JPS6036873B2 - ガス溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス熔接方法、特に酸素−アセチレンガスをい
るガス溶接（又は圧援）工法に関するものである。

この種のガス熔接方法においては、溶接されるべき一対
の鉄筋等の対象物を互いに接合させ、この接合部（被溶
接部）の周囲にアセチレンと酸素との混合ガス噴出用の
ノズルを配し、このノズルから上記混合ガスを被溶接部
に吹付けることが一般に行なわれている。

この場合、次のようなことが問題となる。

即ち、上記の接合が不充分であってそこに少しでも隙間
が存在していると、この隙間に大気中の酸素が侵入した
まま溶接されることになるので、得られた溶接部分が酸
素を取込んでしまい（酸化され）、一対の対象物が全く
溶接されないか、或いは熔接部分の強度が弱くて応力が
加わったときに簡単に破壊することがある。このため、
溶接初期にも対象物に対してかなりの力を作用させ、上
記接合部での隙間をなくす必要があるが、このように圧
力を加えても完全に隙間をなくすことは不可能であり、
溶接部での酸化膜の生成を防ぐことはできない。また、
別の問題として、溶接されるべき対象物の表面は大気中
の酸素によって既に酸化されているこが常である（これ
は、対象物を溶断した後にその溶断位置で再び溶接する
場合に顕著である。

）から、溶接に際しては対象物表面の酸化膜をサンダー
等の研磨手段で予め充分に除去しなければならない。一
方、ノズルに上記混合ガスの噴出口とアセチレンガスの
みの噴出口とを並置して設け、後者の噴出口からのアセ
チレンガスによって被溶接部に対し還元炎圏を形成し、
上記した如き酸化を防止しようとする装置が考えられる
。

ところがこの場合、単にアセチレンガスを吹付けるのみ
では、混合ガスと容易に混ざってしまうため、アセチレ
ン過剰の混合ガスを吹付けたのと同様になり、問題の解
決にはならない。本発明者は、鋭意検討を加えた結果、
特にガス噴出方法を巧みに工夫することによて、上記し
たすべての問題点を効果的に解消できる方法を見出し、
本発明に到達したものである。

即ち、本発明によるガス溶接方法は、ガス溶接されるべ
き対象物（例えば一対の鉄筋）の被溶接位置に対し燃料
ガス（例えばアセチレンガス）と酸化性ガス（例えば酸
素ガス）との混合ガスを吹付けると同時に、この吹付け
位置とは別の被溶接位置に対し、実質的に前記燃料ガス
のみからなるガスを直接的に吹付け、この際このガスを
前記混合ガスと実質的に混合させない状態にして吹付け
ることを特徴とするものである。

従って本発明の方法によれば、上記混合ガスとは別の位
置に燃料ガスを主体とするガスを混合しないように吹付
けているために、このガスによる還元炎圏を被溶接部に
おいて充分に形成して酸素の影響を効果的に遮断し、溶
接時に生じ得る酸化膜又は酸化物の生成を完全に防止す
ることができるのである。

この結果、充分な強度の溶接部を形成できるのみならず
、溶接時に仮に対象物間に隙間があってもこの隙間を上
記還元炎埋め尽くすために問題が生じない。従って、溶
接時に対象物に加える初期圧が不要となり、作業性が大
幅に向上する。加えて、溶接前に既に対象物表面に酸化
膜が存在していても、この酸化膜は上記燃料ガスによる
還元炎によって還元され、消失するから、酸化膜の除去
作業を省略でき、これも溶接の作業性及び歩盛りの向上
に寄与している。以下、本発明を酸素−アセチレンガス
溶接又は圧嬢に適用した実施例を図面について詳細に述
べる。

