CN111683781B - 单面埋弧焊方法及单面埋弧焊装置 - Google Patents

Abstract

单面埋弧焊方法或者装置通过使用了多个电极的从一面侧进行的埋弧焊而将对接的两张钢板接合。在埋弧焊中，将所述钢板的终端侧区域内的相邻的所述电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小。将所述极间距离缩小的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内。由此，能够应用于大范围的板厚的钢板，抑制旋转变形而防止接头终端部处的焊接金属的裂纹，且能够降低焊接后的修整。

Description

单面埋弧焊方法及单面埋弧焊装置

技术领域

本发明涉及单面埋弧焊方法及单面埋弧焊装置。

背景技术

单面埋弧焊是作为接板焊接而以造船为中心应用于广泛的领域的高效率的焊接施工方法。另一方面，在单面埋弧焊中，有时在接头终端部产生裂纹，作为其防止对策而提出了各种方案。

例如，在专利文献1中记载有在焊接接头终端部的接头最终端至始端侧使用多层且由阶梯状构成的密封阶梯焊道来防止自动焊接的终端裂纹的技术。

在专利文献2中公开有通过规定对接部的坡口形状、各电极的电流值等能够针对大范围的接头板厚得到稳固的焊接接头的多电极埋弧焊方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平08-99177号公报

专利文献2：日本国特开2007-268551号公报

发明内容

发明要解决的课题

此外，在使用了密封阶梯焊道的专利文献1的技术中，利用密封阶梯焊道抑制焊接接头终端部的变形，由此实现了裂纹防止。然而，在形成有密封阶梯焊道的部位未形成背焊道，因此在焊接后需要修整。另外，需要预先形成密封阶梯焊道，因此存在焊接工时增大这样的课题，存在改善的余地。

另外，在专利文献2所记载的多电极埋弧焊方法中，未对与具体的焊接速度相应的焊接条件的设定进行考虑，从而谋求更良好的焊接品质。

本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于，提供能够应用于大范围的板厚的钢板、抑制旋转变形而防止接头终端部处的焊接金属的裂纹、且能够降低焊接后的修整的单面埋弧焊方法及单面埋弧焊装置。

用于解决课题的方案

本发明的上述目的通过下述的结构而达成。

本发明是一种单面埋弧焊方法，其通过使用了多个电极的从一面侧进行的埋弧焊而将对接的两张钢板接合，其中，

在所述埋弧焊中，将所述钢板的终端侧区域内的相邻的所述电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小，

将所述极间距离缩小的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内。

另外，在上述方法中，优选为，所述过渡区域的电流以及电压根据所述极间距离的变更速度而变更，以使得所述输入热量的变动恒定。

本发明是一种单面埋弧焊装置，其通过从一面侧进行的埋弧焊而将对接的两张钢板接合，其中，

所述单面埋弧焊装置具有：

焊接单元，其具备多个电极、及对该多个电极供给电力的多个电源，并能够以通过该多个电极而从各所述钢板的始端至终端进行焊接的方式沿规定的方向移动；

驱动机构，其配置于所述焊接单元内，并能够针对所述焊接单元使所述多个电极中的至少一个沿进退方向移动；以及

控制部，其控制所述驱动机构，以使得在所述埋弧焊中将所述钢板的终端侧区域内的相邻的所述电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小，

将所述极间距离缩小的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的所述电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内。

发明效果

根据本发明的单面埋弧焊方法以及单面埋弧焊装置，在埋弧焊中，在钢板的终端侧区域内，将相邻的电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小。另外，将所述极间距离缩小的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内。由此，能够控制终端部区域内的熔深形状以及形变速度，并且在过渡区域内得到与过渡前相同的焊道宽度。因此，能够应用于大范围的板厚的钢板，抑制旋转变形而防止接头终端部处的焊接金属的裂纹，且能够降低焊接后的修整。

