(57)【要約】【課題】簡単で安価でコンパクトな構造を有すると同時に、短いアーク長のための集中アークを提供して亜鉛蒸気から電極の保護を保証する、改善されたトーチ本体を提示する。【解決手段】本発明は、電極と加工物の間にアークを発生させるために、トーチ本体内に配設された非溶融電極、特にタングステン電極を有する、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物を熱接合するためのトーチ本体に関する。トーチ本体は、ガス出口から保護ガス流を流出するための無電位のフロントノズルを有する。保護ガス流を主ガス流と副ガス流に分割するために副流チャンネルが設けられており、この際、副ガス流は、主ガス流を、ガス出口において環状に取り囲んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極（１）と加工物（１１）の間にアークを発生させるために、トーチ本体（１０）内に配設された非溶融電極（１）、特にタングステン電極を有する、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物（１１）を熱接合するためのトーチ本体（１０）であって、ガス出口（１３）から保護ガス流を流出するための電気的に無電位のフロントノズル（３）を備える構成であり、
前記フロントノズル（３）は、センタノズル（２）とガスノズル（４）を有し、
前記フロントノズル（３）は、保護ガス流を主ガス流（１４）と副ガス流（１５）に分割するための少なくとも１つの副流チャンネル（５）を有し、
副ガス流（１５）は、主ガス流（１４）を、前記ガス出口（１３）において環状に取り囲んでいること
を特徴とするトーチ本体（１０）。
【請求項２】
複数の副流チャンネル（５）が、前記フロントノズル（３）の周部側に、好ましくは前記フロントノズル（３）の縦軸線（２０）に対して１０°から３０°の流出口角度で外方に向けられて配設されていること
を特徴とする、請求項１に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項３】
前記電極（１）は、加工物（１１）の方を向いた前記トーチ本体（１０）の末端部（９）を形成するか、又は前記トーチ本体（１０）とほぼ面一で終端すること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項４】
前記フロントノズル（２）は、加工物（１１）の方を向いた前記トーチ本体（１０）の末端部（９）を形成し、前記電極（１）は、特にほぼ０.５ｍｍから１.５ｍｍだけ、この末端部（９）から引き込んでいること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項５】
前記電極（１）は、実質的に円筒形の部分（２１）を有し、及び／又は、円錐台平坦部（２６）を備えた又は円錐台平坦部（２６）をもたない、加工物の方を向いた尖端部（２２）を有すること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項６】
前記トーチ本体（１０）を冷却するための冷却体（６）が設けられ、特に前記冷却体（６）は、冷却剤を案内するための複数の冷却チャンネル（１２）を有すること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項７】
前記フロントノズル（３）は、二部材式で構成されていること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項８】
内側の電気絶縁体（８）が、前記フロントノズル（３）を前記電極（１）に対して電気的に絶縁すること
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項９】
前記センタノズル（２）と前記ガスノズル（４）との間には、副ガス流（１５）を均等化して案内するための環状スリット（１７）が形成されていること
を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１０】
前記センタノズル（２）が、複数の副流チャンネル（５）を有すること
を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１１】
前記ガスノズル（４）は、前記センタノズル（２）と、副流チャンネル（５）の出口開口部（１６）の端部において、環状スリットを形成するために、周部にわたって少なくとも部分的に重なること
を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１２】
前記センタノズル（２）は、ほぼ５ｍｍ２から２２ｍｍ２、特にほぼ１２.５ｍｍ２から１５.９ｍｍ２の断面積を有する出口開口部（７）を有し、前記出口開口部（７）の断面積は、前記電極（１）の円筒形の部分（２１）の領域における前記電極（１）の断面積よりも小さいか又はそれと同じであること
を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１３】
前記センタノズル（２）の副流チャンネル（５）の断面積の合計は、ほぼ１２ｍｍ２から２２ｍｍ２、特にほぼ２０ｍｍ２であること
を特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１４】
出口開口部（７）の断面積と、副流チャンネル（５）の断面積の合計との割合は、ほぼ同じようであり、好ましくはほぼ４：５であること
を特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１５】
前記ガスノズル（４）は、前記センタノズル（２）と結合するために固定ナットとして構成されていること
を特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のトーチ本体（１０）を備えたトーチ。
【請求項１７】
電極（１）と加工物（１１）の間にアークを発生させるための非溶融電極（１）を用い、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物（１１）を熱接合するための方法であって、
無電位のフロントノズル（３）から流出する保護ガス流が用いれられ、保護ガス流は、前記電極（１）を直接的に取り囲む主ガス流（１４）と、トーチ本体（１０）の前端部（１８）において流出する副ガス流（１５）とに分割され、副ガス流（１５）は、主ガス流（１４）をガス出口（１３）において環状に取り囲んでいること、
を特徴とする方法。
【請求項１８】
トーチ（２００）内に配設された非溶融電極（１）、特にタングステン電極（１）と、加工物（１１）との間にアークを発生させるための機械誘導式のトーチ（２００）を有する、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物（１１）を熱接合するための接合装置（１００）であって、
