狭窄喷嘴以及使用狭窄喷嘴的TIG焊接用炬制造技术

本发明专利技术使高速整流气体流动于电弧周围而加快等离子气流的流动、强化作用于电弧的电磁力和磁场而提高电弧的能量密度、电弧的指向性和挺度而能够进行高速焊接，另外，提高保护效果而能够进行高品质的焊接。本发明专利技术的狭窄喷嘴(7)由以下构成：筒状的喷嘴本体(7a)，其在钨电极棒(2)的顶端部周围与钨电极棒(2)配置成同心状，在与钨电极棒(2)的顶端部外周面之间形成环状的高速气体通路(7d)；多个定位用突条(7b)，其在喷嘴本体(7a)的内周面沿圆周方向隔开规定的间隔而突出形成，将钨电极棒(2)保持在喷嘴本体(7a)的中心位置，沿着喷嘴本体(7a)的长度方向；以及多个气体整流槽(7c)，其形成于多个定位用突条(7b)之间，沿喷嘴本体(7a)的长度方向平行地延伸而使流动于高速气体通路(7d)内的保护气体(G)进行整流化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】狭窄喷嘴以及使用狭窄喷嘴的TIG焊接用炬
本专利技术主要涉及安装于在将不锈钢板和电磁钢板等的金属薄板的端部彼此进行对接焊接的TIG焊接中使用的TIG焊接用炬的狭窄喷嘴以及使用狭窄喷嘴的TIG焊接用炬，尤其涉及如下狭窄喷嘴以及使用狭窄喷嘴的TIG焊接用炬：(a)在钨电极棒的顶端部周围配设狭窄喷嘴，从该狭窄喷嘴使直线状的高速整流气体或回旋高速整流气体流动于电弧的周围，从而加快等离子气流的流动，强化作用于电弧的电磁力以及磁场而分别提高电弧的能量密度、电弧的指向性以及挺度，能够进行高速焊接，另外(b)谋求氩气或氦气等的保护气体对焊接部的保护效果的提高，能够高品质的焊接，而且，(c)能够在钨电极棒的更换时简单且正确将钨电极棒安装于原来的位置，谋求再现性以及作业性的提高。
技术介绍
一般地，TIG焊接法，使氩气等的保护气体流动于钨电极棒的周围，使电弧(电弧等离子)产生于钨电极棒和作为被焊接物的母材之间，利用该电弧的热来熔融母材，在使用金属材料的制造现场作为重要的接合技术而广泛利用。但是，TIG焊接法与其他的焊接法(例如，等离子焊接法或激光焊接法、电子束焊接法)相比存在下述的(1)～(5)所示的问题。(1)TIG焊接法与等离子焊接法等的其他的焊接法相比焊接能力和焊接强度较差。(2)TIG焊接法的钨电极棒和作为保护气体而使用的氩气体比较高价，经费高。(3)TIG焊接法在焊接时保护气体易受风的影响，保护效果差。此外，如果保护效果差，则在焊接2号部(称为因焊接热而对母材部产生的热影响部，因焊接热而骤热、骤冷而母材的组织变化的部分)产生带黑色的烧伤或在焊缝表面产生氧化膜。(4)TIG焊接法如果在以小电流进行焊接时不使电弧长变短，则电弧变得不稳定。(5)TIG焊接法如果加快焊接速度，则在焊接2号部产生下切(下凹)。一方面，作为用于TIG焊接法的TIG焊接用炬，已知例如，使用了用于放出氩气等的保护气体的筒状的保护喷嘴的TIG焊接用炬(专利文献1)和使用了用于提高前述保护喷嘴和电弧的能量密度的狭窄喷嘴的TIG焊接用炬(专利文献2)。图18示出使用保护喷嘴的现有的TIG焊接用炬的一例，该TIG焊接用炬成为将保持固定钨电极棒21的电极夹头22插装在炬体20内、并且将放出氩气等的保护气体G的陶瓷制的保护喷嘴23安装于炬体20的顶端的构造，利用设于炬体20的顶端部的过滤器等所构成的气体透镜24使通过炬体20的内部而流入进来的保护气体G层流化，使该层流化的保护气体G从保护喷嘴23朝向作为被焊接物的母材流动，在保护气体G的气氛中使电弧(电弧等离子)产生于钨电极棒21和母材之间，利用该电弧的热而熔融母材。另外，图19示出使用保护喷嘴23和狭窄喷嘴25的现有的TIG焊接用炬的一例，该TIG焊接用炬成为将保持固定钨电极棒21的电极夹头(图示省略)插装在炬体(图示省略)内、并且将使氩气等的保护气体G流动的陶瓷制的保护喷嘴23安装于炬体的顶端、而且将比保护喷嘴23更小径地形成的顶端窄状的狭窄喷嘴25安装于保护喷嘴23的顶端部的构造，使保护气体G从狭窄喷嘴25集中地流动于在钨电极棒21和母材之间产生的电弧(电弧等离子)的周围，利用保护气体G引起的热收缩效果而提高电弧的能量密度。然而，在使用保护喷嘴23和狭窄喷嘴25的现有的TIG焊接用炬中，也不可能全部解决TIG焊接中的如上所述的问题，具有如下所示的问题。