JP2023042306A

JP2023042306A - welding torch

Info

Publication number: JP2023042306A
Application number: JP2021149540A
Authority: JP
Inventors: 主税高田; Chikara Takada
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-27

Abstract

To provide a welding torch capable of using a TIG welding method and a plasma welding method separately for using them both.SOLUTION: A welding torch A1 includes: a nonconsumable electrode 25 extending in an axial line CL direction; an inner nozzle 35 which is arranged in a concentric circular manner outside in a radial direction with respect to the nonconsumable electrode 25 and is removable; and an outer nozzle 36 which is arranged in a concentric circular manner outside in the radial direction with respect to the inner nozzle 35. Between the nonconsumable electrode 25 and the inner nozzle 35, a first gas passage G1 is formed, and a second gas passage G2 is formed between the inner nozzle 35 and the outer nozzle 36. A first welding state that welding is performed with the inner nozzle 35 fitted and a second welding state that welding is performed with the inner nozzle 35 removed are switchable.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、溶接トーチに関する。 The present invention relates to welding torches.

非消耗電極を備えた溶接トーチを用いて行う溶接（ＴＩＧ溶接法やプラズマ溶接法）では、通常、タングステンで形成された電極（非消耗電極）と被溶接物との間にアークを発生させ、そのアークの熱で被溶接物を溶融する。ＴＩＧ溶接法では、ガスノズルと電極の間にシールドガスが流される（たとえば特許文献１を参照）。プラズマ溶接法では、シールドガスに加えて、電極の周囲に配置されたインサートチップの内部にプラズマガスを流すとことで、アーク（プラズマアーク）が拘束される。その結果、集中性の良い高温プラズマ流が発生され、その保有エネルギを利用して溶接を行う（たとえば特許文献１を参照）。 In welding performed using a welding torch equipped with a non-consumable electrode (TIG welding method or plasma welding method), an arc is normally generated between an electrode (non-consumable electrode) made of tungsten and the object to be welded, The heat of the arc melts the work to be welded. In the TIG welding method, a shielding gas is caused to flow between a gas nozzle and an electrode (see Patent Document 1, for example). In the plasma welding method, the arc (plasma arc) is constrained by flowing the plasma gas inside the insert tip arranged around the electrode in addition to the shield gas. As a result, a highly convergent high-temperature plasma flow is generated, and the stored energy is used for welding (see Patent Document 1, for example).

一般的に、プラズマ溶接法は、ＴＩＧ溶接法と比べて溶接強度や溶接能力が高く、溶接速度も速い高効率な溶接が可能である。その一方、プラズマ溶接トーチにシールドガスとプラズマガスをそれぞれ個別に供給する必要があり、溶接装置全体の構成が大掛かりになりやすい。ＴＩＧ溶接法では、プラズマ溶接法と比べて溶接強度や溶接能力が劣るものの、使用する溶接用ガスはシールドガスのみであり、溶接装置全体としてはプラズマ溶接法よりも簡単な構成とすることが可能である。溶接を行う作業現場では、特徴の異なる上述のＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて溶接作業を行う場合がある。このようにＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分ける場合、通常、それぞれ専用のＴＩＧ溶接トーチおよびプラズマ溶接トーチと、それらの付帯設備とが必要であり、溶接トーチや溶接設備の導入コストの高騰化を招いてしまう。 In general, the plasma welding method has higher welding strength and welding capability than the TIG welding method, and can perform highly efficient welding at a high welding speed. On the other hand, shield gas and plasma gas must be separately supplied to the plasma welding torch, which tends to make the entire welding apparatus bulky. Although the TIG welding method is inferior to the plasma welding method in terms of welding strength and welding ability, the welding gas used is only shield gas, and the overall welding apparatus can be configured more simply than the plasma welding method. is. At work sites where welding is performed, there are cases where the above-described TIG welding method and plasma welding method, which have different characteristics, are selectively used for welding work. When the TIG welding method and the plasma welding method are separately used in this way, a dedicated TIG welding torch and a plasma welding torch, respectively, and their incidental equipment are usually required. I invite you.

特開２０１２－１３９７０４号公報JP 2012-139704 A 特開２００７－１８８８１１号公報JP 2007-188811 A

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、ＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて兼用することが可能な溶接トーチを提供することを主たる課題とする。 The present invention has been devised under such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a welding torch that can be used for both TIG welding and plasma welding.

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

本発明によって提供される溶接トーチは、軸線方向に延びる非消耗電極と、前記非消耗電極に対して径方向の外側に同心円状に配置され、かつ着脱可能である内側ノズルと、前記内側ノズルに対して径方向の外側に同心円状に配置された外側ノズルと、を備え、前記非消耗電極と前記内側ノズルとの間には、第１ガス流路が形成され、前記内側ノズルと前記外側ノズルとの間には、第２ガス流路が形成されており、前記内側ノズルが取り付けられた状態で溶接を行う第１溶接状態と、前記内側ノズルが取り外された状態で溶接を行う第２溶接状態と、に切り替え可能である。 A welding torch provided by the present invention includes an axially extending non-consumable electrode, an inner nozzle radially outwardly and concentrically disposed with respect to the non-consumable electrode and detachable, and an outer nozzle concentrically arranged radially outward with respect to the non-consumable electrode and the inner nozzle, wherein a first gas flow path is formed between the non-consumable electrode and the inner nozzle; A second gas flow path is formed between the first welding state in which welding is performed with the inner nozzle attached, and the second welding state in which welding is performed with the inner nozzle removed. It is possible to switch between states and

好ましい実施の形態においては、前記第１ガス流路に通じる第１ガス入口と、前記第２ガス流路に通じる第２ガス入口と、を有し、前記第１ガス入口に導入されるガスの流量、および前記第２ガス入口に導入されるガスの流量は、それぞれ個別に調整される。 In a preferred embodiment, a first gas inlet leading to the first gas flow path and a second gas inlet leading to the second gas flow path are provided, and the gas introduced into the first gas inlet is The flow rate and the flow rate of the gas introduced into the second gas inlet are individually adjusted.

