容器の溶接方法及び冷凍サイクル装置
【課題】気密性を確保した溶接が可能で、溶接後にスパッタの除去が不要であり、しかも溶接部に歪が発生することも抑制する。
【解決手段】
容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作される。まず、溶接すべき接合部とは異なる位置となる溶接開始点７ａから溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である溶接経路６をＣＭＴ溶接で本溶接を実施する。この本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接（重複溶接部９）を実施し、その後溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施して溶接終了点８ａとする。
【解決手段】
容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作される。まず、溶接すべき接合部とは異なる位置となる溶接開始点７ａから溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である溶接経路６をＣＭＴ溶接で本溶接を実施する。この本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接（重複溶接部９）を実施し、その後溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施して溶接終了点８ａとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の溶接方法及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置に関し、特に配管を接続するための管座を有する容器の溶接に適切なものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク放電現象による発熱を利用して母材と溶加材を溶融させて融合する溶接方法には、溶加材に溶接棒を用いる手溶接と、溶加材がワイヤとして自動で供給される半自動溶接が知られている。溶接棒を用いる方式としては、電極にタングステンを用いたＴＩＧ溶接、半自動溶接では不活性ガスを用いるＭＡＧ溶接、及び不活性ガスにアルゴンだけを用いるＭＩＧ溶接があり、一般的に使用されている。これらの溶接方法では、母材と溶加材を溶融するために使用する熱が大きく、溶接した製品に歪が発生したり、溶接作業中にスパッタと呼ばれる溶融した金属の粒が溶接部から飛散して製品に付着するなどの問題があった。このため、従来のこれらの溶接方法では、溶接後に歪を除去する作業や、スパッタを除去するために酸による洗浄作業が必要であった。更に、入熱が大きいことから、歪が発生したり、薄板の溶接を行うと母材が溶解して穴が開いてしまう問題もあった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、特許文献１や特許文献２に記載されているように、前記ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接を発展させたコールドメタルトランスファー(Cold Metal Transfer)溶接（以下、ＣＭＴ溶接という）という溶接方法が開発されている。これは、ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接におけるワイヤの供給に工夫を施し、ワイヤの送りと戻しを高速で繰り返すことにより、アークの発生を断続的にさせることを可能とした溶接方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３１２８３号公報
【特許文献２】特表２００８−５４２０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したＣＭＴ溶接によれば、溶接時の入熱を抑え、製品の歪を抑制することができる。しかし、溶融が少ない溶接方法であるため、溶接部の気密性を確保することが難しく、容器の溶接に適用することは困難であった。特に溶接開始点に巣（小さな穴でピンホールともいう）が発生することがあり、これを防止できない限り容器の溶接には適用できない。
【０００６】
このため、内面に圧力を受ける容器を製作する場合、従来は、各部品の接合にガス溶接やアーク溶接が使用されている。これらの溶接方法では母材と溶接棒を溶解し一部を合金化することにより部品同士を接合しているが、母材を深く溶かす熱量が使用されるため、この熱による歪の発生が精度に影響する問題があった。
【０００７】
