(57)【要約】  溶接システム（１００）が進行方向（ＷＤ）に移動し、溶接システムは第１の場所に向けられる少なくとも１つのトーチ（３２２，３２４）を含む。少なくとも１つのトーチは、溶接を促進するために用いられる電極（３２２Ａ，３２４Ａ）をそれぞれ含み、一次ゾーン（１７２）が第１の場所において電極を取り囲む。二次ゾーン（１７４）が進行方向に対して一次ゾーンの背後に配置され、第２のガス線が二次ゾーンに向けてシールディングガスを供給する。
2014526384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向に移動する溶接システムであって、
第１の場所に向けられる少なくとも１つのトーチを含み、該少なくとも１つのトーチは、それぞれ、前記第１の場所における溶接を促進するために用いられる電極を含み、
前記第１の場所において前記電極を取り囲む一次ゾーンと、
前記進行方向に対して前記一次ゾーンの背後に配置される二次ゾーンと、
該二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する第２のガス線とを含む、
溶接システム。
【請求項２】
前記一次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する一次ガス線と、
前記第１のガス線からのガスを前記一次ゾーンに向かって供給する一次インサートとを更に含む、
請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
前記第２のガス線からのガスを前記二次ゾーンに向かって供給する二次インサートを更に含む、
請求項２に記載の溶接システム。
【請求項４】
当該溶接システムに取り付けられる汎用カプラを更に含み、
該汎用カプラは、前記二次インサートを前記二次ゾーンに対する空間内に固定する、
請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項５】
前記汎用カプラは、
当該溶接システムの第１の側に配置される第１のブラケットと、
前記第２のガス線に近接して当該溶接システムの第２の側に配置される第２のブラケットと、
前記汎用カプラを当該溶接システムに結合するために前記第１のブラケットを前記第２のブラケットに締結する１つ又はそれよりも多くの締結具とを更に含む、
請求項４に記載の溶接システム。
【請求項６】
前記汎用カプラは、
前記第２のガス線を所定の場所に固定するガス連結器を更に含む、
請求項４又は５に記載の溶接システム。
【請求項７】
前記汎用カプラは、
前記第２のガス線及び前記ガス連結器を１つ又はそれよりも多くの環境条件から保護するシールドを更に含む、
請求項４乃至６のうちのいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項８】
前記汎用カプラは、
前記シールドを前記第２のブラケットに結合するスイベル板を更に含み、該スイベル板は、前記シールドの直線運動及び／又は回転運動を容易化する、
請求項７に記載の溶接システム。
【請求項９】
当該溶接システムは、少なくとも１つのＧＭＡＷ又はＧＴＡＷ溶接機を含む、
請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項１０】
シールディングガスを貯蔵する第１の貯槽と、
ガスが前記第１の貯槽から一次インサートに流れるのを可能にする第１のガス流弁と、
シールディングガスを貯蔵する第２の貯槽と、
ガスが前記第２の貯槽から二次インサートに流れるのを可能にする第２のガス流弁とを更に含む、
請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の溶接システム。
【請求項１１】
前記第２のガス流弁を前記二次インサートに結合するガス連結器と、
前記ガス線が前記ガス連結器から分離されるときに前記第２の貯槽からのガスの供給を停止するよう前記ガス線内に配置される迅速着脱素子とを更に含む、
請求項３に記載の溶接システム。
【請求項１２】
進行方向において移動するタンデム溶接システムであって、
第１のトーチ及び第２のトーチを含み、前記第１のトーチ及び前記第２のトーチは、それぞれ、前記第１の場所における溶接を促進するために用いられる電極を含み、
前記電極を取り囲む一次ゾーンと、
該一次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する第１のガス線と、
前記進行方向に関して前記一次ゾーンに追従する二次ゾーンと、
該二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する第２のガス線とを含む、
タンデム溶接システム。
【請求項１３】
前記第１のガス線からのガスを前記一次ゾーンに向かって分配する一次インサートと、
前記第２のガス線からのガスを前記二次ゾーンに向かって分配する二次インサートと、
当該溶接システムに取り付けられる汎用カプラとを更に含み、該汎用カプラは、１つ又はそれよりも多くのガス分配地点を前記二次ゾーンに対して空間内に固定する、
請求項１２に記載の溶接システム。
【請求項１４】
前記汎用カプラは、
当該溶接システムの第１の側に配置される第１のブラケットと、
前記第２のガス線に近接して当該溶接システムの第２の側に配置される第２のブラケットと、
前記汎用カプラを当該溶接システムに結合するために前記第１のブラケットを前記第２のブラケットに締結する１つ又はそれよりも多くの締結具と、
