JPS5935714B2 - 立向及び下向継手複合部材の溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は文面及び下向溶接線が交叉または隣接した複合
部材を溶接するための装置に関するものである。

文面及び下向継手の複合部材がとくに多いものとしては
、造船の船体ブロックを船台上などで突合せ溶接する場
合、船側縦補強材（以下サイドロンジ材と云う）と船底
縦補強材（以下ボトムロンジ材と云う）の突合せ継手が
ある。

これらの部材は通常、平鋼板または外板などに接合され
るウェブプレートと、そのウェブプレートの他側端に該
プレートと垂直に接合されたフェースプレートからなる
か、またはこれら各プレートに該当するＬ型形鋼材（ア
ングル材）よりなり、文面姿勢と下向姿勢の溶接線が交
叉、または隣接するような溶接継手となる。このような
複合部材の溶接は従来手溶接で行なわれるか、あるいは
自動化したとしても、文面溶接及び下向溶接が夫々別の
溶接方法及びその溶接装置により行なわれていた。例え
ばサイドロンジ材の場合、フェース材の文面溶接はエレ
クトロスラグ溶接が多く、ウェブ材の下向溶接にはガス
シールドアーク自動揺動溶接、サブマージドアーク溶接
あるいは横置式サブマージドアーク溶接が採用されてい
る。このように夫々の溶接方法及びその装置が異なるこ
とは操作上著しく煩雑であることは容易に推測できるこ
とである。

例えばフェース材のエレクトロスラグ溶接は大人熱溶接
でスラグ浴を安定に保持しなければ良好な溶接結果が得
られない。したがつて被溶接部材の取付精度を土げ、冷
却当材の当接精度を良くしないと、スラグの流落ちが生
じ易い欠点がある。ウェブ材のサブマージドアーク溶接
の場合はフラックスを必要としサイドロンジ材のように
高所で狭隘な作業環境では必らずしも最適な方法とは云
えず、さらには溶融池が大きいためにわれが生じ易い危
険性を秘めている。したがつて、このような継手部の溶
接が同一の溶接装置により溶接でき得れば非常に有利で
あり、その開発が要望されていた。この一つの提案とし
て、特開昭４９−３１５５８号があるが、これは立向姿
勢及び下向姿勢とも、自動揺動するガスシールドアーク
溶接法で夫々の姿勢に最も適した揺動機構を必要とする
。また姿勢を変更するためには、その揺動機構及び溶接
トーチの角度を変化させる機構も必要であり、このため
に非常に大型化となり、操作上も煩雑で、まだ充分な溶
接装置ではない、とくに、立向姿勢の溶接では自動揺動
溶接とは云え、溶接者の注意力及び技側を必要とするた
め、さらに小型軽量で溶接者の負担が極力軽くなる溶接
方法で、立向及び下向姿勢とも同一の溶接装置で行なえ
るものの要望がある。本発明は以上の点を改善した溶接
装置を提供するものである。

本発明装置は船体構造物のサイドロンジ材などの突合せ
溶接継手のように立向溶接する溶接線と下向溶接する溶
接線とが、交叉または隣接するような溶接部材において
、立向溶接は溶接電流検知により溶接トーチを自動上昇
制御するエンクローズガスシールドアーク溶接で行い、
下向溶接は片面ガスシールドアーク溶接で行うに当り、
これらを一台の溶接装置にて行い、且つ下向溶接におい
ては任意の位置で溶接トーチの角度を変動させながら溶
接を行うことを特徴とするものである。本発明を容易に
理解するために、まず本発明装置を適用する立向姿勢の
ガスシールドアーク溶接法について説明すると、第１図
乃至第３図に示すように二つの方法がある。

第１図に示す方法は消耗ガスノズル方式のガスシールド
アーク溶接法であり、１，１’の被溶接材と２，２（第
３図に示すように）の当材（銅あるいは固型フラツクス
）によつてエンクローズに形成された開先内に消耗ガス
シールド用ノズル９を挿入する。

該ノズルは可撓性のある消耗ノズルであつて、開先上端
より適当な位置に固定されたガスノズル取付具８にホー
スバンド１０などによつて固定されている。１１はシー
ルドガスを供給するガスホースである。

