(57)【要約】【課題】高速で均一に比較的薄い肉盛溶接層を形成することができる伝熱パネルの溶接装置を提供する。【解決手段】伝熱パネル１０の溶接装置は、長手方向に延在する伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンを介して複数の伝熱配管が長手方向と直交する方向へ並列に設けられた伝熱パネル１０の表面に対して、ＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する溶接トーチ７と、固溶強化型ニッケル基合金を含む溶接ワイヤに電流を流す電流供給部とを備え、溶接トーチ７は、ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールＰに交番磁界Ｂを形成するコイル７ｃを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延在する伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンを介して複数の該伝熱配管が前記長手方向と直交する方向へ並列に設けられた伝熱パネルの表面に対して、ＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する溶接トーチと、
肉盛溶接する溶接ワイヤに電流を流す電流供給部と、
を備え、
前記溶接トーチは、前記ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成するコイルを備えている伝熱パネルの溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記伝熱配管の長手進行方向に沿って、前記伝熱配管及び前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行う請求項１に記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記伝熱配管と前記フィンとを接続する隅肉溶接部の前記フィンからの高さにつながるように溶接ビードが形成されて、前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行う請求項２に記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行った後に、前記伝熱配管の表面に対して肉盛溶接を行う請求項２又は３に記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記伝熱配管の表面の側部から頂部側へと肉盛溶接を行う請求項２から４のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項６】
前記制御部は、横断面が円形とされた前記伝熱配管の表面の頂部側よりも側方の肉盛溶接を行う際に、該側方の前記フィンの表面に対する傾斜に応じて溶接速度を変化させる肉盛溶接工程を含む請求項２から５のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項７】
前記制御部は、横断面が円形とされた前記伝熱配管の表面の前記頂部における肉盛溶接を行う溶接速度を、該頂部の側方における溶接速度よりも小さくする請求項２から６のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項８】
前記伝熱パネルを水平に設置する架台と、
前記架台の鉛直方向上方にて前記伝熱配管の長手方向に往復動する走行部と、
前記走行部に対して、該走行部の長手方向に直交する方向に所定間隔を空けて固定された複数の前記溶接トーチと、
を備えている請求項１から７のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項９】
前記伝熱パネルの周囲を前記架台に対して固定する固定部材を備えている請求項８に記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項１０】
前記伝熱配管内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給部を備えている請求項１から９のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項１１】
前記肉盛溶接する溶接ワイヤは、固溶強化型ニッケル基合金を含む請求項１から１０のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置に用いられる溶接手順修正支援システムであって、
伝熱パネルの表面に対してＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する溶接トーチと、
前記溶接トーチの位置と移動速度を設定する溶接位置設定部と、
複数の溶接条件を有する溶接手順を設定する溶接手順設定部と、
前記溶接手順と、前記溶接手順に対応する溶接ビードを撮影した画像を取り込む溶接状況登録部と、
前記伝熱パネルの形状においての前記溶接位置に対する前記溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、前記溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に関する標準画像とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記伝熱パネルの形状と、各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に関する画像との組み合わせをパターン化する学習部と、を備え、
溶接後の撮影画像が、前記標準画像と所定の基準範囲内にない場合は、前記複数の溶接条件の少なくとも１つを修正するよう、前記溶接手順設定部へ修正を行うよう指示する溶接手順修正支援システム。
【請求項１３】
長手方向に延在するとともに所定間隔を空けて並列に配置された複数の伝熱配管と、
隣り合う前記伝熱配管の間に設けられ、各前記伝熱配管の側部に接続された板状のフィンと、
前記伝熱配管及び前記フィンの表面に対して形成された肉盛溶接部と、
を備え、
前記肉盛溶接部は、前記伝熱配管の長手方向に沿って形成された複数の溶接ビードによって形成されている伝熱パネル。
【請求項１４】
前記伝熱配管と前記フィンとを接続する隅肉溶接部を備え、
前記フィンの表面に形成された溶接ビードは、前記隅肉溶接部の前記フィンからの高さにつながるようにされている請求項１３に記載の伝熱パネル。
【請求項１５】
前記肉盛溶接部の厚さは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下とされている請求項１３又は１４に記載の伝熱パネル。
【請求項１６】
