本發(fā)明涉及用于在抑制熔渣的同時(shí)得到焊趾部形狀良好的電弧焊接接頭的搭接角焊電弧焊接方法以及焊接接頭的制造方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，對(duì)于汽車，兼顧以車身的安全性及可靠性的提高為目的的在車身使用的部件的高強(qiáng)度化及高剛性化和以油耗改善為目的的部件的輕型化的需求正在提高。其結(jié)果是正在推進(jìn)高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用帶來(lái)的部件鋼板的薄壁化。另一方面，在汽車所采用的各種各樣的部件之中特別是行走部件(例如下臂等)從部件強(qiáng)度、剛性的觀點(diǎn)來(lái)看，使用比車身厚壁的鋼板。因此，只要謀求行走部件中使用的鋼板的高強(qiáng)度化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼板的薄壁化，便能夠?qū)崿F(xiàn)車身進(jìn)一步的輕型化。由此，在確保部件強(qiáng)度、剛性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)油耗的改善。

2、通常，在腐蝕環(huán)境下使用的部件以確保耐腐蝕性為目的而在焊接后實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理及電沉積涂裝等防銹處理。但是，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，有時(shí)在焊接部及其附近確認(rèn)到銹、腐蝕。如上述那樣，在實(shí)施了電沉積涂裝的部件產(chǎn)生的腐蝕容易從焊接部產(chǎn)生，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而在焊接部及其周邊的大范圍內(nèi)伴隨涂膜鼓起而擴(kuò)大，在板厚方向上也加劇。若腐蝕像這樣加劇，則焊接部及其附近的板厚減少，其結(jié)果是焊接部的強(qiáng)度下降，進(jìn)而導(dǎo)致部件的強(qiáng)度下降。即，若在載荷作用于焊接部的部件(例如汽車的行走部件等)產(chǎn)生腐蝕且發(fā)展，則有時(shí)導(dǎo)致部件的破壞。

3、在進(jìn)行電沉積涂裝時(shí)，為了提高母材鋼板及焊接金屬與電沉積涂膜的緊貼性，在作為預(yù)處理而對(duì)母材鋼板及焊接金屬實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理(例如磷酸鋅處理等)之后進(jìn)行電沉積涂裝。作為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的一個(gè)例子廣泛普及的磷酸鋅處理是指使磷酸鋅晶體在母材鋼板及焊接金屬的表面生長(zhǎng)來(lái)提高電沉積涂裝中的涂膜的緊貼性的技術(shù)。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，在當(dāng)電沉積涂裝之前實(shí)施了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的部件中，也隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而在焊接部及其周邊的大范圍內(nèi)頻繁產(chǎn)生涂膜鼓起。即，在作為預(yù)處理而實(shí)施了上述的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理之后進(jìn)行電沉積涂裝的技術(shù)中，難以完全抑制以焊接部為起點(diǎn)的腐蝕的產(chǎn)生。

4、另外，即使對(duì)于使用了具有鍍層的鋼板的部件，若進(jìn)行電弧焊接，則在因作為熱源的電弧等離子體(以下稱為電弧)而曝露于高熱的焊接部中，鍍層也蒸發(fā)，局部露出非鍍覆部。因此，無(wú)法期待與伴隨具有鍍層的鋼板的使用的成本上升相稱的耐腐蝕性的大幅提高。

5、如以上說(shuō)明過(guò)那樣，雖然在改善部件的耐腐蝕性的制造技術(shù)中開發(fā)了各種各樣的技術(shù)，但均兼具優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。而且，從抑制制造成本的上升并且實(shí)現(xiàn)耐腐蝕性的提高的觀點(diǎn)來(lái)看，正在研究更有效地防止以焊接部為起點(diǎn)的腐蝕的產(chǎn)生和發(fā)展的技術(shù)。

