JPH02255295A - ガスメタルアークエンクローズ溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は鉄筋等の棒状の被溶接材を垂直に立て、又は水
平においてガスシールされた状態でエンクロースアーク
溶接するガスメタルアークエンクローズ溶接装置に関し
、特に溶接治具を当金と、シールドギャップとに分割し
たガスメタルアークエンクローズ溶接装置に関する。

［従来の技術］ 従来のガスメタルアークエンクローズ溶接装置において
は、被溶接材である鉄筋の両突き合わせ端部に所定の開
先幅より大きな一体型ブロックにより形成された当金を
配設し、その両端に固定された１対のクランパを前記鉄
筋の端部に夫々締め付は固定するように構成されている
（実公昭６３−２７９１７号、実開昭１１ｉ３−１７０
０９５号）。これにより、前記鉄筋をその接合面間に所
定の開先空間を設けて配置すると共に、この開先空間の
裏側に当金を配置してアークにより形成した溶接金属を
開先空間内に盛り付けるようになっている。

また、従来、当金の先端部にシールドガスの噴出部材を
設け、シールドガスを直接開先空間に向けて噴出させる
か、又は当金の鉄筋近傍の部分にシールドガス供給口を
設けてこの供給口から開先空間にシールドガスを供給す
ることにより開先空間をガスシールしている（特開昭５
９−１５３５８１号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の溶接装置においては、当金が大き
な一体型ブロックにより成形されているため、その内面
の開先空間に臨む部分がアーク等により損傷を受けた場
合には、ブロックの全体を廃棄する必要がある。このた
め、当金の交換に伴なうコストが極めて高いという難点
がある。

また、従来装置のガスシール手段は、シールドガスを直
接開先空間に向けて噴射しているので、島速乱流状態の
ガスが開先内に流入する。このような高速乱流状態のガ
ス流を使用してシールドしようとする場合には、開先空
間内への外気の巻き込みを十分に防止する必要がある。

このため、従来、当金治具の両端部にシール材を配設し
て外気の吸込みを防止しようとしている。しかしながら
、鉄筋は異径棒鋼であるため、その表面には種々のリブ
パターンが存在する。また、リブの高さも棒鋼の直径等
により種々異なるので、全てのりブパターンに対応可能
のようにシール材を用意することは極めて煩雑である。

更に、シールドガス供給口が当金における被溶接材の直
近にある場合は、この供給口が溶接金属の充填に伴い閉
塞されて本来の機能を発揮しなくなるのに加え、極端な
場合には、溶接金属が供給口に流入して当金治具が鉄筋
に固定されてしまうという事故が発生する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
消耗品コストが低いと共に、開先空間を確実にガスシー
ルすることができるガスメタルアークエンクローズ溶接
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るガスメタルエンクローズ溶接装置は、その
接合面間に所定の開先空間を設けて配置された棒状の１
対の被溶接材の両端部を所定部分で囲む当金と、この当
金に係合され前記当金と共に前記被溶接材の両端部の全
周を囲繞するシールドキャップと、このシールドキャッ
プに形成されて溶接用コンタクトチップを挿通させる開
口部と、この開口部の対向面に形成されシールドガスを
相互に対向衝突する方向に吐出させるガス吐出口と、を
有することを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、被溶接材間の開先空間及びそれらの
接合端部に当金をあてがい、更に被溶接材を間に挟んで
シールドキャップを当金に連結する。これにより、被溶
接材の端部及び開先空間が当金及びシールドキャップに
より囲繞される。そして、シールドキャップに設けられ
た開口部を介して溶接用コンタクトチップを開先空間に
挿入してアークを形成し、溶接金属を開先空間に盛り付
けて被溶接材を接合する。この場合に、開口部の対向端
面に形成されたガス吐出口を介してシールドガスを吐出
させ、開口部にシールドガスの対向流を形成する。この
対向流は開口部内で相互に衝突して乱れが少ない整流状
態となって開先空間に向かう。これにより、開先空間は
シールドガスにより大気から遮断され、確実にガスシー
ルされる。

そして、アークにより当金が損傷した場合には、この当
金のみを交換すればよく、コストが著しく低減される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例に係る溶接装置の外観を示す正
面図、第２図は同じくその溶接装置の内部を示す正面断
面図、第３図は同じく、その側面断面図、第４図は同じ
くその平面断面図である。

本実施例は第２図に示すように鉄筋１０を水平に配置し
て溶接する水平筋の場合である。当金１は第３図に示す
ように縦断面がＵ字形をなし、その内面は溶接せんとす
る鉄筋１０よりも若干大きい径で湾曲している。そして
、この当金１上には縦断面がコ字形のシールドキャップ
２がその足部分を当金１の上端部上に載置して連結され
ている。

