JPS621545Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、一般にスポツト溶削と呼ばれる、加
工物表面の欠陥を含む特定帯域から金属を熱化学
的に除去することに関するものであり、特には所
望される削除部巾に相応して複数の隣合うノズル
を使用することにより鋼材上を一回の通過でフイ
ンの発生を伴うことなく欠陥選部を選択的に溶削
するのに特に適する溶削ノズルに関する。

スポツト溶削においては、横方向に相並べて配
置される複数のノズルが、金属加工物の移動行路
を横断方向に横切つて配置されそして加工物表面
全体ではなく表面欠陥を含む帯域のみを溶削する
よう選択的に作動される。スポツト溶削における
必要条件は、すべての溶削部がフインを伴わずに
生成されねばならないことだけでなく、隣りあう
削除部同志が重なりあつて深いえぐれ跡を生ぜず
またそれらの間に未溶削部を生じないことであ
る。溶削部の境界に沿つてフイン即ち未酸化金属
付着物の隆起を形成することなく金属体上にでた
らめに位置する欠陥を個別的に溶削しうるスポツ
ト溶削ノズルについては、特公昭55−18435号に
開示がある。

スポツト溶削機の好ましい具体例においては、
鋼材上を通つての一回の通過において溶削されう
る金属表面巾を増加する為に、複数の溶削ノズル
が並置して使用される。斯くして、このような溶
削装置は、加工物全体を表面除去するのに、或い
はでたらめに位置する欠陥を選択的に溶削するの
に随意に使用されうる。このような装置は、適当
な溶削ノズルをオン及びオフに切換える信号を送
る自動制御システムとの組合せにおいて特に有用
である。

しかしながら、この型式の個別的なスポツト溶
削を行いうる溶削ノズルを複数個使用しての溶削
は、加工物上に溶削ノズルが互いに当接しあつて
いる帯域に未溶削部分を残す。これは、溶削ノズ
ルの個々のものが上述したフインの発生を伴わな
いようノズル巾より狭目の巾の削除部を生成する
よう設計されているという事実に由る。従つて、
これらノズル列のうち２つの隣りあうノズルが鋼
材上を一回の通過において相並んで作動されて、
２つの隣りあう削除部を生成するなら、それら削
除部間に未溶削域が残ることになる。未溶削域が
追加的に除去されねばならない。逆にノズル巾よ
り広目の巾の削除部を生成するようノズルが設計
されるとしたら、隣りあう２つのノズルは部分的
に重なりあう削除部を生成する。重なりあつた部
分で深いえぐれが生じる。こうした状況は、時
間、作業コスト及び材料の余分なそして無駄な削
除の点で経済的でない。

従つて、本考案の目的は、ノズル自体と同巾の
フインのない削除部を生成しうるスポツト溶削ノ
ズルを提供することである。

本考案の別の目的は、複数個一列に並べて使用
される時、個々の削除部間に未溶削域いはえぐれ
の形成を伴うことなくフインのない溶削部を生成
しうるスポツト溶削用ノズルを提供することであ
る。

要約すると、本考案は、溶削部の境界に沿つて
フインの形成を回避しながら金属体から欠陥を選
択的に溶削する為のスポツト溶削ノズルであつ
て、終端に酸素放出口を形成する酸素ガス通路と
予熱ガス口とを具備し、該酸素放出口が、溶削さ
れるべき金属体を横切つて一様な強さのシート状
溶削酸素流を放出するよう平行な上方及び下方縁
辺により構成される中央区画と、少く共１つの端
区画を有し、そして該予熱ガス口が該酸素放出口
の上下両側に前記端区画を含めて一様に並置され
るスポツト溶削ノズルを提供し、このノズルは、 (a) 前記酸素放出口の端区画が該端区画の高さが
該酸素放出口側辺に向けて漸減されるが零にな
らないよう５〜30゜の角度で傾斜せしめられた
縁辺を有し、そして (b) 前記端区画を有する前記酸素放出口側辺が開
放されている。

ことを特徴とする。

本考案の好ましい具体例において、酸素放出口
はただ一つではなく２つの端区画を具備し、それ
によりノズルが最大値の順応性をもつて、即ち
個々の溶削ノズルとしてでも或は並置配列されて
使用されるノズルとしてでも利用することが許容
される。これとは対照的に、唯一つの端区画のみ
を持つ本考案に従うノズルは並置配列状でのみ使
用されうる。この配列において、端区画を伴わな
い酸素放出口の縁は同様のノズルの相当する縁と
当接される。酸素放出口の端区画は所望される溶
削巾に応じて自由端として或いは別のノズルと当
接される。斯くして、唯一つの端区画のみを持つ
ノズルにしては、酸素放出口の中央区画は該端区
画から酸素放出口の反対縁までの長さに相当す
る。２つの端区画を有するノズルに対しては、中
央区画は両方の端区画間の長さから成る。

