CN115870620A - 单面对接焊方法和焊接接头的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是单面对接焊方法和焊接接头的制造方法。提供一种深熔透，并且能够得到大熔敷量，能够抑制热变形，并使飞溅发生量减少的单面对接焊方法。单面对接焊方法是使一对钢板对接并大体水平地配置，从一对钢板之间所构成的对接部(2)的下侧配置衬垫焊剂，以对接部(2)的纵长方向的间隔为任意范围的方式，保持先行的作为第1热源的电弧(7b)、和跟随第1热源作为第2热源的激光(8a)，从对接部(2)的上侧，使第1热源和第2热源对于一对钢板相对地移动，由此焊接对接部(2)的焊接方法，其中，使第1热源和第2热源之中的任意一方，为使用了含有造渣剂的药芯焊丝(7a)的气体金属电弧热源，使另一方为激光热源。

Description

单面对接焊方法和焊接接头的制造方法

技术领域

本发明涉及用于从单面侧对钢板进行对接焊的焊接方法和焊接接头的制造方法。

背景技术

在造船等领域中，实施焊接线长的拼板对接工序，但从钢板的两侧进行焊接的焊接方法中，需要在单侧焊接完毕后使母材翻转，或进行仰焊。因此，该拼板对接工序成为使工作效率降低的原因，一直以来，针对拼板对接工序的高效率化进行了研究。

例如，在专利文献1中公开有将铜板和焊剂作为衬垫使用，使用3根或更多电极的单面埋弧焊方法。另外，在专利文献2中公开有根据填充剂相对于坡口截面面积的填充率，设计第1电极的电流值的多电极单面埋弧焊方法。

如上述专利文献1和专利文献2所示，若使多个实芯焊丝并列而实施埋弧焊，则能够得到大熔敷量，能够使焊接速度上升。另外，通过以焊剂进行衬垫，则能够防止焊接金属的烧穿，得到健全的接头。

但是，多个实芯焊丝进行的埋弧焊，因为是大线能量焊接，所以焊接后的热变形成为问题。另外，因为需要坡口加工，所以坡口截面面积变大，需要大量的熔敷金属。

因此，在专利文献3中公开有一种至少用激光焊接金属板材的对接部的对接焊方法。上述专利文献3中记述有在使坡口达到最小限度而使用激光的焊接中，可以进行宽度窄、熔透深的焊接，结果是线能量变少，能够高效地生成热应变小的焊接接头。

还有，在上述专利文献3中也公开了有关一并使用激光和电弧的激光电弧混合焊。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2860060号公报

专利文献2：日本特开2007－268551号公报

专利文献3：国际公开第2017/099004号

发明内容

发明所要解决的问题

但是，根据上述专利文献3所述的焊接方法，会发生在焊接母材表面(焊接面)的焊道附近，附着大量大粒飞溅这样的问题点。附着有大粒飞溅的焊接部有损美观，并且成为在涂装工序中发生不良的原因，由此产生出在焊接后进行飞溅除去的需要。因此，大量飞溅的附着导致工作成本增大的结果。

本发明鉴于这样的课题而提出，其目的在于，提供一种能够以深熔透，且高焊接速度进行施工(以后，也称为高速焊接性。)，抑制热变形，并减少飞溅发生量的单面对接焊方法和焊接接头的制造方法。

解决问题的手段

本发明人等，对于能够在确保使用激光焊的优点即深熔透、优异的高速焊接性和抑制热变形的同时，能够抑制因使用激光焊而发生的飞溅发生量的焊接方法，进行了锐意研究。其结果发现，通过使一个热源为激光热源，作为另一个热源，采取使用了含有造渣剂的药芯焊丝的气体金属电弧热源，则能够大幅减少飞溅发生量。

本发明基于这些发现而提出。

本发明的上述目的，可通过单面对接焊方法的下述[1]的构成达成。

[1]一种单面对接焊方法，其特征在于，是通过使一对钢板对接并大体水平地配置，从在所述一对钢板之间所构成的对接部的下侧配置衬垫焊剂，以所述对接部的纵长方向的间隔为任意范围的方式，保持先行的第1热源、和跟随所述第1热源的第2热源，从所述对接部的上侧，使所述第1热源和所述第2热源相对于所述一对钢板相对移动，由此焊接所述对接部的焊接方法，

使所述第1热源和所述第2热源之中的任意一方，为使用了含有造渣剂的药芯焊丝的气体金属电弧热源，

使所述第1热源和所述第2热源之中的另一方，为激光热源，

所述药芯焊丝中，相对于焊丝总质量，含有所述造渣剂2.5质量％以上。

另外，单面对接焊方法的本发明优选的实施方式，涉及以下的[2]～[15]。

[2]根据[1]所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述造渣剂的含量，相对于焊丝总质量，为18.0质量％以下。

[3]根据[1]或[2]所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述造渣剂，相对于焊丝总质量，含有：

TiO₂：2.0质量％以上且15.0质量％以下；

SiO₂：0.25质量％以上且2.0质量％以下；

ZrO₂：0.15质量％以上且1.0质量％以下；

Na₂O、K₂O和Li₂O的总量：0.02质量％以上且0.50质量％以下，并且

MnO：0.50质量％以下(包括0质量％)，

Al₂O₃：0.50质量％以下(包括0质量％)，

金属氟化物：0.50质量％以下(包括0质量％)。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述药芯焊丝的焊剂中的、除了所述造渣剂以外的成分，相对于焊丝总质量，

C：0.5质量％以下，

Si：2.0质量％以下，

Mn：3.0质量％以下，

Ni：5.0质量％以下，

Mo：3.0质量％以下，

W：3.0质量％以下，

Nb：3.0质量％以下，

V：3.0质量％以下，

Cr：5.0质量％以下，

Ti：3.0质量％以下，

Al：3.0质量％以下，

Mg：3.0质量％以下，

N：0.05质量％以下，

S：0.05质量％以下，

P：0.05质量％以下，

B：0.005质量％以下，

Cu：2.0质量％以下，

Ta：3.0质量％以下，

REM：0.1质量％以下，以及

碱金属：3质量％以下，

余量是Fe和不可避免的杂质。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述药芯焊丝，是在外皮中填充有焊剂而成的，所述外皮由冷轧钢带形成。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述衬垫焊剂，含有金属粉和造渣剂之中至少一种，余量是不可避免的杂质。

[7]根据[6]所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述衬垫焊剂，还含有非金属粉、和除了造渣剂以外的非金属化合物粉之中的至少一种。

[8]根据[6]或[7]所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述衬垫焊剂，相对于衬垫焊剂总质量而含有所述金属粉90质量％以上时，所述金属粉，含有Si粉和Fe－Si粉中的至少一方，所述Si粉和所述Fe－Si粉中所含有的Si的含量，相对于衬垫焊剂总质量为0.5质量％以上且50质量％以下。

