JP2003019562A - ガスシールド溶接装置及び方法 - Google Patents
ガスシールド溶接装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、溶接部及びその近傍への大気の
巻き込みを防止することができるガスシールド溶接装置
及び方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 ガス供給ボックス１２に供給されたシー
ルドガスはポーラス板１３を通過することにより層流と
なり、シールド容器４の底部から上方へと流れる。これ
により、シールド容器４内に存在していた大気は水平方
向にスライド可能に載置された蓋部材５の開口部８から
外部へ排出され、シールド容器４内がシールドガスで充
満される。この状態で、高周波誘導加熱コイル１１によ
り母材９を予熱する一方、蓋部材５の開口部８を通して
上方から溶接トーチ６及び溶接ワイヤ７をシールド容器
４内に挿入し、母材９をＴＩＧ溶接する。
巻き込みを防止することができるガスシールド溶接装置
及び方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 ガス供給ボックス１２に供給されたシー
ルドガスはポーラス板１３を通過することにより層流と
なり、シールド容器４の底部から上方へと流れる。これ
により、シールド容器４内に存在していた大気は水平方
向にスライド可能に載置された蓋部材５の開口部８から
外部へ排出され、シールド容器４内がシールドガスで充
満される。この状態で、高周波誘導加熱コイル１１によ
り母材９を予熱する一方、蓋部材５の開口部８を通して
上方から溶接トーチ６及び溶接ワイヤ７をシールド容器
４内に挿入し、母材９をＴＩＧ溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスシールド溶
接装置及び方法に係り、特に大気の巻き込みの防止に関
する。
接装置及び方法に係り、特に大気の巻き込みの防止に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図６（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示される
動翼、長大翼及び静翼等のガスタービン翼のようにＮｉ
基耐熱合金からなる母材を溶接する際には、母材の割れ
を防止するために、高温の予熱が必要となる。例えば、
図７に示されるように、被溶接物である母材１を予熱
し、高温状態となった母材１に溶接トーチ２と溶接ワイ
ヤ３を近接させると共に溶接トーチ２から溶接部に不活
性ガスからなるシールドガス流を供給して不活性ガス雰
囲気中で溶接を行う。
動翼、長大翼及び静翼等のガスタービン翼のようにＮｉ
基耐熱合金からなる母材を溶接する際には、母材の割れ
を防止するために、高温の予熱が必要となる。例えば、
図７に示されるように、被溶接物である母材１を予熱
し、高温状態となった母材１に溶接トーチ２と溶接ワイ
ヤ３を近接させると共に溶接トーチ２から溶接部に不活
性ガスからなるシールドガス流を供給して不活性ガス雰
囲気中で溶接を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、母材１
が高温状態にあると、図７に破線で示すように母材１の
近傍で対流が生じ、この対流によってシールドガス流に
大気が混入しやすくなる。このようにしてシールドガス
流に大気が混入し、溶接部に至ると、大気中の酸素が母
材１に含まれている炭素と反応してＣＯガスを発生する
ためにブローホールを生じたり、母材１の表面酸化によ
り融合不良や割れを生じる怖れがあった。また、活性金
属や高純度鉄の溶接のように、予熱が不要であっても特
に酸素との接触を嫌う溶接にあっては、従来のガスシー
ルド溶接を用いることはできず、例えば、真空中での電
子ビーム溶接が必要となるが、装置が大がかりでコスト
も高くつくという問題があった。
が高温状態にあると、図７に破線で示すように母材１の
近傍で対流が生じ、この対流によってシールドガス流に
大気が混入しやすくなる。このようにしてシールドガス
流に大気が混入し、溶接部に至ると、大気中の酸素が母
材１に含まれている炭素と反応してＣＯガスを発生する
ためにブローホールを生じたり、母材１の表面酸化によ
り融合不良や割れを生じる怖れがあった。また、活性金
属や高純度鉄の溶接のように、予熱が不要であっても特
に酸素との接触を嫌う溶接にあっては、従来のガスシー
ルド溶接を用いることはできず、例えば、真空中での電
