JP6975743B2 - Welding method using semi-automatic welding equipment and semi-automatic welding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半自動溶接装置および半自動溶接装置を用いた溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a semi-automatic welding apparatus and a welding method using the semi-automatic welding apparatus.
半自動溶接装置では、自動的に繰り出して供給される溶接ワイヤを用いて溶接を行うことができる。一般に半自動溶接装置による溶接では、溶接ワイヤを囲むようにシールドガスを噴出することで、アークを外気から遮断する。アークを外気から遮断することで、溶接の際に加熱された金属部分が、空気と反応するのを防ぐことができる。溶接する場所の環境温度が低いと、シールドガスを供給するガス供給管が外気で冷却されて、シールドガスの温度も低下する。シールドガスの温度が低下すると体積が小さくなるので、供給されるシールドガスの体積流量が小さくなり、アークを外気から十分に遮断できないことがある。 In the semi-automatic welding apparatus, welding can be performed using the welding wire that is automatically fed and supplied. Generally, in welding by a semi-automatic welding device, a shield gas is ejected so as to surround the welding wire to shut off the arc from the outside air. By blocking the arc from the outside air, it is possible to prevent the metal portion heated during welding from reacting with the air. When the environmental temperature of the place to be welded is low, the gas supply pipe that supplies the shield gas is cooled by the outside air, and the temperature of the shield gas also drops. When the temperature of the shield gas decreases, the volume decreases, so that the volumetric flow rate of the supplied shield gas decreases, and the arc may not be sufficiently shielded from the outside air.
冷凍倉庫内で溶接作業を行う場合、冷凍倉庫外の常温環境に置かれたガスボンベと冷凍倉庫内の低温下に配置される溶接トーチとがガス供給管によって接続される。ガス供給管の冷凍倉庫内での延在長さが長い場合や、ガス供給管が冷凍倉庫内に長期間配置されている場合は、冷凍倉庫内に配置されているガス供給管の中で、ガスボンベから供給されたシールドガスの温度が大幅に低下する。そのため、溶接トーチから噴出されるシールドガスの体積流量が、アークを外気から遮断するには不十分になることがある。このような場合は、溶接により加熱した金属部分が酸化するため、良好な溶接部を形成することができない。 When welding is performed in a freezer warehouse, a gas cylinder placed in a normal temperature environment outside the freezer warehouse and a welding torch placed at a low temperature in the freezer warehouse are connected by a gas supply pipe. If the gas supply pipe has a long extension in the freezer warehouse, or if the gas supply pipe is placed in the freezer warehouse for a long period of time, the gas supply pipe in the freezer warehouse may be included in the gas supply pipe. The temperature of the shield gas supplied from the gas cylinder drops significantly. Therefore, the volumetric flow rate of the shield gas ejected from the welding torch may be insufficient to block the arc from the outside air. In such a case, the metal portion heated by welding is oxidized, so that a good welded portion cannot be formed.
溶接を行う場所の環境温度が低い場合の対策ではないが、溶接時の割れを防ぐ技術として、不活性ガス雰囲気のエンクロージャ内で、溶接対象の全体を加熱してからエンクロージャ内で溶接する技術がある(特許文献1参照)。しかしながら、冷凍倉庫内のように、低温に維持する必要がある施設内で、特許文献1に記載の技術を用いて溶接を行う場合、溶接対象の周囲もエンクロージャで囲まれて加熱される。そのため、エンクロージャで囲まれた領域で冷凍保存されていた荷物は、解凍されないように、溶接作業前に他の冷凍倉庫に移動させる必要がある。これに伴い、移動先の冷凍倉庫の確保や、荷物の移動にコストを要する上に、溶接中は、溶接対象の周辺領域を冷凍倉庫として使用できないという問題がある。
Although it is not a countermeasure when the environmental temperature of the place where welding is performed is low, as a technology to prevent cracking during welding, there is a technology to heat the entire object to be welded in the enclosure with an inert gas atmosphere and then weld in the enclosure. Yes (see Patent Document 1). However, when welding is performed using the technique described in
本発明の目的は、溶接を行う場所が氷点下の温度条件でも、シールドガスの体積流量の減少を抑制できるとともに、溶接対象の周囲環境の温度上昇を抑えることができる半自動溶接装置および溶接方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semi-automatic welding apparatus and a welding method capable of suppressing a decrease in the volumetric flow rate of a shield gas and suppressing a temperature rise in the ambient environment to be welded even when the welding location is below freezing temperature. To do.
