JPH09108841A - 立向エレクトロガス溶接装置 - Google Patents

立向エレクトロガス溶接装置

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JPH09108841A
JPH09108841A JP7264089A JP26408995A JPH09108841A JP H09108841 A JPH09108841 A JP H09108841A JP 7264089 A JP7264089 A JP 7264089A JP 26408995 A JP26408995 A JP 26408995A JP H09108841 A JPH09108841 A JP H09108841A
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groove
torch
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axis
welding
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Shozo Kami
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開先横断面各部の溶接入熱の調整自由度の向
上。摺動銅当金のならい密着を確実にする。溶接ワイヤ
の送給ねらい位置調整自由度の向上。 【解決手段】 レ−ル(127)；レ−ルを垂直鋼板(WL,WR)
の平面に固定する手段(120a)；レ−ルに沿ってｚ方向に
自走する台車(100)；立向溶接トーチ(T)；これを開先に
対して所定姿勢に支持するトーチ支持機構(A,C〜F)；お
よび、銅当金(P)を、開先が延びる方向ｚと平行な軸線
(g9)および該方向ｚに直交し前記鋼板の平面と実質上平
行な軸線(g12a)に関して回動自在にかつ上記２つの軸線
(g9，g12a)と直交する方向ｘに進退自在に支持し、しか
も前記鋼板に近づく方向に加圧する銅当金(P)を開先に
対して所定姿勢に支持する当金支持機構(G)；を備える
立向エレクトロガス溶接装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【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】従来、立向自動溶接法として、エレクト
ロガス溶接、エレクトロスラグ溶接、及びガスシールド
トーチ揺動溶接が、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。
【０００３】前者は高能率であるが、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。又後者は溶接部の
品質向上を目標にしているため溶接能率を犠牲にしたと
ころがあると同時に、多層溶接のため各層間の溶接欠陥
発生率は高いと云える。時に最近高張力鋼を使用した大
形貯油タンクの建造が相次いでいる中で、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５０〜２００回／分のサイクルで、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６３−６６６３
４号公報，特公平１−２２０６７号公報）。
【０００６】ところで、前述のようなエレクトロガス溶
接において開先形状は、溶接する母材（鋼板）の板厚、
または、母材の板厚が異る場合は板厚差、あるいは溶接
後に出来上がる製品の用途に合せて定められる。継ぎ手
（溶接後の原開先部）の強度を高める為には、２つの母
材の開先の形状に対応して開先およびそれに対向する銅
当金の溝部に対するワイヤの進入角度（開先内空間に形
成される溶融金属プ−ルに対するワイヤのねらい位置）
を調節し、継ぎ手横断面（ｘ，ｙ平面）の各部の溶接品
質を均一にするのが望ましい。特開昭５４−１４８１５
５号公報に開示の立向エレクトロガス溶接法では、溶接
開始前に作業者がトーチを板厚方向ｘに手動で角度調整
（ｙ軸を中心とする回動角の調整）してから固定する。
すなわち溶接ワイヤの進入角度を予め設定する。これに
より開先形状およびそれに対向する摺動銅当金の溝形状
に対応して、板厚方向ｘのワイヤの進入角度（ｚ軸との
交叉角度）を調整して、開先と銅当金の溝で囲まれる空
間に形成される溶融金属プ−ルにワイヤのねらい位置を
定めることができる。こうすると、母材の熱影響部が小
さく開先各部の溶け込みが一定となり、均一で美麗なビ
ードが得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、公開昭５４−
１４８１５５号公報に開示されている方法では、母材の
幅方向ｙ（板厚方向ｘおよび開先が延びる方向ｚに直交
する方向）におけるワイヤの進入角度を変化させること
