JPH0614942Y2 - 溶接治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はクローム・ニッケルステンレス鋼製の管材や
銅パイプや真鍮パイプ等の非鉄金属製の管材をアルゴ
ン、ヘリウムなどのガス雰囲気中で溶接する場合に使用
するバックシールド用の溶接治具に関する。

（従来の技術） クローム・ニッケルステンレス鋼製の管材を連続して溶
接する場合、いわゆるＴＩＧ溶接が用いられる。この場
合、管継手部の初層の溶着金属層に積層する他の溶着金
属層を形成するとき、初層の溶着金属層の裏面つまり管
内側に露出している溶着金属層が酸化するためこの管継
手部分を含む一部の管内面にアルゴンガスやヘリウムガ
ス又はこれらに少量の活性ガスを加えたガス状流体を充
満させている。

この管継手部分を含む管の一部を閉塞区間として他の管
路部分から遮蔽するためバックシールド用の溶接治具が
使用される。従来例では、第２図に示すように、ゴム材
または金属平板を管内径よりわずかに小さな径を有する
２枚の円板(1)(2)に形成し、当該２枚の円板(1)(2)をさ
らに固定用のやや径の小さい２枚の円形の固定板(3)(4)
でそれぞれ挟接して、中心部を通貫する小径の通気用鋼
管(5)に隔接して固定し、この隔接間隔内に管継手部が
入るように形成し、当該隔接代中で開口する通気口(6)
を通気用鋼管(5)に設けて形成している。

この従来例では通気用鋼管(5)に不活性ガスを通気し、
通気口(6)から吐出して、管継手を含む円板(1)(2)の閉
塞区間をシールドしていた。

また、継手のバックシール手段として、天然ゴム材等か
らなる、気体によって膨張収縮可能なシングル球を使用
して、溶接するパイプの最終継手部をバックシールする
技術（特開昭61-27171号公報参照）や、耐熱性の伸縮自
在なゴム材などよりなる袋体を膨張圧接して溶接位置管
内部を密封区分して、該区分内に不活性ガスを供給する
ようにした鋼管などの溶接における不活性ガス密封装置
（実開昭47-8720号公報参照）が開示されている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来例におけるバックシールド用の溶接治具は、円板
(1)(2)と管材内面との接触が悪く、つまりシール性が不
完全で、たとえゴム材を使用しても溶接中の不活性ガス
の漏れが極めて多い問題点が存在する。

また同一の通気用鋼管(5)に同心状に隔接して円板(1)
(2)を固定するため、２枚の円板(1)(2)が同時に管材内
面と良好に接触することが難しい問題点並びに管材内面
は、機械加工を施して仕上げ形成されているわけではな
いので管材内面の平滑度は低く、偏心度が高い等シール
面を形成するのが難しい点を内在していた。

また、前記した継手のバックシール手段の前者の場合
は、熔接する両パイプのそれぞれに、シングル球を出し
入れしたり、あるいは不活性ガスを注入するための小孔
を穿設したり、あるいは溶接作業の終了後、該小孔から
シングル球をそれぞれ取出し、しかる後、該小孔を塞が
なければならなかった。

また、前記した継手のバックシール手段の後者の場合
は、耐熱性袋体の一方を、不活性ガス供給管が貫通し固
着するように形成しなければならないという、製作上の
面倒さがある上に、溶接作業終了後、長い管材を通して
両耐熱性袋体を抜き出し回収する際に、空気供給管に固
着された耐熱性袋体が計測器、例えば温度計等のような
管内突起物やバルブ類に引っ掛かったり、管の曲がり部
で詰まったりするという恐れがあり、回収作業の煩わし
さがあった。そして、袋体の回収作業を忘れた場合、管
内が目詰りするなどのトラブルの原因ともなっていた。

この考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは溶接時の管材同士継手部のバックシー
ルドが簡単かつ確実になし得るようにし、しかも溶接作
業終了後の袋体の回収作業を全く必要としない溶接治具
を提供することになる。

