JP2023073711A - ノズルカバー、溶接ノズル、カバー付き溶接ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】アーク溶接で発生するスパッタの飛散を抑制できるノズルカバーと、溶接ノズルと、カバー付き溶接ノズルを提供する。【解決手段】溶接ノズル１の外周に装着される筒状の内カバー１１の外周に筒状の外カバー１０があり、外カバー１０にエア供給口１３があり、内カバー１１と外カバー１０の間にエア供給口１３と連通するエア流路１２があり、エア流路１２の下端がエア出口１４となっている。内カバー１１の先端側に外側に裾拡がりとなる拡散部１５があり、拡散部１５は外カバー１０の先端及びエア出口１４よりも先方まで突出しており、エア供給口１３から供給されて前記エア流路内１２を通過してエア出口１４から噴出されるエアが拡散部１５により外側に拡散されるようにしたノズルカバー２。前記溶接ノズルの外周に前記ノズルカバーを備えたカバー付き溶接ノズル。【選択図】図１

Description

本発明はガスシールドアーク溶接用のノズル（以下「溶接ノズル」という。）の外周に被せることのできるカバー（以下「ノズルカバー」という。）と、溶接ノズルと、溶接ノズルの外周にノズルカバーが装着されたカバー付き溶接ノズルに関する。

アーク溶接はさまざまな産業分野で幅広く利用されている。アーク溶接は溶接棒（又はワイヤ）が溶ける消耗電極式（溶極式）と、溶けない非消耗電極式（非溶極式）の二種類の方式に大別できる。また、アーク溶接には作業者が溶加材（溶接棒）を交換する手溶接と、溶接棒が自動的に供給される自動溶接がある。いずれの方式であっても、アーク溶接ではシールドガスによって溶接箇所を囲って大気から保護している。本発明のノズルカバー、溶接ノズル、カバー付き溶接ノズルは前記いずれの方式のアーク溶接にも適用できるものである。

アーク溶接する場合、スパッタが発生して作業現場の周囲に飛散する。飛散したスパッタが近くにあるネジや金属部品等に付着すると、ネジや金属部品が使用できなくなることがある。この問題を解決すべく、スパッタの付着防止装置が開発されている。主な例として特許文献１、２がある。

特開２００７－８３２８２号公報 特開平６－１２２０８９号公報

本発明の課題は、アーク溶接時に発生するスパッタの飛散を抑制できるノズルカバーと、溶接ノズルと、カバー付き溶接ノズルを提供することにある。

［ノズルカバー］
本発明のノズルカバーは、溶接ノズルに脱着可能なノズルカバーであり、溶接ノズルの外周に装着して、外部から圧縮空気（エア）を送ってそのエアを噴出できるカバーであり、筒状の内カバーの外周に筒状の外カバーがあり、内カバーと外カバーの間にエア流路があり、外カバーにエア流路と連通しているエア供給口があり、エア流路の下端がエア出口であり、内カバーの先端側に、外側に裾拡がりとなる拡散部があり、拡散部が外カバーの先端部及びエア出口よりも先方まで突出しているものである。

［溶接ノズル］
本発明の溶接ノズルは、溶接ノズルの先端側外周にリング状の鍔と凹溝の双方又はいずれか一方を一又は二以上備えたものである。鍔又は凹溝が二以上の場合はそれらを溶接ノズルの先端側軸方向に間隔をあけて設ける。鍔と凹溝の双方を設ける場合は凹溝を鍔よりもノズルの先端側に設けるのが望ましい。

［カバー付き溶接ノズル］
本発明のカバー付き溶接ノズルは、溶接ノズルの外周に前記ノズルカバーを脱着可能に取り付けたものである。この場合、溶接ノズルの先端側がノズルカバーの拡散部よりも先方に突出するように取り付ける。

［ノズルカバー］
本発明のノズルカバーは、内カバーの先端側に、外側に裾拡がりとなる拡散部を備えているので、ノズルカバーのエア出口から噴出されるエアが、ノズルカバーの拡散部により外側に拡散されて、アーク溶接により生ずるスパッタの飛散を抑制することができ、スパッタが溶接箇所の付近にあるネジや金属部品等に付着しにくくなる。

