(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】
(24)【登録日】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】溶接用摺動銅当て金、溶接装置及び溶接方法
(51)【国際特許分類】
B23K 25/00 20060101AFI20231121BHJP
【ＦＩ】
B23K25/00 R
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020217740
(22)【出願日】2020-12-25
(65)【公開番号】P2022102788
(43)【公開日】2022-07-07
【審査請求日】2022-11-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 幸祐
(72)【発明者】
【氏名】山崎 圭
(72)【発明者】
【氏名】横山 孝視
(72)【発明者】
【氏名】戸田 亮
【審査官】落合 弘之
(56)【参考文献】
【文献】特公昭４３－００５２１３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】実公昭４３－００２９８３（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開昭５５－１６５２９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－０００１３１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１６－２１５２１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５０－０９５４２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００３－２３６６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－１７１６９４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５１－００７４２０（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備え、
前記追従部材は、前記母材に接近又は前記母材から離間する方向に移動可能な可動部材であり、
前記可動部材は、前記開先部に沿った溶接線方向に並べて配置された複数のブロックを備える、
溶接用摺動銅当て金。
【請求項2】
前記複数のブロックの端部が、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部に対して前記各ブロックを前記母材に向けてそれぞれ付勢する複数の付勢部材をさらに備える、請求項１に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項3】
前記当て金本体部の側方に取り付けられ、前記複数のブロックを支持する支持部をさらに備え、前記複数の付勢部材は、前記支持部に対して前記複数のブロックを前記母材に向けてそれぞれ付勢する、
請求項２に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項4】
溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備え、
前記追従部材は、前記母材の形状に沿って変形可能な可変部材であり、
前記当て金本体部は、基部と、該基部に対して回転自在に支持された少なくとも１つの回転部材と、を備え、
前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、前記母材と接触可能な接触面を有し、
前記可変部材は、前記当て金本体部の長手方向に沿って長尺な板状の弾性部材によって構成され、
前記弾性部材は、その前記端部が、前記母材の表面に当接し、前記母材の表面形状に倣って弾性変形し、且つ、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部の側方に取り付けられている、
溶接用摺動銅当て金。
【請求項5】
前記追従部材は、所定の幅、及び所定の厚みを有し、前記追従部材の上端部は、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴よりも上方に位置し、
前記追従部材の下端部は、前記当て金本体部の下端よりも上方に位置する、
請求項１～４のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項6】
前記当て金本体部内には、水冷経路が設けられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項7】
前記当て金本体部の上部には、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器の検出端子が絶縁部材を介して取り付けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項8】
前記追従部材の上端部は、前記検出端子の下端部よりも上方に位置する、請求項７に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項9】
前記当て金本体部は、基部と、該基部に対して回転自在に支持された少なくとも１つの回転部材と、を備え、前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、前記母材と接触可能な接触面を有する、
請求項１～３、５～８のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項10】
前記回転部材は、前記当て金本体部の側方に露出する被取付面をさらに有し、前記追従部材は、前記回転部材の被取付面に取り付けられる、
請求項９に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項11】
前記基部及び前記回転部材は、それぞれ水冷経路を有する、請求項９又は１０に記載の溶接用摺動銅当て金。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金と、溶接トーチと、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴のスラグ浴高さを検出する溶融スラグ浴検出器と、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴にフラックスを供給するフラックス供給装置と、
前記溶接用摺動銅当て金、前記溶接トーチ、前記溶融スラグ浴検出器、及び前記フラックス供給装置を搭載して前記開先部に沿って移動する走行台車と、
を備える、
溶接装置。
【請求項13】
一対の母材間の開先部に向けて、請求項１～１２のいずれか１項に記載の溶接用摺動銅当て金を配置し、該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップの先端から溶接ワイヤを供給し、
前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動移動させて溶接する、
溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接用摺動銅当て金、溶接装置及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【0002】
エレクトロスラグ溶接法及びエレクトロガスアーク溶接法等の立向上進溶接法は、立向継手の高能率施工法として、造船及び石油タンク等の大型構造物の溶接に広く採用されている。
【0003】
特に、溶融スラグのジュール熱を熱源とするエレクトロスラグ溶接は、露出したアークではなく溶融スラグ内で熱が発生してワイヤ及び母材を溶融するので、アーク放射熱が発生せず、またヒューム、スパッタの発生も少なく、作業環境の改善になる。また溶融スラグで溶接金属を大気から遮蔽するのでシールドガスが不要であり、板厚が大きくなってもシールド効果が劣化することがなく、大気に存在する窒素などの溶融金属内への侵入を板厚に関係なく効果的に防止できるので、溶接金属の機械的な劣化も発生しないといったメリットがある。
【0004】
また、エレクトロスラグ溶接法及びエレクトロガスアーク溶接法のいずれにおいても、溶融スラグ浴や溶融金属浴を覆うことができる程度の長さを有する小型の水冷摺動銅当て金を用いることが知られている。これにより、溶接の進行に合わせてレールやチェーン等によって溶接トーチおよび台車を上昇させ、水冷摺動銅当て金をトーチや台車と共に溶接線に沿って移動させ、数十メートルの長尺溶接を可能としている。
【0005】
特許文献１では、被溶接物の開先表面に摺動銅当て金を当接して溶接する立向エレクトロガスアーク溶接において、該摺動銅当て金を板厚方向に押さえながら溶接するとき、摺動銅当て金の下部を押さえる加圧力を、中央部を押さえる加圧力の１／４～１／２とし、溶接線方向で板厚の異なる母材にサーピン加工が施された継手部分においても、溶融金属および溶融スラグの漏れを防止することが開示されている。具体的に、摺動銅当て金が上側母材のサーピン加工部端面を通過した後、上側母材の表面に沿って垂直な状態となった際、溶融金属と摺動銅当て金との間に生じる隙間から溶接金属および溶融スラグが漏れるのを防止している。
【0006】