長手方向に延在する伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンを介して複数の該伝熱配管が前記長手方向に直交する方向へ並列に設けられた伝熱パネルの表面上をＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する伝熱パネルの溶接方法であって、
固前記肉盛溶接する溶接ワイヤに電流を流す工程と、
前記ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成する工程と、
を有する伝熱パネルの溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱パネルの溶接装置、溶接手順修正支援システム、伝熱パネル、及び伝熱パネルの溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラに用いられる火炉壁などには、内部に水や蒸気が流通する長尺の伝熱配管とフィンとが交互に溶接で接続された伝熱パネルが用いられる。この伝熱パネルの表面には、硫化腐食対策として、インコネル（登録商標）等の固溶強化型ニッケル基合金を含む耐腐食材料や高クロム含有合金を含む耐腐食材料など肉盛溶接されているものがある。特許文献１には、伝熱配管を横断する周方向にＴＩＧ（Tungsten  Inert  Gas）溶接によって肉盛溶接を行うとともに、フィンの長手方向にＭＩＧ（Metal  Inert  Gas）溶接によって肉盛溶接を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４４４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された肉盛溶接方法では、ＭＩＧ溶接を用いるため、肉盛溶接層の厚さが４ｍｍ程度となり耐腐食には必要以上の厚さとされていた。特に、耐腐食材料である固溶強化型ニッケル基合金や高クロム含有合金やクロム―ニッケル含有合金などは高価なため、ＭＩＧ溶接による肉盛はコストの上昇を招くという問題がある。
【０００５】
ＴＩＧ溶接は、肉盛溶接層の厚さをＭＩＧ溶接よりも薄くできるが、ＭＩＧ溶接に比べて溶接速度が小さいために処理時間を要してコストの上昇を招くという問題がある。これに対して、溶接ワイヤを送り方向に直交する方向に往復動させてウィービングを行うことで溶接ビート範囲を広げ、肉盛溶接範囲を拡大させることが考えられる。しかし、ウィービングを行うと溶接ワイヤの追従が遅くなり、肉盛溶接層が厚くなる箇所が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高速で均一に比較的薄い肉盛溶接層を形成することができる伝熱パネルの溶接装置、溶接手順修正支援システム、伝熱パネル、及び伝熱パネルの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】
本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置は、長手方向に延在する伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンを介して複数の該伝熱配管が前記長手方向と直交する方向へ並列に設けられた伝熱パネルの表面に対して、ＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する溶接トーチと、肉盛溶接する溶接ワイヤに電流を流す電流供給部と、を備え、前記溶接トーチは、前記ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成するコイルを備えている。
【０００８】
伝熱パネルの表面上にＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行うことで従来のＭＩＧ溶接に対して比較的薄い肉盛溶接層を得ることができ、さらにＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行う際に、肉盛溶接する溶接ワイヤに電流を流すこととした。これにより、ジュール熱によって溶接ワイヤが加熱され、溶融速度が増加することによって高速の肉盛溶接が可能となる。
また、ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成するコイルによって、溶融プールを攪拌して肉盛溶接範囲を拡大させ、均一で比較的薄い肉盛溶接層を得ることができる。
凹凸を有する複雑な表面形状を有する伝熱パネルであっても、高速に均一で比較的薄い肉盛溶接層を形成することができる。
【０００９】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記溶接トーチを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記伝熱配管の長手方向に沿って、前記伝熱配管及び前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行う。
【００１０】
形状の変化が少ない伝熱配管の表面に長手方向に沿ってＴＩＧ溶接を行うことで、複雑な表面形状を有する伝熱パネルであっても安定した姿勢で溶接を行うことができる。また、伝熱配管の表面だけでなくフィンの表面に対してもＴＩＧ溶接を行うことで、伝熱パネル全体の表面に対して安定した肉盛溶接部を高速で形成することができる。
【００１１】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記制御部は、前記伝熱配管と前記フィンとを接続する隅肉溶接部の前記フィンからの高さにつながるように溶接ビードが前記フィンの表面に対して形成され、前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行う。
【００１２】
伝熱配管とフィンとを長手方向に直交するように接続するために伝熱配管とフィンとの接続部に隅肉溶接部が形成されている。隅肉溶接部のフィンからの高さと同等となる溶接ビードが形成されるように、フィンの表面に対して肉盛溶接を行うことした。これにより、隅肉溶接部と溶接ビードとの凹凸を減らして溶接欠陥を可及的に防止することができる。
なお、第１溶接ビートの高さは、隅肉溶接部の高さと同等まで厚くされてもよい。
【００１３】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記制御部は、前記フィンの表面に対して肉盛溶接を行った後に、前記伝熱配管の表面に対して肉盛溶接を行う。
【００１４】
伝熱パネルの表面形状は、フィンに対して伝熱配管が凸形状となっている。フィンの表面に対して肉盛溶接を行った後に、伝熱配管の表面に対して肉盛溶接を行うことで、溶接ビードをフィンの表面位置に対して凸となる伝熱配管表面の位置へと積み上げることができる。これにより、溶接欠陥を可及的に防止することができる。