前記第２のガス線を１つ又はそれよりも多くの環境条件から保護するシールドと、
該シールドを前記第２のブラケットに結合するスイベル板とを更に含み、該スイベル板は、前記シールドの直線運動及び／又は回転運動を容易化する、
請求項１３に記載の溶接システム。
【請求項１５】
進行方向において移動する溶接システムであって、
複数のトーチを含み、各々のトーチは、溶接を促進するために用いられる電極を含み、
前記電極を取り囲む一次ゾーンと、
前記進行方向に関して前記一次ゾーンに追従する二次ゾーンと、
該二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給するガス線と、
前記ガス線を１つ又はそれよりも多くの環境条件から保護するシールドを含み、前記ガス線は、前記シールドに固定され、
前記シールドを当該溶接システムに結合する汎用カプラを含み、該汎用カプラは、前記シールドの直線運動及び／又は回転運動を容易化する、
溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は溶接に関し、より具体的には、溶接プロセスを保護するガスシールド（ガス遮蔽）に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産性を向上させるために、アーク溶接適用は自動化されることが多い。一部の自動アーク溶接適用は、溶接走行速度又は溶接金属堆積速度の増大を通じて更に生産性を増大させるために、多数の溶接電極を使用する。１つのそのような実例は、長い直線の溶接物を作製するために、高い走行速度で２つ又はそれよりも多くのガス金属アーク溶接（ＧＭＡＷ）電極を使用することである。生産性の増大は、単一の溶融溶接プールを依然として維持しながら、多数の溶接電極、溶接電源、及び溶接アークを用いる、溶接によって達成される。タンデム式（直列式）ＧＭＡＷの場合には、数組の溶接接触先端及びシールドガス拡散器の両方を含む統合型トーチが利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来的なシステムの使用は、様々の欠点と関連付けられる。例えば、電極素子の交差の故に、統合型タンデム式ＧＭＡＷトーチの設計及び形状は有意に異なることがあり、それはトーチ取付け機器を使用するときに特注ブラケットを要求することが多い。その上、タンデム式ＧＭＡＷプロセスを用いて溶接するとき、結果として得られる効果は、溶融溶接プールの長さが単一トーチＧＭＡＷにとって典型的な長さを超えて増大するのが普通であることである。従って、溶接トーチによって散乱させられる一次シールドガス包絡面(envelope)は、溶融溶接プール又は溶接トーチの進行の直ぐ後に従って新たに凝固させられる溶接金属に対する十分な適用範囲(coverage)を最早もたらさない。次に、溶接金属のこの高い反応領域内の不十分なシールドガス適用範囲の故に、溶接継手は、機械的特性の潜在的な妥協を伴って、不十分な視覚的外観をもたらし得る。これらの及び他の欠点を克服するシステム及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題は、請求項１、１２、及び１５のうちの１つに従った溶接システムによって解決される。有利な特徴は従属項に含まれる。溶接システムがガスをガス連結器１２６から二次インサートに案内する通気取付具を更に含むならば、且つ／或いは、一次インサート１９０が溶接システム１００に取り外し可能に結合されるならば、且つ／或いは、二次インサート１３２が溶接システム１００に取り外し可能に結合されるならば、且つ／或いは、第１のガス流弁１０４及び第２のガス流弁１２４がソレノイド又はサーボを介して開閉されるならば、且つ／或いは、第１のガス流弁内のソレノイド及び第２のガス流弁内のソレノイドが制御素子を介して作動させられるば、更に有利であり得る。ある実施態様において、溶接システムは進行方向において移動し、溶接システムは第１の場所に向かって方向付けられる少なくとも１つのトーチを含む。少なくとも１つのトーチは溶接を促進するために用いられる電極をそれぞれ含み、一次ゾーンが第１の場所内で電極を取り囲む。二次ゾーンが進行方向に対して一次ゾーンの背後に配置され、第２のガス線が二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する。
【０００５】
ある実施態様では、タンデム溶接システムが進行方向において移動する。タンデム溶接システムは第１のトーチ及び第２のトーチを含み、第１のトーチ及び第２のトーチは第１の場所における溶接を促進するために用いられる電極をそれぞれを含む。一次ゾーンが電極を取り囲み、第１のガス線が一次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する。二次ゾーンが進行方向に関して一次ゾーンに追従し、第２のガス線が二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する。
【０００６】
ある実施態様では、溶接システムが進行方向において移動し、複数のトーチを含み、各々のトーチは溶接を促進するために用いられる電極を含む。一次ゾーンが電極を取り囲み、二次ゾーンが進行方向に関して一次ゾーンに追従する。ガス線が二次ゾーンに向かってシールディングガスを供給する。シールドがガス線を１つ又はそれよりも多くの環境条件から保護し、ガス線はシールドに固定される。汎用カプラがシールドを溶接システムに結合し、汎用カプラはシールドの直線運動及び／又は回転運動を容易化する。
