好。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，所述第一电极的焊丝直径为φ4.0mm以上且φ6.4mm以下。

这样，本发明的埋弧焊接方法将第一电极的焊丝直径设为特定的范围，因此能够实现稳定的熔深，背侧焊道的形状更加稳定。另外，若采用这样的焊接方法，则能够充分确保根部的熔深宽度，因此即使在对厚板进行焊接的情况下也能够使高温破裂更加不容易发生。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，所述第二电极的焊丝直径为φ4.0mm以上φ6.4mm以下，所述第三电极的焊丝直径为φ4.0mm以上φ6.4mm以下。

这样，本发明的埋弧焊接方法将第二电极的焊丝直径以及第三电极的焊丝直径分别设为特定的范围，因此能够确保稳定的熔深宽度，不容易产生熔渣掺入。另外，电弧的范围变大，因此表侧焊道的形状变得良好。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，所述第一电极的电流为1000A以上1700A以下。

这样，在本发明的埋弧焊接方法中，将第一电极的电流设为特定的范围，因此能够实现稳定的熔深，背侧焊道的形状变得更加良好。

在本发明的埋弧焊接方法中，优选的是，所述第二电极的电压为40V以上50V以下。

这样，在本发明的埋弧焊接方法中，第二电极不会成为过高电压，将电压值设为适当的范围，因此能够充分确保熔深宽度。因此，不容易产生熔渣掺入。

在本发明的埋弧焊接方法中，确定了第一电极的极性、电极间的距离等诸多项条件，因此不容易产生高温破裂，表侧焊道以及背侧焊道的形状变得良好，能够进一步减少熔渣掺入量。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的埋弧焊接方法所使用的焊接装置的简要说明图。

图2是从上方观察采用本发明的一实施方式的埋弧焊接方法进行焊接的钢板的说明图。

图3是以剖面的形式表示进行埋弧焊接时的情形的钢板周边的简要说明图。

图4是采用剖面的形式并改变衬垫装置的结构而示出进行埋弧焊接时的情形的钢板周边的简要说明图。

图5是用于说明本发明的一实施方式的埋弧焊接方法中的电极间距离与焊丝突出长度的简要说明图。

图6是用于对实施例中的耐高温破裂性进行说明的钢板周边的简要说明图。

附图标记说明：

15 电极

15a 第一电极

15b 第二电极

15c 第三电极

L1、L2 电极间距离

具体实施方式

以下，适当参照附图来详细说明本发明的一实施方式的埋弧焊接方法(以下，有时仅称作“焊接方法”)。

本实施方式的焊接方法例如使用三个或四个等多个电极进行单面一层的埋弧焊接。并且，在本实施方式的焊接方法中，确定电极的极性、电极间距离、电极的电流，作为优选的实施方式而确定焊接速度、电极的焊丝直径、电极的极性、电压等。

首先，说明本实施方式的焊接方法所使用的焊接装置的主要部分的简要情况以及钢板。

(焊接装置)

如图1所示，焊接装置100主要具备架台框架11、焊机12以及焊机横梁13。

架台框架11以钢制的方形材料为构架，形成为在与长边方向垂直的方向的剖视下呈大致U字状，且上方开放。在该架台框架11的内部支承有图3所示的衬垫装置50a。并且，在衬垫装置50a的衬垫铜板55上载置有钢板20、20。

需要说明的是，也可以在架台框架11的内部支承有图4所示的衬垫装置50b而代替图3所示的衬垫装置50a。在该情况下，在衬垫装置50b的耐火性帆布56上载置钢板20、20。

焊机横梁13沿着钢板20、20的焊接坡口部G(参照图2)引导焊机12。

焊机12配置于架台框架11的上方(钢板20的上方)，从钢板20的焊接坡口部G的表侧焊接钢板20。焊机12具备多个电极(焊炬)15。焊机12一边沿着焊机横梁13以规定速度移动，一边由电极15从焊接坡口部G的表侧通过单面埋弧焊接来焊接钢板20。需要说明的是，图1所示的焊机12一边通过使未图示的驱动装置工作而如该图中的箭头所示从左向右移动，一边进行钢板20的焊接。

