JPS59178182A - 連続式低角度溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続低角度溶接装置に関するものである。

最近の造船業界においては、大型タンカーの建造が減少
し、小型船の建造が多くなっており、さらにタンカーの
２重底構造化などにより、狭隘な場所での溶接が増えて
きている。

このような動向から、狭隘な場所での溶接が可能でかつ
溶接作業能率がよく溶接作業環境の面から溶接中に作業
者が他所に退避でき、しかも取扱いが簡便な溶接方法が
要望されている。

前述の要望に応えようとするものとして、溶接線に対し
鋭角をなすような配置で溶接棒を保持し、かつその先端
が常に母材側に押し付けられるような装置を用いて同溶
接棒の基端を保持して溶接を行なって、溶接棒の消耗に
つれて溶接を自動的に進行する低角度溶接法が良く知ら
れている。

この方法は、溶接棒をセットするごとに自動的に溶接が
進行するので、半自動溶接法といわれている。この半自
動溶接法・′を連続的に行なう連続溶接方法が数多く提
案されているが、現在広く使用されるにいたっていない
。

低角度溶接法を連続して行なう方法は、複数本の溶接棒
を一つの溶接電源に対して並列的に一定間隔で接続し、
まずその内の１本の溶接棒に点弧して溶接を開始し、そ
れが消耗して断弧したときに後続の他の１本の溶接棒を
自動的に点弧して溶接を行ない、以下このようにしてリ
レ一式にアーク溶接を続行するものであるが、この方法
においては、欠陥のない溶接ビードの継目部を得るため
の各溶接棒の位置決めが非常に難がしく、連続溶接法と
しては実用的でない。

さらに前記後者の改良として、第１図および第２図に示
すように、溶接電源を２台使用し、連続溶接時の溶接棒
の位置決めを簡単にした方法もある。

この方法は溶接線に沿って半自動溶接機を第１図のし１
〜Ｌ４の如くに配置し、ＬＬ−Ｌ４の奇数Ｎ　ｏ　、に
対しては、溶接電源ＷＡ　（第１図）より、偶数Ｎｏ、
に対しては電源ＷＢより給電するように接続する。半自
動溶接機の基本構造は第２図のようになっている。即ち
、待機中および溶接中は保持板ＡとＢは電磁石Ｃによっ
て吸着一体化しており、バネＤによって溶接棒Ｅは溶接
線上に押しつけられている。電磁石Ｃの励磁がたたれる
と、電磁石Ｃの吸着力がなくなり、バネＦの力によって
溶接棒Ｅは保持板Ａおよび溶接棒ホルダーＧと共にはね
上がるようになっている。Ｎ００１半自動溶接機Ｌ１は
、先端に発弧剤がついた溶接棒を使用するか、または溶
接棒先端にスチールウールを挿んで使用する。Ｎｏ、２
半自動溶接機Ｌ２より後には、発弧剤のない棒を使用す
る。溶接スター１〜でスイッチＳＷを入れると電磁接触
器ＭＣが作動して溶接電源ＷＡとＷＢに電力が供給され
、半自動溶接機Ｌ１にセットされた溶接棒よりアークが
発生し溶接が始まる。ＬｌのスタートとともにＬ　２以
降の溶接棒にも電圧が加わるが、溶接棒と被溶接物の接
する角度が小さいため被溶接物とは被覆剤で接しており
、溶接棒心線が直接接触していないので、絶縁された状
態になっている。

第２図のように、Ｌｌに取り付けた先行溶接棒Ｎｏ、１
　　（説明の都合上Ｎｏ、１棒とする）が消耗しながら
アークがｒ−２に取付けた後続溶接棒Ｎ００２棒に接近
し、Ｎ００２棒の先端がＮｏ、１棒のアークの中に入る
とＮｏ、２棒にも電圧が加わっているので、被溶接物と
の間の絶縁が破れてアークが発生する。

後続溶接棒Ｎｏ、２のアークスタートによってＮｏ、２
棒に流れる電流が検出装置ＣＲ２によって検出さ九、そ
の検出装置の接点作動およびリレーＣＬ、の作動によっ
て半自動溶接機Ｌ、１の溶接棒Ｎ’ｏ、１がはね上がり
、アークを断たれ、アークは半自動溶接機Ｌ２ヘリレー
されて溶接が進む。