一方、前述したＣＭＴ溶接は、溶接ワイヤと母材の表面をわずかに溶かすことが特徴で、入熱が少ないことから接合後の歪を小さくでき、溶接時間も短く、効率向上を期待できる。しかし、接合部にピンホール（巣）が発生し易く、気密性の確保が難しいため、容器、特に内面に圧力を受ける容器の製作に適用することが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、気密性を確保した溶接が可能で、しかも溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程を不要にできると共に溶接部に歪が発生することも抑制できる容器の溶接方法、及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、容器の溶接方法において、前記容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の特徴は、胴部と、該胴部の端部を塞ぐ鏡板を有し、前記鏡板に、配管を接続するための管座を溶接によって取り付けるようにした容器の溶接方法において、前記管座を鏡板に取り付けるための溶接はＣＭＴ溶接を用いた溶接により製作されるものであって、溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施することにある。
【００１１】
本発明の更に他の特徴は、上記の何れかの方法で製作された容器を、冷凍サイクルを構成するアキュームレータまたはレシーバとして使用していることを特徴とする冷凍サイクル装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気密性を確保したＣＭＴ溶接が可能となり、溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程を不要にできると共に、溶接部に歪が発生することも抑制できる容器の溶接方法、及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】冷凍サイクル装置に用いられる容器の例を示す斜視図。
【図２】図１のＢ部拡大図で、従来の容器の溶接方法を説明する図。
【図３】図２の溶接方法を説明する溶接ビードの図。
【図４】図１のＢ部拡大図で、本発明の容器の溶接方法の実施例１を説明する図。
【図５】実施例１における溶接方法を説明する溶接ビードの図。
【図６】本発明の実施例２を説明する図で、（ａ）は図４を上方からみた部分平面図、（ｂ）は（ａ）図の正面図。
【図７】本発明の実施例２における他の例を説明する図で、図６の（ａ）図に相当する図。
【図８】本発明の実施例２における溶接経路の一例を説明する溶接ビードの図。
【図９】本発明の実施例２における溶接経路の他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１０】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１１】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１２】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例を説明する前に、従来の溶接方法を図１〜図３により説明する。
図１は、空気調和機や冷凍装置などの冷凍サイクルに使用されているアキュームレータやレシーバなどの容器Ａを示す図である。これらの容器Ａは内面に圧力を受け、また冷媒配管と接続するための管座４を有している。前記容器Ａは、胴部１と、該胴部１の上部を塞ぐ鏡板２と、前記胴部１の下部を塞ぐ鏡板３により構成され、内部はガスや液体が溜まる圧力空間となっている。この容器Ａを冷凍サイクルで使用する場合、冷媒を流出入させるために、冷媒配管を接続する必要があり、冷凍保安規則関係例示基準により、配管接続のための管座４が必要となる場合がある。
【００１６】
図２は図１のＢ部拡大図で、容器Ａ上部の鏡板２と、これに設けられた管座４の部分を拡大して示す図である。通常、前記容器Ａの素材としては鉄材が用いられ、管座４に接続される配管５は銅材である。鉄材同士の接合はＭＡＧ溶接が使用されることが多く、ＭＡＧ溶接は溶接時の入熱が大きく、スパッタの発生や溶接部に歪が発生し易い。このため、溶接後にスパッタの除去を目的として酸洗い工程が必要となり、製作工数低減の妨げとなっている。
【００１７】
また、ＭＡＧ溶接では溶接開始点７から溶接を開始し、管座４と鏡板２の接続境界線を一周回る溶接経路６を溶接した後、前記溶接開始点７を通過して溶接終了点８までを重複溶接する。９は前記溶接開始点７と前記溶接終了点８の間の溶接重複部である。
【００１８】
図３は、前記溶接重複部９付近の溶接ビード６ａを示す図で、溶接重複部９を設けることにより、溶接開始点７付近を補強し、溶接強度や気密性を確保している。
【００１９】
これに対し本発明では、前記ＭＡＧ溶接に代えてＣＭＴ溶接を行うもので、このＣＭＴ溶接は、従来のＭＡＧ溶接で発生しやすい歪を抑えることができる代わりに、母材の表面は僅かにしか融解しないという特性を持つ。このため、従来と同じ溶接経路６で溶接し、溶接重複部９も従来と同様の溶接とした場合、接続強度は確保できるものの、微小な巣（ピンホール）が発生してしまうことが判明した。
【００２０】
そこで、本発明の実施例では図４及び図５に示すような溶接経路とすることで、ＣＭＴ溶接を採用しながら溶接部に微小な巣が発生するのを防止したものである。
