JP2003205369A - 金属薄板材の自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属薄板材の端面同士の突き合せを正確且つ
確実に行えると共に、シールドガスを金属薄板材の突合
せ部へ均一に供給できるようにする。 【解決手段】 マンドレル１と、マンドレル１の上面側
に設けたバックバー３と、金属薄板の端面の位置決めを
行うセンター位置決め機構４と、金属薄板材の端部をバ
ックバー３上に押圧固定するクランプ機構５と、金属薄
板材の突合せ部を溶接するＴＩＧ溶接装置６とから成
り、金属薄板材の端部同士をセンター位置決め機構４及
びクランプ機構５によりバックバー３上で突き合せ固定
し、この突合せ部をＴＩＧ溶接装置６により溶接するよ
うにした金属薄板材の自動溶接装置に於いて、センター
位置決め機構４を、バックバー３に上下動自在に挿通さ
れ、バックバー３の上面から上方へ突出可能な鉛直姿勢
のセンタープレート１６と、マンドレルに設けられ、セ
ンタープレート１６を上下動させる駆動部１７とから構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属薄板材から角
パイプや丸パイプ、テーパ管、ケース等の各種製品を溶
接加工により作製する精密板金工場等に於いて使用され
るものであり、角筒状、円筒状又はテーパ状に曲げ加工
された金属薄板材の両端部を突き合せて接合する際、平
板状の金属薄板材の端部を突き合せて接合する際、或い
は平板状の金属薄板材の端部を直角に突き合せて接合す
る際に、金属薄板材の端部同士を突合せ溶接若しくはコ
ーナー溶接する金属薄板材の自動溶接装置の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従前の技術】従来、金属薄板材（以下ワークと呼ぶ）
の端部同士を突合せ溶接若しくはコーナー溶接して角パ
イプや丸パイプ等の各種製品を作製する自動溶接装置と
しては、例えば図１５に示す構造のものが知られてい
る。

【０００３】即ち、前記自動溶接装置は、ワークＷを支
持する水平姿勢のマンドレル３１を備えた本体３２と、
マンドレル３１の上面側に着脱自在に取り付けられた長
尺状の銅製のバックバー３３と、マンドレル３１の上方
位置に配設され、ワークＷの端部同士がバックバー３３
上で突き合されるようにワークＷの端面の位置決めを行
うセンター位置決め機構３４と、マンドレル３１の上方
位置に配設され、ワークＷの端部同士を突き合せ状態で
バックバー３３上に押圧固定するクランプ機構３５と、
マンドレル３１の上方位置に配設され、ワークＷの突合
せ部を溶接するＴＩＧ溶接装置３６とから構成されてお
り、ワークＷをマンドレル３１に支持させてワークＷの
端部同士をセンター位置決め機構３４及びクランプ機構
３５によりバックバー３３上で突き合せ固定し、この突
合せ部をＴＩＧ溶接装置３６により溶接することによっ
て、ワークＷから角パイプや丸パイプ等の各種製品を作
製することができるようになっている。

【０００４】又、バックバー３３は、ワークＷの形状に
応じて突合せ溶接やコーナー溶接を良好に行えるように
形状の異なるバックバー３３と取り替え可能になってお
り、マンドレル３１の上面側に形成した取付け溝３１ａ
に着脱自在に嵌合されている。このバックバー３３に
は、例えば角パイプや平板の突合せ溶接に用いる上面が
平面状に形成されたバックバー３３（図１７（Ａ）参
照）と、丸パイプやテーパ管の突合せ溶接に用いる上面
が円弧状に形成されたバックバー３３（図１７（Ｂ）参
照）と、ケース等のコーナー溶接に用いる上面が山形状
に形成されたバックバー３３（図１７（Ｃ）参照）とが
ある。

【０００５】更に、センター位置決め機構３４は、図１
５に示す如く、本体３２側に設けたリンク機構３７と、
リンク機構３７に取り付けた取付け板３８と、取付け板
３８に鉛直姿勢で固定され、ワークＷの端面が当接する
センタープレート３９と、リンク機構３７を揺動操作す
る操作レバー４０とから構成されており、操作レバー４
０によりリンク機構３７を揺動操作すると、センタープ
レート３９がリンク機構３７によりバックバー３３の斜
め上方に位置する待避位置（図１５実線位置）とバック
バー３３の上面に当接する下降位置（図１５一点鎖線位
置）とに亘って円弧状に上下移動するようになってい
る。センタープレート３９を円弧状に上下動させるよう
にしたのは、ＴＩＧ溶接装置３６が作動したときにＴＩ
Ｇ溶接装置３６の邪魔にならないようにするためであ
る。

