WO2024232118A1 - すみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物 - Google Patents

すみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物 Download PDF

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猛 片山
薫 篠田
健司 上川
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage

Definitions

  • the present invention relates to a fillet welding device, a fillet welding method, and a fillet welded structure.
  • Japanese Patent Publication No. 5968934 discloses a fillet welding device that fillet welds stacked zinc-plated steel sheets using MAG (Metal Active Gas) welding.
  • MAG Metal Active Gas
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 5968934
  • the base material that is fillet welded by the fillet welding device described in Patent Document 1 is a stack of one-piece steel plates.
  • a single steel plate is subject to relatively small deformation due to heat input during fillet welding compared to a base material made of multiple long members arranged in parallel at a specified interval.
  • the fillet welding device described in Patent Document 1 does not fully take into consideration deformation of the base material due to heat input.
  • the present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a fillet welding device, a fillet welding method, and a fillet welded structure that can suppress the widening of the gap between long members.
  • the fillet welding device of the first aspect of the present invention fillet welds a screen and a plate material.
  • the screen has a plurality of long members arranged in parallel at a predetermined interval.
  • the plate material is placed on the screen.
  • the fillet welding device includes a welding torch, a corner detector, a welding torch movement mechanism, and a welding power source.
  • the welding torch inputs heat as a welding operation to the portion to be fillet welded.
  • the corner detector detects the corner of the portion of the plate material to be fillet welded that is farther from the screen.
  • the welding torch movement mechanism aims the welding torch at the detected corner.
  • the welding power source passes a pulsed welding current through the welding torch aimed at the corner.
  • the fillet welding method of the second aspect of the present invention fillet welds a screen and a plate material.
  • the screen has a plurality of long members arranged in parallel at a predetermined interval.
  • the plate material is placed on the screen.
  • the fillet welding method includes preparing a welding torch that inputs heat as a welding operation to the portion to be fillet welded.
  • the fillet welding method includes detecting a corner of the portion of the plate material to be fillet welded that is farther from the screen.
  • the fillet welding method includes directing a welding torch to the detected corner.
  • the fillet welding method includes passing a pulsed welding current through the welding torch directed at the corner.
  • the fillet welded structure of the third aspect of the present invention is formed by fillet welding a screen and a plate material.
  • the screen has a plurality of long members arranged in parallel at a predetermined interval.
  • the plate material is placed on the screen.
  • the fillet welded structure comprises a screen, a plate material, and a weld metal.
  • the weld metal is formed by fillet welding.
  • the height of the weld metal is equal to or greater than the thickness of the plate material.
  • the throat thickness of the weld metal is equal to or greater than 1/ ⁇ 2 of the height of the weld metal.
  • the fillet welding device, fillet welding method, and fillet welded structure of the present invention can prevent the gap between long members from widening.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a fillet welding device and a fillet welding method according to an embodiment of the present invention
  • 1 is a diagram illustrating a pulsed welding current in a fillet welding device and a fillet welding method.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view illustrating a fillet welding apparatus and a metal placed on a part to be fillet welded by a fillet welding method.
  • 4 is a cross-sectional photograph of a fillet welded structure manufactured using the fillet welding apparatus and fillet welding method shown in Figures 1 to 3.
  • FIG. 2 is a plan view showing a schematic diagram of a gap between a welded long member and a non-welded long member over a fillet welded length.
  • the fillet welding device 100 and fillet welding method according to this embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. Below, the fillet welding device 100 will be described, and then the fillet welding method will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a fillet welding device 100 and a fillet welding method according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a pulsed welding current C in the fillet welding device 100 and the fillet welding method.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a heat absorbing metal 8 arranged in the portion to be fillet welded in the fillet welding device 100 and the fillet welding method.
  • the fillet welding device 100 is a device that fillet welds a screen 1 and a plate material 2.
  • the screen 1 has a plurality of elongated members 10 arranged in parallel at a predetermined interval g.
  • the plate material 2 is placed on the screen 1.
  • the fillet welding device 100 includes a welding torch 4, a corner detector 5, a welding torch movement mechanism 6, and a welding power source 7.
  • the welding torch 4 inputs heat to the portion to be fillet welded as part of the welding process.
  • the corner detector 5 detects the corner 25 of the portion to be fillet welded in the plate material 2 that is farther from the screen 1.
  • the welding torch movement mechanism 6 points the welding torch 4 toward the detected corner 25.
  • the welding power source 7 passes a pulsed welding current C through the welding torch 4 pointed toward the corner 25.
  • the welding torch 4 through which the pulsed welding current C is passed performs welding toward the corner 25 of the plate material 2 that is farther from the screen 1. Because the welding torch 4 is not directed toward the screen 1, heat input to the long member 10 of the screen 1 is suppressed. In addition, the pulsed welding current C further suppresses heat input to the long member 10.
