JPS628263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管材の環状をなす溶接部に対する局
部乾式法による水中溶接装置に関し、特に水の浸
入を未然に防止して溶接状態を監視しながら作業
を行ない得るようにしたものである。

現在、水中溶接法としては水中で被覆アーク溶
接やガスシールドアーク溶接をそのまま行なうよ
うにした湿式法と、被溶接部材全体を特殊な容器
で取り囲み、作業員がこの容器内に入つて完全に
大気と同一雰囲気中で溶接を行なう乾式法と、溶
接部のみ局部的に排水して溶接を行なう局部乾式
法とが知られている。湿式法は汎用性があるもの
の、周囲の水による急冷のために溶接部の品質が
他の方法よりも劣り、溶接強度が要求される部材
への適用が困難である。又、乾式法では溶接部の
品質を大気中のものと同等にすることが可能であ
る反面、装置自体が大仕掛けとなつて汎用性に欠
け、しかもコストが嵩むために適用範囲に制約を
受ける欠点がある。このようなことから、湿式法
と乾式法との中間的な特徴を持つ局部乾式法が開
発され、各方面で盛んに採用されるようになつて
来ている。

局部乾式法の代表的な作業原理を表わす第１図
に示すように、下端にスポンジ等の可繞性部材１
が取り付けられた箱状をなす透明な本体２の中央
部に溶接トーチ３が装着され、可繞性部材１を本
体２と共に被溶接部材４に押し付けながら、本体
２で囲まれた溶接作業室５内へ溶接トーチ３或い
は図示しないガス供給管からガスを圧送し、この
溶接作業室５内の水を外部へ排出したのち、溶接
作業を開始するようになつている。しかし、上述
した簡易ボツクス方式と呼称されている方法で
は、溶接作業の進行に伴つて高圧となる溶接作業
室５内のガスが水中に漏出し、微細な気泡６とな
つて多量に浮上して来るため、水中から溶接部の
監視が困難となる欠点があつた。これは、水噴流
方式と呼称される第３図に示すような方法でも同
じである。本方法は特殊な形状の二重ノズル７，
８を使用し、外側のノズル７から高速で水を噴射
して水カーテンを形成すると共に内側のノズル８
から溶接作業室５′内にガスを圧送し、ここの水
を排除して溶接トーチ３′により被溶接部材４′の
溶接を行なうようにしたものであるが、水のジエ
ツト噴流が被溶接部材４′に衝突する際に、ガス
を巻き込んで気泡６′が発生してしまうからであ
る。

このようなことから、簡易ボツクス方式におい
ては第２図に示すような溶接作業室５に連通する
ガス抜き管９を本体２に接続したものも提案さ
れ、溶接作業状態の監視性が良好であるという点
で効果を上げているが、溶接作業の進行に伴つて
本体２を溶接トーチ３と共に移動させて行くと、
可繞性部材１のたわみ量が変化して溶接作業室５
内に圧力変動が起こるため、ここに水が浸入して
来る虞があつた。特に、筒状をなす被溶接部材の
突き合わせ溶接に際しては、溶接部が環状となつ
ていることもあつて、溶接作業室５内を完全に排
水することがほとんど不可能であつた。

本発明は、管材の環状をなす溶接部に対する上
述した従来の局部乾式法に基づく装置の欠点を解
消し、水の浸入を未然に防止し得ると同時に溶接
作業状態を監視し得る水中溶接装置を提供するこ
とを目的とする。

この目的を達成する本発明の水中溶接装置にか
かる構成は、それぞれ筒状をなすと共に相互に突
き合わされる一対の被溶接部材の環状をなす溶接
部を二重に取り囲み且つこの被溶接部材の表面に
それぞれ密着する環状の外部止水壁とその内側に
位置する環状の内部止水壁とを、前記溶接部に対
向してこれとほぼ平行に設けられ且つ溶接トーチ
が装着された環状をなす透明な支持板の両側端部
にそれぞれ相対回転自在に取り付け、前記内部止
水壁と支持板とで囲まれ且つガスが充満する環状
の溶接作業室から前記外部止水壁を介して水中へ
の前記ガスの漏出を防止すると共に水中から前記
溶接作業室への水の侵入を防止する吸引室を前記
外部止水壁と内部止水壁との間に形成し、更にこ
の吸引室に当該吸引室内のガス及び水をそれぞれ
排出する排ガス管及び排水管を連通したことを特
徴とするものである。

