CN110072662B - 焊枪和全姿势焊接装置 - Google Patents

Abstract

焊枪(3、3A)具备焊枪主体(4)，焊枪主体(4)具有：流路形成部(41)，其形成供惰性气体流入的保护气体流路(51、52)和与保护气体流路(51、52)连通的外气流路(61)；将保护气体流路(51、52)的惰性气体整流后作为保护气体吹出的第1气体透镜(9)；以及将外气流路(61)的惰性气体整流后作为外气吹出的第2气体透镜(64)。全姿势焊接装置(1)执行管彼此(10、10)的对焊，其具备：上述的焊枪(3、3A)；和使焊枪(3、3A)绕管(10)旋转的旋转机构(2)。

Description

焊枪和全姿势焊接装置

技术领域

本发明涉及适合于进行管的对焊的全姿势焊接装置的焊枪和具备该焊枪的全姿势焊接装置。

背景技术

以往，已知自动进行管彼此的对焊的全姿势焊接装置。这样的全姿势焊接装置有时被用于例如锅炉板等、以狭窄间距排列有多个管的装置的制造。在专利文献1中，公开了能够通过上述那样的狭窄间隙的焊枪和具备该焊枪的全姿势焊接装置。

专利文献1的焊枪具备非消耗电极、供非消耗电极插入的夹头、焊枪主体、高刚性的多孔质环。焊枪主体具有：被夹头贯通的顶壁；主体部，其包围面对该顶壁和夹头的保护气体流路。多孔质环以封闭保护气体流路的方式接合于焊枪主体的主体部，且具有与夹头的末端抵接的锥状的内周面。在该焊枪中，被插入有非消耗电极的夹头的末端借助多孔质环的内周面而缩径，由此，非消耗电极被保持于夹头。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-174141号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外，为了完美地形成焊缝痕迹，有时在焊接中针对熔融凝固的焊珠喷吹惰性气体(被称作“外气”)。在专利文献1所记载的焊枪中，不具备喷吹外气的喷嘴。

因此，本发明的目的在于提出一种具备外气喷嘴的焊枪，其能够实现进一步的小型化。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的焊枪的特征在于具备焊枪主体，所述焊枪主体具有：流路形成部，其形成保护气体流路和与所述保护气体流路连通的外气流路；第1气体透镜，其将所述保护气体流路的保护气体整流后吹出；以及第2气体透镜，其将所述外气流路的外气整流后吹出。

另外，本发明的一个方式的全姿势焊接装置执行管彼此的对焊，其特征在于，所述全姿势焊接装置具备：所述焊枪；和使所述焊枪绕所述管旋转的旋转机构。

在上述焊枪和全姿势焊接装置中，保护气体流路和外气流路连通，将被作为保护气体供给至焊枪的惰性气体的一部分作为外气来利用。即，利用保护气体流路的一部分或全部，将供给至焊枪的惰性气体输送至外气流路。这样，由于保护气体流路和外气流路不独立，因此，能够与流路被共用相对应地缩短气体流路，而且，能够省略为了输送外气而与软管连接的接头部。从而，能够使具备外气喷嘴的焊枪小型化。

发明的效果

根据本发明，能够提供具备外气喷嘴且能实现进一步的小型化的焊枪和全姿势焊接装置。

附图说明

图1是装备有本发明的一个实施方式的焊枪的全姿势焊接装置的主视图。

图2是图1所示的全姿势焊接装置的侧视图。

图3是焊枪的俯视图。

图4是沿图3中的IV-IV线的剖视图。

图5是沿图4中的V-V线的剖视图。

图6是沿图4中的VI-VI线的剖视图。

图7是气体透镜的俯视图。

图8是气体透镜的局部放大俯视图。

图9是沿图8中的IX-IX线的剖视图。

图10是气体透镜的立体图。

图11是变形例1的焊枪的俯视图。

图12是沿图11中的XII-XII线的剖视图。

图13是沿图12中的XIII-XIII线的剖视图。

图14是沿图12中的XIV-XIV线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。首先，从本发明的一个实施方式的全姿势焊接装置1的概要结构开始说明。