  • the fillet welding device 100 can suppress the expansion of the gap g of the long member 10 by suppressing the heat input to the long member 10.
  • the plate material 2 has a corner 25 on the side farther from the screen 1 and a corner 22 on the side closer to the screen 1.
  • the corner 25 on the side farther from the screen 1 forms the edge of the upper surface of the plate material 2.
  • the corner 22 on the side closer to the screen 1 forms the edge of the lower surface of the plate material 2 (the surface that is placed on the screen 1).
  • the pulsed welding current C increases the peak current, allowing the weld metal to reach the screen 1.
  • the corners 25 detected by the corner detector 5 are the corners 25 on the side of the plate 2 farthest from the screen 1, i.e., the upper corners 25. Detecting the corners 25 with the corner detector 5 also includes detecting a position that is higher than the top surface of the screen 1 by the thickness H1 of the plate 2.
  • the welding torch 4 is, for example, for arc welding or laser welding.
  • GMA Gas Metal Arc
  • a consumable electrode type such as MIG (Metal Inert Gas) welding or a non-consumable electrode type such as TIG (Tungsten Inert Gas) welding may be used.
  • the corner detector 5 is, for example, a laser sensor. It is preferable that the corner detector 5 detects the corners 25 not only before welding, but also during welding.
  • the corners 25 are not limited to the corners of the plate material 2 that are farther from the screen 1, but also include the periphery of the corners (for example, up to 30% of the thickness H1 of the plate material 2).
  • the welding torch moving mechanism 6 is, for example, a welding robot that holds the welding torch 4. It is preferable that the welding torch moving mechanism 6 always points the welding torch 4, through which the pulsed welding current C is flowing, toward the corner 25. In other words, during welding, if the welding torch 4 moves away from the corner 25, the welding torch moving mechanism 6 adjusts the welding torch 4 so that it points toward the corner 25.
  • the fillet welding device 100 can further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the welding power source 7 is for AC or DC. As shown in FIG. 2, the welding power source 7 sets the current increase rate dI/dT from the base current C2 to the peak current C1 in the pulse welding current C to a predetermined value or less.
  • the predetermined value is a value that reduces the amount of melting of the welding wire 41.
  • the melting rate of the welding wire 41 is reduced. Therefore, the arc length is reduced, and it is possible to bring the welding torch 4 closer to the corner 25. By bringing the welding torch 4 closer to the corner 25, spatter is less likely to occur, and the tip of the welding torch 4 is less likely to come off the corner 25.
  • the fillet welding device 100 can prevent the generation of spatter and further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the welding power source 7 sufficiently increases the difference D between the base current C2 and the peak current C1 in the pulsed welding current C. This ensures that the base current C2 is sufficiently small and the peak current C1 is sufficiently large in the welding current C.
  • a sufficiently small base current C2 further suppresses heat input to the long member 10, and a sufficiently large peak current C1 results in deep penetration. Deep penetration leads to a sufficient seal by fillet welding between the long member 10 and the plate material 2.
  • the fillet welding device 100 can further suppress the widening of the gap g of the long member 10 and can adequately seal the long member 10 and the plate material 2.
  • Each process that constitutes the fillet welding method is not limited to an automatic process using the fillet welding device 100, but may be a manual process.
  • the fillet welding method is a method of fillet welding a screen 1 and a plate material 2.
  • the screen 1 has a plurality of elongated members 10 arranged in parallel at a predetermined interval g.
  • the plate material 2 is placed on the screen 1.
  • the fillet welding method includes a step of preparing a welding torch 4 that inputs heat as a welding operation to the portion to be fillet welded.
  • the fillet welding method further includes a step of detecting a corner 25 of the portion to be fillet welded in the plate material 2 that is farther from the screen 1.
  • the fillet welding method further includes a step of directing the welding torch 4 to the detected corner 25.
  • the fillet welding method further includes a step of passing a pulsed welding current C through the welding torch 4 directed at the corner 25.
  • the welding torch 4 through which the pulsed welding current C is passed performs welding toward the corner 25 of the plate material 2 that is farther from the screen 1. Because the welding torch 4 is not directed toward the screen 1, heat input to the long member 10 of the screen 1 is suppressed. In addition, the pulsed welding current C further suppresses heat input to the long member 10.
  • the fillet welding method can suppress the expansion of the gap g of the long member 10 by suppressing the heat input to the long member 10.
  • the fillet welding method can further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the rate of increase dI/dT of the current from base current C2 to peak current C1 in the pulsed welding current C is automatically or manually set to a predetermined value or less.
  • the predetermined value is a value that reduces the amount of melting of the welding wire 41.
  • the melting rate of the welding wire 41 is reduced. Therefore, the arc length is reduced, and it is possible to bring the welding torch 4 closer to the corner 25. By bringing the welding torch 4 closer to the corner 25, spatter is less likely to occur, and the tip of the welding torch 4 is less likely to come off the corner 25.
