(57)【要約】【課題】  本発明は、開先加工を施さない略Ｉ型継手又は略Ｔ型継手のままで、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、溶け込み促進剤塗布前の溶融封止及び塗布後の表裏両面溶接によってブローホールや溶け不足のない深い溶け込みの健全な溶融接合部を得るのに有効な両面溶接方法を提供する。【解決手段】  ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、溶け込み促進剤を塗布する以前に継手部の表面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止し、溶融封止後の継手部の表面側に溶け込み促進剤を塗布した後にアーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合し、反対側の残り継手部の裏面側に溶け込み促進剤を塗布した後にアーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合する。【選択図】図１
2008178894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、
前記溶け込み促進剤を塗布する以前に、前記継手部の表面又は裏面又は表裏両面を溶融封止することを特徴とする両面溶接方法。
【請求項２】
ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、
前記溶け込み促進剤を塗布する以前に、前記継手部の表面又は表裏両面を溶融封止し、
前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布し、
促進剤の塗布後に前記アーク溶接の施工によって溶融接合し、
反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって溶融接合することを特徴とする両面溶接方法。
【請求項３】
ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、
前記溶け込み促進剤を塗布する前に、前記継手部の表面又は表裏両面を溶融封止する封止工程と、前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって溶融接合する第１の溶接工程と、反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって溶融接合する第２の溶接工程とを備えることを特徴とする両面溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の両面溶接方法において、前記継手部はギャップや段差又は前記ギャップ及び前記段差の両方が不規則に形成されており、前記溶融封止が少なくとも前記ギャップの形成部分又は溶接線に施されることを特徴とする両面溶接方法。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の両面溶接方法において、前記溶け込み促進剤は少なくとも継手部の溶接線方向に１回以上往復塗布され、溶接線左右方向の膜厚を２０μｍ以上形成することを特徴とする両面溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる継手部の表面及び裏面に溶け込み促進剤を塗布してアーク溶接する両面溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶け込みの深い溶接が可能な溶け込み促進剤（又はフラックス剤）やこれを用いた溶接方法や溶接継手が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の溶接方法，溶接継手では、ステンレス鋼母材表面に金属酸化物の粉末と溶媒とを混合してなる溶け込み促進剤を塗布した後にＴＩＧ溶接することが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の深溶け込みアーク溶接用フラックス及びこれを用いた溶接方法では、Ｃｒ2Ｏ3を含まない金属酸化物であり、ＴｉＯ2とＳｉＯ2との混合比を１対１にした混合酸化物のフラックスを用いることが提案されている。
【０００５】
特許文献３に記載のＴＩＧ溶接方法では、金属酸化物を６質量％以上含有するフラックスを内包したフラックス入りワイヤを溶加材として使用し、溶融金属中に前記金属酸化物を０.０５ 〜３ｇ／分供給しながらＴＩＧ溶接することが提案されている。
【０００６】
また、特許文献４に記載のＴＩＧ溶接装置及び方法では、不活性ガスからなる第１のシールドガスを、電極を囲むように被溶接物に向けて流し、前記第１のシールドガスの周辺側に、酸化性ガスを含む第２のシールドガスを被溶接物に向けて流すことが提案されている。さらに、特許文献５には、サブマージアーク溶接に促進剤（フラックス剤）を使用することが提案されている。
【０００７】
一方、特許文献６は、筆者らが発明出願した溶接方法及びその溶接構造物であり、溶け込み促進剤を塗布した継手部の表面側と裏面側とからの両面深溶け込み溶接の施工によって、接合不足のない深い溶け込み形状の健全な溶接部が得られることを提案した。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、溶け込み促進剤を塗布した継手部材の表面側からのアーク溶接によって裏面側に裏ビードが形成するように溶接施工している。このため、特に、突合せ継手部にギャップがあったり、そのギャップが変化していたりすると、アーク溶接によって形成する裏面側の裏ビードの幅が大きく変化したり、出過ぎたりして溶接部の品質を悪化させる可能性がある。また、板厚が６mmを越えるＩ型継手の溶接では、溶融池が保持できなく（例えば溶融池に作用する表面張力＜重力）なるために裏側に溶け落ち易く、裏当て材なしでの裏ビード形成が困難である。開先継手における２層目の溶接時には、前層（１層目）の溶接時に加熱反応した溶け込み促進剤（金属酸化物のフラックス剤）の一部が溶接ビード表面に固着（スラブ固着）しているため、アーク溶接直下の溶融プールが開先幅方向に広がりにくく、溶融すべき開先両壁面まで溶けずに融合不良になる可能性がある。さらに、表面側からのみの片面溶け込み溶接であって、表面側と裏面側とから交互にアーク溶接する両面溶け込み溶接と異なる。この両面溶け込み溶接は実施例に全く記載されていない。
【０００９】
また、特許文献２の場合には、Ｃｒ2Ｏ3を含まないＴｉＯ2とＳｉＯ2との混合酸化物
（溶け込み促進剤）を継手表面に塗布した後にアーク溶接を行うようにしている。しかしながら、上述したような溶接上の問題があり、また、表面側と裏面側とから交互に溶接する両面溶け込み溶接と異なり、その実施例も記載されていない。
【００１０】
