JP3185627U - Ｔｉｇ溶接用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】トーチの移動や方向操作を望ましい形で且つより安定的に行わせるためのＴＩＧ溶接用治具を提供する。
【解決手段】母材の溶接部を挟んでその両側に該溶接部が連続する方向に沿って母材の溶接面側に着脱可能に位置決め固定される一対のガイド部材３を設け、該ガイド部材３間にトーチ１７の先端部周面を摺接させて溶接方向への移動とトーチ１７の溶接部に対する位置決めを案内するガイド溝１４を形成している。ガイド部材３を母材に対して着脱可能に位置決め固定する固定手段１２ａを設けている。ガイド溝１４の側壁の母材に近接する側の端部断面は外側に向って後退する方向に広げられ、ガイド溝１４の底部両側に溶接作業中の不活性ガスを溶接部の近傍に滞留させるガス溜め部１６を形成している。
【選択図】図１

Description

この考案は、ＴＩＧ溶接用治具に関する。

従来ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接のように、溶接部に対して溶加棒（溶接棒，ワイヤ等）を臨ませてアークで溶融させて溶接する方法では、溶加棒及び溶接部に対して溶接トーチからのアークの安定的な向きや移動を確保することが、ビードの仕上り品質保持の課題であり、主に作業者の熟練度（技量）に依存している。
これに対し、特許文献１に示すように母材同士を位置決め固定する治具は提供されているものの、トーチの移動や向きを正確に案内する治具が望まれている。

特公平４−６４６７号公報

この考案はトーチの移動や方向操作を望ましい形で且つより安定的に行わせるための治具を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための本考案の治具は第１に、母材１の溶接部２を挟んでその両側に該溶接部２が連続する方向に沿って上記母材１の溶接面側に着脱可能に位置決め固定される一対のガイド部材３を設け、該ガイド部材３間にトーチ１７の先端部周面を摺接させて溶接方向への移動とトーチ１７の溶接部２に対する位置決めを案内するガイド溝１４を形成してなることを特徴としている。

第２に、ガイド部材３を母材１に対して着脱可能に位置決め固定する固定手段を設けてなることを特徴としている。

第３に、ガイド部材３の固定時にガイド部材３の裏面が母材１の溶接部２両側の表面に接触してガイド溝１４の底部側より不活性ガスが漏出するのを防止する構造としたことを特徴としている。

第４に、ガイド溝１４の側壁の母材１に近接する側の端部断面が外側に向って後退する方向に広げられ、ガイド溝１４の底部両側に溶接作業中の不活性ガスを溶接部２の近傍に滞留させるガス溜め部１６を形成してなることを特徴としている。

第５に、ガイド部材３の裏面が母材１の溶接部２両側の表面及び溶接方向に沿う長手方向の接地部を形成してなることを特徴としている。

第６に、ガイド溝１４の幅を規定するために一対のガイド部材３の間隔を保持する幅方向の連結手段４をガイド部材３間に設けてなることを特徴としている。

第７に、幅方向の連結手段４にガイド溝１４の幅を調節する調節部７を備えたことを特徴としている。

第８に、母材１に対して位置決めする固定手段としてガイド部材３の側方に突出するようにガイド部材３に取付けられるアーム９と、該アーム９の先端側の裏面に取付けられ母材１の表面側に平面方向の移動を規制するように接触する固着手段１２ａとからなることを特徴としている。

第９に、ガイド部材３に対するアーム９の突出幅が調節できるようにガイド部材３に対しアーム９を水平方向に回動又は幅方向にスライド調節可能に取付けたことを特徴としている。

第１０に、固着手段１２ａが母材１に対して吸着する吸盤又はマグネット又は母材１に対して一定の滑り抵抗を備えた滑り防止部材からなることを特徴としている。

第１１に、ガイド部材３としてアングル状又は円弧状断面の部材を使用し、当該部材の断面の一方の傾斜面をガイド溝１４の内面として利用することを特徴としている。

第１２に、ガイド部材３が円形断面の母材１の外周に装着されるリング状に形成されるとともに２個以上の円弧状の分割片３ａ，３ｂとして分割形成され、各分割片３ａ，３ｂの端部側を連結して母材１に組付ける固定手段１２を設けたことを特徴としている。