  • the fillet welding method can prevent the generation of spatter and further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the fillet welding method further includes a step of placing a heat absorbing metal 8 that absorbs heat input in the portion to be fillet welded before passing a pulsed welding current C through the welding torch 4.
  • the fillet welding method includes a step of placing a heat absorbing metal 8 on the part to be fillet welded, followed by a step of passing a pulsed welding current C through a welding torch 4 aimed at the corner 25.
  • the heat absorbing metal 8 absorbs the heat input from the welding process, the heat input to the long member 10 of the screen 1 is further suppressed. As a result, the fillet welding method can further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the heat absorbing metal 8 by placing the heat absorbing metal 8 and then performing welding toward the corner 25 of the plate material 2 that is farther from the screen 1, it is possible to prevent the base material (screen 1 and plate material 2) from not being welded to the weld metal.
  • the heat absorbing metal 8 it is possible to prevent the weld metal from becoming an excessively convex bead, resulting in a better bead appearance.
  • the heat absorbing metal 8 is, for example, a round bar, a filler metal, or a welding wire.
  • the heat absorbing metal 8 that is a round bar or a welding wire is preferably ⁇ 0.8 mm to ⁇ 1.4 mm, and more preferably has a standard of ⁇ 1.2 mm.
  • the heat absorbing metal 8 that is a filler metal preferably has a cross-sectional area equivalent to ⁇ 0.8 mm to ⁇ 1.4 mm.
  • the heat absorbing metal 8 is preferably placed on the screen 1 and temporarily attached 80 to the portion (surface) of the plate material 2 where fillet welding will be performed.
  • the temporary attachment 80 is performed by resistance welding such as percussion welding. By temporarily attaching 80, the heat absorbing metal 8 is stabilized in position even during welding.
  • the heat absorbing metal 8 covers the entire length of the fillet weld. This allows the heat absorbing metal 8 to fully absorb the heat input to the long member 10 of the screen 1, further suppressing the heat input to the long member 10. As a result, the fillet welding method can further suppress the widening of the gap g of the long member 10.
  • the heat absorbing metal 8 is preferably made of the same material as the weld metal. This is because the heat absorbing metal 8 melts during welding, and the molten heat absorbing metal 8 becomes part of the weld metal. It is preferable that the heat absorbing metal 8 melts completely during welding, but it is acceptable for some of it to remain unmelted.
  • Figure 4 is a cross-sectional photograph of the fillet welded structure 123 manufactured using the fillet welding device 100 and fillet welding method in Figures 1 to 3.
  • the fillet welded structure 123 may also be manufactured using other devices or methods.
  • Figure 5 is a plan view that shows a schematic representation of the gap g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 over the fillet welded length L.
  • the fillet welded structure 123 is a structure in which the screen 1 and the plate material 2 are fillet welded.
  • the screen 1 has a plurality of long members 10 arranged in parallel at a predetermined interval g.
  • the plate material 2 is placed on the screen 1.
  • the fillet welded structure 123 comprises a screen 1, a plate material 2, and a weld metal 3.
  • the weld metal 3 is formed by fillet welding.
  • the height H2 of the weld metal 3 is equal to or greater than the thickness H1 of the plate material 2.
  • the weld metal 3 has a shape that suppresses heat input to the long member 10 during welding and ensures sufficient strength.
  • the fillet welded structure 123 can reduce the need to repair deformation caused by heat input to the long member 10 and has sufficient strength.
  • the weld metal 3 is not a recessed fillet.
  • the fillet welded structure 123 is, for example, a catalyst installation tray for an internal component in chemical plant equipment.
  • the weld metal 3 has a trapezoidal shape having an upper base 31 and a lower base 32. Therefore, the weld metal 3 has a shape that further suppresses heat input to the long member 10 during welding, and ensures more sufficient strength. As a result, the fillet welded structure 123 can further reduce the need to repair deformation caused by heat input to the long member 10, and can have more sufficient strength.
  • the fillet-welded long member 10 will be referred to as the welded long member 11.
  • the long members 10 adjacent to the welded long member 11 those on which the plate material 2 is not placed and which are not fillet-welded will be referred to as the non-welded long member 12.
  • the distance g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 is wide enough at the first location W1, the second location W2, and the third location W3 not to meet the standard value.
  • the total length of the first location W1, the second location W2, and the third location W3 is less than 40% of the fillet welded length L.
  • the distance g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 meets the standard value for a length of 60% or more of the fillet welded length L.
  • the points W1-W3 of the gap g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 that do not meet the standard value, i.e., the points W1-W3 that need to be repaired to meet the standard value, are less than 40% of the fillet welded length L.
  • the fillet welded structure 123 can further reduce repairs to the long member 10.
  • the points W1 to W3 of the distance g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 that do not satisfy the standard value may be intermittent, such as the first point W1, the second point W2, and the third point W3 shown in FIG. 5, or may be continuous, such as only one point (not shown).
