JPH1038232A - 水中溶接用ノズル - Google Patents
水中溶接用ノズルInfo
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- JPH1038232A JPH1038232A JP8197623A JP19762396A JPH1038232A JP H1038232 A JPH1038232 A JP H1038232A JP 8197623 A JP8197623 A JP 8197623A JP 19762396 A JP19762396 A JP 19762396A JP H1038232 A JPH1038232 A JP H1038232A
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Abstract
水中溶接用ノズルを提供する。 【請求項1】 ノズル先端部を2重筒形構造とし、内外
両筒間の間隙14から水wを噴射させて筒状の水カーテ
ンWを作り、内筒12からシールドガスGを流して水中
で被溶接材51,52の溶接部を局部的にシールドして
水中溶接する水中溶接用ノズルにおいて、ノズル先端部
の前後両端に、溶接線方向に流れようとするシールドガ
スGの流れをブロックする舌片状のスカート40を設け
た。
Description
ル、更に詳しくは、ノズル先端部を2重筒形構造とし、
内外両筒間の間隙から水を噴射させてラッパ管状の水カ
ーテンを作り、内筒からシールドガスを流して局部的に
空洞を形成し、アーク及び溶融池の周辺から水を排除し
て溶接するようにした水中溶接用ノズルに関する。
部を2重筒形構造とし、内外両筒間の間隙から水を噴射
させてラッパ管状の水カーテンを作り、内筒からシール
ドガスを流して局部的に空洞を形成し、アーク及び溶融
池の周辺から水を排除して溶接する構造になっていた。
では、特に、開先溶接の場合、局部空洞の形成および安
定保持のためには、以下のような課題があった。すなわ
ち、 ノズルと被溶接材との平行度をかなり精度良く設定
する必要があった。
ち、ノズル高さの適正範囲が比較的狭く、実用的なノズ
ル高さH(=7〜10mm)で空洞を形成保持するために
は、シールドガス量を大気中における溶接時の3〜4倍
も必要とした。 シールドガスの流れが円筒状にならず、溶接線方向
に多く流れる結果、側面部から空洞部への間欠的な水の
侵入の危険性が高かった。
れたものであり、開先内での空洞形成および安定保持が
容易な水中溶接用ノズルを提供することを目的とするも
のである。
め、本発明の水中溶接用ノズルは、ノズル先端部を2重
筒形構造とし、内外両筒間の間隙から水を噴射させて筒
状の水カーテンを作り、内筒からシールドガスを流して
水中で被溶接材の溶接部を局部的にシールドして水中溶
接する水中溶接用ノズルにおいて、ノズル先端部の前後
両端に、溶接線方向に流れようとするシールドガスの流
れをブロックする舌片状のスカートを設けたことを特徴
とする。
片状のスカートを設けることにより、開先線の方向に流
れ易いシールドガスの流れをブロックできるため、開先
内部におけるシールドガスのガス圧が高まり、開先側面
から開先内への水の侵入を防止できる。特に、スカート
を、金属製の線条物をブラシ状に束ねて形成した場合
は、スカートの先端部を開先内に挿入可能であるから、
開先内空洞の安定性が大幅に向上する。また、スカート
は、ノズル先端部から溶接部に近づくほど次第に幅が狭
くなっているから、溶接時にウィービングを行っても形
状的に開先に接触することがない。特に、スカートがブ
ラシ状の場合、開先に接触しても自在に撓むことができ
るから溶接に支障を来すことがない。
形態について説明する。なお、説明に当たってノズル先
端部に金属板製のスカートを取り付けた場合を例にと
る。図1に示すように、水中溶接ノズル11は、ノズル
先端部が2重筒形構造になっており、その内外両筒1
2,13間の間隙14から水を噴射させてラッパ管状の
水カーテンWを作る一方、内筒12からシールドガスG
を流して図示しない被溶接材の溶接部に局部的な空洞を
形成するようになっている。
示すように、ノズル先端部の前後両端に、それぞれ、舌
片状のスカート40aを取り付け、図示しない溶接線の
方向に流れようとするシールドガスの流れをブロックす
るようになっている。上記のように、ノズル先端部の前
後両端に舌片状のスカート40aを設けると、開先線に
沿って流れようとするシールドガスの流れをブロックで
きるため、開先50内におけるシールドガスのガス圧が
高まり、開先50の側面から開先50内へ侵入しようと
する水の侵入を未然に防止することができる。
1,52の開先ギャップの幅、開先高さを勘案して決定
するが、基本的には、平面視二等辺三角形の板状物と
し、底辺部(取付部)の幅を5〜10mm、長さ(高さ)
を20〜30mm、取付け角度θ3を水カーテンWの噴射
角度θ(=60°)より2〜3°小さく設定する。スカ
