JPH10118770A - 鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法 - Google Patents
鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法Info
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- JPH10118770A JPH10118770A JP27111096A JP27111096A JPH10118770A JP H10118770 A JPH10118770 A JP H10118770A JP 27111096 A JP27111096 A JP 27111096A JP 27111096 A JP27111096 A JP 27111096A JP H10118770 A JPH10118770 A JP H10118770A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｔ継手の溶接に適用され、表ビード及び裏ビ
ード形状を向上させることができると共に、良好な溶込
み深さを得ることができる鋼板のエレクトロガスアーク
溶接方法の提供。 【解決手段】 第１鋼板２１の表面に、１５ｍｍ以上の
板厚Ｔを有する第２鋼板２２の端面を向け、開先角度θ
を０乃至４０°、ルート間隔を３乃至１５ｍｍ、表面側
の開先幅Ｗを４５ｍｍ以下として配置したＴ継手に対し
て、表裏両面に当材を当て、直径Ｐが１．４乃至２．０
ｍｍであるフラックス入りワイヤを使用して３００乃至
６００Ａの電流で第２鋼板板厚方向に単振動ウィービン
グ溶接する。このとき、表裏面側におけるワイヤ停止時
間をＳa，Ｓb秒とすると、トーチ角度λを２２．５−
０．５θ乃至３０、ＳaをＷ／１０＋０．０５λ−２Ｐ
＋（２．２〜３．７）、ワイヤ停止時間の比Ｓb／Ｓaを
０．４乃至０．７、ウィービング幅ＺをＴ−１５乃至Ｔ
−３とする。
ード形状を向上させることができると共に、良好な溶込
み深さを得ることができる鋼板のエレクトロガスアーク
溶接方法の提供。 【解決手段】 第１鋼板２１の表面に、１５ｍｍ以上の
板厚Ｔを有する第２鋼板２２の端面を向け、開先角度θ
を０乃至４０°、ルート間隔を３乃至１５ｍｍ、表面側
の開先幅Ｗを４５ｍｍ以下として配置したＴ継手に対し
て、表裏両面に当材を当て、直径Ｐが１．４乃至２．０
ｍｍであるフラックス入りワイヤを使用して３００乃至
６００Ａの電流で第２鋼板板厚方向に単振動ウィービン
グ溶接する。このとき、表裏面側におけるワイヤ停止時
間をＳa，Ｓb秒とすると、トーチ角度λを２２．５−
０．５θ乃至３０、ＳaをＷ／１０＋０．０５λ−２Ｐ
＋（２．２〜３．７）、ワイヤ停止時間の比Ｓb／Ｓaを
０．４乃至０．７、ウィービング幅ＺをＴ−１５乃至Ｔ
−３とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は造船、橋梁及び鉄骨
等の構造物の製造時に適用されるエレクトロガスアーク
溶接方法に関し、特に、Ｔ継手の開先部における溶接表
面側及び溶接裏面側に表当材及び裏当材を当てて溶接す
る鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法に関する。
等の構造物の製造時に適用されるエレクトロガスアーク
溶接方法に関し、特に、Ｔ継手の開先部における溶接表
面側及び溶接裏面側に表当材及び裏当材を当てて溶接す
る鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロガスアーク溶接は溶接能率が
高いので、コストを低減する等の目的により、造船及び
橋梁等の裏当材を使用するＶ形開先の片面突合せ溶接に
おいて広く使用されている。図７はＶ形開先の片面突合
せ継手の従来のエレクトロガスアーク溶接方法を示す平
面図である。傾斜した端面１ａ及び２ａを有する２枚の
鋼板１及び２を垂直に立て、その端面１ａと端面２ａと
を突き合わせて配置することにより、垂直方向に延びる
開先部３を形成する。この開先部３は、溶接表面側が開
いたＶ形状となっており、溶接裏面側も若干離間してい
る。そして、この溶接裏面側には、鋼板１と２との間隙
を覆うように、例えば、セラミック製の裏当材４を配置
する。
高いので、コストを低減する等の目的により、造船及び
橋梁等の裏当材を使用するＶ形開先の片面突合せ溶接に
おいて広く使用されている。図７はＶ形開先の片面突合
せ継手の従来のエレクトロガスアーク溶接方法を示す平
面図である。傾斜した端面１ａ及び２ａを有する２枚の
鋼板１及び２を垂直に立て、その端面１ａと端面２ａと
を突き合わせて配置することにより、垂直方向に延びる
開先部３を形成する。この開先部３は、溶接表面側が開
いたＶ形状となっており、溶接裏面側も若干離間してい
る。そして、この溶接裏面側には、鋼板１と２との間隙
を覆うように、例えば、セラミック製の裏当材４を配置
する。
【０００３】溶接時においては、開先部３の溶接表面側
に銅板５を当て、裏当材４、銅板５並びに鋼板１及び２
により囲まれた開先部３に対して、上部より溶接ワイヤ
を送給し、開先部３の上方に向かって溶接金属６を積層
すると共に、銅板５を開先部３の上方に向かって摺動さ
せる。
に銅板５を当て、裏当材４、銅板５並びに鋼板１及び２
により囲まれた開先部３に対して、上部より溶接ワイヤ
を送給し、開先部３の上方に向かって溶接金属６を積層
すると共に、銅板５を開先部３の上方に向かって摺動さ
せる。
【０００４】また、エレクトロガスアーク溶接法は、炭
酸ガスシールドアーク溶接法等と比較して溶接入熱が高
くなるので、鋼板１及び２が厚板である場合には、従来
より、開先角度を狭くして開先断面積を小さくすること
により溶接入熱を低減していた。
酸ガスシールドアーク溶接法等と比較して溶接入熱が高
くなるので、鋼板１及び２が厚板である場合には、従来
より、開先角度を狭くして開先断面積を小さくすること
により溶接入熱を低減していた。
【０００５】更に、鋼板１及び２の板厚が３０ｍｍ以上
である場合には、表面側及び裏面側にアーク熱が十分に
届かず、溶接ビードの形状が不安定となるので、溶接ト
ーチをウィービングさせることも実施されていた。即
ち、溶接ワイヤの先端を、開先部３内において表面側停
止位置７ａと裏面側停止位置７ｂとの間で往復させる。
である場合には、表面側及び裏面側にアーク熱が十分に
届かず、溶接ビードの形状が不安定となるので、溶接ト
ーチをウィービングさせることも実施されていた。即
ち、溶接ワイヤの先端を、開先部３内において表面側停
止位置７ａと裏面側停止位置７ｂとの間で往復させる。
【０００６】この場合、ウィービング幅を板厚の約半分
とし、溶接トーチの角度は、ウィービングさせないとき
と同様に０乃至１０°とし、表面側停止位置７ａにおけ
る停止時間Ｓaと裏面側停止位置７ｂにおける停止時間
Ｓbとの比率（Ｓa：Ｓb）は１：１とするのが一般的で
あった。
とし、溶接トーチの角度は、ウィービングさせないとき
と同様に０乃至１０°とし、表面側停止位置７ａにおけ
る停止時間Ｓaと裏面側停止位置７ｂにおける停止時間
Ｓbとの比率（Ｓa：Ｓb）は１：１とするのが一般的で
あった。
【０００７】一方、鉄骨及び橋梁等の溶接においては、
図７に示すＶ形開先を有する突合せ継手の他に、レ形開
先を有するＴ継手が多く使用されており、これらの開先
を溶接する場合においても、溶接の高能率化を図るため
に、エレクトロガスアーク溶接を適用することが提案さ
れている。
図７に示すＶ形開先を有する突合せ継手の他に、レ形開
先を有するＴ継手が多く使用されており、これらの開先
を溶接する場合においても、溶接の高能率化を図るため
に、エレクトロガスアーク溶接を適用することが提案さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔ継手
のレ形開先に対して、突合せ継手のＶ形開先と同様の溶
接条件でエレクトロガスアーク溶接すると、以下に示す
種々の問題点が発生する。図８は従来のエレクトロガス
アーク溶接方法によりＴ継手を溶接した場合の溶接欠陥
を示す平面図である。なお、図８（ａ）は鋼製の裏当材
を使用した例であり、図８（ｂ）は水冷式の銅製裏当材
を使用した例である。
のレ形開先に対して、突合せ継手のＶ形開先と同様の溶
接条件でエレクトロガスアーク溶接すると、以下に示す
