(57)【要約】【課題】仮付溶接部を有するＴ型継手において、片側開先側からのアーク溶接によって片側開先側とその裏側の突合せ部に裏波ビードを安定的に形成することができる溶接方法及び溶接システムを提供する。【解決手段】片側開先を有する第１の母材１を第２の母材２にＴ字型に当接し、第１の母材１と前記第２の母材２とを仮付溶接により相対変位を拘束し、仮付溶接部Ｋの肉厚ｌを所定肉厚まで除去後、第１の母材１と前記第２の母材２で形成される開先溶接部に溶接ワイヤ６を臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、溶接ワイヤ６からのアークによって開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成する。【選択図】図９
2004098124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材との仮付溶接部を所定肉厚まで除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材とを仮付溶接部により相対変位を拘束し、前記仮付溶接部の肉厚を除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法。
【請求項３】
片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材とを少なくとも１つの仮付溶接部により相対変位を拘束し、前記仮付溶接部の肉厚を除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
前記仮付溶接部の溶接ビードの肉厚を、グライダ装置によって除去することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項５】
片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当て、前記第１の母材と前記第２の母材とを仮付溶接部により相対変位を拘束したＴ型継手の溶接システムにおいて、前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置と、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融し、かつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成する溶接装置とからなることを特徴とする溶接システム。
【請求項６】
前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置の動作データを、裏波ビードを形成する溶接装置の動作のデータに用いることを特徴とする請求項５に記載の溶接システム。
【請求項７】
片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当てたＴ型継手の溶接システムにおいて、前記第１母材と前記第２の母材とを仮付溶接をする溶接装置と前記仮付溶接部の肉厚を除去する切削装置と前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏ビードを形成する前記溶接装置とからなることを特徴とする溶接システム。
【請求項８】
前記仮付溶接における溶接装置の動作データを、前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置の動作及び裏ビードを形成する溶接装置の動作のデータとして用いることを特徴とする請求項７に記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶接方法及び溶接システムに関し、特に片側開先を有するＴ継手の仮付溶接部における裏波ビードの溶接状態を良好にすることができる溶接方法及び溶接システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の鉄骨構造、橋梁、産業機械、建設機械等のあらゆる溶接構造物において、溶接継手として、Ｔ字型の継手（Ｔ継手）を採用する場合が多い。このＴ継手では、一般的に、片側開先（レ形開先）を有する一方の部材（縦板）と他方の部材（横板）の間で、一方の部材を他方の部材に突合せて、これらの部材をＴ字型に配置する。次に、一方の部材と他方の部材とによって形成される開先側からアークを与えて溶融し、ビードを形成し、これらの部材を接合するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、裏当て材を使用せず、Ｔ継手の片側開先側から溶接を行い、その開先の裏側にビードを形成する溶接方法もある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３２５６７号公報。