子ビーム溶接が必要となるが、装置が大がかりでコスト
も高くつくという問題があった。
【０００４】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、溶接部及びその近傍への大気の巻
き込みを防止することができるガスシールド溶接装置及
び方法を提供することを目的とする。
めになされたもので、溶接部及びその近傍への大気の巻
き込みを防止することができるガスシールド溶接装置及
び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係るガスシー
ルド溶接装置は、溶接部にシールドガスを供給しながら
溶接トーチを母材に近接させて溶接を行う装置におい
て、母材を収容すると共に開放端を有するシールド容器
と、シールド容器の開放端を覆うようにスライド可能に
配置されると共に溶接トーチをシールド容器内に挿入す
るための開口部が形成された蓋部材と、シールド容器内
に層流のシールドガスを供給するガス供給手段とを備え
たものである。請求項２に係るガスシールド溶接装置
は、請求項１の装置において、ガス供給手段が、シール
ドガスを通過させることにより層流を形成するポーラス
板を有するものである。請求項３に係るガスシールド溶
接装置は、請求項２の装置において、ガス供給手段が、
シールド容器内に配置されると共にポーラス板が設けら
れたガス供給ボックスを有するものである。請求項４に
係るガスシールド溶接装置は、請求項２の装置におい
て、ガス供給手段が、シールド容器内にポーラス板によ
り画成されたガス供給チャンバを有するものである。請
求項５に係るガスシールド溶接装置は、請求項２の装置
において、ガス供給手段が、シールド容器の少なくとも
一部を形成するポーラス板と、このポーラス板の外側に
取り付けられたガス供給チャンバとを有するものであ
る。請求項６に係るガスシールド溶接装置は、請求項１
〜５のいずれか一項の装置において、シールド容器内の
母材を加熱するための加熱装置をさらに備えたものであ
る。
ルド溶接装置は、溶接部にシールドガスを供給しながら
溶接トーチを母材に近接させて溶接を行う装置におい
て、母材を収容すると共に開放端を有するシールド容器
と、シールド容器の開放端を覆うようにスライド可能に
配置されると共に溶接トーチをシールド容器内に挿入す
るための開口部が形成された蓋部材と、シールド容器内
に層流のシールドガスを供給するガス供給手段とを備え
たものである。請求項２に係るガスシールド溶接装置
は、請求項１の装置において、ガス供給手段が、シール
ドガスを通過させることにより層流を形成するポーラス
板を有するものである。請求項３に係るガスシールド溶
接装置は、請求項２の装置において、ガス供給手段が、
シールド容器内に配置されると共にポーラス板が設けら
れたガス供給ボックスを有するものである。請求項４に
係るガスシールド溶接装置は、請求項２の装置におい
て、ガス供給手段が、シールド容器内にポーラス板によ
り画成されたガス供給チャンバを有するものである。請
求項５に係るガスシールド溶接装置は、請求項２の装置
において、ガス供給手段が、シールド容器の少なくとも
一部を形成するポーラス板と、このポーラス板の外側に
取り付けられたガス供給チャンバとを有するものであ
る。請求項６に係るガスシールド溶接装置は、請求項１
〜５のいずれか一項の装置において、シールド容器内の
母材を加熱するための加熱装置をさらに備えたものであ
る。
【０００６】請求項７に係るガスシールド溶接方法は、
溶接部にシールドガスを供給しながら溶接トーチを母材
に近接させて溶接を行う方法において、母材を収容する
シールド容器内に層流のシールドガスを供給しつつ溶接
を行う方法である。請求項８に係るガスシールド溶接方
法は、請求項７の方法において、シールド容器の開放端
をスライド可能で且つ溶接トーチを挿入するための開口
部が形成された蓋部材で覆い、この蓋部材の開口部から
吹き出すガス速度を２ｍ／ｓ以上に設定する方法であ
る。請求項９に係るガスシールド溶接方法は、請求項７
または８の方法において、Ｎｉ基耐熱合金からなる母材
を高温状態に加熱しながらＴＩＧ溶接する方法である。
請求項１０に係るガスシールド溶接方法は、請求項７ま
たは８の方法において、活性金属からなる母材をＴＩＧ
溶接する方法である。請求項１１に係るガスシールド溶
接方法は、請求項７または８の方法において、母材をレ
ーザー溶接する方法である。請求項１２に係るガスシー
ルド溶接方法は、請求項７または８の方法において、高
純度鉄からなる母材をＴＩＧ溶接する方法である。
