(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにして、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成を有することを特徴とする狭開先用溶接装置。
【請求項２】
駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにし、更に、上記ワイヤ送給管の前部に配したオシレート軸の下端を上記ワイヤ送給チップに連結して、オシレート軸の回転によりワイヤ送給チップがオシレートされるように、ワイヤ送給管とオシレート軸を上記主ロッドに支持フレームを介し支持させて形成したオシレート機構を設けて、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成を有することを特徴とする狭開先用溶接装置。
【請求項３】
駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにし、上記ワイヤ送給チップの上方部に、照明用ランプとＣＣＤカメラを装備させて、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成を有することを特徴とする狭開先用溶接装置。
【請求項４】
駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにし、更に、上記ワイヤ送給管の前部に配したオシレート軸の下端を上記ワイヤ送給チップに連結して、オシレート軸の回転によりワイヤ送給チップがオシレートされるように、ワイヤ送給管とオシレート軸を上記主ロッドに支持フレームを介し支持させて形成したオシレート機構を設け、上記ワイヤ送給チップの上方部に、照明用ランプとＣＣＤカメラを装備させて、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成を有することを特徴とする狭開先用溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２枚の厚板材により形成される狭開先用溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２枚の厚板材を接合する場合の方法として、図３にその一例の概要を示す如く、２枚の厚板材ａの突き合わせ面部にＶ開先ｂを形成し、このＶ開先ｂ内を下向き溶接して、下層から順次溶着金属ｃを積層して板厚の全厚を仕上げることにより、２枚の厚板材ａを接合するようにした開先溶接法が広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の開先溶接法の場合には、次の如き問題がある。
▲１▼Ｖ開先ｂ内での溶接量が上層に行くに従い大きくなるため、二点鎖線で示すように、厚板材ａに溶接角変形が発生する。
▲２▼厚板材ａではＶ開先ｂが狭開先となることから、溶接初期の段階で溶接角変形が発生すると、溶接トーチがＶ開先ｂ内に入らなくなることがある。
▲３▼下向き溶接となるため、溶け込みが浅くなり、融合不良や溶け込み不足等の溶接欠陥が入り易くなる。
▲４▼下向き溶接となることから、溶着速度を大きくできず溶接能率が上がらない。
▲５▼ワイヤ送給チップとシールドガスカップが一体となっていることから、充分なオシレート機構を盛り込むことができない。
【０００４】
そこで、本発明は、比較的板厚の厚い２枚の厚板材の狭開先接合を可能とすると共に、溶接角変形を低く抑え且つ溶接欠陥が発生しにくいような狭開先用溶接装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにして、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成とすることにより、狭隘なＩ開先内に溶接トーチを挿入して立向き溶接を行うことができるようになる。
【０００６】
又、シールドガスカップを上下動可能とした構成とすることにより、開先内最下部からの溶接が可能となる。
【０００７】
更に、上記構成において、ワイヤ送給チップのオシレート機構を設けた構成とすることによって、狙った位置にアークを当てることができるようになる。
【０００８】
更に又、上記構成において、照明用ランプとＣＣＤカメラを装備させた構成とすることにより、溶接個所を鑑視することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２（イ）（ロ）（ハ）は本発明の実施の一形態を示すもので、走行台車１上に立設した支持架台２に、下向きとした溶接トーチ３を駆動ユニット４を介して昇降可能に取り付けた構成とし、Ｉ開先５が形成されるように平抜きした２枚の厚板材６のうちの一方の厚板材６上に、Ｉ開先５と平行な方向に走行台車１が移動できるように配置し、溶接トーチ３をＩ開先５内に挿入して立向き溶接できるようにする。７はワイヤ送給モータ、８はＩ開先５の裏当金、９は幅端に配置する当金を示す。
