JP3161670B2

JP3161670B2 - スパッタ除去装置作動確認用ノズル

Info

Publication number: JP3161670B2
Application number: JP22968394A
Authority: JP
Inventors: 仁志松井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JPH0890242A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールド金属アー
ク（以下、「ＧＭＡ」という。）溶接用トーチノズルに
用いられるスパッタ除去装置作動確認用ノズルに関し、
詳しくはＧＭＡ溶接でノズルに付着するするスパッタを
除去するスパッタ除去装置が設けられたトーチノズルに
おいて、ノズルと交換されて設けられるスパッタ除去装
置作動確認用ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なＧＭＡ溶接用トーチノズルで
は、側面にガス流入口をもつ筒状のトーチ本体の先端に
筒状の銅、カーボン、セラミックス製等のノズルが螺合
され、ガス流入口から内部に流入されるシールドガスが
ノズルで流出可能になされている。また、トーチ本体内
には、母材とともに溶接電源と接続されるチップボデー
が配置され、このチップボデーの先端には先端から溶接
ワイヤを順次導出させるコンタクトチップが取り付けら
れている。

【０００３】この種のトーチノズルによりＧＭＡ溶接を
行うと、溶接部から飛散するスパッタがノズルの先端及
び内周面に堆積してしまう。こうしてスパッタが堆積し
たノズルにより継続してＧＭＡ溶接を行えば、シールド
ガスの流れが乱れ、シールド効果の低下による溶接欠陥
等を生じる場合がある。このため、本出願人は、特公平
３−６８６７号公報において、ノズルに堆積したスパッ
タを非接触式に除去可能なスパッタ除去装置を用いた方
法を提案した。この方法は、ノズルの周囲に電磁誘導コ
イルを配設し、この電磁誘導コイルに瞬間的に大電流を
通電することにより、ノズルの近傍に磁界を発生させ、
これによる電磁力によりスパッタをノズルから除去する
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
の方法では、スパッタをノズルから除去すべく電磁誘導
コイルへの通電作業を行った場合、ノズルの近傍に現実
に所定値以上の磁界の強さが生じているか否かを確認す
ることができない。このため、通電作業が行われても現
実には所定値以上の磁界の強さが生じていない場合、ス
パッタをノズルから除去することができない。この場
合、例えば視覚によるスパッタ残留量の確認ではそれが
基準以上か否かを判断できず、仮にスパッタ残留量が基
準以上であれば、溶接欠陥等を生じてしまう。このた
め、溶接欠陥等を生じた場合、通電作業を行ったにもか
かわらず、スパッタの除去が基準未満までできていない
原因を究明し、対策を講じる必要がある。

【０００５】その原因としては、（１）一次電源の電圧
不足、電磁誘導コイル又はケーブルの断線、コンデンサ
の充電不足、制御装置からの動作指令欠如、電磁誘導コ
イルの温度上昇による抵抗増加等の設備上の要因、また
は（２）トーチノズルの材質・形状上の不良、ノズルの
表面の荒れ状態、溶接ワイヤの選択の過誤による非磁性
スパッタの付着、アーク熱の過負荷による高温スパッタ
の非磁性状態等のトーチノズル上の要因、さらには
（３）トーチ位置のティーチング不良、トーチ正規位置
のタイミングと動作指令タイミングとの食い違い、スパ
ッタ除去後のスパッタ残留量に対する判断基準の違い等
の使用上の要因がある。

【０００６】原因究明はこれら一つ一つの要因を想定し
て行わなければならず、一つ一つの要因のチェック作業
をした後、対策を講じる必要がある。このため、原因究
明・対策に多大な時間を要し、設備稼働率の低下等を招
来してしまう。本発明は、上記従来の実情に鑑みてなさ
れたものであって、電磁誘導コイルへの通電作業を行っ
てもスパッタをノズルから除去することができない場合
において、正規のノズルに替えて設けられ、その原因究
明・対策を早期に行い得るスパッタ除去装置作動確認用
ノズルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスパッタ除去装
置作動確認用ノズルは、トーチ本体と、該トーチ本体の
先端に設けられたノズルとを有するＧＭＡ溶接用トーチ
ノズルに用いられ、該トーチ本体に該ノズルに替えて設
けられるスパッタ除去装置作動確認用ノズルであって、
非磁性材料からなる確認ノズル本体と、該確認ノズル本
体に設けられ、磁性材料からなり、前記ノズルの周囲に
所定値以上の磁界の強さが生じれば該確認ノズル本体に
対して変位可能な変位部材とからなることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】ＧＭＡ溶接用トーチノズルのノズルにスパッタ
が堆積した場合、ノズルからスパッタを除去すべく、瞬
間的に大電流を通電せんとする。ここで、ノズルの近傍
に現実に所定値以上の磁界の強さが生じるか否かを確認
するため、正規のノズルに替えてスパッタ除去装置作動
確認用ノズルをトーチ本体に設ける。