[9]根据[6]或[7]所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述衬垫焊剂，相对于衬垫焊剂总质量而含有所述造渣剂高于10质量％时，所述造渣剂含有金属氧化物和金属氟化物，余量是不可避免的杂质。

[10]根据[6]～[9]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述衬垫焊剂含有所述造渣剂时，所述衬垫焊剂，以水玻璃混炼原料，造型为粒状之后，进行烧结而成。

[11]根据[1]～[10]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，使所述第1热源为气体金属电弧热源，使所述第2热源为激光热源。

[12]根据[1]～[11]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述第1热源的目标位置与所述第2热源的目标位置的距离为0mm以上且10.0mm以下。

[13]根据[1]～[12]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述第1热源的能量辐射角度相对于所述对接部的焊接行进方向为45°以上且80°以下，

所述第2热源的能量辐射角度相对于所述对接部的焊接行进方向为90°以上且135°以下。

[14]根据[1]～[13]中任一项所述的单面对接焊方法，其特征在于，使所述激光热源相对于所述对接部的纵长方向在宽度方向上振动，设所述激光热源的宽度方向的振幅为a_L(mm)，设频率为f_L(Hz)，设所述激光热源目标位置的所述一对钢板的坡口宽度为G_L(mm)时，满足

2a_L≤G_L+1，和

f_L≤10。

[15]根据[1]～[14]中任一项所述的单面对接焊方法，其中，使所述气体金属电弧热源相对于所述对接部的纵长方向在宽度方向上振动，设所述气体金属电弧热源的宽度方向的振幅为a_A(mm)，设频率为f_A(Hz)，设所述气体金属电弧热源目标位置的所述一对钢板的坡口宽度为G_A(mm)时，满足

2a_A≤G_A+1，和

f_A≤10。

本发明的上述目的，关于焊接接头的制造方法的下述[16]。

[16]一种焊接接头的制造方法，其特征在于，使用[1]～[15]中任一项所述的单面对接焊方法，制造焊接接头。

发明效果

根据本发明，可以提供能够以深熔透，且高焊接速度进行施工，并能够抑制热变形，使飞溅发生量减少的单面对接焊方法和焊接接头的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的单面对接焊方法的一例的示意图。

图2是热源的典型配置的侧视图。

图3是用于说明本实施方式中焊接条件的示意图。

图4是表示试验No.1焊接时的状况的附图代用照片。

图5是表示试验No.1焊接后的接头表面状况的附图代用照片。

图6是表示试验No.6焊接时的状况的附图代用照片。

符号说明

1a、1b 钢板

2 对接部

3 焊接金属

4、5 熔渣

7a 药芯焊丝

7b 电弧

8a 激光

10 焊剂柱

11 衬垫焊剂

21 飞溅

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式详细说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定，能够在不脱离本发明要旨的范围内任意变更实施。

[1.单面对接焊方法]

本实施方式的单面对接焊方法，是使一对钢板对接并大致水平地配置，从一对钢板之间构成的对接部的下侧使衬垫焊剂密接，从对接部的上侧，焊接所述对接部的焊接方法。作为热源，使用先行的第1热源、和跟随第1热源的第2热源。而后，以在对接部的纵长方向的间隔为任意范围的方式保持第1热源和第2热源，使它们相对于一对钢板相对地移动，从而进行钢板之间的焊接。

另外，使第1热源和第2热源之中的任意一方，为使用了含有造渣剂的药芯焊丝的气体金属电弧热源，使第1热源和所述第2热源之中的另一方，为激光热源。

以下，使用图1和图2，说明本实施方式的单面对接焊方法的一例。图1是表示本发明实施方式的单面对接焊方法的一例的示意图，图2是热源的典型配置的侧视图。如图1所示，以任意的坡口宽度G使一对钢板1a、1b对接并水平地配置，在对接部2的下侧配置衬垫焊剂11。衬垫焊剂11，经由底层焊剂12而在空气软管13内的气体压力的作用下，被按压于对接部2侧。另外，衬垫焊剂11、底层焊剂12和空气软管13，被收纳在コ形的金属盒15内。此外，金属盒15被配置在其下方的空气软管14内的气体的压力托起，靠近对接部，由此，确保空气软管13对衬垫焊剂11的按压。这样，将衬垫焊剂11保持在规定的位置。

接着，在对接部2的上侧，以任意的间隔配置使用了药芯焊丝7a的电弧焊用焊炬7和激光焊用焊头8。之后，在对接部2，例如作为第1热源使电弧7b发生，并且，例如作为第2热源照射激光8a，并沿箭头所示方向使两者移动。即，成为电弧7b先行，激光8a跟随的形式。

由此，在对接部2及其上表面和下表面，分别形成由熔渣4、5被覆的焊接金属3，由此，钢板1a和钢板1b被接合。

还有，在图1和图2所示的上述实施方式中，使作为气体金属电弧热源的电弧7b为先行的第1热源，使作为激光热源的激光8a为跟随上述第1热源的第2热源，但本发明不限定于此。即，也可以使激光8a先行，使电弧7b跟随。

以下，对于能够在本实施方式的单面对接焊方法中使用的药芯焊丝、衬垫焊剂及焊接条件等，详细说明。

＜药芯焊丝＞

在本实施方式中，使先行的第1热源和跟随的第2热源之中的任意一方，为使用了含有造渣剂的药芯焊丝的气体金属电弧热源。还有，造渣剂或金属粉等，也包含在后述的衬垫焊剂中，因此为了方便，如果是指药芯焊丝中所含的造渣剂、含合金的金属粉、其他非金属化合物时，则分别表示为造渣剂＜FCW＞、金属粉＜FCW＞、化合物＜FCW＞，如果是指衬垫焊剂中所含的造渣剂、含合金的金属粉、非金属粉、除造渣剂以外的非金属化合物粉时，则分别表示为造渣剂＜FLUX＞、金属粉＜FLUX＞等、非金属粉＜FLUX＞、除造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞。

(造渣剂＜FCW＞：2.5质量％以上且18.0质量％以下)

在本实施方式中，通过在焊丝中含有造渣剂＜FCW＞，从而能够防止飞溅。若焊丝中的造渣剂＜FCW＞，相对于焊丝总质量低于2.5质量％，则焊剂中高熔点的氧化物不足，难以确实地形成焊剂柱，不能稳定进行熔滴过渡。假如，使用实芯焊丝时，则熔滴因作为另一方热源使用的激光发生的金属蒸气而弹起，大粒的飞溅大量发生。