本発明の半自動溶接装置は、自動的に繰り出して供給される溶接ワイヤを保持するとともに、前記溶接ワイヤを囲むようにシールドガスを噴出する溶接トーチと、前記溶接トーチに接続されて、前記溶接トーチに前記シールドガスを供給するガス供給管を備えた半自動溶接装置において、前記溶接トーチに前記溶接ワイヤを自動で送給するワイヤ送給機構を有し、マイナス5℃よりも低温下に配置される前記ガス供給管の範囲のうち、少なくとも、前記ワイヤ送給機構の送給機構内供給管と前記溶接トーチとの間に延在するトーチ側供給管を含む対象範囲の外周面上に配置されて、前記ガス供給管の前記対象範囲の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲に維持するように前記ガス供給管の前記対象範囲を加熱するヒータを有する温度維持機構を備えたことを特徴とする。 The semi-automatic welding apparatus of the present invention has a welding torch that holds a welding wire that is automatically fed and supplied and ejects a shield gas so as to surround the welding wire, and a welding torch that is connected to the welding torch and is connected to the welding torch. In a semi-automatic welding device equipped with a gas supply pipe for supplying the shield gas, the welding torch has a wire feeding mechanism for automatically feeding the welding wire, and is arranged at a temperature lower than -5 ° C. Within the range of the gas supply pipe, at least, it is arranged on the outer peripheral surface of the target range including the torch side supply pipe extending between the supply pipe in the feeding mechanism of the wire feeding mechanism and the welding torch. It is characterized by being provided with a temperature maintenance mechanism having a heater for heating the target range of the gas supply pipe so as to maintain the temperature of the target range of the gas supply pipe in a predetermined temperature range of -5 ° C or higher. do.
本発明の半自動溶接装置を用いた溶接方法は、溶接トーチに保持された状態で自動的に繰り出されて送給される溶接ワイヤを囲むようにシールドガスを噴出させつつ、溶接対象である部材と前記溶接ワイヤの間でアークを生じさせて溶接を行う半自動溶接装置を用いた溶接方法において、ワイヤ送給機構により前記溶接トーチに前記溶接ワイヤを自動で送給し、マイナス5℃よりも低温下に配置されて前記シールドガスを前記溶接トーチに向かって供給する前記ガス供給管の範囲のうち、少なくとも、前記ワイヤ送給機構の送給機構内供給管と前記溶接トーチとの間に延在するトーチ側供給管を含む対象範囲の外周面上にヒータを配置して、前記ヒータにより前記ガス供給管の前記対象範囲の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲に維持するように前記ガス供給管の前記対象範囲を加熱しながら溶接を行うことを特徴とする。 In the welding method using the semi-automatic welding apparatus of the present invention, a shield gas is ejected so as to surround the welding wire that is automatically fed and fed while being held by the welding torch, and the member to be welded. In a welding method using a semi-automatic welding device that generates an arc between the welding wires to perform welding, the welding wire is automatically fed to the welding torch by a wire feeding mechanism, and the temperature is lower than -5 ° C. Within the range of the gas supply pipe that is arranged in and supplies the shield gas toward the welding torch, it extends at least between the supply pipe in the feeding mechanism of the wire feeding mechanism and the welding torch. A heater is arranged on the outer peripheral surface of the target range including the torch side supply pipe, and the gas is supplied so that the temperature of the target range of the gas supply pipe is maintained in a predetermined temperature range of -5 ° C or higher by the heater. It is characterized in that welding is performed while heating the target range of the pipe.