そして、金属酸化物の膜（５μｍ以上）を形成した開先継手部の表面又は裏面（非開先側の面）からＴＩＧ溶接して裏ビードを形成させている。また、Ｉ型突合せ継手では表面側からのＴＩＧ溶接によって裏面側に裏ビードが形成するようにしている。このため、突合せ継手部にギャップがあったり、そのギャップが変化していたりすると、アーク溶接によって形成する裏面側の裏ビードの幅が大きく変化したり、出過ぎたりして溶接部の品質を悪化させる可能性がある。また、板厚が６mmを越えるＩ型継手の溶接では、溶融池が保持できなくなるために裏側に溶け落ち易く、裏当て材なしでの裏ビード形成が困難である。また、金属酸化物の塗布膜厚が薄いと、所望の深さまで溶け込まずに浅い溶け込みに成り易い。開先継手における２層目の溶接時には、前層の溶接時に加熱反応した溶け込み促進剤の一部が溶接ビード表面に固着しているため、アーク溶接直下の溶融プールが開先幅方向に広がりにくく、溶融すべき開先両壁面まで溶けずに融合不良となる可能性がある。逆Ｖ開先，逆Ｙ開先及びＸ開先の場合は、両面溶け込み溶接であるが、裏面側に裏ビードを形成させており、また、Ｉ開先の場合には、片面溶け込み溶接によって裏面側に裏ビードを形成させている。
【００１１】
特許文献３の場合には、金属酸化物を６％以上含有したフラックス入りワイヤを所定量供給しながらＴＩＧ溶接して深溶け込み部を得るようにしている。特に、板厚９mmのＩ型突合せ継手を溶接試験して溶け込み深さの測定結果を示している。しかしながら、フラックス入りワイヤは、ポロシティなどの溶接欠陥発生の大きな要因である湿気に弱いため、特殊な乾燥室などに保管して常に品質管理する必要がある。また、フラックス入りワイヤの送給量の増減によって溶け込み深さが大きく変化するばかりでなく、同時にビード幅やビード余盛高さも大きく変化し易い。表面側から片面溶け込み溶接した試験結果を示しているが、表面側と裏面側とから交互に溶接する両面溶け込み溶接と異なり、その実施例も記載されていない。
【００１２】
特許文献４の場合には、酸化性ガス（Ｏ2ガスやＣＯ2ガス）と不活性ガス（Ａｒガス）との混合ガスをアーク溶接部分に流して溶け込み深さを増加するようにしている。前記溶け込み促進剤は使用されていない。また、溶け込み深さと酸素濃度，二酸化炭素濃度との関係を開示しているが、継手部材と異なる平板上での溶け込み結果である。継手部材の両面溶け込み溶接については全く実施されていない。
【００１３】
特許文献５記載のサブマージアーク溶接の場合には、大量のフラックス剤を供給使用し、このフラックス剤の中で溶接ワイヤにアークを発生させ、それを埋もれさせてアーク溶接を行うもので、非消耗電極方式のアーク溶接とは全く異なる溶接法である。
【００１４】
一方、特許文献６は、筆者らが発明出願した溶接方法及びその溶接構造物であるが、溶け込み促進剤の塗布後に溶接した溶融底部に微小なポロシティ（ブローホール）が発生することがあり、また、溶け込み形状の曲りや片寄りによる溶け不足が発生することがあった。この発生原因を調査した結果、塗布時に溶け込み促進剤の一部が継手部のギャップ内に入り込み、溶接時に溶融池内から浮上できずに溶融低部又はその近傍に閉じ込められて固着することが判明した。また、溶け込み促進剤の塗布膜厚が溶接左右方向に大きく変化していると、溶接時に溶融池が幅広及び溶け込みが浅くなると同時に膜厚の薄い側に片寄って曲ることが判明した。
【００１５】
このため、有効な防止対策を種々検討した。その結果、上記ポロシティ発生防止に最も有効な対策は、溶け込み促進剤を塗布する以前に継手部の表面又は裏面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止して、塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まないようにすることであり、塗布前に施工する前記溶融封止により、塗布部の溶接時に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティが発生しないことを確認した。また、上記溶け不足防止に最も有効な対策は、前記溶け込み促進剤を継手部の溶接線方向に１回以上往復塗布して溶接線左右方向の膜厚を２０μｍ以上形成することであり、溶接部に片寄りや曲りのないほぼ左右対称形状の深い溶け込みが形成することを確認した。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−１０２８９０号公報
【特許文献２】特開２００２−１２００８８号公報
【特許文献３】特開２００１−２１９２７４号公報
【特許文献４】特開２００４−２９８９６３号公報
【特許文献５】特開２００１−２３９３９４号公報
【特許文献６】特開２００６−２３１３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、開先加工を施さない略Ｉ型継手又は略Ｔ型継手のままで、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、溶け込み促進剤塗布前の溶融封止及び塗布後の表裏両面溶接によってブローホールや溶け不足のない深い溶け込みの健全な溶融接合部を得るのに有効な両面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】
【００１８】
本発明は、上記目的を達成するために、ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、前記溶け込み促進剤を塗布する以前に、前記継手部の表面又は裏面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止しておくことを特徴とする両面溶接方法を提案する。
【００１９】
また、本発明は、上記目的を達成するために、ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、前記溶け込み促進剤を塗布する以前に前記継手部の表面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止し、前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合し、その後に、反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合することを特徴とする両面溶接方法を提案する。
【００２０】
また、本発明は、上記目的を達成するために、ステンレス鋼材又は低炭素鋼材からなる略Ｉ型継手部又は略Ｔ型継手部の表面側及び裏面側に溶け込み促進剤を塗布して非消耗電極方式のアーク溶接を施工する両面溶接方法において、前記溶け込み促進剤を塗布する以前に前記継手部の表面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止する封止工程と、前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合する第１の溶接工程と、反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合する第２の溶接工程とを備えることを特徴とする両面溶接方法を提案する。
【００２１】