〔全姿势焊接装置1〕

图1和图2所示的全姿势焊接装置1是自动进行管10彼此的对焊的装置。焊接方法可以是例如TIG(Tungsten Inert Gas：钨惰性气体)焊接。

焊接装置1具备：焊枪3；使焊枪3绕管10旋转的旋转机构2；以及使焊枪3三维移动的3个直动机构(第一直动机构12、第二直动机构14和第三直动机构16)。

第一直动机构12使焊枪3沿着管10的轴向(例如，水平方向)移动，第二直动机构14和第三直动机构16使焊枪3沿着与管10的轴向垂直的面上的互相垂直的方向(例如，水平方向和铅直方向)移动。但是，为了使焊枪3三维移动，不一定需要使用3个直动机构。例如，也可以采用使焊枪3相对于后述的旋转部件21在管10的半径方向上移动的半径方向移动机构，来代替第二直动机构14和第三直动机构16。或者，不一定需要使焊枪3三维移动，也可以使其在与管10的轴向垂直的面上二维移动。

第一直动机构12被安装于与管10的轴向平行的基板11上。在基板11上设置有将管10夹紧的夹紧机构18。第二直动机构14通过安装座13固定于第一直动机构12的可动部。第三直动机构16通过安装座15固定于第二直动机构14的可动部。并且，第一至第三直动机构12、14、16的位置当然能够互相更换。

旋转机构2包括与管10的轴向垂直的板状的工作台20。工作台20通过安装座17固定于第三直动机构16的可动部。在工作台20上，以能够旋转的方式支承有能够供管10嵌入的大致U字状的旋转部件21。另外，在工作台20上还形成有能够供管10嵌入的切口20a。

在从管10的轴向观察时，旋转部件21具有圆弧状的外周面，在该外周面上形成有外齿。在工作台20上安装有马达26，并且支承有齿轮系。齿轮系从固定于马达26的输出轴上的驱动齿轮25向旋转部件21传递扭矩。并且，在图2中，为了简化附图，省略了齿轮系和马达26。

上述的齿轮系包括：与驱动齿轮25啮合的大径的第一从动齿轮24；与第一从动齿轮24啮合的一对第二从动齿轮23；以及与第二从动齿轮23和旋转部件21啮合的一对第三从动齿轮22。根据这样的结构，即使旋转部件21的开口部经过一个第三从动齿轮22，也会通过另一个第三从动齿轮22将扭矩传递至旋转部件21。

焊枪3例如以沿管10的轴向突出的方式固定于旋转部件21的中央。焊枪3包括：板状的焊枪主体4，其与管10的半径方向垂直；和非消耗电极5，其通过夹头7被支承于焊枪主体4。

非消耗电极5用于使其与管10上的焊接部位之间产生电弧。在此，关于焊接部位，例如在管10彼此的接合部形成坡口并形成几层焊接层的情况下，在第一层，所述焊接部位为坡口的底部，在第二层之后，所述焊接部位为前一层。并且，从省略图示的供丝装置对非消耗电极5与焊接部位之间供给焊丝(省略图示)。

在以上结构的焊接装置1中，焊枪3借助旋转机构2绕管10旋转，并且借助第一至第三直动机构12、14、16沿着规定的轨道移动。此时，通过第一至第三直动机构12、14、16对焊枪3的位置进行微调，以使从非消耗电极5至焊接部位的距离成为规定值。

旋转部件21具有导电性，具备焊枪主体4和被焊枪主体4保持的非消耗电极5的焊枪3具有导电性，支承该焊枪3的旋转部件21也具有导电性。在能够使旋转部件21旋转的工作台20上，在适当的位置形成有管插入用的切口。并且，在旋转部件21与工作台20之间设置有供电刷(省略图示)，在旋转部件21旋转1圈的期间，所述供电刷与该旋转部件21的背面持续连接。这样，电力被从供电刷经由旋转部件21供给至焊枪3。因此，能够削减与焊枪3连接的线类，从而能够使焊枪周边结构的总厚较薄。

