JP5033704B2 - Jig unit and circumferential welding apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、主に石油製品や化学薬品、医薬品、食品、塗料等の各種液体や各種粉体を保管、運搬するのに適した密閉型のドラム缶やタンクの天板に形成した大径の開口及び小径の開口に、注入口を形成する筒状の大径の口金及び換気口を形成する筒状の小径の口金を夫々円周溶接により接合するようにした円周溶接装置に用いる治具ユニット及びこれを用いた円周溶接装置に係り、特に、天板の大小の開口周縁部と大小の口金とをアルゴンガス等のシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する際に、アークの強烈な光を遮蔽して作業者の目や皮膚を護ることができ、又、溶接用トーチから放出されるシールドガスを使用して溶接部のシールド効果を高め、溶接部の酸化を防止することができると共に、エネルギー密度の高い安定したアークが得られ、更に、溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪の抑制、ビードの溶け落ちや穴あきの防止を夫々図れるようにした治具ユニット及びこれを用いた円周溶接装置に関するものである。 The present invention mainly has a large-diameter opening formed in a sealed drum can or tank top plate suitable for storing and transporting various liquids and various powders such as petroleum products, chemicals, pharmaceuticals, foods, and paints. And a jig unit used in a circumferential welding apparatus in which a cylindrical large-diameter base forming an injection port and a cylindrical small-diameter base forming a ventilation port are joined to the small-diameter opening by circumferential welding, respectively. In particular, when an arc is welded circumferentially between a large and small opening peripheral part of a top plate and a large and small base in an atmosphere of a shielding gas such as argon gas, the intensity of the arc is increased. Protects the eyes and skin of the operator by shielding the light, and the shielding gas released from the welding torch can be used to enhance the shielding effect of the welded portion and prevent the welded portion from being oxidized. Capable of stable energy density A jig unit that absorbs excess heat from the weld and suppresses thermal distortion due to welding, and prevents bead burn-off and perforation, and circumferential welding using the jig unit. It relates to the device.
一般に、石油製品や化学薬品、医薬品等の各種液体や粉体の保管、運搬には、ステンレス鋼板から成る密閉型のドラム缶やタンクが使用されている。
このようなステンレス製の密閉型のドラム缶やタンクは、鉄製のドラム缶やタンクに比較して高価であるため、一度内容物を入れて使用した後、内部を洗浄してから繰り返して使用するのが一般的である。
In general, sealed drums and tanks made of stainless steel plates are used to store and transport various liquids and powders such as petroleum products, chemicals, and pharmaceuticals.
Such stainless steel sealed drum cans and tanks are more expensive than iron drum cans and tanks. It is common.
従来、ステンレス製の密閉型のドラム缶は、円筒状の胴体の下端部と皿状の地板とを巻き締めや溶接等により結合すると共に、胴体の上端部と注入口及び換気口を有する天板とを巻き締め等により結合することにより作製されている。
又、ドラム缶の天板には、注入口を形成する筒状の大径の口金と換気口を形成する筒状の小径の口金とが設けられており、注入口を通じてドラム缶内への内容物の充填やドラム缶内の内容物の排出、ドラム缶内の洗浄等を行っている。
Conventionally, a stainless steel sealed drum can has a lower end portion of a cylindrical body and a plate-like ground plate joined together by winding, welding, or the like, and a top plate having an upper end portion of the body and an inlet and a ventilation port, Are produced by bonding them by winding or the like.
The top plate of the drum can is provided with a cylindrical large-diameter base that forms an inlet and a cylindrical small-diameter base that forms a ventilation port. Filling, draining the contents of the drum, cleaning the drum, etc.
前記注入口を形成する大径の口金や換気口を形成する小径の口金は、一般的に天板と別個に作製されており、図14に示す如く、天板100に形成した開口100aに天板100の表面側から口金101の端部を挿入し、天板100の開口100a周縁部と口金101の端部とを天板100の裏面側から円周溶接することにより天板100の開口100a周縁部に接合されている(例えば、特許文献1参照)。
The large-diameter base that forms the inlet and the small-diameter base that forms the ventilation port are generally manufactured separately from the top plate, and the
ところで、天板100の開口100a周縁部と口金101の端部とを溶接により接合する場合、天板100と口金101とを適当な治具(図示省略)により仮止めし、この状態でTIG溶接用トーチから天板100の開口100a周縁部及び口金101の端部へ向かってアルゴンガス等のシールドガスを流しながら、TIG溶接用トーチを天板100の開口100a及び口金101の端部に沿って旋回移動させつつ、天板100の開口100a周縁部と口金101の端部とをシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接するようにしている。
By the way, when joining the periphery of the opening 100a of the
ところが、TIG溶接用トーチを用いるTIG溶接に於いては、TIG溶接用トーチに挿着したタングステン電極棒と溶接部材(天板100及び口金101)との間にアークが発生するため、アークからの強烈な光を作業員が直視することがあり、作業員の目に障害を引き起こすと云う問題があった。特に、アーク光は、強烈な可視光線の他に、目や皮膚に有害な紫外線と赤外線を含んでいるのでより一層問題である。
However, in TIG welding using a TIG welding torch, an arc is generated between the tungsten electrode rod inserted into the TIG welding torch and the welding member (
又、TIG溶接用トーチを用いるTIG溶接に於いては、TIG溶接用トーチの先端に設けたシールドノズルから天板100の開口100a周縁部及び口金101の端部へ向かってシールドガスを流し、シールドガスの雰囲気中でアークにより天板100の開口100a周縁部と口金101の端部とを溶接するようにしているが、シールドノズルからただ単にシールドガスを拡散放出するだけであり、然も、溶接箇所の周囲が開放された状態になっているため、シールドガスにより溶融池への空気の侵入を完全に遮断し難く、シールドガスによるシールド効果が低下することになる。
その結果、溶接部が酸化すると共に、酸化した箇所を除去する作業が必要になって作業工程が増えるうえ、ピンホールやブローホール等の溶接欠陥を生じ易くなり、製品の品質が低下すると云う問題があった。
Further, in TIG welding using a TIG welding torch, a shielding gas is flowed from the shield nozzle provided at the tip of the TIG welding torch toward the peripheral edge of the opening 100a of the
As a result, the welded part is oxidized, and the work to remove the oxidized part is required, which increases the number of work processes and easily causes welding defects such as pinholes and blowholes. was there.
