JP6925517B2

JP6925517B2 - 円周溶接方法及び円周溶接装置

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Publication number: JP6925517B2
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Inventors: 悠平松本; 林　宏樹; 宏樹林; 悠大高田
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Description

本発明は、密閉型圧縮機における円筒形状の容器の円周溶接方法及び円周溶接装置に関するものである。

空調用及び給湯用に使用される密閉型圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と圧縮機構部を駆動するモータ部とが収容された圧力容器を有している。圧力容器は、円筒部と、円筒部の両端の開口部を閉塞する２つの蓋部とを有しており、全体として円筒形状を呈している。２つの蓋部には、それぞれ円筒部に挿入されている環状部分が形成されている。そして、円筒部の端面と蓋部の環状部分の外周面とが、円周溶接により接合されている。

例えば、特許文献１に記載の密閉型圧縮機の溶接においては、溶接開始前にシールドガスのプリフロー時間を設け、溶接開始時にワークを回転走行させず、初期プールを形成させる時間が設けられている。特許文献１では、これにより、溶接開始時のアーク切れ、スパッタの発生、及び溶接不良等が防止され、良好なアークスタート及び溶接ビード始端部を得ることができる、とされている。

特開２００３−３３８７２号公報

しかしながら、密閉型圧縮機の組立工程では、円周溶接の開始の前に、部品固定のための仮溶接、及び加熱工程を経ることが一般的である。そのため、密閉型圧縮機の円周溶接を開始する際のワークの初期温度には、加熱工程からの経過時間に応じて、例えば、室温から１００℃までの温度差がある。ワークの初期温度が低く、予熱が十分ではない場合、初期ビードの母材への溶け込みが得られにくい。従って、特許文献１の溶接方法では、ワークの初期温度に応じて初期ビードの母材への溶け込みにばらつきが生じ、密閉型圧縮機としての強度信頼性が得られないという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、強度信頼性の高い密閉型圧縮機が得られる円周溶接方法及び円周溶接装置を提供することを目的とする。

本発明に係る円周溶接方法は、円筒容器と、前記円筒容器の両端に設けられている一対の蓋キャップとを有する密閉型圧縮機の円周溶接方法であって、前記円筒容器の端面と前記蓋キャップの外周面とで形成されている重ねすみ肉継手部の溶接開始前の温度を取得するワーク温度取得ステップと、前記ワーク温度取得ステップで取得された前記温度に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接条件を決定する溶接条件決定ステップと、前記溶接条件決定ステップで決定された溶接条件に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接を実行する溶接ステップとを含み、前記溶接条件決定ステップにおいて、前記重ねすみ肉継手部の定常溶接が開始される前の初期溶接に供給される溶接電流の電流値が、前記定常溶接における溶接電流より小さい条件下で決定されるものである。

また、本発明に係る円周溶接装置は、円筒容器と、前記円筒容器の両端に設けられている一対の蓋キャップとを有する密閉型圧縮機の円周溶接装置であって、前記円筒容器の端面と前記蓋キャップの外周面とで形成されている重ねすみ肉継手部の温度を測定する温度センサと、制御盤とを備え、前記制御盤は、前記温度センサにより、前記重ねすみ肉継手部の溶接開始前の温度を取得するワーク温度取得部と、前記ワーク温度取得部により取得された前記温度に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接条件を決定する溶接条件決定部と、前記溶接条件決定部により選択された溶接条件に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接を制御する溶接制御部とを有し、前記溶接条件決定部は、前記重ねすみ肉継手部の定常溶接が開始される前の初期溶接に供給される溶接電流の電流値を、前記定常溶接における溶接電流より小さい条件下で決定するものである。

本発明に係る円周溶接方法及び円周溶接装置によれば、溶融プールが凝固した初期ビードの母材への溶け込みにばらつきが生じることがない。従って、重ねすみ肉継手部に形成されるすみ肉円周溶接部の強度に個体間でばらつきが生じることはなく、密閉型圧縮機の強度信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る円周溶接装置の概略構成図である。密閉型圧縮機の縦断面を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に係る円周溶接装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る円周溶接方法における溶接電流の電流パターンをワークの回転角度と共に示す図である。ワーク温度と初期ビードの母材への溶け込みに適した溶接電流との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る圧縮機の溶接工程の手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る圧縮機の円周溶接の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明における円周溶接方法及び円周溶接装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさ及び形状は実際の装置とは異なる場合がある。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る円周溶接装置の概略構成図である。円周溶接装置１は、制御盤１０、回転装置１１、溶接ワイヤ送給装置１２、溶接ワイヤ１３、溶接ワイヤ送給ケーブル１４、溶接電源１５、給電ケーブル１６Ａ、給電ケーブル１６Ｂを備えている。また、円周溶接装置１は、ガス供給元１７、温度センサ１８、センサケーブル１９、溶接トーチ２５、及びガスホース２６を備えている。制御盤１０は円周溶接装置１を全体的に制御するものである。