本発明によれば、マイナス5℃よりも低温下に配置されるガス供給管の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲に維持するようにガス供給管を加熱するので、アークを外気から十分に遮断できるシールドガスの体積流量を確保できる。そのため、溶接を行う場所が低温下の温度条件でも、シールドガスの体積流量の減少が抑制されて、加熱された金属部分の酸化を防止した良好な溶接部を形成することができる。また、本発明では、ガス供給管の外周面上に配置されたヒータでガス供給管を加熱するので、溶接時に溶接対象の周囲環境の温度上昇を抑えることができる。 According to the present invention, the gas supply pipe is heated so as to maintain the temperature of the gas supply pipe arranged at a temperature lower than -5 ° C within a predetermined temperature range of -5 ° C or higher, so that the arc can be sufficiently generated from the outside air. It is possible to secure the volumetric flow rate of the shield gas that can be shut off. Therefore, even if the place where welding is performed is at a low temperature, the decrease in the volumetric flow rate of the shield gas is suppressed, and a good welded portion can be formed in which oxidation of the heated metal portion is prevented. Further, in the present invention, since the gas supply pipe is heated by the heater arranged on the outer peripheral surface of the gas supply pipe, it is possible to suppress the temperature rise of the ambient environment to be welded at the time of welding.
以下、本発明の半自動溶接装置および溶接方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the semi-automatic welding apparatus and the welding method of the present invention will be described based on the embodiment shown in the figure.
図1に例示する本発明の半自動溶接装置1の実施形態は、マイナス5℃よりも低温下の温度条件で溶接を行う際に使用される。この半自動溶接装置1は、耐震補強用の鉄骨である部材Bbを、冷凍倉庫の構造部材である既設の鉄骨である部材Baに溶接する際に使用されている。図1の破線で囲まれた領域Aが冷凍倉庫内であり、その室温は例えば氷点下18℃以下になっている。一般的な冷凍倉庫では領域Aの室温は氷点下18℃〜氷点下25℃程度である。領域Aの外側の領域は冷凍倉庫外であり常温になる。
The embodiment of the
この半自動溶接装置1は、溶接トーチ2、ガス供給管3および温度維持機構4を備えていて、さらに、部材側電極5、電源6、ワイヤ送給機構7を備えている。溶接トーチ2に接続されたガス供給管3はガスボンベ13に接続されている。ガスボンベ13に貯蔵されているシールドガスSは、ガス供給管3を通じて溶接トーチ2に供給される。この実施形態のガス供給管3は、後述するように、トーチ側供給管3aと、送給機構内供給管3bと、ボンベ側供給管3cとで構成されている。溶接トーチ2には、ワイヤ送給機構7によって溶接ワイヤWが供給される。
The
ガス供給管3としては例えばゴムホース等の可撓性管が用いられる。シールドガスSとしては不活性ガスが使用され、例えば二酸化炭素、アルゴンやこれらの混合ガスでもよい。この実施形態では、ガス供給管3とガスボンベ13との間に圧力調整部14が介在している。圧力調整部14は、ガス供給管3を通じたシールドガスSの供給の遮断および遮断解除を行うバルブを有している。
As the
温度維持機構4は、マイナス5℃よりも低温下に配置されるガス供給管3をマイナス5℃以上の所定温度範囲Zに維持する。この所定温度範囲Zは、例えば0℃以上40℃以下、より好ましくは10℃以上30℃以下、さらに好ましくは常温(15℃以上25℃以下)程度である。ガス供給管3の温度が低くなると、ガス供給管3を流れるシールドガスSの体積流量が不十分になって、溶接の際にアークを外気から十分に遮断できなくなる。この場合、溶接により加熱した金属部分が空気と反応するため、良好な溶接部を形成することができない。一方、ガス供給管3が過熱されるとガス供給管3が変形・変質する等の不具合が生じる。そこで、この半自動溶接装置1は温度維持機構4も備えている。
The temperature maintenance mechanism 4 maintains the
この実施形態の温度維持機構4は、トーチ側温度維持部4a、送給機構温度維持部4b、ボンベ側温度維持部4c、電力調整部21、温度センサ22および制御部23を備えている。トーチ側温度維持部4a、送給機構温度維持部4b、ボンベ側温度維持部4cはそれぞれ、トーチ側供給管3a、送給機構内供給管3b、ボンベ側供給管3cを目標の温度範囲に維持する機能を有している。温度維持機構4の詳細については後述する。
The temperature maintenance mechanism 4 of this embodiment includes a torch side
部材側電極5は、溶接対象である部材Ba、Bbに電気的に接続される。部材側電極5としては、例えば部材Bbを挟んで保持する導電性のクリップまたはクランプが用いられる。 The member-side electrode 5 is electrically connected to the members Ba and Bb to be welded. As the member-side electrode 5, for example, a conductive clip or clamp that sandwiches and holds the member Bb is used.