が不可能であるという点において問題がある。例えば母
材の板厚が異る場合、板厚が異る継ぎ手部のトーチの熱
影響による溶け込みを均一にすると、板厚の薄い母材側
の溶接部の強度が板厚の厚い母材側の溶接部に比べて低
下する。このような継ぎ手部は耐久性において２鋼板の
接合バランスがとれておらず、板厚の薄い母材側より部
分的に劣化が進行し、結果として継ぎ手部全体の耐久性
が低下する。継ぎ手の強度を板厚差によらず全体として
均一とするには板厚の厚い母材側の開先辺に比べて板厚
の薄い母材側の開先辺の熱影響部を小として溶け込みを
少くする必要がある。
【０００８】また、開先形状が異る場合においても、開
先の傾斜角度が大である方に肉盛りを多くする必要があ
り、母材の幅方向ｙにおけるトーチ角度を含めてワイヤ
の進入角度を変化させ、開先の傾斜角度が大である母材
側に熱影響部を大きくしたい。
【０００９】一方、溶接ト−チが対向する面において開
先を形成する２鋼板の平面に段差がある場合，開先が延
びるｚ方向で鋼板面がでこぼこである場合など、ｙ方向
および又はｚ方向で開先近辺の鋼板面が完全平面でない
場合、摺動銅当金の鋼板対向面が部分的に鋼板面から浮
くことになり、最悪の場合には開先と摺動銅当金の溝で
形成される空間の溶融金属プ−ルの溶融金属が当金の外
に漏れる。通常の場合このような漏れは生じないが、母
材に対する溶込み深さが、開先横断面各部で異なり、溶
接品質の均一性が損なわれる。前述のように、母材に板
厚差がある場合や、開先形状がｚ軸に関して非対称であ
る場合には、溶融金属プ−ルに対する溶接ワイヤのねら
い位置を、非対称性に合せてｙ方向にずらして開先横断
面各部の入熱分布を調整するのが好ましいが、溶接ト−
チのｙ方向の平行移動調整では、カーブドチップが摺動
銅当金に当り、溶接ワイヤを所望のねらい位置（姿勢）
に定めることができない場合がある。
【００１０】本発明は、開先横断面各部の溶接入熱をよ
り高い自由度で調整しうる立向エレクトロガス溶接装置
を提供することを第１の目的とし、溶接対象鋼板に対す
る摺動銅当金のならい密着が確実な立向エレクトロガス
溶接装置を提供することを第２の目的とし、開先と摺動
銅当金の溝で囲まれる空間に対する溶接ワイヤの送給ね
らい位置調整の自由度が高い立向エレクトロガス溶接装
置を提供することを第３の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、レ−ル部材(127)；該レ−ル部材(127)
を、実質上垂直に立てられ垂直方向(z)に延びる開先
(α)を有する鋼板(WL,WR)の平面に固定するレ−ル固定
手段(120a)；レ−ル部材(127)に装着されレ−ル部材に
沿ってそれが延びる方向(z)に自走する、走行駆動用の
電気モ−タ(MD)を含む台車(100)；立向溶接トーチ(T)；
該ト−チを前記開先に対して所定姿勢に支持する、前記
台車で支持されたトーチ支持機構(A,C〜F)；銅当金
(P)；および、該銅当金を前記開先に対して所定姿勢に
支持する、前記台車で支持された当金支持機構(G)；を
備える立向エレクトロガス溶接装置において、前記当金
支持機構(G)は、前記銅当金(P)を、開先が延びる方向ｚ
と平行な軸線(g9)および該方向ｚに直交し前記鋼板の平
面と実質上平行な軸線(g12a)に関して回動自在にかつ上
記２つの軸線(g9，g12a)と直交する方向ｘに進退自在に
支持し、しかも前記鋼板に近づく方向に加圧することを
特徴とする。
【００１２】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相当部分
の記号を、参考までに付記した。
【００１３】これによれば、銅当金(P)がｚ軸およびｙ
軸の両軸を中心として回動自在であるので、開先を形成
する２鋼板の平面に段差がある場合，開先が延びるｚ方
向で鋼板面がでこぼこである場合のいずれでも、銅当金
(P)が鋼板面に倣った姿勢をとることができる。しかし
て、当金支持機構(G)がｘ方向の鋼板に近づく方向に銅
当金(P)を加圧するので、銅当金(P)が鋼板面に倣った姿
勢で鋼板面に密着する。したがって鋼板面に対する銅当
金(P)の浮きがなくなり、開先横断面各部の入熱がより
均一となり、溶接品質が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（２）当金支持機構(G)は、開先が延びる方向ｚと平行
な軸線(g9)および該方向ｚに直交し前記鋼板の平面と実
質上平行な軸線(g12a)に関して回動自在に前記銅当金を
支持するスライダ(g4,g4a,g4b)，このスライダ(g4,g4a,
g4b)を上記２つの軸線(g9，g12a)と直交する方向ｘに移
動自在にかつ該スライダ(g4,g4a,g4b)のｘ方向に延びる
軸を中心とする回転は拘止するガイドスリ−ブ(g1,g
5)，該ガイドスリ−ブ(g1,g5)の、銅当金側端部とは反
対側の端部にねじ結合した押し部材(g2,g3)、および、
