(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接部材の一端を固定し、回転機能を有した被溶接部材の回転機構と、
もう一端に２つの筒状の被溶接部材の開先突き合わせ部に圧縮力を付加する軸力の付加機構と、
２つの筒状の被溶接部材の反トーチ側の溶接部近傍を把持するクランプ機構を有し、
筒状の被溶接部材のトーチ側及び反トーチ側の溶接部に、シールドガスを密封する空間を作る圧力壁と、
前記トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ、トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及びトーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁と、
前記反トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ、反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁と、
前記トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁と、トーチ側のシールドガスの圧力を開放するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの圧力を開放するための比例電磁弁を制御する圧力制御ユニットと、
前記トーチ側の圧力壁内に挿入し、溶接部を溶接する溶接トーチと、
前記溶接トーチを直線的あるいは円周方向に可動位置決めできるトーチ駆動機構から構成されることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
請求項1記載のトーチ側の圧力壁及び反トーチ側の圧力壁、トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁、トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁、トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ、圧力制御ユニットにおいて、トーチ側の圧力壁内の圧力と任意の圧力値の差圧及び反トーチ側の圧力壁内の圧力と任意の圧力値の差圧をトーチ側の圧力壁内の圧力を制御するための差圧センサ
及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を制御するための差圧センサにて検出し、トーチ側及び反トーチ側の圧力壁内の圧力が設定圧力になるようにＰＩＤ制御する圧力制御ユニットにて、トーチ側の圧力壁内及び反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量をトーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁、トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための電磁比例弁及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁で制御することにより、トーチ側の圧力壁内及び反トーチ側の圧力壁内を常時任意の正圧または負圧または同圧に
保持されることを特徴とする溶接装置。
【請求項３】
請求項1記載の筒状の被溶接部材の回転機構、圧力制御ユニット、溶接トーチ、トーチ駆動機構において、溶接トーチ及び被溶接部材の回転機構の位置制御を行う位置制御機器と溶接パス情報と溶接部位毎のシールドガスの圧力値を記憶するコントローラにより、任意の溶接部位において、自在にシールドガスの圧力を制御しながら、溶接を行うことを特徴とする溶接装置。
【請求項４】
請求項1記載のクランプ機構において、２つの筒状の被溶接部材の反トーチ側の溶接部近傍をシリンダで均等に押し上げた四方ブロックにて把持し、溶接部における部材の段差を最小にすることを特徴とする溶接装置。
【請求項５】
請求項1記載の軸力の付加機構において、溶接すべき２つの筒状の被溶接部材の長さに拘らず、２つの被溶接部材の開先突き合わせ部端面に力を付加し、溶加棒なしで溶接可能であることを特徴とする溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接方法及び装置に係り、更に詳しくは、筒状の被溶接部材における突き合わせ溶接を制御する溶接方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被溶接部材の突き合わせ溶接において、裏波ビードに凹凸が発生するのを防止する方法としては、特許文献１に見られるように、溶接すべき金属パイプの長短に拘らず、溶接部の内面に焼けが残ったり、溶接ビードによる凹凸が発生したりするのを防止できる金属パイプの溶接方法を提供するものがある。
【０００３】
この方法は一方の金属パイプの先端に、継手を介して内圧調整弁を取り付け、他方の金属パイプの基端に、継手を介してマノメータを取り付ける。端部を突き合わせた金属パイプの突き合わせ部の溶接を、これら金属パイプの内面にバックシールドガスで内圧をかけつつＴＩＧ溶接で行う際、マノメータで内圧を監視しつつ、圧力調整弁で内圧が一定になるように調整しつつ溶接作業を行う。
【０００４】
この方法では、金属パイプ自体を圧力容器とみなしているため、被溶接部材は金属パイプのみに限られる。溶接中の内圧を一定に調整しているため、金属パイプの溶接部にかかる力は、上部では内圧のみに対し、下部には内圧及び重力がかかる。そのため、全姿勢における溶接では、ビード形状の均一化は困難である。
【０００５】
金属パイプ外周のある位置にトーチを配置し、内圧を一定にすることによりビード形状を均一にすることに留まり、任意の形状に制御することは困難である。
【０００６】
また、特許文献２に見られるように、鋼管の突き合わせ溶接において、裏波ビードを管内面に突出させない円周溶接方法を提供するものがある。
【０００７】
この方法は固定した鋼管の全姿勢円溶接方法において、一方の管端に開放部断面積が鋼管内径断面積に対して１％〜１０％の絞りを取り付け、もう一方の管端より鋼管内に導入するバックシールドガスの初期圧を大気圧に対し３０mmＨ2Ｏから３００mmＨ2Ｏの範囲で加圧した状態に設定し、溶接開始時の溶接トーチ位置を２時から４時に設定して、溶接開始時のバックシールドガス流量を一定にしながら時計回りの方向に溶接を行う。
【０００８】
この方法では、特許文献１と同様に鋼管自体を圧力容器とみなしているため、被溶接部材は鋼管のみに限られる。マノメータ及び絞りはバックシールドガス圧の初期値設定のみに用いられる。そのため、溶接中は流量が一定であり、溶接を行うに従い、内圧が上昇し、ビード形状を任意に制御することは困難である。溶接開始位置に関しては、２時から４時と不明確であり、溶接を行うに従い、内圧が変化することから全姿勢円周溶接で均一なビード形状を得ることが困難である。
