專利名稱：墊板裝置及焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在沿著被臨時固定的被焊接鋼板的焊接坡口部進(jìn)行單面自動焊 接時用于將墊板焊劑抵靠到焊接坡口部背面進(jìn)行焊接的墊板裝置及焊接方法。
背景技術(shù)：
通常，在船舶等上使用的鋼板由于需要很大的鋼板面積，因此利用焊接將某一大 小的鋼板拼接在一起而形成。在所述鋼板的焊接作業(yè)中使用的單面焊接裝置具備沿著被臨 時定位的被焊接鋼板的焊接坡口部使墊板構(gòu)件從鋼板背面抵靠的墊板裝置。在這種單面焊接裝置中，為了形成背面的焊道，一面將墊板焊劑抵靠在被焊接鋼 板的背面一面進(jìn)行焊接。其墊板焊劑利用輸送裝置進(jìn)行輸送、供給。作為這種輸送裝置，已 知一種構(gòu)成是具備一面將平板狀變形成半圓狀形式一面行進(jìn)的槽帶、設(shè)置在該槽帶兩端架 起槽帶的一對鏈輪、支承槽帶寬度方向兩端部的垂直輥(例如，參照日本·實公昭49-8919 號)。日本·實公昭49-8919號所述的輸送裝置的槽帶在向被焊接鋼板下部傳送時，通 過將在槽帶兩端部形成的突起部插入垂直輥的一對鍔部間而進(jìn)行支承。單面焊接裝置是往 配置在槽帶下部的擠壓體內(nèi)填充壓縮空氣或流體使其膨脹，將槽帶向上方提升，從而，將上 層焊劑抵靠到作為被焊接材料接合部分的焊接坡口部的背面，利用輸送裝置作為墊板裝置 進(jìn)行單面自動焊接。焊接結(jié)束后，旋轉(zhuǎn)槽帶，使焊接中使用了的焊劑落下到配置在傳輸器端部附近的 篩分器上，從而將固化焊劑從未使用的焊劑中區(qū)分出來，回收未使用的焊劑。然而，在上述實用新型中所述的墊板裝置中存在以下所示的問題點。墊板裝置中將平板狀的槽帶在一對鏈輪間成形為“U”字形，且能夠移動地支承，從 而，必須配置多個垂直輥。這種墊板裝置存在的問題點是用垂直輥支承槽帶的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，槽 帶容易損傷。當(dāng)其垂直輥發(fā)生故障時，槽帶無法保持正常的形狀。其結(jié)果是，槽帶和被焊接鋼 板之間的間隙產(chǎn)生偏差，由于槽帶產(chǎn)生的墊板焊劑往被焊接鋼板背面的密接狀態(tài)也產(chǎn)生偏 差，墊板焊劑壓緊在被焊接鋼板的擠壓力變?nèi)?，墊板焊劑不能牢固地抵靠在焊接坡口部背從而，現(xiàn)有的墊板裝置中存在的問題是無法獲得良好的焊接背面焊道形狀。因而，期待一種墊板裝置，取代這種由所述垂直輥支承槽帶的帶傳輸器構(gòu)成的輸 送裝置，具備能夠用適宜的擠壓力以穩(wěn)定的狀態(tài)將焊劑抵靠到被焊接鋼板的焊接開口部背 面的墊板構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于所述問題點而產(chǎn)生的，其課題在于提供一種進(jìn)行單面自動焊接時 能夠獲得良好焊接形狀的墊板裝置及焊接方法。
為了解決所述課題，本發(fā)明的墊板裝置，是在被焊接鋼板的單面焊接裝置中使用 的墊板裝置，具有墊板構(gòu)件，所述墊板構(gòu)件包括沿所述焊接坡口部配置的槽架及固定在該 槽架上、收納焊劑的槽。根據(jù)該構(gòu)成，墊板構(gòu)件包括沿著焊接坡口部配置的簡易形狀、材料的槽及焊劑，從 而，可向焊接坡口部供給足夠量的焊劑。當(dāng)焊接坡口部長度比墊板構(gòu)件長度短時，可橫跨焊 接坡口部全長供給足夠量的焊劑。另外，墊板裝置由于墊板構(gòu)件具有沿著焊接坡口部配置 的槽架及固定在槽架上的槽和收納在該槽內(nèi)的焊劑，從而，能夠用槽架牢固地支承槽的寬 度方向兩端，因而槽和被焊接鋼板之間的間隙不會產(chǎn)生偏差。其結(jié)果是用槽和槽內(nèi)的焊劑 適宜擠壓被焊接鋼板，從而，焊劑被充分?jǐn)D壓到被焊接鋼板的背面。這樣一來，能夠橫跨焊 接坡口部全長特別是向焊接始端部及焊接終端部附近擠壓足夠量的焊劑，進(jìn)行單面焊接時 能夠獲得良好的焊接形狀。再有，能夠?qū)⒑竸┦冀K保持以適宜按壓力壓緊到被焊接鋼板的 狀態(tài)進(jìn)行密接，能夠抑制焊接不良的發(fā)生。上述構(gòu)成的本發(fā)明的墊板裝置，優(yōu)選是具備壓氣軟管，所述壓氣軟管介于所述槽 和固定該槽的槽架之間，在壓縮空氣的作用下膨脹，從而將所述焊劑擠壓到所述被焊接鋼 板的焊接坡口部的下表面。根據(jù)該構(gòu)成，具備基于壓縮空氣而膨脹并將焊劑壓緊到被焊接鋼板的焊接坡口部 下表面的壓氣軟管，從而，容易調(diào)整槽和被焊接鋼板的間隙。而且，由于利用的是由壓縮空 氣產(chǎn)生的膨脹，因而，隨著壓氣軟管內(nèi)空氣壓力的調(diào)整而產(chǎn)生的墊板焊劑壓緊力的調(diào)整也 變得容易。在此，優(yōu)選是具備使所述槽架上升或下降的升降裝置，并且，在所述槽架和所述升 降裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置壓氣軟管，當(dāng)通過所述升降裝置使所述墊板構(gòu)件上升到所 述槽的上升端時，所述墊板構(gòu)件和所述被焊接鋼板的間隙為所述壓氣軟管最大膨脹時的直 徑的75%以下，并且，所述壓氣軟管的空氣壓力在0. 