KR20200055710A

KR20200055710A - 열 접합용 토치 몸체

Info

Publication number: KR20200055710A
Application number: KR1020207006648A
Authority: KR
Inventors: 자샤 로즈; 에카르트 크래머; 랄프 섀퍼
Original assignee: 알렉산더 빈첼 슈바이쯔텍크닉 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-05-21
Also published as: WO2019057517A2; JP2020534160A; US20210078115A1; DE102017121722A1; EP3684542A2; DE102017121722B4; CN111107955A; WO2019057517A3

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 작업의 열 결합, 특히 아크 용접 또는 아크 브레이징을 위한 토치 몸체에 관한 것으로, 상기 토치 몸체는 전극과 작업물 사이에 아크를 발생시키기 위해 몸체 내에 제공된 비 소모성 전극, 특히 텅스텐 전극을 포함한다. 토치 몸체는 가스 배출구로부터 실딩 가스 흐름을 방출하기 위해 전위가 없는 단부 노즐을 갖는다. 실딩 가스 흐름을 주 가스 흐름 및 2차 가스 흐름으로 분할하기 위해 2차 흐름 채널이 제공되며, 2차 가스 흐름은 가스 출구에서 주 가스 흐름을 환형으로 둘러싼다.

Description

열 접합용 토치 몸체

본 발명은 토치 몸체에 관한 것으로 상기 토치 몸체를 갖는 토치 뿐만 아니라 청구항 1, 17 및 18의 일반 부분에 따른 적어도 하나의 작업물의 열 결합, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 19의 일반적인 부분에 따른 결합 장치에 관한 것이다.

열 결합 방법은 에너지를 사용하여 작업물을 녹여서 결합한다. "MIG", "MAG"및 "TIG"는 판금 가공에 사용되는 표준용접 방법이다.

소모품 전극(MSG)을 사용하는 실딩 가스 보조 아크 용접 방법에서 "MIG"는 "금속 불활성 가스"를 나타내고 "MAG"는 "금속 활성 가스"를 나타낸다. 비 소모성 전극(TSG)을 사용하는 실딩 가스 보조 아크 용접 방법의 경우, "TIG"는 "텅스텐 불활성 가스"를 의미한다. 본 발명에 따른 용접 장치는 기계 제어 용접 토치로 구성될 수 있다.

아크 용접 장치는 용접될 재료를 용융시키기 위해 작업물과 소모품 또는 비 소모성 용접 전극 사이에 아크를 발생시킨다. 실딩 가스 스트림은 용접될 재료 뿐만 아니라 용접 부위를 대기에 주로 존재하는 대기 가스, 주로 N2, O2, H2에 대해 보호한다.

이와 관련하여, 용접 전극은 아크 용접 장치에 연결된 용접 토치의 토치 몸체에 제공된다. 토치 몸체는 일반적으로 전류를 전달하고 아크 용접 장치의 용접 전류원에서 토치 헤드의 팁 및 작업물에 아크를 발생시키는 용접 전극까지 용접 전류를 전도하는 내부 구성 요소 그룹을 가진다.

실딩 가스 스트림은 용접 전극, 아크, 용접조 및 작업물에서 열에 영향을 받는 영역 주위로 흐르며, 이 과정에서 용접 토치 몸체를 통해 상기 영역으로 공급된다. 가스 노즐은 실딩 가스 스트림을 토치 헤드의 전방 단부로 안내하고, 여기서 실딩 가스 스트림은 용접 전극 주위의 토치 헤드로부터 약 환형 패턴으로 빠져 나간다.

용접 절차 동안, 용접을 위해 생성된 아크는 용접될 작업물뿐만 아니라 임의적으로 첨가되는 용접 재료를 가열하여 용융된다. 아크 에너지의 입력, 고 에너지 열 복사 및 대류는 모두 용접 토치의 헤드로 상당한 열을 발생시킨다. 유입된 열 중 일부는 토치 헤드를 통해 전달되는 실딩 가스 스트림 또는 주변 공기의 수동 냉각 및 열 전도에 의해 호스 팩으로 다시 소산될 수 있다.

그러나, 토치 헤드의 특정 용접 전류 부하를 넘으면, 열 입력이 너무 높아서 사용된 구성 요소를 열 재료 고장으로부터 보호하기 위해 이른바 토치 헤드의 능동 냉각이 필요하다. 이를 위해, 토치 헤드는 토치 헤드를 통해 흐르는 냉각제로 활발히 냉각되어 용접 과정에서 발생된 불필요한 열을 제거한다. 예를 들어, 에탄올 또는 프로판올이 첨가된 탈 이온수는 동결에 대한 보호를 제공하기 위한 냉각제로서 사용될 수 있다.

용접 외에도 납땜은 판금 구성 요소를 결합 할 때의 옵션이다. 용접의 경우와 달리, 납땜은 용융되는 작업물이 아니라 필러 재료이다. 납땜의 경우, 필러로서 땜납에 의해 2개의 에지가 서로 결합되기 때문이다. 땜납 재료 및 구성 요소 재료의 용융 온도는 매우 다르기 때문에, 처리하는 동안 땜납 만이 용융된다. ㅆIG 토치, 플라즈마 토치 및 MIG 토치 외에 레이저도 납땜에 적합하다.

아크 납땜 공정은 금속 실딩 가스 납땜(MIG-S) 공정 및 텅스텐 실딩 가스 납땜(TIG-S) 공정으로 분류될 수 있다. 여기서,용융 범위가 기재의 것보다 낮은 와이어 형태의 구리계 재료가 주로 충전제 재료로서 사용된다. 사용되는 장비와 관련하여 MSG 아크 납땜의 원리는 와이어 형태의 필러 재료를 사용하는 MSG용접과 거의 동일하다. TIG 납땜의 경우, 와이어 형태의 필러 재료가 측면으로부터 수동 또는 기계적으로 아크로 공급된다. 상기 공정에서, 필러 재료는 콜드 와이어로서 전류없이 공급될 수 있거나 핫 와이어로서 전류와 함께 공급될 수 있다. 아크가 추가적인 자기장에 의해 영향을 받더라도 열선으로 더 큰 용융 용량이 달성된다.

일반적으로 아크 납땜은 표면 마무리 또는 코팅되지 않은 얇은 게이지 판금에 사용된다. 무엇보다 용접에 비해 솔더의 낮은 용융 온도가 부품의 열 응력을 덜 차지하기 때문에 코팅은 단지 덜 손상된다. 아크 납땜의 경우, 기재의 뚜렷한 용융이 발생하지 않는다.

아크 납땜 공정은 일반적으로 최대 약 3mm의 두께 범위 내에서 비 합금 또는 저 합금강으로 만들어진 비 코팅 및 금속 코팅 판금에 사용된다.

