JPS62197280A

JPS62197280A - 溶接シ−ルドノズル

Info

Publication number: JPS62197280A
Application number: JP3399286A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimura; 藤村　浩史; Eizo Ide; 栄三井手
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-31

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】〔産業上の利用分野〕本発明はガスシールドアーク溶接装置の溶接トーチに用
いられるシールドノズルに関する。

〔従来の技術〕

ガスシールドアーク溶接装置の溶接トーチの先端部は、
ノズル支持体の中央部にチップ支持筒を貫通させてその
先端にチップを取ｆ４けるどともに、ノズル支持体の先
端部にチップを包囲する円筒状のシールドノズルを取付
けた構造を有している。

そして、シールドノズルとチップとの間に炭酸ガス等の
シールドガスを流しながら、チップ支持筒及びチップを
通してワイヤを送給し、ワイヤと被溶接物との間に電力
を供給してアークを発生さゼて溶接が行なわれる。なお
、ノズル支持体は水冷又は空冷され、ノズルを間接的に
冷却してアーク熱による過熱を防止している。このよう
に、アーク及び溶接金属をシールドガスにより空気から
遮断して溶接が行なわれるので良好な溶接ビードが形成
される。

〔発明が解決しようどする問題点〕

ところで、ガスシールドアーク溶接時にはスパッタの発
生が問題となる。これは、ワイヤ先端から被溶接物へ溶
滴の移行が円滑に行なわれないこと、溶融プールの沸騰
等が原因となって、溶融状態の金属小滴が飛散するもの
である。このスパッタは特にアーク点の近傍に位置する
シールドノズルに付着し易く、短時間の溶接でもノズル
先＠及び内面にＩＷ積する。そして、スパッタは時間と
ともに成長し、ノズル開孔部を塞ぐようになるため、シ
ールドガスの噴出を著しく阻害してシールド不良を引起
こし、アークを不安定にさせ、フ１−］−ホール等の溶
接欠陥を誘発する。

このため、作業者は頻繁に溶接作業を中断し。

ノズルを清掃してスパッタを除去しな（ｊればならず、
非常に能率が悪かった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
り、スパッタを自動的に除去づることにより溶接作業の
能率を向上することを目的とでるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の溶接シールドノズルは、溶接シールドノズル本
体を双方向性形状記憶合金で形成して変態温度の高温側
と低濃側とで異なる形状の記憶処理を施し、溶接シール
ドノズル本体の変形部と冷却水の流路に設けられた弁と
を機械的に連動ざｉ！、変態温度よりも低温側で溶接シ
ールドノズル本体の形状に応じて弁が閉じ、変態温度よ
りも高温側で溶接シールドノズルの形状に応じて弁が開
くように構成したことを特徴とするものである。

〔作用）双方向性（又は全方向性）形状記憶合金は、変態温度を
境として高温側と低温側とでそれぞれ異なる形状を記憶
再現できることが知られている。

また、双方向性形状記憶合金の変態温度は、組成や熱処
理条件により広い範囲で設定することが可能である。し
たがって、シールドノズル本体を双方向性形状記憶合金
で形成して変態温度の高温側と低温側とで異なる形状の
記憶処理を施し、シールドノズル本体の変形部と冷却水
の流路に設けられた弁とを機械的に連動させ、変態温度
よりも低温側でシールドノズル本体の形状に応じて弁が
閉じ、変態温度よりも高温側でシールドノズル本体の形
状に応じて弁が開くようにしておけば、弁が閉して冷却
水が流れなくなるとシールドノズル本体がアーク熱によ
って徐々に加熱されて高温側の形状に変形するとともに
弁が開き、弁が開いて冷加水が流れるとシールドノズル
本体が徐々に冷ＩＪ＋されて低湿側の形状に変形すると
ともに弁が閉じるという動作が周期的に繰返される。

