CN113993648A - 非圆形板的焊接装置及非圆形板结构体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一个实施方式的非圆形板的焊接装置具备：夹头，其把持并可旋转地支撑层叠的多个非圆形板；焊炬，其用于焊接所述层叠的多个非圆形板的外周缘部；固定防护箱；以及可动防护箱，其能够相对于所述焊炬调整位置，以使得与该固定防护箱一起形成包围所述焊炬的防护空间。

Description

非圆形板的焊接装置及非圆形板结构体的制造方法
技术领域
本公开涉及一种非圆形板的焊接装置及非圆形板结构体的制造方法。
背景技术
在专利文献1中公开有一种作为设置于壳板式热交换器的热交换部使用的板结构体的结构。该板结构体层叠有具有相同的外形且具有两个制冷剂流通孔的多个板而构成。作为板结构体的制造方法，如专利文献1的图13所公开那样，首先在该制冷剂流通孔的周缘部接合一对板而形成配对板。接着，层叠配置多个该配对板，并接合在该配对板间相互对置配置的板的外周缘彼此，制造至少由两组配对板构成的板结构体。当将制造的板结构体作为上述热交换部使用时，以使得在各板的表面侧流动的第一制冷剂与在背面侧流动的第二制冷剂进行热交换的方式形成这些制冷剂的流路。
在专利文献2中公开有一种焊接装置，其使用外周缘的曲率在周向上不同的非圆形板来制造板结构体。关于该焊接装置，一边使层叠的多个非圆形板沿周向旋转各板一边利用焊炬焊接板的外周缘彼此。在非圆形板的情况下，由于外周缘的曲率在周向上不同，因此外部空气容易侵入焊接部，难以始终保持防护气体的气体防护效果。专利文献2所公开的焊接装置利用具备固定喷嘴和能够变更朝向的可动喷嘴的防护喷嘴而获得气体防护效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5690532号公报(图13)
专利文献2：再公表WO2018-066137号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
专利文献2公开的焊接装置由于仅在相对于焊接部层叠的多个板的旋转方向下游侧设置有防护喷嘴，因此有可能在焊接部的上游侧降低气体防护效果。另外，即使在板层叠体的旋转方向下游侧，外部空气也有可能会从固定喷嘴与可动喷嘴之间向焊接部侵入，有可能由于该侵入空气而降低气体防护效果。
本公开的一个实施方式的目的在于，在层叠多个外形不是正圆的非圆形板且焊接相邻的非圆形板的外周缘彼此的情况下，提高利用防护气体的焊接部的气体防护效果。
(二)技术方案
(1)本公开的一个实施方式的非圆形板的焊接装置，
其具备：
夹头，其把持并可旋转地支撑层叠的多个非圆形板；
焊炬，其用于焊接所述层叠的多个非圆形板的相邻的非圆形板的外周缘彼此；
固定防护箱；以及
可动防护箱，其能够相对于所述焊炬调整位置，以使得与该固定防护箱一起形成包围所述焊炬的防护空间。
在本说明书中，“非圆形板”是指，不是由外周缘如正圆形那样在周向上具有相同曲率的圆弧构成，而是外周缘在周向上具有不同曲率的形状的板。例如，是当利用夹头旋转时，如椭圆形的板等那样从旋转中心到外周缘的距离在周向上不同的形状的板。此外，不限于如椭圆形那样外周缘仅由圆弧构成的形状，也可以在外周缘的局部包含圆弧以外的形状。另外，也将“相邻的非圆形板的外周缘”简称为“相邻的板外周缘”，将“非圆形板的外周缘”称为“板外周缘”。
焊接时，层叠的多个非圆形板被夹头从两侧把持并旋转。被把持的多个非圆形板在旋转中利用焊炬焊接相邻的板外周缘彼此来制造板层叠体。板层叠体通过依次焊接新的板，从而能够增加板数量。根据上述(1)的结构，利用上述固定防护箱及上述可动防护箱能够形成包围焊炬的宽阔的防护空间。因此，对于焊接部，能够在包含层叠的多个非圆形板的旋转方向上游侧区域在内的焊接部周围的整个区域提高气体防护效果。另外，由于可动防护箱能够相对于焊炬调节位置，因此即使板外周缘的曲率相对于焊接部的外周缘在被可动防护箱包围的区域大幅度变化，也能够接近外周缘配置可动防护箱。因而，能够提高可动防护箱的气体防护效果，因此能够防止由气孔、焊接灼烧等的产生造成的焊接缺陷。
(2)在一个实施方式中，在所述(1)的结构中，
所述固定防护箱以包围所述焊炬的方式设置，
所述可动防护箱相对于所述焊炬设置于所述固定防护箱的外侧。
