特許7307025多電極ガスシールドアーク片面溶接方法及び多電極ガスシールドアーク片面溶接装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-03
(45)【発行日】2023-07-11
(54)【発明の名称】多電極ガスシールドアーク片面溶接方法及び多電極ガスシールドアーク片面溶接装置
(51)【国際特許分類】
B23K 9/173 20060101AFI20230704BHJP
【ＦＩ】
B23K9/173 E
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020064921
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021159959
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-11-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】三輪 剛士
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 圭
(72)【発明者】
【氏名】柿崎 智紀
【審査官】岩見 勤
(56)【参考文献】
【文献】特開平９－２０６９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１３９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－９４１２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２２６７３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１５０５７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ９／１７３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ、
前記後行極の極性：ＤＣＥＮ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：３ｍｍ以上８ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：２０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【請求項2】
一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：ソリッドワイヤ、
前記先行極の溶接電流：５００Ａ以下、
前記先行極の溶接電圧：４０Ｖ以下、
前記後行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以下、
前記板材の板厚：１６ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：２ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：１０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【請求項3】
前記一対の板材の開先形状がＶ形状であり、開先角度が２５°以上である、請求項１又は２に記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【請求項4】
前記後行極の溶接電流は３００Ａ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法に用いられる多電極ガスシールドアーク片面溶接装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法及び多電極ガスシールドアーク片面溶接装置に関する。
【背景技術】
【0002】
片面溶接とは、被溶接材である突合せ継手の開先裏面側に耐火性裏当て材を押し当て、開先表側から溶接を行って、開先裏面側にも裏ビードを出す溶接方法である。これにより、突合せ継手を反転させることなく、片側のみからの溶接で完全溶込みを得ることができる。
片面溶接は、溶接電流の高電流化や、開先断面積の減少（狭開先化）を行うことで、その能率を向上させることができる。しかし、高電流化や狭開先化に伴い、ビードには高温割れが発生しやすくなる。そこで単一電極ではなく、先行極と後行極とを含む多電極を用いた多電極ガスシールドアーク片面溶接が提案されている。
片面溶接は、溶接電流の高電流化や、開先断面積の減少（狭開先化）を行うことで、その能率を向上させることができる。しかし、高電流化や狭開先化に伴い、ビードには高温割れが発生しやすくなる。そこで単一電極ではなく、先行極と後行極とを含む多電極を用いた多電極ガスシールドアーク片面溶接が提案されている。
【0003】
例えば特許文献１では、先行極と後行極の極性を適切に規定するとともに、先行極のワイヤ突出し長さ、溶接電流及びワイヤ送給量等、並びに後行極の金属成分等を適切に調整した多電極ガスシールドアーク片面溶接方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１３９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法における高温割れの評価方法として、Ｃ形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験方法（ＪＩＳ Ｚ ３１５５：１９９３）が知られている。この試験方法において、特許文献１に記載の溶接方法を用いてもクレータ以外の位置でも割れが生じる場合がある。したがって、高温割れの発生をより抑制することができる溶接方法が求められている。
また、ルートギャップを有するＶ開先形状の溶接時には、一般的に、仮付けをした後に本溶接を実施するが、本溶接の際に仮付けの溶接部分において裏ビードが出にくいという課題もある。
また、ルートギャップを有するＶ開先形状の溶接時には、一般的に、仮付けをした後に本溶接を実施するが、本溶接の際に仮付けの溶接部分において裏ビードが出にくいという課題もある。
【0006】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、裏ビードの形状が良好であるとともに、高温割れの発生を抑制することができる多電極ガスシールドアーク片面溶接方法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】
【0007】
従来の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、先行極と後行極との極間距離を５０ｍｍ以下として、先行極による溶融池が凝固する前に、溶融池を後行極で再加熱することにより、溶融池が完全な２プールとなるのを防ぎ、耐高温割れ性の向上を図っていた。すなわち、極間距離が５０ｍｍを超えると、耐高温割れ性が低下すると認識されていた。
しかし、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、特に、先行極と後行極との極間距離を従来の溶接方法よりも６５ｍｍ以上とすることにより、先行極溶接池が完全に凝固した後に
後行極が再度溶融するため、溶融プールが大きくなりすぎず、耐割れ性が著しく向上することを見出した。また、本発明者らは、後行極の極性及び溶接電流、並びに開先充填剤の充填量が高温割れの発生及び裏ビード形状に影響を与えることも見出した。
しかし、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、特に、先行極と後行極との極間距離を従来の溶接方法よりも６５ｍｍ以上とすることにより、先行極溶接池が完全に凝固した後に
後行極が再度溶融するため、溶融プールが大きくなりすぎず、耐割れ性が著しく向上することを見出した。また、本発明者らは、後行極の極性及び溶接電流、並びに開先充填剤の充填量が高温割れの発生及び裏ビード形状に影響を与えることも見出した。
【0008】
さらに、本発明者らは、先行極と後行極との極間距離が６５ｍｍ以下の場合であっても、先行極の溶接電流、溶接電圧、後行極のワイヤ種類及び極性を制御することにより、耐割れ性及び裏ビード形状が著しく向上することも見出した。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
【0009】
すなわち、本発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、下記［１］の構成のとおりである。
【0010】
［１］一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ、
前記後行極の極性：ＤＣＥＮ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：３ｍｍ以上８ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：２０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ、
