JPH11277239A

JPH11277239A - ４電極片面サブマージアーク溶接方法

Info

Publication number: JPH11277239A
Application number: JP8191498A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Yukimura; 正晴幸村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: JP3706892B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接される板材の板厚に拘わらず、スラグ巻
き込み等の欠陥及び終端割れの発生を防止することがで
きる４電極片面サブマージアーク溶接方法を提供する。【解決手段】４電極片面サブマージアーク溶接方法
は、板材間の開先に配置されたシーリングカスケードビ
ードの溶接方向に平行な方向の長さをＬ₁(mm)、前記第
１電極により溶融されるシーリングカスケードビードの
長さをＬ₂(mm)としたとき、(Ｌ₁−Ｌ₂)を200〜1000mmに
すると共に、板材の板厚ｔが12mm未満である場合は、板
材表面からシーリングカスケードビード上面までの距離
ｄを1mm以下とし、板厚ｔが12mm以上の場合は、前記距
離ｄを(t/4-2)mm以下とする。また、第２電極のアーク
停止前の溶接速度をｖ(cm/分)、第４電極の溶接電流を
Ｉ(A)としたとき、第２電極のアークを停止した後に、
第４電極の溶接電流を1.1I〜1.25I(A)とし、第３及び第
４電極の進行速度を0.6v〜0.85v(cm/分)とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、裏当てにフラック
ス又は固形物を使用して、４電極により溶接する片面サ
ブマージアーク溶接方法に関し、特に、溶接の終端部に
おける割れの発生を防止することができる４電極片面サ
ブマージアーク溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】片面サブマージアーク溶接は、板継ぎ溶
接として造船を中心として、広い分野に適用されている
高能率の溶接施工方法である。図３は従来の片面サブマ
ージアーク溶接により形成された溶接金属を示す断面図
である。対向して配置された一対の鋼板１１間を溶接す
ると、鋼板１１の表面側から裏面側に到達する溶接金属
１２が形成される。しかし、片面サブマージアーク溶接
は溶接入熱が大きい条件で実施されるので、鋼板の熱変
形が大きくなり、溶接の終端部における溶接金属１２の
中央部に割れ（終端割れ）１２ａが発生することがあ
る。

【０００３】そこで、溶接の終端部の割れの発生を抑制
することができる方法が提案されている（特公昭５１−
１８２３４号公報）。これを第１の従来例という。図４
は第１の従来例に係る溶接方法を示す平面図である。図
４に示すように、一対の鋼板１３をその端面同士を当接
させて配置すると共に、鋼板１３の溶接終端部側の端面
にタブ板１４を当接させて、タブ板１４又は鋼板１３の
溶接終端部となる両側を油圧ジャッキ１５等により拘束
した後、鋼板１３間に形成された開先１３ａに沿って溶
接する。この方法によると、油圧ジャッキ１５等の外圧
によってタブ板１４又は鋼板１３が拘束されて、その変
形を抑制することができるので、割れの発生を低減する
ことができる。

【０００４】他に、タブ板の形状を適切なものとするこ
とにより、終端割れの防止を図った終端割れ防止方法が
開示されている（特公昭５２−３０３７５号公報）。こ
れを第２の従来例という。図５は第２の従来例に係る終
端割れ防止方法を示す平面図である。図５に示すよう
に、一対の鋼板１６をその端面同士を当接させて配置す
ると共に、鋼板１６の溶接終端部側の端面にエンドタブ
板１７を拘束溶接した後、鋼板１６間に形成された開先
１６ａに沿って溶接する。なお、エンドタブ板１７に
は、鋼板１６に当接している側の端面に至る２本の平行
なスリット１７ａが設けられている。

【０００５】このようなエンドタブ板１７を使用して溶
接すると、エンドタブ板１７におけるスリット１７ａの
両側方の領域で、鋼板１６に生じる横方向（開先１６ａ
が延びる方向に直交する方向）への変形を拘束する。ま
た、エンドタブ板１７における２本のスリット１７ａの
間の領域で、鋼板１６に生じる縦方向（開先１６ａが延
びる方向）への変形を拘束する。従って、鋼板１６の溶
接終端部における割れの発生を抑制することができる。

