JPH0929439A - スタッド溶接におけるシールド方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェルールを用いることなくスタッド溶接を
確実に、かつ完全自動化にて行えるスタッド溶接におけ
るシールド方法及びその装置を提供する。 【構成】 チャックに挟持されたスタッド１５の先端外
周を、溶接時において溶接ガン先端に開閉可能に設けた
可動式のシールドブロック１３にて覆う。そしてこのシ
ールドブロック１３内壁内に冷媒を挿通して冷却しつ
つ、閉止したシールドブロック１３内空部にシールド用
のガスを供給する。さらにシールドブロック１３内の不
純物を除去しつつビードの外周面を冷却してシールドブ
ロック１３にビードを付着することなくスタッド溶接を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッド溶接にお
けるガスシールド、特にスタッド一本毎にフェルールを
必要とすることなく、溶接ガン先端に開閉及び冷却可能
にして設けたシールドブロックにてスタッドの先端部外
周を覆い、かつシールドブロックで覆われた内部にガス
を噴射充満させて不純物の除去を行いつつ、ビード外周
面を冷却してシールドブロックへの付着を防止するよう
にして全自動溶接を可能としたスタッド溶接におけるシ
ールド方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スタッド溶接においてはスタッド
溶接ガンのチャックに挟持されたスタッド先端外周部を
包囲するように耐熱磁器製のアークシールド（フェルー
ル）をスタッド毎に溶接ガン先端にスタッドと別個に装
着し、このフェルールによりアークシールド内部空気を
希薄とし、溶融金属の酸化を軽減するとともに、溶融金
属に対して鋳型の役目をも兼ね、同時に溶融部の冷却を
緩慢にし、溶接を効果的に行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスタッド溶
接においては、スタッドを溶接ガンのチャックに差し込
み、スタッド先端にアークシールドをセットし、このス
タッドを母材に押圧し、所望のスタッド溶接を行うよう
にしているので、スタッド一本毎にアークシールドを装
着する必要がある。このため、溶接ガンにスタッドと、
このスタッドの外周を覆うようにしてアークシールド
（フェルール）を溶接ガン先端に正確に装着する必要が
あり、この両部材の装着が手動にて行うためスタッド溶
接を完全自動化することに限界があるという問題点があ
った。本発明は、上記従来のスタッド溶接の有する問題
点を解決し、フェルールを用いることなくスタッド溶接
を確実に、かつ完全自動化にて行えるスタッド溶接にお
けるシールド方法及びその装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスタッド溶接におけるシールド方法は、チ
ャックに挟持されたスタッドの先端外周を、溶接時にお
いて溶接ガン先端に開閉可能に設けた可動式のシールド
ブロックにて覆い、かつこのシールドブロック内壁内に
冷媒を挿通して冷却しつつ、閉止したシールドブロック
内空部にシールド用のガスを供給して、シールドブロッ
ク内の不純物を除去しつつビードの外周面を冷却してシ
ールドブロックにビードを付着することなくスタッド溶
接を行うことを特徴とする。

【０００５】上記の構成からなる本発明のスタッド溶接
におけるシールド方法は、スタッド毎に耐熱磁器製のア
ークシールド（フェルール）を溶接ガン先端にスタッド
と別個に装着する必要がないので、スタッド溶接を確実
に、かつ完全自動化にて容易に行えると共に、シールド
ブロックが冷却されており、かつシールドブロックで覆
われた内部空間内にシールド用ガスが供給されているの
で、溶接時のビード外周面がこのガスにて冷却され、シ
ールドブロックへの付着を未然に防止でき、シールドブ
ロックを繰り返して使用しうるものとなる。

【０００６】また、本発明のスタッド溶接におけるシー
ルド装置は、チャックに挟持されたスタッドの先端外周
を覆うように、溶接時に開閉可能な可動式のシールドブ
ロックを溶接ガン先端に設けると共に、このシールドブ
ロック内壁内に冷却用の冷媒を挿通する冷却通路を形成
し、閉止したシールドブロック内空部にシールド用のガ
スを供給するガス供給管をシールドブロックに接続した
ことを特徴とする。