電源6には、制御ケーブル16、電力ケーブル17、部材側ケーブル18およびリモコンケーブル20が接続されている。制御ケーブル16は、ワイヤ送給機構7を電源6に接続する。電力ケーブル17は、溶接チップ11を電源6に接続する。部材側ケーブル18は、部材側電極5を電源6に接続する。リモコンケーブル20は、リモコン19を電源6に接続する。リモコン19を用いて、電源6から部材側電極5や溶接チップ11に供給される電圧、電流の調整などの操作が行われる。
A
また、電源6には制御部23が接続され、制御部23には圧力調整部14および電力調整部21が接続されている。さらに、制御部23にはガス供給管3の外周面に配置された温度センサ22がリード線を介して接続されている。温度センサ22としては例えば熱電対が用いられる。温度センサ22はガス供給管3の長手方向に間隔をあけて複数カ所に設けるとよい。電力調整部21には、温度維持機構4を構成する電熱ヒータ24、27が接続されている。
Further, a
圧力調整部14および電力調整部21の作動は制御部23により制御され、温度センサ22による検知温度データは制御部23に入力される。温度センサ22による検知温度に基づいて電力調整部21は制御部23により制御される。電源6、ガスボンベ13、制御部23、圧力調整部14および電力調整部21は、領域Aの外側の領域に配置されている。
The operation of the
図2に例示するように、溶接トーチ2は、トーチボディ8、グリップ9、ノズル10、溶接チップ11およびスタートスイッチ12を備えている。トーチボディ8は、先端にノズル10が接続されて後端にガス供給管3(トーチ側供給管3a)が接続される筒状部材である。トーチボディ8にはグリップ9が外嵌されている。トーチボディ8の後端に接続されたトーチ側供給管3aにはコネクタ15が取付けられている。この実施形態では、トーチ側供給管3aの先端部および後端部にコイルスプリングが外嵌されている。
As illustrated in FIG. 2, the welding torch 2 includes a
トーチボディ8の内部には、ワイヤ送給機構7により供給された溶接ワイヤWが通過し、ガス供給管3を通じて供給されたシールドガスSが通過する。グリップ9は、作業者が手で握ることで溶接トーチ2を保持する筒状部材である。
The welded wire W supplied by the wire feeding mechanism 7 passes through the inside of the
ノズル10は、トーチボディ8と連通する筒状部材であり、供給されたシールドガスSがその先端から噴出される。溶接チップ11は、外側をノズル10に囲まれてトーチボディ8の先端に取付けられている。溶接チップ11は、送給された溶接ワイヤWを挿通させた状態で保持する円筒状の電極であり、保持している溶接ワイヤWと電気的に接続される。
The
スタートスイッチ12は、溶接作業を開始および終了する時に使用される。作業者がスタートスイッチ12を押すことで、溶接の開始または終了を指示する信号が配線を介して制御部23に送信される。この信号に基づいて、ワイヤ送給機構7などの機器が作動またはその作動が停止され、部材側電極5や溶接チップ11に対しては電源6から電圧印加またはその電圧印加が停止される。
The
この実施形態では、ガス供給管3はワイヤ送給機構7を挿通して溶接トーチ2に接続されている。ワイヤ送給機構7は、溶接ワイヤWを巻き取って保持するリール7aとリール駆動モータ7bとを備えている。リール駆動モータ7bによってリール7aを回転させることで、リール7aから溶接ワイヤWが繰り出されてガス供給管3に沿って溶接トーチ2に供給される。
In this embodiment, the
ワイヤ送給機構7は、断熱性の箱体26に内設されている。したがって、この実施形態では、ガス供給管3は、溶接トーチ2とワイヤ送給機構7との間に延在するトーチ側供給管3aと、ワイヤ送給機構7を挿通して箱体26内に延在する送給機構内供給管3bと、箱体26とガスボンベ13との間に延在するボンベ側供給管3cとが連続して構成されている。トーチ側供給管3aと送給機構内供給管3bとはコネクタ15を介して着脱自在に接続される。送給機構内供給管3bとボンベ側供給管3cとは継ぎ目なく連続しているが、コネクタを介して着脱自在に接続することもできる。
The wire feeding mechanism 7 is built in the heat-insulating