【０００６】尚、図１５に於いて、４１は本体３２に取
り付けられ、マンドレル３１が挿着されるマンドレルガ
イド、４２はヒンジ４３により上下方向へ揺動する支持
板、４４は支持板４２に固定され、マンドレル３１に支
持されたワークＷの端部上面に当接するクランプ、４５
は支持板４２及びクランプ４４を上方へ附勢する引張り
スプリング、４６はエアーの供給により膨張して支持板
４２及びクランプ４４を下方へ押圧するエアーチュー
ブ、４７は支持板４２及びクランプ４４を水平移動させ
てクランプ４４間の間隙を調整する調整ネジ、４８はマ
ンドレル３１の上方位置に昇降自在且つ走行自在に配設
された溶接用トーチ、４９は溶接用トーチ４８に挿着さ
れたタングステン電極棒、５０は溶接用トーチ４８をワ
ークＷの突合せ部に沿って走行させる走行部である。

【０００７】而して、上述した自動溶接装置を用いて例
えば角筒状に折り曲げ加工したワークＷから角パイプを
作製する場合には、先ずセンター位置決め機構３４の操
作レバー４０を操作してセンタープレート３９を下降位
置へ下降させ、センタープレート３９の下端をバックバ
ー３３の上面に当接させる。次に、角筒状のワークＷを
マンドレル３１に挿着してワークＷの一方の端部をセン
タープレート３９の側面へ当接させ、この状態でクラン
プ機構３５の一方のクランプ４４を下降させてワークＷ
の一方の端部をバックバー３３上に固定する。引き続
き、センター位置決め機構３４の操作レバー４０を操作
してセンタープレート３９を待避位置へ上昇させた後、
ワークＷの他方の端部を先にクランプ４４により固定し
たワークＷの一方の端部へ当接させ、この状態でクラン
プ機構３５の他方のクランプ４４を下降させてワークＷ
の他方の端部をバックバー３３上に固定する。これによ
って、ワークＷの両端部の端面同士が正確に突き合わさ
れた状態でクランプ４４とバックバー３３との間で緊密
に挾持固定される。最後に、ＴＩＧ溶接装置３６を作動
させて溶接用トーチ４８を所定の位置まで自動的に下降
させてアークを発生させ、その高さを所定位置に保った
状態で溶接用トーチ４８をワークＷの突合せ部に沿って
走行させ、ワークＷの突合せ部を溶接する。

【０００８】前記自動溶接装置は、ワークＷのセンター
位置決め機構３４やクランプ機構３５等を備えているた
め、ワークＷの突合せ溶接やコーナー溶接を簡単且つ容
易に高品質・高能率で行える等の優れた実用的効用を奏
するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のワークＷの自動溶接装置にも未だ解決すべき問題点が
残されている。即ち、前記自動溶接装置に於いては、セ
ンター位置決め機構３４のセンタープレート３９がワー
クＷの端面の位置決めを行った後、下降位置から待避位
置へ円弧状の軌跡を描きながら上昇するため、センター
プレート３９を上昇させる際にセンタープレート３９の
側面に当接しているワークＷの端部がセンタープレート
３９に引っ掛かることがあった。その結果、ワークＷの
厚みが極めて薄い場合やワークＷが軟らかい材質の金属
材で形成されている場合には、ワークＷの端部が変形し
てしまうと云う問題があった。このように、ワークＷの
端部が変形すると、ワークＷの端部同士を突き合せたと
きにワークＷの端面同士が完全に突合わされず、ワーク
Ｗの突合せ部に部分的な間隙が生じることになる。この
ような状態でワークＷの突合せ部を溶接すると、溶接部
に部分的な溶け込み不良を生じたり、溶接部の厚み斑、
穴あき、溶接部の曲り等を生ずることになり、製品の品
質が著しく低下することになる。

【００１０】又、従来の自動溶接装置に於いては、ワー
クＷの突合せ部を溶接する際にワークＷの突合せ部の裏
面側にバックバー３３に形成した噴出孔３３ａからアル
ゴンガス等のシールドガスを供給してワークＷの溶接部
の酸化を防止するようにしている。ところが、シールド
ガスを供給する噴出孔３３ａがバックバー３３にその長
手方向に沿って一定間隔毎に形成されているため、ワー
クＷの突合せ部の裏面側に供給されるシールドガスの流
れが不均一になり、溶接部が部分的に酸化してしまうと
云う問題があった。特に、ワークＷの突合せ部の噴出孔
３３ａ近くに位置する部分が酸化し易くなる。この原因
としては、噴出孔３３ａから噴き出されるシールドガス
が空気を巻き込むためと考えられる。

