CN103252564B - 多电极气体保护弧焊方法及多电极气体保护弧焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在通过3电极进行高效率焊接的情况下，也能够使焊道外观良好且得到焊道形状不良的防止效果及熔融金属积存部的稳定化的多电极气体保护弧焊方法及多电极气体保护弧焊装置。该多电极气体保护弧焊方法为使用多电极气体保护弧焊装置(S)的多电极气体保护弧焊方法，该多电极气体保护弧焊装置(S)具备先行电极(11)和后续电极(21)，还在先行电极(11)与后续电极(21)之间具备中间电极(31)，所述多电极气体保护弧焊方法的特征在于，将先行电极(11)与后续电极(21)的极间距离设定为15至50mm，使反极性的直流电流流过先行电极(11)及后续电极(21)，并且使定电流特性或下降特性的交流电流流过中间电极(31)而进行焊接。

Description

多电极气体保护弧焊方法及多电极气体保护弧焊装置

技术领域

本发明涉及具备先行气体保护弧焊电极、后续气体保护弧焊电极及中间电极的多电极气体保护弧焊装置、以及使用了该多电极气体保护弧焊装置的多电极气体保护弧焊方法。

背景技术

在焊接中，为了焊接作业的效率化，多电极弧焊法是有效的。因此，例如在专利文献1中提出有3电极弧焊控制方法，与现有的2电极弧焊控制方法相比，能够实现高效率化。然而，对于并行流动的电弧电流而言，因该电流产生的磁场而发生干涉，使各电弧偏向，因此焊道形状紊乱，从而作为高效率施工而欠缺稳定性。

因此，例如在专利文献2中，提出有一种焊接控制方法，在3电极弧焊控制方法中，向中间电极供给与其两侧的电流相反的极性的电流，且为了实现通过两侧电极构成的熔融金属积存部(湯だまり)的稳定形成，不利用电弧，而利用焦耳加热进行熔融。

在该专利文献2所提出的方法的具体化时，两侧电极与将电弧稳定地保持的直流反极性(焊丝正极)连接。并且，中间电极与使磁场向相反方向产生的直流正极性(焊丝负极)连接，从而稳定地保持焦耳发热熔融，且将与先行电极及后续电极的平行电流相伴的磁场干涉消除。由此，能够实现稳定的高效率焊接。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2002-219571号公报

【专利文献2】日本特开2004-261839号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

然而，在上述专利文献2所提出的现有技术中，尽管为自动焊接，但有时也会产生焊道的紊乱，引起焊道外观、焊道形状不良、熔池的熔融金属积存部不稳定，从而产生焊接缺陷。因此，在焊接装置中，在焊接时存在要求手动调整的情况。本发明者研究其原因的结果是，发现存在以下的问题点。

在上述专利文献2所提出的现有技术中，中间电极焊丝不利用电弧熔融，而需要产生与熔融金属积存部接触的状态下的基于通电电流的焦耳发热熔融。但是，在该现象下，与所述熔融金属积存部接触的状态下的施加电压低，作为焊接装置，无法使用边使电流变化边进行控制来保持固定的电压的定电压直流正极性电源。因此，产生上述的问题。

另外，在使用定电流直流正极性电源的情况下，若焊接装置不进行中间电极焊丝的供给速度的增减控制，则不能取得电极焊丝的熔融与电极焊丝的给送量的平衡。在此，该焊接方法中使用的中间电极焊丝通常使用φ1.2mm左右的细径焊丝，从而难以控制将3电极焊丝集中于前端的焊接头部分的给送速度变化。并且，在焊接装置中，从远离焊接部的部分经过螺旋式电缆(conduit cable)对给送速度变化进行控制更加困难，因此进行固定速度的给送控制。

因此，作为现有技术中的中间电极的具体的结构，以定电流直流正极性电源和电极焊丝定速度控制给送装置的组合进行使用。该情况下，在该组合中，焊接装置无法使自动地获得稳定点的焊丝熔融继续，且中间电极焊丝的过剩供给产生未熔融焊丝向熔池的伸入。因此，作为焊接装置，选择与焦耳热熔融大致一致或迟少许的中间电极焊丝的固定速度给送控制。

然而，该情况下，在焊接装置中，因焊丝给送阻力的变化或焊接物状态的变化，而产生中间电极焊丝从熔池离开的现象，该情况下，由定电流直流正极性电源产生电弧。该电弧因电弧反作用力使高效率焊接中的熔池的稳定所不可欠缺的熔融金属积存部的稳定紊乱，且因外部干扰而暂且产生的电弧热使中间电极焊丝的熔融加速。因此，到再次返回到短路的状态为止的期间在焊接部上产生焊接缺陷。

发明内容

本发明鉴于这样的问题点而提出，其课题在于提供一种即使在通过3电极进行高效率焊接的情况下，也能够使焊道外观良好且得到焊道形状不良的防止效果及熔融金属积存部的稳定化的多电极气体保护弧焊方法及多电极气体保护弧焊装置。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明的多电极气体保护弧焊方法为使用多电极气体保护弧焊装置的多电极气体保护弧焊方法，该多电极气体保护弧焊装置具备先行气体保护弧焊电极和后续气体保护弧焊电极，还在该先行气体保护弧焊电极与该后续气体保护弧焊电极之间具备中间电极，所述多电极气体保护弧焊方法的特征在于，将所述先行气体保护弧焊电极与所述后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm，使反极性的直流电流流过所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极，并且使定电流特性或下降特性的交流电流流过所述中间电极而进行焊接。

根据这样的步骤，多电极气体保护弧焊方法中，通过使定电流特性或下降特性的交流电流流过中间电极而进行焊接，由此即使电压因电弧长度的变动等而发生变化，且中间电极从熔池分离，也不会成为电弧持续产生这样的状态。因此，多电极气体保护弧焊方法中，不会因电弧反作用力而使高效率焊接中的熔池的稳定所不可欠缺的熔融金属积存部的稳定紊乱，在焊接部不会产生焊接缺陷。另外，由于不产生电弧，因此向熔池的输入热量不会增大，从而可抑制焊接缺陷的产生，且保持游泳池形状。

并且，通过将先行气体保护弧焊电极与后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm，由此多电极气体保护弧焊方法能够通过2电极形成一个熔池，且使先行气体保护弧焊电极及后续气体保护弧焊电极的电弧稳定。

另外，本发明的多电极气体保护弧焊方法中，优选所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极为药芯焊丝。

多电极气体保护弧焊方法中，通过使用药芯焊丝，从而焊剂使电弧稳定化，因此能够得到良好的焊接部。

并且，在本发明的多电极气体保护弧焊方法中，优选在设定所述极间距离的工序中，将所述先行气体保护弧焊电极保持为后退角，并将所述后续气体保护弧焊电极保持为前进角，在所述焊接的工序中，将所述中间电极以与所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极所形成的熔池接触的方式进行供给。

根据这样的步骤，多电极气体保护弧焊方法中，通过将先行气体保护弧焊电极保持为后退角，并将后续气体保护弧焊电极保持为前进角，由此焊接更容易进行。另外，通过将中间电极以与熔池接触的方式供给，由此可防止弧偏吹等磁场干涉的产生，且使熔池的熔融金属积存部稳定。

另外，优选本发明的多电极气体保护弧焊方法适用于水平角焊。

通过将本发明的多电极气体保护弧焊方法适用于水平角焊，由此能够更适当地得到发明的效果。

本发明的多电极气体保护弧焊装置具备先行气体保护弧焊电极和后续气体保护弧焊电极，还在该先行气体保护弧焊电极与该后续气体保护弧焊电极之间具备中间电极，所述多电极气体保护弧焊装置的特征在于，具备：在正极上分别连接所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极，在负极上连接被焊接材料，且具有定电压特性的两个直流电源；与所述中间电极及所述被焊接材料连接，且具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源，其中，所述先行气体保护弧焊电极与所述后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm。

