JPH0751860A - 非消耗電極溶接トーチ - Google Patents
非消耗電極溶接トーチInfo
- Publication number
- JPH0751860A JPH0751860A JP20331593A JP20331593A JPH0751860A JP H0751860 A JPH0751860 A JP H0751860A JP 20331593 A JP20331593 A JP 20331593A JP 20331593 A JP20331593 A JP 20331593A JP H0751860 A JPH0751860 A JP H0751860A
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- JP
- Japan
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- torch
- welding
- pipe
- porous
- shielding gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型でかつ溶接品質の高い非消耗電極溶接ト
ーチを提供するにある。 【構成】 非消耗電極トーチ本体１とシールドガス供給
機構とを分離してほぼ平行に配置し、前記シールドガス
供給機構の溶接部と対応する先端部に、多孔質のガス噴
出体４を設置したことを特徴とするものである。
ーチを提供するにある。 【構成】 非消耗電極トーチ本体１とシールドガス供給
機構とを分離してほぼ平行に配置し、前記シールドガス
供給機構の溶接部と対応する先端部に、多孔質のガス噴
出体４を設置したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＴＩＧ溶接など
に用いる非消耗電極溶接トーチに係り、例えば圧力容器
のノズル内面や熱交換器の管内面などの狭隘部の溶接を
可能とし、特に原子力プラントのように人が近寄れない
環境下で遠隔自動作業をするのに適した非消耗電極溶接
トーチに関する。
に用いる非消耗電極溶接トーチに係り、例えば圧力容器
のノズル内面や熱交換器の管内面などの狭隘部の溶接を
可能とし、特に原子力プラントのように人が近寄れない
環境下で遠隔自動作業をするのに適した非消耗電極溶接
トーチに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＩＧ溶接法は、アルゴンやヘリウムな
どの不活性ガスの雰囲気で、タングステンを電極として
母材との間でアークを発生させ、この熱で溶接を行う溶
接方法で、母材の材料を選ばず、高品質の溶接が可能な
ため、信頼性が要求される機器の溶接に広く適用されて
いる。
どの不活性ガスの雰囲気で、タングステンを電極として
母材との間でアークを発生させ、この熱で溶接を行う溶
接方法で、母材の材料を選ばず、高品質の溶接が可能な
ため、信頼性が要求される機器の溶接に広く適用されて
いる。
【０００３】図５は、従来のＴＩＧ溶接トーチによる溶
接を模式的に示した図である。トーチ本体ブロック１の
内部に、コレット２１およびトーチキャップ２３を用い
てタングステン電極２を取り付ける。タングステン電極
２の先端部近傍には、それの全周を取り囲むようにカッ
プ状のシールドノズル１８が一体に設置されている。ア
ルゴンやヘリウムなどのシールドガスは、シールドガス
入口２２からトーチ本体ブロック１の内部に導かれ、シ
ールドノズル１８から流れ１９となって供給され、溶接
部を保護している。
接を模式的に示した図である。トーチ本体ブロック１の
内部に、コレット２１およびトーチキャップ２３を用い
てタングステン電極２を取り付ける。タングステン電極
２の先端部近傍には、それの全周を取り囲むようにカッ
プ状のシールドノズル１８が一体に設置されている。ア
ルゴンやヘリウムなどのシールドガスは、シールドガス
入口２２からトーチ本体ブロック１の内部に導かれ、シ
ールドノズル１８から流れ１９となって供給され、溶接
部を保護している。
【０００４】トーチ本体ブロック１は水冷または空冷さ
