(57)【要約】【課題】トーチノズルの電極部の冷却を短時間に効果的に行い，次の溶接時，該電極部へのスパッタの付着を効果的に防止し得るようにして，生産性の向上を図る。【解決手段】イナートガスアーク溶接用トーチノズル６へのスパッタの付着を防止するために，溶接時に加熱されたトーチノズル６の電極部に向けて高圧空気を吹きつける際，その高圧空気に冷却水１４を噴霧して混合する。【選択図】        図１
2004230414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イナートガスアーク溶接用トーチノズル（６）へのスパッタの付着を防止するために，溶接時に加熱された前記トーチノズル（６）の電極部に向けて高圧空気を吹きつけて該トーチノズル（６）を冷却する，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止方法であって，
前記トーチノズル（６）の電極部に向けて高圧空気を吹きつける際，前記高圧空気に冷却水（１４）を噴霧混合することを特徴とする，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止方法。
【請求項２】
イナートガスアーク溶接用トーチノズル（６）の電極部に向けて高圧空気を吹きつけ得る冷却ノズル（７）と，この冷却ノズル（７）に導管（１０）を介して接続される高圧空気源（８）と，前記導管（１０）に介装される開閉弁（１２）と，前記トーチノズル（６）の電極部が前記トーチノズル（６）の噴孔（１８）との対向位置に来たことに応じて前記開閉弁（１２）を開放する制御ユニット（４）とを備える，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止装置であって，
前記冷却ノズル（７）に，それの空気通路（１５ａ）に隔壁（１５）を介して水室（１７ａ）を形成すると共に，この水室（１７ａ）に，これに冷却水を供給する冷却水タンク（９）を接続し，前記隔壁（１５）には，前記空気通路（１５ａ）に生ずる高速の空気流により前記水室（１７ａ）から空気通路（１５ａ）に冷却水（１４）を噴出させるブリード孔（１９）を穿設したことを特徴とする，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接等のイナートガスアーク溶接に用いるトーチノズルへのスパッタの付着を防止するために，溶接時に加熱された前記トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけて該トーチノズルを冷却する，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止方法，並びにイナートガスアーク溶接用トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけ得る冷却ノズルと，この冷却ノズルに導管を介して接続される高圧空気源と，前記導管に介装される開閉弁と，前記トーチノズルの電極部が前記トーチノズルの噴孔との対向位置に来たことに応じて前記開閉弁を開放する制御ユニットとを備える，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，イナートガスアーク溶接作業後，トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけることは，例えば下記特許文献１に開示されるように既に知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１６０１７４公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来，イナートガスアーク溶接作業後，トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけることは，溶接時，トーチノズルの電極部に付着したスパッタを除去するためとされている。
【０００５】
ところで，上記のようにトーチノズルの電極部に高圧空気を吹きつけて，その電極部の冷却を充分（実際には約５０°Ｃ以下）に行うと，次の溶接時に電極部へのスパッタの付着が著しく減少することが判明した。しかしながら，一回の溶接時間が比較的長く，トーチノズルの電極部が高温に加熱された場合には，比較的長い時間，電極部に高圧空気を吹きつけなければ，電極部の充分な冷却を行うことができず，次の溶接時，スパッタの付着防止を図ることができなくなるが，長時間の冷却は，溶接サイクル時間を延ばすことになり，生産性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００６】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，トーチノズルの電極部の冷却を短時間に効果的に行い，次の溶接時，該電極部へのスパッタの付着を効果的に防止し得るようにして，生産性の向上に貢献することができる，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタの付着を防止するために，溶接時に加熱された前記トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけて該トーチノズルを冷却する，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止方法であって，前記トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつける際，前記高圧空気に冷却水を噴霧混合することを第１の特徴とする。