同じようにして、Ｌ２からＬ３ヘリレーされ、以」二の
くり返しにより溶接が連続して行なわれる。

以上のように先行溶接棒から後続溶接棒へ溶接を継いで
行くアークリレーの動作は、後続溶接棒の先端で先行ア
ークを拾うことから始まるので、各半自動溶接機の前後
間隔にはそれほど注７音を払う必要はなく１位置決めは
簡単である。

しかしながらこの方法は、後続溶接棒の先端で先行捧の
アークを拾い、後続溶接棒側に流れる電流を検出して先
行捧のアークを切断する方式であるため、溶接用の主ケ
ーブルとその他に制御用のケーブルを必要とする。この
ため半自動溶接機のセットに際し、半自動溶接機ととも
に２本のケーブルを同時に引きずらなければならず、特
に狭隘な場所での半自動溶接機の移動およびセラ１〜が
必ずしも容易でない。さらしこ溶接電源は２台必要とし
、溶接電源の一次側に電磁開閉器を予め接続しておく必
要があり、制御装置も当然溶接電源に接続しておく必要
があるため、これらを接続した溶接電源のごく限られた
範囲内でしか溶接作業ができない等の欠点がある。

本発明はかかる欠点を解消することを目的としてなされ
たもので、特に狭隘な場所での溶接が可能でかつ溶接作
業能率をも向」ニさせたもので、その要旨とするところ
は、溶接棒ホルダーを有する旋回板と溶接時に該旋回板
を溶接状態に設定するセットレバ−を備える連続式低角
度溶接装置において、溶接棒を溶接池に押圧する方向に
回転する回転軸に係止ピンを有するセットレバ−が固符
されており、旋回板にはソレノイド軸の先端にカムを設
けたロータリーソレノイドと、該カムを押圧する部分と
セットレバ−係止ピンに係合する鉤部を有するアジャス
タが回転自在に設けられており、かつ旋回板は反転用ス
プリングを介して、回転軸に遊嵌されていることを特徴
とする連続式低角度溶接装置にある。

次に本発明の実施例を、第３図〜第１０図を参照して説
明する。

第３図は、本発明を一態様で実施する溶接装置の正面図
で、第４図が側面図である。この装置では、回転軸１０
を中心に旋回する旋回板３には、溶接棒１９を保持する
溶接棒ホルダ１が取付金具９を介して取付けられており
、溶接ケーブル５は、本体フレーＡｓ　８に設置された
カレン１〜１〜ランス１８を貫通し、溶接電源（図示略
）に結線するようになっている、 旋回板３には、ロータリソレノイド＜２が設置さノイド
軸６の端部にカム７が取付けられている。

さらに旋回板３には、カム７が取付けられている側に軸
１５が設けられ、軸１５を中心に回転可能な鉤部を有す
るアジャスタ１６が取付けられており、バネ２０により
アジャスタ１６の一端はカム７に常時押しつけられてい
る。したがって後述するごとく、ロータリソレノイド２
に電圧が印加された時、ソレノイド軸６と一体になった
カム７が設定された角度だけ反時計回りに回転すると、
アジャスタ１６も軸１５を中心に反時計回りに回転する
ようになっている′。なお、旋回板３は、一端を支持金
具１１に、他端を旋回板３に保持された反転用スプリン
グ４を介して回転軸１ｏに遊嵌されており、回転軸１０
を中心に時計回りに回転するようになっており、本装置
を使用しない時は、本体フレーム８上に設置されたスト
ッパー１２に押しつけられている。

セットレバ−１３は、回転軸１ｏに取付けられ、アジャ
スタ１６の鉤部に係合する位置に係合ピン１４を有して
いる。又、このセットレバ−１３を反時計回りに回転さ
せる目的で、回転軸１０を回転付勢するうず巻バネ１７
が本体フレーム８に取付けられている。したがって、旋
回板を時剖回りに回転せしめようとする反転用スプリン
グ４の力よりうず巻バネｊ７の力が大きくなるように設
定しておけば、第３図のごとく、係止ピン１４がアジャ
スタ１６の鉤部に係合した時、旋回板３は回転軸１０を
中心に反時計回りに旋回し、溶接棒１９の先端が被溶接
物に押しつけられる。又、スペーサ２１が旋回板３とセ
ットレバ−１３の間に設置されており、互いの動きが干
渉することのないようにしている。