因此，造渣剂＜FCW＞的含量，相对于焊丝总质量为2.5质量％以上，优选为3.0质量％以上，更优选为3.4质量％以上。

另一方面，若焊丝中的造渣剂＜FCW＞，相对于焊丝总质量为18.0质量以下，则能够抑制因焊剂相对于焊丝外皮的量增多而致使外皮变薄，能够防止拉丝中的断线等制造上的问题点发生。另外，通过控制焊剂的量，能够得到希望的熔敷量。因此，造渣剂＜FCW＞相对于焊丝总质量的含量，优选为18.0质量％以下，更优选为15.0质量％以下，进一步优选为13.0质量％以下，特别优选为10.5质量％以下。

如上述，药芯焊丝中含有造渣剂＜FCW＞。在本申请说明书中，所谓造渣剂＜FCW＞，是指积极添加到焊丝中的金属氧化物粉、复合氧化物粉、金属氟化物粉、及复合氟化物粉。在本实施方式中，关于优选含有的造渣剂＜FCW＞的成分和优选的含量，以下具体说明。

(TiO₂：2.0质量％以上且15.0质量％以下)

因为TiO₂是高熔点成分，所以作为造渣剂＜FCW＞，若在焊丝中以恰当的含量含有TiO₂，则焊剂柱容易残留，作为电弧稳定剂起作用，因此能够减少飞溅。

因此，造渣剂＜FCW＞中的TiO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为2.0质量％以上，更优选为2.5质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的TiO₂的含量多于15.0质量％，则焊接中无法充分熔融，有可能带入熔池中产生夹渣。因此，造渣剂＜FCW＞中的TiO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为15.0质量％以下，更优选为13.0质量％以下，进一步优选为10.5质量％以下。

(SiO₂：0.25质量％以上且2.0质量％以下)

SiO₂与TiO₂同样是高熔点成分，因此，作为造渣剂＜FCW＞，若在焊丝中以恰当的含量含有SiO₂，则焊剂柱容易残留，作为电弧稳定剂起作用，因此能够减少飞溅。

因此，造渣剂＜FCW＞中的SiO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为0.25质量％以上，为了进一步作为电弧稳定剂起作用，更优选为0.30质量％以上，进一步优选为0.35质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的SiO₂的含量为2.0质量％以下，则能够使熔渣剥离性进一步提高。因此，造渣剂＜FCW＞中的SiO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为2.0质量％以下，更优选为1.60质量％以下，进一步优选为1.10质量％以下。

(ZrO₂：0.15质量％以上且1.0质量％以下)

ZrO₂与TiO₂同样是高熔点成分，作为造渣剂＜FCW＞，若在焊丝中以恰当的含量含有ZrO₂，则焊剂柱容易残留，因为ZrO₂作为电弧稳定剂起作用，所以能够减少飞溅。另外，ZrO₂是对熔渣的熔性造成影响的成分，有助于焊道形状的改善。

因此，为了进一步提高作为电弧稳定剂的作用，造渣剂＜FCW＞中的ZrO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为0.15质量％以上，更优选为0.19质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的ZrO₂的含量在1.0质量％以下，则能够将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性。因此，造渣剂＜FCW＞中的ZrO₂的含量，相对于焊丝总质量，优选为1.0质量％以下，更优选为0.95质量％以下，进一步优选为0.90质量％以下。

(Na₂O、K₂O和Li₂O的总量：0.02质量％以上且0.50质量％以下)

Na₂O、K₂O和Li₂O是具有提高电弧稳定性的效果的成分。另外，Na₂O、K₂O和Li₂O也是对熔渣的熔性造成影响的成分，有助于焊道形状的改善。在本实施方式中，不需要在焊丝中含有Na₂O、K₂O和Li₂O所有成分，优选含有至少一种上述碱金属氧化物，优选的含量由其总量规定。

造渣剂＜FCW＞中的Na₂O、K₂O和Li₂O的含量，相对于焊丝总质量，若以总量计为0.02质量％以上，则能够得到提高电弧稳定性的效果。因此，Na₂O、K₂O和Li₂O的总量，相对于焊丝总质量，优选为0.02质量％以上，更优选为0.04质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上。

另一方面，造渣剂＜FCW＞中的Na₂O、K₂O和Li₂O的含量，相对于焊丝总质量，若以总量计为0.50质量％以下，则能够将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性。因此，Na₂O、K₂O和Li₂O的总量，相对于焊丝总质量，优选为0.50质量％以下，更优选为0.20质量％以下，进一步优选为0.15质量％以下。

(MnO：0.50质量％以下(包括0质量％))

MnO是对于熔渣的熔性造成影响的成分，作为造渣剂＜FCW＞，若在焊丝中以恰当的含量含有MnO，则能够使焊道形状提高。

在本实施方式中，造渣剂＜FCW＞中的MnO的含量也可以为0质量％，但为了将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性，优选相对于焊丝总质量而使之为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的MnO的含量为0.50质量％以下，则能够将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性。因此，造渣剂＜FCW＞中的MnO的含量，相对于焊丝总质量，优选为0.50质量％以下，更优选为0.30质量％以下，进一步优选为0.25质量％以下。

(Al₂O₃：0.50质量％以下(包括0质量％))

Al₂O₃是调整熔渣的熔性的成分，具有使焊接时的焊道形状良好的效果。

在本实施方式中，造渣剂＜FCW＞中的Al₂O₃的含量也可以为0质量％，但为了将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性，优选相对于焊丝总质量而使之为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的Al₂O₃的含量为0.50质量％以下，则能够将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性。因此，造渣剂＜FCW＞中的Al₂O₃的含量，相对于焊丝总质量，优选为0.50质量％以下，更优选为0.30质量％以下，进一步优选为0.15质量％以下。

(金属氟化物：0.50质量％以下(包括0质量％))

金属氟化物，作用于熔渣的熔性或作为电弧稳定剂起作用。

在本实施方式中，造渣剂＜FCW＞中的金属氟化物的含量也可以为0质量％，但为了更进一步提高作为电弧稳定剂的作用，相对于焊丝总质量，优选为0.02质量％以上，更优选为0.04质量％以上。

另一方面，若造渣剂＜FCW＞中的金属氟化物的含量为0.50质量％以下，则能够将熔渣调整为对于焊道形状的改善来说优选的熔性。因此，造渣剂＜FCW＞中的金属氟化物的含量，相对于焊丝总质量，优选为0.50质量％以下，更优选为0.40质量％以下，进一步优选为0.30质量％以下。

