(57)【要約】【課題】広範囲な板厚の鋼板に適用することができ、回転変形を抑制して継手終端部での溶接金属の割れを防止し、かつ溶接後の手直しを低減できる片面サブマージアーク溶接方法及び片面サブマージアーク溶接装置を提供する。【解決手段】複数の電極を用いた一方の面側からのサブマージアーク溶接により突き合わされた２枚の鋼板を接合する片面サブマージアーク溶接方法又は装置において、前記サブマージアーク溶接中、前記鋼板の終端側領域において、隣り合う前記電極間の各極間距離の少なくとも一つを変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を用いた一方の面側からのサブマージアーク溶接により突き合わされた２枚の鋼板を接合する片面サブマージアーク溶接方法であって、
前記サブマージアーク溶接中、前記鋼板の終端側領域において、隣り合う前記電極間の各極間距離の少なくとも一つを変更する片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項２】
前記終端側領域における前記極間距離を、前記終端側領域より手前の領域における前記極間距離よりも縮小する請求項１に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項３】
前記複数の電極は、第１電極と第２電極と第３電極を含み、前記第１電極と前記第２電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第２電極と前記第３電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更する請求項１又は２に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項４】
前記複数の電極は、第１電極と第２電極と第３電極と第４電極を含み、前記第１電極と前記第２電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第２電極と前記第３電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第３電極と前記第４電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更する請求項１又は２に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項５】
前記終端側領域における溶接を、前記終端側領域より手前の領域の溶接速度に対して７５％以下の溶接速度で行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項６】
前記サブマージアーク溶接は、２枚のタブ板の一端縁を前記各鋼板の終端に溶接した状態で行われ、
前記鋼板の板厚をｔ１、前記タブ板の板厚をｔ２とすると、前記鋼板と前記タブ板の板厚の関係が、ｔ２≧ｔ１であり、
前記２枚の鋼板の板幅Ｂ１は、Ｂ１≧３００ｍｍであり、
前記２枚のタブ板の板幅Ｂ２は、Ｂ２≧１０×ｔ１、且つ１００ｍｍ≦Ｂ２≦２０００ｍｍであり、
前記２枚の鋼板及び前記２枚のタブ板をそれぞれ突き合わせて形成される前記鋼板の開先及び前記タブ板の開先を、同じ開先形状とし、
前記鋼板の開先及び前記タブ板の開先を、少なくとも前記鋼板の終端側から前記タブ板の一端部側に亘って仮付溶接する請求項１〜５のいずれか１項に記載の片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項７】
一方の面側からのサブマージアーク溶接により突き合わされる２枚の鋼板を接合する片面サブマージアーク溶接装置であって、
複数の電極と、該複数の電極に対して電力を供給する複数の電源と、を備え、
該複数の電極により前記各鋼板の始端から終端まで溶接するように、所定の方向に移動可能な溶接ユニットと、
前記溶接ユニット内に配置され、前記溶接ユニットに対して、前記複数の電極のうち少なくとも一つを進退方向に移動可能な駆動機構と、
前記サブマージアーク溶接中、前記鋼板の終端側領域において、隣り合う前記電極間の距離の少なくとも一つを変更するよう前記駆動機構を制御する制御部と、を有する片面サブマージアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片面サブマージアーク溶接方法及び片面サブマージアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
片面サブマージアーク溶接は、板継ぎ溶接として造船を中心に、広い分野に適用されている高能率の溶接施工方法である。一方、片面サブマージアーク溶接では、継手終端部に割れが発生する場合があり、その防止策として種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、溶接継手終端部の継手最終端から始端側に複数層で、段状からなるシーリングカスケードビードを用いて、自動溶接の終端割れを防止する技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、突き合わせ部の開先形状や各電極の電流値などを規定することにより，広範囲な継手板厚に対し、健全な溶接継手を得ることができる多電極サブマージアーク溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−９９１７７号公報
【特許文献２】特開２００７−２６８５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、シーリングカスケードビードを用いた特許文献１の技術では、シーリングカスケードビードで溶接継手終端部の変形を抑制することにより、割れ防止を図っている。しかしながら、シーリングカスケードビードを形成した箇所には、裏ビードが形成されないため、溶接後に手直しが必要となる。また、予めシーリングカスケードビードを形成する必要があるため、溶接工数が増大するという課題があり、改善の余地があった。
【０００７】
又、特許文献２に記載の多電極サブマージアーク溶接方法では、具体的な溶接速度に応じた溶接条件の設定については考慮されておらず、より良好な溶接品質が求められる。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、広範囲な板厚の鋼板に適用することができ、回転変形を抑制して継手終端部での溶接金属の割れを防止し、かつ溶接後の手直しを低減できる片面サブマージアーク溶接方法及び片面サブマージアーク溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