第８図に本装置の制御回路を示す。前述のごとく溶接棒
１９に接続された溶接ケーブル５は、カレン１〜１〜ラ
ンス１８を貫通している。ＲｅｃｌおよびＲｅ　ｃ　２
は整流器てあり、Ｒ１−Ｒ３は抵抗、ＺＤｌ　、ＺＤ２
はツェナーダイオード、Ｄ３はダイオード、Ｃ１〜Ｃ４
はコンデンサ、■は溶接棒１９と被溶接物２２との間に
発生するアーク電圧である。溶接棒１９が点弧すると溶
接ケーブル５に電流が流れ、カレントトランス１８に誘
起される起電力によりリレーＲｙ１が作動し、接点Ｒｙ
ｌａが閉じ、アーク電圧■によってコンデンサＣ４に電
気が蓄積される。

アークが消滅すると、接点Ｒｙ１ａが開き、接点Ｒｙ１
ｂが閉じるので、コンデンサＣ７Ｌに蓄えられた電気が
リレーＲ’／　２に流れ、リレーＲｙ２の接点Ｒｙ２ａ
が閉じることにより、ロータリソレノイド２にアーク電
圧■が印加されてロータリソレノイド２が作動し、ソレ
ノイド軸６及びこれに取付けられたカム７が回転する。

しかし、コンデンサＣ４に蓄積された電気が消耗すると
、接点Ｒｙ２ａは再び開き、ロータリソレノイド２への
アーク電圧Ｖの供給を絶つような回路となっている。即
ち、アークが消滅した瞬間たけロータリソレノイド２が
作動するようになっている。

以上のように構成された本装置の運動系及び本装置を用
いた溶接方法を以下説明する。

第５図は、本装置のセラ１−前の状態を示している。

この時、セットレバ−１３にはうず巻ハネ１７によって
回転軸１０を中心に反時計回り方向の回転力が与えられ
ており、回転止め２３に押し付けられ１３’　の状態を
保っている。又、前述のごとく、ロータリソレノイド２
．アジャスタ１６が取イ」けられた旋回板３は、反転用
スプリング４によって回転軸１０を中心に時言４回り方
向に回転力が与えられており、通常、スＩ−ツバ−１２
に押し伺けられている。次に、溶接棒ホルダ１に溶接棒
】９を取付けた後、セラ１−レバー１３′　を、うず巻
バネ１７の力に抗しながら手動にて時開回り方向に、係
止ピン１４′　がアジャスタ１６の鉤部に係止される状
態、即ち１４の位置まで回転させ、セットレバ−１３を
開放すると、うず巻バネ１７と反転用スプリング４の回
転力の差により、旋回板３は溶接棒１９の先端が被溶接
物に押し付けられる迄反時計回りに回転する。第６図は
この時の状態を示している。

ここでアジャスタ１６の鉤部と係止ピン１４の接点Ａと
回転軸１０の中心開路ｍｌがなす円の接点Ａにおける接
線上にアジャスタ１６の軸１５を設けることにより、カ
ム７、アジャスタ１６および係止ピン１４は、それぞれ
旋回板３上における相対位置を変えることなく、それぞ
れ７’　　、　　１６’１４″のように係止状態を保ち
ながら回転するので、溶接棒１９が消耗してもその先端
はたえず被溶接物に押しつけられ、溶接が自動的に進行
するようになっている。

第７図は、アークが消滅した時の状態を示す。前　　　
−述のごとく、制御回路の作動によって、ロータリソレ
ノイド２′　が作動し、ソレノイド軸６の先端に取りつ
けられたカム７１　　が設定角度即ち７１′の位置まで
回転すると、アジャスタ１６′　は軸１５１′を中心に
１６′′のごとく回転する。したがって、係止ピン１４
”’　はアジャスタ１６″との係合状態が保てず、セッ
トレバ−１３″はセラ１へ前の状態即ち１３′　の位置
へ、又、旋回板３″も同様に３の位置に戻り、これによ
って溶接棒の反転動作が行なえるようになっている。

