JP2503440Y2 - 狭開先ア―ク溶接機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、トーチの回りにシールドボックスを有し、
トーチおよびシールドボックスから噴射するシールドガ
スにより溶接部を保護する狭開先アーク溶接機に係り、
特に、アークを容易に監視できるようにしながら溶接部
のシールド効果を高め、溶接の品質を高く維持するため
のシールドボックスの構造に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、狭開先GMA（Ｇas Ｍetal Ａrc）溶接におい
ては、第４図および第５図に示すように、開先幅が9mm
程度と狭く、積層は１層１パス溶接であり、溶接心線に
はソリッドワイヤを用いている。このため、溶接近傍は
シールドガスで完全に保護する必要がある。

溶接近傍をシールドするシールドガスのうち、１次シ
ールドガス８は溶接トーチ６の前後から噴射され、溶接
部をシールするとともに溶接金属10の形状を形成してい
る。また、２次シールドガス９はシールドボックス１か
ら噴射され、開先および溶接部近傍のシール性を向上さ
せている。溶接トーチ６は１層毎に上昇するが、シール
ドボックス１は１回セットされれば、溶接完了まではそ
のまま固定される。

シールドボックス１から流れる２次シールドガス９
は、溶接欠陥の生成の有無に大きく影響を与える。

この種の従来技術を示すものには、例えば特開昭54−
141355号、特開昭50−27038号、特開昭39−4226号等が
ある。

［考案が解決しようとする課題］ これら従来のシールドボックス１は、トーチ６の周囲
で同心円または渦巻状に形成されており、シールする範
囲に方向性が無かったので、溶接進行方向11におけるシ
ールが必ずしも十分でない場合があった。

また、溶接の最終層（余盛ビード）付近においては、
トーチ６がシールドボックス１に隠れてしまい、アーク
を監視できないから、溶接作業者はシールドボックス１
を母材面から離し、顔を母材面に近付けたりして、アー
クを監視しなければならなかった。

さらに、シールドガスはトーチ６の周囲から直接噴射
されるため、偏流を起こし易く、また、２次シールドガ
ス供給チューブ２の取付け部付近の流量が多くなり、エ
アを巻き込み、溶接の品質が低下する欠点があった。

本考案の目的は、溶接部近傍を完全にシールドしつつ
アークを容易に監視できるようにし、溶接の品質を高く
維持する狭開先アーク溶接機を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するために、トーチの１次
シールドガスが噴出するガス出口よりも上部にシールド
ボックスの２次シールドガスが噴出するガス出口を設け
た狭開先アーク溶接機において、シールドボックスの溶
接進行方向側に２次シールドガス供給チューブとアーク
監視用切欠き部とを設け、２次シールドガス供給チュー
ブのシールドガス噴射口を前記切欠き部よりも上方のシ
ールドボックス内部に向かって開口させた狭開先アーク
溶接機を提案するものである。

２次シールドガス供給チューブからのシールドガスの
流れを均一化するためには、シールドガス噴射口とアー
ク監視用切欠き部との間のシールドボックス内に、ガス
レンズを設けることができる。

いずれの場合も、溶接進行方向前部の切欠き部上方の
２次シールドガス噴射口からのシールドガス噴射量を、
溶接進行方向に直角な方向の２次シールドガス噴射口か
らの噴射量の約２倍とすることが望ましい。

［作用］ 狭開先GMA溶接においては、シールドガスにより溶接
部近傍を十分にシールし、安定したアークを発生させる
ことが、溶接欠陥を防止するための不可欠の条件であ
る。

このため、開先内のエアを２次シールドガスで完全に
置換すれば、極めて良好な溶接雰囲気を形成できる。

そこで、本考案のシールドボックスにおいては、シー
ルドボックスの前面に、溶接トーチ前方側のシールドガ
スの保護範囲を広くし、しかもアークの監視を容易にす
るために、切欠き部を設け、溶接トーチの溶接進行方向
側面に各１本，前面に１本すなわち合計３本のチューブ
からシールドボックス内に２次シールドガスを取り入
れ、このシールドガスをシールドボックスの天井に向け
て噴射させる構造とした。

また、シールドガスの偏流を防止するために、シール
ドボックス内には、多数の細孔を有する耐熱性のガス抵
抗部材であるガスレンズを設けた。

さらに、広い範囲に完全なシールが得られるようにす
るため、溶接トーチ前面側のシールドガス供給チューブ
は側面側の流量の約２倍を流すような構造とした。

［実施例］ 以下、第１図〜第３図を参照して、本考案による狭開
先アーク溶接機の実施例を説明する。

第１図は、本考案による狭開先アーク溶接機のトーチ
とシールドボックス部分の一実施例を示す側断面図、第
２図は第１図実施例の正断面図である。

これらの図において、１はシールドボックス、２は溶
接進行方向前部に１本，これと直角な方向に２本設けた
２次シールドガス供給チューブ、３は各シールドガス供
給チューブ２からシールドボックス１の天井内壁に向け
て設けたシールドガス噴出口、４は前記天井内壁で反射
してきたシールドガスの流れを均一化するための多数の
細孔を有する耐熱性のガス抵抗部材すなわちガスレン
ズ、５は溶接トーチ前方側のシールドガスの保護範囲を
広げるとともにアークの監視を容易にするためにシール
ドボックス１の溶接進行方向前部でガスレンズ４下方に
形成した切欠き部、６は溶接トーチ、７は心線すなわち
Metal、８は溶接トーチ６内の心線７の前後から噴き出
し溶接部をシールドするとともに溶接金属10の形状を成
形する１次シールドガス、９はシールドボックス１から
ガスレンズ４を介して供給され乱流の無い均一な流れと
なって開先面および溶接部近傍に流れ開先部および溶接
部近傍のシール性を向上させる２次シールドガス、10は
溶接金属、11は溶接進行方向である。

