JPH11277238A - 厚肉開先用ガスシールドアーク溶接トーチ - Google Patents

厚肉開先用ガスシールドアーク溶接トーチ

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JPH11277238A
JPH11277238A JP8524298A JP8524298A JPH11277238A JP H11277238 A JPH11277238 A JP H11277238A JP 8524298 A JP8524298 A JP 8524298A JP 8524298 A JP8524298 A JP 8524298A JP H11277238 A JPH11277238 A JP H11277238A
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JP
Japan
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groove
welding
torch
gas
main body
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Application number
JP8524298A
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English (en)
Inventor
Takao Otsuka
隆夫 大塚
Takaharu Yagi
崇晴 八木
Shoichi Kitagawa
彰一 北側
Shunzo Murakami
俊三 村上
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接トーチを交換することなく、圧肉の開先溶
接部であっても、底部から開口部まで連続して溶接でき
る。 【解決手段】マニピュレータ装置により開先部9に出退
自在で開先部9の溶接線に沿って移動自在に配置された
トーチ本体11と、このトーチ本体11に出退方向にス
ライド自在に外嵌され開先部9を覆うシールドボックス
12とを具備し、シールドボックス12に、開先部9に
シールドガスを供給する第3ガス供給口33を設け、マ
ニピュレータ装置により、トーチ本体11の出退位置に
関係なくシールドボックス12を開先部12の直上位置
に保持するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚肉開先部に使用
するガスシールドアーク溶接トーチに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、厚肉のワークに形成された開口部
に、ノズルなどの被溶接部材をガスシールドアーク溶接
により取り付ける場合、たとえば板厚が120mm程度
になると、溶接開先部の断面積を小さくして溶接金属量
を少なくし溶接時間を減少させることが行われている。
しかし、開先部を狭くして断面積を小さくした場合、市
販されている溶接トーチが使用できなくなり、専用の溶
接トーチが必要となる。
【0003】しかも開先部が深い場合、底部近傍と開口
部近傍とではガスによりシールドする範囲が異なるた
め、形状の異なる溶接トーチが必要となる。この従来の
開先部の底部および中間部用の溶接トーチは、開先部の
断面に沿う横長の断面で水冷機構付きのトーチ本体に、
溶接電極とシールドガス供給口が形成され、また開口部
用として円形断面のトーチ本体に、開口部を覆うシール
ドボックスを取り付けたものが用いられてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、溶接作業途中
で溶接トーチを交換することにより、交換や調整に要す
る中断時間が作業能率を低下させるという問題があっ
た。
【0005】本発明は、上記問題点を解決して、溶接ト
ーチを交換することなく底部から開口部まで連続して厚
肉開先部を連続溶接することができる厚肉開先用ガスシ
ールドアーク溶接トーチを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、溶接装置により開先部に出退自在で開先部
の溶接線に沿って移動自在に配置されシールドガスのガ
ス供給口を有するトーチ本体と、このトーチ本体に出退
方向に移動自在に外嵌されて開先部を覆うシールドボッ