ここで、第９図に示すごとく、１台の溶接電源Ｗに対し
て溶接棒１ａ、２ａ、３ａ＋　　・・・ｎａをそれぞれ
装着した複数の本溶接装置１ｂ、２ｂ。

３ｂ、　　・・・ｎｂを並列に接続し、溶接線に沿って
配置する。この時、各装置の間隔は、先行溶接棒による
溶接が進行し、先行溶接棒が消耗してゆき、その溶接線
とのなす角度が４５°から９０゜になる先行溶接棒先端
の位置に後続溶接棒の先端がくるようにする。さて、こ
のように配置した後、まず、溶接棒１ａに点弧する。こ
の際の点弧要領としては、溶接棒１ａは低溶綴棒２ａ、
３ａ＋　　・・・ｎａに比べ点弧し易い薬剤が先端に塗
布されたものを使用するか、または、全て点弧しにくい
Ｉ容綴棒を使用し、溶接棒１ａをカーボン棒によって点
弧させる等の方法があり、このようにして点弧された溶
接棒は、溶接の進行と共に消耗してゆき、第１０図に示
すごとく、後続溶接棒２ａの先端が先行溶接棒１ａのア
ークの中に入ると後続溶接棒２ａにも電圧が加わってい
るので、後続溶接棒２ａが点弧し、それと同時に先行溶
接棒１ａのアークが消滅する。

この状態のままにしておくと２本の溶接棒１ａと２ａが
交互に再点弧し、溶接ビードの継目力へ乱れることにな
るが、アークが先行溶接棒１ａから後続溶接棒２ａへ移
り、１ａからアークが消滅すると、第８図に示す制御回
路によって第７図しこ示すようにロータリソレノイド２
＋　　が作動し、アジャ。

スタ１６″と係止ピン１４”’　の係合状態が破れて、
前述のごとく旋回板３″はストツノ＜−１２ｂこあたる
まで時計回りに回転するので、同時しこ溶接棒１ａが溶
接線から反転退避し、アーク継ぎがスムーズに行なわれ
る。以下順次これをくり返えすことにより連続溶接が可
能となる。

なお、溶接方向が実施例の逆となる場合には、回転軸１
０及び旋回板３の反転方向は当然逆方向となる。

本発明は、前述の実施例に示したごとく、先行の溶接装
置に装着された溶接棒と後行の溶接装置に装着された溶
接棒とのビード継ぎは、後行の溶接棒の先端が先行の溶
接棒のアークの中に入って初めてアークの移行が行なわ
れるため、各溶接装置の前後間隔にはそれほど注意を払
う必要がなく位置決めが簡単である。