【０００９】
更に特許文献３に見られるように、低い温度において、短時間に簡単に効率よく平滑な接合面を形成することが可能であり、半導体チップ製造装置等に用いる配管部材の製作に有効な、金属管と金属管または配管部品との接合方法を提供するものがある。
【００１０】
この方法は金属管と金属管または配管部品とを接合するに際して、金属管材料および配管部品材料よりも低い融点を有するインサート材を接合面の間に挿入して、接合面に加圧力を加えて圧接し、かつ、金属管および配管部品の内圧を不活性ガスを用いて雰囲気圧力以上に保持しつつ、該インサート材が挿入された接合部を該インサート材の融点よりも高く、金属管材料および配管部品材料の融点よりも低い温度に加熱して該インサート材を溶融させ、拡散接合させる。
【００１１】
この方法では、不活性ガスは、内圧を雰囲気圧力以上に設定し、インサート材の酸化防止及び裏波ビードを小さく制御することに用いられている。インサート材の膜厚は２０〜５０μｍであり、圧接にて接合しているので、ビード形状を任意の形状に制御することは困難である。接合面への加圧力も０.５ＭＰａ〜１０ＭＰａと限られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２３８４７号公報
【特許文献２】特開平７−２１４３０９号公報
【特許文献３】特開平７−３１４１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の溶接方法としては、溶接部近傍にシールドガスで満たすための圧力壁を形成し、裏波ビードの凹凸が均一化するようにシールドガスの圧力を制御する溶接方法があるが、次のような問題が発生している。
【００１４】
まず、被溶接部材の溶接部のビード断面形状を制御することが困難である。
【００１５】
次に被溶接部材の溶接を全姿勢にて行うことが困難である。
【００１６】
そして、被溶接部材の開先突き合わせ部端面に付加する加圧力が十分でなく、溶加棒なしで溶接を行うと、時として溶け落ちビードを発生する原因となる。
【００１７】
本発明は、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接物において、被溶接部材のトーチ側及び反トーチ側を圧力壁で覆い、トーチ側及び反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御し、それぞれの圧力壁内の圧力を各々制御することにより、溶接のビード断面形状の凹凸を任意の形状に制御でき、２つの被溶接部材の開先突き合わせ部端面に力を付加し、溶加棒なしでも溶接を行うことが可能となる溶接方法及び装置を提供すると共に溶接作業及び作業工程にかかる費用のコストダウンを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接部材において、被溶接部材のトーチ側及び反トーチ側を圧力壁で覆い、トーチ側及び反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御し、それぞれの圧力壁内の圧力を各々制御することにより、溶接のビード断面形状の凹凸を任意の形状に制御することを特徴とする。
【００１９】
また、第２の発明は、第１の発明において、使用する装置は、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接部材の一端を固定し、回転機能を有した被溶接部材の回転機構と、もう一端に２つの筒状の被溶接部材の開先突き合わせ部に圧縮力を付加する軸力の付加機構と、２つの筒状の被溶接部材の反トーチ側の溶接部近傍を把持するクランプ機構を有し、筒状の被溶接部材のトーチ側及び反トーチ側の溶接部に、シールドガスを密封する空間を作る圧力壁と、前記トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ、トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及びトーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁と、前記反トーチ側の圧力壁内の圧力を検出するための差圧センサ、反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁と、前記トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁と、トーチ側のシールドガスの圧力を開放するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの圧力を開放するための比例電磁弁を制御する圧力制御ユニットと、前記トーチ側の圧力壁内に挿入し、溶接部を溶接する溶接トーチと、前記溶接トーチを直線的あるいは円周方向に可動位置決めできるトーチ駆動機構から構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、第３の発明は、第２の発明において、トーチ側の圧力壁内の圧力と任意の圧力値の差圧及び反トーチ側の圧力壁内の圧力と任意の圧力値の差圧をトーチ側の圧力壁内の圧力を制御するための差圧センサ及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を制御するための差圧センサにて検出し、トーチ側及び反トーチ側の圧力壁内の圧力が設定圧力になるようにＰＩＤ制御する圧力制御ユニットにて、トーチ側の圧力壁内及び反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量をトーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁及び反トーチ側のシールドガスの流量を制御するための比例電磁弁、トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための電磁比例弁及び反トーチ側の圧力壁内の圧力を開放するための比例電磁弁で制御することにより、トーチ側の圧力壁内及び反トーチ側の圧力壁内を常時任意の正圧または負圧または同圧に保持されることを特徴とする。
【００２１】
また、第４の発明は、第２の発明において、溶接トーチ及び被溶接部材の回転機構の位置制御を行う位置制御機器と溶接パス情報と溶接部位毎のシールドガスの圧力値を記憶するコントローラにより、任意の溶接部位において、自在にシールドガスの圧力を制御しながら、溶接を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、第５の発明は、第２の発明において、２つの筒状の被溶接部材の反トーチ側の溶接部近傍をシリンダで均等に押し上げた四方ブロックにて把持し、溶接部における部材の段差を最小にすることを特徴とする。
