JP3299901B2 - ティグ溶接方法及びティグ溶接器 - Google Patents
ティグ溶接方法及びティグ溶接器Info
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K9/32—Accessories
- B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱容量の異なる複
数の部材、例えば原子炉に使用される燃料棒の被覆管と
端栓とをティグ溶接するためのティグ溶接方法及びティ
グ溶接器に関する。
数の部材、例えば原子炉に使用される燃料棒の被覆管と
端栓とをティグ溶接するためのティグ溶接方法及びティ
グ溶接器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９に示す燃料棒において、ジルカロイ
合金からなる被覆管１内に複数個の燃料ペレット２が挿
入され、被覆管１内のプレナム部３にスプリング４を挿
入し、被覆管１の両端に端栓５，６を溶接した状態で、
燃料ペレット２が一方の端栓５に圧接されることにな
る。このような燃料棒の被覆管１と端栓５，６との溶接
手段として、ティグ（ＴＩＧ）溶接が採用され、図１０
に示すような溶接装置Ａによってティグ溶接が行なわれ
ている。溶接装置Ａによる溶接方法について説明する
と、燃料ペレット２やスプリング４が挿入された被覆管
１の両端部に端栓５，６を嵌合し、これを回転保持機構
７に挿通して、さらに一方の端部を溶接室８内に挿入孔
９から挿入し、溶接室８の対向する壁面に回転自在に設
けられたストッパ１０の凹部１１に端栓５（６）を当接
させる。そして、回転保持機構７により被覆管１を保持
してこれを回転させつつ、溶接室８の上部から内部に装
入されている溶接器１２により、被覆管１と端栓５
（６）の突合せ部（面）Ｓをその外周から溶接するよう
にしている。
合金からなる被覆管１内に複数個の燃料ペレット２が挿
入され、被覆管１内のプレナム部３にスプリング４を挿
入し、被覆管１の両端に端栓５，６を溶接した状態で、
燃料ペレット２が一方の端栓５に圧接されることにな
る。このような燃料棒の被覆管１と端栓５，６との溶接
手段として、ティグ（ＴＩＧ）溶接が採用され、図１０
に示すような溶接装置Ａによってティグ溶接が行なわれ
ている。溶接装置Ａによる溶接方法について説明する
と、燃料ペレット２やスプリング４が挿入された被覆管
１の両端部に端栓５，６を嵌合し、これを回転保持機構
７に挿通して、さらに一方の端部を溶接室８内に挿入孔
９から挿入し、溶接室８の対向する壁面に回転自在に設
けられたストッパ１０の凹部１１に端栓５（６）を当接
させる。そして、回転保持機構７により被覆管１を保持
してこれを回転させつつ、溶接室８の上部から内部に装
入されている溶接器１２により、被覆管１と端栓５
（６）の突合せ部（面）Ｓをその外周から溶接するよう
にしている。
【０００３】この溶接器１２は、図１１に示すようにガ
スノズル１３の開口の中央に溶接電極１４がほぼ同芯状
に内装されているものであり、溶接電極１４の先端とガ
スノズル１３の中心を、突合せ部Ｓの上に位置させて、
溶接電極１４と突合せ部Ｓとの間にアーク電流を流して
突合せ部Ｓを溶融させて融着させるもので、ガスノズル
１３から噴出したシールドガスは、図１０で矢印のよう
に流れて溶接部の酸化を防止することになる。
スノズル１３の開口の中央に溶接電極１４がほぼ同芯状
に内装されているものであり、溶接電極１４の先端とガ
スノズル１３の中心を、突合せ部Ｓの上に位置させて、
溶接電極１４と突合せ部Ｓとの間にアーク電流を流して
突合せ部Ｓを溶融させて融着させるもので、ガスノズル
１３から噴出したシールドガスは、図１０で矢印のよう
に流れて溶接部の酸化を防止することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような溶接方法では、突合せ部の一方の部材である被覆
管１は内部が中空であるのに対して、端栓５，６は中実
であり、端栓５，６の方が熱容量が大きく、両者間で入
熱の逃げ量が大きく異なる。従って、被覆管１と端栓
５，６との突合せ部Ｓにおけるそれぞれの溶融量が異な
り、ビートが被覆管１側に偏ってしまい、健全な溶接を
行なうことが困難であった。そのため、熱容量の異なる
部材の溶接に際しては、通常、熱容量の大きい方を主に
狙ってアークを発生させるが、この場合にもアークは熱
容量の小さい方に広がってしまい（温度上昇しやすいた
めに）、良好な溶接結果を得られない。また、熱容量の
小さい被覆管１にアンダーカットｕ（図１１参照）等の
欠陥が発生しやすくなるという欠点もある。
ような溶接方法では、突合せ部の一方の部材である被覆
管１は内部が中空であるのに対して、端栓５，６は中実
であり、端栓５，６の方が熱容量が大きく、両者間で入
熱の逃げ量が大きく異なる。従って、被覆管１と端栓