一端がガイドスリ−ブ(g1,g5)に当接し他端が押し部材
(g2,g3)で支えられ、スライダ(g4)を前記鋼板に近付く
方向に押す圧縮コイルスプリング(g6)、を含む。これに
よれば、押し部材(g2,g3)をねじ込み/緩め方向に廻わす
ことにより、押し部材(g2,g3)が鋼板に近づく方向/離れ
る方向に移動し、圧縮コイルスプリング(g6)の押し力
(加圧力)が強く/弱くなる。したがって、押し部材(g2,g
3)で、鋼板に対する銅当金の密着力を調整しうる。
【００１５】（３）上記（２）において、スライダ(g4,
g4a,g4b)は、圧縮コイルスプリング(g6)および押し部材
(g2,g3)をｘ方向に貫通し、鋼板に近づく方向の押し部
材(g2,g3)からの尾端の抜けを拘止するストッパ(g4b)を
含み、スライダ(g4,g4a,g4b)の長さは、その尾端が押し
部材(g2,g3)の尾端(g3)と面一となった時に前記銅当金
に所圧の圧力がかかる長さである。これにより、押し部
材(g2,g3)を押し付け方向に廻わして大きく締めつけて
も、押し部材(g2,g3)がスライダ(g4,g4a,g4b)から外れ
ることがない。さらに、作業者はスライダ(g4,g4a,g4b)
の尾端が押し部材(g2,g3)の尾端(g3)と面一になるよう
に押し部材(g2,g3)を廻して締めつけ具合を調節するこ
とにより常に銅当金に所定の圧力すなわち最適な一定圧
力をかけることができる。
【００１６】（４）開先が延びる方向をｚ，それに直交
し鋼板の平面に直交する方向をｘとすると、トーチ支持
機構(A,C〜F)は、ｘ，ｚ平面に実質上平行かつｘ，ｚに
対して所定の角度をなす軸線(f4aa)を中心に回動自在に
溶接トーチを支持する横回動支持機構(e3,f4,f7)および
該横回動の角度を定める横回動角調整機構(kf,f6)を含
む。
【００１７】これによれば、ｚ方向に延びる開先中心線
を含み鋼板の平面に直交する平面に対するト−チ角度
（ワイヤの溶接ねらい角度）を、横回動角調整機構(kf,
f6)で調整しうる。ト−チを単にｙ方向平行移動でｙ位
置調整する場合には、カ−ブドチップ(x2)が、開先辺又
は銅当金(P)の溝縁に当る位置が調整限界となるが、こ
の実施態様では、該調整限界までト−チを回動させる
と、回動であるが故に、ワイヤの溶接ねらい位置はｙ方
向平行移動の場合よりも更にｙ方向にずれる。すなわ
ち、ｙ方向の溶接ねらい位置調整の自由度が高い。
【００１８】（５）上記（４）の横回動角調整機構(kf,
f6)は、台車で支持された第１フレーム(e3)で前記軸線
(f4aa)を中心に回動自在に支持され溶接ト−チを支持す
る第２フレーム(f7)を、該回動方向に駆動するばね部材
(kf)，該ばね部材(kf)による第２フレーム(f7)の移動を
拘止するねじ部材(f6)、および、ねじ部材(f6)に固着さ
れた摘子(f1)、を含む。これによれば、摘子(f1)を廻わ
すことによって、溶接ワイヤのｙ方向ねらい位置を調整
しうる。
【００１９】（６）上記（４）のト−チ支持機構(A,C〜
F)は、横回動支持機構(e3,f4,f7)を、ｘ，ｚに直交する
ｙ軸に平行な軸を中心に回動自在に支持する前後回動支
持機構(e2,e2a,e5,e1)および該前後回動の角度を定める
前後回動角調整機構(e11,e3,e2,e1)を含む。これによれ
ば、溶接ワイヤのｘ方向ねらい位置を調整しうる。
【００２０】（７）上記（６）のト−チ支持機構(A,C〜
F)は、台車に搭載され、ｙ方向に移動可能な第１ア−ム
(a11)を含む第１トーチ支持機構(A)；第１ア−ム(a11)
で支持され、ｘ方向に移動可能な第２ア−ム(c8)を含む
第２トーチ支持機構(C)；および、第２ア−ム(c8)で支
持され、前後回動支持機構(e2,e2a,e5,e1)を支持してｘ
方向に延びる第３アーム(d21a,d21b)を支持し、第３ア
ーム(d21a,d21b)をそれが延びる方向にオシレートす
る、オシレ−ト駆動用の電気モ−タを含むオシレ−ト機
構(D)；を含む。これによれば、溶接ト−チ(T)を、第１
トーチ支持機構(A)により開先位置(y方向)に設定し、第
２トーチ支持機構(C)により開先に対する進入深さ(x方
向)を設定し、開先の深さ方向(x)にオシレ−トすること
ができる。
【００２１】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。
【００２２】
【実施例】図１に本発明の一実施例の上面を示す。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の上とし、矢印ｙの示す方向を
水平横方向（左右方向）ｙの左とするとともに、矢印ｘ
の示す方向を水平前後方向ｘの後とする。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、矢印ｙの示す方向
を左とするとともに、矢印ｘの示す方向を後とする。
