JP5203795B2 - Gas metal enclosure welding equipment for rod-shaped members - Google Patents
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Description
本発明は、異形棒鋼等の棒状の被溶接材をその端部で突合せガスメタルアーク溶接を行うための溶接装置であって、特に溶接装置として裏当金部とシールドヘッド部とで構成して行なうガスメタルエンクローズ溶接装置に関する。 The present invention is a welding apparatus for performing butt gas metal arc welding of a bar-shaped workpiece such as a deformed steel bar at the end thereof, and particularly comprises a backing metal part and a shield head part as a welding apparatus. The present invention relates to a gas metal enclosure welding apparatus to be performed.
従来のエンクローズ溶接に関連のガスシールドの手段としては、流路に整流体を配置し、これにより整流された上下2層のシールドガス流を、溶接操作開口部で対向衝突させるもの(例えば特許文献1参照))や、このような技術を基本としかつ複数個の細噴流列を特定の複数方向に施工開口部に対して対称的に噴出させて行なうようにしたもの(例えば特許文献2および特許文献3参照)などがある。
As a conventional gas shield means related to enclosed welding, a rectifying body is arranged in a flow path, and two upper and lower layers of shield gas flow rectified thereby are caused to collide with each other at a welding operation opening (for example, patents). Reference 1)), or a technique in which a plurality of narrow jet trains are ejected symmetrically with respect to the construction opening in a plurality of specific directions (for example,
前記した特許文献1は、本件発明者による発明(1989年)であり、ガスシールドの手段として高い性能を有し広く実用化されていた。 然し乍、構成手段が複雑であるために、シールド装置部分の加工費用が非常にかかるという問題があった。
また、特許文献2及び特許文献3のものは、複数の高速乱流状態の細噴流ガス列を所定方向に配置し、かつそのうちの2列を被溶接材側に指向・噴出させて行なうことを特徴とする方法であるが、高速噴流を直接溶接施工開口部および開先空間内に噴出することに起因する外気巻き込みによるシールド性の劣化と言うような問題が生じた。 さらに、シールド装置としても特許文献1のものと同様に構造が複雑で加工コストが掛かると言う問題があった。
Further, in
更に、上記した特許文献1の従来の技術に於いては、要部構成たるガス噴出口が溶接の施工開先空間側の上部で開先空間側に開口しており、また整流体もこの開口部に面して設置されているので、溶接の際に発生する超高温・高速のスパッタに直接曝されるこれらの部分にスパッタが付着してシールドガス流を偏らせ不均一にし、はなはだしい場合にはガス流を部分的に閉塞させてシールド性を劣化させてしまうと言う問題があった。 そのため、これらの部位に付着したスパッタの除去や、整流体自体の交換といった清掃作業を頻繁に行なわなければならないと言う問題があった。
Furthermore, in the prior art disclosed in
本発明は、ガスシールド手段をより単純化することに基づき、好適なガスシールド性能を確保すると共に、シールドの要点手段としての整流体が直接スパッタにさらされることを回避することに依って、シールド装置としての使用特性の改善化を図り、もって、上述したような従来の問題点を解消した新規の「棒状部材に対するガスメタルエンクローズ溶接装置」の提供を図ったものである。 The present invention is based on the simplification of the gas shielding means, and ensures a favorable gas shielding performance and avoids direct exposure of the rectifier as the main means of shielding to the sputtering. The present invention aims to provide a new "gas metal enclosure welding apparatus for rod-shaped members" which improves the use characteristics of the apparatus and solves the conventional problems as described above.
更に本発明は、シールド手段と分離可能に一体化して使用する裏当金に対する製作上のコストダウンが図られるようにすることにより、装置全体の加工コストを安価ならしめるようにしたものである。 Further, according to the present invention, the processing cost of the entire apparatus can be reduced by reducing the manufacturing cost of the backing metal used detachably integrated with the shield means.
