JP4407943B2

JP4407943B2 - 片面自動溶接用裏当装置及び片面自動溶接方法

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Publication number: JP4407943B2
Application number: JP2004368523A
Authority: JP
Inventors: 宣正大久保; 哲也中尾
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: JP2006175447A

Description

本発明は、仮止めされた被溶接材を溶接線に沿って片面自動溶接する際に前記溶接線の裏面に裏当フラックスを押し当て、溶接によって生成した固化フラックスを回収する片面自動溶接用裏当装置及び片面自動溶接方法に関する。

片面自動溶接用裏当装置に関する従来技術として、例えば実公昭４９−８９１９号公報が挙げられる。図８（ａ）乃至（ｅ）は上記従来技術を示す説明図である。

図８（ａ）において、図８（ｃ）に示した平板状のトラフベルト１０２が２つのプーリ１０１間に帳架されている。プーリ１０１に近接して設けられた成形ロール１１３、１１４及び支持ローラ１１６によって図８（ｄ）に示したようにトラフベルト１０２が断面Ｕ字状に成形される。断面Ｕ字状のトラフにフラックス散布用ホッパ１０３、１０４を用いて下層フラックス及び上層フラックスが散布され、散布されたフラックスが被溶接材１０７の下方に達するまでに図８（ｅ）に示したように、トラフベルト１０２が垂直ローラ１１５等によって所定深さの断面Ｕ字状に形成される。この状態でトラフベルト１０２の回転を停止し、図８（ｂ）に示したようにベルト１０２の下部に配置された押圧体１０９内に圧縮空気又は流体を充填して膨張させ、トラフベルト１０２を上方に押し上げ、これによって上層フラックスを被溶接材の接合部分である溶接線の裏面に押し当て、片面自動溶接が行われる。

溶接終了後はベルト１０２を逆方向に回転させ、溶接に使用したフラックスをコンベア端近傍に配置された篩い分け器１１０上に落下させ、これによって固化フラックス１１２が未使用フラックス１１１から分別させて回収される。

実公昭４９−８９１９号公報

しかしながら、上記従来技術には以下のような問題点がある。即ち、上記従来技術は、トラフベルトによって溶接装置全長にわたる長いベルトコンベアを構成するものであり、装置全体が大がかりになるという問題点がある。また、上記従来技術には、無端のトラフベルトの帰り軌道部が必要となるので、装置高さが高くなってしまうという問題点がある。一般に、被溶接材を所定高さに配置するために、裏当装置自体は地下ピット内に格納されることが多く、裏当装置自体が高くなるとその分だけ地下ピットを深くする必要があり、地下ピット製造工程が煩雑となり、また製造コストが嵩むという問題がある。

更に、上記従来技術には、溶接後の使用済みフラックスの回収時にトラフベルトを逆方向に回転させても固化フラックスがトラフフレームに引っかかって円滑に回収できないことがある。

また、別の問題として、断面Ｕ字状に構成されたトラフベルトは例えば昇降装置としてのエアホースによって部分的に押し上げられ、これによって裏当フラックスの溶接線の裏面への押し当て等が行われるが、この押し上げ操作等によって凸状に変形したトラフ底面が押し上げ力解除後もホース自体の剛性によって元の状態に戻らない場合があり、この場合には作業者が手作業によって元の形状に戻さなければならず、操作が煩雑になるという問題がある。なお、トラフが元の形状に戻らないままフラックスを補充して片面自動溶接操作を繰り返そうとすると、トラフ押圧用エアホースによる押し上げ距離が不足し、裏当てフラックスが溶接線の裏面に押圧されないという新たな問題が発生することがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、装置自体を大型化することなく、固化フラックスを未使用フラックスと分離して効率よく回収することができる片面自動溶接用裏当装置及び片面自動溶接方法を提供することを目的とする。

本願発明に係る片面自動溶接用裏当装置は、仮止めされた被溶接材をその溶接線に沿って片面自動溶接する片面自動溶接用のフラックス裏当装置において、溶接線方向に伸びるトラフフレームと、前記トラフフレームの底部を構成する底部フレームと、前記トラフフレームの両上端部間を掛け渡すように前記上端部に固定された変形可能のトラフと、このトラフと前記底部フレームとの間に配置された第１のホースと、この第１のホースと前記底部フレームとの間又は前記第１のホースと前記トラフとの間に配置された第２のホースと、前記第１のホース及び第２のホースの内部圧力を個別的に制御する加圧装置と、前記トラフフレームに沿って移動しフラックスを貯留してこのフラックスを前記トラフ内に散布する台車と、この台車に設けられた固化フラックスの掻き落とし器と、を有し、前記掻き落とし器は、前記台車におけるフラックス回収時の進行方向の前方に設けられ、この前方に伸びる櫛歯を有し、フラックス回収時に前記トラフ内の固化フラックス下部に向けて進出し、フラックス散布時に前記トラフから離隔する方向に待避することを特徴とする。

