(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を有する使用済燃料の集合体を収納する鋼製の内筒と、該内筒の外側に同軸状に配置される鋼製の外筒との間の周方向に略等間隔に傾斜配備される銅製の複数の伝熱フィンを本溶接する前に、前記伝熱フィンの片方の端面部を前記内筒外面の長手方向に突合せて形成された前記内筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、又は前記伝熱フィンの他方の端面部を前記外筒内面の長手方向に突合せて形成された前記外筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、若しくは前記内筒外面及び前記外筒内面の両方に形成された広角傾斜の各隅肉継手部に仮付溶接を所定間隔毎に施工する金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法であって、
本溶接すべき前記隅肉継手部の溶接開始位置から終了位置までの溶接線長さに対して、仮付溶接すべき仮付長さと仮付間の距離間隔と仮付位置又は仮付個数を決定すると共に、決定した各仮付部の溶接線上を通過するように溶接トーチを配置して走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を順次施工し、
前記溶接トーチは、本溶接工程で使用予定のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチと同一又は同種の溶接トーチ、若しくは仮付用のＴＩＧ溶接トーチを使用し、かつ、前記本溶接工程で使用予定の溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分の溶接ワイヤとシールドガスを使用し、
仮付溶接すべき開始位置でＴＩＧアークを発生させると共に、給電無の溶接ワイヤを前記ＴＩＧアーク中及び溶融プール内にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接又はＴＩＧ溶接で使用予定の前記溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給し、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアークの方向に前記溶接トーチを走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を順次施工することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記内筒側の各隅肉継手部を本溶接する第１の溶接工程、又は前記外筒側の各隅肉継手部を本溶接する第２の溶接工程、若しくは前記内外筒両側の各隅肉継手部を本溶接する前記第１及び第２の溶接工程の中に設けた仮組工程で、前記ＴＩＧアークによる仮付溶接を行って前記隅肉継手部を仮組することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記内筒側の各隅肉継手部を本溶接する第１の溶接工程、又は前記外筒側の各隅肉継手部を本溶接する第２の溶接工程、若しくは前記内外筒両側の各隅肉継手部を本溶接する前記第１及び第２の溶接工程の前工程に設けた他の仮組工程で、前記ＴＩＧアークによる仮付溶接を行って前記隅肉継手部を仮組することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項４】
請求項１に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記内筒側の各隅肉継手部を本溶接する第１の溶接工程及び前記外筒側の各隅肉継手部を本溶接する第２の溶接工程、並びに本溶接部のワイヤ溶着断面積決定工程の前に、前記伝熱フィンの両端面部の各隅肉継手を仮付溶接して仮組する仮組工程を設けたことを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを用いて仮付溶接を施工する際に、仮付溶接すべき開始位置でＴＩＧ溶接トーチ側の電極極性を負極とするＴＩＧアークを発生させると共に、ＭＩＧ溶接トーチ側から給電無の溶接ワイヤを前記ＴＩＧアーク中及び溶融プール内に前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接で使用予定の前記溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給し、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアークの方向に前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を施工して仮付ビードを形成することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記ＴＩＧ溶接トーチを用いて仮付溶接を施工する際に、仮付溶接すべき開始位置で前記ＴＩＧ溶接トーチ側の電極極性を負極とするＴＩＧアークを発生させると共に、給電無の溶接ワイヤを前記ＴＩＧアーク中及び溶融プール内に前記ＴＩＧ溶接で使用予定の前記溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給し、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアークの方向に前記ＴＩＧ溶接トーチを走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を施工して仮付ビードを形成することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
仮付溶接に使用する前記溶接ワイヤ及びシールドガスは、本溶接工程で使用予定の溶接ワイヤと同一成分のシリコン入りのＣｕＳｉワイヤ、及び本溶接工程で使用予定のシールドガスと同一成分のＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスであり、前記溶接トーチの先端開口部から仮付すべき前記隅肉継手部及びその近傍表面部に向かって前記混合ガスを流出させ、前記ＴＩＧアークによって前記ＣｕＳｉワイヤを前記隅肉継手部に溶着させるように仮付溶接を施工して仮付ビードを形成することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
仮付溶接すべき開始位置の線上に前記溶接トーチを配置する際に、前記伝熱フィンの端面角部から前記伝熱フィンの表面側に前記溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下（１≦Ｓ２≦３ｍｍ）の範囲であることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
本溶接前の前記内外筒と前記伝熱フィンに仮付溶接すべき仮付長さＸ１は、１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下（１５≦Ｘ１≦５０ｍｍ）の範囲であり、かつ、前記仮付溶接間の距離間隔Ｘ２は、２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下（２００≦Ｘ２≦６００ｍｍ）の範囲であることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
本溶接前の前記内外筒と前記伝熱フィンに所定間隔毎に仮付溶接すべき各仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋは、本溶接部のワイヤ溶着断面積Ａｗよりも小さく（Ａｋ＜Ａｗ）、かつ、１５ｍｍ２以上２９ｍｍ２以下（１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２）の範囲であることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１１】
請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記仮付溶接の終了後に、前記仮付溶接時に使用したＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチと同一又は同種の溶接トーチ、同一成分の溶接ワイヤ及びシールドガスをそれぞれ使用し、本溶接すべき隅肉継手部の溶接開始位置から終了位置までの溶接線上を通過するように前記溶接トーチを溶接開始位置に配置し、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又は先行ワイヤのＴＩＧ溶接によって、複数ある仮付部を含む隅肉継手部の溶接線上を通過させて前記仮付部を再溶融させるように前記隅肉継手部の溶接開始位置から終了位置まで本溶接を施工することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記仮付溶接の終了後に前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを用いて本溶接を施工する際は、溶接開始位置でＴＩＧ溶接トーチ側の電極極性を負極とするＴＩＧアークを発生させると共に、ＭＩＧ溶接トーチ側から給電及び送給するワイヤの極性を正極とするＭＩＧアークを前記ＴＩＧアーク後方近傍に発生させ、相互に反発し合う２つのアークで１つの溶融プールを形成させ、先行ＴＩＧ及び後続ＭＩＧの方向に前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧアークと後続ＭＩＧアークとの複合溶接によって、隅肉継手部の溶接開始位置から終了位置まで本溶接を施工して仮付部有の前記隅肉継手部に本溶接ビード及びその溶接断面部を形成することを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
前記ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを、前記伝熱フィンの端面角部から前記伝熱フィンの表面側にシフトさせる所定距離Ｓ１は、０ｍｍ以上４ｍｍ以下（０≦Ｓ１≦４ｍｍ）の範囲であることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１４】
請求項１乃至９、１１又は１２のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
複数の仮付部を有する前記内外筒に本溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｗは、少なくとも仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋよりも大きく（Ａｗ＞Ａｋ）、かつ、３０ｍｍ２以上５５ｍｍ２以下（３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２）の範囲であることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法において、
先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接の施工によって複数の仮付部を有する前記内外筒に形成された本溶接ビード及びその溶接断面部には、ビード高さＨ１及びのど厚Ｌ１の両方が前記伝熱フィンの板厚Ｔ１以上（Ｈ１≧Ｔ１、Ｌ１≧Ｔ１）に形成され、かつ、前記内外筒側の溶込み深さｃが０.０５≦ｃ≦４ｍｍの範囲に形成されていることを特徴とする金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法。
【請求項１６】
放射性物質を有する使用済燃料の集合体を収納する鋼製の内筒と、該内筒の外側に同軸状に配置する鋼製の外筒と、前記内筒と前記外筒との間の周方向の略等間隔に傾斜配備する銅製の複数の伝熱フィンとを備え、
鋼製の前記内筒外面の長手方向に所定枚数の前記伝熱フィンの片方端面部を略等間隔に突合せて各々形成された前記内筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、又は前記外筒内面の長手方向に所定枚数の前記伝熱フィンの他方の各端面部を略等間隔に突合せて各々形成された前記外筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、若しくは前記内筒及び前記外筒の両面に各々形成された各隅肉継手部に、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって１パスずつ溶接施工する本溶接工程が行われて形成される伝熱フィン付き金属キャスクであって、
前記本溶接工程の前に、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法を用いて仮付溶接されていることを特徴とする伝熱フィン付き金属キャスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法及び伝熱フィン付き金属キャスクに係り、特に、原子力発電所等から発生する使用済燃料を輸送又は貯蔵若しくは輸送及び貯蔵し、かつ、鋼製の内筒及び外筒に銅製の伝熱フィンを仮付溶接するものに好適な金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法及び伝熱フィン付き金属キャスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電所の原子炉で一定期間使用された複数の燃料は、原子炉から取り出され、使用済燃料冷却プール等に一時保管される。使用済燃料冷却プールで所定期間冷却された使用済燃料は、再資源として活用するため、金属キャスクと呼ばれる放射性物質収納容器に収納され、再処理施設で再処理されるまで中間貯蔵施設に搬入して保管される。
【０００３】
使用済燃料の集合体を運搬、貯蔵する金属キャスクは、使用済燃料を収納する内筒（内筒容器や容器本体或いは胴本体ともいう）、外部からの衝撃を吸収する外筒及び内筒を密閉する複数の蓋等を有している。
【０００４】
使用済燃料は、高レベルの放射性物質を含んでいることから崩壊熱を発生しているため、内筒と外筒の間には、使用済燃料集合体から発生する崩壊熱を内筒及び外筒の外側へ逃がすために複数の伝熱フィンを配備しており、これら複数の伝熱フィンは、内筒及び外筒にそれぞれ溶接されている。
【０００５】
通常、内筒及び外筒の材料には、剛性及び遮蔽性等の性能が良い炭素鋼材やステンレス鋼材等が使用され、一方、伝熱フィンの材料には、主に熱伝導の良い銅材が使用されており、また、２種類の金属を予め接合した銅クラッド鋼材等も使用されている。
【０００６】
上述した金属キャスクの内外筒に伝熱フィンを溶接する公知技術が特許文献１に、複合溶接用の溶接トーチの公知技術が特許文献２に、所定の継手部を本溶接する前に仮付溶接する公知技術が特許文献３乃至５に開示されている。
【０００７】
特許文献１には金属製容器製造方法について記載され、純銅製のＭＩＧワイヤからＭＩＧアークを発生させる溶接工程と、前記ＭＩＧアークを取り囲むように同軸上に配置されたプラズマ電極からプラズマアークを発生させる溶接工程とを並列して行い、前記ＭＩＧ溶接工程及びプラズマ溶接工程では、銅製の伝熱フィンと水平面のなす角を１５〜２０度とし、前記伝熱フィンと炭素鋼製の内筒のなす角を７５度以上に配置して前記ＭＩＧアーク及びプラズマアークを下向きに発生させることが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には複合溶接方法及び複合溶接用の溶接トーチについて記載され、先行側でＴＩＧアークを発生させ、後行側でＭＩＧアークを発生させて溶接するものであり、ＴＩＧ電流をＭＩＧ電流よりも大きく設定し、ＴＩＧ電極とＭＩＧ電極とに継続してアークを発生させると共に、両アーク間の距離を２０ｍｍ以下にすることが開示されている。更に、シールドガスとして、ＡｒガスとＨ２ガスとの混合ガスや、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス及びＡｒ＋Ｈ２＋Ｈｅとの混合ガスを使用することが開示されている。
【０００９】
また、特許文献３にはボックス構造継手の溶接施工方法について記載され、非消耗電極方式のＴＩＧアーク又はプラズマアークを熱源とする溶接法を用いて鋼材継手の開先内面に溶接材料（溶接ワイヤ）無の仮付溶接を行い、その後に、消耗電極方式アーク溶接法を用いて本溶接を行うことが開示されている。
【００１０】
また、特許文献４にはタンク側板の溶接施工法及びこれに用いられる内外面同時溶接装置について記載され、複数の冶具を用いて側板間のダブルＵ開先合せを行う第１工程と、前記側板の内外面に溶接機をセットする第２の工程と、内外面の何れか片方のＵ開先部をこれに対応する側の溶接機を用いて仮付溶接を行う第３の工程と、前記冶具を取り外す第４の工程と、前記溶接機を用いて前記内外面のＵ開先部を同時に本溶接する第５の工程と、前記溶接機を移動又は取り外す第６の工程とを有することが開示されている。
【００１１】