回転装置１１には、円筒容器２０が装着されている。回転装置１１は、円筒容器２０を任意の姿勢で位置決め固定及び回転走行させることが可能な装置であり、制御盤１０の指令で動作するようになっている。円筒容器２０は、後述する密閉型圧縮機の圧縮機構部の部品、及びモータ部の部品等が収容される部材である。円筒容器２０の両端部は開口しており、一対の上蓋キャップ２１及び下蓋キャップ２２が設けられている。上蓋キャップ２１は、円筒容器２０の両端部のうちの一方の端部に圧入され、下蓋キャップ２２は、円筒容器２０の両端部のうちの他方の端部に圧入されている。円筒容器２０、上蓋キャップ２１、及び下蓋キャップ２２は、鋼板材を成型加工したものである。円筒容器２０の一方の端部の端面と上蓋キャップ２１の外周面とで、重ねすみ肉継手部２３が形成されている。円筒容器２０の他方の端部の端面と下蓋キャップ２２の外周面とで、重ねすみ肉継手部２４が形成されている。

溶接トーチ２５は、溶接ワイヤ送給ケーブル１４を介して、溶接ワイヤ送給装置１２に接続されている。図１において、溶接トーチ２５は、重ねすみ肉継手部２３に配置されている。

溶接電源１５は、臨界電流より高いパルス電流と臨界電流より低いベース電流を交互に繰り返し出力する溶接ワイヤ溶融式の溶接電源である。溶接電源１５は、定電流制御方式、又は定電圧制御方式、又は定電流制御と定電圧制御とを併用する制御方式の直流パルス溶接電源である。溶接電源１５には、給電ケーブル１６Ａを介して溶接トーチ２５が接続され、給電ケーブル１６Ｂを介して回転装置１１が接続されている。パルスアーク溶接に必要な溶接電流の供給は、制御盤１０の指令で行うよう構成されている。

ガス供給元１７は、溶接トーチ２５の先端部にガスホース２６を介してシールドガスを供給するものである。ガス供給元１７は、鋼鉄材の溶接で用いられるＡｒガスを主成分とし、ＣＯ_２ガスが１０〜２０％程度混合されているＭＡＧガスを供給する。ガス供給元１７は、例えば、ガスボンベ又はガスタンクである。

回転装置１１で円筒容器２０を回転させながら、ガス供給元１７から供給されるシールドガスの雰囲気内で、溶接ワイヤ１３と重ねすみ肉継手部２３との間、若しくは溶接ワイヤ１３と重ねすみ肉継手部２４との間でパルスアーク溶接が行われる。

温度センサ１８は、重ねすみ肉継手部２３及び重ねすみ肉継手部２４の温度を測定するためのセンサである。温度センサ１８により測定された重ねすみ肉継手部２３及び重ねすみ肉継手部２４の温度は、センサケーブル１９を介して制御盤１０へ送信される。温度センサ１８は、接触式のセンサでもよく、若しくは非接触式のセンサでもよい。

図２は、密閉型圧縮機の縦断面を模式的に示す図である。密閉型圧縮機１００は、上述の円筒容器２０、上蓋キャップ２１、及び下蓋キャップ２２を備えている。また、密閉型圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮機構部１１０と、圧縮機構部１１０を駆動するモータ部１２０とを有している。上蓋キャップ２１は、円筒容器２０の両端部のうち図２中の上側の開口部に設けられている。下蓋キャップ２２は、円筒容器２０の両端部のうち図２中の下側の端部の開口部に設けられている。圧縮機構部１１０及びモータ部１２０は円筒容器２０に収容されている。圧縮機構部１１０は円筒容器２０の下部に位置し、モータ部１２０は円筒容器２０の上部に位置している。

モータ部１２０は、例えばＤＣモータで構成される。モータ部１２０は、固定子１２１と回転子１２２を有する。固定子１２１は、円筒容器２０の内周面に固定されている。回転子１２２は、固定子１２１の内部に配設されている。固定子１２１には、上蓋キャップ２１に固定されているガラス端子１０１から電力が供給される。

圧縮機構部１１０は、シリンダ１１１と、クランク軸１１２とを有している。シリンダ１１１は円筒状の中空の部材であり、軸方向の両端部は開口している。シリンダ１１１の軸方向の両端部のうち図２中の上側の端部側に、ベアリング１１３が設けられている。シリンダ１１１の軸方向の両端部のうち図２中の下側の端部側に、ベアリング１１４が設けられている。

クランク軸１１２は、シリンダ１１１を挿通している。クランク軸１１２は、モータ部１２０の回転子１２２の駆動力により回転する。シリンダ１１１内には、不図示のローリングピストンが設けられている。ローリングピストンは、クランク軸１１２の偏芯軸に嵌合しており、シリンダ１１１の内周面に沿って偏芯回転する。シリンダ１１１内には、シリンダ１１１の内周面とローリングピストンの外周面とで、不図示の圧縮室が形成されている。

さらに、密閉型圧縮機１００は、吸入管１０２と、気液分離器１０３と、吐出管１０４を有している。吸入管１０２は、密閉型圧縮機１００が構成要素となる冷凍サイクルの不図示の蒸発器に接続される。蒸発器から流出する冷媒は、吸入管１０２を介して気液分離器１０３に流入し、気液分離器１０３からシリンダ１１１へ導かれる。吐出管１０４は、密閉型圧縮機１００が構成要素となる冷凍サイクルの不図示の凝縮器に接続される。円筒容器２０内の高圧冷媒は、吐出管１０４を介して冷凍サイクルへ送り出される。

円筒容器２０の上側の端部と上蓋キャップ２１の外周面とで形成される、上述の重ねすみ肉継手部２３には、重ねすみ肉円周溶接部１０５が形成されている。円筒容器２０の下型の端部と下蓋キャップ２２の外周面とで形成される、上述の重ねすみ肉継手部２４には、重ねすみ肉円周溶接部１０６が形成されている。

図３は、本発明の実施の形態に係る円周溶接装置の機能ブロック図である。制御盤１０は、ワーク温度取得部３０と、溶接条件決定部３１と、溶接制御部３２とを有している。ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の各機能は、制御盤１０により実現される。

ワーク温度取得部３０は、パルスアーク溶接のワーク、すなわち溶接対象である円筒容器２０の温度を取得する。より詳細には、温度センサ１８により測定された重ねすみ肉継手部２３の温度及び重ねすみ肉継手部２４の温度のデータがワーク温度取得部３０に入力される。溶接条件決定部３１では、ワーク温度取得部３０により取得された重ねすみ肉継手部２３の温度及び重ねすみ肉継手部２４の温度のデータに基づいて、パルスアーク溶接の溶接条件を決定する。溶接制御部３２は、溶接条件決定部３１で決定された溶接条件に基づいて、溶接電源１５の制御信号を出力する。

本実施の形態において、制御盤１０は専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）であってもよい。尚、ＣＰＵは、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、若しくはＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも称される。

制御盤１０が専用のハードウェアである場合、制御盤１０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。

制御盤１０がＣＰＵの場合、ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。制御盤１０は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、制御盤１０は、制御盤１０により実行されるときに、各部の機能に対応するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。各部の機能に対応するステップについては後述する。また、これらのプログラムは、ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性若しくは揮発性の半導体メモリ、又は磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、及びＤＶＤ等が該当する。

尚、ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、制御盤１０は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、ワーク温度取得部３０、溶接条件決定部３１、及び溶接制御部３２の各機能を実現することができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る円周溶接方法における溶接電流の電流パターンをワークの回転角度と共に示す図である。図４の上のグラフ及び下のグラフは横軸に時間経過をとっており、図４の上のグラフは縦軸に円周溶接におけるワークの回転角度をとり、図４の下のグラフは縦軸に溶接電源１５から供給される電流値をとっている。