还有，作为金属氟化物，可列举K₂SiF₆、NaF、KF、CeF₃、Na₃AlF₆、Na₂SiF₆、AlF₃、MgF₂、K₂ZrF₆等。

另外，本实施方式的焊接方法中使用的药芯焊丝，对于上述造渣剂＜FCW＞以外的成分未特别限定，根据用途适宜调整即可。对于本实施方式合适的用途，可列举特别要求深熔透、高速焊接性、低飞溅的软钢、高拉力钢、低温钢或耐候钢的焊接。因此，除了造渣剂＜FCW＞以外的药芯焊丝的任意成分，优选为与软钢、高拉力钢或低温钢用的JISZ3313：2009年、或耐候钢用的JISZ3320：2012年所规定的熔敷金属的化学成分范围同样的成分范围。另外，使之符合任意的用途，也可以在一般技术常识内于药芯焊丝中再添加软钢、高拉力钢或低温钢用的JISZ3313：2009年、或耐候钢用的JISZ3320：2012年所规定的元素以外的成分，由此，也可以调整力学性能并改善焊接操作性。

还有，在作为软钢用、高拉力钢用、低温钢用、耐候钢用等使用的药芯焊丝中，作为除了造渣剂＜FCW＞以外的任意成分的组成，例如，以相对于焊丝总质量的质量％计，优选为C：0.5质量％以下，Si：2.0质量％以下，Mn：3.0质量％以下，Ni：5.0质量％以下，Mo：3.0质量％以下，W：3.0质量％以下，Nb：3.0质量％以下，V：3.0质量％以下，Cr：5.0质量％以下，Ti：3.0质量％以下，Al：3.0质量％以下，Mg：3.0质量％以下，N：0.05质量％以下，S：0.05质量％以下，P：0.05质量％以下，B：0.005质量％以下，Cu：2.0质量％以下，Ta：3.0质量％以下，REM：0.1质量％以下，和碱金属：3质量％以下。

另外，这些元素除非特别说明，否则也包括0质量％。此外，一般作为软钢用、高拉力钢用、低温钢用、耐候钢用等使用的药芯焊丝，以Fe基合金为外皮。

以下，对于能够在本实施方式中使用的药芯焊丝的任意成分，即除了造渣剂＜FCW＞以外的成分，及其限定理由更具体地说明。还有，各成分的含量，除非特别规定，否则均以相对于药芯焊丝总质量的质量％表示。另外，以下规定的C、P、S这样的非金属成分和金属成分(也称为合金成分)，基于药芯焊丝的带钢(金属带)和焊剂中所含的金属粉＜FCW＞，化合物＜FCW＞等。

(C：0.5质量％以下)

C是对焊接金属的强度带来影响的成分，含量越增加，强度越高。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等那样常用钢种所要求的强度范围，焊丝中的C的含量优选为0.5质量％以下，更优选为0.2质量％以下。另一方面，为了调整强度，C的含量优选为0.001质量％以上。

(Mn：3.0质量％以下)

Mn是影响焊接金属的强度、韧性的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Mn的含量，优选为3.0质量％以下，更优选为2.5质量％以下。另一方面，Mn的含量优选为0.5质量％以上。

(Si：2.0质量％以下)

Si作为焊接金属的脱氧剂起作用，减少焊接金属中的氧含量，是有助于韧性提高的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Si的含量，优选为2.0质量％以下，更优选为1.2质量％以下，进一步优选为1.0质量％以下。另一方面，Si的含量优选为0.1质量％以上。

(Ni：5.0质量％以下)

Ni是使焊接金属的奥氏体组成稳定化，提高低温韧性的成分，另外，是能够调整铁素体组成的结晶量的成分。焊丝中的Ni的含量优选为5.0质量％以下，更优选为3.0质量％以下。另一方面，用于低温钢等的焊接时，Ni的含量优选为0.20质量％以上。

(Mo：3.0质量％以下)

Mo是使高温强度和耐点蚀性提高的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Mo的含量，优选为3.0质量％以下，更优选为2.0质量％以下。另一方面，用于高拉力钢和耐热钢等的焊接时，Mo的含量优选为0.10质量％以上。

(W：3.0质量％以下)

W是使高温强度和耐点蚀性提高的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的W的含量优选为3.0％质量以下，更优选为2.0质量％以下。

(Nb：3.0质量％以下)

Nb是影响强度等力学性能的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Nb的含量，优选为3.0质量％以下，更优选为2.0质量％以下。

(V：3.0质量％以下)

V发挥着提高焊接金属强度的效果，另一方面，其使韧性和抗裂纹性降低。因此，焊丝中的V的含量优选为3.0质量％以下，更优选为2.0质量％以下。

(Cr：5.0质量％以下)

Cr是影响焊接金属的强度等力学性能的成分。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Cr的含量优选为5.0质量％以下，更优选为3.0质量％以下。另外，用于耐热钢等时，Cr的含量优选为0.10质量％以上。

(Ti：3.0质量％以下)

Ti是与C、N结合而有助于晶粒的微细化，主要使焊接金属的韧性提高的成分。像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用的钢种中，以韧性提高为目的而使焊丝中含有Ti时，焊丝中的Ti的含量优选为3.0质量％以下，更优选为1.0质量％以下。另外，Ti的含量优选为0.01质量％以上。

(Al：3.0质量％以下)

Al是脱氧成分，使焊接金属中的溶存氧量降低，具有减少气孔缺陷发生量的作用。像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用的钢种中，以韧性提高为目的而使焊丝中含有Al时，焊丝中的Al的含量优选为3.0质量％以下，更优选为1.0质量％以下，进一步优选为0.5质量％以下。另外，Al的含量优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上。

(Mg：3.0质量％以下)

Mg与Al同样是脱氧成分，使焊接金属中的溶存氧量降低，具有减少气孔缺陷发生量的作用。

在本实施方式中，焊丝中的Mg的含量也可以为0质量％，但像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用的钢种中，以韧性提高为目的而使焊丝中含有Mg时，焊丝中的Mg的含量优选为3.0质量％以下，更优选为1.0质量％以下，进一步优选为0.5质量％以下。另外，Mg的含量优选为0.01质量％以上，相对于焊丝总质量，优选为0.10质量％以上，更优选为0.20质量％以上。

(N：0.05质量％以下)

N是在晶体结构内填隙型固溶而使强度提高的成分。另一方面，N也成为使焊接金属中发生气孔和凹坑这样的气孔缺陷的原因，除非特别需要强度时，否则不进行积极的添加。因此，焊丝中的N的含量优选为0.05质量％以下，更优选为0.03质量％以下。另外，N的含量优选为0.0010质量％以上。

(S：0.05质量％以下)

S使焊丝熔融时熔滴的粘性和表面张力降低，使熔滴过渡顺畅，由此发挥着使飞溅小粒化，使焊接操作性提高的效果，另一方面，是使抗裂纹性降低的元素。因此，焊丝中的S的含量优选为0.05质量％以下，更优选为0.03质量％以下。另外，S的含量优选为0.0005质量％以上。

(P：0.05质量％以下)

P是使抗裂纹性和焊接金属的力学特性降低的元素，因此，优选焊丝中的P的含量抑制在0.05质量％以下，更优选为0.03质量％以下。

(B：0.005质量％以下)