在本实施方式的焊接方法中，如图3所示，利用空气软管59等上推机构从对接的钢板20与钢板20的背面对在衬垫铜板55上呈层状散布的衬垫焊剂52进行按压，从而以一个道次进行焊接。

需要说明的是，在如所述那样代替图3所示的衬垫装置50a而使用图4所示的衬垫装置50b的情况下，以如下方式进行焊接。即，如图4所示，利用空气软管59等上推机构从对接后的钢板20与钢板20的背面对收容于耐火性帆布56内的衬垫焊剂52、底敷焊剂58以及耐热罩57进行按压，从而以一个道次进行焊接。

对于本实施方式的焊接方法，在图3以及图4所示的实施方式中，使用表侧焊剂51从钢板20的表侧进行埋弧焊接，在钢板20的表面与背面同时形成焊道。若进行本实施方式的焊接方法，则钢板20、20彼此经由焊接金属54而接合，在焊接金属54的表面形成熔渣53。

(钢板)

作为钢板20，例如可举出造船用钢板(例如日本海事协会标准的软钢以及高张力钢)。作为钢板20，能够使用截面形状为平板状、大致L字状、大致I字状、大致H字状、大致U字状、大致T字状的钢板，但不限定于此。

在本实施方式中，例如可以焊接如图2所示那样使钢板20、20彼此对合并在焊接坡口部G的位置进行断续或连续的面内预组装而成的结构。需要说明的是，在图2所示的钢板20的始端31以及末端32，安装有用于处理弧坑的板件(tab)21和板件22。

钢板20的长度例如为10～30m。钢板20的板厚例如为10～40mm。

另外，本实施方式的焊接方法例如能够在使用粘结焊剂且对坡口形状为Y形坡口的钢板20进行焊接时适用。不过，本实施方式的焊接方法所能够适用的焊接不限于此，可以是以V形坡口的钢板作为对象的焊接，也可以是使用熔融焊剂、烧结焊剂的焊接。

(焊剂以及焊丝的种类、化学成分)

需要说明的是，在本实施方式的焊接方法中能够使用的焊剂(所述的粘结焊剂、熔融焊剂)以及焊丝的种类、化学成分不限定于特定的内容，只要是在埋弧焊接中通常使用的种类、化学成分，则能够任意应用。

(焊接方法)

本实施方式的焊接方法使用所述的焊接装置100，并以如下条件进行焊接：如图5所示，将第一电极15a的极性设为直流反接(DCEN)，将第一电极15a与第二电极15b的电极间距离L1设为80mm以上且140mm以下，将第二电极15b与第三电极15c的电极间距离L2设为10mm以上且100mm以下，将第二电极15b的电流设为900A以上且1600A以下。

需要说明的是，在埋弧焊接中主要使用实芯焊丝，该焊丝直径通常限定于φ4.0mm、φ4.8mm、φ6.4mm等特定的公称直径。并且，关于实际直径，通常可广义地解释为包含误差范围的直径。

焊机12的电极15例如像图5所示从焊接行进方向(图中的箭头所示的方向)起依次具备第一电极15a、第二电极15b、第三电极15c这三个电极。需要说明的是，电极15能够根据需要而具备还包括图5中的双点划线所示的第四电极15d在内的四个电极。在假定具备第四电极15d的情况下，能够进一步盛满熔池(pool)。能够将电极15任意设定为三个或四个，但本发明的效果能够通过将第一电极15a、第二电极15b、第三电极15c设为所述的条件来实现。

在此，电极间距离L1、L2是指，如图5所示，在进行焊接时的电极15的配置中，将从各电极15a～15c突出的焊丝16a～16c的前端分别直接延长而与钢板20相接的部位之间的距离。需要说明的是，在图5中，分别利用细虚线来表示使焊丝16a～16c的前端延长而成的部分。

