JPH07251270A - 環状のスタッドの溶接装置 - Google Patents
環状のスタッドの溶接装置Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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Abstract
強固、迅速に溶接できるようにする。 【構成】 スタッドホルダ1を電磁コイル5で囲み、そ
の磁場を磁束案内部6、7を通して溶接間隙に印加し
て、間隙内にスタッド4の半径方向に伸びる磁場成分を
発生させる。この放射状成分はアークに対して周方向力
を及ぼして中空スタッド4の環状面に沿ってアークを移
動することによって、環状断面全体に沿ってスタッド4
を工作物2に対して強固に溶接する。電導性の工作物2
に対する磁場の結合を最小とするため、磁束案内部6、
7は、母線が溶接領域8を向く円錐台形の磁場形成部
7、ならびに溶接間隙を密に囲む磁束形成部7の先端に
形成された磁極面9を有する。
Description
有するスタッド用の溶接装置に関し、スタッドを溶接す
る工作物の面に対して垂直に移動可能なスタッドホルダ
を有し、溶接するスタッドと工作物の面との間に溶接ア
ークが発生され、スタッドホルダを囲む電磁コイルが、
アークに作用してアークをスタッドの環状面に沿って移
動する磁場を生成するものである。
の種の装置において、電磁コイルは、溶接電流そのもの
となる電流が流れる単一または複数のループから成る。
このコイルで生成された磁場は主に溶接スタッドと同軸
的に延長するもので、アークを移動する効果は殆ど無
い。
のスタッドを安全、強固、迅速に溶接できる溶接装置を
提供することである。本発明の他の目的は、既存のスタ
ッド溶接装置に容易に取り付けられ、組立および建設現
場において一般的な手持ちスタッド溶接ガンと共に使用
できるように、そのような装置を小型で簡単な構造とす
ることである。
本発明の溶接装置は、環状のスタッドを溶接する工作物
表面に対して垂直に移動可能なスタッドホルダと、前記
スタッドと前記工作物表面との間に溶接アークを発生す
る手段と、前記スタッドホルダを囲み、アークに作用す
る磁場を発生する電磁コイルと、前記電磁コイルと結合
し、母線が溶接領域を向く円錐台形の磁場形成部を有す
る磁束案内部とを有し、前記磁場形成部の端部は、溶接
間隙内でスタッドの半径方向に伸びる磁場成分を生成す
べく前記溶接間隙を囲む実質的に環状の磁極面を有する
ものである。
内部は、溶接間隙内で放射状に延長すると共に、アーク
を移動するのに有効で、かつ強力な磁場成分を発生する
ことができる。また、前記磁場形成部は電磁コイルの磁
場が工作物と結合する可能性を低減し、そうでない場合
は、この放射状の磁場成分を弱くする。
に、外部の磁場を歪曲する影響に対する溶接領域の有効
な磁気遮蔽を行ない、コンパクトな構造とすることがで
きる。したがって、本装置は手持ちスタッド溶接ガンに
取り付けて、移動組立用途に自由に使用することができ
る。磁場形成部の細長い形状により、本発明の装置は接
近が困難な場所における溶接に適する。
可能な方法でスタッド溶接装置に機械的に固定される一
つの構造ユニットとして形成することが望ましい。これ
により、調整可能なスペーサによって工作物上に安定に
置くことができるようになる。スタッドホルダは、スタ
ッド溶接装置の上昇下降機構に機械的に接続されて、溶
接アークを開始するのに必要なスタッドの軸方向移動を
行なう。
給する溶接電流源の端子と電気的に接続される。コイル
は、少なくともアークの燃焼段階で電気的に励磁され
る。
いる時に発生する磁力線は、装置および環状(管状)の
スタッドを形成する磁気的に高い伝導性を有する材料を
通して、主として実質的にその全通路に沿って通過す
る。磁力線が磁場形成部の環状磁極面から出てエアギャ
ップを貫通する溶接領域付近のみにおいて、磁力線は溶
接間隙内で半径方向の磁場成分を有する。スタッドを工
作物表面から上昇させることによって溶接アークが点火
された後、この放射状磁場成分は管状スタッドの環状面
に沿って良好に定義された方法でアークを移動させる。
このように、本発明のスタッド溶接装置によれば、閉じ
た環状の溶接シームによって工作物に対する管状スタッ
ドの高品質な溶接ができる。
の形成に積極的に関与しない。したがって、本装置は、
非常に異なる形状の工作物においても、アークを移動す
る実質的に一定の磁場条件を確保できる。
性を得るには、磁場形成部をスタッドおよび工作物の両
方から電気的に絶縁された方法で配置することが有用で
ある。あるいは、磁場形成部および/または磁場形成部
と接続された磁場戻り路素子を電気的伝導性が無いかあ
るいは小さい強磁性材料で作るか、または磁場形成部の
一部あるいは全部を電気的絶縁材料で被覆してもよい。
ラミックリングを磁場形成部の環状磁極表面と管状スタ
ッドとの間、および同様に磁場形成部と工作物との間に
配設して、溶接領域を遮蔽してもよい。このようなスリ
ーブまたはリングは、溶接ヘッドの形成を助け、また磁
場形成部と工作物との間の絶縁スペーサとしても役立
つ。
完全に囲む保護ガスカーテンを形成するようにしてもよ
い。この目的のため、スタッドホルダは、保護ガス供給
路と接続され、管状溶接スタッドおよび/または磁場形
成部の内部空間と直接連通する少なくとも一つの貫通孔
を有することが好ましい。
