JP6092163B2

JP6092163B2 - Welding apparatus and welding method

Info

Publication number: JP6092163B2
Application number: JP2014154937A
Authority: JP
Inventors: 大司上野; 渡辺　眞生; 眞生渡辺
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP2016030289A

Description

本発明は、溶接装置及び溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding apparatus and a welding method.

従来、ＣＯ_２レーザやＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｉｕｍＧａｒｎｅｔ）レーザ等のレーザ発振器を溶接対象に照射するレーザ溶接装置が知られている。レーザ溶接装置は、レーザがビーム状に細く（例えば、φ０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度）照射されるため、照射方向の溶け込みを深くすることができる利点がある。一方で、レーザ溶接装置は、レーザがビーム状に細く照射されるため、広範な範囲を溶接することができず、開先裕度が狭いという欠点がある。 Conventionally, a laser welding apparatus that irradiates a welding target with a laser oscillator such as a CO ₂ laser or a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser is known. The laser welding apparatus has an advantage that the penetration in the irradiation direction can be deepened because the laser is irradiated in a thin beam shape (for example, about φ0.1 mm to 0.6 mm). On the other hand, the laser welding apparatus has a drawback in that it cannot weld a wide range because the laser is thinly irradiated in a beam shape, and the groove tolerance is narrow.

また、他の溶接装置として、アーク溶接装置が知られている。アーク溶接装置は、電源から得られる電力によって、溶接対象と電極との間にアークを発生させ、そのアーク熱を利用して金属を接合する装置である。アーク溶接装置は、入熱幅が広い一方で溶け込みが浅いという特徴がある。 Moreover, an arc welding apparatus is known as another welding apparatus. An arc welding apparatus is an apparatus that generates an arc between an object to be welded and an electrode using electric power obtained from a power source, and joins metals using the arc heat. The arc welding apparatus has a feature that the heat input width is wide but the penetration is shallow.

そして、近年、レーザ溶接装置の欠点である開先裕度の狭さを補うために、アーク溶接装置を組み合わせたレーザ・アークハイブリッド溶接装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, a laser-arc hybrid welding apparatus combined with an arc welding apparatus has been proposed in order to compensate for the narrowness of the groove tolerance, which is a drawback of the laser welding apparatus (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１２−１０１２７０号公報JP 2012-101270 A

特許文献１に開示されるようなレーザ・アークハイブリッド溶接装置は、レーザ溶接による溶け込みの深さを実現しつつ、開先裕度を広くすることができる。
しかしながら、特許文献１には、レーザ・アークハイブリッド溶接装置を溶接方向に沿って移動させる際に、どのように溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を調整するかについての開示がされていない。
レーザ・アークハイブリッド溶接装置は、溶接方向に沿って移動させる際に、レーザ照射方向を適切に調整しなければ、十分な強度を持った溶接部を形成することができない。例えば、操作者が手動でレーザ照射方向を調整する場合、適切な調整がされない場合がある。 The laser-arc hybrid welding apparatus as disclosed in Patent Document 1 can widen the groove margin while realizing the depth of penetration by laser welding.
However, Patent Document 1 does not disclose how to adjust the laser irradiation direction on a plane intersecting the welding direction when the laser-arc hybrid welding apparatus is moved along the welding direction.
When the laser-arc hybrid welding apparatus is moved along the welding direction, a welded portion having sufficient strength cannot be formed unless the laser irradiation direction is appropriately adjusted. For example, when the operator manually adjusts the laser irradiation direction, appropriate adjustment may not be performed.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、溶接対象に対するレーザ溶接部およびアーク溶接部の相対位置を移動させながら溶接方向に沿って溶接する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を適切に調整することが可能な溶接装置及び溶接方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a plane crossing the welding direction when welding is performed along the welding direction while moving the relative positions of the laser welding portion and the arc welding portion with respect to the welding target. It is an object of the present invention to provide a welding apparatus and a welding method capable of appropriately adjusting the laser irradiation direction.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の参考例に係る溶接装置は、レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部と、溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動機構と、操作者からの指示を受け付け、前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定部と、駆動源を駆動することにより前記レーザ照射方向が前記設定値に対応する方向となるように調整する照射方向調整部とを備える。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A welding apparatus according to a reference example of the present invention is connected to a laser oscillator, a laser welding portion for performing welding by irradiating a laser beam oscillated by the laser oscillator to a welding target, and a wire for supplying a welding wire connected to a power source An arc welding part that has a supply part and supplies the welding wire to the welding object to perform welding; and a moving mechanism that moves a relative position of the laser welding part and the arc welding part with respect to the welding object along a welding direction; A setting unit that receives an instruction from an operator and sets a setting value of the laser irradiation direction of the laser welding part in a plane that intersects the welding direction; and the laser irradiation direction is set to the set value by driving a drive source. And an irradiation direction adjusting unit that adjusts the direction so as to correspond to the direction.

本発明の参考例に係る溶接装置によれば、レーザ溶接部とアーク溶接部とが移動機構によって溶接方向に沿って移動する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ溶接部のレーザ照射方向が、操作者等が設定した設定値に基づいて照射方向調整部より調整された状態となる。したがって、溶接装置の操作者は、溶接方向に沿ってレーザ溶接部およびアーク溶接部を移動させながら適切なレーザ照射方向を手動で調整する必要がない。 According to the welding apparatus according to the reference example of the present invention , when the laser welded portion and the arc welded portion move along the welding direction by the moving mechanism, the laser irradiation direction of the laser welded portion in the plane intersecting the welding direction is determined. Then, the state is adjusted by the irradiation direction adjustment unit based on the set value set by the operator or the like. Therefore, the operator of the welding apparatus does not need to manually adjust an appropriate laser irradiation direction while moving the laser welding portion and the arc welding portion along the welding direction.

このようにすることで、溶接対象に対するレーザ溶接部およびアーク溶接部の相対位置を移動させながら溶接方向に沿って溶接する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を適切に調整することが可能な溶接装置を提供することができる。 By doing in this way, when welding along the welding direction while moving the relative position of the laser welded part and the arc welded part with respect to the object to be welded, the laser irradiation direction on the plane intersecting the welding direction can be adjusted appropriately. It is possible to provide a welding apparatus capable of performing the above.

本発明の第１態様の溶接装置は、前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向となるように前記設定値を設定する。
このようにすることで、隅肉溶接部に含まれるビード部に亀裂が存在する場合に、その進展方向にレーザが照射されるので、ビード部の亀裂の更なる進展を防止することができる。 In the welding apparatus according to the first aspect of the present invention, the welding object is a fillet weld formed at a portion where the end surface of the second plate is abutted against the first plate, and the setting unit is the laser irradiation The set value is set so that the direction is the direction of propagation of a crack present in the bead portion included in the fillet weld.
By doing in this way, when a crack exists in the bead part included in the fillet welded part, the laser is irradiated in the progress direction, so that further progress of the crack in the bead part can be prevented.

本発明の第２態様の溶接装置は、前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向と交差し前記第１の板材と前記第２の板材の未溶着部分に近接した該ビード部に向かう方向となるように前記設定値を設定する。
このようにすることで、溶接部に含まれるビード部に亀裂が存在し、かつ第１の板材と第２の板材の未溶着部分が存在する場合に、ビード部の亀裂の更なる進展を防止しつつ未溶着部分の溶接強度を向上させることができる。 In the welding apparatus according to the second aspect of the present invention, the welding object is a fillet weld formed at a portion where the end surface of the second plate is abutted against the first plate, and the setting unit is the laser irradiation The direction intersects with the progress direction of the crack existing in the bead portion included in the fillet welded portion and becomes a direction toward the bead portion adjacent to the unwelded portion of the first plate member and the second plate member. The set value is set in.
By doing in this way, when the crack exists in the bead part contained in a welding part, and the unwelded part of a 1st board | plate material and a 2nd board | plate material exists, the further progress of the crack of a bead part is prevented. However, the weld strength of the unwelded portion can be improved.

上記第２態様の溶接装置においては、前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記亀裂の進展方向における前記ビード部の両端部を結ぶ直線の中点と交差する方向となるように前記設定値を設定してもよい。
このようにすることで、ビード部の亀裂の中央部分を溶接し、ビード部の亀裂の更なる進展を防止することができる。 In the welding apparatus according to the second aspect, the setting unit has the setting value so that the laser irradiation direction is in a direction intersecting a midpoint of a straight line connecting both ends of the bead portion in the crack propagation direction. May be set.
By doing in this way, the center part of the crack of a bead part can be welded, and the further progress of the crack of a bead part can be prevented.

本発明の第３態様の溶接装置は、前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記第１の板材の前記隅肉溶接部近傍に存在する亀裂の該第１の板材の表面上の位置に向かう方向となるように前記設定値を設定する。
このようにすることで、第１の板材の表面上から進展する亀裂が存在する場合、第１の板材の表面に溶接部を形成して、第１の板材の内部で亀裂が進展することを防止することができる。 In the welding apparatus according to the third aspect of the present invention, the welding object is a fillet weld formed at a portion where the end surface of the second plate is abutted against the first plate, and the setting unit is the laser irradiation The set value is set so that the direction is a direction toward a position on the surface of the first plate member of a crack existing in the vicinity of the fillet weld of the first plate member.
By doing in this way, when the crack which spreads from on the surface of the 1st board material exists, a welding part is formed in the surface of the 1st board material, and a crack progresses inside the 1st board material. Can be prevented.

上記第３態様の溶接装置において、前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向における前記ビード部の両端部を結ぶ直線の中点と交差する方向となるように前記設定値を設定してもよい。
このようにすることで、溶接部に含まれるビード部に亀裂が存在する場合に、ビード部の亀裂の更なる進展を防止することができる。 In the welding apparatus according to the third aspect, the setting unit includes a midpoint of a straight line connecting both end portions of the bead portion in a crack propagation direction in which the laser irradiation direction is present in the bead portion included in the fillet weld portion. The set value may be set so as to be in a direction intersecting with .
By doing in this way, when a crack exists in the bead part contained in a welding part, the further progress of the crack of a bead part can be prevented.

本発明の第１態様から第３態様の溶接装置において、前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向と、前記溶接方向と交差する平面における前記アーク溶接部のワイヤ供給方向とがなす相対角度を調整可能な角度調整部を備える構成としてもよい。
このようにすることで、レーザ照射方向に対して適切な方向からアーク溶接部のワイヤを供給できるように、レーザ照射方向に対するワイヤ供給方向を適切に調整することができる。 In the welding apparatus according to the first to third aspects of the present invention, a laser irradiation direction of the laser welded portion in a plane intersecting the welding direction, and a wire supply direction of the arc welded portion in a plane intersecting the welding direction It is good also as a structure provided with the angle adjustment | control part which can adjust the relative angle which is made.
By doing in this way, the wire supply direction with respect to a laser irradiation direction can be adjusted appropriately so that the wire of an arc welding part can be supplied from an appropriate direction with respect to a laser irradiation direction.

