特開 2022-137736 アーク溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137736

(43)【公開日】2022-09-22

(54)【発明の名称】アーク溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/12 20060101AFI20220914BHJP

   B23K 9/173 20060101ALI20220914BHJP

   B23K 9/02 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

B23K9/12 331F

B23K9/173 A

B23K9/02 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021037381

(22)【出願日】2021-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】500213915

【氏名又は名称】株式会社ワイテック

(71)【出願人】

【識別番号】520200584

【氏名又は名称】株式会社キーレックス・ワイテック・インターナショナル

(71)【出願人】

【識別番号】590000721

【氏名又は名称】株式会社キーレックス

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡 英範

(72)【発明者】

【氏名】高村 克幸

(72)【発明者】

【氏名】田中 寛之

(72)【発明者】

【氏名】田村 敬和

【テーマコード（参考）】

4E001

4E081

【Ｆターム（参考）】

4E001BB06

4E001CC04

4E001DA01

4E001DA04

4E001DD02

4E001DD04

4E001QA03

4E081AA14

4E081CA07

4E081DA07

4E081DA18

4E081DA21

4E081EA06

4E081EA24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】被溶接部材をへり溶接する場合に、一方の側部の縁と他方の側部の縁とを同時に溶接可能にして工程数及び製造工数を削減する方法を提供する。
【解決手段】被溶接部材Ｗの第１縁部及び第２縁部７３ａが横に向くように、かつ、第１縁部及び第２縁部７３ａが下降傾斜するように被溶接部材Ｗの姿勢を保持する。その後、第１溶接トーチ３２の先端を第１縁部に側方から接近させて下へ進めながら溶接し、第２溶接トーチ４２の先端を第２縁部７３ａに側方から接近させて下へ進めながら溶接する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被溶接部材の一方の側部に位置する第１縁部同士を重ね合わせてへり溶接するとともに、被溶接部材の他方の側部に位置する第２縁部同士を重ね合わせてへり溶接するアーク溶接方法において、
前記第１縁部及び前記第２縁部が横に向くように、かつ、前記第１縁部及び前記第２縁部が下降傾斜するように前記被溶接部材の姿勢を保持する保持工程を行った後、
第１溶接トーチの先端を前記第１縁部に側方から接近させて当該第１縁部に沿って下へ進めながらアークを発生させて溶接し、第２溶接トーチの先端を前記第２縁部に側方から接近させて当該第２縁部に沿って下へ進めながらアークを発生させて溶接する溶接工程を行うことを特徴とするアーク溶接方法。

【請求項2】

請求項１に記載のアーク溶接方法において、
前記保持工程では、前記第１縁部及び前記第２縁部の下降傾斜角度が４５゜以上となるように前記被溶接部材の姿勢を保持することを特徴とするアーク溶接方法。

【請求項3】

請求項２に記載のアーク溶接方法において、
前記保持工程では、三次元に曲がっている前記第１縁部及び前記第２縁部の各部分の傾斜角度のうち、最小の傾斜角度となる部分の傾斜角度を４５゜以上とすることを特徴とするアーク溶接方法。

【請求項4】

請求項２または３に記載のアーク溶接方法において、
前記保持工程では、前記第１縁部及び前記第２縁部の下降傾斜角度が５０゜以上となるように前記被溶接部材の姿勢を保持することを特徴とするアーク溶接方法。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載のアーク溶接方法において、
前記溶接工程では、前記第１溶接トーチ及び前記第２溶接トーチの姿勢を、先端が基端に比べて下に位置するように水平面に対して１０゜の傾斜角度を持った下向き姿勢と、先端が基端に比べて上に位置するように水平面に対して５゜の傾斜角度を持った上向き姿勢との間で設定することを特徴とするアーク溶接方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載のアーク溶接方法において、
前記溶接工程では、第１ロボットに前記第１溶接トーチを把持させ、第２ロボットに前記第２溶接トーチを把持させ、前記第１縁部の溶接と前記第２縁部の溶接とを並行して行うことを特徴とするアーク溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、消耗電極を用いたアーク溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ガスシールドアーク溶接では、被溶接部材の溶接部にシールドガスを供給しながら、溶接部と消耗電極ワイヤとの間でアークを発生させ、アーク熱によって溶接部及び消耗電極ワイヤを溶融させ、溶接部の接合を行う。