れ、トーチの温度上昇を防ぐとともに、タングステン電
極２の冷却も行っている。溶接部ではアーク１５により
母材１７を溶融し、それに対してワイヤ供給ガイド１１
からフィラーワイヤ１０を供給して接合が行われる。
れ、トーチの温度上昇を防ぐとともに、タングステン電
極２の冷却も行っている。溶接部ではアーク１５により
母材１７を溶融し、それに対してワイヤ供給ガイド１１
からフィラーワイヤ１０を供給して接合が行われる。
【０００５】このような構成のＴＩＧ溶接トーチではシ
ールドガスの流れ１９が非常に重要で、それに乱れがあ
ると溶接部に空気を巻き込み、溶接不良や被溶接部の品
質低下を生じるため、前記シールドノズル１８を長くす
るなどの工夫がなされている。
ールドガスの流れ１９が非常に重要で、それに乱れがあ
ると溶接部に空気を巻き込み、溶接不良や被溶接部の品
質低下を生じるため、前記シールドノズル１８を長くす
るなどの工夫がなされている。
【０００６】圧力容器や熱交換器などの機器で運転中に
磨耗や腐食、割れなどの欠陥が発生した場合、溶接によ
る補修が行われ、特にＴＩＧ溶接は信頼性の高い溶接方
法として多く適用されている。
磨耗や腐食、割れなどの欠陥が発生した場合、溶接によ
る補修が行われ、特にＴＩＧ溶接は信頼性の高い溶接方
法として多く適用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、細いノ
ズルや管の内部といった狭隘部は溶接トーチが入らな
い、溶接部が見えないなどの理由で、溶接補修が困難な
ため、ノズルごと交換するとか、管に閉止栓をして使用
を止めるといった方法がとられている。
ズルや管の内部といった狭隘部は溶接トーチが入らな
い、溶接部が見えないなどの理由で、溶接補修が困難な
ため、ノズルごと交換するとか、管に閉止栓をして使用
を止めるといった方法がとられている。
【０００８】ところが特殊な環境下で使用している機
器、例えば運転中の原子炉圧力容器は放射線の環境下に
あるため、前述のような欠陥を生じた場合、ノズル全体
の交換は困難であり、また閉止栓を行うのも信頼性の面
から問題があるため、遠隔自動操作による溶接補修が必
須となる。
器、例えば運転中の原子炉圧力容器は放射線の環境下に
あるため、前述のような欠陥を生じた場合、ノズル全体
の交換は困難であり、また閉止栓を行うのも信頼性の面
から問題があるため、遠隔自動操作による溶接補修が必
須となる。
【０００９】この溶接補修には品質の点でＴＩＧ溶接が
好適であるが、ＴＩＧ溶接トーチはその構造上、小型化
が難しく、狭隘部での作業には以下のような問題があ
る。
好適であるが、ＴＩＧ溶接トーチはその構造上、小型化
が難しく、狭隘部での作業には以下のような問題があ
る。
【００１０】．フィラーワイヤの供給機構を付設する
のが困難である。
のが困難である。
【００１１】．遠隔操作のため、溶接部を監視するＴ
Ｖカメラやファイバースコープを併用する必要がある
が、溶接部近傍にあるシールドノズルが視野の妨げとな
る。
Ｖカメラやファイバースコープを併用する必要がある
が、溶接部近傍にあるシールドノズルが視野の妨げとな
る。
【００１２】．溶接中にアークの長さを制御する目的
で、トーチを動かすためのスペースが得られない。
で、トーチを動かすためのスペースが得られない。
【００１３】これらの理由から、例えばＩＣＭハウジン
グ内面（直径約３８ｍｍ）のような狭隘部では、通常の
フィラーワイヤを供給するＴＩＧ溶接は不可能とされて
きた。また、フィラーワイヤを供給しない溶接トーチで
もアークの長さの制御や遠隔監視が困難で、信頼性、操
作性などの点で問題がある。
グ内面（直径約３８ｍｍ）のような狭隘部では、通常の
フィラーワイヤを供給するＴＩＧ溶接は不可能とされて
きた。また、フィラーワイヤを供給しない溶接トーチで
もアークの長さの制御や遠隔監視が困難で、信頼性、操
作性などの点で問題がある。
【００１４】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消して、小型でかつ溶接品質の高い非消耗電極溶
接トーチを提供するにある。
