CN109475959B - 焊接装置 - Google Patents

Abstract

使用焊丝并通过焊接机器人(30)自动进行焊接的焊接装置(1)的焊接控制装置(90)具备感应单元(92)、基于由感应单元(92)得到的信息来求出根部间隙的根部间隙算出单元(93)、以及存储焊丝熔融信息的存储单元(95)，按照根部间隙和焊丝熔融信息，对层叠图案及电流、电压、焊接速度等焊接条件进行控制。

Description

焊接装置

技术领域

本发明涉及使用焊丝并利用焊接机器人对大型焊接工件进行自动焊接的焊接装置。

背景技术

以往，钢骨柱结构物等大型焊接工件通常采用使用焊接机器人对多个接头进行自动焊接的方法。这些接头通常反复进行如下工序：进行将一根焊接线连续地在多层进行焊接的多层堆焊，在焊接结束后向下一接头移动。

为了实现大型焊接工件的自动焊接中的焊接作业的效率化，在专利文献1中，基于输入到焊接控制装置的输入单元的钢骨结构物的尺寸等信息，自动地生成焊接机器人的动作轨迹及焊接条件。因此，不用单独地作成动作轨迹、焊接条件等示教数据，能够使焊接作业自动化，能够实现焊接作业的效率化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-202673号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在多层堆焊中，为了防止焊接金属的机械性能的下降或热形变所引起的变形等而需要严格的热输入管理，例如，关于钢骨结构物的焊接，规定为对热输入40kJ/cm或30kJ/cm进行热输入限制(钢骨工程技术指南-工厂制作编：日本建筑学会)。专利文献1所公开的焊接装置未使用针对热输入管理的单元，例如，在产生根部间隙变动的情况下，当自动生成了焊接条件时，可能超过规定的热输入限制。另外，在控制中也未考虑焊丝的特性。焊丝的特性是与热输入相关的一个要素，例如，在使用了电阻不同的材料时，即便以相同的速度进给，所输出的焊接电流也不同，对热输入量造成较大的影响。另一方面，当对热输入进行校准而使焊接电流固定时，进给速度不同，因此，对熔敷量造成影响。若不以适当的熔敷量进行焊接，则引起咬边、搭接、熔深不良这样的焊接缺陷或焊道外观不良、喷溅物的产生，因此，焊丝的特性也影响到焊接后的品质。在因超过热输入限制而导致的机械性能的下降或热形变所引起的变形、或者粗劣的焊接品质的情况下，需要重新进行焊接或进行修补作业等，焊接作业的效率显著下降。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种焊接装置，在使用了焊丝的自动焊接中，能够通过使用了焊丝的特性信息的自动焊接控制方法来确保热输入管理的自动化及焊接后的品质，由此能够实现焊接作业整体的效率化。

用于解决课题的方案

本发明的上述目的由下述的结构实现。

(1).一种焊接装置，其使用焊丝并通过焊接机器人对焊接工件自动地进行焊接，所述焊接装置的特征在于，

所述焊接装置具备对所述焊接机器人的动作及焊接作业进行控制的焊接控制装置，

所述焊接控制装置具备：

感应单元，其对所述焊接工件的位置进行检测；

根部间隙算出单元，其按照由所述感应单元检测到的、从相对于设定坡口深度为规定深度的检测位置起的坡口宽度方向的两坡口面的检测位置数据、所述设定坡口深度与检测开始位置之差、以及预先设定的所述两坡口面的角度，求出根部间隙，其中，所述设定坡口深度是从至少一个所述焊接工件表面起算的深度；以及

存储单元，其具有相对于各所述焊丝的进给速度的适当焊接电流的数据库、即焊丝熔融信息，

按照所述焊丝熔融信息和由所述根部间隙算出单元求出的根部间隙，作成层叠图案及焊接条件，以使得成为预先规定的热输入量以下。

具备这种结构的焊接装置即便存在根部间隙变动，也能够按照焊丝熔融信息来控制焊接条件，以使得限制预先决定的热输入量，并且能够维持适当的焊接品质。

(2)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，在任一个所述焊丝中，都将所述焊丝熔融信息设定为12≤{适当焊接电流(A)/进给速度(m/min)}≤125的范围。

(3)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，所述焊丝熔融信息包含所述焊丝的直径、焊丝突出长度及与保护气体相关的气体信息，并且，

在所述直径为1.0～2.0mm、所述焊丝突出长度为10～35mm的范围内，具有相对于各所述焊丝的进给速度的适当焊接电流的数据库。

(4)根据(1)～(3)中任一项所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊丝熔融信息所含的所述焊丝具有相对于所述焊丝的全部重量而言包含如下成分的组成信息：

C：0.50质量％以下(包含0％)

Si：0.10～2.00质量％

Mn：0.10～3.00质量％

S：0.0001～0.0500质量％

Ti：0.80质量％以下(包含0％)

Al：0.80质量％以下(包含0％)

Mo：5.0质量％以下(包含0％)

Cr：30.0质量％以下(包含0％)

Ni：20.0质量％以下(包含0％)

Cu：1.0质量％以下(包含0％)

B：0.0100质量％以下(包含0％)。

具备(2)～(4)中的至少一个结构的焊接装置能够实现精度更高的热输入管理的自动化，相对于规定的热输入量，能够进一步提高焊接品质。

(5)根据(4)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊丝所含的Si、Al、Ti的比率处于0.10≤Si/{1+(Al+Ti)}的范围内。

具备这种结构的焊接装置容易进行多层堆焊时的熔渣剥离，能够进一步提高焊接品质。

(6)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述感应单元利用激光传感器来检测所述焊接工件的位置，或者

向对设定为规定突出长度的所述焊丝进行支承的焊炬与所述焊接工件之间施加感应电压，检测通过所述焊丝与所述焊接工件的接触而引起的通电状态，从而检测所述焊接工件的位置。

具备这种结构的焊接装置能够利用感应单元来检测焊接工件的位置，能够按照该焊接工件的位置，利用根部间隙算出单元来算出根部间隙。

(7)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备：

一对旋转定位器，其设置为能够在所述焊接工件的长边方向上移动，且在保持该焊接工件的状态下使该焊接工件旋转；

单个或多个台车，其设置为能够在与所述一对旋转定位器的移动方向平行的方向上移动；

所述焊接机器人，其以能够在与所述旋转定位器的移动方向正交的方向上移动的方式设置在所述单个或多个台车上；以及

焊炬，其设置在所述焊接机器人的前端，

所述一对旋转定位器具备：

一对环状保持部，其在内部收容所述焊接工件，且利用多个固定夹具对该焊接工件进行保持；以及

驱动部，其使所述一对环状保持部的一方或双方旋转，

所述环状保持部形成为通过将环状部分的规定位置断开而使该环状部分的一部分敞开，以使得能够收容所述焊接工件。

具备这种结构的焊接装置在利用一对旋转定位器保持焊接工件、且利用例如焊接机器人对焊接工件的直线部分进行焊接的情况下，能够在不使该焊接工件旋转的状态下利用焊接机器人进行焊接，另外，在利用焊接机器人对焊接工件的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下，能够一边使该焊接工件旋转一边进行焊接。由此，焊接装置不仅在焊接工件的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。

(8)根据(7)所记载的焊接装置，其特征在于，

在利用多个所述焊接机器人同时对由于存在于同一所述焊接工件的截面积和焊接长度中的任一方或两方不同而导致应焊接的体积不同的多个焊接接头进行焊接的情况下，为了使从基点到下一基点的焊接时间相同，所述焊接装置以改变所述焊丝的进给量的方式进行控制，由此补偿应焊接的体积的差异。

具备这种结构的焊接装置通过改变由多个焊接机器人进行的焊丝的进给量，从而能够利用多个焊接机器人对应焊接的体积不同的多个焊接接头同时进行焊接。

(9)根据(8)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，设置各道次中能焊接的焊接电流范围，进行该范围内的焊接，对该结果产生的熔敷量的差异在之后的道次中进行补偿，由此使总计的熔敷量处于所希望的值内。

具备这种结构的焊接装置在之后的道次中补偿在焊接时产生的壁量的差异，使总计的壁量处于所希望的值内，由此，能够利用多个焊接机器人，有效且适当地对多个焊接接头同时进行焊接。

(10)根据(8)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，在不能进行各道次中能焊接的焊接电流范围内的焊接的情况下，按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，由此补偿整体的壁量误差。

具备这种结构的焊接装置按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，补偿整体的壁量误差，由此，即便在各焊接接头中基点间的应焊接的体积的差较大，也能够利用单个或多个焊接机器人，有效且适当地对单个或多个焊接接头同时进行焊接。

(11)根据(9)或(10)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，在不能进行各道次中能焊接的焊接电流范围内的焊接的情况下，增大焊丝进给量的差，并且，针对焊接电流成为适当范围外而改变所述焊丝的突出长度，以使得该焊接电流成为所希望的值。

具备这种结构的焊接装置通过改变多个焊接机器人的焊丝的突出长度，从而能够利用单个或多个焊接机器人，在确保适当的焊接电流的状态下有效地对单个或多个焊接接头同时进行焊接。

(12)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备熔渣去除装置，该熔渣去除装置设置在所述焊接机器人的前端，且去除在所述焊接工件的焊接部产生的熔渣。

具备这种结构的焊接装置能够去除在焊接部产生的熔渣，因此，能够防止焊接不良或焊接缺陷。

(13)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备对设置于焊炬前端的喷嘴进行更换的喷嘴更换装置，

所述喷嘴更换装置具备：

螺旋弹簧，其供所述喷嘴插入；以及

旋转驱动源，其驱动被插入了所述喷嘴的所述螺旋弹簧绕其中心轴进行旋转，由此将所述喷嘴从所述焊炬的焊炬主体卸载。

具备这种结构的焊接装置即便在喷嘴偏移地插入到螺旋弹簧的情况下，也能够通过螺旋弹簧的变形及挠曲而容易地追随于该偏移，因此，即便喷嘴存在热变形、尺寸误差，也能够可靠地进行喷嘴的更换。

