JPH0329518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定バツキング式の立向き開先に沿つ
て溶接する立向き自動アーク溶接装置に関する。

一般に、母材に設けられた垂直或いは傾斜した
立向き開先をエレクトロガス溶接法によつて自動
溶接する場合、溶融池の溶融金属が開先から流れ
落ちないよう開先の表側と裏側とに１対の当金を
押し当て、両当金を溶接の進行に合せて上進させ
る必要がある。

通常、これらの当金は母材の表側を走行する表
側走行台車と母材の裏側を走行する裏側走行台車
にそれぞれ設けられて開先の表側及び裏側に弾性
的に圧接するようにし、両走行台車を開先を貫通
する連結具を介して互いに連結し、両走行台車を
母材の上方に配設される吊上げ機構によつて吊上
げながら、上記両当金を両走行台車と共に開先に
沿つて上進させるようにしている。

ところが、被溶接物によつてスペースその他の
制約を受け、前述の如き裏側走行台車を母材の裏
側に走行させるのが困難な場合があり、このよう
な場合は母材の裏側に予め帯状の裏当金を仮着け
して、開先の裏側をその全長に亘つて閉塞するよ
うにした、いわゆる固定バツキング方式が採用さ
れる。

しかしながら、この方式では裏側走行台車が存
在しないため、表側走行台車を母材側に押付ける
力が欠如し、台車の走行が不安定になり、溶接ト
ーチから送出される溶接ワイヤを開先に沿つて正
確に供給できなくなる虞れがある。

そのため、このような固定バツキング方式を採
用する場合は、通常母材の表面に開先に沿つてラ
ツクレール等を仮設し、溶接台車をこのラツクレ
ールに歯合させながら上方に吊上げるようにして
いる。

したがつて、この種の溶接には予めラツクレー
ルを仮設するという面倒な準備作業を必要とする
と共に、レールの取付精度によつても影響を受け
易く、また母材自身に撓み或いは反り等が存在し
た開先に目違い等を生じている場合や母材表面に
凹凸が存在して開先に段差を生じている場合、溶
接台車をラツクレールに沿つて走行させても裏溶
接トーチから送出される溶接ワイヤが溶融池に正
確に供給されず開先から外れてしまう場合もあ
る。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、固定バツキング式
の立向き開先に沿つて自動溶接するもので、ラツ
クレール等の仮設手段を一切必要とせず、開先に
沿つて正確な溶接を実施することができ、特に母
材表面の凹凸や不整な開先による影響を直接受け
ず、溶接台車を安定した状態で走行させることが
可能な立向自動アーク溶接装置を提供することに
ある。

上記目的を達成すべく本発明は以下の如く構成
したことを特徴とする。

すなわち、回転体を装着した複数個のマグネツ
トを溶接台車に対して独立的に懸架し、各マグネ
ツトと溶接台車間にバネ部材を介挿してマグネツ
トに作用する吸引力をバネ部材を介して溶接台車
に作用せしめ、上記マグネツトの吸引力によつて
溶接台車を母材側に押付けるもので、倣いロール
との協働作用によつて溶接台車を開先に沿つて正
確に上進させることができ、また特に母材表面に
凹凸が存在する場合や、不整な開先に対しても、
溶接台車を一定の姿勢を維持した状態で走行させ
ることが可能であり、安定した溶接作業を実施で
きるものである。

以下、本発明の１実施例を図面を参照しながら
具体的に説明する。

図中１は溶接トーチ２、ワイヤ送給器３、ワイ
ヤリール４その他溶接に必要な各種器材を塔載し
て、母材５及び６に設けられた立向き開先７に沿
つて上進駆動される溶接台車であり、母材５，６
の上方に配設される吊上げ機構（図示せず）によ
つてチエーン８を介して所定の速度で吊上げられ
る。

尚、上記開先７は帯状の裏当金９を母材８及び
６に仮付けして該開先７の裏側をその全長に亘つ
て上記裏当金９で閉塞したものである。

また上記溶接台車１を構成する２本の平行なフ
レーム１０，１１間に、上、下一対の倣いロール
１２，１３を介挿し、該倣いロール１２，１３を
フレーム１０，１１に貫挿される支軸１４，１５
を介して回転自在に軸支している。