また、複数の伝熱配管と複数のフィンとが存在する場合には、複数のフィンの表面に対して肉盛溶接を行った後に、各伝熱配管の表面に対して肉盛溶接を行うことが好ましい。これにより、フィンの肉盛溶接を全体の肉盛溶接の土台とすることができ、肉盛溶接部の凹凸を可及的に無くして溶接欠陥を防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記制御部は、前記伝熱配管の表面に対しての肉盛溶接は、前記伝熱配管の表面の側部から頂部側へと肉盛溶接を行う。
【００１６】
伝熱配管の表面の側部位置から頂部側位置へと肉盛溶接を積み上げることができる。これにより、溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記制御部は、横断面が円形とされた前記伝熱配管の表面の頂部側よりも側方の肉盛溶接を行う際に、該側方の前記フィンの表面に対する傾斜に応じて溶接速度を変化させる肉盛溶接工程を含む。
【００１８】
伝熱配管の横断面が例えば円形とされている場合には、伝熱配管の表面の頂部側よりも側方では、位置に応じてフィンの表面に対する傾斜が変化する。この傾斜の変化に応じて溶接速度を変化させることで、適正な溶接ビードの形状を得ることができる。例えば、傾斜が大きい位置では傾斜が小さい位置よりも溶接速度を小さくすることで、溶接ビードを少し多く盛ることで、フィンの表面に対して高さを上げゆくようにしている。
【００１９】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記制御部は、横断面が円形とされた前記伝熱配管の表面の頂部における肉盛溶接の行う際の溶接速度を、該頂部の側方における溶接速度よりも小さくする。
【００２０】
伝熱配管の横断面が例えば円形とされている場合には、伝熱配管の表面の頂部は、その側方に比べて平坦となっている。そのため、頂部の側方と同じ溶接速度で頂部に肉盛溶接を行うと、溶接ビードが凹形状となるおそれがある。そこで、頂部における溶接速度を、その側方における溶接速度よりも小さくして、溶接ビードを凸形状とすることとした。これにより、伝熱配管の表面の頂部においても所望形状の溶接ビードを得ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記伝熱パネルを水平に設置する架台と、前記架台の鉛直方向上方にて前記伝熱配管の長手方向に往復動する走行部と、前記走行部に対して、該走行部の走行方向に直交する方向に所定間隔を空けて固定された複数の前記溶接トーチと、を備えている。
【００２２】
伝熱パネルを架台上に水平に設置し、その鉛直方向上方を走行する走行部に複数の溶接トーチを固定する。これにより、複数の溶接トーチを複数の伝熱配管の長手方向に走査することで、伝熱パネルの複数ヶ所を同時に肉盛溶接して工程を短縮化することができる。
走行部としては、例えば門型走行装置（ガントリ型走行装置）を用いることができる。
【００２３】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記伝熱パネルの周囲を前記架台に対して固定する固定部材を備えている。
【００２４】
伝熱パネルに肉盛溶接を行うと、溶接時の入熱によって伝熱パネルが変形する。伝熱パネルの周囲を架台に対して固定する固定部材を設けることによって、肉盛溶接による伝熱パネルの変形を抑えることができる。
【００２５】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記伝熱配管内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給部を備えている。
【００２６】
冷却媒体供給部によって伝熱配管内に冷却媒体（例えば空気）を供給することによって、溶接時の入熱による伝熱配管の温度上昇を抑えるとともに、早く冷却することができる。これにより、伝熱パネルの熱変形を抑えるとともに、冷却を待って次の肉盛溶接工程を行うまでの待機時間を短縮して全体工程を短縮することができる。
【００２７】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接装置では、前記肉盛溶接する溶接ワイヤは、固溶強化型ニッケル基合金を含んでいる。
【００２８】
肉盛溶接する溶接ワイヤは、固溶強化型ニッケル基合金を含む高価な材料であるので、高速で均一に比較的薄い肉盛溶接層を形成することにより、大きな費用低減効果を得ることが出来る。
【００２９】
本発明の一態様に係る溶接手順修正支援システムは、上記のいずれかに記載の伝熱パネルの溶接装置に用いられる溶接手順修正支援システムであって、伝熱パネルの表面に対してＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する溶接トーチと、前記溶接トーチの位置と移動速度を設定する溶接位置設定部と、複数の溶接条件を有する溶接手順を設定する溶接手順設定部と、前記溶接手順と、前記溶接手順に対応する溶接ビードを撮影した画像を取り込む溶接状況登録部と、前記伝熱パネルの形状においての前記溶接位置に対する前記溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、前記溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に関する標準画像とを対応付けて記憶する記憶部と、前記伝熱パネルの形状と、各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に関する画像との組み合わせをパターン化する学習部と、を備え、溶接後の撮影画像が、前記標準画像と所定の基準範囲内にない場合は、前記複数の溶接条件の少なくとも１つを修正するよう、前記溶接手順設定部へ修正を行うよう指示する。
【００３０】
また、本発明の一態様に係る伝熱パネルは、長手方向に延在するとともに所定間隔を空けて並列に配置された複数の伝熱配管と、隣り合う前記伝熱配管の間に設けられ、各前記伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンと、前記伝熱配管及び前記フィンの表面に対して形成された肉盛溶接部と、を備え、前記肉盛溶接部は、前記伝熱配管の長手方向に沿って形成された複数の溶接ビードによって形成されている。
【００３１】
伝熱パネルは、表面が凹凸を有しており複雑な形状とされているが、伝熱配管の長手方向は形状の変化が少ない。この形状変化が少ない伝熱配管の長手方向に沿って形成された複数の溶接ビードによって肉盛溶接部が設けられている。これにより、溶接欠陥が少ない肉盛溶接部を備えた伝熱パネルを提供することができる。
【００３２】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルでは、前記伝熱配管と前記フィンとを接続する隅肉溶接部を備え、前記フィンの表面に形成された溶接ビードは、前記隅肉溶接部の前記フィンからの高さにつながるように形成されている。なお、第１溶接ビートの高さは、隅肉溶接部の高さと同等まで厚くされてもよい。
