WO2020054311A1 - 上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車 - Google Patents

上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車 Download PDF

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将一 野々村
聡 山中
秀隆 早川
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株式会社Ihi
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/235—Preliminary treatment

Definitions

  • the present disclosure relates to upward butt welding used in manufacturing a large-sized structure, for example, a self-supporting square tank (Self-supporting, ⁇ Prismatic-shape ⁇ IMO type B) mounted on a tanker.
  • a method and an upward butt welding carriage are described in detail below.
  • the self-standing square tank described above there is an aluminum alloy tank manufactured according to the shape of the hull, and such a self-standing square tank is composed of a large number of individually manufactured blocks.
  • the manufacture of many of these blocks starts with butt joining of large panels made of aluminum alloy (for example, large panels of 16 m square; material to be welded) by MIG welding.
  • butt joints are performed between the blocks by MIG welding.
  • welding inside the blocks particularly welding to the bottom, is performed while avoiding aggregates that are present in large numbers at the bottom of the blocks. Therefore, it is difficult to arrange and operate the welding cart inside the block, that is, to automate the welding cart.
  • Patent Literature 1 an automatic upward welding device described in Patent Literature 1.
  • an upward welding machine is mounted and a block is mounted. The upward welding is performed while the bogie traveling on the lower road surface travels along the groove detected by the groove detecting means.
  • the present disclosure has been made by focusing on the above-described conventional problems.For example, it is possible to perform upward butt welding on an aluminum alloy without causing welding defects, and also realize automation of upward butt welding on an aluminum alloy. It is an object of the present invention to provide an upward butt welding method and an upward butt welding carriage capable of performing the above.
  • the diameter of the welding torch to be used is determined based on the width of the downward groove on the lower surface side of the butting portion, and the dew point temperature of the shielding gas supplied to the butting portion is set to -45 ° C dp or less.
  • the welding wire is supplied to the welding torch while setting the distance between the welding torch and the material to be welded and the flow rate of the shielding gas at predetermined values, respectively, to perform upward welding.
  • removal of an oxide film and degreasing at a butt portion between aluminum alloy workpieces are performed as pretreatment, and a diameter of a welding torch and a dew point temperature of a shielding gas.
  • the welding is performed while maintaining the distance between the welding torch and the material to be welded and the flow rate of the shielding gas at the respective predetermined values after managing the respective values to the respective predetermined values, and so on, for the aluminum alloy material to be welded.
  • the upward butt welding method according to the present disclosure for example, it is possible to perform upward butt welding on an aluminum alloy without causing welding defects, and it is possible to realize automation of upward butt welding on an aluminum alloy. Excellent effect is obtained.
  • FIG. 1 is an explanatory side view of an upward butt welding cart according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is an explanatory front view of an upward butt welding cart according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is an enlarged explanatory view showing a situation during construction in the upward butt welding bogie of FIGS. 2A and 2B at a downward groove between workpieces.
  • FIG. 2B is an enlarged cross-sectional explanatory view showing a build-up situation in a downward groove between materials to be welded when upward butt welding is performed using an upward butt welding cart in FIGS. 2A and 2B.
  • FIG. 1 shows a bottom panel (material to be welded) of an aluminum alloy block joined by an upward butt welding cart according to an embodiment of the present disclosure
  • FIGS. 2A, 2B, and 3 show the present disclosure
  • 1 shows an upward butt welding carriage according to one embodiment of the present invention.
  • a gap Wg is formed on the upper surface side (upper side in the drawing) at the abutting portion between the aluminum alloy bottom panels W and W (weld material) placed horizontally on the jig J.
  • a V groove Wv (downward groove) is formed on the lower surface side (the lower side in the figure).
  • tab plates (not shown) each having a groove continuous with the V groove Wv are mounted.
  • the vehicle which perform welding on a V groove Wv formed between the bottom panels W of the aluminum alloy block and the bottom groove W shown in FIGS. 2A and 2B, is a bogie having four traveling wheels 2.
  • the vehicle includes a main body 3, a driving force transmission mechanism 4 mounted on the bogie main body 3, and a guide rail 5 installed along the V groove Wv.