【0003】

特許文献１には、２枚の被溶接部材の縁が溶接部とされて当該縁同士を重ねた状態で溶接する、いわゆるへり溶接方法が開示されている。特許文献１のへり溶接方法では、下進溶接法を採用している。下進溶接法では、被溶接部材の縁が下降傾斜するように、かつ縁同士の合わせ部分が上に向くように当該被溶接部材を保持しておく。そして、溶接トーチの先端を下に向けるとともに被溶接部材の縁同士の合わせ部の上方に配置し、被溶接部材の縁に沿って上から下へ進めながら溶接する。溶接トーチを上から下へ進めるので、下進溶接と呼ばれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５５－１５３６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

下進溶接法では、被溶接部材の縁が下降傾斜しているので、重力が作用している溶融金属は縁に沿ってアークの後を追うように流れていき、このことで良好な溶接が可能になる。ところが、例えば２枚の板材を合わせて中空部材を構成するような場合を想定すると、一方の側部と他方の側部の両方向に縁があるので、一方の側部の縁を上に向けた状態で下進溶接した後、被溶接部材を回転させて他方の側部の縁を上に向け、再び下進溶接しなければならないので、工程数及び製造工数が増加する。

【0006】

また、従来工法は製品形状によって適切な下進角度を維持するため、ポジショナによる協調溶接を行う必要がある。

【0007】

そこで、本発明者は、一方の側部の縁と他方の側部の縁とが共に横に向くように被溶接部材を水平に配置し、一方の側部の縁に対して第１の溶接トーチを側方からアプローチし、他方の側部の縁に対して第２の溶接トーチを側方からアプローチして溶接を同時に進行させる方法を見出した。これにより、工程数及び製造工数の削減につながると考えられる。

【0008】

しかしながら、被溶接部材を水平に配置した状態で溶接してみると、縁の溶融金属が重力の影響で縁から垂れ落ちてしまい、溶接不良を引き起こす結果となった。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被溶接部材をへり溶接する場合に、一方の側部の縁と他方の側部の縁とを同時に溶接可能にして工程数及び製造工数を削減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本開示の第１の側面では、被溶接部材の一方の側部に位置する第１縁部同士を重ね合わせてへり溶接するとともに、被溶接部材の他方の側部に位置する第２縁部同士を重ね合わせてへり溶接するアーク溶接方法を前提とする。このアーク溶接方法では、前記第１縁部及び前記第２縁部が横に向くように、かつ、前記第１縁部及び前記第２縁部が下降傾斜するように前記被溶接部材の姿勢を保持する保持工程を行った後、第１溶接トーチの先端を前記第１縁部に側方から接近させて当該第１縁部に沿って下へ進めながらアークを発生させて溶接し、第２溶接トーチの先端を前記第２縁部に側方から接近させて当該第２縁部に沿って下へ進めながらアークを発生させて溶接する溶接工程を行う。

【0011】

この構成によれば、第１縁部及び第２縁部が共に横に向いているので、第１溶接トーチを第１縁部に対して側方から接近させながら溶接することと、第２溶接トーチを第２縁部に対して側方から接近させながら溶接することとが並行して行えるようになる。このとき、第１縁部及び第２縁部が下降傾斜していて、第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを第１縁部及び第２縁部に沿って下へ進めるようにしているので、重力が作用している溶融金属は第１縁部及び第２縁部に沿ってアークの後を追うように流れていき、このことで良好な溶接が可能になる。

【0012】

本開示の第２の側面では、前記保持工程では、前記第１縁部及び前記第２縁部の下降傾斜角度が４５゜以上となるように前記被溶接部材の姿勢を保持するものである。

【0013】

すなわち、仮に第１縁部及び第２縁部の傾斜角度を４５゜未満にすると、溶接条件等によっては溶融金属が垂れ落ちやすくなってしまうが、本構成によれば、アーク溶接時における第１縁部及び第２縁部の水平面に対する角度が４５゜以上になるので、溶融金属がより一層垂れ落ちにくくなり、溶接ビードの外観がきれいになる。