【００２３】垂直に立てられた鋼板ＷＬ（以下左垂直板
ＷＬと称す）の右側には、同じく垂直にに立てられた鋼
板ＷＲ（以下右垂直板ＷＲと称す）があり、左垂直板Ｗ
Ｌ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、溶接ト−チＴ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。
【００２４】本実施例においては、右垂直板ＷＲの側面
に、平板状のレール１２７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。このレール１２７
に台車１００が装着されている。
【００２５】１．レール１２７およびそれを支持する構
造 レール１２７は、その上端部に固着されたレールスタン
ド１２０および下端部に固着された同型のレールスタン
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、レールスタンド１２０は、アルミ板１
２２の表面に同じ長さの支持アーム１２６ａ，１２６ｂ
を垂直に固着し、裏面にはマグネット１２１ａ，１２１
ｂを固着したものであり、マグネット１２１ａ，１２１
ｂが右垂直板ＷＲに吸着することにより、アルミ板１２
２が右垂直板ＷＲに平行に結合し、右垂直板ＷＲに対し
て支持アーム１２６ａ，１２６ｂが直立している。レー
ル１２７は、支持アーム１２６ａ，１２６ｂによりアル
ミ板１２２に平行に支持されており、右垂直板ＷＲに平
行となる。
【００２６】アルミ板１２２には、取り外しアーム１２
４がピン１２４ａを中心に回転自在に結合されている。
レ−ルスタンド１２０を右垂直板ＷＲから外すときに
は、ア−ム１２４を図１上で反時計方向に比較的に強い
力で廻わす。このとき、ア−ム１２４の右端コ−ナが右
垂直板ＷＲの表面に当り、テコの原理でアルミ板１２２
に強い引き離し力が加わり、これによりマグネット１２
１ａが右垂直板ＷＲから離れ、右垂直板ＷＲに対するマ
グネット１２１ａ，１２１ｂの吸着力が減少し、アルミ
板１２２を更に反時計方向に廻わして右垂直板ＷＲより
引き離すことができる。
【００２７】なお、レール１２７が長い場合には、上述
の上，下レールスタンド１２０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。レール１２７
には、それと平行に延びるラック１２８が固着されてい
る。レール１２７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１０８，１０９
／１０６，１０７がレ−ル１２７を挟んでいる。
【００２８】２．台車１００ 台車１００は、レール１２７のラック１２８に噛み合う
ピニオン１１１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１１１を回転駆動すると、レール１２７に沿って上移
動（上昇）または下移動（下降）する。
【００２９】３．トーチＴのｙ方向調節機構Ａ 台車１００には、ｙ方向調節機構Ａがある。図４には図
１に１点鎖線矢印４Ａで示すトーチＴのｙ方向調節機構
Ａの縦断面図を示す。図１及び図４を参照してトーチＴ
のｙ方向調節機構Ａについて説明する。直方体であるベ
ースａ１はその長手方向をｙ軸と平行にして台車１００
に固着されている。ベースａ１にはその左右側面より中
心部をｙ方向に貫通する丸穴があり、ベースａ１の左端
面から中央部近くにかけての丸穴はそれに連続である右
方向の丸穴より大径である。該大径の丸穴には、円柱状
のボスａ１６が挿入され、固着されており、ボスａ１６
の軸中心部を、スプライン溝加工した丸穴がｙ方向に貫
通する。
【００３０】ベースａ１に挿入されたボスａ１６の丸穴
と、それに連続であるベースａ１の小径の丸穴には、周
面にスプライン加工を施したスプライン軸ａ１１が挿入
されている。スプライン軸ａ１１は、ボスａ１６に案内
されてベースａ１内をｙ方向に摺動可能であるが、スプ
ライン結合によりボスａ１６に対して回転はしえない。
スプライン軸ａ１１の左先端部にはｚ方向に貫通する丸
穴が開けられており、取り付けアームｃ２４（後述す
る）の右端部より突出した上面と下面の間に挿入され
る。取り付けアームｃ２４の右端部の上面と下面には、
それぞれ逆方向にねじを切られたねじ穴がｚ方向に対向
して開けられており、その間に挿入されているスプライ
ン軸ａ１１の左先端部に、取り付けアームｃ２４の端部
が、ボルトｃ１で固着されている。
【００３１】スプライン軸ａ１１の軸中心部には右端面
よりｙ軸と平行に左方向に延びるねじ穴が設けられ、該
ねじ穴には右ねじの切られたねじ棒ａ９がねじ結合して
いる。丸穴によるベースａ１の右側面の開口は、さらに
直径が小さくなっており、該開口にブッシュａ１０が介
挿され、このブッシュａ１０をねじ棒ａ９の右先端部が
貫通し、該先端部に傘歯歯車ａ８が固着されている。傘
歯歯車ａ８には傘歯歯車ａ７が噛み合い、この傘歯歯車
