(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  トーチホルダ（１７）と、
−  前記トーチホルダ（１７）に接続されたトーチ本体（１９）と、
−  前記トーチ本体（１９）に接続された電極（２１）と、
−  前記電極（２１）の電源（２３）と、
を備える溶接装置（１）において、
前記トーチ本体（１９）が、前記トーチホルダ（１７）に接続された上方部分（３７）と、下方部分（３９）と、前記下方部分（３９）と前記上方部分（３７）との間の回動リンク（４１）と、を備え、
前記電源（２３）が、前記上方部分（３７）を通る電流リード線（７９）と、前記電極（２１）に電気的に接続された、前記下方部分（３９）を通る電流通路（８１）と、前記電流リード線（７９）を前記電流通路（８１）に電気的に接続する少なくとも１つのフレキシブルプレート（８３）と、を備え、
前記トーチ本体（１９）が、前記電極（２１）の通路ダクト（３３）を有し、
前記溶接装置が、保護ガスを前記通路ダクト（３３）内に吹き付けるように構成された保護ガス源（９１）をさらに備え、
前記通路ダクト（３３）が、前記トーチ本体（１９）の前記上方部分（３７）を通る上方ダクト（１０５）と、前記トーチ本体（１９）の前記下方部分（３９）を通る下方ダクト（１０７）と、を含み、前記上方ダクト（１０５）及び前記下方ダクト（１０７）双方が、前記トーチ本体（１９）の前記上方部分（３７）と前記下方部分（３９）との間に配置された間隙（９９）において表面に出てきており、前記電源（２３）が、前記間隙（９９）の両側に位置決めされた２つのフレキシブルプレート（８３）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記上方部分（３７）に対して前記トーチ本体（１９）の前記下方部分（３９）を前記回動リンク（４１）周りで選択的に駆動するために設けられたカム機構（６７）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電極（２１）が消耗電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記電源（２３）が、２つの導電パッド（８５）を含み、前記導電パッドが、前記導電パッドの間で前記電極（２１）を挟み、且つ前記電極（２１）を前記トーチ本体（１９）の前記下方部分（３９）に接続することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記通路ダクト（３３）が、前記トーチ本体（１９）の前記下方部分（３９）上に配置され且つ前記電極（２１）の自由端に向かっている、前記保護ガスのための少なくとも１つの出口オリフィス（９３）を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記トーチ本体（１９）のための冷却回路（１０９）を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記トーチ本体（１９）の前記下方部分（３９）と、前記上方部分（３７）の少なくとも１つのセグメント（４５）と、が、２ｃｍよりも小さい厚さを有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
レーザー源（１１９）をさらに備え、前記溶接装置が、レーザーアークハイブリッド装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、狭い溝において溶接接合部を作り出すための装置に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、
−  トーチホルダと、
−  トーチホルダに接続されたトーチ本体と、
−  トーチ本体に接続された電極と、
−  電極のための電源と、
を備えるタイプの溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