【０００６】また、３以上の電極を使用する多電極片面
サブマージアーク溶接方法であって、高速で溶接しても
良好な形状の表ビード及び裏ビードを得ることができ、
これにより、溶接能率の向上を図った溶接方法も提案さ
れている（特開平３−２３８１７４号公報）。

【０００７】更に、２枚の板材間に形成された開先上に
シーリングビードを配置し、このシーリングビード上で
溶接を終了するサブマージアーク溶接の終端処理方法が
開示されている（特開平５−２８５６６２号公報）。こ
れは、４電極を使用する多電極溶接であり、第２電極と
第３電極との間の距離、第１乃至第４電極のアークの停
止位置、溶接速度条件及び溶接電流条件を適切に規定す
ることにより、終端割れの防止を図ったものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、第
１の従来例においては、タブ板１４又は鋼板１３を外圧
によって拘束するので、極めて大きい設備が必要とな
る。また、外圧が厳密に調整されていない場合には、こ
の外圧によって鋼板１３の板厚方向に角変形が発生し、
終端割れが発生する原因となる。

【０００９】また、第２の従来例を使用して厚板を溶接
すると、溶接入熱が大きくなり、それに伴って、発生す
る熱変形が大きくなるので、板材に対する拘束力が不足
して変形を十分に抑制することができずに、割れが発生
してしまう。このように、第２の従来例は、適用される
板材の板厚の範囲が限定されるという問題点がある。

【００１０】更に、特開平３−２３８１７４号公報に記
載された高速多電極片面サブマージアーク溶接方法で
は、従来の１００（ｃｍ／分）未満の溶接速度で溶接し
た場合と同様に、終端割れを防止することはできない。
更にまた、特開平５−２８５６６２号公報に記載された
方法を使用しても、終端割れを十分に防止することがで
きないと共に、溶接終端部にスラグ巻き込みが発生し
て、健全な溶接ビードを得ることができないという問題
点がある。

【００１１】このように、いずれの従来の技術を利用し
ても、溶接終端部における終端割れ及びスラグ巻き込み
の発生を完全に防止することはできない。従って、割れ
及びスラグ巻き込み等の欠陥を発生させることなく、健
全な溶接ビードを得ることができる４電極片面サブマー
ジアーク溶接方法を確立することが要求されている。

【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、溶接される板材の板厚に拘わらず、スラグ
巻き込み等の欠陥及び終端割れの発生を防止することが
できる４電極片面サブマージ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４電極片面
サブマージアーク溶接方法は、板厚ｔが１２ｍｍ未満で
ある２枚の板材間に開先を形成し、この開先にシーリン
グカスケードビードを配置して、第１電極乃至第４電極
を８０（ｃｍ／分）以上の速度ｖで前記開先に沿って溶
接方向に進行させつつ前記２枚の板材を溶接接合する片
面サブマージアーク溶接方法において、前記シーリング
カスケードビードの溶接方向に平行な方向の長さをＬ₁
（ｍｍ）、前記第１電極により溶融されるシーリングカ
スケードビードの長さをＬ₂（ｍｍ）としたとき、（Ｌ₁
−Ｌ₂）を２００乃至１０００ｍｍ、前記板材の表面か
ら前記シーリングカスケードビードの上面までの距離ｄ
を１ｍｍ以下、第２電極と第３電極との間の距離を１５
０乃至２５０ｍｍとし、第１電極のア−クをシーリング
カスケードビードの溶接方向後端部から溶接方向に向か
って１０乃至５０ｍｍ前方の位置で停止させると共に、
第２電極のアークを第１電極のアーク停止位置から溶接
方向に向かって３０乃至１２０ｍｍ前方の位置で停止さ
せ、第２電極のアーク停止前の第４電極の溶接電流をＩ
（Ａ）としたとき、第２電極のアークを停止した後に第
４電極の溶接電流を１．１Ｉ乃至１．２５Ｉ（Ａ）と
し、第３及び第４電極の進行速度を０．６ｖ乃至０．８
５ｖ（ｃｍ／分）として、第３及び第４電極のアークを
第２電極のアーク停止位置よりも溶接方向前方の位置で
停止させることを特徴とする。