【０００７】
この簡潔な記載は、取り揃えられた着想を、ここにおいて更に記載する単純化された形態においてもたらすために提供される。この簡潔な記載は、請求する主題の鍵となる特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、請求する主題の範囲を限定するために使用されることも意図していない。更に、請求する主題は、この開示のいずれかの部分に記される一部又は全部の不利点を解決する実施例にも限定されない。
【０００８】
次に図面を参照すると、本発明の幾つかの実施態様又は実施例が図面と共に記載されており、そこでは、同等の参照番号は、ぞれらを通じて同等の素子を指すよう用いられており、例示の構成は、必ずしも原寸通りに描写されていない。本発明は追加的なシールディングガスを溶接プロセスに供給するための装置を提供する。特定の溶接プロセスの性能及び／又は溶接継手特性を向上させるのを助けるためにこの装置を用い得る。例示的なタンデム溶接システムの脈絡において以下に例示し且つ記載するが、本発明は例示の実施例に限定されず、如何なる数の溶接ヘッドをも含み得る。
【０００９】
主題の実施態様は、溶接システム内のシールディングガスの供給を増強する異なる実施例を開示している。補足的なシールディングガス供給システムを単一の及び多数の溶接トーチに取り付けるために、汎用取付けブラケットを利用し得る。様々のトーチ位置、溶接継手、及び溶接素子幾何学的構成のために後端ガスシールドが異なる角度で移動され或いは方向付けられるのを可能にするよう、そのようなブラケットを調節し得る。ある実施態様では、所望の速度のガスを溶接部及び溶接部に近接する領域に分配するために、電子的に制御されるガス流弁が利用される。
【００１０】
信号を受信し且つ信号を機械的結果に変換し得る電気機械スイッチに弁を結合し得る。１つの実施例において、スイッチは弁を開閉し得るソレノイドによって作動される。この実施態様において、スイッチは２つの状態、即ち、完全開放位置及び完全閉塞位置のいずれかにあり得る。代替的な実施態様において、スイッチはより粒状のアプローチを介して制御され、弁を複数の異なる角度に開放させるよう位置制御を組み込み得る。実質的に如何なる増分的な開放レベルも想起されるが、例えば、弁は、０％、２０％、４０％、６０％、８０％、及び１００％を含む多くの状態のうちの１つを可能にするよう開放し得る。
【００１１】
様々のシステム要件に基づき弁を通じる流れの特定の速度を規定するために、サーボモータ又は類似の制御装置を介して位置制御を容易化し得る。適切な流速及び相応の弁開放を決定するために、適切な溶接環境に必要なシールディングガスの量に直接的又は間接的に関係する溶接波形モニタ、熱センサ、溶接機配向等を含む、１つ又はそれよりも多くのフィードバック装置を利用し得る。引き続き弁を適切な量まで開放させるために、制御素子を介してこの情報を処理し得る。ロボット入出力（Ｉ／Ｏ）信号、ロボットプログラム可能な機械制御、又は他のコンピュータ制御を用いて、ガス流弁を制御し且つ作動させ得る。
【００１２】
補足的なガスを溶接システムに供給するために、溶接金属スパッタの蓄積又は、他の有害な影響の故に既存のインサートが損傷し或いはその他の方法で不十分になるならば、容易に取り外され、廃棄され、且つ引き続き交換される、消耗可能なガスインサートを用い得る。ある実施例において、ガスインサートは、ガスが後端ガスシールドの出口側にある分配インサート表面に亘って均一に分配するのを可能にするよう、ガスが容易に貫通して流れるのを可能にする多孔性材料で作製される。この目的のために、シールディングガスの流れに順応する多孔性構造を作り出すよう焼結粉末冶金又は他のプロセスを使用して、多孔性ガス分配インサートを製造し得る。代替的に、溶接用途の要求に依存して、ガス分配インサートを用いなくとも後端ガスシールドを作動させ得る。
【００１３】
加えて、操作からの容易な取外しを容易化するよう、急速着脱ガス線接続を利用し得る。ある実施態様では、ガス線が切り離されるや否や貯槽からのガス流を自動的に停止するよう、統合遮断弁を利用し得る。貯槽からのガスの流れを停止させるためにガス線内のある場所で（例えば終端で或いは終端付近で）スイッチを閉塞するよう、当該技術分野において既知の液圧機構を利用し得る。このアプローチは、ガス線が偶発的に切断される場合にガスが貯槽から不必要に激減するのを防止し得る。加えて、ガス漏れの結果として事件が溶接システム内で或いは周りで起こるのを防止するよう、安全標準を維持し得る。
【００１４】
より具体的には、主題の実施態様は、汎用の調節可能な取付けブラケットを含む溶接トーチ取付け装置に関する。様々の溶接プロセス及び他の多ヘッド溶接プロセス中に二次ガスシールディング（例えば、後端、外部、背部、又は他の補足的なガスシールディング）を提供する目的のために、支持ガス供給システム及び自動制御を用い得る。ここに開示する主題の実施態様は、専用供給配管及び制御弁構成（例えば、ソレノイド弁）を介して輸送し得る別個のシールディングガス供給源（例えば、１００％アルゴン又は不活性ガス及び活性ガスの組み合わせのような不活性ガス）のプログラム可能な自動供給を可能にし、引き続き、この二次シールディングガスを雰囲気と依然として反応する溶接の領域に対して局所的に分散させ、溶接トーチ及び一次シールディングガスが溶接プロセスの自然伝搬の一部としてこの反応領域から離れる方向に移動した後でさえも分散させる。論理ロボット又はコンピュータプログラミングを使用して作動させられるガス流弁を介してシールディングガス分配を制御し得る。
