(57)【要約】【課題】シールドガス流路に電磁弁が設けられた溶接システムにおいて、溶接作業効率の低下を改善するのに適した溶接システムを提供する。【解決手段】本発明の溶接システムＡ１は、溶接トーチ１と、溶接トーチ１へ溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置２と、溶接トーチ１へシールドガスを供給するシールドガス供給源５と、シールドガス供給源５からワイヤ送給装置２を介して溶接トーチ１までシールドガスを流すシールドガス流路６と、ワイヤ送給装置２に設けられ、シールドガス流路６を開閉する電磁弁７と、を備え、シールドガス流路６には、シールドガス供給源５側から溶接トーチ１側へのガスの流れを許容し、かつ溶接トーチ１側からシールドガス供給源５側へのガスの流れを阻止する、逆止弁８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチと、
上記溶接トーチへ溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
上記溶接トーチへシールドガスを供給するシールドガス供給源と、
上記シールドガス供給源から上記ワイヤ送給装置を介して上記溶接トーチまでシールドガスを流すシールドガス流路と、
上記ワイヤ送給装置に設けられ、上記シールドガス流路を開閉する電磁弁と、を備え、
上記シールドガス流路には、上記シールドガス供給源側から上記溶接トーチ側へのガスの流れを許容し、かつ上記溶接トーチ側から上記シールドガス供給源側へのガスの流れを阻止する、逆止弁が設けられている、溶接システム。
【請求項２】
上記逆止弁は、上記電磁弁よりも上記溶接トーチ寄りに設けられている、請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
上記逆止弁の作動差圧は、０．０１〜０．１５ＭＰａである、請求項１または２に記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接を行うための溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極ガスシールドアーク溶接を行う際には、たとえばワイヤ送給装置により溶接トーチへ溶接ワイヤが送給されるとともに、溶接トーチにシールドガスが供給される。シールドガスは、たとえばガスボンベ（シールドガス供給源）からワイヤ送給装置を経由して溶接トーチまで通じるホース（シールドガス流路）を介して溶接トーチへ供給される。また、ワイヤ送給装置には、シールドガス流路の開閉を切り替えるための電磁弁が設けられている。溶接作業の開始と停止に連動して、上記電磁弁の開閉が切り替えられる。即ち、溶接トーチのスイッチをオンにすると電磁弁が開いてシールドガスが溶接トーチに供給され、溶接トーチのスイッチをオフにすると電磁弁が閉じてシールドガスの供給が停止する（たとえば特許文献１を参照）。このような構成によれば、溶接作業の停止後に、電磁弁よりも上流側（シールドガス供給源寄り）のシールドガス流路に空気が混入することが防止され、溶接作業の開始時に比較的速やかにシールドガスを供給することができる。
【０００３】
シールドガス供給源から供給されるシールドガスは、圧力調整器により比較的高圧に調整されてシールドガス流路に送り出される。溶接作業の開始時には電磁弁が瞬時に開き、高圧状態で留まっていたシールドガスが瞬時に溶接トーチ側へ勢いよく流れて突流が生ずる。この突流が起こると、アーク溶接の品質が不安定となるので、シールドガスが安定的に供給されるまでのプリフロー時間が長くなり、溶接作業効率の低下を招いていた。
【０００４】
また、電磁弁はワイヤ送給装置に設けられているが、電磁弁が閉じた状態では電磁弁（ワイヤ送給装置）から溶接トーチまで（即ち、電磁弁よりも下流側）のシールドガス流路には、空気が混入しうる。電磁弁よりも下流側のシールドガス流路に空気が混入すると、溶接作業の開始時に溶接トーチにシールドガスを安定供給するうえで阻害要因となり、プリフロー時間が長くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、シールドガス流路に電磁弁が設けられた溶接システムにおいて、溶接作業の効率を改善するのに適した溶接システムを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００８】
本発明よって提供される溶接システムは、溶接トーチと、上記溶接トーチへ溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、上記溶接トーチへシールドガスを供給するシールドガス供給源と、上記シールドガス供給源から上記ワイヤ送給装置を介して上記溶接トーチまでシールドガスを流すシールドガス流路と、上記ワイヤ送給装置に設けられ、上記シールドガス流路を開閉する電磁弁と、を備え、上記シールドガス流路には、上記シールドガス供給源側から上記溶接トーチ側へのガスの流れを許容し、かつ上記溶接トーチ側から上記シールドガス供給源側へのガスの流れを阻止する、逆止弁が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
