垫板装置及焊接方法 技术领域 本发明涉及一种在沿着被临时固定的被焊接钢板的焊接坡口部进行单面自动焊 接时用于将垫板焊剂抵靠到焊接坡口部背面进行焊接的垫板装置及焊接方法。
背景技术 通常， 在船舶等上使用的钢板由于需要很大的钢板面积， 因此利用焊接将某一大 小的钢板拼接在一起而形成。 在所述钢板的焊接作业中使用的单面焊接装置具备沿着被临 时定位的被焊接钢板的焊接坡口部使垫板构件从钢板背面抵靠的垫板装置。
在这种单面焊接装置中， 为了形成背面的焊道， 一面将垫板焊剂抵靠在被焊接钢 板的背面一面进行焊接。其垫板焊剂利用输送装置进行输送、 供给。作为这种输送装置， 已 知一种构成是具备一面将平板状变形成半圆状形式一面行进的槽带、 设置在该槽带两端架 起槽带的一对链轮、 支承槽带宽度方向两端部的垂直辊 ( 例如， 参照日本·实公昭 49-8919 号 )。
日本·实公昭 49-8919 号所述的输送装置的槽带在向被焊接钢板下部传送时， 通 过将在槽带两端部形成的突起部插入垂直辊的一对锷部间而进行支承。 单面焊接装置是往 配置在槽带下部的挤压体内填充压缩空气或流体使其膨胀， 将槽带向上方提升， 从而， 将上 层焊剂抵靠到作为被焊接材料接合部分的焊接坡口部的背面， 利用输送装置作为垫板装置 进行单面自动焊接。
焊接结束后， 旋转槽带， 使焊接中使用了的焊剂落下到配置在传输器端部附近的 筛分器上， 从而将固化焊剂从未使用的焊剂中区分出来， 回收未使用的焊剂。
然而， 在上述实用新型中所述的垫板装置中存在以下所示的问题点。
垫板装置中将平板状的槽带在一对链轮间成形为 “U” 字形， 且能够移动地支承， 从 而， 必须配置多个垂直辊。 这种垫板装置存在的问题点是用垂直辊支承槽带的结构复杂， 槽 带容易损伤。
当其垂直辊发生故障时， 槽带无法保持正常的形状。其结果是， 槽带和被焊接钢 板之间的间隙产生偏差， 由于槽带产生的垫板焊剂往被焊接钢板背面的密接状态也产生偏 差， 垫板焊剂压紧在被焊接钢板的挤压力变弱， 垫板焊剂不能牢固地抵靠在焊接坡口部背 面。
从而， 现有的垫板装置中存在的问题是无法获得良好的焊接背面焊道形状。
因而， 期待一种垫板装置， 取代这种由所述垂直辊支承槽带的带传输器构成的输 送装置， 具备能够用适宜的挤压力以稳定的状态将焊剂抵靠到被焊接钢板的焊接开口部背 面的垫板构件。
发明内容 本发明即是鉴于所述问题点而产生的， 其课题在于提供一种进行单面自动焊接时 能够获得良好焊接形状的垫板装置及焊接方法。
为了解决所述课题， 本发明的垫板装置， 是在被焊接钢板的单面焊接装置中使用 的垫板装置， 具有垫板构件， 所述垫板构件包括沿所述焊接坡口部配置的槽架及固定在该 槽架上、 收纳焊剂的槽。
根据该构成， 垫板构件包括沿着焊接坡口部配置的简易形状、 材料的槽及焊剂， 从 而， 可向焊接坡口部供给足够量的焊剂。 当焊接坡口部长度比垫板构件长度短时， 可横跨焊 接坡口部全长供给足够量的焊剂。另外， 垫板装置由于垫板构件具有沿着焊接坡口部配置 的槽架及固定在槽架上的槽和收纳在该槽内的焊剂， 从而， 能够用槽架牢固地支承槽的宽 度方向两端， 因而槽和被焊接钢板之间的间隙不会产生偏差。其结果是用槽和槽内的焊剂 适宜挤压被焊接钢板， 从而， 焊剂被充分挤压到被焊接钢板的背面。这样一来， 能够横跨焊 接坡口部全长特别是向焊接始端部及焊接终端部附近挤压足够量的焊剂， 进行单面焊接时 能够获得良好的焊接形状。再有， 能够将焊剂始终保持以适宜按压力压紧到被焊接钢板的 状态进行密接， 能够抑制焊接不良的发生。
上述构成的本发明的垫板装置， 优选是具备压气软管， 所述压气软管介于所述槽 和固定该槽的槽架之间， 在压缩空气的作用下膨胀， 从而将所述焊剂挤压到所述被焊接钢 板的焊接坡口部的下表面。
根据该构成， 具备基于压缩空气而膨胀并将焊剂压紧到被焊接钢板的焊接坡口部 下表面的压气软管， 从而， 容易调整槽和被焊接钢板的间隙。而且， 由于利用的是由压缩空 气产生的膨胀， 因而， 随着压气软管内空气压力的调整而产生的垫板焊剂压紧力的调整也 变得容易。
在此， 优选是具备使所述槽架上升或下降的升降装置， 并且， 在所述槽架和所述升 降装置上的支承结构体之间设置压气软管， 当通过所述升降装置使所述垫板构件上升到所 述槽的上升端时， 所述垫板构件和所述被焊接钢板的间隙为所述压气软管最大膨胀时的直 径的 75％以下， 并且， 所述压气软管的空气压力在 0.05 ～ 0.5MPa 的范围。
根据该构成， 槽和被焊接钢板的间隙在规定范围内， 压气软管的空气压力在规定 范围内， 从而， 能够调整焊剂往被焊接钢板抵靠的状态。
