(57)【要約】【課題】  チタン及びチタン合金を、低コストで、しかも、形状良好な溶接ビードを形成することができるＭＩＧ溶接方法と、外観の優れた溶接構造物を低コストで提供する。【解決手段】  アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接する溶接方法において、溶接トーチを、溶接進行方向を横断する方向に、（ａ）振幅：ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）、及び、（ｂ）周波数：３Ｈｚ以上の条件で微小振動させ、好ましくは、溶接電流（実効値）を２４０Ａ／ｍｍ2以上とすることを特徴とするチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接する溶接方法において、溶接トーチを、溶接進行方向を横断する方向に、
（ａ）振幅：ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）、及び、
（ｂ）周波数：３Ｈｚ以上
の条件で微小振動させることを特徴とするチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項２】
前記ワイヤ径（ｍｍ）が、０．９〜１．６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項３】
前記周波数の上限が５０Ｈｚであることを特徴とする請求項１又は２に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項４】
前記横断する方向が、溶接進行方向と直角をなす方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項５】
前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流を実効値で、
（ｃ1）２４０Ａ／ｍｍ2以上、
とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項６】
前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流及び溶接電圧を実効値で、それぞれ、
（ｃ2）２７５Ａ／ｍｍ2以上、及び、
（ｄ1）２１．０Ｖ超２３．５Ｖ以下
とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項７】
前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流及び溶接電圧を実効値で、それぞれ、
（ｃ2）２７５Ａ／ｍｍ2以上、及び、
（ｄ2）２１．０Ｖ以下
とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【請求項８】
前記条件で溶接トーチを微小振動させ、下式で定義する蛇行率（Ｚ）が１又は略１の溶接ビードを形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
Ｚ＝最大蛇行幅／（１／２ビード幅）
最大蛇行幅：ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード                    中心線との距離
【請求項９】
アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接した構造物において、下式で定義する蛇行率（Ｚ）が１又は略１の溶接ビードが形成され、かつ、スパッタ付着量の少ない溶接部を有することを特徴とするチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接構造物。
Ｚ＝最大蛇行幅／（１／２ビード幅）
最大蛇行幅：ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード                    中心線との距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、橋梁、建築物、その他構造物用のチタン又はチタン合金材を溶接するＭＩＧ溶接方法、及び、該ＭＩＧ溶接方法で溶接したチタン又はチタン合金構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、チタン又はチタン合金構造材が、高い耐食性が要求される船舶、橋梁、化学機器・装置、建築物、自動車、バイク等の構造材として使用されている。