前記後行極の極性：ＤＣＥＮ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：３ｍｍ以上８ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：２０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【0011】
また、本発明に係る他の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、下記［２］の構成のとおりである。
【0012】
［２］一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：ソリッドワイヤ、
前記先行極の溶接電流：５００Ａ以下、
前記先行極の溶接電圧：４０Ｖ以下、
前記後行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以下、
前記板材の板厚：１６ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：２ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：１０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
前記複数の電極は、先行極と前記先行極に続く後行極とを含み、
前記先行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記先行極のワイヤ種類：ソリッドワイヤ、
前記先行極の溶接電流：５００Ａ以下、
前記先行極の溶接電圧：４０Ｖ以下、
前記後行極の極性：ＤＣＥＰ、
前記後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
前記後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
前記先行極と前記後行極の極間距離：６５ｍｍ以下、
前記板材の板厚：１６ｍｍ以下、
前記開先のルートギャップ：２ｍｍ以下、
前記溶接線方向に直交する面において前記開先充填剤が占める箇所の面積：１０ｍｍ２以下、
として溶接する、多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【0013】
多電極ガスシールドアーク片面溶接方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［３］及び［４］に関する。
【0014】
［３］前記一対の板材の開先形状がＶ形状であり、開先角度が２５°以上である、［１］又は［２］に記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【0015】
［４］前記後行極の溶接電流は３００Ａ以下である、［１］～［３］のいずれか１項に記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法。
【0016】
また、本発明の上記目的は、多電極ガスシールドアーク片面溶接装置に係る下記［５］の構成により達成される。
【0017】
［５］［１］～［４］のいずれか１つに記載の多電極ガスシールドアーク片面溶接方法に用いられる多電極ガスシールドアーク片面溶接装置。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、裏ビードの形状が良好であるとともに、高温割れの発生を効果的に防止することができる多電極ガスシールドアーク片面溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また本明細書において、数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
まず、第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法（以下、単に「第１の溶接方法」と称することがある。）について詳細に説明する。
まず、第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法（以下、単に「第１の溶接方法」と称することがある。）について詳細に説明する。
【0021】
［第１の溶接方法］
第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
複数の電極は、先行極と先行極に続く後行極とを含み、
先行極の極性：ＤＣＥＰ、
先行極のワイヤ：フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ、
後行極の極性：ＤＣＥＮ、
後行極のワイヤ：フラックス入りワイヤ、
後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
先行極と後行極の極間距離：６５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、
開先のルートギャップ：３ｍｍ以上８ｍｍ以下、
溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積：２０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下、
として溶接する。
本実施形態において板材は鋼板であり、例えば軟鋼系鋼板である。また、本実施形態における多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、被溶接材同士を溶接する際の初層溶接である。
第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
複数の電極は、先行極と先行極に続く後行極とを含み、
先行極の極性：ＤＣＥＰ、
先行極のワイヤ：フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ、
後行極の極性：ＤＣＥＮ、
後行極のワイヤ：フラックス入りワイヤ、
後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
先行極と後行極の極間距離：６５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、
開先のルートギャップ：３ｍｍ以上８ｍｍ以下、
溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積：２０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下、
として溶接する。
本実施形態において板材は鋼板であり、例えば軟鋼系鋼板である。また、本実施形態における多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、被溶接材同士を溶接する際の初層溶接である。
【0022】
〔先行極〕
＜先行極の極性＞
第１の溶接方法における先行極の極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
＜先行極の極性＞
第１の溶接方法における先行極の極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
【0023】
＜先行極のワイヤ種類＞
先行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）を用いる。先行極のフラックス入りワイヤとしては、鉄系のフラックス入りワイヤを用いることが好ましい。フラックス入りワイヤとは、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されたものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
先行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）を用いる。先行極のフラックス入りワイヤとしては、鉄系のフラックス入りワイヤを用いることが好ましい。フラックス入りワイヤとは、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されたものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
【0024】
＜先行極のワイヤ組成＞
先行極としてフラックス入りワイヤを用いる場合、その組成は被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
また、先行極としてソリッドワイヤを用いる場合のワイヤ組成についても制限されるものではないが、一例としては、Ｃ：０．０１～０．１８質量％、Ｓｉ：０～１．００質量、Ｍｎ：０．５０～２．８０質量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、Ｓ：０．０３０質量％以下、及びＣｕ：０．５０質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成が挙げられる。その他、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇなどを含んでもよい。
