JP3582811B2 - 立向エレクトロガス溶接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立向エレクトロガス溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立向自動溶接法としてエレクトロガス溶接が造船，円筒形貯油タンクをはじめ鉄骨，橋梁，重電機器，製鉄機械等の鋼壁溶接に主として用いられている。エレクトロガス溶接において電圧，電流を上昇して入熱を上げると、高能率であるが、高張力鋼の溶接には溶接入熱量が大きいために溶接金属や母材熱影響部等の切欠靭性を劣化させる要因となる。
【０００３】
特に最近は熱影響部の健全性を保つために低入熱溶接が強く要求される傾向にあり、このような要求に対して、細径フラックス入りワイヤを用い板厚方向に高速振動でアーク点を移動させるエレクトロガス溶接は、開先断面積を極力小さくした挟開先溶接を低入熱で高能率におこなえるため、鋼壁の立向溶接に適している。
【０００４】
このようなエレクトロガス溶接を行なう装置の概略を説明すると、垂直に立てられ隣り合う２鋼板の間の開先〔垂直方向（上下方向）ｚに延びる〕の裏側に、ガラステープを介して自然空冷あるいは水冷の銅当金を固定し、表側には水冷の摺動銅当金を当てて、この摺動銅当金の溝（開先に対向）と開先で囲まれる空間に溶接用扁平カーブドチップ（溶接ト−チの先部材）を挿入し、これを板厚方向ｘに高速振動させながら、カ−ブドチップを通して細径フラックス入りワイヤを該空間に連続的に供給し、かつカ−ブドチップ（溶接ト−チ）および摺動銅当金を連続的に上方（ｚ）に駆動しながら、開先の立向溶接を行なう。
【０００５】
溶接トーチ，ト−チ振動装置および摺動銅当金は、溶接の進行に伴って自動的に高速，低速に切り換り速度制御されながら上昇する溶接台車に搭載されている。シールドガスは炭酸ガスを使用し、摺動銅当金の上部に設けられたノズルより開先空間に送り込み、溶接トーチは所定のサイクルで、鋼板の厚み方向ｘに振動させる。このようにして挟開先を欠陥なく溶接すると同時に、高速振動と細径フラックス入りワイヤの連続送給との相乗効果によって、波形が非常に細かい美しいビード外観が得られる（特公昭５４−１４８１５５号公報，特公昭６３−６６６３４号公報，特公平１−２２０６７号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような立向エレクトロガス溶接が適用できる開先の深さ（鋼板の厚み）は６０ｍｍ程度までであり、板厚がこれ以上の極厚鋼になると開先部の端縁部に溶込み不良が生じるなど、部分的な溶込み不良を生じ易い。
【０００７】
本発明は、溶込み不良なく板厚が厚い鋼板を溶接することを第１の目的とし、これを能率良く行なうことを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）実質上垂直に立てられた鋼板(WL,WR)の上下方向(z)に延びる開先(α)に、フラックス入りワイヤ(w1,w2)を供給しつつ、上方向(z)に溶接する、本発明の立向エレクトロガス溶接装置は、
前記開先(α)内に先端が進入する第１電極(T1)；
前記開先(α)内の、第１電極(T1)の先端よりも鋼板の板厚方向ｘで開先開口側に近い位置に進入する第２電極(T2)；
第１電極 (T1) に正極性アークを発生する電圧を印加し、第２電極 (T2) に逆極性アークを発生する電圧を印加する、溶接電源（ 10,20 ）；
走行駆動用モータを含み、前記開先(α)に沿って上昇する台車(100)；および、
前記台車(100)に支持され、第１および第２電極(T1,T2)を、板厚方向ｘに揺動駆動する振動手段(E)；
を備えることを特徴とする。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の記号を、参考までに付記した。