更に、TIG溶接用トーチを用いるTIG溶接に於いては、シールドノズルからシールドガスを拡散放出するだけであるため、溶接時に発生したアーク周辺のシールドガスの濃度が低下し、エネルギー密度の高いアークが得られず、不安定なアークになると云う問題があった。この場合には、天板100の開口100a周縁部と口金101の端部とを溶接により接合した際に、部材の溶け込みが不十分となって天板100の開口100a周縁部表面側と口金101との間に隙間が形成されることになり、隙間腐蝕が発生すると云う問題があった。
Furthermore, in TIG welding using a TIG welding torch, only the shield gas is diffused and released from the shield nozzle, so the concentration of the shield gas around the arc generated during welding decreases, and an arc with a high energy density is generated. There was a problem that an unstable arc could not be obtained. In this case, when the peripheral portion of the opening 100a of the
そのうえ、ドラム缶の天板100には、注入口を形成する大径の口金101と換気口を形成する小径の口金101を夫々溶接により固着しなければならせないが、従来のドラム缶の天板100に於いては、TIG溶接装置等を用いて注入口を形成する大径の口金101と換気口を形成する小径の口金101とを円周溶接により天板100に別々に取り付けているため、口金101の取り付けに手数と時間が掛かり、作業性に劣ると云う問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ドラム缶等の天板の開口周縁部と口金とをシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する際に、アークの強烈な光を遮蔽して作業者の目や皮膚を護ることがで、又、溶接用トーチから放出されるシールドガスを使用して溶接部のシールド効果を高め、溶接部の酸化を防止することができると共に、エネルギー密度の高い安定したアークが得られ、更に、溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪の抑制、ビードの溶け落ちや穴あきの防止を夫々図れ、然も、作業性に優れた治具ユニット及びこれを用いた円周溶接装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to perform circumferential welding of an opening peripheral portion of a top plate such as a drum can and a base by an arc in an atmosphere of a shielding gas. , Shields the eyes and skin of the operator by shielding the intense light of the arc, and also uses the shielding gas released from the welding torch to enhance the shielding effect of the welded part and oxidize the welded part. A stable arc with a high energy density can be obtained, and the excess heat of the weld can be absorbed to suppress thermal distortion caused by welding and prevent bead burnout and perforation. It is another object of the present invention to provide a jig unit excellent in workability and a circumferential welding apparatus using the same.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の発明は、ドラム缶又は容器の天板に形成した開口に、天板の表面側から注入口又は換気口を形成する環状の口金の端部を挿入し、天板の裏面側から天板の開口周縁部及び口金の端部へ向かって溶接用トーチからシールドガスを流しながら、溶接用トーチを天板の開口及び口金の端部に沿って旋回移動させつつ、天板の開口周縁部に口金の端部をシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接するようにした円周溶接装置に用いる治具ユニットであって、前記治具ユニットは、裏向けにした天板及び天板の開口に挿入した口金を下面側から支持する下部治具と、下部治具の上方位置に配設され、下部治具との間で天板の開口周縁部近傍を挾持固定する上部治具とから構成され、前記上部治具は、裏向けにした天板の開口周縁部近傍に上面側から面接触状態で当接する環状の上部クランプと、上部クランプ内に水平回転自在に配設され、外周縁部に溶接用トーチの先端部が挿入されるトーチ挿入用穴又はトーチ挿入用切欠を有すると共に、天板の開口周縁部及び口金との間に溶接用トーチから放出されるシールドガスを溜めて天板と口金の溶接個所周辺をシールドガスによりシールドするためのシールドガス空間を形成する円盤状の蓋体とから成り、当該蓋体がアークの光を遮蔽しつつ、溶接用トーチの旋回移動に伴って溶接用トーチと一緒に上部クランプ内で回転する構成としたことに特徴がある。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
本発明の請求項2の発明は、上部クランプの内周面に、蓋体の外周縁部が摺動回転自在に支持載置される段部を形成し、蓋体のトーチ挿入用穴又はトーチ挿入用切欠に挿入された溶接用トーチの旋回時に、蓋体がその外周縁部を上部クランプの段部に面接触させた状態で溶接用トーチと一緒に回転する構成としたことに特徴がある。 According to a second aspect of the present invention, a step portion on which the outer peripheral edge portion of the lid body is supported and mounted so as to be slidably rotatable is formed on the inner circumferential surface of the upper clamp, and the torch insertion hole or torch of the lid body When the welding torch inserted in the insertion notch is turned, the lid is configured to rotate together with the welding torch in a state where the outer peripheral edge thereof is in surface contact with the stepped portion of the upper clamp. .
本発明の請求項3の発明は、上部治具の上部クランプに冷却水が流れる冷却水通路を形成したことに特徴がある。
The invention of
本発明の請求項4の発明は、下部治具が、裏向けにした天板の開口周縁部近傍に下面側から面接触状態で当接して天板を支持する環状の下部クランプと、下部クランプ内に上下動自在に配設され、天板の開口に挿入した口金を支持する口金支持体と、口金支持体を上方へ附勢して口金の端部外周面に形成した位置決め用鍔部を天板の開口周縁部に圧接させる弾性体とから成り、天板の開口周縁部を下部クランプと上部治具の上部クランプとで挾持固定すると共に、口金の位置決め用鍔部を口金支持体及び弾性体により天板の開口周縁部に圧接させる構成としたことに特徴がある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an annular lower clamp for supporting the top plate by contacting the lower jig in the surface contact state from the lower surface side in the vicinity of the opening peripheral portion of the top plate facing back, and the lower clamp. A base support for supporting the base inserted into the opening of the top plate, and a positioning collar formed on the outer peripheral surface of the end of the base by biasing the base support upward. It consists of an elastic body that presses against the opening peripheral edge of the top plate. The opening peripheral edge of the top plate is clamped and fixed by the lower clamp and the upper clamp of the upper jig, and the positioning collar of the base is fixed to the base support and elastic. It is characterized in that the body is configured to be pressed against the opening peripheral edge of the top plate.
