技術領域

本發明涉及把平板彎成筒狀的圓筒制造過程中對彎成筒狀的原平板側面彼此間的對接面(開槽)進行的焊接，尤其涉及隧道式管成形焊接，利用把厚壁筒體周面的一部分加工成使內空間露出的槽狀開口的所謂C型夾具，將筒狀工件朝半徑方向夾緊，一邊壓住筒狀工件的后端使得在C型夾具內部的筒狀空間移動，一邊用插入于C型夾具的上述開口的焊槍，對C型夾具內部的筒狀工件的開槽加以焊接。

背景技術

在專利文獻1中記載有這樣一種管成形焊接裝置。在焊接電源的正(+)、負(-)極的一極連接有焊槍，在另一極連接有C型夾具，在焊接電源─C型夾具─筒狀工件─焊槍─焊接電源的環路(焊接電流環路)中有焊接電流流過。C型夾具和筒狀工件之間，C型夾具將筒狀工件朝半徑方向夾緊，利用兩者間的壓接而進行電連接。

焊接過程中，由于筒狀工件在C型夾具內部的筒狀空間移動，因此筒狀工件與C型夾具的接觸區域隨著筒狀工件的前端進入C型夾具內部而變大，當筒狀工件的前端到達C型夾具的出口時為最大，因此，在筒狀工件的后端到達C型夾具的入口前，接觸區域不變，在到達入口后，接觸區域逐漸變小，當筒狀工件的后端到達C型夾具的出口時，接觸區域變為零(非接觸)。利用這種接觸區域的變化，從C型夾具通過筒狀工件而到達焊槍的筒狀工件內電流路徑產生變化。另一方面，在筒狀工件的后端接近焊槍時的后端區域焊接過程中，會產生電弧電流，環繞電弧正下方的磁通在筒狀工件后端和焊槍間的密度變高，該磁通對電弧電流的作用即磁吹(平行磁吹)變強。該磁吹將焊槍前端的焊接電弧在開槽線的延伸方向上推向后方。當焊接電弧朝后方的位移變大時，熔融金屬池就會流入該后方，在后方焊珠中央部產生過度隆起，隨著這種隆起，被推向后方的金屬量份會在板終端部因金屬不足而產生凹珠或凹陷等焊珠不良的問題。

另一方面，在離開C型夾具中插入有焊槍的開口的位置上，由于焊接電流從C型夾具流入筒狀工件，因此在焊接電流中有沿著周向(與開槽線正交的方向)在筒狀工件內流動而到達焊槍前端正下方的開槽正交分量，這對于焊接電弧來說，將影響到沿開槽線方向的磁場，將焊接電弧推向與開槽線正交的方向。對此，在本說明書中，以正交磁吹來表示。與開槽線正交的方向上的筒狀工件內電流分量在筒狀工件中磁通密度(平行磁吹)逐漸變高的后端區域變大，并且在該區域，因從C型夾具供電給筒狀工件的電連接點(接觸點/接觸區域)變化而造成的變動較大。也就是說，在筒狀工件的后端焊接區域中，正交磁吹的變化較大。由此，焊接電弧的位置偏向與開槽線正交的方向，且偏向范圍有變動。在后端焊接區域中，上述平行磁吹與正交磁吹會使得焊接電弧的形狀、位置容易不穩定，且后端區域的焊珠有時會產生凹坑、凹陷等焊珠不良的問題。

在專利文獻2中記載有一種電弧焊接方法，該電弧焊接方法為防止因磁吹所造成的焊接不良，使筒狀工件的開槽部在整條開槽線上與電阻是筒狀工件電阻的1/5以下的供電用導電構件相抵接。在該焊接方法中，筒狀工件的直徑較大且固定，多電極焊槍沿著開槽線將筒狀工件的內空間進行開口。由于供電用導電構件遍及開槽線全長且位于開槽正下方，并且由于電阻比筒狀工件低，因此焊接電流在焊槍正下方是從焊槍經由筒狀工件流入供電用導電構件，實質上不產生沿筒狀工件周向流動的開槽正交分量。因此，雖產生平行磁吹，但由于不產生正交磁吹，因此焊接電弧的形狀、位置較為穩定，在后端區域的焊珠上不易產生凹陷。然而，在上述隧道式管成形焊接(例如專利文獻1)中，由于筒狀工件在C型夾具的內空間移動，因此不可能在筒狀工件的開槽正下方與C型夾具以外的供電用導電構件抵接。

在專利文獻3中揭示了一種焊接裝置，其在一焊接對象鋼管的后端和另一焊接對象鋼管的前端的對接開槽(環狀開槽)的焊接過程中，為了改善從固定點供電給其中一根焊接對象鋼管的現有例中若焊槍離開該固定點就會在焊接對象鋼管內產生雜散電流而使得焊接電弧變得不穩定的情況，在保持焊槍的載架上，裝備有壓接于焊接對象鋼管的石墨滑動件，通過該石墨滑動件而供電給焊接對象鋼管。對于環狀開槽的情況，從焊接開始到結束，由于石墨滑動件始終壓接于鋼管，因此從石墨滑動件到焊槍正下方的鋼管上焊接電流的流路穩定，從而焊接電弧穩定。然而，在上述隧道式管成形焊接(例如專利文獻1)中，由于筒狀工件在C型夾具的內空間移動，因此即使設置石墨滑動件也無法讓石墨滑動件一直與筒狀工件接觸。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2000-141033號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-25069號公報

專利文獻3：日本專利特開平8-155643號公報

發明內容