另外， 上述构成的本发明的垫板装置， 优选是介于所述槽和固定该槽的槽架之间 的压气软管是上下配置的截面尺寸不同的 2 根压气软管。
根据该构成， 上下设有基于压缩空气而膨胀将焊剂压紧在被焊接钢板的焊接坡口 部下表面的压气软管和焊接后从槽中提升用过的焊剂的压气软管， 能够实现适于各项功能 的槽内焊剂的提升， 利于获得一系列的单面焊接。
另外， 上述构成的本发明的垫板装置， 优选是所述槽的与长度方向正交的开口宽 度的长为 50 ～ 200mm 的范围。
根据该构成， 设定槽的与长度方向正交的开口宽度的长为 50 ～ 200mm 的长度， 从 而， 可横跨焊接坡口部全长供给足够量的焊剂。
另外， 上述构成的本发明的垫板装置， 优选是所述垫板装置具备使所述槽架上升 或下降的升降装置， 并且， 在所述槽架和所述升降装置上的支承结构体之间设置压气软管， 所述压气软管包括 ： 配置在所述槽和所述槽架的上部之间的第 1 压气软管 ； 配置在所述槽 和所述槽架的上部之间且与所述第 1 压气软管呈纵向排列的比所述第 1 压气软管直径小的 第 2 压气软管 ； 配置在所述槽架和所述升降装置上的支承结构体之间的第 3 压气软管， 所述第 1 压气软管、 所述第 2 压气软管及所述第 3 压气软管分别利用注入压缩空气的加压装置 独立控制内部压力。
根据该构成， 第 1 压气软管、 第 2 压气软管及第 3 压气软管分别利用注入压缩空气 的加压装置独立地控制内部压力， 进送了各自所设定的压力的压缩空气而发生膨胀。
本发明的焊接方法， 将被焊接钢板移动到设置有单面焊接装置的垫板装置的对应 位置进行配置， 沿所述被焊接钢板的焊接坡口部挤压所述垫板装置的垫板构件进行焊接作 业， 其特征在于， 包括 ： 第 1 工序， 利用升降装置使具有所述焊接坡口部以上且最小限度的 长度的槽及槽架朝向所述被焊接钢板的焊接坡口部上升 ； 第 2 工序， 向配置在所述槽架和 所述升降装置上的支承结构体之间的第 3 压气软管中注入压缩空气， 使第 3 压气软管膨胀， 从而使利用所述升降装置上升的垫板构件的所述槽靠近或抵靠所述焊接坡口部的背面 ； 第 3 工序， 向配置在所述槽与所述槽架之间的第 1 压气软管中注入压缩空气， 使第 1 压气软管 膨胀， 从而将所述槽内的焊剂挤压到所述焊接坡口部的背面 ； 第 4 工序， 利用所述单面焊接 装置的焊炬进行单面焊接。
根据该工序， 包括经过第 1 工序用升降装置上升槽、 经过第 2 工序使第 3 压气软管 膨胀从而使槽靠近或抵靠焊接坡口部背面、 经过第 3 工序使第 1 压气软管膨胀挤压槽内的 焊剂， 从而焊剂往被焊接钢板的抵靠状态良好。 上述本发明的焊接方法， 还包括 ： 在结束所述第 4 工序的单面焊接后， 使所述第 1 压气软管及第 3 压气软管收缩并使所述升降装置下降， 然后向配置在所述槽和所述槽架的 上部之间的第 2 压气软管中注入压缩空气， 使第 2 压气软管膨胀， 从而提升所述槽内的焊剂 的工序。
根据该工序， 将槽内用过的垫板焊剂选择性地提升到槽外， 利用下一工序的焊剂 回收台车的扫落， 从而能够选择性地排除用过的垫板焊剂， 因而可获得抑制垫板焊剂过分 消耗的经济效果。
上述本发明的焊接方法， 优选是所述焊剂是在所述槽内层叠向所述被焊接钢板抵 靠的垫板焊剂层和铺在该垫板焊剂层之下的衬垫焊剂层而成的。
根据该构成， 焊剂是在槽内层叠向被焊接钢板抵靠的垫板焊剂层和铺在该垫板焊 剂层之下的衬垫焊剂层而成的， 从而， 能够减少焊接时的垫板焊剂使用量。
附图说明 图 1 是表示本发明的垫板装置及焊接方法的剖视图。
图 2 是表示本发明的垫板装置及焊接方法的图， (a) 是表示第 1 压气软管及第 2 压 气软管的设置状态的主要部分俯视图， (b) 是表示将焊剂抵靠到被焊接钢板前的状态的垫 板构件的主要部分放大剖视图。
图 3 是表示本发明的垫板装置及焊接方法的图， 是表示将焊剂抵靠到被焊接钢板 的状态的垫板构件的主要部分放大剖视图。
图 4 是表示本发明的垫板装置及焊接方法的图， 是表示回收使用过的垫板焊剂时 的垫板构件的状态的主要部分放大剖视图。
图 5 表示具备本发明垫板装置的单面焊接装置的构成的立体图。
图 6 是表示本发明的垫板装置和焊接时的被焊接钢板的主要部分立体图。
图 7 是图 5 所示单面焊接装置的主要部分纵截面图。具体实施方式
[ 垫板装置 ]
关于本发明的垫板装置及焊接方法的实施方式， 参照附图进行详细说明。 还有， 实 施方式的说明中， 长度方向是与被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 平行的方向， 宽度方向是与焊 接坡口部 M 正交的方向。