6、作為從焊接部產(chǎn)生腐蝕的起點(diǎn)，以往公知有：

7、(a)附著于焊接部(主要是焊接焊道的表面)的熔渣，

8、(b)附著于焊接部的焊接煙塵，

9、(c)在因焊接而曝露于高溫的鋼板的表面所生成的氧化物。

10、即使將上述的(a)(b)的附著物、(c)的氧化物存在于焊接部的部件供于化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，也會(huì)以這些附著物、生成物為起點(diǎn)，局部殘留不被由磷酸鋅晶體構(gòu)成的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理層覆蓋的區(qū)域。

11、而且，在不被化學(xué)轉(zhuǎn)化處理層覆蓋的區(qū)域中，即使實(shí)施電沉積涂裝，涂膜的形成也不充分，涂膜的緊貼性不充分，因此耐腐蝕性顯著下降。其結(jié)果是引發(fā)因腐蝕的產(chǎn)生和發(fā)展而導(dǎo)致的板厚的減少。因此，作為防止上述的(a)(b)的附著物、(c)的氧化物的產(chǎn)生技術(shù)，研究了以下的內(nèi)容。

12、例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)，即：在電弧焊接之后，在實(shí)施電沉積涂裝前的焊接部及其附近，使用ph為2以下且液溫為30～90℃的非氧化性的酸性溶液進(jìn)行噴霧處理或浸漬處理。該技術(shù)通過(guò)用非氧化性的溶液溶解焊接焊道、鋼板來(lái)去除上述的(a)的熔渣、(b)的焊接煙塵、(c)的氧化物。

13、但是，在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，需要在電沉積涂裝之前沖洗酸性溶液，因此部件的制造工序變得復(fù)雜。另外，成形為所希望的形狀的部件是使各種形狀的鋼板重疊并進(jìn)行接合而成的，所以殘留于重疊而得的間隙的酸性溶液引起劇烈的腐蝕。并且，由于大量使用酸性溶液，因此制造設(shè)備暴露于腐蝕環(huán)境而容易產(chǎn)生腐蝕、故障，除此之外還需要防止煙塵的飛散來(lái)確保作業(yè)員的安全。

14、在專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)，即：通過(guò)降低在電弧焊接中使用的焊絲和母材的合計(jì)si量并增加焊絲和母材的合計(jì)mn量來(lái)提高焊接部及其附近的涂裝后耐腐蝕性。

15、但是，從抑制熔渣的生成的觀點(diǎn)來(lái)看，若降低si的含量，則不可避免鋼板的強(qiáng)度下降。即，在專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)中，為了確保部件的強(qiáng)度而不得不使用厚壁的鋼板，難以實(shí)現(xiàn)車身的輕型化。

16、在專利文獻(xiàn)3中公開了如下技術(shù)，即：即使是熔渣、焊接煙塵以及存在氧化物的焊接焊道，通過(guò)調(diào)整在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中使用的處理液的成分，也充分形成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理層。該技術(shù)使用含有磷酸鋅膠體的表面調(diào)整液來(lái)進(jìn)行表面處理，由此容易形成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理層。并且，使用f含量為100質(zhì)量ppm以上的磷酸鋅處理液來(lái)進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，從而溶解去除熔渣、焊接煙塵及氧化物來(lái)提高基于電沉積涂裝的涂膜的緊貼性。

17、但是，在專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)中，使用含有被指定為毒物的氟的磷酸鋅處理液，因此在將其廢液向工廠外排出時(shí)，必須將氟降低到滿足環(huán)境基準(zhǔn)的水平。因此，除了部件的制造設(shè)備以外，還需要大規(guī)模的廢液處理設(shè)備。

18、專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-20994號(hào)公報(bào)

19、專利文獻(xiàn)2：日本特開平8-33997號(hào)公報(bào)