【０００５】
【非特許文献１】
高谷　透、外３名、「Ｔ継手における裏波ビード溶接法の研究」社団法人・溶接学会、題１７５回溶接法資料、第１４３回アーク物理資料、２００１年８月８日。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した片側開先を有するＴ継手を溶接する場合、片側開先を有する一方の部材と片側開先が突き合わされる他方の部材との相対変位を拘束するために、これらの部材の適宜箇所に仮付溶接部を設ける場合がある。このような仮付溶接部によって仮溶接されたＴ継手を、前述した非特許文献１に開示された溶接方法によって溶接する場合、この仮付溶接部では溶融金属が開先の裏側まで押し出されず、この仮付溶接部には裏波ビードが連続して形成できないという問題が発生する。この裏波ビードの不連続部分では、未溶着の部分が出来ており、この未溶着の部分が疲労破壊の起点となり、継手強度として、品質低下の原因となる。
【０００７】
本発明の目的は、上述した事柄に基づいてなされたもので、片側開先を有する一方の部材と片側開先が突き合わされる他方の部材との相対変位を拘束するために、仮付溶接した場合においても、片側開先側からのアーク溶接によって開先側とその裏側の突合せ部に隅肉ビードを、安定的に形成し、かつ良好な形状で繋ぐことができる溶接方法及び溶接システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、第１の発明は、片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材との仮付溶接部を所定肉厚まで除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法にある。
【０００９】
また、第２の発明は、片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材とを仮付溶接部により相対変位を拘束し、前記仮付溶接部の肉厚を除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法にある。
【００１０】
更に、第３の発明は、片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当接し溶接する方法において、前記第１の母材と前記第２の母材とを少なくとも１つの仮付溶接部により相対変位を拘束し、前記仮付溶接部の肉厚を除去後、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成することを特徴とする溶接方法にある。
【００１１】
また、第４の発明は、前述した第１乃至第３の発明において、前記仮付溶接部の溶接ビードの肉厚を、グライダ装置によって除去することを特徴とする溶接方法にある。
【００１２】
更に、第５の発明は、片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当て、前記第１の母材と前記第２の母材とを仮付溶接部により相対変位を拘束したＴ型継手の溶接システムにおいて、前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置と、前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融し、かつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏波ビードを形成する溶接装置とからなることを特徴とする溶接システムにある。
【００１３】
また、第６の発明は、第５の発明において、前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置の動作データを、裏波ビードを形成する溶接装置の溶接動作のデータに用いることを特徴とする溶接システムにある。
