JPH01500977A - ガスシールド非消耗電極アーク溶接用スイベルヘッド溶接トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスシールド非消耗電極アーク 溶接用スイベルヘッド溶接トーチ 〔技術の分野〕 この発明は、一般的に見て金属のアーク溶接に関し、特に、ガスシールド非消耗 電極アーク溶接用スイベルヘッド（旋回可能へラド）溶接トーチに関するもので ある。

〔発明の背景〕

この技術の現状において、ガスシールド非消耗電極アーク溶接用のスイベルヘッ ド溶接トーチは本体、それに設けられたスイベルヘッド、そして電流及びガス供 給ケーブル及びホースより構成されていることが知られている（例えば、ｔｌｓ ｓＲ発明者証第２３０．３４５．　（Ｊ、８２３に９／１６．１９６６・６・２ ８）。

前記トーチヘッドは分割され、２部分で構成されている。

前記各部分は相互に旋回状態にあり、結合面は前記トーチ本体の軸に通常４５° の角度で形成されている。

前記トーチの構造は、単一平面内で、そのヘッドの単純な回転を与えることがで きないので、前記ヘッド傾斜の横方向の角度に対して補償をするために、修正を 導入しなければならない、このヘッドの傾斜はいつも形成されがちであり、そし てトーチ本体がその長手軸に関し反対の方向に旋回するので、それは必ずしも好 ましくない、その結果前記本体に強固に結合された前記トーチヘッドは、作業者 に対して不便な姿勢をとらせ、これにより作業者の疲労が増加し、労働生産性が 低下する。前記ヘッドの不便な姿勢はヘッド旋回の拘束なしの角度のために強化 される。但し、この角度は前記トーチ本体の軸に関し、９０から１８０°までの 間にある。

更に又、前記トーチヘッドへの電流出口線とガス供給ホースの近接した配列が溶 接操業の間加熱されがちになり、電流の出口線やガスホースの、そしてトーチ全 体の実用寿命に不利な影響を与える。前記溶接トーチは、特定材料の消耗が比較 的高いこと、およびその構造の保守性が低いことにより特徴づけられる。

ガスシールド非消耗電極アーク溶接用スイベルヘッド溶接トーチの他の先行技術 （例えば、米国特許第２，９８６，６２４．　ｃｘ。

２１９−７５．１９６１・５・３０）はヘッド、外側が電気絶縁材で覆われた２ 本の電気供給導管、これらの導管の端部複数の一方が前記トーチ本体へ、他の端 部が前記ヘッドに連結されている、以上の構成が知られている。

シールドガスは３番目の導管を通して前記トーチヘッドへ送られる。この３番目 の導管は又、その端部の１つによりトーチ本体に連結されており、そして他の端 部により前記ヘッドに連結されている。３本の導管全てと前記ヘッドとの連結単 位は同時に前記スイベルヘッドの結合単位として作動する。

このスイベルヘッドは電流−伝導導管を通した水で冷却されるが、この導管は前 記へラドの外周に沿って前記単位の固定場所にハンダ付けをしてループを形成す る。前記ガス供給導管は又、前記スイベル単位の環状ガス室と連結し、前記単位 の同じ固定場所にハンダ付けされる。この室は前記スイベル単位の結合面から分 離されており、そこからのガス洩れを防止するために弾性プラスチック材料の密 閉キャンプを有している。前記ヘッドは同時に前記スイベル単位の移動可能な要 素として作動する。ダクトはスイベル単位を通り前記ヘッド内部と前記スイベル 単位のガス室とを連結するように伸びている。前記スイベル単位の移動可能部材 と固定部材の両方はあらかじめ選択された旋回角度で、ねじによりその場所に固 定される。溶接トーチの構造配置はこのように非常に複雑になっており、前記ト ーチヘッドは、１８０６を越える角度に旋回し得ないようになっている。それは 、このような旋回は、前記導管が前記スイベル単位の固定部材に強固に結合され た前記導管により防止されているからである。更に又、前記ヘッドの旋回の角度 を変化させなければならないときは、前記スイベル単位のねじをゆるめ、そして 再度締める必要がある。

その結果、前記ヘッドは作業者に対し不便になるように、配置されるようになり 、また作業者の労働生産性に悪影響を与えるようになる。前記トーチ本体に強固 に締めつけられたガス　及び電流供給導管は前記トーチ本体の長手方向軸に関し 、前記トーチヘッドの長さと回転について、前記トーチの調整を行う。これは高 度の溶接技術に関連した困難さを必要とするし、また、この場合に、このような 溶接トーチの適用分野に非常な制限を負わせる。更に、前記トーチに対する水冷 却システムの提供は循環する空気のサブゼロ温度に於て大気での操業に不適当性 を与えるか、或いは冷媒として不凍溶液を使用する特別な密閉回路型強制循環冷 却システムの採用による設備の複雑化に遭遇する。