箱体26内には電熱ヒータ27が設けられている。この箱体26および電熱ヒータ27は送給機構温度維持部4bを構成する。箱体26は、その内部を外部に対して断熱できる断熱性を有する。例えば、骨格となるフレームに対して、壁として断熱材(グラスウールや発泡ウレタンなど)が取り付けられた構造にする。電熱ヒータ27は箱体26内の雰囲気温度の低下を防ぐことで、ワイヤ送給機構7内を挿通する送給機構内供給管3bの冷却を防止する。
An
図3〜図5に例示するように、トーチ側温度維持部4aおよびボンベ側温度維持部4cはそれぞれ、ガス供給管3(3a、3c)の外周面上に配置される電熱ヒータ24と、この電熱ヒータ24を覆ってガス供給管3に巻き付けられた断熱材25とを有している。ボンベ側供給管3cに対しては図1に例示するように、領域Aの中に配置されている範囲にだけボンベ側温度維持部4c(電熱ヒータ24)が配置される。断熱材25はガス供給管3の可撓性を阻害しないガラスクロステープや発泡ウレタンテープなどを用いるとよい。
As illustrated in FIGS. 3 to 5, the torch side
このガス供給管3a、3cの外周面上には、可撓性を有する1本の帯状の電熱ヒータ24が螺旋状に巻き付けられている。この実施形態では、電熱ヒータ24がガス供給管3a、3cの長手方向に螺旋状に巻き付けられている。複数本(2、3本など)の電熱ヒータ24を並列させて螺旋状に巻き付けることもできる。電熱ヒータ24を複数本にすると、一部の電熱ヒータ24が何等かの原因で加熱不能になっても、他の電熱ヒータ24によってガス供給管3(3a、3c)を加熱できる。
A flexible strip-shaped
電熱ヒータ24の外周面には断熱材25がガス供給管3a、3cの長手方向に螺旋状に巻き付けられている。断熱材25は、電熱ヒータ24を外部からの衝撃等から保護するとともに、電熱ヒータ24による発熱がガス供給管3(3a、3c)を取り巻く空気中に逃げ倉庫内温度を上昇させないように機能する。この実施形態では、電熱ヒータ24と断熱材25の巻き付け方向が逆方向になっているが、互いの巻き付け方向を同じ方向にすることもできる。
A
次に、半自動溶接装置1を用いた溶接方法の一例を説明する。
Next, an example of a welding method using the
図1に例示するように半自動溶接装置1を冷凍倉庫内に設置する。部材Baが存在している領域Aの中にはガス供給管3の少なくとも一部が延在する。次いで、部材Baに部材Bbを、所望の姿勢で組み合わせて接地する。部材Ba、Bbは通常の溶接と同様に必要に応じて予熱する。
As illustrated in FIG. 1, the
この部材Baおよび部材Bbと、部材側電極5とを電気的に接続する。その後、溶接トーチ2に溶接ワイヤWが保持された状態で、作業者がスタートスイッチ12を押して溶接を開始する。この開始操作により、ガスボンベ13のシールドガスSが、ガス供給管3を通じて溶接トーチ2に向かって供給されてノズル10から噴き出す。また、溶接チップ11に保持された溶接ワイヤWと、部材側電極5とに対しては、電源6から電圧が印加されて両者の間には電位差が生じる。
The member Ba and the member Bb are electrically connected to the member side electrode 5. After that, with the welding wire W held by the welding torch 2, the operator presses the
そこで、溶接ワイヤWの先端を部材Baまたは部材Bbに接触させてから離間させてアークを発生させる。溶接ワイヤWを囲むように噴射されたシールドガスSが、アークを外気から遮断する。この状態で溶接ワイヤWはアークの熱で溶融し、部材Baと部材Bbに付着して両者が溶接される。 Therefore, the tip of the welding wire W is brought into contact with the member Ba or the member Bb and then separated to generate an arc. The shield gas S injected so as to surround the welding wire W shuts off the arc from the outside air. In this state, the welding wire W is melted by the heat of the arc, adheres to the member Ba and the member Bb, and both are welded.
