(57)【要約】【課題】  部材同士を突き合せ溶接やすみ肉溶接で溶接した場合、この溶接によって形成された溶接部の変形を抑えることが容易である溶接方法を提供する。【解決手段】  部材１、３同士をすみ肉溶接または突き合せ溶接によって接続する溶接方法において、溶接によって生じた溶接部５の温度が高く剛性が低いときに、溶接トーチから臨める溶接部５の表面から溶接部５の内部へ向かう方向へ、溶接部５を加圧し僅かに塑性変形させる。【選択図】  図５
2004330300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材同士をすみ肉溶接または突き合せ溶接によって接続する溶接方法において、
溶接によって生じた溶接部の温度が高く剛性が低いときに、溶接トーチから臨める上記溶接部の表面から上記溶接部の内部へ向かう方向へ、上記溶接部を加圧し僅かに塑性変形させることを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接方法において、
上記部材は鋼であり、
上記溶接部ののど厚における上記塑性変形量は、上記溶接部ののど厚の１／１０００から６／１０００の範囲内であり、上記加圧をするときの上記溶接部の温度は、２００℃から８００℃の範囲内であることを特徴とする溶接方法。
【請求項３】
部材同士をすみ肉溶接または突き合せ溶接によって接続するための溶接装置において、
基台に設けられた溶接トーチと；
上記溶接トーチを溶接線に沿って移動させるために、上記基台を走行自在な走行手段と；
上記基台の走行方向における上記溶接トーチの後側で、上記溶接トーチで形成された溶接部の温度が高く剛性が低いときに、上記溶接トーチから臨める上記溶接部の表面から上記溶接部の内部へ向かう方向へ、上記溶接部を加圧し僅かに塑性変形させることが可能な溶接部加圧手段と；
を有す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、溶接方法および溶接装置に係り、特に、突き合せ溶接やすみ肉溶接における溶接部の変形を極力少なくすることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば薄い板状の部材同士を突き合せ溶接で接続すると、溶接部が変形し、上記薄板状の部材が歪むことが知られている（たとえば非特許文献１）。
【０００３】
図１１は、突き合せ溶接による溶接部の変形について説明する図である。
【０００４】
なお、図１１の紙面に垂直な方向に溶接線が延伸しているものとする。また、図１１の（１）は、溶接直後であって溶接部が冷めておらず熱いときの状態を示し、図１１の（２）は、溶接後に溶接部が冷めたときの状態を示す。
【０００５】
板状の部材１と板状の部材３とのそれぞれに開先をとり、部材１と部材３とを互いの開先が対向するように配置し、溶接トーチを溶接線（開先）に沿って移動し、「Ｖ」字状の上記開先のところで部材１と部材３とを互いに溶接すると、溶接部５が形成される。
【０００６】
この状態では、部材１の上面１Ａと、部材３の上面３Ａとは、ほぼ１つの平面上に位置し、したがって上記上面１Ａと上記上面３Ａとの交差角度は、ほぼ１８０°になっている。
【０００７】
そして、上記溶接後、時間が経過して上記溶接部５が冷えると、図１１（２）に矢印ＡＲ１０で示すような収縮力が溶接部５に働いて、上記部材１の上面１Ａと上記部材３の上面３Ａとの交差角（上記上面１Ａ、３Ａ側の交差角）が、１８０°よりも小さくなるように変形する。
【０００８】
ここで、上記変形が生じる原因の１つを説明する。上記各部材１、３の板厚方向（図１１（１）で示すｚ軸方向）と直交し、かつ上記溶接線の延伸方向と直交したｘ軸方向において、上記溶接部５の幅寸法が、上記各部材１、３の上面１Ａ、３Ａ側で大きく、上記各部材１、３の下面側で小さくなっている。
【０００９】
すなわち、図１１（１）に示す距離Ｌ９よりも距離Ｌ７のほうが大きくなっており、したがって、上記溶接部５が冷えるときの、幅方向における上記溶接部５の収縮量が、各部材１、３の下面側よりも上面１Ａ、３Ａ側のほうで大きくなっているからである。
【００１０】