まず第１図〜第７図について、本例によるガス熔接方法
に使用するガス溶接装置の全体的構成を説明する。

この装置は吹管部１とノズル部（又はバーナー部）２と
からなり、吹警部１の先端には酸素ガス導入管３とアセ
チレンガス導入管４とが設けられ、これらの導入管から
の各ガスがその合流管部５にと互いに混合されて吹管６
からノズル部２へ導びかれる。導入管４からのアセチレ
ンガスはこの装置の把持部３６内にて分岐され、一方は
上記酸素ガスと混合され、他の部分は別の吹管７を通じ
てノズル部２へ導びかれる。

なお、図中の８はアセチレンガスの調節バルブ（ナット
）、９は酸素ガスの調節バルブ（ナット）、１川ま酸素
アセチレン混合ガスの調節バルブ（ナット）であって、
いずれも公知のねじ込み式バルブとして構成されている
。混合ガス用の吹管６は更に、ノズル部２のＵ字状分岐
管１１，１２を夫々分岐され、各分岐管と一体のノズル
１３，１４，及び１５，１６に夫々達通せしめられてい
る。一方、アセチレンガスのみ吹管７はノズル部２の手
前で小管１７，１８に分岐され、これらは夫々上記分岐
管１１，１２の側壁を貫通した後、上記／ズル１４，１
５内へ挿入されてその先端にまで導びかれている。なお
、ノズル部２はナット３８，３９を緩めることによって
吹管７，６から取外し可能であり、また対象物のサイズ
に応じたノズルに交換できる。ここで、ノズル部２は第
８図〜第１０図の如くに構成されていることが重要であ
る。

まず、各ノズル１３〜１６は溶接されるべき対象物１９
（例えば鉄筋）の被溶接部２０‘こ対し、その径万向に
放射状に対称配置されていて、各先端には被溶接部２０
の円周方向に沿う少なくとも２つの混合ガス噴出口２１
及び２２、２３及び２４、２５及び２６、２７及び２８
が夫々ノズル中心軸から斜めに形成されている。これら
の各噴出口からの混合ガス２９は被溶接部２０１こ対し
８箇所に均等に吹付けられ、従ってガス炎による加熱は
一様に行なうことができる。なお、ガス溶接に際しては
、各ノズル１３〜１６の中心軸の交点Ｐに対象物１９の
中心が位置するよに各ノズルが配設され、またその中心
よりの垂線と上記吹管６の延長線とが互いに直交して交
わる如くに各位層関係を定めておくのがよい。つまり、
それによって、溶接時の混合ガスの分布を一様にするこ
とを確保できるからである。上記ノズル配置に加えて注
目すべき構成は、上記の各小管１７，１８が互いに１８
０度の角度で対向したノズル１４及び１５内をその先端
にまで導びかれ、各ノズルの混合ガス噴出口２３及び２
４、２５及び２６の中間位置にて夫々アセチレンガス噴
出口３０，３１として閉口せしめられていることである
。これらの噴出口３０，３１は従って、対象物１９に対
しその歪方向にて互いに逆方向にアセチレンガス３２を
吹付けることのできるものである。第９図及び第１０図
には、上記の各噴出口が更に詳細に示されている。なお
、第１ １図は吹管中のガス流路を概略的に示すもので
ある。次に、上記の如くに構成されたガス溶接（又は圧
嬢）装置を用いて熔接を行なう方法を説明する。

まず第１２図に示すように、互いに溶接されるべき対象
物、例えば一対の鉄筋１９ａ，１９ｂの各被溶接部２０
を髭当せしめられる。

この際、被溶接部２川ま溶穣時の加熱効率を良くするた
めに斜めにカットされているから、そこでは一定の間隔
３３が存在している。この間隙３３の存在は、後で詳述
する理由から何ら支障はなく、初期圧をかけることが全
く不要である。第１２図の如き溶接開始前の状態で特に
注目すべきことは、上記間隙３３が存在していても問題
はなく、むしろ溶接効率が良くなることと、鉄筋１９ａ
，１９ｂの各表面（特に被溶接面）に酸化膜が既に存在
していてもこれを従来のようにサンダー等で予め除去す
る必要はないことである。次いで第１３Ａ図及び第１３
Ｂ図の如くに各ノズルによって一対の鉄筋１９ａ，１９
ｂの被溶接部（又は接合部）２０を囲む如くにセットし
、各ノズルから酸素ーアセチレン混合ガス２９と共に適
量のアセチレンガス３２を噴出させる。