05 0. 5MPa的范圍。根據(jù)該構(gòu)成，槽和被焊接鋼板的間隙在規(guī)定范圍內(nèi)，壓氣軟管的空氣壓力在規(guī)定 范圍內(nèi)，從而，能夠調(diào)整焊劑往被焊接鋼板抵靠的狀態(tài)。另外，上述構(gòu)成的本發(fā)明的墊板裝置，優(yōu)選是介于所述槽和固定該槽的槽架之間 的壓氣軟管是上下配置的截面尺寸不同的2根壓氣軟管。根據(jù)該構(gòu)成，上下設(shè)有基于壓縮空氣而膨脹將焊劑壓緊在被焊接鋼板的焊接坡口 部下表面的壓氣軟管和焊接后從槽中提升用過的焊劑的壓氣軟管，能夠?qū)崿F(xiàn)適于各項功能 的槽內(nèi)焊劑的提升，利于獲得一系列的單面焊接。另外，上述構(gòu)成的本發(fā)明的墊板裝置，優(yōu)選是所述槽的與長度方向正交的開口寬 度的長為50 200mm的范圍。根據(jù)該構(gòu)成，設(shè)定槽的與長度方向正交的開口寬度的長為50 200mm的長度，從 而，可橫跨焊接坡口部全長供給足夠量的焊劑。另外，上述構(gòu)成的本發(fā)明的墊板裝置，優(yōu)選是所述墊板裝置具備使所述槽架上升 或下降的升降裝置，并且，在所述槽架和所述升降裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置壓氣軟管， 所述壓氣軟管包括配置在所述槽和所述槽架的上部之間的第1壓氣軟管；配置在所述槽 和所述槽架的上部之間且與所述第1壓氣軟管呈縱向排列的比所述第1壓氣軟管直徑小的 第2壓氣軟管；配置在所述槽架和所述升降裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間的第3壓氣軟管，所述第1壓氣軟管、所述第2壓氣軟管及所述第3壓氣軟管分別利用注入壓縮空氣的加壓裝置 獨立控制內(nèi)部壓力。根據(jù)該構(gòu)成，第1壓氣軟管、第2壓氣軟管及第3壓氣軟管分別利用注入壓縮空氣 的加壓裝置獨立地控制內(nèi)部壓力，進(jìn)送了各自所設(shè)定的壓力的壓縮空氣而發(fā)生膨脹。本發(fā)明的焊接方法，將被焊接鋼板移動到設(shè)置有單面焊接裝置的墊板裝置的對應(yīng) 位置進(jìn)行配置，沿所述被焊接鋼板的焊接坡口部擠壓所述墊板裝置的墊板構(gòu)件進(jìn)行焊接作 業(yè)，其特征在于，包括第1工序，利用升降裝置使具有所述焊接坡口部以上且最小限度的 長度的槽及槽架朝向所述被焊接鋼板的焊接坡口部上升；第2工序，向配置在所述槽架和 所述升降裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間的第3壓氣軟管中注入壓縮空氣，使第3壓氣軟管膨脹， 從而使利用所述升降裝置上升的墊板構(gòu)件的所述槽靠近或抵靠所述焊接坡口部的背面；第 3工序，向配置在所述槽與所述槽架之間的第1壓氣軟管中注入壓縮空氣，使第1壓氣軟管 膨脹，從而將所述槽內(nèi)的焊劑擠壓到所述焊接坡口部的背面；第4工序，利用所述單面焊接 裝置的焊炬進(jìn)行單面焊接。根據(jù)該工序，包括經(jīng)過第1工序用升降裝置上升槽、經(jīng)過第2工序使第3壓氣軟管 膨脹從而使槽靠近或抵靠焊接坡口部背面、經(jīng)過第3工序使第1壓氣軟管膨脹擠壓槽內(nèi)的 焊劑，從而焊劑往被焊接鋼板的抵靠狀態(tài)良好。上述本發(fā)明的焊接方法，還包括在結(jié)束所述第4工序的單面焊接后，使所述第1 壓氣軟管及第3壓氣軟管收縮并使所述升降裝置下降，然后向配置在所述槽和所述槽架的 上部之間的第2壓氣軟管中注入壓縮空氣，使第2壓氣軟管膨脹，從而提升所述槽內(nèi)的焊劑 的工序。根據(jù)該工序，將槽內(nèi)用過的墊板焊劑選擇性地提升到槽外，利用下一工序的焊劑 回收臺車的掃落，從而能夠選擇性地排除用過的墊板焊劑，因而可獲得抑制墊板焊劑過分 消耗的經(jīng)濟效果。上述本發(fā)明的焊接方法，優(yōu)選是所述焊劑是在所述槽內(nèi)層疊向所述被焊接鋼板抵 靠的墊板焊劑層和鋪在該墊板焊劑層之下的襯墊焊劑層而成的。根據(jù)該構(gòu)成，焊劑是在槽內(nèi)層疊向被焊接鋼板抵靠的墊板焊劑層和鋪在該墊板焊 劑層之下的襯墊焊劑層而成的，從而，能夠減少焊接時的墊板焊劑使用量。


圖1是表示本發(fā)明的墊板裝置及焊接方法的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的墊板裝置及焊接方法的圖，(a)是表示第1壓氣軟管及第2壓 氣軟管的設(shè)置狀態(tài)的主要部分俯視圖，(b)是表示將焊劑抵靠到被焊接鋼板前的狀態(tài)的墊 板構(gòu)件的主要部分放大剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的墊板裝置及焊接方法的圖，是表示將焊劑抵靠到被焊接鋼板 的狀態(tài)的墊板構(gòu)件的主要部分放大剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的墊板裝置及焊接方法的圖，是表示回收使用過的墊板焊劑時 的墊板構(gòu)件的狀態(tài)的主要部分放大剖視圖。圖5表示具備本發(fā)明墊板裝置的單面焊接裝置的構(gòu)成的立體圖。圖6是表示本發(fā)明的墊板裝置和焊接時的被焊接鋼板的主要部分立體圖。