上記構成の溶接装置において、前記角度調整部は、前記ワイヤ供給方向と前記第１の板材の延在方向がなす角度および前記ワイヤ供給方向と前記第２の板材の延在方向がなす角度を、それぞれ３°以上とするように前記相対角度を調整するようにしてもよい。
このようにすることで、ワイヤ供給方向と第１の板材の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電が第１の板材側に引き寄せられることによる不具合を防止することができる。同様に、ワイヤ供給方向と第２の板材の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電が第２の板材側に引き寄せられることによる不具合を防止することができる。 In the welding apparatus having the above-described configuration, the angle adjuster includes an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the first plate member, and an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the second plate member, You may make it adjust the said relative angle so that it may each be 3 degrees or more.
By doing in this way, the angle which the wire supply direction and the extending direction of a 1st board | plate material make becomes smaller than 3 degrees, and the malfunction by an arc discharge being drawn near to the 1st board | plate material side can be prevented. Similarly, the angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the second plate material is smaller than 3 °, and it is possible to prevent a problem caused by the arc discharge being drawn toward the second plate material side.

上記構成の溶接装置においては、前記第１の板材が水平方向に延在しており、前記隅肉溶接部が、前記第２の板材の端面を前記第１の板材の下面から突き合わせた部分に形成されており、前記角度調整部は、前記ワイヤ供給方向と前記第１の板材の延在方向がなす角度が８３°以上かつ９７°以下とならないように前記相対角度を調整するようにしてもよい。
このようにすることで、ワイヤ供給方向が鉛直方向上向きとなって溶接時に飛散するスパッタ等が鉛直方向下方のレーザ溶接部およびアーク溶接部に落下しやすくなる不具合を防止することができる。 In the welding apparatus having the above-described configuration, the first plate member extends in the horizontal direction, and the fillet weld portion is in a portion where the end surface of the second plate member is abutted from the lower surface of the first plate member. And the angle adjusting section adjusts the relative angle so that an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the first plate member is not 83 ° or more and 97 ° or less. Good.
By doing so, it is possible to prevent a problem that spatters and the like scattered during welding with the wire supply direction upward in the vertical direction are likely to fall to the laser welded portion and the arc welded portion below the vertical direction.

本発明の第１態様から第３態様の溶接装置において、前記溶接対象が鋼床版であり、前記第１の板材が該鋼床版を構成する平板上のデッキプレートであり、前記第２の板材が該鋼床版を構成する横断面が略Ｕ型のリブ部材であってもよい。
このようにすることで、デッキプレートに略Ｕ型のリブ部材を隅肉溶接により溶接した鋼床版の溶接による補修を行うことが可能な溶接装置を提供することができる。 In the welding apparatus according to the first to third aspects of the present invention, the welding object is a steel deck, the first plate is a deck plate on a flat plate constituting the steel deck, and the second The plate member may be a rib member having a substantially U-shaped cross section constituting the steel deck.
By doing in this way, the welding apparatus which can perform the repair by welding of the steel deck which welded the substantially U-shaped rib member to the deck plate by fillet welding can be provided.

本発明の溶接方法は、レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部とを備える溶接装置を用いた溶接方法であって、前記溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動工程と、操作者からの指示を受け付け、前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定工程と、駆動源を駆動することにより前記レーザ照射方向が前記設定値に対応する方向となるように調整する照射方向調整工程とを備え、前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、前記設定工程は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向となるように前記設定値を設定する。 The welding method of the present invention includes a laser welding unit that is connected to a laser oscillator and performs welding by irradiating a welding target with a laser oscillated by the laser oscillator, and a wire supply unit that supplies a welding wire connected to a power source. And a welding method using an arc welding part that supplies the welding wire to the welding target and welds the welding position relative to the welding target with respect to the laser welding part and the arc welding part. A moving step for moving along a direction, a setting step for receiving a command from an operator, setting a setting value of a laser irradiation direction of the laser welding portion on a plane intersecting the welding direction, and driving a drive source and a radiation direction adjusting step of adjusting such that the laser irradiation direction is the direction corresponding to the set value by the welding object, the first plate 2 is a fillet weld formed at a portion where the end faces of the two plate materials are abutted, and in the setting step, the laser irradiation direction is a propagation direction of a crack present in a bead included in the fillet weld. The set value is set as follows .

本発明に係る溶接方法によれば、レーザ溶接部とアーク溶接部とが移動機構によって溶接方向に沿って移動する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ溶接部のレーザ照射方向が、操作者等が設定した設定値に基づいて調整工程より調整された状態となる。したがって、溶接装置の操作者は、溶接方向に沿ってレーザ溶接部およびアーク溶接部を移動させながら適切なレーザ照射方向を手動で調整する必要がない。 According to the welding method of the present invention, when the laser welded portion and the arc welded portion are moved along the welding direction by the moving mechanism, the laser irradiation direction of the laser welded portion in the plane intersecting the welding direction is determined by the operator. Based on the set values set by the above, etc., the adjustment process is performed. Therefore, the operator of the welding apparatus does not need to manually adjust an appropriate laser irradiation direction while moving the laser welding portion and the arc welding portion along the welding direction.

このようにすることで、溶接対象に対するレーザ溶接部およびアーク溶接部装置の相対位置を移動させながら溶接方向に沿って溶接する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を適切に調整することが可能な溶接方法を提供することができる。 By doing in this way, when welding along a welding direction, moving the relative position of the laser welding part and arc welding part apparatus with respect to a welding object, the laser irradiation direction in the plane which crosses a welding direction is adjusted appropriately. A possible welding method can be provided.

本発明によれば、溶接対象に対するレーザ溶接部およびアーク溶接部の相対位置を移動させながら溶接方向に沿って溶接する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を適切に調整することが可能な溶接装置及び溶接方法を提供することができる。 According to the present invention, when welding along the welding direction while moving the relative positions of the laser welded part and the arc welded part with respect to the welding target, the laser irradiation direction on the plane intersecting the welding direction can be adjusted appropriately. A possible welding apparatus and welding method can be provided.

一実施形態のハイブリッド溶接装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the hybrid welding apparatus of one Embodiment. 図１に示すレーザヘッドおよびアークトーチを示す正面図である。It is a front view which shows the laser head and arc torch which are shown in FIG. 図１に示すレーザヘッド及びアークトーチを示す右側面図である。It is a right view which shows the laser head and arc torch which are shown in FIG. 図１に示すレーザヘッド及びアークトーチを示す平面図である。It is a top view which shows the laser head and arc torch which are shown in FIG. 一実施形態のハイブリット溶接装置の溶接対象の鋼床版を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the steel deck of the welding object of the hybrid welding apparatus of one Embodiment. 図５に示す鋼床版のＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of the steel deck shown in FIG. 図５に示す鋼床版の隅肉溶接部の部分拡大図であり、レーザ照射方向の一例を示す図である。It is the elements on larger scale of the fillet weld part of the steel deck shown in FIG. 5, and is a figure which shows an example of a laser irradiation direction. 図５に示す鋼床版の隅肉溶接部の部分拡大図であり、レーザ照射方向の一例を示す図である。It is the elements on larger scale of the fillet weld part of the steel deck shown in FIG. 5, and is a figure which shows an example of a laser irradiation direction. 図５に示す鋼床版の隅肉溶接部の部分拡大図であり、レーザ照射方向の一例を示す図である。It is the elements on larger scale of the fillet weld part of the steel deck shown in FIG. 5, and is a figure which shows an example of a laser irradiation direction. 図５に示す鋼床版の隅肉溶接部の部分拡大図であり、ワイヤ供給方向の一例を示す図である。It is the elements on larger scale of the fillet weld part of the steel deck shown in FIG. 5, and is a figure which shows an example of a wire supply direction.

以下、本発明の一実施形態のハイブリッド溶接装置について、図１を参照しながら説明する。
図１は本実施形態のハイブリッド溶接装置１００を示す概略構成図である。 Hereinafter, a hybrid welding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a hybrid welding apparatus 100 of the present embodiment.

ハイブリッド溶接装置１００は、溶接対象２００に対する相対位置を溶接方向に沿って移動させて溶接を行う溶接装置である。ハイブリッド溶接装置１００は、溶接対象２００が固定された状態でハイブリッド溶接装置１００を移動させることにより相対位置を一定方向（この方向を溶接方向という。）に沿って移動させる方式の装置である。 The hybrid welding apparatus 100 is a welding apparatus that performs welding by moving a relative position with respect to the welding target 200 along the welding direction. The hybrid welding apparatus 100 is an apparatus of a system that moves the relative position along a certain direction (this direction is referred to as a welding direction) by moving the hybrid welding apparatus 100 in a state where the welding target 200 is fixed.

また、ハイブリッド溶接装置１００は、例えば、橋梁等に用いられる鋼床版の溶接に用いることが可能である。橋梁等に既設の鋼床版の溶接部を補修する場合、鉛直方向の下方から上方に向けて溶接を行う必要があるが、本実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、上方に向けた溶接、下方に向けた溶接を含め、任意の方向の溶接に適用可能である。 Moreover, the hybrid welding apparatus 100 can be used, for example, for welding a steel deck used for a bridge or the like. When repairing a welded portion of an existing steel floor slab on a bridge or the like, it is necessary to perform welding from below in the vertical direction to above, but the hybrid welding apparatus 100 of the present embodiment is capable of welding upward and downward. It can be applied to welding in any direction, including welding toward

図１に示すように、ハイブリッド溶接装置１００は、レーザ発振器６０と、レーザ発振器６０が発振するレーザを伝達する光ファイバ７０と、光ファイバ７０に接続されたレーザヘッド１０とを備える。レーザ発振器６０は、例えば、数ｋＷ程度の発振出力が得られるＣＯ_２レーザやＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｉｕｍＧａｒｎｅｔ）レーザ等を用いることができる。レーザヘッド１０（レーザ溶接部）は、光ファイバ７０を介して伝達されるレーザ発振器６０が発振するレーザを集光レンズ（不図示）により集光して溶接対象２００の表面に照射し、溶接対象２００の一部を溶かすことで溶接を行う。溶接対象２００の表面に照射されるレーザのビーム径は、例えばφ０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度となる。 As shown in FIG. 1, the hybrid welding apparatus 100 includes a laser oscillator 60, an optical fiber 70 that transmits a laser oscillated by the laser oscillator 60, and a laser head 10 connected to the optical fiber 70. As the laser oscillator 60, for example, a CO ₂ laser or a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser capable of obtaining an oscillation output of about several kW can be used. The laser head 10 (laser welding portion) condenses a laser beam oscillated by a laser oscillator 60 transmitted through an optical fiber 70 by a condensing lens (not shown) and irradiates the surface of the welding target 200 with the laser beam. Welding is performed by melting a part of 200. The beam diameter of the laser irradiated on the surface of the welding target 200 is, for example, about φ0.1 mm to 0.6 mm.