水冷のないトーチの適応は設備の見地からみて許されてない、このことは前記ト ーチの通用の分野を甚るしく制限する。

〔発明の内容〕

この発明の主題は次のような特徴を有するガスシールド非消耗電極アーク溶接用 スイベルヘッド溶接トーチを提供するにある。即ち前記トーチヘッド及び本体と 前記電流供給導管の連結並びに電流ガス供給システムが前記トーチヘッドを無制 限な旋回角度で旋回可能とし、同時に、前記トーチの長さの制御、前記トーチ構 造の簡素化、溶接作業者の労働生産性の向上、そして前記トーチ適用分野の拡大 を可能にならしめることである。

この目的は以下の事実に基づき達成される。即ち、ヘッド、外部が電気絶縁材で 覆われた２本の電気供給導管、この導管・端部の１本を前記トーチ本体に設け、 一方他の端部（複数）が前記ヘッドに連結されて構成されているガスシールド非 消耗電極アーク溶接用スイベルヘッド溶接トーチにおいて、前記電流供給導管は この導管の端部に取付けられ、かつ互に対向している接続部材と、この接続部材 を受入に適合し前記ヘッド内に設けられ、かつ前記接続部材の外表面の形状に適 応するよう成形されている孔とを介して前記ヘッドに連結されていることを特徴 とする。更に、前記電流供給導管はガス源と連通し、かつ、上記ケーブル接続部 材は中空ダクトを有し、前記ヘッドの内部空間は前記ヘッドに関しばね駆動せし められ、且つ前記トーチ本体に関し長手方向に首振り可能と回転可能である前記 電流供給導管の中空部分と連結している。

この提案された発明は前記トーチの構造を簡略化せしめることができ、定格アン ペア数や負荷時間率に影響を与えずに、その全体にわたる寸法と質量を減少し、 溶接作業者の疲労を少なくし、労働条件を改善して作業者の労働生産性を向上し 、前記トーチを長時間維持せしめると共に、その通用範囲を相当に拡大するもの である。

〔図面の簡単な説明〕

この発明による明確な構造の実施例を添付図面を参照にして以下に述べる。

第１図は本発明に係る手作業溶接トーチの概略図、第２図は本発明に係る作業状 態の手作業溶接トーチの概略図、 第３図は本発明に係る近接が困難な場所での作業状態の手作業溶接トーチの概略 図、 第４図は本発明に係る機械化溶接トーチの概略図である。

〔発明の最適実施例〕

ガスシールド非消耗電極アーク溶接用スイベルヘッド溶接トーチは、直径方向に 相対する２個の孔２を有するヘッド１（第１図）と、外部電気絶縁体４で覆われ た２本の電流供給」管３を含んでなる。前記導管３は導管３の端部に固定され、 互に対向している接続部材５を介して前記ヘッド１に連結されている。前記接続 部材５は前記孔２へ嵌入されるが、この孔２は前記接続部材５の外面形状に適合 するように形成されている。前記導管３の各地の端部はトーチ本体７に設けられ た挿入部材６中に設置される。この挿入部材６は前記本体７の長手軸方向に関し て回転可能に、且つ、所望の位置に保持できるように設けられて−いる。更に、 前記導管３はばね駆動され、かつ、挿入部材６と本体７に関し長手方向に首ふり 可能となっており、このことが、接近困難な場所における溶接の為に、前記導管 ３が挿入部材６と本体７から伸び出ているので、トーチの長さを増大、又は減少 可能にするものである。

また、前記導管３は電流、ガス供給管８を介してガス源９に連結されている。そ して、前記接続部材５はダクト１０を通して構成されているので、前記ヘッド１ の内孔部と前記導管３の内孔部とが通じている。押ボタン１１は前記本体７上に 設けられ、トーチ操作の制御を行う。

溶接アーク１４（第２図、第３図）は非消耗電極１２と加工物との間に発生する 。

こ＼で提示したトーチは溶接の機械化に有効に使用される。

溶接の機械化の為にトーチの実現可能な代替装置は第４図に図示される。この場 合、前記トーチ本体７はアーク形成面に直角な面に配置されるが、一方、加工物 １３の表面の上方における前記ヘッド１の配置の高さと、種々なスポットの面に おける前記電極１２の傾斜角は、前記挿入部材６と本体７から前記導管３を伸び 出させて、前記接続部材５を通る軸の回りに前記ヘッド１を回転させ、そして、 本体７の長手方向軸に関して挿入部材６を導管３およびヘッド１と一緒に回動す ることによって容易に調整することができる。特別の補償はないが、前記首振り 、回転の機構は、今迄知られた自動アーク溶接機の構造の場合にも利用すること ができ、溶接トーチの構造を実質的に単純化し、その特定材料の消耗の減少　と その全体の寸法の減少に有効である。