另外，焊丝16a～16d的突出长度是指，从各电极15a～15d的使焊丝16a～16d突出的部位17a～17d起至钢板20为止的长度A1、A2、A3、A4。本实施方式中的第一电极15a的焊丝16a的突出长度A1例如能够设为30～40mm。本实施方式中的第二电极15b的焊丝16b的突出长度A2例如能够设为50～60mm。另外，本实施方式中的第三电极15c的焊丝16c的突出长度A3例如能够设为50～60mm。本实施方式中的第四电极15d的焊丝16d的突出长度A4没有特别限定，能够以通常的条件进行设定。

另外，本实施方式中的第一电极15a优选将相对于焊接方向的自钢板起的张开角度θ1设为例如70～90°(即焊炬角度：-20～0°)。本实施方式中的第二电极15b优选将相对于焊接方向的自钢板起的张开角度θ2设为例如80～100°(即焊炬角度：-10～+10°)。本实施方式中的第三电极15c优选将相对于焊接方向的自钢板起的张开角度θ3设为例如80～100°(即焊炬角度：-10～+10°)。本实施方式中的第四电极15d优选将相对于焊接方向的自钢板起的张开角度θ4设为例如90～110°(即焊炬角度：0～+20°)。

以下说明各条件。

(第一电极的极性)

本实施方式的第一电极15a的极性设为DCEN。

若将第一电极15a的极性设为DCEN，则能够减少因熔深变浅而产生的熔深深度相对于电流变化的变动。由此，可以实现稳定的熔深，背侧焊道的形状稳定。另外，若将第一电极15a的极性设为DCEN，则相同电流下的焊丝熔敷量增多，在焊接金属中较多地保留焊丝的化学成分，因此机械性质(例如冲击性能)变得良好。

需要说明的是，若将第一电极15a的极性设为AC，则由于焊丝进给速度不恒定而在高电流区域变得不稳定，背侧焊道的形状不稳定。

另外，若将第一电极15a的极性设为DCEP，则熔深宽度窄，因此背侧焊道的形状不稳定。另外，在该情况下，焊丝熔敷量少，焊接金属中的焊丝的化学成分的保留量少，因此机械性质(例如冲击性能)不佳。

(第一电极与第二电极的电极间距离L1)

第一电极15a与第二电极15b的电极间距离L1设为80mm以上且140mm以下。若将电极间距离L1设为该范围，则第一电极15a与第二电极15b的间隔适当，因此冷却时间变得适当，能够趁熔池未凝固之际进行第二电极15b的焊接。因此，能够在第二电极15b的焊接中加深焊接金属的熔深。

在此，由第一电极15a形成的焊接金属60(参照图6)的组织为，柱状晶沿着横向生长，因此容易产生高温破裂。

但是，若如所述那样由第二电极15b产生的焊接金属61熔入得深，则能够使该脆弱的组织熔化，耐高温破裂性提高。

若电极间距离L1不足80mm，则第一电极15a的电弧与第二电极15b的电弧干涉，因此背侧焊道的形状不稳定。

另外，若电极间距离L1超过140mm，则第一电极15a与第二电极15b的间隔增大，因此冷却时间变长，导致熔池凝固。因此，在第二电极15b的焊接中熔深变浅，产生高温破裂。

从使背侧焊道的形状更稳定化的观点出发，电极间距离L1优选设为90mm以上。从更加不容易产生高温破裂的观点出发，电极间距离L1优选设为130mm以下，更优选设为120mm以下。

(第二电极与第三电极的电极间距离L2)

第二电极15b与第三电极15c的电极间距离L2设为10mm以上且100mm以下。若将电极间距离L2设为该范围，则熔深宽度变宽。因此，容易使因第一电极15a在表侧焊道的末端产生的熔渣熔化，能够防止产生熔渣掺入。

若电极间距离L2不足10mm，则第二电极15b的电弧与第三电极15c的电弧发生干涉，因此表侧焊道的形状不稳定。

另外，若电极间距离L2超过100mm，则第二电极15b与第三电极15c的间隔增大，因此熔深宽度变窄。因此，难以使因第一电极15a在表侧焊道的末端产生的熔渣熔化，产生熔渣掺入。