このような溶接装置は、特許文献１から公知である。特許文献１に開示されるトーチ本体及び電極は、ＧＭＡＷ（ガスメタルアーク溶接）溶接方法に適している。より具体的に、トーチ本体及び電極は、ＭＩＧ（メタルイナートガス）又はＭＡＧ（メタルアクティブガス）タイプの溶接に適している。特許文献１の装置は、極めて良好な生産性を有して、層ごとに２パスで、１０ｍｍよりも大きい幅、１４０ｍｍよりも大きい厚さを有する狭い溝において溶接部を作り出すために使用することが難しい可能性がある。実際には、トーチ本体のセクションは、極めて大きいので、溝の一端から他端へ電極を動かすことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１２８７９３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに関連して、本発明は、上記の欠点を有していない溶接装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明は、トーチ本体が、トーチホルダに接続された上方部分と、下方部分と、上方部分と下方部分との間の回動リンクと、を備え、電源が、上方部分を通る電流リード線と、電極に電気的に接続された、下方部分を通る電流通路と、電流リード線を電流通路に電気的に接続する少なくとも１つのフレキシブルプレートと、を、備える、上述したタイプの溶接装置に関する。
【０００７】
従って、トーチ体の下方部分を上方部分に対して動かすことが可能になり、これは、電極の向きを変更することをもたらす。従って、層ごとに２パスを行うことが可能になる。電極は、第１のパスの間に溝の第１の側に向かって配置され、第２のパスの間に第１の側の反対側の溝の第２の側に向かって配置される。トーチ本体の上方部分から下方部分へ電流を伝えるためにフレキシブルプレートを使用することは、トーチ本体の運動を妨げることなく、トーチ本体の位置に関係なく、溶接電流を電極に伝えることを可能にする。プレートは、トーチ本体の下方部分及び上方部分が互いに整列されないときに若干曲がる。
【０００８】
トーチ本体の上方部分に対する下方部分の角度方向の移動は、概して、４５°よりも小さく、好ましくは３５°よりも小さく、さらにより好ましくは１５°よりも小さい。
【０００９】
例のための電源は、例えば、トーチ本体の両側に位置決めされた２つのフレキシブルプレートを含む。あるいは、それらは、単一のフレキシブルプレートのみ又は２つよりも多いフレキシブルプレートを含む。フレキシブルプレートは、例えば、銅又は銅の合金、銅クロム、銅タングステン、銅ベリリウムから作られる。各プレートは、例えば、０．１ｍｍから０．３ｍｍの間に含まれる厚さを有している。
【００１０】
電流リード線は、好ましくは、フレキシブルプレートのみによって電流通路に電気的に接続される。
【００１１】
下方部分と上方部分との間の回動リンクは、任意の適切なタイプからなる。例えば、下方部分は、上方部分に配置された軸受内で係合されるトラニオンを有する。
【００１２】
本発明の有利な一側面によれば、装置は、上方部分に対してトーチ本体の下方部分を回動リンク周りで選択的に駆動するために設けられたカム機構を備える。
【００１３】
従って、上方部分に対するトーチ本体の下方部分の位置を都合よく意のままに操ることが可能になる。このカム機構は、任意の適切なタイプからなる。例えば、カム機構は、カムを有する回転軸を含む。トーチ本体の下方部分は、カムと協働するカムフォロワを有している。回転軸が回転されると、カムは、軸周りで動き、カムフォロワを駆動することができる。カムフォロワは、次に、回動リンクの軸周りにトーチ本体の下方部分を回転させる。
【００１４】
回転軸は、手動で、又はアクチュエータを通じて制御される。他のカム機構が考えられる。
【００１５】
あるいは、下方部分は、カムを含まない機構、例えば歯付きホイールのセットにより上方部分に対して駆動される。
【００１６】
本発明の有利な一側面によれば、電極は消耗電極である。これは、溝を溶加材で容易に埋めることを可能にする。電極は、例えば、Ｃ／Ｍｎ（ＣＡＲＢＯＦＩＬ  １）、ステンレス鋼（ＩＮＴＥＲＦＩＬ  ４１０）、インコネル（ＮＩＦＩＬ  ６００）６９０又は６００から作られる。
【００１７】
