JPH06297183A - 急速凝固溶接装置 - Google Patents
急速凝固溶接装置Info
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- JPH06297183A JPH06297183A JP5108862A JP10886293A JPH06297183A JP H06297183 A JPH06297183 A JP H06297183A JP 5108862 A JP5108862 A JP 5108862A JP 10886293 A JP10886293 A JP 10886293A JP H06297183 A JPH06297183 A JP H06297183A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 チタン合金やアルミ合金や高強度プラスチッ
クその他の難溶接材料の溶接を高速化し、溶接部を健全
化する溶接装置を提供すること。 【構成】 溶接中の被溶接板材1の裏面を冷却敷金4の
当接面に開口する減圧空気孔2により吸着して溶融池部
3の裏面を冷却敷金に当接するように構成する急速凝固
溶接装置である。または溶接中の溶融池を挟む一対の略
円盤状押圧ローラ6を被溶接板面に接近するに従いこれ
らのローラの間隔が小さくなる方向に板面に対して回転
軸を傾斜させた姿勢で溶融池近接部を被溶接板面の表面
から押圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接するよう
に構成する急速凝固溶接装置である。
クその他の難溶接材料の溶接を高速化し、溶接部を健全
化する溶接装置を提供すること。 【構成】 溶接中の被溶接板材1の裏面を冷却敷金4の
当接面に開口する減圧空気孔2により吸着して溶融池部
3の裏面を冷却敷金に当接するように構成する急速凝固
溶接装置である。または溶接中の溶融池を挟む一対の略
円盤状押圧ローラ6を被溶接板面に接近するに従いこれ
らのローラの間隔が小さくなる方向に板面に対して回転
軸を傾斜させた姿勢で溶融池近接部を被溶接板面の表面
から押圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接するよう
に構成する急速凝固溶接装置である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属材料やプラスチック
等の溶接装置に関するものである。本発明の溶接装置は
TIG溶接、MIG溶接、MAG溶接、レーザー溶接等
の突合せ溶接や重ね溶接や肉盛り溶接に用いることがで
きる。また板材を成形して溶接する例えば溶接管の溶接
にも用いることができる。
等の溶接装置に関するものである。本発明の溶接装置は
TIG溶接、MIG溶接、MAG溶接、レーザー溶接等
の突合せ溶接や重ね溶接や肉盛り溶接に用いることがで
きる。また板材を成形して溶接する例えば溶接管の溶接
にも用いることができる。
【0002】
【従来の技術】従来の溶接装置では溶接速度の向上や溶
接部の品質の向上が望まれており、それらの改善努力が
続けられている。溶接速度はエネルギの投入量に依存す
ると考えられており、エネルギ源の大型化が進められて
いるが、溶接部品質の劣化が新たな問題を提起してい
る。溶接部の品質の向上には種々の対策がとられている
が従来技術ではすでに限界に達している。最近、チタン
合金やアルミ合金や高強度プラスチックその他の難溶接
材料の溶接が試みられ、結晶粒の粗大化やブローホール
の発生や強度の低下が問題視されてきた。
接部の品質の向上が望まれており、それらの改善努力が
続けられている。溶接速度はエネルギの投入量に依存す
ると考えられており、エネルギ源の大型化が進められて
いるが、溶接部品質の劣化が新たな問題を提起してい
る。溶接部の品質の向上には種々の対策がとられている
が従来技術ではすでに限界に達している。最近、チタン
合金やアルミ合金や高強度プラスチックその他の難溶接
材料の溶接が試みられ、結晶粒の粗大化やブローホール
の発生や強度の低下が問題視されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明ではチタン合金
やアルミ合金や高強度プラスチックその他の難溶接材料
の溶接を高速化し、溶接部を健全化する溶接装置を提供