B是防止焊接金属中的氮造成的韧性降低，另一方面，是使抗裂纹性降低的元素。因此，焊丝中的B的含量优选为0.005质量％以下，更优选为0.003质量％以下。另外，以确保韧性为目的而使焊丝中含有B时，B的含量优选为0.0005质量％以上。

(Cu：2.0质量％以下)

Cu是有助于焊接金属的强度和耐候性提高的元素。为了在软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用的钢种所要求的范围内满足强度和耐候性，焊丝中的Cu的含量优选为2.0质量％以下，更优选为1.0质量％以下。另外，以确保焊接金属的强度和耐候性为目的而使焊丝中含有Cu时，Cu的含量优选为0.01％质量以上。

(Ta：3.0质量％以下)

Ta是影响强度等力学性能的元素。为了满足像软钢、高拉力钢、低温钢用等这样常用钢种所要求的力学性能，焊丝中的Ta的含量优选为3.0质量％以下，更优选为2.0质量％以下。

(REM合计：0.1质量％以下)

REM(Rare Earth Metals)意思是稀土元素，可列举Ce和La等。REM与S的亲和性高，抑制S的晶界偏析，也发挥着抑制S造成的热裂纹的效果。另一方面，关于电弧稳定性，REM的添加量越少越优选，为了满足所要求的抗裂纹性和电弧稳定性，焊丝中的REM的合计的含量优选为0.1质量％以下，更优选为0.05质量％以下。

(碱金属的合计：3质量％以下)

碱金属元素作为电弧稳定剂起作用。本实施方式中的碱金属，基于含有一种或多种碱金属元素的金属粉＜FCW＞和化合物＜FCW＞。还有，作为碱金属元素，可列举K、Li、Na等。所谓焊丝中的碱金属的合计的含量，表示根据由碱金属元素构成的金属粉＜FCW＞和化合物＜FCW＞换算的焊丝中碱金属的合计含量。从容易调整到对于改善焊道形状而言作为优选的熔性这一观点出发，焊丝中碱金属的合计，相对于焊丝总质量，优选为3质量％以下，更优选为2质量％以下。

(余量：Fe和不可避免的杂质)

在本实施方式的药芯焊丝中，除了造渣剂＜FCW＞和上述元素以外的余量，优选为Fe和不可避免的杂质。

作为余量的Fe的含量，优选为80质量％以上，另外，优选为98质量％以下。所谓杂质，意思是非意图添加，作为上述以外的元素，例如可列举Sn、Co、Sb、As等。另外，上述元素作为氧化物被包含时，O也包括在余量中。焊丝中的杂质含量，优选合计为0.5质量％以下，更优选为0.3质量％以下。

还有，能够在本实施方式中使用的药芯焊丝，是在外皮中填充有焊剂的，从实用性、经济性的观点出发，优选外皮由冷轧钢带形成。作为冷轧钢带，例如，优选使用JISG3141：2017所述的种类标号SPCC、SPCD、SPCE、SPCF、SPCG等的钢带。

因此，综上所述，作为能够在本实施方式中使用的药芯焊丝，优选至少如下。

即，一种具有填充在钢制外皮内部的焊剂的药芯焊丝，其中，优选使用如下的药芯焊丝：

在焊剂中，以相对于药芯焊丝总质量的质量％计，含有造渣剂＜FCW＞2.50％以上且18.0％以下，

除造渣剂＜FCW＞以外的化学成分，以相对于药芯焊丝的总质量的质量％计为C：0.5％以下，Si：2.0％以下，Mn：3.0％以下，Ni：5.0％以下，Mo：3.0％以下，W：3.0％以下，Nb：3.0％以下，V：3.0％以下，Cr：5.0％以下，Ti：3.0％以下，Al：3.0％以下，Mg：3.0％以下，N：0.05％以下，S：0.05％以下，P：0.05％以下，B：0.005％以下，Cu：2.0％以下，Ta：3.0％以下，REM：0.1％以下，及碱金属：3％以下，余量是Fe和不可避免的杂质。

＜衬垫焊剂＞

在本实施方式中，作为衬垫焊剂，优选含有金属粉＜FLUX＞和造渣剂＜FLUX＞之中的至少一种，余量是不可避免的杂质。还有，衬垫焊剂中，也可以还含有非金属粉＜FLUX＞、和除了造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞之中的至少一种。作为金属粉＜FLUX＞，可列举Fe粉、Si粉、Fe－Si粉、Fe－Mn粉、Fe－Al粉和它们的混合物等，作为非金属粉＜FLUX＞，可列举石墨等，作为除了造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞，可列举除造渣剂以外的碳化物、氮化物、硫化物。

作为衬垫焊剂，有相对于衬垫焊剂总质量，含有金属粉＜FLUX＞90质量％以上的金属型的焊剂，和相对于衬垫焊剂总质量，含有造渣剂＜FLUX＞高于10质量％的积极添加熔渣焊剂，根据用途适宜区分使用即可。还有，因为金属型的焊剂具有减少焊接金属的氧的效果，所以在重视焊接金属的力学性能时，选择金属型的焊剂即可，重视背面焊道形状和熔渣剥离性时，选择积极添加熔渣焊剂即可。

以下，对于金属型的焊剂和积极添加熔渣焊剂进行说明。

＜金属型的焊剂＞

金属型的焊剂中所含的金属粉＜FLUX＞以外低于10质量％的剩余部分，任意添加造渣剂＜FLUX＞、非金属粉＜FLUX＞、除造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞即可，除去这些的余量为杂质。还有，如果是提高熔渣剥离性，则对于详情后述的造渣剂＜FLUX＞在低于10质量％的范围内进行调整即可，如果是提高力学性能，则使非金属粉＜FLUX＞和除造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞在合计5质量％以下的范围内调整即可。换言之，造渣剂＜FLUX_＞、非金属粉＜FLUX＞、除造渣剂以外的非金属化合物粉＜FLUX＞不是必须，也可以作为金属粉和剩余杂质。还有，作为构成非金属粉和除造渣剂以外的非金属化合物粉的主要元素，可列举C、N、S等，更优选C、N、S的合计量在5质量％以下的范围进行调整。

金属粉＜FLUX＞中含有的元素，若包含Si则优选，此外更优选还包含Mn、Fe，进一步优选只由Si、Mn、Fe构成。接着，对于金属粉中包含的Si、Mn、Fe进行详细说明。

(衬垫焊剂中的Si：0.5质量％以上且50质量％以下)

若使衬垫焊剂中含有Si，则能够使背面焊道形状稳定化，能够得到外观平滑的效果。基于在衬垫焊剂中作为金属粉＜FLUX＞被含有的Si粉和Fe－Si粉的Si含量，若相对于衬垫焊剂总质量为0.5质量％以上，则能够使背面焊道的外观良好。因此，衬垫焊剂中的Si的含量，相对于衬垫焊剂总质量，优选为0.5质量％以上，更优选为1.5质量％以上。