(14)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

在对所述焊接工件中的多个焊接部进行多层堆焊的情况下，

按照预先指定的顺序，利用所述多个焊接部分割地进行各层的焊接。

具备这种结构的焊接装置除了能够进行热输入管理之外，还能够进行道次间温度的管理。

(15)根据(1)所记载的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置具备输入单元，该输入单元通过作业者的输入或者所述焊接工件的CAD数据的输入，至少被输入所述焊接工件的尺寸及焊接接头的形状中的任一方或两方、以及焊接执行可否的信息，

按照根据所述焊接工件的尺寸及所述焊接接头的形状中的任一方或两方而预先准备的焊接机器人轨迹及焊接条件，自动地生成焊接时的焊接机器人动作轨迹及焊接条件并进行焊接。

具备这种结构的焊接装置基于输入到控制装置的输入单元的焊接工件的尺寸等信息，能够自动地生成焊接机器人的动作轨迹及焊接条件。

发明效果

根据本发明的焊接装置，能够基于焊丝的特性信息来确保热输入管理的自动化及焊接后的品质，由此实现焊接作业整体的效率化。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的焊接装置的整体结构的概要图。

图2A是用于说明本发明的实施方式的焊接装置所具备的旋转定位器的结构及动作的概要图，是示出将环状保持部的圆弧部分敞开后的状态的图。

图2B是用于说明本发明的实施方式的焊接装置所具备的旋转定位器的结构及动作的概要图，是示出在环状保持部内收容有钢骨结构物的状态的图。

图2C是用于说明本发明的实施方式的焊接装置所具备的旋转定位器的结构及动作的概要图，是示出将环状保持部的圆弧部分关闭后的状态的图。

图3A是用于说明本发明的实施方式的焊接装置所具备的旋转定位器的结构及动作的概要图，是示出使环状保持部停止的状态的图。

图3B是用于说明本发明的实施方式的焊接装置所具备的旋转定位器的结构及动作的概要图，是示出使环状保持部旋转的状态的图。

图4是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的喷嘴更换装置的结构的剖视图。

图5A是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的喷嘴更换装置的喷嘴拆装机构的动作的图，是示出向喷嘴拆装机构的螺旋弹簧插入焊炬前端的喷嘴前的状态的图。

图5B是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的喷嘴更换装置的喷嘴拆装机构的动作的图，是示出向喷嘴拆装机构的螺旋弹簧插入焊炬前端的喷嘴后的状态的图。

图5C是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的喷嘴更换装置的喷嘴拆装机构的动作的图，是示出利用喷嘴拆装机构的螺旋弹簧卸载了焊炬前端的喷嘴的状态的图。

图6是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的熔渣去除装置的结构的侧视图。

图7是示出本发明的第一实施方式及第四实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置的结构的框图。

图8是示出由本发明的实施方式的焊接装置进行的间隙感应的步骤的概要图。

图9是示出本发明的实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置的运算单元的结构的框图。

图10是示出焊丝的进给速度与实际焊接电流之间的关系的图表。

图11是示出本发明的第一实施方式的焊接装置所具备的焊接控制单元的处理步骤的流程图。

图12是对基于全部道次汇总的道次分割功能进行说明的图。

图13是对基于道次分割的道次分割功能进行说明的图。

图14是对基于仅第一个道次分割的道次分割功能进行说明的图。

图15是示出本发明的第二实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置的结构的框图。

图16是示出本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置的结构的框图。

图17A是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图17B是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图17C是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图17D是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图17E是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图17F是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18A是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18B是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18C是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18D是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18E是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图18F是示出由本发明的第三实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置进行的微动操作的步骤的概要图。

图19是示出本发明的第四实施方式的焊接装置所具备的焊接控制装置的运算单元的结构的框图。

图20A是示出实施例的焊接部的剖视图。

图20B是实施例的焊接部的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的焊接装置的各实施方式详细进行说明。需要说明的是，为了方便说明，有时在附图中夸大地示出构件的大小、形状、或者省略一部分结构的描写。

[第一实施方式]

参照图1～图14对本发明的本实施方式的焊接装置进行说明。焊接装置1例如通过气体保护弧焊对作为焊接用工件的钢骨结构物W进行焊接。如图1所示，焊接装置1具备旋转定位器10、台车20、焊接机器人30、焊丝供给容器40、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、焊丝切断装置80以及焊接控制装置90。另外，焊接装置1除了图1所示的结构以外还具备熔渣去除装置70(参照图6)。

(旋转定位器)

旋转定位器10在焊接时对焊接工件W进行保持并且使焊接工件W旋转。如图1所示，旋转定位器10构成为一对，在柱状的焊接工件W的长边方向上的两个点对该焊接工件W进行保持。旋转定位器10在例如由焊接机器人30对焊接工件W的直线部分进行焊接的情况下不使该焊接工件W旋转，在由焊接机器人30对焊接工件W的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下使该焊接工件W旋转。由此，焊接装置1不仅在焊接工件W的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。这里，如图1所示，旋转定位器10具备环状保持部11、升降臂机构12、托架13以及轨道台车14。

环状保持部11将焊接工件W收容并保持于内部。如图1所示，用于从四周保持焊接工件W的多个固定夹具111伸缩自如地设置在环状保持部11的内侧。而且，如图1所示，环状保持部11借助这些多个固定夹具111从四周夹着焊接工件W进行固定。另外，如图2A所示，在环状保持部11的外周形成有齿轮11a，如后所述，构成为该齿轮11a与设置于托架13内部的小齿轮131啮合(参照图3A及图3B)。需要说明的是，在图1中，除了一部分(仅圆周的右侧)之外省略了齿轮11a的图示。

升降臂机构12使环状保持部11以断开的方式开闭。如图2A所示，升降臂机构12设置在环状保持部11及托架13的侧方(这里为右侧)，一端侧与环状保持部11的上部连接，另一端侧与托架13的侧面(这里为右侧)连接。

具体而言，如图2A所示，升降臂机构12使环状保持部11以在规定位置处断开的方式敞开，通过使该环状保持部11的一部分即圆弧部分11b与环状保持部11的其余部分分开，从而成为能够收容焊接工件W的状态。而且，如图2B所示，当升降臂机构12收容焊接工件W后，如图2C所示，再次关闭圆弧部分11b，利用设置于环状保持部11的内侧的四个固定夹具111夹着焊接工件W进行保持。

如图1所示，托架13收容环状保持部11。如图2A所示，托架13形成为收容环状保持部11的下半部分且使环状保持部11的上半部分露出这样的形状。另外，如图3A所示，在托架13的内部设置有配置为与环状保持部11的齿轮11a啮合的小齿轮131、以及使该小齿轮131驱动的驱动部132。需要说明的是，该驱动部132设置于一对旋转定位器10的至少一方即可，也可以构成为另一方的旋转定位器10从动于一方的旋转定位器10的旋转。

轨道台车14能够使旋转定位器10沿着定位器用移动轨道R1移动。如图1所示，轨道台车14在旋转定位器10的下部设置为一对，能够使该旋转定位器10沿焊接工件W的长边方向移动。

如上所述，旋转定位器10构成为使形成于环状保持部11的外周的齿轮11a与设置于托架13内部的小齿轮131啮合(参照图3A)。因此，如图3B所示，旋转定位器10通过在驱动部132的驱动下使环状保持部11旋转，从而能够在焊接作业中使焊接工件W旋转。

(台车)

台车20用于载置构成焊接装置1的各机构。如图1所示，台车20形成为平板状。而且，在台车20的上部载置有焊接机器人30、焊丝供给容器40、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、焊丝切断装置80以及焊接控制装置90。另外，在台车20的上部载置有对熔渣去除装置70(参照图6)进行载置的熔渣去除装置用载置台70a。

在台车20的下部设置有车轮21，台车20构成为，能够借助该车轮21沿着台车用移动轨道R2移动。即，台车20设置为能够在与焊接工件W的长边方向、即所述的旋转定位器10的移动方向平行的方向上移动。

在台车20的上部设置有滑块机构22，在该滑块机构22的上部载置有焊接机器人30。该滑块机构22构成为能够在与旋转定位器10的移动方向、即焊接工件W的长边方向正交的方向上移动。因此，载置于该滑块机构22的上部的焊接机器人30构成为在焊接时，能够在与旋转定位器10的移动方向正交的方向上移动。

(焊接机器人)

焊接机器人30对焊接工件W进行焊接。如图1所示，焊接机器人30具备向臂前端供给焊丝的焊炬31。该焊炬31与未图示的焊接电源连接，构成为经由该焊炬31向焊丝供给电力。焊接机器人30经由滑块机构22而载置于台车20，如上所述，设置为能够在与旋转定位器10的移动方向正交的方向(焊接工件W的宽度方向)上移动。另外，焊接机器人30配置在一对旋转定位器10之间或者一对旋转定位器10的外侧，对该一对旋转定位器10之间的焊接接头进行焊接。

(焊丝供给容器)

焊丝供给容器40收容向焊炬31供给的焊丝。如图1所示，焊丝供给容器40形成为圆筒状，焊丝以卷绕成线圈状的状态收容在焊丝供给容器40的内部。焊丝供给容器40内的焊丝由未图示的焊丝进给装置在焊接时开卷，通过容器上部的呈锥状缩窄的焊丝抽出夹具，经由未图示的线管向焊炬31供给。

(喷嘴更换装置)

喷嘴更换装置50对设置于焊炬31前端的保护气体供给用的喷嘴进行更换。例如，在使用焊接装置1对坡口深的焊接接头进行焊接的情况下，有时在第一层或第二层的焊接中为了防止喷嘴与坡口的干涉而使用短喷嘴，在之后的层的焊接中为了确保保护性而使用长喷嘴。在这样的情况下，通过使用喷嘴更换装置50，即便在焊接的中途也能够更换喷嘴，因此，能够使该更换作业自动化。

如图1所示，喷嘴更换装置50载置于台车20上的焊接机器人30的附近。具体而言，如图4所示，喷嘴更换装置50具备圆筒状的基台51、配置在该基台51上的圆筒状的喷嘴拆装机构52、配置在基台51上的圆筒状的焊嘴清扫机构53、以及将喷嘴拆装机构52与焊嘴清扫机构53连接的中间齿轮55。需要说明的是，虽然这里省略了图示，但在基台51上配置有多个喷嘴拆装机构52。