これによれば、開先(α)の深さ方向(x)の２点すなわち開先の奥側と開口側で溶融プ−ルにア−クを介して入熱が行なわれるので、開先横断面において温度分布が均一化する。更に、振動手段(E)が第１および第２電極(T1,T2)を、板厚方向ｘに揺動駆動するので、開先の深さ方向(x)の温度分布が更に均一化し、したがって厚みが６０ｍｍを越える極厚鋼も、比較的に均一な溶込みで溶接しうる。また、当然のことながら、一電極を用いる場合よりも溶接速度が２倍程度となり、溶接作業能率が向上する。
正極性ア−ク溶接ではア−クの広がりがあり溶込みが広く浅いので、開先の底まで十分にア−クが届き、底部の溶込みが良好となる。一方逆極性ア−クはア−クの集中性が高いので、これが２電極のア−クの干渉を避けるのに好都合である。
フラックス入りワイヤが各電極を通して溶融プ−ルに向けて送給されてア−クにより溶融し、これにより溶融プ−ルに溶融金属および溶融スラグが順次に供給され、溶融金属は開先を埋めて行き、溶融プ−ル上の溶融スラグは、開先の開口を覆う摺動銅当金が溶接の進行に伴って上昇するのに従って、順次摺動銅当金と溶接ビ−ドとの間に流入し、溶接ビ−ド上に固化して行き、これにより消費されて行くが、ア−クにより溶融スラグの流れが部分的に妨げられるので、溶融スラグ厚（深さ）は、開先の開口側よりも奥側で厚く（深く）なる。本発明のように２電極を用いる場合には、開先の開口側の第２電極(T2)を通して送給される溶接ワイヤと溶融プ−ルとの間に発生するア−ク(第2ア-ク)が、それより奥側の溶融スラグの開口側への移動を抑制するように作用するので、奥側で溶融スラグ厚が厚くなり易い。ア−クによりスラグスパッタが発生し溶融スラグ厚が厚いとスラグスパッタが強くノズルチップに付着する確率が高くなる。溶接開始前に、前の溶接作業で付着したスパッタを除去したり、ノズルチップを交換したりするが、ノズルチップのスパッタ付着確率が高くなると、この作業が多くなり作業能率が低下するが、正極性ア−ク溶接ではスラグスパッタが少いので、奥側を正極性とする本実施形態によれば、スラグスパッタを生じ易い奥側のスラグスパッタ発生が抑制され、上述の溶込みの均一化に加えて、作業能率の低下を抑制する効果も得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（２）前記第２電極 (T2) への給電回路に、第２電極 (T2) に流れる溶接電流を検出するための電流検知回路 (30)を備える。第２電極 (T2) は逆極性アークを発生するものであり、アーク電流値がより安定であるので、検出した溶接電流に基づくワイヤの突き出し長を一定にするための台車 (100) の上昇制御が安定する。
【００１０】
フラックス入りワイヤが各電極を通して溶融プ−ルに向けて送給されてア−クにより溶融し、これにより溶融プ−ルに溶融金属および溶融スラグが順次に供給され、溶融金属は開先を埋めて行き、溶融プ−ル上の溶融スラグは、開先の開口を覆う摺動銅当金が溶接の進行に伴って上昇するのに従って、順次摺動銅当金と溶接ビ−ドとの間に流入し、溶接ビ−ド上に固化して行き、これにより消費されて行くが、ア−クにより溶融スラグの流れが部分的に妨げられるので、溶融スラグ厚（深さ）は、開先の開口側よりも奥側で厚く（深く）なる。本発明のように２電極を用いる場合には、開先の開口側の第２電極（Ｔ２）を通して送給される溶接ワイヤと溶融プ−ルとの間に発生するア−ク（第２ア−ク）が、それより奥側の溶融スラグの開口側への移動を抑制するように作用するので、奥側で溶融スラグ厚が厚くなり易い。ア−クによりスラグスパッタが発生し溶融スラグ厚が厚いとスラグスパッタが強くノズルチップに付着する確率が高くなる。溶接開始前に、前の溶接作業で付着したスパッタを除去したり、ノズルチップを交換したりするが、ノズルチップのスパッタ付着確率が高くなると、この作業が多くなり作業能率が低下するが、正極性ア−ク溶接ではスラグスパッタが少いので、奥側を正極性とする本実施形態によれば、スラグスパッタを生じ易い奥側のスラグスパッタ発生が抑制され、上述の溶込みの均一化に加えて、作業能率の低下を抑制する効果も得られる。