另一方面，基于在衬垫焊剂中作为金属粉＜FLUX＞被含有的Si粉和Fe－Si粉的Si含量，若相对于衬垫焊剂总质量为50质量％以下，则能够减少因背面焊道所含有的Si量变得过大而发生的表面裂纹。因此，衬垫焊剂中的Si的含量，相对于衬垫焊剂总质量，优选为50质量％以下，更优选为25质量％以下，进一步优选为10质量％以下。

(衬垫焊剂中的Mn：50质量％以下)

Mn具有使淬火性提高的效果，是对于提高力学性能有效的成分。因此，在本实施方式的衬垫焊剂中，根据需要，为了调整力学性能而含有即可，下限无关紧要。另外，若考虑到软钢、高拉力钢或低温钢用中设想的适用力学性能的调整，则优选在50质量％以下的范围进行调整。还有，Mn除了Mn单体以外，也能够以Fe－Mn等合金方式添加到焊剂中。

(衬垫焊剂中的Fe：99.5质量％以下)

Fe能够提高焊剂的表观密度，因此需要抗扬尘性时，根据需要添加即可，下限无关紧要。另外，Fe也能够使焊接金属的合金成本降低，因此除了上述的Si和Mn以外，从成本的观点出发，也可以使剩余的金属粉为Fe。如上述，若Si为0.5质量％以上，则能够使背面焊道的外观良好，因此从背面焊道外观的观点出发，如果Fe至少为99.5质量％以下，则可谓为优选。

还有，Fe除了Fe单体以外，也能够以Fe－Mn、Fe－Si等合金的方式添加到衬垫焊剂中。

另外，在本实施方式中，作为衬垫焊剂，除了上述金属粉＜FLUX＞以外，也可以含有造渣剂＜FLUX＞。若在衬垫焊剂中含有造渣剂＜FLUX＞，则背面焊道被熔渣保护，将熔渣剥离后，能够得到有光泽的良好的外观。还有，优选造渣剂＜FLUX＞含金属氧化物和金属氟化物，余量是不可避免的杂质。

作为能够在造渣剂＜FLUX＞中含有的金属氧化物，可列举TiO₂、SiO₂、ZrO₂、MnO、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、Li₂O。另外，作为能够在造渣剂＜FLUX＞中含有的金属氟化物，可列举K₂SiF₆、NaF、KF、CeF₃、Na₃AlF₆、Na₂SiF₆、AlF₃、MgF₂、K₂ZrF₆等。还有，使用后述的积极添加熔渣焊剂时，以相对于衬垫焊剂总质量的质量％计，优选为TiO₂：2.00％以上且16.00％以下，SiO₂：5.00％以上且20.00％以下，ZrO₂：3.00％以上且9.00％以下，Al₂O₃：3.00％以上且9.00％以下，Na₂O、K₂O和Li₂O的合计：3.00％以下，K₂SiF₆、NaF、KF、CeF₃、Na₃AlF₆、Na₂SiF₆、AlF₃、MgF₂和K₂ZrF₆的合计：35.00％以下。

＜熔渣积极添加焊剂＞

还有，衬垫焊剂中的造渣剂＜FLUX＞的含量越高，熔渣剥离性越良好。因此，作为衬垫焊剂，采用积极添加熔渣焊剂时，衬垫焊剂中的造渣剂＜FLUX＞的含量，相对于衬垫焊剂总质量，优选含有高于10质量％，更优选为14.0质量％以上。另外，造渣剂＜FLUX＞的含量的上限无关紧要，作为造渣剂＜FLUX＞以外的成分，根据需要，添加金属粉、非金属元素、除了造渣剂以外的非金属化合物粉即可。例如，如上述，金属粉中包含的Si的含量，若相对于衬垫焊剂总质量为0.5质量％以上，则从背面焊道形状的稳定化的观点出发优选，因此，希望熔渣剥离性和背面焊道形状稳定化这两方面时，造渣剂＜FLUX＞的含量为99.5质量％以下即可。还有，关于金属粉所含的元素、造渣剂等详情，与上述的金属基焊剂中详细说明的一样，其效果也相同。

此外，在本实施方式中，衬垫焊剂含有上述造渣剂＜FLUX＞时，优选衬垫焊剂，是以水玻璃混炼原料，在造型为粒状后，烧结而成的。微细的粉末状的衬垫焊剂，有可能飞散而使工作环境劣化，另外，也有可能因振动而偏析，给焊接结果带来偏差。

另一方面，造型成粒状后，通过烧结而得到的衬垫焊剂，不易飞散，难以发生偏析，因此能够适宜使用。

＜焊接条件＞

接下来，对于先行的第1热源、和跟随其后的第2热源、以及各热源的焊接条件，更详细地加以说明。

(第1热源和第2热源)

在本实施方式中，优选使先行的第1热源为气体金属电弧热源，跟随其后的第2热源为激光热源。通过对基于气体金属电弧热源而得到的熔池上辐射激光热源，即使有间隙(坡口宽度G高于0mm)时，也不会使热逸出到衬垫焊剂，热容易传导至坡口面，能够轻松得到健全的接头。

(第1热源的目标位置P1与第2热源的目标位置P2的距离：0mm以上且10.0mm以下)

图3是用于说明本实施方式的焊接条件的示意图。在图3中，使钢板1a与未图示的钢板对接配置，构成对接部2。另外，焊炬17先行，激光焊头18跟随焊炬17。

若从焊炬17发生的第1热源的目标位置P1与从激光焊头18发生的第2热源的目标位置P2的距离(P1－P2间距)分离开一些，则能够使从药芯焊丝离脱的熔滴不被激光干扰而落下。另一方面，通过使P1－P2间距接近，能够提高熔融效率。

在本实施方式中，以对接部的纵长方向的间隔为任意范围的方式保持第1热源和第2热源。第1热源和第2热源，通常保持一定距离并移动，但考虑装置的挠曲等，也可以在任意的范围内增减第1热源与第2热源的间隔。所谓任意的范围，具体来说，表示由先行的第1热源熔融而成的熔池在熔化期间内，跟随的热源进入这样的范围。

具体来说，P1－P2间距优选为0mm以上，更优选为2mm以上。另外，P1－P2间距优选为10.0mm以下，更优选为7mm以下。

(第1热源的能量辐射角度θ₁：45°以上且80°以下)

(第2热源的能量辐射角度θ₂：90°以上且135°以下)

第1热源和第2热源，若以相对于水平配置的钢板1a垂直的方式，配置各焊炬17、18，则能够在对接部2的深度方向上高效率地进行热量输入。但是，为了避免焊炬17与焊炬18干扰，由于装置的干扰问题的产生，因此焊炬17、18的角度具有适当的范围。