ａ７を固着した歯車軸ａ５には摘子ａ４が固着されてい
る。
【００３２】摘子ａ４を右ねじの方向に回すと傘歯歯車
ａ７，ａ８を介してねじ棒ａ９が右ねじの方向に回転す
る。これによりスプライン軸ａ１１が右方向に移動す
る。摘子ａ４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プライン軸ａ１１が左方向に移動
する。
【００３３】図１，図５および図６を参照すると、一端
がスプライン軸ａ１１の左先端に固着された、「く」の
字型のアームｃ２４の他端に、ｙ方向調節機構Ａとほぼ
同型のトーチＴのｘ方向調節機構Ｃのスプライン軸ｃ８
が固着されている。スプライン軸ａ１１のｙ方向の移動
に伴いｘ方向調節機構Ｃ（図１，図５）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Ｔのｙ位置
調整）。
【００３４】４．トーチＴのｘ方向調節機構Ｃ 図５には図１に１点鎖線矢印５Ａで示すトーチＴのｘ方
向調節機構Ｃの縦断面図を示す。ベースｃ７はその長手
方向をｘ軸と平行に、アームｃ２４及びｙ方向調節機構
Ａを介して台車１００で支持されている。以下に図１及
び図５を参照してトーチＴのｘ方向調節機構Ｃについて
説明する。ベースｃ７にはその中心部をｘ方向に貫通す
る丸穴があり、それに円柱状のボスｃ６が挿入され、固
着されている。ボスｃ６にはスプライン溝加工した丸穴
があり、ボスｃ６をｘ方向に貫通している。
【００３５】ボスｃ６の丸穴には、周面にスプライン加
工を施したスプライン軸ｃ８が挿入されている。スプラ
イン軸ｃ８は、ボスｃ６に案内されてベースｃ７内をｘ
方向に摺動可能であるが、スプライン結合しているので
ボスｃ６に対して回転しない。スプライン軸ｃ８にはね
じ穴があり、そこにねじ棒ｃ５がねじ込まれている。結
合している。丸穴によるベースｃ７の後面の開口は、さ
らに直径が小さくなっており、該開口よりねじ棒ｃ５の
後方向端部が突出する。ベースｃ７の後面の開口とねじ
棒ｃ５の周面の間にはブッシュが介挿される。
【００３６】ベースｃ７の後面には、中空の略立方体
で、下面と後面（図５において下面と左側の側面）の無
いカバーｃ４の前面が固着されている。カバーｃ４の前
面には、円形の開口が開いており、ベースｃ７の後面の
開口と連続である。ねじ棒ｃ５の後方向端部は、ベース
ｃ７の後面の開口に回動自在に支持され、カバーｃ４の
前面の開口よりカバーｃ４の内部に入る。
【００３７】ねじ棒ｃ５の端部には、傘歯歯車Ｇｃ２０
が固着されている。傘歯歯車Ｇｃ２０には傘歯歯車Ｇｃ
１が噛み合ている。傘歯歯車Ｇｃ１のギア軸には摘子ｃ
１が固着されている。摘子ｃ１を時計方向に廻わすとね
じ棒ｃ５がスプライン軸ｃ８のねじ穴の内部に進入し、
ｘ方向調節機構Ｃが右方に移動し、摘子ｃ１を反時計方
向に廻わすと左方に移動する。したがって、摘子ｃ１を
廻して、ｘ方向調節機構Ｃ（によって支持されたト−チ
Ｔ）のｘ方向の位置を調整しうる。
【００３８】５．トーチＴのオシレート機構Ｄ 図５および図１を参照すると、トーチＴのｘ方向調節機
構Ｃのベースｃ７には、オシレート機構Ｄのベースｄ３
０が固着されている。オシレ−ト機構Ｄは、電気モ−タ
（図示せず）およびその回転を、略「く」の字型の支持
アームｄ２５（図１）のｘ方向に振動に変換する振動機
構（図示せず）を内蔵している。支持アームｄ２５の該
振動の振幅は、軸ｄ３の摘子ｄ１を廻わして調節するこ
とができる。支持ア−ムｄ２５には、トーチＴの進入角
度調整機構Ｅの固定プレートｅ２が固着されている。
【００３９】６．トーチＴの進入角度調整機構Ｅ 図１，図２及び図３（特に図２，図３）を参照された
い。オシレート機構Ｄで支持された固定プレ−トｅ２に
は、弧状の案内溝ｅ２ａがある。固定プレートｅ２に
は、略３角形平板である調節プレートｅ３が面接触して
おり、調節プレートｅ３に立てられたピンｅ３ｂが、案
内溝ｅ２ａに進入している。先端に摘子（レバ−）を有
する調節ねじｅ１１は、先端のねじ部が細径となってお
り、このねじ部が、調節プレートｅ３の通し穴を貫通し
かつ案内溝ｅ２ａを貫通して、固定プレートｅ２と一体
のストッパプレ−トｅ１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ｅ１１が、ストッパプレ
−トｅ１に、固定プレ−トｅ２および調節プレ−トｅ３
を締め付け、これにより、固定プレ−トｅ２に対して調
節プレ−トｅ３が固定される。
【００４０】ストッパプレ−トｅ１には、案内溝ｅ２ａ
に対向する面に、該案内溝ｅ２ａに沿って所定ピッチで
複数のねじ穴が開けられている。調節ねじｅ１１を緩め
てストッパプレ−トｅ１の１つのねじ穴から外すと、固
定プレ−トｅ２に対して調節プレ−トｅ３が滑ることが
できるので、ピンｅ３ｂと調節ねじｅ１１を案内溝ｅ２
ａに沿わせて調節プレ−トｅ３を廻わし、ト−チＴのカ
−ブドチップｘ２が所要の前後方向ｘの進入角度（ｘ，
