(57)【要約】【課題】被溶接部材の被溶接部を充分にガスシールドし、併せて該被溶接部を溶接した後の溶接部を速やかに冷却することにより、該被溶接部材が例えばチタンやチタン合金のような活性金属製のものであっても、またかかる被溶接部材の被溶接部を高速溶接する場合であっても、溶接部の酸化やこれによる着色を防止できるガスシールド溶接装置を提供する。【解決手段】被溶接部材の被溶接部を囲むチャンバと、該チャンバ内に挿入されたトーチと、該チャンバ内にて該トーチの後方に配設されたトレイリングとを備え、不活性ガスで置換された該チャンバ内にて、該被溶接部材、及び／又は該トーチと該トレイリングとを移動させつつ、該トーチを用いて該被溶接部を溶接し、その直後に溶接部へ該トレイリングから不活性ガスを吹き付けるようにした。【選択図】          図１
2005040815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部材の被溶接部を囲むチャンバと、該チャンバ内に挿入されたトーチと、該チャンバ内にて該トーチの後方に配設されたトレイリングとを備え、不活性ガスで置換された該チャンバ内にて、該被溶接部材、及び／又は該トーチと該トレイリングとを移動させつつ、該トーチを用いて該被溶接部を溶接し、その直後に溶接部へ該トレイリングから不活性ガスを吹き付けるようにして成るガスシールド溶接装置。
【請求項２】
トーチが電極を囲むボディを備え、該ボディからシールド用の不活性ガスを吹き付けるようにしたものである請求項１記載のガスシールド溶接装置。
【請求項３】
トレイリングがトーチに取付けられたものである請求項１又は２記載のガスシールド溶接装置。
【請求項４】
被溶接部材の移動手段を備え、チャンバ、トーチ及びトレイリングが該移動手段の上方に支持されていて、該被溶接部材を該移動手段で移動させつつその被溶接部を溶接するようにした請求項１〜３のいずれか一つの項記載のガスシールド溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスシールド溶接装置に関し、更に詳しくはチタン、アルミニウム、マグネシウム及びこれらを基材とする合金のような活性金属製の部材を高速溶接するのに好適なガスシールド溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスシールド溶接装置として、溶接用のトーチを電極とこれを囲むボディとで構成し、該ボディからシールド用の不活性ガスを吹き付けるようにしたもの（例えば特許文献１参照）、被溶接部材の被溶接部を囲むチャンバを設け、該チャンバ内に溶接用のトーチを挿入し、該チャンバ内の雰囲気をシールド用の不活性ガスで置換するようにしたもの（例えば特許文献２参照）等が知られている。
【０００３】
しかし、これら従来のガスシールド溶接装置には、溶接条件によっては被溶接部のガスシールドが不充分であり、また該被溶接部を溶接した後の溶接部が相応に長い時間高温に晒されることもあって、該溶接部が酸化し、着色し易いという問題がある。なかでも、例えばチタンやチタン合金のように比較的低温で酸化する活性金属製の部材を溶接する場合には、かかる酸化及びこれによる着色が強く、特にそれらを高速溶接（６０ｃｍ／分以上で溶接）する場合には、かかる酸化及びこれによる着色が激しい。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１０９５３号公報
【特許文献２】
特開２００３−１４２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、被溶接部材の被溶接部を充分にガスシールドし、併せて該被溶接部を溶接した後の溶接部を速やかに冷却することにより、該被溶接部材が例えばチタンやチタン合金のような活性金属製のものであっても、またかかる被溶接部材の被溶接部を高速溶接する場合であっても、溶接部の酸化やこれによる着色を防止できるガスシールド溶接装置を提供する処にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明は、被溶接部材の被溶接部を囲むチャンバと、該チャンバ内に挿入されたトーチと、該チャンバ内にて該トーチの後方に配設されたトレイリングとを備え、不活性ガスで置換された該チャンバ内にて、該被溶接部材、及び／又は該トーチと該トレイリングとを移動させつつ、該トーチを用いて該被溶接部を溶接し、その直後に溶接部へ該トレイリングから不活性ガスを吹き付けるようにして成るガスシールド溶接装置に係る。