この当金１及びシールドキャップ２は固定部材３により
相互に連結固定されるようになっている。

また、当金１における鉄筋１０の長手方向の両端部には
、夫々クランパ４が固定されており、このクランパ４を
緊締して鉄筋１０の対向端部を締め付けることにより、
当金１を１対の鉄筋１０に固定するようになっている。

以下、各構成部材について更に詳しく説明する。

先ず、当金１は例えば銅製のブロックであり、その内面
は鉄筋の外表面に倣う形で鉄筋１０の直径よりも若干大
きな径で湾曲している。従って、クランパ４により当金
１と鉄筋１０とが固定された場合に、鉄筋１０の周面と
当金１の内面との間に若干の間隙が形成される。この当
金１は、第２図に示すように、鉄筋１０の長手方向中央
部の裏当金１ａと、この裏当金１ａの長手方向両端部に
機械的に係合した１対の放熱用当金１ｂとからなる。

そして、この裏当金１ａと放熱用当金１ｂとはその内面
の径が若干具なるため、当金１の内面における鉄筋長手
方向の中央には、その周方向に帯状をなす浅い溝１１が
形成される。この溝１１には裏当材３０が配設される。

この裏当材３０は、第７図に示すように、セラミック繊
維等の耐火性の可撓性部材３１に導電部材３２を重ね合
わせて構成されるものが使用される。

シールドキャップ２には、その天板部の中央に、鉄筋１
０の長手方向が短辺で、この鉄筋１０の長手方向に直交
する方向が長辺の矩形の開口部１２が形成されている。

この開口部１２の１対の長辺側対向端面には、夫々この
長辺に沿って延長する矩形のガス吐出口１３．１４が形
成されている。

このガス吐出口１３はガス吐出口１４よりも鉄筋１０の
中心から遠い側（外側）に配設されている。

また、シールドキャップ２内には、ガス導入路１５．１
６が内設されており、ガス導入路１５は多数の孔を介し
てガス吐出口１３と連通し、ガス導入路１６は多数の孔
を介してガス吐出口１４と連通している。そして、各ガ
ス吐出口１３．１４内には整流部材１７．１８が配設さ
れていて、ガス吐出口１３．１４から吐出されるガスを
整流するようになっている。

シールドキャンプ２と当金１とは別体で構成されており
、その画先端面同士を重ねることにより、鉄筋１０の両
接合端部を囲繞する溶接治具が構成される。このシール
ドキャップ２及び当金１が相互に当接する各先端面２ａ
、ｌａには、第５図に示すように、段差２８が設けられ
ている。シールドキャップ２の端面２ａはこの段差２８
を境にして外側路半分の部分が当金１に向けて突出し、
当金１の端面１ａは内側路半分の部分がシールドキャッ
プ２に向けて突出する。そして、シールドキャップ２と
当金１とをその段差２８同士を嵌め込んで連結すること
により、この段差２８でガスの通過が阻止されるように
なっている。

なお、第６図に示すように、シールドキャップ２の端面
２ａと、当金１の端面１ａとの間にガスケット２９を介
装することにより、シールドキャップ２と当金１との間
をシールするようにしてもよい。

シールドキャップ２の正面及び背面には、固定部材３の
連結用アーム２０がボルト２１により固定されている。

この連結用アーム２０は丁字形の平板状をなし、水平に
延びる部分を１対のボルト２１によりシールドキャップ
２に固定すると共に、下方に延びる部分は当金１にまで
延出し、当金１の正面及び背面に重ねられるようになっ
ている。

一方、当金１の正面及び背面には水平に延びる嵌合部材
２２がその両端部でボルト２３により固定されている。

また、この嵌合部材２２の中央部は連結用アーム２０の
下方延出部を挿入可能に構成されており、更に嵌合部材
２２の略中央には蝶ボルト２４が螺合されるようになっ
てい、る。そして、連結用アーム２０の下方延出部を嵌
合部材２２の中央部に挿入した状態で蝶ボルト２４をね
じ込むことにより、この下方延出部を蝶ボルト２４と当
金１との間で締め付けて、連結用アーム２０を嵌合部材
２２に固定する。これにより、シールドキャップ２と当
金１とが連結されて固定される。

クランパ４は当金１の両側面（鉄筋１０の長手方向端面
）に固定されている。各クランパ４は円輪を２分割して
得た１対の半割体２５を支点２６により相互に回動可能
に連結したものであり、方の半割体２５は当金１に固定
されている。そして、その半割体２５の両端部を突き合
わせると鉄筋１０を取り囲む円輪が構成される。この両
端部はナツト２７を締め付けることにより相互に固定さ
れ、半割体２５は鉄筋１０を挟み込んで固定する。

