JPH0247646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １ 産業上の利用分野 本発明はガス溶接装置、特に酸素−アセチレン
ガスを用いるガス溶接装置又は圧接装置に関する
ものである。

２ 従来技術 この種のガス溶接装置においては、溶接される
べき一対の鉄筋等の対象物を互いに接合させ、こ
の接合部（被溶接部）の周囲にアセチレンと酸素
との混合ガス噴出用のノズルを配し、このノズル
から上記混合ガスを被溶接部に吹付ける装置が一
般的に知られている。

しかし、この装置によると次のような事が問題
となる。

即ち、上記の接合が不充分であつてそこに少し
でも隙間が存在していると、この隙間に大気中の
酸素が侵入したまま溶接されることになるので、
得られた溶接部分が酸素を取込んでしまい（酸化
され）、一対の対象物が全く溶接されないか、或
いは溶接部分の強度が弱くて応力が加わつたとき
に簡単に破壊することがある。このため、溶接初
期にも対象物に対してかなりの力を作用させ、上
記接合部での隙間をなくす必要があるが、このよ
うに圧力を加えても完全に隙間をなくすことは不
可能であり、溶接部での酸化膜の生成を防ぐこと
はできない。

また、別の問題として、溶接されるべき対象物
の表面は大気中の酸素によつて既に酸化されてい
ることが常である（これは、対象物を溶断した後
にその溶断位置で再び溶接する場合に顕著であ
る。）から、溶接に際しては対象物表面の酸化膜
をサンダー等の研磨手段で予め充分に除去しなけ
ればならない。

一方、ノズルに上記混合ガスの噴出口とアセチ
レンガスのみの噴出口とを並置して設け、後者の
噴出口からのアセチレンガスによつて被溶接部に
対し還元炎圏を形成し、上記した如き酸化を防止
しようとする装置が考えられる。ところがこの場
合、単にアセチレンガスを吹付けるのみでは、混
合ガスと容易に混ざつてしまうため、アセチレン
過剰の混合ガスを吹付けたのと同様になり、問題
の解決にはならない。

３ 本発明の目的 本発明者は、鋭意努力の結果、特にガス吹出し
口から吹き出すガスとその吹出し口とを巧みに工
夫することによつて、上記したすべての問題点を
効果的に解消できる装置を見い出し、本発明をす
るに到つた。

４ 発明の構成 即ち、本発明は、ガス溶接されるべき対象物の
被溶接位置に対し燃料ガスと酸化性ガスとの混合
ガスを噴出させる複数の第一のノズルと；これら
の第一のノズルとは別の位置に設けられ、かつ実
質的に前記燃料ガスのみを噴出させる第二のノズ
ルとが設けられているガス溶接装置において、前
記混合ガスを噴出せしめる複数の第一の噴出口が
前記第一のノズルに夫々設けられ、実質的に前記
燃料ガスのみを噴出せしめる第二の噴出口を設け
た前記第二のノズルが複数個設けられ、前記第一
のノズル同士が互いにほぼ180度の角度で対向し
た状態で前記被溶接位置の周方向に沿つて放射状
に対称配置され、前記複数の第一の噴出口が前記
第一のノズルの夫々においてその中心軸に関して
対称的な位置関係で互いに開く方向に向けられて
いることによつて、前記被溶接位置の全周に対し
前記混合ガスが全体としてほぼ均等に吹付けられ
るように構成され、前記第二のノズルでは、前記
第二の噴出口が前記第一のノズルの放射状対称配
置の対称中心軸に向かつて互いに相対向して形成
され、前記被溶接位置では前記燃料ガスが前記混
合ガスとは実質的に混合しないように構成されて
いることを特徴とするガス溶接装置に係るもので
ある。

５ 実施例 以下、本発明を酸素−アセチレンガス溶接装置
又は圧接装置に適用した実施例を、図面を使用し
詳細に説明する。

まず第１図〜第７図について、本実施例による
ガス溶接装置の全体的構成を説明する。

この装置は吹管部１とノズル部（又はバーナー
部）２とからなり、吹管部１の先端には酸素ガス
導入管３とアセチレンガス導入管４とが設けら
れ、これらの導入管からの各ガスがその合流管部
５にて互いに混合されて吹管６からノズル部２へ
導びかれる。

導入管４からのアセチレンガスはこの装置の把
持部３６内にて分岐され、一方は上記酸素ガスと
混合され、他の部分は別の吹管７を通じてノズル
部２へ導びかれる。なお、図中の８はアセチレン
ガスの調節バルブ（ナツト）、９は酸素ガスの調
節バルブ（ナツト）、１０は酸素アセチレン混合
ガスの調節バルブ（ナツト）であつて、いずれも
公知のねじ込み式バルブとして構成されている。
混合ガス用の吹管６は更に、ノズル部２のＵ字状
分岐管１１，１２を夫々分岐され、各分岐管と一
体のノズル１３，１４及び１５，１６に夫々連通
せしめられている。一方、アセチレンガスのみの
吹管７はノズル部２の手前で小管１７，１８に分
岐され、これらは夫々上記分岐管１１，１２の側
壁を貫通した後、ノズル１３，１４の間及びノズ
ル１５，１６の間に設けられたノズル３０，３１
の先端にまで導びかれている。なお、ノズル部２
はナツト３８，３９を緩めることによつて吹管
６，７から取外し可能であり、また対象物のサイ
ズに応じたノズルに交換できる。

ここで、ノズル部２は第８図の如くに構成され
ていることが重要である。まず、ノズル１３〜１
６は溶接されるべき対象物１９（例えば鉄筋）の
被溶接部２０に対し、その径方向に放射状に対称
配置されていて、各先端には被溶接部２０の円周
方向に沿う少なくとも２つの混合ガス噴出口２１
及び２２，２３及び２４，２５及び２６，２７及
び２８が夫々ノズル中心軸から斜めに形成されて
いる。これらの各噴出口からの混合ガス２９は被
溶接部２０に対し８箇所に均等に吹付けられ、従
つてガス炎による加熱は一様に行なうことができ
る。なお、ガス溶接に際しては、各ノズル１３〜
１６の中心軸の交点Ｐに対象物１９の中心が位置
するように各ノズルが配設され、またその中心よ
りの垂線と上記吹管６の延長線とが互いに直交し
て交わる如くに各位置関係を定めておくのがよ
い。つまり、それによつて、溶接時の混合ガスの
分布を一様にすることを確保できるからである。

上記ノズル配置に加えて注目すべき構成は、上
記の各小管１７，１８が互いに180度の角度で対
向した、上記ノズル１３〜１６とは別のノズル３
０，３１の先端まで導びかれ、アセチレン噴出口
３２，３３として開口せしめられていることであ
る。これら噴出口３２，３３は従つて、対象物１
９に対しその径方向にて互いにアセチレンガスを
吹付けることができるものである。なお、第９図
は、吹管中のガス流路を概略的に示すものであ
る。

次に、上記の如くに構成されたガス溶接（又は
圧接）装置を用いて溶接を行なう方法を説明す
る。

まず第１０図に示すように、互いに溶接される
べき対象物、例えば一対の鉄筋１９ａ，１９ｂの
各被溶接部２０を当接せしめる。この際、被溶接
部２０は溶接時の加熱効率を良くするために斜め
にカツトされているから、そこには一定の間隙４
０が存在している。この間隙４０の存在は、後で
詳述する理由から何ら支障はなく、初期圧をかけ
ることが全く不要である。第１０図の如き溶接開
始前の状態で特に注目すべきことは、上記間隙４
０が存在していても問題はなく、むしろ溶接効率
が良くなることと、鉄筋１９ａ，１９ｂの各表面
（特に被溶接面）に酸化膜が既に存在していても
これを従来のようにサンダー等で予め除去する必
要はないことである。

次いで第１１Ａ図及び第１１Ｂ図の如くに各ノ
ズルによつて一対の鉄筋１９ａ，１９ｂの被溶接
部（又は溶接部）２０を囲む如くにセツトし、各
ノズルから酸素−アセチレン混合ガス２９と共に
適量のアセチレンガス４１を噴出させる。ガス炎
によつて被溶接部２０が温度上昇する際に鉄筋１
９ａ，１９ｂを例えば油圧駆動によつて圧接せし
め、この状態で溶接を行なうことによつて全周に
一様に盛上つた溶接部３５が第１２図に示す如く
に生じ、両鉄筋を完全に溶着させることができ
る。この溶接中においては、第１１Ａ図及び第１
１Ｂ図に明示するように、混合ガス２９を対象物
の全周にほぼ均等に吹付けると同時に、この吹付
け位置とは別の位置に対してアセチレンガス４１
をノズル３０，３１の噴出口３２，３３により直
接的に吹付け、しかもこのアセチレンガスが吹付
け時に混合ガス２９と混じり合わないようにして
いることが極めて重要である。この場合、アセチ
レンガス４１と混合ガス２９との各吹付け位置を
鉄筋１９ａ，１９ｂの軸心方向にずらしてもよ
い。従つて、アセチレンガス４１は、上記間隙４
０及びその近傍に対し充分に接触することにな
る。更にまた、第１１Ｂ図に明示するように、各
ノズルからの混合ガス２９は図示した角度関係で
吹付けられるために、各混合ガス流が対象物の周
面に衝突後に互いに混ざり合つて乱流３４が生ぜ
しめられ、この乱流による混合ガス流が還元ガス
と共に第１１Ａ図に一点鎖線で示す如くに対象物
の軸に沿う方向へも拡がる。このことは、被溶接
部を大気の酸素から遮断する上で効果的な現象で
ある。