【００１１】
上記溶接トーチ３は、ヘッド部を図２（イ）（ロ）（ハ）に拡大して示す如く、走行台車１が移動する方向に薄型扁平状（厚さ約２cm）に構成してある。すなわち、駆動ユニット４に上端部を取り付けた主ロッド１０の前方に、ワイヤ送給モータ７の駆動で送給される溶接ワイヤ１１をガイドするためのワイヤ送給管１２を上下方向に配して、該ワイヤ送給管１２の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップ１３を取り付け、且つ上記ワイヤ送給管１２の前部に、上下方向に延びるオシレート軸１４を配して、その下端を上記ワイヤ送給チップ１３に連結し、オシレート軸１４の回転によりワイヤ送給チップ１３が左右にオシレートされるように、ワイヤ送給管１２とオシレート軸１４を、支持フレーム１５を介して上記主ロッド１０に支持させてオシレート機構１６が形成してある。
【００１２】
又、上記ワイヤ送給チップ１３の後方部で且つ主ロッド１０の下方部に、ホルダー部材１８によって保持される上下２段構造とした薄型のシールドガスカップ１７を、ワイヤ送給チップ１３とは分離させて配置し、該シールドガスカップ１７に、主ロッド１０の後方位置に前後方向に並べて配したシールドガス送給管１９と冷却水供給管２０を、ホルダー部材１８を介してそれぞれ接続すると共に、該シールドガス供給管１９と冷却水供給管２０を、主ロッド１０に取り付けた支持フレーム２１に、上下方向へ移動自在に支持させ、且つ上記主ロッド１０の後部位置に、主ロッド１０と下端レベルが一致するように支持パイプ２２を上下方向に固定配置し、該支持パイプ２２内に、上記ガスカップホルダー部材１８上に立設した支持ロッド２３を下側から上下方向へ移動自在に挿入して、該支持ロッド２３の外壁面に突設したストッパピン２４を、支持パイプ２２に設けた長孔２５内に嵌入させ、ストッパピン２４の移動が長孔２５により規制される範囲内でガスカップ１７が上下動できるようにし、更に、ガスカップ１７を常時下方へ付勢するためのスプリング２６が支持パイプ２２内に組み込んである。
【００１３】
更に、上記主ロッド１０とワイヤ送給管１２との間の位置で且つシールドガスカップ１７と干渉しない位置に、照明用ランプ２７を取り付け、又、オシレート軸１４の前部でワイヤ送給チップ１３から所要量離れた上方位置に、ＣＣＤカメラ２８を装備させた構成としてある。
【００１４】
２枚の厚板材６を接合する場合には、２枚の厚板材６を平置きし、その突き合わせ面部に、溶接トーチ３が挿入される間隔が保持されるようにＩ開先５を形成して、該Ｉ開先５の下側に、裏当金８を、又、Ｉ開先５の幅端位置に当金９を配置して、段取り状態とする。
【００１５】
上記段取り状態において、Ｉ開先５内に溶接トーチ３を挿入し、Ｉ開先５内を、最初に、当金９の部分から溶接する。この場合、先ず、図２（ハ）に示す如く、溶接トーチ３を下降して先端（下端）を最下部に位置させ、シールドガスカップ１７が裏当金８に接した後も、更に溶接トーチ３を下降させるようにする。これにより、ワイヤ送給チップ１３が裏当金８と当金９とで成すコーナー部に位置させられる。なお、この際、シールドガスカップ１７はワイヤ送給チップ１３の下降と相対的に上昇させられるが、その上昇量は支持パイプ２２の長孔２５と支持ロッド２３のストッパピン２４との係合により規制されるため、ワイヤ送給チップ１３が裏当金８に衝突して損傷を負うようなことはない。
【００１６】
上記の状態とした後、シールドガスカップ１７からシールドガスを吹き出させ、且つオシレート機構１６によりワイヤ送給チップ１３を左右にオシレートさせながら立向き上進溶接させるようにするが、図２（イ）に示す如く、ワイヤ送給チップ１３が所要高さ位置まで上昇して行くと、シールドガスカップ１７がスプリング２６の反力により相対的に下降させられるため、ワイヤ送給チップ１３の先端がシールドガスカップ１７の上下方向中央部に対応させられる。
【００１７】
このように、立向き上進溶接を繰り返したり、あるいは、立向き上進溶接と立向き下進溶接を繰り返すことにより、板幅方向の一端から他端へ向けて溶着金属２９を積層して行くようにする。なお、Ｉ開先５の中間部に、たとえば、銅製の仕切板を立てて、仕切板の片面側に溶着金属２９を２〜３層形成した後、仕切板を撤去し、次に、仕切板のあった位置を挟んで反対側に溶着金属２９を２〜３層形成し、更に、仕切板のあった位置を挟んで左右交互に溶接して行くようにしてもよい。
