JPS5918151B2 - 溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は狭開先のイナートガスメタルアーク３０ 溶
接用の装置に関する。

溶接部にイナートガスメタルアーク溶接は欠陥の少い良
質な溶接接続をする方法として知られているが、板材を
溶接する場合には不活性ガス（イナートガス）を溶接部
に供給するためノズルが開３５先寸法にくらべ大きなも
のとなり溶接ノズルの動きが制限されある程度以上の厚
みをもつ材料を接続する溶接作業は因難となるものであ
る。

このため溶接ノズルをウイーピング（揺動）させること
なく溶接線材（ワイヤ又は溶接心線とも称す。

）に曲げぐせを与え開先底面を片側づつ交互に溶接する
方法が採用されていたがアークが揺動をしないことから
溶け込み不良を生じ欠陥が発生しやすい。また線材を多
数のローラを設けたローラ装置を通しその全体を回動さ
せてワイヤに曲げぐせを与える方法が試みられたが線材
送給の不安定、線材端部回転による溶接進行方向が非可
・逆的で、線材先端に付着するスパツタによるウイーピ
ングの不円滑等の問題が生じている。このような問題を
解決するために発明者はさきに第１図に示すように溶接
線材１を送給ローラの軸心に平行する方向より供給し弧
状の線材通路をもつ揺動部材２を駆動装置３で揺動させ
供給ローラ４への供給方向を９０置変換して供給し溶接
線材１に波形の変形を与え、ついでコンタクトチユーブ
（第１図は冷却水で冷却する型を示すもので溶接ノズル
となる（．）５に供給することを提案した。

このようにすると波形の溶接線材１（以下ワイヤ１と称
す。）の端部６は開先内で往復（図面では溶接進行方向
について左右。）の動きをして安定したアークを形成し
狭開先において第３図に示すようなアークの軌跡７をつ
くり良好な溶接ビードを形成するものである。しかしこ
のような方法では溶接線材の供給りール（第１図に図示
せず）から供給ローラ４迄の関連装置が大型のものとな
り加えて溶接部のガスシール用の装置を取付けるのでワ
イヤ供給側からのアーク、溶接ビード等の溶接状況の監
視が困難となり、可搬式の装置にしようとすると大きさ
の制限上から不利なものとなり、また多電極の設計をす
る場合にいちぢるしい因難を伴う。

この発明の目的は狭開先内でアークを揺動させる機能を
もち、かつ溶接進行方向の前方又は後方からの溶接部の
監視を容易にし、また溶接装置を小型化することを可能
ならしめる溶接装置を提案することを目的とする。

要するにこの発明はワイヤを送出供給する導管の端部を
固定して位置させ、この導管の端部から送出するワイヤ
ーを一対の揺動ローラのローラ間と一対の送給ローラの
ローラ間とを順に通過させて波形の塑性変形を与え波形
形成を確実にしてコンタクトチユーブに供給することを
特徴とする。

この発明の実施にかかる装置の構造を第４図乃至第７図
により説明する。第４図はこの発明にかかる装置の要部
の斜視図である。ワイヤ１は電動機１０で駆動される溶
接線材供給ローラ１２により溶接線材リール１３（以下
ワイヤリールと称す。）より匡正ロール１４を経由して
引き出され、任意の曲線通路を形成する導管（コンジツ
トチユーブとも称す）８に供給される。この導管の端部
８ａは溶接装置のフレーム１５に固定される。この導管
の端部８ａから送出されるワイヤ１はローラ９ａと９ｂ
が外周を近接又は接触する一対の揺動ローラのローラの
対向部間を通りついでフレーム１５に取付けされ、電動
機１６で駆動されるローラ４ａ，４ｂよりなる一対の送
給ローラ４のローラの対向部間に供給される、このロー
ラ４ａ，４ｂの対向接点４ｃ（第５図においてローラ４
ａと口ーラ４ｂの中心を結ぶ線の一の点をいう。実用の
装置においてはローラ厚みの一の位置に設けた浅い溝を
通るワイヤ１の中心軸と第５図のローラ４ａ，４ｂの中
心を結ぶ線との交点をいう。）はイナートガスシール装
置１１に囲まれたコンタクトチユーブ５のワイヤ通路の
中心軸の延長上に位置させる。揺動ローラ９のローラ９
ａ，９ｂは、送給ローラ４の対向接点４ｃを通り、かつ
フレーム１５に接続するギヤーケース１７の側面１７ａ
に垂直な線を軸心として、即ち軸２０の軸心として往復
回動する揺動フレーム１８に取付けされる。