クスとを具備し、前記シールドボックスの開先部に、シ
ールドガスを供給する開口部用ガス供給口を設けるとと
もに、溶接装置により、シールドボックスをトーチ本体
の出退位置に関係なく開先部の直上位置に保持するよう
に構成したものである。
【0007】上記構成によれば、パス毎にアーク長さを
適正に保持するためにトーチ本体を後退させても、常に
シールドボックスにより開先部を覆い開口部用ガス供給
口からのシールドガスにより良好にシールすることがで
きるので、開先部の底部から開口部まで同一の溶接トー
チで連続して溶接することができ、ブローホールなどの
溶接欠陥が生じることがない。したがって、溶接途中で
トーチの交換をする必要が無くなり、厚肉開先部の溶接
を効率よく実施できる。
【0008】また、請求項2記載の発明は、トーチ本体
に、先端部に着脱自在に突出された溶接電極と、この溶
接電極の周囲にシールドガスを供給する第1ガス供給口
と、トーチ本体の溶接線に沿う溶接電極の前後位置にそ
れぞれシールドガスを供給する第2ガス供給口とを設
け、これら第2ガス供給口の開口位置を位置調整自在に
構成したものである。
【0009】上記構成によれば、開先部の形状や溶接条
件に対応して、シールドガスの供給位置を調整すること
ができ、広範囲な厚肉開先部の溶接を良好に実施でき
る。
【0010】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る厚肉開先部
用TIGトーチの実施の形態を図1〜図6に基づいて説
明する。
【0011】図5,図6に示すように、このTIG(タ
ングステンイナートガスアーク溶接)用の溶接トーチ1
を有するノズル取付け用溶接設備2は、複数組のターニ
ングローラ3を介して厚肉状の管体(ワーク)Wpを回
転自在に支持するワーク支持装置4と、この管体Wpの
胴部に形成された開口部に分岐ノズル(ワーク)Wnを
取り付ける溶接装置5から構成されている。この溶接装
置5は、架台6に出退自在なブーム7や複数の駆動軸回
りに回転駆動および軸心に沿って出退駆動されるマニピ
ュレータ装置8を介して溶接トーチ1が移動自在に搭載
され、特に分岐ノズルWnの軸心に沿って配置されるセ
ンター治具8aを備え、溶接トーチ1を分岐ノズルWa
の外周に沿って形成される開先部9の溶接線に沿ってセ
ンター治具8aを中心に旋回移動させることができる。
【0012】この溶接トーチ1は、図1〜図4に示すよ
うに、上端部がマニピュレータ装置8の出退部材8bに
取付けられたトーチ本体11と、このトーチ本体11に
出退方向(長さ方向)にスライド自在に外嵌されて開先
部9を覆うシールドボックス12とを具備している。
【0013】前記トーチ本体11は、開先部9の溶接線
に沿う横長の略長方形断面に形成れており、溶接線に沿
う前後の辺には中央部が凹む浅いV形溝13が形成され
ている。トーチ本体11の中心軸線上には、中間部から
下部にわたって電極装着孔14が形成され、電極装着孔
14の下部に幾分大径の第1ガス供給口15が形成され
ている。そして電極装着孔14に着脱自在に装着された
溶接電極16が第1ガス供給口15を介して下方に突出
され、上部の第1ガス供給ポート17から供給されたシ
ールドガス(アルゴンガスまたはヘリウムガス)が第1
ガス供給孔18を介して第1ガス供給口15に供給され
て溶接電極16周囲から噴出される。また第1ガス供給
孔18反対側のトーチ本体11には、冷却水供給孔21
と冷却水排出孔22とが形成されて下端部の連通孔23
により互いに連通され、冷却水供給孔21と冷却水排出
孔22と連通孔23とで冷却機構が構成されている。
【0014】トーチ本体11のV形溝13には、下端部
に第2ガス供給口24aが開口された第2ガス供給管2
4がそれぞれ安定して配置されており、これら第2ガス
供給管24はトーチ本体11に絶縁テープを介して着脱
自在な固定具25により一体になるように位置調整自在
に固定されている。したがって、固定具24を解除して
第2ガス供給口24aの上下位置を調整することによ
り、第2ガス供給口24aから噴出されるシールドガス
の噴射位置や噴射方向を調整して、開先部9の形状や溶
接条件により変化する溶融池全体のシールド性を向上さ
せることができる。この第2ガス供給口24aの上下位
置は、溶接条件によりその都度決定されるが、たとえば
トーチ本体11の下端部近傍に位置させる場合は、狭い