【００１４】また、本発明に係る他の４電極片面サブマ
ージアーク溶接方法は、前記板厚ｔが１２ｍｍ以上であ
る場合に、前記距離ｄを（ｔ／４−２）ｍｍ以下とする
ことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る４電
極片面サブマージアーク溶接方法について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に
係る４電極片面サブマージアーク溶接方法を示す断面図
である。図１に示すように、一対の鋼板５には、その表
面から端面に至る切欠きにより開先面５ａとルート面５
ｂとが設けられており、これらの鋼板５は、そのルート
面５ｂ同士が当接した状態で配置されている。

【００１６】このように配置された鋼板５を片面サブマ
ージアーク溶接する場合には、先ず、溶接終端部となる
開先にシーリングカスケードビード６を配置すると共
に、矢印８で示す溶接方向の前方における鋼板５の端面
にエンドタブ板７を当接させる。次に、第１電極１、第
２電極２、第３電極３及び第４電極４の先端からアーク
を発生させつつ、これらの電極を矢印８で示す溶接方向
に進行させることにより、鋼板５同士を溶接接合する。
本発明においては、第２電極２と第３電極３との間の距
離、溶接速度、シーリングカスケードビード６の長さか
ら第１電極により溶融される長さを差し引いた長さ及び
鋼板５とのその板厚方向の相対距離、各電極のアーク停
止位置並びにシーリングカスケードビード６上での溶接
条件の変更を規定している。以下、これらの条件につい
て、具体的に説明する。

【００１７】第２電極と第３電極との間の距離：１５０
乃至２５０ｍｍ第２電極と第３電極との間の距離は、溶接金属の縦割れ
を防止して、表ビード及び裏ビードの安定性を確保する
と共に、スラグ巻き込み及び融合不良が発生しない健全
な溶接部を得るための重要な因子である。溶接速度が８
０（ｃｍ／分）以上になると、第１電極と第２電極との
間で形成される溶融プールの長さが約１００乃至１５０
ｍｍとなる。そのため、第２電極と第３電極との間の距
離が１５０ｍｍ未満である場合には、第１電極、第２電
極及び第３電極により形成されるプールが１プールにな
ってしまい、溶け込み形状が縦長になって、溶接金属に
縦割れが発生する虞がある。また、裏ビードの形状が不
安定にもなる。

【００１８】一方、第２電極と第３電極との間の距離が
２５０ｍｍを超えると、第３電極により健全な溶け込み
深さを確保することができなくなると共に、第１及び第
２電極により生成されたスラグが完全に凝固して、スラ
グ巻き込み等の欠陥が発生しやすくなる。更に、第３電
極のアークが不安定となって表ビード形状が不安定とな
る。従って、第２電極と第３電極との間の距離は１５０
乃至２５０ｍｍとする。

【００１９】溶接速度ｖ：８０（ｃｍ／分）以上溶接終端部のアーク熱による変形を抑制するためには、
溶接入熱を低減すると共に、溶接速度ｖを上昇させる方
法が効果的である。溶接速度ｖが８０（ｃｍ／分）未満
であると、溶接終端部の変形を抑制する効果を得ること
ができない。従って、溶接速度ｖを８０（ｃｍ／分）以
上にすることにより、アーク熱による変形を抑制する効
果が発揮される。

