JPS5853381A - 自動溶接装置用の水冷式ガスシールド溶接トーチ - 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】 本発明は、融解電極による溶接用の改良された保護ガス
冷却溶接バーナー、特に周期的に吹き飛ばすことにより
清掃できる自動溶接装置用のバーナーに関する。

溶接技術においては、融解する無端電極による保護ガス
溶接のために、自動的に作動する装置用の冷却されるバ
ーナーいわゆるロボットバーナーが知られている。この
種のバーナーは時々ガスノズルの清掃を必要どする。清
掃周期の間の期間は、バーナーがどの」、うな温度に達
するか、そして高温においてガスノズル上に不可避的に
起こる溶接の小滴が永続的に粘着固化するかどうか、そ
してその旧著により最終的に溶接工程が妨げられるかど
うかによって定まる。

本発明の課題は、ロボットバーナーとｔ〜で自動的に作
動する溶接装置に使用可能であって、周期的に内部から
中心に向かって吹７飛ばｌ−が可能で、かつガスノズル
の領域におけるその冷却を、小滴が永続的に粘着固化さ
れることがフｆく、常に吹き飛ばしが可能であるように
改良した保護ガス溶接バーナーを開発することであった
。

本発明者らは、内側溝伺き筒管の縦方向の溝の前端が小
滴防護体の領域内で流体ノズルの前方で開口し、他端が
バーナ一体の内部の環状室に達して終わること（ａ）、
内側溝付き筒管と共軸に、これと絶縁層により電気絶縁
されて外側溝付き筒管が存在し、これはガスノズル受容
体の中まで延び、外套管により囲まれて縦方向差込み溝
が冷却水導管を形成しており、これがガスノズル受容体
内でのその末端において環状溝に。

より相互に結合されていること（ｂ）、ならびにバーナ
一体の内部で第一の孔管を設けてこれにより冷却水導管
の一群と冷却水加入口とを連結させ、第２の孔管を設け
てこれにより冷却水導管の他の群と冷却水排出口とを連
結させ、そして孔管がガス−空気合流管を環状室と、内
側溝付き筒管の溝の端部において結合させていることの
３要件を満たすとき、又はさらにガスノズル受容体の上
に設置されたガスノズルが、ねじ締めできる圧着環によ
り固定化され文いるとき、融解電極、ガスノズル、外套
管の端部上に設置されたガスノズル受容体、それに接し
て配置された小滴防護体、被覆により外部と電気絶縁さ
れた安全ガス冷却される流体供給用バーナー筒を有し、
その前端に流体ノズルが配置され、そして薄壁の外側溝
付き筒管の内部に設けた筒管が、縦方向に延びる溝を有
し、かつバーナー管の他端に、ホース受容部が接続する
バーナ一体を備えた、溶接用のガスシールド溶接バーナ
ーにより、前記課題が解決されることを見出した。

特許請求の範囲第３．４及び５項には、本発明の優れた
実施態様が示されている。

本発明の保護ガス溶接バーナーは、不可欠の清掃用吹出
し装置を備えたいわゆるロボットバーナーである。周期
的に必要な清掃は、ガスノズルの内から外へ空気を吹惠
出すことにより行われる。空気又は圧搾空気には、ガス
ノズルにおける小滴の永続的な粘着を避けるために、好
ましくは分離剤が添加される。これによって、ガスノズ
ルを取り除いて機械的に清掃する必要なしに、強力な空
気の衝撃による簡単な吹飛ばしによって、堆積する小滴
を除去することができる。この効果をできるだけ持続さ
せるためには、一方では不要粒子及び小滴の焼き付きを
避けるため、ガスノズル及びバーナーがその範囲でよく
冷却されること、他方では内から外へ吹き出すために充
分な空気を用いることが重要である。

それは、バーナーが直接冷却されるガスノズルを有し、
これによってガスノズル受容体が水冷され、そしてさら
に溝のある内側筒管を介して、保護ガスによる直接ガス
冷却が行われることにより達成される。絶縁層の比較的
良好な熱伝導性によって、内部領域は間接に、さらにま
た外側溝付き筒管中の冷却液により冷却される。