即ち、本実施例では、ＣＭＴ溶接で問題となる図２で示した従来の溶接開始点７を、図４に示す溶接開始点７ａのように、溶接経路６に対して、例えば法線方向に任意の一定距離ずらして溶接を開始する。このように溶接開始点をずらすことで、従来のように気密確保が必要な部位（気密性を確保しながら本来溶接すべき接合部）から直接溶接を開始するのではなく、気密確保が必要な部位以外の溶接開始点７ａから溶接を開始する、いわゆる捨て溶接を実施する。これによって、溶接品質が不安定になり易い溶接開始点を、気密確保が必要な部位とはせず、前述したように、溶接経路６に対して法線方向から溶接を開始することができるから、本来溶接すべき接合部（気密確保が必要な部位）を溶接する（本溶接する）時には安定した溶接が可能となる。
【００２１】
しかも、本実施例では、本来溶接すべき接合部を、その部分の溶接をする直前に、法線方向から加熱することもできるので、本来溶接すべき接合部の溶接時には母材の溶融も容易となる。従って、気密確保が必要な部位の溶接を、ＣＭＴ溶接により、微小な巣などを発生させることなく安定した溶接が可能となり、気密性を確保した強度の高い容器を製作することができる。
【００２２】
また、ＣＭＴ溶接を採用しているので、スパッタの発生も防止でき、溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程が不要となるから製作工数を低減することもでき、更に溶接部に歪が発生することも防止できる効果がある。
【００２３】
次に、図４に示すように、本来溶接すべき接合部を一周本溶接し、図４，図５に示すように、重複溶接部９を確保した後、その重複溶接部９から更に溶接ワイヤを補充して、管座４表面に沿った方向（溶接経路６の法線方向）の溶接終了点８ａまで捨て溶接を実施し（図４参照）、溶接を終了する。
【００２４】
以上述べたように、本実施例によれば、管座周囲の本来溶接すべき接合部の溶接経路６に対して法線方向の鏡板２上からＣＭＴ溶接を開始する（捨て溶接をする）ので、本来溶接すべき接合部までＣＭＴ溶接が進んだ時にはＣＭＴ溶接を安定した状態とすることができる。また、前記溶接開始点から本来溶接すべき接合部まで捨て溶接をすることにより、本来溶接すべき接合部を予熱してから、その溶接すべき接合部の本溶接を行うので母材の溶融を容易にすることができる。更に、溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、溶接の重複部を確保した後、溶接経路の法線方向である管座４表面に沿ってＣＭＴ溶接をして捨て溶接し、溶接終了点８ａで溶接を終了させるので、ピンホールが発生しやすい個所の溶接ビードを厚く形成できる。これらの理由により、本実施例によれば、管座周囲の本来溶接すべき接合部の溶接をＣＭＴ溶接により、ピンホール（巣）を発生させることなく、機密性を確保した溶接が可能となる。
【００２５】
なお、上記実施例では、溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを溶接経路６の法線方向としたが、溶接経路６における溶接ビード幅以上に離れた位置であれば、その位置を溶接開始点７ａまたは溶接終了点８ａとすることができるので、前記溶接開始点７ａまたは溶接終了点８ａは、必ずしも溶接経路６の法線方向でなくても良い。
【実施例２】
【００２６】
本発明の容器の溶接方法の実施例２を図６〜図１２により説明する。これらの図において図１〜図５と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、また説明をしていない部分については前述した実施例１と同様である。
実施例１では溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを、溶接経路６に対して法線方向にずらした例について説明したが、この実施例２では、溶接経路６に対して法線方向以外の部分に前記溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを設定したものである。
【００２７】
まず図６に示す例は、気密確保して本来溶接すべき接合部である管座周囲の溶接経路６に対して、捨て溶接となる溶接経路の溶接開始点７ａを、前記溶接経路６の略接線方向とし、前記捨て溶接は、当該溶接開始点７ａから前記溶接経路６の溶接方向とほぼ同じ方向に行う。その後、管座４の本来の接合部は前記溶接経路６に沿って溶接し、前記管座４の周囲を一周した後、重複接合部９を確保し、その後連続して、重複接合部９に更に溶接ワイヤを補充して鏡板２の表面に沿って前記溶接経路６の略接線方向に捨て溶接をし、溶接終了点８ａに移動して溶接を終了する。
【００２８】
図７に示す例は、気密確保して本来溶接すべき接合部である管座周囲の溶接経路６に対して、捨て溶接となる溶接経路の溶接開始点７ａを、前記溶接経路６の略接線方向とする点では図６に示した例と同様であるが、前記捨て溶接は、当該溶接開始点７ａから前記溶接経路６の溶接方向とは逆方向に行う点が異なる。また、管座４の本来の接合部を前記溶接経路６に沿って溶接し、重複接合部９を確保する部分までは図６に示した例と同様であるが、その後、鏡板２の表面に沿って前記溶接経路６の溶接方向とは逆方向に捨て溶接をして溶接終了点８ａに移動させ、溶接を終了する点が異なっている。
【００２９】
次に、本実施例における溶接経路の種々の例を図８〜図１２に示す溶接ビードの図により説明する。前記捨て溶接は、溶接経路６の略接線方向に行うよりも、前記溶接経路６に対し、約３０度〜１５０度の範囲で行うようにすると良い。即ち、捨て溶接の方向が前記溶接経路６の接線方向に近づくほど、本来溶接すべき接合部と重なる部分が増えるので、捨て溶接の距離を長く取る必要があるためである。
