(57)【要約】  【課題】  溶接母材に設けた開先の内部に形成される溶融池の安定保持を可能とし、上向き溶接を含む全姿勢溶接を、高い溶接品質を確保しつつ高能率にて行わせ得る消耗電極式アーク溶接方法を提供する。  【解決手段】  溶接母材４，４に設けた開先５に沿って先行移動する消耗電極ワイヤ１及び後行移動するフィラワイヤ２を用い、アーク電流Ｉａの供給により消耗電極ワイヤ１の消耗を伴って発生するアーク６の作用により開先５の内部に形成される溶融池７内にフィラワイヤ２を挿入し、このフィラワイヤ２に分流電流Ｉｆを帰還させつつ行う消耗電極式アーク溶接方法を、開先５の内部に形成される溶融池７の最大幅δを１０ｍｍ以下として実施する。【選択図】      図１
2005246469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接母材に設けた開先に沿って先行移動する先行ワイヤ及び後行移動する後行ワイヤを用い、アーク電流の供給により前記先行ワイヤの消耗を伴って発生するアークの作用により前記開先の内部に形成される溶融池内に前記後行ワイヤを挿入し、該後行ワイヤに前記アーク電流を分流させつつ溶接を行う消耗電極式アーク溶接方法において、
前記溶融池の最大幅を１０ｍｍ以下とする条件下にて溶接を行うことを特徴とする消耗電極式アーク溶接方法。
【請求項２】
前記後行ワイヤに分流させる分流電流Ｉｆを、該後行ワイヤの送給速度Ｗｆと、前記先行ワイヤに供給されるアーク電流Ｉａとを含む下記の条件式が成立する範囲内に保って溶接を行う請求項１記載の消耗電極式アーク溶接方法。
５．３８Ｗｆ−（０．５３Ｉａ−１２０）≧Ｉｆ                                                                      ≧１．５２Ｗｆ−（０．１５Ｉａ−３．７７）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接母材に設けた開先に沿って移動する先行ワイヤ（消耗電極ワイヤ）及び後行ワイヤ（フィラワイヤ）を用いて行われる消耗電極式アーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械構造物、建築構造物及び土木構造物等の各種溶接構造物の製作分野において広く採用されている消耗電極式アーク溶接方法は、溶加材を兼ねる電極ワイヤをアーク電流の供給下にて溶接母材に設けた開先に沿って移動させ、該電極ワイヤの消耗を伴って発生するアークの作用により溶接を行う方法である。
【０００３】
この消耗電極式アーク溶接方法は、開先の上方に電極ワイヤを対向させ、前記アークを下向きに生ぜしめて実施されるのが一般的であるが、特に、大型構造物の製作現場においては、開先の下方に電極ワイヤを対向させ、前記アークを上向きに生ぜしめて実施される上向き溶接、開先の側方に電極ワイヤを対向させ、前記アークを略水平方向に生ぜしめて実施される立向き溶接等、種々の姿勢での溶接施工、所謂、姿勢溶接が必要となる場合がある。
【０００４】
この種の姿勢溶接、特に、開先の下方に電極ワイヤを対向させて行われる上向き溶接、開先の側方に電極ワイヤを対向させて行われる立向き溶接、及びこれらの中間形態での溶接においては、アークの作用により開先の内部に形成される溶融池に重力が作用し、該溶融池の保持状態が不安定となって、溶融池の垂れ落ちにより溶接ビードの表面に生じる凹凸等の表面欠陥、及び溶接ビードの内部に生じるブローホール等の内部欠陥が発生する虞れがある。
【０００５】
このような表面欠陥及び内部欠陥（以下溶接欠陥という）の発生を防止するには、電極ワイヤに供給されるアーク電流を小さくし、これに伴って電極ワイヤの送給速度を低くして、溶接速度を低下せしめることが有効であるが、このようにした場合、溶接能率が低下し、溶接構造物の製作において施工時間の大半を占める溶接時間が長くなるという問題が発生する。
【０００６】