また、特許文献５には溶接方法及び溶接システムについて記載され、第１の母材と第２の母材との開先部に設けた仮付溶接部を所定肉厚まで除去した後に、前記開先部の所定位置に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先部を開先側から溶融し、かつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏ビードを形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１７８７２７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５８８２６号公報
【特許文献３】特開平１１−２６７８２９号公報
【特許文献４】特開２００３−１０９６８号公報
【特許文献５】特開２００４−９８１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した特許文献１では、ＭＩＧアーク及びプラズマアークをほぼ同軸上に発生させているため、両アークに作用する電磁力は相殺し合うが、ＭＩＧワイヤ（消耗電極）及びプラズマ電極（非消耗電極）の両極性を正極（プラス）、母材側を負極（マイナス）にしていることから、プラズマ電極が消耗されて損傷し易いため、長時間稼働が必要な溶接線の長い長尺部材の溶接には適さないし、溶接途中でプラズマ電極が消耗すると、不安定なアーク挙動に変化して溶接ビード形成に悪影響を及ぼし、溶接不良に至る場合がある。また、純銅は熱伝導率の高い材料であるが、銅材と鋼材との異材溶接は相性が悪く、固溶し難い性質があるため、純銅製のＭＩＧワイヤを用いて銅と鋼継手部を溶接して鋼側の溶込みが深くなると、溶接割れ(凝固割れ)が発生し易くなる。更に、特許文献１には、ＳｉＣｕワイヤを使用することや、溶接欠陥（又は溶接不良）の発生及びその溶接不良部を補修溶接することについては、対象外で適用されておらず、全く記載も示唆もされていない。
【００１４】
また、特許文献２では、ＴＩＧ電流をＭＩＧ電流よりも大きく、かつ、両アーク間の距離を２０ｍｍ以下に設定して溶接することで、アークの硬直性及び安定性を向上させているるが、両アーク間距離が長いと、離れ合う両アークで形成される溶融プールが細長く不安定な形状となり、不均一なビード形状（蛇行ビード）になり易い。また、ＨｅガスやＨ２ガスとＡｒガスとの混合ガスを使用しているが、実施例の検証試験では、Ａｒガスのみ使用の溶接結果が記載されている。更に、検証試験には、ステンレス鋼の母材を用いた溶接結果が記載されている。この溶接に使用された溶接ワイヤの材質については記載されていないが、母材と同系のステンレス系の溶接ワイヤであろうと推定される。
【００１５】
このため、特許文献２には、特許文献１の場合と同様に、ＳｉＣｕワイヤを使用すること、銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部を溶接すること、或いはアンダーカットやのど厚不足等の溶接不良部（溶接欠陥部）を補修溶接することについては、対象外で適用されておらず、全く記載も示唆もされていない。
【００１６】
また、特許文献３では、仮付すべき鋼材継手の開先内面をワイヤ送給無のＴＩＧ溶接又はプラズマ溶接を行っていることから、所望の溶込み深さが確保できるが、開先内の両壁面部又は仮付ビード止端部にアンダーカットが発生し易い。また、仮付後の本溶接では、上記溶接法と異なるＭＡＧ溶接を行うようにしていることから、少なくとも２種類の溶接設備が必要になる。更に、開先加工が必要なレ形開先又はＶ形開先であり、本溶接のＭＡＧ溶接時には、鋼材継手と同種の溶接ワイヤが使用されている。
【００１７】
このため、特許文献３には、特許文献１及び２の場合と同様に、ＳｉＣｕワイヤを使用すること、銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部に仮付溶接すること、或いは仮付部の上からＴＩＧ−ＭＩＧ溶接することについては、全く記載も示唆もされていない。仮に、特許文献３に記載されているワイヤ送給無のＴＩＧ溶接又はプラズマ溶接を、銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部にした場合には、溶接中に割れが発生する可能性が高いため、適用することができない。
【００１８】
また、特許文献４では、仮付溶接と本溶接との施工を兼用するＴＩＧ溶接機が使用され、内外面のダブルＵ開先部を同時に両面自動ＴＩＧ溶接するようようにしていることから、裏はつり作業を無くすことができる。また、本溶接の両面自動ＴＩＧ溶接（第５工程）では、溶接方向の前後から２本の溶接ワイヤ（インコネル系ワイヤ又はハステロイ系ワイヤ）を送給しながらＴＩＧ溶接するようにしているが、仮付溶接（第３工程）では、ワイヤ送給無のＴＩＧ溶接が施工されている。更に、特許文献４には、特許文献１乃至３の場合と同様に、ＳｉＣｕワイヤを使用すること、銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部に仮付溶接すること、或いは仮付部の上からＴＩＧ−ＭＩＧ溶接することについては、全く記載も示唆もされていない。仮に、特許文献４に記載されているワイヤ送給無のＴＩＧ溶接を銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部にした場合には、特許文献３の場合と同様に、溶接中に割れが発生する可能性が高いので、適用することが難しい。
【００１９】
また、特許文献５では、鋼材のＴ継手に対して、裏ビードを形成させる本溶接（ＭＡＧ溶接）を施工する前に、Ｔ継手に仮付溶接（ＭＡＧ溶接と推定）を行った後に、グラインダ又はガウジング等の手段によって、仮付溶接部の肉厚を所定肉厚まで除去するようにしている。
【００２０】
このため、仮付溶接した仮付溶接部を除去する切削作業が必要であり、また、鋼材のＴ継手の仮付溶接及び本溶接であるため、銅系の溶接ワイヤを使用することは困難である。更に、特許文献５には、ＳｉＣｕワイヤを使用すること、銅と鋼との異材継手部や隅肉継手部に仮付溶接すること、或いは仮付部の上からＴＩＧ−ＭＩＧ溶接することについては、全く記載も示唆もされていない。
【００２１】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、銅製の伝熱フィンと鋼製の内外筒との溶接性に優れ、割れ等の欠陥がない品質良好な仮付ビード及び仮付断面部を得ると共に、仮付溶接終了後の本溶接でも溶接品質を満足する溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法及び伝熱フィン付き金属キャスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法は、上記目的を達成するために、放射性物質を有する使用済燃料の集合体を収納する鋼製の内筒と、該内筒の外側に同軸状に配置される鋼製の外筒との間の周方向に略等間隔に傾斜配備される銅製の複数の伝熱フィンを本溶接する前に、前記伝熱フィンの片方の端面部を前記内筒外面の長手方向に突合せて形成された前記内筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、又は前記伝熱フィンの他方の端面部を前記外筒内面の長手方向に突合せて形成された前記外筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、若しくは前記内筒外面及び前記外筒内面の両方に形成された広角傾斜の各隅肉継手部に仮付溶接を所定間隔毎に施工する金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法であって、
本溶接すべき前記隅肉継手部の溶接開始位置から終了位置までの溶接線長さに対して、仮付溶接すべき仮付長さと仮付間の距離間隔と仮付位置又は仮付個数を決定すると共に、決定した各仮付部の溶接線上を通過するように溶接トーチを配置して走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を順次施工し、
前記溶接トーチは、本溶接工程で使用予定のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチと同一又は同種の溶接トーチ、若しくは仮付用のＴＩＧ溶接トーチを使用し、かつ、前記本溶接工程で使用予定の溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分の溶接ワイヤとシールドガスを使用し、
仮付溶接すべき開始位置でＴＩＧアークを発生させると共に、給電無の溶接ワイヤを前記ＴＩＧアーク中及び溶融プール内にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接又はＴＩＧ溶接で使用予定の前記溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給し、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアークの方向に前記溶接トーチを走行させ、前記隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を順次施工することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の伝熱フィン付き金属キャスクは、上記目的を達成するために、放射性物質を有する使用済燃料の集合体を収納する鋼製の内筒と、該内筒の外側に同軸状に配置する鋼製の外筒と、前記内筒と前記外筒との間の周方向の略等間隔に傾斜配備する銅製の複数の伝熱フィンとを備え、鋼製の前記内筒外面の長手方向に所定枚数の前記伝熱フィンの片方端面部を略等間隔に突合せて各々形成された前記内筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、又は前記外筒内面の長手方向に所定枚数の前記伝熱フィンの他方の各端面部を略等間隔に突合せて各々形成された前記外筒側の広角傾斜の各隅肉継手部、若しくは前記内筒及び前記外筒の両面に各々形成された各隅肉継手部に、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって１パスずつ溶接施工する本溶接工程が行われて形成される伝熱フィン付き金属キャスクであって、
前記本溶接工程の前に、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法を用いて仮付溶接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、銅製の伝熱フィンと鋼製の内外筒との溶接性に優れ、割れ等の欠陥がない品質良好な仮付ビード及び仮付断面部を得ると共に、仮付溶接終了後の本溶接でも溶接品質を満足する溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係わる伝熱フィン付き金属キャスクの構造を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ部を拡大した継手溶接構造を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係わる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の手順の概要を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係わる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の他の手順の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係わる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の更に他の手順の概要を示す他のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１に係わる伝熱フィン付き金属キャスクにおける内筒外面と伝熱フィンの端面部との隅肉継手部の形状を示す部分斜視図である。
【図７】図６に示した内筒側の隅肉継手部に本溶接した溶接部の形状を示す部分斜視図である。
【図８】本発明の実施例１に係わる伝熱フィン付き金属キャスクにおける外筒内面と伝熱フィンの端面部との隅肉継手部の形状を示す部分斜視図である。
【図９】図８に示した外筒側の隅肉継手部に本溶接した溶接部の形状を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の実施例１に係わる一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示す図である。
【図１１】図１０の状態からＴＩＧアークとＭＩＧアークで溶融プールを形成した状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２に係わる仮付溶接終了後の本溶接に使用するＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示す図である。
【図１３】図１２の状態からＴＩＧアークとＭＩＧアークで溶融プールを形成した状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３に係わる仮付溶接を行うＴＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施例４に係わる仮付溶接終了後の本溶接に使用するＴＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例５に係わる仮付試験方法及び銅と鋼異材継手に仮付溶接するトーチ配置を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施例５に係わる銅と鋼異材継手に仮付部を形成するＴＩＧ仮付用試験片を示す傾斜図である。
【図１８】本発明の実施例５に係わる銅と鋼異材継手に事前形成した仮付部の上から本溶接して溶接部を形成するＴＩＧ−ＭＩＧ溶接用試験片を示す傾斜図である。
【図１９】本発明の実施例６に係わるＴＩＧ溶接時の仮付溶接速度及びワイヤ送り速度を変化させた時のワイヤ溶着断面積を示す特性図である。
【図２０】本発明の実施例６に係わるＴＩＧ溶接時の仮付溶接速度と本溶接速度及びワイヤ送り速度を変化させた時のワイヤ溶着断面積を示す特性図である。
【図２１】本発明の実施例７に係わるＴＩＧ仮付溶接の仮付溶接速度を変化させた時の仮付ビード及び仮付断面部の試験結果の写真を示す図である。
【図２２】本発明の実施例８に係わる仮付部（２ヵ所有）の上から本溶接のＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接を施工した時の仮付ビードと本溶接ビード及び溶接断面部の試験結果の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の金属キャスク溶接構造物の仮付溶接施工方法及び伝熱フィン付き金属キャスクについて説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００２７】
図１に、本実施例に係わる金属キャスク溶接構造物の構造を、図２に、図１中のＡ部を拡大した溶接構造をそれそれ示す。
【００２８】
該図において、内筒１は、その内部に放射性物質を有する複数の使用済燃料（図示せず）の集合体等を収納する容器であり、強度の高い炭素鋼等の鋼製の鋼材が用いられている。この内筒１の外側には、内筒１と同種材の鋼製の外筒２が内筒１を取り囲むように同軸状に配置されている（金属キャスク全体の強度及び剛性は、強度の高い鋼製の厚板の内筒１と外筒２及びこれらで形成する容器を密閉する複数の蓋（図示せず）等によって十分に確保されている）。内筒１の外面と外筒２の内面の間には、円周方向に略等間隔に、数十枚（所定枚数をＮ枚という）の伝熱フィン３が傾斜して配備されている。
【００２９】
これらＮ枚の伝熱フィン３は、熱伝導率の高い純銅等の銅製の銅板材が用いられており、銅製の伝熱フィン３を用いることで、使用済燃料集合体から発生する崩壊熱を内筒１及び外筒２の外側へ逃がすための除熱性能を高めることができると共に、軽量化及びコスト低減にも寄与することができる。
【００３０】
図２に示すように、Ｎ枚の伝熱フィン３の片方の各端面部には、内筒１側の各隅肉継手部５で溶接された内側溶接部（溶接ビード及びその溶接断面部）７が形成されており、また、他方の各端面部には、外筒２側の各隅肉継手部８で溶接された外側溶接部（溶接ビード及びその溶接断面部）１０が形成されている。この伝熱フィン３の内側溶接部７及び外側溶接部１０については、特に強度は要求されないが、収納し保管する物質の性質上、高い信頼性を確保する必要がある。
【００３１】
溶接すべきＮ枚の伝熱フィン３の各隅肉継手部５及び８の内筒１と伝熱フィン３、外筒２と伝熱フィン３とのそれぞれの角度θ１は、内筒１の外面又は外筒２の内面若しくは内筒１及び外筒２の両面に対して、θ１＝１２０度±１５度（１０５≦θ１≦１３５度）の範囲の広角に傾斜して形成されている。
【００３２】
また、Ｎ枚の伝熱フィン３が隣接する各空間４は、樹脂材等のレジン（図示せず）を充填配備する場所である。これらのレジンは、使用済燃料の集合体から法線状に放出される放射線を遮蔽する物質であり、溶接終了後に、Ｎ枚の伝熱フィン３の傾斜面に沿って、レジンが各空間４の内部にそれぞれ充填されるものである。伝熱フィン３を広角に傾斜して配備することで、溶接時の作業性が容易になると共に、伝熱フィン３の傾斜面に沿って充填されるレジンの傾斜配備によって、放射線の遮蔽性能を高めることができる。