溶接中は、温度センサ22を用いてガス供給管3の温度が常時検知される。制御部23は、温度センサ22が検知した温度に基づいて、電力調整部21を制御する。この制御によって、電源6から電熱ヒータ24および電熱ヒータ27に供給する電力を調整して、マイナス5℃よりも低温下に置かれたガス供給管3の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲Zに維持する。したがって、ガス供給管3の温度をこの所定温度範囲Zに維持しながら溶接作業を続けることができる。
During welding, the temperature of the
ガス供給管3がマイナス5℃よりも低温下に配置されていても、その温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲Zに維持するように電熱ヒータ24、27によってガス供給管3を加熱するので、アークを外気から十分に遮断できる体積流量のシールドガスSを確保できる。そのため、溶接を行う場所がこのような低温下でも、シールドガスSの体積流量の減少が抑制されて、溶接により加熱された溶接金属部分の空気との接触により生じる溶接不良の発生を防止できる。したがって、氷点下18℃以下の領域Aにガス供給管3を延在させる必要がある冷凍倉庫内での溶接作業でも、噴射されるシールドガスSの十分な体積流量を確保できる。
Even if the
また、本発明では、ガス供給管3の外周面上に配置された電熱ヒータ24を用いてガス供給管3を局所的に加熱するので、溶接時に溶接対象の周囲環境の温度上昇は僅かである。したがって、冷凍倉庫内で溶接作業をする場合に、冷凍保存されていた荷物を、解凍されないように溶接作業前に他の冷凍倉庫に移動させる必要がなくなる、或いは、移動させる量が少なくて済む。その結果、荷物の移動先の冷凍倉庫の確保や、荷物の移動に要するコストを削減できるので、極めて大きなメリットがある。
Further, in the present invention, since the
複数本の電熱ヒータ24を用いる場合は、互いの電熱ヒータ24を間隔Gをあけて並列させて同様にガス供給管3に螺旋状に巻き付ければよい。このように間隔Gを有する状態で電熱ヒータ24や断熱材25を螺旋状に巻き付けることで、間隔Gがない場合に比して、ガス供給管3の可撓性を確保できる。また、電熱ヒータ24と断熱材25の巻き付け方向を同じ方向にすると、互いの巻き付け方向を逆方向にする場合に比して、ガス供給管3の可撓性を確保し易くなる。ガス供給管3の可撓性を確保できれば、ガス供給管3の取り回しが容易になるので、溶接作業の効率化にも寄与する。
When a plurality of
図7に示すように、ガス供給管3の外周面上に長手方向に間隔Gをあけて、複数の筒状の電熱ヒータ24を巻き付けて配置することもできる。この形態によれば、それぞれの電熱ヒータ24の温度を独立して制御することで、ガス供給管3の加熱が必要な部分を過不足なく加熱するには有利になる。また、一部の電熱ヒータ24が何等かの原因で加熱不能になっても、他の電熱ヒータ24によってガス供給管3を加熱できる。
As shown in FIG. 7, a plurality of cylindrical
それぞれの筒状の電熱ヒータ24は、ガス供給管3の長手方向にすき間なく配置することもできる。また、筒状の断熱ヒータ24の筒軸方向に切り込み24aを形成して横断面形状をC字状にすることもできる。この仕様にすると、切り込み24aを大きく開いて電熱ヒータ24をガス供給管3の外周面の所望の位置に外嵌することができる。
Each of the tubular
図8に示すように、ガス供給管3の外周面上に長手方向に異なる間隔G1、G2をあけて複数の筒状の電熱ヒータ24を配置することもできる。この形態は例えば、ガス供給管3が長手方向で、温度が異なる環境に置かれる場合に採用するとよい。即ち、加熱が必要な部分を十分に加熱し、加熱が不要な部分の加熱を省略できる構成なので、省エネルギーで効率的な加熱が可能になる。尚、図6に例示した電熱ヒータ24を螺旋状の巻き付ける場合も、巻き付けピッチをガス供給管3の長手方向位置で異ならせることで、図8の形態を同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 8, a plurality of cylindrical
(試験1)
図1に例示する半自動溶接装置を用いて、氷点下20℃の冷凍倉庫内でT継手の隅肉溶接を行った。まず、溶接対象の部材として、板状の一般構造用圧延材および溶接構造用圧延鋼材を用意した。寸法はいずれも幅200mm、長さ500mm、厚さ20mmとした。一般構造用圧延材を平置きし、その上面の幅方向中央部に、溶接構造用圧延鋼材を、長手方向が互いに平行になるように縦置きしてT字状にした。次に、互いの接触面の両縁を50℃に予熱してから、この両縁を長手方向に端から端まで隅肉溶接してT継手を形成した。溶接の際は、温度維持機構を用いて冷凍倉庫内に配置されたガス供給管の温度を常温(20℃程度)に維持してノズルからシールドガス(二酸化炭素)を噴出した。ガス供給管の外周面上には図3、図5に示すように、電熱ヒータおよび断熱材を巻き付けた。断熱材にはガラスクロステープを用いた。溶接終了後、溶接部(ビード部)の温度が冷凍倉庫内の室温と同じ温度になるまで、T継手を冷凍倉庫内に放置した。その後、T継手を常温環境下に移動させ、常温になるまで放置してから溶接部に対して浸透探傷試験を行った。その結果、割れや未溶接と思われる欠陥は見られなかった。尚、ガス供給管を加熱しないことだけを異ならせた条件下で溶接作業を開始すると、ノズルから十分な量のシールドガスを噴出させることができずに、正常に溶接を行うことができなかった。
(Test 1)
