ワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法
【課題】 円筒状に曲げ加工した直径の大きいワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員でもってワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにする。
【解決手段】 フレーム本体１に水平姿勢で支持されたマンドレル２に円筒状に曲げ加工した金属板製のワークＷを支持させ、ワークＷの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構９によりマンドレル２の上面側に設けたバックバー３上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置１０により突合せ溶接するようにしたワークＷの水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレル２の周囲に、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置５を配設する。
【解決手段】 フレーム本体１に水平姿勢で支持されたマンドレル２に円筒状に曲げ加工した金属板製のワークＷを支持させ、ワークＷの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構９によりマンドレル２の上面側に設けたバックバー３上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置１０により突合せ溶接するようにしたワークＷの水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレル２の周囲に、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置５を配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークを水平姿勢のマンドレルで支持し、ワークの円周方向両端をマンドレルの上面側に設けたバックバー上で溶接装置により突合せ溶接するワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法に係り、特に、直径の大きなワークから温水ボイラのタンクの胴体や各種液体等を保管、運搬するドラム缶の円筒状の胴体を作製するのに用いられるものであり、直径の大きいワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員でもってワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの円周方向両端を突合せ溶接する装置としては、例えば、本件出願人が先に開発した水平型自動溶接装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
図１２及び図１３は従来の水平型自動溶接装置の一例を示すものであり、当該水平型自動溶接装置は、フレーム本体２０に支持され、円筒状に曲げ加工したワークＷを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレル２１と、マンドレル２１の上面側に設けた長尺状のバックバー２２と、マンドレル２１に設けられ、ワークＷの円周方向両端がバックバー２２上で突合されるようにワークの端面の位置決めを行うセンター位置決め機構（図示省略）と、マンドレル２１の上方位置に配設され、ワークＷの円周方向両端を突合せた状態でバックバー２２上へ押圧固定するクランプ機構２３と、マンドレル２１の上方位置に配設され、ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置２４とから構成されており、マンドレル２１にセットしたワークＷの円周方向両端をセンター位置決め機構により位置決めすると共に、位置決めされたワークＷの円周方向両端をクランプ機構２３によりバックバー上で突合せ固定し、その突合せ部をＴＩＧ溶接装置２４により突合せ溶接して接合するようにしたものである。
【０００４】
ところで、前記水平型自動溶接装置に於いては、マンドレル２１に円筒状に曲げ加工したワークＷをセットする際に、ワークＷの直径が比較的小さい場合には、ワークＷが円筒状に保持されているため、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２１にセットすることができる。
【０００５】
しかし、温水ボイラのタンクの胴体等に用いる直径の大きなワークＷをマンドレル２１にセットする際には、図１２に示すようにワークＷの円周方向両端が自重により外方へ大きく開くため、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２１にセットすることができなかった。
従って、直径の大きなワークＷをセットする際には、二人の作業員がマンドレル２１の両サイドに立ってワークＷを円筒状に保持しながらマンドレル２１にセットしなければならず、極めて作業性に劣ると云う問題があった。
【０００６】
又、ワークＷの突合せ溶接に於いては、ワークＷの突合せ部の両側端にタブ材を隣接する状態で夫々配設し、一方のタブ材に溶接用トーチを臨ませてタブ材と溶接用トーチのタングステン棒との間にアークを発生させ、この初期アークが安定した状態になってから溶接用トーチをワークＷの突合せ部に沿って移動させた後、他方のタブ材の上で通電を停止することが行われている。このようにすれば、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができるからである。
【０００７】
しかし、タブ材を用いてワークＷの円周方向両端を突合せ溶接しても、溶接不良を完全に無くすことは困難であり、ワークＷの接合部の終端部に穴開きや溶け落ち等の溶接欠陥が生じると云う問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０５３６９号公報
【特許文献２】特開２００６−５１５３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、円筒状に曲げ加工した直径の大きいワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員でもってワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、フレーム本体に水平姿勢で支持されたマンドレルに円筒状に曲げ加工した金属板製のワークを支持させ、ワークの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構によりマンドレルの上面側に設けたバックバー上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置により突合せ溶接するようにしたワークの水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレルの周囲に、マンドレルにセットされる直径の大きなワークを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置を配設したことに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方に位置してマンドレルにセットされるワークを下面側から支持する下部受けローラと、マンドレルの斜め下方に位置して下部受けローラに支持されたワークの少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラと、マンドレルの斜め上方に位置して下部受けローラに支持されたワークの少なくとも円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラとを備えており、円筒状に曲げ加工したワークを下部受けローラにより水平姿勢で支持して側面受けローラ及び上部受けローラにより円筒状に保持するようにしたことに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方位置に配設されて下部受けローラ及び側面受けローラを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構を備えており、当該受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整できる構成としたことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、下部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラをマンドレルに沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ及び上部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラをマンドレルに沿って一列に配列して成り、マンドレルにセットされるワークの外周面を４個所で支持並びに保持するようにしたことに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項５の発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの突合せ部を突合せ溶接するワークの溶接方法に於いて、直径の大きなワークをワーク保持装置により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレルにセットし、マンドレルにセットしたワークの突合せ部終端部分を溶接装置により突合せ溶接する際に、ワークの終端に近づくに従って電流値を徐々に下げてワークの穴開きや溶け落ちを防止するようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のワークの水平型自動溶接装置は、マンドレルの周囲に直径の大きなワークを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置を配設しているため、直径の大きなワークをマンドレルにセットする際に、従来の水平型自動溶接装置のように二人の作業員でワークをマンドレルにセットする必要もなく、一人の作業員でもって直径の大きなワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができ、極めて作業性に優れたものとなる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載のワークの水平型自動溶接装置は、ワーク保持装置が、マンドレルにセットされるワークを下面側から支持する下部受けローラと、下部受けローラに支持されたワークの少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラと、下部受けローラに支持されたワークの少なくとも円周方向の一端部を上方から保持する上部受けローラとを備えており、円筒状に曲げ加工したワークを下部受けローラにより水平姿勢で支持して側面受けローラ及び上部受けローラにより円筒状に保持するようにしているため、直径の大きなワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員がマンドレルの片側に立ってワークの他方の側面を保持しながらマンドレルにセットするだけで良く、ワークのマンドレルへのセットを簡単且つ容易に行える。
【００１７】
本発明の請求項３に記載のワークの水平型自動溶接装置は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方位置に配設されて下部受けローラ及び側面受けローラを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構を備えており、当該受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整できる構成としているため、受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整することによって、ワークの直径が変わってもワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置は、下部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラをマンドレルに沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ及び上部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラをマンドレルに沿って一列に配列して成り、マンドレルにセットされるワークの外周面を４個所で支持並びに保持するようにしているため、各受けローラに支持並びに保持されたワークを大きな抵抗を生ずることなしにマンドレルの長手方向へ移動させたり、或いは回転させたりすることができ、マンドレルへのワークのセットをより一層簡単且つ容易に行うことができる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載のワークの溶接方法は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの突合せ部を溶接装置により突合せ溶接するワークの溶接方法に於いて、直径の大きなワークをワーク保持装置により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレルにセットするようにしているため、一人の作業員でもって直径の大きなワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができる。