第１３に、ガイド部材３の断面の円弧状内面の外側端面側に外径側に向って切欠状に広がる逃がし面２１を形成し、エルボ状の母材１に装着可能にしたことを特徴としている。

以上のように構成される本考案の治具によれば以下のような効果を奏する。
（１）母材の溶接部や溶加棒に対してトーチの移動や方向操作が、ガイド部材間のガイド溝に沿って常に一定の距離を保ち正確且つ安定的に操作されるので、熟練度の低い作業者にとっても外観が良く正確な溶接ビードが形成される。

（２）ガイド部材が母材に対して、しかも溶接部の方向に沿って正確に位置決め固定されるので、ビード自体が正確な位置に形成される。

（３）ガイド溝両側のガイド部材裏面が母材表面に接触し、あるいはさらにガス溜め部を形成することにより、作業中の溶接部に十分な不活性ガスを供給できる。

（４）ガイド部材の裏面と母材表面が連続的に接触することにより、板状母材の突合わせ溶接に使用できるほか、ガイド溝の幅を規定する連結手段により、溶接部の断面構造に対してトーチの正確なガイドが可能になる。
またガイド溝の幅を調節部により調節できるので溶接部の断面の大きさや形状に応じたガイド条件が設定できる。

（５）溶接母材の表面及び溶接方向に沿ったレール状のガイド部材に対し、左右にアームが突出する固定手段を設けたことにより、ガイド部材の安定的な固定ができ、固着手段として吸盤やマグネット、滑り防止部材を設けることにより、ステンレス，アルミ，鉄等のいずれの金属の溶接にも対応できる。
ガイド部材としてアングル状断面，円弧状断面の部材を使用することにより、治具のコスト低減が実現できる。

（６）リング状のガイド部材を用いることにより、パイプ等の円形断面の母材にも適用でき、リング状のガイド部材を円弧状に分割形成してこれをリング状に組付けることにより、溶接部近傍で母材に対して脱着できる利点がある。
また、ガイド部材内周面の外側の逃がし面により、エルボ状の母材にも適用できる。

本考案の第１実施例を示す治具の全体斜視図。 同じく治具の端面図。 治具の平面図。 治具の第２実施例を示す一部断面正面図。 同じく治具の一部断面端面図。 治具第３実施例の断面構造を示す正面図。

〔実施例１〕
図１〜図３は平板状のステンレス鋼又はアルミ製母材を突合せ溶接する場合の使用に適する治具の例について示しており、治具は図２に示すように板状の母材１上の溶接部（開先部）２を中心に両側に振分けて配置されるレール状の一対のガイド部材３，３を有し、両ガイド部材３，３はその端部において、両者を平行に並べて枠状に連結固定する幅方向の連結手段４を備えている。５はガイド部材３の端面を形成する端板である。

連結手段４は、各辺がガイド部材３の端部を覆うアングル状断面の取付板６と、該取付板６の垂直辺の左右方向の長孔からなる取付孔（調節部）７を介してビス８，ワッシャー等により両ガイド部材３，３を平行な所定間隔を保って連結固定する機構からなり、ガイド部材３の前後方向取付幅が調節できる構造になっている。

また、レール状の各ガイド部材３の左右両端の裏側には、固定手段として下面がガイド部材３の底面（接地部）と同一平面を構成するように板状のアーム９がビス１１により水平方向回動自在に前後方向に突出するように取付けられている。アーム９の先端の下面には、固着手段として下向きの吸盤１２ａがビス１２ｂにより下向きに取付けられ、該吸盤１２ａが母材１の上面に吸着することにより、治具全体が位置決め固定される。

母材１が鉄板の場合は固着手段１２ａは図１に仮想線で示すようなマグネットを用いても良い。その他吸盤やマグネットの代りに母材１の表面に弾力的に接してその摩擦抵抗により、治具の横動を防止する滑り防止部材（図示せず）を取付けても良い。

アーム９を回動させることによりガイド部材３からの突出量（治具全体の幅）や吸盤１２ａの位置を変更調節することができ、アーム９はガイド部材３に対して幅方向にスライドさせてその突出量を変更調節する機構にしても良い。
この場合は、ガイド部材３の底面にアーム９のスライドをガイドするガイド溝（図示しない）を形成することが望ましい。