以下、本発明による水中溶接装置の一実施例に
ついて第４図〜第７図を参照しながら詳細に説明
する。本実施例装置の外観を表わす第４図及びそ
の主要部の断面構造を表わす第５図に示すよう
に、アクリル樹脂等の透明な環状をなすスライド
板１１は、その両端部がそれぞれシール部材１２
を介して一対の環状をなす支持板１３に係着され
ており、筒状をなす被溶接部材１４の周囲をこの
支持板１３に対して回動自在となつている。な
お、前記支持板１３もガラス等の透明な部材で構
成すると監視作業性が向上する。スライド板１１
の中央部には溶接トーチ１５が貫通するトーチ取
り付け孔１６が穿設されており、このトーチ取り
付け孔１６に差し込まれた溶接トーチ１６は、多
少の傾斜が可能なようにベローズ等のシール部材
１７を介してスライド板１１に懸吊された状態と
なつている。又、前記支持板１３の周囲にはこの
支持板１３及びスライド板１１を被溶接部材１４
と同心に位置決めするために先端が被溶接部材１
４の表面に当接し得る複数本の位置決め用ボルト
１８が等間隔で支持板１３にねじ込まれており、
これにより被溶接部材１４に対して支持板１３が
固定される。

一方、内周面がそれぞれ被溶接部材１４の表面
に当接するスポンジ等で構成された二重構造の内
部止水壁１９及び外部止水壁２０を収納する保持
枠２１は、前記一対の支持板１３の端面にそれぞ
れ取り付けられており、従つて一対の内部止水壁
１９とスライド板１１及び支持板１３とで溶接部
２２を囲む密閉空間が形成され、ここが溶接作業
室２３となる。溶接作業の進行に伴つてスライド
板１１の内面にヒユーム等が付着し、この溶接作
業室２３内の監視が行ないにくくなる虞がある。
そこで本実施例ではスライド板１１の内面に摺接
し得る清掃用ブラシ２４が植毛されたブラシホル
ダ２５を支持板１３に取り付けており、スライド
板１１の回動によつて自動的にその内面が清掃用
ブラシ２４でぬぐわれるようになつている。又、
前記内部止水壁１９と外部止水壁２０との間に
は、溶接作業室２３から内部止水壁１９を通つて
水中（外部）側へ漏出するガスを一時的に溜める
と共に外部止水壁２０を通つて溶接作業室２３側
へ浸入して来る水を一時的に溜める吸引室２６が
形成されている。この吸引室２６の上端部にはこ
こに充満するガスを外部へ吸引する排ガス管２７
が連結され、当該吸引室２６の下端側には第５図
同様の断面構造を表わす第７図に示すように、こ
こに溜まる水を外部へ強制的に排水する排水管２
８が連結されている。更に、前記支持板１３と内
部止水壁１９及び外部止水壁２０とには止水用の
ガス送給管２９が連結され、ここにガスが圧送さ
れて来るようになつているが、溶接作業室２３内
が最も高圧となつており、次いで内部止水壁１
９、外部止水壁２０、吸引室２６の順で気圧の調
整がなされている。この場合、水中の水圧と外部
止水壁２０との圧力バランスは、水圧の方をやや
高めとなるように設定しておくと、気泡が水中側
へ噴き出す虞が少なく、監視作業の障害とならな
い。

なお、本実施例装置は全体が二つ割り構造とな
つており、複数本のピン３０により円筒状に一体
化する構成であるから、被溶接部材１４に対する
装着作業を迅速且つ容易に行ない得る。