【００３３】
本実施例における伝熱フィン３の両端面部を内筒１及び外筒２の両面に溶接する方法について、以下に説明する。
【００３４】
図３は、本実施例に係わる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の手順の概要を示すフローチャートであり、図４は、金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の他の手順の概要を示すフローチャートである。
【００３５】
図３及び図４に示したフローチャートの主な相違点は、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３及び各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の溶接工程１１０の施工内容を、内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５及び外筒２側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１１２と、内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６及び外筒２側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１１３とに区分けしたことである。
【００３６】
例えば、図３に示すように、伝熱フィン３の溶接手順（その１）９９では、溶接前にワイヤ溶着断面積Ａｗを決定するワイヤ溶着断面積決定工程１０２と、所定枚数（Ｎ枚）の伝熱フィン３の片方端面部を内筒１側に各々突合せて隅肉継手部５をＮ箇所形成、又はＮ箇所形成すると共に仮付（例えば、仮付溶接）して仮組した後に、そのＮ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎに繰り返し溶接する各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３及び内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５と、その後に行う内筒１側の検査工程１０７の終了後で、Ｎ枚の伝熱フィン３の他方の端面部を外筒２側に各々突合せて隅肉継手部８をＮ箇所形成、又はＮ箇所形成すると共に仮付溶接して仮組した後に、そのＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎに繰り返し溶接する各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０及びＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１１２と、を備えている。
【００３７】
そして、隅肉継手部８をＮ箇所形成すると共に仮付溶接して仮組した後に、そのＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎに１パスずつ繰り返し溶接（連続溶接）することで、各隅肉継手部の仮組作業と溶接作業とをそれぞれ効率良く行うことができる。
【００３８】
一方、図４に示すように、伝熱フィン３の溶接手順（その２）１００においては、溶接前にワイヤ溶着断面積Ａｗを決定するワイヤ溶着断面積決定工程１０２の後に行う各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３では、内筒１側のＮ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎに１パスずつ繰り返し溶接（連続溶接）する内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５と、１〜５箇所程度に分割した隅肉継手部に溶接すると共に、その溶接後の溶接部を検査するように、溶接と検査の両作業を繰り返す内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６とに分けている。
【００３９】
例えば、少数単位に分割して溶接と検査を繰り返す内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６では、所定枚数（Ｎ枚）の伝熱フィン３を内筒１の外面に取り付て隅肉継手部をＮ箇所形成、又はＮ箇所形成すると共に仮付溶接して仮組した後に、そのＮ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎを予め１〜５箇所程度に分割し、その分割した１〜５箇所の隅肉継手部５−１〜５−５に１パスずつ溶接すると共に、その溶接部を検査するように、隅肉継手部の溶接と検査とを繰り返すようにしている。
【００４０】
一方、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０では、内筒１側の場合と同様に、外筒２側のＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎに１パスずつ繰り返し溶接（連続溶接）する外筒２側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１１２と、１〜５箇所程度に分割した隅肉継手部に１パスずつ溶接すると共に、その溶接部を検査するように、溶接と検査の両作業を繰り返す外筒２側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１１３とに分けている。
【００４１】
例えば、溶接と検査を繰り返す外筒２側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１１３では、内筒１側の場合と同様であり、外筒２側に形成したＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎを予め１〜５箇所程度に分割し、その分割した１〜５箇所の隅肉継手部８−１〜８−５に１パスずつ溶接すると共に、その溶接部を検査するように、隅肉継手部の溶接と検査とを繰り返すようにしている。
【００４２】
このように、二通りある作業（連続溶接又は溶接と検査の繰り返し）の何れかを選択することで、溶接優先の作業効率向上又は検査優先の溶接品質向上を図ることができる。
【００４３】
一方、内筒１側の検査工程１０７及び外筒２側の検査工程１１４は、本溶接した各溶接部の品質を検査する工程である。
【００４４】
この内筒１側の検査工程１０７及び外筒２側の検査工程１１４は、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３と内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５の終了後、又は各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３、内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０、外筒２側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１１２の終了後の必要箇所に設けられている。更に、内筒１側の検査工程１０７及び外筒２側の検査工程１１４では、各溶接部の品質を各々検査すると共に、その検査で不合格となった溶接部分とその近傍部を補修する補修溶接工程１０９及び１１６を備えている。
【００４５】
また、溶接と検査との両作業を繰り返し行う場合の内筒１側の検査工程１１７及び外筒２側の検査工程１２０では、該当する溶接部に溶接ビードが良好に形成されているか否か、割れやアンダーカット等の欠陥があるか否か、溶接部ののど厚Ｌ１やビード高さＨ１や鋼側の溶込み深さｃ等を満足しているか否か等の溶接品質の検査、確認を行う。この溶接品質の検査を行う内筒１側の検査工程１１７及び外筒２側の検査工程１２０で不合格となった場合には、不合格の溶接部分とその近傍部を補修溶接工程１１９及び１２２で補修するようにしている。
【００４６】
これらの補修溶接工程１０９、１１６、１１９、１２２では、例えば、隅肉継手部を本溶接した時の溶接条件と略同一の補修溶接条件、又は補修溶接条件よりもＭＩＧ電圧や入熱量を増加した他の補修溶接条件を使用して、１パス肉盛して補修溶接することで、欠陥部（溶接不良部）を容易に消滅できるように肉盛補修することができる。
【００４７】
なお、銅と鋼異材継手の仮付方法については、別の実施例（図１０〜図１１、図１４、図１６〜図２１）を用いて後述する。
【００４８】
最初に、溶接前に行うワイヤ溶着断面積決定工程１０２では、所定の隅肉継手部５に形成すべき内側溶接部７ののど厚Ｌ１が伝熱フィン３の板厚Ｔ１以上（Ｌ１≧Ｔ１）になるように、ワイヤ送り速度Ｗｆ又はワイヤ送り速度Ｗｆとワイヤ径ｄ及び所定の溶接速度Ｖからワイヤ溶着断面積Ａｗを算出して決定する。
【００４９】
なお、内側溶接部７（又は外側溶接部１０）ののど厚Ｌ１とは、図３及び図４のワイヤ溶着断面積決定工程１０２中の図に示すように、伝熱フィン３側の溶融底部から溶接ビード表面までの最小距離のことである。また、ワイヤ溶着断面積決定工程１０２の箇所に図示した隅肉継手部５の内側溶接部７は、内筒１の外面に伝熱フィン３の一方の端面部を溶接して形成することを想定して描いているが、外筒２の内面に伝熱フィン３の他方の端面部を溶接して他方の外側溶接部１０を形成することも想定内であり、図２に示した溶接構造と同様であることから省略している。
【００５０】
図５は、本発明の実施例１に係わる金属キャスク溶接構造物の仮付溶接を含む溶接施工方法の更に他の手順の概要を示す他のフローチャートである。図３及び図４との主な相違点は、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３及び各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０並びに本溶接部のワイヤ溶着断面積決定工程１０２の前に、伝熱フィン３の両端面部の各隅肉継手を仮付溶接して仮組する各隅肉継手の仮組工程（仮付溶接）１０１を設けたことである。
【００５１】
この各隅肉継手の仮組工程１０１では、鋼製の内筒１の外面と外筒２の内面との間の周方向に銅製の所定枚数(Ｎ枚)の伝熱フィン３の両方端面部を各々突合せて、広角形状の隅肉継手部を略等間隔に２Ｎ箇所形成すると共に、仮付溶接して仮組するようにしている。
【００５２】
また、本溶接前の隅肉継手部に仮付溶接を施工する場合には、内筒１側の各隅肉継手部を本溶接する各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３又は外筒２側の各隅肉継手部を本溶接する各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０、若しくは内筒１及び外筒２の各隅肉継手部を本溶接する第１及び第２の溶接工程１０３及び１１０の前工程に設けた他の仮組工程で、ＴＩＧアークによる仮付溶接を行って隅肉継手部を仮組するようにすることもできる。
【００５３】
このように、所定枚数(Ｎ枚)の伝熱フィン３を事前に仮付溶接して各隅肉継手を仮組することで、剛性及び拘束性の向上や仮組精度の向上が図れ、更に、本溶接工程（第１及び第２の溶接工程１０３及び１１０）で各伝熱フィン３の端面部（仮付有隅肉継手部）を本溶接する時に発生することがある溶接変形を抑制することができる。
【００５４】
なお、ワイヤ溶着断面積決定工程１０２については、図３及び図４で説明した通りである。また、仮付溶接の終了後に、仮付有隅肉継手部を本溶接する各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０では、既に仮組済みであるため、その仮付有隅肉継手部を各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３と各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０とに分けて順次に本溶接することになる。
【００５５】
一方、図５に示す各隅肉継手の仮組工程１０１、又は図３及び図４に示す仮組工程を含む各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３では、本溶接前に所定枚数（Ｎ枚）の伝熱フィン３を内筒１側に仮付溶接して仮組するようにしている。
【００５６】
例えば、図６に示すように、鋼製の内筒１の外面に所定枚数（Ｎ枚）の伝熱フィン３の片方の各端面部を突き合せて広角形状の各隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎを略等間隔に各々形成、又は各々形成すると共に仮付（例えば、仮付溶接）して仮組する。
【００５７】
図６中の右側に示すように、隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎを形成及び仮組する場合には、例えば、ＴＩＧ溶接等の溶接法によって仮付溶接し、所定長さＸ１の仮付部（ｋ１、ｋ２・・・ｋｐ）を所定間隔（Ｘ２）毎に形成して隅肉継手部を仮組すると良い。
【００５８】
仮付溶接すべき仮付長さＸ１は、１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下（１５≦Ｘ１≦５０ｍｍ）の範囲であり、仮付間の距離間隔Ｘ２は、２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下（２００≦Ｘ２≦６００ｍｍ）の範囲にすると良い。
【００５９】
また、仮付個数ｎについては、本溶接すべき溶接線長さＸｗによって変化するが、例えば、溶接線長さＸｗを仮付間の距離間隔Ｘ２で略均等分割した数に開始側又は終了側の１つを加えた合計数にすれば、溶接線長さＸｗ／距離間隔Ｘ２＋１となり、仮付個数ｎを容易に決定することができる。
【００６０】
また、各仮付位置についても、溶接線の開始位置と、その開始位置から距離間隔Ｘ２毎の各位置と溶接線の終了位置とに決定すれば良い。
【００６１】
また、仮付溶接すべき継手母材の溶接線６−１、６−２・・・６−Ｎは、本溶接の場合と同程度であり、伝熱フィン３の端面角部から伝熱フィン３の表面側に溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２（第２の距離）は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下（１≦Ｓ２≦３ｍｍ）の範囲にすると良い。
【００６２】
なお、仮付長さＸ１が１５ｍｍより短過ぎると、仮付長さ不足に伴う強度不足になり易く、反対に、５０ｍｍより長過ぎると、本溶接の施工時に仮付部を再溶融させて本溶接ビードを形成させるのに支障が生じ易い。また、仮付間の距離間隔Ｘ２が２００ｍｍより短過ぎると、仮付個数の増加及び仮付作業の時間増加に至り、反対に、６００ｍｍより長過ぎると、仮付個数不足に伴う強度不足になり易く、また、本溶接の施工時に反り変形が生じ易いので好ましくない。また、溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２が１ｍｍより短過ぎると、仮付溶接中のアーク及び溶融プールが鋼側（内筒１側）に片寄り易くなることから、反対側の伝熱フィン３側の溶融不足やアンダーカット発生に伴う強度不足になり易い。一方、距離Ｓ２が３ｍｍより長過ぎると、仮付溶接中のアーク及び溶融プールが伝熱フィン３側に片寄り易くなることから、反対側の内筒１側の溶融不足や不正ビードになり易いので好ましくない。
【００６３】
このようにして決定した仮付位置に所定長さ（Ｘ１）ずつ、所定間隔（Ｘ２）毎にＴＩＧ仮付溶接を行うことで、内筒１側の場合でも、所定長さずつの仮付部を容易にｎ個形成（ｋ１、ｋ２・・・ｋｎ）することができ、また、本溶接すべき溶接線の曲がりや反り変形が小さい隅肉継手部を容易に仮組製作することができる。また、本仮付方法による仮付によって金属キャスク溶接構造物の溶接組立及び製造を継続することもできる。
【００６４】
また、各隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎの所定位置にｎ個の仮付部を形成するためのＴＩＧ仮付溶接では、仮付溶接後の本溶接で使用予定の溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分のＳｉＣｕワイヤ及びＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを使用すると良い。
【００６５】
また、仮付溶接すべき隅肉継手部５−１の溶接線６−１上を通過するように溶接トーチを配置し、溶接トーチの先端開口部から仮付すべき隅肉継手部５−１及びその近傍表面部に向かって混合ガスを流出させ、仮付開始位置にＴＩＧアークを発生させ、給電無のＳｉＣｕワイヤをＴＩＧアーク中及び溶融プール内に低速送給（ＴＩＧアーク中及び溶融プール内にＴＩＧ溶接で使用予定の溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給）し、先行ワイヤ後続ＴＩＧアークの方向に溶接トーチを走行移動させ、隅肉継手部に所定長さのＴＩＧ仮付溶接を施工して仮付ビードを形成することで、所定の仮付長さＸ１の仮付ビード（ｋ１、ｋ２・・・ｋｎ）を良好に得ることができる。