【００１４】
更に、第７の発明は、片側開先を有する第１の母材を第２の母材にＴ字型に当てたＴ型継手の溶接システムにおいて、前記第１母材と前記第２の母材とを仮付溶接をする溶接装置と前記仮付溶接部の肉厚を除去する切削装置と前記第１の母材と前記第２の母材で形成される開先溶接部に溶接ワイヤを臨ませ、前記溶接ワイヤを溶接方向に移動させながら、前記溶接ワイヤからのアークによって前記開先溶接部を開先側から溶融しかつ溶融物を開先裏側へ押し出して裏ビードを形成する前記溶接装置とからなることを特徴とする溶接システムにある。
【００１５】
また、第８の発明は、第７の発明において、前記仮付溶接における溶接装置の動作データを、前記仮付溶接部を所定の肉厚まで除去する切削装置の動作及び裏ビードを形成する溶接装置の動作のデータとして用いることを特徴とする溶接システムにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の溶接方法及び溶接システムの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の溶接方法及び溶接システムを説明するに先立って、本発明に用いられる溶接方法、即ち、ＢＯＢ（Ｂｕｌｌｄｏｚｅｄ−Ｏｕｔ−Ｂｅａｄ）溶接法について説明する。ＢＯＢ溶接法とは、片側開先を有する第１の母材（縦材）と第２の母材（横材）とをＴ字型に突合せ、第１の母材の先端面を第２の母材の面に接触させ、２つの母材の開先側接触部（開先溶接部）に対して開先側から溶接ワイヤの先端部を臨ませ、溶接ワイヤからアークを発生させて、アークで接触部付近の２つの母材部分を溶融させ、その溶融物または溶融プールを開先側から開先裏側へ押し出して裏ビードを形成し、裏波ビードを形成する溶接法である。
【００１７】
図１は本発明に用いるＢＯＢ溶接法を適用する片側開先突合せによる溶接前のＴ継手部分の断面図、図２はＢＯＢ溶接法により溶接されたＴ継手部分の斜視図を示す。図１において、第１の母材１はその突合せ端部にルートフェイス１ａを有するように片側開先面（レ形開先形成面）１ｂが設けられている。第２の母材２は第１の母材１のルートフェイス１ａと接触する平坦面２ａを有している。第１の母材１と第２の母材２とによりＴ継手を形成する。図１で、第１の母材１の上側部分、第２の母材２の左右部分の図示は省略されている。５は溶接トーチ、６は溶接トーチ５に保持された不図示の送給装置によって軸方向の外方に向かって送給される溶接ワイヤである。なお、好ましくは、溶接トーチ５からは一定流量のシールドガス１０１が吐出されている。
【００１８】
図１において、Ｒｆはルートフェイス１ａの厚さ方向の寸法、Ｐ１は第１の母材１の開先面１ｂの端部と第２の母材２の平坦面２ａとの接する接触位置、Ｐ２はアーク中心の狙い位置、ｄは接触位置Ｐ１からアーク中心の狙い位置Ｐ２までの距離を示す。さらに、θは開先角度、δはアーク１０１（溶接ワイヤ６）の中心線（Ａ）と第２の母材２の平坦面２ａとが形成する傾斜角度、Ａはアーク１０１の中心線を示す。
【００１９】
次に、ＢＯＢ溶接法を母材１，２が鋼材であるＴ継手に適用した場合の一例を具体的に説明する。ルートフェイス１ａの寸法Ｒｆは１．０〜３．０ｍｍ、ルートギャップは０ｍｍ（ルートフェイス１ａが接触状態）、開先角度θは３０〜６０度に設定される。この状態で溶接装置によりアーク溶接が行われる。溶接条件は、平均電流は２５０〜３１０Ａ、平均電圧は２５〜３３Ｖ、移動速度２０〜４５ｃｍ／分である。
【００２０】
以上の条件下で、溶接ワイヤ６（アーク中心）の狙い位置Ｐ２を接触位置Ｐ１から０〜３ｍｍとし、第２の母材２はほぼ水平に置いてその平坦面２ａと溶接ワイヤ６のなす傾斜角度δを１５〜３５度としたとき、第１の母材１の開先裏側面１ｃと第２の母材２の平坦面２ａとの突合せ部に２〜８ｍｍの隅肉ビードを安定的に溶着することができた。
【００２１】
その溶接結果を図２に示す。この図２において、Ｂ４は第１の母材１の開先側と反対側（開先裏側）の面１ｃと第２の母材２の平坦面２ａとの間に溶着された隅肉ビード（裏波ビード）、Ｂ５は第２の母材２の平坦面２ａを溶融しながら再凝固したビード、Ｂ６は溶接ワイヤ６自身の溶融とが加わって隅肉ビードＢ４を形成した後の開先側のビード（表ビード）である。