あるいは、電極は、例えば溶加材を必要としない用途のために、消耗品ではない。
【００１８】
本発明の別の有利な側面によれば、電源は、２つの導電パッドを含み、導電パッドは、それらの間に電極を挟み、電極をトーチ本体の下方部分に接続する。
【００１９】
従って、電流通路は、好都合なことに電極まで作り出され、トーチ本体の厚さを増大させることなく、電流のための大きな通路断面を有する。各パッドは、電流のために、１６．５ｍｍ２から３５ｍｍ２の間、好ましくは３０ｍｍ２から３５ｍｍ２の間に含まれる通路断面を有する。各パッドは、５００ｍｍ３から１０００ｍｍ３の間、好ましくは７００ｍｍ３から８００ｍｍ３の間に含まれる体積を有する。
【００２０】
これらのパッドは、概して、銅又は銅クロム、銅タングステン合金から作られる。
【００２１】
パッドは、電極周りでの２つの直径方向において反対側の表面によって電極と接触している。これら表面は、概して、過度な加熱を引き起こすことなく、要求される強度で電流を通過させることに適している表面積を有する。
【００２２】
本発明の別の有利な側面によれば、トーチ本体は、電極の通路ダクトを有し、装置は、保護ガスを前記通路内に吹き付けるように構成された保護ガス源をさらに備えている。
【００２３】
従って、同じ通路ダクトが、電極及び保護ガス双方を通過させることを可能にする。これは、トーチ本体の構成を簡素化する。
【００２４】
本発明の別の有利な側面によれば、通路ダクトは、トーチ本体の下方部分上に配置され且つ電極の自由端に向かっている、保護ガスのための少なくとも１つの出口オリフィスを有している。
【００２５】
従って、オリフィスを出るガスジェットは、電極の自由端に向かって方向づけられ、且つ溶接槽を極めて効率的に保護する。
【００２６】
概して、２つの導電パッドは、導電パッドの間に少なくとも１つのスロットを規定し、出口オリフィスは、スロットの一端で表面に出てくる。従って、２つのパッドは、ガスの循環を防止し、それどころかガスが電極の端部に流れることを容易にする。
【００２７】
本発明の別の有利な側面によれば、通路ダクトは、トーチ本体の上方部分を通る上方セグメントと、トーチ本体の下方部分を通る下方セグメントと、を含み、上方セグメント及び下方セグメントは、トーチ本体の上方部分と下方部分との間に配置された間隙でそれぞれ表面に出てきており、電源は、間隙の両側に位置決めされた２つのフレキシブルプレートを備える。
【００２８】
従って、フレキシブルプレートは、特にトーチ本体の下方部分が上方部分に対して相当な角度を形成する場合に、間隙でのガスのロスを制限する。
【００２９】
トーチ本体の上方部分と下方部分と間の間隙は、２つのパーツが互いに対して移動することを可能にするために必要である。２つのフレキシブルプレートは、通路ダクトの上方セグメントと下方セグメントとの間にフレキシブルコネクタを提供する必要性をなくさせる。このようなフレキシブルコネクタは、実際には、高温にさらされ、且つ短い寿命を有する。
【００３０】
トーチ本体の下方部分及び上方部分が互いの延長部内にあると、通路ダクトの上方セグメント及び下方セグメントは、実質的に互いの延長部内にある。それどころか、下方部分及び上方部分が互いに対して所定角度を形成するとき、下方セグメント及び上方セグメントも所定角度を形成する。
【００３１】
概して、フレキシブルプレートは、保護ガスのロスを制限するために、間隙の全幅にわたって延在する。
【００３２】
好ましくは、２つのフレキシブルプレートの各々は、電流リード線を電流通路に電気的に接続する。
【００３３】
本発明の別の有利な側面によれば、溶接装置は、トーチ本体の冷却回路を含む。これは、１００％のデューティー比で、トーチ本体に対して２５℃以下の稼働温度を維持することを可能にする。
【００３４】
冷却流体、概して水は、冷却回路内で流れる。
【００３５】
本発明の別の有利な側面によれば、トーチ本体の下方部分と、上方部分の少なくとも１つのセグメントと、が、２ｃｍよりも小さい厚さを有している。
【００３６】
従って、トーチ本体は、狭い溝内に容易に挿入することができる。
【００３７】