ハイブリッド溶接装置１００は、また、電源４０と、ワイヤフィーダ３０（ワイヤ供給部）と、アークトーチ２０（アーク溶接部）とを備える。ワイヤフィーダ３０は、電源４０に接続された溶接ワイヤ２１をアークトーチ２０に供給するものである。アークトーチ２０は、例えば、ＭＩＧ（ＭｅｔａｌＩｎｅｒｔＧａｓｗｅｌｄｉｎｇ）溶接を行うものである。ＭＩＧ溶接は、溶接ワイヤ２１が電極線として用いられ、溶接ワイヤ２１の先端と溶接対象２００との間にアークを発生させることにより、溶接ワイヤ２１と溶接対象２００を同時に溶融させて溶接する方式である。 The hybrid welding apparatus 100 also includes a power source 40, a wire feeder 30 (wire supply unit), and an arc torch 20 (arc welding unit). The wire feeder 30 supplies the welding wire 21 connected to the power source 40 to the arc torch 20. For example, the arc torch 20 performs MIG (Metal Inert Gas welding) welding. MIG welding is a method in which the welding wire 21 is used as an electrode wire, and an arc is generated between the tip of the welding wire 21 and the welding target 200 to simultaneously melt and weld the welding wire 21 and the welding target 200. is there.

アークトーチ２０は、溶接により形成される溶接部の大気元素との反応による特性劣化を防ぐために、不活性ガス供給部（不図示）からアルゴンやヘリウム等の不活性ガスの供給を受ける。したがって、溶接ワイヤ２１と溶接対象２００とが溶融して形成される溶接部は、不活性ガス雰囲気において形成される。 The arc torch 20 is supplied with an inert gas such as argon or helium from an inert gas supply unit (not shown) in order to prevent characteristic deterioration due to a reaction with an atmospheric element in a welded portion formed by welding. Therefore, the welded portion formed by melting the welding wire 21 and the welding target 200 is formed in an inert gas atmosphere.

ハイブリッド溶接装置１００は、また、コントローラ５０を備える。コントローラ５０は、レーザ発振器６０によるレーザ発振、電源４０が出力する電流、及びワイヤフィーダ３０によるワイヤ供給量を制御する装置である。図１には１つのコントローラ５０がレーザ発振器６０、ワイヤフィーダ３０、電源４０にそれぞれ接続されている例を示したが、他の態様であってもよい。例えば、レーザ発振器６０、ワイヤフィーダ３０、電源４０にそれぞれ別個のコントローラが接続されている態様であってもよい。また、レーザ発振器６０、ワイヤフィーダ３０、電源４０自体に、それらを制御するためのコントローラが組み込まれている態様であってもよい。 The hybrid welding apparatus 100 also includes a controller 50. The controller 50 is a device that controls the laser oscillation by the laser oscillator 60, the current output from the power supply 40, and the wire supply amount by the wire feeder 30. Although FIG. 1 shows an example in which one controller 50 is connected to the laser oscillator 60, the wire feeder 30, and the power source 40, other modes may be used. For example, a mode in which separate controllers are connected to the laser oscillator 60, the wire feeder 30, and the power supply 40 may be possible. Alternatively, the laser oscillator 60, the wire feeder 30, and the power source 40 may be configured so that a controller for controlling them is incorporated.

ハイブリッド溶接装置１００は、更に、照射方向調整機構９０（照射方向調整部）と、移動機構９１と、設定部９２とを備えている。
照射方向調整機構９０は、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射方向を調整する機構である。照射方向調整機構９０は、後述する図２に示すレーザ照射角度βを、コントローラ５０からの指示に応じて、モータ等により構成される駆動源（不図示）を駆動することにより調整する機構である。また、照射方向調整機構９０は、駆動源によってレーザヘッド１０の位置も調整することができる。 The hybrid welding apparatus 100 further includes an irradiation direction adjusting mechanism 90 (irradiation direction adjusting unit), a moving mechanism 91, and a setting unit 92.
The irradiation direction adjustment mechanism 90 is a mechanism that adjusts the laser irradiation direction of the laser head 10 in a plane that intersects the welding direction. The irradiation direction adjustment mechanism 90 is a mechanism that adjusts a laser irradiation angle β shown in FIG. 2 to be described later by driving a drive source (not shown) constituted by a motor or the like in accordance with an instruction from the controller 50. . The irradiation direction adjusting mechanism 90 can also adjust the position of the laser head 10 by a drive source.

移動機構９１は、溶接対象２００に対するレーザヘッド１０およびアークトーチ２０の相対位置を溶接方向に沿って移動させる機構である。移動機構９１によりハイブリッド溶接装置１００は、鋼床版等の既設の溶接対象２００に対し、自装置を相対的に移動させながら溶接を行うことができる。 The moving mechanism 91 is a mechanism for moving the relative positions of the laser head 10 and the arc torch 20 with respect to the welding target 200 along the welding direction. With the moving mechanism 91, the hybrid welding apparatus 100 can perform welding while moving the own apparatus relative to the existing welding target 200 such as a steel deck.

設定部９２は、ハイブリッド溶接装置１００の操作者からの指示を受け付け、レーザ照射角度βの設定値を設定するものである。ハイブリッド溶接装置１００の操作者がレーザ照射角度βとして設定したい所望の値を入力することにより、レーザ照射角度βの設定値が設定される。設定部９２が設定値を設定するとその設定値はコントローラ５０に伝達される。コントローラ５０は、伝達された設定値に基づいて、レーザ照射角度βが設定値に対応する角度となるように照射方向調整機構９０を制御する。 The setting unit 92 receives an instruction from the operator of the hybrid welding apparatus 100 and sets a set value of the laser irradiation angle β. When the operator of the hybrid welding apparatus 100 inputs a desired value to be set as the laser irradiation angle β, the set value of the laser irradiation angle β is set. When the setting unit 92 sets a setting value, the setting value is transmitted to the controller 50. Based on the transmitted set value, the controller 50 controls the irradiation direction adjusting mechanism 90 so that the laser irradiation angle β becomes an angle corresponding to the set value.

設定部９２は、移動機構９１を動作させるための指示をハイブリッド溶接装置１００の操作者から受け付ける機能も備えている。ハイブリッド溶接装置１００の操作者が移動機構９１の動作として設定したい所望の値を入力することにより、移動機構９１の動作（移動開始,移動停止,移動速度等の各種の動作）の設定値が設定される。設定部９２が設定値を設定するとその設定値はコントローラ５０に伝達される。コントローラ５０は、伝達された設定値に基づいて、移動機構９１を制御する。 The setting unit 92 also has a function of receiving an instruction for operating the moving mechanism 91 from an operator of the hybrid welding apparatus 100. When an operator of the hybrid welding apparatus 100 inputs a desired value to be set as an operation of the movement mechanism 91, a set value of the operation of the movement mechanism 91 (various operations such as movement start, movement stop, movement speed, etc.) is set. Is done. When the setting unit 92 sets a setting value, the setting value is transmitted to the controller 50. The controller 50 controls the moving mechanism 91 based on the transmitted set value.

次に、図２〜図４を用いて、ハイブリッド溶接装置１００が更に備える角度調整機構（角度調整部）８０について説明する。図２は、本実施形態のレーザヘッド１０及びアークトーチ２０を示す正面図である。図３は、本実施形態のレーザヘッド１０及びアークトーチ２０を示す右側面図である。図４は、本実施形態のレーザヘッド１０及びアークトーチ２０を示す上面図である。図３に示す溶接方向の矢印は、ハイブリッド溶接装置１００が溶接対象２００に対して相対的に移動する方向を示す。図２および図３は、板状の溶接対象２００の表面に、板状の溶接対象２０１の端面を突き合わせた状態で隅肉溶接を行う状態を示している。 Next, an angle adjustment mechanism (angle adjustment unit) 80 further provided in the hybrid welding apparatus 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view showing the laser head 10 and the arc torch 20 of the present embodiment. FIG. 3 is a right side view showing the laser head 10 and the arc torch 20 of the present embodiment. FIG. 4 is a top view showing the laser head 10 and the arc torch 20 of the present embodiment. The arrow of the welding direction shown in FIG. 3 shows the direction in which the hybrid welding apparatus 100 moves relative to the welding target 200. 2 and 3 show a state in which fillet welding is performed in a state where the end surface of the plate-shaped welding target 201 is abutted against the surface of the plate-shaped welding target 200.

図２〜図４に示すように、角度調整機構８０は、スライドプレート８１と、スライド部材８２と、スライドプレート８３と、スライドプレート８４と、ボルト８５とを備えている。図２に示すように、スライドプレート８１には、スライド部材８２が挿入される挿入穴８６が設けられている。スライド部材８２は、挿入穴８６に挿入された状態でスライド部材８２に設けられた締結穴（不図示）にボルト８７が締結されることにより、スライドプレート８１に固定される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the angle adjustment mechanism 80 includes a slide plate 81, a slide member 82, a slide plate 83, a slide plate 84, and a bolt 85. As shown in FIG. 2, the slide plate 81 is provided with an insertion hole 86 into which the slide member 82 is inserted. The slide member 82 is fixed to the slide plate 81 by fastening bolts 87 to fastening holes (not shown) provided in the slide member 82 in a state of being inserted into the insertion holes 86.

図２に示す挿入穴８６は、レーザヘッド１０の中心軸Ｘ１とアークトーチ２０の中心軸Ｘ２との交点Ｐを中心とした円の円周上に沿って延在する穴である。挿入穴８６に挿入されるスライド部材８２の位置を調整することにより、交点Ｐの位置を固定したままレーザヘッド１０の中心軸Ｘ１とアークトーチ２０の中心軸Ｘ２とがなす相対角度αを調整することができる。 The insertion hole 86 shown in FIG. 2 is a hole extending along the circumference of a circle centered on the intersection point P between the central axis X1 of the laser head 10 and the central axis X2 of the arc torch 20. By adjusting the position of the slide member 82 inserted into the insertion hole 86, the relative angle α formed by the center axis X1 of the laser head 10 and the center axis X2 of the arc torch 20 is adjusted while the position of the intersection P is fixed. be able to.