特に、前記継手部はギャップや段差又はこのギャップ及び段差の両方が不規則に形成されており、前記溶融封止は少なくとも前記ギャップの形成部分及びこの近傍に施し又は特定箇所の長さ部分又は溶接線の全長部分に施すとよい。
【００２２】
また、前記溶け込み促進剤は少なくとも継手部の溶接線方向に１回以上往復塗布して溶接線左右方向の膜厚を２０μｍ以上形成するとよい。
【００２３】
すなわち、本発明の両面溶接方法では、前記溶け込み促進剤を塗布する前に、前記継手部の表面又は裏面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止しておくことにより、塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のブローホール（ポロシティ）発生要因をなくすことができる。また、前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合することにより、継手の裏側まで溶かすことなく、ポロシティのない健全な溶け込み部を特定深さまで形成することができる。その後に、反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合することより、表裏両面から各々溶融接合した先端部分同士を逆さま方向に重なり合わせることができる。また、手間のかかる開先加工を施さない略Ｉ型突合せ継手や略Ｔ型継手のままであっても、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、前記両面溶接によって確実に溶融接合でき、ポロシティのない健全な深い溶け込みの溶接断面を得ることができる。さらに、溶け込みが浅い従来のＴＩＧ溶接では不可能であった深い両面溶け込み溶接が可能になり、熱変形の低減や溶接パス数の削減を図ることができる。
【００２４】
前記アーク溶接は、下向き姿勢又は立向き姿勢又は横向き姿勢で各々施工することにより、前記溶け込み促進剤に含有している金属酸化物の加熱反応（例えば、金属酸化物から酸素が解離し、その解離した酸素の一部が溶融金属内に溶解する化学反応）によってアーク直下の溶融金属（溶融プール）の対流が深さ方向に変化して溶融促進する結果、溶け込み深さが深くなる。この溶け込み深さは、溶接電流や溶接速度など溶接入熱条件の大きさによって調整可能であり、継手部材の板厚や溶接姿勢に対応した所定範囲の溶け込み深さになるように適正な溶接入熱条件を事前に決めればよい。なお、前記溶け込み促進剤は、例えばＴｉＯ2，ＳｉＯ2，Ｃｒ2Ｏ3などの金属酸化物の粉末と溶媒を混合したフラックス溶剤であり、既に公知技術の市販品を使用すればよい。
【００２５】
前記溶け込み促進剤を塗布する以前に前記継手部の表面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止する封止工程により、上述したように、塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。また、前記溶融封止後の前記継手部の表面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合する第１の溶接工程により、上述したように、継手の裏側まで溶かすことなく、ポロシティのない健全な溶け込み部を特定深さまで形成することができる。さらに、反対側の残り継手部の裏面側に前記溶け込み促進剤を塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さまで溶融接合する第２の溶接工程により、上述したように、表裏両面から各々溶融接合した先端部分同士を逆さま方向に重なり合わせることができる。また、手間のかかる開先加工を施さない略Ｉ型突合せ継手や略Ｔ型継手のままであっても、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、前記両面溶接によって確実に溶融接合でき、ポロシティのない健全な深い溶け込みの溶接断面を得ることができる。
【００２６】
前記継手部はギャップや段差又はこのギャップ及び段差の両方が不規則に形成されており、前記溶融封止は、少なくとも前記ギャップの形成部分及びこの近傍に施し又は特定箇所の長さ部分又は溶接線の全長部分に施すことにより、上述したように、塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。
【００２７】
前記溶け込み促進剤は少なくとも継手部の溶接線方向に１回以上往復塗布して溶接線左右方向の膜厚を２０μｍ以上形成することにより、溶接時に深い溶け込みが得られると同時に、片寄りや曲りのないほぼ左右対称形状の溶け込み断面を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上述べたように、本発明の両面溶接方法によれば、手間のかかる開先加工を施さない略Ｉ型突合せ継手や略Ｔ型継手のままであっても、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、溶け込み促進剤塗布前の溶融封止及び塗布後の表裏両面溶接によってポロシティや溶け不足のない深い溶け込みの健全な溶融接合部を得ることができる。また、溶接部材継手の組立作業が容易になると共に、従来の溶接施工と比べて熱変形の低減や溶接パス数の削減が図れ、大幅な工数低減及びコスト低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の内容について、図１〜図８の実施例を用いて具体的に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の両面溶接方法に係わるＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状の一実施例を示す説明図である。図１（１）に示すように、継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、板厚Ｔが４mm以上１６mm以下のステンレス鋼又は低炭素鋼であり、例えば長尺の円筒管を製造するために、１枚の平板を円筒管状に曲げ成形加工して平板端面同士を互いに突合せてＩ型継手部３を形成する。或いは２枚の平板の端面同士を突合せてＩ型継手部３を形成することもできる。このＩ型継手部３にはギャップＧや段差ｂ（目違いとも称す）が不規則に形成されている。突合せ精度を緩和することによって、継手合わせの作業が容易なり、組立時間を大幅に短縮することができる。なお、板厚が４mmより薄過ぎると、溶け込み深さを所定深さに止めることが難しく、裏側まで溶けてしまう可能性があるので好ましくない。一方、板厚が１６mmより厚過ぎると、３５０Ａを越える大電流及び３５ｋＪ／cmを越える大入熱量が必要になる。
【００３１】