如图 1 所示， 垫板装置 10 是一种往例如 1 边由 10 ～ 30m 长度构成的钢板等被焊 接钢板 E 拼接的焊接坡口部 M 背面抵靠焊剂 F 的装置， 设置在进行单面埋弧焊的单面焊接 装置 1 上。
垫板装置 10 具有垫板构件 11。另外， 垫板装置 10 优选是具备压气软管 22、 支承 结构体 17、 升降架 24 和 1 个焊剂回收装置 25。
以下关于各构成进行说明。
垫板构件 11 如图 2(b) 所示， 是将焊剂 F 抵靠在将被焊接钢板 E 拼接在一起的焊 接坡口部 M 背面的部分。垫板构件 11 具备焊剂 F、 保持焊剂 F 的槽 40 和槽架 41。如图 6 所示， 垫板构件 11 的全长 L1 是被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 的长度 L2 以上且最小限度的 长度， 能够从被焊接钢板 E 的焊接始端横跨焊接终端进行焊接。并且， 垫板构件 11 以这样 的长度 L1 沿着焊接坡口部 M 配置， 从而， 进行被焊接钢板 E 焊接时， 垫板构件 11 能够横跨 焊接坡口部 M 全长供给足够量的焊剂 F， 能够获得良好的焊接形状。 图 2(b) 所示的焊剂 F 是一种为了去除焊接中发生的氧化物和有害物等、 隔断焊接 部的大气、 整形焊接部的形状等目的而使用的粉末状材料。该焊剂 F 被收纳在槽 40 内， 向 被焊接钢板 E 的焊接部背面侧供给。焊剂 F 是将与被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 背面密接 的垫板焊剂 F1 和铺在该垫板焊剂 F1 层下的衬垫焊剂 F2 层层叠在槽 40 内而配置的。
槽 40 由一种支承从单面焊接装置 1 的焊剂供给装置 26( 参照图 5) 供给的焊剂 F 向焊接坡口部 M 下方位置供给的长条容器状结构形成。槽 40 在被焊接钢板 E 的下方沿着 焊接坡口部 M 配置， 形成正面看大致 U 字状， 平面看大致直线状的槽。槽 40 的配置是在槽 架 41 的一对槽支承架 41a、 41a 两上端部内侧夹着该槽 40 的上部两端部， 以紧贴着固定板 41b 的状态用固定零件 41c 与固定板 41b 一起固定， 从而， 架设在该槽支承架 41a、 41a 的两 上端部间。槽 40 由其底部分随着配置在其下方的第 1 压气软管 22a 或第 2 压气软管 22b 的膨胀而被向上方提升时能够发生变形的原材料形成。
槽 40 的与长度方向正交的开口宽度 D 的长为 50 ～ 200mm 的范围。槽 40 由例如 具有一定程度的刚性及耐热性的弹性体构成。槽 40 例如由外侧由布形成、 内侧由橡胶形成 的消防用软管这样的材料构成。
如图 2(b) 所示， 槽架 41 是以纵截面看呈 U 字状的槽 40 底面部 ( 下端部 ) 从支承 板 42 上表面浮起的状态保持槽 40 左右端部的框架构件。槽架 41 是将以下构件固定成一 体而成的， 即竖立设置在槽 40 左右两侧的槽支承架 41a、 41a， 用于将槽 40 固定在该槽支承 架 41a、 41a 上的固定板 41b、 41b， 用于将固定板 41b、 41b 固定在槽支承架 41a、 41a 上的固定 零件 41c、 41c， 使所述槽支承架 41a、 41a 竖立设置的支承板 42， 在支承板 42 的下表面中央 部垂下来的升降导轨 21。该槽架 41 的构成是利用后述第 3 压气软管 22c 的膨胀及收缩和
升降装置 23 这两种升降手段进行上升及下降。
槽支承架 41a、 41a 是在支承板 42 上表面垂直设置的一对长条厚板构件， 沿着被焊 接钢板 E 的焊接坡口部 M 在其左右位置延伸设置。
固定板 41b、 41b 是在槽支承架 41a、 41a 左右内壁上端部以夹着槽 40 的状态紧贴 着配置的板状保持构件， 沿着槽支承架 41a、 41a 上部细长形成。
固定零件 41c、 41c 由将其固定板 41b、 41b 紧固在槽支承架 41a、 41a 上的螺栓等构 成。