〔焊枪3的结构〕

在此，对焊枪3的结构详细说明。图3是焊枪3的俯视图，图4是沿图3中的IV-IV线的剖视图，图5是沿图4中的V-V线的剖视图，图6是沿图4中的VI-VI线的剖视图。

如图3～图6所示，焊枪3具备非消耗电极5、夹头7以及焊枪主体4。非消耗电极5的轴向与管10的半径方向平行。非消耗电极5被插入夹头7，夹头7被插入形成于焊枪主体4的套筒44。以下，为了便于说明，如图3和图4所示，存在如下情况：将非消耗电极5的轴向称作上(U)下(D)方向(将末端侧称作下方，将其相反侧称作上方)，将管10的轴向称作前(F)后(B)方向，将与这两个方向垂直的方向称作左(L)右(R)方向。

夹头7包括：与非消耗电极5的轴向垂直的六角形板状的头部71；和从头部71向下延伸的筒状部72，夹头7由绝缘体形成。非消耗电极5被插入筒状部72内。插入夹头7中的非消耗电极5的末端部从夹头7伸出。在筒状部72的外周面形成有螺纹牙73。另外，在筒状部72的末端部，形成有用于允许缩径的缝隙(省略图示)。

焊枪主体4一体地具有：基部40，其在从管10的半径方向观察时呈大致矩形状；和接头部48，其从基部40的右侧部朝向右侧方突出。在接头部48上连接有省略图示的软管，通过该软管向形成于基部40内的惰性气体流路(保护气体流路51、52和外气流路61)供给惰性气体。

在基部40中一体地形成有：套筒44，其保持夹头7；流路形成部41，其在套筒44的周围形成保护气体流路51、52，并且形成与保护气体流路51、52连通的外气流路61；保护气体喷嘴42，其在非消耗电极5的从夹头7伸出的末端部的周围形成保护气体引导空间53；第1气体透镜9，其将保护气体流路51和保护气体引导空间53隔开；外气喷嘴63，其形成外气引导空间62；以及第2气体透镜64，其将外气流路61和外气引导空间62隔开。

套筒44与管10的半径方向(即，非消耗电极5的轴向)平行地延伸。在套筒44的内周面形成有螺纹槽46。该螺纹槽46与螺入套筒44中的夹头7的螺纹牙73螺合在一起。套筒44的末端部(下端部)具有朝向下方变窄的锥形状。通过该套筒44的锥形状，当在非消耗电极5被插入夹头7的状态下将夹头7螺入套筒44的内周的螺纹槽46时，夹头7被从套筒44的末端部向缩径的方向加压，从而使得非消耗电极5被保持于夹头7。

流路形成部41在套筒44的周围形成保护气体流路51、52。本实施方式的保护气体流路51、52包括内周流路51和外周流路52。内周流路51是在套筒44的周围形成的环状的流路，且面对第1气体透镜9。外周流路52是在内周流路51的周围形成的环状的通路。外周流路52通过连接流路56与接头部48的流路55连接。

内周流路51与外周流路52之间被间隔壁47隔开。在间隔壁47上形成有连通口50，所述连通口50将内周流路51和外周流路52连通，允许惰性气体从外周流路52流入内周流路51。在本实施方式中，多个连通口50沿周向分散地设置于间隔壁47上，惰性气体从内周流路51的整个周围流入其内部。

各连通口50被设置于间隔壁47的上部，且被设置于更接近内周流路51的顶部的位置，换而言之，被设置于更加远离第1气体透镜9的位置。并且，连接流路56在比连通口50靠下方的位置处与外周流路52连接。从而，从连接流路56流入外周流路52的惰性气体的气流抵接于间隔壁47。由此，防止了惰性气体通过连通口50后直接流入内周流路51的情况。

内周流路51的顶部与套筒44的基端部平滑地连续，套筒44的基端部与内周流路51的顶部的边界部分通过曲面连接。在像这样形成内周流路51的壁上所形成的曲面部分作为引导部54发挥功能，其中，所述引导部54使从外周流路52流入内周流路51的惰性气体的气流朝向第1气体透镜9偏向。