【００２０】Ｌ₁−Ｌ₂：２００乃至１０００ｍｍシーリングカスケードビードは、溶接終端部における鋼
板（板材）の変形を防止する目的で溶接終端部となる位
置に配置されるものであり、溶接の前後において鋼板の
拘束力を十分に確保することが必要である。シーリング
カスケードビードの溶接方向に平行な方向の長さを
Ｌ₁、第１電極により溶融されるシーリングカスケード
ビードの長さをＬ₂としたとき、（Ｌ₁−Ｌ₂）が２００
ｍｍ未満であると、鋼板の変形力に対して、シーリング
カスケードビードが十分に耐えることができないので、
溶接終端部において鋼板の回転変形によって割れが発生
する。一方、（Ｌ₁−Ｌ₂）が１０００ｍｍ以上である
か、又は溶接線の全てを覆うシーリングカスケードビー
ドを配置すると、鋼板の回転変形による割れの発生を確
実に防止することができるが、このように、（Ｌ₁−
Ｌ₂）の長さが１０００ｍｍ以上となる範囲で、又は全
溶接線上にシーリングカスケードビードを配置するため
には、極めて長い時間が必要になるので、作業能率が著
しく低下する。従って、溶接終端部における割れの発生
を防止すると共に、作業能率を高めるために、（Ｌ₁−
Ｌ₂）は２５０乃至１０００ｍｍとする。

【００２１】シーリングカスケードビードの上面と鋼板
表面との間の距離ｄ：鋼板の板厚ｔが１２ｍｍ未満の範
囲では１ｍｍ以下、鋼板の板厚ｔが１２ｍｍ以上の範囲
では（ｔ／４−２）以下上述の如く、シーリングカスケードビードは溶接終端部
における鋼板の回転変形を抑制する目的を有している。
従って、シーリングカスケードビードの鋼板に対する拘
束力が得られなくなる程度に、第１電極以降の電極によ
ってビードが溶融されると、割れが発生する。第１電極
以降の電極がシーリングカスケードビードを通過する際
に、シーリングカスケードビードにより鋼板を拘束し
て、鋼板の回転変形を防止するためには、シーリングカ
スケードビードの高さが重要な因子となる。また、シー
リングカスケードビードの高さは、各板厚に適用される
溶接入熱と関連している。

【００２２】図２は縦軸にシーリングカスケードビード
の上面と鋼板表面との距離ｄをとり、横軸に鋼板の板厚
ｔをとって、種々の距離ｄ及び板厚ｔの場合の割れの発
生状況を示すグラフ図である。但し、図２においては、
各板厚ｔに適用される溶接入熱で溶接した結果であり、
●は溶接終端部に割れが発生したことを示し、○は割れ
が発生していないことを示す。図２に示すように、板厚
ｔが１２ｍｍ未満の範囲では、距離ｄが１ｍｍを超える
と、シーリングカスケードビードの高さが不足して、第
１電極が通過した後、拘束力を確保することができずに
割れが発生する。また、板厚ｔが１２ｍｍ以上の範囲で
は、距離ｄが（ｔ／４−２）を超えると、同様に、シー
リングカスケードビードによる拘束力を確保することが
できずに、割れが発生する。従って、鋼板の板厚ｔが１
２ｍｍ未満の範囲では、シーリングカスケードビードの
上面と鋼板表面との距離ｄは１ｍｍ以下、鋼板の板厚ｔ
が１２ｍｍ以上の範囲では、距離ｄは（ｔ／４−２）以
下とする。

【００２３】第１電極のアーク停止位置：シーリングカ
スケードビードの溶接方向後端部から溶接方向に向かっ
て１０乃至５０ｍｍ前方の位置図１に示すように、第１電極を溶接方向に向かって進行
させ、シーリングカスケードビード６の溶接方向後端部
６ａから１０ｍｍ未満の位置でアークを停止させると、
アーク停止箇所の近傍で表ビード幅及び余盛り高さが著
しく不足して、健全な溶接ビードを得ることができな
い。一方、第１電極を溶接方向に向かって進行させ、シ
ーリングカスケードビードの溶接方向後端部から５０ｍ
ｍを超えた位置でアークを停止させると、表ビードの余
盛り高さが過大となる。従って、シーリングカスケード
ビードの溶接方向後端部から溶接方向に向かって１０乃
至５０ｍｍ前方の位置で、第１電極のアークを停止させ
ることが必要である。