如图 2(a)、 (b) 所示， 支承板 42 是放置槽支承架 41a、 斜面板 43、 压气软管 22， 横 跨垫板构件 11 长度方向形成的长条板， 是以相对于支承结构体 17 上部能够上下活动的状 态水平配置的厚板构件。在该支承板 42 上的槽支承架 41a、 41a 间放置第 1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b、 软管卡箍 22d 及用于固定软管卡箍的夹 22e。在支承板 42 上的槽支承 架 41a、 41a 的外侧上方配置斜面板 43， 用于将落下的焊剂 F 再向下方引导。当第 3 压气软 管 22c 收缩时， 支承板 42 下表面的左右端部由支承结构体 17 的侧板 19、 19 支承。如图 3 所示， 当第 3 压气软管 22c 膨胀时， 支承板 42 由膨胀的一对第 3 压气软管 22c、 22c 提升。
升降导轨 21 是支承板 42 上升下降时导向支承板 42 的构件。该升降导轨 21 从支 承板 42 的下表面中央垂下设置， 由能够上下活动地插入支承结构体 17 的顶板 20 及底板 18 中进行支承的支柱构成， 沿压气软管 22 长度方向以规定间隔配置多个。 升降导轨 21 的形成 是上端部被固定在支承板 42 上， 下端部侧贯通插入顶板 20 及底板 18 上形成的导轨孔 27、 27 中， 沿着支承结构体 17 的侧板 19 被导向。 升降导轨 21 由例如棒状构件构成， 其长度是具有向上方滑动时足够使保持在槽 支承架 41 中的槽 40 靠近或抵靠焊接坡口部 M 背侧的长度。升降导轨 21 具有挡块 21c 和 固定构件 21a， 挡块 21c 在该升降导轨 21 的下端部形成为比导轨孔 27、 27 的直径大， 在升降 导轨 21 上升时与支承结构体 17 的底板 18 下表面抵接， 固定构件 21a 由用于将挡块 21c 固 定在升降导轨 21 规定位置的螺母等构成。
升降导轨 21 随着第 3 压气软管 22c、 22c 的膨胀或收缩， 在第 3 压气软管 22c 的中 央部侧受支承结构体 17 的导轨孔 27、 27 导向而滑动， 以水平状态升降支承板 42， 阻止槽架 41 的倾斜， 维持水平状态。
如图 3 及图 4 所示， 压气软管 22 是随着由注入到该压气软管 22 内的压缩空气产 生的膨胀或收缩而使高度可变的软管， 具有使收纳焊剂 F 的槽 40 直接或间接上升下降， 将 焊剂 F 压紧在被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 背面的升降手段的功能。压气软管 22 由 1 根 第 1 压气软管 22a、 1 根第 2 压气软管 22b、 2 根第 3 压气软管 22c 总共 4 根三种软管构成。 第 1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b 及第 3 压气软管 22c 分别连接到加压装置 ( 没有图 示 )， 以供给压缩空气。
第 1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b、 软管卡箍 22d 及用于软管卡箍固定的夹 22e 在截面 U 字状槽 40 下方安置在截面看形成凹状的槽架 41 的内底上。第 1 压气软管 22a 及 第 2 压气软管 22b 在槽 40 和槽架 41 上部之间， 以比第 1 压气软管 22a 直径小的第 2 压气 软管 22b 与第 1 压气软管 22a 形成纵向排列这样上下重叠的状态沿槽架 41 长度方向配置。
如图 3 所示， 第 1 压气软管 22a 通过膨胀及收缩而使收纳焊剂 F 的槽 40 上升下降。 第 1 压气软管 22a 在槽 40 下部和槽架 41 上部之间沿着槽架 41 延伸设置， 若进行焊接时，
从加压装置 ( 没有图示 ) 注入压缩空气而膨胀， 则将槽 40 的底面向上方方向提升， 将焊剂 F 压紧在被焊接钢板 E 的背面。如图 2(a) 所示， 第 1 压气软管 22a 的外径 D1 比第 2 压气软 管 22b 的 D2 形成得大， 成为用压气软管 22 提升中央部时槽 40 上下方向的最大行程幅度。
如图 4 所示， 第 2 压气软管 22b 通过膨胀及收缩而使收纳焊剂 F 的槽 40 上升下降。 第 2 压气软管 22b 安置在第 1 压气软管 22a 下部的支承板 42 上， 沿槽 40 延伸， 若对焊接后 固化的上层的使用过的垫板焊剂 F1 进行回收时， 从加压装置 ( 没有图示 ) 注入压缩空气而 膨胀， 则将槽 40 的下端部向上方方向提升。第 2 压气软管 22b 由软管卡箍 22d 和用于软管 卡箍固定的夹 22e 保持 ( 参照图 2(a))。第 2 压气软管 22b 只要有将经过焊接而固化的焊 剂 F 提升到比槽架 41 上端部靠上方这么短的行程即可， 因此由比第 1 压气软管 22a 小的外 径 D2( 参照图 2(a)) 的软管构成。第 2 压气软管 22b 最大膨胀时的直径 B2 是外径 D2 上下 方向的最大行程幅度。