種々の問題点が発生する。図８は従来のエレクトロガス
アーク溶接方法によりＴ継手を溶接した場合の溶接欠陥
を示す平面図である。なお、図８（ａ）は鋼製の裏当材
を使用した例であり、図８（ｂ）は水冷式の銅製裏当材
を使用した例である。
【０００９】図８に示すように、垂直に立てられた鋼板
１１の表面に、垂直に立てられた鋼板１２の傾斜した端
面を向けて配置することによりＴ継手が形成され、鋼板
１１と鋼板１２との間には、垂直方向に延びるレ形開先
部１３が形成されている。
１１の表面に、垂直に立てられた鋼板１２の傾斜した端
面を向けて配置することによりＴ継手が形成され、鋼板
１１と鋼板１２との間には、垂直方向に延びるレ形開先
部１３が形成されている。
【００１０】図８（ａ）に示すように、レ形開先部１３
の溶接裏面側に鋼製の裏当材１４ａを当て、突合せ継手
のＶ形開先と同様の溶接条件で溶接すると、鋼板１１と
裏当材１４とにより形成される角部（止端部）におい
て、溶込み深さが浅くなって溶接金属１６に溶込み不良
１８が発生することがある。また、溶接金属１６の溶接
表面側においては、鋼板１１の表面にアンダカット１９
ａ等の欠陥が発生しやすくなるという問題点がある。
の溶接裏面側に鋼製の裏当材１４ａを当て、突合せ継手
のＶ形開先と同様の溶接条件で溶接すると、鋼板１１と
裏当材１４とにより形成される角部（止端部）におい
て、溶込み深さが浅くなって溶接金属１６に溶込み不良
１８が発生することがある。また、溶接金属１６の溶接
表面側においては、鋼板１１の表面にアンダカット１９
ａ等の欠陥が発生しやすくなるという問題点がある。
【００１１】また、図８（ｂ）に示すように、鋼製の裏
当材１４ａの代わりに水冷式の銅製裏当材１４ｂを使用
した場合、鋼板１１と裏当材１４ｂとにより形成される
角部（止端部）にアンダカット２０が発生すると共に、
溶接金属１６の溶接表面において、鋼板１１の表面側に
もアンダカット１９ｂが発生しやすくなる。この現象は
セラミック製の裏当材を使用した場合も同様であり、溶
接金属の溶接表面側及び裏面側にアンダカットが発生し
て、良好な止端形状を得ることができなくなる。そし
て、これらの問題は、開先断面積を狭くした場合に特に
顕著に発生する傾向があるので、溶接入熱の低減を図る
ためにも、最適な溶接条件の選択が要求されている。
当材１４ａの代わりに水冷式の銅製裏当材１４ｂを使用
した場合、鋼板１１と裏当材１４ｂとにより形成される
角部（止端部）にアンダカット２０が発生すると共に、
溶接金属１６の溶接表面において、鋼板１１の表面側に
もアンダカット１９ｂが発生しやすくなる。この現象は
セラミック製の裏当材を使用した場合も同様であり、溶
接金属の溶接表面側及び裏面側にアンダカットが発生し
て、良好な止端形状を得ることができなくなる。そし
て、これらの問題は、開先断面積を狭くした場合に特に
顕著に発生する傾向があるので、溶接入熱の低減を図る
ためにも、最適な溶接条件の選択が要求されている。
【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、Ｔ継手の溶接に適用され、表ビード及び裏
ビード形状を向上させることができると共に、良好な溶
込み深さを得ることができる鋼板のエレクトロガスアー
ク溶接方法を提供することを目的とする。
のであって、Ｔ継手の溶接に適用され、表ビード及び裏
ビード形状を向上させることができると共に、良好な溶
込み深さを得ることができる鋼板のエレクトロガスアー
ク溶接方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼板のエレ
クトロガスアーク溶接方法は、第１鋼板の表面に、１５
ｍｍ以上の板厚を有する第２鋼板の端面を向け、開先角
度を０乃至４０°、ルート間隔Ｌを３乃至１５ｍｍ、溶
接表面側の開先幅を４５ｍｍ以下として配置されたＴ継
手に対して、溶接表面側及び溶接裏面側に表当材及び裏
当材を当て、直径が１．４乃至２．０ｍｍであるフラッ
クス入りワイヤを使用して３００乃至６００Ａの溶接電
流で第２鋼板の板厚方向に単振動ウィービング溶接する
エレクトロガスアーク溶接方法において、トーチ角度を
λ（°）、開先角度をθ（°）、溶接表面側におけるワ
イヤ停止時間をＳa（秒）、溶接裏面側におけるワイヤ
停止時間をＳb（秒）、溶接表面側の開先幅をＷ（ｍ
ｍ）、ワイヤ径をＰ（ｍｍ）、ウィービング幅をＺ（ｍ
ｍ）、第２鋼板の板厚をＴ（ｍｍ）としたとき、トーチ
角度λを（λz−５）乃至３０、（但し、λz＝−０．５
θ＋２７．５） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間Ｓaを（Ｓaz−０．
５）乃至（Ｓaz＋１．０）、（但し、Ｓaz＝Ｗ／１０＋
０．０５λ−２Ｐ＋２．７） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間に対する溶接裏面側
におけるワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）を０．４乃至
０．７、ウィービング幅Ｚを（Ｔ−１５）乃至（Ｔ−
３）として第１鋼板と第２鋼板とを溶接することを特徴
とする。
クトロガスアーク溶接方法は、第１鋼板の表面に、１５
ｍｍ以上の板厚を有する第２鋼板の端面を向け、開先角
度を０乃至４０°、ルート間隔Ｌを３乃至１５ｍｍ、溶
接表面側の開先幅を４５ｍｍ以下として配置されたＴ継
手に対して、溶接表面側及び溶接裏面側に表当材及び裏
当材を当て、直径が１．４乃至２．０ｍｍであるフラッ
クス入りワイヤを使用して３００乃至６００Ａの溶接電
流で第２鋼板の板厚方向に単振動ウィービング溶接する
エレクトロガスアーク溶接方法において、トーチ角度を
λ（°）、開先角度をθ（°）、溶接表面側におけるワ
イヤ停止時間をＳa（秒）、溶接裏面側におけるワイヤ
停止時間をＳb（秒）、溶接表面側の開先幅をＷ（ｍ
ｍ）、ワイヤ径をＰ（ｍｍ）、ウィービング幅をＺ（ｍ
ｍ）、第２鋼板の板厚をＴ（ｍｍ）としたとき、トーチ
角度λを（λz−５）乃至３０、（但し、λz＝−０．５
θ＋２７．５） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間Ｓaを（Ｓaz−０．
５）乃至（Ｓaz＋１．０）、（但し、Ｓaz＝Ｗ／１０＋
０．０５λ−２Ｐ＋２．７） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間に対する溶接裏面側
におけるワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）を０．４乃至
０．７、ウィービング幅Ｚを（Ｔ−１５）乃至（Ｔ−
３）として第１鋼板と第２鋼板とを溶接することを特徴
とする。
【００１４】このフラックス入りワイヤは、フラックス
中にＴｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素を含有することが好
ましい。
中にＴｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素を含有することが好
ましい。
【００１５】前記表当材は水冷式の摺動銅板とすること
ができ、前記裏当材は鋼製当材、セラミック製当材、水
冷式の銅製当材又は空冷式の銅製当材とすることができ
る。
ができ、前記裏当材は鋼製当材、セラミック製当材、水
冷式の銅製当材又は空冷式の銅製当材とすることができ
る。
【００１６】また、前記開先角度θが５乃至４０°であ
るとき、トーチ角度λを（λz−５）乃至（λz＋５）と
することが好ましい。
るとき、トーチ角度λを（λz−５）乃至（λz＋５）と
することが好ましい。
【００１７】なお、本発明方法において、単振動ウィー
ビングの方向は、正確に第２鋼板の板厚方向に平行であ
る必要はなく、開先角度等に応じて、第２鋼板の板厚方
向から適宜傾けることができる。
ビングの方向は、正確に第２鋼板の板厚方向に平行であ
る必要はなく、開先角度等に応じて、第２鋼板の板厚方
向から適宜傾けることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
るために鋭意実験研究を重ねた結果、溶接条件を厳密に
規定することにより、ビード形状が向上すると共に、良
好な溶込み深さを得ることができることを見い出した。
るために鋭意実験研究を重ねた結果、溶接条件を厳密に
