JPH0431792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、両側を母材壁面で挟まれた狭開先
を開先線方向にトーチを進行させながら該トーチ
の偏心回転運動による回転アークによつて肉盛溶
接する高速回転アーク狭開先溶接装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

アークを高速偏心回転させながら溶接する高速
回転アーク溶接は、例えば特開昭57−7381号公報
などで公知である。この溶接法によれば、回転の
遠心力によつてアークの物理的効果が回転の周方
向にも分散され、溶込の周辺分散とビードの扁平
化（凹ビード）などの利点が容易に得られ、特に
厚板の狭開先溶接に用いて大きな効果を発揮す
る。

従来の高速回転アーク狭開先溶接装置には、溶
接チツプを偏心軸回りに高速で自転させるもの
と、支点によつて首振り自在に吊持されたトーチ
を支点下方で偏心回動運動させることにより自転
を伴わないスリコギ運動を行わせるものとがあつ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

溶接チツプを偏心軸回りに高速で自転させるも
のでは、チツプへの通電用にトーチアツセンブリ
中にカーボンブラシ等の消耗性の摺接通電部材が
必要となるため、回転駆動モータが大型化し、溶
接トーチおよび装置全体の重量が増加し、軽量化
できない欠点がある。

一方、前記スリコギ運動によるものではこの欠
点は除去されるが、チツプ自身も円運動すること
になるので、厚板狭開先継手の開先内にチツプ挿
入する場合は、チツプが開先側壁に衝突して短絡
したりアークが発生するため、アークの回転半径
を適正値に設定できないという欠点がある。

また何れの方式のものにせよ、従来の装置で
は、溶接チツプおよびノズルが円形断面形状のも
のであつたので、狭開先内でのそれらの回転運動
の半径が制限され、回転数を上げないと充分な遠
心力を発生できないという欠点があつた。

従つてこの発明の課題は、これらの欠点を除去
した高速回転アーク狭開先溶接装置を提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の高速回転アーク狭開先溶接装置で
は、前述の課題を達成するために、両側を母材壁
面で挟まれた挟開先を開先線方向にトーチを進行
させながら該トーチの偏心回転運動による回転ア
ークによつて肉盛溶接するものにおいて、特に
各々開先幅方向の寸法が溶接進行方向の寸法より
小さい扁平横断面形状をもつ扁平チツプと扁平ノ
ズルとを備えた回転トーチと、該回転トーチを自
転させることなしにスリコギ運動させてその扁平
チツプ先端を偏心回転運動させる回転機構とが備
えられている。また前記回転トーチは、前記扁平
チツプ先端とスリコギ運動の力点との間にスリコ
ギ運動の支点を有している。

〔作用〕

この発明の高速回転アーク狭開先溶接装置の回
転トーチは、開先幅方向の寸法が溶接進行方向の
寸法より小さい扁平横断面形状の扁平チツプと扁
平ノズルとを備えており、このトーチが、扁平チ
ツプ先端とスリコギ運動の力点との間にスリコギ
運動の支点を有し、前記力点における偏心回動駆
動によりその下方の支点を中心にチツプ先端が広
角円錐軌跡を描いてスリコギ回転する。従つて、
支点とチツプ先端までの距離寸法が小さくできる
ため、アークの回転半径に比べてチツプ先端の回
転半径を小さくできるので、アークの回転半径を
（開先幅に対して）適正値に設定してもチツプは
側壁に衝突せず、アークも発生しない。

また開先内で前記扁平チツプはその扁平断面形
状の短軸を開先幅方向に向けており、同じチツプ
断面積ならば円形チツプの場合よりも開先壁面へ
近接させ得るので、それだけ大きな回転半径で偏
心回転させることが可能となる。

〔実施例〕

第１図において、溶接ヘツド１は回転機構２を
介して回転トーチ３を或る角度で傾けて垂下支持
しており、トーチ３は下部に扁平ノズル４および
扁平チツプ５を有している。この扁平チツプ５は
第２図に示すように、開先幅方向の寸法Ｗが溶接
進行方向の寸法Ｌより小さい扁平横断面形状を有
し、前記扁平ノズル４も同様の扁平横断面形状を
有している。尚、図では溶接母材６の開先を多少
誇張して示してある。

回転機構２は、トーチ３の上部を軸心７回りに
偏心回転させ、但しこの場合、トーチ３は図示し
ていない回転止め機構によりスリコギ運動可能に
支持されているので自転は行わず、所謂スリコギ
運動を行わせる。図３は、狭開先内に挿入状態の
電極ノズルの動きを従来法と併せて示した。ここ
で、(a)は単純に軸回転させる従来のトーチＪ１の
場合、(b)は円錐振子状のスリコギ運動を行う従来
のトーチＪ２の場合、(c)は中間部分に支点８を形
成してスリコギ運動を行う本願発明のトーチ３の
場合である。

図４は原理図を示す。モータＭの回転をシヤフ
トＪに伝える（軸受など省略した）。シヤフトＪ
にはベアリングＢ（シヤフトＪの上下に配置）を
介して電極ノズルＮを所定の角度で傾けて垂下支
持するにいた。電極ノズルは、下部の点Ｓでシヤ
フトＪの回転軸心Ｉと交差し、この交差点がスリ
コギ運動（首振運動）の支点Ｓとなる。

このようにすれば、狭開先内でアークの回転直
径を適正値Ｄに設定しても、チツプ−側壁間距離
は十分な間隙で溶接ができる。但し、狭開先の深
さには当然限界がある。実験的には60〜80mmであ
つた。チツプ５の先端の偏心回転の軌跡は第２図
に模式的に示されている。このようなチツプ先端
の偏心回転を伴いながら矢印Ｚで示す溶接進行方
向へのアーク溶接が行われる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明によれば、回転
アークの発生のためにトーチをスリコギ回転運動
させるからチツプへの通電にブラシを用いる必要
がなく、扁平チツプおよび扁平ノズルの使用によ
つて同じ断面積なら円形チツプの場合よりも開先
側壁に近接させることができるので、狭開先内に
おいてチツプ先端に充分な回転半径での偏心回転
を行わせることが可能であり、しかもスリコギ回
転運動の支点をその力点よりチツプ先端側に位置
させたので狭開先幅に対してアークの回転直径を
適正値Ｄにしても、チツプが側壁に短絡したりア
ークを発生することなく欠陥のない良好な溶接を
行うことが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を模式的に示す側面
図、第２図は同じく開先面名における扁平チツプ
先端の偏心回転軌跡を模式的に示す平面図、第３
図は電極ノズルの動きの説明図、第４図はスリコ
ギ運動の原理図である。 図中、１は溶接ヘツド、２は回転機構、３は回
転トーチ、４は扁平ノズル、５は扁平チツプ、６
は溶接母材、７は回転軸心、８はスリコギ回転運
動の支点を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両側を母材壁面で挟まれた挟開先を開先線方
   向にトーチを進行させながら該トーチの偏心回転
   運動による回転アークによつて肉盛溶接するもの
   であつて、各々開先幅方向の寸法が溶接進行方向
   の寸法より小さい扁平横断面形状をもつ扁平チツ
   プと扁平ノズルとを備えた回転トーチと、該回転
   トーチを自転させることなしにスリコギ運動させ
   てその扁平チツプ先端を偏心回転運動させる回転
   機構とを有し、前記回転トーチが前記扁平チツプ
   先端とスリコギ運動の力点との間にスリコギ運動
   の支点を有することを特徴とする高速回転アーク
   狭開先溶接装置。