(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の被溶接板の端部同士を、開先が上下方向に延在し、裏面側よりも表面側が幅広となるように対向配置させ、１対の前記被溶接板の前記開先が形成された部位の前記表面側に、前記開先に沿って上方へ摺動可能な摺動板を当接させ、前記被溶接板の前記裏面側に、固定された裏当材を当接させ、単数又は複数の溶接トーチのトーチ先端を前記開先内に挿入させて配し、
前記溶接トーチと溶接電源部との間、及び前記被溶接板と前記溶接電源部との間に３ｍ以上の長さのパワーケーブルを接続し、
前記溶接トーチから前記開先内に挿入された溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に、アーク電圧を印加して溶接電流を流し、前記摺動板を上方へ摺動させながらシールドガス雰囲気下で立向突合せ溶接を行うエレクトロガスアーク溶接方法であって、
前記溶接ワイヤに１５〜３０％のフラックス率を有するフラックス入りワイヤ、前記シールドガスにＣＯ２濃度が５０％以上のガス、前記溶接電流としてパルス電流を用い、
前記パルス電流は、ピーク電流値に至るまでの立上り時間が０．１〜５．０ｍｓであり、パルスの周波数が２０〜２００Ｈｚであることを特徴とするエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項２】
前記パルス電流を、パルスピーク電流ＩＰが４００〜８００Ａ、パルスピーク期間ｔｐが１．０〜４．０ｍｓ、ベース電流ＩＢが１００〜２００Ａ、の条件に設定することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項３】
１対の前記被溶接板の板厚が４５〜１００ｍｍであって、前記開先への溶接入熱を２０〜７５ｋJ／ｍｍにすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項４】
前記溶接ワイヤとして、直径が１．２〜２．０ｍｍのものを用いることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項５】
前記溶接ワイヤとして、ワイヤ全質量あたり、Ｍｎ：１．５０〜２．５０質量％、ＳｉＯ２：０．１〜１．０質量％、Ｎｉ：０．５〜３．０質量％、Ｔｉ：０．１〜０．５質量％、Ｂ：０．００４〜０．０２０質量％を含有するフラックス入りワイヤを用いることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項６】
前記溶接ワイヤに内包されるフラックス中における鉄粉の割合を、前記フラックスの全重量に対して４０〜９０％とすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項７】
前記開先内に複数の前記溶接トーチを挿入して、前記溶接トーチの少なくとも１本を前記表面側に配置し、少なくとも１本を前記裏面側に配置し、前記表面側に配置された溶接トーチに印加する電流と、前記裏面側に配置された溶接トーチに印加する電流との極性を逆にすることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項８】
複数の前記溶接トーチのうち、前記被溶接板の裏面に最も近い溶接トーチのトーチ先端から突出される前記溶接ワイヤの先端が、前記被溶接板の裏面からの水平距離で１５〜２５ｍｍの位置に配置されることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。
【請求項９】
１対の被溶接板の端部同士を、開先が上下方向に延在し、裏面側よりも表面側が幅広となるように対向配置させ、１対の前記被溶接板の前記開先が形成された部位の前記表面側に、前記開先に沿って上方へ摺動可能な摺動板を当接させ、前記被溶接板の前記裏面側に、固定された裏当材を当接させ、単数又は複数の溶接トーチのトーチ先端を前記開先内に挿入させて配し、
前記溶接トーチと溶接電源部との間、及び前記被溶接板と前記溶接電源部との間に３ｍ以上の長さのパワーケーブルを接続し、
前記溶接トーチから前記開先内に挿入された溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に、アーク電圧を印加して溶接電流を流し、前記摺動板を上方へ摺動させながらシールドガス雰囲気下で立向突合せ溶接を行うエレクトロガスアーク溶接装置であって、
前記溶接ワイヤは、１５〜３０％のフラックス率を有するフラックス入りワイヤであり、
前記シールドガスは、ＣＯ２濃度が５０％以上のガスであり、
前記溶接電源部は、前記溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に流れる前記溶接電流として、ピーク電流値に至るまでの立上り時間が０．１〜５．０ｍｓ、パルスの周波数が２０〜２００Ｈｚのパルス電流を供給可能な電源であることを特徴とするエレクトロガスアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロガスアーク溶接方法及びエレクトロガスアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、厚肉鋼板等を溶接する手法として、エレクトロガスアーク溶接が知られている（特許文献１、２参照）。このエレクトロガスアーク溶接においては、一対の被溶接板の端部同士を、開先を上下方向に向けて対向配置させ、開先が形成された被溶接板の表面側に摺動板を当接させる。また、裏面側に、固定された裏当材を当接させる。そして、摺動板と裏当材との間にシールドガスを供給し、溶接トーチの先端に送給される溶接ワイヤの周囲をシールドガス雰囲気にする。この状態で溶接ワイヤと被溶接板との間にアークを発生させ、溶接ワイヤを溶融させながら摺動板を上方へ摺動させる。これにより、一対の被溶接板が立向姿勢で突合せ溶接される。
【０００３】
上記のエレクトロガスアーク溶接は、他の溶接方法に比べて高能率溶接が達成されることから、船舶、石油貯蔵タンク及び橋梁等の幅広い分野で採用されている。特に、船舶分野においては、コンテナ船のシャーストレーキ及びハッチコーミング部等のような板厚が４５ｍｍ以上の極厚板の溶接に対しても、エレクトロガスアーク溶接が適用される。