又、本発明の請求項５に記載のワークの溶接方法は、マンドレルにセットしたワークの突合せ部終端部分を溶接装置により突合せ溶接する際に、ワークの終端に近づくに従って電流値を徐々に下げて溶接を出来る限り小さい熱エネルギーで行うようにしているため、ワークの溶接終端部に発生し易い穴開きや溶け落ちを防止することができ、溶接欠陥のない溶接を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施の形態に係るワークＷの水平型自動溶接装置の全体を示し、当該ワークＷの水平型自動溶接装置は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークＷの円周方向両端を突合せ溶接して円筒状の製品を作製するものであり、特に、直径の大きいワークＷから温水ボイラのタンクの胴体やドラム缶の胴体を作製する際に、直径の大きいワークＷであっても、一人の作業員でもってワークＷを簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークＷを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたものである。
【００２１】
即ち、前記ワークＷの水平型自動溶接装置は、ボックス状のフレーム本体１と、フレーム本体１に片持ち状態で支持され、ワークＷを支持する水平姿勢のマンドレル２と、マンドレル２の上面側に設けたバックバー３と、マンドレル２に設けられ、ワークＷの円周方向両端がバックバー３上で突合されるようにワークＷの円周方向端面の位置決めを行うセンター位置決め機構４と、マンドレル２の周囲に配設され、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置５と、マンドレル２の上面側に配設され、マンドレル２に挿着されたワークＷの軸線方向両端に当接する固定側のタブ材６及び可動側のタブ材７と、マンドレル２の上方位置に配設され、可動側のタブ材７をワークＷ側へ押圧移動させて可動側のタブ材７をワークＷの軸線方向端面へ密着させるタブ押し機構８と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの円周方向両端部をバックバー３上へ押圧固定するクランプ機構９と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接する溶接装置１０（この例では、ＴＩＧ溶接装置）とから構成されており、円筒状に曲げ加工しワークＷをワーク保持装置５により水平姿勢で支持して円筒状に保持しながらマンドレル２にセットし、マンドレル２にセットされてバックバー３上で突合せ固定されたワークＷの円周方向両端を溶接装置１０により突合せ溶接して接合するようにしたものである。
【００２２】
具体的には、前記フレーム本体１は、図１〜図３に示す如く、上部に前方へ水平姿勢で突出する長尺状の上部フレーム１ａを有すると共に、下部に上部フレーム１ａと同じ方向へ水平姿勢で突出して床面へ設置されるベース１ｂを備えており、フレーム本体１の内部には、溶接用電源装置、アルゴンガス等の溶接用ガスボンベ、コンプレッサ（何れも図示省略）等が夫々収容されている。
又、上部フレーム１ａの上面には、先端部に溶接装置１０の溶接条件や電極位置等を設定するタッチパネル式の操作盤１１を取り付けた旋回アーム１２が旋回自在に配設されている。
【００２３】
前記マンドレル２は、図２、図６及び図７に示す如く、下面が開放されたボックス状に形成された長尺状の金属材製の本体部２Ａと、本体部２Ａの上面に本体部２Ａに沿って固定された長尺状のバックバー保持金具２Ｂと、本体部２Ａの基端に設けたフランジ部２Ｃと、本体部２Ａの先端に設けられ、上部フレーム１ａの先端部に配設したマンドレル受け１３に抜き差し自在に挿入される受け軸２Ｄとから成り、フランジ部２Ｃをフレーム本体１の前面に固定することによって、フレーム本体１に片持ち状態で且つ水平姿勢で支持されている。このマンドレル２は、本体部２Ａを下面が開放されたボックス状に形成しているため、マンドレル２自体の軽量化を図れると共に、シールドガスの配管（図示省略）等を邪魔にならないように内部に収納することができる。
又、マンドレル２のバックバー保持金具２Ｂの上面には、長尺状のバックバー３が着脱自在に嵌め込まれる取付け溝２ａがマンドレル２の長手方向に沿って形成されている。この取付け溝２ａの底面には、アルゴンガス等のシールドガスが流れる細幅のガス溝２ｂがマンドレル２の長手方向に沿って形成されている。
更に、マンドレル２は、ワークＷの突合せ作業時や溶接作業時等に先端側の受け軸２Ｄがマンドレル受け１３により支持されており、フレーム本体１及びマンドレル受け１３により両持ち状態となっている。
【００２４】
尚、マンドレル受け１３は、ロータリーアクチュエータ１４により水平位置から鉛直位置に亘って回動するように構成されており、マンドレル受け１３を水平位置から鉛直位置へ回動させ、マンドレル受け１３に形成した支持穴１３ａにマンドレル２の受け軸２Ｄを挿入することによって、マンドレル２の先端部を支持することができるようになっている。
【００２５】
前記バックバー３は、図７に示す如く、銅材により断面形状が略長方形の長尺な各柱状に形成した左右のバックバー３′，３′から成り、左右のバックバー３′，３′を対向させた状態で且つ左右のバックバー３′，３′の間にスリット状の溝３ａが形成されるようにマンドレル２のバックバー保持金具２Ｂに形成した取付け溝２ａ内に着脱自在に嵌め込まれている。このバックバー３は、複数本のボルト（図示省略）によりバックバー保持金具２Ｂに固定されており、ワークＷの円周方向の両端を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、ワークＷの熱ひずみ等を防止すると共に、ワークＷの突合せ部の裏面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するものである。
又、左右のバックバー３′，３′間に形成されたスリット状の溝３ａは、センター位置決め機構４のセンタープレート４Ａを遊嵌状態で挿入すると共に、アルゴンガス等のシールドガスを流すためのものである。
【００２６】
前記センター位置決め機構４は、ワークＷの円周方向両端がバックバー３のスリット状の溝３ａ上で突合されるようにワークＷの円周方向端面の位置決めを行うものであり、図６及び図７に示す如く、バックバー３のスリット状の溝３ａ内に上下動自在に挿入された薄鋼板製の長尺状のセンタープレート４Ａと、マンドレル２に設けられ、センタープレート４Ａを上下動させるシリンダ構造の駆動部４Ｂとから構成されている。
【００２７】
即ち、センタープレート４Ａは、図６、図７及び図９に示す如く、バックバー３のスリット状の溝３ａ内に遊嵌状態で上下動自在に挿入されており、その上端部がバックバー３の上面から上方へ突出可能になっていると共に、バックバー３の上面から突出した上端部の側面にワークＷの円周方向端面が当接するようになっている。このセンタープレート４Ａの厚みは、バックバー３のスリット状の溝３ａの幅よりも薄くなるように設定されている。その結果、センタープレート４Ａをバックバー３のスリット状の溝３ａに挿入したときには、センタープレート４Ａの側面とバックバー３との間にアルゴンガス等のシールドガスが流れるスリット状の間隙が形成されることになる。
【００２８】
一方、駆動部４Ｂは、図６、図７及び図９に示す如く、マンドレル２のバックバー保持金具２Ｂの下面にマンドレル２の長手方向に沿って一定間隔ごとに取り付けた複数の縦向き姿勢のシリンダ４ａと、各シリンダ４ａ内にＯリング４ｂ介して上下方向へ摺動自在に挿入され、センタープレート４Ａを起立姿勢で支持する複数のピストン４ｃと、バックバー３と各ピストン４ｃとの間に介設され、各ピストン４ｃを下方へ附勢してセンタープレート４Ａの上端部をバックバー３のスリット状の溝３ａ内へ位置させる復帰用の圧縮コイルスプリング４ｄとから構成されており、コンプレッサ（図示省略）からの圧縮空気をシリンダ４ａ内へ供給すると、ピストン４ｃ及びセンタープレート４Ａが圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力に抗して上昇し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３の上面から上方へ突出し、又、圧縮空気の供給を停止すると、圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力によりピストン４ｃ及びセンタープレート４Ａが下降し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３のスリット状の溝３ａ内へ収納されるようになっている。
【００２９】
前記ワーク保持装置５は、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するものであり、図１〜図３に示す如く、マンドレル２の下方に位置してマンドレル２にセットされるワークＷを下面側から支持する下部受けローラ５Ａと、下部受けローラ５Ａの前方に位置して突合せ溶接するワークＷを下部受けローラ５Ａへ水平姿勢で送り込む前方受けローラ５Ｂと、マンドレル２の斜め下方に位置して下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの一方の側面を側方から保持する側面受けローラ５Ｃと、マンドレル２の斜め上方に位置して下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラ５Ｄと、マンドレル２の下方位置に配設されて下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構５Ｅとを備えている。
【００３０】
即ち、下部受けローラ５Ａは、図２、図３及び図８に示す如く、マンドレル２の下方位置にマンドレル２に沿って並列状に配置された二つの長尺状のボールローラ台５ａと、各ボールローラ台５ａの上面にマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｂとから成り、マンドレル２に沿って二列に配列されたボールローラ５ｂがワークＷの外周面下面側へ当接してワークＷを下面側から支持するものである。この下部受けローラ５Ａは、後述する受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐの上面に設置固定されており、マンドレル２の下方位置にマンドレル２に沿って配置されている。
【００３１】
前方受けローラ５Ｂは、図１〜図３に示す如く、下部受けローラ５Ａの前方位置に並列状に配置された二つの長尺状の前方ボールローラ台５ｃと、各前方ボールローラ台５ｃの上面に一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｄとから成り、二列に配列されたボールローラ５ｄによって、ワークＷを水平姿勢で支持し、この状態でワークＷを下部受けローラ５Ａへ送り込めるようになっている。この前方受けローラ５Ｂは、受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐのベース５ｐ′先端部に設けた前方ローラ架台５ｑの上面に設置固定されており、下部受けローラ５Ａと直列状になるように配置されている。
【００３２】
側面受けローラ５Ｃは、図１〜図３に示す如く、マンドレル２の斜め下方位置にマンドレル２に沿って配置された長尺状の支持板５ｅと、支持板５ｅにマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｆとから成り、マンドレル２に沿って一列に配列したボールローラ５ｆが下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの一方の側面に当接してワークＷの一方の側面を側方から保持するものである。この側面受けローラ５Ｃは、受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐの一方の側面に固定したブラケット５ｇに立設した支柱５ｈの上端部に取り付けられており、マンドレル２の斜め下方位置にマンドレル２に沿って配置されている。
【００３３】
上部受けローラ５Ｄは、図１に示す如く、マンドレル２の斜め上方位置にマンドレル２に沿って配置され、上部フレーム１ａの下面にマンドレル２に沿って取り付けた支持台５ｉと、支持台５ｉの下面にマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｊとから成り、マンドレル２に沿って一列に配列したボールローラ５ｊが下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの円周方向一端部上面に当接してワークＷの円周方向一端部を上方から保持するようにしたものである。
【００３４】