根据这样的结构，多电极气体保护弧焊装置具备与中间电极及被焊接材料连接且具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源，由此在焊接时，即使电压因电弧长度的变动等而发生变化，且中间电极从熔池离开，在中间电极用交流电源与中间电极或被焊接材料之间也不会持续产生电弧。因此，多电极气体保护弧焊装置不会因电弧反作用力而使高效率焊接中的熔池的稳定所不可欠缺的熔融金属积存部的稳定紊乱，在焊接部不会产生焊接缺陷。另外，由于不会从中间电极产生电弧，从而焊丝适度熔化。由此，向熔池的输入热量不会增大，从而可抑制焊接缺陷的产生，并保持游泳池形状。

另外，多电极气体保护弧焊装置中，通过将先行气体保护弧焊电极与后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm，由此能够通过2电极形成一个熔池，且使先行气体保护弧焊电极及后续气体保护弧焊电极的电弧稳定。

另外，优选本发明的多电极气体保护弧焊装置具备电极给送机构，该电极给送机构将所述先行气体保护弧焊电极、所述后续气体保护弧焊电极及所述中间电极分别以固定的速度给送。

根据这样的结构，多电极气体保护弧焊装置通过电极给送机构能够将各电极、即焊丝的供给速度控制成固定。

另外，优选本发明的多电极气体保护弧焊装置具备：对所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极分别进行支承的两个焊接电极用焊炬和对所述中间电极进行支承的中间电极用焊炬；对所述焊接电极用焊炬、所述中间电极用焊炬分别进行支承的各焊炬夹紧件；支承所述各焊炬夹紧件的基座，所述多电极气体保护弧焊装置还具备：使所述焊炬夹紧件分别转动规定角度来对所述焊接电极用焊炬及所述中间电极用焊炬的设置角度分别进行调整的各角度调整机构；使所述角度调整机构向全部方向移动来对所述焊接电极用焊炬、所述中间电极用焊炬的位置分别进行位置调整的各位置调整机构。

在此，全部方向是指包括与焊接进行方向正交的水平方向(以下称为“对接方向”或“X方向”)、铅垂的上下方向即垂直方向(以下适当称为“Y方向”)、焊接进行方向(以下称为“焊接方向”或“Z方向”)的方向。

根据这样的结构，多电极气体保护弧焊装置通过具有角度调整机构，能够使焊接电极用焊炬及中间电极用焊炬分别转动规定角度而将焊接电极用焊炬及中间电极用焊炬的焊炬角分别微调整成适当的角度。另外，由于多电极气体保护弧焊装置由具有能够向全部方向移动来进行位置调整的位置调整机构的焊炬支承机构进行支承，因此在与被焊接材料的被焊接部位对应来变更焊炬的腿长等时，即使为具有3电极的复杂且窄的电极间距离的机构，也能够将各焊炬的位置在上下左右前后方向的全部方向上自由地调整，从而容易将该前端的电极及填充焊丝的位置向规定的目标位置进行位置调整。

另外，本发明的多电极气体保护弧焊装置中，优选所述位置调整机构具备：能够使所述各焊炬夹紧件分别向垂直方向移动来进行位置调整的垂直定位机构；能够使所述各焊炬夹紧件分别向对接方向移动来进行位置调整的水平定位机构。

根据这样的结构，多电极气体保护弧焊装置的位置调整机构通过垂直定位机构使焊炬支承机构向垂直方向移动，从而能够调整电极的垂直方向的位置，并通过水平定位机构使焊炬支承机构向对接方向移动，从而能够与被焊接材料的被焊接部位对应来调整电极的对接方向的位置。因此，通过垂直定位机构和水平定位机构能够分别容易调整垂直方向及对接方向的位置，因此即使成为对象的被焊接材料的被焊接部位变化，也能够马上应对。

另外，本发明的多电极气体保护弧焊装置中，优选所述基座具备焊接方向位置调整机构，该焊接方向位置调整机构使所述焊接电极用焊炬及所述中间电极用焊炬在焊接方向上移动来对各电极间的距离进行调整。

根据这样的结构，多电极气体保护弧焊装置能够容易调整各电极间的距离。尤其是能够容易将先行气体保护弧焊电极与后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm。

【发明效果】

根据本发明的多电极气体保护弧焊方法，能够可靠地得到熔融金属积存部的稳定化，且能够得到优良的焊道外观及焊道形状。并且，根据本发明的多电极气体保护弧焊方法，能够从对焊接不良的修整这样的作业负担中解放出来，从而大幅提高生产率。

根据本发明的多电极气体保护弧焊装置，能够进行本发明的多电极气体保护弧焊方法，因此在焊接中，能够得到优良的焊道外观及焊道形状。另外，根据本发明的多电极气体保护弧焊装置，能够可靠地得到熔融金属积存部的稳定化。并且，能够从对焊接不良的修整这样的作业负担中解放出来，从而大幅提高生产率。

另外，本发明的多电极气体保护弧焊装置通过具备角度调整机构、位置调整机构，由此在焊接作业开始时及焊接作业中容易进行微调整而设定成最佳的焊接条件，由此能够形成良好的焊道，且能够提高产生的电弧的稳定性而抑制飞溅的产生。而且，能够极其减轻用于进行焊炬的位置等的微调整的作业者的负担。并且，本发明的多电极气体保护弧焊装置通过具备焊接方向位置调整机构，能够容易进行各电极间的距离的调整。

附图说明

图1是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的概要的简图。

图2是表示通过本发明的多电极气体保护弧焊装置进行焊接时的被焊接材料的状态的简图。

图3是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的电极给送机构及速度控制机构的结构的框图。

图4是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的简要立体图。

图5是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的头单元装置的简要立体图。

图6是本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的焊接头部的简要俯视图。

图7是本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的焊接头部的简要右侧视图。

图8是本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的焊接头部的简要立体图。

图9是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的垂直定位机构的简要主视图。

图10是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的水平定位机构的简要主视图。

图11是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的角度调整机构的图，(a)是简要立体图，(b)是焊炬夹紧件的纵剖视图。

图12是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的中间电极用焊炬夹紧机构及中间电极焊炬位置调整机构的图，(a)是从正面方向观察到的简要立体图，(b)是从背面方向观察到的简要立体图。

图13是表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的中间电极用焊炬支承机构的简要侧视图。

图14表示本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式的定位挡块部，(a)是俯视图，(b)是简要纵剖视图。

【符号说明】

1被焊接材料

1a被焊接部位

2下板(被焊接材料)

3立板(被焊接材料)

4焊接头部

5熔融金属积存部

6配电盘

7焊接金属

8熔池

9绝缘衬套

10先行电极用焊炬

11先行气体保护弧焊电极(先行电极(电极))

13电极给送机构

14电极给送速度设定器

15电极给送电动机控制电路

16电极给送电动机

17电极给送辊

18速度控制机构

19焊渣

20后续电极用焊炬

21后续气体保护弧焊电极(后续电极(电极))

30中间电极用焊炬

31中间电极(填充焊丝)

40焊炬夹紧机构

40A先行电极用焊炬夹紧机构(焊炬支承机构)

40B后续电极用焊炬夹紧机构(焊炬支承机构)

40C中间电极用焊炬夹紧机构(焊炬支承机构)