好ましい実施の形態においては、前記非消耗電極を保持するコレットボディを備え、前記内側ノズルが、前記コレットボディに対して前記軸線方向における一方側に着脱可能に取り付けられる。 In a preferred embodiment, a collet body holding the non-consumable electrode is provided, and the inner nozzle is detachably attached to one side of the collet body in the axial direction.

好ましい実施の形態においては、前記コレットボディに対して前記軸線方向における他方側に配置され、かつ前記コレットボディを支持するトーチボディを備え、前記トーチボディは、前記第１ガス入口および前記第２ガス入口を有する。 In a preferred embodiment, a torch body is arranged on the other side of the collet body in the axial direction and supports the collet body, and the torch body is provided with the first gas inlet and the second gas inlet. Has an entrance.

好ましい実施の形態においては、前記内側ノズルの先端は、前記外側ノズルの先端から前記軸線方向の一方側に０～５ｍｍの範囲で突出している。 In a preferred embodiment, the tip of the inner nozzle protrudes from the tip of the outer nozzle to one side in the axial direction by a range of 0 to 5 mm.

好ましい実施の形態においては、前記非消耗電極の先端は、前記内側ノズルの先端から前記軸線方向の一方側に０～２ｍｍの範囲で突出している。 In a preferred embodiment, the tip of the non-consumable electrode protrudes from the tip of the inner nozzle toward one side in the axial direction by a range of 0 to 2 mm.

本発明に係る溶接トーチは、軸線方向に延びる非消耗電極と、内側ノズルと、外側ノズルと、を備えている。内側ノズルは、非消耗電極の外側に同心円状に配置され、かつ着脱可能であり、非消耗電極と内側ノズルとの間には、第１ガス流路が形成されている。外側ノズルは、内側ノズルの径方向外側に同心円状に配置されており、内側ノズルと外側ノズルとの間には、第２ガス流路が形成されている。このような構成によれば、内側ノズルが取り付けられた状態では、溶接作業時において、第１ガス流路および第２ガス流路の双方にガスを供給すると、第１ガス流路を流れて内側ノズルの先端から噴出するガスがプラズマガスとして機能し、かつ第２ガス流路を流れて外側ノズルの先端から噴出するガスがシールドガスとして機能する。したがって、内側ノズルが取り付けられた状態では、溶接用ガスとしてプラズマガスおよびシールドガスを使用したプラズマ溶接を行うことができる。一方、内側ノズルが取り外された状態では、溶接作業時において、たとえば第２ガス流路にのみガスを供給すると、第２ガス流路を流れて外側ノズルの先端から噴出するガスがシールドガスとして機能する。したがって、内側ノズルが取り外された状態では、溶接用ガスとしてシールドガスのみを使用したＴＩＧ溶接を行うことができる。このように、本発明に係る溶接トーチは、内側ノズルが取り付けられた状態で溶接（プラズマ溶接）を行う第１溶接状態と、内側ノズルが取り外された状態で溶接（ＴＩＧ溶接）を行う第２溶接状態と、に切り替え可能である。したがって、本発明の溶接トーチによれば、ＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて兼用することが可能である。 A welding torch according to the present invention comprises an axially extending non-consumable electrode, an inner nozzle and an outer nozzle. The inner nozzle is concentrically arranged outside the non-consumable electrode and is detachable, and a first gas flow path is formed between the non-consumable electrode and the inner nozzle. The outer nozzle is concentrically arranged radially outward of the inner nozzle, and a second gas flow path is formed between the inner nozzle and the outer nozzle. According to such a configuration, when the inner nozzle is attached, when the gas is supplied to both the first gas flow path and the second gas flow path during the welding operation, the gas flows through the first gas flow path to the inner side. The gas ejected from the tip of the nozzle functions as the plasma gas, and the gas flowing through the second gas flow path and ejected from the tip of the outer nozzle functions as the shield gas. Therefore, with the inner nozzle installed, plasma welding can be performed using plasma gas and shield gas as the welding gas. On the other hand, when the inner nozzle is removed, for example, if gas is supplied only to the second gas flow path during welding, the gas that flows through the second gas flow path and is ejected from the tip of the outer nozzle functions as shielding gas. do. Therefore, with the inner nozzle removed, TIG welding can be performed using only the shielding gas as the welding gas. Thus, the welding torch according to the present invention has a first welding state in which welding (plasma welding) is performed with the inner nozzle attached, and a second welding state in which welding (TIG welding) is performed with the inner nozzle removed. It is possible to switch between the welding state and the welding state. Therefore, according to the welding torch of the present invention, it is possible to selectively use the TIG welding method and the plasma welding method.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る溶接トーチを備えた溶接システムの一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an example of a welding system provided with a welding torch according to the present invention; FIG. 本発明に係る溶接トーチの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a welding torch concerning the present invention. 図２に示す溶接トーチの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the welding torch shown in FIG. 2; 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3; FIG. 図３のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 3; 図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う拡大断面図である。5 is an enlarged cross-sectional view along line VI-VI of FIG. 4; FIG. 図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う拡大断面図である。5 is an enlarged cross-sectional view along line VII-VII of FIG. 4; FIG. 図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。5 is an enlarged cross-sectional view along line VIII-VIII of FIG. 4; FIG. 図４の部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4; 内側ノズルが取り外された状態（第２溶接状態）を示す、図４と同様の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 4 showing the inner nozzle removed (second welded state); 図１０の部分拡大図である。FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 10;