圖7是圖5所示單面焊接裝置的主要部分縱截面圖。
具體實施例方式[墊板裝置]關(guān)于本發(fā)明的墊板裝置及焊接方法的實施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。還有，實 施方式的說明中，長度方向是與被焊接鋼板E的焊接坡口部M平行的方向，寬度方向是與焊 接坡口部M正交的方向。如圖1所示，墊板裝置10是一種往例如1邊由10 30m長度構(gòu)成的鋼板等被焊 接鋼板E拼接的焊接坡口部M背面抵靠焊劑F的裝置，設(shè)置在進(jìn)行單面埋弧焊的單面焊接
ι -Jn ο墊板裝置10具有墊板構(gòu)件11。另外，墊板裝置10優(yōu)選是具備壓氣軟管22、支承 結(jié)構(gòu)體17、升降架M和1個焊劑回收裝置25。 以下關(guān)于各構(gòu)成進(jìn)行說明。墊板構(gòu)件11如圖2(b)所示，是將焊劑F抵靠在將被焊接鋼板E拼接在一起的焊 接坡口部M背面的部分。墊板構(gòu)件11具備焊劑F、保持焊劑F的槽40和槽架41。如圖6 所示，墊板構(gòu)件11的全長Ll是被焊接鋼板E的焊接坡口部M的長度L2以上且最小限度的 長度，能夠從被焊接鋼板E的焊接始端橫跨焊接終端進(jìn)行焊接。并且，墊板構(gòu)件11以這樣 的長度Ll沿著焊接坡口部M配置，從而，進(jìn)行被焊接鋼板E焊接時，墊板構(gòu)件11能夠橫跨 焊接坡口部M全長供給足夠量的焊劑F，能夠獲得良好的焊接形狀。圖2(b)所示的焊劑F是一種為了去除焊接中發(fā)生的氧化物和有害物等、隔斷焊接 部的大氣、整形焊接部的形狀等目的而使用的粉末狀材料。該焊劑F被收納在槽40內(nèi)，向 被焊接鋼板E的焊接部背面?zhèn)裙┙o。焊劑F是將與被焊接鋼板E的焊接坡口部M背面密接 的墊板焊劑Fl和鋪在該墊板焊劑Fl層下的襯墊焊劑F2層層疊在槽40內(nèi)而配置的。槽40由一種支承從單面焊接裝置1的焊劑供給裝置沈(參照圖幻供給的焊劑F 向焊接坡口部M下方位置供給的長條容器狀結(jié)構(gòu)形成。槽40在被焊接鋼板E的下方沿著 焊接坡口部M配置，形成正面看大致U字狀，平面看大致直線狀的槽。槽40的配置是在槽 架41的一對槽支承架41a、41a兩上端部內(nèi)側(cè)夾著該槽40的上部兩端部，以緊貼著固定板 41b的狀態(tài)用固定零件41c與固定板41b —起固定，從而，架設(shè)在該槽支承架41a、41a的兩 上端部間。槽40由其底部分隨著配置在其下方的第1壓氣軟管2 或第2壓氣軟管22b 的膨脹而被向上方提升時能夠發(fā)生變形的原材料形成。槽40的與長度方向正交的開口寬度D的長為50 200mm的范圍。槽40由例如 具有一定程度的剛性及耐熱性的彈性體構(gòu)成。槽40例如由外側(cè)由布形成、內(nèi)側(cè)由橡膠形成 的消防用軟管這樣的材料構(gòu)成。如圖2(b)所示，槽架41是以縱截面看呈U字狀的槽40底面部(下端部)從支承 板42上表面浮起的狀態(tài)保持槽40左右端部的框架構(gòu)件。槽架41是將以下構(gòu)件固定成一 體而成的，即豎立設(shè)置在槽40左右兩側(cè)的槽支承架41a、41a，用于將槽40固定在該槽支承 架41a、41a上的固定板41b、41b，用于將固定板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豎立設(shè)置的支承板42，在支承板42的下表面中央 部垂下來的升降導(dǎo)軌21。該槽架41的構(gòu)成是利用后述第3壓氣軟管22c的膨脹及收縮和升降裝置23這兩種升降手段進(jìn)行上升及下降。槽支承架41a、41a是在支承板42上表面垂直設(shè)置的一對長條厚板構(gòu)件，沿著被焊 接鋼板E的焊接坡口部M在其左右位置延伸設(shè)置。固定板41b、41b是在槽支承架41a、41a左右內(nèi)壁上端部以夾著槽40的狀態(tài)緊貼 著配置的板狀保持構(gòu)件，沿著槽支承架41a、41a上部細(xì)長形成。固定零件41c、41c由將其固定板41b、41b緊固在槽支承架41a、41a上的螺栓等構(gòu) 成。如圖2(a)、(b)所示，支承板42是放置槽支承架41a、斜面板43、壓氣軟管22，橫 跨墊板構(gòu)件11長度方向形成的長條板，是以相對于支承結(jié)構(gòu)體17上部能夠上下活動的狀 態(tài)水平配置的厚板構(gòu)件。在該支承板42上的槽支承架41a、41a間放置第1壓氣軟管22a、 第2壓氣軟管22b、軟管卡箍22d及用于固定軟管卡箍的夾22e。在支承板42上的槽支承 架41a、41a的外側(cè)上方配置斜面板43，用于將落下的焊劑F再向下方引導(dǎo)。當(dāng)?shù)?