図１（２）に示すように、溶け込み促進剤４ａ（金属酸化物入りのフラック溶剤）を塗布する以前に、ギャップＧ部分及びその近傍の継手表面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止（溶融封止部１７ａ）する。溶融封止部１７ａの溶け込み深さｄは１mm以下又は１mm程度あればよい。この溶融封止の施工２０によって塗布時に溶け込み促進剤４ａがギャップＧ内に入り込まず、溶接時のブローホール（ポロシティ）発生要因をなくすことができる。前記溶融封止の施工２０は、少なくとも前記ギャップＧの形成部分及びこの近傍に施し又は特定箇所の長さ部分又は溶接線の全長部分に施すとよい。前記溶融封止によって溶接線（溶接位置）が分かりにくい場合には、溶接すべき溶接線から少し離れた位置に溶接線と平行な目視線（けがき線）を予めけがいておくとよい。このけがき線を目印に溶接時のトーチ位置決めや溶接線位置の倣い調整を容易に行うことができる。
【００３２】
図１（３）に示すように、上記溶融封止２０の終了後に、溶融封止部１７ａの表面及びＩ型継手部３の表面側に溶け込み促進剤４ａを塗布２１する。この溶け込み促進剤４ａは、例えばＴｉＯ2，ＳｉＯ2，Ｃｒ2Ｏ3などの金属酸化物の粉末と溶媒を混合したフラックス溶剤であり、既に公知技術の市販品を使用して塗布すればよい。特に、刷毛などで溶け込み促進剤４ａを塗布する場合には、Ｉ型継手部３の溶接線方向に１回以上往復塗布して溶接線方向の塗布膜厚を２０μｍ以上形成するとよい。Ｉ型継手部３のギャップＧ内には事前の溶融封止によって溶け込み促進剤４ａが入り込まない。このため、溶接時に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティは発生しなくなる。
【００３３】
このようにして塗布した溶け込み促進剤４ａが乾燥した後に、図１（４）に示すように、アーク溶接によって特定範囲の溶け込み深さＨ２まで溶融接合２２（第１の溶接工程）を施工する。非消耗性のタングステンを電極５に使用するアーク溶接であり、特定範囲の溶け込み深さＨ１まで溶融接合するようにしている。この溶融接合２２により、溶け込み促進剤４ａに含有している金属酸化物の加熱反応（例えば、金属酸化物から酸素が解離し、その解離した酸素の一部が溶融金属内に溶解する化学反応）によってアーク直下の溶融プール８ａの対流が内向き方向及び深さ方向に変化して溶融を促進する。その結果、従来のＴＩＧ溶接結果と比べて、溶け込み深さが約２〜３倍深く、ビード幅が狭い溶融接合部８ｂを得ることができる。また、溶融プール８ａに片寄りや曲りのないほぼ左右対称形状の深い溶け込みとポロシティのない健全な品質を得ることができる。
【００３４】
溶融接合部８ｂの溶け込み深さＨ１は、板厚Ｔの１／２以上９／１０以下の範囲に形成するとよい。継手部材の裏面１ｂ，２ｂまで溶かすことなく、溶け込み深さＨ１まで溶融した溶融接合部８ｂ及び余盛りビードのある溶接表面を確実に得ることができる。なお、溶け込み深さＨ１が板厚Ｔの１／２より小さ過ぎると、板厚中央まで溶けていないことになり、反対側（裏面側）の残り継手部３ｂを溶融接合した時に、接合不足（溶け不足）が発生する可能性があるので好ましくない。反対に、溶け込み深さＨ１が板厚Ｔの９／１０より大き過ぎると、裏側まで溶ける可能性があるので好ましくない。Ｉ型継手部３に大きな隙間（ギャップＧ）があったりすると、裏側まで溶けてしまい、表側のビード形状を悪化させることがある。この溶け込み深さＨ１は、溶接電流や溶接速度など溶接入熱条件の大きさによって調整可能であり、継手部材の板厚Ｔや溶接姿勢に対応した所定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ１≦０.９×Ｔ）になるように適正な溶接条件を事前に決めて、アーク溶接による溶融接合２２を施工するとよい。
【００３５】
なお、この溶融接合２２によって形成された溶接ビード表面の一部にアンダーカットや凹みが生じていた場合には、溶接不良部分及びこの近傍をワイヤ送りのアークで再溶融して溶け込みの浅い余盛りビードを形成することにより、前記アンダーカットや凹みが補修され、健全な溶接部分と類似の品質に改善することができる。
【００３６】
溶接後の裏側は、溶接時の熱収縮によって初期のギャップＧがない状態に成り易い。裏側の継手部にギャップＧがない状態であれば、溶融封止の工程を省略することができ、継手裏面に溶け込み促進剤を塗布する工程２５に進むとよい。裏側の継手部にギャップＧがあれば、図１（２）に示したように、ギャップＧ部分及びこの近傍の継手表面を溶融封止するとよい。また、下向き姿勢に変更する場合は継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを事前に裏返し反転すればよい。
【００３７】
図１（５）に示すように、残り継手部の裏面側に溶け込み促進剤４ｂを塗布２５する。刷毛などで溶け込み促進剤４ｂを塗布する場合には、上述したように、Ｉ型継手部３の溶接線方向に１回以上往復塗布して溶接線方向の塗布膜厚を２０μｍ以上形成するとよい。このようにして塗布した溶け込み促進剤４ｂが乾燥した後に、図１（６）に示すように、アーク溶接によって特定範囲の溶け込み深さＨ２まで溶融接合２６（第２の溶接工程）を施工する。この溶融接合２６により、図１（６）（７）に示すように、残り継手部３ｂの裏面側に形成した溶融接合部９ｂの先端部分と、反対側の継手表面側に形成済みの溶融接合部８ｂの先端部分とを逆さま方向に重なり合わせることができる。溶け不足やポロシティなど欠陥のない溶融接合部９ｂが得られる。
【００３８】
裏面側の溶融接合部９ｂの溶け込み深さＨ２は、表側の溶け込み深さＨ１と同程度であり、板厚Ｔの１／２以上９／１０以下の範囲に形成するとよい。溶接電流や溶接速度など溶接入熱条件の大きさによって調整可能であり、継手部材の板厚Ｔや溶接姿勢に対応した所定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ２≦０.９×Ｔ）になるように適正な溶接条件を事前に決めて、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２６を実施するとよい。また、ワイヤ送りなしのアーク溶接を行うこともできる。
【００３９】
図２は、溶け込み促進剤の継手ギャップ部への浸入及びポロシティの溶融接合部への発生を示す説明図である。図２（１）に示すように、Ｉ型継手部３には、ギャップＧや段差ｂが不規則に形成されている。ギャップＧ部分の継手表面を事前に溶融封止しない状態のままで、図２（２）に示すように、溶け込み促進剤（金属酸化物入りのフラックス溶剤）を塗布すると、溶け込み促進剤の一部がギャップＧ部分に入り込む。この状態でアーク溶接による溶融接合を施工２２すると、図２（３）に示すように、ギャップＣ低部に残っていた溶け込み促進剤が溶融池内から浮上できずに溶融低部又はその近傍に閉じ込めらて固着し、溶け込み促進剤の巻き込みによる欠陥（ポロシティ３４）が溶接内部に発生する。このような溶接欠陥が発生した場合には、溶接部の品質検査で規定されているポロシティの大きさや個数を超えると不合格に至り、前記欠陥部分及びその近傍を補修溶接しなければならない。ポロシティ３４の発生を未然防止するためには、発生要因をなくすことであり、図１で説明したように、溶け込み促進剤を塗布する以前に継手ギャップＧ部分及びこの近傍を溶融封止するとよい。この溶融封止によって、塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティ３４発生を防止することができる。
