溶接装置及びこれを用いた溶接方法
【課題】開先上部にスペースがない場合であっても、溶接トーチを開先に対して上向きにして溶接し、さらに複数層の溶接接合を効率よく実現することができ、どのような板厚であっても確実に溶接することができる溶接装置及びこれを用いた溶接方法を提供する。
【解決手段】２枚の被溶接板１を開先溶接する溶接装置において、前記被溶接板１間の開先２と同程度の幅を有して前記開先２内に挿入可能であり、かつ前記開先２に沿って相対的にスライド可能な裏当材４と、前記開先２内に溶融金属を供給する溶接トーチ５とを備えた。
【解決手段】２枚の被溶接板１を開先溶接する溶接装置において、前記被溶接板１間の開先２と同程度の幅を有して前記開先２内に挿入可能であり、かつ前記開先２に沿って相対的にスライド可能な裏当材４と、前記開先２内に溶融金属を供給する溶接トーチ５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば船舶部材や橋梁部材、鉄骨等に用いる板状体を突き合わせて溶接接合する際に用いる溶接装置及びこれを用いた溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
突き合わせ溶接方法が特許文献１に開示されている。この溶接方法は、一回の走行で２層の溶接接合を行うものである。そのために、先行溶接トーチと後行溶接トーチを設け、２本の溶接トーチにより同時に溶接を行っている。しかしながら、特許文献１の溶接方法では、先行溶接トーチのノズルが開先に対して下向きであるため、開先の上側に溶接トーチを移動させるための空間を必要とする。開先のような狭隘部の溶接接合の場合、開先上部にスペースを形成することは困難である。このようなスペースがない場合、特許文献１の溶接方法は適用できない。また、溶接すべき板が厚い場合、２層以上の溶接が必要となるが、その場合にも特許文献１の溶接方法は適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１４３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、開先上部にスペースがない場合であっても、溶接トーチを開先に対して上向きにして溶接し、さらに複数層の溶接接合を効率よく実現することができ、どのような板厚であっても確実に溶接することができる溶接装置及びこれを用いた溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、２枚の被溶接板を開先溶接する溶接装置において、前記被溶接板間の開先と同程度の幅を有して前記開先内に挿入可能であり、かつ前記開先に沿って相対的にスライド可能な裏当材と、前記開先内に溶融金属を供給する溶接トーチとを備えることを特徴とする溶接装置を提供する。
【０００６】
また、請求項２の発明では、前記溶接トーチと別体であり、前記溶融金属を覆うシールドガスを供給するシールドノズルをさらに備えることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３の発明では、請求項１又は２に記載の溶接装置を用いた溶接方法であって、前記裏当材及び前記溶接トーチを同じ側から前記開先内に挿入し、前記開先内に前記溶接トーチから前記溶融金属を供給しながら前記溶接トーチと前記裏当材を前記開先に沿って相対的にスライドさせ、前記被溶接板相互を前記溶融金属により溶接接合することを特徴とする溶接方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、裏当材が開先内に挿入可能であるため、裏当材を開先内に挿入した状態で溶融金属によるビードを形成することができる。溶接すべき被溶接板が厚くて、複数層のビードを形成して被溶接板を溶接する場合、開先内における裏当材の位置をビードの厚さに合わせて配しながら溶接することができるので、複数層の溶接接合を容易かつ正確に行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明では、シールドノズルが溶接トーチと別体であるため、溶接トーチを小型化することができ、より狭小な開先における開先溶接を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項３の発明では、裏当材を挿入した状態で被溶接板を溶接接合し、これを繰り返すことで複数層の溶接接合を容易かつ正確に行うことができる。また、溶接トーチは裏当材を挿入した側から（溶接トーチと裏当材を同じ側から）開先内に挿入するため、開先上部にスペースがない場合においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る溶接装置及びこれを用いた溶接方法の適用箇所の一例となる被溶接板の概略図である。
【図２】本発明に係る溶接装置を用いて溶接しているときの概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ視図である。
【図４】本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
【図５】本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係る溶接装置及びこれを用いた溶接方法の適用箇所の一例となる被溶接板の概略図である。