【００１５】
以下の記述中により詳細に記載するような本発明の具体的な実施態様及び更なる利益を例示する添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】汎用カプラを介して二次ガス供給システムに接合される溶接機を含む溶接システムを示すブロック図である。
【図２】一次及び二次ガス供給システム並びに汎用カプラ内の素子を詳細に示す図１の溶接システムのブロック図である。
【図３】例示的なタンデム式溶接システムと共に用いられるシールドの実施態様を示す平面図である。
【図４】シールドを溶接機に結合するために使用される汎用カプラを示す斜視図である。
【図５】後端シールドガスを供給するためにシールドを溶接機に結合するために使用される汎用カプラを示す平面図である。
【図６】溶接機用の後端シールドガスの供給を容易化するシステムを示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
その表示が例示的な実施態様を例示する目的のためである図面を今や参照すると、図１は、制御された環境において材料の溶接を容易化するために概ね利用される溶接システム１００を示している。溶接システム１００は、ガス金属アーク（ＭＩＧ）、ガスタングステンアーク（ＴＩＧ）、又はシールディングガスを使用する他の溶接技術を利用する溶接機１０１を含む。このようにして、溶接物の品質を低減させ得る酸素、窒素、二酸化炭素、及び水蒸気のような雰囲気ガスから溶接領域を保護し得る。シールディングガスを使用し損ねることは、多孔性の弱い溶接物及び／又は過剰なスパッタのような有害な影響を招き得る。
【００１８】
ある実施態様において、溶接システム１００は可動であり、方向ＷＤに進行する。図３に示すように、溶接システム１００は、１つ又はそれよりも多くのトーチ３２２，３２４を有し得る。それぞれのトーチ３２２，３２４は、溶接作業を容易化するよう一次ゾーン１７２に送られる電極を使用する。標準以下の結果を緩和するために、溶接システム１００は、一次ゾーン１７４内にシールディングガスを分配する一次ガス供給システム１８８と、二次ゾーン１７４にシールディングガスを分配する二次ガス供給システム１９８とを含む。ある実施態様において、一次ガス供給システム１８８は、市販品の溶接機１０１内に組み込まれる。この実施例において、二次ゾーン１７４は、進行方向ＷＤに関して一次ゾーン１７２に追従する。しかしながら、適切な溶接環境をもたらすために、二次ゾーン１７４を一次ゾーン１７２及び進行方向ＷＤに対する実質的に如何なる場所にも配置し得る。
【００１９】
例示的な実施態様は単一の二次ガス供給システムを示しているが、当業者は溶接作業の近位でのガスの制御された供給のために複数のガス供給システムを同時に利用し得ることを理解するであろう。その上、各ガス供給システムは、汎用カプラを利用可能であり、その場合には、複数の分配地点が各ガス供給システムのために利用される。従って、溶接物に近接するガス供給の所望のフットプリントを作り出すために異なる場所で特定の異なる流速でガスを供給するよう、ここに記載するシステム及び方法を調整し得る。
【００２０】
二次ガス供給システム１９８を溶接機１０１に接合するために、汎用カプラ１９２が利用される。ある実施態様において、溶接機１０１は、大きさ及び形状に関して既知の寸法を有する市販品として購入される。例えば、単一電極ＧＭＡＷ溶接機の製造元及びモデルが、長さ、幅、周長等に関して具体的な寸法を有し得る。１つの実施例において、同じ製造業者は、単一電極ＧＭＡＷ溶接機モデルの既知量と異なる寸法を有するタンデム式電極ＭＧＡＷ溶接機を製造し得る。汎用カプラ１９２は、大きさ及び／又は形状に拘わらず二次ガス供給システムを溶接機１０１に接合することによって、そのような寸法の不一致を克服する。このようにして、最適な溶接環境を作り出すためにシールディングガスの包絡面を増大させるよう、二次ガス供給システムを如何なる溶接機にも接合し得る。
【００２１】
図２は、上述の溶接システム１００の詳細図である。一次ガス供給システム１８８は、貯槽１０２と、ガス流弁１０４と、一次インサート１１０とを含む。要求に応じて消耗可能な電極を溶接領域に供給する１つ又はそれよりも多くの送りシステム（図示せず）に近接して一次ガス供給システム１８８を配置し得る。しかしながら、簡潔性のために、ここでは一般的な溶接プロセス及び具体的なワイヤ供給を更に詳細に記載しない。何故ならば、そのような技術は当業者に十分に理解されているからである。一次ガス供給システム１８８をハウジング１７８内に部分的に或いは完全に配置し得る。ハウジング１７８は、その内部の素子（構成部品）を概ね過酷な環境から保護する材料で作製される。ハウジング１７８は、溶接技術、電極の数、シールディングガスの容量、及び／又は１つ又はそれよりも多くの他の要因を有し得る。ハウジング１７８は、溶接システム毎に、広範囲の半径、異なる突起、及び他の調和しない表面異常も含み得る。
【００２２】
