JPH0478398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶接すべきスタツドと母材との間に
溶接電流を流して溶接アークを発生させ、所定の
時間経過後通電をしや断すると共にスタツドを母
材溶融面に突つ込んで溶接を行なうアークスタツ
ド溶接用不活性ガスシールド装置に関するもので
ある。

従来知られているように、アークスタツド溶接
は極めて短時間に発生するアーク熱を利用してス
タツドを直接母材に圧接するものであり、装置と
しては溶接電源（交流または直流）、制御装置お
よび溶接ガンから成り、溶接ガンはチヤツクによ
つて溶接すべきスタツドを保持し、トリガスイツ
チの作動により自動的に溶接操作を行なうもので
手持式と定置式のものがある。また溶接条件とし
ては主として溶接電流値および通電時間があり、
これらのフアクタは溶接すべきスタツドの径およ
び材質に応じて決められる。そして実際の溶接動
作においては、余盛り整形、溶融金属の外部への
飛散防止、溶接時における溶接熱の拡散防止、お
よび溶接部への不純物の侵入防止等のためにスタ
ツドの先端部を囲む種々の形状のアークシールド
が用いられている。

しかしながらこのようなアークシールドを使用
しても溶接すべきスタツドの径が大きく、溶接電
流の通電時間の長い場合や、溶接すべきスタツド
または母材の材質によつては溶接時に酸化のため
所望の溶接強度をもつた良好な溶接部を得ること
ができない。例えば溶接すべきスタツドおよび母
材がアルミニウム合金のような軽金属から成る場
合、その表面は酸化物被膜で覆われており、これ
らの酸化物は金属自体より融点が高く比重が大き
いので、溶接時に溶融金属中に沈んだまま凝固し
て溶接部内に包含され易い。また高温において極
めて活性である金属の場合には大気中の酸素が窒
素などと敏感に反応し、酸化等が生じ易い。

このような欠点を解決するため従来スタツド溶
接動作中溶接すべきスタツドと母材部位とを含む
溶接領域に不活性ガスを供給してそれによるクリ
ーニング作用およびシールド作用を利用したアー
クスタツド溶接法が知られている。

本発明は、このようなアークスタツド溶接法に
おいて用いられる不活性ガスの供給を機械的に制
御するガスシールド装置を提供することを目的と
する。

この目的を達成するために、本発明によれば、
溶接すべきスタツドと母材との間に溶接電流を流
して溶接アークを発生させ、所定の時間経過後通
電をしや断すると共にスタツドを母材溶接面に突
つ込んで溶接を行なうアークスタツド溶接におい
て、溶接ガンに装着するスタツドの周囲にガス通
路を画定する筒状シールド部材を有し、この筒状
シールド部材の内壁の少なくとも一部分にスパツ
タリング保護層を設け、また筒状シールド部材の
先端にガス抜き部を設け、さらに溶接ガンを母材
に押圧したときのみ開放して上記ガス通路へガス
を供給するようにした弁装置を有することを特徴
とするアークスタツド溶接用不活性ガスシールド
装置が提供される。

以下、添附図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。

第１図には本発明を実施できるアークスタツド
溶接法の一例を示し、Ａはアークスタツド溶接
機、Ｂは溶接ガンで、パワーケーブルＣおよび制
御ケーブルＤを介して溶接機Ａに接続される。溶
接ガンＢは図示したように溶接すべきスタツドＳ
を装着するチヤツクＥおよび不活性ガス供給部Ｆ
を備えている。この不活性ガス供給部Ｆには供給
管Ｇを介して不活性ガスボンベＨよりアルゴンガ
スが炭酸ガスのような不活性ガスが供給される。
なお図面においてＩは圧力調整器、Ｊは流量計で
ある。またＫはスタツド溶接すべき母材であり、
図示例でケーブルＬを介して溶接機の接続端子
（正極）に接続される。

このように構成した装置の動作において、まず
前端に溶接すべきスタツドＳを装着した溶接ガン
Ｂを溶接すべき母材部位上に位置決めし、母材表
面に押し当てる。次に溶接ガンＢのトリガを引く
ことにより溶接ガンＢに内蔵されているソレノイ
ドが励磁され、スタツドＳを母材表面から一定距
離引き離すと同時にアークが発生されスタツドＳ
と母材Ｋと溶融する。一方、この一連の動作に際
して不活性ガスボンベＨから供給管Ｇおよび溶接
ガンＢに取付けた不活性ガス供給部Ｆを介してス
タツドＳと母材Ｋの溶接部位を囲む溶接領域に不
活性ガスが供給される。こうして溶接機Ａに内蔵
した制御装置のタイマで設定された時間が経過す
ると、溶接電流はしや断され、同時にガンソレノ
イドが消磁されスタツドＳはばね機構により母材
Ｋに向つて突き込まれ、溶接が完了する。この場
合不活性ガスの供給は少なくともアークの発生時
点からスタツドＳの母材Ｋへの突つ込みの終了ま
で行なわれる。