根据上述(2)的结构，能够利用固定防护箱及可动防护箱在焊炬的周围形成宽阔的防护空间，并且利用配置于固定防护箱外侧的可动防护箱抑制外部空气侵入防护空间，因此能够提高焊接部的气体防护效果。
(3)在一个实施方式中，在所述(2)的结构中，
一对所述可动防护箱相对于所述固定防护箱设置于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向上游侧及下游侧。
根据上述(3)的结构，能够用设置于非圆形板的旋转方向上游侧的可动防护箱阻止随着层叠的多个非圆形板的旋转而侵入焊接部的外部空气，并且能够用设置于旋转方向下游侧的可动防护箱确保宽阔的焊接部下游侧的防护空间。
此外，也将“层叠的多个非圆形板的旋转方向”简称为“旋转方向”。
(4)在一个实施方式中，在所述(3)的结构中，
所述一对可动防护箱分别构成为能够独立地相对于所述焊炬调节位置。
根据上述(4)的结构，即使板外周缘的曲率在焊接部的旋转方向上游侧及下游侧不同，也能够独立地对一对可动防护箱调节位置，因此能够将其接近上游侧及下游侧的外周缘配置。由此，能够提高各可动防护箱的气体防护效果。
(5)在一个实施方式中，在所述(1)～(4)中任一结构中，
所述可动防护箱相对于所述固定防护箱安装成能够绕支承轴转动，所述支承轴沿着相对于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向正交的方向配置。
根据上述(5)的结构，由于可动防护箱安装成能够绕上述支承轴转动，因此能够向与板外周缘接近或者分离的方向调节位置。由此，能够使可动防护箱在周向整个区域上始终接近板外周缘配置，因此能够提高可动防护箱的气体防护效果。
(6)在一个实施方式中，在所述(1)～(5)中任一结构中，
所述固定防护箱的内部空间和所述可动防护箱的内部空间形成连续的空间。
根据上述(6)的结构，能够在焊炬的周围形成结合了固定防护箱和可动防护箱的内部空间的宽阔的防护空间。由此，能够提高焊接部周围的气体防护效果。
(7)在一个实施方式中，在所述(6)的结构中，
所述可动防护箱在所述固定防护箱侧开口，在所述固定防护箱侧的相反侧封闭。
根据上述(7)的结构，由于固定防护箱及可动防护箱的内部形成连续的空间，因此能够在焊炬的周围形成与外部隔离的宽阔的防护空间。由此，能够提高焊接部周围的气体防护效果。
(8)在一个实施方式中，在所述(1)～(7)中任一结构中，
与所述层叠的多个非圆形板对置的所述可动防护箱的内侧面形成为圆弧状，且所述内侧面的曲率半径构成为，与所述层叠的多个非圆形板的外周缘的具有最大曲率半径的部分的曲率半径实质上相同。
根据上述(8)的结构，由于能够使可动防护箱的内侧面的曲率半径与板外周缘的最大曲率半径相匹配，因此能够在外周缘的周向整个区域使板外周缘与可动防护箱的内侧面的间隙最小化。由此，能够提高可动防护箱的气体防护效果。
(9)在一个实施方式中，在所述(1)～(8)中任一结构中，
具备用于能够相对于所述焊炬进行所述可动防护箱的位置调整的致动器。
根据上述(9)的结构，能够利用上述致动器使可动防护箱在板外周缘的整周上始终接近配置。由此，能够提高可动防护箱的气体防护效果。
(10)在一个实施方式中，在所述(9)的结构中，
具备用于基于所述夹头的旋转角度来控制所述致动器的工作的控制部。
根据上述(10)的结构，通过利用上述控制部基于夹头的旋转角度来控制致动器的工作，从而能够使可动防护箱在板外周缘的整周上始终接近配置。由此，能够提高可动防护箱的气体防护效果。
(11)在一个实施方式中，在所述(1)～(10)中任一结构中，
所述固定防护箱及所述可动防护箱构成为某一者能够***另一者的内侧。
根据上述(11)的结构，能够在不干扰固定防护箱的情况下对可动防护箱进行位置调整，并且即使可动防护箱相对于固定防护箱进行相对移动，也不会在固定防护箱与可动防护箱之间形成外部空气侵入的间隙。
(12)在一个实施方式中，在所述(11)的结构中，
所述可动防护箱相对于所述固定防护箱安装成能够绕支承轴转动，并且所述可动防护箱的至少一部分构成为能够***所述固定防护箱的内侧，其中，所述支承轴沿着相对于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向正交的方向配置，