ローラ９ａ，９ｂはワイヤの移動に応じ自由に回転しう
るように取付けされる。揺動フレーム１８の回動は駆動
デイスク１９ａ１腕１９ｂ１腕１９ｃよりなるリンク機
構１９により軸２０を介して行なわれる。このリンク機
構は回動手段の一例を示すもので、カム機構その他揺動
フレーム１８に往復回動の運動を与えるもので、かつ簡
便、小形のものであればよい。また揺動ローラ９の対向
する接点９ｃ（揺動口ーラ９ａ，９ｂの軸心を結ぶ距離
の一の点）と送給ローラ４の対向接点４ｃ間の距離をロ
ーラ４ａの外周のほぼ一とする。

ローラ４ａとローラ４ｂの外径は通常同一の径とする。
またローラ９ａとローラ９ｂも相互に同一な径のローラ
とする。口ーラ４ａ，４ｂとローラ９ａ，９ｂはまた通
常同一の径とする。このようにすると、第５図の実線で
示す揺動ローラ９の位置でのローラ９ｂに沿う折り曲げ
変形は揺動ローラが位置９′（第５図点線で示す右方端
位置）にきたときは丁度ローラ４ｂに沿い折り曲げされ
る位置にきてワイヤのローラ４ｂの外周に沿い２度目の
同一方向への折り曲げをすることとなり、ワイヤの塑性
変形を一層効果あるものにする。

ワイヤの折り曲げ変形の効果については送給ローラ４が
モータ駆動されていることから、送給ローラ４による折
曲げ効果は揺動ローラ９によるものより大である。コン
タクトチユーブ内通路２１の通路幅Ｗはワイヤの波形の
振幅より小であり、かつ弾性限度内の変形を与えるもの
であることからワイヤは、コンタクトチユーブ５のチユ
ーブ端５より展出するときは開先側壁２２の方に充分展
出し、かつ近接し、必要とするアークを保持し、かつこ
のアークはワイヤの波形により狭開先内で往復動して狭
開先において良質の溶接ビードを形成することができる
。またリンク機構は回転運動する駆動デイスク１９ａを
もつのでワイヤ１に塑性変形を与える第５図の揺動ロー
ラ９と９′の位置における揺動フレーム１８の角速度は
小となり塑性変形動作の効果を高めるものとなる。

対向接点４ｃと９ｃ間の寸法をローラ４ａの外周のほぼ
一に等しいものとすることより、口ーラ４ａの回転速度
（Ｒｐｍ）と揺動フレーム１８の毎分当りの一往復回動
の回数、（揺動往復動回数。

波形から言えば、周波数又は周期とも言える）は等しく
なるようにせねばならない、揺動デイスク１９ａの回転
数とローラ４ａの回転数をギヤーフレーム１７内の駆動
ギヤーの組合により容易に得ることができる。また、揺
動ローラ９の対向接点９ｃと導管の端部８ａと送給ロー
ラ４の対向接４ｃとが一線上に来るときは導管の端部８
ａと対向接点９ｃとが最も近接したときであり第５図に
示す揺動ローラの位置９，９′即ち揺動角度の左右端に
おいては最も遠い位置にあるときであり、従つて導管端
部ノ８ａと対向接点９ｃ間のワイヤ長さは周期的に変動
することとなり装置運転、ワイヤ送給上好ましくない、
このため溶接線材供給ローラ１２を駆動する電動機１０
を定トルク特性の電動機とし送給ローラ４にかかる負荷
を変動のないものとし送給ローラ４からのワイヤの送給
を定速供給とし、溶接部の品質向上に貢献させることが
できる。