なお、上記の具体的数値は、母材１，２の材質および板厚、突合せ部の形状等種々の条件が考慮されて決定される。
【００２２】
上述したＢＯＢ溶接法によるＴ継手の溶接ビードの形成過程は次の通りである。溶接開始前の溶接ワイヤ６の設定状態は図１に示されるごとくであり、溶接ワイヤ６の先端部を第２の母材２の所定の狙い位置Ｐ２に臨ませる。所定の狙い位置Ｐ２は、第１の母材１と第２の母材２との接触部近傍を溶融させるときに、第１の母材１の端部の溶け落ちが生ぜず、かつ開先裏側に裏ビード（Ｂ４）が形成されるような位置となるように開先面１ｂの端部と平坦面２ａの接触位置Ｐ１に対して溶接ワイヤ側に少し離れた位置に設定される。溶接ワイヤ６の軸方向は、熱容量の大きい第２の母材２の平坦面２ａに対し傾斜角度δで傾斜されている。この溶接ワイヤ６を臨ませる所定の狙い位置Ｐ２はこの実施形態においても同様である。
【００２３】
上記の第１および第２の母材１，２は長尺の形状を有している。図２に示されるように、上記のＴ継手のＢＯＢ溶接では、第１の母材１と第２の母材２との接触部は直線状であり、溶接ワイヤ６は直線状の接触部に沿って移動しながら溶接を行う。溶接ワイヤ６の移動方向は、図１の紙面に対して、直角な方向が溶接方向である。
【００２４】
次に、図３を参照してＴ継手に対してＢＯＢ溶接を行う溶接装置の構成および動作を説明する。図３において、先に説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
【００２５】
１００はＢＯＢ溶接の対象である溶接前のＴ継手部分を示す。Ｔ継手１００は前述の通り第１と第２の母材１，２とから成っている。第１の母材１の突合せの接触部には片側開先が形成されている。Ｔ継手１００は紙面に垂直な方向に長尺な形状で形成されている。
【００２６】
上記Ｔ継手１００に対して、第１と第２の母材１，２の開先側の位置に溶接用ロボット本体３が配置されている。ロボット本体３は、平行リンク部３Ａとロボットアーム３Ｂを備える。ロボット本体３は、平行リンク部３Ａとロボットアーム３Ｂの各種動作、旋回動作、およびＴ継手１００の長手方向の移動動作等が行えるように設けられている。ロボット本体３の各種動作はロボット制御装置４によって制御される。ロボット制御装置４は指令信号に基づきロボットアーム３Ｂを互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に駆動制御される。なお図４においてロボット本体３をＴ継手１００の長手方向に沿って移動させる移動装置の構成の図示は省略されている。
【００２７】
ロボット制御装置４は、種々の制御設定値等を入力・記憶するための入力部４Ａと、ロボットアーム３Ｂの位置・姿勢制御のための位置制御部４Ｂと、溶接速度を制御するための速度制御部４Ｃ等から構成されている。
【００２８】
ロボットアーム３Ｂの先端部には溶接トーチ５が設けられる。溶接トーチ５には溶接ワイヤ６が保持される。溶接ワイヤ６はワイヤ送給装置８によって送給される。９は溶接電源である。溶接電源９は、ケーブル７Ａ，７Ｂによって溶接ワイヤ６と母材１，２のそれぞれに接続される。ケーブル７Ａには電圧検出器１０と電流検出器１１が付設される。電圧検出器１０は溶接電源９によって溶接ワイヤ６と母材１，２との間に印加される溶接電圧を検出する。電流検出器１１は溶接電源９から溶接ワイヤ６に供給される溶接電流を検出する。
【００２９】
溶接電源９の制御手段として、平均電圧設定器１２、電圧制御器１３、平均電流設定器１４、電流制御器１５、出力制御器２２、電力診断装置２３が設けられている。
【００３０】
平均電圧設定器１２は溶接ワイヤ６に印加される平均電圧値を設定する。電圧制御器１３は、平均電圧設定器１２に設定された平均電圧と、電圧検出器１０で検出された電圧に基づき電力診断装置２３を介して取り出された実平均電圧値とを比較して、電圧制御信号を出力する。
【００３１】
平均電流設定器１４は溶接ワイヤ６に供給される平均電流値を設定する。電流制御器１５は、平均電流設定器１４に設定された平均電流と、電流検出器１１で検出された電流に基づき電力診断装置２３を介して取り出された実平均電流値とを比較して、電流制御信号を出力する。
【００３２】
出力制御器２２は、電圧制御器１３からの電圧制御信号と電流制御器１５からの電流制御信号が入力され、これらの制御信号に基づいて溶接電源９から供給される電力を制御するための制御信号を出力する。