［溶接ノズル］
本発明の溶接ノズルは、鍔と凹溝の双方又はいずれか一方を備えているので、ノズルカバーのエア出口から噴出されるエアが、溶接ノズルのガス通路の出口側に回り込みにくくなる。このため、ガス通路の出口から噴出されるシールドガスの噴出に悪影響が及びにくくなる。

［カバー付き溶接ノズル］
本発明のカバー付き溶接ノズルは、前記溶接ノズルに前記ノズルカバーが装着されているので、前記ノズルカバーと溶接ノズルの双方の効果が得られる。

本発明のカバー付き溶接ノズルの断面図。 本発明のカバー付き溶接ノズルであって、鍔付きノズルの断面図。 本発明のカバー付き溶接ノズルであって、溝付きノズルの断面図。 本発明のカバー付き溶接ノズルであって、鍔と溝が付いたノズルの断面図。

（実施形態１）
図１は本発明のカバー付き溶接ノズルの実施形態１であり、溶接ノズル１の外周にノズルカバー２を取り付けてある。

［溶接ノズル］
図１の溶接ノズル１は汎用品であり、先細りの外筒３の上部に連結孔４があり、外筒３の内部に溶接チップ５があり、外筒３の内周面と溶接チップ５の外周面との間にシールドガスが流れるガス通路６があり、ガス通路６の下端がガス出口７である。連結孔４の内周面にはトーチ本体（図示せず）を脱着可能なネジ４ａが切られている。溶接チップ５の中心部には溶接ワイヤー８を通すことができる。

［ノズルカバー］
図１のノズルカバー２は、外カバー１０の内側に内カバー１１が外れないように圧入されており、外カバー１０と内カバー１１の間にエア流路１２がある。エア流路１２は外カバー１０の外側のエア供給口１３と連通しており、下端がエア出口１４となっていて、エア供給口１３から供給される圧縮空気（エア）がエア流路１２内を通ってエア出口１４から噴出（エアブロー）されるようにしてある。

内カバー１１は溶接ノズル１の外周に装着できる内径の筒状であり、外カバー１０の内側に外れないように圧入してある。内カバー１１の先端側には外側に裾広がりとなっている拡散部１５がある。拡散部１５は外カバー１０の先端部１６及びエア出口１４よりも先方まで突出しており、エア出口１４の外側まで突出して裾拡がりになっており、エア出口１４から噴出されるエアが衝突して外側に拡散されるようにしてある。拡散部１５の拡がり角度αは衝突したエアが外側に拡散し易い角度に設計することができる。拡散部１５は内カバー１１の先端側全周又はほぼ全周に設けるのが望ましい。

外カバー１０の上部には固定部１７がある。図１では固定部１７をネジとしてある。そのネジは締め付けるとその先端が内カバー１１に圧接して、内カバー１１を溶接ノズル１の外筒３に押し付けて、ノズルカバー２が溶接ノズル１から外れないようになる。固定部１７のネジの締め付けを緩めるとネジの先端が内カバー１１から離れ、溶接ノズル１の外筒３への内カバー１１の押圧が解放されて、ノズルカバー２を溶接ノズル１から取り外すことができるようになる。固定部１７はノズルカバー２を溶接ノズル１に固定できるものであれば、他の構造、例えば、内径を拡張・縮小可能なバンド、その他の器具であってもよい。

［カバー付き溶接ノズル］
図１はカバー付き溶接ノズルであり、汎用の溶接ノズル１の外周に、前記した構造のノズルカバー２を被せて取り付けてある。図１では、ノズルカバー２を溶接ノズル１の上部外周に被せて、溶接ノズル１の先端側をノズルカバー２の拡散部１５よりも先まで突出させてある。このように突出させることにより、溶接トーチを少し斜めに傾けて溶接作業をしても、ノズルカバー２が溶接部材に当接しないようにしてある。

