JPS5997784A - ガス溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス溶接方法、特に酸素−アセチレンガスを用
いるガス溶接（又は圧接）工法に関するものである。

この種のガス溶接方法においては、溶接されるべき一対
の鉄筋等の対象物を互いに接合させ、この接合部（被溶
接部）の周囲にアセチレンと酸素との混合ガス噴出用の
ノズルを配し、このノズルから上記混合ガスを被溶接部
に吹付けることが一般に行われている。

この場合、次のようなことが問題となる。

即ち、上記の接合が不充分であってそこに少しでも隙間
が存在していると、この隙間に大気中の酸素が侵入した
まま溶接されることになるので、得られた溶接部分が酸
素を取込んでしまい（酸化され）、一対の対象物が全く
溶接されないか、或いは溶接部分の強度が弱くて応力が
加わったときに簡単に破壊することがある。このため、
溶接初期にも対象物に対してかなりの力を作用させ、上
記接合部での隙間をなくす必要があるが、このように圧
力を加えても完全に隙間をなくすことは不可能であり、
溶接部での酸化膜の生成を防ぐことはできない。

また、別の問題として、溶接されるべき対象物の表面は
大気中の酸素によって既に酸化されていることが當であ
る（これは、対象物を溶断した後にその溶断位置で再び
溶接する場合に顕著である。）から、溶接に際しては対
象物表面の酸化膜をサンダー等の研磨手段で予め充分に
除去しなければならない。

一方、ノズルに上記混合ガスの噴出口とアセチレンガス
のみの噴出口とを並置して設け、後者の噴出口からのア
セチレンガスによって被溶接部に対し還元炎圏を形成し
、上記した如き酸化を防止しようとする装置が考えられ
る。ところがこの場合、単にアセチレンガスを吹付ける
のみでは、混合ガスと容易に混ざってしまうため、アセ
チレン過剰の混合ガスを吹付けたのと同様になり、問題
の解決にはならない。

本発明者は、鋭意検討を加えた結果、特にガス噴市方法
を巧みに工夫することによって、上記したすべての問題
点を効果的に解消できる方法を見出し、本発明に到達し
たものである。

即ち、本発明によるガス溶接方法は、ガス４接されるべ
き対象物（例えば一対の鉄筋）の被溶接位置に対し燃料
ガス（例えばアセチレンガス）と酸化性ガス（例えば酸
素ガス）との混合ガスを吹付けると同時に、この吹付は
位置とは別の被溶接位置に対し実質的に前記燃料ガスか
らなるガスを直接的に吹付け、この際このガスが前記混
合ガスと実質的に混合しないようにしたことを特徴とす
るものである。

従って本発明の方法によれば、上記混合ガスとは別の位
置に燃料ガスを主体とするガスを混合しないように吹付
けているために、このガスによる還元炎圏を被溶接部に
おいて充分に形成して酸素の影響を効果的に遮断し、溶
接時に生じ得る酸化膜又は酸化物の生成を完全に防止す
ることができるのである。この結果、充分な強度の溶接
部を形成できるのみならず、溶接時に仮に対象物間に隙
間があってもこの隙間を上記還元炎てパ埋め尽くすため
に問題が生しない。従って、溶接時に対象物に加える初
期圧が不要となり、作業性が大幅に向上する。加えて、
溶接前に既に対象物表面に酸化膜が存在していても、こ
の酸化膜は上記燃料ガスによる還元炎によって還元され
、消失するから、酸化膜の除去作業を省略でき、これも
溶接の作業性及び歩留りの向上に寄与している。

以下、本発明を酸素−アセチレンガス溶接又は圧接に適
用した実施例を図面について詳細に述べる。

まず第１図〜第７図について、本例によるガス溶接方法
に使用するガス溶接装置の全体的構成を説明する。この
装置は軟管部ｌとノズル部（又はバーナ一部）２とから
なり、軟管部１の先端には酸素ガス導入管３とアセチレ
ンガス導入管４とが設けられ、これらの導入管からの各
ガスがその合流管部５にて互いに混合されて軟管６から
ノズル部２へ導びかれる。