第２〜３図には本発明による不活性ガス供給制
御装置の一実施例を示し、１は支持本体で、溶接
ガン（図示してない）に装着したスタツドを通す
穴２および溶接ガン本体に取付けるための二つの
取付部３を備えている。穴２の内周面には第２図
に示すように段部２ａが設けられ、そしてこの段
部２ａより上方の内周部分２ｂに対して筒状のシ
ールド部材４が嵌合されている。シールド部材４
はその周囲に外側から内側へ向つて斜め下方にの
びる多数の導通口４ａをまたその内壁に例えばセ
ラミツク層から成るスパツタリング保護層４ｂを
備えており、そしてシールド部材４の下端にはガ
ス抜き凹部４ｃが形成されている。スパツタリン
グ保護層４ｂは溶接動作時に生じるスパツタを容
易に除去できるように作用し、この目的に合う材
料であれば任意の材料で構成することができる。

支持本体１の上側には弁組立体を収容するケー
シング５が一体的に取付けられ、このケーシング
５内の弁室６には、弁本体７を支持本体１内に設
けた弁座８に向つて押圧するばね９が挿置されて
おり、弁本体７は作動子７ａを備えている。また
ケーシング５にはニツプル１０がねじ係合されて
おり、このニツプル１０は図示してない不活性ガ
スボンベにガス供給管（図示してない）を介して
連接される。こうして不活性ガスボンベからニツ
プル１０内を通り、弁室６および支持本体１内に
設けられた通路１１，１２を通り、そして支持本
体１の穴２の内壁と筒状シールド部材４との間の
空所１３へ抜けるガス流路が形成され、空所１３
に供給されたガスは筒状シールド部材４の周囲に
設けた導通口４ａを通つて筒状シールド部材４内
を下向きに流れるようにされる。

第３図において１４は母材１５に溶接されるこ
とになるスタツドで、溶接ガンの先端部１６に装
着されている。

このように構成した本発明の装置の動作におい
て溶接ガンにスタツド１４を装着し、母材１５の
溶接すべき部位に位置決めし、第３図に示すよう
に押し付けることにより、弁本体７はその作動子
７ａがばね９に抗して押し上げられるため弁座８
から離れ、従つて不活性ガスがスタツド１４の先
端を囲む領域に供給される。この状態において溶
接ガンの引き金を引くことにより不活性ガス雰囲
気内でスタツド溶接が行なわれることになる。溶
接終了後溶接ガンを母材表面から離すことにより
直ちに弁が閉成されるため不活性ガスの供給は止
まる。従つて通常の溶接ガンの操作だけで不活性
ガスの供給を自動的に制御することができ、溶接
時に不活性ガスの供給に特別の操作を必要としな
いだけでなく、不活性ガスを溶接時のみ流すこと
ができる。

以上説明してきたように、本発明によるガスシ
ールド装置は、従来のアークスタツド溶接機にそ
のまま適用でき、しかも溶接時における溶接ガン
の通常の操作（すなわち母材に対する溶接ガンの
位置決めおよび押付け、並びに引き金の作動）だ
けで、不活性ガスを溶接領域へ最適に供給できる
極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施できるアークスタツド溶
接の構成を示す概略図、第２図は本発明の一実施
例による装置の平面図、第３図は第２図の装置の
縦断面図である。 図中、１：支持本体、４：筒状シールド部材、
４ｂ：スパツタリング保護層、４ｃ：ガス抜き
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接すべきスタツドと母材との間に溶接電流
   を流して溶接アークを発生させ、所定の時間経過
   後通電をしや断すると共にスタツドを母材溶融面
   に突つ込んで溶接を行なうアークスタツド溶接に
   おいて、溶接ガンに装着するスタツドの周囲にガ
   ス通路を画定する筒状シールド部材を有し、この
   筒状シールド部材の内壁の少なくとも一部分にス
   パツタリング保護層を設け、また筒状シールド部
   材の先端にガス抜き部を設け、さらに溶接ガンを
   母材に押圧したときのみ開放して上記ガス通路へ
   ガスを供給するようにした弁装置を有することを
   特徴とするアークスタツド溶接用不活性ガスシー
   ルド装置。