歪みを除去する従来の方法として、歪み取りによる方法、すなわち、線状加熱等によって溶接による変形を相殺する方向に新たな局部加熱による変形を付け加えて、溶接による変形を軽減する方法や、ピーニングによる方法等、すなわち、溶接後に部材が冷めてから、溶接部およびその周辺に外力を加えて機械的に変形を与えて、溶接による変形を軽減する方法等が存在する。
【非特許文献１】社団法人  日本溶接協会、船舶・鉄鋼海洋構造物部会  溶接施工委員会編  “溶接施工管理標準（ＩＩ）  溶接施工委員会資料”、昭和６２年１２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来は、上述のように、部材同士を突き合せ溶接した場合、この溶接によって形成された溶接部が変形しやすいという問題がある。そして、上記溶接部の変形によって、部材同士を正確な形状に溶接することが困難になる。
【００１２】
また、歪みを除去する従来の方法は、溶接部そのものの変形を直接抑制するものではないので、たとえば、線状加熱や外力の付加による部材の変形箇所と、溶接部の変形箇所とが異なった箇所に存在するので、溶接部そのもの変形を除去することが困難であり、さらに、溶接後に後処理工程を別途要し、溶接による歪みを抑制することが煩雑であるという問題がある。
【００１３】
上記問題は、部材同士をすみ肉溶接する場合にも発生する問題である。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、部材同士を突き合せ溶接やすみ肉溶接で溶接した場合、この溶接によって形成された溶接部の変形を抑えることが容易である溶接方法および溶接装置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】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、部材同士をすみ肉溶接または突き合せ溶接によって接続する溶接方法において、溶接によって生じた溶接部の温度が高く剛性が低いときに、溶接トーチから臨める上記溶接部の表面から上記溶接部の内部へ向かう方向へ、上記溶接部を加圧し僅かに塑性変形させる溶接方法である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶接方法において、上記部材は鋼であり、上記溶接部ののど厚における上記塑性変形量は、上記溶接部ののど厚の１／１０００から６／１０００の範囲内であり、上記加圧をするときの上記溶接部の温度は、２００℃から８００℃の範囲内である溶接方法である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、部材同士をすみ肉溶接または突き合せ溶接によって接続するための溶接装置において、基台に設けられた溶接トーチと、上記溶接トーチを溶接線に沿って移動させるために、上記基台を走行自在な走行手段と、上記基台の走行方向における上記溶接トーチの後側で、上記溶接トーチで形成された溶接部の温度が高く剛性が低いときに、上記溶接トーチから臨める上記溶接部の表面から上記溶接部の内部へ向かう方向へ、上記溶接部を加圧し僅かに塑性変形させることが可能な溶接部加圧手段とを有する溶接装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、部材同士を突き合せ溶接やすみ肉溶接で溶接した場合、この溶接によって形成された溶接部の変形を抑えることが容易であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る溶接装置７を用いて、部材１と部材３とを互いに突き合せ溶接している状態の概略を示す図である。
【００２０】
溶接装置７は、たとえば、板状の各部材１、３同士を突き合せ溶接によって接続するための溶接装置であり、この溶接装置７の基台９には溶接トーチ１１が設けられている。
【００２１】
また、溶接装置７は、各部材１、３の溶接線ＣＬ１に沿って上記溶接トーチ１１を移動させるために、上記基台９を走行自在な走行手段１３を備え、さらに、上記基台９の走行方向（矢印ＡＲ１で示す方向；上記溶接線ＣＬ１に沿った方向）における上記溶接トーチ１１の後側で、上記溶接トーチ１１で形成された溶接部（ビードまたは溶着部）５の温度が高く剛性が低いときに、上記各部材１、３の板厚方向へ（上記溶接トーチ１１から、上記各部材１、３の突き合せ部へ向かう方向へ、または、上記溶接トーチ１１から臨める上記溶接部５の表面５Ａ（図２参照）から上記溶接部５の内部へ向かう方向へ）、上記溶接部５を加圧し僅かに塑性変形させることが可能な溶接部加圧手段１５を備える。