好ましくは請求項１に記載のトーチ本体（１０）と、前記トーチ（２００）を新しいトーチ（２００’）と交換するためのトーチ交換装置（３００）と、触覚性（センサ機能を有する）シームガイドシステム（９００）と、加工物（１１）に関して可動に且つ前記トーチ（２００）に対して離間して配設されているポジション検知器（９０１）とを備え、
前記トーチ（２００）は、前記触覚性シームガイドシステムに連結されており、
前記トーチ（２００）は、前記ポジション検知器（９０１）に対する相対的な運動により、少なくとも、加工物（１１）を熱接合するための作業位置（５００）と、前記トーチ（２００）を新しいトーチ（２００’）と交換するための交換位置（４００）とに移動可能であること、
を特徴とする接合装置（１００）。
【請求項１９】
キャリッジ（６００）に連結された前記トーチ（２００）を位置決めするための移動可能なキャリッジ（６００）が、前記トーチ（２００）を新しいトーチ（２００’）と交換するために設けられていること
を特徴とする、請求項１８に記載の接合装置（１００）。
【請求項２０】
前記キャリッジ（６００）は、電気的、気圧的、又は液圧的に稼働されること
を特徴とする、請求項１９に記載の接合装置（１００）。
【請求項２１】
前記キャリッジ（６００）は、前記トーチ（２００）を保持するためのトーチホルダ（６０１）、及び／又は保護ガス流を供給するための連結装置（６０２）、及び／又は冷却剤と溶接エネルギーを供給するための連結装置（６０３）を有すること
を特徴とする、請求項１９又は２０に記載の接合装置（１００）。
【請求項２２】
前記トーチ（２００）は、少なくとも前記作業位置（５００）においてロックされること
を特徴とする、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の接合装置（１００）。
【請求項２３】
前記トーチ（２００）は、前記作業位置（５００）と前記交換位置（４００）の間、及び前記交換位置（４００）と前記作業位置（５００）の間でのみ可動であること
を特徴とする、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の接合装置（１００）。
【請求項２４】
前記触覚性シームガイドシステム（９００）は、特に前記ポジション検知器（９０１）に配設された出口開口部（９０２）を有し、前記出口開口部（９０２）を通し、アークろう付け又はアーク溶接のための添加材料（７００）、特にコールドワイヤ又はホットワイヤ、及び／又は追加的な保護ガスが出力可能であること
を特徴とする、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の接合装置（１００）。
【請求項２５】
前記触覚性シームガイドシステム（９００）の末端部（９０３）は、前記トーチ（２００）の前端部（２０１）の直ぐ近くに配設されていること
を特徴とする、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の接合装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１、１６、１７の上位概念に記載した、トーチ本体、並びにそのようなトーチ本体を備えたトーチ、及び、特にアーク溶接又はアークろう付け（ないしアークはんだ付け）において、少なくとも１つの加工物を熱接合するための方法に関する。更に本発明は、請求項１８の上位概念に記載した接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱接合法は、加工物を溶かしてこれらを結合させるために、エネルギーを利用する。金属板製造では、標準的に「ＭＩＧ」溶接、「ＭＡＧ」溶接、並びに「ＷＩＧ」溶接が使用される。
【０００３】
溶融電極を用いる保護ガス支援式のアーク溶接法（ＭＳＧ：Metall-Schutzgasschweissen）において「ＭＩＧ」は「金属不活性ガス（Metall-Inertgas）」を表し、「ＭＡＧ」は「金属活性ガス（Metall-Aktivgas）」を表す。非溶融電極を用いる保護ガス支援式のアーク溶接法（ＷＳＧ：Wolfram-Schutzgasschweissen）において「ＷＩＧ」は「タングステン不活性ガス（Wolfram-Inertgas）」を表す。本発明による溶接装置は、機械誘導式の溶接トーチとして構成されていることが可能である。
【０００４】
アーク溶接装置は、溶接材料（ないし、金属Schweissgut）を溶かすために、加工物（材料）と溶融溶接電極又は非溶融溶接電極の間にアークを発生させる。溶接金属並びに溶接個所は、保護ガス流（シールドガス流）により、大気ガスに対し、主に周囲空気のＮ２、Ｏ２、Ｈ２に対してシールド保護される。
【０００５】
この際、溶接電極は、アーク溶接機と接続されている溶接トーチのトーチ本体（トーチボディ）に設けられている。トーチ本体は、通常、内部にあり溶接電流を案内する構成部材のグループを含み、これらの構成部材は、溶接電流をアーク溶接機内の溶接電流源からトーチヘッドの先端部に向けて溶接電極へと導き、次いで溶接電極からアークが加工物に対して発生される。
【０００６】
保護ガス流は、溶接電極、アーク、溶融浴の周り、及び加工物の熱影響ゾーンの周りを流れ、この際、保護ガス流は、溶接トーチのトーチ本体を介してそれらの領域に供給される。ガスノズルは、保護ガス流をトーチヘッドの前端部に導き、トーチヘッドの前端部において、保護ガス流は、溶接電極の周りにほぼ環状でトーチヘッドから流出する。
【０００７】
溶接のために発生されたアークは、溶接過程中には、溶接すべき加工物（材料）、並びに場合により供給された溶接剤（金属）を加熱し、それによりそれらは溶かされる。アークエネルギー入力と、高エネルギーの熱放射と、対流とにより、溶接トーチのトーチヘッドには、著しい熱入力がもたらされる。入力された熱の一部は、トーチヘッドを通って導かれる保護ガス流により、或いは周囲空気内の受動冷却により、並びにチューブパッケージへの熱伝導により、再び排出されることができる。
【０００８】
しかしその熱入力は、トーチヘッドの特定の溶接電流負荷以上では、使用されている構成部材を熱的な材料損傷から保護するために、トーチヘッドの所謂能動冷却（アクティブ冷却）が必要であるほど、大きい。そのためにトーチヘッドは、所定の冷却剤で能動的に冷却され、該冷却剤は、トーチヘッドを通って流れ、この際、溶接プロセスから吸収された望まれない熱を搬出する。この際、冷却剤としては、例えば、凍結防止の目的でエタノール又はプロパノールの添加物を有する脱イオン水を使用することができる。
【０００９】
溶接と並び、金属板構成部材を結合させるためには、ろう付け（ないしはんだ付け）も考慮される。ろう付けでは、溶接の場合と異なり、加工物が溶かされるのではなく、添加材料だけが溶かされる。その理由は、ろう付けでは、２つの縁部が、添加材料としてのろうにより互いに結合されるということにある。ろう材料の溶融温度と、構成部材の材料の溶融温度は、大きく離れており、それ故、加工時には、ろうだけが溶ける。ろう付けには、ＷＩＧトーチ、プラズマトーチ、ＭＩＧトーチに加え、レーザも適している。