また、先行の溶接棒から後行の溶接棒にアークが移行し
たあと、先行の溶接装置内蔵の電流検知装置および反転
退避装置により先行の溶接棒を溶接線から確実に反転退
避させるため、先、後の溶接棒が交互に再点弧すること
がないので、良好なビード継目が得られると共に、余分
な制御ケーブルを必要とせず、さらに特別な電源を必要
としないため取扱いが非常に簡便で、特に狭隘な場所で
の溶接作業において作業能率および作業環境の両面から
大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接装置の電気回路を示す回路図、第２
図は溶接装置の機構を示す側面図である。 第３図は本発明を一態様で実施する溶接装置の正面図、
第４図は側面図である。第５図、第６図および第７図は
、それぞれ該溶接装置の反転機構の説明図であり、第８
図は該溶接装置の制御回路を示す回路図、第９図は溶接
装置の接続関係を示す正面図、第１０図はアークの移行
を示す正面図である。 １：溶接棒ホルダ　　　２：ロータリソレノイド３：旋
回板　　　　　　４：反転用スプリング５：溶接ケーブ
ル　　　６：ソレノイド軸７：カム　　　　　　　８：
本体フレーム９：取付金具　　　　　１０：回転軸 】１：支持金具　　　　１２：ストツバ１３：セットレ
バ−１４：係止ピン １５：軸　　　　　　　　１６；アジャスタ１７：うず
巻バネ　　　１８：カレントトランス１９：溶接棒　　
　　　２０：バネ ２１ニスペーサ　　　　２２：被溶接物Ｒｅｃ１　、Ｒ
ｅｃ２　：　ＩＩ流器 Ｒ１〜Ｒ３：抵抗 ＺＤｌ　、ＺＤ２　：　ツェナーダイオードＤ：ダイオ
ード　　　　０１〜Ｃ４：コンデンサ■：アーク電圧　
　　　　Ｒｙｌ、Ｒｙ２　：リレーＲｙ１ａ　：　Ｒｙ
ｔのａ接点　　Ｒｙｌｂ：Ｒｙｌのｂ接点Ｒｙ２のａ接
点　　　　　ｗ：溶接電源ｌａ　、　２ａ’、　３ａ　
、・・・ｎａ：溶接棒ｌｂ、２ｂ、３ｂ、・・・ｎｂ　
：溶接装置特許出願人新日本製鐵株式會社 手続補正書（帥） 特許庁長官　若杉　和犬　殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第０５０１５５号２
、発明の名称　　　　連続式低角度溶接装置３、補正を
する者 事件との関係　　　特許出願人 住所　　　　東京都千代田区大手町二丁目６番３号名称
　　　　（６６５）新日本製鐵株式會社代表者　武　１
）　豊 ４、代理人　　〒１０３　　電話　０３−８６４−６０
５２住　所　　東京都中央区東日本橋２丁目２７番６号
５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄２図面の簡単な説明の（１
）明細書第１頁の特許請求の範囲全文を次の通りに訂正
する。 「２、特許請求の範囲 （１）溶接棒ホルダーを有する旋回板と溶接時に該旋回
板を溶接状態に設定するセットレバ−を有する連続式低
角度溶接装置においてユ溶綴棒を溶接部に押圧する方向
に回転する回転軸に係止ピンを有するセットレバ−を固
着し、旋回板にはソレノイド軸の先端にカムを設けたロ
ータリーソレノイド、および該カムを押圧する部分とセ
ットレバ−係止ピンに係合する鉤部を有するアジャスタ
を設置し、かつ旋回板を、反転用スプリングを介して、
セットレバ−が固着されている回転軸に遊嵌したことを
特徴とする連続式低角度溶接装置。 （２）セットレバ−が固着されている回転軸の中心を中
心点として、セラ１−レバー係止ピンとアジャスタ鉤部
との接点を半径とする円の該接点を通る接線上にアジャ
スタ回転軸を設けた前記特許請求の範囲第（１）項記載
の、連続式低角度溶接装置。　　　ｊ（２）明細書第１
６頁第２０行の「Ｒｙ２のａ接点」を、ｒＲｙ２　ａ　
：　Ｒ’／２のａ接点」に訂正する。 （３）図面第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、
第６図および第７図を、それぞれ添付別紙の通り番こ訂
正する。 ７、添付書類の目録 図面・・・・・３葉 尤３羽 −５０７− 弔４司

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接棒ホルダーを有する旋回板と溶接時に該旋回
   板を溶接状態に設定するセラ１〜レバーを有する連続式
   低角度溶接装置において；　溶接棒を溶接部に押圧する
   方向に回転する回転軸に係止ピンを有するセットレバ−
   を固着し、旋回板にはソレノイド軸の先端にカムを設け
   たロータリーソレノイド、および該カムを押圧する部分
   とセットレバ−係止ピンに係合する鉤部を有するアジャ
   スタを設置し、かつ旋回板を、反転用スプリングを介し
   て、セラ１〜レバーが固着されている回転軸に遊嵌した
   ことを特徴とする連続式低角度溶接装置。
2. （２）セットレバ−が固着されている回転軸の中心を中
   心点として、セットレバ−係止ピンとアジャスタ鉤部と
   の接点を半径とする円の該接点を通る接線上にアジャス
   タ回転軸を設けた前記特許請求の範囲第（１）項記載の
   、連続式低角度溶接装置。