本発明は、複数の電極を用いた一方の面側からのサブマージアーク溶接により突き合わされた２枚の鋼板を接合する片面サブマージアーク溶接方法であって、
前記サブマージアーク溶接中、前記鋼板の終端側領域において、隣り合う前記電極間の各極間距離の少なくとも一つを変更する。
【００１０】
又、上記方法において、好ましくは、前記終端側領域における前記極間距離を、前記終端側領域より手前の領域における前記極間距離よりも縮小する。
【００１１】
又、上記方法において、好ましくは、前記複数の電極は、第１電極と第２電極と第３電極を含み、前記第１電極と前記第２電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第２電極と前記第３電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更する。
【００１２】
又、上記方法において、好ましくは、前記複数の電極は、第１電極と第２電極と第３電極と第４電極を含み、前記第１電極と前記第２電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第２電極と前記第３電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、前記第３電極と前記第４電極との極間距離を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更する。
【００１３】
又、上記方法において、好ましくは、前記終端側領域における溶接を、前記終端側領域より手前の領域の溶接速度に対して７５％以下の溶接速度で行う。
【００１４】
又、上記方法において、好ましくは、前記サブマージアーク溶接は、２枚のタブ板の一端縁を前記各鋼板の終端に溶接した状態で行われ、
前記鋼板の板厚をｔ１、前記タブ板の板厚をｔ２とすると、前記鋼板と前記タブ板の板厚の関係が、ｔ２≧ｔ１であり、
前記２枚の鋼板の板幅Ｂ１は、Ｂ１≧３００ｍｍであり、
前記２枚のタブ板の板幅Ｂ２は、Ｂ２≧１０×ｔ１、且つ１００ｍｍ≦Ｂ２≦２０００ｍｍであり、
前記２枚の鋼板及び前記２枚のタブ板をそれぞれ突き合わせて形成される前記鋼板の開先及び前記タブ板の開先を、同じ開先形状とし、
前記鋼板の開先及び前記タブ板の開先を、少なくとも前記鋼板の終端側から前記タブ板の一端部側に亘って仮付溶接する。
【００１５】
本発明は、一方の面側からのサブマージアーク溶接により突き合わされる２枚の鋼板を接合する片面サブマージアーク溶接装置であって、
複数の電極と、該複数の電極に対して電力を供給する複数の電源と、を備え、該複数の電極により前記各鋼板の始端から終端まで溶接するように、所定の方向に移動可能な溶接ユニットと、
前記溶接ユニット内に配置され、前記溶接ユニットに対して、前記複数の電極のうち少なくとも一つを進退方向に移動可能な駆動機構と、
前記サブマージアーク溶接中、前記鋼板の終端側領域において、隣り合う前記電極間の距離の少なくとも一つを変更するよう前記駆動機構を制御する制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の片面サブマージアーク溶接方法によれば、サブマージアーク溶接中、鋼板の終端側領域において、隣り合う電極間の各極間距離の少なくとも一つを変更する。これにより、終端部領域における溶込み形状及びひずみ速度が制御されるので、広範囲な板厚の鋼板に適用することができ、回転変形を抑制して継手終端部での溶接金属の割れを防止し、かつ溶接後の手直しを低減できる。
【００１７】
本発明の片面サブマージアーク溶接装置によれば、制御部が、サブマージアーク溶接中、鋼板の終端側領域において、隣り合う電極間の距離の少なくとも一つを変更するよう駆動機構を制御する。これにより、終端部領域における溶込み形状及びひずみ速度が制御されるので、広範囲な板厚の鋼板に適用することができ、回転変形を抑制して継手終端部での溶接金属の割れを防止し、かつ溶接後の手直しを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の片面サブマージアーク溶接方法に適用される溶接装置の概略図である。
【図２】本発明の片面サブマージアーク溶接方法で溶接する鋼板の平面図である。
【図３】片面サブマージアーク溶接を行う際の様子を示す鋼板周辺の概略説明図である。
【図４】片面サブマージアーク溶接を行う際の様子を示す鋼板周辺の概略説明図である。
【図５Ａ】２電極でサブマージアーク溶接を行う場合の極間距離を変更する状態を示す模式図である。
【図５Ｂ】３電極でサブマージアーク溶接を行う場合の極間距離を変更する状態を示す模式図である。
【図５Ｃ】４電極でサブマージアーク溶接を行う場合の極間距離を変更する状態を示す模式図である。
【図６Ａ】ひずみ速度の測定方法を説明するための要部平面図である。
【図６Ｂ】ひずみ速度の測定方法を説明するための概略断面図である。
【図７】ひずみ速度を求めるために用いるグラフである。
【図８】表ビードと裏ビードを示す溶接継手の断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る、仮付溶接された鋼板及びタブ板の拡大平面図である。
【図１０】第３実施形態の変形例に係る、仮付溶接された鋼板及びタブ板の拡大平面図である。
【図１１】仮付溶接部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る片面サブマージアーク溶接方法及び片面サブマージアーク溶接装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
まず、片面サブマージアーク溶接装置１０（以下、溶接装置１０とも称す）の主要部の概略について説明する。
図１に示すように、溶接装置１０は、架台フレーム１１と、溶接機（溶接ユニット）１２と、溶接機ビーム１３と、制御部１８と、を主に備える。架台フレーム１１は、鋼製の角材を枠組みして、上方が開放された断面視凹状に形成されており、内部に裏当装置５０ａ或いは裏当装置５０ｂ（図３，図４参照）が支持されている。そして、裏当装置５０ａの裏当銅板５５或いは裏当装置５０ｂの耐火性キャンバス５６上に鋼板２０が載置されている。
溶接機ビーム１３は、溶接機１２を鋼板２０の長手方向に沿って移動させるものである。
【００２１】
