特開 2024-142855 エレクトロガスアーク溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142855

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】エレクトロガスアーク溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/173 20060101AFI20241003BHJP

   B23K 37/06 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B23K9/173 B

B23K37/06 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055217

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】302040135

【氏名又は名称】日鉄溶接工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】笹木 聖人

(72)【発明者】

【氏名】宮田 幹人

(72)【発明者】

【氏名】兼島 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】吉本 宏

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001AA03

4E001BB10

4E001CA01

4E001DA03

4E001DD04

4E001DF02

(57)【要約】

【課題】溶接作業者の作業性の向上が図られたエレクトロガスアーク溶接方法を提供する。
【解決手段】 エレクトロガスアーク溶接方法は、水冷摺動銅当金４を一対の鋼板１の第１開先部２１の少なくとも一部を覆うように当該第１表面ｆ１に設置し、ルート間隔Ｌ５よりも大きい幅Ｌ６を有するセラミックス製の裏当棒材３を、第２開先部２２に開口底部２２０を覆うようにその凸曲面を当接させて設置したうえで、水冷摺動銅当金４と裏当棒材３との間に溶接ワイヤ６を供給して第１溶接部を形成する第１溶接部形成工程と、裏当棒材３を第２開先部２２から取り外し、水冷摺動銅当金４を第１表面ｆ１から取り外して第２開先部２２の少なくとも一部を覆うように第２表面ｆ２に設置したうえで、水冷摺動銅当金４と第１溶接部との間に溶接ワイヤ６を供給して第２溶接部を形成する第２溶接部形成工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の鋼板の両表面から深さ方向に向かって幅が漸減して開口底部を介して連続する２つの対向した開先部からなる突合せ継手に溶接するエレクトロガスアーク溶接方法において、
溶接する方向に摺動する水冷摺動銅当金を一対の鋼板の第１表面に設けられた第１開先部の少なくとも一部を覆うように当該第１表面に設置し、前記一対の鋼板のルート間隔よりも大きい幅を有するセラミックス製の裏当棒材を、前記第１表面とは反対の第２表面に設けられて前記第１開先部と連続する第２開先部に開口底部を覆うようにその凸曲面を当接させて設置したうえで、前記水冷摺動銅当金と前記裏当棒材との間に溶接ワイヤを供給して第１溶接部を形成する第１溶接部形成工程と、
前記第１溶接部形成工程の後、前記裏当棒材を前記第２開先部から取り外し、前記水冷摺動銅当金を前記第１表面から取り外して前記第２開先部の少なくとも一部を覆うように前記第２表面に設置したうえで、前記水冷摺動銅当金と前記第１溶接部との間に溶接ワイヤを供給して第２溶接部を形成する第２溶接部形成工程と、
を有すること
を特徴とするエレクトロガスアーク溶接方法。

【請求項2】

前記裏当棒材は、断面視において円形であること
を特徴とする請求項１に記載のエレクトロガスアーク溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対の鋼板の突合せ継手の両表面から１パスずつ溶接するエレクトロガスアーク溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エレクトロガスアーク溶接法は、高能率な自動溶接法であり、造船業、エネルギー産業、建設業等の大型構造物の溶接施工に広く採用されている。

【0003】

特許文献１には、一対の鋼板の突合せ継手に対して、一方の表面に凸型の銅当金を当て、他方の表面に開先内に密着挿入可能な銅当金を裏当した状態で板厚中心部分を溶接し、その後、両表面の開先を溶接する溶接方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５５－５４２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された溶接方法によれば、一方側の開先の溶接に際して他方側の開先に密着挿入可能な形状をなす裏当用銅当金を用いる。ここで、銅製の当金は、非金属製の当金と比べて重く、裏当材として開先部に対して容易に取り付けることができない。また、密着挿入可能とするためには突合せ継手と裏当用銅当金の形状を合わせる必要があるため、突合せ継手の形状が異なる場合に裏当用銅当金を繰り返し使うことができない。このため、特許文献１に開示された溶接方法は、溶接作業者の作業性を向上できない問題がある。