本発明の請求項5の発明は、下部治具の下部クランプに冷却水が流れる冷却水通路を形成したことに特徴がある。
The invention of
本発明の請求項6の発明は、ドラム缶又は容器の天板に形成した大径の開口及び小径の開口に、天板の表面側から注入口を形成する大径の口金の端部及び換気口を形成する小径の口金の端部を夫々挿入し、天板の裏面側から天板の大径の開口周縁部に大径の口金の端部を、又、天板の裏面側から天板の小径の開口周縁部に小径の口金の端部を夫々シールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接するようにした円周溶接装置であって、前記円周溶接装置は、作業面を有するキャビネット本体と、キャビネット本体の作業面に配設され、裏向けにした天板の大径の開口周縁部近傍を挾持固定すると共に、天板の大径の開口に挿入した大径の口金を支持する請求項1乃至請求項5の何れかに記載の治具ユニットと、キャビネット本体の作業面に配設され、裏向けにした天板の小径の開口周縁部近傍を挾持固定すると共に、天板の小径の開口に挿入した小径の口金を支持する請求項1乃至請求項5の何れかに記載の治具ユニットと、キャビネット本体の作業面に設けられ、前記二つの治具ユニットを支持する治具支持機構と、キャビネット本体内に配設され、先端部からシールドガスを放出して天板の大径の開口周縁部に大径の口金の端部をシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチを備えた溶接装置と、キャビネット本体内に配設され、先端部からシールドガスを放出して天板の小径の開口周縁部に小径の口金の端部をシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチを備えた溶接装置とから構成されていることに特徴がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the end of the large-diameter base and the ventilation port that form the inlet from the surface side of the top plate in the large-diameter opening and the small-diameter opening formed in the top plate of the drum can or the container. The end of the small-diameter base that forms the base plate is inserted, the end of the large-diameter base from the back side of the top plate to the peripheral edge of the large-diameter opening of the top plate, and the top plate from the back side of the top plate A circumferential welding apparatus in which an end of a small-diameter base is circumferentially welded by an arc in an atmosphere of shielding gas to a peripheral edge of a small-diameter opening, the circumferential welding apparatus having a work surface having a work surface And supporting the large-diameter base inserted in the large-diameter opening of the top plate while holding and fixing the vicinity of the large-diameter opening peripheral portion of the top plate placed on the work surface of the cabinet body. The jig unit according to any one of
本発明の治具ユニットは、次のような優れた効果を奏することができる。
(1)即ち、本発明の治具ユニットは、裏向けにした天板及び天板の開口に挿入した口金を下面側から支持する下部治具と、下部治具との間で天板の開口周縁部近傍を挾持する上部治具とから構成され、前記上部治具が、天板の開口周縁部近傍に上面側から面接触状態で当接する環状の上部クランプと、上部クランプ内に水平回転自在に配設され、外周縁部に溶接用トーチの先端部が挿入されるトーチ挿入用穴又はトーチ挿入用切欠を有すると共に、天板の開口周縁部及び口金との間に溶接用トーチから放出されるシールドガスを溜めて天板と口金の溶接個所周辺をシールドガスによりシールドするためのシールドガス空間を形成する円盤状の蓋体とから成り、当該蓋体が溶接用トーチの旋回移動に伴って溶接用トーチと一緒に上部クランプ内で回転する構成としているため、天板の開口周縁部に口金の端部を円周溶接する際に、上部治具の蓋体によりアークの光が遮蔽されることになり、作業員がアークからの強烈な光を直視したり、目や皮膚に有害な紫外線や赤外線を浴びたりすると云うことがなく、安全に溶接作業を行える。
(2)本発明の治具ユニットは、上部治具に溶接用トーチから放出されるシールドガスを溜めて天板と口金の溶接個所周辺をシールドガスによりシールドするシールドガス空間を形成しているため、溶融池及び溶接直後の溶接ビード部分への空気の侵入を確実且つ良好に遮断することができる。
その結果、本発明の治具ユニットを用いれば、シールドガスによる溶接部のシールド効果が大幅に高められることになり、溶接部の酸化を確実且つ良好に防止することができると共に、ピンホール等の溶接欠陥の無い溶接を行え、製品の大幅な品質向上を図れる。
(3)本発明の治具ニットは、上部治具に形成したシールドガス空間によりアーク周辺のシールドガスの濃度が高められるため、発生したアークがシールドガスによるサーマルピンチ効果により絞られてエネルギー密度の高い安定したアークとなり、溶接部材の溶け込みが大きくなって裏波が出易くなる。
その結果、本発明の治具ニットを用いれば、天板の開口周縁部と口金の端部とを円周溶接した際に、部材の溶け込みが十分に行われ、天板の開口周縁部表面側と口金との間に隙間が形成されると云うことがなく、隙間腐蝕の問題を解決することができると共に、天板と口金との接合部の強度が大幅にアップすることになる。
(4)本発明の治具ユニットは、蓋体に溶接用トーチの先端部が挿入されるトーチ挿入用穴又はトーチ挿入用切欠を有し、トーチ挿入用穴に挿入された溶接用トーチの先端部がシールドガス空間に臨む構成となっているため、溶接用トーチに挿着したタングステン電極棒周囲のシールドガスの濃度が高くなってタングステン電極棒が消耗し難くなり、タングステン電極棒の延命化を図れる。
(5)本発明の治具ユニットは、上部クランプの内周面に、蓋体の外周縁部が摺動回転自在に支持載置される段部を形成を形成し、蓋体のトーチ挿入用穴又はトーチ挿入用切欠に挿入された溶接用トーチの旋回時に、蓋体がその外周縁部を上部クランプの段部に面接触させた状態で溶接用トーチと一緒に回転する構成としているため、シールドガス空間内のシールドガスが外部へ逃げ難くなり、シールドガスによるシールド効果をより高めることができるうえ、構造も極めて簡単な構造となる。
(6)本発明の治具ユニットは、上部治具の上部クランプ及び下部治具の下部クランプに冷却水が流れる冷却水通路を形成しているため、天板の開口周縁部と口金の端部とを円周溶接する際に、上部クランプ及び下部クランプにより溶接部が確実且つ良好に冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビートの溶け落ちや穴あきが確実に防止されることになる。
(7)本発明の治具ユニットは、下部治具が、裏向けにした天板の開口周縁部近傍に下面側から面接触状態で当接して天板を支持する環状の下部クランプと、下部クランプ内に上下動自在に配設され、天板の開口に挿入した口金を支持する口金支持体と、口金支持体を上方へ附勢して口金の端部外周面に形成した位置決め用鍔部を天板の開口周縁部に圧接させる弾性体とから成り、天板の開口周縁部を下部クランプと上部治具の上部クランプとで挾持固定すると共に、口金の位置決め用鍔部を口金支持体及び弾性体により天板の開口周縁部に圧接させる構成としているため、天板の開口周縁部と口金の端部とを円周溶接する際に、天板の開口周縁部と口金とを隙間無く確実に且つ良好に密着させることができ、溶接欠陥の無い円周溶接を行える。
The jig unit of the present invention can provide the following excellent effects.
(1) That is, the jig unit of the present invention has an opening of the top plate between the lower jig and the lower jig that supports the base plate inserted into the back and the opening of the top plate from the lower surface side. It is composed of an upper jig that holds the vicinity of the peripheral edge, and the upper jig can be horizontally rotated within the upper clamp, an annular upper clamp that contacts the upper peripheral edge of the top plate in a surface contact state from the upper surface side. The torch insertion hole or the torch insertion notch is inserted into the outer peripheral edge portion of the welding torch, and is released from the welding torch between the opening peripheral edge portion of the top plate and the base. And a disc-shaped lid that forms a shield gas space for shielding the periphery of the welded portion of the top plate and the base with the shield gas, and the lid is rotated with the swiveling movement of the welding torch. Upper clamp with welding torch Therefore, when the end of the base is circumferentially welded to the opening edge of the top plate, the arc light is shielded by the lid of the upper jig. It is possible to perform welding work safely without directly looking at the intense light of the eyes or being exposed to ultraviolet rays or infrared rays harmful to eyes and skin.
(2) Since the jig unit of the present invention forms a shield gas space in which the shield gas released from the welding torch is accumulated in the upper jig and the periphery of the welded portion of the top plate and the base is shielded by the shield gas. Intrusion of air into the weld pool and the weld bead portion immediately after welding can be reliably and well blocked.
As a result, if the jig unit of the present invention is used, the shielding effect of the welded part by the shielding gas will be greatly enhanced, and oxidation of the welded part can be reliably and satisfactorily prevented, and pinholes and the like can be prevented. Welding without welding defects can be performed, and the product quality can be greatly improved.
(3) In the jig knit according to the present invention, since the concentration of the shielding gas around the arc is increased by the shielding gas space formed in the upper jig, the generated arc is restricted by the thermal pinch effect by the shielding gas, and the energy density is reduced. It becomes a high and stable arc, and the penetration of the welded member becomes large and the back wave is easily generated.
As a result, when the jig knit of the present invention is used, when the opening peripheral edge of the top plate and the end of the base are circumferentially welded, the member is sufficiently melted, and the top peripheral edge surface side of the top plate A gap is not formed between the base and the base, so that the problem of gap corrosion can be solved, and the strength of the joint between the top plate and the base is greatly increased.