この場合において、前記台車に設けられ前記台車の走行と共に前記トラフを下方に押圧するトラフ押さえ装置を有することが好ましい。

また、前記第２のホースは前記第１のホースより小径であることが好ましい。

更に、前記第２のホースは、前記底部フレームの例えば中央に固定されていることが好ましい。

更に、前記トラフ押さえ装置は、前記台車におけるフラックス散布時の進行方向の前方に設けられ、前記トラフ内に進入可能の車輪を有し、フラックス散布時に前記トラフ内に進入するように前記トラフに向けて進出し、フラックス回収時に前記トラフから離隔する方向に待避するものとすることができる。更にまた、前記車輪は、ゴムタイヤであることが好ましい。

本発明に係る片面自動溶接方法は、第１発明に係る片面自動溶接用裏当装置を使用する溶接方法において、前記トラフフレーム上に被溶接材が配置された後、前記加圧装置により前記第１のホースの内部を加圧して、前記トラフ内のフラックスを前記被溶接材の裏面に押し当てる工程と、溶接が終了して前記第１のホースの内部圧力を減圧し前記被溶接材が溶接位置から移動した後、前記第２のホースの内部を加圧して、前記トラフ内の固化フラックスを前記トラフフレームの上端から上方になるように持ち上げる工程と、前記台車を走行させて前記掻き落とし器により前記固化フラックスを掻き落とす工程と、を有することを特徴とする。

この場合に、前記トラフ押さえ装置が設けられている場合は、前記トラフフレーム上に被溶接材が配置された後、前記加圧装置により前記第１のホースの内部を加圧して、前記トラフ内のフラックスを前記被溶接材の裏面に押し当てる工程と、溶接が終了して前記第１のホースの内部圧力を減圧し前記被溶接材が溶接位置から移動した後、前記第２のホースの内部を加圧して、前記トラフ内の固化フラックスを前記トラフフレームの上端から上方になるように持ち上げる工程と、前記台車を走行させて前記掻き落とし器により前記固化フラックスを掻き落とす工程と、前記第２のホースの内部圧力を減圧する工程と、前記台車を固化フラックスの掻き落とし方向とは逆の方向に走行させて前記トラフ押さえ装置により前記トラフフレーム内の前記トラフを下方に押圧する工程と、を有することを特徴とする。

この場合において、前記第２のホースは前記第１のホースより小径であることが好ましい。

また、前記第２のホースは、前記底部フレームの例えば幅方向中央に固定されていることが好ましい。

また、前記トラフ押さえ装置は、前記台車におけるフラックス散布時の進行方向の前方に設けられ、前記トラフ内に進入可能の車輪を有し、フラックス散布時に前記トラフ内に進入するように前記トラフに向けて進出し、フラックス回収時に前記トラフから離隔する方向に待避するものとすることができる。更に、前記車輪は、ゴムタイヤであることが好ましい。

本発明に係る片面自動溶接用裏当装置によれば、トラフ自体を回動させる必要がなく、装置全体が小型化、単純化し、装置高さを従来技術に比べて著しく低くすることができる。また、第２のホースによって固化フラックスを押し上げた後、台車に設けられた固化フラックス掻き落とし器で前記固化フラックスを掻き落とすことができ、溶接によって固化したフラックスを確実に掻き落としてトラフ上から除去し、回収することができる。また、トラフ内のフラックスに向けて進出する櫛歯及びこれを支持するブレードによって固化フラックスを効率よく掻き落とすことができると共に、掻き落とし器を使用しない場合にはトラフから離隔する方向に退避させることによって、フラックス散布時等に掻き落とし器が邪魔になることもない。

本願請求項２に係る片面自動溶接用裏当装置によれば、トラフに剛性が存在し、単に第１又は第２のホースの圧力を低減させただけではトラフ形状が元に戻らない場合に、トラフ押さえ装置によりトラフを押さえてフラックス散布前に元の形状に戻すことができる。

本願請求項３に係る片面自動溶接用裏当装置によれば、前記第１のホースが前記第２のホースより大径であるので、第１ホースの昇降幅が第２のホースの昇降幅よりも大きくなる。このため、昇降幅の大きい第１ホースによってトラフ内の裏当フラックスを確実に溶接線の裏面に押し当てて良好な片面自動溶接を行うことができる。また、昇降幅の小さい第２のホースによってトラフ高さを微調整することができ、これによりトラフ内の固化フラックスだけをトラフフレームの上端部の上方に押し上げて掻き落とすことができる。

