JPH0716749A - 厚板複層盛り自動溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚板の水平突き合わせ多層盛り溶接を自動化
でき、しかもこの溶接を効率的に行えるようにして溶接
時間を短縮化できる厚板複層盛り自動溶接方法を提供す
る。 【構成】 厚板１２を上下方向に突き合わせて形成され
た開先２２に、先端からワイヤ２６が導出される複数個
の溶接トーチ４９Ａ、４９Ｂまたは個別のセンサにより
開先２２内の溶接位置を個別に検出しながら水平突き合
わせ複層盛り溶接を行う厚板複層盛り自動溶接方法であ
って、各層の溶接時に、前記いずれかの先行する溶接ト
ーチ４９Ａの後を他の溶接トーチ４９Ｂが追従しながら
溶接を行い、しかも先行する溶接トーチ４９Ａのワイヤ
径より後行する溶接トーチ４９Ｂのワイヤ径を小さくし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厚板複層盛り自動溶接
方法に係り、さらに詳しくは、厚板の水平突き合わせ複
層盛り溶接を自動化でき、しかも溶接時間を短縮化でき
る厚板複層盛り自動溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石油タンクや熱風炉などの建設
現場では、厚板からなる多数個の円筒体を上下に順次突
き合わせながら積み重ねて、あるいは船舶などの溶接に
おいては厚板を突き合わせてそれぞれの突き合わせ部に
形成された開先を溶接工の手作業により複層盛り溶接し
ていた。このような溶接工による溶接では、溶接に時間
がかかって作業性が悪く、人件費が嵩んでいた。そこ
で、近年においては、手溶接の代わりに特定のガスを供
給しながら金属ワイヤを溶接トーチに連続的に送り、ア
ークを発生させて溶接を行うＭＩＧ溶接やＭＡＧ溶接が
行われ、さらには台車などを含む溶接治具と組み合わせ
て、自動溶接を行うことが種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、厚板の
突き合わせ部を前記自動溶接法を用いて溶接する場合に
は複層盛り溶接を行う必要があり、このため多層盛りの
層数に合わせて溶接トーチを往復動させなければならな
いので時間がかかるという問題点があった。また、大型
構造物に従来のティーチングによる自動溶接を行うとす
れば厳密な溶接線倣いを行うのに複雑な溶接線検出装置
と記憶ティーチング機構が必要であり、さらに板厚が大
きいので多層盛り溶接を行わなければならず、従来のワ
ンパス自動溶接法では二層目以降の溶接線の検知が困難
であり、極めて能率が悪いという問題点があった。本発
明はこのような事情に鑑みなされたもので、厚板の水平
突き合わせ複層盛り溶接を自動化でき、しかもこの溶接
を効率的に行えるようにして溶接時間を短縮化できる厚
板複層盛り自動溶接方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の厚板複層盛り自動溶接方法は、厚板を上下方向に
突き合わせて形成された開先に、先端からワイヤが導出
される複数個の溶接トーチまたは個別のセンサにより前
記開先内の溶接位置を個別に検出しながら水平突き合わ
せ複層盛り溶接を行う厚板複層盛り自動溶接方法であっ
て、各層の溶接時に、前記いずれかの先行する溶接トー
チの後を前記他の溶接トーチが追従しながら溶接を行
い、しかも先行する溶接トーチのワイヤ径より後行する
溶接トーチのワイヤ径を小さくするように構成されてい
る。また、前記目的に沿う請求項２記載の厚板複層盛り
自動溶接方法は、請求項１記載の自動溶接方法におい
て、前記開先がＫ形の開先であって、しかもそのルート
ギャップ部には前記裏側の開先内に裏板材を配置して溶
接を行うように構成されている。