溶接機１２は、筐体１２ａ内に、鋼板２０の長手方向に沿って各々配置され、溶接時に先行する第１電極１５ａと、第１電極１５ａに追従して後行する第２電極１５ｂと、を有する。これら電極１５ａ、１５ｂは、それぞれ第１トーチ１６ａ、第２トーチ１６ｂに内挿されて配置されている。又、これらトーチ１６ａ、１６ｂは、所定電圧で電流を供給する第１電源（図示せず）及び第２電源（図示せず）とにケーブルを介して接続されている。第１電極１５ａ及び第２電極１５ｂは、それぞれ第１トーチ１６ａ、第２トーチ１６ｂを介して電流が供給されるようになっている。なお、電極１５ａ、１５ｂは、溶接ワイヤである。
【００２２】
そして、溶接機１２は、筐体１２ａに対して第１トーチ１６ａを鋼板２０の長手方向に沿って移動させる第１駆動機構（スライダー）１７ａと、筐体１２ａに対して第２トーチ１６ｂを鋼板２０の長手方向に沿って移動させる第２駆動機構（スライダー）１７ｂとを有する。第１駆動機構１７ａ及び第２駆動機構１７ｂは、筐体１２ａ内にそれぞれ配置される。これら第１駆動機構１７ａ及び第２駆動機構１７ｂによって第１トーチ１６ａ及び第２トーチ１６ｂが移動することにより、第１電極１５ａ及び第２電極１５ｂも移動するようになっている。
【００２３】
溶接機１２は、架台フレーム１１の上方（鋼板２０の上方）に配置され、溶接機ビーム１３の延在方向（所定の方向）に沿って所定速度で移動しながら、鋼板２０の開先Ｍ（図３参照）の表側から電極１５ａ、１５ｂによって片面サブマージアーク溶接により鋼板２０を溶接する。
【００２４】
さらに、溶接機１２は、制御部１８により、第１駆動機構１７ａと第２駆動機構１７ｂを駆動制御することで、第１電極１５ａと第２電極１５ｂを溶接機ビーム１３に沿って移動させることができ、第１電極１５ａと第２電極１５ｂの極間距離Ｌ１を変えることができる（図５Ａ参照）。なお、溶接機１２は、駆動機構１７ａ，１７ｂの一方のみを設けるようにしても良い。また、本実施形態において、極間距離とは、溶接される鋼板の表面高さにおける電極間同士の距離である。
【００２５】
また、図１及び図５Ａでは、電極（溶接トーチ）として第１電極１５ａ、第２電極１５ｂの２本のみ図示したが、電極数は、アーク溶接される鋼板２０の板厚に応じて適宜選択され、それ以上の本数を設けることは任意である。電極数に関して、電極が１電極では、厚板鋼板の溶接に不向きであり、５電極以上では、溶接の高能率化が可能となるものの、溶接品質との両立のさらなる改善の余地が生じる。電極数が２電極以上であれば、厚板鋼板の溶接に適用できる。一方、電極数が４電極以下であれば、溶接の高能率化を図ることができ、かつ溶接品質もより良好なものとなる。このように、２〜４電極とすることで、厚板にも適用でき、高能率化と溶接品質とをより両立しやすくなる。
【００２６】
したがって、溶接機１２は、例えば、図５Ｂに示すように、第１〜第３電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有するものであってもよく、図５Ｃに示すように、第１〜４電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを有するものであってもよい。また、３本以上の電極を持つ溶接機においても、各電極に対して、電源及び駆動機構をそれぞれ設けることができる。
【００２７】
片面サブマージアーク溶接方法（以下、「本溶接」とも言う）とは、図３，４に示すように、突き合わされた鋼板２０，２０の裏面から、裏当銅板５５上に層状に散布した裏当フラックス５２、或いは、耐火性キャンバス５６内に収容された裏当フラックス５２をエアホース５９などの押上機構により押圧して溶接する方法である。片面サブマージアーク溶接方法では、鋼板２０の表側から表フラックス５１を用いてサブマージアーク溶接を行い、鋼板２０の表面と裏面に同時にビードを形成する。なお、図中符号５３はスラグ、符号５４は溶接金属、符号５７はフラックス袋、符号５８は下敷フラックスである。
【００２８】
本実施形態の片面サブマージアーク溶接方法が適用される鋼板２０は、例えば造船用鋼板である。図２及び図３に示すように、鋼板２０の板厚ｔ１は、５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であり、好ましくは１０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下、さらに好ましくは１８ｍｍ以上、２５ｍｍ以下とする。また、突き合わされた２枚の鋼板２０の合計の板幅Ｂ１は、３００ｍｍ以上である。さらに、鋼板２０の長さＬａは、１０００ｍｍ以上、３５０００ｍｍ以下である。
【００２９】
２枚の鋼板２０を突き合わせた接合面２２には、開先Ｍが形成されている。開先Ｍの形状は、Ｙ開先、Ｖ開先などの任意の形状とすることができる。
また、本実施形態では、鋼板２０の接合面２２には、断続あるいは連続した面内仮付がなされている。すなわち、本実施形態において、シーリングカスケードビードは形成されていない。
【００３０】
さらに、鋼板２０の始端２８および終端２９には、タブ板３０が取り付けられている。タブ板３０は、片面サブマージアーク溶接において最後に固まる溶融池(クレータ)を溶接継手から逃がす目的で、また、片面サブマージアーク溶接による継手終端部での溶接金属の割れをより効果的に防止するため用いられる。特に、タブ板３０が継手終端部で鋼板２０を拘束することで溶接による熱変形を抑え、継手終端部での割れを防止する。
【００３１】
その後、鋼板２０の本溶接（片面サブマージアーク溶接）を、鋼板２０の始端２８から終端２９にかけて行う。本溶接速度としては、例えば、３００〜１５００ｍｍ／ｍｉｎ（３０〜１５０ｃｐｍ）である。本溶接速度が３００〜１５００ｍｍ／ｍｉｎであれば、５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下の板厚の鋼板２０に対して安定して溶接品質を確保することができる。
【００３２】
なお、「本溶接」とは、仮付溶接がなされた鋼板２０に対して行う溶接である。また、「本溶接速度」とは、従来において通常行われるサブマージアーク溶接の速度である。通常、本溶接での溶接速度は一定となるが、溶接処理の都合上、溶接箇所によっては、速度がやや低下する場合がある。ただし、本溶接の溶接速度は、本溶接条件の最適速度、すなわち予め設定した本溶接速度となる。
【００３３】
この際、始端２８から終端２９まで同じ溶接条件（例えば、所定の電極数、溶接速度、総入熱量、極間距離）で溶接を行うと、継手終端部において割れが生じる場合がある。例えば、本溶接速度の速い条件では、継手終端部に、鋼板２０の内側から外側に向けて回転変形が生じ、終端割れが生じる場合がある。具体的には、鋼板２０が内側から外側に向けて広がるひずみ速度が増加して割れる方向の駆動力が増加してしまう。また、溶接条件によっては、継手終端部において、耐割れ性の悪い溶込み形状となる場合がある。
【００３４】
ここで、本実施形態では、図１及び図５Ａに示すように、継手終端部において、ひずみ速度が低く、耐割れ性に良好な溶込み形状が得られるように、サブマージアーク溶接中、鋼板２０の終端２９手前少なくとも３００ｍｍ以上の位置から終端２９までの間の終端側領域Ｄ２と、該終端側領域より手前の領域Ｄ１（始端２８を含むものとする）とで、隣り合う電極１５ａ，１５ｂ間の極間距離Ｌ１を変更する（狭くする或いは広くする）。即ち、極間距離の変更は、筐体１２ａが開先Ｍに沿って移動している間に、制御部１８が駆動機構１７ａ、１７ｂを制御して第１及び第２電極１５ａ、１５ｂを相対移動させることにより実行できる。
【００３５】
即ち、本実施形態では、終端側領域Ｄ２における極間距離を、終端側領域より手前の領域Ｄ１における電極数、溶接速度、入熱量等の溶接条件に応じた所定値に変更することで、ひずみ速度を低下させると共に、第１及び第２電極１５ａ，１５ｂによって溶込み形状を変化させ、耐割れ性の良い溶込み形状を確保する。これにより、割れ防止を図ることができると共に、良好な表ビード外観を有する溶接継手の製作が可能となる。特に、溶接速度が速い場合、終端割れが生じやすいが、本実施形態の溶接方法によれば、溶接速度が速い場合においても、溶込み形状を良好にできるとともにひずみ速度を低減することができ、終端割れの防止を実現できる。従来のサブマージアーク溶接方法においては、溶接中に極間距離を変えるという視点がなく、本実施形態に係るサブマージアーク溶接方法は、溶込み形状およびひずみ速度に着眼して、発明者らが鋭意検討した結果、創作に至ったものである。
より具体的には、例えば、終端側領域Ｄ２における極間距離を、終端側領域Ｄ２より手前の領域における極間距離よりも縮小することで、終端側領域Ｄ２において耐割れ性の良い溶込み形状が得られ、割れ防止を図ることが可能である。
【００３６】
なお、本実施形態では、割れの駆動力を表す指標としての鋼板のひずみ速度の評価に関しては、図６Ａに示すように、変形測定用の棒４１を鋼板２０の終端２９近傍に固定して設け、図６Ｂに示すように、溶接中に生じる終端２９の変形による棒４１の変位（相対距離ｍからｍ’への拡大）を電子カメラ４２で撮影して観察する。電子カメラ４２から得られた画像データを分析し、縦軸がひずみ、横軸が時間のグラフ上（図７参照）にプロットして、継手が開口する方向の変位速度の最大値をひずみ速度（ｍｍ／ｓ）として測定する。ここで、ひずみ速度が０．１０ｍｍ／ｓ超の場合、割れが生じやすくなる。このため、ひずみ速度は、０．１０ｍｍ／ｓ以下であることが良く、０．０３ｍｍ／ｓ以下であることがより好ましい。
【００３７】
また、割れに対する材料の強さを示す指標としての溶込み形状の評価について説明する。評価対象となる溶接部において、溶接方向と垂直な方向の面で切り出し、研磨及び適切なエッチング処理を行って、図８のような断面を得る。ここで、第２電極により形成される表ビードを構成する溶接金属ＭＴ１と、第１電極により形成される裏ビードを構成する溶接金属ＭＴ２の交差面ＣＬから、鋼板２０の裏面までの距離をＨとし，溶接金属ＭＴ１，ＭＴ２の交差面ＣＬの幅をＷとし、Ｈ／Ｗの値が０．１以上、０．８以下である場合、耐割れ性に対する良好な溶込み形状であるとした。Ｈ／Ｗの値が０．１未満である場合、裏ビード形状の安定性が劣化するため好ましくない。一方、Ｈ／Ｗの値が０．８を超えると、割れが生じやすくなるので、溶込み形状が不良となる。さらに、Ｈ／Ｗは、０．３以上、０．６以下であると、より良好な溶込み形状となる。
【００３８】
溶込み形状（Ｈ／Ｗ）は、第１電極が溶接してから第２電極が到達するまでの時間（溶接速度と極間距離）と入熱によって、第２電極が溶接するときの溶融池の温度が変化する点が影響する。この溶融池の温度が変化すると、第２電極の溶込み深さが変化するので、Ｈ／Ｗが変化する。
【００３９】
なお、図５Ｂに示す、電極数が３電極の場合には、表ビードを構成する溶接金属ＭＴ１は第３電極１５ｃにより形成され、裏ビードを構成する溶接金属ＭＴ２は第１及び第２電極１５ａ、１５ｂにより形成される。この場合、第２電極１５ｂと第３電極１５ｃの極間距離を変えることが好ましい。
また、図５Ｃに示す、電極数が４電極の場合には、表ビードを構成する溶接金属ＭＴ１は第３及び第４電極１５ｃ、１５ｄにより形成され、裏ビードを構成する溶接金属ＭＴ２は第１及び第２電極１５ａ、１５ｂにより形成される。このため、電極数が３電極又は４電極のいずれにおいても、溶接金属ＭＴ１，ＭＴ２の交差面ＣＬが与えられる。また、この場合、第２電極１５ｂと第３電極１５ｃの極間距離を変えることが好ましい。
【００４０】
第１及び第２電極１５ａ，１５ｂ間の極間距離Ｌ１の変更は、鋼板２０の終端手前の任意の位置から終端２９までの間で行われればよい。ただし、鋼板２０の長さＬａに対応して変形量が小さい位置から極間距離Ｌ１を変更させることが望ましい。例えば、極間距離Ｌ１の変更は、好ましくは、鋼板２０の終端２９手前１５０ｍｍ以上の位置、より好ましくは、鋼板２０の終端２９手前３００ｍｍ以上の位置、さらに好ましくは、鋼板２０の終端２９手前５００ｍｍ以上の位置、特に好ましくは、鋼板２０の終端２９手前１０００ｍｍ以上の位置とする。
【００４１】
また、極間距離Ｌ１の変更は、終端側領域より手前の領域Ｄ１と終端側領域Ｄ２との間の移行領域Ｄ３で行われればよい。
即ち、本実施形態の鋼板２０の溶接において、鋼板２０の終端２９手前少なくとも１５０ｍｍ以上の位置よりもやや始端２８側である移行領域Ｄ３に第１及び第２電極１５ａ、１５ｂが来たときに、徐々に駆動機構１７ａ、１７ｂを制御しはじめ、終端側領域Ｄ２に第１及び第２電極１５ａ、１５ｂがきたときに、極間距離Ｌ１の変更が済んでいるものとする。この移行領域Ｄ３の長さは特に規定されるものではないが、例えば、５０〜５００ｍｍである。
【００４２】
なお、極間距離の変更は、溶接機１２が、第１電極と第２電極の２本の電極を持つ場合、第１電極と第２電極との極間距離Ｌ１を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更する。例えば、本溶接の極間距離が３０ｍｍ〜１４０ｍｍの場合、終端側領域では極間距離が２０ｍｍ〜８０ｍｍとなるように溶接することが良い。
又、溶接機１２が、第１電極と第２電極と第３電極の３本の電極を持つ場合、第１電極と第２電極との極間距離Ｌ１を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、第２電極と第３電極との極間距離Ｌ２を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更すると好ましい。例えば、本溶接の第２電極と第３電極との極間距離が１０ｍｍ〜１７０ｍｍの場合、終端側領域では第２電極と第３電極との極間距離が３５ｍｍ〜１４０ｍｍとなるように溶接することが良い。