在将外周流路52在周向上二分割为包含惰性气体的流入部在内的第1部分和其它的第2部分时，第2部分的间隔壁47的开口率大于第1部分的间隔壁47的开口率。并且，外周流路52中的惰性气体的流入部是指外周流路52与连接流路56的连接部。

在本实施方式的焊枪3中，通过使设置在第2部分的间隔壁47上的连通口50的开口面积(流路面积)的合计值大于设置在第1部分的间隔壁47上的连通口50的开口面积(流路面积)的合计值，由此使得第2部分的间隔壁47的开口率大于第1部分的间隔壁47的开口率。但也可以是：各连通口50的开口面积(流路面积)相同，设置在第2部分的间隔壁47上的连通口50的数量比设置在第1部分的间隔壁47上的连通口50的数量多。

保护气体喷嘴42设置在流路形成部41的下方。在本实施方式中，保护气体喷嘴42的内周壁和间隔壁47在非消耗电极5的轴向上连续。保护气体喷嘴42的末端部(下端部)比非消耗电极5的末端部靠上方，且比套筒44的末端部靠下方。保护气体喷嘴42的末端部以沿着对置的管10的外周面的方式弯曲。

通过保护气体喷嘴42在其内周侧形成有保护气体引导空间53。在保护气体引导空间53中，从第1气体透镜9流出的作为保护气体的惰性气体不扩散，而是被整流成以与保护气体喷嘴42的延伸方向、即非消耗电极5的轴向平行的层流状进行流动。

第1气体透镜9将惰性气体整流成层流，且将内周流路51与保护气体引导空间53之间隔开。第1气体透镜9呈现以非消耗电极5为中心的中空圆盘形状。第1气体透镜9的内周部与套筒44的末端部的外周面连接，第1气体透镜9的外周部与保护气体喷嘴42的内周面(或间隔壁47的内周面)连接。

流路形成部41还形成有与保护气体流路51、52连通的外气流路61。在本实施方式中，外气流路61与内外双重的保护气体流路51、52中的外周流路52连接。

在将外周流路52在周向上二分割为包含惰性气体的流入部在内的第1部分和其它的第2部分时，外气流路61与外周流路52的第2部分连接。并且，外周流路52中的惰性气体的流入部是指外周流路52与连接流路56的连接部。换言之，在外周流路52中，连接有连接流路56的部分和连接有外气流路61的部分隔着非消耗电极5处于相反侧。由此，能够防止如下情况：从外部流入到保护气体流路51、52中的惰性气体直接朝向外气引导空间62流入。

外气流路61和外周流路52通过连通口65连通。连通口65的流路面积小于外气流路61的流路面积。并且，外气流路61的流路面积具有在图3中实质上与第2气体透镜64相等的前后方向尺寸，并且具有在图4中实质上与外周流路52相等的上下方向尺寸。这样，供惰性气体从外周流路52流入外气流路61的入口即连通口65收缩，由此，能够对欲从外周流路52流入外气流路61的惰性气体提供流动阻力。由此，与外气流路61相比，处于外周流路52中的惰性气体优先流入保护气体流路51中。

外气喷嘴63相对于保护气体喷嘴42被设置于焊枪3的行进方向的下游侧。保护气体喷嘴42以对熔池喷吹惰性气体的方式设置于非消耗电极5的周围，与此相对，外气喷嘴63以在焊接中对熔池发生熔融凝固而成的(或者是凝固中途的)焊珠喷吹惰性气体的方式与保护气体喷嘴42相邻地设置。

外气喷嘴63在管10的半径方向上延伸。通过外气喷嘴63在其内周侧形成有外气引导空间62。在外气引导空间62中，从第2气体透镜64流出的作为外气(外部保护气体)的惰性气体不扩散，而是被整流成以与外气引导空间62的延伸方向、即管10的半径方向平行的层流状进行流动。并且，在本实施方式中，保护气体喷嘴42的吹出口为圆形，但外气喷嘴63的吹出口为矩形状。另外，保护气体喷嘴42的内径实质上固定，但外气喷嘴63朝向末端侧扩径。