【０００５】

【作用】請求項１、２記載の厚板複層盛り自動溶接方法
において、厚板を上下方向に突き合わせて形成された開
先に、先端からワイヤが導出される複数個の溶接トーチ
を個別に高速で円運動させ、しかも先行する溶接トーチ
に後続の溶接トーチを追従させ、それぞれの溶接位置を
各自検出しながら水平突き合わせ多層盛り溶接を自動的
に行う。従って、それぞれの溶接トーチのアーク電圧が
最大となる位置が検出されて、これにより複数層を一度
に溶接する。次層目以降の溶接においては、開先側面と
溶接ビードによって形成される谷部、あるいは隣合う溶
接ビードによって形成される谷部に溶接トーチを指向さ
せて溶接を行えば高速回転アークのアーク電圧によって
それぞれの位置を検出して次層目以降の溶接を行う。さ
らに、先行する溶接トーチのワイヤ径より後行する溶接
トーチのワイヤ径が小径なので、後行する溶接トーチか
らの入熱が小さくなり、先行する溶接トーチによる溶接
時に加熱された溶接部に過大な入熱を与えることがなく
なり、結果として溶接ビードの溶け落ちなどを防止しな
がら溶接が行える。特に、請求項２記載の厚板複層盛り
自動溶接方法においては、ギャップ過大開先の片側を溶
接する際に、開先の他側に裏当金材を配置するようにし
たので、高速回転アークを安定して発生させることがで
き、これにより連続した自動溶接ができる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る厚板複層盛
り自動溶接方法が適用される厚板複層盛り自動溶接装置
の移動台車の正面図、図２は前記自動溶接装置の全体側
面図、図３は前記移動台車の使用状態の側面図、図４は
ガイドレールを厚板に取り付けるスペーサの取り付け構
造を示す拡大断面図、図５はガイドレールの取り付け構
造の拡大平面図、図６はガイドレールの取り付け構造の
拡大側面図、図７は前記移動台車の架台を外折れさせた
状態を示す平面図、図８は前記移動台車の架台を内折れ
させた状態を示す平面図、図９は前記自動溶接装置によ
る溶接状態を示す拡大断面図、図１０は前記自動溶接装
置の溶接トーチの取り付け構造を示す背面図、図１１は
前記溶接トーチの粗移動装置の拡大側面図、図１２は前
記粗移動装置の拡大正面図、図１３は前記粗移動装置の
拡大平面図、図１４は前記溶接トーチの精密移動装置の
要部拡大斜視図、図１５は本発明の他の態様に係る厚板
複層盛り自動溶接方法が適用される厚板複層盛り自動溶
接装置の全体側面図、図１６は前記移動台車へのケーブ
ル引き回し機構の要部拡大断面図、図１７は前記厚板複
層盛り自動溶接装置により溶接される厚板の開先の拡大
断面図、図１８は前記溶接トーチが追従して溶接してい
る状態を示す要部拡大斜視図、図１９は前記開先に裏当
金材を配置した厚板の拡大断面図を示している。

【０００７】図１、２に示すように、本発明の一実施例
に係る厚板複層盛り自動溶接方法が適用される厚板複層
盛り自動溶接装置１０は、製鉄所に配備されている熱風
炉１１を構成する円筒形状の厚板１２に設けられたガイ
ドレール１３に取り付けられた移動台車１４を有してお
り、円筒形状の厚板１２の中心部には、移動台車１４に
搭載された機器類のケーブル１５の引き回しを行うケー
ブル処理塔１６が立設されている。ケーブル処理塔１６
の上部には回転軸１７が立設されており、回転軸１７に
は上下一対の伸縮アーム１８が旋回可能に片持ち支持さ
れている。伸縮アーム１８は、元部側の固定アーム１９
と先端部側の可動アーム２０とから構成されている。次
に、図１、４〜６を参照してガイドレール１３の取り付
け構造を順次詳細に説明する。

【０００８】図４〜６に示すように、ガイドレール１３
の取り付けベースとなる複数個の水平に突出する基材２
１が、上下方向に突き合わせた厚板１２間に形成された
開先２２に対してほぼ平行になるように上側の厚板１２
の内面に所定間隔毎に溶接されており、基材２１には上
下面が開口されて前面にガイドレール１３が固着される
箱形のスペーサ２３が取り付けられている。すなわち、
スペーサ２３の裏面に形成された大きな開口部２４から
スペーサ２３内に基材２１が遊挿されており、また基材
２１の元部中央に形成された楔孔２１ａ内に上方から楔
２５を差し込むことにより基材２１にスペーサ２３が取
り付けられる。