【０００４】
上記の特許文献１には、板厚が４５〜７５ｍｍの２枚の鋼板を対向させ、これらを１本の溶接ワイヤで１パスの立向突合せ溶接をする１電極エレクトロガスアーク溶接方法において、溶接ワイヤ径を２ｍｍ未満、溶接ワイヤの突出し長さを７０ｍｍ以上とし、また、開先体積当りの入熱が１６〜２７ｋＪ／ｃｍ３を満足させる溶接方法が記載されている。更に、板厚が６５〜９５ｍｍの２枚の鋼板を対向させ、これらを２本の溶接ワイヤで１パスの立向突合せ溶接をする２電極エレクトロガスアーク溶接方法において、溶接ワイヤ径を２ｍｍ未満、少なくとも１本の溶接ワイヤの突出し長さを７０ｍｍ以上とし、また、開先体積当りの入熱が１５〜２４ｋＪ／ｃｍ３を満足させる溶接方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２の溶接方法は、上記の入熱を低減させるため、溶着量増加用のホットワイヤを溶融池に直接供給している。この場合の溶接装置は、溶接電源、溶接ワイヤ送給装置、電極トーチ、及び溶接ワイヤにより構成され、溶接電源の片極が電極トーチに、他極が被溶接板に接続されている。溶着量を増大させるためのホットワイヤ供給機構として、通電加熱電源、ホットワイヤ送給装置、通電トーチ、及びホットワイヤからなる構成が、溶接装置とは独立して配置されている。この構成においては、アークを発生させて溶融池を形成する溶接ワイヤと、被溶接板の開先面との間に、ホットワイヤ送給装置と通電トーチを通してホットワイヤが送給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３００４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３７２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年の船舶における大型化の傾向は著しく、それに伴い、特に被溶接板に適用される鋼板の板厚は増加の一途を辿っている。そのため、被溶接板が更に厚肉化した場合に、溶接ワイヤの溶着量が不足することや、溶接材料や被溶接板の溶込み不良が生じる、等の溶接欠陥の発生を防止する必要がある。
【０００８】
ところで、上記のエレクトロガスアーク溶接による溶接単位長さ当りの入熱（溶接入熱［ｋJ／ｍｍ］）は、溶接ワイヤから投入される熱量（溶接電流×溶接電圧）を溶接速度で除することで得られる。そのため、投入熱量が一定である場合は、被溶接板の板厚が増加するとともに溶接速度が低下し、溶接入熱が増加する。
【０００９】
溶接入熱が増加すると、被溶接板が高温に晒される時間が長くなり、また、高温に晒された被溶接板及び溶接継手部の冷却速度が低下する。このため、溶接後の被溶接板には、溶接熱の影響を受け組織が軟化した領域である溶接熱影響部（ＨＡＺ：Heat-Affected Zone）が発生し、その領域では必要な継手特性が得られないことがある。また近年、ＹＰ（Yield Point）３９０Ｎ／ｍｍ２以上の高強度材が用いられるようになったが、一般的に溶接継手強度は、高強度材ほど低下幅が大きい傾向がある。そのため、溶接熱影響部の靱性を確保するには、溶接入熱を低減し、被溶接板が受ける熱量を低減させる必要がある。
【００１０】
更に、ＴＭＣＰ（Thermomechanical Control Process）鋼のような調質技術により強度を高めた高張力鋼板は、溶接熱影響部の性能低下が起こりやすく、強度低下が懸念される。このような機械強度の低下は、金属組織の肥大化による影響により起こるため、この点からも、溶接入熱を低減させることが望まれる。
【００１１】
特許文献１の溶接方法においては、溶接入熱を低減させるため、溶接ワイヤの突出し長さを長くして抵抗発熱量を高め、溶接ワイヤの溶融速度を速めている。しかし、溶接ワイヤの過剰な突出しはアークが不安定になる原因となり、スパッタを多量発生させる要因となり得る。つまり、溶接作業性が低下する懸念がある。また、溶接ワイヤの突出し長さを長くして溶接を行うと、溶接入熱の低減は可能であるが、溶込み不良等の溶接欠陥が発生しやすくなる。例えば、溶接ワイヤの突出し長さが７０ｍｍとなると、溶接ワイヤの捻じれ癖によって、ワイヤの狙い位置にズレが生じやすい。
【００１２】
特許文献２の溶接方法においては、ホットワイヤを開先に供給することにより溶着速度（単位時間当たりの肉量）を速めて実質的な溶接入熱を低減させている。しかし、ホットワイヤはアークが発生しないワイヤであるため、供給位置が適切でないと開先部において溶込み不良が発生する懸念がある。また、アーク長が変化した場合、入熱量が増減するため開先に供給されるホットワイヤの溶着量が変動する。その結果、溶接品質にばらつきが生じやすくなる。
【００１３】
また、溶接条件によっては溶接ワイヤ先端の溶滴が離脱しにくくなり、溶滴移行が不安定になる。特にフラックス入りワイヤを用いる場合には、フラックスの飛散が生じて溶接作業性が低下する。
以上のように、各特許文献の溶接方法では、スパッタ発生量の増大と、溶込み不良が発生して、溶接品質や溶接作業性が低下する問題があった。
【００１４】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接作業性を損なうことなく溶接速度を速め、しかも溶接熱影響部の靱性を確保して溶接金属の機械的性質を改善できるエレクトロガスアーク溶接方法、及びエレクトロガス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】
【００１５】
本発明は下記エレクトロガスアーク溶接方法を提供する。
１対の被溶接板の端部同士を、開先が上下方向に延在し、裏面側よりも表面側が幅広となるように対向配置させ、１対の前記被溶接板の前記開先が形成された部位の前記表面側に、前記開先に沿って上方へ摺動可能な摺動板を当接させ、前記被溶接板の前記裏面側に、固定された裏当材を当接させ、単数又は複数の溶接トーチのトーチ先端を前記開先内に挿入させて配し、
前記溶接トーチと溶接電源部との間、及び前記被溶接板と前記溶接電源部との間に３ｍ以上の長さのパワーケーブルを接続し、
