CN109219493B - 焊接装置及焊接方法 - Google Patents

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CN109219493B CN201680086226.5A CN201680086226A CN109219493B CN 109219493 B CN109219493 B CN 109219493B CN 201680086226 A CN201680086226 A CN 201680086226A CN 109219493 B CN109219493 B CN 109219493B
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Abstract

本发明提供一种焊接装置与焊接方法。若干实施方式的焊接装置，是对已重叠的两片异形板的外周缘彼此进行焊接的焊接装置，包括：旋转台，所述两片异形板在已重叠的状态下得到固定；焊炬单元，具有焊接炬，配置在与固定在所述旋转台上的所述两片异形板的外周缘相向的位置上；第一焊炬驱动部，使相对于所述外周缘的所述焊接炬的方向及间隔可变；以及第一控制部，以相对于进行旋转的所述两片异形板的所述外周缘的切线的所述焊接炬的方向、及外周缘与焊接炬的间隔沿着异形板的圆周方向变成固定的方式，控制所述第一焊炬驱动部。

Description

焊接装置及焊接方法
技术领域
本公开涉及一种焊接装置及焊接方法，对从中心至外周缘为止的长度在圆周方向上不同的异形板的外周缘彼此进行焊接。
背景技术
如专利文献1中所记载那样，壳板(shell and plate)式热交换器的热交换部将许多同一形状的板重叠，各板中邻接的板的外周缘彼此得到焊接，而在各板间形成冷媒流路。
专利文献1中所公开的壳板式热交换器的热交换部，将许多正圆形板重叠来构成热交换部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5690532号公报
发明内容
发明所要解决的问题
构成所述热交换部的板的外周缘的焊接，必须沿着外周缘的圆周方向去除由熔化不足所产生的焊接缺陷。熔化深度因用于焊接的焊接炬(welding torch)的相对于外周缘的方向或焊接部与焊接炬间的间隔、或加热时间而变化。因此，为了在圆周方向上去除熔化不足，必须使焊接炬按照设定条件来动作。
当使用正圆形的板时，一面将板中心作为旋转轴使板以固定速度进行旋转，一面相对于板外周缘在固定的方向上相向配置焊接炬，由此可达成均匀的熔化深度。
但是，当对从中心至外周缘为止的长度在圆周方向上不同的异形板的外周缘进行焊接时，若为与正圆形板相同的焊接方法，则即便异形板以固定速度进行旋转，在外周缘为具有大的曲率的圆弧的情况、及外周缘为具有小的曲率的圆弧的情况下，焊接炬的穿过速度也在具有大的曲率的圆弧侧相对变得更快。
因此，在外周缘的圆周方向上，无法达成均匀的熔化深度。
本发明的若干实施方式的目的在于，当对已重叠的异形板的外周缘进行焊接时，抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
解决问题的技术手段
(1)若干实施方式的焊接装置，其是对已重叠的两片异形板的外周缘彼此进行焊接的焊接装置，包括：
旋转台，所述两片异形板在已重叠的状态下得到固定；
焊炬单元，具有：焊接炬，配置在与固定在所述旋转台上的所述两片异形板的外周缘相向的位置上；
第一焊炬驱动部，使相对于所述外周缘的所述焊接炬的方向及间隔可变；以及
第一控制部，以相对于进行旋转的所述两片异形板的所述外周缘的切线的所述焊接炬的方向、及所述焊接炬与所述外周缘的间隔沿着所述外周缘的圆周方向变成固定的方式，控制所述第一焊炬驱动部。
在本说明书中，所谓“异形板”，是指：当板已固定在旋转台上时，从旋转中心至外周缘为止的长度在圆周方向上不同的板。例如为，在圆周方向上具有不同的曲率者，而非外周缘如正圆形那样由在圆周方向具有同一个曲率的圆弧构成者。例如，具有椭圆形的板等符合，但并不限定于如椭圆形那样仅由圆弧构成的形状。