各ガイド部材３の内側面は互に内向きに傾斜してＶ字形のガイド溝１４が形成され、ガイド溝１４が母材１の溶接部２に沿うように治具が母材１上に配置して固着される。このガイド溝１４は、母材１の溶接部２の幅や深さ等に応じて連結手段４により前後幅が調節される。

上記ガイド溝１４は図１，図２で示すようにＶ字形に形成することが望ましいが、その下端部断面は、外側に向って八字形に広がるように逆傾斜面として形成され、これによって形成される八字形の空間部１６は後述するＴＩＧ溶接時に不活性ガスが十分に滞留するガス溜部となる。

また治具を構成する各部材は軽量化及び放熱性を良くするためにアルミニュウム材を使用することが望ましく、さらにガイド部材３は図示するように中空のパイプ材として形成することが望ましい。

但し、製造コストの面からはガイド部材３は２本のアングル状断面のものを下向きに伏せた状態で組合わせて構成することもでき、あるいは円弧状断面の円筒片を同様に下向きに伏せて組合わせることもできる（いずれも図示しない）。

以上のように構成される本考案の治具は、図１に示すように母材上に配置固定し、ＴＩＧ溶接用のトーチ１７の電極１８を溶接部分に向けながら、円筒状のガスノズル１９の先端外周を、上記ガイド溝１４のＶ字形内側面に当接させて電極１８の先端側に溶加棒２０を順次繰り出し、母材１と電極１８間にアークを発生させ且つガスノズル１９の先端からアルゴンガス等の不活性ガスを放出させながら溶接を行う。この時トーチ１７を前後に揺動させることにより、溶接部２内で溶解した溶加棒２０をアークで均一に撹拌しながら進行する。

上記作業時にトーチ１７の電極１８は、円筒状のガスノズル１９の先端がガイド溝１４のＶ字形の両側面に当接されているために、溶接部２に対する向きが安定しており、ビードがきれいに整えられて均一に形成される。

尚、開示する例では平板同士の突合わせ溶接について説明したが、例えば大型タンクのように円筒状の板を円筒軸方向に突合わせ溶接する場合にも適用できる。その他、ガイド部材３を円弧状に湾曲形成したものを用意することにより、球形タンクや円筒状タンクの周面に沿わせて使用することも可能である。

〔実施例２〕
図４，図５は本考案の第２実施例を示し、この実施例は母材１がパイプである場合に使用する治具であり、実施例１と同一符号は共通に機能する部材等を示す。

この例ではステンレス鋼，アルミ製，鋼材等の管材からなる母材１を突合わせ溶接するための治具を示し、母材１の端部に形成された溶接部（開先部）２に対し、その左右両側に一対のリング状のガイド部材３を振分けて配置している。

各ガイド部材３は複数個（図示する例では２個）に円弧状に上下に分割された分割片３ａ，３ｂとして形成され、各分割面を貫く止めビス１２ｃによって各母材１にリング状に組付けられる。止めビス１２ｃは一方の分割片３ａに設けられた切欠部１２ｄから他方の分割片３ｂにねじ込むことにより、母材１の溶接部２を挟んで所定間隔を介して各母材１に着脱自在に締着固定する固定手段１２を構成している。

上記固定手段１２は、図５に仮想線で示すように各分割片３ａ，３ｂの外周に、分割面を挟んで上下に振り分けて取付けられた一対のフランジ状の取付片１２ｅ，１２ｅをビス止めすることにより構成することもできる。ガイド部材３の分割片３ａ，３ｂの分割面は締付時に必ずしも密着する必要はなく、締め代として僅かな間隙を形成してもよい。

各ガイド部材３の溶接部２側の端面は図示するように（図１，図２に示す場合と同様に）、Ｖ字形のガイド溝１４とその底部において八字形に広がるガス留め部１６を形成している。
この実施例においてもガイド溝１４の内面にガスノズル１９を当接してトーチ１７を操作しながら溶接を行う点は、前記第１実施例の場合と共通である。

〔実施例３〕
図６は本考案の第３実施例を示し、この例は母材１の少なくとも一方がエルボ管である場合に適した治具を示している。この実施例ではリング状のガイド部材３を複数個（この例では２個）に等角度に分割形成し、各分割面で隣接する分割片３ａ，３ｂを締着してパイプ側に取付ける機構及び溶接部２，ガイド溝１４，ガス溜め部１６等の機構や溶接時のトーチ操作等は第２実施例の場合と共通である。