尚、これらの倣いロール１２，１３は開先７内
に嵌り込んで、溶接台車１を開先７に沿つて案内
する機能を果す。

また上記フレーム１０，１１の上部及び下部に
それぞれ該フレーム１０，１１と直交する一対の
支持アーム１６及び１７を支持部材１８，１８を
介して一体的に固設し、各支持アーム１６及び１
７の両端部に筐体１９…内に球体２０…を回転自
在に内蔵した自在軸受２１…を一体に取着してい
る。

また各自在軸受２１…の球体２０…内に、一端
部に電磁石２２…を螺着したロツド２３…をスラ
イド自在に挿通し、各電磁石２２…を自在軸受２
１…によつて、該電磁石２２…の吸着面２２ａ…
を母材５及び６に対向させ、かつ母材５及び６方
向に向けて進退自在に、かつ首振り自在に保持し
ている。

また上記各ロツド２３…の他端部に一対のスプ
リング受け、２４，２５及びコイルスプリング２
６を挿入し、一方のスプリング受け２４を自在軸
受２１の球体２０に当接させると共に両スプリン
グ受け２４，２５間に上記コイルスプリング２６
を介在させ、他方のコイルスプリング受け２５を
ロツド２３に螺着したナツト２７，２７で押圧し
ている。

つまり、各電磁石２２…と溶接台車１間にコイ
ルスプリング２６…を介在させて、該コイルスプ
リング２６…によつて溶接台車１を母材５及び６
側に押付ける弾性偏倚力を付与せしめるようにし
ている。

また上記各電磁石２２…の外周に環状の支持部
材２８…を装着すると共に各支持部材２８…にそ
の周方向に沿つて互いに等間隔をなす３個の回転
体、本実施例では自在車輪２９…を一体的に設け
ている。

尚、上記支持部材２８は還状の１部と欠落させ
て縮径可能とした金属材製の締着バンドであつ
て、欠落端に互いに対峙する螺着部２８ａ，２８
ａを突設し、両螺着部２８ａ，２８ａ間にボルト
３０…を螺挿して環状部を縮径することにより、
電磁石２２…の外周に締着されて固定される。

また上記自在車輪２９…はニードルベアリング
３１とこのニードルベアリング３１の両側に配置
した一対のスラストベアリング３２，３３とを一
体に内蔵した軸受部３４と、上記各ベアリング３
１，３２，３３によつて回転自在に支持されるシ
ヤフト３５及びこのシヤフト３５の下端に設けら
れる車輪３６等から成り、該車輪３６は上記シヤ
フト３５の下端に一体的に設けた車輪ホルダ３
７，３７によつて軸支される車輪３８を介して回
転自在に支持される。

一方、第１図及び第２図に於いて、４０は開先
７の表側に圧接される表当金である。

この表当金４０は前記支軸１５の両端部に互い
に平行に配設される一対の支持パイプ４２，４３
を回動可能に枢支し、該支持パイプ４２，４３上
に固着したブラケツト４４，４４間に連結棒４５
を装架して、この連結棒４５の中央部に揺動自在
に取着される。

またこの表当金４０の水平方向の位置調整はこ
の表当金４０の下端部に連結されるラチエツトレ
バー４６の回動操作によつて行なわれる。

また第１図において、４７は上記表当金４０を
開先７に圧接すべく弾性偏倚力を付与せしめるコ
イルスプリングであり、調節つまみ４８の回動操
作によつて表当金４０の圧接力を任意に調節でき
るようにしている。

また図中５０，５１はそれぞれ溶接トーチ２の
姿勢を制御するための調節つまみであり、調節つ
まみ５０は溶接トーチ２の傾斜角度を、また調節
つまみ５１は溶接トーチ２の前後方向の位置をそ
れぞれ調節するためのものである。

