JPS63317263A - 溶接ト−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】 【産業上の利用分野】 本発明は、トーチ中心よりアークを偏向させ電極を回転
させてオシレートを行う為の溶接トーチに関するもので
ある。 ［従来の技術］ 溶接能率を上げる為には狭開先とするのが好ましいが、
従来のトーチ中心位置でアークを発生させる方法ではト
ーチノズル先端部が開先壁面に衝突するのでオシレート
することができない。従って第３図に示す様に電極３０
直下の開先中央部に入熱が集中し、開先壁面３２近傍を
充分に加熱することができず周辺部の滲込不足、融合不
良３３等の溶接欠陥を生ずることが多い。 この為、消耗電極式のアーク溶接法に於いてフィラーワ
イヤに波形の癖をつけて送給する様にし、この癖により
トーチノズルを出たフィラーワイヤ先端がぶれるのでア
ークが移動するという溶接方法もあるが、塑性変形内で
つけられる癖にも限度があって充分なアーク移動量は得
られない。更に、この方法は非消耗電極式の溶接法では
効果がないという欠点がある。 そこで、本発明者等はアークの発生点をトーチの中心よ
りずらして偏向させトーチを回転させることによりアー
クの発生点を移動させ、トーチ自体に振幅を与えること
なくオシレートさせる方法を提案している。 該方法を可能とする消耗電極式のトーチ形状として第４
図（イバロ）に示す如く、コンタクトチップ３４のワイ
ヤ送通孔３５の出口部を中心軸に対して傾斜させ、該送
通孔３５の開口位置が中心軸に対して偏心する様にした
ものであり、斯くの如くしたトーチを回転させれば、第
５図に示すように狭開先でのオシレートが可能であり均
一な溶込み、周辺部の充分な加熱により融合不良の解消
が図れる。 更に、トーチの回転（アーク点の回転）は、従来のアー
ク力による溶滴移行の他の遠心力の作用によって溶滴移
行を促進して溶着速度が増加し、周辺の予熱効果が増し
、溶接速度が増すと共にプールの攪拌等の効果があり能
率品質とも著しく改善できる。 又、非消耗電極式の溶接方式では第６図（イ）（ロ）で
示す様に電極３６の先端部を形成してアーク発生点を偏
心させれば、上述同様トーチの回転によるオシレートが
可能となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記したトーチを回転させてオシレートを行うことは狭
開先でのオシレートを可能とするばかりでなく溶接性、
溶接品質を向上させる為の種々の効果があるが、トーチ
を回転させ狭開先でのオシレートを行う方法は未だ充分
に実用化されておらず、トーチブロック全体を回転させ
る等の手段が講じられている程度が実情である。 トーチブロック全体を回転させる場合、トーチブロック
全体を回転可能に支持しなければならず、構造的に複雑
となる共に慣性力が大きくなって微妙なコントロールが
難しい。 本発明は、斯かる実情に鑑みトーチを所望の状態に回転
させ得る溶接トーチブロックを提供しようとするもので
ある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はトーチブロックに絶縁材を介して導電性ジャケ
ットを取付け、該ジャケットに中空で先端に電極を把持
可能な回転体を水密且回転自在に挿通させ、回転体はト
ーチブロックに絶縁状態で回転自在に支承させ、該回転
体に中空の電極ホルダーを挿入し、回転体の先端には電
極の周囲にシールドガス噴出用間隙を形成するノズルキ
ャップを取付け、前記ジャケットに導電性配管を接続し
、又ジャケットにブラシケースを設けブラシケース内に
設けた電気ブラシを前記回転体に押圧する様にし、トー
チブロックにオシレートモータを設け、該モータにより
回転体を駆動させ得る様にすると共にモータと回転体と
を絶縁し、前記配管を冷却水源及び溶接電源に接続し、
電極ホルダを回転ジヨイントを介してシールドガス供給
ホースに接続したことを特徴とするものである。 ［作　　　用］ 配管より回転体の周囲に冷却水を送給し、配管を介しジ
ャケット、電気ブラシ、回転体を経て電極に給電して電