ｚ平面上における、ｚ軸に対する角度：前後方向ｘのね
らい角度：これにより溶接ワイヤのｘ方向ねらい位置が
定まる）になったところで調節ねじｅ１１を、そのねじ
端に最も近いねじ穴にねじ込んで締め込む。
【００４１】調節プレ−トｅ３には、支持部材ｆ４が立
てられている。
【００４２】７．トーチＴの左右角度調整機構Ｆ 図１，図２及び図３を参照されたい。調節プレートｅ３
に立てられた支持部材ｆ４には、調節プレートｅ３の板
表面に平行で、しかも円弧状の案内溝ｅ２ａの円中心を
通るｙ軸線に直交する軸線ｆ４ａａを中心に回転可能
に、トーチ挾持部材ｆ７がヒンジ結合で支持されてい
る。このトーチ挾持部材ｆ７の先端部がト−チＴを保持
している。ハンドルｆ８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ｆ８を廻わしてロックを解
除し、トーチ挾持部材ｆ７からト−チＴを取り外すこと
ができる。
【００４３】図２を参照すると、トーチ挾持部材ｆ７に
はｙ方向に貫通する丸穴ｆ７ｃがあり、この丸穴ｆ７ｃ
と圧縮コイルスプリングｋｆを、摘子ｆ１が付いたねじ
棒ｆ６が貫通している。ねじ棒ｆ６の先端は、調節プレ
−トｅ３に、回転は可能であるが、ｙ方向の移動に関し
ては係止されている。ねじ棒ｆ６には、トーチ挾持部材
ｆ７に固着されたナットｆ６ａがねじ結合している。摘
子ｆ１を反時計方向に廻わすと、ねじ棒ｆ６が図２に示
す位置のまま反時計方向に回転しトーチ挾持部材ｆ７が
圧縮コイルスプリングｋｆを圧縮しつつ図２上で（図３
に示す軸線ｆ４ａａを中心に）時計方向に回動し、ト−
チＴが図２上で右振り回動しそのカ−ブドチップｘ２は
左に振れる。摘子ｆ１を時計方向に廻わすと、ねじ棒ｆ
６が図２に示す位置のまま時計方向に回転しトーチ挾持
部材ｆ７が図２上で（図３に示す軸線ｆ４ａａを中心
に）反時計方向に回動し、圧縮コイルスプリングｋｆは
やや伸び、ト−チＴが図２上で左振り回動しそのカ−ブ
ドチップｘ２は右に振れる。したがって、摘子ｆ１を廻
わして、ト−チＴの左右方向ｙの進入角度（ｙ，ｚ平面
上における、ｚ軸に対する角度：左右方向ｙのねらい角
度：これにより溶接ワイヤのｙ方向ねらい位置が定ま
る）を調節しうる。
【００４４】８．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、トー
チＴのｙ方向調節機構Ａと同様な機構であり、スプライ
ン軸ｂ３を支持し、そのｙ位置を定める。スプライン軸
ｂ３には円筒形の支持部材ｂ４が固着され、支持部材ｂ
４で、更に支持部材ｂ５を介して銅当金の押し付け機構
Ｇが支持されている。
【００４５】９．銅当金の押し付け機構Ｇ 銅当金の押し付け機構Ｇ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６の（ａ）には、図２に
矢印８Ａの方向で見た押し付け機構Ｇの縦断面を示し、
図６の（ｂ）には、図６の（ａ）の８Ｂ−８ｂ線断面を
示す。支持部材ｂ５で支持されたスリ−ブｇ１にはボス
ｇ５が挿入されてスリ−ブｇ１に一体に固着されてい
る。ボスｇ５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ｇ４が挿入されて
おり、この支持ア−ムｇ４は、ボスｇ５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ｇ
１には、摘子ｇ３が付いた突出し調整スリ−ブｇ２がね
じ込まれている。支持ア−ムｇ４を、突出し調整スリ−
ブｇ２で支えられた圧縮コイルスプリングｇ６が、スリ
−ブｇ２を開先に近付く方向に押している。支持ア−ム
ｇ４には、スリ−ブｇ２および圧縮コイルスプリングｇ
６を貫通するねじ棒ｇ４ａがねじ込まれており、このね
じ棒ｇ４ａの頭部が、スリ−ブｇ１から支持ア−ムｇ４
が脱落するのを防止する。
【００４６】支持ア−ムｇ４の先端には、ｚ方向に延び
るピンｇ９を中心に回動自在に支持ブロックｇ１１が装
着されている。支持ブロックｇ１１は、ｙ方向に延びる
ピンｇ１２ａ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ｇ４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鋼板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鋼板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。
【００４７】摘子ｇ３を時計方向に廻わすと調整スリ−
ブｇ２がスリ−ブｇ１の内部に進入し圧縮コイルスプリ
ングｇ６を介して支持ア−ムｇ４が左方に押され、これ
により銅当金Ｐが２鋼板ＷＬ，ＷＲに密着する。摘子ｇ
３を更に時計方向に廻わすと、２鋼板ＷＬ，ＷＲに銅当
