JP3266325B2 - 熱交換バッキング体 - Google Patents

熱交換バッキング体

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JP3266325B2
JP3266325B2 JP24231292A JP24231292A JP3266325B2 JP 3266325 B2 JP3266325 B2 JP 3266325B2 JP 24231292 A JP24231292 A JP 24231292A JP 24231292 A JP24231292 A JP 24231292A JP 3266325 B2 JP3266325 B2 JP 3266325B2
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被溶接材の裏波溶接に
用いられて前記被溶接材の下面に所定隙間をおいて配設
される熱交換バッキング体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば平板突合わせ溶接にはバッ
キング材を使用した裏波溶接が利用されている。この裏
波溶接は、例えば次に示すような方法により行われてい
る。被溶接材の溶接線と同じ長さであって例えば銅(銅
合金)製のバッキング材をその溶接線の経路等に合わせ
た形状で予め作製する。このような銅製のバッキング材
を被溶接材の溶接部開先裏面から前記溶接線に当てがっ
て多数の支持部材で支持しつつその溶接部開先裏面に対
して固定した後、溶接具を移動させてその溶接線の全長
にわたって溶接する。溶接を行った後、固定用の支持部
材を取外して前記銅製のバッキング材を除去する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れた銅,銅合金製のバッキング材は、 ・材質が軟らかく磨耗され易い、 ・高温度域において酸化され易い ため、このバッキング材の表面が裏波溶接の際に生成す
る裏波ビードによりかじられてそのバッキング材の表面
に凹凸を生じることがある。したがって、裏波溶接の際
にそのバッキング材を繰り返し使用することができず、
頻繁に交換しなければならないという問題点がある。
【0004】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、バッキング材を頻繁に交換する必
要がなく長時間にわたって裏波溶接に使用可能な熱交換
バッキング体を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、 ・金属(銅,銅合金)にアルミニウムを拡散浸透させる
とその金属の高温耐酸化性が高められる、 ・銅−アルミニウム系合金は銅よりも数倍高い硬度を有
し、耐磨耗性に優れる という事象に基づいて、さらに、 ・裏波溶接の際にバッキング材を冷却するようにすれば
そのバッキング材が高温にならず、酸化されにくくなる ということから、例えば銅より形成されるバッキング材
の表面に銅−アルミニウム系合金層を設けるとともに、
裏波溶接の際にそのバッキング材を冷却することによ
り、このバッキング材の表面における耐磨耗性,高温耐
酸化性を向上させることができるという知見を得た。
【0006】したがって、本発明による熱交換バッキン
グ体は、被溶接材の裏波溶接に用いられて前記被溶接材
の下面に所定隙間をおいて配設される熱交換バッキング
体であって、バッキング体本体の上面に配設されるとと
もに少なくとも前記被溶接材側の表面に9〜26重量%
のアルミニウムを含有する銅−アルミニウム系合金層を
有するバッキング材と、このバッキング材を冷却する冷
却手段とを具えることを特徴とする。
【0007】前記バッキング材を構成する銅−アルミニ
ウム系合金層は、硬度:250〜700mHv,厚さ:
20〜300μmとするのが実用上好ましく、さらにそ
のバッキング材の材質としては熱伝導性に優れる銅また
は銅合金を用いるのが好ましい。ここで、前記銅−アル
ミニウム系合金層に含有されるアルミニウムの量を9〜
26重量%としているのは、9重量%未満では充分な硬
度が得られず、また26重量%を越えると硬度が高くな
る反面脆くなり、実用に耐え難いためである。
【0008】この銅−アルミニウム系合金層は、銅また
は銅合金にアルミニウム浸透処理を施すことにより得ら
れるものである。すなわち、前記銅または銅合金を鉄−
アルミニウム合金粉もしくはアルミニウム粉,アルミナ
粉および浸透促進剤としての塩化アンモニウム粉が混合
