特許 6873859 溶接装置および溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6873859

(24)【登録日】2021年4月23日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】溶接装置および溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/04 20060101AFI20210510BHJP

   B23K 10/02 20060101ALI20210510BHJP

   B23K 10/00 20060101ALI20210510BHJP

   H05H 1/44 20060101ALI20210510BHJP

   H05H 1/42 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/04 Q

   B23K10/02 501A

   B23K10/00 504

   H05H1/44

   H05H1/42

   B23K9/04 B

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-148438(P2017-148438)

(22)【出願日】2017年7月31日

(65)【公開番号】特開2019-25528(P2019-25528A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(72)【発明者】

【氏名】山田 耕平

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１８７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７７５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２１８７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４６−０００４０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／０４

Ｂ２３Ｋ １０／００

Ｂ２３Ｋ １０／０２

Ｈ０５Ｈ １／４２

Ｈ０５Ｈ １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接装置であって、
溶接トーチと、
前記溶接対象体を回転させる回転駆動部と、
前記円筒表面の中心軸線に沿う方向に前記溶接トーチを移動させるトーチ駆動部と、
制御部と、を備え、
前記溶接トーチは、
ステム部と、
前記ステム部の先端部に設けられたヘッド部と、を備え、
前記ヘッド部は、各々がアークを発生させる複数のアーク発生部を有し、
複数の前記アーク発生部は、前記溶接トーチの移動方向において互いに異なる位置に配置され、
前記制御部は、まず、前記溶接トーチの各々の前記アーク発生部により前記アークを発生させながら前記溶接対象体を１回転させて、前記溶接対象体の前記円筒表面に円周方向に１周する第１メインビードを形成し、次に、前記溶接トーチを前記円筒表面の前記中心軸線に沿う方向に移動させて、その後、前記溶接トーチの各々の前記アーク発生部により前記アークを発生させながら前記溶接対象体を１回転させて、前記第１メインビードに対して、前記中心軸線に沿う方向において前記円筒表面の異なる位置に円周方向に１周する第２メインビードを形成するように、前記回転駆動部および前記トーチ駆動部を制御し、
前記制御部は、前記溶接トーチの移動距離が、前記溶接トーチの複数の前記アーク発生部のうち、前記溶接トーチの移動方向における両端部に位置する一対の前記アーク発生部のピッチ寸法となるように、前記トーチ駆動部を制御する、溶接装置。

【請求項2】

溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接装置であって、
一対の溶接トーチと、
前記溶接対象体を回転させる回転駆動部と、
前記円筒表面の中心軸線に沿う方向に、対応する前記溶接トーチを移動させる一対のトーチ駆動部と、
制御部と、を備え、
前記溶接トーチは、
ステム部と、
前記ステム部の先端部に設けられたヘッド部と、を備え、
前記ヘッド部は、各々がアークを発生させる複数のアーク発生部を有し、
複数の前記アーク発生部は、前記溶接トーチの移動方向において互いに異なる位置に配置され、
前記制御部は、一方の前記溶接トーチを、前記円筒表面に対して行われる肉盛溶接の領域のうち前記中心軸線に沿う方向における一方に配置された第１端部領域から、他方に配置された第２端部領域に向かって前記中心軸線に沿う方向に移動させ、他方の前記溶接トーチを、前記第２端部領域から前記第１端部領域に向かって前記中心軸線に沿う方向に移動させるように、一対の前記トーチ駆動部を制御し、
前記円筒表面の前記中心軸線に沿う方向で見たときに、各々の前記溶接トーチの前記アーク発生部と前記中心軸線とを通る直線の、鉛直線に対するトーチ角度が、４５度未満であり、
一方の前記溶接トーチについての前記トーチ角度が、他方の前記溶接トーチについての前記トーチ角度よりも小さくなっており、当該他方の溶接トーチの各々の前記アーク発生部に供給される電流の値が、当該一方の溶接トーチの各々の前記アーク発生部に供給される電流の値よりも大きい、溶接装置。

【請求項3】

前記ヘッド部は、前記アーク発生部により発生した前記アークの周囲にシールドガスを供給するシールドガス供給孔を更に有し、
前記シールドガス供給孔の内側に、複数の前記アーク発生部が配置されている、請求項１または２に記載の溶接装置。

【請求項4】

前記アーク発生部は、前記アークとしてプラズマアークを発生させ、
前記アーク発生部は、前記プラズマアークを噴出するアーク噴出孔と、対応する前記アーク噴出孔から噴出された前記プラズマアークに粉体を供給する複数の粉体供給孔と、を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶接装置。

【請求項5】

溶接トーチを用いて溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接方法であって、
前記溶接トーチは、ステム部と、前記ステム部の先端部に設けられたヘッド部と、を備え、前記ヘッド部は、各々がアークを発生させる複数のアーク発生部を有し、複数の前記アーク発生部は、前記溶接トーチの移動方向において互いに異なる位置に配置され、
前記溶接方法は、
前記溶接トーチの各々の前記アーク発生部により前記アークを発生させて、前記溶接対象体の前記円筒表面に円周方向に１周する第１メインビードを形成する第１メインビード形成工程と、
前記第１メインビード形成工程の後、前記溶接トーチを前記円筒表面の中心軸線に沿う方向に移動させるトーチ移動工程と、
前記トーチ移動工程の後、前記溶接トーチの各々の前記アーク発生部により前記アークを発生させて、前記第１メインビードに対して、前記中心軸線に沿う方向において前記円筒表面の異なる位置に円周方向に１周する第２メインビードを形成する第２メインビード形成工程と、を備え、
前記トーチ移動工程において、前記溶接トーチの移動距離は、前記溶接トーチの複数の前記アーク発生部のうち、前記溶接トーチの移動方向における両端部に位置する一対の前記アーク発生部のピッチ寸法である、溶接方法。