５，６との突合せ部Ｓにおけるそれぞれの溶融量が異な
り、ビートが被覆管１側に偏ってしまい、健全な溶接を
行なうことが困難であった。そのため、熱容量の異なる
部材の溶接に際しては、通常、熱容量の大きい方を主に
狙ってアークを発生させるが、この場合にもアークは熱
容量の小さい方に広がってしまい（温度上昇しやすいた
めに）、良好な溶接結果を得られない。また、熱容量の
小さい被覆管１にアンダーカットｕ（図１１参照）等の
欠陥が発生しやすくなるという欠点もある。
【０００５】本発明は、このような課題に鑑みて、熱容
量の異なる部材の溶接であっても均等な溶融池が得られ
て、良好な溶接が簡単にできるようにしたティグ溶接方
法及びティグ溶接器を提供することを目的とする。
量の異なる部材の溶接であっても均等な溶融池が得られ
て、良好な溶接が簡単にできるようにしたティグ溶接方
法及びティグ溶接器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるティグ溶接
方法は、熱容量の異なる複数の部材の突合せ部に溶接器
を配置させ、溶接電極の周囲からシールドガスを噴出さ
せつつ該溶接電極と部材との間にアークを発生させて、
熱容量の異なる部材同士を溶接するようにしたティグ溶
接方法において、溶接電極の先端部を境に熱容量の大き
い部材側よりも熱容量の小さい部材側へのシールドガス
の流量を多くしたことを特徴とするものである。シール
ドガスが溶接電極に対して偏向して噴出することで、ア
ークはその熱容量の小さい部材側領域へのシールドガス
の流量が多いので強く冷却されて絞られ、またアークは
その熱容量の大きい部材側領域へのシールドガスの流量
が少ないのでこの領域のアークが広がり、結果的にアー
クが偏向し、熱容量の大きい部材側への入熱量が多くな
り、突合せ部の複数の部材は均等に溶融されて均等な溶
融池が得られ、突合せ部にビードが形成されて凹凸の少
ない強度の大きい溶接部が得られる。
方法は、熱容量の異なる複数の部材の突合せ部に溶接器
を配置させ、溶接電極の周囲からシールドガスを噴出さ
せつつ該溶接電極と部材との間にアークを発生させて、
熱容量の異なる部材同士を溶接するようにしたティグ溶
接方法において、溶接電極の先端部を境に熱容量の大き
い部材側よりも熱容量の小さい部材側へのシールドガス
の流量を多くしたことを特徴とするものである。シール
ドガスが溶接電極に対して偏向して噴出することで、ア
ークはその熱容量の小さい部材側領域へのシールドガス
の流量が多いので強く冷却されて絞られ、またアークは
その熱容量の大きい部材側領域へのシールドガスの流量
が少ないのでこの領域のアークが広がり、結果的にアー
クが偏向し、熱容量の大きい部材側への入熱量が多くな
り、突合せ部の複数の部材は均等に溶融されて均等な溶
融池が得られ、突合せ部にビードが形成されて凹凸の少
ない強度の大きい溶接部が得られる。
【０００７】溶接に際しては、ガスノズルの中央に位置
する溶接電極を突合せ部に位置させ、溶接電極の周囲を
流れるシールドガスを熱容量の小さい部材側により多く
噴出させるようにしてもよい。或いは、ガスノズルの中
央に位置する溶接電極の先端部を突合せ部より熱容量の
大きい部材側に位置させ、溶接電極の周囲を流れるシー
ルドガスを熱容量の小さい部材側により多く噴出させる
ようにしてもよい。
する溶接電極を突合せ部に位置させ、溶接電極の周囲を
流れるシールドガスを熱容量の小さい部材側により多く
噴出させるようにしてもよい。或いは、ガスノズルの中
央に位置する溶接電極の先端部を突合せ部より熱容量の
大きい部材側に位置させ、溶接電極の周囲を流れるシー
ルドガスを熱容量の小さい部材側により多く噴出させる
ようにしてもよい。
【０００８】本発明によるティグ溶接器は、溶接器の溶
接電極の周囲からシールドガスを噴出させつつ溶接電極
と溶接対象との間にアークを発生させてティグ溶接する
ようにしたティグ溶接器において、溶接器のガスノズル
に対して溶接電極の先端部を偏心させて位置させ、シー
ルドガスの流量を溶接電極の先端部を境に一方側に対し
て他方側を多くしたことを特徴とするものである。これ
により、例えば熱容量の異なる部材を溶接するに際し
て、溶接電極の先端部に対して両側のシールドガス流量
を偏らせて、アークを熱容量の大きい部材側に偏向さ
せ、均等な溶融による均等な溶融池をつくり、健全な溶
接を達成できる。
接電極の周囲からシールドガスを噴出させつつ溶接電極
と溶接対象との間にアークを発生させてティグ溶接する
ようにしたティグ溶接器において、溶接器のガスノズル
に対して溶接電極の先端部を偏心させて位置させ、シー
ルドガスの流量を溶接電極の先端部を境に一方側に対し
て他方側を多くしたことを特徴とするものである。これ
により、例えば熱容量の異なる部材を溶接するに際し
て、溶接電極の先端部に対して両側のシールドガス流量
を偏らせて、アークを熱容量の大きい部材側に偏向さ