極先端にアークを発生させ回転ジヨイント電極ホルダ、
回転体、ノズルキャップを経てシールドガスを電極の周
囲に吹出させ、オシレートモータにより回転体を回転す
る。 【実　施　例〕 以下、図面を参照しつつ本発明の１実施例を説明する。 トーチブロックｌ内に絶縁ブロック２を嵌込み、該絶縁
ブロック２に導電材料の中型筒形状のジャケット３を埋
設し、該ジャケット３の上端にジャケット軸心と直交す
る方向に延びる中空のブラシケース４を形成する。該ブ
ラシケース４内には接触子５、押圧子６から成る電気ブ
ラシ７を摺動自在にに嵌入し、接触子５と押圧子６との
接触面を傾斜せしめる。絶縁材の蓋８でブラシケース４
内の開口部を閉塞し、蓋８内部にスプリング９を圧縮状
態に設け、前記電気ブラシ７を軸心に向って付勢せしめ
、後述する回転体ｌＯに押圧する。 前記ジャケット３にジャケット内径よりも小径の中空の
回転体ＩＯを挿通し、回転体１０の上端部、下端部をそ
れぞれ軸受ＩＬ、１１を介して回転自在に支承せしめ、
軸受１１．１１は絶縁性の軸受ハウジング１２．１２を
介して前記トーチブロックｌに設けである。前記ジャケ
ット３と回転体ｌＯとがなす間隙１３の上端、下端には
水封シール１４゜１４を設け、該間隙１３を水密とし、
該間隔１３には電導性の配管１５．１１３を連通させ、
配管１５．１６と回転体ｌＯとは電気的接続を確保する
。又、該配管１５．１８を冷却水源に接続すると共に少
なくとも１方は溶接電源に接続する。 回転体ｌＯの上端にはリング状の従動ギア１７を固着す
る。従動ギア１７側から電極ホルダ１８を回転体ｌＯ内
に挿入せしめ、電極ホルダ１８と回転体ｌＯとの間には
所要の間隙３１を形成する。電極ホルダ１８には貫通す
る通孔１９を穿設し、該通孔１９と前記間隙３１とは連
絡孔２０によって連通せしめる。又、通孔２０は回転ジ
ヨイント２１を介してシールドガス源（図示せず）に接
続しである。 回転体１０の反従動ギア側の先端にノズルキャップ２２
を取付け、該ノズルキャップ２２は回転体ｌＯの先端部
周囲に前記間隙３１と連通する筒状の間隙を形成する。 トーチブロックｌに前記回転体１０と平行になる様装置
したオシレートモータ２３を設け、該モータ２３の出力
軸２４に中軸２５を嵌合し、該中軸２５に更に絶縁材か
らなる駆動ギア２Ｂを嵌合せしめ、出力軸１８、中軸１
９、駆動ギア２６゛が１体に回転する様にして、該駆動
ギア２８は前記従動ギア１７に噛合する。中軸２５の上
面には周縁部に所要ピッチで鋸歯状の凹凸を形成した円
板２７を固着する。 駆動′ギア２Ｂ、円板２７の上方を覆うカバー２８を設
け、該カバー２８に円板２７の周縁部に対峙せしめたセ
ンサ２９を設ける。該センサ２９、前記モータ２３はそ
れぞれは図示しない溶接制御機に接続する。 前述した如く先端に軸心に対して偏心した先端を形成し
た電極３０を回転体１０に挿入しコレットチャック等の
手段によって、回転体ｌＯに電気的導電を確保して固着
すると共に電極３０の基部は電極ホルダ１８の通孔１９
に嵌入される。 上記構成に於いて、配管１５より冷却水を供給し、間隙
１３を周回させた後配管ｔｅより排出させる。又、回転
ジヨイント２１を経てシールドガスを供給すると、シー
ルドガスは通孔１９、連絡孔２０、間隙３１を経てノズ
ルキャップ２２より電極３０を囲む様に噴出される。 斯かる状態で例えば配管１５より溶接電流を給電し電極
３０と母材（図示せず）間にアークを発生させる。次に
、モータ２５を駆動し、駆動ギア２６を介して従動ギア
１７を回転させる。該従動ギア１７に対しては回転体ｌ
Ｏが固着されているので、従動ギア１７と共に回転体ｌ
Ｏ１電極ホルダ１８、ノズルキャップ２２、電極３０が
１体に回転する。 ここで、前記した如く、電極３０の先端は、軸心より偏
心しているので、回転体１０の回転によってアーク発生
点の移動（オシレート）が行われる。モータ２３により
駆動ギア２Ｂを一方向に連続回転させてもオシレートは
勿論可能であるが、所定角度の範囲を往復動させてオシ
レートすることも可能であり、この時はモータ２３の回
転角をセンサ２９によって検出し、溶接制御装置へフィ
