(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板体を予め円筒状に曲げ加工したワークの両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形する溶接方法であって、
上記ワークの径に対応する挿通孔を有するとともに、上面にスリットが形成されたガイド部材と、
上記ガイド部材の上方に配設され、上記スリットを通じて前記ワークの突き合わせ部の隙間に挿入可能で且つワークの送り方向に循環自在に配置した複数の挿入刃を有する間隔保持手段とを備え、
上記ワークの隙間に挿入する上記挿入刃の先端部の挿入量を調整することで、当該ワークの内側面に裏ビートができるだけの所定間隔に隙間を保持し、この状態でこれら挿入刃の循環速度をワークの送り速度と同調させながら、ワークを上記ガイド部材の挿通孔に通して溶接トーチに向かって送り込み、上記隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接することを特徴とする円筒体の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板体を予め円筒状に曲げ加工したワークの両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形する溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板体から円筒体を成形するには、まず板体を円筒状に曲げ加工し、曲げ加工により生じた両端縁の突き合わせ部を外側もしくは内側から溶接するか、その両方を同時に溶接している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶接する突き合わせ部の間隔は微小な幅であるため、この突き合わせ部を外側から溶接すると、溶接部分が内側面まで届かず、所謂裏ビートを作ることが出来なかった。
【０００４】
このように溶接部分が内側面まで届かないと、継ぎ目の強度が弱くなり、円筒体として高い強度が要求される場合に、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００５】
また、厚みの厚い板体を溶接する場合には、突き合わせ部を予め所定の形状に削る開先加工を施して溶接する手法もあるが、予め前加工を行う必要があり、作業性を低下させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、突き合わせ部を溶接する際に、当該突き合わせ部を裏ビートが形成されるだけの間隔に保持して溶接することで、開先加工などの前処理を行うことなく、強度的に優れた円筒体を成形する溶接方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の円筒体の溶接方法は、板体を予め円筒状に曲げ加工したワークの両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形する溶接方法であって、上記ワークの径に対応する挿通孔を有するとともに、上面にスリットが形成されたガイド部材と、上記ガイド部材の上方に配設され、上記スリットを通じて前記ワークの突き合わせ部の隙間に挿入可能で且つワークの送り方向に循環自在に配置した複数の挿入刃を有する間隔保持手段とを備え、上記ワークの隙間に挿入する上記挿入刃の先端部の挿入量を調整することで、当該ワークの内側面に裏ビートができるだけの所定間隔に隙間を保持し、この状態でこれら挿入刃の循環速度をワークの送り速度と同調させながら、ワークを上記ガイド部材の挿通孔に通して溶接トーチに向かって送り込み、上記隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接することを特徴とする。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は、本発明の円筒体の溶接方法を実施するための溶接装置の概略構成を示す側面図である。
【００１２】
この溶接装置は、ワークＷの両端縁の突き合わせ部Ｗ１（図２参照）を溶接して円筒体を成形するものであって、当該ワークＷを図示しないプッシャ等の送り手段により軸方向に且つ図１において左側となる矢符Ｐ方向に送り込み自在になされている。
【００１３】
このワークＷは、図２に示すように板体を予め円筒状に曲げ加工したものであり、このように曲げ加工して円筒状にすることで外周には軸方向に上述した所定間隔Ｌの隙間を有する突き合わせ部Ｗ１が形成される。そして、この隙間の間隔Ｌは後述するミグ溶接もしくはマグ溶接において突き合わせ部Ｗ１の内側面に裏ビードを形成できるように予めワークＷの材質や管径などにより設定されている。