先行極としてフラックス入りワイヤを用いる場合、その組成は被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
また、先行極としてソリッドワイヤを用いる場合のワイヤ組成についても制限されるものではないが、一例としては、Ｃ：０．０１～０．１８質量％、Ｓｉ：０～１．００質量、Ｍｎ：０．５０～２．８０質量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、Ｓ：０．０３０質量％以下、及びＣｕ：０．５０質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成が挙げられる。その他、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇなどを含んでもよい。
【0025】
＜先行極のワイヤ径＞
先行極のフラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤのワイヤ径は特に制限されないが、溶接作業性の点から１．０ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以上がより好ましい。また、溶接作業性の点から２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下が好ましい。
先行極のフラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤのワイヤ径は特に制限されないが、溶接作業性の点から１．０ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以上がより好ましい。また、溶接作業性の点から２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下が好ましい。
【0026】
＜先行極による溶接時のシールドガス＞
先行極による溶接時に用いるシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
先行極による溶接時に用いるシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
【0027】
＜先行極のワイヤ突出し長さ＞
先行極のワイヤ突出し長さは特に限定されないが、１５ｍｍ以上とすると、裏ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため、好ましい。ワイヤ突出し長さは１７ｍｍ以上がより好ましく、１９ｍｍ以上が更に好ましい。また、ワイヤ突出し長さを３５ｍｍ以下とすると裏ビードの形成が容易となるため好ましい。ワイヤ突出し長さは３３ｍｍ以下がより好ましく、３１ｍｍ以下が更に好ましい。
先行極のワイヤ突出し長さは特に限定されないが、１５ｍｍ以上とすると、裏ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため、好ましい。ワイヤ突出し長さは１７ｍｍ以上がより好ましく、１９ｍｍ以上が更に好ましい。また、ワイヤ突出し長さを３５ｍｍ以下とすると裏ビードの形成が容易となるため好ましい。ワイヤ突出し長さは３３ｍｍ以下がより好ましく、３１ｍｍ以下が更に好ましい。
【0028】
＜先行極の溶接電流＞
単一電極を使用し、例えば４００Ａ程度の大電流で溶接を行った場合には、溶接金属に割れが発生しやすくなる。第１の溶接方法では、先行極と、先行極に続く後行極とを含む複数の電極を使用し、先行極及び後行極の極性及び極間距離、充填剤の充填量等を適切に制御することにより、大電流でも溶接金属の割れの防止を実現している。先行極の溶接電流は特に限定されないが、３５０Ａ以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。溶接電流は３７０Ａ以上がより好ましく、４００Ａ以上が更に好ましい。また、溶接電流を５５０Ａ以下とすると、ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため好ましい。溶接電流は５３０Ａ以下がより好ましく、５００Ａ以下が更に好ましい。
単一電極を使用し、例えば４００Ａ程度の大電流で溶接を行った場合には、溶接金属に割れが発生しやすくなる。第１の溶接方法では、先行極と、先行極に続く後行極とを含む複数の電極を使用し、先行極及び後行極の極性及び極間距離、充填剤の充填量等を適切に制御することにより、大電流でも溶接金属の割れの防止を実現している。先行極の溶接電流は特に限定されないが、３５０Ａ以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。溶接電流は３７０Ａ以上がより好ましく、４００Ａ以上が更に好ましい。また、溶接電流を５５０Ａ以下とすると、ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため好ましい。溶接電流は５３０Ａ以下がより好ましく、５００Ａ以下が更に好ましい。
【0029】
＜先行極の溶接電圧＞
先行極の溶接電圧も特に制限されないが、２５Ｖ以上がアーク安定性の点から好ましく、２７Ｖ以上がより好ましい。また、溶接電圧は４０Ｖ以下がアーク安定性の点から好ましく、３５Ｖ以下がより好ましい。
先行極の溶接電圧も特に制限されないが、２５Ｖ以上がアーク安定性の点から好ましく、２７Ｖ以上がより好ましい。また、溶接電圧は４０Ｖ以下がアーク安定性の点から好ましく、３５Ｖ以下がより好ましい。
【0030】
＜先行極のワイヤ送給量＞
先行極のワイヤ送給量も特に限定されないが、５．０ｍ／分以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。ワイヤ送給量は５．５ｍ／分以上がより好ましく、６．０ｍ／分以上が更に好ましい。また、ワイヤ送給量を１４．０ｍ／分以下とすると、裏ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため好ましい。ワイヤ送給量は１３．０ｍ／分以下がより好ましく、１２．０ｍ／分以下が更に好ましい。
先行極のワイヤ送給量も特に限定されないが、５．０ｍ／分以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。ワイヤ送給量は５．５ｍ／分以上がより好ましく、６．０ｍ／分以上が更に好ましい。また、ワイヤ送給量を１４．０ｍ／分以下とすると、裏ビードの安定性が良好となり、溶け落ちも防ぐことができるため好ましい。ワイヤ送給量は１３．０ｍ／分以下がより好ましく、１２．０ｍ／分以下が更に好ましい。
【0031】
＜先行極のウィービング幅＞
先行極のウィービング幅は特に制限されないが、０～７ｍｍとすることが裏ビードの形成状態が向上することから好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、また、５ｍｍ以下がより好ましい。
先行極のウィービング幅は特に制限されないが、０～７ｍｍとすることが裏ビードの形成状態が向上することから好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、また、５ｍｍ以下がより好ましい。
【0032】
〔後行極〕
＜後行極の極性＞
第１の溶接方法における後行極は、先行極に続く電極であって、極性はＤＣＥＮ（直流棒マイナス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）の消耗性電極である。
＜後行極の極性＞
第１の溶接方法における後行極は、先行極に続く電極であって、極性はＤＣＥＮ（直流棒マイナス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）の消耗性電極である。
【0033】
＜後行極のワイヤ種類＞
後行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤを用いる。後行極のフラックス入りワイヤについても、先行極のフラックス入りワイヤと同様に、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されているものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
後行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤを用いる。後行極のフラックス入りワイヤについても、先行極のフラックス入りワイヤと同様に、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されているものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
【0034】
＜後行極の溶接電流＞
第１の溶接方法においては、後行極の溶接電流、及び先行極と後行極との極間距離を適切に制御することにより、溶融プールを適正な大きさに保ち、溶接金属中のひずみを低減して、高温割れの発生を防止している。後述する先行極と後行極との極間距離を１５０ｍｍ以下にするとともに、後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、アークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、後行極の溶接電流は１８０Ａ以上とし、好ましくは２００Ａ以上とし、より好ましくは２２０Ａ以上とする。