好ましい実施の形態においては、上記逆止弁は、上記電磁弁よりも上記溶接トーチ寄りに設けられている。
【００１０】
好ましい実施の形態においては、上記逆止弁の作動差圧は、０．０１〜０．１５ＭＰａである。
【００１１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る溶接システムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る溶接システムの一例を示す概略構成図である。本実施形態の溶接システムＡ１は、溶接トーチ１、ワイヤ送給装置２、トーチ側送給装置３、電源装置４、シールドガス供給源５、シールドガス流路６、電磁弁７、および逆止弁８を備えており、消耗電極ガスシールドアーク溶接を実行可能に構成されている。
【００１５】
溶接トーチ１は、溶接作業を行うのに使用される。本実施形態の溶接システムＡ１においては、ワイヤ送給装置２により溶接トーチ１に溶接ワイヤＷが送給される。溶接ワイヤＷは、ワイヤ送給装置２に付設されたワイヤリール（図示略）に巻回されている。溶接トーチ１に溶接ワイヤＷが送給されると、当該溶接ワイヤＷは、溶接トーチ１の先端側内部に設けられた給電チップに向けて送給され、溶接トーチ１先端の開口から外部に送り出される。また、溶接トーチ１には、電源装置４から電力線４１を介して電力が供給され、この電力は、溶接トーチ１内部の給電チップを介して溶接ワイヤＷに供給される。
【００１６】
本実施形態において、溶接トーチ１は、たとえば半自動溶接に用いられる構成を示している。溶接トーチ１は、作業者が手で握るためのハンドル１０を有し、当該ハンドルの適所にはスイッチ（図示略）が設けられている。
【００１７】
本実施形態において、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ１との間にトーチ側送給装置３が設けられている。トーチ側送給装置３は、溶接トーチ１の比較的近傍に設けられている。トーチ側送給装置３は、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ１との間で中継して溶接ワイヤＷを引き出す、いわゆるプル側送給装置であり、溶接トーチ１へのワイヤ送給速度をきめ細かく調整するのに寄与する。
【００１８】
シールドガス供給源５は、アーク溶接時に供給されるシールドガスを収容するガスボンベである。シールドガスとしては、たとえばアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスや、これら不活性ガスに二酸化炭素を混合した混合ガスが用いられる。
【００１９】
シールドガス流路６は、シールドガス供給源５から送り出されるシールドガスを溶接トーチ１まで流すためのガス流路である。シールドガス供給源５から排出されるシールドガスは、シールドガス供給源５のガス出口付近に設けられた圧力調整器５１により所望の圧力に調整されて、シールドガス流路６に送り出される。圧力調整器５１により圧力調整されたシールドガスの供給圧力は、たとえば０．３〜０．６ＭＰａ（ゲージ圧）程度である。
【００２０】
図１に示すように、シールドガス流路６は、ワイヤ送給装置２およびトーチ側送給装置３を経由して溶接トーチ１まで通じており、たとえば所定径のガス用ホースにより構成される。なお、ワイヤ送給装置２には、たとえばトーチ側送給装置３を経て溶接トーチ１まで通じるコンジットケーブル（図示略）が接続されており、シールドガス流路６のうちワイヤ送給装置２から溶接トーチ１まで通じる部分は、溶接ワイヤＷおよび電力線４１とともに上記コンジットケーブルに内挿されている。
【００２１】
電磁弁７は、シールドガス流路６の途中に設けられており、シールドガス流路６の開閉を切り替えるものである。本実施形態において、電磁弁７は、ワイヤ送給装置２内に設けられている。電磁弁７は、溶接作業の開始と停止に連動してその開閉が切り替えられる。電磁弁７には、電源装置４から作動電力を供給するための電力線４２が接続されている。溶接トーチ１のスイッチをオンにすると、電磁弁７が開いてシールドガスが溶接トーチ１に供給され、溶接トーチ１のスイッチをオフにすると電磁弁７が閉じてシールドガスの供給が停止する。
【００２２】
逆止弁８は、シールドガス流路６の途中に設けられており、シールドガス供給源５側（一次側）から溶接トーチ１側（二次側）へのガスの流れを許容し、かつ溶接トーチ１側（二次側）からシールドガス供給源５側（一次側）へのガスの流れを阻止するものである。逆止弁８の作動差圧（一次側と二次側の圧力差）は、たとえば０．０１〜０．１５ＭＰａである。また、シールドガス供給源５側からのシールドガスの供給圧力等の諸条件によって、逆止弁８の作動差圧の最適値は変動しうる。逆止弁８の作動差圧として、たとえば０．０５ＭＰａ程度が適する場合や、０．０１ＭＰａ程度が適する場合がある。逆止弁８の作動差圧は、内蔵されたバネの強さに応じて変動する。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