【００１４】
一方、ワークＷの送り方向下流側には、溶接トーチ１が配置されており、この溶接トーチ１によってワークＷの突き合わせ部Ｗ１をミグ溶接もしくはマグ溶接する。具体的には、例えば溶接トーチ１に図示ない溶接ワイヤを供給しながらこの溶接ワイヤと母材となるワークＷの突き合わせ部Ｗ１の両端縁との間にアークを発生させて溶接を行う。
【００１５】
また、ワークＷの送り方向上流側には、前記突き合わせ部Ｗの隙間を間隔Ｌで強固に保持した状態でこのワークＷを溶接トーチ１に向かって送るための間隔保持手段２が設けられている。
【００１６】
この間隔保持手段２は、複数の挿入刃２１が環状に連設されてなるもので、これら挿入刃２１が垂直面上で循環自在に構成されている。具体的には、例えば左右のスプロケット（図示省略）に巻回されたチェーン３に上記複数の挿入刃２１が連続的に連設され、当該チェーン３を図示しない駆動モータで矢符Ｑ方向に循環駆動させるようにしている。
【００１７】
そして、上記複数の挿入刃２１のうち、下方側に配置された挿入刃２１群をトーチ１に向かって送り込まれるワークＷの突き合わせ部Ｗ１の隙間に挿入するように配置しており、挿入刃２１の循環速度をワークＷの送り速度と同調させて循環駆動させるようにしている。
【００１８】
一方、各挿入刃２１の断面形状は、図３に示すように先端部２２が漸次幅狭のテーパ部に形成されており、このテーパ状の先端部２２を突き合わせ部Ｗ１の隙間内に挿入して当該隙間の間隔Ｌを保持するように、ワークＷに対する下方側に配置された挿入刃２１群の高さ位置が予め設定されている。
【００１９】
また、上述のように循環駆動する間隔保持手段２は図示ない昇降装置によりワークＷに対して昇降自在に設けられている。従って、昇降装置により間隔保持手段２を昇降させることによってワークＷの突き合わせ部Ｗ１に対する挿入刃２１の先端部２２の挿入量を可変にすることができ、これにより突き合わせ部Ｗ１の隙間の間隔Ｌが異なるワークＷや、管径が異なるワークＷに対しても対応することができる。
【００２０】
さらに、ワークＷの外周部には、図１及び図４に示すように当該ワークＷを送り方向に沿ってズレなく案内するためのガイド部材４が設けられている。具体的には、ガイド部材４は、図４に示すようにワークＷの径に対応する大きさの円筒状の挿通孔４１が送り方向に形成されており、この挿通孔４１内にワークＷを送り方向上流側から挿入させてプッシャ等により送り込むことで、ワークＷ全体を保持しながら溶接トーチ１に向けて搬送するようにしている。なお、このガイド部材４の上面には所定幅のスリット４２が送り方向に形成されており、このスリット４２を通じて前記間隔保持手段２をワークＷの隙間に挿入させるようにしている。また、溶接トーチ１と対向するスリット４２の下流側の部位はワークＷの溶接の支障にならないように幅広に形成されている。
【００２１】
次に、上述のように構成された溶接装置により行われる本発明の円筒体の溶接方法について説明する。
【００２２】
まず、板体を曲げ加工して円筒状のワークＷを成形する。この際、ワークＷの外周面には軸方向に板体の両端縁が対峙した突き合わせ部Ｗ１が形成されるのであるが、この突き合わせ部Ｗ１はミグ溶接もしくはマグ溶接によって内面側にも裏ビートが形成できる適正間隔となるように予め加工している。
【００２３】
そして、このワークＷをその突き合わせ部Ｗ１が頂部に位置するように溶接装置の送り方向上流側に配置し、この上流側から下流側の溶接トーチ１に向かって軸方向に送り込み、ワークＷの突き合わせ部Ｗ１をその送り方向前端から溶接トーチ１によって溶接ワイヤを供給しながらミグ溶接もしくはマグ溶接する。
【００２４】
この際、ワークＷは、当該ワークＷの送り速度と同調して循環駆動する挿入刃２１群の各先端部２２が突き合わせ部Ｗ１の前端側から順次挿入されながら、ガイド部材４の挿通孔４１内を通して送られる。このように各挿入刃２１の先端部２２を突き合わせ部Ｗ１の隙間に挿入することで、突き合わせ部Ｗ１の隙間の間隔Ｌを各挿入刃２１により強固に保持することができ、この状態でガイド部材４の挿通孔４１を通して溶接トーチ１にワークＷの前端を送ることから、上記間隔Ｌが適正に保持されながら溶接トーチ１によるミグ溶接もしくはマグ溶接が行われることになる。
【００２５】
これにより突き合わせ部Ｗ１の全体が、図５に示すようにその外面側から内面側にかけて満遍なく溶接され、この結果、溶接によって形成された継ぎ目の内面側にも裏ビートＷ２が形成される。
【００２６】