喷嘴拆装机构52对焊炬31前端的喷嘴进行拆装。如图4所示，喷嘴拆装机构52具备供喷嘴插入的螺旋弹簧521、支承该螺旋弹簧的筒构件522、以及经由平齿轮523使螺旋弹簧521正转或反转的旋转驱动源524。需要说明的是，如图4所示，平齿轮523经由中间齿轮55而与平齿轮534连接。因此，如图4所示，喷嘴更换装置50构成为，在喷嘴拆装机构52侧的平齿轮523旋转时，还经由中间齿轮55将其旋转力向焊嘴清扫机构53侧的平齿轮534传递。

具备这种结构的喷嘴拆装机构52例如通过以下那样的步骤从焊炬31拆卸喷嘴。首先，如图5A所示，喷嘴拆装机构52通过旋转驱动源524而使螺旋弹簧521向弹簧内径扩宽的方向(这里为左旋)旋转。接下来，如图5B所示，在焊炬31下降而向螺旋弹簧521内插入喷嘴311时，如图5C所示，喷嘴拆装机构52通过旋转驱动源524使螺旋弹簧521向弹簧内径收缩的方向(这里为右旋)旋转。通过这样的动作，螺旋弹簧521的弹簧内径收缩，喷嘴311被螺旋弹簧521紧固。因此，如图5C所示，喷嘴拆装机构52通过使焊炬31上升而能够容易地从焊炬主体312卸载喷嘴311。需要说明的是，在像这样卸载了喷嘴311之后将新的喷嘴311安装于焊炬主体312的情况下，相反地进行图5A～图5C所示的步骤即可。

焊嘴清扫机构53对喷嘴311被卸载后的焊炬31前端的焊嘴313(参照图5A～图5C)进行清扫。即，喷嘴更换装置50构成为，在由喷嘴拆装机构52将喷嘴311从焊炬31卸载之后，对该焊炬31前端的焊嘴313进行清扫。

如图4所示，在焊嘴清扫机构53的筒状的装置主体53a的上部形成有供焊炬31前端的焊嘴313(参照图5C)插入的贯通孔53b。另外，在装置主体53a的内部配置有多个电刷，该多个电刷安装为，被弹簧朝向旋转中心O的方向施加张力，在施加了负荷的情况下其旋转半径扩宽。而且，在进行焊嘴清扫时，使卸下了喷嘴311且装配有焊嘴313及孔口的焊炬31从旋转中心O的上方下降而插入到贯通孔53b，去除附着于焊嘴313及孔口的喷溅物。

在具备以上说明那样的喷嘴更换装置50的焊接装置1中，即便在喷嘴311偏移地插入到螺旋弹簧521的情况下，也能够通过螺旋弹簧521的变形及挠曲而容易地追随于该偏移，因此，即便喷嘴311存在热变形、尺寸误差，也能够可靠地进行喷嘴311的更换。

(喷嘴清扫装置)

喷嘴清扫装置60对焊炬31前端的喷嘴311进行清扫。如图1所示，在喷嘴清扫装置60的上部形成有供焊炬31的喷嘴311插入的贯通孔(省略图示)。而且，喷嘴清扫装置60在喷嘴311插入到该贯通孔之后，对该喷嘴311吹送喷砂，由此，将附着于喷嘴311前端且成为环状的喷溅物去除。焊接装置1通过具备这样的喷嘴清扫装置60，能够防止与附着于喷嘴311的喷溅物的增加相伴的保护性的下降。

(熔渣去除装置)

熔渣去除装置70在通过焊接机器人30对焊接工件W进行焊接时，将在焊接部产生的熔渣去除。熔渣去除装置70存在与焊接机器人30前端的焊炬31替换而使用的类型和追加装配于焊炬31而使用的类型，但以下针对与焊炬31替换而使用的类型进行说明。

熔渣去除装置70构成为，在焊接时载置于图1所示的熔渣去除装置用载置台70a，按照焊接中的预先准备的规定道次与焊炬31自动地替换而安装于焊接机器人30的前端，将焊接部的熔渣去除。这里如图6所示，熔渣去除装置70具备錾子机构71、滑动保持机构72、錾子侧拆装机构73以及机器人侧拆装机构74。另外，如图6所示，熔渣去除装置70的錾子机构71、滑动保持机构72、錾子侧拆装机构73以及机器人侧拆装机构74设置为能够拆装。

錾子机构71通过敲击来去除在焊接部产生的熔渣。如图6所示，錾子机构71具备：将例如直径3mm的多个针711a捆扎而成的针集合体711；以及将针集合体711的前部在突出的状态下保持、且通过錾子工作用空气的供给使针集合体711例如以4000次/分进行进退移动的针驱动体712。

如图6所示，弹簧726的轴芯方向与针移动方向一致，弹簧726对针驱动体712在针移动方向上进行柔性支承。即，弹簧726在针驱动体712成为水平状态的姿势时，在不产生压缩力及拉伸力的中立位置处对针驱动体712在针移动方向上进行柔性支承。而且，该弹簧726通过使轴芯方向与针移动方向一致，从而能够利用由通过伸缩产生的压缩力及拉伸力构成的弹性力而使来自针驱动体712的针移动方向的冲击力有效地衰减为1/10以下。

这里，弹簧726的弹簧常量例如在运转部的重量为3.3kg的情况下，优选处于0.20～0.35(kg/mm)的范围。将弹簧常量设为该范围的原因是，虽然通常认为当使弹簧726柔软时使振动衰减的效果高，但由于针驱动体712的姿势根据焊接接头的位置而变化，因此，当过于柔软时，向弹簧726赋予的重量根据针驱动体712的姿势变化而变化，导致錾子前端位置变化较大。另外，还因为，在欲良好地去除熔渣的情况下，若不以规定以上的保持力对针驱动体712进行保持，则无法将对于熔渣的去除来说充分的冲击力赋给焊道及熔渣。需要说明的是，只要滑动保持机构72具有与弹簧726同等的功能即可，也可以代替该弹簧726而采用其他方式的减震器。

錾子侧拆装机构73能够将錾子机构71及滑动保持机构72相对于机器人侧拆装机构74拆装。如图6所示，錾子侧拆装机构73的一方与滑动保持机构72的滑动支承构件725连接，并且另一方与机器人侧拆装机构74的机器人侧拆装构件741连接。如图6所示，錾子侧拆装机构73具备：与滑动支承构件725的下表面连结的连结构件731；与该连结构件731连接且对从滑动保持机构72传递来的冲击力进行检测的冲击传感器732；对该冲击传感器732进行支承的工具板733；以及固定设置于该工具板733的工具板侧拆装构件734。

如图6所示，在工具板侧拆装构件734的侧周面形成有空气口734a。如图6所示，空气口734a经由具有柔性的第一空气配管735a而与针驱动体712连结，以使得向所述的针驱动体712供给錾子工作用空气。另外，在工具板侧拆装构件734的侧周面，在未图示的空气口连接有图6所示的第二空气配管735b。如图6所示，该第二空气配管735b构成为，开口端配置在针集合体711的前端部附近，通过从开口端向针集合体711的前端部前方喷出吹气用空气而吹起焊接部表面的熔渣。

另外，如图6所示，机器人侧拆装构件741以能够借助拆装用空气进行拆装的方式与工具板侧拆装构件734连结。而且，工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741构成为，能够以传递来自所述冲击传感器732的冲击检测信号的方式电连接，并且，能够以使錾子工作用空气及吹气用空气通过的方式形成空气通路。

如图6所示，在机器人侧拆装构件741的侧周面形成有第一空气口741a及第二空气口741b，并且形成有未图示的第三空气口。该第一空气口741a经由空气通路而与所述的工具板侧拆装构件734的空气口734a连通，并且，与在熔渣去除时供给錾子工作用空气的未图示的錾子工作用空气供给装置连接。另外，第二空气口741b与在拆装动作时供给拆装用空气的未图示的拆装用空气供给装置连接。而且，第三空气口经由空气通路而与第二空气配管735b连通，并且，与在熔渣去除时供给吹气用空气的未图示的吹气用空气供给装置连接。需要说明的是，所述的三种空气供给装置(省略图示)也可以由在规定的时机进行开闭控制的三口的开闭阀以及与各开闭阀连接的一台空气进给装置构成。

需要说明的是，这里，如图6所示，针对向滑动保持机构72依次配置冲击传感器732、工具板733、工具板侧拆装构件734、机器人侧拆装构件741以及托架742、且工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741构成为能够拆装的熔渣去除装置70进行了说明，但各结构的配置不局限于图6所示的配置。例如熔渣去除装置70也可以构成为，经由类似于工具板733的托架(省略图示)或基板(省略图示)向滑动保持机构72依次配置工具板侧拆装构件734、机器人侧拆装构件741、工具板733、冲击传感器732以及托架742，工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741构成为能够拆装。

具备这种结构的熔渣去除装置70在基于焊炬31的焊接时载置于例如图1所示的熔渣去除装置用载置台70a。而且，在预先准备的规定道次结束之后，如图6所示，安装于焊接机器人30的臂部前端32而去除焊接部的熔渣。需要说明的是，在利用熔渣去除装置70去除熔渣的期间，代替熔渣去除装置70，将焊炬31载置于熔渣去除装置用载置台70a。

这里，关于利用熔渣去除装置70按照哪个焊接道次去除熔渣，是预先作为教示数据而向焊接控制装置90输入的。例如，在向焊接控制装置90输入了按照第五道次去除熔渣这一旨意的教示数据的情况下，该焊接控制装置90在判断为第五道次的焊接处理结束、且教示数据指示熔渣去除处理的情况下，使焊接机器人30工作，使焊炬31沿所述熔渣去除装置用载置台70a的方向移动。

接下来，焊接控制装置90将焊炬31载置于熔渣去除装置用载置台70a，解除工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741的连结，将焊炬31从焊接机器人30的臂部前端32分离。接下来，焊接控制装置90将预先载置于熔渣去除装置用载置台70a的熔渣去除装置70装配到焊接机器人30的臂部前端32。而且，焊接控制装置90在像这样替换焊炬31与熔渣去除装置70时，继续作成熔渣去除用教示数据，基于该熔渣去除用教示数据来去除焊接部的熔渣。

需要说明的是，在不将所述熔渣去除装置70与焊炬31替换使用而是追加装配于焊炬31的情况下，例如在焊炬31的附近设置錾子把持用的工具板拆装构件，或者设置利用空气膨胀式把持机构等来把持熔渣去除装置70的安装单元。而且，构成为在规定的焊接道次结束之后，向焊炬31的安装单元追加装配熔渣去除装置70来去除熔渣即可。