  • the upward butt welding carriage 1 travels along the V groove Wv by transmitting the power from the driving force transmission mechanism 4 to the traveling wheels 2 on the front side (the left side in FIG. 2A) of the carriage main body 3.
  • the upward butt welding bogie 1 has a torch support portion 7 which is arranged to protrude in a lateral direction (rightward in FIG. 2B) at a front end of the bogie main body 3, and a rear end of the bogie main body 3 like the torch support portion 7
  • the reel 9 includes a reel 9 which is disposed so as to protrude in the side direction at the portion, and a feeder 10.
  • the torch support 7 supports the welding torch 6 upward, the reel 9 holds the welding wire 8 in a wound state, and the feeder 10 pulls out the welding wire 8 from the reel 9 and sends it to the welding torch 6.
  • the torch support portion 7 includes a lifting guide 7a vertically installed on the bogie main body 3, a slide block 7b capable of moving up and down along the lifting and lowering guide 7a, and a traveling direction of the bogie main body 3 arranged on the slide block 7b. It has a rail 7c in a direction perpendicular to the direction (the left-right direction in FIG. 2B) and a torch holder 7d reciprocally movable on the rail 7c.
  • the slide block 7b is moved up and down by the power of a lifting motor 7e, and the torch holder 7d is moved by the power of a not-shown weebin motor attached to the torch support 7.
  • the upward butt welding cart 1 includes an ultrasonic sensor 11 as an interval sensing unit supported by the slide block 7b of the torch support unit 7 and a control unit 12 mounted on the cart main body 3. I have.
  • the ultrasonic sensor 11 approaches and separates from the bottom panel W together with the welding torch 6, and when the ultrasonic sensor 11 detects the distance z to the bottom panel W, as shown in FIG.
  • the vertical interval between the panel W and the welding torch 6 is set to be the distance Z.
  • the symbol A in FIG. 3 is an arc.
  • the welding torch 6 is integrally provided with a nozzle 13 for injecting the shielding gas G into the V groove Wv.
  • the flow rate of the shield gas G from a gas supply source (not shown) supplied from the gas supply system 12a to the V groove Wv via the nozzle 13 is controlled by the control unit 12 according to the gas pressure detected by the gas pressure sensor 12b. It is supposed to be.
  • control unit 12 calculates the distance Z between the welding torch 6 and the bottom panel W and the flow rate of the shielding gas G in advance when performing welding on the V groove Wv formed between the bottom panels W, W.
  • the torch support 7 and the gas supply system 12a are controlled so as to keep the predetermined value.
  • the diameter D of the welding torch 6 is determined based on the width of the V groove Wv in order to prevent the occurrence of welding defects, particularly blowholes, which are likely to occur in upward butt welding on an aluminum alloy.
  • the diameter is determined so that the shielding range by the shielding gas G supplied to Wv can be secured.
  • the dew-point temperature of the shield gas G is set so as to reduce the amount of moisture contained in the shield gas G in order to keep the amount of hydrogen causing blowhole generation low. 45 ° C. dp or less, preferably -50 ° C. dp or less.
  • the distance Z between the bottom panel W and the welding torch 6 detected by the ultrasonic sensor 11 is determined by the thickness of the bottom panel W, the flow rate of the shielding gas G supplied to the V groove Wv, and the distance of the welding torch 6. It is set based on the diameter D, and is set to approximately 10 to 15 mm.
  • the welding torch 6 having the diameter D set based on the width of the V groove Wv is set on the torch support portion 7 of the upward butt welding carriage 1, and the dew point temperature of the shielding gas G is set to a predetermined value (for example, , ⁇ 45 ° C. dp or less, preferably ⁇ 50 ° C. dp or less).
  • the upward welding by the upward butt welding cart 1 is started.
  • This upward butt welding is performed by the control unit 12 of the upward butt welding cart 1 in a state where the distance Z between the welding torch 6 and the bottom panel W and the flow rate of the shielding gas G are all maintained at predetermined values calculated in advance.