44角度调整机构

45、45C焊炬夹紧件

45a保持孔

45b切口槽

45c螺纹孔

46焊炬夹紧件安装支承件

46a支承轴构件插入孔

46b圆弧状长孔

47支承轴构件

48焊炬夹紧件支承件

50基座

50a长孔

60位置调整机构

60A先行电极焊炬位置调整机构(位置调整机构)

60B后续电极焊炬位置调整机构(位置调整机构)

60C中间电极焊炬位置调整机构(位置调整机构)

60D焊接方向位置调整机构

61垂直定位机构

62水平定位机构

63、63C、64旋钮

65、65C、68进给丝杠构件

65a外螺纹部

66、66C固定台

66a、66Ca支承板部

66d内螺纹部

67、67C滑块

69引导构件

70定位挡块部

80焊接头部移动装置

81右焊接头部上下运动用工作缸(升降装置)

82左焊接头部上下运动用工作缸(升降装置)

83对接用气缸(对接方向移动装置)

100、100A移动装置

110焊接方向移动装置

120行进辊

130行进电动机

140架台框架

150轨道

200头单元装置

210支架

220横向引导件

230滑动板

240固定框架

250上下运动框架

260头单元横向运动电动机

270上下运动用工作缸

L直流电源(与先行电极连接的直流电源)

N螺母

M中间电极用交流电源

P通电电极头

R直流电源(与后续电极连接的直流电源)

S焊接装置(多电极气体保护弧焊装置)

T1紧固连结构件

T3紧固连结件

具体实施方式

以下，适当参照附图，对用于实施本发明的多电极气体保护弧焊方法及多电极气体保护弧焊装置的方式进行详细地说明。

首先，对多电极气体保护弧焊装置进行说明，之后对多电极气体保护弧焊方法进行说明。

《多电极气体保护弧焊装置》

如图1、2所示，多电极气体保护弧焊装置S(以下，适当称为焊接装置S)具备先行气体保护弧焊电极11(以下，适当称为先行电极11)和后续气体保护弧焊电极21(以下，适当称为后续电极21)，还在先行电极11与后续电极21之间具备中间电极31。并且，还具备两个直流电源即与先行电极11连接的直流电源L及与后续电极21连接的直流电源R和中间电极用交流电源M。需要说明的是，中间电极31为填充电极、即填充焊丝。

焊接装置S是通过气体将焊接部位从空气隔断，且使用多个电极来进行焊接的装置。

需要说明的是，如图1所示，焊接装置S适合适用于水平角焊。详细而言，焊接装置S以沿着作为被焊接材料1的下板2与立板3的角部(焊接部位)的方式将先行电极11、后续电极21及中间电极31这三个电极作为一组来配置，并沿图1的箭头方向移动的同时进行焊接。需要说明的是，符号6为配电盘。

另外，焊接装置S也可以形成为隔着立板3将两组先行电极11、11、后续电极21、21、中间电极31、31对置配置，并使两组电极同时移动的结构，从而能够同时焊接下板2与立板3的两侧的角部。并且，也可以形成为相对于各立板3配置两组先行电极11、11、后续电极21、21、中间电极31、31，并使两组以上的电极同时移动的结构，从而能够同时焊接下板2和多个立板3、3。

需要说明的是，焊接装置S中，对于气体没有特别地限定，可以使用气体保护弧焊中使用的公知的气体、例如二氧化碳、或二氧化碳与不活泼气体的混合气体等。

接着，对焊接装置S的各结构进行说明。

<先行电极、后续电极、中间电极>

先行电极11及后续电极21是在各电极的前端产生电弧，且在作为被焊接材料1的下板2与立板3的焊接部位形成熔池8的电极(参照图2)。另一方面，中间电极31是插入到熔池8的熔融金属积存部5中，防止弧偏吹等磁场干涉的产生，来使该熔融金属积存部5稳定的电极(参照图2)。

需要说明的是，由先行电极11及后续电极21产生的熔池8通过凝固而成为焊接金属7，该焊接金属7对下板2和立板3进行焊接。并且，焊渣19形成在焊接金属7的表面上。

先行电极11及后续电极21为消耗电极，优选由药芯焊丝构成。通过使用药芯焊丝，焊剂使电弧稳定化，因此能够得到良好的焊接部。但是，作为焊丝，没有限定为药芯焊丝，也可以由实芯焊丝等构成。

并且，中间电极31也为消耗电极，作为焊丝，由实芯焊丝或药芯焊丝等来构成，但没有特别地限定。

需要说明的是，构成各电极的药芯焊丝或实芯焊丝等的成分、直径、设置角度等没有特别地限定，可以以日本特开2004-261839号公报所公开的那样的条件进行。

另外，优选先行电极11、后续电极21及中间电极31将给送速度控制成固定速度来向焊接部位供给。

<与先行电极连接的直流电源、与后续电极连接的直流电源>

直流电源L、R是向先行电极11或后续电极21供给电流的电源。

直流电源L在正极上连接先行电极11，在负极上连接被焊接材料1(下板2或立板3)。另外，直流电源R在正极上连接后续电极21，在负极上连接被焊接材料1(下板2或立板3)。并且，直流电源L及直流电源R具有定电压特性。需要说明的是，定电压特性的电源是指如下这样的电源：控制成固定速度而给送的消耗电极的给送速度即使因某些外部干扰而产生给送速度的变化，进而电弧电压发生变化的情况下，也自动地使电流值增减而始终控制成固定的电压，从而控制成能够持续地进行稳定的弧焊。

从直流电源L及直流电源R向先行电极11及后续电极21供给的电流的值没有特别地限定，例如，可以使向先行电极11供给的电流为250A以上，使向后续电极21供给的电流为200A以上。

<中间电极用交流电源>

中间电极用交流电源M是与中间电极31及被焊接材料1(下板2或立板3)连接，且具有定电流特性或下降特性的电源。

需要说明的是，定电流特性是指除了有意图地控制电流的情况以外，即使负载电压增大，电流也几乎不变化的特性。另外，下降特性是指焊接电源的输出呈正弦波状地变化的特性。在下降特性中，因电弧长度的变化而电压变化非常大，但电流的变化极少。

在定电流特性及下降特性中，即使因电弧长度的变动等而电压发生变化，也能够流过大致固定的电流。

并且，当使用具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源M时，中间电极31不产生电弧，因此不会因电弧反作用力而使高效率焊接中的熔池8的稳定所不可欠缺的熔融金属积存部5的稳定紊乱，从而不会在焊接部上产生焊接缺陷。

另外，当使用具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源M时，中间电极31不会产生电弧，因此焊丝适度熔化而冷却效果得以提高。

在此，当向熔池8的输入热量增大时，焊接金属7中气孔、麻点等焊接缺陷增加。并且，熔池8成为干爽的状态，难以保持游泳池形状(即，容易垂落)。然而，当在中间电极31的作用下熔池8被冷却时，可抑制焊接缺陷的产生，并且容易保持游泳池形状。

在此，中间电极31的电流值优选30～200A。若电流值为30A以上，则焊丝完全熔化，若为200A以下，则难以产生电弧。

需要说明的是，中间电极用交流电源M的结构自身与现有公知的结构同样。

另外，先行电极11与后续电极21的极间距离设定为15至50mm。

在此，极间距离是指各电极中的焊丝前端之间的距离。即，焊接时的连结先行电极11的前端的焊丝直径的中心与后续电极21的前端的焊丝直径的中心的距离设定为15至50mm。

在使用直流电源进行焊接时，从磁吹及形成一个熔池这一点出发，先行电极11与后续电极21的极间距离成为问题。当该极间距离比15mm小时，先行电极11、后续电极21中电弧都不稳定，焊道外观·形状变差，并且飞溅的产生量变多。另一方面，当极间距离比50mm大时，不能通过2电极形成一个熔池，抗麻点性变差。因此，使先行电极11与后续电极21的极间距离为15至50mm的范围。需要说明的是，更优选的范围为25至35mm。