尚、図中５２は操作箱、５３はシールドガス用
の流量計、５４は溶接電流検出箱であり、それぞ
れ溶接台車１の適宜の位置に配設される。

このような構成によれば、倣いロール１２，１
３を開先７内に挿入して電磁石２２…を一斉に励
磁すると、各電磁石２２…が母材５及び６側に吸
引されて、各電磁石２２…の外周に装着した各自
在車輪２９…が母材５及び６に圧接し、各電磁石
２２…の吸着面２２ａ…が母材５及び６と対向し
て、母材５及び６間に所定の間隙ｇが形成され
る。

ところで、これらの各電磁石２２…に作用する
吸引力は電磁石２２…と溶接台車１間に介在した
コイルスプリング２６…を介して溶接台車１に作
用するため、溶接台車１が母材５及び６側に押付
けられて、倣いロール１２，１３が開先７の傾斜
面７ａ，７ｂに圧接する。

このような状態で溶接台車１を母材５及び６の
上方に配設される吊上げ機構によつて所定の速度
で吊上げると、倣いロール１２，１３が開先７は
ら外れることなく、溶接台車１が開先７に沿つて
正確に案内されながら上進し、溶接トーチ２から
送出される溶接ワイヤＷが開先７内の所定の位置
に正確に供給され、安定した溶接を実施すること
ができる。

以上は母材５及び６が互いに面一な理想的な開
先７に沿つて溶接台車１を走行させた場合の説明
であるが、実際の被溶接物には母材表面上の凹
凸、板厚の相違等によつて開先に段差を生じた
り、母材の反り、撓み等によつて開先に目違いを
生じたり、或いは開先を形成している双方の母材
が互いに傾いている等、不整な開先を形成してい
る場合が少くない訳であつて、以下にこのような
不整な開先に沿つて溶接台車１を走行させた場合
の作用について説明する。

第５図ａ，ｂはそれぞれ母材５′，６′の板厚の
相違によつて開先７′に段差が生じている場合の
溶接台車の走行状態及び母材５′，６′と倣いロー
ル１３との関係を示している。尚、母材５′，
６′の表面に凹凸が存在する場合も同様な作用を
呈する。

このような段差が存在しても、各電磁石２２…
が自在軸受２１…とコイルスプリング２６…とに
よつて溶接台車１に対してそれぞれ独立的に懸架
されているため、溶接台車１の左右に配設される
各電磁石２２，２２はそれぞれの母材５′，６′と
一定の微小間隙を保持しながら走行し、また支持
アーム１７の両端部には母材５′，６′の高低差に
応じた力をコイルスプリング２６…を介して受け
るため、溶接台車１は段差の度合に応じて傾斜
し、第５図ｂに示す如く倣いロール１３の軸心ｌ
が開先７′を形成している各母材５′，６′の上端
部Ａ，A′を結ぶ線分ｍと略平行になる。

このことは極めて重要なことであつて、溶接ト
ーチ２が倣いロール１３と平行に、つまり倣いロ
ール１３の軸心ｌと直交する方向に沿つて取着さ
れており、倣いロール１３の傾斜角度がそのまま
溶接トーチ２の傾斜角度になる関係にあるため、
溶接トーチ２から送出される溶接ワイヤＷが溶融
池の適正位置に供給され、安定した溶接を実施す
ることができる。

また第６図ａ，ｂはそれぞれ開先７″を形成す
る一方の母材５″が他方の母材６″に対して傾斜し
ている場合の溶接台車の走行状態及び母材５″，
６″と倣いロール１３との関係を示している。

この場合も各電磁石２２…が自在軸受２１…と
コイルスプリング２６…とによつて溶接台車１に
対してそれぞれ独立的に懸架されており、しか
も、各電磁石２２…が自在軸受２１…によつて首
振り自在に保持されているため、溶接台車１の左
右に配設される各電磁石２２，２２は母材の傾き
にもかかわらず、各母材５″及び６″と一定の間隙
を保持しながら走行し、また支持アーム１７の両
端部には母材５″，６″の傾きに応じた力をコイル
スプリング２６…を介して受けるため、溶接台車
１が母材５″，６″の傾き度合に応じて傾斜し、第
６図ｂに示す如く倣いロール１３の軸心ｌが開先
７″を形成している各母材５″，６″の上端部Ａ，
A′を結ぶ線分ｎと略平行になる。

