(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極のタングステン電極、該タングステン電極の外周を囲むように配置されたインサートチップ、及び前記インサートチップの外周を囲むように配置されたシールドキャップを有し、かつ前記タングステン電極の先端が前記インサートチップの内側に配置されたプラズマ溶接トーチを用いて、板厚が３ｍｍ以下の正極のフェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行なう際に使用する溶接ガスであって、
前記溶接ガスは、前記タングステン電極と前記インサートチップとの間隙に流すパイロットガスと、前記インサートチップと前記シールドキャップとの間隙に流すシールドガスと、を含み、
前記パイロットガスが、流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガスであり、
前記シールドガスが、不活性ガスに２容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガスであることを特徴とする溶接ガス。
【請求項２】
負極のタングステン電極、該タングステン電極の外周を囲むように配置されたインサートチップ、及び前記インサートチップの外周を囲むように配置されたシールドキャップを有し、かつ前記タングステン電極の先端が前記インサートチップの内側に配置されたプラズマ溶接トーチを用いて、板厚が３ｍｍ以下の正極のフェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行なうプラズマ溶接方法であって、
前記タングステン電極と前記インサートチップとの間隙に、流速が２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガスをパイロットガスとして供給すると共に、前記インサートチップと前記シールドキャップとの間隙に、不活性ガスに２容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガスをシールドガスとして供給することで、前記非キーホール溶接を行なうことを特徴とするプラズマ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼に対して、プラズマを用いた非キーホール溶接を行なう際に使用する溶接ガス及びプラズマ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ溶接は、ティグ溶接に比べ熱集中性が優れているため、溶接ビードの幅を狭く，高速に溶接することができ、しかも歪を少なくすることができる。
プラズマ溶接の中の１つの方法として、エネルギー密度の高いアークを利用した片面裏波溶接であるキーホール溶接がある。
【０００３】
キーホール溶接では、プラズマ流が溶融金属を押しのけ母材を貫通し、キーホールを形成する。このキーホールは、溶接が進行するに連れ、溶融金属はその壁面を伝わり後方に移動させ、溶融池を形成し溶接ビードとなる。
このため、I型開先の突合せのワンパス片面溶接が可能な板厚は、一般的に、軟鋼板においては６ｍｍ以下、ステンレス鋼板においては約８ｍｍ以下とされている。
【０００４】
また、プラズマ溶接は、ティグ溶接と同様に電極にタングステンを用いるが、タングステン電極がインサートチップ内に位置するため、酸化性ガスに触れることが無く、スパッタが発生せず、電極消耗が少なく、かつ長時間高品質の溶接が可能であるので，ランニングコストを安価にすることができる。
【０００５】
キーホール溶接は、主に圧力容器・配管継手の製作や排気系部品の溶接施工において広く使われている。このキーホール溶接では、例えば、特許文献１に記載されたような二重シールドノズルトーチ（以下、単に「プラズマ溶接トーチ」という）が用いられる。
該プラズマ溶接トーチは、タングステン電極、タングステン電極の外周を囲むように配置されたインサートチップ、及びインサートチップの外周を囲むように配置されたシールドキャップ等により構成されている。
【０００６】
上記プラズマ溶接トーチに供給される溶接ガスは、タングステン電極とインサートチップとの間隙に流すパイロットガスと、インサートチップとシールドキャップとの間隙に流すシールドガスとにより構成される。
パイロットガスは、プラズマを発生させるタングステン電極を保護するためのガスであると共に、被溶接物を溶融させる。一方、シールドガスは、溶融池及び母材の酸化を防止するためのガスである。
また、オーステナイト系ステンレス鋼に対してキーホール溶接を行なった場合、オーステナイト系ステンレス鋼にはＮｉが含有されており、溶融池が粘性を有するため、溶融池自体が落下することなく、溶接を行なうことができる。
【０００７】
一方、フェライト系ステンレス鋼に対してキーホール溶接を行なった場合、フェライト系ステンレス鋼にはＮｉが含有されていない。そのため、フェライト系ステンレス鋼の溶融池は、オーステナイト系ステンレス鋼の溶融池よりも粘度が低くなるため、溶融池自体が落下してしまう。その結果、キーホール溶接を行なうことができない。
そこで、フェライト系ステンレス鋼の溶接には、特許文献２に記載されたような非キーホール溶接を行なう。
また、特許文献２には、非キーホール溶接を行なう際、溶接ガス（パイロッドガス及びシールドガス）として、アルゴン又はアルゴンに水素を添加した混合ガスを使用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１６７５３号公報
【特許文献２】特開平６−３１５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記非キーホール溶接では、パイロットガスが鋼材を貫通しないようにするため、パイロットガスの流量を下げて溶接を行なう。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼の板厚が２ｍｍの場合、例えば、パイロットガスの流量を１．２ｌ/ｍｉｎとし、該オーステナイト系ステンレス鋼と同じ厚さのフェライト系ステンレス鋼のパイロットガスの流量を０．６ｌ/ｍｉｎとする。
【００１０】
また、フェライト系ステンレス鋼のプラズマ溶接は、建機及び自動車の排気系部品等に使用される薄板に対して行なわれるため、パイロットガスの流量は、さらに少なくなるので、微妙な調整が必要となる。
そのため、溶接ガス（シールドガス及びパイロッドガス）にアルゴンを用いた場合、溶接ビードが蛇行したり、アンダーカットが発生したり、溶接ビードの裏波が出ない等の問題を生じてしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、フェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行なう際、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制可能で、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にすることが可能な溶接ガス及びプラズマ溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を解決するため、請求項１に係る発明によれば、負極のタングステン電極、該タングステン電極の外周を囲むように配置されたインサートチップ、及び前記インサートチップの外周を囲むように配置されたシールドキャップを有し、かつ前記タングステン電極の先端が前記インサートチップの内側に配置されたプラズマ溶接トーチを用いて、板厚が３ｍｍ以下の正極のフェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行なう際に使用する溶接ガスであって、前記溶接ガスは、前記タングステン電極と前記インサートチップとの間隙に流すパイロットガスと、前記インサートチップと前記シールドキャップとの間隙に流すシールドガスと、を含み、前記パイロットガスが、流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガスであり、前記シールドガスが、不活性ガスに２容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガスであることを特徴とする溶接ガスが提供される。
【００１６】