溶接部にシールドガスを供給しながら溶接トーチを母材
に近接させて溶接を行う方法において、母材を収容する
シールド容器内に層流のシールドガスを供給しつつ溶接
を行う方法である。請求項８に係るガスシールド溶接方
法は、請求項７の方法において、シールド容器の開放端
をスライド可能で且つ溶接トーチを挿入するための開口
部が形成された蓋部材で覆い、この蓋部材の開口部から
吹き出すガス速度を２ｍ／ｓ以上に設定する方法であ
る。請求項９に係るガスシールド溶接方法は、請求項７
または８の方法において、Ｎｉ基耐熱合金からなる母材
を高温状態に加熱しながらＴＩＧ溶接する方法である。
請求項１０に係るガスシールド溶接方法は、請求項７ま
たは８の方法において、活性金属からなる母材をＴＩＧ
溶接する方法である。請求項１１に係るガスシールド溶
接方法は、請求項７または８の方法において、母材をレ
ーザー溶接する方法である。請求項１２に係るガスシー
ルド溶接方法は、請求項７または８の方法において、高
純度鉄からなる母材をＴＩＧ溶接する方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１にこの発明の実施の形態１に係るガ
スシールド溶接装置の構成を示す。シールド容器４は上
部が開放端になっており、この開放端に透明な耐熱ガラ
スから形成された蓋部材５が配置されている。蓋部材５
は、シールド容器４の開放端より大きなサイズに形成さ
れており、開放端に沿って水平方向にスライド可能に載
置されている。蓋部材５の中央部には、溶接トーチ６及
び溶接ワイヤ７を上方からシールド容器４内に挿入する
ための開口部８が形成されている。
付図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１にこの発明の実施の形態１に係るガ
スシールド溶接装置の構成を示す。シールド容器４は上
部が開放端になっており、この開放端に透明な耐熱ガラ
スから形成された蓋部材５が配置されている。蓋部材５
は、シールド容器４の開放端より大きなサイズに形成さ
れており、開放端に沿って水平方向にスライド可能に載
置されている。蓋部材５の中央部には、溶接トーチ６及
び溶接ワイヤ７を上方からシールド容器４内に挿入する
ための開口部８が形成されている。
【０００８】シールド容器４内には被溶接物となる母材
９を保持するための保持部１０が設けられると共に母材
９の近傍に母材９を加熱するための高周波誘導加熱コイ
ル１１が配置されている。また、シールド容器４内の底
部には、少なくとも一つのガス供給ボックス１２が配置
されており、それぞれシールド容器４の外部に設置され
た図示しないシールドガス供給部に接続されている。ガ
ス供給ボックス１２の一面は通気性を有するポーラス板
１３から形成され、このポーラス板１３が母材９の方向
へ向けられている。なお、ポーラス板１３としては、例
えば、ステンレス鋼粒を焼結して空間率３６〜４８％程
度の板状にしたものを用いることができる。
９を保持するための保持部１０が設けられると共に母材
９の近傍に母材９を加熱するための高周波誘導加熱コイ
ル１１が配置されている。また、シールド容器４内の底
部には、少なくとも一つのガス供給ボックス１２が配置
されており、それぞれシールド容器４の外部に設置され
た図示しないシールドガス供給部に接続されている。ガ
ス供給ボックス１２の一面は通気性を有するポーラス板
１３から形成され、このポーラス板１３が母材９の方向
へ向けられている。なお、ポーラス板１３としては、例
えば、ステンレス鋼粒を焼結して空間率３６〜４８％程
度の板状にしたものを用いることができる。
【０００９】次に、この実施の形態１に係るガスシール
ド溶接装置の動作について説明する。まず、保持部１０
の上に母材９を保持させる。ここで、母材９は、図３
（ａ）〜（ｃ）に示したようなＮｉ基耐熱合金からなる
動翼、長大翼及び静翼等のガスタービン翼である。次
に、シールド容器４の開放端に蓋部材５を載せると共に
図示しないシールドガス供給部からガス供給ボックス１
２にシールドガスとしてＡｒガスを供給する。ガス供給
ボックス１２に供給されたシールドガスはポーラス板１
３を通過することにより層流となり、シールド容器４の
底部から上方へと流れる。このとき、蓋部材５には開口
部８が形成されているので、シールドガスがこの開口部
８から上方へ吹き出すが、その開口部８から吹き出すガ
ス速度を２ｍ／ｓ以上になるようにシールドガス供給部
によりガス圧を調整する。概ね、ガス圧は３〜１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2程度が好ましい。