【０００３】
この構造材の溶接には、主に、非消耗電極式のＴＩＧ溶接（タングステンイナートガスアーク溶接）が用いられているが、板厚３mm以上の構造材を溶接する場合には、溶接能率がＴＩＧ溶接に比べ数倍も高い、消耗電極式のＭＩＧ溶接（メタルイナートガスアーク溶接）が用いられる。
【０００４】
しかし、ＭＩＧ溶接には、雰囲気ガスがアルゴンガスの場合、アークが不安定化するという課題がある。溶接アークが不安定であると、良好な形状の溶接ビードが得られず、溶接部で所要の機械的性質を確保できないだけでなく、被溶接物の外観を損なうことにもなるから、近年、ＭＩＧ溶接において溶接アークの安定化は重要な課題である。
【０００５】
ＭＩＧ溶接においては、溶接ワイヤ（消耗電極）と、被溶接物（チタン又はチタン合金）の表面上の陰極点との間に、メインアークと該アークを包むサブアークからなる溶接アークが形成されるが、溶接アークの不安定化は、サブアークが、アークを維持するため、被溶接材の表面上で電子を放出し易い酸化物（膜）（陰極点）を求めて激しく動き回るというワンダリング現象による。
【０００６】
シールドガスとしてアルゴンガスを使用する場合、アルゴンガスの電離電圧が約１６Ｖであるので、溶接ワイヤ（消耗電極）の陽極点が溶接トーチ側に移動してサブアーク長が長くなり、その結果、ワンダリング現象が顕著に発現し、溶接ビードが大きく蛇行したり、また、溶接スパッタが多量に発生して、被溶接材の表面に付着する。
【０００７】
シールドガスとしてヘリウムガスを使用すると、その電離電圧は約２５Ｖで、アルゴンガスの電離電圧より高いので、サブアークの発生を抑制でき（陽極点が被溶接材側に移動する）、ワンダリング現象の発現を抑制できる。
【０００８】
しかし、ヘリウムガスは、アルゴンガスに比べ値段が高いので、溶接コストを高めることになる。
【０００９】
近年、ワンダリング現象を抑制するため、シールドガスとして不活性ガスに微量の酸化性ガスを添加したガスを用い、消耗電極にパルス電流を通電するチタン及びチタン合金のＭＩＧ溶接方法が提案された（特許文献１、参照）。
【００１０】
上記溶接方法では、不活性ガスに、溶接金属に悪影響を与えない程度の微量の酸化性ガスを添加し、陰極点の安定化（即ち、溶接アークの安定化）を図っているが、酸化性ガスの添加量は制御が難しく、溶接アークが安定化する一方で、溶接部の機械的性質が劣化することにもなる。また、微量の酸化性ガスを含む不活性ガスのコストは、ヘリウムガスより高くつき、溶接コストを高めることになる。
【００１１】
溶接ワイヤの表面に絶縁性の酸化膜を形成して、ワイヤ側面において絶縁性を確保し、陽極点の位置を被溶接材側に押し下げ、サブアークの発生を抑制する手段もあるが、チタンワイヤ又はチタン合金ワイヤの表面に酸化皮膜を形成するためには、ワイヤを大気炉中で、所定時間加熱（例えば、７００℃に）しなければならず、結局、多大なコストを必要とする。
【００１２】
チタン又はチタン合金材が構造材としての需要が増大する中、低コストで、ワンダリングのない形状良好な溶接ビードを形成して、溶接部の靭性を確保し、かつ、外観の優れた溶接構造物を提供し得るＭＩＧ溶接の開発が求められている。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２８００７６号公報
【特許文献２】特開平６−１８２５４５号公報
【特許文献３】特開平９−９４６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記要求に鑑み、チタン及びチタン合金を、低コストで、しかも、形状良好な溶接ビードを形成することができるＭＩＧ溶接方法と、該ＭＩＧ溶接方法で溶接され、外観の優れた溶接構造物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】
【００１５】
本発明者は、安価なアルゴンガスを用いることを前提に、上記課題を解決する手段について検討した。溶接ワイヤにおいてアークが発生する陽極点を押し下げ、サブアーク長を短くすると、ワンダリング現象を抑制できるが、本発明者は、これを、溶接施工条件で解決できないかとの発想の下で、溶接試験を繰返した。