  • the points W1 to W3 that do not meet the standard value are preferably less than 20% of the fillet welded length L, more preferably less than 10%, and even more preferably less than 5%.
  • the points W1 to W3 that do not meet the standard value were 5% to 10% of the fillet welded length L.
  • the standard value is, for example, 0.225 mm. In other words, if the distance g between the welded long member 11 and the non-welded long member 12 exceeds the standard value, it is determined that the standard value is not met.
  • the materials of the screen 1 and the plate material 2 are not described, but both are metals such as stainless steel or carbon steel. Specifically, both the screen 1 and the plate material 2 are, for example, stainless steel.
  • the rate at which the current in the pulsed welding current C decreases from the peak current C1 to the base current C2 is not described. It is preferable that the current decrease rate be such that the droplets are neatly short-circuited to the molten pool.
  • the present invention provides a fillet welding device, a fillet welding method, and a fillet welded structure, and has industrial applicability.

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Abstract

すみ肉溶接装置（１００）は、スクリーン（１）と、板材（２）とをすみ肉溶接する。スクリーン（１）は、所定の間隔（ｇ）で並列に配置された複数の長尺部材（１０）を有する。板材（２）は、スクリーン（１）に載置される。すみ肉溶接装置（１００）は、溶接トーチ（４）と、角部検出器（５）と、溶接トーチ移動機構（６）と、溶接電源（７）とを備える。溶接トーチ（４）は、すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する。角部検出器（５）は、板材（２）においてすみ肉溶接される部分のうち、スクリーン（１）から遠い側の角部（２５）を検出する。溶接トーチ移動機構（６）は、検出された角部（２５）に溶接トーチ（４）を向ける。溶接電源（７）は、角部（２５）に向けられた溶接トーチ（４）にパルスの溶接電流（Ｃ）を流す。

Description

すみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物
　本発明は、すみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物に関する。
　日本国特許第５９６８９３４号公報に、重ねられた亜鉛めっき鋼板をＭＡＧ（Ｍｅｔａｌ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｇａｓ）溶接によりすみ肉溶接するすみ肉溶接装置が開示されている。
　以下、前記日本国特許第５９６８９３４号公報は、特許文献１と称される。
　ところで、特許文献１に記載のすみ肉溶接装置ですみ肉溶接される母材は、一枚物の鋼板を重ねたものである。一枚物の鋼板は、所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材からなる母材に比べて、すみ肉溶接の入熱による変形が比較的小さい。
　したがって、特許文献１に記載のすみ肉溶接装置は、母材の入熱による変形を十分に考慮していない。
　以上より、特許文献１に記載のすみ肉溶接装置は、所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材にすみ肉溶接した場合、複数の長尺部材の間隔を許容範囲外まで広げてしまうおそれがある。例えば、複数の長尺部材が触媒の設置に用いられるものの場合、複数の長尺部材の間隔が基準値を超えて広がれば、間隔から触媒が漏れ出るリスクがある。基準値は、例えば、０．２２５ｍｍである。
　本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、長尺部材の間隔の広がりを抑制することができるすみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物を提供することを目的とする。