またローラ４ａ，４ｂを交換することなくコンタクトチ
ユーブ５に送入するワイヤの波高を高い（波形振幅を大
な）ものとするため揺動角度αを大にするときはワイヤ
１の端部はアークを形成しながら開先両側壁に近接滞在
させる時間を比較的長いものとすることができる。これ
は腕１９ｃと腕１９ｃの接続位置を変え腕１９ｃの長さ
を変化させることにより容易にすることができる。また
揺動速度をカム機構を採用して変化させることによりワ
イヤが塑性変行して形成する波形を変化させ上記揺動角
度変更と同様な効果を収めさせることができる。この発
明を実施することにより、ワイヤに波形形成の塑性変形
をさせる装置は小型化され、その取扱いも容易となり、
可搬式装置の設計は容易なものとなり、溶接部の監視は
容易となり、定トルクモータを溶接線材供給ロール駆動
用に使用することによる送給ローラのワイヤ送給速度の
定常化がされ、揺動角度又は揺動速度の変更が容易にさ
れワイヤの波形の変更が容易にされ好適な波形によるワ
イヤ端部の開先側壁の近接は充分にされる等種々の効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤ供給装置の構造を示す斜視図、第
２図はコンタクトチユーブ部の断面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ断面視図、第４図はこの発明の実施にかかる装
置の斜視図、第５図はこの発明の実施にかかる送給ロー
ラ、揺動ローラ、導管端部とコンタクトチユーブの関係
を説明する部分断面図、第６図は揺動フレーム１８のＢ
−Ｂ断面図、第７図は揺動フレームを駆動するリンク機
構を説明する第６図のＣ−Ｃ矢視図である。 １・・・・・・ワイヤ（溶接線材）、４・・・・・・送
給ローラ、４ａ，４ｂ・・・・・・ローラ、４ｃ・・・
・・・対向接点、５・・・・・・コンタクトチユーブ、
６・・・・・・ワイヤ端部、８・・・・・・導管、８ａ
・・・・・・導管の端部、９・・・・・・揺動ローラ、
９ａ，９ｂ・・・・・・ローラ、９ｃ・・・・・・対向
接点、１０・・・・・・溶接線材供給ローラの駆動モー
タ、１１・・・・・・イナートガス供給装置、１３・・
・・・・ワイヤリール、１４・・・・・・匡正ローラ、
１５・・・・・・フレーム、１６・・・・・・電動機、
１７・・・・・・ギヤーケース、１８・・・・・・揺動
フレーム、１９・・・・・・リンク機構、１９ａ・・・
・・・駆動デイスク、１９ｂ，１９ｃ・・・・・・腕、
２０・・・・・・観。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接線材に波形の塑性変形を与えつつ、前記溶接線
   材をコンタクトチューブ内へ連続供給してコンタクトチ
   ューブを出た溶接線材先端が溶接開先壁間を往復しなが
   ら溶接する溶接装置において、前記溶接線材を送出供給
   するものの端部を固定位置とした導管の端部、ローラ外
   周に沿つて前記線材に第１の変形を与える一対の揺動ロ
   ーラ、ローラ外周に沿つて第２の変形を与える一対の送
   給ローラ及びコンタクトチューブを前記溶接線材供給方
   向へ順に配置し、前記揺動ローラが一方の揺動端部に位
   置するときの揺動ローラ対向接点と前記送給ローラ対向
   接点との距離と、前記揺動ローラが他方の揺動端部に位
   置するときの揺動ローラ対向接点と前記送給ローラ対向
   接点との距離が等しくなる相互関係を持つように前記揺
   動ローラと送給ローラを配置し、前記揺動ローラが一方
   の揺動端部から他の揺動端部へ移動する間に前記溶接線
   がほぼ前記距離分送給されるように前記送給ローラを構
   成したことを特徴とする溶接装置。 ２ 前記揺動ローラの揺動は前記一対の送給ローラ接点
   を含む軸心を中心として回動変位するように構成した特
   許請求の範囲第１項記載の溶接装置。 ３ 前記送給ローラの対向接点と揺動ローラの対向接点
   間の距離を送給ローラ外周寸法のほぼ１／２にし、また
   毎分当りの送給ローラの回転数と揺動ローラの揺動往復
   回数とを一致させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の溶接装置。 ４ 溶接線材リールと導管との間に位置する溶接線材供
   給ローラを定トルク特性の電動機で駆動することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第３項記載の溶接装置
   。 ５ 揺動ローラの角速度変化を制御して溶接線材の塑性
   変形した波形を変化させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の溶接装置。 ６ 揺動ローラの揺動角度を変化させて塑性変形した溶
   接線材の波形の波高を変化させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の溶接
   装置。 ７ 送給ローラ外径と揺動ローラ外径を同一にし溶接線
   材に波形の塑性変形を与えることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第６項のいづれかに記載の溶接装置
   。