壓氣軟 管22c收縮時，支承板42下表面的左右端部由支承結(jié)構(gòu)體17的側(cè)板19、19支承。如圖3 所示，當(dāng)?shù)?壓氣軟管22c膨脹時，支承板42由膨脹的一對第3壓氣軟管22c、22c提升。升降導(dǎo)軌21是支承板42上升下降時導(dǎo)向支承板42的構(gòu)件。該升降導(dǎo)軌21從支 承板42的下表面中央垂下設(shè)置，由能夠上下活動地插入支承結(jié)構(gòu)體17的頂板20及底板18 中進(jìn)行支承的支柱構(gòu)成，沿壓氣軟管22長度方向以規(guī)定間隔配置多個。升降導(dǎo)軌21的形成 是上端部被固定在支承板42上，下端部側(cè)貫通插入頂板20及底板18上形成的導(dǎo)軌孔27、 27中，沿著支承結(jié)構(gòu)體17的側(cè)板19被導(dǎo)向。升降導(dǎo)軌21由例如棒狀構(gòu)件構(gòu)成，其長度是具有向上方滑動時足夠使保持在槽 支承架41中的槽40靠近或抵靠焊接坡口部M背側(cè)的長度。升降導(dǎo)軌21具有擋塊21c和 固定構(gòu)件21a，擋塊21c在該升降導(dǎo)軌21的下端部形成為比導(dǎo)軌孔27、27的直徑大，在升降 導(dǎo)軌21上升時與支承結(jié)構(gòu)體17的底板18下表面抵接，固定構(gòu)件21a由用于將擋塊21c固 定在升降導(dǎo)軌21規(guī)定位置的螺母等構(gòu)成。升降導(dǎo)軌21隨著第3壓氣軟管22c、22c的膨脹或收縮，在第3壓氣軟管22c的中 央部側(cè)受支承結(jié)構(gòu)體17的導(dǎo)軌孔27、27導(dǎo)向而滑動，以水平狀態(tài)升降支承板42，阻止槽架 41的傾斜，維持水平狀態(tài)。如圖3及圖4所示，壓氣軟管22是隨著由注入到該壓氣軟管22內(nèi)的壓縮空氣產(chǎn) 生的膨脹或收縮而使高度可變的軟管，具有使收納焊劑F的槽40直接或間接上升下降，將 焊劑F壓緊在被焊接鋼板E的焊接坡口部M背面的升降手段的功能。壓氣軟管22由1根 第1壓氣軟管22a、1根第2壓氣軟管22b、2根第3壓氣軟管22c總共4根三種軟管構(gòu)成。 第1壓氣軟管22a、第2壓氣軟管22b及第3壓氣軟管22c分別連接到加壓裝置(沒有圖 示)，以供給壓縮空氣。第1壓氣軟管22a、第2壓氣軟管22b、軟管卡箍22d及用于軟管卡箍固定的夾2 在截面U字狀槽40下方安置在截面看形成凹狀的槽架41的內(nèi)底上。第1壓氣軟管2 及 第2壓氣軟管22b在槽40和槽架41上部之間，以比第1壓氣軟管2 直徑小的第2壓氣 軟管22b與第1壓氣軟管2 形成縱向排列這樣上下重疊的狀態(tài)沿槽架41長度方向配置。如圖3所示，第1壓氣軟管22a通過膨脹及收縮而使收納焊劑F的槽40上升下降。 第1壓氣軟管2 在槽40下部和槽架41上部之間沿著槽架41延伸設(shè)置，若進(jìn)行焊接時，從加壓裝置(沒有圖示)注入壓縮空氣而膨脹，則將槽40的底面向上方方向提升，將焊劑F 壓緊在被焊接鋼板E的背面。如圖2 (a)所示，第1壓氣軟管22a的外徑Dl比第2壓氣軟 管22b的D2形成得大，成為用壓氣軟管22提升中央部時槽40上下方向的最大行程幅度。如圖4所示，第2壓氣軟管22b通過膨脹及收縮而使收納焊劑F的槽40上升下降。 第2壓氣軟管22b安置在第1壓氣軟管2 下部的支承板42上，沿槽40延伸，若對焊接后 固化的上層的使用過的墊板焊劑Fl進(jìn)行回收時，從加壓裝置(沒有圖示)注入壓縮空氣而 膨脹，則將槽40的下端部向上方方向提升。第2壓氣軟管22b由軟管卡箍22d和用于軟管 卡箍固定的夾2 保持(參照圖2(a))。第2壓氣軟管22b只要有將經(jīng)過焊接而固化的焊 劑F提升到比槽架41上端部靠上方這么短的行程即可，因此由比第1壓氣軟管2 小的外 徑D2(參照圖2(a))的軟管構(gòu)成。第2壓氣軟管22b最大膨脹時的直徑B2是外徑D2上下 方向的最大行程幅度。如圖3所示，第3壓氣軟管22c、22c通過膨脹及收縮，借助支承板42及槽支承架 41a、41a，使收納焊劑F的槽40上升下降。第3壓氣軟管22c、22c沿著槽架41延伸，若進(jìn) 行焊接時，從加壓裝置(沒有圖示)注入壓縮空氣而膨脹，則將槽架41的底面向上方方向 提升，將保持在槽架41上的槽40靠近或抵靠被焊接鋼板E的背面。第3壓氣軟管22c、22c 由一對軟管構(gòu)成，這一對軟管在作為槽架41 一部分的支承板42和安置在升降裝置23 (參 照圖1)上的支承結(jié)構(gòu)體17的頂板20之間，以配置在其頂板20中央部的升降導(dǎo)軌21為中 心左右分開放置。如圖2 (a)所示，軟管卡箍22d是用于將第2壓氣軟管22b保持在凹部狀槽架41內(nèi) 底中央部的構(gòu)件。軟管卡箍22d穿過在用于軟管卡箍固定的夾2 上以第2壓氣軟管22b 的寬度間隔形成的一對缺口部22f、22f而配置，從而，抱持用于軟管卡箍固定的夾2 及第 2壓氣軟管22b。用于軟管卡箍固定的夾2 是用于將利用軟管卡箍22d固定在該用于軟管卡箍固 定的夾2 上的第2壓氣軟管22b保持在支承板42上的構(gòu)件。