ガス線１０３が貯槽１０２からガス流弁１０４へのガスの供給を容易化し、ガス線１０５がガス流弁１０４から一次インサート１１０へのガスの供給を容易化する。図３は、貯槽１０２からガス流弁１０４へのガスの供給を容易化するために使用し得るガス入口３１０を例示している。貯槽１０２は、所定の範囲の圧力、温度、及び密度でシールディングガスを貯蔵するために利用される。ある実施例において、貯槽内のシールディングガスは、ヘリウム及びアルゴンのように不活性であり、それを非鉄材料の溶接のために用い得る。代替的に又は追加的に、高い溶接品質に寄与するために、二酸化炭素、酸素、窒素、及び／又は水素のような半不活性ガスが利用される。ガス流弁１０４は、開放されるときに、インサート１１０への供給のために貯槽１０２からガスを放出するよう利用される。ガス流弁１０４は、制御素子１６０から送信される信号に基づき弁を開閉するよう、ソレノイド、サーボ又は他の機構（図示せず）を含み得る。
【００２３】
この例示的な実施態様において、一次インサート１１０は、一次ゾーン１７２内の溶接場所に近接して配置され、そこでは、溶接部を形成するよう、１つ又はそれよりも多くの電極が溶接プール内で消耗される。二次インサート１３２が、進行方向ＷＤに関して一次インサート１１０を追従する第２の場所に配置される。インサート１１０，１３２は、一次ゾーン１７２及び二次ゾーン１７４内にガスをそれぞれ分配し、一次及び二次ゾーン１７２，１７４は、互いに対してある割合のオーバーラップ（重なり合い）を有し得る。このようにして、一次及び二次ゾーン１７２，１７４は、大気条件から保護される領域に延在し、それによって、より大きな溶接作業が行われることを可能にし、且つ／或いは進行方向ＷＤに沿う速度の増大を可能にする。
【００２４】
ステンレス鋼又は類似の金属のような安価でありながら耐久性を有する材料で一次インサート１１０を作製し得る。既存の一次インサート１１０が損傷したりその他の方法で（例えば溶接金属スパッタの蓄積に起因して）不十分であるようになるならば、必要に応じた反復的な取外し及び交換を容易化するよう、一次インサート１１０を溶接機１０１に結合し得る。ある実施例では、使用者が必要に応じてインサート１１０を交換するのを可能にするために、タブ、ピン、又は他の締結具を利用し得る。一次インサート１１０は一次入力１１２を介してガスを受け取るよう設計され、それは一次出口１１４を介して一次インサート１１０から分配される。この目的のために、適切なゾーンサイズ、ガス濃度、及び／又は適切な溶接条件を作り出す他のパラメータを容易化するよう、複数の通気口又は他の孔は、入力１１２、出力１１４、及び／又は他の一次インサート１１０内の幾何学的構成に合うような大きさにされて配置される。
【００２５】
二次ガス供給システム１９８は、貯槽１２２と、ガス流弁１２４と、ガス連結器１２６（ガスカプリング）とを含み、ガス連結器１２６は、二次ゾーン１７４への供給のために二次インサート１３２に結合される。１つの実施態様において、貯槽１２２は貯槽１０２と同じであり、ガスは共通源から一次ガス供給システム及び二次ガス供給システムの両方に供給される。ガス線１２３が貯槽１２２からガス流弁１２４へのガスの供給を容易化し、ガス線１２５がガス流弁１２４からガス連結器１２６へのガスの供給を容易化する。ガス連結器１２６は、二次インサート１３２へのガスの分配のために貯槽からのガスが容易に接続されることを可能にする急速着脱（クイック・ディスコネクト）(quick  disconnect)又は他の装置であり得る。一次インサートに関して上で議論したように、そのようなガスを二次入力１３６を介して受け入れ、二次出力１３８を介して分配し得る。
【００２６】
ガスの供給が望ましいとき、ガス流弁１２４は制御素子１６０を介して開放させられる。ガス流弁１０４を参照して上で議論したように、ガス流弁１２４は、制御素子１６０からの信号入力に基づき機械的に開閉させられるソレノイドを含み得る。他の二次供給システム及び／又は分配地点の数、溶接環境及び要件、利用されるガスの種類、所要のガス総量、溶接システムの速度等を含む任意の数の要因に基づき、ガス流弁１２４を異なる程度で増分式に開閉させてもよい。変化する必要に応じてガス流弁１２４を周期的に開放又は閉塞させてもよい。
【００２７】
１つの実施態様において、制御素子１６０は、開示のアーキテクチャを実行するよう動作可能なコンピュータである。本発明の様々の特徴のための追加的な情況を提供するために、以下の議論は、本発明の様々の特徴を実施し得る適切なコンピュータ環境の簡潔な一般的な記述を提供することを意図している。制御素子１６０は、他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいて及び／又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実施される、１つ又はそれよりも多くのコンピュータ上で動作し得るコンピュータ実行可能な指令を利用し得る。一般的に、コンピュータモジュールは、特定のタスクを遂行し或いは特定の抽象的なデータ種類を実施する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構成等を含む。例えば、様々の機械制御パラダイムを使用するロボットを介して、そのようなプログラム及びコンピュータ事項可能な指令を処理し得る。
【００２８】
その上、当業者は、単一プロセッサ又はマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、並びにパーソナルコンピュータ、手持ち式コンピュータ装置、マイクロプロセッサに基づく又はプログラム可能な消費者電子機器等を含む他のコンピュータシステム構成を用いて、発明的な方法を実施し得ること、それらの各々を１つ又はそれよりも多くの関連する装置に動作的に結合し得ることを理解するであろう。特定のタスクが通信ネットワークを通じてリンクされる遠隔処理装置によって遂行される分散コンピュータ環境においても本発明の例示の特徴を実施し得る。分散コンピュータ環境では、プログラムモジュールをローカルメモリ及び遠隔メモリ記憶装置の両方に配置し得る。