일반적으로, DIN ISO 14175에 따라 CO2, O2 또는 H2가 혼합된 아르곤 II 또는 아르곤 혼합물이 아크 납땜에 사용된다. TIG 납땜에는 시판되는 TIG 토치를 사용할 수 있다.

최신 기술은 고속 납땜 응용을 위해 집중된 아크를 제공하기 위해 수정된 TIG 토치로 아크 공정을 개시한다. 종래의 토치의 단점은 특수 전극의 사용 필요성, 전극의 제한된 공구 수명 및 개방형 냉각 회로 및 복잡한 전극 설정으로 인한 유지 보수의 부적절성 등을 포함한다.

유럽 특허 제 EP 2008 750 B1은 상부 리드 클로저와 함께 하우징 실린더를 갖는 텅스텐 불활성 가스 토치를 공개하며, 냉각제를 위한 적어도 하나의 공급 라인 및 리턴 라인과 마찬가지로 불활성 가스 라인 및 텅스텐 전극의 작동을 위한 전기 연결이 모두 상기 상부 리드 클로저를 통과한다.

또한, 하우징 실린더 내부에 위치되고 냉각 요소의 상단면에서 개방된 세장형 공동을 포함하는 연장된 냉각 요소가 있으며, 그 상부에 내부 리드 클로저가 위치하여, 냉각를 위한 라인이 상기 리드 클로저를 통과한다. 토치 헤드의 축을 따라 냉각 요소의 하단면에는 뾰족한 팁이 제공된 원통형 텅스텐 전극 몸체를 갖는 오목한 스레드 홀이 있으며, 그 단부는 냉각 요소의 하단면으로부터 소정 거리에 배치된다.

용접 토치는 또한 길이 방향 채널을 포함하면서 연장된 냉각 요소에 연결되고 냉각 요소 및 전극을 둘러싸는 가스 노즐을 포함한다.

유럽 특허 출원 EP 2 894 005 A1, 국제 특허 출원 WO 2015/105567 A1 및 미국특허 출원 US2016/0221127 A1은 전극 및 이러한 전극을 갖는 용접 토치 장치를 공개한다. 이와 관련하여, 전극은 종축뿐만 아니라 제 1 절두 원추를 갖는 팁 단부 섹션 및 제 2 절두 원추를 갖는 작업 단부 섹션을 형성하는 세장형 몸체를 포함하며, 이에 의해 세장형 몸체는 팁 단부 섹션과 작업 단부 섹션 사이에 위치한다. 용접 토치는 장착 플레이트에 부착된 세팅 레일과 마찬기지로 조정 트랙에 대해 슬라이드될 수 있는 조정 요소, 토치 몸체, 종축을 갖는 전극 홀더 및 상기 전극 홀더의 전극을 고정시키는 유지 너트를 갖는다. 전극 고정 너트는 팁 단부 부분의 각진 표면에 닿는다.

유럽 특허 출원 EP 0 962 277 A1은 직류 공급원에 연결된 비 소모성 전극이 배치된 챔버를 갖는 플라즈마 용접 토치를 공개하고 있다. 챔버에는 플라즈마 가스를 위한 출구 채널 및 입구 채널이 장착된다. 전극은 자유 단부를 갖는다. 전극 팁의 자유 단부는 평평해지고 개구부의 자유 단부면으로부터 돌출된다. 또한, 개구부의 헤드 영역은 원추형 출구 채널을 동심으로 둘러싸는 추가 채널을 갖는다.

출구 채널은 저온 플라즈마 가스를 운반하기 위해 제공되는 추가 채널로 둘러싸여 있다. 출구 채널 밖으로 흐르는 플라즈마 가스는 출구 채널 외부에서 플라즈마 제트를 압축 또는 수축시킨다. 플라즈마 가스는 본질적으로 주어진 벽 두께를 갖는 원추형 표면을 따라 흐른다.

종래의 토치의 단점은 특수 전극을 사용할 필요성, 전극의 제한된 공구 수명 및 개방형 냉각 회로 및 복잡한 전극 설정으로 인한 유지 보수의 부적절성 등을 포함한다.

또한, 예를 들어 자동차 산업의 정밀한 제조 작업에서 아연 도금된 판금의 납땜은 전극으로 인해 전극의 서비스 수명을 제한하므로 공정에 유해한 영향을 미치고 빈번한 유지 보수가 필요하다.

전술한 단점을 배경으로, 본 발명은 간단하고 비용 효율적이며 컴팩트한 구조를 가지며 동시에 아연 증기로부터 전극을 보호하면서 짧은 아크 길이에 대한 집중 아크를 제공한느 동시에 개선된 토치 몸체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적은 적어도 하나의 작업물을 열적으로 접합하기 위한 특히 청구항 제 1 항에 따른 아크 용접 또는 아크 납땜을 위한 토치 몸체 뿐만 아니라 상기 토치 몸체를 갖는 청구항 제 16 항에 따른 토치 및 하나 이상의 작업물을 열적으로 접합하기 위한 청구항 제 17 항에 따른 방법에 의해 달성된다. 또한, 상기 목적은 청구항 제 18항에 따른 결합 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 작업물을 열적으로 접합하기 위해 토치 몸체에 배치된, 전극과 작업물 사이의 아크를 발생시키기 위해 토치 몸체에 배치된 비 소모성 전극, 특히 텅스텐 전극을 갖는 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 위한 토치 몸체가 제시된다. 또한, 전위 가스가 없는 전방 노즐이 제공되어 실딩 가스 스트림이 가스 배출구로부터 유출될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전방 노즐은 실딩 가스 스트림을 주 가스 스트림 및 2차 가스 스트림으로 분할하기 위한 적어도 하나의 2차 흐름 채널을 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 2차 가스 흐름은 환형 패턴으로 가스 배출구에서 주 가스 흐름을 둘러싼다.

상기와 같이 TIG 용접과 관련하여 비 소모성 전극(일반적으로 음극으로 분극 됨)과 작업물 사이에서 아크가 발생한다. 이러한 용접 공정은 실딩 가스 스트림으로 보호된다. 실딩 가스는 주성분으로 아르곤 또는 헬륨 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다.

본 발명은 최소 설치 크기와 가스 스트림의 2개로의 분할의 조합으로 인해, 특히 플라즈마 토치와 같은 다른 토치 유형과 비교할 때, 토치에서 제 2 가스 흐름을 위한 추가 공간을 제공하거나 다른 전위에 대한 격리를 제공할 필요가 없도록 달성된다는 것을 특징으로 한다. 또한, 종래의 TIG 전류원이 사용될 수 있으며, 그 결과 토치 장치의 비용 효율이 더욱 증가된다.