点を解消して、小型でかつ溶接品質の高い非消耗電極溶
接トーチを提供するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、非消耗電極を保持、冷却する非消耗電極
トーチ本体と、溶接部近傍にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給機構とを備えた非消耗電極溶接トーチを
対象とするものである。
め、本発明は、非消耗電極を保持、冷却する非消耗電極
トーチ本体と、溶接部近傍にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給機構とを備えた非消耗電極溶接トーチを
対象とするものである。
【００１６】そして前記非消耗電極トーチ本体とシール
ドガス供給機構とを分離してほぼ平行に配置し、前記シ
ールドガス供給機構の溶接部と対応する先端部に、多孔
質のガス噴出体を設置したことを特徴とする。
ドガス供給機構とを分離してほぼ平行に配置し、前記シ
ールドガス供給機構の溶接部と対応する先端部に、多孔
質のガス噴出体を設置したことを特徴とする。
【００１７】
【作用】狭隘部での非消耗電極溶接（例えばＴＩＧ溶
接）を実現するには、ＴＩＧ溶接トーチの小型化と、ワ
イヤ送給がポイントとなる。ＴＩＧ溶接トーチの小型化
を阻む要因はシールドノズルであるが、トーチ周辺を簡
素化するために例えば図４に示すように単にシールドノ
ズル１８をＴＩＧトーチ本体１から分離した場合、シー
ルドガスが空気を巻き込んで溶接不良を生じるととも
に、アークがガス流１９で吹き流され、作業性も悪く実
用にならない。
接）を実現するには、ＴＩＧ溶接トーチの小型化と、ワ
イヤ送給がポイントとなる。ＴＩＧ溶接トーチの小型化
を阻む要因はシールドノズルであるが、トーチ周辺を簡
素化するために例えば図４に示すように単にシールドノ
ズル１８をＴＩＧトーチ本体１から分離した場合、シー
ルドガスが空気を巻き込んで溶接不良を生じるととも
に、アークがガス流１９で吹き流され、作業性も悪く実
用にならない。
【００１８】本発明は前述のように、多孔質のシールド
ガス噴出体を裸のトーチ本体の横に配置し、トーチ本体
からシールドノズルを分離して、全体を保護ケースに収
め、ケースの開口部から溶接を行うものである。
ガス噴出体を裸のトーチ本体の横に配置し、トーチ本体
からシールドノズルを分離して、全体を保護ケースに収
め、ケースの開口部から溶接を行うものである。
【００１９】この構成では、非常に細かい多孔質の噴出
体からシールドガスを周囲全体に拡散できるため、空気
を巻き込むような流れを生じず、溶接部近傍を完全にシ
ールドできる。
体からシールドガスを周囲全体に拡散できるため、空気
を巻き込むような流れを生じず、溶接部近傍を完全にシ
ールドできる。
【００２０】またトーチ本体と噴出体の位置関係に余り
制限がなく、配置が容易で、トーチ本体が非常に小さく
でき、電極周辺が裸になるためファイバースコープなど
の監視装置を配置するのも容易で、視野を妨げるものが
ない。
制限がなく、配置が容易で、トーチ本体が非常に小さく
でき、電極周辺が裸になるためファイバースコープなど
の監視装置を配置するのも容易で、視野を妨げるものが
ない。
【００２１】またフィラーワイヤは管内面溶接では、通
常、管の周方向から挿入されていたが、細い管の場合は
配置できない。その点本発明では、トーチ、ファイバー
スコープ、シールドガス噴出体などを管の長手方向に細
長く配置し、これらと平行にワイヤ送給できるから、狭
隘部でのフィラーワイヤ付き非消耗電極溶接トーチを提
供することができる。
常、管の周方向から挿入されていたが、細い管の場合は
配置できない。その点本発明では、トーチ、ファイバー
スコープ、シールドガス噴出体などを管の長手方向に細
長く配置し、これらと平行にワイヤ送給できるから、狭
隘部でのフィラーワイヤ付き非消耗電極溶接トーチを提
供することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１ならびに図２は本実施例に係るＴＩＧ溶接トー
チを説明するための図で、図１の（ａ）はそれの一部を