ホース受容部を通じてバーナーに水及び保護ガスの一緒
の流れを、ならびに吹出し空気を電極に供給する。本発
明の装置ではバーナ一体の領域で、供給された材料の分
配が行われる。外側溝付き筒管の内部では、この管の末
端で流体ノズルまで溶接用針金及び溶接用らせん針金が
供給される。この内部バーナー管の外側溝付き筒管の縦
に延びる溝は、保護ガスをガスノズルに到達させるため
の、保護ガス用通路として役立つ。これらガス通路は、
バーナーの清掃過程の間に、吹出しにより圧搾空気を供
給するために役立つ。溝はバーナ一体内で始まり、溝付
き筒管の端部上に設置された流体ノズルを有する流体ノ
ズル受容体の前方まで達する。この端部でガスノズルの
領域内に、内部に配置された小滴防護体が存在する。こ
れはバーナー縦軸をめぐって均一な保護ガスの排出又は
吹出し空気の排出を可能にする。ガス又は圧搾空気は、
まず溝から放射状に排出し、小滴防護体によりガスノズ
ルの内壁に達する。ガス流はこの壁で方向転換され、縦
軸の方向にガスノズルから排出する。このガス流の方向
転換は、特にたとえば６個の通路（差込み溝）が圧搾空
気の強い流れのために充分な横断面を示すから、良好な
吹出し効果を与えるものである。

バーナーのこの流れを導く内側部は、その外側部に対し
電気絶縁されている。バーナ一体で始まり内側溝付き筒
管に沿ってバーナー頭部の領域内で溝の開放端の前方ま
で、内側溝付き筒管は、たとえばポリテトラフルオルエ
チレン製の薄い絶縁管により包囲されている。しかしこ
の絶縁材料は、水冷される範囲における充分な熱の伝導
をも可能にするために、比較的良好な熱伝導性材料であ
ることをも必要とする。外側に溝を備えた内側管も、電
気的に絶縁されているが比較的熱なよく伝導゛する層を
陽極酸化により表面に備えた材料から成ることができる
。この種の材料は、たとえばアルミニウム又はアルミニ
ウム合金である。

外方と電気絶縁された、バーナーのこの内側部は、外側
溝付き筒管の中で同様に外側溝が配置されている。外側
溝付き筒管の縦の溝は同様にバーナ一体内で始まり、そ
してバーナーの外套管の外では被覆が除かれる。バーナ
ー頭部では外套管にガスノズル受容体が連結する。外側
溝付き筒管はその溝と共にガスノズル受容体の中に達す
る。ガスノズル受容体の範囲内では縦に延びる溝が環状
溝により、冷却水の前進及び後退の流路をつくるように
、互いに連結される。

こうして形成された冷却水流路が、外套管により囲まれ
た、外側溝付き筒管の縦方向の溝である。

バーナーの内部で直接ガス冷却が、外方の外套内でさら
に直接の液体冷却たとえばガスノズル受容体の水冷却が
行われ、これによってガスノズルにも直接性われるこの
冷却の交換ハ、−緒になってより良好な冷却効果を与え
、そしてより少ない材料を有するバーナー頭部の集約的
な形成を可能にする。本発明によるバーナー頭部の構成
は、きわめてわずがな材料で足り、集約的な構造様式に
もがかわらず、総体的に溶接機の範囲内でもよりよ（調
節が可能であるように、流れの一高度の負荷を許容する
、より鋭敏なロボット頭部である。

この構成は、さらに吹出し空気を導通ずるための追加の
流路な必要とせず、単にバーナ一体まで又はそのわずか
前方で、空気と保護ガスを別個に供給すればよいという
利点を有する。ポース受容部では、保護ガスが別のホー
スを通って戻り止弁まで送ら鴬れる。バーナ一体又はそ
の直前までの範囲における、保護ガス導管と圧搾空気導
管の結合は、保護ガス導管内に通常の自己作動戻り止弁
を有する導管−１字片を経由して行われる。圧搾空気導
管を通じて圧搾空気の拍動が起こると、保護ガス導管内
の戻り止弁が閉じ、この範囲内で保護ガスと空気の混合
が回避される。

バーナ一体はその一方の側面上にホース受容部が連結し
、その反対側に本来のバＴナーが連結するように構成さ
れている。その軸心には、電極と針金導通らせんを貫通
するだめの縦方向の孔管が延びている。内側溝付き筒管
はバーナ一体で終わり、そしてその溝が環状室に結合さ
れている。これは孔管を介して、保護ガス／空気接続部
と、バーナ一体の後方正面において結合している。

バーナ一体の後方正面には、さらに冷却水の導入口と排
出口が存在し、それらは、孔管な介して外側溝付き筒管
の溝と、冷却液体の往復輸送による冷却水系を構成する
ように、結合している。流体の輸送は、この冷却水の接
続を介して行われる。バーナ一体に対する連結片の電気
絶縁によって、バーナーの外方部にはすべて／電流が流
れ得ないように安全になっている。

