(57)【要約】【課題】アーク状態が良好で、健全な溶接ビードが得られ、均等な脚長の溶接ビードが得られる２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法を提供する。【解決手段】先行電極に溶接用ソリッドワイヤ、後行電極に溶接用フラックス入りワイヤを用い、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤは、フラックスに、ＴｉＯ2換算値：３．２〜４．２％、ＳｉＯ2換算値：０．５〜１．５％、ＺｒＯ2換算値：０．２〜１．２％、Ａｌ2Ｏ3換算値：０．０５〜０．３％、ＦｅＯ換算値：０．０５〜０．３％、Ｎａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計：０．２０〜０．３５％、Ｆ換算値：０．０２〜０．１５％、Ｂｉ換算値の合計：０．０１〜０．０３％を含有し、先行電極と後行電極の電極間距離を１０〜４０ｍｍ、先行電極及び後行電極のワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとし、且つ、先行電極のワイヤ径は後行電極のワイヤ径以下で溶接する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法において、
先行電極に溶接用ソリッドワイヤ、後行電極に溶接用フラックス入りワイヤを用い、
前記溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対する質量％で、
フラックス中に、
Ｔｉ酸化物：ＴｉＯ2換算値で３．２〜４．２％、
Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ2換算値で０．５〜１．５％、
Ｚｒ酸化物：ＺｒＯ2換算値で０．２〜１．２％、
Ａｌ酸化物：Ａｌ2Ｏ3換算値で０．０５〜０．３％、
Ｆｅ酸化物：ＦｅＯ換算値で０．０５〜０．３％、
Ｎａ及びＫ化合物：Ｎａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計で０．０５〜０．２％、
弗素化合物：Ｆ換算値で０．０２〜０．１５％、
金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物：Ｂｉ換算値の合計で０．００５〜０．０３％を含有し、残部は合金粉、鉄粉、鉄合金等からのＦｅ及び不可避不純物からなり、
先行電極と後行電極との電極間距離を１０〜４０ｍｍ、
先行電極及び後行電極のワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとし、
且つ、先行電極のワイヤ径は、後行電極のワイヤ径以下で溶接することを特徴とする２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟鋼及び４９０Ｎ／ｍｍ2級高張力鋼板をはじめとする各種鋼板を水平すみ肉溶接する２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法に関するものであり、特に、無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板の長尺水平すみ肉溶接で問題となるビード形状、耐気孔性を向上させる上で好適な２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、船舶や橋梁の分野ではガスシールドアーク溶接が広く使用されているが、溶接の更なる高能率化の目的から、例えば特許文献１、２に示すような２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接が提案され、長尺ロンジ溶接などに使用されている。この溶接法を用いれば、溶接速度を下げることなく溶着量を確保できるため、高能率な溶接が可能となる。
【０００３】
図１に２電極１プール方式の水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を示す模式図を示す。図１に示すように、２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接で良好なビード形状を得るためには、先行電極ワイヤ１について鉛直方向に対し後方斜め方向に角度θ1（以下、後退角という。）を持たせ、後行電極ワイヤ２について鉛直方向に対し前方斜め方向に角度θ2（以下、前進角という。）を持たせ、その２電極間に安定した湯溜り３を形成することが重要である。なお、図１中において、後行電極ワイヤ２の後方には溶融プール４が形成され、その溶融プール４の表面に溶融スラグ５及び凝固スラグ６が形成される。また図１には、形成される溶接ビード７や、鋼板表面に塗布した無機ジンクのプライマ８も示している。しかし、２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接では、溶接電流が高電流域（例えば、両極とも溶接電流４５０Ａ以上）になると、２電極間に形成される湯溜り３の状態及びアーク状態が２電極の強いアーク力の干渉によって不安定となり、溶接ビードのビード形状が乱れ、脚長も不均等な溶接ビードとなる。