本願請求項４に係る片面自動溶接用裏当装置によれば、前記第２のホースが前記トラフフレームの底面、例えば中央に固定されているので、固化フラックスを掻き取るためにトラフを押し上げるときにトラフがトラフフレームの幅方向に傾くことなくほぼ水平のままトラフを上方に押し上げることができる。このため、固化フラックスを効率よく回収することができる。

本願請求項５に係る片面自動溶接用裏当装置によれば、トラフが剛性を有するために元の形状に戻らない場合には、フラックス散布時にトラフ押さえ装置の車輪をトラフ内に進入させることによってフラックス散布のための台車走行時に、同時にまたフラックス散布の直前にトラフ形状を元の形状に戻すことができる。また、未使用時には上方に旋回させて退避させることができるので、フラックス回収時等にトラフ押さえ装置が邪魔になることはない。

本願の請求項６に記載の片面自動溶接装置によれば、前記車輪をゴムタイヤとしたので、鉄製等の重い車輪とは異なり、トラフ内の下敷きフラックス上を転動させる際にフラックス内に沈みこむことがなく、良好に転動させることができる。

本発明に係る片面自動溶接方法は、前述の片面自動溶接用裏当装置を使用して溶接する方法であるので、前述の片面自動溶接用裏当装置と同様の効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図４は本発明の実施の形態に係る片面自動溶接用裏当装置を示す図であって、図１はその正面図、図２は要部拡大図、図３は側面図、図４は平面図である。

図１において、この片面自動溶接用裏当装置は裏当部１０と、この裏当部１０の上方に配置され、裏当部１０上をその長さ方向に沿って移動可能に設けられた台車２０とから主として構成される。

裏当部１０において、下方部分が図示省略された断面四角形のビーム上に、左右両側の縦部材と、これらを連結する横部材とからなる第１フレーム４が設けられており、この第１フレーム４上に昇降装置３としての２つのホースを挟んで第２フレーム５が配置されている。第２フレーム５は第１フレーム４の横部材を貫通してその下方まで延びる縦部材とこの縦部材の上部に固定された横部材とで構成されている。

昇降装置３は、加圧流体の導入によってその高さが変化するホースで構成されており、左右１対のホースに例えば圧縮空気を充填することによってホースが膨らんでその高さ方向幅が大きくなり、これによって、第２フレーム５が第１フレーム４に対して昇降可能に形成されている。

第２フレーム５の横部材上には断面箱型のトラフフレーム６が設けられており、このトラフフレーム６内に断面Ｕ字状のトラフ７が配置されている。即ち、トラフ７はトラフフレーム６の両上端部間を掛け渡すようにトラフフレーム６の上端部に固定されている。トラフ７はある程度の剛性を有する弾性体で構成されており、耐熱性が要求されるために、例えば外側が布からなり、内側がゴムからなる消防用ホースをその長さ方向に沿って２分割したものが好適に使用される。

トラフ７の下方であってトラフ７とトラフフレーム６との間に、第１のホース１及び第２のホース２が設けられている。第１のホース１及び第２のホース２は共に加圧流体によって高さが可変するようになっている。

第１のホース１は溶接時にトラフ７を持ち上げるためのホースであり、溶接時にトラフ７を持ち上げてトラフ内の裏当フラックスを溶接線の裏面に当接させるために長いストロークが必要であり、大径ホースで構成されている。一方、第２のホース２は、固化フラックス回収時に使用され、溶接によって固化したフラックスをトラフフレーム６の上端部よりも上方に持ち上げるだけの短いストロークがあればよいので、小径のホースで構成されている。

片面自動溶接においては、溶接後、裏当フラックスは溶接熱により固化する。そして、次の溶接をするために固化したフラックスを除去し、トラフ上層に新しく裏当フラックスを補充する必要がある。このとき、下敷きフラックスはそのまま使用されるので、固化フラックスを除去するときはできるだけ下敷きフラックスを残しておくことが重要となる。
トラフから固化フラックスを除去するために、第１ホースを膨らませて固化フラックスを掻き落とすこともできるが、多量の下敷きフラックスを一緒に掻き落としてしまう場合がある。一方、このような不都合を防止するために第１ホースを完全に膨らませるのではなく、半分程度膨らませる方法が考えられるが、この場合は、ホースが膨れる程度が全長で一定せず、固化フラックスを十分に回収できない箇所や、下敷きフラックスを多量に掻き落としてしまう箇所が生じることがある。