【０００９】現実に所定値以上の磁界の強さが生じてい
るならば、非磁性材料からなる確認ノズル本体はその磁
界に影響されないが、この確認ノズル本体に設けられて
いる変位部材は磁性材料からなるためその磁界に影響さ
れて確認ノズル本体に対して変位する。この変位部材の
変位は例えば視覚によって確認可能であるため、変位部
材の変位が確認されれば、現実に所定値以上の磁界の強
さが生じていることとなる。

【００１０】逆に、現実に所定値以上の磁界の強さが生
じていないならば、変位部材は確認ノズル本体に対して
変位しない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。実施例のスパッタ除去装置作動確認
用ノズルを用いるＧＭＡ溶接用トーチノズルでは、図１
に示すように、筒状のトーチ本体１の側面にガス流入口
１ａが開口され、トーチ本体１の先端には筒状のノズル
（図示せず）が螺合されている。ガス流入口１ａから内
部に流入されるシールドガスはノズルで流出可能になさ
れている。

【００１２】また、トーチ本体１内には、図示しない母
材とともに溶接電源と接続されるチップボデー３が配置
され、このチップボデー３の先端にはコンタクトチップ
４が取り付けられている。チップボデー３及びコンタク
トチップ４内には図示しないスプールから順次供給可能
な溶接ワイヤ５が挿入され、これによりこの溶接ワイヤ
５はコンタクトチップ４の先端から順次導出可能になさ
れている。

【００１３】このトーチノズルは、ＧＭＡ溶接によって
ノズルにスパッタが堆積した場合、ノズルからスパッタ
を除去すべく、スパッタ除去装置が設けられる。すなわ
ち、ノズルの周囲には電磁誘導コイル９が配設される。
この電磁誘導コイル９にはケーブルにより整流回路１０
とコンデンサ１１とが並列に接続され、整流回路１０と
コンデンサ１１との間にはスイッチ１２が設けられ、電
磁誘導コイル９とコンデンサ１１との間にもスイッチ１
３が設けられている。また、整流回路１０にはケーブル
により交流電源１４が接続されている。スイッチ１２、
１３は図示しない制御装置により開閉可能になされてい
る。

【００１４】そして、スパッタ除去装置を作動させる。
これにより、スイッチ１２が閉じられ、コンデンサ１１
が交流電源１４により充電されているはずの状態から、
制御装置からの動作指令によりスイッチ１３が閉じら
れ、電磁誘導コイル９に瞬間的に大電流が通電されるは
ずである。こうして通電作業を行うことにより、現実に
所定値以上の磁界の強さが生じている場合は、ノズルの
近傍に所定値以上の磁界が発生し、これによる電磁力に
よりスパッタをノズルから除去できる。

【００１５】しかし、通電作業を行っても、現実には所
定値以上の磁界の強さが生じていない場合、ノズルの近
傍には所定値以上の磁界が発生せず、スパッタがノズル
に残留してしまう。このノズルによりＧＭＡ溶接を再開
すれば、シールドガスの流れが乱れ、シールド効果の低
下による溶接欠陥等を生じてしまう。このため、正規の
ノズルに替え、実施例のスパッタ除去装置作動確認用ノ
ズルをトーチ本体１に設ける。

【００１６】すなわち、トーチ本体１の先端からノズル
を外し、代わりに筒状の銅製の確認ノズル本体２を螺合
させる。確認ノズル本体２の外周面には複数個の凹部２
ａが凹設され、各凹部２ａ内には圧縮したコイルばね６
を介してボール７が凹部２ａから突出可能に収納されて
いる。また、この確認ノズル本体２の下端にはフランジ
２ｂが設けられている。

【００１７】かかる確認ノズル本体２の外周面には筒状
の鉄製の変位部材８が軸方向に摺動可能に設けられてい
る。この変位部材８の内周面には上方側から下方側へと
径を拡大させる段部８ａが形成されており、この段部８
ａは確認ノズル本体２のフランジ２ｂの上面と当接して
変位部材８を抜け止めするようになされている。また、
この変位部材８の小径の内周面にはリング状の固定溝８
ｂが凹設されている。常態においては、図２に示すよう
に、固定溝８ｂ内に凹部２ａから突出したボール７が収
納され、変位部材８の下端面が確認ノズル本体２の下端
面とほぼ等しい状態になされている。