【0006】

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、溶接作業者の作業性の向上が図られたエレクトロガスアーク溶接方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１発明におけるエレクトロガスアーク溶接方法は、一対の鋼板の両表面から深さ方向に向かって幅が漸減して開口底部を介して連続する２つの対向した開先部からなる突合せ継手に溶接するエレクトロガスアーク溶接方法において、溶接する方向に摺動する水冷摺動銅当金を一対の鋼板の第１表面に設けられた第１開先部の少なくとも一部を覆うように当該第１表面に設置し、前記一対の鋼板のルート間隔よりも大きい幅を有するセラミックス製の裏当棒材を、前記第１表面とは反対の第２表面に設けられて前記第１開先部と連続する第２開先部に開口底部を覆うようにその凸曲面を当接させて設置したうえで、前記水冷摺動銅当金と前記裏当棒材との間に溶接ワイヤを供給して第１溶接部を形成する第１溶接部形成工程と、前記第１溶接部形成工程の後、前記裏当棒材を前記第２開先部から取り外し、前記水冷摺動銅当金を前記第１表面から取り外して前記第２開先部の少なくとも一部を覆うように前記第２表面に設置したうえで、前記水冷摺動銅当金と前記第１溶接部との間に溶接ワイヤを供給して第２溶接部を形成する第２溶接部形成工程と、を有することを特徴とする。

【0008】

第２発明におけるエレクトロガスアーク溶接方法は、第１発明において、前記裏当棒材は、断面視において円形であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

第１発明～第２発明によれば、水冷摺動銅当金を第１開先部の少なくとも一部を覆うように第１表面に設置し、一対の鋼板のルート間隔よりも大きい幅を有するセラミックス製の裏当棒材を、第２開先部に開口底部を覆うように凸曲面を当接させて設置したうえで、水冷摺動銅当金と裏当棒材との間に溶接ワイヤを供給して第１溶接部を形成する第１溶接部形成工程を有する。すなわち、銅製裏当金よりも軽量なセラミックス製の裏当棒材を用いる。このため、裏当棒材を第２開先部に容易に取り付けることができる。また、裏当棒材を第２開先部に凸曲面を当接させて設置するため、裏当棒材を容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性の向上を図ることができる。

【0010】

特に、第２発明によれば、裏当棒材は、断面視において円形である。このため、開先部の形状によらず開口底部を覆うように裏当棒材を第２開先部にさらに容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性のさらなる向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法のうち一方表面を溶接する際の被溶接材及び溶接機の一例を示す模式側面図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面の一例を示す模式断面図である。

【図3】図３は、本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法のうち他方表面を溶接する際の被溶接材及び溶接機の一例を示す模式側面図である。

【図4】図４は、図３のＢ－Ｂ断面の一例を示す模式断面図である。

【図5】図５は、本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法に用いる水冷摺動銅当金の変形例を示す模式図であり、図５（ａ）が正面図、図５（ｂ）が側面図、図５（ｃ）が平面図である。

【図6】図６は、図５（ａ）の断面を示す模式断面図であり、図６（ａ）がＣ－Ｃ断面、図６（ｂ）がＤ－Ｄ断面、図６（ｃ）がＥ－Ｅ断面、である。

【図7】図７は、図１のＡ－Ａ断面の変形例を示す模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態としてのエレクトロガスアーク溶接方法の一例について、図面を参照しながら詳細に説明をする。なお、各図において、第１方向Ｘとし、第１方向Ｘと直交する１つの方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれと直交する方向を第３方向Ｚとする。各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。

【0013】

（エレクトロガスアーク溶接方法）
図１～図４を参照して、本実施形態におけるエレクトロガスアーク溶接方法の一例を説明する。本実施形態におけるエレクトロガスアーク溶接方法は、例えば図１に示すように、一対の鋼板１の両表面ｆ１、ｆ２から深さ方向に向かって幅が漸減し開口底部２１０、２２０を介して連続する２つの対向した各開先部２１、２２からなる開先部２を突合せ継手として、両面を１パスずつ、２層に分けて溶接する溶接方法である。ここで、両表面ｆ１、ｆ２とは、図１に示す第１表面ｆ１と、第１表面ｆ１とは反対の第２表面ｆ２とを指す。また、一対の鋼板１が第１方向Ｘと第２方向Ｙとを含む平面方向に沿って配置されるとき、深さ方向は第３方向Ｚに沿って一対の鋼板１の両表面ｆ１、ｆ２から中心に向かう方向を指す。

【0014】

エレクトロガスアーク溶接方法は、一対の鋼板１が有する開先部２を溶接機材で溶接する。ここで、溶接機材は、裏当棒材３と、水冷摺動銅当金４と、溶接トーチ５と、溶接ワイヤ６と、を含む。