(4) The jig unit of the present invention has a torch insertion hole or a torch insertion notch into which the tip of the welding torch is inserted into the lid, and the tip of the welding torch inserted into the torch insertion hole Since the part faces the shield gas space, the concentration of the shield gas around the tungsten electrode rod inserted in the welding torch becomes high and the tungsten electrode rod becomes difficult to wear, extending the life of the tungsten electrode rod. I can plan.
(5) The jig unit of the present invention forms a step portion on the inner peripheral surface of the upper clamp, on which the outer peripheral edge portion of the lid body is supported and mounted so as to be slidably rotatable. When turning the welding torch inserted in the hole or notch insertion notch, the lid rotates together with the welding torch in a state where its outer peripheral edge is in surface contact with the stepped portion of the upper clamp. It becomes difficult for the shielding gas in the shielding gas space to escape to the outside, the shielding effect by the shielding gas can be further enhanced, and the structure becomes very simple.
(6) Since the jig unit of the present invention forms a cooling water passage through which cooling water flows in the upper clamp of the upper jig and the lower clamp of the lower jig, the opening peripheral edge of the top plate and the end of the base Are welded reliably and satisfactorily by the upper clamp and lower clamp, the thermal distortion of the weld is greatly suppressed, and beats are prevented from being burned out and perforated. Will be.
(7) The jig unit of the present invention includes an annular lower clamp that supports the top plate by contacting the lower jig in the surface contact state from the lower surface side in the vicinity of the opening peripheral edge of the top plate facing back, A base support that is disposed in the clamp so as to be movable up and down and supports the base inserted into the opening of the top plate, and a positioning collar formed on the outer peripheral surface of the end of the base by biasing the base support upward And an elastic body that press-contacts the opening peripheral edge of the top plate with the lower clamp and the upper clamp of the upper jig to clamp and fix the opening positioning peripheral portion of the base Since the elastic body is pressed against the opening edge of the top plate, when the circumferential edge of the opening edge of the top plate and the end of the base is circumferentially welded, the opening peripheral edge of the top plate and the base are securely connected without gaps. In addition, it is possible to perform circumferential welding without welding defects. .
本発明の円周溶接装置は、キャビネット本体と、キャビネット本体に配設され、天板の大径の開口周縁部近傍を挾持固定すると共に、天板の大径の開口に挿入した大径の口金を支持する治具ユニットと、キャビネット本体に配設され、天板の小径の開口周縁部近傍を挾持固定すると共に、天板の小径の開口に挿入した小径の口金を支持する治具ユニットと、キャビネット本体に設けられ、前記両治具ユニットを支持する治具支持機構と、キャビネット本体内に配設され、先端部からシールドガスを放出して天板の大径の開口周縁部に大径の口金の端部をシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチを備えた溶接装置と、キャビネット本体内に配設され、先端部からシールドガスを放出して天板の小径の開口周縁部に小径の口金の端部をシールドガスの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチを備えた溶接装置とから構成されているため、天板の大径の開口に注入口を形成する大径の口金を、又、天板の小径の開口に換気口を形成する小径の口金を円周溶接により同時に固着することができ、天板への複数個の口金の取り付けを短時間で行え、作業性に優れている。
更に、本発明の円周溶接装置は、アークの光を遮蔽してシールドガスによるシールドガス効果を高められる治具ユニットを備えているため、天板の開口周縁部と口金とを円周溶接する際に、強烈なアーク光から作業者の目や皮膚を護ることがで、又、溶接部の酸化を防止することができると共に、エネルギー密度の高い安定したアークが得られ、更に、溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪の抑制、ビードの溶け落ちや穴あきの防止を夫々図ることができる。
The circumferential welding device of the present invention includes a cabinet main body, a large-diameter base that is disposed in the cabinet main body, clamps and fixes the vicinity of the large-diameter opening periphery of the top plate, and is inserted into the large-diameter opening of the top plate. A jig unit that supports the small-diameter base that is inserted in the small-diameter opening of the top plate, and is disposed in the cabinet main body, holds and fixes the vicinity of the small-diameter opening peripheral portion of the top plate, and A jig support mechanism that is provided in the cabinet body and supports both the jig units, and is disposed in the cabinet body. The shield gas is discharged from the front end portion and a large diameter opening peripheral portion of the top plate has a large diameter. A welding device equipped with a swivelable welding torch for circumferential welding by arc in the atmosphere of shielding gas at the end of the base, and a cabinet body, which discharges shielding gas from the tip to release the top plate Small diameter perimeter It is composed of a welding device equipped with a swivelable welding torch that welds the end of a small-diameter base to the circumference by means of an arc in an atmosphere of shielding gas. A large-diameter base that forms a hole and a small-diameter base that forms a ventilation opening in the small-diameter opening of the top plate can be fixed simultaneously by circumferential welding, which makes it easy to attach multiple bases to the top plate. It can be done in time and has excellent workability.
Furthermore, since the circumferential welding apparatus of the present invention includes a jig unit that shields arc light and enhances the shielding gas effect by the shielding gas, circumferential welding is performed on the peripheral edge of the opening of the top plate and the base. In this case, the operator's eyes and skin can be protected from intense arc light, oxidation of the weld can be prevented, and a stable arc with high energy density can be obtained. Excess heat can be absorbed to suppress thermal distortion caused by welding and to prevent the beads from being burned out or perforated.