【００２３】
また、第６の発明は、第２の発明において、溶接すべき２つの筒状の被溶接部材の長さに拘らず、２つの被溶接部材の開先突き合わせ部端面に力を付加し、溶加棒なしで溶接可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接物において、被溶接部材のトーチ側及び反トーチ側を圧力壁で覆い、トーチ側及び反トーチ側の圧力壁内に供給するシールドガスの流量を制御し、それぞれの圧力壁内の圧力を各々制御することにより、溶接のビード断面形状の凹凸を任意の形状に制御でき、２つの被溶接部材の開先突き合わせ部端面に力を付加し、溶加棒なしでも溶接を行うことが可能となる溶接方法及び装置を提供すると共に溶接作業及び作業工程にかかる費用のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の装置の実施例１における一実施の形態の断面図である。
【図２】図１に示す本発明の装置の一実施の形態をＡ−Ａ矢視から見た断面図である。
【図３】本発明の溶接方法の一実施の形態の凸状ビード断面図である。
【図４】本発明の溶接方法の一実施の形態のフラット状ビード断面図である。
【図５】本発明の溶接方法の一実施の形態の凹状ビード断面図である。
【図６】本発明の装置の一実施の形態の被溶接部材円周上の位置識別及び溶接方向を示す説明図である。
【図７】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凸時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図である。
【図８】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図である。
【図９】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凹時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図である。
【図１０】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凸時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図である。
【図１１】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図である。
【図１２】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凹時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図である。
【図１３】本発明の装置の一実施の形態の被溶接部材円周上の位置識別及び溶接方向を示す説明図である。
【図１４】本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図１４を用いて、本発明の一実施形態による溶接方法及び装置について説明する。
【００２７】
図１は本発明の装置の実施例１における一実施の形態の断面図、図２は図１に示す本発明の装置の一実施の形態をＡ−Ａ矢視から見た断面図、図３は本発明の溶接方法の一実施の形態の凸状ビード断面図、図４は本発明の溶接方法の一実施の形態のフラット状ビード断面図、図５は本発明の溶接方法の一実施の形態の凹状ビード断面図、図６は本発明の装置の一実施の形態の被溶接部材円周上の位置識別及び溶接方向を示す説明図、図７は本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凸時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図、図８は本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図、図９は本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凹時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図、図１０は、本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凸時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図、図１１は、本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図、図１２は本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状が凹時のシールドガスの外圧変化の一例を示す特性図、図１３は本発明の装置の一実施の形態の被溶接部材円周上の位置識別及び溶接方向を示す説明図、図１４は本発明の溶接方法の一実施の形態のビード断面形状がフラット時のシールドガスの内圧変化の一例を示す特性図である。
【００２８】
なお、図１乃至図６及び図１３において、同一符号は、同一部品を指名している。
【実施例１】
【００２９】
被溶接部材１において中空金属丸パイプを対象として説明するが、中空金属角パイプなども長さに拘らず溶接が行えるものである。
【００３０】
最初に、図１及び図２を用いて本実施形態による溶接装置の全体構成について説明する。
【００３１】
本装置は、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接部材１の一端を固定し、回転機能を有した被溶接部材の回転機構３と、もう一端に２つの筒状の被溶接部材１の開先突き合わせ部に圧縮力を付加する軸力の付加機構４と、２つの筒状の被溶接部材１の反トーチ側の溶接部２近傍を把持するクランプ機構５を有し、筒状の被溶接部材１のトーチ側及び反トーチ側の溶接部２に、シールドガス８を密封する空間を作る圧力壁９ａ、９ｂと、前記トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ａ、トーチ側の圧力壁９ａ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ａ及びトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂと、前記反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ｂ、反トーチ側の圧力壁９ｂ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄと、前記トーチ側のシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ａ及び反トーチ側のシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃと、トーチ側のシールドガス８の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂ及び反トーチ側のシールドガス８の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄを制御する圧力制御ユニット１２と、被溶接部材１外部の溶接部２近傍に固定し、溶接による被溶接部材１の発熱を抑制する冷却ユニット１３と、前記トーチ側の圧力壁９ａ内に挿入し、溶接部２を溶接する溶接トーチ１４と、前記溶接トーチ１４を直線的あるいは円周方向に可動位置決めできるトーチ駆動機構１５から構成される。