【００４０】
図３は、溶け込み促進剤の塗布膜厚変化と溶け込みの形状変化を示す説明図である。実験の結果、溶接線３５方向に塗布した溶け込み促進剤４ａの膜厚が大きく変化していると、溶け込み形状（深さ，ビード幅，曲り）が変化することが判明した。なお、溶接線３５左右の膜厚変化は、溶け込み促進剤の塗布及び乾燥後に溶接線３５に沿って片方の塗布部を薄く削り取ることによって作ることができる。溶接線左側の塗布膜厚が薄い場合は、図３（１）に示すように、アーク溶接時に溶融プール８ａが幅広く及び溶け込みＨL が浅く（ＨL ＜Ｈ１）なると同時に、膜厚の薄い左側に片寄って曲る。反対に、溶接線右側の塗布膜厚が薄い場合は、図３（３）に示すように、アーク溶接時に溶融プール８ａが幅広く及び溶け込みＨR が浅く（ＨR ＜Ｈ１）なると同時に、膜厚の薄い右側に片寄って曲る。この理由については、溶接線方向の塗布膜厚が大きく変化していると、溶接幅方向（外向き方向）の対流が生じて深さ方向（内向き方向）の対流を乱し、溶融プールが左右アンバランスな状態に至り、膜厚の薄い側に広がって片寄り、溶け込みが歪で浅い形状になるものと考えられる。曲り形状の溶け込み深さＨL，ＨRが浅く、板厚Ｔの半分以下に成り易い。継手裏側の溶接でも上記の浅い溶け込み及び曲りが生じると、板厚中央部に溶け不足の欠陥が発生して不合格に至る可能性が高いので好ましくない。
【００４１】
これに対して、塗布膜厚が左右ほぼ均等な場合には、図３（２）に示すように、溶融接合部に片寄りや曲りのないほぼ左右対称形状の深い溶け込みを得ることができる。また、継手裏側の溶接でも深い溶け込みが得られ、溶け不足のない健全な両面溶け込みの溶融接合部を確保することができる。
【００４２】
図４は、溶け込み促進剤の塗布膜厚と溶け込み深さ及びビード幅の関係を示す一実施例である。溶接試験は塗布膜厚の異なる試験片（板厚１０.６〜１２mm）を複数準備し、溶接電流２８０Ａ、溶接速度が７０mm／min 一定で行った。横軸は溶接線左右方向の塗布膜厚α（平均膜厚）であり、微小厚さ測定装置で測定した値である。縦軸は溶接部の溶け込み深さＨ１とビード幅ｗであり、溶接断面の拡大写真から測定した値である。塗布膜厚αが厚くなるに従って、溶け込み深さＨ１は増加し、ビード幅ｗは減少している。特に、塗布膜厚αが２０μｍ以下の薄い領域では、溶け込み深さＨ１及びビードｗの変化が大きくなっている。２０μｍ以上の領域では、溶け込み深さＨ１及びビードｗの変化が小さく、７０μｍ以上の厚い領域の値とあまり変わらず、ほぼ飽和する状態になっている。溶け込み深さＨ１及びビードｗは、溶接電流や溶接速度及び板厚の大きさによっても変化するが、溶け込み促進剤の塗布膜厚の及ぼす影響については、図４に示した実施例の特性と類似する特性になるものと考えられる。
【００４３】
溶け込み促進剤の塗布膜厚αを２０μｍ以上形成することにより、溶接時に深い溶け込みが得られると同時に、片寄りや曲りのないほぼ左右対称形状の溶け込み断面を得ることができる。溶け込み促進剤の塗布時に溶接線方向に１回以上往復塗布すれば、溶接線左右方向の膜厚を確実に２０μｍ以上形成することができる。また、塗布回数を増加すれば、膜厚をさらに厚くでき、溶接時の溶け込み深さをより安定に得ることができる。
【００４４】
図５は、両面溶接の板厚と溶接電流及び裏側の溶け込み深さの関係を検討した結果の一実施例であり、図中には、下向き姿勢で両面溶接した板厚別（６，９，１２，１６mm）の断面写真と、溶け込み促進剤なしで両面溶接した９mm板の断面写真とを示している。９mm板のＩ型突合せ部を表裏両面から従来のＴＩＧ溶接（溶け込み促進剤なし溶接）を行った場合は、図５中に示した断面写真のように、溶け込み深さが浅い（例えば２mm程度）ため、板厚中央部分に接合不足が発生する結果になっている。これに対して、溶け込み促進剤を使用する本発明の両面溶接方法の場合には、図５に示したように、板厚Ｔ(４〜１６mm)に対応した適正な溶接電流Ｉを出力させて特定範囲の溶け込み深さまで各々溶融接合することによって、開先加工なしの突合せ継手であっても、また、継手部にギャップや段差があったりなかったりする継手部材であっても、各板厚の中央部分又はこの近傍で確実に重ね合わせ接合でき、溶け不足やポロシティやアンダーカットのない品質良好な溶接断面を得ることができる。なお、図５中には、板厚１６mmまでの断面写真を示したが、溶接電流が３５０Ａより高い５００Ａ程度まで出力可能な溶接電源を使用して両面溶接を施工すれば、板厚２０mm程度まで両面溶融接合が可能である。
【００４５】
図６は、本発明の両面溶接方法に係わるＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状の他の一実施例を示す説明図である。図６（１）に示すように、溶け込み促進剤４ａを塗布
２１する以前に、ギャップＧ部分とその近傍又は特定箇所の長さ部分の継手表面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止（溶融封止部１７ａ）する。溶融封止部１７ａの溶け込み深さｄは１mm以下又は１mm程度あればよい。この溶融封止の施工２０によって塗布時に溶け込み促進剤４ａがギャップＧ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。
【００４６】
図６（２）に示すように、上記溶融封止２０の終了後に、溶融封止部１７ａ，１７ｂ表面及び継手表面側に溶け込み促進剤４ａを塗布２１する。塗布時に溶接線方向の塗布膜厚を２０μｍ以上形成するとよく、Ｉ型継手部３のギャップＧ内には事前の溶融封止によって溶け込み促進剤４ａに入り込まない。このため、溶接時に溶け込み促進剤４ａの巻き込みによるポロシティは発生しなくなる。
【００４７】
前記溶け込み促進剤４ａの乾燥後に、図６（３）に示すように、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２２（第１の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さＨ１まで溶融接合する。表面側の溶融接合部８ｂの溶け込み深さＨ１は、板厚Ｔの１／２以上９／
１０以下の範囲に形成するとよい。溶接電流や溶接速度など溶接入熱条件の大きさによって調整可能であり、継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの板厚（４≦Ｔ≦１６）や溶接姿勢に対応した特定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ１≦０.９×Ｔ）になるように適正な溶接条件を設定して、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２２を施工するとよい。
【００４８】