Fillet welding of the T joint was performed in a freezing warehouse at 20 ° C. below freezing point using the semi-automatic welding apparatus illustrated in FIG. First, as members to be welded, a plate-shaped rolled material for general structure and a rolled steel material for welded structure were prepared. The dimensions were 200 mm in width, 500 mm in length, and 20 mm in thickness. The rolled material for general structure was placed flat, and the rolled steel material for welded structure was placed vertically in the center of the upper surface in the width direction so as to be parallel to each other in the longitudinal direction to form a T shape. Next, both edges of the contact surfaces of each other were preheated to 50 ° C., and then both edges were fillet welded from end to end in the longitudinal direction to form a T joint. At the time of welding, the temperature of the gas supply pipe arranged in the freezer warehouse was maintained at room temperature (about 20 ° C.) by using a temperature maintenance mechanism, and the shield gas (carbon dioxide) was ejected from the nozzle. As shown in FIGS. 3 and 5, an electric heater and a heat insulating material were wound on the outer peripheral surface of the gas supply pipe. Glass cloth tape was used as the heat insulating material. After the welding was completed, the T joint was left in the freezer warehouse until the temperature of the welded portion (bead portion) became the same as the room temperature in the freezer warehouse. Then, the T joint was moved to a normal temperature environment, left to stand until the temperature reached room temperature, and then a penetrant inspection was performed on the welded portion. As a result, no cracks or defects that seemed to be unwelded were found. If the welding work was started under the condition that the gas supply pipe was not heated, a sufficient amount of shield gas could not be ejected from the nozzle, and the welding could not be performed normally. ..
(試験2)
実施例1と同じ一般構造用圧延材と溶接構造用圧延鋼材を平置きして、長手方向が平行になるように一端面どうしを突き合わせ、突き合わせた部分を端から端まで、突き合わせ溶接した。その他の条件は実施例1と同様とした。溶接部に対して、実施例1と同じ条件で浸透探傷試験を行ったが、割れや未溶接と思われる欠陥は見られなかった。
(Test 2)
The same rolled material for general structure and rolled steel material for welded structure as in Example 1 were placed flat, one end faces were butted against each other so that the longitudinal directions were parallel, and the butted portions were butt welded from end to end. Other conditions were the same as in Example 1. The penetrant inspection was performed on the welded portion under the same conditions as in Example 1, but no cracks or defects that seemed to be unwelded were found.