주 가스 흐름에 부가하여 제공되는 2차 가스 흐름은 종래 기술로 알려진 토치 몸체와 비교하여 전방노즐의 큰 열 전도 단면을 허용한다. 2차 흐름 채널은 실딩 가스 스트림에 의해 덮인 표면적을 확대시킨다. 결과적으로, 전방 노즐은 아연 기화에 대한 전극에 대한 보호 기능을 수행 할뿐만 아니라 처리 영역에서 양호한 냉각을 보장한다.

본 발명의 유리한 제 1 실시예에 따르면, 몇몇 2차 흐름 채널이 전방 노즐의 원주를 따라, 바람직하게는 전방노즐의 종축에 대해 외측으로 10° 내지 30°의 개방 각으로 배열되도록 제공될 수 있다. 외부로 향한 2차 흐름 채널은 실딩 가스 스트림에 의해 덮인 표면적을 추가로 확대한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전극이 토치 몸체의 원위 단부를 가공물과 대면하도록 형성할 수 있거나 그렇지 않으면 원위 단부와 약 동일 높이가되도록 제공될 수 있다. 이것은 아크의 최적 점화를 설명한다.

대안으로서, 전방 노즐은 작업물을 향한 토치 몸체의 원위 단부를 형성할 수 있고, 전극은 이 단부에 대해, 특히 약 0.5 mm 내지 1.5 mm만큼 함몰될 수 있다.

본 발명의 특히 유리한 개선에서, 전극은 실질적으로 원통형인 섹션 및/또는 작업물을 향하는 예리한 단부를 갖는다. 전극의 예리한 단부는 토치 각도가 20° 내지 45°, 바람직하게는 30°일 수 있다. 작업물을 향한 전극의 단부는 직경이 0.5 mm 내지 1.5 mm, 바람직하게는 1.0 mm인 절두 원추형 플래토를 가질수 있다. 아크가 작업물과 전극 사이에 형성되기 때문에, 작업물을 향한 전극 팁의 기하학적 형상은 아크의 치수 및 형상뿐만 아니라 토치의 점화에 결정적이다. 이러한 이유로, 상기 영역에서, 아크는 전극으로부터 작업물로 본질적으로 직각 및 직선으로 진행하도록 플래토가 제공된다. 따라서 아크의 효과는 처리 영역에서 더욱 최적화된다.

본 발명의 개선에서, 토치 몸체를 냉각시키는 역할을하는 냉각 요소가 제공되며, 특히 냉각 요소는 냉각제를 운반하기 위한 냉각 채널을 갖는다. 사용된 부품을 열 재료 고장으로부터 보호하려면 토치 헤드의 능동 냉각이 필요하다. 이를 위해, 토치 헤드는 토치 헤드를 통해 흐르는 냉각제로 능동적으로 냉각되고 용접 공정에서 픽업된 원치 않는 열을 제거한다. 전술한 바와 같이, 에탄올 또는 프로판올이 첨가된 탈 이온수는 동결에 대한 보호를 제공하기 위한 냉각제로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 냉각 가스를 통해 실딩 가스 또는 공기를 냉각제로서 운반하는 것도 가능하다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 전방 노즐은 두 부분으로 구성된다. 본 발명에 설명된 바와 같이, 전방 노즐(3)이 한 조각으로 구성되는 것도 고려할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전방 노즐은 중심 노즐 및 가스 노즐을 포함한다. 한편, 중심 노즐 및 가스 노즐을 갖는 전방 노즐의 구성은 구조가 더 콤팩트하고 다른 한편으로는 두 노즐이 각각 실딩 가스 흐름을 전달하는 채널에 대해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 달성된다. 이러한 방식으로, 토치 몸체는 전방 영역, 즉 작업물을 향하는 곳에서 상당히 얇게 설계될 수 있다.

중심 노즐은 매우 높은 열 전도를 보장하기 위해 구리 또는 구리 합금으로 제조될 수 있고 및/또는 가스 노즐은 높은 열 전도뿐만 아니라 동시에 높은 강도를 달성하기 위해 황동 또는 황동 합금으로 제조될 수 있다. 대안으로서, 가스 노즐은 또한 세라믹으로 제조될 수 있다.

본 발명의 개선에서, 내부 전기 절연기는 전방노즐을 전극으로부터 격리시킨다.

외부로부터 접근 가능한용접 토치의 구성 요소, 특히 토치 몸체, 소위 무전 위 구성 요소가 비 절연 구성 요소로부터 전기적으로 격리되도록 추가적인 격리, 소위 외부 격리가 제공될 수 있다. 용접 토치 내부의 전원이 차단되어 접촉시 감전을 방지하고 다른 기계 및 장치를 보호한다. 또한, 이 조치는 아크가 용접 전극으로부터 멀어지는 것을 방지한다. 종래의 아크 용접 장치에서 용접 전극으로부터 아크가 멀어지면 아크가 가스 노즐 또는 토치 넥 보호 튜브로 점프하여 녹아버릴 수 있다. 이로 인해 해당 부품을 조기에 사용할 수 없게 되어 교체가 필요할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 2차 가스 흐름을 균등화하고 안내하기 위한 환형 갭이 중심 노즐과 가스 노즐 사이에 형성될 수 있다. 특히, 주변에 환형 갭을 형성하기 위해 가스 노즐이 2차 흐름 채널의 출구 개구의 단부에서 중심 노즐과 적어도 부분적으로 중첩되도록 제공될 수 있다. 이는 처리 영역뿐만 아니라 심(seam)을 위한 실딩 가스로 커버리지를 더욱 향상시킨다. 이는 아연 기화로부터 전극을 보호하는 기능을 추가로 개선한다. 또한, 이는 토치 몸체로의 최적의 열 전도 및 열 전달을 발생시킨다. 동시에, 토치 몸체의 구조는 훨씬 더 작아진다.