【００３０】
図８に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の管座４上に設定したものである。なお、図８において、１０は溶接ビード６ａの幅である。
【００３１】
図９に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の管座４上に設定したものである。
【００３２】
図１０に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定したものである。
【００３３】
図１１に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定したものである。
【００３４】
図１２に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６と同方向で溶接経路６における溶接ビード幅１０以上に離れた位置とし、また溶接終了点８ａも溶接経路６と同方向で溶接経路６における溶接ビード幅１０以上に離れた位置としたものである。このように、溶接ビードの幅１０以上に溶接経路６から離れた位置であれば、前記溶接開始点７ａ或いは前記溶接終了点８ａの位置とすることは可能である。
【００３５】
また、溶接ビードの形状は溶接の電流、ワイヤの供給速度などでもある程度の調整は可能ではあるが、本実施例に示す溶接方法を採用することにより、溶融部が浅いＣＭＴ溶接でも重複溶接部９の気密性を充分確保することが可能となる。
【００３６】
更に、上記実施例では、管座周りの溶接経路６を左周りとした例について説明したが、上述した溶接開始点と溶接終了点を逆にして、前記溶接経路６を右回りとしても良く、その場合でも同様の効果を得ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、容器をＣＭＴ溶接する場合でも、溶接開始点付近に発生し易い巣（ピンホール）の発生を抑えることが可能な容器の溶接方法を得ることができる。また、ＣＭＴ溶接により、冷凍サイクル装置などに使用される内圧の掛かる圧力容器（アキュームレータやレシーバなど）を製作することが可能となり、スパッタ除去を目的とした酸洗い工程などの後処理も不要となるから、製作の加工工数を減らして製造原価を図ることもできる。更に、ＣＭＴ溶接により容器を製作できるため、溶接部の歪の小さい容器を得ることができる効果もある。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ 容器
１ 胴部
２ 鏡板（配管接続側）
３ 鏡板
４ 管座
５ 配管
６ 溶接経路（６ａ…溶接ビード）
７，７ａ 溶接開始点
８，８ａ 溶接終了点
９ 重複溶接部
１０ 溶接ビードの幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の溶接方法及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置に関し、特に配管を接続するための管座を有する容器の溶接に適切なものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク放電現象による発熱を利用して母材と溶加材を溶融させて融合する溶接方法には、溶加材に溶接棒を用いる手溶接と、溶加材がワイヤとして自動で供給される半自動溶接が知られている。溶接棒を用いる方式としては、電極にタングステンを用いたＴＩＧ溶接、半自動溶接では不活性ガスを用いるＭＡＧ溶接、及び不活性ガスにアルゴンだけを用いるＭＩＧ溶接があり、一般的に使用されている。これらの溶接方法では、母材と溶加材を溶融するために使用する熱が大きく、溶接した製品に歪が発生したり、溶接作業中にスパッタと呼ばれる溶融した金属の粒が溶接部から飛散して製品に付着するなどの問題があった。このため、従来のこれらの溶接方法では、溶接後に歪を除去する作業や、スパッタを除去するために酸による洗浄作業が必要であった。更に、入熱が大きいことから、歪が発生したり、薄板の溶接を行うと母材が溶解して穴が開いてしまう問題もあった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、特許文献１や特許文献２に記載されているように、前記ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接を発展させたコールドメタルトランスファー(Cold Metal Transfer)溶接（以下、ＣＭＴ溶接という）という溶接方法が開発されている。これは、ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接におけるワイヤの供給に工夫を施し、ワイヤの送りと戻しを高速で繰り返すことにより、アークの発生を断続的にさせることを可能とした溶接方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３１２８３号公報
