JPH0227993Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶接装置、特に異種材質管を全姿勢自
動TIG溶接する溶接装置に関する。

従来、ステンレス鋼管とクロム−モリブデン鋼
管のように異なる材質の突合せ溶接は、インコネ
ル系ワイヤにて行なつているがこの種のワイヤは
高温割れを起こしやすく、従つて斯かる溶接法と
しては低入熱溶接が要求される。又この種溶接に
は厳重な溶接入熱管理が必要なために、自動溶接
の採用が不可欠である。

第１図にボイラチユーブパネルの典型例を示す
が、該パネルは次の手順で製作される。

まずステンレス鋼管１の曲げ加工を行ない、こ
れら各鋼管１を図示の如くパネル状に組立ててス
テンレス鋼管パネルＡとする。

次にこのステンレス鋼管パネルＡのみを高温
（約1100℃）にて溶体化熱処理する。尚ステンレ
ス鋼管とクロム−モリブデン鋼管との同時溶体化
熱処理は材質上禁止されている。

一方、クロム−モリブデン鋼管２も同様に曲げ
加工を施してクロム−モリブデン鋼管パネルＢと
する。

斯くして別個に製作されたステンレス鋼管パネ
ルＡとクロム−モリブデン鋼管パネルＢとを第１
図中Ｘ，Ｙで示す継手部にて突合わせ溶接し、図
示の如きボイラチユーブパネルを製作する。

ところで、上記突合せ溶接に際しては、第２図
イに示す如きステンレス鋼管１とクロム−モリブ
デン鋼管２とを突合せ溶接して得られる異材短管
３を事前に準備しておき、該短管３を同図ロに示
す如く両パネルＡ，Ｂの突合せ部に介在せしめ、
これの両端を突合せ溶接することが行なわれてい
た。

ところがこの方式によれば、異なる材質の継手
１箇所につき３箇所ａ，ｂ，ｃの溶接が必要とな
り、このためパネルの製作コストが高騰するとい
う問題がある。

ここで前記異材短管３の溶接方法を第３図に示
す。

まずステンレス鋼管１とクロム−モリブデン鋼
管２とを回転装置４にて回転自在に支承して両者
１，２をａ部にて突合せ、これら鋼管１，２を回
転させながら溶接トーチ５にて低い電流等の低入
熱条件で下向自動TIG溶接する。そして、溶接中
は層間温度を更に下げるために溶接部ａを水冷ノ
ズル６から噴出する冷却水にて冷却するとともに
溶接部ａの酸化を防ぐために溶接トーチ５の大型
二重シールドノズル５ａからシールドガスを吹き
付けてシールドの強化を図つている。

本考案は以上の従来の溶接法により生ずる前記
問題を有効に解決すべく成されたもので、その目
的とする処は、異種材質管を直接溶接することに
より、高品質を維持しつつパネルの製作コストを
下げることができるようにした溶接装置を提供す
るにある。

斯かる目的を達成すべく本考案は、被溶接物の
周囲を回転する溶接機ヘツドに取り付けられた溶
接トーチの周辺にシールドガスを噴出する二重シ
ールド装置を設けるとともに、溶接機ヘツドの前
記溶接トーチに対向する位置に空気冷却装置を設
けたことをその要旨とする。

以下に本考案の好適な一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

第４図は異種材質管の溶接状態を示す図、第５
図イは本考案に係る溶接装置の側面図、同図ロは
同正面図、第６図は冷却ノズルの斜視図、第７図
は溶接トーチの部分破断面図である。

本溶接装置の構成を第５図に基づいて説明する
に、同図中１１は被溶接管１，２（１はステンレ
ス鋼管、２はクロム−モリブデン鋼管）の周囲を
回転するオービダルウエルダーヘツドであり、該
ヘツド１１には溶接トーチ１３が一体に取り付け
られている。

上記溶接トーチ１３の中央には第７図に示す如
くタングステン電極１４が設けられており、該電
極１４の周囲には二重シールド装置１５が設けら
れており、該二重シールド装置１５は電極１４の
周囲に形成されるシールドノズル１５ａと、該シ
ールドノズル１５ａを囲む円環状の別のシールド
ノズル１５ｂとで構成され、同ノズル１５ａ，１
５ｂは不図示のシールドガス供給装置に連結され
ている。

