JP3712569B2 - 小径穴内径溶接方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接物の母材に穿設された小径穴の内周面に、均等厚みの溶接肉盛を行うために好適な小径穴内径溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、被溶接物の母材に穿設された小径穴の内周面に、タングステン電極等の電極から放射されるアークで溶融された溶接ワイヤの溶金を溶射し、小径穴の内周面に金属の溶接肉盛を行うことが従来から行われている。
【0003】
図2は、被溶接物の母材に穿設された小径穴の内周面に金属の溶接肉盛を行う、小径穴内径溶接方法に使用されている従来の小径穴内径溶接装置を示す側面図である。
【0004】
例えば、ディフューザケース等の被溶接物1に50m/m前後の小径穴4を穿設し、この小径穴4に小径穴4の外径と同径にされ、ディフューザケース内の流れの状況等を検出するパイプ、電線等を取付けた埋め金具等を嵌入して、ディフューザケース内の状況を検出するような場合、頻繁に行われる埋め金具の取付け、取外しの度毎に、小径穴4の内周面が摩耗して、小径穴4の外径が埋め金具の外径より拡大して使用できなくなるために、小径穴4の内周面に、被溶接物1と同等の素材若しくは被溶接物1より硬度の高い金属で溶接肉盛を行い、小径穴4の外形寸法を埋め金具を嵌入して保持できる一定のものにすることが行われている。
【0005】
図に示すように、このような小径穴内径溶接方法においては、従来MIG(Metal Inert Gas arc)溶接機10を使用し、先端部に被溶接物1である母材に穿設された、小径穴内周面2に対向させるように角度が設けられたトーチ3を配置するとともに、トーチ3の上端を固着し回動、上下動させることができるようにした回転ヘッド6で低速回転させるとともに、小径穴内周面2の軸心方向に上下動させながらトーチ3の先端を小径穴内周面2の周方向および上下方向に移動させて、トーチ3の軸心に沿って配置した溶接ワイヤ5を繰出して溶接肉盛を行うようにしている。
【0006】
すなわち、このような小径穴内径溶接方法では、小径穴11内に挿入されたとき、小径穴内周面2に対向するように角度が設けられたトーチ3の先端から、回転ヘッド6およびトーチ3の軸心部に沿って貫通させた溶接ワイヤ5を下方向へ向けて送りだすことにより、溶接ワイヤ5の先端は小径穴内周面2の近傍に供給されるとともに、シールドガスパイプ9から供給され、溶接ワイヤ5と同様に回転ヘッド6およびトーチ3の内部を通過させたシールドガスを、トーチ3の先端から送りだしながら、MIG溶接機10から電源ケーブル8により溶接ワイヤ5に供給される100アンペア程度の大電流により、溶接ワイヤ5の先端と小径穴内周面2との間にアーク7を発生させ、このアーク7熱により溶接ワイヤ5の先端を溶融させた溶金を、小径穴内周面2に溶射しながら小径穴内周面2の溶接肉盛を行うようにしている。
【0007】
しかしながら、このような従来の小径穴内径溶接方法では、通常のMIG溶接と同様に、母材である小径穴内周面2をアーク7熱により溶かし、溶けた小径穴内周面2上に溶接ワイヤ5の溶金を乗せ融合させるようにしているため、被溶接物1に穿設された小径穴内周面2に入射される入熱量が大きく、且つ小径穴内周面2上に形成される溶接肉盛量が不均一になり溶接割れが生じやすく、しかも溶接部近傍の被溶接物1の熱変形が大きくなるという不具合があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来の小径穴内径溶接方法によって生じる不具合を解消するため、溶接肉盛を行う小径穴内周面に入射される入熱量を小さくすることができ、且つ小径穴内周面上に形成される溶接肉盛量を均一にすることができ、溶接割れの出にくいものにできるとともに、溶接肉盛をおこなう小径穴内周面近傍の被溶接物の熱変形を小さくすることのできる小径穴内径溶接方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の小径穴内径溶接方法は、次の手段を採用した。
【0010】
(1)母材に穿設された小径穴の内周面に溶接肉盛を行うための小径穴内径溶接方法において、軸心回りの回転および軸心方向の移動が自在にされた回転ヘッドを前記小径穴と同一軸心にして前記小径穴の上方に設置する工程と、