規定することにより、ビード形状が向上すると共に、良
好な溶込み深さを得ることができることを見い出した。
【００１９】図１は本発明の実施例に係る鋼板のエレク
トロガスアーク溶接方法において、鋼板及び当て材の配
置方法を示す平面図であり、図２は本発明の実施例に係
る鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法を示す平面図、
図３は図２のＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図１
に示すように、第１及び第２鋼板２１、２２を垂直に立
て、第１鋼板２１の表面に、第２鋼板２２の傾斜した端
面２２ａを向けて配置することにより、平面視でＴ形の
継手が形成されており、鋼板２１と鋼板２２との間に
は、垂直方向に延びるレ形開先部２３が形成されてい
る。そして、レ形開先部２３の溶接裏面側にこの開先部
２３を覆うサイズの裏当材２４を当てると共に、溶接表
面側に表当材２５を当て、表当材２５の上にシールドガ
スを供給するガス供給口３０を配置する。
トロガスアーク溶接方法において、鋼板及び当て材の配
置方法を示す平面図であり、図２は本発明の実施例に係
る鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法を示す平面図、
図３は図２のＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図１
に示すように、第１及び第２鋼板２１、２２を垂直に立
て、第１鋼板２１の表面に、第２鋼板２２の傾斜した端
面２２ａを向けて配置することにより、平面視でＴ形の
継手が形成されており、鋼板２１と鋼板２２との間に
は、垂直方向に延びるレ形開先部２３が形成されてい
る。そして、レ形開先部２３の溶接裏面側にこの開先部
２３を覆うサイズの裏当材２４を当てると共に、溶接表
面側に表当材２５を当て、表当材２５の上にシールドガ
スを供給するガス供給口３０を配置する。
【００２０】溶接時においては、図２及び３に示すよう
に、裏当材２４、表当材２５並びに鋼板２１及び２２に
より囲まれたレ形開先部２３に対して、ガス供給口３０
からシールドガスを供給すると共に、第２鋼板２２の板
厚方向に溶接トーチをウィービングさせる。即ち、溶接
チップ３１に保持されたワイヤ３２の先端を、開先部２
３内において表面側停止位置２７ａと裏面側停止位置２
７ｂとの間で往復させる。そして、ワイヤ３２の先端で
アーク３３を発生させることにより、開先部２３にその
上方に向かって溶接金属２６を積層すると共に、溶接金
属２６の積層に伴って、表当材２５及びガス供給口３０
を開先部２３の上方に向かって摺動させる。なお、溶接
チップ３１を支持する溶接トーチ３４は、垂直軸３５に
対してトーチ角度λ（°）で溶接表面側に傾斜させてい
る。
に、裏当材２４、表当材２５並びに鋼板２１及び２２に
より囲まれたレ形開先部２３に対して、ガス供給口３０
からシールドガスを供給すると共に、第２鋼板２２の板
厚方向に溶接トーチをウィービングさせる。即ち、溶接
チップ３１に保持されたワイヤ３２の先端を、開先部２
３内において表面側停止位置２７ａと裏面側停止位置２
７ｂとの間で往復させる。そして、ワイヤ３２の先端で
アーク３３を発生させることにより、開先部２３にその
上方に向かって溶接金属２６を積層すると共に、溶接金
属２６の積層に伴って、表当材２５及びガス供給口３０
を開先部２３の上方に向かって摺動させる。なお、溶接
チップ３１を支持する溶接トーチ３４は、垂直軸３５に
対してトーチ角度λ（°）で溶接表面側に傾斜させてい
る。
【００２１】本発明においては、図４に示すように、第
２鋼板２２の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接
表面側の開先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等を規定し、これらの
値により、図３に示すトーチ角度λ、停止位置２７ａ及
び２７ｂにおける停止時間Ｓa及びＳb並びに図２に示す
ウィービング幅Ｚの適切な範囲を算出している。
２鋼板２２の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接
表面側の開先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等を規定し、これらの
値により、図３に示すトーチ角度λ、停止位置２７ａ及
び２７ｂにおける停止時間Ｓa及びＳb並びに図２に示す
ウィービング幅Ｚの適切な範囲を算出している。
【００２２】そこで、先ず、本発明におけるエレクトロ
ガスアーク溶接方法について、第２鋼板の板厚Ｔ、開先
角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接表面側の開先幅Ｗ、ワイヤ
径Ｐ及び溶接電流の数値限定理由について説明する。
ガスアーク溶接方法について、第２鋼板の板厚Ｔ、開先
角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接表面側の開先幅Ｗ、ワイヤ
径Ｐ及び溶接電流の数値限定理由について説明する。
【００２３】板厚Ｔ：１５ｍｍ以上 第２鋼板の板厚Ｔが１５ｍｍ未満であると、溶接金属を
形成する領域の溶接表面側から溶接裏面側までの距離が
短くなり、溶接表面側及び溶接裏面側に熱が十分に届く
ので、ウィービングをすることなく良好なビード形状及
び溶込み深さを得ることができる。従って、第２鋼板の
板厚Ｔは１５ｍｍ以上とする。
形成する領域の溶接表面側から溶接裏面側までの距離が
短くなり、溶接表面側及び溶接裏面側に熱が十分に届く
ので、ウィービングをすることなく良好なビード形状及
び溶込み深さを得ることができる。従って、第２鋼板の
板厚Ｔは１５ｍｍ以上とする。
【００２４】開先角度θ：０乃至４０° 開先角度θが４０°を超えると、溶接裏面側に十分に熱
が届くので、トーチ角度等を規定することなく良好なビ
ード形状及び溶込み深さを得ることができる。また、溶
接表面側においては、板厚が厚い場合には開先幅が広く
なるので、溶接表面側停止位置においてワイヤの停止時
間Ｓaを長くしても、良好な表ビード形状を得ることが
できなくなる等の問題が発生する。従って、開先角度θ
は０乃至４０°とする。
が届くので、トーチ角度等を規定することなく良好なビ
ード形状及び溶込み深さを得ることができる。また、溶
接表面側においては、板厚が厚い場合には開先幅が広く
なるので、溶接表面側停止位置においてワイヤの停止時
間Ｓaを長くしても、良好な表ビード形状を得ることが
できなくなる等の問題が発生する。従って、開先角度θ
は０乃至４０°とする。
【００２５】ルート間隔Ｌ：３乃至１５ｍｍ ルート間隔Ｌが３ｍｍ未満であると、間隔が狭くなりす
ぎて、本発明において規定する範囲では、良好な裏ビー
ド形状及び溶込み深さを得ることができない。また、ル
ート間隔Ｌが１５ｍｍを超えると、溶接裏面側にも十分
に熱が届くので、トーチ角度等を規定することなく良好
なビード形状及び溶込み深さを得ることができる。した
がって、ルート間隔Ｌは３乃至１５ｍｍとする。
ぎて、本発明において規定する範囲では、良好な裏ビー
ド形状及び溶込み深さを得ることができない。また、ル
ート間隔Ｌが１５ｍｍを超えると、溶接裏面側にも十分
に熱が届くので、トーチ角度等を規定することなく良好
なビード形状及び溶込み深さを得ることができる。した
がって、ルート間隔Ｌは３乃至１５ｍｍとする。
【００２６】溶接表面側の開先幅Ｗ：４５ｍｍ以下 溶接表面側の開先幅Ｗが４５ｍｍを超えると、表面側停
止位置においてワイヤの停止時間を長くしてもビード止
端部に熱が十分に届かなくなり、溶接金属と母材（鋼材
２１及び２２）とが十分に溶け合わないので、アンダカ
ットが発生してしまう。従って、溶接表面側の開先幅Ｗ
は４５ｍｍ以下とする。
止位置においてワイヤの停止時間を長くしてもビード止
端部に熱が十分に届かなくなり、溶接金属と母材（鋼材
２１及び２２）とが十分に溶け合わないので、アンダカ
ットが発生してしまう。従って、溶接表面側の開先幅Ｗ
は４５ｍｍ以下とする。
【００２７】ワイヤ径Ｐ：１．４乃至２．０ｍｍ ワイヤ径Ｐが１．４ｍｍ未満であると、アークの広がり
が不足するので、溶接表面側においてはビード止端部ま