前記溶接トーチから前記開先内に挿入された溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に、アーク電圧を印加して溶接電流を流し、前記摺動板を上方へ摺動させながらシールドガス雰囲気下で立向突合せ溶接を行うエレクトロガスアーク溶接方法であって、
前記溶接ワイヤに１５〜３０％のフラックス率を有するフラックス入りワイヤ、前記シールドガスにＣＯ２濃度が５０％以上のガス、前記溶接電流としてパルス電流を用い、
前記パルス電流は、ピーク電流値に至るまでの立上り時間が０．１〜５．０ｍｓであり、パルスの周波数が２０〜２００Ｈｚであることを特徴とするエレクトロガスアーク溶接方法。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、シールドガス組成、フラックス入りワイヤ、溶接電流の条件が最適化されて、フラックス入りワイヤ先端の溶滴移行を安定させることができる。これにより、入熱量を低減して溶接部の靱性を向上させ、しかも、スパッタの発生を抑えて作業性を向上できる。なお、本明細書における「Ａ〜Ｂ」の範囲とは、Ａ及びＢの値を含む範囲を意味する。
【００１６】
また、前記パルス電流を、パルスピーク電流ＩＰが４００〜８００Ａ、パルスピーク期間ｔｐが１．０〜４．０ｍｓ、ベース電流ＩＢが１００〜２００Ａ、の条件に設定することが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、パルスベース期間において、安定に離脱できる溶滴が、パルスピーク期間に形成でき、溶滴移行を安定させることによって、より作業性を良好にすることができる。
【００１７】
また、１対の前記被溶接板の板厚が４５〜１００ｍｍであって、前記開先への溶接入熱を２０〜７５ｋJ／ｍｍにすることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、溶接入熱が所定範囲に抑えられることで、被溶接板のＨＡＺ軟化による強度低下を低減できる。
【００１８】
また、前記溶接ワイヤとして、直径が１．２〜２．０ｍｍのものを用いることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、溶接入熱の低減効果と、溶接ワイヤの溶融による溶接金属の供給効果とのバランスが良好となる。
【００１９】
また、前記溶接ワイヤとして、ワイヤ全質量あたり、Ｍｎ：１．５０〜２．５０質量％、ＳｉＯ２：０．１〜１．０質量％、Ｎｉ：０．５〜３．０質量％、Ｔｉ：０．１〜０．５質量％、Ｂ：０．００４〜０．０２０質量％を含有するフラックス入りワイヤを用いることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、溶接部の靱性が高められ、溶接部の機械的性能を向上できる。
【００２０】
また、前記溶接ワイヤに内包されるフラックス中における鉄粉の割合を、前記フラックスの全重量に対して４０〜９０％とすることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、溶接ワイヤが溶融しやすくなり、フラックスの飛散を抑制できる。
【００２１】
また、前記開先内に複数の前記溶接トーチを挿入して、前記溶接トーチの少なくとも１本を前記表面側に配置し、少なくとも１本を前記裏面側に配置し、前記表面側に配置された溶接トーチに印加する電流と、前記裏面側に配置された溶接トーチに印加する電流との極性を逆にすることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、それぞれの溶接トーチから出るアークが引き付けられ、アークを溶接トーチ間の中央側に寄せる他、スパッタもアークと同じ方向に引き付けられる。そのため、全体として安定した溶接が行えるようになる。
【００２２】
また、複数の前記溶接トーチのうち、前記被溶接板の裏面に最も近い溶接トーチのトーチ先端から突出される前記溶接ワイヤの先端が、前記被溶接板の裏面からの水平距離で１５〜２５ｍｍの位置に配置されることが好ましい。
このエレクトロガスアーク溶接方法によれば、被溶接板を必要量溶かすことができ、溶込み不良を防ぐことができる。
【００２３】
更に本発明は、  １対の被溶接板の端部同士を、開先が上下方向に延在し、裏面側よりも表面側が幅広となるように対向配置させ、１対の前記被溶接板の前記開先が形成された部位の前記表面側に、前記開先に沿って上方へ摺動可能な摺動板を当接させ、前記被溶接板の前記裏面側に、固定された裏当材を当接させ、単数又は複数の溶接トーチのトーチ先端を前記開先内に挿入させて配し、
前記溶接トーチと溶接電源部との間、及び前記被溶接板と前記溶接電源部との間に３ｍ以上の長さのパワーケーブルを接続し、
前記溶接トーチから前記開先内に挿入された溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に、アーク電圧を印加して溶接電流を流し、前記摺動板を上方へ摺動させながらシールドガス雰囲気下で立向突合せ溶接を行うエレクトロガスアーク溶接装置であって、
前記溶接ワイヤは、１５〜３０％のフラックス率を有するフラックス入りワイヤであり、
前記シールドガスは、ＣＯ２濃度が５０％以上のガスであり、
前記溶接電源部は、前記溶接ワイヤと１対の前記被溶接板との間に流れる前記溶接電流として、ピーク電流値に至るまでの立上り時間が０．１〜５．０ｍｓ、パルスの周波数が２０〜２００Ｈｚのパルス電流を供給可能な電源であることを特徴とするエレクトロガスアーク溶接装置を提供する。
このエレクトロガスアーク溶接装置によれば、シールドガス組成、フラックス入りワイヤ、溶接電流の条件が最適化されて、フラックス入りワイヤ先端の溶滴移行を安定させることができる。これにより、入熱量を低減して溶接部の靱性を向上させ、しかも、スパッタの発生を抑えて作業性を向上できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、溶接作業性を損なうことなく溶接速度を速め、しかも溶接熱影響部の靱性を確保して溶接金属の機械的性質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１構成例のエレクトロガスアーク溶接装置の概略的な全体構成図である。
