專利名稱：插入式芯片及等離子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子槍(plasma torch)的插入式芯片(日文 < > 寸一卜千^^)以及使用該插入式芯片的等離子槍。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)I中，記載有改良因等離子小孔焊接而造成的小孔剖面形狀的噴嘴形狀。在專利文獻(xiàn)2中，記載有為了形成一個熔融熔池，而以電極前端的排列相對于焊接線方向直交的形態(tài)來配置兩個電弧焊接槍的藉由各槍的同時觸吻焊接。在專利文獻(xiàn)3中，記載有向電弧焊接的目標(biāo)瞄準(zhǔn)位置的前方O 2_的熔融熔池照射激光而進(jìn)行小孔焊接的復(fù)合焊接方法(參照圖4、段落0024、段落0025)。在專利文獻(xiàn)4中，記載有藉由前面的第I激光束而進(jìn)行非貫通焊接，在藉此而形成的孔開口，對準(zhǔn)焦點(diǎn)，利用第2激光束而進(jìn)行貫通(小孔)焊接的激光焊接方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開平8-10957號公報專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開平6-155018號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利特開2004-298896號公報專利文獻(xiàn)4 :日本專利特開2008-126315號公報專利文獻(xiàn)5 :日本專利特愿2009-201304號專利文獻(xiàn)6 :日本專利特愿2010-264955號現(xiàn)有的利用單槍進(jìn)行的等離子電弧焊接的等離子電弧的橫截面呈概略圓形。若是板厚不到3mm，則不能通過等離子電弧進(jìn)行小孔焊接，因此，采用觸吻焊接(熱傳導(dǎo)型焊接)，但是，即使是觸吻焊接，也在進(jìn)行高速度化時，容易發(fā)生凹割以及由于寬幅焊珠而造成的高溫破裂。在高速焊接時，電流因高電流而成為寬幅電弧，因此，成為寬幅淺熔入的焊珠形狀，在凝固時，容易發(fā)生高溫破裂。在現(xiàn)有的利用單槍進(jìn)行的等離子電弧焊接中，在以3 IOmm的板厚使小孔焊接高速度化時，焊珠形狀會成為中央部隆起的凸形狀而邊緣部下降的凹割，因此，不容易進(jìn)行高速度化。也有藉由2支槍進(jìn)行的單一熔池的高速度化，但是，為了成為單一熔池，因此，槍彼此之間必須大幅度地傾斜，由于相互拉引的電弧力和傾斜造成的磁性吹附，而電弧容易散舌L變得不穩(wěn)定。于是，本發(fā)明人等提供了一種能夠以穩(wěn)定的電弧來實(shí)現(xiàn)無高溫破裂和凹割的高速度焊接的插入式芯片以及使用該插入式芯片的等離子槍(專利文獻(xiàn)5)。具體來說，插入式芯片包括兩個電極配置空間、以及分布在同一直徑線上而分別與各電極配置空間連通來與平行于上述直徑線的焊接線相對地開設(shè)的兩個噴嘴，等離子槍裝設(shè)有該芯片而朝各電極配置空間中插入各電極。根據(jù)裝設(shè)有該插入式芯片的等離子槍，能夠進(jìn)行以兩個電弧來形成一個熔融熔池的單一熔池兩個電弧的焊接。等離子電弧的橫截面成為在焊接進(jìn)行方向(y)上細(xì)長的熱源，因此，相對于熱量的焊珠幅寬(X方向)被抑制得較窄，即使高速度化，也不會發(fā)生高溫破裂。此外，可以通過成為單一熔池兩個電弧，來使表面焊珠變得平坦。雖然能夠通過使用離開某種程度距離的兩支等離子槍的同步焊接，來得到大致類似的效果，但是，焊接進(jìn)行方向上的電弧間隔變寬，因此，若是短焊接長度的工件(母材焊接對象材料)，則不能進(jìn)行在同一通道的焊接，需要兩通道焊接，不容易進(jìn)行高速度化。此外，電弧間隔變寬，因此，后面電弧必須再度熔融一度凝固了的焊珠，對于后面焊接需要高熱量。根據(jù)在專利文獻(xiàn)5中提示的使用在I芯片包括兩個噴嘴的插入式芯片的單一熔池兩個電弧焊接，噴嘴間隔變短，因此，可解決消除這些問題。