【請求項6】

一対の前記溶接トーチを用いて、前記溶接対象体の前記円筒表面に肉盛溶接が行われ、 前記トーチ移動工程において、一方の前記溶接トーチは、前記円筒表面に対して行われる肉盛溶接の領域のうち前記中心軸線に沿う方向における一方に配置された第１端部領域から、他方に配置された第２端部領域に向かって前記中心軸線に沿う方向に移動し、他方の前記溶接トーチは、前記第２端部領域から前記第１端部領域に向かって前記中心軸線に沿う方向に移動する、請求項５に記載の溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、溶接トーチ、溶接装置および溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電所などに設置された蒸気タービン用の蒸気弁で用いられているシート部や摺動部等の部品には、摺動によって生じる摩耗や、酸化スケールの付着を防止することを目的として、母材に対してステライトの肉盛溶接が行われている。例えば、再熱弁のガイドスリーブや、弁棒ブッシュ等の円筒形の部品では、母材となる部品の円筒表面に螺旋状の溶接ビードが形成されるようにステライトが肉盛りされている。

【0003】

このような蒸気弁の部品は、素材焼きなまし工程、溶接前加工工程、肉盛溶接を行う溶接工程、焼鈍工程、非破壊検査工程、仕上げ機械加工工程といった工程を経て製造されている。その中でも溶接工程の占める時間が多くなっている。特に、近年では、主蒸気が６００℃を超える蒸気タービンが製造されており、この場合には、高出力化のために蒸気弁の容量も大きくなる。このことにより、ガイドスリーブなどの部品も大型化され、これに伴って溶接時間も長くなっている。

【0004】

ここで、一般的な肉盛溶接を行う方法について、図９を用いて説明する。図９に示すように、一般的な溶接トーチ１００のヘッド部１０１には、１つのアーク発生部１０２が設けられている。このような溶接トーチ１００を用いて肉盛溶接を行う場合、溶接対象の部品を連続回転させながら、溶接トーチ１００を、円筒表面１０３の中心軸線に沿う方向に連続的に移動させる。この際、アーク発生部１０２は、ウィービングしながらアークを発生させる。このことにより、アークによって形成される溶接ビード１０４は、円筒表面１０３に螺旋状に形成される。溶接ビード１０４は、一方の端部から他方の端部まで、連続して螺旋状の溶接ビード１０４が形成される。このため、肉盛溶接に多くの時間が費やされていた。更に言えば、互いに隣り合う溶接ビード１０４の間に溶け込み不良が発生することを防止するために、溶接ビード１０４は、直前の溶接ビード１０４に部分的に重なるように形成され、この点も、溶接時間を長くさせている原因となっている。

【0005】

このようにして肉盛溶接に多くの時間が費やされると、結果として部品の製造時間も長くなるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１３０９３４号公報

【特許文献2】特開２００９−０７８２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮させることができる溶接トーチ、溶接装置および溶接方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施の形態による溶接トーチは、溶接対象体の円筒表面の中心軸線に沿う方向に移動して、円筒表面に肉盛溶接を行う溶接トーチである。この溶接トーチは、ステム部と、ステム部の先端部に設けられたヘッド部と、を備えている。ヘッド部は、各々がアークを発生させる複数のアーク発生部を有している。複数のアーク発生部は、溶接トーチの移動方向において互いに異なる位置に配置されている。

【0009】

また、実施の形態による溶接装置は、溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接装置である。この溶接装置は、上述した溶接トーチと、溶接対象体を回転させる回転駆動部と、円筒表面の中心軸線に沿う方向に溶接トーチを移動させるトーチ駆動部と、を備えている。

【0010】

また、実施の形態による溶接装置は、溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接装置である。この溶接装置は、各々がアークを発生させるアーク発生部を有する一対の溶接トーチと、溶接対象体を回転させる回転駆動部と、円筒表面の中心軸線に沿う方向に、対応する溶接トーチを移動させる一対のトーチ駆動部と、制御部と、を備えている。円制御部は、一方の溶接トーチを、円筒表面に対して行われる肉盛溶接の領域のうち中心軸線に沿う方向における一方に配置された第１端部領域から、他方に配置された第２端部領域に向かって中心軸線に沿う方向に移動させ、他方の溶接トーチを、第２端部領域から第１端部領域に向かって中心軸線に沿う方向に移動させるように、一対のトーチ駆動部を制御する。

【0011】

また、実施の形態による溶接方法は、上述した溶接トーチを用いて溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接方法である。この溶接方法においては、まず、溶接トーチの各々のアーク発生部によりアークを発生させて、溶接対象体の円筒表面に円周方向に１周する第１メインビードが形成される。続いて、溶接トーチを円筒表面の中心軸線に沿う方向に移動させる。その後、溶接トーチの各々のアーク発生部によりアークを発生させて、第１メインビードに対して、中心軸線に沿う方向において円筒表面の異なる位置に円周方向に１周する第２メインビードが形成される。

【0012】

また、実施の形態による溶接方法は、各々がアークを発生させるアーク発生部を有する一対の溶接トーチを用いて溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行う溶接方法である。この溶接方法は、一方の溶接トーチを、円筒表面に対して行われる肉盛溶接の領域のうち円筒表面の中心軸線に沿う方向における一方に配置された第１端部領域から、他方に配置された第２端部領域に向かって中心軸線に沿う方向に移動させるともに、当該一方の溶接トーチのアーク発生部によりアークを発生させて、溶接対象体の円筒表面に溶接ビードを形成する工程を備えている。また、この溶接方法は、他方の溶接トーチを、第２端部領域から第１端部領域に向かって中心軸線に沿う方向に移動させるとともに、当該他方の溶接トーチのアーク発生部によりアークを発生させて、溶接対象体の円筒表面に他の溶接ビードを形成する工程を備えている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、第１の実施の形態における溶接装置の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、図１に示す溶接トーチのヘッド部を溶接対象体から見た平面図である。