消耗電極式アーク溶接方法においては、高能率での溶接施工を可能とすることを目的とした種々の提案がなされている。これらの提案の一つとして、アークを発生する消耗電極ワイヤの溶接進行方向の後側に、該消耗電極ワイヤ（先行ワイヤ）に追随して後行移動する後行ワイヤを備え、該後行ワイヤを、前記アークの作用により開先の内部に形成される溶融池内に挿入し、前記アーク電流の一部を後行ワイヤに分流させることにより、溶融池の冷却を促進することを目的とした消耗電極式アーク溶接方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また電極ワイヤの消耗を伴わない二重シールド式のＴＩＧ溶接方法においては、溶融池の内部に、溶着促進用のホットワイヤと共に、一又は複数本の冷却用のコールドワイヤを非加熱状態で送給することにより、溶融池の保持力を高めて、溶接不良の発生を防止するようにしたアーク溶接方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭３−２７５２８０号公報
【特許文献２】特開昭１１−５８０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された溶接方法は、アンダーカット、ハンピング等の不整ビードの発生防止には有効であることが確かめられている優れた方法であるが、姿勢溶接への適用、特に、溶融池の安定保持が難しい上向き溶接又は立向き上進溶接への適用の可能性は未知である。
【０００９】
また特許文献２に開示された溶接方法は、ワイヤの消耗を伴わないＴＩＧ溶接に限定された技術であり、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接等の消耗電極式アーク溶接方法に適用することはできない上、特許文献１と同様、上向き溶接又は立向き上進溶接への適用において、満足すべき品質での溶接施工を高い能率にて実施することは難しい。
【００１０】
更に特許文献１、２に開示された溶接方法はいずれも、ブローホール等の溶接ビードの内部欠陥を防止するための対策がなされておらず、内部欠陥による溶接継手の強度低下が問題となる構造物に適用する場合、溶接速度の低下による対応が必要となり、高能率での溶接施工の要求に応えられないという問題がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、特許文献１に開示された方法を適正な条件下にて実施することにより、溶接母材に設けた開先の内部に形成される溶融池の安定保持を可能とし、上向き溶接を含む全姿勢溶接を、高い溶接品質を確保しつつ高能率にて行わせ得る消耗電極式アーク溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１発明に係る消耗電極式アーク溶接方法は、溶接母材に設けた開先に沿って先行移動する先行ワイヤ及び後行移動する後行ワイヤを用い、アーク電流の供給により前記先行ワイヤの消耗を伴って発生するアークの作用により前記開先の内部に形成される溶融池内に前記後行ワイヤを挿入し、該後行ワイヤに前記アーク電流を分流させつつ溶接を行う消耗電極式アーク溶接方法において、前記溶融池の最大幅を１０ｍｍ以下とする条件下にて溶接を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、先行ワイヤと後行ワイヤとを用いる消耗電極式アーク溶接方法を、開先の内部に形成される溶融池の最大幅を１０ｍｍ以下として実施し、表面張力による保持力を高めて溶融池の安定保持を可能として、上向き溶接を含む姿勢溶接を、溶融池の垂れ落ちに起因する表面欠陥の発生を防止して、溶接速度の低下によることなく高能率にて行わせる。
【００１４】
また本発明の第２発明に係る消耗電極式アーク溶接方法は、後行ワイヤに分流させる分流電流Ｉｆを、該後行ワイヤの送給速度Ｗｆと、前記先行ワイヤに供給されるアーク電流Ｉａとを含む下記の条件式が成立する範囲内に保って溶接を行うことを特徴とする。
５．３８Ｗｆ−（０．５３Ｉａ−１２０）≧Ｉｆ                                                                      ≧１．５２Ｗｆ−（０．１５Ｉａ−３．７７）
【００１５】