优选焊接装置S具备将先行电极11、后续电极21及中间电极31分别以固定的速度给送的电极给送机构。

<电极给送机构>

图3中示出电极给送机构的构成。在此，采用中间电极31进行说明，但先行电极11、后续电极21中也为同样的结构。

如图3所示，电极给送机构13是以固定的速度将中间电极31向焊接部位给送的机构。并且，如图3所示，电极给送机构13具备电极给送电动机16和电极给送辊17。

电极给送电动机16经由电极给送辊17将中间电极31向被焊接材料1的表面的规定位置给送。该电极给送辊17例如可以使用由以夹入中间电极31的方式配置的两个辊构成的给送辊。

电极给送电动机16由速度控制机构18进行控制。

<速度控制机构>

速度控制机构18是将中间电极31控制成固定的速度的机构。并且，如图3所示，速度控制机构18具备电极给送速度设定器14和电极给送电动机控制电路15。

电极给送速度设定器14将预先设定的表示电极的给送速度的给送速度信号向电极给送电动机控制电路15输出。需要说明的是，电极给送速度设定器14可以从外部输入给送速度。

电极给送电动机控制电路15是根据从电极给送速度设定器14输入的给送速度信号来控制电极给送电动机16的电路。

需要说明的是，对于电极的给送速度，没有特别地限定，优选为1～3m/min。

另外，优选焊接装置S具备对各电极的角度进行调整的角度调整机构、对各电极的位置进行调整的位置调整机构。并且，还优选具备对各电极间的距离进行调整的焊接方向位置调整机构。

接着，作为本发明的多电极气体保护弧焊装置的更具体的一实施方式，参照图4～14对具备这样的调整机构的多电极气体保护弧焊装置的具体的方式的一例进行说明(详细而言，参照日本特愿2011-42739)。

[多电极气体保护弧焊装置的具体的方式]

《焊接装置的结构》

如图4及图5所示，焊接装置S是使焊接头部4沿着被焊接部位1a(焊接线)移动的同时对作为被焊接材料的下板2和立板3进行焊接的多电极气体保护弧焊装置。焊接装置S具备移动装置100、控制盘400、操作盘410、集尘器500、焊丝收容器600、焊接用电源和冷却水供给装置和保护气体供给装置(图示省略)、焊接头部4(焊机)。

在此，X方向是与焊接方向正交的水平方向即对接方向，Y方向是铅垂的上下方向即垂直方向，Z方向是焊接方向，以下，适当使用而进行说明。需要说明的是，本焊接装置与日本特愿2011-42739的焊接装置同样。

并且，在此，该焊接装置具备：对先行电极11及后续电极21分别进行支承的两个焊接电极用焊炬(即，先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20)；对中间电极31进行支承的中间电极用焊炬30；对焊接电极用焊炬(10、20)、中间电极用焊炬30分别进行支承的各焊炬夹紧件45、45C(参照图8、12)；支承各焊炬夹紧件45、45C的基座50。该焊接装置还具备：使焊炬夹紧件45、45C分别转动规定角度来对焊接电极用焊炬(10、20)及中间电极用焊炬30的设置角度分别进行调整的各角度调整机构44(参照图11、12(b))；使角度调整机构44向全部方向移动来对焊接电极用焊炬(10、20)、中间电极用焊炬30的位置分别进行位置调整的各位置调整机构60。并且，基座50具备使焊接电极用焊炬(10、20)及中间电极用焊炬30在焊接方向上移动来对各电极间的距离进行调整的焊接方向位置调整机构60D。

《移动装置的结构》

如图5所示，移动装置100是使焊接头部4(焊机)向焊接方向(Z方向)、对接方向(与焊接方向正交的X方向)、垂直方向(Y方向)移动的行进装置。移动装置100例如具备焊接方向移动装置110(参照图4)、头单元装置200、上下运动用工作缸270、焊接头部移动装置80而构成。

<焊接方向移动装置的结构>

图4所示的焊接方向移动装置110是使在其背面侧配置的焊接装置S的多个焊接头部4(参照图5)向焊接方向移动的搬送装置。焊接方向移动装置110具备一对轨道150、行进辊120、行进电动机130、架台框架140。焊接方向移动装置110通过对行进电动机130进行旋转驱动，使各焊接头部4与基座50一起在焊接方向上移动来进行焊接。

<头单元装置的结构>

如图5所示，头单元装置200是用于使焊接头部4向对接方向移动的拱门形状的装置，例如，沿着架台框架140(参照图4)设置。在头单元装置200中具备支架210(参照图4)、横向引导件220、滑动板230、固定框架240、上下运动框架250、头单元横向运动电动机260、上下运动用工作缸270、右焊接头部上下运动用工作缸81、左焊接头部上下运动用工作缸82、操作盘410。

如图4所示，支架210是将收纳作为先行电极11(参照图5)及后续电极21的焊丝的焊丝收容器600移动自如地吊设的拱门状的支柱框架。支架210具备柱框架211、架设框架212、吊具213。

如图5所示，横向引导件220是架设在台面142上并沿左右方向延伸设置的框架构件，具有沿对接方向延伸设置的一对行进引导部220a。滑动板230是由行进引导部220a引导而沿对接方向滑动移动的构件。固定框架240是沿垂直方向延伸设置的框状框架。

如图5所示，上下运动框架250是用于保持焊接头部4及操作盘410的框架。需要说明的是，在各上下运动框架250上呈左右对称的状态配置有两台焊接头部4，因此，以下，对右侧的焊接头部4进行说明，而适当省略左侧的焊接头部4的说明。

头单元横向运动电动机260是使固定框架240行进，从而使左右的焊接头部4向横向移动用的电动机驱动装置。

上下运动用工作缸270是在固定框架240上经由铅垂方向引导件280使上下运动框架250相对于横向引导件220及滑动板230进行上下运动的装置，例如，由气缸装置构成。上下运动用工作缸270具备：与框状的上下运动框架250的上端部下侧中央部连结的工作缸271；上端部在工作缸271内设置成上下运动自如，且下端部固定于滑动板230的活塞杆272。

<焊接头部移动装置的结构>

如图5所示，所述焊接头部移动装置80是与所述焊接方向移动装置110(参照图4)、头单元装置200(参照图4)及上下运动用工作缸270相比，使焊接头部4在X、Y、Z方向上移动短距离来调整焊接头部4的位置用的装置。该焊接头部移动装置80具备右焊接头部上下运动用工作缸81、左焊接头部上下运动用工作缸82、对接用气缸83。

如图5所示，右焊接头部上下运动用工作缸81是用于使在上下运动框架250的右侧配置的右侧的焊接头部4在垂直方向(Y方向)上移动的装置。左焊接头部上下运动用工作缸82是用于使在上下运动框架250的左侧配置的左侧的焊接头部4在垂直方向(Y方向)上移动的工作缸装置。

对接用气缸83(对接方向移动装置)是使基座50和焊接头部4整体一起在对接方向(X方向)上移动的装置。该对接用气缸83具备：固定于基座50，通过向内部供给的压缩空气而进退的工作缸83a；一端部配置在工作缸83a内，另一端部固定在连结框架83c上的活塞杆83b；与上下运动框架250连结的所述连结框架83c；在工作缸83a的焊接方向侧的侧面上朝向对接方向延伸设置的上下一对的滑块83d；将该滑块83d卡合成滑动自如而对工作缸83a的对接方向的移动进行引导的导轨83e；用于将导轨83e固定在右焊接头部上下运动用工作缸81的侧面上的保持板83f。

操作盘410是用于对头单元横向运动电动机260、上下运动用工作缸270、焊接头部移动装置80、焊接用电源和冷却水供给装置和保护气体供给装置(图示省略)进行操作而对左右的焊接头部4的位置及驱动进行控制的控制器，其安装在上下运动框架250上。

未图示的电源包括向图5所示的焊接装置S的先行电极11及后续电极21的各电极部供给电力的各焊接用电源(供电装置)、向行进电动机130(参照图4)及头单元横向运动电动机260的驱动源供给电力的电源，例如，设置在焊接方向移动装置110的地板内等的规定位置。

另外，未图示的冷却水供给装置和保护气体供给装置也同样。

《焊接头部的结构》

如图5所示，焊接头部4(焊机)具备先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20及中间电极用焊炬30(即，填充焊丝用焊炬30)、对上述的焊炬(10、20、30)分别进行支承的焊炬夹紧机构40、向上述的焊炬(10、20、30)供给电流的焊接用电源(图示省略)、支承上述的焊炬(10、20、30)的基座50、使基座50等焊接头部4移动的焊接头部移动装置80。

该焊接头部4是通过焊接方向移动装置110行进的同时进行气体保护弧焊的构件，由于向所述焊炬(10、20、30)供给电流的结构、喷射不活泼的气体的结构等使用公知的气体保护弧焊装置的结构，因此省略其详细的说明。

如图6及图7所示，配置有各焊炬(10、20、30)的各焊接头部4以送入先行电极11、后续电极21及中间电极31(即，填充焊丝31)的方式构成，并且以经由具有角度调整机构44及位置调整机构60的焊炬夹紧机构40能够对X、Y、Z方向的位置及角度进行微调整的方式设置在基座50上。

需要说明的是，先行电极用焊炬10及后续电极用焊炬20分别具有独立的未图示的保护气体供给喷嘴。另外，在中间电极31的前端的规定位置以使焊丝露出的方式设有用于将焊丝以通电状态供给的电极头结构体。即，在中间电极用焊炬30的内部设有通电电极头P，来自焊接电源的焊接电流经由该通电电极头P向中间电极31供给。

《焊炬夹紧机构的结构》

焊炬夹紧机构40是对先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20、中间电极用焊炬30分别进行支承的支承机构，包括：对先行电极用焊炬10进行支承的先行电极用焊炬夹紧机构40A；对后续电极用焊炬20进行支承的后续电极用焊炬夹紧机构40B；对中间电极用焊炬30进行支承的中间电极用焊炬夹紧机构40C。先行电极用焊炬夹紧机构40A和后续电极用焊炬夹紧机构40B为对称形状的机构，因此以先行电极用焊炬夹紧机构40A为主进行说明，而适当省略后续电极用焊炬夹紧机构40B的说明。

如图8所示，先行电极用焊炬夹紧机构40A是将先行电极用焊炬10支承为装拆自如的支承机构，分别具备后述的焊炬夹紧件45、焊炬夹紧件安装支承件46、支承轴构件47、焊炬夹紧件支承件48、金属夹板49、紧固连结构件T1、角度调整机构44。

如图11(a)、(b)所示，各焊炬夹紧件45是分别对先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20进行支承的构件。在各焊炬夹紧件45上形成有保持孔45a、切口槽45b、螺纹孔45c、突片45d、固定内螺纹部45e。

保持孔45a是供各焊炬(10、20)分别经由绝缘衬套9能够沿周向转动地插入的孔，保持孔45a通过在外周形成切口槽45b，从而俯视下形成为大致C字状。

切口槽45b是从焊炬夹紧件45的外周部到保持孔45a而切去形成的部位，通过将一对突片45d以规定的间隙间隔配置而形成。

螺纹孔45c是与切口槽45b正交而形成的供紧固状况调整用的紧固连结构件T1螺入的孔。螺纹孔45c以通过被螺入紧固连结构件T1来调整保持孔45a的直径和一对突片45d之间的切口槽45b的间隔，从而调整对先行电极用焊炬10进行保持的保持孔45a的紧固力的方式形成在突片45d上。

突片45d由形成有切口槽45b及螺纹孔45c的一对厚板状的构件构成。突片45d在将紧固连结构件T1强力地螺合于螺纹孔45c时，突片45d、45d间的间隔变窄，焊炬夹紧件45对先行电极用焊炬10进行紧固的紧固力变强，从而焊炬夹紧件45被牢固地夹紧。在松缓紧固连结构件T1时，保持孔45a的内径对先行电极用焊炬10进行紧固的紧固力变弱，从而可以将该先行电极用焊炬10以保持孔45a的中心线为中心向周向(箭头b方向)转动，或者使该先行电极用焊炬10沿所述中心线的方向(箭头a方向)进退来调整先行电极用焊炬10从焊炬夹紧件45的突出长度，或者将该先行电极用焊炬10拔出。

固定内螺纹部45e是供将焊炬夹紧件安装支承件46固定于焊炬夹紧件45的焊炬夹紧件支承件48的前端部的外螺纹部螺合的部位。

焊炬夹紧件安装支承件46是用于将焊炬夹紧件45支承为能够旋转以支承轴构件插入孔46a为中心的圆弧状长孔46b的圆周方向的长度量的支承板构件，焊炬夹紧件安装支承件46与焊炬夹紧件45相邻设置。焊炬夹紧件安装支承件46的下端部通过紧固连结构件T2与滑块67连结而能够一起沿X、Y方向移动。

支承轴构件47是如下这样的构件：在使焊炬夹紧件支承件48穿过在金属夹板49的垂直方向长的调整孔49a而与焊炬夹紧件45的固定内螺纹部45e螺合，从而使焊炬夹紧件45相对于焊炬夹紧件安装支承件46能够转动的状态时，使焊炬夹紧件45以该支承轴构件47为中心而能够进行转动的螺纹构件。支承轴构件47插入到在焊炬夹紧件安装支承件46上形成的支承轴构件插入孔46a中。

焊炬夹紧件支承件48是前端经由调整孔49a、圆弧状长孔46b而螺纹紧固于固定内螺纹部45e的螺纹构件，是用于限制焊炬夹紧件45的转动的左右一对的构件。一对焊炬夹紧件支承件48插入到在焊炬夹紧件安装支承件46上形成的圆弧状长孔46b中。

金属夹板49是具有供两个焊炬夹紧件支承件48分别插入的在垂直方向上长的左右一对的调整孔49a的金属制厚板材，以覆盖圆弧状长孔46b的方式配置。

紧固连结构件T1是调整切口槽45b的间隙间隔，从而调整基于保持孔45a产生的焊炬夹紧件45的紧固力的调整用螺纹构件，例如由两根螺纹构件构成。

<角度调整机构的结构>

如图11(a)、(b)所示，角度调整机构44是使先行电极用焊炬10旋转规定角度来调整先行电极用焊炬10的设置角度的机构。角度调整机构44将先行电极用焊炬10轴支承为能够以支承轴构件47为中心而向垂直方向(Y方向)转动，从而能够调整先行电极11的垂直方向的朝向。

角度调整机构44与焊炬夹紧件45相邻设置并连接，具备：焊炬夹紧件安装支承件46；插入到在焊炬夹紧件安装支承件46上形成的支承轴构件插入孔46a中的支承轴构件47；穿过在焊炬夹紧件安装支承件46上形成的圆弧状长孔46b而与焊炬夹紧件45紧固连结的焊炬夹紧件支承件48。

因此，支承轴构件47及焊炬夹紧件支承件48构成通过对与焊炬夹紧件45紧固连结的紧固状况进行松缓而对先行电极11的垂直方向的角度进行调整的角度调整机构44。

需要说明的是，如图12(b)、图13所示，角度调整机构44在中间电极用焊炬30的中间电极用焊炬夹紧机构40C上也设有利用圆弧状长孔的同样的角度调整机构44。因此，省略其说明。

《位置调整机构的结构》

如图6及图7所示，位置调整机构60是使先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20、中间电极用焊炬30(参照图12)分别向对接方向及垂直方向移动，从而对上述的焊炬(10、20、30)的位置分别进行位置调整的机构。位置调整机构60具有：对先行电极用焊炬10的位置进行调整的先行电极焊炬位置调整机构60A；对后续电极用焊炬20的位置进行调整的后续电极焊炬位置调整机构60B；对中间电极用焊炬30的位置进行调整的中间电极焊炬位置调整机构60C。先行电极焊炬位置调整机构60A、后续电极焊炬位置调整机构60B及中间电极焊炬位置调整机构60C具备：使各焊炬夹紧件45、45C分别向垂直方向(Y方向)移动而能够对它们进行位置调整的图9所示的垂直定位机构61；使各焊炬夹紧件45分别向对接方向(X方向)移动而能够对它们进行位置调整的图10所示的水平定位机构62、61C(参照图12)。

另外，位置调整机构60与后述的焊接方向位置调整机构60D成为一体，具有使先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20、中间电极用焊炬30分别在焊接方向(Z方向)上移动，从而对上述的焊炬(10、20、30)的位置分别进行位置调整的功能。

<垂直定位机构的结构>

如图6及图9所示，先行电极焊炬位置调整机构60A(位置调整机构60)的垂直定位机构61分别具备后述的旋钮64、进给丝杠构件65、固定台66、滑块67(垂直滑块部67Y)、紧固连结构件T5。通过使旋钮64转动，经由进给丝杠构件65使垂直滑块部67Y向垂直方向(Y方向)移动，由此使与该垂直滑块部67Y连结的水平定位机构62的左右引导部69a和水平滑块部67X、焊炬夹紧件安装支承件46、焊炬夹紧件45及各焊炬(10、20、30)一起相对于垂直方向一体地移动，从而各焊炬(10、20、30)通过垂直定位机构61能够向垂直方向进行移动调整。

如图9所示，旋钮64是用于使先行电极用焊炬10相对于基座50向垂直方向进行微动的旋转操作用捏手。

进给丝杠构件65是通过对旋钮64进行旋转操作而与旋钮64一体地旋转的螺纹棒状的构件，在中央部螺合有进退自如的垂直滑块部67Y，且基端部侧转动自如地悬臂支承于固定台66的上下引导部66a上。

固定台66为具有上下引导部66a(支承板部)的正视下呈大致槽形钢状的形状的构件，通过将插入到基座50的长孔50a中的紧固连结件T3螺入在上下引导部66a的下板部形成的内螺纹部66d中而固定在基座50上。固定台66架设有穿过垂直滑块部67Y且将该垂直滑块部67Y支承为滑动自如的左右一对的引导轴66c。

滑块67是具有与在进给丝杠构件65上形成的外螺纹部65a螺合的内螺纹部67Yb，且伴随进给丝杠构件65的旋转而在上下引导部66a、66a之间滑动移动的构件。滑块67通过利用紧固连结构件T5将能够向垂直方向移动的垂直滑块部67Y和对能够向对接方向移动的水平滑块部67X(参照图10)进行支承的引导构件69连结而一体化，且相对于固定台66一起向垂直方向运动。

紧固连结件T3是后述的焊接方向位置调整机构60D的位置调整用的螺栓。

如上所述，紧固连结构件T5是用于将水平定位机构62的引导构件69固定在垂直定位机构61的垂直滑块部67Y上的螺栓。

<水平定位机构的结构>

如图10所示，先行电极焊炬位置调整机构60A(位置调整机构60)的水平定位机构62具备后述的旋钮63、进给丝杠构件68、滑块67的水平滑块部67X、引导构件69、紧固连结构件T2。通过使旋钮63转动，经由进给丝杠构件68使水平滑块部67X向对接方向(X方向)移动，由此使与该水平滑块部67X连结的焊炬夹紧件安装支承件46与焊炬夹紧件45及各焊炬(10、20、30)相对于对接方向一体地移动，从而各焊炬(10、20、30)通过水平定位机构62能够向对接方向进行移动调整。

旋钮63是用于使先行电极用焊炬10相对于基座50向对接方向进行微动的旋转操作用捏手。需要说明的是，符号N为螺母。

进给丝杠构件68是通过对旋钮63进行旋转操作而与旋钮63一体地旋转的螺纹棒状的构件，在中央部螺合有进退自如的水平滑块部67X，且基端部侧转动自如地悬臂支承于引导构件69的左右引导部69a上。

滑块67的水平滑块部67X具有将进给丝杠构件68轴支承为旋转自如的左右引导部69a、与在进给丝杠构件68上形成的外螺纹部68a螺合的内螺纹部67Xb，且该滑块67的水平滑块部67X伴随进给丝杠构件68的旋转而向对接方向(X方向)水平地滑动移动。

引导构件69是俯视下呈大致槽形钢状的形状的构件，架设有穿过水平滑块部67X而将该水平滑块部67X支承为滑动自如的上下一对的引导轴69c。如图11所示，引导构件69的外侧侧面通过在从该引导构件69的内侧内壁面朝向垂直滑块部67Y侧形成的四个锪孔中分别螺入紧固连结构件T5而被螺栓紧固成与垂直滑块部67Y的侧面抵接的状态。

所述紧固连结构件T2是从焊炬夹紧件安装支承件46的侧面螺入滑块67而将焊炬夹紧件安装支承件46和滑块67连结用的螺栓。

《中间电极用焊炬夹紧机构的结构》

在图12～图13所示的中间电极用焊炬30上设有与上述那样设置在先行电极用焊炬10上的先行电极用焊炬夹紧机构40A大致相同的中间电极用焊炬夹紧机构40C以及角度调整机构44。

<中间电极焊炬位置调整机构的结构>

如图12～图13所示，中间电极焊炬位置调整机构60C与所述先行电极用焊炬10的先行电极焊炬位置调整机构60A同样，具有使中间电极用焊炬30向水平的对接方向(箭头c方向)移动，来调整该焊炬(30)的位置的水平定位机构61C，但在不具备与垂直定位机构61相当的机构这一点上不同。即，中间电极焊炬位置调整机构60C形成为通过旋钮63C的旋转操作使滑块67C在焊接方向(Z方向)上滑动，由此能够使焊炬夹紧件45C向对接方向(箭头c方向)移动而对其进行位置调整的结构。

中间电极焊炬位置调整机构60C与所述先行电极焊炬位置调整机构60A同样，具备旋钮63C、进给丝杠构件65C、固定台66C、滑块67C，且配置在基座50上。需要说明的是，中间电极焊炬位置调整机构60C通过在基座50与固定台66C之间夹有适当的厚度的间隔件(图示省略)而还能够调整垂直方向的高度。

使中间电极用焊炬30移动的旋钮63C为一个。

进给丝杠构件65C由设置在固定台66C上的支承板部66Ca支承而相对于基座50水平地配置。

固定台66C是侧视下呈大致槽形钢状的形状的构件，具有对朝向对接方向(X方向)延伸设置的引导轴66c的两端部进行保持的支承板部66Ca、供滑块67C滑动的滑动面66Ce，且该固定台66C被螺栓紧固于基座50上的规定位置。

滑块67C伴随基于旋钮63C的转动操作所产生的进给丝杠构件65C的旋转而在水平的滑动面66Ce上沿水平方向(箭头c方向)滑动，使焊炬夹紧件45C向对接方向(X方向)移动。

《基座的结构》

如图7所示，基座50是用于将先行电极焊炬位置调整机构60A、后续电极焊炬位置调整机构60B及中间电极焊炬位置调整机构60C的固定台66、66C分别载置到规定位置的载置用的工作台，由厚板金属构成。在基座50上形成有多个使焊接方向位置调整机构60D的紧固连结件T3沿着该基座50的板面能够移动地插入的长孔50a(参照图5)，该紧固连结件T3将固定台66、66C固定到焊接方向的规定位置上。另外，在基座50上螺栓紧固有：使该基座50升降的所述右焊接头部上下运动用工作缸81(升降装置)(参照图5)；使基座50在对接方向上移动的对接用气缸83(对接方向移动装置)及未图示的焊接方向气缸(移动装置)；从该基座50向被焊接材料1的对接方向突出而配置的定位挡块部70。

《焊接方向位置调整机构的结构》

如图14所示，焊接方向位置调整机构60D是如下这样的机构：使在基座50上载置的固定台66、66C在焊接方向上水平移动，从而将先行电极用焊炬10、后续电极用焊炬20、中间电极用焊炬30的位置调整而固定到各自的焊接方向的规定位置。焊接方向位置调整机构60D具备：在固定台66、66C上形成的内螺纹部66d；在基座50上沿焊接方向形成得较长的长孔50a；以在焊接方向上能够进行微调整的方式可移动地插入到该长孔50a中，并与固定台66、66C的内螺纹部66d、66Cd(参照图13)螺合而将固定台66、66C固定到规定位置的位置调整用的紧固连结件T3。

《定位挡块部的结构》

如图6及图7所示，定位挡块部70是用于正确地仿形确定在基座50上载置设置的焊接电极用焊炬(10、20)及中间电极用焊炬30相对于被焊接材料1的水平位置及垂直位置的装置。定位挡块部70能够通过右焊接头部上下运动用工作缸81(参照图5)(升降装置)和使基座50在对接方向上移动的对接用气缸83(对接方向移动装置)等，与基座50一起进行位置的调整。因此，定位挡块部70在对各焊炬(10、20、30)相对于被焊接材料1的位置进行初始调整时，能够判断对接方向的距离，因此能够容易确定对接方向的位置。

如图14(a)、(b)所示，定位挡块部70由通过紧固连结构件T4固定于基座50的下表面的大致四方的厚板形状的构件构成。定位挡块部70是在基座50上固定成水平的状态的长条构件71。需要说明的是，可以具备检测被焊接材料1的接近距离的传感器。

《焊接装置的动作》

接着，参照图4～图11，对焊接装置S的动作进行说明。

如图4所示，在通过焊接装置S进行焊接时，首先，将被焊接材料1的下板2在架台框架140的腿部141、141之间沿着轨道150配置，并将立板3载置而固定到下板2上的规定位置。

接着，通过头单元装置200将图5所示的焊接头部4输送到被焊接部位1a的上方附近。然后，通过上下运动用工作缸270将焊接头部4输送到被焊接部位1a的高度附近。

暂且松缓图11(a)、(b)所示的焊炬夹紧件45的紧固连结构件T1，对先行电极用焊炬10(后续电极用焊炬20)相对于被焊接材料1的被焊接部位1a的轴向(箭头a方向)及绕轴旋转方向(箭头b方向)的位置进行调整。

需要说明的是，这种情况下，先行电极用焊炬10由弯曲部10a折弯或呈弯曲状弯曲而形成的弯曲焊炬构成，因此若使该焊炬转动，则先行电极11以保持孔45a的中心线为中心而向绕轴旋转方向(箭头b方向)转动，从而能够调整先行电极11相对于被焊接部位1a的前进角及后退角。

接着，暂且松缓焊炬夹紧件45的支承轴构件47及焊炬夹紧件支承件48，将先行电极用焊炬10(后续电极用焊炬20)相对于被焊接材料1的被焊接部位1a的垂直方向(Y方向)的角度调整成适当的角度。

同样地进行中间电极用焊炬30的轴向及绕轴旋转方向的位置的调整和将先行电极用焊炬10相对于被焊接材料1的被焊接部位1a的垂直方向(Y方向)的角度调整成适当的角度的调整。

接着，如图6及图10所示，对水平定位机构62的旋钮63进行旋转操作而使进给丝杠构件68旋转，由此使与焊炬夹紧件45一体地移动的水平滑块部67X在对接方向上移动，从而对先行电极用焊炬10的对接方向(X方向)的位置进行微调整。

并且，如图7～图9所示，对垂直定位机构61的旋钮64进行旋转操作而使进给丝杠构件65旋转，由此使与焊炬夹紧件45一体地移动的垂直滑块部67Y在垂直方向(Y方向)上移动，从而对先行电极用焊炬10的垂直方向的位置进行微调整。

与此同样，在后续电极用焊炬20上对垂直方向及对接方向的位置进行微调整。

如图12及图13所示，对于中间电极用焊炬30而言，通过对旋钮63C进行转动操作，由此使进给丝杠构件65C旋转，从而使与焊炬夹紧件45C一体地移动的滑块67C在对接方向(箭头c方向)上移动，来对中间电极用焊炬30的水平方向的位置进行微调整。

另外，在对各焊炬(10、20、30)的焊接方向的位置进行调整的情况下，如图14所示，松缓焊接方向位置调整机构60D的紧固连结件T3的紧固连结力，并使固定台66、66C向焊接方向移动而进行微调整。由此，将先行电极11与后续电极21的极间距离调整成15至50mm的范围。

《多电极气体保护弧焊方法》

接着，参照图1～14，对本发明的多电极气体保护弧焊方法进行适当说明。

本发明的多电极气体保护弧焊方法能够使用上述的多电极气体保护弧焊装置S来进行。

即，多电极气体保护弧焊方法是使用焊接装置S的焊接方法，该焊接装置S具备先行电极11和后续电极21，还在先行电极11与后续电极21之间具备中间电极31。在此，该焊接方法的特征在于，将先行电极11与后续电极21的极间距离设定为15至50mm，使反极性的直流电流流过先行电极11及后续电极21，并且使定电流特性或下降特性的交流电流流过中间电极31而进行焊接。

接着，以下对本发明的多电极气体保护弧焊方法的具体的一例进行说明。

在该焊接方法中，具有设定工序和焊接工序。以下，对各工序进行说明。

(设定工序)

设定工序包括：将先行电极11及后续电极21分别与具有定电压特性的直流电源L、R的正极连接，且将被焊接材料1与负极连接的工序；将中间电极31及被焊接材料1与具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源M连接的工序；使先行电极11与后续电极21的极间距离成为15至50mm的工序。需要说明的是，设定工序中的各工序的顺序没有特别地规定，可以顺序不同地进行。作为一例，能够通过以下的顺序进行设定工序。

在进行焊接时，首先，将先行电极11及后续电极21分别与具有定电压特性的直流电源L、R的正极连接，并将被焊接材料1与负极连接。并且，将中间电极31及被焊接材料1与具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源M连接。

接着，在对先行电极11及后续电极21的角度进行调整时，将先行电极11保持为后退角，并将后续电极21保持为前进角。上述的调整在焊接装置S具备角度调整机构44的情况下，由角度调整机构44进行。角度调整机构44如上述说明的那样，因此在此省略说明。

接着，将先行电极11与后续电极21的极间距离设定为15至50mm。并且，根据需要对中间电极31的位置进行调整，并对各电极的距被焊接材料1的位置进行调整。此时，优选调整成将中间电极31以与先行电极11及后续电极21所形成的熔池8接触的方式进行供给。上述的调整在焊接装置S具备位置调整机构60、焊接方向位置调整机构60D的情况下，由位置调整机构60、焊接方向位置调整机构60D进行。位置调整机构60、焊接方向位置调整机构60D如上述说明的那样，因此在此省略说明。

需要说明的是，如上所述，在上述的顺序中，先行电极11、后续电极21及被焊接材料1向直流电源L、R的连接、中间电极31及被焊接材料1向中间电极用交流电源M的连接、先行电极11及后续电极21的角度的调整、各电极的位置的调整等在对本发明的实施不产生妨碍的范围内，可以以任意顺序进行。

(焊接工序)

焊接工序是在上述设定工序后，向先行电极11、后续电极21及中间电极31供给电流来进行焊接的工序。

在焊接工序中，通过直流电源L、R使反极性的直流电流流过先行电极11及后续电极21，通过中间电极用交流电源M，使定电流特性或下降特性的交流电流在中间电极31与被焊接材料1之间流过而进行焊接。

此时，优选通过电极给送机构13及速度控制机构18，将先行电极11、后续电极21及中间电极31分别以固定的速度给送。并且，优选将中间电极31以与先行电极11及后续电极21所形成的熔池8接触的方式进行供给。

需要说明的是，对于流过电流自身而言，在各电极中流过电流的顺序没有特别规定，可以顺序不同地进行。也可以同时进行。

在这样的多电极气体保护弧焊方法中，首先，在先行电极11及后续电极21的前端产生电弧，并在作为被焊接材料1的下板2与立板3的焊接部位上形成熔池8。另一方面，将中间电极31插入到熔池8的熔融金属积存部5中。在该状态下，焊接装置S使各电极向焊接方向移动。并且，移动后的熔池8凝固而成为焊接金属7。并且，在焊接金属7的表面形成焊渣19。

需要说明的是，本发明的焊接方法没有限定为上述方法，只要将先行电极11与后续电极21的极间距离设定为15至50mm，使反极性的直流电流流过先行电极11及后续电极21，并使定电流特性或下降特性的交流电流流过中间电极31而进行焊接，则也可以采用其它的方法。

这样，在现有技术中，从直流定电流电源向中间电极供给电流，但在本发明中，中间电极使用交流定电流电源或交流下降特性电源。另外，中间电极焊丝在此以固定速度供给。这种情况下，中间电极焊丝的给送速度预先设定为与从交流定电流电源或交流下降特性电源向所述中间电极供给的电流所产生的焦耳发热熔融一致或迟少许的速度。这种情况下，如上述现有技术中说明的那样，中间电极虽然大致维持与通过所述先行极和所述后续极形成的熔池接触的状态，但因中间电极焊丝的给送阻力的变化或焊接物的变化等外部干扰，有时会产生中间电极从所述熔池分离的现象。在现有技术中，因该分离时产生的电弧使焊接变得不稳定，基于该焊接变得不稳定的现象而导致焊接缺陷。然而，根据本发明的结构，即使产生所述中间电极与熔池的分离，由于电弧在与交流电流相伴的交替电流的零点中断，所以没有实质性的电弧的产生，因此所述熔池也不会紊乱。

并且，所述先行极的电流和所述后续极的电流的电弧磁场干涉通过流过中间电极的交流电流而缓和。并且，即使在提高所述先行极的电流和所述后续极的电流来进行高速度焊接的条件下，各自的电弧集中受到流过中间电极的交流电流所产生的产生磁场的影响而成为向焊接方向扩展的状态。由此，在高效率焊接下，熔池也稳定形成。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明没有限定为上述实施方式，在不脱离请求保护的范围所记载的本发明的主旨的范围内能够适当进行设计变更。

Claims (10)

1.一种多电极气体保护弧焊方法，使用多电极气体保护弧焊装置，该多电极气体保护弧焊装置具备先行气体保护弧焊电极和后续气体保护弧焊电极，还在该先行气体保护弧焊电极与该后续气体保护弧焊电极之间具备中间电极，

将所述先行气体保护弧焊电极与所述后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm，

使反极性的直流电流流过所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极，

所述多电极气体保护弧焊方法的特征在于，

使定电流特性或下降特性的交流电流流过所述中间电极而进行焊接。

2.根据权利要求1所述的多电极气体保护弧焊方法，其特征在于，

所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极为药芯焊丝。

3.根据权利要求1或2所述的多电极气体保护弧焊方法，其特征在于，

在设定所述极间距离的工序中，将所述先行气体保护弧焊电极保持为后退角，并将所述后续气体保护弧焊电极保持为前进角，

在进行所述焊接的工序中，将所述中间电极以与所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极所形成的熔池接触的方式进行供给。

4.根据权利要求1或2所述的多电极气体保护弧焊方法，其特征在于，

所述多电极气体保护弧焊方法适用于水平角焊。

5.一种多电极气体保护弧焊装置，其具备先行气体保护弧焊电极和后续气体保护弧焊电极，还在该先行气体保护弧焊电极与该后续气体保护弧焊电极之间具备中间电极，

所述多电极气体保护弧焊装置具备：在正极上分别连接所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极，在负极上连接被焊接材料，且具有定电压特性的两个直流电源，

所述先行气体保护弧焊电极与所述后续气体保护弧焊电极的极间距离设定为15至50mm，

所述多电极气体保护弧焊装置的特征在于，

具备：与所述中间电极及所述被焊接材料连接，且具有定电流特性或下降特性的中间电极用交流电源。

6.根据权利要求5所述的多电极气体保护弧焊装置，其特征在于，

具备电极给送机构，该电极给送机构将所述先行气体保护弧焊电极、所述后续气体保护弧焊电极及所述中间电极分别以固定的速度给送。

7.根据权利要求5或6所述的多电极气体保护弧焊装置，其特征在于，具备：

对所述先行气体保护弧焊电极及所述后续气体保护弧焊电极分别进行支承的两个焊接电极用焊炬和对所述中间电极进行支承的中间电极用焊炬；

对所述焊接电极用焊炬、所述中间电极用焊炬分别进行支承的各焊炬夹紧件；

支承所述各焊炬夹紧件的基座，

所述多电极气体保护弧焊装置还具备：

使所述焊炬夹紧件分别转动规定角度来对所述焊接电极用焊炬及所述中间电极用焊炬的设置角度分别进行调整的各角度调整机构；

使所述角度调整机构向全部方向移动来对所述焊接电极用焊炬、所述中间电极用焊炬的位置分别进行位置调整的各位置调整机构。

8.根据权利要求7所述的多电极气体保护弧焊装置，其特征在于，

所述位置调整机构具备：

能够使所述各焊炬夹紧件分别向垂直方向移动来进行位置调整的垂直定位机构；

能够使所述各焊炬夹紧件分别向对接方向移动来进行位置调整的水平定位机构。

9.根据权利要求7所述的多电极气体保护弧焊装置，其特征在于，

所述基座具备焊接方向位置调整机构，该焊接方向位置调整机构使所述焊接电极用焊炬及所述中间电极用焊炬在焊接方向上移动来对各电极间的距离进行调整。

10.根据权利要求8所述的多电极气体保护弧焊装置，其特征在于，

所述基座具备焊接方向位置调整机构，该焊接方向位置调整机构使所述焊接电极用焊炬及所述中间电极用焊炬在焊接方向上移动来对各电极间的距离进行调整。