切除した平面図、同図（ｂ）は透視した状態での正面
図、同図（ｃ）はそれの側面図、図２はそのＴＩＧ溶接
トーチを被溶接管に挿入した状態を示す斜視図、図３は
トーチ駆動装置を示す概略構成図である。
る。図１ならびに図２は本実施例に係るＴＩＧ溶接トー
チを説明するための図で、図１の（ａ）はそれの一部を
切除した平面図、同図（ｂ）は透視した状態での正面
図、同図（ｃ）はそれの側面図、図２はそのＴＩＧ溶接
トーチを被溶接管に挿入した状態を示す斜視図、図３は
トーチ駆動装置を示す概略構成図である。
【００２３】この実施例は、原子力圧力容器の下鏡に貫
通して取り付けられているＩＣＭハウジングと呼ばれて
いる内径が３８ｍｍのステンレス管からなる被溶接管１
２（図２参照）に挿入して管内面溶接を行う例を示して
いる。溶接位置は管端から４ｍ程度入った所で、肉眼で
は全く見えず、しかも放射線環境下でもあるため、ファ
イバースコープを用いて遠隔自動溶接が必要である。
通して取り付けられているＩＣＭハウジングと呼ばれて
いる内径が３８ｍｍのステンレス管からなる被溶接管１
２（図２参照）に挿入して管内面溶接を行う例を示して
いる。溶接位置は管端から４ｍ程度入った所で、肉眼で
は全く見えず、しかも放射線環境下でもあるため、ファ
イバースコープを用いて遠隔自動溶接が必要である。
【００２４】溶接トーチの構成は、タングステン電極２
を保持、冷却するトーチ本体ブロック１と、シールドガ
スを供給するためのシールドガス噴出体４とに分離さ
れ、これに溶接部を監視するための側視形ファイバース
コープ５と、フィラーワイヤ１０を供給するワイヤ送給
ガイド１１が付設されている。
を保持、冷却するトーチ本体ブロック１と、シールドガ
スを供給するためのシールドガス噴出体４とに分離さ
れ、これに溶接部を監視するための側視形ファイバース
コープ５と、フィラーワイヤ１０を供給するワイヤ送給
ガイド１１が付設されている。
【００２５】これらの部材は外径が約３０ｍｍの保護ケ
ース３に収納され、保護ケース３の開口部９から被溶接
管１２の内面を溶接する。
ース３に収納され、保護ケース３の開口部９から被溶接
管１２の内面を溶接する。
【００２６】前記シールドガス噴出体４としては、ステ
ンレス（例えばＳＵＳ３４７），インコネル，ニッケ
ル，ハステロイ，カーペンター，ニクロムなどの継ぎ目
のない１本の金属線を一定のピッチでパイプ状あるいは
円錐状の芯に巻付け、線の交差部を焼結したメッシュ状
の多孔質体（例えば富士フィルター工業株式会社製の製
品名フジロイフィルターエレメント）が好適である。こ
の多孔質体は、線径、線の間隔、巻付け角度を調整する
ことより、シールドガスの噴出状態を良好にコントロー
ルすることができる。
ンレス（例えばＳＵＳ３４７），インコネル，ニッケ
ル，ハステロイ，カーペンター，ニクロムなどの継ぎ目
のない１本の金属線を一定のピッチでパイプ状あるいは
円錐状の芯に巻付け、線の交差部を焼結したメッシュ状
の多孔質体（例えば富士フィルター工業株式会社製の製
品名フジロイフィルターエレメント）が好適である。こ
の多孔質体は、線径、線の間隔、巻付け角度を調整する
ことより、シールドガスの噴出状態を良好にコントロー
ルすることができる。
【００２７】またシールドガス噴出体４として、ステン
レス，ブロンズ，インコネル，ニッケル，ハステロイ，
カーペンター，ニクロムなどの金属粉末を焼結した多孔
質体（例えばＳＭＣ焼結金属エレメント）あるいはセラ
ミックスの焼結多孔質体も好適である。これら多孔質体
の場合は、粉末の粒径、粒度分布、加圧力や加熱時間等
の焼結条件を調整することより、シールドガスの噴出状
態を良好にコントロールすることができる。
レス，ブロンズ，インコネル，ニッケル，ハステロイ，
カーペンター，ニクロムなどの金属粉末を焼結した多孔
質体（例えばＳＭＣ焼結金属エレメント）あるいはセラ
ミックスの焼結多孔質体も好適である。これら多孔質体
の場合は、粉末の粒径、粒度分布、加圧力や加熱時間等
の焼結条件を調整することより、シールドガスの噴出状
態を良好にコントロールすることができる。
【００２８】図２において６は水冷パワーケーブル、７