在所述(1)的结构中，固定在旋转台上并进行旋转的异形板的外周缘通过焊接炬来进行焊接。此时，通过所述第一控制部，以相对于已重叠的两片异形板的外周缘的切线的焊接炬的方向、及焊接炬与外周缘的间隔沿着外周缘的圆周方向变成固定的方式，而控制所述第一焊炬驱动部。由此，可使外周缘的熔化深度在圆周方向上变得均匀，而可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，所述旋转台只要以固定速度进行旋转即可，因此，可使旋转台的驱动部简单化且低成本化。另外，焊接炬无需相对于外周缘的圆周方向进行移动，基本上变成固定配置，因此，不需要用于使焊接炬朝外周缘的圆周方向移动的驱动部而可实现低成本化。
(2)在一实施方式中，在所述(1)的结构中，
所述第一控制部是以所述外周缘的各部位的利用所述焊接炬的加热时间变成固定的方式，而控制相对于所述外周缘的所述焊接炬的方向位移速度(单位时间内的方向位移，即方向位移率)。
根据所述(2)的结构，以外周缘的各部位的利用焊接炬的加热时间变成固定的方式，而控制相对于外周缘的焊接炬的方向位移速度，由此可使熔化深度在外周缘的圆周方向上变得均匀，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，使焊接炬的方向朝与所述旋转台的旋转方向同一方向或相反方向位移，由此可比较容易地控制相对于外周缘的焊接炬的相对的方向位移速度。
(3)在一实施方式中，在所述(2)的结构中，
所述第一控制部具有：
焊炬姿势图，在将所述两片异形板的旋转中心作为坐标中心的二维坐标中，在所述异形板的圆周方向上，至少在所述外周缘的曲率不同的各区域中，在所述区域的各个设定位置上对所述焊接炬的位置及方向进行坐标表述，且所述方向在所有的所述区域中相对于所述外周缘的切线被设定成同一角度；以及
焊炬方向位移速度图，以在所述区域的各个所述设定位置之间，利用所述焊接炬的加热时间变成固定的方式，而设定有所述焊接炬的方向位移速度；
其中，所述第一控制部是根据所述焊炬姿势图及所述焊炬方向位移速度图，来控制所述第一焊炬驱动部。
在所述焊炬姿势图中，在被焊接的外周缘的曲率不同的各区域中，在所述区域的各个设定位置上对焊接炬的位置及方向进行坐标表述，因此，容易沿着外周缘的圆周方向控制熔化深度。另外，相对于外周缘的焊接炬的方向沿着外周缘的圆周方向被设定成同一角度，因此，可沿着外周缘的圆周方向去除由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，在焊炬方向位移速度图中，以利用焊接炬的加热时间变成固定的方式设定所述焊接炬的方向位移速度，因此，可沿着外周缘的圆周方向使熔化深度均匀化，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
(4)在一实施方式中，在所述(3)的结构中，
在所述焊炬姿势图中，
所述焊接炬的前端由所述二维坐标的y轴与所述外周缘的交点来进行坐标表述，
设定穿过所述交点的假想圆，所述焊接炬的方向以相对于穿过所述交点与所述假想圆的中心点的法线具有固定的角度的方式来设定。
根据所述(4)的结构，焊接炬的前端由所述交点来进行坐标表述，由此通过第一控制部，以在异形板的任意的圆周方向位置上，焊接炬的前端始终位于所述交点上的方式进行控制，因此，容易设定焊接炬的位置。另外，焊接炬的方向以相对于所述法线具有固定的角度的方式来设定，因此，可使焊接炬的方向相对于外周缘的切线始终变成固定的角度。
另外，在实际的焊接时，将焊接炬的前端配置在从所述交点朝异形板的外侧仅偏移了微小距离的位置上。
(5)在一实施方式中，在所述(4)的结构中，
所述焊接炬的方向以与所述法线一致的方式来设定。
根据所述(5)的结构，使焊接炬与法线一致，由此可将焊接炬相对于外周缘的切线配置成直角。由此，可使外周缘的热输入量变成最大，因此，可使外周缘的熔化深度变成最大，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
(6)在一实施方式中，在所述(1)～(5)的任一者的结构中还包括：
第二焊炬驱动部，使所述焊接炬可朝与所述两片异形板的表背面交叉的方向移动；
第三焊炬驱动部，使相对于所述外周缘的所述焊接炬的间隔可变；
非接触传感器，检测与所述两片异形板的所述表背面交叉的方向的重叠位置、及相对于所述外周缘的所述焊接炬的间隔；以及
第二控制部，根据所述非接触传感器的检测值，以在与所述表背面交叉的方向上所述焊接炬的位置与所述重叠位置一致、且所述间隔变成设定值的方式控制所述第二焊炬驱动部及所述第三焊炬驱动部。