【００２２】
なお、上記溶接トーチ１１は、上記基台９の走行方向で上記基台９の前側に突出して設けられており、上記溶接部加圧手段１５は、上記基台９の走行方向で上記基台９の後側に突出して設けられている。
【００２３】
ここで、溶接装置７について詳しく説明する。
【００２４】
溶接トーチ１１は、溶接棒（溶加材）を支持し、また、図示しない制御手段によって制御され、溶接によって減少した分、溶接棒を供給する等して、開先が形成された各部材１、３の溶接線ＣＬ１に沿って移動し、各部材１、３同士の間に溶接部５を形成するものである。なお、上記溶接として、アーク溶接やガス溶接等を考えることができる。
【００２５】
走行手段１３は、たとえば、基台９の下部に設けられた各車輪１７Ａ〜１７Ｄを備え、これらの各車輪を制御モータ（図示せず）によって回転駆動することによって、基台９（溶接装置７）を矢印ＡＲ１の方向へ移動することができるように構成されている。
【００２６】
そして、上記各車輪１７Ａ〜１７Ｄは、上記基台の走行方向に沿って、たとえば各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａに敷設されたレール（図示せず）上を転がるようになっている。また、上記レールは、溶接トーチ１１や溶接部加圧手段１５が溶接線ＣＬ１上を移動できるような位置に敷設されており、さらに、上記制御モータの回転数を上記制御手段によって変えることによって、溶接装置７の走行速度を制御することができるようになっている。
【００２７】
図２は、図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図であり、溶接部加圧手段１５の概略構成を示す図である。
【００２８】
溶接部加圧手段１５は、たとえば、円柱状もしくは円筒状の加圧ローラ１９を備え、この加圧ローラ１９は、この加圧ローラ１９の回転中心軸１９Ａを回転中心にして、加圧ローラ支持部材２１に対して回転自在に支持されている。
【００２９】
加圧ローラ支持部材２１は、たとえばリニアガイド（図示せず）を介し、溶接装置７の基台９に対して上下動自在に設けられている。さらに、加圧ローラ支持部材２１は、たとえば難燃性の流体を用いた流体圧シリンダ２３（図１では図示せず）によって、上下方向に移動できるように構成されている。なお、上記流体圧シリンダ２３への流体の供給は、上記制御手段によって制御される。
【００３０】
また、流体圧シリンダ２３のピストン２３Ａから延出しているピストンロッド２３Ｂは、上記加圧ローラ支持部材２１に固定され、流体圧シリンダ２３のシリンダ本体２３Ｃは、溶接装置７の基台９に固定されている。
【００３１】
上記加圧ローラ１９の側面１９Ｂの中央部（加圧ローラ１９の回転中心軸１９Ａ方向の中央部）は凹状に形成され、上記側面１９Ｂは、各部材１、３と接触していない溶接部５の上面（表面）５Ａの形状に応じた形状（たとえば、図５（２）に示す溶接部５Ｆの表面の形状に合致した形状）に形成されている。
【００３２】
なお、上記側面１９Ｂの中央部の凹状部を形成することなく、上記加圧ローラ１９の側面全体の形状を円柱側面形状にしてもよい。また、上記溶接部５の表面に接触する上記加圧ローラ１９の側面の一部の形状を円柱側面形状にしてもよい。
【００３３】
そして、上記流体圧シリンダ２３を用いて上記加圧ローラ１９を下降し、加圧ローラ１９の側面１９Ｂを溶接部の表面５Ａに接触させ、溶接装置７で形成された溶接部５を加圧する。そしてこの加圧をしつつ、上記走行手段１３で移動する溶接装置７の移動に伴って加圧ローラ１９が移動し、溶接部５を溶接線ＣＬ１に沿って順次塑性変形させることができるようになっている。
【００３４】
なお、すでに理解されるように、溶接トーチ１１と溶接部加圧手段１５の加圧ローラ１９とは、溶接装置７の走行方向でほぼ一直線上に配置されている。また、溶接部５が適切な温度や硬さのときに、溶接部加圧手段１５で溶接部５を加圧すべく、溶接トーチ１１と溶接部加圧手段１５の加圧ローラ１９との間の距離を変更可能に構成してもよい。
