JPH04228269A - ガス拡散による溶接用保護装置 - Google Patents

ガス拡散による溶接用保護装置

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JPH04228269A
JPH04228269A JP3104861A JP10486191A JPH04228269A JP H04228269 A JPH04228269 A JP H04228269A JP 3104861 A JP3104861 A JP 3104861A JP 10486191 A JP10486191 A JP 10486191A JP H04228269 A JPH04228269 A JP H04228269A
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welding
gas
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protective
hinged
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JP3104861A
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Roland L G Bernuchon
ローラン・ルイ・ジヨルジユ・ベルニユシヨン
Jacques L R Riviere
ジヤツク・ルイ・ロマン・リビエール
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/32Accessories
    • B23K9/325Devices for supplying or evacuating shielding gas

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は特に自動機械又は溶接用ロボット
を使用する融接法の適用に適合するガス拡散による溶接
用保護装置に係る。本発明は更に、該装置により実施さ
れる溶接方法にも係る。
【0002】本発明はそれ自体周知の溶接方法、例えば
TIG溶接又はアークプラズマ溶接又はレーザビーム溶
接に適用される。
【0003】これらの方法の適用によっては該当する被
溶接部品の材料の種類に従い、特に航空機モータ部品に
使用されるチタン合金又はニッケルをベースとする超合
金の場合、保護ガスカバー(特にアルゴンやヘリウムの
ような中性ガス)により溶融ゾーン及び溶接ビードを酸
化の危険から保護することがしばしば必要である。ちな
みに、溶接トーチにより溶融ゾーンのレベルに直接ガス
保護を行うことは知られており、ガスはトーチを通って
導入され、該トーチの端部で拡散される。多くの場合、
溶接サドル(trainard  de  souda
ge)と呼称される補助工具を付加しなければならない
。 この工具は形成されたばかりで冷却過程時に存在する溶
接ビードのレベルで該トーチの近傍ゾーンを所定の長さ
にわたって覆わなければならず、したがって、この工具
は溶接レベルで部品の幾何学的形状に適合しなければな
らず、溶接作業時に溶接トーチの移動に従わなければな
らない。溶接すべき材料が厚くなり酸化し易くなるほど
、工具により確保される溶接カバーの長さが長くなる。 厚さ8mmのチタンをベースとする部品の場合、この長
さは例えば150mmを越え得る。しかしながら、原理
として従来既知であり且つ既に使用されているこれらの
技術の使用は、溶接作業を自動機械又は(全移動がプロ
グラムされ、全溶接パラメータが自動調節の利益にあず
かる)溶接用ロボットにより実行するように完全に自動
化する場合、深刻な問題にぶつかる。更に、従来使用さ
れている既存のサドルは形状が固定しており、したがっ
て、部品の各構造に特有の工具を配置しなければならな
い。
【0004】本発明の目的は、完全に満足できる解決方
法が以前に決定されていない上記問題を解決できるよう
な装置を実現し、その使用方法を規定することである。
【0005】条件を満たすガス拡散による溶接用保護装
置は、相互にヒンジ連接され且つ溶接ヘッドに固定する
ためのノズル状エレメントにその一端をヒンジ式に連結
された少なくとも2つの箱状エレメントを備えており、
該箱状エレメントが保護ガスの供給源に連結されており
、該エレメントが作動時に該ガスの圧力の作用下で相互