【００１８】
上記において、溶接トーチ３は各部材を前後方向に配列して全体的に薄型に構成してあるため、Ｉ開先５の幅を狭く設定することができ、そのため、溶接角変形を極めて低く抑えることができる。又、立向き溶接の採用により溶融池が大きくなるので、溶接速度を速くすることができ、能率よく溶接作業を行うことができ、且つ溶け込みを大きくすることができることから、溶け込み不足等の溶接欠陥を発生しにくくすることができる。更に、シールドガスカップ１７が上下に動くので、Ｉ開先５内の最下部からシールドガスの供給下で溶接することができ、又、ワイヤ送給チップ１３の左右振り幅を変えることができるオシレート機構１６を有するため、狙った位置にアークを当てることができ、しかも、照明用ランプ２７とＣＣＤカメラ２８を具備していることから、開先内最下部位置でも溶接個所を鑑視することができ、精度の高い溶接継手を得ることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、主ロッド１０を強度部材として用いた場合を示したが、支持パイプ２２等に必要強度をもたせるようにしてもよいこと、又、高電流密度溶接として充分なる溶け込みが得られるようにすれば、オシレート機構１６は不要としてもよいこと、更に、ＴＩＧ、ＭＡＧ、ＭＩＧ等、あらゆる溶接方式を採用し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２０】
以上述べた如く、本発明の狭開先用溶接装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 駆動ユニットに上端部を取り付けた主ロッドの前方に、ワイヤ送給管を上下方向に配して支持フレームを介し上記主ロッドに支持させて、該主ロッドに支持させたワイヤ送給管の下端に、先端を前方へ向け湾曲させたワイヤ送給チップを取り付け、且つ該ワイヤ送給チップの後方にシールドガスカップを分離配置して、シールドガスを前側に吹き出させるようにし、該シールドガスカップのホルダー部材上に立てた支持ロッドを、上記主ロッドの後部位置に上下方向に固定配置した支持パイプ内に下方より挿入し且つ支持パイプの軸心方向に設けた長孔に支持ロッドに固定したストッパピンを係合させることにより、該長孔とストッパピンで上下方向へ規制された範囲内で支持パイプと支持ロッドが上下方向へ自在に相対移動できるようにして、上記シールドガスカップに対して上記ワイヤ送給チップが上記規制された範囲内で自在に上下動できるようにし、該シールドガスカップを下降させて最下部に位置させた状態でワイヤ送給チップを上記上下方向に規制された範囲内で上昇させて立向き上進溶接させられるようにして、前後方向に薄型扁平状にしてなる溶接トーチを備えた構成としてあるので、溶接トーチを挿入するＩ開先の幅を小さく設定できることにより、溶接角変形を低く抑えることができ、又、立向き溶接の採用により溶融池が大きくなるので、溶接速度を速くすることができ、能率よく溶接作業を行うことができ、且つ溶け込みを大きくすることができることから、溶け込み不足等の溶接欠陥を発生しにくくすることができる。
(2) シールドガスカップを上下に動かすことができるようにすることによって、開先内最下部から確実に溶接することができる。
(3) 上記構成において、ワイヤ送給チップのオシレート機構を設けた構成とすることにより、狙った位置にアークを当てることができるので、高い溶接精度が得られる。
(4) 上記構成において、照明用ランプとＣＣＤカメラを装備させることにより、開先内の最下部位置であっても溶接個所を鑑視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の狭開先用溶接装置の実施の一形態を示す全体の概略図である。
【図２】溶接トーチのヘッド部を拡大して示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（イ）とは異なる作動状態を示す側面図である。
【図３】厚板材の接合方法の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
３  溶接トーチ
４ 駆動ユニット
１０ 主ロッド
１２  ワイヤ送給管
１３  ワイヤ送給チップ
１６  オシレート機構
１７  シールドガスカップ
１８ ホルダー部材
２２ 支持パイプ
２３ 支持ロッド
２７  照明用ランプ
２８  ＣＣＤカメラ
【図１】
0004300594.tif 000002
【図２】
0004300594.tif 000003
【図３】
0004300594.tif 000004