所述可动防护箱的至少一部分形成为以所述支承轴为中心的圆弧形状。
根据上述(12)的结构，由于可动防护箱中的***固定防护箱内侧的部位形成为以上述支承轴为中心的圆弧形状，因此***固定防护箱内部的可动防护箱始终与上述支承轴保持恒定的距离。因而，能够使固定防护箱与可动防护箱之间的间隙变得极小，因此，能够抑制外部空气从固定防护箱与可动防护箱之间侵入。
(13)在一个实施方式中，在所述(1)～(12)中任一结构中，
在所述固定防护箱及所述可动防护箱上分别设置有防护气体供给用喷嘴。
根据上述(13)的结构，能够分别独自调整固定防护箱及可动防护箱各自需要的防护气体量并进行供给。由此，能够用固定防护箱及可动防护箱提高气体防护效果。
(14)在一个实施方式中，在所述(1)～(13)中任一结构中，
所述夹头以横向的姿势支撑所述层叠的多个非圆形板，
所述焊炬构成为，配置于所述层叠的多个非圆形板的上方且能够向下焊接。
当焊炬是横向姿势且以横向的姿势焊接时，由于重力的影响而容易在焊道中产生下垂等细微的干扰，容易产生焊接不良。对此，根据上述(14)的结构，由于焊炬能够对层叠的多个非圆形板向下焊接，因此能够消除因重力的影响造成的焊道的干扰。
(15)一个实施方式的非圆形板结构体的制造方法，其包括：
定位步骤，将由以在主视图下外周缘重合的方式接合的一对非圆形板构成的至少两组配对板以在两组所述配对板间对接所述非圆形板的外周缘彼此的方式层叠并定位；
焊接步骤，使所述至少两组配对板绕该配对板的周向旋转，并利用焊炬焊接相互对接的所述外周缘；以及
防护步骤，在所述焊接步骤中，用能够相对于固定防护箱及所述焊炬调节位置的可动防护箱对所述焊炬覆盖所述焊炬的周围。
根据上述(15)的方法，能够在焊接过程中利用固定防护箱及可动防护箱形成包围焊炬的宽阔的防护空间。因此，能够在包含焊接部的旋转方向上游侧区域在内的焊接部周围的整个区域提高气体防护效果。另外，由于可动防护箱能够相对于焊炬调节位置，因此通过根据板外周缘的曲率对可动防护箱进行位置调节，从而能够在板外周缘的整周上接近板外周缘配置可动防护箱。由此，能够提高气体防护效果。
(三)有益效果
根据几个实施方式，在焊接层叠的多个非圆形板的相邻的板外周缘彼此的情况下，能够在焊接部周围的宽阔的区域提高防护气体的气体防护效果。因而，能够抑制由气孔等的产生造成的焊接缺陷。
附图说明
图1是表示一个实施方式的焊接装置的操作流程的说明图。
图2是一个实施方式的焊接装置的侧视图。
图3是构成上述焊接装置的焊炬的主视图。
图4是用剖面表示上述焊炬一部分的放大主视图。
图5是上述焊炬的立体图。
图6是表示一个实施方式的非圆形板结构体的制造工序的工序图。
图7是表示一个实施方式的非圆形板结构体的焊接方法的工序图。
图8是表示上述焊炬的工作状态的主视图。
图9是一个实施方式的焊炬中心部的剖视图。
图10是按顺序表示上述焊炬的工作的工序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一些实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或者在附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不表示将本发明的范围限定于此，仅是说明例。
例如，“某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表达不仅严格地表示那样的配置，也表示以公差、或者能够获得相同功能程度的角度、距离相对位移的状态。
另外，例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在能够获得相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“存在”、“具有”、“具备”、“包括”、或者“有”一个构成要素的表达不是排除其它构成要素存在的排他性表达。
图1是表示一个实施方式的非圆形板的焊接装置10的操作流程的说明图，图2是焊接装置10的侧视图。图3是焊接装置10的焊炬的主视图，图4是用剖面表示上述焊炬的一部分的放大主视图，图5是上述焊炬的立体图。如图1及图2所示，焊接装置10具备：夹头12，其从层叠方向两侧把持且可旋转地支撑层叠的多个非圆形板100；以及焊炬16，其用于焊接把持于夹头12的多个非圆形板100的相邻的板外周缘彼此。夹头12以沿着非圆形板100的层叠方向的旋转轴18的轴线(图2中的旋转中心O)为中心旋转，使层叠的多个非圆形板100旋转。
