JPH09141426A - 溶接加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大掛りな設備を用いることなく、接合される
各ワークの段差部における溶接金属ののど厚を十分に大
きくし、かつ溶接棒の溶け込み量を適正化する。 【解決手段】 第１のワーク３と第２のワーク１とによ
り囲まれた区域の隅部における上記第２のワーク１の外
周に、予めリング状に加工した溶接棒１１を嵌挿し、こ
の嵌挿した溶接棒１１を、上記第１のワーク３および第
２のワーク１を回転させながらアーク溶接機の溶接電極
１２が発生するアークにより加熱溶融させて、上記第１
のワーク３と第２のワーク１との溶接を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配管内の流体温
度を検出する挿入形検出器の保護管および取付ネジ部な
どの各ワークを溶接する溶接加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の配管内の流体温度を検出す
る挿入形検出器を示す概略構成図であり、図において、
１は内部に温度を検出する検出素子および配線が配置さ
れた保護管、２は保護管１からの配線と外部への配線５
とを互いに接続する端子等が収納された端子箱である。

【０００３】また、３は保護管１に一体に連設された取
付ネジ部、４は端子箱２に設けられた六角ナット形状の
ナット部で、これが取付ネジ部３に対し一体に形成され
ている。また、５は図示しない測定器本体等に接続され
る上記配線、６は配管等の被測定環境の外壁に設けられ
た挿入形検出器取付用のネジ部である。

【０００４】そして、かかる構成の挿入形検出器を被測
定環境の上記外壁に取り付ける際には、図４に示すよう
に、取付ネジ部３をその外壁に形成されたネジ部６に合
わせ、この挿入形検出器の全体を回転させてその取付ネ
ジ部３をネジ部６にねじ込む。なお、この場合におい
て、スパナ等の工具でそのねじ込みが容易に行えるよう
に、端子箱２にはナット部４が設けられている。

【０００５】一方、上記外壁からの取り外しの際にも、
挿入形検出器の全体を上記とは逆方向に回転させてネジ
部６より取り外す。なお、この取り付けおよび取り外し
の際には、挿入形検出器の全体が回転操作されるため、
外部への上記配線５は取り外した状態で作業が行われ
る。

【０００６】ところで、上記配管等に対する挿入形検出
器の取り付け構造については、上記検出素子の保護を図
りながら流体の流速や渦流による振動などに対して、保
護管１自体の強度とともに、保護管１の取付ネジ部３に
対する取付強度を十分に確保することが要求されてい
る。

【０００７】このため、従来から、周知のすみ肉溶接技
術として、溶接棒を使わずに、ワークどうしを溶融させ
てこの溶融部で接合を行う共付け溶接技術や、溶接棒を
用いた溶接棒利用溶接技術、あるいはロボット等による
自動化溶接技術などが、上記保護管１と取付ネジ部３と
の接合に広く利用されている。

【０００８】図５はかかる従来の溶接技術による保護管
１と取付ネジ部３との溶接部７の接合構造を拡大して示
し、ここでは第１のワークとしての取付ネジ部３に対し
て、これに一端を挿入した第２のワークとしての保護管
１を、この保護管１と取付ネジ部３とにより囲まれた区
域の隅部にて溶接したものを示してある。

【０００９】ここで、この溶接部７の強度は、各ワーク
の接合部におけるのど厚、すなわち、保護管１外周と取
付ネジ部３との間にできる隅部の基部からの溶接肉厚Ｈ
の大きさに左右され、この溶接肉厚Ｈに対して、保護管
１の肉厚Ｔ₁ と取付ネジ部３の先端の肉厚Ｔ₂ とがそれ
ぞれＨ＝Ｔ₁ ＝Ｔ₂ の関係のとき最も望ましいとされて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の挿入形検出器は
以上のような溶接構造を持つため、保護管１と取付ネジ
部３とを共付け溶接した場合には、溶接に要する設備費
は少なくてすむものの、母材としての保護管１や取付ネ
ジ部３の溶け込みに限度があり、上記溶接部７ののど厚
Ｈを十分にとれず、従って、その溶接部７の接合強度が
不十分となり、上記流体流速や渦流による振動に対する
耐用期間に制約があるなどの課題があった。