また、特許文献２には、エレクトロスラグ溶接において、スラグ浴の深さを予め定めた深さに保ちながら溶接を行うため、溶融スラグ浴検出器が摺動式銅当て金の上部に設置され、溶融スラグ浴検出器の検出端子が検出する溶接電圧に応じて、スラグ浴の深さを検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２００３－２３６６６７号公報
【文献】特開２０１６－２１５２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
図１９は、従来のエレクトロスラグ溶接法において、摺動銅当て金２００を用いて、溶接線方向に板厚差がある母材３のサーピン加工部３Ｓを溶接する過程を示している。摺動銅当て金２００が下側母材３Ｄから上側母材３Ｕのサーピン加工部３Ｓへ進むと、摺動銅当て金２００の上端部がサーピン加工部３Ｓに沿って上昇するため（図１９（ｂ）参照）、摺動銅当て金２００と母材３との間に空隙部Ｓ１が生じる。さらに溶接が進み、摺動銅当て金２００がサーピン加工部３Ｓと平行になると（図１９（ｃ）参照）、摺動銅当て金２００の上部と上側母材３Ｕとの間に空隙部Ｓ２が生じる。このため、空隙部Ｓ１、Ｓ２から溶融スラグまたは溶融金属が漏れて、溶接が中断するという懸念があり、改善が求められていた。一方、摺動銅当て金２００が上側母材３Ｕの表面に沿う状態となると（図１９（ｄ）参照）、摺動銅当て金２００の下部とサーピン加工部３Ｓとの間に空隙部Ｓ３が生じるが、溶融スラグや溶接金属が既に固化している場合は、溶融スラグや溶接金属の漏れは生じない。
【0009】
特許文献１に記載の手法では、図１９（ｄ）の状態において、空隙部Ｓ３からの溶融金属および溶融スラグの漏れ防止を図ることを目的としており、図１９（ｂ）や図１９（ｃ）の状態において、空隙部Ｓ１，Ｓ２からの溶融スラグや溶接金属の漏れを考慮したものではない。
【0010】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止できる溶接用摺動銅当て金、溶接装置及び溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
［１］ 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備える、溶接用摺動銅当て金。
［１］ 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備える、溶接用摺動銅当て金。
【0012】
［２］ ［１］に記載の溶接用摺動銅当て金と、
溶接トーチと、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴のスラグ浴高さを検出する溶融スラグ浴検出器と、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴にフラックスを供給するフラックス供給装置と、
前記溶接用摺動銅当て金、前記溶接トーチ、前記溶融スラグ浴検出器、及び前記フラックス供給装置を搭載して前記開先部に沿って移動する走行台車と、
を備える、
溶接装置。
［３］ 一対の母材間の開先部に向けて、［１］に記載の溶接用摺動銅当て金を配置し、
該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップの先端から溶接ワイヤを供給し、
前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動移動させて溶接する、
溶接方法。
溶接トーチと、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴のスラグ浴高さを検出する溶融スラグ浴検出器と、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴にフラックスを供給するフラックス供給装置と、
前記溶接用摺動銅当て金、前記溶接トーチ、前記溶融スラグ浴検出器、及び前記フラックス供給装置を搭載して前記開先部に沿って移動する走行台車と、
を備える、
溶接装置。
［３］ 一対の母材間の開先部に向けて、［１］に記載の溶接用摺動銅当て金を配置し、
該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップの先端から溶接ワイヤを供給し、
前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動移動させて溶接する、
溶接方法。
【発明の効果】
【0013】
本発明の溶接用摺動銅当て金、溶接装置及び溶接方法によれば、当て金本体部のすくなくとも１つの側方に、母材と対向する端部が母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材を備えるので、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置の概略構成を示す図である。
【図2】第１実施形態の溶接用摺動銅当て金を裏側から見た斜視図である。
【図8】突合せ継手の開先部に銅当て金及び溶接用摺動銅当て金を配置した状態を示す断面図である。
【図9】角度を有する母材の表面に銅当て金及び溶接用摺動銅当て金を配置した状態を示す断面図である。
【図10】第１実施形態の溶接用摺動銅当て金により、溶接線方向に板厚の違いを有する継手部分を溶接する過程を示す側面図である。
【図11】溶融スラグ浴検出器の構成例を示す図である。
【図12】当て金本体部から検出端子が取り外された状態の溶接用摺動銅当て金を示す斜視図である。
【図13】第２実施形態の溶接用摺動銅当て金を裏側から見た斜視図である。
【図16】第２実施形態の溶接用摺動銅当て金により、溶接線方向に板厚の違いを有する継手部分を溶接する過程を示す側面図である。
【図17】第１実施形態の溶接用摺動銅当て金の各種変形例を示す正面概略図である。
【図18】溶接用摺動銅当て金の各種変形例を示す正面概略図である。
【図19】従来の溶接用摺動銅当て金により、溶接線方向に板厚の違いを有する継手部分を溶接する過程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る溶接用摺動銅当て金、及び該溶接用摺動銅当て金を用いる溶接装置及び溶接方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明に係る溶接用摺動銅当て金は、エレクトロスラグ溶接及びエレクトロガスアーク溶接のいずれにも適用可能であるが、以下の説明ではエレクトロスラグ溶接を例に説明する。
【0016】
＜溶接装置の構成＞
先ず、本発明の一実施形態に係る溶接用摺動銅当て金を用いたエレクトロスラグ溶接装置について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置の概略構成を示す図である。
先ず、本発明の一実施形態に係る溶接用摺動銅当て金を用いたエレクトロスラグ溶接装置について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置の概略構成を示す図である。
【0017】
図１に示すように、矢印Ｚは、母材の溶接線に沿った方向（上下方向）とし、矢印Ｘは、母材の板厚方向とし、矢印Ｙは、一対の母材が並ぶ方向、即ち、母材の表面に沿った水平方向とする。したがって、上方とは、図１の紙面に対して上側、下方とは図１の紙面に対して下側、前方とは、図１の紙面に対して左側、後方とは、図１の紙面に対して右側とする。また、図２においても、溶接用摺動銅当て金が母材の表面に配置された状態を仮定して、矢印Ｚは、溶接用摺動銅当て金の長手方向（当て金本体部の長手方向）とし、矢印Ｘは、溶接用摺動銅当て金の厚さ方向（当て金本体部の厚さ方向）とし、矢印Ｙは、溶接用摺動銅当て金の幅方向（当て金本体部の幅方向）とする。
【0018】
図１に示すように、本実施形態に係るエレクトロスラグ溶接装置１００は、固定の銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０と、溶接トーチ４と、溶融スラグ浴検出器１３と、フラックス供給装置１４と、フラックス供給制御装置１５と、走行台車１６と、走行台車制御装置１７とを備える。
【0019】
エレクトロスラグ溶接装置１００において、鋼板である一対の母材３の開先の裏側には固定の銅当て金１が配置されており、開先の表側には溶接用摺動銅当て金３０が配置される。ここで、裏側の銅当て金１の代わりに、耐熱性のセラミックスから構成される裏当て材を用いても良い。また、表側の溶接用摺動銅当て金３０は、上下方向に摺動する銅当て金であり、後述するように水冷されている。ただし、溶接用摺動銅当て金３０の素材を、銅以外で代用しても良い。
【0020】
溶接トーチ４は、不図示の溶接電源から供給される溶接電流８により溶接ワイヤ６に給電して母材３を溶接する。また、溶接トーチ４は、コンタクトチップ５を有しており、コンタクトチップ５は、溶接ワイヤ６を案内するとともに溶接ワイヤ６に溶接電流８を供給する。
【0021】
溶融スラグ浴検出器１３は、溶融スラグ浴７の位置を検出する。フラックス供給装置１４は、溶融スラグ浴７にフラックス１２を投入する。フラックス１２は溶融して溶融スラグになるため、フラックス１２を投入することにより、溶融スラグ浴７の量が増えることとなる。
【0022】
フラックス供給制御装置１５は、フラックス供給装置１４の動作を制御し、溶融スラグ浴７に投入されるフラックス１２の量を調整する。
【0023】