如图3及图4所示，焊接装置10具备固定防护箱28、可动防护箱30。可动防护箱30构成为能够相对于焊炬16调整位置，以使得与固定防护箱28一起形成包围焊炬16的防护空间s。
焊接时，层叠的多个非圆形板100被夹头12从两侧把持并旋转，一边旋转一边被焊炬16焊接相邻的板外周缘彼此。这样，通过使用焊接装置10对至少包含两张非圆形板100的非圆形板层叠体102(以下也简称为“层叠体102”)依次焊接新的非圆形板100，从而能够增加层叠体102的非圆形板数量。另外，利用固定防护箱28及可动防护箱30，能够在焊接过程中形成包围焊炬16的宽阔的防护空间s(结合了固定防护箱28的内部空间s(s1)和可动防护箱30的内部空间s(s2)的防护空间)。因此，对于焊接部，能够在包含旋转方向上游侧区域在内的焊接部周围的整个区域提高气体防护效果。另外，由于可动防护箱30能够相对于焊炬16调节位置，因此即使板外周缘的曲率相对于焊接部的外周缘在被可动防护箱30包围的区域大幅度变化，也能够接近板外周缘配置可动防护箱30。因而，能够提高可动防护箱30的气体防护效果，因此能够防止由气孔等的产生造成的焊接缺陷。
经过上述焊接工序制造的层叠体102例如作为壳板式热交换器的热交换部使用。此外，图1作为层叠体102的一个实施方式，也表示在多个配对板间焊接相邻的非圆形板100的外周缘彼此而制造的非圆形板结构体102(102a)(以下也简称为“结构体102(102a)”)的制造工序。
图6表示结构体102(102a)的制造工序。构成结构体102(102a)的多个非圆形板100分别形成有具有波形剖面的凹凸104。在非圆形板100上，在外周缘106的附近，形成有相对于板面的中心使相位相差180度的两个制冷剂流通孔108。外周缘106及形成制冷剂流通孔108的内周缘110形成为与凹凸104相连的狭窄的环状的平坦面。形成外周缘106的平坦面的板状体与形成内周缘110的平坦面的板状体设置有相差凹凸104的波峰与波谷的台阶差的高低差。
首先，使两张非圆形板100相互的背面彼此相对(使凹凸104的凸部或者凹部彼此背对背)重合，使相互对置配置的两个制冷剂流通孔108的内周缘110彼此如箭头u所示周向焊接，来制造配对板112。此时，相邻的非圆形板100的外周缘106之间形成在非圆形板100上形成的凹凸104的波峰与波谷的阶梯差的2倍的间隙c。在下个工序中，使多个配对板112重合，并使相邻的配对板112的外周缘106彼此抵接，如箭头v所示那样周向焊接抵接面。这样，来制造结构体102(102b)。结构体102(102b)收纳于壳板式热交换器的中空容器的内部，并沉浸在贮存于该中空容器内部的制冷剂中。
这样，在层叠方向上交替焊接多个非圆形板100的制冷剂流通孔108的内周缘110与外周缘106来制造结构体102(102a)。由此，在各非圆形板100的一面侧形成有向上述中空容器的内部空间敞开的第一流路、和相对于该中空容器的内部空间隔断且与制冷剂流通孔108连通的第二流路。而且，在第一流路流动的第一制冷剂和在第二流路流动的第二制冷剂能够经由各非圆形板100进行热交换。
在图2所示的实施方式中，夹头12用爪13把持非圆形板100的内周缘110。层叠体102将与沿着非圆形板100的层叠方向的旋转轴18的轴线一致的旋转中心O作为中心进行旋转。
在一个实施方式中，如图2所示，支架14由支架辊构成。由此，由于支架14能够旋转自如地支撑层叠体102，因此，能够一边使层叠体102旋转，一边利用在层叠体102的外侧固定于固定位置的焊炬16容易地焊接相邻的板外周缘彼此。
在一个实施方式中，上述支架辊构成为，能够随着层叠体102的旋转而从动旋转。由此，容易支撑旋转的层叠体102。
在一个实施方式中，支架14由夹持通过夹头12的旋转中心O的铅垂面Sv并配置于铅垂面Sv的两侧的第一支架14(14a)及第二支架14(14b)构成。通过用第一支架14(14a)及第二支架14(14b)支撑非圆形板100，从而能够稳定支撑层叠体102。
