JP3777727B2

JP3777727B2 - Welding torch

Info

Publication number: JP3777727B2
Application number: JP18892797A
Authority: JP
Inventors: 実山田; 加藤　　明; 和行小林
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: JPH1119774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に、狭開先溶接を行うのに適した溶接トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
板材の如き部材を突き合わせて開先溶接等を行う際に用いる従来のＴＩＧ溶接トーチは、図５にその一例を示す如く、トーチ本体ａの中央部に設けた上下方向の電極挿通孔ｂの下端部に、下端部にテーパ部ｃを有する筒状のコレットボディｄの上端部をねじ込み方式により取り突け、該コレットボディｄ内に、下部所要範囲にスリットｅを有し且つ下端部をコレットボディｄのテーパ部ｃ内面と対応するテーパ面としたコレットｆを挿入配置すると共に、該コレットｆに、タングステン電極ｇを上下方向に挿通保持させ、又、上記トーチ本体ａの電極挿通孔ｂ内に位置するコレットｆの上部位置に、下端面がコレットｆの上端面に当接するようにトーチキャップｈを螺合配置して、該トーチキャップｈを締め込むことによりコレットｆの下端部をコレットボディｄのテーパ部ｃ内面に押し付けて電極ｇを固定させるようにし、更に、上記コレットボディｄの下部外周に、外胴ｉを一体に設けて、該外胴ｉの下端開口にガスレンズｊを取り付け、且つ上記トーチ本体ａの下部に、コレットボディｄ及び外胴ｉを取り囲むように、外胴ｉの外周部へのねじ込みによりシールパッキンｋを介してガスカップｌを取り付け、トーチ本体ａのガス供給路ｍに供給したシールドガスｎを、コレットボディｄ内から外胴ｉ内に導き、ガスレンズｊを通してガスカップｌの先端（下端）より放出させつつ、電極ｇの先端で発生させたアークの熱により図示しない溶接ワイヤを溶融させることにより開先等の溶接が行われるようにしてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のＴＩＧ溶接トーチの場合、シールドの安定化を図るべく、ガスレンズｊを用いてシールドガスｎを拡散、層流化させるようにしているが、そのために、トーチ全体が大型化する問題がある。したがって、特に、トーチを狭開先用に構成する場合に、シールドガスを如何にして拡散、層流化するかが重要な課題である。
【０００４】
そこで、本発明は、ガスレンズを用いることなくシールドガスを簡便に拡散、層流化してシールドを安定化させることができるような溶接トーチを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するようにガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成とする。
【０００６】
トーチ本体の下面部にガス拡散器を組み付けたことにより、ガスカップ内にガスレンズを配置する必要がなく、トーチ全体として小型化を図ることができる。又、上記ガス拡散器を、筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなる構成としてあるので、可動部品を用いることなくシールドガスを拡散することができる。
【０００７】
又、上記構成におけるガスカップを扁平形状とすることにより、容易に狭開先用とすることができる。
【０００８】
更に、上記構成におけるコレットに挿通支持させる電極を多電極構造とした構成とすることによって、大電流を流すことができるようになり、高速溶接が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１乃至図４は本発明の実施の一形態を示すもので、多電極方式としたものについて示す。
【００１２】
絶縁板２を間に挟んで左右一対のトーチブロック体１ａ，１ｂを固定ねじ３により固定してトーチ本体１を構成し、該トーチ本体１の中心部付近に、下端部内面をテーパ面４ａとした電極挿通孔４を上下方向に設け、該電極挿通孔４内の上端まで達しない位置に、電極構造体５を挿通保持するコレット６を挿入して、トーチ本体１の上下に電極構造体５が突出位置するようにし、且つ上記トーチ本体１の電極挿通孔４内の上部位置に、下端面がコレット６の上端面に当接するようにトーチキャップ７を螺合配置し、該トーチキャップ７を締め込むことによりコレット６を押し下げてテーパ面の作用で電極構造体５を固定し、更に、上記トーチ本体１の下部に、電極構造体５を取り囲むように、左右方向に扁平形状とし且つ上部位置をガス溜め部８ａとしたガスカップ８を、ガスカップ取付座９を介して取り付ける。
【００１３】