該用于軟管卡箍固定的夾 2 設(shè)置或卡合在凹部狀的槽架41內(nèi)底上。所述加壓裝置(沒有圖示)是與第1壓氣軟管22a、第2壓氣軟管22b及第3壓氣 軟管22c分別通過管(沒有圖示)連接、分別供給壓縮空氣的壓縮空氣供給裝置，由例如壓 縮機組成。再有，在加壓裝置和第1壓氣軟管22a、第2壓氣軟管22b及第3壓氣軟管22c 之間存在獨立控制各自內(nèi)部壓力的空氣供給控制裝置(沒有圖示)，以使分別輸送壓縮空 氣使其膨脹及收縮。如圖3所示，支承結(jié)構(gòu)體17是在該支承結(jié)構(gòu)體17上部搭載墊板構(gòu)件11的框架， 由沿著墊板構(gòu)件11長度方向延伸設(shè)置的頂板20、在頂板20寬度方向兩側(cè)豎立設(shè)置的側(cè)板 19、連結(jié)在兩側(cè)板19、19間的底板18構(gòu)成。頂板20橫跨墊板構(gòu)件11的長度方向全長延伸設(shè)置，在其上部配置第3壓氣軟管 22c、22c，在第3壓氣軟管22c、22c的寬度方向中央部側(cè)形成引導(dǎo)升降導(dǎo)軌21的導(dǎo)軌孔27。如圖1所示，底板18由配置在后述升降架M上部的墊板輥部2 支承，調(diào)整墊板 構(gòu)件11相對于焊接坡口部M的寬度方向位置。在其底板18上抵接上升時的升降導(dǎo)軌21 的擋塊21c。因而，底板18無須橫跨長度方向全長設(shè)置，只要具有由墊板輥部2 支承的規(guī) 定長度即可。
并且，支承結(jié)構(gòu)體17依靠具備與底板18卡合的卡合部的驅(qū)動機構(gòu)(沒有圖示)， 在墊板輥部2 上沿寬度方向水平移動。如圖1所示，升降架M是配置在支承結(jié)構(gòu)體17正下方、沿鉛直方向升降的框架， 被支承在升降裝置23上，同時上部配置有墊板輥部Ma。升降架M是具有將型鋼及板材接 合組裝成的大致箱狀，且具有在寬度方向延伸設(shè)置的下邊框架Mb，在下邊框架24b兩端形 成梯子狀的側(cè)部框架Mc、Mc，夾在側(cè)部框架2如、2如之間設(shè)置的一對夾持板Md、Md。一 對夾持板McUMd在墊板構(gòu)件11長度方向上以規(guī)定間隔間隔開，夾持墊板輥部Ma，下端抵 接支承著升降裝置23的上端。另外，一對夾持板Md、24d橫跨側(cè)部框架2 全長隔開規(guī)定 間隔并排設(shè)置多個。再有，在下邊框架Mb中貫通插有升降裝置23。焊接回收裝置25配置在升降架M內(nèi)部，對在焊接坡口部M焊接后掃落的用過的 焊劑F進(jìn)行回收。焊劑回收裝置25包括在升降架M上方擴開的錐形部2 和將回收的焊 劑F向外部排出的螺旋狀傳輸器25b。所述墊板裝置10具備使槽架41上升下降的升降裝置23，同時在槽40和升降裝置 23上的支承結(jié)構(gòu)體17之間設(shè)置由所述壓氣軟管22形成的升降手段。該墊板裝置10的設(shè) 定是用升降裝置23將墊板裝置11上升到其上升端時，槽架41上表面和被焊接鋼板E背面 的間隙S(參照圖2(b))為第1壓氣軟管2 及第3壓氣軟管22c膨脹成圓筒狀的最大膨 脹時的直徑的75%以下的高度Bi、B3,同時第1壓氣軟管2 及第3壓氣軟管22c的空氣 壓力在0. 05 0. 5MPa的范圍。還有，墊板裝置10中對利用升降裝置23進(jìn)行的槽40上升后的槽40的上升端位 置進(jìn)行規(guī)定的理由如下。如圖2(b)所示，當(dāng)焊劑F(墊板構(gòu)件11)與被焊接鋼板E背面的間隙S超過第3 壓氣軟管22c最大膨脹時直徑的75%時，間隙S過大，由于第1壓氣軟管2 及第3壓氣軟 管22c膨脹而產(chǎn)生的焊劑F往焊接坡口部M的供給量少，擠壓力弱，因而，容易發(fā)生背面焊 道不良、漏焊。從而，間隙S優(yōu)選是第1壓氣軟管2 及第3壓氣軟管22c最大膨脹時直徑 的所述75%以下。另外，墊板裝置10中對壓氣軟管22膨脹時的空氣壓力進(jìn)行規(guī)定的理由如下。當(dāng)空氣壓力不足0. 05MPa時，焊劑F往焊接坡口部M的抵靠力小，因此容易發(fā)生背 面焊道不良、漏焊。當(dāng)空氣壓力超過0. 5MPa時，槽40往被焊接鋼板E背面的壓緊過度，發(fā) 生被焊接鋼板E提升，因而容易發(fā)生焊接裂紋。從而，空氣壓力優(yōu)選是所述0. 05 0. 5MPa。如圖5所示，墊板裝置10具備向槽40 (參照圖2 (b))供給焊劑F的焊劑供給裝置 26。該焊劑供給裝置沈例如由供給焊劑F的漏斗和臺車構(gòu)成，臺車依靠環(huán)形鏈等的驅(qū)動在 槽40上沿其長度方向移動從而將襯墊焊劑F2(參照圖2(b))及墊板焊劑Fl散布在槽40 上，并將固化的焊劑F掃落進(jìn)行回收。[單面焊接裝置]接下來，關(guān)于本發(fā)明的單面焊接裝置1進(jìn)行說明。如圖1、圖5及圖7所示，單面焊接裝置1具備具有墊板構(gòu)件11的墊板裝置10、架 臺框架104、輸送及固定裝置105、焊機30。架臺框架104其形成是將鋼制角鋼進(jìn)行架構(gòu)，呈截面凹狀，上方開放，內(nèi)部支承墊 板裝置10，沿著墊板裝置10長度方向延伸設(shè)置。