【００６６】
また、ＳｉＣｕワイヤを用いてＴＩＧ仮付溶接することで、銅と鋼との異材溶接であっても、銅と鋼及びＳｉとが固溶可能な状態で適度に混合し合って割れのない良好な仮付ビード及び仮付溶接断面部を得ることができる。更に、複数の仮付部を有する隅肉継手部の本溶接を行うことが可能となる。
【００６７】
なお、図６中には、伝熱フィン３を２枚のみ図示して他の部分を省略してあるが、溶接すべき所定枚数（Ｎ）の伝熱フィン３は、内筒１の外面の円周方向に略等間隔に傾斜配備されている。
【００６８】
図７は、図６に示した内筒側の隅肉継手部に本溶接した溶接部の形状を示す部分斜視図である。
【００６９】
内筒１側の本溶接では。外筒２は配備せずに、伝熱フィン３を内筒１の外面に傾斜配備して広角形状の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎを形成すると共に仮付して仮組した後に、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチによる本溶接の先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接トーチによる本溶接のＴＩＧ溶接によって、１パスずつ順番に溶接施工して溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２、・・・７−Ｎを形成するようにしている。
【００７０】
このように、仮組（仮付溶接）後の各隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎの溶接線６−１、６−２・・・６−Ｎ上から本溶接を１パスずつ順番に溶接施工することで、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、浅溶込みの溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２・・・７−Ｎを得ることができる。
【００７１】
また、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３（本溶接工程）は、上述したように、仮組及び溶接すべき内筒１側の各隅肉継手を仮付溶接して仮組した後に本溶接する工程である。
【００７２】
図３、図４、図６及び図７に示したように、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３では、所定枚数（Ｎ枚）の伝熱フィン３を内筒１の外面に取り付て隅肉継手部５をＮ箇所形成、又はＮ箇所形成すると共に仮付溶接して仮組し、その後に、仮付有継手部に本溶接を施工するようにしている。
【００７３】
仮組後の内筒１側の本溶接では、例えば、Ｎ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎに１パスずつ繰り返し溶接（連続溶接）する内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５と、Ｎ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎを予め１〜５箇所程度に分割し、その分割した１〜５箇所の隅肉継手部５−１、５−２、５−３、５−４、５−５を溶接して、その溶接部を検査するように、溶接と検査の両作業を繰り返す内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６とに分けている。
【００７４】
内筒１側のＮ箇所の溶接（本溶接）の繰り返し溶接工程１０５では、パス毎に溶接すべきＮ箇所の隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎの各溶接開始位置から終了位置までの各溶接線（伝熱フィン３の下位表面に記した点線６−１、６−２・・・６−Ｎ）に対して、仮付溶接で使用した溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分のＣｕＳｉワイヤ及びＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを用い、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチによる本溶接の先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接トーチによる本溶接のＴＩＧ溶接によって、１パスずつ順番に溶接施工する。
【００７５】
このため、内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５では、例えば、溶接対象の継手（内筒１及び伝熱フィン３の両方）側を回転駆動装置等で回転移動させて、仮付溶接の場合と同様に、本溶接すべき隅肉継手部５−１の溶接線６−１を鉛直方向に姿勢変更した後に、溶接線６−１上に一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを下向姿勢で位置決めする。
【００７６】
伝熱フィン３の両端面部が平坦面形状の場合の溶接線は、端面角部から伝熱フィン３の表面側にワイヤ位置又はトーチ位置（電極位置含む）を所定距離だけシフトさせた位置であり、そのシフト量Ｓ１（第１の距離Ｓ１）は、０ｍｍ以上４ｍｍ以下（０≦Ｓ１≦４ｍｍ）の範囲で設定すると良い。また、下向姿勢の一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを、溶接開始位置から終了位置までの溶接線６−１上に沿って走行させながら１パス溶接して溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２を形成するようにすると良い。
【００７７】
このように、ワイヤ位置又はトーチ位置を伝熱フィン３側に所定距離Ｓ１だけシフトさせて本溶接することで、伝熱フィン３の加熱溶融が促進されると共に鋼側の溶込み深さｃが抑制されるので、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、浅溶込みの溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２を得ることができる。
【００７８】
溶接線６−１の１パス溶接が終了すれば、溶接トーチを回避移動させ、次の溶接線６−２の溶接では、継手側を再び回転移動させて、該当する溶接線６−２を鉛直方向に姿勢変更した後に、回避移動させていた溶接トーチを溶接線６−２上に沿って移動させて下向姿勢で位置決めを行う。溶接トーチを溶接線６−２上に沿って走行させながら１パス溶接すると良い。
【００７９】
このように、該当する隅肉継手部５の溶接線を姿勢変更する動作、溶接線上に溶接トーチを位置決めする動作、その溶接トーチを走行させながら溶接線上に１パス溶接を施工する動作、１パス溶接施工後に溶接トーチを回避させる動作等の一連の繰り返し動作を行うことで、所定枚数（Ｎ枚）の隅肉継手部の各溶接線６−１、６−２・・・６−Ｎに、図７に示すように、それぞれ溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２・・・７−Ｎを形成することができる。
【００８０】
なお、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチによるＴＩＧ仮付溶接、仮付溶接後の本溶接の先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接トーチによるＴＩＧ仮付溶接については、別の実施例（図１０〜図２２）を用いて後述する。
【００８１】
一方、内筒１側の溶接（１〜５箇所）と、その溶接部の検査を繰り返す内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６でも、溶接施工は同様であり、上述したように、下向姿勢の一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを溶接開始位置から終了位置までの溶接線６−１上に沿って走行させながら１パス溶接して、溶接ビード及び溶接断面部７−１を形成するようにすると良い。溶接後には内筒１側の検査工程１１７で溶接品質の検査を行い、また、この溶接品質の検査で不合格となった場合には、不合格の溶接部分及びその近傍部を補修溶接工程１１９で補修するようにしている。
【００８２】
ＣｕＳｉワイヤを用いて先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接溶接又はＴＩＧ溶接することで、銅と鋼との異材溶接であっても、銅と鋼及びＳｉとが固溶可能な状態で適度に混合し合って割れのない良好な溶接ビード及び溶接断面部（溶接部）を形成することができる。
【００８３】
例えば、Ｓｉ及びＭｎは、ＣｕやＦｅに対して溶け合う共晶型IIに属する物質であり、このため、Ｓｉ及びＭｎ入りのＣｕＳｉワイヤを用いて溶接施工することで、上述したように、銅と鋼及びＳｉが固溶可能な状態で適度に混合し合って割れのない良好な溶接部が得られる。
【００８４】
一方、熱伝導率が高い純銅製のＣｕワイヤを使用することも可能であるが、純銅製のＣｕワイヤの場合には、シリコン入りのＣｕＳｉワイヤと比べて、銅と鋼との異材溶接に対して溶接性及び溶接品質が劣ると共に、割れ感受性も高いことから本実施例の溶接方法には採用しなかった。
【００８５】
そして、本実施例では、溶接施工された各隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎの溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２・・・７−Ｎに、少なくとも溶接部ののど厚Ｌ１が伝熱フィン３の板厚Ｔ１以上（Ｌ１≧Ｔ１）に形成され、かつ、内筒１側の溶込み深さｃが０.０５ｍｍ以上６ｍｍ以下（０.０５≦ｃ≦６ｍｍ）に形成されている。好ましくは、溶込み深さｃを０.０５ｍｍ以上４ｍｍ以下（０.０５≦ｃ≦４ｍｍ）に形成すると良い。
【００８６】
これによって、内筒１側の各伝熱フィン３の溶接箇所に、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、かつ、割れ等の欠陥がない品質良好な溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる。また、除熱性能の向上及び製造コスト低減にも寄与することができる。更に、溶接部の引張強度についても、１００Ｎ／ｍｍ２以上の強度を確実に得ることができる。
【００８７】
上述したのど厚Ｌ１やビード高さＨ１が伝熱フィン３の板厚Ｔ１よりも小さ過ぎると、例えば、内筒１側から内側溶接部７を経由して伝熱フィン３側に熱を伝導するのに必要な熱伝導断面積が減少するため、除熱性能の向上に支障をきたすことになる。
【００８８】
そのため、溶接部ののど厚Ｌ１を伝熱フィン３の板厚Ｔ１以上（Ｌ１≧Ｔ１）、ビード高さＨ１を板厚Ｔ１以上（Ｈ１≧Ｔ１）に形成している。また、伝熱フィン３側のビード止端部に発生することがあるアンダーカット深さＲを（０.１×Ｔ１）以下に抑制している。更に、内筒１側の溶込み深さｃが深過ぎると、溶接部の断面積に対する鋼の溶融比率（希釈率）が増加するため、溶接部分の熱伝導率が減少すると共に、割れ感受性が高くなり易い。内筒１側（鋼側）の溶込み深さｃが浅過ぎると、鋼側との接合不足によって引張強度が低下し易くなる。
【００８９】
そのため、上述したように、内筒１側の溶込み深さｃを０.０５ｍｍ以上６ｍｍ以下（０.０５≦ｃ≦６ｍｍ）に形成している。好ましくは溶込み深さｃを０.０５ｍｍ以上４ｍｍ以下（０.０５≦ｃ≦４ｍｍ）に形成すると良い。
【００９０】
一方、内筒１側の各伝熱フィン３を各隅肉継手の仮組工程を含む第１の溶接工程１０３（本溶接工程）で溶接する過程で発生することがあるアンダーカット過大やのど厚不足又はビード高さ不足等の溶接不良部、又は溶接後の内筒１側の検査工程１０７、１１７で検出されることがあるアンダーカット過大、のど厚不足又はビード高さ不足等の溶接不良部は、補修溶接（肉盛補修）する必要がある。
【００９１】
図３〜図５に示すように、内筒１側の検査工程１０７、１１７及び外筒２側の検査工程１１４、１２０では、溶接品質の合否判定を行うため、例えば、のど厚Ｌ１がＬ１＜Ｔ１、又はビード高さＨ１がＨ１＜Ｔ１、又はアンダーカット深さＲがＲ＞（０.１×Ｔ１）の時は、不合格（溶接不良）と判定し、また、Ｌ１≧Ｔ１、又はＨ１≧Ｔ１、又はＲ≦（０.１×Ｔ１）の時には、合格（溶接良好）と判定するようにしている。不合格判定の溶接不良部及びその近傍部は、補修溶接工程１０９、１１９で補修溶接を実施する。
【００９２】
例えば、不合格判定の溶接不良部を補修する場合には、第１の溶接工程１０３（本溶接工程）で使用した溶接トーチと同一又は同種のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチ、同一成分のＳｉＣｕワイヤ及びシールドガス（ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス）をそれぞれ使用すると共に、溶接工程１０３、１１０で施工した時の溶接方向と同一方向に、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって、溶接不良部を有する溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２の上から肉盛するように、溶接不良部及びその近傍部に補修溶接を施工して溶接不良部を消滅させると共に、良好な補修溶接ビード（補修ビード）を形成するようにしている。
【００９３】
また、補修溶接工程１０９、１１９で溶接不良部を補修する場合には、各隅肉継手の仮組工程を含む第１の溶接工程１０３で使用した溶接条件と略同一の補修溶接条件、又は補修溶接条件よりもＭＩＧ電圧や入熱量を増加した他の補修溶接条件を使用し、各隅肉継手の仮組工程を含む第１の溶接工程１０３で形成された溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２の銅側のビード止端部から伝熱フィン３の表面側に所定距離だけシフトさせた位置の線上に、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを配置すると良い。
【００９４】
そして、溶接不良部及びその近傍部の線上を通過するようにＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって、溶接不良部を有する溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２の上から肉盛するように、溶接不良部及びその近傍部に補修溶接を施工して溶接不良部を消滅させると共に、良好な補修ビードを形成するようにしている。
【００９５】
このように補修溶接することで、のど厚不足又はビード高さ不足及びアンダーカット深さ過大等の溶接不良部を確実に消滅させることができ、品質良好な補修ビード及び補修断面部を得ると共に、除熱性能向上に寄与する大きな溶接のど厚及び熱伝導断面積を確保することができる。
【００９６】
次に、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０（本溶接工程）は、仮組及び溶接すべき外筒２側の各隅肉継手を仮付溶接して仮組した後に本溶接する工程である。
【００９７】
図３及び図４に示すように、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０では、各隅肉継手の仮組工程を含む内筒１側の第１の溶接工程１０３、内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５、内筒１側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１０６の終了後又は内筒１側の検査工程１０７及び１１７の終了後に、外筒２側の各隅肉継手を仮組（仮付溶接）し、その後に、仮付有継手部に本溶接を施工するようにしている。
【００９８】
例えば、外筒２側の仮組では、図８に示すように、内筒１側に溶接済の伝熱フィン３の外周側に一体の円筒状の外筒２を配置して、所定枚数（Ｎ）の伝熱フィン３の他方の各端面部を突き合せて、広角形状の各隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎを略等間隔に各々形成、又は各々形成すると共に仮付溶接して仮組する。
【００９９】
なお、図５に示したように、本溶接工程の前工程で各隅肉継手部を仮組する専用の各隅肉継手の仮組工程１０１がある場合には、各隅肉継手の仮組工程１０１の中で、外筒２側の各隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎをそれぞれ仮付溶接して仮組すると良い。
【０１００】
図８中の右側に示すように、隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎを形成及び仮組する場合には、例えば、ＴＩＧ溶接等の溶接法によって仮付溶接し、所定長さＸ１の仮付部（ｋ１、ｋ２・・・ｋｐ）を所定間隔（Ｘ２）毎に形成して前記隅肉継手部を仮組すると良い。