以下、図面を参照して、本考案を具体的に説明
する。

第１図を参照すると、複数個並置されて個々に
溶削ユニツトを構成する溶削ノズル１０は従来型
式の上方及び下方予熱ブロツク１及び２から成
る。上方予熱ブロツク１の下面５と下方予熱ブロ
ツク２の上面６とは酸素放出口８を終端に形成す
る一つの連続した酸素ガス通路７を構成する。

第１図の−Ａ線に沿つて見た図である第２図
は、個々に上方及び下方予熱ブロツク１及び２を
含む３つの当接しあう溶削ノズル１０の正面を示
し、そして上方及び下方予熱ブロツクの各々は酸
素放出口８の上下両側にその全体にわたつて一様
に並置される予熱ガス口３及び４とそれぞれ具備
している。各溶削ノズル１０の酸素放出口８は、
その高さが一定である中央区画Ｃを有しており、
これにより該中央区画巾に相応して加工物表面を
横切つて一様な強さのシート状酸素流が放出され
る。挿設体として設けられうる流れ制限体１１及
び１２が各酸素放出口８の側辺縁１５及び１６そ
れぞれに設けられて酸素放出口の端区画ｂを構成
する。酸素放出口両端部における端区画ｂの高さ
は、そこから放出される酸素流の強さが酸素放出
口８の巾Ｗに相当する溶削部の境界を越えて本来
の溶削反応を持続するには不充分であるが上記溶
削部境界を越えて吹飛ばされてきた僅かの金属融
体を酸化してフインを形成しないようにするには
充分であるように減縮されている。予熱ガス口３
及び４は、酸素放出口の上下両側に端区画ｂを含
めて一様に並置されて、酸素放出口の巾Ｗにわた
つて予熱を行う。

溶削ノズルが第２図に示されるように並置して
使用される時、酸素流れが酸素放出口端において
減少される程度は、フイン形成の問題が生ずる多
ノズル配列体の開端即ち自由端２０及び２１にお
いてのみ重要である。ノズル当接縁２２及び２３
においては、酸素放出口の当接端から放出される
酸素流れが溶削部の巾Ｗに少く共等しい巾の溶削
部を生成するに充分であり、それにより隣合う溶
削部を部分的に重ならせるか或いは衝接縁２２及
び２３において丁度合致させる限り、フインは形
成されえない。斯くして、実際問題として、これ
らノズルのすべてが並置状態だ相並んで連続的に
作動されるのなら、流れ制限体は当接縁において
必要とされない。しかし、スポツト溶削中最大限
の順応性を保証する為には、即ち加工物の全表面
にわたつてでたらめに位置する様々の巾の欠陥を
鋼材上を一回通過するだけで選択的に溶削しうる
ようにする為には、各酸素放出口の両端において
流れ制限体を設けることが必要であり、それによ
り溶削されるべき欠陥の巾に依存してノズルを
個々に或いは複数個併用して使用することが許容
される。

第６図は、第２図に示したような並置されるノ
ズルが鋼材上の一回の通過においてでたらめに位
置する欠陥部のみを選択的に溶削するべく作動さ
れる態様を例示する。第６図を見ると、複数の隣
接する溶削ノズル７１，７２，７３，７４及び７
５が示され、その各々には番号７８及び７９それ
ぞれにより表示される通路を通して溶削ノズルに
酸素及び燃料ガスが提供される。スポツト溶削さ
れるべき加工物Ｗの表面上のでたらめに位置する
欠陥が８１，８２，８３，８４及び８５として示
されている。以下に記載される溶削作業は瞬時的
スタートにより特徴づけられるスポツト溶削の好
ましい方式と関係する。これは、本考案の溶削ノ
ズルと米国特許第3966503号に開示されるフライ
ングスタート溶削法とを組合せることにより好適
に実現されうる。

並置溶削ノズル７１，７２，７３，７４及び７
５が加工物Ｗと接触して、ノズル７４が欠陥帯域
８４の前端８６に達するに際してノズル７４が始
動されてフライングスタートが為され、その後ノ
ズル７４が帯域８４の後端８７に達するまで溶削
を行い、後端に達するとノズル７４は停止され
る。今度は欠陥８１及び８２に対応するノズル７
１及び７２がフライングスタートされる。溶削ノ
ズル群が加工物上を通過していくにつれ、ノズル
７２はそれが欠陥帯域８２の後端に達するまで作
動状態にとどまりそしてそこに達するとユニツト
７２は作業者により或いは機械的乃至電気的信号
により停止される。ノズル７１は作動したままで
ある。再度、ノズル７４が作動されて欠陥帯域８
５をスポツト溶削し始める。欠陥帯域８３の始端
に溶削ノズル群が近づくと、ノズル７３が作動さ
れ、ノズル７４は帯域８５の終端に達すると停止
され、そしてノズル７１は帯域８１の終端に達す
ると停止される。ノズル７３は欠陥帯域８３の終
端に達する時停止される。鋼材上を通過中、ノズ
ル７５は、それが上方を通る加工物帯域に欠陥が
存在しないから停止のままである。