如图 3 所示， 第 3 压气软管 22c、 22c 通过膨胀及收缩， 借助支承板 42 及槽支承架 41a、 41a， 使收纳焊剂 F 的槽 40 上升下降。第 3 压气软管 22c、 22c 沿着槽架 41 延伸， 若进 行焊接时， 从加压装置 ( 没有图示 ) 注入压缩空气而膨胀， 则将槽架 41 的底面向上方方向 提升， 将保持在槽架 41 上的槽 40 靠近或抵靠被焊接钢板 E 的背面。第 3 压气软管 22c、 22c 由一对软管构成， 这一对软管在作为槽架 41 一部分的支承板 42 和安置在升降装置 23( 参 照图 1) 上的支承结构体 17 的顶板 20 之间， 以配置在其顶板 20 中央部的升降导轨 21 为中 心左右分开放置。
如图 2(a) 所示， 软管卡箍 22d 是用于将第 2 压气软管 22b 保持在凹部状槽架 41 内 底中央部的构件。软管卡箍 22d 穿过在用于软管卡箍固定的夹 22e 上以第 2 压气软管 22b 的宽度间隔形成的一对缺口部 22f、 22f 而配置， 从而， 抱持用于软管卡箍固定的夹 22e 及第 2 压气软管 22b。
用于软管卡箍固定的夹 22e 是用于将利用软管卡箍 22d 固定在该用于软管卡箍固 定的夹 22e 上的第 2 压气软管 22b 保持在支承板 42 上的构件。该用于软管卡箍固定的夹 22e 设置或卡合在凹部状的槽架 41 内底上。
所述加压装置 ( 没有图示 ) 是与第 1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b 及第 3 压气 软管 22c 分别通过管 ( 没有图示 ) 连接、 分别供给压缩空气的压缩空气供给装置， 由例如压 缩机组成。再有， 在加压装置和第 1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b 及第 3 压气软管 22c 之间存在独立控制各自内部压力的空气供给控制装置 ( 没有图示 )， 以使分别输送压缩空 气使其膨胀及收缩。
如图 3 所示， 支承结构体 17 是在该支承结构体 17 上部搭载垫板构件 11 的框架， 由沿着垫板构件 11 长度方向延伸设置的顶板 20、 在顶板 20 宽度方向两侧竖立设置的侧板 19、 连结在两侧板 19、 19 间的底板 18 构成。
顶板 20 横跨垫板构件 11 的长度方向全长延伸设置， 在其上部配置第 3 压气软管 22c、 22c， 在第 3 压气软管 22c、 22c 的宽度方向中央部侧形成引导升降导轨 21 的导轨孔 27。
如图 1 所示， 底板 18 由配置在后述升降架 24 上部的垫板辊部 24a 支承， 调整垫板 构件 11 相对于焊接坡口部 M 的宽度方向位置。在其底板 18 上抵接上升时的升降导轨 21 的挡块 21c。 因而， 底板 18 无须横跨长度方向全长设置， 只要具有由垫板辊部 24a 支承的规 定长度即可。并且， 支承结构体 17 依靠具备与底板 18 卡合的卡合部的驱动机构 ( 没有图示 )， 在垫板辊部 24a 上沿宽度方向水平移动。
如图 1 所示， 升降架 24 是配置在支承结构体 17 正下方、 沿铅直方向升降的框架， 被支承在升降装置 23 上， 同时上部配置有垫板辊部 24a。 升降架 24 是具有将型钢及板材接 合组装成的大致箱状， 且具有在宽度方向延伸设置的下边框架 24b， 在下边框架 24b 两端形 成梯子状的侧部框架 24c、 24c， 夹在侧部框架 24c、 24c 之间设置的一对夹持板 24d、 24d。一 对夹持板 24d、 24d 在垫板构件 11 长度方向上以规定间隔间隔开， 夹持垫板辊部 24a， 下端抵 接支承着升降装置 23 的上端。另外， 一对夹持板 24d、 24d 横跨侧部框架 24c 全长隔开规定 间隔并排设置多个。再有， 在下边框架 24b 中贯通插有升降装置 23。
焊接回收装置 25 配置在升降架 24 内部， 对在焊接坡口部 M 焊接后扫落的用过的 焊剂 F 进行回收。焊剂回收装置 25 包括在升降架 24 上方扩开的锥形部 25a 和将回收的焊 剂 F 向外部排出的螺旋状传输器 25b。