【０１０１】
上述した内筒１側の場合と同様に、外筒２側の場合でも、仮付溶接すべき仮付長さＸ１は１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下（１５≦Ｘ１≦５０ｍｍ）の範囲であり、仮付間の距離間隔Ｘ２は２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下（２００≦Ｘ２≦６００ｍｍ）の範囲であると良い。
【０１０２】
また、仮付個数ｎについては、本溶接すべき溶接線長さＸｗによって変化するが、例えば、溶接線長さＸｗを仮付間の距離間隔Ｘ２で略均等分割した数に開始側又は終了側の１つを加えた合計数にすれば、溶接線長さＸｗ／距離間隔Ｘ２＋１となり、仮付個数ｎを容易に決定することができる。また、各仮付位置についても、溶接線の開始位置と、その開始位置から距離間隔Ｘ２毎の各位置と溶接線の終了位置とに決定すれば良い。
【０１０３】
このようにして決定した仮付位置にＴＩＧ仮付溶接を所定長さ（Ｘ１）ずつ、所定間隔（Ｘ２）毎に行うことで、内筒１側の場合と同様に、外筒２側の場合でも、所定長さずつの仮付部を容易にｎ個形成することができ、また、本溶接すべき溶接線の曲がりや反り変形が小さい隅肉継手部を容易に仮組製作することができる。また、上述したように、本仮付方法による仮付によって金属キャスク溶接構造物の溶接組立及び製造を継続することもできる。
【０１０４】
なお、各隅肉継手部５−１、５−２・・・５−Ｎの所定位置にｎ個の仮付部を形成するためのＴＩＧ仮付溶接では、仮付溶接後の本溶接で使用予定の溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分のＳｉＣｕワイヤ及びＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを使用すると良い。また、内筒１側の仮付溶接の場合と同様に、外筒２の場合でも、仮付溶接すべき隅肉継手部８−１の溶接線９−１上を通過するように溶接トーチを配置し、溶接トーチの先端開口部から仮付すべき隅肉継手部８−１及びその近傍表面部に向かって混合ガスを流出させ、仮付開始位置にＴＩＧアークを発生させ、給電無のＳｉＣｕワイヤをＴＩＧアーク中及び溶融プール内に低速送給（ＴＩＧアーク中及び溶融プール内にＴＩＧ溶接で使用予定の溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給）し、先行ワイヤ後続ＴＩＧアークの方向に溶接トーチを走行移動させ、隅肉継手部に所定長さの仮付溶接を施工して仮付ビードを形成するＴＩＧ仮付溶接を施工して仮付ビードを形成することで、所定の仮付長さＸ１の仮付ビード（ｋ１、ｋ２・・・ｋｎ）を良好に得ることができる。
【０１０５】
また、ＳｉＣｕワイヤを用いてＴＩＧ仮付溶接することで、銅と鋼との異材溶接であっても、銅と鋼及びＳｉとが固溶可能な状態で適度に混合し合って割れのない良好な仮付ビード及び仮付溶接断面部を得ることができる。更に、複数の仮付部を有する隅肉継手部の本溶接を行うことが可能となる。
【０１０６】
なお、図８中には、図６と同様に、伝熱フィン３を２枚のみ図示して他の部分を省略しているが、溶接すべき所定枚数（Ｎ）の伝熱フィン３は、内筒１及び外筒２の両面に略等間隔に傾斜配備されており、かつ、内筒１側の溶接ビード及び溶接断面部７−１、７−２・・・７−Ｎは既に形成済であり、継手側の姿勢を反転して図示している。
【０１０７】
図９は、図８に示した外筒２側の隅肉継手部に本溶接した溶接部の形状を示す部分斜視図である。
【０１０８】
外筒２側の本溶接では、伝熱フィン３を外筒２の内面に傾斜配備して広角形状の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎを形成すると共に、仮付して仮組した後に、内筒１側の場合と同様に、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチによる本溶接の先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接トーチによる本溶接のＴＩＧ溶接によって、１パスずつ順番に溶接施工して溶接ビード及び溶接断面部１０−１、１０−２、・・・１０−Ｎを形成するようにしている。
【０１０９】
このように、仮組(仮付溶接)後の各隅肉継手部８−１、８−８・・・８−Ｎの溶接線上から本溶接を１パスずつ順番に溶接施工することで、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、浅溶込みの溶接ビード及び溶接断面部１０−１、１０−２・・・１０−Ｎを得ることができる。
【０１１０】
また、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０では、図３、図４、図８及び図９に示したように、外筒２側に隅肉継手部をＮ箇所形成、又はＮ箇所形成すると共に仮付溶接して仮組した後に、そのＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎに１パスずつ繰り返し溶接（連続溶接）する外筒２側のＮ箇所の溶接（本溶接）の繰り返し溶接工程１１２と、１〜５箇所程度の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎに１パスずつ溶接すると共に、その溶接後の溶接部を検査するように溶接と検査の両作業を繰り返す外筒２側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１１３とに分けている。
【０１１１】
例えば、外筒２側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１１２では、内筒１側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程１０５の場合と同様に、パス毎に溶接すべきＮ箇所の隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎの各溶接開始位置から終了位置までの各溶接線（伝熱フィン３の下位表面に記した点線９−１、９−２・・・９−Ｎ）に対して、上述したように、仮付溶接で使用した溶接ワイヤ及びシールドガスと同一成分のＣｕＳｉワイヤ及びＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを用い、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって、１パスずつ順番に溶接施工する。
【０１１２】
このため、内筒１側の場合と同様に、外筒２側の本溶接の場合でも、溶接対象の継手（内筒１と外筒２及び伝熱フィン３）側を回転駆動装置等で回転移動させて、仮付溶接の場合と同様に、本溶接すべき隅肉継手部８−１の溶接線９−１を鉛直方向に姿勢変更した後に、溶接線９−１上に、一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを下向姿勢で位置決めする。
【０１１３】
上述したように、伝熱フィン３の両端面部が平坦面形状の場合の溶接線は、端面角部から伝熱フィン３の表面側にワイヤ位置又はトーチ位置（電極位置含む）を所定距離だけシフトさせた位置であり、そのシフト量Ｓ１は、０≦Ｓ１≦４ｍｍの範囲で設定すると良い。下向姿勢の一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＭＩＧ溶接トーチを、溶接開始位置から終了位置までの溶接線９−１上に沿って走行させながら１パス溶接して溶接ビード及び溶接断面部１０−１を形成するようにすると良い。
【０１１４】
このように、ワイヤ位置又はトーチ位置を伝熱フィン３側に所定距離だけシフトさせて溶接することで、伝熱フィン３の加熱溶融が促進されると共に鋼側の溶込み深さが抑制されるので、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、浅溶込みの溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる。
【０１１５】
溶接線９−１の１パス溶接が終了すれば、溶接トーチを回避移動させ、次の溶接線９−２の溶接及びそれ以降の溶接線の溶接も同様であり、上述したように、該当する隅肉継手部の溶接線を姿勢変更する動作、溶接線上に溶接トーチを位置決めする動作、溶接トーチを走行させながら溶接線上に１パス溶接を施工する動作、１パス溶接施工後に溶接トーチを回避させる動作等の一連の繰り返し動作を行うことで、所定枚数（Ｎ枚）の隅肉継手部の各溶接線９−１、９−２・・・９−Ｎに、それぞれ溶接ビード及び溶接断面部１０−１、１０−２・・・１０−Ｎを形成することができる。
【０１１６】
一方、外筒２側の溶接（１〜５箇所）と、その溶接部の検査とを繰り返す外筒２側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程１１３でも、内筒１側の場合と同様であり、上述したように、下向姿勢の一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを、溶接開始位置から終了位置までの溶接線９−１上に沿って走行させながら１パス溶接して溶接ビード及び溶接断面部１０−１を形成するようにすると良い。溶接後に外筒２側の検査工程１２０で溶接品質の検査を行い、また、この外筒２側の検査工程１２０で不合格となった場合は、不合格の溶接部分及びその近傍部を補修溶接工程１２２で補修するようにしている。
【０１１７】
また、図３、図４及び図９に示したように、溶接施工された各隅肉継手部８−１、８−２・・・８−Ｎの溶接ビード及びその溶接断面部１０−１、１０−２・・・１０−Ｎには、少なくとも溶接部ののど厚Ｌ１が伝熱フィン３の板厚Ｔ１以上（Ｌ１≧Ｔ１）、ビード高さＨ１が板厚Ｔ１以上（Ｈ１≧Ｔ１）に形成されており、また、アンダーカット深さＲは（０.１×Ｔ１）以下に抑制されている。
【０１１８】
これによって、上述した内筒１側の場合と同様に、外筒２側の各伝熱フィン３の溶接箇所でも、十分な大きさを有するのど厚Ｌ１とビード高さＨ１及び除熱に有効な熱伝導断面積を確実に確保でき、かつ、割れ等の欠陥がない品質良好な溶接ビード及びその溶接断面部１０−１、１０−２・・・１０−Ｎを得ることができる。
【０１１９】
外筒２側の繰り返し溶接が終了した後の外筒２側の検査工程１１４では、内筒１側の溶接検査と同様に、外筒２側の各溶接部に溶接ビードが良好に形成されているか否か、割れやアンダーカット等の欠陥があるか否か、のど厚Ｌ１やビード高さＨ１や溶込み深さｃ等を満足しているか否か等の溶接品質の検査・確認を行う。合格（工程１１５）であれば、次工程の１２５へステップに進み、不合格の溶接箇所があれば、補修溶接工程１１６に進み、不合格の溶接箇所及び近傍を補修溶接するようにしている。
【０１２０】
内筒１側の場合と同様に、外筒２側の溶接部に発生したアンダーカット過大、のど厚不足又はビード高さ不足等の溶接不良部は、補修溶接（肉盛補修）する必要がある。図３及び図４に示したように、外筒２側の検査工程１１４、１２０では、内筒１側の検査の場合と同様に、溶接品質の合否判定を行うため、例えば、のど厚Ｌ１がＬ１＜Ｔ１、又はビード高さＨ１がＨ１＜Ｔ１、又はアンダーカット深さＲがＲ＞（０.１×Ｔ１）の時は不合格（溶接不良）と判定し、不合格判定の溶接不良部及びその近傍部は、補修溶接工程１１６、１２２で補修溶接を実施する。
【０１２１】
内筒１側の場合と同様に、不合格判定の溶接不良部を補修溶接工程１１６、１２２で補修する場合には、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０（本溶接工程）で使用した溶接トーチと同一又は同種のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチ、同一成分のＳｉＣｕワイヤ及びシールドガス（ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス）をそれぞれ使用すると共に、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０で施工した時の溶接方向と同一方向にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接又はＴＩＧ溶接によって、溶接不良部を有する溶接ビード部の上から肉盛するように、溶接不良部及びその近傍部に補修溶接を施工して溶接不良部を消滅させると共に、良好な補修ビードを形成するようにしている。
【０１２２】
また、補修溶接工程１１６、１２２で溶接不良部を補修する場合には、上述したように、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０で使用した溶接条件と略同一の補修溶接条件、又は補修溶接条件よりもＭＩＧ電圧や入熱量を増加した他の補修溶接条件を使用し、各隅肉継手の仮組工程を含む外筒２側の第２の溶接工程１１０で形成された溶接ビード部の銅側のビード止端部から伝熱フィン３の表面側に所定距離だけシフトさせた位置の線上にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを配置する。
【０１２３】
そして、溶接不良部及びその近傍部の線上を通過するようにＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接によって、溶接不良部を有する溶接ビード部の上から肉盛するように、溶接不良部及びその近傍部に補修溶接を施工して溶接不良部を消滅させると共に、良好な補修ビードを形成するようにしている。
【０１２４】
このように補修溶接することで、上述したように、のど厚Ｌ１不足又はビード高さＨ１不足及びアンダーカット深さＲ過大等の溶接不良部を確実に消滅させることができ、品質良好な補修ビード及び補修断面部を得ると共に、除熱性能向上に寄与する大きな溶接のど厚及び熱伝導断面積を確保することができる。
【０１２５】
図１０及び図１１は、本実施例１に係わる一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示すものである。
【０１２６】
図１０に示すように、一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１の内部には、タングステン等の非消耗電極１３、その非消耗電極１３の先端部及び仮付部分に向けて第１のシールドガス１４を流出させる第１のガス通路（図示せず）等を備えたＴＩＧユニット１２と、ＣｕＳｉワイヤ等の消耗ワイヤ１８（溶接ワイヤともいう）、その消耗ワイヤ１８が挿通するワイヤ通路（図示せず）、消耗ワイヤ１８の先端部及び仮部分に向けて第２のシールドガス１９を流出させる第２のガス通路等を備えたＭＩＧユニット１７とが配備されている。
【０１２７】
第１及び第２のシールドガス１４及び１９は、ガスの種類や成分を変更可能であるが、ここではＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスをシールドガスに使用している。銅と鋼との溶接にＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを使用することで、純Ａｒガスの場合と比べて、電位傾度が高く、溶接性や濡れ性等が優れており、品質良好な仮付部（又は溶接部）を得ることが容易となる。図示していないが、この他にも、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を循環水で冷却する水路が設けられている。
【０１２８】
仮付溶接に使用する溶接トーチは、仮付溶接後の本溶接でも使用する溶接トーチと同一又は同種のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１である。ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１は、仮付溶接（又は本溶接）すべき及び鋼製の内筒１と銅製の伝熱フィン３との隅肉継手部５の溶接線６に対して、走行移動可能なアーム駆動装置３１−１で駆動される長尺アーム３１の先端部に取付冶具（図示せず）を介して略下向姿勢に取付け、又は長尺アーム３１の先端部に取付冶具及び左右、上下移動可能な２軸駆動テーブル（図示せず）を介して取付け、かつ、溶接線６上に配置されている。なお、２０−１はＴＩＧ溶接電源１５、ＭＩＧ溶接電源２０及びアーム駆動装置３１−１を制御する溶接制御機器である。
【０１２９】
また、走行移動可能な長尺アーム３１の代わりに、多関節可動式の溶接ロボットを用い、この溶接ロボットの手首部にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を配置（取付）して、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を先行ワイヤ後続ＴＩＧアークの仮付方向２５ｂに走行移動させながら、給電無の先行ワイヤと給電有のＴＩＧアークによるＴＩＧ仮付溶接を行うようにすると良い。
【０１３０】
