本發(fā)明涉及堆焊裝置。

背景技術(shù)：

下述專利文獻(xiàn)1中公開了一邊旋轉(zhuǎn)直線狀的圓管一邊在其外周面進(jìn)行堆焊的堆焊裝置。例如，若在圓管的外周面堆焊耐腐蝕性能高的材料，則能夠改善外周面的耐腐蝕性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：美國(guó)專利第6781083號(hào)說(shuō)明書。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題：

若在圓管的外周面進(jìn)行堆焊則形成螺旋狀的焊珠，相鄰焊珠之間產(chǎn)生溝部。若從該溝部的底至焊珠的頂部的距離（以下稱為“溝部深度”）較大，則可能由于彎曲加工從溝部產(chǎn)生裂縫從而圓管破損。

本發(fā)明是鑒于以上情況形成的，目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)將焊珠的溝部深度抑制為較小、同時(shí)能確保良好堆焊品質(zhì)的堆焊的堆焊裝置。

解決問(wèn)題的手段：

根據(jù)本發(fā)明一形態(tài)的堆焊裝置，是在圓管的外周面進(jìn)行堆焊的堆焊裝置，具備：使所述圓管繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部，和一邊沿著所述圓管的軸向行進(jìn)一邊在旋轉(zhuǎn)的所述圓管的外周面進(jìn)行堆焊的焊接單元；所述焊接單元具有：在與所述圓管的外周面之間產(chǎn)生電弧的焊炬，和將焊接材料向焊接位置供給的焊接材料供給部，所述焊炬以使其梢端位于從所述圓管的頂部向與所述圓管的旋轉(zhuǎn)方向相反的逆旋轉(zhuǎn)方向行進(jìn)規(guī)定角度的角度位置的形式配置，并且從所述圓管的軸向觀察時(shí)，相對(duì)于通過(guò)所述圓管的中心軸及所述焊炬的梢端的基準(zhǔn)線向所述圓管的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)傾斜規(guī)定角度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，熔池（圓管的母材及焊接材料熔融而成的熔融金屬的聚集處）位于比圓管的頂部靠近逆旋轉(zhuǎn)方向側(cè)，因此熔池因重力而欲在圓管的周方向上擴(kuò)展。借助于此，形成于圓管的外周面的焊珠坡度變小，溝部深度變小。又，當(dāng)作為焊接材料的供給目標(biāo)的熔池變大時(shí)作業(yè)的穩(wěn)定性亦提高。此外，焊炬相對(duì)于基準(zhǔn)線向圓管的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)傾斜，因此能夠在熔池因重力而擴(kuò)展的方向側(cè)產(chǎn)生較多的電弧，能夠輔助熔池的擴(kuò)展。

在上述的堆焊裝置中，也可以是，所述焊接材料供給部形成為如下結(jié)構(gòu)：從所述圓管的軸向觀察時(shí)，沿著相對(duì)于所述焊炬在所述圓管的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)傾斜規(guī)定角度的供給方向供給所述焊接材料。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，熔池比焊炬走在前面，電弧熱的影響難以直接波及母材，因此可以獲得低稀釋。

在上述的堆焊裝置中，也可以是，所述焊炬相對(duì)于與所述圓管的中心軸垂直的基準(zhǔn)面向所述焊接單元的后退方向傾斜規(guī)定角度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，熔池比焊炬向軸向后方擴(kuò)展，因此能夠?qū)⒑钢榈臏喜可疃纫种茷檩^小。

在上述的堆焊裝置中，也可以是，所述焊炬相對(duì)于與所述圓管的中心軸垂直的基準(zhǔn)面向所述焊接單元的行進(jìn)方向側(cè)傾斜規(guī)定角度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從焊炬產(chǎn)生的電弧在圓管的軸向上延伸，因此熔池容易在圓管的軸向上擴(kuò)展地形成。借助于此，能使焊珠坡度變小從而使溝部深度較小。

發(fā)明的效果：

根據(jù)上述的堆焊裝置，能夠?qū)⒑钢榈臏喜可疃纫种茷檩^小，同時(shí)能確保良好的堆焊品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1是堆焊裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；

圖2是沿圖1的ii－ii箭頭觀察的剖視概略圖。

具體實(shí)施方式

以下，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。以下，相同或者相當(dāng)?shù)囊卦谒懈綀D中采用相同附圖標(biāo)記，省略重復(fù)說(shuō)明。

＜堆焊裝置的概況＞

首先，說(shuō)明堆焊裝置100的概況。堆焊裝置100是在直線狀的圓管101的外周面進(jìn)行堆焊的裝置。本實(shí)施形態(tài)中，假定圓管101的材料（母材）為鐵的情況，但圓管101的材料并不限定于此。

如圖1及圖2所示，堆焊裝置100具備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部10和焊接單元20。此外，焊接單元20具有：行駛部21、仿形部22、焊炬23、avc（arcvoltagecontrol；電弧電壓控制）單元24、以及焊接材料供給部25。以下，依次說(shuō)明這些結(jié)構(gòu)要素。

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部10是保持圓管101的一端部分并將保持的圓管101繞軸（圖2中順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的部分，固定于堆焊裝置100的臺(tái)基部11。另外，雖根據(jù)施工條件有差異，但旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部10在進(jìn)行堆焊時(shí)例如使圓管101以大約5rpm旋轉(zhuǎn)。

行駛部21是使焊接單元20全體沿圓管101的軸向（以下簡(jiǎn)稱為“軸向”）行進(jìn)的部分。圖1中，進(jìn)行堆焊時(shí)行駛部21向著紙面右側(cè)行進(jìn)。堆焊裝置100的臺(tái)基部11上設(shè)置有沿軸向延伸的軌道12，行駛部21沿該軌道12行進(jìn)。