受けローラ昇降支持機構５Ｅは、図１、図２、図４、図５及び図８に示す如く、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃを昇降自在に支持し、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃの高さをワークＷの直径に応じて調整するものであり、フレーム本体１のベース１ｂ前方の床面に設置したリフターベース５ｋと、リフターベース５ｋの四隅にシャフトサポート５ｌを介して立設した四本のガイド軸５ｍと、四本のガイド軸５ｍの上端に水平姿勢で固定され、リフターベース５ｋに対向するテーブル上部板５ｎと、四本のガイド軸５ｍにフランジ付リニアブッシュ５ｏを介して昇降自在に支持され、下部受けローラ５Ａ及び側面受けローラ５Ｃが取り付けられるローラ架台５ｐと、ローラ架台５ｐのベース５ｐ′の先端部に設けられ、前方受けローラ５Ｂが取り付けられる前方ローラ架台５ｑと、リフターベース５ｋとテーブル上部板５ｎとの間に軸受５ｒを介して鉛直姿勢で正逆回転自在に支持された二本のボールネジ軸５ｓと、ローラ架台５ｐのベース５ｐ′に取り付けられ、ボールネジ軸５ｓが夫々挿通されるナット５ｔと、リフターベース５ｋの上面にモータブラケット５ｕを介して取り付けた駆動モータ５ｖと、二本のボールネジ軸５ｓと駆動モータ５ｖの駆動軸との間に介設され、駆動モータ５ｖの回転力を二本のボールネジ軸５ｓに伝達して二本のボールネジ軸５ｓを同期的に同じ方向へ正逆回転させるベルト伝動機構５ｗとから構成されており、駆動モータ５ｖ及びベルト伝動機構５ｗにより二本のボールネジ軸５ｓを同期的に同じ方向へ正逆回転させると、廻り止めされたナット５ｔが各ボールネジ軸５ｓに沿って上下方向へ往復移動し、ローラ架台５ｐ及び前方ローラ架台５ｑが昇降するようになっている。これによって、ローラ架台５ｐ及び前方ローラ架台５ｑに取り付けた下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃが高さ調整されることになる。
【００３５】
尚、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄの各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊの取付けピッチは、各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊに支持並びに保持されたワークＷを大きな抵抗を生ずることなしにマンドレル２の長手方向へ円滑且つスムースに移動させたり、或いは回転させたりすることができる程度に設定されている。この実施の形態に於いては、各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊの取付けピッチは、１００ｍｍに設定されている。
又、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄの各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊは、何れもボール受けに鋼球製のボールを３６０°回転自在に保持させたものであり、同一の形状及び同一の構造に構成されている。
【００３６】
前記固定側のタブ材６及び可動側のタブ材７は、ワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接してワークＷの溶接始端部及び溶接終端部に穴開きや溶け落ち等の欠陥のない突合せ溶接を行えるようにするものである。
【００３７】
即ち、固定側のタブ材６は、銅材によりブロック状に形成されており、図２、図５及び図６に示す如く、マンドレル２の基端部上面にタブ固定台１５を介して固定され、マンドレル２に挿着されたワークＷの軸線方向一端へ当接するようになっている。
又、可動側のタブ材７は、ワークＷと同じ材質の金属板又は他の材質の金属板により幅が狭くて長さの短い長方形状に形成されており、図６、図９及び図１０に示す如く、マンドレル２の先端部上面側のバックバー３上にマンドレル２の軸線方向へ移動自在に且つ交換可能に載置され、後述するタブ押し機構８によりマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧されてワークＷの軸線方向他端へ当接するようになっている。
【００３８】
前記タブ押し機構８は、マンドレル２の先端部上方位置で且つフレーム本体１の上部フレーム１ａ先端部側に配設され、バックバー３上に載置された可動側のタブ材７をマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧移動させてワークＷの軸線方向端面へ密着させるものであり、図６、図９及び図１０に示す如く、上部フレーム１ａの上面に配設した溶接装置１０のガイドレール１０ａにマンドレル２の長手方向へ移動自在に支持され、所定の位置で固定される移動台８ａと、移動台８ａの下面に固定台用取付け台８ｂを介して垂設され、下端部にマンドレル２に沿う支持金具８ｃ′を突設した固定台８ｃと、固定台８ｃにガイドレール８ｄを介して昇降自在に支持され、自重により下降するスライド本体８ｅと、スライド本体８ｅの下端にマンドレル２に沿って固定されたスライド板用固定板８ｆと、スライド板用固定板８ｆの下面側にガイドレール８ｇを介してマンドレル２の長手方向へ移動自在に支持されたスライド板８ｈと、スライド板８ｈの下面側に固定され、バックバー３上を摺動してバックバー３上に載置した可動側のタブ材７をマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧するタブ押し金具８ｉと、一端部がスライド板８ｈに連結され、他端部がスライド板用固定板８ｆに摺動自在に挿通された連結シャフト８ｊと、連結シャフト８ｊの他端部に連結ピン８ｋを介して揺動自在に連結され、下端部側が固定台８ｃの支持金具８ｃ′に当接する動作軸８ｌと、スライド板用固定板８ｆとスライド板８ｈとの間に介設され、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉをマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧附勢すると共に、動作軸８ｌの下端部側を固定台８ｃの支持金具８ｃ′に当接させる圧縮コイルスプリング８ｍとから構成されている。
【００３９】
而して、このタブ押し機構８によれば、先ず、圧縮コイルスプリング８ｍによりワークＷ側へ押圧附勢されたタブ押し金具８ｉの先端とマンドレル２に挿着したワークＷの軸線方向端面との距離が可動側のタブ材７の長さよりも若干短くなるように移動台８ａの位置を移動調整し、次に、この位置で動作軸８ｌを図９に示すように固定台８ｃの支持金具８ｃ′を支点にして揺動させ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉを圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力に抗してワークＷから離間する方向へ後退させ、その後、可動側のタブ材７をワークＷの端面とタブ押し金具８ｉとの間のバックバー３上に載せて動作軸８ｌから手を離す。そうすると、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉが圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力によりワークＷ側へ移動し、図１０に示すように可動側のタブ材７がタブ押し金具８ｉ及び圧縮コイルスプリング８ｍによりワークＷ側へ押圧附勢されてワークＷの軸線方向端面に密着状態で当接することになる。
更に、このタブ押し機構８は、動作軸８ｌを固定台８ｃの支持金具８ｃ′を支点にして揺動させると、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉが圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力に抗してワークＷから離間する方向へ後退して可動側のタブ材７の押圧附勢状態が解除され、又、動作軸８ｌを持って上方へ引き上げると、スライド本体８ｅ、スライド板用固定板８ｆ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉ等が固定台８ｃに沿って上方へ移動し、これらをバックバー３から離間する方向へ持ち上げることができる。
【００４０】
前記クランプ機構９は、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端を突合せた状態でバックバー３上へ押圧固定するものであり、図１１に示す如く、マンドレル２の上方位置に対向状に配置され、上部フレーム１ａの下面側にヒンジ９ａを介して上下方向へ揺動自在に支持された左右の熱吸収板用取付板９ｂと、左右の熱吸収用取付板９ｂの先端部に固定され、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に当接して溶接時の余分な熱を吸収する左右の熱吸収板９ｃと、マンドレル２の上方位置に対向状に配置され、上部フレーム１ａの下面側にヒンジ９ａを介して上下方向へ揺動自在に支持された左右のクランプ板用取付板９ｄと、左右のクランプ板用取付板９ｄの先端部に固定され、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に熱吸収板９ｃを介して当接する左右のクランプ板９ｅと、上部フレーム１ａと左右のクランプ板用取付板９ｄとの間に介設され、圧縮空気の供給により膨張して左右のクランプ板用取付板９ｄを下方へ押圧して左右のクランプ板９ｅを下方へ押し下げると共に、左右の熱吸収板９ｃを間接的に下方へ押し下げる左右のエアーチューブ９ｆと、左右の熱吸収板用取付板９ｂ及び熱吸収板９ｃと左右のクランプ板用取付板９ｄ及びクランプ板９ｅを上方へ附勢する引張りスプリング（図示省略）等から構成されている。
【００４１】
而して、このクランプ機構９によれば、コンプレッサからエアーチューブ９ｆに圧縮空気を供給してエアーチューブ９ｆを膨張させると、左右のクランプ板用取付板９ｄ、左右のクランプ板９ｅ、左右の熱吸収用取付け板９ｂ及び左右の熱吸収板９ｃが引張りスプリングの弾性力に抗して下方へ揺動し、左右のクランプ板９ｅがマンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に左右の熱吸収板９ｃを介して間接的に当接してワークＷの円周方向両端部をバックバー３上へ押圧固定し、又、圧縮空気の供給を停止すると、左右のクランプ板用取付板９ｄ、左右のクランプ板９ｅ、左右の熱吸収用取付け板９ｂ及び左右の熱吸収板９ｃが引張りスプリングの弾性力により上方へ揺動し、ワークＷの押圧状態が解除されるようになっている。
【００４２】
前記溶接装置１０（ＴＩＧ溶接装置）は、図２、図６及び図１１に示す如く、上部フレーム１ａの上面にガイドレール１０ａを介してマンドレル２の長手方向へ往復移動自在に配設した走行台１０ｂと、走行台１０ｂにアーム部材１０ｃを介して昇降自在に支持され、先端部からアルゴンガス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒１０ｄ′を挿着した溶接用トーチ１０ｄと、溶接用トーチ１０ｄを昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下駆動装置（図示省略）と、溶接状況（タングステン電極棒の消耗やアークの状態等）やワークＷの端部の突合せ状況を確認する監視カメラ（図示省略）と、溶接開始前に於けるタングステン電極棒１０ｄ′とワークＷの間隙設定を容易にし、溶接中に於けるタングステン電極棒１０ｄ′とワークＷの接触事故を直ちに検知する電極接触検知装置（図示省略）と、走行台１０ｂをマンドレル２の長手方向へ往復走行させるモータ１０ｅ′及びボールネジ機構１０ｅ″から成る駆動装置１０ｅ等から構成されており、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接する際に溶接用トーチ１０ｄの先端が自動的に高さ調整され且つ走行台１０ｂ及びこれに支持された溶接用トーチ１０ｄが所定の速度でワークＷの突合せ部に沿って直線移動するようになっている。
又、溶接装置１０は、マンドレル２にセットしたワークＷの突合せ部終端部分を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部終端に近づくに従って電流値を徐々に下げる、いわゆるダウンスロープ制御を行うように駆動制御されている。この実施の形態では、溶接装置１０は、溶接用トーチ１０ｃがワークＷの突合せ部終端から約２０ｍｍの位置に来たときに溶接の電流値を徐々に下げるように駆動制御されている。
【００４３】
次に、上述したワークＷの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する場合について説明する。
【００４４】
尚、ワークＷには、厚みが０．８ｍｍ〜１．０ｍｍのステンレス鋼板を直径６００ｍｍ、長さ１６００ｍｍの円筒状に曲げ加工したワークＷが使用されている。このワークＷは、温水ボイラのタンクの胴体を形成するものである。又、溶接電流、アーク長、シールドガスの供給量、溶接用トーチ１０ｄの走行速度、タングステン電極棒１０ｄ′の先端形状等の溶接条件は、ワークＷの材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