【００１０】
アークろう付けプロセスは、金属保護ガスろう付けプロセス（ＭＳＧ−Ｌ）と、タングステン保護ガスろう付けプロセス（ＷＳＧ−Ｌ）に分けることができる。この際、添加材料としては、溶融範囲が基本材料の溶融範囲よりも低いワイヤ状の銅ベースの材料が主に使用される。ＭＳＧアークろう付けの原理は、装置技術的に、ワイヤ状の添加材料を用いるＭＳＧ溶接とほぼ同じである。ＷＩＧろう付けでは、ワイヤ状の添加材料は、手動で又は機械化されて側方からアークの中へ送られる。この際、添加材料は、無電流でコールドワイヤとして又は電流印加でホットワイヤとして供給されることが可能である。ホットワイヤを用いることでより高い溶融能力が達成されるが、アークは、追加的な磁場の影響を受ける。
【００１１】
通常、アークろう付けは、表面加工された薄い金属板、ないし非コーティングの薄い金属板において使用され、それは、とりわけ、ろうの比較的低い溶融温度により、溶接に比べると、構成部材のより少ない熱的な負荷が達成され、コーティングの損傷が少ないためである。アークろう付けにおいて、基材材料は、基本的に溶かされることはない。
【００１２】
アークろう付けプロセスは、一般的に、最大でほぼ３ｍｍまでの厚さ範囲内の非合金鋼材ないし低合金鋼材から成る、非コーティングの金属板ないし金属被覆された金属板において使用される。
【００１３】
アークろう付けには、通常、ＤＩＮ ＩＳＯ １４１７５によると、ＣＯ２、Ｏ２、又はＨ２の混合物を有するアルゴンＩ１又はアルゴン混合物を使用することができる。ＷＩＧろう付けには、市販のＷＩＧトーチを使用することができる。
【００１４】
従来技術から、高速ろう付け用途において集中アークを提供するために、修正されたＷＩＧトーチを用いるアークプロセスが知られている。既知のトーチにおける欠点は、特殊電極の使用、電極の限られた耐用期間、開放した冷却回路による保守性の低さ、及び複雑な電極設定である。
【００１５】
下記特許文献１から、タングステン不活性ガストーチが公知であり、該トーチは、上部の閉鎖蓋を備えたハウジングシリンダを有し、その閉鎖蓋を通り、少なくとも、冷却剤のためのフィードラインとリターンライン、並びに不活性ガス供給ラインと、タングステン電極の稼働のための電子接続部とが案内されている。
【００１６】
更にハウジングシリンダの内部にある長尺の冷却体には、この冷却体の中にあり冷却体の上端面で開いている長尺の中空空間と、その上にある内部閉鎖蓋が設けられており、冷却剤のためのラインは、その内部閉鎖蓋を通っている。冷却体の下端面には、トーチヘッド軸線に沿って、ねじ穴が作り込まれており、該ねじ穴は、円錐先端部を備えた円筒形のタングステン電極本体を有し且つ該ねじ穴に合致してロックできる電極を有し、タングステン電極本体の先端部は、冷却体の下端面から予め定められた間隔をおいて配設されている。
【００１７】
更にこの溶接トーチは、長手方向チャンネルを組み込んで長尺の冷却体と結合状態にあるガスノズルを有し、該ガスノズルは、冷却体と電極を取り囲んでいる。
【００１８】
下記特許文献２、下記特許文献３、下記特許文献４から、所定の電極、及びそのような電極を備えた溶接トーチ装置が公知である。この際、電極は、縦軸線を規定する長く延びた本体、並びに第１の円錐台部を有する先端部分と、第２の円錐台部を有する作業端部分とを含み、この際、長く延びた本体は、先端部分と作業端部分の間に配設されている。溶接トーチは、取付プレートに固定された調節レールと、位置調節レーンに対して摺動可能な位置調節ボディと、トーチ本体と、縦軸線を備えた電極ホルダと、電極を電極ホルダに固定する保持ナットとを有する。電極保持ナットは、先端部分の角度のついた表面に接触する。
【００１９】
下記特許文献５から、直流電源に接続された非消耗電極が配設されたチャンバを有するプラズマ溶接トーチが公知である。そのチャンバには、プラズマガスのための出口チャンネルと入口チャンネルが設けられている。電極は、自由端部分を有する。電極の先端は、その自由端部において平坦であり、出口部の自由端面から突出している。更に出口部は、そのヘッドの領域において、円錐外殻形状の出口チャンネルを同心に取り囲む更なるチャンネルを有する。
【００２０】
出口チャンネルは、冷たいプラズマガスを案内するために設けられている更なるチャンネルにより取り囲まれている。出口チャンネルから流出するプラズマガスは、トーチの出口チャンネルの外側でプラズマビームをまとめる或いは収束させるとされている。プラズマガスは、実質的に、所定の壁厚を有する円錐外殻部に沿って流出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】EP 2 008 750 B1
【特許文献２】EP 2 894 005 A1
【特許文献３】WO 2015/105567 A1
【特許文献４】US 2016/0221127 A1
【特許文献５】EP 0 962 277 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
既知のトーチにおける欠点は、特殊電極の使用、並びに電極の限られた耐用期間、開放した冷却回路による保守性の低さ、及び複雑な電極設定（ないし調整）である。
【００２３】
それに加え、例えば自動車産業の密にタイミング調整された製造において、亜鉛めっきされた金属板のろう付けは、電極の合金化により電極の寿命を制限し、それによりプロセスの悪影響、並びに頻繁なメンテナンスをもたらすことになる。
【００２４】
前述の欠点から出発し、本発明の基礎を成す課題は、簡単で安価でコンパクトな構造を有すると同時に、短いアーク長のための集中アークの提供の下に亜鉛蒸気から電極の保護を保証する、改善されたトーチ本体を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
この課題は、請求項１に記載した、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物を熱接合するためのトーチ本体、並びに請求項１６に記載した、そのようなトーチ本体を備えたトーチ、及び請求項１７に記載した、少なくとも１つの加工物を熱接合するための方法により解決される。それに加え、前記課題は、請求項１８に記載した接合装置により解決される。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、発明を実施するための形態について説明する。
【００２７】
本発明により、電極と加工物の間にアークを発生させるために、トーチ本体内に配設された非溶融電極、特にタングステン電極を有する、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物を熱接合するためのトーチ本体が設けられている。それに加え、ガス出口から保護ガス流を流出するための無電位のフロントノズルが設けられている。
【００２８】