非圆形板100的从旋转中心O到外周缘106的距离在周向上不同。因此，在一个实施方式中，支架14构成为能够根据夹头12的旋转角度调整支撑高度。由此，夹头12能够在将旋转中心O保持于固定位置的状态下支撑层叠体102。
在一个实施方式中，如图1所示，夹头12由一对夹头12(12a、12b)构成，所述夹头12(12a、12b)用于以从轴向两侧夹持的方式把持层叠体102。一对夹头12(12a、12b)分别安装于台架20(20a、20b)。台架20(20a、20b)设置于基台22上，在基台22的上表面沿着箭头a方向设置有导轨24，一个台架20(20a)能够在导轨24上滑动。另外，支架14支撑于与台架20(20a)共用的架台26上，能够与台架20(20a)一起在导轨24上滑动。由此，一对夹头12(12a)接近另一个夹头12(12b)并与夹头12(12b)一起把持层叠体102，或者通过从另一个夹头12(12b)分离，从而能够解除层叠体102的把持。使夹头12(12a、12b)旋转的驱动部(未图示)分别设置于台架20(20a、20b)的内部。
在一个实施方式中，如图5所示，固定防护箱28以包围焊炬16的方式设置。另外，可动防护箱30相对于焊炬16而言设置于固定防护箱28的外侧。利用固定防护箱28及可动防护箱30能够在焊炬16的周围形成宽阔的防护空间s(s1+s2)，并且利用配置于固定防护箱28的外侧的可动防护箱30能够抑制外部空气侵入防护空间s，因此能够提高焊接部的气体防护效果。
在图3及图4中，箭头b方向表示非圆形板100的旋转方向。在一个实施方式中，如图3及图4所示，一对可动防护箱30(30a、30b)相对于固定防护箱28而言设置于非圆形板100的旋转方向上游侧及下游侧。由此，能够用设置于旋转方向上游侧的可动防护箱30(30a)阻止随着非圆形板100的旋转而侵入焊接部的外部空气，并且能够用设置于旋转方向下游侧的可动防护箱30(30b)确保宽阔的焊接部下游侧的防护空间s。
一个实施方式的结构体102(102a)的制造方法执行图7所示的步骤S10～S16。首先，在准备步骤S10中准备至少两组配对板112。即，如图6所示，在使两张非圆形板100在主视图下成为外周缘106彼此重合的位置关系的状态下接合内周缘110彼此，并形成一组配对板112。接着，用夹头12(12a、12b)从层叠方向两侧把持层叠体102，所述层叠体102是使两组配对板112以在配对板112间相邻的非圆形板100的外周缘彼此对接的方式层叠而定位的(定位步骤S12)。使用夹头12(12a、12b)把持的两组配对板112绕旋转轴18的轴线(旋转中心O)旋转，并利用焊炬16焊接相互对接的外周缘彼此(焊接步骤S14)。在焊接步骤S14中，用包围焊炬16的固定防护箱28及能够相对于焊炬16调节位置的可动防护箱30覆盖焊炬16的周围(防护步骤S16)。
根据上述方法，能够在焊接过程中形成包围焊炬16的宽阔的防护空间s(结合了固定防护箱28的内部空间s(s1)和可动防护箱30的内部空间s(s2)的空间)。因此，能够在包含焊接部的旋转方向上游侧区域在内的焊接部周围的整个区域提高气体防护效果。另外，可动防护箱30能够相对于焊炬16调节位置，因此通过根据板外周缘106的曲率调节位置，从而能够在板外周缘106的整周上接近板外周缘106配置可动防护箱30。由此，能够提高气体防护效果。
图8表示焊炬16的焊接过程中的操作。如图8所示，即使板外周缘106的曲率在周向变化，通过根据板外周缘106的曲率对可动防护箱30调节位置，从而能够在板外周缘106的周向整个区域接近配置可动防护箱30。因而，能够提高可动防护箱30的气体防护效果。
基于图1对使用了焊接装置10的结构体102(102a)的实施方式的制造方向进行说明。在步骤(1)中，已经制造由多个配对板112构成且相互焊接了板外周缘彼此的至少包含两组配对板112的结构体102(102a)，并用支架14支撑。向那里供给用于焊接到结构体102(102a)的新的一组配对板112。此时，台架20(20a)位于从台架20(20b)退避的位置。在步骤(2)中，使台架20(20a)接近台架20(20b)，并以配对板112与配置于结构体102(102a)的端部的配对板112的相邻的非圆形板100的外周缘彼此对接的方式定位。
