水平角焊装置以及水平角焊方法与流程

本发明涉及水平角焊装置以及水平角焊方法。

背景技术：

在自动地对用于造船或桥梁等大型结构物的长条钢材进行水平角焊时，将分别具备焊炬的一对焊接头配置在立板的两侧，一边使一对焊接头沿着焊接方向移动一边进行焊接。在这样的水平角焊装置中要求高效率、高精度的焊接，以往实现了基于多电极化的效率提高以及应用了各种传感器的精度提高。例如，在专利文献1所记载的气体保护电弧焊接装置中记载有为了抑制使用两个电极用焊炬时的由电弧干扰引起的熔池形状的变动而在两个电极用焊炬之间具备填充焊丝用焊炬这样的方案。尤其是在专利文献1中，通过使电极用焊炬以及填充焊丝用焊炬在包含焊接方向、垂直方向、对接方向在内的全部方向上朝所希望的朝向转动，适当地调整各焊炬的电极间的极间距离、焊炬角度，由此容易调整为最佳的焊接条件。

另外，在专利文献2中记载有如下的条材焊接装置：在焊炬之前对焊接部的位置的变化进行检测的仿效传感器；根据来自该仿效传感器的检测信号使焊炬移动而仿效焊接部的移动装置，从而使焊炬追随于焊接部的位置的变化而高精度地进行焊接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-179613号公报

专利文献2：日本特开平8-99173号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，从机械性能的观点出发，焊接部优选采用完全熔透。然而，在水平角焊中使焊接部完全熔透的情况下，需要以高电流进行焊接。当立板的左右两侧的焊接头在焊接方向上以相同的位置进行高电流焊接时，在相面对的电极的二极之间显著引起电弧干扰，焊接缺陷产生的可能性变高。因此，在想要使焊接部完全熔透的情况下，需要使各焊接头的焊接位置沿焊接方向偏移，但当单纯地使各焊接头偏移时，存在在焊接的始端或终端产生焊接残留的课题。另外，为了防止焊接的始端或终端处的焊接残留，考虑使各焊接头的可移动长度与焊接部长度相比长出各焊接头的偏移长度的量，将处于偏离焊接部的位置处的焊炬的电弧断开来进行焊接。然而，在该情况下，仿效下板或立板来引导焊接头的引导机构在焊接初期或焊接末期与下板、立板接触或脱离，因此，此时焊炬位置有可能偏离。以往，在这种机构的水平角焊装置中，也有时未设想完全熔透，专利文献1以及2所记载的焊接装置并非是针对上述课题而考虑的焊接装置。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够进行稳定的完全熔透溶融焊接、且不存在焊接残留和焊接中的焊炬的位置偏离的水平角焊装置以及水平角焊方法。

解决方案

本发明的上述目的通过下述结构实现。

(1)一种水平角焊装置，该水平角焊装置针对具备下板和在所述下板的上表面并排地竖立设置的多个立板的结构物，对所述下板与所述立板所抵接的、所述立板的左右两侧的被焊接部同时进行水平角焊，

其特征在于，

所述水平角焊装置具备：

框架，其在所述下板的上方沿所述多个立板的并排方向延伸设置；

驱动机构，其能够使所述框架或所述下板沿所述立板的延伸设置方向进行相对移动；以及

至少一个焊接头，其包括分别具有单一或多个焊炬的一对头主体、以及以沿着所述框架而能够在所述多个立板的并排方向上移动的方式安装于所述框架且对所述一对头主体进行支承的支承构件，

所述焊接头具备：

使所述一对头主体相对于所述支承构件沿所述多个立板的并排方向移动的左右移动机构；以及

使所述一对头主体相对于所述支承构件相互独立地沿所述立板的延伸设置方向移动的一对前后移动机构。

(2)根据(1)所记载的水平角焊装置，其特征在于，

所述前后移动机构与所述头主体经由可摆动旋转的摆动轴而连接。

(3)根据(1)或(2)所记载的水平角焊装置，其特征在于，

在所述前后移动机构与所述头主体之间或所述头主体上，具备允许所述头主体的上下移动的上下滑动机构和对所述头主体朝向所述下板施力的弹性构件。

(4)根据(1)～(3)中任一项所记载的水平角焊装置，其特征在于，

所述一对头主体的所述焊炬包括在先电极焊炬以及在后电极焊炬，所述在先电极焊炬相对于所述下板的表面的焊炬角为5°～40°，所述在后电极焊炬相对于所述下板的表面的焊炬角为40°～60°。