例如，使用保护喷嘴23的TIG焊接用炬，由于仅从内径比较大的保护喷嘴23的顶端扩散放出保护气体G，因而电弧周边的保护气体G的浓度低下，不能获得能量密度高的电弧，成为不稳定的电弧。因此，除了必须降低焊接速度之外，还存在电弧的指向性等差的问题。另外，使用保护喷嘴23和狭窄喷嘴25的TIG焊接用炬由于使保护气体G从狭窄喷嘴25向电弧的周围集中地流动，因而电弧的能量密度与仅使用保护喷嘴23的TIG焊接用炬相比较而较高，因而能够加快焊接速度而使电弧的指向性也变好，但相反地存在保护气体G的放出范围变窄而保护效果变差、焊接的品质低下的问题。而且，在更换钨电极棒21时，存在难以将钨电极棒21设定于原来的位置(狭窄喷嘴25的中心位置)、再现性以及作业性变差的问题。因此，在用于TIG焊接法的TIG焊接用炬中，期望开发一种使用了解决上述TIG焊接法中的全部问题的新的喷嘴的焊接用炬。先行技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3163559号公报；专利文献2:日本专利第4327153号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于这样的问题点而完成的，其目的是提供如下狭窄喷嘴以及使用狭窄喷嘴的TIG焊接用炬：在电弧的周围使直线状的高速整流气体或回旋高速整流气体流动，从而加快等离子气流的流动，强化作用于电弧的电磁力以及磁场而分别提高电弧的能量密度、电弧的指向性以及挺度，能够进行高速焊接，另外，谋求氩气或氦气等的保护气体对焊接部的保护效果的提高而能够进行高品质的焊接，而且，能够在钨电极棒的更换时简单且正确将钨电极棒安装于原来的位置，谋求再现性以及作业性的提高。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本专利技术的权利要求1的专利技术是一种安装于TIG焊接用炬的狭窄喷嘴，该TIG焊接用炬利用配设于炬体的顶端部的气体透镜而使通过炬体的内部流入进来的保护气体层流化，并且，将层流化的保护气体从配设于炬体的顶端部的筒状的保护喷嘴朝向作为被焊接物的母材放出，在保护气体的气氛中使电弧在配设于保护喷嘴的中心位置的钨电极棒和母材之间产生，利用该电弧的热来熔融母材，其特征在于，前述狭窄喷嘴由以下构成：筒状的喷嘴本体，其在钨电极棒的顶端部周围与钨电极棒配置成同心状，在与钨电极棒的顶端部外周面之间形成环状的高速气体通路；多个定位用突条，其在喷嘴本体的内周面沿圆周方向隔开规定间隔而突出形成，将钨电极棒保持于喷嘴本体的中心位置；以及多个气体整流槽，其形成于多个定位用突条间，使流动于高速气体通路内的保护气体进行整流化，其中前述狭窄喷嘴构成为：使从炬体放出的保护气体的一部分流动于前述高速气体通路而成为比从保护喷嘴放出的层流化的保护气体更快速的高速整流气体，使该高速整流气体从喷嘴本体的顶端开口流动于电弧的周围。本专利技术的权利要求2的专利技术在权利要求1的专利技术中，其特征在于，构成为将多个定位用突条以及多个气体整流槽分别沿着喷嘴本体的长度方向而形成为直线状，使得直线状的高速整流气体从喷嘴本体的顶端开口流动于电弧的周围。本专利技术的权利要求3的专利技术在权利要求1的专利技术中，其特征在于，构成为使多个定位用突条以及多个气体整流槽分别形成为螺旋状，使回旋高速整流气体从喷嘴本体的顶端开口流动于电弧的周围。本专利技术的权利要求4的专利技术在权利要求1、权利要求2或权利要求3的专利技术中，其特征在于，将定位用突条以及气体整流槽形成于与喷嘴本体的顶端离开的位置，并且，将位于定位用突条以及气体整流槽的下游侧的高速气体通路的内径形成为比位于定位用突条以及气体整流槽的上流侧的高速气体通路的内径更大，在高速气体通路的下游侧部分使通过气体整流槽的高速整流气体的流动稳定化。本专利技术的权利要求5的专利技术在权利要求1、权利要求2、权利要求3或权利要求4的专利技术中，其特征在于，将多个气体整流槽均等地配置于喷嘴本体的内周面，使得高速整流气体从喷嘴本体的顶端开口均等地流动于电弧的周围。