ガス炎によって被溶接部２０が温度上昇する際に鉄筋１
９ａ，１９ｂを例えば油圧駆動によって圧姿せしめ、こ
の状態で溶接を行なうことによって全周に一様に盛上っ
た溶接部３５が第１４図に示す如くに生じ、両鉄筋を完
全に溶着させることができる。この熔接中においては、
第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に明示するように、混合ガス
２９を対象物の全周にほぼ均等に吹付けると同時に、こ
の吹付け位置とは別の位置に対してアセチレンガス３２
を直接的に吹付け、しかもこのアセチレンガスが吹付け
時に混合ガス２９と混じり合わないようにしていること
が極めて重要である。従って、アセチレンガス３２は、
上記間隙３３及びその近傍に対し充分に接触することに
なる。更にまた、第１３Ｂ図に明示するように、各ノズ
ルからの混合ガス２９は図示した角度関係で吹付けられ
ために、各混合ガス流が対象物の周面に衝突後に互いに
混ざり合って乱流３４が生ぜしめられ、この乱流による
混合ガス流が還元ガスと共に第１３Ａ図に一点鎖線で示
す如くに対象物の軸に沿う方向へも拡がる。このことは
、被熔接部を大気の酸素から遮断する上で効果的な現象
である。このようにして溶接を行なった後、必要に応じ
て溶接部３５を研磨等で処理し、第１５図の如くに製品
３７の面を平坦化する。

上記したことから理解されるように、本実施例の熔接方
法（ガス圧薮工法）によれば、熔接作業時に、鉄筋１９
ａ及び１９ｂ間の被溶接部２川こ対しては上記したよう
に混合ガス２９が均等に当たり、一様な加熱を行うこと
ができる。

しかも、仮に両鉄筋１９ａ及び１９ｂの接合部に隙間が
存在していても、上記噴出口３０，３１からのアセチレ
ンガスの噴出によって、被溶接部２川こ対する還元炎圏
内が充分に広がることになり、これに伴って被溶接部２
０における酸化反応が阻止され、酸化膜又は酸化物の生
成を効果的に防止することができる。この酸化防止効果
は、上記アセチレンガスが混合ガスの噴出位置とは別の
位置に噴出され、かつノズル１４及び１５から互いに逆
方向へ噴出されるために、極めて良好なものとなってい
る。上記アセチレンガスを互いに逆方向に噴出させるこ
とによる効果として、それらの逆方向への噴出によって
アセチレンガス同士の衝突による一種の乱流作用が均等
に生じ、これがガス炎の局在化を防ぐと共に還元炎圏内
を拡大するのに寄与する。従って、上記方法においては
、従来のように溶接時に初期圧を加えなくても（即ち、
間隙３３が存在していても）何ら問題はなく、溶接の作
業性が向上することになる。

しかも、溶接前に鉄筋の表面に酸化膜が存在していても
、この酸化膜はアセチレンガス３２の効果的な供給によ
って溶接中に還元されるから、溶接部３５中に残存する
ことはない。このために、上記酸化膜は予め除去する必
要は全くない。上記した方法に基いて得られた溶接部に
は、酸化物特有の表面性や外観は全く観察されず、カー
ボンが随所に存在若しくは被着していることが確認され
ている。

