JP2021053687A - 溶接用摺動銅当て金及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融スラグ又は溶融金属が、母材と摺動銅当て金の間から漏れ出すことを防止することができる溶接用摺動銅当て金及び溶接方法を提供する。【解決手段】溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材３間の開先部２に対向配置され、開先部２に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金３０は、当て金本体部４１と、該当て金本体部４１に対して回転自在な少なくとも一つの回転部材３１と、を備え、該回転部材３１は、母材３の面３ａに接触可能な接触面３２を有し、該接触面３２が、母材３の面３ａと面接触するように、当て金本体部４１に対して回転自在である。【選択図】図５

Description

本発明は、溶接用摺動銅当て金及び溶接方法に関する。

対向配置された母材同士を立向き溶接する溶接法の一例として、エレクトロスラグ溶接法やエレクトロガス溶接法が知られている。エレクトロスラグ溶接法は、ワイヤと母材との間に存在する溶融スラグの電気抵抗発熱を熱源とし、母材及びワイヤを溶融して溶接金属を形成する。一般的なエレクトロスラグ溶接法は、消耗ノズル式又は非消耗ノズル式と呼ばれるものがあり、消耗ノズル式では、消耗ノズルが開先内に固定され、そのノズル内に電極ワイヤを連続的に供給する。溶接の進行とともに消耗ノズルも溶融消耗するため、ノズルの上昇機構は不要であるが、溶接長は消耗ノズル長さが上限になる。

一方、非消耗ノズル式では、ノズルが溶接の進行とともに上昇するように制御されており、その上昇機構とノズル長さによって溶接長が制限される。いずれも数十メートルに及ぶ長尺溶接は困難であるため、数メートルの短尺部位を対象に、固定式の水冷銅当て金を用いたり、４面を鋼板で囲い、その内部を立向き溶接したりすることになる。なお、上記のエレクトロスラグ溶接法で長尺溶接を行うと、水冷銅当て金の固定や拘束、消耗ノズルの開先内の配置、非消耗ノズルの上昇機構等に困難をきたし、溶接施工も不安定になる。

一方、エレクトロガス溶接法では、溶接の進行に合わせてレールやチェーン等を用いて溶接トーチ及び台車を上昇させるため、溶接線に沿って水冷摺動銅当て金をトーチや台車と共に移動させることによって数十メートルの長尺溶接を可能としている。この場合、銅当て金の長さは、溶融金属やスラグを覆うことができる程度の長さが確保されていれば充分であり、溶接線全線を覆う必要はないため、小型かつ軽量となるメリットもある。したがって、エレクトロスラグ溶接法においても、レールやチェーン等を用いて溶接トーチ及び台車を上昇させつつ、小型の水冷摺動銅当て金を用いれば長尺溶接は可能となるが、この場合、４面を溶接線全線にわたって覆うものではないため、溶融スラグ又は溶融金属が水冷摺動銅板と溶接ビードとの間に流入して消費されてしまうという新たな課題が生じる。

このような課題に対して、特許文献１には、溶接中のスラグ浴深さを検出し、スラグの消費に伴ってスラグ浴深さが浅くなると、これを補うためのフラックスを上方から自動供給するエレクトロスラグ溶接法が開示されている。また、特許文献２には、母材の目違いなどに起因する母材と当て金の隙間から生じるスラグ漏れの課題に対して、上下方向に移動可能とすべく、スプリングによって押圧された銅ブロックを両サイドのパーツとして適用することにより、母材及び溶接ビードの両サイドにおいて面接触を確保してスラグ漏れを防止しようとする技術が開示されている。

特開２０１６−２１５２１４号公報 実開昭６０−１７１６９４号公報

しかしながら、特許文献１では、水冷摺動銅当て金として、エレクトロガス溶接法とほぼ同様のものを用いているため、母材に目違いが生じたり、母材取付け面に角度がついたりした場合には、水冷摺動銅当て金が母材に対して斜めに当たり、母材及び溶接ビードの両サイドとの接触が線接触又は点接触となるため、溶融スラグ又は溶融金属が容易に漏れ出してしまうという問題があった。また、特許文献２では、母材取付け面が段差を有する平行面である単純な目違いには対応できたとしても、母材取付け面間に角度が生じると、従来の摺動銅当て金と同様に線接触又は点接触となり、溶融スラグ又は溶融金属が容易に漏れ出してしまうため、広く普及するには至っておらず、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶融スラグ又は溶融金属が、母材と摺動銅当て金の間から漏れ出すことを防止することができる溶接用摺動銅当て金及び溶接方法を提供することにある。