ド溶接装置の動作について説明する。まず、保持部１０
の上に母材９を保持させる。ここで、母材９は、図３
（ａ）〜（ｃ）に示したようなＮｉ基耐熱合金からなる
動翼、長大翼及び静翼等のガスタービン翼である。次
に、シールド容器４の開放端に蓋部材５を載せると共に
図示しないシールドガス供給部からガス供給ボックス１
２にシールドガスとしてＡｒガスを供給する。ガス供給
ボックス１２に供給されたシールドガスはポーラス板１
３を通過することにより層流となり、シールド容器４の
底部から上方へと流れる。このとき、蓋部材５には開口
部８が形成されているので、シールドガスがこの開口部
８から上方へ吹き出すが、その開口部８から吹き出すガ
ス速度を２ｍ／ｓ以上になるようにシールドガス供給部
によりガス圧を調整する。概ね、ガス圧は３〜１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2程度が好ましい。
【００１０】ここで、シールドガスによるシールド容器
４内の大気の置換についての測定実験を行った。５００
×５００×５００ｍｍの上部が開放された立方体状のシ
ールド容器４に８０×２５ｍｍの開口部８を有する蓋部
材５で蓋をすると共にシールド容器４内のガス供給ボッ
クス１２にＡｒガスを５ｋｇｆ／ｃｍ2のガス圧で供給
して開口部８から吹き出すガス速度を２ｍ／ｓとした。
この状態で、蓋部材５の開口部８を通してシールド容器
４内のガスを抽出し、ガスクロマトグラフィで酸素及び
窒素の濃度分析を行ったところ、以下のような結果が得
られた。 置換時間 酸素濃度（vol.ppm） 窒素濃度（vol.ppm） ５分 ＜３０ ＜４０ １０分 ＜３０ ＜４０ この測定結果から、シールド容器４内の残留大気の量
は、置換時間５分及び１０分のいずれにおいても、０．
０１ｖｏｌ％以下と計算することができ、すなわち９
９．９９ｖｏｌ％以上のＡｒガス雰囲気を確保し得るこ
とが分かった。また、置換時間は５分で十分であること
も分かった。
４内の大気の置換についての測定実験を行った。５００
×５００×５００ｍｍの上部が開放された立方体状のシ
ールド容器４に８０×２５ｍｍの開口部８を有する蓋部
材５で蓋をすると共にシールド容器４内のガス供給ボッ
クス１２にＡｒガスを５ｋｇｆ／ｃｍ2のガス圧で供給
して開口部８から吹き出すガス速度を２ｍ／ｓとした。
この状態で、蓋部材５の開口部８を通してシールド容器
４内のガスを抽出し、ガスクロマトグラフィで酸素及び
窒素の濃度分析を行ったところ、以下のような結果が得
られた。 置換時間 酸素濃度（vol.ppm） 窒素濃度（vol.ppm） ５分 ＜３０ ＜４０ １０分 ＜３０ ＜４０ この測定結果から、シールド容器４内の残留大気の量
は、置換時間５分及び１０分のいずれにおいても、０．
０１ｖｏｌ％以下と計算することができ、すなわち９
９．９９ｖｏｌ％以上のＡｒガス雰囲気を確保し得るこ
とが分かった。また、置換時間は５分で十分であること
も分かった。
【００１１】上記の測定結果から示されるように、層流
となったシールドガスによりシールド容器４内に存在し
ていた大気は蓋部材５の開口部８からシールド容器４外
へ排出され、シールド容器４の内部がシールドガスで充
満されることとなる。この状態で、高周波誘導加熱コイ
ル１１により母材９を高温に予熱する一方、蓋部材５の
開口部８を通して上方から溶接トーチ６及び溶接ワイヤ
７をシールド容器４内に挿入し、母材９の必要箇所をＴ
ＩＧ溶接する。このとき、蓋部材５はシールド容器４の
開放端に沿って水平方向にスライド可能に載置されてい
るため、溶接トーチ６及び溶接ワイヤ７を蓋部材５と共
に水平方向に自由に移動させることができる。また、溶
接トーチ６及び溶接ワイヤ７を蓋部材５の開口部８を通
して鉛直方向にも自由に移動させることができる。
となったシールドガスによりシールド容器４内に存在し
ていた大気は蓋部材５の開口部８からシールド容器４外
へ排出され、シールド容器４の内部がシールドガスで充
満されることとなる。この状態で、高周波誘導加熱コイ
ル１１により母材９を高温に予熱する一方、蓋部材５の
開口部８を通して上方から溶接トーチ６及び溶接ワイヤ
７をシールド容器４内に挿入し、母材９の必要箇所をＴ
ＩＧ溶接する。このとき、蓋部材５はシールド容器４の
開放端に沿って水平方向にスライド可能に載置されてい
るため、溶接トーチ６及び溶接ワイヤ７を蓋部材５と共
に水平方向に自由に移動させることができる。また、溶
接トーチ６及び溶接ワイヤ７を蓋部材５の開口部８を通