根据所述(6)的结构，通过利用所述第二控制部的反馈控制，可使焊接炬始终位于外周缘的重叠位置上，因此，可确保焊接部的热输入量，并且可将相对于异形板的外周缘的焊接炬的间隔终位保持为设定值，因此，可消除焊接部的熔化不足。
另外，也能够以兼具所述第一控制部及所述第二控制部的功能的方式构成一个控制部。
(7)在一实施方式中，在所述(6)的结构中，
所述非接触传感器是激光位移传感器，
所述第二控制部是对所述检测值与存储在所述第二控制部中的原始形状(mastershape)进行比较，由此检测所述重叠位置及所述外周缘与所述焊接炬间的间隔。
根据所述(7)的结构，将激光位移传感器用作非接触传感器，使用不会因焊接光等外部干扰而被扰乱的激光光，因此，可提升检测精度。
(8)在一实施方式中，在所述(1)～(7)的任一者的结构中，
所述第一控制部以所述外周缘之中产生应力集中的部位的加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制所述焊接炬的方向位移速度。
根据所述(8)的结构，以在外周缘之中产生应力集中的部位上加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制焊接炬的方向位移速度，由此可例外地使熔化深度变深。由此，可提升产生应力集中的部位的焊接部的强度。
(9)若干实施方式的焊接方法，其是对已重叠的两片异形板的外周缘彼此进行焊接的焊接方法，包括：
第一步骤，将所述两片异形板以已重叠的状态固定在旋转台上，并以固定旋转速度进行旋转；
第二步骤，使用与所述两片异形板的外周缘相向配置的焊接炬，沿着圆周方向对所述两片异形板的外周缘进行焊接；以及
第三步骤，在所述第二步骤中，以相对于所述外周缘的切线的所述焊接炬的方向、及所述焊接炬与所述外周缘的间隔沿着所述外周缘的圆周方向变成固定的方式进行控制。
根据所述(9)的方法，在所述第三步骤中，以相对于重叠的异形板的外周缘的切线的所述焊接炬的方向、及所述焊接炬与所述外周缘的间隔沿着所述外周缘的圆周方向变成固定的方式进行控制，因此，可沿着外周缘的圆周方向抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，所述旋转台只要以固定速度进行旋转即可，因此，可使旋转台的驱动部简单化且低成本化。另外，焊接炬无需朝外周缘的圆周方向移动，基本上变成固定配置，因此，不需要用于使焊接炬朝外周缘的圆周方向移动的驱动部而可实现低成本化。
(10)在一实施方式中，在所述(9)的方法中，
在所述第三步骤中，
在所述异形板的圆周方向上，至少在所述外周缘的曲率不同的各区域中，在所述区域的各个设定位置上设定所述焊接炬的位置及方向，且在所有的所述设定位置上相对于所述外周缘的切线将所述方向设定成同一角度，
以在所述区域的各个所述设定位置之间，利用所述焊接炬的加热时间变成固定的方式，而设定所述焊接炬的方向位移速度。
根据所述(10)的方法，在外周缘的曲率不同的各区域中设定焊接炬的位置及方向，且在各区域的设定位置之间加热时间变成固定，因此，可沿着外周缘的圆周方向抑制由焊接部的熔化不足所产生的焊接缺陷。
(11)在一实施方式中，在所述(9)或(10)的方法中，
在所述第三步骤中，
以所述外周缘之中产生应力集中的部位的加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制所述焊接炬的方向位移速度。
根据所述(11)的方法，可在外周缘之中产生应力集中的部位上延长加热时间。由此，可使应力集中部的熔化深度变深，可提升应力集中部的焊接部的强度。
发明的效果
根据若干实施方式，当对异形板的外周缘进行焊接时，可沿着外周缘的圆周方向去除由熔化不足所产生的焊接缺陷。另外，可使能够实现此目标的焊接装置的结构简单化且低成本化。
附图说明
图1是一实施方式的焊接装置的平面图。
图2是一实施方式的焊接装置的正面图。
图3是表示一实施方式的焊接装置的控制系统的框线图。
图4是表示一实施方式的焊接装置的控制系统的框线图。
图5A与图5B分别是一实施方式的焊接装置的动作说明图。
图6是表示异形板的焊接控制图的一例的说明图。
图7A是表示一实施方式的焊接方法的说明图，图7B是表示利用图7A中所示的焊接方法的熔化深度的剖面图。
图8A是表示一实施方式的焊接方法的说明图，图8B是表示利用图8A中所示的焊接方法的熔化深度的剖面图。