本発明は、所定の開先間隔を設けて同軸上に開先面を対向配置された一対の棒状の被溶接材(M,M)の両端部の所定部分を略半周包囲する半円筒形凹面(11a)を有する裏当金(11)と、この裏当金(11)の中央所定部分に対向して挿入されかつ当該裏当金(11)の上面となる半円筒形凹面の中心分割面である会合面(12)と対向する側である被溶接材(M,M)の両端部の残りの上方略半周を包囲する半円筒形凹面(1a)を有するシールドヘッド部材(A)から成り、
当該シールドヘッド部材(A)の中央部には前記会合面(12)に対して垂直方向に貫通された溶接操作のための矩形状のシールドヘッド開口部(A1)があり、当該開口部(A1)の開先面と平行に対向する長径面に沿って前記会合面(12)に対して垂直に開先間隔以上の間隔を離して設けられた、被溶接材(M,M)の外形とほぼ同寸法以上の幅を有する少なくとも一対のシールドガス案内溝(2d)と、この案内溝(2d)の下端部分に被溶接材(M,M)の外周に沿う所定幅の半円形の切欠き部(2a)を対向して設けると共に、当該案内溝(2d)の中間部には吐出されるシールドガス流を均一化する整流体(5)を配置したことを特徴とする棒状部材に対するガスメタルエンクローズ溶接装置に係るものである。
The present invention provides a semi-cylindrical concave surface that substantially surrounds a predetermined portion at both ends of a pair of rod-shaped welded materials (M, M) that are coaxially arranged with a predetermined groove interval and whose groove surfaces face each other. A backing metal (11) having (11a) and a center-divided surface of a semi-cylindrical concave surface that is inserted to face a predetermined center portion of the backing metal (11) and serves as an upper surface of the backing metal (11) And a shield head member (A) having a semi-cylindrical concave surface (1a) surrounding the remaining upper half circumference of both ends of the work piece (M, M) on the side facing the meeting surface (12). ,
The rectangular shield head opening for welding operations which are penetrating in a vertical direction with respect to the associated surface in the central portion of the shield head member (A) (12) has (A1), the opening (A1 The outer shape of the welded material (M, M) provided at a distance equal to or greater than the groove interval perpendicularly to the meeting surface (12) along the long diameter surface parallel to the groove surface of At least a pair of shield gas guide grooves (2d) having a width greater than or equal to the same dimension , and a semicircular notch with a predetermined width along the outer periphery of the material to be welded (M, M) at the lower end portion of the guide grooves (2d) Gas metal for the rod-shaped member, characterized in that a rectifier (5) is provided in the middle portion of the guide groove (2d) for uniformizing the discharged shield gas flow. The present invention relates to an enclosing welding apparatus.
そして本発明は、請求項2に記載のように、シールドヘッド部材(A)に対して分離可能に係合し、かつ、被溶接材(M,M)の接合される両端部の所定部分を略半周包囲する半円筒形凹面(11a)を有する裏当金であり、所定厚さの板から前記半円筒形凹面(11a)軸の垂直横断面での所定同形状に熱切断された鋼片(11A,11B)を同形面を合致させて複数積層すると共に、その外面のすべての積層界面線を横断する方向に溶接して所要の裏当金形状に形成した裏当金を用いて成る請求項1に記載の棒状部材に対するガスメタルエンクローズ溶接装置を実施の態様とするものである。
And, according to the present invention, as defined in
本発明は請求項1に記載のような構成、すなわち、所定の開先間隔を設けて同軸上に開先面を対向配置された一対の棒状の被溶接材(M,M)の両端部の所定部分を略半周包囲する半円筒形凹面(11a)を有する裏当金(11)と、この裏当金(11)の中央所定部分に対向して挿入されかつ当該裏当金(11)の上面となる半円筒形凹面の中心分割面である会合面(12)と対向する側である被溶接材(M,M)の両端部の残りの上方略半周を包囲する半円筒形凹面(1a)を有するシールドヘッド部材(A)から成り、当該シールドヘッド部材(A)の中央部には前記会合面(12)に対して垂直方向に貫通された溶接操作のための矩形状のシールドヘッド開口部(A1)があり、当該開口部(A1)の開先面と平行に対向する長径面に沿って前記会合面(12)に対して垂直に開先間隔以上の間隔を離して設けられた、被溶接材(M,M)の外形とほぼ同寸法以上の幅を有する少なくとも一対のシールドガス案内溝(2d)と、この案内溝(2d)の下端部分に被溶接材(M,M)の外周に沿う所定幅の半円形の切欠き部(2a)を対向して設けると共に、当該案内溝(2d)の中間部には吐出されるシールドガス流を均一化する整流体(5)を配置するように構成したから、エンクローズ溶接の前提となる開先空間W及び溶接施工空間内のシールドガスによるシールド性と溶接施工における良好な使用性とが、極めて簡単な構造でかつ安価な手段により達成できる。 また、裏当材30をバックアップする裏当金11は、直接超高温のアークに曝されることがないので、安価な鋼材の使用が許容化される。
The present invention is configured as described in
本発明は請求項2に記載のような構成、すなわち、シールドヘッド部材(A)に対して分離可能に係合し、かつ、被溶接材(M,M)の接合される両端部の所定部分を略半周包囲する半円筒形凹面(11a)を有する裏当金であり、所定厚さの板から前記半円筒形凹面(11a)軸の垂直横断面での所定同形状に熱切断された鋼片(11A,11B)を同形面を合致させて複数積層すると共に、その外面のすべての積層界面線を横断する方向に溶接して所要の裏当金形状に形成した裏当金を用いるように構成することにより、
裏当金11のブロック形成が、例えば比較的薄い板材のような廃材的材料の再利用に基づき達成されることとなる。 すなわち、機械加工を極力省略し熱切断と溶接を主とする安価な加工方法に基づき裏当金の製造が行われるため、原材料費及び加工費など裏当金の製造コストを著しく低減することができる。
The present invention is configured as described in
Block formation of the
本発明は、図1乃至図3に示すシールドヘッド部材Aを、図4及び図5に示すように裏当金部材Bに対して連結し、そして、図6及び図7に示すように当該シールドヘッドAと裏当金Bとを被溶接材を中間に挟んで連結した状態で被溶接材料軸に略垂直な開先空間Wに対する溶接を行うための溶接装置に係るものである。
以下、本発明の実施例を図面について詳細に説明する。
In the present invention, the shield head member A shown in FIGS. 1 to 3 is connected to the backing metal member B as shown in FIGS. 4 and 5, and the shield as shown in FIGS. The present invention relates to a welding apparatus for performing welding on the groove space W substantially perpendicular to the welding material axis in a state where the head A and the backing metal B are connected with the welding material sandwiched therebetween.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1乃至図3はシールドヘッド部材Aを単独で表したものである。 すなわち、当該シールドヘッドA部材は、対向する正面側と背面側の係合アーム4,4の内面側にシールド側壁体3,3を取付け(図2参照)、当該係合アーム4,4の両側部上縁寄りに、シールドガス導入体1,1を架設すると共に、その内側部分にシールドガス吐出体2,2が取付けられている。 なお、当該係合アーム4,4は、その下縁寄り部分で後述する裏当金部材Bの裏当金11に対して挟持固定するためのものである。 そして、当該係合アーム4,4はシールドヘッド部材Aと後述する裏当金11の会合面12と直交して、それらの側面を遮断することによって、当該会合面12に隙間を生じるような場合にも,外気が側面から開先空間へ侵入することを防止する機能をも有している。
1 to 3 show the shield head member A alone. That is, the shield head A member has
また、当該シールドヘッド部材Aの中央部分には、シールドガス吐出体2,2とシールド側壁体3,3とによって、後述する被溶接材M,Mの軸方向を短辺としかつ当該被溶接材M,Mの軸方向に直交する方向、すなわち開先面に対して平行となる方向が長辺となるような矩形状を呈するシールドヘッド開口部A1が貫通形成されている。
Further, at the central portion of the shield head member A, the shield