本実施例装置を使用して実際の溶接作業を行な
うに際しては、まず被溶接部材１４の溶接部２２
を囲むようにピン３０を介して半円筒状をなす二
つ割り構造の装置を一体化し、位置決め用ボルト
１８を操作して装置全体と被溶接部材１４と同じ
（同軸）に調整する。これによつて、スライド板
１１を回しても溶接トーチ１６の先端と被溶接部
材１４の溶接部２２との間隔を一定にすることが
できる。

次に、ガス送給管２９から溶接作業室２３内と
内部止水壁１９及び外部止水壁２０とに加圧ガス
を送給する一方、排ガス管２７及び排水管２８に
よつて吸引室２６内に流れ込むガス及び水を吸引
し、溶接作業室２３内を排水する。ガスが充満し
た溶接作業室２３から漏出するガスは吸引室２６
から排ガス管２７へ吸引され、吸引室２６から外
部止水壁２０を通つて直接水中へ漏出する虞れが
ないため、気泡が発生せず、スライド板１１及び
支持板１３を通して作業者が溶接作業室２３内を
明瞭に監視することができる。又、外部から溶接
作業室２３側へ向けて流入して来る水は、第７図
に示すように吸引室２６の下部に溜つてここから
排水管２８で外部へ排出されて行くため、溶接作
業室２３内に水が流れ込む虞がほとんどない。

しかるのち、この状態を維持しながら溶接アー
クを発生させ、スライド板１１を回しながら溶接
作業を進行する。このスライド板１１の回動操作
は手動でもよいが、本発明の他の一実施例におけ
る第５図同様の断面構造の一部を表わす第６図に
示すように、スライド板１１の外周面に歯車３１
を形成すると共にこの歯車３１と噛み合う歯車３
２が取り付けられたモータ３３を支持板１３に設
置し、自動的に行なうようにしてもよい。溶接部
２２の開先形状や位置の変化に対応して溶接速度
（スライド板１１の回動速度）や溶接トーチ１６
の狙い位置を調整しながら溶接作業を進める。な
お、ヒユーム等によるスライド板１１内面の曇り
は、清掃用ブラシ２４によつてぬぐわれ、良好な
視界を維持することが可能である。

このように本発明の水中溶接装置によると、一
対の被溶接部材の環状をなす溶接部を囲む溶接作
業室の周囲を二重の止水壁で囲むと共にこれらの
間に吸引室を形成し、溶接作業室から漏出するガ
スや外部から浸入する水をこの吸引室から外部へ
排出するようにしたので、気泡が溶水中に漏出す
ることがなく、しかも溶接作業室への水の浸入も
なくなり、溶接状態を監視しながら信頼性の高い
溶着部を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来の局部乾式法による水中
溶接作業状態をそれぞれ表わす作業原理図、第４
図は本発明による水中溶接装置の一実施例の正面
図、第５図はその構造を表わす断面図の上側部
分、第６図は本発明の他の一実施例におけるスラ
イド板駆動手段を表わす破断図、第７図は第５図
同様の断面図の下側部分であり、図中の符号で １１はスライド板、１３は支持板、１４は被溶
接部材、１６は溶接トーチ、１９は内部止水壁、
２０は外部止水壁、２１は保持枠、２２は溶接
部、２３は溶接作業室、２６は吸引室、２７は排
ガス管、２８は排水管、２９はガス送給管であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ筒状をなすと共に相互に突き合わさ
   れる一対の被溶接部材の環状をなす溶接部を二重
   に取り囲み且つこの被溶接部材の表面にそれぞれ
   密着する環状の外部止水壁とその内側に一する環
   状の内部止水壁とを、前記溶接部に対向してこれ
   とほぼ平行に設けられ且つ溶接トーチが装着され
   た環状をなす透明な支持板の両側端部にそれぞれ
   相対回転自在に取り付け、前記内部止水壁と支持
   板とで囲まれ且つガスが充満する環状の溶接作業
   室から前記外部止水壁を介して水中への前記ガス
   の漏出を防止すると共に水中から前記溶接作業室
   への水の侵入を防止する吸引室を前記外部止水壁
   と内部止水壁との間に形成し、更にこの吸引室に
   当該吸引室内のガス及び水をそれぞれ排出する排
   ガス管及び排水管を連通したことを特徴とする水
   中溶接装置。