図1及び図2は本発明の実施の形態に係る治具ユニット及びこれを用いた円周溶接装置を示し、当該円周溶接装置は、ステンレス製の密閉型のドラム缶(又はタンク)の天板50の大径の開口50a及び小径の開口50aに、注入口を形成する大径の口金51及び換気口を形成する小径の口金51を夫々円周溶接により同時に固着することができるようになっている。
1 and 2 show a jig unit according to an embodiment of the present invention and a circumferential welding apparatus using the jig unit. The circumferential welding apparatus is a top plate of a stainless steel sealed drum can (or tank). The large-
即ち、前記円周溶接装置は、図1及び図2に示す如く、前面側に水平な作業面1aを有するキャビネット本体1と、キャビネット本体1の作業面1aに配設され、裏向けにした天板50の大径の開口50a周縁部近傍を上下方向から挾持固定すると共に、天板50の大径の開口50aに挿入した大径の口金51を支持する治具ユニット2と、キャビネット本体1の作業面1aに配設され、裏向けにした天板50の小径の開口50a周縁部近傍を上下方向から挾持固定すると共に、天板50の小径の開口50aに挿入した小径の口金51を支持する治具ユニット2と、キャビネット本体1の作業面1aに設けられ、前記二つの治具ユニット2を支持する治具支持機構3と、キャビネット本体1内に配設され、先端部からシールドガスGを放出して天板50の大径の開口50a周縁部に大径の口金51の端部をシールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチ28を備えた溶接装置4と、キャビネット本体1内に配設され、先端部からシールドガスGを放出して天板50の小径の開口50a周縁部に小径の口金51の端部をシールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接する旋回自在な溶接用トーチ28を備えた溶接装置4とから構成されている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the circumferential welding apparatus is provided on a cabinet
尚、ドラム缶の天板50に取り付けられる注入口を形成する環状の大径の口金51及び換気口を形成する環状の小径の口金51は、何れも図7に示すように一端部外周面に天板50の開口50a周縁部に当接する環状の位置決め用鍔部51aを有すると共に、他端部外周面に天板50に対向するフランジ部51bを備えており、環状の位置決め用鍔部51aを形成した端部が天板50の表面側から天板50に形成した大径の開口50a及び小径の開口50aに夫々挿入され、円周溶接により天板50の開口50a周縁部に固着されている。
又、大径の口金51及び小径の口金51は、何れも内周面に雌ネジが形成された内ネジタイプの口金51に形成されている。
Incidentally, as shown in FIG. 7, an annular large-
Each of the large-
前記キャビネット本体1は、図1及び図2に示す如く、底面側に複数のキャスター5及び支持脚6を有し、前面側の略上半分が前方へ開放された格好になっており、キャビネット本体1内の前面側中間部位置には、二つの治具ユニット2及びこれらを支持する治具支持機構3が設置される水平な作業面1aが形成されていると共に、キャビネット本体1内の前面側上部位置には、二台の溶接装置4の溶接条件や電極位置等を設定するタッチパネル式の操作盤7が設けられている。
又、キャビネット本体1の内部には、溶接用電源装置8及びその制御装置(図示省略)、溶接用ガスボンベ(図示省略)及びその附属品(図示省略)、治具ユニット2へ供給される冷却水を作るチラーユニット9、蛍光灯10等が夫々格納されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Inside the
前記二つの治具ユニット2は、裏向けにした天板50の大径の開口50a周縁部近傍及び天板50の小径の開口50a周縁部近傍を夫々上下方向から挾持固定すると共に、天板50の大径の開口50aに挿入した大径の口金51及び天板50の小径の開口50aに挿入した小径の口金51を夫々支持するものであり、天板50の大径の開口50a周縁部に大径の口金51の端部を、又、天板50の小径の開口50a周縁部に小径の口金51の端部を夫々アルゴンガス等のシールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接する際に、アークの強烈な光を遮蔽すると共に、溶接用トーチ28から放出されるシールドガスGを使用して溶接部のシールド効果を高め、且つ溶接部の余分な熱を吸収するようにしたものである。
The two
尚、二つの治具ユニット2は、何れも同じ部材及び同じ部品により同一の構造に構成されており、大きさが異なるだけであるため、ここでは片方の治具ユニット2(天板50の小径の開口50a周縁部近傍を上下方向から挾持固定して小径の口金51を支持する治具ユニット2)のみについて説明し、他方の治具ユニット2(天板50の大径の開口50a周縁部近傍を上下方向から挾持固定して大径の口金51を支持する治具ユニット2)については、同じ部材・部品には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
Note that the two
前記治具ユニット2は、図3、図6及び図7に示す如く、裏向けにした天板50の小径の開口50a周縁部及び天板50の小径の開口50aに挿入した小径の口金51を下面側から支持する下部治具2′と、下部治具2′の上方位置に対向状に配設され、下部治具2′との間で天板50の開口50a周縁部近傍を上下方向から挾持固定する上部治具2″とから構成されている。
As shown in FIGS. 3, 6 and 7, the
即ち、下部治具2′は、図7に示す如く、裏向けにした天板50の開口50a周縁部近傍に下面側から面接触状態で当接して天板50を支持する環状の下部クランプ11と、下部クランプ11内に上下動自在に配設され、天板50の開口50aに挿入した口金51を支持する口金支持体12と、口金支持体12を上方へ附勢して口金51の端部外周面に形成した位置決め用鍔部51aを天板50の開口50a周縁部に圧接させる弾性体13とから成り、天板50の開口50a周縁部を下部クランプ11と上部治具2″の上部クランプとで挾持固定すると共に、口金51の位置決め用鍔部51aを口金支持体12及び弾性体13により天板50の開口50a周縁部に圧接させる構成となっている。
That is, as shown in FIG. 7, the
具体的には、下部クランプ11は、後述する治具支持機構3の下部プレート24上面にボルト15により固定され、アルミ合金等の金属材により形成された有底筒状のフランジ付きの下部ベース11aと、下部ベース11aの上面にボルト15により固定され、天板50の開口50a周縁部に下面側から面接触状態で当接する熱伝導性に優れた銅材により形成された環状の下部クランプ材11bとから成り、下部クランプ材11bの下面には、冷却水が流れる略環状の冷却水通路11cが形成されていると共に、下部ベース11aには、冷却水通路11cに連通する冷却水入口11d及び冷却水出口(図示省略)が夫々形成されている。
Specifically, the
口金支持体12は、アルミ合金等の金属材により略凸状に形成されており、下部クランプ11内に上下方向へ摺動自在に挿入されて口金51を支持する筒部12aと、筒部12aの上端部に連設されて口金51内に挿入される軸部11bとから成る。
この口金支持体12は、下部クランプ11内に上下動自在に挿入されており、軸部11bと下部ベース11aの底壁部分との間に介設した圧縮コイルスプリングから成る弾性体13により上方へ附勢されていると共に、下部ベース11aの底壁部分に上下動自在に挿通されて軸部に螺着した抜け止めボルト14により抜け止めされている。
尚、弾性体13の附勢力(弾性力)は、口金支持体12に口金51を介して天板50の荷重が掛かったときに口金支持体12が弾性体13の弾性力に抗して下降するように設定されている。
The
The
The urging force (elastic force) of the