なお前記ガスノズル取付具８の中心部にはワイヤ３を送
給するワイヤガイドノズル４が設けられており、該ノズ
ル保持部５にて保持され、ガスノズル取付具８とは摺動
できるようになつている。６は給電ケーブルを示す。

今、ガスホース１１よりシールドガスを供給（矢印Ｂ）
すると、ガスシールド用ノズル９の先端より流れ（矢印
Ｂ’）、溶融池の保護を行なう。溶接が進行すると溶融
池は上昇するため、溶接電流が設定値より高くなる。こ
れを検知して常にワイヤの突出し長を一定になるように
ワイヤガイドノズル４のみを自動上昇させ、ガスノズル
９は消耗させながら上進溶接を行なう。第２図と第３図
は非消耗ノズル式ガスシールド方式で第１図と同様にエ
ンクローズに形成された開先内にガスシールドノズル４
’を備えたワイヤガイドノズル４（以下、４’と４を合
せて溶接トーチ４”と云う）を挿入し、自動上進溶接を
行なう。

この場合のガスシールド方法はワイヤガイドノズル４よ
りも短かく設けられたガスシールドノズル４’による開
先内部（矢印Ｃ→Ｃ′）シールドと開先上端より適当な
位置に設けられたガスノズル８’によるガスシールド（
矢印Ｂ−？ Ｂ′）の二重シールド方式にすると、最上
端まで良好な溶接結果が得られる。次に本発明の理解を
さらに容易にするために本発明に係る自動溶接装置の具
体例を第４図及び第５図に基づいて詳述する。

図面の具体例は船体構造物のサイドロンジ材に適用した
場合を示すもので、ウエブ溶接線に略平行に設けられた
レール１２上に、複数の車輪１３にて保持され、該レー
ル上に設けられたラツクバ一１４と、モータ１５に設け
られたピニオン１６の噛合により走行するようにした走
行台車１７がある。レール１２はマグネツトあるいは支
持板Ｔによつて支持されている。走行台車１７上には支
持プロツク１８を左右調整できるように調整機１９が設
けられており、その調整つまみが２０である。該プロツ
ク１８には溶接トーチ４”を昇降させるトーチ昇降機構
２１が支持軸２２にて旋回自在に保持されている。なお
昇降機構２１は溶接トーチ４”を下向溶接線に対し直角
方向に回転出来るように保持した摺動駒２３を送りネジ
２４を介してモータ２５により昇降できるようになつて
いる。さらに前記プロツク１８には下向姿勢用揺動装置
２６を下向溶接線方向に摺動できるようにスライドバ一
２７を介して保持している。また該揺動装置２６の摺動
駆動としては、該装置２６に設けられたモータ２８のピ
ニオン２９と前記ブ頭ノク１８に設けられたラックバ一
３０の噛合により行なわれる。次に揺動装置２６の揺動
軸３１の軸受３２は前 ．・記昇降装置２１の長穴部３
３に係合している。

ｐまり昇降機構２１の支持軸２２を中心とする旋回駆動
は揺動装置２６の摺動により行なわれる。揺動軸３１の
先端にはユニバーサルに回転自在なガスノズル保持具３
４にてガスノゾル８’を保持している。その他溶接トー
チ関係は第１図あるいは第２図と同様で、これらの装置
を制御する制御機構は図示していない。３５は外板を示
す。