在步骤(3)中，将焊炬16配置于相互对接的板外周缘的外侧，一边使夹头12(12a、12b)以旋转轴18为中心旋转，一边利用焊炬16焊接对接的外周缘彼此的整周。焊接结束之后，在步骤(4)中，解除夹头12(12b)相对于配对板112的把持，并且使台架20(20a)从台架20(20b)退避。
图9表示焊炬中心部的内部结构的一个结构例。该焊炬16在中心具备钨电极32，向钨电极32和焊接部W(相互对接的相邻的板外周缘106)施加电压，进行在钨电极32与焊接部W之间形成电弧Ac的电弧焊接。利用电弧Ac的热量熔化焊接部W，形成焊接池Wp并焊接板外周缘彼此。在钨电极32的周围设置有中央喷嘴34，从中央喷嘴34的内侧向焊接部W供给用于形成电弧Ac的中央气体g1。而且，在中央喷嘴34的外侧呈同心状设置有防护喷嘴36，从防护喷嘴36的内侧向焊接部W供给防护气体g2。
在一个实施方式中，如图3及图4所示，一对可动防护箱30(30a、30b)构成为，分别能够独立地相对于焊炬16调节位置。如图8所示，外周缘106的曲率在焊接部的旋转方向上游侧及下游侧不是始终相同。根据本实施方式，即使外周缘106的曲率在焊接部的旋转方向上游侧及下游侧不同，由于能够分别独立地对一对可动防护箱30(30a、30b)调节位置，因此能够接近焊接部的上游侧及下游侧的板外周缘106配置。由此，能够提高各可动防护箱30(30a、30b)的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3及图4所示，可动防护箱30相对于固定防护箱28安装成能够以支承轴40为中心转动，所述支承轴40沿着相对于非圆形板100的旋转方向(箭头b方向)正交的方向配置。由此，可动防护箱30能够向相对于板外周缘106接近或者分离的方向调节位置。由此，可动防护箱30能够在板外周缘106的周向整个区域始终相对于板外周缘106接近配置，因此能够提高可动防护箱30的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3及图4所示，固定防护箱28的内部空间s(s1)和可动防护箱30的内部空间s(s2)形成连续的空间。由此，能够在焊炬16的周围形成与外部隔离的宽阔的防护空间s(s1+s2)，因此能够提高焊接部周围的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3及图4所示，可动防护箱30在固定防护箱28侧开口，在固定防护箱28侧的相反侧封闭。由此，由于固定防护箱28及可动防护箱30的内部形成连续的防护空间s(s1+s2)，因此能够在焊炬16的周围形成与外部隔离的宽阔的防护空间s。由此，能够提高焊接部周围的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3及图4所示，与非圆形板100的外周缘对置的可动防护箱30的内侧面42形成为圆弧状，且内侧面42的曲率半径构成为与非圆形板100的外周缘的具有最大曲率半径的部分的曲率半径实质上相同。这样，由于能够使可动防护箱30的内侧面42的曲率半径与板外周缘106的最大曲率半径相匹配，因此能够在板外周缘106的周向整个区域使板外周缘106与可动防护箱30的内侧面42的间隙成为最小化。由此，能够提高可动防护箱30的气体防护效果。
在此，所谓的“实质上相同”表示可动防护箱30的内侧面42与外周缘106的最大曲率半径的比是±5％以内。需要说明的是，优选期望在±3％以内。
在一个实施方式中，如图3所示，具备用于能够相对于焊炬16进行可动防护箱30的位置调整的致动器44。由此，能够使可动防护箱30在板外周缘106的整周上始终接近配置。由此，能够提高可动防护箱30的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3所示，致动器44具有：伺服电动机46、以及与伺服电动机46的输出轴卡合而上下活动的滚珠丝杠48。滚珠丝杠48的下端部经由连杆50连接于可动防护箱30(30a、30b)。滚珠丝杠48利用伺服电动机46的工作而上下活动，从而可动防护箱30(30a、30b)以支承轴40为支点，向与板外周缘106接近或者分离的方向转动。