【図3】図３は、図１に示す溶接トーチのヘッド部の概略構成を示す断面図である。

【図4】図４は、第１の実施の形態における溶接方法において、始端ビード形成工程を説明するための図である。

【図5】図５は、第１の実施の形態における溶接方法において、第１メインビード形成工程を説明するための図である。

【図6】図６は、第１の実施の形態における溶接方法において、第２メインビード形成工程を説明するための図である。

【図7】図７は、第２の実施の形態における溶接装置の概略構成を示す図である。

【図8】図８は、図７に示す溶接トーチを、円筒表面の中心軸線に沿う方向で、図７の左側から見た図である。

【図9】図９は、一般的な溶接トーチを用いた溶接方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における溶接トーチ、溶接装置および溶接方法について説明する。

【0016】

（第１の実施の形態）
図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施の形態における溶接トーチ、溶接装置および溶接方法について説明する。ここで、本実施の形態における溶接トーチおよびこれを備えた溶接装置は、蒸気タービン用の蒸気弁を構成するガイドスリーブや弁棒ブッシュ等の円筒形の部品（以下、溶接対象体と記す）の円筒表面に肉盛溶接を行うためのものである。

【0017】

図１に示すように、溶接装置１０は、肉盛溶接を行うためのアークを発生させる溶接トーチ２０と、溶接対象体１を回転させるポジショナー１１（回転駆動部）と、溶接トーチ２０を移動させるトーチ駆動部１２と、制御部１４と、を備えている。このうち溶接トーチ２０は、円筒表面２の上方、とりわけ、当該円筒表面２の中心軸線３の真上に配置されている。

【0018】

ポジショナー１１は、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向における一端部を保持し、溶接対象体１を、中心軸線３を中心にして回転させるように構成されている。溶接対象体１は、図１の左側から見たときに時計回りの方向に回転する。ポジショナー１１の反対側にはサポート１３が設けられている。このサポート１３は、溶接対象体１の他端部を回転可能に支持している。溶接対象体１の円筒表面２は、ポジショナー１１およびサポート１３によって、中心軸線３が水平になるように溶接装置１０に取り付けられる。

【0019】

トーチ駆動部１２は、円筒表面２に対して、その中心軸線３に沿う方向（平行な方向）に溶接トーチ２０を移動させるように構成されている。このようにして、円筒表面２に対する所望の領域に、肉盛溶接を行うことが可能になっている。この肉盛溶接を行う領域を溶接領域４と称することにする。溶接領域４は、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向における一方（図１における左側）に配置された第１端部領域５と、他方（図１における右側）に配置された第２端部領域６と、を有している。すなわち、第１端部領域５から第２端部領域６にわたって、肉盛溶接が行われる。

【0020】

次に、溶接トーチ２０について、より詳細に説明する。

【0021】

図１に示すように、溶接トーチ２０は、ステム部２１と、ステム部２１の先端部に設けられたヘッド部２２と、を備えている。このうちステム部２１は、トーチ駆動部１２に連結されており、トーチ駆動部１２によって、溶接トーチ２０が移動するようになっている。図１等に示すステム部２１は、長手方向を有しており、溶接装置１０においては、この長手方向が溶接トーチ２０の移動方向に沿うようになっている。

【0022】

図１〜図３に示すように、ヘッド部２２は、各々がアークを発生させる複数（本実施の形態では３つ）のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと、シールドガス供給孔２４と、を有している。３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃは、所定の方向、すなわち溶接トーチ２０の移動方向（溶接トーチ２０の長手方向）において互いに異なる位置に配置されている。ここでは、溶接トーチ２０の移動方向に沿って（図１における左側から右側に向かって）第１アーク発生部２３Ａ、第２アーク発生部２３Ｂおよび第３アーク発生部２３Ｃがこの順番で配置されている例について説明する。すなわち、第１アーク発生部２３Ａは、溶接トーチ２０の移動方向とは反対側に位置しており、第３アーク発生部２３Ｃは、溶接トーチ２０の移動方向の側に位置している。第２アーク発生部２３Ｂは、第１アーク発生部２３Ａと第３アーク発生部２３Ｃとの間に位置している。

【0023】

本実施の形態では、各アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃは、プラズマアークＡを発生させるように構成されている。すなわち、アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃは、プラズマアークＡを噴出するアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃと、対応するアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡに粉体Ｐを供給する複数の粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃと、を含んでいる。より具体的には、第１アーク発生部２３Ａは、アーク噴出孔２５Ａと粉体供給孔３２Ａとを含んでおり、第２アーク発生部２３Ｂは、アーク噴出孔２５Ｂと粉体供給孔３２Ｂとを含んでおり、第３アーク発生部２３Ｃは、アーク噴出孔２５Ｃと粉体供給孔３２Ｃとを含んでいる。

【0024】

図３に示すように、アーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃには、パイロットガス供給路２６が連通しており、図示しないパイロットガス供給源からパイロットガスが供給されるように構成されている。パイロットガスの供給は、後述する制御部１４によって制御される。また、アーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃ内に、アーク電極２７が設けられている。このアーク電極２７は、アーク電源２８の正極に接続されている。アーク電源２８の負極は、溶接対象体１に接続されている。

【0025】

アーク電極２７の周囲には、パイロットガスノズル２９が形成されている。このパイロットガスノズル２９は、上述したパイロットガス供給路２６を画定している。上述したアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃは、パイロットガスノズル２９の先端部に形成されている。また、パイロットガスノズル２９内には、冷却水流路３０が設けられており、パイロットガスノズル２９（とりわけ、その先端部）が、冷却水流路３０を流れる冷却水によって冷却される。パイロットガスノズル２９は、パイロット電源３１の負極に接続されている。パイロット電源３１の正極は、上述したアーク電極２７に接続されている。