  • the supply of the welding wire 8 is remotely controlled using a monitor system that projects the welding location. It is desirable.
  • the humidity of the welding wire 8 (reel 9 holding the welding wire 8 in a wound state) as a welding metal is maintained at a predetermined value. Since the humidity of the welding environment is maintained at a predetermined value, the occurrence of defects such as blowholes in the bottom panel W made of aluminum alloy can be further reduced.
  • the downward groove is the V groove Wv
  • the downward groove may be the U groove.
  • the configurations of the upward butt welding method and the upward butt welding cart according to the present disclosure are not limited to the configurations of the above-described embodiments, and other configurations may include, for example, a laser sensor as the interval sensing unit. .
  • the diameter of the welding torch to be used is determined based on the width of the downward groove on the lower surface side of the butting portion, and the dew point temperature of the shielding gas supplied to the butting portion is set to -45 ° C dp or less.
  • the welding wire is supplied to the welding torch while setting the distance between the welding torch and the material to be welded and the flow rate of the shielding gas at predetermined values, respectively, to perform upward welding.
  • removal of an oxide film and degreasing at a butt portion between aluminum alloy workpieces are performed as pretreatment, and a diameter of a welding torch and a dew point temperature of a shielding gas.
  • the welding is performed while maintaining the distance between the welding torch and the material to be welded and the flow rate of the shielding gas at the respective predetermined values after managing the respective values to the respective predetermined values, and so on, for the aluminum alloy material to be welded.
  • a second aspect of the present disclosure is configured to perform upward welding while maintaining the humidity of the welding wire supplied to the butt portion through the welding torch at a predetermined value (humidity that does not hinder welding of an aluminum alloy).
  • the third aspect of the present disclosure is configured to perform the upward welding while maintaining the humidity of the upward butt welding environment at a predetermined value (a humidity that does not hinder the welding of the aluminum alloy).
  • the humidity of a welding wire (a bundle of welding wires), which is a welding metal, is maintained at a predetermined value, or the humidity of the welding environment is maintained at a predetermined value. Therefore, when upward welding is performed on an aluminum alloy material to be welded, the occurrence of defects such as blow holes can be further reduced.
  • a fourth aspect of the present disclosure is formed on a lower surface side of a butt portion between the materials to be welded in an upward butt welding trolley for joining and joining horizontally supported aluminum alloy materials to be welded.
  • a bogie main body that travels along a downward groove, a welding torch mounted on the bogie main body and supplied with a welding wire, a torch support portion that supports the welding torch so as to be vertically movable in an upward state,
  • An interval sensing means for detecting a distance between a welding torch and the workpiece; a gas supply system for supplying a shield gas to the downward groove; and a gas for detecting a flow rate of the shield gas supplied to the downward groove.
  • a flow control means mounted on the bogie main body, wherein a diameter of the welding torch is based on a width of a downward groove on a lower surface side at a butt portion between the workpieces. And the dew point temperature of the shield gas is set to -45 ° C. dp or less, and the control unit controls the distance between the welding torch and the workpiece to be detected and the gas flow rate detected by the interval sensing means.
  • the torch support and the gas supply system are controlled so that the flow rate of the shield gas detected by the detection means is maintained at a predetermined value calculated in advance.
  • the upward butt welding bogie In the upward butt welding bogie according to the fourth aspect of the present disclosure, removal and degreasing of an oxide film at a butt portion between aluminum workpieces to be welded are performed as pretreatment, and a diameter of a welding torch and a dew point temperature of a shielding gas.
  • the control unit controls the torch support unit and the gas so as to maintain the distance between the welding torch and the workpiece and the flow rate of the shielding gas at the respective predetermined values. Since the supply system is controlled, the occurrence of defects such as blowholes can be reduced.