图9是一实施方式的焊接方法的步骤图。
符号的说明
10：焊接装置
12a、12b：旋转台
14：焊接炬
16：焊炬单元
16a：第一区块
16b：第二区块
18：第一焊炬驱动部
18a：方向可变部
18b：间隔可变部
20：第一控制部
22：导轨
24：齿条
26：齿轮
28、34、42、50：驱动部
29：台
30、36：支撑台：
32、40、48：滚珠螺杆
46：支撑台
38、52：滑块
39：螺杆轴
41：第二焊炬驱动部
44：固定块
49：第三焊炬驱动部
53：焊炬本体
54：非接触传感器
56：固定板
58：第二控制部
60：焊炬姿势图
62：焊炬方向位移速度图
C：假想圆
Lt：切线
Ln：法线
O1：旋转中心
O2：中心点
P1、P2：异形板
Pi：交点
R(R1、R2、...)：区域
e1、e2：外周缘
h1、h2：孔
m1、m2：熔化深度
v(v1、v2、...)：设定位置
w：焊接部
θ：中心角度
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的若干实施方式进行说明。但是，作为实施方式所记载或附图中所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，并非将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。
例如，“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对的或绝对的配置的表达，严格来说不仅表示此种配置，而且也表示具有公差、或可获得相同功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态。
例如，“同一”、“同等”及“均质”等表示事物为同等的状态的表达，严格来说不仅表示同等的状态，而且也表示存在公差、或可获得相同功能的程度的差的状态。
例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达，不仅表示在几何学上严格的含义中的四边形状或圆筒形状等形状，而且也表示在可获得相同效果的范围内，包含凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，“包括”、“包含”、“具备”、“含有”、或“具有”一个构成元件这一表达，并非将其他构成元件的存在除外的排他性的表达。
至少一实施方式的焊接装置10如图1及图2所示，包括：将成为焊接对象的两片异形板P1及P2可旋转地固定的旋转台12a及旋转台12b。异形板P1及异形板P2在已重叠的状态下配置在旋转台12a及旋转台12b间，而由这些旋转台夹持。异形板P1及异形板P2具有同一个大小及同一个形状，当相互已重叠时，异形板P1及异形板P2的外周缘e1及外周缘e2实质上一致。
在与固定在旋转台12a及旋转台12b上的两片异形板P1及P2的外周缘e1及外周缘e2相向的位置上，配置焊接炬14。焊接炬14安装在焊炬单元16上。
另外，包括：第一焊炬驱动部18，使相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的方向、以及焊接炬14与外周缘e1及外周缘e2的间隔可变。
进而，如图3所示，包括：第一控制部20，所述第一控制部20以相对于进行旋转的两片异形板P1及P2的外周缘e1及外周缘e2的切线的焊接炬14的方向、以及焊接炬14与外周缘e1及外周缘e2的间隔沿着外周缘e1及外周缘e2的圆周方向变成固定的方式，而控制第一焊炬驱动部18。
在所述结构中，由旋转台12a及旋转台12b夹持并朝箭头a方向旋转的异形板P1及异形板P2的外周缘e1及外周缘e2，通过焊接炬14来进行焊接。此时，第一控制部20控制第一焊炬驱动部18，相对于已重叠的两片异形板P1及P2的外周缘e1及外周缘e2的切线的焊接炬14的方向、以及焊接炬14与外周缘e1及外周缘e2的间隔沿着外周缘e1及外周缘e2的圆周方向变成固定。由此，可沿着外周缘e1及外周缘e2的圆周方向，抑制由焊接部w的熔化不足所产生的焊接部w的焊接缺陷。