【0014】

本開示の第３の側面では、前記保持工程では、三次元に曲がっている前記第１縁部及び前記第２縁部の各部分の傾斜角度のうち、最小の傾斜角度となる部分の傾斜角度を４５゜以上とするものである。

【0015】

すなわち、一対の被溶接部材で構成される製品の形状によっては、第１縁部及び第２縁部が三次元に曲がっている場合がある。三次元に曲がっている場合、保持工程時に第１縁部及び第２縁部の水平面に対する傾斜角度は各部分で異なることになり、一部分の傾斜角度が０゜になると溶融金属が垂れて落下し、溶接不良の原因のなるおそれがある。本構成では、最小の傾斜角度となる部分の傾斜角度が４５゜以上であることから、第１縁部及び第２縁部の全体で溶融金属の落下を抑制して溶接品質を高めることができる。

【0016】

本開示の第４の側面では、前記保持工程では、前記第１縁部及び前記第２縁部の下降傾斜角度が５０゜以上となるように前記被溶接部材の姿勢を保持することで、溶接品質をより一層向上させることができる。

【0017】

本開示の第５の側面では、前記溶接工程では、前記第１溶接トーチ及び前記第２溶接トーチの姿勢を、先端が基端に比べて下に位置するように水平面に対して１０゜の傾斜角度を持った下向き姿勢と、先端が基端に比べて上に位置するように水平面に対して５゜の傾斜角度を持った上向き姿勢との間で設定するものである。

【0018】

すなわち、仮に溶接トーチの下向き姿勢時の角度が１０゜よりも大きくなると、縁部の溶け込みが均一になり難く、また、溶接トーチの上向き姿勢時の角度が５゜よりも大きくなると、縁部の溶け込みが均一になり難い。本構成では、溶接トーチの下向き姿勢時の角度を１０゜以下とし、溶接トーチの上向き姿勢時の角度を５゜以下とすることができるので、縁部の溶け込みを均一化することができる。尚、溶接トーチは水平であってもよい。

【0019】

本開示の第６の側面では、前記溶接工程では、第１ロボットに前記第１溶接トーチを把持させ、第２ロボットに前記第２溶接トーチを把持させ、前記第１縁部の溶接と前記第２縁部の溶接とを並行して行うものである。

【0020】

この構成によれば、第１ロボット及び第２ロボットを使用して第１縁部の溶接と第２縁部の溶接とを同時に行うことができる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、被溶接部材の第１縁部及び第２縁部を横に向けた状態で下降傾斜するように保持しておき、第１溶接トーチで第１縁部同士を溶接し、第２溶接トーチで第２縁部同士を溶接するようにしたので、第１縁部同士及び第２縁部同士を同時に溶接することができ、工程数及び製造工数を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係るアーク溶接方法を行うための溶接システムの概略構成図である。

【図2】溶接システムのブロック図である。

【図3】ワークを左右同時溶接する様子を示す斜視図である。

【図4】図３におけるIV－IV線端面図である。

【図5】下進角とビード外観との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0024】

図１は、本発明の実施形態に係るアーク溶接方法を行うための溶接システム１の概略構成図である。溶接システム１は、第１ロボット１０と、第２ロボット２０と、第１溶接装置３０と、第２溶接装置４０と、制御装置５０とを備えている。第１ロボット１０、第２ロボット２０、第１溶接装置３０、第２溶接装置４０及び制御装置５０は、例えば自動車部品等を製造する工場の床面等に設置されている。第１ロボット１０、第２ロボット２０、第１溶接装置３０、第２溶接装置４０及び制御装置５０によって１つの部品Ｗの２箇所の溶接部を同時に溶接することができるようになっている。部品Ｗの具体的な構造については後述する。

【0025】

（ロボットの構成）
第１ロボット１０と第２ロボット２０とは同様に構成されている。第１ロボット１０は、ベース１１と、ロボットアーム１２と、第１ロボット制御装置１３（図２に示す）とを備えており、６軸制御が可能な産業用ロボットで構成されている。ベース１１が床面等に固定されている。ロボットアーム１２の先端部は各種部材等を把持することが可能になっており、第１溶接トーチ３２を把持している。第１ロボット制御装置１３は、ロボットアーム１２を制御するための装置である。例えば事前にティーチング等の処理を行っておくことで、第１ロボット制御装置１３によってロボットアーム１２に所望の動作をさせることができる。溶接速度の変更は、ロボットアーム１２の動作速度を変えることで可能である。尚、第２ロボット２０も、第１ロボット１０と同様にベース２１と、ロボットアーム２２と、第２ロボット制御装置２３とを備えている。第１ロボット制御装置１３と第２ロボット制御装置２３とは共通化されていてもよい。

【0026】

（溶接装置の構成）
第１溶接装置３０と第２溶接装置４０は同様に構成されている。第１溶接装置３０は、装置本体３１と第１溶接トーチ３２とを備えており、従来からガスシールドアーク溶接装置として使用されている溶接装置で構成することができる。装置本体３１は、消耗電極ワイヤ１００を第１溶接トーチ３２へ所定の速度で供給するとともに、第１溶接トーチ３２の先端へシールドガスを所定の流量で供給するように構成されている。シールドガスは、例えばアルゴンガス、炭酸ガス等を用いることができる。第１溶接トーチ３２は、第１ロボット１０のロボットアーム１２の先端に把持されている。

【0027】

装置本体３１は所定の溶接電流及び電圧を供給する電源部（図示せず）も備えている。電源部は、パルス電流と、非パルス電流とのうち、一方を選択して供給可能に構成されている。パルス電流の場合、溶接電流が脈動電流となり、例えばベース電流時に生じた溶滴をピーク電流時にワイヤから切り離して母材へ移行させることができる。

【0028】

第２溶接装置４０も装置本体４１と第２溶接トーチ４２とを備えている。第２溶接トーチ４２は、第２ロボット２０のロボットアーム２２の先端に把持されている。

【0029】

（制御装置の構成）
図２に示すように、制御装置５０は、マイクロコンピュータ等からなる制御部５１と、操作盤５２とを備えている。操作盤５２は、溶接システム１の動作開始や停止の各操作、各種設定値の入力等を行うものである。制御部５１には、操作盤５２が接続されており、操作盤５２の操作情報が入力される。さらに、制御部５１には、第１ロボット制御装置１３、第２ロボット制御装置２３、第１溶接装置３０及び第２溶接装置４０が接続されており、これら装置１３、２３、３０、４０に対して制御部５１が制御信号を出力する。第１ロボット制御装置１３、第２ロボット制御装置２３、第１溶接装置３０及び第２溶接装置４０は、制御部５１からの制御信号が入力されると、所定のプログラムや設定値に従って動作する。

【0030】

尚、制御装置５０を省略し、第１ロボット制御装置１３、第２ロボット制御装置２３、第１溶接装置３０及び第２溶接装置４０を統合して動作させる統合制御部を設けてもよい。また、制御装置５０を省略し、第１ロボット制御装置１３、第２ロボット制御装置２３、第１溶接装置３０及び第２溶接装置４０を連係させて動作させてもよい。

【0031】

（部品保持装置の構成）
図１に示すように、溶接システム１は部品保持装置６００を備えている。部品保持装置６００は、部品Ｗを所定の姿勢で保持することが可能に構成されており、例えば各種クランプ装置等を備えている。図示しないが、部品保持装置６００は産業用ロボットであってもよい。この場合、ロボットアームの先端に部品Ｗを把持させて所定の姿勢で保持することができる。

【0032】

（部品の構成）
本溶接システム１で溶接可能な被溶接部材としての部品Ｗの一例については、図３及び図４に基づいて説明する。図４に示すように、部品Ｗは、第１板材６０及び第２板材７０が溶接されることによって構成されたものであり、内部が空洞の中空部品である。この実施形態の部品Ｗは、自動車のペダルアームであり、従って自動車への取付状態で上下方向に長い形状を有している。図３における上側が自動車への取付状態で上になり、図３における下側が自動車への取付状態で下になる。このように所定方向に長い形状の部品Ｗは、厚み方向一方側が第１板材６０で構成され、厚み方向他方側が第２板材７０で構成される場合がある。

【0033】

図４に示すように、第１板材６０は、頂壁部６１と、頂壁部６１の両側端部から第２板材７０側へ延びる側壁部６２、６３とを備えており、頂壁部６１及び側壁部６２、６３は１枚の板材をプレス加工することによって一体成形されている。一方の側壁部６２の端部は、他方の側壁部６３から離れる方向へ延びるフランジ状に形成されている。また、他方の側壁部６３の端部は、一方の側壁部６２から離れる方向へ延びるフランジ状に形成されている。

【0034】

第２板材７０は、頂壁部７１と、頂壁部７１の両側端部から第１板材６０側へ延びる側壁部７２、７３とを備えており、頂壁部７１及び側壁部７２、７３は１枚の板材をプレス加工することによって一体成形されている。一方の側壁部７２の端部は、他方の側壁部７３から離れる方向へ延びるフランジ状に形成されている。また、他方の側壁部７３の端部は、一方の側壁部７２から離れる方向へ延びるフランジ状に形成されている。

【0035】

第１板材６０の一方の側壁部６２のフランジ状の部分と第２板材７０の一方の側壁部７２のフランジ状の部分とが重ね合わされるとともに、第１板材６０の他方の側壁部６３のフランジ状の部分と第２板材７０の他方の側壁部７３のフランジ状の部分とが重ね合わされている。この状態で、第１板材６０の一方の側部に位置する第１縁部６２ａと、第２板材７０の一方の側部に位置する第１縁部７２ａとが重ね合わされるとともに、第１板材６０の他方の側部に位置する第２縁部６３ａと、第２板材７０の他方の側部に位置する第２縁部７３ａとが重ね合わされる。つまり、第１縁部６２ａ、７２ａ同士を重ね合わせてへり溶接するとともに、第２縁部６３ａ、７３ａ同士を重ね合わせてへり溶接することによって第１板材６０と第２板材７０とが接合される。第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａは、ともに部品Ｗの長手方向に延びており、第１縁部６２ａ、７２ａは、部品Ｗの２つの長手方向の縁部のうちの一方の縁部であり、第２縁部６３ａ、７３ａは、部品Ｗの２つの長手方向の縁部のうちの他方の縁部である。

【0036】

また、第１板材６０及び第２板材７０は三次元形状に湾曲ないし屈曲した複雑な形状である。このため、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａは、それぞれ、三次元に曲がった形状となっている。すなわち、部品Ｗを上から見た時、側方から見た時、長手方向に沿って見た時のいずれの場合も、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが曲がって見える。尚、第１縁部６２ａ、７２ａと、第２縁部６３ａ、７３ａとは同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。また、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａは、直線状に延びていてもよい。

【0037】

上述した部品Ｗの構造や形状は一例であり、他の構造や形状であってもよい。図示しないが、例えば一方が第１板材６０のような形状で、他方が平板形状であってもよく、この場合も、第１縁部同士を重ね合わせてへり溶接するとともに、第２縁部同士を重ね合わせてへり溶接することが可能である。また、ドーム状に成形された板材を組み合わせた部品Ｗであってもよいし、箱型の部品Ｗであってもよい。

【0038】

（アーク溶接方法）
本実施形態に係るアーク溶接方法は、第１縁部６２ａ、７２ａ同士を重ね合わせてへり溶接するとともに、第２縁部６３ａ、７３ａ同士を重ね合わせてへり溶接する方法であり、部品Ｗを保持する保持工程と、溶接を実行する溶接工程とを備えている。

【0039】

保持工程では、部品保持装置６００を使用する。すなわち、プレス加工によって得られた第１板材６０及び第２板材７０を、第１縁部６２ａ、７２ａ同士を重ね合わせるとともに、第２縁部６３ａ、７３ａ同士を重ね合わせる。この状態で、第１板材６０及び第２板材７０を部品保持装置６００のクランプ装置でクランプする。

【0040】

部品保持装置６００は、クランプ装置の位置や角度を変えることができるとともに、部品Ｗのクランプ位置を変えることができる。これにより、部品Ｗの姿勢を任意の姿勢にすることができる。具体的には、図３に示すように、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが共に横に向くように、かつ、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが下降傾斜するように部品Ｗの姿勢を決定し、この姿勢のままで部品保持装置６００が部品Ｗを保持する。保持された部品Ｗを上から見たとき、第１縁部６２ａ、７２ａが左に位置し、第２縁部６３ａ、７３ａが右に位置している。第１縁部６２ａ、７２ａは互いに上下方向に重なった状態で左に向き、また、第２縁部６３ａ、７３ａは互いに上下方向に重なった状態で右に向いている。すなわち、第１縁部６２ａ、７２ａと、第２縁部６３ａ、７３ａとは、水平方向で互いに反対に向いている。