但是，在一個插入式芯片兩個電弧的等離子焊接中，施加于插入式芯片的熱負(fù)荷變大。為了更有效地進(jìn)行高速度化，需提高插入式芯片的冷卻能力。因此，本發(fā)明人等提供一種能夠以穩(wěn)定的電弧更加高速地進(jìn)行無高溫破裂和凹割的焊接、且高冷卻能力的插入式芯片(專利文獻(xiàn)6)。該插入式芯片包括兩個的電極配置空間、分別與各電極配置空間連通的兩個噴嘴、以及在該兩個噴嘴的中間點(diǎn)而處于相對于分布該兩個噴嘴的平面呈交叉的平面來折返冷卻水的V型冷卻水流路。藉此，在芯片前端面(母材對向面)的附近，順暢地折返冷卻水，不會局部地滯留水或氣泡，從而使芯片的冷卻能力變高。通過以相對于芯片端面傾斜且前端部交叉的形態(tài)進(jìn)行開孔，能夠便宜地形成V型冷卻水流路。于是，可以增大焊接電力而更加高速地進(jìn)行焊接。此外，在專利文獻(xiàn)6中，也提示了可以在芯片基體自由裝卸地結(jié)合一對噴嘴構(gòu)件的插入式芯片。藉此，可以在由于高熱而使得噴嘴構(gòu)件下端的噴嘴部分變形或熔損時，以新品來替換該噴嘴構(gòu)件，芯片基體仍然原樣地使用，從而使維修保養(yǎng)成本變得便宜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種將多個噴嘴構(gòu)件可自由裝卸地結(jié)合于一個芯片基體的插入式芯片的改良，第一目的是提高各噴嘴構(gòu)件的冷卻能力，第二目的是將噴嘴的指向方向設(shè)定為多種，第三目的是容易且簡單地進(jìn)行規(guī)定噴嘴的指向方向后相對于芯片基體結(jié)合噴嘴構(gòu)件的作業(yè)。技術(shù)方案I :一種插入式芯片，包括多個噴嘴構(gòu)件(20a，20b)，這多個噴嘴構(gòu)件(20a, 20b)具有在中央開設(shè)有噴嘴(3a，3b)的傘部(21a，21b)、與該傘部連續(xù)的桿部(22a，22b)和與該桿部連續(xù)的陽螺紋部(24a，24b)，在上述桿部和陽螺紋部之間具有密封材料(23a，23b)，且多個噴嘴構(gòu)件(20a，20b)在內(nèi)部具有與上述噴嘴連通的電極配置空間(2a，2b);芯片基體(I)，該芯片基體(I)具有供各噴嘴構(gòu)件的上述陽螺紋部至桿部插通的各噴嘴構(gòu)件插入孔(18a，18b)、通過插通于各噴嘴構(gòu)件插入孔的各噴嘴構(gòu)件的上述傘部與前端平面(ld，le)抵接而關(guān)閉且形成上述噴嘴構(gòu)件插入孔的一部分并在和上述桿部之間形成制冷劑流通空間的制冷劑循環(huán)孔(lf，lg)、制冷劑承受孔(Ih)、制冷劑出孔(Ii)、將相互鄰接的上述制冷劑循環(huán)孔連接的制冷劑通孔(lj)、將上述制冷劑循環(huán)孔中的一個(If)與上述制冷劑承受孔連接的制冷劑通孔(Ik)和將上述制冷劑循環(huán)孔中的另外一個(Ig)與上述制冷劑出孔連接的制冷劑通孔(11);以及結(jié)合元件(25a、25b)，該結(jié)合元件(25a、25b)將插通于上述噴嘴構(gòu)件插入孔的上述噴嘴構(gòu)件固定于上述芯片基體。
此外，為了容易理解,在括號內(nèi)標(biāo)注附圖所示后述實(shí)施例中相對應(yīng)或相當(dāng)?shù)脑?，以作為例示供參考。在以下亦相同。根?jù)裝設(shè)有該插入式芯片(I)的等離子槍，能進(jìn)行以多個電弧形成一個熔融熔池的單一熔池多個電弧的焊接。例如在進(jìn)行以兩個電弧形成一個熔融熔池的單一熔池兩個電弧的焊接的情況下，等離子電弧的橫截面成為在焊接進(jìn)行方向(y)上細(xì)長的熱源，因此，相對于熱量的焊珠幅寬(X方向)被抑制得較窄，即使進(jìn)行高速度化，也不會發(fā)生高溫破裂。 此外，可以通過成為單一熔池兩個電弧，而在板厚為3 IOmm時，以前面電弧來進(jìn)行小孔焊接，以后面電弧來進(jìn)行寬幅觸吻焊接，而使表面焊珠變得平坦。