したがつてこの場合も溶接トーチ２から送出さ
れる溶接ワイヤＷが溶融池の適正位置に供給さ
れ、安定した溶接を実施することができる。

したがつて本発明によれば、例えば固定バツキ
ング式の立向き開先に沿つて自動溶接する場合
に、溶接台車を開先に沿つて正確に倣い動作させ
ることができ、安定した自動溶接を実施すること
ができる。

しかも、従来のこの種の溶接方式のように母材
にラツクレール等を仮設する必要が全くなく、準
備作業が簡略化され、作業コストも低減される。

また各電磁石に車輪を装着するとともに各電磁
石を溶接台車に対してそれぞれ独立的に懸架する
ようにしているため、母材表面に凹凸が存在して
いる場合や、母材の板厚差等によつて開先に段差
が存在している場合、或いは母材相互に傾きが存
在している場合でも、溶接台車が開先の状況に応
じて適正な姿勢を保つて母材上を走行するため、
こうした母材表面上の変化や不整な開先に直接影
響を受けることなく、安定した溶接を実施するこ
とができる。

尚、本発明はその要旨を逸脱しない範囲に於い
て種々に変更できるものであつて、例えば、本実
施例では電磁石２２…をフレーム１０，１１側に
固設した支持アーム１６，１７の各先端部に自在
軸受２１…を設けて保持するようにしているが、
フレーム１０，１１もしくはフレーム１０，１１
に固着した支持部材１８に回動アームを回動自在
に枢着し、該回動アームの各先端部に電磁石２２
…を直接装着するようにしてもよい。このように
すれば自在軸受２１…等が不要となり構成が簡略
化される。

また電磁石２２…に装着する車輪も本実施例の
ように必ずしも自在車輪２９にする必要はなく、
鋼球をホルダー内に脱落しないで、かつ回転自在
に保持した、いわゆるボール車輪の如き簡単なも
のであつてもよい。また各電磁石２２…に装着す
る自在車輪２９の数も３個以上あればよい。

また電磁石２２…に取着したロツド２３…を必
ずしも自在軸受２１…で保持する必要はなく、単
に電磁石２２…を母材５及び６方向に向けて進退
自在に保持する、例えばガイドスリーブ等の簡単
なものを使用してもよい。このようにすれば各電
磁石２２…に装着する車輪も、電磁石２２の両側
に一対づつ設けるだけでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の１実施例を示し、第
１図は側面図、第２図は正面図、第３図は要部の
断面図、第４図は同要部の正面図、第５図ａ，ｂ
はそれぞれ母材に板厚差が存在する場合の作用説
明図、第６図ａ，ｂはそれぞれ母材の相互に傾き
がある場合の作用説明図である。 １…溶接台車、２…溶接トーチ、３…ワイヤ送
給器、５，６…母材、７…開先、８…チエーン、
９…裏当金、１２，１３…倣いロール、２２…マ
グネツト（電磁石）、２２ａ…吸着面、２６…バ
ネ部材（コイルスプリング）、２９…回転体（自
在車輪）、４０…表当金、ｇ…間隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 開先の裏側に裏当金が添設される固定バツキ
   ング式の立向き開先に沿つて溶接するもので、溶
   接トーチその他必要機材を塔載して上記開先に沿
   つて吊上げられる溶接台車と、この溶接台車に軸
   支され上記開先内に嵌り込んで溶接台車を開先に
   沿つて案内する倣いロールと、溶接台車の両側に
   吸着面を母材側に対向させて該母材方向に向けて
   進退自在に配設されるマグネツトと、該マグネツ
   トと溶接台車間に介在し溶接台車を母材側に押付
   ける偏倚力を付与せしめるバネ部材と、上記各マ
   グネツトに装着され該マグネツトの吸着面と母材
   間に一定の間隙を保持せしめる母材上を転動する
   回転体と、溶接台車に設けられ開先の表側に圧接
   して溶接台車と共に移動する表当金とを具備して
   なることを特徴とする立向自動アーク溶接装置。