【0041】

また、保持された部品Ｗは、当該部品Ｗの長手方向一方が他方に比べて下に位置する姿勢である。これにより、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａは、長手方向一方が他方に比べて下に位置するように全体として傾斜する。このとき、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａの下降傾斜角度が４５゜以上となるように部品Ｗの姿勢を保持する。下降傾斜角度は、水平面に対する第１縁部６２ａ、７２ａの角度、水平面に対する第２縁部６３ａ、７３ａの角度である。

【0042】

ここで、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａは、三次元に曲がっているので、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａの部分によって下降傾斜角度は異なっており、１つの部品Ｗの中に下降傾斜角度が小さな部分と下降傾斜角度が大きな部分とが存在している。この実施形態では、保持状態にある第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａを側方から見た時に第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが曲がっている場合があり、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａの各部分の傾斜角度のうち、最小の傾斜角度となる部分の傾斜角度を４５゜以上としている。尚、下降傾斜角度は５０゜以上がより好ましい。下降傾斜角度は、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２の下進方向を規定する角度となるので、下進角と呼ぶこともできる。

【0043】

上記保持工程が完了した後、溶接工程に進む。溶接工程では、図１に示すように第１ロボット１０と第２ロボット２０とを同時に動かしながら、第１溶接装置３０と第２溶接装置４０とで同時に下進溶接を行う。図３に示すように、第１ロボット１０のロボットアーム１２に把持した第１溶接トーチ３２の先端を第１縁部６２ａ、７２ａに側方から接近させて当該第１縁部６２ａ、７２ａに沿って下へ進めながらアークを発生させて第１縁部６２ａ、７２ａを溶接する。第１溶接トーチ３２の進行方向を矢印Ｂで示す。第１縁部６２ａ、７２ａが三次元に曲がっているので、第１溶接トーチ３２を左右方向に移動させる場合もある。

【0044】

また、第２ロボット２０のロボットアーム２２に把持した第２溶接トーチ４２の先端を第２縁部６３ａ、７３ａに側方から接近させて当該第２縁部６３ａ、７３ａに沿って下へ進めながらアークを発生させて第２縁部６３ａ、７３ａを溶接する。第２溶接トーチ４２の進行方向を矢印Ｃで示す。第２縁部６３ａ、７３ａも三次元に曲がっているので、第２溶接トーチ４２を左右方向に移動させる場合もある。第１縁部６２ａ、７２ａの溶接と、第２縁部６３ａ、７３ａの溶接とは、並行して行う。

【0045】

尚、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接と、第２縁部６３ａ、７３ａの溶接との開始タイミングは異なっていてもよいし、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接と、第２縁部６３ａ、７３ａの溶接との終了タイミングは異なっていてもよい。例えば、第１縁部６２ａ、７２ａの長さが第２縁部６３ａ、７３ａの長さよりも短い場合には、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接開始タイミングを第２縁部６３ａ、７３ａの溶接開始タイミングよりも遅くしたり、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接終了タイミングを第２縁部６３ａ、７３ａの溶接終了タイミングよりも早くすることができる。また、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接開始タイミングと第２縁部６３ａ、７３ａの溶接開始タイミングとは同じであってもよい。また、第１縁部６２ａ、７２ａの溶接終了タイミングと第２縁部６３ａ、７３ａの溶接終了タイミングとは同じであってもよい。溶接開始タイミング及び終了タイミングは、第１溶接装置３０、第２溶接装置４０及び制御装置５０によってコントロール可能である。

【0046】

溶接工程では、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２の姿勢を、先端が基端に比べて下に位置する下向き姿勢としてもよいし、先端が基端に比べて上に位置する上向き姿勢としてもよいし、先端と基端が同じ高さになる水平姿勢としてもよい。第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２の姿勢は、それぞれ、第１ロボット１０及び第２ロボット２０の制御によって変更できる。