範囲の溶融池を効果的にシールドすることができ、反対
にトーチ本体11の下端部より幾分上方近傍に位置させ
る場合は、広い溶融池を効果的にシールドすることがで
きる。
【0015】前記シールドボックス12は、マニピュレ
ータ装置により出退移動を除く全てのトーチ本体の移動
に追従される移動部材に連結継手30を介してボックス
本体31が連結保持されており、移動部材により開先部
9の直上位置に保持されている。そして直方体形のボッ
クス本体31は、上面に挿通窓32が形成されるととも
に下面に開口部用ガス供給口である第3ガス供給口33
が開口され、ボックス本体31の上面で挿通空間32の
周囲には、トーチ本体11との隙間から空気の巻き込み
を防止するシール部材であるフレキシブル継手34が取
付けられている。
【0016】このボックス本体31には、第3ガス供給
管35が接続されてシールドガスが供給され、またボッ
クス本体31内に第3ガス供給口33に臨んでシールド
ガスを均一に吹き出すフィルタ36が設けられている。
またフレキシブル継手34は、伸縮自在な角ラッパ形で
アルミニウム合金製の伸縮筒37により構成され、伸縮
筒37の拡開部37aがボックス本体33の上面に押さ
え板38を介してボルト止めされている。また伸縮筒3
7の収縮部37bが連結具であるホースバンド39によ
りトーチ本体11の外周部にスライド自在に外嵌、摺接
されている。このフレキシブル継手34により、トーチ
本体11とボックス本体33とが弾性的に上下、左右、
前後方向の移動および回動に所定範囲で自由度を持って
連結され、トーチ本体1との隙間から空気の巻き込みを
防止するとともに、トーチ本体11の自由度を保証して
ウイービングなどの動作も可能となっている。
【0017】上記構成における溶接作業を説明する。 1.管体Wpがワーク支持装置4のターニングローラ3
上に開口部が下になる姿勢で配置され、開口部に分岐ノ
ズルWnが仮付けされる。そして開先部9の形状や溶接
条件に応じて、溶接トーチ11の第2ガス供給管24が
移動されて第2ガス供給口24aの位置が調整され、次
いでマニピュレータ装置8によりセンター治具8aが分
岐ノズルWnの軸心位置に配置されるとともに、溶接ト
ーチ11の先端部が開先部9に挿入され、シールドボッ
クス12が開先部9の直上位置に位置決めされる。そし
て第1〜第3ガス供給口15,24a,33からそれぞ
れシールドガスが噴出され、溶接電源からワークWp,
Wnと溶接トーチ11の間に溶接電流が供給される。こ
れにより開先部9と溶接電極16との間にアークが形成
されて開先部9に溶融池が形成され、マニピュレータ装
置8の心線供給装置から繰出される溶接心線8dを溶融
して溶融池に肉盛り層を形成し、初層の溶接が施工され
る。
【0018】2.溶接が2パス目に入ると、アーク長さ
を調整するためにマニピュレータ装置8により溶接トー
チ11が上昇される。この時、フレキシブル継手34が
トーチ本体11にスライド自在に外嵌されていることか
ら、シールドボックス12は開先部9の直上位置に保持
されて上昇することがない。したがって、開先部9の開
口面を良好にガスシールすることができる。
【0019】3.これを繰り返して、開先部9の開口部
まで連続して溶接を続ける。 上記実施の形態によれば、第1ガス供給口18により溶
接電極16の周囲からシールドガスを供給するととも
に、第2ガス供給口24aによりトーチ本体11の前後
からシールドガスを供給し、さらにシールドボックス1
2の第3ガス供給口33により開先部9の直上位置から
シールドガスを供給するので、溶融池の周囲を確実にシ
ールドガスで覆い、厚肉の開先部9であってもブローホ
ールなどの溶接欠陥もない良好な溶接ができる。しか
も、マニピュレータ装置8によりアーク長さに対応して
トーチ本体11が上昇されても、シールドボックス12
は開先部9の直上位置に保持されるので、開先部9の底
部から開口部まで連続して溶接することができ、従来の
ように途中で溶接トーチを交換する必要がない。したが
って、厚肉開先部9の溶接を効率良く行うことができ
る。また、第2ガス供給管24はトーチ本体11に位置
調整自在に装着されているので、開先部9の形状や溶接
条件に応じて第2ガス供給口24aの上下位置を調節す
ることができ、より効果的なガスシールドが行える。
【0020】なお、上記実施の形態では、フレキシブル
継手34の収縮部37bをトーチ本体11にスライド自