金Ｐを押し付ける力が強くなる。摘子ｇ３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鋼板ＷＬ，ＷＲから離れる。前方に
鋼板ＷＬ，ＷＲがないときに摘子ｇ３を、スリ−ブｇ１
に対する調整スリ−ブｇ２のねじ込み限度まで、時計方
向に廻しても、ねじ棒ｇ４ａの頭部ｇ４ｂが調整スリ−
ブｇ２から抜けないので、支持ア−ムｇ４はボスｇ５か
ら脱落しない。さらに、ねじ棒ｇ４ａの長さは本実施例
において、頭部ｇ４ｂの右端面が摘子ｇ３の右端面と面
一になった時に圧縮コイルスプリングｇ６の支持ア−ム
ｇ４を介して銅当金Ｐを２鋼板ＷＬ，ＷＲに押し付ける
力が２ｋｇとなる長さである。摘子ｇ３の右端面をねじ
棒ｇ４ａの頭部ｇ４ｂの右端面ｇ４ｂと面一になるよう
廻し調節することにより常に２ｋｇの押し付け力が銅当
金Ｐにかかる。
【００４８】１０．銅当金Ｐ 銅ブロックｐ１の、鋼板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個のホースジョイント
ｊｗａが図６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、ホースジョイントｊｇ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。
【００４９】以上に説明した実施例によれば、銅当金Ｐ
が、ｚ軸およびｙ軸を中心に回動自在であり、圧縮コイ
ルスプリングｇ６がそのばね力で常時銅当金Ｐを２鋼板
ＷＬ，ＷＲに押しているので、２鋼板ＷＬ，ＷＲに板厚
差がある場合、あるいはｚ方向で曲り又は傾斜がある場
合でも、銅当金Ｐが２鋼板ＷＬ，ＷＲに密着し、浮きを
生じない。したがって溶融金属プ−ルは銅当金と開先で
完全に囲まれ、開先横断面各部での溶接入熱が均一化す
る。
【００５０】更に、垂直鋼板ＷＬ，ＷＲの板厚が異る場
合においても、左右角度調節機構Ｆで、左右ｙ方向にト
−チＴの振れ回動角を調整しうるので、ト−チＴを単に
ｙ方向に平行移動調整する場合よりも、カ−ブドチップ
ｘ２から送り出される溶接ワイヤのｙ方向のねらい位置
調整の範囲が広い。すなわちｙ方向のねらい位置調整の
自由度が高い。２鋼板に板厚差がある場合、板厚の厚い
垂直鋼板側の開先に比べて板厚の薄い垂直鋼板側の熱影
響部を小として溶け込みを少くすることが可能となる。
これにより、板厚の薄い垂直鋼板の継手強度の一方的な
劣化を抑えて、継ぎ手の強度を板厚差によらず全体とし
て均一にすることができる。また、開先形状が異る場合
（例えばレ型開先の場合）においても、垂直鋼板の幅方
向ｙのト−チ振れ角度を調整して、開先の傾斜角度が大
である垂直鋼板側に熱影響部（溶込み深さ）を大きく
し、肉盛りを多くすることが可能となる。結果として継
ぎ手部全体の耐久性が向上する。
【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】 図１の１点鎖線矢印４Ａで示す方向の、ｙ方
向調節機構Ａの縦断面図である。
【図５】 図１の１点鎖線矢印５Ａで示す方向の、ｘ方
向調節機構Ｃの縦断面図である。
【図６】 （ａ）は図２に示す矢印８Ａの方向で見た、
銅当金の押し付け機構Ｇの縦断面面であり、（ｂ）は
（ａ）に示す矢印８Ｂの方向で見た、銅当金の押し付け
機構Ｇの横断面図である。
【符号の説明】
Ａ：トーチＴのｙ方向調節機構 Ｂ：銅当金ｘ方向駆動機構 Ｃ：トーチＴのｘ方向調節機構 Ｄ：トーチＴのオシレート機構 Ｅ：トーチＴの進入角度調整機構 Ｆ：トーチＴの左右角度調整機構 α：開先 Ｔ：溶接ト−
チ ＷＬ：左垂直板 ＷＲ：右垂直
板 １００：台車 108,109/106,
107：左／右のロ−ラ １１１：ピニオン １２０：レー
ルスタンド １２１ａ，１２１ｂ：マグネット １２２：アル
ミ板 １２４：取り外しアーム 124a,e3b,g9,
g12a：ピン １２６ａ：支持アーム １２６ｂ：支
持アーム １２７：レール １２８：ラッ
ク a1,c7,d30：ベース a4,c1,d1,f1,
g3：摘子 ａ５：歯車軸 a7,a8,Gc1,Gc
20：傘歯歯車 a9,c5,f6,g4a：ねじ棒 ａ１０：ブッ
シュ a11,c8,b3：スプライン軸 a16,c6,g5：
ボス ｃ４：カバー ｃ２４：取り
付けアーム ｄ３：軸 ｄ２５，ｇ
４：支持アーム ｅ１：ストッパプレ−ト ｅ２：固定プ
レート ｅ２ａ：案内溝 ｅ３：調節プ
レート ｅ１１：調節ねじ ｘ２：カ−ブ
ドチップ ｆ４，ｂ４，ｂ５：支持部材 ｆ４ａａ：軸
線 ｆ６ａ：ナット ｆ７：トーチ
挾持部材 ｆ７ｃ：丸穴 ｆ８：ハンド
ル ｋｆ，ｇ６：圧縮コイルスプリング ｇ１：スリ−
ブ ｇ２：調整スリ−ブ ｇ１１：支持
ブロック Ｐ：銅当金 ｐ１：銅ブロ
ック ｐ１ａ：冷却水路 ｊｇ，ｊｗ
ａ：ホースジョイント ｐ２：シ−ルドガス供給管 ｐ２ａ：開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｐ // Ｂ２３Ｋ 101:26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レ−ル部材；該レ−ル部材を、実質上垂直