一方、上部治具2″は、図7に示す如く、裏向けにした天板50の開口50a周縁部近傍に上面側から面接触状態で当接する環状の上部クランプ16と、上部クランプ16内に水平回転自在に配設され、外周縁部に溶接用トーチ28の先端部が挿入されるトーチ挿入用穴17aを有すると共に、天板50の開口50a周縁部及び口金51との間に溶接用トーチ28から放出されるシールドガスGを溜めて天板50と口金51の溶接個所周辺をシールドガスGによりシールドするためのシールドガス空間Sを形成する円盤状の蓋体17とから成り、当該蓋体17がアークの光を遮蔽しつつ、溶接用トーチ28の旋回移動に伴って溶接用トーチ28と一緒に上部クランプ16内で回転する構成となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
具体的には、上部クランプ16は、後述する治具支持機構3の上部プレート25下面にボルト15により固定され、アルミ合金等の金属材により形成された環状の上部ベース16aと、上部ベース16aの下面にボルト15により固定され、天板50の開口50a周縁部近傍に上面側から面接触状態で当接する熱伝導性に優れた銅材により形成された環状の上部クランプ材16bとから成り、上部クランプ材16bの上面には、冷却水が流れる略環状の冷却水通路16cが形成されていると共に、上部ベース16aには、冷却水通路16cに連通する冷却水入口16d及び冷却水出口(図示省略)が夫々形成されている。
又、上部クランプ材16bの内径は、上部ベース16aの内径よりも小径に形成されている。そのため、上部クランプ16の内周面には、段部16eが形成された格好になっている。
Specifically, the
Further, the inner diameter of the
蓋体17は、セラミック材又はアルミ合金材等の金属材により円盤状に形成されており、その外周縁部が上部クランプ16の段部16eに摺動回転自在に支持載置されている。
又、蓋体7の外周縁部には、溶接用トーチ28の先端部が挿入されるトーチ挿入用穴17aが形成されていると共に、蓋体7の外周面には、上部クランプ16の段部16eに面接触状態で摺動回転自在に支持される環状の鍔部17bが形成されている。
この蓋体17は、その鍔部17bが上部クランプ16の段部16eに摺動回転自在に支持された状態で上部クランプ16内に水平回転自在に配設されており、天板50の開口50a周縁部及び口金51との間に溶接用トーチ28から放出されるシールドガスGを溜めて天板50と口金51の溶接個所周辺をシールドガスGによりシールドするためのシールドガス空間Sを形成するようになっている。
又、蓋体17は、トーチ挿入用穴17aに挿入された溶接用トーチ28の旋回時に、アークの光を遮蔽しつつ、溶接用トーチ28の旋回移動に伴って溶接用トーチ28と一緒に上部クランプ16内で回転するようになっている。
The
A
The
Further, the
前記治具支持機構3は、図1乃至図6に示す如く、二つの治具ユニット2の上部治具2″をキャビネット本体1の作業面1aから同じ高さ位置に支持すると共に、二つの治具ユニット2の下部治具2′を二つの上部治具2″に対向する状態で上下動自在に支持するものであり、二つの下部治具2′を、二つの上部治具2″から夫々離間させて二つの下部治具2′に天板50及び大小の口金51をセットすることができるセット位置(図1、図2、図3及び図4に示す位置)と、二つの上部治具2″に近接させて二つの下部治具2′に支持された天板50の大径の開口50a周縁部近傍及び小径の開口50a周縁部近傍を上部治具2″及び下部治具2′により夫々上下方向から挾持固定することができる溶接作業位置(図6及び図7に示す位置)とに亘って上下動させることができるようになっている。
The
即ち、治具支持機構3は、図3乃至図6に示す如く、キャビネット本体1の作業面1aにボルト15により固定した長方形状のベース18と、ベース18の四隅に立設した支柱19と、各支柱19の上端部にベース18に対向する状態で固定され、二台の溶接装置4の溶接用トーチ28が夫々旋回移動可能に挿通される二つの長穴20aを形成した長方形状の支持プレート20と、ベース18の上面に配置された昇降プレート21と、ベース18の下面側に取り付けられ、昇降プレート21を昇降動させる流体圧シリンダ22と、昇降プレート21の上面に位置決めキー23を介して位置決めされた下部プレート24と、支持プレート20の下面側にボルトにより固定され、支持プレート20の二つの長穴20aに合致して二台の溶接装置4の溶接用トーチ28が夫々旋回移動可能に挿通される二つの円形穴25aを形成した上部プレート25と、下部プレート24の両端部に立設されたガイドポスト26と、支持プレート20の両端部下面に固定され、ガイドポスト26が摺動自在に嵌合されるガイドホルダー27とから構成されており、上部プレート25の下面側で且つ二つの円形穴25aの周縁部には、上部治具2″が夫々ボルト15により固定され、又、下部プレート24の上面には、下部治具2′が上部プレート25の上部治具2″に対向する状態で夫々ボルト15により固定されている。
That is, as shown in FIGS. 3 to 6, the
而して、この治具支持機構3によれば、流体圧シリンダ22を伸長動作させると、昇降プレート21及び下部プレート24がガイドポスト26及びガイドホルダー27に案内されながら上昇して下部プレート24に固定した二つの下部治具2′が溶接作業位置(図6に示す位置)に上昇し、又、流体圧シリンダ22を短縮動作させると、昇降プレート21及び下部プレート24がガイドポスト26及びガイドホルダー27に案内されながら下降して下部プレート24に固定した二つの下部治具2′がセット位置(図3に示す位置)に下降するようになっている。
Thus, according to the
尚、二つの下部治具2′及び二つのガイドポスト26を固定した下部プレート24と、二つの上部治具2″及び二つのガイドホルダー27を固定した上部プレート25とは、ドラム缶の天板50の大きさに応じて交換可能になっており、下部プレート24には、二つの下部治具2′の間隔を変えた3組の下部プレート24が、又、上部プレート25には、二つの上部治具2″の間隔を変えた3組の上部プレート25が夫々用意されている。
The
前記二台の溶接装置4は、図1及び図2に示す如く、キャビネット本体1内に一定の間隔を空けて対向状に配設されており、天板50の大径の開口50a周縁部に大径の口金51の端部を、又、天板50の小径の開口50a周縁部に小径の口金51の端部を夫々シールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接するものである。これらの溶接装置4には、何れもTIG溶接装置が夫々使用されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the two
尚、二台の溶接装置4は、何れも同じ構成及び同じ構造に構成されているため、ここでは片方の溶接装置4のみについて説明し、他方の溶接装置4については、同じ部材・部品には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
Since the two
前記溶接装置4は、図8乃至図12に示す如く、先端部からアルゴンガス等のシールドガスGを流すと共に、タングステン電極棒28bを挿着した溶接用トーチ28と、溶接用トーチ28を旋回自在及び左右方向へ移動調整自在並びに高さ調整自在に支持するトーチ旋回ユニット29と、溶接用電源装置8と、溶接用ガスボンベ(図示省略)等から構成されており、天板50の開口50aに口金51を溶接する際に、溶接用トーチ28が溶接位置(図6及び図7に示す位置)にある天板50及び口金51の位置まで下降し、この位置で溶接用トーチ28が先端部からシールドガスGを流しながら、所定の速度で天板50の開口50a及び口金51の端部に沿って旋回移動しつつ、天板50の開口50a周縁部と口金51の端部とをシールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接するようになっている。
As shown in FIGS. 8 to 12, the
前記溶接用トーチ28は、図8及び図9に示す如く、絶縁材製のトーチボディ28a内にタングステン電極棒28bを保持固定する銅製のコレット(図示省略)を上下動自在に挿着すると共に、トーチボディ28aの先端部にアルゴンガス等のシールドガスGを放出する筒状のシールドノズル28cを取り付けた構造になっており、タングステン電極棒28bがその先端部をシールドノズル28cから数mm突出させた状態でコレットに保持固定されている。この溶接用トーチ28には、従来公知のTIG溶接用トーチが使用されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
