JP2013000764A - 溶接装置及び溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持軸の端面に翼車の背面の開先面を当接させて溶接する方法であって、翼車の重心位置を計測する重心計測工程S1と、支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させた状態で支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線との位置関係を計測する位置計測工程S2と、位置計測工程S2によって中心軸線同士が位置合わせされた支持軸及び翼車について、翼車の重心位置及び支持軸周りの溶接開始位置に基づいて溶接変形による重心位置の変位方向及び変位量を特定する重心変位特定工程S3と、溶接変形後の重心位置が支持軸の中心軸線の延長線に最も近くなるように支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線とを相対的に変位させる位置修正工程S4と、位置修正工程S4によって中心軸線同士が変位した支持軸の端面と翼車の開先面とを溶融接合する接合工程S5とを備える。
【選択図】図1
Description
また、上記従来技術では、溶接変形に起因するロータ軸の中心軸線と翼車の重心との位置合わせ誤差を考慮していない。例えば、ロータ軸の端部と翼車の基部との当接部に対する電子ビームの照射開始位置(溶接開始位置)に応じて翼車の重心はロータ軸の中心軸線に対して変位し、この変位が上記中心軸線と重心との誤差となる。
したがって、上記従来技術では、上述したロータ軸と翼車との嵌め合い余裕及び溶接時の溶接変形に起因して、ロータ軸の軸心と翼車の重心との位置合わせ精度が必ずしも十分ではなかった。
また、本発明によれば、従来のインロー嵌めではなく、支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させた状態で接合するので、嵌め合い余裕に起因する翼車の重心位置と支持軸の中心軸線との偏差が発生しない。したがって、本発明によれば、これによっても支持軸の中心軸線と翼車の重心との位置合わせ精度を従来よりも向上させることが可能である。
本実施形態に係る溶接方法は、図1に示すように5つの主要工程(ステップS1〜S5)からなるものである。以下では、説明の都合上、溶接対象であるワーク及び当該ワークの溶接接合に使用する溶接装置について、図2〜図4を参照して先に説明する。
D=X1+Y1+X2+Y2
=X1+Y2+(L1/√2)+(L1/√2)
=X1+Y2+L1√2 ・・・(1)
E=D/√2 ・・・(2)
E=√2・R1+R1 ・・・(3)
R1=D/√2+2=D/3.4142 ・・・(4)
つまり、制御装置10は、軸側接触位置TX1,TY1,TL1の計測結果から算出した距離X1,Y1,L1を上記(1)式に代入して長さDを求め、さらに、この長さDを上記(4)式に代入することにより、支持軸30の半径R1を算出する。
すなわち、制御装置10は、位置修正工程(ステップS4)が完了すると、ワークテーブル2を反時計回りに所定角度だけ回転させることにより、支持軸30を中心軸線Cが装置原点Oの近傍に位置決めされた状態から溶接トーチ40に対向する状態に移動させる。そして、制御装置10は、トーチ駆動機構を作動させることにより溶接トーチ40を翼車20の翼側開先面と支持軸30の軸側開先面との面合わせ位置、かつ、軸側開先面の周辺(軸側接続部31の周面)から所定距離隔てた位置に位置設定させる。
(1)上記実施形態では、本発明をタービンインペラ20(翼車)とタービン軸30(支持軸)との溶接接合に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、タービンインペラ20及びタービン軸30以外の様々な回転部材の溶接接合に適用可能である。
Claims (5)
- 支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させて接合する溶接方法であって、
翼車の重心位置を計測する重心計測工程と、
支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させた状態で支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線との位置関係を計測する位置計測工程と、
該位置計測工程によって中心軸線の位置関係が計測された支持軸及び翼車について、翼車の重心位置及び支持軸周りの溶接開始位置に基づいて溶接変形による重心位置の変位方向及び変位量を特定する重心変位特定工程と、
溶接変形後の重心位置が支持軸の中心軸線の延長線に最も近くなるように支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線とを相対的に変位させる位置修正工程と、
該位置修正工程によって中心軸線同士が変位した支持軸の端面と翼車の開先面との当接部を溶融接合する接合工程と
を備えることを特徴とする溶接方法。 - 重心計測工程では、翼車の背面及び先端面における重心位置をそれぞれ計測し、
重心変位特定工程では、溶接変形による各重心位置の変位方向及び変位量を特定し、
位置修正工程では、溶接変形後の各重心位置が支持軸の中心軸線の延長線に最も近くなるように支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線とを相対的に変位させることを特徴とする請求項1記載の溶接方法。 - 位置計測工程では、中心軸線が鉛直方向となるように支持軸を支持すると共に当該支持軸の上端面に開先面を当接させた状態に翼車を載置して支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線との位置関係を計測し、
位置修正工程では、開先面が支持軸の端面に当接した翼車の状態で翼車を側方から押圧して翼車の中心軸線を支持軸の中心軸線に対して変位させる
ことを特徴とする請求項1または2記載の溶接方法。 - 接合工程では、支持軸の端面と翼車の開先面との当接部にレーザービームを照射して接合させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶接方法。
- 支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させた状態で接合する溶接装置であって、
支持軸の端面に翼車の背面に形成された開先面を当接させた状態で支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線との位置関係を計測する位置計測手段と、
該位置計測手段によって中心軸線の位置関係が計測された支持軸及び翼車について、予め記憶した翼車の重心位置及び支持軸周りの溶接開始位置に基づいて、溶接変形後の重心位置が支持軸の中心軸線の延長線に最も近くなるように支持軸の中心軸線と翼車の中心軸線とを相対的に変位させる位置修正手段と、
該位置修正手段によって中心軸線同士が変位した支持軸の端面と翼車の開先面との当接部を溶融接合させる溶融手段と
を備えることを特徴とする溶接装置
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JP2011133145A JP5811613B2 (ja) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | 溶接装置及び溶接方法 |
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JP5811613B2 JP5811613B2 (ja) | 2015-11-11 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016156333A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 株式会社Ihi | 溶接装置及び溶接継手 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10299501A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-10 | Toyota Motor Corp | ターボチャージャの製造方法と製造装置 |
JP2001254627A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Ishikawajima Hanyou Kikai Kk | 過給機のタービンロータ軸の加工方法 |
JP2011000624A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Toyota Motor Corp | 部材間の溶接方法 |
-
2011
- 2011-06-15 JP JP2011133145A patent/JP5811613B2/ja active Active
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