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种狭窄喷嘴，其是安装于TIG焊接用炬的狭窄喷嘴(7)，该TIG焊接用炬利用配设于炬体(1)的顶端部的气体透镜(5)而使通过炬体(1)的内部流入进来的保护气体(G)层流化，并且，将层流化的保护气体(G)从配设于炬体(1)的顶端部的筒状的保护喷嘴(6)朝向作为被焊接物的母材W放出，在保护气体(G)的气氛中使电弧(a)在配设于保护喷嘴(6)的中心位置的钨电极棒(2)和母材(W)之间产生，利用该电弧(a)的热来熔融母材(W)，其特征在于，所述狭窄喷嘴(7)由以下构成：筒状的喷嘴本体(7a)，其在钨电极棒(2)的顶端部周围与钨电极棒(2)配置成同心状，在与钨电极棒(2)的顶端部外周面之间形成环状的高速气体通路(7d)；多个定位用突条(7b)，其在喷嘴本体(7a)的内周面沿圆周方向隔开规定间隔而突出形成，将钨电极棒(2)保持于喷嘴本体(7a)的中心位置；以及多个气体整流槽(7c)，其形成于多个定位用突条(7b)间，使流动于高速气体通路(7d)内的保护气体(G)进行整流化，其中所述狭窄喷嘴(7)构成为：使从炬体(1)放出的保护气体(G)的一部分流动于所述高速气体通路(7d)而成为比从保护喷嘴(6)放出的层流化的保护气体(G)更快速的高速整流气体(G3)，使该高速整流气体(G3)从喷嘴本体(7a)的顶端开口流动于电弧(a)的周围。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种狭窄喷嘴，其是安装于TIG焊接用炬的狭窄喷嘴(7)，该TIG焊接用炬利用配设于炬体(1)的顶端部的气体透镜(5)而使通过炬体(1)的内部流入进来的保护气体(G)层流化，并且，将层流化的保护气体(G)从配设于炬体(1)的顶端部的筒状的保护喷嘴(6)朝向作为被焊接物的母材W放出，在保护气体(G)的气氛中使电弧(a)在配设于保护喷嘴(6)的中心位置的钨电极棒(2)和母材(W)之间产生，利用该电弧(a)的热来熔融母材(W)，其特征在于，所述狭窄喷嘴(7)由以下构成：筒状的喷嘴本体(7a)，其在钨电极棒(2)的顶端部周围与钨电极棒(2)配置成同心状，在与钨电极棒(2)的顶端部外周面之间形成环状的高速气体通路(7d)；多个定位用突条(7b)，其在喷嘴本体(7a)的内周面沿圆周方向隔开规定间隔而突出形成，将钨电极棒(2)保持于喷嘴本体(7a)的中心位置；以及多个气体整流槽(7c)，其形成于多个定位用突条(7b)间，使流动于高速气体通路(7d)内的保护气体(G)进行整流化，其中所述狭窄喷嘴(7)构成为：使从炬体(1)放出的保护气体(G)的一部分流动于所述高速气体通路(7d)而成为比从保护喷嘴(6)放出的层流化的保护气体(G)更快速的高速整流气体(G3)，使该高速整流气体(G3)从喷嘴本体(7a)的顶端开口流动于电弧(a)的周围。2.根据权利要求1所述的狭窄喷嘴，其特征在于，构成为将多个定位用突条(7b)以及多个气体整流槽(7c)分别沿着喷嘴本体(7a)的长度方向而形成为直线状，使直线状的高速整流气体(G3)从喷嘴本体(7a)的顶端开口流动于电弧(a)的周围。3.根据权利要求1所述的狭窄喷嘴，其特征在于，构成为使多个定位用突条(7b)以及多个气体整流槽(7c)分别形成为螺旋状，使回旋高速整流气体(G3')从喷嘴本体(7a)的顶端开口流动于电弧(a)的周围。4.根据权利要求1至3的任意一项所述的狭窄喷嘴，其特征在于，将定位用突条(7b)以及气体整流槽(7c)形成于与喷嘴本体(7a)的顶端离开的位置，并且，将位于定位用突条(7b)以及气体整流槽(7c)的下游侧的高速气体通路(7d)的内径形成为比位于定位用突条(7b)以及气体整流槽(7c)的上流侧的高速气体通路(7d)的内径更大，在高速气体通路(7d)的下游侧部分使通过气体整流槽(7c)的高速整流气体(G3)的流动稳定化。5.根据权利要求1至3的任意一项所述的狭窄喷嘴，其特征在于，将多个气体整流槽(7c)均等地配置于喷嘴本体(7a)的内周面，使得高速整流气体(G3)从喷嘴本体(7a)的顶端开口均等地流动于电弧(a)的周围。6.根据权利要求1或权利要求2所述的狭窄喷嘴，其特征在于，将多个气体整流槽(7c)配置于喷嘴本体(7a)的内周面，使得高速整流气体(G3)从喷嘴本体(7a)的顶端开口较多地流动于电弧(a)的周围的相对的位置。7.一种狭窄喷嘴(7)，其是安装于TIG焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田彰久，田中学，中山繁，
申请(专利权)人：村田彰久，
类型：发明
国别省市：日本;JP