上記電極構造体５は、平断面をほぼＩ字形状とした絶縁体製支持板５ｃを、フラット形状とした２本のタングステン電極５ａ，５ｂで左右から挟んでなる構成としてある。又、該電極構造体５を保持するコレット６は、電極構造体５を周囲から抱き込むように、それぞれ絶縁体製とした左右のコレット体６ａと前後のスペーサ体６ｂとからなる分割構造とし、下端部外周を電極挿通孔４のテーパ面４ａと対応するテーパ面としてある。
【００１４】
上記構成において、トーチ本体１の下面部左右位置に、シールドガス１０を供給するためのガス通路１１を、トーチ本体１の上面部から導いてそれぞれ下向きに開口させると共に、該各ガス通路１１の下向きの開口部にねじ穴１２を設けて、該ねじ穴１２に、ガス通路１１から送給されたシールドガス１０をガスカップ８のガス溜め部８ａへ向け拡散しつつ吐出させるためのガス拡散器１３を螺着により組み付ける。
【００１５】
上記ガス拡散器１３は、図４に詳細を示す如く、筒状としたガス拡散器本体１４内の軸心部に中空軸１５を配置し、且つ該中空軸１５とガス拡散器本体１４の内壁との間の隙間に、螺旋状に形成した複数の導流部材１６を固設してなる構成としてある。
【００１６】
なお、１７はトーチ本体１の上方からトーチ本体１内を通しワイヤーガイド１８により電極構造体５に沿わせて電極５ａ，５ｂの先端付近まで導いた溶接ワイヤー、１９はコレット６を電極構造体５と共に引き抜くためにコレット６の上端部に設けた引き抜き用ねじ穴を示す。
【００１７】
上記構成としてある本発明の溶接トーチは、ガスカップ８が扁平に形成されているため、狭開先の奥深い位置をも支障なく狙うことができる。この際、ガス通路１１に供給されたシールドガス１０は、ガス拡散器１３を通ることにより、導流部材１６の作用で拡散、層流化されてガスカップ８のガス溜め部８ａに吐出され、更に、ガス溜め部８ａで前後方向に分散されるように整流作用が与えられてから放出されるので、シールド空間を安定した状態として確保することができる。これにより、溶接時のシールド性能を向上でき、溶接欠陥の防止が可能となる。
【００１８】
上記において、ガス拡散器１３はトーチ本体１の下面部に組み付けてあって、従来のガスレンズのようにガスカップ内に位置させるようにはしていないので、トーチ全体の小型化を図ることができ、これにより狭開先用溶接トーチとしての設計を楽にすることができる。又、ガス拡散器１３の導流部材１６は固定構造物としてあるため、故障等の問題が起らない点でも有利である。更に、本発明の溶接トーチは、電極５ａ，５ｂを有する多電極方式としてあることから、大電流を流しながら高速溶接を行うことができるという利点がある。
【００１９】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、たとえば、ガス拡散器１３としては、ガス拡散器本体１４内で羽根が回転するようにしたもの等であってもよいこと、又、電極は単電極構造のものであってもよいこと、更に、実施の形態では狭開先用溶接トーチを対象としたが、これに限られるものではないこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の溶接トーチによれば、次の如き優れた効果を発揮する。
（１）電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するようにガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成としてあるため、ガス拡散器によりシールドガスを簡便に拡散、層流化できてシールドの安定化を図ることができると共に、従来の如きガスレンズをガスカップ内の位置に配置することがないことから、トーチの小型化を図ることができ、更に、ガス拡散器を、筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなる構成としたことにより、故障の心配をなくすことができる。
（２）上記構成におけるガスカップを扁平形状とすることによって、容易に狭開先用溶接トーチとすることができる。
（３）上記構成におけるコレットに挿通支持させる電極を多電極構造とした構成とすることにより、大電流を流すことができるので、高速溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接トーチの実施の一形態を示す切断正面図である。
【図２】図１の切断側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図４】ガス拡散器の拡大断面図である。
【図５】ＴＩＧ溶接トーチの一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１トーチ本体
４電極挿通孔
５ａ，５ｂ電極
６コレット
８ガスカップ
１０シールドガス
１１ガス通路
１３ガス拡散器
１４ガス拡散器本体
１６導流部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In particular, the present invention relates to a welding torch suitable for performing narrow groove welding.