ｔ０において溶接電源１５からの電流供給が開始され、パルスアーク溶接が開始される。ｔ０〜ｔ１は初期溶接時であり溶融プールが形成される期間である。ワークの回転角度は０°に維持されて回転せず、かつ、定常溶接時の溶接電流より小さい溶接電流が溶接電源１５から供給され、溶融プールが形成される。

ｔ１〜ｔ２は初期溶接から定常溶接への移行期間である。ワークは回転角ｒ１まで回転させられ、溶接電源１５から供給される溶接電流の電流値は、定常溶接時の電流値ａ２まで上昇される。

ｔ２〜ｔ３は定常溶接が実行される期間である。ｔ２〜ｔ３の期間中、電流値ａ２の電流が溶接電源１５から供給され、ワークは回転角ｒ２まで回転される。ｒ２は約３６０°である。このようにして、ワークが１回転し、初期溶接で形成された溶融プールが凝固した初期ビードが、溶接ワイヤ１３に位置づけられる。

ｔ３〜ｔ４は、初期ビードに、ラップ処理が実行される期間である。ｔ３〜ｔ４の期間中、ワークは回転角ｒ２から回転角ｒ３まで回転される。ｒ３は約３７５°である。この間、溶接電源１５から供給される電流は、定常溶接時の電流値ａ２から、電流値ａ３まで下げられ、初期ビードがラップされる。

ｔ４において、ワークの回転は停止され、溶接電源１５からの電流供給が停止され、パルスアークが停止される。

本実施の形態において、重ねすみ肉継手部２３及び重ねすみ肉継手部２４を一周溶接する間に溶接電源１５から供給される溶接電流のパターンは３つある。第１パターンでは、ｔ０からｔ１までの電流値は第３電流値ａ１−１に設定され、ｔ１からｔ２までの間に電流値は第３電流値ａ１−１から定常溶接の電流値ａ２へ上昇する。そして、ｔ２からｔ３までの電流値は電流値ａ２に維持され、ｔ３において電流値は電流値ａ３まで下がり、ｔ３からｔ４までの電流値は電流値ａ３に維持され、ｔ４で電流供給が停止されるパターンである。第２パターンでは、ｔ０からｔ１までの電流値は第２電流値ａ１−２に設定され、ｔ１からｔ２までの間に電流値は第２電流値ａ１−２から定常溶接の電流値ａ２へ上昇する。そして、ｔ２からｔ３までの電流値は電流値ａ２に維持され、ｔ３において電流値は電流値ａ３まで下がり、ｔ３からｔ４までの電流値は電流値ａ３に維持され、ｔ４で電流供給が停止されるパターンである。第３パターンでは、ｔ０からｔ１までの電流値は第１電流値ａ１−３に設定され、ｔ１からｔ２までの間に電流値は第１電流値ａ１−３から定常溶接の電流値ａ２へ上昇する。そして、ｔ２からｔ３までの電流値は電流値ａ２に維持され、ｔ３において電流値は電流値ａ３まで下がり、ｔ３からｔ４までの電流値は電流値ａ３に維持され、ｔ４で電流供給が停止されるパターンである。第１電流値ａ１−３、第２電流値ａ１−２、及び第３電流値ａ１−１は、第３電流値ａ１−１＜第２電流値ａ１−２＜第１電流値ａ１−３の関係にある。

ここで、パルスアーク溶接における初期ビードの母材への溶け込みに適した溶接電流について説明する。図５は、ワーク温度と初期ビードの母材への溶け込みに適した溶接電流との関係示すグラフである。図５に示すように、初期ビードの母材への溶け込みには、ワーク温度が相対的に低いとき、相対的に高い溶接電流が適しており、ワーク温度が相対的に高いとき、相対的に低い溶接電流が適している。ワーク温度が第１閾値Ｔ１未満の場合、初期ビードを形成するための溶接電流の電流値は、図４に示す最も高い第１電流値ａ１−３が適している。ワーク温度が第２閾値Ｔ２以上の場合、初期ビードを形成するための溶接電流の電流値は、図４に示す最も低い第３電流値ａ１−１が適している。ワーク温度が第１閾値Ｔ１以上かつ第２閾値Ｔ２未満の場合、初期ビードを形成するための溶接電流の電流値は、第３電流値ａ１−１よりも高く、かつ第１電流値ａ１−３よりも低い、図４に示す第２電流値ａ１−２が適している。