本発明においては、溶融池の最大幅を１０ｍｍ以下とする条件下での先行ワイヤと後行ワイヤとを用いた消耗電極式アーク溶接方法を、後行ワイヤの分流電流が、ブローホール等の内部欠陥の発生限界を調べた結果に基づいて決定された条件式を満たすように実施して、表面欠陥及び内部欠陥を排除した高い溶接品質を、高能率にて実現する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１発明に係る消耗電極式アーク溶接方法においては、先行ワイヤと後行ワイヤとを用いる消耗電極式アーク溶接方法を、溶融池の最大幅を１０ｍｍ以下として実施するから、後行ワイヤの挿入により温度低下せしめられる溶融池を、開先の開口側表面における表面張力の作用により安定して保持することができ、上向き溶接を含む姿勢溶接を、満足すべき溶接品質を維持しつつ、大なる溶着速度を採用して高能率にて行わせることが可能となる。
【００１７】
また第２発明に係る消耗電極式アーク溶接方法においては、内部欠陥の有無を考慮して定めた条件式が成立するように後行ワイヤに分流させる電流を維持して溶接を実施するから、高い溶接品質を有する姿勢溶接を、高能率にて行わせることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る消耗電極式アーク溶接方法（以下、本発明方法という）の実施状態を示す模式図である。      
【００１９】
本発明方法の実施に用いる溶接装置は、先行ワイヤとしての消耗電極ワイヤ１、後行ワイヤとしてのフィラワイヤ２と、これらを各別に送給可能に構成された送給ドラム10，20とを備えている。消耗電極ワイヤ１は、給電線11により溶接電源３の正極に接続されており、溶接電源３から給電線11を介して所定のアーク電流Ｉａが供給されるようになしてある。またフィラワイヤ２は、溶接電源３の負極を溶接母材４に接続するための母材接続線31の中途にて分岐された分流線21に接続されており、後述する分流電流Ｉｆを分流線21及び母材接続線31を介して溶接電源３に帰還させ得るようになしてある。
【００２０】
図１には、平板状をなす溶接母材４，４の合わせ部にＶ字形の断面を有して設けられた開先５に対する溶接途中の状態が示されている。この溶接は、消耗電極ワイヤ１及びフィラワイヤ２の先端を開先５に対し、該開先５の延設方向に適長離隔した位置にて対向するように位置決めし、これらのワイヤ１，２を、図中に白抜矢符にて示す如く、消耗電極ワイヤ１を先として開先５に沿って所定速度にて移動させると共に、溶接電源３から消耗電極ワイヤ１にアーク電流Ｉａを給電せしめて行われる。なお、消耗電極ワイヤ１及びフィラワイヤ２の移動は、例えば、これらを一括して保持するキャリッジを予め設定された案内レールに沿って移動させることによりなされ、この移動速度は、手動又は自動により増減調節されるようになしてある。
【００２１】
アーク電流Ｉａの給電により、消耗電極ワイヤ１の先端と開先５との間にアーク６が発生し、このアーク６の作用により開先５の内部には、溶加材としての消耗電極ワイヤ１と溶接母材４，４とが一体に溶融してなる溶融池７が、消耗電極ワイヤ１の対向部位に形成され、更に、この溶融池７が冷却凝固してなる溶接ビード８が消耗電極ワイヤ１の移動方向後側に連続して形成されて、溶接母材４，４が溶着される。またこの間、消耗電極ワイヤ１に後行移動するフィラワイヤ２の先端は、前述の如く形成される溶融池７内に挿入されることとなり、該溶融池７は、自身よりも十分に低温であるフィラワイヤ２の挿入量に応じて冷却される。
【００２２】
一方、分流線21を介して母材接続線31に接続されているフィラワイヤ２には、溶融池７への挿入により溶接電源３に帰還される分流電流Ｉｆが発生する。このようにフィラワイヤ２に発生する分流電流Ｉｆと、消耗電極ワイヤ１に供給されるアーク電流Ｉａ及び母材接続線31を介して溶接電源３に帰還される接地電流Ｉｅとの間には、下式により与えられる関係が存在し、分流電流Ｉｆの大きさは、図１に示す如く、母材接続線31の中途（分流線21の分岐部よりも接地側）に介装された可変抵抗32の抵抗値の増減により、所定の範囲内において自在に増減調節することができる。
【００２３】
Ｉａ＝Ｉｆ＋Ｉｅ                …（１）
【００２４】