【００１１】
（３）第１電極（Ｔ１）と第２電極（Ｔ２）の間の板厚方向ｘの距離を調整する手段（Ｊ）；を更に備える。これによれば、開先の横断面形状（深さ，幅）に対応して、開先辺各部で溶込みが所望の分布となるように、両電極間の距離（極間）を調整しうる。
【００１２】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１３】
【実施例】
図１に本発明の一実施例の平面図を示す。図１において紙面に対して垂直に裏面より表面に向う方向を垂直方向（上下方向）ｚの上方向とし、矢印ｙの示す方向を水平横方向（左右方向）ｙの左方向とするとともに、矢印ｘの示す方向を板厚方向ｘの手前方向とする。つまり、図１は本実施例を上方より見下した図であり、図１に１点鎖線２Ａで示す方向より見た背面を図２に、図１に１点鎖線３Ａで示す方向より見た左側面を図３に示す。以下、各図において矢印ｚの示す方向を上方向、矢印ｙの示す方向を左方向とするとともに、矢印ｘの示す方向を手前（開先の開口側／矢印が示す方向と反対の方向が奥側）とする。
【００１４】
垂直に立てられた鋼板は、左垂直板ＷＬと右垂直板ＷＲとからなり、左垂直板ＷＬの右端縁には、右垂直板ＷＲの左端縁が対向して、両板の間に開先αが形成されている。左垂直板ＷＬの右端面と右垂直板ＷＲの左端面は、それぞれ傾斜しており、開先αは、ｘ方向の、第１，第２溶接ト−チＴ１，Ｔ２に対向する平板面（以下表面と称す）の位置で開口幅が広い。
【００１５】
本実施例においては、右垂直板ＷＲの表面に、平板状のレ−ルＬが、垂直かつ右垂直板ＷＲの表面に対して平行に固着されている。このレ−ルＬに台車１００が装着されている。
【００１６】
１．レ−ルＬおよびそれを支持する構造
レ−ルＬは、その上端部に固着されたレ−ルスタンドＬｓおよび下端部に固着された同型のレ−ルスタンド（図示せず）で、右垂直板ＷＲに固着されている。図１を参照すると、レ−ルスタンドＬｓは、アルミ板Ｌｓ１の表面に支持ア−ムＬｓ３ａ，Ｌｓ３ｂを垂直に固着し、裏面にはマグネットＬｓ２ａ，Ｌｓ２ｂを固着したものであり、マグネットＬｓ２ａ，Ｌｓ２ｂが右垂直板ＷＲに吸着することにより、アルミ板Ｌｓ１が右垂直板ＷＲに平行に結合し、右垂直板ＷＲに対して支持ア−ムＬｓ３ａ，Ｌｓ３ｂが直立している。レ−ルＬは、支持ア−ムＬｓ３ａ，Ｌｓ３ｂによりアルミ板Ｌｓ１に平行に支持されており、右垂直板ＷＲに平行となる。レ−ルＬには、それと平行に延びるラックＬａが固着されている。レ−ルＬの側端面は、台車１００の車輪のｘ方向位置を規定するために、山型（図１）となっており、台車１００で支持された左／右のロ−ラ１０１，１０２がレ−ルＬを挟んでいる。なお、レ−ルＬが長い場合には、上述の上，下レ−ルスタンドＬｓの間に、更に１つ以上の同様な構造のレ−ルスタンドを固着する。
２．台車１００
台車１００は、レ−ルＬのラックＬａに噛み合うピニオン１０３を有し、台車１００内部の昇降駆動モ−タ（図示せず）が減速機（図示せず）を介して該ピニオン１０３を回転駆動すると、レ−ルＬに沿って上移動（上昇）または下移動（下降）する。
【００１７】
３．ト−チのｙ方向調節機構Ａ