【０００７】上記の構成からなる本発明のスタッド溶接
におけるシールド装置は、開閉する各シールドブロック
の内壁を冷却し、かつその覆われた部分にシールド用ガ
スを供給しているので、シールドブロック内の不純物を
除去でき、スタッド溶接時に発生する溶融金属がシール
ドブロックの内壁に付着しにくく、またアークシールド
使用時と同様に溶融金属の飛散を防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスタッド溶接にお
けるシールド方法及びその装置の実施の形態を図面に基
づいて説明する。加工機、その他に固定するベース１に
設けたガイドロッド２にスライドユニット３を摺動可能
に備えるとともに、このスライドユニット３上にベース
プレート３Ｂを固定し、このベースプレート３Ｂにガン
ボデイ４を設ける。

【０００９】また、ガンボデイ４の前面にはプレートＰ
を突設し、このプレートＰにチャック用シリンダユニッ
ト５を設ける。このチャック用シリンダユニット５には
相反方向へ出没自在にしたガイドロッド６，６を備える
と共に、ガイドロッド６，６の先端にそれぞれ対向して
チャックホルダー７，７を取り付ける。そしてこのチャ
ックホルダー７，７にスタッドを保持するためのチャッ
ク８を互いに対向して取り付ける。

【００１０】また、スライドユニット３にはベースプレ
ート３Ｂを取付け、このベースプレート３Ｂの先端上に
シールドブロック開閉用のシリンダユニット９を設け、
このシリンダユニット９に、スライドユニット３の摺動
方向と交わる方向に１または２本のガイドロッド１０，
１０を設ける。そしてこのガイドロッド１０，１０の先
端部には、シールドアーム１１，１１を互いに対向して
設け、この各シールドアーム１１，１１に夫々シールド
ブラケット１２，１２を互いに接離方向に移動可能にし
て対向するようにして設ける。

【００１１】各シールドブラケット１２の先端部には、
シールドブロック１３，１３をそれぞれ対向して設け、
この両シールドブロック１３，１３が互いに接近して先
端面が当接する際、チャック８，８に挟持されるスタッ
ド１５の先端外周部を包囲するようにする。

【００１２】このシールドブロック１３は、図示のよう
にスタッド母材の溶接時、スパッタが付着しにくい金
属、例えば銅、銅合金あるいはセラミック、その他の耐
熱性の材質をもって、一側面が開口した二割状箱形と
し、内部空間はスタッド１５を挿通し、かつアーク溶接
が行える空間を有するようにして大きさを定める。従っ
て二割状箱形をした２つのシールドブロック１３，１３
が互いに接したとき、図示のように母材と接する面が開
口された恰も１つの箱形となるようにする。

【００１３】またこの各シールドブロックの壁体内天面
には、アルゴン、炭酸ガス等の単体叉は混合した不活性
ガスをアーク外周部のビード外周面を包むようにして、
また冷却するようにして噴射する複数のノズル１３Ｎを
設けると共に、この各ノズル１３Ｎはシールドブロック
の壁体内に形成したガス供給路１３Ｇに導通され、この
ガス供給路１３Ｇにシールドブロック１３の外部よりガ
ス供給管Ｇを接続して前記不活性ガスを供給する。これ
によりシールドブロック内空間内に不活性ガスが充満し
た状態でスタッド溶接が行われる。

【００１４】さらにこのシールドブロック１３の壁体内
には、冷却水通路１３Ｗをも形成し、この冷却水通路１
３Ｗにシールドブロック１３の外側に配管した冷却水供
給管１６を接続し、これによりシールドブロック１３の
壁体内の冷却水通路１３Ｗへ冷却水を流通させ、シール
ドブロックを冷却し、スタッド溶接時における発生アー
クによる加熱昇温を抑制すると共に、溶接時のビードの
シールドブロックへの付着を防止するものである。

【００１５】また、このシールドブロック１３の先端面
には、このシールドブロック１３を母材２０に当接した
際、酸素等の気体を含む不純物を除去するために、さら
にはビード等の冷却をするためにシールドブロック内に
噴射され、しかもスタッド溶接時発生するアーク熱のた
め圧力が高くなった不活性ガスを、効率的にシールドブ
ロック外へ逸出しやすいように放射状に通気溝が形成さ
れる。この通気溝は、シールドブロック１３の先端面全
体にわたって形成することも、あるいはシールドブロッ
ク１３の先端面開口部外周にリング状の突条を形成し、
このリング状突条に放射状の通気溝を形成することもで
きる。また、通気溝を形成した端面と反対側の端面には
絶縁板１３Ｐがビス止め等にて一体に設けられ、チャッ
クに挟持されシールドブロック内に挿通されたスタッド
外周面との隙間を可及的に小となるようにし、シールド
ブロック内に噴射されるガスが漏出するのを防止してい
る。