【００１１】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたものであり、その目的は、ワーク（金属薄板材）の
厚みや材質に関係なく、ワークの端面同士の突き合せを
正確且つ確実に行えると共に、シールドガスをワークの
突合せ部へ均一に供給できるようにした金属薄板材の自
動溶接装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の発明は、金属薄板材を支持する
水平姿勢のマンドレルを備えた本体と、マンドレルの上
面側に着脱自在に取り付けられた長尺状のバックバー
と、金属薄板材の端部同士がバックバー上で突き合され
るように金属薄板の端面の位置決めを行うセンター位置
決め機構と、金属薄板材の端部同士を突き合せ状態でバ
ックバー上に押圧固定するクランプ機構と、金属薄板材
の突合せ部を溶接するＴＩＧ溶接装置とから成り、マン
ドレルに支持された金属薄板材の端部同士をセンター位
置決め機構及びクランプ機構によりバックバー上で突き
合せ固定し、この突合せ部をＴＩＧ溶接装置により溶接
するようにした金属薄板材の自動溶接装置に於いて、前
記センター位置決め機構を、バックバーに上下動自在に
挿通され、上端部がバックバーの上面から上方へ突出可
能で且つ上端部の側面に金属薄板材の端面が当接する鉛
直姿勢のセンタープレートと、マンドレルに設けられ、
センタープレートを上下動させる駆動部とから構成した
ことに特徴がある。

【００１３】本発明の請求項２の発明は、バックバーに
センタープレートが遊嵌状態で挿通され且つシールドガ
スが流れるスリット状のガス通路を形成し、スリット状
のガス通路から金属薄板材の突合せ部の裏面側へシール
ドガスを均一に供給するようにしたことに特徴がある。

【００１４】本発明の請求項３の発明は、バックバーを
長手方向に沿って左右に二分割し、分割した左右のバッ
クバー間にスリット状のガス通路を形成すると共に、分
割した左右のバックバーを左右対称状に形成するように
したことに特徴がある。

【００１５】本発明の請求項４の発明は、マンドレルを
角柱状若しくは円柱状に形成すると共に、バックバーの
上面を平面状、円弧状若しくは山形状に形成するように
したことに特徴がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実
施の形態に係る金属薄板材（以下ワークＷと呼ぶ）の自
動溶接装置を示し、当該自動溶接装置は、例えば角筒
状、円筒状又はテーパ状に曲げ加工されたワークＷの両
端部同士を突合せ溶接により接合する際や平板状のワー
クＷの端部同士を突合せ溶接により接合する際に用いる
ものであり、溶接加工によりワークＷから角パイプや丸
パイプ、テーパ管、ケース等の各種製品を作製するもの
である。

【００１７】即ち、自動溶接装置は、図１乃至図３に示
す如く、ワークＷを支持する水平姿勢のマンドレル１を
備えた本体２と、マンドレル１の上面側に着脱自在に取
り付けられた長尺状のバックバー３と、マンドレル１に
設けられ、ワークＷの端部同士がバックバー３上で突き
合されるようにワークＷの端面の位置決めを行うセンタ
ー位置決め機構４と、マンドレル１の上方位置に配設さ
れ、ワークＷの端部同士を突き合せ状態でバックバー３
上に押圧固定するエアークランプ方式のクランプ機構５
と、マンドレル１の上方位置に配設され、ワークＷの突
合せ部を溶接するＴＩＧ溶接装置６とから構成されてお
り、マンドレル１に支持されたワークＷの端部同士をセ
ンター位置決め機構４及びクランプ機構５によりバック
バー３上で突き合せ固定し、この突合せ部をＴＩＧ溶接
装置６により溶接するようにしたものである。この自動
溶接装置は、マンドレル１とバックバー３を取り替える
ことによって、角筒状に曲げ加工されたワークＷや平板
状のワークＷの突合せ溶接、或いは円筒状又はテーパ状
に曲げ加工されたワークＷの突合せ溶接を夫々行えるよ
うになっている。

【００１８】前記本体２は、図１及び図２に示す如く、
上部に水平姿勢のフレーム２ａを、又、下部に自在キャ
スター７及び高さ調整自在な支持脚８を取り付けたベー
ス２ｂを夫々備えており、本体２の内部には、溶接用電
源装置やアルゴンガス等の溶接用ガスボンベ、コンプレ
ッサー等の圧縮空気源（何れも図示省略）等が夫々格納
されている。尚、図１及び図２に於いて、９はフレーム
２ａの上面に旋回可能に設けた回転アーム、１０は回転
アーム９の先端部に取り付けた溶接条件や電極位置等を
設定する操作盤、１１は溶接用ガスや圧縮空気のメータ
ー類、１２はマンドレル１の先端部を支持するマンドレ
ル受け、１３はクランプ機構５のエアースイッチであ
る。