本実施の形態では、第１閾値Ｔ１は、ワークがそれまでの加熱工程から時間が経過し、室温に近づいている場合として、例えば３０℃に設定され、第２閾値Ｔ２は、加熱工程からの時間経過が短く、ワーク温度が高い場合として、例えば６０℃に設定される。ワークがそれまでの加熱工程から時間が経過し、室温に近づいている場合としては、例えば、溶接ラインの立ち上げ時、段替えによる溶接ラインの再開時、及びライントラブルからの溶接ラインの復帰時等が想定される。本実施の形態では、円周溶接が開始される前のワークの温度に基づいて、図４に示す第１パターン、第２パターン、及び第３パターンのいずれかが選択される。

図６は、本発明の実施の形態に係る圧縮機の溶接工程の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で、本実施の形態の円周溶接のワークである、上蓋キャップ２１及び下蓋キャップ２２が両端部に圧入されている円筒容器２０が搬入される。ステップＳ２で、円筒容器２０が円周溶接装置１の回転装置１１に固定される。ステップＳ３で、円周溶接装置１による円周溶接処理が実行される。ステップＳ４で、回転装置１１による円筒容器２０の固定が解除され、円周溶接装置１から取り外され、ステップＳ５で、上蓋キャップ２１及び下蓋キャップ２２が溶接された円筒容器２０は搬出される。

図７は、本発明の実施の形態に係る圧縮機の円周溶接の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す円周溶接処理は、図６のステップＳ３において制御盤１０により実行される処理である。

ステップＳ１０はワーク温度取得ステップである。ステップＳ１０において、ワーク温度取得部３０は、温度センサ１８から入力されるデータに基づいて、円周溶接のワークの温度、すなわち上蓋キャップ２１の外周面と円筒容器２０の端部とで形成されている重ねすみ肉継手部２３の温度を取得する。

ステップＳ１１〜ステップＳ１５において、溶接条件決定部３１は、ワーク温度取得部３０により取得されたワーク温度に基づいて、溶接条件を決定する。溶接条件とは、図４に示す、溶接電源１５から供給される電流の電流パターンである。ステップＳ１１で、溶接条件決定部３１は、重ねすみ肉継手部２３の温度が第１閾値Ｔ１未満であるかチェックする。重ねすみ肉継手部２３の温度が第１閾値Ｔ１未満の場合、処理はステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２において、溶接条件決定部３１は、溶接条件として、図４を参照して説明した第３パターンを選択する。

重ねすみ肉継手部２３の温度が第１閾値Ｔ１以上の場合、処理はステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、溶接条件決定部３１は、重ねすみ肉継手部２３の温度が第２閾値Ｔ２以上かチェックする。重ねすみ肉継手部２３の温度が第２閾値Ｔ２以上の場合、処理はステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、溶接条件決定部３１は、溶接条件として、図４を参照して説明した第１パターンを選択する。重ねすみ肉継手部２３の温度が第２閾値Ｔ２未満の場合、処理はステップＳ１５へ進む。処理がステップＳ１５へ進む場合とは、重ねすみ肉継手部２３の温度が第１閾値Ｔ１以上、かつ第２閾値Ｔ２未満の場合である。ステップＳ１５では、溶接条件決定部３１は、溶接条件として、図４を参照して説明した第２パターンを選択する。

このように、円周溶接開始前の重ねすみ肉継手部２３の温度が第１閾値Ｔ１及び第２閾値Ｔ２と比較され、重ねすみ肉継手部２３の温度に適した溶接条件が選択される。

ステップＳ１１〜ステップＳ１５における溶接条件の選択が実行され、溶接条件が決定されたら、処理はステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６において、溶接制御部３２は、溶接電源１５からの電流の供給を開始し、ガス供給元１７によるガスの出力を開始することを指示する制御信号を、溶接電源１５に出力する。これにより、溶接アークが開始され、円筒容器２０と上蓋キャップ２１の円周溶接が開始される。ステップＳ１７〜ステップＳ２０までは、溶接条件決定部３１が決定した溶接条件に基づいて、溶接制御部３２による円周溶接の制御が実行される。