본 발명의 특히 유리한 변형에서, 중심 노즐은 2차 흐름 채널을 갖는다. 결과적으로, 토치 몸체의 전방섹션은 더 작아진다. 토치 몸체의 최적 냉각은 바람직하게는 중심 노즐의 접촉 표면의 높이에 위치된 노즐(2) 흐름 채널에 의해 달성되며, 그 결과 노즐 팁에는 천공된 구멍 또는 채널이 없어진다. 구성 요소에 쉽게 액세스할 수 있도록 얇고 컴팩트하게 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 중심 노즐이 약 5 mm² 내지 22 mm², 특히 약 12.5 mm² 내지 15.9 mm²의 단면을 갖는 출구 개구를 갖도록 제공될 수 있으며, 이에 의해 출구 개구의 단면은 전극의 원통형 부분의 영역에서 전극의 단면보다 작거나 같으므로, 예리한 전극에서 균일한 유출이 보장된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중심 노즐의 2차 흐름 채널의 단면의 합이 약 12 mm² 내지 22 mm², 특히 약 20 mm²가 되도록 제공될 수 있고, 따라서 2차 가스 흐름과 주 가스 흐름 사이의 부피 흐름의 균일한 분포가 보장된다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 출구 개구의 단면 대 이차 흐름 채널의 단면의 합의 비는 다소 유사하며, 바람직하게는 약 4:5이다. 이러한 이유로, 가스 노즐의 수축 효과는 비교적 작다. 대신, 특히 아연 도금된 판금을 납땜하는 동안 아연 증기가 상승하지 않도록 전극을 보호하는 기능을 수행한다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 가스 노즐은 중심 노즐에 결합될 수 있도록 체결 너트로서 구성된다. 이는 노즐 설치를 크게 단순화시킨다. 또한, 고정 너트 또는 유니온 너트로서 작용하고 내부 스레드를 가질 수 있는 가스 노즐이 교체 중에 중심 노즐 위로 당겨 져서 토치 몸체상의 외부 스레드를 결합함으로써 토치 몸체에 연결되기 때문에 중심 노즐을 교체하는 것이 매우 쉬워진다. 중심 노즐을 교체 할 때 예를들어 노즐에 결함이 있거나 마모된 경우 가스 노즐을 나사로 풀고 제거하여 교체할 중심 노즐을 토치 몸체 밖으로 매우 쉽게 꺼낼 수 있다. 제거를 용이하게 하기 위해, 중심 노즐의 환형 표면에는 추가적인 스패너 평면이 제공될 수 있다. 새로운 중심 노즐이 몸체에 삽입되면 가스 노즐이 토치 몸체의 스레드에 다시 고정되어 고정된다. 그 결과, 중심 노즐이 토치 몸체의 원추형 시트로 가압되고 최적의 열 전달이 달성된다.

본 발명의 제 1 독립 사상에 따르면, 본 발명에 따른 토치 몸체를 갖는 토치가 제공된다.

본 발명의 다른 독립적인 사상에서, 전극과 가공물 사이에 아크를 발생시키기 위해 비 소모성 전극과 적어도 하나의 가공물, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 열적으로 접합하는 방법이 설명된다. 또한, 전위가 없는 전방 노즐로부터 유출되는 실딩 가스 스트림이 제공된다. 실딩 가스 스트림은 전극을 직접 둘러싸는 주 가스 흐름과 토치 몸체의 전단에서 나오는 2차 가스 흐름으로 나뉘어 2차 가스 흐름이 환형 패턴으로 가스 배출구에서 주 가스 흐름을 둘러싼다.

본 발명의 다른 독립적인 사상에서, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 위해 적어도 하나의 작업물을 열적으로 접합하기 위한 결합 장치가 제시된다. 결합 장치는 내부에 배열된 비 소모성 전극, 특히 텅스텐 전극과 가공물 사이에 아크를 발생시키기 위한 기계 제어식 토치를 갖는다. 또한, 결합 장치는 전술한 바와 같이 토치 몸체를 가질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 결합 장치는 촉각 심 추적 시스템뿐만 아니라 새로운 토치로 토치를 교체하기 위한 토치 교환 장치를 갖는다. 위치 변환기는 작업물에 대해 이동 가능하고 토치로부터 일정 거리에 있도록 배치되며, 이에 의해 토치는 촉각 심 추적 시스템에 결합된다.

본 발명에 따르면, 위치 변환기에 대한 이동은 토치를 작업물을 열적으로 결합시키기 위한 하나 이상의 작업 위치로 및 토치를 새로운 토치로 교체하기 위한 교체 위치로 이동할 수 있다.

처리 시간을 최적화하고 토치의 유휴 시간을 최소화하기 위해 토치가 교체될 수 있지만, 소모되거나 결함이 있는 전극 및/또는 토치의 노즐 만이 교체되어야 한다.

필러 재료의 동시 열 유도 연화 동안 필러 재료에 힘을 가하기 때문에, 와이어의 자유 단부는 가능한 한 짧게 유지되어야 며, 그 결과 열 결합 장치의 위치 변환기는 일반적으로 움직일 수 없도록 구성되고, 토치의 전단에 매우 가깝게 배치된다. 일반적으로이 거리는 불과 몇 mm이다. 이러한 이유로, 토치가 수동 또는 자동으로 변경될 때 토치와 위치 변환기가 충돌할 수 있다. 위치 변환기는 토치 헤드의 바로 근처에용접 또는 납땜용 필러 재료가 배치될 수 있는 출구 개구를 가질 수 있기 때문에, 토치 및 필러 재료는 예를 들어 완전히 수축되지 않은 와이어로 인해 충돌할 수 있다. 이러한 충돌은 토치 및/또는 촉각 추적 시스템을 손상시킬 수 있다.

토치의 교체는 전극 또는 예를 들어 전방노즐과 같은 다른 토치 구성 요소를 수동으로 교체하는 것과 비교하여 유리한데 전방노즐 또는 전극이 수동으로 제거 및 교체될 필요가 없기 때문이다. 대조적으로, 토치는 전극 및 노즐과 함께 교체되고, 그 결과 열 결합 장치의 다운 타임이 줄어든다.

예를 들어, 토치에 결합될 수 있고 이러한 방식으로 운반할 수 있는 커플링 장치를 사용하는 그리퍼 암과 같은 결함이 있거나 사용된 토치를 교체하기 위한 자동 또는 수동 방법에 의해 필요에 따라 전개될 수 있는 복수의 새로운 토치를 포함하는 카트리지가 제공될 수 있다. .

또한, 촉각심 추적 시스템에는 토치 방향으로 실딩 가스를 공급하기 위한 다른 장치가 장착될 수도 있다.

또한, 위치 변환기는 제어 장치를 통해 변환기의 전단에 설치되고 결합되는 작업물의 접합 부위를 따라 이동하는 센서의 순간 위치를 결합 장치의 움직임을 제어하는 액추에이터로 릴레이할 수 있다. 결합 장치 자체는 로봇 제어 시스템과 비교하여 촉각 심 추적 시스템의 보다 정확한 움직임을 실행할 수 있는 추가 액추에이터를 가질 수 있다.

작업 위치에서, 촉각 심 추적 시스템은 용접 또는 납땜될 심를 따라 이동한다. 토치는 짧은 거리로 이동하여 심 추적 시스템을 "따른다". 이것은 토치의 단부가 촉각심 추적 시스템의 바로 근처에 있고 그것을 따르는 규정된 작업 방향을 정의한다.

교체 위치에서, 특히 작업 방향을 따르는 토치와 심 추적 시스템 사이의 거리가 증가되어 작업 방향과 반대인 심 추적 시스템으로부터 토치가 멀어진다.