して鉛直方向にも自由に移動させることができる。
【００１２】このように、層流のシールドガスをシール
ド容器４内に供給することにより、シールド容器４の内
部がシールドガスで充満されているので、母材９を高温
に予熱した状態でも、大気が巻き込まれることはなく、
良好な溶接が可能となる。なお、シールド容器４内がシ
ールドガスで充満されるため、従来のように溶接トーチ
６から溶接部に向けてシールドガスを供給する必要はな
く、溶接トーチ６の構造が簡単になる。また、図１で
は、シールド容器４内に２つのガス供給ボックス１２が
配置されているが、ガス供給ボックス１２の個数につい
ては、２つに限るものではなく、シールド容器４の大き
さ等により、１個あるいは３個以上配置してもよい。
ド容器４内に供給することにより、シールド容器４の内
部がシールドガスで充満されているので、母材９を高温
に予熱した状態でも、大気が巻き込まれることはなく、
良好な溶接が可能となる。なお、シールド容器４内がシ
ールドガスで充満されるため、従来のように溶接トーチ
６から溶接部に向けてシールドガスを供給する必要はな
く、溶接トーチ６の構造が簡単になる。また、図１で
は、シールド容器４内に２つのガス供給ボックス１２が
配置されているが、ガス供給ボックス１２の個数につい
ては、２つに限るものではなく、シールド容器４の大き
さ等により、１個あるいは３個以上配置してもよい。
【００１３】実施の形態２．図２に実施の形態２に係る
ガスシールド溶接装置の構成を示す。この装置は、図１
に示した装置において、シールド容器４内にガス供給ボ
ックス１２を配置する代わりに、シールド容器４内の底
部をポーラス板１３で仕切ることにより画成されたガス
供給チャンバ１４を形成し、このガス供給チャンバ１４
を通してシールドガスを供給するようにしたものであ
る。図示しないシールドガス供給部からガス供給チャン
バ１４にシールドガスとしてＡｒガスを供給すると、シ
ールドガスはポーラス板１３を通過することにより層流
となり、シールド容器４の底部から上方へと流れ、シー
ルド容器４内に充満する。実施の形態１と同様に、蓋部
材５の開口部８から吹き出すガス速度を２ｍ／ｓ以上に
なるようにシールドガス供給部によりガス圧を調整する
ことが好ましい。なお、図３に示されるように、シール
ド容器４内の底部ではなく側壁部をポーラス板１３で仕
切ってガス供給チャンバ１４を形成してもよい。
ガスシールド溶接装置の構成を示す。この装置は、図１
に示した装置において、シールド容器４内にガス供給ボ
ックス１２を配置する代わりに、シールド容器４内の底
部をポーラス板１３で仕切ることにより画成されたガス
供給チャンバ１４を形成し、このガス供給チャンバ１４
を通してシールドガスを供給するようにしたものであ
る。図示しないシールドガス供給部からガス供給チャン
バ１４にシールドガスとしてＡｒガスを供給すると、シ
ールドガスはポーラス板１３を通過することにより層流
となり、シールド容器４の底部から上方へと流れ、シー
ルド容器４内に充満する。実施の形態１と同様に、蓋部
材５の開口部８から吹き出すガス速度を２ｍ／ｓ以上に
なるようにシールドガス供給部によりガス圧を調整する
ことが好ましい。なお、図３に示されるように、シール
ド容器４内の底部ではなく側壁部をポーラス板１３で仕
切ってガス供給チャンバ１４を形成してもよい。
【００１４】実施の形態３．図４に実施の形態３に係る
ガスシールド溶接装置の構成を示す。この装置は、図２
に示した装置において、シールド容器４内にガス供給チ
ャンバ１４を形成する代わりに、シールド容器４の底部
の少なくとも一部をポーラス板１３で形成し、この底部
の外側にガス供給チャンバ１４を取り付けたものであ
る。このようにしても、実施の形態１及び２と同様に、
短い置換時間でシールド容器４内をＡｒガス雰囲気にす
ることができる。なお、図５に示されるように、シール
ド容器４の底部ではなく側壁部の少なくとも一部をポー
ラス板１３で形成し、この側壁部の外側にガス供給チャ
ンバ１４を取り付けてもよい。
ガスシールド溶接装置の構成を示す。この装置は、図２
に示した装置において、シールド容器４内にガス供給チ
ャンバ１４を形成する代わりに、シールド容器４の底部
の少なくとも一部をポーラス板１３で形成し、この底部
の外側にガス供給チャンバ１４を取り付けたものであ
る。このようにしても、実施の形態１及び２と同様に、
短い置換時間でシールド容器４内をＡｒガス雰囲気にす
ることができる。なお、図５に示されるように、シール
ド容器４の底部ではなく側壁部の少なくとも一部をポー
ラス板１３で形成し、この側壁部の外側にガス供給チャ