走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５、走行台車制御装置１７を搭載しており、上方向（矢印Ｚ方向）に移動する。すなわち、走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５、走行台車制御装置１７と一体となって移動するため、それぞれの相対的な位置関係は変わらない。走行台車１６が上昇することにより、上方向に沿って溶接が行われる。
【0024】
走行台車制御装置１７は、走行台車１６の走行速度を増大させたり減少させたりして、走行台車１６の動作を制御する。
【0025】
そして、母材３、銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０に囲まれた開先内に、溶接トーチ４のコンタクトチップ５の先端から溶接ワイヤ６が送給され、開先内に形成された溶融スラグ浴７内に送り込まれる。溶接電流８は、溶接ワイヤ６から溶融スラグ浴７を通して溶融金属９に流れる。このとき、溶融スラグ浴７を流れる溶接電流８及び溶融スラグ浴７の抵抗により、ジュール熱が発生し、溶接ワイヤ６及び母材３を溶融しながら溶接が進行する。
【0026】
溶接が進行するにつれて、溶融金属９は冷却されて溶接金属１０となり、溶融スラグ浴７の一部は、銅当て金１と溶接金属１０との間、及び溶接用摺動銅当て金３０と溶接金属１０との間に形成された溶融スラグ層となり、この溶融スラグ層が冷却されて固化スラグ１１となる。このようにして、溶融スラグ浴７は、その一部がビード表面を覆う固化スラグ１１となるので、溶接の進行につれて消費され、溶融スラグ浴７の深さＬｓが減少していくことになる。この溶融スラグ浴７の減少を補うためには、溶融して溶融スラグ浴７となるフラックス１２を追加投入する必要がある。
【0027】
ビード表面を覆う固化スラグ１１の量は、ビード幅や溶接開先の幅によって変動する。また、固化スラグ１１の量は、銅当て金１及び溶接用摺動銅当て金３０の密着度合や冷却状態によっても変動する。そのため、固化スラグ１１の量は一定ではなく、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定に保つためには投入するフラックス１２の量も変化させる必要がある。しかしながら、溶融スラグ浴７の深さＬｓがわからないために、フラックス１２の投入量が適切でない場合には、溶融スラグ浴７の深さＬｓが変動することになる。
【0028】
そこで、本実施形態では、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための制御を行う。ここで、一定とは、溶融スラグ浴７の深さＬｓが常に１つの値になる場合に限られず、誤差を考慮して溶融スラグ浴７の深さＬｓが一定の範囲内の値を示す場合も含まれる。すなわち、溶融スラグ浴７の深さＬｓは、予め定めた深さに保つように制御される。
【0029】
そして、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第１の要件は、コンタクトチップ５の先端から溶融スラグ浴７の上面までの溶接ワイヤ長Ｌｄ（以下、ドライエクステンションＬｄと称する）が予め定めた長さになるように制御することである。また、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第２の要件は、ワイヤ送給速度に応じて定められた基準電流値に対して溶接電流８が予め定めた関係、すなわち、基準電流値と溶接電流８とが等しくなるように、走行台車制御装置１７が走行台車１６の走行速度を制御することである。同一ワイヤ送給速度において、（Ｌｄ＋Ｌｓ）と溶接電流８には相関があり、基準電流値と溶接電流８とが等しくなるように、走行台車制御装置１７が走行台車１６の走行速度を制御することで、（Ｌｄ＋Ｌｓ）は一定に保たれる。
なお、溶接ワイヤ長Ｌｄの制御は、溶融スラグ浴検出器１３により溶融スラグ浴７を検出することで可能であり、これについては後に詳述する。
なお、溶接ワイヤ長Ｌｄの制御は、溶融スラグ浴検出器１３により溶融スラグ浴７を検出することで可能であり、これについては後に詳述する。
【0030】
＜溶接用摺動銅当て金＞
図２～図７に示すように、溶接用摺動銅当て金３０は、基部４１、及び該基部４１に回転自在に保持された一対の回転部材３１，３１を有する当て金本体部４０と、当て金本体部４０の両側方に設けられ、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分において、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止するための一対のスラグ漏れ防止部６０と、を備える。
図２～図７に示すように、溶接用摺動銅当て金３０は、基部４１、及び該基部４１に回転自在に保持された一対の回転部材３１，３１を有する当て金本体部４０と、当て金本体部４０の両側方に設けられ、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分において、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止するための一対のスラグ漏れ防止部６０と、を備える。
【0031】
当て金本体部４０の基部４１は、略矩形板状に形成され、幅方向両端部には、母材３との対向面４１ａ側及び幅方向側方に開口する一対の円弧状孔４２が長手方向（Ｚ方向）の両端部に形成されている。
【0032】
一対の円弧状孔４２間の基部４１の対向面４１ａは、幅方向中央部において僅かに凹む凹部４３となっている。凹部４３の上部には、後述する溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８が配置されている。当て金本体部４０の基部４１の内部には、一対の円弧状孔４２の幅方向内側に、下端部から一対の袋孔４４がＺ方向に互いに略平行に形成されている。袋孔４４は、その開口端が不図示の止め栓により封止されている。
【0033】
また、各袋孔４４の下部には、凹部４３の反対側から、袋孔４４に連通する一対の貫通孔４５が形成されている（図８，９参照）。さらに、各袋孔４４の上部は、幅方向に延びる連通孔４５Ａによって互いに連通されている（図４参照）。袋孔４４、一対の貫通孔４５及び連通孔４５Ａは、後述する冷却用水を流すための水冷経路３８の一部を形成する。
【0034】
一対の回転部材３１は、断面略扇形状の略円柱状の部材であり、その外周面の一部が切り欠かれて長手方向に延びる二つの平坦な接触面３２及び被取付面３３を有する。二つの接触面３２及び被取付面３３は、回転部材３１の軸心ＣＬと平行に形成されており、互いに直交している。該接触面３２の幅は、例えば、５～１５ｍｍである。図６に示すように、回転部材３１の軸方向両端部には、小径の支持軸部３４が形成され、当て金本体部４０の基部４１にねじ固定された滑り軸受３９に回動自在に嵌合する。滑り軸受３９は、外形形状略扇形に形成され、外径面の一部に二つの平面部３９ａ、３９ｂが接触面３２及び被取付面３３に対応して設けられている（図３参照）。
【0035】
また、回転部材３１の内部には、一端側（図６では下端）から袋孔３５が軸方向に形成されている。袋孔３５の開口端に形成された雌ねじ３５ａには、止め栓３６が固定されて袋孔３５が封止されている。また、袋孔３５には、接触面３２の反対側から袋孔３５に径方向から連通する一対の貫通孔３７が設けられている。袋孔３５及び一対の貫通孔３７は、回転部材３１を冷却するための冷却用水を流す水冷経路３８の一部を形成する。
【0036】
なお、回転部材３１の袋孔３５、一対の貫通孔３７、及び基部４１の袋孔４４、一対の貫通孔４５、連通孔４５Ａは、連結パイプ５０（図２参照）により１本に接続されて水冷経路３８を形成している。水冷経路３８により回転部材３１、当て金本体部４０及びスラグ漏れ防止部６０を冷却することで、溶融スラグまたは溶融金属を固めて、溶融スラグまたは溶融金属が、母材３と溶接用摺動銅当て金３０の間から漏れ出すことを抑制する。
【0037】
ここで、図５に示すように、回転部材３１の中心Ｏから接触面３２に対する垂線の長さＬ１は、基部４１の円弧状孔４２の中心Ｏ（回転部材３１の中心Ｏと同じ）から基部４１の対向面４１ａのうち、凹部４３以外の前端面４１ｃに対する垂線の長さＬ２より長く設定されている（Ｌ１＞Ｌ２）。
【0038】
従って、軸方向両端部の支持軸部３４がすべり軸受３９に嵌合して、基部４１の円弧状孔４２に回動自在に嵌合する一対の回転部材３１は、その接触面３２が基部４１の前端面４１ｃからＬ１－Ｌ２だけ突出した状態で組み付けられる。即ち、一対の回転部材３１は、その接触面３２が基部４１の対向面４１ａから母材３に向けてＬ１－Ｌ２だけ突出するように当て金本体部４０で支持される。
【0039】
また、図６に示すように、外形形状略Ｄ字形のすべり軸受３９は、回転部材３１の中心Ｏ（すべり軸受３９の支持孔の中心と同じ）から平面部３９ａに対する垂線の長さＬ３が、基部４１の円弧状孔４２の中心Ｏから前端面４１ｃに対する垂線の長さＬ２と同じになっている。従って、すべり軸受３９の平面部３９ａは、基部４１の対向面４１ａから突出することはない。
【0040】
スラグ漏れ防止部６０は、図２～図５及び図７に示すように、開先部２に沿った上下方向に互いに摺接可能に並べて配置される略直方体状の複数（図に示す実施形態では、６個）のブロック６４と、複数のブロック６４の端部６４ａの反対側で一端部がそれぞれ取り付けられる複数の支持軸６６と、複数の支持軸６６を介して複数のブロック６４を支持する支持ブロック６２と、支持軸６６の他端部に形成された頭部６６ａに当接して、複数のブロック６４を母材３と当接又は近接する方向に押圧する、コイルばねなどの複数の付勢部材６３と、複数の付勢部材６３の端部を支持して、支持ブロック６２に取付けられるカバー６５と、を備える。
【0041】
支持ブロック６２は、複数のブロック６４の上下方向(図７におけるＺ方向)の合計長さに合わせて長尺に形成されており、当て金本体部４０の側方に設けられた回転部材３１の被取付面３３にねじ固定されている。また、支持ブロック６２には、溶接用摺動銅当て金３０の厚さ方向に貫通して、各支持軸６６を摺動自在に嵌合する複数の支持孔６７が、ブロック６４の数に対応して、溶接用摺動銅当て金３０の長手方向に並んで形成されている。
【0042】
したがって、反母材側の端部がカバー６５に支持された各付勢部材６３が支持軸６６を介して各ブロック６４を付勢し、通常状態において、各ブロック６４の端部６４ａは、一対の回転部材３１の接触面である接触面３２より母材３側に突出した状態となる。
【0043】
このように、各ブロック６４は、付勢部材６３の弾性力により母材３と当接又は近接する方向に押圧されているので、溶接用摺動銅当て金３０が一対の母材３の開先の表側に配置された状態では、各ブロック６４の母材３と対向する端部６４ａは、母材３に当接するか、又は、支持軸６６の頭部６６ａが支持ブロック６２に当接した、母材３に近接する位置に位置する。さらに、溶接用摺動銅当て金３０が溶接線方向に沿って摺動することで、各ブロック６４は、母材３の表面形状に追従して、それぞれ当て金本体部４０の長手方向に垂直な厚さ方向（Ｘ方向）に移動する。
【0044】
即ち、複数のブロック６４は、母材３と対向する端部６４ａが母材３と当接又は近接するように移動可能な本発明の追従部材を構成する。また、複数のブロック６４は、母材３に接近又は母材３から離間する方向に移動可能な可動部材６１を構成している。即ち、本実施形態では、複数のブロック６４の端部６４ａが、本発明の追従部材の端部、及び可動部材６１の端部を構成している。
さらに、本実施形態の支持ブロック６２及びカバー６５は、可動部材６１を支持する本発明の支持部を構成している。
さらに、本実施形態の支持ブロック６２及びカバー６５は、可動部材６１を支持する本発明の支持部を構成している。
【0045】
なお、可動部材６１としては、上記追従部材として機能し、母材３に接近又は母材３から離間する方向に移動可能であれば、単一部材で構成されてもよいが、本実施形態のように、可動部材６１を複数のブロック６４に分割することで、上下方向の板厚の違いのある継手部分を通過する時に、母材３と可動部材６１の隙間をより小さくでき、溶融スラグの漏れをより確実に防止することができる。
また、本実施形態では、複数のブロック６４は、当て金本体部４０の長手方向に垂直な厚さ方向に移動しているが、母材３に接近又は母材３から離間する方向であれば、Ｘ方向成分又はＹ方向成分を含んで斜め方向に移動してもよい。
また、本実施形態では、複数のブロック６４は、当て金本体部４０の長手方向に垂直な厚さ方向に移動しているが、母材３に接近又は母材３から離間する方向であれば、Ｘ方向成分又はＹ方向成分を含んで斜め方向に移動してもよい。
【0046】
また、複数のブロック６４、支持軸６６、支持ブロック６２は、伝熱性の良い金属材料（本実施形態では、ブロック６４及び支持ブロック６２の素材は銅、支持軸６６はステンレス）で構成されており、支持ブロック６２は、水冷経路３８を有する回転部材３１に当接して取り付けられているので、当て金本体部４０によってスラグ漏れ防止部６０を冷却することができる。
なお、スラグ漏れ防止部６０も直接冷却するのが望ましいが、スラグ漏れ防止部６０には、スペースが無く、水冷経路３８を設置することが難しい。このため、より冷却効果を高めるために、当て金本体部４０のスラグ漏れ防止部６０に近い箇所に水冷経路３８が設置されるのが好ましい。
なお、スラグ漏れ防止部６０も直接冷却するのが望ましいが、スラグ漏れ防止部６０には、スペースが無く、水冷経路３８を設置することが難しい。このため、より冷却効果を高めるために、当て金本体部４０のスラグ漏れ防止部６０に近い箇所に水冷経路３８が設置されるのが好ましい。
【0047】
また、ブロック６４への押圧力は、付勢部材６３の弾性力に限定されず、重力、磁力、軸力及び空圧であってもよく、さらには、手動で押圧することもできる。付勢部材６３以外の重力や磁力などでブロック６４を押圧する場合には、適宜の機構が採用可能である。
【0048】
また、ブロック６４は、所定の幅（図５におけるＹ方向）、及び所定の厚み（図５におけるＸ方向）を有する。ブロック６４が、所定の幅、及び所定の厚みを有することで、溶融スラグをより速く冷却するための十分な冷却性能が得られる。例えば、幅は５ｍｍ以上であることが好ましく、また、厚みは、４ｍｍ以上であることが好ましい。幅、及び厚みの上限は、とくに限定されないが、大き過ぎると重くなり、溶接用摺動銅当て金３０を開先に沿って移動させるための駆動力が大きくなるので、幅は１５ｍｍ以下、厚みは、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【0049】
また、可動部材６１の上端部６１ｂ、即ち、上方のブロック６４の上端部６４ｂは、溶融スラグ浴７よりも上方に位置し、可動部材６１の下端部６１ｃ、即ち、下方のブロック６４の下端部６４ｃは、当て金本体部４０の下端４１ｂよりも上方に位置する。これにより、当て金本体部４０のＺ方向全長に亘って、溶融スラグが、母材３と溶接用摺動銅当て金３０の間から漏れ出すことが防止できる。
ここで、溶融スラグ浴７の位置について説明するが、溶融スラグ浴７の高さの検知等を行い、溶融スラグ浴７の高さを自動制御する場合は、予め定めた溶融スラグ浴７の上面の位置を指し、溶融スラグ浴７の高さを自動制御しない場合は、溶接オペレーターが予め目標として定めた溶融スラグ浴７の上面の位置を意味する。
なお、図４に示すように、本実施形態では、可動部材６１の上端部６４ｂは、当て金本体部４０の接触面の上端部、即ち、上側の滑り軸受３９の上端部３９ｃより下方に位置し、可動部材６１の下端部６４ｃは、当て金本体部４０の接触面の下端部、即ち、下側の滑り軸受３９の下端部３９ｄより上方に位置する。
ここで、溶融スラグ浴７の位置について説明するが、溶融スラグ浴７の高さの検知等を行い、溶融スラグ浴７の高さを自動制御する場合は、予め定めた溶融スラグ浴７の上面の位置を指し、溶融スラグ浴７の高さを自動制御しない場合は、溶接オペレーターが予め目標として定めた溶融スラグ浴７の上面の位置を意味する。
なお、図４に示すように、本実施形態では、可動部材６１の上端部６４ｂは、当て金本体部４０の接触面の上端部、即ち、上側の滑り軸受３９の上端部３９ｃより下方に位置し、可動部材６１の下端部６４ｃは、当て金本体部４０の接触面の下端部、即ち、下側の滑り軸受３９の下端部３９ｄより上方に位置する。
【0050】
【0051】
まず、左右方向で板厚の違いがある母材３を溶接する場合について説明する。
一対の回転部材３１は、当て金本体部４０の基部４１に対して回転自在であるので、一対の回転部材３１の各接触面３２が母材３の表面３ａに倣って回動し、両母材３の表面３ａに角度差があっても（図９参照）、また、両母材３の表面３ａに左右方向の板厚の違いがあっても、母材３の表面３ａと一対の回転部材３１の接触面３２とが確実に面接触する。
一対の回転部材３１は、当て金本体部４０の基部４１に対して回転自在であるので、一対の回転部材３１の各接触面３２が母材３の表面３ａに倣って回動し、両母材３の表面３ａに角度差があっても（図９参照）、また、両母材３の表面３ａに左右方向の板厚の違いがあっても、母材３の表面３ａと一対の回転部材３１の接触面３２とが確実に面接触する。
【0052】
これにより、銅当て金１、母材３の開先部２、母材３の表面３ａの一部、回転部材３１の円筒面の一部、及び基部４１の凹部４３（対向面４１ａ）で画成されて、溶融スラグの収容部が形成される。
【0053】
このように、一対の回転部材３１を、その接触面３２が母材３の表面３ａに面接触した状態で配置し、水冷経路３８内に冷却水を流して回転部材３１及び基部４１を内部から冷却しながら、開先部２内にフラックス１２を充填するとともに、コンタクトチップ５先端から溶接ワイヤ６を供給し、コンタクトチップ５を開先部２に沿って移動させるとともに溶接用摺動銅当て金３０を開先部２に沿って摺動させて溶接する。
【0054】
一対の回転部材３１の接触面３２は、母材３の表面３ａに面接触しているので、両母材３間に左右方向での板厚の違いや角度差などがあっても溶融スラグが母材３と一対の回転部材３１の接触面３２の間から漏れ出すことを確実に防止することができる。また、小型かつ軽量の溶接用摺動銅当て金３０により長尺の溶接部を溶接することができる。
【0055】
次に、図１０に示すように、溶接線方向（上下方向）で板厚の違い、即ち、板厚が異なり、サーピン加工部３Ｓを有する母材３Ｄ、３Ｕを溶接する場合について説明する。板厚が異なる母材３Ｄ、３Ｕを溶接すると、サーピン加工部３Ｓにおいて母材３Ｄ，３Ｕの表面３ａと溶接用摺動銅当て金３０との間に隙間が生じ、該隙間から溶融スラグが漏れ出る可能性がある。
【0056】
溶接用摺動銅当て金３０は、裏面に銅当て金１が配置された下側の母材３Ｄの表面３ａに、一対の回転部材３１の接触面３２を当接させて配置する。このとき、図１０（ａ）に示すように、付勢部材６３の弾性力により支持ブロック６２から母材側に突出している各ブロック６４は、その端部６４ａが母材３Ｄの表面３ａに当接することで付勢部材６３の弾性力に抗して押し込まれ、母材３Ｄの表面形状に倣い、母材３Ｄとの隙間がない状態で配置される。従って、この状態で溶接されても、ブロック６４の端部６４ａと母材３Ｄの表面３ａの隙間から溶融スラグまたは溶融金属が漏れ出すことはない。