【００３３】
伝熱配管とフィンとを接続するために伝熱配管とフィンとの接続部に隅肉溶接部が形成されている。隅肉溶接部のフィンからの高さと同等となる溶接ビードが形成されるように、フィンの表面に対して肉盛溶接が行われている。これにより、隅肉溶接部と溶接ビードとの凹凸を減らして溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００３４】
さらに、本発明の一態様に係る伝熱パネルでは、前記肉盛溶接部の厚さは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下とされている。
【００３５】
肉盛溶接部の厚さを耐腐食に必要な厚さである１ｍｍ以上２ｍｍ以下に抑えることで、高価な肉盛溶接材の使用量を減らすことができ、コストを低減することができる。
【００３６】
また、本発明の一態様に係る伝熱パネルの溶接方法は、長手方向に延在する伝熱配管の表面の頂部に対する側部に接続された板状のフィンを介して複数の該伝熱配管が前記長手方向に直交する方向へ並列に設けられた伝熱パネルの表面上をＴＩＧ溶接によって肉盛溶接する伝熱パネルの溶接方法であって、前記肉盛溶接をする溶接ワイヤに電流を流す工程と、前記ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成する工程と、を有する。
【００３７】
伝熱パネルの表面上にＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行うことで従来のＭＩＧ溶接に対して比較的薄い肉盛溶接層を得ることができ、さらにＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行う際に、肉盛溶接をする溶接ワイヤに電流を流すこととした。これにより、ジュール熱によって溶接ワイヤが加熱され、溶融速度が増加することによって高速の肉盛溶接が可能となる。
また、ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールに交番磁界を形成することによって、溶融プールを攪拌して肉盛溶接範囲を拡大させ、均一で比較的薄い肉盛溶接層を得ることができる。
凹凸を有する複雑な表面形状を有する伝熱パネルであっても、高速に均一で比較的薄い肉盛層を形成することができる。
溶融プールに交番磁界を形成する方法としては、例えば、溶接トーチの周囲に設けられたコイルに交流電流を流すことによって得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
ＴＩＧ溶接による肉盛溶接で溶接ワイヤに電流を流し、溶接ワイヤとは別にコイルにも電流を流すことで溶融プールに交番磁界を形成することとしたので、高速で均一に比較的薄い肉盛溶接層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る伝熱パネルの溶接装置を示した斜視図である。
【図２】溶接トーチの概略を示した縦断面図である。
【図３】溶接ワイヤが供給されている状態を示した溶接トーチ周りの側面図である。
【図４】伝熱パネルを示した斜視図である。
【図５】冷却配管を示した斜視図である。
【図６】側部ラグの取付状態を示した横断面図である。
【図７】端部ラグの取付状態を示した斜視図である。
【図８】伝熱パネル上に形成された肉盛溶接部の一部を示した斜視図である。
【図９】伝熱パネル上に形成された肉盛溶接部の一部を上方から見た斜視図である。
【図１０】肉盛溶接の溶接条件を示した図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る伝熱パネルの溶接装置を示した斜視図である。
【図１２】溶接手順修正支援システムの制御部の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
［第１実施形態］
以下に、本発明にかかる第１実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明で、上方や上面などの上と下は鉛直方向での上や下を示すものとする。
図１には、本実施形態に係る伝熱パネルの溶接装置１（以下、「溶接装置１」という。）が示されている。溶接装置１は、平行に並べられた２本のレール２を備えている。レール２間には、作業空間が形成されており、伝熱パネルが上面に設置される架台３が水平に設けられている。架台３の上方を跨ぐように、門型走行装置としてガントリ（走行部）５が設けられている。ガントリ５の両側に設けられた各脚部５ａは、対応する各レール２上を図示しないボールねじやラック＆ピニオンなどの移動装置により走行する。これにより、ガントリ５が進行方向である長手方向Ｄ１に移動できるようになっている。脚部５ａの走行は、制御部６による指令を作業員が手動操作することによって制御される。
【００４１】
制御部６は、図示のようにガントリ５に設けられていても良いし、ガントリ５とは別の位置に設置しても良い。制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００４２】
ガントリ５の幅方向すなわち長手方向Ｄ１に直交する方向にわたって設けられた梁部５ｂには、複数の溶接トーチ７が設けられている。溶接トーチ７は、図１では４つとされているが、２つや３つであっても良く、また、５つ以上であっても良い。図示しないが、各溶接トーチ７は、梁部５ｂの延在方向（すなわちガントリ５の幅方向）に沿って変位可能とされている。各溶接トーチ７の位置と移動速度は、制御部６によって制御される。また、各溶接トーチ７への給電量や溶接ワイヤの送給速度等は、制御部６によって制御される。
【００４３】
各溶接トーチ７によって、ＴＩＧ（Tungsten  Inert  Gas）溶接が行われる。図２に溶接トーチ７の要部が示されている。同図に示すように、溶接トーチ７の中心軸線上にタングステン電極７ａが設けられている。タングステン電極７ａには、制御部６の指令によって給電されるようになっている。これにより、タングステン電極７ａの先端と伝熱パネル１０との間に溶接電流ｉが流れ、アークＡＣが形成される。
【００４４】
タングステン電極７ａの周囲を囲むようにシールドガス管７ｂが設けられている。シールドガス管７ｂ内には、アルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスが供給され、先端（同図において下端）から噴出するようになっている。シールドガス管７ｂの周囲には、コイル７ｃが巻回されている。コイル７ｃには、制御部６の指令によって例えば、１〜１０Ｈｚ程度の交流電流が供給される。コイル７ｃによって形成された交番磁界Ｂは、伝熱パネル１０の溶融プールＰを貫くようになっている。この交番磁界Ｂによって形成されるローレンツ力の向きが交互に変化して周期的に反転することによって溶融プールＰとアークＡＣが攪拌されて揺動し、溶接速度を早くしても溶接トーチ７から幅が広い溶接ビードを形成することができる。