したがって、本発明の上記目的は、溶接用摺動銅当て金に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
該当て金本体部に対して回転自在な少なくとも一つの回転部材と、を備え、
該回転部材は、前記母材の面に接触可能な接触面を有し、
該接触面が、前記母材の面と面接触するように、前記当て金本体部に対して回転自在である、溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、当て金本体部と、該当て金本体部に対して回転自在な少なくとも一つの回転部材と、を備え、該回転部材は、母材の面に接触可能な接触面を有し、該接触面が、母材の面と面接触するように、当て金本体部に対して回転自在であるため、母材の目違いや角度差などに起因するスラグ漏れ又は溶融金属漏れを防止できる。

また、溶接用摺動銅当て金に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）〜（６）に関する。
（２） 一対の前記回転部材を備え、
該一対の回転部材は、前記当て金本体部に対して回転自在な一対の前記接触面を有し、
前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、かつ、外周面の一部が平面部をなす断面略Ｄ形状の柱形状を有する、（１）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、一対の回転部材は、長手方向が開先部に沿って伸び、かつ、外周面の一部が平面部をなす断面略Ｄ形状の柱形状を有するため、平面部の広い面積が母材の側面と面接触して、母材の目違いや角度違いなどに起因するスラグ漏れ又は溶融金属漏れを防止できる。

（３） 前記当て金本体部及び前記回転部材は、それぞれ水冷経路を有する、（１）又は（２）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、当て金本体部及び回転部材が、それぞれ水冷経路に供給される冷却水により効果的に冷却できる。

（４） 前記回転部材は、その長手方向両端部に設けられた支持軸部を支持するすべり軸受を介して、前記当て金本体部に対し回転自在に支持される、（１）〜（３）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、回転部材は、両端部がすべり軸受を介して当て金本体部に回転自在に支持されているため、母材の側面に対応して滑らかに回転することができる。

（５） 前記一対の母材に対向する前記当て金本体部の対向面は、幅方向両縁部に面取りが施されている、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、当て金本体部の幅方向両縁部に面取りが施されているため、角度差がある母材に対しても、当て金本体部が干渉することがなく、母材と回転部材の平面部との面接触が確実に確保される。

（６） 前記当て金本体部の上部には、前記溶融スラグ浴内に挿入可能な棒状のタングステン電極が配置され、
前記溶接用摺動銅当て金と、前記溶融スラグ浴内の前記タングステン電極間の電位差を測定することにより、スラグ浴高さを検出可能である、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、スラグ浴高さを正確に検出できる。

また、本発明の上記目的は、溶接方法に係る下記（７）の構成により達成される。
（７） 一対の母材間の開先部に向けて、（１）〜（６）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金を配置して、該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップ先端から溶接ワイヤを供給し、前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動させて溶接する、溶接方法。
この構成によれば、小型かつ軽量の溶接用摺動銅当て金により長尺の溶接部を溶接することができる。

本発明の溶接用摺動銅当て金によれば、当て金本体部と、該当て金本体部に対して回転自在な少なくとも一つの回転部材と、を備え、該回転部材は、母材の面に接触可能な接触面を有し、該接触面が、母材の面と面接触するように、当て金本体部に対して回転自在であるため、母材の目違いや角度差などに起因するスラグ漏れ又は溶融金属漏れを防止できる。

また、本発明の溶接方法によれば、一対の母材間の開先部に向けて溶接用摺動銅当て金を配置して、該開先部内にフラックスを充填するとともに、コンタクトチップ先端から溶接ワイヤを供給し、コンタクトチップを開先部に沿って移動させるとともに溶接用摺動銅当て金を開先部に沿って摺動させて溶接するため、小型かつ軽量の溶接用摺動銅当て金により長尺の溶接部を溶接することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置の概略構成の一例を示す図である。 図２は、溶融スラグ浴検出器の構成例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る溶接用摺動銅当て金の上面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、突合せ継手の開先部に銅当て金及び溶接用摺動銅当て金を配置した状態を示す断面図である。 図６は、角度を有する母材の取付け面に溶接用摺動銅当て金を配置した状態を示す断面図である。 図７は、本実施形態に係る溶接用摺動銅当て金により、６ｍｍの目違いを有する母材の開先部を溶接した状態を示す図である。

