(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク溶接により溶接母材上に溶融池を形成し凝固させた溶接ビード部と前記溶接ビード部に隣接する熱影響部とに冷却媒体を噴射させて冷却するアーク溶接方法において、前記溶接ビード部の断面の深さＤ、幅をＷとすれば、前記溶接ビード部の断面のアスペクト比(Ｄ／Ｗ)が０．５以上の溶接ビードを形成することを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項２】
前記冷却媒体として水を使用し、水の噴射冷却時の流速が１〜５ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
アルゴンに水素を２〜１０％混合したシールドガスを用いた高周波ＴＩＧ溶接装置を使用し、溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビードを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク溶接方法。
【請求項４】
活性フラックスを塗布しＴＩＧ溶接装置を使用し、溶接ビード断面のアスペクト比(Ｄ／Ｗ)が０．５以上の溶接ビードを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
各層を１パスで行う狭開先の多層突合せ溶接の最終層は、溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビードを形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項６】
アークにより溶接母材上を溶融して溶融池を形成する電極と、前記溶融池に吹き付けるアークシールドガスとを有する移動可能な溶接トーチと、前記溶融池を凝固させて形成した溶接ビード部とその周辺に冷却媒体を噴射して冷却させる冷却ヘッドとを備えたアーク溶接装置において、前記溶接トーチに前記電極及び前記溶融池を前記冷却媒体より阻止する排除隔壁を設け、前記冷却ヘッドと反対側の前記排除隔壁に前記アークシールドガスを排出する出口部を設けることを特徴とするアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアーク溶接方法に係わり、特に溶接ビード部と該熱影響部の残留応力を低減するのに好適なアーク溶接方法及びアーク溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアーク溶接においては、溶接トーチと溶接母材との間にアークを発生させ溶接母材上に溶融池を形成し、該溶融池が凝固した溶接ビード部と該溶融池と接触する部分に形成された熱影響部と溶接母材とを熱輻射及び周囲媒体である空気の自然対流により冷却させ常温に戻していた。又、特開昭５５−７３４７７号公報、特開昭５８−２０５６８７号公報、特開昭６０−１８７４７８号公報においては、大気中の溶接を行う際に水冷を行いクロム炭化物の析出を防止する方法が提案されている。
【０００３】
更に、水中溶接においては、水を排除した気相空間にてアークを発生させた後、溶接ビード部と熱影響部と溶接母材とを周囲媒体である水と接触させることに水の自然対流により冷却し水温まで戻していた。このような水中アーク溶接に関連するものに、特開平１０−３４３７４号公報などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭５５−７３４７７号公報、特開昭５８−２０５６８７号公報、特開昭６０−１８７４７８号公報においては、クロム炭化物の析出を防止するため６５０℃〜１２００℃に加熱されている時間を短縮するようにしたものであり、残留応力を引張り応力から圧縮応力にするための方法については開示されていなかった。
【０００５】
又、特開平１０−３４３７４号公報は水中ブラズマ溶接により残留応力を低減するものであるが、気泡の発生などにより溶接品質が損なわれたり、ビードに隣接する熱影響部に局部的な引張り残留応力（残留応力のピーク）が残存するケースがあった。引張り残留応力を有する溶接部を使用した製品は、比較的短期間に亀裂や応力腐食割れを生じやすい欠点がある。