に固定され得ることを特徴とする。
【0006】有利には、単一の入口から所謂溶接ヘッド
と保護装置とにむかってガスを分配する。
【0007】該装置により使用される溶接方法は、(a
)第1段階として、特に得ようとする溶接ビードの円弧
の半径に対応する半径を有する周囲円弧に沿って、溶接
すべき部品の輪郭に適合する位置に保護装置のヒンジ連
接エレメントを配置する段階と、(b)第2段階として
、保護ガス入口を開放し、該ヒンジ連接エレメントをガ
ス圧の作用下で相互に固定する固定段階と、(c)第3
段階として、溶接ヘッド及びこれに連結された保護装置
を部品からの距離が溶接に適当となるように配置する段
階との3段階を含んでおり、第3段階の後に該保護装置
によりガス拡散により溶接ビードを保護しながら所謂溶
接を実施することを特徴とする。
【0008】本発明の他の特徴及び利点は添付図面を参
考に本発明の実施態様に関する以下の説明からよく理解
されよう。
【0009】図1は自動機械又は溶接用ロボット(図示
せず、本発明の範囲外である)に取り付けられた溶接ヘ
ッド1を概略的に示す。ヘッド1はレーザ、TIG溶接
又はプラズマ溶接等の種々の型であり得る。図1に示す
例では、溶接電極2を含むTIG溶接ヘッドを示した。 該溶接ヘッド1にはガス拡散による溶接保護装置3が装
着されており、該装置は、溶接ヘッド1に連合し且つ該
溶接ヘッド1への装置3の固定を確保するノズル状エレ
メント4を含む。エレメント4には溶接サドルを構成す
る2つの箱状エレメント5及び6がヒンジ式に連結され
ている。これらのエレメント5及び6は適当な管7によ
り単一の保護ガス供給源8に連結されている。特に航空
機モータ用のチタン合金又はニッケルをベースとする超
合金部品の溶接に本発明を適用する場合、該保護ガスは
中性ガス、特にアルゴンである。有利なことには、単一
のガス源を使用してエレメント5及び6と所謂溶接ヘッ
ド1とに供給することができる。図2、図3及び図4に
より詳細に示すように、保護装置3の固定エレメント4
は特にねじ切り部分10を介して溶接ヘッド1の端部に
固定されたほぼ円筒形の本体9を含む。本体9は中空で
あり、溶接ヘッドの端部にノズルを形成し、特に溶接電
極2(図例の場合)が貫通するか又は溶接用エネルギビ
ーム(特にレーザ型)が透過するように構成されている
。本体9は相互に離間し且つ平行な2つの壁を形成する
2つの翼11及び12を有する。該ノズルエレメント4
には、保護ガス拡散用前部サドルを形成する箱状エレメ
ント5が回動軸を形成するピン26によりヒンジ式に取
り付けられている。エレメント5は相互に離間し且つ平
行な2つの壁を形成する2つの翼13及び14を後部に
支持しており、これらの翼の間には保護ガス拡散用後部
サドルを形成する第2の箱状エレメント6が配置されて
いる。該エレメント6は更に回動軸を形成するピン27
を介してエレメント5に連結されている。各エレメント
5及び6は更にスリット19及び20を備えており、該
スリットの内側を固定用フィンガ21及び22が移動す
るように構成されている。各サドルエレメント5及び6
の上部には、管部分夫々15及び16が固定されており
、該管部分にはガス導入管7が取り付けられている。 ガスは該サドルエレメント5及び6の各々を通って下部
開口に向かって導かれ、該開口にはガスの規則的拡散を
確保する多孔質材料プレート17及び18が配置されて
いる。
【0010】ガスは内部チャンバ19aから通過孔21
aを通って出口チャンバ20aに移動し、該通過孔には
ガス流量の調節に使用可能なピンねじ22aが挿通され
ている。チャンバ20aは、部品1aの特に円形の内部
プロフィルに適合するようにサドルエレメント5及び6
を上昇させるとき(図5)、又は部品1bの特に円形の
外部プロフィルに適合するようにサドルエレメント5及
び6を単なる重力効果により下降させるとき(図6)に
、本体9の壁に沿って滑動し得る2つのピストン23を
備えており、これらの移動はガスが完全に導入されてい
ない時に実施される。ガス圧がチャンバ19a内で上昇
すると、サドルエレメント5及び6は獲得した位置に固
定され、こうしてこの位置は固定状態に維持される。 該ピストン23の各端部には環状気密パッキン24及び
25が配置されている。
【0011】本発明のガス拡散による溶接用保護装置を
使用し、特に図1、図2、図3、図4、図5及び図6に
関して以上に記載した第1の実施態様にしたがって実施