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る溶接トーチを備えた溶接システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明に係る溶接トーチの一例を示す斜視図である。図３は、図２に示す溶接トーチの平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図３のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う拡大断面図である。図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う拡大断面図である。図８は、図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。図９は、図４の部分拡大図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a welding system equipped with a welding torch according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a welding torch according to the invention. 3 is a plan view of the welding torch shown in FIG. 2. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view along line VV of FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4. FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along line VII--VII of FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view along line VIII-VIII of FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 4. FIG.

図１に示す溶接システムＢ１は、被溶接物９に対して溶接を行うためのものである。被溶接物９は、金属よりなる板材である。より具体的には、被溶接物９は、たとえば亜鉛めっき鋼板などの低溶融金属よりなる板材である。図１に示す溶接システムＢ１は、ロボット１と、溶接トーチＡ１と、電源部４と、制御部５と、ガス供給源６と、第１ガス調整部７１と、第２ガス調整部７２と、ガス配管８と、を備えている。 A welding system B1 shown in FIG. 1 is for welding an object 9 to be welded. The object 9 to be welded is a plate material made of metal. More specifically, the object to be welded 9 is a plate material made of a low-melting metal such as a galvanized steel plate. Welding system B1 shown in FIG. A gas pipe 8 is provided.

ロボット１は、マニピュレータ１１を備えており、たとえば多関節ロボットである。溶接トーチＡ１は、マニピュレータ１１に支持されている。マニピュレータ１１が駆動することにより、溶接トーチＡ１が上下前後左右に自在に移動できる。 The robot 1 has a manipulator 11 and is, for example, an articulated robot. Welding torch A1 is supported by manipulator 11 . By driving the manipulator 11, the welding torch A1 can freely move up and down, forward and backward, and left and right.

電源部４は、溶接トーチＡ１に電力を供給するものである。被溶接物９には、電源部４が接続されている。ガス供給源６は、溶接トーチＡ１に所定の溶接用ガスを供給するためのものである。本実施形態において、ガス供給源６は、不活性ガスを高圧状態で貯留するガスボンベである。ガス供給源６に貯留された不活性ガスのガス種は特に限定されず、たとえばアルゴン（Ａｒ）ガスおよびヘリウム（Ｈｅ）ガスより選択される少なくとも１種のガスである。本実施形態において、ガス供給源６に貯留された不活性ガスは、アルゴンガスである。 The power supply unit 4 supplies electric power to the welding torch A1. A power supply unit 4 is connected to the object 9 to be welded. The gas supply source 6 is for supplying a predetermined welding gas to the welding torch A1. In this embodiment, the gas supply source 6 is a gas cylinder that stores inert gas in a high pressure state. The gas type of the inert gas stored in gas supply source 6 is not particularly limited, and is, for example, at least one gas selected from argon (Ar) gas and helium (He) gas. In this embodiment, the inert gas stored in the gas supply source 6 is argon gas.

ガス配管８は、ガス供給源６から溶接トーチＡ１へ不活性ガスを送るためのガス流路である。本実施形態では、ガス配管８は、二手に分岐して延びる第１ガス配管８１および第２ガス配管８２を含む。第１ガス配管８１は、第１不活性ガスを溶接トーチＡ１へ送るためのガス流路である。第２ガス配管８２は、第２不活性ガスを溶接トーチＡ１へ送るためのガス流路である。 A gas pipe 8 is a gas flow path for sending an inert gas from the gas supply source 6 to the welding torch A1. In this embodiment, the gas pipe 8 includes a first gas pipe 81 and a second gas pipe 82 that branch out into two directions. The first gas pipe 81 is a gas flow path for sending the first inert gas to the welding torch A1. The second gas pipe 82 is a gas flow path for sending the second inert gas to the welding torch A1.

第１ガス調整部７１は、第１ガス配管８１に設けられており、たとえば電磁弁および流量計を含んで構成される。本実施形態において、当該電磁弁は、溶接作業の際、適宜開度調整がなされる。本実施形態では、上記ガス供給源６から供給される不活性ガスは、第１ガス調整部７１により流量が調整されて、第１不活性ガスとして溶接トーチＡ１へ送られる。 The first gas adjustment unit 71 is provided in the first gas pipe 81 and includes, for example, an electromagnetic valve and a flow meter. In this embodiment, the opening degree of the electromagnetic valve is appropriately adjusted during the welding operation. In the present embodiment, the inert gas supplied from the gas supply source 6 is adjusted in flow rate by the first gas regulator 71 and sent to the welding torch A1 as the first inert gas.