【００１１】また、上記溶接棒利用溶接技術では溶接棒
を供給しながら溶接が行われるため、保護管１と取付ネ
ジ部３の各一部が溶接棒とともに溶融して溶融金属とな
り、その溶接棒の供給によって上記のど厚Ｈを十分に厚
くできるものの、保護管１の肉厚が薄い場合には、溶接
熱によってその保護管１に変形や材質の劣化を生じると
いう課題があった。

【００１２】特に、保護管１の肉厚が薄い場合、この溶
接棒利用溶接技術（溶接棒を自動供給する）では、その
溶接の終点において、溶接棒を上記接合部（溶接部）か
ら離そうとすると、温度が瞬間的に下がって溶融金属が
固化し、溶接棒がその接合部にくっついてしまい、溶接
の仕上がり状態が悪くなることによって外観のほか機械
的強度に悪影響を及ぼしたり、生産工程に支障をきたす
などの課題があった。

【００１３】さらに、上記自動化溶接技術ではロボット
などの設備費が高額となり、製品コストの上昇を招くな
どの課題があった。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、大掛りな設備を用いることなく、
接合される各ワーク間の隅部における溶接金属ののど厚
を十分に大きくでき、かつ溶接棒の溶け込み量および仕
上りを適正化できる溶接加工方法を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この請求項１記載の溶接
加工方法は、第１のワークに対し第２のワークを挿入ま
たは衝き当て、この第２のワークの外周に嵌挿し、第１
のワークに当接させたリング状の溶接棒を、上記第１の
ワークおよび第２のワークを回転させながら加熱溶融さ
せて、上記第１のワークと第２のワークとの溶接を行う
ようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。図１はこの発明の方法により溶接される保護
管１および取付ネジ部３を持った挿入形検出器を示す正
面図である。なお、ここでは図４に示したものと同一の
構成部分には同一符号を付して、その重複する説明を省
略する。

【００１７】図１において、１１は溶接作業に先だって
用意されるリング状の溶接棒であり、このリング状の溶
接棒１１は、ばね加工などで従来から実施される方法に
よって直線状の溶接棒を設定長に切断した後、リング状
に成形することにより得られる。従って、このようなリ
ング状の溶接棒１１は、図２に示すように両端に合わせ
部１１ａを有し、リング状の溶接棒１１自体の弾性に加
えて、リング状の溶接棒１１の変形に対する復元力によ
り全体として大きな弾発力を具現する。

【００１８】このため、このリング状の溶接棒１１は上
記保護管１の基部付近に容易に嵌挿可能であり、それ自
身の弾性によってその基部付近にガタつきを生じること
なく安定保持される。

【００１９】また、上記リング状の溶接棒１１の保護管
１の上記基部付近への嵌挿は、上記合わせ部１１ａを大
きく開いて保護管１の外周に嵌合することもできるが、
図１に示すように、そのリング状の溶接棒１１を保護管
１の先細の先端部から挿し通して、上記基部付近へ押し
込むようにしても実施できる。

【００２０】なお、このリング状の溶接棒１１は例えば
第１のワークとしての取付ネジ部３および第２のワーク
としての保護管１と同一材料（例えばステンレス材）の
芯線に酸化防止等のためにフラックスを被覆したものな
どが利用される。

【００２１】そして、溶接を行うに当っては、上記取付
ねじ部３またはこれの中心部に先端を挿入または衝き当
てた保護管１を回転台（図示しない）上に保持させて、
これらをその回転台上で一定の速度にてゆっくり回転さ
せる。

【００２２】一方、上記保護管１の基部、すなわち保護
管１と取付ネジ部３とにより囲まれた区域の隅部に配置
された上記リング状の溶接棒１１に対して、所定の距離
を保って別途用意したワーク溶接機の溶接電極１２の先
端を対向させ、その溶接機を作動させる。

【００２３】このため、上記保持管１と取付ネジ部３と
の間の上記隅部および溶接電極１２間にアークが発生
し、このアーク熱を受けて、上記隅部のリング状の溶接
棒１１およびその隅部の一部がアルゴンなどのイナード
ガスの雰囲気中で加熱溶融し、溶融金属となる。