次に溶接順序に従つて本発明装置の動作を第５図により
説明する。

図示されているＬ型で溶接線が連続している被溶接材で
あるサイドロンジ材１の揚合は、第２図で説明した非消
耗ノズル式ガスシールド溶接が好ましく、立向姿勢から
溶接するのが好ましい。まずフエイス材の下端にタブ材
を設け、当材にて立向姿勢の開先部を準備する（第２，
３図参照）。レール１２を下向溶接線に平行にセツトし
、仮想線で示される１の状態、つまり溶接トーチ４”が
垂直になるように揺動装置２６の摺動ならびに揺動軸３
１の位置を停止し、立向姿勢の上部に溶接トーチ４”が
位置するように走行台車１？を停止する。そしてトーチ
昇降機構２１のモータ２５の駆動により溶接開始点まで
溶接トーチ４”を挿入下降させ、後溶接を開始する。溶
接進行につれ溶接トーチ４″は自動土昇され立向姿勢の
溶接終了位置まで到達すれば下向姿勢の溶接へと移る。
この時制御装置の操作により、揺動装置２６の揺動及ひ
モータ２８による摺動が開始され、昇降機構２１つまり
溶接トーチ４″の角度が変化し、仮想線で示されるの状
態に変化する。この状態は走行台車１７は動かずに、溶
接トーチ４”の角度変動下向溶接を示している。この角
度変動によるワイヤ突出し長さは旋回により長くなるが
、これをトーチ昇降Ｆｈｌ脚により、常に一定（電流値
が一定）となるように作動するようになつている。次に
、或る設定された角度までトーチ角度変動溶接が進行す
ると制御装置により揺動装置２６の摺動用モータ２８は
停止し走行モータ１５が作動し、台車走行による下向揺
動溶接を続行（ｌに示す状態）する。溶接トーチ４”が
外板３５に到達すれば走行モータ１５及び揺動装置を停
止し下向溶接を終了する。第５図はＬ型サイドロンジ材
について説明したが、第６図に示すように他の部材に本
発明を適用した場合について説明する。

第６図は形鋼材でないサイドロンジ部材であつて、立向
から下向へと連続溶接ができない場合である。この場合
は立向溶接後、溶接トーチをＴ，にセツトしＴ２まで角
度変動溶接を行ない台車走行溶接にてＴ３で終了する。
以上の詳細な説明から明らかなように本発明は立向及び
下向溶接を同一の溶接装置によりガスシールドアーク溶
接を行なうもので、殆んどが自動化されているために溶
接者の技側を余り必要とせず、比較的立向溶接長が短い
場合は小型軽量化が可能であるため高所作業部材に適し
ている。

また立向及び下向溶接とも揺動溶接で行なう方法に対し
本発明は連続溶接が可能であり、たとえ不連続溶接にな
つた場合でも溶接トーチ揺動装置の関係位置を調整する
必要がなく操作上著しく改善されたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明装置に適用する立向姿勢のガ
スシールドアーク溶接法及び装置の概略図、第４図は本
発明装置の実施例で一部断面を有する正面図、第５図は
その動作を説明する側面図、第６図は、本発明装置の他
の実施例の動作を説明する図面である。 １，丁・・・・・・被溶接材、２，２’ ・・・ ・・
当材、３・・・・・・ワイヤ、４，４’ ・・・・・・
ワイヤガイドノズル、４”・・・・・・溶接トーチ、８
・・・・・・ガスノズル取付具、８’ ・・・・・・ガ
スノズル、９・・・・・・消耗用ガスシールド用ノズル
、１２・・・・・・レール、１７・・・・・・走行台車
、１８・・・・・・支持プロツク、２１・・・・・・ト
ーチ昇降機構、２２・・・・・・２１の支持軸、２３・
・・・・・摺動駒、２６・・・・・・揺動装置、２ ？
・・・・・・スライドバ一、３１・・・・・・揺動軸、
３２・・・・・・揺動軸３１の軸受、３３・・・・・・
長穴部、３４・・・・・・ユニバーサルに回転自在なガ
スノズル保持具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 立向溶接する溶接線と下向溶接する溶接線とが交叉
   または隣接するような溶接部材を溶接する溶接装置にお
   いて、下向溶接線に略平行に架設するレール１２と、該
   レールに沿つて走行するように設けられた走行台車１７
   と、該台車上に搭載された支持ブロック１８に前記レー
   ルと平行して往復動可能に懸架された溶接トーチ４の揺
   動装置２６と、下向溶接部材に垂直で、前記レール１２
   に平行な面内で旋回可能に前記支持ブロック１８に軸支
   した溶接トーチ４の昇降機構２１を有し、該昇降機構２
   １下端部には前記揺動装置２６の揺動軸受３２と直交し
   て係合する長穴３３を設けると共に、溶接トーチ４を、
   一端を前記昇降機構２１の摺動駒２３に保持し、他端を
   前記揺動装置２６の揺動軸３１先端に設けたガスノズル
   ８′に摺動可能に保持させ、さらに溶接電流の変動を検
   知して前記昇降機構２１を駆動させ、溶接トーチ４を自
   動昇降させる制御機構を有する立向及び下向継手複合部
   材の自動溶接装置。