図１及び図２を参照されたい。台車１００には、摘子ａ１とそれに連結された台車１００内部にある図示しない歯車機構および、該歯車機構に連結され、台車１００にｙ方向に摺動可能に支持されたスライド棒ａ２（図２）からなるｙ方向調節機構Ａがある。台車１００内部の歯車機構は、摘子ａ１の回転をスライド棒ａ２の左右方向（ｙ方向）の動きに変換する。すなわち、摘子ａ１を右ねじの方向に回すと、歯車機構を介してスライド棒ａ２が右方向に移動する。摘子ａ１を右ねじの方向と反対の方向に回すと、各要素が逆に作用してスライド棒ａ２が左方向に移動する。
【００１８】
スライド棒ａ２の左先端に固着された連結子ａｃには、ト−チのｚ方向調節機構Ｃのベ−スｃ３が固着支持されている。スライド棒ａ２のｙ方向の移動に伴いｚ方向調節機構Ｃが同じくｙ方向に移動する（ｙ方向調節機構Ａによるト−チＴ１，Ｔ２のｙ位置調整）。
【００１９】
４．ト−チのｚ方向調節機構Ｃ
ト−チのｚ方向調節機構Ｃのベ−スｃ３には、ｚ方向に延びる回転軸ｃ２が回動自在に貫通し、ベ−スｃ３の上面より突出した回転軸ｃ２の上端には、摘子ｃ１が固着している。ベ−スｃ３の内部において、回転軸ｃ２の周面は螺子であり、図示しないスライダがねじ結合している。該スライダには左方向に延びるア−ムが固着され、該ア−ムの左先端は、ベ−スｃ３の左側面にｚ方向に切られたスリット（図示せず）より突出し、スリットに沿ってｚ方向に案内される。摘子ｃ１を右ねじの方向に廻すと、回転軸ｃ２にねじ結合したスライダ及びそれに固着されたア−ムが、ベ−スｃ３の左側面に切られたスリットに案内されて、上駆動される。また、摘子ｃ１を右ねじと反対の方向に廻すと、回転軸ｃ２にねじ結合したスライダ及びそれに固着されたア−ムが、スリットに案内されて、下駆動される。
【００２０】
ト−チのｚ方向調節機構Ｃのア−ムの先端には、後述するト−チのｘ方向調節機構Ｄが支持されている。従って、摘子ｃ１を右ねじ方向あるいは、その反対方向に回転させることにより、ｘ方向調節機構Ｄ（ト−チＴ１，Ｔ２）を上駆動あるいは、下駆動することができ、ト−チＴ１，Ｔ２のｚ方向位置を調節することができる。
【００２１】
５．ト−チのｘ方向調節機構Ｄ
ト−チのｘ方向調節機構Ｄは、「ト−チのｚ方向調節機構Ｃ」と同じ機構であり、「ト−チのｚ方向調節機構Ｃ」をｘｚ面に水平な状態で摘子が後方にくるように９０度回転させたものである。摘子ｄ１を右ねじの方向に廻すと、ｘ方向に延びる回転軸ｄ２にねじ結合したスライダ及び該スライダに固着された左方に延びるア−ムが、ベ−スｄ３の左側面に切られたｘ方向に延びるスリットに案内されて、開先の手前方向に駆動される。また、摘子ｄ１を右ねじと反対の方向に廻すと、回転軸ｄ２にねじ結合したスライダ及び該スライダに固着されたア−ムが、スリットに案内されて、開先の奥側に駆動される。
【００２２】
ト−チのｘ方向調節機構Ｄのア−ムの先端には、後述するト−チをｘ方向に揺動駆動するオシレ−ト機構Ｅが固着支持されている。従って、摘子ｄ１を右ねじ方向あるいは、その反対方向に回転させることにより、ト−チのオシレ−ト機構Ｅ（ト−チＴ１，Ｔ２）を開先の手前方向に移動あるいは、開先の奥側に移動させることができ、ト−チのｘ方向位置を調節することができる。
【００２３】
６．ト−チのオシレ−ト機構Ｅ
さらに、図３を参照されたい。ト−チのｘ方向調節機構Ｄのア−ムには、オシレ−ト機構Ｅのベ−スｅ１が固着されている。オシレ−ト機構Ｅは、電気モ−タ（図示せず）およびその回転を、ｘ方向に延び、その前端がベ−スｅ１の前面を摺動可能に貫通する支持ア−ムｅ２の、ｘ方向の往，復動に変換する振動機構（図示せず）を内蔵している。支持ア−ムｅ２の前端には、ト−チの進入角度調整機構Ｆの固定プレ−トｆ１が装着されている。
【００２４】
７．ト−チの進入角度調整機構Ｆ
オシレ−ト機構Ｅで支持された固定プレ−トｆ１には、弧状の案内溝ｆ１ａ（図２，図３）がある。固定プレ−トｆ１には、略３角形平板である調節プレ−トｆ２が面接触している。先端に摘子を有する角度調節ねじｆ２ａは、先端のねじ部が細径となっており、このねじ部が、固定プレ−トｆ１の案内溝ｆ１ａを貫通して、調節プレ−トｆ２のねじ穴にねじ込まれている。このねじ込みにより、調節ねじｆ２ａが、固定プレ−トｆ１に調節プレ−トｆ２を締め付けるので、調節プレ−トｆ２が固定プレ−トｆ１に固定される。調節プレ−トｆ２の左面には、左方に延びる支持部材ｆ２ｂが立てられている。
【００２５】
８．ト−チの左右角度調整機構Ｇ
調節プレ−トｆ２に立てられた支持部材ｆ２ｂの左端には、ト−チの左右角度調整機構Ｇの支持板ｇ２の上端が、ｘ方向に延びるピンｇ２ａ（図２）を中心に回動自在に支持されている。支持板ｇ２には支持板ｇ２の側面に対して長手方向に延びる楕円状の案内溝ｇ２ｂ（図２，図３）が貫通しており、該案内溝ｇ２ｂにねじ棒ｇ１ａが通る。ねじ棒ｇ１ａは、左先端に摘子ｇ１が固着され、右先端がねじになっている。ねじ棒ｇ１ａの右端のねじ部は、調節プレ−トｆ２上方に開けられたねじ穴ｆ２ｄ（図１，図２）にねじ結合している。
【００２６】
支持板ｇ２の先端には、第１溶接ト−チＴ１を挾持する第１ト−チ挾持部材ｈ１が支持されている。摘子ｇ１を右ねじの方向に回転させると、支持板ｇ２の下端が、ピンｇ２ａ（図２）を中心に調節プレ−トｆ２に近づく方向に回転し、第１ト−チ挾持部材ｈ１（第１溶接ト−チＴ１）が図２において反時計方向に回転する。また、第１ト−チ挾持部材ｈ１には、接続部材ｈ３および極間調節機構Ｊを介して、第２溶接ト−チＴ２を挾持する第２ト−チ挾持部材ｈ２が支持されており、第１ト−チ挾持部材ｈ１（第１溶接ト−チＴ１）の回転に伴い、第２ト−チ挾持部材ｈ２（第２溶接ト−チＴ２）が図２において反時計方向に回転する。調節プレ−トｆ２と支持板ｇ２の間には、反発スプリングｇ１ｂが介挿されており、反発スプリングｇ１ｂの中心をねじ棒ｇ１ａが通る。従って、摘子ｇ１を右ねじの方向と反対方向に回転させると、反発スプリングｇ１ｂの反発力に押されて支持板ｇ２の下端が、ピンｇ２ａ（図２）を中心に調節プレ−トｆ２より離れる方向に回転し、第１ト−チ挾持部材ｈ１（第１溶接ト−チＴ１）及び第２ト−チ挾持部材ｈ２（第２溶接ト−チＴ２）が図２において時計方向に回転する。
９．第１，第２溶接ト−チ支持機構Ｈ
第１ト−チ挾持部材ｈ１は、支持板ｇ２の下端に固着支持された板状部材と、それとヒンジ結合したもう一枚の板部材の間に第１ト−チＴ１を挾持している。ハンドルｈ１ａはト−チ保持のロックと解除を行なうものであり、ハンドルｈ１ａを廻わしてロックを解除し、第１ト−チ挾持部材ｈ１から第１溶接ト−チＴ１を取り外すことができる。
【００２７】
支持板ｇ２の下端に固着支持された第１ト−チ挾持部材ｈ１の板状部材には、その前方下方に接続部材ｈ３が固着されている。さらに、接続部材ｈ３には極間調節機構Ｊが支持されており、第２ト−チ挾持部材ｈ２は極間調節機構Ｊに支持されている。第２ト−チ挾持部材ｈ２は、第１ト−チ挾持部材ｈ１と同型であるが、第１ト−チ挾持部材ｈ１がｘｚ面に平行にしかもヒンジ結合部を左方に向けている時には（図２）、第２ト−チ挾持部材ｈ２はｘｙ面に平行にしかもヒンジ結合部を下方に向けている（図２）。第２ト−チ挾持部材ｈ２は、極間調節機構Ｊに支持された板状部材と、それとヒンジ結合したもう一枚の板部材の間に第２ト−チＴ２を挾持している。ハンドルｈ２ａはト−チ保持のロックと解除を行なうものであり、ハンドルｈ２ａを廻わしてロックを解除し、第２ト−チ挾持部材ｈ２から第２溶接ト−チＴ２を取り外すことができる。
【００２８】
１０．極間調節機構Ｊ
接続部材ｈ３には極間調節機構Ｊが支持されている。ｙ方向に延び、先端に摘子ｊ１のついた回転軸のもう一端は、極間調節機構Ｊの箱型のベ−スｊ２に進入しており、回転自在である。ベ−スｊ２の下面にはｘ方向に延びるスリットが開いている。極間調節機構Ｊのベ−スｊ２に進入した該回転軸の先端には、図示しないピニオンが固着されており、該ピニオンにｘ方向に延び、該方向にスライドするラック（図示せず）が噛み合う。該ラックには、下方に延びるア−ムが装着されており、該ア−ムの先端は、ベ−スｊ２の下面にあるｘ方向に延びたスリットより突出し、そこに第２ト−チ挾持部材ｈ２が固着されている。摘子ｊ１を回転させることにより、ベ−スｊ２内部にあるピニオンが回転し、それに噛み合うラックがｘ方向にスライドし、該ラックにア−ムにより固着された第２ト−チ挾持部材ｈ２がｘ方向に移動し、第２ト−チ挾持部材ｈ２に支持された第２溶接ト−チＴ２が、第１溶接ト−チＴ１に近づき、あるいは第１溶接ト−チＴ１より遠ざかる。すなわち、極間を調整することができる。
【００２９】
１１．銅当金のｘ方向駆動機構Ｂ
図２を参照すると台車１００には、銅当金のｘ方向駆動機構Ｂが装着されている。ｘ方向駆動機構Ｂはスプライン軸ｂ３を支持し、ベ−スｂ２内の駆動機構を介してその摘子ｂ１を廻すことによりスプライン軸ｂ３のｙ位置を定める。スプライン軸ｂ３には支持部材ｂ４が固着され、さらに、支持部材ｂ４に固着された支持部材ｂ５により銅当金の押し付け機構Ｋが支持されている。
【００３０】
１２．銅当金の押し付け機構Ｋ
銅当金の押し付け機構Ｋは、銅当金ｘ方向駆動機構Ｂの支持部材ｂ５に支持される。図４の（ａ）には、図１に１点鎖線４Ａで示す押し付け機構Ｋの縦断面を示し、図４の（ｂ）には、図４の（ａ）の４Ｂ−４ｂ線断面を示す。支持部材ｂ５で支持されたスリ−ブｋ１にはボスｋ５が挿入されてスリ−ブｋ１に一体に固着されている。ボスｋ５にはスプライン穴があり、この穴に、外周面にスプライン溝を切った支持ア−ムｋ４が挿入されており、この支持ア−ムｋ４は、ボスｋ５に対してｙ方向に移動自在であるが回転は阻止されている。スリ−ブｋ１には、摘子ｋ３が付いた突出し調整スリ−ブｋ２がねじ込まれている。支持ア−ムｋ４を、突出し調整スリ−ブｋ２で支えられた圧縮コイルスプリングｋ６が、スリ−ブｋ２を開先に近付く方向に押している。支持ア−ムｋ４には、スリ−ブｋ２および圧縮コイルスプリングｋ６を貫通するねじ棒ｋ４ａがねじ込まれており、このねじ棒ｋ４ａの頭部が、スリ−ブｋ１から支持ア−ムｋ４が脱落するのを防止する。
【００３１】
支持ア−ムｋ４の先端には、ｚ方向に延びるピンｋ９を中心に回動自在に支持ブロックｋ１１が装着されている。支持ブロックｋ１１は、ｙ方向に延びるピンｋ１２ａを中心に回動自在に、銅当金Ｐを保持している。したがって、銅当金Ｐは、支持ア−ムｋ４に対して、ｚ軸およびｙ軸を中心とする回動が可能である。ｚ軸を中心とする回動は、銅当金Ｐが２垂直板ＷＬ，ＷＲに同時に密着するのを許し、ｙ軸を中心とする回動は、銅当金Ｐが、２垂直板ＷＬ，ＷＲのｘ方向の傾斜又はうねりに対して倣うように密着するのを許す。
【００３２】
摘子ｋ３を時計方向に廻わすと調整スリ−ブｋ２がスリ−ブｋ１の内部に進入し圧縮コイルスプリングｋ６を介して支持ア−ムｋ４が左方に押され、これにより銅当金Ｐが２垂直板ＷＬ，ＷＲに密着する。摘子ｋ３を更に時計方向に廻わすと、２垂直板ＷＬ，ＷＲに銅当金Ｐを押し付ける力が強くなる。摘子ｋ３を反時計方向に廻わすと押し付け力は弱くなり、更に反時計方向に廻わすと銅当金Ｐが２垂直板ＷＬ，ＷＲから離れる。前方に垂直板ＷＬ，ＷＲがないときに摘子ｋ３を、スリ−ブｋ１に対する調整スリ−ブｋ２のねじ込み限度まで、時計方向に廻しても、ねじ棒ｋ４ａの頭部ｋ４ｂが調整スリ−ブｋ２から抜けないので、支持ア−ムｋ４はボスｋ５から脱落しない。さらに、ねじ棒ｋ４ａの長さは本実施例において、頭部ｋ４ｂの右端面が摘子ｋ３の右端面と面一になった時に圧縮コイルスプリングｋ６の支持ア−ムｋ４を介して銅当金Ｐを２垂直板ＷＬ，ＷＲに押し付ける力が２ｋｋとなる長さである。摘子ｋ３の右端面をねじ棒ｋ４ａの頭部ｋ４ｂの右端面ｋ４ｂと面一になるよう廻し調節することにより常に２ｋｋの押し付け力が銅当金Ｐにかかる。
【００３３】
１３．銅当金Ｐ
銅ブロックｐ１の、垂直板ＷＬ，ＷＲに対向する面（表面）には、表面ビ−ド形状を規制する、ｚ方向に延びる溝がある。表面に対向する背面には、銅ブロックｐ１内の冷却水路ｐ１ａに連なった２個（注水用と排水用）のホ−スジョイントがあり、その１個のホ−スジョイントｊｗａが図４に表われている。銅ブロックｐ１の表面の、ビ−ド形成用の溝には、シ−ルドガス供給管ｐ２が連通した開口ｐ２ａがある。このガス供給管ｐ２は、銅ブロックｐ１に斜めに固着されている。ガス供給管ｐ２の側面には、ホ−スジョイントｊｋが装着されており、これを通してガス供給管ｐ２にシ−ルドガスが供給される。
【００３４】
なお、垂直板ＷＬ，ＷＲの開先αの裏面には、溶融メタルおよび溶融スラグのたれ落ちを防止するセラミック製の固形裏当材４０（または銅当金でもよい）が固定される。
【００３５】
１４．溶接手順
以上に説明した各機構により作業者は、第１，第２溶接ト−チＴ１，Ｔ２のｙ方向位置（Ａ）ｚ方向位置（Ｃ）、ｘ方向位置（Ｄ）、開先αへの進入角度（Ｆ）、そして、第１溶接ト−チＴ１と、第２溶接ト−チＴ２との間の距離（極間）を調整することができる。また、銅当金Ｐのｙ方向位置（Ｂ）を調整し、垂直板ＷＲ，ＷＬに押し付ける。こうして、溶接装置の溶接体勢が整うと、作業者は溶接を開始する。
【００３６】
図５に第１，第２溶接ト−チＴ１，Ｔ２に電圧を供給するブロック図を示す。図示しない操作盤を介して作業者が溶接開始を指示すると、電源回路２０が溶接ト−チＴ１に正極性（ト−チＴ１：負極，垂直板ＷＬ，ＷＲ：正極）の電圧を供給する。電源回路１０は、溶接ト−チＴ２に逆極性（ト−チＴ１：正極，垂直板ＷＬ，ＷＲ：負極）の電圧を供給する。また、第１，第２溶接ト−チには、溶接ワイヤｗ１，ｗ２がそれぞれ、図示しないワイヤ供給装置により一定速度で供給される。
【００３７】
電源回路１０と垂直板ＷＬ，ＷＲの間には、電流検知回路３０が介挿されている。溶接の進行に伴い開先α内には、溶融メタルが形成され、さらにその上に溶融スラグが溜る。溶接ト−チのｚ位置が動かないと、溶融メタルおよび溶融スラグが開先に溜ってゆき、その表面が上昇するので溶接ト−チから突き出されるワイヤの突き出し長が短くなる。電流検知回路３０は、溶融メタル（溶融プ−ル）の表面が上昇して第２溶接ト−チＴ２のワイヤｗ２の突き出し長が短くなり、電源回路１０と垂直板ＷＬ，ＷＲの間の電流値が上昇することにより、溶融プ−ルの形成とその上昇を検知する。そして、垂直板ＷＬ，ＷＲの間の電流値が所定値より上昇すると、台車１００に上昇指示を出す。そして、台車１００が上昇指示に従ってレ−ルＬに沿って上昇し、再び溶融メタルの表面から第２溶接ト−チＴ２の先端が離れ、ワイヤｗ２の突き出し長が長くなり、垂直板ＷＬ，ＷＲの間の電流値が所定値以下となると、台車１００に停止指示を出す。この動作を繰り返すことにより、溶融プ−ルの表面と第２溶接ト−チＴ２の先端との距離が略一定となり、ワイヤｗ２の突き出し長が略一定（本実例においては、３５〜４０ｍｍ）となる。第１溶接ト−チＴ１は、第２溶接ト−チＴ２と一体で動く。従って、第２溶接ト−チＴ２の上昇・停止に合わせて上昇・停止するので、溶融プ−ルと第１溶接ト−チＴ１の先端との距離も略一定となり、ワイヤｗ１の突き出し長も略一定となる。
【００３８】
ここで、電流検知回路３０を、第２溶接ト−チＴ２に電圧を与える電源回路１０と垂直板ＷＬ，ＷＲの間に接続したのは、第２溶接ト−チＴ２は逆極性ア−クを発生するものであり、ア−ク電流値がより安定であるからである。図６には、上記溶接装置によるエレクトロガス溶接の溶接条件の一例を示す。
【００３９】
上記溶接装置によれば、２本の溶接ト−チで同時に溶接を行うので板厚の厚い母材を溶接する時においても、開先辺各部の溶込みが良好で、しかも溶接速度が速いので、作業効率が良い。
【００４０】