【００２４】第２電極のアーク停止位置：第１電極のア
ーク停止位置から溶接方向に向かって３０乃至１２０ｍ
ｍ前方の位置第１電極のアークを停止させた位置においては、非連続
的な溶接金属及びスラグが存在するので、第２電極は第
１電極のアーク停止位置よりも溶接方向前方でアークを
停止させる必要がある。第１電極のアーク停止位置から
溶接方向に向かって３０ｍｍ未満の位置で第２電極のア
ークを停止させると、非連続的な溶接金属及びスラグを
第２電極によって除去することができない。一方、第１
電極のアーク停止位置から溶接方向に向かって１２０ｍ
ｍを超えた位置で第２電極のアークを停止させると、表
ビードの余盛り高さが過大となる。従って、第１電極の
アーク停止位置から溶接方向に向かって３０乃至１２０
ｍｍ前方の位置で第２電極のアークを停止させることが
必要である。

【００２５】第３電極及び第４電極のアーク停止位置：
第２電極のアーク停止位置から溶接方向に向かって前方
の位置第１電極及び第２電極により形成されたスラグ及び非連
続的な溶接金属を取り除くためには、第３電極及び第４
電極は、第２電極のアーク停止位置よりも溶接方向前方
でアークを停止させる必要がある。なお、第３電極及び
第４電極のアーク停止位置は、クレータ処理として配置
したタブ板上とすることがより一層好ましい。

【００２６】第２電極のアーク停止後の第４電極の電流
値：１．１Ｉ乃至１．２５Ｉ（Ａ）（Ｉ；第２電極のア
ーク停止前の第４電極の電流値）第１及び第２電極で生成されたスラグを除去すると共
に、シーリングカスケードビードによる鋼板に対する拘
束力を保持して熱変形を防止するためには、第２電極以
降の電極によってシーリングカスケードビードを溶融さ
せすぎず、溶融プールの撹拌力を上昇させることが必要
である。第３電極及び第４電極の特徴から、第４電極の
アーク直下には先行する第３電極の溶融プールが存在す
るので、適切な範囲で電流値を増加させても溶け込み深
さが大きく変化することはない。一方、第３電極の電流
値を増加させると、溶け込み深さが必要以上に深くなっ
てしまう。そこで、第４電極の電流値を増加させること
により、スラグ巻き込み等の欠陥の発生を防止すること
ができる。なお、第１電極及び第２電極のアーク停止位
置の近傍においては、溶着量が少なくなっており、これ
を補うためには、第２電極のアーク停止後に第４電極の
電流値を増加させることが必要である。

【００２７】第２電極のアーク停止前の第４電極の電流
値をＩ（Ａ）としたとき、第２電極のアーク停止後の第
４電極の電流値を１．１Ｉ（Ａ）未満とすると、第１電
極及び第２電極により生成されたスラグを十分に除去す
ることができず、スラグ巻き込みが発生する。一方、第
２電極のアーク停止後の第４電極の電流値を１．２５Ｉ
（Ａ）を超える値とすると、シーリングカスケードビー
ドの鋼板に対する拘束力が低下して、終端割れが発生す
る。従って、第２電極のアーク停止後に第４電極の電流
値を１．１Ｉ乃至１．２５Ｉ（Ａ）とする。

【００２８】第２電極のアーク停止後の溶接速度：０．
６０ｖ乃至０．８５ｖ（ｃｍ／分）（ｖ；第２電極のア
ーク停止前の溶接速度）第１電極及び第２電極のアーク停止位置の近傍において
は、溶着量が少なくなっているので、前述の如く、本発
明においては第４電極の電流値を増加させるものとす
る。しかし、この方法のみでは不足した溶着量を確保す
ることは困難であり、表ビード幅及び余盛り量が不十分
になる。従って、第２電極のアークを停止した後に、溶
接速度を低下させる必要がある。