特別な実施態様によれば、ガスノズル受容体上に設置さ
れた外側のガスノズルが、ねじ締め可能な圧着環により
安定化される。これは、ガスノズルが充分に固着して吹
出しのときに離れて落ちることがなく、さらに外からの
機械的な清掃たとえばガスノズルのひつ掻きに際しても
、その座を保持するために必要である。しかし他方では
、ノズルはわずかな費用で交換可能であることが必要で
ある。なぜならばガスノズルは限られた使用時間を有す
る摩耗部が問題になるからである。しかし本発明の構成
によれば、既知のバーナーに比してその時間が延長され
る。

本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１図及び第２図は、本発明による保護ガスシールド溶
接バーナーの態様を異にする各縦断面図（一部側面図）
であり、第６図は第２図のＣ−Ｄ線におけるノ、＜、−
ナーの横断面図である。

第４図は通常の自己作動戻り止弁を有する保護ガス及び
吹出し空気の結合部の縦断面図、第５図は第２図のＡ−
Ｂ線における横断面図、第６図は第７図のｘ−ｘ’線に
おける連結部及びバーナ一体の縦断面図（一部側面図）
、第７図は第２図の連結部をＹの方向から見た側面図で
ある。

第１図に示す保護ガス溶接バーナーは、内在する小滴防
護体２を備えたガスノズル１を有する。ガスノズル１の
内部の軸心上に流体ノズル６があり、これは内側溝付き
筒管又はバーナー筒管１０の端部上の流体ノズル受容体
６ａに嵌合スる。ガスノズル１は、ガスノズル受容体４
上でねじ締めできる圧着環５により保持され、希望しな
い離脱を防止する。バーナーの中心で、流体ノズル受容
体６ａから出発してバーナ一体１６内まで、内側溝付き
筒管１０が延び、その内部空間１２に、電極と推進らせ
ん針金がバーナーを貫通して導入される。内側溝付き筒
管１０は、絶縁体９により囲まれた外側溝付き筒管すな
わち縦に延びる溝１１を有する管である。

絶縁された内側溝付き筒管１０をめぐって共軸に外側溝
付き筒管７が配置され、それ自体は側面をさらに外套管
６により包囲されている。これらの共軸溝付き筒管系は
バーナ一体１６の内部まで延びている。バーナ一体１３
は階段を有する円筒形に形成され、そして後方正面にホ
ース受容部のための連結部材２２と本来のバーナ一体と
の間に、電気絶縁バッキング１７を有する。内側溝付き
筒管１０の溝１１は、環状室内のバーナ一体連結部で終
わり、環状室は連結筒１６の内部と連結している。１４
及び１５は冷却水の連絡口である。

第２図には、ガスノズル受容体４上にねじ締めできる圧
着環５を有するガスノズル１の配置が示されている。さ
らにガスノズル受容体４が外套管６上に嵌合し、そして
差込み溝８と共に外側筒管７がガスノズル受容体４まで
延長している態様も示されている。

この第２図のバーナ一体１３では、冷却水の供給及び排
出が筒１４及び１５により行われ、それらの筒はそれぞ
れバーナ一体１３を通じてうがたれた孔管２６．２４を
介して、外側溝付き筒管７の溝８と結合を形成する。バ
ーナ一体１３と連結部材２２０間には、電気絶縁された
バッキング１７が設けられている。連結部材２２と外側
溝付き筒管７との間の各電気的接続を確実に断絶するた
めには、バーナ一体１６／連結部材２２の移行領域内の
水供給孔管に絶縁ソケット２５が配置される。このソケ
ット又は隔離粧２５は好ましくは１０ｍｍの長さを有す
る。このことは、バーナ一体／連結部材のこの位置にお
ける電位差による電食を確実に回避しうるという利点を
有する。連結部材２２は、図示されていないねじにより
バーナ一体１３に固定される。

第６図は、両方の筒管の相互の配置をよく示すものであ
る。その内部空間１２に、溶接針金を有する推進針金ら
せんが導通される内側溝付き筒管１０は、空気−ガス導
管として役立つ外側の溝１１を有する。内側溝付き筒管
１０は絶縁体９により囲まれる。これと共軸に縦の溝８
を有する外側溝付き筒管７が設置され、その全体が外套
管６により囲まれている。こうして互いに独立したガス
／空気供給のための導管系がバーナーの中央部に、そし
てそれを囲んで外側に液冷式導管系が生ずる。

第６図に示される実施態様では、６個の空気−ガス導管
１１、ならびにその４個が冷却水供給に他の４個が冷却
水排出に役立つ合計で８個の導水管８を有し、したがっ
てガスノズル受容体４を直接に液体たとえば水により冷
却することができ、そして特に強力な冷却を可能にする
ために充分な横断面を有する。