第２ガス調整部７２は、第２ガス配管８２に設けられており、たとえば電磁弁および流量計を含んで構成される。本実施形態において、当該電磁弁は、溶接作業の際、適宜開度調整がなされる。本実施形態では、上記ガス供給源６から供給される不活性ガスは、第２ガス調整部７２により流量が調整されて、第２不活性ガスとして溶接トーチＡ１へ送られる。 The second gas adjustment unit 72 is provided in the second gas pipe 82 and includes, for example, an electromagnetic valve and a flow meter. In this embodiment, the opening degree of the electromagnetic valve is appropriately adjusted during the welding operation. In the present embodiment, the inert gas supplied from the gas supply source 6 is adjusted in flow rate by the second gas regulator 72 and sent to the welding torch A1 as the second inert gas.

制御部５は、非消耗電極２５と被溶接物９との間の電圧の制御や、第１ガス調整部７１および第２ガス調整部７２の電磁弁の開度の制御を行う。制御部５は、第１ガス調整部７１における電磁弁の開度と、第２ガス調整部７２における電磁弁の開度とを、別々に制御する。 The control unit 5 controls the voltage between the non-consumable electrode 25 and the workpiece 9 and the opening degrees of the electromagnetic valves of the first gas adjustment unit 71 and the second gas adjustment unit 72 . The control unit 5 separately controls the opening degree of the electromagnetic valve in the first gas adjusting unit 71 and the opening degree of the electromagnetic valve in the second gas adjusting unit 72 .

図２～図９に示すように、溶接トーチＡ１は、トーチボディ２０、非消耗電極２５、リアコレット２６、リアコレットボディ２７、コレット押え部材２８、コレット２９、コレットボディ３０、カバー３２、ロックナット３３、絶縁リング３４、内側ノズル３５、外側ノズル３６およびノズルホルダ３７を備えて構成されている。 As shown in FIGS. 2 to 9, welding torch A1 includes torch body 20, non-consumable electrode 25, rear collet 26, rear collet body 27, collet pressing member 28, collet 29, collet body 30, cover 32, lock nut 33 , an insulating ring 34 , an inner nozzle 35 , an outer nozzle 36 and a nozzle holder 37 .

本実施形態において、トーチボディ２０は、ブロック部材２１、第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４を含む。第２筒状部材２３は、第１筒状部材２２の径方向外側に配置されている。第３筒状部材２４は、第２筒状部材２３の径方向外側に配置されている。これら第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４は、同心円状に配置されている。ブロック部材２１は、第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４を支持している。本実施形態では、ブロック部材２１に第１筒状部材２２が挿通された状態で、ブロック部材２１は第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４を支持している。第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４は、たとえばろう付け等の適宜手段により、ブロック部材２１と一体に連結されている。ブロック部材２１は、電源部４からの電力供給を受ける部材であり、導電性材料よりなる。ブロック部材２１を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４は、導電性材料よりなる。第１筒状部材２２、第２筒状部材２３および第３筒状部材２４を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。 In this embodiment, the torch body 20 includes a block member 21 , a first tubular member 22 , a second tubular member 23 and a third tubular member 24 . The second tubular member 23 is arranged radially outward of the first tubular member 22 . The third tubular member 24 is arranged radially outward of the second tubular member 23 . These first tubular member 22, second tubular member 23 and third tubular member 24 are arranged concentrically. Block member 21 supports first tubular member 22 , second tubular member 23 and third tubular member 24 . In this embodiment, the block member 21 supports the first tubular member 22, the second tubular member 23, and the third tubular member 24 in a state in which the first tubular member 22 is inserted through the block member 21. there is The first tubular member 22, the second tubular member 23 and the third tubular member 24 are integrally connected to the block member 21 by appropriate means such as brazing. The block member 21 is a member that receives power supply from the power supply unit 4, and is made of a conductive material. An example of the conductive material forming the block member 21 is copper. The first tubular member 22, the second tubular member 23 and the third tubular member 24 are made of a conductive material. An example of the conductive material forming the first tubular member 22, the second tubular member 23, and the third tubular member 24 is copper.

非消耗電極２５は、軸線ＣＬに沿って延びる棒状の導体である。非消耗電極２５は、たとえばタングステンからなる。非消耗電極２５は、たとえばコンジットケーブル（図示略）を介して電源部４に接続されており、被溶接物９との間にアーク電圧を印加した際には被溶接物９との間にアークを発生させる。 The non-consumable electrode 25 is a rod-shaped conductor extending along the axis CL. The non-consumable electrode 25 is made of tungsten, for example. The non-consumable electrode 25 is connected to the power supply unit 4 via, for example, a conduit cable (not shown), and when an arc voltage is applied between the non-consumable electrode 25 and the object 9 to be welded, an arc is generated between the object 9 and the object to be welded. generate

