(57)【要約】【課題】給湯機のタンクのような薄いステンレス材を溶接する場合、始終端部にまでわたって完全溶け込み溶接を要求される場合がある。材料が１．０ｍｍより薄い場合、始終端部まで溶接を行うと、その部位で溶け落ちが発生し致命的な溶接不良となる。【解決手段】板材１、２の溶接予定部の始端部Ｃと終端部Ｅに、上記板材よりも板厚が厚く、かつ、上記板材と同一材質のタブ板３、４をそれぞれ配置し、始端部側の上記タブ板上から上記始端部を経て上記終端部方向に溶接トーチ６を移動して溶接し上記終端部手前で溶接を一旦停止した後、終端部側の上記タブ板上から残部を溶接するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の溶接予定部の始端部と終端部に、上記板材よりも板厚が厚く、かつ、上記板材と同一材質のタブ板をそれぞれ配置し、上記始端部側のタブ板上から上記始端部を経て上記終端部方向に溶接トーチを移動して溶接し上記終端部手前で溶接を一旦停止した後、上記終端部側のタブ板上から残部を溶接することを特徴とする板材の溶接方法。
【請求項２】
上記終端部側のタブ板上から残部を溶接する際に、該終端部側のタブ板上で溶接トーチを停止したまま溶接を行うことを特徴とする請求項１記載の板材の溶接方法。
【請求項３】
上記始端部側のタブ板上で上記溶接トーチにアークを生じさせた後、その溶接トーチを走行させるまでに所定のタイムラグを持たせることを特徴とする請求項１または請求項２記載の板材の溶接方法。
【請求項４】
上記タブ板の厚さを、上記板材の板厚よりも０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ厚くすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の板材の溶接方法。
【請求項５】
上記終端部手前で溶接を一旦停止する位置を、上記終端部から２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ手前とすることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の板材の溶接方法。
【請求項６】
上記始端部側の上記タブ板上の溶接開始位置を、上記始端部から０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた位置とすることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の板材の溶接方法。
【請求項７】
上記終端部側の上記タブ板上の溶接再開位置を、上記終端部から０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた位置とすることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の板材の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は例えば給湯機のタンクのように、厚さが１．０ｍｍ以下のステンレス板を突き合わせ溶接する場合などに好ましく用いることができる板材の溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯機のタンクは、椀状の鏡板と筒状のタンク胴を周溶接することによって製造される。タンク胴はステンレスの板材を円筒状に成形した後、溶接（以下、長手溶接という）することによって製造される。周溶接を行う際、タンク胴始終端部に未溶接部が存在すると、その部位で溶け落ちが発生し溶接不良となる。また、タンク胴は鏡板と溶接する際、溶接性を向上するため曲げ加工を施すことがある。曲げ加工を施す際、長手溶接部の両端に未溶接部があるとワレが発生し、致命的な欠陥となるので、始終端においても完全溶けこみ溶接を行う必要がある。しかしながら、長手溶接の始終端において完全溶け込みを確保するため、始端近傍から溶接を開始し、終端近傍まで溶接を行うと、端部は熱容量が小さいため溶け落ちが発生してしまう。これを防止するための従来の技術として、両端部に母材と同じ板厚のタブ板を設置し、そこから溶接を開始・終了することにより未溶接部を無くすようにしたものが示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平３−２９５０２号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の溶接方法にあっては、例えば厚さが１．