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Abstract

底部パネルＷ，Ｗ間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行う前処理を行った後、使用する溶接トーチ６の径Ｄを突き合わせ部におけるＶ開先Ｗｖの幅に基づいて決定すると共に突き合わせ部に供給するシールドガスＧの露点温度を－４５℃dp以下に設定して、溶接トーチ６と底部パネルＷとの距離Ｚ及びシールドガスＧの流量をあらかじめ算出した所定の値にそれぞれ保ちつつ溶接トーチ６に溶接ワイヤ８を供給して上向き溶接を行う。溶接欠陥を生じさせることなくアルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接を行うことができ、アルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接の自動化をも実現し得る。

Description

上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車
　本開示は、大型構造物、例えば、タンカーに搭載される自立角型タンク（Self-supporting, Prismatic-shape IMO type B（自立角型IMOタイプBタンク））を製造する際に用いられる上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車に関するものである。
　上記した自立角型タンクとしては、船体の形状に合わせて製造されるアルミ合金製のタンクがあり、このような自立角型タンクは、個々に製造される多数のブロックから構成されている。これらの多数のブロックの製造は、その大半がアルミ合金製の大型パネル（例えば１６ｍ角の大型パネル；被溶接材）同士のＭＩＧ溶接による突き合わせ接合から開始される。
　そして、最終的にはブロック同士のＭＩＧ溶接による突き合わせ接合が行われるが、　この最終の段階において、ブロックの内側での溶接、特に底部に対する溶接は、ブロック底部に多数存在する骨材を避けながらの実施になるので、ブロックの内側に溶接台車を配置して稼働させること、すなわち、自動化することが難しい。
　したがって、例えば、ブロック同士の突き合わせ接合時における溶接の自動化を進めるためには、ブロックの外側（下側）に溶接台車を配置したうえでの上向き突き合わせ溶接が必要となる。
　従来において、上記したような上向き溶接の自動化を図った溶接装置としては、例えば、特許文献１に記載された自動上向き溶接装置があり、この自動上向き溶接装置では、上向き溶接機を搭載してブロック下方の路面を走行する台車を開先検出手段で検出した開先に沿って走行させつつ上向き溶接を行うようになっている。
特開２００１－１７９４４８号公報
　ここで、アルミ合金に対する上向き溶接は、溶接対象がアルミ合金であるが故に溶け落ちやブローホール等の溶接欠陥が生じやすい。
　したがって、上記した従来の自動上向き溶接装置によって、例えば、上述したアルミ合金製のブロック同士の接合を行う場合には、上記溶接欠陥が生じるのを回避するために厳しい溶接条件が求められることから、アルミ合金に対する上向き溶接は避けているのが現実であり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
　本開示は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、溶接欠陥を生じさせることなくアルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接を行うことができ、アルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接の自動化をも実現することが可能である上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車を提供することを目的としている。