【００４５】
本実施形態では、肉盛溶接材料として、固溶強化型ニッケル基合金や高クロム含有合金やクロム―ニッケル含有合金などが適用されるが、以下の記載はより高価な材料として、例えばインコネル（登録商標）とされた固溶強化型ニッケル基合金を含む材料としたものを用いて説明をする。
図３に示すように、溶接トーチ７によって形成されたアークＡＣに対して、溶接ワイヤ９が供給されるようになっている。溶接ワイヤ９は、溶接ワイヤ供給部１１から、制御部６の指令によって所定の送給量が供給されるようになっている。溶接ワイヤ９には、電流供給部１２から制御部６の指令によって電流が供給されるようになっている。溶接ワイヤ９に電流を流すことによって、ジュール熱で溶接ワイヤ９が加熱される。本実施形態での溶接ワイヤ９は、例えばインコネル（登録商標）とされた固溶強化型ニッケル基合金を含む材料とされている。これにより、固溶強化型ニッケル基合金を含む溶接ビードＷＢが伝熱パネル１０の表面上に肉盛溶接される。溶接ビードＷＢの厚さｔは、伝熱パネル１０の耐腐食に必要な厚さである１ｍｍ以上２ｍｍ以下とされる。
【００４６】
図４には、伝熱パネル１０が示されている。伝熱パネル１０は、長手方向Ｄ１に延在する複数の伝熱配管１０ａを備えている。各伝熱配管１０ａは所定間隔をおいて長手方向Ｄ１に直交する方向へ並列状態で配列されており、各伝熱配管１０ａの間には板状のフィン１０ｂが接続されている。フィン１０ｂは、伝熱配管１０ａの表面の頂部（水平方向に設置した伝熱配管１０ａの横断面で最も高い位置）に対する側部（水平方向に設置した伝熱配管１０ａの横断面で水平方向へ張り出した位置）に対して隅肉溶接によって固定されている。これにより、伝熱配管１０ａの横断面が例えば円形とされている場合には、各フィン１０ｂは、伝熱配管１０ａの横断面における高さ中央に位置するように接続されている。
【００４７】
図４において、各伝熱配管１０ａの端部には、冷却空気（冷却媒体）を供給するための冷却配管１４が接続されている。各冷却配管１４には、図示しないファンから供給される冷却空気が導かれるようになっている。冷却空気は、図５に示すように、溶接トーチ７による肉盛溶接時に供給されるようになっている。肉盛溶接後の冷却状態は、長手方向Ｄ１の肉盛溶接完了後に作業者による触手による判断や、放射温度計などの温度センサによる計測によって確認してもよい。これにより、肉盛溶接の冷却が確認できたなら次の長手方向Ｄ１の肉盛溶接を実施する。なお、冷却配管１４は、全ての肉盛溶接による冷却が終了すると伝熱配管１０ａから取り外される。
【００４８】
図４において、伝熱パネル１０の側部には、架台３（図１参照）に対して伝熱パネル１０を固定するための複数の側部ラグ（固定部材）１６が所定間隔を空けて固定されている。各側部ラグ１６は、図６に示すように、伝熱パネル１０のフィン１０ｂと架台３とのそれぞれに溶接されていて、伝熱パネル１０に肉盛溶接を行う際の溶接時の入熱によって伝熱パネル１０の変形を抑えることができる。なお、各側部ラグ１６は、形状や固定方法を限定するものでなく、肉盛溶接が全て終了すると取り外される。
【００４９】
また、伝熱パネル１０の長手方向Ｄ１における端部は、図７に示すように、端部ラグ（固定部材）１７によって固定される。端部ラグ１７と架台３との間にフィン１０ｂが差し込まれた状態で固定されるようになっている。端部ラグ１７とフィン１０ｂとは溶接等による固定は行わず、単に差し込むだけの構造とされていて、伝熱パネル１０の長手方向Ｄ１への熱膨張量が大きくなっても無理な拘束をせずに、伝熱パネル１０に肉盛溶接を行う際の溶接時の入熱によって伝熱パネル１０の変形を抑えることができる。
【００５０】
制御部６は、各溶接トーチ７を伝熱パネル１０に対して自動送りする。具体的には、図４に示すように、肉盛溶接を行う範囲に応じてＡ（Ａ’）点の座標とＢ（Ｂ’）点の座標とを指定し、空動作で溶接トーチ７を移動させて溶接位置をティーチングできるようになっている。また、制御部６は、ＡＶＣ（Arc  Voltage  Control）制御を備えていてもよい。すなわち、溶接時に測定したアーク電圧と設定値とを比較して、アークＡＣ長さを一定に保つように自動でタングステン電極７ａの突出長さを制御する。これにより、表面形状に凹凸のある伝熱パネル１０に対して更に高精度な１軸倣いが可能となり、溶接中の歪みによる変化にも対応でき、溶接肉盛厚さを均一にできるようになっている。
【００５１】
図８及び図９には、伝熱パネル１０の表面上に形成された肉盛溶接部２０が示されている。肉盛溶接部２０は、例えばインコネル（登録商標）とされた固溶強化型ニッケル基合金を含む材料とされている。肉盛溶接部２０の厚さは、伝熱パネル１０の耐腐食に必要な厚さから１ｍｍ以上２ｍｍ以下とされている。肉盛溶接部２０は、複数の溶接ビードＷＢが積層された状態で形成されている。各溶接ビードＷＢは、伝熱配管１０ａが延在する長手方向Ｄ１に沿って設けられている。
【００５２】
各伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとは、長手方向Ｄ１に沿って設けられた隅肉溶接部２２によって固定されている。隅肉溶接部２２の側方のフィン１０ｂの表面上には、第１溶接ビードＷＢ１が形成されている。第１溶接ビードＷＢ１は、隅肉溶接部２２に側部の一部分が重なるように長手方向Ｄ１に沿って設けられている。第１溶接ビードＷＢ１のフィン１０ｂからの高さ（より具体的には最大高さ）は、隅肉溶接部２２のフィン１０ｂからの高さにつながるような高さとされている。第１溶接ビードＷＢ１の高さは、隅肉溶接部２２の高さと同等まで厚くされてもよい。
【００５３】
第１溶接ビードＷＢ１の側方（図８において第１溶接ビードＷＢ１の右側）のフィン１０ｂの表面上には、第２溶接ビードＷＢ２が形成されている。第２溶接ビードＷＢ２は、第１溶接ビードＷＢ１に側部の一部分（例えば、溶接ビードＷＢの幅の約半分）が重なるように長手方向Ｄ１に沿って設けられている。また、第２溶接ビードＷＢ２の他方の側部は、他方の隅肉溶接部２２に一部分が重なるように設けられている。本実施形態では、第１溶接ビードＷＢ１が重ねられる隅肉溶接部２２と第２溶接ビードＷＢ２が重ねられる隅肉溶接部２２は、同一のフィン１０ｂの表面に形成され、かつ対向する伝熱配管１０ａのそれぞれを接続する別個の隅肉溶接部２２である。
【００５４】
隅肉溶接部２２及び第１溶接ビードＷＢ１（又は第２溶接ビードＷＢ２）の表面上の一部には、第３溶接ビードＷＢ３が形成されている。第３溶接ビードＷＢ３は、隅肉溶接部２２及び第１溶接ビードＷＢ１（又は第２溶接ビードＷＢ２）に跨がるように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられている。
【００５５】
第４溶接ビードＷＢ４は、第３溶接ビードＷＢ３の表面上の一部を覆うように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられている。