は冷却水ホース、８はシールドガスホース、１３は絶縁
材、１４はトーチ駆動台、１６はファイバースコープ５
の視野である。
は冷却水ホース、８はシールドガスホース、１３は絶縁
材、１４はトーチ駆動台、１６はファイバースコープ５
の視野である。
【００２９】本発明ではトーチ本体ブロック１はシール
ドガス供給機構を分離したため非常に小型で周囲のスペ
ースが広く、タングステン電極２の先端やアーク１５の
近傍には遮る物が無いため、ファイバースコープ５は最
適の位置に配置でき、非常に明瞭な監視映像が得られ
る。本実施例の場合、図１（ａ）に示すように、ファイ
バースコープ５はトーチ本体ブロック１を間にしてシー
ルドガス噴出体４とは反対側にあり、タングステン電極
２の先端やアーク１５の状態が明瞭、的確に監視でき
る。
ドガス供給機構を分離したため非常に小型で周囲のスペ
ースが広く、タングステン電極２の先端やアーク１５の
近傍には遮る物が無いため、ファイバースコープ５は最
適の位置に配置でき、非常に明瞭な監視映像が得られ
る。本実施例の場合、図１（ａ）に示すように、ファイ
バースコープ５はトーチ本体ブロック１を間にしてシー
ルドガス噴出体４とは反対側にあり、タングステン電極
２の先端やアーク１５の状態が明瞭、的確に監視でき
る。
【００３０】溶接中はアーク長さを制御する目的で、ト
ーチ本体ブロック１とこれに取り付けられたワイヤ送給
ガイド１１だけが管内面に対して上下方向に動く。トー
チ本体ブロック１は非常に小型化できるため、細い管の
内部に配置しても、十分なストロークが確保でき、作業
性が良好である。
ーチ本体ブロック１とこれに取り付けられたワイヤ送給
ガイド１１だけが管内面に対して上下方向に動く。トー
チ本体ブロック１は非常に小型化できるため、細い管の
内部に配置しても、十分なストロークが確保でき、作業
性が良好である。
【００３１】トーチ本体ブロック１を上下動する駆動装
置は図３に示すように平行に動くリンクアーム２４を主
体とした機構になっている。リンクアーム２４の上方に
はトーチ駆動台１４が支持され、絶縁材１３を介してト
ーチ本体ブロック１が取り付けられている。リンクアー
ム２４の下方にはラック２５が連結され、ピニオン２
６、ドライブシャフト２７を介して駆動モータ２８に接
続されている。このトーチ駆動装置全体は同図に示すよ
うに細長い構成になつており、管内面に配置するのに最
適な構造である。
置は図３に示すように平行に動くリンクアーム２４を主
体とした機構になっている。リンクアーム２４の上方に
はトーチ駆動台１４が支持され、絶縁材１３を介してト
ーチ本体ブロック１が取り付けられている。リンクアー
ム２４の下方にはラック２５が連結され、ピニオン２
６、ドライブシャフト２７を介して駆動モータ２８に接
続されている。このトーチ駆動装置全体は同図に示すよ
うに細長い構成になつており、管内面に配置するのに最
適な構造である。
【００３２】前記モータ２８を回転駆動することによ
り、リンクアーム２４、ラック２５、ピニオン２６、ド
ライブシャフト２７などの動力伝達機構を介してトーチ
本体ブロック１が被溶接管１２に接近して溶接する。
り、リンクアーム２４、ラック２５、ピニオン２６、ド
ライブシャフト２７などの動力伝達機構を介してトーチ
本体ブロック１が被溶接管１２に接近して溶接する。
【００３３】図１ならびに図２に示すように、フィラー
ワイヤ１０は被溶接管１２の長手方向に沿って供給さ
れ、送給路に大きな曲がりのない構造のため溶接性が良
く、溶接方向は長手方向ならびに周方向の両方向とも可
能である。
ワイヤ１０は被溶接管１２の長手方向に沿って供給さ
れ、送給路に大きな曲がりのない構造のため溶接性が良
く、溶接方向は長手方向ならびに周方向の両方向とも可
能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は前述のように、多孔質のシール
ドガス噴出体を裸のトーチ本体の横に配置し、トーチ本
体からシールドノズルを分離して、全体を保護ケースに
収め、ケースの開口部から溶接を行うものである。
ドガス噴出体を裸のトーチ本体の横に配置し、トーチ本