【００２９】
制御素子１６０は、コンピュータを含む本発明の様々の特徴を実施するための例示的な環境を利用し得る。その場合、コンピュータは、プロセッサ１６２と、メモリ１６４と、通信目的のためのシステムバス１６６とを含む。システムバス１６６は、システム構成部品を結合し、それはメモリ１６４をプロセッサ１６２に結合することを非限定的に含む。プロセッサ１６２は、様々の商業的に入手可能なプロセッサのいずれかであり得る。二重マイクロプロセッサ及び他の多重プロセッサ構成もプロセッサ１６２として利用し得る。
【００３０】
システムバス１６６は、様々の商業的に入手可能なバスアーキテクチャのいずれかを使用するメモリバス又はメモリコントローラ、周辺機器用バス及びローカルバスを含む、幾つかの種類のバスアーキテクチャのうちのいずれかであり得る。メモリ１６４は、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）及びランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）を含み得る。例えば起動中に、制御素子１６０内の素子間の情報の移転を助ける基本ルーチンを含むベーシック入出力システム（ＢＩＯＳ）が、ＲＯＭ内に記憶される。
【００３１】
制御素子１６０は、ハードディスクドライブと、例えば、取り外し可能なディスクから読み出し或いは取り外し可能なディスクへ書き込む、磁気ディスクドライブと、例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスクを読み出し或いは他の光媒体から読み出し或いは他の光媒体に書き込む、光ディスクドライブとを更に含み得る。制御素子１６０は、少なくとも何らかの形態のコンピュータ読出し可能な媒体を含み得る。コンピュータ読出し可能な媒体は、コンピュータがアクセスし得る任意の入手可能な媒体であり得る。一例として、非限定的に、コンピュータ読出し可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含み得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読出し可能な指令、データ構成、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の記憶のための任意の方法又は技術において実施される、揮発性及び非揮発性の取外し可能及び取外し不能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）又は他の磁気記憶装置、或いは所望の情報を記憶させるために用い且つ制御素子１６０によってアクセスし得る任意の他の媒体を含むが、それらに限定されない。
【００３２】
通信媒体は、典型的には、コンピュータ読出し可能な指令、データ構成、プログラムモジュール、又は他のデータを、搬送波又は他の輸送機構のような変調データ信号において具現し、あらゆる情報供給媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、その特徴組のうちの１つ又はそれよりも多くの特徴を有する或いは情報を信号中に符号化するような方法において変更される信号を意味する。一例として、非限定的に、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接線接続のような有線媒体と、音、ＲＦ、赤外、及び他の無線媒体のような無線媒体とを含む。上記媒体の任意の組み合わせもコンピュータ読出し可能な媒体の範囲内に含め得る。
【００３３】
オペレーティングシステム、１つ又はそれよりも多くのアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータを含む、多数のプログラムモジュールを、ドライブ及びＲＡＭ内に記憶させ得る。制御素子１６０中のオペレーティングシステムは、多数の商業的に入手可能なオペレーティングシステムのうちのいずれかであり得る。
【００３４】
加えて、使用者は、キーボードやマウスのようなポインティング装置を通じて、命令及び情報をコンピュータ内に入力し得る。他の入力装置は、マイクロフォン、ＩＲ遠隔制御、トラックボール、ペン入力装置、ジョイスティック、ゲームパッド、離散化タブレット、衛星放送受信アンテナ、スキャナ等を含み得る。これらの及び他の入力装置は、システムバスに結合されるシリアルポートインターフェースを通じてプロセッサに接続されることが多いが、パラレルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＲインターフェース、及び／又は様々の無線技術のような、他のインターフェースによって接続されてもよい。ビデオアダプタのようなインターフェースを介して、モニタ（図示せず）又は他の種類のディスプレイ装置もシステムバスに接続し得る。リモートデスクトッププロトコル、ＶＮＣ、Ｘ−Ｗｉｎｄｏｗシステム等のような、遠隔ディスプレイネットワークプロトコルを通じて、視覚的出力も達成し得る。視覚的出力に加えて、コンピュータは、スピーカ、プリンタ等のような、他の周辺機器出力装置を含むのが典型的である。
【００３５】