【0015】

＜一対の鋼板１＞
一対の鋼板１は、例えば第１方向Ｘと第２方向Ｙとを含む平面方向に沿って、所定のルート間隔となるように互いに離間して配置される。一対の鋼板１は、開先部２が設けられる。一対の鋼板１は、開先部２を突合せ継手として溶接される。

【0016】

一対の鋼板１の寸法としては、例えば第３方向Ｚに沿った幅Ｌ１が８０ｍｍ～１００ｍｍである。

【0017】

＜開先部２＞
開先部２は、例えば第１表面ｆ１に設けられた第１開先部２１と、第１表面ｆ１とは反対の第２表面ｆ２に設けられた第２開先部２２と、からなる。第１開先部２１は、第２開先部２２と対向する。各開先部２１、２２は、底部において開口した開口底部２１０、２２０を有する。第１開先部２１の開口底部２１０は、第２開先部２２の開口底部２２０と連続する。すなわち、第１開先部２１は、各開口底部２１０、２２０を介して第２開先部２２と連続する。開先部２は各開口底部２１０、２２０を繋ぐルートフェイス２３が設けられてもよい。

【0018】

開先部２の寸法としては、例えばＬ１が１００ｍｍのとき、第３方向Ｚに沿った第１開先部２１の深さＬ２が約４９ｍｍ、第３方向Ｚに沿った第２開先部２２の深さＬ３が約４９ｍｍ、第３方向Ｚに沿ったルートフェイス２３の幅Ｌ４が約２ｍｍ、第２方向Ｙに沿ったルート間隔の幅Ｌ５が約８ｍｍである。また、開先角度としては、例えば第１開先部２１の開先角度が約２０°、第２開先部２２の開先角度が第１開先部２１と同様に約２０°である。第２開先部２２の開先角度は、第１開先部２１の開先角度と異なってもよい。

【0019】

次に、溶接機材として用いる裏当棒材３、水冷摺動銅当金４、溶接トーチ５について説明する。

【0020】

＜裏当棒材３＞
裏当棒材３は、エレクトロガスアーク溶接方法に用いられる裏当材である。裏当棒材３は、一部に凸曲面を有する棒状の形状である。裏当棒材３は、第１開先部２１を溶接する際に、開口底部２２０を覆うように第２開先部２２に凸曲面が当接されて設置される。この場合、裏当棒材３を開先部２と異なる形状の開先部に容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性の向上を図ることができる。

【0021】

裏当棒材３は、例えば断面視において円形でもよい。この場合、開先部２の形状によらず開口底部２２０を覆うように裏当棒材３を第２開先部２２にさらに容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性のさらなる向上を図ることができる。

【0022】

裏当棒材３の幅Ｌ６は、ルート間隔の幅Ｌ５よりも大きく、例えば９～１２ｍｍである。この裏当棒材３を用いることで、第２開先部２２の開口底部２２０を覆うように、第２開先部２２に当接させることができる。

【0023】

裏当棒材３の長さは、例えば３０～４０ｍｍである。裏当棒材３は、例えば図２に示すように、溶接方向Ｆ１に沿って複数連続して取り付けられてもよい。

【0024】

裏当棒材３の材質としては、セラミックス製である。裏当棒材３の成分組成は特に限定されないが、例えばアルミナ、二酸化ケイ素、酸化マグネシウムを主成分とするコージライト等がある。コージライトは、一般的なアルミナと比べて熱膨張率が低く耐熱衝撃性や機械的強度に優れ、さらに金属と比較して軽量である。

【0025】

＜水冷摺動銅当金４＞
水冷摺動銅当金４は、エレクトロガスアーク溶接方法に用いられる銅製の当金である。水冷摺動銅当金４は、例えば図１に示すように、開先部２の少なくとも一部を覆うように両表面ｆ１、ｆ２に設置される。水冷摺動銅当金４は、例えば図示しない溶接台車に搭載されており、開先部２の溶接の進行に伴い両表面ｆ１、ｆ２に沿って摺動する。

【0026】

水冷摺動銅当金４は、当金ブロック４１と、シールドガスフード４２と、を含む。当金ブロック４１のうち両表面ｆ１、ｆ２に設置する面には、各設置面４１ａ、４１ｂと、各設置面４１ａ、４１ｂの間に設けられる凹曲面の溝４３と、を有する。水冷摺動銅当金４は、両表面ｆ１、ｆ２に設置される際、設置面４１ａ、４１ｂが両表面ｆ１、ｆ２に接触し、当金ブロック４１のうち溝４３が開先部２の少なくとも一部を覆う。