またこの間、消耗電極ワイヤ１は、送給ドラム10の回転により、自身の移動速度及び消耗量に応じて予め定められた速度にて送り出され、またフィラワイヤ２は、送給ドラム20の回転により、溶融池７への単位時間当たりの挿入長さを一定に保つべく、予め定められた送給速度Ｗｆにて送り出される。
【００２５】
溶融池７は、公知の如く、消耗電極ワイヤ１及びフィラワイヤ２の周囲に供給されるシールドガスにより、外気との接触による酸化を防ぐべく覆われている。以下に説明する本発明方法は、アルゴンガス等の不活性ガスを主体とするシールドガスを用いるＭＩＧ溶接、炭酸ガスを主体とするシールドガスを用いるＭＡＧ溶接等、シールドガスの種類の如何に拘らず適用可能であることは言うまでもない。
【００２６】
なお、図１においては、溶接母材４，４に設けた開先５の上方に消耗電極ワイヤ１を位置決めし、該消耗電極ワイヤ１の先端から発せられるアーク６が、前記開先５に対して下向きに作用する溶接、所謂、下向き溶接での実施状態が示されているが、この溶接は、前述の如く、アーク６が開先５の下位置から上向きに作用する上向き溶接、立て位置に配された開先５に対しアークが側方から作用する立向き溶接等、種々の姿勢での姿勢溶接での実施も可能である。
【００２７】
これらの姿勢溶接においては、前述の如く、開先５の内部における溶融池７の保持状態が不安定となり、該溶融池７の垂れ落ちに起因する溶接不良の発生を引き起こす問題がある。本発明者は、開先５の内部において溶融池７を支える保持力の発生メカニズムを検証し、その結果、開先５の内部に形成される溶融池７の最大幅δに上限を設け、またフィラワイヤ２の送給量を適正に保つことにより、溶接速度の低下によらずに溶接不良の発生を防止し得ることを知見した。なお開先５は、図１に示すＶ字形に限らず、Ｕ字形、Ｙ字形等の種々の断面形状を有するものが存在するが、以下に示す本発明方法は、開先５の形状の如何に拘らず適用可能である。
【００２８】
実際の溶接施工中に形成される溶融池７の長さは、開先５の延設方向に有限であり、端部が存在するが、この端部は、溶融池７の保持力を大きくするように作用するため、開先５の内部における溶融池７の保持状態の定性的傾向を把握するには、溶融池７が開先５の延設方向に十分に長いと仮定し、開先５の断面内において溶融池７に加わる外力の釣り合いを二次元的に検討すれば十分である。なお溶融池７に作用する外力は、重力、外圧（大気圧）及び溶融池７の表面張力である。
【００２９】
図２は、Ｖ字形断面を有する開先５内部の溶融池７の上向き溶接時における形成態様を示す図である。本図に示す溶融池７は、下向きに加わる重力の作用により、下位置となる開先５の拡がり側に向けて凸となる表面を、拡がり側及び狭まり側に有し、これらの表面間にｈなる厚さを有して形成されている。
【００３０】
この溶融池７における外力の釣り合い式は、溶融池７の下面（拡がり側の表面）の曲率半径をＲ、同じく上面（狭まり側の表面）の曲率半径をＲ0 とし、また溶融池７を形成する溶融金属の表面張力をσ、同じく密度をρとし、更に、重力の加速度をｇとした場合、下式より与えられる。なお、外力としての外圧は、上下両面に作用して相殺されるため式中には表れない。
【００３１】
σ／Ｒ＝σ／Ｒ0 ＋ρｇｈ          …（２）
【００３２】
ここで裏波溶接を対象とすると、溶融池７の上面は凸となり、曲率半径Ｒ0 は無限大となるため、（２）式の釣り合い式は、次式に簡略化される。
【００３３】
σ／Ｒ＝ρｇｈ          …（３）
【００３４】
即ち、厚さｈの溶融池７に下向きに加わる重力を、溶融池７の下面の表面張力σにより支えることとなるが、この式中のρ及びｇは定数であり、（３）式が成立し、溶融池７の限界保持厚さｈを十分に高めるためには、表面張力σを大きくすること、及び開先５の拡がり側における溶融池７表面の曲率半径Ｒを小さくすることの一方又は両方を実現する必要がある。
【００３５】
まず、溶融池７表面の曲率半径Ｒを小さくする方法について説明する。図３は、種々に異なる最大幅δを有する溶融池７の形成態様を示す図である。Ｖ字形の開先５の内部に形成される溶融池７の最大幅δは、開先５の拡がり角度を変えることにより変更される。図３（ａ）は、拡がり角度が60°である場合を、図３（ｂ）は、拡がり角度が40°である場合を、図３（ｃ）は、拡がり角度が20°である場合を夫々示している。