　本開示の第１の態様は、水平に支持されたアルミ合金製の被溶接材同士を突き合わせて接合する上向き突き合わせ溶接方法において、前記被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行う前処理を行った後、使用する溶接トーチの径を前記突き合わせ部における下面側の下向き開先の幅に基づいて決定すると共に前記突き合わせ部に供給するシールドガスの露点温度を－４５℃dp以下に設定して、前記溶接トーチと前記被溶接材との距離及び前記シールドガスの流量をあらかじめ算出した所定の値にそれぞれ保ちつつ前記溶接トーチに溶接ワイヤを供給して上向き溶接を行う構成としている。
　本開示の第１の態様に係る上向き突き合わせ溶接方法において、前処理としてアルミ合金製の被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行ったり、溶接トーチの径及びシールドガスの露点温度を各々の所定値に管理したりしたうえで、溶接トーチと被溶接材との距離及びシールドガスの流量を各々の所定値に保ちつつ溶接を行うので、アルミ合金製の被溶接材に対して上向き突き合わせ溶接を行う場合に、ブローホール等の欠陥が生じるのを少なく抑え得ることとなる。
　なお、本開示に係る突き合わせ溶接方法では、溶接ワイヤの供給に際して、溶接個所を映し出すモニタシステムを用いることが望ましい。
　本開示に係る上向き突き合わせ溶接方法において、例えば、溶接欠陥を生じさせることなくアルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接を行うことができ、アルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接の自動化をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
本開示の一実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車により接合される被溶接材を示す斜視説明図である。 本開示の一実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車の側面説明図である。 本開示の一実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車の正面説明図である。 図２Ａ，図２Ｂの上向き突き合わせ溶接台車における施工中の状況を示す被溶接材間の下向き開先での拡大説明図である。 図２Ａ，図２Ｂの上向き突き合わせ溶接台車を用いて上向き突き合わせ溶接を行った際の被溶接材間の下向き開先における肉盛状況を示す拡大断面説明図である。
　以下、本開示を図面に基づいて説明する。
　図１は、本開示の一実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車により接合されるアルミ合金製のブロックにおける底部パネル（被溶接材）を示しており、図２Ａ，図２Ｂ，図３は、本開示の一実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車を示している。
　図１に示すように、水平に並べて冶具J上に載置されたアルミ合金製の底部パネルＷ，Ｗ（被溶接材）間の突き合わせ部において、上面側（図示上側）にはギャップＷｇが形成され、下面側（図示下側）にはＶ開先Ｗｖ（下向き開先）が形成されている。そして、底部パネルＷ，Ｗ間の突き合わせ部の両端には、図示はしないがＶ開先Ｗｖに連続する溝を有するタブ板が装着されている。
　上記アルミ合金製のブロックの底部パネルＷ，Ｗ間に形成されたＶ開先Ｗｖに対して溶接を行う図２Ａ，図２Ｂに示す上向き突き合わせ溶接台車１は、４個の走行車輪２を有する台車本体３と、この台車本体３に搭載された駆動力伝達機構４と、Ｖ開先Ｗｖに沿って設置したガイドレール５を備えている。この上向き突き合わせ溶接台車１は、駆動力伝達機構４からの動力を台車本体３の前側（図２Ａ左側）の走行車輪２に伝えることでＶ開先Ｗｖに沿って倣い走行する。
　また、この上向き突き合わせ溶接台車１は、台車本体３の前端部において側面方向（図２Ｂ右方向）に張り出して配置されたトーチ支持部７と、このトーチ支持部７と同じく台車本体３の後端部において側面方向に張り出して配置されたリール９と、フィーダ１０を備えている。トーチ支持部７は溶接トーチ６を上向きに支持し、リール９は溶接ワイヤ８を巻き付け状態で保持し、フィーダ１０はリール９から溶接ワイヤ８を引き出して溶接トーチ６に送る。