先行的发生第1热源的焊炬17的角度，即第1热源的能量辐射角度θ₁，相对于对接部2的焊接行进方向，优选为45°以上且80°以下。

另外，跟随第1热源的发生第2热源的焊炬18的角度，即第2热源的能量辐射角度θ₂，相对于对接部2的焊接行进方向，优选为90°以上且135°以下。

还有，所谓能量辐射角度，是指第1热源、第2热源的轴中心延长线与焊接行进方向的焊接线构成的角度。

(2a_L≤GL+1，f_L≤10)

由激光热源进行的激光焊，因为能量密度高，并且能够得到焊道宽度窄的焊接部，所以优选根据坡口宽度，使激光热源相对于对接部的纵长方向在宽度方向上(图1的左右方向)振动。

即，设激光热源的宽度方向的振幅为a_L(mm)，频率为f_L(Hz)，激光热源目标位置下的一对钢板的坡口宽度为G_L(mm)时，优选满足

2a_L≤G_L+1，和

f_L≤10。

(2a_A≤G_A+1，f_A≤10)

在本实施方式中，也可以只使激光热源振动，但也可以不使激光热源振动，而只使气体金属电弧热源振动，也可以使激光热源和气体金属电弧热源双方振动。对于气体金属电弧热源，优选防止振幅、频率均低，成为高加速度。另一方面，若调整使气体金属电弧热源振动的振幅和频率，则能够适当扩展热量输入的宽度方向范围，能够使坡口面的熔融状态健全。

即，设气体金属电弧热源的宽度方向的振幅为a_A(mm)，频率为f_A(Hz)，气体金属电弧热源目标位置下的一对钢板的坡口宽度为G_A(mm)时，优选满足

2a_A≤G_A+1，和

f_A≤10。

(保护气体)

在本实施方式中，对于保护气体的种类没有特别限定，能够使用100％CO₂气，或Ar气和CO₂气的混合气体等。一般公知，若使用Ar含量高的混合气体，例如80％Ar－20％CO₂的气体作为保护气体，则能够抑制飞溅发生量。

根据本实施方式的焊接方法，即使使用廉价的100％CO₂气体，也能够充分抑制飞溅发生量，因此能够削减焊接花费的成本。

[2.焊接接头的制造方法]

本实施方式的焊接接头的制造方法，是使用上述[1.单面对接焊方法]中说明的焊接方法，制造焊接接头的方法。

使用的热源、气体金属电弧热源用的药芯焊丝的组成、衬垫焊剂的组成及焊接条件等，如上述[1.单面对接焊方法]所说明。

实施例

以下，列举发明例和比较例，对于本发明详细说明，但本发明不受其限定。

[1.单面对接焊]

(1－1.准备被焊接材、焊丝和衬垫焊剂)

作为被焊接材，准备两张厚度12mm的SM490A的钢板，并且，准备作为气体金属电弧热源用的具有各种组成的焊丝、和具有各种组成的衬垫焊剂。作为焊丝，准备实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝的种类显示在下述表1中，药芯焊丝的尺寸和组成显示在下述表2中。另外，衬垫焊剂的组成显示在下述表3中。

还有，衬垫焊剂标号BF－L，是以水玻璃混炼原料，造型成粒状后，烧结而成的。

另外，在表3中，作为除造渣剂＜FLUX＞以外的成分，除Mn、Si以外，还在99.5质量％以下的范围包含Fe，但表中未记述。此外，在衬垫焊剂的成分中，除了表中所述的成分以外，也包括不可避免的杂质。

表2中显示的作为药芯焊丝的外皮，使用JISG3141：2017所述种类的相当于标号SPCG的钢带。SPCG钢带中含有的成分的含量为，C：0.02质量％以下，Mn：0.25质量％以下，P：0.020质量％以下，S：0.020质量％以下。

在表2中显示，焊丝标号F－B的MnO的含量为0.004质量％以下。

另外，在表2和表3中，“－”表示没有积极添加该成分。

(1－2.激光·电弧混合焊)

如图1和图2所示，使一对钢板1a、1b以坡口宽度G对接并水平地配置，在对接部2的下侧，配置衬垫焊剂11。而后，作为先行的第1热源，使用电弧(气体金属电弧热源)7b，作为跟随第1热源的第2热源，使用激光(激光热源)8a，作为保护气体，使用100％CO₂气体，使第1热源和第2热源在保持规定间隔的状态下，同时沿图2的箭头所示的方向移动。这样，对于对接部2实施激光·电弧混合焊接。使用的焊丝和衬垫焊剂的种类，以及激光条件、电弧条件和热源移动条件显示在下述表4中。

其中，表4中所谓激光条件的聚焦位置，表示作为母材的钢板1a、1b的上表面的位置与激光的焦点位置的偏离，聚焦位置为正值时，表示激光的焦点位置在钢板1a、1b上表面的上方。另外，第1热源和第2热源，因为焊接速度、振幅和频率分别相同，所以在移动条件一栏中，记载共通的条件。还有，在振幅一栏中，所谓0，表示没有振动，即未实施横摆运条。因此，对于没有振动的，频率一栏中表示为“－”。

此外，使图3所示的第1热源(气体金属电弧热源)的能量辐射角度θ₁为50°，第2热源(激光热源)的能量辐射角度θ₂为100°，使第1热源的目标位置P1，与第2热源的目标位置P2的距离(P1－P2间距)为3mm。另外，各热源的目标位置中央，为图1所示的坡口宽度G的中央。

[2.评价]

观察上述单面对接焊后的接头的表面(焊接面)和背面，根据以下所示的各种项目评价接头的外观。

(2－1.接头表面的飞溅)

通过目视，观察接头表面的飞溅的发生量。

作为评价标准，没有1mm以上的大粒飞溅附着的状态为“A”(优良)。另外，在焊接线长100mm的范围，1mm以上的大粒飞溅的附着低于10个的为“B”(良好)。此外，在焊接线长100mm的范围，1mm以上的大粒飞溅的附着有10个以上的为“NA”(不良)。

(2－2.接头表面的焊道形状)

通过目视观察接头表面的焊道形状。

作为评价标准，有平滑的焊道形状的为“A”(优良)。另外，得到凸形焊道的为“B”(良好)。此外，咬边和未焊满发生，需要修补焊接等附加处理的状态，但可以利用的为“C”(可接受)。

(2－3.接头裏面的熔融状态)

通过目视观察接头背面的熔融状态。

作为评价标准，背面未确认到未熔融的坡口的为“A”(优良)。另外，背面确认到未熔融的坡口的为“NA”(不良)。

(2－4.接头背面的平滑度)