されてなるアルミニウム浸透剤とともに半密閉容器に充
填した後、不活性ガスあるいは還元性ガスを通しつつ5
00〜750℃で5〜15hr加熱保持することにより得
られる。
【0009】また、本発明による熱交換バッキング体
は、バッキング体本体に取付けられて前記バッキング材
の上面と被溶接材の下面との隙間を裏波ビードの厚さに
適する寸法に確保する随動支柱と、この随動支柱の先端
に配設される随動子に圧力を付与してその随動子を常に
前記被溶接材の下面に随動させる弾性体と、この弾性体
を介してそのバッキング体本体が載置される移動台車と
を具え、前記被溶接材の下面側においてその被溶接材の
溶接線に沿って移動可能な可動バッキング装置に適用さ
れるのが好ましい。
【0010】
【作用】本発明による熱交換バッキング体は、バッキン
グ体本体の少なくとも被溶接材側の表面に9〜26重量
%のアルミニウムを含有して耐磨耗性,高温耐酸化性に
優れる銅−アルミニウム系合金層を有するバッキング材
が配設されており、このバッキング材の表面は裏波ビー
ドによりかじられることなくその表面の滑らかさが維持
される。また、この熱交換バッキング体を裏波溶接に使
用するに際して加熱されるバッキング材が冷却手段によ
り冷却されるため、このバッキング材が酸化されにくく
なる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の一実施例について、図面を参
照しつつ説明する。本発明の一実施例の熱交換バッキン
グ体の一例が図1に示されている。この熱交換バッキン
グ体11は、バッキング体本体としてのバッキングボデ
ィ11aの上面に例えば熱伝導性に優れる銅−クロム合
金(銅合金)よりなるバッキング材12が配設され、こ
のバッキング材12の後述される被接合材側の表面には
銅−アルミニウム系合金層13が設けられている。ま
た、この熱交換バッキング体11内にはその熱交換バッ
キング体11を構成するバッキングボディ11aおよび
バッキング材12にわたって冷却水室14が設けられ、
この冷却水室14内を図示されない冷却手段としての冷
却装置により冷却水が循環される。すなわち、この熱交
換バッキング体11は前記冷却水により水冷とされてい
る。
【0012】ところで、前記銅−アルミニウム系合金層
13は、所定形状のバッキング材12をアルミニウム
粉:30wt%,アルミナ粉:69wt%,塩化アンモニウ
ム粉:1wt%が混合されてなるアルミニウム浸透剤とと
もに図示されない半密閉容器に充填した後、この半密閉
容器内にアルゴンガスを通しつつ570℃で8hr加熱保
持することによりそのバッキング材12の表面に得られ
る。このようにして得られた銅−アルミニウム系合金層
13のEPMA分析による断面組成および硬度が図2お
よび図3に示されている。これらの図からも明らかなよ
うに、前記銅−アルミニウム系合金層13は基材12の
表面にアルミニウム濃度:約22wt%,厚さ:約70μ
m,硬度:約680mHvで形成されている。
【0013】このように構成された熱交換バッキング体
11が、例えば可動バッキング装置に適用された際の状
態が図4および図5に示されている。この熱交換バッキ
ング体11は、バッキング材12の銅−アルミニウム系
合金層13が被溶接材41の下面に近接するように可動
バッキング装置42に配設されている。図4には床面上
を図面右方向に移動する移動台車43上に載置された熱
交換バッキング体11が、裏波溶接の際のバッキング動
作を行っている状態が示されている。前記被溶接材41
は相対する開先面Fが突き合わされて溶接線を形成し、
例えばトーチのような溶接具44が図面(図4)右方向
に走りワイヤWを開先面Fに溶着させながら移動してい
る。そして、この溶接具44により溶接が行われた部分
は溶着金属となっている。なお、溶着金属の上側の盛上
りを表面ビードといい下側に洩れ出した部分を裏波ビー
ドという。
【0014】この熱交換バッキング体11は移動台車4
3上において支柱45およびアイホールブラケット46
を介して弾性体としてのスプリング47により上方に押
し上げられ、この熱交換バッキング体11の上部に配設
されるバッキング材12の銅−アルミニウム系合金層1
3の表面と被溶接材41の下面との隙間は、この熱交換
バッキング体11のバッキング体本体としてのバッキン
グボディ11aに調整リング48を介して取付けられる
随動支柱49およびその随動支柱49の先端部に配設さ
れる随動子50により前記裏波ビードの厚さに適する寸
法に確保される。