更に、溶接機１２が、第１電極と第２電極と第３電極と第４電極の４本の電極を持つ場合、第１電極と第２電極との極間距離Ｌ１を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、第２電極と第３電極との極間距離Ｌ２を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更し、第３電極と第４電極との極間距離Ｌ３を１０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で変更すると好ましい。
【００４３】
また、電極数が３本又は４本の場合、複数の極間距離の少なくとも一つを変更すればよい。例えば、電極数が４本の場合、本溶接の第２電極と第３電極との極間距離が３０ｍｍ〜２００ｍｍの場合、終端側領域では第２電極と第３電極との極間距離が３０ｍｍ〜１７０ｍｍとなるように溶接することが良い。この場合、第１電極と第２電極との極間距離、第３電極と第４電極との極間距離が一定にしても良い。
３電極の場合には、上述したように、表ビードを構成する溶接金属ＭＴ１が第３電極１５ｃにより形成され、裏ビードを構成する溶接金属ＭＴ２が第１及び第２電極１５ａ、１５ｂにより形成されるので、交差面ＣＬの位置に影響する第２電極１５ｂと第３電極１５ｃとの極間距離Ｌ２を変更するのが好ましい。
また、電極数が４電極の場合には、表ビードを構成する溶接金属ＭＴ１は第３及び第４電極１５ｃ、１５ｄにより形成され、裏ビードを構成する溶接金属ＭＴ２は第１及び第２電極１５ａ、１５ｂにより形成されるので、この場合も、交差面ＣＬの位置に影響する第２電極１５ｂと第３電極１５ｃとの極間距離Ｌ２を変更するのが好ましい。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の片面サブマージアーク溶接方法について説明する。なお、本実施形態において使用される溶接装置１０は、第１実施形態のものと同様である。
【００４５】
本実施形態の片面サブマージアーク溶接方法では、鋼板２０の始端２８から終端２９まで一定の溶接速度とした第１実施形態と異なり、鋼板２０の終端手前３００ｍｍ以上の位置から終端２９までの溶接を、本溶接の溶接速度（以下、適宜、本溶接速度という）に対して７５％以下の溶接速度（以下、適宜、減速溶接速度という）で行う。
また、その際、本溶接の総入熱をＱ（ｋＪ／ｍｍ）、７５％以下の溶接速度での溶接の総入熱をＱ’（ｋＪ／ｍｍ）としたとき、「Ｑ’／Ｑ＝０．６０〜１．３０」としている。
【００４６】
終端側領域Ｄ２における減速溶接速度が、本溶接速度に対して７５％以下とすることで、終端側領域Ｄ２では、ひずみ速度を低下することができ、割れの駆動力を低下することができ、場合によっては、鋼板２０の外側から内側に向けて回転変形が生じる収縮変形となる。なお、減速溶接速度は、好ましくは本溶接速度に対して６０％以下、より好ましくは、５０％以下である。なお、減速溶接速度が、本溶接速度に対して４０％以上であれば、溶接能率を著しく阻害することはない。また、減速溶接速度が、本溶接速度に対して４０％以上であれば、健全な溶接金属を確保するための電流値が高くなり、アークを持続するのが困難とならずビード外観が良好となる。
【００４７】
また、鋼板２０の溶接において、溶接速度を変化させた場合、過剰な入熱となり低速による割れ防止の効果と溶接品質の確保が困難となる。つまり、減速溶接速度での溶接の総入熱が本溶接速度での総入熱に対して１．３０倍を超えると、割れ防止効果が認められず、溶接品質についても裏ビードの余盛が過剰となり、健全な溶接金属にはならない。一方、減速溶接速度での溶接の総入熱が本溶接速度での総入熱に対して０．６０倍未満では、割れ防止効果は認められるものの、アークを持続することが困難となり、表および裏ビード共に健全な溶接金属を得ることができない。したがって、本溶接の総入熱をＱ（ｋＪ／ｍｍｃｍ）、７５％以下の溶接速度での溶接の総入熱をＱ’（ｋＪ／ｍｍ）としたとき、「Ｑ’／Ｑ＝０．６０〜１．３０」としている。
【００４８】
なお、健全な溶接金属をより得やすくする観点から、Ｑ’／Ｑの値は、好ましくは、０．７０以上、より好ましくは、０．８０以上とする。また、終端側領域Ｄ２の割れ防止効果および、健全な溶接金属をより得やすくする観点から、Ｑ’／Ｑの値は、好ましくは、１．２０以下とする。
なお、総入熱Ｑは、下記計算式で算出することができる。
【００４９】
【数１】
2018114555.tif 000003
【００５０】
前記式において、Ｑは総入熱（ｋＪ／ｍｍ）、Ｅｉは電圧（Ｖ）、Ｉｉは電流（Ａ）、ｖｉは溶接速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、ｉ＝１，２，３，・・・ｎ、ｉは各電極を示す。また、前記式については、Ｑ’についても同様である。また、ここでの総入熱とは、各電極１５ａ、１５ｂ、・・・の入熱の合計を意味する。また、総入熱は上記計算式で算出した値でもよいが、実測値（計測値）であってもよい。
【００５１】
なお、本実施形態においても、溶接速度の変更範囲は、継手終端部での変形量の観点から、鋼板２０の終端手前３００ｍｍ以上の位置から終端２９までの終端側領域Ｄ２とすることが好ましい。また、本溶接速度から減速溶接速度への移行領域Ｄ３も、５０〜５００ｍｍの範囲で適宜設定されればよい。
さらに、極間距離の変更と溶接速度の変更は、同時に行われてもよいし、上記範囲内であれば、別々に行われてもよい。したがって、極間距離の変更は、鋼板２０の終端手前の任意の位置から終端２９までの間で行われればよい。
【００５２】
このように、溶接速度（筐体１２ａの移動速度）を低速化することで、鋼板２０のひずみ速度が低下するために、割れの駆動力を低下することができるが、同時に耐割れ性の悪い溶込み形状を招く場合がある。これに対し、本実施形態のように、極間距離を変更することで、鋼板２０のひずみ速度を低下させつつ、耐割れ性の良い溶込み形状（Ｈ／Ｗ）を確保し、割れ防止を図ることができる。
例えば、入熱一定で、溶接速度を下げた時には、溶接金属ＭＴ１（図８参照）を形成する電極が溶接する時点での溶融池の温度が低いため、該電極の溶込みは浅くなり、Ｈ／Ｗが大きくなって耐割れ性が劣化する。その際に極間距離を縮めると、溶接金属ＭＴ１を形成する電極が溶接する時点での溶融池の温度が高いため、該電極の溶込みは深くなり、Ｈ／Ｗの耐割れ性が良好な範囲を保つことができる。
【００５３】