　本発明の第１局面のすみ肉溶接装置は、スクリーンと、板材とをすみ肉溶接する。スクリーンは、所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有する。板材は、スクリーンに載置される。すみ肉溶接装置は、溶接トーチと、角部検出器と、溶接トーチ移動機構と、溶接電源とを備える。溶接トーチは、すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する。角部検出器は、板材においてすみ肉溶接される部分のうち、スクリーンから遠い側の角部を検出する。溶接トーチ移動機構は、検出された角部に溶接トーチを向ける。溶接電源は、角部に向けられた溶接トーチにパルスの溶接電流を流す。
　本発明の第２局面のすみ肉溶接方法は、スクリーンと、板材とをすみ肉溶接する。スクリーンは、所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有する。板材は、スクリーンに載置される。すみ肉溶接方法は、すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する溶接トーチを準備する。すみ肉溶接方法は、板材においてすみ肉溶接される部分のうち、スクリーンから遠い側の角部を検出する。すみ肉溶接方法は、検出された角部に溶接トーチを向ける。すみ肉溶接方法は、角部に向けられた溶接トーチにパルスの溶接電流を流す。
　本発明の第３局面のすみ肉溶接構造物は、スクリーンと、板材とがすみ肉溶接されたものである。スクリーンは、所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有する。板材は、スクリーンに載置される。すみ肉溶接構造物は、スクリーンと、板材と、溶接金属とを備える。溶接金属は、すみ肉溶接により形成される。溶接金属の高さは、板材の厚さ以上である。溶接金属ののど厚は、溶接金属の高さの１／√２以上である。
　本発明のすみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法及びすみ肉溶接構造物によれば、長尺部材の間隔の広がりを抑制することができる。
本実施形態に係るすみ肉溶接装置及びすみ肉溶接方法を説明する斜視図である。 すみ肉溶接装置及びすみ肉溶接方法でのパルスの溶接電流を説明する図である。 すみ肉溶接装置及びすみ肉溶接方法ですみ肉溶接される部分に配置された金属を説明する斜視図である。 図１～図３でのすみ肉溶接装置及びすみ肉溶接方法で製造されたすみ肉溶接構造物の断面写真である。 溶接長尺部材と非溶接長尺部材との間隔をすみ肉溶接された長さにわたって模式的に示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、以下に記載される説明において、特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。
　図１～図３を参照して、本実施形態に係るすみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法について説明する。以下、すみ肉溶接装置１００について説明した後、すみ肉溶接方法について説明する。
　図１は、本実施形態に係るすみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法を説明する斜視図である。図２は、すみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法でのパルスの溶接電流Ｃを説明する図である。図３は、すみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法ですみ肉溶接される部分に配置された吸熱金属８を説明する斜視図である。
　図１に示されるように、すみ肉溶接装置１００は、スクリーン１と板材２とをすみ肉溶接する装置である。スクリーン１は、所定の間隔ｇで並列に配置された複数の長尺部材１０を有する。板材２は、スクリーン１に載置される。
　すみ肉溶接装置１００は、溶接トーチ４と、角部検出器５と、溶接トーチ移動機構６と、溶接電源７とを備える。
　溶接トーチ４は、すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する。角部検出器５は、板材２においてすみ肉溶接される部分のうち、スクリーン１から遠い側の角部２５を検出する。溶接トーチ移動機構６は、検出された角部２５に溶接トーチ４を向ける。溶接電源７は、角部２５に向けられた溶接トーチ４にパルスの溶接電流Ｃを流す。
　したがって、パルスの溶接電流Ｃが流された溶接トーチ４は、板材２におけるスクリーン１から遠い側の角部２５に向けて溶接施工を行う。溶接トーチ４がスクリーン１に向けられないので、スクリーン１の長尺部材１０への入熱が抑制される。また、パルスの溶接電流Ｃにより、長尺部材１０への入熱がさらに抑制される。
　結果として、すみ肉溶接装置１００は、長尺部材１０への入熱を抑制することで、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを抑制することができる。
　板材２は、スクリーン１から遠い側の角部２５と、スクリーン１に近い側の角部２２とを有する。スクリーン１から遠い側の角部２５は、板材２の上面の縁部を構成する。スクリーン１に近い側の角部２２は、板材２の下面（スクリーン１に載置される面）の縁部を構成する。
　特に、パルスの溶接電流Ｃにより、ピーク電流が大きくなるので、溶接金属をスクリーン１まで届かせることができる。
　角部検出器５で検出される角部２５は、板材２においてスクリーン１から遠い側の角部２５、すなわち、上側の角部２５である。角部検出器５で角部２５を検出するとは、スクリーン１の上面から板材２の厚さＨ１だけ高い位置を検出することも含まれる。