【特許文献２】特表２００８−５４２０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したＣＭＴ溶接によれば、溶接時の入熱を抑え、製品の歪を抑制することができる。しかし、溶融が少ない溶接方法であるため、溶接部の気密性を確保することが難しく、容器の溶接に適用することは困難であった。特に溶接開始点に巣（小さな穴でピンホールともいう）が発生することがあり、これを防止できない限り容器の溶接には適用できない。
【０００６】
このため、内面に圧力を受ける容器を製作する場合、従来は、各部品の接合にガス溶接やアーク溶接が使用されている。これらの溶接方法では母材と溶接棒を溶解し一部を合金化することにより部品同士を接合しているが、母材を深く溶かす熱量が使用されるため、この熱による歪の発生が精度に影響する問題があった。
【０００７】
一方、前述したＣＭＴ溶接は、溶接ワイヤと母材の表面をわずかに溶かすことが特徴で、入熱が少ないことから接合後の歪を小さくでき、溶接時間も短く、効率向上を期待できる。しかし、接合部にピンホール（巣）が発生し易く、気密性の確保が難しいため、容器、特に内面に圧力を受ける容器の製作に適用することが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、気密性を確保した溶接が可能で、しかも溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程を不要にできると共に溶接部に歪が発生することも抑制できる容器の溶接方法、及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、容器の溶接方法において、前記容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の特徴は、胴部と、該胴部の端部を塞ぐ鏡板を有し、前記鏡板に、配管を接続するための管座を溶接によって取り付けるようにした容器の溶接方法において、前記管座を鏡板に取り付けるための溶接はＣＭＴ溶接を用いた溶接により製作されるものであって、溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施することにある。
【００１１】
本発明の更に他の特徴は、上記の何れかの方法で製作された容器を、冷凍サイクルを構成するアキュームレータまたはレシーバとして使用していることを特徴とする冷凍サイクル装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気密性を確保したＣＭＴ溶接が可能となり、溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程を不要にできると共に、溶接部に歪が発生することも抑制できる容器の溶接方法、及びこの溶接用法を用いて製作された容器を冷凍サイクルに用いた冷凍サイクル装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】冷凍サイクル装置に用いられる容器の例を示す斜視図。
【図２】図１のＢ部拡大図で、従来の容器の溶接方法を説明する図。
【図３】図２の溶接方法を説明する溶接ビードの図。
【図４】図１のＢ部拡大図で、本発明の容器の溶接方法の実施例１を説明する図。
【図５】実施例１における溶接方法を説明する溶接ビードの図。
【図６】本発明の実施例２を説明する図で、（ａ）は図４を上方からみた部分平面図、（ｂ）は（ａ）図の正面図。
【図７】本発明の実施例２における他の例を説明する図で、図６の（ａ）図に相当する図。
【図８】本発明の実施例２における溶接経路の一例を説明する溶接ビードの図。
【図９】本発明の実施例２における溶接経路の他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１０】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１１】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【図１２】本発明の実施例２における溶接経路の更に他の例を説明する溶接ビードの図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例を説明する前に、従来の溶接方法を図１〜図３により説明する。
図１は、空気調和機や冷凍装置などの冷凍サイクルに使用されているアキュームレータやレシーバなどの容器Ａを示す図である。これらの容器Ａは内面に圧力を受け、また冷媒配管と接続するための管座４を有している。前記容器Ａは、胴部１と、該胴部１の上部を塞ぐ鏡板２と、前記胴部１の下部を塞ぐ鏡板３により構成され、内部はガスや液体が溜まる圧力空間となっている。この容器Ａを冷凍サイクルで使用する場合、冷媒を流出入させるために、冷媒配管を接続する必要があり、冷凍保安規則関係例示基準により、配管接続のための管座４が必要となる場合がある。
【００１６】
図２は図１のＢ部拡大図で、容器Ａ上部の鏡板２と、これに設けられた管座４の部分を拡大して示す図である。通常、前記容器Ａの素材としては鉄材が用いられ、管座４に接続される配管５は銅材である。鉄材同士の接合はＭＡＧ溶接が使用されることが多く、ＭＡＧ溶接は溶接時の入熱が大きく、スパッタの発生や溶接部に歪が発生し易い。このため、溶接後にスパッタの除去を目的として酸洗い工程が必要となり、製作工数低減の妨げとなっている。