また、請求項５に係る発明によれば、負極のタングステン電極、該タングステン電極の外周を囲むように配置されたインサートチップ、及び前記インサートチップの外周を囲むように配置されたシールドキャップを有し、かつ前記タングステン電極の先端が前記インサートチップの内側に配置されたプラズマ溶接トーチを用いて、板厚が３ｍｍ以下の正極のフェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行なうプラズマ溶接方法であって、前記タングステン電極と前記インサートチップとの間隙に、流速が２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガスをパイロットガスとして供給すると共に、前記インサートチップと前記シールドキャップとの間隙に、不活性ガスに２容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガスをシールドガスとして供給することで、前記非キーホール溶接を行なうことを特徴とするプラズマ溶接方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼を非キーホール溶接した場合において、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶接ガスが適用されるプラズマ溶接用トーチの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るプラズマ溶接方法により溶接された溶接母材の写真、比較例のプラズマ溶接方法により溶接された溶接母材の写真、及びこれらの評価結果を示す図（その１）である。
【図３】本発明の実施例に係るプラズマ溶接方法により溶接された溶接母材の写真、比較例のプラズマ溶接方法により溶接された溶接母材の写真、及びこれらの評価結果を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のプラズマ溶接用トーチの寸法関係とは異なる場合がある。
【００２３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る溶接ガスが適用されるプラズマ溶接用トーチの概略構成を示す断面図である。
始めに、本実施の形態に係る溶接ガスが適用されるプラズマ溶接用トーチ１０（言い換えれば、本実施の形態のプラズマ溶接方法が適用されるプラズマ溶接用トーチ）の構成について説明する。
【００２４】
図１を参照するに、プラズマ溶接用トーチ１０は、タングステン電極１１と、インサートチップ１２と、パイロットガス流路１３と、シールドキャップ１５と、シールドガス流路１６とを有する。
タングステン電極１１は、その先端部１１Ａからプラズマを発生させる電極である。タングステン電極１１は、一方の端部が溶接母材２６と電気的に接続された主アーク電源１８、及びパイロットアーク電源１９と電気的に接続されている。
インサートチップ１２は、タングステン電極１１の外周を囲むように配置されている。インサートチップ１２は、その内部にタングステン電極１１の先端部１１Ａを収容している。インサートチップ１２は、パイロットアーク電源１９と電気的に接続されている。
【００２５】
パイロットガス流路１３は、タングステン電極１１とインサートチップ１２との間に形成された間隙である。溶接母材２６を非キーホール溶接する際、パイロットガス流路１３には、溶接ガス２２を構成するパイロットガス２３が流れる。溶接母材２６としては、板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼を用いる。
また、パイロットガス２３としては、流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガスを用いる。該不活性ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）ガス等を用いることができる。パイロットガス２３は、タングステン電極１１を保護するためのガスであると共に、溶接母材２６を溶融させるためのガスである。
【００２６】
シールドキャップ１５は、インサートチップ１２の外周を囲むように配置されている。シールドガス流路１６は、インサートチップ１２とシールドキャップ１５との間に形成された間隙である。溶接母材２６を非キーホール溶接する際、シールドガス流路１６には、溶接ガス２２を構成するシールドガス２４が流れる。
本実施の形態では、溶接ガス２２は、パイロットガス２３及びシールドガス２４により構成されている。
【００２７】
シールドガス２４としては、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に０．５容量％以上４容量％以下の酸素（Ｏ２）ガスを加えた混合ガスを用いることができる。このとき、パイロットガス２３としては、先に説明したように、流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）を用いる。
【００２８】
このように、板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（溶接母材２６）に対して、非キーホール溶接を行う際、パイロットガス２３として、流速が２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）を用い、かつシールドガス２４として、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に０．５容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガスを用いることにより、非キーホール溶接された板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼において、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波をさらに良好な形状にすることができる。
上記酸素ガスの濃度が０．５容量％よりも少ないと、溶接ビードの裏波の形状が不安定となってしまう。また、上記酸素ガスの濃度が４容量％よりも多いと、溶接ビードの裏波が酸化されてしまう（後述する実施例１〜７、及び比較例１，２参照）。
【００２９】
なお、シールドガス２４に含まれる酸素ガスの濃度を、０．８容量％以上１．５容量％以下にすることにより、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生をさらに抑制でき、かつ溶接ビードの裏波をさらに良好な形状にすることができる（後述する実施例１〜７、及び比較例１，２参照）。
【００３０】
また、シールドガス２４として、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に１容量％以上６容量％以下の炭酸ガス（ＣＯ２ガス）を加えた混合ガスを用いてもよい。このとき、パイロットガス２３としては流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）を用いる。
【００３１】
このように、板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（溶接母材２６）に対して、非キーホール溶接を行う際、パイロットガス２３として、流速が２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）を用い、かつシールドガス２４として、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に１容量％以上６容量％以下の炭酸ガスを加えた混合ガスを用いることにより、非キーホール溶接された板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼において、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にすることができる。
上記炭酸ガスの濃度が１容量％よりも少ないと、溶接ビードの裏波に蛇行が発生してしまう。また、上記炭酸ガスの濃度が６容量％よりも多いと、溶接ビードの裏波の形状が不安定となってしまう（後述する実施例８〜１４、及び比較例３参照）。
【００３２】
また、シールドガス２４に含まれる炭酸ガスの濃度を、２容量％以上４．５容量％以下にすることにより、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生をさらに抑制でき、かつ溶接ビードの裏波をさらに良好な形状にすることができる。