【００４５】
先ず、作業員は、マンドレル２の先端部をマンドレル受け１３により支持して長尺状のマンドレル２の撓みを防止すると共に、マンドレル２に設けたセンター位置決め機構４のセンタープレート４Ａを駆動部４Ｂにより上昇させてセンタープレート４Ａの上端部をバックバー３の上面から上方へ突出させる。
【００４６】
次に、作業員は、ワークＷをその円周方向両端が上を向く状態で前方受けローラ５Ｂ上に水平姿勢で載せ、ワーク保持装置５からマンドレル２にワークＷを挿着できるようにワークＷの直径に応じて受けローラ昇降支持機構５Ｅにより下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃの高さを調整し、この状態でワークＷを前方受けローラ５Ｂ上で滑らせてマンドレル２側へ移動させ、下部受けローラ５Ａ上へ送り込んでマンドレル２へ挿着する。
【００４７】
即ち、作業員は、マンドレル２の側面受けローラ５Ｃを配置した側と反対側の位置に立ち、ワークＷの円周方向両端が開かないようにワークＷを円筒状に保持しながら前方受けローラ５Ｂ上でマンドレル２側へ滑らせ、ワークＷの一方の側面が側面受けローラ５Ｃに、又、ワークＷの円周方向一端部が上部受けローラ５Ｄに夫々保持されるようにワークＷを前方受けローラ５Ｂから下部受けローラ５Ａへ送り込んでマンドレル２へ挿着する。
このとき、下部受けローラ５Ａへ送り込まれたワークＷは、下面側が下部受けローラ５Ａに支持されていると共に、一方の側面が側面受けローラ５Ｃに、又、円周方向一端部が上部受けローラ５Ｄに夫々保持されているため、作業員はワークＷの他方の側面を保持するだけでワークＷを円筒状に保つことができる。その結果、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２に挿着することができる。
【００４８】
尚、この実施の形態に於いては、マンドレル２の先端部をマンドレル受け１３で支持してからマンドレル２にワークＷを挿着するようにしたが、他の実施の形態に於いては、マンドレル２にワークＷを挿着してからマンドレル２の先端部をマンドレル受け１３で支持するようにしても良い。
【００４９】
ワークＷをマンドレル２に挿着したら、マンドレル２に挿着したワークＷの円周方向一端（ワークＷの側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄに保持されている方の一端）をセンタープレート４Ａの上端部側面に当接させると共に、センタープレート４Ａに当接させた方のワークＷの円周方向一端部の側端（ワークＷの軸線方向一端）を固定側のタブ材６に当接させ、この状態でクランプ機構９の一方のクランプ板９ｅ（センタープレート４Ａに当接しているワークＷの一端部上方に位置するクランプ板９ｅ）を下降させ、当該クランプ板９ｅによりワークＷの円周方向一端部をバックバー３上へ押圧固定する。
【００５０】
尚、この実施の形態に於いては、センタープレート４Ａを予めバックバー３の上方へ突出させていたが、他の実施の形態に於いては、ワークＷをマンドレル２に挿着してからセンタープレート４Ａをバックバー３の上方へ突出させるようにしても良い。
【００５１】
ワークＷの円周方向一端部を一方のクランプ板９ｅによりバックバー３上へ押圧固定したら、センター位置決め機構４の駆動部４Ｂに供給されている圧縮空気の供給を停止する。そうすると、復帰用の圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力によりセンタープレート４Ａが下降し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３のスリット状の溝３ａ内に収納される。
【００５２】
センタープレート４Ａが下降したら、ワークＷの円周方向他端を目視によって先にバックバー３上に押圧固定されたワークＷの円周方向一端に突合せると共に、ワークＷの円周方向他端部の側端（ワークＷの軸線方向一端）を固定側のタブ材６に当接させ、この状態でクランプ機構９の他方のクランプ板９ｅを下降させ、当該クランプ板９ｅによりワークＷの円周方向他端部をバックバー３上に押圧固定する。
【００５３】
ワークＷの円周方向両端部がクランプ機構９の左右のクランプ板９ｅによりバックバー３上へ押圧固定されたら、タブ押し機構８をマンドレル２に沿って移動調整し、マンドレル２の先端部上面側のバックバー３上に可動側のタブ材７を載せ、この可動側のタブ材７をタブ押し機構８によりワークＷの軸線方向端面へ密着状態で当接させる。
【００５４】
そして、ワークＷの円周方向両端がバックバー３のスリット状の溝３ａ上で突合せ固定されたら、バックバー３のスリット状の溝３ａ内にアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、溶接装置１０によりワークＷの突合せ部を突合せ溶接する。
【００５５】
即ち、溶接用トーチが下降してタングステン電極棒１０ｄ′の先端を固定側のタブ材６の表面に臨ませ、この状態でタングステン電極棒１０ｄ′と固定側のタブ材６との間にアークを発させ、このアークが安定した状態になってから走行台１０ｂが駆動装置１０ｅにより前進して溶接用トーチ１０ｄをワークＷの突合せ部に沿って所定の速度で走行させ、ワークＷの突合せ部を順次突合せ溶接して行き、溶接用トーチ１０ｄが可動側のタブ材７の上へ来た時点で通電を停止してアークをストップする。
【００５６】
尚、溶接装置１０は、ワークＷの突合せ部終端部分を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部終端に近づくに従って電流値を徐々下げて溶接を出来る限り小さい熱エネルギーで行うようにしているため、ワークＷの溶接終端部の穴開きや溶け落ちを防止することができる。又、固定側のタブ材６を溶接の開始点、可動側のタブ材７を溶接の終了点としているため、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができ、溶け落ち等の溶接欠陥の無い突合せ溶接を行えることになる。
【００５７】
ワークＷの突合せ溶接が終了すると、バックバー３へのシールドガスの供給を停止すると共に、溶接装置１０の溶接用トーチ１０ｃが元の位置に復帰する。又、クランプ機構９によるワークＷの押圧状態が解除されると共に、マンドレル受け１３が鉛直位置から水平位置へ回動してマンドレル２の先端を開放する。
【００５８】
最後に、タブ押し機構８を操作して可動側のタブ材７の押圧状態を解除すると共に、タブ押し機構８の動作軸８ｌによりスライド本体８ｅ、スライド板用固定板８ｆ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉを固定台８ｃに沿って持ち上げ、この状態で突合せ溶接されたワークＷ（温水ボイラのタンクの胴体）をマンドレル２から引き抜く。
このとき、突合せ溶接されたワークＷは、下部受けローラ５Ａに支持されているため、直径のおきなワークＷであってもマンドレル２から簡単且つ容易に引き抜くことができる。
【００５９】
このようにして、円筒状に曲げ加工したワークＷから温水ボイラのタンクに用いられる胴体が作製される。
【００６０】
上述したワークＷの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＷを突合せ溶接すると、直径の大きなワークＷであってもこれをマンドレル２に一人で簡単且つ容易にセットすることができると共に、穴開き等の溶接欠陥のない製品を作製することができる。
【００６１】
尚、上記の実施の形態に於いては、ワーク保持装置５の下部受けローラ５ＡによりワークＷを下面側から支持し、ワーク保持装置５の側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５ＤによりワークＷの一方の側面及びワークＷの円周方向一端部を夫々保持するようにしたが、他の実施の形態に於いては、図示していないが、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄを夫々左右対称状に配設し、下部受けローラ５ＡによりワークＷを下面側から支持し、左右の側面受けローラ５Ｃ及び左右の上部受けローラ５ＤによりワークＷの両方の側面及びワークＷの円周方向両端部を夫々保持するようにしても良い。
【００６２】
又、上記の実施の形態に於いては、下部受けローラ５Ａの前方位置に前方受けローラ５Ｂを配設し、前方受けローラ５Ｂから下部受けローラ５ＡへワークＷを送り込むようにしたが、他の実施の形態に於いては、前方受けローラ５Ｂを省略し、下部受けローラ５Ａを前方へ延長させて下部受けローラ５Ａの前端部側を前方受けローラ５Ｂの替わりとしても良い。
【００６３】
更に、上記の実施の形態に於いては、側面受けローラ５Ｃをブラケット５ｇに立設した支柱５ｈの上端部に取り付けたが、他の実施の形態に於いては、支柱５ｈをブラケット５ｇの上面側にマンドレル２側へ移動調整可能に取り付け、側面受けローラ５Ｃをマンドレル２側へ移動調整可能とし、側面受けローラ５Ｃとマンドレル２との間隔をワークＷの直径に応じて調整できるようにしても良い。即ち、突合せ溶接するワークＷの直径が変わった場合には、側面受けローラ５Ｃが下部受けローラ５Ａに支持されるワークＷの一方の側面に当接してワークＷを円筒状に保持するように支柱５ｈ及び側面受けローラ５Ｃをマンドレル２側へ移動調整する。これにより、ワークＷを円筒状に確実且つ良好に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態にワークの水平型自動溶接装置の正面図である。
【図２】同じくワークの水平型自動溶接装置の側面図である。
【図３】同じくワークの水平型自動溶接装置の平面図である。
【図４】ワークを突合せ溶接する状態を示すワークの水平型自動溶接装置の正面図である。
【図５】図４に示すワークの水平型自動溶接装置の側面図である。
【図６】マンドレル及びセンター位置決め機構の縦断側面図である。
【図７】マンドレル及びセンター位置決め機構の拡大縦断正面図である。
【図８】ワーク保持装置の受けローラ昇降支持機構の縦断側面図である。
【図９】タブ押し機構の拡大縦断側面図である。
【図１０】同じくタブ押し機構の拡大縦断側面図である。
【図１１】クランプ機構の拡大縦断側面図である。
【図１２】従来の水平型自動溶接装置の正面図である。
【図１３】従来の水平型自動溶接装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１はフレーム本体、２はマンドレル、３はバックバー、５はワーク保持装置、５Ａは下部受けローラ、５Ｃは側面受けローラ、５Ｄは上部受けローラ、５Ｅは受けローラ昇降支持機構、５ｂ，５ｆ，５ｊはボールローラ、９はクランプ機構、１０は溶接装置、Ｗはワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークを水平姿勢のマンドレルで支持し、ワークの円周方向両端をマンドレルの上面側に設けたバックバー上で溶接装置により突合せ溶接するワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法に係り、特に、直径の大きなワークから温水ボイラのタンクの胴体や各種液体等を保管、運搬するドラム缶の円筒状の胴体を作製するのに用いられるものであり、直径の大きいワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員でもってワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの円周方向両端を突合せ溶接する装置としては、例えば、本件出願人が先に開発した水平型自動溶接装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
図１２及び図１３は従来の水平型自動溶接装置の一例を示すものであり、当該水平型自動溶接装置は、フレーム本体２０に支持され、円筒状に曲げ加工したワークＷを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレル２１と、マンドレル２１の上面側に設けた長尺状のバックバー２２と、マンドレル２１に設けられ、ワークＷの円周方向両端がバックバー２２上で突合されるようにワークの端面の位置決めを行うセンター位置決め機構（図示省略）と、マンドレル２１の上方位置に配設され、ワークＷの円周方向両端を突合せた状態でバックバー２２上へ押圧固定するクランプ機構２３と、マンドレル２１の上方位置に配設され、ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置２４とから構成されており、マンドレル２１にセットしたワークＷの円周方向両端をセンター位置決め機構により位置決めすると共に、位置決めされたワークＷの円周方向両端をクランプ機構２３によりバックバー上で突合せ固定し、その突合せ部をＴＩＧ溶接装置２４により突合せ溶接して接合するようにしたものである。
【０００４】
ところで、前記水平型自動溶接装置に於いては、マンドレル２１に円筒状に曲げ加工したワークＷをセットする際に、ワークＷの直径が比較的小さい場合には、ワークＷが円筒状に保持されているため、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２１にセットすることができる。
【０００５】