せ、均等な溶融による均等な溶融池をつくり、健全な溶
接を達成できる。
【０００９】ガスノズルの開口に関して、溶接電極に対
して開口を相対的に偏向配置させることで、溶接電極の
先端部を境とするシールドガス流量の偏向を得るように
してもよい。ガスノズルの開口に関して、溶接電極に対
して一方側を部分的に閉塞することで、溶接電極の先端
部を境とするシールドガス流量の偏向を得るようにして
もよい。或いは、溶接電極の先端部を部分的に折曲げて
傾斜させることで、溶接電極の先端部を境とするシール
ドガス流量の偏向を得るようにしてもよい。或いは、ガ
スノズルの開口に対して溶接電極自体を偏心させて配置
してもよい。
して開口を相対的に偏向配置させることで、溶接電極の
先端部を境とするシールドガス流量の偏向を得るように
してもよい。ガスノズルの開口に関して、溶接電極に対
して一方側を部分的に閉塞することで、溶接電極の先端
部を境とするシールドガス流量の偏向を得るようにして
もよい。或いは、溶接電極の先端部を部分的に折曲げて
傾斜させることで、溶接電極の先端部を境とするシール
ドガス流量の偏向を得るようにしてもよい。或いは、ガ
スノズルの開口に対して溶接電極自体を偏心させて配置
してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４により説明する。図１は溶接状態における実施
の形態による溶接器の要部断面図、図２と図３は異なる
方向から見た溶接器の側面図、図４は溶接器の先端面図
である。図１乃至４において、溶接器２０では、アルゴ
ンガスやヘリウムガス等のシールドガス（不活性ガス）
を噴出するガスノズル２１が例えばコレットボディ２２
に取り付けられ、ガスノズル２１内の中心に、コレット
ボディ２２に保持された直線状の溶接電極２３が配設さ
れている。ガスノズル２１は略円筒状で開口２１ｂにつ
ながる先端部２１ａが先細状とされている。しかも先端
部２１ａはその一部が溶接電極２３方向に折曲げられて
折曲げ部２４とされ、図１に示す縦断面図で、折曲げ部
２４は溶接電極２３との間に若干の隙間２５ａが形成さ
れる程度に折曲げられ、溶接電極２３と先端部２１ａと
の間の他方の隙間２５ｂよりかなり小さく形成されてい
る。
乃至図４により説明する。図１は溶接状態における実施
の形態による溶接器の要部断面図、図２と図３は異なる
方向から見た溶接器の側面図、図４は溶接器の先端面図
である。図１乃至４において、溶接器２０では、アルゴ
ンガスやヘリウムガス等のシールドガス（不活性ガス）
を噴出するガスノズル２１が例えばコレットボディ２２
に取り付けられ、ガスノズル２１内の中心に、コレット
ボディ２２に保持された直線状の溶接電極２３が配設さ
れている。ガスノズル２１は略円筒状で開口２１ｂにつ
ながる先端部２１ａが先細状とされている。しかも先端
部２１ａはその一部が溶接電極２３方向に折曲げられて
折曲げ部２４とされ、図１に示す縦断面図で、折曲げ部
２４は溶接電極２３との間に若干の隙間２５ａが形成さ
れる程度に折曲げられ、溶接電極２３と先端部２１ａと
の間の他方の隙間２５ｂよりかなり小さく形成されてい
る。
【００１１】そのため、ガスノズル２１の先端部２１ａ
は、図２に示す折曲げ部２４方向から見た側面図では、
折曲げ部２４が他の先端部２１ａよりも後端側で開口２
１ｂにつながり、図３に示す側面視では、先端部２１ａ
が斜めに形成された形状となっている。また、図４に示
す先端の開口２１ｂ方向から見た図では、ガスノズル２
１の中心に位置する溶接電極２３に対して、折曲げ部２
４に対向する先端部２１ａ壁面側に偏心した位置にガス
ノズル２１の開口２１ｂが形成されている。
は、図２に示す折曲げ部２４方向から見た側面図では、
折曲げ部２４が他の先端部２１ａよりも後端側で開口２
１ｂにつながり、図３に示す側面視では、先端部２１ａ
が斜めに形成された形状となっている。また、図４に示
す先端の開口２１ｂ方向から見た図では、ガスノズル２
１の中心に位置する溶接電極２３に対して、折曲げ部２
４に対向する先端部２１ａ壁面側に偏心した位置にガス
ノズル２１の開口２１ｂが形成されている。
【００１２】本実施の形態は上述のように構成されてお
り、次にこの溶接器２０を用いたティグ（ＴＩＧ）溶接
方法について説明する。例えば熱容量の小さい被覆管１
と熱容量の大きい端栓６（５）とを突き合わせて、突合
せ部（面）Ｓを溶接する場合、溶接器２０の溶接電極２
３を突合せ部Ｓ上にわずかの距離をおいて位置させる。
しかも、ガスノズル２１先端部２１ａの折曲げ部２４を
端栓６側に位置させることで、開口２１ｂの狭い隙間２
５ａが端栓６側、広い隙間２５ｂが被覆管１側に位置す
るように配置する。そして、ガスノズル２１からシール
ドガスを突合せ部Ｓの周囲に噴出させつつ、図示しない
回転保持装置７で被覆管１及び端栓６を回転させながら
溶接電極２３と突合せ部Ｓとの間にアークを放電しつつ
突合せ部Ｓを溶接する。