第2气体透镜64将惰性气体整流成层流，且将外气流路61与外气引导空间62之间隔开。第2气体透镜64呈矩形块状。

并且，本实施方式的焊枪主体4由导电性的金属构成，且通过金属3D打印机来制作。但是，接头部48不一定需要一体地形成于焊枪主体4，可以通过焊接或螺合结构接合于焊枪主体4。在通过金属3D打印机制作焊枪主体4时，例如对作为原料的金属粉末照射激光。通过激光的照射，一个个金属粉末熔融，熔融的金属粉末彼此融合而形成固态结构。金属粉末的材质例如为铜及铜合金、钢、不锈钢、铝、钛、镍合金等。

在上述结构的焊枪3中，通过接头部48的流路55而被导入的惰性气体通过连接流路56后首先流入外周流路52。在外周流路52中扩散的惰性气体通过连通口50流入内周流路51。向内周流路51流入的惰性气体的气流从连通口50朝向套筒44，与位于内周流路51的顶部和套筒44的边界部处的引导部54抵接，并被该引导部54的曲面引导而改变朝向，从而朝向第1气体透镜9。惰性气体在通过第1气体透镜9的期间被整流而成为层流，并向保护气体引导空间53流出，从而作为保护气体从保护气体喷嘴42的末端朝向管10的熔池及其附近喷出。另外，在外周流路52中扩散的惰性气体通过连通口65流入外气流路61。流入外气流路61中的惰性气体在通过第2气体透镜64的期间被整流而成为层流，并向外气引导空间62流出，从而作为外气从外气喷嘴63的末端朝向管10的焊珠喷出。

〔第1气体透镜9和第2气体透镜64的结构〕

在此，对第1气体透镜9和第2气体透镜64的结构详细说明。图7是第1气体透镜9的俯视图，图8是第1气体透镜9的局部放大俯视图，图9是沿图8中的IX-IX线的剖视图，图10是气体透镜的立体图。

如图7～图10所示，第1气体透镜9具有格子结构。换言之，第1气体透镜9是细长的梁90、92以三维状接合在一起而成的立体的网眼状格子。并且，形成格子结构的细长的梁90、92的直径Φ最小为大约0.2mm，以便能够通过金属3D打印机进行制造。

本实施方式的第1气体透镜9具有这样的结构：横梁90以平面状接合在一起而成的网孔片91以相位不同的方式在非消耗电极5的轴向上重叠，而且，上下层叠的网孔片91的格子点彼此通过纵梁92接合在一起。在具有这样的格子结构的第1气体透镜9中，通过梁90、92形成有规则的空隙。并且，在图8中，示出了网孔片91中的4个格子，并且示出了多个网孔片91以相位不同的方式在厚度方向上重叠的样子。另外，在图9中，明确了网孔片91的格子点彼此通过斜的纵梁92接合在一起而成的立体的网眼状格子。

在上述结构的第1气体透镜9中，与套筒44的末端部连接的第1气体透镜9的内周部由于要对抗来自螺入套筒44中的夹头7的压力，因此要求比第1气体透镜9的其它部分高的刚性。因此，第1气体透镜9的内周部的、特别是与套筒44结合的结合部的孔隙率被限定为比气体透镜9的其它部分低的值(例如10％以下)。关于孔隙率，能够根据表观体积和气体透镜9的构成材料的真密度来求得。

第2气体透镜64具有与第1气体透镜9相同的格子结构。即，第2气体透镜64是细长的梁以三维状接合在一起而成的立体的网眼状格子。并且，形成格子结构的细长的梁的直径Φ最小为大约0.2mm，以便能够通过金属3D打印机进行制造。

另外，本实施方式的第2气体透镜64与第1气体透镜9相同地具有如下结构：横梁以平面状接合在一起而成的网孔片以相位不同的方式在管10的半径方向上重叠，而且，上下层叠的网孔片的格子点彼此通过纵梁接合在一起。