另外，旋转台12a及旋转台12b只要以固定速度进行旋转即可，因此，可使此旋转台的驱动部简单化且低成本化。另外，焊接炬14无需相对于外周缘e1及外周缘e2的圆周方向进行移动，基本上变成固定配置，因此，不需要用于使焊接炬14朝外周缘的圆周方向移动的驱动部，而可实现低成本化。
在一实施方式中，如图1及图2所示，安装焊接炬14的焊炬单元16可滑动地安装在导轨22的长边方向(图1的箭头b方向)上。焊炬单元16包含：设置第一焊炬驱动部18的第一区块16a、及设置焊接炬14的第二区块16b。
在一实施方式中，如图2及图3所示，第一焊炬驱动部18包含：方向可变部18a，使相对于外周缘e1及外周缘e2的切线的焊接炬14的方向可变、及间隔可变部18b，使相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的间隔可变。
在一实施方式中，间隔可变部18b使相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的前端的间隔可变。
在一实施方式中，方向可变部18a如图1所示，包含：具有圆弧形状的导轨22。导轨22设置在与外周缘e1及外周缘e2相向的位置上，且沿着这些外周缘的圆周方向延伸设置。在一实施方式中，焊接炬14的前端可通过间隔可变部18b而呈直线状地朝相对于外周缘e1及外周缘e2进退的方向(图1的箭头d方向)移动，由此可将焊接炬14的前端始终配置在外周缘e1及外周缘e2上。将导轨22的圆弧中心设定在焊接炬14的前端的移动线上且设定在外周缘上的一点上，由此可一面使焊接炬14的前端对准所述一点，一面改变相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的方向。
另外，在实际的焊接中，将焊接炬14的前端配置在相对于外周缘e1及外周缘e2朝外侧仅偏移了微小距离的位置上。
在一实施方式中，方向可变部18a如图2所示，包含：设置在导轨22的表面上的齿条24、与齿条24咬合的齿轮26、及设置在焊炬单元16中并对齿轮26进行驱动的驱动部28。通过驱动部28对齿轮26进行驱动，由此焊炬单元16沿着导轨22的长边方向进行移动。齿轮26可转动地支撑在台29上，驱动部28及台29固定在支撑台30上。
在一实施方式中，间隔可变部18b如图2所示，包含：可转动地支撑在支撑台30上的滚珠螺杆32、设置在支撑台30上的驱动部34、及与支撑台36一体并与滚珠螺杆32螺合的滑块38。支撑台36构成第二区块16b的一部分。
滚珠螺杆32通过驱动部34而转动，使相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的前端的间隔可变。
在一实施方式中，如图2及图4所示，第二区块16b包含：可使焊接炬14朝与两片异形板P1及P2的表背面交叉的方向(例如图2的箭头f方向)移动的第二焊炬驱动部41、及使相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的间隔可变的第三焊炬驱动部49。进而，如图1所示，包括：非接触传感器54，检测与两片异形板P1及P2的表背面交叉的方向的重叠位置、以及相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的间隔。非接触传感器54的检测值被输入至第二控制部58中。第二控制部58以在与异形板P1及异形板P2的表背面交叉的方向上，焊接炬14的位置与异形板P1及异形板P2的重叠位置一致的方式，来控制第二焊炬驱动部41。另外，第二控制部58以焊接炬14与外周缘e1及外周缘e2的间隔变成设定值的方式，来控制第三焊炬驱动部49。
根据所述结构，通过利用第二控制部58的所述反馈控制，可使焊接炬14始终位于外周缘e1及外周缘e2的重叠位置上，因此，可确保焊接部w的热输入量。另外，可将相对于外周缘e1及外周缘e2的焊接炬14的间隔始终保持为设定值，因此，可沿着外周缘的圆周方向消除焊接部w的熔化不足。
另外，也可以设为一个控制部兼具第一控制部20及第二控制部58的全部功能。
在一实施方式中，如图2所示，第二焊炬驱动部41包含：驱动部42，与固定块44一同固定在支撑台46上。配置在箭头f方向上的螺杆轴39从下方支撑支撑台36。在固定块44中，螺杆轴39与滚珠螺杆40在相互交叉的方向上螺合，通过驱动部42来使滚珠螺杆40及螺杆轴39转动。通过螺杆轴39进行转动，固定块44及支撑台46朝与异形板P1及异形板P2的接合面s交叉的方向(箭头f方向)平行移动。