从使表侧焊道的形状稳定的观点出发，电极间距离L2优选设为15mm以上。从不容易产生熔渣掺入的观点出发，电极间距离L2优选设为80mm以下，更优选设为30mm以下。

(第二电极的电流)

第二电极15b的电流设为900A以上且1600A以下。若将第二电极15b的电流设为该范围，则不会对由第一电极15a形成的背侧焊道造成不良影响，因此能够使背侧焊道的形状稳定。另外，若将第二电极15b的电流设为该范围，则能够在第二电极15b的焊接中加深焊接金属的熔深。因此，通过使由第二电极15b产生的焊接金属61熔入得深，从而能够使由第一电极15a产生的所述脆弱的组织熔化，耐高温破裂性提高。

若第二电极15b的电流不足900A，则在第二电极15b的焊接中熔深变浅，产生高温破裂。

另外，若第二电极15b的电流超过1600A，则在第二电极15b的焊接中对因第一电极15a的焊接而形成的背侧焊道造成不良影响，背侧焊道的形状不稳定。

需要说明的是，从更加不容易产生高温破裂的观点出发，第二电极15b的电流优选为950A以上。从使背侧焊道的形状更加稳定的观点出发，第二电极15b的电流优选设为1550A以下。

以上说明的本实施方式的焊接方法将第一电极的极性、第一电极与第二电极的电极间距离L1、第二电极与第三电极的电极间距离L2、以及第二电极的电流分别设为特定的条件。因此，根据本实施方式的焊接方法，不容易产生高温破裂，表侧焊道以及背侧焊道的形状良好，而且能够减少熔渣掺入量。

即，以往，通常将第一电极设为DCEN而进行埋弧焊接时，表侧焊道的形状成为山形，末端部容易咬入熔渣，第二电极无法将该熔渣尽数熔化，因此产生熔渣掺入。

然而，在本实施方式的焊接方法中，通过将焊接条件规定为上述的条件，从而不容易产生高温破裂，另外，不仅表侧焊道的形状良好，背侧焊道的形状也良好，而且能够减少熔渣掺入量。

(其它实施方式)

需要说明的是，本实施方式的焊接方法若设为以下那样的实施方式，则更加不容易产生高温破裂，并且能够使表侧焊道以及背侧焊道的形状更加良好，而且能够进一步减少熔渣掺入量。

(L2/L1)

第二电极15b与第三电极15c的电极间距离L2除以第一电极15a与第二电极15b的电极间距离L1而得到的值L2/L1例如优选为0.12以上且1.13以下。若这样设置，则由第二电极15b以及第三电极15c产生的电弧力较强，能够确保较宽的熔深宽度。另外，由第一电极15a产生的熔池未完全凝固或保持着高温，因此容易熔化，从而基于第二电极15b以及第三电极15c的熔深宽度变宽，能够进一步减少熔渣掺入量。

从进一步减少熔渣掺入量的观点出发，L2/L1更优选设为0.16以上，更优选设为0.90以下。

L2/L1可以通过适当变更安装于焊机12的第一电极15a、第二电极15b以及第三电极15c的安装位置来设定。

(焊接速度)

焊接速度(电极的移动速度)例如优选为50cm/min以上且150cm/min以下。若这样设置，则焊接速度适当，因此背侧焊道的形状更加稳定。

从使背侧焊道的形状进一步稳定的观点出发，焊接速度更优选设为60cm/min以上，更优选设为140cm/min以下。

焊接速度能够通过适当变更钢板20的板厚、向电极15供给的电流及电压、在焊机横梁13移动的焊机12的移动速度等来进行调节。

(第一电极的焊丝直径)

第一电极15a的焊丝直径例如优选设为φ4.0mm以上且φ6.4mm以下。若这样设置，则可以实现稳定的熔深，背侧焊道的形状更加稳定。另外，若采用这样的焊接方法，则能够充分确保根部的熔深宽度，因此即使对板厚为30mm以上的厚板进行焊接的情况下也能够更加不容易产生高温破裂。