在板厚不到3_時，能以前面電弧進(jìn)行下挖焊接，以后面電弧使表面焊珠變得平坦。雖然能通過使用離開某種程度距離的兩支等離子槍的同步焊接來得到大致類似的效果，但是，焊接進(jìn)行方向上的電弧間隔變寬，因此，若是短焊接長度的工件(焊接對象材料)，則不能進(jìn)行在同一通道的焊接，需要兩通道焊接，從而不容易進(jìn)行高速度化。此外，電弧間隔變寬，因此，后面電弧必須再度熔融一度凝固了的焊珠，對于后面電弧需要高熱量。根據(jù)使用單芯片包括多個噴嘴構(gòu)件的本發(fā)明插入式芯片的單一熔池多個電弧焊接，噴嘴間隔變短，因此，可解決這些問題。此外，在芯片基體⑴的制冷劑循環(huán)孔(lf，lg)中，與各噴嘴構(gòu)件(20a，20b)的桿部(22a，22b)的外圍面接觸地流動有制冷劑(冷卻水)，因此，各噴嘴構(gòu)件(20a，20b)的冷卻能力較高。此外，在芯片基體(I)中，制冷劑在制冷劑承受孔(Ih)、將一個制冷劑循環(huán)孔(If)與該制冷劑承受孔連接的制冷劑通孔(Ik)、將相互鄰接的制冷劑循環(huán)孔連接的制冷劑通孔(lj)、將其它制冷劑循環(huán)孔(Ig)與制冷劑出孔(Ii)連接的制冷劑通孔(11)中流動，因此，芯片基體(I)的冷卻能力也較高。由此，可以使焊接電力變大而更加高速地進(jìn)行焊接。在由于高熱而使噴嘴構(gòu)件下端的噴嘴部分變形或熔損時，能以新品來替換該噴嘴構(gòu)件，芯片基體仍然能原樣地使用，從而使得維修保養(yǎng)成本變得便宜。


圖I是俯視本發(fā)明第I實(shí)施例的等離子槍的外筒內(nèi)部的俯視圖。圖2是圖I所示的等離子槍的II-II線剖視圖。圖3是圖I所示的等離子槍的III-III線剖視圖。圖4(a)是在IVa-IVa線方向上仰視觀察圖2所示的等離子槍的前端的仰視圖；圖4(b)是在圖3所示的IVb-IVb線方向上仰視觀察圖2所示的等離子槍的前端的仰視圖；圖4(c)是在圖2所示的IVc-IVc線方向上俯視觀察圖2所示的等離子槍的前端的橫剖視圖。圖5(a)是顯示從槍本體卸除圖2所示的等離子槍前端的插入式芯片及插入蓋6的縱剖視圖；圖5(b)是僅顯示圖5(a)所示的芯片基體I和插入蓋6的縱剖視圖；圖5(c)是從噴嘴構(gòu)件20a、20b卸除圖5(a)所示的螺母25a、25b，并從芯片基體I拔出噴嘴構(gòu)件而與螺母25a、25b—起顯示出的主視圖(外觀圖)。圖6 (al)是顯示擴(kuò)大圖5 (C)所示的噴嘴構(gòu)件20a的主視圖；圖6 (a2)是該噴嘴構(gòu)件20a的縱剖視圖；圖6(a3)是該噴嘴構(gòu)件20a的仰視圖。圖6(bl)是顯示可以替代圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b中的一者或兩者而裝設(shè)于芯片基體I的第I變化形態(tài)的噴嘴構(gòu)件20c的主視圖；圖6(b2)是該噴嘴構(gòu)件20c的縱剖視圖；圖6(b3)是該噴嘴構(gòu)件20c的仰視圖。圖6(cl)是顯示可以替代圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b中的一者或兩者而裝設(shè)于芯片基體I的第2變化形態(tài)的噴嘴構(gòu)件20d的主視圖；圖6 (c2)是該噴嘴構(gòu)件20d的縱剖視圖；圖6(c3)是該噴嘴構(gòu)件20d的仰視圖。(符號說明)I芯片基體
la、Ib 傾斜面Ic前端突起Id、Ie前端平面If、Ig水循環(huán)孔Ih水承受孔Ii 水出孔IjUkUl橫通水孔2a 2d電極配置空間3a 3d 噴嘴5 芯片臺6插入蓋7絕緣本體8屏蔽蓋罩9a、9b 定心石IOaUOb 電極臺11絕緣襯墊12a、12b 電極13a、13b 壓緊螺絲14 外筒15a、15b 導(dǎo)向氣體管16aU6b 水流管17屏蔽氣體管18a、18b噴嘴構(gòu)件插入孔20a 20d噴嘴構(gòu)件21a 21d 傘部22a 22d 桿部23a 23d O 型環(huán)24a 24d陽螺紋部25a、25b 螺母26a 26d 切口面