【図２】エレクトロガスアーク溶接の様子を模式的に示す説明図である。
【図３】被溶接板の開先形状を示す板圧方向の断面図である。
【図４】パルス電流により溶接ワイヤに生成される溶滴の状態をシールドガス毎に示す説明図である。
【図５】溶接電源部をパルスモードで駆動した場合の、溶接電流の波形の一例を示すグラフである。
【図６】溶接ワイヤの開先内における狙い位置の説明図である。
【図７】第２構成例の溶接装置の概略的な全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は第１構成例のエレクトロガスアーク溶接装置の概略的な全体構成図、図２はエレクトロガスアーク溶接の様子を模式的に示す説明図である。
図１，図２に示すエレクトロガスアーク溶接装置１００は、１対の被溶接板の端部同士を対向させた開先１１（図２参照）が、上下方向に沿って配置された被溶接板１５Ａ，１５Ｂに対し、立向突合せ溶接を行う溶接装置である。ここで扱う被溶接板１５Ａ，１５Ｂは、例えば、板厚が４５〜１００ｍｍの厚板鋼板であり、例えば、ＹＰ３９０Ｎ／ｍｍ２以上の高張力鋼板が使用可能である。以下の説明では、エレクトロガスアーク溶接装置を単に溶接装置と略称する。
【００２７】
溶接装置１００は、図２に示すように、一対の被溶接板１５Ａ，１５Ｂの端部同士を、開先１１が上下方向に延在し、裏面側から表面側が幅広となるように対向配置させ、一対の被溶接板１５Ａ，１５Ｂの開先１１が形成された部位の表面側に、開先１１に沿って上方へ摺動可能な銅製の摺動板１７が当接して配置される。
【００２８】
被溶接板１５Ａ，１５Ｂの摺動板１７配置側の反対側には、セラミックス製又は銅製の裏当材１９が当接して配置される。裏当材１９は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの裏面側に固定される。摺動板１７と、被溶接板１５Ａ，１５Ｂと、裏当材１９とにより囲まれる開先１１内には、複数本の溶接トーチ２１，２３が上方から挿入されて配置される。なお、図示例の溶接装置１００は、２本のトーチを有する２電極溶接装置であるが、３本以上のトーチを有する溶接装置であってもよく、詳細を後述する１本のトーチのみ有する溶接装置であってもよい。
【００２９】
溶接装置１００は、図１に示すように溶接ワイヤ２５を溶接トーチ２１に送給するワイヤ供給部３５と、溶接ワイヤ２６を溶接トーチ２３に送給するワイヤ供給部３７と、溶接トーチ２１，２３に装填された溶接ワイヤ２５，２６に溶接電流を供給する溶接電源部３９とを備える。
【００３０】
本構成の溶接電源部３９は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂと溶接ワイヤ２５との間に溶接電流を供給する第１溶接電源４１、及び被溶接板１５Ａ，１５Ｂと溶接ワイヤ２６と間に溶接電流を供給する第２溶接電源４３とを備える。第１溶接電源４１と第２溶接電源４３は、それぞれパルス状の溶接電流が出力可能なパルス制御回路を有する。なお、本例では、溶接ワイヤ毎に別々の溶接電源を用いる構成であるが、複数の溶接ワイヤへ異なった条件の溶接電流を出力できる溶接電源を１台のみ設けた構成であってもよい。
【００３１】
ワイヤ供給部３５は、溶接ワイヤ２５を溶接トーチ２１中に通し、溶接トーチ２１の先端へ向けて供給する。ワイヤ供給部３７は、溶接ワイヤ２６を溶接トーチ２３中に通し、溶接トーチ２３の先端へ向けて供給する。ここで用いられる溶接ワイヤ２５，２６は、直径が２．０ｍｍ以下のフラックス入りの溶接ワイヤである。
【００３２】
溶接トーチ２１の先端から突出される溶接ワイヤ２５と、被溶接板５１Ａ，１５Ｂとの間、及び溶接トーチ２３のトーチ先端の溶接ワイヤ２６と、被溶接板５１Ａ，１５Ｂとの間には、それぞれ溶接電源部３９によりアーク電圧が印加され、溶接電流が流される。
【００３３】
この溶接電源部３９は、パルス電流を出力するパルスモードと、定電圧制御する定電圧（ＣＶ）モードとが選択的に設定される。パルスモードでは、パルス状に変化させたパルス電流が出力され、ＣＶモードでは、特殊な形状を有さない電流波形が出力される。パルスモードとＣＶモードとの切り替えは、手動で行ってもよく、溶接装置１００に接続される図示しない制御装置からの指令により行ってもよい。また、溶接電源部３９は、パルスモードのみで駆動される電源であってもよい。
【００３４】
上記の溶接トーチ２１，２３と、摺動板１７及びワイヤ供給部３５，３７は、図示しない昇降フレームに昇降自在に支持される。昇降フレームは、摺動板１７，溶接トーチ２１，２３、ワイヤ供給部３５，３７を、溶接の進行と共に図１に示す矢印Ｐに沿って一体に同一速度で上昇駆動させる。これにより、摺動板１７は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの表側面と摺動しながら上昇する。
【００３５】
溶接トーチ２３のトーチ先端は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの開先１１内に挿入される。この溶接トーチ２３は、図示しないオシレート装置を介して昇降フレームに取り付けられる。
【００３６】
オシレート装置は、溶接トーチ２３を被溶接板１５Ａ，１５Ｂの板厚方向Ｓ（図６参照）へ揺動する。このオシレート装置は、溶接トーチ２３を板厚方向Ｓに揺動できる機構であればよく、モータの回転動作を直進動作に変換するカム機構を利用した構成や、リニアアクチュエータにより、溶接トーチ２３を直接的に直進動作させる構成であってもよい。
【００３７】
溶接トーチ２１，２３のトーチ先端に供給される溶接ワイヤ２５，２６は、トーチ先端から所定の一定長さでそれぞれ突出される。突出して露出された溶接ワイヤ２５，２６と被溶接板１５Ａ，１５Ｂとの間には、溶接電源部３９からの溶接電流が供給されてアークが発生する。
【００３８】
なお、トーチ先端からの溶接ワイヤ２５，２６の突出し長さ、すなわち、トーチ先端と、母材である被溶接板１５Ａ，１５Ｂとの間の距離は、３０〜５０ｍｍの一定量とする。突出し長さが５０ｍｍを超えると、ワイヤの捻じれ癖によって狙い位置のズレが生じやすくなる。また、抵抗発熱が増大し、溶接ワイヤ２５，２６の溶融量が適正値以上となる。そのため、溶融溶滴が肥大化して大粒のスパッタが多発する。また、突出しが３０ｍｍ未満であると、溶着効率が低下し、溶接速度が遅くなる。