次に、上述の如く構成された溶接装置の動作について説
明する。例えば、第２図に示すように、水平の鉄筋１０
をその接合面が所定の開先間隙で離隔するように配置し
、その各鉄筋１０の両接合端部にその下方から当金１を
あてがう。この場合に、当金１の溝１１には裏当材３０
（第７図参照）を配設しておく。そして、クランパ４の
回動側半割体２５を回動させて鉄筋１０に嵌合し、ナツ
ト２７を緊締することにより、半割体２５同士を相互間
に鉄筋１０を挟み込んで固定する。これにより、当金１
が鉄筋１０の両端部に固定される。裏当材３０の可撓性
部材３１は鉄筋１０と当金１との間に挟圧されて変形し
、鉄筋１０の周面に凹凸がある場合にも、鉄筋１０と当
金１との間を確実にシールする。

次に、シールドキャップ２を、連結用アーム２０の下方
延出部を嵌合部材２２の中央部に挿入して、当金１上に
裁置する。そして、蝶ボルト２４を緊締することにより
、連結用アーム２０と嵌合部材２２とを固定し、その結
果、シールドキャップ２を当金１に固定する。これによ
り、鉄筋１０の両接合端部及び開先空間を囲繞する溶接
治具が構成される。

次に、ガス導入路１５．１６を介してシールドガスを夫
々吐出口１３．１４に供給し、このシールドガスを吐出
口１３．１４から開口部１２に向けて吐出させる。そう
すると、第７図に示すように、シールドガスは整流部材
１７．１８により整流作用を受けた後、水平流となって
、開口部１２内に吐出する。このシールドガス流は各１
対の吐出口１３．１４から夫々相互に対向するように吐
出するので、開口部１２内で衝突した後両者は合体して
進路を変える。シールドキャップ２の外側に設けられた
吐出口１３から吐出されたシールドガス流は相互に衝突
した後、外向流３３となって開口部１２から外方に向か
う。一方、シールドキャップ２の内側に設けられた吐出
口１４から吐出されたシールドガス流は相互に衝突した
後、乱れが少ない整流状態になり、内向流３４となって
開先空間に向かう。外向流３３は開口部１２を介して外
気が開先空間に侵入することを阻止する。内向流３４は
開先空間内に侵入した後、鉄筋１０と当金１との間の間
隙を鉄筋１０の長手方向の開先空間から遠ざかる方向に
流れ、この間隙から開先空間に侵入してくる外気を遮断
する。このようにして、開先空間はシールドガスにより
確実にシールされる。

その後、溶接電源のアース端子と鉄筋１０とを電気的に
接続した後、溶接トーチに支持された溶接ワイヤを開口
部１２を介して開先空間に挿入する。そして、溶接ワイ
ヤに電気的に接続されたフンタクトチップを介して溶接
ワイヤに所定の電力を供給することによりアークを形成
する。この場合に、開先空間の奥には鉄筋１０に接続さ
れた裏当材３０の導電部材３２が配設されているので、
溶接ワイヤと導電部材３２との間には安定した良好なア
ークが生起される。次いで、アークをセミウィービング
等により移動させながら、溶接金属を開先空間内に盛り
付けて開先空間を溶融金属で充填する。次いで、アーク
を停止し、溶接金属を冷却し凝固させた後、蝿ボルト２
４を緩めてシールドキャップ２を取り外す。その後、ナ
ツト２７を緩めてクランパ４を鉄筋１０から開放し、当
金１を鉄筋１０から取り外して溶接を終、了する。導電
部材３２は溶融して余盛を形成し、継手の一部となる。

本実施例においては、溶接治具を当金１とシールドキャ
ップ２とに分割して構成し、溶接作業時にはこれを連結
して蝶ボルト２４で固定することにより、鉄筋１０を囲
繞するようにしたから、アークによる損傷を受けた場合
には、開先空間の裏側に配設されてこのアーク損傷を受
は易い当金１のみを交換すればよい。また、当金１は、
開先空間に臨む裏当材３０の裏側に配設されて最も消耗
が激しい裏当金１ａと、その両側に配設された放熱用当
金１ｂとに分解することができるので、当金１において
も裏当金１ａのみを交換すればよい。