概して、上方部分の前記セグメントは、略矩形セクションを有し、２ｃｍの厚さが、前記セクションの２つの大きな面の間で得られる。回動リンクの軸は、前記大きな面と、電源のフレキシブルプレートと、に対して略平行である。
【００３８】
好ましくは、トーチ本体は、１．５ｃｍよりも小さい、さらにより好ましくは１ｃｍよりも小さい厚さを有している。
【００３９】
従って、装置は、１０ｍｍよりも大きな幅と、２０ｍｍから２００ｍｍの間に含まれる厚さと、を有する狭い溝を溶接するために使用することができる。
【００４０】
また、溶接装置は、他の用途、大きな溝、又は溝がない縁部と縁部との溶接のためにさえ使用することができる。
【００４１】
本発明の有利な一側面によれば、溶接装置は、レーザー源をさらに備え、装置は、レーザーアークハイブリッド装置である。
【００４２】
レーザーは、母材を部分的に溶解させることが可能であり、特に、溶加材と母材との間の融合を改善することを可能にする。
【００４３】
概して、レーザー源は、溶接される区間にレーザービームを発射する。レーザー源は、トーチ本体から若干前方でトーチ本体と同じ距離にわたって動かされる。
【００４４】
レーザービームは、通常、焦点を合わせられておらず、且つ溶接される区間に、数ミリメートル、例えば１０ｍｍの直径を有するスポットを作り出す。
【００４５】
狭い溝内で溶接する場合には、レーザー源は、溝の幅に沿って溝の一方の壁から２つの両側壁まで溶解することを可能にするレーザービームを発生させるように構成される。
【００４６】
ここでは装置がレーザーアークハイブリッドタイプからなるという事実は、装置が、レーザー源以外に、ＴＩＧ又はＧＭＡＷタイプ、より特にＭＩＧ又はＭＡＧタイプのトーチ本体及び電極を含むことを意味する。
【００４７】
好ましくは、トーチ本体及び電極は、ＭＡＧタイプからなる。
【００４８】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図を参照して、理解のため且つ非限定的に提供される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による溶接装置の断面斜視図である。
【図２】図１のトーチ本体及び装置のレーザー源の側面図である。
【図３】トーチ本体の上方部分と下方部分との間の回動リンクの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１に示される溶接装置１は、特に、大きな幅及び厚さを有する狭い溝３で溶接するために提供される。
【００５１】
図１に示される例では、溝３は、互いに固定される２つのパーツ５及び７の間に配置されている。溝３は、底部９によって規定され、且つ底部９の反対側に開口部１１を有している。横方向においては、溝３は、パーツ５及び７にそれぞれ属する、互いに反対側に位置する２つの壁１３及び１５によって規定される。例えば、溝３は、直線形であるか、又はこれと異なりパーツ５及び９の周囲で円形溝を形成する。溝の厚さは、底部９と開口部１１との間の間隔を参照する。
【００５２】
溶接装置１は、
−  図１において概略的に示されるプラズマトーチ１７と、
−  プラズマトーチ１７に接続されたトーチ本体１９と、
−  トーチ本体１９に接続された電極２１と、
−  電極の電源２３と、
を備えている。
【００５３】
トーチホルダ１７は、概して、溝３に沿って溶接装置を動かすことを可能にする構造体２５に取り付けられている。構造体２５は、例えば、レールによってガイドされるキャリッジ、又はマニピュレータアームである。
【００５４】
示される例では、電極２１は、溝３内を埋めるように構成された溶加材から作られた消耗電極である。電極２１は、例えば、Ｃ／Ｍｎステンレス鋼又はインコネルから作られる。
【００５５】
電極２１は、軸方向においてトーチ本体の自由端２９を超えて突出する終端部分２７を有している。電極２１は、連続的なワイヤの形態を仮定し、トーチホルダ１７上に位置した保存部３１からトーチ本体１９を通って自由端２９へ延在する。保存部３１は、例えば、周囲にワイヤが巻かれるコイルの形態を仮定する。
【００５６】
電極２１は、トーチ本体１９内に配置され且つトーチ本体の全長にわたって端部２９へ軸Ｘに沿って延在する（図２参照）ダクト３３内で係合される。