ドの外周と係合する、好ましくは非磁性材料製のクラン
ピングスリーブとして、あるいはスタッドの穴と係合す
る、好ましくは強磁性材料製の拘束用栓部材(peg)
として形成することができる。
の一実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。図面
に示すように、本装置は強磁性材料のスタッドホルダ1
を有する。工作物2と対面するスタッド1の端部は、保
持栓材として形成されたチャック3によって管状溶接ス
タッド4を搬送する。
可能な環状コイル5が、ポット状の磁場戻り路部材6内
に埋め込まれている。戻り路部材6の一端はスタッドホ
ルダ1と磁気的に結合され、他端は強磁性材料で作られ
た磁場形成部7と磁気的に結合されている。磁場形成部
7と戻り路部材6を併せて磁束案内部を形成している。
を有し、その母線が溶接領域8を向くように位置してい
る。そこから磁束が出る磁場形成部7の環状磁極面9は
小さい間隔で溶接領域8を囲んでいる。絶縁性スペーサ
スリーブ11が磁場形成部7と工作物2の間に配設され
て、使用時において工作物2に対して本装置を支持す
る。
成部7は、二つの軸方向に調整可能なコラム10によっ
てスタッド溶接装置上に取り付けられる構造ユニットと
して形成されている。
この工作物2に当初に接触するスタッド4との間に印加
される。スタッド4を工作物2の表面から上昇させるこ
とによってアークが点火される。コイル5は、すくなく
ともアークが点火している限り電気的に励磁される。コ
イル5によって発生した磁場は、磁場形成部7、磁場形
成部7の下端の磁極面9と溶接スタッド4の間のエアギ
ャップ、スタッド4、スタッドホルダ1および磁束戻り
路部材6を通過する。前記エアギャップ内において、磁
力線が放射方向に伸びて、溶接電流通路と実質的に垂直
に交わり、それによってアークを環状ギャップに沿って
周方向に移動する力を生成する。
8に供給する軸方向の貫通孔12を有する。
ば、中空のスタッドを安全、強固、迅速に溶接できる。
また、本発明に係るスタッドの溶接装置によれば、既存
のスタッド溶接装置に容易に取り付けることができ、組
立および建設現場において一般的な手持ちスタッド溶接
ガンと共に使用できるようになる。
の断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 環状のスタッド(4)が溶接される工作
物(2)の表面に対して垂直に移動可能なスタッドホル
ダ(1)と、 前記スタッド(4)と前記工作物(2)の表面との間に
溶接アークを発生する手段と、 前記スタッドホルダ(1)を囲んで設けられ、アークに
対して作用する磁場を発生する電磁コイル(5)と、 前記電磁コイル(5)と結合される磁束案内部(6、
7)とを有し、 前記磁束案内部(6、7)は円錐台形の磁場形成部
(7)を有し、前記磁束形成部(7)の母線は溶接領域
(8)を向き、更に、前記磁場形成部(7)の端部は、
溶接ギャップ内において前記スタッド(4)の半径方向
に延長する磁場成分を生成すべく前記溶接ギャップを囲
む環状の磁極面(9)を有していることを特徴とする環
状のスタッドの溶接装置。 - 【請求項2】 前記磁束案内部(6、7)は、前記スタ
ッドホルダ(1)と同軸的に延長する磁場戻り路部材
(6)を含み、電磁コイル(5)を有し、工作物(2)
と対面するその端部には円錐台形の磁場形成部(7)を
備えていることを特徴とする請求項1に記載のスタッド
の溶接装置。 - 【請求項3】 前記円錐台形の磁場形成部(7)の先端
に、スタッド(4)を囲み、磁場形成部(7)と工作物
(2)表面の間の間隔を維持するスペーサ(11)を備
えてなることを特徴とする請求項1又は2に記載のスタ
ッドの溶接装置。 - 【請求項4】 前記磁束案内部(6、7)が電導性が無
いかあるいは低い強磁性材料で作られることを特徴とす
る請求項1から3のいずれかに記載のスタッドの溶接装
置。 - 【請求項5】 前記磁束案内部(6、7)が電気的に絶
縁性の材料で被覆されていることを特徴とする請求項1
から4のいずれかに記載のスタッドの溶接装置。 - 【請求項6】 前記スタッドホルダ(1)が前記溶接領
域(8)に保護ガスを供給する貫通孔(12)を有する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のス
タッドの溶接装置。 - 【請求項7】 前記貫通孔(12)が磁束案内部(6、
7)の内部空間、又は前記スタッド(4)の内側に通じ
ていることを特徴とする請求項6に記載のスタッドの溶
接装置。 - 【請求項8】 前記スタッドホルダ(1)が前記スタッ
ド(4)を押えるクランピングスリーブ(3)を含むこ
とを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のスタ
ッドの溶接装置。 - 【請求項9】 前記スタッドホルダ(1)が前記スタッ
ド(4)を押える拘束栓部材(3)を含むことを特徴と
する請求項1から7のいずれかに記載のスタッドの溶接
装置。 - 【請求項10】 前記電磁コイル(5)および前記磁束
案内部(6、7)が軸方向に調整可能なユニットとして
構成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか
に記載のスタッドの溶接装置。
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