ステップＳ１７では、図４に示すｔ０〜ｔ１の処理が実行される。溶接条件決定部３１が第１パターンを選択している場合、溶接制御部３２は、第３電流値ａ１−１で電流を供給することを指示する制御信号を溶接電源１５に出力する。溶接条件決定部３１が第２パターンを選択している場合、溶接制御部３２は、第２電流値ａ１−２で電流を供給することを指示する制御信号を溶接電源１５に出力する。溶接条件決定部３１が第３パターンを選択している場合、溶接制御部３２は、第１電流値ａ１−３で電流を供給することを指示する制御信号を溶接電源１５に出力する。これにより、溶融プールが形成される。

ステップＳ１８では、図４に示すｔ１〜ｔ２の処理が実行される。ステップＳ１８において、溶接制御部３２は、供給する電流を電流値ａ２まで上昇させ、かつ、回転装置１１により円筒容器２０を回転角ｒ１まで回転させることを指示する制御信号を、溶接電源１５に出力する。第１パターンが選択されている場合、溶接電源１５から供給される電流は、第３電流値ａ１−１から電流値ａ２まで上昇する。第２パターンが選択されている場合、溶接電源１５から供給される電流は、第２電流値ａ１−２から電流値ａ２まで上昇する。第３パターンが選択されている場合、溶接電源１５から供給される電流は、第１電流値ａ１−３から電流値ａ２まで上昇する。これにより、円周溶接は定常溶接へ移行する。

ステップＳ１９では、図４に示すｔ２〜ｔ３の処理が実行される。ステップＳ１９において、溶接制御部３２は、供給する電流を電流値ａ２で維持し、かつ、回転装置１１により円筒容器２０を回転角ｒ２まで回転させることを指示する制御信号を、溶接電源１５に出力する。これにより、定常溶接が継続される。

ステップＳ２０では、図４に示すｔ３〜ｔ４の処理が実行される。ステップＳ２０において、溶接制御部３２は、供給する電流を電流値ａ２から電流値ａ３まで下げ、かつ、回転装置１１により円筒容器２０を回転角ｒ３まで回転させることを指示する制御信号を、溶接電源１５に出力する。これにより、ステップＳ１７で形成された溶融プールが凝固して形成された初期ビードに対するラップ処理が行われる。

そして、ステップＳ２１において、溶接制御部３２は、電流の供給を停止し、ガス供給元１７によるガスの出力を停止することを指示する制御信号を、溶接電源１５に出力する。これにより、溶接アークが停止され、円筒容器２０と上蓋キャップ２１の円周溶接が終了する。これにより、図１に示す、重ねすみ肉継手部２３に、図２に示す、すみ肉円周溶接部１０５が形成される。

尚、上述の説明では、重ねすみ肉継手部２３にすみ肉円周溶接部１０５を形成する場合を例にとって説明した。円筒容器２０の端部と下蓋キャップ２２の外周面により形成されている重ねすみ肉継手部２４にすみ肉円周溶接部１０６を形成する場合も、同様の手順で円周溶接が実行される。

一般に、円周溶接において、溶接開始点からワークの周方向へ１０ｍｍ未満の範囲では、予熱が不十分である。また、この範囲の予熱の状態は、円周溶接装置の立ち上げからの経過時間に応じてばらつきがある。そのため、円筒容器２０と上蓋キャップ２１及び下蓋キャップ２２との溶接開始から溶融プールを形成するまで、供給する溶接電流を単一の既定値で制御すると、溶融プールが凝固する初期ビードの母材への溶け込みに個体間でばらつきが生じる。従って、すみ肉円周溶接部１０５及びすみ肉円周溶接部１０６の強度にばらつきが生じ、密閉型圧縮機１００の強度信頼性を得ることはできない。

これに対し、本実施の形態によれば、円周溶接を開始する前のワーク温度、すなわち重ねすみ肉継手部２３及び重ねすみ肉継手部２４の温度に基づいて、溶接開始から溶融プールを形成するまでの、供給する電流の電流値を変化させている。そのため、溶融プールが凝固した初期ビードの母材への溶け込みにばらつきが生じることがない。従って、すみ肉円周溶接部１０５及びすみ肉円周溶接部１０６の強度に個体間でばらつきが生じることはない。すなわち、本実施の形態によれば、密閉型圧縮機１００の強度信頼性を向上させることができる。

本実施の形態では、溶接電流のパターンは３つだが、これに限るものではない。溶接電流のパターンは２つ以上であれば、必要に応じて増減してよい。

本実施の形態では、事前に設定したパターンを選択して溶接電流の電流値を決定するようになっているがこれに限るものではない。ワーク温度と最適な溶接電流に関する式を設定し、その式の演算結果に基づいて、溶接電源１５から供給する電流の電流値を決定してもよい。