非消耗電極２５は、電極主部２５１および電極テーパー部２５２を有する。電極主部２５１は、外径寸法が一定とされた部位であり、非消耗電極２５の先端を除いた大部分を占める。なお、電極主部２５１は、設計上において外径寸法が一定となるように略円柱状に形成された部位であり、製造上における多少の誤差を含み得る。電極主部２５１の外径寸法は特に限定されず、本実施形態においては、たとえば約３．２ｍｍである。電極テーパー部２５２は、電極主部２５１に対して非消耗電極２５の先端側（軸線ＣＬ方向の一方側）につながっている。電極テーパー部２５２は、非消耗電極２５の先端側（軸線ＣＬ方向の一方側）に向かうにつれて径寸法が小とされており、略円錐形状である。 The non-consumable electrode 25 has an electrode main portion 251 and an electrode tapered portion 252 . The electrode main portion 251 is a portion having a constant outer diameter and occupies most of the non-consumable electrode 25 excluding the tip. The electrode main portion 251 is a portion formed in a substantially cylindrical shape so that the outer diameter dimension is constant in terms of design, and may include some errors in manufacturing. The outer diameter dimension of the electrode main portion 251 is not particularly limited, and is, for example, about 3.2 mm in this embodiment. The electrode tapered portion 252 is connected to the electrode main portion 251 on the tip side (one side in the direction of the axis CL) of the non-consumable electrode 25 . The electrode tapered portion 252 has a substantially conical shape, and has a diameter that decreases toward the distal end side (one side in the direction of the axis CL) of the non-consumable electrode 25 .

リアコレット２６、リアコレットボディ２７、コレット押え部材２８、コレット２９、およびコレットボディ３０は、これらが互いに協働することにより非消耗電極２５を保持するものである。リアコレット２６、リアコレットボディ２７、コレット押え部材２８、コレット２９、およびコレットボディ３０は、導電性材料よりなる。リアコレット２６、リアコレットボディ２７、コレット押え部材２８、コレット２９、およびコレットボディ３０を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。 The rear collet 26, the rear collet body 27, the collet pressing member 28, the collet 29, and the collet body 30 hold the non-consumable electrode 25 by cooperating with each other. The rear collet 26, rear collet body 27, collet pressing member 28, collet 29, and collet body 30 are made of a conductive material. An example of a conductive material forming rear collet 26, rear collet body 27, collet pressing member 28, collet 29, and collet body 30 is copper.

リアコレット２６およびコレット２９は、非消耗電極２５を囲んでいる。リアコレット２６は、非消耗電極２５の基端寄り（軸線ＣＬ方向の他方側：図４、図５における図中上側）に配置されている。コレット２９は、非消耗電極２５の先端寄り（軸線ＣＬ方向の一方側：図４、図５における図中下側）に配置されている。 Rear collet 26 and collet 29 surround non-consumable electrode 25 . The rear collet 26 is arranged near the proximal end of the non-consumable electrode 25 (the other side in the direction of the axis CL: the upper side in FIGS. 4 and 5). The collet 29 is arranged near the tip of the non-consumable electrode 25 (one side in the direction of the axis CL: the lower side in FIGS. 4 and 5).

リアコレットボディ２７は、リアコレット２６の径方向外側に配置されている。また、リアコレットボディ２７は、第１筒状部材２２の径方向内側に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、リアコレットボディ２７は、第１筒状部材２２に対してねじ部が螺合している。リアコレットボディ２７の軸線ＣＬ方向における他方側（図４、図５における図中上側）には摘み部２７１が設けられている。この摘み部２７１を回すことによって、リアコレットボディ２７は、第１筒状部材２２に対する軸線ＣＬ方向の位置の調整が可能である。リアコレットボディ２７の軸線ＣＬ方向における一方側端は、コレット２９の軸線ＣＬ方向における他方側端に当接している。リアコレットボディ２７を軸線ＣＬ方向の一方側に移動させると、コレット２９は軸線ＣＬの一方側に押し付けられる。コレットボディ３０は、コレット２９の径方向外側に配置されている。コレットボディ３０は、トーチボディ２０に対して軸線ＣＬ方向の一方側に配置されている。コレットボディ３０の軸線ＣＬ方向における他方側端は、第１筒状部材２２の軸線ＣＬ方向の一方側に、たとえばねじ接続されている。これにより、コレットボディ３０は、トーチボディ２０（第１筒状部材２２）に支持されている。 The rear collet body 27 is arranged radially outside the rear collet 26 . Also, the rear collet body 27 is arranged radially inside the first tubular member 22 . Although detailed illustration is omitted, the rear collet body 27 is screwed to the first cylindrical member 22 . A knob portion 271 is provided on the other side (the upper side in FIGS. 4 and 5) of the rear collet body 27 in the direction of the axis CL. By turning the knob 271, the position of the rear collet body 27 in the direction of the axis CL relative to the first cylindrical member 22 can be adjusted. One end of the rear collet body 27 in the direction of the axis CL abuts the other end of the collet 29 in the direction of the axis CL. When the rear collet body 27 is moved to one side in the direction of the axis CL, the collet 29 is pressed against one side of the axis CL. The collet body 30 is arranged radially outside the collet 29 . The collet body 30 is arranged on one side of the torch body 20 in the direction of the axis CL. The other end of the collet body 30 in the direction of the axis CL is screwed, for example, to one side of the first cylindrical member 22 in the direction of the axis CL. Thereby, the collet body 30 is supported by the torch body 20 (first cylindrical member 22).

