JPS583477B2 - 二つの加工物の多重ビ−ド溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二つの加工物の対向する端面間に形成されたす
き間の一方の側と他方の側との間で溶加ワイヤ用保持器
を周期的に前後に回転させつつ共通中心線まわりに保持
器を回転させる二つの加工物の多重ビード溶接法に関す
る。

この型式の方法はタービンータなどの加工物を溶接する
方法として知られており、該方法では溶接シームの巾は
二つの並置される溶接ビームによって充填されることが
必要である。

保持器および溶加ワイヤの周期的に応答して、シームの
巾はシームの左右両側に交互に堆積される重なりビード
によって充填される。

この既知の方法では、溶加ワイヤを具備した保持器は啓
接部の最大直径の列側に位置する軸線まわりに前後に回
転される。

本発明による方法は、前記加工物を１つの共通中心線ま
わりに回転可能にかつ前記加工物の対向する端面間にす
き間を形成するように支持し、前記加工物を前記共通中
心線まわりに一しよに回転し、溶加ワイヤ保持器を前記
すき間内に導入し、前記保持器を通して溶加ワイヤを前
記すき間内に機械的に進行させ、さらに前記すき間の一
方の側と他方の側との間で前記保持器を溶加ワイヤと共
に１つの軸線まわりに同時に回転する工程を含み、ここ
において前記軸線の中心線からの距離が溶接作業の初頭
において両加工物の二つの端面の最大半径よりも小さい
ように設定する二つの加工物の多重ビード溶接方法であ
る。

この方法を用いることによって、もし溶接シームの所与
の巾が枢軸から溶接位置までの距離が小さい故をもって
可成り増大されるならば加工物間のすき間の最左側端と
最右側端との間の保持器、すなわち溶加ワイヤの角運動
が得られる。

実際には、これによって当該加工物の端面に対する溶加
ワイヤの傾斜が大きい故に改善された品質の溶接部が得
られる。

本発明はさらに、上記の新規な方法を実施する装置を提
供し、この装置は二つの加工物を共通中心線まわりに回
転可能にかつ前記加工物の対向する端面間に形成された
すき間を形成するように支持する装置、前記中心線まわ
りに前記加工物を一しよに回転する装置、溶加ワイヤ保
持器、前記すき間内の溶接位置に向って前記保持器を通
して加容線を機械的に進行させる装置、前記溶接位置か
らの距離が前記すき間の半径方向すき間よりも小さい位
置にある横方向軸線まわりに回転するように前記保持器
を支持する装置、および前記保持器を前記共通軸線に向
いかつこれから離反するように移動する装置を含む。

もし保持器が溶加ワイヤと共に溶接すき間内に直線的に
延びれば、保持器の最大角変位は、保持器の枢軸線が溶
接作業の初頭において溶接すき間の深さのほほ中央に位
置する場合に保持器は次いいで枢軸線の内方および外方
それぞれの両方の加工物の端面と同時に衝接することに
なるから得られる。

このような衝接は、通常避けなければならず、とくにも
し保持器の表面が生な状態のときは避けなければならな
い。

本発明の推奨実施例では一層大きい角変位を得ることが
でき、すなわち保持器は角度をもった形態でかつ枢軸線
から中心線に向って一般に半径方向に延びる第１肢部お
よび枢軸線に沿って外方に延びかつ保持器用の枢軸ピン
にその最外端で取り付けられた第２肢部を含み、いっぽ
う溶加ワイヤを進行させる装置が保持器から離れて、好
ましくは枢軸線から一定の距離に配置されている。

枢軸線の外側に位置する保持器の該部分は次いですき間
の平面内で測って第２肢部の巾に対応するわずかの横方
向移動のみを実施し、したがってこの枢軸は純粋に溶接
技術上の理由から望ましいすき間内の深さに位置するこ
とができる。

ゆえにこの実施例は比較的深い溶接シームをもつ加工物
の溶接作業に、およびシームの極く近傍においてシーム
を形成する端面の半径よりも可成り大きい揺動量をもつ
突出部をもつ加工物の盤作業に好適である。

この適用例はクランクアームに極めて接近して主ジャー
ナル部にクランク軸を溶接すること、および大直径フラ
ンジを軸端に溶接することなどである。

以下、解説図面を参照しつ一つ本発明の詳細を説明する
。

第１図は、主軸受ジャーナル２、クランクピン３、およ
びクランクアーム４を含む二つのクランク軸部分を示す
。

これら二つのクランク軸部分は共通主ジャーナル２の長
さの中央に位置する溶接シーム５によって合体溶接され
る。

溶接作業の実施に先だって、加工物は一時的に接合され
かつ図示されていないリングによって心出しが行なわれ
、このリングはジャーナルの内孔内に仮溶接されこの接
合はもし望むならば溶接作業後に除去することもできる
。

溶接作業中、二つのクランク軸部分１はジャーナル２の
共通中心線まわりに回転し、なお溶接作業は１つの装置
によって実施でき、この装置は原則的に第２図乃至第５
図に示されかつ後述する装置に対応する。