【０００４】
例えば、溶接速度１．０ｍ／ｍｉｎ以上での溶接で健全な溶接ビードを得ようとする場合、溶接電流を高くして溶着量を多く確保するため、高電流域での溶接となり、先行電極ワイヤ１と後行電極ワイヤ２のアーク力が共に強くなるため、それらアーク力によって湯溜り３も不安定となる。さらに、アーク状態も不安定になるため、最終的には湯溜り３自体の変動が非常に大きくなり、良好な溶接ビード７が形成できなくなるという問題点も生じる。また、後行電極の後方にある溶融プール４の表面に形成される溶融スラグ５も安定しないので、凝固してできる凝固スラグ６の被包状態も不均一となる。その結果、図２に示すように、溶接部内にアンダーカット１１やオーバーラッブ１２といった欠陥が発生し、スラグ剥離性も不良となり、溶接ビードの脚長も不均等となる。
【０００５】
また近年、耐錆性の目的から、鋼板表面に無機ジンクのプライマ８が塗装されている鋼板（以下、プライマ塗装鋼板という。）が多く使用されている。このようなプライマ塗装鋼板を溶接した場合、図２に示すように、立板９及び下板１０に塗装したプライマ８や鋼板表面の赤錆及び付着する水分が溶接時に蒸気化して蒸気ガスが発生する。このため、ピット１３が発生し、この手直し溶接に時間を要するため、生産コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
これら問題を解決する方法として、特許文献３には、２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において、先行電極及び後行電極に用いるフラックス入りワイヤの含有成分を限定することにより、プライマ塗装鋼板を用いた場合の耐気孔性を改善する方法が開示されている。しかし、特許文献３に開示されたフラックス入りワイヤでは、溶接速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上になると、溶融プール４の表面を被包する溶融スラグ５が不足するため、凝固スラグ６が溶接ビード７を均一に被包することができず、ピット１３の発生を十分に抑えることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２３５０７７号公報
【特許文献２】特開平２−２８０９６８号公報
【特許文献３】特開２００９−１９００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接において、アーク状態が良好で、スパッタが少なく、湯溜りが安定し、アンダーカットやオーバーラップがない健全な溶接ビードが得られ、スラグ被包性及びスラグ剥離性も良好で、ピットの発生が少なく、均等な脚長の溶接ビードを得ることができる２電極水平すみ肉ガスシールドアーク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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法において、先行電極に溶接用ソリッドワイヤ、後行電極に溶接用フラックス入りワイヤを用い、前記溶接用フラックス入りワイヤは、ワイヤ全質量に対する質量％で、フラックス中に、Ｔｉ酸化物：ＴｉＯ2換算値で３．２〜４．２％、Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ2換算値で０．５〜１．５％、Ｚｒ酸化物：ＺｒＯ2換算値で０．２〜１．２％、Ａｌ酸化物：Ａｌ2Ｏ3換算値で０．０５〜０．３％、Ｆｅ酸化物：ＦｅＯ換算値で０．０５〜０．３％、Ｎａ及びＫ化合物：Ｎａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計で０．０５〜０．２％、弗素化合物：Ｆ換算値で０．０２〜０．１５％、金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物：Ｂｉ換算値の合計で０．００５〜０．０３％を含有し、残部は合金粉、鉄粉、鉄合金等からのＦｅ及び不可避不純物からなり、先行電極と後行電極との電極間距離を１０〜４０ｍｍ、先行電極及び後行電極のワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとし、且つ、先行電極のワイヤ径は、後行電極のワイヤ径以下で溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法によれば、無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板を２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接で溶接施工した場合において、アーク状態が良好で、スパッタが少なく、湯溜りが安定し、アンダーカットやオーバーラップがない健全な溶接ビードが得られ、スラグ被包性及びスラグ剥離性も良好で、ピットの発生が少なく、均等な脚長の溶接ビードを得ることができるので、溶接の高能率化及び溶接部の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】２電極１プール方式の水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の状況を示す模式図である。