【００１９】前記マンドレル１は、図１乃至図３に示す
如く、アルミ合金等により断面形状が正方形の角柱状に
形成されており、キャビネット本体２に取り付けたマン
ドレルガイド１４に片持ち状態で着脱自在に挿着されて
いる。この角柱状のマンドレル１は、角筒状に曲げ加工
されたワークＷの両端部同士を突合せ溶接する際や平板
状のワークＷの端部同士を突合せ溶接する際に用いるも
のである。又、マンドレル１の上面には、図４及び図５
に示す如く、バックバー３が着脱自在に嵌め込まれる取
付け溝１ａがマンドレル１の長手方向に沿って形成され
ている。この取付け溝１ａの底面には、後述するセンタ
ープレート１６の取付け台２０が上下動可能に嵌め込ま
れる凹部１ｂが一定間隔毎に形成されていると共に、隣
接する凹部１ｂ間にアルゴンガス等のシールドガスＧが
流れるように隣接する凹部１ｂを連通させる細溝１ｃが
形成されている。更に、マンドレル１の両側面には、取
付け溝１ａに嵌め込んだバックバー３をマンドレル１側
へ固定するためのボルト１５が挿通されるボルト穴１ｄ
が一定間隔毎に形成されていると共に、マンドレル１の
一方の側面には、アルゴンガス等のシールドガスＧを供
給するためのガス供給口１ｅが凹部１ｂに連通するよう
に一定間隔毎に形成されている。

【００２０】前記バックバー３は、溶接金属の溶け落ち
防止とワークＷの溶接部の裏側のシールドを行うもので
あり、銅材により断面形状が四角形の長尺な角柱状に形
成され、マンドレル１の取付け溝１ａに着脱自在に嵌め
込まれている。この実施の形態に於いては、バックバー
３は、図６及び図７に示す如く、長手方向に沿って左右
に二分割されており、分割された左右のバックバー
３′，３′間にセンタープレート１６が遊嵌状態で挿通
され且つアルゴンガス等のシールドガスＧが流れるスリ
ット状のガス通路３ａが形成されている。又、分割され
た左右のバックバー３′，３′は、左右対称状に形成さ
れており、対角線上に位置する対向する角部には切欠３
ｂが夫々形成されている。従って、分割された左右のバ
ックバー３′，３′を対向させたときには、左右のバッ
クバー３′，３′の角部に形成した切欠３ｂによりバッ
クバー３の上面中心部に浅い溝が形成されることにな
る。この溝浅いは、スリット状のガス通路３ａに連通し
てアルゴンガス等のシールドガスＧが流れる溝となる。
更に、分割された左右のバックバー３′，３′には、マ
ンドレル１のボルト穴１ｄに合致する雌ネジ穴３ｃが長
手方向に沿って一定間隔毎に夫々形成されている。

【００２１】そして、バックバー３は、図７に示す如
く、分割された左右のバックバー３′，３′を対向させ
た状態でマンドレル１の取付け溝１ａに嵌め込み、左右
のバックバー３′，３′を複数本のボルト１５でマンド
レル１側へ締め付け固定することによって、マンドレル
１に取り付けられる。このとき、左右のバックバー
３′，３′間にはスリット状のガス通路３ａが形成され
ると共に、バックバー３の上面には切欠３ｂによりシー
ルドガスＧが流れる浅い溝が形成される。又、バックバ
ー３の平面状の上面とマンドレル１の平面状の上面とは
面一の状態になっている。尚、左右のバックバー３′，
３′の幅は１０ｍｍに、左右のバックバー３′，３′の
高さは２０ｍｍに、左右のバックバー３′，３′間に形
成されたガス通路３ａの間隔は０．５ｍｍに、左右のバ
ックバー３′，３′に形成された切欠３ｂの幅は０．７
ｍｍに、切欠３ｂの深さは０．３ｍｍに夫々設定されて
いる。

【００２２】前記センター位置決め機構４は、ワークＷ
の端部がバックバー３上に位置するようにワークＷの端
面の位置決めを行うものであり、図３に示す如く、バッ
クバー３に上下動自在に挿通された薄鋼板製の長尺状の
センタープレート１６と、マンドレル１に設けられ、セ
ンタープレート１６を上下動させるシリンダ構造の駆動
部１７とから構成されている。

【００２３】即ち、センタープレート１６は、図７に示
す如く、バックバー３のスリット状のガス通路３ａに遊
嵌状態で上下動自在に挿通されており、その上端部がバ
ックバー３上面から上方へ突出可能で且つ上端部の側面
にワークＷの端面が当接するようになっている。このセ
ンタープレート１６の厚みは、０．１〜０．３ｍｍに設
定されている。従って、センタープレート１６をバック
バー３のガス通路３ａに挿入したときには、センタープ
レート１６の側面とスリット状のガス通路３ａの内面と
の間にアルゴンガス等のシールドガスＧが流れるスリッ
ト状の間隙が形成されることになる。