附图说明

图1是应用于本发明的单面埋弧焊方法的焊接装置的概要图。

图2是以本发明的单面埋弧焊方法进行焊接的钢板的俯视图。

图3是示出进行单面埋弧焊时的情形的钢板周边的概要说明图。

图4是示出进行单面埋弧焊时的情形的钢板周边的概要说明图。

图5A是示出对利用2个电极进行埋弧焊的情况下的极间距离进行变更的状态的示意图。

图5B是示出对利用3个电极进行埋弧焊的情况下的极间距离进行变更的状态的示意图。

图5C是示出对利用4个电极进行埋弧焊的情况下的极间距离进行变更的状态的示意图。

图6是将表焊道和背焊道示出的焊接接头的剖视图。

图7A是示出过渡区域D3内的焊接机的位置与极间距离的变更速度之间的关系的曲线图。

图7B是示出过渡区域D3内的焊接机的位置与为了缩小该极间距离而移动的电极的输入热量之间的关系的曲线图。

图8是示出过渡区域D3内的焊接机的位置与为了缩小该极间距离而移动的电极的电流、电压之间的关系的曲线图。

图9A是示出过渡区域的电流、电压、焊接机的行驶速度恒定的情况下的表焊道形状的图。

图9B是示出抑制了为了缩小本实施方式的极间距离而移动的电极的输入热量的变动的情况下的表焊道形状的图。

图10A是示出增加区间以及减速区间的变更速度的增减的变形例的与图7A对应的曲线图。

图10B是示出增加区间以及减速区间的变更速度的增减的其他变形例的与图7A对应的曲线图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，基于附图来详细说明本发明的第一实施方式的单面埋弧焊方法及单面埋弧焊装置。

首先，对单面埋弧焊装置10(以下，也称为焊接装置10)的主要部分的概要进行说明。

如图1所示，焊接装置10主要具备支座框架11、焊接机(焊接单元)12、焊接机梁13以及控制部18。支座框架11以钢制的方料为构架，而形成为上方开放的剖视凹状，并在内部支承有衬垫装置50a或衬垫装置50b(参照图3、图4)。并且，在衬垫装置50a的衬垫铜板55或衬垫装置50b的耐火性帆布56上载置有钢板20。

焊接机梁13使焊接机12沿着钢板20的长度方向移动。

焊接机12具有在框体12a内沿着钢板20的长度方向分别配置、且在焊接时在先进行的第一电极15a、以及追随第一电极15a而在后进行的第二电极15b。这些电极15a、15b分别内插而配置于第一焊炬16a、第二焊炬16b。另外，这些焊炬16a、16b经由线缆而与以规定电压供给电流的第一电源(未图示)以及第二电源(未图示)连接。分别经由第一焊炬16a、第二焊炬16b而向第一电极15a以及第二电极15b供给电流。需要说明的是，电极15a、15b为焊丝。

并且，焊接机12具有使第一焊炬16a相对于框体12a沿着钢板20的长度方向移动的第一驱动机构(滑块)17a、以及使第二焊炬16b相对于框体12a沿着钢板20的长度方向移动的第二驱动机构(滑块)17b。第一驱动机构17a以及第二驱动机构17b分别配置于框体12a内。在这些第一驱动机构17a以及第二驱动机构17b的作用下第一焊炬16a以及第二焊炬16b移动，由此第一电极15a以及第二电极15b也移动。

焊接机12配置于支座框架11的上方(钢板20的上方)。焊接机12一边沿着焊接机梁13的延伸方向(规定的方向)以规定速度移动，一边从钢板20的坡口M(参照图3)的表侧利用电极15a、15b通过单面埋弧焊来焊接钢板20。

并且，焊接机12由控制部18驱动控制第一驱动机构17a和第二驱动机构17b，由此能够使第一电极15a和第二电极15b沿着焊接机梁13移动，从而能够改变第一电极15a与第二电极15b的极间距离L1(参照图5A)。需要说明的是，焊接机12也可以仅设置于驱动机构17a、17b的一方。另外，在本实施方式中，所谓极间距离，是指被焊接的钢板的表面高度上电极间彼此的距离。

在图1以及图5A中，作为电极(焊炬)仅图示了第一电极15a、第二电极15b这两根，但电极数量根据被电弧焊接的钢板20的板厚而适当选择，可任意设置其以上的根数。关于电极数量，在电极为1个电极时，不适合厚板钢板的焊接，在5个电极以上时，虽然实现能够焊接的高效率化，但是产生与焊接品质并存的进一步的改善的余地。若电极数量为2个电极以上，则能够应用于厚板钢板的焊接。另一方面，若电极数量为4个电极以下，则能够实现焊接的高效率化，且焊接品质也变得更良好。这样，通过设为2～4个电极，还能够应用于厚板，且更容易兼顾高效率化与焊接品质。