【００２９】第２電極のアーク停止前の溶接速度をｖ
（ｃｍ／分）としたとき、第２電極のアーク停止後の溶
接速度を０．６０ｖ（ｃｍ／分）未満とすると、表ビー
ド幅が第２電極のアーク停止前のビード幅よりも広くな
ると共に、表ビードの余盛りが必要以上に多くなる。ま
た、第３及び第４電極によってシーリングカスケードビ
ードを溶融する量が増加するので、シーリングカスケー
ドビードによる鋼板に対する拘束力が低下して、終端割
れが発生する。一方、第２電極のアーク停止後の溶接速
度を０．８５ｖ（ｃｍ／分）を超える値とすると、表ビ
ード幅が第２電極のアーク停止前のビード幅よりも狭く
なると共に、表ビードの余盛り不足となるので、健全な
溶接ビードを得ることができない。従って、第２電極の
アーク停止後に溶接速度を０．６０ｖ乃至０．８５ｖ
（ｃｍ／分）とする。

【００３０】なお、本発明に係る４電極片面サブマージ
アーク溶接方法により鋼板（板材）を溶接する際には、
溶接材料として、表側フラックス、裏当て材（フラック
ス又は固形物）及び電極ワイヤ等を使用することができ
る。しかし、これらの溶接材料については特に限定され
るものではなく、目的に応じた適切な溶接作業性及び溶
接金属を得ることができるものを選択することができ
る。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る４電極片面サブ
マージアーク溶接方法により鋼板を溶接した試験結果に
ついて、その比較例による試験結果と比較して具体的に
説明する。下記表１に示す組成を有する鋼板を溶接母材
とし、下記表２に示す組成を有するワイヤにより、下記
表３に示す粒度及び組成を有する表フラックスを使用し
て、下記表４に示す溶接条件で片面サブマージアーク溶
接を実施し、溶接性について評価した。下記表４に示す
溶接条件以外の条件を下記表５乃至８に示し、評価結果
を下記表９に示す。なお、下記表３に示す表フラックス
は、原料を水ガラスで造粒した後に焼成したボンドフラ
ックスであり、表中のその他の成分としては、ＣＯ₂、
Ｂ₂Ｏ₃、Ｆｅ−Ｓｉ及びＦｅ−Ｍｎ等がある。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【表５】

【００３７】

【表６】

【００３８】

【表７】

【００３９】

【表８】

【００４０】

【表９】

【００４１】上記表４乃至９に示すように、実施例Ｎ
ｏ．１乃至７は溶接速度、第２電極−第３電極間の距
離、第１乃至第４電極のアーク停止位置、第２電極のア
ーク停止後の溶接速度及び第４電極電流値、並びにＬ₁
−Ｌ₂及びシーリングカスケードビードの上面と鋼板表
面との距離ｄが適切に調整されているので、いずれも良
好な表ビード、裏ビード及び溶け込み形状を得ることが
でき、溶接終端部においても欠陥が発生することなく健
全な溶接ビードを得ることができた。

【００４２】一方、比較例Ｎｏ．８は、割れ及びスラグ
巻き込みは発生しなかったが、第２電極と第３電極との
間の距離が本発明範囲の下限未満であるので、定常部に
おける裏ビードに再溶融が認められた。比較例Ｎｏ．９
は第２電極と第３電極との間の距離、及び第２電極のア
ーク停止後の溶接速度が本発明範囲の下限未満であるの
で、裏ビード形状が不安定になると共に、シーリングカ
スケードビードの溶融量が大きくなって、割れが発生し
た。比較例Ｎｏ．１０はＬ₁−Ｌ₂の値が本発明範囲の下
限未満であると共に、第２電極のアーク停止後の第４電
極の電流値が本発明範囲の上限を超えているので、シー
リングカスケードビードによって鋼板の回転変形を抑制
することができず、割れが発生した。また、第２電極と
第３電極との間の距離が本発明範囲の下限未満であるの
で、裏ビードの再溶融が認められた。