【００５６】
第５溶接ビードＷＢ５は、第４溶接ビードＷＢ４の表面上の一部を覆うように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられている。
【００５７】
第６溶接ビードＷＢ６は、第５溶接ビードＷＢ５表面上の一部を覆うように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられている。
【００５８】
第７溶接ビードＷＢ７は、第６溶接ビードＷＢ６表面上の一部を覆うように、かつ伝熱配管１０ａの頂部の表面を覆うように設けられている。第７溶接ビードＷＢ７は、伝熱配管１０ａの頂部に形成されるため、これにより伝熱配管１０ａの表面すべてを肉盛溶接することで肉盛溶接部２０が形成される。
【００５９】
図９に示すように、伝熱配管１０ａの頂部に形成された第７溶接ビードＷＢ７を中央に、第６溶接ビードＷＢ６、第５溶接ビードＷＢ５、第４溶接ビードＷＢ４、第３溶接ビードＷＢ３が、長手方向Ｄ１に直交する方向に対称に設けられている。なお、第１溶接ビードＷＢ１（又は第２溶接ビードＷＢ２）と第７溶接ビードＷＢ７との間の溶接ビードの数は、伝熱配管１０ａの表面を隙間なく覆うことができれば、本実施形態のように４つ（第３〜第６溶接ビード）に限定されるものではなく、１以上３以下であっても、５以上であっても良い。溶接ビードＷＢの幅の半分程度が重なるように、各溶接ビードＷＢが上下方向に積層されることが好ましい。
【００６０】
次に、上述した溶接装置１を用いて上述した伝熱パネル１０の肉盛溶接する工程について説明する。
伝熱パネル１０は、肉盛溶接を行う前に、隅肉溶接によって複数の伝熱配管１０ａと複数のフィン１０ｂとが接続されている。伝熱パネル１０は、図１に示した溶接装置１の架台３上に水平に設置される。架台３と伝熱パネル１０との固定は、側部ラグ（図６参照）及び端部ラグ１７（図７参照）を用いて行う。
【００６１】
架台３に対して伝熱パネル１０の設置が完了すると、図４に示したようにＡ（Ａ’）点の座標とＢ（Ｂ’）点の座標との間を空動作させて制御部６に対して肉盛溶接範囲のティーチングを行う。
【００６２】
ティーチングが完了した後に、制御部６の指令によって、ガントリ５を長手方向Ｄ１に走行させつつ溶接トーチ７で肉盛溶接を行う。
肉盛溶接は、長手方向Ｄ１に沿って第１溶接ビードＷＢ１から第７溶接ビードＷＢ７まで順に行う。すなわち、伝熱パネル１０のフィン１０ｂ側の表面から上方の伝熱配管１０ａ側の表面に向かって各溶接ビードＷＢが積層されるように肉盛溶接が行われる。肉盛溶接は、複数の溶接トーチ７を用いて並列的に行われる。図２に示したように、肉盛溶接は、ＴＩＧ溶接に加えて、コイル７ｃによって交番磁界Ｂを発生させて溶融プールＰの磁気攪拌を行う。さらに、図３に示したように、溶接ワイヤ９に電流供給部１２から電流を供給して溶接ワイヤ９の加熱を行う。なお、肉盛溶接の際には、溶接トーチ７を長手方向Ｄ１に直交する方向に往復動させるウィービングは行わなくてもよい。
【００６３】
肉盛溶接時には、図５に示したように、冷却配管１４から冷却空気を供給して伝熱パネル１０の冷却を行う。肉盛溶接後の冷却状態の確認は、作業者の触手または放射温度計等の温度センサによる計測によって行われてもよい。
【００６４】
図１０には、各溶接ビードＷＢを肉盛溶接する際の本実施形態での条件例が示されている。
フィン１０ｂの表面を肉盛溶接する第１溶接ビードＷＢ１及び第２溶接ビードＷＢ２は、溶接手順Ｉが選定される。溶接手順Ｉでは、タングステン電極７ａを介して流れる溶接電流ｉと、溶接ワイヤ９の送給量と、溶接トーチ７を伝熱パネル１０の長手方向Ｄ１に対して移動する溶接速度とが基準値として設定される。なお、タングステン電極７ａに供給される電圧と、コイル７ｃによって形成される磁気は、各溶接手順を通して一定とされるが、伝熱パネル１０の表面形状により調整してもよい。
【００６５】
まず、伝熱パネル１０の全てのフィン１０ｂの表面の肉盛溶接が伝熱配管１０ａの表面に対する肉盛溶接よりも先に行われる。これは、フィン１０ｂの表面の肉盛溶接が、全体の肉盛溶接の土台となるため、隅肉溶接部２２と第１溶接ビードＷＢ１及び第２溶接ビードＷＢ２との凹凸を可及的に無くして溶接欠陥を防止するためである。このために、第１溶接ビードＷＢ１の高さは、隅肉溶接部２２の高さと同等まで厚くされてもよい。
【００６６】
第３溶接ビードＷＢ３には、溶接手順IIが選定される。溶接手順IIでは、電流を溶接手順Ｉよりも少なくし、溶接ワイヤ送給量を溶接手順Ｉよりも減少させ、溶接速度を溶接手順Ｉよりも増加させる。これは、第３溶接ビードＷＢ３は、隅肉溶接部２２及び第１溶接ビードＷＢ１（又は第２溶接ビードＷＢ２）に跨がるように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられているため、第１溶接ビードＷＢ１や第２溶接ビードＷＢ２に比べてビード厚さを大きくする必要がないからである。
【００６７】
第４溶接ビードＷＢ４には、溶接手順IIIが選定される。溶接手順IIIでは、電流を溶接手順IIよりも少なくし、溶接ワイヤ送給量を溶接手順IIよりも増加させ、溶接速度を溶接手順IIよりも増加させる。これは、第４溶接ビードＷＢ４は第３溶接ビードＷＢ３の表面上の一部を覆うように、かつ伝熱配管１０ａの側部の表面の一部を覆うように設けられていて、第３溶接ビードＷＢ３に比べて肉盛溶接を行う表面の傾斜がまだ小さいので、少ない電流及びワイヤ送給量で、かつより大きい溶接速度で所望の肉盛溶接が可能だからである。
ここで、伝熱配管１０ａの横断面が例えば円形とされている場合には、伝熱配管１０ａの表面の頂部側よりも側部では、位置に応じてフィン１０ｂの表面に対する傾斜が変化する。すなわり、第５溶接ビードＷＢ５から第６溶接ビードＷＢ６は、フィン１０ｂの表面に対する傾斜が大きくなるように変化する。
【００６８】
第５溶接ビードＷＢ５には、溶接手順IVが選定される。溶接手順IVでは、電流を溶接手順IIIから一定とし、ワイヤ送給量及び溶接速度を増加させる。これは、第５溶接ビードＷＢ５は、第４溶接ビードＷＢ４に比べてフィン１０ｂの表面に対する傾斜が大きくなるので、ワイヤ送給量を増加しながら溶接速度を上げる。これにより溶接ビードＷＢ５を少し多く盛ることで、フィン１０ｂの表面に対して高さを上げてゆくようにしている。
【００６９】
第６溶接ビードＷＢ６には、溶接手順Vが選定される。溶接手順Vでは、電流を溶接手順IIIから一定とし、溶接手順IVに対してワイヤ送給量を一定もしくは少し増加させ、溶接速度は一定とさせる。これは、第６溶接ビードＷＢ６は、フィン１０ｂの表面に対する傾斜は大きいながら、第５溶接ビードＷＢ５に比べるとフィン１０ｂの表面に対する傾斜が小さくなるので、溶接ビードＷＢ６を少し多く盛りフィン１０ｂの表面に対して高さを上げてゆくようにしつつも、溶接速度を上げて平坦形状に近づけるためである。
【００７０】