在一实施方式中，如图2所示，第三焊炬驱动部49包含：驱动部50，由支撑台46支撑并使滚珠螺杆48转动。固定在焊炬本体53上的滑块52与滚珠螺杆48螺合，若滚珠螺杆48转动，则焊炬本体53呈直线状地朝相对于外周缘e1及外周缘e2进退的方向移动。
在一实施方式中，如图2所示，非接触传感器54经由固定板56而固定在第二区块16b上。因此，非接触传感器54与焊接炬14一同朝箭头b方向或箭头d方向移动，因此，不需要独自的移动部件。
在一实施方式中，各驱动部28、34、42及50包含：可正反旋转的伺服马达，通过第一控制部20及第二控制部58而朝正反方向进行旋转。
在一实施方式中，非接触传感器54是激光位移传感器，第二控制部58对激光位移传感器的检测值与存储在第二控制部58中的原始形状进行比较，由此检测异形板P1及异形板P2的重叠位置、以及外周缘e1及外周缘e2与焊接炬14间的间隔。
如此，将激光位移传感器用作非接触传感器，使用不会因焊接光等外部干扰而被扰乱的激光光，因此，可提升检测精度。
尤其，通过使用使波长为长的蓝色激光光振荡的激光位移传感器，可进一步提升检测精度。
在一实施方式中，与专利文献1中所公开的正圆形板同样地，异形板P1及异形板P2形成壳板式热交换器的热交换部。与所述正圆形板同样地，如图1所示，异形板P1及异形板P2在内侧形成冷媒进行流通的内圆的孔h1及孔h2。利用三根固定钩(未图示)使内圆的孔h1及孔h2的内缘结合，由此变成已使成为焊接对象的两片异形板P1及P2重叠的状态。
在一实施方式中，如图3所示，第一控制部20内置有焊炬姿势图60及焊炬方向位移速度图62。
焊炬姿势图60如图5A及图5B所示，使用包含x轴及y轴的二维坐标。在此二维坐标的坐标中心(0、0)配置旋转台12a及旋转台12b的旋转中心(即，异形板P1、异形板P2的旋转中心)O1。
而且，如图6所示，将外周缘至少分割成外周缘e1、外周缘e2的曲率不同的各区域R(R1、R2、...)，并在所分割的区域的各个设定位置v(v1、v2、...)上，对焊接炬14的位置及方向进行坐标表述。焊接炬14的方向如图5A及图5B所示，以在所有区域的设定位置上相对于外周缘的切线Lt变成同一角度的方式来设定。
焊炬方向位移速度图62是以在区域R(R1、R2、...)的各个设定位置v(v1、v2、...)之间，利用焊接炬14的加热时间变成固定的方式，而设定有焊接炬14的方向位移速度的图。
第一控制部20根据焊炬姿势图60及焊炬方向位移速度图62，来控制第一焊炬驱动部18。
根据焊炬姿势图60，在外周缘e1及外周缘e2的曲率不同的各区域中设定焊接炬14的位置及方向，且在所有区域中将相对于外周缘的焊接炬14的方向设定成同一角度，因此，可沿着外周缘的圆周方向抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
焊炬方向位移速度图62以在区域R(R1、R2、...)的各个设定位置v(v1、v2、...)上，利用焊接炬的加热时间变成固定的方式，而设定焊接炬14的方向位移速度，因此，可沿着外周缘的圆周方向使熔化深度均匀化，可去除由熔化不足所产生的焊接缺陷。
焊接炬14的方向位移速度可通过相对于异形板P1及异形板P2的旋转方向a，使焊接炬14的方向朝同一方向位移、或朝反方向位移而容易地改变。
在一实施方式中，如图5A及图5B所示，在焊炬姿势图60中，焊接炬14的前端由二维坐标的y轴与外周缘e1、外周缘e2的交点Pi来进行坐标表述，并设定穿过交点Pi的假想圆C。而且，焊接炬14的方向以相对于穿过交点Pi与假想圆C的中心点O2的法线Ln具有固定的角度的方式来设定。另外，图5A表示旋转台12a、旋转台12b的旋转中心O1与假想圆C的中心点O2一致的情况，图5B表示旋转台12a、旋转台12b的旋转中心O1与假想圆C的中心点O2不一致的情况。
如此，焊接炬14的前端由交点Pi来进行坐标表述，由此通过第一控制部20，以在异形板的任意的旋转位置上，焊接炬14的前端始终位于交点Pi上的方式进行控制。因此，焊接炬14的位置设定变得容易。另外，焊接炬14的方向以相对于法线Ln具有固定的角度的方式来设定，因此，可使焊接炬14的方向相对于外周缘的切线Lt始终变成固定的角度。由此，可沿着外周缘的圆周方向使熔化深度均匀化，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，在实际的焊接时，将焊接炬14的前端配置在从交点Pi朝外周缘e1及外周缘e2的外侧仅偏移了微小距离的位置上。
