(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムとディスクを溶接して作製した建設車両用ホイールのリムとディスクとを溶接接合する際に、溶接線に対して垂直に向けられ先行する第１トーチと、前記第１トーチの後方に位置し、トーチ進行方向と直交する方向に見た場合に前記第１トーチと交差する方向に傾斜しトーチ進行方向に前方から見た場合に電極の軸芯の延長線が溶接ビードのリム側の端部を通過する第２トーチとにより同時に溶接を行う、建設車両用ホイールの溶接方法。
【請求項２】
前記第１トーチと前記第２トーチとの傾斜角度は１０〜２０度である請求項１記載の建設車両用ホイールの溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設車両用ホイールの、リムとディスクとの溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両に用いられる特別にサイズの大きいホイールは、従来、図５に示すように、リム１とディスク２を溶接により接合した構造となっている。
リム１とディスク２の溶接は、従来、図６に示すように、単一の電極３を用いて行われている。そして、必要なビード端部形状を得るために２回または３回溶接していた。この場合、１回目の溶接で基本的な溶接ビード断面形状を得、２回目の溶接でビード端部形状を補正していた。
溶接は、図７に示すように、フラックスサブマージアーク溶接（溶加材である電極のアーク端を、継手の表面に供給した粉状フラックスの中に埋めこんだままアークを発生させて行う溶接）によっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、平均的サイズの建設車両用ホイールの、リムとディスクとの溶接には長時間を要していた。すなわち、１回目の溶接で１周溶接するのに１２から１３分かかり、２回目の溶接の場合はスラグの除去、トーチ合わせをその都度行う必要がありそれに４〜８分要する。従って、２回溶接の場合で約２８分、３回溶接の場合で約４４分かかり、効率アップが求められていた。
本発明の目的は、必要な基本溶接ビード形状および溶接ビード端部形状を得るのに、従来と比べて短時間でリムとディスクとの溶接を行うことができる建設車両用ホイールの溶接方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  リムとディスクを溶接して作製した建設車両用ホイールのリムとディスクとを溶接接合する際に、溶接線に対して垂直に向けられ先行する第１トーチと、前記第１トーチの後方に位置し、トーチ進行方向と直交する方向に見た場合に前記第１トーチと交差する方向に傾斜しトーチ進行方向に前方から見た場合に電極の軸芯の延長線が溶接ビードのリム側の端部を通過する第２トーチとにより同時に溶接を行う、建設車両用ホイールの溶接方法。
（２）  前記第１トーチと前記第２トーチとの傾斜角度は１０〜２０度である（１）記載の建設車両用ホイールの溶接方法。
【０００５】
上記（１）の建設車両用ホイールの溶接方法では、２本のトーチを溶接進行方向にタンデム（直列）に配置して同時に溶接を実行する。溶接進行方向前方のトーチ（第１トーチ）で必要な溶け込み深さ（のど厚）、基本ビード断面形状を確保し、溶接進行方向後方のトーチ（第２トーチ）でビードの止端形状を所望の形状（疲労破壊を生じにくい形状）にする。１回の周方向溶接で、ビード形状とビード端部形状が得られるので、従来のように２回、３回周方向溶接する場合に比べて溶接時間が大幅に短縮される。
上記（２）の建設車両用ホイールの溶接方法では、第２トーチを第１トーチに対して１０〜２０度の角度をもって傾けたので、２本のトーチの互いの干渉を防止でき、第２トーチの配置を比較的自由に選定でき、それによってビードの断面形状の止端形状を母材に滑らかにつながる形状にすることができ、応力集中を少なくでき、疲労破壊を生じにくくすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に、本発明実施例の建設車両用ホイールの溶接方法とその装置を示す。
図１において、溶接装置は静止しており、溶接すべきホイールがホイール軸芯まわりに回転する。ホイールは、リム１とディスク２とを溶接接合したものからなり、溶接線４（リムとディスクとの接合部位）は円弧をなしている。
【０００７】