【００１７】
また、ＭＡＧ溶接では溶接開始点７から溶接を開始し、管座４と鏡板２の接続境界線を一周回る溶接経路６を溶接した後、前記溶接開始点７を通過して溶接終了点８までを重複溶接する。９は前記溶接開始点７と前記溶接終了点８の間の溶接重複部である。
【００１８】
図３は、前記溶接重複部９付近の溶接ビード６ａを示す図で、溶接重複部９を設けることにより、溶接開始点７付近を補強し、溶接強度や気密性を確保している。
【００１９】
これに対し本発明では、前記ＭＡＧ溶接に代えてＣＭＴ溶接を行うもので、このＣＭＴ溶接は、従来のＭＡＧ溶接で発生しやすい歪を抑えることができる代わりに、母材の表面は僅かにしか融解しないという特性を持つ。このため、従来と同じ溶接経路６で溶接し、溶接重複部９も従来と同様の溶接とした場合、接続強度は確保できるものの、微小な巣（ピンホール）が発生してしまうことが判明した。
【００２０】
そこで、本発明の実施例では図４及び図５に示すような溶接経路とすることで、ＣＭＴ溶接を採用しながら溶接部に微小な巣が発生するのを防止したものである。
即ち、本実施例では、ＣＭＴ溶接で問題となる図２で示した従来の溶接開始点７を、図４に示す溶接開始点７ａのように、溶接経路６に対して、例えば法線方向に任意の一定距離ずらして溶接を開始する。このように溶接開始点をずらすことで、従来のように気密確保が必要な部位（気密性を確保しながら本来溶接すべき接合部）から直接溶接を開始するのではなく、気密確保が必要な部位以外の溶接開始点７ａから溶接を開始する、いわゆる捨て溶接を実施する。これによって、溶接品質が不安定になり易い溶接開始点を、気密確保が必要な部位とはせず、前述したように、溶接経路６に対して法線方向から溶接を開始することができるから、本来溶接すべき接合部（気密確保が必要な部位）を溶接する（本溶接する）時には安定した溶接が可能となる。
【００２１】
しかも、本実施例では、本来溶接すべき接合部を、その部分の溶接をする直前に、法線方向から加熱することもできるので、本来溶接すべき接合部の溶接時には母材の溶融も容易となる。従って、気密確保が必要な部位の溶接を、ＣＭＴ溶接により、微小な巣などを発生させることなく安定した溶接が可能となり、気密性を確保した強度の高い容器を製作することができる。
【００２２】
また、ＣＭＴ溶接を採用しているので、スパッタの発生も防止でき、溶接後にスパッタの除去を目的とした酸洗い工程が不要となるから製作工数を低減することもでき、更に溶接部に歪が発生することも防止できる効果がある。
【００２３】
次に、図４に示すように、本来溶接すべき接合部を一周本溶接し、図４，図５に示すように、重複溶接部９を確保した後、その重複溶接部９から更に溶接ワイヤを補充して、管座４表面に沿った方向（溶接経路６の法線方向）の溶接終了点８ａまで捨て溶接を実施し（図４参照）、溶接を終了する。
【００２４】
以上述べたように、本実施例によれば、管座周囲の本来溶接すべき接合部の溶接経路６に対して法線方向の鏡板２上からＣＭＴ溶接を開始する（捨て溶接をする）ので、本来溶接すべき接合部までＣＭＴ溶接が進んだ時にはＣＭＴ溶接を安定した状態とすることができる。また、前記溶接開始点から本来溶接すべき接合部まで捨て溶接をすることにより、本来溶接すべき接合部を予熱してから、その溶接すべき接合部の本溶接を行うので母材の溶融を容易にすることができる。更に、溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、溶接の重複部を確保した後、溶接経路の法線方向である管座４表面に沿ってＣＭＴ溶接をして捨て溶接し、溶接終了点８ａで溶接を終了させるので、ピンホールが発生しやすい個所の溶接ビードを厚く形成できる。これらの理由により、本実施例によれば、管座周囲の本来溶接すべき接合部の溶接をＣＭＴ溶接により、ピンホール（巣）を発生させることなく、機密性を確保した溶接が可能となる。
【００２５】
なお、上記実施例では、溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを溶接経路６の法線方向としたが、溶接経路６における溶接ビード幅以上に離れた位置であれば、その位置を溶接開始点７ａまたは溶接終了点８ａとすることができるので、前記溶接開始点７ａまたは溶接終了点８ａは、必ずしも溶接経路６の法線方向でなくても良い。
【実施例２】
【００２６】
本発明の容器の溶接方法の実施例２を図６〜図１２により説明する。これらの図において図１〜図５と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、また説明をしていない部分については前述した実施例１と同様である。
実施例１では溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを、溶接経路６に対して法線方向にずらした例について説明したが、この実施例２では、溶接経路６に対して法線方向以外の部分に前記溶接開始点７ａ及び溶接終了点８ａを設定したものである。
【００２７】