しかし、温水ボイラのタンクの胴体等に用いる直径の大きなワークＷをマンドレル２１にセットする際には、図１２に示すようにワークＷの円周方向両端が自重により外方へ大きく開くため、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２１にセットすることができなかった。
従って、直径の大きなワークＷをセットする際には、二人の作業員がマンドレル２１の両サイドに立ってワークＷを円筒状に保持しながらマンドレル２１にセットしなければならず、極めて作業性に劣ると云う問題があった。
【０００６】
又、ワークＷの突合せ溶接に於いては、ワークＷの突合せ部の両側端にタブ材を隣接する状態で夫々配設し、一方のタブ材に溶接用トーチを臨ませてタブ材と溶接用トーチのタングステン棒との間にアークを発生させ、この初期アークが安定した状態になってから溶接用トーチをワークＷの突合せ部に沿って移動させた後、他方のタブ材の上で通電を停止することが行われている。このようにすれば、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができるからである。
【０００７】
しかし、タブ材を用いてワークＷの円周方向両端を突合せ溶接しても、溶接不良を完全に無くすことは困難であり、ワークＷの接合部の終端部に穴開きや溶け落ち等の溶接欠陥が生じると云う問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０５３６９号公報
【特許文献２】特開２００６−５１５３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、円筒状に曲げ加工した直径の大きいワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員でもってワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたワークの水平型自動溶接装置及びこれを用いたワークの溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、フレーム本体に水平姿勢で支持されたマンドレルに円筒状に曲げ加工した金属板製のワークを支持させ、ワークの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構によりマンドレルの上面側に設けたバックバー上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置により突合せ溶接するようにしたワークの水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレルの周囲に、マンドレルにセットされる直径の大きなワークを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置を配設したことに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方に位置してマンドレルにセットされるワークを下面側から支持する下部受けローラと、マンドレルの斜め下方に位置して下部受けローラに支持されたワークの少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラと、マンドレルの斜め上方に位置して下部受けローラに支持されたワークの少なくとも円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラとを備えており、円筒状に曲げ加工したワークを下部受けローラにより水平姿勢で支持して側面受けローラ及び上部受けローラにより円筒状に保持するようにしたことに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方位置に配設されて下部受けローラ及び側面受けローラを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構を備えており、当該受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整できる構成としたことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、下部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラをマンドレルに沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ及び上部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラをマンドレルに沿って一列に配列して成り、マンドレルにセットされるワークの外周面を４個所で支持並びに保持するようにしたことに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項５の発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの突合せ部を突合せ溶接するワークの溶接方法に於いて、直径の大きなワークをワーク保持装置により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレルにセットし、マンドレルにセットしたワークの突合せ部終端部分を溶接装置により突合せ溶接する際に、ワークの終端に近づくに従って電流値を徐々に下げてワークの穴開きや溶け落ちを防止するようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のワークの水平型自動溶接装置は、マンドレルの周囲に直径の大きなワークを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置を配設しているため、直径の大きなワークをマンドレルにセットする際に、従来の水平型自動溶接装置のように二人の作業員でワークをマンドレルにセットする必要もなく、一人の作業員でもって直径の大きなワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができ、極めて作業性に優れたものとなる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載のワークの水平型自動溶接装置は、ワーク保持装置が、マンドレルにセットされるワークを下面側から支持する下部受けローラと、下部受けローラに支持されたワークの少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラと、下部受けローラに支持されたワークの少なくとも円周方向の一端部を上方から保持する上部受けローラとを備えており、円筒状に曲げ加工したワークを下部受けローラにより水平姿勢で支持して側面受けローラ及び上部受けローラにより円筒状に保持するようにしているため、直径の大きなワークをマンドレルにセットする際に、一人の作業員がマンドレルの片側に立ってワークの他方の側面を保持しながらマンドレルにセットするだけで良く、ワークのマンドレルへのセットを簡単且つ容易に行える。
【００１７】
本発明の請求項３に記載のワークの水平型自動溶接装置は、ワーク保持装置が、マンドレルの下方位置に配設されて下部受けローラ及び側面受けローラを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構を備えており、当該受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整できる構成としているため、受けローラ昇降支持機構により下部受けローラ及び側面受けローラの高さを調整することによって、ワークの直径が変わってもワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置は、下部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラをマンドレルに沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ及び上部受けローラが、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラをマンドレルに沿って一列に配列して成り、マンドレルにセットされるワークの外周面を４個所で支持並びに保持するようにしているため、各受けローラに支持並びに保持されたワークを大きな抵抗を生ずることなしにマンドレルの長手方向へ移動させたり、或いは回転させたりすることができ、マンドレルへのワークのセットをより一層簡単且つ容易に行うことができる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載のワークの溶接方法は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの突合せ部を溶接装置により突合せ溶接するワークの溶接方法に於いて、直径の大きなワークをワーク保持装置により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレルにセットするようにしているため、一人の作業員でもって直径の大きなワークをマンドレルに簡単且つ容易にセットすることができる。
又、本発明の請求項５に記載のワークの溶接方法は、マンドレルにセットしたワークの突合せ部終端部分を溶接装置により突合せ溶接する際に、ワークの終端に近づくに従って電流値を徐々に下げて溶接を出来る限り小さい熱エネルギーで行うようにしているため、ワークの溶接終端部に発生し易い穴開きや溶け落ちを防止することができ、溶接欠陥のない溶接を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施の形態に係るワークＷの水平型自動溶接装置の全体を示し、当該ワークＷの水平型自動溶接装置は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークＷの円周方向両端を突合せ溶接して円筒状の製品を作製するものであり、特に、直径の大きいワークＷから温水ボイラのタンクの胴体やドラム缶の胴体を作製する際に、直径の大きいワークＷであっても、一人の作業員でもってワークＷを簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークＷを突合せ溶接する際に穴開き等の溶接欠陥のない溶接を行えるようにしたものである。
【００２１】
即ち、前記ワークＷの水平型自動溶接装置は、ボックス状のフレーム本体１と、フレーム本体１に片持ち状態で支持され、ワークＷを支持する水平姿勢のマンドレル２と、マンドレル２の上面側に設けたバックバー３と、マンドレル２に設けられ、ワークＷの円周方向両端がバックバー３上で突合されるようにワークＷの円周方向端面の位置決めを行うセンター位置決め機構４と、マンドレル２の周囲に配設され、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置５と、マンドレル２の上面側に配設され、マンドレル２に挿着されたワークＷの軸線方向両端に当接する固定側のタブ材６及び可動側のタブ材７と、マンドレル２の上方位置に配設され、可動側のタブ材７をワークＷ側へ押圧移動させて可動側のタブ材７をワークＷの軸線方向端面へ密着させるタブ押し機構８と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの円周方向両端部をバックバー３上へ押圧固定するクランプ機構９と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接する溶接装置１０（この例では、ＴＩＧ溶接装置）とから構成されており、円筒状に曲げ加工しワークＷをワーク保持装置５により水平姿勢で支持して円筒状に保持しながらマンドレル２にセットし、マンドレル２にセットされてバックバー３上で突合せ固定されたワークＷの円周方向両端を溶接装置１０により突合せ溶接して接合するようにしたものである。
【００２２】
具体的には、前記フレーム本体１は、図１〜図３に示す如く、上部に前方へ水平姿勢で突出する長尺状の上部フレーム１ａを有すると共に、下部に上部フレーム１ａと同じ方向へ水平姿勢で突出して床面へ設置されるベース１ｂを備えており、フレーム本体１の内部には、溶接用電源装置、アルゴンガス等の溶接用ガスボンベ、コンプレッサ（何れも図示省略）等が夫々収容されている。
又、上部フレーム１ａの上面には、先端部に溶接装置１０の溶接条件や電極位置等を設定するタッチパネル式の操作盤１１を取り付けた旋回アーム１２が旋回自在に配設されている。
【００２３】
前記マンドレル２は、図２、図６及び図７に示す如く、下面が開放されたボックス状に形成された長尺状の金属材製の本体部２Ａと、本体部２Ａの上面に本体部２Ａに沿って固定された長尺状のバックバー保持金具２Ｂと、本体部２Ａの基端に設けたフランジ部２Ｃと、本体部２Ａの先端に設けられ、上部フレーム１ａの先端部に配設したマンドレル受け１３に抜き差し自在に挿入される受け軸２Ｄとから成り、フランジ部２Ｃをフレーム本体１の前面に固定することによって、フレーム本体１に片持ち状態で且つ水平姿勢で支持されている。このマンドレル２は、本体部２Ａを下面が開放されたボックス状に形成しているため、マンドレル２自体の軽量化を図れると共に、シールドガスの配管（図示省略）等を邪魔にならないように内部に収納することができる。