本発明により、フロントノズルは、保護ガス流を主ガス流と副ガス流に分割するための少なくとも１つの副流チャンネルを有する。更に副ガス流は、主ガス流を、本発明によりガス出口において環状に取り囲んでいる。
【００２９】
上述のように、ＷＩＧ溶接では、通常は陰極で極化されている非溶融電極と、加工物との間でアークが自由に燃焼する。この溶接プロセスは、保護ガスの流れにより保護される。保護ガス（シールドガス）は、主成分として、アルゴン又はヘリウム、或いはそれらの混合物を有することができる。
【００３０】
本発明は、最小の構成サイズと、二部材式（ないし２分割式）のガス案内部との組み合わせにより、特に他のトーチ形式と比べ、例えばプラズマトーチと比べ、トーチ内の第２のガスの流れのための追加的なスペース要求を節約し且つ更なる電気的なポテンシャル（電位）のための絶縁部を節約することが達成されることにより優れている。それに加え、従来のＷＩＧ電源の使用が可能であり、それによりトーチ装置のコスト効率が更に向上される。
【００３１】
主ガスの流れの他に設けられた副ガス流は、先行技術から既知のトーチ本体と比べてフロントノズルの大きな熱伝導横断面を可能にする。副流チャンネルにより、保護ガス流で覆われる面が拡大される。それによりフロントノズルは、亜鉛気化に対する電極の保護機能を担うだけではなく、それに加えてプロセス領域内の良好な冷却ももたらす。
【００３２】
本発明の第１の有利な実施形態では、複数の副流チャンネルが、フロントノズルの周部側に、好ましくはフロントノズルの縦軸線に対して１０°から３０°の流出口角度で外方に向けられて配設されていることを提案することができる。外方に向けられた複数の副流チャンネルにより、保護ガス流で覆われる面は、更に拡大される。
【００３３】
本発明の更なる好ましい一実施形態では、電極が、加工物の方を向いたトーチ本体の末端部を形成するか、又はトーチ本体とほぼ面一で終端することを提案することができる。それによりアークの最適な点火過程が達成される。
【００３４】
それに代わり、フロントノズルは、加工物の方を向いたトーチ本体の末端部を形成することができ、この際、電極は、特にほぼ０.５ｍｍから１.５ｍｍだけこの末端部から引き込んでいることができる。
【００３５】
本発明の特に有利な更なる一構成において、電極は、実質的に円筒形の部分、及び／又は加工物の方を向いた尖端部を有する。電極の尖端部は、２０°から４５°、好ましくは３０°の尖端角度を有することができる。加工物の方を向いた電極の端部は、ほぼ０.５ｍｍから１.５ｍｍ、好ましくは１.０ｍｍの平坦部直径を有する円錐台平坦部を有することができる。アークは、加工物と電極の間に形成されるので、加工物の方を向いた電極先端部の幾何学形状は、アークの寸法と形状、及びトーチの点火過程にとっても重要である。この理由から、この電極端部には平坦部が設けられており、それによりこの領域内でアークは、実質的に垂直で且つ直線的に電極から加工物へと延在する。従ってアークの効果は、プロセス領域において更に最適化されている。
【００３６】
本発明の更なる一構成では、トーチ本体を冷却するための冷却体（ヒートシンク）が設けられ、特に冷却体は、冷却剤を案内するための複数の冷却チャンネルを有する。使用されている構成部材を熱的な材料損傷から保護するために、トーチヘッドの能動的な冷却が必要である。そのためにトーチヘッドは、トーチヘッドを通って流れ且つこの際に溶接プロセスから吸収された望まれない熱を搬出する冷却剤を用い、能動的（アクティブ）に冷却される。既述のように、冷却剤として、例えば、凍結防止の目的でエタノール又はプロパノールの添加物を有する脱イオン水を使用することができる。それに代わり、保護ガス又は空気を冷却剤として冷却チャンネルを通して案内することも可能である。
【００３７】
更なる有利な一形態により、フロントノズルは、二部材式（ないし２分割式）で構成されている。また本発明の意味において、フロントノズルが一体的に構成されていることも想定可能である。本発明により、フロントノズルは、センタノズルとガスノズルを有する。センタノズルとガスノズルを有するフロントノズルの形態により、一方では、構造がよりコンパクトになり、他方では、両方のノズルが、それぞれ、保護ガス流を案内するためのチャンネルのために比較的小さい直径を有することが達成される。このようにしてトーチ本体は、前側領域において、つまり加工物の方に向かって、明らかに細長く構成できる。
【００３８】
センタノズルは、極めて高い熱伝導のために銅または銅合金から構成され、及び／又はガスノズルは、高い熱伝導と同時に高い剛性のために黄銅（真鍮）又は黄銅合金（真鍮合金）から構成することができる。それに代わり、ガスノズルは、セラミックから構成されていることも可能である
【００３９】
本発明の更なる一構成において、内側の電気絶縁体は、フロントノズルを電極に対して絶縁する。
【００４０】
外方からアクセス可能な溶接トーチの構成部材、特にトーチ本体の構成部材、所謂無電位の構成部材（ポテンシャルフリーの構成部材）を、溶接トーチの内部にある有電位の構成部材（ポテンシャル負荷された構成部材）に対して電気的に絶縁するため、それにより感電に対する接触保護として並びに他の機械及び機器の保護としてそれらの無電圧性を保証するために、更なる絶縁部、所謂外側の絶縁部を設けることができる。更にこの措置により、溶接電極から離れていくアークのずれ移動（Abwandern）が防止される。従来のアーク溶接装置では、溶接電極から離れていくアークの移動は、アークがガスノズル又はトーチネック保護管に飛び移ってこれらを溶かすことを結果として伴うことがある。そうすると該当の構成部材は、早期に使用不能となり、交換されなくてはならなくなる。
【００４１】
本発明の有利な一形態により、センタノズルとガスノズルとの間には、副ガス流を均等化して案内するための環状スリットが形成されている。特にガスノズルは、センタノズルと、副流チャンネルの出口開口部の端部において、環状スリットを形成するために、周部にわたって少なくとも部分的に重なることを提案することができる。それによりプロセス領域内の更に改善された保護ガス被覆と、接合部ないし継ぎ目（シーム）のための更に改善された保護ガス被覆とが保証されている。従って亜鉛気化に対する電極の保護機能が更に改善される。それに加え、トーチ本体への最適な熱伝導と熱伝達が行われる。同時にトーチ本体の構造は、更にコンパクトになる。
【００４２】
本発明の特に有利な一変形形態では、センタノズルが、複数の副流チャンネルを有する。それによりトーチ本体のフロント領域がよりコンパクトになる。なぜなら、トーチ本体の最適な冷却は、複数の副流チャンネルにより達成され、これらの副流チャンネルは、好ましくは、センタノズルの当接面の高さにあり、従ってノズル先端部は、穿孔やチャンネルに妨げられず、それによりノズル先端部は、構成部材の良好なアクセス性のためにスリムでコンパクトに構成されているためである。
【００４３】