プロセッサから電子的に受信されるデータを提示するために、ディスプレイ（図示せず）を制御素子１６０と共に利用し得る。例えば、ディスプレイは、データを電子的に提示する、ＬＣＤ、プラズマ、ＣＲＴ等のモニタであり得る。代替的に又は追加的に、ディスプレイは、受信するデータを、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等のような、ハードコピーフォーマットにおいて提示し得る。ディスプレイはデータを如何なる色においても提示し得るし、如何なる無線又は配線プロトコル及び／又は基準を介しても制御素子１６０からデータを受信し得る。
【００３６】
コンピュータは、遠隔コンピュータ（複数の遠隔コンピュータ）のような１つ又はそれよりも多くの遠隔コンピュータへの論理的及び／又は物理的な接続を用いて、ネットワーク環境内で動作し得る。遠隔コンピュータ（複数の遠隔コンピュータ）は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサに基づく娯楽アプリケーション、ビア装置（peer  device）、又は他の共通ネットワークノードであり得、典型的には、コンピュータに関して記載した素子の多く又は全てを含む。描写した論理接続は、構内ネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む。そのようなネットワーク環境は、オフィス、企業規模コンピュータネットワーク、イントラネット、及びインターネットにおいて普通である。
【００３７】
ＬＡＮネットワーク環境において用いられるとき、コンピュータは、ネットワークインターフェース又はアダプタを通じて構内ネットワークに接続される。ＷＡＮネットワーク環境において用いられるとき、コンピュータは、典型的には、モデムを含み、或いはＬＡＮ上の通信サーバに接続され、或いはインターネットのようなＷＡＮ上で通信を構築するための他の手段を有する。ネットワーク環境では、コンピュータに対して描写したプログラムモジュール又はその一部を遠隔メモリ記憶装置内に記憶させ得る。ここに記載するネットワーク接続は例示的であり、コンピュータ間の通信リンクを構築する他の手段を用い得る。
【００３８】
汎用カプラ１９２は、１つ又はそれよりも多くの締結具１５６を介して溶接機ハウジング１７８に固定される第１のブラケット１５２と第２のブラケット１５０とを含む。広範な寸法属性を有する異なる溶接機モデルの輪郭に容易に適合するようブラケット１５０，１５２を成形し得る。ある実施態様において、両方のブラケット１５０，１５２は、広範なハウジング半径に順応するよう、図４に描写するような三日月形状の機能を含む。ハウジング１７８に対するブラケット１５０，１５２間の所望の間隔をそれぞれもたらすスリーブ１５６ａ，１５７ａ内に締結具１５６，１５７を配置し得る。
【００３９】
戻って図２を参照すると、シールド１３０（及びシールドに結合される二次インサート１３２）が、スイベル板１４０を介して第２のブラケット１５０に接合されている。シールド１３０（遮蔽体）は、ガス連結器１２６（カプリング）及び関連構成部品が溶接プロセス中に損傷しないことを保証するよう、ガス連結器１２６及び関連構成部品のための保護をもたらす。鋼、銅、又はガス連結器１２６のようなガス取付具のために概して利用される青銅のような材料よりも大きな割合において熱に耐え得る他の材料で、シールド１３０を作製し得る。材料の選択は、スパッタ除去の容易さを含む他の要因に基づき得る。ブラケット１５０，１５２と同様に、シールド１３０は、溶接機ハウジング１７８表面の形状と一致する形状機能も含み得る。
【００４０】
スイベル板１４０は、第２のブラケット１５０に関するシールド／二次インサート組立体の直線運動及び回転運動の両方を容易化する。組立体のための例示的な代替的な場所は、破線で描写されている。スイベル板１４０を組立体及び第２のブラケット１５０に結合する１つ又はそれよりも多くの機械的素子の使用によって、そのような運動を達成し得る。汎用カプラ内の構成部品を金属及び／又は複合材を含む溶接環境に適した材料で作製し得る。ある実施例では、粉塵、汚れ、及び破片が機構を故障させるのを最小限化するために、スイベル板（及び周囲の構成部品）は、シース、スリーブ、又は類似の外被内に閉じ込められる。
【００４１】
ある実施態様では、図３、４、及び５に示されるように、スイベル板１４０は、シールド１３０の垂直突起３６８内に配置されるピン３６６を介して組立体に結合される。スイベル板１４０は、第２のブラケット１５０に関する直線及び／又は回転運動のためにピン３６２を収容するよう、本体３６０内に中心的に配置されるスロット３６４も含む。このようにして、二次ゾーン１７４のための所望の場所をもたらすよう、シールドを必要に応じて位置付け得る。１つの実施例において、溶接機はパイプの円周の周りを進行し、そこでは、パイプ半径に見合った角度での保護が必要である。他の実施例において、溶接機は輪郭付き又は段付き表面に沿って進行し、輪郭付き又は段付き表面はシールド組立体のためのゼロ度構成と異なる保護を必要とする。ゼロ度構成が開示の実施態様の少なくとも図３に例示されていることが理解されるべきである。
【００４２】
１つ又はそれよりも多くの板、スロット、ネジ、ピン、及び他の適切な素子及び構成を含めて、直線運動及び回転運動の両方を容易化するようここに記載したものを超える他の素子は、主題の実施態様の範囲内にある。そのような実施態様を利用するならば、汎用カプラは、０〜１８０度の回転及び関連する直線運動を容易化し得る。代替的な実施態様では、二次ゾーン１７４のための異なる場所をもたらすために、汎用カプラ１９２を介して二次インサート及び組立体を一次インサートに関して直交して固定し得る。１つの実施態様において、ゼロ度の場所からの回転は、反時計回りにおいてであり得る。