(5)根据(4)所记载的水平角焊装置，其特征在于，

所述焊炬具有从在其上下方向上延伸的部分起朝所述多个立板的并排方向弯曲的至少一个弯曲部，所述在先电极焊炬的弯曲部的曲率半径为60～120mm，弯曲角度为50°～85°，所述在后电极焊炬的弯曲部的曲率半径为60～120mm，弯曲角度为30°～50°。

(6)根据(1)～(5)中任一项所记载的水平角焊装置，其特征在于，

所述头主体具备仿效所述立板的形状而使所述头主体移动的至少一个仿效机构。

(7)根据(1)～(6)中任一项所记载的水平角焊装置，其特征在于，

基于所述前后移动机构实现的所述头主体在所述立板的延伸设置方向上的移动行程设定在0mm～600mm的范围内。

(8)根据(1)～(7)中任一项所记载的水平角焊装置，其特征在于，

所述水平角焊装置具备控制部，该控制部在利用焊炬对所述下板与所述立板之间的所述被焊接部进行水平角焊时，以使所述框架或所述下板以规定的速度连续地从焊接始端相对移动到焊接终端的方式对所述驱动机构进行控制，并且，在从所述焊接始端起进行焊接的焊接初期，对一方的所述前后移动机构进行控制，以使得从所述一对头主体在所述多个立板的并排方向上相对对置的状态成为所述一对头主体相对地偏离了预先决定的偏移长度量的状态，以及在焊接至所述焊接终端的焊接末期，对另一方的所述前后移动机构进行控制，以使得从所述一对头主体相对地偏离了预先决定的偏移长度量的状态成为所述一对头主体在所述多个立板的并排方向上相互对置的状态。

(9)一种水平角焊方法，在该水平角焊方法中，使用(1)～(8)中任一项所记载的水平角焊装置，针对具备下板和在所述下板的上表面并排地竖立设置的多个立板的结构物，对所述下板与所述立板所抵接的所述立板的左右两侧的被焊接部同时进行水平角焊，其特征在于，

所述水平角焊方法具备如下工序：

准备工序，在该准备工序中，使所述一对头主体位于所述前后移动机构的焊接方向前方位置，并且，使所述一对头主体在所述被焊接部的焊接始端配置于所述立板的左右两侧；

第一焊接工序，在该第一焊接工序中，利用所述驱动机构使所述框架或所述下板沿所述立板的延伸设置方向相对移动，利用所述一对头主体中的一方的头主体，对所述立板的一方的所述被焊接部进行预先决定的偏移长度的焊接，利用所述前后移动机构，使所述一对头主体中的另一方的头主体以不改变相对于所述被焊接部的相对位置的方式以与所述框架或所述下板的移动速度相同的速度移动；

第二焊接工序，在该第二焊接工序中，当所述一方的头主体结束了所述偏移长度的焊接时，使由所述前后移动机构进行的所述另一方的头主体的移动停止，利用所述驱动机构使所述一对头主体与所述框架或所述下板一起移动，对所述立板的左右两侧的所述被焊接部同时进行焊接；以及

第三焊接工序，在该第三焊接工序中，当所述一方的头主体焊接至一方的所述被焊接部的焊接终端时，一边利用所述前后移动机构，使所述一方的头主体以不改变相对于所述被焊接部的相对位置的方式以与所述框架或所述下板的移动速度相同的速度移动，一边利用所述另一方的头主体对所述立板的另一方的所述被焊接部的剩余部分进行焊接。

(10)根据(9)所记载的水平角焊方法，其特征在于，

所述驱动机构使所述框架沿所述立板的延伸设置方向移动，在所述第一焊接工序中，使所述另一方的头主体沿与所述框架的移动方向相反的方向移动，在所述第三焊接工序中，使所述一方的头主体沿与所述框架的移动方向相反的方向移动。

(11)根据(9)所记载的水平角焊方法，其特征在于，

所述驱动机构使所述下板沿所述立板的延伸设置方向移动，在所述第一焊接工序中，使所述另一方的头主体沿与所述下板的移动方向相同的方向移动，在所述第三焊接工序中，使所述一方的头主体沿与所述下板的移动方向相同的方向移动。