在に取付けたが、ホースバンド39により収縮部37b
をトーチ本体11に固定しておき、フレキシブル継手3
4の上下方向の伸縮を利用して開先部9の直上に保持さ
せ、複数パスごとにホースバンド39を緩めて収縮部3
7bを変位させてもよい。これにより、フレキシブル継
手34による空気の巻き込みを完全に防止することがで
きる。
【0021】また上記実施の形態では、TIGトーチを
示したが、もちろん他のガスシールドアーク溶接用の溶
接トーチであってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の請求項1記
載の発明によれば、パス毎にアーク長さを適正に保持す
るためにトーチ本体を後退させても、常にシールドボッ
クスにより開先部を覆い開口部用ガス供給口からのシー
ルドガスにより良好にシールすることができるので、開
先部の底部から開口部まで同一の溶接トーチで連続して
溶接することができ、ブローホールなどの溶接欠陥が生
じることがない。したがって、溶接途中でトーチの交換
をする必要が無くなり、厚肉開先部の溶接を効率よく実
施できる。
【0023】また、請求項2記載の発明によれば、開先
部の形状や溶接条件に対応して、シールドガスの供給位
置を調整することができ、広範囲な厚肉開先部の溶接を
良好に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るTIGトーチの実施の形態を示す
側面部分断面図である。
【図2】同TIGトーチの背面図である。
【図3】図1に示すA−A断面図である。
【図4】図1に示すB−B断面図である。
【図5】同TIGトーチを有するノズル取付け用溶接設
備の側面図である。
【図6】同TIGトーチを有するノズル取付け用溶接設
備の正面図である。
【符号の説明】
Wp 管体 Wn 分岐ノズル 1 溶接トーチ 2 ノズル取付け溶接設備 4 ワーク支持装置 5 溶接装置 8 マニピュレータ装置 9 開先部 11 トーチ本体 12 シールドボックス 13 V形溝 15 第1ガス供給口 16 溶接電極 18 第1ガス供給孔 21 冷却水供給孔 22 冷却水排水孔 23 連通孔 24 第2ガス供給管 24a 第2ガス供給口 30 連結継手 31 ボックス本体 33 第3ガス供給口 34 フレキシブル継手 37 伸縮筒 37b 収縮部 39 ホースバンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北側 彰一 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 村上 俊三 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶接装置により開先部に出退自在で開先部
    の溶接線に沿って移動自在に配置されシールドガスのガ
    ス供給口を有するトーチ本体と、このトーチ本体に出退
    方向に移動自在に外嵌されて開先部を覆うシールドボッ
    クスとを具備し、 前記シールドボックスに、開先部にシールドガスを供給
    する開口部用ガス供給口を設けるとともに、溶接装置に
    よりシールドボックスをトーチ本体の出退位置に関係な
    く開先部の直上位置に保持するように構成したことを特
    徴とする厚肉開先用ガスシールドアーク溶接トーチ。
  2. 【請求項2】トーチ本体に、先端部に着脱自在に突出さ
    れた溶接電極と、この溶接電極の周囲にシールドガスを
    供給する第1ガス供給口と、トーチ本体の溶接線に沿う
    溶接電極の前後位置にそれぞれシールドガスを供給する
    第2ガス供給口とを設け、 これら第2ガス供給口の開口位置を位置調整自在に構成
    したことを特徴とする請求項1記載の厚肉開先用ガスシ
    ールドアーク溶接トーチ。
JP8524298A 1998-03-31 1998-03-31 厚肉開先用ガスシールドアーク溶接トーチ Pending JPH11277238A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100737677B1 (ko) 2006-05-17 2007-07-09 현대중공업 주식회사 이중 보호가스 분사 노즐
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