토치와 촉각 심 추적 시스템 사이의 거리가 증가하자 마자 교체할 토치를 제거하고 새 토치로 교체할 수 있다. 예를 들어, 로봇의 그리퍼 암과 같은 수단이 제공되어 교체될 소모된 토치가 용접 에너지 원, 특히 실딩 가스, 전기 에너지 및 냉매를 위한 라인으로부터 분리될 수 있게 된다. 그후 토치는 예를 들어 촉각 심 추적 시스템으로부터 토치의 길이 방향과 거의 평행하게 체인저를 향하여 이동하여 촉각 심 추적 시스템과 충돌하지 않고 궁극적으로 제거될 수 있다.

본 발명의 유리한 제 1 개선에서, 토치를 새로운 토치로 교체하기 위해, 캐리지에 결합된 토치를 위치시키기 위해 이동 가능한 캐리지가 제공된다. 토치와 위치 변환기 또는 촉각심 추적 시스템이 충돌하는 것을 방지하기 위해, 토치가 체인저를 통해 체인저 방향으로 이동하여 위치 변환기로부터 또는 촉각심 추적 시스템으로부터 멀어지게 이동한다. 필러 재료용 공급 장치 및 촉각 심 추적 시스템의 심 센서가 견고하게, 즉, 토치에 대해 고정되어 배치되기 때문에 캐리지가 필요하여, 상기 공급 장치는 토치 교체 과정에서 본질적으로 방해가 되며, 토치까지의 거리가 매우 짧기 때문에 토치 및/또는 촉각 심 추적 시스템이 충돌하여 손상될 수 있다.

본 발명의 개선에서, 캐리지는 전기, 공압 또는 유압식으로 동력을 공급 받으므로 캐리지의 정확한 제어가 보장된다.

본 발명의 다른 변형에서, 캐리지는 토치를 유지하기 위한 토치 홀더 및/또는 용접 에너지를 공급하기 위한 결합 장치를 갖는다. 상기 용접 에너지는 무엇보다도 냉각 가스 및 실딩 가스를 위한 전기 에너지 및 공급 라인을 포함한다. 토치를 교체할 때 토치 몸체를 통해 용접 에너지를 전달하는 라인을 연결하기 위한 부착 커플러는 래칭 및 언래칭이 쉬워야 토치를 신속하고 깔끔하고 안전하게 교체할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 토치는 적어도 작업 위치에 고정된다.용접 또는 납땜 공정의 매우 높은 정밀도를 달성하기 위해, 제어 수단은 토치의 적절한 위치에 매우 정확하게 접근될 수 있어야 한다. 부정확성을 방지하기 위해 토치는 최소한 작업 위치에 잠겨 있다. 또한, 본 발명에 설명된 바와 같이, 토치가 다른 위치, 예를 들어 교체 위치에서 잠길수 있는 것도 고려될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 토치는 작업 위치와 교체 위치 사이에서 단독으로 또는 그 반대로 이동할 수 있다. 또한 결합 장치의 정밀도가 향상된다. 또한, 장치의 클럭 주파수가 증가한다. 결국 두 개의 위치에만 접근하기 때문에 오작동 및 장치 다운 타임을 줄일 수 있다. 상기 두 위치는 안정적인 위치로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 심 추적 시스템은 특히 위치 변환기 상에 배치되는 출구 개구를 가지며, 이에 의해 아크 납땜 또는 아크 용접을 위한 필러가이 개구를 통해 분배될 수 있다. 필러는 예를 들어 용접 와이어 또는 납땜 와이어일 수 있다. 따라서 심 추적 시스템은 이중 기능을 수행한다. 한편으로는 필러 재료를 분배하고 다른 한편으로는 촉각 측정 시스템의 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 촉각 심 추적 시스템의 원위 단부는 토치의 전방 단부의 바로 근처에 배치된다. 이것은 장치를 위한 매우 컴팩트한 설계가 된다.

본 발명의 추가적인 목적, 장점, 특징 및 적용 가능성은 도면을 참조하여 하기 실시예의 설명으로부터 얻을 수 있다. 이와 관련하여, 설명되거나 묘사된 모든 특징들은 그 자체로 또는 임의의 의미있는 조합으로 본 발명의 주제를 구성하며, 또한 청구 범위 또는 그들이 참조하는 청구 범위에서의 편집에 관계없이 본 발명의 주제를 구성한다. .

이와 관련하여 다음이 때때로 개략적으로 도시된다.

도 1은 중심 노즐 및 가스 노즐을 포함하는 적어도 하나의 작업물을 열적으로 결합하기 위한 토치 몸체;
도 2는 토치 몸체의 평면도(a), 측면도(b) 및 단면도(c)의 상세도;
도 3은 평면도(a), 측면도(b) 및 단면도(c)로서의 중심 노즐의 상세도;
도 4는 가스 노즐의 평면도(a), 측면도(b) 및 단면도(c)로서의 상세도;
도 5a는 제 1 측면도에서 작업 위치에 있는 결합 장치의 개략도;
도 5b는 다른 측면도에서 작업 위치에 있는 결합 장치의 개략도;
도 6은 교체 위치에서의 결합 장치의 개략도; 및
도 7은 토치가 제거된 결합 장치의 개략도.

명확성을 위해, 동일한 구성 요소 또는 동일한 효과를 갖는 구성 요소는 실시예를 참조하여 아래에 도시된 도면에서 동일한 참조 번호가 제공된다.

도 1은 전극(1)과 작업물(11) 사이에 아크를 발생시키기 위해 토치 몸체(10), 특히 텅스텐 전극에 배치된 비소모성 전극(1)을 가진 적어도 하나의 작업물(11)을 열적으로 결합하기 위한 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 위한 토치 몸체(10)를 도시한다.

본 발명의 본 실시예에서, 전극(1)은 토치 몸체(10)와 약 동일 평면 상에 있으며, 즉 토치 몸체(10)의 다른 구성 요소와 함께 전단(18)을 형성한다. 전극(1)은 또한 작업물(11)와 대면하는 토치 몸체(10)의 원위 단부(9)를 형성하고 토치 몸체의 다른 구성 요소를 넘어 전방 단부(18)를 향해 돌출되도록 전극(1)에 제공될 수 있다. 선택적으로, 노즐의 적어도 일부가 작업물(11)를 향한 토치 몸체(10)의 원위 단부(9)를 형성하도록 및 전극(1)이 상기 단부(9)에 대해, 특히 약 0.5mm 내지 1.5mm로 함몰되도록 고려될 수 있다.

전극(1)은 실질적으로 원통형 섹션(21) 및/또는 작업물을 향하는 예리한 단부(22)를 가질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 내부 절연체(8)에 의해 전기적으로 분리되거나 전위가 없고 실딩 가스 스트림이 토치의 가스 배출구(13)로부터 유출되도록 하는 전방 노즐(3)이 제공된다. 내부 절연체(8)는 예를 들어 세라믹 재료로 만들어지거나 세라믹 재료를 포함할 수 있다.