第2气体透镜64的孔隙率是与第1气体透镜9的孔隙率相同、或者比第1气体透镜9的孔隙率低的值。当第2气体透镜64的孔隙率低于第1气体透镜9的孔隙率时，与第1气体透镜9相比，在第2气体透镜64中，惰性气体的流动阻力更高，从而，与第2气体透镜64相比，惰性气体优先流入第1气体透镜9。

如以上所说明的，本实施方式的焊枪3的特征在于具备焊枪主体4，该焊枪主体4具有：流路形成部41，其形成供惰性气体流入的保护气体流路51、52和与保护气体流路51、52连通的外气流路61；第1气体透镜9，其将保护气体流路51的惰性气体整流后作为保护气体吹出；以及第2气体透镜64，其将外气流路61的惰性气体整流后作为外气吹出。

另外，本实施方式的全姿势焊接装置1具备：焊枪3；和使焊枪3绕管10旋转的旋转机构2。

在上述焊枪3和全姿势焊接装置1中，保护气体流路51、52和外气流路61连通，将被作为保护气体供给至焊枪3的惰性气体的一部分作为外气来利用。即，利用保护气体流路51、52的一部分或全部，将供给至焊枪3的惰性气体输送至外气流路61。这样，由于保护气体流路51、52和外气流路61不独立，因此，能够与流路被共用相对应地缩短气体流路，而且，能够省略为了输送外气而与软管连接的接头部，因此能够使具备外气喷嘴63的焊枪3小型化。

另外，在本实施方式的焊枪3中，保护气体流路51、52呈环状，在将保护气体流路51、52在周向上二分割为包含惰性气体的流入部在内的第1部分和其它的第2部分时，外气流路61与保护气体流路51、52的第2部分连接。

这样，在保护气体流路51、52中，惰性气体的流入部(即，连接有连接流路56的部分)和连接有外气流路61的部分隔着非消耗电极5处于相反侧。由此，能够防止如下情况：从外部流入到保护气体流路51、52中的惰性气体直接朝向外气引导空间62流入。

另外，本实施方式的焊枪3还具备非消耗电极5和供非消耗电极5插入的夹头7。另外，焊枪主体4具有：保持夹头7的套筒44；保护气体喷嘴42，其在非消耗电极5的从夹头7伸出的末端部的周围形成保护气体引导空间53；以及外气喷嘴63，其在保护气体喷嘴42的周围形成外气引导空间62。并且，焊枪主体4的流路形成部41在套筒44的周围形成有保护气体流路51、52，第1气体透镜9被配置成将保护气体流路51和保护气体引导空间53隔开，第2气体透镜64被配置成将外气流路61和外气引导空间62隔开。

而且，在上述焊枪3中，保护气体流路51、52和外气流路61通过连通口65连通，所述连通口65具有比外气流路61的流路面积小的流路面积。

这样，供惰性气体流入外气流路61的入口即连通口65收缩，由此，能够对欲从保护气体流路51、52流入外气流路61的惰性气体提供流动阻力。由此，与外气引导空间62相比，处于保护气体流路51、52中的惰性气体优先流入保护气体引导空间53中。即，保护气体优先于外气喷出。从而，即使外气和保护气体共用了流路，也不会妨碍保护气体的稳定喷出。

另外，在本实施方式的焊枪3中，保护气体流路51、52包括：内周流路51，其形成于套筒44的周围，且面对第1气体透镜9；和外周流路52，其形成于内周流路51的周围，且被设置有连通口50的间隔壁47隔开，外气流路61与外周流路52连通。

这样，通过使保护气体流路51、52形成为内周流路51和设置在其外周侧的外周流路52的内外双层结构，由此，即使抑制焊枪主体4在与非消耗电极5的轴向平行的方向上的尺寸(即，厚度)，也能够充分地使惰性气体层流化。其结果是，与保护气体流路为一个空间的情况相比较，能够使焊枪3扁平化，即能够减小厚度。