しかも、開先の奥側を溶接する第１溶接ト−チＴ１を正極性にすることにより、ア−クに広がりが生じ、開先の奥に十分にア−クが及び、開先の底部でも良好な溶込みが得られる。しかも、溶融スラグスパッタが少く、ノズルチップのスパッタ被着が少く、ノズルチップの清掃，交換の頻度の大きな上昇はなく、そのための作業能率の低下は少い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を、上方から下方に見降ろした平面図である。
【図２】図１の１点鎖線矢印２Ａで示す方向より見た背面図である。
【図３】図１の１点鎖線矢印３Ａで示す方向より見た左側面図である。
【図４】（ａ）は図２に示す矢印４Ａの方向で見た、銅当金の押し付け機構Ｋの縦断面面であり、（ｂ）は（ａ）に示す矢印４Ｂの方向で見た、銅当金の押し付け機構Ｋの横断面図である。
【図５】本発明のシステム構成を示すブロック図を示す。
【図６】図１に示す溶接装置によるエレクトロガス溶接の溶接条件の一例を示す表である。
【符号の説明】
α ：開先 １０：電源回路
２０：電源回路 ３０：電流検知回路
４０：固形裏当材 １００：台車
１０１，１０２：ロ−ラ １０３：ピニオン
Ａ：ト−チのｙ方向調節機構
ａ１：摘子 ａ２：スライド棒
ａｃ：連結子
Ｂ：銅当金のｘ方向駆動機構
ｂ１：摘子 ｂ３：スプライン軸
ｂ４，ｂ５：支持部材
Ｃ：ト−チのｚ方向調節機構
ｃ１：摘子 ｃ２：回転軸
ｃ３：ベ−スト−チ
Ｄ：ト−チのｘ方向調節機構
ｄ１：摘子 ｄ２：回転軸
ｄ３：ベ−ス
Ｅ：ト−チのオシレ−ト機構
ｅ１：ベ−ス ｅ２：支持ア−ム
Ｆ：ト−チの進入角度調整機構
ｆ１：固定プレ−ト ｆ１ａ：案内溝
ｆ２：調節プレ−ト ｆ２ａ：角度調節ねじ
ｆ２ｂ：支持部材 ｆ２ｄ：ねじ穴
Ｇ：ト−チの左右角度調整機構
ｇ１：摘子 ｇ１ａ：ねじ棒
ｇ１ｂ：反発スプリング ｇ２：支持板
ｇ２ａ：ピン ｇ２ｂ：案内溝
Ｈ：第１，第２溶接ト−チ支持機構
ｈ１：第１ト−チ挾持部材 ｈ１ａ：ハンドル
ｈ２：第２ト−チ挾持部材 ｈ２ａ：ハンドル
ｈ３：接続部材
Ｊ：極間調節機構
ｊ１：摘子 ｊ２：ベ−ス
Ｋ：銅当金の押し付け機構
ｋ１，ｋ２：スリ−ブ ｋ３：摘子
ｋ４：支持ア−ム ｋ４ａ：ねじ棒
ｋ４ｂ：頭部 ｋ５：ボス
ｋ６：圧縮コイルスプリング ｋ９：ピン
ｋ１１：支持ブロック ｋ１２ａ：ピン
Ｌ：レ−ル
Ｌａ：ラック
Ｌｓ：レ−ルスタンド
Ｌｓ１：アルミ板 Ｌｓ２ａ，Ｌｓ２ｂ：マグネット
Ｌｓ３ａ，Ｌｓ３ｂ：支持ア−ム
Ｐ：銅当金
ｐ１：銅ブロック ｐ１ａ：冷却水路
ｐ２：シ−ルドガス供給管 ｐ２ａ：開口
Ｔ１：第１溶接ト−チ Ｔ２：第２溶接ト−チ
ＷＬ：左垂直板 ＷＲ：右垂直板
ｗ１，ｗ２：溶接ワイヤ ｊｋ，ｊｗａ：ホ−スジョイント

Claims (3)

1. 実質上垂直に立てられた鋼板の上下方向ｚに延びる開先にフラックス入りワイヤを供給しつつ、上方向に溶接する立向エレクトロガス溶接装置において、
   前記開先内に先端が進入する第１電極；
   前記開先内の、第１電極の先端よりも鋼板の板厚方向ｘで開先開口側に近い位置に進入する第２電極；
   第１電極に正極性アークを発生する電圧を印加し、第２電極に逆極性アークを発生する電圧を印加する、溶接電源；
   走行駆動用モータを含み、前記開先に沿って上昇する台車；および、
   前記台車に支持され、第１および第２電極を、板厚方向ｘに揺動駆動する振動手段；
   を備えることを特徴とする立向エレクトロガス溶接装置。
2. 前記第２電極への給電回路に、第２電極に流れる溶接電流を検出するための電流検知回路を備える請求項１記載の立向エレクトロガス溶接装置。
3. 第１電極と第２電極の間の板厚方向ｘの距離を調整する手段；を更に備える請求項１又は請求項２記載の立向エレクトロガス溶接装置。

Images