因此，焊接机12例如也可以如图5B所示具有第一～第三电极15a、15b、15c，也可以如图5C所示具有第一～四电极15a、15b、15c、15d。另外，在具有3根以上的电极的焊接机中，也能够对各电极分别设置电源以及驱动机构。

所谓单面埋弧焊方法(以下，也称作“正式焊接”)，如图3、4所示，是指从对接的钢板20、20的背面，通过空气管59等顶起机构来推压层状地散布于衬垫铜板55上的衬垫焊剂52、或者收容于耐火性帆布56内的衬垫焊剂52而焊接的方法。在单面埋弧焊方法中，从钢板20的表侧使用表焊剂51来进行埋弧焊，在钢板20的表面和背面同时形成焊道。需要说明的是，图中附图标记53是焊渣，附图标记54是焊接金属，附图标记57是焊剂袋，附图标记58是下垫焊剂。

应用本实施方式的单面埋弧焊方法的钢板20例如是造船用钢板。如图2以及图3所示，钢板20的板厚t1为5mm以上且40mm以下，优选为10mm以上且30mm以下，更优选为18mm以上且25mm以下。另外，对接的两张钢板20的合计的板宽度B1为300mm以上。并且，钢板20的长度La为1000mm以上且35000mm以下。

在将两张钢板20对接的接合面22形成有坡口M。坡口M的形状能够设为Y坡口、V坡口等任意的形状。

另外，在本实施方式中，在钢板20的接合面22进行了间断或者连续的面内定位焊。即，在本实施方式中，未形成密封阶梯焊道。

并且，在钢板20的始端28以及终端29安装有突片板30。突片板30用于将在单面埋弧焊中最后凝固的熔融池(焊坑)从焊接接头放出的目的，另外用于更有效地防止由单面埋弧焊引起的接头终端部处的焊接金属的裂纹。特别是，突片板30在接头终端部处约束钢板20，由此抑制由焊接引起的热变形，并防止接头终端部处的裂纹。

之后，将钢板20的正式焊接(单面埋弧焊)从钢板20的始端28进行到终端29。作为正式焊接速度，例如为300～1500mm/min(30～150cpm)。若正式焊接速度为300～1500mm/min，则能够针对5mm以上且40mm以下的板厚的钢板20稳定地确保焊接品质。

需要说明的是，所谓“正式焊接”，是指对进行了定位焊焊接的钢板20进行的焊接。另外，“正式焊接速度”是指在以往通常进行的埋弧焊的速度。通常，正式焊接中的焊接速度为恒定，但为了便于焊接处理，存在根据焊接部位而速度稍微降低的情况。但是，正式焊接的焊接速度是正式焊接条件的最佳速度、即预先设定的正式焊接速度。

此时，当从始端28到终端29以相同的焊接条件(例如，规定的电极数量、焊接速度、总输入热量、极间距离)进行焊接时，有时在接头终端部处产生裂纹。例如，在正式焊接速度快的条件下，有时在接头终端部从钢板20的内侧朝向外侧产生旋转变形、产生终端裂纹。具体而言，钢板20从内侧朝向外侧扩展的形变速度增加而使破裂的方向上的驱动力增加。另外，根据焊接条件，有时在接头终端部处成为耐裂纹性差的熔深形状。

在此，在本实施方式中，如图1以及图5A所示，在埋弧焊中，在从钢板20的终端29近前至少150mm以上的位置至终端29之间的终端侧区域D2与该终端侧区域的近前的区域D1(包含始端28)之间将相邻的电极15a、15b间的极间距离L1缩窄，以使得在接头终端部处形变速度低、且得到耐裂纹性良好的熔深形状。即，极间距离的变更能够通过在框体12a沿着坡口M移动期间控制部18控制驱动机构17a、17b的至少一方而使第一以及第二电极15a、15b相对移动来执行。