コレット押え部材２８は、リアコレットボディ２７の径方向内側に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、コレット押え部材２８は、リアコレットボディ２７に対してねじ部が螺合している。コレット押え部材２８の軸線ＣＬ方向における他方側（図４、図５における図中上側）には摘み部２８１が設けられている。この摘み部２８１を回すことによって、コレット押え部材２８は、リアコレットボディ２７に対する軸線ＣＬ方向の位置の調整が可能である。コレット押え部材２８の軸線ＣＬ方向における一方側端は、リアコレット２６の軸線ＣＬ方向における他方側端に当接している。コレット押え部材２８を軸線ＣＬ方向の一方側に移動させると、リアコレット２６は軸線ＣＬの一方側に押し付けられる。 The collet pressing member 28 is arranged radially inside the rear collet body 27 . Although detailed illustration is omitted, the collet pressing member 28 is screwed to the rear collet body 27 by a threaded portion. A knob portion 281 is provided on the other side (the upper side in FIGS. 4 and 5) of the collet pressing member 28 in the direction of the axis CL. By rotating the knob 281, the position of the collet pressing member 28 relative to the rear collet body 27 in the direction of the axis CL can be adjusted. One end of the collet pressing member 28 in the direction of the axis CL abuts the other end of the rear collet 26 in the direction of the axis CL. When the collet pressing member 28 is moved to one side in the direction of the axis CL, the rear collet 26 is pressed to one side of the axis CL.

リアコレット２６およびコレット２９は、それぞれ、先端側（軸線ＣＬ方向の一方側：図４、図５における図中下側）において軸線ＣＬ方向に延びる複数のスリットが形成されており、隣接する相互のスリットの間に位置する複数ずつの可動片２６１，２９１を有する。上述のように、リアコレットボディ２７を軸線ＣＬ方向の一方側に移動させると、コレット２９は軸線ＣＬの一方側に押し付けられる。そして、コレット２９先端の複数の可動片２９１がコレットボディ３０の先端部に押し付けられて縮径し、コレット２９が非消耗電極２５を挟んで保持する。また、上述のように、コレット押え部材２８を軸線ＣＬ方向の一方側に移動させると、リアコレット２６は軸線ＣＬの一方側に押し付けられる。そして、リアコレット２６先端の複数の可動片２６１がリアコレットボディ２７の先端内周部に押し付けられて縮径し、リアコレット２６が非消耗電極２５を挟んで保持する。このように、リアコレット２６、リアコレットボディ２７、コレット押え部材２８、コレット２９、およびコレットボディ３０が互いに協働することによって、非消耗電極２５が強固に保持される。 Each of the rear collet 26 and the collet 29 is formed with a plurality of slits extending in the direction of the axis CL on the tip side (one side in the direction of the axis CL: the lower side in FIGS. 4 and 5). It has a plurality of movable pieces 261 and 291 positioned between the slits. As described above, when the rear collet body 27 is moved to one side in the direction of the axis CL, the collet 29 is pressed to one side of the axis CL. Then, the plurality of movable pieces 291 at the tip of the collet 29 are pressed against the tip of the collet body 30 and reduced in diameter, and the collet 29 sandwiches and holds the non-consumable electrode 25 . Further, as described above, when the collet pressing member 28 is moved to one side in the direction of the axis CL, the rear collet 26 is pressed to one side of the axis CL. A plurality of movable pieces 261 at the tip of the rear collet 26 are pressed against the inner peripheral portion of the tip of the rear collet body 27 to reduce the diameter, and the rear collet 26 holds the non-consumable electrode 25 therebetween. In this manner, the non-consumable electrode 25 is firmly held by the cooperation of the rear collet 26, the rear collet body 27, the collet pressing member 28, the collet 29, and the collet body 30.

カバー３２は、絶縁性材料からなる筒状部材であり、第３筒状部材２４を覆っている。ロックナット３３は、第３筒状部材２４の下端（図４、図５における図中下方側端）にねじ接続されており、かつカバー３２の下端に当接している。 The cover 32 is a tubular member made of an insulating material and covers the third tubular member 24 . The lock nut 33 is screwed to the lower end of the third cylindrical member 24 (the lower end in FIGS. 4 and 5) and abuts the lower end of the cover 32 .

図４、図５に示すように、内側ノズル３５は、非消耗電極２５の先端寄り（軸線ＣＬ方向の一方側）の周囲に配置されている。内側ノズル３５は、略円筒状とされており、非消耗電極２５（電極主部２５１）の径方向外側に同心円状に配置されている。本実施形態では、内側ノズル３５は、コレットボディ３０に対してねじ接続により着脱可能に取り付けられている。たとえば、図９に示すように、コレットボディ３０の下端側（軸線ＣＬ方向の一方側）の外周にはねじ部３０１が形成され、かつ内側ノズル３５の上端側（軸線ＣＬ方向の他方側）の内周にはねじ部３５１が形成されており、内側ノズル３５のねじ部３５１がコレットボディ３０のねじ部３０１に螺合している。これにより、内側ノズル３５は、コレットボディ３０に対して軸線ＣＬ方向の一方側に着脱可能に取り付けられる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the inner nozzle 35 is arranged around the tip of the non-consumable electrode 25 (on one side in the direction of the axis CL). The inner nozzle 35 has a substantially cylindrical shape and is concentrically arranged radially outward of the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251). In this embodiment, the inner nozzle 35 is detachably attached to the collet body 30 by screw connection. For example, as shown in FIG. 9, a threaded portion 301 is formed on the outer periphery of the collet body 30 on the lower end side (one side in the direction of the axis CL), and the inner nozzle 35 on the upper end side (the other side in the direction of the axis CL). A threaded portion 351 is formed on the inner periphery, and the threaded portion 351 of the inner nozzle 35 is screwed into the threaded portion 301 of the collet body 30 . Thereby, the inner nozzle 35 is detachably attached to one side of the collet body 30 in the direction of the axis CL.