具體實(shí)施例方式技術(shù)方案Ia :在上述技術(shù)方案I記載的插入式芯片中，上述結(jié)合兀件由上述噴嘴構(gòu)件的上述陽螺紋部及形成上述噴嘴構(gòu)件插入孔(18a，18b)的一部分并與上述陽螺紋部螺紋結(jié)合的陰螺紋孔構(gòu)成。藉此，通過預(yù)先在芯片基體(I)上形成與該陽螺紋部螺紋結(jié)合的陰螺紋孔，從而不會因螺紋轉(zhuǎn)動而對芯片基體造成變形，可容易地裝卸噴嘴構(gòu)件。技術(shù)方案2 :在上述技術(shù)方案I記載的插入式芯片中，上述結(jié)合元件是與插通于上述芯片基體(I)的噴嘴構(gòu)件插入孔(18a，18b)的噴嘴構(gòu)件的上述陽螺紋部螺合而和噴嘴構(gòu)件互動地旋緊芯片基體的螺母(25a，25b)。技術(shù)方案3 :上述技術(shù)方案I或技術(shù)方案2記載的插入式芯片,包括阻止上述噴嘴構(gòu)件(20a，20b)相對于上述芯片基體(I)以中心軸作為中心旋轉(zhuǎn)的卡合元件(26a，26b，lc)。技術(shù)方案4 :在上述技術(shù)方案3記載的插入式芯片中，上述卡合元件由去除了上述噴嘴構(gòu)件(20a，20b)的上述傘部(21a，21b)的一部分側(cè)面而形成的切口面(26a，26b)以及上述芯片基體(I)的、位于相鄰接的噴嘴構(gòu)件插入孔(18a，18b)的中間點(diǎn)且具有與上述切口面(26a, 26b)抵接的卡定面的前端突起(Ic)構(gòu)成。技術(shù)方案5 :在上述技術(shù)方案I至技術(shù)方案4中任一項(xiàng)所記載的插入式芯片中，上述噴嘴構(gòu)件中的至少一個具有與噴嘴構(gòu)件的中心軸同心的噴嘴(3a，3b)(圖6的al a3)。技術(shù)方案6 :在上述技術(shù)方案3或技術(shù)方案4記載的插入式芯片中，上述噴嘴構(gòu)件中的至少一個(20c)具有朝離開芯片基體的中心軸(噴嘴構(gòu)件插入孔的中間點(diǎn))方向傾斜的噴嘴(3c)(圖6的bl b3)。技術(shù)方案7 :在上述技術(shù)方案3或技術(shù)方案4記載的插入式芯片中，上述噴嘴構(gòu)件中的至少一個(20d)具有朝接近芯片基體的中心軸(噴嘴構(gòu)件插入孔的中間點(diǎn))方向傾斜的噴嘴(3d)(圖6的cl c3)。技術(shù)方案8 :一種等離子槍，包括上述技術(shù)方案I至技術(shù)方案7中任一項(xiàng)所記載的插入式芯片、以及前端部分別插入該插入式芯片的各電極配置空間(2a，2b)中的電極(12a, 12b)(圖 2)。本發(fā)明的其它目的及特征根據(jù)參考附圖的以下實(shí)施例的說明是明確的。實(shí)施例-第I實(shí)施例-圖I中，由上方來俯視顯示出作為第I實(shí)施例的等離子槍、即第I實(shí)施例的等離子電弧槍的外筒14的內(nèi)部，在圖2，顯示圖I上的II-II線方向的縱截面。第I實(shí)施例的等離子電弧槍是進(jìn)行等離子焊接的形態(tài)。在參考圖2時，插入式芯片的芯片基體I是通過將插入蓋6螺紋旋緊到芯片臺5而固定在芯片臺5上的。芯片臺5被固定在絕緣本體7，在絕緣本體7上固定有電極臺10a、10b及絕緣襯墊11。屏蔽蓋罩8被固定在絕緣本體7。被分割成兩個而在外筒14的直徑方向上分離的第I電極臺IOa和第2電極臺IOb被絕緣襯墊11分離。
本實(shí)施例的插入式芯片在芯片基體I上安裝有兩個噴嘴構(gòu)件20a、20b，在參考顯示細(xì)節(jié)的圖5時，在各噴嘴構(gòu)件20a、20b，具有在中央開設(shè)有噴嘴3a、3b的傘部21a、21b、與該傘部連續(xù)的桿部22a、22b和與該桿部連續(xù)的陽螺紋部24a、24b，在上述桿部和陽螺紋部之間具有作為密封材料的O型環(huán)23a、23b，在內(nèi)部具有與上述噴嘴3a、3b連通的電極配置空間 2a、2b。
芯片基體I具有供各噴嘴構(gòu)件的上述陽螺紋部至桿部插通的各噴嘴構(gòu)件插入孔18a、18b ;通過使插通各噴嘴構(gòu)件插入孔的各噴嘴構(gòu)件的傘部與前端平面ld、le抵接而關(guān)閉、且形成噴嘴構(gòu)件插入孔的一部分而在和桿部之間形成冷卻水流通空間的冷卻水循環(huán)孔lf、lg ;水承受孔Ih(圖4);水出孔Ii ;將相互鄰接的冷卻水循環(huán)孔連接的橫通水孔Ij ;使冷卻水循環(huán)孔If與水承受孔Ih連接的橫通水孔Ik ；以及使冷卻水循環(huán)孔Ig與水出孔Ii連接的橫通水孔11在該實(shí)施例中，如圖5(a)所示，通過將螺母25a、25b與噴嘴構(gòu)件20a、20b的陽螺紋部24a、24b螺紋結(jié)合，并旋緊至芯片基體1，從而使噴嘴構(gòu)件20a、20b與芯片基體I結(jié)合。當(dāng)再度參考圖2時，噴嘴構(gòu)件20a、20b的電極配置空間2a、2b分布在與芯片基體I的中心軸(z)正交的同一直徑線(y)上，距該中心軸等距離地與中心軸(z)平行地延伸。在該實(shí)施例中，與電極配置空間2a、2b連續(xù)的噴嘴3a、3b和電極配置空間2a、2b的中心軸同心，并與未圖示的母材相對。在本實(shí)施例中，這些噴嘴3a、3b也分布在與芯片基體(外筒14)的中心軸(z)正交的同一直徑線(y)上，并與該中心軸平行，且距該中心軸等距離。前端部被插入至各電極配置空間2a、2b的第I電極12a、第2電極12b貫穿絕緣本體7而被螺絲13a、13b固定在各電極臺10a、IOb,并被定心石9a、9b定位在各電極配置空間2a、2b的軸心位置。在芯片基體I的與母材(無圖示)相對的前端面(下端面)，和各電極配置空間2a、2b相連的噴嘴3a、3b開口。連結(jié)噴嘴3a、3b的直線(y)所延伸的方向是焊接方向。芯片基體I在該直線(y)所延伸的方向(焊接方向)上如圖2所示寬度較大，但在與該直線(y)正交的方向U)、即焊接對象的槽的寬度方向上呈楔子狀，側(cè)面成為傾斜面la、Ib (圖 4 (a))。當(dāng)也參考示出槍前端面(圖2中開設(shè)有噴嘴的下端面)的圖4(a)時，在芯片基體I前端的中心軸位置具有前端突起lc，在作為焊接方向的y方向，在該前端突起Ic的兩側(cè)具有承受噴嘴構(gòu)件20a、20b的傘部21a、21b的背面的前端平面ld、le。在各前端平面Id、Ie的中央位置具有噴嘴構(gòu)件插入孔18a、18b (圖5(b))。插入至噴嘴構(gòu)件插入孔18a、18b的噴嘴構(gòu)件20a、20b的傘部21a、21b的呈直線地去除了一部分圓弧的切口面26a、26b與前端突起Ic的側(cè)面即卡定面緊密地接觸。也就是進(jìn)行卡合。藉此，阻止噴嘴構(gòu)件20a、20b相對于芯片基體I的以中心軸作為中心的旋轉(zhuǎn)。該卡合起到以下作用將噴嘴構(gòu)件20a、20b插入至芯片基體I而以螺母25a、25b來進(jìn)行螺紋旋緊及固定時防止噴嘴構(gòu)件20a、20b旋轉(zhuǎn)以及在為了從芯片基體I卸除噴嘴構(gòu)件20a、20b而旋松螺母25a、25b時防止噴嘴構(gòu)件20a、20b旋轉(zhuǎn)。該卡合也起到了以下作用將使噴嘴軸相對于芯片基體中心軸(z)傾斜的噴嘴構(gòu)件20c、20d(圖6)的該噴嘴軸的傾斜方向固定(設(shè)定)在焊接方向(y)上。噴嘴構(gòu)件插入孔18a、18b的前端平面Id、Ie側(cè)的部分成為大直徑的冷卻水循環(huán)孔If、lg，在冷卻水循環(huán)孔If、Ig和貫穿其中的桿部22a、22b的外圍面之間形成有冷卻水流通空間(制冷劑流通空間)。在圖4(c)中，顯示芯片基體I的橫截面(圖2上的IVc-IVc線剖面)。芯片基體I具有水承受孔lh、水出孔li、連接冷卻水循環(huán)孔lf、lg的橫通水孔lj、將冷卻水循環(huán)孔If與水承受孔Ij連接的橫通水孔Ik以及將冷卻水循環(huán)孔Ig與水出孔Ii連接的橫通水孔11。在圖3中，顯示圖I上的III-III線方向的縱截面。芯片基體I的水承受孔Ih與水流管16a連通，水出孔Ii與水流管16b連通。