【００３５】
さらに、溶接部加圧手段１５の加圧力によって溶接装置７が浮き上がること（各部材１、３から離反すること）を防止するために、溶接装置７の基台９で、溶接部加圧手段１５が設けられている側に錘Ｗ１を設置してもよい（図１参照）。
【００３６】
また、上記溶接部加圧手段１５において、各部材１、３の溶接線ＣＬ１の延伸方向で、溶接部５を断続的に加圧可能な形状に加圧ローラを形成してもよい。
【００３７】
図３は、各部材１、３の溶接線ＣＬ１の延伸方向で、溶接部５を断続的に加圧可能な形状に加圧ローラを形成した溶接部加圧手段１５ａの概略構成を示す図である。
【００３８】
上記溶接部加圧手段１５ａは、たとえばスパーギヤを加圧ローラ１９ａとして採用している点が、上記溶接部加圧手段１５とは異なり、その他の点は、上記溶接部加圧手段１５と同様に構成されている。
【００３９】
なお、上記加圧ローラ１９ａとして、円柱形状の部材の底面と上面とを互いにむすぶ方向（円柱の軸方向）に伸びた溝を、上記円柱形状の部材の側面の円周上に、所定の間隔をあけて設けたものを採用してもよい。
【００４０】
このように形成された加圧ローラ１９ａによって、各部材１、３の溶接線ＣＬ１の延伸方向で、溶接部５を断続的に加圧することができる。この場合、上記加圧後の溶接部５の表面に、ごく小さな痕跡６が断続的に形成される場合がある。
【００４１】
また、厚さが３．２ｍｍや、４．５ｍｍ等の薄い部材同士を溶接する場合、各部材等の熱容量が小さいこと等により、形成された溶接部が早く冷める場合がある。
【００４２】
そこで、形成された溶接部が冷めないうちに加圧すべく、図４に示すような構成の溶接装置７ａを考えることができる。
【００４３】
上記溶接装置７ａは、溶接トーチ１１と溶接部加圧手段１５とが、上記溶接装置７ａの基台９の側方に設けられている点が、溶接トーチ１１と溶接部加圧手段１５とが前後方向に設けられている上記溶接装置７とは異なり、その他の点は、上記溶接装置７とほぼ同様に構成されている。
【００４４】
このように、溶接トーチ１１と溶接部加圧手段１５を側方に設けることにより、上記溶接トーチ１１と上記溶接部加圧手段１５とを互いに接近して（たとえば、２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の間隔で）設けることができ、溶接部が冷め過ぎないうちに溶接部の加圧を行うことができる。
【００４５】
次に、溶接装置７の動作について説明する。
【００４６】
まず、板状の各部材１、３のそれぞれの溶接箇所（端部）に開先を形成し、上記の各開先を突き合せた状態で、各部材１、３の各広い面がほぼ水平方向に延出するように、各部材１、３を設置する（図１参照）。
【００４７】
次に、溶接装置７が走行するためのレールを各部材１、３上に敷設し、溶接装置７の各車輪１７Ａ〜１７Ｄを上記敷設されたレールに係合させて、溶接装置７を設置すると共に、溶接装置７の溶接トーチ１１や溶接部加圧手段１５の位置を調整する。つまり、溶接線ＣＬに沿って、溶接部５を形成すべく、溶接トーチ１１が溶接部５の一端部５Ｂ（図１参照）に合致するように、溶接装置７を設置する。
【００４８】
続いて、設置した溶接装置７を図１に示す矢印ＡＲ１の方向に走行させつつ、溶接部５を順次形成すると共に、上記形成された溶接部５を溶接部加圧手段１５で加圧し溶接部５を塑性変形させる。
【００４９】
ここで、部材１と部材３とを互いに溶接したときの状態について詳しく説明する。
【００５０】
図５は、溶接装置７を用いて、部材１と部材３とを互いに溶接したときの状態を示す図であり、図５（１）は、溶接装置７で溶接部５を形成した直後の状態（たとえば、溶接部５が冷めておらずたとえば液体である状態、または溶接部５が僅かに冷めて固体になった直後の状態）を示す図であり、図５（２）は、わずかに冷めて固体になった溶接部５を溶接部加圧手段１５で加圧して塑性変形させた状態を示す図であり、図５（３）は、図５（２）の状態から時間が経過し、溶接部５がほぼ常温まで冷めた状態を示す図である。なお、図５の紙面に垂直な方向に溶接線ＣＬ１（図１参照）が延伸しているものとする。
