(57)【要約】【課題】ビーム溶接において、溶接機内や被溶接部材に溶接スパッタが付着するのを防止できるようにする。【解決手段】上面カバー５と、底面を構成する保持台８と、これらを繋ぐ側面カバー７で囲われた箱体を形成する。上面カバー５に被溶接部材３の溶接長さより長い開口部を設け、開口部の両縁に所定長さの一対の板６を立設する。保持台８の上面は板６に対し傾斜して設ける。【選択図】図１
2005152939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部材の溶接部の、溶接ビームが照射される側とは反対側に、前記溶接部に対向する部分に開口部を有し、その開口部の周りで直接的または間接的に前記被溶接部材を支持する上面カバーを設け、該上面カバーの、前記被溶接部材とは反対側に前記溶接ビームの溶接スパッタの通路を前記開口部に連通する態様で突出させてなることを特徴とする溶接スパッタ付着防止装置。
【請求項２】
前記上面カバーから突出させた溶接スパッタの前記通路の前方にビームプロテクタを配置し、その前面を前記通路に対し垂直にならないように傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の溶接スパッタ付着防止装置。
【請求項３】
前記上面カバーに連設して内部側面カバーを、または前記上面カバー及び前記ビームプロテクタを囲むようにして外部側面カバーを、前記通路を取り囲むようにして設けてなることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接スパッタ付着防止装置。
【請求項４】
前記ビームプロテクタの材質を前記被溶接部材の材質と同一にしてなることを特徴とする請求項２または３に記載の溶接スパッタ付着防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム溶接において、溶接ビームの溶接スパッタが溶接機内に飛散したり、被溶接部材に付着するのを防止するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビーム溶接機では、被溶接部材の溶接部の裏側、即ち、溶接ビームが照射される側とは反対側においては、溶接スパッタが飛散し、飛散された溶接スパッタは、溶接チャンバ内の部材に当たって跳ね返り、被溶接部材に付着することがある。このような付着した溶接スパッタを除去することは困難であり、また、溶接チャンバ内の搬送機械などに付着すると動作不具合を引き起こす原因となる。
ところで、溶接スパッタの飛散防止を図った装置は従来からある。例えば特許文献１に開示の装置は、スパッタ防止カバーが幅の広い下部カバー部と、その中央上部に突出固定された幅の狭い上部カバー部とで構成され、上部カバー部の上端中央に形成された凹状の孔を通過して電子ビーム照射機からワークに向けて電子ビームが照射される。このとき、両カバー部により、溶接時に発生するガスやスパッタ等がワークの溶接部から電子ビーム照射機側へ逆流するのを防止するようにしている。更に、上記ガスやスパッタ等が、下部カバー部の両側にそれぞれ配設される側壁部によって隣接するワークに飛散するのを防止し、また、下部カバー部の下端部に配設される底壁部によって搬送用コンベア側に飛散するのを防止するようにしている。しかしながら、この装置では、ガスやスパッタ等が電子ビーム照射機側へ逆流するのは防止されるが、電子ビームをワークに照射したときに当該ワークの裏側に飛散するガスやスパッタ等には飛散防止対策がなされていない。
しかるに、上述した装置に対し、被溶接物の外周を覆った、例えば特許文献２に開示の装置があり、この装置は、電子ビーム溶接用真空容器内に、容器上部の電子ビーム投射口から容器下部の被溶接物に投射される電子ビームをほぼ中心として被溶接物の外周を覆う円筒形の集塵電極と、下端に重錘を有し集塵電極の外側位置に円周方向ほぼ等間隔に配設垂下された複数本の放電電極線とを備えたものであり、電子ビーム溶接によって生ずる溶接ヒュームを、正に帯電させた集塵電極に捕集するようにして容器の内壁に付着させないようにしたものである。しかしながら、この装置では、集塵電極によって発生する磁界により、電子ビームが曲げられ被溶接物に正確に投射され難い欠点があり、また、溶接スパッタのような質量の大きいものは、集塵電極で捕集され難い欠点がある。
【特許文献１】特開平７−２２７６８３