【０００６】
本発明の目的は、製品の使用中の亀裂や応力腐食割れ防止し、製品の寿命を長くし、かつ性能に対する信頼性を向上したアーク溶接方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、溶接ビード部の断面の深さ寸法をＤ、幅寸法をＷとすれば、溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビードを形成し、凝固させた直後の溶接ビード部とこれに隣接する熱影響部とに冷却媒体を噴射させて急冷し、表面が圧縮残留応力を有する溶接部を形成し、前述の目的を達成することにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１(Ａ)，(Ｂ)に本発明の第１の実施例を示す。本発明の第１の実施例は、溶接装置例えばアーク溶接装置に冷却媒体を噴出する噴射ノズル６を用い、気中で溶接をする場合である。
【０００９】
溶接トーチ１に保持される電極２と溶接母材３との間にアークを発生させ溶接母材３上に溶接池５を形成し、溶接池５を凝固させ溶接ビート部４を形成するものにおいて、溶接ビード４は溶接ビードの深さ寸法をＤとし、幅寸法をＷとすれば、アスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上となる溶接条件にて溶接ビード部４を形成し、冷却媒体１０例えば水は溶接トーチ１近傍に配置した冷却ヘッド８から噴出させ溶接局部４Ｃに流動させるようにして、溶接局部４Ｃを急冷し、図１(Ｂ)に示す溶接ビード部４を形成する。ここで溶接局部４Ｃは溶融池が凝固した直後の溶接ビード部４と溶融池５と隣接する熱的影響部４Ａとを指すものである。
【００１０】
入熱５〜２０ＫＪ／ｃｍより望ましくは、８〜１７ＫＪ／ｃｍの溶接ビード部４において、アスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上となるような深溶け込み溶接は、次の方法により実現できる。ＤＣアークの場合はシールドガスとして、アルゴンに２〜１０％の水素を混合した混合ガスを用いてビードオン溶接を行うか、シールドガスとして、アルゴンを用い活性フラックスを溶接部に塗布しビードオン溶接を行うことで実現できる。又、パルスアークの場合はパルスピーク電流値を高く（３００〜６００Ａ）設定し、５〜３０ＫＨｚの高周波パルス溶接でビードオン溶接を行うことによりシールドに混合する水素を低減できる利点がある。
【００１１】
冷却媒体１０は、冷却媒体供給装置９により配管７を経て電極２の周囲に設置された噴射ノズル６を有する冷却ヘッド８に供給される。又、冷却ヘッド８は溶接トーチ１に固定され、溶接トーチ１と同一速度で移動する。
【００１２】
冷却ヘッド８としては、１本の噴射ノズル６を用いて構成し、溶融池５が凝固した直後の溶接ビード部４と溶融池６に隣接する部分に形成された熱影響部４Ａとを冷却する例を示したが、２本、又は、複数の噴射ノズル６を用いて溶融池６が凝固した直後の溶接ビード部４と溶融池６に隣接する部分に形成された熱影響部４Ａとを冷却するようにしても良い。
【００１３】
又、冷却媒体１０（例えば、水）が飛散し水しぶきなどでアーク空間を乱したり、電極２を濡らしたり、溶融池６で過度の蒸気を発生させたりすることを防止するには、電極２と冷却ヘッド８との間に冷却媒体１０を遮蔽する水排除隔壁１４を設け、アーク空間から冷却媒体１０を遮蔽するようにし、冷却ヘッド８と反対側の水排除隔壁１４の前面にシールドガス１６の出口部１５を設ける。
【００１４】
シールドガス１６に出口部１５を設けないと、水排除隔壁１４の後方から流出するシールドガス１６により噴射冷却を行う噴流１０に乱れが発生したり、又冷却ヘッド８と同側の水排除隔壁１４側面に出口部１５を設けると、シールドガス１６の流れにより、溶接ビード断面に偏りが発生する傾向があるからである。
【００１５】
更に、図２に示すように、噴射ノズル６は母材３面に対して３０度〜５０度の範囲で傾斜させて配置することが望ましい。傾斜角度θが２０度以下の場合は冷却開始位置が溶融池６から遠くなり急冷効果が少なくなり、６０度以上の場合は水排除隔壁２１と母材３との隙間から衝突噴流が進入しアークを乱すようになるからである。
【００１６】
冷却媒体として、水の他に、難燃性オイル、フロリナート、液体窒素などが使用できるが、噴射冷却の熱伝達率が５〜５０ＫＷ／ｍ2℃より望ましくは、水を用い噴射冷却の熱伝達率が１０〜３０ＫＷ／ｍ2℃となるように噴射時の流速や流量を設定すると良い。噴射冷却の熱伝達率が１０ＫＷ／ｍ2℃未満の場合、後述する反転温度差が充分に形成されず残留応力の極大部を圧縮にすることができない。
【００１７】
又、噴射冷却時の流速や流量を高くすれば、熱伝達率を増大できるが、流速や流量を高くし過ぎるとアークを乱し溶接品質が悪化する傾向があるからである。即ち、水噴射冷却時の流速が０．８〜８ｍ／ｓｅｃ、より望ましくは、１〜５ｍ／ｓｅｃとなるように噴射時の流量を設定すると良い。
【００１８】
更に、水温を０〜５℃程度の低温状態にしたり、不凍液を混合させたり不凍効果のある物質を溶解させ氷点以下にし、流速や流量を極力高くせずに常温の場合よりも冷却作用（熱伝達率）を高めることが望ましい。
【００１９】
このような構成で、母材の厚さ１２ｍｍのＳＵＳ３０４を入熱１１ＫＪ／ｃｍ，溶接速度１００ｍｍ／ｍｉｎにおいて、１例として図３(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)に示す複数の溶接ビード部４を形成した。ＳＵＳ３０４以外の母材の材質としてＳＵＳ３１６、インコネル６００等を用いても良い。溶接ビード部４のビード断面形状のアスペクト比Ｄ／Ｗは、(Ｂ)＝０．３，(Ｃ)＝０．５，(Ｄ)＝１．０であり、ビードオン溶接を行い、冷却媒体として水を使用し、冷却ヘッド８として１本の矩形噴射ノズル６（開口幅２０ｍｍ、開口高さ２ｍｍ）を配置し、母材面に対して４０度の角度で約５ｌ／ｍｉｎ噴流を供給し、冷却をした。尚、噴流の流速は約２．０ｍ／ｓであり、噴流の熱伝達率は約１３〜２０ＫＷ／ｍ2℃と推定される。
【００２０】
このような施工を行い、アスペクト比と残留応力との関係を求めた結果を図４(Ａ)，(Ｂ)に示す。図４(Ａ)は母材３に溶接ビード部４を形成した状況を示し、溶接ビード部４の中心部０からＹ方向に順次離れた時の残留応力を測定した特性図を図４(Ｂ)に示す。図４(Ｂ)の特性図は図３(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)に示す複数の溶接ビード部４に水噴射した場合と自然冷却の場合とを示した。図４(Ｂ)の特性図の溶接局部における残留応力の極大値つまりピーク値を合成した特性図を図５に示した。図５においてはアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．４の場合の残留応力ピーク値も追加した。
【００２１】
図５の特性図から明らかなように、水噴射冷却時の残留応力のビード方向成分（σｘ）は、アスペクト比が０．３以下の溶接ビード部４は、溶接線近傍の熱的影響部つまり溶接局部４Ｃにおいて、ピークが約＋１００ＭＰａ以上の引張残留応力値を有している。
【００２２】
またアスペクト比が０．４以上の溶接ビード部４は、溶接線近傍の熱的影響部つまり溶接局部４Ｃにおいて、０から約−１４０ＭＰａを有する圧縮残留応力となる。更にこれらの詳細を図５により説明する。
【００２３】
即ち、図５から明らかなように、アスペクト比が０．３以下の溶接ビード部４を有する製品においては、引張残留応力値を有しており、この溶接ビード部４を使用した製品は比較的短期間に亀裂や応力腐食割れを生じやすい欠点がある。
【００２４】
又アスペクト比が０．４以上０．５未満の溶接ビード部４は、溶接局部４Ｃの応力ピークは約０〜−１２０ＭＰａの圧縮残留応力となるが、アスペクト比が少し変化しただけで、引張残留応力値が大幅に変化し、アスペクト比が０．４以上０．５未満の溶接ビード部４を有する製品例えばＳＵＳ３０４に繰り返し負荷疲労試験をすると、破損限界値がばらつき性能の安定した製品を製作することができない。
【００２５】
これに対して、本発明のアスペクト比が０．５以上の溶接ビード部４を有する製品においては、アスペクト比が多少変化しても常に圧縮残留応力が略−１２０〜−１４０ＭＰａとなり、略一定値の圧縮残留応力となり、アスペクト比が０．５以上の溶接ビード部４を有する製品例えばＳＵＳ３０４に繰り返し負荷を与えて疲労試験をすると、破損限界値が略一定した性能の安定した製品を製作することができると共に、亀裂や応力腐食割れが生じにくくなるので、製品の寿命が長くなり、製品の信頼性が向上した。
【００２６】
又、図６に溶接ビード部４の図３(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)及び図４(Ａ)のビード表面温度３Ａと内部温度３Ｂに関する時間と温度との関係を示す変化曲線である。ビード表面温度３Ａと内部温度３Ｂとは、ビード直下で高温となる位置(図３の(Ｄ)参照)の温度として定義した。図６において、溶融池形成直後に水噴射冷却を行った場合のビード表面温度３Ａとビード内部温度３Ｂに関する冷却曲線を図６の太線で示した。又、ビード内部温度３Ｂとビード表面温度３Ａとの温度差（＝内部温度−ビード表面温度）を反転温度差と定義した。
【００２７】
図６から、アスペクト比が０．３の場合の反転温度差は小さいが、アスペクト比が(０．５)，(１．０)と大きくなる程、反転温度差が大きくなることが判る。即ち、アスペクト比が０．３の場合にはビード表面の温度が低下すると、内部に形成される高温部は板内部の浅い部分（表面より３〜４ｍｍの位置）にあるため表面温度と共に低下する。その結果、内部温度３Ｂの方がビード表面温度３Ａより少し高い温度状態を保持するに過ぎない。
【００２８】
他方、アスペクト比が(０．５)，(１．０)の場合、ビード中心表面の温度が急速に低下しても、ビード直下の高温部は板内部の深い部分（表面より４〜６ｍｍの位置）にあるため、内部温度低下の度合いは表面より遅く緩やかになる。その結果、内部温度３Ｂがビード表面温度３Ａより高くなる反転温度差が大きく形成されるようになる。
【００２９】
又、図５と図６の結果を対比すると、板表面の残留応力を圧縮残留応力にするには、上記した反転温度差を充分大きく形成する必要があることが判った。又、上記した施工を行なっても、溶接部において気泡の発生などにより溶接品質が損なわれることはなかった。
【００３０】
尚、図示はしてないが、溶接トーチ１と冷却ヘッド８を固定し、溶接母材３を移動させるように構成しても、上記した効果と同等な効果が得られることは言うまでも無い。
（第２の実施例）
図７に本発明の第２の実施例を示す。本発明の第２の実施例は水排除隔壁１４を用い、水中１７で溶接を行なう場合である。
【００３１】
溶接トーチ１に保持される電極２と溶接母材３との間に発生するアークの周辺にシールドガス１６による水排除（気相）空間を形成し、水中１７の溶接母材３上に溶融池５を形成し水中溶接を行うものにおいて、溶接ビード部４のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上となる溶接条件にて溶接ビードを形成し、冷却媒体１０である水を冷却ヘッド８から噴出させ、溶接局部を急冷するようにしたものである。
【００３２】
本発明において、電極周辺に配置される水排除隔壁１４は、断面形状が円形の場合、直径を溶融池５の長さとほぼ同等以上で約３倍の範囲に設定され、更に、水排除隔壁１４の溶接進行方向の前面にはシールドガスの出口部１５が設けられている。従って、本発明においては、従来使用されている隔壁断面直径（溶融池長さの５〜８倍）と比較して水排除隔壁１４の断面直径を小さくしたので、水排除（気相）空間での温度降下が少なくなり、より高温の状態の溶接母材（表面及び内部）を急冷できる効果がある。
【００３３】
その結果、溶接ビード部４表面の温度を溶接ビード直下の母材内部の温度より低くし、反転温度差を大きくすることができる。更に、水排除隔壁１４の溶接進行方向の前面にシールドガスの出口部１５を設けたので、実施例１と同様な効果に加えて、溶接進行方向の後方からのシールドガスの排出に伴う気泡により、溶接進行方向の後方の冷却を妨げることがない利点がある。
【００３４】
又、実施例１と同様な傾斜角、開口部の噴射ノズル６を有する冷却ヘッドを水排除隔壁１４の周辺に配置し、噴射ノズル６により水噴流を溶接局部に流動させ水噴射冷却を行うことにより、水の自然対流による冷却（熱伝達率約１〜５ＫＷ／ｍ2℃）よりも冷却作用（熱伝達率）を高くすることができる。
【００３５】
又、冷却媒体１０として水を用いる場合、周囲の水２４より低い温度の状態、例えば、０〜１０℃程度の低温状態にしたり、不凍液を混合させたり不凍効果のある物質を溶解させ氷点以下にすることにより、周囲の水２４よりも冷却作用を高めることが望ましい。
【００３６】
この構成で、厚さ１２ｍｍのＳＵＳ３０４を入熱１２ＫＪ／ｃｍ、溶接速度１００ｍｍ／ｍｉｎにおいて、複数のビード形状つまりアスペクト比＝(０．３)，(０．５)，(１．０)のビードオン溶接を行い、冷却媒体として水を使用し、冷却ヘッド８として１本の矩形噴射ノズル６（開口幅２０ｍｍ、開口高さ２ｍｍ）を配置し、母材面に対して４０度の角度で約１０ｌ／ｍｉｎ噴流を供給し、冷却した。尚、噴流の流速は約４．２ｍ／ｓであり、噴流の熱伝達率は約１８〜２８ＫＷ／ｍ2℃と推定される。
【００３７】
このような施工を行い、アスペクト比と残留応力との関係を求めたところ、溶接ビード部のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビード部４を形成し、上記した水噴射冷却を行なうことにより、水中溶接においても、板表面の残留応力を圧縮残留応力にできることが判った。又、溶接部においては、気泡の発生などにより溶接品質が損なわれることはなかった。
（第３の実施例）
図８(Ａ)，(Ｂ)に本発明の第３の実施例を示す。本発明の第３の実施例は各層を１パスで行う狭開先の多層突合せ溶接を行なう場合である。特に、図８(Ａ)，(Ｂ)に示すように、狭い開先，即ち、溶接母材３に開先底部３Ｃを有する溝１８を形成する。この溝１８に１パスで溶接を行い、先ず開先底部３Ｃを溶接させ最下段溶接層を形成する。更に各層を１パスにより最下段溶接層例えば３Ｃの上に順次第２溶接層１８Ａ、第３溶接層１８Ｂの如く積重ねて、最上段溶接層１８Ｎを形成後、最上段溶接層１８Ｎの上に本発明による溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビード部４を行い最終溶接層１８Ｚを形成する。溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビード４を形成し、凝固した直後の溶接ビード部とこれに隣接する熱影響部とに冷却媒体を噴射させ急冷するようにしたものである。
【００３８】
そして、最終溶接層１８Ｚとその熱影響部の表面残留応力を圧縮残留応力にするか、又は極めて低い引張残留応力に抑制するので、本発明による溶接ビード部４を使用した分だけ各溶接層での亀裂、応力腐食割れを抑制することが出来るようになり、本発明を使用した製品の性能の信頼性を向上することができる。
【００３９】
前述において各層を１パスで順次肉盛りを行う狭開先溶接は、開先幅（ルート幅）を狭く設定し，アークの指向性を高めたＴＩＧ溶接を用い溶加ワイヤを供給しながら溶接を行なうことにより実現できる。例えば、板厚２０ｍｍ、開先形状としては、ルート幅４〜６ｍｍ、開先角３度、ルートフェース１〜３ｍｍ、ルートギャップ０ｍｍに対し、パルスＴＩＧ溶接において、入熱５〜１５ＫＪ／ｃｍ、溶接速度８０〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ、パルスピーク電流値を高く（３００〜６００Ａ）設定し、３００〜７００Ｈｚの中周波パルスＴＩＧで溶接を行うか、５〜３０ＫＨｚの高周波パルスＴＩＧで溶接を行うことで可能であることを見出した。
【００４０】
又、ＤＣ−ＴＩＧ溶接を用いる場合は、開先幅（ルート幅）及び開先角を上記より大きくし、シールドガスとしてアルゴンに２〜１０％の水素を混合した混合ガスを用いて施工することで可能である。
【００４１】
又、溶接ビード部のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上となるような深溶け込み溶接は、実施例１と同様な方法で実現できる。例えば、ＤＣ−ＴＩＧを用い、シールドガスとしてアルゴンに２〜１０％の水素を混合した混合ガスを用いてビードオン溶接を行うか、シールドガスとしてアルゴンを用い活性フラックスを溶接部に塗布しビードオン溶接を行えば良い。
【００４２】
厚さ２０ｍｍのＳＵＳ３０４板の多層突合せ溶接において、狭開先部のルート幅を５ｍｍとし、先ず、図８(Ａ)に示すように、ＤＣ−ＴＩＧを用いて各層の肉盛りを１パスで行った後、図８(Ｂ)に示すように、溶接ビード部の断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５乃至１．０の最終層を形成しつつ、凝固した高温状態の溶接ビード部と隣接する熱影響部に水を噴射させて急冷した。又、比較のため、ＤＣ−ＴＩＧを用いて溶接ビード断面のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．３の最終層を形成し同様な施工を行った。
【００４３】
冷却ヘッド８として１本の矩形噴射ノズル６（開口幅２０ｍｍ、開口高さ２ｍｍ）を配置し母材面に対して４０度の角度で約５ｌ／ｍｉｎ噴流を供給して、冷却をした。尚、噴流の流速は約２．０ｍ／ｓであり、噴流の熱伝達率は約１３〜２０ＫＷ／ｍ2℃と推定される。
【００４４】
このような施工を行い、アスペクト比と残留応力との関係を求めたところ、溶接ビード部４のアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上の溶接ビード４を形成し、上記した水噴射冷却を行なうことにより、多層突合せ溶接部においても、表面の残留応力を圧縮残留応力にできることが判った。又、溶接部においては、気泡の発生などにより溶接品質が損なわれることはなかった。
【００４５】
尚、前述の実施例ではアスペクト比（Ｄ／Ｗ）が(０．５)，(１．０)の場合しか説明していないが、アスペクト比（Ｄ／Ｗ）が０．５以上である(１．５)，(２．０)〜等にも適用できることは云うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、圧縮残留応力を有する溶接ビード部を使用した製品は、使用中に亀裂や応力腐食割れを生じにくくなり、アスペクト比（Ｄ／Ｗ）を０．５以上にした分だけ製品の寿命が長くなると共に、製品の性能に対する信頼性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるアーク溶接の概略構成を示した斜視図。
【図２】図１に使用した噴射ノズルからの冷却媒体を溶接母材に噴射する冷却ヘッド部分の構成図。
【図３】図１により形成した溶接ビード部の断面図。
【図４】図３の溶接ビード部におけるビード方向の残留応力分布を示す分布図。
【図５】図４の溶接ビード部における残留応力のビード方向成分を示す分布図。
【図６】図３の溶接ビード部における熱的影響部の残留応力の温度と時間との関係を示す特性図。
【図７】本発明の他の実施例として示した水中アーク溶接の概略斜視図。
【図８】本発明の他の実施例として開先溶接部を示す斜視図。
【符号の説明】
１…溶接トーチ、２…電極、３…母材、３Ｃ…開先底部、４…溶接ビード部、５…溶融池、６…噴射ノズル、７…流体供給配管、８…冷却ヘッド、９…冷却媒体供給装置、１０…冷却媒体、１１…溶接ビード断面、１２…溶接ビード断面、１３…溶接ビード断面、１４…水排除隔壁、１５…出口部、１６…シールドガス、１７…水中、１８…溝(開先部)、１８Ａ…第２溶接層、１８Ｂ…第３溶接層、１８Ｎ…最上溶接層。
【図１】
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【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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