前記トーチ旋回ユニット29は、治具支持機構3に設けた上部治具2″及び下部治具2′により溶接位置(図6及び図7に示す位置)に保持固定された天板50の開口50a周縁部に口金51の端部を溶接する際に、溶接用トーチ28を溶接位置近傍まで下降させ、その位置で溶接用トーチ28を所定の速度で天板50の開口50a及び口金51の端部に沿って旋回移動させるものであり、溶接用トーチ28を旋回自在及び左右方向へ移動調整自在並びに高さ調整自在に支持できるように構成されている。
The
即ち、トーチ旋回ユニット29は、図8乃至図11に示す如く、キャビネット本体1内に配設した支持フレーム30と、支持フレーム30に2本の前後方向のガイド軸31を介してキャビネット本体1の前後方向(図2の左右方向及び図11の上下方向)へ水平移動自在に支持された枠体32と、枠体32の横向きのガイド軸32aにキャビネット本体1の左右方向(図1の左右方向及び図11の左右方向)へ水平移動自在に支持された旋回台33と、支持フレーム30に鉛直姿勢で固定され、出力軸34aが上向きの旋回駆動用モータ34と、旋回駆動用モータ34の出力軸34aに水平姿勢で取り付けられ、旋回駆動用モータ34の出力軸34aを中心にして旋回する旋回用ガイド体35と、旋回用ガイド体35にアリ型のガイドレール35aを介して旋回用ガイド体35の長手方向に沿って往復移動自在に支持され、所定の位置で旋回用ガイド体35側へロックできると共に、旋回台33の下面側に軸36及びベアリング37を介して回転自在に連動連結された旋回用スライダ38と、旋回台33の上面にキャビネット本体1の前後方向へ沿う姿勢で固定された水平姿勢のガイド体39と、ガイド体39にガイドレール(図示省略)を介してガイド体39の長手方向に沿って往復移動自在に支持され、所定の位置でガイド体39側へロックできる前後移動用スライダ40と、前後移動用スライダ40の上面にキャビネット本体1の前後方向へ沿う姿勢で固定された水平姿勢の支持アーム41と、支持アーム41の先端部にキャビネット本体1の左右方向へ沿う姿勢で固定された水平姿勢の横ガイド体42と、横ガイド体42の前面にガイドレール42aを介して横ガイド体42の長手方向に沿って往復移動自在に支持され、所定の位置で止められる横移動用スライダ43と、横移動用スライダ43に螺挿され、横ガイド体42にガイドレール42aに沿う姿勢で回転自在に支持された横ネジ軸44と、横ガイド体42に設けられ、横ネジ軸44を正逆回転させる横移動用モータ45と、横移動用スライド43の前面に縦向き姿勢で固定された縦ガイド体46と、縦ガイド体46にガイドレール46aを介して昇降自在に支持され、先端部に溶接用トーチ28を鉛直姿勢で支持するトーチ支持部材47と、トーチ支持部材47に螺挿され、縦ガイド体46にガイドレール46aに沿う姿勢で回転自在に支持された縦ネジ軸48と、縦ガイド体46に設けられ、縦ネジ軸48を正逆回転させる縦移動用モータ49とから構成されている。
That is, as shown in FIGS. 8 to 11, the
而して、このトーチ旋回ユニット29によれば、旋回用ガイド体35を旋回駆動用モータ34により旋回させると、旋回用ガイド体35の所定の位置にロックされた旋回用スライダ38が縦軸36及びベアリング37を介して旋回台33に連動連結されていると共に、旋回台33が枠体32の横向きのガイド軸32aにキャビネット本体1の左右方向へ移動自在に支持され、且つ枠体32が前後方向のガイド軸31にキャビネット本体1の前後方向へ移動自在に支持されていることとも相俟って、旋回台33が旋回駆動用モータ34の出力軸34aを中心にして旋回することになる。
その結果、旋回台33の上面にガイド体39及び前後移動用スライダ40を介して取り付けた支持アーム41も旋回台33と一緒に旋回すると共に、支持アーム41の先端部に設けた横ガイド体42、横移動用スライダ43、縦ガイド体46及びトーチ支持部材47等も旋回台33と一緒に旋回し、トーチ支持部材47に鉛直姿勢で取り付けた溶接用トーチ28が天板50の開口50a及び口金51の端部に沿って旋回移動することになる。
Thus, according to the
As a result, the
尚、このトーチ旋回ユニット29は、旋回用スライダ38を旋回用ガイド体35に沿って移動させ、旋回駆動用モータ34の軸線と旋回用スライダ38の上面に固定した軸36との間隔Lを変えることによって、溶接用トーチ28の旋回半径を調整することができるようになっている。
この実施の形態では、片方の溶接装置4(図1の右側の溶接装置4)のトーチ旋回ユニット29は、溶接用トーチ28が直径73mmの真円の軌跡を描くように、又、他方の溶接装置4(図1の左側の溶接装置4)のトーチ旋回ユニット29は、溶接用トーチ28が直径37mmの真円の軌跡を描くように夫々設定されている。
The
In this embodiment, the
又、トーチ旋回ユニット29は、横移動用スライド43を横ネジ軸44及び横移動用モータ45により左右方向へ移動調整することによって、横移動用スライダ43にトーチ支持部材47等を介して取り付けた溶接用トーチ28を左右方向へ移動調整できるようになっている。
その結果、トーチ旋回ユニット29は、溶接用トーチ28を左右方向へ移動調整することによって、ドラム缶の天板50の直径に応じて二台の溶接装置4の溶接用トーチ28の位置を溶接に適した最適な位置に変えられるようになっている。
この実施の形態に於いては、片方の溶接装置4(図1の右側の溶接装置4)のトーチ旋回ユニット29は、溶接用トーチ28の旋回中心と天板50の中心との距離が110mm、140mm又は190mmに、又、他方の溶接装置4(図1の左側の溶接装置4)のトーチ旋回ユニット29は、溶接用トーチ28の旋回中心と天板50の中心との距離が125mm、160mm又は210mmになるように夫々設定されている。
Further, the
As a result, the
In this embodiment, the
更に、トーチ旋回ユニット29は、トーチ支持部材47を縦ネジ軸48及び縦移動用モータ49により上下方向へ移動調整することによって、溶接用トーチ28を高さ調整することができるようになっている。
この実施の形態に於いては、二台の溶接装置4の各トーチ旋回ユニット29は、天板50の開口50a周縁部と口金51との溶接時に、各溶接用トーチ28が自動的に高さ調整されて溶接位置を取り得るようになっている。
Further, the
In this embodiment, each of the
次に、上述した治具ユニット2及び円周溶接装置4を用いてドラム缶の大径の開口50a及び小径の開口50aに注入口を形成する大径の口金51及び換気口を形成する小径の口金51を夫々円周溶接により固着する場合について説明する。
尚、天板50には、厚さが1.5mmのステンレス製の天板50が、又、大径の口金51及び小径の口金51には、夫々ステンレス製の口金51が使用されている。更に、溶接電流、アーク長さ、左右の溶接用トーチ28の旋回速度、シールドガスGの供給量、タングステン電極棒28bの先端形状等の溶接条件は、天板50の材質や板厚、口金51の材質等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
Next, using the
The
先ず、大径の口金51及び小径の口金51を夫々フランジ部51bが下を向く姿勢でセット位置にある二つの下部治具2′の下部クランプ11内に夫々挿入し、大径の口金51及び小径の口金51を夫々下部クランプ11内の口金支持体12で支持させる。
First, the large-
次に、ドラム缶の天板50を裏向けにし、天板50に形成した大径の開口50aに大径の口金51が、又、天板50に形成した小径の開口50aに小径の口金51が夫々嵌るように天板50をセット位置にある二つの下部治具2′の下部クランプ11に載せる。そうすると、各下部クランプ11内の口金支持体12が天板50の荷重により弾性体13の弾性力に抗して下降し、天板50の大径の開口50a周縁部近傍及び小径の開口50a周縁部近傍に夫々下部クランプ11が面接触状態で当接する。これにより、天板50及び大小の口金51は、二つの下部治具2′に支持された格好になる(図3参照)。このとき、大小の口金51は、弾性体13及び口金支持体12により上方へ附勢され、その鍔部17bが天板50の開口50a周縁部に圧接した状態となっている。