【0027】

当金ブロック４１は、例えば内部に冷水管４１１が挿通されている。当金ブロック４１は、冷水管４１１内を冷水が流動することにより、溝４３の近傍が冷却される。

【0028】

シールドガスフード４２は、例えば内部にガス管４２１が挿通されている。シールドガスフード４２は、開先部２に向かって炭酸ガス等のシールドガスを吹き込むことで、開先部２のうち水冷摺動銅当金４で覆われた領域を大気から遮断する。

【0029】

＜溶接トーチ５＞
溶接トーチ５は、開先部２のうち水冷摺動銅当金４で覆われた領域に溶接ワイヤ６を供給する。溶接トーチ５は、例えば図示しない溶接台車に搭載されており、開先部２の溶接の進行に伴い両表面ｆ１、ｆ２に沿って摺動する。

【0030】

＜溶接ワイヤ６＞
溶接ワイヤ６は、開先部２のうち水冷摺動銅当金４で覆われた領域に供給され、開先部２内でアークを発生させながら溶融し、溶融メタルを形成する。開先部２内を満たした溶融メタルは、水冷摺動銅当金４により冷却されて凝固し、溶接ビードを形成する。

【0031】

溶接ワイヤ６の材質としては、例えば「ＪＩＳ Ｚ ３３１９：１９９９／ＡＭＥＮＤＭＥＮＴ １：２００７」に記載のエレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ、又はエレクトロガスアーク溶接用の公知のソリッドワイヤ等が用いられる。

【0032】

次に、エレクトロガスアーク溶接方法の手順について説明する。エレクトロガスアーク溶接方法は、第１溶接部形成工程と、第２溶接部形成工程と、を有する。エレクトロガスアーク溶接方法では、第１溶接部形成工程の後に、第２溶接部形成工程を実施する。なお、本実施形態では作業者が各種工程を実施する方法を説明するが、少なくとも一部の工程について、各種溶接機に外部接続される制御機器を介して実施してもよい。

【0033】

＜第１溶接部形成工程＞
第１溶接部形成工程において、作業者は、例えば図２に示すように、水冷摺動銅当金４を、第１開先部２１の少なくとも一部を覆うように第１表面ｆ１に設置するとともに、裏当棒材３を、第２開先部２２に開口底部２２０を覆うように凸曲面を当接させて設置する。その後、作業者は、水冷摺動銅当金４を溶接方向Ｆ１に摺動させながら、水冷摺動銅当金４と裏当棒材３との間の第１空間Ｑ１にシールドガスを吹き込みながら溶接ワイヤ６を供給して溶接ビードである第１溶接部８１を形成する。詳しくは、溶接ワイヤ６と溶融池７１との間に発生する図示しないアークの熱により供給された溶接ワイヤ６が溶融し、水冷摺動銅当金４で冷却されて第１溶接部８１となる。また、裏当棒材３は、例えば鋼製の金属板３１に支持されることにより、第２開先部２２の開口底部２２０近傍において脱着自在に取り付けられる。金属板３１は、例えば一対の鋼板１の第２表面ｆ２に仮留めとして溶接された１以上の鋼製の拘束板３３に支持される。作業者は、例えば金属板３１と拘束板３３の間に鋼製のくさび３２を打ち込むことで、裏当棒材３を金属板３１により強固に支持させてもよい。なお、拘束板３３に衝撃を与えることで仮留めした溶接部を容易に破壊できるため、作業者は、例えば第１溶接部８１を形成した後に拘束板３３をハンマー等で打つことで、拘束板３３を第２表面ｆ２から容易に撤去することができる。

【0034】

この場合、銅製裏当金よりも軽量な裏当棒材３を、第２開先部２２に容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性の向上を図ることができる。また、裏当棒材３は、溶接ワイヤ６よりも融点が高いセラミックス製であるため、溶融池７１によって一部溶融する。その後、溶融した裏当棒材３の一部は、開先内に形成される溶融池７１上に生成される溶融スラグ９１の一部となる。

【0035】

溶融池７１上には溶融スラグ９１が生成される。溶融スラグ９１は、形成される第１溶接部８１と水冷摺動銅当金４の溝４３との間から適宜排出される（溶融スラグ９１０）。排出された溶融スラグ９１０は、第１溶接部８１の表面を覆いながら溝４３で第１溶接部８１の外観を良好にする。また、溶融スラグ９１０の融点は第１溶接部８１の融点より低いので、溶接方向Ｆ１への移動に伴い、溝４３の途中で凝固して凝固スラグ９１１となる。凝固スラグ９１１は、第１溶接部８１の形成後に、第１溶接部８１の表面から取り除かれる。