所述垫板装置 10 具备使槽架 41 上升下降的升降装置 23， 同时在槽 40 和升降装置 23 上的支承结构体 17 之间设置由所述压气软管 22 形成的升降手段。该垫板装置 10 的设 定是用升降装置 23 将垫板装置 11 上升到其上升端时， 槽架 41 上表面和被焊接钢板 E 背面 的间隙 S( 参照图 2(b)) 为第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软管 22c 膨胀成圆筒状的最大膨 胀时的直径的 75％以下的高度 B1、 B3， 同时第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软管 22c 的空气 压力在 0.05 ～ 0.5MPa 的范围。 还有， 垫板装置 10 中对利用升降装置 23 进行的槽 40 上升后的槽 40 的上升端位 置进行规定的理由如下。
如图 2(b) 所示， 当焊剂 F( 垫板构件 11) 与被焊接钢板 E 背面的间隙 S 超过第 3 压气软管 22c 最大膨胀时直径的 75％时， 间隙 S 过大， 由于第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软 管 22c 膨胀而产生的焊剂 F 往焊接坡口部 M 的供给量少， 挤压力弱， 因而， 容易发生背面焊 道不良、 漏焊。从而， 间隙 S 优选是第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软管 22c 最大膨胀时直径 的所述 75％以下。
另外， 垫板装置 10 中对压气软管 22 膨胀时的空气压力进行规定的理由如下。
当空气压力不足 0.05MPa 时， 焊剂 F 往焊接坡口部 M 的抵靠力小， 因此容易发生背 面焊道不良、 漏焊。当空气压力超过 0.5MPa 时， 槽 40 往被焊接钢板 E 背面的压紧过度， 发 生被焊接钢板 E 提升， 因而容易发生焊接裂纹。 从而， 空气压力优选是所述 0.05 ～ 0.5MPa。
如图 5 所示， 垫板装置 10 具备向槽 40( 参照图 2(b)) 供给焊剂 F 的焊剂供给装置 26。该焊剂供给装置 26 例如由供给焊剂 F 的漏斗和台车构成， 台车依靠环形链等的驱动在 槽 40 上沿其长度方向移动从而将衬垫焊剂 F2( 参照图 2(b)) 及垫板焊剂 F1 散布在槽 40 上， 并将固化的焊剂 F 扫落进行回收。
[ 单面焊接装置 ]
接下来， 关于本发明的单面焊接装置 1 进行说明。
如图 1、 图 5 及图 7 所示， 单面焊接装置 1 具备具有垫板构件 11 的垫板装置 10、 架 台框架 104、 输送及固定装置 105、 焊机 30。
架台框架 104 其形成是将钢制角钢进行架构， 呈截面凹状， 上方开放， 内部支承垫 板装置 10， 沿着垫板装置 10 长度方向延伸设置。 架台框架 104 包括沿长度方向并排设置的
2 根主梁 104a， 呈直角连结在主梁 104a、 104a 之间的连结梁 104b， 垂直竖立设置在连结梁 104b 上的连结梁 104c， 在主梁 104a、 104a 上方分别平行设置的辅助梁 104d、 104d 和从辅助 梁 104d、 104d 向垫板装置 10 相反侧伸出的单臂梁 104e。另外， 架台框架 104 通过在连结梁 104b 下方设置台车部 108、 台车部 108 在沿垫板装置 10 长度方向隔开规定间隔并排设置的 多个轨道 107 上移动， 从而沿垫板装置 10 宽度方向移动。
输送及固定装置 105 配置在架台框架 104 的辅助梁 104d 上部， 使被焊接钢板 E 在 垫板装置 10 上方水平移动， 由平板移动辊 105a、 磁力装置 105b 等构成。另外， 为了辅助输 送及固定装置 105 对被焊接钢板 E 的输送， 而在架台框架 104 的上部 ( 单臂梁 104e) 配置 辅助辊 106。
如图 7 所示， 焊机 30 配置在垫板装置 10 上方， 从焊接坡口部 M 表面侧焊接被焊接 钢板 E。焊机 30 包括在沿着垫板装置 10 的垫板构件 11 长度方向延伸设置的焊机横梁 101 上移动的移动台车 31、 能够移动地安装在移动台车 31 上的调整夹具 32、 安装在调整夹具 32 上的焊炬 33。
并且， 在移动台车 31 上固定有轴承 31a， 设置在调整夹具 32 上的轨道 32a 通过被 固定的轴承 31a 进行移动， 从而调整夹具 32 沿着垫板构件 11 宽度方向移动， 安装在调整夹 具 32 上的焊炬 33 移动。 还有， 在焊机 30 中， 固定有轴承 31a， 通过轴承 31a， 调整夹具 32( 焊 炬 33) 与轨道 32a 一起沿垫板构件 11 宽度方向移动， 不过， 也可以是轨道 32a 固定在移动 台车 31 上， 轴承 31a 与调整夹具 32 一起移动。 [ 焊接方法 ]