【００１６】
その結果、溶接トーチを、溶接進行方向を横切る方向において、所定の振幅及び振動数で微小振動させると、ワンダリング現象を抑制できることを見いだした。
【００１７】
特許文献２及び３に開示されているように、チタン及びチタン合金材のＭＩＧ溶接において、溶接トーチを振動（ウィービング）させることは行なわれているが、本発明者が見いだした“ワンダリング現象を抑制する溶接トーチの微小振動”は、上記振動（ウィービング）とは、振動条件が全く異なることは勿論のこと、作用効果の点でも異質なものである。
【００１８】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１９】
（１）アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接する溶接方法において、溶接トーチを、溶接進行方向を横断する方向に、
（ａ）振幅：ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）、及び、
（ｂ）周波数：３Ｈｚ以上
の条件で微小振動させることを特徴とするチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２０】
（２）前記ワイヤ径（ｍｍ）が、０．９〜１．６ｍｍであることを特徴とする上記（１）に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２１】
（３）前記周波数の上限が５０Ｈｚであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２２】
（４）前記横断する方向が、溶接進行方向と直角をなす方向であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２３】
（５）前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流を実効値で、
（ｃ1）２４０Ａ／ｍｍ2以上、
とすることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２４】
（６）前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流及び溶接電圧を実効値で、それぞれ、
（ｃ2）２７５Ａ／ｍｍ2以上、及び、
（ｄ1）２１．０Ｖ超２３．５Ｖ以下
とすることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２５】
（７）前記条件で溶接トーチを微小振動させる際、溶接電流及び溶接電圧を実効値で、それぞれ、
（ｃ2）２７５Ａ／ｍｍ2以上、及び、
（ｄ2）２１．０Ｖ以下
とすることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２６】
（８）前記条件で溶接トーチを微小振動させ、下式で定義する蛇行率（Ｚ）が１又は略１の溶接ビードを形成することを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載のチタン又はチタン合金の高速微小振動ＭＩＧ溶接方法。
【００２７】
Ｚ＝最大蛇行幅／（１／２ビード幅）
最大蛇行幅：ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード                    中心線との距離
（９）アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接した構造物において、下式で定義する蛇行率（Ｚ）が１又は略１の溶接ビードが形成され、かつ、スパッタ付着量の少ない溶接部を有することを特徴とするチタン又はチタン合金の微小振動ＭＩＧ溶接構造物。
【００２８】
Ｚ＝最大蛇行幅／（１／２ビード幅）
最大蛇行幅：ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード                    中心線との距離
