JPS603983A - ア−ク溶接ト−チのスパツタ付着防止方法および装置 - 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、ガス被包アーク溶接に用いられる１−チにス
パッタが付着することを防止する方法ならびにその方法
の実施に好適なスパッタ（＝Ｊ　、ｉｉ防止装置に関す
るものである。

この種のトーチは案内孔から溶接棒を送り出すチップと
、そのチップを囲む状態で設４Ｊられて溶接点を被包ず
べきシールドガスを噴出するガスノズルとを備えるのが
普通であるが、このノズルの先述１面や内面ならびにチ
ップの表面に溶接点から飛散したスパックが付着し易い
。１粒のスパッタが何着するとその上に急激に多数のス
パッタが４＝１名する性質があり、そのままにしておく
とシールドガスの流れが乱れて溶接部にブローホール等
の欠陥が生ずる原因となる。そのため、１サイクルの溶
接終了ごとにシールドガスを供給するための通路を経て
ガスノズルに圧縮空気を供給し、その空気の噴出によっ
て付着スパッタを吹き飛ばずことが従来から行われてい
る。この方法によれば５〜ＩＯｍ程度の長さの溶接を行
う間はノズルの清掃を行う必要がな（なる。しかし、一
般的な溶接を考えた場合、■サイクルの溶接長さが１ｍ
とすれば、１０ザイクルの溶接を終了するごとにチップ
やガスノズルの清掃を行うことが必要となり、作業工数
が増大するとともに溶接装置全体の稼働率が低下する結
果を招来する。

また、ガスノズルやチップにスパッタ付着防止剤を塗布
することも従来から行われているが、このスパッタ付着
防止剤の塗布はゲル状の付着防止剤中に直接トーチ先端
部を突込むことによって行われているため、ゲル状の付
着防止剤がガスノズルの内面に比較的厚＜イ」着し、シ
ールドガスの流れを乱し易い欠点があるのみならず、ト
ーチに付着していたスパッタや他の異物がイ」着防止剤
中に混入し、これが再びイ」着防止剤と共にガスノズル
等に付着してしまう欠点もあった。

本発明は上記のような事情を背景として為されたもので
あり、スパッタ付着防止剤によるシールドガスの乱れを
生ずることがなく、しかも、できる限り長い時間にわた
ってトーチの１１４掃を行う必要のないスパッタ付着防
止方法ならびにその方法の実施に好適な装置を提供する
ことを目的として為されたものである。

そして、方法発明の特徴とするところは、ガスノズル内
の空間へオイルミストを噴貢Ａることによって、そのガ
スノズルの内面および先端面、ならびにチップの表面を
オイルに濡れた状態に保つことにある。

このオイルは粘度がｌ５Ｏ−ＶＣ２０〜８０のものが好
適であり、ｌ５Ｏ−ＶＧ２５〜４０のものが特に好適で
ある。粘度の高過ぎるオイルはえスト化することが困難
であるとともに、ガスノズル等に形成される油膜が厚く
なってこれにスパッタが付着し易くなり、逆に粘度の低
過ぎるオイルは油膜の厚さが薄くなってスパッタがガス
ノズル等に直接付着することを防止する能に欠けるから
である。

本方法によれば、ガスノズルやチップの面に適正厚さの
油膜を容易に形成することができ、従来のスパッタ４＝
ｊ着防止剤のようにシールドガスの流れを乱す恐れがな
い。しかも、飛来したスバ・ツタはオイルによって争論
され、凝固するためにガスノズルやチップに強固に付着
するに至らない。したがって、大半のスパッタは落下し
てしまうのであるが、仮にいくらかのスパッタが油膜に
付着することがあっても、その上に他のスバ・ツクが付
着゛３るに至ればその重みで落下してしまうためにシー
ルドガスの流れに実害を生ずるほどの乱れを発生させる
スパッタの堆積は起こらない。よって、相当長時間にわ
たってトーチの清掃を行う必要がなく、工数の低減なら
びに溶接装置の稼働率向上の効果が得られるのである。

また、装置発明の特徴とするところは、アーク溶接トー
チのガスノズルにシールドガスを供給するガス通路の途
中に方向切換弁を介してオイルミスト供給装置を接続し
、その方向切換弁の切換えによってガスノズルにシール
ドガスとオイルミストとを選択的に供給し得るようにし
たことにある。

このように構成された装置においては、シールドガスの
供給通路および噴出孔をオイルミストの供給通路および
噴出孔として利用することができ、装置の構成を単純化
することができる。しかも、一定長さの溶接が終了する
ごとに方向切換弁を切り換えるのみで、ガスノズルやチ
ップのスパッタが付着する恐れのある面を容易にかつ効
果的に濡らすことができる。