Next, with the
天板50及び大小の口金51が二つの下部治具2′にセットされたら、治具支持機構3を作動させて二つの下部治具2′をセット位置から溶接作業位置へ上昇させる。そうすると、天板50の大径の開口50a周縁部近傍及び小径の開口50a周縁部近傍が上下方向から二つの上部クランプ16及び下部クランプ11により挾持固定される(図6参照)。このときにも、大小の口金51は、弾性体13及び口金支持体12により上方へ附勢され、その鍔部17bが天板50の開口50a周縁部に圧接した状態となっている。
When the
二つの治具ユニット2により天板50及び大小の口金51が保持固定されたら、二台の溶接装置4を作動させて天板50の大小の開口50a周縁部に大小の口金51を夫々円周溶接により固着する。
即ち、二台の溶接装置4の溶接用トーチ28がトーチ旋回ユニット29により溶接位置へ下降し、溶接用トーチ28の先端部を上部治具2″の蓋体17のトーチ挿入用穴17aに挿入してガスシールド空間S内に望ませる(図6及び図7参照)。この状態で上部治具2″の上部クランプ16及び下部治具2′の下部クランプ11の冷却水通路16c,11cに冷却水を流すと共に、溶接用トーチ28のシールドノズル28cからアルゴンガス等のシールドガスGを流しつつ、シールドガスGの雰囲気中で溶接用トーチ28のタングステン電極棒28bと天板50及び口金51の溶接個所との間にアークを発生させる。
When the
That is, the welding torches 28 of the two
アークが発生したら、溶接用トーチ28がシールドノズル28cからシールドガスGを流しながら、トーチ旋回ユニット29により天板50の開口50a及び口金51の端部に沿って旋回移動すると共に、上部クランプ16内の蓋体17を回転させつつ、天板50の開口50a周縁部と口金51の端部とをシールドガスGの雰囲気中でアークにより円周溶接する。
When the arc is generated, the
このとき、溶接用トーチ28の先端部が上部治具2″の蓋体17のトーチ挿入用穴17aに挿入されてシールドガス空間S内に望んでいるため、発生したアークの強烈な光が上部治具2″の蓋体17により遮蔽されることになり、作業員がアークからの強烈な光を直視したり、目や皮膚に有害な紫外線や赤外線を浴びたりすると云うことがなく、安全に溶接作業を行える。
又、溶接用トーチ28から放出されたシールドガスGを上部治具2″のシールドガス空間Sに溜めて天板50と口金51の溶接個所周辺をシールドガスGによりシールドするようにしているため、溶融池及び溶接直後の溶接ビード部分への空気の侵入を確実且つ良好に遮断することができ、溶接部の酸化を確実且つ良好に防止することができると共に、ピンホール等の溶接欠陥の無い溶接を行え、製品の大幅な品質向上を図れる。
更に、上部治具2″のシールドガス空間Sによりアーク周辺のシールドガスGの濃度が高められるため、発生したアークがシールドガスGによるサーマルピンチ効果により絞られてエネルギー密度の高い安定したアークとなり、溶接部材の溶け込みが大きくなって裏波が出易くなる。そのため、図13に示す如く、部材(天板50の開口50a周縁部及び口金51の端部)の溶け込みが十分に行われ、天板50の開口50a周縁部表面側と口金51との間に隙間が形成されると云うことがなくなり、隙間腐蝕の問題を解決することができると共に、天板50と口金51との接合部の強度が大幅にアップすることになる。
そのうえ、蓋体17がその鍔部17bを上部クランプ16の段部16eに面接触させた状態で溶接用トーチ28と一緒に回転するため、シールドガス空間S内のシールドガスGが外部へ逃げ難くなり、シールドガスGによるシールド効果をより高めることができるうえ、構造も極めて簡単な構造となる。
加えて、上部治具2″の上部クランプ16及び下部治具2′の下部クランプ11の冷却水通路16c,11cに冷却水を流しているため、上部クランプ16及び下部クランプ11により溶接部が確実且つ良好に冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビートの溶け落ちや穴あきが確実に防止される。
At this time, since the distal end portion of the
Further, since the shielding gas G released from the
Furthermore, since the concentration of the shielding gas G around the arc is increased by the shielding gas space S of the
In addition, since the
In addition, since the cooling water flows through the cooling
そして、天板50と大小の口金51との円周溶接が終了すれば、二台の溶接装置4の溶接用トーチ28がトーチ旋回ユニット29により元の位置に復帰すると共に、治具支持機構3により天板50を溶接位置に保持固定している下部治具2′が溶接作業位置からセット位置へ下降する。これにより、大小の口金51を固着した天板50を下部治具2′から取り出すことができる。
When the circumferential welding between the
尚、上記の実施の形態に於いては、下部治具2′の下部クランプ11を下部ベース11a及び下部クランプ材11bから構成し、又、上部治具2″の上部クランプ16を上部ベース16a及び上部クランプ材16bから構成したが、他の実施の形態に於いては、下部ベース11a及び下部クランプ材11bを一体的に形成して下部クランプ11とし、又、上部ベース16a及び上部クランプ材16bを一体的に形成して上部クランプ16としても良い。
In the above-described embodiment, the
上記の実施の形態に於いては、上部治具2″の蓋体17の外周縁部に溶接用トーチ28の先端部が挿入されるトーチ挿入用穴17aを形成したが、他の実施の形態に於いては、蓋体17の外周縁部に溶接用トーチ28の先端部が挿入されるトーチ挿入用切欠(図示省略)を形成するようにしても良い。
In the above embodiment, the
上記の実施の形態に於いては、治具支持機構3に二つの治具ユニット2を設けたが、他の実施の形態に於いては、治具支持機構3に一つの治具ユニット2を設け、キャビネット本体1の作業面1aに一つの治具ユニット2を設けた治具支持機構3を二つ並べて設けるようにしても良い。
In the above embodiment, the two
1はキャビネット本体、1aは作業面、2は治具ユニット、2′は上部治具、2″は下部治具、3は治具支持機構、4は溶接装置、11は下部クランプ、11cは冷却水通路、12は口金支持体、13は弾性体、16は上部クランプ、16cは冷却水通路、16eは段部、17は蓋体、17aはトーチ挿入用穴、28は溶接用トーチ、50は天板、50aは天板の開口、51は口金、51aは口金の位置決め用鍔部、Gはシールドガス、Sはシールドガス空間。 1 is a cabinet body, 1a is a work surface, 2 is a jig unit, 2 'is an upper jig, 2 "is a lower jig, 3 is a jig support mechanism, 4 is a welding device, 11 is a lower clamp, and 11c is cooling. Water passage, 12 is a base support, 13 is an elastic body, 16 is an upper clamp, 16c is a cooling water passage, 16e is a stepped portion, 17 is a lid, 17a is a hole for inserting a torch, 28 is a torch for welding, and 50 is a welding torch. A top plate, 50a is an opening of the top plate, 51 is a base, 51a is a collar for positioning the base, G is a shield gas, and S is a shield gas space.
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