本実施の形態では、円筒容器２０と上蓋キャップ２１の継手形状及び円筒容器２０と下蓋キャップ２２の継手形状は重ねすみ肉継手の構造を有しているが、これに限るものではない。他の突合せ継手の構造の場合であっても、同様に初期ビードの溶接条件が選択される。

１円周溶接装置、１０制御盤、１１回転装置、１２溶接ワイヤ送給装置、１３溶接ワイヤ、１４溶接ワイヤ送給ケーブル、１５溶接電源、１６Ａ給電ケーブル、１６Ｂ給電ケーブル、１７ガス供給元、１８温度センサ、１９センサケーブル、２０円筒容器、２１上蓋キャップ、２２下蓋キャップ、２３重ねすみ肉継手部、２４重ねすみ肉継手部、２５溶接トーチ、２６ガスホース、３０ワーク温度取得部、３１溶接条件決定部、３２溶接制御部、１００密閉型圧縮機、１０１ガラス端子、１０２吸入管、１０３気液分離器、１０４吐出管、１０５重ねすみ肉円周溶接部、１０６重ねすみ肉円周溶接部、１１０圧縮機構部、１１１シリンダ、１１２クランク軸、１１３ベアリング、１１４ベアリング、１２０モータ部、１２１固定子、１２２回転子、Ｔ１第１閾値、Ｔ２第２閾値、ａ１−１第３電流値、ａ１−２第２電流値、ａ１−３第１電流値、ａ２電流値、ａ３電流値、ｒ１回転角、ｒ２回転角、ｒ３回転角。

Claims

円筒容器と、前記円筒容器の両端に設けられている一対の蓋キャップとを有する密閉型圧縮機の円周溶接方法であって、
前記円筒容器の端面と前記蓋キャップの外周面とで形成されている重ねすみ肉継手部の溶接開始前の温度を取得するワーク温度取得ステップと、
前記ワーク温度取得ステップで取得された前記温度に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接条件を決定する溶接条件決定ステップと、
前記溶接条件決定ステップで決定された溶接条件に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接を実行する溶接ステップとを含み、
前記溶接条件決定ステップにおいて、前記重ねすみ肉継手部の定常溶接が開始される前の初期溶接に供給される溶接電流の電流値が、前記定常溶接における溶接電流より小さい条件下で決定される円周溶接方法。
前記溶接条件決定ステップにおいて、前記重ねすみ肉継手部の前記温度が、第１閾値、及び前記第１閾値より高い第２閾値と比較され、前記温度が前記第１閾値未満のとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第１電流値、前記温度が前記第１閾値以上前記第２閾値未満のとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第２電流値、及び、前記第２閾値以上の場合のとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第３電流値の中から、前記溶接電流の電流値が選択される請求項１に記載の円周溶接方法。
円筒容器と、前記円筒容器の両端に設けられている一対の蓋キャップとを有する密閉型圧縮機の円周溶接装置であって、
前記円筒容器の端面と前記蓋キャップの外周面とで形成されている重ねすみ肉継手部の温度を測定する温度センサと、
制御盤とを備え、
前記制御盤は、
前記温度センサにより、前記重ねすみ肉継手部の溶接開始前の温度を取得するワーク温度取得部と、
前記ワーク温度取得部により取得された前記温度に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接条件を決定する溶接条件決定部と、
前記溶接条件決定部により選択された溶接条件に基づいて、前記重ねすみ肉継手部の溶接を制御する溶接制御部とを有し、
前記溶接条件決定部は、前記重ねすみ肉継手部の定常溶接が開始される前の初期溶接に供給される溶接電流の電流値を、前記定常溶接における溶接電流より小さい条件下で決定する円周溶接装置。
前記溶接条件決定部は、前記重ねすみ肉継手部の前記温度が、第１閾値、及び前記第１閾値より高い第２閾値と比較し、前記温度が前記第１閾値未満のとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第１電流値、前記温度が前記第１閾値以上前記第２閾値未満のとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第２電流値、及び、前記第２閾値以上の場合にとき前記初期溶接において供給する前記溶接電流の電流値として設定されている第３電流値の中から、前記溶接電流の電流値を選択する請求項３に記載の円周溶接装置。