【００３３】
電力診断装置２３は入力部２３Ａと比較部２３Ｂと出力部２３Ｃから構成されている。入力部２３Ａは、平均電圧設定器１２で設定される平均電圧より高い第１電圧設定値、当該平均電圧より低い第２電圧設定値、および平均電流設定器１４で設定される平均電流より高い電流設定値を設定する。比較部２３Ｂは、電圧検出器１０から与えられる実電圧値と、第１および第２の電圧設定値とを比較して、位置制御信号をロボット制御装置４に対して出力すると共に、電流検出器１１から与えられる実電流値と電流設定値とを比較して、位置制御信号をロボット制御装置４に出力する。出力部２３Ｃは、電圧検出器１０や電流検出器１１から検出された実電圧値および実電流値をそれぞれ電圧制御器１３および電流制御器１５に出力する。
【００３４】
次に、上述した溶接装置の動作を説明する。溶接トーチ５はロボットアーム３Ｂに取り付けられている。溶接ワイヤ６は溶接トーチ５に保持されながら、溶接トーチ５の先端から所定長さで突き出されている。溶接ワイヤ６はワイヤ供給装置８で送給される。溶接ワイヤ６の先端部は、母材１，２の開先溶接部の開先側に所定傾斜角度δだけ傾けられてかつ所定の狙い位置で臨むように設けられている。このような設定および制御は、ロボット制御装置４の入力部４Ａと位置制御部４Ｂによって行われる。またロボット本体３の移動経路や溶接速度はロボット制御装置４において入力部４Ａから速度制御部４Ｃに与えられ、図３中紙面に垂直な方向（溶接方向）に向けて移動を行う。
【００３５】
電力診断装置２３の入力部２３Ａからは予め第１および第２の電圧設定値と電流設定値が入力され、比較部２３Ｂに記憶される。
【００３６】
上記の設定状態の下で溶接ワイヤ６からのアークに基づくＢＯＢ溶接が開始される。溶接が始まると、電圧検出器１０と電流検出器１１はそれぞれケーブル７Ａを経由して実電圧値および実電流値を検出する。溶接中にロボット本体３の振動や母材の位置ずれなどで溶接ワイヤ６が例えば母材１の開先側に寄りすぎると、熱容量の小さい開先端部が溶け落ちる。開先端部が溶け落ちると、アークが母材１の裏側に抜け、実電圧値が大きくなる。そうすると、電力診断装置２３の比較部２３Ｂで実電圧が第１電圧設定値を超えるという比較・判断が行われ、溶接ワイヤ６を第２の母材２側に移動するように位置制御信号を位置制御部４Ｂに出力する。その結果、溶接ワイヤ６は第１の母材１の開先側から第２の母材２側に近づくように移動される。
【００３７】
上記とは反対に、溶接ワイヤ６と母材１，２との相対的位置関係が母材２側に寄ってしまう場合には、開先側への入熱が少なくなり、溶接物が開先裏側に押し出されなくなり、開先側にビードが溜まってくる。そうすると、溶接ワイヤ６の突き出し長さが短くなるので、実電圧値は小さくなり、実電流値は大きくなる。このため、電力診断装置２３の比較部２３Ｂで実電圧が第２電圧設定値より小さくなるという比較・判断が行われ、溶接ワイヤ６を第１の母材１の開先側に移動するように位置制御信号を位置制御部４Ｂに出力する。その結果、溶接ワイヤ６は第２の母材２の側から第１の母材１の開先側に近づくように移動される。なおこの場合、実電流値と電流設定値の比較を用いて同様な位置制御を行うことも可能である。
【００３８】
一方、電力診断装置２３の出力部２３Ｃは、電圧検出部１０と電流検出部１１から検出された実電圧値と実電流値をそれぞれ電圧制御器１３と電流制御器１５に出力する。電圧制御器１３では、予め設定されている平均電圧値と実電圧値を比較し、実電圧値が平均電圧となるように電圧制御指令信号を出力制御部２２に出力する。また電流制御器１５は、予め設定されている平均電流値と実電流値を比較し、実電流値が平均電流になるように電流制御指令信号を出力制御部２２に出力される。
【００３９】
出力制御部２２は、入力された電圧制御指令信号と電流制御指令信号に基づいて、溶接電源９から供給する電圧と電流を調整する制御信号を溶接電源９に出力し、供給電力が設定値になるように調整される。
【００４０】
上記のごとく、第１母材１と第２母材２から成るＴ継手１００を開先側から溶接ワイヤ６からのアーク溶接だけで、開先裏側に裏ビードＢ４を形成しながら、安定した裏波ビードＢを形成するＢＯＢ溶接を行うことができる。
【００４１】