[0002]
[Prior art]
A conventional TIG welding torch used when groove welding or the like is performed by butting members such as plate members, as shown in an example in FIG. 5, the lower end of the vertical electrode insertion hole b provided at the center of the torch body a. The upper end portion of the cylindrical collet body d having a tapered portion c at the lower end portion is caught by a screwing method, and the collet body d has a slit e in the lower required range and the lower end portion is the collet body d. The collet f having a tapered surface corresponding to the inner surface of the tapered portion c is inserted and disposed, and the tungsten electrode g is inserted and held in the collet f in the vertical direction, and is positioned in the electrode insertion hole b of the torch body a. The torch cap h is screwed and arranged at the upper position of the collet f so that the lower end surface is in contact with the upper end surface of the collet f, and the lower end of the collet f is tightened by tightening the torch cap h. Is pressed against the inner surface of the tapered portion c of the collet body d to fix the electrode g, and an outer cylinder i is integrally provided on the outer periphery of the lower part of the collet body d, and a gas lens is formed at the lower end opening of the outer cylinder i. j and a gas cup 1 is attached to the lower part of the torch body a through the seal packing k by screwing into the outer periphery of the outer cylinder i so as to surround the collet body d and the outer cylinder i. The shield gas n supplied to the gas supply path m is guided from the collet body d into the outer body i, and is emitted from the tip (lower end) of the gas cup l through the gas lens j and generated at the tip of the electrode g. A welding wire (not shown) is melted by the heat of the arc to weld a groove or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the conventional TIG welding torch, the gas gas j is used to diffuse and laminate the shielding gas n in order to stabilize the shield. However, the entire torch is increased in size. There's a problem. Therefore, especially when the torch is configured for a narrow groove, how to diffuse and laminate the shielding gas is an important issue.
[0004]
Accordingly, the present invention is intended to provide a welding torch that can stabilize a shield by simply diffusing and laminating a shield gas without using a gas lens.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention supports a collet for inserting and holding an electrode in an electrode insertion hole of a torch body constituted by a pair of torch blocks , and the lower part of the torch body A gas cup is attached so as to surround the electrode protruding from the lower surface, and a cylindrical shape is used to discharge the shield gas fed through the gas passage while diffusing into the gas cup at a position sandwiching the collet on the lower surface of the torch body. The gas diffuser comprising the gas diffuser main body and a spiral flow guide member fixed in the gas diffuser main body is assembled.
[0006]
By assembling the gas diffuser on the lower surface portion of the torch body, it is not necessary to arrange a gas lens in the gas cup, and the entire torch can be reduced in size. Further, since the gas diffuser is composed of a cylindrical gas diffuser main body and a spiral flow guide member fixed in the gas diffuser main body, the shielding gas can be used without moving parts. Can diffuse.
[0007]
Further, by making the gas cup in the above configuration flat, it can be easily used for a narrow groove.
[0008]
Further, by adopting a configuration in which the electrode inserted into and supported by the collet in the above configuration has a multi-electrode structure, a large current can flow and high-speed welding is possible.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
1 to 4 show an embodiment of the present invention, which shows a multi-electrode system.
[0012]
A pair of left and right torch block bodies 1a, 1b are fixed with fixing screws 3 with an insulating plate 2 interposed therebetween to constitute a torch body 1, and the inner surface of the lower end portion is formed with a tapered surface 4a near the center of the torch body 1. The electrode insertion holes 4 are provided in the vertical direction, and collets 6 for inserting and holding the electrode structures 5 are inserted at positions that do not reach the upper end in the electrode insertion holes 4. And a torch cap 7 is screwed at the upper position in the electrode insertion hole 4 of the torch body 1 so that the lower end surface is in contact with the upper end surface of the collet 6. By tightening, the collet 6 is pushed down to fix the electrode structure 5 by the action of the taper surface. Further, the lower part of the torch body 1 is flattened in the left-right direction so as to surround the electrode structure 5, and the upper position Gas sump The gas cup 8 and 8a, attached via the gas cup mounting seat 9.