【００３３】
本実施の形態のプラズマ溶接方法では、図１に示すプラズマ溶接用トーチ１０のパイロットガス流路１３に流速２．１ｍ／ｓｅｃ以下の不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）を流し、かつシールドガス流路１６に、シールドガス２４として不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に０．５容量％以上４容量％以下の酸素ガスを加えた混合ガス（または、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス等）に１容量％以上６容量％以下の炭酸ガスを加えた混合ガス）を流すことで、溶接母材２６である板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼に対して非キーホール溶接を行うため、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にすることができる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３５】
なお、本実施の形態では、パイロットガス２３を構成する不活性ガス、及びシールドガス２４を構成する不活性ガスとして、同じ不活性ガス（具体的には、Ａｒガス）を用いた場合を例に挙げて説明したが、パイロットガス２３を構成する不活性ガスと、シールドガス２４を構成する不活性ガスとを異ならせてもよい。
【００３６】
以下、本発明の効果を、実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
実施例１として、図１に示すプラズマ溶接用トーチ１０を用いて、溶接母材２６であるフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
このとき、タングステン電極１１として２％酸化ランタン入りタングステン電極（φ４．８ｍｍ）を用い、タングステン電極１１のセンターノズル母材間距離を３ｍｍ、プラズマ溶接用トーチ１０の傾斜角度を前進角５度、タングステン電極１１のセンターノズル内径を３．２ｍｍ、溶接電流を１５５Ａ、溶接速度を５０ｃｍ／ｍｉｎとした。
【００３８】
また、上記非キーホール溶接時には、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ（リットル）／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．５容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ（リットル）／ｍｉｎで供給した。
なお、パイロットガス２３の流速は、流速＝（パイロットガス２３の流速）／（（３．１４／４）×Ｄ２）という式（Ｄはインサートチップ１２のガス噴出部の内径）で求めた。
【００３９】
上記第１実施例の溶接条件により、非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づいた溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
なお、図２の合否の欄に示す○（合格）は、溶接ビードの表面及び裏波の形状が良好な形状（具体的には、溶接ビードに蛇行や大きな凹凸等がない形状）であることを示しており、×（不合格）は、溶接ビードに蛇行や大きな凹凸等が存在することを示している。
【００４０】
図２に示す写真を参照するに、実施例１のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面は良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅はやや細いが、問題となるレベルではないことが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．５容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００４１】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００４２】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００４３】
（実施例２）
実施例２では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．８容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例２の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００４４】
図２に示す写真を参照するに、実施例２のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．８容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００４５】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００４６】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００４７】
（実施例３）
実施例３では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例３の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００４８】
図２に示す写真を参照するに、実施例３のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００４９】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００５０】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００５１】
（実施例４）
実施例４では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１．５容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例４の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００５２】
図２に示す写真を参照するに、実施例４のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００５３】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００５４】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００５５】
（実施例５）
実施例５では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に２容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例５の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００５６】
図２に示す写真を参照するに、実施例５のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に２容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００５７】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００５８】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００５９】
（実施例６）
実施例６では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に３容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例６の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００６０】