一方、スパッタはシールドノズル本体の先端及び内面に
物理的に付着しているだけであるので、双方向性形状記
憶合金からなるシールドノズル本体の変形応力を受ける
だけで容易に剥離脱落する。

このため、シールドノズル本体に付着したスパッタを人
手を介さずに自動的に剥離脱落６せることができ、作業
能率を向−トすることかできる。

（実施例）以下、本発明の溶接シールトノスルを炭酸ガス半自動溶
接装置に適用した実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は溶接トーチ先端部の断面図である。

第１図及び第２図において、ノズル支持体１の先端外周
には、双方向性（全方向性）形状記憶合金からなる外形
が円筒状で中空のシールドノズル本体２（２’ｉが螺着
されている。また、ノズル支持体１の中央部には、電気
絶縁体３を介してチップ支持筒４が貫通しており、この
チップ支持間４の先端にはチップ５が取付けられている
。

前記チップ支持筒４内にはコンジノ１〜ケーブル６が挿
入されており、このコンジットケーブル６及びチップ５
を通してワイヤ７が送給される。また、チップ支持筒４
には炭酸ガス供給パイプ８が接続されており、炭酸ガス
を炭酸ガス供給パイプ８からチップ支持筒４内を通して
チップ支持筒４に設けられた孔４ａから噴出させ、シー
ルドノズル本体２（２′）とチップ５との間に流すよう
になっている。また、前記ノズル支持体１には冷却水供
給パイプ９及び冷却水排出パイプ１０が接続されており
、これら供給パイプ９及び排出パイプ１０はノズル支持
体１内部に設けられた中空部を介してシールドノズル本
体２（２Ｍの中空部と連通ずるようになっている。更に
、シールドノズル本体２　（２１の冷却水供給側の中空
部には、シールドノズル本体２（２”）の内筒部（変形
部）に固定され、後記するようにシールドノズル本体２
（２−）の変形に連動して冷却水供給口９ａを開閉する
弁１１がＢＱ　Ｇｉられている。

ガスシールドアーク溶接装置全体（よ第３図に示すよう
に、溶接］・−チ２１、ワイヤ送り５装置２２、炭酸ガ
スボンへ２３、溶接電源２４等を有し、溶接トーチ２１
とワイヤ送給装＠２２とは（・−チケーブル２５で接続
され、ワイヤ送給装置２２には前記Ｍ酸ガスボンベ２３
、溶接電源２４、冷却水供給系２６及び冷却水排出系２
７が接続されている。

そして、溶接トーチ２１は被溶接物３１上に配置され、
炭酸ガスボンベ２３からｉ−一チリーブル２５を介して
炭酸ガスを流すとともに冷却水供給系２６からトーチケ
ーブル２５を介して冷却水を流し、溶接電８！２４によ
り１〜−チケーブル２５を介してワイヤ７と被溶接物３
１との間に電力を供給することによりアークを発生させ
て溶接を行なう。この際、アーク近傍ではスパッタ３２
が光生ずる。

上記実施例の双方向性形状記憶合金からなるシールドノ
ズル本体の外形形状は例えば変態温度より低温側では第
４図（ａ）において２で示づように円筒状、変Ｓ温度よ
り高温側では第４図（ｂ）において２′で示すように先
端の径が低温時よりも小さい円錐台状となるように形状
の記憶処理が施されている。そして、このようなシール
ドノズル本体の形状に応じて、低温側では第１図に示す
ように弁１１が冷却水供給口９ａを閉じ、高温側では第
２図に示すように弁１１が冷却水供給口９ａを開くよう
に構成されている。