そこで、本実施形態においては、トラフ内のフラックスをトラフ全長にわたって第１のホースの半分程度の持ち上げ幅で均一に持ち上げる手段として第２ホースを採用している。

大径の第１のホース１と小径の第２のホース２は縦方向に重ねて配置されており、共にホース径が上下方向のストローク幅となる。

第２のホース２は、図２に示したように、トラフフレーム６の幅方向中央部に固定されている。図２は第２のホース２のトラフフレーム６への固定部分を示す拡大図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。図２において、トラフフレーム６の底面にトラフフレーム６の幅と同様の長さを有し、且つその長さ方向、換言するとトラフフレーム６の幅方向中央部に第２のホース２を固定する突出部３３ａを有するホースバンド固定用グリップ３３が嵌め込まれており、このホースバンド固定用グリップ３３の前記突出部３３ａにホースバンド３４によって第２のホース２が固定されている。

ホースバンド固定用グリップ３３及びホースバンド３４はトラフフレーム６の長さ方向に沿って、例えば１２００ｍｍ間隔で多数配置されており、これによってトラフフレーム６の底部の全長にわたって第２のホース２がその幅方向中央部に固定されることになり、加圧流体の導入によってトラフ７をほほ水平に押し上げることができる。

台車２０は、裏当部１０のトラフ７内に裏当フラックスを散布するものである。台車２０は、平面視で長方形のフレーム構造体１１と、その上方に設けられた正面視で略逆三角形状のホッパ１２とから主として構成されている。ホッパ１２内には裏当部１０のトラフ７上に散布される裏当フラックスが収納される。

ホッパ１２は図３に示したように仕切板２１によって内部が図中左右の領域に２分割されている。図３中右側部分に例えば下敷き（下層）フラックスが収容され、左側部分に例えば裏当（上層）フラックスが収容される。ホッパ１２の下部には、夫々下敷きフラックス散布口２２及び裏当フラックス散布口２３が設けられている。

逆三角形状のホッパ１２を形成する傾斜壁面１２ａ及び１２ｂの外側面の前記下敷きフラックス散布口２２及び裏当フラックス散布口２３の近傍には夫々案内金具２４ａ及び２４ｂが前記傾斜壁面１２ａ及び１２ｂに沿って設けられており、この案内金具２４ａ及び２４ｂに夫々散布口操作金具２５ａ及び２５ｂが支持されている。散布口操作金具２５ａ及び２５ｂによって前記下敷きフラックス散布口２２及び裏当フラックス散布口２３の高さが調整され、これによって、各フラックスの散布量が調整される。

フレーム構造体１１のトラフフレーム６との対向面には図１に示したように左右両側のフレームに対応して上側スクレーパ１３が設けられており、この上側スクレーパ１３はトラフ７上に散布された余剰のフラックスを掻き落とすためのものである。上側スクレーパ１３は夫々ブラケット１８によって支持、固定されている。

上側スクレーパ１３の下方には夫々斜めに設けられた斜面用スクレーパ１７が配置されており、この斜面用スクレーパ１７は裏当部１０の第２フレーム５上に落下したフラックスを掻き落とすためのものである。フレーム構造体１１の下方には左右両側に複数の車輪１４が設けられており、この車輪１４によって台車２０が裏当部１０の第２フレーム５上をその長さ方向に沿って移動することができる。

フレーム構造体１１のフラックス回収時の進行方向前方には図３に示したように、フラックス掻き落とし器１９が設けられており、このフラックス掻き落とし器１９によって固化フラックスが掻き落とされる。

フラックス掻き落とし器１９は図４に示したように台車２０の進行方向に対して例えば３５度に傾斜し、且つトラフフレーム６の横幅よりも幅広のブレード１９ａと、このブレード１９ａに設けられその一部としての先端部がトラフ６内のフラックスに挿入される複数の櫛歯１９ｂとで構成される。

固化フラックスを掻き落とす際、第２のホースを膨らませることによってトラフフレーム６の上端部まで持ち上げた固化フラックスを単なる掻き板によって斜め前方に押し出しても前記固化フラックスが下敷きフラックス内に潜り込んでトラフ外に押し出されない場合があり、これでは固化フラックスの除去が不十分となる。

固化フラックスの除去が不十分で、下敷きフラックスの中に固化フラックスが混じっていると、下敷きフラックスの表面を掻き落として一定高さにした後、新しい裏当フラックスを撒いて補充したとき、前記固化フラックスが下敷きフラックス表面に散在することによって裏当フラックスの厚さが均一にならない場合があり、これでは、溶接時に裏ビードが均一にならず、溶接欠陥の原因となる。