又、マンドレル２のバックバー保持金具２Ｂの上面には、長尺状のバックバー３が着脱自在に嵌め込まれる取付け溝２ａがマンドレル２の長手方向に沿って形成されている。この取付け溝２ａの底面には、アルゴンガス等のシールドガスが流れる細幅のガス溝２ｂがマンドレル２の長手方向に沿って形成されている。
更に、マンドレル２は、ワークＷの突合せ作業時や溶接作業時等に先端側の受け軸２Ｄがマンドレル受け１３により支持されており、フレーム本体１及びマンドレル受け１３により両持ち状態となっている。
【００２４】
尚、マンドレル受け１３は、ロータリーアクチュエータ１４により水平位置から鉛直位置に亘って回動するように構成されており、マンドレル受け１３を水平位置から鉛直位置へ回動させ、マンドレル受け１３に形成した支持穴１３ａにマンドレル２の受け軸２Ｄを挿入することによって、マンドレル２の先端部を支持することができるようになっている。
【００２５】
前記バックバー３は、図７に示す如く、銅材により断面形状が略長方形の長尺な各柱状に形成した左右のバックバー３′，３′から成り、左右のバックバー３′，３′を対向させた状態で且つ左右のバックバー３′，３′の間にスリット状の溝３ａが形成されるようにマンドレル２のバックバー保持金具２Ｂに形成した取付け溝２ａ内に着脱自在に嵌め込まれている。このバックバー３は、複数本のボルト（図示省略）によりバックバー保持金具２Ｂに固定されており、ワークＷの円周方向の両端を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、ワークＷの熱ひずみ等を防止すると共に、ワークＷの突合せ部の裏面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するものである。
又、左右のバックバー３′，３′間に形成されたスリット状の溝３ａは、センター位置決め機構４のセンタープレート４Ａを遊嵌状態で挿入すると共に、アルゴンガス等のシールドガスを流すためのものである。
【００２６】
前記センター位置決め機構４は、ワークＷの円周方向両端がバックバー３のスリット状の溝３ａ上で突合されるようにワークＷの円周方向端面の位置決めを行うものであり、図６及び図７に示す如く、バックバー３のスリット状の溝３ａ内に上下動自在に挿入された薄鋼板製の長尺状のセンタープレート４Ａと、マンドレル２に設けられ、センタープレート４Ａを上下動させるシリンダ構造の駆動部４Ｂとから構成されている。
【００２７】
即ち、センタープレート４Ａは、図６、図７及び図９に示す如く、バックバー３のスリット状の溝３ａ内に遊嵌状態で上下動自在に挿入されており、その上端部がバックバー３の上面から上方へ突出可能になっていると共に、バックバー３の上面から突出した上端部の側面にワークＷの円周方向端面が当接するようになっている。このセンタープレート４Ａの厚みは、バックバー３のスリット状の溝３ａの幅よりも薄くなるように設定されている。その結果、センタープレート４Ａをバックバー３のスリット状の溝３ａに挿入したときには、センタープレート４Ａの側面とバックバー３との間にアルゴンガス等のシールドガスが流れるスリット状の間隙が形成されることになる。
【００２８】
一方、駆動部４Ｂは、図６、図７及び図９に示す如く、マンドレル２のバックバー保持金具２Ｂの下面にマンドレル２の長手方向に沿って一定間隔ごとに取り付けた複数の縦向き姿勢のシリンダ４ａと、各シリンダ４ａ内にＯリング４ｂ介して上下方向へ摺動自在に挿入され、センタープレート４Ａを起立姿勢で支持する複数のピストン４ｃと、バックバー３と各ピストン４ｃとの間に介設され、各ピストン４ｃを下方へ附勢してセンタープレート４Ａの上端部をバックバー３のスリット状の溝３ａ内へ位置させる復帰用の圧縮コイルスプリング４ｄとから構成されており、コンプレッサ（図示省略）からの圧縮空気をシリンダ４ａ内へ供給すると、ピストン４ｃ及びセンタープレート４Ａが圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力に抗して上昇し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３の上面から上方へ突出し、又、圧縮空気の供給を停止すると、圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力によりピストン４ｃ及びセンタープレート４Ａが下降し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３のスリット状の溝３ａ内へ収納されるようになっている。
【００２９】
前記ワーク保持装置５は、マンドレル２にセットされる直径の大きなワークＷを水平姿勢で支持して円筒状に保持するものであり、図１〜図３に示す如く、マンドレル２の下方に位置してマンドレル２にセットされるワークＷを下面側から支持する下部受けローラ５Ａと、下部受けローラ５Ａの前方に位置して突合せ溶接するワークＷを下部受けローラ５Ａへ水平姿勢で送り込む前方受けローラ５Ｂと、マンドレル２の斜め下方に位置して下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの一方の側面を側方から保持する側面受けローラ５Ｃと、マンドレル２の斜め上方に位置して下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラ５Ｄと、マンドレル２の下方位置に配設されて下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃを昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構５Ｅとを備えている。
【００３０】
即ち、下部受けローラ５Ａは、図２、図３及び図８に示す如く、マンドレル２の下方位置にマンドレル２に沿って並列状に配置された二つの長尺状のボールローラ台５ａと、各ボールローラ台５ａの上面にマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｂとから成り、マンドレル２に沿って二列に配列されたボールローラ５ｂがワークＷの外周面下面側へ当接してワークＷを下面側から支持するものである。この下部受けローラ５Ａは、後述する受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐの上面に設置固定されており、マンドレル２の下方位置にマンドレル２に沿って配置されている。
【００３１】
前方受けローラ５Ｂは、図１〜図３に示す如く、下部受けローラ５Ａの前方位置に並列状に配置された二つの長尺状の前方ボールローラ台５ｃと、各前方ボールローラ台５ｃの上面に一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｄとから成り、二列に配列されたボールローラ５ｄによって、ワークＷを水平姿勢で支持し、この状態でワークＷを下部受けローラ５Ａへ送り込めるようになっている。この前方受けローラ５Ｂは、受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐのベース５ｐ′先端部に設けた前方ローラ架台５ｑの上面に設置固定されており、下部受けローラ５Ａと直列状になるように配置されている。
【００３２】
側面受けローラ５Ｃは、図１〜図３に示す如く、マンドレル２の斜め下方位置にマンドレル２に沿って配置された長尺状の支持板５ｅと、支持板５ｅにマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｆとから成り、マンドレル２に沿って一列に配列したボールローラ５ｆが下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの一方の側面に当接してワークＷの一方の側面を側方から保持するものである。この側面受けローラ５Ｃは、受けローラ昇降支持機構５Ｅのローラ架台５ｐの一方の側面に固定したブラケット５ｇに立設した支柱５ｈの上端部に取り付けられており、マンドレル２の斜め下方位置にマンドレル２に沿って配置されている。
【００３３】
上部受けローラ５Ｄは、図１に示す如く、マンドレル２の斜め上方位置にマンドレル２に沿って配置され、上部フレーム１ａの下面にマンドレル２に沿って取り付けた支持台５ｉと、支持台５ｉの下面にマンドレル２に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ５ｊとから成り、マンドレル２に沿って一列に配列したボールローラ５ｊが下部受けローラ５Ａに支持されたワークＷの円周方向一端部上面に当接してワークＷの円周方向一端部を上方から保持するようにしたものである。
【００３４】
受けローラ昇降支持機構５Ｅは、図１、図２、図４、図５及び図８に示す如く、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃを昇降自在に支持し、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃの高さをワークＷの直径に応じて調整するものであり、フレーム本体１のベース１ｂ前方の床面に設置したリフターベース５ｋと、リフターベース５ｋの四隅にシャフトサポート５ｌを介して立設した四本のガイド軸５ｍと、四本のガイド軸５ｍの上端に水平姿勢で固定され、リフターベース５ｋに対向するテーブル上部板５ｎと、四本のガイド軸５ｍにフランジ付リニアブッシュ５ｏを介して昇降自在に支持され、下部受けローラ５Ａ及び側面受けローラ５Ｃが取り付けられるローラ架台５ｐと、ローラ架台５ｐのベース５ｐ′の先端部に設けられ、前方受けローラ５Ｂが取り付けられる前方ローラ架台５ｑと、リフターベース５ｋとテーブル上部板５ｎとの間に軸受５ｒを介して鉛直姿勢で正逆回転自在に支持された二本のボールネジ軸５ｓと、ローラ架台５ｐのベース５ｐ′に取り付けられ、ボールネジ軸５ｓが夫々挿通されるナット５ｔと、リフターベース５ｋの上面にモータブラケット５ｕを介して取り付けた駆動モータ５ｖと、二本のボールネジ軸５ｓと駆動モータ５ｖの駆動軸との間に介設され、駆動モータ５ｖの回転力を二本のボールネジ軸５ｓに伝達して二本のボールネジ軸５ｓを同期的に同じ方向へ正逆回転させるベルト伝動機構５ｗとから構成されており、駆動モータ５ｖ及びベルト伝動機構５ｗにより二本のボールネジ軸５ｓを同期的に同じ方向へ正逆回転させると、廻り止めされたナット５ｔが各ボールネジ軸５ｓに沿って上下方向へ往復移動し、ローラ架台５ｐ及び前方ローラ架台５ｑが昇降するようになっている。これによって、ローラ架台５ｐ及び前方ローラ架台５ｑに取り付けた下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃが高さ調整されることになる。
【００３５】
尚、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄの各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊの取付けピッチは、各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊに支持並びに保持されたワークＷを大きな抵抗を生ずることなしにマンドレル２の長手方向へ円滑且つスムースに移動させたり、或いは回転させたりすることができる程度に設定されている。この実施の形態に於いては、各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊの取付けピッチは、１００ｍｍに設定されている。
又、下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄの各ボールローラ５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｊは、何れもボール受けに鋼球製のボールを３６０°回転自在に保持させたものであり、同一の形状及び同一の構造に構成されている。
【００３６】
前記固定側のタブ材６及び可動側のタブ材７は、ワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接してワークＷの溶接始端部及び溶接終端部に穴開きや溶け落ち等の欠陥のない突合せ溶接を行えるようにするものである。
【００３７】
即ち、固定側のタブ材６は、銅材によりブロック状に形成されており、図２、図５及び図６に示す如く、マンドレル２の基端部上面にタブ固定台１５を介して固定され、マンドレル２に挿着されたワークＷの軸線方向一端へ当接するようになっている。
又、可動側のタブ材７は、ワークＷと同じ材質の金属板又は他の材質の金属板により幅が狭くて長さの短い長方形状に形成されており、図６、図９及び図１０に示す如く、マンドレル２の先端部上面側のバックバー３上にマンドレル２の軸線方向へ移動自在に且つ交換可能に載置され、後述するタブ押し機構８によりマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧されてワークＷの軸線方向他端へ当接するようになっている。
【００３８】