    に立てられ垂直方向に延びる開先を有する鋼板の平面に
    固定するレ−ル固定手段；レ−ル部材に装着されレ−ル
    部材に沿ってそれが延びる方向に自走する、走行駆動用
    の電気モ−タを含む台車；立向溶接トーチ；該ト−チを
    前記開先に対して所定姿勢に支持する、前記台車で支持
    されたトーチ支持機構；銅当金；および、該銅当金を前
    記開先に対して所定姿勢に支持する、前記台車で支持さ
    れた当金支持機構；を備える立向エレクトロガス溶接装
    置において、 前記当金支持機構は、前記銅当金を、開先が延びる方向
    ｚと平行な軸線(g9)および該方向ｚに直交し前記鋼板の
    平面と実質上平行な軸線(g12a)に関して回動自在にかつ
    上記２つの軸線(g9，g12a)と直交する方向ｘに進退自在
    に支持し、しかも前記鋼板に近づく方向に加圧すること
    を特徴とする、立向エレクトロガス溶接装置。
  2. 【請求項２】前記当金支持機構は、開先が延びる方向ｚ
    と平行な軸線(g9)および該方向ｚに直交し前記鋼板の平
    面と実質上平行な軸線(g12a)に関して回動自在に前記銅
    当金を支持するスライダ(g4,g4a,g4b)，このスライダ(g
    4,g4a,g4b)を上記２つの軸線(g9，g12a)と直交する方向
    ｘに移動自在にかつ該スライダ(g4,g4a,g4b)のｘ方向に
    延びる軸を中心とする回転は拘止するガイドスリ−ブ(g
    1,g5)，該ガイドスリ−ブ(g1,g5)の、銅当金側端部とは
    反対側の端部にねじ結合した押し部材(g2,g3)、およ
    び、一端がガイドスリ−ブ(g1,g5)に当接し他端が押し
    部材(g2,g3)で支えられ、スライダ(g4)を前記鋼板に近
    付く方向に押す圧縮コイルスプリング(g6)、を含む、請
    求項１記載の立向エレクトロガス溶接装置。
  3. 【請求項３】スライダ(g4,g4a,g4b)は、圧縮コイルスプ
    リング(g6)および押し部材(g2,g3)をｘ方向に貫通し、
    鋼板に近づく方向の押し部材(g2,g3)からの尾端の抜け
    を拘止するストッパ(g4b)を含み、スライダ(g4,g4a,g4
    b)の長さは該尾端が押し部材(g2,g3)の尾端(g3)と面一
    となった時に、前記銅当金に所定の圧力がかかる長さで
    ある、請求項２記載の立向エレクトロガス溶接装置。
  4. 【請求項４】開先が延びる方向をｚ，それに直交し鋼板
    の平面に直交する方向をｘとすると、トーチ支持機構
    は、ｘ，ｚ平面に実質上平行かつｘ，ｚに対して所定の
    角度をなす軸線(f4aa)を中心に回動自在に溶接トーチを
    支持する横回動支持機構(e3,f4,f7)および該横回動の角
    度を定める横回動角調整機構(kf,f6)を含む、請求項１
    記載の立向エレクトロガス溶接装置。
  5. 【請求項５】横回動角調整機構(kf,f6)は、台車で支持
    された第１フレーム(e3)で前記軸線(f4aa)を中心に回動
    自在に支持され溶接ト−チを支持する第２フレーム(f7)
    を、該回動方向に駆動するばね部材(kf)，該ばね部材(k
    f)による第２フレーム(f7)の移動を拘止するねじ部材(f
    6)、および、ねじ部材(f6)に固着された摘子(f1)、を含
    む請求項４記載の立向エレクトロガス溶接装置。
  6. 【請求項６】ト−チ支持機構は、横回動支持機構(e3,f
    4,f7)を、ｘ，ｚに直交するｙ軸に平行な軸を中心に回
    動自在に支持する前後回動支持機構(e2,e2a,e5,e1)およ
    び該前後回動の角度を定める前後回動角調整機構(e11,e
    3,e2,e1)を含む、請求項４記載の立向エレクトロガス溶
    接装置。
  7. 【請求項７】ト−チ支持機構は、台車に搭載され、ｙ方
    向に移動可能な第１ア−ム(a11)を含む第１トーチ支持
    機構(A)；第１ア−ム(a11)で支持され、ｘ方向に移動可
    能な第２ア−ム(c8)を含む第２トーチ支持機構(C)；お
    よび、第２ア−ム(c8)で支持され、前後回動支持機構(e
    2,e2a,e5,e1)を支持してｘ方向に延びる第３アーム(d21
    a,d21b)を支持し、第３アーム(d21a,d21b)をそれが延び
    る方向にオシレートする、オシレ−ト駆動用の電気モ−
    タを含むオシレ−ト機構(D)；を含む、請求項６記載の
    立向エレクトロガス溶接装置。
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