ンバ１４を取り付けてもよい。
【００１５】実施の形態４．実施の形態１、２または３
の装置を用いると共に高周波誘導加熱コイル１１により
予熱することなく、Ｚｒ等の活性金属からなる母材をＴ
ＩＧ溶接した。シールド容器４内がシールドガスで充満
されるため、活性金属からなる母材、特に複雑形状を有
する母材であっても、溶接部及びその近傍を酸化させる
ことなく良好な溶接が可能となる。
の装置を用いると共に高周波誘導加熱コイル１１により
予熱することなく、Ｚｒ等の活性金属からなる母材をＴ
ＩＧ溶接した。シールド容器４内がシールドガスで充満
されるため、活性金属からなる母材、特に複雑形状を有
する母材であっても、溶接部及びその近傍を酸化させる
ことなく良好な溶接が可能となる。
【００１６】実施の形態５．実施の形態１、２または３
の装置を用いてレーザー溶接を行った。従来、レーザー
溶接で完全な溶接シールドを得ようとする場合には、母
材をナイロン袋に入れ、袋の中をＡｒ等のシールドガス
で充満した状態で溶接を行うことが多かったが、ナイロ
ン袋はシールドガスを充満すると膨張することから、作
業性が劣るという問題が生じていた。これに対して、実
施の形態１または２の装置を用いてシールド容器４内を
シールドガスで充満し、その状態でレーザー溶接を行え
ば、作業性に優れ且つシールド性も向上させることがで
き、溶接部において不純物のない清浄な溶接金属を得る
ことが可能となる。
の装置を用いてレーザー溶接を行った。従来、レーザー
溶接で完全な溶接シールドを得ようとする場合には、母
材をナイロン袋に入れ、袋の中をＡｒ等のシールドガス
で充満した状態で溶接を行うことが多かったが、ナイロ
ン袋はシールドガスを充満すると膨張することから、作
業性が劣るという問題が生じていた。これに対して、実
施の形態１または２の装置を用いてシールド容器４内を
シールドガスで充満し、その状態でレーザー溶接を行え
ば、作業性に優れ且つシールド性も向上させることがで
き、溶接部において不純物のない清浄な溶接金属を得る
ことが可能となる。
【００１７】実施の形態６．実施の形態１、２または３
の装置を用いて、高純度鉄からなる母材をＴＩＧ溶接し
た。高純度鉄は、鉄以外の不純物の合計が１０ｐｐｍ程
度の高純度を有するもので、従来のガスシールド溶接で
は大気中の酸素を吸収するため、真空中で行う電子ビー
ム溶接を採用せざるを得なかった。実施の形態１、２ま
たは３の装置においては、シールド容器４内がシールド
ガスで充満されるため、ガスシールド溶接でありなが
ら、溶接部の不純物を増加させることなく高純度鉄の溶
接が可能であった。特に、溶接トーチ６から溶接部に向
けてシールドガスを供給する必要がないので、溶接部付
近に乱流を生じる怖れがなく、安定した溶接を行うこと
ができる。
の装置を用いて、高純度鉄からなる母材をＴＩＧ溶接し
た。高純度鉄は、鉄以外の不純物の合計が１０ｐｐｍ程
度の高純度を有するもので、従来のガスシールド溶接で
は大気中の酸素を吸収するため、真空中で行う電子ビー
ム溶接を採用せざるを得なかった。実施の形態１、２ま
たは３の装置においては、シールド容器４内がシールド
ガスで充満されるため、ガスシールド溶接でありなが
ら、溶接部の不純物を増加させることなく高純度鉄の溶
接が可能であった。特に、溶接トーチ６から溶接部に向
けてシールドガスを供給する必要がないので、溶接部付
近に乱流を生じる怖れがなく、安定した溶接を行うこと
ができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、母材を収容するシールド容器内に層流のシールドガ
スを供給しつつ溶接を行うので、シールド容器内がシー
ルドガスで充満され、溶接部及びその近傍への大気の巻
き込みを防止することができる。その結果、Ｎｉ基耐熱
合金からなる母材を高温状態に予熱しながらのＴＩＧ溶
接、活性金属からなる母材のＴＩＧ溶接、高純度鉄から
なる母材のＴＩＧ溶接、並びにレーザー溶接を良好に行
うことが可能となる。
ば、母材を収容するシールド容器内に層流のシールドガ
スを供給しつつ溶接を行うので、シールド容器内がシー
ルドガスで充満され、溶接部及びその近傍への大気の巻
き込みを防止することができる。その結果、Ｎｉ基耐熱
合金からなる母材を高温状態に予熱しながらのＴＩＧ溶
接、活性金属からなる母材のＴＩＧ溶接、高純度鉄から
なる母材のＴＩＧ溶接、並びにレーザー溶接を良好に行
うことが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るガスシールド