そこでこのような不都合を避けるために、掻き落とし器で固化フラックスを押し出す際、櫛の歯状のものを固化フラックスの下に差し込んで固化フラックスの潜り込みを防止することが考えられる。

本実施形態では、固化フラックス回収時の進行方向に対して例えば３５度に傾斜したブレード１９ａと、このブレード１９ａに設けられ台車２０の進行方向に向かって伸び先端部がトラフ６内の固化フラックス下部に挿入される複数の櫛歯１９ｂを有するフラックス掻き落とし器１９を採用している。

フラックス掻き落とし器１９は軸受け３１に支持された回転軸３２を中心として上方に約９０度旋回可能に取り付けられている。旋回操作は例えば手動によって行われる。固化フラックスを掻き落とす際には、フラックス掻き落とし器１９を下方位置まで手動によって降ろし、この状態で台車２０を図３中左方向、即ちフラックス回収時の進行方向に走行させることによって固化フラックスを掻き落として回収する。一方、未使用時は手動によって上方に旋回させ、ホッパ１２を形成する傾斜壁面１２ｂ下方に退避させて収納する。

台車２０の図３中右前方、即ちフラックス散布時の進行方向前方にはトラフ押さえ装置２９が取り付けられている。トラフ押さえ装置２９は車輪２９ａと、この車輪２９ａを回転可能に支持するヨーク２９ｂと、このヨーク２９ｂを回転可能に支持する支持ブラケット２９ｃとで主として構成されている。

トラフ押さえ装置２９の車輪２９ａとして、例えばゴム製のゴムタイヤを使用することができる。固化フラックスの回収が終了した下敷きフラックスの上に車輪を転動させる際、車輪が鉄製等の重い車輪である場合は下敷きフラックスの中に潜り込んで回転できなくなることがあり、これでは、台車２０の進行により沈みこんだ車輪が下敷きフラックスを前方に押し出してしまい、トラフに入った下敷きフラックスを下方に押さえることにならない。

そこで、本実施形態においては、車輪として鉄製の車輪等の重い車輪ではなく、例えばゴムタイヤを使用することによってフラックス内に沈みこまず、下敷きフラックスの上を良好に転動できるようにしている。

トラフ押さえ装置２９はヨーク２９ｂと支持ブラケット２９ｃとの連結部を回転軸として上下方向に回動自在に構成されており、且つヨーク２９ｂは車輪２９ａの回転軸に直交する仮想回転軸を中心に手動で例えば９０度回転可能に構成されている。従って、トラフ押さえ装置２９は使用時には下向きに旋回させ、車輪２９ａがトラフ７の長さ方向に沿うような位置に配置して使用され、未使用時には、ヨーク２９ｂをその支持ブラケット２９ｃとの取り付け部を中心として上方に回動させ、且つヨーク２９ｂを車輪２９ａの回転軸に垂直な仮想回転軸を中心に約９０度回転させることによってホッパ１２を形成する傾斜壁面１２ａの下方に退避させて収納する。

フレーム構造体１１のフラックス回収時の進行方向前方の幅方向の一端に上下方向に延びる牽引ブラケット１５が設けられており、この牽引ブラケット１５に牽引棒１６が固定されている。牽引棒１６は図３に示したようにトラフフレーム６の長さ方向に沿って配置された無端チェーン３０の連結孔に差し込まれている。これによって、駆動装置を備えていない台車２０は無端チェーン３０の回動によって裏当部１０のトラフ７上を移動することができる。台車２０はトラフ７上をその長さ方向に沿って移動することによって下敷きフラックス及び裏当フラックスをトラフ７上に散布し、固化フラックスを掻き落として回収する。

以下、上述のように構成された本実施形態に係る片面自動溶接用裏当装置の動作について説明する。図５乃至図７は、片面自動溶接用裏当装置の動作を示す図であって、図５はフラックス散布時の裏当部を示す正面図、図６は溶接時の裏当部を示す正面図、図７は固化フラックス回収時の裏当部を示す正面図である。

図５において、フラックス散布時においては、昇降装置３の加圧流体、例えば圧縮空気は抜かれており、第２フレーム５は最も低い位置まで低下している。

トラフ７へのフラックスの散布は以下のように行う。即ち、台車２０はフラックス散布時又は固化フラックス回収時以外は、例えば裏当部１０の長さ方向一端の下方に設けられた地下ピット内に収容されており、トラフ７へのフラックス散布時又は固化フラックス回収時に図示省略した地下ピットから例えばエレベータによってトラフ７の上部の高さまで持ち上げて使用する。このとき図３に示したように台車２０の牽引ブラケット１５に固定された牽引棒１６が無端チェーン３０に固定された連結孔に挿入され相互に連結される。