【０００９】なお、ガイドレール１３の横方向の位置ず
れは、スペーサ２３を基材２１と開口部２４との隙間の
範囲内において移動させることにより補正し、またガイ
ドレール１３の縦方向の位置ずれは、スペーサ２３の両
側面に形成された楔孔２１ｂ内に左右方向から一対の他
の楔２５を交差状態で差し込み、基材２１を支持台にし
てこれらの他の楔２５の差し込み加減を調節することに
より補正する。なお、これらの他の楔２５はチェーン２
５ａによりスペーサ２３の下部に連結されている。スペ
ーサ２３の前面には、厚板１２の湾曲に沿って湾曲する
ガイドレール１３が一対のボルト２６により締着されて
取り付けられる（図１も参照）。続いて、図１〜３、７
〜１３を参照して移動台車１４を詳細に説明する。

【００１０】図１、３に示すように、移動台車１４は、
ガイドレール１３に直交する支柱１４ａの軸線ａを中心
に中折れ可能に枢着された左右一対の枠体からなる架台
２７、２８を有しており（図７、８も参照）、それぞれ
の架台２７、２８の上部に移動台車１４の一対の駆動手
段２９が配設されている。支柱１４ａは移動台車１４の
下部中央に立設された長尺な軸受１４ｂに挿入して支持
されており、駆動手段２９は、モータ３０が取り付けら
れたケーシング３１内に動力伝達機構を介して車輪３２
を収納したもので、モータ３０によりケーシング３１の
下部内に収納された車輪３２を回転させて移動台車１４
がガイドレール１３上を移動するようになっている。

【００１１】なお、支柱１４ａの上部には枢着された架
台２７、２８を所定角度で固定したり、その固定状態を
解除するノブ１４ｃが設けられており、またそれぞれの
駆動手段２９は架台２７、２８の中折れ時に、ガイドレ
ール１３への車輪３２の取り付け状態を調整できるよう
に回転軸２９ａを中心に回動できるようになっている。
この際、駆動手段２９の回動位置を固定するためにケー
シング３１の上部には円弧状の長孔が穿設された突片３
１ａと、この長孔に挿通された固定用のボルト３１ｂが
架台２７、２８の上板に下方から螺着されている。ま
た、移動台車１４はガイドレール１３に吊下された状態
で台車下部が厚板１２側に若干傾斜するような重心配置
になっている。

【００１２】図３、６に示すように、架台２７、２８の
両側板２７ａ、２８ａの上部付近には、ガイドレール１
３の直下まで先端が延びる支持板３３が片持ち支持され
ており、支持板３３の先端部にガイドレール１３の下部
裏面に押接されて移動台車１４の移動中のガタつきや車
輪３２の脱輪を防止する押接ローラ３４が設けられてい
る。また、図１、３に示すように、架台２７、２８の下
部側面にコの字形のプレート２７ｂ、２８ｂが突設され
ている。プレート２７ｂ、２８ｂには、上方配置された
ガイドシャフト３５にガイドロッド３６が挿通されてお
り、下方配置されたナット３７とボールネジ３８とが螺
合されている。両ガイドロッド３６およびボールネジ３
８の先端には取り付け板３９が取り付けられており、取
り付け板３９に支持ローラ４０が固着されている。ボー
ルネジ３８を回転させると支持ローラ４０が厚板１２側
に出し入れされて移動台車１４の下部の傾斜度合いが調
整される。なお、この支持ローラ４０は移動台車１４の
移動に伴い厚板１２の内面に沿って移動する。