することを目的とする。
やアルミ合金や高強度プラスチックその他の難溶接材料
の溶接を高速化し、溶接部を健全化する溶接装置を提供
することを目的とする。
【0004】
(1)本発明装置では溶接中の溶融池部の裏面を冷却敷
金に当接することによって、被溶接材料の溶融池を急速
凝固させて結晶組織を微細化して強度を向上する。また
本発明装置では溶融池を急速凝固させて溶融池に含まれ
るガス成分を気泡化させずに欠陥を防止する。さらに本
発明装置では溶融池を急速凝固させて材料中の沸点の低
い成分の蒸発量を少なくしてブローホールを生じさせ
ず、成分変化も小さくするなどの好ましい効果がある。
また溶融池の凝固時間が短いため溶接速度を向上できる
利点がある。
金に当接することによって、被溶接材料の溶融池を急速
凝固させて結晶組織を微細化して強度を向上する。また
本発明装置では溶融池を急速凝固させて溶融池に含まれ
るガス成分を気泡化させずに欠陥を防止する。さらに本
発明装置では溶融池を急速凝固させて材料中の沸点の低
い成分の蒸発量を少なくしてブローホールを生じさせ
ず、成分変化も小さくするなどの好ましい効果がある。
また溶融池の凝固時間が短いため溶接速度を向上できる
利点がある。
【0005】(2)本発明装置では溶接における急速凝
固装置として、溶接中の被溶接板材の裏面を冷却敷金の
当接面に開口する減圧空気孔により吸着して溶融池部の
裏面を冷却敷金に当接するように構成する。例えば図1
ないし図5において、溶接中の被溶接板材1の裏面を冷
却敷金の当接面に開口する減圧空気孔2により吸着して
溶融池部3の裏面を冷却敷金4に当接するように構成す
る。このように構成することによって溶融池の冷却速度
を速くでき、溶接速度を向上し、ブローホールや結晶粗
大化などの溶接欠陥や不具合を改善できる。たとえばチ
タン合金では結晶粒の粗大化が抑制でき、アルミ合金で
はマグネシウムの気化や雰囲気からの有害気体吸収によ
るブローホールや割れの防止ができる。
固装置として、溶接中の被溶接板材の裏面を冷却敷金の
当接面に開口する減圧空気孔により吸着して溶融池部の
裏面を冷却敷金に当接するように構成する。例えば図1
ないし図5において、溶接中の被溶接板材1の裏面を冷
却敷金の当接面に開口する減圧空気孔2により吸着して
溶融池部3の裏面を冷却敷金4に当接するように構成す
る。このように構成することによって溶融池の冷却速度
を速くでき、溶接速度を向上し、ブローホールや結晶粗
大化などの溶接欠陥や不具合を改善できる。たとえばチ
タン合金では結晶粒の粗大化が抑制でき、アルミ合金で
はマグネシウムの気化や雰囲気からの有害気体吸収によ
るブローホールや割れの防止ができる。
【0006】(3)本発明装置では好ましくは溶融池裏
面部を雰囲気ガスで冷却しながら覆い、同時に冷却敷金
を冷却するように、不活性ガスや窒素や炭酸ガス等の雰
囲気ガスをここを通して供給する。例えば図1に示すよ
うに冷却敷金4の当接面には溶接ビードの両側に延在す
るように雰囲気ガス供給溝5を刻設しビード方向に延在
させ、冷却敷金4から気化潜熱または断熱膨張により冷
却した雰囲気ガスを供給して溶融池部3の裏面を雰囲気
ガスで覆って冷却するように構成する。また好ましくは
溶融池部表面に冷却した雰囲気ガスを吹き付けて冷却す
ることが推奨できる。さらに好ましくは溶融池の冷却速
度を速くするために、冷却敷金4は急速凝固のために熱
伝導率が大きな純銅や銅合金が最も好ましく、被溶接板
材に対して3倍以上の熱伝導率を持つ材料が推奨でき
る。
面部を雰囲気ガスで冷却しながら覆い、同時に冷却敷金
を冷却するように、不活性ガスや窒素や炭酸ガス等の雰
囲気ガスをここを通して供給する。例えば図1に示すよ
うに冷却敷金4の当接面には溶接ビードの両側に延在す
るように雰囲気ガス供給溝5を刻設しビード方向に延在
させ、冷却敷金4から気化潜熱または断熱膨張により冷
却した雰囲気ガスを供給して溶融池部3の裏面を雰囲気
ガスで覆って冷却するように構成する。また好ましくは
溶融池部表面に冷却した雰囲気ガスを吹き付けて冷却す
ることが推奨できる。さらに好ましくは溶融池の冷却速
度を速くするために、冷却敷金4は急速凝固のために熱
伝導率が大きな純銅や銅合金が最も好ましく、被溶接板
材に対して3倍以上の熱伝導率を持つ材料が推奨でき
る。