【０００７】
本発明に係るガスシールド溶接装置は、被溶接部材の被溶接部を囲むチャンバと、該チャンバ内に挿入されたトーチと、該チャンバ内にて該トーチの後方に該トーチと一体的に配設されたトレイリングとを備えている。チャンバ内はその雰囲気を不活性ガスで置換し得るようになっており、したがって通常、チャンバ内には不活性ガス噴出部が配設されており、該不活性ガス噴出部にはチャンバ外から不活性ガス供給管が接続されていて、該不活性ガス供給管は不活性ガス供給源へと接続されている。
【０００８】
トーチとしては、それ自体は公知の溶接用トーチを使用できるが、電極を囲むボディを備え、該ボディからシールド用の不活性ガスを吹き付けるようにしたものが好ましい。かかるトーチを用いると、被溶接部材の被溶接部を溶接するときにその部分のガスシールドをより高めることができるからである。
【０００９】
トレイリングはトーチを用いて被溶接部材の被溶接部を溶接した直後にその溶接部へ不活性ガスを吹き付けるためのもので、したがってトレイリングとしては、かかる不活性ガスの吹き付けが可能なものであれば、その構造は任意であるが、底面に例えば多孔板や鋼のような支持部材が取付けられたケーシングと、該ケーシング内の上部に配設された不活性ガス噴出部と、該ケーシング内にて底面の該支持部材と上部の該不活性ガス噴出部との間に充填された例えばウールのような不活性ガス分散部材とを備えるものが好ましい。この場合、不活性ガス噴出部に不活性ガス供給管を接続し、該不活性ガス供給管を不活性ガス供給源へと接続して、不活性ガスを、不活性ガス供給源→不活性ガス供給管→ケーシング（不活性ガス噴出部→不活性ガス分散部材→支持部材）の経路で溶接部へ吹き付ける。
【００１０】
トレイリングは、前記したように、トーチを用いて被溶接部材の被溶接部を溶接した直後にその溶接部へ不活性ガスを吹き付けるためのもので、したがってかかるトレイリングは、チャンバ内にてトーチの後方、言い替えればトーチによる溶接進行方向とは反対側の下流側に配設されている。トーチ及びトレイリングは別個に支持、例えばチャンバに別個に取付けることもできるが、トーチはチャンバに取付け、トレイリングはかかるトーチに取付けるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るガスシールド溶接装置において、被溶接部材、又はトーチとトレイリング、又はチャンバとトーチとトレイリング又はこれらの全ては移動可能になっている。通常、被溶接部材を移動させる場合にはチャンバ、トーチ及びトレイリングを移動させる必要がなく、逆にチャンバと共に又はチャンバとは別にトーチ及びトレイリングを移動させる場合には被溶接部材は移動させる必要がないが、被溶接部材の移動手段、例えばコンベアやターンテーブルを設け、チャンバ、トーチ及びトレイリングを該移動手段の上方に支持して、該被溶接部材を該移動手段で移動させつつその被溶接部を溶接するようにするのが好ましい。
【００１２】
本発明に係るガスシールド溶接装置では、不活性ガスで置換されたチャンバ内にて、被溶接部材、及び／又はチャンバと共に又はチャンバと別にトーチとトレイリングとを移動させつつ、該トーチを用いて該被溶接部材の被溶接部を溶接し、直後にその溶接部へ該トレイリングから不活性ガスを吹き付けるので、該被溶接部材の該被溶接部だけではなく、その溶接部をも充分にガスシールドでき、また該溶接部を速やかに冷却できる。本発明に係るガスシールド溶接装置によると、被溶接部材が例えばチタンやチタン合金のような活性金属製のものであっても、またかかる被溶接部材の被溶接部を高速溶接する場合であっても、溶接部の酸化やこれによる着色を防止できるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るガスシールド溶接装置を例示する縦断面図、図２は図１と同じ本発明に係るガスシールド溶接装置を示す横断面図、図３は図１及び図２と同じ本発明に係るガスシールド溶接装置におけるトレイリングを示す拡大縦断面図である。図示したガスシールド溶接装置では、被溶接部材としてフランジ１１及びパイプ１２を、またかかる被溶接部材の移動手段としてターンテーブル２１を用い、ターンテーブル１１上に載置したフランジ２１と、フランジ２１上に立ち上げて載置したパイプ１２とを溶接している。