【0026】

各粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃには、図示しない粉体供給源および図示しないキャリアガス供給源が接続されており、キャリアガスに同伴して粉体Ｐが供給されるように構成されている。粉体Ｐは、溶接対象体１の円筒表面２に形成される肉盛の材料であり、例えば、ステライトが好適に用いられる。供給された粉体Ｐは、対応するアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されるプラズマアークＡに向かって傾斜する方向に噴出される。粉体Ｐの供給とキャリアガスの供給は、後述する制御部１４によって制御される。

【0027】

図２に示すように、粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃは、パイロットガスノズル２９の周囲に配置されている。本実施の形態では、１つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃの周囲に、４つの粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃが設けられている。すなわち、４つの粉体供給孔３２Ａは、第１アーク発生部２３Ａのアーク噴出孔２５Ａの周囲に設けられ、４つの粉体供給孔３２Ｂは、第２アーク発生部２３Ｂのアーク噴出孔２５Ｂの周囲に設けられ、４つの粉体供給孔３２Ｃは、第３アーク発生部２３Ｃのアーク噴出孔２５Ｃの周囲に設けられている。各粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃは、対応するアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃの周方向に均等に配置されている。

【0028】

図２および図３に示すように、各アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃが、溶接トーチ２０の移動方向において互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態では、３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃが、溶接トーチ２０の移動方向に平行に直線状に配列されている。

【0029】

上述したシールドガス供給孔２４は、アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生したプラズマアークＡの周囲にシールドガスを供給するように構成されている。図２および図３に示すように、シールドガス供給孔２４は、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃを囲むように設けられている。言い換えると、シールドガス供給孔２４の内側に、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃを構成するアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃおよび粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃが配置されている。

【0030】

図１に示す制御部１４は、上述したポジショナー１１およびトーチ駆動部１２を制御する。制御部１４は、第１端部領域５に溶接トーチ２０を位置付けた後、始端ビード形成工程と、第１メインビード形成工程と、トーチ移動工程と、第２メインビード形成工程と、終端ビード形成工程とを行うように構成されている。

【0031】

始端ビード形成工程における制御部１４は、第１端部領域５に位置付けられた溶接トーチ２０の３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのうち第１アーク発生部２３ＡによりプラズマアークＡを発生させながら、溶接対象体１を１回転させて円筒表面２に円周方向に１周する始端ビード４０を形成するように、ポジショナー１１を制御する。この間、トーチ駆動部１２による溶接トーチ２０の移動は行われない。また、この間、残りの２つのアーク発生部２３Ｂ、２３Ｃからはアークは発生させないことが好適である。始端ビード形成工程の後、溶接トーチ２０を移動させることなく、第１メインビード形成工程が行われる。

【0032】

第１メインビード形成工程における制御部１４は、溶接トーチ２０の各アーク発生部２３Ａ〜２３ＣによりプラズマアークＡを発生させながら溶接対象体１を１回転させて、溶接対象体１の円筒表面２に円周方向に１周する第１メインビード４１を形成するように、ポジショナー１１を制御する。この間、トーチ駆動部１２による溶接トーチ２０の移動は行われない。

【0033】

続いて、トーチ移動工程として、制御部１４は、トーチ駆動部１２を制御して、溶接トーチ２０を円筒表面２の中心軸線３に沿う方向に移動させる。その後、制御部１４は、第２メインビード形成工程として、溶接トーチ２０の各アーク発生部２３Ａ〜２３ＣによりプラズマアークＡを発生させながら溶接対象体１を１回転させて円周方向に１周する第２メインビード４２を形成するように、ポジショナー１１を制御する。第１メインビード４１に対して、中心軸線３に沿う方向において円筒表面２の異なる位置に第２メインビード４２が形成される。この間、トーチ駆動部１２による溶接トーチ２０の移動は行われない。

【0034】

ところで、制御部１４は、上述したトーチ移動工程における溶接トーチ２０の移動距離を、溶接トーチ２０の３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのうち第１アーク発生部２３Ａと第３アーク発生部２３Ｃとの間のピッチ寸法Ｄ（図２参照）とする。

【0035】

また、制御部１４は、入力部と、アーク発生部選定部と、を有していてもよい。このうち入力部は、溶接領域４の中心軸線３に沿う方向の領域長さＬ（図１参照）と、溶接トーチ２０の移動距離（すなわち、図２に示すピッチ寸法Ｄ）とを入力するように構成されている。アーク発生部選定部は、入力部に入力された領域長さＬと移動距離とに基づいて、後述する終端ビード（図示せず）を形成する場合にアークを発生させるべきアーク発生部を選定するように構成されている。

【0036】

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、上述した溶接装置１０を用いた溶接方法について説明する。

【0037】

まず、図４に示すように、溶接対象体１の一端部が、溶接装置１０のポジショナー１１に保持されるとともに、溶接対象体１の他端部が、サポート１３（図１参照）に支持される。