　溶接トーチ４は、例えば、アーク溶接用、又は、レーザー溶接用である。アーク溶接用としては、ＧＭＡ（Ｇａｓ　Ｍｅｔａｌ　Ａｒｃ）溶接用が好ましい。勿論、アーク溶接用には、ＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｅｒｔ　Ｇａｓ）溶接用のような消耗電極式でもよく、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　Ｉｎｅｒｔ　Ｇａｓ）溶接用のような非消耗電極式でもよい。
　角部検出器５は、例えば、レーザーセンサーである。角部検出器５は、溶接施工の前だけでなく、溶接施工の際にも角部２５を検出することが好ましい。角部２５は、板材２におけるスクリーン１から遠い側の角に限定されず、角の周辺（例えば、板材２の厚さＨ１の３０％）までを含む。
　溶接トーチ移動機構６は、例えば、溶接トーチ４を保持する溶接ロボットである。溶接トーチ移動機構６は、パルスの溶接電流Ｃが流れている溶接トーチ４を、常に角部２５に向くようにすることが好ましい。すなわち、溶接トーチ移動機構６は、溶接施工の際に、溶接トーチ４を向けた先が角部２５から外れると、溶接トーチ４を角部２５に向くように調整する。
　したがって、溶接トーチ４の調整により、スクリーン１の長尺部材１０への入熱が一層抑制される。結果として、すみ肉溶接装置１００は、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。
　溶接電源７は、交流用、又は、直流用である。図２に示されるように、溶接電源７は、パルスの溶接電流Ｃにおけるベース電流Ｃ２からピーク電流Ｃ１までの電流の増加速度ｄＩ／ｄＴを所定値以下にする。所定値は、溶接ワイヤー４１が溶ける量を小さくする程度の値である。
　パルスの溶接電流Ｃにおけるベース電流Ｃ２からピーク電流Ｃ１までの電流の増加速度ｄＩ／ｄＴが所定値以下であることにより、溶接ワイヤー４１の溶融速度が小さくなる。したがって、アーク長が小さくなるので、溶接トーチ４を角部２５に近づけることが可能である。溶接トーチ４を角部２５に近づけることで、スパッタが発生しにくくなり、且つ、溶接トーチ４を向けた先が角部２５から外れにくい。
　結果として、すみ肉溶接装置１００は、スパッタの発生を防止することができ、且つ、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。
　溶接電源７は、パルスの溶接電流Ｃにおけるベース電流Ｃ２とピーク電流Ｃ１との差Ｄを十分に大きくすることが好ましい。これにより、溶接電流Ｃにおいて、ベース電流Ｃ２が十分に小さくなるとともに、ピーク電流Ｃ１が十分に大きくなる。
　したがって、十分に小さいベース電流Ｃ２により長尺部材１０への入熱が一層抑制され、且つ、十分に大きいピーク電流Ｃ１により溶け込みが深くなる。深い溶け込みは、長尺部材１０と板材２とのすみ肉溶接による十分なシールに繋がる。
　結果として、すみ肉溶接装置１００は、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができ、且つ、長尺部材１０と板材２とを十分にシールすることができる。
　以下、図１～図３を参照して、すみ肉溶接方法について説明する。すみ肉溶接方法を構成する各工程は、すみ肉溶接装置１００を使用するような自動の工程に限られず、手動の工程でもよい。
　図１に示されるように、すみ肉溶接方法は、スクリーン１と板材２とをすみ肉溶接する方法である。スクリーン１は、所定の間隔ｇで並列に配置された複数の長尺部材１０を有する。板材２は、スクリーン１に載置される。
　すみ肉溶接方法は、すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する溶接トーチ４を準備する工程を備える。すみ肉溶接方法は、板材２においてすみ肉溶接される部分のうち、スクリーン１から遠い側の角部２５を検出する工程をさらに備える。すみ肉溶接方法は、検出された角部２５に溶接トーチ４を向ける工程をさらに備える。すみ肉溶接方法は、角部２５に向けられた溶接トーチ４にパルスの溶接電流Ｃを流す工程をさらに備える。
　したがって、パルスの溶接電流Ｃが流された溶接トーチ４は、板材２におけるスクリーン１から遠い側の角部２５に向けて溶接施工を行う。溶接トーチ４がスクリーン１に向けられないので、スクリーン１の長尺部材１０への入熱が抑制される。また、パルスの溶接電流Ｃにより、長尺部材１０への入熱がさらに抑制される。
　結果として、すみ肉溶接方法は、長尺部材１０への入熱を抑制することで、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを抑制することができる。
　自動又は手動により、パルスの溶接電流Ｃが流れている溶接トーチ４を、常に角部２５に向くようにすることが好ましい。すなわち、自動又は手動により、溶接施工の際に、溶接トーチ４を向けた先が角部２５から外れると、溶接トーチ４を角部２５に向くように調整する。
　したがって、溶接トーチ４の調整により、スクリーン１の長尺部材１０への入熱が一層抑制される。結果として、すみ肉溶接方法は、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。
　図２に示されるように、自動又は手動により、パルスの溶接電流Ｃにおけるベース電流Ｃ２からピーク電流Ｃ１までの電流の増加速度ｄＩ／ｄＴを所定値以下にする。所定値は、溶接ワイヤー４１が溶ける量を小さくする程度の値である。