从实现背侧焊道的形状的进一步稳定化和防止产生高温破裂的观点出发，第一电极15a的焊丝直径例如优选设为φ4.8mm以上。

(第二电极的焊丝直径、第三电极的焊丝直径)

第二电极15b的焊丝直径以及第三电极15c的焊丝直径均例如优选为φ4.0mm以上且φ6.4mm以下。若这样设置，则能够确保稳定的熔深宽度，不容易产生熔渣掺入。另外，若这样设置，则电弧的范围变大，因此表侧焊道的形状变得良好。

从不容易产生熔渣掺入、使表侧焊道的形状更加良好的观点出发，第二电极15b的焊丝直径以及第三电极15c的焊丝直径均例如优选设为φ4.8mm以上。

(第一电极的电流)

第一电极15a的电流例如优选为1000A以上且1700A以下。若这样设置，则第一电极15a不会成为过高电流，电流值处于适当的范围，因此背侧焊道的形状更加稳定。另外，若采用这样的焊接方法，则能够充分确保根部的熔深宽度，因此即使在对厚板进行焊接的情况下也能够更加不容易产生高温破裂。

需要说明的是，从实现背侧焊道的形状的进一步稳定化和防止产生高温破裂的观点出发，第一电极15a的电流例如更优选设为1100A以上，进一步优选设为1150A以上。另外，从同样的观点出发，第一电极15a的电流例如更优选设为1650A以下，进一步优选设为1600A以下。

所述的第一电极15a的电流值的范围不过是例示了优选的数值范围，而不限于此。第一电极15a的电流值也能够设为不足1000A(例如950A)或超过1700A(例如1750A)。即使这样设置，也使得背侧焊道的形状足够稳定，也足够使高温破裂不容易发生。

(第二电极的电压)

第二电极15b的电压例如优选为40V以上且50V以下。若这样设置，则第二电极15b不成为过高电压，电压值处于适当的范围，因此能够充分确保熔深宽度。因此，更加不容易产生熔渣掺入。另外，若将第二电极15b的电压设为该范围，则气体的上吹量变少，因此表侧焊道的形状也更加稳定化。

需要说明的是，从更加不容易产生熔渣掺入并且使表侧焊道的形状进一步稳定化的观点出发，第二电极15b的电压例如更优选设为42V以上，进一步优选设为44V以上。另外，从同样的观点出发，第二电极15b的电压例如更优选设为48V以下，进一步优选设为46V以下。

所述的第二电极15b的电压值的范围不过例示了优选的数值范围，而不限于此。第二电极15b的电压值也能够设为不足40V(例如38V)或超过50V(例如52V)。即使这样设置，也足够使熔渣掺入不容易发生，表侧焊道的形状也稳定。

(第二电极的极性、第三电极的极性)

第二电极15b的极性以及第三电极15c的极性例如设为AC即可。

(前面没有记载的条件)

前面没有记载的条件能够通过以通常的条件适当设定来实施。作为通常的条件，例如可举出第三电极15c的电流值设为700A以上且1300A以下，电压值设为43V以上且46V以下的情况。

而且，例如在设置有第四电极15d的情况下，可举出将第四电极15d的焊丝直径设为φ4.0mm以上且φ6.8mm以下、将电流值设为700A以上且1500A以下、将电压值设为40V以上且50V以下的情况。

第三电极15c与第四电极15d的电极间距离能够任意设定。

需要说明的是，关于第四电极15d的焊丝直径、电压值、电流值、极性等没有特别限定或优选范围，能够在通常的条件下进行。作为该通常的条件，例如能够将焊丝直径设为φ6.4mm、将电压值设为46V、将电流值设为1300A、将极性设为AC、DCEN或DCEP等。

(焊接的简要情况)

接着，参照图1～5来说明应用了本实施方式的焊接方法的多电极(在以下的例子中为三个电极)单面一层埋弧焊接的简要情况。

(准备工序)