レーザヘッド１０の中心軸Ｘ１の軸方向はレーザヘッド１０のレーザ照射方向と一致しており、この方向がレーザ溶接による溶け込み方向となる。また、アークトーチ２０の中心軸Ｘ２の軸方向はアークトーチ２０が溶接ワイヤ２１を供給する方向（ワイヤ供給方向）と一致しており、この方向がアーク溶接における肉盛りの進展方向となる。 The axial direction of the central axis X1 of the laser head 10 coincides with the laser irradiation direction of the laser head 10, and this direction is a penetration direction by laser welding. Further, the axial direction of the central axis X2 of the arc torch 20 coincides with the direction in which the arc torch 20 supplies the welding wire 21 (wire supply direction), and this direction is the direction of the build-up in arc welding.

したがって、相対角度αは、ハイブリッド溶接装置１００の溶接方向（図３に示す方向）に交差する平面（直交する平面）におけるレーザヘッド１０のレーザ照射方向と、溶接方向と交差する平面（直交する平面）におけるアークトーチ２０のワイヤ供給方向とがなす相対角度である。角度調整機構８０のうち、スライドプレート８１と、スライド部材８２と、ボルト８７とが、第１相対角度αを調整する機構（第１角度調整部）となっている。 Therefore, the relative angle α is determined by the laser irradiation direction of the laser head 10 on the plane (orthogonal plane) intersecting the welding direction (direction shown in FIG. 3) of the hybrid welding apparatus 100 and the plane (orthogonal plane) intersecting the welding direction. The relative angle formed by the wire supply direction of the arc torch 20 in FIG. Of the angle adjustment mechanism 80, the slide plate 81, the slide member 82, and the bolt 87 constitute a mechanism (first angle adjustment unit) that adjusts the first relative angle α.

図３に示すように、スライドプレート８３及びスライドプレート８４には、それぞれ、２カ所に平行して延在する一対のボルト挿入穴が設けられている。ボルト８５は、一対のボルト挿入穴に挿入された状態でレーザヘッド１０の所定箇所に設けられているボルト締結穴（不図示）に締結される。スライドプレート８４の端部はスライドプレート８１に固定されている。ボルト８５の締結を緩めた状態でスライドプレート８３を移動させることにより、レーザヘッド１０に対するアークトーチ２０の鉛直方向（図３中のＺで示す方向）の位置を調整することができる。また、ボルト８４の締結を緩めた状態でスライドプレート８４を移動させることにより、レーザヘッド１０に対するアークトーチ２０の水平方向（図３中のＸで示す方向）の位置を調整することができる。アークトーチ２０の鉛直方向及び水平方向の位置は、ボルト８５を締結することにより固定される。 As shown in FIG. 3, each of the slide plate 83 and the slide plate 84 is provided with a pair of bolt insertion holes extending in parallel at two locations. The bolt 85 is fastened to a bolt fastening hole (not shown) provided at a predetermined position of the laser head 10 while being inserted into the pair of bolt insertion holes. The end of the slide plate 84 is fixed to the slide plate 81. The position of the arc torch 20 in the vertical direction (direction indicated by Z in FIG. 3) relative to the laser head 10 can be adjusted by moving the slide plate 83 with the bolt 85 loosened. Further, by moving the slide plate 84 with the bolts 84 loosened, the position of the arc torch 20 in the horizontal direction (direction indicated by X in FIG. 3) relative to the laser head 10 can be adjusted. The vertical and horizontal positions of the arc torch 20 are fixed by fastening bolts 85.

図２及び図３に示すように、アークトーチ２０はスライド部材８２に固定されているが、スライド部材８２に対する取り付け角度を任意に調整できる取り付け角度調整機構が備わっている。レーザヘッド１０に対するアークトーチ２０の鉛直方向及び水平方向を調整した上で、アークトーチ２０のスライド部材８２に対する取り付け角度を調整することにより、溶接方向におけるレーザヘッド１０の中心軸Ｘ１とアークトーチ２０の中心軸Ｘ２とがなす相対角度θ１（第２相対角度）を調整することができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the arc torch 20 is fixed to the slide member 82, but an attachment angle adjusting mechanism capable of arbitrarily adjusting the attachment angle with respect to the slide member 82 is provided. After adjusting the vertical direction and the horizontal direction of the arc torch 20 with respect to the laser head 10, the mounting angle of the arc torch 20 with respect to the slide member 82 is adjusted to thereby adjust the center axis X 1 of the laser head 10 and the arc torch 20 in the welding direction. The relative angle θ1 (second relative angle) formed by the central axis X2 can be adjusted.

前述したように、レーザヘッド１０の中心軸Ｘ１の軸方向はレーザヘッド１０のレーザ照射方向と一致しており、アークトーチ２０の中心軸Ｘ２の軸方向はアークトーチ２０が溶接ワイヤ２１を供給するワイヤ供給方向と一致している。
したがって、第２相対角度θ１は、ハイブリッド溶接装置１００の溶接方向（図３に示す方向）におけるレーザヘッド１０のレーザ照射方向と、溶接方向におけるアークトーチ２０のワイヤ供給方向とがなす相対角度である。角度調整機構８０のうち、スライドプレート８３と、スライドプレート８４と、取り付け角度調整機構とが、第２相対角度θ１を調整する機構（第２角度調整部）となっている。第２相対角度θ１は、ハイブリッド溶接装置１００が溶接対象２００に対して移動する速度（溶接速度）やレーザヘッド１０のレーザ照射強度等の種々の条件に応じて、十分な強度の溶接部を形成可能となるように角度調整機構８０を用いて適宜調整される。 As described above, the axial direction of the central axis X1 of the laser head 10 coincides with the laser irradiation direction of the laser head 10, and the arc torch 20 supplies the welding wire 21 in the axial direction of the central axis X2 of the arc torch 20. It matches the wire supply direction.
Therefore, the second relative angle θ1 is a relative angle formed by the laser irradiation direction of the laser head 10 in the welding direction (direction shown in FIG. 3) of the hybrid welding apparatus 100 and the wire supply direction of the arc torch 20 in the welding direction. . Of the angle adjustment mechanism 80, the slide plate 83, the slide plate 84, and the attachment angle adjustment mechanism are mechanisms (second angle adjustment units) for adjusting the second relative angle θ1. The second relative angle θ <b> 1 forms a weld portion having sufficient strength according to various conditions such as the speed at which the hybrid welding apparatus 100 moves with respect to the welding target 200 (welding speed) and the laser irradiation intensity of the laser head 10. The angle adjustment mechanism 80 is appropriately adjusted so as to be possible.

図３において、角度θ２は、溶接方向に沿った平面における、溶接方向に対するレーザヘッド１０のレーザ照射方向の角度を示すものである。また、角度θ３は、溶接方向に沿った平面における、溶接方向に対するアークトーチ２０のワイヤ供給方向の角度を示すものである。
前述した角度θ１と角度θ２,θ３とは、以下の式（１）の関係となっている。
θ２＝θ１＋θ３（１）
ここで、角度θ２は、予め固定された角度であり、角度θ１は前述した角度調整機構８０により調整される角度である。したがって、角度θ２を角度調整機構８０によって調整することにより、角度θ３も調整される。 In FIG. 3, the angle θ <b> 2 indicates an angle of the laser irradiation direction of the laser head 10 with respect to the welding direction in a plane along the welding direction. Further, the angle θ3 indicates the angle of the wire supply direction of the arc torch 20 with respect to the welding direction on a plane along the welding direction.
The angle θ1 and the angles θ2 and θ3 described above have a relationship of the following expression (1).
θ2 = θ1 + θ3 (1)
Here, the angle θ2 is an angle fixed in advance, and the angle θ1 is an angle adjusted by the angle adjusting mechanism 80 described above. Therefore, by adjusting the angle θ2 by the angle adjusting mechanism 80, the angle θ3 is also adjusted.

角度θ２としては、例えば、５°以上で１７５°未満となるように設定するのが望ましい。ただし、アークトーチ２０やレーザヘッド１０自体が、溶接対象２００,２０１に接触しない範囲で角度θ２を設定する。角度θ２を５°以上で１７５°未満となるように設定しているのは、角度θ２を５°未満あるいは１７５°以上とすると、溶接対象２００の表面に対して略平行に近くレーザ光が照射されるためレーザ光の照射位置が安定せず、また十分な溶け込みを得ることができないからである。 The angle θ2 is desirably set to be, for example, 5 ° or more and less than 175 °. However, the angle θ2 is set in a range where the arc torch 20 and the laser head 10 themselves do not contact the welding objects 200 and 201. The angle θ2 is set to be 5 ° or more and less than 175 °. When the angle θ2 is less than 5 ° or 175 ° or more, the laser beam is irradiated almost in parallel with the surface of the welding target 200. This is because the irradiation position of the laser beam is not stable and sufficient melting cannot be obtained.

角度θ３としては、例えば、３°以上で２０°未満となるか、１６０°より大きく１７７°以下となるように設定するのが望ましい。ただし、アークトーチ２０やレーザヘッド１０自体が、溶接対象２００,２０１に接触しない範囲で角度θ３を設定する。 The angle θ3 is desirably set to be, for example, 3 ° or more and less than 20 °, or greater than 160 ° and 177 ° or less. However, the angle θ3 is set in a range where the arc torch 20 and the laser head 10 themselves do not contact the welding objects 200 and 201.

図３において、仮想溶接線１１は、レーザヘッド１０が目標とする溶接位置の集合を示し、板状の溶接対象２００が延在する延在方向に沿って延びる線である。仮想溶接線１１の延在する方向は、溶接方向と一致している。仮想溶接線１１は、レーザヘッド１０が照射目標位置として各種のパラメータを設定する位置を示すが、「仮想」としているのは、現実の溶接は溶接対象２００の表面において行われるからである。 In FIG. 3, the virtual welding line 11 indicates a set of welding positions targeted by the laser head 10 and extends along the extending direction in which the plate-shaped welding target 200 extends. The direction in which the virtual weld line 11 extends coincides with the welding direction. The virtual welding line 11 indicates a position where the laser head 10 sets various parameters as the irradiation target position. The virtual welding line 11 is “virtual” because actual welding is performed on the surface of the welding target 200.

図３において、点１２は仮想溶接線１１とアークトーチ２０の中心軸Ｘ２の交点を示し、点１３は仮想溶接線１１とレーザヘッド１０の中心軸Ｘ１の交点を示す。点１２と点１３の仮想溶接線１１に沿った距離は、例えば、０〜１０ｍｍの範囲に設定するのが望ましい。この距離が離れすぎると、レーザヘッド１０によるレーザ照射により溶融した溶接対象２００に対してアークトーチ２０による溶接を行うまでに時間差が生じてしまうからである。 In FIG. 3, a point 12 indicates an intersection between the virtual welding line 11 and the central axis X <b> 2 of the arc torch 20, and a point 13 indicates an intersection between the virtual welding line 11 and the central axis X <b> 1 of the laser head 10. The distance along the virtual weld line 11 between the point 12 and the point 13 is preferably set in a range of 0 to 10 mm, for example. This is because if this distance is too far, a time difference will occur before welding with the arc torch 20 is performed on the welding object 200 melted by laser irradiation by the laser head 10.