【００５１】
溶接装置７の溶接トーチ１１によって、図５（１）に示す状態の溶接部５が形成され（生じ）、その後、溶接装置７が走行し溶接トーチ１１が移動すると共に、上記形成された溶接部５の熱が大気中へ放射され、また溶接部５が大気によって空冷される。
【００５２】
そして、上記溶接部５が大気の温度近くまで冷え切らないうちに、すなわち、上記溶接部５が固体になってはいるが、上記溶接部５の温度が高く剛性が低いときに、図５（２）で示すように、上記各部材１、３の板厚方向へ、溶接装置７の走行によって移動してきた溶接部加圧手段１５を用いて、上記溶接部５を加圧し僅かに塑性変形させる。
【００５３】
より、詳しく説明すると、たとえば、図５（２）に破線で示す溶接部５Ｃの表面５Ｄ（上記溶接トーチ１１から覗ける面；上記各部材１、３に接していない面）を、上記溶接線ＣＬ１に直交する平面の延伸方向であって、しかも、上記平面による上記溶接部５Ｃの断面形状のうちの溶接部５Ｃの表面５Ｄが形成する線５Ｅの法線方向であって、さらに、上記溶接部５Ｃを圧縮する方向、すなわち、図５（２）に各矢印ＡＲ５で示す方向に、溶接部加圧手段１５で溶接部５Ｃを加圧し、図５（２）に実線で示す溶接部５Ｆのような形状に、溶接部５Ｃを僅かに塑性変形させる。
【００５４】
上述のような溶接部５Ｃの表面５Ｄの塑性変形によって、塑性変形後の溶接部５Ｆは、各部材１、３と接する部分において、各部材１、３を圧縮する方向（図５（２）に各矢印ＡＲ７で示す方向）に僅かに塑性変形している。ただし、各部材１、３に阻まれて（各部材１、３の剛性によって）、上記各矢印ＡＲ７で示す方向には、上記表面５Ｄの塑性変形に応じた量だけ変形することができず、したがって、たとえば、各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａにほぼ平行な方向（各矢印ＡＲ７で示す方向とほぼ同様な方向）で、溶接部５Ｆの内部に圧縮応力が存在している状態になる。
【００５５】
上記溶接部５Ｆにおける、上記各矢印ＡＲ７の方向の塑性変形と圧縮応力は、矢印ＡＲ５で示す加圧による塑性変形で発生するものである。換言すれば、加圧されて行き場のなくなった溶接部の一部分が、各部材１、３の方向に逃げようとして、上記塑性変形と圧縮応力とが発生するということもいえる。また、図５の紙面に垂直な方向においても、溶接部５Ｆに同様な圧縮応力等が発生する。
【００５６】
なお、各部材１、３の開先の形状（たとえば、「Ｖ」字状の形状）により、溶接部５Ｆの断面形状（溶接線に垂直な平面による断面形状）が、各部材１、３の上面１Ａ、３Ａ側で幅広くなっている。換言すれば、各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａ側で、部材１と部材３との間の距離が長くなっている。
【００５７】
ところで、上記溶接部５Ｆ（塑性変形後の溶接部）では、上記各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａと平行な方向（溶接部５Ｆの幅方向）の塑性変形量が、上記溶接部５Ｆの幅に応じて大きくなるはずであるが、たとえば、図５（２）のＬ３の幅における変形量よりも、Ｌ１の幅における変形量のほうが、大きくなるはずであるが、実際には各部材１、３に阻まれて、上記各部材１、３の板厚方向での溶接部の幅の変形量にほとんど差が生じない。すなわち、たとえば、Ｌ３の幅における変形量と、Ｌ１の幅における変形量との差はほとんど発生しない。
【００５８】
したがって、上記各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａに近づくほど、上記溶接部５Ｆの幅方向の圧縮応力は大きいことになる。
【００５９】
さらに、図５（２）で示す状態から時間が経過すると、溶接部５Ｆや各部材１、３が常温付近または常温まで冷却され、図５（３）に示す状態になる。
【００６０】
ところで、上記溶接部５Ｆに圧縮や引っ張り等の内部応力が一切発生していなければ、図１１で説明したように、溶接部５Ｆが冷えるときの収縮によって、各部材１、３は、この接合部で、各上面１Ａ、３Ａの交差角（小さい方の交差角）が１８０°よりも小さくなるように変形する。