この溶融接合２２により、継手部材の裏面１ｂ，２ｂまで溶かすことなく、特定範囲の溶け込み深さＨ１まで確実に溶接できると共に、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がない健全な溶融接合部８ｂを得ることができる。特に、溶接ワイヤ７を溶接進行方向の後方からアーク溶接部分に送給することによって、広範囲の溶接電流（例えば１００Ａ〜３５０Ａ）を出力させるアーク溶接であっても、アーク溶接部分の溶融プール８ａ内に溶接ワイヤ７がスムーズに入り、大きな溶滴にならずに安定して溶融することができる。また、Ｉ型継手部３にギャップＧや段差ｂがあったりなかったりする継手部材であっても、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部８ｂを得ることができる。
【００４９】
前記溶融接合２２の終了後に、図６（４）に示すように、継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを裏返し反転２４する。反転終了後に、図６（５）に示すように、残り継手部３ｂのギャップＧ部分及びその近傍又は特定箇所の長さ部分の継手裏面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止２４（溶融封止部１７ｂ）する。この溶融封止の施工２４によって塗布時に溶け込み促進剤４ｂがギャップＧ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。図６（６）に示すように、溶融封止２４の終了後に、溶融封止部１７ｂ表面及び継手裏面側に溶け込み促進剤４ｂを塗布２５する。
【００５０】
そして、前記溶け込み促進剤４ｂの乾燥後に、図６（７）に示すように、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２６（第２の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さ
Ｈ２まで溶融接合する。裏面側の溶融接合部９ｂの溶け込み深さＨ２は、板厚Ｔの１／２以上９／１０以下の範囲に形成するとよい。この溶融接合２６によって、図６（７）(８)に示すように、継手裏面側に形成した溶融接合部９ｂの先端部分と、反対側の継手表面側に形成済みの溶融接合部８ｂの先端部分とを逆さま方向に重なり合わせる８９ことができる。溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がなく、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部８ｂ，９ｂを得ることができる。また、裏面側の前記溶融接合２６によって、表面側に形成済みの溶融接合部８ｂの先端部分が再溶融されるため、前記溶融接合部８ｂの先端部分に微小なポロシティが残存していた場合でも溶融消滅することが可能である。前記溶け込みが浅い従来のＴＩＧ溶接では不可能であった深い両面溶け込み溶接が可能になり、熱変形の低減や溶接パス数の削減を図ることができる。特に、継手部材の裏返し反転作業が容易な小型構造物の溶接に適用すると大幅な工数低減及びコスト低減が可能となる。
【００５１】
なお、前記アーク溶接のアーク６は、シールドガス雰囲気内で非消耗性の電極５（タングステンを主成分とするタングステン合金の電極）先端部と継手部材との間に発生させると共に、溶融接合２２，２６に適した溶接電流を給電すればよい。図示していないシールドガスは、非消耗性電極５の外周に配備するガスノズルから不活性ガスのＡｒガスを流せばよい。また、Ａｒガスを主成分とするＡｒ＋ＨｅやＡｒ＋Ｈ2 の混合ガスを使用することも可能である。さらに、二重シールド構造の溶接トーチを使用するのであれば、例えば、非消耗性電極５近傍の周囲に不活性ガスのＡｒガスやＨｅガスを流し、その外周囲に前記混合ガス、あるいはＯ2ガスやＣＯ2ガスの酸化性ガスとＡｒガスとの混合ガスを流しながら前期アーク溶接をしてもかまわない。
【００５２】
図７は、立向き姿勢でのＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状を示す一実施例の説明図である。図６との主な相違点は、下向き姿勢と異なる立向き姿勢の継手部材１ａ，
１ｂ，２ａ，２ｂであり、継手表面及び継手裏面を溶融封止した後に、前記溶け込み促進剤４ａ，４ｂを塗布し、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２２，２６を各々の施工することである。横向き姿勢の継手部材であってもよい。すなわち、図７（１）に示すように、立向き姿勢又は横向き姿勢に設置されている略Ｉ型継手部３の表面１ａ，２ａを小エネルギの仮付け条件で溶融封止する。この溶融封止の施工２０によって塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。
【００５３】
図７（２）に示すように、前記溶融封止の終了後に、溶け込み促進剤４ａを溶接線方向に１回以上往復塗布２１して溶接線左右方向の膜厚を２０μｍ以上形成する。継手部材
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、板厚Ｔが４mm以上１６mm以下のステンレス鋼又は低炭素鋼である。前記略Ｉ型継手部３は端面に小さな面取り加工（例えば１mm以下）がされていてもよい。そして、塗布した溶け込み促進剤４ａが乾燥した後に、図７（３）に示すように、立向き姿勢又は横向き姿勢でＩ型継手部３の表面側（左側面）からワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２２（第１の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ１≦０.９×Ｔ）まで溶融接合２２する。
【００５４】
この溶融接合２２により、継手部材の裏面１ｂ，２ｂまで溶かすことなく、特定範囲の溶け込み深さＨ１まで確実に溶接できると共に、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がない健全な溶融接合部８ｂを得ることができる。また、Ｉ型継手部３にギャップＧや段差があったりなかったりする継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂであっても、上述したように、溶接ワイヤ７を溶接進行方向の後方からアーク溶接部分に送給することによって、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部８ｂを得ることができる。なお、この溶融接合２２によって形成された溶接ビード表面の一部にアンダーカットや凹みが生じていた場合には、溶接不良部分及びこの近傍を再溶融して溶け込みの浅い余盛りビードを形成することにより、前記アンダーカットや凹みが補修され、健全な溶接部分と類似の品質に改善することができる。
【００５５】
次に、継手部材を反転しない固定状態のままで、図７（４）に示すように、溶け込み促進剤４ｂを塗布する以前に、反対側の継手裏面のギャップＧ及びその近傍を溶融封止２４（溶融封止部１７ｂ）する。上述したように、溶融封止の施工２４によって塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。