【0057】
溶接線に沿って溶接が進行すると、図１０（ｂ）に示すように、溶接用摺動銅当て金３０の上端部がサーピン加工部３Ｓに達する。このとき、下側の母材３Ｄと上側の母材３Ｕの間には厚さの差があるが、各ブロック６４は、サーピン加工部３Ｓの形状に倣って母材３と当接又は近接するように移動することで、サーピン加工部３Ｓと各ブロック６４の端部６４ａとの隙間が塞がれる。以後、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、サーピン加工部３Ｓを含む母材３と溶接用摺動銅当て金３０のブロック６４との間に発生する隙間が、スラグ漏れ防止部６０により塞がれ、上下方向で板厚が異なる母材３を、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止して良好に溶接できる。
【0058】
＜溶融スラグ浴検出器の構成＞
次に、溶融スラグ浴検出器１３の構成について詳細に説明する。図１１は、溶融スラグ浴検出器１３の構成例を示す図である。
次に、溶融スラグ浴検出器１３の構成について詳細に説明する。図１１は、溶融スラグ浴検出器１３の構成例を示す図である。
【0059】
図１１に示すように、溶融スラグ浴検出器１３は、検出端子１８、差動増幅器１９、接触判定基準信号設定器２０、比較器２１を有する。検出端子１８は導電性金属である銅合金により構成されている。検出端子１８は、溶融スラグ浴７に接触すると溶接電圧の一部の電圧を検出する。
なお、溶融スラグ浴検出器１３の差動増幅器１９は、検出端子１８の電圧と、母材電圧である溶接用摺動銅当て金３０の電圧を入力しても良いが、溶接用摺動銅当て金３０は、溶融スラグ浴７に接触しており、対地電位を持つ場合があるため、溶接用摺動銅当て金３０の電圧を入力するよりも、図１１に示すように、接地することが好ましい。
なお、溶融スラグ浴検出器１３の差動増幅器１９は、検出端子１８の電圧と、母材電圧である溶接用摺動銅当て金３０の電圧を入力しても良いが、溶接用摺動銅当て金３０は、溶融スラグ浴７に接触しており、対地電位を持つ場合があるため、溶接用摺動銅当て金３０の電圧を入力するよりも、図１１に示すように、接地することが好ましい。
【0060】
図１２に示すように、検出端子１８は、上面に幅方向両側に延びるフランジ１８ｃを持った略直方体形状を有し、絶縁部材４８を介して当て金本体部４０と大きな面積で接触している。具体的には、検出端子１８は、当て金本体部４０の基部４１の上部に形成された厚さ方向（Ｘ方向）に貫通する断面角型Ｕ字状の凹溝４７にセラミックなどの絶縁部材４８を介して嵌まり込んでいる。また、図５にも示すように、検出端子１８の母材３側の矩形状の表面１８ａは、厚さ方向において、基部４１の凹部４３の最深部と略等しい位置に位置しており、絶縁部材４８を介して該凹溝４７の母材３側開口全体に亘って平坦に形成されている。
なお、検出端子１８は、基部４１に対して絶縁される形で、基部４１にボルト固定された支持体４９によって当て金本体部４０に取り付けられている。
なお、検出端子１８は、基部４１に対して絶縁される形で、基部４１にボルト固定された支持体４９によって当て金本体部４０に取り付けられている。
【0061】
したがって、検出端子１８は、その矩形状の下面、及び矩形状の幅方向（Ｙ方向）両側面において、絶縁部材４８を介して水冷されている当て金本体部４０に間接的に冷却されることで、検出端子１８の放熱性が向上し、検出端子１８の昇温が防止され、溶融スラグ浴７から受ける熱の影響を抑制できる。
即ち、溶融スラグ浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８は、当て金本体部４０の上部に絶縁部材４８を介して取り付けられるので、検出端子１８は、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
即ち、溶融スラグ浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８は、当て金本体部４０の上部に絶縁部材４８を介して取り付けられるので、検出端子１８は、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
【0062】
また、検出端子１８の母材３側の表面１８ａは、平坦に形成されているので、スラグの付着が抑制される。該表面１８ａに少量のスラグが付着したとしても、該表面１８ａに付着するスラグの厚さは薄く、次の溶接時に再溶融されるので、溶接への影響は実質的にない。
【0063】
また、図４に示すように、可動部材（追従部材）６１の上端部、即ち、上方のブロック６４の上端部６４ｂは、検出端子１８の下端部１８ｂよりも高さｈだけ上方に位置する。これにより、複数のブロック６４より下方に設けられた溶融スラグの溶融電圧を確実に検出できる。
【0064】
差動増幅器１９は、検出端子１８の電圧と、接地電圧とを入力として、両電圧の差を出力する。接触判定基準信号設定器２０は、ノイズによって誤検出しない程度の電圧、例えば、検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触したときに検出する電圧の半分程度の電圧を、基準信号として出力する。
【0065】
比較器２１は、差動増幅器１９の出力信号と接触判定基準信号設定器２０の基準信号とを入力として、差動増幅器１９の出力信号が接触判定基準信号設定器２０の基準信号より大きくなったとき、検出端子１８と溶融スラグ浴７とが接触したと判断した信号を作成する。作成された信号は、フラックス供給制御装置１５に送られ、フラックス供給装置１４よりフラックス１２の供給及び停止が行われる。そして、溶融スラグ浴７の上面がコンタクトチップ５の先端から予め定めた長さに位置するように制御され、ドライエクステンションＬｄが予め定めた長さに保たれる。検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触していないときは、溶接電圧が検出端子１８にかからないので、検出端子１８の電圧は０Ｖである。
【0066】
また、溶融スラグ浴検出器１３では、接触判定基準信号設定器２０の基準信号の値が小さいと、溶接の状態あるいは外部ノイズ等で正しい判断ができない可能性がある。このため、溶接トーチ４をオシレートする場合には、誤検知を防止するため、溶融スラグ浴検出器１３は、差動増幅器１９と比較器２１との間にローパスフィルタを設置しても良い。
【0067】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の溶接用摺動銅当て金について図１３～図１６を参照して説明する。
本実施形態の溶接用摺動銅当て金３０が備えるスラグ漏れ防止部７０は、当て金本体部４０の両側方に設けられ、母材３の形状に沿って変形可能な可変部材７１を備える。可変部材７１は、耐熱性と柔軟性と備える、例えば、カーボン繊維などで形成され、当て金本体部４０の長手方向（Ｚ方向）に沿って長尺な薄板状の弾性部材である。
次に、第２実施形態の溶接用摺動銅当て金について図１３～図１６を参照して説明する。
本実施形態の溶接用摺動銅当て金３０が備えるスラグ漏れ防止部７０は、当て金本体部４０の両側方に設けられ、母材３の形状に沿って変形可能な可変部材７１を備える。可変部材７１は、耐熱性と柔軟性と備える、例えば、カーボン繊維などで形成され、当て金本体部４０の長手方向（Ｚ方向）に沿って長尺な薄板状の弾性部材である。
【0068】
可変部材７１は、保持プレート７３と押圧プレート７２との間に挟持され、ねじ７４で一体に組み付けられている。押圧プレート７２は、保持プレート７３よりも母材側で屈曲して断面略Ｖ形に形成された板状部材であり、可変部材７１を挟持して保持プレート７３に組み付けられたとき、可変部材７１の端部７１ａが溶接用摺動銅当て金３０の内側に向かうように折り曲げられる。押圧プレート７２は、可変部材７１及び保持プレート７３と共に、ねじ７５で回転部材３１の被取付面３３に固定される。可変部材７１の母材３に接触する接触面である端部７１ａは、当て金本体部４０の母材３との接触面である基部４１の対向面４１ａよりも母材３側に突出している。
【0069】
次に、図１６を参照して、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止する機能について説明する。なお、図１６では、可変部材７１の変形をわかりやすく示すため、可変部材７１を網掛けで表示している。
溶接用摺動銅当て金３０は、裏面に銅当て金１が配置された下側の母材３Ｄの側面（表側）３ａに、回転部材３１の接触面３２を当接させて配置する。このとき、図１６（ａ）に示すように、可変部材７１の母材３側となる端部７１ａは、母材３Ｄの表面３ａに当接し、母材３Ｄの表面形状に倣って弾性変形して、母材３Ｄとの隙間が塞がれた状態で接触する。このように、母材３Ｄと可変部材７１との間に隙間がない状態で溶接されるので、可変部材７１と母材３Ｄとの隙間から溶融スラグまたは溶融金属が漏れ出すことはない。
溶接用摺動銅当て金３０は、裏面に銅当て金１が配置された下側の母材３Ｄの側面（表側）３ａに、回転部材３１の接触面３２を当接させて配置する。このとき、図１６（ａ）に示すように、可変部材７１の母材３側となる端部７１ａは、母材３Ｄの表面３ａに当接し、母材３Ｄの表面形状に倣って弾性変形して、母材３Ｄとの隙間が塞がれた状態で接触する。このように、母材３Ｄと可変部材７１との間に隙間がない状態で溶接されるので、可変部材７１と母材３Ｄとの隙間から溶融スラグまたは溶融金属が漏れ出すことはない。
【0070】
溶接線に沿って溶接が進行すると、図１６（ｂ）に示すように、溶接用摺動銅当て金３０の上端部がサーピン加工部３Ｓに達する。このとき、下側の母材３Ｄと上側の母材３Ｕの間には厚さの差があるが、可変部材７１は、サーピン加工部３Ｓの形状に倣って変形することで、サーピン加工部３Ｓと可変部材７１との間に隙間ができることはない。以後、図１６（ｃ）、（ｄ）に示すように、サーピン加工部３Ｓを含む母材３と溶接用摺動銅当て金３０との間に発生する隙間は、可変部材７１により塞がれるので、上下方向で板厚が異なる母材３を、溶融スラグまたは溶融金属が漏れることなく、良好に溶接できる。
したがって、本実施形態の可変部材７１も、母材３と対向する端部７１ａが母材３と当接又は近接するように移動可能な本発明の追従部材を構成する。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
したがって、本実施形態の可変部材７１も、母材３と対向する端部７１ａが母材３と当接又は近接するように移動可能な本発明の追従部材を構成する。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【0071】
尚、本発明は、前述した各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、当て金本体部４０が一対の回転部材３１を備える構成であり、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２やスラグ漏れ防止部７０は、回転部材３１の被取付面３３に取り付けられているが、本発明はこれに限らず、当て金本体部４０の基部４１の側面に取り付けられてもよい。
また、当て金本体部４０が回転部材を有しない場合にも、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２やスラグ漏れ防止部７０は、当て金本体部４０の基部４１の側面に取り付けられればよい。
さらに、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２は、当て金本体部４０の基部４１を幅方向に延ばすことで基部４１と一体に形成されてもよい。
例えば、上記実施形態では、当て金本体部４０が一対の回転部材３１を備える構成であり、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２やスラグ漏れ防止部７０は、回転部材３１の被取付面３３に取り付けられているが、本発明はこれに限らず、当て金本体部４０の基部４１の側面に取り付けられてもよい。
また、当て金本体部４０が回転部材を有しない場合にも、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２やスラグ漏れ防止部７０は、当て金本体部４０の基部４１の側面に取り付けられればよい。
さらに、スラグ漏れ防止部６０の支持ブロック６２は、当て金本体部４０の基部４１を幅方向に延ばすことで基部４１と一体に形成されてもよい。
【0072】
また、本発明では、スラグ漏れ防止部６０とスラグ漏れ防止部７０とを組み合わせて使用することもでき、また、スラグ漏れ防止部６０においては、異なる種類のブロック６４を組み合わせて構成することも任意である。
【0073】
図１７は、第１実施形態のスラグ漏れ防止部６０を用いた溶接用摺動銅当て金３０の各種変形例である。
図１７（ａ）では、当て金本体部４０の一方の端面（即ち、回転部材３１の被取付面３３又は基部４１の側面）４０ｃに複数のブロック６４からなる可動部材６１が配置され、他方の端面４０ｄに単一の部材からなる可動部材６１が配置されている。
図１７（ｂ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ、４０ｄの少なくとも一方に、大きさの異なるブロック６４を有する可動部材６１が配置されている。
図１７（ｃ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ、４０ｄに、大きさの異なるブロック６４からなる可動部材６１を含む複数の可動部材６１が２列に配置されており、また、２列のブロック６４の高さを異ならせている。これにより、万一、幅方向内側のスラグ漏れ防止部６０から漏れが発生しても、幅方向外側のスラグ漏れ防止部６０により漏れを確実に防止できる。また、ビードの際を揃える効果が得られる。
図１７（ｄ）では、複数のブロック６４からなる可動部材６１が左右非対称に配置されている。
図１７（ａ）では、当て金本体部４０の一方の端面（即ち、回転部材３１の被取付面３３又は基部４１の側面）４０ｃに複数のブロック６４からなる可動部材６１が配置され、他方の端面４０ｄに単一の部材からなる可動部材６１が配置されている。
図１７（ｂ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ、４０ｄの少なくとも一方に、大きさの異なるブロック６４を有する可動部材６１が配置されている。
図１７（ｃ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ、４０ｄに、大きさの異なるブロック６４からなる可動部材６１を含む複数の可動部材６１が２列に配置されており、また、２列のブロック６４の高さを異ならせている。これにより、万一、幅方向内側のスラグ漏れ防止部６０から漏れが発生しても、幅方向外側のスラグ漏れ防止部６０により漏れを確実に防止できる。また、ビードの際を揃える効果が得られる。
図１７（ｄ）では、複数のブロック６４からなる可動部材６１が左右非対称に配置されている。
【0074】
図１８は、可動部材６１を備えるスラグ漏れ防止部６０と、可変部材７１を備えるスラグ漏れ防止部７０とを、単体で、或いは、組み合わせて配置した変形例である。
図１８（ａ）では、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃに１つのスラグ漏れ防止部６０が配置されており、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃ側からの漏れを防止する。
図１８（ｂ）では、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃにスラグ漏れ防止部６０が配置され、他方の端面４０ｄにスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
図１８（ｃ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄにスラグ漏れ防止部６０が２列に、且つ上下方向にずらして配置されている。
図１８（ａ）では、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃに１つのスラグ漏れ防止部６０が配置されており、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃ側からの漏れを防止する。
図１８（ｂ）では、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃにスラグ漏れ防止部６０が配置され、他方の端面４０ｄにスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
図１８（ｃ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄにスラグ漏れ防止部６０が２列に、且つ上下方向にずらして配置されている。
【0075】
図１８（ｄ）では、当て金本体部４０の一方の端面４０ｃに、スラグ漏れ防止部６０とスラグ漏れ防止部７０とが２列に配置され、他方の端面４０ｄにスラグ漏れ防止部７０が配置されている。スラグ漏れ防止部６０及び７０は、必ずしも当て金本体部４０の端面４０ｃ，４０ｄに平行（Ｚ方向）である必要はなく、Ｚ方向に対して４５°以内の角度で斜めに配置することもできる。
図１８（ｅ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄの上半分にスラグ漏れ防止部６０が配置され、下半分にスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
図１８（ｆ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄに、スラグ漏れ防止部６０が配置され、さらにその外側にスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
図１８（ｅ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄの上半分にスラグ漏れ防止部６０が配置され、下半分にスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
図１８（ｆ）では、当て金本体部４０の両端面４０ｃ，４０ｄに、スラグ漏れ防止部６０が配置され、さらにその外側にスラグ漏れ防止部７０が配置されている。
【0076】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備える、溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
（１） 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の少なくとも１つの側方に設けられ、前記母材と対向する端部が前記母材と当接又は近接するように移動可能な少なくとも１つの追従部材と、