［図１のカバー付き溶接ノズルの動作］
図１のカバー付き溶接ノズルを使用してアーク溶接するときは、溶接ノズル１のガス通路６に外部からシールドガス（例えば、ＣＯ_２）が供給されて、ガス出口７から噴出される。このとき、ノズルカバー２のエア供給口１３からエア流路１２に高圧のエアが供給され、そのエアがエア出口１４から噴出される（エアブローされる）。噴出されたエアはノズルカバー２の拡散部１５により外側に拡散されて、ガス出口７から噴出されるシールドガスには影響せず、アーク溶接により発生するスパッタの飛散を抑制する。このため、スパッタが遠方まで飛散しにくくなり、溶接箇所の近くにあるネジや金属部品等に落下するスパッタが減少し、ネジや金属部品の不良化を防止することができる。また、飛散するスパッタがノズルカバー２のエア出口１４から噴出されるエアにより冷やされるので、スパッタがネジや金属部品等に落下してもそれらに付着しにくくなり、付着しても剥離し易くもなる。

（実施形態２）
図２は本発明のカバー付き溶接ノズルの実施形態２であり、図１の場合と同様に溶接ノズル１の上部外周にノズルカバー２を取り付けてある。

図２の溶接ノズル１は、基本的構成において図１の溶接ノズル１と同様であり、溶接ノズル１の外筒３の先端側に鍔２０を設けたことにおいて異なる。

図２の溶接ノズル１は軸方向先端側に間隔をあけて三個の鍔２０を設けてある。鍔２０はノズルカバー２のエア出口１４から噴出されるエアが、溶接ノズル１のガス出口７側に回り込むのを防止するための回り込み防止用である。図２の三個の鍔２０の大きさ（突出寸法）、間隔等は前記回り込み防止ができるように設計してある。大きさは全て同じではなく、上段のものを下段のものよりも大きくするとか、その逆とする等してもよい。鍔２０はリングを溶接ノズル１の先端部に溶接するなどして取り付けることができるが、汎用のＣリングを溶接ノズル１の先端側に設けた凹溝に嵌めるなどして取り付けることもできる。鍔２０の数は一個だけ又は二個以上の任意数とすることもできる。二個以上の場合は溶接ノズル１の軸方向に間隔をあけて取り付ける。

［図２のカバー付き溶接ノズルの動作］
図２のカバー付き溶接ノズルを使用してアーク溶接するときも、図１の場合と同様に行う。このとき、エア出口１４から噴出されるエアがノズルカバー２の拡散部１５により外側に拡散されるため、図１の場合と同様の効果がある。更には、溶接ノズル１の先端側に回り込むエアは鍔２０により回り込みが抑制されるため、ガス出口７まで回り込むエアの量は低減され、ガス出口７から噴出されるシールドガスには影響しにくくなり、アーク溶接に支障がない。

（実施形態３）
図３は本発明のカバー付き溶接ノズルの実施形態３であり、溶接ノズル１の上部外周にノズルカバー２を取り付けてある。

図３の溶接ノズル１は、基本的構成において図１の場合と同じであるが、溶接ノズル１の外筒３の先端側に凹溝３０を設けたことにおいて異なる。

図３の溶接ノズル１は軸方向先端側に間隔をあけて三個の凹溝３０を設けてある。凹溝３０はノズルカバー２のエア出口１４から噴出されるエアが、溶接ノズル１のガス出口７側に回り込むのを防止するための回り込み防止用である。図３の三個の凹溝３０はいずれもリング状（環状）であり、深さ、幅、間隔等は前記回り込み防止ができるように設計してある。深さ、広さは全て同じではなく、上段のものを下段のものよりも深く、広くするとか、その逆とする等してもよい。凹溝３０は螺旋状であってもよい。凹溝３０の数は一個でも二個以上の任意数でもよい。

［図３のカバー付き溶接ノズルの動作］
図３のカバー付き溶接ノズルを使用してアーク溶接するときは、図１、図２の場合と同様に行う。このとき、エア出口１４から噴出されるエアはノズルカバー２の拡散部１５により外側に拡散されるため、図１の場合と同様の効果がある。更には、溶接ノズル１の先端側に噴出されたエアは凹溝３０により、溶接ノズル１のガス出口７側への回り込みが抑制されるため、ガス出口７から噴出されるシールドガスには影響しにくくなり、アーク溶接に支障がない。