【0038】

続いて、溶接トーチ２０が、第１端部領域５に位置付けられる。

【0039】

次に、始端ビード形成工程として、始端ビード４０が形成される。この場合、第１端部領域５に位置付けられた溶接トーチ２０の第１アーク発生部２３Ａのアーク噴出孔２５ＡからプラズマアークＡが噴出される。この間、この噴出されたプラズマアークＡに向かって粉体供給孔３２Ａから粉体Ｐが供給される。このことにより、粉体ＰがプラズマアークＡ内で溶融し、溶融した粉体材料が、溶接対象体１の円筒表面２に吹き付けられる。溶融した粉体材料が吹き付けられた円筒表面２においては、溶接対象体１の母材が部分的に溶融し、粉体材料と母材とが混合した溶融プール（図示せず）が形成される。また、プラズマアークＡを噴出させている間、ポジショナー１１を駆動して、溶接対象体１を１回転させる。この溶接対象体１の回転に伴い、円筒表面２に形成された溶融プールのうちプラズマアークＡから離れた部分では、溶融していた材料が凝固する。溶接対象体１が１回転すると、溶接対象体１の円筒表面２に、円周方向に１周する始端ビード４０が形成される。この始端ビード４０は、アーク噴出孔２５Ａから噴出されたプラズマアークＡによって形成される溶接ビードである。

【0040】

始端ビード形成工程の後、図５に示すように、溶接トーチ２０を移動させることなく、第１メインビード形成工程が行われて第１メインビード４１が形成される。この場合、依然として第１端部領域５に位置付けられている溶接トーチ２０の３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５ＣからプラズマアークＡがそれぞれ噴出されるとともに、この噴出されたプラズマアークＡに向かって対応する粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃから粉体Ｐが供給される。プラズマアークＡを噴出させている間、ポジショナー１１を駆動して、溶接対象体１を１回転させる。このことにより、溶接対象体１の円筒表面２に、円周方向に１周する第１メインビード４１が形成される。この第１メインビード４１は、３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成される溶接ビードであり、第１メインビード４１の幅Ｗ１（中心軸線３に沿う方向の寸法）は、図４に示す始端ビード４０の幅Ｗ０よりも大きくなっている。

【0041】

ところで、各アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡは、ジェット噴流のように、円筒表面２に近づくにつれて拡散する。ここでは、アーク噴出孔２５Ａから噴出されたプラズマアークＡの一部と、アーク噴出孔２５Ｂから噴出されたプラズマアークＡの一部が、互いに重なって円筒表面２に達する。同様に、アーク噴出孔２５Ｂから噴出されたプラズマアークＡの一部と、アーク噴出孔２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡの一部が、互いに重なって円筒表面２に達する。すなわち、互いに隣り合うアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生したプラズマアークＡが、円筒表面２において部分的に重なるように、溶接トーチ２０と円筒表面２との距離が設定されている。このようにして、第１メインビード４１を連続的な溶接ビードとして、第１メインビード４１内に、溶け込み不良となる部分が形成されることが防止されている。

【0042】

また、第１メインビード４１のうちの一部は、始端ビード４０に重なる。すなわち、上述したように、始端ビード４０が形成された後、溶接トーチ２０を移動させることなく第１メインビード４１が形成されている。このことにより、第１メインビード形成工程において、アーク噴出孔２５Ａは、始端ビード形成工程時にプラズマアークＡを噴出していた位置に位置付けられている。このため、始端ビード４０が、第１メインビード４１のうちアーク噴出孔２５Ａから噴出されたプラズマアークＡによって溶融した粉体Ｐが供給されながら再び溶融して、第１メインビード４１の一部として凝固される。このようにして、第１端部領域５における肉盛の厚さを確保し、肉盛溶接後の仕上げ機械加工時の加工代が確保されている。なお、上述した始端ビード４０は、土手盛りと呼ばれることもある。

【0043】

第１メインビード形成工程の後、トーチ移動工程が行われて、図６に示すように、溶接トーチ２０が移動する。この場合、溶接トーチ２０は、溶接対象体１の円筒表面２の中心軸線３に沿う方向に移動する。トーチ移動工程における溶接トーチ２０の移動距離は、溶接トーチ２０の３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃのうちアーク噴出孔２５Ａとアーク噴出孔２５Ｃとのピッチ寸法Ｄ（図２参照）となっている。このため、トーチ移動工程後のアーク噴出孔２５Ａは、トーチ移動工程前のアーク噴出孔２５Ｃの位置に位置付けられる。

【0044】

トーチ移動工程の後、図６に示すように、第２メインビード形成工程が行われて第２メインビード４２が形成される。この場合、溶接トーチ２０の３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５ＣからプラズマアークＡがそれぞれ噴出されるとともに、この噴出されたプラズマアークＡに向かって対応する粉体供給孔３２Ａ〜３２Ｃから粉体Ｐが供給される。プラズマアークＡを噴出させている間、ポジショナー１１を駆動して、溶接対象体１を１回転させる。このことにより、溶接対象体１の円筒表面２に、円周方向に１周する第２メインビード４２が形成される。この第２メインビード４２は、第１メインビード４１よりも溶接トーチ２０の移動方向に進んだ位置に形成される。第２メインビード４２は、３つのアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成される溶接ビードであり、図５に示す第１メインビード４１の幅Ｗ１とほぼ同一の幅になる。なお、第２メインビード４２は、第１メインビード４１と同様に、内部に溶け込み不良となる部分が形成されることを防止するために、互いに隣り合うアーク噴出孔２５Ａ〜２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡは、円筒表面２において部分的に重なるようになっている。

【0045】

、
ところで、第２メインビード４２のうちの一部は、第１メインビード４１に重なる。すなわち、第２メインビード形成工程におけるアーク噴出孔２５Ａが、第１メインビード形成工程時におけるアーク噴出孔２５Ｃの位置に位置付けられている。このため、第１メインビード４１のうちアーク噴出孔２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成された部分が、第２メインビード４２のうちアーク噴出孔２５Ａから噴出されたプラズマアークＡによって溶融した粉体Ｐが供給されながら再び溶融して、第２メインビード４２の一部として凝固される。このようにして、第１メインビード４１と第２メインビード４２との間に、溶け込み不良となる部分が形成されることが防止されている。