特に、溶接効率の観点から溶接速度の低下は小さい方が好ましく、極間距離の変更と併せて溶接速度の変更を行う事で、例えば、減速溶接速度を、本溶接速度に対して７０％より高くしつつ、割れ防止を図ることができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の片面サブマージアーク溶接方法について、図９〜図１１を参照して説明する。なお、本実施形態において使用される溶接装置１０は、第１実施形態のものと同様である。
【００５５】
本実施形態では、第１実施形態と同様の板厚、板幅、及び長さを有する鋼板２０に対して、使用されるタブ板３０を規定したものである。即ち、本実施形態では、鋼板２０の終端２９において、本溶接を行う前に、２枚のタブ板３０，３０の一端縁３５が互いに突き合わされて接合されている。２枚のタブ板３０，３０は、互いの終端部３３に余盛溶接（余盛溶接部３４）を施して、接合した後、鋼板２０の接合面２２とタブ板３０の接合面３２が直線状に連続するようにして、仮付定盤上に２枚の鋼板２０，２０の終端２９と２枚のタブ板３０，３０の一端縁３５を当接させて配置する。そして、２枚の鋼板２０，２０の終端２９と２枚のタブ板３０，３０の一端縁に余盛溶接（余盛溶接部３１）が施されると共に、２枚のタブ板３０，３０の端部Ｒに角巻き溶接が施され、さらに、鋼板２０の接合面２２とタブ板３０の接合面３２に後述の仮付溶接（仮付溶接部２５、２５Ａ）が施される。
なお、２枚のタブ板３０，３０を鋼板２０に接合する接合順序は、上記のものに限定されるものでない。
【００５６】
タブ板３０の板厚ｔ２は、鋼板の板厚ｔ１と同じか、それより厚くなっている（ｔ２≧ｔ１）。２枚のタブ板３０の合計の板幅Ｂ２は、鋼板の板幅Ｂ１より小さく（Ｂ２＜Ｂ１）、鋼板の板厚ｔ１の１０倍以上（Ｂ２≧１０×ｔ１）、且つ１００ｍｍ以上、２０００ｍｍ以下とする。また、タブ板３０の長さＬｂは、１００ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下である。
【００５７】
タブ板３０は、上述したように、片面サブマージアーク溶接においてクレータを溶接継手から逃がす目的、また、継手終端部での溶接金属の割れをより効果的に防止するため用いられる。
【００５８】
片面サブマージアーク溶接においては、鋼板２０の板厚の増大に伴って溶接入熱を大きくする必要があり、熱変形も増大する。従って、熱変形を抑制するためには、鋼板２０の板厚の増大に伴って拘束力を強化する必要が生じる。しかし、過剰な拘束を行う場合も割れが生じるため、適切な拘束力を付与することが重要である。
【００５９】
タブ板３０による鋼板２０への拘束力は、溶接方向に垂直な方向へのタブ板３０の剛性を大きくすることで強化可能であり、タブ板３０の幅およびタブ板３０の板厚によって制御できる。即ち、鋼板２０の板厚に対して、タブ板３０の幅と板厚を適正に規定することにより、熱変形力＜拘束力とすることができ、継手終端部での割れを防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、タブ板３０は、従来のタブ板のようなスリットを設けていない。タブ板３０にスリットを形成した場合には、スリットにより鋼板２０に対する拘束力が弱まるため、スリットを有しないタブ板３０と比較してタブ板３０を大きくする必要がある。特に、高入熱を要する厚板の溶接時には、鋼板２０に対する十分な拘束力を持たせるため、タブ板３０が巨大化して実際の運用が困難となるおそれがあるためである。
【００６１】
また、２枚のタブ板３０を突き合わせた端面にも、開先Ｍ１が形成されている。開先Ｍ１の形状は、鋼板２０の開先Ｍと略同じ形状であれば特に限定されず、Ｙ開先、Ｖ開先などの任意の形状とすることができる。また、鋼板２０とタブ板３０の開先Ｍ，Ｍ１において、Ｙ開先やＶ開先の開先角度は、工業的に許容される範囲でのばらつきがあってもよい。
【００６２】
例えば、タブ板３０が1枚で構成される場合や、２枚のタブ板３０に鋼板２０と異なる開先Ｍ１が形成される場合、或いは、２枚のタブ板３０に開先Ｍ１を形成しない場合には、鋼板２０とタブ板３０の開先形状が異なるため、溶接継手終端部が不連続となり、高温割れ、スラグ巻き込み、裏ビード形状不良、溶込み不足などが発生する懸念がある。
【００６３】
一方、本実施形態のように、２枚のタブ板３０を使用し、鋼板２０とタブ板３０とに、それぞれ略同じ形状の開先Ｍ，Ｍ１を形成することで、鋼板２０とタブ板３０との連続性を確保することができ、鋼板２０の後端部側からタブ板３０の一端部側に亘る仮付溶接が確実に行われる。
【００６４】
また、本実施形態では、鋼板２０の接合面２２とタブ板３０の接合面３２に仮付溶接が施されている。仮付溶接は、鋼板２０の接合面２２において、本溶接における始端部(図
９の鋼板２０の左端部)側から終端部（図９の鋼板２０の右端部）に向かって断続的に、
数箇所に施され、さらに、鋼板２０の終端２９に対して３００ｍｍ以上前方の位置Ｐからタブ板３０の終端部３３まで、鋼板２０からタブ板３０にまたがって連続して行われ、仮付溶接部２５Ａが形成される。
なお、本発明の仮付溶接は、図１０に示すように、少なくとも鋼板２０の終端部側からタブ板３０の一端部側に亘って仮付溶接部２５Ａが形成されていればよい。このため、タブ板３０の接合面３２においても、断続的に仮付溶接が施されてもよい。
【００６５】
鋼板２０の終端部側からタブ板３０の一端部側に亘って仮付溶接部２５Ａが形成されることにより、本溶接の際に、これから溶接される未接合部が一体化しているので、熱変形を低減することができる。これにより、継手終端部での割れを防止できる。
従来のタブ板を用いた溶接では、鋼板２０の終端２９で仮付溶接を止める、即ち、タブ板３０の一端部側に亘って仮付溶接が施されていないので、継手終端部での割れが発生しやすくなる。
【００６６】
ここで、仮付溶接部２５Ａのうち、鋼板２０の終端２９に対して鋼板２０の終端部側の仮付溶接の長さをＡ、鋼板２０の終端２９に対してタブ板３０の一端部側の仮付溶接の長さをＢとすると、２０ｍｍ≦Ａ、且つ２０ｍｍ≦Ｂであれば、上記効果をより確実に奏することができる。
また、継手終端部での割れを防止する観点から、より好ましくは、７０ｍｍ≦Ａ、且つ７０ｍｍ≦Ｂ、さらに好ましくは、１００ｍｍ≦Ａ、且つ１００ｍｍ≦Ｂとする。
また、仮付溶接は、鋼板２０の始端部側からタブ板３０の終端部３３に亘って鋼板２０及びタブ板３０の接合面２２，３２が連続して接合されてもよい。
【００６７】
図１１において、仮付溶接部２５は、１層のみからなるシーリングビードと同等の単層で形成される。仮付溶接部２５の溶込み深さｄは２ｍｍ以上（ｄ≧２ｍｍ）とし、のど厚ｈは７ｍｍ以下（ｈ≦７ｍｍ）とすることが好ましい。
【００６８】