以下、本発明に係る溶接用摺動銅当て金の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明に係る溶接用摺動銅当て金は、エレクトロスラグ溶接及びエレクトロガス溶接のいずれにも適用可能であるが、以下の説明ではエレクトロスラグ溶接を例に説明する。

＜溶接装置の構成＞
まず、本発明の一実施形態に係る溶接用摺動銅当て金を用いたエレクトロスラグ溶接装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置の概略構成の一例を示す図である。

図１に示すように、矢印Ｚの示す方向を垂直方向（上下方向）の上方向とし、矢印Ｘの示す方向を板厚方向（左右方向）の右方向とするとともに、紙面に対して垂直に裏面より表面に向かう方向を水平横方向Ｙの手前方向とする。

図１に示すように、本実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置１００は、固定の銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０と、溶接トーチ４と、溶融スラグ浴検出器１３と、フラックス供給装置１４と、フラックス供給制御装置１５と、走行台車１６と、走行台車制御装置１７とを備える。

エレクトロスラグ溶接装置１００において、開先の裏側には固定の銅当て金１が配置されており、開先の表側には溶接用摺動銅当て金３０が配置される。ここで、裏側の銅当て金１の代わりに、耐熱性のセラミックスから構成される裏当て材を用いても良い。また、表側の溶接用摺動銅当て金３０は、上下方向に摺動する銅当て金であり、水冷されている。ただし、溶接用摺動銅当て金３０として、銅の代わりのものを用いても良い。

溶接トーチ４は、不図示の溶接電源から供給される溶接電流８により溶接ワイヤ６に給電して母材３を溶接する。また、溶接トーチ４は、コンタクトチップ５を有しており、コンタクトチップ５は、溶接ワイヤ６を案内するとともに、溶接ワイヤ６に溶接電流８を供給する。

溶融スラグ浴検出器１３は、溶融スラグ浴７の位置を検出する。フラックス供給装置１４は、溶融スラグ浴７にフラックス１２を投入する。フラックス１２は溶融して溶融スラグになるため、フラックス１２を投入することにより、溶融スラグ浴７の量が増えることとなる。

フラックス供給制御装置１５は、フラックス供給装置１４の動作を制御し、溶融スラグ浴７に投入されるフラックス１２の量を調整する。

走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５及び走行台車制御装置１７を搭載しており、上方向（矢印Ｚ方向）に移動する。すなわち、走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５及び走行台車制御装置１７と一体となって移動するため、それぞれの相対的な位置関係は変わらない。走行台車１６が上昇することにより、上方向に沿って溶接が行われる。

走行台車制御装置１７は、走行台車１６の走行速度を増大させたり減少させたりして、走行台車１６の動作を制御する。

そして、母材３、銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０に囲まれた開先内に、溶接トーチ４のコンタクトチップ５から溶接ワイヤ６が送給され、溶接ワイヤ６が開先内に形成された溶融スラグ浴７内に送り込まれる。溶接電流８は、溶接ワイヤ６から溶融スラグ浴７を通して溶融金属９に流れる。このとき、溶融スラグ浴７を流れる溶接電流８及び溶融スラグ浴７の抵抗により、ジュール熱が発生し、溶接ワイヤ６及び母材３を溶融しながら溶接が進行する。

溶接が進行するにつれて、溶融金属９は冷却されて溶接金属１０となり、溶融スラグ浴７の一部は、銅当て金１と溶接金属１０との間、及び溶接用摺動銅当て金３０と溶接金属１０との間に形成された溶融スラグ層となり、この溶融スラグ層が冷却されて固化スラグ１１となる。このようにして、溶融スラグ浴７は、その一部がビード表面を覆う固化スラグ１１となるため、溶接の進行につれて消費され、溶融スラグ浴７の深さＬｓが減少していくことになる。この溶融スラグ浴７の減少を補うためには、溶融して溶融スラグ浴７となるフラックス１２を追加投入する必要がある。