【００３９】
摺動板１７は、溶接熱で自身が溶解することを防ぐため、冷却水を摺動板内に循環させることにより冷却される。本構成においては、摺動板１７の下部に、冷却水Ｗを循環させる冷却水流路２７が設けられる。この冷却水流路２７には、冷却水の供給口２９と排出口３１とが接続され、供給口２９から供給された冷却水Ｗが冷却水流路２７に流される。
【００４０】
摺動板１７の上部には、シールドガスＧを噴出するガス噴出部３３が設けられる。シールドガスは、開先１１内の溶接金属を大気から遮断して、開先１１をシールドする。
【００４１】
図３は被溶接板１５Ａ，１５Ｂの開先形状を示す板圧方向の断面図である。被溶接板１５Ａ，１５Ｂの開先１１は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの裏面側より表面側を幅広にされる。被溶接板１５Ａ，１５Ｂの開先１１の形状は、例えば、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの板厚ｔが８０ｍｍ、開先角度θが２０°、開先ギャップ長さＧＡＰが１０ｍｍとされる。この開先１１内で、溶接ワイヤ２５，２６の周囲をシールドガス雰囲気にしつつ、溶接トーチ２１，２３から突出して露出された２本の溶接ワイヤ２５，２６のそれぞれからアークを発生させて、エレクトロガスアーク溶接が行われる。
【００４２】
溶接ワイヤ２５，２６から発生するアークは、溶接ワイヤ２５，２６自体を溶融させるとともに、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの一部も溶融させる。これにより、開先１１内に溶融金属４７が形成される。この溶融金属４７が凝固することで開先１１を埋める溶接金属４９が形成される。
【００４３】
＜溶接ワイヤ、シールドガス、溶接電流の条件＞
次に、上記構成の溶接装置１００に用いる溶接ワイヤ、シールドガス、溶接電流について説明する。
一般的な入熱量低減の手段としては、例えば、フラックス入りワイヤを用いることや、溶接電流をパルス化すること等が挙げられる。溶接電流値が同じであれば、フラックス入りワイヤはソリッドワイヤよりも溶着効率が高い。したがって、フラックス入りワイヤは、ソリッドワイヤよりも入熱量を低減することが可能となる。なお、ワイヤのフラックス率（ワイヤ中フラックス量／ワイヤ全重量の比）が大きいほど入熱量の低減効果が得られる。しかしながら、フラックス入りワイヤは、ワイヤ芯がフラックスにより形成されるため、溶接中のワイヤ先端において、フラックスが飛散してスパッタになり易く、溶接作業性が劣化する。この作業性の劣化は、フラックス率が高くなる場合やパルス溶接を適用する場合に顕著となる。
【００４４】
また、ワイヤ径については、溶接ワイヤ２５が太くなると、溶接ワイヤ２５の電気抵抗が低下する。そのため、溶接トーチ２１，２３のトーチ先端から突出した溶接ワイヤ２５，２６は、より高い溶接電流を流すことを必要とする。よって、溶接ワイヤが太くなる程、溶接入熱は大きくなる。
【００４５】
そこで、本構成の溶接装置１００においては、溶接ワイヤにフラックス入りワイヤを用いた場合でも、溶接ワイヤ、シールドガス、溶接電流の条件を最適化することで、溶接による入熱量を低減しつつ、ワイヤ先端の溶滴移行を安定させ、溶接部の機械的性質の改善を図っている。以下に、その最適化条件について詳細に説明する。
【００４６】
＜溶接ワイヤの性状＞
（１）フラックス率
ソリッドワイヤでは、エレクトロガス溶接のように、パワーケーブルが長尺となることが原因でパルス電流の波形が鈍った場合、ピンチ力が足りないため、溶接ワイヤ先端から周期的に溶滴が離脱しにくく、溶滴移行が不安定となる。しかし、溶接ワイヤとしてフラックス入りワイヤを用い、フラックス率１５〜３０％と規定することでパルス電流の波形が鈍った場合にも、溶滴に括れが生じやすくなる。なお、フラックス率が１５％を下回ると、溶滴の離脱に対して、十分なピンチ力が得られないため、溶滴移行が不安定になり溶接作業性が劣化する。一方、フラックス率が３０％を超えると、フラックスが飛散し始め、溶接作業性が劣化する。なお、ここで言う波形の「鈍り」とはピーク波形の立上り、立下りが緩やかになる状態を指す。
【００４７】
（２）組成
溶接ワイヤに含まれるＭｎ，Ｎｉ，Ｂ，Ｔｉ，ＳｉＯ２のワイヤ全質量あたりの含有率（質量％）を、以下の範囲に規定することによって、溶接熱影響部の靱性及び溶接作業性がより向上する。
【００４８】
Ｍｎ：１．５０〜２．５０質量％
溶接ワイヤ中のＭｎは、脱酸剤或いは硫黄捕捉剤としての効果を発揮し、溶接金属の強度や靱性を確保するために添加することが好ましい。靱性確保のため１．５０質量％以上を含有させることがより好ましい。一方、２．５０質量％以下にすると、過剰強度による溶接金属の靭性低下を抑制できる。したがって、Ｍｎの含有量は１．５０〜２．５０質量％の範囲と規定することが好ましい。
【００４９】
Ｎｉ：０．５〜３．０質量％
Ｎｉは、溶接金属の強度や靱性を確保するために添加することが好ましい。靱性確保のため０．５％以上を含有させることがより好ましい。一方、３．０質量％以下にすると、過剰強度による溶接金属の靭性低下を抑制できる。したがって、Ｎｉの含有量は０．５〜３．０質量％の範囲と規定することが好ましい。
【００５０】
Ｔｉ：０．１〜０．５質量％
Ｔｉは強脱酸元素であり安定な酸化物、炭化物、窒化物を形成して、結晶粒の微細化等に寄与する元素であるため、溶接金属の強度や靱性を確保するために添加することが好ましい。靱性確保のため０．１質量％以上を含有させることがより好ましい。一方、０．５質量％以下にすると、過剰強度による溶接金属の靭性低下を抑制できる。したがって、Ｔｉの含有量は０．１〜０．５質量％の範囲と規定することが好ましい。
【００５１】
Ｂ：０．００４〜０．０２０質量％
Ｂは安定な窒化物を形成して、結晶粒の微細化等に寄与する元素であるため、溶接金属の強度や靱性を確保するために添加することが好ましい。靱性確保のため０．００４質量％以上を含有させることがより好ましい。一方、０．０２０質量％以下にすると、過剰強度による溶接金属の靭性低下及び割れを抑制できる。したがって、Ｂの含有量は０．００４〜０．０２０質量％の範囲と規定することが好ましい。