架臺框架104包括沿長度方向并排設(shè)置的2根主梁104a，呈直角連結(jié)在主梁104a、10 之間的連結(jié)梁104b，垂直豎立設(shè)置在連結(jié)梁 104b上的連結(jié)梁l(Mc，在主梁104a、104a上方分別平行設(shè)置的輔助梁104d、104d和從輔助 梁104d、104d向墊板裝置10相反側(cè)伸出的單臂梁l(Me。另外，架臺框架104通過在連結(jié)梁 104b下方設(shè)置臺車部108、臺車部108在沿墊板裝置10長度方向隔開規(guī)定間隔并排設(shè)置的 多個軌道107上移動，從而沿墊板裝置10寬度方向移動。輸送及固定裝置105配置在架臺框架104的輔助梁104d上部，使被焊接鋼板E在 墊板裝置10上方水平移動，由平板移動輥105a、磁力裝置10 等構(gòu)成。另外，為了輔助輸 送及固定裝置105對被焊接鋼板E的輸送，而在架臺框架104的上部(單臂梁104e)配置 輔助輥106。如圖7所示，焊機30配置在墊板裝置10上方，從焊接坡口部M表面?zhèn)群附颖缓附?鋼板E。焊機30包括在沿著墊板裝置10的墊板構(gòu)件11長度方向延伸設(shè)置的焊機橫梁101 上移動的移動臺車31、能夠移動地安裝在移動臺車31上的調(diào)整夾具32、安裝在調(diào)整夾具32 上的焊炬33。并且，在移動臺車31上固定有軸承31a，設(shè)置在調(diào)整夾具32上的軌道3 通過被 固定的軸承31a進(jìn)行移動，從而調(diào)整夾具32沿著墊板構(gòu)件11寬度方向移動，安裝在調(diào)整夾 具32上的焊炬33移動。還有，在焊機30中，固定有軸承31a，通過軸承31a，調(diào)整夾具32 (焊 炬3 與軌道3 —起沿墊板構(gòu)件11寬度方向移動，不過，也可以是軌道32a固定在移動 臺車31上，軸承31a與調(diào)整夾具32 —起移動。[焊接方法]接下來，關(guān)于采用具備墊板裝置10的單面焊接裝置1的焊接方法，參照圖1 圖 7進(jìn)行說明。本發(fā)明的焊接方法，是將被焊接鋼板E移動到設(shè)置墊板裝置10的對應(yīng)位置進(jìn)行配 置，沿著被焊接鋼板E的焊接坡口部M抵靠墊板裝置10的墊板構(gòu)件11進(jìn)行焊接作業(yè)。具 體地說，包括上升槽40的第1工序，將壓縮空氣注入到第3壓氣軟管22c中由此使壓氣軟 管膨脹、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壓氣軟管2 膨 脹將槽40內(nèi)的焊劑F擠壓到焊接坡口部M背面的第3工序，進(jìn)行單面焊接的第4工序。以 下，關(guān)于各工序進(jìn)行說明。本發(fā)明的焊接方法優(yōu)選是包括在所述第1 第4工序之前進(jìn)行焊劑F供給和被焊 接鋼板E位置調(diào)整的準(zhǔn)備工序。(準(zhǔn)備工序)從圖5所示的焊劑供給裝置沈向墊板構(gòu)件11的槽40內(nèi)供給焊劑F。此時，第1 壓氣軟管22a、第2壓氣軟管22b及第3壓氣軟管22c如圖2 (b)所示處于收縮的狀態(tài)。從 而，收納焊劑F的槽40處于下端部由于焊劑F的重量而從槽架41垂下來的狀態(tài)。另外，槽 架41處于支承板42放置在側(cè)板19、19的上端而下降的狀態(tài)。供給焊劑F時，驅(qū)動支承焊劑供給裝置沈的環(huán)形鏈等(沒有圖示)，一面使焊劑供 給裝置26沿著槽40長度方向移動，一面將收容在漏斗中的襯墊焊劑F2及墊板焊劑Fl依 次散布，向墊板構(gòu)件11 (槽40)供給焊劑F。并且，如圖1所示，依靠平板移動輥10 及輔助輥106移動臨時固定的被焊接鋼 板E、E，在墊板裝置10上方配置由被焊接鋼板E、E形成的焊接坡口部M。并且，讓沒有圖示的驅(qū)動裝置工作，進(jìn)行墊板構(gòu)件11的寬度方向微調(diào)，以使槽40位于焊接坡口部M正下方。具體地說，使搭載有墊板構(gòu)件11的支承結(jié)構(gòu)體17在配置于升降架M上部的墊板 輥部2 上沿寬度方向水平移動，升降架M配置在該支承結(jié)構(gòu)體17正下方。這種寬度方向微調(diào)一結(jié)束，就起動磁力裝置105b，利用磁力將被焊接鋼板E拉到 下方進(jìn)行固定。此時，各壓氣軟管22與前述同樣處于收縮的狀態(tài)。從而，槽40及槽架41 處于下降的狀態(tài)。(第1工序)如圖1所示，驅(qū)動升降裝置23，將保持焊劑F且具有焊接坡口部M的長度L2以上 且最小限度長度Ll的槽40朝向被焊接鋼板E的焊接坡口部M上升到被焊接鋼板E附近的 規(guī)定位置。本發(fā)明中，所謂規(guī)定位置是指用升降裝置23將墊板構(gòu)件11上升到槽40的上升端 時，墊板構(gòu)件11與被焊接鋼板E的間隙S為第3壓氣軟管22c最大膨脹時直徑的75%以下 的位置。(第2工序)如圖3所示，利用加壓裝置(沒有圖示)向配置在槽架41的支承板42和升降裝 置23上的支承結(jié)構(gòu)體17的頂板20之間的2根第3壓氣軟管22c、22c注入壓縮空氣，使其 膨脹。