この発明の溶接トーチは以下のように操作する。作業者のき＼腕がどちらかによ り、（即ち、手作業溶接の場合の右手又は左手）、作業者は前記ヘッド１　（第 ２図、第３図）を前記本体７の軸に対し必要なだけ回転させ、かつ本体７を制御 ボタン１１が作業者の使用し易い位置に位置するように配置することにより、本 体７を所定姿勢に規定しなけれらばならない０次いで電源電圧とシールドガスが 導管３へ連結されたホース８に沿って、前記ボタン１１を押すか、或いは制御盤 から間接的操作により　（機械化された溶接の場合）、供給される。前記シール ドガスは前記接続部材５内（第１図）の前記導管３とダクト１０に沿って前記へ フド１の内部へ送り込まれる。

前記調節ずみのトーチが必要な場所に調整されたのち、作業者は前記非消耗電極 １２と加工物工３との間に溶接アーク１４（第２図、第３図）を点火させ、溶接 工程を稼動開始する。この場合の溶接電流はガスの流れと同じ道順に沿い、即ち 、前記導管３及び前記へソド１に設けられた孔２に密に嵌入した前記接続部材５ （第１図）を通る電流−ガス供給ホース８に沿い、電源（図省略）から供給され る。

前記接続部材５は、例えば円錐形、球形、或いは他のいかなる形状で構成しても よく、前記ヘッド１の孔２が接続部材５の外面をなぞるような、同一形状で構成 され、接続部材５を密接に包囲する。

このようなヘッド１と導管３の結合は相互間で回転可能に構成され、そしてばね 駆動の導管３を単に分離することにより迅速に解体することができる。（突発的 に修理が必要とされるときはいつでも）これがヘッド１の旋回の角度が制限され ず、Ｏから３６０°の間で選択することができる理由であり、このことが、作業 者がいづれかの手（手作業溶接の場合）でまた、いかなる場所においても便利に 作業し得るようにし、制御ボタン１１　（トーチ本体７上に配置されている）を いづれかの側から使用するときの、溶接作業者個々の溶接作業をすることを可能 にし、そして、非常に困難な状態や、接近の難かしい場所（第３図）でのトーチ の通用の分野を相当に拡大する。前述の全てはトーチ本体７の軸に関し、導管３ の長手方向首振り可能と回転可能によってまた増強される。

前記挿入部材６の設備はそれ自身の軸のまわりを回転可能に前記本体７内に装備 されているので、前記導管３は前記ヘッド１に沿って前記トーチ本体７の同じ軸 のまわりを回転又は旋回することができる。

従来知られた溶接トーチ内に片側のシールドガスが供給されるのとは異なり、両 側のガスが接続部材５を経由してヘッド１へ供給され、所望の溶接トーチへ運ば れ、溶接ゾーンを保護するために均一なガスが前記トーチから注がれる。これに より、前記へソド１の内部部材の構造は単純化され得る。

当該溶接トーチは構造上単純であり、特定材料の消耗が比較的に低いことを特徴 とし、水冷却を必要とせず、高い溶接アンペア数（２００Ａ以上）で操業ができ 、かつ、１００パーセント効率要素を有する。

溶接トーチの前述の構造上の特徴は、従来の技術的解決策に比較すれば作業者の 労働条件を甚るしく改善し、作業者の疲労を少くし、労働生産性を向上し、より 長時間のトーチの保守を可能にし、これとともにトーチの使用範囲を拡大し、特 に下向き以外の溶接姿勢の場合に、接近が難かしい又は困難な場所で溶接すると きの直立条件のもとで特に顕著である。

〔工業的応用〕

この発明は鉄金属、非鉄金属及びそれらの合金から種々な溶接構造物及び溶接物 の製造における応用を見出すことができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ヘッド（１）と外部電気絶縁体（４）を有する２本の電流供給導管（３）と トーチ本体（７）を含み、そして各電流供給導管はその端部の１つによって前記 トーチ本体（７）に連結されており、かつ、前記導管の他の端部は前記ヘッド（ １）へ連結されている溶接トーチにおいて、前記電流供給導管（３）はこの導管 （３）の端部に取付けられ、かつ互に対向している接続部材（５）と、この接続 部材（５）の受入れに適合し、前記ヘッド（１）内に設けられ、かつ、前記接続 部材（５）の外表面の形状に適応するように成形されている孔（２）とを介して 、前記ヘッド（１）に連結されており、更に又、前記電流供給導管（３）はガス 源（９）に連通し、かつ、前記接続部材（５）は前記ヘッド（１）の内部空間と 電流供給導管（３）の内部空間との間の連通を構成している中空ダクト（１０） を有し、前記導管（３）は前記ヘッド（１）に強固に結合され、かつ、前記トー チ本体（７）に関し長手方向に首振り可能に、かつ、回転可能に取付けられてい ることを特徴とするガスシールド非消耗電極アーク溶接用スイベルヘッド溶接ト ーチ。