本考案の重要な特性は、溶削ノズルの流れ制限
体が酸素放出口の端区画の高さを零にまで減じな
いことである。これは、酸素流れの強さが生成溶
削部が酸素放出口巾より狭くなる点にまで減少す
るのを防止する為である。即ち、端区画における
酸素放出口の高さは、隣り合う溶削部間に未溶削
部を生ぜず且つえぐれを形成することなく複数の
ノズルをして相並んで加工物を溶削せしめる一方
フインを伴わない溶削部を創生するように、零と
はならない程度に減少される。溶削酸素流の一部
はノズルの開放側部に沿つても放出せしめられ
る。すなわち、ノズルの側面は、溶削部境界に沿
つてフインの形成を回避したまま溶削部を所定の
巾まで拡張するべく酸素放出口背後に充分の距離
にわたつて流れ制限体上方で開放され、そこを通
して溶削酸素流が一部側方に放出される。

流れ制限体１１及び１２と上方及び下方予熱ブ
ロツク１及び２により形成される酸素放出口８の
形状は、その正面図として第３図に示されてい
る。代表的に、酸素放出口は、約200〜300mmの巾
Ｗ、約6.5mmの高さＨそして約２mmの両端におけ
る高さｄを持つている。酸素放出口端区画ｂの下
縁辺は角度αの傾斜で示され平行部ｅにおいて終
端する。ｅの長さは好ましくは約6.5mmであるが
零から高さＨの値の２倍まで変わりうる。ｄ及び
ｅの一定値に対して、ｂの長さは傾斜角αに応じ
て変化する。傾斜角αは一般に約５〜30゜であ
る。ｄ／Ｈの比は約１：６〜１：２まで変えるこ
とができる。もつとも有効な作業に対しては、
ｄ／Ｈ及びｂ／Ｈの比率は好ましくは10゜の傾斜
角αにおいてそれぞれ約１：３及び５：１であ
る。巾Ｗの寸法は、ｂ、ｄ及びＨの値が上記定義
されるようなものでありそしてまだ尚フインを伴
わない溶削部を生成する時広範囲に変化しうる。

第４図は、傾斜縁辺が端区画ｂ全体に形成され
ている、第３図に示された酸素放出口と同様の別
の具体例を示す。第３図におけるように、傾斜角
αは５〜30゜の範囲をとりうる。もつとも有効な
作業に対して、ｄ／Ｈ及びｂ／Ｈの比率は、10゜
の傾斜角においてそれぞれ約１：３及び４：１で
あることが好ましい。

本考案の別の具体例において、第３及び４図の
酸素放出口端区画の直線的に傾斜された縁辺は第
５図に示されるように一様な曲線部ともされう
る。しかし、すべての具体例において、端区画の
傾斜部分の巾（一般式ｂ−ｅにより表わされる）
対傾斜部分の高さ（Ｈ−ｄ）の比率は約２：１か
ら10：１までとすべきであり、５：１の比率が好
ましい。第４及び５図に示した具体例に対しては
ｅ＝０である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に従う溶削ノズルを３つ備え
る溶削装置の斜視図である。第２図は、第１図の
Ａ−Ａ線の方向から見た３つの溶削ノズルの正面
図である。第３図は、第２図において並置して示
された酸素放出口の正面図である。第４及び５図
は、本考案に従う酸素放出口の別の具体例の正面
図である。第６図は、第２図に示したような装置
が加工物上に選択的溶削をもたらすよう機能して
いる態様を例示する。 図面の主構成要素は次の通りである：１０……
溶削ノズル、１，２……上方及び下方予熱ブロツ
ク、３，４……予熱ガス口、７……酸素ガス通
路、８……酸素放出口、Ｃ……中央区画、ｂ……
端区画、１１，１２……制限体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 溶削部の境界に沿つてフインの形成を回避しな
   がら金属体から欠陥を選択的に溶削する為のスポ
   ツト溶削ノズルであつて、終端に酸素放出口を形
   成する酸素ガス通路と予熱ガス口とを具備し、該
   酸素放出口が溶削されるべき金属体を横切つて一
   様な強さのシート状溶削酸素流を放出するよう平
   行な上方及び下方縁辺により構成される中央区画
   と少く共１つの端区画とを有し、そして該予熱ガ
   ス口が該酸素放出口の上下両側に前記端区画を含
   めて一様に並置されるスポツト溶削ノズルにおい
   て、 (a) 前記酸素放出口の端区画が、該端区画の高さ
   が該酸素放出口側辺に向けて漸減されるが該側
   辺において零とはならないよう５〜30゜の角度
   で傾斜せしめられた縁辺を具備し、そして (b) 前記端区画を有する前記酸素放出口側辺が開
   放されている ことを特徴とするスポツト溶削ノズル。