台車２０と無端チェーン３０とを連結した後、図示省略した駆動装置により無端チェーン３０を回動させ、これによって台車２０をトラフ７の長さ方向に沿って走行させ、ホッパ１２の図３中右側部分に収容された下敷きフラックス３５及び左側部分に収納された裏当フラックス３６を、順次下敷きフラックス散布口２２及び裏当フラックス散布口２３を介してトラフ７上に散布する。

トラフ７上に下敷きフラックス３５及び裏当フラックス３６を散布した後、台車２０を、無端チェーン３０の回動によって地下ピットがある裏当部２０の端部まで戻し、台車２０を図示省略したエレベータによって地下ピット内に収容する。このとき台車２０の牽引ブラケット１５に固定された牽引棒１６と無端チェーン３０の連結孔との連結が解除される。

トラフ７に下敷きフラックス３５及び裏当フラックス３６を散布した後、片面自動溶接を行う。図６は、片面自動溶接時の裏当部１０を示す正面図である。トラフ７へのフラックスの散布が完了した後、裏当部１０の昇降装置３である１対のホース内に圧縮空気を供給してこれを膨らませ、第２フレーム５を上昇させ、トラフ７を被溶接材３８の溶接線の裏面近傍まで上昇させる。

この状態で第の１ホース１に加圧装置から圧縮空気を導入し、これによって裏当部１０のトラフ７内の裏当フラックスを被溶接材３８の溶接線の裏面に押し当てる。裏当フラックスを溶接線裏面へ押し当てた後、図示省略した溶接トーチを使用して被溶接材３８の例えばＶ形開先の上方から片面サブマージアーク溶接を施して溶接線を溶接する。

このとき、裏当フラックス３６の一部は溶接熱によって固化し、固化フラックス３７が生成し、これによって溶接ビードが良好に形成する。固化フラックス３７は次工程の片面自動溶接に使用することができないので、これを回収して新しい裏当フラックスと交換する。

図７は、固化フラックス３７を回収する場合の裏当部１０を示す正面図である。溶接状態の第１のホース１及び昇降装置３としてのホースから圧縮空気を抜き取り、トラフ７を被溶接材３８の溶接線から離間させると共に、第２フレーム５を下降させる。その後、図示省略したパネル移動ローラを駆動して被溶接材３８をトラフ６の上部から遠ざける。

被溶接材３８を遠ざけてトラフ７の上方に所定の空間を確保したのち、第２のホース２に加圧装置から圧縮空気を導入してこれを膨らませ、溶接によってトラフ６内に生成した固化フラックス３７を少量の未固化裏当フラックス３６と共にトラフフレーム６の上端部よりも上部まで押し上げる。

この状態で、台車２０を地下ピットから取り出し、フラックス散布時と同様に操作して裏当部１０のトラフ７の上部まで上昇させ、牽引棒１６を無端ベルト３０の連結孔に挿入して連結し、その後、図３に示したように、台車２０のフラックス掻き落とし器１９を回転軸３２を中心として回転させて下方位置まで下げ、固化フラックスの掻き落とし状態とする。

掻き落とし器１９を下方位置まで下げた後、無端チェーン３０の図示省略した駆動装置により、櫛歯１９ｂの先端部を一部フラックス層内に挿入しながら台車２０をトラフ７上を図３の左方向に走行させる。この走行によって台車２０の進行方向と所定の傾斜角例えば３５度傾斜したフラックス掻き落とし器１９のブレード１９ａによってトラフ７から固化フラックスを掻き落とす。掻き落とした固化フラックスは裏当部１０の下方に設けられた図示省略したフラックス回収部で受けて回収する。

固化フラックスの回収が終了した後、第２のホース２から圧縮空気を抜く。圧縮空気を抜いても、トラフ７はそれ自体で剛性を有するために図７に示したように下方中央部が上方に窪んだまま元の形状に戻らない場合がある。

従って、この場合は図３に示したようにトラフ押さえ装置２９によってトラフ形状を元の形状に戻す。即ち、固化フラックスを掻き落としたトラフ７に対し、台車２０の図３中右側に設けられたトラフ押さえ装置２９を手動によって９０度旋回させながら下方位置まで降ろし、車輪２９ａをトラフ７内に挿入する。この状態で台車２０を図３中右方向であるフラックス散布方向に沿って走行させると、トラフ押さえ装置２９の車輪２９ａの荷重によってトラフ７の下部中央部が下方に押し付けられ、これによってトラフ７の変形が解除して元の断面Ｕ字状に戻る。