これは、溶接中に上記した還元雰囲気が効果的に作用し
ながら、アセチレン−酸素による溶接性が充分であるこ
とを意味している。また、上記溶接部は強度的にも充分
であり、引張試験、曲げ試験も問題なないことも確認さ
れた。なお、アセチレンガスの噴出口３０，３１の位置
は上記のことから非常に重要であるが、本実施例によれ
ば、ノズル１４及び１５自体に一体に形成しているため
に、その位置精度を出し易い。つまり上記ノズル１４，
１５の先端部３４に各噴出口を予め加工しておき、しか
る後ノズル１４，１５の先端面に固定したり、或いはそ
の先端部３４がノズル１４，１５と一体であっても各噴
出口の加工は精度良くしかも容易に行なえる。また、本
実施例に用いるノズル構造は、各ノズルの配置を適切に
したこと（等にアセチレンガス噴出口をノズルに一体に
組込んだこと）によって対象物の被溶接部を見通し良く
目視することができ、作業性良くかつ安全に溶接を行な
うことができる。

なお、この溶接装置は均一加熱効果が得られるために、
対象物を回動させて加熱城を均等化する等の操作を行な
うことを要せず、これも作業性の向上に大きく寄与して
いる。

第１６図及び第１７図は、既述のノズル構造の変形例を
示すものである。

この例では、上記のアセチレンガス用の小管１７，１８
をノズル部２の各分岐管１１，１２の外面に沿ってノズ
ル１４，１５の先端に導びし、ている。

このように構成しても、ノズル先端の小管１７，１８の
各噴出口の向きを被溶接部に向けることによって、上述
した第１の実施例と同様の酸化防止効果を得ることがで
きる。また各小管１７，１８はノズルと一体であるから
、溶接時に対象物を容易に観察でき、作業の妨げとはな
らない。第１８図は、更に別の溶接装置を示すものであ
って、上述した例とは、把持部６の部分を吹管６と同一
方向に設けている（即ち屈曲せしめていない）点が異な
っている。この直線形状の溶接装置は、使用する場所等
に応じ適宜選択して使用すればよい。以上、本発明を例
示したが、上述の例は本発明の技術的思想に塞いて更に
変形が可能である。

例えば、上述の各ノズルの本数や混合ガス及びアセチレ
ンガス噴出口の個数、位置は様々に変更することができ
る。また、使用するガスの種類もガス溶接又は圧嬢に使
用可能なものであれば、上記したものに限られることは
ない。また、本発明が適用される対象物は上述の鉄筋等
の長手材外であってもよいし、対象物の種類によって各
ガスの噴出方法及びノズルの構造等を適宜変更すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施々を示すものであって、第１図はガ
ス溶接装置の平面図、第２図は同装置の裏面図、第３図
は同装置の正面図、第４図は同装置の背面図、第５図は
同装置の右側面図、第６図は同装置の左側面図、第７図
は同装置の斜視図、第８図はノズル部（バーナー部）の
一部断面平面図、第９図はノズルの断面図、第１０図は
ノズルの先端部の正面図、第１１図は吹管中のガスの概
略流路図、第１２図、第１３Ａ図、第１３Ｂ図、第１４
図、第１５図は溶接作業の各段階を示す図、第１６図は
別の例によるノズル部（バーナー部）の一部分の平面図
、第１７図は同ノズル部のノズル先端部の正面図、第１
８図は更に別の例によるガス溶接装置の正面図である。 なお、図面に示された符号において、１・・・・・・吹
管部、２…・・・ノズル部（バーナー部）、６，７・・
・・・・吹管、１１，１２・・・・・・分岐管、１３，
１４，１５，１６……ノズル、１７，１８……小管、１
９・・・・・・対象物、２０・・・・・・被溶接部、２
１〜２８・・・・・・混合ガス噴出口、２９・・…・混
合ガス、３０，３１．．…・アセチレンガス噴出口、３
２…・・・アセチレンガス、３３・・・・・・隙間、３
４…・・・乱流ガス、３５・・・．・・溶接部。である
。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３Ａ図 第１３Ｂ図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガス溶接されるべき対象物の被溶接位置に対し燃料
   ガスと酸化性ガスとの混合ガスを吹付けると同時に、こ
   の吹付け位置とは別の被溶接位置に対し実質的に前記燃
   料ガスのみからなるガスを直接的に吹付け、この際この
   ガスを前記混合ガスと実質的に混合させない状態にして
   吹付けることを特徴とするガス溶接方法。