【００２４】また、このアークによる溶接は、溶接電極
１２を固定した位置でリング状の溶接棒１１の上記合わ
せ部１１ａから、上記保護管および取付ネジ部３をゆっ
くり回転させて、これらの一部をリング状の溶接棒１１
とともに順次溶融させながら実施し、１回転して開始点
である上記合わせ部１１ａを僅か過ぎたところで、溶接
電極１２を十分に離して一連の溶接作業を終了する。

【００２５】さらに、上記回転によって上記溶融金属は
順次固化し、全体が固化したときには、図３に示すよう
に隅部において溶接部１３は円弧状に突出するような形
状をなし、結果的に上記のど厚Ｈが大きい溶接部とな
る。

【００２６】すなわち、この溶接作業では汎用の溶接機
を用いることによって、上記隅部の溶接を迅速に実施で
き、しかも十分なのど厚Ｈが得られるところから、取付
ネジ部３と保護管１との内部接合面（ルート面）１４へ
の溶接金属の溶け込みも十分となり、接合強度が一層高
められることとなる。

【００２７】なお、上記実施の形態においては、挿入形
検出器における保護管１の取付ネジ部３に対する溶接に
ついて説明したが、一方のワークに対して他方のワーク
を挿入または衝き当てて、これらの間にできた隅部に溶
接を行う場合にも、このリング状の溶接棒１１を用いた
溶接方法を広く利用できるものである。

【００２８】また、上記実施の形態で実施されるアーク
溶接として、非溶極式のイナードガス溶接である例えば
タングステンイナートガス（ＴＩＧ）溶接が用いられ、
溶接電極としてはタングステン電極やトリウム入りタン
グステン電極が用いられる。

【００２９】さらに、上記実施の形態では取付ネジ部３
が平行ネジである場合を説明したが、テーパーネジとし
てもよく、この場合には被測定環境の外壁に設けられた
テーパー状のネジ部６に対して良好なシール性を得なが
ら螺合することができる。

【００３０】この発明の実施の形態では、リング状の溶
接棒１１がワークに取り付けられているため、基本的
に、溶接時には他の溶加材を必要とするものではなく、
従って溶接電極の消耗も少なく、この溶接電極は上記イ
ナートガスの作用によって、上記消耗をより効果的に抑
えられる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第２
のワークの外周に嵌挿し、第１のワークに当接させたリ
ング状の溶接棒を、上記第１のワークおよび第２のワー
クを回転させながら加熱溶融させて、上記第１のワーク
と第２のワークとの溶接を行うようにしたので、大掛り
な設備を用いることなく、第１のワークと第２のワーク
との接合部における溶接金属ののど厚を十分に大きくで
き、かつ溶接棒の溶け込み量を適正化できるものが得ら
れる効果がある。

【００３２】また、上記リング状の溶接棒は第２のワー
クの外周に嵌挿されることによって、これが第１のワー
クの端面にもしっくりと接触して保持されるため、アー
クによる加熱溶融時には、不必要に拡散することなく上
記隅部分に集まって各ワークの一部とともに能率的に溶
融金属化され、各ワーク相互の接合強度を十分に高める
ことができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態による溶接加工方法に
よって実施される溶接棒の装着状況を示す説明図であ
る。

【図２】図１において用いられるリング状の溶接棒を拡
大して示す正面図である。

【図３】この発明の溶接加工方法を一部破断して示す説
明図である。

【図４】従来の挿入形検出器の取付構造を一部切断して
示す説明図である。

【図５】図４における挿入形検出器の溶接構造を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 保護管（第２のワーク） ３ 取付ネジ部（第１のワーク） １１ 溶接棒（リング状の溶接棒） １２ 溶接電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のワークに対し第２のワークを挿入
   または衝き当て、この第２のワークの外周に、嵌挿した
   リング状の溶接棒を、上記第１のワークに当接させ、こ
   の溶接棒を、上記第１のワークおよび第２のワークを回
   転させながら加熱溶融させて、上記第１のワークと第２
   のワークとの溶接を行う溶接加工方法。