　パルスの溶接電流Ｃにおけるベース電流Ｃ２からピーク電流Ｃ１までの電流の増加速度ｄＩ／ｄＴが所定値以下であることにより、溶接ワイヤー４１の溶融速度が小さくなる。したがって、アーク長が小さくなるので、溶接トーチ４を角部２５に近づけることが可能である。溶接トーチ４を角部２５に近づけることで、スパッタが発生しにくくなり、且つ、溶接トーチ４を向けた先が角部２５から外れにくい。
　結果として、すみ肉溶接方法は、スパッタの発生を防止することができ、且つ、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。
　図３に示されるように、すみ肉溶接方法は、溶接トーチ４にパルスの溶接電流Ｃを流す前に、すみ肉溶接される部分に入熱を吸収する吸熱金属８を配置する工程をさらに備える。
　すなわち、すみ肉溶接方法は、すみ肉溶接される部分に吸熱金属８を配置する工程の後に、角部２５に向けられた溶接トーチ４にパルスの溶接電流Ｃを流す工程を備える。
　吸熱金属８が溶接施工の入熱を吸収するので、スクリーン１の長尺部材１０への入熱が一層抑制される。結果として、すみ肉溶接方法は、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。また、吸熱金属８を配置した後に、板材２におけるスクリーン１から遠い側の角部２５に向けて溶接施工を行うことで、母材（スクリーン１及び板材２）と溶接金属との未溶着を防ぐことができる。さらに、吸熱金属８を配置することにより、溶接金属が過剰な凸型ビードになることも防止されるので、より良好なビードの外観を得ることができる。
　吸熱金属８は、例えば、丸棒、溶加材、又は、溶接ワイヤーである。丸棒又は溶接ワイヤーである吸熱金属８は、φ０．８ｍｍ～φ１．４ｍｍが好ましく、φ１．２ｍｍの規格であることが一層好ましい。溶加材である吸熱金属８は、φ０．８ｍｍ～φ１．４ｍｍに相当する断面積を有するものが好ましい。
　吸熱金属８は、スクリーン１に載置されるとともに、板材２においてすみ肉溶接がされる部分（面）に仮付け８０されることが好ましい。仮付け８０は、例えば、パーカッション溶接のような抵抗溶接で行われる。吸熱金属８は、仮付け８０されることで、溶接施工の際にも位置が安定する。
　吸熱金属８は、すみ肉溶接される長さの全てをカバーすることが好ましい。これにより、吸熱金属８がスクリーン１の長尺部材１０への入熱を十分に吸収することで、長尺部材１０への入熱が一層抑制されるからである。結果として、すみ肉溶接方法は、長尺部材１０の間隔ｇの広がりを一層抑制することができる。
　吸熱金属８は、溶接金属と同じ材質であることが好ましい。吸熱金属８が溶接施工により溶けることで、溶けた吸熱金属８が溶接金属の一部になるからである。吸熱金属８は、溶接施工により全て溶けることが好ましいものの、一部が溶け残ってもよい。
　以下、図４及び図５を参照して、すみ肉溶接構造物１２３について説明する。図４は、図１～図３でのすみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法で製造されたすみ肉溶接構造物１２３の断面写真である。すみ肉溶接構造物１２３は、他の装置又は方法で製造されてもよい。図５は、溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇをすみ肉溶接された長さＬにわたって模式的に示す平面図である。
　図４に示されるように、すみ肉溶接構造物１２３は、スクリーン１と板材２とがすみ肉溶接された構造物である。スクリーン１は、所定の間隔ｇで並列に配置された複数の長尺部材１０を有する。板材２は、スクリーン１に載置される。
　すみ肉溶接構造物１２３は、スクリーン１と、板材２と、溶接金属３とを備える。溶接金属３は、すみ肉溶接により形成される。
　溶接金属３の高さＨ２は、板材２の厚さＨ１以上である。溶接金属３ののど厚ｈは、溶接金属３の高さＨ２の１／√２（＝１／１．４１４２１３・・）以上である。なお、溶接金属３の高さＨ２は、板材２を上から見た時の溶接金属３と板材２との境界を、基準位置とする。
　したがって、溶接金属３は、溶接施工の際に長尺部材１０への入熱を抑制する形状であり、且つ、十分な強度を担保する形状である。結果として、すみ肉溶接構造物１２３は、長尺部材１０への入熱で生じた変形の補修を軽減でき、且つ、十分な強度を有することができる。
　溶接金属３は、へこみすみ肉ではないことが好ましい。また、すみ肉溶接構造物１２３は、例えば、化学プラント用機器における内部品の触媒設置用トレイである。
　溶接金属３は、上底部３１と下底部３２とを有する台形の形状である。したがって、溶接金属３は、溶接施工の際に長尺部材１０への入熱を一層抑制する形状であり、且つ、一層十分な強度を担保する形状である。結果として、すみ肉溶接構造物１２３は、長尺部材１０への入熱で生じた変形の補修を一層軽減でき、且つ、一層十分な強度を有することができる。
　以下、すみ肉溶接された長尺部材１０を溶接長尺部材１１と称する。溶接長尺部材１１に隣り合う長尺部材１０のうち、板材２が載置されず、すみ肉溶接されていないものを非溶接長尺部材１２と称する。
　図５に示されるように、溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇは、第１箇所Ｗ１、第２箇所Ｗ２及び第３箇所Ｗ３において、基準値を満たさない程度に広い。第１箇所Ｗ１、第２箇所Ｗ２及び第３箇所Ｗ３の合計の長さは、すみ肉溶接された長さＬの４０％未満である。言い換えれば、溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇは、すみ肉溶接された長さＬのうち、６０％以上の長さで基準値を満たす。
