JPS60202Y2 - 溶接用治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は不活性ガス雰囲気下で電気溶接を行う場合に、
不活性ガス消費量の低減、溶接の品質の向上をはかると
共に、溶接作業者が不活性ガスによって酸欠状態を呈す
る危険性を解消することが可能な溶接用治具を提供する
ことを目的とするものである。

不活性ガス雰囲気下て電気溶接を行う必要のあるものは
数多く、例えばチタンクラッドの管板と伝熱管を使用す
る海水用熱交換器などが挙げられるが、この種の被溶接
物はシール溶接あるいは耐力溶接を行う場合に、チタン
材料が酸素、窒素に対する親和性が犬て溶接熱により活
性化し酸化し易い点から、従来より種々の不活性ガスを
利用したシールド治具が開発され、用いられている。

か）るシールド治具の代表的なものとしては、溶接トー
チの先端から繰り出す溶接棒の周りにアルゴンなどの不
活性ガスを噴出する形式があるが、溶接中にアーク電流
による吹き上けや溶接熱に起因する上昇気流によって、
このシールドガスが撹乱され、大気（Ｎ２，０゜を成分
とする）を巻き込み易く、確実なシールが期待されない
問題があった。

これとは別に、被溶接物を不活性ガスが充填された容器
内に収納して、ガスの補充をしながら電気溶接を行うこ
とも一部において採用されてはいるが、多量の不活性ガ
スを消費するために処理コストが高騰する欠陥は免れ得
ず、さらに溶接作業場の近辺が不活性ガスの拡散に伴っ
て酸欠状態に陥り易くなり、作業者に対する安全上の問
題があるなどして適当な手段とは云い難かった。

このように従来の各方式が何れも欠点を有している事実
に着目して本考案はか）る欠陥の解消をはかることが可
能な新規構造の溶接用治具を案出するに至ったものであ
る。

以下、本考案の具体的内容について添付図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

本考案治具は第１図に略示するように、シールド容器１
と、シールドカバー２とから構成されており、シールド
容器１は被溶接物３を収納するに十分な容積を存して、
該被溶接物３（本例においてはチタンクラッド形熱交換
器）を出し入れ可能な開口を頂部に有するとともに底壁
、周壁下部等下方部に不活性ガス注入口４を開口して有
する。

このシールド容器１は、例えば作業者Ｍが立つフロアＦ
よりも低い位置の基床部に固定して、溶接個所に近い頂
部が作業者Ｍによって手近なレベルとなるようにしてい
る。

一方、シールドカバー２は第３図および第４図に例示す
るように硬質板からなるもの（第３図参照）、軟質材か
らなる筒状のもの（第４図参照）てあって、前記シール
ド容器１の頂部開口に対して気密的なフード状に覆わせ
て使用するものである。

そして硬質樹脂板から形成されたフード状のものは第１
図に実線示するようにシールド容器１に直接被冠するこ
とによって、安定的に掩設でき、また、軟質樹脂シート
からなる筒状のものは下端開口縁を折り曲げによって補
強してシールド容器１の開口縁にゴムバンド等で被冠す
るとともに、上端部を紐９等によって吊り上げフード状
に安定保持することができる。

上記構造になる治具は、さらに、シールド容器１内に収
納した被溶接物３の溶接個所よりも若干高い位置例えは
５０〜２００ＴｒｒＩｎ程度高い位置において、シール
ド容器１の周壁あるいはシールドカバー２の周壁の対応
個所に、不活性ガス取り出し口５を設ける一方、シール
ドカバー２は前記溶接個所を外方から透視し得る如く、
その周壁の一部又は全部を透明体によって形成している
。

シールドカバー２を透明質の合成樹脂によって製作した
場合には全体が透明体となることは当然であって、また
、適当な材料によって製作したシールドカバー２の一部
に透明板、硝子等で掩った窓を設けて一部を透明体にし
ても勿論差支えない。

上記シールドカバー２には、さらに上部の開口からカバ
ー２内に収容した溶接トーチ８を外方より操作すること
が可能なように、適当個所に１個又は２個の腕さし入れ
孔７を開口せしめているが、この孔７の開口位置は作業
者Ｍが無理の生じない自然な姿勢て溶接作業が行えるよ
うな所定位置に設ければ良いが、該孔７から不活性ガス
が洩れるおそれのないように、前記不活性ガス取出口５
と等位置又は稍々高い位置に開口することが必要である
。