在一实施方式中，如图7A及图7B所示，焊接炬14的方向以与法线Ln一致的方式来设定。由此，可将焊接炬14相对于外周缘的切线Lt配置成直角，因此，可使外周缘的热输入量变成最大。因此，可使外周缘的熔化深度变成最大，因此，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
图7A表示焊接炬14的方向与法线Ln一致的例子(例1)，图8A表示焊接炬14的方向与法线Ln不一致，且与法线Ln仅相差角度α的例子(例2)。在例1的情况下，外周缘的热输入量变成最大，因此，如图7B所示，焊接部w的熔化深度m1变成最大。在例2中，与例1相比外周缘的热输入量减少，因此，如图8B所示，焊接部w的熔化深度m2比例1减少。
另外，越将外周缘的分割区域R(R1、R2、...)细分化，越可精密地控制焊接炬14的位置及方向。例如，若以中心角度θ未满1°来均等地分割外周缘，则可更精密地控制焊接炬14的位置及方向。
另外，焊接炬14例如可使用：通过气焊机并利用可燃性气体的燃烧热对被焊接材料进行加热来进行焊接的气焊、使被焊接材料与焊接炬之间产生电弧来使被焊接材料熔融的电弧焊接(包含等离子焊接)、其他任意的焊接方法中所使用的焊接炬。
在一实施方式中，第一控制部20以外周缘e1及外周缘e2之中产生应力集中的部位的加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制焊接炬14的方向位移速度。
由此，可例外地使产生应力集中的部位的熔化深度变深。由此，可提升应力集中部位的焊接部的强度。
例如，在焊炬方向位移速度图62中，以同一中心角度θ在圆周方向上将外周缘e1、外周缘e2分割成区域R(R1、R2、...)，并以应力集中部位的利用焊接炬14的加热时间变得比其他部位长的方式，而设定焊接炬14的方向位移速度。
第一控制部20根据此焊炬方向位移速度图，来控制焊接炬14的方向位移速度。
至少一实施方式的焊接方法如图9所示，包括：第一步骤S10、第二步骤S12及第三步骤S14。
在第一步骤(异形板设置步骤)S10中，将两片异形板P1及P2以已重叠的状态固定在旋转台12a及旋转台12b上，并使旋转台12a及旋转台12b以固定旋转速度进行旋转。
在第二步骤(焊接步骤)S12中，使用与两片异形板P1及P2的外周缘e1及外周缘e2相向配置的焊接炬14，沿着圆周方向对以固定速度进行旋转的两片异形板的外周缘e1及外周缘e2进行焊接。
在第二步骤S12中，以相对于外周缘e1及外周缘e2的切线Lt的焊接炬14的方向、以及外周缘e1及外周缘e2与焊接炬14的间隔沿着异形板P1及异形板P2的圆周方向变成固定的方式进行控制(第三步骤(控制步骤)S14)。
根据所述方法，在第三步骤S14中，以相对于重叠的异形板P1及异形板P2的外周缘的切线的焊接炬14的方向、及外周缘与焊接炬14的间隔沿着异形板的圆周方向变成固定的方式进行控制，因此，在外周缘e1及外周缘e2的圆周方向上不会产生熔化不足，因此，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
另外，旋转台12a及旋转台12b只要以固定速度进行旋转即可，因此，可使此旋转台的驱动部简单化且低成本化，并且焊接炬14相对于异形板外周缘的圆周方向基本上变成固定配置，因此，不需要用于使焊接炬14移动的驱动部而可实现低成本化。
在一实施方式中，在第三步骤S14中，如图6所示，在异形板P1及异形板P2的圆周方向上，至少在外周缘e1及外周缘e2的曲率不同的各区域R(R1、R2、...)中，在各区域的设定位置v(v1、v2、...)上设定焊接炬14的位置及方向，且在所有设定位置v(v1、v2、...)上相对于外周缘的切线Lt(参照图5A及图5B)将所述方向设定成同一角度。另外，以在各区域R(R1、R2、...)的设定位置v(v1、v2、...)之间，利用焊接炬14的加热时间变成固定的方式，而设定焊接炬14的方向位移速度。
由此，可沿着外周缘e1及外周缘e2的圆周方向去除焊接部w的熔化不足，可抑制由熔化不足所产生的焊接缺陷。