【００５２】
ＳｉＯ２：０．１〜１．０質量％
ＳｉＯ２は溶融池表面に形成する陰極点として、アーク安定のために添加することが好ましい。アーク安定化のために０．１〜１．０質量％で添加することが好ましい。なお、Ｔｉを添加する場合、Ｔｉは安定な酸化物となりＳｉＯ２と同様、溶融池表面上で陰極点として働く。ＳｉＯ２とＴｉ酸化物では熱電子放出性能が異なるため、アーク安定として効果的に働く比率として、Ｔｉ/ＳｉＯ２が０．５〜３．０であることがより好ましい。
【００５３】
（３）鉄粉比率
溶接ワイヤに内包されるフラックス中における鉄粉の割合は、フラックス全重量に対して４０〜９０％とすることが好ましい。この範囲では、鉄粉は溶融しやすいため、溶接電流のピーク電流期間におけるフラックスの飛散を抑制できる。また、後述するＣＯ２ガスの利点を向上できる。
【００５４】
＜シールドガス＞
溶接装置１００に使用するシールドガスは、ＣＯ２濃度が５０％以上の混合ガス、又は１００％のＣＯ２ガスとする。なお、以下の説明においては、上記のＣＯ２濃度が５０％以上のガスや１００％のＣＯ２ガスを、単にＣＯ２ガスと呼称することがある。エレクトロガス溶接特有の長尺ケーブルによるパルス波形の鈍りに対し、適切に設定したパルス形状と、上記ＣＯ２ガスを含むシールドガスのアーク緊縮効果によって、パルスベース期間に離脱可能となる最適な大きさの溶滴を溶接ワイヤ先端に形成できる。その結果、溶接ワイヤ先端の溶滴移行が安定する。
【００５５】
なお、シールドガスの流量は４０Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましい。これは、造船分野の溶接においては開先断面が大きいことから、通常のガスシールド溶接と比べて大量のガスが必要とされるためである。
【００５６】
図４はパルス電流により溶接ワイヤに生成される溶滴の状態をシールドガス毎に示す説明図である。
同図においては、点線で示される通常のパルス波形から鈍ったパルス電流の波形が、実線で示されている。時刻ｔ１におけるパルス電流は、緩やかな上昇途中の電流値Ｅ１となる。
【００５７】
シールドガスがＣＯ２濃度が５０％以上のガスである場合、時刻ｔ１の状態では、アークの緊縮によって溶接ワイヤ２５，２６，２８の先端に溶滴５１が成長する。この溶滴の形成により、フラックスの飛散が防止できる。そして、時刻ｔ２になると、パルス電流は通常のパルス波形のピーク電流値に達する。このピーク電流Ｅ２に達したときに、緩やかに成長した液滴が溶接ワイヤ２５，２６，２８から離脱する。これにより、規則的な液滴の離脱を実現でき、溶接ワイヤ先端の溶滴移行を安定させることができる。よって、前述した課題であった溶接作業性の低下を解消できる。
【００５８】
一方、シールドガスがＡｒリッチのガスである場合、アークが溶接ワイヤ側に這い上がり、溶接ワイヤ先端に溶滴が十分に形成されないまま離脱するため、フラックス柱が露出し、フラックスが飛散して溶接作業性が低下する。
【００５９】
＜溶接電流＞
溶接電源部３９は、溶接ワイヤ２５に出力する駆動電力と、溶接ワイヤ２６に出力する駆動電力とを、それぞれ独立して出力できる。本構成の溶接電源部３９においては、溶接ワイヤ２５，２６の少なくとも一方に、パルスモードによるパルス電流を出力する。
【００６０】
図５は溶接電源部３９をパルスモードで駆動した場合の、溶接電流の波形の一例を示すグラフである。同図に示す溶接電流の波形は、溶接ワイヤ２５，２６の先端と被溶接板１５Ａ，１５Ｂとの間の溶接部位に実際に流れる溶接電流の波形であって、２電極エレクトロガスアーク溶接において、ワイヤ送給速度を１４．８ｍ／ｍｉｎで溶接したときのパルス電流波形である。この場合の溶接電源部から出力される溶接電流の電流波形は、矩形波である。上記溶接電流は、パルスピーク電流ＩＰが６００Ａ、パルスピーク期間ｔｐが４．５ｍｓ、ベース電流ＩＢが１８０Ａ、ベース期間ｔＢが５．０ｍｓとなっている。また、この溶接電流のパルスの周波数ｆは、１１１Ｈｚである。尚、パルスピーク期間ｔｐは立上り及び立下り期間を含む。
【００６１】
本構成の溶接装置１００においては、パルスピーク電流ＩＰが４００〜８００Ａ、パルスピーク期間ｔｐが１．０〜４．０ｍｓ、ベース電流ＩＢが１００〜２００Ａの矩形波とすることが好ましい。
【００６２】
また、トーチ先端の溶接ワイヤ２５，２６と被溶接板１５Ａ，１５Ｂとの間に流すパルス電流は、溶接トーチのピーク電流値に至るまでの立上り時間と、パルスの周波数とを次の条件が満たされるようにする。
（１）立上り時間
パルス電流は、ピーク電流値に至るまでの立上り時間を０．１〜５．０ｍｓとする。この立上り時間０．１〜５．０ｍｓの範囲は、シールドガスをＣＯ２ガスとし、フラックス入りワイヤを用いた場合における、溶滴を安定させる最適な条件となる。そして、この電流値が緩やかに増加する期間で溶接がなされる。立上がり時間が０．１ｍｓを下回る場合はフラックス入りワイヤに急峻なピンチ力がかかり、ワイヤ中のフラックスが飛散することで作業性が劣化する。立上がり時間が５．０ｍｓを超える場合はピーク期間中に溶滴離脱が起こり、１ｍｍ以上の大玉のスパッタが発生する。
【００６３】
（２）パルスの周波数
パルス電流のパルスの周波数を２０〜２００Ｈｚとする。通常のＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接は溶滴移行を安定化させるために２００Ｈｚを超える周波数を必要とする。一方、本構成のエレクトロガスアーク溶接においては、２０Ｈｚを下回る場合、又は２００Ｈｚを超える場合は溶滴移行の規則性が乱れ、スパッタ発生量が増加する。すなわち、本発明の構成要件となるフラックス入りワイヤと、ＣＯ２濃度が５０％以上のガスと、２０〜２００Ｈｚの周波数のパルス電流とを用いることで、溶接ワイヤの溶滴移行を安定させることができる。
【００６４】
＜溶接ワイヤ、シールドガス、溶接電流の最適化効果＞
一般に、パルス電流を用いる場合は、ソリッドワイヤと、Ａｒ８０％以上のＡｒリッチのシールドガスとの組み合わせで、パルスの周波数を２００〜３００Ｈｚにして行われる。この条件下では、パルス電流の１パルスによりワイヤ先端に１つの液滴が生成される、１パルス１ドロップが達成できる。これにより、スパッタが抑制された優れた溶接作業性が得られ、入熱量の低減も図れる。