り、次にこの溶接器２０を用いたティグ（ＴＩＧ）溶接
方法について説明する。例えば熱容量の小さい被覆管１
と熱容量の大きい端栓６（５）とを突き合わせて、突合
せ部（面）Ｓを溶接する場合、溶接器２０の溶接電極２
３を突合せ部Ｓ上にわずかの距離をおいて位置させる。
しかも、ガスノズル２１先端部２１ａの折曲げ部２４を
端栓６側に位置させることで、開口２１ｂの狭い隙間２
５ａが端栓６側、広い隙間２５ｂが被覆管１側に位置す
るように配置する。そして、ガスノズル２１からシール
ドガスを突合せ部Ｓの周囲に噴出させつつ、図示しない
回転保持装置７で被覆管１及び端栓６を回転させながら
溶接電極２３と突合せ部Ｓとの間にアークを放電しつつ
突合せ部Ｓを溶接する。
【００１３】この時、ガスノズル２１を流れるシールド
ガスの密度は、基本的にガスノズル２１の中心の直下の
点を頂点とする山状の分布をなすものであるが、ガスノ
ズル２１の開口２１ｂが偏向して形成されているため
に、シールドガスは溶接電極２３を境に突合せ部Ｓの被
覆管１側に多く流れることになる。このシールドガスの
流れの偏向により、熱容量の小さい被覆管１側のアーク
と突合せ部Ｓが熱容量の大きい端栓側よりも強く冷却さ
れることになる。そのため、被覆管１側領域のアークは
絞られ、端栓６側領域のアークが広がることになり、結
果的にアークが端栓６側に偏向する。これにより、突合
せ部Ｓは被覆管１側と端栓６側とで十分な溶け込みを確
保しつつ被覆管１と端栓６の双方の温度差が小さくなっ
て溶融反応の進行が均一化され、均等に溶融されて均等
な溶融池が得られる。そのため、ビードの形成位置が突
合せ部Ｓと一致して凹凸の少ない強度の高い溶接部が形
成される。
ガスの密度は、基本的にガスノズル２１の中心の直下の
点を頂点とする山状の分布をなすものであるが、ガスノ
ズル２１の開口２１ｂが偏向して形成されているため
に、シールドガスは溶接電極２３を境に突合せ部Ｓの被
覆管１側に多く流れることになる。このシールドガスの
流れの偏向により、熱容量の小さい被覆管１側のアーク
と突合せ部Ｓが熱容量の大きい端栓側よりも強く冷却さ
れることになる。そのため、被覆管１側領域のアークは
絞られ、端栓６側領域のアークが広がることになり、結
果的にアークが端栓６側に偏向する。これにより、突合
せ部Ｓは被覆管１側と端栓６側とで十分な溶け込みを確
保しつつ被覆管１と端栓６の双方の温度差が小さくなっ
て溶融反応の進行が均一化され、均等に溶融されて均等
な溶融池が得られる。そのため、ビードの形成位置が突
合せ部Ｓと一致して凹凸の少ない強度の高い溶接部が形
成される。
【００１４】上述のように本実施の形態によれば、溶接
器２０の先端部２１ａの開口２１ｂ形状を溶接電極２３
に対して偏向して形成するだけで、突合せ部Ｓの熱容量
の大きい端栓６（５）側にアークを偏向させることがで
きて、被覆管１側の溶け込み量を少なくして、ビードの
形成位置が突合せ部Ｓと一致して凹凸の少ない強度の高
い溶接部を形成できる。これにより、アンダーカット等
の発生を防止でき、溶接品質と歩留りの向上が図られ、
信頼性の高い溶接ができ、またシールドガスの使用量も
減少できる。しかも製造容易でコストが低廉である。
器２０の先端部２１ａの開口２１ｂ形状を溶接電極２３
に対して偏向して形成するだけで、突合せ部Ｓの熱容量
の大きい端栓６（５）側にアークを偏向させることがで
きて、被覆管１側の溶け込み量を少なくして、ビードの
形成位置が突合せ部Ｓと一致して凹凸の少ない強度の高
い溶接部を形成できる。これにより、アンダーカット等
の発生を防止でき、溶接品質と歩留りの向上が図られ、
信頼性の高い溶接ができ、またシールドガスの使用量も
減少できる。しかも製造容易でコストが低廉である。
【００１５】図５及び図６は第一の実施の形態の変形例
を示すものであり、第一の実施の形態と同一の部分には
同一の符号を用いてその説明を省略する。図５及び６に
示す溶接器４０において、開口２１ｂは溶接電極２３と
同芯をなす円形であるが、この開口２１ｃを部分的に塞
ぐ例えば略半月状の閉鎖板４１が取り付けられている。
この閉鎖板４１はガスノズル２１の中心に位置する直線
状の溶接電極２３に干渉しないように若干の隙間を開け
て開口２１ｂ上に位置している。そのために、図６に示
すガスノズル２１の開口２１ｃにおいて、溶接電極２３
と閉鎖板４１との間に若干の隙間２５ａが形成され、溶
接電極２３と先端部２１ａとの間の他方の隙間２５ｂよ
りかなり小さく形成されている。この構成においても、
第一の実施の形態と同様の作用効果を奏する。しかも、
溶接器４０の先端部２１ａを変形させることなく、閉鎖
板４１を取り付けるだけであるから、その製作がいっそ
う容易になる。尚、閉鎖板４１の形状については任意の
ものを採用でき、例えばガスノズル３１内の壁面を後端
側に傾斜するテーパ状とすれば、この領域を流れるシー
ルドガスの開口２１ｃからの噴出を一層スムーズにする