20、專利文獻(xiàn)3：日本專利第5549615號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是鑒于這些課題而完成的，其目的在于提供即使不使用特殊裝置也能夠防止氧向焊接金屬的混入，抑制熔渣的生成，并且能夠穩(wěn)定地得到焊接焊道形狀良好的焊接接頭的搭接角焊電弧焊接方法以及焊接接頭的制造方法。

2、本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)：為了謀求焊接部的耐腐蝕性提高，進(jìn)而穩(wěn)定地得到焊道形狀良好的焊接接頭，將焊接目標(biāo)位置收斂在兩張鋼板中的上板的端部且從由上述兩張鋼板構(gòu)成的角亦即重疊部角起沿與下板的焊接線垂直的方向?yàn)橐?guī)定的范圍內(nèi)是最有效的。這里，為了抑制影響焊接部的耐腐蝕性的熔渣的生成量，重要的是抑制鋼板及焊絲所含的si、mn、ti等的氧化，若使用使氧化性氣體的含量降低了的保護(hù)氣體，則可抑制這些元素的氧化，能夠降低熔渣生成量。不過(guò)，在提高了保護(hù)氣體中的ar氣體比率的氣體保護(hù)電弧焊接中，在鋼板表面的氧化被膜因清潔作用而被去除之后，陰極點(diǎn)在鋼板表面到處爬行，因而電弧不穩(wěn)定，且使表面張力降低的o(氧)向熔融金屬的溶解極少，因而產(chǎn)生焊接焊道形狀易成為凸形而導(dǎo)致接頭強(qiáng)度下降的新問(wèn)題。因此發(fā)明者們想到對(duì)于熔敷金屬向焊接部的穩(wěn)定供給，有規(guī)律地進(jìn)行熔滴過(guò)渡是有效的，有效利用不易受電弧的晃動(dòng)影響的短路過(guò)渡。另外，在焊接焊道形狀的平滑化的觀點(diǎn)中，認(rèn)為通過(guò)使焊接目標(biāo)位置從兩張鋼板中的上板的端部且是由上述兩張鋼板構(gòu)成的角亦即重疊部角沿與下板的焊接線垂直的方向偏移，從而即使沒(méi)有使表面張力降低的元素，也能夠增加焊接部表面與電弧的接觸面積，對(duì)于恒定的熔敷量能夠增加焊接金屬寬度，使焊接金屬高度減少。

3、本發(fā)明基于上述的見解，其要旨如下。

4、[1]一種搭接角焊電弧焊接方法，是將由至少兩張鋼板構(gòu)成的角接合的角焊電弧焊接方法，其中，

5、使用短路過(guò)渡來(lái)進(jìn)行接合，焊接目標(biāo)位置以上述兩張鋼板中的上板的端部且是由上述兩張鋼板構(gòu)成的角亦即重疊部角為起點(diǎn)沿與下板的焊接線垂直的方向?yàn)?.2mm以上且1.8mm以下，使用ar為98體積％以上的氣體作為保護(hù)氣體，焊接部的焊接金屬高度h(mm)及焊接金屬寬度w(mm)滿足下述(1)式。

6、0.2≤h/w≤1.2…(1)

7、[2]根據(jù)[1]所記載的搭接角焊電弧焊接方法，其中，

8、使用周期性地重復(fù)脈沖峰值電流(ip)和脈沖基值電流(ib)的脈沖焊接，上述脈沖焊接的脈沖峰值電流(ip)為300a以上且600a以下，脈沖頻率為30hz以上且200hz以下。

9、[3]一種焊接接頭的制造方法，其中，

10、使用上述[1]或[2]所記載的搭接角焊電弧焊接方法。

11、根據(jù)本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地得到焊道形狀良好的焊接接頭。并且，即使不將在現(xiàn)有的使用氧化性氣體的mag焊接或者使用以惰性氣體為主要成分的氣體的mig焊接中使用的焊接裝置變更為特殊規(guī)格，也能夠抑制氧向焊接金屬的混入及熔渣的生成。