０ｍｍ以下の薄いステンレス材等の薄板の場合、始端部においてはタブ板から母材（胴体）にアークが移動する際、材料が薄いため絶対的な溶融金属が不足し、タブ板と胴体間で溶融金属がつながらずに溶け落ちが発生する、終端部も同様であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、薄板材を突合せ溶接する際に、始端部及び終端部とも溶け落ちなどが生じることがなく、安定した完全溶け込み溶接が得られる板材の溶接方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る板材の溶接方法は、板材の溶接予定部の始端部と終端部に、上記板材よりも板厚が厚く、かつ、上記板材と同一材質のタブ板をそれぞれ配置し、上記始端部側のタブ板上から上記始端部を経て上記終端部方向に溶接トーチを移動して溶接し上記終端部手前で溶接を一旦停止した後、上記終端部側のタブ板上から残部を溶接するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、溶接予定部の始端部と終端部に、被溶接材である板材よりも板厚が厚く、かつ、被溶接材と同一材質のタブ板をそれぞれ配置し、終端部手前で溶接を一旦停止した後、終端部側のタブ板上から残部を溶接するようにしたことにより、始終端部共にタブ板の溶融金属がアーク力及び重力によって被溶接材に流し込まれ、溶融金属によって両部材相互が溶接されることにより、始端部及び終端部とも溶け落ちや未溶接部などが生じることがなく、健全で安定した完全溶け込み溶接が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法によるワークの配置例を概念的に示す平面図。
【図２】図１に示されたワークの側面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法の動作フロー図。
【図４】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法による溶接開始位置を示す図。
【図５】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法による溶接開始直後の状態を示す図。
【図６】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法による溶接停止位置を示す図。
【図７】本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法による再溶接位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る板材の溶接方法によるワークの配置例を概念的に示す平面図、図２は図１に示されたワークの側面図である。図において、２枚の板材または１枚の板材の一端部と他端部を突き合わせるように配置された被溶接物１、２の左右両側には、それぞれ始端側タブ板３、及び終端側タブ板４が当接される。なお、タブ板３、４の板厚ｔ２は、被溶接物１、２の板厚ｔ１よりも厚くする必要がある。また、タブ板３、４の材質は被溶接物１、２の材質と同一にする必要がある。これにより、溶接を開始したときに、タブ板３の溶融金属５（図５に図示）がアーク圧力及び重力により被溶接物１、２の突合せ部に流れこみ、タブ板３と被溶接物１、２相互が溶融金属５によって溶け合う如く容易に溶接（橋脚）され、安定した完全溶け込み溶接が可能となる。
【００１０】
なお、被溶接物１、２の材質や、板厚ｔ１は必ずしも限定されるものではないが、例えば材質としては、ステンレスなどの鉄系合金、銅とその合金、アルミニウムとその合金などの一般的な材料はもとより、他の金属やその合金類などであっても差し支えない。また、板厚は例えば１ｍｍ程度あるいはそれよりも薄い板材であっても差し支えない。一方、タブ板３、４の板厚ｔ２は好ましい範囲が存在し、該板厚ｔ２が厚すぎると、溶融金属５のボリュームが過大となって、例えば被溶接物１、２の上に載ってしまい、被溶接物１、２間において完全溶け込み溶接を行うことが困難となる。そのため、本願発明者らが鋭意研究を重ねた結果によれば、タブ板３、４の板厚ｔ２は被溶接物１、２の板厚ｔ１よりも約０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の範囲内で厚くすることが望ましい。また、溶接の熱源はアーク溶接、特にＴＩＧ溶接などは好ましい。なお、図１の矢印Ａは溶接トーチ６（図４に図示）の相対的な移動方向を示す。
【００１１】