具备以上说明的熔渣去除装置70的焊接装置1能够去除在焊接部产生的熔渣，因此，能够防止焊接不良、焊接缺陷。

(焊丝切断装置)

焊丝切断装置80用于切断焊丝。焊接机器人30如后述那样为了检测焊接位置、焊接工件W的位置而进行基于焊丝的感应(三个方向、间隙感应等)，但当在焊丝前端附着有熔渣时，有时感应时的通电性变差，无法检测准确的位置。因此，焊接装置1利用焊丝切断装置80将焊丝的前端切断而去除熔渣，由此提高感应精度。

如图1所示，焊丝切断装置80在台车20上配置在焊炬31容易到达的高度。而且，焊丝切断装置80例如具备将焊丝切断的多个切刀，该切刀的刀尖例如由空气驱动，通过使多个刀尖交叉来切断焊丝。

(焊接控制装置)

焊接控制装置90对旋转定位器10、台车20、焊接机器人30、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、熔渣去除装置70及焊丝切断装置80的动作进行控制。这里，如图7所示，焊接控制装置90具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94以及存储单元95，此外，在存储单元95包含焊丝熔融信息。以下，针对焊接控制装置90具备的单元中的、主要用于控制焊接机器人30的动作和热输入的单元进行说明，针对用于控制其他装置(旋转定位器10、台车20、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、熔渣去除装置70及焊丝切断装置80)的动作的单元省略说明。

向输入单元91输入作为主数据的设定电流、电压、焊接速度等焊接信息或者与焊接工件W的尺寸及焊接接头相关的施工信息。通过作业者的输入或者焊接工件W的CAD数据的输入，向输入单元91输入焊接信息与施工信息中的任一方或两方、以及焊接执行可否的信息。然后，如图7所示，输入单元91将输入的这些信息向运算单元94输出。需要说明的是，也可以通过作业者的输入或者焊接工件W的CAD数据的输入，向输入单元91输入例如焊接工件W的根部间隙、焊接工件W的位置坐标等。另外，也可以输入机器人的动作轨迹等教示数据。

感应单元92对焊接工件W的位置坐标进行检测。感应单元92基于激光传感器或者通过触碰感应来检测焊接工件W的位置坐标。需要说明的是，触碰感应是指，向对设定为规定突出长度的焊丝进行支承的焊炬31与焊接工件W之间施加感应电压，检测通过焊丝与焊接工件W的接触而引起的通电状态，由此检测焊接工件W的位置。更具体而言，感应单元92从进行了触碰感应的焊炬31被输入与焊接工件W接触时的通电检测信号，基于该通电检测信号来检测焊接工件W的位置坐标。

以下，针对基于焊炬31的触碰感应的步骤的一例进行说明。需要说明的是，以下，如图8所示，针对如下情况的例子进行说明：焊接工件W由钢骨结构物(立柱)W1及钢骨结构物(隔板)W2构成，并且，在两者之间形成有レ型的坡口，而且在该坡口的底部配置有垫板构件BM。

首先，作为第一步骤，将对规定突出长度的焊丝进行支承的焊炬31定位于感应开始位置P_S，向焊丝与焊接工件W1、W2之间施加感应电压。需要说明的是，感应开始位置P_S被预先设定为，从开始焊接工件W1的表面W1b的检测的检测开始位置P₁，与表面W1b平行地向坡口侧分开了距离A的位置。

接下来，作为第二步骤，使焊炬31从感应开始位置P_S向-Y方向移动到开始焊接工件W1的表面W1b的检测的检测开始位置P₁。接下来，作为第三步骤，使焊炬31从检测开始位置P₁向+X方向移动到位置P₂。然后，使焊丝与焊接工件W1的表面W1b接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对焊接工件W1的表面W1b的位置P₂的位置坐标进行检测。

接下来，作为第四步骤，使焊炬31向从位置P₂向-X方向退回了预先准备的规定距离b(例如2mm)的位置P₃移动。接下来，作为第五步骤，使焊炬31从位置P₃向+Y方向移动到位置P₄。接下来，作为第六步骤，使焊炬31从位置P₄向+X方向移动规定距离D，直到位置P₅。需要说明的是，该规定距离D例如能够使用根据预先设定的设定坡口深度C和焊接工件W1的表面W1b的检测后的退回距离b、并基于坡口深度C的距离比例比而运算设定出的值。因此，赋予了检测位置P₅处的、相对于从焊接工件W1的表面W1b起算的设定坡口深度C的规定深度。

接下来，作为第七步骤，使焊炬31从位置P₅向+Y方向移动到位置P₆。然后，使焊丝与焊接工件W2的坡口面W2a的位置P₆接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对坡口面W2a的位置P₆的位置坐标进行检测。接下来，作为第八步骤，使焊炬31从位置P₆向-Y方向移动到位置P₇。然后，使焊丝与焊接工件W1的坡口面W1a的位置P₇接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对坡口面W1a的位置P₇的位置坐标进行检测。

接下来，作为第九步骤，使焊炬31从位置P₇向+Y方向移动到位置P₈。需要说明的是，位置P₈是坡口面W1a的位置P₆与坡口面W2a的位置P₇之间的坡口宽度的中央位置，由未图示的坡口宽度中央位置算出单元算出，并向焊接机器人30输入。然后，在由焊炬31进行了这些感应之后，如图7所示，感应单元92将算出的位置P₂、P₆、P₇的位置坐标向根部间隙算出单元93输出。

根部间隙算出单元93算出坡口的根部间隙。根部间隙算出单元93例如在图8的例子中，基于由感应单元92检测到的坡口面W1a、W2a的检测位置数据、即从相对于设定坡口深度C为规定深度的检测位置P₅起的坡口宽度方向的两坡口面的检测位置P₆、P₇的位置坐标、设定坡口深度C与检测开始位置P₁之差、预先设定的坡口面W1a、W2a的角度θ1、θ2，来算出根部间隙，其中，该设定坡口深度C是从焊接工件W1的表面W1b起算的深度。即，如图8所示，根部间隙算出单元93根据位置P₆的位置坐标和坡口面W1a的角度θ1(这里为90度)，算出坡口根部位置Q₁。另外，如图8所示，根部间隙算出单元93根据位置P₇的位置坐标和坡口面W2a的角度θ2，算出坡口根部位置Q₂。然后，根部间隙算出单元93算出坡口根部位置Q₁与坡口根部位置Q₂之间的距离r作为根部间隙，将该根部间隙向运算单元94输出。

运算单元94自动生成针对欲进行焊接的焊接信息及/或施工信息的层叠图案及焊接条件而作成动作程序。这里，如图9所示，运算单元94具备层叠图案决定单元941、焊接条件决定单元942、以及动作程序作成单元943。

层叠图案决定单元941决定针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案。具体而言，层叠图案决定单元941按照与欲进行焊接的焊接接头对应而输入的焊接工件W的尺寸(例如板厚)、根部间隙、或者基于焊接工件W的尺寸及根部间隙，从预先存储于存储单元95的层叠图案数据库中，选择并决定与欲进行焊接的焊接接头相应的层叠图案。即，在存储单元95中，按照焊接工件W的尺寸、根部间隙、或者焊接工件W的尺寸及根部间隙，存储有层叠图案作为数据库，层叠图案决定单元941参照该数据库，决定最佳的层叠图案。需要说明的是，在层叠图案决定单元941中使用的根部间隙可以是由作业者经由输入单元91输入的焊接工件W的根部间隙，或者也可以是通过感应得到的焊接工件W的根部间隙、即经由感应单元92及根部间隙算出单元93得到的根部间隙。另外，在决定层叠图案时，优选使用焊接工件W的尺寸及根部间隙的两方。

焊接条件决定单元942决定针对欲进行焊接的焊接接头的焊接条件。具体而言，焊接条件决定单元942按照与欲进行焊接的焊接接头对应而输入的焊接工件W的尺寸(例如板厚)、根部间隙、或者焊接工件W的尺寸及根部间隙和后述的焊丝熔融信息，从预先存储于存储单元95的焊接条件数据库中，选择并决定与欲进行焊接的焊接接头相应的焊接条件。即，在存储单元95中，按照焊丝熔融信息、焊接工件W的尺寸、根部间隙、或者焊接工件W的尺寸及根部间隙，存储有焊接信息作为数据库。焊接条件决定单元942参照该数据库来决定成为预先规定的热输入量以下的最佳的焊接条件(焊接电流、焊接电压、焊接速度、交织条件)。例如，焊接条件根据板厚而存放在数据库上，抽出与预先输入(也可以从CAD或者视觉传感器)的板厚相应的焊接条件，根据根部间隙的结果进行计算来求出。

需要说明的是，在焊接条件决定单元942中使用的根部间隙可以是由作业者经由输入单元91输入的焊接工件W的根部间隙，或者也可以是通过感应得到的焊接工件W的根部间隙，即经由感应单元92及根部间隙算出单元93得到的根部间隙。另外，在决定焊接条件时，也优选使用焊接工件W的尺寸及根部间隙的两方和焊丝熔融信息。

动作程序作成单元943作成焊接机器人30的动作程序。具体而言，动作程序作成单元943根据由层叠图案决定单元941决定的层叠图案和由焊接条件决定单元942决定的焊接条件，作成包含焊接机器人30的动作轨迹在内的机器人动作程序，向该焊接机器人30输出并设定该动作程序。即，动作程序作成单元943在焊接机器人30进行该焊接处理之前，作成用于教示作为焊接对象的焊接接头的各道次各自的焊接所需的步骤的程序。作为焊接条件，该教示程序包含与焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊炬31的突出长度、焊丝进给速度对应的电流值等信息、焊接机器人30的动作轨迹、电弧接通位置、该焊接开始位置、熔坑形成位置、接缝处理的开始位置等信息。

存储单元95按照焊丝熔融信息、焊接工件W的尺寸、根部间隙或者焊接工件W的尺寸及根部间隙来存储层叠图案的施工信息及焊接电流、电弧电压、焊接速度等焊接信息。具体而言，存储单元95由可存储数据的存储器、硬盘等实现。需要说明的是，这里，如图7所示，存储单元95设置在焊接控制装置90的内部，但也可以设置于焊接电源内部等外部，还可以分为内部和外部来设置存储单元。例如，也可以仅使焊丝熔融信息存储于焊接电源内部的存储单元。