図の例では、船体ブロックの一側面を表している。２枚の被溶接板１，１は、同一平面上に配置され、その間隔たる開先２を介して配設されている。被溶接板１には、骨配材たるロンジ３が形成されている。このロンジ３も、開先２と同様の間隔を存して対向している。このような開先２を溶接することで、船底等が形成される。本発明は、この開先溶接における溶接装置及び方法に関するものである。
【００１３】
図２は本発明に係る溶接装置を用いて溶接しているときの概略断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ視図である。
図示したように、被溶接板１，１が開先２を介して配置され、この開先２内に裏当材４が挿入されている。図３に示したように、裏当材４の幅は、開先２の幅と同程度であるが若干小さく形成されている。裏当材４は、水冷銅板であり、溶融金属が効率よく冷却されるようにしている。なお、銅板でなくとも他の金属板等を用いてもよい。裏当材４の上側であって開先２内には、溶接トーチ５が挿入されている。この溶接トーチ５は裏当材４を開先２内に挿入した側、すなわち裏当材４と同じ方向で開先２内に挿入される。これにより、ロンジ３等が形成されていて、開先２の上部に十分なスペースがない場合でも、被溶接板１，１を互いに溶接接合することができる。
【００１４】
溶接トーチ５の上側であって開先２内には、シールドノズル６が配設されている。このシールドノズル６は、溶接トーチ５によるアーク溶接に際し、アークと溶融金属とを覆って空気と遮断するためのシールドガスを供給するためのものである。このシールドノズル６は溶接トーチ５と別体である。これにより、シールドノズル６のみを移動させて効率よくシールドガスによるシールド効果を得るように操作することが可能となる。すなわち、シールドノズル６の位置は図示したような溶接トーチ５の上側に限られず、開先２の形状に合わせて自由に移動させることができる。また、溶接トーチ５と一体に形成することに比べ、溶接トーチ５を小型化することができ、より狭小な開先２の溶接を実現することができる。小型化により、狭隘部の消耗電極式溶接も可能となる。また、このように溶接トーチ５とシールドノズル６を別体にすることにより、開先２と溶接トーチ５との間に空間ができるため、作業者にとってはアークの視認性が良好になり、作業性が向上する。
【００１５】
被溶接板１の下面には、走行レール７が開先２に沿って一定距離を保って形成されている。走行レール７には台車８が取り付けられている。台車８は溶接トーチ５のケーブル９を保持する保持部材を有している。この保持部材１０は左右方向及び上下方向のスライド軸１１，１２を介して台車８に連結されている。これにより、スライド軸１１，１２を調整して、溶接トーチ５の開先２内における位置を調整することができる。また、裏当材４も台車８に対して、上下方向のスライド軸１３を介して台車８に接続されている。
【００１６】
図４及び図５は、本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
図４に示すように、開先２の下側から裏当材４を所定位置まで挿入し、固定する。この裏当材４の上部に溶接トーチ５を移動させる。溶接トーチ５からアークを発生させ、溶融金属１４により被溶接板１同士の溶接接合を行う。開先２に沿って裏当材４及び溶接トーチ５をスライドさせ、開先２の全長にわたって溶接を行ったら、１層目の溶接が完了する。
【００１７】
次に図５に示すように、２層目の溶接を行う。２層目の溶接は、裏当材４を被溶接板１の下面に揃え、ここに１層目と同様に溶融金属を供給する。このとき、２層目の溶融金属１４は裏当材４と１層目の溶接金属（ビード）１５の間に供給される。このように、溶融金属１４の受けとなるように裏当材４を開先２内に挿入するので、各層ごとに容易かつ適切にビードを形成することができる。すなわち、形成したいビードの厚さに合わせて裏当材４の位置を調整することにより、所望の厚さのビードを得ることができ、これを繰り返すことにより、何層ものビードを形成することができる。このため、被溶接板１の板厚が大きい場合でも、確実に多層溶接を行うことができる。なお、図ではシールドノズルは図示していない。また、図では２層溶接を示しているが、同様の操作を繰り返すことで、３層以上の溶接も可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 被溶接板
２ 開先
３ ロンジ
４ 裏当材
５ 溶接トーチ
６ シールドノズル
７ 走行レール
８ 台車
９ ケーブル
１０ 保持部材
１１ スライド軸
１２ スライド軸
１３ スライド軸
１４ 溶融金属
１５ １層目の溶接金属
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば船舶部材や橋梁部材、鉄骨等に用いる板状体を突き合わせて溶接接合する際に用いる溶接装置及びこれを用いた溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