仿形部22介由彈性部26可變位地支持于行駛部21，又，介由輥27與圓管101的外周面接觸。因此，仿形部22在圓管101由于堆焊的熱而變形的情況下，也能一邊應(yīng)對(duì)其變形一邊追隨圓管101往軸向移動(dòng)。

焊炬23是在安裝于梢端的鎢電極28和圓管101的外周面之間產(chǎn)生電弧102的tig（tungsteninertgas；鎢極惰性氣體）焊接用焊炬。另外，焊炬23也可以是等離子弧焊（plasmaarcwelding）用焊炬。由電弧102形成的熔池104通過(guò)從鎢電極28的周邊噴射的氬氣或者氬氣與其他氣體混合而成的保護(hù)氣體而被保護(hù)。

avc單元24具備：安裝有焊炬23的焊炬支架31；具有省略圖示的滾珠螺桿和驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)，并直線驅(qū)動(dòng)焊炬支架31的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32；以及控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的省略圖示的控制裝置?？刂蒲b置以如下形式控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)的動(dòng)作：檢測(cè)堆焊時(shí)焊炬23－圓管101間的電壓（焊接電壓），基于檢測(cè)出的焊接電壓將鎢電極28的梢端和圓管101的距離保持為一定。

焊接材料供給部25是向焊接位置供給焊接材料103的部分。另外，本實(shí)施形態(tài)中，焊接材料103形成為線材狀，但焊接材料103亦可為粉末狀。又，焊接材料供給部25具有以使焊接材料103迅速熔融的形式將焊接材料103預(yù)先加熱的加熱部30。本實(shí)施形態(tài)中，假定作為焊接材料103使用具有高耐腐蝕性能的“alloy625”的情況，但焊接材料103并不限定于此。

堆焊裝置100的概況如上。堆焊裝置100中，一邊通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部10使圓管101旋轉(zhuǎn)，一邊使焊接單元20沿軸向行進(jìn)并進(jìn)行堆焊，以此在圓管101的外表面形成螺旋狀的焊珠105。

＜焊炬的位置＞

接下來(lái)說(shuō)明焊炬23的位置。如圖2所示，焊炬23以如下形式配置：其梢端e位于從圓管101的頂部t向與圓管101旋轉(zhuǎn)方向相反的逆旋轉(zhuǎn)方向（圖2中逆時(shí)針?lè)较颍┬羞M(jìn)規(guī)定角度α的角度位置。

焊炬23如此配置，以此使熔池104形成于與圓管101的頂部t相比更靠近逆旋轉(zhuǎn)方向側(cè)，因此熔池104由于重力而欲向下方擴(kuò)展。其結(jié)果是，焊珠105坡度變小從而溝部深度變小。又，作為焊接材料103的供給目標(biāo)的熔池104擴(kuò)展從而能夠穩(wěn)定地進(jìn)行焊接材料103的供給作業(yè)。此外，熔池104上由于重力總是作用有同一方向的力從而形狀穩(wěn)定，因此，在穩(wěn)定地進(jìn)行焊接部材103的供給作業(yè)方面，該點(diǎn)也是理想的。

＜焊炬的傾斜角度（1）＞

接下來(lái)說(shuō)明焊炬23的傾斜角度。如圖2所示，從圓管101的軸向觀察，相對(duì)于通過(guò)圓管101的中心軸c及焊炬23的梢端e的基準(zhǔn)線l，焊炬23向圓管101的旋轉(zhuǎn)方向（圖2中順時(shí)針?lè)较颍﹤?cè)傾斜規(guī)定角度β。當(dāng)如此傾斜焊炬23時(shí)容易進(jìn)一步擴(kuò)展熔池104。其結(jié)果是，能進(jìn)一步減小溝部深度，也能提高作業(yè)的穩(wěn)定性。

＜焊接材料的供給角度＞

接下來(lái)說(shuō)明焊接材料103的供給角度。如圖2所示，焊接材料供給部25形成為如下結(jié)構(gòu)：從圓管101的軸向觀察，沿著相對(duì)于焊炬23在圓管101的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)傾斜規(guī)定角度γ的供給方向供給焊接材料103。通過(guò)如此構(gòu)成，從旋轉(zhuǎn)方向側(cè)以高速供給的焊接材料103熔融時(shí)焊接材料103吸收電弧熱能量的一部分，因此可以獲得低稀釋、高施工穩(wěn)定性。

＜焊炬的傾斜角度（2）＞

接下來(lái)說(shuō)明圓管101的軸向上焊炬23的傾斜角度。如圖1所示，相對(duì)于與圓管101的中心軸c垂直的基準(zhǔn)面p，焊炬23向焊接單元20的后退方向側(cè)傾斜規(guī)定角度δ。當(dāng)如此傾斜焊炬23時(shí)，熔池103比焊炬23走在前面，電弧熱的影響難以直接波及母材，因此可獲得低稀釋。另外也可以是，相對(duì)于與圓管101的中心軸c垂直的基準(zhǔn)面p，焊炬23向焊接單元20的先行方向側(cè)傾斜。該情況下熔池104與焊炬23相比在軸向后方擴(kuò)展，因此能夠?qū)⒑钢?05的溝部深度抑制為較小。

符號(hào)說(shuō)明：

10　旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部

20　焊接單元

23　焊炬

25　焊接材料供給部

100堆焊裝置

101圓管

102電弧

103焊接材料

p　基準(zhǔn)面

l　基準(zhǔn)線。