【００２４】一方、駆動部１７は、図７に示す如く、バ
ックバー３の各凹部１ｂに遊嵌状態で上下動自在に嵌め
込まれ、その上面にセンタープレート１６が取付け金具
１８及びネジ１９を介して鉛直姿勢で固定される複数枚
の長方形状の取付け台２０と、バックバー３の各凹部１
ｂの底面に形成された円柱状のピストン穴１ｆと、取付
け台２０の下面側に固定され、ピストン穴１ｆに摺動自
在且つ上下動自在に挿入されたピストン２１と、ピスト
ン穴１ｆに圧縮エアーＡを供給するエアー供給口１ｇ
と、取付け台２０を下方向へ附勢してセンタープレート
１６の上端部をバックバー３のガス通路３ａ内に位置さ
せる復帰用のスプリング（図示省略）とから構成されて
おり、エアー供給口１ｇに圧縮空気源（図示省略）から
圧縮エアーＡを供給すると、ピストン２１、取付け台２
０及びセンタープレート１６が上昇し、センタープレー
ト１６の上端部がバックバー３の上面から上方へ突出
し、又、圧縮エアーＡの供給を停止すると、スプリング
の弾性力によりピストン２１、取付け台２０及びセンタ
ープレート１６が下降するようになっている。

【００２５】前記クランプ機構５は、図３に示す如く、
本体２のフレーム２ａにヒンジ２２を介して上下方向へ
揺動自在に支持され、マンドレル１の上方位置に対向状
に配置された支持板２３と、両支持板２３の先端部に固
定され、マンドレル１に支持されたワークＷの端部上面
に当接する銅材製の左右のクランプ２４と、各支持板２
３及びクランプ２４を夫々上方へ附勢する引張りスプリ
ング２５と、圧縮エアーＡの供給により膨張して各支持
板２３及びクランプ２４を下方へ押圧するエアーチュー
ブ２６と、各支持板２３及びクランプ２４を水平移動さ
せて左右のクランプ２４間の間隙を調整する調整ネジ２
７とから構成されており、圧縮空気源からエアーチュー
ブ２６に圧縮エアーＡを供給してエアーチューブ２６を
膨張させると、支持板２３及びクランプ２４が引張りス
プリング２５の弾性力に抗して下方へ揺動し、クランプ
２４がマンドレル１に支持されたワークＷの端部に当接
してワークＷの端部をバックバー３上に押圧固定し、
又、圧縮エアーＡの供給を停止すると、支持板２３及び
クランプ２４が引張りスプリング２５の弾性力により上
方へ揺動し、ワークＷの押圧状態が解除されるようにな
っている。

【００２６】前記ＴＩＧ溶接装置６は、図１乃至図３に
示す如く、ワークＷの突合せ部を溶接するものであり、
マンドレル１の上方位置に昇降自在且つ走行自在に配設
され、タングステン電極棒２８を挿着したＴＩＧ溶接用
トーチ２９と、ＴＩＧ溶接用トーチ２９を昇降自在に支
持してこれをワークＷの突合せ部に沿って走行させる走
行部３０とから構成されている。このＴＩＧ溶接装置６
によれば、操作盤１０のスイッチ操作によって、ＴＩＧ
溶接用トーチ２９の先端位置が自動的に設定位置に保持
され且つＴＩＧ溶接用トーチ２９が所定の速度でワーク
Ｗの突合せ部に沿って直線移動するようになっている。

【００２７】次に、上述した自動溶接装置を用いて角筒
状に曲げ加工されたワークＷの端部同士を突合せ溶接に
より接合する場合について説明する。

【００２８】尚、ワークＷには、厚みが２０μｍｍ〜
２．０ｍｍ程度の鉄、アルミ、アルミ合金、銅、銅合
金、チタン、ステンレス、軟鋼、ケイ素鋼等のワークＷ
が使用されている。又、溶接電流、溶接速度、不活性ガ
スの供給量、溶接用トーチ２９の移動速度、タングステ
ン電極棒２８の先端形状等の溶接条件は、ワークＷの材
質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されている
ことは勿論である。

【００２９】先ず、センター位置決め機構４のセンター
プレート１６をその上端部がバックバー３の上面から上
方ヘ突出するように駆動部１７により上昇させた後、角
筒状に曲げ加工されたワークＷをマンドレル１の先端部
からマンドレル１に挿着し、マンドレル１の先端部をマ
ンドレル受け１２で支持する。

【００３０】次に、マンドレル１に支持されたワークＷ
の一方の端面をセンタープレート１６の一方の側面に当
接させ、クランプ機構５の一方のクランプ２４を下降さ
せてクランプ２４によりワークＷの一方の端部をバック
バー３上に押圧固定する（図８参照）。

【００３１】その後、センター位置決め機構４の駆動部
１７に供給されている圧縮エアーＡの供給を停止し、セ
ンター位置決め機構４のセンタープレート１６をその上
端部がバックバー３のガス通路３ａ内に位置するように
下降させる（図９参照）。このとき、センタープレート
１６は、鉛直姿勢で真っ直ぐに下降するため、センター
プレート１６の側面に当接しているワークＷの一端部が
下降するセンタープレート１６に引っ掛かると云うこと
がない。その結果、ワークＷの厚みが極めて薄い場合や
ワークＷが軟らかい材質の金属材で形成されている場合
であっても、ワークＷの端部の変形が防止される。