即，在本实施方式中，通过将终端侧区域D2内的极间距离变更为与终端侧区域的近前的区域D1内的电极数量、焊接速度、输入热量等焊接条件相应的规定值，从而使形变速度降低，并且利用第一以及第二电极15a、15b使熔深形状发生变化，确保耐裂纹性良好的熔深形状。由此，在接头终端部处，能够实现裂纹防止，并且能够进行具有良好的表焊道外观的焊接接头的制作。特别是，在焊接速度快的情况下，终端裂纹容易产生，但根据本实施方式的焊接方法，即使在焊接速度快的情况下，也能够使熔深形状良好并且能够降低形变速度，从而能够实现终端裂纹的防止。在以往的埋弧焊方法中，没有在焊接中改变极间距离这样的观点，本实施方式的埋弧焊方法着眼于熔深形状以及形变速度，成为了发明者们深入研究的结果、创造。

在此，对作为表示材料相对于裂纹的强度的指标的熔深形状的评价进行说明。在成为评价对象的焊接部处，在与焊接方向垂直的方向的面切出，并进行研磨以及适当的蚀刻处理，而得到图6那样的截面。在此，将从构成由第二电极15b形成的表焊道的焊接金属MT1与构成由第一电极15a形成的背焊道的焊接金属MT2的交叉面CL到钢板20的背面的距离设为H，将焊接金属MT1、MT2的交叉面CL的宽度设为W。并且，设为在H/W的值为0.1以上且0.8以下的情况下，是对于耐裂纹性而言良好的熔深形状。在H/W的值小于0.1的情况下，背焊道形状的稳定性劣化因此不优选。另一方面，当H/W的值超过0.8时，容易产生裂纹，因此熔深形状变得不合格。并且，当H/W为0.3以上且0.6以下时，成为更良好的熔深形状。

熔深形状(H/W)受以下方面影响：根据从第一电极15a进行焊接起至第二电极15b到达的时间(焊接速度和极间距离)和输入热量，第二电极15b焊接时的熔融池的温度发生变化。当该熔融池的温度发生变化时，第二电极15b的熔深深度发生变化，因此H/W发生变化。

需要说明的是，在图5B所示的电极数量为3个电极的情况下，构成表焊道的焊接金属MT1由第三电极15c形成，构成背焊道的焊接金属MT2由第一以及第二电极15a、15b形成。在该情况下，优选为改变第二电极15b与第三电极15c的极间距离。

但是，也可以是，构成表焊道的焊接金属MT1由第二以及第三电极15b、15c形成，构成背焊道的焊接金属MT2由第一电极15a形成。在该情况下，优选为改变第一电极15a与第二电极15b的极间距离。

另外，在图5C所示的电极数量为4个电极的情况下，构成表焊道的焊接金属MT1由第三以及第四电极15c、15d形成，构成背焊道的焊接金属MT2由第一以及第二电极15a、15b形成。因此，在电极数量为3个电极或者4个电极的情况下均赋予了焊接金属MT1、MT2的交叉面CL。另外，在该情况下，优选为改变第二电极15b与第三电极15c的极间距离。

但是，也可以是，构成表焊道的焊接金属MT1由第四电极15d形成，构成背焊道的焊接金属MT2由第一、第二以及第三电极15a、15b、15c形成。在该情况下，优选为改变第三电极15c与第四电极15d的极间距离。

或者，也可以是，构成表焊道的焊接金属MT1由第二、第三以及第四电极15b、15c、15d形成，构成背焊道的焊接金属MT2由第一电极15a形成。在该情况下，优选为改变第一电极15a与第二电极15b的极间距离。

第一以及第二电极15a、15b间的极间距离L1的变更在从钢板20的终端近前的任意的位置至终端29之间进行即可。但是，希望与钢板20的长度La对应地从变形量小的位置起变更极间距离L1。例如，极间距离L1的变更优选为钢板20的终端29近前150mm以上的位置，更优选为钢板20的终端29近前300mm以上的位置，进一步优选为钢板20的终端29近前500mm以上的位置，特别优选为钢板20的终端29近前1000mm以上的位置。

另外，极间距离L1的变更在终端侧区域的近前的区域D1与终端侧区域D2之间的过渡区域D3进行即可。

即，在钢板20的焊接中，在第一以及第二电极15a、15b来到比钢板20的终端29近前至少150mm以上的位置稍微靠始端28侧处即过渡区域D3时，开始逐渐控制驱动机构17a、17b的至少一方，在第一以及第二电极15a、15b来到终端侧区域D2时，极间距离L1的变更已完毕。该过渡区域D3的长度没有特别规定，但例如为50～500mm。

