JPS5838274B2 - 湿式水中溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスを噴出する溶接熱源を用いた湿式水中溶接
装置に関する。

更に詳しくは、溶接箇所を確認しながら溶接ができ、且
つ装置も簡単で良好な溶接効果が得られる湿式水中溶接
装置に関する。

水中構築物の建造ならびに補修への水中溶接、特に、直
接水中で溶接作業が行われる湿式水中溶接の適用は、そ
の施工が簡便であり、かつ、経費も低廉であるので、水
中構築物の発展に寄与するところ大である。

しかし、この方法はいまだ十分に活用されていない。

その理由は、第一に湿式水中溶接に釦いて健全な溶接継
手を得るためには、溶接箇所を周囲の水から安定した状
態で保護することが必須であるが、溶接箇所から水を排
除する技術が不十分であること。

第二に、この溶接法で得られた継手の品質に対して危惧
があることである。

すなわち、溶接箇所の周囲に水または水蒸気が存在する
ため、アークおよび溶接箇所への水ならびに水素の侵入
を防止することは非常に困難であり、これに加えて、水
の存在による急冷効果のため、溶接部はミクロ割れやそ
れに伴う延性の低下など材質劣化が問題とされている。

特に、立向、横向姿勢の溶接においてはこれらの問題は
さらに重要な課題となっている。

この問題を解決するための方策として、従来、ＴＩＧ溶
接、ＭＩＧ溶接などのシールドガスを用いる溶接におい
ては、本来のシールドガスの他にさらに溶接箇所を保護
するための保護ガスを流す方法、筐た、噴流水により水
中に流体壁を作り、その内側にシールドガスや保護ガス
を送給する方法など流体を用いた防水技術の適用が試み
られている。

しかし、前者ではシールドガスあるいは保護ガスが溶接
箇所から浮上する際に大きな体積のｉｔ浮上するため、
ガス空洞と周囲の水との圧力平衡が崩れ溶接箇所への水
の侵入頻度が大となり、ビードの安定を保つことができ
ない。

さらに、立向姿勢になるに伴い、シールドガスの浮上に
よりアークが乱れてシールドガスの役割を果さなくなる
。

後者は、下向姿勢に釦いては一応の成功をみている。

しり・し、この成功した方法にむいても立向姿勢になる
にしたがい、下方より溶接箇所に水が侵入する傾向が認
められる。

さらに、ＭＩＧ溶接に釦いて、溶接心線の支持案内筒の
外側全周に相隣る部材を流体密に配列してカーテン状隔
壁を設けて防水し、その外側に噴流用ノズルを設けその
噴流によって溶接箇所に存在するガスを吸引して細泡化
させる方法も試みられている。

（特公昭５３−３４５７０号公報）以上の各方法におい
ては、溶接本来のシールドガスの他に付加的な流体が送
給されるため装置が大型化すること、筐た、特に、後二
者にち・いては、吸引細泡化された気泡あるいはカーテ
ン状隔壁が全周に存在するため溶接箇所の直接的な目視
確認が困難である。

一方、被覆棒を用いる方法で、溶接熱影響部の硬化を緩
和するために溶接線の両側にオイルパテを塗布防水する
方法も試みられているが、この方法にち−いては溶接線
の全長にわたって防水措置を講ずる必要があるため実用
化されていない。

本発明は従来装置における前記欠点を解消しようとする
ものであり、簡単な装置で取扱いも簡単で、且つ溶接箇
所も観察しながら溶接可能な湿式水中溶接装置を提供す
るにある。

本発明装置を図面に基づいて説明すると、第１図は本発
明装置の一実施態様を示す装置の側断面図で、第２図は
その正面図である。

１た第３図は他の実施態様を示す俯敞図で、第４図は溶
接トーチに組込んた場合の装置の側断面図である。

第１図、第２図において、１は固体摺動壁、２はガス上
昇方向面に位置する固体摺動壁１に設けられたガス流出
スリット、３は固体摺動壁１の先端を母板５と接触する
よう摺動させるための加圧ばね、４は溶接トーチ、６は
溶接熱源よりの噴出ガス、７ぱ固体摺動壁トおよび加圧
ばね３を収納するハウジング、８ぱネジ、９ぱ通水路で
ある。

本装置においては固体摺動壁の摺動を行うのにばねを使
用したものを示したが、これに限らず他の押圧手段、例
えばゴム、空圧、油圧等でもよい。

固体摺動壁１ぱ溶接トーチ４の先端に、しかも上下のみ
に設けられ、側方には設けず、開放状態にある。

固体摺動壁１の材質は溶接熱源よりの放射による温度上
昇Ｋ耐え、かつ熱衝撃に強く、熱絶縁性の高いものであ
ることが望昔しい。

本装置を用いて溶接を行うには、固体摺動壁１が各種溶
接姿勢において溶接熱源より噴出したガスの浮上する方
向に直交する位置となるように溶接トーチ４を構える。

ばね３の圧力により固体摺動壁１が常に母板５の表面と
接触を保つように固体摺動壁１を押付ける。

しかる後、ガスを噴出すると、上方に設置された固体摺
動壁によりガスの上昇が抑えられ、ガスは側方開放部へ
逸散し、１た下方に設置された固体摺動壁により下方か
らの水の侵入を防止する。

すなわち、両固体摺動壁でガスの上方からの逸散を抑制
しながら溶接箇所への水の侵入を防止して溶接箇所にガ
ス空洞が形成される。

従ってガス空洞の形成保持するた絶の複雑な付帯設置を
必要とせず、装置が簡単なものとなる。

誉た、側方が開放されているので、これより溶接位置を
確認して溶接を開始する。

溶接の進行と共に本装置を母板５上で摺動して移動させ
ることによって溶接する。

なお、ガス流出スリット２ぱ、必ずしも設けることを必
要とせず、噴出ガスは側方開放部から逃がれ、それによ
り水の侵入が防止し得られる。

第３図、第４図は固体摺動壁１を溶接トーチ４の先端に
内蔵させた場合を示すものである。

他は第１図におけるものと同様で、オたその装置による
溶接も同様に行うことができる。

なお、第３図に示すように、固体摺動壁を分割して溶接
による盛りあがり部を通過するのを容易にすることもで
きる。

捷た、固体摺動壁１の母板５と接する側の先端形状を、
開先形状あるいは隅肉状など、母板の形状に対応する形
状とすることができる。

本発明の湿式水中溶接装置によると、次の優れた効果が
得られる。

■）湿式水中溶接において、溶接箇所への水の侵入を防
止するため従来は、煩雑な設備および操作を必要とした
が、本発明によれば極めて簡便な装置を用いることによ
り、これらの問題が解決できる。

２）従来の流体による防水技術では立向姿勢になるに伴
い良好な溶接が行えなかったが、本発明によればあらゆ
る姿勢の溶接ができる。

３）アーク長の設定範囲を広くできる。

４）実施例に示すように、溶接部の冷却が緩和でき、硬
化部の生戒が減少する。

５）防水のための煩雑な設備および操作を必要としない
ため、従来の大気中における溶接とほとんど同額の経費
で実施でき、特別な経費が不要である。

６）溶接トーチの先端が固体摺動壁で全周を覆うことな
く、側方面が開放状態にあるため、該開放部から溶接箇
所ならびに溶接状態が容易に確認でき、優れた溶接が行
える。

実施例 １ 母板はＪ Ｉ Ｓ−ＳＭ４ １Ａ鋼を用い、その太きさ
ぱ厚さ１２關、幅２００關、長さ２００ｍｍである。

溶接には、第１図の装置を使用しプラズマアーク溶接を
用いた。

その時の溶接条件は、電流１ ２ ５ Ａ，電圧７５Ｖ
、送給ガス流量２−５ｌ／ｍｉｎ、トーチー母板間隔６
ｍｍ、水温２４℃、水深１００ｍ、母板の状態は回転角
４５゜傾斜角Ｏ゜であった。

得られた結果は、本装置を用いない場合、芋虫状のビー
ドであったが、本装置を用いると良好なビードが得られ
た。

寸た、本装置を用いない場合の熱影響部の最高硬さはビ
ツカース硬さ４６０であったものが本装置を用いること
によってそれは３６０になった。

実施例 ２ 実施例１の条件のうち、電流をＩＯＯＡ、母板の回転角
を９０度とした他は同一条件で溶接した。

その結果、本装置を用いない場合、ビードぱ形成されず
、本装置を用いると、かなり良好なビードが得られ、熱
影響部の最高硬さもビツカース硬さ３９０が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の湿式水中溶接装置の実施態様を示すもの
で、第１図は側断面図、第２図はその正面図、第３図は
他の実施態様の俯敞図、第４図は溶接トーチに組込んだ
場合の装置の側断面図である。 １・・・・・・固体摺動壁、２・・・・・・ガス流出ス
リット、３・・・・・・加圧ばね、４・・・・・・溶接
トーチ、５・・・・・・母板、６・・・・・・噴出ガス
、７・・・・・・・・ウジング、８・・・・・・ネジ、
９・・・・・通水路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガスを噴出する溶接熱源を用いた湿式水中溶接装置
   において、溶接トーチ先端部に、加圧機構によりその先
   端が母板と接触するよう摺動可能にした固体摺動壁を、
   溶接トーチを隔ててあるーは溶接トーチに内蔵させて、
   ガスの上昇方向の上部および下部に対向して設け、該固
   体摺動壁を設置した溶接トーチの他の先端部分を開放状
   態としたことを特徴とする湿式水中溶接装置。