図２に示す写真を参照するに、実施例６のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。なお、溶接ビードの裏波にわずかな酸化が見られたが、問題ないレベルであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に３容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００６１】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００６２】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００６３】
（実施例７）
実施例７では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例７の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００６４】
図２に示す写真を参照するに、実施例７のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。なお、溶接ビードの裏波にわずかな酸化が見られたが、問題ないレベルであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００６５】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００６６】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００６７】
（実施例８）
実施例８では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例８の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００６８】
図３に示す写真を参照するに、実施例８のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの裏波の幅がやや細いが問題ないレベルであり、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００６９】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００７０】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００７１】
（実施例９）
実施例９では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に２容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例９の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００７２】
図３に示す写真を参照するに、実施例９のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に２容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００７３】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００７４】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００７５】
（実施例１０）
実施例１０では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に３容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例１０の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００７６】
図３に示す写真を参照するに、実施例１０のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に３容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更して非キーホール溶接した。この場合でも溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００７７】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００７８】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００７９】
（実施例１１）
実施例１１では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例１１の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００８０】
図３に示す写真を参照するに、実施例１１のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００８１】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００８２】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００８３】
（実施例１２）
実施例１２では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４．５容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例１２の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００８４】
図３に示す写真を参照するに、実施例１２のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に４容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００８５】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００８６】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００８７】
（実施例１３）
実施例１３では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に５容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例１３の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００８８】
図３に示す写真を参照するに、実施例１３のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。また、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に５容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００８９】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００９０】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００９１】
（実施例１４）
実施例１４では、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に６容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
実施例１４の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
【００９２】
図３に示す写真を参照するに、実施例１４のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの裏波に溶接スラグが見られたが、問題となるレベルではないことが確認できた。また、溶接ビードの表面及び裏波が良好な形状であることが分かった。さらに、溶接ビードの裏波の幅も十分な広さであることが確認できた。