本発明の一実施形態により、センタノズルは、ほぼ５ｍｍ２から２２ｍｍ２、特にほぼ１２.５ｍｍ２から１５.９ｍｍ２の断面積を有する出口開口部を有することを提案することができ、この際、出口開口部の断面積は、電極の円筒形の部分の領域における電極の断面積よりも小さいか又はそれと同じであり、それにより先端の尖った電極において均等な流出が保証されている。
【００４４】
本発明の好ましい一実施形態により、センタノズルの副流チャンネルの断面積の合計は、ほぼ１２ｍｍ２から２２ｍｍ２、特にほぼ２０ｍｍ２であることを提案することができ、それにより副ガス流と主ガス流の間の体積流の均等な分配が保証されている。
【００４５】
本発明の更なる有利な一形態において、出口開口部の断面積と、副流チャンネルの断面積の合計との割合は、ほぼ同じようであり、好ましくはほぼ４：５である。この理由から、ガスノズルの狭窄作用は、比較的僅かである。それに代わりガスノズルは、特に亜鉛めっきされた金属板をろう付けする場合には、なかでも、上昇する亜鉛蒸気に対する電極の保護機能を担う。
【００４６】
本発明の更なる有利な一形態において、ガスノズルは、センタノズルと結合するために固定ナットとして構成されている。このようにしてノズルの取り付けが著しく簡素化される。それに加え、センタノズルの交換も、特に簡単に可能である。なぜなら、固定ナットないしキャップナットとして作用し且つ雌ねじ部を有することのできるガスノズルは、交換の際にセンタノズルにかぶせられ、トーチ本体の対応の雄ねじ部を用いてトーチ本体と結合されるためである。例えばノズルに欠陥がある場合やノズルが摩耗している場合にセンタノズルを交換する際には、ガスノズルがねじ部を介して緩められて取り外され、それにより交換すべきセンタノズルをトーチ本体から簡単に取り出すことができる。取り出しを容易にするために、センタノズルの環状面部には、追加的なキー面部（スパナ面部）を設けることができる。新しいセンタノズルがトーチ本体内に嵌め込まれた後、ガスノズルが再びトーチ本体のねじ部にねじ込まれて固定される。それによりセンタノズルは、トーチ本体内の円錐形の座部に押し付けられ、最適な熱伝達が達成される。
【００４７】
本発明の一独立思想では、本発明によるトーチ本体を備えたトーチが提供される。
【００４８】
本発明の更なる一独立思想では、電極と加工物の間にアークを発生させるための非溶融電極を用い、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物を熱接合するための方法が記載される。更に無電位のフロントノズルから流出する保護ガス流が設けられている。保護ガス流は、電極を直接的に取り囲む主ガス流と、トーチ本体の前端部において流出する副ガス流とに分割され、この際、副ガス流は、主ガス流をガス出口において環状に取り囲んでいる。
【００４９】
本発明の更なる一独立思想では、特にアーク溶接又はアークろう付けにおいて、少なくとも１つの加工物を熱接合するための接合装置が提供される。接合装置は、トーチ内に配設された非溶融電極、特にタングステン電極と、加工物との間にアークを発生させるための機械誘導式のトーチを有する。更に接合装置は、前述のトーチ本体を有することができる。
【００５０】
それに加え、本発明による接合装置は、トーチを新しいトーチと交換するためのトーチ交換装置、並びに触覚性（taktil）シームガイドシステム（センサ機能を有する継ぎ目案内システム）を有する。ポジション検知器が、加工物に関して可動に且つトーチに対して離間して配設されており、この際、トーチは、触覚性シームガイドシステムに連結されている。
【００５１】
本発明により、トーチは、ポジション検知器に対する相対的な運動により、少なくとも、加工物を熱接合するための作業位置と、トーチを新しいトーチと交換するための交換位置とに移動可能である。
【００５２】
できるだけ、損耗した又は欠陥のある電極だけ、及び／又はトーチのノズルだけを交換すべきであろうが、プロセス実行時間を最適化するため、及びトーチの不働時間を最小化するために、トーチを交換することができる。
【００５３】
熱に起因した添加材料の軟化と同時に添加材料に対する力印加に基き、自由なワイヤ端部は、できるだけ短く保たれるべきであり、それにより、通常は非可動に配設された熱接合装置のポジション検知器は、トーチの前端部の極めて近くに配設されている。通常、この間隔は、数ミリメートルに過ぎない。この理由から、手動のトーチ交換又は自動化されたトーチ交換では、トーチとポジション検知器の間に衝突が起こる可能性がある。ポジション検知器は、溶接又はろう付けのための添加材料をトーチヘッドの直ぐ近くまで移動可能とする出口開口部を有することができるため、例えば、完全には引き込まれていない添加ワイヤにより、トーチと添加材料の間に衝突が起こる可能性もある。そのような衝突は、トーチ及び／又は触覚性シームガイドの損傷の原因となるであろう。
【００５４】
トーチ交換は、電極の手動の交換に比べ、又はフロントノズルのような他のトーチコンポーネントの手動の交換に比べ、有利であり、それは、フロントノズルも電極も手動で取り外して交換される必要はないためである。それに対し、トーチが電極とノズルと共に交換されるので、熱接合装置の停止は少なくなる。
【００５５】
例えば、多数の新しいトーチを含んだマガジンを設けることができ、必要のある場合には、欠陥のあるトーチ又は摩耗したトーチを交換するための自動化された方法又は手動の方法を用い、それらのトーチへの係合が可能であり、この際、例えば所定の連結装置を介してトーチに連結し且つこのトーチをそのまま搬送することのできるグリップアームを用いることができる。
【００５６】
それに加え、触覚性シームガイドシステムには、トーチの方向に更なる保護ガス供給部が装備されていることも可能である。
【００５７】
更にポジション検知器を用い、ポジション検知器の前端部に取り付けられて結合すべき加工物の接合箇所に沿って動くセンサの現在ポジションを、制御ユニットを介し、接合装置の運動を制御するアクチュエータに転送することができる。接合装置自体は、ロボット制御と比べて触覚性シームガイドシステムのより精密な運動を実現することのできる追加的なアクチュエータを有することが可能である。
【００５８】
作業位置において、触覚性シームガイドシステムは、溶接すべき又はろう付けすべき継ぎ目に沿って動く。トーチは、それに対して僅かに間隔を置いて動き、触覚性シームガイドシステムの「あと」を追う。それによりトーチの予め設定された作業方向が規定されており、この作業方向では、トーチ端部が触覚性シームガイドシステムの直ぐ近くにあり、触覚性シームガイドシステムに追従して運動する。
【００５９】
交換位置において、トーチと触覚性シームガイドシステムの間の間隔は、特に作業方向に沿って、作業方向とは逆にトーチが触覚性シームガイドシステムから離れるように動かされることにより、広げられる。
【００６０】