従って、消耗品コストを著しく低減することができる。

しかも、この当金１はその形状が簡素であり、シールド
キャップ２に設けられるような導入路１５．１６及び吐
出口１３．１４等の穴加工が不要である。また、当金１
を一体的なブロックで形成した場合も、当金１の裏当材
収納溝１１は当金１の内面を加工する際に、その加工面
半径を溝形成領域で変更するのみで形成することができ
るので、この溝１１の加工は極めて簡単である。従って
、当金１の製造コストは低い。このため、本実施例にお
いては、溶接作業における消耗品コストを著しく低減す
ることができる。

また、当金１とシールドキャップ２とを連結する端面に
は、段差２８が形成されているので、側方から風を受け
ても良好なシール性が確保される。

なお、本発明は上記実施例に限定されないことは勿論で
ある。例えば、第７図に示す実施例のように水平筋の場
合に限らず、接合面が傾斜した斜めＩ形開先の垂直筋又
はＩ形開先の垂直筋の場合等にも本発明を適用すること
ができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、°当金とシールド
キャップとを別体として成形し、溶接作業時にはこれら
を連結することにより開先空間を囲繞する治具を構成し
、アークによる損傷を受けた場合には、加工が容易な当
金のみを交換すれば足りるように構成したから、消耗品
コストを著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の外観を示す正面図、第２
図は同じ（その内部を示す正面断面図、第３図は同じく
その側面断面図、第４図は同じくその平面断面図、第５
図はシールドキャップと当金との間の連結態様を示す模
式図、第６図は同じくその変形例を示す模式図、第７図
は本実施例の動作を示す正面断面図である。 １；当金、１ａ；裏当金、１ｂ；放熱用当金、２；シー
ルドキャップ、３；固定部材、４；クランパ、１０；鉄
筋、１２；開口部、１３，１４；シールドガス吐出口、
１５，１６；シールドガス導入路、１７．１８；整流部
材、２０；連結用アーム、２２；連結用嵌合部材、２４
；蝶ボルト第２図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）その接合面間に所定の開先空間を設けて配置され
   た棒状の１対の被溶接材の両端部を所定部分で囲む当金
   と、この当金に係合され前記当金と共に前記被溶接材の
   両端部の全周を囲繞するシールドキャップと、このシー
   ルドキャップに形成されて溶接用コンタクトチップを挿
   通させる開口部と、この開口部の対向面に形成されシー
   ルドガスを相互に対向衝突する方向に吐出させるガス吐
   出口と、を有することを特徴とするガスメタルアークエ
   ンクローズ溶接装置。
2. （２）前記開口部は、前記開先空間の幅に前記溶接ワイ
   ヤに給電するコンタクトチップの大きさを加えた幅以上
   の短辺と、前記被溶接材の最大直径以上の長さの長辺と
   で形成される矩形状をなすことを特徴とする請求項１に
   記載のガスメタルアークエンクローズ溶接装置。
3. （３）前記シールドキャップと前記当金との当接合にガ
   スをシールするシール手段を有することを特徴とする請
   求項１に記載のガスメタルアークエンクローズ溶接装置
   。
4. （４）前記シールドキャップ又は前記当金のいずれか一
   方の外面に固定され、その先端部が他方の前記シールド
   キャップ又は当金の方に延びて形成された挿入部分を有
   する連結用アームと、前記他方側のシールドキャップ又
   は当金の外面に固定され前記挿入部分を嵌合する連結用
   嵌合部材と、この連結用嵌合部材の螺孔に螺合してその
   締め付けにより前記連結用アームの挿入部分を前記連結
   用嵌合部材に固定するネジ部材とを有することを特徴と
   する請求項１に記載のガスメタルアークエンクローズ溶
   接装置。
5. （５）前記当金における被溶接材の長手方向の両端部に
   夫々固定され、被溶接材の端部に締め付けて当金を被溶
   接材に取付ける１対の固定具を有することを特徴とする
   請求項１に記載のガスメタルアークエンクローズ溶接装
   置。
6. （６）前記固定具は前記被溶接材の端部の外周の略半分
   を囲み前記当金に固定された半割受け部と、前記被溶接
   材の端部の他の略半分を囲み前記半割受け部に回動可能
   に支持された半割回動部と、この半割回動部を前記半割
   受け部に固定するネジ部材とを有することを特徴とする
   請求項５に記載のガスメタルアークエンクローズ溶接装
   置。
7. （７）前記当金は、略半円状の湾曲凹部を内側に有する
   銅製裏当金と、その両側に前記湾曲凹部と相似の凹部を
   有する１対の放熱当金とを、前記凹部の周方向を相互に
   略一致させて配設すると共に、相互に機械的に係合した
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスメタルアークエ
   ンクローズ溶接装置。