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発明の名称 曲面板のガスシールド溶接装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−34331
公開日 平成10年(1998)2月10日
出願番号 特願平8−192180
出願日 平成8年(1996)7月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 一雄 (外3名)
発明者 永 堀 修
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】断面湾曲形状の被溶接用板部材を突き合わせ、被溶接用板部材の上下面をガスシールドし、長手方向を溶接する曲面板のガスシールド溶接装置において、上面を曲面としかつシールドガスが注入されるチャンバを備えた裏当て金と、この裏当て金の上面に形成された長手方向に延びる溝と、この溝とチャンバを連結するシールドガス供給孔と、被溶接用板部材の突き合わせ部が裏当て金に設けた溝に位置するように裏当て金の上面に設けられた押え板とを有することを特徴とする曲面板のガスシールド溶接装置。
【請求項2】裏当て金の上面部分を柔軟性金属材料で形成したことを特徴とする請求項1に記載の曲面板のガスシールド溶接装置。
【請求項3】裏当て金の溝の溶接に作用する部位を除いて閉塞部材で密閉したことを特徴とする請求項1に記載の曲面板のガスシールド溶接装置。
【請求項4】閉塞部材を裏当て金の溝に摺動自在に配置したことを特徴とする請求項3に記載の曲面板のガスシールド溶接装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲面板の突合せ溶接において、不活性ガスでガスシールドして溶接する曲面板のガスシールド溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】不活性ガスでガスシールドして溶接する溶接方法として、摺動裏当金式潜弧自動溶接方法や固定裏当金ガスシールドアーク溶接方法が知られている。
【0003】摺動式裏面当金に裏面ビードの成形溝の深さを長手方向に母材の進行方向と逆方向に深くなるように傾斜し、供給孔からのシールドガスを成形溝に沿って供給して溶融金属を保護する溶接装置は、たとえば、特開昭57−14474号公報に記載されている。
【0004】被溶接部に沿った形状をなし被溶接部分および電極通過部分にスリットを設けたシールドガス供給管をシールドチャンバーに配設し、シールドガスを被溶接部に流すことで被溶接部を確実にシールする溶接装置は、たとえば、実開昭60−11172号公報に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開昭57−14474号公報に記載されている溶接装置では、特に、コンターを有する曲面板を溶接するために使用した場合、装置設定が困難であり、バックシールド機能が発揮されず、シールドガスが無駄となってしまう。
【0006】また、実開昭60−11172号公報に記載されている溶接装置では、被溶接部のバックシールドに適用した場合、規定位置の設定が困難であり、バックシールド機能が発揮されず、シールドガスが無駄となってしまう。
【0007】本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、バックシールド機能が発揮され、シールドガスが無駄にならない曲面板のガスシールド溶接装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の曲面板のガスシールド溶接装置は、断面湾曲形状の被溶接用板部材を突き合わせ、被溶接用板部材の上下面をガスシールドし、長手方向を溶接する曲面板のガスシールド溶接装置において、上面を曲面としかつシールドガスが注入されるチャンバを備えた裏当て金と、この裏当て金の上面に形成された長手方向に延びる溝と、この溝とチャンバを連結するシールドガス供給孔と、被溶接用板部材の突き合わせ部が裏当て金に設けた溝に位置するように裏当て金の上面に設けられた押え板とから構成され、裏面溶融金属を大気から遮断することで、溶接部の酸化による強度不足を防止する。
【0009】本発明の曲面板のガスシールド溶接装置では、裏当て金の上面部分を柔軟性金属材料で形成することができ、また、裏当て金の溝の溶接に作用する部位を除いて閉塞部材で密閉することができる。閉塞部材は裏当て金の溝に摺動自在に配置することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1ないし図3は本発明による曲面板のガスシールド溶接装置の第1実施の形態を示す図である。図1において符号1はアルミニウム製支持台を示し、このアルミニウム製支持台1の上面の一端側にアルミニウム製柱2が溶接部3を介して立設されている。立設したアルミニウム製柱2の上部に水平方向に延びるように裏当て金4が溶接部5を介して取付けられている。
【0011】上記裏当て金4は、図1に示すように、上面6を被溶接部材7(図3)の形状に合わせた曲面とするとともに、上面6の中央部に長手方向に延びる溝8を有する。裏当て金4の内部には、図3に示すようにシールドガスを収容するチャンバ9が形成されている。裏当て金4に設けた溝8とチャンバ9は、溝8の底部に穿設された複数のガス供給孔10により連通している。また、柱2の裏当て金4より上方の部位にねじ孔11,11が形成されている。柱2に押え板12が着脱自在に取付けられている。
