JPH044075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は高速回転アーク溶接装置の改良に関
するものである。

〔従来の技術〕

先に本出願人は、被溶接物を高速かつ大電流で
溶接でき、被溶接物に対する溶接入熱量が低く、
しかも溶接金属の溶け込みが均等で溶接欠陥が生
ずることがなく、小型・軽量化を可能にした高速
回転アーク溶接装置を提案した（特開昭62−
104684号公報）。

第４図にこの従来の溶接装置の構成を示す。図
において、１は中空電極トーチ、２は溶接ワイ
ヤ、３はモータ、４はモータ３のシヤフト、５は
シヤフト４に取り付けられ、モータ３により高速
回転を与えられるギヤ、６はギヤ５により高速回
転を与えられる偏心リングギヤ、７は電極トーチ
１を支持する自動調心ベアリングで、偏心リング
ギヤ６の回転により電極トーチ１が自転すること
なく偏心回動するようにギヤ６の中心から所定の
距離ｄだけ偏心してギヤ６に取り付けられてい
る。８は偏心回動する電極トーチ１のすりこぎ運
動の支点となる自動調心ベアリングである。９は
図示されていない溶接台車の架台に取り付けられ
たギヤボツクス、１０は電極トーチ１に電力を供
給するための給電ケーブル、１１は溶接アーク、
１２は被溶接物、１３は給電ケーブル端子の取り
付け孔、１４は偏心リングギヤ６を支持するベア
リングである。

モータ３の駆動によりギヤ５及び偏心リングギ
ヤ６を介して電極トーチ１が偏心回動されること
により、電極トーチ１は自動調心ベアリング８を
支点としてすりこぎ運動を行い、これにより電極
トーチ１の下端が回動運動を行つて、下端から送
り出される溶接ワイヤ２の先端及び溶接アーク１
１は、被溶接物１２上で回転直径Ｄで高速回転運
動を行う。電極トーチ１の下端部が回転運動をし
ているとき、電極トーチ１はそれ自体は回転しな
いので、図示のように給電ケーブル１０によつて
電極トーチ１に直接給電することが可能になつて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の溶接装置で例えば第５図
のようなＶ字開先溶接を行う場合、図に示したよ
うに、幾層にも単層溶接を繰り返す多層溶接をし
なければならない。しかし、多層溶接は必然的に
多くの時間を必要とする。オートメーシヨンでの
製品の生産工程を考えた場合、溶接工程は極力少
ないパス回数で処理されることが生産工程の短縮
になり、最も望ましい。

さらに、単層溶接を繰り返すことにより、溶接
熱の影響で、母材の溶接部分の周辺に不均一な部
分（溶接熱影響部）が拡大し、溶接母材全体に比
べて、上記部分のぜい性が高くなつたり、上記部
分が割れなどの溶接欠陥の原因になつたりもす
る。また、固化した溶融池の上に新たに溶融池を
重ねるため、仕上がり溶接表面の溶融池間の凹凸
が大きく、その部分での腐食が問題となつてい
た。

そこで、本発明は、従来の溶接装置の利点を損
なうことなく、多層溶接を少ないパス回数で行
い、時間を短縮し、溶接熱影響部の縮小、仕上が
り表面の平滑性を高めることを可能にした幅広ビ
ード浅溶込溶接装置を得ることを目的をする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係わる幅広ビード浅溶込溶接装置で
は、先行トーチブロツクおよび後行トーチブロツ
クを有する支持本体；先行トーチブロツクに取付
けられた第１駆動モータ；後行トーチブロツクに
取付けられた第２駆動モータ；先行トーチブロツ
クに前記第１駆動モータによつて回転可能に支持
され軸心に沿つて先行ワイヤ挿通孔を貫通せしめ
た先行トーチ用回転軸と、該回転軸の一端側に同
軸状に延在配置された先行中空電極トーチと、該
先行中空電極トーチを前記先行トーチブロツクに
対して首振り回動可能に支持する先行トーチ支持
手段と、該支持手段による支持点より前記先行ト
ーチ用回転軸側の端部にて前記先行トーチ用回転
軸の回転により先行中空電極トーチを偏心回動さ
せる手段とを備えた前記先行トーチ；後行トーチ
ブロツクに前記第２駆動モータによつて回転可能
に支持された軸心に沿つて後行溶接ワイヤ挿通孔
を貫通せしめた後行トーチ用回転軸と、該後行ト
ーチ用回転軸の一端部側に同軸状に延在配置され
た後行中空電極トーチと、該後行中空電極トーチ
を前記後行トーチブロツクに対して首振り回動可
能に支持する後行トーチ支持手段と、該支持手段
による支持点より前記後行トーチ用回転軸側の端
部にて前記後行トーチ用回転軸の回転により後行
中空電極トーチを偏心回転させる後行トーチ回動
手段とを備えた第１後行トーチ；前記第１後行ト
ーチと同様の構成を有し、前記後行トーチブロツ
ク上において、溶接進行方向の幅方向に第１後行
トーチと並設された第２後行トーチ；を備えたも
のである。