ことができる。
を示すものであり、第一の実施の形態と同一の部分には
同一の符号を用いてその説明を省略する。図５及び６に
示す溶接器４０において、開口２１ｂは溶接電極２３と
同芯をなす円形であるが、この開口２１ｃを部分的に塞
ぐ例えば略半月状の閉鎖板４１が取り付けられている。
この閉鎖板４１はガスノズル２１の中心に位置する直線
状の溶接電極２３に干渉しないように若干の隙間を開け
て開口２１ｂ上に位置している。そのために、図６に示
すガスノズル２１の開口２１ｃにおいて、溶接電極２３
と閉鎖板４１との間に若干の隙間２５ａが形成され、溶
接電極２３と先端部２１ａとの間の他方の隙間２５ｂよ
りかなり小さく形成されている。この構成においても、
第一の実施の形態と同様の作用効果を奏する。しかも、
溶接器４０の先端部２１ａを変形させることなく、閉鎖
板４１を取り付けるだけであるから、その製作がいっそ
う容易になる。尚、閉鎖板４１の形状については任意の
ものを採用でき、例えばガスノズル３１内の壁面を後端
側に傾斜するテーパ状とすれば、この領域を流れるシー
ルドガスの開口２１ｃからの噴出を一層スムーズにする
ことができる。
【００１６】次に本発明の第二の実施の形態を図７及び
図８により説明する。図７は溶接状態におけるガスノズ
ルの要部断面図である。図７に示す溶接器３０におい
て、略円筒状のガスノズル３１の中央に、溶接電極３２
がコレットボディ３３に保持されて、ガスノズル３１と
略同心状に配設されている。特に本実施の形態では、溶
接電極３２の先端部３２ａが、斜め方向即ち溶接状態で
熱容量の大きい端栓５（６）側に折曲げられて配設され
ている。そのため、ガスノズル３１の開口３１ａから噴
出されるシールドガスの分布量（流量）は、図８におい
て、溶接電極３２の先端部３２ａを境に、先端部３２ａ
が折曲げられた側（３４ａ）よりもこれに対向する側
（３４ｂ）の方が多くなっている。
図８により説明する。図７は溶接状態におけるガスノズ
ルの要部断面図である。図７に示す溶接器３０におい
て、略円筒状のガスノズル３１の中央に、溶接電極３２
がコレットボディ３３に保持されて、ガスノズル３１と
略同心状に配設されている。特に本実施の形態では、溶
接電極３２の先端部３２ａが、斜め方向即ち溶接状態で
熱容量の大きい端栓５（６）側に折曲げられて配設され
ている。そのため、ガスノズル３１の開口３１ａから噴
出されるシールドガスの分布量（流量）は、図８におい
て、溶接電極３２の先端部３２ａを境に、先端部３２ａ
が折曲げられた側（３４ａ）よりもこれに対向する側
（３４ｂ）の方が多くなっている。
【００１７】尚、図７において、溶接電極３２の先端部
３２ａと突合せ部Ｓとの間の水平距離ｍは、溶接におけ
る突合せ部Ｓの被覆管１と端栓５との熱の収支が均一化
されるよう、熱の収支に対応して変化させるもので、被
覆管１の厚さ、端栓５の形状、予熱条件等を考慮して決
定される。また、溶接電極３２の先端部３２ａの曲げ量
ｒはシールドガスの流量等を考慮して、端栓５側の溶接
部の酸化防止効果が落ちない程度に限定する。
３２ａと突合せ部Ｓとの間の水平距離ｍは、溶接におけ
る突合せ部Ｓの被覆管１と端栓５との熱の収支が均一化
されるよう、熱の収支に対応して変化させるもので、被
覆管１の厚さ、端栓５の形状、予熱条件等を考慮して決
定される。また、溶接電極３２の先端部３２ａの曲げ量
ｒはシールドガスの流量等を考慮して、端栓５側の溶接
部の酸化防止効果が落ちない程度に限定する。
【００１８】本実施の形態による溶接器３０は上述のよ
うに構成されているから、この溶接器３０を用いたティ
グ溶接方法を説明すると、まず、被覆管１と端栓５の突
合せ部Ｓの近傍に溶接器３０を配設し、その際、溶接電
極３２の折曲げられた先端部３２ａを突合せ部Ｓよりも
端栓５側に水平距離ｍだけ偏らせて位置させる。そのた
め、アークの発生位置は端栓５側に偏ることになる。こ
の状態で、ガスノズル３１よりシールドガスを噴出させ
つつ、図示しない回転保持機構７で被覆管１及び端栓５
を回転させて溶接を行なう。このような溶接方法によれ
ば、アークの中心は溶接電極３２の先端部３２ａとその
直下の端栓５上の点との間にあって、アークは偏向し、
溶接入熱は端栓５側に多く、被覆管１側に少なくなる。
そして、このように発生した熱は、端栓５側においては
端栓５の先端側即ち図７の左方向と中心側即ち図の下方
向とに伝達されるのに対して、被覆管１においてはその
他端側即ち図７において右側のみに伝達されるので、突
合せ部Ｓにおける熱の収支が均一化され、従って被覆管
１と端栓５の双方の温度差が小さくなって溶融反応の進
行が均一化される。それにより、ビードの形成位置が突
合せ部Ｓと一致し、凹凸の小さい強度の高い溶接部が形
成されることになる。
うに構成されているから、この溶接器３０を用いたティ
グ溶接方法を説明すると、まず、被覆管１と端栓５の突