体からシールドノズルを分離して、全体を保護ケースに
収め、ケースの開口部から溶接を行うものである。
【００３５】この構成では、非常に細かい多孔質の噴出
体からシールドガスを周囲全体に拡散できるため、空気
を巻き込むような流れを生じず、溶接部近傍を完全にシ
ールドでき、品質の高い溶接が可能となる。
体からシールドガスを周囲全体に拡散できるため、空気
を巻き込むような流れを生じず、溶接部近傍を完全にシ
ールドでき、品質の高い溶接が可能となる。
【００３６】またトーチ本体と噴出体の位置関係に余り
制限がなく、配置が容易で、トーチ本体が非常に小さく
でき、電極周辺が裸になるためファイバースコープなど
の監視装置を配置するのも容易で、視野を妨げるものが
なく、遠隔監視操作が可能となる。
制限がなく、配置が容易で、トーチ本体が非常に小さく
でき、電極周辺が裸になるためファイバースコープなど
の監視装置を配置するのも容易で、視野を妨げるものが
なく、遠隔監視操作が可能となる。
【図１】本発明の実施例に係るＴＩＧ溶接トーチを説明
するための図である。
するための図である。
【図２】そのＴＩＧ溶接トーチを被溶接管に挿入した状
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図３】実施例に係るトーチ駆動装置を示す概略構成図
である。
である。
【図４】本発明の比較例におけるＴＩＧ溶接トーチの概
略図である。
略図である。
【図５】従来のＴＩＧ溶接トーチの一部を断面にした正
面図である。
面図である。
１ トーチ本体ブロック ２ タングステン電極 ４ シールドガス噴出体 ５ ファイバースコープ １０ フィラーワイヤ １１ ワイヤ供給ガイド １２ 被溶接管 １７ 母材
Claims (1)
- 【請求項１】 非消耗電極を保持、冷却する非消耗電極
トーチ本体と、溶接部近傍にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給機構とを備えた非消耗電極溶接トーチに
おいて、 前記非消耗電極トーチ本体とシールドガス供給機構とを
分離してほぼ平行に配置し、前記シールドガス供給機構
の溶接部と対応する先端部に、多孔質のガス噴出体を設
置したことを特徴とする非消耗電極溶接トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20331593A JPH0751860A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 非消耗電極溶接トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20331593A JPH0751860A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 非消耗電極溶接トーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751860A true JPH0751860A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16471992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20331593A Pending JPH0751860A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 非消耗電極溶接トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751860A (ja) |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP20331593A patent/JPH0751860A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040330 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |