JPH0417985A - テルミットスタッド溶接方法並びにテルミットカートリッジおよびその製造方法 - 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〕 本発明は、テルミット溶接によるスタッド溶接法並びに
該溶接法に使用されるテルミットカートリッジおよびそ
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のスタッド溶接法においては、スタッドと母材との
間にアークを発生させて短時間に大電流を流し、アーク
熱によってのみスタッドおよび母材を溶融させて溶接を
行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、大型の電源装置が必要となり、工場外で、現
場溶接を行う場合には、電源装置の用意が大変であった
。

また、従来は水中でスタッド溶接を行おうとする場合に
は、装置の複雑化・大型化は避けられなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
本発明の目的の一つは、大型の電源装置を必要としない
テルミットスタッド溶接方法並びにテルミットカートリ
ッジおよびその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、水中でのスタッド溶接をも簡単に
行うことができるようにするテルミットスタッド溶接方
法並びにテルミットカートリッジおよびその製造方法を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるテルミットカートリッジは、耐熱性材料か
らなる環状ないしは管状のカートリッジ本体と、このカ
ートリッジ本体の内側に、該カートリッジ本体へのスタ
ッドの侵入を妨げないように、設けられたテルミット剤
とを有してなるものである。

また、本発明によるテルミットスタッド溶接方法は、前
記テルミットカートリッジを母材に当接するとともに、
前記カートリッジ本体内へスタッドを侵入させた状態で
、前記テルミット剤に点火してテルミット反応を生じさ
せ、その反応熱で前記スタッドおよび前記母材を溶融さ
せるものである。

さらに、本発明によるテルミットカートリッジの製造方
法は、環状ないしは管状に固められたテルミット剤をイ
ンサートとして、耐熱性プラスチックを型に入れて成形
することにより、前記耐熱性プラスチックにより構成さ
れたカートリッジ本体の内側に前記テルミット剤が固着
されたテルミットカートリッジを得るものである。

〔作用〕

テルミットカートリッジを母材に当接するとともに、カ
ートリッジ本体内へスタッドを侵入させた状態で、テル
ミット剤に点火してテルミット反応を生じさせると、そ
の反応熱でスタッドおよび母材が溶融し、スタッドと母
材とを溶接することができる。

なお、本発明の一つの態様においては、テルミットカー
トリッジを母材に当接するとともに、カートリッジ本体
内へスタッドを侵入させた状態で、スタッドと母材との
間にアークを発生させて、このアークによりテルミット
剤を点火し、テルミット反応熱とアーク熱との両方によ
りスタッドおよび母材を溶融させ、スタッドと母材とを
溶接する。

したがって、本発明においては、電源−装置を不要とす
るか、または小型化することかできる。

また、水中において前記同様の工程を行うと、テルミッ
ト反応により発生したガスがカートリッジ本体内に充満
し、水をカートリッジ本体外に排出するので、水中溶接
も簡単に行うことができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図から３図までは本発明によるテルミットカートリ
ッジの一実施例を示す。この実施例において、テルミッ
トカートリッジ１は、環状ないしは短い筒状のカートリ
ッジ本体２と、このカートリッジ本体２の内側かつ先端
側に固着された環状のテルミット剤３とを有してなる。

前記カートリッジ本体２は、磁器または耐熱性プラスチ
ック等′の耐熱材料で構成される。

なお、前記カートリッジ本体２を耐熱性プラスチックで
構成する場合、このカートリッジ本体２は、射出成形ま
たはゴム型による流し込み成形等により型成形すること
ができる。また、前記耐熱性プラスチックとしては、例
えば、エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂と、アルミ
ナ、珪石、または鋳物砂等の耐熱物質とを混練したもの
等が使用できる。

前記テルミット剤３は、金属酸化物とアルミニウム粉末
等とを樹脂等の適当な結合剤で環状に固めてなる。なお
、カートリッジ本体２を耐熱性プラスチックで構成する
場合は、テルミット剤３は、カートリッジ本体２の成形
時にインサートとじて型内に入れることにより、カート
リッジ本体２の成形と同時に前述のようにカートリッジ
本体２の内側に固着することができる。

前記カートリッジ１の先端面（図の上では下端面）には
、該カートリッジ１の内周面から外周面へと放射状に延
びる多数の通気溝４が設けられている。

次に、前記テルミットカートリッジ１を用いた本発明の
テルミットスタッド溶接方法の実施例を説明する。

第４図はここで用いられる装置を示している。

溶接銃５は従来公知のスタッド溶接用溶接銃と同様の構
成を有しており、６は読本体、７は読本体６にスタッド
８を取り付けるためのチャック、９は読本体６に支持棒
１０を介して支持された支持板である。前記支持板９に
はカートリッジホルダ１１が取り外し可能に螺着される
ようになっている。１２は溶接銃５に設けられたトリガ
スイッチ、１３はスタッド８を溶接すべき母材である。