なお、使用する溶接トーチ８としては、第５図に例示す
る如き保持具８′を備えたものが好適である。

この溶接トーチ用保持具８′は基軸１３と、トーチホル
ダ１４とから形成され、基軸１３は長手方向の長短調節
可能な伸縮部１６と、前記長手方向に直交する軸径方向
の拡張収縮可能な固定部１７とを上・下に連設して有し
ており、一方、トーチホルダ１４は基軸１３の先端に回
動可能に係着している。

上記構造の治具の各部分についてさらに詳しく説明する
と、伸縮部１６は鞘部材１８と、これに嵌挿させる芯部
材１９とを備え、両部材１８，１９の嵌合度合いを調節
することによって、実効長を適宜設定し得るものであっ
て、鞘部材１８に螺設したネジ孔に螺合したセットボル
ト２０を締め込むことにより両部材１８，１９間の固着
を容易に行い得る。

一方、固定部１７は前記芯部材１８に同軸螺合してなる
挿入軸の下半部を伝熱管１２内に遊挿穴し得る適当な太
さに設定して、この下半部を縦半割り構造となすと共に
、スプリング２１をこの半割り部分に介在せしめて、該
スプリング２１の弾撥力によって前記縦半割部分が径方
向に拡張されるようになっている。

この固定部１７は対応する伝熱管１２のサイズに合わせ
て適当な径のものと交換し前記芯部材１９に螺合せしめ
るが、伝熱管１２の拡張部分に前記スプリング２１の弾
力に抗して圧入することによって前記拡管部分に係止す
ることができる。

トーチホルダ１４は一対のサドルを対向させ、かつ両端
部に穿設した孔にボルト２３，２３を挿入し締め代の調
整によって中央部分に拡縮径可能な割れ筒部を形成した
構造であり、この割れ筒部によって溶接トーチ８の柄部
を保持し得るようになっている。

このトーチホルダ１４は、基軸１３における鞘部材１０
の先端に玉軸受を介して鞘部材１８周りに回動自在とな
して取り付けたアーム２２に、前述した２本のボルトの
うちの一方を利用してリンク結合させる。

かくすることによって、トーチホルダ１４は基軸１３の
軸中心を含む平面内での揺動が可能であると共に、基軸
１３回りの回動が自在に行われるものであって、保持し
た溶接トーチ１５の先端部１５ａを基軸１３の中心に指
向しながら基軸１３周りに回動させることができる。

次に上記構造の治具を用いて溶接を行う作業の態様をチ
タンクラッド形熱交換器の溶接を例にとって説明すると
、シールドカバー２を取り除いた状態て、拡管処理によ
って管板１１と伝熱管１２とが固着されてなる熱交換器
３を頂部開口から器内に収納し、底部にスペーサ１０を
介在して定置する。

次いてシールドカバー２をシールド容器１に気密的に掩
わせて、不活性ガス注入口４に接続した配管によってア
ルゴンガスをシールド容器１内に注入する。

アルゴンガスは空気に比して比重が大であるため、緩や
かに注入を行わせる間に空気と置換してシールド容器１
内はアルコンガスが充満し、前記スペーサ１０によって
熱交換器３の下底部とシールド容器１の内底部との間に
空隙が存していることから伝熱管１２内もアルゴンガス
で充満される。

不活性ガス取出口５の口先にライター等の入光を近付け
て、焔が消えることによって、該取出口５からアルゴン
ガスが放出され規定量のアルゴンガスが治具内に充填し
終ったことを知るとアルゴンガスの充填を止め不活性ガ
ス注入口４を封止する。

溶接［・−チ８をシールドカバー２内に上部開口から挿
入して前記腕さし入れ孔７，７からさし入れた両手光に
よって溶接トーチ８を保持し電気溶接を行う。

なお、第５図に例示する構造の溶接トーチ８を用いれば
、シールドカバー２外からの作業は片手操作て良いなど
格段に容易となる。

この溶接作業中は溶接個所がアルゴンガス雰囲気下に存
しているので、材料酸化などの問題は全然生じなく、確
実な溶接が行われる。

その際、シールドカバー２を通して溶接個所が明視し得
るので、作業は円滑に行われると共にシールドカバー２
外へのアルゴンガス洩れ量は極＜僅かであるので安全性
も高い。