一方、後行極の溶接電流が３２０Ａ以下であると、溶接作業性が良好となるため好ましい。また、後行極の溶接電流は３００Ａ以下であることがより好ましく、２８０Ａ以下であることが更に好ましい。
なお、本実施形態において、電極数は３電極や４電極などの多電極とすることができる。
第１の溶接方法においては、後行極の溶接電流、及び先行極と後行極との極間距離を適切に制御することにより、溶融プールを適正な大きさに保ち、溶接金属中のひずみを低減して、高温割れの発生を防止している。後述する先行極と後行極との極間距離を１５０ｍｍ以下にするとともに、後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、アークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、後行極の溶接電流は１８０Ａ以上とし、好ましくは２００Ａ以上とし、より好ましくは２２０Ａ以上とする。
一方、後行極の溶接電流が３２０Ａ以下であると、溶接作業性が良好となるため好ましい。また、後行極の溶接電流は３００Ａ以下であることがより好ましく、２８０Ａ以下であることが更に好ましい。
なお、本実施形態において、電極数は３電極や４電極などの多電極とすることができる。
【0035】
＜後行極のワイヤ組成＞
後行極として使用されるフラックス入りワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎ、О等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
後行極として使用されるフラックス入りワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎ、О等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
【0036】
＜後行極のワイヤ径＞
後行極として使用されるフラックス入りワイヤのワイヤ径は特に制限されないが、溶接作業性の点から１．０ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以上がより好ましい。また、溶接作業性の点から２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下が好ましい。
後行極として使用されるフラックス入りワイヤのワイヤ径は特に制限されないが、溶接作業性の点から１．０ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以上がより好ましい。また、溶接作業性の点から２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下が好ましい。
【0037】
＜後行極による溶接時のシールドガス＞
後行極による溶接時に用いるシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
後行極による溶接時に用いるシールドガスは特に制限されないが、例えばＡｒガス、炭酸ガス、Ａｒガスと炭酸ガスの混合ガス、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスを用いることができる。ガスの流量も特に制限されないが、例えば１５～３０Ｌ／分とすることができる。
【0038】
＜後行極のワイヤ突出し長さ＞
後行極のワイヤ突出し長さは特に限定されないが、１５ｍｍ以上とすると、アーク力が十分となり、不純物の偏析を示すゴーストラインを完全に消失することができるため好ましい。ワイヤ突出し長さは１７ｍｍ以上がより好ましく、１９ｍｍ以上が更に好ましい。また、ワイヤ突出し長さを３５ｍｍ以下とすることにより、アーク力が十分となってゴーストラインを完全に消失することができるのに加え、アークが安定し、スパッタの発生量も少なくできることから好ましい。ワイヤ突出し長さは３３ｍｍ以下がより好ましく、３１ｍｍ以下が更に好ましい。
後行極のワイヤ突出し長さは特に限定されないが、１５ｍｍ以上とすると、アーク力が十分となり、不純物の偏析を示すゴーストラインを完全に消失することができるため好ましい。ワイヤ突出し長さは１７ｍｍ以上がより好ましく、１９ｍｍ以上が更に好ましい。また、ワイヤ突出し長さを３５ｍｍ以下とすることにより、アーク力が十分となってゴーストラインを完全に消失することができるのに加え、アークが安定し、スパッタの発生量も少なくできることから好ましい。ワイヤ突出し長さは３３ｍｍ以下がより好ましく、３１ｍｍ以下が更に好ましい。
【0039】
＜後行極のワイヤ送給量＞
後行極のワイヤ送給量も特に限定されないが、１．０ｍ／分以上とすると、アーク力が十分となり、ゴーストラインを完全に消失することができることから好ましい。ワイヤ送給量は１．２ｍ／分以上がより好ましく、１．４ｍ／分以上が更に好ましい。また、ワイヤ送給量を１０．０ｍ／分以下とすると、アーク力が十分となってゴーストラインを完全に消失することができるのに加え、アークが安定し、スパッタの発生量も少なくできることから好ましい。ワイヤ送給量は９．８ｍ／分以下がより好ましく、９．６ｍ／分以下が更に好ましい。
後行極のワイヤ送給量も特に限定されないが、１．０ｍ／分以上とすると、アーク力が十分となり、ゴーストラインを完全に消失することができることから好ましい。ワイヤ送給量は１．２ｍ／分以上がより好ましく、１．４ｍ／分以上が更に好ましい。また、ワイヤ送給量を１０．０ｍ／分以下とすると、アーク力が十分となってゴーストラインを完全に消失することができるのに加え、アークが安定し、スパッタの発生量も少なくできることから好ましい。ワイヤ送給量は９．８ｍ／分以下がより好ましく、９．６ｍ／分以下が更に好ましい。
【0040】
＜後行極の溶接電圧＞
後行極の溶接電圧は特に制限されないが、１５Ｖ以上がアーク安定性の点から好ましく、２０Ｖ以上がより好ましい。また、溶接電圧は４０Ｖ以下がアーク安定性の点から好ましく、３５Ｖ以下がより好ましい。
後行極の溶接電圧は特に制限されないが、１５Ｖ以上がアーク安定性の点から好ましく、２０Ｖ以上がより好ましい。また、溶接電圧は４０Ｖ以下がアーク安定性の点から好ましく、３５Ｖ以下がより好ましい。
【0041】
＜後行極のウィービング幅＞
後行極のウィービング幅は特に制限されないが、０～１０ｍｍとすることが表ビードの形成状態が向上することから好ましく、８ｍｍ以下がより好ましい。
後行極のウィービング幅は特に制限されないが、０～１０ｍｍとすることが表ビードの形成状態が向上することから好ましく、８ｍｍ以下がより好ましい。
【0042】
〔溶接条件〕
＜先行極と後行極との極間距離＞
第１の溶接方法においては、先行極と後行極との極間距離を従来の距離よりも長くすることで、溶融プールを適正な大きさに保ち、溶接金属中のひずみを低減して、高温割れの発生を防止している。先行極及び後行極の種々条件を、上記第１の溶接方法に記載の条件に調節した場合であっても、先行極と後行極との極間距離が６５ｍｍ未満であると、溶融プールが大きくなりすぎて、溶接金属の表面においてひずみが発生し、割れの発生を効果的に防止することができない。したがって、先行極と後行極との極間距離は６５ｍｍ以上とする。先行極と後行極との極間距離は７０ｍｍ以上が好ましく、８０ｍｍ以上がより好ましい。
一方、上述の通り、後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にするとともに、先行極と後行極との極間距離を１５０ｍｍ以下にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、アークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、先行極と後行極との極間距離は１５０ｍｍ以下とし、１２０ｍｍ以下がより好ましく、１００ｍｍ以下が更に好ましい。
＜先行極と後行極との極間距離＞
第１の溶接方法においては、先行極と後行極との極間距離を従来の距離よりも長くすることで、溶融プールを適正な大きさに保ち、溶接金属中のひずみを低減して、高温割れの発生を防止している。先行極及び後行極の種々条件を、上記第１の溶接方法に記載の条件に調節した場合であっても、先行極と後行極との極間距離が６５ｍｍ未満であると、溶融プールが大きくなりすぎて、溶接金属の表面においてひずみが発生し、割れの発生を効果的に防止することができない。したがって、先行極と後行極との極間距離は６５ｍｍ以上とする。先行極と後行極との極間距離は７０ｍｍ以上が好ましく、８０ｍｍ以上がより好ましい。
一方、上述の通り、後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にするとともに、先行極と後行極との極間距離を１５０ｍｍ以下にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、アークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、先行極と後行極との極間距離は１５０ｍｍ以下とし、１２０ｍｍ以下がより好ましく、１００ｍｍ以下が更に好ましい。