【００３２】
次に本発明の一実施形態による溶接装置の溶接手順について説明する。
【００３３】
まず、開先を突き合わせた２つの筒状の被溶接部材１の一端を被溶接部材１の回転機構３に固定し、もう一端を被溶接部材１の回転機構３と連結された軸力の付加機構４にて２つの被溶接部材１の開先突き合わせ部に力を付加し、回転機構４に取り付けられているクランプ機構５にて４個のブロック７をシリンダで均等に押し上げ、２つの被溶接部材１の溶接部２における段差を均等になるように２つの被溶接部材１を固定する。
【００３４】
２つの被溶接部材１の両端及び反トーチ側の溶接部２近傍を固定後、反トーチ側の圧力壁９ｂにて被溶接部材１の反トーチ側の溶接部２近傍にシールドガス８を密封する空間を形成する。
【００３５】
反トーチ側の圧力壁９ｂに関し、本実施例においては、金属板に取り付けたゴムリングを押し潰すことにより被溶接部材１の反トーチ側を密閉しているが、ゴムチューブにエアを供給したシールなどでも、シールドガス８を密封する空間を形成が可能である。
【００３６】
反トーチ側の圧力壁９ｂを形成後、被溶接部材１のトーチ側の溶接部２近傍に溶接による被溶接部材１の発熱を抑制する冷却ユニット１３を固定する。
【００３７】
冷却ユニット１３を固定後、被溶接部材１のトーチ側の溶接部２近傍に圧力壁９ａを形成する。
【００３８】
トーチ側の圧力壁９ａに関し、反トーチ側の圧力壁９ｂと同じく、本実施例においては、金属板に取り付けたゴムリングを押し潰すことにより被溶接部材１の反トーチ側を密閉しているが、ゴムチューブにエアを供給したシールなどでも、シールドガス８を密封する空間を形成が可能である。
【００３９】
冷却ユニット１３に関し、本実施例においては、図２に示すように水配管１７と４枚の金属板１８から構成される冷却ユニット１３にて被溶接部材１の外周を固定し、水温を冷却制御ユニット１９にて制御し、冷却しているが、溶接する被溶接部材１の形状に応じて、金属板１８の形状を変更し、冷却することが可能である。
【００４０】
トーチ側に圧力壁９ａを形成後、溶接トーチ１４をトーチ側の圧力壁９ａに挿入し、溶接部２を溶接できるように配置する。
【００４１】
トーチ側の圧力壁９ａ内に溶接トーチ１４を配置後、トーチ側の圧力壁９ａ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内にシールドガス８を供給する。
【００４２】
トーチ側の圧力壁９ａ及び反トーチ側の圧力壁９ｂをシールドガス８で満たした後、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ａ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ｂにて各々の圧力壁９ａ、９ｂ内の圧力を検出し、トーチ側のシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ａ及び反トーチ側のシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃと、トーチ側のシールドガス８の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂ及び反トーチ側のシールドガス８の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄを制御する圧力制御ユニット１２でトーチ側の圧力壁９ａ内及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力をＰＩＤ制御する。
【００４３】
圧力制御ユニット１２でトーチ側の圧力壁９ａ内及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力をＰＩＤ制御しながら、トーチ駆動機構１５と被溶接部材１の回転機構３を協調制御することにより被溶接部材１の溶接部位毎に速度を可変させ、溶接トーチ１４と被溶接部材１との距離を任意に保持し、溶接部２の溶接を行う。
【００４４】
若しくは、被溶接部材１を固定し、圧力制御ユニット１２でトーチ側の圧力壁９ａ内及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力をＰＩＤ制御しながら、トーチ駆動機構１５により溶接トーチ１４を円周方向に移動させつつ、被溶接部材１の溶接部２の溶接を行う。
【００４５】
本発明の一実施形態による溶接におけるシールドガスの圧力の制御方法について説明する。
【００４６】
圧力制御ユニット１２でトーチ側の圧力壁９ａ内及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力をＰＩＤ制御しながら、トーチ駆動機構１５と被溶接部材１の回転機構３を協調制御することにより被溶接部材１の溶接部位毎に速度を可変させ、溶接トーチ１４と被溶接部材１との距離を任意に保持し、溶接部２の溶接を行う際、以下の２通りにて溶接を行う。
【００４７】
反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を調整することにより溶接を行う場合は、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力と大気圧の差圧を反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ｂにて検出し、検出した差圧より反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力が設定値になるようＰＩＤ制御する圧力制御ユニット１２にて、反トーチ側の圧力壁９ｂ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄで制御し、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂを常時開放することにより、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を常時任意の正圧または負圧または同圧に保持し、溶接部２の酸化を防止しつつ、ビード断面形状の凹凸を図３、図４及び図５に示す任意の形状に制御し、溶接を行う。