【００５６】
図７（５）に示すように、前記溶融封止２４の終了後に、溶融封止部１７ｂ表面及び継手裏面側に溶け込み促進剤４ｂを塗布２５する。そして、この溶け込み促進剤４ｂが乾燥した後に、図７（６）に示すように、立向き姿勢又は横向き姿勢のままでＩ型継手部３の裏面側（右側面）からワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２６（第２の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さＨ２まで溶融接合２６する。裏側の溶け込み深さＨ２は、表側の溶け込み深さＨ１と同程度であり、板厚Ｔの１／２以上９／１０以下の範囲に形成するとよい。溶接電流や溶接速度など溶接入熱条件の大きさによって調整可能であり、継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの板厚（４≦Ｔ≦１６）や溶接姿勢に対応した特定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ２≦０.９×Ｔ）になるように適正な溶接条件を設定して、ワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２６を施工するとよい。
【００５７】
この溶融接合２６により、図７（６）（７）に示すように、継手裏面側に形成した溶融接合部９ｂの先端部分と、反対側の継手表面側に形成済みの溶融接合部８ｂの先端部分とを相互に重なり合わせる８９ことができる。また、上述したように、ギャップＧ部分の溶融封止２０，２４及び溶接ワイヤ７送りのアーク溶接による溶融接合２２，２６によって、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がなく、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部８ｂ，９ｂを得ることができる。なお、前記裏面側（右側面）の溶融接合２６を先に行い、その後に前記表面側（左側面）の溶融接合２２を行うように変更してもかまわない。特に、継手部材の裏返し反転作業が困難な大型構造物の溶接に適用すると大幅な工数低減及びコスト低減が可能となる。
【００５８】
また、本発明の両面溶接方法では、溶け込み促進剤４ａを塗布する以前にＩ型継手部３の表面又は表裏両面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止２０，２４する封止工程と、前記溶融封止２０後の前記Ｉ型継手部３の表面側に前記溶け込み促進剤４ａを塗布した後にアーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さＨ１まで溶融接合２２する第１の溶接工程と、反対側の残り継手部の裏面側に溶け込み促進剤４ｂを塗布した後に前記アーク溶接の施工によって特定範囲の溶け込み深さＨ２まで溶融接合２６する第２の溶接工程とを備えるとすることもできる。
【００５９】
このように構成及び実施することにより、手間のかかる開先加工を施さない略Ｉ型突合せ継手又は略Ｔ継手のままであっても、裏ビード形成の裏波溶接を行う必要がなく、また、継手部３，３ｂにギャップＧや段差ｂがあったりなかったりする継手部材１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂであっても、上述したように、ギャップＧ部分及びその近傍の溶融封止２０，２４及び溶接ワイヤ７送りのアーク溶接による溶融接合２２，２６によって、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がなく、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部８ｂ，９ｂを得ることができる。さらに、溶け込みが浅い従来のＴＩＧ溶接では不可能であった深い両面溶け込み溶接が可能になり、熱変形の低減や溶接パス数の削減を図ることができる。
【００６０】
図８は、本発明の両面溶接方法による略Ｔ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状を示す一実施例の説明図である。図１，図５〜図７との主な相違点は、継手形状が略Ｉ型継手と異なる略Ｔ型継手の形状である。溶接の姿勢については、上記と同様に下向き姿勢又は立向き姿勢である。図８（１）に示すように、溶け込み促進剤４ａを塗布２１する以前に、ギャップＧ部分とその近傍又は特定箇所の長さ部分の継手表面を小エネルギの仮付け条件で溶融封止２０（溶融封止部１７ａ）する。上述したように、この溶融封止の施工２０によって塗布時に溶け込み促進剤がギャップ内に入り込まず、溶接時のポロシティ発生要因をなくすことができる。
【００６１】
図８（２）に示すように、上記溶融封止２０の終了後に、溶融封止１７ａ表面及びＴ型継手部３２の立板表面３０ａに溶け込み促進剤４ａを塗布２１する。略Ｔ型継手部は、立板３０ａ，３０ｂの板厚Ｔが４mm以上１６mm以下のステンレス鋼又は炭素鋼である。また、前記略Ｔ型継手部３２は立板端面に小さな面取り加工がされていてもよい。
【００６２】
そして、塗布した溶け込み促進剤４ａが乾燥した後に、図８（３）に示すように、下向き姿勢又は立向き姿勢で表面側（左側面）からワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合
２２（第１の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ１≦０.９×Ｔ）まで溶融接合２２する。立板裏面３０ｂまで溶かすことなく、特定範囲の溶け込み深さＨ１まで確実に溶接できると共に、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がない健全な溶融接合部１８ｂを得ることができる。また、Ｔ型継手部３２にギャップＧがあったりなかったりするＴ型継手の溶接であっても、上述したように、ギャップＧ部分の溶融封止と溶接ワイヤ７送りのアーク溶接とによって、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がなく、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部１８ｂを得ることができる。
【００６３】
次に、継手部材を反転２４しない状態のままで、図８（４）（５）に示すように、表面側と反対側の残り継手の裏面部を溶融封止２４した後に、前記溶け込み促進剤４ｂを塗布２５する。そして、溶け込み促進剤４ｂが乾燥した後に、図８（６）に示すように裏面側（右側面）からワイヤ送りのアーク溶接による溶融接合２６（第２の溶接工程）を施工し、特定範囲の溶け込み深さ（０.５×Ｔ≦Ｈ２≦０.９×Ｔ）まで溶融接合２６する。
【００６４】