また、挿入刃２１は、上述したように突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適正に保持する機能の他、突き合わせ部Ｗ１の位置が円周方向にズレるのを規制する機能も有しており、これによって突き合わせ部Ｗ１を溶接トーチ１に対して適正な位置に送り込むことができ、溶接を円滑に行うことができる。
【００２７】
そして、ワークＷを送って突き合わせ部Ｗ１の溶接が進むにつれて、各挿入刃２１は突き合わせ部Ｗ１の前端側から順次離脱していき、突き合わせ部Ｗ１の溶接が後端側に進んだ所定のタイミングで全ての挿入刃２１が突き合わせ部Ｗ１の後端から離脱する。この全ての挿入刃２１が突き合わせ部Ｗ１から離脱するタイミングは、溶接が済んでいない残りの突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌが挿入刃２１が無くても溶接が済んだ前端側の溶接部によって適正に保持できる位置にワークＷが達したときであり、必ずしも突き合わせ部Ｗ１の溶接が完了する直前まで挿入刃２１によって当該突き合わせ部Ｗ１の隙間を保持する必要はない。
【００２８】
このように各挿入刃２１によりワークＷの突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適正間隔に保持した状態で溶接トーチ１によりミグ溶接もしくはマグ溶接を行うことで、突き合わせ部Ｗ１では溶接によって形成した継ぎ目の内側面にも裏ビートＷ２が全体に形成される。
【００２９】
このように、間隔保持手段２により突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを保持しながら、ガイド部材４を通してワークＷを溶接トーチ１に送り、溶接を行うことで、従来のような開先加工などを施すことなく、強度的に優れた円筒体を容易に成形することができ、円筒体として高い強度が要求される場合でも信頼性の高い円筒体を提供することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、間隔保持手段２として、複数の挿入刃２１を循環駆動させながら当該挿入刃２１の先端部２２で突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適正間隔に保持するものについて説明したが、突き合わせ部Ｗ１を適正間隔に保持する手段は上記挿入刃２１に限らず、例えばローラ状のものなど、突き合わせ部Ｗ１を適正間隔に保持することができるものであれば何でもよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、突き合わせ部Ｗ１を頂部に配置して溶接を行うものについて説明したが、溶接に支障の無い範囲で突き合わせ部Ｗ１の位置を円周方向にズラして配置し溶接を行ってもよい。この場合、挿入刃２１及び溶接トーチ１をその位置に対応して配置するのは言うまでもない。
【００３２】
さらに、円筒体は、本実施の形態のような円形に限らず、楕円形であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の円筒体の溶接方法によれば、ワークの突き合わせ部の隙間を所定間隔に間隔保持手段により保持した状態で、当該ワークをガイド部材の挿通孔を通して溶接トーチに向かって送り込み、上記隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接することで、突き合わせ部では溶接によって形成した継ぎ目の内面側にも裏ビートを全体に形成することができ、これにより強度的に優れた円筒体を成形することができ、円筒体として高い強度が要求される場合でも信頼性の高い円筒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒体の溶接方法を実施するための装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】ワークの形状を示す斜視図である。
【図３】各挿入刃の断面形状を示す断面図である。
【図４】ガイド部材を示す断面図である。
【図５】突き合わせ部の溶接状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１  溶接トーチ
２  間隔保持手段
２１  挿入刃
２２  先端部
４  ガイド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003759008.tif 000005
【図５】
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