在准备工序中，首先，如图2所示，准备安装有板件21和板件22且进行了断续或连续的面内预组装的钢板20和钢板20。

接着，如图3所示，由未图示的焊剂供给机构向衬垫装置50a的衬垫铜板55上表面供给衬垫焊剂52。

然后，如图1所示，将钢板20和钢板20设置于焊接装置100，如图3所示，在衬垫装置50a的上方配置由钢板20与钢板20形成的焊接坡口部G。

然后，使未图示的驱动装置工作并以使衬垫铜板55位于焊接坡口部G的正下方的方式进行微调整。

接着，向空气软管59导入压缩空气而使空气软管59膨胀，将衬垫焊剂52压接于焊接坡口部G的背面。

需要说明的是，替代图3所示的衬垫装置50a而使用了图4所示的衬垫铜板55的情况如下所述。即，如图4所示，由未图示的焊剂供给机构向衬垫装置50b的耐火性帆布56内的耐热罩57上表面供给底敷焊剂58，并进一步向该底敷焊剂58之上供给衬垫焊剂52。

然后，如图1所示，将钢板20和钢板20设置于焊接装置100，如图4所示，在衬垫装置50b的上方配置由钢板20与钢板20形成的焊接坡口部G。

然后，使未图示的驱动装置工作而以使耐火性帆布56位于焊接坡口部G的正下方的方式进行微调整。

(电极调整工序)

在电极调整工序中，将第一电极15a的极性和所述的电极间距离L1、L2调整为满足所述的条件。需要说明的是，准备工序与电极调整工序的顺序没有特别规定，可以使其中的任一工序提前进行，也可以同时进行。

(焊接工序)

在焊接工序中，首先，使焊接装置100的焊机12移动至焊接开始位置。接着，以使第二电极15b的电流值满足所述的条件的方式供给电流，使焊机12工作。然后，一边如图1所示使焊机12沿着焊机横梁13从钢板20的始端31朝向末端32(均参照图2)以规定速度移动，一边供给表侧焊剂51，对钢板20与钢板20进行焊接。

【实施例】

以下，说明对本发明的效果进行确认的确认实验。

针对端面形成有斜面的两张钢板，使端面彼此对置进行对接，形成了Y字形坡口。该Y字形坡口的坡口角为45°、50°、60°，钝边为3～6mm，根部间隙为0mm。另外，在本实施例中，钢板的长度设为1.2m，钢板的厚度设为12～40mm。需要说明的是，对于坡口角，板厚为12mm的钢板的坡口角为60°，板厚为32mm的钢板的坡口角为45°，板厚为40mm的钢板的坡口角为45°。

将钢板的组成、所使用的焊丝的组成、以及焊剂的组成示于表1。

【表1】

剩余部分：Fe以及不可避免的杂质

其它为B₂O₃、CaCO₃等

针对该钢板，在表2至表4的No.1～68所示的条件下进行3电极或4电极的单面一层的埋弧焊接，制作焊接试验体并进行了以下的评价。

作为焊接装置，使用具有图3所示的衬垫装置50a的焊接装置，作为表侧焊剂使用了粘结焊剂。需要说明的是，表2至表4所示的条件以外的条件是以往公知的条件，全部设成了同一条件。表2和表4中的关于第四电极的“―”表示未设置第四电极的情况。第二电极和第三电极的极性均设为AC。

(焊道形状)

关于焊道形状，通过目视来观察并评价表侧焊道以及背侧焊道的形状。关于表侧焊道以及背侧焊道的形状，分别将堆高高度为2～6mm且堆高高度以及焊道宽度大致均匀的试验体设为非常好(◎)，将堆高高度为2～6mm且堆高高度以及焊道宽度稍微均匀的试验体设为良好(○)。另外，关于表侧焊道以及背侧焊道的形状，将堆高过少或过多的试验体、频繁产生咬边的试验体、焊道宽度不均匀的试验体、以及/或焊道外观不良的试验体均设为不良(×)。

(耐高温破裂性)

如图6所示，通过所述条件下的焊接方法来形成的焊接金属包括由第一电极形成的焊接金属60、由第二电极形成的焊接金属61、以及由第三电极以及第四电极形成或者仅由第三电极形成的焊接金属62。