ビード表面を覆う固化スラグ１１の量は、ビード幅や溶接開先の幅によって変動する。また、固化スラグ１１の量は、銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０の密着度合や冷却状態によっても変動する。そのため、固化スラグ１１の量は一定ではなく、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定に保つためには、投入するフラックス１２の量も変化させる必要がある。しかしながら、溶融スラグ浴７の深さＬｓが分らないために、フラックス１２の投入量が適切でない場合には、溶融スラグ浴７の深さＬｓが変動することになる。

そこで、本実施形態では、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための制御を行う。ここで、一定とは、溶融スラグ浴７の深さＬｓが常に１つの値になる場合に限られず、誤差を考慮して溶融スラグ浴７の深さＬｓが一定の範囲内の値を示す場合も含まれる。すなわち、溶融スラグ浴７の深さＬｓは、あらかじめ定めた深さに保つように制御される。

そして、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第１の要件は、コンタクトチップ５の先端から溶融スラグ浴７の上面までの溶接ワイヤ長Ｌｄ（以下、ドライエクステンションＬｄと称する）が、あらかじめ定めた長さになるように制御することである。また、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第２の要件は、ワイヤ送給速度に応じて定められた基準電流値に対して溶接電流８があらかじめ定めた関係、すなわち、基準電流値と溶接電流８とが等しくなるように、走行台車制御装置１７が走行台車１６の走行速度を制御することである。

＜溶融スラグ浴検出器の構成＞
次に、溶融スラグ浴検出器の構成について詳細に説明する。図２は、溶融スラグ浴検出器１３の構成例を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係る溶融スラグ浴検出器１３は、検出端子１８、差動増幅器１９、接触判定基準信号設定器２０、比較器２１を有する。検出端子１８は、導電性金属であり、かつ高融点金属であるタングステンからなり、一般には水冷されている。また、検出端子１８は、溶融スラグ浴７に接触すると溶接電圧の一部の電圧を検出する。

差動増幅器１９は、検出端子１８の電圧と、溶接用摺動銅当て金３０の電圧とを入力として、両電圧の差を出力する。溶接用摺動銅当て金３０は母材３と接触しているため、溶接用摺動銅当て金３０の電圧は母材電圧である。

接触判定基準信号設定器２０は、検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触したときに検出する電圧の半分程度の電圧を、基準信号として出力する。例えば、検出端子１８は通常６Ｖ以上の溶接電圧を検出するため、例えば、基準信号としてはその半分の約３Ｖの電圧に設定される。検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触していないときは、溶接電圧が検出端子１８にかからないため、検出端子１８の電圧は０Ｖである。

比較器２１は、差動増幅器１９の出力信号と接触判定基準信号設定器２０の基準信号とを入力として、差動増幅器１９の出力信号が接触判定基準信号設定器２０の基準信号より大きくなったとき、検出端子１８と溶融スラグ浴７とが接触したと判断した信号を作成する。作成された信号は、フラックス供給制御装置１５に送られ、フラックス供給装置１４よりフラックス１２の供給及び停止が行われる。そして、溶融スラグ浴７の上面がコンタクトチップ５の先端からあらかじめ定めた長さに位置するように制御され、ドライエクステンションＬｄがあらかじめ定めた長さに保たれる。

＜溶接用摺動銅当て金＞
続いて、溶接用摺動銅当て金の構成について詳細に説明する。図３〜図５に示すように、溶接用摺動銅当て金３０は、一対の回転部材３１，３１と、該回転部材３１を回転自在に保持する当て金本体部４１を備える。

回転部材３１は、断面略Ｄ形状の略柱形状の部材であり、その外周面の一部が切り欠かれて長手方向に延びる平面部（接触面）３２を有する。平面部３２は、回転部材３１の軸心ＣＬと平行に形成されている。該平面部３２の幅は、例えば、５〜１５ｍｍである。回転部材３１の軸方向両端部には、小径の支持軸部３３が形成され、当て金本体部４１に固定されたすべり軸受３９に回転自在に嵌合する。すべり軸受３９は、図４に示すように、外形が断面略Ｄ形状に形成され、外径面の一部に平面部３９ａが設けられている。

また、回転部材３１の内部には、一端側（図４では下端）から袋孔３４が軸方向に形成されている。袋孔３４の開口端に形成された雌ねじ３５には、止め栓３６が固定されて、袋孔３４が封止されている。また、袋孔３４には、平面部３２の反対側から袋孔３４に向け、径方向から連通する上下一対の貫通孔３７が設けられている。袋孔３４及び一対の貫通孔３７は、回転部材３１を冷却するための冷却水を流す水冷経路３８の一部を形成する。