【００１３】架台２８の側板２８ａの内外面には、それ
ぞれ供給リール４２に巻回されたワイヤ４３を導出させ
る一対のワイヤ供給手段４４が配設されており、移動台
車１４の下部には、溶接作業を監視する作業者の座席４
５、水タンク４６、制御部４７が設けられ、また移動台
車１４の上部中央には、操作ユニット４８が配設されて
いる。次に、図１，３，７〜１４を参照しながら移動台
車１４の中央部に配置された先行する溶接トーチ４９
Ａ、後行する溶接トーチ４９Ｂを有する左右一対の溶接
ユニット５０Ａ、５０Ｂを詳細に説明する。なお、左右
の溶接ユニット５０Ａ、５０Ｂは同一構造なので片側の
溶接ユニット５０Ａを総括して説明する。

【００１４】図１、７に示すように、溶接ユニット５０
Ａは、支柱１４ａの中間部の左右に取り付けられた取り
付け部材５１の外面に相対状態で取り付けられている。
取り付け部材５１には溶接トーチ４９をＹ方向、Ｚ方向
およびθ方向に粗移動させる粗移動装置５２が取り付け
られている。粗移動装置５２には溶接トーチ４９をＹ方
向、Ｚ方向およびθ方向に細かく移動させてワイヤ４３
の先端位置の精密な位置合わせを自動的に行う自動移動
装置５３が設けられており、自動移動装置５３にはすり
こぎ運動する溶接トーチ４９および溶接中のスパッタの
飛散を防止し、さらには遮光を行うカバー部５４が取り
付けられている。これらの粗移動装置５２および自動移
動装置５３により溶接トーチ４９の傾斜角調整手段が構
成される。まず、図１、１１、１２を参照して粗移動装
置５２を詳細に説明する。

【００１５】図１、１１、１２に示すように、取り付け
部材５１には昇降板４１がネジ送り機構からなるＺ方向
移動手段５５により昇降可能に設けられており、昇降板
４１には同じくネジ送り機構からなるＹ方向移動手段５
７によりＹ方向に移動するＬ字形のＹ方向移動板５８の
短尺側が固着されている。このＹ方向移動板５８にはθ
回転手段５９が設けられている。すなわち、Ｙ方向移動
板５８の長尺側には一対の円弧状の長穴５８ａが形成さ
れており、Ｙ方向移動板５７の裏面には円弧状の回転部
材５９ａが長穴５８ａに挿通された一対のビス６０を介
して取り付けられている。また、回転部材５９ａの内面
には自動移動装置５３の固定板６１が突設されており、
回転部材５９ａの外周縁にはチェーン６２が固着されて
いる。チェーン６２に対するスプロケット６３はＹ方向
移動板５８の上部に枢着されたノブ６４の先端部に固着
されている。ビス６０を緩めてノブ６４を回転させるこ
とにより回転部材５９ａがθ回転し、これにより自動移
動装置５３の固定板６１が回転する。次に、図７、８、
１４を参照して自動移動装置５３を詳細に説明する。

【００１６】図７、８、１４に示すように、自動移動装
置５３は固定板６１に固定された第１の精密移動部６５
Ａを有しており、第１の精密移動部６５Ａの外面には略
扇形の摺動板６６が図１４矢印ｂの傾斜方向に摺動可能
に取り付けられている。摺動板６６の外面には第２の精
密移動部６５Ｂがほぼ矢印ｂと４５度位相する図１４矢
印ｃ方向に摺動可能に取り付けられており、第２の精密
移動部６５Ｂに前記溶接トーチ４９が設けられている。
第１、２の精密移動部６５、６６を移動させることによ
り、粗移動装置５２により粗移動された溶接トーチ４９
を開先２２の目標位置まで三次元的に精密に移動させ
る。溶接トーチ４９には、すりこぎ運動して高速回転ア
ークを発生させる周知のトーチが採用されている。