又前記ヘツド１１の溶接トーチ１３と対向する
位置には図示の如く空気冷却装置１６が一体に設
けられており、該冷却装置１６はボルテツクスチ
ユーブ１７（低温空気発生器）と、該ボルテツク
スチユーブ１７に連結管１８を介して連通する冷
却ノズル１９とで構成される。

上記ボルテツクスチユーブ１７の外周にはこれ
の接線方向に気体流入口１７ａが設けられてお
り、該気体流入口１７ａは不図示の空気圧縮機等
の圧縮空気供給源に連通している。又前記冷却ノ
ズル１９の上面１９ａは第６図に示す如く円弧面
状に成形され、該面１９ａには多数の噴出孔１９
ｂが被溶接管１に向つて開口している。

次に本溶接装置による溶接作業を説明する。

オービダルウエルダーヘツド１１を回転駆動す
ると、これに一体に連結された溶接トーチ１３と
冷却装置１６は被溶接管１，２の周囲を回転す
る。

而して溶接トーチ１３の電極１４に通電して両
鋼管１，２の突合せ溶接部ａの全姿勢自動TIG溶
接を行なう。これと同時に、ボルテツクスチユー
ブ１７内には気体流入口１７ａより圧縮空気が接
線方向に流入し、該圧縮空気は該ボルテツクスチ
ユーブ１７内で冷気と熱気とに分離され、冷気は
連結管１８を通つて冷却ノズル１９内に導入さ
れ、該ノズル１９の上面に穿設した噴出口１９ｂ
から噴出して被溶接部ａの周囲を冷却する。

このようにして被溶接部ａは冷気にて冷却され
るため、該被溶接部ａの温度上昇は有効に抑えら
れ、従つて被溶接部ａに割れ等の溶接欠陥が発生
することがない。又被溶接部ａの冷却が気体冷却
によつているため、従来の水冷却に比して後処理
が不要となり、作業性、作業環境等が著しく改善
される。

一方、溶接中は溶接トーチ１３に設けた二重シ
ールド装置１５の両シールドノズル１５ａ，１５
ｂからアルゴンガス等のシールドガスが二重に被
溶接部ａに常時吹き付けられるため、冷却空気が
噴出してシールドガスが乱れても被溶接部ａのシ
ールドガス雰囲気は保たれたままとなり、被溶接
部ａの酸化が有効に防がれ、これにより溶接品質
は高く保持される。

尚以上の冷却及びシールドは、溶接中のみなら
ず非溶接時にも可能である。

以上において異種材質管１，２は第４図に示す
如く１箇所ａのみの突合せ溶接で接合されるた
め、第２図ロに示す従来の方式、即ち３箇所ａ，
ｂ，ｃの突合せ溶接が必要である方式に比べ溶接
箇所を減らすことができ、これにより製作コスト
の大幅な削減を図ることができる。

以上の説明で明らかな如く本考案によれば、被
溶接物の周囲を回転する溶接機ヘツドに取り付け
られた溶接トーチの周辺にシールドガスを噴出す
る二重シールド装置を設けるとともに、溶接機ヘ
ツドの前記溶接トーチに対向する位置に空気冷却
装置を設けたため、異種材質管を直接溶接するこ
とができ、製品の品質を高く保持しつつ製作コス
トを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラチユーブパネルの正面図、第２
図イは異材短管の側面図、同図ロは異材短管を用
いた従来の溶接方法を示す図、第３図は従来例に
係る溶接装置の側面図、第４図は本考案装置にて
溶接した異種材質管の平面図、第５図イは本考案
に係る溶接装置の側面図、同図ロは同正面図、第
６図は冷却ノズルの斜視図、第７図は溶接トーチ
の部分破断側面図である。 尚図面中１はステンレス鋼管、２はクロム−モ
リブデン鋼管、１１はオービダルウエルダーヘツ
ド、１３は溶接トーチ、１４はタングステン電
極、１５は二重シールド装置、１５ａ，１５ｂは
シールドノズル、１６は空気冷却装置、１７はボ
ルテツクスチユーブ、１９は冷却ノズル、ａ，
ｂ，ｃは被溶接部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被溶接物の周囲を回転する溶接機ヘツドに取り
   付けられた溶接トーチの周辺にシールドガスを噴
   出する二重シールド装置を設けるとともに、溶接
   機ヘツドの前記溶接トーチに対向する位置に空気
   冷却装置を設けて構成されることを特徴とする溶
   接装置。