なお、仮付溶接後にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を使用して仮付方向２５ｂと逆方向に本溶接を行う先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接については、図１２及び図１３を用いて後述する。
【０１３１】
図１０に示すように、非消耗電極１３側のＴＩＧユニット１２は、仮付方向２５ｂに前進角α１で傾斜配置され、また、消耗ワイヤ１８側のＭＩＧユニット１７は、仮付方向２５ｂに後退角α２で傾斜配置されている。先行ＭＩＧ側（消耗ワイヤ１８側）の後退角α２は、１５〜６０度の範囲にすると良い。好ましくは３０〜６０度の範囲に配置すると更に良い。他方の後続ＴＩＧ側の前進角α１は、０〜４５度の範囲にすると良い。好ましくは１５〜３０度の範囲に配置すると更に良い。
【０１３２】
また、仮付溶接後に仮付方向２５ｂと逆方向に本溶接する場合と同様に、非消耗電極１３の先端部の延長線が継手母材の溶接線６と交差する位置から消耗ワイヤ１８の先端部までの両電極間の距離間隔ｆ１は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。好ましくは４〜７ｍｍの範囲に配置すると更に良い。また、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。好ましくは４〜７ｍｍの範囲に配置すると更に良い。
【０１３３】
このように、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を配置して溶接線上を仮付方向２５ｂに走行移動及び溶接動作させることで、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ仮付溶接を安定に施工することが可能となる。
【０１３４】
なお、ＴＩＧユニット１２の前進角α１及びＭＩＧユニット１７の後退角α２が１５度よりも小さ過ぎると、例えば、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１を所定範囲に接近させることができなくなり、また、給電無の消耗ワイヤ（溶接ワイヤ）１８がＴＩＧアーク中及び溶融プール内で溶融され難く不良ビードになり易い。一方、前進角α１及び後退角α２が上述した角度範囲よりも大き過ぎると、ＴＩＧアーク２２の傾斜を大きくなり過ぎて不安定なアーク及び不規則なワイヤ溶融になって不良ビードになり易い。
【０１３５】
従って、後続ＴＩＧ側の前進角α１は、０〜４５度の範囲にすると良いし、消耗ワイヤ１８側の後退角α２は、１５〜６０度の範囲にすると良い。
【０１３６】
また、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１の値が３ｍｍよりも小さ過ぎると、例えば、消耗ワイヤ１８がＴＩＧアーク２２に接近し過ぎ、給電無の消耗ワイヤ１８先端部の溶滴がＴＩＧ側の非消耗電極１３に付着して非消耗電極１３を損傷させることがあり、また、不安定なワイヤ溶融によって溶融プール２４の形成も不安定になり易い。
【０１３７】
一方、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１が９ｍｍよりも大き過ぎると、給電無の消耗ワイヤ（溶接ワイヤ）１８がＴＩＧアーク２２中及び溶融プール２４内で溶融され難く不良ビードになり易い。
【０１３８】
従って、非消耗電極１３の先端部の延長線が継手母材の溶接線６と交差する位置から消耗ワイヤ１８の先端部までの両電極間の距離間隔ｆ１は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。更に、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２が３ｍｍよりも小さ過ぎると、例えば、給電無の消耗ワイヤ１８がＴＩＧアーク２２内及び溶融プール２４内にで溶融され難く不良ビードになり易い。
【０１３９】
一方、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２が９ｍｍよりも大き過ぎると、給電無の消耗ワイヤ１８が不安定な溶融状態、ワイヤ溶滴の巨大化及び不規則な溶滴移行で不良ビードになり易い。
【０１４０】
従って、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。
【０１４１】
図１１に示すように、ＴＩＧ溶接電源１５は、給電ケーブル１６−１、１６−２を経由してＴＩＧユニット１２内の非消耗電極１３と継手母材の内筒１との間に接続され、かつ、非消耗電極１３側の極性を負極（マイナス）とし、内筒１側の極性を正極（プラス）として、ＴＩＧアーク２２を仮付溶接箇所に発生させる。他方のＭＩＧ溶接電源（ワイヤ送給装置も含む）２０は、給電ケーブル２１−１、２１−２を経由してＭＩＧユニット１７内の消耗ワイヤ１８と継手母材の内筒１との間に接続されているが、給電無のままの消耗ワイヤ１８をＴＩＧアーク２２中及び溶融プール２４内に低速送給（ＴＩＧアーク中及び溶融プール内にＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接又はＴＩＧ溶接で使用する溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給）している。
【０１４２】
そして、仮付溶接すべき溶接線６上を通過するようにＴＩＧ−ＭＩＧトーチを仮付方向２５ｂに走行移動させながら、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ仮付溶接を施工して仮付ビードｋ１を形成するようにしている。
【０１４３】
仮付溶接すべき継手母材の溶接線６は、上述したように、伝熱フィン３の端面角部から伝熱銅フィン表面側に溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２（第２の距離）は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下（１≦Ｓ２≦３ｍｍ）の範囲にすると良い。
【０１４４】
上述したように、溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２が１ｍｍより短過ぎると、仮付溶接中のアーク及び溶融プールが鋼側（内筒１側）に片寄り易くなることから、反対側の伝熱フィン３側の溶融不足やアンダーカット発生に伴う強度不足になり易い。一方、距離Ｓ２が３ｍｍより長過ぎると、仮付溶接中のアーク及び溶融プールが伝熱フィン３側に片寄り易くなることから、反対側の内筒１側の溶融不足や不正ビードになり易いので好ましくない。
【０１４５】
また、図１９で後述するが、仮付部にＴＩＧ仮付溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｋについては、仮付溶接の終了後に施工する本溶接とのバランスの観点から、本溶接部のワイヤ溶着断面積Ａｗよりも小さく（Ａｋ＜Ａｗ）、かつ、１５ｍｍ２以上２９ｍｍ２以下（１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２）の範囲にすると良い。好ましくは、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２６ｍｍ２の範囲にすると更に良い。
【０１４６】
従って、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を距離Ｓ２の範囲（１≦Ｓ２≦３ｍｍ）内に位置決めすると共に、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２の範囲内に設定して、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ仮付溶接を施工することで、所定長さの仮付ビード及び仮付断面部（ｋ１、ｋ２）を良好に形成することができる。
【実施例２】
【０１４７】
図１２及び図１３は、実施例２として仮付溶接終了後の本溶接に使用するＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示すものである。
【０１４８】
本実施例と図１０及び図１１との主な相違点は、溶接方向２５ａが仮付方向２５ｂと逆方向であること、ＴＩＧ側の非消耗電極１３からＴＩＧアーク２２を発生させると共に、ＭＩＧ側から送給する消耗ワイヤ１８に給電してＭＩＧアーク２３をＴＩＧアーク２２の後方近傍に発生させ、先行ＴＩＧアークと後続ＭＩＧアークによる複合溶接を溶接方向２５ａに施工することである。
【０１４９】
即ち、同一又は同種のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１及び同一成分の非消耗ワイヤ（ＳｉＣｕワイヤ）を用いて、仮付には給電無の消耗ワイヤ１８と給電有の後続ＴＩＧアーク２２によるＴＩＧ仮付溶接、本溶接には先行ＴＩＧアーク２２と後続ＭＩＧアーク２３との複合溶接をそれぞれ施工できるようにしたことである。
【０１５０】
図１２に示すように、溶接トーチの構成は仮付の場合と同様であるが、溶接方向２５ａが仮付方向２５ｂと逆方向であるため、非消耗電極１３側のＴＩＧユニット１２は、溶接方向２５ａに後退角α１で傾斜配置され、また、消耗ワイヤ１８側のＭＩＧユニット１７は、溶接方向２５ａに前進角α２で傾斜配置されている。仮付の場合と同様に、本溶接の場合には先行ＴＩＧ側の後退角α１は、０〜４５度の範囲にすると良いし、後続ＭＩＧ側の前進角α２は、１５〜６０度の範囲にすると良い。後退角及び前進角の呼び名は逆転するが、α１及びα２の各値の範囲は、本溶接の場合でも仮付の場合でも同一にすることで、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１の兼用使用が可能となり、寸法管理等も簡単にすることができる。
【０１５１】
また、仮付の場合と同様に、非消耗電極１３の先端部の延長線が継手母材の溶接線６と交差する位置から消耗ワイヤ１８の先端部までの両電極間の距離間隔ｆ１は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。好ましくは、４〜７ｍｍの範囲に配置すると更に良い。また、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。好ましくは、４〜７ｍｍの範囲に配置すると更に良い。
【０１５２】
このように、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を配置して溶接線上を走行移動及び溶接動作させることで、先行ＴＩＧアーク２２と後続ＭＩＧアーク２３との複合溶接を安定に施工することができ、また、仮付溶接に対しても、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアーク２２によるＴＩＧ仮付溶接を容易に施工することができる。
【０１５３】
なお、ＴＩＧユニット１２の後退角α１及びＭＩＧユニット１７の前進角α２が１５度よりも小さ過ぎると、例えば、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１を所定範囲に接近させることができなくなり、また、ＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３で形成する１つの溶融プール２４の形状が細長く不安定になり易い。
【０１５４】
一方、後退角α１及び前進角＋α２が上述した角度範囲よりも大き過ぎると、ＭＩＧアーク２３によって溶融される消耗ワイヤ１８の溶滴が、スパッタとなって先行ＴＩＧ側方向に飛び散り易く、そのスパッタの一部が先行ＴＩＧ側の非消耗電極１３に付着して非消耗電極１３を損傷させることがあり、また、ガスシールド性が低下し易いので好ましくない。
【０１５５】
従って、先行ＴＩＧ側の後退角α１は、０〜４５度の範囲にすると良いし、後続ＭＩＧ側の前進角α２は、１５〜４５度の範囲にすると良い。
【０１５６】
また、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１の値が３ｍｍよりも小さ過ぎると、例えば、ＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３が接近し過ぎ、後続ＭＩＧ側の消耗ワイヤ１８から発生したスパッタの一部が先行ＴＩＧ側の非消耗電極１３に付着して非消耗電極１３を損傷させることがあり、しかも、ＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３の挙動も不安定になり易い。
【０１５７】
一方、非消耗電極１３と消耗ワイヤ１８との距離間隔ｆ１が９ｍｍよりも大き過ぎると、ＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３で形成する１つの溶融プール２４の形状が細長く不安定になり易く、所望の溶接ビード及び溶接断面部が得られない場合がある。
【０１５８】
従って、非消耗電極１３の先端部の延長線が継手母材の溶接線６−１と交差する位置から消耗ワイヤ１８の先端部までの両電極間の距離間隔ｆ１は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。
【０１５９】
更に、継手母材の溶接線６から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２が３ｍｍよりも小さ過ぎると、例えば、ＴＩＧアーク２２の短縮に伴うアーク電圧低下及び入熱減少等によって溶融不足が発生することがあり、また、非消耗電極１３の先端部が溶融プール２４の表面上に接近しているので、溶融プール２４の挙動変化や飛散したスパッタの影響を受け易くなる。
【０１６０】
一方、継手母材の溶接線６−１から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２が９ｍｍよりも大き過ぎると、ＴＩＧアーク２２の延長に伴うアーク不安定化及び入熱増加等によって、伝熱フィン３が過剰に溶融されてアンダーカットの発生要因になることがあり、また、ガスシールド性も低下し易いので好ましくない。
【０１６１】
従って、継手母材の溶接線６−１から非消耗電極１３の先端部までの電極高さｆ２は、３〜９ｍｍの範囲にすると良い。
【０１６２】
図１３に示すように、仮付溶接終了後の仮付有継手部（伝熱フィン３と内筒１との異材継手の隅肉継手部５）を本溶接工程で先行ＴＩＧアーク２２と後続ＭＩＧアーク２３との複合溶接によって本溶接する場合には、最初に、非消耗電極１３側の極性を負極（マイナス）とし、内筒１側の極性を正極（プラス）として、シールドガス１４の流出雰囲気内で、ＴＩＧアーク２２を継手母材の溶接開始位置の溶接線６上に発生させる。
【０１６３】
次に、他方の消耗ワイヤ１８側の極性を正極（プラス）とし、内筒１側の極性を負極（マイナス）として、シールドガス１９の流出雰囲気内で、ＭＩＧアーク２３をＴＩＧアーク２２の後方近傍に発生させる。そして、先行ＴＩＧ側の非消耗電極１３を流れる第１の溶接電流Ｉａと、後続ＭＩＧ側の消耗ワイヤ１８（ＣｕＳｉワイヤ）を流れる第２の溶接電流Ｉｂとで生じる反発作用の磁力によって、相互に反発し合う２つのＴＩＧアーク２２及びＭＩＧアーク２３で１つの溶融プール２４を形成させ、仮付有継手部の溶接線６上を通過するように溶接方向２５ａへ移動させながら、先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接を施工して溶接ビード及び溶接断面部７−１を形成するようにしている。
【０１６４】
第１の溶接電流Ｉａと第２の溶接電流Ｉｂとの比（Ｉａ／Ｉｂ）は、約０.８〜１.２の範囲に設定して出力させると良い。また、第１及び第２の溶接電流Ｉａ及びＩｂは、両方共に直流電流を給電して、直流同士の２つのアークを形成するようにすると良い。
【０１６５】
非消耗電極１３を流れる第１の溶接電流Ｉａと、消耗ワイヤ１８を流れる第２の溶接電流Ｉｂとの比（Ｉａ／Ｉｂ＝０.８〜１.２）の範囲で直流同士の溶接電流Ｉａ、Ｉｂを出力させることで、相互に反発し合うＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３が略下向き方向に偏向した状態で持続されると共に、１つの溶融プール２４を安定に形成することができる。また、消耗ワイヤ１８の先端部からの溶滴が飛散することなく、溶融プール２４内へ容易に溶滴移行し易くなり、良好な溶接ビード及び溶接断面部７を確実に得ることができる。
【０１６６】
なお、非消耗電極１３を流れる第１の溶接電流Ｉａと、消耗ワイヤ１８を流れる第２の溶接電流Ｉｂとの比（Ｉａ／Ｉｂ）が小さ過ぎる場合又は大き過ぎる場合には、相互に反発し合うＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３に大きな偏差が生じるため、電流が大きい側のアーク力の影響により電流の小さい側のアーク挙動が不安定となって溶接不良になり易い。
【０１６７】
一方、例えば、ＴＩＧ側の極性を負極（マイナス）から正極（プラス）に反転させた場合は、溶接中にタングステン等の非消耗電極１３が高温過熱によって激しく消耗するため、アーク挙動が不安定となって溶接不良になり易く、時間の長い溶接が困難となる。
【０１６８】