第２図はフランジ６を示しこれは加工物の対向する端面
９および１０間の比較的狭くかつ深いすき間８内の多重
ビード溶接作業によって軸７に接合される。

溶接される前に加工物は軸７の延長部を形成する短いス
タツド１１によって心出しされ、かつスタツド１０の表
面はすき間８の底部を形成する。

スタツド１１はフランジ６の中心内孔１２内に仮溶接さ
れる。

第２図に示すように、フランジ６はヘッドストック３６
の主スピンドルに取り付けられたあごチャック１３内に
締め付けられる。

主スピンドルの回転はヘッドストック内に収納されかつ
無限可変歯車を含むことが好適な駆動機構（図示されて
いない）を介して実施される。

フランジ６から遠い方の軸７の末端はテールストック３
７によって支持され、かつもし要すればこの軸は付加的
にその両端の中間で１ケ所以上（図示されていない）で
支持される。

主スピンドルの後端に、制御軸３８が取り付けられ該軸
はヘッドストックから突出しかつ後述する溶接方法の制
御を実施するための機構３９（詳細は図示されていない
）用作動機を担持する。

軸３８の最外端はヘッドストックの後側に取り付けられ
かつこの軸を通して溶接電流を供給する接触装置を含む
ハウジング４０を貫通する。

溶接作業を適正に実施するために用いられる本装置の構
成部品は、共通中心線および加工物６および７の回転軸
線１４の方向に基板４２をこ沿って移動可能なフレーム
４１に取り付けられている。

フレームのこの移動は構成部品を溶接すき間８に対し位
置付けるのに用いられる。

ヘツドストック３６は基板４２に取り付けられ、いっぽ
うテイルストック３Ｔは中心線１４の方向に基板上を移
動可能である。

移動台１５は回転する加下物の外側の中心線１４の横方
向に前後にフレーム４１に沿って移動でき、かつこの移
動台は垂直移動可能なスライド１７用の案内装置１６を
具備している。

スライド１７はその下端に保持器３５用の軸受１８を担
持しこれは機構（詳細については図示されていないによ
って軸受１８に対して水平軸線２０まわりに限定された
枢軸運動を実施することができる。

保持器３５は枢軸線２０の方向に軸受１８から溶接すき
間８内に延びる肢部１９を具備し、かつ第３図乃至第５
図に示すように溶接作業の少くとも前端は二つの端面９
および１０と衝接することなく第５図に示すように二つ
の末端位置■および■間で回転できるような横方向寸法
をもつ。

肢部１９の前端は固定あご２１内に連続し、これは全体
として中心線１４に向って半径方向に延びかつ可動およ
びはね負荷されたあご２２と協働して、適当な供給機構
２５によってスライド１７上の供給スプール２４から進
行される溶加ワイヤ２３を把捉することができる。

供給機構とあご２１，２２との間で、溶加ワイヤはチュ
ーブ２６内を案内を案内され、該チューブはその上端に
おいて供給機構と剛接され、いっぽうその下端はすき間
をもって固定あご２１の内孔内に延びこれによって軸線
２０まわりのあごの上記回転は防止されない。

溶接粉末供給するためのべイプ２７が保持器３５の肢部
の下方に中心線１４と平行な軸線まわりで軸受１８に蝶
番付され、なお溶接粉末はホツパ２９を介してスライド
１７上の受け具２８からパイブ２７の内部に供給され、
ここにおいて粉末は・くイプ２１の後端上のモータ３１
から駆動されるらせん錐３０によって溶接位置に送られ
る。

溶接粉末を適切に選択することによって、冠水電弧溶接
分野において公知のように、形成された溶接かずは、溶
接ビードから自分で脱落し加工物の回転中に溶接すき間
から落下することを保証する。

もし保護ガスが溶接粉末の代りに使用されれば、このガ
スは類似のパイプを通してその中にらせん錐を設けずに
供給される。

パイプ２１の前端には感知器３２が取り付けられ、該感
知器はパイプ２７の後端に作用するはね３３の力を設け
、溶接作業が始まる声にスタツド１７の灸面と、続いて
順次に形成される溶接部の表面と係合する。

パイプ２１の後端は溶接作業の進行と調時関係をもって
スライド１７の上向き運動を制御するスイッチ３４を作
動する。

末端位置■および■間でのあご２１および２２と共に実
施する保持器３５の前述の周期回転運動は、加工物６お
よび７と一体に回転する軸３８から作動される上述の機
構３９によって制御される。

この回転運動は、たとえば、保持器３５がすき間８のｌ
底隅内に３６０°長さの溶接部が推積されるために、回
転する加工物の完全１回転中にその末端位置の一方に維
持されるように制御される。

次いで保持器は、好ましくは一定またはほぼ一定の角速
度でその反対末端位置に回転され、かつ保持器が他方の
末端位置に達したとき保持器は加工物の完全１回転中に
この位置を維持する。