图7A是示出过渡区域D3内的焊接机12的位置与极间距离L1的变更速度V_E之间的关系的曲线图，图7B是示出过渡区域D3内的焊接机12的位置与输入热量之间的关系的曲线图，图8是示出过渡区域D3内的焊接机12的位置与电流、电压之间的关系的曲线图。需要说明的是，所谓极间距离的变更速度V_E，是指电极间的极间距离的每单位时间的位移。

具体而言，在过渡区域D3内，通过对极间距离L1的变更速度V_E如图7A所示进行变更，而使极间距离L1缩小。即，对于极间距离L1的变更速度V_E，在从极间距离L1的变更开始起至该变更速度V_E达到最大的区间A内，增加该变更速度V_E，之后，在区间B的期间使该变更速度V_E恒定，进而，在从该变更速度V_E为最大的时间点起至极间距离的变更结束的区间C内减少该变更速度V_E。

此时，在焊接机12的行驶速度、以及第一、第二电极15a、15b的电流以及电压恒定的情况(参照图8的单点划线)下，当以缩小极间距离L1的方式使变更速度V_E变更时，为了缩小极间距离L1而移动的电极的输入热量如图7B的单点划线所示那样变动。其结果是，有时产生焊道宽度的变化、熔深深度的变化，并产生焊接缺陷。

因此，在本实施方式中，将极间距离L1缩小的过渡区域D3内的为了缩小极间距离L1而移动的电极的输入热量的变动如图7B的实线所示设定为相对于过渡区域D3的开始点的输入热量为20％以内。其结果是，抑制过渡区域D3内的输入热量的变动，因此抑制焊道宽度的变化、熔深深度的变化，降低焊接缺陷率而能够削减修整工时。

图9A示出在为了缩小极间距离L1而移动的电极为第二电极15b的情况下使过渡区域D3内的第一以及第二电极15a、15b的电流、电压、焊接机12的行驶速度恒定时的表焊道形状。可知在该情况下，过渡区域D3的表焊道的焊道宽度与过渡前以及过渡后的焊道宽度相比变窄。另一方面，可知在过渡区域D3内为了缩小极间距离L1而移动的第二电极15b的输入热量的变动相对于过渡前的输入热量设为20％以内时，表焊道的焊道宽度如图9B所示与过渡前以及过渡后的焊道宽度大致同等，得到了良好的表焊道形状。

具体而言，为了缩小该极间距离L1而移动的电极的输入热量由下式赋予。

[算式1]

在此，q：输入热量[kJ/mm]，I：电流[A]，E：电压[V]，v₀：焊接机的行驶速度[mm/min.]，v_E：极间距离的变更速度[mm/min]。

例如，在以将第二电极15b接近第一电极15a的方式使驱动机构17b驱动而变更该变更速度V_E的情况下，如在图8中实线所示，优选为过渡区域D3内的第二电极15b的电流以及电压根据极间距离L1的变更速度V_E来变更，以使得输入热量q的变动恒定。

需要说明的是，极间距离L1的变更速度V_E的变更也能够通过以将第一电极15a接近第二电极15b的方式使驱动机构17a驱动来进行。但是，在该情况下，若焊接机12的行驶速度、以及第一、第二电极15a、15b的电流以及电压恒定，则在变更极间距离L1时，输入热量也发生变动，也产生背焊道的宽度的变化、熔深深度的变化。具体而言，过渡区域D3的背焊道的焊道宽度与过渡前的区域D1、过渡后的区域D2的背焊道的焊道宽度相比变大。

然而，在该情况下，也通过将缩小极间距离L1的过渡区域D3内的移动的电极的输入热量的变动设定为相对于过渡区域D3的开始点的该输入热量为20％以内，从而抑制过渡区域D3内的移动的电极的输入热量的变动，因此抑制背焊道的宽度的变化、熔深深度的变化，焊接缺陷率降低而能够削减修整工时。具体而言，过渡区域D3内的第一电极15a的电流以及电压优选为根据极间距离L1的变更速度V_E来变更，以使得输入热量q的变动恒定。