第７溶接ビードＷＢ７には、溶接手順VIが選定される。溶接手順VIでは、電流を溶接手順IIIよりも高くし、ワイヤ送給量及び溶接速度を溶接手順Vよりも減少させる。これは、第７溶接ビードＷＢ７は、伝熱配管１０ａ表面の頂部に肉盛溶接されるため、母材は平坦とされ、溶接手順Vと同等の溶接速度とするとビード形状が凹形状となることから、凸形状にすることでビードの凹みを抑制するためである。
【００７１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
伝熱パネル１０の表面上に溶接トーチ７を用いたＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行うことで従来のＭＩＧ溶接に対して比較的薄い肉盛溶接層を得ることができ、さらにＴＩＧ溶接によって肉盛溶接を行う際に、固溶強化型ニッケル基合金を含む溶接ワイヤ９に電流を流すこととした。これにより、ジュール熱によって溶接ワイヤ９が加熱され、溶融速度が増加することによって高速の肉盛溶接が可能となる。
また、ＴＩＧ溶接によって形成された溶融プールＰに交番磁界Ｂを形成するコイル７ｃによって、溶融プールＰを攪拌して揺動することで、溶接速度を早くしても肉盛溶接範囲を拡大させる溶接ビードを形成することができ、均一で比較的薄い肉盛溶接層を得ることができる。
凹凸を有する複雑な表面形状を有する伝熱パネル１０であっても、高速に均一で比較的薄い肉盛溶接層を形成することができる。
【００７２】
形状の変化が少ない伝熱配管１０ａの表面に長手方向Ｄ１に沿ってＴＩＧ溶接を行うことで、複雑な表面形状を有する伝熱パネル１０であっても安定した姿勢で溶接を行うことができる。また、伝熱配管１０ａの表面だけでなくフィン１０ｂの表面に対してもＴＩＧ溶接を行うことで、伝熱パネル１０全体に対して安定した肉盛溶接部２０を高速で形成することができる。
【００７３】
伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとを長手方向Ｄ１に直交するように接続するために伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとの接続部に隅肉溶接部２２が形成されている。隅肉溶接部２２のフィン１０ｂからの高さと同等となる第１溶接ビードＷＢ１が形成されるように、フィン１０ｂの表面に対して肉盛溶接を行うことした。これにより、隅肉溶接部２２と第１溶接ビードＷＢ１との凹凸を減らして溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００７４】
伝熱パネル１０の表面形状は、フィン１０ｂに対して伝熱配管１０ａが凸形状となっている。フィン１０ｂの表面に対して肉盛溶接を行った後に、伝熱配管１０ａの表面に対して肉盛溶接を行うことで、溶接ビードＷＢをフィン１０ｂの表面位置に対して凸形状となる伝熱配管１０ａ表面の位置へと積み上げることができる。これにより、溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００７５】
複数のフィン１０ｂの表面に対して肉盛溶接を行った後に、各伝熱配管１０ａの表面に対して肉盛溶接を行うこととした。これにより、フィン１０ｂの肉盛溶接を全体の肉盛溶接の土台とすることができ、肉盛溶接部２０の凹凸を可及的に無くして溶接欠陥を防止することができる。
【００７６】
さらに、伝熱配管１０ａの表面に対しての肉盛溶接は、伝熱配管１０ａの表面の側部から頂部側へと肉盛溶接を行うこととした。これにより、伝熱配管１０ａの表面の側部位置から頂部側位置へと肉盛溶接を積み上げることができ、溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００７７】
伝熱配管１０ａの横断面が例えば円形とされているので、伝熱配管１０ａの表面の頂部側よりも側部では、位置に応じてフィン１０ｂの表面に対する傾斜が変化する。この傾斜の変化に応じて溶接速度を変化させることで、適正な溶接ビードＷＢの形状を得ることができる。例えば、傾斜が大きい位置では傾斜が小さい位置よりも溶接速度を小さくすることで、溶接ビードを少し多く盛ることで、フィン１０ｂの表面に対して高さを上げゆくようにしている。
【００７８】
伝熱配管１０ａの横断面が例えば円形とされているので、伝熱パネル１０を水平に設置すると、伝熱配管１０ａの表面の頂部は、その側方に比べて平坦となっている。そのため、頂部の側方と同じ溶接速度で頂部に肉盛溶接を行うと、溶接ビードＷＢが凹形状となるおそれがある。そこで、頂部における溶接速度を、その側方における溶接速度よりも小さくして、溶接ビードを凸形状とすることとした。これにより、伝熱配管の表面の頂部においても所望形状の溶接ビード（第７溶接ビードＷＢ７）を得ることができる。
【００７９】
伝熱パネル１０を架台３上に水平に設置し、その上方を走行するガントリ５に複数の溶接トーチ７を固定する。これにより、複数の溶接トーチ７を複数の伝熱配管１０ａの長手方向Ｄ１に走査することで、伝熱パネル１０の複数ヶ所を同時に肉盛溶接して工程を短縮化することができる。
【００８０】
伝熱パネル１０に肉盛溶接を行うと、溶接時の入熱によって伝熱パネル１０が変形する。伝熱パネル１０の周囲を架台に対して固定する側部ラグ１６及び端部ラグ１７を設けることによって、肉盛溶接による伝熱パネルの変形を抑えることができる。
【００８１】
冷却配管１４を介して冷却空気を伝熱配管１０ａ内に供給することによって、溶接時の入熱による伝熱配管の温度上昇を抑えるとともに、早く冷却することができる。これにより、伝熱パネル１０の熱変形を抑えるとともに、冷却を待って次の肉盛溶接工程を行うまでの待機時間を短縮して全体工程を短縮することができる。
【００８２】
伝熱パネル１０は、表面が凹凸を有しており複雑な形状とされているが、伝熱配管１０ａの長手方向Ｄ１は形状の変化が少ない。この形状変化が少ない長手方向Ｄ１に沿って形成された複数の溶接ビードＷＢによって肉盛溶接部２０が設けられている。これにより、溶接欠陥が少ない肉盛溶接部２０を備えた伝熱パネル１０を提供することができる。
【００８３】
伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとを接続するために伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとの接続部に隅肉溶接部２２が形成されている。隅肉溶接部２２のフィン１０ｂからの高さと同等となる第１溶接ビードＷＢ１が形成されるように、フィン１０ｂの表面に対して肉盛溶接が行われている。これにより、隅肉溶接部２２と第１溶接ビードＷＢ１との凹凸を減らして溶接欠陥を可及的に防止することができる。
【００８４】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。