【００１８】トーチノズルを上記のように構成し、電磁
誘導コイル９への通電作業を行い、現実に所定値以上の
磁界の強さが生じるか否かを確認する。ここで、確認ノ
ズル本体２の近傍に現実に所定値以上の磁界の強さが生
じているならば、非磁性材料からなる確認ノズル本体２
はその磁界に影響されないが、変位部材８は磁性材料か
らなるためその磁界に影響されて下方への磁力を受け
る。この磁力により変位部材８は、図３に示すように、
コイルばね６の付勢力に抗して固定溝８ｂ内からボール
７を凹部２ａ内に押し込み、その段部８ａが確認ノズル
本体２のフランジ２ｂと当接するまで、矢印のように、
変位する。

【００１９】この変位部材８の下方への摺動は視覚によ
って確認可能である。この場合には、確認ノズル本体２
の近傍に現実に所定値以上の磁界の強さが生じているこ
ととなる。このため、これでも溶接欠陥等が生じる原因
は、トーチノズル上の原因に限られる。つまり、トーチ
ノズルの材質・形状上の不良等が要因であり、トーチノ
ズルをチェックをすれば原因が究明される。

【００２０】逆に、確認ノズル本体２の近傍に現実に所
定値以上の磁界の強さが生じていないならば、変位部材
８は、図２に示すように、常態を維持し、確認ノズル本
体２に対して下方へ摺動しない。この変位部材８の常態
の維持も視覚によって確認可能である。この場合には、
確認ノズル本体２の近傍に現実には所定値以上の磁界の
強さが生じていないこととなる。このため、溶接欠陥等
が生じる原因は、設備上の原因や使用上の原因に限られ
る。つまり、一次電源の電圧不足等により電磁誘導コイ
ル９に所望の電流が流れていないことやトーチ位置のテ
ィーチング不良が要因であり、トーチノズルは要因を有
さない。このため、設備や使用上の要因をチェックすれ
ば原因が究明される。

【００２１】したがって、このスパッタ除去装置作動確
認用ノズルを用いれば、確認ノズル本体２の近傍に現実
に所定値以上の磁界の強さが生じているか否かを視認す
ることができるため、溶接欠陥等が生じる原因が限定さ
れ、チェック作業を早期に行うことができる。このた
め、このスパッタ除去装置作動確認用ノズルを使用すれ
ば、設備稼働率の向上等を図ることができる。

【００２２】なお、上記実施例では、確認ノズル本体２
に対して変位部材８が摺動することによる変位部材８の
下端面と確認ノズル本体２の下端面との位置関係を変位
部材８の変位としているが、他の変位を生じさせて、こ
れを確認する構成にすることもできる。また、変位の確
認も視覚による場合ばかりでなく、電気的な信号等によ
る確認も可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のスパッタ
除去装置作動確認用ノズルでは、請求項記載の構成を採
用しているため、現実に所定値以上の磁界の強さが生じ
ているか否かを確認することができる。したがって、こ
のスパッタ除去装置作動確認用ノズルを使用すれば、通
電作業が行われてもスパッタをノズルから除去できない
場合において、その原因を限定することができるため、
チェック作業を早期に行うことができる。こうして、こ
のスパッタ除去装置作動確認用ノズルでは、設備稼働率
の向上等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のスパッタ除去装置作動確認用ノズルを
設けたトーチノズルの略全体断面図である。

【図２】実施例のスパッタ除去装置作動確認用ノズルを
設けたトーチノズルに係り、常態における要部拡大断面
図である。

【図３】実施例のスパッタ除去装置作動確認用ノズルを
設けたトーチノズルに係り、下方への摺動時における要
部拡大断面図である。

【符号の説明】

１…トーチ本体９…電磁誘導コイル２…確
認ノズル本体８…変位部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トーチ本体と、該トーチ本体の先端に設け
られたノズルとを有するガスシールド金属アーク溶接用
トーチノズルに用いられ、該トーチ本体に該ノズルに替
えて設けられるスパッタ除去装置作動確認用ノズルであ
って、非磁性材料からなる確認ノズル本体と、該確認ノズル本
体に設けられ、磁性材料からなり、前記ノズルの周囲に
所定値以上の磁界の強さが生じれば該確認ノズル本体に
対して変位可能な変位部材とからなることを特徴とする
スパッタ除去装置作動確認用ノズル。