本実施形態において、非消耗電極２５の先端は、軸線ＣＬ方向において内側ノズル３５の先端と一致する、あるいは内側ノズル３５の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に少し突出している。非消耗電極２５の先端が内側ノズル３５の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出する突出長さＰ１は、０～２ｍｍの範囲である。 In this embodiment, the tip of the non-consumable electrode 25 coincides with the tip of the inner nozzle 35 in the direction of the axis CL, or protrudes slightly from the tip of the inner nozzle 35 to one side in the direction of the axis CL. A projection length P1 by which the tip of the non-consumable electrode 25 protrudes from the tip of the inner nozzle 35 to one side in the direction of the axis CL is in the range of 0 to 2 mm.

ノズルホルダ３７は、筒状とされている。ノズルホルダ３７は、コレットボディ３０の軸線ＣＬ方向の中間部の外周に、たとえばろう付け等の手段によって一体に連結されている。 The nozzle holder 37 is cylindrical. The nozzle holder 37 is integrally connected to the outer circumference of the intermediate portion of the collet body 30 in the direction of the axis CL by means such as brazing.

図４、図５に示すように、外側ノズル３６は、内側ノズル３５の径方向外側に配置されている。図示した例では、外側ノズル３６は、概略円筒状とされており、先端側（軸線ＣＬ方向の一方側）が他の部位と比べて小径とされている。本実施形態において、外側ノズル３６は、非消耗電極２５および内側ノズル３５に対して同心円状に配置されている。外側ノズル３６は、ノズルホルダ３７の外周にねじ接続により取り付けられている。 As shown in FIGS. 4 and 5 , the outer nozzle 36 is arranged radially outside the inner nozzle 35 . In the illustrated example, the outer nozzle 36 has a substantially cylindrical shape, and the tip side (one side in the direction of the axis CL) has a smaller diameter than the other portions. In this embodiment, the outer nozzle 36 is arranged concentrically with respect to the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 35 . The outer nozzle 36 is attached to the outer circumference of the nozzle holder 37 by screw connection.

図４、図９等に示すように、本実施形態において、内側ノズル３５の先端は、外側ノズル３６の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出している。内側ノズル３５の先端が外側ノズル３６の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出する突出長さＰ２は、０～５ｍｍの範囲である。 As shown in FIGS. 4, 9, etc., in the present embodiment, the tip of the inner nozzle 35 protrudes from the tip of the outer nozzle 36 to one side in the direction of the axis CL. A projection length P2 by which the tip of the inner nozzle 35 protrudes from the tip of the outer nozzle 36 to one side in the direction of the axis CL is in the range of 0 to 5 mm.

絶縁リング３４は、絶縁性材料からなる筒状部材である。絶縁リング３４は、軸線ＣＬ方向においてロックナット３３と外側ノズル３６との間に介在している。 The insulating ring 34 is a tubular member made of an insulating material. The insulating ring 34 is interposed between the lock nut 33 and the outer nozzle 36 in the direction of the axis CL.

図４～図９に示すように、本実施形態において、溶接トーチＡ１には、第１ガス流路Ｇ１、第２ガス流路Ｇ２および冷却水流路Ｗが形成されている。 As shown in FIGS. 4 to 9, in this embodiment, the welding torch A1 is formed with a first gas flow path G1, a second gas flow path G2 and a cooling water flow path W. As shown in FIGS.

第１ガス流路Ｇ１は、第１不活性ガスを流すための流路である。図４、図５、図９において、第１ガス流路Ｇ１における第１不活性ガスの流れを二点鎖線の矢印で示す。第１ガス流路Ｇ１は、リアコレットボディ２７と第１筒状部材２２との間、コレット２９とコレットボディ３０との間、非消耗電極２５（電極主部２５１）とコレット２９との間、非消耗電極２５（電極主部２５１）とコレットボディ３０との間、および非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３５との間、にそれぞれ形成されている。 The first gas channel G1 is a channel for flowing the first inert gas. In FIGS. 4, 5, and 9, the flow of the first inert gas in the first gas flow path G1 is indicated by a chain double-dashed arrow. The first gas flow path G1 is formed between the rear collet body 27 and the first cylindrical member 22, between the collet 29 and the collet body 30, between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the collet 29, It is formed between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the collet body 30 and between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the inner nozzle 35, respectively.