[0013]
The electrode structure 5 has a structure in which an insulating support plate 5c having a substantially I-shaped cross section is sandwiched between two flat tungsten electrodes 5a and 5b. Further, the collet 6 holding the electrode structure 5 has a divided structure composed of left and right collet bodies 6a made of an insulator and front and rear spacer bodies 6b so as to embrace the electrode structure 5 from the surroundings, The outer periphery of the lower end portion is a tapered surface corresponding to the tapered surface 4 a of the electrode insertion hole 4.
[0014]
In the above configuration, the gas passages 11 for supplying the shield gas 10 are led from the upper surface portion of the torch body 1 to the left and right positions of the lower surface portion of the torch body 1 and are opened downward, and the gas passages 11 are directed downward. A gas diffuser 13 is provided in which a screw hole 12 is provided in the opening of the gas and the shield gas 10 fed from the gas passage 11 is discharged into the screw hole 12 while being diffused toward the gas reservoir 8 a of the gas cup 8. Are assembled by screwing.
[0015]
As shown in detail in FIG. 4, the gas diffuser 13 includes a hollow shaft 15 disposed in the axial center portion of the cylindrical gas diffuser main body 14, and the hollow shaft 15 and the inner wall of the gas diffuser main body 14. A plurality of flow guide members 16 formed in a spiral shape are fixed in the gap between the two.
[0016]
Reference numeral 17 denotes a welding wire that passes through the torch body 1 from above the torch body 1 and is guided along the electrode structure 5 by the wire guide 18 to the vicinity of the tips of the electrodes 5a and 5b. In addition, a drawing screw hole provided at the upper end portion of the collet 6 for drawing together is shown.
[0017]
Since the gas cup 8 is formed flat in the welding torch of the present invention having the above-described configuration, it is possible to aim at a deep position of a narrow groove without hindrance. At this time, the shielding gas 10 supplied to the gas passage 11 is diffused and stratified by the action of the flow guide member 16 through the gas diffuser 13, and is discharged to the gas reservoir 8a of the gas cup 8, Furthermore, since the gas reservoir 8a is discharged after being rectified so as to be dispersed in the front-rear direction, the shield space can be secured in a stable state. Thereby, the shield performance at the time of welding can be improved and a welding defect can be prevented.
[0018]
In the above, the gas diffuser 13 is assembled to the lower surface portion of the torch main body 1 and is not positioned in the gas cup like the conventional gas lens, so that the entire torch can be reduced in size. This makes it easier to design as a narrow groove welding torch. Further, since the flow guide member 16 of the gas diffuser 13 is a fixed structure, it is advantageous in that a problem such as failure does not occur. Furthermore, since the welding torch of the present invention is a multi-electrode system having the electrodes 5a and 5b, there is an advantage that high-speed welding can be performed while flowing a large current.
[0019]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, For example, as the gas diffuser 13, what a blade | wing made to rotate within the gas diffuser main body 14 etc. may be sufficient, Further, the electrode may be of a single electrode structure, and the embodiment is directed to a narrow groove welding torch, but is not limited to this, and other departures from the gist of the present invention. Of course, various modifications can be made within the range not to be performed.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the welding torch of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) A collet for inserting and holding an electrode is supported by an electrode insertion hole of a torch main body constituted by a pair of torch block bodies , and an electrode protruding from the lower surface of the torch main body is surrounded at a lower portion of the torch main body. A cylindrical gas diffuser main body for discharging the shield gas fed through the gas passage while diffusing into the gas cup at a position where a gas cup is attached to the collet on the lower surface of the torch main body, and the gas Since the gas diffuser consisting of a spiral flow guide member fixed in the diffuser body is assembled, the shield gas can be easily diffused and laminarized by the gas diffuser to stabilize the shield. it it is, the conventional gas such lenses because it is not be located in the position of the gas cup, it is possible to reduce the size of the torch, further, the gas diffuser A cylindrical gas diffuser body, with the construction comprising a spiral diversion member which is fixed to the gas diffuser body, it is possible to eliminate the fear of failure.