まず図６に示す例は、気密確保して本来溶接すべき接合部である管座周囲の溶接経路６に対して、捨て溶接となる溶接経路の溶接開始点７ａを、前記溶接経路６の略接線方向とし、前記捨て溶接は、当該溶接開始点７ａから前記溶接経路６の溶接方向とほぼ同じ方向に行う。その後、管座４の本来の接合部は前記溶接経路６に沿って溶接し、前記管座４の周囲を一周した後、重複接合部９を確保し、その後連続して、重複接合部９に更に溶接ワイヤを補充して鏡板２の表面に沿って前記溶接経路６の略接線方向に捨て溶接をし、溶接終了点８ａに移動して溶接を終了する。
【００２８】
図７に示す例は、気密確保して本来溶接すべき接合部である管座周囲の溶接経路６に対して、捨て溶接となる溶接経路の溶接開始点７ａを、前記溶接経路６の略接線方向とする点では図６に示した例と同様であるが、前記捨て溶接は、当該溶接開始点７ａから前記溶接経路６の溶接方向とは逆方向に行う点が異なる。また、管座４の本来の接合部を前記溶接経路６に沿って溶接し、重複接合部９を確保する部分までは図６に示した例と同様であるが、その後、鏡板２の表面に沿って前記溶接経路６の溶接方向とは逆方向に捨て溶接をして溶接終了点８ａに移動させ、溶接を終了する点が異なっている。
【００２９】
次に、本実施例における溶接経路の種々の例を図８〜図１２に示す溶接ビードの図により説明する。前記捨て溶接は、溶接経路６の略接線方向に行うよりも、前記溶接経路６に対し、約３０度〜１５０度の範囲で行うようにすると良い。即ち、捨て溶接の方向が前記溶接経路６の接線方向に近づくほど、本来溶接すべき接合部と重なる部分が増えるので、捨て溶接の距離を長く取る必要があるためである。
【００３０】
図８に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の管座４上に設定したものである。なお、図８において、１０は溶接ビード６ａの幅である。
【００３１】
図９に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の管座４上に設定したものである。
【００３２】
図１０に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し３０度の方向の鏡板２上に設定したものである。
【００３３】
図１１に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定し、溶接終了点８ａは溶接経路６の接線方向に対し１５０度の方向の鏡板２上に設定したものである。
【００３４】
図１２に示す例は、溶接開始点７ａを溶接経路６と同方向で溶接経路６における溶接ビード幅１０以上に離れた位置とし、また溶接終了点８ａも溶接経路６と同方向で溶接経路６における溶接ビード幅１０以上に離れた位置としたものである。このように、溶接ビードの幅１０以上に溶接経路６から離れた位置であれば、前記溶接開始点７ａ或いは前記溶接終了点８ａの位置とすることは可能である。
【００３５】
また、溶接ビードの形状は溶接の電流、ワイヤの供給速度などでもある程度の調整は可能ではあるが、本実施例に示す溶接方法を採用することにより、溶融部が浅いＣＭＴ溶接でも重複溶接部９の気密性を充分確保することが可能となる。
【００３６】
更に、上記実施例では、管座周りの溶接経路６を左周りとした例について説明したが、上述した溶接開始点と溶接終了点を逆にして、前記溶接経路６を右回りとしても良く、その場合でも同様の効果を得ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、容器をＣＭＴ溶接する場合でも、溶接開始点付近に発生し易い巣（ピンホール）の発生を抑えることが可能な容器の溶接方法を得ることができる。また、ＣＭＴ溶接により、冷凍サイクル装置などに使用される内圧の掛かる圧力容器（アキュームレータやレシーバなど）を製作することが可能となり、スパッタ除去を目的とした酸洗い工程などの後処理も不要となるから、製作の加工工数を減らして製造原価を図ることもできる。更に、ＣＭＴ溶接により容器を製作できるため、溶接部の歪の小さい容器を得ることができる効果もある。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ 容器
１ 胴部
２ 鏡板（配管接続側）
３ 鏡板
４ 管座
５ 配管
６ 溶接経路（６ａ…溶接ビード）
７，７ａ 溶接開始点
８，８ａ 溶接終了点
９ 重複溶接部
１０ 溶接ビードの幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の溶接方法において、
前記容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、
溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、
溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、
前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、
その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施する
ことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項２】
請求項１において、溶接すべき接合部の溶接経路の接線方向に対して、３０度〜１５０度の範囲に前記捨て溶接を実施することを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項３】