〔作用〕

本発明においては、各トーチの回転軸と中空電
極トーチ内に溶接ワイヤが通され、駆動モータを
回転させると各トーチの回転軸が回転する。各ト
ーチを偏心回転によつて首振り回動させ、それに
よる各電極トーチのすりこぎ運動でトーチ下部の
ワイヤからのアークが回転し、幅の広い溶融池が
得られる。さらに、先行トーチによる先行溶融
池、複数並列の後行トーチによる幅の広い後行溶
融池、…と一回のパスで、複数層の溶融池を得
る、しかも、その後行溶融池は電極を複数並列に
配置したので、幅の広い溶融池が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示す３電極幅広
ビード浅溶込溶接装置の構成を示す説明図、第２
図は、この装置の電極トーチ１部分の運動をワイ
ヤを使つて模式的に示した説明図である。

上記従来装置と同一番号は同一または相当の部
分である。

図において、Ａは先行トーチブロツク、Ｂは後
行トーチブロツクであり、Ａ・Ｂが図示されてい
ないトーチブロツク支持本体に所定の間隔で取り
付けられている。

Ａの先行トーチブロツクにおいて、１は先行ト
ーチの中空電極トーチ、３は図示されていないト
ーチブロツク支持本体に取付けられた駆動モー
タ、４は駆動モータ３のシヤフト（回転軸）、５
はシヤフト４に取付けられたギヤ、６はギヤ５の
回転を伝えるギヤ、７は電極トーチ１を支持する
回転円板兼用の自動調心ベアリングで、ギヤ６の
回転により電極トーチ１がすりこぎ運動するよう
に自動調心ベアリング７の中心から所定の距離ｄ
だけ偏心して取り付けられている。８は回転する
電極トーチ１の支点となる自動調心ベアリングで
ある。９はギヤボツクス、１３は電極トーチに給
電するための給電ケーブル端子の取付け孔、２０
はギヤ６からの回転を自動調心ベアリング７に伝
える先行トーチ用回転伝達管、２１は回転伝達管
を支えるベアリングである。

Ｂの後行トーチブロツクも同様に、図におい
て、１ａは第１後行トーチの中空電極トーチａ、
１ｂは第２後行トーチの中空電極トーチｂ、６ｃ
はギヤ５の回転を伝えるギヤ、６ａはギヤ６ｃの
回転を伝えるギヤ、６ｂはギヤ６ａの回転を伝え
るギヤ、７ａ，７ｂは電極トーチ１ａ，１ｂを支
持する回転円板兼用の自動調心ベアリングで、ギ
ヤ６ａ，６ｂの回転により電極トーチ１ａ，１ｂ
がすりこぎ運動するように自動調心ベアリング７
ａ，７ｂの中心から所定の距離ｄだけ偏心して取
り付けられている。８ａ，８ｂは回転する電極ト
ーチ１ａ，１ｂの支点となる自動調心ベアリング
である。２０ａはギヤ６ａからの回転を自動調心
ベアリング７ａに伝える第１後行トーチ用回転伝
達管、２０ｂはギヤ６ｂからの回転を自動調心ベ
アリング７ｂに伝える第２後行トーチ用回転伝達
管である。

図において、先行トーチブロツクＡは、モータ
３の駆動よりギヤ５及びギヤ６を介して回転伝達
管２０を回転させる。それが偏心させた自動調心
ベアリング７を回転させ、それにより自動調心ベ
アリング８を支点として、電極トーチ１がすりこ
ぎ運動し、これにより電極トーチ１の下端から送
り出される溶接ワイヤ２の先端は、第２図に示す
ように、回転直径Ｄで連動回転運動を行う。同様
に後行トーチブロツクＢは、モータ３の駆動より
ギヤ５及びギヤ６ｃを介して回点伝達管２０ａを
回転させ、ギヤ６ａ及びギヤ６ｂを介して回転伝
達管２０ｂを回転させる。それぞれが自動調心ベ
アリング７ａ，７ｂを回転させ、それにより自動
調心ベアリング８ａ，８ｂを支点として、電極ト
ーチ１ａ，１ｂがすりこぎ運動し、これにより電
極トーチ１ａ，１ｂの下端から送り出される溶接
ワイヤ２の先端は、それぞれ回転直径Ｄで連動回
転運動を行う。