(2) By making the gas cup in the above configuration into a flat shape, a welding torch for a narrow groove can be easily obtained.
(3) Since the electrode inserted and supported by the collet in the above configuration has a multi-electrode structure, a large current can be flowed, so that high-speed welding can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cut front view showing an embodiment of a welding torch of the present invention.
FIG. 2 is a cut side view of FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a gas diffuser.
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a TIG welding torch.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torch main body 4 Electrode insertion hole 5a, 5b Electrode 6 Collet 8 Gas cup 10 Shield gas 11 Gas passage 13 Gas diffuser 14 Gas diffuser main body 16 Current conducting member

Claims

電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するようにガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成を有することを特徴とする溶接トーチ。A gas cup is formed so that a collet for inserting and holding an electrode is supported by an electrode insertion hole of a torch main body constituted by a pair of torch block bodies , and an electrode protruding from the lower surface of the torch main body is surrounded at a lower portion of the torch main body. And a cylindrical gas diffuser body for discharging the shield gas fed through the gas passage while diffusing into the gas cup at a position sandwiching the collet on the lower surface portion of the torch body , and the gas diffuser body A welding torch having a structure in which a gas diffuser comprising a spiral flow guide member fixed inside is assembled.

電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するように扁平形状としたガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成を有することを特徴とする溶接トーチ。 The collet for inserting and holding the electrode is supported by the electrode insertion hole of the torch body composed of a pair of torch blocks, and the flat shape so as to surround the electrode protruding from the lower surface of the torch body at the lower part of the torch body A cylindrical gas diffuser main body for discharging the shield gas fed through the gas passage while diffusing into the gas cup at a position sandwiching the collet on the lower surface of the torch main body. A welding torch having a structure in which a gas diffuser comprising a spiral flow guide member fixed in a gas diffuser body is assembled .

多電極構造とした電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するようにガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成を有することを特徴とする溶接トーチ。 A collet for inserting and holding an electrode having a multi-electrode structure is supported by an electrode insertion hole of a torch body composed of a pair of torch blocks, and an electrode protruding from the lower surface of the torch body is surrounded at the lower part of the torch body A cylindrical gas diffuser body for discharging the shield gas fed through the gas passage while diffusing into the gas cup at a position sandwiching the collet on the lower surface portion of the torch body, A welding torch having a structure in which a gas diffuser comprising a spiral flow guide member fixed in the gas diffuser body is assembled .

多電極構造とした電極を挿通保持するコレットを、一対のトーチブロック体から構成されるトーチ本体の電極挿通孔に支持させ、上記トーチ本体の下部に、該トーチ本体の下面より突出する電極を包囲するように扁平形状としたガスカップを取り付け、且つ上記トーチ本体下面部のコレットを挟む位置に、ガス通路を通して送給されたシールドガスをガスカップ内へ拡散しながら吐出させるため筒状のガス拡散器本体と、該ガス拡散器本体内に固設した螺旋状の導流部材とからなるガス拡散器を組み付けた構成を有することを特徴とする溶接トーチ。 A collet for inserting and holding an electrode having a multi-electrode structure is supported by an electrode insertion hole of a torch body composed of a pair of torch blocks, and an electrode protruding from the lower surface of the torch body is surrounded at the lower part of the torch body A cylindrical gas diffusion is made so that the shield gas fed through the gas passage is diffused and discharged into the gas cup at a position where a flat gas cup is attached and the collet on the lower surface of the torch body is sandwiched. A welding torch having a structure in which a gas diffuser comprising a main body and a spiral flow guide member fixed in the main body of the gas diffuser is assembled .