【0047】

図４に示すように、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２が下向き姿勢にある時には、水平面（一点鎖線で示す）に対する角度αが１０゜以下となるようにするのが好ましい。また、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２が上向き姿勢にある時には、水平面に対する角度βが５゜以下となるようにするのが好ましい。すなわち、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２の姿勢を、水平面に対して１０゜の傾斜角度を持った下向き姿勢と、水平面に対して５゜の傾斜角度を持った上向き姿勢との間で設定するのが好ましい。尚、角度αは８゜以下とするのがより好ましく、角度βは３゜以下とするのがより好ましい。

【0048】

すなわち、仮に溶接トーチ３２、４２の下向き姿勢時の角度αが１０゜よりも大きくなると、縁部６２ａ、７２ａ、６３ａ、７３ａの溶け込みが均一になり難く、また、溶接トーチ３２、４２の上向き姿勢時の角度βが５゜よりも大きくなると、縁部６２ａ、７２ａ、６３ａ、７３ａの溶け込みが均一になり難い。本実施形態では、溶接トーチ３２、４２の下向き姿勢時の角度αを１０゜以下とし、溶接トーチ３２、４２の上向き姿勢時の角度βを５゜以下とすることができるので、縁部６２ａ、７２ａ、６３ａ、７３ａの溶け込みを均一化することができる。

【0049】

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、部品Ｗの第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが共に横に向いているので、第１溶接トーチ３２を第１縁部６２ａ、７２ａに対して側方から接近させながら溶接することと、第２溶接トーチ４２を第２縁部６３ａ、７３ａに対して側方から接近させながら溶接することとが並行して行えるようになる。このとき、第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａが下降傾斜していて、第１溶接トーチ３２及び第２溶接トーチ４２を第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａに沿って下へ進めるようにしているので、重力が作用している溶融金属は第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａに沿ってアークの後を追うように流れていき、このことで良好な溶接が可能になる。

【0050】

すなわち、仮に第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａの傾斜角度を４５゜未満にすると、溶接条件等によっては溶融金属が垂れ落ちやすくなってしまうが、本実施形態によれば、アーク溶接時における第１縁部６２ａ、７２ａ及び第２縁部６３ａ、７３ａの下進角が４５゜以上になるので、溶融金属がより一層垂れ落ちにくくなり、溶接ビードの外観がきれいになる。

【0051】

このことを図５に基づいて説明する。図５には、下進角を０゜（水平）にした場合と、３０゜にした場合と、５０゜にした場合のそれぞれで実際に溶接して得られたビードの外観写真を示している。下進角が５０゜と４５゜とではビードの外観は殆ど同じ外観であったため、４５゜のときの外観写真を省略している。図５に示すように、下進角が０゜では、溶融金属が垂れ落ちてしまい、溶接不良が発生する。下進角が３０゜では、０゜に比べればビードがきれいになり、溶接条件によっては溶接不良とはならないが、厳しめの溶接条件の場合には溶接不良が発生し得る。一方、下進角が４５゜以上であれば、ビードがきれいになり、厳しめの溶接条件の場合であっても溶接不良が発生しにくくなる。溶接部の断面写真を見ても、きれいに溶け込んでいることが分かる。

【0052】

また、横向き下進溶接の場合はワークを固定したまま、形状に対してトーチの動きだけで追従させることができる。また、溶融金属の流れ具合のコントロールは予め設定した下進角度と溶接速度によって行うことができる。例えば、形状によっては傾斜角度が大きくなり溶融金属が先行してしまう部位が存在することがあるため、そこは速度でコントロールすることができる。また、ワークを横にしているのでワークの形状による湯流れの変化が小さい。形状に対する溶融金属の追従性は横向き下進の方が良好である。

【0053】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0054】

以上説明したように、本発明に係るアーク溶接方法は、例えば各種部品等を溶接する場合に利用することができる。

【符号の説明】

【0055】

１０ 第１ロボット
２０ 第２ロボット
３２ 第１溶接トーチ
４２ 第２溶接トーチ
６０ 第１板材
６２ａ 第１縁部
６３ａ 第２縁部
７０ 第２板材
７２ａ 第１縁部
７３ａ 第２縁部
Ｗ 部品（被溶接部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】