接下来， 关于采用具备垫板装置 10 的单面焊接装置 1 的焊接方法， 参照图 1 ～图 7 进行说明。
本发明的焊接方法， 是将被焊接钢板 E 移动到设置垫板装置 10 的对应位置进行配 置， 沿着被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 抵靠垫板装置 10 的垫板构件 11 进行焊接作业。具 体地说， 包括上升槽 40 的第 1 工序， 将压缩空气注入到第 3 压气软管 22c 中由此使压气软 管膨胀、 使槽 40 的上端靠近或抵靠焊接坡口部 M 背面的第 2 工序， 使第 1 压气软管 22a 膨 胀将槽 40 内的焊剂 F 挤压到焊接坡口部 M 背面的第 3 工序， 进行单面焊接的第 4 工序。以 下， 关于各工序进行说明。
本发明的焊接方法优选是包括在所述第 1 ～第 4 工序之前进行焊剂 F 供给和被焊 接钢板 E 位置调整的准备工序。
( 准备工序 )
从图 5 所示的焊剂供给装置 26 向垫板构件 11 的槽 40 内供给焊剂 F。此时， 第1 压气软管 22a、 第 2 压气软管 22b 及第 3 压气软管 22c 如图 2(b) 所示处于收缩的状态。从 而， 收纳焊剂 F 的槽 40 处于下端部由于焊剂 F 的重量而从槽架 41 垂下来的状态。另外， 槽 架 41 处于支承板 42 放置在侧板 19、 19 的上端而下降的状态。
供给焊剂 F 时， 驱动支承焊剂供给装置 26 的环形链等 ( 没有图示 )， 一面使焊剂供 给装置 26 沿着槽 40 长度方向移动， 一面将收容在漏斗中的衬垫焊剂 F2 及垫板焊剂 F1 依 次散布， 向垫板构件 11( 槽 40) 供给焊剂 F。
并且， 如图 1 所示， 依靠平板移动辊 105a 及辅助辊 106 移动临时固定的被焊接钢 板 E、 E， 在垫板装置 10 上方配置由被焊接钢板 E、 E 形成的焊接坡口部 M。并且， 让没有图示
的驱动装置工作， 进行垫板构件 11 的宽度方向微调， 以使槽 40 位于焊接坡口部 M 正下方。
具体地说， 使搭载有垫板构件 11 的支承结构体 17 在配置于升降架 24 上部的垫板 辊部 24a 上沿宽度方向水平移动， 升降架 24 配置在该支承结构体 17 正下方。
这种宽度方向微调一结束， 就起动磁力装置 105b， 利用磁力将被焊接钢板 E 拉到 下方进行固定。此时， 各压气软管 22 与前述同样处于收缩的状态。从而， 槽 40 及槽架 41 处于下降的状态。
( 第 1 工序 )
如图 1 所示， 驱动升降装置 23， 将保持焊剂 F 且具有焊接坡口部 M 的长度 L2 以上 且最小限度长度 L1 的槽 40 朝向被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 上升到被焊接钢板 E 附近的 规定位置。
本发明中， 所谓规定位置是指用升降装置 23 将垫板构件 11 上升到槽 40 的上升端 时， 垫板构件 11 与被焊接钢板 E 的间隙 S 为第 3 压气软管 22c 最大膨胀时直径的 75％以下 的位置。
( 第 2 工序 )
如图 3 所示， 利用加压装置 ( 没有图示 ) 向配置在槽架 41 的支承板 42 和升降装 置 23 上的支承结构体 17 的顶板 20 之间的 2 根第 3 压气软管 22c、 22c 注入压缩空气， 使其 膨胀。随着第 3 压气软管 22c、 22c 的膨胀， 升降导轨 21 在第 3 压气软管 22c、 22c 中央部侧 一面由顶板 20 及底板 18 的导轨孔 27、 27 导向一面上升， 将固定在升降导轨 21 上端部的支 承板 42 提升高度 H( 参照图 2(b))， 整个槽架 41 上升高度 H。 并且， 第 3 压气软管 22c 的膨胀一直进行到设置在升降导轨 21 下端部的挡块 21c 抵接到支承结构体 17 的底板 18 下表面。此时， 随着支承板 42 的提升， 与支承板 42 一体的 槽支承架 41a、 41a 及槽 40 同时上升， 槽 40 的上端上升到靠近或抵接被焊接钢板 E 的焊接 坡口部 M 背侧的位置。
也就是说， 当收纳在槽 40 内的焊剂 F 量稍微少一些， 不会从槽 40 中隆起时， 槽 40 的上端上升到抵靠焊接坡口部 M 背侧的位置。
另外， 当收纳在槽 40 内的焊剂 F 量稍微多一些， 从槽 40 中隆起很多时， 槽 40 的上 端上升到靠近被焊接钢板 E 的焊接坡口部 M 背侧的位置， 成为垫板焊剂 F1 压紧在焊接坡口 部 M 背侧的状态。