【００６５】
上記効果は、ソリッドワイヤとＡｒリッチのシールドガスとを組み合わせて使用する場合以外では得られなかった。例えば、ソリッドワイヤをフラックス入りワイヤに変更した場合は、シールドガスにＡｒリッチガスを使用しても、ＣＯ２ガスを使用しても、或いはパルス電流を用いても、ピーク電流時にフラックスが飛散して、溶接作業性が低下する。また、ＡｒリッチのシールドガスをＣＯ２ガスに変更した場合は、パルス電流が特殊な波形でない限り、溶接ワイヤの液滴移行の形態が異なってしまい、溶接作業性が低下する。
【００６６】
更に、エレクトロガスアーク溶接の場合、溶接電源部と溶接トーチ間を接続するパワーケーブルが長く、パルス電流の波形が鈍る。このパルス波形の鈍りのため、一般には、エレクトロガスアーク溶接にパルス電流は用いられていない。仮にパルス電流を用いた場合には、ソリッドワイヤとＡｒリッチのシールドガスとを組み合わせて使用する場合であっても、溶接ワイヤの溶滴移行が乱れてしまう。これはパワーケーブルが長く、パルス波形が鈍る現象が生じるため、パルスピーク電流の急峻な立上りによるピンチ力効果が得られず、1パルス１ドロップの形態から外れてしまうためである。その結果、スパッタを生じ、溶接作業性が劣化する。また、ＣＯ２ガスを用い、パルス電流を特殊波形にする場合も、電流値の高い第１ピーク電流と、第１ピーク電流より低い第２ピーク電流を有する特殊波形のパルス電流が、特に電流の低い第２ピーク電流の減衰により波形が鈍り、任意の溶滴移行制御ができなくなる。そのため、いずれの場合であっても、本来の入熱量低減と溶接作業性向上の効果を達成できなかった。
【００６７】
本構成の溶接装置１００は、上記した溶接ワイヤ、シールドガス、溶接電流の条件で溶接することで、今まで、エレクトロガスアーク溶接では使用できなかったパルス電流を使用可能とし、溶接ワイヤ先端の安定した溶滴移行を実現している。その結果、入熱量を低減して、溶接熱影響部の靱性等の機械的性能を向上できる。また、溶滴移行の安定化により、スパッタの発生を低減でき、溶接作業性を向上できる。
【００６８】
更に、本構成の溶接装置１００によれば、被溶接板１５Ａ，１５Ｂをエレクトロガスアーク溶接する場合に、開先１１の溶接入熱を２０〜７５ｋＪ／ｍｍにできる。溶接入熱が２０ｋＪ／ｍｍ以上の場合は溶接効率が向上し、溶接入熱が７５ｋＪ／ｍｍ以下の場合は強度低下が抑えられる。
【００６９】
そして、本構成の溶接装置１００においては、溶接トーチ２１の溶接ワイヤ２５及び溶接トーチ２３の溶接ワイヤ２６に、それぞれ溶接電流を印加する際、それぞれの電流の極性を互いに異ならせていることが好ましい。図示例では、溶接トーチ２１の溶接ワイヤ２５が直流正極性(ＤＣ−ＥＮ)に接続され、溶接トーチ２３の溶接ワイヤ２６が直流逆極性(ＤＣ−ＥＰ)に接続される。それぞれの電流の極性を互いに異ならせることによって、スパッタが低減し、溶接作業性がより良好になる。
【００７０】
更に、スパッタの発生を抑えるには、各溶接トーチに印加するパルスピーク周期をずらす等の手法を用いても良い。
【００７１】
また、２電極エレクトロガスアーク溶接のような複数の電極を用いる溶接法の場合、それぞれの溶接トーチをＤＣ−ＥＮとＤＣ−ＥＰにすれば、それぞれの溶接トーチから発生するアークが安定し、溶接トーチ間で発生するスパッタが減少する。さらに、溶接トーチ間隔を２０ｍｍ〜４０ｍｍにすることが好ましく、よりアークが安定するため、作業性が良好な溶接が行えるようになる。
【００７２】
従来のエレクトロガスアーク溶接法では、溶接ワイヤ２５は、裏当材１９から水平距離で２０〜３０ｍｍ離れて配置される。しかしながら、本エレクトロガスアーク溶接法では、同様な溶接ワイヤ２６の配置にすると、入熱量が低いために裏面側の溶接金属と裏当材１９との間に隙間が生じる等、溶込み不良が発生する虞がある。また、溶接電流値は、ＣＶモードの場合よりパルスモードの場合が低い。そのため、パルスモードとＣＶモードで、溶接ワイヤの狙い位置を同じにすると、ＣＶモードで良好な溶接が行えても、パルスモードで溶接した場合には裏波ビードが現れにくくなり、良好なビード外観が得られないことがある。そこで、パルスモードの場合には、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの裏面に最も近い溶接ワイヤ２５の狙い位置を、裏当材１９からの水平距離で１５〜２５ｍｍの位置に配置する。これにより、溶接ワイヤ２５が裏当材１９から１５〜２５ｍｍの位置まで接近して、被溶接板を必要量溶かすことができ、溶込み不良を防ぐことができる。
【００７３】
図６は溶接ワイヤ２５，２６の開先１１内における狙い位置の説明図である。前述のオシレート装置によって溶接トーチ２３（図１参照）が揺動されると、溶接ワイヤ２６が板厚方向Ｓに沿って揺動する。オシレート装置による溶接ワイヤ２６のウィービング幅は、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの表面側から距離Ｌ４の位置Ｐ１と、位置Ｐ１から距離Ｌ３の位置Ｐ２までの間の距離となる。また、溶接トーチ２１の溶接ワイヤ２５は、位置Ｐ２から更に距離Ｌ２だけ被溶接板１５Ａ，１５Ｂの裏面側に向かう位置Ｐ３に配置される。上記の距離Ｌ１〜Ｌ４は、下記表１に示す寸法に設定される。表中の各電極位置ＰＯ１，ＰＯ２，ＰＯ３のいずれであっても、溶込み不良の発生を防止できる。
【００７４】
【表１】
0006609493.tif 000002
【００７５】
以上説明したように、溶接トーチ２１、２３に供給される溶接電流として、矩形波パルス電流を採用することで、長尺ケーブルにより溶接電流波形が鈍りやすい状況下においても、確実に低入熱化させることができる。フラックス入りワイヤを用い、且つＣＯ２ガスシールドによるパルス溶接というアークが不安定になりがちな条件において、それぞれの溶接トーチを逆の極性におくことによりアーク干渉を回避でき、しかも、それぞれのアークが安定化する効果が得られる。そのため、低入熱化を図りながら、融合不良等の溶接欠陥がない溶接金属を形成できる。
【００７６】