【0007】(4)本発明装置では溶接における急速凝
固装置として、溶接中の溶融池を挟む一対の略円盤状押
圧ローラを、被溶接板面に接近するに従いこれらのロー
ラの間隔が小さくなる方向に板面に対して回転軸を傾斜
させた姿勢で、溶融池近接部を被溶接板面の表面から押
圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接するように構成
する。例えば図1ないし図4において、溶接中の被溶接
板材1の溶融池部3を挟む一対の略円盤状押圧ローラ6
を溶融池部3のある被溶接板材に向かって互いに接近す
るように傾斜させた姿勢で、これらを被溶接板材1に押
圧して溶融池部の裏面を冷却敷金4に当接するように構
成する。ここで押圧ローラ対で溶融池部の両側を押圧す
る理由は、溶接熱を冷却敷金4へ抜熱すると同時に押圧
ローラ6へ抜熱するためである。押圧ローラ6を略円盤
状とし図1のように回転軸を傾斜させることによって、
溶接エネルギの投入経路を確保した上で、押圧ローラに
よる被溶接板の押圧部を溶融池部3へ極限まで近接でき
るようになるので、抜熱効率を極限まで向上できるよう
になる。すなはち押圧ローラ6を図1と図3に示すよう
に、押圧ローラの間隔が被溶接板材1側で小さくなるよ
うに、板面に接近するに従いこれらのローラの間隔が小
さくなる方向に被溶接板面に対してローラ回転軸を傾斜
させる。また好ましくは図2に示すように押圧ローラ間
に溶融池部3を挟み、凝固した溶融池部側で押圧ローラ
の間隔が小さくなるように溶接ビードに垂直な面に対し
て回転軸を傾斜させるのが良い。ここで略円盤状押圧ロ
ーラの形状は前述の技術思想を含むものであれば良く、
押圧ローラの角にアールをとったり形状を曲線化する場
合は本発明に含まれる。
固装置として、溶接中の溶融池を挟む一対の略円盤状押
圧ローラを、被溶接板面に接近するに従いこれらのロー
ラの間隔が小さくなる方向に板面に対して回転軸を傾斜
させた姿勢で、溶融池近接部を被溶接板面の表面から押
圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接するように構成
する。例えば図1ないし図4において、溶接中の被溶接
板材1の溶融池部3を挟む一対の略円盤状押圧ローラ6
を溶融池部3のある被溶接板材に向かって互いに接近す
るように傾斜させた姿勢で、これらを被溶接板材1に押
圧して溶融池部の裏面を冷却敷金4に当接するように構
成する。ここで押圧ローラ対で溶融池部の両側を押圧す
る理由は、溶接熱を冷却敷金4へ抜熱すると同時に押圧
ローラ6へ抜熱するためである。押圧ローラ6を略円盤
状とし図1のように回転軸を傾斜させることによって、
溶接エネルギの投入経路を確保した上で、押圧ローラに
よる被溶接板の押圧部を溶融池部3へ極限まで近接でき
るようになるので、抜熱効率を極限まで向上できるよう
になる。すなはち押圧ローラ6を図1と図3に示すよう
に、押圧ローラの間隔が被溶接板材1側で小さくなるよ
うに、板面に接近するに従いこれらのローラの間隔が小
さくなる方向に被溶接板面に対してローラ回転軸を傾斜
させる。また好ましくは図2に示すように押圧ローラ間
に溶融池部3を挟み、凝固した溶融池部側で押圧ローラ
の間隔が小さくなるように溶接ビードに垂直な面に対し
て回転軸を傾斜させるのが良い。ここで略円盤状押圧ロ
ーラの形状は前述の技術思想を含むものであれば良く、
押圧ローラの角にアールをとったり形状を曲線化する場
合は本発明に含まれる。
【0008】(5)本発明装置では図3と図4に示すよ
うに冷却敷金4をローラとすることができる。図1と図
2の場合には冷却敷金4と被溶接板材1とは相対運動し
ない例であるが、図3と図4の場合にはこの両者は相対
運動できる。表面の押圧ローラ6と裏面のローラである
冷却敷金4は図4のように溶融池部3を挟むように位置
させるのが溶融池の凝固速度を速めるのに効果が大き
い。
うに冷却敷金4をローラとすることができる。図1と図
2の場合には冷却敷金4と被溶接板材1とは相対運動し
ない例であるが、図3と図4の場合にはこの両者は相対
運動できる。表面の押圧ローラ6と裏面のローラである
冷却敷金4は図4のように溶融池部3を挟むように位置
させるのが溶融池の凝固速度を速めるのに効果が大き
い。
【0009】(6)本発明装置では図5に示すように板