【0046】

上述したトーチ移動工程と、第２メインビード形成工程とは、溶接領域４の領域長さＬに応じて、複数回、繰り返し行われる。このことにより、中心軸線３に沿う方向において互いに異なる位置に複数の第２メインビード４２が形成され、溶接領域４の全体にわたって連続状の溶接ビードが形成される。

【0047】

溶接トーチ２０が、第２端部領域６に達した場合には、終端ビード形成工程が行われる。この場合、制御部１４のアーク発生部選定部により、プラズマアークＡを発生させるべきアーク発生部が選定される。より具体的には、制御部１４の入力部に、溶接領域４の中心軸線３に沿う方向の領域長さＬと、溶接トーチ２０の移動距離とが予め入力されており、領域長さＬと移動距離とに基づいて、アーク発生部が選定される。例えば、領域長さＬを移動距離で除して得られた余りの数値（残存距離）以上の幅を有する溶接ビードを形成することが可能なようにアーク発生部が選定される。ここで、残存距離が、１つのアーク発生部からのプラズマアークＡで形成可能な溶接ビードの幅以下であれば、アークを発生すべきアーク発生部として第２アーク発生部２３Ｂおよび第３アーク発生部２３Ｃが選定される。また、残存距離が、１つのアーク発生部からのプラズマアークＡで形成可能な溶接ビードの幅よりも大きければ、アークを発生すべきアーク発生部として第１アーク発生部２３Ａ、第２アーク発生部２３Ｂおよび第３アーク発生部２３Ｃが選定される。

【0048】

上述のようにして選定されたアーク発生部によりプラズマアークＡを発生させることにより、終端ビードが形成される。形成された終端ビードは、直前に形成された第２メインビード４２のうち、少なくともアーク噴出孔２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成された部分に重なるように形成される。このようにして、第２端部領域６における肉盛に、溶け込み不良となる部分が形成されることが防止されている。

【0049】

このようにして、溶接領域４の全体にわたって連続状の溶接ビードが形成され、肉盛溶接作業が完了する。

【0050】

このように本実施の形態によれば、溶接トーチ２０のヘッド部２２に、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが設けられており、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが、溶接トーチ２０の移動方向において互いに異なる位置に配置されている。このことにより、３つのプラズマアークＡを発生させることができ、溶接対象体１の円筒表面２に形成される溶接ビード（第１メインビード４１、第２メインビード４２）の幅を広くすることができる。このため、溶接対象体１の円筒表面２に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮することができる。この場合、溶接対象体１の製造時間の短縮化を図ることもできる。

【0051】

また、本実施の形態によれば、溶接トーチ２０のヘッド部２２に、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが内側に配置されるようにシールドガス供給孔２４が設けられている。このことにより、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生したプラズマアークＡの周囲にシールドガスを供給することができ、３つのプラズマアークＡを発生させた場合においても、各プラズマアークＡと空気との接触を遮断することができる。このため、溶接品質を向上させることができる。

【0052】

また、本実施の形態によれば、まず、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３ＣによりプラズマアークＡを発生させて、円筒表面２に円周方向に１周する第１メインビード４１が形成され、続いて、溶接トーチ２０を円筒表面２の中心軸線３に沿う方向に移動させて、その後、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３ＣによりプラズマアークＡを発生させて、円筒表面２に円周方向に１周する第２メインビード４２が形成される。このことにより、第２メインビード４２を、第１メインビード４１よりも溶接トーチ２０の移動方向に進んだ位置に形成することができる。このため、溶接対象体１の円筒表面２に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮することができる。

【0053】

また、本実施の形態によれば、溶接トーチ２０の移動距離が、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのうち、溶接トーチ２０の移動方向における両端部に位置する第１アーク発生部２３Ａと第３アーク発生部２３Ｃとの間のピッチ寸法Ｄとなっている。このことにより、第１メインビード４１のうち第３アーク発生部２３Ｃにより発生したプラズマアークＡによって形成された部分に、第２メインビード４２のうち第１アーク発生部２３Ａにより発生したプラズマアークＡによって形成された部分が重なるように形成される。このことにより、第１メインビード４１と第２メインビード４２との間に、溶け込み不良となる部分が形成されることを防止できる。このため、溶接品質を向上させることができる。

【0054】

なお、上述した本実施の形態においては、トーチ移動工程における溶接トーチ２０の移動距離が、第１アーク発生部２３Ａと第３アーク発生部２３Ｃとの間のピッチ寸法Ｄとしている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、溶け込み不良の発生を防止することができれば、第１メインビード４１と第２メインビード４２とが部分的に重なる範囲内で、溶接トーチ２０の移動距離は任意とすることができる。

【0055】

また、上述した本実施の形態においては、始端ビード形成工程において、第１アーク発生部２３ＡによりプラズマアークＡを発生させて始端ビード４０を形成する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、始端ビード４０を形成する際に、第２アーク発生部２３ＢによりプラズマアークＡを発生させてもよい。また、肉盛溶接後の仕上げ機械加工の加工代を確保することができれば、始端ビード形成工程は行われなくてもよい。

【0056】

また、上述した本実施の形態においては、溶接トーチ２０のヘッド部２２に、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが設けられている例について説明した。しかしながら、アーク発生部の個数は任意である。

【0057】

また、上述した本実施の形態においては、各アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが、プラズマアークＡを発生させる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、各アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃは、マグ溶接またはミグ溶接を行うように構成されていてもよい。この場合には、アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃは、ワイヤを導出するワイヤ導出部（図示せず）として構成され、ワイヤの先端からアークが発生し、アークに溶出されたワイヤ材料が円筒表面２に吹き付けられて溶融プールが形成され、溶接ビードが形成される。