胴部と、該胴部の端部を塞ぐ鏡板を有し、前記鏡板に、配管を接続するための管座を溶接によって取り付けるようにした容器の溶接方法において、
前記管座を鏡板に取り付けるための溶接はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、
溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、
溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、
前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、
その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施する
ことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項４】
請求項３において、溶接すべき接合部の溶接経路の接線方向に対して、３０度〜１５０度の範囲に前記捨て溶接を実施すると共に、前記ＣＭＴ溶接を開始する溶接開始点は前記鏡板上とし、前記ＣＭＴ溶接を終了させる溶接終了点は前記管座上或いは前記鏡板上の何れかであることを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項５】
請求項４において、前記溶接開始点は前記溶接経路の法線方向の前記鏡板上とし、前記溶接終了点は、前記溶接終了点は前記溶接経路の法線方向の前記管座上としたことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項６】
請求項３〜５の何れかの方法で製作された容器を、冷凍サイクルを構成するアキュームレータまたはレシーバとして使用していることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１】
容器の溶接方法において、
前記容器はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、
溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、
溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、
前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、
その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施する
ことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項２】
請求項１において、溶接すべき接合部の溶接経路の接線方向に対して、３０度〜１５０度の範囲に前記捨て溶接を実施することを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項３】
胴部と、該胴部の端部を塞ぐ鏡板を有し、前記鏡板に、配管を接続するための管座を溶接によって取り付けるようにした容器の溶接方法において、
前記管座を鏡板に取り付けるための溶接はＣＭＴ(Cold Metal Transfer)溶接を用いた溶接により製作されるものであって、
溶接すべき接合部とは異なる位置から溶接すべき接合部に向かってＣＭＴ溶接を開始することで捨て溶接を実施し、
溶接すべき接合部に到達後、連続して溶接すべき接合部である管座の周囲をＣＭＴ溶接で本溶接を実施し、
前記本溶接の開始点に到達すると該本溶接の開始点付近を更に連続して重複溶接を実施し、
その後連続して溶接すべき接合部とは異なる位置まで捨て溶接を実施する
ことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項４】
請求項３において、溶接すべき接合部の溶接経路の接線方向に対して、３０度〜１５０度の範囲に前記捨て溶接を実施すると共に、前記ＣＭＴ溶接を開始する溶接開始点は前記鏡板上とし、前記ＣＭＴ溶接を終了させる溶接終了点は前記管座上或いは前記鏡板上の何れかであることを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項５】
請求項４において、前記溶接開始点は前記溶接経路の法線方向の前記鏡板上とし、前記溶接終了点は、前記溶接終了点は前記溶接経路の法線方向の前記管座上としたことを特徴とする容器の溶接方法。
【請求項６】
請求項３〜５の何れかの方法で製作された容器を、冷凍サイクルを構成するアキュームレータまたはレシーバとして使用していることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２００９０３（Ｐ２０１１−２００９０３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７０１５３（Ｐ２０１０−７０１５３）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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