【０００８】
この第１の特徴によれば，高圧空気に伴われて高速でトーチノズルの電極部に向けて噴霧される冷却水は比熱が大きく，空気と共に電極部の冷却を効果的に行い，したがって，電極部の冷却時間を大幅に短縮しながら，次の溶接時，電極部へのスパッタの付着を防止することができ，生産性の向上に寄与し得る。また上記冷却水は，運動エネルギが大きいので，電極部にスパッタが付着した場合でも，その除去をも効果的に行うことができる。
【０００９】
また本発明は，イナートガスアーク溶接用トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけ得る冷却ノズルと，この冷却ノズルに導管を介して接続される高圧空気源と，前記導管に介装される開閉弁と，前記トーチノズルの電極部が前記トーチノズルの空気噴孔との対向位置に来たことに応じて前記開閉弁を開放する制御ユニットとを備える，イナートガスアーク溶接用トーチノズルのスパッタ除去装置において，前記冷却ノズルに，それの空気通路に隔壁を介して水室を形成すると共に，この水室に，これに冷却水を供給する冷却水タンクを接続し，前記隔壁には，前記空気通路に生ずる高速の空気流により前記水室から空気通路に冷却水を噴出させるブリード孔を穿設したことを第２の特徴とする。
【００１０】
尚，前記隔壁は，後述する本発明の実施例中のノズル内筒１５に対応する。
【００１１】
この第２の特徴によれば，高圧空気源の高圧空気が冷却ノズルの空気通路を高速で通過するとき，エジェクタ効果により，水室の冷却水がブリード孔から噴出して上記空気に混合し，その混合流体がトーチノズルの電極部に向けて高速で噴出することにより，電極部の冷却を効果的に行い，したがって，電極部の冷却時間を大幅に短縮しながら，次の溶接時，電極部へのスパッタの付着を防止することができ，生産性の向上に寄与し得る。また電極部にスパッタが付着した場合でも，その除去をも効果的に行うことができる。
【００１２】
しかも冷却水の噴霧にエジェクタ効果を利用するので，冷却水を加圧，供給する特別なポンプは不要であり，装置の簡素化，延いてはコストの低減を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るトーチノズルへのスパッタ付着防止装置を備えたイナートガスアーク溶接装置の側面図，図２は図１中の冷却ノズル部の拡大縦断面図である。
【００１５】
溶接工場の床上には，溶接すべきワーク２を搬送するコンベア１に隣接して，溶接作業ロボット３と，その作動を制御する制御ユニット４とが設置される。溶接作業ロボット３が有する多関節アーム５の先端にはＭＩＧ溶接用のトーチノズル６が装着される。溶接作業ロボット３近傍の支持台２には，トーチノズル６のための冷却ノズル７が配設される。溶接作業ロボット３は，制御ユニット４からの指令によって，トーチノズル６の移動を，所定の原点（Ａ）→冷却ノズル７と対向する冷却位置（Ｂ）→溶接開始位置（Ｃ）→溶接作業→原点（Ａ）と，繰り返すようになっている。
【００１６】
冷却ノズル７には高圧空気源８及び冷却水タンク９が第１導管１０及び第２導管１１をそれぞれ介して接続され，第１導管１０の途中には，それを開閉する第１開閉弁１２が，また第２導管１１の途中には，それを開閉する第２開閉弁１３がそれぞれ介装される。これら第１及び第２開閉弁１２，１３は何れも常閉型であって，トーチノズル６が冷却ノズル７との対向位置に来たとき，制御ユニット４の指令により共に開弁するようになっている。
【００１７】
図２いおいて，前記冷却ノズル７は，中空部を空気通路１５ａとするノズル内筒１５と，このノズル内筒１５を同心で囲繞するノズル外筒１６とからなっている。その内筒１５は，空気通路１５ａを下端から上端から向けて縮径するように形成されていて，その上端が噴孔１８となっている。この内筒１５の下端には接続筒１５′が一体に形成されており，それに前記第１導管１０の下流端が接続される。外筒１６は，その上下両端を内筒１５に液密に接続して，内筒１５との間に水室１６ａを画成しており，内筒１５には，この水室１６ａを空気通路１５ａに連通する複数のブリード孔１９，１９…が穿設される。外筒１６の下部側壁には，水室１６ａに連なる接続管１６′が一体に形成されており，それに前記第２導管１１の下流端が接続される。
【００１８】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００１９】
