JPS6020116B2 - 立向溶接ト−チ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は立向溶接トーチ、特に鉄骨構造物の仕口部の如
く狭関先で溶接長の短かし、立向ェレクトロガス溶接に
適した溶接トーチに関するものである。

近年、鉄骨構造物あるし、は貯油タンクの如き立向突き
合せ継手の溶接法としては、溶接トーチを関先の表から
裏、裏から表へと往復動させて鋼板の立向突き合せを行
うェレクトロガス溶接装置が採用されるに至っており、
特に最近では溶接装置の操作性を向上させるためと、装
置重量の軽減のために装置を昇降させる台車を省いて溶
接トーチのみを上昇させて熔接を行う方式が開発されて
いる。

本発明者らは溶接長の短かし、狭開先のェレクトロガス
溶接法に適した溶接装置について溶接装置について種々
研究実験を重ねた結果、ローラ機構によって挟持して昇
降自在にした溶接トーチと、該溶接トーチが貫通するシ
ールドガスの中継箱と、該中継箱に取り付けられ前記溶
接トーチを包囲する消耗性のガスノズルと、前記溶接ト
ーチの振動機構とを備えた立向ェレクトロガス溶接装置
を開発し出願している（特腰昭５３−１６１２０９号）
。

この溶接装置を用いてェレクトロガス溶接を行った場合
には、溶接部欠陥の発生が少ないと共に溶接トーチの振
動制御に複雑な電気的制御手段が不要となり、しかも装
置の適用範囲の拡大と操作性の向上が計れる、という多
くの利点が得られた。上記特顔昭５３一１６１２０叫号
の装置の概略を第１図および第２図に基いて説明する。
端部を突き合わせた被溶接材１および２を鋼板による裏
当て金３および表当て金４によって囲み形成した閥先に
、溶接トーチ５を挿入して立向ェレクトロガス溶接を行
う溶接装置を第１図および第２図に示している。

上言己溶接トーチ５は電気伝導性の良好な鋼あるいは銅
合金より管状に形成された非消耗性のもので、昇降用ョ
ータ６により駆動されるローラ７と、加圧ネジ８によっ
て加圧される加圧ローラ９によって挟持され、ガス中継
箱１０を貫通して、該中継箱１０の下部に設けられたガ
ラス繊維等からなる消耗性のガスノズル１ １に同心に
包囲されて関先内に挿入設置されている。またこれらの
部材を保持するベース１２はモータ１３により、スラィ
ダ機構を介して摺動軸２０をガイドとして矢印１４の方
向に振動されるように設けられており、溶接トーチ５の
中を通り溶接部に供給されるワイヤ２５も同矢印１４の
方向に振動される。さらに溶接装置は被溶接材２にネジ
１５によってクランプされ、ガス中継箱１０１こはシー
ルドガスの取り入れ用口金１６が装着されている。また
、振動部に設けたッマミ２４はべ−ス１２の振動を一端
で停止させるための押しネジ２３を廻すものである。上
記溶接装置の動作を説明すると、ワイヤ２５が溶接トー
チ５の中を通って供給され溶融するにつれてガスノズル
１１は徐々に消耗し、溶接トーチ５はローラ７で駆動さ
れて上昇し、溶接が進行していく。

ガス中継箱１川こ取り入れられたシールドガスは、ガス
ノズル１１と溶接トーチ５との隙間を通り溶接部をシー
ルドする。一方、摺動ブロック１９に取り付けるれたベ
ース１２は矢印１４の方向に振動され、溶接トーチ５と
ガスノズル１１も開先内で同様に振動し、開先の表から
裏にかけて均等に入熱を分布させ、Ｖ型関先では必要に
応じてネジ２３を送り込んで振動を関先表面部において
一時停止させ開先断面積に対応した入熱量の分布を行わ
せ、充分に開先表面部を溶融しながら溶着金属を満たし
ていき、溶け込み不足などの欠陥のない健全な溶接が行
われる。しかして、上記立向ェレクトロガス溶接装置に
おいては、立向溶接トーチは少くとも溶接長に相当する
長さに加えてトーチ昇降機構にセットされる部分の長さ
を必要とし、かなり長尺のトーチとなると共に、狭関先
に挿入されかつ振動動作を付与されるものであるから細
窪であることが要求される。