本発明の溶接方法の実施の形態では、上記の溶接装置によるＴ継手のＢＯＢ溶接において、母材１，２の相対変位を拘束するために仮付溶接行い、仮付溶接部の裏波ビードを欠陥なく形成するために仮付溶接部の肉厚を所定肉厚まで除去し、ＢＯＢ溶接が行われる。この仮付溶接部除去作業のために上記溶接装置に対してグラインダ装置を付設される。図３において、グラインダ装置の図示は省略されているが、グラインダ装置はロボット本体３に対して併設もしくは、溶接トーチ５と交換つまりロボットアーム３Ｂに取り付けることができるように設置されている。
【００４２】
次に、図４乃至図１３を参照して本発明の溶接方法の実施の形態を説明する。図４は本発明が適用される仮付溶接後のＴ型継手の一例を示す正面図、図５はその断面図、図６は本発明が適用される仮付溶接後のＴ型継手の他の例を示す正面図、図７はその断面図である。母材１，２は仮付溶接部Ｋによって相対変位が拘束されている。図４及び図５に示す仮付溶接部Ｋは線状の形状を有し溶接線方向長さＬ、肉厚ｌを有している。また、図６及び図７に示す仮付溶接部Ｋは開先内に複数個存在し、肉厚ｌを有している。
【００４３】
まず、仮付溶接部Ｋを所定の肉厚になるよう除去する。これは図８に示すように仮付溶接部Ｋをグラインダ３１で切削することにより行われる。これにより、仮付溶接部Ｋの肉厚ｌは図９に示すようになる。このように、仮付溶接部Ｋの肉盛部切削により除去することによって、母材１の開先裏側の面１ｃより開先内仮付溶接部外端までの距離ｌは、１．０〜３．０ｍｍになるまで減少する。
【００４４】
次に、溶接ワイヤ６を母材１，２の開先接合部に向けかつ開先接合部の溶接開始点に対応して配置された溶接ワイヤ６と当該母材１，２との間に前述の通りアークを発生させ、開先内部を溶融する。その後、所定の速度で溶接方向に溶接ワイヤ６を移動させながらＢＯＢ溶接を継続する。それにより、図１０乃至図１３に示すように溶接線全線で安定した、欠陥のない表ビードＢ６及び裏波ビードＢ４を得ることができる。
【００４５】
仮付溶接部Ｋの肉厚を除去する方法としては、グラインダ３１の代わりに、図１４に示すようなガウジング装置３２を用いることができる。ガウジング装置は消耗用電極３３を有し、酸素ガス等を供給して、電極３３により仮付溶接部Ｋを所定の肉厚まで切削することができる。なお仮付溶接部Ｋの余盛部の除去には同様な作用を持つ任意の装置を用いることができる。
【００４６】
次に、図１５乃至図１８を参照して本発明の溶接システムの一実施の形態である溶接用ロボット本体３による溶接作業とグラインダ３１を備えたグラインダロボット４１による切削作業の実施形態を説明する。
【００４７】
図１５に示す例では、被溶接物４２は４枚の鋼板４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを突合せて構成されている。突合せ部で片側開先を有するＴ継手部分が形成され、４箇所のＴ継手部分が形成されている。図示された状態では、鋼板４２ａと鋼板４２ｂとの間の突合せ部であるＴ継手部分に対してＢＯＢ溶接が行われる。被加工物４２に対しては、その長手方向の移動範囲４３の両端にロボット本体３とグラインダロボット４１が配置されている。図１５において、ロボット本体３とグラインダロボット４１は共に待機状態にある。
【００４８】
最初に、グラインダロボット４１が初期位置に移動し、図１６に示すように、グラインダロボット４１によって仮付溶接部Ｋの余盛部が所定肉厚になるよう除去作業が行われる。この際、溶接ロボット本体３は待機中である。その後、図１７に示すように、溶接ロボット本体３が移動し、ＢＯＢ溶接が行われる。この際、グラインダロボット４１は待機中である。このＢＯＢ溶接により、仮付溶接部Ｋの範囲でも良好な裏ビードを得ることができる。この際、溶接ロボット３の溶接動作には、グラインダロボット４１の動作データを用いることも可能である。
【００４９】
また、図１８に示すように、仮付溶接作業を溶接ロボット３により行い、上記のように仮付溶接部を除去した後、ＢＯＢ溶接を行えば、仮付溶接部Ｋの範囲でも良好な裏ビードを得えることができる。この際、グラインダロボット４１の動作及びＢＯＢ溶接時の溶接ロボット３の動作には、仮付溶接時の溶接ロボット３の動作データを用いることも可能である。
【００５０】