【0058】

（第２の実施の形態）
次に、図７および図８を用いて、本発明の第２の実施の形態における溶接トーチ、溶接装置および溶接方法について説明する。

【0059】

図７および図８に示す第２の実施の形態においては、一対の溶接トーチを用いて肉盛溶接が行われ、一方の溶接トーチが第１端部領域から第２端部領域に向かって移動し、他方の溶接トーチが第２端部領域から第１端部領域に向かって移動する点が主に異なり、他の構成は、図１〜図６に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７および図８において、図１〜図６に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0060】

本実施の形態における溶接装置１０は、図７に示すように、一対の溶接トーチ（第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂ）と、一対のトーチ駆動部（第１トーチ駆動部１２Ａおよび第２トーチ駆動部１２Ｂ）と、を備えている。このうち第１トーチ駆動部１２Ａが、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向に第１溶接トーチ２０Ａを移動させ、第２トーチ駆動部１２Ｂが、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向に第２溶接トーチ２０Ｂを移動させる。なお、第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂは、第１の実施の形態における溶接トーチ２０と同様の構成を有している。

【0061】

図８に示すように、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向で見たときに、第１溶接トーチ２０Ａのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと中心軸線３とを通る直線Ｌ１の、鉛直線（中心軸線３を通る鉛直線）に対するトーチ角度θが、４５度未満になっている。同様に、第２溶接トーチ２０Ｂのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと中心軸線３とを通る直線Ｌ２の、鉛直線に対するトーチ角度θが、４５度未満になっている。本実施の形態では、第１溶接トーチ２０Ａについてのトーチ角度θが、第２溶接トーチ２０Ｂについてのトーチ角度θよりも小さくなっており、図８に示す形態では、第１溶接トーチ２０Ａについてのトーチ角度θは、０度となっている。すなわち、第１の実施の形態における溶接トーチ２０と同様に、第１溶接トーチ２０Ａは、円筒表面２の中心軸線３の真上に配置されている。

【0062】

第２溶接トーチ２０Ｂの各々のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク電極２７に供給される電流の値は、第１溶接トーチ２０Ａの各々のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク電極２７に供給される電流の値よりも大きくなっている。第１溶接トーチ２０Ａの各アーク電極２７に電流を供給するアーク電源２８と、第２溶接トーチ２０Ｂの各アーク電極２７に電流を供給するアーク電源２８とは、別々に構成されていてもよい。あるいは、図示しない電気回路を用いて、同一のアーク電源２８から、第１溶接トーチ２０Ａの各アーク電極２７と、第２溶接トーチ２０Ｂの各アーク電極２７とに、所望の値の電流をそれぞれ供給するようにしてもよい。

【0063】

図７に示すように、制御部１４は、第１溶接トーチ２０Ａを、第１端部領域５から第２端部領域６に向かって中心軸線３に沿う方向に移動させるように、第１トーチ駆動部１２Ａを制御する。同様に制御部１４は、第２溶接トーチ２０Ｂを、第２端部領域６から第１端部領域５に向かって中心軸線３に沿う方向に移動させるように、第２トーチ駆動部１２Ｂを制御する。

【0064】

本実施の形態による溶接装置１０を用いて肉盛溶接を行う場合、第１溶接トーチ２０Ａについては、第１の実施の形態における溶接トーチ２０と同様にして、始端ビード形成工程、第１メインビード形成工程、トーチ移動工程および第２メインビード形成工程が行われる。このうち始端ビード形成工程では、第１端部領域５に始端ビード４０が形成され、トーチ移動工程においては、第１溶接トーチ２０Ａを第１端部領域５から第２端部領域６に向かう方向に移動する。トーチ移動工程と第２メインビード形成工程とは、複数回、繰り返し行われる。このようにして、第１溶接トーチ２０Ａが第１端部領域５から出発して中央領域に向かって移動しながら、連続状の溶接ビードが形成される。

【0065】

一方、第２溶接トーチ２０Ｂについては、第１の実施の形態における溶接トーチ２０と第２溶接トーチ２０Ｂの移動方向が反対になること以外では同様にして、始端ビード形成工程、第１メインビード形成工程、トーチ移動工程および第２メインビード形成工程が行われる。このうち始端ビード形成工程では、第２端部領域６に始端ビード４０が形成され、トーチ移動工程においては、第２溶接トーチ２０Ｂを第２端部領域６から第１端部領域５に向かう方向に移動する。トーチ移動工程と第２メインビード形成工程とは、複数回、繰り返し行われる。このようにして、第２溶接トーチ２０Ｂが第２端部領域６から出発して中央領域に向かって移動しながら、連続状の溶接ビードが形成される。

【0066】

図８に示すように、第２溶接トーチ２０Ｂのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生したプラズマアークＡは、鉛直線に対して傾斜する方向、すなわち、アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと中心軸線３とを通る直線Ｌ２に沿う方向に噴出される。この場合、プラズマアークＡの噴出方向が、鉛直線に対してトーチ角度θで傾斜しているため、噴出されたプラズマアークＡは、重力の影響を受けて下方に偏心し得る。そして、円筒表面２に形成される溶融プールは、重力の影響を受けて下方に偏心する可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、上述したように、第２溶接トーチ２０Ｂのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク電極２７に供給される電流の値が高められているため、第１溶接トーチ２０Ａのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生するプラズマアークＡよりも多くのエネルギが円筒表面２に供給される。このため、プラズマアークＡが吹き付けられる領域が上方に拡げられ、溶融プールが形成される領域が上方に拡げられる。

【0067】

第１溶接トーチ２０Ａについての各工程と、第２溶接トーチ２０Ｂについての各工程は、並行して行われる。このことにより、第１溶接トーチ２０Ａによるメインビード４１、４２と、第２溶接トーチ２０Ｂによるメインビード４１、４２とは、並行して形成される。