　したがって、溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇのうち、基準値を満たさない箇所Ｗ１～Ｗ３、すなわち、基準値を満たすように補修が必要な箇所Ｗ１～Ｗ３は、すみ肉溶接された長さＬのうち、４０％未満となる。結果として、すみ肉溶接構造物１２３は、長尺部材１０への補修を一層軽減することができる。
　溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇのうち、基準値を満たさない箇所Ｗ１～Ｗ３は、図５に示される第１箇所Ｗ１、第２箇所Ｗ２及び第３箇所Ｗ３のように断続的でもよく、１箇所のみ（不図示）のように連続的でもよい。
　溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇのうち、基準値を満たさない箇所Ｗ１～Ｗ３は、すみ肉溶接された長さＬのうち、２０％未満の長さであることが好ましく、１０％未満の長さであることが一層好ましく、５％未満の長さであることがより一層好ましい。実際に、図１～図３でのすみ肉溶接装置１００及びすみ肉溶接方法で製造されたすみ肉溶接構造物１２３は、基準値を満たさない箇所Ｗ１～Ｗ３が、すみ肉溶接された長さＬのうち、５％～１０％であった。
　具体的な値として、所定の間隔ｇ（すみ肉溶接される前の間隔ｇ）が０．１５０ｍｍ～０．２２５ｍｍの場合、基準値は、例えば、０．２２５ｍｍである。すなわち、溶接長尺部材１１と非溶接長尺部材１２との間隔ｇが、基準値を超えれば、基準値を満たさないと判断される。
　以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。実施形態で説明した構成のうち「課題を解決するための手段」での第１局面～第３局面の発明として記載した構成以外については、任意の構成であり、適宜削除および変更することが可能である。
（１）実施形態では、スクリーン１及び板材２の材質について説明しなかったが、いずれもステンレス鋼又は炭素鋼等の金属である。具体的に、スクリーン１及び板材２は、例えば、いずれもステンレス鋼である。
（２）実施形態では、パルスの溶接電流Ｃにおけるピーク電流Ｃ１からベース電流Ｃ２への電流の減少速度について説明しなかった。電流の減少速度は、溶滴がきれいに溶融池に短絡する程度であることが好ましい。
　本発明は、すみ肉溶接装置、すみ肉溶接方法、及び、すみ肉溶接構造物を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。

Claims (9)

  1. 　所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有するスクリーンと、前記スクリーンに載置された板材とをすみ肉溶接するすみ肉溶接装置であって、
    　前記すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する溶接トーチと、
    　前記板材における前記すみ肉溶接される前記部分のうち、前記スクリーンから遠い側の角部を検出する角部検出器と、
    　検出された前記角部に前記溶接トーチを向ける溶接トーチ移動機構と、
    　前記角部に向けられた前記溶接トーチにパルスの溶接電流を流す溶接電源と
    　を備える、すみ肉溶接装置。
  2. 　前記溶接トーチ移動機構は、前記パルスの溶接電流が流れている前記溶接トーチを、常に前記角部に向くようにする、請求項１に記載のすみ肉溶接装置。
  3. 　前記溶接電源は、前記パルスの溶接電流におけるベース電流からピーク電流までの電流の増加速度を所定値以下にする、請求項１又は請求項２に記載のすみ肉溶接装置。
  4. 　所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有するスクリーンと、前記スクリーンに載置された板材とをすみ肉溶接するすみ肉溶接方法であって、
    　前記すみ肉溶接される部分に溶接施工として入熱する溶接トーチを準備し、
    　前記板材における前記部分のうち、前記スクリーンから遠い側の角部を検出し、
    　検出された前記角部に前記溶接トーチを向け、
    　前記角部に向けられた前記溶接トーチにパルスの溶接電流を流す、すみ肉溶接方法。
  5. 　前記パルスの溶接電流が流れている前記溶接トーチを、常に前記角部に向くようにする、請求項４に記載のすみ肉溶接方法。
  6. 　前記パルスの溶接電流におけるベース電流からピーク電流までの電流の増加速度を所定値以下にする、請求項４又は請求項５に記載のすみ肉溶接方法。
  7. 　前記溶接トーチに前記パルスの溶接電流を流す前に、前記すみ肉溶接される前記部分に前記入熱を吸収する吸熱金属を配置する、請求項４又は請求項５に記載のすみ肉溶接方法。
  8. 　所定の間隔で並列に配置された複数の長尺部材を有するスクリーンと、前記スクリーンに載置された板材とがすみ肉溶接されたすみ肉溶接構造物であって、
    　前記スクリーンと、
    　前記板材と、
    　前記すみ肉溶接により形成された溶接金属と
    　を備え、
    　前記溶接金属の高さは、前記板材の厚さ以上であり、
    　前記溶接金属ののど厚は、前記溶接金属の高さの１／√２以上である、すみ肉溶接構造物。
  9. 　前記スクリーンは、
    　前記すみ肉溶接された前記長尺部材である溶接長尺部材と、
    　前記溶接長尺部材に隣り合う前記長尺部材のうち、前記板材が載置されず、前記すみ肉溶接されていないものである非溶接長尺部材と
    　を有し、
    　前記溶接長尺部材と前記非溶接長尺部材との間隔は、前記すみ肉溶接された長さのうち、６０％以上の長さで基準値を満たす、請求項８に記載のすみ肉溶接構造物。
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