在一个实施方式中，如图3所示，具备基于夹头12的旋转角度θ来控制致动器44的工作的控制部52。旋转角度θ是指，将图2所示的非圆形板100的状态设定为θ＝0°，非圆形板100从该状态开始以旋转中心O为中心向右旋转的角度。图10表示随着旋转角度θ的推移进行操作的焊炬16。如图10所示，利用控制部52，可动防护箱30(30a、30b)的内侧面42根据旋转角度θ以与板外周缘106接近的方式进行位置调节。这样，通过用控制部52基于夹头12的旋转角度θ来控制致动器44的工作，从而能够始终接近板外周缘106配置可动防护箱30。由此，能够提高可动防护箱30的气体防护效果。
在一个实施方式中，如图3所示，控制部52通过控制伺服电动机46的工作，从而能够始终接近板外周缘106配置可动防护箱30。
在一个实施方式中，以焊炬16的轴线与和板外周缘106的切线正交的法线L一致的方式进行控制。由此，容易进行一对可动防护箱30(30a、30b)的位置调节。
在一个实施方式中，如图3～图5所示，固定防护箱28及可动防护箱30构成为，某一者能够***另一者的内侧。由此，能够不干扰固定防护箱28的情况下对可动防护箱30进行位置调整，并且即使可动防护箱30相对于固定防护箱28进行相对移动，也不会在固定防护箱28与可动防护箱30之间形成外部空气侵入的间隙。
在一个实施方式中，如图4所示，以可动防护箱30的至少一部分能够***固定防护箱28的内侧的方式构成，且可动防护箱30的至少一部分形成为以支承轴40为中心的圆弧形状。这样，由于可动防护箱30中的***固定防护箱28内侧的部位形成为以支承轴40为中心的圆弧形状，因此***固定防护箱28内部的可动防护箱30始终与支承轴40保持恒定的距离。因而，能够使固定防护箱28与可动防护箱30之间的间隙变得极小，因此，能够抑制外部空气从固定防护箱28与可动防护箱30之间侵入。
在一个实施方式中，如图4所示，在固定防护箱28及可动防护箱30上分别设置有防护气体供给用喷嘴54及56。由此，能够分别独自调整固定防护箱28及可动防护箱30各自所需要的防护气体量并进行供给。由此，能够用固定防护箱28及可动防护箱30提高气体防护效果。
在一个实施方式中，防护气体供给用喷嘴54构成为，在固定防护箱28的内部，其轴线沿上下方向配置，防护气体喷出孔在喷嘴管的周向上间隔90°形成，由此，防护气体从喷嘴管向四方喷出。另外，防护气体供给用喷嘴56构成为，在可动防护箱30的内部沿水平方向配置，防护气体喷出孔除了喷嘴管的下方在上部及侧部间隔90°形成，由此，防护气体向喷嘴管的上方及侧方的三方喷出。这样，从防护气体供给用喷嘴56喷出的防护气体不会直接喷射到焊接部，抑制防护气体扰乱焊道。
在一个实施方式中，如图1所示，夹头12以横向的姿势支撑非圆形板100或者层叠体102。另外，焊炬16构成为，配置于非圆形板100或者层叠体102的上方且能够向下焊接。当焊炬16配置成横向姿势，以横向的姿势焊接非圆形板100或者层叠体102的板外周缘106时，由于重力的影响而容易在焊道中产生下垂等细微的干扰，容易产生焊接不良。对此，在本实施方式中，焊炬16以向下姿势配置且进行向下焊接，因此能够消除因重力的影响造成的焊道干扰。
工业实用性
根据几个实施方式，在焊接非圆形板的外周缘彼此的情况下，能够提高防护气体对焊接部的防护效果，由此，能够防止由气孔、焊接灼烧等的产生造成的焊接缺陷。
附图标记说明
10-焊接装置；12(12a、12b)-夹头；13-爪；14(14a、14b)-支架；14a-第一支架；14b-第二支架；16-焊炬；18-旋转轴；20(20a、20b)-台架；22-基台；24-导轨；26-架台；28-固定防护箱；30(30a、30b)-可动防护箱；32-钨电极；34-中央喷嘴；36-防护喷嘴；40-支承轴；42-内侧面；44-致动器；46-伺服电动机；48-滚珠丝杠；50-连杆；52-控制部；54、56-防护气体供给用喷嘴；100-非圆形板；102-非圆形板层叠体；102(102a)-非圆形板结构体；104-波形凹凸；106-外周缘；108-制冷剂流通孔；110-内周缘；112-配对板；Ac-电弧；L-法线；O-旋转中心；W-焊接部；Wp-焊接池；c-间隙；g1-中央气体；g2-防护气体；s-防护空间；s(s1)、s(s2)-内部空间；θ-旋转角度。

Claims (15)

1.一种非圆形板的焊接装置，其特征在于，
具备：
夹头，其把持并可旋转地支撑层叠的多个非圆形板；
焊炬，其用于焊接所述层叠的多个非圆形板的相邻的非圆形板的外周缘彼此；