溶接作業ロボット３は，トーチノズル６によるコンベア１上のワーク２の溶接を完了すると，トーチノズル６を一旦，所定の原点（Ａ）に戻してから，冷却ノズル７の噴孔１８に電極部を対向させる冷却位置（Ｂ）に移す。それに伴ない，制御ユニット４からの指令により第１及び第２開閉弁１２，１３が開放されるので，高圧空気源８の高圧空気が第１導管１０及び冷却ノズル７の空気通路１５ａを経て，その噴孔１８からトーチノズル６の電極部に向けて噴出する。同時に，冷却水タンク９の冷却水１４が第２導管１１を経て外筒１６内の水室１６ａに流入する。そして空気通路１５ａでの高速の空気流によるエジェクタ効果により，水室１６ａの冷却水１４は，複数のブリード孔１９，１９…から空気通路１５ａ内に噴霧して上記空気に混合する。したがって，噴孔１８からは，空気と冷却水１４との混合流体がトーチノズル６の電極部に向けて一定時間高速で噴出する。この場合の冷却時間は，上記電極部が略５０°Ｃを充分に下回るように設定される。
【００２０】
而して，高圧空気に伴われて高速でトーチノズル６の電極部に向けて噴霧される冷却水は比熱が大きく，空気と共に電極部の冷却を効果的に行い，したがって，電極部の冷却時間を大幅に短縮しながら，次の溶接時，電極部へのスパッタの付着を防止することができ，生産性の向上に寄与し得る。また上記冷却水は，運動エネルギが大きいので，電極部にスパッタが付着した場合でも，その除去をも効果的に行うことができる。
【００２１】
また上記のように，空気通路１５ａでの高速の空気流によるエジェクタ効果を利用して，水室１６ａの冷却水１４を，空気通路１５ａを通過する空気に混合させるので，冷却水を加圧，供給する特別なポンプは不要であり，装置の簡素化，延いてはコストの低減を図ることができる。
【００２２】
尚，本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，ＴＩＧ溶接用トーチノズルの冷却及びスパッタ除去にも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように，本発明の第１の特徴によれば，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタの付着を防止するために，溶接時に加熱された前記トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけて該トーチノズルを冷却する，イナートガスアーク溶接用トーチノズルへのスパッタ付着防止方法であって，前記トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつける際，前記高圧空気に冷却水を噴霧混合するので，高圧空気に伴われて高速でトーチノズルの電極部に向けて噴霧される冷却水により電極部の冷却を効果的に行い，電極部の冷却時間を大幅に短縮しながら，次の溶接時，電極部へのスパッタの付着を防止することができ，生産性の向上に寄与し得る。また上記冷却水は，運動エネルギが大きいので，電極部にスパッタが付着した場合でも，その除去をも効果的に行うことができる。
【００２４】
また本発明の第２の特徴によれば，イナートガスアーク溶接用トーチノズルの電極部に向けて高圧空気を吹きつけ得る冷却ノズルと，この冷却ノズルに導管を介して接続される高圧空気源と，前記導管に介装される開閉弁と，前記トーチノズルの電極部が前記トーチノズルの空気噴孔との対向位置に来たことに応じて前記開閉弁を開放する制御ユニットとを備える，イナートガスアーク溶接用トーチノズルのスパッタ除去装置において，前記冷却ノズルに，それの空気通路に隔壁を介して水室を形成すると共に，この水室に，これに冷却水を供給する冷却水タンクを接続し，前記隔壁には，前記空気通路に生ずる高速の空気流により前記水室から空気通路に冷却水を噴出させるブリード孔を穿設したので，高圧空気と冷却水との混合流体がトーチノズルの電極部に向けて高速で噴出することにより，電極部の冷却を効果的に行い，電極部の冷却時間を大幅に短縮しながら，次の溶接時，電極部へのスパッタの付着を防止することができ，生産性の向上に寄与し得る。また電極部にスパッタが付着した場合でも，その除去をも効果的に行うことができる。しかも冷却水の噴霧にエジェクタ効果を利用するので，冷却水を加圧，供給する特別なポンプは不要であり，装置の簡素化，延いてはコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトーチノズルへのスパッタ付着防止装置を備えたイナートガスアーク溶接装置の側面図
【図２】図１中の冷却ノズル部の拡大縦断面図
【符号の説明】
３・・・・・溶接作業溶接ロボット
４・・・・・制御ユニット
６・・・・・トーチノズル
７・・・・・冷却ノズル
８・・・・・高圧空気源
９・・・・・冷却水タンク
１０・・・・導管
１２・・・・開閉弁
１４・・・・冷却水
１５・・・・隔壁（ノズル内筒）
１５ａ・・・空気通路
１６ａ・・・水室
１８・・・・噴孔
１９・・・・ブリード孔
【図１】
2004230414.tif 000003
【図２】
2004230414.tif 000004