トーチと触覚性シームガイドシステムの間の間隔が広げられていると直ちに、交換すべきトーチを取り外し、新しいトーチと交換することができる。消耗したトーチを交換のために溶接エネルギー供給部から連結解除する手段、特に保護ガス、電気エネルギー、及び冷却剤のためのラインから連結解除する手段、例えばロボットのグリップアームを設けることができる。次いでトーチは、例えば所定のチェンジャの方向にトーチの長手方向とほぼ平行に、触覚性シームガイドシステムから離れるように動かされ、それにより最終的にシームガイドシステムと衝突することなくトーチを取り外すことができる。
【００６１】
本発明の有利な更なる一構成では、キャリッジに連結されたトーチを位置決めするための移動可能なキャリッジが、トーチを新しいトーチと交換するために設けられている。トーチとポジション検知器ないし触覚性シームガイドシステムの間の衝突を回避するために、トーチは、キャリッジを用いてチェンジャの方向に動かされ、従ってポジション検知器ないし触覚性シームガイドから離れるように動かされる。キャリッジは、必要不可欠であり、それは、添加材料のための供給装置と、触覚性シームガイドシステムのシームセンサとは互いに固定的に配設されており、即ちトーチに関して非可動に配設されており、それにより（キャリッジを用いなければ）この供給装置は、トーチの交換過程において妨げになり、トーチに対する間隔が極めて僅かであるためにトーチ及び／又は触覚性シームガイドの衝突と損傷の原因となる可能性があるためである。
【００６２】
本発明の更なる一構成において、キャリッジは、電気的、気圧的、又は液圧的に作働され、それによりキャリッジの正確な制御が保証されている。
【００６３】
本発明の更なる一変形形態において、キャリッジは、トーチを保持するためのトーチホルダ、及び／又は溶接エネルギーを供給するための連結装置を有する。この溶接エネルギーは、なかでも、電気エネルギーと、冷却剤並びに保護ガスのための供給ラインとに関するものである。トーチ交換の場合には、トーチの交換を、迅速、清潔、且つ安全に実現可能とするために、トーチ本体への溶接エネルギーを案内するための複数のラインを接続する適切な連結機構が簡単にロック解除ないしロックされなくてはならない。
【００６４】
本発明の好ましい一実施形態により、トーチは、少なくとも作業位置においてロックされる。溶接プロセス又はろう付けプロセスの特に高い精度を達成することができるためには、トーチのその都度の位置が所定の制御装置により精密に到達されなくてはならない。不正確さを回避するために、トーチは、少なくとも作業位置においてロックされる。本発明の意味では、それに加え、トーチは、更なる位置、例えば交換位置においてロック可能であることも想定可能である。
【００６５】
本発明の有利な一実施形態において、トーチは、作業位置と交換位置の間、及び交換位置と作業位置の間でのみ可動である。これによっても接合装置の精度が更に向上される。それに加え、装置の繰返し率（Taktfrequenz）も増加される。なぜなら、２箇所だけが到達されることにより、装置の機能不良、従って装置の停止を減少することができるためである。これら両方の位置は、安定した位置として構成されていることが可能である。
【００６６】
本発明の更なる有利な一形態において、シームガイドシステムは、特にポジション検知器に配設された出口開口部を有し、該出口開口部を通し、アークろう付け又はアーク溶接のための添加材料が出力可能である。添加材料は、例えば、溶接ワイヤ又はろうワイヤに関することができる。従ってシームガイドシステムは、二重機能を果たす。一方では、シームガイドシステムは、添加材料のための出力装置として用いられ、他方では、触覚性測定システムとして用いられる。
【００６７】
本発明の好ましい一実施形態により、シームガイドシステムの末端部は、トーチの前端部の直ぐ近くに配設されている。それにより装置の特にコンパクトな構造形状が提供されている。
【００６８】
本発明の更なる目的、利点、特徴、並びに適用可能性は、図面に基づく実施例の以下の説明から読みとることができる。この際、本明細書に記載された全ての特徴及び／又は本図面に図示された全ての特徴は、それら自体で又はそれらの有意義な任意の組み合わせとして、請求項又は請求項の従属関係におけるそれらの関連付けに依存せずとも、本発明の対象を構成するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】センタノズルとガスノズルを備えた、少なくとも１つの加工物を熱接合するための一トーチ本体を示す図である。
【図２】トーチ本体を、上から見た図（図２ａ）、側面図（図２ｂ）、及び断面図（図２ｃ）として示す図である。
【図３】センタノズルを、上から見た図（図３ａ）、側面図（図３ｂ）、及び断面図（図３ｃ）として示す図である。
【図４】ガスノズルを、上から見た図（図４ａ）、側面図（図４ｂ）、及び断面図（図４ｃ）として示す図である。
【図５ａ】作業位置にある一接合装置の概要図を第１側面図として示す図である。
【図５ｂ】作業位置にある接合装置の概要図を他の側面図として示す図である。
【図６】交換位置にある接合装置の概要図を示す図である。
【図７】トーチが取り外された接合装置の概要図を示す図である。
【実施例】
【００７０】
読みやすさを良くするために、同じ構成部材、又は同様に作用する構成部材には、一実施形態に基づき以下で説明される図面の各図において、同じ符号が付けられている。
【００７１】
図１から、電極１と加工物（ワークピース）１１の間にアークを発生させる、トーチ本体１０に配設された非溶融電極１、特にタングステン電極を備え、特にアーク溶接又はアークろう付け（ないしアークはんだ付け）において、少なくとも１つの加工物１１を熱接合するためのトーチ本体１０が明らかである。
【００７２】
本発明の本実施形態において、電極１は、トーチ本体１０とほぼ面一で終端し、つまり電極１は、トーチ本体１０の他の構成部材と共にトーチ本体１０の前端部１８を構成している。本発明の枠内では、電極１は、加工物１１の方を向いたトーチ本体１０の末端部９を形成し、前端部１８に配されたトーチ本体１０の他の構成部材を越えて突出することも考慮することができる。またそれに代わり、ノズルの少なくとも一部が、加工物１１の方を向いたトーチ本体１０の末端部９を形成し、電極１がこの末端部９に対し、特にほぼ０.５ｍｍから１.５ｍｍだけ、引き込んでいることも想定可能である。
【００７３】
電極１は、実質的に円筒形の部分（棒状部分）２１及び／又は加工物の方を向いた先細の尖端部２２を有することができる。
【００７４】
図１に示されているように、内側の絶縁体８を用いて電極１から電気的に電位分離されたないし無電位のフロントノズル３は、トーチのガス出口１３から保護ガス流（シールドガス流）を流出させるために設けられている。内側の絶縁体８は、例えば、セラミック材料から成るか又はセラミック材料を含むことができる。
【００７５】
更に図１から、外側の絶縁体１９を見ることができ、外側の絶縁体１９は、利用者が外方からアクセスできるトーチの構成部材、特にトーチ本体の構成部材を、溶接トーチの内部にあって有電位の構成部材に対して電気的に絶縁するためのものである。それに加え、この外側の絶縁体１９により、電極１から離れていくアークのずれ移動（Abwandern）が防止される。
【００７６】