【0015】なお、本実施例における熱交換バッキング
体が適用される可動バッキング装置は前述された型式の
ものに限定されるものではない。
【0016】
【発明の効果】本発明による熱交換バッキング体は、バ
ッキング体本体に配設されるバッキング材が耐磨耗性,
高温耐酸化性に優れているため、このバッキング材の表
面が裏波ビードによりかじられることなくその表面の滑
らかさを維持することができる。また、バッキング材が
冷却手段により冷却されるためそのバッキング材が酸化
されるのを抑止することができる。したがって、裏波溶
接の際にバッキング材を頻繁に交換する必要がなくな
り、この熱交換バッキング体を長時間にわたって使用す
ることができる。
【0017】また、この熱交換バッキング体を可動バッ
キング装置に適用することにより、裏波溶接の際のコス
トを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の熱交換バッキング体の断面
図である。
【図2】本発明の一実施例の熱交換バッキング体を構成
するバッキング材における銅−アルミニウム系合金層の
EPMA分析による断面組成を示すグラフ図である。
【図3】本発明の一実施例の熱交換バッキング体を構成
するバッキング材における銅−アルミニウム系合金層の
EPMA分析による硬度を示すグラフ図である。
【図4】本発明の一実施例の熱交換バッキング体が可動
バッキング装置に適用される際の状態を示す図である。
【図5】図4におけるA−A部分断面図である。
【符号の説明】
11 熱交換バッキング体 11a バッキングボディ 12 バッキング材 13 銅−アルミニウム系合金層 14 冷却水室 41 被溶接材 42 可動バッキング装置 43 移動台車 47 スプリング 49 随動支柱 50 随動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正村 彰敏 大阪府枚方市上野3丁目1番1号 株式 会社小松製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岩崎 章夫 大阪府枚方市上野3丁目1番1号 株式 会社小松製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−138872(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 37/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被溶接材の裏波溶接に用いられて前記被
    溶接材の下面に所定隙間をおいて配設される熱交換バッ
    キング体であって、 バッキング体本体の上面に配設されるとともに少なくと
    も前記被溶接材側の表面に9〜26重量%のアルミニウ
    ムを含有する銅−アルミニウム系合金層を有するバッキ
    ング材と、このバッキング材を冷却する冷却手段とを具
    えることを特徴とする熱交換バッキング体。
  2. 【請求項2】 前記銅−アルミニウム系合金層は250
    〜700mHvの硬度を有する請求項1に記載の熱交換
    バッキング体。
  3. 【請求項3】 前記銅−アルミニウム系合金層は20〜
    300μmの厚さを有する請求項1または2に記載の熱
    交換バッキング体。
  4. 【請求項4】 前記バッキング材の材質は銅または銅合
    金である請求項1,2または3のいずれかに記載の熱交
    換バッキング体。
  5. 【請求項5】 前記バッキング体本体は、このバッキン
    グ体本体に取付けられて前記バッキング材の上面と被溶
    接材の下面との隙間を裏波ビードの厚さに適する寸法に
    確保する随動支柱と、この随動支柱の先端に配設される
    随動子に圧力を付与してその随動子を常に前記被溶接材
    の下面に随動させる弾性体と、この弾性体を介して前記
    バッキング体本体が載置される移動台車とを具え、前記
    被溶接材の下面側においてその被溶接材の溶接線に沿っ
    て移動可能な可動バッキング装置に配設される請求項
    1,2,3または4のいずれかに記載の熱交換バッキン
    グ体。
JP24231292A 1992-09-10 1992-09-10 熱交換バッキング体 Expired - Lifetime JP3266325B2 (ja)

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