トラフ７を元の形状に戻した後、裏当フラックス３６を散布して補充する。即ち図３の台車２０において、トラフ押さえ装置２９を下方位置まで降ろした状態でトラフ７に沿って走行させ、トラフ押さえ装置２９でトラフ７を元の形状に戻しつつ、裏当フラックス散布口２３から裏当フラックスを散布、補充する。この操作をトラフ７の長さ方向に沿って全長に対して行う。

裏当フラックスの補充が終了したら、台車２０を地下ピットに収納して次の片面自動溶接に備える。なお下敷きフラックスは溶接熱によって固化しないので、繰返し使用することができる。

本実施形態によれば、溶接熱によって加熱されて固化したフラックスを小径の第２のホース２によってトラフフレーム６の上方端よりも上方に持ち上げ、ブレードとこのブレードに固定された複数の櫛歯とからなる掻き落とし器１９によって掻き落とすことにより、固化フラックス３７をトラフフレームから効果的に掻き落として回収することができる。

また、本実施形態によれば、トラフ７上を移動する台車２０を設けたこと等により、トラフベルトコンベアを形成する必要がないので、装置全体を簡素化でき、且つ従来技術に比べて高さを押さえることができる。

本実施形態によれば、トラフ押さえ装置２９によって、剛性を有するため元の形状に戻らないトラフ７の形状を元の状態に戻した後、裏当フラックス３６を補充するようにしたので、溶接時に毎回同じ状態の裏当フラックスを溶接線の裏面に裏当することができるので、良好な片面自動溶接を行うことができる。また、回収時の固化フラックス高さが安定するので、固化フラックスの回収率が向上する。

本実施形態において、固化フラックス回収時は昇降幅微調整用の小径の第２のホース２に圧縮空気を導入してトラフ７内の固化フラックス３７をトラフフレーム６の上端部よりも上方に押し上げて行う。なおこの場合、昇降幅が大きい大径の第１のホース１を使用すると、トラフ７の上昇幅が大きくなりすぎ、固化フラックスだけでなく再利用可能な未固化フラックスが大量に掻き落とされるので、好ましくない。

上記実施形態においては、小径ホース２を大径ホース１とトラフフレーム６の底部との間に配置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、小径ホース２を大径ホース１とトラフ７との間に配置することもできる。この場合、小径ホース２とトラフ７とを、トラフ７の下面の幅方向中央部に小幅で接着することが好ましい。これによって、小径ホース２におけるトラフ７の幅方向の移動を抑制し、小径ホース２によってトラフ７を持ち上げる際、トラフ７をほぼ水平に持ち上げることができる。

本発明は、溶接熱によって生成した固化フラックスを小径の第２のホースによってトラフフレームの上端部よりも上方に押し上げ、トラフ上を走行する台車に設けられたトラフ幅よりも大きい幅のブレードを有する掻き落とし器で掻き落とすようにしたので、固化フラックスを効率よく回収することができるものであり、片面自動溶接の分野で特に有用である。

本発明の実施形態に係る片面自動溶接用裏当装置の正面図である。本発明装置の要部を示す拡大図である。図１の側面図である。図１の平面図である。フラックス散布時の裏当部を示す図である。溶接時の裏当部を示す図である。固化フラックス回収時の裏当部を示す図である。従来技術を示す図である。

符号の説明

１；第１のホース
２；第２のホース
３；昇降装置
４；第１フレーム
５；第２フレーム
６；トラフフレーム
７；トラフ
１０；裏当部
１１；フレーム構造体
１１ａ；縦フレーム
１１ｂ；横フレーム
１２；ホッパ
１２ａ、１２ｂ；傾斜壁面
１３；上側スクレーパ
１４；車輪
１５；牽引ブラケット
１６；牽引棒
１７；斜面用スクレーパ
１８；支持ブラケット
１９；フラックス掻き落とし器
１９ａ；ブレード
１９ｂ；櫛歯
２０；台車
２１；仕切板
２２；下敷きフラックス散布口
２３；裏当フラックス散布口
２４、２５；案内金具
２６、２７；散布口操作金具
２９；トラフ押さえ装置
２９ａ；車輪
２９ｂ；ヨーク
２９ｃ；ヨーク支持ブラケット
３０；無端チェーン
３１；軸受け
３２；回転軸
３３；ホースバンド固定用グリップ
３３ａ；突出部
３４；ホースバンド
３５；下敷きフラックス
３６；裏当フラックス
３７；固化フラックス
３８；被溶接材
１０１；プーリ
１０２；トラフベルト
１０３、１０４；フラックス散布用ホッパ
１０９；押圧体
１１０；篩い分け器
１１１；未使用フラックス
１１２；固化フラックス
１１３、１１４；成形ロール
１１５；垂直ローラ
１１６；支持ローラ