【0036】

＜第２溶接部形成工程＞
第１溶接部形成工程の後、第２溶接部形成工程において、作業者は、例えば図３に示すように、裏当棒材３を第２開先部２２から取り外す。また、作業者は、水冷摺動銅当金４を第１表面ｆ１から取り外して、第２開先部２２の少なくとも一部を覆うように前記第２表面に設置する。

【0037】

その後、作業者は、例えば図４に示すように、水冷摺動銅当金４を溶接方向Ｆ１に摺動させながら、水冷摺動銅当金４と第１溶接部８１との間の第２空間Ｑ２に溶接ワイヤ６を供給して溶接ビードである第２溶接部８２を形成する。詳しくは、溶接ワイヤ６と溶融池７２との間でアークを発生させながら溶接ワイヤ６を溶融し、溶融メタルを形成する。

【0038】

溶融池７２上には溶融スラグ９２が生成される。溶融スラグ９２は、形成される第２溶接部８２と水冷摺動銅当金４の溝４３との間から適宜排出される（溶融スラグ９２０）。溶融スラグ９２０は、第２溶接部８２の表面を覆いながら溝４３で第２溶接部８２の外観を良好にする。また、溶融スラグ９２０の融点は第２溶接部８２の融点より低いので、溶接方向Ｆ１への移動に伴い、溝４３の途中で凝固して凝固スラグ９２１となる。凝固スラグ９２１は、第２溶接部８２の形成後に、第２溶接部８２の表面から取り除かれる。

【0039】

上述の工程を実施して、エレクトロガスアーク溶接方法が完了する。なお、第１溶接部形成工程の溶接方向は第２溶接部形成工程の溶接方向と異なってもよい。また、第１開先部２１を上方、第２開先部２２を下方として第１溶接部形成工程を実施した場合、第２開先部２２が上方となるように一対の鋼板１を回転させてから第２溶接部形成工程を実施してもよい。

【0040】

また、本実施形態では、一の溶接トーチ５及び一の溶接ワイヤ６を用いる１電極の溶接法について説明したが、２以上の溶接トーチ５及び２以上の溶接ワイヤ６を用いるいわゆる２電極以上の溶接法を適用してもよい。このとき、溶接ワイヤ６としては、２以上のエレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤを用いてもよく、２以上のエレクトロガスアーク溶接用ソリッドワイヤを用いてもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。

【0041】

（エレクトロガスアーク溶接方法の変形例）
図５～図７を参照して、本実施形態におけるエレクトロガスアーク溶接方法の変形例を説明する。本変形例のエレクトロガスアーク溶接方法は、図５に示す形状の水冷摺動銅当金４を用いる。

【0042】

図５（ａ）は、水冷摺動銅当金４のうち一対の鋼板１の両表面ｆ１、ｆ２に対向する面を、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す水冷摺動銅当金４の右側面を、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す水冷摺動銅当金４の上面を、それぞれ示す。水冷摺動銅当金４が有する溝４３は、溶接部８を形成するための、両表面ｆ１、ｆ２に平行な第１の溝４３１と、各溶融スラグ９１０、９２０を排出するための第２の溝４３２と、からなる。第２の溝４３２の一方端部は、第１の溝４３１の一方端部に連続している。

【0043】

また、図６（ａ）～図６（ｃ）は、水冷摺動銅当金４の基体である当金ブロック４１の断面を示している。詳しくは、図６（ａ）は、図５（ａ）に示す水冷摺動銅当金４のＣ－Ｃ断面を、図６（ｂ）は、図５（ａ）に示す水冷摺動銅当金４のＤ－Ｄ断面を、図６（ｃ）は、図５（ａ）に示す水冷摺動銅当金４のＥ－Ｅ断面を、それぞれ示す。