上記構成の溶接システムＡ１において、アーク溶接を行う際には、溶接トーチ１のスイッチをオンにすることにより、溶接トーチ１に挿通された溶接ワイヤＷに溶接電流が給電されつつ、ワイヤ送給装置２により溶接トーチ１へ溶接ワイヤＷが送給される。これとともに、電磁弁７が開き、溶接トーチ１にシールドガスが供給される。溶接作業を停止する際には、溶接トーチ１のスイッチをオフにすると、溶接ワイヤＷの送給が停止されるとともに、電磁弁７が閉じて溶接トーチ１側へのシールドガスの供給が停止する。
【００２５】
本実施形態において、シールドガス流路６には逆止弁８が設けられている。このような構成によれば、溶接作業の開始時に電磁弁７が開いた際、逆止弁８においては、高圧であるシールドガス供給源５側（一次側）と低圧である溶接トーチ１側（二次側）の圧力差により弁が開き、シールドガスが溶接トーチ１側へ送り出される。ここで、逆止弁８はバネの弾性力により比較的緩やかに開くので、電磁弁７が開く時に生ずる突流を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、溶接作業の開始時において溶接トーチ１に向けてシールドガスが速やかに安定供給され、プリフロー時間が短縮される。その結果、溶接作業の効率向上を図ることができる。また、本実施形態によれば、溶接作業の開始と停止を繰り返してアーク溶接を断続的に行う場合において、溶接作業の効率について大きな改善が見込める。
【００２６】
本実施形態において、逆止弁８は、電磁弁７よりも溶接トーチ１寄りに設けられている。溶接作業の停止時においては、逆止弁８により、溶接トーチ１側（二次側）からシールドガス供給源５側（一次側）へのガスの流れが阻止されている。このような構成によれば、電磁弁７よりも溶接トーチ１に近い位置においてシールドガス流路６への空気の混入を防止することができる。このことは、溶接作業の開始時に溶接トーチ１へシールドガスを迅速に安定供給するのに適しており、溶接作業の効率向上に寄与する。
【００２７】
逆止弁８は、一般に電磁弁よりも小型軽量であり、また安価である。本実施形態と異なり、たとえばワイヤ送給装置２に設けられた電磁弁７よりも溶接トーチ１寄りに追加の電磁弁を設けたとしても、空気の逆流防止効果は見込めるものの電磁弁を開く際の突流については緩和することができない。これに対し、本実施形態によれば、逆止弁８を採用することにより、溶接作業の停止時における空気の逆流防止とともに、溶接作業の開始時におけるシールドガスの突流を抑制することが可能である。なお、本実施形態では逆止弁８がトーチ側送給装置３に設けられる場合について説明したが、たとえば逆止弁８を溶接トーチ１により近い位置に設けてもよい。逆止弁８は小型軽量であるため、溶接トーチ１のハンドル１０に設けることもできる。
【００２８】
本実施形態において、逆止弁８の作動差圧は、０．０１〜０．１５ＭＰａである。このような構成によれば、溶接作業の開始時において、電磁弁７が開いて逆止弁８の一次側が比較的高圧状態となるとき、逆止弁８が適度なバネの弾性力により緩やかに開くことが見込まれる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。上記実施形態において、逆止弁８は電磁弁７よりも溶接トーチ１寄りに設けられていたが、逆止弁８が電磁弁７よりもシールドガス供給源５寄り（電磁弁７とシールドガス供給源５との間）に設けられた構成であってもよい。逆止弁８が電磁弁７よりもシールドガス供給源５寄りに設けられる場合、溶接作業の停止時に逆止弁８の一次側と二次側の圧力差がなくなり逆止弁８が閉じた状態となる。その後の溶接作業の開始時には、電磁弁７が開いた瞬間に逆止弁８の一次側と二次側との間に圧力差が生じ、逆止弁８はバネの弾性力により比較的緩やかに開く。したがって、逆止弁８が電磁弁７よりもシールドガス供給源５寄りに設けられる場合においても、電磁弁７が開く時に生ずる突流を抑制する効果が期待できる。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ１        溶接システム
Ｗ          溶接ワイヤ
１          溶接トーチ
１０        ハンドル
２          ワイヤ送給装置
３          トーチ側送給装置
４          電源装置
４１        電力線
４２        電力線
５          シールドガス供給源
５１        圧力調整器
６          シールドガス流路
７          電磁弁
８          逆止弁
【図１】
2019051546.tif 000003