【００５７】
電極の終端部分２７が消耗されるので、電極２１はコイルから解かれてダクト３３に沿って進む。
【００５８】
トーチ本体１９は、リング３５によってトーチホルダ１７に接続され、リング３５は、トーチホルダ１７上に配置されたネジ山と螺合している。
【００５９】
トーチ本体１９は、トーチホルダ１７に接続された上方部分３７と、自由端２９を規定する下方部分３９と、下方部分と上方部分との間の回動リンク４１と、を備えている。
【００６０】
トーチ本体の上方部分３７は、より大きい断面を有する第１の軸方向セグメント４３を含み、第１の軸方向セグメント４３は、より小さい断面を有する第２の軸方向セグメント４５によって延在される。セグメント４３は、リング３５を支持し、トーチホルダ１７に向かっている。セグメント４３は、端部２９に向かってセグメント４５によって延在される。セグメント４５は、図１及び図２に示されるように、軸Ｘに対して垂直な矩形断面を有している。従って、セグメント４５は、互いに反対側に位置する２つの大きな面４７及び４９と、２つの大きな面を互いに接続する２つの縁部５１及び５３と、によって規定される。概して、２つの大きな面４７及び４９の間とみなされるセグメント４５の厚さは、２ｃｍよりも小さく、例えば１ｃｍに等しい。従って、トーチ本体のセグメント４５は、図１に示されるように、溝３内に容易に挿入することができる。
【００６１】
セグメント４５におけるセグメント４３の反対側の軸方向端部は、回動リンク４１の要素の１つを構成するヨーク５５を規定する。
【００６２】
また、トーチ本体の下方部分３９は、略平行であり且つ互いに反対側に位置する２つの大きな面５７，５９（図１）によって規定され、且つ２つの大きな面５７及び５９の間にセグメント４５と実質的に同じ厚さを有している。
【００６３】
下方部分３９は、上方部分３７との中央接続区間６１を含み、中央接続区間６１は、回動リンク４１を形成するためにヨーク５５と協働する２つのトラニオン６３を規定する（図３）。回動リンクの軸Ｙは、軸Ｘに対して垂直であり、且つ大きな面４７及び４９に対して略平行である。また、軸Ｙは、大きな面５７及び５９に対して平行である。区間６１は、ヨーク５５の２つのアームの間で係合される。
【００６４】
中央区間６１の一側では、下方部分３９は、上方部分３７に対してトーチ本体の下方部分３９を回動リンク４１周りで選択的に駆動するために設けられたカム機構６７と協働するように構成された第２の区間６５を含む。区間６５は、上方部分３７に向かう下方部分３９の一端を構成している。
【００６５】
カム機構６７は、カム７１を有する回転駆動軸６９を含んでいる。回転軸６９は、図２では混合線で表されている。回転軸６９は、軸Ｘに対して略平行に延在する。回転軸６９は、トーチホルダ１７内又は構造体２５内に位置決めされたアクチュエータ（図示せず）によってトーチ本体に対して回転することができる。回転軸６９は、通路（図示せず）によってトーチ本体の上方部分３７を通って延在している。
【００６６】
区間６５は、カム７１と協働するように構成されたカムフォロワ７３を規定する。回転軸６９の回転は、前記回転軸６９周りでのカム７１の運動を生じさせ、この運動は、回動軸Ｙ周りにカムフォロワ７３を回転させる。
【００６７】
また、トーチ本体の下方部分３９は、中央区間６１に対して区間６５の反対側の終端区間７５を含む。
【００６８】
区間７５は、トーチ本体の自由端２９を規定する。
【００６９】
電源２３は、電流源７７と、トーチ本体の上方部分３７を通る電流リード線７９と、電極２１に電気的に接続された、トーチ本体の下方部分３９を通る電流通路８１と、電流リード線７９を電流通路８１に電気的に接続する少なくとも１つのフレキシブルプレート８３と、を備える。
【００７０】
電流源７７は、例えば、トーチホルダ１７又は支持構造体２５によって支えられている。
【００７１】
電流リード線７９は、図２では混合線で表されている。電流リード線７９は、電流源７７及びフレキシブルプレート８３に電気的に接続されている。上方部分３７では、電流は、公知な方法で、導電性機械的構成要素を通って流れる。