ート40aの材質としては、銅が最も望ましいが、真鍮
やステンレス鋼でもよい。
筒12の先端面24にろう付けするが、内筒12のラッ
パ管状部22とカバー23のフランジ部で挟持するよう
にしてもよい。一方、ノズル自体は、次のように形成さ
れている。すなわち、上記間隙14は、その上端に環状
のヘッド部15を持っているので、このヘッド部15内
に環状の仕切壁17を設けて環状の水溜まり18を形成
し、外筒13に装着されているパイプ19から水溜まり
18内に供給されたカーテン水wが仕切壁17を乗り越
えて間隙14内に流入するようになっている。
入したカーテン水wが仕切壁17に当たって勢いが殺が
れ、カーテン水wの流速がノズル全周にわたって均一化
され、安定な水カーテンWが形成される。この仕切壁1
7の高さは、カーテン水wを導入するパイプ19の径よ
り3〜5mm高く設定することが望ましい。間隙14内に
流入したカーテン水wは、間隙14の出口20から噴射
されるが、出口20がある水噴射部16は、ラッパ管状
になっている。水噴射部16は、外筒13の先端面に設
けた円錐状部21と、内筒12の先端部に設けたラッパ
管状部22により形成され、その出口20からカーテン
水wを噴射してラッパ管状の水カーテンWを形成するよ
うになっている。
外筒先端の円錐状部21と、内筒先端部のラッパ管状部
22との間隔が出口20に近くなるほど小さくなるよう
に、外筒先端の円錐状部21の傾斜角θ1 を40〜60
°に形成し、内筒先端のラッパ管状部22の傾斜角θ2
を30〜45°に形成させている。そして、水噴射部1
6の出口20の間隔を0.5〜1mmに設定している。
20に近くなるほど小さくなるようにすると、カーテン
水wが水噴射部16の全周にわたって均一になり、安定
な水カーテンWが形成される。更に、上記内筒12に螺
着させた銅製のフランジ付筒形カバー23によって内筒
先端のラッパ管状部22の円錐状の先端面24と内筒の
内面25とをカバーするようになっている。このカバー
23に図示しないスパッタが付着したときは、新しいカ
バーと交換し、常に、ノズル先端面を良好な状態に保持
する。
り、局部空洞が安定化し、良好な溶接が行える。また、
このフランジ付筒形カバー20の内径Dを変えることに
より、ノズル先端からのシールドガスGの流速および流
量を変更でき、被溶接材形状に適したシールド条件を選
定し易くなる。一方、この水中溶接ノズル11は、当該
ノズル11に大気中で使用する溶接トーチノズル31を
差し込んで固定できるように、装着部26の内径が大気
中で使用する溶接トーチノズル31の外径に合うように
なっている。そして、大気中で使用する溶接トーチノズ
ル31の胴部32に設けた細孔33から噴出したシール
ドガスGは、内筒12の先端から噴出するようになって
いる。図中、34はチップ、35は溶接ワイヤーを示し
ている。
のスカート40aを取り付けた場合について説明した
が、これに限定するものではなく、例えば、図3および
図4に示すように、ノズル先端部にステンレス製の細線
41をブラシ状に束ねた作ったスカート40bを取り付
けてもよい。スカート40bは、平面視台形状とし、そ
の先端部の幅は、ルートギャップの幅Aより2〜3mm狭
くし、後端部の幅は、被溶接材51,52の上面側の開
先幅Bより2〜3mm狭く設定する。また、その長さは、
その先端部42が開先底部53に接触する長さとする。
0.2mmの多数のステンレス製の細線41を平面視台形
状になるように並べた後、その後端部を一体的に固定す
ることにより形成され、アークに接する内面側に、耐熱
性を持たせるため、カーボンシートなどの耐熱性シート
43を張り付ける。また、スパッタ付着による劣化防止
のため、耐熱性シート43の表面にセラミック製のスパ
ッタ付着防止剤44をスプレーコーティングする。
0bが存在することになり、開先内空洞の安定性が大幅
に向上する。また、このブラシ形スカートの場合は、ウ
ィービングを行って開先50に接触しても自在に撓むこ
とができるから溶接に支障を来すことがない。
きの軟鋼材のテストピース(溶接長500mm)を水深3
0cmの水槽中に設置し、開先ギャップ、目違い量などを
パラメータに水中溶接を行った。ノズル底面にろう付け
した銅板製のスカートは、平面視二等辺三角形であり、
その全長は20mm、取付端部の幅は5mmであった。
件範囲を水カーテン水量と、シールドガス量で整理した
一例が図5であり、ノズル高さ7mmにおいてもかなり広
い範囲な安定空洞領域を形成することができた。また、
スカートがない場合に比べて安定領域が広くなった。安
定空洞形成条件範囲で溶接を行った結果、ビード外観、
断面マクロ形状、X線検査結果とも良好であり、継手は
引っ張り試験で全て母材破断であり、裏曲げ試験でも1
80°曲がりのJISの規格値を満足した。溶接条件お
よび結果をまとめて『表1』に示す。
水深約30cmの水槽中で水中溶接試験を行った。ノズル
先端面に直径0.1mmのステンレス製細線をブラシ状に
束ねて形成したスカートをろう付けで取り付けた。スカ