也參考圖4(c)時，注入至水流管16a的冷卻水通過電極臺10a、絕緣本體7和芯片臺5的水流路進(jìn)入芯片基體I的水承受孔Ih而到達(dá)孔底，由這里開始通過橫通水孔lk，進(jìn)入水循環(huán)孔If和桿部22a的外圍面之間的冷卻水流通空間，接著，通過橫通水孔Ij而進(jìn)入水循環(huán)孔Ig和桿部22b的外圍面之間的冷卻水流通空間，然后，通過橫通水孔11而進(jìn)入水出孔li，接著，流動至水流管16b，然后，流出至槍外部。 在冷卻水在水循環(huán)孔If和桿部22a的外圍面之間的冷卻水流通空間以及水循環(huán)孔Ig和桿部22b的外圍面之間的冷卻水流通空間中流動的期間，有效地冷卻噴嘴構(gòu)件20a、20b的桿部22a、22b，并且，在冷卻水在水承受孔lh、橫通水孔lk、水循環(huán)孔If、橫通水孔lj、水循環(huán)孔lg、橫通水孔11和水出孔Ii中流動的期間，有效地冷卻芯片基體1，因此，插入式芯片的冷卻能力較高。在焊接時，雖然噴嘴構(gòu)件20a、20b被最嚴(yán)重地加熱，但是，其外圍面直接地接觸到冷卻水而被冷卻，因此，噴嘴構(gòu)件20a、20b的使用壽命較長。再度參考圖I及圖2時，導(dǎo)向氣體通過導(dǎo)向氣體管15a、15b及電極插入空間而進(jìn)入電極配置空間2a、2b，在電極前端部，成為等離子，并通過噴嘴3a、3b而由槍的前端面噴出。屏蔽氣體通過屏蔽氣體管17而進(jìn)入插入蓋7和屏蔽蓋罩8之間的圓筒狀空間，接著，由槍的前端朝未圖示的母材而噴出。當(dāng)利用未圖示的各導(dǎo)向電源在各電極12a、12b和芯片基體I之間產(chǎn)生導(dǎo)向電弧，利用流動有電極側(cè)為負(fù)且母材側(cè)為正的等離子電弧電流的、在焊接方向上供電至前面的電極12a的等離子電源(焊接或預(yù)熱用)以及在焊接方向上供電至后面的電極12b的等離子電源(觸吻焊接(日文々A付《■溶接)或正式焊接用)而在電極12a、12b和母材之間產(chǎn)生焊接電弧(等離子電弧)時，等離子電弧電流在各電極12a、12b和母材之間流動，實(shí)現(xiàn)一個熔池兩個電弧焊接。在該焊接形態(tài)中，利用電極12a的等離子電弧進(jìn)行焊接或預(yù)熱以及利用電極12b進(jìn)行觸吻焊接或正式焊接。也就是說，由后面的電極12b觸吻焊接或正式焊接的等離子電弧接觸到由前面的電極12a焊接或預(yù)熱而生成的熔融熔池，例如將通過小孔焊接(日文# 一 *一力溶接)形成的熔融熔池傳送至后方，后面的觸吻焊接使小孔焊接形成的熔融焊珠變平。藉此，成為與母材表面平滑地連接的觸吻焊接焊珠。在不到3mm的薄板的情況下，不能進(jìn)行小孔焊接，因此，通過前面的焊接或預(yù)熱形成焊珠，該焊珠通過后面的觸吻焊接而變化成為平滑的焊珠。目前，不同于進(jìn)行大電流單一熔池的寬幅焊接，前面和后面也全部分成為各種功能，能夠以最低限度必需的低電流，來進(jìn)行焊珠幅寬狹窄的高速度焊接。此外，即使是使用前面電弧作為預(yù)熱而通過后面電弧進(jìn)行正式焊接的方法，也可以進(jìn)行高速度化。在任何一種情況下，插入式芯片、特別是容易燒損的噴嘴構(gòu)件的冷卻能力均較聞，因此，能夠提聞焊接電力而更加聞速地進(jìn)行焊接。-第2實(shí)施例-在圖6(bl)中，顯示替換圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a和/或20b而使用的第I變化形態(tài)的噴嘴構(gòu)件20c的主視外觀，在圖6 (b2)中，顯示該噴嘴構(gòu)件20c的縱截面，在圖6 (b3)中，顯示該噴嘴構(gòu)件20c的底面(前端面)。圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b的噴嘴3a、3b的中心軸與噴嘴構(gòu)件的中心軸呈同心。但是，噴嘴構(gòu)件20c的噴嘴3c相對于噴嘴構(gòu)件20c的中心軸呈傾斜，因此，在將該噴嘴構(gòu)件20c裝設(shè)于芯片基體I時，以其切口面26c與芯片基體I的前端突起Ic卡合的狀態(tài)，使噴嘴3c的中心軸朝離開芯片基體的中心軸(噴嘴構(gòu)件插入孔的中間點(diǎn))的方向傾斜。也就是說，相對于芯片基體I的中心軸而向焊接方向(y)的前方側(cè)(成為前面噴嘴的情況)或后方側(cè)(成為后面噴嘴的情況)傾斜，可以進(jìn)行加寬極間(前后焊接點(diǎn)間的距離)的焊接。