フロントノズル３は、保護ガス流を主ガス流１４と副ガス流１５に分割するための少なくとも１つの副流チャンネル５を有する。更に副ガス流１５は、主ガス流１４をガス出口１３において環状に取り囲んでいる。保護ガスは、主成分として、アルゴン又はヘリウム、或いはそれらの組み合わせを有することができる。それに加え、酸素、二酸化炭素、及び／又は水素による僅かな混合剤が副成分として可能である。
【００７７】
図１並びに図２ａから図２ｃ及び図３ａから図３ｃにおいて見てとれるように、複数の副流チャンネル５が、フロントノズル３の周部側に、好ましくはフロントノズル３の縦軸線２０に対して１０°から３０°の流出口角度で外方に向けられて配設されている。
【００７８】
図１には、トーチ本体１０を冷却するための冷却体（ヒートシンク）６が示されており、冷却体６は、ここでは、冷却剤を案内するための複数の冷却チャンネル１２を有する。また保護ガス流の一部がトーチ本体１０を冷却するためにこれらの冷却チャンネル１２を通って導かれることを提案することもできる。
【００７９】
図１及び図２は、本実施形態におけるフロントノズル３が二部材式で構成され、センタノズル２とガスノズル４を有することを示している。また本発明の意味において、フロントノズル３が一体的に構成されていることも想定可能である。
【００８０】
図３ａから図３ｃでは、センタノズル２の詳細図が明らかである。図３ａは、センタノズル２の上面図（先端側から見た図）を示し、図３ｂは、センタノズル２の側面図を示し、図３ｃは、センタノズル２の（縦）断面図を示している。保護ガス流の主ガス流１４は、センタノズル２の内側の出口開口部７（図１）から流出する。
【００８１】
図４ａから図４ｃでは、ガスノズル４について（図３ａ〜図３ｃと）同様の図を見ることができる。
【００８２】
センタノズル２とガスノズル４の間には、副ガス流１５を均等化して案内するための環状スリット１７（図１）が形成されている。図２ａから図２ｃが示すように、ガスノズル４は、センタノズル２と、副流チャンネル５の外側の出口開口部１６の端部において、環状スリット１７を形成するために、周部にわたって少なくとも部分的に重なっている。
【００８３】
環状スリット１７からの保護ガスの流出は、センタノズル２において行われる。副流チャンネル５は、外側の出口開口部１６に通じている。センタノズル２は、トーチ本体１０において軸方向にセンタノズル２を形状結合式（ありつぎ結合式）で固定するための環状面部２３（図１）を有する。環状面部２３には、更にトーチ本体１０の円錐形のプレスばめから取り外しを良くするためのキー面部（スパナ面部）を設けることができる。個々の分散した副流チャンネル５は、ほぼ環状面部２３の高さの所で環状スリット１７に通じ、環状スリット１７から加工物１１の方向に流出口を形成する。
【００８４】
センタノズル２は、銅又は銅合金から構成することができ、及び／又はガスノズル４は、黄銅（真鍮）又は黄銅合金（真鍮合金）から構成することができる。
【００８５】
更に図４ａから図４ｃでは、ガスノズル４は、センタノズル２と結合するために固定ナットとして構成されていることも可能であることが見てとれる。従ってセンタノズル２は、センタノズル２が一方ではガスノズル４と共に環状スリット１７を形成し、他方ではセンタノズル２をトーチ本体１０に固定するためにトーチ本体１０の取り付け時には固定手段として用いられることにより、二重機能を満たす。この固定により、ガスノズル４は、カスノズルの雌ねじ部２４がトーチ本体１０の雄ねじ部２５に係合するに至るまで、センタノズル２にかぶせられる。環状面部２３は、センタノズル２のストッパを形成し、このストッパに対し、ガスノズル４は、ガスノズル４のねじ込み固定によりトーチ本体１０の方向に力を及ぼすことになる。
【００８６】
センタノズル２の出口開口部７は、ほぼ１３ｍｍ２から２０ｍｍ２、特にほぼ１６ｍｍ ２の断面積を有することができる。ガスノズル４の副流チャンネル５の断面積の合計は、ほぼ１８ｍｍ２から２２ｍｍ２、特にほぼ２０ｍｍ２の値をとることができる。本実施例では、例えば、８個の副流チャンネル５が設けられているが、この数は、変更することができる。
【００８７】
特に有利な保護ガス分配を保証するためには、出口開口部７の断面積と、副流チャンネル５の断面積の合計とが、それらの割合において同じようであることができ、特にほぼ４：５であることが可能である。
【００８８】
図５ａから図７は、トーチ本体１０内に配設された非溶融電極１、特にタングステン電極と、加工物１１との間にアークを発生させるために、例えば上述のトーチ本体１０を備えた、機械誘導式のトーチ２００、２００ ’を有する接合装置１００を示している。
【００８９】
トーチ交換装置３００は、トーチ２００を新しいトーチ２００’と交換するために設けられている。この際、交換可能なトーチ２００は、所定の交換インターフェイスを有することができる。
【００９０】
触覚性（taktil）シームガイドシステム（センサ機能を有する継ぎ目案内システム）９００は、加工物１１に関して可動で且つトーチ２００から離間して配設されているポジション検知器９０１を有する。ポジション検知器９０１は、ポジション検知器９０１の前端部に取り付けられた測定センサの現在のポジションを決定し、その測定センサは、結合すべき加工物１１の接合箇所に沿って動く。
【００９１】
トーチ２００は、ポジション検知器９０１に対する相対的な運動により、少なくとも、加工物１１を熱接合するための作業位置５００と、交換すべきトーチ２００を新しいトーチ２００’と交換するための交換位置４００とに移動可能である。
【００９２】
図５ａが更に示しているように、熱接合装置１００の構造サイズに基づき、通常は非可動で配設されたポジション検知器９０１において末端部９０３は、トーチ２００の前端部２０１の極めて近くにあり、即ち数ミリメートルのところにある。この理由から、トーチ交換の際には、トーチ２００、２００’とポジション検知器９０１の間に衝突が起こる可能性がある。
【００９３】
ポジション検知器９０１は、出口開口部９０２（図５ａ）を備えた供給装置９０４（図７）を有することができ、出口開口部９０２を介し、溶接又はろう付け（ないしはんだ付け）のための添加材料７００がトーチヘッドの直ぐ近くまで移動可能である。添加材料７００は、例えば、溶接ワイヤ又はろうワイヤとすることができる。ワイヤは、無電位のコールドワイヤとして、又は有電位のホットワイヤとして供給（フィード）されることが可能である。
【００９４】
つまりトーチ交換の際には、例えば完全には引き込まれていない添加ワイヤにより、トーチ２００、２００ ’と添加材料７００の間に衝突が起こる可能性もある。そのような衝突は、トーチ２００の損傷の原因となりうるであろう。
【００９５】
従って触覚性シームガイドシステム９００は、二重機能を満たす。一方では、触覚性シームガイドシステム９００は、溶接すべき又はろう付けすべき継ぎ目（シーム）に関してトーチ２００のその都度のポジションを決定するためのポジション検知器９０１を有する（即ち、ポジション検知機能を有する）。他方では、触覚性シームガイドシステム９００は、添加材料７００を案内するための供給装置９０４も備える（即ち、添加材料の供給機能をも有する）。
