等離子焊槍以及等離子焊接裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種在非消耗式電極和母材之間能供給所希望的量的等離子氣體并且能充分供給保護(hù)氣體的等離子焊槍以及等離子焊接裝置。等離子焊槍(100)具備：在與母材(W)之間使等離子弧(PA)產(chǎn)生的非消耗式電極(11)；向母材(W)噴出等離子氣體(PG)以及保護(hù)氣體(SG)的噴嘴(12)；使等離子氣體(PG)流通的等離子氣體流路(13)、以及與等離子氣體流路(13)相隔開(kāi)并且使保護(hù)氣體(SG)流通的保護(hù)氣體流路(14)。獨(dú)立調(diào)整等離子氣體流路(13)中流通的等離子氣體(PG)的量以及保護(hù)氣體流路(14)中流通的保護(hù)氣體(SG)的量。如此，能夠分別供給等離子氣體(PG)與保護(hù)氣體(SG)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】等離子焊槍以及等離子焊接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及針對(duì)母材進(jìn)行等離子弧焊的等離子焊槍以及等離子焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中提出了通過(guò)弧焊對(duì)由鋁等金屬構(gòu)成的母材進(jìn)行接合的等離子焊槍(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。圖4表示專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的等離子焊槍的主要部分。圖4所示的等離子焊槍90具備:噴嘴91、非消耗式電極92、形成于噴嘴91和非消耗式電極92之間的氣體流通部93、等離子貫通孔94、保護(hù)貫通孔95。等離子貫通孔94以及保護(hù)貫通孔95分別與氣體流通部93相連通。氣體流通部93中被供給氬氣等的非活性氣體G，供給到氣體流通部93的非活性氣體G的一部分將被送至等離子貫通孔94，作為等離子氣體PG而利用。通過(guò)供給等離子氣體PG，在非消耗式電極92和母材96之間產(chǎn)生等離子弧PA。同時(shí)，供給至氣體流通部93的非活性氣體G的一部分被送至保護(hù)貫通孔95，從保護(hù)貫通孔95作為保護(hù)氣體SG而向焊接方向前方的母材96噴出。保護(hù)氣體SG形成將等離子弧PA和母材96的被焊接部與大氣之間相遮蔽隔離的狀態(tài)。通過(guò)等離子弧PA在母材96的被焊接部形成熔化池。保護(hù)氣體SG具有防止該熔化池氧化的作用。
[0003]而另一方面，等離子氣體PG的流量較大地影響到等離子弧PA的焊接能力。等離子氣體PG的流量不充分的情況下，可能成為不能充分確保熔化池的溶化深度的情形。因此，雖希望按照等離子氣體PG的流量成為充分的流量值的方式進(jìn)行調(diào)整，但根據(jù)上述的構(gòu)成卻難以單獨(dú)對(duì)等離子氣體PG的流量進(jìn)行調(diào)整。
[0004]另外，等離子焊槍90中，從保護(hù)貫通孔95僅向焊接方向前方而噴出保護(hù)氣體SG。因此，存在不能完全遮蔽焊接方向后方所存在的熔化池這樣的情況。在這樣的情況下，則擔(dān)心焊接品質(zhì)的降低。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2011-177743號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是基于上述事情而開(kāi)發(fā)的，以提供在非消耗式電極和母材之間可供給所希望的量的等離子氣體且可充分供給保護(hù)氣體的等離子焊槍以及等離子焊接裝置作為課題。
[0007]本發(fā)明的第I側(cè)面所提供的等離子焊槍的特征在于，具備:在與母材之間使等離子弧產(chǎn)生的非消耗式電極；向所述母材噴出等離子氣體以及保護(hù)氣體的噴嘴；使所述等離子氣體流通的等離子氣體流路；和與所述等離子氣體流路相隔開(kāi)且使所述保護(hù)氣體流通的保護(hù)氣體流路，所述等離子氣體流路中流通的等離子氣體的量以及所述保護(hù)氣體流路中流通的保護(hù)氣體的量被獨(dú)立地調(diào)整。
[0008]根據(jù)這樣的構(gòu)成，所述等離子氣體流路和所述保護(hù)氣體流路相隔開(kāi)，并且分別對(duì)所述等離子氣體流路中流通的等離子氣體的量和所述保護(hù)氣體流路中流通的保護(hù)氣體的量進(jìn)行調(diào)整。因此，例如，使在所述非消耗式電極和所述母材之間供給的保護(hù)氣體的量發(fā)生增減的情況下，所述等離子氣體的量非意圖地進(jìn)行變化的情形將不易發(fā)生。相反，在使等離子氣體的量發(fā)生增減的情況下，保護(hù)氣體的量發(fā)生變化的情形也難以產(chǎn)生。因此，如利用基于本發(fā)明的焊槍?zhuān)軌蛟谒龇窍氖诫姌O和所述母材之間供給所希望的量的等離子氣體且能夠充分供給保護(hù)氣體。通過(guò)持續(xù)供給所希望的量的等離子氣體，能夠更易于進(jìn)行等離子弧的控制。
[0009]在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述噴嘴具有用于容納所述非消耗式電極的軸孔、和按照包圍所述軸孔的方式形成的筒狀主體，所述等離子氣體流路設(shè)于所述筒狀主體和所述非消耗式電極之間，所述保護(hù)氣體流路形成于所述筒狀主體中。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述保護(hù)氣體流路具有面臨所述母材的開(kāi)口部、和與所述開(kāi)口部直接相通的直線部，所述直線部沿著所述軸孔所延伸的方向而進(jìn)行延伸。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，設(shè)有多個(gè)所述開(kāi)口部，按照各所述直線部與多個(gè)所述開(kāi)口部的任一個(gè)直接相通的方式，設(shè)有多個(gè)所述直線部，多個(gè)所述直線部被配置成包圍所述軸孔。
[0012]本發(fā)明的第2側(cè)面所提供的等離子焊接裝置的特征在于，具備:本發(fā)明的第I側(cè)面所提供的等離子焊槍?zhuān)慌c所述等離子氣體流路以及所述保護(hù)氣體流路連接的氣體供給單元；介于所述氣體供給單元與所述等離子氣體流路之間的用于對(duì)所述等離子氣體流路中流通的等離子氣體的量進(jìn)行調(diào)整的等離子氣體調(diào)整單元；和介于所述氣體供給單元與所述保護(hù)氣體流路之間的用于對(duì)所述保護(hù)氣體流路中流通的保護(hù)氣體的量進(jìn)行調(diào)整的保護(hù)氣體調(diào)整單元。
[0013]本發(fā)明的其他特征以及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)參照添加附圖以下地進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明將變得更明了。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是表示基于本發(fā)明的等離子焊接裝置的一個(gè)示例的概略構(gòu)成圖。
[0015]圖2是圖1所示的等離子焊槍的主要部分截面圖。
[0016]圖3是圖2所示的等離子焊槍的主要部分俯視圖。
[0017]圖4是表示現(xiàn)有的等離子焊槍的一個(gè)示例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0019]圖1表示基于本發(fā)明的等離子焊接裝置的一個(gè)示例。圖1所示的等離子焊接裝置A具備:等離子焊槍100、機(jī)械手20、電源裝置30、Ar氣體供給單元41、He氣體供給單元42、等離子氣體調(diào)整單元51、保護(hù)氣體調(diào)整單元52、氣體流路61、62、63、64以及控制單元70。圖2以及圖3表示等離子焊槍100的主要部分。等離子焊接裝置A諸如用于對(duì)Al-Mg合金的板進(jìn)行相對(duì)接的母材W實(shí)施等離子焊接。如圖1所示，母材W與電源裝置30連接。
[0020]如圖2所示，等離子焊槍100具備非消耗式電極11、噴嘴12、等離子氣體流路13、保護(hù)氣體流路14。非消耗式電極11諸如是由鎢構(gòu)成的金屬棒，是用于在與母材W之間施加交流電弧電壓的電極。如圖1所示，非消耗式電極11與電源裝置30連接，在與母材W之間施加交流電弧電壓時(shí)，則在與母材W之間產(chǎn)生等離子弧PA。
[0021]噴嘴12具有用于容納非消耗式電極11的軸孔121、和按照包圍軸孔121的方式而形成的筒狀主體122。軸孔121按照沿著圖2的上下方向而延伸的方式形成。筒狀主體122例如由銅等的金屬構(gòu)成，呈中空?qǐng)A筒狀地形成。在筒狀主體122的面臨母材W的前端部123，形成有圓形的開(kāi)口 124。在圖2中，前端部123按照在上下方向上的越接近母材W的位置其直徑越變小的方式形成。因此，開(kāi)口 124的直徑比軸孔121的直徑要小。另外，也可根據(jù)需要，筒狀主體122具有水冷結(jié)構(gòu)。
[0022]圖3是從上方觀察噴嘴12的圖2所表現(xiàn)的部分的上端時(shí)的圖。如圖3所示，非消耗式電極11、軸孔121以及筒狀主體122呈同心圓狀地形成。
[0023]等離子氣體流路13設(shè)于筒狀主體122和非消耗式電極11之間。對(duì)等離子氣體流路13供給等離子氣體PG。等離子氣體PG例如是Ar，其流量為0.5?3.0L/分鐘的程度。更具體而言，等離子氣體PG是從Ar供給單元41經(jīng)由流路61、62而供給到氣體流路13，在離子氣體流路13中流通。該等離子氣體PG按照包圍消耗式電極11的方式流動(dòng)后，從開(kāi)口124噴出。以等離子氣體PG為介質(zhì)來(lái)產(chǎn)生等離子弧PA。
[0024]保護(hù)氣體流路14與等離子氣體流路13相隔開(kāi)，且按照使保護(hù)氣體SG流通的方式形成在筒狀主體122中。如圖2所示，保護(hù)氣體流路14具有面臨母材W的開(kāi)口部141、和與開(kāi)口部141直接相通的直線部142。直線部142沿著軸孔121所延伸的方向(圖2中的上下方向)而進(jìn)行延伸。
[0025]本實(shí)施方式中，設(shè)有12個(gè)開(kāi)口部141，并按照各個(gè)直線部142與多個(gè)開(kāi)口部141的任意一個(gè)直接相通的方式而設(shè)有多個(gè)直線部142。如圖3所示，多個(gè)直線部142按照包圍軸孔121的方式而進(jìn)行配置。具體而言，12個(gè)直線部142沿著軸孔121的同心圓的圓C的圓周方向，按每30° —個(gè)地進(jìn)行排列。
[0026]保護(hù)氣體SG例如是30% Ar-70% He的混合氣體，其流量是15L/分鐘的程度。保護(hù)氣體SG中的Ar氣體是從Ar氣體供給單元41經(jīng)由氣體流路61、64而被供給至保護(hù)氣體流路14。另外，保護(hù)氣體SG中的He氣體是從He氣體供給單元42經(jīng)由氣體流路63、64而被供給至保護(hù)氣體流路14。該保護(hù)氣體SG在保護(hù)氣體流路14的直線部142中流通，并從開(kāi)口部141噴出，實(shí)現(xiàn)使等離子氣體PG以及等離子弧PA進(jìn)行緊縮的功能。
[0027]機(jī)械手20能使等離子焊槍100相對(duì)于母材W而進(jìn)行移動(dòng)。
[0028]Ar氣體供給單元41例如是封入有Ar氣體的儲(chǔ)氣瓶，如圖1所示，其與氣體流路61相連接。氣體流路61分為二路，一個(gè)與等離子氣體調(diào)整單元51連接，另一個(gè)與保護(hù)氣體調(diào)整單元52連接。
[0029]He氣體供給單元42例如是封入有He氣體的儲(chǔ)氣瓶，其與氣體流路63相連接。氣體流路63與保護(hù)氣體調(diào)整單元52連接。Ar氣體供給單元41以及He氣體供給單元42與本發(fā)明的權(quán)利要求中所稱(chēng)的氣體供給單元相當(dāng)。
[0030]等離子氣體調(diào)整單元51例如是電動(dòng)閥，其介于Ar氣體供給單元41和等離子氣體流路13之間，對(duì)等離子氣體流路13中流通的等離子氣體PG的量進(jìn)行調(diào)整。具體而言，等離子氣體調(diào)整單元51設(shè)于氣體流路61和氣體流路62之間，氣體流路62與等離子氣體流路13連接。
[0031]保護(hù)氣體調(diào)整單元52例如是電動(dòng)閥,其介于Ar氣體供給單元41以及He氣體供給單元42、和保護(hù)氣體流路14之間，對(duì)保護(hù)氣體流路14中流通的保護(hù)氣體SG的量進(jìn)行調(diào)整。具體而言，保護(hù)氣體調(diào)整單元52與氣體流路61、63、64相連接，對(duì)從氣體流路61以及氣體流路63流來(lái)的Ar氣體以及He氣體的流量進(jìn)行調(diào)整，并作為保護(hù)氣體SG向氣體流路64送出。氣體流路64與保護(hù)氣體流路14連接。
[0032]控制單元70具有未圖示的微機(jī)以及存儲(chǔ)器。控制單元70控制非消耗式電極11和母材W之間的電壓，并控制等離子氣體調(diào)整單元51以及保護(hù)氣體調(diào)整單元52的閥的開(kāi)閉?？刂茊卧?0分別控制等離子氣體調(diào)整單元51的閥的開(kāi)閉和保護(hù)氣體調(diào)整單元52的閥的開(kāi)閉。因此，等離子焊槍100能夠?qū)Φ入x子氣體流路13中流通的等離子氣體PG的量以及保護(hù)氣體流路14中流通的保護(hù)氣體SG的量進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整。
[0033]接下來(lái)，對(duì)等離子焊槍100以及等離子焊接裝置A的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]根據(jù)本實(shí)施方式，等離子氣體PG的量和保護(hù)氣體SG的量被獨(dú)立調(diào)整，并且，以各自的路徑進(jìn)行供給。因此，例如，即使在進(jìn)行使保護(hù)氣體SG的量進(jìn)行增減的調(diào)整的情況下，也能夠不使等離子氣體PG的量非意圖地發(fā)生變化地，將等離子氣體PG的量設(shè)為所希望的值。相反，即使在對(duì)等離子氣體PG的量進(jìn)行調(diào)整的情況下，保護(hù)氣體SG的量也不會(huì)發(fā)生變化。即，根據(jù)等離子焊槍100以及等離子焊接裝置A，在非消耗式電極11和母材W之間能夠供給所希望的量的等離子氣體PG，并且能夠充分供給保護(hù)氣體SG。由于能夠按照意圖來(lái)設(shè)定等離子氣體PG的量，所以，更易于控制等離子弧PA。
[0035]本實(shí)施方式中，如圖3所示，保護(hù)氣體流路14沿著包圍等離子氣體流路13的圓C的圓周方向而均等地進(jìn)行配置。因此，能夠使保護(hù)氣體SG更可靠地密封等離子氣體PG，能夠更恰當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)使等離子氣體PG以及等離子弧PA緊縮的功能。另外，現(xiàn)有的等離子焊槍90參照?qǐng)D4)中，由于使保護(hù)氣體SG僅向前方噴出故熔化池的遮蔽并不完全，而根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，能夠更恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行熔化池的遮蔽。
[0036]本發(fā)明所涉及的等離子焊槍以及等離子焊接裝置并不限于上述的實(shí)施方式。關(guān)于本發(fā)明所涉及的等離子焊槍以及等離子焊接裝置的各部的具體構(gòu)成，能夠自由進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。
[0037]保護(hù)氣體流路14的開(kāi)口部141以及直線部142的個(gè)數(shù)、配置并不限于上述的實(shí)施方式，只要能使等離子弧PA緊縮并能夠?qū)崿F(xiàn)熔化池的遮蔽的構(gòu)成即可。例如，開(kāi)口部141的形狀并不限于圓形，能夠呈沿著圓C的圓周的圓弧狀地形成。
[0038]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0039]A等離子焊接裝置
[0040]C圓
[0041]W母材
[0042]PA等離子弧
[0043]PG等離子氣體
[0044]SG保護(hù)氣體
[0045]100 等離子焊槍
[0046]11非消耗式電極
[0047]12噴嘴
[0048]121軸孔
[0049]122筒狀主體
[0050]123前端部[0051]124開(kāi)口
[0052]13等離子氣體流路
[0053]14保護(hù)氣體流路
[0054]141開(kāi)口部
[0055]142直線部
[0056]20機(jī)械手
[0057]30電源裝置
[0058]41Ar氣體供給單兀
[0059]42He氣體供給單元
[0060]51等離子氣體調(diào)整單元
[0061]52保護(hù)氣體調(diào)整單元
[0062]61、62、63、64 氣體流路
[0063]70控制單元
【權(quán)利要求】
1.一種等離子焊槍?zhuān)涮卣髟谟?，具? 非消耗式電極，在與母材之間使等離子弧產(chǎn)生； 噴嘴，其向所述母材噴出等離子氣體以及保護(hù)氣體； 等離子氣體流路，其使所述等離子氣體流通；和 保護(hù)氣體流路，其與所述等離子氣體流路相隔開(kāi)且使所述保護(hù)氣體流通， 所述等離子氣體流路中流通的等離子氣體的量以及所述保護(hù)氣體流路中流通的保護(hù)氣體的量被獨(dú)立地調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子焊槍?zhuān)涮卣髟谟冢? 所述噴嘴具有容納所述非消耗式電極的軸孔、和按照包圍所述軸孔的方式形成的筒狀主體， 所述等離子氣體流路設(shè)于所述筒狀主體和所述非消耗式電極之間， 所述保護(hù)氣體流路形成于所述筒狀主體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子焊槍?zhuān)涮卣髟谟冢? 所述保護(hù)氣體流路具有面臨所述母材的開(kāi)口部、和與所述開(kāi)口部直接相通的直線部， 所述直線部沿著所述軸孔所延伸的方向進(jìn)行延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子焊槍?zhuān)涮卣髟谟冢? 設(shè)有多個(gè)所述開(kāi)口部， 設(shè)有多個(gè)所述直線部，使得各個(gè)所述直線部與多個(gè)所述開(kāi)口部的任意一個(gè)直接相通， 多個(gè)所述直線部被配置成包圍所述軸孔。
5.一種等離子焊接裝置，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的等離子焊槍?zhuān)? 氣體供給單元，其與所述等離子氣體流路以及所述保護(hù)氣體流路連接； 等離子氣體調(diào)整單元，其介于所述氣體供給單元與所述等離子氣體流路之間，對(duì)所述等離子氣體流路中流通的等離子氣體的量進(jìn)行調(diào)整；和 保護(hù)氣體調(diào)整單元，其介于所述氣體供給單元與所述保護(hù)氣體流路之間，對(duì)所述保護(hù)氣體流路中流通的保護(hù)氣體的量進(jìn)行調(diào)整。
【文檔編號(hào)】B23K10/02GK103480957SQ201310209573
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】劉忠杰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大亨