上記の第１実施形態では、例えば図１０に示した各溶接ビードＷＢを肉盛溶接する際の条件例に基づいて作業員によって溶接条件値が入力設定され、フィン１０ｂの表面を肉盛溶接する第１溶接ビードＷＢ１以降の各溶接ビードＷＢの溶接手順Ｉから溶接手順VIを設定するようにしている。本実施形態では、カメラなどによる撮影画像と標準とする画像を対比することによる評価に基づき、制御部が溶接手順を学習して溶接手順を見直して修正するよう支援を行うとするものである。その他の点については上記した第１実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【００８５】
図１１と図１２には、本実施形態に係る溶接手順修正支援システムの概略構成が示されている。
制御部１６０にはカメラ１７０の画像情報が入力され、制御部１６０は、溶接位置設定部１６１、溶接手順設定部１６２、溶接状況登録部１６３、報知部１６４、記憶部１６５、学習部１６６を備える。
溶接状況登録部１６３は、伝熱パネル１０の形状と、作業員によって入力設定される各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後のカメラ１７０からの撮影画像の登録処理を行う。
記憶部１６５は、伝熱パネル１０の形状においての各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に係わる標準画像とが、対応を付けることができるように、過去からの様々な条件のものをデータベースとして記憶している。
記憶部１６５に記憶され蓄積された情報に基づき、学習部１６６は、伝熱パネル１０の形状と、各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に係わる標準画像との組み合わせをパターン化する。
【００８６】
伝熱パネル１０を肉盛溶接する工程が開始されると、学習部１６６は、記憶された各溶接位置に対する溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に係わる標準画像との対比を行う。
この標準画像は、溶接手順に近い溶接条件での標準とされる溶接ビードの形状に係わる画像であり、所定の基準範囲となる溶接条件のものを探し出して、対比として適切なものを選定する。ここで、所定の基準とは、例えばビードの幅や余盛高さや形状の均一性などに対する許容範囲を設けたものである。
【００８７】
溶接後の撮影画像と、標準画像との対比結果に基づき、学習部１６６は、学習機能を用いて、伝熱パネル１０の形状においての溶接後の撮影画像が、標準画像と所定の基準範囲内にある溶接条件値（溶接手順）を選定して、溶接手順設定部１６２へ設定値の微小修正を行うよう指示する。学習部１６６により決定された各溶接条件の修正値と現在の各溶接条件からの修正量は、報知部１６４により報知される。ここで、各溶接条件の微小修正量が所定の範囲を超えて、初期に設定した溶接条件値（溶接手順）を大きく変更する必要がある場合は、報知部１６４は作業員へ異常発生を連絡して処置の判断を行うものとする。このとき作業員は、溶接手順設定部１６２の設定変更の指示がある修正量を参考にして、従来からの溶接手順を選定した従来から得ている実験値やマップ情報などから、設定変更の修正値を作業員の判断でよりマニュアルで設定してもよい。また、このときの溶接条件値と溶接後の撮影画像は、溶接状況登録部１６３により記憶部１６５に順次情報の登録が行われるのが望ましい。
【００８８】
伝熱パネル１０の形状は各種あり、各伝熱配管１０ａとフィン１０ｂとの溶接状況も必ずしも全く同一でないため、伝熱パネル１０のサイズ、肉盛溶接の範囲、などに変更があっても、その溶接されたビード形状が適正な形状となるように制御することができる。
このような制御により、肉盛溶接を最適化することができ、肉盛溶接に対する品質をさらに向上するとともに、作業員による検査と一部の溶接条件の微小修正に要する時間を短縮することができる。
【００８９】
また、制御装置１６０は、伝熱パネル１０の形状を計測し、その伝熱パネル１０に対して行われた隅肉溶接及び肉盛溶接作業情報（例えば、溶接位置、溶接範囲、溶接時間、溶接量などの溶接に関する情報）と組み合わせてパターン化する。さらに、肉盛溶接前の伝熱パネル１０の形状や、伝熱配管１０ａ及びフィン１０ｂの材質及び形状などの情報を組み合わせてパターン化してもよい。
【００９０】
本実施形態に係る伝熱パネルの溶接装置、伝熱パネル、及び伝熱パネルの溶接方法によれば、以下の作用効果を奏する。
記憶部１６５は、伝熱パネル１０の形状と、各溶接位置に対する各溶接手順による溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に係わる画像との組み合わせをパターン化して記憶している。このため、学習部１６６は、伝熱パネル１０の肉盛溶接する工程が開始されると、各溶接位置に対する溶接条件値と、溶接後の撮影画像と、溶接手順で標準とされる溶接ビードの形状に係わる標準画像との対比を行い、標準画像と所定の基準範囲内にある溶接条件値（溶接手順）となるよう溶接手順設定部１６２へ設定値の微小修正を行うことができる。このことから、伝熱パネル１０の伝熱配管１０ａ及びフィン１０ｂの材質及び形状などの変更があった際も、肉盛溶接が常に適切な肉盛溶接層を形成することができる。
作業者の熟練度を問わず、肉盛溶接作業の品質をさらに向上させ、作業員による検査と一部の溶接条件の微小修正に要する時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  伝熱パネルの溶接装置（溶接装置）
２  レール
３  架台
５  ガントリ（走行部）
５ａ  脚部
５ｂ  梁部
６，１６０  制御部
７  溶接トーチ
７ａ  タングステン電極
７ｂ  シールドガス管
７ｃ  コイル
９  溶接ワイヤ
１０  伝熱パネル
１０ａ  伝熱配管
１０ｂ  フィン
１１  溶接ワイヤ供給部
１２  電流供給部
１４  冷却配管（冷却媒体供給部）
１６  側部ラグ（固定部材）
１７  端部ラグ（固定部材）
２０  肉盛溶接部
２２  隅肉溶接部
１６１  溶接位置設定部
１６２  溶接手順設定部
１６３  溶接状況登録部
１６４  報知部
１６５  記憶部
１６６  学習部
ＡＣ  アーク
Ｂ  交番磁界
Ｄ１  長手方向
ｉ  溶接電流
Ｐ  溶融プール
ＷＢ  溶接ビード
ＷＢ１  第１溶接ビード
ＷＢ２  第２溶接ビード
ＷＢ３  第３溶接ビード
ＷＢ４  第４溶接ビード
ＷＢ５  第５溶接ビード
ＷＢ６  第６溶接ビード
ＷＢ７  第７溶接ビード
ｔ  溶接ビードの厚さ
【図１】
2019214071.tif 000003
【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】
2019214071.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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