合せ部Ｓの近傍に溶接器３０を配設し、その際、溶接電
極３２の折曲げられた先端部３２ａを突合せ部Ｓよりも
端栓５側に水平距離ｍだけ偏らせて位置させる。そのた
め、アークの発生位置は端栓５側に偏ることになる。こ
の状態で、ガスノズル３１よりシールドガスを噴出させ
つつ、図示しない回転保持機構７で被覆管１及び端栓５
を回転させて溶接を行なう。このような溶接方法によれ
ば、アークの中心は溶接電極３２の先端部３２ａとその
直下の端栓５上の点との間にあって、アークは偏向し、
溶接入熱は端栓５側に多く、被覆管１側に少なくなる。
そして、このように発生した熱は、端栓５側においては
端栓５の先端側即ち図７の左方向と中心側即ち図の下方
向とに伝達されるのに対して、被覆管１においてはその
他端側即ち図７において右側のみに伝達されるので、突
合せ部Ｓにおける熱の収支が均一化され、従って被覆管
１と端栓５の双方の温度差が小さくなって溶融反応の進
行が均一化される。それにより、ビードの形成位置が突
合せ部Ｓと一致し、凹凸の小さい強度の高い溶接部が形
成されることになる。
【００１９】また、ガスノズル３１から噴出されるシー
ルドガスの密度は、溶接面上において、ガスノズル３１
の中心の直下の点を頂点とする山状の分布をなしてい
る。そのため、端栓５側においてはガス密度が小さくな
っており、冷却作用も小さい。一方、被覆管１側におい
てはガス密度が高いので、溶融した金属を冷却する作用
及び溶融金属の流動を抑える作用が発揮され、良好なビ
ード形状を形成するのに寄与する。
ルドガスの密度は、溶接面上において、ガスノズル３１
の中心の直下の点を頂点とする山状の分布をなしてい
る。そのため、端栓５側においてはガス密度が小さくな
っており、冷却作用も小さい。一方、被覆管１側におい
てはガス密度が高いので、溶融した金属を冷却する作用
及び溶融金属の流動を抑える作用が発揮され、良好なビ
ード形状を形成するのに寄与する。
【００２０】
【００２１】尚、上述の実施の形態とは異なって、ガス
ノズル３１の開口３１ａを溶接電極２３に対して偏向さ
せて配置形成することで、シールドガスの噴出方向を偏
らせてもよい。或いは、ガスノズル３１の開口に対して
溶接電極２３の位置を中心からずらせた偏心位置に設け
ることで、シールドガスの噴出方向を偏らせてもよい。
ノズル３１の開口３１ａを溶接電極２３に対して偏向さ
せて配置形成することで、シールドガスの噴出方向を偏
らせてもよい。或いは、ガスノズル３１の開口に対して
溶接電極２３の位置を中心からずらせた偏心位置に設け
ることで、シールドガスの噴出方向を偏らせてもよい。
【００２２】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るティグ溶接
方法は、溶接電極の先端部を境に熱容量の大きい部材側
よりも熱容量の小さい部材側へのシールドガスの流量を
多くしたから、シールドガスが溶接電極に対して偏向し
て噴出することで、熱容量の大きい部材側への入熱量が
多くなり、突合せ部の複数の部材は均等に溶融されて均
等な溶融池が得られ、突合せ部にビードが形成されて凹
凸の少ない強度の大きい溶接部が得られることになり、
溶接すべき部材の熱容量が異なっていても健全な溶接が
できるという効果を奏する。また、本発明に係るティグ
溶接器は、溶接器のガスノズルに対して溶接電極の先端
部を偏心させて位置させ、シールドガスの流量を溶接電
極の先端部を境に一方側に対して他方側を多くしたか
ら、熱容量の異なる部材を溶接する場合でも、アークを
熱容量の大きい部材側に偏向させることができ、突合せ
部の複数の部材に均等な溶融による均等な溶融池をつく
ることができて、良好な溶接を達成できる。しかも、構
造が簡単で製造コストを低廉にすることができ、溶接品
質と歩留りの向上を図ることができる。また、熱影響特
性等が問題になる材料に対しても熱影響部の縮小を図る
ことができる。
方法は、溶接電極の先端部を境に熱容量の大きい部材側
よりも熱容量の小さい部材側へのシールドガスの流量を
多くしたから、シールドガスが溶接電極に対して偏向し
て噴出することで、熱容量の大きい部材側への入熱量が
多くなり、突合せ部の複数の部材は均等に溶融されて均
等な溶融池が得られ、突合せ部にビードが形成されて凹
凸の少ない強度の大きい溶接部が得られることになり、
溶接すべき部材の熱容量が異なっていても健全な溶接が
できるという効果を奏する。また、本発明に係るティグ
溶接器は、溶接器のガスノズルに対して溶接電極の先端
部を偏心させて位置させ、シールドガスの流量を溶接電
極の先端部を境に一方側に対して他方側を多くしたか
ら、熱容量の異なる部材を溶接する場合でも、アークを
熱容量の大きい部材側に偏向させることができ、突合せ
部の複数の部材に均等な溶融による均等な溶融池をつく
ることができて、良好な溶接を達成できる。しかも、構
造が簡単で製造コストを低廉にすることができ、溶接品