【0043】
＜開先のルートギャップ＞
ルートギャップが３ｍｍ未満であると、優れた裏ビード形状を得ることができない。したがって、ルートギャップは３ｍｍ以上とし、好ましくは５ｍｍ以上とする。
一方、ルートギャップが８ｍｍを超えると、アークが不安定となる。したがって、ルートギャップは８ｍｍ以下とし、好ましくは７ｍｍ以下とする。
ルートギャップが３ｍｍ未満であると、優れた裏ビード形状を得ることができない。したがって、ルートギャップは３ｍｍ以上とし、好ましくは５ｍｍ以上とする。
一方、ルートギャップが８ｍｍを超えると、アークが不安定となる。したがって、ルートギャップは８ｍｍ以下とし、好ましくは７ｍｍ以下とする。
【0044】
＜開先充填剤の充填量＞
第１の溶接方法においては、上記の通りルートギャップを３ｍｍ以上８ｍｍ以下としているため、適切な量の開先充填剤を充填することが必要である。開先充填剤としては、粉体又はチップ状等のものがあり、形態によって比重が異なるため、本発明においては、溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積により、充填量を規定する。ここで、開先充填剤は、開先に充填後に高さが略均一にならされて設けられる（図２の開先充填剤が占める箇所６参照）。開先充填剤が占める箇所には、開先充填剤と開先充填剤同士の隙間が形成されている。
上記面積が２０ｍｍ２未満であると、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができない。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は２０ｍｍ２以上とし、好ましくは３０ｍｍ２以上とする。
一方、上記面積が５０ｍｍ２を超えた場合であっても、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができない。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は５０ｍｍ２以下とし、好ましくは４５ｍｍ２以下とする。
なお、第１の溶接方法においては一対の板材がルートギャップを有するため、Ｖ開先形状とした場合には、溶接線方向に直交する面における開先充填剤の断面は台形となる。したがって、充填された開先充填剤の深さを測定することにより、ルートギャップ及び開先角度に基づき、上記面積を求めることができる。
第１の溶接方法においては、上記の通りルートギャップを３ｍｍ以上８ｍｍ以下としているため、適切な量の開先充填剤を充填することが必要である。開先充填剤としては、粉体又はチップ状等のものがあり、形態によって比重が異なるため、本発明においては、溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積により、充填量を規定する。ここで、開先充填剤は、開先に充填後に高さが略均一にならされて設けられる（図２の開先充填剤が占める箇所６参照）。開先充填剤が占める箇所には、開先充填剤と開先充填剤同士の隙間が形成されている。
上記面積が２０ｍｍ２未満であると、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができない。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は２０ｍｍ２以上とし、好ましくは３０ｍｍ２以上とする。
一方、上記面積が５０ｍｍ２を超えた場合であっても、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができない。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は５０ｍｍ２以下とし、好ましくは４５ｍｍ２以下とする。
なお、第１の溶接方法においては一対の板材がルートギャップを有するため、Ｖ開先形状とした場合には、溶接線方向に直交する面における開先充填剤の断面は台形となる。したがって、充填された開先充填剤の深さを測定することにより、ルートギャップ及び開先角度に基づき、上記面積を求めることができる。
【0045】
＜溶接速度＞
溶接速度は２００ｍｍ／分以上４００ｍｍ／分以下とするのが好ましい。溶接速度を２００ｍｍ／分以上とすることで、適切な入熱量を得ることができるため、良好な裏ビード形状を得ることができ、裏当て材が剥がれる等の不具合が発生することはない。溶接速度は２３０ｍｍ／分以上がより好ましく、２５０ｍｍ／分以上が更に好ましい。
また、溶接速度を４００ｍｍ／分以下とすることで、溶接金属の冷却速度が速くなり過ぎず、高温割れの発生をより一層抑制することができる。溶接速度は３８０ｍｍ／分以下がより好ましく、３５０ｍｍ／分以下が更に好ましい。
溶接速度は２００ｍｍ／分以上４００ｍｍ／分以下とするのが好ましい。溶接速度を２００ｍｍ／分以上とすることで、適切な入熱量を得ることができるため、良好な裏ビード形状を得ることができ、裏当て材が剥がれる等の不具合が発生することはない。溶接速度は２３０ｍｍ／分以上がより好ましく、２５０ｍｍ／分以上が更に好ましい。
また、溶接速度を４００ｍｍ／分以下とすることで、溶接金属の冷却速度が速くなり過ぎず、高温割れの発生をより一層抑制することができる。溶接速度は３８０ｍｍ／分以下がより好ましく、３５０ｍｍ／分以下が更に好ましい。
【0046】
＜板材の板厚＞
被溶接材である板材の板厚が４０ｍｍ以下であると、溶接入熱による角変形の発生を抑制することができ、高温割れの発生をより一層防止することができる。したがって、板材の板厚は４０ｍｍ以下であることが好ましく、３５ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、本実施形態において、板材は鋼板である。
被溶接材である板材の板厚が４０ｍｍ以下であると、溶接入熱による角変形の発生を抑制することができ、高温割れの発生をより一層防止することができる。したがって、板材の板厚は４０ｍｍ以下であることが好ましく、３５ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、本実施形態において、板材は鋼板である。
【0047】
＜開先形状、開先角度＞
第１の溶接方法は、一対の板材の開先形状がＶ形、Ｉ形、レ形、Ｕ形、Ｘ形、Ｈ形等、様々な形状のものに対して使用することができる。開先形状がＶ形開先であると、良好な裏ビード形状を得ることができるため好ましい。また、開先角度は２５°以上であると、高温割れの発生をより一層防止することができるため好ましく、３５°以上がより好ましい。
第１の溶接方法は、一対の板材の開先形状がＶ形、Ｉ形、レ形、Ｕ形、Ｘ形、Ｈ形等、様々な形状のものに対して使用することができる。開先形状がＶ形開先であると、良好な裏ビード形状を得ることができるため好ましい。また、開先角度は２５°以上であると、高温割れの発生をより一層防止することができるため好ましく、３５°以上がより好ましい。
【0048】
次に、第２の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法（以下、単に「第２の溶接方法」と称することがある。）について、詳細に説明する。
【0049】
［第２の溶接方法］
第２の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
複数の電極は、先行極と先行極に続く後行極とを含み、
先行極の極性：ＤＣＥＰ、
先行極のワイヤ種類：ソリッドワイヤ、
先行極の溶接電流：５００Ａ以下、
先行極の溶接電圧：４０Ｖ以下、
後行極の極性：ＤＣＥＰ、
後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
先行極と後行極の極間距離：６５ｍｍ以下、
板材の板厚：１６ｍｍ以下、
開先のルートギャップ：２ｍｍ以下、
溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積：１０ｍｍ２以下、
として溶接する。
本実施形態において板材は鋼板であり、例えば軟鋼系鋼板である。また、本実施形態における多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、被溶接材同士を溶接する際の初層溶接である。
第２の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、一対の板材を突合せて構成される開先に開先充填剤を充填し、溶接線方向に一列に配した複数の電極を用いて溶接する多電極ガスシールドアーク片面溶接方法であって、
複数の電極は、先行極と先行極に続く後行極とを含み、
先行極の極性：ＤＣＥＰ、
先行極のワイヤ種類：ソリッドワイヤ、
先行極の溶接電流：５００Ａ以下、
先行極の溶接電圧：４０Ｖ以下、
後行極の極性：ＤＣＥＰ、
後行極のワイヤ種類：フラックス入りワイヤ、
後行極の溶接電流：１８０Ａ以上、
先行極と後行極の極間距離：６５ｍｍ以下、
板材の板厚：１６ｍｍ以下、
開先のルートギャップ：２ｍｍ以下、
溶接線方向に直交する面において開先充填剤が占める箇所の面積：１０ｍｍ２以下、
として溶接する。
本実施形態において板材は鋼板であり、例えば軟鋼系鋼板である。また、本実施形態における多電極ガスシールドアーク片面溶接方法は、被溶接材同士を溶接する際の初層溶接である。
【0050】