　トーチ支持部７は、台車本体３上に垂直に設置した昇降ガイド７ａと、この昇降ガイド７ａに沿って昇降可能なスライドブロック７ｂと、このスライドブロック７ｂに配置された台車本体３の走行方向と直交する方向（図２Ｂ左右方向）のレール７ｃと、レール７ｃ上を往復移動可能なトーチホルダ７ｄを具備している。スライドブロック７ｂは昇降用モータ７eからの動力で昇降し、トーチホルダ７ｄはトーチ支持部７に取り付けられた図示しないウィービン用モータの動力で移動する。
　さらに、この上向き突き合わせ溶接台車１は、トーチ支持部７のスライドブロック７ｂに支持された間隔感知手段としての超音波センサ１１を備えていると共に、台車本体３に搭載された制御部１２を備えている。
　超音波センサ１１は溶接トーチ６とともに底部パネルＷに対して接近離間するようになっており、図３にも示すように、超音波センサ１１が底部パネルＷに対する距離ｚを検出した時点で、底部パネルＷ及び溶接トーチ６の上下方向の間隔が距離Zとなるように設定されている。なお、図３における符号Ａはアークである。
　制御部１２では、図示しないウィービン用モータの動作を制御する。加えて、超音波センサ１１で検出する底部パネルＷと溶接トーチ６との間の距離Zを一定に保持するように、トーチ支持部７の昇降用モータ７eの動作を制御するようになっている。
　この場合、溶接トーチ６には、Ｖ開先Ｗｖ内に向けてシールドガスＧを噴射するノズル１３が一体に設けられている。ガス供給系１２ａからノズル１３を介してＶ開先Ｗｖに供給される図外のガス供給源からのシールドガスＧの流量は、ガス圧力センサ１２ｂで検出するガス圧に応じて制御部１２により制御されるようになっている。
　つまり、制御部１２では、底部パネルＷ，Ｗ間に形成されたＶ開先Ｗｖに対して溶接を行う際に、溶接トーチ６と底部パネルＷとの距離Z及びシールドガスＧの流量をあらかじめ算出した所定の値に保つように、トーチ支持部７及びガス供給系１２ａを制御するようになっている。
　ここで、アルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接において発生し易い溶接欠陥、とくにブローホールの発生を防ぐうえで、溶接トーチ６の径Ｄは、Ｖ開先Ｗｖの幅に基づいて決定され、このＶ開先Ｗｖに供給されるシールドガスＧによるシールド範囲を確保し得る径に決定される。
　また、上記と同じくブローホールの発生を防ぐうえで、ブローホール発生の原因となる水素の量を低く抑えるべく、シールドガスＧに含まれる水分量が低くなるようにシールドガスＧの露点温度を－４５℃dp以下、望ましくは－５０℃dp以下とする。
　そして、超音波センサ１１で検出する底部パネルＷと溶接トーチ６との間の距離Zは、底部パネルＷの厚みと、Ｖ開先Ｗｖに供給されるシールドガスＧの流量と、溶接トーチ６の径Ｄに基づいて設定され、おおよそ１０～１５ｍｍに設定される。
　そこで、上記上向き突き合わせ溶接台車１を用いて、冶具J上に載置されたアルミ合金製の底部パネルＷ，Ｗ同士を突き合わせ接合する要領を説明する。
　まず、冶具J上に載置されたアルミ合金製の底部パネルＷ，Ｗ同士を複数個所で溶接により仮付けすると共に、底部パネルＷ，Ｗ間の突き合わせ部の両端に図示しないタブ板を装着する。
　この後、底部パネルＷ，Ｗ間のＶ開先Ｗｖに対して上向き突き合わせ溶接台車１によって上向き突き合わせ溶接を実施する。
　この上向き突き合わせ溶接の実施に先立って、底部パネルＷ，ＷにおけるＶ開先Ｗｖを含む突き合わせ部に対して、前処理としてのアセトンによる脱脂作業及び酸化被膜除去作業（バフ掛け等）を行う。
　これに続いて、Ｖ開先Ｗｖの幅に基づいて設定した径Ｄの溶接トーチ６を上向き突き合わせ溶接台車１のトーチ支持部７にセットすると共に、シールドガスＧの露点温度を所定の値（例えば、－４５℃dp以下、望ましくは－５０℃dp以下）に設定する。
　この際、上向き突き合わせ溶接におけるブローホール対策として、溶接金属である溶接ワイヤ８の湿度（溶接ワイヤ８を巻き付け状態で保持するリール９の湿度）の管理や、溶接環境の湿度の管理も同時に行う。
　そして、上記前処理及び溶接条件等の設定終了後、上向き突き合わせ溶接台車１による上向き溶接を開始する。この上向き突き合わせ溶接は、上向き突き合わせ溶接台車１の制御部１２により、溶接トーチ６と底部パネルＷとの距離Ｚ及びシールドガスＧの流量がいずれもあらかじめ算出した所定の値に保たれた状態で行われる。