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、チタン及びチタン合金材のＭＩＧ溶接において、溶接トーチの微小振動によりワンダリング現象を抑制することができるし、さらに、電流電圧条件を適正に選択すれば、スパッタ付着量を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
ワンダリング現象を抑制する溶接施工条件を見いだすには、ワンダリング現象を客観的に評価する指標が必要である。溶接ワイヤの陽極点が溶接トーチ寄りにあり、サブアーク長が長いと、溶接アークが不安定化し（図３の（ａ）、参照）、図１に示すように、ビード中心線（図中、一点鎖線）を中心にして蛇行する溶接ビードＢが形成される。
【００３１】
そこで、本発明者は、ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード中心線との距離を最大蛇行幅「Ｗmax」とし、下式に示すように、このＷmaxと溶接ビード幅「Ｗ」の１／２との比「Ｚ」を蛇行率と定義した。
【００３２】
Ｚ＝Ｗmax／（１／２Ｗ）
Ｗmax：ビード中心線から最も大きく外れた溶接ビードの最外側端とビード                   中心線との距離
ワンダリング現象がなければ、Ｗmax＝１／２Ｗ  であるから、Ｚ＝１が溶接ビードの理想型である。そこで、本発明者は、Ｚを限りなく１に近づける溶接施工条件を見いだすべく、溶接ビード形成試験を繰返した。
【００３３】
その結果、溶接トーチを微小振動させると、陽極点が溶接ワイヤの先端部に移動し、サブアークのアーク長が短くなるというアーク現象を発見した。
【００３４】
本発明者は、上記アーク現象を基礎にし、さらに、溶接ビード形成試験を続行したところ、所要の振幅・振動数を選択し、図２に示すように、溶接ワイヤ１を繰り出す溶接トーチ５に、溶接進行方向６を横断する微小振動４を付与すれば、図３に示すように、サブアークを消滅せしめることができることを見いだした。
【００３５】
即ち、図３に示すように、溶接トーチに微小振動を与えない場合、溶接ワイヤにおける陽極点が上昇し、陽極点と被溶接材７との間に、アーク長の長いサブアーク３が発生し（図３（ａ）、参照）、その結果、メインアーク２を含むアーク全体が不安定化して、ワンダリング現象が誘起される。
【００３６】
一方、溶接トーチを、溶接進行方向に直角な方向に所定の振幅で微小振動させ、溶接ワイヤ１に微小振動４（例えば、振幅０．９ｍｍ、振動数５Ｈｚ）を付与すると、陽極点が溶接ワイヤ１の先端部に固定されてサブアークが発生せず、したがって、安定したメインアークを、被溶接材との間で継続的に維持することができ（図３（ｂ）、参照）、その結果、ワンダリング現象の発現を完全に抑制できることを見いだした。
【００３７】
本発明者は、微小振動条件とワンダリング現象との関係を定量的に解析すべく、溶接ビード形成試験を、さらに継続して行った。
【００３８】
図４及び図５に、上記試験結果の一部を示す。図４は、ワイヤ径０．９ｍｍ、１．２ｍｍ及び１．６ｍｍのチタンワイヤを用い、周波数５Ｈｚで、溶接トーチを溶接進行方向に直角な方向に所定の振幅で微小振動させて溶接ビードを形成した場合における、蛇行率と振幅／ワイヤ径（微小振動条件）の関係を示す図である。最適振幅は、溶接ワイヤの太さに依存するので、振幅をワイヤ径で標準化した。
【００３９】
図４から、微小振動条件として、振幅を“溶接ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜溶接ワイヤ径（ｍｍ）”の範囲内で設定すれば、略理想状態（Ｚ≒１）の溶接ビードを形成できることが解かる。
【００４０】
図５は、ワイヤ径０．９ｍｍ、１．２ｍｍ及び１．６ｍｍのチタンワイヤを用い、振幅／ワイヤ径は０．７５と一定にし、周波数（Ｈｚ）を変えて、溶接トーチを溶接進行方向に直角な方向に微小振動させて溶接ビードを形成した場合における、蛇行率と周波数（微小振動条件）の関係を示す図である。
【００４１】
図５から、微小振動条件として、周波数を“３Ｈｚ以上”の範囲で設定すれば、理想状態の溶接ビードを形成できることが解かる。
【００４２】
そして、本発明者は、上記溶接ビードを包む溶接部は、高い吸収エネルギー値（１８０Ｊ程度。ヘリウムガスでＭＩＧ溶接した場合と同程度の値である。）を有し、靭性が極めて優れた溶接部であることを確認した。
【００４３】