需要说明的是，本发明中的“对所述立板的左右两侧的被焊接部同时进行水平角焊”包含在一对头主体的焊炬沿立板的延伸设置方向偏离了偏移长度的状态下进行焊接的情况。

发明效果

根据本发明的水平角焊装置，具备：框架，其在下板的上方沿多个立板的并排方向延伸设置；驱动机构，其能够使框架或下板沿立板的延伸设置方向相对移动；以及至少一个焊接头，其包括分别具有单一或多个焊炬的一对头主体、及以能够沿着框架在多个立板的并排方向上移动的方式安装于框架且对一对头主体进行支承的支承构件。焊接头具备：使一对头主体相对于支承构件沿多个立板的并排方向移动的左右移动机构；以及使一对头主体相对于支承构件相互独立地沿立板的延伸设置方向移动的一对前后移动机构。由此，能够在不存在焊接残留和焊接中的焊炬的位置偏离的状态下稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

另外，根据本发明的水平角焊方法，具备上述的水平角焊装置，且具备如下工序：准备工序，在该准备工序中，使一对头主体位于前后移动机构的焊接方向前方位置，并且，使一对头主体在被焊接部的焊接始端配置于立板的左右两侧；第一焊接工序，在该第一焊接工序中，利用驱动机构使框架或下板沿立板的延伸设置方向相对移动，利用一对头主体中的一方的头主体，对立板的一方的被焊接部进行预先决定的偏移长度的焊接，利用前后移动机构，使一对头主体中的另一方的头主体以不改变相对于被焊接部的相对位置的方式以与框架或下板的移动速度相同的速度移动；第二焊接工序，在该第二焊接工序中，当一方的头主体结束了偏移长度的焊接时，使由前后移动机构进行的另一方的头主体的移动停止，利用驱动机构使一对头主体与框架或下板一起移动，对立板的左右两侧的被焊接部同时进行焊接；以及第三焊接工序，在该第三焊接工序中，当一方的头主体焊接至一方的被焊接部的焊接终端时，一边利用前后移动机构，使一方的头主体以不改变相对于被焊接部的相对位置的方式以与框架或下板的移动速度相同的速度移动，一边利用另一方的头主体对立板的另一方的被焊接部的剩余部分进行焊接。由此，能够在不存在焊接残留和焊接中的焊炬的位置偏离的状态下稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

附图说明

图1是本发明的水平角焊装置的主视图。

图2是图1所示的水平角焊装置的侧视图。

图3是示出框架与支承构件的连结结构的立体图。

图4是头主体的主视图。

图5是头主体的侧视图。

图6a是在先电极焊炬的主视图。

图6b是在后电极焊炬的主视图。

图7是示出一方的焊接头中的水平角焊开始时的各头主体的状态的立体图。

图8是示出另一方的焊接头中的水平角焊开始时的各头主体的状态的立体图。

图9是示出一方的焊接头中的水平角焊结束时的各头主体的状态的立体图。

图10是示出另一方的焊接头中的水平角焊结束时的各头主体的状态的立体图。

图11是示出框架相对于下板的移动速度、一方的头主体相对于框架的移动速度、另一方的头主体相对于框架的移动速度、一方的头主体相对于下板的移动速度、以及另一方的头主体相对于下板的移动速度的时序图。

附图标记说明：

1水平角焊装置；

2框架；

10焊接头；

11支承构件；

12左右移动机构；

13a、13b前后移动机构；

14a、14b头主体；

39摆动轴；

48弹性构件；

50仿效辊(仿效机构)；

53a、53b在先电极焊炬；

54a、54b在后电极焊炬；

55a、55b焊炬；

70控制部；

u下板；

l立板；

w被焊接部；

r1、r2曲率半径；

α1、α2弯曲角度；

θ1、θ2焊炬角。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的水平角焊装置的一实施方式详细进行说明。图1是本发明的水平角焊装置的主视图，图2是其侧视图。

如图1及图2所示，本实施方式的水平角焊装置1是对结构部进行水平角焊的所谓的线焊机，该结构部具备水平设置的下板u和在下板u的上表面垂直地并排配置的多个立板l。即，水平角焊装置1中，下板u与立板l抵接，一边使焊接头10相对于立板l的左右两侧的被焊接部w进行移动，一边利用一对头主体14a、14b，通过完全熔透焊接对左右两侧的被焊接部w同时进行水平角焊。

需要说明的是，在以下的说明中，将立板l的延伸设置方向、即焊接方向表示为x方向或前后方向，将多个立板l的并排方向、即与焊接方向正交的水平方向表示为y方向或左右方向，将与x方向以及y方向正交的方向表示为z方向或上下方向。

水平角焊装置1具备：在立板l的上方沿y方向即多个立板l的并排方向延伸设置的框架2；使在框架2的左右两侧设置的支柱3与框架2一起沿x方向即立板l的延伸设置方向移动的驱动机构5；以能够沿着框架2在y方向上移动的方式安装于框架2的至少一个(在本实施方式中为4个)焊接头10；以及对驱动机构5及焊接头10进行控制的控制部70。

在此，框架2以及支柱3构成以跨越下板u及立板l的方式配置的门型框架4。另外，驱动机构5通过未图示的驱动马达等来驱动行驶辊6进行旋转，由此使门型框架4沿x方向移动。需要说明的是，本发明只要是门型框架4与下板u沿x方向相对移动的结构即可，也可以使下板u沿x方向移动。

焊接头10具备：支承构件11；一对头主体14a、14b；使头主体14a、14b相对于支承构件11沿y方向移动的左右移动机构12；以及使头主体14a、14b相对于支承构件11沿x方向相互独立地移动的一对前后移动机构13a、13b。左右移动机构12与一对前后移动机构13a、13b设置在支承构件11与一对头主体14a、14b之间。

还参照图3，支承构件11使头主体14a、14b沿y方向以及z方向移动，设置在支承构件11的可动基板15上的滑块16跨越设置在固定于框架2的前表面的两根水平导轨17上，通过未图示的驱动马达进行驱动而使支承构件11沿着水平导轨17在y方向上移动。

另外，设置于可动基板15的前表面的滑块18跨越设置在设置于支承构件11的第一支柱19的垂直导轨20上，沿着垂直导轨20在z方向上引导支承构件11。在第一支柱19的上部，配设有将活塞杆22的前端固定于可动基板15而成的气缸21。由此，使气缸21工作，将活塞杆22拉出或推入，由此使支承构件11沿z方向移动。

在通过上下的横杆23而相对于第一支柱19平行固定的第二支柱24的下部，固定有沿x方向延伸的一对x框架25。在一对x框架25的x方向两端部，沿y方向延伸地固定有y框架26。

需要说明的是，在本实施方式中，可动基板15、第一支柱19、横杆23、第二支柱24以及一对x框架25构成支承构件11。

另外，在固定于各y框架26的下表面的左右导轨27上，跨越设置有固定于头主体支承框架28的上表面的滑块29，该滑块29将一对头主体支承框架28沿着左右导轨27在y方向上引导。

还参照图4，一对头主体支承框架28分别经由固定于头主体支承框架28的连结板30而与左右移动用工作缸31的工作缸主体32以及工作缸杆33连结。由此，通过使左右移动用工作缸31工作而拉出或推入工作缸杆33，由此能够使一对头主体支承框架28在相互接近或分离的方向上移动。

即，y框架26、左右导轨27、滑块29以及左右移动用工作缸31构成使一对头主体支承框架28、进而头主体14a、14b在相互接近或分离的方向上移动的左右移动机构12。

还参照图4以及图5，在一对头主体支承框架28的下表面，以沿x方向延伸的方式分别固定有前后导轨35。在各个前后导轨35上，跨越设置有在头主体14a、14b的头主体支承板36a、36b上固定的一对滑块37，该一对滑块37将头主体支承板36、进而头主体14a、14b分别沿x方向引导。

在头主体支承板36a，36b上配设有滚珠丝杠机构34以及前后移动用马达38a、38b，通过使前后移动用马达38a、38b工作，从而滚珠丝杠机构34旋转，将头主体支承板36a、36b沿前后导轨35引导，使其与头主体14a、14b一起沿前后方向移动。前后移动用马达38a、38b由控制部70控制而能够相互独立地工作，因此，头主体14a、14b能够相互独立地沿x方向移动。

即，头主体支承框架28、前后导轨35、头主体支承板36a、36b、滑块37、滚珠丝杠机构34以及前后移动用马达38a、38b构成使头主体14a、14b相互独立地沿x方向移动的前后移动机构13a、13b。

基于前后移动机构13a、13b进行的头主体14a、14b的x方向的移动行程设定在0mm～600mm的范围内。

在头主体支承板36a、36b上经由摆动轴39而分别配设有头主体14a、14b，头主体14a、14b相对于头主体支承板36a、36b能够分别以摆动轴39为中心进行摆动。

接着，对头主体14a、14b进行说明。需要说明的是，头主体14a、14b仅在后述的在先电极焊炬与在后电极焊炬的配置相反这一方面不同，但除此之外具有实质上相同的结构，因此，对一方的头主体14a进行说明，省略一部分另一方的头主体14b的说明。

如图5所示，头主体14a的具有上端由顶板41a连结的一对腿部41b的コ字状框架40固定于摆动轴39。在一对腿部41b的内侧面分别固定有滑块42。各滑块42跨越设置在固定于头主体框架43的外侧面的上下导轨44上，对头主体框架43以能够相对于コ字状框架40沿上下方向移动的方式进行引导。因此，コ字状框架40、滑块42、上下导轨44、头主体框架43构成允许头主体14a、14b的上下移动的上下滑动机构60。

头主体框架43具备：沿上下方向延伸设置的一对上下框架45；以及在该一对上下框架45的上部及中间部将该一对上下框架45彼此连结的一对连结框架46a、46b(还参照图8)。

在コ字状框架40的顶板41a与各头主体框架43的上方的连结框架46a之间，装配有螺旋弹簧等弹性构件48，该弹性构件48对头主体框架43始终朝下方施力。

在一对上下框架45的下端，分别安装有朝向立板l沿y方向延伸的l字状的板49，在各板49上配设有将能够以垂直轴为中心进行旋转的仿效辊50和能够在下板u上转动的行驶辊51单元化而成的辊单元61。如图4所示，仿效辊50构成从左右两侧夹持立板l、并仿效立板l的形状而使一对头主体框架43、换言之一对头主体14a、14b移动的仿效机构。

另外，在一对上下框架45分别设置有焊炬保持架52，焊炬保持架52对在先电极焊炬53a以及在后电极焊炬54a的沿上下方向延伸的部分进行保持。即，头主体14a具备由在先电极焊炬53a以及在后电极焊炬54a构成的一组焊炬55a，头主体14b具备由在先电极焊炬53b以及在后电极焊炬54b构成的另一组焊炬55b。

图6a以及图6b示出头主体14a的在先电极焊炬53a以及在后电极焊炬54a，但头主体14b的在先电极焊炬53b以及在后电极焊炬54b也具有同样的结构。即，在先电极焊炬53a、53b以及在后电极焊炬54a、54b具备从沿上下方向延伸的部分起、以前端部的焊接电极指向立板l的被焊接部w的方式朝y方向弯曲的弯曲部56。在先电极焊炬53a、53b的弯曲部56的曲率半径r1为60～120mm，弯曲角度α1为50°～85°，相对于下板u的表面的焊炬角θ1被设定为5°～40°。另外，在后电极焊炬54a、54b的弯曲部56的曲率半径r2为60～120mm，弯曲角度α2为30°～50°，相对于下板u的表面的焊炬角θ2被设定为40°～60°。

需要说明的是，焊炬保持架52将在先电极焊炬53a、53b以及在后电极焊炬54a、54b保持为能够沿y方向以及z方向进行微调整。

接着，参照图1以及图7～图11来说明由水平角焊装置1进行的水平角焊步骤。需要说明的是，图7示出一方的焊接头中的水平角焊开始时的一对头主体的状态，图8示出另一方的焊接头中的水平角焊开始时的一对头主体的状态。另外，图9示出一方的焊接头中的水平角焊结束时的一对头主体的状态，图10示出另一方的焊接头中的水平角焊结束时的一对头主体的状态。此外，图11是示出框架以及一对头主体的动作的时序图，图示省略了(a)的驱动机构5以及(b)以及(c)的前后驱动机构13a、13b的驱动时的加减速。

首先，如图1所示，使左右移动机构12的左右移动用工作缸31工作而拉出工作缸杆33，使一对头主体支承框架28向外侧移动。由此，一对头主体14a、14b在下降时向不与立板l发生干扰的位置分离。

此外，如图4以及图7所示，使前后移动机构13a、13b的前后移动用马达38a、38b工作，使头主体14a、14b位于前后移动机构13a、13b的一对头主体支承框架28的焊接方向(x方向)前方位置。

接着，利用驱动机构5，使框架2沿x方向移动而位于焊接开始位置，并且，利用未图示的驱动马达，使支承构件11沿y方向移动而位于一对头主体14a、14b夹持立板l的位置的上方。

然后，使气缸21工作而使支承构件11下降，利用一对头主体14a、14b的行驶辊51在立板l的两侧按压下板u。一对头主体14a、14b借助在上下滑动机构60、コ字状框架40的顶板41a以及各头主体框架43的上方的连结框架46a之间装配的弹性构件48而在上下方向上具有余裕度，因此，能够以大致固定的压力对下板u进行按压。

然后，当推入左右移动用工作缸31的工作缸杆33时，一对头主体支承框架28在相互接近的方向上移动，头主体14a、14b的一对仿效辊50与立板l的两侧面抵接而夹持立板l，焊接准备完成(参照图4)。

在上述的焊接准备完成之后，将头主体14a的焊炬55a(在先电极焊炬53a、在后电极焊炬54a)的电弧设为接通，利用驱动机构5使框架2例如以1200mm/min沿x方向移动(参照图11的(a))。

另外，同时地，在将头主体14b的焊炬55b(在先电极焊炬53b、在后电极焊炬54b)的电弧设为断开的状态下使头主体14b的前后移动用马达38b进行驱动，使头主体14b以与框架2的移动速度相同的速度(-1200mm/min)沿着与框架2的移动方向相反的方向移动(参照图11的(c))。即，一对头主体14a、14b从图7所示的在y方向上相互对置的状态成为图8所示的相对偏离了预先决定的偏移长度量的状态。

由此，头主体14a的焊炬55a(53a、54a)与框架2一同移动，以焊接速度1200mm/min进行立板l的一方(图7中为左侧)的被焊接部w的水平角焊(参照图11的(d))。

另一方面，头主体14b的焊炬55b(53b、54b)由于框架2的移动速度与头主体14b的移动速度抵消，相对于被焊接部w的相对位置未改变，并且电弧也断开，因此，不进行焊接而留在焊接始端(参照图11的(e))。

需要说明的是，头主体14a、14b的前后移动机构13a、13b的行程、即预先决定的偏移长度例如为600mm。

然后，如图8所示，头主体14a的焊炬55a在焊接了预先决定的偏移长度时，使头主体14b的前后移动用马达38b的旋转停止(参照图11的(c))，将头主体14b的焊炬55b的电弧设为接通(参照图11的(e))。

由此，头主体14b伴随着框架2的向x方向的移动而开始向x方向的移动(参照图11的(e))，头主体14b的焊炬55b与头主体14a的焊炬55a协同动作地同时进行立板l的两侧的被焊接部w的水平角焊。即，立板l的两侧的被焊接部w的水平角焊伴随着框架2的x方向移动由焊炬55a(53a、54a)以及焊炬55b(53b、54b)的四根焊炬同时进行。

此时，头主体14a位于头主体支承框架28的焊接方向(x方向)前方位置，头主体14b位于与头主体支承框架28的前方位置向后方相距偏移长度的后方位置。

然后，如图9所示，当头主体14a到达被焊接部w的终端这一情况被未图示的传感器检测到时，将头主体14a的焊炬55a(53a、54a)的电弧设为断开，并且，使头主体14a的前后移动用马达38a旋转，使由前后移动机构13a引导的头主体14a以与框架2的移动速度相同的速度沿着与框架2的移动方向相反的方向移动(参照图11的(b))。即，一对头主体14a、14b从图9所示的相对地偏离了偏移长度量的状态成为图10所示的在y方向上相互对置的状态。

由此，对于头主体14a而言，框架2的移动速度与头主体14a的移动速度抵消，相对于被焊接部w的相对位置未改变，在被焊接部w的终端位置出不进行焊接而成为停止的状态。

然后，如图10所示，紧接着通过框架2的向x方向的移动，头主体14b的焊炬55b(53b、54b)对被焊接部w的未焊接部(剩余部分)进行焊接。

在由焊炬55a、55b进行的被焊接部w的焊接结束时，头主体14a、14b均位于头主体支承框架28的后方位置。另外，在焊接终端处，一对头主体14a、14b的行驶辊51也在立板l的两侧对下板u进行按压，并且，一对仿效辊50与立板l的两侧面抵接而进行夹持。