【００３６】
図中のｈ0 は、溶融池７が開先５の側面に接触する部分の厚さを示し、Ｒ1 〜Ｒ3 は、溶融池７の表面の曲率半径を示している。これらの図の比較により明らかな如く、同一の厚さｈ0 を有して形成された夫々の溶融池７表面の曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、明らかにＲ1 ＞Ｒ2 ＞Ｒ3 となる大小関係を有しており、溶融池７表面の曲率半径Ｒを小さくするためには、該溶融池７の最大幅δを小さくすることが有効であることがわかる。
【００３７】
図４は、上向き溶接を行った場合における溶融池７の最大幅δと限界保持厚さｈとの関係を調べた結果を示す図である。本図によれば、図３から想定されるように、溶融池７の限界保持厚さｈは、溶融池７の最大幅δの減少に伴って増加する傾向を示すと共に、最大幅δが10mm以下となる領域において急激に増加していることが明らかである。即ち、溶融池７の最大幅δを10mm以下として溶接を行うことにより、高い溶接速度を確保しながら、開先５の内部に形成される溶融池７の安定保持が可能となり、上向き溶接を含む全姿勢溶接を、高い溶接品質を確保しつつ高能率にて行わせることが可能となる。
【００３８】
なお、図４における急増領域の発生メカニズムは明らかではないが、通常のアーク溶接において、アーク圧力が有効に作用する範囲が直径10mm程度の円形断面内であることが知られており、このアーク圧力の作用範囲との相乗効果により限界保持厚さｈの急増が生じているものと推定される。また図４において、溶融池７の最大幅δを５mm以下とした領域の結果が示されていないのは、最大幅δが５mm以下である場合、消耗電極ワイヤ１及びフィラワイヤ２を開先５の中心部に対して正しく位置決めし難くなるためであり、この位置決めを高精度になし得るような装置を使用した場合、溶融池７の最大幅δを５mm以下として溶接することも本発明方法の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００３９】
更に図４に示す結果は、図１に示すＶ字形の開先５に限らず、Ｕ字形、Ｙ字形等の他の断面形状を有する開先に対しても同様に得られることが確かめられており、溶融池７の最大幅δを10mm以下とする本発明方法は、開先の形状の如何に拘らず有効である。
【００４０】
なお、溶融池７が形成される開先５の開口幅は、溶接母材４，４の厚さの増大に応じて広くなるため、10mm以上の開口幅を有する開先５に対して溶接を行う場合、まず、開先５の底部において溶融池７の最大幅δを10mm以下とした溶接を実施し、この溶接により得られた溶接ビード８上にて同様の条件下にて複数回の溶接を行い、開先５の内部全域を複数層に積層された溶接ビードにより埋めるようにすればよい。このようになされた溶接においても、最下層の溶融池７（溶接ビード８）の最大幅δが10mm以下である場合、本発明の範囲に含まれることとなる。
【００４１】
前記（３）式が成立し、溶融池７の限界保持厚さｈを大とするための他の手段である表面張力σの増大は、溶融池７の組成を変更すること、または溶融池７の内部温度を低下させることにより達成されるが、前者、即ち、溶融池７の組成変更は、溶着部の強度性能に影響を及ぼすために適切な手段ではない。従って、表面張力σの増大により大なる限界保持厚さｈを実現するには、溶融池７の内部温度を低下させる必要があり、このことは、前述の如く、消耗電極ワイヤ１に後行移動するフィラワイヤ２の挿入により溶融池７を冷却して実現される。
【００４２】
ここで、溶融池７の冷却は、該溶融池７に単位時間当たりに挿入されるフィラワイヤ２の挿入量、即ち、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆを大とすることにより促進されるが、この送給速度Ｗｆが過大となった場合、以下に示す如く、溶融池７の冷却凝固により形成される溶接ビード８の内部欠陥（ブローホール）の生成を招くという問題がある。なおこのブローホールは、送給速度Ｗｆが過小である場合にも同様に生成される。
【００４３】