如所述那样，由第一电极形成的焊接金属60的组织中，柱状晶沿着横向生长，因此容易产生高温破裂。因此，由第二电极产生的焊接金属熔入得较深，使该脆弱的组织熔化，由此耐高温破裂性变得良好。

因而，从剖面宏观组织出发，测量并评价由第二电极以及第三电极(或第二电极至第四电极)形成的焊接金属61以及焊接金属62的熔深深度T。在将钢板20的板厚设为t时，从钢板20的表面(上表面)起，由第二电极以及第三电极(或第二电极至第四电极)形成的焊接金属61以及焊接金属62的熔深深度T成为“14/16t≤T＜16/16t”的关系的情况设为耐高温破裂性非常好(◎)，成为“12/16t≤T＜14/16t”的关系的情况设为耐高温破裂性良好(○)，成为“T＜12/16t”或“T≥16/16t”的关系的情况设为耐高温破裂性不良(×)。

(熔渣掺入)

对于焊接长度1200mm中的除了始端200mm、末端250mm以外的750mm的范围进行X射线透射试验，将熔渣掺入量为零的试验体设为熔渣掺入非常好(◎)，将熔渣掺入的最大尺寸≤t/2且损伤的总和≤2t的试验体设为熔渣掺入良好(○)，将熔渣掺入的最大尺寸>t/2且损伤的总和>2t的试验体设为熔渣掺入不良(×)(需要说明的是，t表示板厚)。

【表2】

【表3】

【表4】

如表2以及表3所示，No.1～47的焊接试验体满足本发明的要件，因此焊道形状、耐高温破裂性以及熔渣掺入优异(实施例)。它们之中，No.1、3～5、8、9、11、12、15、16、18～22、25～28、30～35、38～41、43、44、46、47的焊接试验体的焊道形状以及熔渣掺入非常好。

另一方面，如表4所示，No.48～68的焊接试验体不满足本发明的要件，因此焊道形状、耐高温破裂性或熔渣掺入差(比较例)。

具体而言，在No.48的焊接试验体中，第二电极的电流过于低，因此耐高温破裂性差。

在No.49、56、63的焊接试验体中，第一电极的极性为DCEP，因此焊道形状差。

在No.50、57、64的焊接试验体中，第一电极的极性为AC，因此焊道形状差。

在No.51、58、65的焊接试验体中，第一电极与第二电极的电极间距离过短，因此焊道形状差。

在No.52、59、66的焊接试验体中，第一电极与第二电极的电极间距离过长，因此耐高温破裂性差。

在No.53、60、67的焊接试验体中，第二电极与第三电极的电极间距离过长，因此熔渣掺入差。

在No.54、61、68的焊接试验体中，第二电极与第三电极的电极间距离过短，因此焊道形状差。

在No.55、62的焊接试验体中，第二电极的电流过高，因此焊道形状差。

Claims

1.一种埋弧焊接方法，使用多个电极进行单面一层的焊接，

其特征在于，

在所述埋弧焊接方法中，按照如下条件进行焊接：

将第一电极的极性设为直流反接，

将第一电极与第二电极的电极间距离L1设为80mm以上140mm以下，

将第二电极与第三电极的电极间距离L2设为10mm以上100mm以下，

将第二电极的电流设为900A以上1600A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L2除以所述L1而得到的值L2/L1为0.12以上1.13以下。

3.根据权利要求1所述的埋弧焊接方法，其特征在于，

焊接速度为50cm/min以上150cm/min以下。

4.根据权利要求1所述的埋弧焊接方法，其特征在于，

所述第一电极的焊丝直径为φ4.0mm以上φ6.4mm以下。

5.根据权利要求1或4所述的埋弧焊接方法，其特征在于，

所述第二电极的焊丝直径为φ4.0mm以上φ6.4mm以下，

所述第三电极的焊丝直径为φ4.0mm以上φ6.4mm以下。

6.根据权利要求1所述的埋弧焊接方法，其特征在于，

所述第一电极的电流为1000A以上1700A以下。

7.根据权利要求1或6所述的埋弧焊接方法，其特征在于，

所述第二电极的电压为40V以上50V以下。