で熱を十分に伝えることができず、溶接金属と母材であ
る鋼板とが十分になじまないので、良好なビード形状を
得ることができない。また、溶接裏面側においてもアー
ク熱が不足することにより、ビード形状が不良になると
共に、溶込み不足等が発生する。一方、ワイヤ径Ｐが
２．０ｍｍを超えると、アークの広がりは十分に得られ
るが、溶接入熱が高くなるので、母材である鋼板の熱影
響部及びボンド部の衝撃性能が劣化し、継手品質が低下
してしまう。従って、ワイヤ径Ｐは１．４乃至２．０ｍ
ｍとする。
が不足するので、溶接表面側においてはビード止端部ま
で熱を十分に伝えることができず、溶接金属と母材であ
る鋼板とが十分になじまないので、良好なビード形状を
得ることができない。また、溶接裏面側においてもアー
ク熱が不足することにより、ビード形状が不良になると
共に、溶込み不足等が発生する。一方、ワイヤ径Ｐが
２．０ｍｍを超えると、アークの広がりは十分に得られ
るが、溶接入熱が高くなるので、母材である鋼板の熱影
響部及びボンド部の衝撃性能が劣化し、継手品質が低下
してしまう。従って、ワイヤ径Ｐは１．４乃至２．０ｍ
ｍとする。
【００２８】溶接電流：３００乃至６００Ａ 溶接電流が３００Ａ未満であると、アーク熱が不足する
ため、溶接金属と母材である鋼板とを十分になじませる
ことができず、溶接能率も低下する。また、溶接電流が
６００Ａを超えると、溶接速度が速くなりすぎるので、
高温割れ及び融合不良等が発生しやすくなる。従って、
溶接電流は３００乃至６００Ａとする。但し、溶接作業
性を考慮すると、ワイヤ径Ｐに対応させることが好まし
く、ワイヤ径Ｐが１．４ｍｍの場合は溶接電流を３００
乃至５００Ａとし、ワイヤ径Ｐが１．６ｍｍの場合は溶
接電流を３５０乃至５５０Ａとし、ワイヤ径Ｐが２．０
ｍｍの場合は溶接電流を４００乃至６００Ａとすること
が望ましい。
ため、溶接金属と母材である鋼板とを十分になじませる
ことができず、溶接能率も低下する。また、溶接電流が
６００Ａを超えると、溶接速度が速くなりすぎるので、
高温割れ及び融合不良等が発生しやすくなる。従って、
溶接電流は３００乃至６００Ａとする。但し、溶接作業
性を考慮すると、ワイヤ径Ｐに対応させることが好まし
く、ワイヤ径Ｐが１．４ｍｍの場合は溶接電流を３００
乃至５００Ａとし、ワイヤ径Ｐが１．６ｍｍの場合は溶
接電流を３５０乃至５５０Ａとし、ワイヤ径Ｐが２．０
ｍｍの場合は溶接電流を４００乃至６００Ａとすること
が望ましい。
【００２９】次に、上述の如く規定された第２鋼板２２
の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接表面側の開
先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等により算出されるトーチ角度
λ、停止位置２７ａ及び２７ｂにおける停止時間Ｓa及
びＳb並びにウィービング幅Ｚの算出方法及び数値限定
理由について説明する。
の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔Ｌ、溶接表面側の開
先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等により算出されるトーチ角度
λ、停止位置２７ａ及び２７ｂにおける停止時間Ｓa及
びＳb並びにウィービング幅Ｚの算出方法及び数値限定
理由について説明する。
【００３０】トーチ角度λ：（λz−５）乃至３０、但
し、λz＝−０．５θ＋２７．５ 図３に示す垂直軸３５と溶接トーチ３４から延出するワ
イヤ３２とがなす角（トーチ角度λ）は、セラミック製
又は銅製の裏当材を使用した場合の裏ビード形状（特
に、第１鋼板側の止端形状）又は鋼製の裏当材を使用し
た場合の溶込み深さに影響を与える。また、前述の如
く、開先角度θが狭くなるほど、セラミック製又は銅製
の裏当材を使用した場合には、アンダカットが発生しや
すくなり、鋼製の裏当材を使用した場合には、溶込み不
足となる傾向がある。即ち、開先角度θが狭くなるほ
ど、トーチ角度λを大きくする必要がある。そこで、本
願発明者等は、経験的に最適なトーチ角度の基準値λz
（°）を下記数式１によって規定した。
し、λz＝−０．５θ＋２７．５ 図３に示す垂直軸３５と溶接トーチ３４から延出するワ
イヤ３２とがなす角（トーチ角度λ）は、セラミック製
又は銅製の裏当材を使用した場合の裏ビード形状（特
に、第１鋼板側の止端形状）又は鋼製の裏当材を使用し
た場合の溶込み深さに影響を与える。また、前述の如
く、開先角度θが狭くなるほど、セラミック製又は銅製
の裏当材を使用した場合には、アンダカットが発生しや
すくなり、鋼製の裏当材を使用した場合には、溶込み不
足となる傾向がある。即ち、開先角度θが狭くなるほ
ど、トーチ角度λを大きくする必要がある。そこで、本
願発明者等は、経験的に最適なトーチ角度の基準値λz
（°）を下記数式１によって規定した。
【００３１】
【数１】λz＝−０．５θ＋２７．５ しかしながら、実際のトーチ角度λは、最適なトーチ角
度の基準値λzを含み、ビード形状及び溶込み深さに影
響を与えない範囲で設定する必要がある。トーチ角度λ
が（λz−５）°未満であると、良好な裏ビード形状又
は溶込み深さを得ることができない。一方、トーチ角度
λが３０°を超えると、アーク点を表面側の表当材に接
近させることが困難になると共に、左右方向（ウィービ
ング方向に直交する方向）へのアークの広がりが小さく
なるので、良好な表ビードを得ることができない。従っ
て、トーチ角度λは（λz−５）乃至３０（°）とす
る。このλzは上記数式１により算出される。
度の基準値λzを含み、ビード形状及び溶込み深さに影
響を与えない範囲で設定する必要がある。トーチ角度λ
が（λz−５）°未満であると、良好な裏ビード形状又
は溶込み深さを得ることができない。一方、トーチ角度
λが３０°を超えると、アーク点を表面側の表当材に接
近させることが困難になると共に、左右方向（ウィービ
ング方向に直交する方向）へのアークの広がりが小さく
なるので、良好な表ビードを得ることができない。従っ
て、トーチ角度λは（λz−５）乃至３０（°）とす
る。このλzは上記数式１により算出される。
【００３２】但し、開先角度θが５°以上と大きい場
合、不必要にトーチ角度λを大きくすることは好ましく
ない。従って、開先角度θが５°以上である場合、トー
チ角度λは（λz−５）乃至（λz＋５）とすることが好
ましい。
合、不必要にトーチ角度λを大きくすることは好ましく
ない。従って、開先角度θが５°以上である場合、トー
チ角度λは（λz−５）乃至（λz＋５）とすることが好
ましい。
【００３３】溶接表面側におけるワイヤ停止時間Ｓa：
（Ｓaz−０．５）乃至（Ｓaz＋１．０）、但し、Ｓaz＝
Ｗ／１０＋０．０５λ−２Ｐ＋２．７ ワイヤは開先部内において表面側停止位置２７ａと裏面
側停止位置２７ｂとの間でウィービング動作をする。こ
のとき、開先幅が広くなるほど、開先止端部に熱を伝え
るための時間が必要となるので、表面側停止位置２７ａ
における停止時間Ｓaを長くする必要がある。そこで、
本願発明者等は、トーチ角度λが０°で、ワイヤ径が
１．６ｍｍであるワイヤを使用した場合の表面側停止位
置２７ａにおける停止時間の基準値Ｓ1z（秒）を開先幅
Ｗを使用して下記数式２によって規定した。
（Ｓaz−０．５）乃至（Ｓaz＋１．０）、但し、Ｓaz＝
Ｗ／１０＋０．０５λ−２Ｐ＋２．７ ワイヤは開先部内において表面側停止位置２７ａと裏面
側停止位置２７ｂとの間でウィービング動作をする。こ
のとき、開先幅が広くなるほど、開先止端部に熱を伝え
るための時間が必要となるので、表面側停止位置２７ａ
における停止時間Ｓaを長くする必要がある。そこで、
本願発明者等は、トーチ角度λが０°で、ワイヤ径が
１．６ｍｍであるワイヤを使用した場合の表面側停止位
置２７ａにおける停止時間の基準値Ｓ1z（秒）を開先幅
Ｗを使用して下記数式２によって規定した。
【００３４】
【数２】Ｓ1z＝Ｗ／１０−０．５ また、表面側の停止時間Ｓaはトーチ角度λによっても
影響される。即ち、トーチ角度λが大きいほどアーク点
を表当材に接近させることが困難になると共に、左右方
向（ウィービング方向に直交する方向）へのアークの広
がりが小さくなるので、良好な表ビードを得るための停
止時間Ｓaを長くする必要がある。本発明においては、
トーチ角度λが０°である場合に対して、トーチ角度λ