Claims

仮止めされた被溶接材をその溶接線に沿って片面自動溶接する片面自動溶接用のフラックス裏当装置において、溶接線方向に伸びるトラフフレームと、前記トラフフレームの底部を構成する底部フレームと、前記トラフフレームの両上端部間を掛け渡すように前記上端部に固定された変形可能のトラフと、このトラフと前記底部フレームとの間に配置された第１のホースと、この第１のホースと前記底部フレームとの間又は前記第１のホースと前記トラフとの間に配置された第２のホースと、前記第１のホース及び第２のホースの内部圧力を個別的に制御する加圧装置と、前記トラフフレームに沿って移動しフラックスを貯留してこのフラックスを前記トラフ内に散布する台車と、この台車に設けられた固化フラックスの掻き落とし器と、を有し、前記掻き落とし器は、前記台車におけるフラックス回収時の進行方向の前方に設けられ、この前方に伸びる櫛歯を有し、フラックス回収時に前記トラフ内の固化フラックス下部に向けて進出し、フラックス散布時に前記トラフから離隔する方向に待避することを特徴とする片面自動溶接用裏当装置。
前記台車に設けられ前記台車の走行と共に前記トラフを下方に押圧するトラフ押さえ装置を有することを特徴とする請求項１に記載の片面自動溶接用裏当装置。
前記第１のホースは前記第２のホースより大径であることを特徴とする請求項１又は２に記載の片面自動溶接用裏当装置。
前記第２のホースは、前記底部フレームに固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の片面自動溶接用裏当装置。
前記トラフ押さえ装置は、前記台車におけるフラックス散布時の進行方向の前方に設けられ、前記トラフ内に進入可能の車輪を有し、フラックス散布時に前記トラフ内に進入するように前記トラフに向けて進出し、フラックス回収時に前記トラフから離隔する方向に待避することを特徴とする請求項２に記載の片面自動溶接用裏当装置。
前記車輪は、ゴムタイヤであることを特徴とする請求項５に記載の片面自動溶接用裏当装置。
請求項１に記載の片面自動溶接用裏当装置を使用する溶接方法において、前記トラフフレーム上に被溶接材が配置された後、前記加圧装置により前記第１のホースの内部を加圧して、前記トラフ内のフラックスを前記被溶接材の裏面に押し当てる工程と、溶接が終了して前記第１のホースの内部圧力を減圧し前記被溶接材が溶接位置から移動した後、前記第２のホースの内部を加圧して、前記トラフ内の固化フラックスを前記トラフフレームの上端から上方になるように持ち上げる工程と、前記台車を走行させて前記掻き落とし器により前記固化フラックスを掻き落とす工程と、を有することを特徴とする片面自動溶接方法。
請求項２に記載の片面自動溶接用裏当装置を使用する溶接方法において、前記トラフフレーム上に被溶接材が配置された後、前記加圧装置により前記第１のホースの内部を加圧して、前記トラフ内のフラックスを前記被溶接材の裏面に押し当てる工程と、溶接が終了して前記第１のホースの内部圧力を減圧し前記被溶接材が溶接位置から移動した後、前記第２のホースの内部を加圧して、前記トラフ内の固化フラックスを前記トラフフレームの上端から上方になるように持ち上げる工程と、前記台車を走行させて前記掻き落とし器により前記固化フラックスを掻き落とす工程と、前記第２のホースの内部圧力を減圧する工程と、前記台車を固化フラックスの掻き落とし方向とは逆の方向に走行させて前記トラフ押さえ装置により前記トラフフレーム内の前記トラフを下方に押圧する工程と、を有することを特徴とする片面自動溶接方法。
前記第１のホースは前記第２のホースより大径であることを特徴とする請求項７又は８に記載の片面自動溶接方法。
前記第２のホースは、前記底部フレームに固定されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の片面自動溶接方法。
前記トラフ押さえ装置は、前記台車におけるフラックス散布時の進行方向の前方に設けられ、前記トラフ内に進入可能の車輪を有し、フラックス散布時に前記トラフ内に進入するように前記トラフに向けて進出し、フラックス回収時に前記トラフから離隔する方向に待避することを特徴とする請求項８に記載の片面自動溶接方法。
前記車輪は、ゴムタイヤであることを特徴とする請求項１１に記載の片面自動溶接方法。