〔先行極〕
＜先行極の極性＞
第２の溶接方法における先行極の極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
＜先行極の極性＞
第２の溶接方法における先行極の極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
【0051】
＜先行極のワイヤ種類＞
先行極のワイヤとしては、ソリッドワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）を用いる。第２の溶接方法においては、ルートギャップを２ｍｍ以下として溶接を行うため、溶込み深さが深くなるソリッドワイヤを用いる。
先行極のワイヤとしては、ソリッドワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称することがある。）を用いる。第２の溶接方法においては、ルートギャップを２ｍｍ以下として溶接を行うため、溶込み深さが深くなるソリッドワイヤを用いる。
【0052】
＜先行極のワイヤ組成＞
先行極のソリッドワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えば、Ｃ：０．０１～０．１８質量％、Ｓｉ：０～１．００質量、Ｍｎ：０．５０～２．８０質量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、Ｓ：０．０３０質量％以下、及びＣｕ：０．５０質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成が挙げられる。その他、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇなどを含んでもよい。
先行極のソリッドワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えば、Ｃ：０．０１～０．１８質量％、Ｓｉ：０～１．００質量、Ｍｎ：０．５０～２．８０質量％、Ｐ：０．０３０質量％以下、Ｓ：０．０３０質量％以下、及びＣｕ：０．５０質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成が挙げられる。その他、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇなどを含んでもよい。
【0053】
＜先行極の溶接電流＞
第２の溶接方法においては、板厚が１６ｍｍ以下である一対の板材を、ルートギャップを２ｍｍ以下として溶接する場合に、先行極の溶接電流及び溶接電圧を適切に調整することにより、先行極による溶融プールを適正な大きさに保ち、極間距離を適切な条件とすることで溶接金属の割れの発生を防止している。後述する先行極の溶接電圧を４０Ｖ以下にするとともに、先行極の溶接電流を５００Ａ以下にすることにより、上記の通り、溶接金属の割れの発生を防止することができる。先行極の溶接電流は４８０Ａ以下とすることが好ましい。
一方、先行極の溶接電流の下限については特に限定されないが、３５０Ａ以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。溶接電流は４００Ａ以上がより好ましい。
第２の溶接方法においては、板厚が１６ｍｍ以下である一対の板材を、ルートギャップを２ｍｍ以下として溶接する場合に、先行極の溶接電流及び溶接電圧を適切に調整することにより、先行極による溶融プールを適正な大きさに保ち、極間距離を適切な条件とすることで溶接金属の割れの発生を防止している。後述する先行極の溶接電圧を４０Ｖ以下にするとともに、先行極の溶接電流を５００Ａ以下にすることにより、上記の通り、溶接金属の割れの発生を防止することができる。先行極の溶接電流は４８０Ａ以下とすることが好ましい。
一方、先行極の溶接電流の下限については特に限定されないが、３５０Ａ以上とすると、裏ビードの形成が容易となるため好ましい。溶接電流は４００Ａ以上がより好ましい。
【0054】
＜先行極の溶接電圧＞
上述の通り、板材の板厚、ルートギャップ及び先行極の溶接電流を適切に調整するとともに、先行極の溶接電圧を４０Ｖ以下とすることにより、裏ビード形状を良好とすることができる。したがって、先行極の溶接電圧は４０Ｖ以下とし、３６Ｖ以下とすることが好ましく、３３Ｖ以下とすることがより好ましい。
一方、先行極の溶接電圧の下限については特に限定されないが、２５Ｖ以上とすると、溶接作業性のため好ましく、２８Ｖ以上とすることがより好ましい。
上述の通り、板材の板厚、ルートギャップ及び先行極の溶接電流を適切に調整するとともに、先行極の溶接電圧を４０Ｖ以下とすることにより、裏ビード形状を良好とすることができる。したがって、先行極の溶接電圧は４０Ｖ以下とし、３６Ｖ以下とすることが好ましく、３３Ｖ以下とすることがより好ましい。
一方、先行極の溶接電圧の下限については特に限定されないが、２５Ｖ以上とすると、溶接作業性のため好ましく、２８Ｖ以上とすることがより好ましい。
【0055】
第２の溶接方法における先行極のワイヤ径、先行極による溶接時のシールドガス、先行極のワイヤ突出し長さ、先行極のワイヤ送給量、及び先行極のウィービング幅の好ましい条件については、第１の溶接方法における先行極の各条件と同様とする。
【0056】
〔後行極〕
＜後行極の極性＞
第２の溶接方法における後行極は、先行極に続く電極であって、極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
なお、本実施形態において、３電極、４電極などの多電極とすることができる。
＜後行極の極性＞
第２の溶接方法における後行極は、先行極に続く電極であって、極性はＤＣＥＰ（直流棒プラス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の消耗性電極とする。
なお、本実施形態において、３電極、４電極などの多電極とすることができる。
【0057】
＜後行極のワイヤ種類＞
後行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤを用いる。後行極のフラックス入りワイヤは、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されているものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
後行極のワイヤとしては、フラックス入りワイヤを用いる。後行極のフラックス入りワイヤは、筒状を呈する鋼製外皮の内側にフラックスが充填されているものであり、鋼製外皮の合わせ目を溶接した継ぎ目のないワイヤ（シームレスタイプ）と、合わせ目を溶接せずに隙間のまま残したワイヤ（シームタイプ）のいずれも構造も採用することができる。また、外皮の外側に銅メッキが施されていてもよい。
【0058】
＜後行極の溶接電流＞
後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、後行極のアークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、後行極の溶接電流は１８０Ａ以上とし、好ましくは２４０Ａ以上とする。
一方、後行極の溶接電流が３５０Ａ以下であると、溶接作業性が良好となるため好ましい。また、後行極の溶接電圧は３００Ａ以下であることが好ましい。
後行極の溶接電流を１８０Ａ以上にすることにより、先行極による溶接時に形成されたスラグが完全に凝固することを防止し、後行極のアークを確実に発生させることができるため、良好な裏ビード形状を形成することができる。したがって、後行極の溶接電流は１８０Ａ以上とし、好ましくは２４０Ａ以上とする。
一方、後行極の溶接電流が３５０Ａ以下であると、溶接作業性が良好となるため好ましい。また、後行極の溶接電圧は３００Ａ以下であることが好ましい。
【0059】
＜後行極のワイヤ組成＞
後行極として使用されるフラックス入りワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
後行極として使用されるフラックス入りワイヤの組成は、被溶接材の種類や溶接条件によって異なり、特に限定されない。例えばＦｅの含有量がワイヤ全体に対して８０～９５質量％であるものを使用することができる。Ｆｅ以外にワイヤに含有可能な元素としては、例えば、Ｃ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｋ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ａｌ等が挙げられる。これらは積極添加する場合と、不可避的不純物として含まれる場合がある。
【0060】
第２の溶接方法における後行極のワイヤ径、後行極による溶接時のシールドガス、後行極のワイヤ突出し長さ、後行極のワイヤ送給量、後行極の溶接電圧及び後行極のウィービング幅の好ましい条件については、第１の溶接方法における後行極の各条件と同様とする。
【0061】
〔溶接条件〕
＜先行極と後行極との極間距離＞