材を成形して長さ方向に溶接して溶接管とすることがで
きる。この場合には冷却敷金4は管状であり、その内部
から雰囲気ガスを供給することや板材を減圧吸引する機
構を具備するように構成することができる。この場合に
被溶接材料1と冷却敷金4とは相対運動するが、冷却敷
金4は局部加熱しないように管軸方向に往復運動させて
冷却効果を向上させるように構成することができる。
材を成形して長さ方向に溶接して溶接管とすることがで
きる。この場合には冷却敷金4は管状であり、その内部
から雰囲気ガスを供給することや板材を減圧吸引する機
構を具備するように構成することができる。この場合に
被溶接材料1と冷却敷金4とは相対運動するが、冷却敷
金4は局部加熱しないように管軸方向に往復運動させて
冷却効果を向上させるように構成することができる。
【0010】(7)本発明装置では好ましくは(4)項
記載の技術に加えて、図2に示すように後置ローラ7の
周面で溶融池部または溶接ビード部を押圧成形するよう
に装置を構成する。こうすることによって前述の効果を
大きくすると共に、溶接ビードを滑らかに成形し、同時
に内部の欠陥や形状のひずみを修正することが可能にな
る。
記載の技術に加えて、図2に示すように後置ローラ7の
周面で溶融池部または溶接ビード部を押圧成形するよう
に装置を構成する。こうすることによって前述の効果を
大きくすると共に、溶接ビードを滑らかに成形し、同時
に内部の欠陥や形状のひずみを修正することが可能にな
る。
【0011】(8)本発明装置では好ましくは前述の
(2)項と(4)項の技術事項を兼備させる。すなはち
溶接中の被溶接板材の裏面を冷却敷金の当接面に開口す
る減圧空気孔により吸着して溶融池部の裏面を冷却敷金
に当接するように構成し、さらに溶接中の溶融池を挟む
一対の略円盤状押圧ローラを被溶接板面に接近するに従
いこれらのローラの間隔が小さくなる方向に板面に対し
て回転軸を傾斜させた姿勢で溶融池近接部を被溶接板面
の表面から押圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接す
るように構成する。こうすることによって両者の重畳効
果を享受することができる。
(2)項と(4)項の技術事項を兼備させる。すなはち
溶接中の被溶接板材の裏面を冷却敷金の当接面に開口す
る減圧空気孔により吸着して溶融池部の裏面を冷却敷金
に当接するように構成し、さらに溶接中の溶融池を挟む
一対の略円盤状押圧ローラを被溶接板面に接近するに従
いこれらのローラの間隔が小さくなる方向に板面に対し
て回転軸を傾斜させた姿勢で溶融池近接部を被溶接板面
の表面から押圧して溶融池部の裏面を冷却敷金に当接す
るように構成する。こうすることによって両者の重畳効
果を享受することができる。
【0012】
【発明の効果】本発明装置によってチタン合金やアルミ
合金や高強度プラスチックその他の難溶接材料の溶接を
高速化し、溶接部を健全化することが可能になる。また
溶接の容易な材料に対しては溶接工程における一層の高
速化が可能になる。なお、本発明の溶接装置はTIG溶
接、MIG溶接、MAG溶接、レーザー溶接等の突合せ
溶接や重ね溶接や肉盛り溶接に用いることができる。肉
盛り溶接にはクラッディングやアロイングやグレーシン
グを含むことができる。また板材を成形して溶接する例
えば溶接管の溶接にも用いることができる。
合金や高強度プラスチックその他の難溶接材料の溶接を
高速化し、溶接部を健全化することが可能になる。また
溶接の容易な材料に対しては溶接工程における一層の高
速化が可能になる。なお、本発明の溶接装置はTIG溶
接、MIG溶接、MAG溶接、レーザー溶接等の突合せ
溶接や重ね溶接や肉盛り溶接に用いることができる。肉
盛り溶接にはクラッディングやアロイングやグレーシン
グを含むことができる。また板材を成形して溶接する例
えば溶接管の溶接にも用いることができる。
【図1】本発明の装置概念説明図であり、正面図であ
る。
る。
【図2】本発明の装置概念説明図であり、図1の平面図
である。
である。
【図3】本発明の装置概念説明図であり、正面図であ
る。
る。
【図4】本発明の装置概念説明図であり、図3の縦断面
図である。
図である。
【図5】本発明の装置概念説明図であり、管の溶接の縦
断面図である。
断面図である。