　この上向き突き合わせ溶接において、図４に示すように、最初のパスではＶ開先Ｗｖの上面側に裏波ビードＢを形成するための裏波溶接を行う。これに続く中間のパスでは、Ｖ開先Ｗｖに肉Ｂ２を盛るための肉盛り溶接を行う。最後のパスではＶ開先Ｗｖに外観を整えるための肉Ｂ３を盛る溶接を行うものとしている。
　この際、冶具J上に載置されたアルミ合金製の底部パネルＷ，Ｗの下方が狭隘な環境である場合には、溶接個所を映し出すモニタシステムを用いて溶接ワイヤ８の供給を遠隔操作することが望ましい。
　本実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車１を用いた上向き突き合わせ溶接方法において、上記したように、前処理としてアルミ合金製の底部パネルＷ，Ｗ間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行ったり、溶接トーチ６の径Ｄ及びシールドガスＧの露点温度を各々の所定値に管理したりしたうえで、溶接トーチ６と底部パネルＷとの距離Ｚ及びシールドガスＧの流量を各々の所定値に保ちつつ溶接を行うので、アルミ合金製の底部パネルＷにブローホール等の欠陥が生じるのを少なく抑え得ることとなる。
　また、本実施例に係る上向き突き合わせ溶接台車１を用いた上向き突き合わせ溶接方法では、溶接金属である溶接ワイヤ８（溶接ワイヤ８を巻き付け状態で保持するリール９）の湿度を所定の値に保ったり、溶接環境の湿度を所定の値に保ったりしているので、アルミ合金製の底部パネルＷにブローホール等の欠陥が生じるのをより一層少なく抑え得ることとなる。
　したがって、従来成し得なかったアルミ合金に対する上向き突き合わせ溶接の自動化をも実現し得ることとなる。
　なお、上記した実施例では、本開示に係る上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車により、アルミ合金製のブロックにおける底部パネルＷ，Ｗ同士を接合する場合を例に挙げて説明したが、パネル同士の突き合わせ接合に限定しない。
　また、上記した実施例では、下向き開先がＶ開先Ｗｖである場合を例に挙げて説明したが、この下向き開先はＵ開先であってもよい。
　本開示に係る上向き突き合わせ溶接方法及び上向き突き合わせ溶接台車の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、間隔感知手段としてレーザセンサを採用してもよい。
　本開示の第１の態様は、水平に支持されたアルミ合金製の被溶接材同士を突き合わせて接合する上向き突き合わせ溶接方法において、前記被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行う前処理を行った後、使用する溶接トーチの径を前記突き合わせ部における下面側の下向き開先の幅に基づいて決定すると共に前記突き合わせ部に供給するシールドガスの露点温度を－４５℃dp以下に設定して、前記溶接トーチと前記被溶接材との距離及び前記シールドガスの流量をあらかじめ算出した所定の値にそれぞれ保ちつつ前記溶接トーチに溶接ワイヤを供給して上向き溶接を行う構成としている。
　本開示の第１の態様に係る上向き突き合わせ溶接方法において、前処理としてアルミ合金製の被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行ったり、溶接トーチの径及びシールドガスの露点温度を各々の所定値に管理したりしたうえで、溶接トーチと被溶接材との距離及びシールドガスの流量を各々の所定値に保ちつつ溶接を行うので、アルミ合金製の被溶接材に対して上向き突き合わせ溶接を行う場合に、ブローホール等の欠陥が生じるのを少なく抑え得ることとなる。
　本開示の第２の態様は、前記溶接トーチを通して前記突き合わせ部に供給される前記溶接ワイヤの湿度を所定の値（アルミ合金の溶接に差し差し障りのない湿度）に保ちつつ上向き溶接を行う構成としており、本開示の第３の態様は、上向き突き合わせ溶接環境の湿度を所定の値（アルミ合金の溶接に差し差し障りのない湿度）に保ちつつ上向き溶接を行う構成としている。
　本開示の第２，３の態様に係る上向き突き合わせ溶接方法では、溶接金属である溶接ワイヤ（溶接ワイヤの束）の湿度を所定の値に保ったり、溶接環境の湿度を所定の値に保ったりしているので、アルミ合金製の被溶接材に対して上向き溶接を行う場合に、ブローホール等の欠陥が生じるのをより一層少なく抑え得ることとなる。