溶接装置の構成を示す断面図である。
溶接装置の構成を示す断面図である。
【図２】 実施の形態２に係るガスシールド溶接装置の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図３】 実施の形態２の変形例に係るガスシールド溶
接装置の構成を示す断面図である。
接装置の構成を示す断面図である。
【図４】 実施の形態３に係るガスシールド溶接装置の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図５】 実施の形態３の変形例に係るガスシールド溶
接装置の構成を示す断面図である。
接装置の構成を示す断面図である。
【図６】 被溶接物である母材の例を示し、（ａ）は動
翼、（ｂ）は長大翼、（ｃ）は静翼をそれぞれ示す斜視
図である。
翼、（ｂ）は長大翼、（ｃ）は静翼をそれぞれ示す斜視
図である。
【図７】 従来の溶接装置において母材を予熱しつつ溶
接する様子を示す側面図である。
接する様子を示す側面図である。
４ シールド容器、５ 蓋部材、６ 溶接トーチ、７
溶接ワイヤ、８ 開口部、９ 母材、１０ 保持部、１
１ 高周波誘導加熱コイル、１２ ガス供給ボックス、
１３ ポーラス板、１４ ガス供給チャンバ。
溶接ワイヤ、８ 開口部、９ 母材、１０ 保持部、１
１ 高周波誘導加熱コイル、１２ ガス供給ボックス、
１３ ポーラス板、１４ ガス供給チャンバ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２３Ｋ 103:08 Ｂ２３Ｋ 103:08
(72)発明者 妻鹿 雅彦
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂製作所内
Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 CA07 CB03
4E068 CJ01 DB01
Claims (12)
- 【請求項１】 溶接部にシールドガスを供給しながら溶
接トーチを母材に近接させて溶接を行う装置において、 母材を収容すると共に開放端を有するシールド容器と、 前記シールド容器の開放端を覆うようにスライド可能に
配置されると共に溶接トーチを前記シールド容器内に挿
入するための開口部が形成された蓋部材と、 前記シールド容器内に層流のシールドガスを供給するガ
ス供給手段とを備えたことを特徴とするガスシールド溶
接装置。 - 【請求項２】 前記ガス供給手段は、シールドガスを通
過させることにより層流を形成するポーラス板を有する
請求項１に記載のガスシールド溶接装置。 - 【請求項３】 前記ガス供給手段は、前記シールド容器
内に配置されると共に前記ポーラス板が設けられたガス
供給ボックスを有する請求項２に記載のガスシールド溶
接装置。 - 【請求項４】 前記ガス供給手段は、前記シールド容器
内に前記ポーラス板により画成されたガス供給チャンバ
を有する請求項２に記載のガスシールド溶接装置。 - 【請求項５】 前記ガス供給手段は、前記シールド容器
の少なくとも一部を形成するポーラス板と、このポーラ
ス板の外側に取り付けられたガス供給チャンバとを有す
る請求項２に記載のガスシールド溶接装置。 - 【請求項６】 前記シールド容器内の母材を加熱するた
めの加熱装置をさらに備えた請求項１〜５のいずれか一
項に記載のガスシールド溶接装置。 - 【請求項７】 溶接部にシールドガスを供給しながら溶
接トーチを母材に近接させて溶接を行う方法において、 母材を収容するシールド容器内に層流のシールドガスを
供給しつつ溶接を行うことを特徴とするガスシールド溶
接方法。 - 【請求項８】 シールド容器の開放端をスライド可能で
且つ溶接トーチを挿入するための開口部が形成された蓋
部材で覆い、この蓋部材の開口部から吹き出すガス速度
を２ｍ／ｓ以上に設定する請求項７に記載のガスシール
ド溶接方法。 - 【請求項９】 Ｎｉ基耐熱合金からなる母材を高温状態
に加熱しながらＴＩＧ溶接する請求項７または８に記載
のガスシールド溶接方法。 - 【請求項１０】 活性金属からなる母材をＴＩＧ溶接す
る請求項７または８に記載のガスシールド溶接方法。 - 【請求項１１】 母材をレーザー溶接する請求項７また
は８に記載のガスシールド溶接方法。 - 【請求項１２】 高純度鉄からなる母材をＴＩＧ溶接す