隨著第3壓氣軟管22c、22c的膨脹，升降導(dǎo)軌21在第3壓氣軟管22c、22c中央部側(cè) 一面由頂板20及底板18的導(dǎo)軌孔27、27導(dǎo)向一面上升，將固定在升降導(dǎo)軌21上端部的支 承板42提升高度H (參照圖2 (b))，整個槽架41上升高度H。并且，第3壓氣軟管22c的膨脹一直進(jìn)行到設(shè)置在升降導(dǎo)軌21下端部的擋塊21c 抵接到支承結(jié)構(gòu)體17的底板18下表面。此時，隨著支承板42的提升，與支承板42 —體的 槽支承架41a、41a及槽40同時上升，槽40的上端上升到靠近或抵接被焊接鋼板E的焊接 坡口部M背側(cè)的位置。也就是說，當(dāng)收納在槽40內(nèi)的焊劑F量稍微少一些，不會從槽40中隆起時，槽40 的上端上升到抵靠焊接坡口部M背側(cè)的位置。另外，當(dāng)收納在槽40內(nèi)的焊劑F量稍微多一些，從槽40中隆起很多時，槽40的上 端上升到靠近被焊接鋼板E的焊接坡口部M背側(cè)的位置，成為墊板焊劑Fl壓緊在焊接坡口 部M背側(cè)的狀態(tài)。(第3工序)利用加壓裝置(沒有圖示)向第1壓氣軟管2 導(dǎo)入空氣，使第1壓氣軟管22a 膨脹。隨著配置在槽40下側(cè)的第1壓氣軟管22a的膨脹，收納焊劑F的槽40的下端部被 提升，焊劑F被完全提升到接觸被焊接鋼板E的高度，焊劑F以適宜的擠壓力被抵靠在被焊 接鋼板E的焊接坡口部M的背側(cè)。(第4工序)然后，如圖7所示，一面使焊機30在焊機橫梁101上以規(guī)定速度移動，一面從焊接 坡口部M表面?zhèn)壤煤妇?3實施單面焊接，焊接被焊接鋼板E、E0接下來，當(dāng)有多個焊接坡口部M時，排出第1壓氣軟管2 及第3壓氣軟管22c內(nèi) 的空氣，降下升降導(dǎo)軌21、支承板42及槽40，將焊劑F從被焊接鋼板E背側(cè)拉開。然后，用 升降裝置23降下升降架M，再使墊板構(gòu)件11從被焊接鋼板E背側(cè)下降，將墊板焊劑Fl從被焊接鋼板E背面拉開。接下來，進(jìn)行槽40上表面的墊板焊劑Fl用過部分的去除，接著， 驅(qū)動與所述焊劑供給裝置沈相連的環(huán)形鏈等(沒有圖示)，向槽40上表面進(jìn)行新墊板焊劑 Fl的供給。然后，進(jìn)行微調(diào)(進(jìn)行準(zhǔn)備工序)，以使焊劑F及槽40位于下一個焊接坡口部 M正下方，進(jìn)行所述第1 第4工序。多次進(jìn)行這樣的動作，直至焊接坡口部M消失。(回收焊劑的情況)還有，用焊機30進(jìn)行焊接后，墊板焊劑Fl由于焊接熱量而固化。然后，為了進(jìn)行 下一次焊接，必須除去固化的墊板焊劑F1，向槽40內(nèi)的上層補充新的墊板焊劑F1。此時， 襯墊焊劑F2保持原樣使用，因此去除固化的墊板焊劑Fl時盡量留下襯墊焊劑F2為好。還有，為了從槽40中去除固化的墊板焊劑F1，也可以使第1壓氣軟管2 膨脹，將 其墊板焊劑Fl掃落，不過，有時會將大量的襯墊焊劑F2—起掃落。另外，為了防止這種不 合理情況，考慮的方法是不使第1壓氣軟管2 完全膨脹，而只膨脹一半左右，不過，此時第 1壓氣軟管2 膨脹的程度在全長上不為一定，往往產(chǎn)生不能充分回收固化的墊板焊劑Fl 的部位和掃落大量襯墊焊劑F2的部位等。于是，如圖4所示，使用第2壓氣軟管22b提升槽40內(nèi)的焊劑F，該第2壓氣軟管 22b能夠?qū)⒉?0內(nèi)的焊劑F橫跨槽40全長Ll以第1壓氣軟管2 —半左右的提升幅度均 勻提升。對固化的使用過的墊板焊劑Fl進(jìn)行回收的情況，在利用升降裝置23下降槽架41， 在槽40上方確保規(guī)定的空間之后進(jìn)行。這種情況，如圖4所示，是在收縮第1壓氣軟管22a 及第3壓氣軟管22c、22c，下降整個槽架41的狀態(tài)下，從加壓裝置(沒有圖示)向第2壓氣 軟管22b傳送壓縮空氣，使第2壓氣軟管22b膨脹、使焊劑F上升之后進(jìn)行。當(dāng)回收這些焊劑F時，使用焊劑回收裝置25、墊板構(gòu)件11的槽40、槽架41、第2壓 氣軟管22b及支承結(jié)構(gòu)體17。這種情況下，如圖4所示，使用過的墊板焊劑Fl隨著第2壓氣軟管22b膨脹從而 成為在槽40上表面隆起的狀態(tài)，利用附屬于焊劑供給裝置沈的焊劑掃落器(沒有圖示) 掃落其隆起部分，掃落墊板焊劑Fl表面成為一定高度后，利用焊劑供給裝置沈散布新的墊 板焊劑Fl進(jìn)行補充。掃落的焊劑F利用焊劑回收裝置25進(jìn)行回收。固化的焊劑F回收結(jié)束后，從第2壓氣軟管22b排出壓縮空氣，成為收縮的狀態(tài)。 其結(jié)果是在槽40中產(chǎn)生與去除的焊劑F相當(dāng)?shù)目樱虼死煤竸┕┙o裝置沈?qū)Σ?0的這 些部分供給新的墊板焊劑Fl。還有，襯墊焊劑F2不會被焊接熱量固化，因此能夠重復(fù)使用。以上，關(guān)于本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，不過，本發(fā)明并不限定于所述的實施方 式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行適宜變更。例如，所述墊板裝置10及單面焊接裝置1也可以是使被焊接鋼板E沿寬度方向 (與墊板裝置10長度方向正交的方向)移動。另外，升降導(dǎo)軌21以棒狀構(gòu)件進(jìn)行了說明，不過其形狀為板狀也可以。