次に、図５から図９を用いて本実施形態におけるレーザ照射方向の調整について説明する。
図５は、本実施形態のハイブリット溶接装置１００の溶接対象の鋼床版５００を示す横断面図である。また、図６は、図５に示す鋼床版５００のＡ−Ａ矢視断面図である。 Next, adjustment of the laser irradiation direction in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a steel deck 500 to be welded by the hybrid welding apparatus 100 of the present embodiment. Moreover, FIG. 6 is an AA arrow sectional view of the steel deck 500 shown in FIG.

図５に示す鋼床版５００は、主に車両が走行する橋梁に用いられるものであり、平板上のデッキプレート５０１と、横断面が略Ｕ型のリブ部材５０２,５０３,５０４を備えている。図５に示す鋼床版５００は、３つのリブ部材５０２,５０３,５０４を備えるが、より多数のリブ部材を備える鋼床版５００としてもよい。 A steel deck 500 shown in FIG. 5 is mainly used for a bridge on which a vehicle travels, and includes a deck plate 501 on a flat plate and rib members 502, 503, and 504 having substantially U-shaped cross sections. . Although the steel deck 500 shown in FIG. 5 includes the three rib members 502, 503, and 504, the steel deck 500 may include a larger number of rib members.

溶接対象である鋼床版５００は、水平方向に延在する板状のデッキプレート５０１（第１の板材）に板状のリブ部材５０２,５０３,５０４（第２の板材）の端面をデッキプレート５０１の下面から突き合わせたものである。鋼床版５００は、デッキプレート５０１とリブ部材５０２,５０３,５０４が突き合わされた部分に隅肉溶接部５０５,５０６,５０７,５０８,５０９,５１０を有している。これらの隅肉溶接部５０５,５０６,５０７,５０８,５０９,５１０は、予め溶接により形成されたものである。本実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、予め鋼床版５００に形成された隅肉溶接部およびその周辺に発生した損傷を補修するために再度の溶接を行うものである。 The steel deck 500 to be welded has a plate-like deck plate 501 (first plate material) extending in the horizontal direction, and the end surfaces of plate-like rib members 502, 503, and 504 (second plate material) are deck plates. It is abutted from the lower surface of 501. The steel slab 500 has fillet welds 505, 506, 507, 508, 509, 510 at portions where the deck plate 501 and the rib members 502, 503, 504 are abutted. These fillet welds 505, 506, 507, 508, 509, 510 are previously formed by welding. The hybrid welding apparatus 100 of this embodiment performs welding again in order to repair damage that has occurred in the fillet welded portion previously formed on the steel deck 500 and its periphery.

図５に示すように、リブ部材５０２,５０３,５０４は、横断面が略Ｕ型となっており、横断面における２箇所の端面がデッキプレート５０１に連結されている。デッキプレート５０１にリブ部材５０２,５０３,５０４の端面が突き合わされた状態では、閉じられた空間が形成される。したがって、閉じられた空間側からはデッキプレート５０１とリブ部材の溶接することができない。
したがって、本実施形態の鋼床版５００の隅肉溶接部は、リブ部材の端面の片側のみが溶接されたものとなっている。 As shown in FIG. 5, the rib members 502, 503, and 504 have a substantially U-shaped cross section, and two end faces in the cross section are connected to the deck plate 501. When the end surfaces of the rib members 502, 503, and 504 are in contact with the deck plate 501, a closed space is formed. Therefore, the deck plate 501 and the rib member cannot be welded from the closed space side.
Therefore, the fillet welded portion of the steel deck 500 according to the present embodiment is welded only on one side of the end face of the rib member.

図５および図６に示すように、ハイブリッド溶接装置１００は、接地面５２０上に配置された移動機構９１を備えており、移動機構９１によって溶接方向に沿って移動可能となっている。また、ハイブリッド溶接装置１００は、レーザヘッド１０およびアークトーチ２０が隅肉溶接部５０７に近接した状態で配置されている。
したがって、本実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、レーザヘッド１０およびアークトーチ２０による溶接を行いつつ、移動機構９１によって溶接方向に沿って移動することで、溶接方向に連続的に溶接を行うことが可能となっている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the hybrid welding apparatus 100 includes a moving mechanism 91 disposed on the grounding surface 520 and can be moved along the welding direction by the moving mechanism 91. Further, the hybrid welding apparatus 100 is disposed in a state where the laser head 10 and the arc torch 20 are close to the fillet welded portion 507.
Therefore, the hybrid welding apparatus 100 of this embodiment can perform welding continuously in the welding direction by moving along the welding direction by the moving mechanism 91 while performing welding by the laser head 10 and the arc torch 20. It is possible.

図７から図９は、設定部９２および照射方向調整機構９０を用いて、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を調整する調整方法を説明する図である。図７から図９は、図５に示す鋼床版５００の隅肉溶接部５０７の部分拡大図であり、レーザ照射方向の一例を示す図である。 FIGS. 7 to 9 are diagrams illustrating an adjustment method for adjusting the laser irradiation direction on a plane intersecting the welding direction using the setting unit 92 and the irradiation direction adjusting mechanism 90. 7 to 9 are partial enlarged views of the fillet welded portion 507 of the steel deck 500 shown in FIG. 5, and are diagrams showing an example of the laser irradiation direction.

以下で説明するように、隅肉溶接部５０７には、使用環境や使用状況に応じて、各箇所で異なるタイプの亀裂等の損傷が発生するのが通常である。そして、異なるタイプの損傷に対しては、それぞれの損傷に適した補修を行うのが望ましい。以下では、図７,図８,図９に示す３パターンの損傷について説明し、各パターンに対して望ましい補修を行うことについて説明する。 As will be described below, the fillet welded portion 507 normally has different types of damage such as cracks at each location depending on the usage environment and usage conditions. For different types of damage, it is desirable to perform repairs suitable for each type of damage. In the following, the damage of the three patterns shown in FIGS. 7, 8, and 9 will be described, and a desirable repair for each pattern will be described.

図７に示す隅肉溶接部５０７は、溶着金属が帯状に盛り上がった部分であるビード７３を有しており、ビード７３によってデッキプレート５０１とリブ部材５０２が溶着されている。
基準軸７１は、仮想溶接線１１を通過するとともにデッキプレート５０１が延在する方向に延びる直線である。また、基準軸７２は、仮想溶接線１１を通過するとともにリブ部材５０２が延在する方向に延びる直線である。基準軸７１と基準軸７２とがなす角は角度Ａ１となっている。 The fillet welded portion 507 shown in FIG. 7 has a bead 73 that is a portion where the weld metal is raised in a band shape, and the deck plate 501 and the rib member 502 are welded by the bead 73.
The reference axis 71 is a straight line that passes through the virtual welding line 11 and extends in the direction in which the deck plate 501 extends. The reference shaft 72 is a straight line that passes through the virtual welding line 11 and extends in the direction in which the rib member 502 extends. An angle formed by the reference axis 71 and the reference axis 72 is an angle A1.

端面７６は、ビード７３において、デッキプレート５０１の表面とリブ部材５０２の端面が対向する部分において、デッキプレート５０１とリブ部材５０２によって閉じた空間に接する面である。図７に示す例では、ビード７３がリブ部材５０２の板厚に渡って存在しており、デッキプレート５０１とリブ部材５０２との間に未溶着部分が存在していない。 The end surface 76 is a surface that contacts the space closed by the deck plate 501 and the rib member 502 at a portion of the bead 73 where the surface of the deck plate 501 and the end surface of the rib member 502 face each other. In the example shown in FIG. 7, the bead 73 exists over the thickness of the rib member 502, and no unwelded portion exists between the deck plate 501 and the rib member 502.

図７に示す隅肉溶接部５０７のビード７３には外面から仮想溶接線１１に至るクラック７４（亀裂）が存在している。一方、図７に示す隅肉溶接部５０７では、未溶着部が存在せず、デッキプレート５０１にクラックが存在しない。 A crack 74 (crack) from the outer surface to the virtual weld line 11 exists in the bead 73 of the fillet weld 507 shown in FIG. On the other hand, in the fillet welded portion 507 shown in FIG. 7, there is no unwelded portion, and there is no crack in the deck plate 501.

そこで、図７に示す状態の隅肉溶接部５０７を補修するために、操作者は、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射角度βにより定まるレーザ照射方向が、基準軸７１とクラック７４の進展方向（図７中の角度Ａ２）となるように設定部９２の設定値の入力をする。操作者の入力を受け付けた設定部９２は、操作者の操作に応じた設定値を設定し、設定値をコントローラ５０に伝達する。 Therefore, in order to repair the fillet weld 507 in the state shown in FIG. 7, the operator determines that the laser irradiation direction determined by the laser irradiation angle β in the plane intersecting the welding direction is the propagation direction of the reference axis 71 and the crack 74. The set value of the setting unit 92 is input so as to be (angle A2 in FIG. 7). The setting unit 92 that has received an input from the operator sets a setting value according to the operation of the operator, and transmits the setting value to the controller 50.

設定値が伝達されたコントローラ５０は、レーザ照射角度βが設定値に応じた角度Ａ２となるように照射方向調整機構９０を制御する。照射方向調整機構９０は、コントローラ５０により制御されることにより、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射角度βが角度Ａ２となるように調整する。図７は、レーザ照射角度βが角度Ａ２となるように調整された状態を示している。 The controller 50 to which the set value has been transmitted controls the irradiation direction adjusting mechanism 90 so that the laser irradiation angle β becomes an angle A2 corresponding to the set value. The irradiation direction adjusting mechanism 90 is controlled by the controller 50 to adjust the laser irradiation angle β of the laser head 10 on the plane intersecting the welding direction to be the angle A2. FIG. 7 shows a state in which the laser irradiation angle β is adjusted to be the angle A2.

図８に示す隅肉溶接部５０７は、ビード７３にクラック７４が存在している点は図７に示す例と同様である。図８に示す隅肉溶接部５０７では、リブ部材５０２の板厚に渡るビード７３が存在しておらず、デッキプレート５０１とリブ部材５０２との間に未溶着部分が存在する。図８に示すビード７３は、図７に示すビード７３に比べ、端面７６が後退している。この端面７６に近接する領域が未溶着部分となっている。 The fillet weld 507 shown in FIG. 8 is the same as the example shown in FIG. 7 in that a crack 74 exists in the bead 73. In the fillet welded portion 507 shown in FIG. 8, the bead 73 over the plate thickness of the rib member 502 does not exist, and an unwelded portion exists between the deck plate 501 and the rib member 502. The bead 73 shown in FIG. 8 has the end face 76 set back compared to the bead 73 shown in FIG. A region close to the end surface 76 is an unwelded portion.