質と歩留りの向上を図ることができる。また、熱影響特
性等が問題になる材料に対しても熱影響部の縮小を図る
ことができる。
【図１】 本発明の第一の実施の形態による溶接器の溶
接状態における要部断面図である。
接状態における要部断面図である。
【図２】 図１に示す溶接器の折曲げ部方向から見た側
面図である。
面図である。
【図３】 図２と直交する方向から見た溶接器の側面図
である。
である。
【図４】 溶接器の先端面図である。
【図５】 第一の実施の形態による溶接器の変形例を示
す要部縦断面図である。
す要部縦断面図である。
【図６】 図５に示す溶接器の先端面図である。
【図７】 本発明の第二の実施の形態による溶接器の溶
接状態における要部断面図である。
接状態における要部断面図である。
【図８】 図７に示す溶接器の先端面図である。
【図９】 一般的な燃料棒の概略断面図である。
【図１０】 溶接装置の断面図である。
【図１１】 従来の溶接器による被覆管と端栓の溶接状
態を示す図である。
態を示す図である。
１ 被覆管 ５，６ 端栓 ２０，３０，４０、５０ 溶接器 ２１，３１、５１ ガスノズル ２１ｂ，２１ｃ，３１ａ 開口 ２３，３２ 溶接電極 ２４ 折曲げ部 ２１ａ，３２ａ 先端部 ４１ 閉鎖板 ５２ サイドノズル Ｓ 突合せ部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/16 - 9/167 B23K 9/29
Claims (2)
- 【請求項１】 熱容量の異なる複数の部材の突合せ部に
溶接器を配置させ、溶接電極の周囲からシールドガスを
噴出させつつ該溶接電極と前記部材との間にアークを発
生させて、熱容量の異なる前記部材同士を溶接するよう
にしたティグ溶接方法において、前記溶接電極の先端部
を境に熱容量の大きい前記部材側よりも熱容量の小さい
前記部材側へのシールドガスの流量を多くしたことを特
徴とするティグ溶接方法。 - 【請求項２】 溶接器の溶接電極の周囲からシールドガ
スを噴出させつつ前記溶接電極と溶接対象との間にアー
クを発生させて溶接するようにしたティグ溶接器におい
て、前記溶接器のガスノズルに対して前記溶接電極の先
端部を偏心させて位置させ、シールドガスの流量を前記
溶接電極の先端部を境に一方側に対して他方側を多くし
たことを特徴とするティグ溶接器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35133696A JP3299901B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ティグ溶接方法及びティグ溶接器 |
| US08/990,763 US5968375A (en) | 1996-12-27 | 1997-12-15 | Method for welding and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35133696A JP3299901B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ティグ溶接方法及びティグ溶接器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10193119A JPH10193119A (ja) | 1998-07-28 |
| JP3299901B2 true JP3299901B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=18416617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35133696A Expired - Fee Related JP3299901B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ティグ溶接方法及びティグ溶接器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5968375A (ja) |
| JP (1) | JP3299901B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4764538B2 (ja) * | 2000-04-19 | 2011-09-07 | 株式会社日立製作所 | 自動溶接方法 |
| US20030016777A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-23 | Alain Vandergheynst | TIG welded MOX fuel rod |