(焊丝熔融信息)

如图10所示，存储于存储单元95的焊丝熔融信息按照焊丝组成(钢种)，将导出了焊丝进给速度与适当焊接电流值之间的关系的参数数据库化。需要说明的是，适当焊接电流值为，相对于焊丝进给速度，以适当电压焊接了的情况下输出的实际焊接电流。在进给速度与适当焊接电流的关系为[适当焊接电流/进给速度]的倾斜度的情况下，当该倾斜度为12以上时，焊丝成为更加难以熔化的特性，即，为了使焊丝熔化而需要增大焊接电流，因此，通过增大后的焊接电流的能量容易确保熔深，焊接后的品质变得更为良好。另一方面，当倾斜度为125以下时，焊丝成为更加容易熔化的特性，即，无需为了使焊丝熔化而采用高电流，因此，每单位熔敷量的实际焊接电流下降，更加容易进行规定的热输入以下的管理。因此，优选规定为12≤适当焊接电流/进给速度≤125的范围。另外，从参数精度的观点出发，对于导出的参数而言，更优选从至少三个点以上的进给速度导出。

另外，优选除了按照焊丝组成(钢种)之外，还按照气体种类、焊丝径、焊丝突出长度，将导出了焊丝进给速度与适当焊接电流值之间的关系的参数数据库化。焊丝径、焊丝突出长度尤其有助于焊丝的熔融特性，因此，更优选作为焊丝熔融信息而规定为适当范围。

(焊丝径)

焊丝线径有助于电极与焊接工件间的电阻，在熔敷量固定的情况下，成为如下趋势：线径越粗，电阻越为下降，所输出的焊接电流也越为增加，线径越细，电阻越为增加，所输出的焊接电流也越为下降。在以钢骨结构物作为对象的情况下，当线径为1.0mm以上时，容易确保熔深，焊接后的品质变得更加良好。另一方面，当线径为2.0mm以下时，每单位熔敷量的实际焊接电流下降，更加容易进行规定的热输入以下的管理。

(焊丝突出长度)

焊丝突出长度也与焊丝线径同样地有助于电极与焊接工件间的电阻。在熔敷量固定的情况下，成为如下趋势：焊丝突出长度越长，在焦耳热的作用下电阻越为增加，所输出的焊接电流也越为下降，焊丝突出长度越短，电阻越为下降，所输出的焊接电流也越为增加。在以钢骨结构物作为对象的情况下，若突出长度为35mm以下，则容易确保熔深，焊接后的品质变得更加良好。另一方面，通过使突出长度成为10mm以上，能够使每单位熔敷量的实际焊接电流下降，更加容易进行规定的热输入以下的管理。

(焊丝)

焊丝的种类没有特别限定，可以是实芯焊丝，也可以是药芯焊丝。需要说明的是，药芯焊丝由呈筒状的外皮和填充于该外皮的内侧的熔剂构成。含熔剂的焊丝可以为外皮无接缝的无缝类型、外皮有接缝的有缝类型中的任一方式。另外，对于实芯焊丝、药芯焊丝，可以在焊丝表面(外皮的外侧)都实施镀铜，也可以都不实施镀铜。

焊丝的化学组成对电极与工件间的电阻造成影响。在熔敷量固定的情况下，电阻越低，所输出的焊接电流越为增加，难以进行规定的热输入以下的管理。另一方面，电阻越高，所输出的焊接电流越为下降，容易产生熔深不足、融合不良等焊接缺陷，对焊接后的品质造成不良影响，因此，优选将各元素的添加量规定为适当的范围。另外，根据各元素的添加量，对熔渣剥离性、溅射这样的焊接作业性也会产生影响。以下，对焊丝的成分量的优选数值范围与其限定理由一同进行记载。需要说明的是，在为药芯焊丝的情况下，成分量由外皮和熔剂中的成分量的总和表示，以相对于焊丝的全部质量的比例来规定焊丝(外皮及熔剂)所含的各成分的质量。

[C：0.50质量％以下(包含0质量％)]

通常为了提高焊接金属的强度而添加焊丝中的C。在C的含有量为少量的情况下，不会对电阻或焊接后的品质造成不良影响，因此，不设定下限。另一方面，当C的含有量超过0.50质量％而大量含有时，在焊接中与氧结合，成为CO气体，在熔滴表面产生气泡，通过该气泡飞散，喷溅物的产生量增加，可能导致焊接后的品质劣化。因此，优选C的含有量为0.50质量％以下。为了确保强度，更优选将0.01质量％设为下限，成为0.01～0.50质量％的范围。

[Si：0.10～2.00质量％]

焊丝中的Si是脱氧元素，是通常为了确保焊接金属的强度或韧性而添加的元素。Si添加得越多，焊丝的电阻越为增加。另外，因Si的脱氧而产生的熔渣在玻璃质上容易剥离，因此，优选Si包含0.10质量％以上。另外，优选抑制为2.00质量％以下，从而能够抑制因过度的熔渣产生而引起的熔渣卷入和因过度的电阻增加而引起的熔深不良。

[Mn：0.10～3.00质量％]

焊丝中的Mn与Si相同地，发挥作为脱氧剂或硫捕捉剂的效果，是通常为了确保焊接金属的强度或韧性而添加的元素。与Si同样地，添加得越多，焊丝的电阻越为增加，因此，从热输入管理的观点出发，优选Mn包含0.10质量％以上。另外，优选抑制为3.00质量％以下，从而能够抑制因过度的熔渣产生而引起的熔渣卷入和因过度的电阻增加而引起的熔深不良。

[S：0.0500质量％以下(包含0％)]

S是杂质元素，优选尽量使含有量成为少量，因此，不设定下限。当S超过0.0500质量％而大量存在时，产生焊接金属的裂纹这样的焊接缺陷，可能对焊接后的品质造成不良影响。因此，S的含有量优选为0.0500质量％以下(包含0％)。

[Ti：0.80质量％以下(包含0％)，Al：0.80质量％以下(包含0％)]

Ti、Al是强脱氧元素，是通常为了确保焊接金属的强度或韧性而添加的元素。在Ti、Al的含有量为少量的情况下，不会对电阻或焊接后的品质造成较大的不良影响，因此不设定下限，但当超过0.80质量％时，熔渣剥离性处于变差的趋势。因此，Ti、Al的含有量均优选为0.80质量％以下。

[Mo、Ni、Cr、Cu、B]

此外，为了提高焊接金属的强度或韧性，也可以添加Mo、Ni、Cr、Cu、B。当各元素的添加量过度地添加时，容易产生裂纹，因此，优选落入以下的上限范围。需要说明的是，Cu包含镀铜部分。

Mo：5.00质量％以下

Ni：20.00质量％以下

Cr：30.00质量％以下

B：0.0100质量％以下

[0.10≤Si/{1+(Al+Ti)}]

从Si产生的熔渣在玻璃质容易剥离，但从Al、Ti产生的熔渣难以剥离。因此，作为形成熔渣的Si、Ti、Al的比率，Si/{1+(Al+Ti)}的值越大，越容易剥离。另外，熔渣剥离性受到热输入量的影响，热输入量越高，熔渣剥离性越处于变差的趋势。根据与熔渣剥离性关联的焊丝元素和热输入量的关系，当Si/{1+(Al+Ti)}的值为0.10以上时，熔渣剥离性变得更加良好，容易进行熔渣去除工序，由此，能够实现焊接作业性的效率化。需要说明的是，Si/{1+(Al+Ti)}的值优选为2.00以下。

保护气体的种类没有特别限定，可以是通常应用的100％CO₂气体或Ar-20％CO₂气体，此外，也可以是在Ar或CO₂气体中含有一定量的氧气或氮气而组成的气体。

(第一实施方式的处理步骤)

参照图7及图11，焊接控制装置90通过作业者的输入或者焊接工件W的CAD数据的输入，向输入单元91输入焊接信息及/或焊接工件W的尺寸、焊接接头的形状等施工信息、焊接执行可否的信息(步骤S1)。此时，作为焊接信息，输入成为基准的热输入的值。热输入的值能够由式(1)表示，因此，也可以通过设定焊接电流、设定电弧电压、设定焊接速度的值的输入来代替。

热输入H＝(60×电弧电压E×焊接电流I)/焊接速度V…(1)

接下来，焊接控制装置90利用感应单元92来检测焊接工件W的位置(步骤S2)。接下来，焊接控制装置90利用根部间隙算出单元93，基于由感应单元92检测到的坡口面W1a、W2a的位置P6、P₇的位置坐标、设定坡口深度C与检测开始位置P₁之差、以及预先设定的坡口面W1a、W2a的角度θ1、θ2，来算出根部间隙(步骤S3)。

接下来，焊接控制装置90利用运算单元94，基于由根部间隙算出单元93求出的根部间隙及存储单元95的焊丝熔融信息，以成为预先决定的热输入量以下的方式自动生成焊接条件及层叠图案，作成动作程序(步骤S4)。然后，焊接控制装置90将由运算单元94作成的动作程序向焊接机器人30输出并设定(步骤S5)。经过以上那样的处理步骤，开始进行利用焊接机器人30的焊接。

(道次分割功能)

另外，在对多个焊接接头进行多层堆焊的情况下，作为向输入单元91输入的焊接信息之一，优选能够进行可按照接头来变更设置层叠的顺序的道次分割设定。例如，作为道次分割设定的方式，举出图12所示的针对一个接头焊接全部道次之后向下一接头移动的“全部道次汇总”、图13所示的依次针对一个接头焊接一个道次的“道次分割”、图14所示的仅将各接头的第一个道次分割地进行焊接的“仅第一个道次分割”。通过该设定，道次间温度管理变得容易，能够实现焊接作业性的效率化。即，根据“道次分割”方式，通过针对一个接头仅焊接一个道次，能够降低道次间温度。另外，能够在手动剥离熔渣时对准时机。另外，根据“仅第一个道次分割”方式，在厚板的焊接中，在无人运转时有时在初层的焊接中焊道断裂，因此，能够首先仅实施初层的焊接。

[第二实施方式]

以下，参照图15对本发明的第二实施方式的焊接装置1A进行说明。如图1及图15所示，焊接装置1A具备焊接控制装置90A来代替焊接控制装置90，除此之外具备与第一实施方式的焊接装置1同样的结构。因此，以下，以与焊接装置1的不同点为中心进行说明，针对与该焊接装置1重复的结构及焊接装置1A的处理步骤省略详细说明。

焊接控制装置90A相对于所述的焊接控制装置90，追加了基于钢骨结构物W的偏心量来修正动作程序的功能。如图15所示，焊接控制装置90A除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94及存储单元95之外，还具备中心位置算出单元96、偏心量算出单元97以及修正单元98。

中心位置算出单元96算出钢骨结构物W的中心位置。具体而言，如图15所示，中心位置算出单元96根据从输入单元91输入的钢骨结构物W的尺寸和由感应单元92检测到的钢骨结构物W的位置坐标，算出钢骨结构物W的中心位置。然后，如图15所示，中心位置算出单元96将该钢骨结构物W的中心位置向偏心量算出单元97输出。

偏心量算出单元97算出钢骨结构物W的偏心量。具体而言，偏心量算出单元97根据预先设定的旋转定位器10的旋转中心位置的位置坐标和由中心位置算出单元96算出的钢骨结构物W的中心位置，算出钢骨结构物W相对于旋转定位器10的旋转中心的偏移量即偏心量。然后，如图15所示，偏心量算出单元97将该钢骨结构物W的偏心量向修正单元98输出。

修正单元98对由运算单元94作成的机器人动作轨迹进行修正。具体而言，如图7所示，修正单元98按照由偏心量算出单元97算出的偏心量，修正由运算单元94的动作程序作成单元943(参照图9)作成的动作程序所包含的机器人动作轨迹。即，由运算单元94作成的动作程序是以钢骨结构物W相对于旋转定位器10的旋转中心的偏心量为0作为前提而作成的，但能够利用修正单元98基于偏心量来进行动作程序的修正。需要说明的是，作为由修正单元98进行的具体的机器人动作轨迹的修正方法，例如举出如下方法：通过实验预先求出与预先偏心量相应的机器人动作轨迹的修正数据，根据由偏心量算出单元97算出的偏心量来选择应用修正数据。然后，修正单元98将通过这种方式修正后的动作程序向焊接机器人30输出。

具备以上那种结构的焊接装置1A能够利用中心位置算出单元96来算出钢骨结构物W的中心位置，利用偏心量算出单元97来算出钢骨结构物W的偏心量，因此，即便是在旋转定位器10的作用下偏心地旋转的钢骨结构物W，也能够准确地进行焊接。

[第三实施方式]

以下，参照图16～图18F对本发明的第三实施方式的焊接装置1B进行说明。如图1及图16所示，焊接装置1B具备焊接控制装置90B来代替焊接控制装置90，除此之外具备与第一实施方式的焊接装置1同样的结构。因此，以下，以与焊接装置1的不同点为中心进行说明，针对与该焊接装置1重复的结构及焊接装置1B的处理步骤省略详细说明。

焊接控制装置90B相对于所述的焊接控制装置90，追加了针对钢骨结构物W的微动的功能。如图16所示，焊接控制装置90B除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94及存储单元95之外，还具备微动单元101。

微动单元101对从焊炬31突出的焊丝进行微动。具体而言，微动单元101在焊炬31的焊接开始位置处，通过微动操作使施加了感应电压的焊丝相对于钢骨结构物W进退。接下来，微动单元101检测焊丝的前端与钢骨结构物W接触时的短路，确认焊丝与钢骨结构物W的通电。接下来，微动单元101向反方向对焊丝进行规定长度的微动操作。然后，微动单元101在焊炬31的焊接开始位置处向焊丝供给规定的焊接电力，生成使电弧点火而开始焊接的控制信号，如图16所示，向焊接机器人30输出该控制信号。

以下，参照图17A～图17F及图18A～图18F来说明由微动单元101进行的微动操作的一例。需要说明的是，以下，如图17A～图17F及图18A～图18F所示，针对如下情况的例子进行说明：钢骨结构物W由钢骨结构物(立柱)W3及钢骨结构物(隔板)W4构成，并且，在两者之间形成有レ型的坡口，而且在该坡口的底部配置有垫板构件BM。

首先，微动单元101在使图17A所示的初始状态的焊炬31到达作为电弧启动位置的钢骨结构物W3与钢骨结构物W4的接合部、即配置有垫板构件BM的坡口之前，如图17B所示，通过焊丝的切断或者焊丝的反向微动操作，使焊炬31前端的焊丝的突出长度比焊接时的突出长度短。需要说明的是，在图17A中，θ是坡口角度，r是根部间隙。

接下来，如图17C所示，微动单元101使焊炬31前端的焊丝的长度比焊接时的突出长度短的焊炬31移动到电弧启动位置，在该状态下，向焊丝施加感应电压而进行焊丝微动操作。

接下来，微动单元101在焊丝的微动操作中达到最大焊丝微动量、例如20mm之前，在焊丝与钢骨结构物W3、W4之间如图17D所示那样通过感应电压下降而检测通电由此能够检测到焊接开始位置的情况下，如图17E所示，使焊丝与钢骨结构物W3、W4分离而向反方向进行微动操作，直至感应电压上升。然后，如图17F所示，微动单元101在向反方向对焊丝进行了规定长度例如5mm的微动操作而提高了电弧启动性之后，启动电弧，开始焊接。

这里，在即便达到最大焊丝微动量也无法在焊丝的微动操作中检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的通电的情况下、且在小于规定的电弧可启动位置检索次数例如三次的情况下，如图17D所示，微动单元101认为在当前的位置无法检测到通电，在不同的位置再次尝试检索。另外，如图18A所示，微动单元101将焊炬31提升规定距离、例如5mm，向反方向对焊丝进行例如15mm的微动操作，如图18B所示，将焊炬31提升到以XYZ方向的电弧启动位置为基准的位置。

接下来，如图18C所示，微动单元101移动到在XYZ方向上错开了规定距离的与所述焊接开始位置不同的位置、例如移动到焊接线行进方向的错开量为0mm且焊接线左右错开量为与壁分开了1mm的位置，在该位置处，如图18D所示，再次施加感应电压而实施通电性确认操作。这里，如图18E所示，在通过该通电性确认操作也无法检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的导通的情况下，微动单元101再次向反方向对焊丝进行规定长度的微动操作。然后，如图18F所示，微动单元101进行焊丝的提升处理，反复进行该通电性确认操作直至检测到通电，或者进行预先设定的规定次数。需要说明的是，与所述焊接开始位置不同的位置是指所述焊接开始位置的附近且焊接开始位置以外的位置，是即便从该位置开始焊接也无妨的位置。

另一方面，在即便达到最大焊丝微动量也无法在焊丝的微动操作中检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的通电的情况下、且在超过规定的电弧可启动位置检索次数例如三次的情况下，微动单元101认为无法检测到电弧启动开始位置而移至错误处理。需要说明的是，这里省略说明该错误处理的详细情况。

具备以上那种结构的焊接装置1B通过具备微动单元101，从而能够在焊接开始前确认电弧可否产生，能够在焊接开始位置处可靠地启动电弧。

[第四实施方式]

另外，如所述的图7所示，焊接控制装置90C除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93及存储单元95之外，还具备运算单元94C。另外，如图19所示，该运算单元94C除了具备层叠图案决定单元941、焊接条件决定单元942及动作程序作成单元943之外，还具备焊接条件修正单元944。这里，焊接控制装置90C中的运算单元94C以外的结构和运算单元94C中的焊接条件修正单元944以外的结构已经进行了说明，故省略说明。

焊接条件修正单元944对由焊接条件决定单元942决定的焊接条件进行修正。具体而言，焊接条件修正单元944在利用两台焊接机器人30同时对由于存在于同一焊接工件W的截面积和焊接长度中的任一方或两方不同而导致应焊接的体积不同的多个焊接接头进行焊接的情况下，为了使从基点到下一基点的焊接时间相同，而变更由焊接条件决定单元942决定的焊接条件所包含的焊丝的进给量。由此，焊接条件修正单元944能够补偿多个焊接接头中的应焊接的体积的差异。

以下，针对焊接条件修正单元944中的具体的处理进行说明。这里，作为焊接条件修正单元944中的处理的前阶段，预先进行以下那样的准备。首先，预先求出规定突出长度下的相对于焊丝进给速度的焊接电流与适当电弧电压之间的关系。接下来，预先求出使突出长度增减的情况下的相对于焊丝进给速度的焊接电流与适当电弧电压之间的关系。然后，通过实验等预先求出在为规定突出长度及基准根部间隙的情况下各板厚的成为基准的焊接条件(基准焊接条件、即焊接电流、电弧电压、焊接速度及目标位置)，进而，针对该焊接道次(在进行多层堆焊的情况下为该各道次)，预先求出可变动的焊接电流范围及与其对应的电弧电压(焊接电流范围)。在该情况下，认为较薄的板厚的层叠图案、焊接电流及焊接速度(各道次的焊缝厚度相同)大多成为与到较厚的板厚的中途为止相同的条件，但也可以如精加工附近的道次那样采用独立板厚的条件。而且，将这些信息存放于存储单元95，如图19所示，设为能够向焊接条件修正单元944输出的状态。

在进行了以上那样的准备的基础上，焊接条件修正单元944进行以下那样的处理。首先，焊接条件修正单元944关于由两台焊接机器人30欲同时进行焊接的道次，在该道次结束后的基准焊接条件下的焊缝厚度相同的情况、即层叠图案、焊接电流及焊接速度相同的情况下，根据各基准焊接条件、该焊接接头的根部间隙、以及在具有在此之前焊接了的道次的情况下到目前为止焊接了的焊缝厚度，求出以确保基准焊接条件下的焊缝厚度为前提的情况下的基点间的焊接所需的熔敷金属量，将其平均值决定为作为目标的熔敷金属量(目标熔敷金属量)。