が大きくなった場合に表面側の停止時間Ｓaを長くする
割合をｂとしたとき、ｂを下記数式３によって規定す
る。
影響される。即ち、トーチ角度λが大きいほどアーク点
を表当材に接近させることが困難になると共に、左右方
向（ウィービング方向に直交する方向）へのアークの広
がりが小さくなるので、良好な表ビードを得るための停
止時間Ｓaを長くする必要がある。本発明においては、
トーチ角度λが０°である場合に対して、トーチ角度λ
が大きくなった場合に表面側の停止時間Ｓaを長くする
割合をｂとしたとき、ｂを下記数式３によって規定す
る。
【００３５】
【数３】ｂ＝０．０５λ 更に、表面側の停止時間Ｓaはワイヤ径Ｐによっても影
響される。即ち、ワイヤ径Ｐが太くなるほど溶接入熱が
大きくなるので、停止時間Ｓaを短くする必要がある。
例えば、ワイヤ径が２．０ｍｍである場合には、ワイヤ
径が１．６ｍｍである場合と比較して、停止時間Ｓaを
約０．８秒短くする必要があり、ワイヤ径が１．４ｍｍ
である場合には、ワイヤ径が１．６ｍｍである場合と比
較して、停止時間Ｓaを約０．４秒長くする必要があ
る。従って、本発明においては、ワイヤ径Ｐが１．６ｍ
ｍである場合を基準にして、ワイヤ径Ｐが他の値である
場合に表面側の停止時間Ｓaを変化させる割合をｃとし
たとき、ｃを下記数式４によって規定する。
響される。即ち、ワイヤ径Ｐが太くなるほど溶接入熱が
大きくなるので、停止時間Ｓaを短くする必要がある。
例えば、ワイヤ径が２．０ｍｍである場合には、ワイヤ
径が１．６ｍｍである場合と比較して、停止時間Ｓaを
約０．８秒短くする必要があり、ワイヤ径が１．４ｍｍ
である場合には、ワイヤ径が１．６ｍｍである場合と比
較して、停止時間Ｓaを約０．４秒長くする必要があ
る。従って、本発明においては、ワイヤ径Ｐが１．６ｍ
ｍである場合を基準にして、ワイヤ径Ｐが他の値である
場合に表面側の停止時間Ｓaを変化させる割合をｃとし
たとき、ｃを下記数式４によって規定する。
【００３６】
【数４】ｃ＝−２（Ｐ−１．６） 上記数式２乃至４より、表面側停止位置２７ａにおける
最適な停止時間の基準値Ｓaz（秒）は下記数式５によっ
て表される。
最適な停止時間の基準値Ｓaz（秒）は下記数式５によっ
て表される。
【００３７】
【数５】 Ｓaz＝Ｓ1z＋ｂ＋ｃ ＝Ｗ／１０−０．５＋０．０５λ−２（Ｐ−１．６） ＝Ｗ／１０＋０．０５λ−２Ｐ＋２．７ しかしながら、表面側停止位置２７ａにおける実際の停
止時間Ｓaは、最適な停止時間の基準値Ｓazを含み、ビ
ード形状及び溶込み深さに影響を与えない範囲で設定す
る必要がある。停止時間Ｓaが（Ｓaz−０．５）秒未満
であると、アーク熱の広がりを十分に得ることができ
ず、溶着金属と母材である鋼板とが十分になじまないの
で、アンダカット等を防止することができず、良好な止
端形状を得ることができない。一方、停止時間Ｓａが
（Ｓaz＋１．０）秒を超えると、溶着金属と母材である
鋼板とのなじみ性は良好となるが、表面側停止位置２７
ａに停止する時間を長くすることは溶接裏面側のビード
形状が劣化するか、又は溶込み不足となる原因になるの
で、停止時間Ｓaを必要以上に長くすることは好ましく
ない。従って、表面側停止位置２７ａにおける停止時間
Ｓaは（Ｓaz−０．５）乃至（Ｓaz＋１．０）とする。
このＳazは上記数式５により算出される。
止時間Ｓaは、最適な停止時間の基準値Ｓazを含み、ビ
ード形状及び溶込み深さに影響を与えない範囲で設定す
る必要がある。停止時間Ｓaが（Ｓaz−０．５）秒未満
であると、アーク熱の広がりを十分に得ることができ
ず、溶着金属と母材である鋼板とが十分になじまないの
で、アンダカット等を防止することができず、良好な止
端形状を得ることができない。一方、停止時間Ｓａが
（Ｓaz＋１．０）秒を超えると、溶着金属と母材である
鋼板とのなじみ性は良好となるが、表面側停止位置２７
ａに停止する時間を長くすることは溶接裏面側のビード
形状が劣化するか、又は溶込み不足となる原因になるの
で、停止時間Ｓaを必要以上に長くすることは好ましく
ない。従って、表面側停止位置２７ａにおける停止時間
Ｓaは（Ｓaz−０．５）乃至（Ｓaz＋１．０）とする。
このＳazは上記数式５により算出される。
【００３８】なお、溶接電流の停止時間Ｓaに対する影
響については、同一ワイヤ径の場合、電流値が高くなる
ほど単位時間あたりのアーク熱は増大するが、同時に溶
接速度も速くなるので、単位溶接長当たりに与えられる
溶接入熱は殆ど増加しない。従って、溶接電流の停止時
間Ｓaに対する影響は、本発明において規定する３００
乃至６００Ａの範囲においては、殆ど無視することがで
きる。
響については、同一ワイヤ径の場合、電流値が高くなる
ほど単位時間あたりのアーク熱は増大するが、同時に溶
接速度も速くなるので、単位溶接長当たりに与えられる
溶接入熱は殆ど増加しない。従って、溶接電流の停止時
間Ｓaに対する影響は、本発明において規定する３００
乃至６００Ａの範囲においては、殆ど無視することがで
きる。
【００３９】溶接表面側におけるワイヤ停止時間Ｓaに
対する溶接裏面側におけるワイヤ停止時間Ｓbの比（Ｓb
／Ｓa）：０．４乃至０．７ 前述の如く、本発明において、ワイヤは開先部内におい
て表面側停止位置２７ａと裏面側停止位置２７ｂとの間
でウィービング動作をする。裏面側停止位置２７ｂにお
ける停止時間Ｓbが長くなるほど、溶接裏面側のビード
形状及び溶込み深さを良好にすることができるが、長く
なりすぎると、溶接表面側と溶接裏面側との熱量のバラ
ンスが崩れるので、溶接表面側にアンダカット等の溶接
欠陥が発生する。表面側の停止時間Ｓaに対する裏面側
の停止時間Ｓbの比率（Ｓb／Ｓa）が０．４未満である
と、良好な裏ビード形状又は溶込み深さを得ることがで
きない。一方、（Ｓb／Ｓa）が０．７を超えると、溶接
裏面側と溶接表面側との熱量のバランスが崩れ、表面側
の熱量が不足するので、溶接表面側において、良好なビ
ード形状を得ることができなくなる。従って、溶接表面
側における停止時間Ｓaに対する溶接裏面側における停
止時間Ｓbの比率（Ｓb／Ｓa）は０．４乃至０．７とす
る。
対する溶接裏面側におけるワイヤ停止時間Ｓbの比（Ｓb
／Ｓa）：０．４乃至０．７ 前述の如く、本発明において、ワイヤは開先部内におい
て表面側停止位置２７ａと裏面側停止位置２７ｂとの間
でウィービング動作をする。裏面側停止位置２７ｂにお
ける停止時間Ｓbが長くなるほど、溶接裏面側のビード
形状及び溶込み深さを良好にすることができるが、長く
なりすぎると、溶接表面側と溶接裏面側との熱量のバラ
ンスが崩れるので、溶接表面側にアンダカット等の溶接
欠陥が発生する。表面側の停止時間Ｓaに対する裏面側
の停止時間Ｓbの比率（Ｓb／Ｓa）が０．４未満である
と、良好な裏ビード形状又は溶込み深さを得ることがで
きない。一方、（Ｓb／Ｓa）が０．７を超えると、溶接
裏面側と溶接表面側との熱量のバランスが崩れ、表面側
の熱量が不足するので、溶接表面側において、良好なビ
ード形状を得ることができなくなる。従って、溶接表面
側における停止時間Ｓaに対する溶接裏面側における停
止時間Ｓbの比率（Ｓb／Ｓa）は０．４乃至０．７とす
る。
【００４０】ウィービング幅Ｚ：（Ｔ−１５）乃至（Ｔ
−３） 本発明においては、第２鋼板の板厚方向にワイヤをウィ
ービングさせながら鋼板を溶接する。このときのウィー
ビング幅Ｚが第２鋼板の板厚Ｔに対して広すぎると、作
業性が悪化するか、又は表当材を損傷してしまう。即
ち、使用する裏当材がセラミック製又は鋼製の場合、ウ
ィービング幅Ｚが（Ｔ−３）ｍｍを超えてアークが直接
裏当材に当たると、アークが不安定になって、多量のス
パッタが発生する。また、使用する裏当材が銅製である
場合においては、ウィービング幅Ｚが（Ｔ−３）を超え
てアークが直接裏当材に当たると、裏当材を損傷する。
一方、ウィービング幅Ｚが（Ｔ−１５）ｍｍ未満である
と、溶接表面側及び溶接裏面側にアーク熱が十分に届か
ないので、良好なビード形状及び溶込み深さを得ること
ができない。従って、ウィービング幅Ｚは（Ｔ−１５）
乃至（Ｔ−３）とする。
−３） 本発明においては、第２鋼板の板厚方向にワイヤをウィ
ービングさせながら鋼板を溶接する。このときのウィー
ビング幅Ｚが第２鋼板の板厚Ｔに対して広すぎると、作
業性が悪化するか、又は表当材を損傷してしまう。即
ち、使用する裏当材がセラミック製又は鋼製の場合、ウ