前記タブ押し機構８は、マンドレル２の先端部上方位置で且つフレーム本体１の上部フレーム１ａ先端部側に配設され、バックバー３上に載置された可動側のタブ材７をマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧移動させてワークＷの軸線方向端面へ密着させるものであり、図６、図９及び図１０に示す如く、上部フレーム１ａの上面に配設した溶接装置１０のガイドレール１０ａにマンドレル２の長手方向へ移動自在に支持され、所定の位置で固定される移動台８ａと、移動台８ａの下面に固定台用取付け台８ｂを介して垂設され、下端部にマンドレル２に沿う支持金具８ｃ′を突設した固定台８ｃと、固定台８ｃにガイドレール８ｄを介して昇降自在に支持され、自重により下降するスライド本体８ｅと、スライド本体８ｅの下端にマンドレル２に沿って固定されたスライド板用固定板８ｆと、スライド板用固定板８ｆの下面側にガイドレール８ｇを介してマンドレル２の長手方向へ移動自在に支持されたスライド板８ｈと、スライド板８ｈの下面側に固定され、バックバー３上を摺動してバックバー３上に載置した可動側のタブ材７をマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧するタブ押し金具８ｉと、一端部がスライド板８ｈに連結され、他端部がスライド板用固定板８ｆに摺動自在に挿通された連結シャフト８ｊと、連結シャフト８ｊの他端部に連結ピン８ｋを介して揺動自在に連結され、下端部側が固定台８ｃの支持金具８ｃ′に当接する動作軸８ｌと、スライド板用固定板８ｆとスライド板８ｈとの間に介設され、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉをマンドレル２に挿着されたワークＷ側へ押圧附勢すると共に、動作軸８ｌの下端部側を固定台８ｃの支持金具８ｃ′に当接させる圧縮コイルスプリング８ｍとから構成されている。
【００３９】
而して、このタブ押し機構８によれば、先ず、圧縮コイルスプリング８ｍによりワークＷ側へ押圧附勢されたタブ押し金具８ｉの先端とマンドレル２に挿着したワークＷの軸線方向端面との距離が可動側のタブ材７の長さよりも若干短くなるように移動台８ａの位置を移動調整し、次に、この位置で動作軸８ｌを図９に示すように固定台８ｃの支持金具８ｃ′を支点にして揺動させ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉを圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力に抗してワークＷから離間する方向へ後退させ、その後、可動側のタブ材７をワークＷの端面とタブ押し金具８ｉとの間のバックバー３上に載せて動作軸８ｌから手を離す。そうすると、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉが圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力によりワークＷ側へ移動し、図１０に示すように可動側のタブ材７がタブ押し金具８ｉ及び圧縮コイルスプリング８ｍによりワークＷ側へ押圧附勢されてワークＷの軸線方向端面に密着状態で当接することになる。
更に、このタブ押し機構８は、動作軸８ｌを固定台８ｃの支持金具８ｃ′を支点にして揺動させると、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉが圧縮コイルスプリング８ｍの弾性力に抗してワークＷから離間する方向へ後退して可動側のタブ材７の押圧附勢状態が解除され、又、動作軸８ｌを持って上方へ引き上げると、スライド本体８ｅ、スライド板用固定板８ｆ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉ等が固定台８ｃに沿って上方へ移動し、これらをバックバー３から離間する方向へ持ち上げることができる。
【００４０】
前記クランプ機構９は、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端を突合せた状態でバックバー３上へ押圧固定するものであり、図１１に示す如く、マンドレル２の上方位置に対向状に配置され、上部フレーム１ａの下面側にヒンジ９ａを介して上下方向へ揺動自在に支持された左右の熱吸収板用取付板９ｂと、左右の熱吸収用取付板９ｂの先端部に固定され、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に当接して溶接時の余分な熱を吸収する左右の熱吸収板９ｃと、マンドレル２の上方位置に対向状に配置され、上部フレーム１ａの下面側にヒンジ９ａを介して上下方向へ揺動自在に支持された左右のクランプ板用取付板９ｄと、左右のクランプ板用取付板９ｄの先端部に固定され、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に熱吸収板９ｃを介して当接する左右のクランプ板９ｅと、上部フレーム１ａと左右のクランプ板用取付板９ｄとの間に介設され、圧縮空気の供給により膨張して左右のクランプ板用取付板９ｄを下方へ押圧して左右のクランプ板９ｅを下方へ押し下げると共に、左右の熱吸収板９ｃを間接的に下方へ押し下げる左右のエアーチューブ９ｆと、左右の熱吸収板用取付板９ｂ及び熱吸収板９ｃと左右のクランプ板用取付板９ｄ及びクランプ板９ｅを上方へ附勢する引張りスプリング（図示省略）等から構成されている。
【００４１】
而して、このクランプ機構９によれば、コンプレッサからエアーチューブ９ｆに圧縮空気を供給してエアーチューブ９ｆを膨張させると、左右のクランプ板用取付板９ｄ、左右のクランプ板９ｅ、左右の熱吸収用取付け板９ｂ及び左右の熱吸収板９ｃが引張りスプリングの弾性力に抗して下方へ揺動し、左右のクランプ板９ｅがマンドレル２に支持されたワークＷの円周方向両端部上面に左右の熱吸収板９ｃを介して間接的に当接してワークＷの円周方向両端部をバックバー３上へ押圧固定し、又、圧縮空気の供給を停止すると、左右のクランプ板用取付板９ｄ、左右のクランプ板９ｅ、左右の熱吸収用取付け板９ｂ及び左右の熱吸収板９ｃが引張りスプリングの弾性力により上方へ揺動し、ワークＷの押圧状態が解除されるようになっている。
【００４２】
前記溶接装置１０（ＴＩＧ溶接装置）は、図２、図６及び図１１に示す如く、上部フレーム１ａの上面にガイドレール１０ａを介してマンドレル２の長手方向へ往復移動自在に配設した走行台１０ｂと、走行台１０ｂにアーム部材１０ｃを介して昇降自在に支持され、先端部からアルゴンガス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒１０ｄ′を挿着した溶接用トーチ１０ｄと、溶接用トーチ１０ｄを昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下駆動装置（図示省略）と、溶接状況（タングステン電極棒の消耗やアークの状態等）やワークＷの端部の突合せ状況を確認する監視カメラ（図示省略）と、溶接開始前に於けるタングステン電極棒１０ｄ′とワークＷの間隙設定を容易にし、溶接中に於けるタングステン電極棒１０ｄ′とワークＷの接触事故を直ちに検知する電極接触検知装置（図示省略）と、走行台１０ｂをマンドレル２の長手方向へ往復走行させるモータ１０ｅ′及びボールネジ機構１０ｅ″から成る駆動装置１０ｅ等から構成されており、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接する際に溶接用トーチ１０ｄの先端が自動的に高さ調整され且つ走行台１０ｂ及びこれに支持された溶接用トーチ１０ｄが所定の速度でワークＷの突合せ部に沿って直線移動するようになっている。
又、溶接装置１０は、マンドレル２にセットしたワークＷの突合せ部終端部分を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部終端に近づくに従って電流値を徐々に下げる、いわゆるダウンスロープ制御を行うように駆動制御されている。この実施の形態では、溶接装置１０は、溶接用トーチ１０ｃがワークＷの突合せ部終端から約２０ｍｍの位置に来たときに溶接の電流値を徐々に下げるように駆動制御されている。
【００４３】
次に、上述したワークＷの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する場合について説明する。
【００４４】
尚、ワークＷには、厚みが０．８ｍｍ〜１．０ｍｍのステンレス鋼板を直径６００ｍｍ、長さ１６００ｍｍの円筒状に曲げ加工したワークＷが使用されている。このワークＷは、温水ボイラのタンクの胴体を形成するものである。又、溶接電流、アーク長、シールドガスの供給量、溶接用トーチ１０ｄの走行速度、タングステン電極棒１０ｄ′の先端形状等の溶接条件は、ワークＷの材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
【００４５】
先ず、作業員は、マンドレル２の先端部をマンドレル受け１３により支持して長尺状のマンドレル２の撓みを防止すると共に、マンドレル２に設けたセンター位置決め機構４のセンタープレート４Ａを駆動部４Ｂにより上昇させてセンタープレート４Ａの上端部をバックバー３の上面から上方へ突出させる。
【００４６】
次に、作業員は、ワークＷをその円周方向両端が上を向く状態で前方受けローラ５Ｂ上に水平姿勢で載せ、ワーク保持装置５からマンドレル２にワークＷを挿着できるようにワークＷの直径に応じて受けローラ昇降支持機構５Ｅにより下部受けローラ５Ａ、前方受けローラ５Ｂ及び側面受けローラ５Ｃの高さを調整し、この状態でワークＷを前方受けローラ５Ｂ上で滑らせてマンドレル２側へ移動させ、下部受けローラ５Ａ上へ送り込んでマンドレル２へ挿着する。
【００４７】
即ち、作業員は、マンドレル２の側面受けローラ５Ｃを配置した側と反対側の位置に立ち、ワークＷの円周方向両端が開かないようにワークＷを円筒状に保持しながら前方受けローラ５Ｂ上でマンドレル２側へ滑らせ、ワークＷの一方の側面が側面受けローラ５Ｃに、又、ワークＷの円周方向一端部が上部受けローラ５Ｄに夫々保持されるようにワークＷを前方受けローラ５Ｂから下部受けローラ５Ａへ送り込んでマンドレル２へ挿着する。
このとき、下部受けローラ５Ａへ送り込まれたワークＷは、下面側が下部受けローラ５Ａに支持されていると共に、一方の側面が側面受けローラ５Ｃに、又、円周方向一端部が上部受けローラ５Ｄに夫々保持されているため、作業員はワークＷの他方の側面を保持するだけでワークＷを円筒状に保つことができる。その結果、一人の作業員でもってワークＷをマンドレル２に挿着することができる。
【００４８】
尚、この実施の形態に於いては、マンドレル２の先端部をマンドレル受け１３で支持してからマンドレル２にワークＷを挿着するようにしたが、他の実施の形態に於いては、マンドレル２にワークＷを挿着してからマンドレル２の先端部をマンドレル受け１３で支持するようにしても良い。
【００４９】
ワークＷをマンドレル２に挿着したら、マンドレル２に挿着したワークＷの円周方向一端（ワークＷの側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄに保持されている方の一端）をセンタープレート４Ａの上端部側面に当接させると共に、センタープレート４Ａに当接させた方のワークＷの円周方向一端部の側端（ワークＷの軸線方向一端）を固定側のタブ材６に当接させ、この状態でクランプ機構９の一方のクランプ板９ｅ（センタープレート４Ａに当接しているワークＷの一端部上方に位置するクランプ板９ｅ）を下降させ、当該クランプ板９ｅによりワークＷの円周方向一端部をバックバー３上へ押圧固定する。
【００５０】
尚、この実施の形態に於いては、センタープレート４Ａを予めバックバー３の上方へ突出させていたが、他の実施の形態に於いては、ワークＷをマンドレル２に挿着してからセンタープレート４Ａをバックバー３の上方へ突出させるようにしても良い。
【００５１】
ワークＷの円周方向一端部を一方のクランプ板９ｅによりバックバー３上へ押圧固定したら、センター位置決め機構４の駆動部４Ｂに供給されている圧縮空気の供給を停止する。そうすると、復帰用の圧縮コイルスプリング４ｄの弾性力によりセンタープレート４Ａが下降し、センタープレート４Ａの上端部がバックバー３のスリット状の溝３ａ内に収納される。
【００５２】
センタープレート４Ａが下降したら、ワークＷの円周方向他端を目視によって先にバックバー３上に押圧固定されたワークＷの円周方向一端に突合せると共に、ワークＷの円周方向他端部の側端（ワークＷの軸線方向一端）を固定側のタブ材６に当接させ、この状態でクランプ機構９の他方のクランプ板９ｅを下降させ、当該クランプ板９ｅによりワークＷの円周方向他端部をバックバー３上に押圧固定する。
【００５３】
ワークＷの円周方向両端部がクランプ機構９の左右のクランプ板９ｅによりバックバー３上へ押圧固定されたら、タブ押し機構８をマンドレル２に沿って移動調整し、マンドレル２の先端部上面側のバックバー３上に可動側のタブ材７を載せ、この可動側のタブ材７をタブ押し機構８によりワークＷの軸線方向端面へ密着状態で当接させる。
【００５４】
そして、ワークＷの円周方向両端がバックバー３のスリット状の溝３ａ上で突合せ固定されたら、バックバー３のスリット状の溝３ａ内にアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、溶接装置１０によりワークＷの突合せ部を突合せ溶接する。
【００５５】
即ち、溶接用トーチが下降してタングステン電極棒１０ｄ′の先端を固定側のタブ材６の表面に臨ませ、この状態でタングステン電極棒１０ｄ′と固定側のタブ材６との間にアークを発させ、このアークが安定した状態になってから走行台１０ｂが駆動装置１０ｅにより前進して溶接用トーチ１０ｄをワークＷの突合せ部に沿って所定の速度で走行させ、ワークＷの突合せ部を順次突合せ溶接して行き、溶接用トーチ１０ｄが可動側のタブ材７の上へ来た時点で通電を停止してアークをストップする。