도 1에서 알수 있는 바와 같이, 외부 분리(19)는 외부로부터 사용자에 의해 액세스될 수 있는 토치 부분이 용접 토치 내부의 비절연 구성 요소로부터 전기적으로 격리될 수 있도록 제공된다. 또한, 상기 외부 격리(19)는 아크가 전극(1)으로부터 멀어지는 것을 방지한다.

전방 노즐(3)은 실딩 가스 스트림을 주 가스 흐름(14)으로 그리고 2차 가스 흐름(15)으로 나누기 위한 적어도 하나의 2차 흐름 채널(5)을 갖는다. 또한, 2차 가스 흐름(15)은 가스 배출구(13)에서 주 가스 흐름(14)을 환형 패턴으로 둘러싼다. 실딩 가스는 주성분으로서 아르곤 또는 헬륨 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 또한, 산소, 이산화탄소 및/또는 수소의 작은 혼합물이 이차 성분으로서 가능하다.

도 1뿐만 아니라 도 2a 내지 2c 및 도 3a 내지 3c에서 볼 수 있는 바와 같이, 몇몇 2차 흐름 채널(5)은 전방 노즐(3)의 원주를 따라 바람직하게는 전방 노즐(3)의 종축(20)에 대해 외부로 향한 10° 내지 30°의 개방 각으로 배열된다. .

도 1은 이 경우 냉각제를 운반하기 위해 냉각 채널(12)을 갖는 토치 몸체(10)를 냉각하기 위한 냉각 요소(6)를 도시한다. 또한 토치 몸체(10)를 냉각시키기 위해 실딩 가스 스트림의 일부가 이들 채널(12)을 통과하는 것이 제공될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 실시예에서의 전방 노즐(3)이 두 부분으로 구성되고 중심 노즐(2) 및 가스 노즐(4)을 포함하는 것을 도시한다. 본 발명에서 설명된 바와 같이, 전방 노즐(3)은 또한 한 조각으로 구성되는 것이 고려될 수 있다.

도 3a 내지 3c는 중심 노즐(2)의 상세도를 도시한다. 도 3a는 평면도를 도시하고, 도 3b는 측면도를 도시하고,도 3c는 중심 노즐(2)의 단면도를 도시한다. 실딩 가스 스트림의 주요 가스 흐름(14)은 중심 노즐(2)의 내부 배출구(7)를 통해 배출된다.

도 4a 내지 4c는 가스 노즐(4)의 유사한 도면을 도시한다.

중심 노즐(2)과 가스 노즐(4) 사이에 2차 가스 흐름을 균등화 및 안내하기 위한 환형 갭(17)이 형성된다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 가스 노즐(4)은 적어도 부분적으로 원주를 따라 환형 갭(17)을 형성하기 위해 2차 흐름 채널(5)의 외부 출구 개구(16)의 단부에서 중심 노즐(2)과 중첩된다.

실딩 가스는 중심 노즐(2)에서 환형 갭(17)으로부터 빠져 나간다. 2차 흐름 채널(5)은 외부 출구 개구(16) 내로 개방된다. 중심 노즐(2)은 상기 중심 노즐(2)이 토치 몸체의 축방향에서 포지티브 끼움으로 고정될 수 있도록 환형 표면(23)을 갖는다. 환형 표면(23)에는 토치 몸체의 원추형 프레스 끼움으로부터 제거를 용이하게 하기 위해 스패너 플랫이 추가로 제공될 수 있다. 개별 이산 2차 흐름 채널(5)은 약 환형 표면(23)의 높이에서 환형 갭(17) 내로 개방되어 작업물(11)의 방향으로 빠져 나간다.

중심 노즐(2)은 구리 또는 구리 합금으로 만들어 질 수 있고 및/또는 가스 노즐(4)은 황동 또는 황동 합금으로 만들어 질수 있다.

도 4a 내지 도 4c로부터 가스 노즐(4)이 중앙 너트(2)에 결합될 수 있도록 체결 너트로서 구성될 수 있음을 알수 있다. 결과적으로, 중심 노즐(2)은 하나에서 이중 기능을 수행한다. 한편, 가스 노즐(4)은 가스 노즐(4)과 함께 환형 갭(17)을 형성하고, 한편 토치 바디(10)를 설치하는 동안 중심 노즐(2)을 토치 바디(10)에 고정시키기 위해 체결 수단으로서 기능한다. 이 체결의 범위 내에서, 가스 노즐(4)의 내부 스레드(24)가 토치 몸체(10)의 외부 스레드(25)와 맞물릴 때까지 가스 노즐(4)이 중심 노즐(2) 위로 당겨진다. 환형 표면(23)은 노즐이 제자리에 나사로 고정될 때 가스 노즐(4)이 토치 몸체(10)의 방향으로 힘을 가하는 중앙 노즐(2)의 스톱을 형성한다.

중심 노즐(2)의 출구 개구(7)는 약 13 mm² 내지 20 mm², 특히 약 16 mm²의 직경을 가질 수 있다. 가스 노즐(4)의 2차 흐름 채널(5)의 단면의 합은 약 18 mm² 내지 22 mm², 특히 약 20 mm²에 이를 수 있다. 본 예시에서, 예를 들어, 8개의 2차 흐름 채널(5)이 제공되지만, 이 수는 변할 수 있다.

실딩 가스의 특히 바람직한 분포를 보장하기 위해, 2차 흐름 채널(5)의 단면의 합에 대한 출구 개구(7)의 직경의 비는 특히 약 4:5와 유사할 수 있다.

도 5a 내지 7은 예를 들어, 내부에 배치된 비 소모성 전극(1) 특히 텅스텐 전극 및 작업물(11)사이에 아크를 발생시키기 위한 상술한 바와 같은 토치 몸체(10)를 갖는 기계 제어식 토치(200, 200')를 갖는 결합 장치(100)를 도시한다.

토치(200)를 새로운 토치(200')로 교체하기 위한 토치 교체 장치(300)가 제공된다. 이와 관련하여, 교체 가능한 토치(200)는 교체 인터페이스를 가질 수 있다.

촉각 심 추적 시스템(900)은 토치(200)로부터 소정 거리에 배치되고 작업물(11)에 대해 이동가능하도록 위치 변환기(901)를 갖는다. 위치 변환기(901)는 상기 위치 변환기(901)의 단부에 설치된 측정 센서의 순간 위치를 확인하고, 상기 측정 센서는 함께 결합될 작업물(11)의 결합 부위를 따라 이동한다.