另外，过渡区域D3内的变更速度V_E的增减的方法并不限定于图7A所示的方法。例如，如图10A所示，也可以是，在增加区间A内，从极间距离L1的变更开始点起逐渐增大倾斜度，并且之后以恒定的倾斜度增加变更速度V_E，在该变更速度V_E达到最大的附近处逐渐减小倾斜度。同样地，也可以是，在减少区间C内，从变更速度V_E为最大的时间点起逐渐增大倾斜度，并且以恒定的倾斜度减少变更速度V_E，在极间距离L1的变更结束附近处逐渐减小倾斜度。

或者，如图10B所示，也可以是，在增加区间A或者减少区间C内，多级地将变更速度增加或者减速。

需要说明的是，对于极间距离L1的变更，在焊接机12具有第一电极和第二电极这两根电极的情况下，将第一电极与第二电极之间的极间距离L1在250mm以下的范围内变更。

另外，在焊接机12具有第一电极、第二电极以及第三电极这3根电极的情况下，优选将第一电极与第二电极之间的极间距离L1在250mm以下的范围内变更，并将第二电极与第三电极之间的极间距离L2在250mm以下的范围内变更。

并且，在焊接机12具有第一电极、第二电极、第三电极以及第四电极这4根电极的情况下，优选将第一电极与第二电极之间的极间距离L1在250mm以下的范围内变更，将第二电极与第三电极之间的极间距离L2在250mm以下的范围内变更，并将第三电极与第四电极之间的极间距离L3在250mm以下的范围内变更。

另外，任一情况下的各极间距离的变更均更优选为在5mm以上250mm以下的范围内变更。

(第二实施方式)

接下来，对第二实施方式的单面埋弧焊方法进行说明。需要说明的是，在本实施方式中使用的焊接装置10与第一实施方式的相同。

在本实施方式的单面埋弧焊方法中，与从钢板20的始端28至终端29设为恒定的焊接速度的第一实施方式不同，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75％以下的焊接速度(以下，适当称为减速焊接速度)进行从钢板20的终端近前150mm以上的位置至终端29的焊接。

另外，此时，在将正式焊接的总输入热量设为Q(kJ/mm)并将以75％以下的焊接速度的焊接的总输入热量设为Q’(kJ/mm)时，设为“Q’/Q＝0.60～1.30”。

通过终端侧区域D2内的减速焊接速度设为相对于正式焊接速度为75％以下，从而在终端侧区域D2内能够降低形变速度，能够降低裂纹的驱动力，根据情况而成为从钢板20的外侧朝向内侧产生旋转变形的收缩变形。需要说明的是，减速焊接速度优选相对于正式焊接速度为60％以下，更优选为50％以下。需要说明的是，若减速焊接速度相对于正式焊接速度为40％以上，则不会显著阻碍焊接效率。另外，若减速焊接速度相对于正式焊接速度为40％以上，则用于确保稳固的焊接金属的电流值变高，持续电弧不会变得困难，且焊道外观变得良好。

另外，在钢板20的焊接中，在使焊接速度变化的情况下，成为过度的输入热量，由低速引起的裂纹防止的效果和焊接品质的确保变得困难。换句话说，当以减速焊接速度的焊接的总输入热量相对于以正式焊接速度的总输入热量超过1.30倍时，没有发现裂纹防止效果，关于焊接品质，背焊道的堆高也变得过度，也不会成为稳固的焊接金属。另一方面，在以减速焊接速度的焊接的总输入热量相对于以正式焊接速度的总输入热量小于0.60倍时，虽然发现裂纹防止效果，但是持续电弧变得困难，不能使表以及背焊道一起得到稳固的焊接金属。因此，在将正式焊接的总输入热量设为Q(kJ/mm)并将以75％以下的焊接速度的焊接的总输入热量设为Q’(kJ/mm)时，设为“Q’/Q＝0.60～1.30”。

需要说明的是，从更容易得到稳固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。另外，从更容易得到终端侧区域D2的裂纹防止效果以及稳固的焊接金属的观点出发，Q’/Q的值优选为1.20以下。

需要说明的是，总输入热量Q能够以下述计算式来计算。

[算式2]