を備える、溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【0077】
（２） 前記追従部材は、前記母材に接近又は前記母材から離間する方向に移動可能な可動部材、又は、前記母材の形状に沿って変形可能な可変部材である、
（１）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可動部材、又は可変部材により、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
（１）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可動部材、又は可変部材により、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【0078】
（３） 前記可動部材の前記端部が、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部に対して前記可動部材を前記母材に向けて付勢する付勢部材をさらに備える、
（２）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、摺動銅当て金を一対の母材に当接させることで、可動部材の端部の少なくとも一部が、母材に付勢力を持って当接するので、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
（２）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、摺動銅当て金を一対の母材に当接させることで、可動部材の端部の少なくとも一部が、母材に付勢力を持って当接するので、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
【0079】
（４） 前記当て金本体部の側方に取り付けられ、前記可動部材を支持する支持部をさらに備え、
前記付勢部材は、前記支持部に対して前記可動部材を前記母材に向けて付勢する、
（３）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可動部材及び付勢部材を、支持部によって当て金本体部の側方に容易に取り付けることができる。
前記付勢部材は、前記支持部に対して前記可動部材を前記母材に向けて付勢する、
（３）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可動部材及び付勢部材を、支持部によって当て金本体部の側方に容易に取り付けることができる。
【0080】
（５） 前記可動部材は、前記溶接線方向に並べて配置された複数のブロックを備える、（２）～（４）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可動部材を複数のブロックに分割することで、母材と可動部材の端部との隙間をより小さくでき、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
この構成によれば、可動部材を複数のブロックに分割することで、母材と可動部材の端部との隙間をより小さくでき、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
【0081】
（６） 前記複数のブロックの端部が、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部に対して前記各ブロックを前記母材に向けてそれぞれ付勢する複数の付勢部材をさらに備える、（５）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、摺動銅当て金を一対の母材に当接させることで、複数のブロックのすくなくとも１つの端部が、母材に付勢力を持って当接するので、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
この構成によれば、摺動銅当て金を一対の母材に当接させることで、複数のブロックのすくなくとも１つの端部が、母材に付勢力を持って当接するので、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを確実に防止できる。
【0082】
（７） 前記可変部材は、前記当て金本体部の長手方向に沿って長尺な板状の弾性部材によって構成され、
前記弾性部材は、その前記端部が、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部の側方に取り付けられている、（２）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可変部材を母材の表面に倣って変形させることができ、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
前記弾性部材は、その前記端部が、前記当て金本体部の前記母材との接触面よりも前記母材側に突出するように、前記当て金本体部の側方に取り付けられている、（２）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、可変部材を母材の表面に倣って変形させることができ、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分おいても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【0083】
（８） 前記追従部材は、所定の幅、及び所定の厚みを有し、
前記追従部材の上端部は、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴よりも上方に位置し、
前記追従部材の下端部は、前記当て金本体部の下端よりも上方に位置する、
（１）～（７）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶融金属を冷却するための冷却性能を確保できる。また、溶接用摺動銅当て金の全長に亘って溶融金属の漏れを防止できる。
前記追従部材の上端部は、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴よりも上方に位置し、
前記追従部材の下端部は、前記当て金本体部の下端よりも上方に位置する、
（１）～（７）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶融金属を冷却するための冷却性能を確保できる。また、溶接用摺動銅当て金の全長に亘って溶融金属の漏れを防止できる。
【0084】
（９） 前記当て金本体部内には、水冷経路が設けられる、
（１）～（８）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶接用摺動銅当て金を水冷経路に供給される冷却水により効果的に冷却できる。
（１）～（８）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、溶接用摺動銅当て金を水冷経路に供給される冷却水により効果的に冷却できる。
【0085】
（１０） 前記当て金本体部の上部には、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器の検出端子が絶縁部材を介して取り付けられている、
（１）～（９）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子は、溶融スラグ浴または前記溶融金属浴の熱を絶縁部材を介して当て金本体部側に伝達することができ、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
（１）～（９）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子は、溶融スラグ浴または前記溶融金属浴の熱を絶縁部材を介して当て金本体部側に伝達することができ、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
【0086】
（１１） 前記検出端子は、前記当て金本体部の上部に厚さ方向に貫通する凹溝に前記絶縁部材を介して嵌まり込んでおり、
前記検出端子の母材側の表面は、前記絶縁部材を介して該凹溝の母材側開口全体に亘って形成されている、（１０）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子への溶融スラグの付着を防止できる。
前記検出端子の母材側の表面は、前記絶縁部材を介して該凹溝の母材側開口全体に亘って形成されている、（１０）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子への溶融スラグの付着を防止できる。
【0087】
（１２） 前記追従部材の上端部は、前記検出端子の下端部よりも上方に位置する、
（１０）又は（１１）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、追従部材の上端部より下方に設けられた溶融スラグまたは溶接金属の溶融電圧を確実に検出できる。
（１０）又は（１１）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、追従部材の上端部より下方に設けられた溶融スラグまたは溶接金属の溶融電圧を確実に検出できる。