위치 변환기(901)에 대한 이동 범위 내에서, 토치(200)는 작업물(111)를 열적으로 결합시키기 위한 적어도 하나의 작업 위치(500)로 그리고 새로운 토치(200')로 대체될 토치(200)를 교체하기 위해 교체 위치(400)로 이동될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 열 결합 장치(100)의 구조적 치수로 인해, 일반적으로 이동 가능하지 않도록 구성되는 위치 변환기(901)의 원위 단부(903)는 즉, 토치 (200)의 전방 단부(201)와 매우 근접하게, 즉, 단지 수 mm 떨어져 배치된다. 이러한 이유로, 토치(200, 200') 및 위치 변환기(901)는 토치가 교체될 때 충돌할 수있다.

위치 변환기(901)는 용접 또는 납땜을 위한 필러(700)가 토치 헤드의 바로 근처로 이동될 수 있는 출구 개구(902)를 갖는 공급 장치(904)를 가질 수 있다. 필러(700)는 예를 들어 용접 와이어 또는 납땜 와이어 일수 있다. 와이어는 콜드 와이어(cold wire)로서 포텐셜 없이 공급되거나 핫 와이어(hot wire)로 절연되지 않을 수 있다.

결과적으로, 토치의 교체 동안, 토치(200, 200') 및 필러 재료(700)는 예를 들어 완전히 수축되지 않은 필러 와이어로 인해 충돌할 수 있다. 이러한 충돌은 토치(200)를 손상시킬 수 있다.

따라서, 촉각심 추적 시스템(900)은 이중 기능을 수행한다. 한편으로, 용접 또는 납땜될 심에 대한 토치(200)의 순간 위치를 확인하기 위해 위치 변환기(901)를 갖는다. 다른 한편으로, 심 추적 시스템(900)은 또한 충전제 재료를 공급하는 역할을 하는 공급 장치(904)를 포함한다.

도 5a는 결합 장치를 측면도로 도시하고, 도 5b는 다른 측면도를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 작업 위치(500)에서, 촉각 심 추적 시스템(900)은 용접되거나 납땜될 심를 따라 이동한다. 토치(200)는 작은 거리에서 또는 동일한 위치에서 이동하고 심 추적 시스템(900)을 따라 가며, 따라서 토치(200)의 소정의 작업 방향을 규정한다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 교체 위치(400)에서, 토치(200)와 심 추적 시스템(900) 사이의 거리는 특히 토치(200)가 촉각 심 추적 시스템(900)으로부터 멀어지도록 작업 방향에 반대로 특히 작업 방향을 따라 증가한다.

토치(200)와 촉각 심 추적 시스템(900) 사이의 거리가 증가하면, 변경될 토치(200)는 제거되어 새로운 토치(200')로 대체될 수 있다. 도 7은 토치(200, 200')가 제거된 장치(100)를 도시한다. 예를 들어, 로봇의 그리퍼 암과 같은 수단이 제공되어, 교체될 소모된 토치(200')가 용접 에너지 원, 특히 실딩 가스를 위한 라인, 전기 에너지 및 냉각제를 위한 라인으로부터 분리될 수 있다. 그 다음, 토치 (200')는 촉각 심 추적 시스템(900)으로부터, 예를 들어 토치(200)의 길이 방향과 약 평행하게 체인저(도시되지 않음)를 향해 이동되어, 심 추적 시스템(900)과 충돌하지 않고 궁극적으로 제거될 수 있다.

토치(200)와 촉각 심 추적 시스템(900) 사이의 필수 거리를 달성하기 위해, 캐리지에 결합된 토치를 위치시키기 위한 이동 가능한 캐리지(600)가 새로운 토치(200')로 대체될 토치(200)를 교체하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 토치는 도 5a 내지 7에 도시된다. 토치(200)와 공급 장치(904)가 충돌하는 것을 방지하기 위해, 토치(200)는 캐리지(600)에 의해 체인저 방향으로 이동하여 공급 장치로부터 멀어진다. 캐리지(600)는 필러 재료(700)를 위한 공급 장치(904) 및 촉각 심 추적 시스템(900)의 측정 센서가 견고하게 배치되기 때문에, 즉, 토치(200)에 대해 움직일 수 없도록 배치되기 때문에 필요하므로, 상기 공급 장치(904)는 토치(200)를 교체하는 과정 중에 방해가 되고, 토치(200)까지의 매우 작은 거리로 인해 토치(200)가 충돌하여 손상될 수 있다.

캐리지(600)는 전기, 공압 또는 유압으로 동력을 공급받을 수 있다.

캐리지 (600)는 토치(200)를 유지하기 위한 토치 홀더(601) 및/또는 토치 몸체(10)를 통해 실딩 가스를 전달하는 라인을 결합하기 위한 결합 장치(602) 및/또는 토치 몸체(10)를 통해 이른바 전류-물 케이블로서 냉각제와 용접 에너지를 전달하는 라인을 결합하기 위한 결합 장치(603)를 가진다. 토치 홀더(601)는 용이한 래칭 및 언래칭을 보장하여, 토치(200, 200')의 교체가 빠르고 확실하게 수행될 수 있도록 한다.

토치(200)는 작업 위치(500)와 교체 위치(400) 사이에서 또는 그 반대로 이동될 수 있다. 토치(200)가 이들 두 위치 사이에서 독점적으로 이동될 수도 있다.용접 또는 납땜 공정의 매우 높은 정밀도를 달성하기 위해, 제어 수단은 토치의 적절한 위치에 매우 정확하게 접근될 수 있도록 해야 한다. 부정확성을 방지하기 위해, 토치(200)는 적어도 작업 위치(500) 및/또는 교체 위치(400)에서 잠길수 있다.

1: 전극 2: 중심 노즐
3: 전방 노즐 4: 가스 노즐
5: 2차 흐름 채널 6: 냉각 요소
7: 내부 배출구 8: 내부 절연체
9: 원위 단부 10: 토치 몸체
11: 작업물 12: 냉각 채널
13: 가스 출구 14: 주 가스 흐름
15: 2차 가스 흐름 16: 외부 출구
17: 환형 갭 18: 토치 몸체의 전방 단부
19: 외부 격리 20: 전방 노즐의 종축
21: 전극의 원통형 섹션 22: 전극의 날카로운 팁
23: 환형 표면 24: 가스 노즐의 내부 스레드
25: 토치 몸체의 외부 스레드 26: 전극의 절두 원추 플래토
100: 결합 장치 200: 토치
200': 토치 201: 토치의 전방 단부
300: 토치 교환 장치 400: 교체 위치
500: 작업 위치 600: 캐리지
601: 토치 홀더 602: 실딩 가스용 결합 장치
603: 냉매 및 용접 에너지용 커플링 장치 700: 필러 재료
900: 촉각 심 안내 장치 901: 위치 변환기
902: 출구 903: 원위 단부
904: 공급 장치