以下、本発明の一実施例を図面にＷづいて詳細に説明す
る。

第１図において１０はトーチであり、このトーチ１　（
ｌには、消耗電極としてのワイヤ１２をリール１４から
導くガイドチューブとシールドガスを供給するガス通路
１６と溶接電流を導く図示しないゲーブルとが接続され
ている。

ガス通路１６の途中には電磁方向切換弁１８が設けられ
ており、この方向切換弁１８には圧縮空気を供給するだ
めの空気通路２０が接続されている。そして、この空気
通路２０の途中にはルブリう−−り２２が設けられてい
る。このルブリケータ２２には給油路２３および分配器
２４を介してオイルタンク２６が接続されている。ルブ
リう゛−タ２２はオイルタンク２６から供給される油を
空気通路２０を経て供給される圧縮空気の流れを利用し
−（霧吹きの原理でミスト化させ、圧縮空気中に混入さ
せるものであるが、よく知られているものであるため詳
細な説明は省略する。圧縮空気は空気通路２７を経て上
記オイルタンク２６にも導かれており、オイルタンク２
６とルブリケータ２２との相対的な高さ如何を問わず、
オイルが常にルプリケータ２２に達するようにされてい
る。なお、分配器２４はオイルタンク２６を複数のトー
チに共用するために設けられたものである。

トーチｌＯは第２図に拡大して示すように本体２８を備
えており、この本体２８にはチップ３０およびガスノズ
ル３２が固定されている。チップ３０は長手形状の部材
であるが、その長平方向に沿って形成された案内孔３４
を備えており、この案内孔３４を経てチップ３０の先端
からワイヤ１２が送り出されるようになっている。また
、ガスノズル３２はチップ３０を囲む状態で設ｋＪられ
た円筒状の部材であり、このガスノズル３２と上記チッ
プ３０との間に形成された円環状断面のガス噴出通路３
６からシールドガスが噴出して溶接点、すなわち、ワイ
ヤ１２と被溶接物との間に生ずるアークによってワイヤ
１２の先端部と被溶接物の一部が溶融して溶接が行われ
つつある部分の周辺を被包するようにされている。なお
、３８はワイヤ１２とシールドガスとの供給を制御する
ためのスイッチであり、４０は作業者の手を保護するた
めのガード部材である。

以上のように構成された装置によってアーク溶接を行う
際には、まず、トーチ１０を暖めた後、電磁方向切換弁
Ｉ８を第１図におレノる下側の状態に切り換え、トーチ
ｌＯに圧縮空気を供給する。

この圧縮空気の流れによってルブリケータ２２内でオイ
ルミストが発生させられ、圧縮空気に混入さ・Ｕられて
トーチ１０に供給される。そして、このオイルミストは
ガス噴出通路３６を流れる間にガスノズル３２の内面や
先端面およびチップ３０の表面に４１着して油膜を形成
する。このオイルミストの噴出は一定の長さの溶接が終
了するごとに定期的に行う。ただし、溶接実施後にはト
ーチ１（）が十分に暖まっているため、溶接開始時のよ
うに特にｌ・−チ１０を暖めなくても油膜はトーチ１０
の表面に十分法がる。

−に記オイルミストの噴出後、電磁方向切換弁ｌ）３を
第１図における上側の状態に切り換えれば、ガス通路１
６を経てシールドガスがトーチ１０に供給される。した
がって、スイッチ３８をＯＮにすればチップ３０の先端
部からワイヤ１２が送り出されるとともに、ガスノズル
３２からはシールドガスが噴出させられてアーク溶接が
行われることとなる。

この際、溶接点からトーチ１０に向かってスパッタが飛
来し、チップ３０やガスノズル３２に衝突するのである
が、これらの表面はいわばオイルで汚れた状態となって
いるためにスパッタが４１着しにくく、しかも、飛来し
たスパッタはオイルによって急速に冷却されて凝固し、
スパッタ自体も付着しにくい状態となる。そのために、
千ノブ３０やガスノズル３２にスパッタが強固に４１着
することが防止され、大半のスパッタが落下してしまう
こととなる。また、仮に油膜にイζ１着するスパッタが
あったとしても、この付着力は小さいものであるために
その上に更に別のスパッタが堆積すればその重量が付着
力を上回るに至り、スパッタは自然に落下してしまい、
シールドガスの流れに問題となるような乱れ、ずなわぢ
、溶接点の被包不良に基づいてブローホール等が発生ず
る恐れのあるようなシールドガスの乱れを住じさせるよ
うな大きさのスパッタの堆積を生ずることがない。