図８に示す状態の隅肉溶接部５０７を補修するために、操作者は、レーザ照射方向の延長線上に端面７６の中央部分が配置されるように設定部９２の設定値の入力をする。この際、操作者は、レーザ照射方向の延長線がクラック７４の端部Ｂ１,Ｂ２の中点Ｂ３と交差する角度（図８中の角度Ａ３）となるように設定部９２の設定値の入力をする。操作者の入力を受け付けた設定部９２は、操作者の操作に応じた設定値を設定し、設定値をコントローラ５０に伝達する。 In order to repair the fillet welded portion 507 in the state shown in FIG. 8, the operator inputs the set value of the setting portion 92 so that the center portion of the end face 76 is disposed on the extended line in the laser irradiation direction. At this time, the operator inputs the set value of the setting unit 92 so that the extension line in the laser irradiation direction becomes an angle (angle A3 in FIG. 8) intersecting the midpoint B3 of the ends B1 and B2 of the crack 74. do. The setting unit 92 that has received an input from the operator sets a setting value according to the operation of the operator, and transmits the setting value to the controller 50.

設定値が伝達されたコントローラ５０は、レーザ照射角度βが設定値に応じた角度Ａ３となるように照射方向調整機構９０を制御する。照射方向調整機構９０は、コントローラ５０により制御されることにより、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射角度βが角度Ａ３となるように調整する。 The controller 50 to which the set value has been transmitted controls the irradiation direction adjusting mechanism 90 so that the laser irradiation angle β becomes an angle A3 corresponding to the set value. The irradiation direction adjusting mechanism 90 is controlled by the controller 50 to adjust the laser irradiation angle β of the laser head 10 in the plane intersecting the welding direction to be the angle A3.

図９に示す隅肉溶接部５０７は、ビード７３にクラック７４が存在している点、未溶着部が存在する点は図８に示す例と同様である。図９に示す隅肉溶接部５０７では、デッキプレート５０１に板厚方向に延びるクラック７７（亀裂）が存在している。 The fillet welded portion 507 shown in FIG. 9 is the same as the example shown in FIG. 8 in that the crack 74 exists in the bead 73 and the unwelded portion exists. In the fillet welded portion 507 shown in FIG. 9, there is a crack 77 (crack) extending in the thickness direction on the deck plate 501.

図９に示す状態の隅肉溶接部５０７を補修するために、操作者は、レーザ照射方向の延長線上に、クラック７７のデッキプレート５０１の表面上の位置が存在するように、設定部９２の設定値の入力をする。この際、操作者は、レーザ照射方向の延長線がクラック７４の端部Ｂ４,Ｂ５の中点Ｂ６と交差する角度（図９中の角度Ａ４）となるように設定部９２の設定値の入力をする。操作者の入力を受け付けた設定部９２は、操作者の操作に応じた設定値を設定し、設定値をコントローラ５０に伝達する。 In order to repair the fillet welded portion 507 in the state shown in FIG. 9, the operator sets the setting portion 92 so that the position of the crack 77 on the surface of the deck plate 501 exists on the extended line in the laser irradiation direction. Enter the setting value. At this time, the operator inputs the set value of the setting unit 92 so that the extension line in the laser irradiation direction becomes an angle (angle A4 in FIG. 9) intersecting the midpoint B6 of the ends B4 and B5 of the crack 74. do. The setting unit 92 that has received an input from the operator sets a setting value according to the operation of the operator, and transmits the setting value to the controller 50.

設定値が伝達されたコントローラ５０は、レーザ照射角度βが設定値に応じた角度Ａ４となるように照射方向調整機構９０を制御する。照射方向調整機構９０は、コントローラ５０により制御されることにより、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射角度βが角度Ａ４となるように調整する。 The controller 50 to which the set value has been transmitted controls the irradiation direction adjusting mechanism 90 so that the laser irradiation angle β becomes an angle A4 corresponding to the set value. The irradiation direction adjusting mechanism 90 is controlled by the controller 50 to adjust the laser irradiation angle β of the laser head 10 in the plane intersecting the welding direction to be the angle A4.

以上の図７から図９で説明したように、ハイブリッド溶接装置１００の操作者は、隅肉溶接部５０７に存在するクラック等の損傷状態に応じて適切な設定値を設定部９２に入力する。適切な設定値を入力することにより、ハイブリッド溶接装置１００は、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を、隅肉溶接部５０７の損傷状態に応じた適切な角度に調整することができる。 As described above with reference to FIGS. 7 to 9, the operator of the hybrid welding apparatus 100 inputs an appropriate set value to the setting unit 92 according to the damage state such as cracks existing in the fillet welded portion 507. By inputting an appropriate set value, the hybrid welding apparatus 100 can adjust the laser irradiation direction in a plane intersecting the welding direction to an appropriate angle according to the damaged state of the fillet welded portion 507.

次に、図１０を用いて、溶接方向に交差する平面におけるワイヤ供給方向とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度の調整について説明する。図１０は、図５に示す鋼床版５００の隅肉溶接部５０７の部分拡大図であり、ワイヤ供給方向の一例を示す図である。
前述したように、レーザヘッド１０のレーザ照射方向は、操作者の設定値の入力により適宜調整することができる。一方、レーザヘッド１０の中心軸Ｘ１とアークトーチ２０の中心軸Ｘ２とがなす相対角度αは、角度調整機構８０により調整可能となっている。 Next, adjustment of an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the deck plate 501 in a plane intersecting the welding direction will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a partially enlarged view of the fillet welded portion 507 of the steel deck 500 shown in FIG. 5, and is a diagram showing an example of the wire supply direction.
As described above, the laser irradiation direction of the laser head 10 can be appropriately adjusted by inputting the set value of the operator. On the other hand, the relative angle α formed by the central axis X1 of the laser head 10 and the central axis X2 of the arc torch 20 can be adjusted by the angle adjusting mechanism 80.

角度調整機構８０により相対角度αは任意に設定可能であるが、アークトーチ２０の中心軸Ｘ２とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度Ａ７については、以下の式（２）と式（３）のいずれかを満たす範囲とするのが望ましい。
３°≦Ａ７＜８３° （２）
９７°＜Ａ７≦Ａ１−３° （３）
なお、式（２）,（３）において３°としている角度は図１０における角度Ａ６に対応している。また、式（２）,（３）において８３°および９７°としている角度は図１０における角度Ａ５に対応している。 Although the relative angle α can be arbitrarily set by the angle adjusting mechanism 80, the angle A7 formed by the central axis X2 of the arc torch 20 and the extending direction of the deck plate 501 is expressed by the following equations (2) and (3). It is desirable that the range satisfy either of the above.
3 ° ≦ A7 <83 ° (2)
97 ° <A7 ≦ A1-3 ° (3)
Note that the angle of 3 ° in the equations (2) and (3) corresponds to the angle A6 in FIG. Further, the angles of 83 ° and 97 ° in the equations (2) and (3) correspond to the angle A5 in FIG.

式（２）および（３）が示す条件は、アークトーチ２０をデッキプレート５０１およびリブ部材５０２に近づけ過ぎないようにすることである。
このようにしているのは、ワイヤ供給方向とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電がデッキプレート５０１側に引き寄せられることによる不具合を防止するためである。同様に、ワイヤ供給方向とリブ部材５０２の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電がリブ部材５０２側に引き寄せられることによる不具合を防止するためである。 The conditions indicated by the equations (2) and (3) are to prevent the arc torch 20 from being too close to the deck plate 501 and the rib member 502.
This is because the angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the deck plate 501 is smaller than 3 °, and it is possible to prevent problems caused by the arc discharge being drawn toward the deck plate 501 side. Similarly, the angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the rib member 502 is smaller than 3 °, and the arc discharge is prevented from being attracted to the rib member 502 side.

式（２）および（３）が示す他の条件は、アークトーチ２０を垂直方向に近づけ過ぎないようにすることである。
このようにしているのは、ワイヤ供給方向が鉛直方向上向きとなって溶接時に飛散するスパッタ等が鉛直方向下方のレーザヘッド１０およびアークトーチ２０に落下しやすくなる不具合を防止するためである。 Another condition indicated by equations (2) and (3) is that the arc torch 20 is not too close to the vertical direction.
The reason for this is to prevent a problem that spatters and the like scattered during welding with the wire supply direction facing upward in the vertical direction are likely to fall onto the laser head 10 and the arc torch 20 below the vertical direction.

以上説明したように、本実施形態によれば、レーザヘッド１０とアークトーチ２０とが移動機構９１によって溶接方向に沿って移動する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射方向が、操作者等が設定した設定値に基づいて照射方向調整機構９０より調整された状態となる。したがって、ハイブリッド溶接装置１００の操作者は、溶接方向に沿ってレーザヘッド１０およびアークトーチ２０を移動させながら適切なレーザ照射方向を手動で調整する必要がない。 As described above, according to the present embodiment, when the laser head 10 and the arc torch 20 are moved along the welding direction by the moving mechanism 91, the laser irradiation direction of the laser head 10 on a plane intersecting the welding direction. However, the state is adjusted by the irradiation direction adjusting mechanism 90 based on the set value set by the operator or the like. Therefore, the operator of the hybrid welding apparatus 100 does not need to manually adjust an appropriate laser irradiation direction while moving the laser head 10 and the arc torch 20 along the welding direction.

このようにすることで、溶接対象に対するレーザヘッド１０およびアークトーチ２０の相対位置を移動させながら溶接方向に沿って溶接する際に、溶接方向に交差する平面におけるレーザ照射方向を適切に調整することが可能なハイブリッド溶接装置１００を提供することができる。 By doing in this way, when welding along a welding direction, moving the relative position of the laser head 10 and the arc torch 20 with respect to a welding object, the laser irradiation direction in the plane which cross | intersects a welding direction is adjusted appropriately. Therefore, it is possible to provide a hybrid welding apparatus 100 that can perform the above-described process.

また、本実施形態によれば、溶接対象が、デッキプレート５０１にリブ部材５０２の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部５０７であり、設定部９２は、レーザ照射方向が、隅肉溶接部５０７に含まれるビード７３に存在するクラック７４の進展方向となるように設定値を設定する。
このようにすることで、隅肉溶接部５０７に含まれるビード７３に亀裂が存在する場合に、その進展方向にレーザが照射されるので、ビード７３の亀裂の更なる進展を防止することができる。 In addition, according to the present embodiment, the welding target is the fillet welded portion 507 formed at the portion where the end surface of the rib member 502 is abutted against the deck plate 501, and the setting unit 92 has a laser irradiation direction of fillet The set value is set so as to be the direction in which the crack 74 existing in the bead 73 included in the welded portion 507 propagates.
By doing in this way, when a crack exists in the bead 73 included in the fillet welded portion 507, the laser is irradiated in the progress direction, and therefore, further progress of the crack in the bead 73 can be prevented. .

