(57)【要約】【課題】溶接部近傍に配置するときの操作性を向上するとともに、溶接部近傍にシールドガスを均一に噴出する。【解決手段】バックシールド装置１を、突合せ溶接する管１１内に挿入するとき、案内ローラ１５ａの位置を管１１の内径に応じて調節してガス供給管６を管１１の中心に位置決めする。バックシールド装置１を、管１１の溶接部２６の裏側に移動して、ガス供給管６を溶接部裏面近傍に配置し、ガス供給管６のフランジ７に取り付けたシール部材３で溶接部裏面近傍の一定の範囲を封止する。この状態でガス導入ホース２５からシールドガスを通りガス供給管６に供給する。ガス供給管６に供給されたシールドガスは、ガス供給管６内のメッシュ部１０で拡散させ、多数のガス噴出口５から溶接部裏面近傍に均一に噴出して溶接部裏面近傍をガスシールドする。【選択図】　　図１
2004106020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給部とシール部材及びシール固定部を有し、
ガス供給部は、溶接部の裏面近傍にシールドガスを噴出するものであり、円筒状に形成され、多数のガス噴出口を有するガス供給管と、ガス供給管の両端部に設けられたフランジと、一方のフランジの中心部に連結されたガス導入管と、他方のフランジに連結されたガイド軸と、ガス供給管内に収納されたメッシュ部を有し、
シール部材は、溶接部の裏面近傍のシールドガス噴出領域を区画するものであり、ゴム又はスポンジからなり、ガス供給部の各フランジの外側に取り付けられ、
シール固定部は、ガス供給部の両側のフランジに取り付けたシール部材を固定するとともにガス供給部を接合する管の中心に位置決めするものであり、ガス供給部のガス導入管又はガイド軸と嵌合する内径を有するガイド管と、ガイド管の一方の端部に設けられた押えフランジと、ガイド管の他方の端部に設けられた心出し手段を有することを特徴とする管溶接用バックシールド装置。
【請求項２】
前記メッシュ部をステンレスファイバで構成した請求項１記載の管溶接用バックシールド装置。
【請求項３】
前記心出し手段は、ガイド管に対して３等分して配置された３組の案内ローラと、案内ローラの１組をガイド管の中心に対して位置決めする位置決め手段と、他の２組の案内ローラのガイド管の中心に対する位置を調節する位置調節手段を有する請求項１又は２記載の管溶接用バックシールド装置。
【請求項４】
前記位置決め手段はねじ連結機構を有し、位置調節手段はバネ連結機構を有する請求項３記載の管溶接用バックシールド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、管を突合せ溶接するとき、管内面のガスシールドを簡単にかつ確実に行う管溶接用バックシールド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平５−１５４６９４号公報
【特許文献２】特開平８−３０９５２９号公報
例えばステンレス管の突合せ継手をティグ溶接で接合する場合、第１層溶接により円滑で良好な裏波ビードを形成するためには、イナートガスで裏当てして裏面に滑らかな溶融金属を得る必要がある。この裏面のガスシールドをするために、特許文献１に開示されたガスシールド工具は、図５に示すように、外周部に多数のガス吹出孔３０を有する筒状のガス吹出管３１の一方の側壁にガス導入管３２を設け、ガス吹出管３１の両側壁に、一方の端部を自由端とした複数の板ばね３３を取り付けている。このガスシールド工具を接合する管１１内に引き込み、ガス吹出管３１を溶接部２６の裏面に配置し、ガス導入管３２からシールドガスを導入し、ガス吹出管３１のガス吹出口３０から溶接部裏面付近に噴出させてガスシールドを行う。このガスシールドするとき、ガス吹出管３１の両端に設けた複数の板ばね３３の自由端を管内面に圧接して板ばね３３の反発力によりガス吹出管３１を接合する管の中心に位置させるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたバックシールド装置は、図６に示すように、前風船４０と後風船４１をくびれ部４２で結合して一体にした風船４３の前風船４０の後側に複数のガス吹出口４４を設け、後風船４１を貫通した排気管４５の吸引口を後風船４１の前側に設け、後風船４１の後側にガス導入管４６を設けている。この風船４３を接合する管１１内に引き込み、くびれ部４２を溶接部２６の裏面に配置し、ガス導入管４６からシールドガスを導入して風船４３を膨張させて溶接部裏面近傍の前後を封止し、シールドガスを前風船４０のガス吹出口４４から溶接部裏面付近に噴出させてガスシールドを行う。このガスシールドするとき、排気管４５から排出するガス量を調節することにより、溶接部近傍のシールドガスの圧力を制御するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載したガスシールド工具は、複数の板ばねの反発力で管内面に保持しているため、管内面との間に隙間ができ、溶接部近傍に噴出したシールドガスが隙間から放出されるため、大量のシールドガスを使用しなければならないという短所がある。また、ガスシールド工具を複数の板ばねの反発力で管内面に保持しているため、ガスシールド工具を管内に引き込むときの操作性が悪いという短所もある。