ちなみにオイルとしてタービン９ｏを使用して行った実
験によれば溶接点の長さ１００　ｍの溶接を行っても、
実害を生ずるようなスパッタの（−１着はなかった。こ
のようにトーチの清掃を行うことなく、１００ｍの長さ
の溶接を行い得るということは好都合なことである。チ
ップ３ｏの案内孔３４は巻癖のあるワイヤが通過するこ
とにより断面積が楕円形となる傾向があり、溶接の芯ず
れの原因トなるため、１００ｍ程度の溶接を行うごとに
チップ３０を新しいものと交換することが行われている
のが実情であり、このチップ交換時に同時にガスノズル
３２の清掃を行うこととすれば、従来のように清掃のみ
のためにまだ交換の必要のないチップを脱着する手間を
省くことができ、清掃のだめの工数を低減することがで
きる。また、常にナツプの交換と同時にガスノズルの’
／７７　Ｊｆｆｉ　’ａ：　行うこととすれば、従来の
ように清掃を忘れて溶接作業を続行したために溶接不良
を止するというような事態の発生を確実に防止すること
ができる。

もっとも、本実施例装置におい−Ｃはガスノズル３２や
チップ３０に対するスパッタの付着力が小さいため、オ
イルミストを噴出させるための圧縮空気の流量を十分に
大きくしておけば、この圧縮空気によってガスノズル３
２等に４１着しているスパッタを吹き飛ばすことも可能
であり、この場合には清掃作業そのものを殆ど省略する
ことができる。

本実施例装置においては上記のようにシールドガス供給
通路の一部ならびにトーチ１ｏ内のシールドガス噴出孔
をオイルミス（・の４Ｒ給通路ならびに噴出孔として利
用することができ、装置の構造を簡潔にすることができ
るのであるが、オイルミスト専用の供給通路ならびに噴
出孔を設Ｌ）ることも可能であり、また、オイルミス１
へを発生さゼるための圧縮空気とは別にイζｊ着スパッ
タ吹飛ばし用の圧縮空気を供給し得るように構成するこ
とも可能である。この場合には、一定長さの溶接が終ゎ
るごとに、まず、圧縮空気を噴出させてイ」着している
スパッタを吹き飛ばした後、オイルミストを比較的紙や
かに噴霧してガスノズルやチップの面を濡らすことがで
き、同し圧縮空気にオイルミストの噴霧と付着スパッタ
の吹飛ばしとの両方を行わせる場合に比較してオイルの
使用量を低減し得る効果が生する。

また、前記実施例はトーチを手に持って手動操作しつつ
溶接を行う半自動アーク溶接トーチに本発明を適用した
ものであったが、全自動溶接装置に本発明を適用するこ
とも可能である。特にこの場合には、一定長さの溶接が
完了するごとに自動的に電磁方向切換弁を切り換えてイ
χ１着スパッタの吹飛ばしならびに油膜の形成を行うこ
とが可能であり、極めて好都合である。

なお、半自動アーク溶接ｌ・−チに本発明を適用′する
場合には、方向切換弁は手動操作式とすることも可能で
ある。

その他、いちいち例示するごとはしないが、特１１′１
請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づい
て種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施し得る
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置であるスバ・７り付着防
止装置を含む半自動アーク溶接装置を示す系統図である
６第２図は第１図にＪＩノるトーチを拡大するとともに
一部を断面にして示す正面図である。 １ｏｚトーチ　１２：ワイヤ １６：ガス通路　１８：電磁方向切換弁２０：空気通路
　２２ニルブリケータ ２６：オイルタンク　３ｏ：チノプ ３２：ガスノズル　３４：案内孔 ３６：ガス噴出通路 出願人　トヨタ自動車株ｊ、ＩＱ会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）案内孔から溶接棒を送り出すチップと、該チップ
   を囲む状態で設けられて溶接点を被包すべきシールドガ
   スを噴出するガスノズルとを備えたアーク溶接トーチに
   スパッタが付着することを防止する方法であって、 前記ガスノズル内の空間へオイルミストを噴霧するごと
   によって該ガスノズルの内面および先端面、ならびに前
   記チップの表面をオイルに濡れた状態に保つことを特徴
   とするスパッタの付着防止方法。
2. （２）案内孔から溶接棒を送り出ずチップと、該チップ
   を囲む状態で設けられて溶接点を被包ずべきシールドガ
   スを噴出するガスノズルとを備えたアーク溶接トーチに
   スパッタが付着することを防止する装置であって、 前記ガスノズルにシールドガスを供給するガス通路の途
   中に方向切換弁を介してオイルミスト供給装置を接続し
   、前記方向切換弁の切換えによって前記シールドガスと
   オイルミストとを前記ガスノズルに選択的に供給し得る
   ようにしたことを特徴とするアーク溶接トーチのスバノ
   タイ」着防止装置。
3. （３）　前記オイルミスト供給装置が、前記ガスノズル
   の内面に形成された油膜に付着したスパッタを吹き飛ば
   すのに十分な流量の空気流に霧吹きの原理によってオイ
   ルミストを発生さセつつ混入させるルブリケータを含む
   ものである特許請求の範囲第２項記載のスパッタ付着防
   止装置。