權(quán)利要求
1.一種墊板裝置，是在被焊接鋼板的單面焊接裝置中使用的墊板裝置，其特征在于， 具有墊板構(gòu)件，所述墊板構(gòu)件包括沿所述焊接坡口部配置的槽架及固定在該槽架上的收納焊劑的槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊板裝置，其特征在于，所述墊板裝置具備壓氣軟管，所述壓氣軟管介于所述槽和固定該槽的槽架之間，在壓 縮空氣的作用下膨脹，從而將所述焊劑擠壓到所述被焊接鋼板的焊接坡口部的下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的墊板裝置，其特征在于，所述墊板裝置具備使所述槽架上升或下降的升降裝置，并且，在所述槽架和所述升降 裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置壓氣軟管，當(dāng)通過所述升降裝置使所述墊板構(gòu)件上升到所述 槽的上升端時，所述墊板構(gòu)件和所述被焊接鋼板的間隙為所述壓氣軟管最大膨脹時的直徑 的75%以下，并且，所述壓氣軟管的空氣壓力在0. 05 0. 5MPa的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊板裝置，其特征在于，介于所述槽和固定該槽的槽架之間的壓氣軟管是上下配置的截面尺寸不同的2根壓氣軟管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊板裝置，其特征在于，所述槽的與長度方向正交的開口寬度的長為50 200mm的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊板裝置，其特征在于，所述墊板裝置具備使所述槽架上升或下降的升降裝置，并且，在所述槽架和所述升降 裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置壓氣軟管， 所述壓氣軟管包括配置在所述槽和所述槽架的上部之間的第1壓氣軟管；配置在所述槽和所述槽架的上部之間且與所述第1壓氣軟管呈縱向排列的比所述第1 壓氣軟管直徑小的第2壓氣軟管；配置在所述槽架和所述升降裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間的第3壓氣軟 所述第1壓氣軟管、所述第2壓氣軟管及所述第3壓氣軟管分別利用注入壓縮空氣的 加壓裝置獨立控制內(nèi)部壓力。
7.一種焊接方法，將被焊接鋼板移動到設(shè)置有單面焊接裝置的墊板裝置的對應(yīng)位置進(jìn) 行配置，沿所述被焊接鋼板的焊接坡口部擠壓所述墊板裝置的墊板構(gòu)件進(jìn)行焊接作業(yè)，其 特征在于，包括第1工序，利用升降裝置使具有所述焊接坡口部以上長度的槽及槽架朝向所述被焊接 鋼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裝置上的支承結(jié)構(gòu)體之間的第3壓氣軟管中 注入壓縮空氣，使第3壓氣軟管膨脹，從而使利用所述升降裝置上升的墊板構(gòu)件的所述槽 靠近或抵靠所述焊接坡口部的背面；第3工序，向配置在所述槽與所述槽架之間的第1壓氣軟管中注入壓縮空氣，使第1壓 氣軟管膨脹，從而將所述槽內(nèi)的焊劑擠壓到所述焊接坡口部的背面； 第4工序，利用所述單面焊接裝置的焊炬進(jìn)行單面焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法還包括在結(jié)束所述第4工序的單面焊接后，使所述第1壓氣軟管及第3壓氣軟管收縮并使所述升降裝置下降，然后向配置在所述槽和所述槽架的上部之間的第2 壓氣軟管中注入壓縮空氣，使第2壓氣軟管膨脹，從而提升所述槽內(nèi)的焊劑的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述焊劑是在所述槽內(nèi)層疊向所述被焊接鋼板抵靠的墊板焊劑層和鋪在該墊板焊劑 層之下的襯墊焊劑層而成的。
全文摘要
一種墊板裝置，是在被焊接鋼板的單面焊接裝置中使用的裝置。該墊板裝置具有墊板裝置全長為被焊接鋼板E的焊接坡口部以上長度的墊板構(gòu)件。該墊板構(gòu)件包括沿焊接坡口部配置的槽架及固定在該槽架上的收納焊劑的槽。由于采用這樣的構(gòu)成，從而在進(jìn)行單面自動焊接時能夠獲得良好的焊接形狀。
文檔編號B23K37/06GK102079032SQ201010127640
公開日2011年6月1日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者中尾哲也, 大久保宣正, 木幡茂 申請人:株式會社神戶制鋼所