突き合わせ溶接方法が特許文献１に開示されている。この溶接方法は、一回の走行で２層の溶接接合を行うものである。そのために、先行溶接トーチと後行溶接トーチを設け、２本の溶接トーチにより同時に溶接を行っている。しかしながら、特許文献１の溶接方法では、先行溶接トーチのノズルが開先に対して下向きであるため、開先の上側に溶接トーチを移動させるための空間を必要とする。開先のような狭隘部の溶接接合の場合、開先上部にスペースを形成することは困難である。このようなスペースがない場合、特許文献１の溶接方法は適用できない。また、溶接すべき板が厚い場合、２層以上の溶接が必要となるが、その場合にも特許文献１の溶接方法は適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１４３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、開先上部にスペースがない場合であっても、溶接トーチを開先に対して上向きにして溶接し、さらに複数層の溶接接合を効率よく実現することができ、どのような板厚であっても確実に溶接することができる溶接装置及びこれを用いた溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、２枚の被溶接板を開先溶接する溶接装置において、前記被溶接板間の開先と同程度の幅を有して前記開先内に挿入可能であり、かつ前記開先に沿って相対的にスライド可能な裏当材と、前記開先内に溶融金属を供給する溶接トーチとを備えることを特徴とする溶接装置を提供する。
【０００６】
また、請求項２の発明では、前記溶接トーチと別体であり、前記溶融金属を覆うシールドガスを供給するシールドノズルをさらに備えることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３の発明では、請求項１又は２に記載の溶接装置を用いた溶接方法であって、前記裏当材及び前記溶接トーチを同じ側から前記開先内に挿入し、前記開先内に前記溶接トーチから前記溶融金属を供給しながら前記溶接トーチと前記裏当材を前記開先に沿って相対的にスライドさせ、前記被溶接板相互を前記溶融金属により溶接接合することを特徴とする溶接方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、裏当材が開先内に挿入可能であるため、裏当材を開先内に挿入した状態で溶融金属によるビードを形成することができる。溶接すべき被溶接板が厚くて、複数層のビードを形成して被溶接板を溶接する場合、開先内における裏当材の位置をビードの厚さに合わせて配しながら溶接することができるので、複数層の溶接接合を容易かつ正確に行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明では、シールドノズルが溶接トーチと別体であるため、溶接トーチを小型化することができ、より狭小な開先における開先溶接を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項３の発明では、裏当材を挿入した状態で被溶接板を溶接接合し、これを繰り返すことで複数層の溶接接合を容易かつ正確に行うことができる。また、溶接トーチは裏当材を挿入した側から（溶接トーチと裏当材を同じ側から）開先内に挿入するため、開先上部にスペースがない場合においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る溶接装置及びこれを用いた溶接方法の適用箇所の一例となる被溶接板の概略図である。
【図２】本発明に係る溶接装置を用いて溶接しているときの概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ視図である。
【図４】本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
【図５】本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係る溶接装置及びこれを用いた溶接方法の適用箇所の一例となる被溶接板の概略図である。
図の例では、船体ブロックの一側面を表している。２枚の被溶接板１，１は、同一平面上に配置され、その間隔たる開先２を介して配設されている。被溶接板１には、骨配材たるロンジ３が形成されている。このロンジ３も、開先２と同様の間隔を存して対向している。このような開先２を溶接することで、船底等が形成される。本発明は、この開先溶接における溶接装置及び方法に関するものである。
【００１３】
図２は本発明に係る溶接装置を用いて溶接しているときの概略断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ視図である。
図示したように、被溶接板１，１が開先２を介して配置され、この開先２内に裏当材４が挿入されている。図３に示したように、裏当材４の幅は、開先２の幅と同程度であるが若干小さく形成されている。裏当材４は、水冷銅板であり、溶融金属が効率よく冷却されるようにしている。なお、銅板でなくとも他の金属板等を用いてもよい。裏当材４の上側であって開先２内には、溶接トーチ５が挿入されている。この溶接トーチ５は裏当材４を開先２内に挿入した側、すなわち裏当材４と同じ方向で開先２内に挿入される。これにより、ロンジ３等が形成されていて、開先２の上部に十分なスペースがない場合でも、被溶接板１，１を互いに溶接接合することができる。
【００１４】