導入管４からのアセチレンガスはこの装置の把持部３６
内にて分岐され、一方は上記酸素ガスと混合され、他の
部分は別の軟管７を通じてノズル部２へ導びかれる。な
お、図中の８はアセチレンガスの調節バルブ（ナンド）
、９は酸素ガスの調節バルブ（ナツト）、１０は酸素ア
セチレン混合ガスの調節バルブ（ナツト）であって、い
ずれも公知のねじ込み式バルブとして構成されている。

混合ガス用の軟管６は更に、ノズル部２のＵ字状分岐管
１１．１２を夫々分岐され、各分岐管と一体のノズル１
３．１４、及び１５．１６に夫々連通せしめられている
。一方、アセチ−１ンガスのみ軟管７はノズル部２の手
前で小管１７．１８に分岐され、これらは夫々上記分岐
管１５．１６の側壁を貫通した後、上記ノズル１３．１
４及び１５．１６内へ挿入されてその先端にまで導びか
れている。なお、ノズル部２はナンド３８．３９を緩め
ることによって軟管７．６から取外し可能であり、また
対象物のサイズに応じたノズルに交換できる。

ここで、ノズル部２は第８図〜第１０図の如くに構成さ
れていることが重要である。ます、各ノズル１３〜１６
は溶接されるべき対象物１９　（例えば鉄筋）の被溶接
部２０に対し、その径方向に放射状に対称配置されてい
て、各先端には被溶接部２０の円周方向に沿う少なくと
も２つの混合ガス噴出口２１及び２２．２３及び２４．
２５及び２６．２７及び２８が夫々ノズル中心軸から斜
めに形成されている。これらの各噴出口からの混合ガス
２９は被溶接部２０に対し８箇所に均等に吹付けられ、
従ってガス炎による加熱は一様に行なうことができる。

なお、ガス溶接に際しては、各ノズル１３〜１６の中心
軸の交点Ｐに対象物１９の中心が位置するよに各ノズル
が配設され、またその中心よりの垂線と上記軟管６の延
長線とが互いに直交して交わる如くに各位置関係を定め
ておくのがよい。つまり、それによって、溶接時の混合
ガスの分布を一様にすることを確保できるからである。

上記ノズル配置に加えて注目すべき構成は、上記の各小
管１７．１８が互いに１８０度の角度で対向したノズル
１４及び１５内をその先端にまで導びかれ、各ノズルの
混合ガス噴出口２３及び２４．２５及び２６の中間位置
にて夫々アセチレンガス噴出ロー３０．３１として開口
せしめられていることである。これらの噴出口３０．３
１は従って、対象物１９に対しその径方向にて互いに逆
方向にアセチレンガス３２を吹付けることのできるもの
である。第９図及び第１０図には、上記の各噴出口が更
に詳細に示されている。なお、第１１図は軟管中のガス
流路を概略的に示すものである。

次に、上記の如くに構成されたガス溶接（又は圧接）装
置を用いて溶接を行なう方法を説明する。

まず第１２図に示すように、互いに溶接されるべき対象
物、例えば一対の鉄筋１９ａ、１９ｂの各被溶接部２０
を接当せしめる。この際、被溶接部２０は溶接時の加熱
効率を良くするために斜めにカットされているから、そ
こには一定の間隙３３が存在している。この間隙３３の
存在は、後で詳述する理由から何ら支障はなく、初期圧
をかけることが全く不要である。第１２図の如き溶接開
始前の状態で特に注目すべきことは、上記間隙３３が存
在していても問題はなく、むしろ溶接効率が良くなるこ
とと、鉄筋１９ａ、１９．ｂの各表面（特に被溶接面）
に酸化膜が既に存在していてもこれを従来のようにサン
ダー等で予め除去する必要はないことである。