【0012】上記押え板12は、図1に示すように、ねじ挿通孔13,13を設けた取付け部14と、この取付け部14から横方向に延びる押え部15を有し、押え部15に裏当て金4に設けた溝8に対応した切欠き部16が形成されている。押え部15の切欠き部16の両側部分に長手方向に間隔を置いて複数の押えボルト17が螺着されている。押え板12に設けた押えボルト17は、図3に示すように被溶接部材7の上に配置されるシム18,18を押圧し、シム18,18と裏当て金4の間で被溶接部材7を挟持する。
【0013】また、上記裏当て金4には、チャンバ9に連通するようにホース19が接続される。このホース19はカプリング20を介してシールドガス供給源に接続される。
【0014】つぎに作用を説明する。ガスシールド溶接装置を、溶接に先だって、図8に示すように、アース25が引かれた作業台26の上に置き、ついで図2に示すように、溶接しようとする断面湾曲状の被溶接部材7を、被溶接部材の突き合わせ位置が裏当て金4に設けた溝8に位置するように裏当て金4の上面6の上に置く。被溶接部材7は、たとえば、上底の直径が100mmで下底の直径が180mmで高さが250mmのアルミニウム製である。溶接棒27は4043系の直径1.6mmまたは2.4mmのアルミニウム製である。
【0015】また、シールドガスであるアルゴンガスは、溶接トーチ22側で6〜8リットル/分、バックシールド側で3〜4リットル/分である。
【0016】つぎに、被溶接部材7の上にシム18,18を被溶接部材7の端部に被溶接部材7の端縁に沿って延びるように配置し、その上に押え板12を配置する。押え板12は、ボルト21,21を取付け部14に設けたねじ挿通孔13,13を通して柱2に設けたねじ孔11,11に螺合することで柱2に固定される。
【0017】つぎに、押え板12に設けた押えボルト17を締める方向に回して、シム18,18と裏当て金4の間で被溶接部材7を挟持する。これにより、被溶接部材7は裏当て金4に対して所定位置に固定される。
【0018】つぎに、溶接トーチ22を、図8に示すように、被溶接部材7の突き合わせ位置の直上に配置し、シールドガス供給源のシールドガスをホース19を通して裏当て金4に設けたチャンバ9に供給する。裏当て金4のチャンバ9に供給されたシールドガスは、ガス供給孔10を通って裏当て金4に設けた溝8に吐出され、被溶接部材7の突き合わせ位置の下面を含む領域を大気から遮断する。この状態において、溶接トーチ22を被溶接部材7の突き合わせ位置に沿って動かすと、被溶接部材7の端縁部は、上面および下面を大気から遮断された条件下で互いに溶接される。被溶接部材7を溶接する際に溶融した裏面溶解金属は、大気に直接さらされることがないので、形成されるビードが酸化して強度が低下することがない。
【0019】図4および図5は、本発明による曲面板のガスシールド溶接装置の第2実施の形態を示す図であり、この第2実施の形態においては、裏当て金30の構造のみが第1実施の形態と相違している。
【0020】すなわち、第2実施の形態においては、裏当て金30は、上面に長手方向に延びる溝8および内部にチャンバ9を設けた本体31と、この本体31の上面に設けられた裏当て板32とから構成され、裏当て板32は鉛やアルミニウムのような柔軟性に富む材料で成形されている。したがって、裏当て板32は、図5で示すように矢印で示す範囲において変動し、1つの裏当て金30で、断面湾曲形状の異なる複数の被溶接部材7に対処できる。
【0021】図6および図7は、本発明による曲面板のガスシールド溶接装置の第3実施の形態を示す図であり、この第3実施の形態においては、裏当て金4に溝8の作用長さを調節する閉塞部材40,40が設けられている。閉塞部材40は、溝8の幅に対応した幅のストリップ片41を本体42に進退自在に設けて構成され、ストリップ片41を溝8に沿って摺動自在としている。
【0022】すなわち、被溶接部材7の長さが裏当て金4の長さより短い場合に、裏当て金4の溝8に設けたガス供給孔10の一部は被溶接部材7に対向する位置から外れ、これらガス供給孔10から噴射されるシールドガスは、被溶接部材7のガスシールドに寄与しない。そのため、閉塞部材40のストリップ片41を溝8に沿って先端部が被溶接部材7に当接する位置まで本体42から引き出し、これにより、ストリップ片41で、裏当て金4に設けた溝8のうちの被溶接部材7から外れた部分を覆い、ガス供給孔10の開口部を閉じることによりシールドガスの無駄をなくすことができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被溶接部材の形状に合わせてシールドガスを供給できるので、裏面溶解金属が大気に直接さらされることがなく、酸化による強度不足を防止できる。
【0024】また、裏当て金として柔軟性金属を用いた場合には、被溶接部材の形状に合わせてコンターを設定できるので、様々な裏当て金を準備する必要がなく、中小量生産に適している。
【0025】さらに、シールドガス供給孔の閉鎖手段を付加すれば、被溶接部材の溶接部の長さに応じてシールドガス供給孔を封鎖できるので、シールドガスの無駄がなくなる。




 

 


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