さらに、上記開口部A1の長辺側対向面の下方、すなわち、シールドガス吐出体2,2の下半部には、半円形のシールドガス吐出口形成用半円形(半円筒形)の切り欠き部2a(図3参照)が設けられており、被溶接材Tを挟んで固定した状態において当該半円形切欠き部2aに基づき半円環状のシールドガス吐出口1e(図7参照)が形成されるように構成してある。
Further, a semicircular (half-cylindrical) cutout for forming a semicircular shield gas discharge port is formed below the long side facing surface of the opening A1, that is, in the lower half of the shield
また、上記シールドガス導入体1,1の下縁には被溶接材より所定量大きい半径の半円形(半円筒形)の切り欠き部1aが形成されており、被溶接材の上半部分に沿って位置されるように構成してある。
In addition, a semicircular (semi-cylindrical) cutout portion 1a having a radius larger than that of the material to be welded is formed at the lower edge of the shield
上記したシールドガス導入体1,1には、シールドガス導入孔1bが内設されており、開口部A 1の対向長辺側に向かって配置された複数個のシールドガス噴出口1cを介してシールドガス案内溝2aに連通し、さらにシールドガス吐出口1e(図7参照)に到るような通路が形成されるように構成してある。 1d,1dは上記したシールドガス導入体1,1に連結したガス導入管である。
The above-described shield
シールドガス案内溝2d内の中間には整流体5が配設されていて、シールドガス噴出口1cから噴出した高速不均一なガス流を整流し均一化するように構成されている。
A
そして、既述した係合アーム4,4は、シールドヘッド部材Aと後述する裏当金部材Bにおける裏当金11の会合面に直交してそれらの側面を遮断し、当該会合面に隙間を生じるような場合にも,外気が側面から開先空間へ侵入することを防止する機能を働かせるように構成してある。
The
図4及び図5は裏当金部材Bを表したものであって、当該裏当金部材Bは、下記する形態を具えた裏当金11と、その両側部上面に位置させて被溶接材Mを抱持させるために一端で枢支された締付アーム10,10と、当該締付アーム10,10をその他端に於いて締着するための締付ボルト8,8及び締付ナット9,9を具えている。 そして、当該裏当金11には、シールドヘッド部材Aと対向させた際(図7参照)の会合面12に被溶接材M,Mより所定量大きい半径の半円形(半円筒形)の切り欠き部、すなわち、半円筒形凹面11aが形成してある。 そして、当該半円筒形凹面11aの中央部分には、後述する裏当材30を格納するための格納ポケット11bが形成されている。
4 and 5 show a backing metal member B. The backing metal member B is placed on the
図6は上記した裏当金11を単独で表したものであり、通常、当該裏当金11は同一材料から型抜きまたは鍛造等の手段に基づき一体成形するものである。 そして、シールドヘッド部材Aと対向する会合面12には被溶接材M,Mに当接させるための半円筒形凹面11aが設けられている。 さらに、この凹面の長手中央部には、帯状の所定深さの格納ポケット11bが設けられている。このポケット11bには裏当材30が配置される。 この裏当材30には図7および図8に示すように、格納ポケット11bに収納されて帯状に円筒内面を形成するセラミックスなどが使用される。 格納ポケット11bの深さは、非金属裏当材の耐アーク性により決まり、セラミックス裏当材においては4mm以上が適当である。 また、その幅は溶接金属の流出防止効果の確保から、15mm以上とする。
FIG. 6 shows the
図10は上記した裏当金11の他の実施例たる裏当金を表したものであって、鋼板からレーザー切断などにより所定の形状に切抜いたアーム部裏当金11Aおよびポケット部裏当金11Bを整列させて複数個積層し、その積層面に直角方向にTIG溶接やレーザー溶接などの手段に基づき形成した溶接条11Cにより一体化したものである。 すなわち、図6に示すように裏当金をひとかたまりの金属材料で形成した場合には、当然大きな材料を必要とするが、図10に示すような構成を採ることにより、余った金属材料の有効利用に基づき裏当金の形成が可能となる。
FIG. 10 shows a backing metal according to another embodiment of the backing
図7乃至図9は本発明の実施形態、すなわち、シールドヘッド部材Aと裏当金部材Bを溶接対象としかつ所定の間隔を設けて対抗させた被溶接材M,Mに対してセットした状態を表したものである。 すなわち、これは被溶接材M,Mを水平方向に配置して溶接する場合である。 裏当金部材Bおよびシールドヘッド部材Aは係合アーム4により相互に連結され固定される。 また裏当金部材Bの両端部には既述したような締付機構が設けられており、これによって一対の被溶接材M,Mの溶接端部に緊締され固定されるようになっている。
7 to 9 show an embodiment of the present invention, that is, a state in which the shield head member A and the backing metal member B are set to be welded materials M and M which are to be welded and are opposed to each other with a predetermined interval. It represents. That is, this is a case where the workpieces M and M are arranged in the horizontal direction and welded. The backing metal member B and the shield head member A are connected and fixed to each other by the
同図に示す状態において、例えば、図7のように、一対の被溶接材M,Mの接合面を所定の開先間隔に保持して配置し、被溶接材M,Mの両接合端部に跨って下方から裏当金部材Bをあてがう。 その際、裏当金11の格納ポケット11bには裏当材30を格納しておく。 そして、締付アーム10を回動させて被溶接材M,Mに嵌合し、締付ナット9により締付けて、被溶接材の端部間を橋絡した状態で固定する。 その際、裏当材30が裏当金11の半円筒内面11a,11aから若干突き出すように配置することによって、裏当材30と被溶接材M,Mとの密着性を良好にすることができる。 次に、シールドヘッド部材Aの係合アーム4を裏当金11の中央部に挿入・嵌合させる。これによって被溶接材M,Mの端部に溶接施工のための施工空間が構成される。
In the state shown in the figure, for example, as shown in FIG. 7, the joining surfaces of a pair of materials to be welded M, M are arranged at a predetermined groove interval, and both joint ends of the materials to be welded M, M are arranged. The backing metal member B is applied from below from across . At that time, the
上記したようなセット状態において、シールドガス導入孔1b、シールドガス噴出口1c、整流体5、並びに、シールドガス案内溝2dを経て、整流された均一なシールドガスがシールドガス吐出口1eから開先空間Wに供給される。 シールドガス案内溝2dは、シールドヘッド開口部A1の対向する長辺に平行に開設されており、整流体5を通過して整流されたガス流は下方に向い被溶接材表面とシールドヘッド部材Aおよび裏当金11との間隙および開先空間Wを充填して、全体として施工空間から外気を排除する。 整流ガスの大部分は被溶接材M,Mの表面で衝突・屈曲して半円筒状に被溶接材Mの表面に沿いつつ開先中心部に向い、そこで対向流と会合・衝突して再度屈折し、下方への開先奥部へ向う流れと開口に向う流れを生起して開先空間Wを充填した後にシールドヘッド開口部から流出する。
In the set state as described above, the rectified uniform shield gas passes through the shield gas discharge port 1e through the shield
また、下方に向かう整流されたガス流と被溶接材M,Mとの衝突の際には、前記開先方向へ向かう主流とは反対側に向おうとする流れと、被溶接材M,Mと裏当金11の半円筒型凹面11a,11asとの隙間を下方に向うながれ、すなわち、副次流が生じる。 これらの副次流は裏当金11とシールドヘッド部材Aと被溶接材M,Mとの隙間に沿って外側に流出することによって、当該隙間からの外気の進入を阻止する。
Further, when the rectified gas flow directed downward and the materials to be welded M and M collide, the flow toward the opposite side of the main flow toward the groove direction, the materials to be welded M and M, The gap between the backing
以上のようにして図9に示すように、被溶接材M,Mの外形と略同一寸法以上の吐出幅を有する少なくとも一対の整流された均一な流れを、被溶接材M,Mの表面に所定間隔を保って垂直に指向させるという簡単な手段によって、全体として開先空間Wの内部からその外部に向う多方向の流れを生起させて、開先空間Wを常に良好なシールド状態に保持することができる。 As described above, as shown in FIG. 9, at least a pair of rectified and uniform flows having a discharge width substantially equal to or larger than the outer shape of the workpieces M and M are applied to the surfaces of the workpieces M and M. By simple means of directing vertically at a predetermined interval, a multi-directional flow from the inside of the groove space W toward the outside is generated as a whole, and the groove space W is always kept in a good shield state. be able to.
その後、溶接ワイヤを溶接トーチのコンタクトチップを通じ、開口部を経て開先空間W内に挿入し、その底部で溶接アークを発生させ、溶接金属の充填高さに応じて開先面を溶融・融合させかつ溶接施工方向の反対裏側に適正な溶接ビードを形成するために、アークを略円形状開先面に沿って横断・走査・反転させかつ、開先面方向にセミウイービングを加えるなどの操作を順次反復する。 こうして開先内に溶接金属を完全に充満させ、適正な余盛りを付加して継手が完成する。 After that, the welding wire is inserted into the groove space W through the opening through the contact tip of the welding torch, a welding arc is generated at the bottom, and the groove surface is melted and fused according to the filling height of the weld metal. In order to form an appropriate weld bead on the opposite side of the welding direction, operations such as traversing, scanning, and reversing the arc along the substantially circular groove surface and adding semi-weaving in the groove surface direction, etc. Are sequentially repeated. In this way, the weld metal is completely filled in the groove, and an appropriate surplus is added to complete the joint.
上記した本実施例は、被溶接材が水平方向に配置される場合としたが、被溶接材が垂直方向や傾斜した方向に配置される場合においても、本発明のシールド状態は被溶接材の配置とは無関係でその影響を受けることがないので、本実施例と原理的にはまったく同一である。 本発明はこのような形態での実施可能とするものである。 In the above-described embodiment, the welded material is arranged in the horizontal direction. However, even when the welded material is arranged in the vertical direction or in the inclined direction, the shield state of the present invention is the same as that of the welded material. Since it is not affected by the arrangement and is not affected by this, it is completely the same as the present embodiment in principle. The present invention can be implemented in such a form.
本発明においては、被溶接材M,M端面間の開先空間Wおよびそれらの接合端部の略半周に非金属裏当材を金属製裏当金部材Bを介してあてがい、さらに被溶接材M,Mを間に挟んで裏当金部材Bに対向させる状態でシールドヘッド部材Aを裏当金部材Bに挿入・連結する。 こうして、被溶接材M,Mの端部および開先空間Wが、裏当金11にバックアップされた非金属裏当材30とシールドヘッド部材Aにより包囲される。 そしてシールドヘッド部材Aに設けられた溶接施工のための開口部A1から溶接ワイヤを溶接コンタクトチップを通して開先空間W内に挿入し、その奥部からアークを形成・操作して溶接金属を開先空間に盛り付けると同時に開先面を融合させて被溶接材M,Mを接合する。
In the present invention, a non-metallic backing material is applied via a metal backing metal member B to the groove space W between the welded materials M and M, and a substantially half circumference of the joint end portion thereof, and further, the welded material. The shield head member A is inserted into and connected to the backing metal member B in a state of facing the backing metal member B with M and M interposed therebetween. Thus, the end portions of the materials to be welded M, M and the groove space W are surrounded by the
この溶接施工の際、開口部A1の対向する長径に沿って垂直下方に向かって設けられたシールドガス吐出体2,2の底部で被溶接材M,Mの外周に対して所定半径保持して略半周の範囲に設けた一対のシールドガス吐出口1eからシールドガスを被溶接材M,Mに衝突・吐出させることにより、衝突に基づき被溶接材M,Mの軸方向の表面に沿って開口部A1 および開先中心に向かう流れである副次流が生起させる。 同時に、この流れと反対方向および下方に向かう流れが生起される。 これらのシールドガス流は、シールドガス吐出溝2d内に設けられた整流体5を介して整流された乱れの小さい均一な一連の流れとなっているので、吐出口1eから主流として流出することに依って、そして被溶接材M,Mと当該エンクローズ溶接装置の各部間の小さな隙間から副次流として流出することによって、外気を施工空間内に巻き込むような恐れを最小化する。
During this welding, the material to be welded at the bottom of the shielding
上述した主流は、被溶接材M,Mに沿って開先空間Wでの真上で会合しその空間に充満・滞留した後に上方の開口部A1に向い外気の進入を阻止する。 そして、副次流は、前記流れと反対方向および底部に向い被溶接材と裏当金との隙間から外側に流出して、この隙間からの外気の侵入を遮断する。 このようにして開先空間Wはシールドガスにより確実にガスシールすることができる。 シールドガス流を均一化するための整流体5はシールドガス吐出口1e,1eから離れたスパッタが直接侵入しないシールドガス案内溝2d,2d奥部に配置されるので、溶接の際に発生するスパッタに直接曝されることはない。 従って、シールドヘッド部材Aについての煩雑で頻繁な清掃管理を著しく減少させることができ、当該装置の使用性を大きく向上させることができる。
The mainstream described above meets along the workpieces M and M just above the groove space W and fills and stays in the space, and then prevents the outside air from entering the upper opening A1. Then, the secondary flow flows outward from the gap between the welded material and the backing metal in the direction opposite to the flow and toward the bottom, and blocks the entry of outside air from the gap. In this way, the groove space W can be reliably gas-sealed with the shielding gas. The
ところで、図10に示す実施例は、シールドヘッド部材Aと係合・一体化して被溶接材M,Mの接合部を包囲すると共に非金属裏当材をバックアップして溶接施工空間を構成する裏当金11として、汎用厚さの鋼板から所定半円形に切り欠いた矩形板を熱切断により形成し、これの複数個を半円形部が半円筒を構成するように積層して形成し、更に、当該矩形板間の一群の積層界面線を横断溶接して一体化することにより、裏当金ブロックを形成したものである。
Incidentally, the embodiment shown in FIG. 10 is engaged and integrated with the shield head member A so as to surround the joint portion of the materials to be welded M and M, and to back up the non-metallic backing material to constitute the welding construction space. As the
本発明においては、溶接アークが直接作用するのは非金属裏当材であり、そのバックアップ機能としての裏当金自身は直接に超高温の溶接アークに曝されることがない。 然し乍、従来のエンクローズ溶接においては、裏当金材料として溶接アークに対する熱拡散性の点から高価な銅および銅合金の極厚のブロックを用い、これを機械加工により形成したため、切りくずロスを多く発生させて高い加工コストで製作されていた。 これに対し、上述したような構成(図10に示す構成)を採ることにより、最も汎用性のある安価な素材としての鋼板を用いることができるので、これに熱切断と溶接加工という機械加工に比較してはるかに安価な加工技術を組み合わせることにより、裏当金の材料費および加工費とを著しく低減することができる。 また、比較的薄い板から横断面の定形を複数積層し、これを適当な手段で結合して、全体として大きな機能ブロック体を構成するという手段は、各種の応用が可能である。素材としても、鋼以外の金属やセラッミックスなどにも利用できるものである。 In the present invention, the welding arc directly acts on the non-metallic backing material, and the backing metal itself as a backup function is not directly exposed to the super high temperature welding arc. However, in conventional enclose welding, a very thick block of copper and copper alloy, which is expensive from the viewpoint of thermal diffusibility with respect to the welding arc, was used as the backing metal material, and this was formed by machining. It was produced at a high processing cost. On the other hand, by adopting the configuration as described above (configuration shown in FIG. 10), a steel plate as the most versatile and inexpensive material can be used. By combining processing technologies that are much cheaper in comparison, the material costs and processing costs of the backing metal can be significantly reduced. Also, various means can be applied to the means for forming a large functional block body as a whole by laminating a plurality of regular cross-sectional shapes from a relatively thin plate and combining them with appropriate means. As a material, it can be used for metals and ceramics other than steel.
A シールドヘッド部材
A1 シールドヘッド開口部
1 シールドガス導入体
1a 半円形の切り欠き部
1b シールドガス導入孔
1c シールドガス噴出口
1d ガス導入管
1e シールドガス吐出口
2 シールドガス吐出体
2a シールドガス吐出口形成用半円形の切り欠き部
2d シールドガス案内溝
3 シールド側壁体
4 係合アーム
5 整流体
B 裏当金部材
8 締付ボルト
9 締付ナット
10 締付アーム
11 裏当金
11a 半円筒形凹面
11b 格納ポケット
30 裏当材
M 被溶接材
W 開先空間
11A アーム部裏当金
11B ポケット部裏当金
11C 溶接条
12 会合面
A Shield head member A1
1a Semi-circular cutout
1b Shield gas introduction hole
1c Shield gas outlet
1d gas inlet pipe
1e Shield gas outlet
2 Shield gas discharger
2a Semi-circular cutout for forming shield gas outlet
2d Shield gas guide groove
3
10 Tightening arm
11 Backing money
11a Semi-cylindrical concave surface
11b storage pocket
30 Backing material M Welded material W Groove space
11A Arm part backing gold
11B pocket pocket back money
11C welding strip
12 Meeting
Claims (2)
当該シールドヘッド部材(A)の中央部には前記会合面(12)に対して垂直方向に貫通された溶接操作のための矩形状のシールドヘッド開口部(A1)があり、当該開口部(A1)の開先面と平行に対向する長径面に沿って前記会合面(12)に対して垂直に開先間隔以上の間隔を離して設けられた、被溶接材(M,M)の外形とほぼ同寸法以上の幅を有する少なくとも一対のシールドガス案内溝(2d)と、この案内溝(2d)の下端部分に被溶接材(M,M)の外周に沿う所定幅の半円形の切欠き部(2a)を対向して設けると共に、
当該案内溝(2d)の中間部には吐出されるシールドガス流を均一化する整流体(5)を配置したことを特徴とする棒状部材に対するガスメタルエンクローズ溶接装置。 A semi-cylindrical concave surface (11a) that surrounds a predetermined portion of both ends of a pair of rod-shaped workpieces (M, M) that are coaxially arranged with a predetermined groove interval and facing the groove surfaces facing each other in a substantially semicircular manner. a backing metal (11) having a central predetermined portion opposite to be inserted into and associated surface is the center dividing plane of the semi-cylindrical concave surface as a top surface of the backing metal (11) of the backing metal (11) And (12) a shield head member (A) having a semi-cylindrical concave surface (1a) surrounding the remaining upper half circumference of the both ends of the material to be welded (M, M) on the side facing to (12) ,
The rectangular shield head opening for welding operations which are penetrating in a vertical direction with respect to the associated surface in the central portion of the shield head member (A) (12) has (A1), the opening (A1 The outer shape of the welded material (M, M) provided at a distance equal to or greater than the groove interval perpendicularly to the meeting surface (12) along the long diameter surface parallel to the groove surface of At least a pair of shield gas guide grooves (2d) having a width greater than or equal to the same dimension , and a semicircular notch with a predetermined width along the outer periphery of the material to be welded (M, M) at the lower end portion of the guide grooves (2d) A portion (2a) is provided oppositely,
A gas metal enclosure welding apparatus for a rod-shaped member, characterized in that a rectifying body (5) for uniformizing a flow of shield gas to be discharged is disposed in an intermediate portion of the guide groove (2d).
A back surface having a semi-cylindrical concave surface (11a) that engages with the shield head member (A) in a separable manner and surrounds a predetermined portion at both ends to which the welded materials (M, M) are joined. A plurality of steel pieces (11A, 11B) that are thermally cut to a predetermined shape in a vertical cross section of the semi-cylindrical concave surface (11a) axis from a plate with a predetermined thickness so as to match the same shape surface. 2. A gas metal enclosure welding apparatus for a rod-shaped member according to claim 1, wherein the backing metal is formed into a required backing metal shape by welding in a direction crossing all the laminated interface lines on the outer surface thereof. .
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