また、上記溶接ビード形成試験では、溶接トーチを、溶接進行方向と直角をなす方向に微小振動させたが、振動方向は、必ずしも溶接進行方向に直角である必要はない。本発明者は、上記微小振動を、溶接進行方向を横断する方向であれば、理想状態（蛇行率（Ｚ）＝１）に近い溶接ビードを形成できることを確認した。
【００４４】
以上の結果に基づいて、本発明は、アルゴン雰囲気中でアークを発生し、チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接する時、溶接トーチを、溶接進行方向を横断する方向に、
（ａ）振幅：ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）、
（ｂ）周波数：３Ｈｚ以上
の条件で微小振動させることを特徴とする。
【００４５】
溶接ビード形成実験では、ワイヤ径が０．９ｍｍ、１．２ｍｍ及び１．６ｍｍのチタンワイヤを用いたが、本発明において、ワイヤ径は特定の径に限定されない。
【００４６】
なお、上記実験の結果によれば、上記（ａ）及び（ｂ）の条件下で、０．９〜１．６ｍｍのチタンワイヤ又はチタン合金ワイヤを用いると、ワンダリング現象の発現をより効果的に抑制できる。
【００４７】
また、上記（ｂ）の周波数は、現在の溶接装置の周波数限界が５０Ｈｚであるので、実際の溶接施工において、該周波数限界５０Ｈｚ以下の範囲で設定する。なお、本発明における周波数は、基本的には３Ｈｚ以上であればよい（図５、参照）。
【００４８】
本発明者は、上記（ａ）及び（ｂ）の条件で溶接トーチを、溶接進行方向を横断する方向に微小振動させ、溶接電流及び溶接電圧（アーク電圧）を替えて、溶接ビードの外観とスパッタ付着量を調査した。その結果を、図６に示す。
【００４９】
図６において、◎及び○は、溶接ビードが理想型か又は理想型に近いものであることを示し、また、Ａ、Ｂ及びＣは、スパッタ付着量が、それぞれ、“少ない”、“中位”及び“多い”を示す。
【００５０】
図６から、溶接トーチを微小振動させ、２４０Ａ／ｍｍ2以上の電流実効値（本発明の条件（ｃ1））で溶接すれば、理想型か又は理想型に近い溶接ビードを形成できることが解かる。
【００５１】
溶接電流によっては、スパッタ付着量が多い場合もあるが、スパッタ付着量の多寡は、実質的に機械的性質に影響を及ぼさないが、外観上の問題を残す。
【００５２】
また、実効値で、電流２７５Ａ／ｍｍ2以上（本発明の条件（ｃ2））及び電圧２１．０Ｖ超２３．５Ｖ以下（本発明の条件（ｄ1））で溶接すれば、スパッタ付着量が減少し、外観が良好な溶接部を形成することができる。なお、この電流・電圧の領域で、溶滴移行は短絡移行である。
【００５３】
さらに、実効値で、電流２７５Ａ／ｍｍ2以上（本発明の条件（ｃ2））及び電圧２１．０Ｖ以下（本発明の条件（ｄ2））で溶接すれば、スパッタ付着量は大幅に減少し、外観が優れた溶接部を形成することができる。この電流・電圧の領域で、溶滴移行はスプレー移行である。
【００５４】
本発明によれば、上記式で定義する蛇行率（Ｚ）が１又は略１の溶接ビードを形成することができるし、さらに、溶接電流及び溶接電圧を適正値に設定すれば、スパッタ付着量が少なくて外観が美麗な溶接部を得ることができる。
【００５５】
１又は略１の蛇行率（Ｚ）は、数値的には０．９以上１．１以下であることが好ましいが、溶接部の靭性と美麗性を維持できる限りにおいて、上記数値範囲を多少超えていてもよい。それ故、本発明においては、蛇行率（Ｚ）を１又は略１と規定する。
【００５６】
そして、本発明によれば、スパッタ付着量が少なくて外観が美麗な溶接部を得ることができるので、全体的な外観が美麗なチタン又はチタン合金ＭＩＧ溶接構造物を構築することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００５８】
（実施例１）
（ｉ）下記（１）〜（８）の溶接条件で、チタン板を溶接した。
【００５９】
（１）メインシールドガス：アルゴンガス２０Ｌ／ｍｉｎ
（２）アフターシールドガス：アルゴンガス１００Ｌ／ｍｉｎ
（３）溶接電流（実効値）：２７０Ａ
（４）アーク電圧（実効値）：２５Ｖ
（５）溶接速度：６０ｃｍ／ｍｉｎ
（６）チタンワイヤ径：１．２ｍｍφ
（７）振幅：０．９ｍｍ（≒１．２／１．３）
（８）周波数：５Ｈｚ
（ii）溶接部の特性は、次のとおりである。
【００６０】
（ｘ）蛇行率Ｚ：１．０３
（ｙ）スパッタ発生率：２０個／１０ｃｍ
（ｚ）吸収エネルギー（０℃）：１８０Ｊ
（iii）上記溶接結果から、上記微小振動条件下において、スパッタ付着量は多いが、ワンダリング現象が抑制され、靭性に優れた溶接部が形成されたことが解かる。
【００６１】
（比較例１）
（ｉ）実施例１の溶接条件（１）〜（６）及び（８）と同じ溶接条件、及び、振幅０．１ｍｍ（＝１．２／１２）で、チタン板を溶接した。
【００６２】
（ii）溶接部の特性は、次のとおりである。
【００６３】
（ｘ）蛇行率：１．６５
（ｙ）スパッタ発生率：２０個／１０ｃｍ
（ｚ）吸収エネルギー（０℃）：溶接ビード形成不良で計測不能
（iii）振幅条件が、本発明で規定する振幅範囲“ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）”から外れているため、ワンダリング現象が激しく、溶接部の形状が不良で吸収エネルギーを計測できなかった。
【００６４】
（比較例２）
（ｉ）溶接条件は、比較例１と同じであるが、酸化膜で被覆したチタンワイヤを用いて、チタン板を溶接した。
【００６５】
（ii）溶接部の特性は、次のとおりである。
【００６６】
（ｘ）蛇行率：１．０３
（ｙ）スパッタ発生率：２０個／１０ｃｍ
（ｚ）吸収エネルギー（０℃）：２０Ｊ
（iii）振幅条件は、本発明で規定する振幅範囲“ワイヤ径（ｍｍ）／１０〜ワイヤ径（ｍｍ）”から外れているが、酸化膜でチタンワイヤの側面の絶縁性が確保されているので、サブアーク長が短くなり、ワンダリング現象の発現が抑制され、その結果、蛇行率は１．０３と略理想値に近い値となった。
【００６７】
しかし、溶接部の吸収エネルギーは２０Ｊと極端に低い値となった。これは、溶接部に酸素が吸収され、該酸素による酸化物の形成が溶接部の靭性を阻害したことによると考えられる。
【００６８】
本発明では、通常のチタンワイヤ又はチタン合金ワイヤを用いるので、上記のような靭性の低下はない。
【００６９】
（実施例２）
（ｉ）実施例１の溶接条件（１）、（２）及び（５）〜（８）と同じ溶接条件で、溶接電流（実効値）を２８０Ａ、アーク電圧を２１Ｖとして、チタン板を溶接した。
【００７０】
（ii）溶接部の特性は、次のとおりである。
【００７１】
（ｘ）蛇行率：１．０３
（ｙ）スパッタ発生率：０個／１０ｃｍ
（ｚ）吸収エネルギー（０℃）：１８０Ｊ
（iii）上記溶接結果から、上記微小振動条件下において、ワンダリング現象が抑制され、かつ、スパッタ付着のない、靭性に優れた溶接部が形成されたことが解かる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、チタン及びチタン合金材を、形状良好な溶接ビードを形成しつつ、かつ、スパッタの付着なく、しかも、高能率で溶接することができるので、外観に優れた溶接構造物を、低コストで構築することができる。
【００７３】
したがって、本発明は、チタン及びチタン合金の溶接構造物のコスト低減及び普及に大きく貢献し、産業上の利用可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】蛇行する溶接ビードを示し、蛇行率の定義を説明する図である。
【図２】溶接トーチの微小振動態様を模式的に示す図である。
【図３】溶接トーチの微小振動によりサブアークが消失する態様を模式的に示す図である。（ａ）は、溶接トーチが振動せず、サブアーク長が長いアーク態様を示し、（ｂ）は、微小振動によりサブアークが消失したアーク態様を示す。
【図４】蛇行率と振幅／ワイヤ径（微小振動条件）の関係を示す図である。
【図５】蛇行率と周波数（微小振動条件）の関係を示す図である。
【図６】溶接電流、溶接電圧（アーク電圧）及びスパッタ付着量の相関を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…溶接ワイヤ
２…メインアーク
３…サブアーク
４…微小振動
５…溶接トーチ
６…溶接進行時方向
７…被溶接材
Ｂ…溶接ビード
Ｗ…溶接ビード幅
Ｗmax…最大蛇行幅
【図１】
2005199340.tif 000003
【図２】
2005199340.tif 000004
【図３】
2005199340.tif 000005
【図４】
2005199340.tif 000006
【図５】
2005199340.tif 000007
【図６】
2005199340.tif 000008