このようにして溶接を行なつた後、必要に応じ
て溶接部３５を研磨等で処理し、第１３図の如く
に製品を３７の面を平坦化する。

上記したことから理解されるように、本実施例
のガス溶接装置（ガス圧接装置）によれば、溶接
作業時に鉄筋１９ａ及び１９ｂ間の被溶接部２０
に対しては上記したように混合ガス２９が均等に
当たり、一様な加熱を行うことができる。しか
も、仮に両鉄筋１９ａ及び１９ｂの接合部に隙間
が存在していても、上記噴出口３２，３３からの
アセチレンガスの噴出によつて、被溶接部２０に
対する還元炎圏内が充分に広がることになり、こ
れに伴つて被溶接部２０における酸化反応が阻止
され、酸化膜又は酸化物の生成を効果的に防止す
ることができる。この酸化防止効果は、上記アセ
チレンガスが混合ガスの噴出位置とは別の位置に
噴出され、かつノズル３０及び３１の各噴出口３
２，３３から互いに逆方向へ噴出されるために、
極めて良好なものとなつている。上記アセチレン
ガスを互いに逆方向に噴出させることによる効果
として、それらの逆方向への噴出によつてアセチ
レンガス同士の衝突による一種の乱流作用が均等
に生じ、これがガス炎の局在化を防ぐと共に還元
炎圏内を拡大するのに寄与する。

従つて、上記装置においては、従来のように溶
接時に初期圧を加えなくても（即ち、間隙４０が
存在していても）何ら問題はなく、溶接の作業性
が向上することになる。しかも、溶接前に鉄筋の
表面に酸化膜が存在していても、この酸化膜はア
セチレンガス４０の効果的な供給によつて溶接中
に還元されるから、溶接部３５中に残存すること
はない。このために、上記酸化膜は予め除去する
必要は全くない。

上記した装置に基いて得られた溶接部には、酸
化物特有の表面性や外観は全く観察されず、カー
ボンが随所に存在若しくは被着していることが確
認されている。これは、溶接中に上記した還元雰
囲気が効果的に作用しながら、アセチレン−酸素
による溶接性が充分であることを意味している。
また、上記溶接部は強度的にも充分であり、引張
試験、曲げ試験も問題はないことも確認された。

なお、アセチレンガスの噴出口３２，３３の位
置は上記のことから非常に重要であるが、本実施
例によれば、ノズル１３〜１６とは別のノズル３
０及び３１に単独で形成しているために、その位
置精度を出し易い。

つまり、アセチレンガスが溶接部に当たる位置
を、ノズル３０，３１を曲げることによりある程
度自由に調整することができる。

なお、この溶接装置は均一加熱効果が得られる
ために、対象物を回動させて加熱域を均等化する
等の操作を行なうことを要せず、これも作業性の
向上に大きく寄与している。

第１４図及び第１５図は、既述のノズル構造の
変形例を示すものである。

この例では、上記のアセチレンガス用の小管１
７，１８をノズル部２の各分岐管１１，１２の外
面に沿つてノズル３０，３１の先端に導びいてい
る。このように構成しても、ノズル先端の３２，
３３の各噴出口の向きを被溶接部に向けることに
よつて、上述した第１の実施例と同様の酸化防止
効果を得ることができる。また各小管１７，１８
はノズルと一体であるから、溶接時に対象物を容
易に観察でき、作業の妨げとはならない。

第１６図は、更に別の溶接装置を示すものであ
つて、上述した例とは、把持部３６の部分を吹管
６と同一方向に設けている（即ち屈曲せしめてい
ない）点が異なつている。この直線形状の溶接装
置は、使用する場所等に応じ適宜選択して使用す
ればよい。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明
の技術的思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述の各ノズルの本数や混合ガス及び
アセチレンガス噴出口の個数、位置は様々に変更
することができる。また、使用するガスの種類も
ガス溶接又は圧接に使用可能なものであれば、上
記したものに限られることはない。また、本発明
が適用される対象物は上述の鉄筋等の長手材以外
であつてもよいて、対象物の種類によつて各ガス
の噴出方法及びノズルの構造等を適宜変更するこ
とができる。