（問題点を解決するための手段） この考案は、管継手部を挟む一方の管材に挿入し、該一
方の管材内面と密接する空気封入筒状の袋体を水溶性の
紙材で形成するとともに、管継手部を挟む他方の管材に
挿入し、該他方の管材内面に密接する空気封入リング筒
状の袋体を水溶性の紙材で形成し、さらに該空気封入リ
ング筒状の袋体のリング内周面に密接して挿脱自在に貫
通する不活性ガス導入用小径ホースを設けるものであ
る。

（実施例） この考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図はこの考案に係る溶接治具を設けた管材の断面説
明図である。図中(7)は管材、(8)は管継手部、(9)は筒
状の袋体、(10)はリング筒状の袋体、(11)は小径ホース
である。

この考案に係る溶接治具は、第１図に示すように、水溶
性の紙材で形成した筒状の袋体(9)と、水溶性の紙材で
形成したリング筒状の袋体(10)および合成樹脂材の小径
ホース(11)で形成し、管継手部(8)を含む管材(7)の一方
の管材内面に筒状の袋体(9)をその外周面が密接するよ
うに設け、管継手部(8)を挟む他方の管材内面にリング
筒状の袋体(10)の外周面が密接するように設ける。

またリング筒状の袋体(10)の内周壁部には小径ホース(1
1)を通貫させ端縁が管継手部(8)を含む空間内に出るよ
うに設ける。

また当該小径ホース(11)の他方の端縁はアルゴン或はヘ
リウム等の不活性ガスの供給源に接続する。

筒状の袋体(9)は水溶性の紙材、例えば短い繊維を水溶
性のバインダーで成形し、水に浸したとき固体的形状を
維持しなくなる材質の紙で、第３図に示すように周壁部
(12)を山と谷を有する蛇腹状に折曲して全体として筒状
に形成する。

この場合山若しくは谷は４個乃至６個を設けて形成し、
山および谷を伸張した場合に十分な長さを有するように
形成する。

また一方の側壁部(13)に空気ノズル(14)を設け、当該空
気ノズル(14)に紙製のコック又は紙製紐でしばる等の空
気の抜け止め具(15)を設ける。

リング筒状の袋体(10)は、筒状の袋体(9)と同様に水溶
性の紙材で、第４図に示すように、外周壁部(16)を筒状
の袋体(9)と同一形状の蛇腹体に形成すると共に内周壁
部(17)も同様の山数を設けた蛇腹体に形成し、全体とし
てリング筒状に形成する。

また一方の側壁部(18)に空気ノズル(19)を設け、当該空
気ノズル(19)に紙製のコック又は紙製の紐でしばる等で
形成した抜け止め具(20)を設ける。

小径ホース(11)は軟質な合成樹脂材で可撓性ある、つま
り容易に湾曲させることができるようなホースで形成す
る。

この小径ホース(11)の外径はリング筒状の袋体(10)の内
周壁部(17)の山の径とわずかに遊嵌する寸法に形成す
る。

また小径ホース(11)は前記内周壁部(17)に挿入し、一方
の端縁は他方の側壁から突出するように形成する。また
他方の端縁は、アルゴンガスボンベの吐出口に接続す
る。

（作用） 次に当該溶接治具の取扱い手順および作用について説明
する。

水溶性の紙材で形成した筒状の袋体(9)は蛇腹状に折た
たんだまま、管材(7)内に管継手部(8)から、空気ノズル
(14)を管継手部(8)側に向けて挿入し、当該空気ノズル
(14)から加圧空気を袋内に導入する。

筒状の袋体(9)は丁度風船のように蛇腹状の周壁部(12)
を伸張して、管材(7)の内周面と相互面圧をもってタイ
トに接触する。

一方水溶性の紙材で形成したリング筒状の袋体(10)は空
気ノズル(19)を管継手部(8)側に向けて、管材(7)内に挿
入し、丁度管継手部(8)を挟んで位置させ、筒状の袋体
(10)と同様に加圧空気を導入して外周壁部(16)を管材
(7)の内面と接触させ、内周壁部(17)を小径ホース(11)
の外周面と相互面圧力をもって接触させる。

その後小径ホース(11)より不活性ガスを管継手部(8)を
含む両袋体(9)(10)の封塞内に導入し、管継手部(8)の初
層の溶着金属層よおび初層に積層する他の溶着金属層を
形成して溶接作業を終える。