【図２】２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接におけるビード形状の欠陥例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者らは、軟鋼及び４９０Ｎ／ｍｍ2級高張力鋼板をはじめとする各種鋼板を溶接する上で、前記課題を解決するため、無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板を用いて２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接の施工条件について種々検討した。その結果、先行電極用のワイヤとして溶接用ソリッドワイヤ、後行電極用のワイヤとして溶接用フラックス入りワイヤを用いることで、後行電極ワイヤの溶接用フラックス入りワイヤから発生する溶融スラグを溶接ビードの表面に均一被包させ、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状を良好にすることができることを見出した。
【００１３】
また、先行電極ワイヤの溶接用ソリッドワイヤから発生するアーク力が強いので、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤ間に形成される湯溜り内で激しい撹拌作用が発生し、プライマから発生する蒸気ガスを湯溜り外に多量に放出することを促すことができることを見出した。
【００１４】
さらに、溶接用ソリッドワイヤは、溶接用フラックス入りワイヤに比べて溶融金属の酸素量が少ないので、先行電極ワイヤに溶接用ソリッドワイヤを用いた場合、２電極ともに溶接用フラックス入りワイヤを用いた場合に比べて湯溜り内の酸素量が下がり、後行電極ワイヤの後方に形成される溶融プールの表面張力が上がるので、溶接ビードの垂れが少なくなり、立板側の溶接ビード端部及び下板側の溶接ビード端部が均等な溶接ビードが得られることを見出した。
【００１５】
また、後行電極ワイヤの溶接用フラックス入りワイヤの成分は、先行電極ワイヤから発生したアーク力により湯溜りが後退せず、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤの電極間に安定した湯溜りを形成し、高電流・高速度の溶接においても湯溜り状態を維持するため、主要なスラグ形成剤であるＴｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物及びＡｌ酸化物の比率を検討し、２電極間の湯溜りを安定して保持できることを見出した。また、アーク状態の安定化に対しては、アーク安定剤であるＮａ及びＫの酸化物や化合物ならびに弗素化合物の比率を増加させることにより、アーク状態を安定化できることを見出した。また、スラグ被包性は、先行電極ワイヤに用いる溶接用ソリッドワイヤはスラグがないので、後行電極ワイヤの溶接用フラックス入りワイヤの化学成分の影響が大きくなる。そのため、Ｔｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物及びＡｌ酸化物の他にＦｅ酸化物を適量含有させることで、溶接部に均一にスラグ被包することができ、アンダーカットやオーバーラップがなくビード止端部と鋼板とのなじみ性が良好で平滑なビード形状が得られることを見出した。また、スラグ剥離性については、金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物を適量添加することで極めて除去しやすくなることを見出した。
【００１６】
また、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤとの電極間距離（アーク発生点の間隔）、先行電極ワイヤのワイヤ径を後行電極ワイヤのワイヤ径以下とすることによって、溶接時のアーク及び湯溜りを安定させてスパッタを低減し、アンダーカットやオーバーラップがない健全な溶接ビードが得られ、スラグ剥離性も良好にできることを見出した。
【００１７】