【００３２】ワークＷの一方の端部をバックバー３上に
押圧固定すると、ワークＷの他方の端面を目視によって
先にバックバー３上に押圧固定しているワークＷの一方
の端面に突き合せ、クランプ機構５の他方のクランプ２
４を下降させてクランプ２４によりワークＷの他方の端
部をバックバー３上に押圧固定する（図１０参照）。こ
のとき、ワークＷの端部の変形が防止されているため、
ワークＷの両端部の端面は正確且つ確実に突き合される
ことになる。その結果、ワークＷの両端部は、その両端
面が完全に突き合された状態でクランプ２４によりバッ
クバー３上に押圧固定されることになる。

【００３３】ワークＷの両端部のクランプ２４が終了す
れば、バックバー３に形成したガス通路３ａにシールド
ガスＧを供給しつつ、ＴＩＧ溶接装置６を作動させてワ
ークＷの突合せ部を突合せ溶接する（図１０参照）。こ
のとき、ガス供給口１ｅから供給されたシールドガスＧ
は、凹部１ｂ及び細溝１ｃ内に流入し、スリット状のガ
ス通路３ａの隙間からワークＷの突合せ部の裏面側に均
一に供給される。その結果、溶接時に生じるワークＷの
溶接部の酸化を防止することができる。

【００３４】ワークＷの突合せ部の溶接が完了すると、
シールドガスＧの供給が停止されると共に、ＴＩＧ溶接
装置６の溶接用トーチ２９が元の位置まで戻される。そ
の後、クランプ機構５によるワークＷの押圧固定状態を
解除し、ワークＷをマンドレル１から取り外す。このよ
うにして、角筒状に曲げ加工されたワークＷから角パイ
プが作製されることになる。平板状のワークＷの端部を
突合せ溶接する際にも上述した手順により行えば良い。

【００３５】図１１乃至図１４は上述した自動溶接装置
により円筒状又はテーパ状に曲げ加工されたワークＷか
ら丸パイプやテーパ管を作製する場合に使用するマンド
レル１及びバックバー３を示すものである。

【００３６】即ち、前記マンドレル１は、図１１及び図
１２に示す如く、アルミ合金等により断面形状が円形の
円柱状に形成されており、本体２に取り付けたマンドレ
ルガイド１４に片持ち状態で着脱自在に挿着されてい
る。又、マンドレル１の上面には、バックバー３が着脱
自在に嵌め込まれる取付け溝１ａがマンドレル１の長手
方向に沿って形成されている。この取付け溝１ａの底面
には、センタープレート１６の取付け台２０が上下動可
能に嵌め込まれる凹部１ｂが一定間隔毎に形成されてい
ると共に、隣接する凹部１ｂ間にアルゴンガス等のシー
ルドガスＧが流れるように隣接する凹部１ｂを連通させ
る細溝１ｃが形成されている。更に、マンドレル１の両
側面には、取付け溝１ａに嵌め込んだバックバー３をマ
ンドレル１側へ固定するためのボルト１５が挿通される
ボルト穴１ｄが一定間隔毎に形成されていると共に、マ
ンドレル１の一方の端面には、アルゴンガス等のシール
ドガスＧを供給するためのガス供給口１ｅが凹部１ｂに
連通するように形成されている。

【００３７】一方、バックバー３は、図１３及び図１４
に示す如く、銅材により断面形状が略四角形の長尺な角
柱状に形成されており、マンドレル１の取付け溝１ａに
着脱自在に嵌め込まれている。このバックバー３は、長
手方向に沿って左右に二分割されており、分割された左
右のバックバー３′，３′間にセンタープレート１６が
遊嵌状態で挿通され且つアルゴンガス等のシールドガス
Ｇが流れるスリット状のガス通路３ａが形成されてい
る。又、分割された左右のバックバー３′，３′は、左
右対称状に形成されており、対角線上に位置する対向す
る角部には切欠３ｂが夫々形成されている。従って、分
割された左右のバックバー３′，３′を対向させたとき
には、バックバー３の角部に形成した切欠３ｂによりバ
ックバー３の上面中心部に浅い溝が形成されることにな
る。この浅い溝は、スリット状のガス通路３ａに連通し
てアルゴンガス等のシールドガスＧが流れる溝となる。
更に、分割された左右のバックバー３′，３′の上面及
び下面は、バックバー３をマンドレル１の取付け溝１ａ
内に嵌め込んだときにバックバー３の上面がマンドレル
１の外周面と同心円上に位置するように円弧状に形成さ
れていると共に、左右のバックバー３′，３′には、マ
ンドレル１のボルト穴１ｄに合致する雌ネジ穴３ｃが長
手方向に沿って一定間隔毎に夫々形成されている。