このようなシールドノズルを取付けて溶接を行なうと、
変態温度より低温側でシールドノズル本体２の形状に応
じて弁１１が閉じて冷却水が流れなくなるとシールドノ
ズル本体２がアーク熱によって徐々に加熱され、ついに
は変態温度を越えて高温側の形状２′に変形するととも
に弁１１が開く。また、弁１１が開いて冷却水が流れる
とシールドノズル本体２−が徐々に冷却されて変態温度
１ズ下になり低温側の形状２に変形するとともに弁１１
が閉じる。このような一連の動作は周期的に繰返される
。こうしたシールドノズル本体の変形に伴って、シール
ドノズル本体の先端及び内面に堆積していたスパッタは
容易に剥離脱落する。したがって、人手によるノズルの
清掃作業が不要となり、溶接作業の能率を著しく向上す
ることができる。また、特にロボット溶接等無人で溶接
を行なう場合に効果がある。

なお、上記実施例では例えば第４図（ａ）及び（ｂ）に
示す形状の記憶処理が施されたシールドノズル本体を用
いたが、シールドノズル本体は例えば第５図（ａ）、（
ｂ）又は第６図＜ａ）、（ｂ）に示すような形状の記憶
処理を施したものでもよい。

第５図（ａ）及び（ｂ）に示すシールドノズル本体は、
先端開口が楕円形で、低温側と高温側とで楕円の長径が
９０度回転するものである。

また、第６図（ａ）及び（ｂ）に示すシールドノズル本
体は、先端開口は同径の円形であるが、いずれも先端部
がねじれ変形しており、低温側と高温側とでねじれ方向
が逆転しているものである。

この場合、シールドノズル本体の中空部に設けられた弁
はシールドノズル本体の低温側及び高温側の形状に応じ
て円周方向に動いて冷却水供給口を開閉する。

また、以上の説明では本発明のシールドノズルを消耗電
極式ガスシールドアーク溶接に適用した場合について述
べたが、非消耗電極式ガスシールドアーク溶接にも適用
できることは勿論である。

（発明の効果〕以上詳述した如（本発明の溶接シールドノズルによれば
、スパッタを除去するためのノズルの清掃作業が不必要
になり、溶接作業の能率を著しく向上できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における溶接シールドノズルを
取付けた溶接トーチの先端部の低温側での断面図、第２
図は同溶接シールドノズルを取付けた溶接トーチの先端
部の高温側での断面図、第３図はガスシールドアーク溶
接装置の構成図、第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の実
施例における溶接シールドノズルの低温側及び高湯側で
の外形形状を示づ斜視図、第５図（ａ）及び（ｂ）は本
発明の他の実施例における溶接シール１〜ノスルの低温
側及び高温側での外形形状を示４斜視図、第６図（ａ）
及び（ｂ）は本発明の史に他の実施例における溶接シー
ルドノズルの低温側及び高温側での外形形状を示す斜視
図である。１・・・ノズル支持体、２．２′・・・シールドノズル
本体、３・・・電気絶縁体、４・・・チップ克持筒、４
ａ・・・孔、５・・・チップ、６・・・コンジットケー
ブル、７・・・ワイヤ、８・・・炭酸ガス供給パイプ、
９・・・冷却水供給パイプ、９ａ・・・冷却水供給口、
１０・・・冷却水排出パイプ、１１・・・弁、２１・・
・溶接１〜−チ、２２・・・ワイヤ送給装置、２３・・
・炭酸カスボンベ、２４・・・溶接電源、２５・・・ト
ーチケーブル、２６・・・冷却水供給系、２７・・・冷
却水排出系、３１・・・被溶接物、３２・・・スパッタ
。出願人復代理人　弁理士　鈴汀武彦第４第５第６

Claims

【特許請求の範囲】

　溶接シールドノズル本体を双方向性形状記憶合金で形
成して変態温度の高温側と低温側とで異なる形状の記憶
処理を施し、溶接シールドノズル本体の変形部と冷却水
の流路に設けられた弁とを機械的に連動させ、変態温度
よりも低温側で溶接シールドノズル本体の形状に応じて
弁が閉じ、変態温度よりも高温側で溶接シールドノズル
本体の形状に応じて弁が開くように構成したことを特徴
とする溶接シールドノズル。