JPH0379109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高速回転アーク溶接装置の改良に関
するものである。

〔従来の技術〕

先に本出願人は、被溶接物を高速かつ大電流で
溶接でき、被溶接物に対する溶接入熱量が低く、
しかも溶接金属の溶け込みが均等で溶接欠陥が生
ずることがなく、小型・軽量化を可能にした高速
回転アーク溶接装置を提案した（特開昭62−
104684号公報）。

第５図はこの従来の溶接装置の構成を示す。図
において、１は中空電極トーチ、２は溶接ワイ
ヤ、３はモータ、４はモータ３のシヤフト、５は
シヤフト４に取り付けられ、モータ３により高速
回転を与えられるギヤ、６はギヤ５により高速回
転を与えられる偏心リングギヤ、７は電極トーチ
１を支持する自動調心ベアリング、偏心リングギ
ヤ６の回転により電極トーチ１が自転することな
く偏心回動するようにギヤ６の中心から所定の距
離ｄだけ偏心してギヤ６に取り付けられている。
８は偏心回動する電極トーチ１のすりこぎ運動の
支点となる自動調心ベアリングである。９は図示
されていない溶接台車の架台に取り付けられたギ
ヤボツクス、１０は電極トーチ１に電力を供給す
るための給電ケーブル、１１は溶接アーク、１２
は被溶接物、１３は給電ケーブル端子の取り付け
孔、１４は偏心リングギヤ６を支持するベアリン
グである。

モータ３の駆動よりギヤ５及び偏心リングギヤ
６を介して電極トーチ１が偏心回動されることに
より、電極トーチ１は自動調心ベアリング８を支
点としてすりこぎ運動を行い、これにより電極ト
ーチ１の下端が回動運動を行つて、下端から送り
出される溶接ワイヤ２の先端及び溶接アーク１１
は、被溶接物１２上で回転直径Ｄで高速回転運動
を行う。電極トーチ１の下端部が回転運動をして
いるとき、電極トーチ１はそれ自体は自転しない
ので、図示のように給電ケーブル１０によつて電
極トーチ１に直接給電することが可能になつてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の溶接装置で例えば第６図
のような幅広のＶ字開先溶接を行う場合、図に示
したように、幾層にも単層溶接を繰り返す多層溶
接をしなければならない。しかし、多層溶接は必
然的に多くの時間を必要とし、さらに、単層溶接
を繰り返すことにより、溶接熱の影響で、母材の
溶接部分の周辺に不均一な部分（溶接熱影響部）
が拡大し、溶接母材全体に比べて、上記部分のぜ
い性が高くなつたり、上記部分が割れなどの溶接
欠陥の原因となつたりもする。いずれにしても単
層溶接を行う場合、母材の溶接熱影響部を減少さ
せる問題があつた。

そこで、本発明は、従来の溶接装置の利点を損
なうことなく、多層溶接時間の短縮、溶接熱影響
部の縮小を可能にした複電極連動高速回転アーク
溶接装置を得ることを目的をする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係わる複電極連動高速回転アーク溶接
装置では、トーチブロツク支持本体に取付けられ
た駆動モータ；トーチブロツク支持本体に回転可
能に支持され、軸心に沿つて溶接ワイヤ挿通孔を
貫通せしめた回転軸と、該回転軸の一端部に同軸
状に延在配置された中空電極トーチと、該中空電
極トーチを前記支持本体に対して、首振り回動可
能に支持する支持手段と、該支持手段による支持
点より前記回転軸側の端部にて前記回転軸の回転
により前記中空電極トーチを偏心回動させる手段
とを備えた第１トーチ；前記第１トーチと同様の
構成を有し、第１トーチと並設された第２トー
チ；および前記駆動モータの回転を前記第１と第
２のトーチの各回転軸に伝達する回転伝達手段；
を備えたものである。

〔作用〕

本発明においては、各トーチの回転軸と中空電
極トーチ内に溶接ワイヤが通され、駆動モータを
回転させると第１と第２のトーチの回転軸が共に
回転する。各トーチにおいて回転軸は中空トーチ
を偏心回転によつて首振り回動させ、それによる
各電極トーチのすりこぎ運動でトーチ下端のワイ
ヤからのアークが回転する。さらに、一回の溶接
パスに複数の並列の回転電極トーチで溶接できる
ため、一回のパスで溶込みの浅い幅広ビードを形
成する。そのため、幅広開先の扁平ビード形成に
おいて溶接時間が短縮できる。また、溶接パス回
数を半減できるため、溶接熱影響部の深さも減少
する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示す２電極連動
高速回転アーク溶接装置の構成を示示す説明図、
第２図は、この装置の電極トーチ１ａ部分の運動
をワイヤ２を使つて模式的に示した説明図であ
る。

上記従来装置と同一番号は同一または相当の部
分である。

図において、１ａは中空電極トーチａ、１ｂは
中空電極トーチｂ、３は図示されていないトーチ
ブロツク支持本体に取付けられた駆動モータ、４
は駆動モータ３のシヤフト（回転軸）、５はシヤ
フト４に付けられたギヤ、６ｃはギヤ５の回転を
伝えるギヤ、６ａはギヤ６ｃの回転を伝えるギ
ヤ、６ｂはギヤ６ａの回転を伝えるギヤ、７ａ，
７ｂは電極トーチ１ａ，１ｂを支持する回転円板
兼用の自動調心ベアリングで、ギヤ６ａ，６ｂの
回転により電極トーチ１ａ，１ｂがすりこぎ運動
するように自動調心ベアリング７ａ，７ｂの中心
から所定の距離ｄだけ偏心して取り付けられてい
る。８ａ，８ｂは回転する電極トーチ１ａ，１ｂ
の支点となる自動調心ベアリングである。９はギ
ヤボツクス、１３ａ，１３ｂは電極トーチ１ａ，
１ｂに給電するための給電ケーブル端子の取り付
け孔、２０ａはギヤ６ａからの回転を自動調心ベ
アリング７ａに伝える回転伝達管ａ、２０ｂはギ
ヤ６ｂからの回転を自動調心ベアリング７ｂに伝
える回転伝達管ｂ、２１は回転伝達管２０ａ，２
０ｂを支えるベアリングである。

図において、モータ３の駆動よりギヤ５及びギ
ヤ６ｃを介して回転伝達管２０ａを回転させ、ギ
ヤ６ａ及びギヤ６ｂを介して回転伝達管２０ａを
回転させる。電極トーチ１ａでは、遍心させた自
動調心ベアリング７ａを回転させ、それにより自
動調心ベアリング８ａを支点として電極トーチ１
ａがすりこぎ運動し、これにより、電極トーチ１
ａの下端から送り出される溶接ワイヤ２ａの先端
は、第２図に示すように、それぞれ回転直径Ｄで
回転運動を行う。同様な動作を電極トーチ１ｂで
も連動して行う。

アークは陽イオンの流れであるので、いま、２
つのアークを互いに近づけるとすると、そのアー
クによつて発生した磁界のためにアークが相手の
磁界の影響のため、磁気吹きなどを起こす。その
互いに作用を起こす範囲をアーク影響面とする。

第３図は、２電極の連動回転を示す説明図であ
る。図において、２ａ，２ｂは各電極トーチ１
ａ，１ｂに挿通されたワイヤの先端部である。図
のように電極トーチ１ａ，１ｂは所定の距離l₀離
れて設置され、ワイヤ２ａ，２ｂの先端部はそれ
ぞれ直径Ｄで、互いに反対方向に連動して回転運
動している。図から判るようにワイヤ２ａがπ／
２回転運動すると、反対方向にワイヤ２ｂはπ／
２回転する。つまり、ワイヤ２ａ，２ｂが最接近
する距離はl₀であることが判る。今、アーク影響
面の直径が、図に示すようにl₀よりも小さい時
は、電極トーチ１ａ，１ｂが連動して回動してい
るため、互いに影響は受けない。

言換えれば、理論的には、電極トーチ１ａ，１
ｂは連動して回動しているため、アーク影響面の
直径まで、接近させることができる。つまり、静
止時に影響を受けない域にまで連動している電極
トーチを狭めることができる。

第４図は、本装置でのＶ字開先溶接を模式的に
示した説明図である。

図のように、装置全体を母材表面に平行に２電
極間の中心線を中心として少なくとも90度の範囲
で回転できる機構が付ているので、Ｖ字開先溶接
部分の中心と２本の電極間の中心を合わせておけ
ば、開先幅に応じて、その角度を調節することに
より、２本の電極から作られる溶融池がＶ字部分
を均等に溶接することができる。

一回の溶接パスに並列の２本の電極を使用する
ため、１本で２回行う場合よりも熱効率がよくな
り、一回のパスで幅広のビードを形成することが
できる。また、溶接回数が半分以下になるため、
溶接熱影響部の深さも減少する。

また、本実施例では電極を２本使用したが、開
先幅に合わせて、電極の数を並列に増やした装置
でも同様な動作を期待できる。

〔発明の効果〕

電極を少なくとも２個並べてアーク溶接するの
で、従来の一つの電極を使つた場合よりも溶接時
間を大幅に短縮でき、溶込みの浅い幅広のビード
を形成できる。

また、多層溶接パス回数が減るので、溶接熱影
響部が減少し、溶接金属全体として、上記部分の
ぜい性が低くなり、割れなどの溶接欠陥が少なく
なる。

また、電極を一つの駆動部で連動して回動させ
ているので、電極間距離を理論的には、静止時に
影響を受けない域にまで狭めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図は電極部分の運動を模式的に示した説明図、第
３図は２電極の連動回転を示す説明図、第４図は
本装置でのＶ字開先溶接を模式的に示した説明
図、第５図は従来の溶接装置の構成を示す説明
図、第６図は従来装置でのＶ字開先溶接を模式的
に示した説明図である。 図において、１ａ，１ｂは中空電極トーチ、２
ａ，２ｂはワイヤ、６ａ，６ｂ，６ｃはギヤ、７
ａ，７ｂは回転円板兼用の偏心した自動調心ベア
リング、８ａ，８ｂは支点となる自動調心ベアリ
ング、２０ａは回転伝達管ａ、２０ｂは回転伝達
管ｂである。なお、図において同一の符号は同一
または相当の部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トーチブロツク支持本体に取付けられた駆動
   モータ； トーチブロツク支持本体に回転可能に支持さ
   れ、軸心に沿つて溶接ワイヤ挿通孔を貫通せしめ
   た回転軸と、該回転軸の一端部に同軸状に延在配
   置された中空電極トーチと、該中空電極トーチを
   前記支持本体に対して、首振り回動可能に支持す
   る支持手段と、該支持手段による支持点より前記
   回転軸側の端部にて前記回転軸の回転により前記
   中空電極トーチを偏心回動させる手段とを備えた
   第１トーチ； 前記第１トーチと同様の構成を有し、第１トー
   チと並設された第２トーチ；および 前記駆動モータの回転を前記第１と第２のトー
   チの各回転軸に伝達する回転伝達手段； を備えたことを特徴とする複電極連動高速回転ア
   ーク溶接装置。 ２ トーチブロツク支持本体が、前記第１と第２
   のトーチの中間軸心を中心に回転可能になされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の複電極連動高速回転アーク溶接装置。