第３図は、本装置でのＶ字開先溶接を模式的に
示した説明図である。

図に示すように、先行アーク溶接トーチブロツ
クの電極より、溶融池を形成し、その上層に後行
アーク溶接トーチブロツクの２本の電極が、幅の
広い溶融池を形成し１パスで溶接を完了する。

また、図のように、後行アーク溶接トーチブロ
ツク全体を母材表面に平行に２電極間の中心を中
心として少なくとも90度回転できる機構が付てい
るので、Ｖ字開先溶接部分の中心と２本の電極間
の中心を合わせておけば、開先幅に応じて、その
角度を調節することにより、２本の電極から作ら
れる溶融池がＶ字部分を均等に溶接することがで
き、母材の送り速度を調節することにより、溶融
量を調節できる。

一回の溶接工程に３本の電極を使用し、１パス
で複数層の溶接を完了させるため、溶接時間が短
縮される。また、溶接パス回数が減少するため、
溶接熱影響部が減少する。複数の電極を直線上の
配置したため、溶融池が隣の溶融池と融け合い、
仕上がり表面の凹凸が少なくなる。

また、本実施例では、電極を先行１本、後行２
本の３本使用したが、開先幅に合わせて、電極の
数を増やしたり、トーチの数を増やした装置でも
同様な動作を期待できる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したとおり、電極を一つまた
は並列に複数備えた回転アーク溶接トーチブロツ
クを溶接方向に複数配置したことにより、多層溶
接を少ないパス回数で行うことができ、溶接時間
が短縮される。そのため、溶接熱影響部が縮小さ
れ、ぜい性が緩和される。また、溶融池が隣の溶
融池と融け合い、仕上がり表面の凹凸が少なくな
り、仕上がり表面の平滑性を高める効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図は電極部分の運動を模式的に示した説明図、第
３図は本装置でのＶ字開先溶接を模式的に示した
説明図、第４図は従来の溶接装置の構成を示す説
明図、第５図は従来装置でのＶ字開先溶接を模式
的に示した説明図である。 図において、Ａは先行トーチブロツク、Ｂは後
行トーチブロツク、１・１ａ・１ｂは中空電極ト
ーチ、２はワイヤ、６・６ａ・６ｂ・６ｃはギ
ヤ、７・７ａ・７ｂは回転円板兼用の偏心した自
動調心ベアリング、８・８ａ・８ｂは支点となる
自動調心ベアリングである。なお、図において同
一の符号は同一または相当の部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先行トーチブロツクおよび後行トーチブロツ
   クを有する支持本体； 先行トーチブロツクに取付けられた第１駆動モ
   ータ； 後行トーチブロツクに取付けられた第２駆動モ
   ータ； 先行トーチブロツクに前記第１駆動モータによ
   つて回転可能に支持され軸心に沿つて先行ワイヤ
   挿通孔を貫通せしめた先行トーチ用回転軸と、該
   回転軸の一端側に同軸状に延在配置された先行中
   空電極トーチと、該先行中空電極トーチを前記先
   行トーチブロツクに対して首振り回動可能に支持
   する先行トーチ支持手段と、該支持手段による支
   持点より前記先行トーチ用回転軸側の端部にて前
   記先行トーチ用回転軸の回転により先行中空電極
   トーチを偏心回動させる手段とを備えた前記先行
   トーチ； 後行トーチブロツクに前記第２駆動モータによ
   つて回転可能に支持された軸心に沿つて後行溶接
   ワイヤ挿通孔を貫通せしめた後行トーチ用回転軸
   と、該後行トーチ用回転軸の一端部側に同軸状に
   延在配置された後行中空電極トーチと、該後行中
   空電極トーチを前記後行トーチブロツクに対して
   首振り回動可能に支持する後行トーチ支持手段
   と、該支持手段による支持点より前記後行トーチ
   用回転軸側の端部にて前記後行トーチ用回転軸の
   回転により後行中空電極トーチを偏心回転させる
   後行トーチ回動手段とを備えた第１後行トーチ； 前記第１後行トーチと同様の構成を有し、前記
   後行トーチブロツク上において、溶接進行方向の
   幅方向に第１後行トーチと並設された第２後行ト
   ーチ； を備えたことを特徴とする幅広ビード浅溶込溶接
   装置。 ２ トーチブロツク支持本体が、前記第１後行ト
   ーチと第２後行トーチの中間軸心を中心に回転可
   能になされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の幅広ビード浅溶込溶接装置。