当て金本体部４１は、略矩形板状の部材であり、幅方向両縁部には、当て金本体部４１の一方の側面４１ａに開口部４２ａを有する一対の断面略Ｄ字形孔４２が、長手方向（図３において上下方向）に形成されている。一方の側面４１ａとは、図５に示すように、溶接用摺動銅当て金３０が母材３に対し配置されたとき、母材３に対向する面である。

当て金本体部４１における一対の断面略Ｄ字形孔４２間の側面４１ａは、僅かに凹む凹部４３となっている。そして、図２に示すように、凹部４３には、溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８が対向配置されている。当て金本体部４１は、各断面略Ｄ字形孔４２の中央寄りの部分に、回転部材３１の袋孔３４と同様に下端部から一対の袋孔４４が断面略Ｄ字形孔４２と略平行に形成されている。袋孔４４は、袋孔３４と同様に、その開口端が不図示の止め栓により封止されている。

また、各袋孔４４には、凹部４３の反対側から、上下方向に離間し、袋孔４４に連通する一対の貫通孔４５が形成されている。袋孔４４及び一対の貫通孔４５は、後述する冷却水を流すための水冷経路３８の一部を形成する。さらに、当て金本体部４１には、側面４１ａの幅方向両縁部に面取り４６が施されている。なお、回転部材３１の袋孔３４及び一対の貫通孔３７、並びに、当て金本体部４１の袋孔４４及び一対の貫通孔４５は、不図示の連結パイプにより１本に接続され、水冷経路３８を形成している。

ここで、図３に示すように、回転部材３１の中心Ｏから平面部３２に対する垂線の長さＬ_１は、当て金本体部４１の断面略Ｄ字形孔４２の中心Ｏ（すなわち、回転部材３１の中心Ｏと同じ）から開口部４２ａに対する垂線の長さＬ_２より長く設定されている（すなわち、Ｌ_１＞Ｌ_２）。

したがって、軸方向両端部の支持軸部３３がすべり軸受３９に嵌合して、当て金本体部４１における断面略Ｄ字形孔４２に対して回転自在に嵌合する一対の回転部材３１は、その平面部３２が、当て金本体部４１の開口部４２ａからＬ_１−Ｌ_２だけ突出した状態で組み付けられる。すなわち、一対の回転部材３１は、その平面部３２が当て金本体部４１の側面４１ａから母材３に向け、Ｌ_１−Ｌ_２だけ突出するように当て金本体部４１により支持される。

また、図４に示すように、外形が断面略Ｄ形状のすべり軸受３９は、回転部材３１の中心Ｏ（すべり軸受３９の支持孔の中心と同じ）から平面部３９ａに対する垂線の長さＬ_３が、当て金本体部４１の断面略Ｄ字形孔４２の中心Ｏから開口部４２ａに対する垂線の長さＬ_２と同じになっている。したがって、すべり軸受３９の平面部３９ａは、当て金本体部４１の側面４１ａから突出することはない。

このような溶接用摺動銅当て金３０は、図５及び図６に示すように、裏面に銅当て金１が配置された母材３の側面（表側）３ａに、一対の回転部材３１の平面部３２を当接させて配置される。一対の回転部材３１は、当て金本体部４１に対して回転自在であるため、一対の回転部材３１の各平面部３２が母材３の側面３ａに倣って回転し、図６に示すように、両母材３の側面３ａに角度差があっても、また、両母材３の側面３ａに目違いがあっても、母材３の側面３ａと一対の回転部材３１の平面部３２とが確実に面接触する。さらに、当て金本体部４１の側面４１ａの幅方向両縁部には、面取り４６が施されているため、両母材３の側面３ａに角度差があっても、当て金本体部４１の幅方向両縁部と母材３の側面３ａとが干渉することはない。

以上より、銅当て金１、母材３の開先部２、母材３の側面３ａの一部、回転部材３１の円筒面の一部、及び当て金本体部４１の凹部４３（側面４１ａ）により画成されて、溶融スラグの収容部が形成される。