ードバックすることによりモータ２３の正転、逆転を制
御する。 又、溶接時の配管１５から電極３０への給電経路は、ジ
ャケット３−電気ブラシ７→回転体１０→電極３０とな
り、電気ブラシ７と回転体１０とはオシレート時は摺動
状態となる。 通常では、正逆回転するものに給電を行う場合、方向変
換時に通電不良が発生しやすいが、この通電不良を本実
施例では電気ブラシ７を接触子５と押圧子６とに分は更
に両者を斜面によって当接させていることにより解消し
ている。 即ち、斜面により接触子５と押圧子６が当接しているの
でスプリング９の押圧力の力が一部スプリング付勢方向
に対して直角方向に変換される。従って、接触子５、押
圧子６はブラシケース４の壁面に押付けられ、電気的接
触が確実にされ、更に押圧子６は回転体ｌＯに押圧され
る。 従って、回転体ｌＯが正逆回転したとしても正逆変換時
に押圧子Ｂとブラシケース４との接触圧が零、通電不良
が生じることはない。 而して、アークの発生は安定に保たれる。 又、オシレート状態に於いて回転体１０は冷却水によっ
て冷却され、且水封シール１４．１４によりジャケット
３に対して水密の状態を保って回転自在であるし、シー
ルドガスの供給ホース（図示せず）と電極ホルダ１８と
は回転ジヨイント２１を介して回転自在に連結されてお
り、結局、回転体１０は電気系接続、シールドガス系接
続、冷却水系接続のいずれにも阻害されることなく自在
に回転し得る。 尚、回転体１０ｊｔトーチブロツクｌに対し軸受ハウジ
ング１２により電気的に絶縁され、駆動ギア２Ｂも絶縁
物であるのでモータ２３、センサ２９は電気的に絶縁状
態にあり、溶接電流の供給によリモータ２３、センサ２
９などに悪影響を及ぼすことがない。 尚、上記実施例は非消耗電極について説明したが、消耗
電極式であっても勿論実施できる。 又、絶縁の方法も種々考えられ、例えば従動ギアを絶縁
材料としてもよく、或は駆動ギアと従動ギアとをベルト
により連結してもよい。 ［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、電極を自在に回転させ
得るトーチを提供し得るので、狭開先でのオシレートを
可能とし、溶着速度が増加すると共に溶込み形状の均一
化を図り得、プールの攪拌作用も伴って溶接品質、能率
を著しく改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の断面説明図、第２図は第１
図のＡ−Ａ矢視図、第３図は従来の狭開先に於けるアー
ク発生状態を示す説明図、第４図０）（ロ）は消耗電極
の場合でアーク発生点を偏心させる為のコンタクトチッ
プの説明図で←）は正面図、（ロ）は底面図、第５図は
偏心させたコンタクトチップによるオシレートの状態を
示す説明図、第６図（イ）（ロ）は非消耗電極の形状を
示す説明図であり、（イ）は側面図、（０）は正面図で
ある。 ｌはトーチブロック、２は絶縁ブロック、３はジャケッ
ト、７は電気ブラシ、ｌＯは回転体、１５．１６は配管
、１８は電極ホルダ、２１は回転ジヨイント、２２はノ
ズルキャップ、２３はオシレートモータを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）トーチブロックに絶縁材を介して導電性ジャケット
   を取付け、該ジャケットに中空で先端に電極を把持可能
   な回転体を水密且回転自在に挿通させ、回転体はトーチ
   ブロックに絶縁状態で回転自在に支承させ、該回転体に
   中空の電極ホルダーを挿入し、回転体の先端には電極の
   周囲にシールドガス噴出用間隙を形成するノズルキャッ
   プを取付け、前記ジャケットに導電性配管を接続し、又
   ジャケットにブラシケースを設けブラシケース内に設け
   た電気ブラシを前記回転体に押圧する様にし、トーチブ
   ロックにオシレートモータを設け、該モータにより回転
   体を駆動させ得る様にすると共にモータと回転体とを絶
   縁し、前記配管を冷却水源及び溶接電源に接続し、電極
   ホルダを回転ジョイントを介してシールドガス供給ホー
   スに接続したことを特徴とする溶接トーチ。