【特許文献２】実公昭６３−１０２３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、溶接ビームを被溶接部材に照射したときに当該被溶接部材の裏側に溶接スパッタが付着するのを防止するために、また、溶接スパッタが溶接チャンバ内の部材や機械に付着するのを防止するために、溶接スパッタの飛散を防止する点である。これに加えて、飛散防止装置を設置したことによって電子ビームが被溶接部材に精確に投射されなくなることのないようにする点である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の請求項１に係る溶接スパッタ付着防止装置は、被溶接部材の溶接部の、溶接ビームが照射される側とは反対側に、前記溶接部に対向する部分に開口部を有し、その開口部の周りで直接的または間接的に前記被溶接部材を支持する上面カバーを設け、この上面カバーの、前記被溶接部材とは反対側に前記溶接ビームの溶接スパッタの通路を前記開口部に連通する態様で突出させるようにしたもので、上面カバー及びこれに突出された通路により、溶接部の裏側、即ち溶接ビームが照射される側とは反対側から飛散する溶接スパッタが溶接チャンバ内の部材等に当たり跳ね返って被溶接部材に付着するのを防止でき、更には、通路により溶接スパッタが溶接チャンバ内で飛散するのを防止し、結果として溶接チャンバ内の部材や機械に付着するのを防止できる。
尚、本溶接スパッタ付着防止装置においては、溶接スパッタを帯電した集塵電極で捕集するような構造を採っていないので、電子ビームが曲げられて被溶接物に精確に投射されなくなるような問題は生じない。
【０００５】
本発明の請求項２に係る溶接スパッタ付着防止装置は、上面カバーから突出させた溶接スパッタの前記通路の前方にビームプロテクタを配置し、その前面を前記通路に対し垂直にならないように傾斜させるようにしたもので、これにより、溶接スパッタがビームプロテクタに当たって跳ね返り溶接部に混入したり、或いは被溶接部材に付着したりするのを防止できる。
【０００６】
本発明の請求項３に係る溶接スパッタ付着防止装置は、前記上面カバーに連設して内部側面カバーを、または前記上面カバー及び前記ビームプロテクタを囲むようにして外部側面カバーを、前記通路を取り囲むようにして設けるようにして、溶接スパッタが溶接チャンバ内に散乱しないようにしたものである。
【０００７】
本発明の請求項４に係る溶接スパッタ付着防止装置は、ビームプロテクタの材質を被溶接部材の材質と同一にするようにしたものである。これは、溶接スパッタがビームプロテクタに当たって当該ビームプロテクタを溶解し、それによって生じた蒸気が溶接部に混入する恐れがあるため、これを避ける目的で同一の材質としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の溶接スパッタ付着防止装置は、溶接ビームを被溶接部材に照射したときに、飛散した溶接スパッタが当該被溶接部材の裏側に付着するのを防止することができ、また、飛散した溶接スパッタが溶接チャンバ内の部材や機械に付着するのを防止することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係る溶接スパッタ付着防止装置を図１を参照して説明する。
本溶接スパッタ付着防止装置１は、溶接作業がなされる溶接チャンバ２内に設置される装置で、本実施の形態では、同図に示すような、所謂貫通溶込み継手のようなタイプの溶接継手に好適な構造をなすものである。
本装置１は、互いに水平をなす被溶接部材３の溶接部Ａの裏側、即ち溶接ビーム４が照射される側とは反対側に、溶接部Ａに連通するその開口部５ａの周りで、本実施の形態では直接的に面接（連接）して被溶接部材３を支持する上面カバー５が設けられ、この上面カバー５の、被溶接部材３が面接する側とは反対側に溶接ビーム４の溶接スパッタ４ａを挟み込むようにして並列に設けた２枚の板６で構成された通路が上記開口部５ａに連通する態様で突出される構造をなしている。
【００１０】
更に、本装置１は、上面カバー５の外周縁に設けられた折曲部５ｂに側面カバー７が連設されており、かかる側面カバー７は、上記通路６を取り囲むようにして、通路６の突出方向と同一方向に長尺に形成されている。また、本装置１においては、側面カバー７に囲まれて保持台８が連設されており、かかる保持台８は、上面カバー５の下方で、且つ、側面カバー７内の最下部の側壁に、その外周縁に設けられた折曲部８ａを連設させる態様で設置され、これにより、上面カバー５、側面カバー７及び保持台８で囲まれた空間が形成されるようになっている。そして、保持台８の折曲部８ａは、図１に示すように当該保持台８の表面を２枚の上記板６の一方側から他方側に傾斜させるように設けられている。この傾斜角及び上記板６の下方への延長部の長さは、ビームプロテクタ９に当たって跳ね返るスパッタが少なくとも直接被溶接部材３に到達しないように設定される。したがって、この保持台８の表面に載置されたビームプロテクタ９は、上記板６に対し垂直にならないように傾斜して配設されている。ところで、ビームプロテクタ９の材質は、被溶接部材３の材質と同一になるように選定されており、これは、上述したように、溶接スパッタ４ａがビームプロテクタ８に当たって当該ビームプロテクタ８を溶解し、それによって生じた蒸気が溶接部Ａに混入する恐れがあるためである。