【００４３】比較例Ｎｏ．１１は溶接速度が本発明範囲
の下限未満であるので、第２電極と第３電極との間の距
離が本発明範囲の下限未満であることによる裏ビード形
状の劣化は発生しなかったが、鋼板の回転変形が大きく
なって、割れが発生した。また、第２電極のアーク停止
位置が第１電極のアーク停止位置と同じ位置であり、本
発明範囲の下限未満であるので、第１電極により生成さ
れたスラグを除去することができず、スラグ巻き込みが
発生した。比較例Ｎｏ．１２は第３電極及び第４電極の
アーク停止位置が第２電極のアーク停止位置と同じ位置
であるので、第２電極により生成されたスラグを除去す
ることができず、スラグ巻き込みが発生した。また、開
先が溶接されない部分（開先残し）が生じた。

【００４４】比較例Ｎｏ．１３は第１電極のアーク停止
位置が本発明範囲の上限を超えているので、シーリング
カスケードビードによる鋼板に対する拘束力を十分に得
ることができず、割れが発生した。また、比較例Ｎｏ．
１３は第２電極のアーク停止位置が本発明範囲の下限未
満であるので、第１電極で形成されたスラグが除去でき
ずに、スラグ巻き込みが発生した。比較例Ｎｏ．１４は
第２電極のアーク停止後においても、第３電極及び第４
電極の溶接速度を変更することなく溶接を続行したの
で、表ビードの幅が狭くなった。また、比較例Ｎｏ．１
４は第２電極のアーク停止後の第４電極の電流値が本発
明範囲の下限未満であるので、スラグ巻き込みが発生し
た。

【００４５】比較例Ｎｏ．１５は第２電極のアーク停止
位置が本発明範囲の上限を超えているので、シーリング
カスケードビードの溶融量が増加して、割れが発生する
と共に、表ビードの余盛りが過大となった。比較例Ｎ
ｏ．１６はシーリングカスケードビードの後端部上で第
１電極のアークを停止しているので、この停止位置近傍
における表ビードの余盛りが不足した。また、第２電極
のアークを停止した後の溶接速度が本発明範囲の下限未
満であるので、表ビード幅が狭くなった。更に、Ｌ₁−
Ｌ₂の値が本発明範囲の下限未満であると共に、シーリ
ングカスケードビードの上面と鋼板表面との間の距離ｄ
が本発明範囲の上限を超えているので、鋼板の変位量を
低減することができず、割れが発生した。

【００４６】比較例Ｎｏ．１７は第２電極のアーク停止
後においても、第４電極の溶接電流値を変更することな
く溶接を続行したので、スラグ巻き込みが発生した。比
較例Ｎｏ．１８は第２電極と第３電極との間の距離が本
発明範囲の上限を超えているので、第１電極及び第２電
極により形成したスラグを除去することができず、スラ
グ巻き込みが発生した。比較例Ｎｏ．１９は、溶接速度
が本発明範囲の下限未満であるので、鋼板の回転変形が
大きくなり、割れが発生した。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
４電極片面サブマージアーク溶接において、第２電極と
第３電極との間の距離、溶接速度、シーリングカスケー
ドビードの長さから第１電極により溶融される長さを差
し引いた長さ（Ｌ₁−Ｌ₂）及びシーリングカスケードビ
ードの上面と板材表面との間の距離ｄ、第１乃至第４電
極のアーク停止位置、並びに第２電極のアーク停止後の
溶接速度及び溶接電流条件を適切に規定しているので、
板材の板厚に拘わらず、スラグ巻き込み等の欠陥及び終
端割れの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る４電極片面サブマージア
ーク溶接方法を示す断面図である。

【図２】縦軸にシーリングカスケードビードの上面と鋼
板表面との距離ｄをとり、横軸に鋼板の板厚ｔをとっ
て、種々の距離ｄ及び板厚ｔの場合の割れの発生状況を
示すグラフ図である。