【００９６】
図５ａは、接合装置１００を側面図として示し、図５ｂは、別の側面図として示している。図５ａと図５ｂの両方に図示された作業位置５００において、触覚性シームガイドシステム９００は、溶接すべき又はろう付けすべき継ぎ目に沿って動く。この際、トーチ２００は、僅かに間隔を置いて又は同じポジションで動いて、触覚性シームガイドシステム９００に追従して動き、それによりトーチ２００の予め設定された作業方向（例えば図５ａでは、左に向かう方向）が規定されている。
【００９７】
図６及び図７による交換位置４００では、トーチ２００と触覚性シームガイドシステム９００の間の間隔が、特に作業方向に沿って、作業方向とは逆にトーチ２００が触覚性シームガイドシステム９００から離れるように動かされることにより、広げられる。
【００９８】
トーチ２００と触覚性シームガイドシステム９００の間の間隔が広げられていると直ちに、交換すべきトーチ２００を取り外し、新しいトーチ２００ ’と交換することができる。図７は、トーチ２００、２００ ’が取り外された接合装置１００を示している。消耗したトーチ２００’を交換のために溶接エネルギー供給部から連結解除する手段、特に保護ガス、電気エネルギー、及び冷却剤のためのラインから連結解除する手段、例えばロボットのグリップアームを設けることができる。次いでトーチ２００’は、例えば非図示のチェンジャの方向にトーチ２００’の長手方向とほぼ平行に、触覚性シームガイドシステム９００から離れるように動かされ、それにより最終的に触覚性シームガイドシステム９００と衝突することなくトーチ２００’を取り外すことができる。
【００９９】
トーチ２００と触覚性シームガイドシステム９００の間に所望の間隔を実現可能とするためには、キャリッジ６００に連結されたトーチ２００を位置決めするための移動可能なキャリッジ６００が、交換すべきトーチ２００を新しいトーチ２００’と交換するために設けられている。図５ａから図７は、そのようなトーチ（の動き方）を示している。トーチ２００と供給装置９０４の間の衝突を回避するために、トーチ２００は、キャリッジ６００を用いてチェンジャの方向に動かされ、従って供給装置９０４から離れるように動かされる。キャリッジ６００は、必要不可欠であり、それは、添加材料７００のための供給装置９０４と、触覚性シームガイドシステム９００の測定センサとは互いに固定的に配設されており、即ちトーチ２００に関して非可動に配設されており、それにより（キャリッジ６００を用いなければ）この供給装置９０４は、トーチ２００の交換過程において妨げになり、トーチ２００に対する間隔が極めて僅かであるためにトーチ２００の衝突と損傷の原因となる可能性があるためである。
【０１００】
キャリッジ６００は、電気的、気圧的、又は液圧的に作働されることが可能である。
【０１０１】
キャリッジ６００は、トーチ２００を保持するためのトーチホルダ６０１、及び／又はトーチ本体１０への保護ガスを案内するラインを連結するための保護ガス用の連結装置６０２、及び／又はトーチ本体１０への冷却剤と溶接エネルギーを案内するための複数のライン、所謂電流・水・ケーブルを連結する連結装置６０３を有する。トーチホルダ６０１は、トーチ２００、２００’の交換が迅速で安全に実現できるように、簡単なロック解除とロックを保証するよう構成される。
【０１０２】
トーチ２００は、作業位置５００と交換位置４００の間、及び交換位置４００と作業位置５００の間で動かされることが可能である。またトーチ２００をこれらの両方の位置の間でのみ動かすことも想定可能であろう。溶接プロセス又はろう付けプロセスの特に高い精度を達成することができるためには、トーチ２００のその都度の位置が所定の制御装置により精密に到達されなくてはならない。不正確さを回避するために、トーチ２００は、少なくとも作業位置５００及び／又は交換位置４００においてロックされていることが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１        電極
２        センタノズル
３        フロントノズル
４        ガスノズル
５        副流チャンネル
６        冷却体（ヒートシンク）
７        内側の出口開口部
８        内側の絶縁体
９        末端部
１０      トーチ本体
１１      加工物（ワークピース）
１２      冷却チャンネル
１３      ガス出口
１４      主ガス流
１５      副ガス流
１６      外側の出口開口部
１７      環状スリット
１８      トーチ本体の前端部
１９      外側の絶縁体
２０      フロントノズルの縦軸線
２１      電極の円筒形の部分
２２      電極の尖端部
２３      環状面部
２４      ガスノズルの雌ねじ部
２５      トーチ本体の雄ねじ部
２６      電極の円錐台平坦部
１００    接合装置
２００    トーチ
２００’  トーチ
２０１    トーチの前端部
３００    トーチ交換装置
４００    交換位置
５００    作業位置
６００    キャリッジ
６０１    トーチホルダ
６０２    保護ガスのための連結装置
６０３    冷却剤と溶接エネルギーのための連結装置
７００    添加材料
９００    触覚性（taktilセンサ機能を有する）シームガイドシステム
９０１    ポジション検知器
９０２    出口開口部
９０３    末端部
９０４    供給装置
【図１】
2020534160.tif 000003
【図２ａ】
2020534160.tif 000004
【図２ｂ】
2020534160.tif 000005
【図２ｃ】
2020534160.tif 000006
【図３ａ】
2020534160.tif 000007
【図３ｂ】
2020534160.tif 000008
【図３ｃ】
2020534160.tif 000009
【図４ａ】
2020534160.tif 000010
【図４ｂ】
2020534160.tif 000011
【図４ｃ】
2020534160.tif 000012
【図５ａ】
2020534160.tif 000013
【図５ｂ】
2020534160.tif 000014
【図６】
2020534160.tif 000015
【図７】
2020534160.tif 000016
【国際調査報告】
2020534160.tif 000017
2020534160.tif 000018
2020534160.tif 000019
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2020534160.tif 000023
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