溶接トーチ６は、溶接中は１層溶接毎に上昇するが、
シールドボックス１は一旦セットすれば、溶接が完了す
るまで固定のままでよいように支持する。

また、切欠き部５の上部に配置した２次シールドガス
供給チューブ２からのガス流量を側面の約２倍とし、前
方側の広い範囲をシールする。このようにすると、被溶
接部材が周回形状でも長手形状でも溶接トーチ６および
シールドボックス１の部分を交換せずに共用でき、かつ
小型化できる。

本考案のシールドボックス１は、シールドガス供給チ
ューブ２を切欠き部５の在る溶接進行方向に１本，これ
に直角な方向の左右に各１本配置し、切欠き部５の在る
側の流量をこれに直角な方向の約２倍流すことにより、
切欠き部５からのエアの混入を防止している。

また、２次シールドガス９の偏流を防止するため、シ
ールドボックス１には、金網等の多数の細孔を有する板
状のガス抵抗部材であるガスレンズ４を設けてあるか
ら、開先部および溶接部近傍には均一なガスの流れが生
ずるようになっている。

さらに、シールドボックス１の前面に例えば幅20mm×
高さ15mm程度の切欠きを設けてあるため、アークがシー
ルドボックス１に遮られることがなく、溶接の初層から
最終層（余盛ビード）までシールドボックスを固定した
まま、アークを容易に監視できる。

したがって、従来のように、シールドボックスの最終
層付近で、シールドボックスを母材面から離し、しかも
溶接作業者が母材面に顔を近付け、アークを監視する必
要がなくなり、溶接作業者の疲労が軽減され、作業の安
全性向上にも効果がある。

また、本考案のシールドボックスの切欠き部にアーク
監視装置を装着すれば、シールドボックスと母材面すな
わちアーク監視装置と母材面との相対位置が変化しない
ので、監視の位置決め精度が良くなり、初層から最終層
まで連続自動溶接が可能となる。

第３図は本考案を狭開先TIG溶接装置に適用した他の
実施例を示す。本実施例は、ダングステン電極12を用い
たこと以外は、第１図および第２図の実施例と同様であ
るので、構成の説明を省略する。

本実施例においては、シールドボックス１の前後に切
欠きを設け、シールド範囲を広くすることにより、溶接
欠陥の発生を防止する他に、ステンレス鋼等の溶接ビー
ドおよび母材の変色を防ぐ効果も得られる。

［考案の効果］ 本考案によれば、以下の効果が得られる。

（１）シールドボックスの溶接進行方向に切欠き部を設
けて、先行側のシール範囲を広くしているため、従来の
シールドボックスと比べて、約80％小型化できる。

（２）シールドボックスに遮られることなく、溶接の初
層から最終層までアークを監視できるため、溶接作業者
によるシールドボックスの姿勢の調整は不要である。

（３）同一角度でアークの監視が実行できるため、アー
ク監視装置等を取付け、連続自動溶接化することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による狭開先アーク溶接機のシールドボ
ックスの一実施例の側断面図、第２図は第１図実施例の
正断面図、第３図は本考案を狭開先TIG溶接装置に適用
した他の実施例を示す側断面図、第４図は従来のシール
ドボックスの側断面図、第５図は第４図従来例の正断面
図である。 １…シールドボックス、２…２次シールドガス供給チュ
ーブ、３…２次シールドガス噴射口、４…ガスレンズ、
５…シールドボックス切欠き部、６…トーチ、７…心
線、８…１次シールドガス、９…２次シールドガス、10
…溶接金属、11…溶接進行方向、12…タングステン電
極。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トーチの１次シールドガスが噴出するガス
   出口よりも上部にシールドボックスの２次シールドガス
   が噴出するガス出口を設けた狭開先アーク溶接機におい
   て、 前記シールドボックスの溶接進行方向側に前記２次シー
   ルドガス供給チューブとアーク監視用切欠き部とを設
   け、 前記２次シールドガス供給チューブのシールドガス噴射
   口を前記切欠き部よりも上方のシールドボックス内部に
   向かって開口させた ことを特徴とする狭開先アーク溶接機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の狭開先アーク溶接機にお
   いて、 前記２次シールドガス供給チューブからのシールドガス
   の流れを均一化するガスレンズを前記シールドガス噴射
   口と前記アーク監視用切欠き部との間の前記シールドボ
   ックス内に設けた ことを特徴とする狭開先アーク溶接機。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の狭開先アーク溶
   接機において、 前記溶接進行方向前部の切欠き部上方の２次シールドガ
   ス噴射口からのシールドガス噴射量を前記溶接進行方向
   に直角な方向の２次シールドガス噴射口からの噴射量の
   約２倍とする ことを特徴とする狭開先アーク溶接機。