次に図１９及び図２０を参照して本発明の溶接システムの他の実施の形態である１台のロボットによる溶接作業と切削作業の実施の形態を説明する。図１９に示すように、ロボット４５の先端にグラインダ装置３１が設置されており、ツール台４７上に溶接トーチ４６が設置されている。まず、グラインダ装置３１を有するロボット４５が初期位置に移動し、グラインダ３１によって、仮付溶接部Ｋの余盛部が所定肉厚になるように除去作業を行う。その後、ロボット４５の先端に設置されたグラインダ装置３１を溶接トーチ４６に代えて、ＢＯＢ溶接を行う。この際、グラインダ装置３１は図２０に示すようにツール台４７上に設置されている。このＢＯＢ溶接により、仮付溶接部Ｋの範囲においても良好な裏ビードを得ることができる。また、この溶接トーチ４６によって仮付溶接を行うこともできる。
【００５１】
なお、上述した本発明の実施の形態で説明した構成、形状、大きさおよび配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また、数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の溶接方法によれば、第１の母材と第２の母材とので形成される片側開先を有するＴ型継手において、仮付溶接部を溶接前に所定の肉厚まで除去し、仮付溶接部の溶接時の影響を小さくしたので、仮付溶接部の開先裏側においても欠陥のない安定した裏ビードを確実に形成することができる。
本発明の溶接システムによれば、仮付溶接部の肉厚を除去する切削装置と仮付溶接及びＢＯＢ溶接をする溶接装置を備えたため、本発明に係る溶接方法の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＴ継手の側面図である。
【図２】本発明が適用されるＴ型継手をその開先側から見た斜視図である。
【図３】本発明に係る溶接装置の一実施形態を示すシステム構成図である。
【図４】本発明を適用するＴ型継手の一例を示す正面図である。
【図５】図４に示すＴ型継手の一例のＶ―Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明を適用するＴ型継手の他の例を示す正面図である。
【図７】図６に示すＴ型継手の他の例のＶＩＩ―ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】本発明の溶接方法の一実施の形態である仮付溶接部の切削作業の状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の溶接方法の一実施の形態である切削作業後の仮付溶接部の肉厚を示すＴ型継手の側面図である。
【図１０】本発明の溶接方法の一実施の形態である仮付溶接部を切削した後にＢＯＢ溶接を行った結果を示すＴ型継手の正面図である。
【図１１】図１０に示すＴ型継手のＸＩ―ＸＩ矢視断面図である。
【図１２】本発明の溶接方法の一実施の形態である仮付溶接部を切削した後にＢＯＢ溶接を行った結果を示すＴ型継手の背面図である。
【図１３】図１２に示すＴ型継手のＸＩＩＩ―ＸＩＩＩ矢視断面図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態である仮付溶接部の削除をする他の装置の例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の溶接システムの一実施の形態である待機状態を示す斜視図である。
【図１６】本発明の溶接システムの一実施の形態である溶接システムの切削作業を示す斜視図である。
【図１７】本発明の溶接システムの一実施の形態である溶接システムの溶接作業を示す斜視図である。
【図１８】本発明の溶接システムの他の実施の形態である仮付溶接作業を示す斜視図である。
【図１９】本発明の溶接システムの他の実施の形態である切削作業を示す斜視図である。
【図２０】本発明の溶接システムの他の実施の形態である溶接作業を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　第１の母材
２　　　　第２の母材
３　　　　溶接ロボット
６　　　　溶接ワイヤ
９　　　　溶接電源
３１　　　グラインダ装置
４１　　　グラインダロボット
Ｂ　　　　裏波ビード
Ｂ７　　　未溶着部
Ｋ　　　　仮付溶接部
ｌ　　　　肉厚
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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