在一实施方式中，在第三步骤S14中，通过第一控制部20，使焊接炬14的方向朝与旋转台12a及旋转台12b的旋转方向a同一方向(图5A中所示的箭头g方向)变动、或使焊接炬14的方向朝与旋转台的旋转方向a相反方向(图5A中所示的箭头i方向)变动，由此可简易地调整焊接炬14的方向位移速度。
在一实施方式中，在第三步骤S14中，以外周缘e1及外周缘e2之中产生应力集中的部位的加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制焊接炬14的方向位移速度。
由此，可使应力集中部的熔化深度变深，可提升应力集中部的焊接部w的强度。
产业上的可利用性
根据若干实施方式，当对异形板的外周缘进行焊接时，可抑制由外周缘的熔化不足所产生的焊接缺陷。另外，可使能够实现此目标的焊接装置的结构简单化且低成本化，可在将异形板作为对象的任意的焊接方法有益处。

Claims (7)

1.一种焊接装置，其是对已重叠的两片异形板的外周缘彼此进行焊接的焊接装置，其特征在于，包括：
旋转台，所述两片异形板在已重叠的状态下得到固定；
焊炬单元，具有：焊接炬，配置在与固定在所述旋转台上的所述两片异形板的外周缘相向的位置上；
第一焊炬驱动部，使相对于所述外周缘的所述焊接炬的方向及间隔可变；以及
第一控制部，以相对于进行旋转的所述两片异形板的所述外周缘的切线的所述焊接炬的方向、及所述焊接炬与所述外周缘的间隔沿着所述外周缘的圆周方向变成固定的方式，而控制所述第一焊炬驱动部，
其中，所述第一控制部是以所述外周缘的各部位的利用所述焊接炬的加热时间变成固定的方式，而控制相对于所述外周缘的所述焊接炬的方向位移速度。
2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，
所述第一控制部具有：
焊炬姿势图，在将所述两片异形板的旋转中心作为坐标中心的二维坐标中，在所述异形板的圆周方向上，至少在所述外周缘的曲率不同的各区域中，在所述区域的各个设定位置上对所述焊接炬的位置及方向进行坐标表述，且所述方向在所有的所述区域中相对于所述外周缘的切线被设定成同一角度；以及
焊炬方向位移速度图，以在所述区域的各个所述设定位置之间，利用所述焊接炬的加热时间变成固定的方式，而设定有所述焊接炬的方向位移速度；
其中，所述第一控制部是根据所述焊炬姿势图及所述焊炬方向位移速度图，来控制所述第一焊炬驱动部。
3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，
在所述焊炬姿势图中，
所述焊接炬的前端由所述二维坐标的y轴与所述外周缘的交点来进行坐标表述，
设定穿过所述交点的假想圆，所述焊接炬的方向以相对于穿过所述交点与所述假想圆的中心点的法线具有固定的角度的方式来设定。
4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，
所述焊接炬的方向以与所述法线一致的方式来设定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的焊接装置，其特征在于，还包括：
第二焊炬驱动部，使所述焊接炬能够朝与所述两片异形板的表背面交叉的方向移动；
第三焊炬驱动部，使相对于所述外周缘的所述焊接炬的间隔可变；
非接触传感器，检测与所述两片异形板的所述表背面交叉的方向的重叠位置、及相对于所述外周缘的所述焊接炬的间隔；以及
第二控制部，根据所述非接触传感器的检测值，以在与所述表背面交叉的方向上所述焊接炬的位置与所述重叠位置一致、且所述间隔变成设定值的方式控制所述第二焊炬驱动部及所述第三焊炬驱动部。
6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，
所述非接触传感器是激光位移传感器，
所述第二控制部是对所述检测值与存储在所述第二控制部中的原始形状进行比较，由此检测所述重叠位置及所述间隔。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的焊接装置，其特征在于，
所述第一控制部以所述外周缘之中产生应力集中的部位的加热时间例外地变得比其他部位长的方式，而控制所述焊接炬的所述方向位移速度。
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