ートは、平面視台形状で、その先端部の幅は5mm、後端
部(取付け端部)の幅は15mm、長さ50mmであった。
さらに、ブラシ状のスカートの前面に厚さ約1mmの炭素
繊維製の布帛を張り付け、その表面にセラミック系のス
パッタ防止剤をスプレー塗布した。このノズルを用いた
ときの安定空洞形成条件範囲を実施例1の場合と同様に
求めた例を図5に示す。二等辺三角形のスカートを装着
させたノズルよりも更に安定空洞領域が広くなってい
る。同様に溶接条件も良好であった(『表2』参照)。
を2重筒形構造とし、内外両筒間の間隙から水を噴射さ
せて筒状の水カーテンを作り、内筒からシールドガスを
流して水中で被溶接材の溶接部を局部的にシールドして
水中溶接する水中溶接用ノズルにおいて、ノズル先端部
の前後両端に、溶接線方向に流れようとするシールドガ
スの流れをブロックする舌片状のスカートを設けたの
で、開先線の方向に流れ易いシールドガスの流れをブロ
ックでき、開先内部におけるシールドガスのガス圧が高
まり、開先側面から開先内への水の侵入を防止できるよ
うになった。
シ状に束ねて形成した場合は、開先内に隔壁が存在する
ことになり、開先内空洞の安定性が大幅に向上するよう
になった。また、スカートは、ノズル先端部から溶接部
に近づくほど次第に幅が狭くなっているから、溶接時に
ウィービングを行っても形状的に開先に接触することが
ない。特に、スカートをブラシで形成した場合は、開先
に接触しても自在に撓むことができるから溶接に支障を
来す虞がない。
断面図である。
斜視図である。
示す断面図である。
斜視図である。
ス W 水カーテン w 水
Claims (4)
- 【請求項1】 ノズル先端部を2重筒形構造とし、内外
両筒間の間隙から水を噴射させて筒状の水カーテンを作
り、内筒からシールドガスを流して水中で被溶接材の溶
接部を局部的にシールドして水中溶接する水中溶接用ノ
ズルにおいて、ノズル先端部の前後両端に、溶接線方向
に流れようとするシールドガスの流れをブロックする舌
片状のスカートを設けたことを特徴とする水中溶接用ノ
ズル。 - 【請求項2】 前記スカートを、ノズル先端部から溶接
部に近づくほど次第に幅が狭くなるようになした請求項
1記載の水中溶接用ノズル。 - 【請求項3】 前記スカートを、金属板で形成した請求
項2記載の水中溶接用ノズル。 - 【請求項4】 前記スカートを、金属製の線条物をブラ
シ状に束ねて形成した請求項2記載の水中溶接用ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8197623A JPH1038232A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 水中溶接用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8197623A JPH1038232A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 水中溶接用ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038232A true JPH1038232A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16377569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8197623A Pending JPH1038232A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 水中溶接用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038232A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998746A (ja) * | 1973-01-30 | 1974-09-18 | ||
| JPS5560024U (ja) * | 1978-10-14 | 1980-04-23 |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP8197623A patent/JPH1038232A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998746A (ja) * | 1973-01-30 | 1974-09-18 | ||
| JPS5560024U (ja) * | 1978-10-14 | 1980-04-23 |
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Legal Events
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