【図３】従来の片面サブマージアーク溶接により形成さ
れた溶接金属を示す断面図である。

【図４】第１の従来例に係る溶接方法を示す平面図であ
る。

【図５】第２の従来例に係る終端割れ防止方法を示す平
面図である。

【符号の説明】

１，２，３，４；電極５，１１，１３，１６；鋼板６；ビード７，１４，１７；タブ板１２；溶接金属１２ａ；割れ１３ａ，１６ａ；開先１５；油圧ジャッキ１７ａ；スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板厚ｔが１２ｍｍ未満である２枚の板材
間に開先を形成し、この開先にシーリングカスケードビ
ードを配置して、第１電極乃至第４電極を８０（ｃｍ／
分）以上の速度ｖで前記開先に沿って溶接方向に進行さ
せつつ前記２枚の板材を溶接接合する片面サブマージア
ーク溶接方法において、前記シーリングカスケードビー
ドの溶接方向に平行な方向の長さをＬ₁（ｍｍ）、前記
第１電極により溶融されるシーリングカスケードビード
の長さをＬ₂（ｍｍ）としたとき、（Ｌ₁−Ｌ₂）を２０
０乃至１０００ｍｍ、前記板材の表面から前記シーリン
グカスケードビードの上面までの距離ｄを１ｍｍ以下、
第２電極と第３電極との間の距離を１５０乃至２５０ｍ
ｍとし、第１電極のア−クをシーリングカスケードビー
ドの溶接方向後端部から溶接方向に向かって１０乃至５
０ｍｍ前方の位置で停止させると共に、第２電極のアー
クを第１電極のアーク停止位置から溶接方向に向かって
３０乃至１２０ｍｍ前方の位置で停止させ、第２電極の
アーク停止前の第４電極の溶接電流をＩ（Ａ）としたと
き、第２電極のアークを停止した後に第４電極の溶接電
流を１．１Ｉ乃至１．２５Ｉ（Ａ）とし、第３及び第４
電極の進行速度を０．６ｖ乃至０．８５ｖ（ｃｍ／分）
として、第３及び第４電極のアークを第２電極のアーク
停止位置よりも溶接方向前方の位置で停止させることを
特徴とする４電極片面サブマージアーク溶接方法。
【請求項２】板厚ｔが１２ｍｍ以上である２枚の板材
間に開先を形成し、この開先にシーリングカスケードビ
ードを配置して、第１電極乃至第４電極を８０（ｃｍ／
分）以上の速度ｖで前記開先に沿って溶接方向に進行さ
せつつ前記２枚の板材を溶接接合する片面サブマージア
ーク溶接方法において、前記シーリングカスケードビー
ドの溶接方向に平行な方向の長さをＬ₁（ｍｍ）、前記
第１電極により溶融されるシーリングカスケードビード
の長さをＬ₂（ｍｍ）としたとき、（Ｌ₁−Ｌ₂）を２０
０乃至１０００ｍｍ、前記板材の表面から前記シーリン
グカスケードビードの上面までの距離ｄを（ｔ／４−
２）ｍｍ以下、第２電極と第３電極との間の距離を１５
０乃至２５０ｍｍとし、第１電極のア−クをシーリング
カスケードビードの溶接方向後端部から溶接方向に向か
って１０乃至５０ｍｍ前方の位置で停止させると共に、
第２電極のアークを第１電極のアーク停止位置から溶接
方向に向かって３０乃至１２０ｍｍ前方の位置で停止さ
せ、第２電極のアーク停止前の第４電極の溶接電流をＩ
（Ａ）としたとき、第２電極のアークを停止した後に第
４電極の溶接電流を１．１Ｉ乃至１．２５Ｉ（Ａ）と
し、第３及び第４電極の進行速度を０．６ｖ乃至０．８
５ｖ（ｃｍ／分）として、第３及び第４電極のアークを
第２電極のアーク停止位置よりも溶接方向前方の位置で
停止させることを特徴とする４電極片面サブマージアー
ク溶接方法。