JP2918756B2 - 立向エレクトロガス溶接用トーチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄骨構造物あるいは造船
のロンジ材等の立向突合せ部をエレクトロガス溶接する
溶接トーチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】狭開先の立向突合せ継手の溶接装置とし
て、溶接トーチをローラ機構によって挾持して、昇降自
在にし、該溶接トーチが貫通するシールドガスの中継箱
と前記溶接トーチを包囲する消耗性のガスノズルにて、
溶接を行う立向エレクトロガス溶接装置が開発され（特
公昭５９−２２６２５号公報参照）、又該立向エレクト
ロガス溶接装置に使用する溶接トーチが開発されている
（特公昭６０−２０１１６号公報参照）。

【０００３】上記特公昭５９−２２６２５号公報に記載
されている装置の概略を図５および図６に基づいて説明
する。すなわち、端部を突合せた被溶接材１ａおよび２
ａを銅板による裏当て金３ａおよび表当て金４ａによっ
て囲み形成した開先に、溶接トーチ２１を挿入して立向
エレクトロガス溶接を行う溶接装置であって、上記溶接
トーチ２１は電気伝導性の良好な銅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、昇降用モータ６ａ
により駆動されるローラ７ａと、加圧ネジ８ａによって
加圧される加圧ローラ９ａによって挾持され、ガス中継
箱１７を貫通して、該中継箱１７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１８に同心に包
囲されて開先内に挿入設置されている。又これらの部材
を保持するベース１２ａはモータ１３ａにより、スライ
ダ機構を介して摺動軸２０ａをガイドとして矢印１４ａ
の方向に振動されるように設けられており、溶接トーチ
２１の中を通り溶接部に供給されるワイヤ２５ａも同矢
印１４ａの方向に振動される。さらに溶接装置は被溶接
材２ａにネジ１５ａによってクランプされ、ガス中継箱
１７にはシールドガスの取り入れ用口金１６が装着され
ている。又、振動部に設けたツマミ２４ａはベース１２
ａの振動を一端で停止させるための押しネジ２３ａを廻
すものである。

【０００４】上記溶接装置の動作を説明すると、ワイヤ
２５ａが溶接トーチ２１の中を通って供給され溶融する
につれてガスノズル１８は徐々に消耗し、溶接トーチ２
１はローラ７ａで駆動されて上昇し、溶接が進行してい
く。ガス中継箱１７に取り入れられたシールドガスは、
ガスノズル１８と溶接トーチ２１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１９ａに取り付け
られたベース１２ａは矢印１４ａの方向に振動され、溶
接トーチ２１とガスノズル１８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
型開先では必要に応じてネジ２３ａを送り込んで振動を
開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、溶け込み不足等の欠陥のな
い健全な溶接が行われる。

【０００５】しかし、上記の立向エレクトロガス溶接装
置においてはガスノズル１８は溶接が進行するにつれて
消耗し、ガスノズルの成分が溶け込み、溶融金属に介入
するのでガスノズルの成分によっては支障を起すおそれ
がある。又溶接終了後ガスノズルは全て消耗せず取付部
近傍が６０mm程度残るので、残材を除去し、新規ノズル
と交換しなければならない。さらに消耗式のガスノズル
は溶接長に合せた長さを決定し、溶接長に応じたガスノ
ズルを用意する必要があり、その上、ガスノズルをセッ
ト後、溶接トーチをセットしなければならないため、操
作が極めて繁雑になる。又溶接トーチはガス中継箱を貫
通した状態で上昇あるいは設置されるため、溶接トーチ
に損傷や摩擦を生じ、これによる上昇操作に支障をきた
すことがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来装置の問題点を改善するものであって、溶接トーチと
ガスノズルが分離し、又ガスノズル本体が消耗するため
に、溶接長に応じたガスノズルの準備やガスノズルを溶
接終了毎に交換する操作の繁雑さを軽減するものであ
り、又溶接トーチの損傷を防ぎ、溶接トーチを挾持ロー
ラにより円滑に上昇操作することができる立向エレクト
ロガス溶接用トーチを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、溶接母材の開先に挿入され、溶接速度に同
調して引上げ可能にした溶接トーチにおいて、後部をガ
ス中継金具３１に連結されたガスノズル３２、該ガスノ
ズル３２内にガスノズルガイド３３を介して支持した外
筒３４、および該外筒３４に挿入固定され、中心にワイ
ヤ挿通孔を有するノズル本体３６とからなり、該外筒３
４の内部はノズル本体３６により軸方向に仕切られた冷
却水の給排水路となる室４２，４３を形成し、該室をノ
ズル本体の前部にて連絡すると共に外筒３４の後部を水
中継金具３７と連結固定したことを特徴とし、さらに水
中継金具３７と、ガス中継金具３６とを接続し一体とし
た立向エレクトロガス溶接用トーチである。