また、ＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３が相互に引き合う方向に偏向するため、ＭＩＧ側の消耗ワイヤ１８の溶滴が、ＴＩＧ側の非消耗電極１３に溶着して短時間で電極消耗が発生することもある。他方のＭＩＧ側の極性を正極（プラス）から負極（マイナス）に反転させた場合には、不安定なアーク挙動及びスパッタの発生を伴うため溶接不良になり易く、時間の長い溶接が困難となる。
【０１６９】
また、本溶接すべき仮付有継手部の溶接線６は、仮付溶接の場合と同程度であり、伝熱フィン３の端面角部から伝熱フィン３の表面側にワイヤ位置又はトーチ位置（電極位置含む）を所定距離だけシフトさせた位置であり、その距離Ｓ１（第１の距離Ｓ１）は、Ｓ１＝０〜４ｍｍ（０≦Ｓ１≦４ｍｍ）の範囲で設定すると良い。好ましくは１≦Ｓ１≦３ｍｍの範囲にすると更に良い。
【０１７０】
なお、シフト量Ｓ１が０ｍｍより小さ過ぎると、ワイヤ位置又はトーチ位置が鋼側寄りになるため、溶接時のアーク及び溶融プールが鋼側寄りに形成されることから、鋼側の溶込み深さは増加し易くなるが、反対側の銅側（伝熱フィン３側）の溶融不足の影響で、溶接部のど厚Ｌ１及びビード高さＨ１が減少し、影響過大の場合にはのど厚不足又はビード高さ不足に至る可能性が高い。
【０１７１】
一方、シフト量Ｓ１が４ｍｍより大き過ぎると、溶接時のアーク及び溶融プールが伝熱フィン３側寄りに形成され易いため、溶接部のど厚Ｌ１及びビード高さＨ１は増加し易くなるが、伝熱フィン３の溶融過大による溶落ち、若しくは反対側の鋼側の溶融不足による接合不良(強度不足)に至る可能性が高い。
【０１７２】
また、複数の仮付部（ｋ１、ｋ２・・・ｋｎ）を有する仮付有継手部の溶接線６を先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接する場合には、本溶接部ののど厚Ｌ１及びビード高さＨ１等の品質確保（Ｌ１≧Ｔ１、Ｈ１≧）並びに仮付部とのバランスの観点から、本溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｗは仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋより大きく（Ａｗ＞Ａｋ）なるように、ＭＩＧアーク２３側の消耗ワイヤ１８の送給速度を増加すると良い。例えば、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０ｍｍ２以上５５ｍｍ２以下（３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２）の範囲にすると良い。好ましくは、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０≦Ａｗ≦５０ｍｍ２の範囲にすると更に良い。
【０１７３】
なお、ワイヤ溶着断面積Ａｗが３０ｍｍ２より小さ過ぎると、仮付部の上から本溶接した時に、仮付部を再溶融できずに溶接不足になったり、本溶接部ののど厚不足やビード高さ不足になったりする場合がある。また、ワイヤ溶着断面積Ａｗが５５ｍｍ２より大き過ぎると、のど厚Ｌ１及びビード高さＨ１等は確保できるが、ＭＩＧ電流増加や入熱増加を伴うことから、溶融金属の垂れ下がりやアンダーカットが発生する場合がある。
【０１７４】
従って、上述したように、シフトさせる距離Ｓ１を０≦Ｓ１≦４ｍｍの範囲内にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を位置決めすると共に、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２の範囲内に設定して先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接を施工することで、溶接品質を満足する溶接ビード及び溶接断面部７−１を形成することができる。
【０１７５】
図１３中には、説明し易くするために中央付近の溶接線６上にＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３及び１つの溶融プール２４を図示しているが、実際にＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３を発生させる箇所は、溶接すべき隅肉継手部５の溶接線６上の溶接開始位置である。
【０１７６】
例えば、溶接対象の継手（内筒１及び伝熱フィン３）側を回転駆動装置等で回転移動させて、溶接すべき隅肉継手部５の溶接線６を鉛直方向に姿勢変更した後に、溶接線６−１上に一体構造のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を下向姿勢で位置決めする。その後、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を溶接線６上の溶接開始位置に停止させる。ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１内のＴＩＧユニット１２の先端開口部と、ＭＩＧユニット１７の先端開口部との両方からＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを溶接開始位置及びその近傍で流出させながら、先行ＴＩＧの非消耗電極１３の先端部から電極負極（マイナス）のＴＩＧアーク２２を発生させ、その第１の溶接電流を定常値Ｉａまで到着させた直後又は所定時間経過後に、後続ＭＩＧの消耗ワイヤ１８として送給するＣｕＳｉワイヤからワイヤ正極（プラス）のＭＩＧアーク２３を、ＴＩＧアーク２２の後方近傍に発生させると共に、その第２の溶接電流Ｉｂを定常値まで到達させ、相互に反発し合うＴＩＧアーク２２とＭＩＧアーク２３で１つの溶融プール２４を形成させ、溶接開始位置に発生させた直後又は所定時間経過後に、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を走行させて、１つの溶融プール２４を溶接線方向に移動させながら隅肉継手部５の溶接終了位置まで溶接するようにしている。
【０１７７】
このように溶接施工することで、上述したように、隅肉継手部５の溶接開始位置から終了位置までの溶接線６上に良好な溶接ビード及び溶接断面部７を形成することができる。
【実施例３】
【０１７８】
図１４は、本発明の実施例３に係わるＴＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置の一例を示すものである。該図に示す例は、上述したＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１の代わりに、ＴＩＧ溶接トーチ２６を使用してＴＩＧ仮付溶接する場合の一実施例である。
【０１７９】
ＴＩＧ溶接トーチ２６及びワイヤ送給機構（図示せず）は、上述のＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１の場合と同様に、仮付溶接すべき（又は本溶接すべき）継手母材の溶接線６に対して、走行移動可能な長尺アーム（図示せず）の先端部又は多関節可動式の溶接ロボット（図示せず）の手首部に取付冶具（図示せず）を介して略下向姿勢に取付けられ、かつ、溶接線６の方向に配置されて走行移動できるように構成している。また、ＴＩＧ溶接トーチ２６内の非消耗電極１３と継手母材の内筒１との間に、給電ケーブル２９−１、２９−２を経由してＴＩＧ溶接電源２８が接続されている。
【０１８０】
ＴＩＧ溶接トーチ２６を使用して仮付溶接する場合には、非消耗電極１３の極性を負極（マイナス）とし、内筒１側の極性を正極（プラス）として、シールドガス１４（ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス）の流出雰囲気内で、ＴＩＧアーク２２を継手母材の溶接線６上に発生させ、給電無の消耗ワイヤ１８（ＳｉＣｕワイヤ）をＴＩＧアーク２２中及び溶融プール２４内に低速送給（ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接又はＴＩＧ溶接で使用予定の溶接ワイヤの速度より遅い低速で送給）し、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアーク２２とする仮付方向２５ｂにＴＩＧ溶接トーチ２６を移動させながらＴＩＧ仮付溶接を施工して、所定長さＸ１の仮付ビード（ｋ１、ｋ２）を形成するようにしている。
【０１８１】
仮付溶接すべき継手母材の溶接線６は、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１によるＴＩＧ仮付溶接の場合と同様であり、伝熱フィン３の端面角部から伝熱フィン３の表面側にトーチ位置（電極位置含む）を所定距離だけシフトさせた位置であり、その距離Ｓ２（第２の距離Ｓ２）は、Ｓ２＝１〜３ｍｍ（０≦Ｓ２≦３ｍｍ）の範囲で設定すると良い。
【０１８２】
また、上述したように、仮付部にＴＩＧ仮付溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｋは、仮付溶接の終了後に施工する本溶接とのバランスの観点から、本溶接部のワイヤ溶着断面積Ａｗよりも小さく（Ａｋ＜Ａｗ）、かつ、１５ｍｍ２以上２９ｍｍ２以下（１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２）の範囲にすると良い。好ましくは、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２６ｍｍ２の範囲にすると更に良い。
【０１８３】
従って、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１によるＴＩＧ仮付溶接の場合と同様に、ＴＩＧ溶接トーチ２６を距離Ｓ２の範囲（１≦Ｓ２≦３ｍｍ）内に位置決めすると共に、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２の範囲内に設定して、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ仮付溶接を施工することで、所定長さの仮付ビード及び仮付断面部（ｋ１、ｋ２）を良好に形成することができる。
【実施例４】
【０１８４】
図１５は、本発明の実施例４に係わる仮付溶接終了後の本溶接に使用するＴＩＧ溶接トーチの概略構成及びトーチ配置を示すものである。
【０１８５】
上述したＴＩＧ仮付溶接に使用したＴＩＧ溶接トーチ２６と同一又は同種のＴＩＧ溶接トーチ２６、同一成分の消耗ワイヤ１８（ＳｉＣｕワイヤ）及びシールドガス１４を使用して、仮付溶接終了後の仮付有継手部を本溶接工程でＴＩＧ溶接する場合の例である。
【０１８６】
ＴＩＧ溶接トーチ２６内の非消耗電極１３と継手母材の内筒１との間に、給電ケーブル２９−１、２９−２を経由してＴＩＧ溶接電源２８が接続されている。ＴＩＧ溶接トーチ２６を使用して仮付溶接終了後の仮付有継手部（伝熱フィン３と内筒１との異材継手の隅肉継手部５）を本溶接工程でＴＩＧ溶接する場合には、非消耗電極１３の極性を負極（マイナス）とし、内筒１側の極性を正極（プラス）として、シールドガス１４（ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス）の流出雰囲気内で、ＴＩＧアーク２２を継手母材の溶接開始位置の溶接線６上に発生さ、消耗ワイヤ１８（ＳｉＣｕワイヤ）をＴＩＧアーク２２中及び溶融プール２４内に送給し、仮付有継手部の溶接線６上を通過するように溶接方向２５ａへＴＩＧ溶接トーチ２６を移動させながら、先行ワイヤ後続ＴＩＧアーク２２によるＴＩＧ溶接を施工して本溶接ビード及びその溶接断面部７‐１を形成するようにしている。
【０１８７】
ＴＩＧ溶接の場合には、上述した先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接の場合と比較すると、溶接速度が遅くなるので溶接能率は低下するが、スパッタの発生（溶融金属の飛散）及び付着がない美麗な溶接ビード表面を有する溶接部を得ることが可能である。
【０１８８】
本溶接すべき仮付有継手部の溶接線６は、仮付溶接の場合と同程度であり、伝熱フィン３の端面角部から伝熱フィン３の表面側にワイヤ位置又はトーチ位置（電極位置含む）を所定距離だけシフトさせた位置であり、その距離Ｓ１（第１の距離Ｓ１）は、Ｓ１＝０〜４ｍｍ（０≦Ｓ１≦４ｍｍ）の範囲で設定すると良い。好ましくは、１≦Ｓ１≦３ｍｍの範囲にすると更に良い。
【０１８９】
一方、複数の仮付部（ｋ１、ｋ２・・・ｋｎ）を有する仮付有継手部の溶接線６をＴＩＧ溶接する場合には、消耗ワイヤの送給速度を高めてワイヤ溶着断面積Ａｗを増加する必要がある。例えば、消耗ワイヤ１８の送給速度を増加すると共に、溶接速度を減少及び／又はＴＩＧ電流を増加することで、ワイヤ溶着断面積Ａｗを増加させることが可能となる。更に、消耗ワイヤ１８と継手母材との間に給電する電源を接続し、消耗ワイヤ１８を通電加熱する手法、ホットワイヤ化することで、消耗ワイヤ１８の送給速度を増加することができ、ワイヤ溶着断面積Ａｗを増加させることが可能となる。仮付有継手部に本溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｗは、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋよりも大きく（Ａｗ＞Ａｋ）して、３０ｍｍ２以上５５ｍｍ２以下（３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２）の範囲にすると良い。
【０１９０】
従って、上述したように、ＴＩＧ溶接トーチ２６を距離Ｓ１の範囲（０≦Ｓ１≦４ｍｍ）内に位置決めすると共に、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２の範囲内に設定して、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアーク又は先行ホットワイヤ後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ溶接を施工することで、溶接品質を満足する溶接ビード及び溶接断面部７−１を形成することが可能となる。
【実施例５】
【０１９１】
次に、本発明者等が実際に行った仮付溶接試験及び仮付後の本溶接試験の方法及び結果について説明する。
【０１９２】
図１６は、本発明の実施例５に係わる仮付試験方法及び銅と鋼異材継手に仮付溶接するトーチ配置を示すものである。
【０１９３】
多関節可動式の溶接ロボット３３を用い、作業台３６及び試験固定台３５に傾斜配置した鋼板１Ａ（内筒１又は外筒２に相当）と銅板３Ａ（伝熱フィン３に相当）との異材継手(隅肉継手)に対して、銅板３Ａの端面角部から鋼板１Ａの表面側へ所定距離Ｓ２だけシフトさせた位置の溶接線６上に、溶接ロボット３３の手首３４に保持したＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを垂直下向方向に配置し、所定長さのＴＩＧ仮付溶接を施工する試験を実施した。
【０１９４】
図１７は、本発明の実施例５に係わる銅と鋼異材継手に仮付部を形成するＴＩＧ仮付用試験片を示す傾斜図である。
【０１９５】
ＴＩＧ仮付用試験片は、板厚５ｍｍの銅板（材質:Ｃ１０２０Ｐ、サイズ:長さ２５０×幅８０ｍｍ）と板厚１６ｍｍの炭素鋼板（材質:ＳＭ４００Ａ、サイズ:長さ２５０×幅１００ｍｍ）との異材隅肉継手を用いた。ワイヤは１.２ｍｍ径のＣｕＳｉワイヤ（ＭＧ９６０）、また、シールドガスはＡｒガスとＨｅガス（５０〜７０％）との混合ガス（例えば、市販のＡＨサンアーク３７）を用いた。また、シールドガスの組成比較のため、１００％Ａｒガスも使用した。
【０１９６】
そして、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを用いたＴＩＧ仮付溶接試験では、図１１及び図１６に示すように、仮付溶接すべき溶接線６（第２の距離Ｓ２）の上にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ１１を配置して走行させ、先行ワイヤ及び後続ＴＩＧアーク２２又は反対方向の先行ＴＩＧアーク後続ワイヤによるＴＩＧ仮付溶接を施工し、仮付長さＸ１が約４０ｍｍの仮付ビード（ｋ１、ｋ２、ｋ３）を３箇所に形成させた。このＴＩＧ仮付溶接試験では、適正な仮付溶接条件を調査するため、溶接トーチをシフトさせる第２の距離Ｓ２、溶接（仮付）速度Ｖ、ワイヤ送り速度Ｗｆ、ＴＩＧ電流Ｉｔ等の条件因子を変化させた。
【０１９７】
図１８は、本発明の実施例５に係わる銅と鋼異材継手に事前形成した仮付部の上から本溶接して溶接部を形成するＴＩＧ−ＭＩＧ溶接用試験片を示す傾斜図である。
【０１９８】
ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接用の試験片は、ＴＩＧ仮付用の試験片と同一の材質及びサイズのものを用いた。また、上述したように、ワイヤは１.２ｍｍ径のＣｕＳｉワイヤ（ＭＧ９６０）、シールドガスはＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス（例えば、市販のＡＨサンアーク３７）を用いた。
【０１９９】