【００７２】
電流通路８１は、図２では混合線で象徴的に示されている。電流は、下方部分３９を通って流れ、導電性機械的パーツを通過する。
【００７３】
図１及び図２の例では、電源は、トーチ本体の両側に位置決めされた２つのフレキシブルプレート８３を含む。各フレキシブルプレート８３は、銅又は銅クロム、銅タングステン合金から作られ、且つ０．１ｍｍから０．３ｍｍの厚さを有している。
【００７４】
フレキシブルプレート８３の一方は、例えば、ネジによってトーチ本体の上方部分３７の大きな面４７に強固に固定されている。フレキシブルプレート８３の一方は、例えば、ネジによってトーチ本体の下方部分の大きな面５９にも固定されている。
【００７５】
他方のフレキシブルプレート８３は、同じ方法でトーチ本体の上方部分の大きな面４９及びトーチ本体の下方部分の大きな面５７に固定されている。
【００７６】
トーチ本体の下方部分３９が上方部分３７に対して回動リンク周りに回動すると、２つのプレート８３は、回動運動が阻まれないように若干曲がる。
【００７７】
電源３１は、２つの導電パッド８５をさらに含み、導電パッド８５は、それらの間に電極２１を挟み且つ電極をトーチ本体の下方部分３９に接続する。パッド８５は、銅から作られ、且つ電流の通路のための大きな断面を有している。各パッド８５は、電流通路８１に電気的に接続されている。
【００７８】
パッド８５は、軸Ｘに対して平行な細長い形状を有している。各パッド８５は、ワイヤ２１と、トーチ本体の下方部分３９によって形成された顎８７と、の間に挿入されている。パッド８５は、任意の適切な手段を使用して、例えばネジによってこの顎に強固に固定されている。パッド８５は、顎８７の反対側に位置した縁部８９によってワイヤ２１と接触している。この縁部８９は、パッド８５の全長にわたって延在している。
【００７９】
溶接装置１は、保護ガスを電極の通路ダクト３３内に吹き付けるように構成された保護ガス源９１をさらに含む。ダクトセクション３３は、保護ガスの流れ及び電極の通路双方をもたらすように寸法を定められている。保護ガスは、例えば、窒素もしくはアルゴン又は二成分ガス（アルゴン＋ＣＯ２）又は三成分混合体（アルゴン＋ＣＯ２＋ヘリウム）又は四成分混合体（アルゴン＋ヘリウム＋ＣＯ２＋水素）である。
【００８０】
保護ガス源９１は、トーチホルダ１７又は構造体２５によって支持されている。
【００８１】
ダクト３３は、トーチ本体の下方部分上に配置された、保護ガス及び電極２１のための出口オリフィス９３を有する。出口オリフィス９３は、電極の自由端に向かっている。
【００８２】
図２に示されるように、オリフィス９３は、２つの顎８７の基部に、より具体的に２つの顎８７の間に位置している。
【００８３】
トーチ本体の下方部分の大きな面５９の側では、各導電パッド８５は、平坦部９５及び傾斜面９７によって画成されている。２つの経路の傾斜面９７は、電極２１に向かって近づく。２つの傾斜面は、ともに、オリフィス９３の延長部内で延在するスロットを規定し、保護ガス流は、このスロットによって流れることができる。
【００８４】
パッド８５は、大きな面５７の側に同じ方法で形成されている。従って、パッド８５は、それらの間に第２のスロットを規定し、保護ガスの流れをもたらす。
【００８５】
図３に示されるように、トーチ本体の上方部分３７と下方部分３９との間に間隙９９が設けられている。間隙９９は、第２の部分の区間６５とヨーク５５の中央部分１０１との間に規定されている。間隙９９は、横方向で閉鎖され、すなわちヨーク５５のアーム１０３によって小さい面５１及び５３で閉鎖されている。しかしながら、間隙９９は、大きな面４７及び４９で開口部を通って表面に出てきており、これにより、軸Ｙ回りでのトーチ本体の上方部分３７及び下方部分３９の回転移動をもたらす。
【００８６】
通路ダクト３３は、トーチ本体の上方部分３７を通る上方ダクト１０５と、トーチ本体の下方部分３７を通る下方ダクト１０７と、を含み、上方ダクト１０５及び下方ダクト１０７双方は、間隙９９で表面に出てくる。下方部分が、軸方向において上方部分の延長部内にあると、上方ダクト１０５及び下方ダクト１０７は、互いに整列される。
【００８７】