这样，由驱动机构5驱动的框架2、由前后移动用马达38a驱动的头主体14a、以及由前后移动用马达38b驱动的头主体14b这三个前方移动机构13a、13b分别独立地被控制。由此，在焊炬55a、55b均为电弧接通的情况下，头主体14a的焊炬55a以及头主体14b的焊炬55b成为偏移的状态，能够防止焊炬55a、55b间的电弧干扰。另外，框架2的移动速度从焊接始端到焊接终端连续地以固定的方式被驱动，并且，即便在焊接初期以及焊接末期的焊炬55a、55b的任一方为电弧接通的情况下，一对头主体14a、14b都成为对下板u以及立板l进行了引导的状态，因此，能够在不存在焊接残留和焊接中的焊炬的位置偏离的状态下对被焊接部w进行焊接。

需要说明的是，立板l的形状与焊接线完全平行或者是完全的平面的情况较少，大多具有弯曲或起伏。但是，一对仿效辊50与立板l的两侧面抵接地进行夹持，因此，通过伴随着框架2的向x方向的进行而使头主体14a、14b以摆动轴39为中心进行摆动，由此，能够与立板l的弯曲或起伏对应地使仿效辊50仿效立板l的形状沿左右移动。

即，一对仿效辊50作为仿效机构而发挥功能，通过使头主体14a、14b摆动，能够在焊炬55a、55b不脱离焊接线的状态下进行焊接。

另外，如上所述，一对仿效辊50与框架2、一对头主体14a、14b的x方向移动无关地，在焊接的整个行程中始终与立板l的两侧面抵接，不会脱离立板l，因此，防止了振动的产生，防止了因该振动引起的焊炬55a、55a的位置偏离。另外，下板u被行驶辊51按压，且立板l由一对仿效辊50夹持，因此，下板u以及立板l不会移动，能够实现稳定的焊接。

该仿效机构不局限于上述的接触式的仿效辊50，也可以构成为包含光传感器、激光传感器、图像处理装置等非接触式传感器。

另外，如图11所示，在由头主体14a、14b的任一方的焊炬55a、55b进行焊接的整个期间，框架2连续地移动。因此，与在焊炬55a、55b的焊接中途存在质量大的框架2的始动以及停止这样的控制相比，防止因框架2的始动以及停止而引起的振动的产生，不存在焊接中的焊炬55a、55b的位置偏离，并且不会产生焊接残留，能够稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

如以上说明的那样，根据本实施方式的水平角焊装置1具备：框架2，其在下板u的上方沿多个立板l的并排方向延伸设置；驱动机构，其能够使框架2沿立板l的延伸设置方向相对移动；以及焊接头10，其包括分别具有焊炬55a(53a、54a)、55b(53b、54b)的一对头主体14a、14b及以能够沿着框架2在多个立板的并排方向上移动的方式安装于框架2且对一对头主体14a、14b进行支承的支承构件11。焊接头10具备：使一对头主体14a、14b相对于支承构件11沿多个立板l的并排方向移动的左右移动机构12；以及使一对头主体14a、14b相对于支承构件11相互独立地沿立板l的延伸设置方向移动的一对前后移动机构13a、13b。由此，不存在焊接残留和焊接中的焊炬55a、55b的位置偏离，能够稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

另外，前后移动机构13a、13b和头主体14a、14b经由可摆动旋转的摆动轴而连接，因此，头主体14a、14b能够仿效立板l的形状进行摆动。

另外，头主体14a、14b具备允许头主体14a、14b的上下移动的上下滑动机构60和对头主体14a、14b朝向下板u施力的弹性构件48，因此，能够使头主体14a、14b具有上下方向的余裕度，使其以大致固定的力对下板u进行按压，能够稳定地进行焊接。

需要说明的是，上下滑动机构60、弹性构件48也可以在前后移动机构13a、13b与头主体14a、14b之间构成。例如，也可以通过将摆动轴39设为伸缩形状而构成上下滑动机构60，在摆动轴39的周围配置弹性构件48。

另外，在先电极焊炬53a、53b相对于下板u的表面而言的焊炬角θ1为5°～40°，在后电极焊炬54a、54b相对于下板u的表面而言的焊炬角θ2为40°～60°，因此，能够进行稳定的完全熔透焊接。这是因为，通过将在先电极焊炬53a、53b的焊炬角θ1设为5°～40°的范围而使焊炬极度倾斜，能够确保较深的熔透效果，并且，通过将后续的在后电极焊炬54a、54b的焊炬角θ2设为40°～60°的范围而能够形成良好的焊道形状。