(2)前記回転ヘッドの下端に前記小径穴と同心状にして円筒状のトーチの上端が位置し、先端部が曲げられて前記内周面に対向して配置されて先端部後方の直線部が同心状にして前記トーチの内部に配設された電極の直線部後端を、前記回転ヘッド内に導入するように前記トーチを設置する工程と、
(3)前記トーチの軸心と略平行に配置されて前記トーチの外側に配設され、先端を前記電極の先端部に配置すべく上下動自在にして溶接ワイヤを設置する工程と、
(4)前記小径穴内で回転している前記電極の先端から前記内周面に向けてアークを飛ばし、前記アーク中に先端が送り込まれ溶融した前記溶接ワイヤの溶金を前記内周面へ遠心力により溶射し溶接肉盛を行う工程とよりなる。
本発明の小径穴内径溶接方法は、上述(1)〜(4)の手段を採用したので、溶接肉盛により小径穴内周面から小径穴内周面近傍の母材に入射される入熱量を小さくすることができる。これにより、小径穴内周面上に形成される溶接肉盛量を均一の厚さのものにすることができ、溶接割れの出にくいものにすることができる。また、小径穴内周面から母材に入射される入熱量が小さくすることができるため、溶接肉盛をおこなう小径穴内周面近傍の母材の熱変形を小さくすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の小径穴内径溶接方法の実施の一形態を図面にもとづき説明する。
図1は、本発明の小径穴内径溶接方法の実施の第1形態を示す被溶接物の母材に穿設された小径穴の内周面に金属の溶接肉盛を行うための小径穴内径溶接装置を示す側面図である。
【0012】
図に示すように、本実施の形態の小径穴内径溶接方法において使用する小径穴内径溶接装置では、従来のMIG溶接機10に変えて、TIG(Tangusten Inert Gas arc)溶接機21を使用するようにしている。
先端部に被溶接物1である母材に穿設された小径穴内周面2に対向するように先端が曲げられたタングステン電極22がセットされている。
また、先端が曲げられたタングステン電極4の先端部後方の直線部を軸心に配置するようにした円筒状のトーチ3が、小径穴4と同心状に配置されるとともに、小径穴4の上端と間隔を設けて、小径穴4の上方に位置するようにセットされている。
【0013】
トーチ3の外側部には、溶接ワイヤ5がトーチ3の軸心と略平行にして配設されている。
このトーチ3の外側部に配設されている溶接ワイヤ5は、その先端がタングステン電極22と小径穴内周面2との間に形成されるアーク7中に位置するように、下方向に繰り出し自在にされるとともに、トーチ3を取り付けた回転ヘッド6の回転でトーチ3と一緒に回転するようになっている。
【0014】
上述の構成にされた小径穴内径溶接装置を使用して溶接を行う、本実施の形態の小径穴内径溶接方法により溶接をするときは、TIG溶接機22の電源ケーブル8とシールドガスパイプ9を回転ヘッド6の所定箇所に接続し、トーチ3を高速回転、および軸方向への移動をさせながら、タングステン電極4の先端と小径穴内周面2との間にアーク7をとばし、このアーク7中に送り出されてくる溶接ワイヤ5の先端を溶かし、この溶接ワイヤの溶融した溶金が、遠心力で吹き付けられ小径穴内周面2に溶接肉盛がなされるようになっている。
【0015】
すなわち、本実施の形態の小径穴内径溶接方法で溶接するときは、TIG溶接機21の電源ケーブル8、シールドガスパイプ9を回転ヘッド6の所定位置、すなわち、回転ヘッドの回動、上下動によっても移動しない機構にされた回転ヘッド6の所定位置に接続し、回転ヘッド6に上端が固着されたトーチ3からシールドガス、およびトーチ3の先端から突出させたタングステン電極4の先端からアークが出るようにしている。
【0016】
回転ヘッド6に上端部が取り付けられたトーチ3には、先端が曲がったタングステン電極4の後方直線部を軸心に沿って配置するとともに、外側方に溶接ワイヤ5を軸心と略平行にしてセットし、トーチ3を回転ヘッド6の高速回転、軸方向移動に追従させて高速回転、軸方向移動をさせながら小径穴内周面2に溶接肉盛りする。
この時、小径穴4全域がトーチ3の先端から噴射されるシールドガスでシールドされるよう、トーチ3の下端のガス出口の位置、サイズが選定されてあり、かつ、タングステン電極4の先端は小径穴内周面2との間に、アーク7が飛ぶ距離になるように、タングステン電極4の先端と小径穴内周面との間隔は設定されてある。