在所述式中，Q表示总输入热量(kJ/mm)，E_i表示电压(V)，I_i表示电流(A)，v_i表示焊接速度(mm/min)，i＝1，2，3，···n，i表示各电极。另外，关于所述式，对于Q’而言也相同。另外，在此的总输入热量是指各电极15a、15b、···的输入热量的合计。另外，总输入热量可以是以上述计算式计算出的值，但也可以是实测值(测量值)。

需要说明的是，在本实施方式中，对于焊接速度的变更范围，也从以接头终端部的变形量的观点出发，优选为从钢板20的终端近前300mm以上的位置至终端29的终端侧区域D2。另外，从正式焊接速度向减速焊接速度的过渡区域D3也在50～500mm的范围内适当设定即可。

并且，极间距离的变更和焊接速度的变更可以同时进行，只要在上述范围内，则也可以分别进行。因此，极间距离的变更在从钢板20的终端近前的任意的位置至终端29之间进行即可。

这样，通过使焊接速度(框体12a的移动速度)低速化，从而钢板20的形变速度降低，因此能够降低裂纹的驱动力，但有时同时导致耐裂纹性差的熔深形状。相对于此，通过如本实施方式那样变更极间距离，能够使钢板20的形变速度降低，并且确保耐裂纹性良好的熔深形状(H/W)，实现裂纹防止。

例如，在输入热量恒定且使焊接速度下降了时，形成焊接金属MT1(参照图8)的电极进行焊接的时间点上的熔融池的温度低，因此该电极的熔深变浅，H/W变大，从而耐裂纹性劣化。若此时缩短极间距离，则形成焊接金属MT1的电极进行焊接的时间点上的熔融池的温度高，因此该电极的熔深变深，H/W的耐裂纹性能够保持良好的范围。

特别是，从焊接效率的观点出发焊接速度的降低优选为小的一方，并与极间距离的变更一并进行焊接速度的变更，由此例如能够使减速焊接速度相对于正式焊接速度高于70％，并且实现裂纹防止。

关于其他结构以及作用，与第一实施方式相同。

需要说明的是，本发明并不限定于前述的实施方式以及实施例，能够适当进行变形、改善等。

在上述各实施方式中，作为在钢板20的始端28以及终端29安装突片板30的结构而进行了说明，但本发明也可以不使用突片板30来进行埋弧焊方法。另外，使用突片板的情况也可以设为如下结构：当将钢板的板厚设为t1并将突片板的板厚设为t2时，钢板与突片板的板厚的关系为t2≥t1，两张钢板的板宽度B1为B1≥300mm，两张突片板的板宽度B2为B2≥10×t1且100mm≤B2≤2000mm，使将两张钢板以及所述两张突片板分别对接而形成的钢板的坡口以及突片板的坡口为相同的坡口形状，对钢板的坡口以及突片板的坡口至少在钢板的终端侧至突片板的一端部侧进行定位焊焊接。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明。在本实施例中，在埋弧焊中，在终端部区域内以规定的电极间距离缩短的方式使规定的电极移动，并且使移动的电极的输入热量成为规定的变动。在表1中示出埋弧焊的电极数量、正式焊接条件、极间距离的变更方法(移动的电极)、移动的电极的输入热量(过渡前，过渡区域)。另外，作为试验结果，在表1中示出试验体的表焊道形状、背焊道形状的评价结果、以及高温裂纹的评价结果。

需要说明的是，试验所使用的两张钢板为焊接结构用压延钢材SM400B，其尺寸为厚度20mm、宽度750mm、长度1200mm，焊丝为JIS Z 3351YS-S6的实心焊丝，焊剂为JIS Z3352SACl1的结合焊剂。

对于表焊道的形状以及背焊道的形状，在过渡区域内观察表面以及背面的焊道形状，将焊道宽度的变动与过渡前相比未改变的焊道形状设为良好，将在过渡区域内焊道宽度降低或者增加了的焊道形状设为不合格，并在表1中示出。

对于高温裂纹，在焊接完成后，在从钢板的终端起近前400mm的范围内通过X线透过试验(JISZ3104)来确认内部裂纹的有无，并将裂纹的有、无在表1中示出。

并且，在电极数量为2个电极的情况下，构成表焊道的焊接金属由第二电极形成，构成背焊道的焊接金属由第一电极形成。在电极数量为3个电极的情况下，构成表焊道的焊接金属由第三电极形成，构成背焊道的焊接金属由第一电极和第二电极形成。在电极数量为4个电极的情况下，构成表焊道的焊接金属由第三电极和第四电极形成，构成背焊道的焊接金属由第一电极和第二电极形成。