【0068】

第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂが中央領域に達した後、第１溶接トーチ２０Ａにより形成された直前の第２メインビード４２と、第２溶接トーチ２０Ｂにより形成された直前の第２メインビード４２との間の残存距離が、第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂのいずれか一方で形成可能な第２メインビード４２の幅以下であれば、いずれか一方の溶接トーチの３つのアーク発生部２３Ａ〜２３ＣによりプラズマアークＡを発生させて、繋ぎビード（図示せず）が形成される。この場合においても、繋ぎビードは、第１溶接トーチ２０Ａにより直前に形成された第２メインビード４２のうち第３アーク発生部２３Ｃのアーク噴出孔２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成された部分と、第２溶接トーチ２０Ｂにより直前に形成された第２メインビードのうち第３アーク発生部２３Ｃのアーク噴出孔２５Ｃから噴出されたプラズマアークＡによって形成された部分とに重なるように形成される。残存距離に応じて、繋ぎビードは、複数回に分けて形成してもよい。

【0069】

このようにして、溶接領域４の全体にわたって連続状の溶接ビードが形成され、肉盛溶接作業が完了する。

【0070】

このように本実施の形態によれば、溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂのヘッド部２２に、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが設けられており、３つのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃが、溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂの移動方向において互いに異なる位置に配置されている。このことにより、各溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂにより、３つのプラズマアークＡを発生させることができ、溶接対象体１の円筒表面２に形成される溶接ビード（第１メインビード４１、第２メインビード４２）の幅を広くすることができる。このため、溶接対象体１の円筒表面２に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮することができる。この場合、溶接対象体１の製造時間の短縮化を図ることもできる。

【0071】

また、本実施の形態によれば、第１溶接トーチ２０Ａが第１端部領域５から第２端部領域６に向かって移動しながら、第１メインビード４１および第２メインビード４２が形成されるとともに、第２溶接トーチ２０Ｂが第２端部領域６から第１端部領域５に向かって移動しながら、第１メインビード４１および第２メインビード４２が形成される。このことにより、２つの溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂによって、溶接領域４の第１端部領域５および第２端部領域６から中央領域に向かって連続状の溶接ビードをそれぞれ形成することができる。このため、溶接対象体１の円筒表面２に肉盛溶接を行うための溶接時間をより一層短縮することができる。

【0072】

また、本実施の形態によれば、円筒表面２の中心軸線３に沿う方向で見たときに、第１溶接トーチ２０Ａのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと中心軸線３とを通る直線Ｌ１の、鉛直線に対するトーチ角度θと、第２溶接トーチ２０Ｂのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃと中心軸線３とを通る直線Ｌ２の、鉛直線に対するトーチ角度θが、４５度未満になっている。このことにより、アーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生したプラズマアークＡによって形成される溶融プールが、重力の影響を受けて下方に偏心することを抑制できる。このため、円筒表面２に形成された溶融プールのうちプラズマアークＡから離れた部分が、凝固する前に重力の影響を受けて下方に移動することを防止でき、溶接ビードを円周方向に均等化して形成することができる。

【0073】

また、本実施の形態によれば、第１溶接トーチ２０Ａについてのトーチ角度θが、第２溶接トーチ２０Ｂについてのトーチ角度θよりも小さくなっており、第２溶接トーチ２０Ｂの各々のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク電極２７に供給される電流の値が、第１溶接トーチ２０Ａの各々のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃのアーク電極２７に供給される電流の値よりも大きくなっている。このため、第２溶接トーチ２０Ｂのアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃにより発生するプラズマアークＡのエネルギを高めることができ、プラズマアークＡが吹き付けられる領域を上方に拡げることができる。このため、溶融プールを上方に拡げることができ、溶け込み不良となる部分が形成されることを防止して、溶接品質を向上させることができる。

【0074】

なお、上述した本実施の形態においては、第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂが、複数のアーク発生部２３Ａ〜２３Ｃをそれぞれ有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１溶接トーチ２０Ａおよび第２溶接トーチ２０Ｂは、図９に示すように１つだけのアーク発生部を有するようにしてもよい。この場合においても、第１溶接トーチ２０Ａが第１端部領域５から第２端部領域６に向かって移動しながら、溶接ビードが形成されるとともに、第２溶接トーチ２０Ｂが第２端部領域６から第１端部領域５に向かって移動しながら、溶接ビードが形成される。このことにより、２つの溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂによって、溶接領域４の第１端部領域５および第２端部領域６から連続状の溶接ビードをそれぞれ形成することができ、溶接対象体１の円筒表面２に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮することができる。なお、この場合、溶接対象体１を連続回転させながら、各溶接トーチ２０Ａ、２０Ｂを連続的に移動させて、溶接ビードが、円筒表面２に螺旋状に形成されることが好適である。

【0075】

以上述べた実施の形態によれば、溶接対象体の円筒表面に肉盛溶接を行うための溶接時間を短縮させることができる。

【0076】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0077】

１：溶接対象体、２：円筒表面、３：中心軸線、４：溶接領域、５：第１端部領域、６：第２端部領域、１０：溶接装置、１１：ポジショナー、１２：トーチ駆動部、１２Ａ：第１トーチ駆動部、１２Ｂ：第２トーチ駆動部、１４：制御部、２０：溶接トーチ、２０Ａ：第１溶接トーチ、２０Ｂ：第２溶接トーチ、２１：ステム部、２２：ヘッド部、２３Ａ〜２３Ｃ：アーク発生部、２４：シールドガス供給孔、２５Ａ〜２５Ｃ：アーク噴出孔、３２Ａ〜３２Ｃ：粉体供給孔、４１：第１メインビード、４２：第２メインビード、Ａ：プラズマアーク、Ｄ：ピッチ寸法、Ｌ１、Ｌ２：直線、Ｐ：粉体、θ：トーチ角度、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】