第２の溶接方法においては、上記先行極及び後行極の種々条件、板材の板厚及びルートギャップを適切に調整することにより、先行極と後行極との極間距離を６５ｍｍ以下としても、溶接金属の割れの発生を完全に防止している。先行極及び後行極の種々条件、板材の板厚及びルートギャップを上記第２の溶接方法に記載の条件に調節した場合であっても、先行極と後行極との極間距離が６５ｍｍを超えると、先行極上部に割れが発生することがある。したがって、先行極と後行極との極間距離は６５ｍｍ以下とする。先行極と後行極との極間距離は５０ｍｍ以下が好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましい。
一方、先行極と後行極との極間距離の下限は特に限定しないが、２０ｍｍ以上であると、アーク安定性のため好ましい。
＜先行極と後行極との極間距離＞
第２の溶接方法においては、上記先行極及び後行極の種々条件、板材の板厚及びルートギャップを適切に調整することにより、先行極と後行極との極間距離を６５ｍｍ以下としても、溶接金属の割れの発生を完全に防止している。先行極及び後行極の種々条件、板材の板厚及びルートギャップを上記第２の溶接方法に記載の条件に調節した場合であっても、先行極と後行極との極間距離が６５ｍｍを超えると、先行極上部に割れが発生することがある。したがって、先行極と後行極との極間距離は６５ｍｍ以下とする。先行極と後行極との極間距離は５０ｍｍ以下が好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましい。
一方、先行極と後行極との極間距離の下限は特に限定しないが、２０ｍｍ以上であると、アーク安定性のため好ましい。
【0062】
＜開先のルートギャップ＞
第２の溶接方法においては、後述する板厚を１６ｍｍ以下とする条件において、開先のルートギャップを２ｍｍ以下とすることにより、良好な裏ビード形状を得ることができ、溶接金属の割れの発生を防止することができる。なお、開先のルートギャップは０ｍｍであると、溶接金属の割れの発生を防止することができるため好ましい。
第２の溶接方法においては、後述する板厚を１６ｍｍ以下とする条件において、開先のルートギャップを２ｍｍ以下とすることにより、良好な裏ビード形状を得ることができ、溶接金属の割れの発生を防止することができる。なお、開先のルートギャップは０ｍｍであると、溶接金属の割れの発生を防止することができるため好ましい。
【0063】
＜開先充填剤の充填量＞
第２の溶接方法においては、上記の通りルートギャップを２ｍｍ以下としているため、安定した裏ビード形状形成のため、適切な量の開先充填剤を充填することが必要である。開先充填剤としては、粉体又はチップ状等のものがあり、形態によって比重が異なるため、本発明においては、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所の面積により、充填量を規定する。ここで、開先充填剤は、開先に充填後に高さが略均一にならされて設けられる（図２の開先充填剤が占める箇所６参照）。開先充填剤が占める箇所には、開先充填剤と開先充填剤同士の隙間が形成されている。
上記面積を１０ｍｍ２以下とすることにより、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができる。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は１０ｍｍ２以下とし、好ましくは８ｍｍ２以下とする。
一方、上記面積はアーク安定性のため、３ｍｍ２以上であることが好ましい。
なお、第２の溶接方法においては、一対の板材のルートギャップが２ｍｍ以下であるため、Ｖ開先形状とした場合には、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所の断面は三角形となる。したがって、充填された開先充填剤の深さを測定することにより、開先角度に基づき、上記面積を求めることができる。
第２の溶接方法においては、上記の通りルートギャップを２ｍｍ以下としているため、安定した裏ビード形状形成のため、適切な量の開先充填剤を充填することが必要である。開先充填剤としては、粉体又はチップ状等のものがあり、形態によって比重が異なるため、本発明においては、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所の面積により、充填量を規定する。ここで、開先充填剤は、開先に充填後に高さが略均一にならされて設けられる（図２の開先充填剤が占める箇所６参照）。開先充填剤が占める箇所には、開先充填剤と開先充填剤同士の隙間が形成されている。
上記面積を１０ｍｍ２以下とすることにより、良好な裏ビード形状を安定的に得ることができる。したがって、開先充填剤が占める箇所の面積は１０ｍｍ２以下とし、好ましくは８ｍｍ２以下とする。
一方、上記面積はアーク安定性のため、３ｍｍ２以上であることが好ましい。
なお、第２の溶接方法においては、一対の板材のルートギャップが２ｍｍ以下であるため、Ｖ開先形状とした場合には、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所の断面は三角形となる。したがって、充填された開先充填剤の深さを測定することにより、開先角度に基づき、上記面積を求めることができる。
【0064】
＜溶接速度＞
溶接速度は特に制限されないが、溶接速度を３００ｍｍ／分以上とすると、適切な入熱量を得ることができるため、良好な裏ビード形状を得ることができ、裏当て材が剥がれる等の不具合が発生することはない。したがって、溶接速度は３００ｍｍ／分以上とすることが好ましく、３２０ｍｍ／分以上とすることがより好ましい。
また、溶接速度を６００ｍｍ／分以下とすると、溶接金属の冷却速度が速くなり過ぎず、高温割れの発生をより一層抑制することができる。したがって、溶接速度は６００ｍｍ／分以下とすることが好ましい。
溶接速度は特に制限されないが、溶接速度を３００ｍｍ／分以上とすると、適切な入熱量を得ることができるため、良好な裏ビード形状を得ることができ、裏当て材が剥がれる等の不具合が発生することはない。したがって、溶接速度は３００ｍｍ／分以上とすることが好ましく、３２０ｍｍ／分以上とすることがより好ましい。
また、溶接速度を６００ｍｍ／分以下とすると、溶接金属の冷却速度が速くなり過ぎず、高温割れの発生をより一層抑制することができる。したがって、溶接速度は６００ｍｍ／分以下とすることが好ましい。
【0065】
＜板材の板厚＞
被溶接材である板材の板厚を１６ｍｍ以下とすると、溶接入熱による角変形の発生を抑制することができ、高温割れの発生をより一層防止することができる。したがって、板材の板厚は１６ｍｍ以下とし、１２ｍｍ以下であることがより好ましい。
被溶接材である板材の板厚を１６ｍｍ以下とすると、溶接入熱による角変形の発生を抑制することができ、高温割れの発生をより一層防止することができる。したがって、板材の板厚は１６ｍｍ以下とし、１２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0066】
第２の溶接方法における開先形状、及び開先角度の好ましい条件については、第１の溶接方法におけるこれらの条件と同様とする。
【0067】
なお、上記第１及び第２の溶接方法においては、先行極と、先行極に続く後行極とについて記載したが、本発明は２電極に限定されず、３電極以上の溶接にも適用することができる。この場合には、先行極と、先行極に続く後行極以外の電極については特に限定されない。
【0068】
［多電極ガスシールドアーク片面溶接装置］
本発明は、上記第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法、及び上記第２の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法に用いられる多電極ガスシールドアーク片面溶接装置にも関する。
本発明は、上記第１の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法、及び上記第２の発明に係る多電極ガスシールドアーク片面溶接方法に用いられる多電極ガスシールドアーク片面溶接装置にも関する。
【実施例】
【0069】
以下に実施例を挙げて本実施形態を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0070】
＜発明例Ｎｏ．１～２１及び比較例Ｎｏ．１～２７＞
種々の溶接条件にて、軟鋼系鋼板に対してガスシールドアーク片面溶接を行い、高温割れ及び裏ビード形状を評価した。なお、高温割れの評価は一般的なＣ形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験方法によるものではなく、割れに対してより厳しい条件である以下の評価方法にて評価した。
図１は、高温割れ及び裏ビード形状の評価試験用の供試鋼板を模式的に示す上面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ矢視断面の概略説明図である。ただし、図１においては、開先充填剤の図示を省略している。
図１及び図２に示すように、Ｖ形状の開先となるように加工した一対の板材１ａ及び１ｂを、所定のルートギャップで配置し、溶接始端部及び終端部には、それぞれ、板材１ａ及び１ｂと同様の形状で加工したタブ板２ａ、２ｂを設置した。また、板材１ａ及び１ｂ、並びにタブ板２ａ及び２ｂの裏面に裏当て材３を配置するとともに、板材１ａ及び１ｂの裏面に、これらを支持する断面コ形状の拘束板４を３箇所で配置して、板材１ａ及び１ｂの裏面と拘束板４の上面とを溶接で接合した。