溶接装置は、図１、図３に示すように溶接線４の延びる方向に直列（タンデム）に並べられた２本の溶接トーチ５、６を備えている。溶接進行方向前方の溶接トーチである第１トーチ５は溶接線４の円弧に垂直の方向に延びており、溶接進行方向後方の溶接トーチである第２トーチ６は、トーチ進行方向に対し横から見た場合、第１トーチ５に対して所定の角度傾けられている。第１トーチ５および第２トーチ６の進行方向前方から第１トーチ５および第２トーチ６を見た場合、第２トーチ６は第１トーチ５からずれており、第２トーチ６の電極の軸芯の延長線は溶接ビードの止端部７ａ（リム側の止端部）に通過している。第１トーチ５で必要な溶け込み深さ（のど厚、したがってビード基本形状）を得、第２トーチ６でビード７の止端部７ａ（リム側の止端部）の形状を形成する（なめらかにリムの母材につながる形状に形成する）。トーチ進行方向に対し横から見た場合、第２トーチ６の溶接ワイヤの先端側の延長線は、第１トーチ５の溶接ワイヤの先端側の延長線と交差する方向に所定角度傾けられており、この所定角度は１０から２０度に設定されている。この場合、１０度以下であると第１トーチ５と第２トーチ６が干渉を生じるおそれがあり、ビード止端部を狙えなくなって母材に滑らかにつながるビード止端形状が出しにくく、２０度以上であるとビードが凹んでしまう。
【０００８】
２本のトーチ５、６のワイヤ先端間隔は、溶接進行方向に１５〜３０ｍｍとされており、ワイヤ電極の突出長さは２０〜４０ｍｍとされている。トーチのワイヤ先端間隔を１５〜３０ｍｍとする理由は、１５ｍｍ以下であるとトーチ５、６同士が干渉してしまい、３０ｍｍ以上であると図２において溶融池８が２プールになってしまい、所定の溶け込みおよびビード形状を得にくくなるためである。
【０００９】
上記装置を用いて実行される本発明実施例の溶接方法は、タンデムに配置した２本のトーチ５、６に同時に溶接電流を流しながら、第１トーチ５をリム１とディスク２の溶接線４に沿って動かすとともに、第２トーチ６も第１トーチ５に追随させて動かし、サブマージアーク溶接を実行することにある。
図２に示すように、母材１、２と溶接ワイヤ（ワイヤ電極）との間にアークを飛ばし、ワイヤを溶かすとともに母材を溶かし、リム１とディスク２とを溶接接合する。８は溶融池、９はそれが凝固した溶接金属（ビード）を示す。フラックス１０はフラックス補給部１１から補給される。
図１では、溶接装置を静止させてホイールを回転させるようにしたが、ホイールを静止させ第１、第２トーチを回転させてもよい。
【００１０】
本発明方法では、２本のトーチ５、６をタンデムに配置して溶接を実行するので、トーチ５、６に各々役割を持たせることが容易にできる。その場合、前方の第１トーチ５でビード７ののど厚、脚長（したがって、溶接ビードの基本形状）をほぼ形成させるようにし、後方の第２トーチ６でビード７の（リム側の）止端形状７ａをリム母材に滑らかにつながる形状に形成させるようにすることにより、１回の周方向溶接により所望の溶接ビードを得ることでき、従来のように、２回目、３回目の溶接のために２回、３回と周方向溶接をする必要がなくなり、溶接時間を従来の２回以上の溶接の場合に比べほぼ１／２以下にすることができる。また、第２トーチ６でビード止端形状を所望形状にできることにより、応力集中の少ない、疲労破壊を生じにくいホイールを製造することができる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の建設車両用ホイールの溶接方法によれば、第１トーチ、第２トーチをタンデムに配置して同時にホイール周方向に１回溶接するので、従来の溶接をホイール周方向に２回以上実行していた場合に比べて、溶接時間をほぼ１／２以下にすることができる。また、第２トーチの溶接でビード止端形状を所望形状にすることにより、疲労強度が向上したホイールを製造できる。
請求項２の建設車両用ホイールの溶接方法によれば、第１トーチと第２トーチとがなす角度を１０〜２０度にしたので、第１トーチと第２トーチとの干渉を防止でき第２トーチの姿勢、配置が比較的自由になってビード止端形状が出しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の建設車両用ホイールの溶接方法の実施に用いる溶接装置の正面図である。
【図２】本発明実施例の溶接方法実施中における溶融池、ビード生成を示す断面図である。
【図３】本発明実施例の溶接方法を実施する装置における第１、第２トーチの配置関係図である。
【図４】本発明実施例の溶接方法で形成された溶接ビードの断面図である。
【図５】従来の建設車両用ホイールの破断斜視図である。
【図６】従来の単極トーチの場合の溶接装置の構成図である。
【図７】従来の単極トーチの場合の溶融池、ビード生成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  リム
２  ディスク
５  第１トーチ
６  第２トーチ
７  ビード
７ａ  ビード止端部
１０  フラックス
【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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