Claims

실딩 가스 스트림이 가스 배출구(13)로부터 유출될 수 있도록, 전위가 없는 전방 노즐(3)을 갖는 전극(1)과 작업물(11) 사이의 아크를 발생시키기 위해 토치 몸체(10) 내에 배치되는 비 소모성 전극(1), 특히 텅스텐 전극을 갖는 적어도 하나의 작업물(11)을 열적으로 결합하기 위한, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜하기 위한 토치 몸체(10)에 있어서,
상기 전방 노즐(3)은 중심 노즐(2) 및 가스 노즐(4)을 포함하고,
상기 전방 노즐(3)은 실딩 가스 스트림을 주 가스 흐름(14) 및 2차 가스 흐름(15)으로 분리하기 위한 하나 이상의 2차 흐름 채널(5)을 가지며, 상기 2차 가스 흐름(15)은 환형 패턴으로 가스 출구(13)에서 주 가스 흐름(14)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
제 1 항에 있어서, 다수의 2차 흐름 채널(5)이 전방 노즐(3)의 원주를 따라 바람직하게는 전방 노즐(3)의 종축(20)에 대해 외측으로 10° 내지 30°의 개방 각으로 배열되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전극(1)이 작업물(11)을 향한 토치 몸체(10)의 원위 단부(9)를 형성하거나 또는 상기 원위 단부(9)와 거의 동일한 높이 인 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전방 노즐(2)은 작업물(11)을 향한 토치 몸체(10)의 원위 단부(9)를 형성하고, 상기 전극(1)이 특히 약 0.5mm 내지 1.5mm로 상기 단부(9)에 대해 함몰되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절단 원추형 플래토(26)를 갖거나 갖지 않는 전극(1)이 본질적으로 원통형 섹션(21) 및/또는 작업물를 향한 날카로운 단부(22)를 갖는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토치 몸체(10)를 냉각시키고, 특히 냉각재를 이송하기 위한 냉각 채널(12)을 가지는 냉각 요소(6)가 제공되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 노즐(3)은 두 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 전기 절연체(8)는 상기 전방 노즐(3)을 상기 전극(1)으로부터 전기적으로 격리시키는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 가스 흐름(15)을 균등화 및 안내하기 위한 환형 갭(17)이 중심 노즐(2)과 가스 노즐(4) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 노즐(2)은 2차 흐름 채널(5)을 갖는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 노즐(4)은 둘레에 환형 갭(17)을 형성하기 위해 2차 흐름 채널(5)의 출구 개구(16)의 단부에서 중심 노즐(2)과 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 노즐(2)은 단면적이 약 5 mm² 내지 22 mm², 특히 약 12.5 mm² 내지 15.9 인 출구 개구(7)를 가지고, 상기 출구 개구(7)의 단면은 전극(1)의 원통형 섹션(21)의 영역에서 전극(1)의 단면보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 중심 노즐(2)의 2차 흐름 채널(5)의 단면의 합은 약 12 mm² 내지 22 mm², 특히 20 mm²인 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 출구 개구(7)의 단면 대 2차 흐름 채널(5)의 단면의 합의 비가 유사한, 바람직하게는 약 4:5인 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 노즐(4)은 중심 노즐(2)에 결합될 수 있도록 체결 너트로서 구성되는 것을 특징으로 하는 토치 몸체.
전항 중 어느 한 항에 따른 토치 몸체(10)를 갖는 토치.
전극(1)과 작업물(11) 사이에 아크를 발생시키기 위한 비 소모성 전극(1), 방법 전위가 없는 전방 노즐(3)로부터 유출되는 실딩 가스 스트림과 함께 적어도 하나의 작업물을 열적으로 결합, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜하기 위한 방법에 있어서,
실딩 가스 스트림은 전극(1)을 직접 둘러싸는 주 가스 흐름(14) 및 토치 몸체(10)의 전방 단부(18)로부터 빠져 나오는 2차 가스 흐름(15)으로 분할되고, 상기 2차 가스 흐름(15)은 환형 패턴으로 가스 출구(13)에서 주 가스 흐름(14)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 방법.
내부에 배치된 비 소모성 전극(1), 특히 텅스텐 전극과 바람직하게는 제 1 항에 따른 토치 몸체(10)를 가지는 작업물(11) 사이에 아크를 발생시키기 위한 기계 제어 토치(200) 및 토치(200)를 새로운 토치(200')로 대체하기 위한 토치 교환 장치(300), 촉각 심 추적 시스템(900), 및 작업물(11)에 대해 이동 가능하고 토치(200)로부터 소정 거리에 있도록 배치된 위치 변환기(900)를 가지는 적어도 하나의 작업물(11)을 열 결합하기 위한, 특히 아크 용접 또는 아크 납땜을 위한 결합 장치(100)에 있어서,
상기 토치(200)는 촉각 심 추적 시스템(900)에 결합되고, 위치 변환기(901)에 대한 이동은 토치(200)를 가공물을 열적으로 결합시키기 위한 적어도 하나의 작업 위치(500) 및 토치(200)를 새로운 토치(200')로 교체하기 위한 교체 위치(400)로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
제 18 항에 있어서, 토치(200)를 새로운 토치(200')로 교체하기 위해,캐리지(600)에 결합되는 토치(200)를 위치시키기 위한 이동 가능한 캐리지(600)가 제공되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 캐리지(600)는 전기, 공압식 또는 유압식으로 동력을 공급받는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 캐리지(600)는 토치(200)를 유지하기 위한 토치 홀더(601) 및/또는 실딩 가스를 공급하기 위한 결합 장치(602) 및/또는 냉각제 및 용접 에너지를 공급하기 위한 커플링 장치(603)를 갖는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
제 18 항 또는 제 21 항에 있어서, 토치(200)는 적어도 작업 위치(500)에서 잠금되는 것을 특징으로 하는 결합 장치(100).
전항 중 어느 한 항에 있어서, 토치(200)는 작업 위치(500)와 교체 위치(400) 사이에서 배타적으로 이동될 수 있고 그 반대도 가능한 것을 특징으로 하는 결합 장치(100).
전항 중 어느 한 항에 있어서, 심 추적 시스템(900)은 특히 위치 변환기(901)에 배치되는 출구 개구(902)를 가지며, 이에 의해 필러 재료(700), 특히 아크 납땜 또는 아크 용접을 위한 콜드 와이어 또는 핫 와이어 및/또는 추가적인 실딩 가스가 상기 개구를 통해 분배될 수 있는 것을 특징으로 하는 결합 장치(100).
전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉각 심 추적 시스템(900)의 원위 단부(903)는 토치(200)의 전방 단부(201)의 바로 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.