溶接トーチ５の上側であって開先２内には、シールドノズル６が配設されている。このシールドノズル６は、溶接トーチ５によるアーク溶接に際し、アークと溶融金属とを覆って空気と遮断するためのシールドガスを供給するためのものである。このシールドノズル６は溶接トーチ５と別体である。これにより、シールドノズル６のみを移動させて効率よくシールドガスによるシールド効果を得るように操作することが可能となる。すなわち、シールドノズル６の位置は図示したような溶接トーチ５の上側に限られず、開先２の形状に合わせて自由に移動させることができる。また、溶接トーチ５と一体に形成することに比べ、溶接トーチ５を小型化することができ、より狭小な開先２の溶接を実現することができる。小型化により、狭隘部の消耗電極式溶接も可能となる。また、このように溶接トーチ５とシールドノズル６を別体にすることにより、開先２と溶接トーチ５との間に空間ができるため、作業者にとってはアークの視認性が良好になり、作業性が向上する。
【００１５】
被溶接板１の下面には、走行レール７が開先２に沿って一定距離を保って形成されている。走行レール７には台車８が取り付けられている。台車８は溶接トーチ５のケーブル９を保持する保持部材を有している。この保持部材１０は左右方向及び上下方向のスライド軸１１，１２を介して台車８に連結されている。これにより、スライド軸１１，１２を調整して、溶接トーチ５の開先２内における位置を調整することができる。また、裏当材４も台車８に対して、上下方向のスライド軸１３を介して台車８に接続されている。
【００１６】
図４及び図５は、本発明に係る溶接装置を用いた溶接方法を行っているときの概略図である。
図４に示すように、開先２の下側から裏当材４を所定位置まで挿入し、固定する。この裏当材４の上部に溶接トーチ５を移動させる。溶接トーチ５からアークを発生させ、溶融金属１４により被溶接板１同士の溶接接合を行う。開先２に沿って裏当材４及び溶接トーチ５をスライドさせ、開先２の全長にわたって溶接を行ったら、１層目の溶接が完了する。
【００１７】
次に図５に示すように、２層目の溶接を行う。２層目の溶接は、裏当材４を被溶接板１の下面に揃え、ここに１層目と同様に溶融金属を供給する。このとき、２層目の溶融金属１４は裏当材４と１層目の溶接金属（ビード）１５の間に供給される。このように、溶融金属１４の受けとなるように裏当材４を開先２内に挿入するので、各層ごとに容易かつ適切にビードを形成することができる。すなわち、形成したいビードの厚さに合わせて裏当材４の位置を調整することにより、所望の厚さのビードを得ることができ、これを繰り返すことにより、何層ものビードを形成することができる。このため、被溶接板１の板厚が大きい場合でも、確実に多層溶接を行うことができる。なお、図ではシールドノズルは図示していない。また、図では２層溶接を示しているが、同様の操作を繰り返すことで、３層以上の溶接も可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 被溶接板
２ 開先
３ ロンジ
４ 裏当材
５ 溶接トーチ
６ シールドノズル
７ 走行レール
８ 台車
９ ケーブル
１０ 保持部材
１１ スライド軸
１２ スライド軸
１３ スライド軸
１４ 溶融金属
１５ １層目の溶接金属
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の被溶接板を開先溶接する溶接装置において、
前記被溶接板間の開先と同程度の幅を有して前記開先内に挿入可能であり、かつ前記開先に沿って相対的にスライド可能な裏当材と、
前記開先内に溶融金属を供給する溶接トーチとを備えることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチと別体であり、前記溶融金属を覆うシールドガスを供給するシールドノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接装置を用いた溶接方法であって、
前記裏当材及び前記溶接トーチを同じ側から前記開先内に挿入し、
前記開先内に前記溶接トーチから前記溶融金属を供給しながら前記溶接トーチと前記裏当材を前記開先に沿って相対的にスライドさせ、
前記被溶接板相互を前記溶融金属により溶接接合することを特徴とする溶接方法。
【請求項１】
２枚の被溶接板を開先溶接する溶接装置において、
前記被溶接板間の開先と同程度の幅を有して前記開先内に挿入可能であり、かつ前記開先に沿って相対的にスライド可能な裏当材と、
前記開先内に溶融金属を供給する溶接トーチとを備えることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチと別体であり、前記溶融金属を覆うシールドガスを供給するシールドノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接装置を用いた溶接方法であって、
前記裏当材及び前記溶接トーチを同じ側から前記開先内に挿入し、
前記開先内に前記溶接トーチから前記溶融金属を供給しながら前記溶接トーチと前記裏当材を前記開先に沿って相対的にスライドさせ、
前記被溶接板相互を前記溶融金属により溶接接合することを特徴とする溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−８３８１１（Ｐ２０１１−８３８１１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４０１５０（Ｐ２００９−２４０１５０）
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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