る請求項７または８に記載のガスシールド溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001204622A JP2003019562A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ガスシールド溶接装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001204622A JP2003019562A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ガスシールド溶接装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019562A true JP2003019562A (ja) | 2003-01-21 |
Family
ID=19041059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001204622A Withdrawn JP2003019562A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ガスシールド溶接装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003019562A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014240087A (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | 三菱重工業株式会社 | ガスシールド溶接装置及びガスシールド溶接方法 |
| US20160105933A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-14 | Illinois Tool Works Inc. | Reduced-distortion hybrid induction heating/welding assembly |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001204622A patent/JP2003019562A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014240087A (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | 三菱重工業株式会社 | ガスシールド溶接装置及びガスシールド溶接方法 |
| US20160105933A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-14 | Illinois Tool Works Inc. | Reduced-distortion hybrid induction heating/welding assembly |
| US20160105935A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-14 | Illinois Tool Works Inc. | Hybrid induction heating/welding assembly |
| US20160105934A1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-04-14 | Illinois Tool Works Inc. | High-productivity hybrid induction heating/welding assembly |
| US10244588B2 (en) * | 2014-10-14 | 2019-03-26 | Illinois Tool Works Inc. | Hybrid induction heating/welding assembly |
| US10440784B2 (en) * | 2014-10-14 | 2019-10-08 | Illinois Tool Works Inc. | Reduced-distortion hybrid induction heating/welding assembly |
| US11172549B2 (en) * | 2014-10-14 | 2021-11-09 | Illinois Tool Works Inc. | High-productivity hybrid induction heating/welding assembly |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |