JPH07155958A - ガスシールドアーク溶接機用トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造でトーチの先端へのスパッタの付
着を減少する。 【構成】 ガスシールドアーク溶接機用トーチ５は、連
続して供給された溶接ワイヤによりシールドガス雰囲気
中でアーク溶接を行うためのものであって、ワイヤ支持
部２３とノズル本体２２とコイルライナー２０とエアブ
ローアダプタ２４とを備えている。ワイヤ支持部２３
は、溶接ワイヤ２６を支持する。。ノズル本体２２は、
ワイヤ支持部２３の周囲に間隔を隔てて配置され、先端
にカーボン製の被覆部２５が配置されている。コイルラ
イナー２０は、ワイヤ支持部２３とノズル本体２２との
間の空間３４にシールドガスを供給するとともにノズル
本体２２の中心に溶接ワイヤ２６を供給するための部材
である。エアブローアダプタ２４は、空間３４にスパッ
タ除去用の高圧空気を供給するための部材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接機用トーチ、特
に、連続して供給された溶加材によりシールドガス雰囲
気中でアーク溶接を行うガスシールドアーク溶接機に用
いられるトーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】不活性ガスや炭酸ガス等のシールドガス
雰囲気中でアーク溶接を行うガスシールドアーク溶接法
では、溶加材である溶接ワイヤを支持する支持部と、支
持部の周囲にシールドガスを噴出するためのノズルとを
備えたトーチが用いられている。ガスシールドアーク溶
接法では、溶接部におけるアーク及び溶融金属が不活性
ガスに包まれるので、溶融金属の酸化及び窒化が起こら
ない。また、溶剤を用いないので、溶剤による錆発生の
おそれがない。

【０００３】この種のガスシールドアーク溶接法に用い
るトーチとして、特開平５−１６９２６９号に開示され
たものが知られている。この溶接機用トーチは、トーチ
の先端へのスパッタの付着を減少するために、溶加材支
持部の周囲に水冷用の包被部材を設けるとともに、トー
チの先端に付着したスパッタを除去するために、トーチ
の先端にスパッタ除去用の空気を供給できるようガス供
給部を設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のトーチで
は、溶加材支持部の周囲に配置された包被部材を冷却す
ることにより、溶融したスパッタがただちに固化される
ので、トーチの先端にスパッタが付着しにくくなる。ま
た、トーチの先端にスパッタが付着しても、トーチの先
端にスパッタ除去用の空気を供給することにより付着し
たスパッタを除去できる。この結果、スパッタ付着によ
り生じる不活性ガスの噴出量の減少を防止でき、酸化及
び窒化等が生じにくくなり、溶接不良が減少する。しか
し、前記従来の構成では、包被部材に冷却のための水を
流通させるジャケットを設けなければならないので、ト
ーチの先端の構造が複雑になる。

【０００５】本発明の目的は、簡単な構造でトーチの先
端へのスパッタの付着を減少することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガスシール
ドアーク溶接機用トーチは、連続して供給された溶加材
によりシールドガス雰囲気中でアーク溶接を行うための
ものであって、溶加材支持部とノズル部とシールドガス
供給部と気体供給部とを備えている。溶加材支持部は、
溶加材を支持するためのものである。ノズル部は、溶加
材支持部の周囲に間隔を隔てて配置され、先端にカーボ
ン製の被覆部が配置されたものである。シールドガス供
給部は、溶加材支持部とノズル部との間にシールドガス
を供給するためのものである。気体供給部は、溶加材支
持部とノズル部との間に、スパッタ除去用の気体を供給
するためのものである。

【０００７】

【作用】本発明に係るガスシールドアーク溶接機用トー
チでは、溶接の際には、溶加材支持部に支持された溶加
材が連続して供給され、それとともに、シールドガス供
給部により溶加材支持部とノズル部との間にシールドガ
スが供給される。この結果、溶接部分におけるアーク及
び溶融金属が不活性ガスに包まれて溶接される。このと
き、溶融金属がノズル部の先端にスパッタとなって飛散
する。しかし、ノズル部の先端にカーボン製の被覆部が
配置されているので、簡単な構造で飛散したスパッタの
ノズル部の先端への付着を防止できる。そして何回かの
溶接の後に、気体供給部により溶加材支持部とノズル部
との間にスパッタ除去用の気体を供給すると、ノズル部
の先端にスパッタが付着しても気体により吹き飛ばされ
て除去される。このため、トーチ先端へのスパッタの付
着を減少できる。

【０００８】

【実施例】図１において、本発明の一実施例が採用され
たイナートガスシールドアーク溶接機１は、溶接電源２
と、ガス供給装置３と、ワイヤ供給装置４と、トーチ５
とから主に構成されている。溶接電源２は、３相２００
ボルトの交流電源から直流の溶接電流を生成するための
ものである。溶接電源２は、制御部１４を備えており、
制御部１４にはリモコン１５が接続されている。また、
溶接電源２にはアース電極１６が接続されている。

【０００９】ガス供給装置３は、高圧のアルゴンガスが
充填されたアルゴンガスボンベ６と、高圧の炭酸ガスが
充填された炭酸ガスボンベ７と、アルゴンガスと炭酸ガ
スとを混合する混合室８とを備えている。アルゴンガス
ボンベ６と混合室８との間にはアルゴンガス流量調整器
９が配置されている。また、炭酸ガスボンベ７と混合室
８との間には炭酸ガス流量調整器１０が配置されてい
る。混合室８には、配管及びゴムホースを介して混合防
止回路３５が接続されている。混合防止回路３５には、
たとえば、１ＭＰａの圧縮空気を発生する高圧コンプレ
ッサーからなる図示しない空気源も接続されている。混
合防止回路３５は、空気源またはガス供給装置３から供
給された空気または炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガ
スの供給を制御するとともに、空気と混合ガスとの混合
を防止するために設けられている。混合防止回路３５
は、ゴムホース１７を介してトーチ５に接続されてい
る。

【００１０】ワイヤ供給装置４は、溶接ワイヤを巻き付
けたワイヤリール１１を取り付けるためのワイヤリール
取付部１２と、ワイヤリール１１に巻き付けられた溶接
ワイヤをトーチ５内に供給するためのフィードローラ１
３とを備えている。フィードローラ１３は、溶接ワイヤ
を溶接スピードに対して一定のスピードでトーチ５に供
給する。

【００１１】トーチ５は、混合ガスまたは高圧空気を流
通させかつ溶接ワイヤを挿通するためのコイルライナー
２０と、コイルライナー２０の先端に取り付けられたト
ーチノズル２１とを備えている。コイルライナー２０の
基端には、前述した混合防止回路３５からのゴムホース
１７が接続されている。トーチノズル２１は、図２に示
すように、有底円筒状の無酸素銅製のノズル本体２２
と、ノズル本体２２の底部に同心にねじ留めされ、かつ
中心軸に沿って突出するワイヤ支持部２３と、ノズル本
体２２の底側外周２か所に対向配置されたアルミニウム
製のエアブローアダプタ２４とから主に構成されてい
る。ノズル本体２２の先端側開口には、つば付円筒状の
カーボン製の被覆部２５がネジ留めされている。この被
覆部２５は、ノズル本体２２の先端から所定部位奥側ま
での内周面を覆うように配置されている。被覆部２５
は、ノズル本体２２にネジ留めされているので、ノズル
本体２２に対して着脱可能である。

【００１２】ワイヤ支持部２３には、その中心に溶接ワ
イヤ２６を挿通するための、ワイヤ径と略同内径のワイ
ヤ孔２７が形成されている。ワイヤ孔２７は、溶接ワイ
ヤ２６を軸方向に移動自在に支持している。このワイヤ
支持部２３は、溶接電源２に電気的に接続されており、
溶接電極としての機能を有している。またワイヤ支持部
２３の基端側には、ワイヤ孔２７より大径の孔２８が形
成されている。この孔２８は、コイルライナー２０内の
孔２９に連通している。孔２８の先端には、ワイヤ支持
部２３の外周面とノズル本体２２の内周面とで形成され
る空間３４に連通する連通孔３０が形成されている。

【００１３】エアブローアダプタ２４の端部には空気供
給口３２が形成されており、内部にはノズル本体２２の
基端側外周に形成された空気導入口３１と空気供給口３
２とを連通する空気導入孔３３が形成されている。空気
供給口３２は、ゴムホース（図示せず）を介して混合防
止回路３５に接続されている。混合防止回路３５は、溶
接時に、空気の混入により生じるブローホールを防止す
るために、シールドガス（混合ガス）に空気が混入しな
いようにする回路である。混合防止回路３５は、図３に
示すように、ガス供給源３から供給されたアルゴンガス
と炭酸ガスとの混合ガスを開閉するシールドガス開閉弁
４０と、空気源からの高圧空気をそれぞれ開閉する空気
開閉弁４１，４２と、空気開閉弁４１，４２にそれぞれ
接続された混合防止弁４３，４４とを有している。シー
ルドガス開閉弁４０は、たとえば直動式の２ポート弁で
あり、空気開閉弁４１，４２は、たとえばパイロット式
２ポートピストン駆動弁である。また混合防止弁４３，
４４はたとえば３ポートポペットタイプ弁である。シー
ルドガス開閉弁４０と混合防止弁４４とはゴムホース１
７を介してコイルライナー２０の空気接続口（図示せ
ず）に接続されている。また混合防止弁４３は、ゴムホ
ースを介してトーチノズル２１に設けられたエアブロー
アダプタ２４の空気供給口３２に接続されている。