される溶接方法は主に、(a)第1段階として、溶接す
べき部品の表面のレベルに溶接ヘッド1を導き、単なる
重力の作用により保護装置のヒンジ連接エレメント5及
び6を部品輪郭に沿って支承させるドッキング段階と、
(b)第2段階として、ソース8からの保護ガス入口を
開放し、該ヒンジ連接エレメント5及び6をガス圧の作
用下で相互に固定する固定段階と、(c)第3段階とし
て、溶接ヘッド1及びこれに連結された保護装置3を部
品からの距離が溶接に適当となるようの配置する段階と
を含む。
【0012】この配置後、該当用途(特にTIG法、プ
ラズマ又はレーザビームによる溶接)に選択された溶接
ヘッド1に対応する溶接モードのそれ自体既知の技術に
より所謂溶接作業を実施する。この溶接作業の進行中、
溶接ビードは本発明の保護装置3により拡散されるガス
カバーにより酸化から保護される。ヒンジ連接エレメン
ト5及び6を所与のプロフィルに適合させることにより
得られる保護装置の可変形状により、装置は異なる外形
の部品にも使用できるという利点を有する。
【0013】図2、図3、図4、図5及び図6に示す例
では、半径400mm以上の任意の円形部品を処理する
ことができる。
【0014】図1、図2、図3、図4、図5及び図6に
関して以上に説明した本発明の実施態様は円筒形フェル
ール型の円形部品の溶接に特に適している。頻用される
他の用途としては、水平面に沿って配置された部品の面
に円形溶接ビームを形成する場合がある。この型の用途
に適合する本発明の保護装置はこの場合、図7及び図8
に示す実施態様にしたがって具現され得る。
【0015】先述の場合と同様に溶接ノズル104が配
置されており、該ノズルには可変形状の溶接サドルを構
成する複数(図7及び図8の例では3個)の箱状エレメ
ント105、106及び106aが結合されている。各
管107がこれらのエレメントを保護ガス供給源に連結
している。ガスは各通過孔121aを介して各エレメン
ト内を通り、各出口チャンバ120aに向かって導かれ
、該出口チャンバはガス拡散を確保する各多孔質材料プ
レート117により閉鎖されている。ガス流量はピンね
じ122aにより調節され得る。各箱状エレメント(例
えば105)はガスの入口に連結され且つ2つのピスト
ン123の間に形成されたチャンバ119aを含み、該
ピストンは図2、図3及び図4に関して第1の実施態様
について上述したと同様に、ガス圧の作用下で該エレメ
ント105の位置を固定する。該ピストン123はノズ
ル104の翼111及び112に固定される。エレメン
ト106はエレメント105の翼113及び114に固
定され、エレメント106aはエレメント106の翼1
13a及び114aに固定される。エレメント105の
本体に対するピストン123の固定はパッキン124及
び125の締着摩擦又は回転防止キー(図示せず)によ
り得られる。
【0016】上記第2の実施態様にしたがって具現され
る保護装置の動作は第1の実施態様により得られる動作
と同様である。ただ一点留意すべき点として、装置を使
用する溶接方法の第1段階は重力の作用を利用する代わ
りに、部品上で形成すべき溶接ビーム線のプロフィルを
再現するゲージを利用し、このゲージ上にヒンジ連接エ
レメント105、106及び106aを支承させること
により該エレメントを配置しなければならない点が前記
実施態様と異なる。図8は図7に示した第2の実施態様
による保護装置のこの配置の1例を示す。図例では15
0mmの半径が得られる。上述のように、保護装置が可
変形状であるため部品の種々の外形に適合させることが
でき、しかも冷却時まで溶接部及び溶融ゾーンの所望の
十分な保護を確保し且つ自動溶接設備で有利に利用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施態様に従うガス拡散による
溶接用保護装置を備えるTIG溶接ヘッドの全体図であ
る。
【図2】図1に示した保護装置のの細部を示す図3のI
I−II線における拡大断面図である。
【図3】図2に示した保護装置の概略平面図である。
【図4】図2及び図3に示した保護装置の図2のIV−
IV線における断面図である。
【図5】円形部品の内部に配置した図2、図3及び図4
の保護装置の側面図である。
【図6】円形部品の外側表面の溶接の実施に対応する構
造における図2、図3及び図4の保護装置の側面図であ
る。
【図7】本発明の第2の実施態様による保護装置の図2
と同様の断面図である。