以下に、本発明における２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法の施工条件及び溶接用フラックス入りワイヤの成分の限定理由を述べる。また、以下組成における含有量は、溶接用フラックス入りワイヤ全質量に対する質量％で表わすこととし、その質量％を表わすときには単に％と記載する。
【００１８】
［先行電極に溶接用ソリッドワイヤ、後行電極に溶接用フラックス入りワイヤを用いる］
溶接用ソリッドワイヤは、溶接用フラックス入りワイヤに比べて溶融金属の酸素量が少ない。無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板を用いた２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接で先行電極に溶接用ソリッドワイヤを用いると、先行電極及び後行電極ともに溶接用フラックス入りワイヤを用いた場合に比べて湯溜り内の酸素量が下がり、後行電極ワイヤの後方に形成される溶融プールの表面張力が上がるので、溶接ビードの垂れが少なくなり、脚長が均等な溶接ビードを得ることができる。また、先行電極の溶接用ソリッドワイヤからのアーク力が強いので、２電極間に形成される湯溜りが激しく攪拌され、無機ジンクなどのプライマ塗装鋼板から発生した蒸気ガスが湯溜り外に放出されるので、ピットを低減することができる。
【００１９】
先行電極及び後行電極ともに溶接用フラックス入りワイヤを用いた場合、湯溜り中の酸素量が多くなるので、溶接ビードが垂れやすくなり、溶接ビードの脚長が不均等となる。また、先行電極のアークが溶接用ソリッドワイヤを用いた場合より弱いので、２電極間の湯溜りが十分に攪拌されず、ピットの発生を十分に抑えることができない。
【００２０】
先行電極及び後行電極ともに溶接用ソリッドワイヤを用いた場合、先行電極のアークと後行電極のアークとの相互干渉によってアーク状態が不安定となり、スパッタが多発する。また、後行電極のアークが強いので、溶接ビードが凸状になり、ビード形状が不良になる。さらに、両電極から供給されるスラグ形成剤が極めて少ないので、溶融スラグが溶融プールを全面被包できず、溶接ビードの垂れを支えきれなくなり、溶接ビードの脚長が不均等となるとともに、スラグ被包性及びスラグ剥離性も不良となる。
【００２１】
先行電極に溶接用フラックス入りワイヤ、後行電極に溶接用ソリッドワイヤを用いた場合、ビード形状を整える働きをする後行電極に溶接用ソリッドワイヤを用いているので、後行電極からのアークが強く、溶接ビードが凸状となり、ビード形状が不良となる。また、溶融スラグが溶融プール全面に均一に被包できないので、溶接ビードの脚長も不均等となり、スラグ被包性及びスラグ剥離性が不良となる。
【００２２】
したがって、先行電極には溶接用ソリッドワイヤ、後行電極には溶接用フラックス入りワイヤを用いるものとする。
【００２３】
［Ｔｉ酸化物：ＴｉＯ2換算値で３．２〜４．２％］
ルチールやチタンスラグなどのＴｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高めてスラグ被包性の向上やビード形状を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＴｉ酸化物のＴｉＯ2換算値が３．２％未満では、スラグ量が不足するとともに、溶融スラグの粘性が不足してスラグ被包性が悪くなり、脚長も十分に確保できず、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。一方、Ｔｉ酸化物のＴｉＯ2換算値が４．２％を超えると、スラグ量が過多となって耐気孔性が不良となる。したがって、Ｔｉ酸化物は、ＴｉＯ2換算値で３．２〜４．２％とする。
【００２４】
［Ｓｉ酸化物：ＳｉＯ2換算値で０．５〜１．５％］
珪砂やジルコンサンドなどのＳｉ酸化物は、溶融スラグの粘性を高めるものであり、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤとの電極間に安定した湯溜りを形成し、スラグ被包性を向上させる作用を有する。しかし、フラックス中のＳｉ酸化物のＳｉＯ2換算値が０．５％未満では、溶融スラグの粘性が不足し、湯溜りが不安定になるとともにスラグ被包性も悪くなり、脚長も十分に確保できず、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。一方、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値が１．５％を超えると、スラグが硬くなり、スラグ除去が困難となってスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ｓｉ酸化物のＳｉＯ2換算値は０．５〜１．５％とする。
【００２５】
［Ｚｒ酸化物：ＺｒＯ2換算値で０．２〜１．２％］