【００１４】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。溶接時には、空気開閉弁４１，４２を遮断状態にし
て、混合防止弁４３，４４を排気状態にする。そして、
シールドガス開閉弁４０を開放状態にしてガス供給装置
３から供給されたアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガス
をトーチノズル２１の先端から噴出させる。これによ
り、溶接作業中において、溶融材と空気との遮断を行
う。溶接時には、空気開閉弁４１，４２がともに遮断状
態であり、混合防止弁４３，４４は共に排気状態である
ので、空気開閉弁４１，４２から空気がリークしても、
リークした空気はリーク防止弁４３により排気される。
この結果、溶接時に空気がトーチ５へ供給されない。こ
の溶接中には、スパッタが生じると、その一部がノズル
本体２２の先端に付着しようとするが、ノズル本体２２
の内周側先端には、カーボン製の被覆部２５が配置され
ているので、発生したスパッタが付着しずらくなる。

【００１５】何回かの溶接が終了すると、空気開閉弁４
１，４２をともに開放状態にするとともに、混合防止弁
４３，４４をともに開放状態にする。また、シールドガ
ス開閉弁４０を遮断状態にする。この結果、空気源から
の高圧空気が空気供給口３２及びコイルライナー２０に
供給される。空気供給口３２に供給された空気は、ノズ
ル本体２２の側面の空気導入口３１からノズル本体２２
の内周側の空間３４に噴出される。また、コイルライナ
ー２０に供給された空気は、連通孔３０を介してコイル
本体２０の内周側の空間３４に噴出される。そして、空
間３４に噴出したこれらの空気が被覆部２５に付着した
スパッタを吹き飛ばして除去できる。

【００１６】このトーチ５を用いると、カーボン製の被
覆部２５を先端に配置するとともに、高圧の空気を供給
するという簡単な構成でスパッタの付着を防止できる。
このため、トーチ５の重量を軽減でき、自動化した場合
の自動化装置の容量を小さくできる。また、カーボン製
の被覆部２５をねじ込みにより着脱自在にしているの
で、スパッタ付着性能が劣化した際には、それを交換す
ることにより長期間のスパッタ除去効果を得ることがで
きる。さらに、溶接時の空気のシールドガスへの混合を
防止しているので、空気の混入によるブローホールの発
生を防止できる。 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例において、被覆部２５の先端を丸く
面取り加工してもよい。これによりさらにスパッタ付着
を低減できる。 （ｂ） スパッタ除去用の気体として高圧の空気を用い
たが、窒素ガス等の他の気体を用いてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明に係るガスシールドアーク溶接機
用トーチでは、ノズル部の先端にカーボン製の被覆部を
配置するとともに、溶加材支持部とノズル部との間にス
パッタ除去用の気体を供給しているので、スパッタ等が
飛散しても被覆部に付着しずらくなり、また、溶接後に
スパッタが付着しても直ちに除去できる。このため、水
冷ノズルに比べて簡単な構造でスパッタの付着を減少で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用したイナートガスシー
ルドアーク溶接機の側面図。

【図２】トーチの断面部分図。

【図３】混合ガス防止回路の回路図。

【符号の説明】

１ イナートガスシールドアーク溶接機 ３ ガス供給装置 ５ トーチ ２１ トーチノズル ２２ ノズル本体 ２３ ワイヤ支持部 ２４ エアブローアダプタ ２５ 被覆部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続して供給された溶加材によりシールド
   ガス雰囲気中でアーク溶接を行うガスシールドアーク溶
   接機用トーチであって、 前記溶加材を支持するための溶加材支持部と、 前記溶加材支持部の周囲に間隔を隔てて配置され、先端
   にカーボン製の被覆部が配置されたノズル部と、 前記溶加材支持部とノズル部との間に前記シールドガス
   を供給するためのシールドガス供給部と、 前記溶加材支持部とノズル部との間にスパッタ除去用の
   気体を供給するための気体供給部と、を備えたガスシー
   ルドアーク溶接機用トーチ。