さらに、ガス吹出管に導入したシールドガスをガス吹出口から直接噴出させているため、ガスの噴出が不均衡になるという短所もある。
【０００５】
特許文献２に開示されたバックシールド装置は、風船を管内に引き込むとき、風船に傷が付いたりすることを防ぐ必要があるとともに、溶接部近傍に風船を引き込んでから膨張させる必要があり、くびれ部を溶接部近傍に位置決めすることが容易でなく、操作性が悪いという短所がある。
また、溶接部近傍に複数のガス吹出口からシールドガスを供給し、供給したシールドガスを排気管から排出しているため、大量のシールドガスを使用しなければならないという短所もある。
【０００６】
この発明はかかる短所を改善し、溶接部近傍に配置するときの操作性を向上するとともに、溶接部近傍にシールドガスを均一に噴出することができる管溶接用バックシールド装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の管溶接用バックシールド装置は、ガス供給部とシール部材及びシール固定部を有し、ガス供給部は、溶接部の裏面近傍にシールドガスを噴出するものであり、円筒状に形成され、多数のガス噴出口を有するガス供給管と、ガス供給管の両端部に設けられたフランジと、一方のフランジの中心部に連結されたガス導入管と、他方のフランジに連結されたガイド軸と、ガス供給管内に収納されたメッシュ部を有し、シール部材は、溶接部の裏面近傍のシールドガス噴出領域を区画するものであり、ゴム又はスポンジからなり、ガス供給部の各フランジの外側に取り付けられ、シール固定部は、ガス供給部の両側のフランジに取り付けたシール部材を固定するとともにガス供給部を接合する管の中心に位置決めするものであり、ガス供給部のガス導入管又はガイド軸と嵌合する内径を有するガイド管と、ガイド管の一方の端部に設けられた押えフランジと、ガイド管の他方の端部に設けられた心出し手段を有することを特徴とする。
【０００８】
前記メッシュ部をステンレスファイバで構成することが望ましい。
【０００９】
また、前記心出し手段は、ガイド管に対して３等分して配置された３組の案内ローラと、案内ローラの１組をガイド管の中心に対して位置決めする位置決め手段と、他の２組の案内ローラのガイド管の中心に対する位置を調節する位置調節手段を有する。この心出し手段の位置決め手段にはねじ連結機構を設け、位置調節手段にはバネ連結機構を設けることにより、簡単な構成でガス供給部を接合する管の中心に位置決めすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の管溶接用バックシールド装置の構成図である。図に示すように、バックシールド装置１は、ガス供給部２とシール部材３及びシール固定部４を有する。ガス供給部２は、図２の断面図に示すように、円筒状に形成され、多数のガス噴出口５を有するガス供給管６と、ガス供給管６の両端部に設けられたフランジ７と、一方のフランジ７の中心部に連結されたガス導入管８と、他方のフランジ７に連結されたガイド軸９と、例えばステンレスファイバからなり、ガス供給管６内に収納されたメッシュ部１０を有する。シール部材３は、例えばゴム又は発泡ウレタン等のスポンジからなり、接合する管１１の内径より一定長さだけ大きな外径を有し、中心部にガス供給部２のガス導入管８又はガイド軸９に嵌合する取付孔を有し、ガス供給部２のフランジ７の外側に取り付けられる。シール固定部４は、ガス供給部２の両側のフランジ７に取り付けたシール部材３を固定するとともにガス供給部２を接合する管１１の中心に位置決めするものであり、ガス供給部２のガス導入管８又はガイド軸９と嵌合する内径を有するガイド管１２と、ガイド管１２の一方の端部に設けられた押えフランジ１３と、ガイド管１２の他方の端部に設けられた心出し手段１４を有する。心出し手段１４は、図３の側面図に示すように、ガイド管１２に対して３等分して配置された案内ローラ１５ａ〜１５ｃと、ガイド管１２の中心に対して案内ローラ１５ａを位置決めする位置決め手段１６と、ガイド管１２の中心に対する案内ローラ１５ｂ，１５ｃの位置を調節する位置調節手段１７を有する。位置決め手段１６はガイド管１２に設けられ固定軸１８と、固定軸１８にねじ込んで案内ローラ１５ａの位置決めをするローラ保持部１９を有する。位置調節手段１７はガイド管１２に設けられ固定軸２０と、固定軸２０に対してバネ連結機構２１で連結されたローラ保持部２２を有する。
【００１１】
このバックシールド装置１のガス供給部２のフランジ７の外側にシール部材３を取り付け、シール固定部４の押えフランジ１３をシール部材３側にして、シール固定部４のガイド管１２をそれぞれガス供給部２のガス導入管８とガイド軸９に挿入し、押えフランジ１３をシール部材３に押付けた状態で止めボルト２３によりシール固定部４をガス供給部２に取り付けシール部材３を固定する。そしてガス供給管２のガス導入管８の先端部にガス導入ホースの連結手段と連結するカラー２４を取り付けガス導入ホース２５を連結する。
【００１２】
このバックシールド装置１を、突合せ溶接する管１１内に挿入するとき、シール固定部４に設けた心出し手段１４の位置決め手段１６により案内ローラ１５ａの位置を管１１の内径に応じて調節する。この状態で心出し手段１４の案内ローラ１５ｂ，１５ｃを固定軸２０側に押し込んで、バックシールド装置１を管１１内に挿入する。バックシールド装置１を管１１内に挿入すると、心出し手段１４の案内ローラ１５ａが管１１の内面に接触するとともに、バネ連結機構２１により案内ローラ１５ｂ，１５ｃが管１１の内面に押付けられ、バックシールド装置１を管１１の直径方向に位置決めしてガス供給管６を管１１の中心に位置決めする。このように心出し手段１４で、ガス供給管６を管１１の内面に対して位置決めすることにより、ガス供給管６を管１１の中心に容易に位置決めすることができる。
【００１３】
このバックシールド装置１を、図４の断面図に示すように、接合する管１１の溶接部２６の裏側に移動して、ガス供給管６を溶接部裏面近傍に配置し、ガス供給管６のフランジ７に取り付けたシール部材３で溶接部裏面近傍の一定の範囲を封止する。この状態でガス導入ホース２５からシールドガスを供給する。この供給されたシールドガスはガス導入管８を通りガス供給管６に供給される。ガス供給管６に供給されたシールドガスは、ガス供給管６内のメッシュ部１０で拡散させ、多数のガス噴出口５から溶接部裏面近傍に均一に噴出して溶接部裏面近傍をガスシールドする。
【００１４】
このようにガス供給管６に供給されたシールドガスをメッシュ部１０で拡散してガス噴出口５から噴出するから、溶接部裏面近傍にシールドガスを均一に分布させることができ、円滑で良好な裏波ビードを形成することができる。また、ガス供給管６のフランジ７にシール部材３を取り付けることにより、バックシールド装置１と管１１の内面のシール性を高めることができ、噴出したシールドガスを有効に利用することができる。さらに、ガス供給管６の長さを短くすることによりシールドガスを噴出する領域を限定することができ、使用するシールドガスの容量を低減することができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、円筒状に形成され、多数のガス噴出口を有するガス供給管をシール固定部に設けた心出し手段で接合する管の内面に対して位置決めするようにしたから、ガス供給管を管の中心に容易に位置決めすることができる。
【００１６】
この心出し手段としてシール固定部のガイド管に対して３等分して配置された３組の案内ローラと、案内ローラの１組をガイド管の中心に対して位置決めする位置決め手段と、他の２組の案内ローラのガイド管の中心に対する位置を調節する位置調節手段とで構成することにより、簡単な構成でガス供給管を管の中心に精度良く位置決めすることができる。
【００１７】
また、心出し手段の位置決め手段にはねじ連結機構を有し、位置調節手段にはバネ連結機構を有することにより、簡単な構成でガス供給管を管の中心に位置決めすることができる。
【００１８】
また、ガス供給管に供給されたシールドガスをメッシュ部で拡散してガス噴出口から噴出することにより、溶接部裏面近傍にシールドガスを均一に分布させることができ、円滑で良好な裏波ビードを形成することができる。このメッシュ部をステンレスファイバで構成することにより、長期間安定して使用することができる。
【００１９】
さらに、ガス供給管のフランジにシール部材を取り付けることにより、バックシールド装置と管の内面のシール性を高めることができ、噴出したシールドガスを有効に利用することができる。また、ガス供給管の長さを短くすることによりシールドガスを噴出する領域を限定することができ、使用するシールドガスの容量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管溶接用バックシールド装置の構成図である。
【図２】ガス供給部の構成を示す断面図である。
【図３】心出し手段の構成を示す側面図である。
【図４】溶接部に対するバックシールド装置の配置を示す断面図である。
【図５】特許文献１に示されたガスシールド工具の構成を示す断面図である。
【図６】特許文献２に示されたバックシールド装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；バックシールド装置、２；ガス供給部、３；シール部材、
４；シール固定部、５；ガス噴出口、６；ガス供給管、７；フランジ、
８；ガス導入管、９；ガイド軸、１０；メッシュ部、１１；管、
１２；ガイド管、１３；押えフランジ、１４；心出し手段、
１５；案内ローラ、１６；位置決め手段、１７；位置調節手段、
１８；固定軸、１９；ローラ保持部、２０；固定軸、
２１；バネ連結機構、２２；ローラ保持部。
【図１】
2004106020.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004106020.tif 000006
【図５】
2004106020.tif 000007
【図６】
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