接下来，焊接条件修正单元944根据预先求出的焊丝进给速度与焊接电流之间的关系，求出使用了该道次的基准焊接条件的电流值的情况下的成为目标熔敷金属量的焊接时间。在该情况下，焊接条件修正单元944针对焊接工件W的直线部分，根据基点间的焊接长度来算出焊接速度。另外，焊接条件修正单元944针对焊接工件W的圆弧部分(拐角部)，由于焊接时间成为旋转定位器10的旋转时间，因此，在考虑了到目前为止的焊缝厚度不同的基础上求出与此次要焊接的焊接位置相应的焊接长度，算出焊接速度(焊接工件W与焊炬31的相对速度)。接下来，焊接条件修正单元944根据求出的焊接速度与各焊接接头的在该道次需要的熔敷金属量，求出各焊接接头所需的焊丝进给速度，根据焊丝熔融信息，决定实际电流值和与该实际电流值对应的电弧电压。

另一方面，关于由多个焊接机器人30欲同时进行焊接的道次，在该道次结束后的基准焊接条件下的焊缝厚度不同的情况、即层叠图案、焊接电流及焊接速度不同的情况下，焊接条件修正单元944根据各基准焊接条件、该焊接接头的根部间隙、以及在具有在此之前焊接了的道次的情况下到目前为止焊接了的焊缝厚度，针对各个焊接接头，求出以确保基准焊接条件下的焊缝厚度为前提的情况下的基点间的焊接所需的熔敷金属量，将其平均值决定为作为目标的熔敷金属量(目标熔敷金属量)。

接下来，焊接条件修正单元944根据各基准焊接条件，求出欲同时进行焊接的道次的相对于电流值的焊丝进给速度，求出其平均值，将该平均值设为焊丝平均进给速度。接下来，焊接条件修正单元944根据目标熔敷金属量和焊丝平均进给速度，求出此时的焊接时间。在该情况下，焊接条件修正单元944针对焊接工件W的直线部分，根据基点间的焊接长度和焊接时间来算出焊接速度。另外，焊接条件修正单元944针对焊接工件W的圆弧部分(拐角部)，由于焊接时间成为旋转定位器10的旋转时间，因此，在考虑了到目前为止的焊缝厚度不同的基础上求出与此次焊接的焊接位置相应的焊接长度，算出焊接速度(焊接工件W与焊炬31的相对速度)。接下来，焊接条件修正单元944根据求出的焊接速度与各焊接接头的在该道次中需要的熔敷金属量，求出各焊接接头所需的焊丝进给速度，根据焊丝熔融信息，决定实际电流值和与该实际电流值对应的电弧电压。这样，通过改变由多个焊接机器人30进给的焊丝的进给量，从而能够利用多个焊接机器人30，对应焊接的体积不同的多个焊接接头同时进行焊接。

这里，焊接条件修正单元944优选以如下方式对焊接条件进行修正：设置各道次中能焊接的适当焊接电流范围，进行该范围内的焊接，对该结果产生的壁量的差异在之后的道次中进行补偿，从而使总计的壁量处于所希望的值内。即，在规定的焊接电流范围内变更焊接电流而改变壁量进行了焊接的情况下，各焊接接头的各道次中的熔敷金属量不成为所希望的值，但在该情况下，将该不足的熔敷金属量或溢出的熔敷金属量转入下一道次中进行处理。另外，即便在此次的道次的焊缝厚度为0以下的情况下，也以下限值进行焊接，将溢出的熔敷金属量转入下一道次中进行处理。因此，焊接条件修正单元944将加上了所转入的熔敷金属量的相对于目标的误差而得到的熔敷金属量作为该焊接接头的下一道次所需的熔敷金属量，进行与所述处理同样的处理。

这样，第四实施方式的焊接装置在之后的道次中补偿在焊接时产生的壁量的差异，使总计的壁量处于所希望的值内，由此，能够利用多个焊接机器人30，有效且适当地对多个焊接接头同时进行焊接。

另外，优选的是，焊接条件修正单元944在不能进行各道次中能焊接的适当焊接电流范围内的焊接的情况下，以如下方式对焊接条件进行修正：按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，从而补偿整体的壁量误差。即，当多个焊接接头间的焊接金属量之差变大时，在所有道次结束时的焊接结果中，发生各焊接接头的熔敷金属量产生误差而无法得到所希望的焊接品质的情况。在该情况下，焊接条件修正单元944不同时焊接一个以上的道次，即，不同时焊接多个焊接接头中的至少一个焊接接头，再次以基准焊接条件的焊接电流为前提，与到该道次为止所需的剩余熔敷金属量配合地重新计算此时的旋转定位器10的旋转速度(焊接速度)。然后，基于像这样修正了的焊接条件进行焊接。需要说明的是，该情况下的剩余的焊接接头在该焊接接头的焊接前或焊接后进行该道次的焊接。

这样，第四实施方式的焊接装置按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，补偿整体的壁量误差，由此，即便在各焊接接头中基点间的应焊接的体积的差较大，也能够利用多个焊接机器人30，有效且适当地对多个焊接接头同时进行焊接。

另外，优选的是，焊接条件修正单元944在不能进行各道次中能焊接的适当焊接电流范围内的焊接的情况下，以如下方式对焊接条件进行修正：增大焊丝进给量的差，此时，针对焊接电流成为适当范围外而改变焊丝的突出长度，以使得该焊接电流成为所希望的值。即，由于所述的焊接电流范围被限定，因此，当焊接接头间的焊接金属量之差变大时，无法同时焊接的道次增加。而且，当像这样无法同时焊接的道次增加时，结果是，运转时间接近单独焊接的情况，同时焊接的效果减弱。因此，焊接条件修正单元944在即便电流值处于上下限值也无法使熔敷金属量成为所希望的值的情况下，通过改变焊丝突出长度而将焊接电流确保在范围内，同时使熔敷量处于所希望的值。即，焊接条件修正单元944预先通过实验等求出焊接电流及电弧电压的相关关系相对于突出长度的变化而变化的情况，以使由焊接速度和熔敷金属量决定的焊丝进给量中的焊接电流值成为电流范围内的方式改变突出长度，由此，确保适当的焊接条件，能够同时进行焊接。

这样，第四实施方式的焊接装置通过改变多个焊接机器人30的焊丝的突出长度，从而能够利用多个焊接机器人30在确保适当的焊接电流的状态下有效地对多个焊接接头同时进行焊接。

焊接条件修正单元944将以上那样修正了的焊接条件如图19所示那样向动作程序作成单元943输出。然后，动作程序作成单元943根据由层叠图案决定单元941决定的层叠图案和由焊接条件修正单元944修正后的焊接条件，作成焊接机器人30的机器人动作程序，向该焊接机器人30输出并设定。

具备以上那种结构的第四实施方式的焊接装置1C能够基于输入到焊接控制装置90C的输入单元91的钢骨结构物W的尺寸等信息，自动地生成多个焊接机器人30的动作轨迹及焊接条件。

另外，第四实施方式的焊接装置1C在利用一对旋转定位器10保持钢骨结构物W、且利用设置于各台车20的焊接机器人30对钢骨结构物W的不同的直线部分进行焊接的情况下，能够在不使该钢骨结构物W旋转的状态下利用多个焊接机器人30进行焊接，另外，在利用设置于各台车20的焊接机器人30对钢骨结构物W的不同的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下，能够一边使该钢骨结构物W旋转一边利用多个焊接机器人30进行焊接。由此，第四实施方式的焊接装置1C不仅在钢骨结构物W的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。

以上，通过具体实施方式对本发明的焊接装置具体进行了说明，但本发明的技术思想不局限于这些记载，必须基于权利要求书的记载被广义解释。另外，基于这些记载进行的各种变更、改变等当然也包含在本发明的技术思想内。

例如，如图5A～图5C所示，在喷嘴清扫装置60中，喷嘴拆装机构52仅进行了焊炬31的喷嘴311的拆装，但例如也可以具备利用焊丝电刷等对卸载后的喷嘴311的内表面(内周面)进行自动清扫的结构。由此，能够去除附着于喷嘴311的内表面的喷溅物，更加有效地防止保护性的下降。

另外，在图11的处理方法中，针对具备一台焊接机器人30的情况进行了说明，但即便在具备多个焊接机器人30的情况下也能够应用。

实施例

为了验证本发明的有效性，在变更了保护气体、焊丝、焊接条件、焊丝熔融信息的各种条件下，以热输入30kJ/cm以下进行热输入管理，从而进行了焊接试验。需要说明的是，如图20A及图20B所示，焊接部构成为设置有立柱W1及隔板W2，在坡口的底部设置有垫板构件BM，形成レ型的坡口。此外，根部间隙r以6～8mm变化。

按照以下的实施步骤进行了焊接。

1)利用感应单元及根部间隙算出单元来检测根部间隙。

2)基于焊丝熔融信息及检测到的根部间隙，从数据库读出适当的条件。需要说明的是，在数据库中，针对所使用的焊丝，按照各根部间隙将不超过30kJ/cm的焊接条件数据库化，根据所输入的板厚及通过感应获取到的根部间隙，从数据库抽出焊接条件，计算熔敷量及热输入量。例如，作为根部间隙3mm时的焊接条件、根部间隙4mm时的焊接条件来构筑数据库，在成为超过30kJ/cm的条件的情况下，不进行焊接。另外，也可以通过自动生成层叠图案来控制熔敷量。需要说明的是，在本实施例中，按照各根部间隙而使适当条件不同，因此，省略针对层叠图案的说明。

3)按照基于读出的数据库而作成的条件(层叠图案及焊接条件)，进行自动焊接。

需要说明的是，在本实施例的数据库中，包含焊丝的组成、焊丝线径、焊丝突出长度、适当电流/进给速度处于本实施方式所述的适当范围的情况，以及焊丝的组成、焊丝线径、焊丝突出长度、适当电流/进给速度处于本实施方式所述的适当范围外的情况。

关于焊接品质的焊道外观，针对焊接部的交叠、咬边等形状的焊接缺陷，通过目视并按照以下的评价基准进行了评价。

咬边：不存在咬边时记为“○”。存在不看作缺陷的程度(深度为0.5mm以下且长度为20mm以下)的咬边时记为“△”。

交叠：不存在交叠时记为“○”。存在不看作缺陷的程度(深度为0.5mm以下且长度为20mm以下)的交叠时记为“△”。

另外，作为焊接品质，针对熔渣剥离性、喷溅物也按照以下的评价基准进行了评价。

熔渣剥离性：使用熔渣去除装置剥离了90％以上的熔渣时记为“○”。使用熔渣去除装置剥离了80％以上的熔渣时记为“△”(以往水平)。

喷溅物：不存在附着于钢板的1mm以上的大粒喷溅物的附着时记为“○”。1mm以上的大粒喷溅物的个数为10个以下时记为“Δ”(以往水平)。

需要说明的是，当适当电流/进给速度的比率高时，电流值变高。在过度地增加了焊接电流、焊接速度的情况下，因在电弧力的作用下向下摆动而产生咬边，或者产生喷溅物。另外，当适当电流/进给速度的比率低时，电流值变低。因过剩的熔融金属在重力的作用下垂下而产生搭接。需要说明的是，适当电流/进给速度是150A和300A时的进给速度的比率下的平均值。