【００１４】
ターンテーブル２１の上方には底部が開放され且つ上面に開口を有する略筒状のチャンバ３１が図示しない機枠に昇降可能に支持されており、図示した状態ではチャンバ３１は下降していて、その底部がフランジ１１の上面に、またその上面開口部がパイプ１２の周面に近接し、フランジ１１とパイプ１２との被溶接部１３を囲んでいる。チャンバ３１内の上部には不活性ガス噴出部としてリング状のパイプ３２が配設されており、パイプ３２の周面上部には複数の孔３３が穿設されている。パイプ３２にはチャンバ３１外から不活性ガス供給管３４が接続されており、不活性ガス供給管３４は図示しない不活性ガス供給源へと接続されている。図示しない不活性ガス供給源→不活性ガス供給管３４→リング状のパイプ３２→孔３３の経路でチャンバ３１内へ不活性ガスを噴出して、チャンバ３１内の雰囲気を不活性ガスで置換するようになっている。
【００１５】
チャンバ３１内にはトーチ４１が斜め下向きに被溶接部１３を臨んで挿入されている。トーチ４１は電極４２とこれを囲むボディ４３とを備え、ボディ４３はチャンバ３１の側面に取付けられている。ボディ４３は図示しない不活性ガス供給源へと接続されており、かかる不活性ガス供給源からのシールド用の不活性ガスをボディ４３の先端部から電極４２の先端部を包囲するかの如く吹き付けるようになっている。
【００１６】
チャンバ３１内には、トーチ４１の後方に、言い替えればトーチ４１による溶接進行方向とは反対側の下流側に、トレイリング５１が配設されている。トレイリング５１は、底面開放の略長方形のケーシング５２と、ケーシング５２の開放底面に取付けられた金網５３と、ケーシング５２内の上部に配設された先端封鎖のパイプ５４と、パイプ５４の上部に穿設された複数の孔５５と、金網５３とパイプ５４との間に充填されたウール５６とを備え、ケーシング５２はトーチ４１のボディ４３に取付けられている。パイプ５４にはケーシング５２外から不活性ガス供給管５７が接続されており、不活性ガス供給管５７は図示しない不活性ガス供給源へと接続されていて、シールド用及び冷却用の不活性ガスを、不活性ガス供給源→不活性ガス供給管５７→ケーシング（パイプ５４→孔５５→ウール５６→金網５３）の経路で溶接部１４へ吹き付けるようになっている。
【００１７】
図示した本発明に係るガスシールド溶接装置では、雰囲気を不活性ガスで置換したチャンバ３１内にて、ターンテーブル２１を時計方向へ回転させつつ、したがってフランジ１１及びパイプ１２を時計方向へ回転させつつ、先端部からシールド用の不活性ガスを吹き付けるトーチ４１を用いて、フランジ１１とパイプ１２との被溶接部１３を溶接し、その直後に一定時間、溶接部１４へトレイリング５１からシールド用及び冷却用の不活性ガスを吹き付けている。
【００１８】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、被溶接部材の被溶接部を充分にガスシールドし、併せて該被溶接部を溶接した後の溶接部を速やかに冷却することにより、該被溶接部材が例えばチタンやチタン合金のような活性金属製のものであっても、またかかる被溶接部材の被溶接部を高速溶接する場合であっても、溶接部の酸化やこれによる着色を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスシールド溶接装置を例示する縦断面図。
【図２】図１と同じ本発明に係るガスシールド溶接装置を示す横断面図。
【図３】図１及び図２と同じ本発明に係るガスシールド溶接装置におけるトレイリングを示す拡大縦断面図。
【符号の説明】
１１・・フランジ、１２・・パイプ、１３・・被溶接部、１４・・溶接部、２１・・ターンテーブル、３１・・チャンバ、４１・・トーチ、４２・・電極、４３・・ボディ、５１・・トレイリング
【図１】
2005040815.tif 000003
【図２】
2005040815.tif 000004
【図３】
2005040815.tif 000005