【００６１】
しかし、上述したように、図５（２）に示す溶接部５Ｆでは、上記各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａに近づくほど、上記溶接部５Ｆの幅方向で圧縮応力が大きくなっているので、上記板厚方向で変化している圧縮応力によって、溶接部５Ｆの冷却による収縮（この収縮の量は、溶接部５Ｆの断面形状により、上記各部材１、３の各上面１Ａ、３Ａに近づくほど大きくなる）が相殺され、溶接部５Ｆが常温まで冷えた場合であっても、各部材１、３の接合部で、各上面１Ａ、３Ａの交差角（小さい方の交差角）が１８０°よりも小さくなるような変形はほとんど発生しない。すなわち、溶接部５Ｆが冷えても、各部材１、３の接合部で、各上面１Ａ、３Ａの交差角はほぼ１８０°を維持している。
【００６２】
なお、上記各部材１、３が構造用鋼であるときは、上記溶接部５Ｆの塑性変形量（上記溶接部５Ｆ表面の中央部の塑性変形量）は、上記溶接部の厚さ（上記各部材１、３の板厚方向における厚さ；図５（２）にＬ５で示す厚さ）の１／１０００から６／１０００の範囲内であり、換言すれば、上記溶接部ののど厚の１／１０００から６／１０００の範囲内であり、また、上記加圧をするときの上記溶接部５Ｃ（５Ｆ）の温度は、２００℃から８００℃の範囲内である（より望ましくは、６００℃から７５０℃の範囲内である）ことが望ましい。
【００６３】
上記溶接装置７や上記実施形態で示した溶接方法によれば、溶接によって生じた溶接部５の温度が高く剛性が低いときに、各部材１、３の板厚方向へ、上記溶接部５を加圧し僅かに塑性変形させるので、この塑性変形によって、上記溶接部に残留応力が発生し、この残留応力によって、上記溶接部５が冷えたときの上記溶接部５の収縮が相殺され、各部材１、３同士を突き合せ溶接で溶接した場合、この溶接によって形成された溶接部５の変形（溶接部５そのものの変形）を極力抑えることができる。
【００６４】
また、溶接部５の温度が高く剛性が低いときに、上記溶接部５を塑性変形させればよいので、上記溶接部５を塑性変形させるための力（加圧力）は小さくて済み、したがって、大きな力を加えるための大がかりな装置が不要になり、上記溶接部の変形を抑えることが容易になり、溶接装置の構成を簡素化することができる。
【００６５】
さらに、溶接装置７によれば、溶接トーチ１１で溶接部５を形成した後、上記溶接部５を溶接部加圧手段１５で加圧して塑性変形させることができるので、溶接部５の形成と塑性変形とを１つの工程として行うことができる。したがって、互いが溶接された各部材１、３の歪み取りのために、別途工程を設ける必要がなくなく、溶接後の歪取りの工程を簡素化することができる。
【００６６】
また、上記溶接装置７や上記実施形態で示した溶接方法によれば、溶接部５が冷えるときの溶接部５自体の変形量が少ないので、たとえば、各部材１、３の重量（質量×重力加速度）によって発生する（各部材１、３の重量が大きいために、溶接部５の収縮が阻止されることによって発生する）溶接部５の高温割れを極力防止することができる。
【００６７】
また、溶接部加圧手段１５で加圧することによって、図１で示す溶接線ＣＬ１の方向にも、溶接部５が変形して圧縮応力が発生し、上記溶接線ＣＬ１の方向における溶接部５の変形を抑制することができる。
【００６８】
さらに、溶接装置７において、溶接トーチ１１と、溶接部加圧手段１５との間の距離を適宜変更して設定できるようにすれば、溶接部５が適切な温度（硬さ）であるときに、上記溶接部５を溶接部加圧手段１５で加圧するための調整を容易に行うことができる。
【００６９】
また、各部材１、３上にレールを敷設する代わりに、建屋や床面等に設置された構造物にレールを設置し、このレールに沿って、溶接装置７を走行させてもよい。このように構成することによって、溶接装置７が軽量であっても、溶接部加圧手段１５で適切な加圧力を溶接部５に加えることが可能になる。
【００７０】
上記実施形態では、突き合せ溶接を例に掲げて説明したが、すみ肉溶接にも上記実施形態を適用することができる。
【００７１】
図６は、すみ肉溶接の溶接部２５を溶接部加圧手段２７を用いて加圧している状態を示す図である。
【００７２】