将试验结果与各焊接条件一起示于表1及表2。需要说明的是，作为保护气体，在试验No.1～13、15～47、50～51中，使用100％CO₂气体，在试验No.14中，使用98％Ar+2％O₂气体，在试验No.48、49中，使用80％Ar+20％CO₂气体。另外，电流波形在试验No.14、49中以脉冲方式进行，在其他试验中以恒压方式进行。此外，在试验No.16、17、50中使用了药芯焊丝，在其他试验中使用了实芯焊丝。

[表1]

[表2]

在表1所示的试验No.1～13中，使用相同组成的焊丝，改变焊丝突出长度、线径及适当电流/进给速度而进行了评价。在焊丝突出长度处于10～35mm的范围外的试验No.6、7中，焊道外观及喷溅物均为“△”。另外，在焊丝线径处于1.0～2.0mm的范围外的试验No.11、13中，焊道外观及喷溅物也均为“△”。需要说明的是，在试验No.13中，适当电流/进给速度也处于12～125的适当范围外。

另一方面，在试验No.1～5、8～10、12中，焊丝线径为1.0～2.0mm、焊丝突出长度为10～35mm、适当电流/进给速度为12～125，均处于适当范围内，得到良好的焊接品质。

另外，在使用SUS系的焊丝的试验No.14～17中，在试验No.14～16中，得到良好的品质，但在试验No.17中，适当电流/进给速度小于12，焊道外观及喷溅物均为“△”。

另外，在试验No.20中，C超过0.50质量％，在该情况下，喷溅物的评价为“△”。在试验No.22中，不含有Si，Si/{1+(Al+Ti)}成为0，在该情况下，熔渣剥离性为“△”。另外，在试验No.24中，Si为2.10质量％，超过2.00质量％，由于熔渣在固定端部集中而使熔渣剥离变得困难，结果是，熔渣剥离性为“△”。

在试验No.26中，不含有Mn，在该情况下，喷溅物的评价为“△”。另外，在试验No.28中，Mn超过3.00质量％，熔渣剥离性为“△”。在试验No.30中，S超过0.0500质量％，在该情况下，喷溅物的评价及熔渣剥离性均为“△”。

在试验No.32及No.51中，Ti超过0.80质量％，在该情况下，熔渣剥离性为“△”。另外，在试验No.51中，Al还超过0.80质量％，并且Si/{1+(Al+Ti)}小于0.10，焊道外观(咬边)及喷溅物也为“△”。

另外，在Al超过0.80质量％的试验No.36、Cr超过30.0质量％的试验No.38、Mo超过5.0质量％的试验No.41、Ni超过20.0质量％的试验No.42中，熔渣剥离性均为“△”。此外，在B超过0.0100质量％的试验No.47中，焊道外观(搭接)及熔渣剥离性为“△”。

另外，在焊丝的组成处于适当范围内、而Si/{1+(Al+Ti)}小于0.10的试验No34中，熔渣剥离性为“△”。

另一方面，在焊丝的组成、Si/{1+(Al+Ti)}、焊丝突出长度、焊丝线径、适当电流/进给速度处于适当范围内的试验No.1～5、8～10、12、14～16、18、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、40、43～46及48～50中，均为良好的结果。

本发明是基于2016年7月27日申请的日本专利申请(日本特愿2016-147868)而实现的，在此参照并援引其内容。

附图标记说明

1、1A、1B、1C 焊接装置

10 旋转定位器

11 环状保持部

20 台车

30 焊接机器人

31 焊炬

50 喷嘴更换装置

60 喷嘴清扫装置

70 熔渣去除装置

80 焊丝切断装置

90、90A、90B、90C 焊接控制装置

91 输入单元

92 感应单元(激光传感器)

93 根部间隙算出单元

95 存储单元

111 固定夹具

132 驱动部

311 喷嘴

521 螺旋弹簧

524 旋转驱动源

C 坡口深度

H 热输入量

Ps 感应开始位置

P₁ 检测开始位置

P₅ 相对于从焊接工件表面起算的设定坡口深度为规定深度的检测位置

r 距离(根部间隙)

W、W1、W2、W3、W4 钢骨结构物(焊接工件)

W1a、W2a 坡口面

W1b 表面(焊接工件表面)

θ1、θ2 坡口面的角度

Claims (14)

1.一种焊接装置，其使用焊丝并通过焊接机器人对焊接工件自动地进行焊接，

所述焊接装置的特征在于，

所述焊接装置具备对所述焊接机器人的动作及焊接作业进行控制的焊接控制装置，

所述焊接控制装置具备：

感应单元，其对所述焊接工件的位置进行检测；

根部间隙算出单元，其按照由所述感应单元检测到的、从相对于设定坡口深度为规定深度的检测位置起的坡口宽度方向的两坡口面的检测位置数据、所述设定坡口深度与检测开始位置之差、以及预先设定的所述两坡口面的角度，求出根部间隙，其中，所述设定坡口深度是从至少一个所述焊接工件表面起算的深度；以及

存储单元，其具有相对于各所述焊丝的进给速度的适当焊接电流的数据库、即焊丝熔融信息，

按照所述焊丝熔融信息和由所述根部间隙算出单元求出的根部间隙，作成层叠图案及焊接条件，以使得成为热输入量30kJ/cm以下，

所述焊丝熔融信息包含所述焊丝的直径、焊丝突出长度及与保护气体相关的气体信息，并且，

在所述直径为1.0～2.0mm、所述焊丝突出长度为10～35mm的范围内，具有相对于各所述焊丝的进给速度的适当焊接电流的数据库。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

在任一个所述焊丝中，都将所述焊丝熔融信息设定为12≤{适当焊接电流(A)/进给速度(m/min)}≤125的范围。

3.根据权利要求1或2所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊丝熔融信息所含的所述焊丝具有相对于所述焊丝的全部重量而言包含如下成分的组成信息：

C：0.50质量％以下且包含0％

Si：0.10～2.00质量％

Mn：0.10～3.00质量％

S：0.0001～0.0500质量％

Ti：0.80质量％以下且包含0％

Al：0.80质量％以下且包含0％

Mo：5.0质量％以下且包含0％

Cr：30.0质量％以下且包含0％

Ni：20.0质量％以下且包含0％

Cu：1.0质量％以下且包含0％

B：0.0100质量％以下且包含0％。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊丝所含的Si、Al、Ti的比率处于0.10≤Si/{1+(Al+Ti)}的范围内。

5.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述感应单元利用激光传感器来检测所述焊接工件的位置，或者

向对设定为规定突出长度的所述焊丝进行支承的焊炬与所述焊接工件之间施加感应电压，检测通过所述焊丝与所述焊接工件的接触而引起的通电状态，从而检测所述焊接工件的位置。

6.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备：

一对旋转定位器，其设置为能够在所述焊接工件的长边方向上移动，且在保持该焊接工件的状态下使该焊接工件旋转；

单个或多个台车，其设置为能够在与所述一对旋转定位器的移动方向平行的方向上移动；

所述焊接机器人，其以能够在与所述旋转定位器的移动方向正交的方向上移动的方式设置在所述单个或多个台车上；以及

焊炬，其设置在所述焊接机器人的前端，

所述一对旋转定位器具备：

一对环状保持部，其在内部收容所述焊接工件，且利用多个固定夹具对该焊接工件进行保持；以及

驱动部，其使所述一对环状保持部的一方或双方旋转，

所述环状保持部形成为通过将环状部分的规定位置断开而使该环状部分的一部分敞开，以使得能够收容所述焊接工件。

7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于，

在利用多个所述焊接机器人同时对由于存在于同一所述焊接工件的截面积和焊接长度中的任一方或两方不同而导致应焊接的体积不同的多个焊接接头进行焊接的情况下，为了使从基点到下一基点的焊接时间相同，所述焊接装置以改变所述焊丝的进给量的方式进行控制，由此补偿应焊接的体积的差异。

8.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，设置各道次中能焊接的焊接电流范围，进行该范围内的焊接，对结果产生的熔敷量的差异在之后的道次中进行补偿，由此使总计的熔敷量处于所希望的值内。

9.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，在不能进行各道次中能焊接的焊接电流范围内的焊接的情况下，按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，由此补偿整体的壁量误差。

10.根据权利要求8或9所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置控制为，在不能进行各道次中能焊接的焊接电流范围内的焊接的情况下，增大焊丝进给量的差，并且，针对焊接电流成为适当范围外而改变所述焊丝的突出长度，以使得该焊接电流成为所希望的值。

11.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备熔渣去除装置，该熔渣去除装置设置在所述焊接机器人的前端，用于去除在所述焊接工件的焊接部产生的熔渣。

12.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接装置具备对设置于焊炬前端的喷嘴进行更换的喷嘴更换装置，

所述喷嘴更换装置具备：

螺旋弹簧，其供所述喷嘴插入；以及

旋转驱动源，其驱动被插入了所述喷嘴的所述螺旋弹簧绕其中心轴进行旋转，由此将所述喷嘴从所述焊炬的焊炬主体卸载。

13.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

在对所述焊接工件中的多个焊接部进行多层堆焊的情况下，

按照预先指定的顺序，利用所述多个焊接部分割地进行各层的焊接。

14.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，

所述焊接控制装置具备输入单元，该输入单元通过作业者的输入或者所述焊接工件的CAD数据的输入，至少被输入所述焊接工件的尺寸及焊接接头的形状中的任一方或两方、以及焊接执行可否的信息，

按照根据所述焊接工件的尺寸及所述焊接接头的形状中的任一方或两方而预先准备的焊接机器人轨迹及焊接条件，自动地生成焊接时的焊接机器人动作轨迹及焊接条件并进行焊接。

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