| US20040015380A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-01-22 | Timmins Timothy A. | Technique for communicating concierge-type information to users of an information assistance service |
| US20080050832A1 (en) * | 2004-12-23 | 2008-02-28 | Buechler Kenneth F | Methods and compositions for diagnosis and/or prognosis in systemic inflammatory response syndromes |
| JP2012066292A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | プラズマ溶接装置及びこれを用いたプラズマ溶接方法 |
| JP6044433B2 (ja) * | 2013-04-15 | 2016-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接トーチ及びこれを用いた溶接方法 |
| EP3981535A1 (en) | 2020-10-08 | 2022-04-13 | Linde GmbH | Shield nozzles for cathodic cleaning of materials and for t-joint welding |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2862294A (en) * | 1953-11-17 | 1958-12-02 | Distillers Co Yeast Ltd | Joining of metals |
| AT281555B (de) * | 1967-12-19 | 1970-05-25 | Olaf Ing Reeh | Schweißbrenner |
| US3838243A (en) * | 1972-12-29 | 1974-09-24 | Nat Res Inst Metals | Method and apparatus for controlling arc in gas shield arc welding |
| JPS5236534A (en) * | 1975-09-18 | 1977-03-19 | Nat Res Inst Metals | Arc welding process for controlling molten pond by gaseous jet stream |
| IT1089145B (it) * | 1977-12-23 | 1985-06-18 | Sio Ind Ossigeno Altri Gas | Procedimento e relativa apparecchiatura per la saldatura di superfici metalliche rivestite di un elemento volatile col calore |
| SU1342646A1 (ru) * | 1986-03-20 | 1987-10-07 | Ворошиловградский Экспериментальный Ремонтно-Монтажный Комбинат | Горелка дл дуговой сварки |
| US5440099A (en) * | 1993-12-22 | 1995-08-08 | Fn Mfg Llc | Welding complicated, difficult-to-weld metal components |
| US5811756A (en) * | 1995-01-23 | 1998-09-22 | Nippon Light Metal Company, Inc. | ARC welding method for aluminum members and welded product excellent in dimensional accuracy and external appearance |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35133696A patent/JP3299901B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-15 US US08/990,763 patent/US5968375A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10193119A (ja) | 1998-07-28 |
| US5968375A (en) | 1999-10-19 |
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