【０００８】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に係る
立向エレクトロガス溶接用トーチは長さが５００mm以上
から場合によっては１０００mm近くまで長尺にすること
ができ、その径は大体１２mm程度のサイズのものであ
る。そして、該立向エレクトロガス溶接用トーチの基本
的な断面構造は、ガス中継金具と連結されたガスノズル
と該ガスノズル内に挿入される外筒および該外筒に挿入
されるノズル本体とからなり、該ノズル本体はその中心
にワイヤ挿通孔が穿孔され、前記外筒とノズル本体との
間には軸方向に延びる冷却水の給排水路が形成されてい
る。又前記ガスノズルと外筒との間にはガスノズルを同
軸上に導き、シールドガスの通過空間を保持するための
ガスノズルガイドが前記外筒の外周に連結されている。
本発明の立向エレクトロガス溶接用トーチの材質はガス
ノズルおよび外筒は溶接中の雰囲気等による腐食等を考
慮し、ステンレス等が好ましい。又、ノズル本体は電気
伝導を考慮し、銅合金にて製作することが望ましい。

【０００９】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の立向エレクトロ
ガス溶接用トーチを説明する。図３は立向エレクトロガ
ス溶接用トーチの具体例を示す縦断面図で、図４
（イ），（ロ），（ハ）、図３の各々Ａ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′，Ｃ−Ｃ′の線断面における構成を示すものであ
る。

【００１０】所望の長さおよび径を有する断面が円形の
ガスノズル３２は、シールドガスを該ガスノズル３２に
送り込むガス中継金具３１と、前記ガスノズル３２の後
部３２ｂにてろう付等の手段で連結している。又前記ガ
スノズル３２の外周には絶縁材４８が装着されている。
前記ガスノズル３２内には外筒３４が挿入され、外筒３
４内には、外筒３４よりやや長尺であり、かつ先端に給
電チップ４０を固設したノズル本体３６が装着されてい
る。又前記外筒３４には、その後端寄りに給排水管４
５，４６を連結した水中継金具３７を連設する構成とな
っている。

【００１１】ノズル本体３６の前部３６ａおよび後部３
６ｂは、その全周が外筒３４の内周に密着され、ろう付
によって外筒３４内周と固着する。

【００１２】前部３６ａは図示の如く給電チップ４０の
後端を螺着する給電チップ取付部となっており、他方の
後部３６ｂは、図示しないコンジットを通して送給され
てくるワイヤの導入部となっている。又ノズル本体３６
の中心には、貫通するワイヤ挿通孔３５が穿設されてい
る。さらに前記ノズル本体３６の前後部３６ａ，３６ｂ
間におけるノズル本体３６と外筒３４との間には、ノズ
ル本体３６によって区画される冷却水の給水路および排
水路となる２個の室４２，４３が軸方向に延びて形成さ
れており、これらの室４２，４３はそれぞれ給排水管４
５，４６に連通している。

【００１３】後端部３２ｂを中継金具３１で連結支持さ
れるガスノズル３２は、外筒３４の前部３４ａより１０
０mm程度の位置にガスノズルガイド３３（スペーサー）
を配置し、図示ではガスノズル３２と外筒３４間の円周
方向に３個のガスノズルガイド３３を設置することによ
って外筒３４と同心上に保持され、且つ外筒３４との間
にガス通路４７を形成している。ガス中継金具３１はＯ
リング３８を介して水中継金具３７にボルト３９によっ
て連結され、一体化されている。

【００１４】図４（ロ）は図３Ｂ−Ｂ′線断面における
構成例を示すもので、ノズル本体３６は外筒３４の内面
に２ケ所で内接し、二分割した独立の室４２および４３
を形成し、又、ガスノズルガイド３３は図示の如くガス
ノズル３２と外筒３４の間に設置され両者を円周上で連
結すると共に、シールドガスの通路を維持し、矢印２８
にシールドガスが放出される構造となっている。又、図
４（イ）は図１Ａ−Ａ′線断面を図示するもので、分離
独立して形成される室４２および４３はその終端、即ち
ノズル本体３６の前部３６ａ側にて連通する通路４１を
形成する構造となっている。図４（ハ）は図３のＣ−
Ｃ′線断面を図示するもので、水中継金具３７は給水管
４６と排水管４５と連結し、外筒３４とノズル本体３６
により分離独立にて形成される室４２および４３に水中
継金具３７を介して冷却水の給水および排水を行う配管
口を構成している。又該水中継金具に連結される給水管
４６および排水管４５にて溶接の給電を行う。