（実施形態４）
図４は本発明のカバー付き溶接ノズルの実施形態４であり、溶接ノズル１の上部外周にノズルカバー２を取り付けてある。

図４の溶接ノズル１は、基本的構成において図１の場合と同じであるが、溶接ノズル１の外筒３の先端側に鍔２０と凹溝３０の双方を設けたことにおいて異なる。

図４の溶接ノズル１は軸方向先端側に間隔をあけて二個の凹溝３０と一個の取り付け溝２１を設け、取り付け溝２１に鍔２０を取り付けてある。凹溝３０及び鍔２０はノズルカバー２のエア出口１４から噴出されるエアが、溶接ノズル１のガス出口７側に回り込むのを防止するための回り込み防止用である。図４の二個の凹溝３０は図３の凹溝３０と同様にリング状（環状）であるが、前記回り込みを防止できれば、螺旋状であってもよい。図４の鍔２０は図２の鍔２０と同様のものである。凹溝３０の数、鍔２０の数は任意数とすることができる。取り付け溝２１は図３の最上段の凹溝３０のように、下の二個の凹溝３０よりも浅く、狭くするとＣリングを取り付けやすい。

［図４のカバー付き溶接ノズルの動作］
図４のカバー付き溶接ノズルを使用してアーク溶接するときは、図１～図３の場合と同様に行う。このときも、エア出口１４から噴出されるエアがノズルカバー２の拡散部１５により外側に拡散されるため、図１の場合と同様の効果がある。更には、溶接ノズル１の先端側に噴出されたエアは鍔２０と凹溝３０の双方により、溶接ノズル１のガス出口７側への回り込みが抑制されるため、ガス出口７から噴出されるシールドガスには影響しにくくなり、アーク溶接に支障がない。

前記実施形態１～４は、本発明の一例である。本発明は、本発明の課題を解決可能な範囲で設計変更することが可能である。

１ 溶接ノズル
２ ノズルカバー
３ 外筒
４ 連結孔
４ａ ネジ
５ 溶接チップ
６ ガス通路
７ ガス出口
８ 溶接ワイヤー
１０ 外カバー
１１ 内カバー
１２ エア流路
１３ エア供給口
１４ エア出口
１５ 拡散部
１６ （外カバーの）先端部
１７ 固定部
２０ 鍔
２１ 取り付け溝
３０ 凹溝

Claims (5)

1. ガスシールドアーク溶接用の溶接ノズルに脱着可能なノズルカバーであり、
   前記ノズルカバーは、溶接ノズルの外周に装着される筒状の内カバーの外周に筒状の外カバーがあり、
   前記外カバーにエア供給口があり、
   前記内カバーと外カバーの間に、前記エア供給口と連通するエア流路があり、
   前記エア流路の下端がエア出口となっており、
   内カバーの先端側に、外側に裾拡がりとなる拡散部があり、拡散部は外カバーの先端及びエア出口よりも先方まで突出しており、
   前記エア供給口から供給されて前記エア流路内を通過してエア出口から噴出されるエアが、前記拡散部によりその外側に拡散されるようにした、
   ことを特徴とするノズルカバー。
2. 請求項１記載のノズルカバーにおいて、
   拡散部がエア出口の外側まで突出する裾拡がりである、
   ことを特徴とするノズルカバー。
3. 請求項１又は請求項２記載のノズルカバーにおいて、
   拡散部が内カバーの先端側全周又はほぼ全周に形成されている、
   ことを特徴とするノズルカバー。
4. ガスシールドアーク溶接用の溶接ノズルであり、
   前記溶接ノズルの先端側外周面に、当該外周面の外側に突出するリング状の鍔と、凹溝の双方又は一方が一又は二以上あり、
   二以上の鍔又は凹溝は、溶接ノズルの軸方向に間隔をあけて設けられている、
   ことを特徴とする溶接ノズル。
5. ガスシールドアーク溶接用の溶接ノズルであり、
   前記溶接ノズルの外周にノズルカバーが脱着可能に装備され、
   前記溶接ノズルが請求項４記載の溶接ノズルであり、
   前記ノズルカバーが請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のノズルカバーであり、
   前記溶接ノズルの先端又は溶接ノズルの鍔又は凹溝が、ノズルカバーの拡散部よりも先方に突出している、
   ことを特徴とするカバー付き溶接ノズル。
   

Images