( 第 3 工序 )
利用加压装置 ( 没有图示 ) 向第 1 压气软管 22a 导入空气， 使第 1 压气软管 22a 膨胀。随着配置在槽 40 下侧的第 1 压气软管 22a 的膨胀， 收纳焊剂 F 的槽 40 的下端部被 提升， 焊剂 F 被完全提升到接触被焊接钢板 E 的高度， 焊剂 F 以适宜的挤压力被抵靠在被焊 接钢板 E 的焊接坡口部 M 的背侧。
( 第 4 工序 )
然后， 如图 7 所示， 一面使焊机 30 在焊机横梁 101 上以规定速度移动， 一面从焊接 坡口部 M 表面侧利用焊炬 33 实施单面焊接， 焊接被焊接钢板 E、 E。
接下来， 当有多个焊接坡口部 M 时， 排出第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软管 22c 内 的空气， 降下升降导轨 21、 支承板 42 及槽 40， 将焊剂 F 从被焊接钢板 E 背侧拉开。然后， 用 升降装置 23 降下升降架 24， 再使垫板构件 11 从被焊接钢板 E 背侧下降， 将垫板焊剂 F1 从
被焊接钢板 E 背面拉开。接下来， 进行槽 40 上表面的垫板焊剂 F1 用过部分的去除， 接着， 驱动与所述焊剂供给装置 26 相连的环形链等 ( 没有图示 )， 向槽 40 上表面进行新垫板焊剂 F1 的供给。然后， 进行微调 ( 进行准备工序 )， 以使焊剂 F 及槽 40 位于下一个焊接坡口部 M 正下方， 进行所述第 1 ～第 4 工序。多次进行这样的动作， 直至焊接坡口部 M 消失。
( 回收焊剂的情况 )
还有， 用焊机 30 进行焊接后， 垫板焊剂 F1 由于焊接热量而固化。然后， 为了进行 下一次焊接， 必须除去固化的垫板焊剂 F1， 向槽 40 内的上层补充新的垫板焊剂 F1。此时， 衬垫焊剂 F2 保持原样使用， 因此去除固化的垫板焊剂 F1 时尽量留下衬垫焊剂 F2 为好。
还有， 为了从槽 40 中去除固化的垫板焊剂 F1， 也可以使第 1 压气软管 22a 膨胀， 将 其垫板焊剂 F1 扫落， 不过， 有时会将大量的衬垫焊剂 F2 一起扫落。另外， 为了防止这种不 合理情况， 考虑的方法是不使第 1 压气软管 22a 完全膨胀， 而只膨胀一半左右， 不过， 此时第 1 压气软管 22a 膨胀的程度在全长上不为一定， 往往产生不能充分回收固化的垫板焊剂 F1 的部位和扫落大量衬垫焊剂 F2 的部位等。
于是， 如图 4 所示， 使用第 2 压气软管 22b 提升槽 40 内的焊剂 F， 该第 2 压气软管 22b 能够将槽 40 内的焊剂 F 横跨槽 40 全长 L1 以第 1 压气软管 22a 一半左右的提升幅度均 匀提升。
对固化的使用过的垫板焊剂 F1 进行回收的情况， 在利用升降装置 23 下降槽架 41， 在槽 40 上方确保规定的空间之后进行。这种情况， 如图 4 所示， 是在收缩第 1 压气软管 22a 及第 3 压气软管 22c、 22c， 下降整个槽架 41 的状态下， 从加压装置 ( 没有图示 ) 向第 2 压气 软管 22b 传送压缩空气， 使第 2 压气软管 22b 膨胀、 使焊剂 F 上升之后进行。
当回收这些焊剂 F 时， 使用焊剂回收装置 25、 垫板构件 11 的槽 40、 槽架 41、 第2压 气软管 22b 及支承结构体 17。
这种情况下， 如图 4 所示， 使用过的垫板焊剂 F1 随着第 2 压气软管 22b 膨胀从而 成为在槽 40 上表面隆起的状态， 利用附属于焊剂供给装置 26 的焊剂扫落器 ( 没有图示 ) 扫落其隆起部分， 扫落垫板焊剂 F1 表面成为一定高度后， 利用焊剂供给装置 26 散布新的垫 板焊剂 F1 进行补充。扫落的焊剂 F 利用焊剂回收装置 25 进行回收。
固化的焊剂 F 回收结束后， 从第 2 压气软管 22b 排出压缩空气， 成为收缩的状态。 其结果是在槽 40 中产生与去除的焊剂 F 相当的坑， 因此利用焊剂供给装置 26 对槽 40 的这 些部分供给新的垫板焊剂 F1。 还有， 衬垫焊剂 F2 不会被焊接热量固化， 因此能够重复使用。
以上， 关于本发明的实施方式进行了说明， 不过， 本发明并不限定于所述的实施方 式， 在不脱离本发明宗旨的范围内可进行适宜变更。
例如， 所述垫板装置 10 及单面焊接装置 1 也可以是使被焊接钢板 E 沿宽度方向 ( 与垫板装置 10 长度方向正交的方向 ) 移动。
另外， 升降导轨 21 以棒状构件进行了说明， 不过其形状为板状也可以。