1 半自動溶接装置
2 溶接トーチ
3 ガス供給管
3a トーチ側供給管
3b 送給機構内供給管
3c ボンベ側供給管
4 温度維持機構
4a トーチ側温度維持部
4b 送給機構温度維持部
4c ボンベ側温度維持部
5 部材側電極
6 電源
7 ワイヤ送給機構
7a リール
7b リール駆動モータ
8 トーチボディ
9 グリップ
10 ノズル
11 溶接チップ
12 スタートスイッチ
13 ガスボンベ
14 圧力調整部
15 コネクタ
16 制御ケーブル
17 電力ケーブル
18 部材側ケーブル
19 リモコン
20 リモコンケーブル
21 電力調整部
22 温度センサ
23 制御部
24 電熱ヒータ
24a 切り込み
25 断熱材
26 箱体
27 電熱ヒータ
Ba、Bb 部材
W 溶接ワイヤ
A 領域
S シールドガス
1 Semi-automatic welding device 2
Claims (9)
前記溶接トーチに前記溶接ワイヤを自動で送給するワイヤ送給機構を有し、マイナス5℃よりも低温下に配置される前記ガス供給管の範囲のうち、少なくとも、前記ワイヤ送給機構の送給機構内供給管と前記溶接トーチとの間に延在するトーチ側供給管を含む対象範囲の外周面上に配置されて、前記ガス供給管の前記対象範囲の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲に維持するように前記ガス供給管の前記対象範囲を加熱するヒータを有する温度維持機構を備えたことを特徴とする半自動溶接装置。 A welding torch that holds a welding wire that is automatically fed and supplied and ejects a shield gas so as to surround the welding wire, and a gas that is connected to the welding torch and supplies the shield gas to the welding torch. In a semi-automatic welding device equipped with a supply pipe
The welding torch has a wire feeding mechanism that automatically feeds the welding wire , and at least within the range of the gas supply pipe arranged at a temperature lower than -5 ° C., the wire feeding mechanism is fed. It is arranged on the outer peripheral surface of the target range including the torch side supply pipe extending between the supply pipe in the feeding mechanism and the welding torch, and the temperature of the target range of the gas supply pipe is set to -5 ° C or higher. A semi-automatic welding apparatus including a temperature maintenance mechanism having a heater for heating the target range of the gas supply pipe so as to maintain the temperature within a predetermined temperature range.
前記温度センサによる検知温度に基づいて、前記ガス供給管の温度を、前記所定温度範囲に維持するように、前記制御部により前記電力調整部が制御される構成にした請求項1〜6のいずれかに記載の半自動溶接装置。 It is provided with a power adjusting unit that adjusts the electric power supplied to the heater, a temperature sensor that detects the temperature of the gas supply pipe, and a control unit that inputs the temperature detected by the temperature sensor.
Any of claims 1 to 6 in which the power adjustment unit is controlled by the control unit so that the temperature of the gas supply pipe is maintained within the predetermined temperature range based on the temperature detected by the temperature sensor. Semi-automatic welding equipment described in Crab.
ワイヤ送給機構により前記溶接トーチに前記溶接ワイヤを自動で送給し、マイナス5℃よりも低温下に配置されて前記シールドガスを前記溶接トーチに向かって供給する前記ガス供給管の範囲のうち、少なくとも、前記ワイヤ送給機構の送給機構内供給管と前記溶接トーチとの間に延在するトーチ側供給管を含む対象範囲の外周面上にヒータを配置して、前記ヒータにより前記ガス供給管の前記対象範囲の温度を、マイナス5℃以上の所定温度範囲に維持するように前記ガス供給管の前記対象範囲を加熱しながら溶接を行うことを特徴とする半自動溶接装置を用いた溶接方法。 While the shield gas is ejected so as to surround the welding wire that is automatically fed and fed while being held by the welding torch, an arc is generated between the member to be welded and the welding wire to perform welding. In the welding method using a semi-automatic welding device
Feeding the welding wire to the welding torch by a wire feed mechanism automatically feeds out a range of the gas supply pipe for supplying toward said shield gas to the welding torch is positioned low temperature than minus 5 ° C. At least, a heater is arranged on the outer peripheral surface of the target range including the torch-side supply pipe extending between the supply pipe in the feeding mechanism of the wire feeding mechanism and the welding torch, and the gas is provided by the heater. Welding using a semi-automatic welding device, characterized in that welding is performed while heating the target range of the gas supply pipe so as to maintain the temperature of the target range of the supply pipe in a predetermined temperature range of -5 ° C or higher. Method.
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