　一方、本開示の第４の態様は、水平に支持されたアルミ合金製の被溶接材同士を突き合わせて接合する上向き突き合わせ溶接台車において、前記被溶接材間の突き合わせ部における下面側に形成された下向き開先に沿って走行する台車本体と、前記台車本体に搭載されて溶接ワイヤが供給される溶接トーチと、前記溶接トーチを上向き状態で上下方向に移動可能に支持するトーチ支持部と、前記溶接トーチと前記被溶接材との距離を検出する間隔感知手段と、前記下向き開先にシールドガスを供給するガス供給系と、前記下向き開先に供給される前記シールドガスの流量を検出するガス流量検出手段と、前記台車本体に搭載された制御部を備え、前記溶接トーチの径は前記被溶接材間の突き合わせ部における下面側の下向き開先の幅に基づいて決定されると共に、前記シールドガスの露点温度は－４５℃dp以下に設定され、前記制御部は、前記間隔感知手段で検出される前記溶接トーチと前記被溶接材との距離及び前記ガス流量検出手段で検出される前記シールドガスの流量をあらかじめ算出した所定の値に保つべく、前記トーチ支持部及びガス供給系を制御する構成としている。
　本開示の第４の態様に係る上向き突き合わせ溶接台車において、前処理としてアルミ合金製の被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行ったり、溶接トーチの径及びシールドガスの露点温度を各々の所定値に管理したりして上向き突き合わせ溶接を行うと、溶接トーチと被溶接材との距離及びシールドガスの流量を各々の所定値に保つように、制御部がトーチ支持部及びガス供給系を制御するので、ブローホール等の欠陥が生じるのを少なく抑え得ることとなる。
１　　　上向き突き合わせ溶接台車
３　　　台車本体
６　　　溶接トーチ
７　　　トーチ支持部
８　　　溶接ワイヤ
１１　　間隔感知手段（超音波センサ）
１２　　制御部
１２ａ　ガス供給系
１２ｂ　ガス圧力センサ（ガス流量検出手段）
Ｄ　　　溶接トーチの径
Ｗ　　　アルミ合金製の底部パネル（被溶接材）
Ｗｖ　　Ｖ開先（下向き開先）
Ｚ　　　溶接トーチと底部パネルの距離

Claims (4)

  1. 　水平に支持されたアルミ合金製の被溶接材同士を突き合わせて接合する上向き突き合わせ溶接方法において、
    　前記被溶接材間の突き合わせ部における酸化被膜の除去及び脱脂を行う前処理を行った後、使用する溶接トーチの径を前記突き合わせ部における下面側の下向き開先の幅に基づいて決定すると共に前記突き合わせ部に供給するシールドガスの露点温度を－４５℃dp以下に設定して、前記溶接トーチと前記被溶接材との距離及び前記シールドガスの流量をあらかじめ算出した所定の値にそれぞれ保ちつつ前記溶接トーチに溶接ワイヤを供給して上向き溶接を行う上向き突き合わせ溶接方法。
  2. 　前記溶接トーチを通して前記突き合わせ部に供給される前記溶接ワイヤの湿度を所定の値に保ちつつ上向き溶接を行う請求項１に記載の上向き突き合わせ溶接方法。
  3. 　上向き突き合わせ溶接環境の湿度を所定の値に保ちつつ上向き溶接を行う請求項１又は２に記載の上向き突き合わせ溶接方法。
  4. 　水平に支持されたアルミ合金製の被溶接材同士を突き合わせて接合する上向き突き合わせ溶接台車において、
    　前記被溶接材間の突き合わせ部における下面側に形成された下向き開先に沿って走行する台車本体と、
    　前記台車本体に搭載されて溶接ワイヤが供給される溶接トーチと、
    　前記溶接トーチを上向き状態で上下方向に移動可能に支持するトーチ支持部と、
    　前記溶接トーチと前記被溶接材との距離を検出する間隔感知手段と、
    　前記下向き開先にシールドガスを供給するガス供給系と、
    　前記下向き開先に供給される前記シールドガスの流量を検出するガス流量検出手段と、
    　前記台車本体に搭載された制御部を備え、
    　前記溶接トーチの径は前記被溶接材間の突き合わせ部における下面側の下向き開先の幅に基づいて決定されると共に、前記シールドガスの露点温度は－４５℃dp以下に設定され、
    　前記制御部は、前記間隔感知手段で検出される前記溶接トーチと前記被溶接材との距離及び前記ガス流量検出手段で検出される前記シールドガスの流量をあらかじめ算出した所定の値に保つべく、前記トーチ支持部及びガス供給系を制御する上向き突き合わせ溶接台車。
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