ィービング幅Ｚが（Ｔ−３）ｍｍを超えてアークが直接
裏当材に当たると、アークが不安定になって、多量のス
パッタが発生する。また、使用する裏当材が銅製である
場合においては、ウィービング幅Ｚが（Ｔ−３）を超え
てアークが直接裏当材に当たると、裏当材を損傷する。
一方、ウィービング幅Ｚが（Ｔ−１５）ｍｍ未満である
と、溶接表面側及び溶接裏面側にアーク熱が十分に届か
ないので、良好なビード形状及び溶込み深さを得ること
ができない。従って、ウィービング幅Ｚは（Ｔ−１５）
乃至（Ｔ−３）とする。
【００４１】なお、本発明において、ウィービング速度
については特に規定しないが、ワイヤが表面側停止位置
２７ａから裏面側停止位置２７ｂに移動する時間は１．
５秒以内であることが好ましい。即ち、停止位置２７ａ
及び２７ｂにおける停止時間Ｓa及びＳbを０秒とした場
合のウィービング回数は、２０（回／分）以上であるこ
とが望ましい。
については特に規定しないが、ワイヤが表面側停止位置
２７ａから裏面側停止位置２７ｂに移動する時間は１．
５秒以内であることが好ましい。即ち、停止位置２７ａ
及び２７ｂにおける停止時間Ｓa及びＳbを０秒とした場
合のウィービング回数は、２０（回／分）以上であるこ
とが望ましい。
【００４２】次いで、本発明において使用するフラック
ス入りワイヤ中のフラックスに含有される成分について
説明する。
ス入りワイヤ中のフラックスに含有される成分について
説明する。
【００４３】フラックス中にＴｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類
元素を含有する Ｔｉ及びＢは溶接金属の組織を微細化し、溶接金属の衝
撃性能を向上させる効果を有することは公知である。し
かしながら、溶接金属中の酸素量が多いと、Ｔｉ及びＢ
が溶接金属中の酸素と結合して酸化物となるので、金属
組織の微細化効果を得ることができず、衝撃性能を向上
させることも困難となる。Ｍｇは強い脱酸力を有してお
り、フラックス中に添加することにより溶接金属中の酸
素量を低減することができるので、Ｔｉ及びＢの添加効
果を高めることができる。しかし、Ｍｇはアークを不安
定にするので、フラックス中にＭｇを添加すると、スパ
ッタ発生量が増加すると共に、Ｍｇが酸化することによ
って生じたＭｇＯはスラグの流動性を低下させる。これ
により、Ｍｇの添加はビード外観等にも悪影響を及ぼ
す。従って、フラックス中にＭｇを多量に添加すること
は好ましくない。一方、希土類元素はＭｇと同様に強い
脱酸力を有しており、アークを安定化すると共にスラグ
の流動性を向上させる効果も有している、そこで、Ｍｇ
と共に希土類元素をフラックス中に添加することによ
り、アークの安定性及びスラグの流動性を低下させるこ
となく、溶接金属中の酸素量を低減することができるの
で、Ｔｉ及びＢの添加効果を高めることができる。従っ
て、本発明において使用するフラックス入りワイヤのフ
ラックスには、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素を含有す
ることが好ましい。
元素を含有する Ｔｉ及びＢは溶接金属の組織を微細化し、溶接金属の衝
撃性能を向上させる効果を有することは公知である。し
かしながら、溶接金属中の酸素量が多いと、Ｔｉ及びＢ
が溶接金属中の酸素と結合して酸化物となるので、金属
組織の微細化効果を得ることができず、衝撃性能を向上
させることも困難となる。Ｍｇは強い脱酸力を有してお
り、フラックス中に添加することにより溶接金属中の酸
素量を低減することができるので、Ｔｉ及びＢの添加効
果を高めることができる。しかし、Ｍｇはアークを不安
定にするので、フラックス中にＭｇを添加すると、スパ
ッタ発生量が増加すると共に、Ｍｇが酸化することによ
って生じたＭｇＯはスラグの流動性を低下させる。これ
により、Ｍｇの添加はビード外観等にも悪影響を及ぼ
す。従って、フラックス中にＭｇを多量に添加すること
は好ましくない。一方、希土類元素はＭｇと同様に強い
脱酸力を有しており、アークを安定化すると共にスラグ
の流動性を向上させる効果も有している、そこで、Ｍｇ
と共に希土類元素をフラックス中に添加することによ
り、アークの安定性及びスラグの流動性を低下させるこ
となく、溶接金属中の酸素量を低減することができるの
で、Ｔｉ及びＢの添加効果を高めることができる。従っ
て、本発明において使用するフラックス入りワイヤのフ
ラックスには、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素を含有す
ることが好ましい。
【００４４】なお、本発明において、使用する裏当材の
形状は特に規定しないが、この裏当材が鋼製又はセラミ
ック製である場合、例えば、図５（ａ）に平面図で示す
ように、切欠きが形成されてない四角柱形状の裏当材２
４ａとすることができる。また、使用する裏当材が銅製
である場合、図５（ｂ）に平面図で示すように、溶接金
属が形成される面の第１鋼板２１側に切欠きを設け、斜
面３７が形成された裏当材２４ｂを使用する。これは、
銅製の裏当材は、鋼製又はセラミック製の裏当材と異な
り、基本的にはアーク熱によって溶融させない（非消
耗）ものであるので、裏ビードの形状に合わせて切欠き
を設ける必要があるからである。但し、裏当材が鋼製又
はセラミック製である場合においても、図５（ｂ）に示
すような切欠きを設けた裏当材を使用することができ
る。
形状は特に規定しないが、この裏当材が鋼製又はセラミ
ック製である場合、例えば、図５（ａ）に平面図で示す
ように、切欠きが形成されてない四角柱形状の裏当材２
４ａとすることができる。また、使用する裏当材が銅製
である場合、図５（ｂ）に平面図で示すように、溶接金
属が形成される面の第１鋼板２１側に切欠きを設け、斜
面３７が形成された裏当材２４ｂを使用する。これは、
銅製の裏当材は、鋼製又はセラミック製の裏当材と異な
り、基本的にはアーク熱によって溶融させない（非消
耗）ものであるので、裏ビードの形状に合わせて切欠き
を設ける必要があるからである。但し、裏当材が鋼製又
はセラミック製である場合においても、図５（ｂ）に示
すような切欠きを設けた裏当材を使用することができ
る。
【００４５】図６は本発明方法を使用して溶接した溶接
金属の形状例を示す平面図である。但し、図６（ａ）は
鋼製の裏当材２４ａを使用した例であり、図６（ｂ）は
セラミック製の裏当材を使用した例である。図６に示す
ように、形成された溶接金属２６ａ及び２６ｂは、表ビ
ード及び裏ビードが共に優れた形状となっており、溶込
み不良及びアンダカット等は発生しなかった。
金属の形状例を示す平面図である。但し、図６（ａ）は
鋼製の裏当材２４ａを使用した例であり、図６（ｂ）は
セラミック製の裏当材を使用した例である。図６に示す
ように、形成された溶接金属２６ａ及び２６ｂは、表ビ
ード及び裏ビードが共に優れた形状となっており、溶込
み不良及びアンダカット等は発生しなかった。
【００４６】
【実施例】以下、本発明に係る鋼板のエレクトロガスア
ーク溶接方法の実施例についてその比較例と比較して具
体的に説明する。
ーク溶接方法の実施例についてその比較例と比較して具
体的に説明する。
【００４７】先ず、下記表１に示すフラックス組成を有
するフラックス入りワイヤと、下記表２に示す組成を有
する鋼板を準備し、図２及び３に示す方法により、下記
表３乃至６に示す種々の条件で鋼板のエレクトロガスア
ーク溶接を実施した。但し、ワイヤ突出し長さは３０乃
至４０ｍｍとし、１００％ＣＯ2のシールドガスを使用
して、その流量を３０乃至３５（リットル／分）とした。
するフラックス入りワイヤと、下記表２に示す組成を有
する鋼板を準備し、図２及び３に示す方法により、下記
表３乃至６に示す種々の条件で鋼板のエレクトロガスア
ーク溶接を実施した。但し、ワイヤ突出し長さは３０乃
至４０ｍｍとし、１００％ＣＯ2のシールドガスを使用
して、その流量を３０乃至３５（リットル／分）とした。
【００４８】そして、得られた溶接金属について、表ビ
ード形状、裏ビード形状及び溶込み深さを観察すること
によりビード形状を評価すると共に、衝撃性能を評価し
た。これらの評価結果を下記表７及び８に示す。なお、
下記表７及び８に示すビード形状の評価結果欄において
は、ビード形状が良好であると共に、良好な溶込み深さ
が得られたものを○（良好）とし、ビード形状が不良で
あるか又は溶込み不良が発生したものを×（不良）とし