在表1中，No.1～No.21为实施例，No.22～No.30为比较例。即，在No.28～No.30中，从始端至终端以相同的焊接条件进行埋弧焊，且在接头终端部处高温裂纹被确认。另外，在No.22～No.27中，在接头终端部处以将极间距离缩小的方式使电极移动，因此防止了接头终端部处的高温裂纹。然而，在No.22～No.27中，过渡区域内的为了缩小极间距离而移动的电极的输入热量的变动相对于过渡前的该电极的输入热量超过了20％，因此过渡区域内的表焊道或者背焊道的焊道宽度发生了变化。

另一方面，在No.1～No.21中，在接头终端部处，以使极间距离缩小的方式使电极移动，并且过渡区域内的为了缩小极间距离而移动的电极的输入热量的变动相对于过渡前的该电极的输入热量为20％以内。因此，防止高温裂纹，并且过渡区域内的表焊道形状以及背焊道形状均为良好，从而确认了本发明的效果。

需要说明的是，本申请基于2018年1月31日申请的日本专利申请(日本特愿2018-015838)，其内容在本申请中作为参照而被援引。

附图标记说明：

10 单面埋弧焊装置

11 支座框架

12 焊接机(焊接单元)

12a 框体

13 焊接机梁

15a 第一电极

15b 第二电极

15c 第三电极

15d 第四电极

16a 第一焊炬

16b 第二焊炬

17a 第一驱动机构(滑块)

17b 第二驱动机构(滑块)

18 控制部

20 钢板

22 接合面

28 始端

29 终端

30 突片板。

Claims (4)

1.一种单面埋弧焊方法，其通过使用了多个电极的从一面侧进行的埋弧焊而将对接的两张钢板接合，其中，

在所述埋弧焊中，将所述钢板的终端侧区域内的相邻的所述电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小，

将所述极间距离缩小且比所述钢板的所述终端近前150mm以上的位置更靠所述钢板的始端侧的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的所述电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内，

在所述过渡区域内，对于所述极间距离的变更速度，在从所述极间距离的变更开始起至所述变更速度达到最大的第一区间内，增加所述变更速度，之后，在第二区间的期间使所述变更速度恒定，进而，在从所述变更速度为最大的时间点起至所述极间距离的变更结束的第三区间内减少所述变更速度，由此使所述极间距离缩小。

2.根据权利要求1所述的单面埋弧焊方法，其中，

所述过渡区域的电流以及电压根据所述极间距离的变更速度而变更，以使得移动的所述电极的输入热量的变动恒定。

3.一种单面埋弧焊装置，其通过从一面侧进行的埋弧焊而将对接的两张钢板接合，其中，

所述单面埋弧焊装置具有：

焊接单元，其具备多个电极、及对该多个电极供给电力的多个电源，并能够以通过该多个电极从各所述钢板的始端至终端进行焊接的方式沿规定的方向移动；

驱动机构，其配置于所述焊接单元内，并能够针对所述焊接单元使所述多个电极中的至少一个沿进退方向移动；以及

控制部，其控制所述驱动机构，以使得在所述埋弧焊中将所述钢板的终端侧区域内的相邻的所述电极间的极间距离的至少一个与所述终端侧区域的近前的区域内的所述极间距离相比缩小，

将所述极间距离缩小且比所述钢板的所述终端近前150mm以上的位置更靠所述钢板的始端侧的过渡区域内的为了缩小该极间距离而移动的所述电极的输入热量的变动相对于所述过渡区域的开始点的所述输入热量为20％以内，

在所述过渡区域内，对于所述极间距离的变更速度，在从所述极间距离的变更开始起至所述变更速度达到最大的第一区间内，增加所述变更速度，之后，在第二区间的期间使所述变更速度恒定，进而，在从所述变更速度为最大的时间点起至所述极间距离的变更结束的第三区间内减少所述变更速度，由此使所述极间距离缩小。

4.根据权利要求3所述的单面埋弧焊装置，其中，

所述过渡区域的电流以及电压根据所述极间距离的变更速度而变更，以使得移动的所述电极的输入热量的变动恒定。

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