【００４３】
図５もシールド１３０に関する二次インサート１３２の例示的な構成を例示している。この実施例において、二次インサート１３２は、１つ又はそれよりも多くのネジ５１２を介して、シールド１３０の底に固定される。二次インサート１３２が交換されるとき、置換インサートが同じ場所に挿入されるときに交換されるネジを容易に取り外し得る。代替的に又は追加的に、インサート除去の代わりに、研磨又は類似のプロセスによって表面を矯正し得る。交換の更に他の選択肢は、インサートを取り外して反転させて新しい表面を溶接環境に晒すことである。これらの方法の全ては、従来的なシステムにおいて典型的に見出されるものを超えてインサートに寿命の延長をもたらす。
【００４４】
図６は、例示的な構成の追加的な詳細を提供しており、そこでは、貯槽から二次インサートにガスを供給するために、シールド１３０内のガス連結器１２６とインターフェース連結する息抜き通気口３８０が示されている。図示のように、シールド１３０はガス線及び連結器を溶接環境から保護するのみならず、究極的には二次ゾーン又は他のゾーンにガスを供給するマニホールドとしても作用する。ある実施態様において、ガスはガス線から連結器を通じて息抜き通気口３８０内に移動する。そこから、ガスは多孔性の又は半多孔性のインサート」１３２を通じて二次（又は他の）ゾーンに分配される。
【００４５】
上の実施例は、本発明の様々の特徴のうちの幾つかの可能な実施態様を例示しているに過ぎず、この明細書及び添付の図面を判読して理解した後、均等な代替及び／又は変更が当業者の心に思い浮かび得るであろう。特に上述の構成部品（組立体、装置、システム、回路等）によって遂行される様々の機能に関して、そのような構成部品を記載するために使用される（「手段」への言及を含む）用語は、特段の断りのない限り、本発明の例示された実施例における機能を遂行する開示の構成に構造的に均等でないとしても、（例えば、機能的に均等である）記載した構成部品の特定の機能を遂行する、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせのような、如何なる構成部品にも対応することが意図される。加えて、本発明の特定の特徴を幾つかの実施例の１つだけに関して記載したかもしれないが、任意の所与の又は特定の用途のために望ましく且つ有利であり得るよう、そのような機能を他の実施例の１つ又はそれよりも多くの他の機能と組み合わせ得る。また、「含み」(including)、「含む」(includes)、「有し」(having)、「有する」(has)、「備える」(with)、又はそれらの変形という用語が詳細な記載及び／又は請求項において用いられる限度において、そのような用語は、「含む」(comprising)という用語と同様に内包的であることが意図される。
【００４６】
この書面による記載は、最良態様を含めて、本発明を開示することを可能にするよう、並びに、如何なる装置又はシステムをも作製し且つ如何なる組み込まれる方法をも遂行することを含めて、当業者が本発明を実施することを可能にするよう、実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は請求項によって定められ、当業者の心に思い浮かび得る他の実施例を含み得る。そのような他の実施例は、それらが請求項の文字通りの言葉と異ならない構造素子を有するならば、或いはそれらが請求項の文字通りの言葉と実質的に異ならない均等な構造素子を含むならば、請求項の範囲内にあることが意図される。
【符号の説明】
【００４７】
１００    溶接システム
１０１    溶接機
１０２    第１の貯槽
１０３    ガス線
１０４    第１のガス流弁
１０５    ガス線
１１０    一次インサート
１１２    一次入力
１１４    一次出力
１２２    第２の貯槽
１２３    ガス線
１２４    第２のガス流弁
１２５    ガス線
１２６    ガス連結器（ガスカプリング）
１２７    ガス線
１３０    シールド（遮蔽体）
１３２    二次インサート
１３６    二次入力
１３８    二次出力
１４０    スイベル板
１５０    第２のブラケット
１５２    第１のブラケット
１５６    締結具
１５６ａ  スリーブ
１５７    締結具
１５７ａ  スリーブ
１６０    制御素子
１６２    プロセッサ
１６４    メモリ
１６６    システムバス
１７２    一次ゾーン
１７４    二次ゾーン
１７８    ハウジング
１８８    一次ガス供給システム
１９２    汎用カプラ
１９８    二次ガス供給システム
３１０    ガス線
３２２    第１のトーチ
３２２Ａ  電極
３２４    第２のトーチ
３２４Ａ  電極
３６０    本体
３６２    ピン
３６４    スロット
３６６    ピン
３６８    垂直突起
３８０    息抜き通気口
５１２    ネジ
ＷＤ      進行方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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