【0017】
また、小径穴内周面2の溶接肉盛は、アーク7中に送り出される溶接ワイヤ5の先端が溶けた溶金が遠心力で小径穴内周面2に吹き付けられることにより形成されるため、母材、換言すれば小径穴内周面2が溶けていなくても、小径穴内周面2が適切な温度に予熱されていれば、溶金と小径穴内周面との接合が可能であり低入熱による溶接肉盛ができる。
また、このことにより肉盛形状が均一で、厚付け、薄付け何れも対応できるようになり、小径穴内周面2の摩耗量に応じ、必要とする肉厚の溶接肉盛りができるようになる。
【0018】
以上、本実施の形態の小径穴内径溶接方法について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば最初に溶接ワイヤ5の送りをとめ、小径穴内周面2をアーク7のみで予熱し適切な温度にしたのち、溶接ワイヤ5を溶接肉盛を行う位置に送り、溶接肉盛を行うこともできるものである。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、母材に穿設された小径穴の内周面に溶接肉盛を行うための小径穴内径溶接方法において、軸心回りの回転および軸心方向の移動が自在にされた回転ヘッドを前記小径穴と同一軸心にして前記小径穴の上方に設置する工程と、前記回転ヘッドの下端に前記小径穴と同心状にして円筒状のトーチの上端が位置し、先端部が曲げられて前記内周面に対向して配置されて先端部後方の直線部が同心状にして前記トーチの内部に配設された電極の直線部後端を、前記回転ヘッド内に導入するように前記トーチを設置する工程と、前記トーチの軸心と略平行に配置されて前記トーチの外側に配設され、先端を前記電極の先端部に配置すべく上下動自在にして溶接ワイヤを設置する工程と、前記小径穴内で回転している前記電極の先端から前記内周面に向けてアークを飛ばし、前記アーク中に先端が送り込まれ溶融した前記溶接ワイヤの溶金を前記内周面へ遠心力により溶射し溶接肉盛を行う工程とからなるものとした。
【0020】
これにより、溶接肉盛により小径穴内周面から小径穴内周面近傍の母材に入射される入熱量が小さくすることができ、小径穴内周面上に形成される溶接肉盛量を均一の厚さのものにすることができ、溶接割れの出にくいものにすることができるとともに、小径穴内周面から母材に入射される入熱量が小さくすることができ、小径穴内周面近傍の母材の熱変形を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の小径穴内径溶接方法の実施の第1形態を示す被溶接物に穿設された小径穴の内周面に金属の溶接肉盛を行うための小径穴内径溶接装置を示す側面図である。
【図2】従来の被溶接物に穿設された小径穴の内周面に金属の溶接肉盛を行う、小径穴内径溶接方法に使用される小径穴内径溶接装置を示す側面図である。
【符号の説明】
1 被溶接物
2 小径穴内周面
3 トーチ
4 小径穴
5 溶接ワイヤ
6 回転ヘッド
7 アーク
8 電源ケーブル
9 シールドガスパイプ
10 MIG溶接機
21 TIG溶接機
22 タングステン電極
Claims (1)
- 母材に穿設された小径穴の内周面に溶接肉盛を行うための小径穴内径溶接方法において、軸心回りの回転および軸心方向の移動が自在にされた回転ヘッドを前記小径穴と同一軸心にして前記小径穴の上方に設置する工程と、前記回転ヘッドの下端に前記小径穴と同心状にして円筒状のトーチの上端が位置し、先端部が曲げられて前記内周面に対向して配置されて先端部後方の直線部が同心状にして前記トーチの内部に配設された電極の直線部後端を、前記回転ヘッド内に導入するように前記トーチを設置する工程と、前記トーチの軸心と略平行に配置されて前記トーチの外側に配設され、先端を前記電極の先端部に配置すべく上下動自在にして溶接ワイヤを設置する工程と、前記小径穴内で回転している前記電極の先端から前記内周面に向けてアークを飛ばし、前記アーク中に先端が送り込まれ溶融した前記溶接ワイヤの溶金を前記内周面へ遠心力により溶射し溶接肉盛を行う工程とからなることを特徴とする小径穴内径溶接方法。
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