溶接ワイヤ用として示された角度をもった保持５１９，
２１．２２の代りに、溶接すき間の近くの二つの加上物
の最大半径が、たとえばクランク軸の主ジャーナルの中
間の第１図に示す溶接部５をつくるため完成溶接部の外
側半径を大きく超えないような場合に、直線状の半径方
向または実施的に半径方向に延びる保持器を使用するこ
とができる。

これに反し、本装置は上述のように大きい半径または揺
動範囲をもつ肩部に接近して溶接作業ができ、これは、
たとえばクランク軸の製造に際して、クランクアームと
ジャーナルまたはクランクピンとの間のフイレットに接
近して位置する溶接部によって個別に造られたクランク
アーム、主ジャーナルおよびクランクピンを溶接するこ
とができる。

とくに極めて大型のクランク軸を造る場合には、これは
製造上有利である。

またたとえば推力軸を製造したり或はフランジを軸端に
溶接するためには軸が、軸よりも可成り大きい直径の盤
状加工物の平坦表面に直接溶接され得るという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により合体溶接された二つのクラ
ンク軸部分を示し、第２図は本発明の方法で溶接され、
かつ本発明の実施する幾分図解的に示された装置として
示された二つの別ケの加工物を通る軸方向断面図、第３
図は第２図の線ＩＩＩ − ＩＩＩに沿った拡大断面図
で図面を明瞭化するため装置の部分が省略されており、
第４図はさらに拡大部分図で第３図における溶接位置を
示し、第５図は第４図の線Ｖ−Ｖに沿ってとられた断面
図である。 図中；符号：１・・・・・・クランク軸部分、２・・・
・・・軸受ジャーナル、３・・・・・・クランクピン、
４・・・・・・クランクアーム、５・・・・・・溶接シ
ーム、６・・・・・−フランジ、７・・・・・・軸、８
・・・・・・溶接すき間、９、１０・・・・・・加工物
端面、１１・・・・・・スタツド、１２・・・・・・中
心内孔、１３・・・・・・あごチャック、１４・・・・
・・中心線、１５・・・・・・始動台、１６・・・・・
案内装置、ＩＴ・・・・・・スライド、１８・・・・・
・軸受、１９・・・・・・肢部、２０・・・・・・水平
軸線、２１，２２・・・・・・あご、２３・・・・・・
溶加ワイヤ、２４・・・・・・供給スプール、２５・・
・・・・供給機構、２６・・・・・・チューブ、２７・
・・・・・パイプ、２８・・・・・・受け具、２９・・
・・・・ホッパ、３０・・・・・・らせん錐、３１・・
・・・・モータ、３２・・・・・・感知器、３３・・・
・・・ばね、３４・・・・・・スイッチ、３５・・・・
・・保持器、３６・・・・・・ヘッドストック、３７・
・・・・・テールストック、３８・・・・・・制御軸、
３９・・・・・・機構、４０・・・・・・ハウジング、
４１・・・・・・フレーム、４２・・・・・基板、を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二つの加工物６，１の対向する平行もしくはほぼ平
   行な近接した端面９，１０間に形成されたすき間８を溶
   接する装置に於て、 前記加工物を１つの共通中心線１４上で回転させるため
   の支持装置３６．３７、前記加工物を前記中心線上で回
   転させるための装置、前記すき間の外側に位置する溶加
   ワイヤ供給スプール２４及び前記供給スプールから溶加
   ワイヤ２３を前記すき間の溶接箇所に向って機械的に送
   り出す装置２５，前記すき間の中へ細い肢部の後端が前
   記すき間外側で軸受１８により前記共通中心線に対して
   直角な前記肢部の断面外形上に位置しているところの軸
   ２０に軸支されている溶加ワイヤ保持器３５、前記肢部
   １９の前端で前記溶接箇所に隣接した部分ワイヤを掴持
   する装置２１．２２、前記軸受１８及び前記溶加ワイヤ
   保持器３５に支持されており前記共通中心線１４に対し
   て前記軸受及び溶加ワイヤ保持器を前記共通中心線１４
   を接近及び離反させる装置、及び前記ワイヤ送り出し装
   置２５からワイヤ掴持装置２１．２２に伸びておりかつ
   前記軸受に対して相対的に固定されており前記枢軸２０
   上の前端の前記ワイヤ掴持装置と隣接するある一定角度
   をなしている溶加ワイヤ案内チューブ２６を備えている
   ことを特徴とする多重ビード溶接装置。 ２ 溶加ワイヤ保持器を支持する軸受、ワイヤ供給スプ
   ール２４、及びワイヤ送り出し装置２５、溶加ワイヤ案
   内チューブ２６は前記共通中心線１４から近接及び離反
   できる共通スライド上に装着されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項で記載の装置。 ３ 前記溶接位置に溶接粉を供給するために溶接位置方
   向に対してほぼ平行かつ前記溶接ワイヤ保持器３５の下
   側にパイプ２７を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 ４ 前記パイプ２７は前記加工物６，１の共通中心線１
   ８から釣支されており、前記パイプ２１の先端は前記共
   通中心線１４から離れた位置のスライド１７の動作を制
   御する感知器３２を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の装置。