フレキシブルプレート８３は、間隙９９の開口部を閉鎖するために、大きな面４７及び４９上に位置決めされている。従って、これらの開口部を通る保護ガスの漏出が著しく減少される。
【００８８】
溶接装置は、トーチ本体のための冷却回路１０９をさらに含む。この冷却回路は、冷蔵液体源１１１と、トーチ本体１９の内部で冷却液体を循環させるための少なくとも１つのダクト（図示せず）と、冷蔵液体源１１１を循環体に接続するホース１１３と、を含む。示される例では、トーチ本体は、２つの独立した冷却回路を含み、これら冷却回路は、入口１１５及び出口１１７（図２）をそれぞれ備えている。冷却液体は、概して水である。
【００８９】
図２に示されるように、溶接装置は、溝３の内部にレーザービーム１２１を発射するように構成されたレーザー源１１９をさらに含む。レーザー源１１９は、例えば構造体２５又はトーチホルダ１７上に搭載されている。レーザーは、最大出力が８ｋＷのＹｂ  Ｙａｇタイプからなる。
【００９０】
上述した溶接装置を使用する溶接方法の概要がこれから説明される。
【００９１】
レーザー源１１９及びトーチ本体１９は、構造体２５によって溝３に沿って同期方式で移動させられる。レーザー源は、トーチ本体１９上で若干前方にある。レーザー源１１９は、溝３内にレーザービーム１２１を発射し、これにより、側壁１３及び１５の表面を溶解させる。トーチ本体１９は、若干オフセットされてレーザー源１１９に続く。トーチ本体１９は、図１に示されるように配置され、大きな面４７及び４９は、溝の側壁１３及び１５に向かっている。
【００９２】
溝３内に付着した金属の各層に対して、トーチ本体を使用して２パスを行う必要がある。第１のパスの間に、トーチ本体の下方部分３９は、壁１５に向かって上方部分３７に対して傾けられる。電極２１の自由端は、事実上、壁１５と同一面に配置される。電流源７７が、電流リード線７９、フレキシブルプレート８３及び電流通路８１を通じてパッド８５に電流を供給する。パッド８７は大きな断面を有し、相当な電流を通過することが可能になる。電流は、電極２１の終端部分２７に伝えられ、これは、終端部分２７を溶解させる。ガス源９１は、保護ガスの流れをダクト３３内に吹き付ける。保護ガスの流れは、上方ダクト１０５に移動し、間隙９９内で表面に出てきて、続いて下方ダクト１０７に移動する。保護ガスの流れは、オリフィス９３を通って通路３３を出て、電極２１に対して略平行に金属槽(metal bath)上に発射される。
【００９３】
冷蔵液体源１１１は、冷却液体をトーチ本体の冷却回路内で流動させる。これは、溶接作業中にトーチ本体を２５℃に近い温度に維持することを可能にする。
【００９４】
第１のパスが完了すると、トーチ本体の下方部分３９は、上方部分３７に対して動かされ、これにより溶加材の層を完成させる。このために、回転軸６９は、固定して回転され、トーチ本体の下方部分３９は、カム７１及びカムフォロワ７３により回動軸Ｙ回りで回転される。
【００９５】
下方部分３９は、電極２１の自由端が壁１３と同一面に位置決めされるように配置される。溶接装置は、続いて再び溝３に沿って動かされ、レーザー源１１９は、トーチ本体１９の前方を進む。
【００９６】
上記の作業は、溶加材のいくつかの層を形成して溝３を完全に埋めるために繰り返される。層は、互いに重ね合わせられている。層の数は、底部９と開口部１１との間とみなされる溝３の厚さに依存している。
【符号の説明】
【００９７】
１  溶接装置、１７  トーチホルダ、１９  トーチ本体、２１  電極、２３  電源、３３  通路ダクト、３７  上方部分、３９  下方部分、４１  回動リンク、４５  セグメント、６７  カム機構、７９  電流リード線、８１  電流通路、８３  フレキシブルプレート、８５  導電パッド、９１  保護ガス源、９３  出口オリフィス、９９  隙間、１０５  上方ダクト、１０７  下方ダクト、１０９  冷却回路、１１９  レーザー源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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