図５〜図７は、ブローホールの生成メカニズムの説明図であり、図５は、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆ（送給量）が適正である場合の状態を、図６は、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが過大である状態を、図７（ａ），（ｂ）は、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが過小である状態を夫々示している。なおこれらの図には、図１と同一の参照符号を付してある。
【００４４】
図５に示す如く、消耗電極ワイヤ１に後行移動するフィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが適正である場合、消耗電極ワイヤ１先端のアーク６の作用により形成される溶融池７がフィラワイヤ２の先端部に濡れ上がる状態が安定して生じ、この場合、溶融池７の後側に連続する溶接ビード８の内部に何らの欠陥も生じない。
【００４５】
これに対し、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが過大である場合、フィラワイヤ２の先端部への溶融池７の濡れ上がりが生じず、図６に示す如く、フィラワイヤ２が溶融池７内に突っ込まれた状態となり、該フィラワイヤ２の周辺に間隙が発生し、この間隙内へのガスの巻き込みにより溶融池７の内部に気泡70，70…が発生し、これらの気泡70，70…の一部が、凝固の過程において排除されずに溶融池７に連続する溶接ビード８の内部に残り、該溶接ビード８の内部にブローホール80，80…が生成される。
【００４６】
またフィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが過小であった場合、該フィラワイヤ２の先端は、図７（ａ）に示す如く、溶融池７との接触直後に溶け、該溶融池７の内部に引きちぎられるように取り込まれ、図７（ｂ）に示す如く、フィラワイヤ２と溶融池７との接触が途切れた状態となり、その後のフィラワイヤ２の送給により溶融池７との接触が再度生じる結果、図７（ａ），（ｂ）に示す状態が短周期にて繰り返される。このとき、図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態への移行の間に溶融池７内にガスが巻き込まれ、気泡70，70…が発生し、凝固の過程において排除されずに溶接ビード８の内部に残り、該溶接ビード８の内部にブローホール80，80…が生成される。
【００４７】
また図７（ｂ）に示す状態においては、フィラワイヤ２と溶融池７との短絡も途切れ、フィラワイヤ２に帰還する分流電流Ｉｆがゼロとなるため、アーク電流Ｉａが変動してアーク６の状態が不安定となり、これに伴うシールドの乱れにより溶融池７内へのガスの巻き込み、及び溶接ビード８内部のブローホール80，80…の生成が助長される。
【００４８】
本発明者は．以上の如きブローホールの生成メカニズムに着目し、消耗電極ワイヤ１に供給されるアーク電流Ｉａを所定値に設定した状態でフィラワイヤ２の送給速度Ｗｆを種々に変え、溶接ビード８の内部にブローホール80，80…が生成されない送給速度Ｗｆの適正領域を調べる試験を行った。図８は、この試験の結果を示す図であり、図８（ａ）は、アーク電流Ｉａを２００Ａに設定した場合の結果を示し、図８（ｂ）〜（ｄ）は、アーク電流Ｉａを、２５０、３００、３５０Ａに夫々設定した場合の結果を示している。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｄ）の横軸はフィラワイヤ２の送給速度Ｗｆ、縦軸はフィラワイヤ２に分流する分流電流Ｉｆである。前述の如くブローホールは、フィラワイヤ２の送給速度Ｗｆが過小な領域及び過大な領域において生成され、ブローホールが生成されない適正領域は、各図中にクロスハッチを施して示す如く、フィラワイヤ２の分流電流Ｉｆの増加に伴って拡大する領域となることがわかる。
【００５０】