另外，在本实施方式的焊枪3中，在沿周向将外周流路52二分割为包含惰性气体的流入部在内的第1部分和其余的第2部分时，第2部分的间隔壁47的开口率大于第1部分的间隔壁47的开口率。在此，外周流路52中的惰性气体的流入部是指外周流路52与连接流路56的连接部。

通过如上述那样使外周流路52的第2部分的间隔壁47的开口率大于第1部分的间隔壁47的开口率，由此，流入外周流路52的第1部分中的惰性气体容易绕到第2部分，从而能够使惰性气体在外周流路52中扩散。

另外，在本实施方式的焊枪3中，第2气体透镜64具有格子结构。

这样，通过使第2气体透镜64形成为格子结构，由此，在使用3D打印机成形出的第2气体透镜64中形成有规则的空隙。因此，与第2气体透镜64为多孔质体的情况相比较，第2气体透镜64的孔隙率更加稳定。由此，具备这样的第2气体透镜64的焊枪3的成品率的提高能够被期待。

并且，本实施方式的焊枪3的第2气体透镜64具有这样的结构：多个梁以平面状接合在一起而成的网孔片以相位不同的方式重叠。层叠的网孔片的格子点彼此通过纵梁接合在一起。

在上述实施方式中，焊枪3的第2气体透镜64具有横梁和纵梁被接合在一起而成的三维立体的网眼状格子结构，但是并不限定于此，第2气体透镜64只要具有能够利用3D打印机成形出规则的空隙的格子结构即可。例如，第2气体透镜64可以是这样的结构：多个梁以平面状接合在一起而成的网孔片以相位不同的方式重合有几层。但是，通过如本实施方式这样在网孔片的层间设置将格子点彼此连接的纵梁，由此，通过第2气体透镜64的惰性气体不仅被格子结构的横梁整流，还被纵梁整流。由此，与没有设置纵梁的情况相比较，即使网孔片的层叠张数减少，也能够获得同等的整流效果。换言之，与没有设置纵梁的情况相比较，能够减少网孔片的层叠张数，从而能够抑制第2气体透镜64的厚度(即，与管10的半径方向平行的方向上的尺寸)。

另外，在本实施方式的焊枪3中，第2气体透镜64一体地形成于焊枪主体4。在本实施方式中，焊枪主体4可以通过金属3D打印机成形。

这样，能够利用基于金属3D打印机的成形技术廉价地制造焊枪3，其中，该焊枪3是将坚硬的金属部和孔隙率比该金属部高的第2气体透镜64组合于一个焊枪主体4而成的。

〔变形例〕

以上对本发明的优选的实施方式进行了说明，但是，在不脱离本发明的精神的范围内对上述实施方式的具体的结构和/或功能的详情进行变更所得到的方案也包含于本发明中。上述的结构例如可以如以下这样进行变更。

例如，在上述实施方式中，保护气体流路51、52具有内外双层结构，但也可以是单层结构。在保护气体流路51、52为单层结构的情况下，所希望的是：在惰性气体的流路中设置障碍物，以免流入保护气体流路51、52中的惰性气体直接流入第1气体透镜9(保护气体引导空间53)。

另外，例如，在上述实施方式中，通过使连通口65的流路面积收缩，由此，与外气引导空间62相比，惰性气体优先流入保护气体引导空间53，但也可以通过与此不同的方法对欲流入外气引导空间62的惰性气体施加流动阻力。图11是变形例1的焊枪3A的俯视图，图12是沿图11中的XII-XII线的剖视图，图13是沿图12中的XIII-XIII线的剖视图，图14是沿图12中的XIV-XIV线的剖视图。

在图11～图14所示的变形例1的焊枪3A中，保护气体流路51、52中的外周流路52和外气流路61通过连接流路66连接。连接流路66的流路面积虽然小于外气流路61的流路面积，但外周流路52与外气流路61之间没有收缩。在焊枪3A中构成为，第2气体透镜64的孔隙率相对于第1气体透镜9的孔隙率来说在能够使惰性气体通过的范围内(例如，30～60％)足够小。由此，通过第2气体透镜64的惰性气体的流动阻力比通过第1气体透镜9的惰性气体的流动阻力大，从而，与外气引导空间62相比，供给至焊枪3的惰性气体优先流入保护气体引导空间53。从而，不会妨碍保护气体的稳定喷出。