次いで第１３Ａ図及び第１３Ｂ図の如くに各ノズルによ
って一対の鉄筋１９ａ、ｊ９ｂの被溶接部（又は接合部
）２０を囲む如くにセットし、各ノズルから酸素−アセ
チレン混合ガス２９と共に適量のアセチレンガス３２を
噴出させる。ガス炎によって被溶接部２０が温度上昇す
る際に鉄筋１９ａ、１９ｂを例えば油圧駆動によって圧
接せしめ、この状態で溶接を行なうことによって全周に
一様に盛上った溶接部３５が第１４図に示す如くに生じ
、両鉄筋を完全に溶着させることができる。

この溶接中においては、第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に明
示するように、混合ガス２９を対象物の全周にほぼ均等
に吹付けると同時に、この吹付は位置とは別の位置に対
してアセチレンガス３２を直接的に吹付け、しかもこの
アセチレンガスが吹付は時に混合ガス２９と混じり合わ
ないようにしていることが極めて重要である。従って、
アセチレンガス３２は、上記間隙３３及びその近傍に・
対し充分に接触することになる。更にまた、第１３Ｂ図
に明示するように、各ノズルからの混合ガス２９は図示
した角度関係で吹付けられるために、各混合ガス流が対
象物の周面に衝突後に互いに混ざり合って乱流３４が生
ぜしめられ、この乱流による混合ガス流が還元ガスと共
に第１３Ａ図に一点鎖線で示す如くに対象物の軸に沿う
方向へも拡がる。このことは、被溶接部を大気の酸素か
ら遮断する上で効果的な現象である。

このようにして溶接を行なった後、必要に応じて溶接部
′３５を研磨等で処理し、第１５図の如くに製品３７の
面を平坦化する。

上記しｆことから理解されるように、本実施例の溶接方
法（ガス圧接工法）によれば、溶接作業時に、鉄筋′１
９ａ及びｌ’９　ｂ間の被溶接部２０に対しては上記し
たように混合ガス２９が均等に当たり、一様な加熱を行
うことができる。しかも、仮に両鉄筋１９ａ及び１９ｂ
の接合部に隙間が存在していても、上記噴出口３０．３
１からのアセチレンガスの噴出によって、被溶接部２０
に対する還元炎圏内が充分に広がることになり、これに
伴って被溶接部２０における酸化反応が阻止され、酸化
膜又は酸化物の生成を効果的に防止することができる。

こめ酸化防止効果は、上記アセチレンガスが混合ガスめ
□噴出位置とは別の位置に噴出され、かつノズル１４及
び１５から互いに逆方向へ噴出されるために、極めて良
好なものとなっている。上記アセチレンガスを互いに逆
方向に噴出させることによる効果として、それらの逆方
向への噴出によってアセチレンガス同士の衝突による一
種の乱流作用が均等に生じ、これがガス炎の局在化を防
ぐと共に還元炎圏内を拡大するのに寄与する。

従って、上記方法においては、従来のように溶接時に初
期圧を加えなべても（即ち、間隙３３が存在していても
）何ら問題はなく、溶接の作業性が向上することになる
。しかも、溶接前に鉄筋の表面に酸化膜が存在していて
も、この酸化膜はアセチレンガス３２の効果的な供給に
よって溶接中に還元されるから、溶接部３５中に残存す
ることはない。このために、上記酸化膜は予め除去する
必要は全くない。

上記した方法に基いて得られた溶接部には、酸化物特有
の表面性や外観は全く観察されず、カーボンが随所に存
在若しくは被着していることが確認されている。これは
、溶接中に上記した還元雰囲気が効果的に作用しながら
、アセチレン−酸素による溶接性が充分であることを意
味している。

また、上記溶接部は強度的に、も充分であり、引張試験
、曲げ試験も問題はないことも確認された。

なお、アセチレンガスの噴出口３０．３１の位置は上記
のことから非常に重要であるが、本実施例によれば、ノ
ズル１４及び１５自体に一体に形成しているために、そ
の位置精度を出し易い。つまり上記ノズル１４．１５の
先端部３４に各噴出口を予め加工しておき、しかる後ノ
ズル１４．１５の先端面に固定したり、或いはその先端
部３４がノズル１４．１５と一体であっても各噴出口の
加工は精度良くしかも容易に行なえる。