しかしながら、溶接トーチは電気伝導性を考慮して銅ま
たは銅合金にて作らなければならないため、上記の如く
紬径、長尺のトーチとした場合、その剛性が問題となり
、例えば単なる管状のトーチでは上部にワイヤコンジッ
トの終端やワイヤ矯正機構等が取付けられるためその重
量によって榛みが生じ、ワイヤ送りあるいはトーチの昇
降操作に支障をきたす。また、溶接トーチの先端は高温
の溶接雰囲気にさらされることから、トーチの熱損も問
題となり、効率の良い冷却構造とすることが望まれる。

単に中空にしたトーチに給排水口を設けて水冷し得るよ
うにしても、トーチ下部の高温部では冷却水が蒸化して
圧力が水供給圧より大となって良好な冷却水循環が行わ
れず、冷却効果が期待できないおそれがある。したがっ
て、紬径、最尺の溶接トーチであってもトーチ下部を効
果的に冷却できる構造が要望されるわけである。本発明
は上述した点に鑑み、変形の少なく直線性を充分維持で
きる剛性を有しかつトーチ下部にも強性的に冷却水をゆ
きわたらせることが可能な立向溶接トーチを提供するこ
とを目的とする。

また、本発明の他の目的は上述した立向ヱレクトロガス
溶接、特に狭関先で熔接線の短かし、ェレクトロガス溶
接方法に用いるに有効な立向溶接トーチを提供すること
にある。以下本発明を詳細に説明する。

本発明に係る溶接トーチは、長さが３０仇奴以上で場合
によっては１００仇舷近くまで長尺にすることができ、
またその径は大体１功肌程度のサイズのものである。

そして該溶接トーチの基本的な断面構造は、外管と該外
管内に挿入される銃身とからなり、該銃身にはその中心
にワイヤ挿入孔が穿孔され、また前記外管と銃身との間
には軸万向に延びる冷却水の給排水路が形成されている
。本発明の溶接トーチの材質は、電気伝導性の点からは
外管および銃身共に銅にて製作することが好ましいが、
すべて銅製では剛性が高くないので最尺にする場合には
、少なくとも外管および銃身の一方を機械的性質の高い
真ちゆう、リン青銅等の鋼合金をもちいるのが望ましく
又、電気伝導をそれほど考慮する必要がない部分につい
ては、鉄、ステンレスにてつくることもできる。次に図
面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第３図は本発明の溶接トーチの具体例を示す縦断面図で
、所望の長さおよび径を有する断面円形の外管３１と、
該外管３１内に挿入される外管３１よりやや長い銃身３
２と、該銃身３２の先端に装着される給電チップ３６と
、前記外管３１の後端寄りに対向して蓮設される給水用
配管３７および排水用配管３８とから構成される。

前記銃身３２の前部３２ａおよび後部３２ｂはその全周
が外管３１の内周に密着され、例えばろう付などの手段
によって外管３１を固着されている。

前部３２ａは図示の如く給電チップ３６の後端と鉄合し
て螺合するチップ取付部となっており、他方の後部３２
ｂは図示しないコンジツトを通して送られてくるワイヤ
の導入部となっている。また、該銃身３２の中心には貫
通するワイヤ挿通孔３３が穿穀されている。さらに、前
記銃身３２の前後部３２ａ，３２ｂ間における銃身３２
および外管３１間には冷却水の経水路および排水路とな
る二個の室３４，３５が軸方向に延びて形成されており
、これらの室３４，３５はそれぞれ前記給水用配管３７
と排水用配管３８に運通している。