そして、ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを用いた先行ＴＩＧ後続ＭＩＧとの複合溶接による本溶接試験では、図１３及び図１８に示すように、仮付長さＸ１が約２０ｍｍの仮付部ｋ１、ｋ２を２箇所に事前形成した仮付有継手に、先行ＴＩＧアーク２２後続ＭＩＧアーク２３の溶接方向２５ａに本溶接する先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接を施工し、本溶接ビード及び溶接断面部７を形成させた。この本溶接試験試験では、主に仮付部の影響等を調査するため、ＭＩＧ側のＭＩＧ電圧等の条件因子を変化させた。
【０２００】
表１は、銅板と鋼板との異材隅肉継手に仮付溶接する仮付溶接試験、また、仮付有継手の上に本溶接する溶接試験をそれぞれ実施した時の仮付条件並びに本溶接条件を示すものである。
【０２０１】
【表１】
0006322561.tif 000002
【０２０２】
この試験に使用したシールドガスは、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスである。銅と鋼異材継手（隅肉継手）のＴＩＧ仮付溶接試験では、上述したように、適正な仮付溶接条件を調査するため、ＴＩＧ電流（Ｉｔ＝２５０〜３００Ａ）、パルス有無、ウィービング（トーチ揺動）、仮付方向（溶接方向と逆方向又は同一方向）、溶接（仮付）速度（Ｖ＝９０〜２１０ｍｍ／分）、ワイヤ送り速度（Ｗｆ＝１〜２.５ｍ／分）、溶接トーチをシフトさせる距離（Ｓ２＝０.１〜２ｍｍ）等の条件因子を変化させて、仮付ビード外観やアンダーカットやのど厚等の良否を評価した。
【０２０３】
一方、仮付部の上から本溶接する溶接試験では、別途実施した先行ＴＩＧと後続ＭＩＧとの複合溶接試験で採用した適正条件の一つ、例えば、溶接速度が３５４ｍｍ／分、ワイヤ送り速度が１１ｍ／分（ＭＩＧ約３２０Ａ）、ＴＩＧ電流が約３００Ａ一定の条件下で本溶接すると共に、上述したように、仮付部の影響等を調査するため、ＭＩＧ側のＭＩＧ電圧等の条件因子を変化させて、本溶接ビード外観やアンダーカットやのど厚等の良否を評価した。更に、継手母材の予熱有も試した。
【０２０４】
なお、表１中の仮付方向の記入欄に記載の逆方向は、溶接方向に対する表現であり、ワイヤ先行後続ＴＩＧアークの方向にＴＩＧ仮付溶接した試験例、また、同一方向も溶接方向に対する表現であり、上記と逆の先行ＴＩＧアーク後続ワイヤの方向にＴＩＧ仮付溶接した試験例である。
【０２０５】
表２は、１００％Ａｒガス、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスの２種類のシールドガスを用いて仮付溶接試験を実施した時の仮付条件を示すものである。
【０２０６】
【表２】
0006322561.tif 000003
【０２０７】
この仮付溶接試験では、ガス組成の効果を調査するため、溶接トーチをシフトさせる距離Ｓ２を２ｍｍ、電直高さｈ（トーチ高さ）を５ｍｍ一定で、溶接（仮付）速度(Ｖ＝９０〜１５０ｍｍ／分、ワイヤ送り速度（Ｗｆ＝１.６〜２.２ｍ／分）、ＴＩＧ電流（Ｉｔ＝３００〜３２０Ａ）等の条件因子を変化させて、仮付ビード外観やアンダーカットやのど厚等の良否を評価した。
【０２０８】
表３は、表１に示した仮付条件並びに本溶接条件で試験した時の仮付部及び本溶接部の各形状寸法並びに評価結果を示すものである。
【０２０９】
【表３】
0006322561.tif 000004
【０２１０】
また、表４は、表２に示した他の仮付条件で試験した時の仮付部の各形状寸法並びに評価結果を示すものである。
【０２１１】
【表４】
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【０２１２】
表３中及び表４中には、仮付部又は本溶接部のビード外観良否、アンダーカット有無、融合不良有無、ワイヤ溶融移行状態及びのど厚等の評価結果を記している。◎印や○印は判定で合格したののである。△印はビード外観等が見劣りする判定であり、×印は品質不良等の判定で不合格になったものである。
【０２１３】
表３に示すように、ワイヤ送り速度Ｗｆが最小１ｍ／分の場合は、ワイヤ溶融が不安定であり、アンダーカットが発生し易い。仮付の溶接速度Ｖが速過ぎると、入熱不足の影響で融合不良が発生し易い。また、溶接トーチを揺動（ウィービング）させると、溶融プールが追従できず、アンダーカットや融合不良が発生、増加し易く、更に、本溶接のＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接方向と同一方向にＴＩＧ仮付溶接すると、仮付ビード表面にワイヤキズが発生し易い。
【０２１４】
一方、ワイヤ送り速度Ｗｆを２ｍ／分に倍増し、ワイヤ先行後続ＴＩＧアークの方向（本溶接と逆方向）にＴＩＧ仮付溶接を施工することで、アンダーカット及び融合不良を防止でき、良好な仮付ビードを得ることができる。
【０２１５】
また、表４に示すように、更にワイヤ送り速度Ｗｆを２〜２.５ｍ／分に増加すると、仮付速度を１５０ｍｍ／分まで増加できると共に、良好な仮付ビードを得ることができる。
【０２１６】
一方、ＴＩＧ仮付溶接の終了後に、仮付有継手部を本溶接したＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接の場合には、表１及び表３の下段（試験Ｎｏ５３〜５６）に示すように、ＴＩＧ溶接よりも速い溶接速度（Ｖ＝３５４ｍｍ／分）で高能率に溶接することができ、また、本溶接部ののど厚Ｌ１は、銅板厚（Ｔ１＝５ｍｍ）よりも大きく形成されており、品質基準（Ｌ１≧Ｔ１、Ｈ１≧Ｔ１）を満足する本溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる。
【０２１７】
また、表４に示すように、１００％Ａｒガス使用の場合（表４中の仮付番号６４〜６９）は、溶接（仮付）速度Ｖが９０ｍｍ／分の時に良好な仮付ビードを得ることができるが、仮付速度を増加させると、入熱不足等の影響によって溶融性が低下し、不良ビードになり易く、条件裕度が狭いと考えられる。
【０２１８】
これに対して、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガス使用の場合（表４中の仮付番号６１〜６３）には、１００％Ａｒガス使用の場合と比べて、仮付溶接中のＴＩＧ電圧が１.５Ｖ程度高く、溶融性及び濡れ性が良くなり、仮付速度Ｖが９０〜１５０ｍｍ／分の範囲でも良好な仮付ビードを得ることができる。
【実施例６】
【０２１９】
図１９は、本発明の実施例６に係わるＴＩＧ溶接時の溶接（仮付）速度及びワイヤ送り速度を変化させた時のワイヤ溶着断面積を示す特性図である。
【０２２０】
図中にはＴＩＧ仮付溶接の適用範囲及び採用した代表的な仮付断面部の写真と品質不良（アンダーカット発生）のために不採用にした他の仮付断面部の写真をそれぞれ記している。仮付溶接に採用した仮付断面部は、写真から分かるように、アンダーカットがなく、銅板側及び鋼板側の両方に溶込んで融合している。
【０２２１】
仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋは、ワイヤ送り速度Ｗｆに比例増加し、溶接速度Ｖに反比例する関係にある。仮付溶接すべき適正なワイヤ溶着断面積Ａｋは、仮付速度によって変化するが、１５ｍｍ２以上２９ｍｍ２以下（１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２）の範囲にすると良い。好ましくは、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２６ｍｍ２の範囲にすると更に良い。
【０２２２】
仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋが１５ｍｍ２より小さ過ぎると、ワイヤ溶融が不安定でアンダーカットが発生し易い。また。仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋが２９ｍｍ２よりも大き過ぎると、融合不足になったり、更に、仮付部を有する仮付有継手を本溶接する時に仮付部を再溶融できずに溶接不足になったりする場合がある。
【０２２３】
従って、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋを１５≦Ａｋ≦２９ｍｍ２の範囲で、先行ワイヤ後続ＴＩＧアークの方向にＴＩＧ仮付溶接を施工することで、良好な仮付断面部を得ることができ、また、仮付溶接の終了後に本溶接する時にも仮付部の影響を抑制することが可能となる。
【０２２４】
図２０は、本発明の実施例６に係わるＴＩＧ溶接時の仮付溶接速度と本溶接速度及びワイヤ送り速度を変化させた時のワイヤ溶着断面積を示す特性図である。
【０２２５】
図中には、ＴＩＧ仮付溶接の適用範囲と本溶接時のＴＩＧ溶接の適用範囲を併記している。ＴＩＧ仮付溶接の適用範囲については上述した通りである。
【０２２６】
一方、仮付溶接の終了後に、仮付有継手部をＴＩＧ溶接で本溶接する場合には、ワイヤ送り速度を高めてワイヤ溶着断面積Ａｗを増加する必要がある。例えば、溶接速度を減少及び／又はＴＩＧ電流を増加することで、ワイヤ溶着断面積Ａｗを増加でき、更に、ワイヤを通電過熱したホットワイヤ化することで、ワイヤ送り速度を倍増することが可能である。
【０２２７】
本溶接すべきワイヤ溶着断面積Ａｗは、溶接速度及びワイヤ送り速度によって変化するが、仮付部のワイヤ溶着断面積Ａｋよりも大きく（Ａｗ＞Ａｋ）すると共に、３０ｍｍ２以上５５ｍｍ２以下（３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２）の範囲にすると良い。好ましくは、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０≦Ａｗ≦５０ｍｍ２の範囲にすると更に良い。
【０２２８】
上述したように、ワイヤ溶着断面積Ａｗが３０ｍｍ２より小さ過ぎると、仮付部の上から本溶接した時に、仮付部を再溶融できずに溶接不足になったり、本溶接部ののど厚不足やビード高さ不足になったりする場合がある。また、ワイヤ溶着断面積Ａｗが５５ｍｍ２より大き過ぎると、のど厚Ｌ１及びビード高さＨ１等は確保可能であるが、ＴＩＧ電流増加や溶接速度減少による入熱増加を伴うことから、溶融金属の垂れ下がりやアンダーカットが発生する場合がある。
【０２２９】
従って、ワイヤ溶着断面積Ａｗを３０≦Ａｗ≦５５ｍｍ２の範囲に設定して、給電無の先行ワイヤと給電有の後続ＴＩＧアーク又は先行ホットワイヤ後続ＴＩＧアークによるＴＩＧ溶接を施工することで、溶接品質を満足する溶接ビード及び溶接断面部を形成することが可能となる。
【実施例７】
【０２３０】
図２１は、本発明の実施例７に係わるＴＩＧ仮付溶接の仮付溶接速度を変化させた時の仮付ビード及び仮付断面部の試験結果の写真を示す図である。ここで、ＴＩＧ電流は２９７Ａ、ワイヤ送り速度Ｗｆは２.２ｍ／分一定である。
【０２３１】
上述したように、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスを用い、仮付速度Ｖが９０〜１５０ｍｍ／分の範囲で先行ワイヤ後続ＴＩＧアークの方向にＴＩＧ仮付溶接することで、良好な仮付ビード及び仮付断面部を得ることができる。
【０２３２】
即ち、図２１中の（１）仮付溶接速度：Ｖ＝９０ｍｍ／分の白抜き番号６１（表４中の仮付番号６１に相当）、（２）仮付溶接速度：Ｖ＝１２０ｍｍ／分の白抜き番号６２（表４中の仮付番号６２に相当）、（３）仮付溶接速度：Ｖ＝１５０ｍｍ／分の白抜き番号６３（表４中の仮付番号６３に相当）が、表４から明らかな如く、評価が○であり、良好な仮付ビード及び仮付断面部が得られていることが分かる。
【実施例８】
【０２３３】
図２２は、本発明の実施例８に係わる仮付部（２箇所有）の上から本溶接のＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接を施工した時の仮付ビードと本溶接ビード及び溶接断面部の試験結果の写真を示す図である。ここで、本溶接前のＴＩＧ仮付溶接部（２箇所、仮付長さ約２０ｍｍ）のＴＩＧ電流が約２７５Ａ、仮付速度が１２０ｍｍ／分である。また、本溶接部のＴＩＧ電流が２９８Ａ、ＭＩＧ電流が３１７Ａ、ワイヤ送り速度が１１ｍ／分、溶接速度が３５４ｍｍ／分である。
【０２３４】
ビード外観を観察すると、仮付無部分の本溶接ビードは平坦形状であるが、仮付有部分の本溶接ビードは、事前の仮付ビードの影響によって若干盛り上るような形状に変化している。また、仮付無の溶接断面部（中央）を観察すると、銅板の裏面まで溶融した形状の溶込みが形成されている。
【０２３５】
これに対して、仮付有の溶接断面部（左右）では、仮付ビードの影響によって銅側の溶融が抑制されるため、銅板の裏面及び底面まで溶けていない溶込み形状に変化しているが、のど厚等の品質基準を満足しており、問題ないことが確認された。
【０２３６】
このように、仮付溶接の終了後に本溶接すべき仮付有継手に対して、各仮付部の上を通過するように先行ＴＩＧ後続ＭＩＧの方向にＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチを走行させ、先行ＴＩＧアークと後続ＭＩＧアークとの複合溶接を施工することで、溶接品質を満足する良好な本溶接ビード及び溶接断面部を得ることができる。また、ＴＩＧ仮付溶接による仮付方法並びにＴＩＧ−ＭＩＧ複合溶接による本溶接方法を金属キャスク溶接構造物の製造ラインへ適用することで、金属キャスク溶接構造物を製造及び継続することができる。
【０２３７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０２３８】
１…内筒、１Ａ…鋼板、２…外筒、３…伝熱フィン、３Ａ…銅板、４…空間、５、５−１、５−２・・・５−Ｎ、８、８−１、８−２・・・８−Ｎ…隅肉継手部、６、６−１、６−２・・・６−Ｎ、９−１、９−２・・・９−Ｎ…溶接線、７…内側溶接部、７−１、７−２・・・７−Ｎ、１０−１、１０−２・・・１０−Ｎ…溶接ビード及びその溶接断面部、１０…外側溶接部、１１…ＴＩＧ−ＭＩＧ溶接トーチ、１２…ＴＩＧユニット、１３…非消耗電極、１４…第１のシールドガス、１５…ＴＩＧ溶接電源、１６−１、１６−２、２１−１、２１−２、２９−１、２９−２…給電ケーブル、１７…ＭＩＧユニット、１８…消耗ワイヤ、１９…第２のシールドガス、２０…ＭＩＧ溶接電源、２０−１…溶接制御機器、２２…ＴＩＧアーク、２３…ＭＩＧアーク、２４…溶融プール、２５ａ…溶接方向、２５ｂ…仮付方向、２６…ＴＩＧ溶接トーチ、２７…ＭＩＧ用シールドガス、２８…ＴＩＧ溶接電源、３１…長尺アーム、３１−１…アーム駆動装置、３３…溶接ロボット、３４…手首、３５…試験片固定台、３６…作業台、９９…伝熱フィンの溶接手順（その１）、１００…伝熱フィンの溶接手順（その２）、１０１…各隅肉継手の仮組工程、１０２…ワイヤ溶着断面積決定工程、１０３…各隅肉継手の仮組工程を含む内筒側の第１の溶接工程、１０５…内筒側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程、１０６…内筒側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程、１０７、１１７…内筒側の検査工程、１０９、１１６、１１９、１２２…補修溶接工程、１１０…各隅肉継手の仮組工程を含む外筒側の第２の溶接工程、１１２…外筒側のＮ箇所の溶接の繰り返し溶接工程、１１３…外筒側の少数単位での溶接と検査の繰り返し溶接工程、１１４、１２０…外筒側の検査工程、Ａｋ…仮付部のワイヤ溶着断面積、Ａｗ…ワイヤ溶着断面積、ｃ…鋼側の溶込み深さ、ｄ…ワイヤ径、Ｉａ…第１の溶接電流、Ｉｂ…第２の溶接電流、Ｈ１…溶接部のビード高さ、Ｈ２…補修後のビード積層高さ、Ｌ１…溶接部ののど厚、Ｌ２…補修後ののど厚、Ｓ１…溶接時のシフト量（第１の距離）、Ｓ２…仮付時のシフト量（第２の距離）、Ｘ１…仮付長さ、Ｘ２…仮付間の距離間隔、Ｒ…アンダーカット深さ、Ｔ１…伝熱フィンの板厚、Ｖ…溶接速度、Ｗｆ…ワイヤ送り速度、Ｘｗ…本溶接すべき溶接線長さ。
【図１】
0006322561.tif 000006
【図２】
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【図３】
0006322561.tif 000008
【図４】
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【図５】
0006322561.tif 000010
【図６】
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【図７】
0006322561.tif 000012
【図８】
0006322561.tif 000013
【図９】
0006322561.tif 000014
【図１０】
0006322561.tif 000015
【図１１】
0006322561.tif 000016
【図１２】
0006322561.tif 000017
【図１３】
0006322561.tif 000018
【図１４】
0006322561.tif 000019
【図１５】
0006322561.tif 000020
【図１６】
0006322561.tif 000021
【図１７】
0006322561.tif 000022
【図１８】
0006322561.tif 000023
【図１９】
0006322561.tif 000024
【図２０】
0006322561.tif 000025
【図２１】
0006322561.tif 000026
【図２２】
0006322561.tif 000027