【0088】
（１３） 前記当て金本体部は、基部と、該基部に対して回転自在に支持された少なくとも１つの回転部材と、を備え、
前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、前記母材と接触可能な接触面を有する、
（１）～（１２）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、回転部材により、左右方向で板厚の違いのある母材からの溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
前記回転部材は、長手方向が前記開先部に沿って伸び、前記母材と接触可能な接触面を有する、
（１）～（１２）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、回転部材により、左右方向で板厚の違いのある母材からの溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【0089】
（１４） 前記回転部材は、前記当て金本体部の側方に露出する被取付面をさらに有し、
前記追従部材は、前記回転部材の被取付面に取り付けられる、
（１３）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、左右方向で板厚の違いのある母材がさらに溶接線方向で板厚の違いを有する場合においても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
前記追従部材は、前記回転部材の被取付面に取り付けられる、
（１３）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、左右方向で板厚の違いのある母材がさらに溶接線方向で板厚の違いを有する場合においても、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止できる。
【0090】
（１５） 前記基部及び前記回転部材は、それぞれ水冷経路を有する、（１３）又は（１４）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、回転部材を水冷経路に供給される冷却水により効果的に冷却できる。
この構成によれば、回転部材を水冷経路に供給される冷却水により効果的に冷却できる。
【0091】
（１６） （１）～（１５）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金と、
溶接トーチと、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴のスラグ浴高さを検出する溶融スラグ浴検出器と、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴にフラックスを供給するフラックス供給装置と、
前記溶接用摺動銅当て金、前記溶接トーチ、前記溶融スラグ浴検出器、及び前記フラックス供給装置を搭載して前記開先部に沿って移動する走行台車と、
を備える、
溶接装置。
この構成によれば、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止しつつ、溶接線方向に板厚の違いのある継手部分を溶接できる。
できる。
溶接トーチと、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴のスラグ浴高さを検出する溶融スラグ浴検出器と、
前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴にフラックスを供給するフラックス供給装置と、
前記溶接用摺動銅当て金、前記溶接トーチ、前記溶融スラグ浴検出器、及び前記フラックス供給装置を搭載して前記開先部に沿って移動する走行台車と、
を備える、
溶接装置。
この構成によれば、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止しつつ、溶接線方向に板厚の違いのある継手部分を溶接できる。
できる。
【0092】
（１７） 一対の母材間の開先部に向けて、（１）～（１５）のいずれか１つに記載の溶接用摺動銅当て金を配置し、
該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップの先端から溶接ワイヤを供給し、
前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動移動させて溶接する、
溶接方法。
この構成によれば、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止しつつ、溶接線方向に板厚の違いのある継手部分を溶接できる。
該開先部内に、フラックスを充填するとともに、コンタクトチップの先端から溶接ワイヤを供給し、
前記コンタクトチップを前記開先部に沿って移動させるとともに前記溶接用摺動銅当て金を前記開先部に沿って摺動移動させて溶接する、
溶接方法。
この構成によれば、溶融スラグまたは溶接金属の漏れを防止しつつ、溶接線方向に板厚の違いのある継手部分を溶接できる。
【0093】
（１８） 溶融スラグ浴又は溶融金属浴を形成するように一対の母材間の開先部に対向配置され、前記開先部に沿って摺動する溶接用摺動銅当て金であって、
当て金本体部と、
前記当て金本体部の上部に絶縁部材を介して取り付けられ、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器の検出端子と、
を備える、
溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子は、溶融スラグ浴または前記溶融金属浴の熱を絶縁部材を介して当て金本体部側に伝達することができ、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
当て金本体部と、
前記当て金本体部の上部に絶縁部材を介して取り付けられ、前記溶融スラグ浴又は前記溶融金属浴の溶接電圧を検出可能な溶融スラグ浴検出器の検出端子と、
を備える、
溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子は、溶融スラグ浴または前記溶融金属浴の熱を絶縁部材を介して当て金本体部側に伝達することができ、簡易な構造で、熱の影響を抑制できる。
【0094】
（１９） 前記検出端子は、前記当て金本体部の上部に厚さ方向に貫通する凹溝に前記絶縁部材を介して嵌まり込んでおり、
前記検出端子の母材側の表面は、前記絶縁部材を介して該凹溝の母材側開口全体に亘って形成されている、（１８）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子への溶融スラグの付着を防止できる。
前記検出端子の母材側の表面は、前記絶縁部材を介して該凹溝の母材側開口全体に亘って形成されている、（１８）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、検出端子への溶融スラグの付着を防止できる。
【0095】
（２０） 前記追従部材の上端部は、前記検出端子の下端部よりも上方に位置する、
（１８）又は（１９）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、追従部材の上端部より下方に設けられた溶融スラグまたは溶接金属の溶融電圧を確実に検出できる。
（１８）又は（１９）に記載の溶接用摺動銅当て金。
この構成によれば、追従部材の上端部より下方に設けられた溶融スラグまたは溶接金属の溶融電圧を確実に検出できる。
【符号の説明】
【0096】
２ 開先部
３ 母材
３Ｄ 下側母材
３Ｓ サーピン加工部
３Ｕ 上側母材
４ 溶接トーチ
５ コンタクトチップ
６ 溶接ワイヤ
７ 溶融スラグ浴
９ 溶融金属
１２ フラックス
１３ 溶融スラグ浴検出器
１４ フラックス供給装置
１６ 走行台車
１８ 検出端子
１８ａ 表面
１８ｂ 下端部
３０ 溶接用摺動銅当て金
３１ 回転部材
３２ 接触面
３３ 被取付面
３４ 支持軸部
３８ 水冷経路
３９ 滑り軸受
４０ 当て金本体部
４１ 基部
４１ａ 対向面
４１ｂ 下端
４７ 凹溝
４８ 絶縁部材
６０，７０ スラグ漏れ防止部
６１ 可動部材（追従部材）
６２ 支持ブロック（支持部）
６３ 付勢部材
６４ ブロック
６４ａ 端部
６４ｂ 上端部
６４ｃ 下端部
６５ カバー（支持部）
７１ 可変部材（弾性部材）
７１ａ 端部
１００ エレクトロスラグ溶接装置
３ 母材
３Ｄ 下側母材
３Ｓ サーピン加工部
３Ｕ 上側母材
４ 溶接トーチ
５ コンタクトチップ
６ 溶接ワイヤ
７ 溶融スラグ浴
９ 溶融金属
１２ フラックス
１３ 溶融スラグ浴検出器
１４ フラックス供給装置
１６ 走行台車
１８ 検出端子
１８ａ 表面
１８ｂ 下端部
３０ 溶接用摺動銅当て金
３１ 回転部材
３２ 接触面
３３ 被取付面
３４ 支持軸部
３８ 水冷経路
３９ 滑り軸受
４０ 当て金本体部
４１ 基部
４１ａ 対向面
４１ｂ 下端
４７ 凹溝
４８ 絶縁部材
６０，７０ スラグ漏れ防止部
６１ 可動部材（追従部材）
６２ 支持ブロック（支持部）
６３ 付勢部材
６４ ブロック
６４ａ 端部
６４ｂ 上端部
６４ｃ 下端部
６５ カバー（支持部）
７１ 可変部材（弾性部材）
７１ａ 端部
１００ エレクトロスラグ溶接装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】