また、本実施形態によれば、溶接対象が、デッキプレート５０１にリブ部材５０２の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部５０７であり、設定部９０は、レーザ照射方向が、隅肉溶接部５０７に含まれるビード７３に存在するクラック７４の進展方向と交差しデッキプレート５０１とリブ部材５０７の未溶着部分に近接したビード７３に向かう方向となるように設定値を設定する。
このようにすることで、隅肉溶接部５０７に含まれるビード７３にクラック７４が存在し、かつデッキプレート５０１とリブ部材５０２の未溶着部分が存在する場合に、ビード７３のクラック７４の更なる進展を防止しつつ未溶着部分の溶接強度を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the welding target is the fillet welded portion 507 formed at the portion where the end surface of the rib member 502 is abutted against the deck plate 501, and the setting unit 90 has a laser irradiation direction of fillet The set value is set so as to be in a direction toward the bead 73 that crosses the progress direction of the crack 74 existing in the bead 73 included in the welded portion 507 and is close to the unwelded portion of the deck plate 501 and the rib member 507.
By doing in this way, when the crack 74 exists in the bead 73 included in the fillet welded portion 507 and there is an unwelded portion between the deck plate 501 and the rib member 502, the crack 74 of the bead 73 is further increased. It is possible to improve the welding strength of the unwelded portion while preventing the progress.

また、本実施形態によれば、設定部９２は、レーザ照射方向が、クラック７４の進展方向におけるビード７３の両端部Ｂ１、Ｂ２を結ぶ直線の中点Ｂ３と交差する方向となるように設定値を設定する。
このようにすることで、ビード７３のクラック７４の中央部分を溶接し、ビード７３のクラック７４の更なる進展を防止することができる。 Further, according to the present embodiment, the setting unit 92 sets the setting value so that the laser irradiation direction is a direction intersecting the midpoint B3 of the straight line connecting both ends B1 and B2 of the bead 73 in the propagation direction of the crack 74. Set.
By doing in this way, the center part of the crack 74 of the bead 73 can be welded, and the further progress of the crack 74 of the bead 73 can be prevented.

また、本実施形態によれば、溶接対象が、デッキプレート５０１にリブ部材５０２の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部５０７であり、設定部９２は、レーザ照射方向が、デッキプレート５０１の隅肉溶接部５０７近傍に存在するクラック７７のデッキプレート５０１の表面上の位置に向かう方向となるように設定値を設定する。
このようにすることで、デッキプレート５０１の表面上から進展するクラック７７が存在する場合、デッキプレート５０１の表面に溶接部を形成して、デッキプレート５０１の内部でクラック７７が進展することを防止することができる。 In addition, according to the present embodiment, the welding target is the fillet welded portion 507 formed at the portion where the end surface of the rib member 502 is abutted against the deck plate 501, and the setting portion 92 has a laser irradiation direction of the deck plate The set value is set so that the crack 77 existing in the vicinity of the fillet weld 507 of 501 is directed toward the position on the surface of the deck plate 501.
By doing so, when there is a crack 77 that propagates from the surface of the deck plate 501, a weld is formed on the surface of the deck plate 501 to prevent the crack 77 from progressing inside the deck plate 501. can do.

また、設定部９２は、レーザ照射方向が、隅肉溶接部５０７に含まれるビード７３に存在するクラック７４の進展方向となるように設定値を設定してもよい。
このようにすることで、溶接部に含まれるビード７３にクラック７４が存在する場合に、ビード７３のクラック７４の更なる進展を防止することができる。 Further, the setting unit 92 may set the setting value so that the laser irradiation direction is the direction in which the crack 74 existing in the bead 73 included in the fillet welded portion 507 is propagated.
By doing in this way, when the crack 74 exists in the bead 73 contained in a welding part, the further progress of the crack 74 of the bead 73 can be prevented.

また、本実施形態によれば、溶接方向に交差する平面におけるレーザヘッド１０のレーザ照射方向と、溶接方向と交差する平面におけるアークトーチ２０のワイヤ供給方向とがなす相対角度を調整可能な角度調整機構８０を備える。
このようにすることで、レーザ照射方向に対して適切な方向からアークトーチ２０のワイヤを供給できるように、レーザ照射方向に対するワイヤ供給方向を適切に調整することができる。 Moreover, according to this embodiment, the angle adjustment which can adjust the relative angle which the laser irradiation direction of the laser head 10 in the plane which cross | intersects a welding direction and the wire supply direction of the arc torch 20 in the plane which cross | intersects a welding direction makes. A mechanism 80 is provided.
By doing in this way, the wire supply direction with respect to a laser irradiation direction can be adjusted appropriately so that the wire of the arc torch 20 can be supplied from an appropriate direction with respect to the laser irradiation direction.

また、角度調整機構８０は、ワイヤ供給方向とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度Ａ６およびワイヤ供給方向とリブ部材５０２の延在方向がなす角度Ａ６を、それぞれ３°以上とするように相対角度αを調整する。
このようにすることで、ワイヤ供給方向とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電がデッキプレート５０１側に引き寄せられることによる不具合を防止することができる。同様に、ワイヤ供給方向とリブ部材５０２の延在方向がなす角度が３°より小さくなり、アーク放電がリブ部材５０２側に引き寄せられることによる不具合を防止することができる。 In addition, the angle adjustment mechanism 80 is configured so that the angle A6 formed by the wire supply direction and the extending direction of the deck plate 501 and the angle A6 formed by the wire supply direction and the extending direction of the rib member 502 are 3 ° or more, respectively. Adjust the angle α.
By doing in this way, the angle which the wire supply direction and the extending direction of the deck plate 501 make becomes smaller than 3 degrees, and the malfunction by an arc discharge being drawn near to the deck plate 501 side can be prevented. Similarly, the angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the rib member 502 is smaller than 3 °, and it is possible to prevent problems caused by the arc discharge being drawn toward the rib member 502 side.

また、本実施形態によれば、デッキプレート５０１が水平方向に延在しており、隅肉溶接部５０７が、リブ部材５０２の端面をデッキプレート５０１の下面から突き合わせた部分に形成されている。角度調整機構８０は、ワイヤ供給方向とデッキプレート５０１の延在方向がなす角度が８３°以上かつ９７°以下とならないように相対角度αを調整する。
このようにすることで、ワイヤ供給方向が鉛直方向上向きとなって溶接時に飛散するスパッタ等が鉛直方向下方のレーザヘッド１０およびアークトーチ２０に落下しやすくなる不具合を防止することができる。 Further, according to the present embodiment, the deck plate 501 extends in the horizontal direction, and the fillet welded portion 507 is formed at a portion where the end surface of the rib member 502 is abutted with the lower surface of the deck plate 501. The angle adjustment mechanism 80 adjusts the relative angle α so that the angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the deck plate 501 does not become 83 ° or more and 97 ° or less.
By doing so, it is possible to prevent a problem that spatters and the like scattered during welding with the wire supply direction upward in the vertical direction are likely to fall onto the laser head 10 and the arc torch 20 below the vertical direction.

〔他の実施形態〕
前述した実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、溶接対象２００が固定された状態でハイブリッド溶接装置１００を移動させることにより相対位置を溶接方向に沿って移動させる方式の装置であったが他の方式の装置であってもよい。
例えば、ハイブリッド溶接装置１００自体は移動せず、レーザヘッド１０およびアークトーチ２０を含む溶接機構を、アーム機構（不図示）等によって溶接方向に沿って移動させる方式の装置であってもよい。 [Other Embodiments]
The hybrid welding apparatus 100 of the above-described embodiment is an apparatus of a system that moves the relative position along the welding direction by moving the hybrid welding apparatus 100 in a state where the welding target 200 is fixed. It may be a device.
For example, the hybrid welding apparatus 100 itself may not move, but may be an apparatus that moves a welding mechanism including the laser head 10 and the arc torch 20 along the welding direction by an arm mechanism (not shown) or the like.

前述した実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、図３に示すように溶接方向に移動する際に、レーザヘッド１０による溶接が行われた後にアークトーチ２０による溶接が行われるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、溶接方向に移動する際に、アークトーチ２０による溶接が行われた後にレーザヘッド１０による溶接が行われるようにしてもよい。 In the hybrid welding apparatus 100 of the above-described embodiment, when moving in the welding direction as shown in FIG. 3, welding by the arc torch 20 is performed after welding by the laser head 10. The aspect of this may be sufficient.
For example, when moving in the welding direction, welding by the laser head 10 may be performed after welding by the arc torch 20 is performed.

前述した実施形態のハイブリッド溶接装置１００は、予め鋼床版５００に形成された隅肉溶接部およびその周辺に発生した損傷を補修するものであったが、他の態様であってもよい。例えば、デッキプレート５０１に新規にリブ部材５０２,５０３,５０４を溶接により接合し、新規の鋼床版５００を製造する態様であってもよい。
この場合、接地面５２０にデッキプレート５０１を設置し、その上にリブ部材５０２,５０３,５０４を載置した状態で、鉛直方向の上方から下方に向けたレーザ照射方向にしてハイブリッド溶接装置１００を動作させるのが望ましい。 The hybrid welding apparatus 100 of the above-described embodiment repairs the fillet welded portion previously formed on the steel deck 500 and the damage generated in the vicinity thereof, but may be in other forms. For example, the aspect which manufactures the new steel deck 500 by joining the rib members 502,503,504 to the deck plate 501 newly by welding may be sufficient.
In this case, with the deck plate 501 installed on the ground contact surface 520 and the rib members 502, 503, and 504 placed thereon, the hybrid welding apparatus 100 is set in the laser irradiation direction from the upper side to the lower side in the vertical direction. It is desirable to operate.