この溶融接合２６によって、図８（６）（７）に示すように、継手裏面側に形成した溶融接合部１９ｂの先端部分と、反対側の継手表面側に形成済みの溶融接合部１８ｂの先端部分とを相互に重なり合わせる８９ことができる。また、溶接内部に溶け込み促進剤の巻き込みによるポロシティの発生がなく、溶接表面にアンダーカットや凹みがなく余盛りビードのある溶融接合部１８ｂ，１９ｂを得ることができる。溶け込みが浅い従来のＴＩＧ溶接では不可能であった深い両面溶け込み溶接が可能になり、熱変形の低減や溶接パス数の削減を図ることができる。特に、継手部材の裏返し反転作業が不要な大型構造物の溶接に適用すると大幅な工数低減及びコスト低減が可能となる。
【００６５】
溶接による熱変形（反り変形）は、加熱と冷却（溶融凝固）によって溶接側に反り変形が生じ、溶接入熱が大きく、溶接パスが多くなると増加する。特に、開先を有する片面の多パス溶接の場合に反り変形が大きくなる。この溶接による熱変形（反り変形）を低減するためには、（１）溶接パスや入熱量を低減すること、（２）片面溶接から両面溶接に変更すること、（３）開先継手をＩ型継手やＴ型継手にすること、によって達成できる。
【００６６】
図１〜図８に示した実施例は、上記（１）〜（３）の条件を満足しており、継手部材の表裏両面から各々の溶融接合部をほぼ均等に形成させることによって熱変形の低減を達成できる。また、溶接パス数の低減については、継手部材の表面側の１パス溶接、裏面側の１パス溶接の合計２パスでよいため、従来の開先継手の多パス溶接と比べて溶接パス数を確実に削減することができる。
【００６７】
参考に、図９は、従来のＴＩＧ溶接によるＩ型継手の浅溶け込み形状の一例を示す断面図である。また、図１０は、従来のＴＩＧ溶接によるＵ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。図９ (１)(２) に示すように、Ｉ型継手部３を表裏両面から従来のＴＩＧ溶接を行った場合は、溶融接合部１０ａ，１０ｂの溶け込み深さＨ３が浅い（例えば２mm程度）ため、板厚中央部分に接合不足が発生することになり、例えば、板厚が４mmを超える継手部材に適用することができない。このため、開先加工した継手部に多パス溶接するのが一般的である。例えば、図１０（１）（２）に示すように、Ｕ型開先継手部３３を設け、その底部に裏ビードを形成させる初層裏波溶接１１を施工し、その後に、開先上部まで複数積層１２する多パス溶接を施工している。
【００６８】
このように多パス溶接が必要であるばかりでなく、熱変形も増加する結果に成り易い。図示していないが、Ｖ開先継手の場合には、前記Ｕ開先継手と比べて均一な裏ビードが形成しにくため、開先底部の初層裏波溶接１１や開先上部までの多パス溶接による積層１２を施工し、さらに、裏側の裏ビード部及び未溶融部分をガウジング（裏アツリ作業）した後に、裏側から数パスの溶接を施工することもある。
【００６９】
図１１は、従来のＴＩＧ溶接によるＴ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。また、図１２は、従来のＴＩＧ溶接によるレ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。図１１及び図１２に示すように、レ開先１５の底部に裏ビードを形成させる初層裏波溶接
１１を施工した後に、両面開先の上部まで複数積層１３ａ，１３ｂする多パス溶接か又は片面開先の上部まで複数積層１４する多パス溶接を施工している。このため、溶接作業に多くの工数及び時間を要し、また、熱変形も増加する結果に成り易い。
【００７０】
これに対して、本発明の両面溶接方法では、上述したように、溶け込みが浅い従来の
ＴＩＧ溶接では不可能であった深い両面溶け込み溶接が可能になり、開先加工なしの略Ｉ型継手や略Ｔ型継手のままであっても、溶け不足やポロシティのない品質良好な溶接金属部を得ることができる。また、溶接部材継手の組立作業が容易になると共に、従来の溶接施工と比べて熱変形の低減や溶接パス数の削減が図れ、大幅な工数低減及びコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の両面溶接方法に係わるＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状の一実施例を示す説明図である。
【図２】溶け込み促進剤の継手ギャップ部への浸入及びポロシティの溶融接合部への発生を示す説明図である。
【図３】溶け込み促進剤の塗布膜厚変化と溶け込みの形状変化を示す説明図である。
【図４】溶け込み促進剤の塗布膜厚と溶け込み深さ及びビード幅の関係を示す一実施例である。
【図５】両面溶接の板厚と溶接電流及び裏側の溶け込み深さの関係を検討した結果の一実施例であり、図中には、両面溶接した板厚別（６，９，１２，１６mm）の断面写真と、溶け込み促進剤なしで両面溶接した９mm板の断面写真とを示している。
【図６】本発明の両面溶接方法に係わるＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状の他の一実施例を示す説明図である。
【図７】立向き姿勢でのＩ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状を示す一実施例の説明図である。
【図８】本発明の両面溶接方法によるＴ型継手の溶接手順概要及び溶け込み形状を示す一実施例の説明図である。
【図９】従来のＴＩＧ溶接によるＩ型継手の浅溶け込み形状の一例を示す断面図である。
【図１０】従来のＴＩＧ溶接によるＵ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。
【図１１】従来のＴＩＧ溶接によるＴ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。
【図１２】従来のＴＩＧ溶接によるレ型開先継手の多パス溶接形状の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ，２ａ  継手部材の表面
１ｂ，２ｂ  継手部材の裏面
３  Ｉ型継手部
３ｂ  残り継手部
４ａ，４ｂ  溶け込み促進剤
５  非消耗性電極
６  アーク
７  溶接ワイヤ
８ａ，９ａ，１８ａ，１９ａ  溶融プール
８ｂ，９ｂ，１８ｂ，１９ｂ  溶融接合部
１０ａ，１０ｂ  従来溶接の溶融接合部
１１  初層裏波溶接
１２〜１４  積層
１５  レ開先
１６  溶接進行方向
１７ａ，１７ｂ  溶融封止部
３０ａ  Ｔ型継手の立板表面
３０ｂ  Ｔ型継手の立板裏面
３１ａ，３１ｂ  Ｔ型継手の横板
３２  Ｔ型継手部
３３  Ｕ型開先継手部
３４  ポロシティ
３５  溶接線
Ｈ１〜Ｈ３  溶け込み深さ
Ｇ  ギャップ
Ｔ  板厚
【図１】
2008178894.tif 000003
【図２】
2008178894.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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【図１２】
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