【００１１】
本溶接スパッタ付着防止装置１によれば、被溶接部材３の溶接部Ａに照射された溶接ビーム４は、溶接部Ａにビードを形成して当該部位を接合する。一方、このビード形成過程において溶接部Ａの裏側から飛散する溶接スパッタ４ａは、上面カバー５及び板６によって被溶接部材３への付着が防止されるとともに、両方の板６の間を通って保持台８のビームプロテクタ９に達する。ビームプロテクタ９に達した溶接スパッタ４ａは当該ビームプロテクタ９で跳ね返り、跳ね返った溶接スパッタ４ａは、上面カバー５、側面カバー７及び保持台８で囲まれた空間内に飛散するが、溶接チャンバ内に散乱したりするようなことはなく、しかも、ビームプロテクタ９が傾斜しているために両方の板６の間を通って溶接部Ａに達して当該溶接部Ａに混入するようなことはない。
尚、本装置１においては、溶接スパッタ４ａを帯電した集塵電極で捕集するような構造を採っていないので、電子ビーム４が曲げられて溶接部Ａに精確に投射されなくなるような問題は生じないことはもちろんである。
【００１２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る溶接スパッタ付着防止装置を図２を参照して説明する。尚、図２中において、図１中の構成部材と同一部材には同一番号を付し、その説明は割愛する。
本溶接スパッタ付着防止装置１０は、上記装置１と同様に貫通溶込み継手のようなタイプの溶接継手に好適な構造をなすものであるが、被溶接部材１１を図２に示すような逆Ｖ字状に接合する場合に用いられるものである。そのため、本装置１０では、被溶接部材１１の溶接部Ｂの裏側、即ち、溶接ビーム４が照射される側とは反対側に、溶接部Ｂに連通する上面カバー５の開口部５ａの周りで間接的に連接して被溶接部材１１を支持するために、上面カバー５の上面に開口部延長板１２を設けている。
【００１３】
かかる開口部延長板１２は、一方端を折り曲げた板材で構成されており、この折り曲げ部を上面カバー５に固着させるとともに、当該上面カバー５の開口部５ａの軸芯に一致させて上面カバー５に立設されている。そして、開口部延長板１２の他方端が被溶接部材１１の溶接部Ｂの近傍を、当該被溶接部材１１が逆Ｖ字状形態に保持されるように当該被溶接部材１１を支持し、したがって、被溶接部材１１は、開口部延長板１２を介して上面カバー５に間接的に連接される態様となる。
【００１４】
本溶接スパッタ付着防止装置１０によれば、上記装置１と同様に、被溶接部材１１の溶接部Ｂに照射された溶接ビーム４は、溶接部Ｂにビードを形成して当該部位を接合する一方、溶接部Ｂの裏側から飛散する溶接スパッタ４ａは、開口部延長板１２や上面カバー５、両方の板６によって被溶接部材１１への付着が防止されるとともに、これら板６の間を通って保持台８のビームプロテクタ９に達する。ビームプロテクタ９に達し当該ビームプロテクタ９で跳ね返った溶接スパッタ４ａ等は、上面カバー５、側面カバー７及び保持台８で囲まれた空間内に飛散するが、溶接チャンバ内に散乱したりするようなことはなく、しかも、ビームプロテクタ９が傾斜しているために両方の板６の間を通って溶接部Ｂに達して当該溶接部Ｂに付着するようなことはない。
なお、以上述べた実施の形態では、溶接スパッタ４ａの、被溶接部材３または１１への付着を防止するために２枚の板６を対向させて通路を形成したが、溶接部ＡまたはＢが短い場合は円筒部材を使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
溶接ビームを被溶接部材に照射したときの、溶接スパッタの飛散による当該溶接スパッタの被溶接部材への付着を防止することは重要であるが、本装置は、飛散した溶接スパッタが当該被溶接部材の裏側、即ち溶接ビーム４が照射される側とは反対側に付着するのを防止できるようにしたところに利用価値が高いと言える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶接スパッタ付着防止装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る溶接スパッタ付着防止装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，１０      溶接スパッタ付着防止装置
３，１１      被溶接部材
４            溶接ビーム
５            上面カバー
５ａ          開口部
６            板
７            側面カバー
９            ビームプロテクタ
Ａ，Ｂ        溶接部
【図１】
2005152939.tif 000003
【図２】
2005152939.tif 000004