【００１６】従って、上述の如く構成したスタッド溶接
におけるシールド装置を用いてスタッド溶接を行うに
は、溶接ガンに、即ちシールドブラケット１２，１２に
取り付けたシールドブロック１３，１３に冷却水供給管
１６、ガス供給管Ｇを夫々接続する。そしてチャックに
スタッド１５を挟持させ、スタッド先端を母材に当接
し、スタッド、母材間にアークを発生させて溶着する。
このスタッドを母材に当接する前に対向するシールドブ
ロック１３，１３を図１，図２に示すように閉じると共
に、冷却水を供給してシールドブロックを冷却する。こ
のシールドブロックの冷却は連続して行うことも可能で
ある。

【００１７】そしてスタッドを母材に当接してアークが
発生する前に不活性ガスを供給してシールドブロック内
空内に不活性ガスを噴射して充満するようにしておく
と、シールドブロック内の不純物は全て排出され、しか
も発生アーク部外周のビード部は不活性ガスにて完全に
覆われて、従来のフェルールを使用したときと同様の酸
素を遮断した状態でスタッド溶接を行うことができる。
しかもこの供給ガスにてビード表面が冷却され、シール
ドブロックとの付着が未然に防止される。

【００１８】また、スタッド溶接後、溶接ガンを母材よ
り離間する際、この閉じたシールドブロックを互いに開
くようにする。なお、スタッド溶接後、アークが消滅し
た後は不活性ガスの供給を停止し、ガスの消費を抑制す
ることもある。

【００１９】この不活性ガスの供給停止及びシールドブ
ロックの開閉動作を、スタッドの挟持、母材への当接動
作等と同調させることによりスタッド溶接を自動化でき
る。また、シールドブロックは冷却されているので溶融
金属の付着も防止でき、連続的なスタッド溶接作業が可
能となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明のスタッド溶接におけるシールド
方法によれば、スタッド毎に耐熱磁器製のアークシール
ド（フェルール）を溶接ガン先端にスタッドと別個に装
着する必要がなく、しかもシールドブロック内をこの開
閉動作と同調して不活性ガスを噴射して供給充満するよ
うにし、この状態でスタッド溶接を行うため、ビード
（溶融金属）が冷却されて、しかもシールドブロック本
体も冷却水にて冷却されているのでシールドブロックに
付着することがなく、スタッド溶接を確実に、かつ完全
自動化にて容易に行える利点がある。

【００２１】また、本発明のスタッド溶接におけるシー
ルド装置によれば、開閉するシールドブロックを溶接ガ
ンに開閉自在に取り付けているので、装置及び操作が簡
単で、しかもシールドブロックの内壁に、スタッド溶接
時に発生する溶融金属が付着しにくく、またアークシー
ルド使用時と同様に溶融金属の飛散を防止してスタッド
溶接を確実に、かつ完全自動化にて容易に行える利点が
ある。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスタッド溶接におけるシールド装置の
実施例の要部を示す説明図である。

【図２】同断面図である。

【図３】同底面図である。

【図４】本発明のスタッド溶接におけるシールド装置全
形を示す正面図である。

【図５】同側面図である。

【図６】同平面図である。

【符号の説明】

３ スライドユニット ８ チャック ９ シールドブロック開閉用のシリンダユニット １０ ガイドロッド １１ シールドアーム １２ シールドブラケット １３ シールドブロック １３Ｇ ガス供給路 １３Ｎ ノズル １５ スタッド １６ 冷却水供給管 Ｇ 不活性ガス供給管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャックに挟持されたスタッドの先端外
   周を、溶接時において溶接ガン先端に開閉可能に設けた
   可動式のシールドブロックにて覆い、かつこのシールド
   ブロック内壁内に冷媒を挿通して冷却しつつ、閉止した
   シールドブロック内空部にシールド用のガスを供給し
   て、シールドブロック内の不純物を除去しつつビードの
   外周面を冷却してシールドブロックにビードを付着する
   ことなくスタッド溶接を行うことを特徴とするスタッド
   溶接におけるシールド方法。
2. 【請求項２】 チャックに挟持されたスタッドの先端外
   周を覆うように、溶接時に開閉可能な可動式のシールド
   ブロックを溶接ガン先端に設けると共に、このシールド
   ブロック内壁内に冷却用の冷媒を挿通する冷却通路を形
   成し、閉止したシールドブロック内空部にシールド用の
   ガスを供給するガス供給管をシールドブロックに接続し
   たことを特徴とするスタッド溶接におけるシールド装
   置。