ジルコンサンド、酸化ジルコンなどのＺｒ酸化物は、溶融プールの極端な後退を抑え、スラグをビード全体に被包させて平滑なビードを形成する作用を有する。しかし、フラックス中のＺｒ酸化物のＺｒＯ2換算値が０．２％未満では、ビード止端部のなじみ性が悪くなって凸状ビードとなるのでビード形状が不良となり、脚長も十分に確保できず、スラグ被包むらも発生し、スラグ被包性及びスラグ剥離性も不良となる。一方、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値が１．２％を超えると、スラグ自体が硬くなってスラグ除去が極めて困難となってスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ｚｒ酸化物のＺｒＯ2換算値は０．２〜１．２％とする。
【００２６】
［Ａｌ酸化物：Ａｌ2Ｏ3換算値で０．０５〜０．３％］
アルミナなどのＡｌ酸化物は、スラグ形成剤としてスラグ被包性を高め、ビード形状及びスラグ剥離性を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＡｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られず、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。一方、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値が０．３％を超えると、スラグ被包むらが生じ、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状及びスラグ剥離性が不良となる。したがって、Ａｌ酸化物のＡｌ2Ｏ3換算値は０．０５〜０．３％とする。
【００２７】
［Ｆｅ酸化物：ＦｅＯ換算値で０．０５〜０．３％］
酸化鉄、ミルスケールなどのＦｅ酸化物は、溶融スラグの粘性及び凝固温度を調整し、ビード下脚側の止端部のなじみ性を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＦｅ酸化物のＦｅＯ換算値が０．０５％未満であると、前記効果が得られず、ビード形状が不良となる。一方、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値が０．３％を超えると、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤとの電極間の湯溜りが不安定になり、スラグ被包性が不良となり、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。したがって、Ｆｅ酸化物のＦｅＯ換算値は０．０５〜０．３％とする。
【００２８】
［Ｎａ及びＫ化合物：Ｎａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計で０．０５〜０．２％］
珪酸ソーダ、珪酸カリ、氷晶石及びカリ長石などからのＮａ及びＫは、アーク安定剤として溶滴移行を良好にする作用を有する。しかし、フラックス中のＮａ及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計が０．０５％未満では、先行電極ワイヤと後行電極ワイヤとの電極間に安定した湯溜りが形成されず、アーク状態も不安定となり、スラグ被包性も悪くなり、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。一方、Ｎａ及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計が０．２％を超えると、溶融スラグの粘性が過剰に低下してスラグ被包性が悪くなり、ビード形状及びスラグ剥離性も不良となる。したがって、Ｎａ及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計は０．０５〜０．２％とする。
【００２９】
[弗素化合物：Ｆ換算値で０．０２〜０．１５％]
Ｆは、弗化ソーダや珪弗化カリ等より添加され、アークの指向性を高めて安定した溶融プールにするとともにスラグの粘性を調整して耐ピット性を良好にする作用を有する。弗素化合物のＦ換算値が０．０２％未満であると、アークの集中性が弱いためアークが不安定になる。一方、弗素化合物のＦ換算値が０．１５％を超えると、スラグの粘性が低下してビード上脚部に除去しにくい薄いスラグが残りスラグ剥離性が不良となり、ビード形状は凸状になる。したがって、弗素化合物のＦ換算値は０．０２〜０．１５％とする。
【００３０】
［金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物：Ｂｉ換算値の合計で０．００５〜０．０３％］
Ｂｉは、金属Ｂｉや酸化Ｂｉ等により添加され、スラグ剥離性を向上させ、ビード表面に光沢を出しビード外観を良好にする作用を有する。金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物のＢｉ換算値が０．００５％未満では、その効果が得られず、０．０３％を超えると、ビード上部のスラグが流れて、ビード全面をスラグで被包することができなくなり、ビード外観が不良となる。したがって、金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物のＢｉ換算値は０．００５〜０．０３％とする。
【００３１】
以上、本発明の後行電極に用いる溶接用フラックス入りワイヤの成分の限定理由を述べたが、残部は、鋼製外皮成分のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、フラックス中の鉄粉、合金粉及び不可避不純物である。鉄粉は、溶着速度を高める目的から適量添加することができる。また、合金粉は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇなどの金属粉や、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｔｉなどの鉄合金粉などをいい、溶接金属の機械的性性質を向上などの目的から適量添加することができる。
【００３２】
なお、前記の鋼製外皮は、フラックス充填した後の伸線加工性に優れる熱間圧延鋼帯で、鋼製外皮全質量に対して、質量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２０〜０．８０％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０５０％以下のものが適しており、特に、Ｃが０．００５〜０．０３％のものは、スパッタ低減及び低ヒューム化にも有効である。また、フラックス入りワイヤの好ましい化学成分範囲はワイヤ全質量、鋼製外皮とフラックスの両方の合計で、Ｃ：０．０３〜０．０７％、Ｓｉ：０．２〜０．７％、Ｍｎ：２．６〜３．６％、Ａｌ：０．０５〜０．３％、Ｍｇ：０．１〜０．５％である。
【００３３】
また、溶接用フラックス入りワイヤのワイヤ断面形状は、かしめタイプまたはシームレスタイプのどちらでもよいが、ワイヤ表面に銅めっきを施すことができるシームレスタイプは、チップの摩耗が少なく、安定したアークが長時間維持することができ、溶接の高能率化を図ることができる。また、ワイヤに継ぎ目が無いので、吸湿性に優れており、長期間保管することができる。
【００３４】
さらに、溶接用フラックス入りワイヤ中の水素量及び窒素量は、耐気孔性及び溶接金属の衝撃靭性の低下を防止するため、ワイヤ全質量に対して４０ｐｐｍ以下にするのが望ましい。
【００３５】
また、スラグ剥離剤として、ＳをＦｅＳなどの形態で故意に添加するのは有効であるが、Ｓがワイヤ全質量に対して質量％で０．０３０％を超えると、スラグ被包性が悪くなり、ビード形状が不良となる。
【００３６】
なお、先行電極の溶接用ソリッドワイヤは、ＪＩＳ  Ｚ３３１２で規定するＹＧＷ１１、ＹＧＷ１２、ＹＧＷ１６等を使用することができる。
【００３７】
［先行電極と後行電極との電極間距離：１０〜４０ｍｍ］
２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接で安定した湯溜りを形成するためには、先行電極と後行電極の電極間距離（アーク発生点の間隔）を適正にする必要がある。先行電極と後行電極の電極間距離が１０ｍｍ未満であると、２電極間に安定した湯溜りが形成されず、ビード形状が不良になる。さらに、先行電極のアークと後行電極のアークとの相互干渉によってアークが不安定になるので、スパッタ発生量及び鋼板へのスパッタ付着量も多くなる。一方、先行電極と後行電極の電極間距離が４０ｍｍを超えると、１プールの湯溜りが形成されず、先行電極で溶融したあとに凝固した金属の上に後行電極のアークが発生することになるので、アークが不安定となり、スパッタ発生量及び鋼板へのスパッタ付着量が多くなるとともに、ビード形状も不良となる。したがって、先行電極と後行電極の電極間距離は１０〜４０ｍｍとする。
【００３８】
［先行電極及び後行電極のワイヤ径：１．２〜２．０ｍｍ、且つ、先行電極のワイヤ径は後行電極のワイヤ径以下］
一般の船舶及び橋梁などの溶接構造物では、水平すみ肉溶接ビードの脚長は４ｍｍ超が必要とされ、先行電極及び後行電極のワイヤ径についても、脚長及び溶接速度に適応したワイヤ径を選定する必要がある。先行電極及び後行電極のワイヤ径が１．２ｍｍ未満であると、目標とする脚長（４ｍｍ以上）を確保するためにはワイヤ送給速度を上限近くまで上げなければならず、アークが不安定になり、スパッタの発生量が多くなり、ビード形状も不良となる。一方、先行電極及び後行電極のワイヤ径が２．０ｍｍを超えると、通常のワイヤ送給装置ではワイヤが送給できず、専用のワイヤ送給装置を設置しなければならないので、設備コストが高くなる。さらに、先行電極のワイヤ径が後行電極のワイヤ径を超えると、アークの広がりが小さくなり、湯溜りが安定しないので、ビード形状が不良となる。したがって、先行電極及び後行電極のワイヤ径は１．２〜２．０ｍｍとし、且つ、先行電極のワイヤ径は後行電極のワイヤ径以下とする。
【００３９】
また、健全なビード外観を得るために先行電極及び後行電極の下板に対するトーチ角度を４０〜６０°、溶接進行方向に対する先行電極の後退角を１〜２５°、溶接進行方向に対する後行電極の前進角を１〜２５°にすることが好ましい。さらに、先行電極のアーク電圧は、スパッタ発生量を低減するためにフラックス入りワイヤ同士の組合せよりもアーク電圧を低くして、アークをいわゆる埋もれアークにすることが望ましい。
【００４０】
本発明の２電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法で使用するシールドガスはＣＯ2ガスとする。
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【実施例】
【００４２】
熱間圧延鋼帯の軟鋼外皮（Ｃ：０．０２％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３５％、Ａｌ：０．０２％、Ｎ：０．００１５％）に、表１に示す各種フラックスをフラックス充填率１７質量％で充填し、鋼製外皮の端面同士を溶接してシームレス状にした後、各種ワイヤ径に縮径した溶接用フラックス入りワイヤを各種試作した。
【００４３】
また、表２に示す各種した溶接用ソリッドワイヤの成分を示す。
【００４４】
【表１】
2015139784.tif 000003
【００４５】
【表２】
2015139784.tif 000004
【００４６】
表２に示す溶接用ソリッドワイヤを先行電極に用い、表１に示す溶接用フラックス入りワイヤと組み合わせて表３に示す溶接施工条件で、２電極１プール方式での水平すみ肉ガスシールドアーク溶接（１パス両側同時溶接）を行い、溶接作業性を調査した。なお、シールドガスはＣＯ2ガスを使用し、ガス流量２５リットル／ｍｉｎで、溶接長７５０ｍｍで溶接を行った。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
試験体は、４９０Ｎ／ｍｍ2級高張力鋼表面に無機ジンクプライマを塗装した鋼板（プライマ膜厚は側面約１５μｍ、端面はフライス加工、鋼板寸法：板幅１００ｍｍ×長さ１０００ｍｍ×板厚１２ｍｍ）を用い、下板と立板との隙間がない状態でＴ字に組んだものを使用した。
【００４９】
溶接試験の評価は、各試験のアーク安定性、スパッタ発生量、２電極間の湯溜りの安定性、スラグ被包性、スラグ剥離性、ピット発生数、ビード形状、脚長（実測値）について調査した。それら結果を表４にまとめて示す。
【００５０】
【表４】
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【００５１】
表３及び表４中Ｎｏ．１〜１０が本発明例、Ｎｏ．１１〜２８は比較例である。
【００５２】
本発明例であるＮｏ．１〜１０は、先行電極に溶接用ソリッドワイヤ、後行電極に溶接用フラックス入りワイヤを用い、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤの各成分の含有量が適正で、先行電極と後行電極の電極間距離を１０〜４０ｍｍ、先行電極及び後行電極のワイヤ径を１．２〜２．０ｍｍとし、且つ、先行電極のワイヤ径は後行電極のワイヤ径以下であるので、アークが安定し、電極間の湯溜り、スラグ被包性及びスラグ剥離性が良好で、スパッタ発生量及び鋼板へのスパッタ付着量が少なく、アンダーカット、オーバーラップやピットがない健全な溶接ビードを得ることができ、極めて良好な結果であった。
【００５３】
比較中Ｎｏ．１１は、先行電極に溶接用フラックス入りワイヤ、後行電極に溶接用ソリッドワイヤを用いたので、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良で、脚長も不均等であった。
【００５４】
Ｎｏ．１２は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ８）のＴｉＯ2換算値が少ないので、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良であり、均等な脚長も得られなかった。
【００５５】
Ｎｏ．１３は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ９）のＴｉＯ2換算値が多いので、先行電極に溶接用ソリッドワイヤを用いてもピットが発生した。また、先行電極と後行電極の電極間距離が長いので、アーク状態及び湯溜り状態が不安定となり、スパッタが多発し、ビード形状も不良であった。
【００５６】
Ｎｏ．１４は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１０）のＳｉＯ2換算値が少ないので、２電極間の湯溜り状態が不安定で、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状も不良であった。また、均等な脚長も得られなかった。
【００５７】
Ｎｏ．１５は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１１）のＳｉＯ2換算値が多いので、スラグ剥離性が不良であった。また、後行電極のワイヤ径が２．４ｍｍであるので、専用の溶接電源及びワイヤ送給装置が必要となった。
【００５８】
Ｎｏ．１６は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１２）のＺｒＯ2換算値が少ないので、ビード止端部のなじみ性が悪くビード形状が不良で、スラグ被包性及びスラグ剥離性も不良であった。また、均等な脚長も得られなかった。
【００５９】
Ｎｏ．１７は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１３）のＺｒＯ2換算値が多いので、スラグ剥離性が不良であった。また、Ｆ換算値が少ないので、アーク集中性が弱く、アーク状態が不安定であった。
【００６０】
Ｎｏ．１８は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１４）のＡｌ2Ｏ3換算値が少ないので、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良であった。
【００６１】
Ｎｏ．１９は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１５）のＡｌ2Ｏ3換算値が多いので、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良であった。
【００６２】
Ｎｏ．２０は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１６）のＦｅＯ換算値が少ないので、ビード止端部のなじみ性が悪くビード形状が不良であった。また、Ｂｉ換算値が少ないので、スラグ剥離性が不良であった。
【００６３】
Ｎｏ．２１は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１７）のＦｅＯ換算値が多いので、２電極間の湯溜り状態が不安定であり、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良であった。
【００６４】
Ｎｏ．２２は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１８）のＮａ及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計が少ないので、後行電極ワイヤのアーク状態が不良で、２電極間の湯溜り状態も不安定であった。また、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状も不良であった。
【００６５】
Ｎｏ．２３は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ１９）のＮａ及びＫ化合物のＮａ2Ｏ換算値ならびにＫ2Ｏ換算値の合計が多いので、スラグ被包性、スラグ剥離性及びビード形状が不良であった。
【００６６】
Ｎｏ．２４は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ２０）のＦ換算値が多いので、スラグ剥離性及びビード形状が不良であった。
【００６７】
Ｎｏ．２５は、後行電極の溶接用フラックス入りワイヤ（ＦＣ２１）のＢｉ換算値が多いので、ビード表面をスラグで全面被包できず、ビード形状が不良であった。
【００６８】
Ｎｏ．２６は、先行電極と後行電極の電極間距離が短いので、アーク状態及び湯溜り状態が不安定となり、スパッタが多発し、ビード形状も不良であった。
【００６９】
Ｎｏ．２７は、先行電極及び後行電極のワイヤ径が小さいので、アーク状態が不安定となり、スパッタが多発し、ビード形状も不良であった。
【００７０】
Ｎｏ．２８は、先行電極のワイヤ径が後行電極のワイヤ径を超えているので、湯溜り状態が不安定となり、ビード形状も不良であった。
【符号の説明】
【００７１】
１    先行電極ワイヤ
２    後行電極ワイヤ
３    湯溜り
４    溶融プール
５    溶融スラグ
６    凝固スラグ
７    溶接ビード
８    プライマ
９    立板
１０    下板
１１    アンダーカット
１２    オーバーラップ
１３    ピット
【図１】
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【図２】
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