另外，在先电极焊炬53a、53b以及在后电极焊炬54a、54b具有从在其上下方向上延伸的部分起朝y方向弯曲的弯曲部56，在先电极焊炬53a、53b的弯曲部56的曲率半径r1为60～120mm，弯曲角度α1为50°～85°，在后电极焊炬54a、54b的弯曲部56的曲率半径r2为60～120mm，弯曲角度α2为30°～50°，因此，能够有效地进给被焊接材料，有助于完全熔透焊接的稳定化。尤其是从在先电极焊炬53a、53b极度倾斜的焊炬角度出发，在机构上容易产生进给不良的情况，但通过将曲率半径r1、r2以及弯曲角度α1、α2规定为上述范围，能够得到显著的效果。

另外，头主体14a、14b具备从两侧夹持立板l的一对仿效辊50来作为仿效立板l的形状而使头主体14a、14b移动的仿效机构，因此，不会受到立板l的弯曲或起伏的影响，能够在焊接位置不偏离的状态下进行焊接。

此外，基于前后移动机构13a、13b实现的头主体14a、14b在立板l的延伸设置方向上的移动行程设定在0mm～600mm的范围内，因此，能够防止焊炬55a、55b间的电弧干扰，并且，能够在不存在焊接残留的状态下对被焊接部w进行焊接。

另外，具备控制部70，该控制部70在利用焊炬55a、55b对下板u与立板l之间的被焊接部w进行水平角焊时，以使框架2以规定的速度连续地从焊接始端相对移动到焊接终端的方式对驱动机构5进行控制，并且，在从焊接始端起进行焊接的焊接初期，对一方的前后移动机构13b进行控制，以使得从一对头主体14a、14b在y方向上相互对置的状态成为一对头主体14a、14b相对地偏离了预先决定的偏移长度量的状态，以及在焊接至焊接终端的焊接末期，对另一方的前后移动机构13a进行控制，以使得从一对头主体14a、14b相对地偏离了预先决定的偏移长度量的状态成为一对头主体14a、14b在y方向上相互对置的状态。由此，能够在不存在焊接残留和焊接中的焊炬55a、55b的位置偏离的状态下稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

另外，根据本发明的水平角焊方法，包括如下工序：准备工序，在该准备工序中，使一对头主体14a、14b位于前后移动机构13a、13b的焊接方向前方位置，并且，使一对头主体14a、14b在被焊接部w的焊接始端配置于立板l的左右两侧；第一焊接工序，在该第一焊接工序中，利用驱动机构5使框架2沿x方向移动，利用头主体14a的焊炬55a，对立板l的一方的被焊接部w进行预先决定的偏移长度的焊接，利用前后移动机构13b，使头主体14b以不改变相对于被焊接部w的相对位置的方式以与框架2的移动速度相同的速度进行移动；第二焊接工序，在该第二焊接工序中，当头主体14a的焊炬55a结束了偏移长度的焊接时，使由前后移动机构13b进行的头主体14b的移动停止，利用驱动机构5，使一对头主体14a、14b与框架2一起移动，利用头主体14a、14b的焊炬55a、55b对立板l的左右两侧的被焊接部w同时进行焊接；以及第三焊接工序，在该第三焊接工序中，当头主体14a焊接至一方的被焊接部w的焊接终端时，一边利用前后移动机构13a，使头主体14a以不改变相对于被焊接部3的相对位置的方式以与框架2的移动速度相同的速度移动，一边利用头主体14b的焊炬55b对立板l的另一方的被焊接部w的剩余部分进行焊接。由此，能够在不存在焊接残留和焊接中的焊炬的位置偏离的状态下稳定地进行基于完全熔透焊接的水平角焊。

另外，如本实施方式那样，在驱动机构5使框架2沿x方向移动的情况下，第一焊接工序中，使头主体14b沿与框架2的移动方向相反的方向移动，第三焊接工序中，使头主体14a沿与框架2的移动方向相反的方向移动。

另一方面，在驱动机构5使下板u沿x方向移动的情况下，第一焊接工序中，使头主体14b沿与下板u的移动方向相同的方向移动，第三焊接工序中，使头主体14a沿与下板u的移动方向相同的方向移动。

需要说明的是，本发明不局限于上述实施方式，能够适当进行变形、改良等。

例如，也可以为，驱动机构5在开始或完成框架2或下板u的移动之际的加速或减速时，使一对前后移动机构13a、13b的两方驱动，以不改变一对头主体14a、14b相对于被焊接部3的相对位置的方式控制该加速时或减速时的移动行程量。