仮付溶接部２５の溶込み深さｄが２ｍｍ未満であると、本溶接の際にこれから溶接される未接合部において仮付溶接部２５の接合効果が弱く、本溶接中に破断してしまうおそれがある。このため、溶込み深さｄは２ｍｍ以上であると好ましい。さらに、仮付溶接部２５ののど厚ｈを７ｍｍ以下（単層、積層問わない）にすると、本溶接の際に仮付溶接部２５に裏ビードがより形成しやすくなり、手直しを低減して作業効率が向上する。
【００６９】
そして、上記したように仮付溶接が施された鋼板２０及びタブ板３０に対して、複数の電極１５ａ、１５ｂを備える溶接装置１０を用いて、第１又は第２実施形態と同様に、片面サブマージアーク溶接方法が施されることで、終端割れをより効率的に防止することができる。
その他の構成及び作用については、第１又は第２実施形態のものと同様である。また、第３実施形態に係るサブマージアーク溶接方法において、第２実施形態に係るサブマージアーク溶接方法のように、終端側領域において溶接速度を低下させてもよい。この場合、さらに溶込み形状を良好にできるとともにひずみ速度を低下させることができる。
【００７０】
尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記各実施形態では、鋼板２０の始端２８及び終端２９にタブ板３０を取り付けるものとして説明したが、本発明は、タブ板３０を用いずに、サブマージアーク溶接方法を行うものであってよい。
【実施例】
【００７１】
（試験１）
本発明の効果を確認するため、試験１では、終端部領域において極間距離のみを変更して片面サブマージアーク溶接を行い、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れを評価する試験を行った。表１は、各実施例及び各比較例における電極数、各電極に印加される電流、電圧、溶接速度、入熱量、極間距離を、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れの評価結果と共に示す。
【００７２】
なお、試験１に供した鋼板２０は、溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂを用い、そのサイズは厚さ２０ｍｍ、幅７５０ｍｍ×２、幅１２００ｍｍとした。また、試験１では、タブ板が用いられておらず、２枚の鋼板２０の接合面２２に仮付溶接が６００ｍｍピッチで行われている。
さらに、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９では、鋼板２０の終端２９手前の２０００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲において、極間距離を変更した。
【００７３】
【表１】
2018114555.tif 000004
【００７４】
なお、鋼板のひずみ速度の評価に関しては、第１実施形態で説明したように、ひずみ速度が、０．１０ｍｍ／ｓ以下を合格とし、０．０３ｍｍ／ｓ以下をより望ましい値とした。また、割れに対する溶込み形状の評価に関しても、第１実施形態で説明したように、Ｈ／Ｗの値が０．１以上、０．８以下である場合、溶込み形状は良好であると評価した。さらに、Ｈ／Ｗが、０．３以上、０．６以下であるとより望ましい値とした。
【００７５】
また、割れ評価に関しては、溶接完了後、鋼板の終端から手前４００ｍｍの範囲で、Ｘ線透過試験（ＪＩＳＺ３１０４）にて内部割れの有無を確認し、割れが認められなければ評価を○とし、割れが認められるが実用に供しうるレベルであれば評価を△とし、実用に供し得ない割れが認められた場合は評価×とすることとした。
【００７６】
表１において、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１８が実施例で、Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．３６が比較例である。即ち、始端から終端まで同じ溶接条件でサブマージアーク溶接を行ったＮｏ．１９〜３６では、継手終端部における溶込み形状やひずみ速度において、良好な評価結果が得られなかった。一方、Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．３６と、電極数、各電極に印加される電流、電圧、溶接速度、入熱量を同じ条件としつつ、継手終端部での極間距離を変更したＮｏ．１〜Ｎｏ．１８では、継手終端部における溶込み形状やひずみ速度において、いずれも良好な評価結果が得られた。また、Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１２及びＮｏ．１６〜Ｎｏ．１８では、Ｘ線透過試験による割れ評価は実用に供しうるレベルのままであったが、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１５では、Ｘ線透過試験による割れ評価に改善が見られた。
【００７７】
（試験２）
試験２では、終端部領域において溶接速度及び極間距離を変更して片面サブマージアーク溶接を行い、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れを評価する試験を行った。表２は、各実施例における電極数に加え、変更前及び変更後の、各電極に印加される電流、電圧、溶接速度、入熱量、極間距離を示すと共に、さらに、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れの評価結果を示す。
【００７８】
なお、試験２に供した鋼板２０も、溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂを用い、そのサイズは厚さ２０ｍｍ、幅７５０ｍｍ×２、幅１２００ｍｍとした。また、試験２では、タブ板が用いられておらず、２枚の鋼板２０の接合面２２に仮付溶接が６００ｍｍピッチで行われている。
さらに、試験２では、鋼板２０の終端２９手前の２０００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲において、溶接速度及び極間距離を変更した。
【００７９】
【表２】
2018114555.tif 000005
【００８０】
表２に示すように、Ｎｏ．３７〜Ｎｏ．５６では、いずれも継手終端部における溶接速度を終端側領域より手前の領域（変更前）の溶接速度に対して７５％以下の溶接速度まで低下させると共に、入熱量が溶接速度の変更前と変更後で変わらないように、各電極の電流、電圧を制御している。また、Ｎｏ．３７〜Ｎｏ．５６では、いずれも継手終端部での極間距離を変更した。この結果、Ｎｏ．３７〜Ｎｏ．５６では、いずれも、継手終端部において、Ｈ／Ｗの値が０．３以上、０．６以下、ひずみ速度も０．０３ｍｍ／ｓ以下、Ｘ線透過試験において内部割れも見られず、いずれも良好な評価結果が得られた。