第４図イ，口は第３図Ａ−Ａ′線断面における構成例を
示すもので、いずれにしろ銃身３２は外管３１の内面に
二個所で内接し二分割した独立の室３４および３５を形
成してなるものである。

第４図イの例は外管３１の内径にほぼ一致する径の銃身
３２の対向する両側を軸方向に切欠いてこれを外管３１
内に挿入して二室３４，３５を形成したものである。ま
た、第４図口は外管３１の内径にほぼ一致する径をもつ
銃身３２の対向する両側に室３４，３５となる円形状の
関口を形成してなる例である。これらのうち、第４図ハ
の断面構造のものが加工の容易性および外管３１に密接
する面積が最も大きくトーチの直線性維持の面で最も好
ましいものと言える。勿論、図示する例以外にも本発明
の目的を達成できるものであれば、いかなる断面構造を
採用してもよい。なお、分離独立して形成される室３４
および３５はその終機、即ち銃身３２の前部３２ａ側に
て、第５図に示すように、運通し供給された冷却水が冷
却機能を果して排水されるようになっている。

また、材質については前記したように銅、鋼合金、鉄お
よびステンレスなどを適宜選択あるいは組合せればよい
。

本発明は上記の如く外管３１内に銃身３２を挿入し、こ
れらの間に冷却水を供給するものであるから、外管３１
の内面に対し銃身３２が密着して接触させなければなら
ない。

したがって、外管３１および銃身３２共に寸法精度およ
び表面仕上精度高く製作することが好ましい。以上のよ
うに構成された本発明の溶接トーチの使用については第
１図および第２図に基づく説明によって既述した通りで
ある。

溶接中においては給水用配管３７に連結された冷却水供
給源から冷却水を室３４内へ強制的に送給しトーチ下部
を水冷した後、昇温した冷却水は室３５を経て排水用配
管３８から取り出される。また、ワイヤは銃身後部３２
ｂからワイヤ挿通孔３３から送り込まれたワイヤは、先
端のチップ３６から突出し溶接部へ供給される。なお、
本発明における給電方式としては、給水用配管３７ある
いは銃身後部３２ｂから給電すればよい。以上説明した
本発明の溶接トーチによって得られる効果は次の通りで
ある。

‘１１ 外管と銃身との二重構造となっており、かつ外
管内部を銃身によって仕切って給排水路を形成する構造
としているため外管と銃身は軸万向に密着部を有し、銃
身が外管を補強する効果が得られる。

従って紬径・長尺のトーチとしても強度が高く使用中に
孫むおそれがないので、特に狭開先を用いる立向ェレク
トロガス溶接用のトーチとして最適である。また銃身は
導電性の良好な鋼合金を用い、外管は強度の高い、鉄鋼
材料を用いて製作できるため、より一層剛性を高めたト
ーチを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接トーチを適用するための溶接装置
を示す全体図、第２図は第１図の側面図、第３図は本発
明トーチの具体例を示す断面図、第４図イ，口は第３図
のトーチの断面構造例を示すもので第３図Ａ−Ａ′線断
面図、第５図は第３図Ｂ一Ｂ′線断面図である。 １，２・・・・・・被熔接材、５・・・・・・溶接トー
チ、１１・・・・・・消耗ガスノズル、３１・・・・・
・外管、３２…・・・銃身、３３・・…・ワイヤ挿通孔
、３４，３５・・…・室、３６……チップ、３７，３８
……給水排水用配管。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接母材の狭開先内に挿入され溶接速度に同調して
   引き上げ可能にした溶接トーチにおいて、外管３１およ
   び該外管内に挿入固定される、中心にワイヤ挿通孔３３
   を有する銃身３２とからなり、該外管３１の内部は銃身
   ３２により軸方向に仕切つて分離され冷却水の結排水路
   となる室３４および３５を形成し、該室３４および３５
   を銃身３２の前部３２ａ側にて連絡する構造としたこと
   を特徴とする立向溶接トーチ。