-第3實(shí)施例-在圖6 (Cl)中，顯示替換圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a和/或20b而使用的第2變化形態(tài)的噴嘴構(gòu)件20d的主視外觀，在圖6 (c2)中，顯示該噴嘴構(gòu)件20d的縱截面，在圖6 (c3)中，顯示該噴嘴構(gòu)件20d的底面(前端面)。噴嘴構(gòu)件20d的噴嘴3d相對于噴嘴構(gòu)件20d的中心軸朝與噴嘴3c相反的方向傾斜，因此，在將該噴嘴構(gòu)件20d裝設(shè)于芯片基體I時，以其切口面26d與芯片基體I的前端突起Ic卡合的狀態(tài)，使噴嘴3d的中心軸朝接近芯片基體I的中心軸(噴嘴構(gòu)件插入孔的中間點(diǎn))的方向傾斜。也就是說，在焊接方向(y)，進(jìn)行傾斜而接近芯片基體I的中心軸，可以進(jìn)行窄化極間(前后焊接點(diǎn)間的距離)的焊接。此外，作為將噴嘴構(gòu)件裝設(shè)于芯片基體I的插入式芯片存在下述形態(tài)(I)圖2所示的實(shí)施例的形態(tài)；(2)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a替換為噴嘴構(gòu)件20c，并在焊接方向(y)使噴嘴構(gòu)件20c成為前面噴嘴的形態(tài)；(3)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a替換為噴嘴構(gòu)件20c，并使得噴嘴構(gòu)件20c成為后面噴嘴的形態(tài)；(4)使圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b全部成為噴嘴構(gòu)件20c狀態(tài)的形態(tài)；(5)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a替換為噴嘴構(gòu)件20d，并使噴嘴構(gòu)件20d成為前面噴嘴的形態(tài)；(6)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a替換為噴嘴構(gòu)件20d，并使噴嘴構(gòu)件20d成為后面噴嘴的形態(tài)；(7)使圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b全部成為噴嘴構(gòu)件20d狀態(tài)的形態(tài)；(8)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b替換為噴嘴構(gòu)件20c、20d，并使噴嘴構(gòu)件20c成為前面噴嘴的形態(tài)；以及(9)將圖2所示的噴嘴構(gòu)件20a、20b替換為噴嘴構(gòu)件20c、20d，并使噴嘴構(gòu)件20d成為前面噴嘴的形態(tài)。可以對應(yīng)于焊接對象板厚及要求的焊接電流、焊接速度及焊接質(zhì)量(例如希望的焊珠形狀)地選擇上述(I) (9)形態(tài)中的任何一種。
權(quán)利要求