另外，例如，在上述实施方式中，将保护气体流路51、52和外气流路61连通的连通口65是流路面积收缩的孔，但连通口65的形态不限于此。连通口65也可以是1个或多个缝隙。另外，例如可以在连通口65中设置旋转叶片67等障碍物。

标号说明

1：全姿势焊接装置；

2：旋转机构；

3、3A：焊枪；

4：焊枪主体；

5：非消耗电极；

7：夹头；

9：第1气体透镜；

10：管；

11：基板；

12、14、16：直动机构；

18：夹紧机构；

20：工作台；

21：旋转部件；

22～24：从动齿轮；

25：驱动齿轮；

26：马达；

40：基部；

41：流路形成部；

42：保护气体喷嘴；

44：套筒；

46：螺纹槽；

47：间隔壁；

48：接头部；

50：连通口；

51：内周流路(保护气体流路)；

52：外周流路(保护气体流路)；

53：保护气体引导空间；

54：引导部；

55：流路；

56：连接流路；

61：外气流路；

62：外气引导空间；

63：外气喷嘴；

64：第2气体透镜；

65：连通口；

66：连接流路；

67：旋转叶片；

71：头部；

72：筒状部；

73：螺纹牙；

90、92：梁；

91：网孔片。

Claims (6)

1.一种焊枪，其中，

所述焊枪具备焊枪主体，

所述焊枪主体具有：

流路形成部，其形成供惰性气体流入的保护气体流路和与所述保护气体流路连通的外气流路；

第1气体透镜，其将所述保护气体流路的所述惰性气体整流后作为保护气体吹出；以及

第2气体透镜，其将所述外气流路的所述惰性气体整流后作为外气吹出，

所述保护气体流路呈环状，在将所述保护气体流路在周向上二分割为包含所述惰性气体的流入部在内的第1部分和其它的第2部分时，所述外气流路与所述保护气体流路的所述第2部分连接，

所述流入部位于环状的所述保护气体流路的外周上，

所述惰性气体从所述流入部流入所述保护气体流路后再流入所述外气流路。

2.根据权利要求1所述的焊枪，其中，

所述第2气体透镜的孔隙率是比所述第1气体透镜的孔隙率低的值。

3.根据权利要求1或2所述的焊枪，其中，

所述保护气体流路和所述外气流路通过连通口连通，所述连通口具有比所述外气流路的流路面积小的流路面积。

4.根据权利要求1或2所述的焊枪，其中，

所述焊枪还具备：

非消耗电极；和

供所述非消耗电极插入的夹头，

所述焊枪主体具有：套筒，其保持所述夹头；保护气体喷嘴，其在所述非消耗电极的从所述夹头伸出的末端部的周围形成保护气体引导空间；以及外气喷嘴，其在所述保护气体喷嘴的周围形成外气引导空间，

所述流路形成部在所述套筒的周围形成有所述保护气体流路，所述第1气体透镜被配置成将所述保护气体流路和所述保护气体引导空间隔开，所述第2气体透镜被配置成将所述外气流路和所述外气引导空间隔开，

所述外气流路通过配置在所述保护气体流路的外周的壁上的连通口与所述保护气体流路连通。

5.根据权利要求4所述的焊枪，其中，

所述保护气体流路包括：内周流路，其形成于所述套筒的周围，且面对所述第1气体透镜；和外周流路，其形成于所述内周流路的周围，且被设置有连通口的间隔壁隔开，

所述外气流路与所述外周流路连通。

6.一种全姿势焊接装置，其执行管彼此的对焊，其中，

所述全姿势焊接装置具备：

权利要求1所述的焊枪；和

使所述焊枪绕所述管旋转的旋转机构。

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