た。また、衝撃性能は試験温度を０℃として、溶接金属
から採取した１０ｍｍ角の試験材にＶノッチを形成した
シャルピー衝撃試験片により評価し、２７Ｊ以上の値を
示したものを○、２７Ｊ未満の値であったものを×とし
た。また、ワイヤ記号Ｂのワイヤを使用した場合に２７
Ｊ以上の値を示すと共に、同一の条件（板厚、開先形
状、電流及び電圧）でワイヤ記号Ａのワイヤを使用して
溶接した場合の２倍以上の値であったものを◎とした。
ード形状、裏ビード形状及び溶込み深さを観察すること
によりビード形状を評価すると共に、衝撃性能を評価し
た。これらの評価結果を下記表７及び８に示す。なお、
下記表７及び８に示すビード形状の評価結果欄において
は、ビード形状が良好であると共に、良好な溶込み深さ
が得られたものを○（良好）とし、ビード形状が不良で
あるか又は溶込み不良が発生したものを×（不良）とし
た。また、衝撃性能は試験温度を０℃として、溶接金属
から採取した１０ｍｍ角の試験材にＶノッチを形成した
シャルピー衝撃試験片により評価し、２７Ｊ以上の値を
示したものを○、２７Ｊ未満の値であったものを×とし
た。また、ワイヤ記号Ｂのワイヤを使用した場合に２７
Ｊ以上の値を示すと共に、同一の条件（板厚、開先形
状、電流及び電圧）でワイヤ記号Ａのワイヤを使用して
溶接した場合の２倍以上の値であったものを◎とした。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
【表６】
【００５５】
【表７】
【００５６】
【表８】
【００５７】上記表３乃至８に示すように、実施例Ｎ
ｏ．１乃至１０はエレクトロガスアーク溶接時の種々の
条件が適切に規制されているので、溶接表面側及び裏面
側のビード形状が優れていると共に、良好な溶込み深さ
を得ることができた。特に、実施例Ｎｏ．３及び６は使
用したフラックス入りワイヤのフラックス中に、Ｔｉ、
Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素が含有されているので、衝撃性
能がより一層優れたものとなった。
ｏ．１乃至１０はエレクトロガスアーク溶接時の種々の
条件が適切に規制されているので、溶接表面側及び裏面
側のビード形状が優れていると共に、良好な溶込み深さ
を得ることができた。特に、実施例Ｎｏ．３及び６は使
用したフラックス入りワイヤのフラックス中に、Ｔｉ、
Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素が含有されているので、衝撃性
能がより一層優れたものとなった。
【００５８】一方、比較例Ｎｏ．１１はトーチ角度が本
発明範囲の下限未満であるので、溶込み不良が発生し
た。比較例Ｎｏ．１２はトーチ角度が本発明範囲の下限
未満であると共に、ワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）が
本発明範囲の上限を超えているので、溶接表面側のビー
ド形状が劣化した。比較例Ｎｏ．１３は表面側の停止時
間が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビード形状
が劣化すると共に、衝撃性能が低下した。比較例Ｎｏ．
１４は表面側の停止時間及びワイヤ停止時間の比（Ｓb
／Ｓa）が本発明範囲の上限を超えているので、溶接表
面側及び裏面側のビード形状が劣化すると共に、衝撃性
能が低下した。
発明範囲の下限未満であるので、溶込み不良が発生し
た。比較例Ｎｏ．１２はトーチ角度が本発明範囲の下限
未満であると共に、ワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）が
本発明範囲の上限を超えているので、溶接表面側のビー
ド形状が劣化した。比較例Ｎｏ．１３は表面側の停止時
間が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビード形状
が劣化すると共に、衝撃性能が低下した。比較例Ｎｏ．
１４は表面側の停止時間及びワイヤ停止時間の比（Ｓb
／Ｓa）が本発明範囲の上限を超えているので、溶接表
面側及び裏面側のビード形状が劣化すると共に、衝撃性
能が低下した。
【００５９】また、比較例Ｎｏ．１５はトーチ角度が本
発明範囲の上限を超えているので、溶接表面側のビード
形状が劣化した。比較例Ｎｏ．１６はトーチ角度及び溶
接表面側のワイヤ停止時間が本発明範囲の上限を超えて
いるので、表面側のビード形状が劣化すると共に、溶込
み不足が発生した。比較例Ｎｏ．１７は表面側のワイヤ
停止時間が本発明範囲の下限未満であるので、表面側の
ビード形状が劣化した。
発明範囲の上限を超えているので、溶接表面側のビード
形状が劣化した。比較例Ｎｏ．１６はトーチ角度及び溶
接表面側のワイヤ停止時間が本発明範囲の上限を超えて
いるので、表面側のビード形状が劣化すると共に、溶込
み不足が発生した。比較例Ｎｏ．１７は表面側のワイヤ
停止時間が本発明範囲の下限未満であるので、表面側の
ビード形状が劣化した。
【００６０】比較例Ｎｏ．１８はウィービング幅が本発
明範囲の下限未満であり、比較例Ｎｏ．１９はウィービ
ング幅が本発明範囲の下限未満であると共に、溶接表面
側のワイヤ停止時間が本発明範囲の上限を超えているの
で、いずれも表面側のビード形状が劣化すると共に、溶
込み不良が発生した。比較例Ｎｏ．２０はウィービング
幅が本発明範囲の上限を超えているので、表面側及び裏
面側のビード形状が劣化すると共に、表当材として使用
した銅板が損傷した。
明範囲の下限未満であり、比較例Ｎｏ．１９はウィービ
ング幅が本発明範囲の下限未満であると共に、溶接表面
側のワイヤ停止時間が本発明範囲の上限を超えているの
で、いずれも表面側のビード形状が劣化すると共に、溶
込み不良が発生した。比較例Ｎｏ．２０はウィービング
幅が本発明範囲の上限を超えているので、表面側及び裏
面側のビード形状が劣化すると共に、表当材として使用
した銅板が損傷した。
【００６１】比較例Ｎｏ．２１はウィービング幅が本発
明範囲の上限を超えているので、スパッタが発生すると
共に、表当材として使用した銅板が損傷し、表面側のビ
ード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２２はワイヤ停止時
間の比（Ｓb／Ｓa）が本発明範囲の上限を超えているの
で、溶接表面側のビード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．
２３はワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）が本発明範囲の
下限未満であるので、溶接裏面側に溶込み不足が発生し
た。
明範囲の上限を超えているので、スパッタが発生すると
共に、表当材として使用した銅板が損傷し、表面側のビ
ード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．２２はワイヤ停止時
間の比（Ｓb／Ｓa）が本発明範囲の上限を超えているの
で、溶接表面側のビード形状が劣化した。比較例Ｎｏ．
２３はワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）が本発明範囲の
下限未満であるので、溶接裏面側に溶込み不足が発生し
た。
【００６２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
鋼板により形成されたＴ継手のエレクトロガスアーク溶
接において、鋼板の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔
Ｌ、溶接表面側の開先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等により、最
適なトーチ角度λ、停止位置２７ａ及び２７ｂにおける
停止時間Ｓa及びＳb並びにウィービング幅Ｚを算出し、
これにより種々の条件を規定しているので、裏当材の種
類に拘わらず、表ビード及び裏ビード形状を向上させる
ことができると共に、良好な溶込み深さを得ることがで
きる。また、使用するフラックス入りワイヤのフラック
ス組成を適切に規定すると、得られた溶接金属の衝撃性
能が優れたものとなる。
鋼板により形成されたＴ継手のエレクトロガスアーク溶