しかし、図示するように母材１がエルボ管である場合は、エルボ管の湾曲した外周面に対し、ガイド部材３の内面が干渉するのを防止するために、リング状ガイド部材３の内周の外端面側が、外側に向って切欠状に開かれる逃がし面２１が形成されている。
これにより、ガイド部材３は突合わされる母材の一方又は両方がエルボ管である場合でも、リング状ガイド部材３の内周面を干渉することなくガイド部材を取付けることができる。

１ 母材
２ 溶接部（開先部）
３ ガイド部材
３ａ，３ｂ 分割片
４ 連結手段
６ 取付板
７ 長孔（調節部）
８ ビス
９ アーム
１２ 固定手段
１２ａ 吸盤又はマグネット（固着手段）
１２ｂ ビス
１２ｃ ビス
１２ｄ 切欠部
１２ｅ 取付片
１４ ガイド溝
１６ ガス溜め部
１７ トーチ
１８ 電極
１９ ガスノズル
２１ 逃がし面

Claims (13)

1. 母材（１）の溶接部（２）を挟んでその両側に該溶接部（２）が連続する方向に沿って上記母材（１）の溶接面側に着脱可能に位置決め固定される一対のガイド部材（３）を設け、該ガイド部材（３）間にトーチ（１７）の先端部周面を摺接させて溶接方向への移動とトーチ（１７）の溶接部（２）に対する位置決めを案内するガイド溝（１４）を形成してなるＴＩＧ溶接用治具。
2. ガイド部材（３）を母材（１）に対して着脱可能に位置決め固定する固定手段を設けてなる請求項１に記載のＴＩＧ溶接用治具。
3. ガイド部材（３）の固定時にガイド部材（３）の裏面が母材（１）の溶接部（２）両側の表面に接触してガイド溝（１４）の底部側より不活性ガスが漏出するのを防止する構造とした請求項１，２のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
4. ガイド溝（１４）の側壁の母材（１）に近接する側の端部断面が外側に向って後退する方向に広げられ、ガイド溝（１４）の底部両側に溶接作業中の不活性ガスを溶接部（２）の近傍に滞留させるガス溜め部（１６）を形成してなる請求項１〜３のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
5. ガイド部材（３）の裏面が母材（１）の溶接部（２）両側の表面及び溶接方向に沿う長手方向の接地部を形成してなる請求項１〜４のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
6. ガイド溝（１４）の幅を規定するために一対のガイド部材（３）の間隔を保持する幅方向の連結手段（４）をガイド部材（３）間に設けてなる請求項５に記載のＴＩＧ溶接用治具。
7. 幅方向の連結手段（４）にガイド溝（１４）の幅を調節する調節部（７）を備えた請求項６に記載のＴＩＧ溶接用治具。
8. 母材（１）に対して位置決めする固定手段としてガイド部材（３）の側方に突出するようにガイド部材（３）に取付けられるアーム（９）と、該アーム（９）の先端側の裏面に取付けられ母材（１）の表面側に平面方向の移動を規制するように接触する固着手段（１２ａ）とからなる請求項１〜７のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
9. ガイド部材（３）に対するアーム（９）の突出幅が調節できるようにガイド部材（３）に対しアーム（９）を水平方向に回動又は幅方向にスライド調節可能に取付けた請求項８に記載のＴＩＧ溶接用治具。
10. 固着手段（１２ａ）が母材（１）に対して吸着する吸盤又はマグネット又は母材（１）に対して一定の滑り抵抗を備えた滑り防止部材からなる請求項８，９のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
11. ガイド部材（３）としてアングル状又は円弧状断面の部材を使用し、当該部材の断面の一方の傾斜面をガイド溝（１４）の内面として利用する請求項５〜１０のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
12. ガイド部材（３）が円形断面の母材（１）の外周に装着されるリング状に形成されるとともに２個以上の円弧状の分割片（３ａ），（３ｂ）として分割形成され、各分割片（３ａ），（３ｂ）の端部側を連結して母材（１）に組付ける固定手段（１２）を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のＴＩＧ溶接用治具。
13. ガイド部材（３）の断面の円弧状内面の外側端面側に外径側に向って切欠状に広がる逃がし面（２１）を形成し、エルボ状の母材（１）に装着可能にした請求項１２に記載のＴＩＧ溶接用治具。

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