【００１７】図９、１０に示すように、カバー部５４
は、色ガラス６７からなる四角形の枠体内に耐熱布６８
が張られており、耐熱布６８の中央部の開口部に溶接ト
ーチ４９Ａ、４９Ｂが固定リング６９を介して固着され
ている。また、色ガラス６７の開口部には固定枠７０を
介して枠形のゴムカバー７１が固着されており、さらに
カバー部５４は、支柱１４ａ側から延びた基部７２に設
けられた移動構造体７３のノブ７４、７５を操作してＹ
方向およびＺ方向に移動可能に取り付けられている。こ
こで、前記溶接トーチ４９Ａは太径のワイヤ２６を使用
し、溶接トーチ４９Ｂは細径のワイヤ２６を使用する。
これによって、円滑なスプレー移行による溶接条件にお
いては、溶接トーチ４９Ａ（例えば溶接条件として、ワ
イヤ径１．２ｍｍ、溶接電圧３２Ｖ、溶接電流２７０
Ａ、溶接速度３５ｃｍ／ｍｉｎ）より溶接トーチ４９Ｂ
（例えば溶接条件として、ワイヤ径１．０ｍｍ、溶接電
圧２７Ｖ、溶接電流２１０Ａ、溶接速度３５ｃｍ／ｍｉ
ｎ）の溶接電流の方が小さくなる。これにより、後行す
る溶接トーチ４９Ｂによる入熱が抑えられて、ビード溶
け落ちを解消できる。

【００１８】続いて、この厚板複層盛り自動溶接装置１
０を用いて本発明の一実施例の厚板複層盛り自動溶接方
法を説明する。円筒形状の厚板１２の内側から開先２２
をアーク溶接する際には、図１に示すように予め開先加
工が行われた厚板１２を上下方向に突き合わせて水平な
Ｋ形の開先２２を形成し、次いで図４〜６に示すように
上側の厚板１２の内面に基材２１を所定間隔毎に溶接
し、基材２１に楔２５を介してスペーサ２３を取り付
け、さらに開先２２と平行になるようにスペーサ２３に
ガイドレール１３を連結する。

【００１９】次いで、図外のクレーンにより２台の移動
台車１４を厚板１２内の対向位置に吊り降ろし、図１、
３に示すようにそれぞれの駆動手段２９の車輪３２をガ
イドレール１３に載置する。この際、図７に示すように
移動台車１４はノブ１４ｃを操作して架台２７、２８を
厚板１２の湾曲に合わせて支柱１４ａの軸心ａを中心に
外折れ状態で屈曲させると共に、駆動手段２９もそれに
伴って車輪３２が脱輪しないように回動軸２９ａを中心
に回転させる。それから、ケーブル処理塔１６の一対の
伸縮アーム１８から延びるケーブル１５をそれぞれの移
動台車１４に接続する（図２参照）。一方、押接ローラ
３４をガイドレール１３の裏面に押接して移動台車１４
のガタつきを防止し、またボールネジ３８をＹ方向に出
し入れさせて移動台車１４の垂直状態を調整する。この
際、カバー部５４が開先２２周辺に押接される。

【００２０】そして、必要に応じて移動台車１４に作業
者が搭乗し、粗移動装置５２および自動移動装置５３を
用いて溶接トーチ４９Ａと溶接トーチ４９Ｂの各ワイヤ
４３の先端を開先２２内の目標位置に位置合わせする。
次いで、駆動手段２９のモータ３０により車輪３２を回
転させて移動台車１４を移動させながらそれぞれの溶接
トーチ４９Ａ、４９Ｂにおいて高速回転アークを発生さ
せ、ワイヤ供給手段４４よりワイヤ４３を供給させて、
溶接トーチ４９Ａ、４９Ｂを高速ですりこぎ運動させな
がら溶接トーチ４９Ａに溶接トーチ４９Ｂを追従させ
て、そのアーク電圧より開先２２の各溶接位置を検出し
つつ自動的に水平突き合わせ溶接を行う。この様子を図
１７、１８を参照しながらさらに詳しく説明すると、一
層目の溶接を行う場合には、溶接トーチ４９Ｂを使用せ
ず、溶接トーチ４９Ａだけを使用する。すなわち、溶接
トーチ４９Ａの粗移動装置５２を操作して溶接トーチ４
９Ａのワイヤ２６の先端を開先２２の底、すなわちの
方向に向けるように配置し、高速回転アークによって溶
接を行い、アーク電圧を検出して溶接中心位置を検出
し、溶接線に沿って溶接を行う。次に二層目および三層
目の溶接を行う場合には、溶接トーチ４９Ａを二層目方
向であるに指向させ、さらに溶接トーチ４９Ｂを三層
目方向のに指向させて行う（なお、四層目および五層
目以降も同様に追従させる）。こうして、開先２２の片
側の複層盛り溶接を行うようにしたので、開先２２の二
層を一度に溶接できて溶接時間を短縮化できる。この
際、ケーブル処理塔１６の伸縮アーム１８は移動台車１
４のガイドレール１３に沿った周回に伴って旋回するの
で、移動台車１４の移動によりケーブル１５の断線を防
止できる。また、溶接時のスパッタはカバー部５４によ
り外部に飛散しないし、色ガラスを６７を通して溶接状
態が監視できる。

【００２１】また、円筒形状の厚板１２の外側の開先２
２ａをアーク溶接する際には、上側の厚板１２の外面に
溶接された基材２１に楔２５を介してスペーサ２３を取
り付け、それからスペーサ２３にガイドレール１３を連
結する。そして、図８に示すように移動台車１４の架台
２７、２８を厚板１２の湾曲に合わせて支柱１４ａの軸
心ａを中心に内折れ状態で屈曲させて同様のアーク溶接
を行う。このように、架台２７、２８を支柱１４ａを中
心に屈曲できるようにしているので、円筒形状の厚板１
２の開先２２を内側からでも外側からでも任意に自動溶
接できる。

【００２２】このように厚板複層盛り自動溶接装置１０
は、厚板１２を上下方向に突き合わせて形成された開先
２２の長さ方向に沿ってガイドレール１３を取り付け、
粗移動装置５２および自動移動装置５３により溶接トー
チ４９の傾斜角を調節して開先２２の該当する層の溶接
位置にワイヤ４３の先端位置を合わせ、次いで駆動手段
により移動台車をガイドレールに沿って移動させなが
ら、高速ですりこぎ運動をする溶接トーチ４９にワイヤ
供給手段４４からワイヤ４３を供給して開先２２を溶接
するようにしたので、自動的に水平突き合わせ複層盛り
溶接を行うことができる。

【００２３】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲での設計変更や動作の変更があっても本発明
に含まれる。例えば、実施例では、厚板複層盛り自動溶
接方法を熱風炉の溶接に適用したが、これに限定しなく
ても例えば石油タンクやその他の各種溶接炉その他の構
造物などにも適用できる。

【００２４】また、実施例では、円筒形状の厚板を採用
したが、これに限定しなくても平板状の厚板であっても
よい。この場合、移動台車の左右の架台は屈曲させずに
ガイドレールに取り付けられる。さらに、移動台車はガ
イドレールに直交する軸線を中心に中折れしない構造の
ものであってもよく、このような台車を円筒形状の厚板
の溶接に使用する場合には、移動台車の駆動手段のみを
回転軸を中心に湾曲するガイドレールに沿うように回転
させて取り付ける。さらにまた、実施例は、溶接時の溶
接トーチのスパッタが飛散するのを防止するものとし
て、それぞれの溶接トーチの先端部に取り付けられる比
較的小型のカバー部を採用したが、これに限定しなくて
も例えば位置調節手段を含む溶接ユニット全体を包むよ
うな大型の箱カバーを取り付けることもできる。

【００２５】また、移動台車のケーブル処理は、必ずし
もケーブル処理塔を用いなくてもよい。例えば図１５を
参照してこれを例示すると、スポット的に仮溶接されて
積み上げられた厚板１２の上縁に渡りデッキ８０を取り
付け、例えば厚板１２の内側から溶接する場合には渡り
デッキ８０の下面中心部に伸縮アーム８１を吊下してケ
ーブル１５の引き回しを行ったり、また厚板１２の外側
から溶接する場合には、渡りデッキ８０の上面中心部に
伸縮アーム８１を設けてケーブル１５を移動台車１４に
接続する。なお、図１６に示すように、伸縮アーム８１
の枢着部の構造を、渡りデッキ８０の上下面の中心部に
それぞれ立設された回転軸８２に挿通可能で、両端にフ
ランジ８３が形成された円筒状の取り付け部材８４の外
周面に、それぞれベアリング８５を介して伸縮アーム８
１を取り付けたものにすれば、図１６（ａ）、（ｂ）に
示すように、上側または下側のフランジ８３を渡りデッ
キ８０の下面または上面中央部にボルト連結することに
より、一台のケーブル処理用の伸縮アーム８１を厚板１
２の内側からの溶接にも外側からの溶接にも兼用でき
る。

【００２６】さらに、実施例では、溶接トーチを２個使
用したが、これに限定しなくても例えば３個以上使用し
て、先行する溶接トーチに他の２個の溶接トーチを追従
させて溶接するようにしてもよい。また、実施例では上
側の厚板と下側の厚板とが当接した閉じている開先を示
したが、例えば図１９に示すように、上下側の厚板１
２、１２との間に過大なルートギャップ（例えば２ｍｍ
以上）がある開先９０の場合には、開先９０の片側を溶
接する際に、開先９０の他側に丸棒状の裏当金材９１を
配置してもよい。これにより、開先９０の他側方向への
ワイヤ２６の突き抜け防止ができ、しかもこの他側方向
から開先９０の隙間を通して風が吹き込むことによるシ
ールの乱れを防止できる。なお、この裏当金材の素材は
例えば厚板と同じ鋼材であっても、鋼との溶着がし難い
銅などであってもよい。開先９０の片側を溶接した後の
裏当金材９１は、開先９０の他側を溶接する前処理時に
ハツリ飛ばして除去される。ただし、裏当金材として水
冷銅パイプを使用した場合には、裏当金材９１を取り外
した後、裏側からそのまま溶接してもよい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１、２記載の厚板複層盛り自動溶
接方法においては、厚板を上下に突き合わせた開先にそ
れぞれの溶接トーチまたは個別のセンサにより開先内の
各溶接位置を検出しながら突き合わせ複層盛り溶接を順
次行うようにしたので、開先および溶接ビードによって
形成される溶接線を的確に検出して溶接が行え、これに
より水平突き合わせ複層盛り溶接の自動化が図れる。ま
た、溶接する際に、先行する溶接トーチに他の溶接トー
チを追従させるので、複数層の溶接を一度に行えて溶接
時間を短縮でき、後行する溶接トーチのワイヤを先行す
る溶接トーチのワイヤ径より小さくしているので、溶接
入熱を制御でき、ビードの溶け落ちを制御できる。特
に、請求項２記載の厚板複層盛り自動溶接装置において
は、開先の過大ルートギャップ部の片側を溶接する際
に、開先の他側に裏当金材を配置しているので、開先の
裏側に溶接ワイヤが突き抜けるのを防止でき、また開先
の裏側から風が吹き込んでシールが乱れるのを防止でき
ることによりアークを安定して発生させることができ、
これにより連続した自動溶接ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る厚板複層盛り自動溶接
方法が適用される厚板複層盛り自動溶接装置の移動台車
の正面図である。

【図２】前記自動溶接装置の全体側面図である。

【図３】前記移動台車の使用状態の側面図である。

【図４】ガイドレールを厚板に取り付けるスペーサの取
り付け構造を示す拡大断面図である。

【図５】ガイドレールの取り付け構造の拡大平面図であ
る。

【図６】ガイドレールの取り付け構造の拡大側面図であ
る。

【図７】前記移動台車の架台を外折れさせた状態を示す
平面図である。

【図８】前記移動台車の架台を内折れさせた状態を示す
平面図である。

【図９】前記自動溶接装置による溶接状態を示す拡大断
面図である。

【図１０】前記自動溶接装置の溶接トーチの取り付け構
造を示す背面図である。

【図１１】前記溶接トーチの粗移動装置の拡大側面図で
ある。

【図１２】前記粗移動装置の拡大正面図である。

【図１３】前記粗移動装置の拡大平面図である。

【図１４】前記溶接トーチの自動移動装置の要部拡大斜
視図である。

【図１５】本発明の他の態様に係る厚板複層盛り自動溶
接方法が適用される厚板複層盛り自動溶接装置の全体側
面図である。

【図１６】前記移動台車へのケーブル引き回し機構の要
部拡大断面図である。

【図１７】前記厚板複層盛り自動溶接装置により溶接さ
れる厚板の開先の拡大断面図である。

【図１８】前記溶接トーチが追従して溶接している状態
を示す要部拡大斜視図である。

【図１９】前記開先に裏当金材を配置した厚板の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１０ 厚板複層盛り自動溶接装置 １１ 熱風炉 １２ 厚板 １３ ガイドレール １４ 移動台車 １４ａ 支柱 １４ｂ 軸受 １４ｃ ノブ １５ ケーブル １６ ケーブル処理塔 １７ 回転軸 １８ 伸縮アーム １９ 固定アーム ２０ 可動アーム ２１ 基材 ２１ａ 楔孔 ２１ｂ 楔孔 ２２ 開先 ２３ スペーサ ２４ 開口部 ２５ 楔 ２５ａ チェーン ２６ ボルト ２７ 架台 ２７ａ 側板 ２７ｂ プレート ２８ 架台 ２８ａ 側板 ２８ｂ プレート ２９ 駆動手段 ２９ａ ピン ３０ モータ ３１ ケーシング ３１ａ 突片 ３１ｂ ボルト ３２ 車輪 ３３ 支持板 ３４ 押接ローラ ３５ ガイドシャフト ３６ ガイドロッド ３７ ナット ３８ ボールネジ ３９ 取り付け板 ４０ 支持ローラ ４２ 供給リール ４３ ワイヤ ４４ ワイヤ供給手段 ４５ 座席 ４６ 水タンク ４７ 制御部 ４８ 操作ユニット ４９Ａ 溶接トーチ ４９Ｂ 溶接トーチ ５０Ａ 溶接ユニット ５０Ｂ 溶接ユニット ５１ 取り付け部材 ５２ 粗移動装置 ５３ 自動移動装置 ５４ カバー部 ５５ Ｚ方向移動手段 ５７ Ｙ方向移動手段 ５８ Ｙ方向移動板 ５８ａ 長穴 ５９ θ回転手段 ５９ａ 回転部材 ６０ ビス ６１ 固定板 ６２ チェーン ６３ スプロケット ６４ ノブ ６５Ａ 第１の精密移動部 ６５Ｂ 第２の精密移動部 ６６ 摺動板 ６７ 色ガラス ６８ 耐熱布 ６９ 固定リング ７０ 固定枠 ７１ ゴムカバー ７２ 基部 ７３ 移動構造体 ７４ ノブ ７５ ノブ ８０ 渡りデッキ ８１ 伸縮アーム ８２ 回転軸 ８３ フランジ ８４ 取り付け部材 ８５ ベアリング ９０ 開先 ９１ 裏当金材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚板を上下方向に突き合わせて形成され
   た開先に、先端からワイヤが導出される複数個の溶接ト
   ーチまたは個別のセンサにより前記開先内の溶接位置を
   個別に検出しながら水平突き合わせ複層盛り溶接を行う
   厚板複層盛り自動溶接方法であって、 各層の溶接時に、前記いずれかの先行する溶接トーチの
   後を前記他の溶接トーチが追従しながら溶接を行い、し
   かも先行する溶接トーチのワイヤ径より後行する溶接ト
   ーチのワイヤ径を小さくしたことを特徴とする厚板複層
   盛り自動溶接方法。
2. 【請求項２】 前記開先がＫ形の開先であって、しかも
   そのルートギャップ部には前記裏側の開先内に裏板材を
   配置して溶接を行うことを特徴とする請求項１記載の厚
   板複層盛り自動溶接方法。