JPS5940545B2 - 水中溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水中にて溶接を行う水中溶接装置に係るもの
で、特に用途の拡大と操作性の向上を重点におき、水中
溶接トーチを小型軽量化して、潜水溶接士が自由に溶接
できることを目的としたものである。

現在行なわれている水中溶接は、大部分が被覆溶接棒を
用いて潜水溶接士が直接水中で手作業によりアーク溶接
を行う湿式法であり、作業能率が悪いこと、溶接部の継
手性能が劣ること等の欠点を有し、主として補修溶接に
利用される程度である。

一方溶接部を水密容器で囲んで陸上の溶接と同条件下の
もとに行なう乾式法は、溶接部形状に合致した水密容器
の製作が必要なことから、多大の経費を要する。こうし
た水中溶接技術の現状から、多くの水中溶接法が急速に
開発されているが、その中でも優れた性能を有し、本格
的水中溶接を実用化した局部乾式水中溶接法を本発明に
よる水中溶接装置（以下本発明装置という）に適用した
。

本発明の詳細な説明に入る前に、本発明装置に用いる公
知の局部乾式水中溶接法（以下水中溶接法という）を説
明する。

第１図は、水中溶接法の原理を図解したもので、第２図
は第１図の下方から見た後述の水噴出ノズル１の内部の
図である。

従来のガスシールドアーク溶接トーチの外筒を２重とし
、その先端には、ラツパ状水噴出ノズル１を設ける。こ
の水噴出ノズル１を通して高速の水噴流２を斜め一「、
半径外方向に吐出させ、水噴出ノズル１全周にウォータ
ーカーテンを形度させると、トーチ内外の水がこの噴流
により遮断されると同時に、水噴出ノズル１先端と被溶
接物３との狭あい部に於いて、トーチ直下内部から半径
方向に吸引作用（アスピレータ作用）が生じる。この状
態で水噴出ノズル１内側から溶接用シールドガス４を送
給すると、この噴流の遮断作用吸引作用及び逃散ガス気
泡の粉砕作用により、水噴出ノズル１直下には、第２図
に示す如く安定した気相域（局部空胴）５が形成され、
溶接は、この気体雰囲気内で大気中と同様に、給電チツ
プ６を経て送給した溶接ワイヤ７と被溶接物３との間に
溶接アーク８を発生させることにより水中に於いて溶接
を行なうものである。上述第１図の水中溶接法を適用し
た従来の水中溶接装置を第３図で簡単に説明する。水中
溶接システムを大別すると、水上に制御装置、水中に溶
接装置とから構成さへ溶接ワイヤの送給方法は、比較的
浅い所で溶接する場合は、水上装置から水中の溶接装置
へプツシユ・プル送給方法で送給され、又、深くてプツ
シユ・プルワイヤ送給制御が困難な場合には水中の溶接
装置に溶接ワイヤを塔載する方法が採用されている。

第３図に示す従来の水中溶接装置は、水上の制御装置を
主に作業船９に塔載し、水噴流用ポンプ１０、プツシユ
側溶接ワイヤ送給装置１１、溶接用並びに溶接装置用制
御電源１２、溶接シールドガスボンベ１３が設置されて
いる。水上の制御装置と水中の溶接装置との間は、溶接
ワイヤ送給用コンジツトチユーブ１４、シールドガス送
給用ホース１５、水噴流送給用ホース１６等ホース類及
び溶接ケーブル１７、制御ケーブル１８等、ケーブル類
にて接続されている。

そして、水中の溶接装置には、被溶接物３の溶接線１９
と平行に走行台車用レール２０が敷かれ、その上を溶接
走行用駆動装置を有する走行台車２１が走行し、その走
行台車２１に被溶接物３に対して上述水中溶接法に基ず
き製作された水中用溶接トーチ（以下水中溶接トーチと
いう）２２を上下左右に位置調整する位置調整駆動装置
２３と、プル側溶接ワイヤ送給装置２４及び水中溶接ト
ーチ２２が設けられている。この従来の水中溶接装置に
おいては、長時間連続して溶接できる長所を持つている
が、補修あるいは、仮付等溶接長が短かい箇所の溶接の
際にも走行台車２１の設置を要すること、走行台車２１
と水中溶接トーチ２２、位置調整駆動装置２３、プル側
溶接ワイヤ送給装置２４が一体構造になつており、ホー
ス類１４，１５，１６及びケーブル類１７，１８が水上
と走行台車２１との間を接続しているため、溶接姿勢変
更の際に、水中溶接トーチ２２とともに位置調整駆動装
置２３とプル側溶接ワイヤ送給装置２４が一体となつた
走行台車２１を配置変更する必要があり、装置構成組み
替えが困難なこと（いわゆる各溶接姿勢専用機になつて
いて他の溶接姿勢と共用させることがむつかしいこと）
、そして、水中の溶接装置を水上から遠隔操作する方法
であることから準備作業時の水中一水上間の連絡がとり
にくいこと等欠点が多い。本発明は上記欠点を除去する
為に、水中溶接トーチを小型軽量化し、潜水溶接士が直
接トーチを手に持つて溶接することにより走行台車等各
種溶接治具をなくしたものである。

第４図は、本発明装置の一実施例を示す構成図である。

水中溶接トーチ２２は水中にて潜水溶接士力椙由に溶接
ができる様に軽量小形とした。

すなわち、水中溶接トーチ２２には、作業用取手３２が
取付けられ、取手３２には防水構造の溶接開始用スイツ
チ３１が内蔵されている。溶接開始用スイツチ３１を押
すことにより作業船９上のワイヤ送給装置１１から溶接
ワイヤ７はコンジツトチユーブ１４を通つて送給される
。又、作業船９上の水噴流用ポンプ１０から水噴出ノズ
ル１へ送水管３３を経て高速水噴流２を噴出すると共に
、この水噴出ノズル１内面と銃身２７の間にシールドガ
ス４を供給する。このことにより水噴出ノズル１内には
、気相域５が形成される。３０はインシユレータ一で銃
身２７を保持している。

尚、溶接ケーブル１７は水上の溶接電源１２と銃身２７
との間を接続している。（この溶接ケーブル１７はコン
ジツトチユーブ１４と一体にすることも可能であること
は公知である）又、溶接ワイヤ７は作業船９上のワイヤ
リール３５からワイヤ送給装置１１で引き出され、コン
ジツトチユーブ１４に案内されて銃身２７に導かれて、
給電チツプ６から被溶接物３に送給され、シールドガス
４雰囲気中で溶接アーク８を発生させることにより水中
において溶接を行う。

尚、上述のごとく水中溶接トーチ２２には、取手３２が
取付けられているのみで、溶接操作に必要な、溶接条件
調整器等は、作業船９上に設け、潜水溶接士は水中溶接
トーチ２２を手に持つて溶接するのみとしている。又、
第５図は、上記溶接トーチ２２を、このトーチに設けら
れた取付部を用いて周知の溶接治具である上下左右位置
調整装置２３及び自走式走行台車２１に装着して自動溶
接する一実施例図である。

本発明装置は上下左右位置調整装置２３に容易に着脱可
能に取り付け、同装置２３により被溶接物３の溶接線１
９へ位置調整し、走行台車２１の溶接走行は、本発明装
置の水中溶接トーチ２２と同調１駆動される。更に又、
第６図は本発明装置を使用して手溶接する一実施例図で
ある。

同図に示す如く、３３はノズル間隙保持器で、水噴出ノ
ズル１の外筒に固着し、局部乾式水中溶接法の原理で述
べた気相域５を安定に形成させる為、水噴出ノズル１の
下面と被溶接物３との隙間Ａを一定に保持するものであ
る。この間隙Ａは、水噴流２及びシールドガス４の流量
により決められ、気相域形成性能となる。従つて、一度
この隙間Ａにノズル間隙保持器３３を設定すれば、調整
する必要がないことから水噴出ノズル１に半固定式で固
着してもよい。本発明装置の一実施例として、水噴流用
ポンプ１０とワイヤ送給装置１１を作業船９上に設けて
説明したが、水深が深くなるにつれて水圧が高くなり、
この水圧以上に水噴流用ポンプ１０の吐出性能を上げな
いと安定した気相域５が得られなくなること、ワイヤ送
給能力においても、プツシユのみの送給制御ならば１０
ｍ程度までで、プツシユアンドプルの場合でも２０〜３
０ｍ程度までより安定に溶接ワイヤ７を送給できない。

従つて、水深の深い場所で溶接作業する場合には、水噴
流用ポンプ１０とワイヤ送給装置１１とを水中に設置す
る必要がある。

第７図はこの状況を図示した一実施例である。同図に示
すとおり、水噴流用ポンプ１０は水中ポンプを使用し、
ワイヤ送給装置１１は水密容器３６に収納されている。
以上詳述したとおり、本発明装置によれば、下記の特徴
がある。（１）溶接現場へ潜水溶接士が持ち込んで、直
接水中溶接トーチを手で持つて溶接することが出来よつ
て溶接長が短かい箇所の溶接の際、走行台車の設置が不
要となる。

（２）水中溶接トーチは、軽量小型であり操作性がよい
。

（３）溶接姿勢変更の際の構成装置組み替えが容易とな
る。

（４）溶接状況に応じて、種々の使い方ができる。

つまり溶接長が短かい箇所の溶接の際には、走行台車を
設置することなく、トーチを手で持つて使用することが
でき、又ホース類が波浪や潮流の影響を受けないように
すると共に深海（１０ｍ以上）溶接作業時の水上と水中
の距離に溶接性能の影響を受けないようワイヤ送給装置
及び水噴流ポンプをトーチの近傍に設置して使用でき、
更に又長時間溶接が行えるようトーチと走行台車とを一
体化したものを水中に、その他の装置を水上に設置して
使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は局部乾式水中溶接法の原理説明図、第
３図は従来の水中溶接装置構成図、第４図は、本発明の
実施例を示す水中溶接トーチ構成図、第５図は本発明ト
ーチを走行台車と組合せた一実施例図、第６図は、本発
明の水中溶接トーチで手溶接する一実施ダ曵第７図は水
中に水噴流用ポンプとワイヤ送給装置を設置した一実施
例である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示し、図におい
て、１は水噴出ノズル、３は被溶接物、５は気相域、７
は溶接ワイヤ、１０は水噴流用ポンプ、１１はプツシユ
側ワイヤ送給装置、２１は走行台車、２２は水中溶接ト
ーチ、２４はプル側ワイヤ送給装置、３１はスイツチ、
３２は取手である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水中において水噴流により被溶接物の溶接部位に気
   相域を形成しつつ溶接する水中溶接装置に於て、上記溶
   接部位に対向して配設された、溶接開始スイッチを内蔵
   した取手を有する水中溶接トーチ、水中あるいは水上に
   上記水中溶接トーチと離隔して別体に配設されたワイヤ
   送給装置及び水噴流用ポンプ、上記水中溶接トーチと、
   上記ワイヤ送給装置及び水噴流ポンプとの間を接続し、
   溶接ワイヤまたは水噴流が送給されるホース、上記水中
   溶接トーチに設けられ上記被溶接物上を走行する走行台
   車の上下左右位置調整装置に着脱自在に取付けられる取
   付部を備えたことを特徴とする水中溶接装置。