１４は電源および制御装置であり、電源としての機能の
他に、アーク発生時間の調整、スタッド８の引き上げお
よび保持のタイミングを制御する機能を有している。前
記電源および制御装置１４の一方の電極１５は溶接ケー
ブル１６を介して溶接銃５に接続され、他方の電極１７
は溶接ケーブル１８を介して母材１３に接続される。ま
た、前記電源および制御装置１４の制御部は制御ケーブ
ル１９を介して溶接銃５に接続される。

次に、第４〜１０図を用いて本実施例における溶接工程
を説明する。

まず、第４図に示されるようにチャック７にスタッド８
を取り付けるとともに、カートリッジ１をカートリッジ
ホルダ１１に取り付け、第４図および５図のように、カ
ートリッジ１の先端面を母材１３の溶接位置の周囲に押
し当てるとともに、スタッド８の先端部を、該スタッド
８をカートリッジ１内部に侵入させた状態で、母材１３
の溶接位置に押し付ける。

次に、トリガースイッチ１２を押すと、電源および制御
装置１４からスタッド８と母材１３との間に電圧が印加
されると同時に、第６図のようにスタッド８が引き上げ
られ、スタッド８と母材１３との間にアークが発生する
。

続いて、アークが強くなり、第７図のように、このアー
クによりテルミット剤３が点火される。

すると、第８図のように、アーク熱およびテルミット反
応熱により母材１３およびスタッド８が溶融する（なお
、第８図において、符号２０はテルミット反応によって
発生し、通気溝４やスタッド８とカートリッジ本体２と
の間の間隙等がらカートリッジ本体２外へ噴出した高温
ガスを示している）。

次に、所定時間経過後、溶接銃５により自動的に第９図
のようにスタッド８が母材１３に押し付けられるととも
に、電流が遮断され、これにより実質的な溶接工程が終
了する。

第１０図は、冷却後、カートリッジ１を割って除去した
状態を示しており、符号２３は前記母材１３へのスタッ
ド８の押し付けによって生じた余盛を示している。

なお、前述の溶接工程中、カートリッジ本体２は、従来
のスタッド溶接におけるフェルールと同様の機能を果た
す。

本溶接法によれば、アーク熱とテルミット反応熱との両
方によって母材１３およびスタッド８を溶融させるので
、大型の電源装置が不要になり、小型の電源装置を使用
することができる。

なお、前記第４〜１０図の実施例は、−貝母材１３に接
触させたスタッド８を引き上げてアークを発生する所謂
コンタクト方式を採用した例であるが、本発明において
は、スタッド８を固定して最初からスタッド８と母材１
３との間に間隙を設けた状態でアークを発生させる所謂
ギャップ方式を採用することもできる。

また、第１１図のように水中において前記同様の工程を
行うと、テルミット反応により発生したガスがカートリ
ッジ本体２内に充満し、水をカートリッジ本体２外に排
出するので、水中溶接も簡単に行うことができるように
なる（第１１図において、２１は水、２２はカートリッ
ジ本体２外に噴出したガスの気泡を示す）。なお、この
ように水中溶接を行う場合は、必要に応じて適宜通気溝
２を小さくするか、通気溝２を無くすことが好ましい。

また、前記各実施例においては、アーク熱とテルミット
反応熱とを併用して溶接を行っているが、テルミット反
応熱のみで溶接を行うことも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、大型の電源装置を不要とするこ
−とができるとともに、水中でのスタッド溶接をも簡単
に行うことができるようにするという優れた効果を得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるテルミットカートリッジの一実施
例を示す縦断面図、第２図は該実施例を示す平面図、第
３図は該実施例を示す底面図、第４図は本発明によるテ
ルミットスタッド溶接方法の一実施例を行う装置を示す
、一部を断面した側面図、第５図から第１０図までは前
記テルミットスタッド溶接方法の実施例の各工程を示す
断面図、第１１図は水中における本発明によるテルミッ
トスタッド溶接方法の実施例を示す断面図である。 １・・・テルミットカートリッジ、２・・・カートリッ
ジ本体、３・・・テルミット剤、８・・・スタッド、１
３・・・母材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱性材料からなる環状ないしは管状のカートリッ
   ジ本体と、このカートリッジ本体の内側に、該カートリ
   ッジ本体へのスタッドの侵入を妨げないように、設けら
   れたテルミット剤とを有してなるテルミットカートリッ
   ジ。 ２、請求項１記載のテルミットカートリッジを母材に当
   接するとともに、前記カートリッジ本体内へスタッドを
   侵入させた状態で、前記テルミット剤に点火してテルミ
   ット反応を生じさせ、その反応熱で前記スタッドおよび
   前記母材を溶融させることを特徴とするテルミットスタ
   ッド溶接方法。 ３、前記スタッドと前記母材との間にアークを発生させ
   て前記テルミット剤に点火し、テルミット反応熱とアー
   ク熱との両方により前記スタッドおよび前記母材を溶融
   させる請求項２記載のテルミットスタッド溶接方法。 ４、環状ないしは管状に固められたテルミット剤をイン
   サートとして、耐熱性プラスチックを型に入れて成形す
   ることにより、前記耐熱性プラスチックにより構成され
   たカートリッジ本体の内側に前記テルミット剤が固着さ
   れたテルミットカートリッジを得るテルミットカートリ
   ッジの製造方法。