1.一種插入式芯片，其特征在于，包括多個噴嘴構(gòu)件、芯片基體以及結(jié)合元件，其中， 所述多個噴嘴構(gòu)件具有在中央開設(shè)有噴嘴的傘部、與該傘部連續(xù)的桿部和與該桿部連續(xù)的陽螺紋部，在所述的桿部和陽螺紋部之間具有密封材料，且所述多個噴嘴構(gòu)件在內(nèi)部具有與所述噴嘴連通的電極配置空間， 所述芯片基體具有供各噴嘴構(gòu)件的所述陽螺紋部至桿部插通的各噴嘴構(gòu)件插入孔、通過插通于各噴嘴構(gòu)件插入孔的各噴嘴構(gòu)件的所述傘部與前端平面抵接而關(guān)閉且形成所述噴嘴構(gòu)件插入孔的一部分并在和所述桿部之間形成制冷劑流通空間的制冷劑循環(huán)孔、制冷劑承受孔、制冷劑出孔、將相互鄰接的所述制冷劑循環(huán)孔連接的制冷劑通孔、將所述制冷劑循環(huán)孔中的一個與所述制冷劑承受孔連接的制冷劑通孔和將所述制冷劑循環(huán)孔中的另外一個與所述制冷劑出孔連接的制冷劑通孔， 所述結(jié)合元件將插通于所述噴嘴構(gòu)件插入孔的所述噴嘴構(gòu)件固定于所述芯片基體。
2.如權(quán)利要求I所述的插入式芯片，其特征在于， 所述結(jié)合元件是與插通于所述芯片基體的噴嘴構(gòu)件插入孔的噴嘴構(gòu)件的所述陽螺紋部螺合以和噴嘴構(gòu)件互動地旋緊芯片基體的螺母。
3.如權(quán)利要求I或2所述的插入式芯片，其特征在于，包括阻止所述噴嘴構(gòu)件相對于所述芯片基體以中心軸作為中心旋轉(zhuǎn)的卡合元件。
4.如權(quán)利要求3所述的插入式芯片，其特征在于，所述卡合元件由去除了所述噴嘴構(gòu)件的所述傘部的一部分側(cè)面而形成的切口面以及所述芯片基體的前端突起構(gòu)成，其中，所述前端突起位于相鄰接的噴嘴構(gòu)件插入孔的中間點(diǎn)且具有與所述切口面抵接的卡定面。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的插入式芯片，其特征在于，所述噴嘴構(gòu)件中的至少一個具有與噴嘴構(gòu)件的中心軸同心的噴嘴。
6.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的插入式芯片，其特征在于，所述噴嘴構(gòu)件中的至少一個具有朝離開芯片基體的中心軸的方向傾斜的噴嘴。
7.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的插入式芯片，其特征在于，所述噴嘴構(gòu)件中的至少一個具有朝接近芯片基體的中心軸的方向傾斜的噴嘴。
8.一種等離子槍，其特征在于，包括權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的插入式芯片以及前端部分別插入該插入式芯片的各電極配置空間中的電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種插入式芯片及等離子槍，能提升對多個噴嘴構(gòu)件可自由地裝卸于芯片基體的插入式芯片的噴嘴構(gòu)件進(jìn)行冷卻的能力，且噴嘴的指向方向設(shè)定及噴嘴構(gòu)件的裝卸變得容易及簡單化。本發(fā)明包括多個噴嘴構(gòu)件、芯片基體(1)以及結(jié)合元件(25a)，其中，所述多個噴嘴構(gòu)件具有帶噴嘴(3a)的傘部(21a)、一體化于該傘部的桿部(22a)、陽螺紋部(24a)和密封材料(23a)，并在內(nèi)部具有電極配置空間(2a)，所述芯片基體(1)具有供陽螺紋部至桿部插通的噴嘴構(gòu)件插入孔(18a)、通過插通于這些孔的噴嘴構(gòu)件的傘部與前端平面(1d)抵接而關(guān)閉且形成噴嘴構(gòu)件插入孔的一部分，并在和桿部之間形成制冷劑空間的制冷劑循環(huán)孔(1f)、制冷劑承受孔(1h)、制冷劑出孔(1i)、將相互鄰接的制冷劑循環(huán)孔連接的制冷劑通孔(1j)、將制冷劑循環(huán)孔(1f)與制冷劑承受孔連接的制冷劑通孔(1k)和將制冷劑循環(huán)孔(1g)與制冷劑出孔連接的制冷劑通孔(1l)，所述結(jié)合元件(25a)將噴嘴構(gòu)件固定于芯片基體。
文檔編號B23K10/00GK102615408SQ20121003118
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者佐藤茂, 星野忠 申請人:日鐵住金溶接工業(yè)株式會社