前述した実施形態では、操作者が隅肉溶接部５０７の損傷状態に応じた適切な設定値を入力するものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、隅肉溶接部５０７の損傷状態を予め損傷検出装置（不図示）等により検出して適切な設定値を記憶部（不図示）に記憶させておき、設定部９２が記憶部に記憶された設定値を読み出して設定値を設定するようにしてもよい。
さらに、溶接方向に沿った複数箇所の隅肉溶接部５０７の損傷状態を記憶部に記憶しておくようにしてもよい。この場合、移動機構９１がハイブリッド溶接装置１００を溶接方向に沿って移動させるのに伴って、設定部９２が溶接方向の各位置に応じたレーザ照射方向の設定値を記憶部から読み出して設定値を設定するのが望ましい。このようにすることで、溶接方向に沿って移動しながら各位置に応じた適切なレーザ照射方向を調整可能なハイブリッド溶接装置１００を提供することができる。 In the above-described embodiment, the operator inputs an appropriate set value according to the damaged state of the fillet welded portion 507, but other modes may be used.
For example, the damage state of the fillet welded portion 507 is detected in advance by a damage detection device (not shown) or the like, and an appropriate setting value is stored in a storage unit (not shown), and the setting unit 92 is stored in the storage unit. Alternatively, the set value may be read out and set.
Furthermore, you may make it memorize | store the damage state of the fillet weld part 507 of several places along a welding direction in a memory | storage part. In this case, as the moving mechanism 91 moves the hybrid welding apparatus 100 along the welding direction, the setting unit 92 reads the setting value of the laser irradiation direction corresponding to each position in the welding direction from the storage unit and sets the setting value. It is desirable to set. By doing in this way, the hybrid welding apparatus 100 which can adjust the suitable laser irradiation direction according to each position, moving along a welding direction can be provided.

１０レーザヘッド（レーザ溶接部）
１１仮想溶接線
２０アークトーチ（アーク溶接部）
３０ワイヤフィーダ（ワイヤ供給部）
４０電源
５０コントローラ
７４クラック（亀裂）
８０角度調整機構（第１角度調整部,第２角度調整部）
９０照射方向調整機構（照射方向調整部）
９１移動機構
９２設定部
１００ハイブリッド溶接装置
２００，２０１溶接対象
５００鋼床版
５０１デッキプレート
５０２，５０３，５０４リブ部材
Ｘ１レーザヘッドの中心軸
Ｘ２アークトーチの中心軸
α 相対角度
β レーザ照射角度（レーザ照射方向）
10 Laser head (laser welding part)
11 Virtual welding line 20 Arc torch (arc welding part)
30 Wire feeder (wire supply unit)
40 Power supply 50 Controller 74 Crack
80 Angle adjustment mechanism (first angle adjustment unit, second angle adjustment unit)
90 Irradiation direction adjustment mechanism (irradiation direction adjustment unit)
91 Moving mechanism 92 Setting unit 100 Hybrid welding apparatus 200, 201 Welding object 500 Steel deck 501 Deck plates 502, 503, 504 Rib member X1 Laser head central axis X2 Arc torch central axis α Relative angle β Laser irradiation angle (laser Irradiation direction)

Claims

レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、
電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部と、
前記溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動機構と、
前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記設定値に基づいて、前記レーザ照射方向を調整する照射方向調整部とを備え、
前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、
前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向となるように前記設定値を設定する溶接装置。 A laser welding part connected to a laser oscillator and performing welding by irradiating a welding target with a laser oscillated by the laser oscillator;
An arc welding part which has a wire supply part for supplying a welding wire connected to a power supply and performs welding by supplying the welding wire to the welding object;
A moving mechanism for moving a relative position of the laser welded part and the arc welded part with respect to the welding object along a welding direction;
A setting unit for setting a setting value of the laser irradiation direction of the laser welding part in a plane intersecting the welding direction;
An irradiation direction adjusting unit that adjusts the laser irradiation direction based on the setting value set by the setting unit;
The welding object is a fillet weld formed on a portion where the end face of the second plate is abutted against the first plate,
The setting unit is a welding apparatus that sets the set value so that the laser irradiation direction is a propagation direction of a crack existing in a bead portion included in the fillet weld.

レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、
電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部と、
前記溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動機構と、
前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記設定値に基づいて、前記レーザ照射方向を調整する照射方向調整部とを備え、
前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、
前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向と交差し前記第１の板材と前記第２の板材の未溶着部分に近接した該ビード部に向かう方向となるように前記設定値を設定する溶接装置。 A laser welding part connected to a laser oscillator and performing welding by irradiating a welding target with a laser oscillated by the laser oscillator;
An arc welding part which has a wire supply part for supplying a welding wire connected to a power supply and performs welding by supplying the welding wire to the welding object;
A moving mechanism for moving a relative position of the laser welded part and the arc welded part with respect to the welding object along a welding direction;
A setting unit for setting a setting value of the laser irradiation direction of the laser welding part in a plane intersecting the welding direction;
An irradiation direction adjusting unit that adjusts the laser irradiation direction based on the setting value set by the setting unit;
The welding object is a fillet weld formed on a portion where the end face of the second plate is abutted against the first plate,
The setting unit is configured such that the laser irradiation direction intersects with a progress direction of a crack existing in a bead portion included in the fillet welded portion and is close to an unwelded portion of the first plate member and the second plate member. The welding apparatus which sets the said setting value so that it may become a direction which goes to a bead part.

前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記亀裂の進展方向における前記ビード部の両端部を結ぶ直線の中点と交差する方向となるように前記設定値を設定する請求項２に記載の溶接装置。 3. The welding according to claim 2 , wherein the setting unit sets the setting value so that the laser irradiation direction is a direction intersecting with a midpoint of a straight line connecting both end portions of the bead portion in the crack propagation direction. apparatus.

レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、
電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部と、
前記溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動機構と、
前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記設定値に基づいて、前記レーザ照射方向を調整する照射方向調整部とを備え、
前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、
前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記第１の板材の前記隅肉溶接部近傍に存在する亀裂の該第１の板材の表面上の位置に向かう方向となるように前記設定値を設定する溶接装置。 A laser welding part connected to a laser oscillator and performing welding by irradiating a welding target with a laser oscillated by the laser oscillator;
An arc welding part which has a wire supply part for supplying a welding wire connected to a power supply and performs welding by supplying the welding wire to the welding object;
A moving mechanism for moving a relative position of the laser welded part and the arc welded part with respect to the welding object along a welding direction;
A setting unit for setting a setting value of the laser irradiation direction of the laser welding part in a plane intersecting the welding direction;
An irradiation direction adjusting unit that adjusts the laser irradiation direction based on the setting value set by the setting unit;
The welding object is a fillet weld formed on a portion where the end face of the second plate is abutted against the first plate,
The setting unit sets the set value so that the laser irradiation direction is a direction toward a position on the surface of the first plate member of a crack existing in the vicinity of the fillet welded portion of the first plate member. Welding equipment to do.

前記設定部は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向における前記ビード部の両端部を結ぶ直線の中点と交差する方向となるように前記設定値を設定する請求項４に記載の溶接装置。 The setting unit is configured so that the laser irradiation direction is a direction intersecting with a midpoint of a straight line connecting both end portions of the bead portion in a propagation direction of a crack existing in a bead portion included in the fillet weld portion. The welding apparatus according to claim 4 , wherein a set value is set.

前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部の前記レーザ照射方向と、前記溶接方向と交差する平面における前記アーク溶接部のワイヤ供給方向とがなす相対角度を調整可能な角度調整部を備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の溶接装置。 An angle adjustment unit capable of adjusting a relative angle formed by the laser irradiation direction of the laser welded portion in a plane intersecting the welding direction and a wire supply direction of the arc welded portion in a plane intersecting the welding direction. The welding apparatus according to any one of claims 1 to 5 .

前記角度調整部は、前記ワイヤ供給方向と前記第１の板材の延在方向がなす角度および前記ワイヤ供給方向と前記第２の板材の延在方向がなす角度を、それぞれ３°以上とするように前記相対角度を調整する請求項６に記載の溶接装置。 The angle adjusting unit is configured so that an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the first plate member and an angle formed by the wire supply direction and the extending direction of the second plate member are each 3 ° or more. The welding apparatus according to claim 6 , wherein the relative angle is adjusted.

前記第１の板材が水平方向に延在しており、
前記隅肉溶接部が、前記第２の板材の端面を前記第１の板材の下面から突き合わせた部分に形成されており、
前記角度調整部は、前記ワイヤ供給方向と前記第１の板材の延在方向がなす角度が８３°以上かつ９７°以下とならないように前記相対角度を調整する請求項６または請求項７に記載の溶接装置。 The first plate extends in the horizontal direction;
The fillet weld is formed in a portion where the end surface of the second plate member is abutted from the lower surface of the first plate member,
Said angle adjustment unit according to claim 6 or claim 7 extending direction angle between the wire supply direction wherein the first plate is adjusting the relative angle so as not to 83 ° or more and 97 ° or less Welding equipment.

前記溶接対象が鋼床版であり、
前記第１の板材が該鋼床版を構成する平板上のデッキプレートであり、
前記第２の板材が該鋼床版を構成する横断面が略Ｕ型のリブ部材である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の溶接装置。 The welding object is a steel deck.
The first plate is a deck plate on a flat plate constituting the steel deck,
The welding apparatus according to any one of the second billing cross section plate material constituting the steel slab from claim 1, which is a rib member having a substantially U-shaped section 8.

レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器が発振するレーザを溶接対象に照射して溶接を行うレーザ溶接部と、電源に接続された溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部を有するとともに前記溶接ワイヤを前記溶接対象に供給して溶接を行うアーク溶接部とを備える溶接装置を用いた溶接方法であって、
前記溶接対象に対する前記レーザ溶接部および前記アーク溶接部の相対位置を溶接方向に沿って移動させる移動工程と、
操作者からの指示を受け付け、前記溶接方向に交差する平面における前記レーザ溶接部のレーザ照射方向の設定値を設定する設定工程と、
駆動源を駆動することにより前記レーザ照射方向が前記設定値に対応する方向となるように調整する照射方向調整工程とを備え、
前記溶接対象が、第１の板材に第２の板材の端面を突き合わせた部分に形成された隅肉溶接部であり、
前記設定工程は、前記レーザ照射方向が、前記隅肉溶接部に含まれるビード部に存在する亀裂の進展方向となるように前記設定値を設定する溶接方法。 A laser welding unit connected to a laser oscillator and performing welding by irradiating a laser to be welded with a laser oscillated by the laser oscillator; a wire supply unit for supplying a welding wire connected to a power source; and welding the welding wire A welding method using a welding apparatus including an arc welding part that supplies and welds to an object,
A moving step of moving a relative position of the laser welded portion and the arc welded portion with respect to the welding object along a welding direction;
A setting step for receiving a command from an operator and setting a setting value of the laser irradiation direction of the laser welding portion in a plane intersecting the welding direction;
An irradiation direction adjustment step of adjusting the laser irradiation direction to be a direction corresponding to the set value by driving a drive source ;
The welding object is a fillet weld formed on a portion where the end face of the second plate is abutted against the first plate,
The said setting process is a welding method which sets the said setting value so that the said laser irradiation direction may become the propagation direction of the crack which exists in the bead part contained in the said fillet weld part .