なお、本構成の溶接装置１００においては、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの裏面側に配置される溶接ワイヤ２５は揺動させず、表面側に配置される溶接ワイヤ２６のみをオシレート装置により揺動させることが好ましい。溶接ワイヤ２６のみを揺動させる方が、アーク安定性が向上し、スパッタ発生量を低減できる。これにより、長尺で開先１１の寸法ばらつきが大きい実溶接施工に対しても、良好な溶接作業性を確保できる。また、溶接ワイヤ２６を揺動させる代わりに、溶接ワイヤ２５側にオシレート装置を組み付けて溶接ワイヤ２５を揺動してもよく、溶接ワイヤ２５と溶接ワイヤ２６との双方を同時に揺動してもよい。その場合、溶接ワイヤ２５，２６を一つのオシレート装置で揺動すれば、溶接装置１００の機器構成を簡単にできる。
【００７７】
＜第２構成例＞
次に、エレクトロガスアーク溶接装置の第２構成例を説明する。
図７は第２構成例の溶接装置の概略的な全体構成図である。以降の説明においては、同一の部材や部位に対しては、同一の符号を付与することで、その説明は省略又は簡単化する。
【００７８】
本構成の溶接装置２００は、図１に示す溶接装置１００の一対のワイヤ供給部３５，３７を有する２電極の構成に代えて、単一のワイヤ供給部３８を設けた１電極の構成である。また、これに伴い、溶接電源部４０は、第１溶接電源４１，第２溶接電源４３に代えて、単一の溶接電源４４を設けた構成にしている。その他の構成は、前述の溶接装置１００と同様である。また、溶接ワイヤ２８は、図示しないオシレート装置により揺動することも可能である。
【００７９】
本構成の溶接装置２００によれば、単一のワイヤ供給部３８であっても、前述した溶接条件と同様にしてエレクトロガスアーク溶接が行える。これにより、被溶接板１５Ａ，１５Ｂの板厚が４５ｍｍ未満の板厚である場合にも、前述と同様の作用効果が得られる。つまり、溶接トーチが単数、複数のいずれであっても、上述したように、溶接ワイヤにフラックス入りワイヤを用い、シールドガスにＣＯ２ガスを用い、溶接電流としてパルス電流を用いることで、エレクトロガスアーク溶接の最適化が図れる。
【実施例】
【００８０】
図１に示す溶接装置１００及び図７に示す溶接装置２００を用い、表２に示す溶接ワイヤを使用して溶接した実験例１〜５６の評価結果を、表３、表４に示す。
【００８１】
＜溶接条件＞
溶接速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ
板厚（１電極）：  ４５ｍｍ
板厚（２電極）：  ８０ｍｍ
ルートギャップ：  １０ｍｍ
開先角度      ：  ２０°
【００８２】
＜評価基準＞  
（１）ビード外観については、アンダーカット、又は垂れ発生の有無を目視により評価した。評価基準は、Ａが良好、Ｂが外観不良有りである。
（２）融合不良については、超音波探傷（ＵＴ：Ultrasonic Testing）試験（JIS Z 3060:2002）により、溶込み不良の発生の有無により評価した。評価基準は、Ａが溶込み不良無しで、Ｂが溶込み不良有りである。
（３）スパッタ作業性については、高速ビデオカメラで撮影し、１０秒あたりに発生するスパッタの数を、下記基準でＡ，Ｂ，Ｃの３段階で評価した。
Ａ：１００個未満
Ｂ：１００個以上、２００個未満
Ｃ：２００個以上
（４）靱性については、ソリッドワイヤによる定電圧のエレガスアーク溶接による試験サンプルのシャルピー衝撃試験（JIS Z 2242:2005）の結果と比較し、下記基準でＡ，Ｂ，Ｃの３段階で評価した。
Ａ：１００以上、１２０以下
Ｂ：６０以上、１００未満
Ｃ：６０未満
【００８３】
【表２】
0006609493.tif 000003
【００８４】
【表３】
0006609493.tif 000004
【００８５】
【表４】
0006609493.tif 000005
【００８６】
実験例４５〜４７のように、シールドガス中のＡｒ比率が増加すると、溶滴移行時にフラックスが飛散し、作業性が悪化した。
実験例４８、４９のように、ケーブル長が３ｍ未満であると、波形の鈍りが起こらないためパルス電流の立上がりが０．１ｍｓ未満となり、フラックス入りワイヤとＣＯ２ガスの組み合わせでは、溶滴移行が安定せずスパッタを生じて作業性が劣化した。
実験例５０、５１のように、ケーブル長が１００ｍになると、波形が過度に鈍り、パルス電流の立上がりが５．０ｍｓを超え、作業性が悪化した。
実験例５２のように、フラックス入りワイヤのフラックス率が１５％を下回ると、溶滴の離脱に対して十分なピンチ力が得られないため、溶滴移行が不安定になり溶接作業性が劣化した。
一方、実験例５３のように、フラックス率が３０％を超えると、フラックスが飛散し始め、溶接作業性が劣化した。
実験例５４は、ソリッドワイヤ、ＣＯ２ガス、及びパルス電流を組み合わせた溶接方法である。この場合、溶滴移行が不安定になり、ビード外観不良及び溶接作業性が劣化した。
実験例５５は、立上がり時間が５．０ｍｓを超え、周波数が２０Ｈｚ未満となった場合である。この場合、ピーク期間中に溶滴離脱が起こり、１ｍｍ以上の大玉のスパッタが発生し、溶接作業性が劣化した。
実験例５６は周波数が２００Ｈｚを超える場合である。この場合、フラックス入りワイヤに急峻なピンチ力がかかり、ワイヤ中のフラックスが飛散することで溶接作業性が劣化した。
【符号の説明】
【００８７】
１１  開先
１５Ａ，１５Ｂ  被溶接板
１７  摺動板
１９  裏当材
２５，２６，２８  溶接ワイヤ
３９，４０  溶接電源部
１００，２００  エレクトロガスアーク溶接装置
【図１】
0006609493.tif 000006
【図２】
0006609493.tif 000007
【図３】
0006609493.tif 000008
【図４】
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【図５】
0006609493.tif 000010
【図６】
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【図７】
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