このように、一対の回転部材３１を、その平面部３２が母材３の側面３ａに面接触した状態で配置し、水冷経路３８内に冷却水を流して回転部材３１及び当て金本体部４１を内部から冷却しながら、開先部２内にフラックス１２を充填する。そして、コンタクトチップ５先端から溶接ワイヤ６を供給し、コンタクトチップ５を開先部２に沿って移動させるとともに、溶接用摺動銅当て金３０を開先部２に沿って摺動させて溶接する。

一対の回転部材３１の平面部３２は、母材３の側面３ａに面接触しているため、両母材３間に目違いや角度差などがあっても、溶融スラグ又は溶融金属が母材３と一対の回転部材３１の平面部３２の間から漏れ出すことを防止することができる。また、小型かつ軽量の溶接用摺動銅当て金３０により、長尺の溶接部を溶接することができる。

図７は、６．０ｍｍの目違いがある母材３に対して、本実施形態の溶接用摺動銅当て金３０を用いて突合せ溶接した場合の一例である。図７に示すように、本実施形態の溶接用摺動銅当て金３０を用いることで、大きな目違いがある母材３であっても良好に溶接することができている。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、上記の実施形態では、突合せ継手の溶接について説明したが、これに限定されず、Ｔ字継手、Ｖ字継手などにも同様に適用することができ、同様の効果を奏する。また、上記の実施形態では、エレクトロスラグ溶接装置により立向き溶接する場合について説明したが、エレクトロガス溶接装置にも適用可能であり、その場合は、立向き溶接、横向き溶接のいずれの溶接も可能となる。

また、上記の実施形態では、溶接用摺動銅当て金３０が、一対の回転部材３１，３１と、該回転部材３１を回転自在に保持する当て金本体部４１を備える場合について説明したが、溶接用摺動銅当て金３０が、当て金本体部４１に対して回転自在な回転部材３１を１つのみ有する場合であっても、母材３の側面３ａ及び回転部材３１の平面部３２、並びに、母材３の側面３ａ及び当て金本体部４１が面接触するため、上記と同様の効果を得ることができる。ただし、溶接用摺動銅当て金３０が、一対の回転部材３１，３１を備える方が、両母材３の側面３ａに生じ得る大きな角度差や目違いに対応可能なため、より好ましい。

１ 銅当て金
２ 開先部
３ 母材
３ａ 側面
５ コンタクトチップ
６ 溶接ワイヤ
７ 溶融スラグ浴（溶融スラグ）
１２ フラックス
１８ 検出端子（タングステン電極）
３０ 溶接用摺動銅当て金
３１ 回転部材
３２ 平面部（接触面）
３３ 支持軸部
３８ 水冷経路
３９ すべり軸受
４１ 当て金本体部
４１ａ 側面（当て金本体部の対向面）
４６ 面取り
１００ エレクトロスラグ溶接装置
Ｌｓ 溶融スラグ浴の深さ（スラグ浴高さ）

Claims (7)

1. 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
   当て金本体部と、
   該当て金本体部に対して回転自在な少なくとも一つの回転部材と、を備え、
   該回転部材は、前記母材の面に接触可能な接触面を有し、
   該接触面が、前記母材の面と面接触するように、前記当て金本体部に対して回転自在である、溶接用摺動銅当て金。
2. 一対の前記回転部材を備え、
   該一対の回転部材は、前記当て金本体部に対して回転自在な一対の前記接触面を有し、
   前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、かつ、外周面の一部が平面部をなす断面略Ｄ形状の柱形状を有する、請求項１に記載の溶接用摺動銅当て金。
3. 前記当て金本体部及び前記回転部材は、それぞれ水冷経路を有する、請求項１又は２に記載の溶接用摺動銅当て金。
4. 前記回転部材は、その長手方向両端部に設けられた支持軸部を支持するすべり軸受を介して、前記当て金本体部に対し回転自在に支持される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
5. 前記一対の母材に対向する前記当て金本体部の対向面は、幅方向両縁部に面取りが施されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
6. 前記当て金本体部の上部には、前記溶融スラグ浴内に挿入可能な棒状のタングステン電極が配置され、
   前記溶接用摺動銅当て金と、前記溶融スラグ浴内の前記タングステン電極間の電位差を測定することにより、スラグ浴高さを検出可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
7. 一対の母材間の開先部に向けて、請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金を配置して、該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップ先端から溶接ワイヤを供給し、前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動させて溶接する、溶接方法。

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