【図8】円形溶接の実施に対応する構造における図7の
保護装置の説明図である。
【符号の説明】
1  溶接ヘッド 2  溶接電極 3  溶接用保護装置 4  固定用ノズル状エレメント 5,6,105,106,106a  箱状エレメント
8  保護ガス供給源

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  保護ガスを供給される拡散手段が溶接
    ビードの近傍に配置されるガス拡散による溶接用保護装
    置であって、相互にヒンジ連接され且つ溶接ヘッドに固
    定するためのノズル状エレメントにその一端をヒンジ式
    に連結された少なくとも2つの箱状エレメントを備えて
    おり、該箱状エレメントが保護ガスの供給源に連結され
    ており、ガス圧の作用下で所定の位置に相互に固定され
    得ることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】  単一の入口から所謂溶接ヘッドと該保
    護装置とに向かってガスを分配することを特徴とする請
    求項1に記載の溶接用保護装置。
  3. 【請求項3】  請求項1又は2に記載の保護装置に連
    合する溶接ヘッドの自動移動による保護ガス下の溶接方
    法であって、(a)第1段階として、特に得ようとする
    溶接ビードの円弧の半径に対応する半径を有する周囲円
    弧に沿って、溶接すべき部品の輪郭に適合する位置に保
    護装置のヒンジ連接エレメントを配置する段階と、(b
    )第2段階として、保護ガス入口を開放し、該ヒンジ連
    接エレメントをガス圧の作用下で相互に固定する固定段
    階と、(c)第3段階として、溶接ヘッド及びこれに連
    結された保護装置を部品からの距離が溶接に適当となる
    ように配置する段階との3段階を含んでおり、第3段階
    の後に該保護装置によりガス拡散により溶接ビードを保
    護しながら所謂溶接を実施することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】  第1段階(a)において、溶接ヘッド
    を溶接すべき部品の表面のレベルに導き、単なる重力の
    作用により溶接すべき部品の輪郭に沿ってヒンジ連接エ
    レメントを支承させるドッキングシーケンスにより、保
    護装置のヒンジ連接エレメントの配置を確保することを
    特徴とする請求項3に記載の溶接方法。
  5. 【請求項5】  第1段階(a)において、部品上で形
    成すべき溶接ビードの線のプロフィルを再現するゲージ
    上に該ヒンジ連接エレメントを支承させることにより保
    護装置のヒンジ連接エレメントを配置することを特徴と
    する請求項3に記載の溶接方法。
JP3104861A 1990-04-12 1991-04-10 ガス拡散による溶接用保護装置 Expired - Lifetime JPH07115187B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9004706 1990-04-12
FR9004706A FR2660888B1 (fr) 1990-04-12 1990-04-12 Dispositif de protection des soudures par diffusion gazeuse et procede de mise en óoeuvre.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04228269A true JPH04228269A (ja) 1992-08-18
JPH07115187B2 JPH07115187B2 (ja) 1995-12-13

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EP (1) EP0452213B1 (ja)
JP (1) JPH07115187B2 (ja)
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DE (1) DE69100389T2 (ja)
ES (1) ES2044693T3 (ja)
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