1 被溶接板材 2 減圧空気孔 3 溶融池部 4 冷却敷金 5 雰囲気ガス供給溝 6 押圧ローラ 7 後置ローラ 8 エネルギの投入経路 9 枠
Claims (2)
- 【請求項1】 溶接中の被溶接板材の裏面を冷却敷金の
当接面に開口する減圧空気孔により吸着して溶融池部の
裏面を冷却敷金に当接するように構成する急速凝固溶接
装置。 - 【請求項2】 溶接中の溶融池を挟む一対の略円盤状押
圧ローラを被溶接板面に接近するに従いこれらのローラ
の間隔が小さくなる方向に板面に対して回転軸を傾斜さ
せた姿勢で溶融池近接部を被溶接板面の表面から押圧し
て溶融池部の裏面を冷却敷金に当接するように構成する
急速凝固溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108862A JPH06297183A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 急速凝固溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108862A JPH06297183A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 急速凝固溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297183A true JPH06297183A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=14495477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5108862A Pending JPH06297183A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 急速凝固溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06297183A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003117674A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Denso Corp | レーザ溶着装置 |
| JP2015100847A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 現代自動車株式会社 | 異種素材接合装置および方法 |
| JP2015208958A (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | ハジメ産業株式会社 | レーザ溶着装置 |
| CN114807824A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-29 | 齐鲁工业大学 | 一种低成本高性能Fe基超细晶等离子熔覆层及制备方法 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP5108862A patent/JPH06297183A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003117674A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Denso Corp | レーザ溶着装置 |
| JP2015100847A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 現代自動車株式会社 | 異種素材接合装置および方法 |
| JP2015208958A (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | ハジメ産業株式会社 | レーザ溶着装置 |
| CN114807824A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-29 | 齐鲁工业大学 | 一种低成本高性能Fe基超细晶等离子熔覆层及制备方法 |
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