上記溶接部加圧手段２７では、加圧ローラ２９の形状、特に、溶接部２５の形状に応じた側面２９Ａの形状が、溶接部加圧手段１５の加圧ローラ１９と異なっており、その他の点は、溶接部加圧手段１５とほぼ同様に構成されている。
【００７３】
そして、すみ肉溶接においても、溶接部加圧手段２７の加圧ローラの側面２９Ａで、突き合せ溶接の場合とほぼ同様に、溶接部２５を加圧して塑性変形させる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、溶接部５や溶接部２５の表面を幅方向のほぼ全域にわたって加圧しているが、必ずしも全域を加圧する必要はない。たとえば、溶接部表面の頂上部とその近傍のみを加圧してもよい。
【００７５】
また、加圧ローラを用いることなく、溶接線方向にある長さを持った部材によって、溶接部を加圧してもよい。
【００７６】
なお、ここで上記溶接装置７ａを用いて突き合せ溶接を行った結果について説明する。
【００７７】
図７は、溶接装置７ａを用いて突き合せ溶接を行ったときの、各部材１、３の変形量の測定位置を示す図である。
【００７８】
なお、上記突き合せ溶接においては、部材１、３として厚さが３．２ｍｍ、長さ（溶接線ＣＬ１方向の長さ）が５００ｍｍ、幅が３００ｍｍの鋼材を使用した。したがって、突き合せ溶接は、上記部材１の幅方向の一端面と上記部材３の幅方向の一端面とを接合するように行われ、上記突き合せ溶接部の長さは５００ｍｍになる。
【００７９】
また、図７に二点鎖線で示す各部材１、３は、溶接前の各部材１、３の位置を示し、溶接前の各部材１、３はほぼ１つの平面上に位置している。
【００８０】
図７に実線で示す各部材１、３は、溶接後の各部材１、３の位置を示し、ＳＣは、上記突き合せ溶接の開始点であり、ＥＣは、上記突き合せ溶接の終了点である。
【００８１】
図７に矢印で示すＳＵは、上記部材１の幅方向の他端部（溶接した側とは反対側の部位）であって、上記突き合せ溶接の開始点側の変形量を示し、同様に、ＭＵは、上記突き合せ溶接の中間点（上記部材１の長さ方向の中央部の点）における変形量を示し、上記ＥＵは、上記突き合せ溶接の終了点側の変形量を示している。
【００８２】
また、同様にして、図７に矢印で示すＳＬは、上記部材３の幅方向の他端部（溶接した側とは反対側の部位）であって、上記突き合せ溶接の開始点側の変形量を示し、ＭＬは、上記突き合せ溶接の中間点における変形量を示し、上記ＥＬは、上記突き合せ溶接の終了点側の変形量を示している。
【００８３】
また、上記ＳＵ等の６箇所の各変形量は、上記溶接の開始点ＳＣと上記溶接の終了点ＥＣとにおける変形量を「０」としたときのものである。
【００８４】
次に、溶接後、この溶接部への加圧力を溶接部加圧手段１５により変えたときの、上記各部材１、３の変形量について説明する。
【００８５】
図８は、溶接後、この溶接部への加圧力を溶接部加圧手段１５により変えたときの、上記各部材１、３の変形量を表す図である。
【００８６】
なお、図８の横軸は、図７に示すＳＵ等の位置を示し、縦軸は、上記位置における各部材１、３の変位量を示す。また、溶接電流１６０Ａで溶接を行い、加圧ローラとして凹部の存在しない円柱形状のものを使用した。
【００８７】
図８に実線で示すグラフＧ１は、溶接部への加圧を行っていないときの各部材１、３の変形量を示すグラフであり、破線で示すグラフＧ３は、溶接部加圧手段１５により溶接部へ５００Ｎ（ニュートン）の加圧を行ったときの各部材１、３の変形量を示すグラフであり、一点鎖線で示すグラフＧ５は、溶接部加圧手段１５により溶接部へ８５０Ｎ（ニュートン）の加圧を行ったときの各部材１、３の変形量を示すグラフである。
【００８８】
上記各グラフＧ１、Ｇ３、Ｇ５から理解できるように、加圧力が「０」Ｎのときに比べ、加圧力が５００Ｎのときのほうがわずかではあるが、各部材１、３の溶接後の変形量が小さくなっており、加圧力が「５００」Ｎのときに比べ、加圧力が８５０Ｎのときのほうが、各部材１、３の溶接後の変形量がさらに小さくなっている。
【００８９】
次に、加圧ローラの形態を変えて、溶接後の溶接部への加圧を行ったときの、上記各部材１、３の変形量について説明する。
【００９０】