６ 発明の効果 本発明によるガス溶接装置によれば、燃料ガス
と酸化性ガスの混合ガスとは別の位置に燃料ガス
を主体とするガスを前記混合ガスとは混合しない
ように吹付けているために、このガスによる還元
炎圏を被溶接部において充分に形成して酸素の影
響を効果的に遮断し、溶接時に生じ得る酸化膜又
は酸化物の生成を完全に防止することができるの
である。特に混合ガス用の第一の噴出口は各ノズ
ルの中心軸に関して対称的な位置関係で互いに開
く方向に向くようにしてあるので、混合ガスは拡
がるように噴出され、被溶接位置に斜めに吹付け
られて反射した後に互いに衝突し合うことにより
被溶接位置の周囲で滞留、燃焼し、溶接に十分な
高温の炎となり、他方、第二の噴出口から噴出す
る燃料ガスは、被溶接位置にほぼ直角に当たつて
から拡がり、独立した還元炎圏を形成し、このた
めに混合ガスと混じり合うことが防がれる。従つ
て、被溶接位置を囲むようにして還元炎を形成
し、更にその周囲を上記の混合ガスの燃焼による
高温の炎が囲むようになる。その結果、被溶接位
置は、混合ガスの燃焼による酸化性の炎には直接
接触せずに燃料ガスの還元炎に囲まれて酸化が防
止されるのみならず、燃料ガスの還元炎での不完
全燃焼によつて生成されるススによつて還元作用
を受けることになる。この結果、充分な強度の溶
接部を形成できるのみならず、溶接時に仮に対象
物間に隙間があつてもこの隙間を上記還元炎で埋
め尽くすために問題が生じない。従つて、溶接時
に対象物に加える初期圧が不要となり、作業性が
大幅に向上する。加えて、溶接前に既に対象物表
面に酸化膜が存在していても、この酸化膜は上記
燃料ガスによる還元炎によつて還元され、消失す
るから、酸化膜の除去作業を省略でき、これも溶
接の作業性及び歩留りの向上に寄与している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図はガス溶接装置の平面図、第２図は同装置の
裏面図、第３図は同装置の正面図、第４図は同装
置の背面図、第５図は同装置の右側面図、第６図
は同装置の左側面図、第７図は同装置の斜視図、
第８図はノズル部（バーナー部）の一部断面図、
第９図は吹管中のガスの概略流路図、第１０図、
第１１Ａ図、第１１Ｂ図、第１２図、第１３図は
溶接作業の各段階を示す図、第１４図は別の例に
よるノズル部（バーナー部）の一部分の平面図、
第１５図は同ノズル部の一部断面図、第１６図は
更に別の例によるガス溶接装置の正面図である。 なお、図面に示された符号において、１……吹
管部、２……ノズル部（バーナー部）、６，７…
…吹管、１３，１４，１５，１６……混合ガス・
ノズル、１７，１８……小管、１９……対象物、
２０……被溶接部、２１〜２８……混合ガス噴出
口、２９……混合ガス、３０，３１……燃料ガ
ス・ノズル、３２，３３……燃料ガス噴出口、３
４……乱流ガス、３５……溶接部、４０……隙間
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガス溶接されるべき対象物の被溶接位置に対
   し燃料ガスと酸化性ガスとの混合ガスを噴出させ
   る複数の第一のノズルと；これらの第一のノズル
   とは別の位置に設けられ、かつ実質的に前記燃料
   ガスのみを噴出させる第二のノズルとが設けられ
   ているガス溶接装置において、前記混合ガスを噴
   出せしめる複数の第一の噴出口が前記第一のノズ
   ルに夫々設けられ、実質的に前記燃料ガスのみを
   噴出せしめる第二の噴出口を設けた前記第二のノ
   ズルが複数個設けられ、前記第一のノズル同士が
   互いにほぼ180度の角度で対向した状態で前記被
   溶接位置の周方向に沿つて放射状に対称配置さ
   れ、前記複数の第一の噴出口が前記第一のノズル
   の夫々においてその中心軸に関して対称的な位置
   関係で互いに開く方向に向けられていることによ
   つて、前記被溶接位置の全周に対し前記混合ガス
   が全体としてほぼ均等に吹付けられるように構成
   され、前記第二のノズルでは、前記第二の噴出口
   が前記第一のノズルの放射状対称配置の対称中心
   軸に向かつて互いに相対向して形成され、前記被
   溶接位置では前記燃料ガスが前記混合ガスとは実
   質的に混合しないように構成されていることを特
   徴とするガス溶接装置。