したがって、試験２の結果から、本溶接時に対して終端側領域溶接時に溶接速度を低下することにより、耐割れ性が向上することが分かる。
【００８１】
（試験３）
試験３では、板幅の異なる鋼板と、サイズの異なるタブ板をそれぞれ用意し、終端部領域において極間距離を変更して片面サブマージアーク溶接を行い、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れを評価する試験を行った。表３は、各実施例における電極数、各電極に印加される電流、電圧、溶接速度、入熱量、極間距離、及びタブ板の板厚、板幅と、鋼板の板幅を、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れの評価結果と共に示す。なお、試験３では、Ｎｏ．６８−２以外は、電極間距離を変更した後の、各電極の電流および電圧値、溶接速度、入熱は変更前と同じである。Ｎｏ．６８−２の電極間距離の変更後の、各電極の電流および電圧値、溶接速度、入熱は以下の通りである。
【００８２】
［Ｎｏ．６８−２における電極間距離の変更後の溶接条件］
第一電極：電流１２５０Ａ、電圧３４Ｖ
第二電極：電流１０５０Ａ、電圧３７Ｖ
第三電極：電流８００Ａ、電圧３５Ｖ
第四電極：電流９００Ａ、電圧３６Ｖ
溶接速度：７４０ｍｍ／ｍｉｎ
入熱：１１.５ｋＪ／ｍｍ
【００８３】
なお、試験３に供した鋼板２０も、溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂを用い、鋼板の板厚は、２０ｍｍで一定とした。
また、タブ板３０は、溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂを用い、板幅２００ｍｍとは、板幅１００ｍｍ×２枚を意味し、さらに、長さは、３００ｍｍのものを用いた。
さらに、試験３では、いずれも、２枚の鋼板２０及び２枚のタブ板３０をそれぞれ突き合わせて形成される鋼板２０の開先及びタブ板３０の開先を、同じ開先形状とし、鋼板２０の開先及びタブ板３０の開先を、少なくとも鋼板２０の終端側からタブ板３０の一端部側に亘って仮付溶接した。
また、試験３のいずれの実施例においても、鋼板２０の終端２９手前の２０００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲において、極間距離を変更した。
【００８４】
【表３】
2018114555.tif 000006
【００８５】
表３に示すように、Ｎｏ．５７〜Ｎｏ．７７では、いずれも継手終端部での極間距離を適切に変更しており、継手終端部における溶込み形状、ひずみ速度、Ｘ線透過試験による割れ評価が合格レベルを示した。
【００８６】
このうち、Ｎｏ．５７〜Ｎｏ．６８、Ｎｏ．６８−２は、タブ板の板厚ｔ２≧鋼板の板厚ｔ１、２枚の鋼板２０の板幅Ｂ１が３００ｍｍ以上、且つ、２枚のタブ板３０の板幅Ｂ２が、Ｂ２≧１０×ｔ１、且つ１００ｍｍ≦Ｂ２≦２０００ｍｍを満たしており、上述したように、第３実施形態に記載のタブ板の条件を満たすものとなる。このようなＮｏ．５７〜Ｎｏ．６８、Ｎｏ．６８−２では、いずれもひずみ速度が０．０３ｍｍ以下に低下している。したがって、Ｎｏ．５７〜Ｎｏ．６８、Ｎｏ．６８−２では、タブ板、鋼板のいずれかの条件を満足せず、それ以外の条件が同じ溶接条件であるＮｏ．６９〜Ｎｏ．７７と比較して、終端割れに改善が見られることが分かる。
【００８７】
さらに、試験３では、表４のＮｏ．７８〜Ｎｏ．８９に示すように、片面サブマージアーク溶接において、極間距離の変更と、タブ板を用いることに加えて、試験２で説明したような溶接速度を途中で変更した。極間距離の変更位置や溶接速度の変更位置は、試験１および試験２と同様の位置である。Ｎｏ．７８〜Ｎｏ．８９では、溶込み形状が良好であるとともに、ひずみ速度も低く、終端割れに改善が確認された。
【００８８】
【表４】
2018114555.tif 000007
【００８９】
（試験４）
次に、試験４では、終端部領域において極間距離のみを変更して片面サブマージアーク溶接を行い、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れと共に、表ビード外観を評価する試験を行った。表５は、各実施例における電極数、各電極に印加される電流、電圧、溶接速度、入熱量、極間距離を、継手終端部での溶込み形状、鋼板のひずみ速度、溶接金属の割れの評価結果、表ビード外観の評価と共に示す。表ビード外観の評価については、溶接後の継手を目視により確認し、アンダーカットやピット、スラグ巻込みがあるときは×、それらが認められない時は〇とした。
【００９０】
なお、試験４に供した鋼板２０は、試験１と同様であり、タブ板が用いられておらず、２枚の鋼板２０の接合面２２に仮付溶接が６００ｍｍピッチで行われている。また、試験４のいずれの実施例においても、鋼板２０の終端２９手前の２０００ｍｍ〜１０００ｍｍにおいて、極間距離を変更した。
【００９１】
【表５】
2018114555.tif 000008
【００９２】
表５において、Ｎｏ．９０〜Ｎｏ．９２では、いずれも継手終端部での極間距離を適切に変更しており、継手終端部における溶込み形状、ひずみ速度、Ｘ線透過試験による割れ評価が合格レベルであり、また、表ビード外観も良好であることがわかる。
【符号の説明】
【００９３】
１０   片面サブマージアーク溶接装置
１１   架台フレーム
１２   溶接機（溶接ユニット）
１２ａ 筐体
１３   溶接機ビーム
１５ａ 第１電極
１５ｂ 第２電極
１５ｃ 第３電極
１５ｄ 第４電極
１６ａ 第１電源
１６ｂ 第２電源
１７ａ 第１駆動機構（スライダー）
１７ｂ 第２駆動機構（スライダー）
１８   制御部
２０   鋼板
２２   接合面
２５   仮付溶接部
２５Ａ 仮付溶接部
２８   始端
２９   終端
３０   タブ板
【図１】
2018114555.tif 000009
【図２】
2018114555.tif 000010
【図３】
2018114555.tif 000011
【図４】
2018114555.tif 000012
【図５Ａ】
2018114555.tif 000013
【図５Ｂ】
2018114555.tif 000014
【図５Ｃ】
2018114555.tif 000015
【図６Ａ】
2018114555.tif 000016
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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