【0044】

Ｄ－Ｄ断面における第２の溝４３２の幅Ｗ２及び深さＤ２は、Ｃ－Ｃ断面における第１の溝４３１の幅Ｗ１及び深さＤ１よりも大きい。また、Ｅ－Ｅ断面における第２の溝４３２の幅Ｗ３及び深さＤ３は、Ｄ－Ｄ断面における第２の溝４３２の幅Ｗ２及び深さＤ２よりも大きい。すなわち、第２の溝４３２は、第１の溝４３１に連続する一方端部から他方端部に向かうにつれて、溝幅が連続的に大きくかつ深くなっている。具体的には、第２の溝４３２の溝幅は、例えば図５（ａ）に示す平面視において、第１の溝４３１の溝幅に対してθ１だけ傾斜して、連続的に大きくなっている。また、第２の溝４３２の溝幅は、例えば図５（ｂ）に示す側面視において、第１の溝４３１の溝幅に対してθ２だけ傾斜して、連続的に深くなっている。

【0045】

この水冷摺動銅当金４を用いることで、例えば図７に示すように、溶融池７１上の溶融スラグ９１は、形成される第１溶接部８１と水冷摺動銅当金４の溝４３との間からよりスムーズに排出される（溶融スラグ９１０ａ）。この場合、溶融池７１上の溶融スラグ９１を適量に保ちやすく、スラグ跳ねが軽減されるため、長時間の溶接が可能となる。排出された溶融スラグ９１０ａは、溶接方向Ｆ１への移動に伴い、溝４３の途中で凝固して凝固スラグ９１１ａとなる。

【0046】

なお、第２の溝４３２の溝幅の大きさが第１の溝４３１と同様に並行で、深さだけ連続的に深くなる場合、一対の鋼板１の幅Ｌ１の厚さによっては、溶融池７１上の溶融スラグ９１が多くなり、溶融スラグ９１の排出が十分にできず、スラグ跳ねが起きるおそれがある。また、溶融スラグ９１の排出性を良くするために傾斜角度θ２を過大に設定すると、溶融池７１から溶融メタルが流出し、溶接が中断するおそれがある。

【0047】

このため、本発明の水冷摺動銅当金４は、第２の溝４３２が第１の溝４３１に対して、幅方向にθ１＝５～３０°だけ傾斜して連続的に大きくなり、深さ方向にθ２＝２～１０°だけ傾斜して連続的に深くなることが好ましい。この場合、溶融池７１から溶融メタルが排出されることなく、溶融池７１上の溶融スラグ９１のみがスムーズに排出されてスラグ跳ねが起こらない。これにより、長時間の溶接が可能となり、溶接作業者の作業性のさらなる向上を図ることができる。

【0048】

本実施形態によれば、水冷摺動銅当金４を第１開先部２１の少なくとも一部を覆うように第１表面ｆ１に設置し、一対の鋼板１のルート間隔Ｌ５よりも大きい幅Ｌ６を有するセラミックス製の裏当棒材３を、第２開先部２２に開口底部２２０を覆うように凸曲面を当接させて設置したうえで、水冷摺動銅当金４と裏当棒材３との間に溶接ワイヤ６を供給して第１溶接部８１を形成する第１溶接部形成工程を有する。すなわち、銅製裏当金よりも軽量なセラミックス製の裏当棒材３を用いる。このため、裏当棒材３を第２開先部２２に容易に取り付けることができる。また、裏当棒材３を第２開先部２２に凸曲面を当接させて設置するため、開先部２と異なる形状の開先部に容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性の向上を図ることができる。

【0049】

また、本実施形態によれば、裏当棒材３は、断面視において円形である。このため、開先部２の形状によらず開口底部２２０を覆うように裏当棒材３を第２開先部２２にさらに容易に取り付けることができる。これにより、溶接作業者の作業性のさらなる向上を図ることができる。

【0050】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0051】

１ 一対の鋼板
１ａ、１ｂ 鋼板
２ 開先部
２１ 第１開先部
２１０ （第１開先部の）開口底部
２２ 第２開先部
２２０ （第２開先部の）開口底部
２３ ルートフェイス
３ 裏当棒材
３１ 金属板
３２ くさび
３３ 拘束板
４ 水冷摺動銅当金
４１ 当金ブロック
４１ａ、４１ｂ 設置面
４１１ 冷水管
４２ シールドガスフード
４２１ ガス管
４３ 溝
４３１ 第１の溝
４３２ 第２の溝
５ 溶接トーチ
６ 溶接ワイヤ
７、７１、７２ 溶融池
８ 溶接部
８１ 第１溶接部
８２ 第２溶接部
９、９１、９２ 溶融スラグ
ｆ１ 第１表面
ｆ２ 第２表面
Ｆ１ 溶接方向
Ｑ１ 第１空間
Ｑ２ 第２空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】