その後小径ホース(11)を収納し、管材(7)内に洗浄水や
耐圧試験等の通水試験水を導入し、水溶性の紙材からな
る両袋体(9)(10)を溶かして水とともに管から外へ排出
除去する。

（効果） 本願考案のバックシールド用の溶接治具は、筒状の袋体
およびリング筒状の袋体を水溶性の紙材で形成したの
で、管継手部の溶接作業終了後、管から該袋体の抜き出
し回収する必要が全くなく、溶接後の通水試験や洗浄水
の水によって、簡単に溶かして溶接治具を排出除去する
ことができる。

従って、溶接作業終了後に溶接治具の袋体を長い管を通
して回収する厄介な作業がなく極めて高い作業上の利点
を有する。

また、溶接治具は、水溶性の軽量の紙で形成するので溶
接時の装着作業がし易く、溶接後の水による排出時も途
中に溜ったりすることなく円滑に管内を流れて除去でき
る。

また、溶接治具を構成する袋体は、溶接を行う管継手の
開口部から直接挿入でき、袋体の設置が容易である。

また小径ホースはリング筒状の袋体に固着することな
く、該リング筒状の袋体軸心に挿込み自在な構造として
いるために、管継手部からのガス漏洩量や必要とするガ
ス供給量の変化に応じてリング筒状の袋体を変えること
なく、小径ホースのパイプ径を変えた各種の小径ホース
を適宜挿着することができる結果、作業能率がよい。ま
た、小径ホースは、管継手の開口部からリング筒状の袋
体の中心部に直接挿入するだけでよく、管材の長さが極
めて長い場合であっても、袋体を長い管内経路を通して
挿入する必要がなく、溶接継手部のすぐ近くに直接挿入
できるので、袋体および小径ホースの取付が極めて容易
である。

従って溶接治具取付の作業時間を大巾に短縮し得る実益
を有する。

また小径ホースは、リング筒状の袋体に固着することな
く、袋体のリング内周面に密接して挿脱自在に貫通して
設置しているので、リング筒状の袋体内の空気圧を受け
て袋体のリング内周面が小径ホースに密接することとな
り、小径ホースの取付け取外しが、袋体を損傷すること
なく簡単で自由にできる。

例えば、非破壊検査で発見された溶接欠陥の補修再溶接
が必要な時には、小径ホースを再装着してできるので容
易で、繰り返し使用できる。

また小径ホースを引き抜く際も、袋体と別体となってい
るので、袋体が管路の途中で引っかかることがなく容易
に引き抜ける。

また、溶接治具の取外しについても、前述したように溶
接治具を構成する袋体は水溶性で水とともに排出するの
で、取外して回収する必要がなくそのまま残しておくだ
けで良いので極めて作業性が良いのである。

また、管材径が細くなっても一種の袋体で口径差を吸収
して管材内面と接触する実益も併合する。

また、溶接治具を構成する水溶性の紙材で形成した袋体
は、相互に独立して加圧空気を導入し、管材内面と接触
するので、管材内面に偏心があってもシール性に関係な
く良好にシールでき、また、紙製の周壁が相互面圧をも
って管材内面と接触するので粗な管材内面とシール性よ
く接触することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る溶接治具を設けた管材の断面
説明図、第２図は従来例を示す管材断面説明図、第３図
は筒状の袋体の断面図、第４図はリング筒状の袋体の断
面図、第５図は使用状態を示す管材の断面図である。 (7)……管材 (8)……管継手部 (9)……筒状の袋体 (10)……リング筒状の袋体 (11)……小径ホース

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】管継手部を挟む一方の管材に挿入し、該一
   方の管材内面と密接する空気封入筒状の袋体を水溶性の
   紙材で形成するとともに、管継手部を挟む他方の管材に
   挿入し、該他方の管材内面に密接する空気封入リング筒
   状の袋体を水溶性の紙材で形成し、さらに該空気封入リ
   ング筒状の袋体のリング内周面に密接して挿脱自在に貫
   通する不活性ガス導入用小径ホースを設けることを特徴
   とする溶接治具。