さらに、タブ板２ａ、２ｂの端部に２層による拘束ビード７を形成するとともに、板材１ａ及び１ｂの長手方向両端部及び長手方向中央部に、仮付けビード１０を形成した。その後、板材１ａと板材１ｂとの間、及びタブ板２ａとタブ板２ｂとの間に形成されたＶ形開先５に開先充填剤を充填して高さをならし、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所６の面積を調整した。
種々の溶接条件にて、軟鋼系鋼板に対してガスシールドアーク片面溶接を行い、高温割れ及び裏ビード形状を評価した。なお、高温割れの評価は一般的なＣ形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験方法によるものではなく、割れに対してより厳しい条件である以下の評価方法にて評価した。
図１は、高温割れ及び裏ビード形状の評価試験用の供試鋼板を模式的に示す上面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ矢視断面の概略説明図である。ただし、図１においては、開先充填剤の図示を省略している。
図１及び図２に示すように、Ｖ形状の開先となるように加工した一対の板材１ａ及び１ｂを、所定のルートギャップで配置し、溶接始端部及び終端部には、それぞれ、板材１ａ及び１ｂと同様の形状で加工したタブ板２ａ、２ｂを設置した。また、板材１ａ及び１ｂ、並びにタブ板２ａ及び２ｂの裏面に裏当て材３を配置するとともに、板材１ａ及び１ｂの裏面に、これらを支持する断面コ形状の拘束板４を３箇所で配置して、板材１ａ及び１ｂの裏面と拘束板４の上面とを溶接で接合した。
さらに、タブ板２ａ、２ｂの端部に２層による拘束ビード７を形成するとともに、板材１ａ及び１ｂの長手方向両端部及び長手方向中央部に、仮付けビード１０を形成した。その後、板材１ａと板材１ｂとの間、及びタブ板２ａとタブ板２ｂとの間に形成されたＶ形開先５に開先充填剤を充填して高さをならし、溶接線方向に直交する面における開先充填剤が占める箇所６の面積を調整した。
【0071】
なお、板材１ａ及び１ｂは、溶接線方向の長さを６００ｍｍ、板材１ａと板材１ｂとを突合せて配置した状態での溶接線に直交する方向の幅を３００ｍｍとした。また、タブ板２ａ及び２ｂは、溶接線方向の長さを１５０ｍｍ、両者を突合せて配置した状態での溶接線に直交する方向の幅を３００ｍｍとした。さらに、拘束板４は、溶接線方向の長さを２０ｍｍ、幅を３００ｍｍ、高さを２００ｍｍとし、窪みの幅を８０ｍｍ、窪みの深さを３５ｍｍとした。
また、拘束ビード７は、溶接線方向の長さを５０ｍｍ、厚さを１０ｍｍとし、仮付けビードは、溶接線方向の長さを５０ｍｍ、厚さを５ｍｍとした。
また、拘束ビード７は、溶接線方向の長さを５０ｍｍ、厚さを１０ｍｍとし、仮付けビードは、溶接線方向の長さを５０ｍｍ、厚さを５ｍｍとした。
【0072】
その後、種々の条件で第１の溶接方法及び第２の溶接方法により多電極ガスシールドアーク片面溶接を行った。溶接条件を下記表１及び表２に示し、表に示したもの以外の条件を以下に示す。
【0073】
＜先行極＞
ワイヤ径：１．６ｍｍ
シールドガス及び流量：炭酸ガス、２５Ｌ／分
フラックス入りワイヤ：ＪＩＳ Ｚ ３３１３：２００９に準じたフラックス入りワイヤ
ソリッドワイヤ：Ｆｅ：９０質量％、Ｍｎ：２．５質量％、Ｓｉ：０．５質量％を含有する、ＪＩＳ Ｚ ３３１２：２００９に準じたソリッドワイヤ
ワイヤ突出し長さ：３０ｍｍ
ワイヤ送給量：１０ｍ／分
ウィービング幅：３ｍｍ
ワイヤ径：１．６ｍｍ
シールドガス及び流量：炭酸ガス、２５Ｌ／分
フラックス入りワイヤ：ＪＩＳ Ｚ ３３１３：２００９に準じたフラックス入りワイヤ
ソリッドワイヤ：Ｆｅ：９０質量％、Ｍｎ：２．５質量％、Ｓｉ：０．５質量％を含有する、ＪＩＳ Ｚ ３３１２：２００９に準じたソリッドワイヤ
ワイヤ突出し長さ：３０ｍｍ
ワイヤ送給量：１０ｍ／分
ウィービング幅：３ｍｍ
【0074】
＜後行極＞
ワイヤ径：１．４ｍｍ
シールドガス及び流量：炭酸ガス、２５Ｌ／分
フラックス入りワイヤ：ＪＩＳ Ｚ ３３１３：２００９に準じたフラックス入りワイヤ
ワイヤ突出し長さ：２５ｍｍ
ワイヤ送給量：４ｍ／分
ウィービング幅：８ｍｍ
ワイヤ径：１．４ｍｍ
シールドガス及び流量：炭酸ガス、２５Ｌ／分
フラックス入りワイヤ：ＪＩＳ Ｚ ３３１３：２００９に準じたフラックス入りワイヤ
ワイヤ突出し長さ：２５ｍｍ
ワイヤ送給量：４ｍ／分
ウィービング幅：８ｍｍ
【0075】
＜評価＞
溶接後の溶接物に対し、耐割れ性及び裏ビード形状の評価を行った。各評価の評価方法を以下に示し、評価結果を表１及び表２に併せて示す。なお、表１及び表２において、ＦＣＷとはフラックス入りワイヤを示し、ＤＣＥＰとは直流棒プラス（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を示し、ＤＣＥＮとは直流棒マイナス（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）を示す。
溶接後の溶接物に対し、耐割れ性及び裏ビード形状の評価を行った。各評価の評価方法を以下に示し、評価結果を表１及び表２に併せて示す。なお、表１及び表２において、ＦＣＷとはフラックス入りワイヤを示し、ＤＣＥＰとは直流棒プラス（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を示し、ＤＣＥＮとは直流棒マイナス（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）を示す。
【0076】
（裏ビード形状）
溶接物に対して、裏ビードの形成状態を目視により評価した。評価基準としては、良好な裏ビード形状が得られたものを「〇」（良好）とし、裏ビード形状が悪かったもの、及び裏ビードが出なかったものを「×」（不良）とした。
溶接物に対して、裏ビードの形成状態を目視により評価した。評価基準としては、良好な裏ビード形状が得られたものを「〇」（良好）とし、裏ビード形状が悪かったもの、及び裏ビードが出なかったものを「×」（不良）とした。
【0077】
（耐高温割れ性）
１パスによる溶接後の溶接金属についてクレータ以外の部分をＸ線透過試験により評価した。評価基準としては、割れが発生しなかったものを「〇」（良好）とし、割れが観察されたものを「×」（不良）とした。
１パスによる溶接後の溶接金属についてクレータ以外の部分をＸ線透過試験により評価した。評価基準としては、割れが発生しなかったものを「〇」（良好）とし、割れが観察されたものを「×」（不良）とした。
【0078】
【表1】
【0079】
【表2】
【0080】
図３は、発明例Ｎｏ．１４の溶接金属を撮影した写真である。図３に示すように、板材１ａと板材１ｂとの間には、先行極による溶接金属８ａと後行極による溶接金属８ｂにより溶接金属８が形成されており、厳しい評価方法によっても割れが発生せず、優れた裏ビード形状を得ることができた。また、表１及び２に示すように、第１の溶接方法及び第２の溶接方法において、溶接条件が全て本発明の範囲内である発明例Ｎｏ．１～２１は、図３に示す発明例Ｎｏ．１４と同様に、耐割れ性が良好であるとともに、優れた裏ビード形状を得ることができた。特に、発明例Ｎｏ．１～１８並びにＮｏ．２０及び２１は、後行極の溶接電流が本発明の好ましい範囲内であるため、溶接作業性も優れたものとなった。
【0081】
一方、比較例Ｎｏ．１、７及び１３は、後行極を使用していないため、耐割れ性が不良となった。図４は、比較例Ｎｏ．７の溶接金属を撮影した写真である。図４に示すように、比較例Ｎｏ．７は溶接金属８に割れ９が発生している。
【0082】
比較例Ｎｏ．２～６、８～１２及び１４～１８は、極間距離が第１の溶接方法に規定する範囲から外れているため、耐割れ性が不良となった。図５は、比較例Ｎｏ．９の溶接金属を撮影した写真である。図５に示すように、比較例Ｎｏ．９についても、溶接金属８に割れ９が発生した。
【0083】
比較例Ｎｏ．１９～２１は、ルートギャップ及び開先充填剤量が第１の溶接方法に規定する範囲から外れており、比較例Ｎｏ．１９は裏ビードが出ず、耐割れ性が不良となり、比較例Ｎｏ．２０は裏ビード形状及び耐割れ性が不良となり、比較例Ｎｏ．２１は溶接不可能となった。
【0084】
比較例Ｎｏ．２２～２４は、それぞれ、先行極と後行極との極間距離、後行極の溶接電流、後行極の極性が第１の溶接方法に規定する範囲から外れているため、いずれも耐割れ性が不良となった。
【0085】
比較例Ｎｏ．２５は、開先充填剤量が第１の溶接方法に規定する範囲から外れているため、裏ビードが出ず、耐割れ性が不良となった。
【0086】
比較例Ｎｏ．２６及び２７は、先行極と後行極との極間距離が第２の溶接方法に規定する範囲から外れているため、耐割れ性が不良となった。
【符号の説明】
【0087】
１ａ，１ｂ 板材
２ａ，２ｂ タブ板
３ 裏当て材
４ 拘束板
５ Ｖ形開先
６ 開先充填剤が占める箇所
７ 拘束ビード
８，８ａ，８ｂ 溶接金属
９ 割れ
２ａ，２ｂ タブ板
３ 裏当て材
４ 拘束板
５ Ｖ形開先
６ 開先充填剤が占める箇所
７ 拘束ビード
８，８ａ，８ｂ 溶接金属
９ 割れ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