なお、数多い溶接個所を順次溶接仕上げするには作業者
Ｍがシールド容器１の周りを移動する必要があるので、
シールドカバー２をシールド容器１の開口周りに回動さ
せ乍ら溶接作業を行えるようにすれば良く、連続的かつ
容易に作業を進めることができる。

この場合第３図に示すシールドカバー２が適する。

溶接作業中にアルゴンガス量が洩れ等によって不足して
くることが考えられるが、この補充は不活性ガス注入口
４を利用して行ってもよく、また、溶接トーチ８がアル
ゴンガスを噴出し得る構造のものであれば、該トーチ８
によって補充することも勿論可能であり、何れの場合も
１分当り１０１〜２０／程度の少量で済むので、ガス消
費量は低減される。

また、溶接トーチ８からのガス補充を行う場合には供給
量、流速ともに小さくてよいので撹乱作用が生じず、空
気の巻き込みなどの不都合は解消される。

溶接終了後には、当然２００℃程度まで溶接部の温度が
低下する間所謂アフターシールを行う必要があるが、こ
の治具を使用すれば溶接部は当然アルゴンガス雰囲気下
にあるので、簡単にアフターシールが戒される。

本考案は以上の説明によって明らかにしたように、不活
性ガス注入口４を底壁、周壁下部等下方部に開口して有
し、不活性ガス雰囲気下て電気溶接が戊される被溶接物
３を頂部に設けた開口から出し入れ可能に収納し得るシ
ールド容器１と、前記頂部開口に気密的なフード状で覆
わせるシールドカバー２とからなり、シールド容器１の
周壁あるいはシールドカバー２の周壁で、シールド容器
１内に収納した被溶接物３の溶接個所よりも若干高い個
所に、不活性ガス取出口５を設ける一方、シールドカバ
ー２は前記溶接個所を外方から透視し得る如く、少くと
も一部を透明体により形成すると共に、溶接トーチ８を
シールドカバー２の外から操作し得る如く、腕さし入れ
孔７を前記不活性ガス取出口５と等高位置又は高位置に
おいて前記シールドカバー２に開口せしめた構成とした
ものであり、完全な不活性ガス雰囲気下で溶接が行える
ために、溶接材料の酸化がなく、品質の良い溶接部を安
定的に得ることができるとともに、不活性ガス及び溶接
ヒユームを作業者が直接扱い込むおそれは本考案治具に
よって確実に解消され酸欠による危険性は防がれて安全
性にすぐれている。

また、不活性ガスを閉じ込めて溶接する形態であるので
、不活性ガスの消費量が削減でき、加工コストの低減が
はかれるし、アフターシールも簡単に行えて、品質の向
上を果すことが可能である等、種々のすぐれた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案治具の態様を略示する正面図、第２図は
被溶接物の溶接部の拡大断面図、第３図および第４図は
本考案に係るシールドカバーの正面図、第５図は溶接ト
ーチの１例の略示構造図である。 １・・・・・・シールド容器、２・・・・・・シールド
カバー３・・・・・・被溶接物、４・・・・・・不活性
ガス注入口、５・・・・・・不活性ガス取出口、７・・
・・・・腕さし入れ孔、訃・・・・・溶接トーチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 不活性ガス注入口４を底壁、周壁下部等下方部に開口し
   て有し、不活性カス雰囲気下て電気溶接が或される被溶
   接物３を頂部に設けた開口から出し入れ可能に収納し得
   るシール］・容器１と、前記頂部開口に気密的なフード
   状て覆わせるシールドカバー２とからなり、シールド容
   器１の周壁あるいはシールドカバー２の周壁て、シール
   ド容器１内に収納した被溶接物３の溶接個所よりも若干
   高い個所に、不活性ガス取出口５を設ける一方、シール
   ドカバー２は前記溶接個所を外方から透視し得る如く、
   少くとも一部を透明体により形成すると共に、溶接トー
   チ８をシールドカバー２の外から操作し得る如く、腕さ
   し入れ孔７を前記不活性カス取出口５と等高位置又は高
   位置において前記シールドカバー２に開口せしめたこと
   を特徴とする溶接用治具。