また、本実施例に用いるノズル構造は、各ノズルの配置
を適切にしたこと（特にアセチレンガス噴出口をノズル
に一体に組込んだこと）によって、対象物の被溶接部を
見通し良く目視することができ、作業性良くかつ安全に
溶接を行なうことかでさる。

なお、この溶接装置は均一加熱効果が得られるために、
対象物を回動させて加熱域を均等化する等の操作を行な
うことを要せず、これも作業性の向上に大きく寄与して
いる。。

第１６図及び第１７図は、既述のノズル構造の変形例を
示すものである。

この例では、上記のアセチレンガス用の小管１７．１８
をノズル部２の各分岐管１１．１２の外面に沿ってノズ
ル１４．１５の先端に導びいている。このように構成し
ても、ノズル先端の小管１７．１８の各噴出口の向きを
被溶接部に向けることによって、上述した第１の実施例
と同様の酸化防止効果を得ることができる。また各小管
１７．１８はノズルと一体であるから、溶接時に対象物
を容易に観察でき、作業の妨げとはならない。

第１８図は、更に別の溶接装置を示すものであって、上
述した例とは、把持部６の部分を軟管６と同一方向に設
けている（即ち屈曲せしめていない）点が異なっている
。この直線形状の溶接装置は、使用する場所等に応じ適
宜選択して使用すればよい。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述の各ノズルの本数や混合ガス及びアセチレ
ンガス噴出口の個数、位置は様々に変更することができ
る。また、使用するガスの種類もガス溶接又は圧接に使
用可能なものであれば、上記したものに限られることは
ない。また、本発明が適用される対象物は上述の鉄筋等
の長手付以外であってもよいし、対象物の種類によって
各ガスの噴出方法及びノズルの構造等を適宜変更するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はガ
ス溶接装置の平面図、 第２図は同装置の裏面図、 第３図は同装置の正面図、 第４図は同装置の背面図、 第５図は同装置の右側面図、 第６図は同装置の左側面図、 第７図は同装置の斜視図、 第８図はノズル部（バーナ一部）の一部断面平面図、 第９図はノズルの断面図、 第１０図はノズルの先端部の正面図、 第１１図は軟管中のガスの概略流路図、第１２畔、第１
３Ａ図、第１３Ｂ図、第１４図、第１５図は溶接作業の
各段階を示す図、 第１６図は別の例によるノズル部（バーナ一部）の一部
分の平面図、 第１７図は同ノズル部のノズル先端部の正面図、第１８
図は更に別の例によるガス溶接装置の正面図 である。 なお、図面に示された符号において、 １−−−−−−一吹管部 ２−・−ノズル部（バーナ一部） ６．７−・−軟管 １１．１２−・・−・分岐管 １３．１４．１５．１６−−−−−−−ノズル１７．１
８−−−−一小管 １９−−−一対象物 ２０−・・−・−被溶接部 ２１〜２８−・−混介ガス噴出口 ２９−・・−・−混合ガス ３０．３１−・・−・−アセチレンガス噴出口３２−−
−−・・アセチレンガス ３３−一−・−隙間 ３４−・−乱流ガス ３５−・・・溶接部 である。 代理人　弁理士　逢　坂　　宏　（他１名）１８−　　
　　ＩＺ 第１４図 第１５図 ７ １９ａ　　３５　　１９ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ガス溶接されるべき対象物の被溶接位置に対し燃料
   ガスと酸化］生ガスとの混合ガスを吹付けると同時に、
   この吹付は位置とは別の被溶接位置に対し実質的に前記
   燃料ガスからなるガスを直接的に吹付け、この際このガ
   スが前記混合ガスと実質的に混合しないようにした′こ
   とを特徴とするガス溶接方法。