接において、鋼板の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート間隔
Ｌ、溶接表面側の開先幅Ｗ及びワイヤ径Ｐ等により、最
適なトーチ角度λ、停止位置２７ａ及び２７ｂにおける
停止時間Ｓa及びＳb並びにウィービング幅Ｚを算出し、
これにより種々の条件を規定しているので、裏当材の種
類に拘わらず、表ビード及び裏ビード形状を向上させる
ことができると共に、良好な溶込み深さを得ることがで
きる。また、使用するフラックス入りワイヤのフラック
ス組成を適切に規定すると、得られた溶接金属の衝撃性
能が優れたものとなる。
【図１】本発明の実施例に係る鋼板のエレクトロガスア
ーク溶接方法において、鋼板及び当て材の配置方法を示
す平面図である。
ーク溶接方法において、鋼板及び当て材の配置方法を示
す平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る鋼板のエレクトロガスア
ーク溶接方法を示す平面図である。
ーク溶接方法を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。
【図４】本発明に係る鋼板のエレクトロガスアーク溶接
方法において、第２鋼板の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート
間隔Ｌ及び溶接表面側の開先幅Ｗを示す平面図である。
方法において、第２鋼板の板厚Ｔ、開先角度θ、ルート
間隔Ｌ及び溶接表面側の開先幅Ｗを示す平面図である。
【図５】裏当材の形状の例を示す平面図である。
【図６】本発明方法を使用して溶接した溶接金属の形状
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図７】Ｖ形開先の片面突合せ継手の従来のエレクトロ
ガスアーク溶接方法を示す平面図である。
ガスアーク溶接方法を示す平面図である。
【図８】従来のエレクトロガスアーク溶接方法によりＴ
継手を溶接した場合の溶接欠陥を示す平面図である。
継手を溶接した場合の溶接欠陥を示す平面図である。
１、２、１１、１２、２１、２２；鋼板 ３、１３、２３；開先部 ４、１４、２４、２４ａ、２４ｂ；裏当材 ５；銅板 ６、１６、２６、２６ａ、２６ｂ；溶接金属 ７ａ、７ｂ、２７ａ、２７ｂ；停止位置 ２５；表当材 ３０；ガス供給口 ３１；溶接チップ ３２；ワイヤ ３３；アーク ３４；溶接トーチ
Claims (5)
- 【請求項１】 第１鋼板の表面に、１５ｍｍ以上の板厚
を有する第２鋼板の端面を向け、開先角度を０乃至４０
°、ルート間隔Ｌを３乃至１５ｍｍ、溶接表面側の開先
幅を４５ｍｍ以下として配置されたＴ継手に対して、溶
接表面側及び溶接裏面側に表当材及び裏当材を当て、直
径が１．４乃至２．０ｍｍであるフラックス入りワイヤ
を使用して３００乃至６００Ａの溶接電流で第２鋼板の
板厚方向に単振動ウィービング溶接するエレクトロガス
アーク溶接方法において、 トーチ角度をλ（°）、開先角度をθ（°）、溶接表面
側におけるワイヤ停止時間をＳa（秒）、溶接裏面側に
おけるワイヤ停止時間をＳb（秒）、溶接表面側の開先
幅をＷ（ｍｍ）、ワイヤ径をＰ（ｍｍ）、ウィービング
幅をＺ（ｍｍ）、第２鋼板の板厚をＴ（ｍｍ）としたと
き、 トーチ角度λを（λz−５）乃至３０、（但し、λz＝−
０．５θ＋２７．５） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間Ｓaを（Ｓaz−０．
５）乃至（Ｓaz＋１．０）、（但し、Ｓaz＝Ｗ／１０＋
０．０５λ−２Ｐ＋２．７） 溶接表面側におけるワイヤ停止時間に対する溶接裏面側
におけるワイヤ停止時間の比（Ｓb／Ｓa）を０．４乃至
０．７、 ウィービング幅Ｚを（Ｔ−１５）乃至（Ｔ−３）として
第１鋼板と第２鋼板とを溶接することを特徴とする鋼板
のエレクトロガスアーク溶接方法。 - 【請求項２】 前記フラックス入りワイヤは、フラック
ス中にＴｉ、Ｂ、Ｍｇ及び希土類元素を含有することを
特徴とする請求項１に記載の鋼板のエレクトロガスアー
ク溶接方法。 - 【請求項３】 前記表当材は水冷式の摺動銅板であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板のエレクト
ロガスアーク溶接方法。 - 【請求項４】 前記裏当材は鋼製当材、セラミック製当
材、水冷式の銅製当材又は空冷式の銅製当材であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋼
板のエレクトロガスアーク溶接方法。 - 【請求項５】 前記開先角度θが５乃至４０°であると
き、トーチ角度λを（λz−５）乃至（λz＋５）とする
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27111096A JP3539828B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27111096A JP3539828B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10118770A true JPH10118770A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3539828B2 JP3539828B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=17495483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27111096A Expired - Fee Related JP3539828B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 鋼板のエレクトロガスアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3539828B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221305A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Kobe Steel Ltd | １電極エレクトロガスアーク溶接方法 |
| WO2014122789A1 (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の多電極エレクトロガスアーク溶接方法、及び、鋼管の多電極エレクトロガスアーク円周溶接方法 |
| CN113894392A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 北京博清科技有限公司 | 仰焊打底的焊接工艺方法 |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27111096A patent/JP3539828B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008221305A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Kobe Steel Ltd | １電極エレクトロガスアーク溶接方法 |
| WO2014122789A1 (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の多電極エレクトロガスアーク溶接方法、及び、鋼管の多電極エレクトロガスアーク円周溶接方法 |
| JP5692413B2 (ja) * | 2013-02-06 | 2015-04-01 | 新日鐵住金株式会社 | 厚鋼板の多電極エレクトロガスアーク溶接方法、及び、鋼管の多電極エレクトロガスアーク円周溶接方法 |
| CN113894392A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 北京博清科技有限公司 | 仰焊打底的焊接工艺方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3539828B2 (ja) | 2004-07-07 |
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