【００３８】そして、バックバー３は、図１４に示す如
く、分割された左右のバックバー３′，３′をマンドレ
ル１の取付け溝１ａに対向させた状態で嵌め込み、左右
のバックバー３′，３′を複数本のボルト１５でマンド
レル１側へ締め付け固定することによって、マンドレル
１に取り付けられる。このとき、左右のバックバー
３′，３′間にはスリット状のガス通路３ａが形成され
ると共に、バックバー３の上面には切欠３ｂによりシー
ルドガスＧが流れる浅い溝が形成される。又、バックバ
ー３の円弧状の上面とマンドレル１の外周面とは同心円
上に位置している。尚、左右のバックバー３′，３′の
幅は１０ｍｍに、左右のバックバー３′，３′の高さは
２０ｍｍに、左右のバックバー３′，３′間に形成され
たガス通路３ａの間隔は０．５ｍｍに、左右のバックバ
ー３′，３′に形成された切欠３ｂの幅は０．７ｍｍ
に、切欠３ｂの深さは０．３ｍｍに夫々設定されてい
る。

【００３９】上述したマンドレル１には、図７に示すセ
ンター位置決め機構４と同じ構造のセンター位置決め機
構４が設けられている。このセンター位置決め機構４
は、図７に示すセンター位置決め機構４と同様構造に構
成されており、図７に示すセンター位置決め機構４と同
じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説
明を省略している。

【００４０】尚、上記実施の形態に於いては、マンドレ
ル１を角柱状若しくは円柱状に形成すると共に、バック
バー３の上面を平面状若しくは円弧状に形成し、角筒
状、円筒状、テーパ状に曲げ加工されたワークＷの突合
せ溶接や平板状のワークＷの突合せ溶接を行えるように
したが、他の実施の形態に於いては、マンドレル１及び
バックバー３の断面形状を変えてワークＷのコーナー溶
接を行うようにしても良い。例えば、図示していない
が、マンドレル１の断面形状を図１６に示すマンドレル
３１と同じ断面形状にし、マンドレル１に形成した取付
け溝１ａに上面が山形状に形成されたバックバー３を嵌
め込むようにすれば、ワークＷのコーナー溶接を行うこ
とできる。勿論、マンドレル１にはセンター位置決め機
構４が設けられ、バックバー３にはスリット状のガス通
路３ａ等が形成されていることは勿論である。

【００４１】又、上記実施の形態に於いては、バックバ
ー３を長手方向に沿って左右に二分割し、分割した左右
のバックバー３′，３′間にスリット状のガス通路３ａ
を形成するようにしたが、他の実施の形態に於いては、
バックバー３を左右に二分割せずに一体的に形成し、バ
ックバー３の中心線上に長手方向に沿うスリット状のガ
ス通路３ａを形成し、このガス通路３ａにセンタープレ
ート１６を遊嵌状態で上下動自在に挿通すると共に、ア
ルゴンガス等のシールドガスＧを供給するようにしても
良い。

【００４２】

【発明の効果】上述の通り、本発明の金属薄板材の自動
溶接装置は、金属薄板材のセンター位置決め機構をマン
ドレルに設け、金属薄板材の端面を位置決めするセンタ
ー位置決め機構のセンタープレートをバックバーに鉛直
姿勢で上下動自在に挿通するようにしているため、金属
薄板材の端面の位置決めを行ったセンタープレートを下
降させる際に、センタープレートが真っ直ぐに下降し、
センタープレートの側面に当接している金属薄板材の端
部が下降するセンタープレートに引っ掛かると云うこと
がない。その結果、本発明の自動溶接装置を使用すれ
ば、金属薄板材の厚みが極めて薄い場合や金属薄板材が
軟らかい材質の金属材で形成されている場合であって
も、金属薄板材の端部の変形を防止することができる。
延いては、金属薄板材の端面同士を正確且つ確実に突き
合せることができ、理想的な突合せ溶接を行える。又、
本発明の自動溶接装置は、バックバーにシールドガスが
流れるスリット状のガス通路を形成し、このガス通路か
ら金属薄板材の突合せ部の裏面側にシールドガスを均一
に供給するようにしているため、金属薄板材の溶接部の
酸化を防止することができる。更に、本発明の自動溶接
装置は、バックバーを左右に二分割し、分割した左右の
バックバー間にスリット状のガス通路を形成すると共
に、左右のバックバーを左右対称状に形成するようにし
ているため、ガス通路を簡単に形成することができるう
え、マンドレルに左右のバックバーを取り付けるときに
左右関係なく、取り付けることができ、至極便利であ
る。そのうえ、マンドレルを角柱状若しくは円柱状に形
成すると共に、バックバーの上面を平面状、円弧状若し
くは山形状に形成するようにしているため、角パイプ、
丸パイプ、テーパ管、平板の突合せ溶接やコーナー溶接
を好適に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る金属薄板材の自動溶
接装置の概略正面図である。