またこの適正領域は、消耗電極ワイヤ１に供給されるアーク電流Ｉａの増加に伴って、送給速度Ｗｆが大となる側に移行する傾向を示している。この移行は、アーク電流Ｉａの増加に伴って溶融池７が保有する熱エネルギが大きくなり、該溶融池７に接触するフィラワイヤ２が溶け易くなるためであると推定される。
【００５１】
図８（ａ）〜（ｂ）に示す試験結果において、適正領域の両側の境界線は、夫々直線近似することができ、各図中にＬ１〜Ｌ８として示す境界線の近似式を求めると、夫々以下の如くなる。
【００５２】
Ｌ１：  Ｉｆ＝５．３８Ｗｆ＋８．３３
Ｌ２：  Ｉｆ＝１．５２Ｗｆ−２４．３３
Ｌ３：  Ｉｆ＝５．３８Ｗｆ−８．３３
Ｌ４：  Ｉｆ＝１．５２Ｗｆ−３５．８３
Ｌ５：  Ｉｆ＝５．３８Ｗｆ−３５．００
Ｌ６：  Ｉｆ＝１．５２Ｗｆ−４３．４１
Ｌ７：  Ｉｆ＝５．３８Ｗｆ−７１．６７
Ｌ８：  Ｉｆ＝１．５２Ｗｆ−４６．９４
【００５３】
これらの各式の第２項は、アーク電流Ｉａに応じて変化しており、アーク電流の関数であると考えられる。そこで、各式の第２項をアーク電流Ｉａに対してプロットすると、図９に示す如くなり、供給速度Ｗｆが小さい側の境界線を示すＬ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７の第２項と、供給速度Ｗｆが大きい側の境界線を示すＬ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８の第２項とは、図中に示す如き各別の直線上に分布すると考えられ、夫々を最小二乗法により数式化すると、夫々以下に示す如くなる。
【００５４】
Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７の第２項＝−０．５３Ｉａ＋１２０．００
Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８の第２項＝−０．１５Ｉａ＋３．７７
【００５５】
従って、図８（ａ）〜（ｄ）に示す適正領域は、下式にて示す上限境界線ＬＵと、下限境界線ＬＬとにより挾まれた領域となる。
【００５６】
ＬＵ：  Ｉｆ＝５．３８Ｗｆ−（０．５３Ｉａ−１２０．００）
ＬＬ：  Ｉｆ＝１．５２Ｗｆ−（０．１５Ｉａ−３．７７）
【００５７】
これにより、フィラワイヤ２に分流させる分流電流Ｉｆを、下式に示す条件式が成立する範囲内に保って溶接を行うことにより、溶接ビード８の内部欠陥としてのブローホール80，80…の生成を防止することができ、高品質の溶接が可能となる。
【００５８】
５．３８Ｗｆ−（０．５３Ｉａ−１２０）≧Ｉｆ                                                            ≧１．５２Ｗｆ−（０．１５Ｉａ−３．７７）  …（４）
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明方法の実施状態を示す模式図である。
【図２】開先内部の溶融池の上向き溶接時における形成態様を示す図である。
【図３】種々に異なる最大幅を有する溶融池の形成態様を示す図である。
【図４】上向き溶接を行った場合における溶融池の最大幅と限界保持厚さとの関係を調べた結果を示す図である。
【図５】ブローホールの生成メカニズムの説明図である。
【図６】ブローホールの生成メカニズムの説明図である。
【図７】ブローホールの生成メカニズムの説明図である。
【図８】フィラワイヤの送給速度の適正領域を調べる試験の結果を示す図である。
【図９】適正領域の境界線の決定手順の説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    消耗電極ワイヤ
２    フィラワイヤ
３    溶接電源
４    溶接母材
５    開先
６    アーク
７    溶融池
８    溶接ビード
【図１】
2005246469.tif 000003
【図２】
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【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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