通过目视观察接头背面的平滑度。

作为评价标准，无熔渣附着，背面焊道的表面平滑的为“A”(优良)。另外，熔渣的附着残留的面积相对于焊道背面总面积低于40％，或金属焊剂的附着状态比上述“A”差，凹凸较大的为“B”(良好)。此外，熔渣的附着残留的面积，相对于焊道背面总面积在40％以上，但可利用的为“C”(可接受)。

(2－5.接头背面的焊道下垂)

通过目视观察接头背面焊道的下垂。

作为评价标准，背面焊道的高度均匀，高度低于3mm的为“A”(优良)。另外，背面焊道的高度低于3mm，但其高度不均匀的，或背面焊道的高度在3mm以上并低于6mm的范围的为“B”(可接受)。此外，背面焊道的高度为6mm以上的为“NA”(不良)。

各评价结果一并显示在下述表5中。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

表5

图4是表示试验No.1焊接时的状况的附图代用照片。另外，图5是表示试验No.1焊接后的接头表面的状况的附图代用照片。作为比较例的试验No.1是激光电弧混合焊，但与专利文献3所述的方法同样，作为第1热源，使用实芯焊丝27。因此，如图4和图5所示，大粒的飞溅21从熔池19弹起，在接头表面的焊接线20的两侧，大量附着有大粒的飞溅21。

另外，作为比较例的试验No.2，因为药芯焊丝中的造渣剂的含量低于本发明中规定范围的下限值，所以发生了大粒的飞溅。

图6是表示试验No.6焊接时的状况的附图代用照片。作为发明例的试验No.6，通过本发明中规定的单面对接焊方法实施焊接，作为第1热源，使用含有造渣剂的药芯焊丝7a。因此，如图6所示，在焊丝的前端形成焊剂柱10，熔滴沿其过渡，因此大粒飞溅的飞散减少。

像这样根据本发明的单面对接焊方法，以及本发明的焊接接头的制造方法，能够得到深熔透和大熔敷量，并且能够使飞溅发生量减少，能够得到热变形受到抑制的焊接接头。另外，作为保护气体，即使使用100％CO₂气，也能够减少飞溅的发生，因此能够降低焊接接头的制造成本。

Claims (16)

1.一种单面对接焊方法，其特征在于，是使一对钢板对接并大体水平地配置，从在所述一对钢板之间所构成的对接部的下侧配置衬垫焊剂，以所述对接部的纵长方向上的间隔为任意范围的方式，保持先行的第1热源、和跟随所述第1热源的第2热源，从所述对接部的上侧，使所述第1热源和所述第2热源相对于所述一对钢板相对地移动，由此焊接所述对接部的焊接方法，其中，

使所述第1热源和所述第2热源之中的任意一方为使用了含有造渣剂的药芯焊丝的气体金属电弧热源，

使所述第1热源和所述第2热源之中的另一方为激光热源，

所述药芯焊丝，相对于焊丝总质量，含有2.5质量％以上的所述造渣剂。

2.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述造渣剂的含量，相对于焊丝总质量为18.0质量％以下。

3.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述造渣剂，相对于焊丝总质量，含有

TiO₂：2.0质量％以上且15.0质量％以下、

SiO₂：0.25质量％以上且2.0质量％以下、

ZrO₂：0.15质量％以上且1.0质量％以下、

Na₂O、K₂O和Li₂O的总量：0.02质量％以上且0.50质量％以下，并且，

MnO：0.50质量％以下且包括0质量％，

Al₂O₃：0.50质量％以下且包括0质量％，

金属氟化物：0.50质量％以下且包括0质量％。

4.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述药芯焊丝的焊剂中的除了所述造渣剂以外的成分，相对于焊丝总质量为C：0.5质量％以下，

Si：2.0质量％以下，

Mn：3.0质量％以下，

Ni：5.0质量％以下，

Mo：3.0质量％以下，

W：3.0质量％以下，

Nb：3.0质量％以下，

V：3.0质量％以下，

Cr：5.0质量％以下，

Ti：3.0质量％以下，

Al：3.0质量％以下，

Mg：3.0质量％以下，

N：0.05质量％以下，

S：0.05质量％以下，

P：0.05质量％以下，

B：0.005质量％以下，

Cu：2.0质量％以下，

Ta：3.0质量％以下，

REM：0.1质量％以下，和

碱金属：3质量％以下，

余量是Fe和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，所述药芯焊丝是在外皮中填充焊剂而成的，

所述外皮由冷轧钢带形成。

6.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述衬垫焊剂，含有金属粉和造渣剂之中的至少一种，

余量是不可避免的杂质。

7.根据权利要求6所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述衬垫焊剂，还含有非金属粉、和除造渣剂以外的非金属化合物粉之中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述衬垫焊剂相对于衬垫焊剂总质量含有90质量％以上的所述金属粉时，

所述金属粉，含有Si粉和Fe－Si粉中的至少一方，

所述Si粉和所述Fe－Si粉中所含有的Si的含量，相对于衬垫焊剂总质量，为0.5质量％以上且50质量％以下。

9.根据权利要求6所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述衬垫焊剂相对于衬垫焊剂总质量含有高于10质量％的所述造渣剂时，

所述造渣剂，含有金属氧化物和金属氟化物，余量是不可避免的杂质。

10.根据权利要求6所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述衬垫焊剂含有所述造渣剂时，

所述衬垫焊剂，是以水玻璃混炼原料，造型成粒状后，烧结而成的。

11.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

使所述第1热源为气体金属电弧热源，

使所述第2热源为激光热源。

12.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述第1热源的目标位置与所述第2热源的目标位置的距离为0mm以上且10.0mm以下。

13.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

所述第1热源的能量辐射角度相对于所述对接部的焊接行进方向为45°以上且80°以下，

所述第2热源的能量辐射角度相对于所述对接部的焊接行进方向为90°以上且135°以下。

14.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

使所述激光热源相对于所述对接部的纵长方向在宽度方向上振动，

在设所述激光热源的宽度方向的振幅为a_L，频率为f_L，所述激光热源目标位置下的所述一对钢板的坡口宽度为G_L时，满足

2a_L≤G_L+1，和

f_L≤10

其中，所述a_L、G_L的单位为mm，所述f_L的单位为Hz。

15.根据权利要求1所述的单面对接焊方法，其特征在于，

使所述气体金属电弧热源相对于所述对接部的纵长方向在宽度方向上振动，

在设所述气体金属电弧热源的宽度方向的振幅为a_A，频率为f_A，所述气体金属电弧热源目标位置下的所述一对钢板的坡口宽度为G_A时，满足2a_A≤G_A+1，和

f_A≤10

其中，所述a_A、G_A的单位为mm，所述f_A的单位为Hz。

16.一种焊接接头的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～15中任一项所述的单面对接焊方法，制造焊接接头。

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