図1 2電極ＶＥＧＡ溶接法の概念図

2電極VEGA溶接法の特長を以下に述べます。

（1）安定した溶け込み形状
2電極VEGA溶接法では、VEGA溶接法（以降、1電極溶接法と呼ぶことにします）に比べ溶接部の溶け込みが安定し、板厚の増加に伴いその優位性は顕著になります。その理由を次に述べます。

1電極溶接法では、鋼板の極厚化に伴いワイヤの揺動幅が非常に大きくなるため、熱源であるアークの移動も大きくなり、溶接金属の凝固形態が板厚方向で大きく偏るようになります。その結果、開先裏面（表面）側にワイヤがあるとき、反対側である開先表面（裏面）側にスラグが凝固し始め、そのスラグ上にアークが発生するためアークが不安定となり、右の写真に示すような融合不良が発生しやすくなります。また、表及び裏ビード形成性も溶接条件及び開先形状に大きく左右され形状も安定しにくくなります。

一方、2電極VEGA溶接法には2つの熱源があり、1電極法に比べ揺動幅も小さくできるため、融合不良は生じにくく、表及び裏ビード形成性も良好です。写真3に各板厚における溶接継手の断面マクロを示します。

 

写真3

（2）溶接速度の向上
2電極VEGA溶接法ではワイヤを同時に2本使用するため、図2に示すように板厚50～70mmにおける溶接速度が1電極溶接法に比べて約2倍になり、溶接能率の大幅な向上を図ることができます。
 

図2 2電極ＶＥＧＡ溶接法と1電極溶接法の溶接速度の比較
（表面開先幅：25mm、ルートギャップ：10mmの時）

（3）溶接入熱の低減
2電極VEGA溶接法では、表1及び図3に示すように、1電極溶接法に比べ同一開先における溶接入熱を低減できます。溶接入熱の低減は、母材熱影響部における靭性劣化防止の観点から重要な要素であり、溶接継手の諸特性の信頼性向上を図ることができます。
 

表1 2電極ＶＥＧＡ溶接施工条件の一例

2電極ＶＥＧＡ溶接法と1電極溶接法の溶接入熱の比較
（表面開先幅：25mm、ルートギャップ：10mmの時）

（4）1ラン長尺溶接性の向上
一般的なエレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤの巻き重量は1コイル20kg程度が主流です。しかし、極厚鋼を用いた造船分野の外板（シャーストレーキ等）の長尺溶接時に使用するワイヤの使用量は、1コイルでは不足するため、溶接を中断してワイヤを取り替える作業が必要になります。また、溶接を中断したビードの終端部は溶接金属中央部に割れが発生するため、その部分の補修溶接を行わなければならず、工数増加の一因となります。その点、2電極VEGA溶接法ではフラックス入りワイヤ及びソリッドワイヤを同時に使用する溶接法であるため、1電極溶接法に比べ同一板厚で約2倍の溶接長を1ランで溶接することが可能となります。

（5）良好な溶接金属の機械的性質
2電極VEGA溶接法では、表2に示すように日本海事協会（NK）の規格であるKEW53及びKEW53Y40を十分満足する溶接金属の機械的性質が得られ、広範囲での適用が期待できます。
 

表2 継手溶接金属の機械的性質の一例

（6）シールドガス使用量の減少
2電極VEGA溶接法では1電極溶接法に比べ溶接速度が約2倍になるため、シールドガス使用量が約半分となり、溶接コストの低減を図ることができます。

以上、2電極VEGA溶接法の概要と特長をご紹介しましたが、現在、本溶接法での実船適用も開始されています。
今後、適用鋼板の高強度・高靭性化及び極厚化の拡大に伴い本溶接法が皆様のトータルコスト低減の一助になれば幸いと考えています。