【図２】同じく自動溶接装置の概略側面図である。

【図３】自動溶接装置の要部の一部破断側面図である。

【図４】角柱状のマンドレルを示し、（Ａ）はマンドレ
ルの正面図、（Ｂ）はマンドレルの平面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線拡大断面図である。

【図６】上面が平面状のバックバーを示し、（Ａ）はバ
ックバーの正面図、（Ｂ）はバックバーの拡大側面図で
ある。

【図７】バックバー及びセンター位置決め機構を設けた
角柱状のマンドレルの拡大断面図である。

【図８】金属薄板材（ワーク）の一端部を位置決めして
クランプした状態の拡大断面図である。

【図９】金属薄板材の一端部をクランプした状態でセン
タープレートが下降した状態の拡大断面図である。

【図１０】金属薄板材の両端部をクランプして溶接用ト
ーチにより溶接している状態の拡大断面図である。

【図１１】円柱状のマンドレルを示し、（Ａ）はマンド
レルの正面図、（Ｂ）はマンドレルの平面図である。

【図１２】図１１のII−II線拡大断面図である。

【図１３】上面が円弧状のバックバーを示し、（Ａ）は
バックバーの正面図、（Ｂ）はバックバーの拡大側面図
である。

【図１４】バックバー及びセンター位置決め機構を設け
た円柱状のマンドレルの拡大断面図である。

【図１５】従来の金属薄板材の自動溶接装置の要部を示
す一部破断側面図である。

【図１６】従来の自動溶接装置のマンドレルを示し、
（Ａ）はマンドレルの正面図、（Ｂ）はマンドレルの平
面図、（Ｃ）はマンドレルの側面図である。

【図１７】図１６のマンドレルに取り付けられるバック
バーを示し、（Ａ）は上面が平面状のバックバー、
（Ｂ）は上面が円弧状のバックバー、（Ｃ）は上面が山
形状のバックバーである。

【符号の簡単な説明】

１はマンドレル、２は本体、３はバックバー、３ａはガ
ス通路、４はセンター位置決め機構、５はクランプ機
構、６はＴＩＧ溶接装置、１６はセンタープレート、１
７は駆動部、Ｗは金属薄板材（ワーク）、Ｇはシールド
ガス。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板材（Ｗ）を支持する水平姿勢の
   マンドレル（１）を備えた本体（２）と、マンドレル
   （１）の上面側に着脱自在に取り付けられた長尺状のバ
   ックバー（３）と、金属薄板材（Ｗ）の端部同士がバッ
   クバー（３）上で突き合されるように金属薄板材（Ｗ）
   の端面の位置決めを行うセンター位置決め機構（４）
   と、金属薄板材（Ｗ）の端部同士を突き合せ状態でバッ
   クバー（３）上に押圧固定するクランプ機構（５）と、
   金属薄板材（Ｗ）の突合せ部を溶接するＴＩＧ溶接装置
   （６）とから成り、マンドレル（１）に支持された金属
   薄板材（Ｗ）の端部同士をセンター位置決め機構（４）
   及びクランプ機構（５）によりバックバー（３）上で突
   き合せ固定し、この突合せ部をＴＩＧ溶接装置（６）に
   より溶接するようにした金属薄板材（Ｗ）の自動溶接装
   置に於いて、前記センター位置決め機構（４）を、バッ
   クバー（３）に上下動自在に挿通され、上端部がバック
   バー（３）の上面から上方へ突出可能で且つ上端部の側
   面に金属薄板材（Ｗ）の端面が当接する鉛直姿勢のセン
   タープレート（１６）と、マンドレル（１）に設けら
   れ、センタープレート（１６）を上下動させる駆動部
   （１７）とから構成したことを特徴とする金属薄板材の
   自動溶接装置。
2. 【請求項２】 バックバー（３）にセンタープレート
   （１６）が遊嵌状態で挿通され且つシールドガス（Ｇ）
   が流れるスリット状のガス通路（３ａ）を形成し、スリ
   ット状のガス通路（３ａ）から金属薄板材（Ｗ）の突合
   せ部の裏面側へシールドガス（Ｇ）を均一に供給するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属薄板材
   の自動溶接装置。
3. 【請求項３】 バックバー（３）を長手方向に沿って左
   右に二分割し、分割した左右のバックバー（３′），
   （３′）間にスリット状のガス通路（３ａ）を形成する
   と共に、分割した左右のバックバー（３′），（３′）
   を左右対称状に形成するようにしたことを特徴とする請
   求項２に記載の金属薄板材の自動溶接装置。
4. 【請求項４】 マンドレル（１）を角柱状若しくは円柱
   状に形成すると共に、バックバー（３）の上面を平面
   状、円弧状若しくは山形状に形成するようにしたことを
   特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の金
   属薄板材の自動溶接装置。