図９は、加圧ローラの形態を変えて、溶接後の溶接部へ加圧を行ったときの、上記各部材１、３の変形量を表す図である。
【００９１】
なお、図８と同様に、図９の横軸は、図７に示す各位置を示し、縦軸は、上記各位置における各部材１、３変位量を示す。
【００９２】
また、溶接電流１６０Ａで溶接を行い、溶接部には、５００Ｎの加圧を行った。
【００９３】
図９に実線で示すグラフＧ７は、加圧ローラとして凹部の存在しない円柱形状のものを使用している溶接部加圧手段１５により、溶接部への加圧を行ったときの各部材１、３の変形量を示すグラフであり、破線で示すグラフＧ９は、加圧ローラとしてスパーギヤを使用している溶接部加圧手段１５ａにより、溶接部への加圧を行ったときの各部材１、３の変形量を示すグラフである。
【００９４】
上記各グラフＧ７、Ｇ９から理解できるように、スパーギヤを使用している溶接部加圧手段１５ａにより加圧を行ったときのほうが、円柱状の加圧ローラを使用している溶接部加圧手段１５により加圧を行ったときに比べて、各部材１、３の溶接後の変形量が小さくなっている。
【００９５】
このように、スパーギヤを使用したときのほうが、変形量が小さくなっている理由として、溶接部の生成方向で断続的に上記溶接部への加圧が行われることにより、上記溶接部の生成方向（溶接線の延伸方向）における内部応力の値が短い周期で変化し、円柱形状の加圧ローラを使用したときに比べ、溶接線の延伸方向の内部応力が緩和されるからであると考えられる。
【００９６】
次に、溶接電流を変えて突き合せ溶接をしたときの、上記各部材１、３の変形量について説明する。
【００９７】
図１０は、溶接電流を変えて突き合せ溶接をしたときの、上記各部材１、３の変形量を表す図である。
【００９８】
なお、図８と同様に、図１０の横軸は、図７に示す各位置を示し、縦軸は、上記各点位置における部材１、３変位量を示す。
【００９９】
また、溶接部には、円柱状の加圧ローラで８５０Ｎの加圧を行った。
【０１００】
図１０に実線で示すグラフＧ１１は、１６０Ａの電流で溶接を行った場合の各部材１、３の変形量を示すグラフであり、破線で示すグラフＧ１３は、１５０Ａの電流で溶接を行った場合の各部材１、３の変形量を示すグラフである。
【０１０１】
上記各グラフＧ１１、Ｇ１３から理解できるように、溶接電流が小さいほうが、各部材１、３の溶接後の変形量が小さくなっている。この理由として、溶接電流が小さいほうが、溶接部等の温度上昇を抑えることができるからであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接装置を用いて、各部材を互いに突き合せ溶接している状態の概略を示す図である。
【図２】図１におけるＩＩＡ−ＩＩＢ断面を示す図であり、溶接部加圧手段の概略構成を示す図である。
【図３】部材の溶接線の延伸方向で、溶接部を断続的に加圧可能な形状に加圧ローラを形成してある溶接部加圧手段の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る溶接装置の概略を示す図である。
【図５】溶接装置を用いて、各部材を互いに溶接したときの状態を示す図である。
【図６】すみ肉溶接の溶接部を溶接部加圧手段を用いて加圧している状態を示す図である。
【図７】溶接装置を用いて突き合せ溶接を行ったときの、部材の変形量の測定位置を示す図である。
【図８】溶接後、この溶接部への加圧力を溶接部加圧手段により変えたときの、部材の変形量を表す図である。
【図９】加圧ローラの形態を変えて、溶接後の溶接部への加圧を行ったときの、部材の変形量を表す図である。
【図１０】溶接電流を変えて突き合せ溶接をしたときの、部材の変形量を表す図である。
【図１１】従来の突き合せ溶接による溶接部の変形について説明する図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、３  部材
５、２５  溶接部
７、７ａ  溶接装置
１１  溶接トーチ
１３  走行手段
１５、１５ａ、２７  溶接部加圧手段
【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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