次に、図３に示す動作フロー図、及び図４〜図７を参照して実施の形態１に係る板材の溶接方法についてさらに詳細に説明する。なお、図４は溶接開始位置を示す図、図５は溶接開始直後の状態を示す図、図６は溶接停止位置を示す図、図７は再溶接位置を示す図である。なお、母材である被溶接物１、２、及びタブ板３、４は、ここでは給湯機のタンク胴を構成するステンレス板からなり、被溶接物１、２の厚さは１．０ｍｍで、タブ板３、４と共に、予め溶接装置などの加工台（図示省略）の所定位置に図１に示すように配置されているものとする。初めに、溶接トーチ６を図４に示すように始端部タブ板３上の所定の溶接開始位置Ｂにセットする（Ｓ１）。
【００１２】
上記溶接開始位置Ｂから始端部Ｃまでの距離Ｌ１は、例えば０．５ｍｍ未満というように、被溶接物１、２に近付けすぎると、アーク７が被溶接物１、２まで飛んでしまい、溶け落ちが発生する。また、距離Ｌ１が例えば１．０ｍｍを超えるような寸法まで離れすぎると溶接時の熱により、始端側のタブ板３が変形し、タブ板３の溶融金属５が被溶接物１、２と繋がりあわずに溶け落ちが発生する。そのため、溶接開始位置Ｂから始端部Ｃまでの距離Ｌ１は、約０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００１３】
次に溶接を開始し（Ｓ２）、アーク７が着火してから０．１秒〜０．５秒後（Ｓ３）に溶接トーチ６を走行させる（Ｓ４）。溶接トーチ６を走行させるまでに上記のようなタイムラグを持たせることにより、図５に示すように始端側のタブ板３の端部が溶融し、その溶融金属５が被溶接物１、２の突合せ部に流れこみ、被溶接物１、２の突合せ部が溶融して繋がり合う。
その後、溶接トーチ６は終端側に向けて走行を続け、終端部Ｅ部近傍に予め設定された規定の溶接停止位置Ｄに到達したか否かが判定され（Ｓ５）、判定結果がＹ（Ｙｅｓ）となったときに移動が停止され、同時に溶接を一旦停止する（Ｓ６）。
【００１４】
上記溶接停止位置Ｄと終端部Ｅとの距離Ｌ２は、短すぎると終端部Ｅの部分までアーク７が飛び、溶け落ちが発生する。また、距離Ｌ２が長すぎると再溶接時のビードとラップすることができずに完全溶け込み溶接が行えない。そのため、上記溶接停止位置Ｄと終端部Ｅとの距離Ｌ２は約２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間とすることが望ましい。
【００１５】
上記溶接停止後、溶接トーチ６を図７に示すように終端側のタブ板４上の所定の溶接再開位置Ｆに移動させ（Ｓ７）、溶接を再開する（Ｓ８）。溶接時間が予め規定された約０．１秒〜０．５秒経過したか否かが判定され、所定時間経過したことが確認（Ｓ９）された後、溶接を停止する（Ｓ１０）。この動作によって、終端側のタブ板４の溶融金属（図示省略）が被溶接物１、２に流れこみ、当初の溶接による溶接停止位置Ｄのビードとラップし、完全溶け込み溶接となる。最初の溶接で終端部近傍まで溶接を行っているため、溶接トーチ６を溶接再開位置Ｆから移動させる必要がなくなり、生産サイクル時間が削減できる。なお、上記溶接再開位置Ｆの終端部Ｅまでの距離Ｌ３は、始端側と同様の理由で、約０．５〜１．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００１６】
上記のように実施の形態１によれば、始端側のタブ板３及び終端側のタブ板４の板厚ｔ２を被溶接物１、２の板厚ｔ１よりも厚くし、始端部側のタブ板３上から溶接を開始した後、終端部近傍で溶接を一旦停止し、終端側のタブ板４上で再度溶接することにより、始端部Ｃから終端部Ｅにまでわたって溶け落ちることなく、完全溶け込み溶接を安定して行うことができる。なお、ワークである被溶接物（板材）の材質や形状、寸法など、あるいは溶接開始位置Ｂ、途中で溶接を一旦停止する溶接停止位置Ｄ、及び溶接再開位置Ｆなどは、何れも実施の形態１に限定されるものではない。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１、２  被溶接物（板材）、  ３  タブ板、  ４  タブ板、  ５  溶融金属、  ６  溶接トーチ、  ７  アーク、  Ｂ  溶接開始位置、  Ｃ  始端部、  Ｄ  溶接停止位置、  Ｅ  終端部、  Ｆ  溶接再開位置、  ｔ１  被溶接物１、２の板厚、  ｔ２  タブ板３、４の板厚。
【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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