【００１５】図１および図２は本発明の立向エレクトロ
ガス溶接用トーチを使用する立向エレクトロガス溶接装
置の概略を示すもので、図５および図６におけるガス中
継箱１７を撤去し、トーチの振れをなくす手段として、
回転可能なガイドローラ１０および１１を装着したもの
で、装置の機能は前述した図５および図６の装置と同様
である。又前記のガイドローラ１０および１１はトーチ
の振れを修正するもので、摩擦係数が小さい物であれば
回転機構を持たないガイドであっても良い。

【００１６】上記立向エレクトロガス溶接用トーチ５
は、昇降用モータ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によって挾持さ
れ、ガイドローラ１０および１１をガイドとして開先内
に挿入設置される。

【００１７】上記溶接装置の動作を説明すると、ワイヤ
２５が立向エレクトロスラグ溶接用トーチ５の挿通孔３
５を通って供給され、溶融するにつれて、立向エレクト
ロガス溶接用トーチ５はローラ７と加圧ローラ９で挾持
されローラ７の回転により上昇し、溶接が進行してい
く。又ガスホース２７で供給されたシールドガスは矢印
２８のごとく放出され溶接部をシールドする。

【００１８】溶接中においては給水用配管４６に連結さ
れた冷却水供給源からの冷却水を室４２内へ送水し、ノ
ズル本体３６および外筒３４を水冷した後、冷却水は室
４３を経て排水用配管４５から取り出される。又シール
ドガスはガス用配管４４に連結されたガス供給源から強
制的に送給され、ガス通路４７を通りガスノズル下部３
２ａから放出され溶接部をシールドする。さらに、ワイ
ヤ２５はノズル本体後部３６ｂからワイヤ挿通孔３５へ
送給され、ノズル本体先端３６ａに取付けた給電チップ
４０から突出し、溶接部へ供給される。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の立向エレクトロガ
ス溶接用トーチは、ガスノズルと外筒とノズル本体が２
重構造となっており、ガスノズルガイドがガスノズル内
面に接触し、水中継金具とガス中継金具が連結されてい
る構造を持つため、細径でかつ長尺であっても曲げ剛性
が高く撓む恐れがないので円滑なトーチの上昇が計れ
る。又ガスノズルを非消耗式として、ノズル本体と一体
としたために溶接進行と共に上昇するので、繰返し使用
が可能である。さらに溶接長より充分な長さの立向エレ
クトロガス溶接用トーチであれば、該立向エレクトロガ
ス溶接用トーチの範囲内で短長から長尺の任意の溶接長
に溶接が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立向エレクトロガス溶接用トーチを適
用するための溶接装置の一例を示す全体図。

【図２】図１の側面図。

【図３】本発明トーチの具体例を示す断面図。

【図４】図３のトーチの断面構造例であって（イ）はＡ
−Ａ′線、（ロ）はＢ−Ｂ′線、（ハ）はＣ−Ｃ′線の
断面を示す。

【図５】従来の溶接トーチを適用するための溶接装置を
示す全体図。

【図６】図５の側面図。

【符号の説明】

１，１ａ，２，２ａ 被溶接材 ５ 立向エレクトロガス溶接用トーチ ２１ 溶接トーチ ３１ ガス中継金具 ３２ ガスノズル ３３ ガスノズルガイド ３４ 外筒 ３５ ワイヤ挿通孔 ３６ ノズル本体 ３７ 水中継金具 ３８ Ｏリング ４０ 給電チップ ４２，４３ 室 ４７ ガス通路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 9/173 B23K 9/29 B23K 9/02 B23K 25/00 B23K 9/00 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接母材の狭開先に挿入され、溶接速度
   に同調して引上げ可能にした溶接トーチにおいて、後部
   をガス中継金具と連結したガスノズル、該ガスノズル内
   にガスノズルガイドを介して支持した外筒および該外筒
   に挿入固定され、中心にワイヤ挿通孔を有するノズル本
   体とからなり、該外筒の内部にはノズル本体により軸方
   向に仕切られた冷却水の給排水路となる室を形成し、該
   室をノズル本体の前部にて連絡すると共に外筒後部を水
   中継金具と連結固定した構造としたことを特徴とする立
   向エレクトロガス溶接用トーチ。