【００４８】
トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を調整することにより溶接を行う場合は、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力と大気圧の差圧をトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ａにて検出し、検出した差圧よりトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力が設定値になるようＰＩＤ制御する圧力制御ユニット１２にて、トーチ側の圧力壁９ａ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ａ及びトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂで制御し、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄを常時開放することにより、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を常時任意の正圧または負圧または同圧に保持し、溶接部２の酸化を防止しつつ、ビード断面形状の凹凸を図３、図４及び図５に示す任意の形状に制御し、溶接を行う。
【００４９】
被溶接部材１を固定し、圧力制御ユニット１２でトーチ側の圧力壁９ａ内及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力をＰＩＤ制御しながら、トーチ駆動機構１５により溶接トーチ１４を円周方向に移動させつつ、被溶接部材１の溶接部２の溶接を行う際、図６に示すように被溶接部材１の最上面を１２時とし、時計回りの方向に以下の２通りにて溶接を行う。
【００５０】
反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を調整することにより溶接を行う場合は、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂを常時開放し、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力と大気圧の差圧を反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ｂにて検出し、圧力制御ユニット１２にて、反トーチ側の圧力壁９ｂ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄをＰＩＤ制御し、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を図７、図８及び図９に示すように変化させ、溶接部２の酸化を防止しつつ、ビード断面形状の凹凸を図３、図４及び図５に示す任意の形状に制御し、溶接を行う。
【００５１】
トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を調整することにより溶接を行う場合は、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄを常時開放し、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力と大気圧の差圧をトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ａにて検出し、圧力制御ユニット１２にて、トーチ側の圧力壁９ａ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ａ及びトーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂをＰＩＤ制御し、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を図１０、図１１及び図１２に示すように変化させ、溶接部２の参加を防止しつつ、ビード断面形状の凹凸を図３、図４及び図５に示す任意の形状に制御し、溶接を行う。
【００５２】
また、被溶接部材１を中空金属角パイプとし、トーチ駆動機構１５により溶接トーチ１４を円周方向に移動させつつ、被溶接部材１の溶接部２の溶接を反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を調整することにより溶接を行う場合は、トーチ側の圧力壁９ａ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｂを常時開放し、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力と大気圧の差圧を反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を検出するための差圧センサ１０ｂにて検出し、圧力制御ユニット１２にて、反トーチ側の圧力壁９ｂ内に供給するシールドガス８の流量を制御するための比例電磁弁１１ｃ及び反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を開放するための比例電磁弁１１ｄをＰＩＤ制御し、反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を図１３に示すように被溶接部材１の上面中央を１２時とし、図１４に示すように亜反トーチ側の圧力壁９ｂ内の圧力を変化させ、溶接部２の酸化を防止しつつ、ビード断面形状の凹凸を図３、図４及び図５に示す任意の形状に制御し、溶接を行う。
【符号の説明】
【００５３】
１  被溶接部材
２  溶接部
３  回転機構
４  付加機構
５  クランプ機構
６  シリンダ
７  ブロック
８  シールドガス
９ａ、９ｂ  圧力壁
１０ａ、１０ｂ  差圧センサ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  比例電磁弁
１２  圧力制御ユニット
１３  冷却ユニット
１４  溶接トーチ
１５  トーチ駆動機構
１６ａ、１６ｂ  圧力壁内
１７  水配管
１８  金属板
１９  冷却制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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