第４図は、本来のバーナ一体の前方のホース受容部の端
部に、戻り止弁を有する保護ガス及び圧搾空気の結合部
の縦断面を示すものである。

１８は戻り止弁、１９はバーナ一連結部、そして２１は
圧搾空気連結部である。保護ガス連結管２０に設けられ
た、対応する停止装置を有す保護ガス導管２０を閉鎖す
る。保護ガス流及び　１５− 吹出し空気の結合を示すこの実施態様は、一実施例であ
って、したがって結合及び連結の原理が保持される限り
、構造を変更することができる、空気と保護ガスを一緒
にすることは、好ましくはバーナ一体の直前′のホース
受容部の端部で行われる。

第５図は、第２図のＡ−Ｂ線における断面１大あって、
導水管８に連結するだめの、バーナ一体１６内部におけ
る孔管２６．２４の配置を示すものである。外側溝付き
筒管７の端部で短い間隔で、溝８との間に２個までの相
離れた小さい橋がある。これによって２個がそれぞれ別
個に孔管２３．２４のそれぞれがそこに達している、２
個の分離したそれぞれ半円形の名簿の結合室が構成され
る。これによって、水の供給と排出が相互に分離される
。バーナ一体は種々の製作材料から製作されてよいが、
熱伝導の悪い電気絶縁性の材料が好ましい。

第６図は、バーナ一体１６での連結部材２２のねじ固着
を示すもので、これは絶縁体２６に　１６− より連結部材２２に対し電気絶縁された袋ねじ２７によ
り行われる。他のねじ固着も可能であるが、重要なこと
はねじが連結部材２２に対しそれぞれ電気的に絶縁され
ていることである。

第７図は、６個のねじ２７及び推進針金らせんの連結１
２を有する連結部材２２のＹ方向（第２図）からの側石
を示すもので、１６は空気／保護ガスの合流を示し、１
４及び１５は冷却水の供給管である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の保護ガスシールド溶接バー
ナーの態様を異にする各縦断面図、第３図は第２図のＣ
−Ｄ線における横断面図、第４図は戻り止弁を有する保
護ガスと吹出し空気の結合部の縦断面図、第５図は第２
図の八−Ｂ線における横断面図、第７図は第２図の連結
部をＹの方向から見た側面図、第６図は第７図のｘ−ｘ
’線における縦断面図であって、記号１はガスノズル、
６は外套管、７は外側溝付ぎ筒管、８は冷却水導管、１
０は内側溝付き筒管、１１はガス導管、１４及び１５は
冷却水の加入及び排出口、そして１６はガス空気合流管
を示す。 ＝　１９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内側溝付き筒管の縦方向の溝の前端が小滴防護体
   の領域内で流体ノズルの前方で開口し、他端がバーナ一
   体の内部の環状室に達して終わる筒 こと（ａ）、内側溝付き、管と共軸に、これと絶縁層に
   より電気絶縁されて外側溝付き筒管が存在し、これはガ
   スノズル受容体の中まで延び、外套管により囲まれて縦
   方向差込み溝が冷却水導管を形成しており、これがガス
   ノズル受容体内でのその末端において環状溝により相互
   に結合されていること（ｂ）、ならびにバーナ一体の内
   部で、第一の孔管を設けてこれにより冷却水導管の一群
   と冷却水加入口とを連結させ、第２の孔管な設けてこれ
   により冷却水導管の他の群と冷却水排出口とを連結させ
   、そして孔管がガス−空気合流管を環状室と、内側溝付
   き筒管の溝の端部において結合させていること（ｃ）を
   特徴とする、融解電極、ガスノズル、外套管の端部上に
   設置されたガスノズル受容体、それに接して配置された
   小滴防護体、被覆により外部と電気絶縁された保護ガス
   冷却される流体供給用バーナー筒を有し、その前端に流
   出ノズルが配置され、そして薄壁の外側溝付き筒管の内
   部に設けた筒管が縦方向に延びる溝を有し、かつバーナ
   ー管の他端に、ホース受容部が接続するバーナ一体を備
   えた、溶接用のガスシールド溶接バーナー。 ２、　ガスノズル受容体上に設置された外側のガスノズ
   ルが、ねじ締めできる圧着環により固定されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスシール
   ド溶接バーナー。 ３、　ガス−空気合流管の近くに導管の分岐を設け、そ
   してガスの導通に際して自己作動する戻り止弁を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載のガスシールド溶接バーナー。 備えた材料から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載のガスシールド溶接バーナー。 ５、　バーナ一体が、ねじにより固定された連結部材か
   らバッキングにより電気的に絶縁されており、そしてバ
   ーナ一体内の孔管の開始点と、連結部材における導水管
   との間に、電気的に絶縁された中空円筒形の隔離片が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載のガスシールド溶接バーナー。