【００５６】
尚、溶接装置１０は、ワークＷの突合せ部終端部分を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部終端に近づくに従って電流値を徐々下げて溶接を出来る限り小さい熱エネルギーで行うようにしているため、ワークＷの溶接終端部の穴開きや溶け落ちを防止することができる。又、固定側のタブ材６を溶接の開始点、可動側のタブ材７を溶接の終了点としているため、ワークＷの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができ、溶け落ち等の溶接欠陥の無い突合せ溶接を行えることになる。
【００５７】
ワークＷの突合せ溶接が終了すると、バックバー３へのシールドガスの供給を停止すると共に、溶接装置１０の溶接用トーチ１０ｃが元の位置に復帰する。又、クランプ機構９によるワークＷの押圧状態が解除されると共に、マンドレル受け１３が鉛直位置から水平位置へ回動してマンドレル２の先端を開放する。
【００５８】
最後に、タブ押し機構８を操作して可動側のタブ材７の押圧状態を解除すると共に、タブ押し機構８の動作軸８ｌによりスライド本体８ｅ、スライド板用固定板８ｆ、スライド板８ｈ及びタブ押し金具８ｉを固定台８ｃに沿って持ち上げ、この状態で突合せ溶接されたワークＷ（温水ボイラのタンクの胴体）をマンドレル２から引き抜く。
このとき、突合せ溶接されたワークＷは、下部受けローラ５Ａに支持されているため、直径のおきなワークＷであってもマンドレル２から簡単且つ容易に引き抜くことができる。
【００５９】
このようにして、円筒状に曲げ加工したワークＷから温水ボイラのタンクに用いられる胴体が作製される。
【００６０】
上述したワークＷの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＷを突合せ溶接すると、直径の大きなワークＷであってもこれをマンドレル２に一人で簡単且つ容易にセットすることができると共に、穴開き等の溶接欠陥のない製品を作製することができる。
【００６１】
尚、上記の実施の形態に於いては、ワーク保持装置５の下部受けローラ５ＡによりワークＷを下面側から支持し、ワーク保持装置５の側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５ＤによりワークＷの一方の側面及びワークＷの円周方向一端部を夫々保持するようにしたが、他の実施の形態に於いては、図示していないが、側面受けローラ５Ｃ及び上部受けローラ５Ｄを夫々左右対称状に配設し、下部受けローラ５ＡによりワークＷを下面側から支持し、左右の側面受けローラ５Ｃ及び左右の上部受けローラ５ＤによりワークＷの両方の側面及びワークＷの円周方向両端部を夫々保持するようにしても良い。
【００６２】
又、上記の実施の形態に於いては、下部受けローラ５Ａの前方位置に前方受けローラ５Ｂを配設し、前方受けローラ５Ｂから下部受けローラ５ＡへワークＷを送り込むようにしたが、他の実施の形態に於いては、前方受けローラ５Ｂを省略し、下部受けローラ５Ａを前方へ延長させて下部受けローラ５Ａの前端部側を前方受けローラ５Ｂの替わりとしても良い。
【００６３】
更に、上記の実施の形態に於いては、側面受けローラ５Ｃをブラケット５ｇに立設した支柱５ｈの上端部に取り付けたが、他の実施の形態に於いては、支柱５ｈをブラケット５ｇの上面側にマンドレル２側へ移動調整可能に取り付け、側面受けローラ５Ｃをマンドレル２側へ移動調整可能とし、側面受けローラ５Ｃとマンドレル２との間隔をワークＷの直径に応じて調整できるようにしても良い。即ち、突合せ溶接するワークＷの直径が変わった場合には、側面受けローラ５Ｃが下部受けローラ５Ａに支持されるワークＷの一方の側面に当接してワークＷを円筒状に保持するように支柱５ｈ及び側面受けローラ５Ｃをマンドレル２側へ移動調整する。これにより、ワークＷを円筒状に確実且つ良好に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態にワークの水平型自動溶接装置の正面図である。
【図２】同じくワークの水平型自動溶接装置の側面図である。
【図３】同じくワークの水平型自動溶接装置の平面図である。
【図４】ワークを突合せ溶接する状態を示すワークの水平型自動溶接装置の正面図である。
【図５】図４に示すワークの水平型自動溶接装置の側面図である。
【図６】マンドレル及びセンター位置決め機構の縦断側面図である。
【図７】マンドレル及びセンター位置決め機構の拡大縦断正面図である。
【図８】ワーク保持装置の受けローラ昇降支持機構の縦断側面図である。
【図９】タブ押し機構の拡大縦断側面図である。
【図１０】同じくタブ押し機構の拡大縦断側面図である。
【図１１】クランプ機構の拡大縦断側面図である。
【図１２】従来の水平型自動溶接装置の正面図である。
【図１３】従来の水平型自動溶接装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１はフレーム本体、２はマンドレル、３はバックバー、５はワーク保持装置、５Ａは下部受けローラ、５Ｃは側面受けローラ、５Ｄは上部受けローラ、５Ｅは受けローラ昇降支持機構、５ｂ，５ｆ，５ｊはボールローラ、９はクランプ機構、１０は溶接装置、Ｗはワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム本体（１）に水平姿勢で支持されたマンドレル（２）に円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク（Ｗ）を支持させ、ワーク（Ｗ）の円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構（９）によりマンドレル（２）の上面側に設けたバックバー（３）上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置（１０）により突合せ溶接するようにしたワーク（Ｗ）の水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレル（２）の周囲に、マンドレル（２）にセットされる直径の大きなワーク（Ｗ）を水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置（５）を配設したことを特徴とするワークの水平型自動溶接装置。
【請求項２】
ワーク保持装置（５）は、マンドレル（２）の下方に位置してマンドレル（２）にセットされるワーク（Ｗ）を下面側から支持する下部受けローラ（５Ａ）と、マンドレル（２）の斜め下方に位置して下部受けローラ（５Ａ）に支持されたワーク（Ｗ）の少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラ（５Ｃ）と、マンドレル（２）の斜め上方に位置して下部受けローラ（５Ａ）に支持されたワーク（Ｗ）の少なくとも円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラ（５Ｄ）とを備えており、円筒状に曲げ加工したワーク（Ｗ）を下部受けローラ（５Ａ）により水平姿勢で支持して側面受けローラ（５Ｃ）及び上部受けローラ（５Ｄ）により円筒状に保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のワンプの水平型自動溶接装置。
【請求項３】
ワーク保持装置（５）は、マンドレル（２）の下方位置に配設されて下部受けローラ（５Ａ）及び側面受けローラ（５Ｃ）を昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構（５Ｅ）を備えており、当該受けローラ昇降支持機構（５Ｅ）により下部受けローラ（５Ａ）及び側面受けローラ（５Ｃ）の高さを調整できる構成としたことを特徴とする請求項２に記載のワークの水平型自動溶接装置。
【請求項４】
下部受けローラ（５Ａ）は、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ（５ｂ）をマンドレル（２）に沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ（５Ｃ）及び上部受けローラ（５Ｄ）は、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラ（５ｆ），（５ｊ）をマンドレル（２）に沿って一列に配列して成り、マンドレル（２）にセットされるワーク（Ｗ）の外周面を４個所で支持並びに保持するようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワークの水平型自動溶接装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク（Ｗ）の突合せ部を突合せ溶接するワーク（Ｗ）の溶接方法に於いて、直径の大きなワーク（Ｗ）をワーク保持装置（５）により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレル（２）にセットし、マンドレル（２）にセットしたワーク（Ｗ）の突合せ部終端部分を溶接装置（１０）により突合せ溶接する際に、ワーク（Ｗ）の終端に近づくに従って電流値を徐々に下げてワーク（Ｗ）の穴開きや溶け落ちを防止するようにしたことを特徴とするワークの溶接方法。
【請求項１】
フレーム本体（１）に水平姿勢で支持されたマンドレル（２）に円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク（Ｗ）を支持させ、ワーク（Ｗ）の円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構（９）によりマンドレル（２）の上面側に設けたバックバー（３）上へ押圧固定し、その突合せ部を溶接装置（１０）により突合せ溶接するようにしたワーク（Ｗ）の水平型自動溶接装置に於いて、前記マンドレル（２）の周囲に、マンドレル（２）にセットされる直径の大きなワーク（Ｗ）を水平姿勢で支持して円筒状に保持するワーク保持装置（５）を配設したことを特徴とするワークの水平型自動溶接装置。
【請求項２】
ワーク保持装置（５）は、マンドレル（２）の下方に位置してマンドレル（２）にセットされるワーク（Ｗ）を下面側から支持する下部受けローラ（５Ａ）と、マンドレル（２）の斜め下方に位置して下部受けローラ（５Ａ）に支持されたワーク（Ｗ）の少なくとも一方の側面を側方から保持する側面受けローラ（５Ｃ）と、マンドレル（２）の斜め上方に位置して下部受けローラ（５Ａ）に支持されたワーク（Ｗ）の少なくとも円周方向一端部を上方から保持する上部受けローラ（５Ｄ）とを備えており、円筒状に曲げ加工したワーク（Ｗ）を下部受けローラ（５Ａ）により水平姿勢で支持して側面受けローラ（５Ｃ）及び上部受けローラ（５Ｄ）により円筒状に保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のワンプの水平型自動溶接装置。
【請求項３】
ワーク保持装置（５）は、マンドレル（２）の下方位置に配設されて下部受けローラ（５Ａ）及び側面受けローラ（５Ｃ）を昇降自在に支持する受けローラ昇降支持機構（５Ｅ）を備えており、当該受けローラ昇降支持機構（５Ｅ）により下部受けローラ（５Ａ）及び側面受けローラ（５Ｃ）の高さを調整できる構成としたことを特徴とする請求項２に記載のワークの水平型自動溶接装置。
【請求項４】
下部受けローラ（５Ａ）は、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ（５ｂ）をマンドレル（２）に沿って二列に配列して成り、又、側面受けローラ（５Ｃ）及び上部受けローラ（５Ｄ）は、３６０°回転自在なボールを備えたボールローラ（５ｆ），（５ｊ）をマンドレル（２）に沿って一列に配列して成り、マンドレル（２）にセットされるワーク（Ｗ）の外周面を４個所で支持並びに保持するようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワークの水平型自動溶接装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のワークの水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク（Ｗ）の突合せ部を突合せ溶接するワーク（Ｗ）の溶接方法に於いて、直径の大きなワーク（Ｗ）をワーク保持装置（５）により水平姿勢で支持して円筒状に保持した状態でマンドレル（２）にセットし、マンドレル（２）にセットしたワーク（Ｗ）の突合せ部終端部分を溶接装置（１０）により突合せ溶接する際に、ワーク（Ｗ）の終端に近づくに従って電流値を徐々に下げてワーク（Ｗ）の穴開きや溶け落ちを防止するようにしたことを特徴とするワークの溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１３７２６７（Ｐ２０１０−１３７２６７Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７７８５（Ｐ２００８−３１７７８５）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
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