つまり、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給すると共に、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に６容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガスを２０ｌ／ｍｉｎで供給して、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接することで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【００９３】
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．８ｌ／ｍｉｎ（流速が１．６５７ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、及びパイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１ｌ／ｍｉｎ（流速が２．０７２ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合について、溶接ビードの表面及び裏波を観察した結果、良好な結果が得られた。
また、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、溶融池の落下が確認できた。つまり、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で良好な結果が得られた。
また、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を２ｍｍから３ｍｍに変更した場合でも、パイロットガス２３であるＡｒガス（不活性ガス）の流速が１．２４３〜２．０７２ｍ／ｓｅｃの範囲内で非キーホール溶接が可能であり、かつ溶接ビードの表面及び裏波の形状に問題ないことが確認できた。
【００９４】
さらに、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の板厚を４ｍｍに変更し、適正電流（２５０Ａ）で、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を０．６ｌ／ｍｉｎ（流速が１．２４３ｍ／ｓｅｃ）で供給した場合、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）の裏波に溶接ビードが形成されず、非キーホール溶接を行なうことはできなかった。
そこで、パイロットガス２３としてＡｒガス（不活性ガス）を１．２ｌ／ｍｉｎ（流速が２．４８６ｍ／ｓｅｃ）で供給したところ、パイロットガス２３がフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を貫通し、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）がキーホール溶接された。
【００９５】
（比較例１）
比較例１では、シールドガスとしてＡｒガス（つまり、酸素ガス及び炭酸ガスを含まないシールドガス）を２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
比較例１の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
【００９６】
図２に示す写真を参照するに、比較例１のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの裏波に溶接ビードの蛇行が見られた。
つまり、シールドガスとしてＡｒガスを用いて非キーホール溶接を行なった場合、良好な結果を得ることができなかった。
【００９７】
（比較例２）
比較例２では、シールドガスとしてＡｒガス（不活性ガス）に５容量％のＯ２ガスを混合した混合ガス（実施例１〜７で説明したシールドガスよりも酸素ガス濃度の高いガス）を２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
比較例２の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図２に示す。
図２に示す写真を参照するに、比較例２のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの裏波に溶接ビードの蛇行が見られた。
つまり、シールドガスとしてＡｒガス（不活性ガス）に５容量％のＯ２ガスを混合した混合ガスを用いて非キーホール溶接を行なった場合、良好な結果を得ることができなかった。
【００９８】
（比較例３）
比較例３では、シールドガスとしてＡｒガス（不活性ガス）に７容量％のＣＯ２ガスを混合した混合ガス（実施例８〜１４で説明したシールドガスよりも炭酸ガス濃度の高いガス）を２０ｌ／ｍｉｎで供給する以外は、実施例１と同じ条件で、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）を非キーホール溶接した。
比較例３の条件で非キーホール溶接したフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、板厚２ｍｍ）の溶接ビードの表面及び裏波の写真、及び該写真に基づき溶接部の外観の合否を判定した結果を図３に示す。
図３に示す写真を参照するに、比較例３のプラズマ溶接方法（非キーホール溶接）では、溶接ビードの裏波に溶接ビードの蛇行が見られた。
【００９９】
＜実施例１〜１４、及び比較例１〜３の評価結果のまとめ＞
上記実施例１〜７及び比較例１，２の結果から、板厚３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を非キーホール溶接する際には、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．５容量％以上４容量％以下のＯ２ガス（酸素ガス）を加えた混合ガスを用いることで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【０１００】
また、実施例１〜６の結果から、板厚３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を非キーホール溶接する際には、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．８容量％以上１．５容量％以下の酸素ガス（Ｏ２ガス）を加えた混合ガスを用いることがより好ましいことが確認できた。
【０１０１】
また、上記実施例８〜１４及び比較例１，３の結果から、板厚３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を非キーホール溶接する際には、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に１容量％以上６容量％以下のＣＯ２ガス（炭酸ガス）を加えた混合ガスを用いることで、溶接ビードの蛇行の発生及びアンダーカットの発生を抑制でき、かつ溶接ビードの裏波を良好な形状にできることが確認できた。
【０１０２】
さらに、実施例８〜１４の結果から、板厚３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を非キーホール溶接する際には、シールドガス２４としてＡｒガス（不活性ガス）に０．８容量％以上１．５容量％以下のＯ２ガス（酸素ガス）を加えた混合ガスを用いることがより好ましいことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼に対して、プラズマを用いた非キーホール溶接を行なう際に使用する溶接ガス及びプラズマ溶接方法に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…プラズマ溶接用トーチ、１１…タングステン電極、１１Ａ…先端部、１２…インサートチップ、１３…パイロットガス流路、１５…シールドキャップ、１６…シールドガス流路、１８…主アーク電源、１９…パイロットアーク電源、２２…溶接ガス、２３…パイロットガス、２４…シールドガス、２６…溶接母材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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