固定防护箱；以及
可动防护箱，其能够相对于所述焊炬调整位置，以使得与该固定防护箱一起形成包围所述焊炬的防护空间。
2.根据权利要求1所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述固定防护箱以包围所述焊炬的方式设置，
所述可动防护箱相对于所述焊炬设置于所述固定防护箱的外侧。
3.根据权利要求2所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
一对所述可动防护箱相对于所述固定防护箱设置于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向上游侧及下游侧。
4.根据权利要求3所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述一对可动防护箱分别构成为能够独立地相对于所述焊炬调节位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述可动防护箱相对于所述固定防护箱安装成能够绕支承轴转动，所述支承轴沿着相对于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向正交的方向配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述固定防护箱的内部空间和所述可动防护箱的内部空间形成连续的空间。
7.根据权利要求6所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述可动防护箱在所述固定防护箱侧开口，在所述固定防护箱侧的相反侧封闭。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
与所述层叠的多个非圆形板对置的所述可动防护箱的内侧面形成为圆弧状，且所述内侧面的曲率半径构成为，与所述层叠的多个非圆形板的外周缘的具有最大曲率半径的部分的曲率半径实质上相同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
具备用于能够相对于所述焊炬进行所述可动防护箱的位置调整的致动器。
10.根据权利要求9所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
具备用于基于所述夹头的旋转角度来控制所述致动器的工作的控制部。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述固定防护箱及所述可动防护箱构成为某一者能够***另一者的内侧。
12.根据权利要求11所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述可动防护箱相对于所述固定防护箱安装成能够绕支承轴转动，并且所述可动防护箱的至少一部分构成为能够***所述固定防护箱的内侧，其中，所述支承轴沿着相对于所述层叠的多个非圆形板的旋转方向正交的方向配置，
所述可动防护箱的至少一部分形成为以所述支承轴为中心的圆弧形状。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
在所述固定防护箱及所述可动防护箱上分别设置有防护气体供给用喷嘴。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的非圆形板的焊接装置，其特征在于，
所述夹头以横向的姿势支撑所述层叠的多个非圆形板，
所述焊炬构成为，配置于所述层叠的多个非圆形板的上方且能够向下焊接。
15.一种非圆形板结构体的制造方法，其特征在于，包括：
定位步骤，将由以在主视图下外周缘重合的方式接合的一对非圆形板构成的至少两组配对板以在两组所述配对板间对接所述非圆形板的外周缘彼此的方式层叠并定位；
焊接步骤，使所述至少两组配对板绕该配对板的周向旋转，并利用焊炬焊接相互对接的所述外周缘；以及
防护步骤，在所述焊接步骤中，用能够相对于固定防护箱及所述焊炬调节位置的可动防护箱对所述焊炬覆盖所述焊炬的周围。
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