本実施形態では、図５に示すように、トーチボディ２０（第１筒状部材２２の上端部）には、第１不活性ガスを導入する第１ガス入口２２１が設けられている。第１ガス入口２２１は第１ガス流路Ｇ１に通じている。第１ガス入口２２１から第１不活性ガスが導入されると、当該第１不活性ガスは、第１ガス流路Ｇ１において軸線ＣＬ方向の他方側から一方側に流れ、非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３５との間を通過した後に内側ノズル３５の先端の開口３５２から噴出する。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the torch body 20 (upper end of the first cylindrical member 22) is provided with a first gas inlet 221 for introducing a first inert gas. The first gas inlet 221 communicates with the first gas flow path G1. When the first inert gas is introduced from the first gas inlet 221, the first inert gas flows from the other side in the direction of the axis CL to the one side in the first gas flow path G1, and the non-consumable electrode 25 (electrode After passing between the main portion 251 ) and the inner nozzle 35 , it is ejected from an opening 352 at the tip of the inner nozzle 35 .

第２ガス流路Ｇ２は、第２不活性ガスを流すための流路である。図４、図５、図９において、第２ガス流路Ｇ２における第２不活性ガスの流れを点線の矢印で示す。第２ガス流路Ｇ２は、第２筒状部材２３と第３筒状部材２４との間、第１筒状部材２２と第３筒状部材２４との間、コレットボディ３０と第１筒状部材２２との間、コレットボディ３０と絶縁リング３４との間、コレットボディ３０とノズルホルダ３７との間、内側ノズル３５とノズルホルダ３７との間、および内側ノズル３５と外側ノズル３６との間、にそれぞれ形成されている。本実施形態において、図４および図７に示すように、第１筒状部材２２の下端部には、第１筒状部材２２の厚さ方向に貫通する複数の連通孔２２２が形成されている。複数の連通孔２２２は、第１筒状部材２２の周方向において均等に分散している。第２ガス流路Ｇ２において、第１筒状部材２２と第３筒状部材２４との間、およびコレットボディ３０と第１筒状部材２２との間は、複数の連通孔２２２を介して通じている。 The second gas channel G2 is a channel for flowing the second inert gas. In FIGS. 4, 5 and 9, the flow of the second inert gas in the second gas flow path G2 is indicated by dotted arrows. The second gas flow path G2 is formed between the second tubular member 23 and the third tubular member 24, between the first tubular member 22 and the third tubular member 24, and between the collet body 30 and the first tubular member. member 22, between collet body 30 and insulating ring 34, between collet body 30 and nozzle holder 37, between inner nozzle 35 and nozzle holder 37, and between inner nozzle 35 and outer nozzle 36. , respectively. In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 7, a plurality of communication holes 222 are formed through the first tubular member 22 in the thickness direction at the lower end of the first tubular member 22. . The plurality of communication holes 222 are evenly distributed in the circumferential direction of the first tubular member 22 . In the second gas flow path G2, communication holes 222 communicate between the first tubular member 22 and the third tubular member 24 and between the collet body 30 and the first tubular member 22. ing.

本実施形態では、図５に示すように、トーチボディ２０（ブロック部材２１）には、第２不活性ガスを導入する第２ガス入口２１１が設けられている。第２ガス入口２１１は第２ガス流路Ｇ２に通じている。第２ガス入口２１１から第２不活性ガスが導入されると、当該第２不活性ガスは、第１ガス流路Ｇ１において軸線ＣＬ方向の他方側から一方側に流れ、内側ノズル３５と外側ノズル３６との間を通過した後に外側ノズル３６の先端の開口３６２から噴出する。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the torch body 20 (block member 21) is provided with a second gas inlet 211 for introducing a second inert gas. The second gas inlet 211 communicates with the second gas flow path G2. When the second inert gas is introduced from the second gas inlet 211, the second inert gas flows from the other side to the one side in the direction of the axis CL in the first gas flow path G1, and the inner nozzle 35 and the outer nozzle 36, it is ejected from the opening 362 at the tip of the outer nozzle 36.

冷却水流路Ｗは、冷却水を流すための流路である。図４において、冷却水流路Ｗにおける冷却水の流れを実線の矢印で示す。冷却水流路Ｗは、主に第１筒状部材２２と第２筒状部材２３との間に形成されている。冷却水流路Ｗは、送水側流路Ｗ１および復水側流路Ｗ２を含む。詳細な図示説明は省略するが、ブロック部材２１の適所に設けられた冷却水導入口から冷却水が導入されると、当該冷却水は、送水側流路Ｗ１において軸線ＣＬ方向の他方側から一方側に流れる。その後、冷却水は、第２筒状部材２３の下端付近で折り返して復水側流路Ｗ２において軸線ＣＬ方向の一方側から他方側に流れ、ブロック部材２１に設けられた冷却水導出口から導出される。 The cooling water channel W is a channel for flowing cooling water. In FIG. 4, the flow of cooling water in the cooling water flow path W is indicated by solid arrows. The cooling water flow path W is mainly formed between the first tubular member 22 and the second tubular member 23 . The cooling water channel W includes a water feed side channel W1 and a condensate side channel W2. Although detailed illustration and explanation are omitted, when the cooling water is introduced from the cooling water inlet provided at an appropriate position of the block member 21, the cooling water is introduced from the other side in the direction of the axis CL in the water supply side flow path W1. flow to the side. After that, the cooling water turns around near the lower end of the second cylindrical member 23 and flows from one side to the other side in the direction of the axis CL in the condensate side flow path W2, and is discharged from the cooling water outlet provided in the block member 21. be done.

本実施形態において、第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量は、上述の第１ガス調整部７１（図１参照）により調整される。第１ガス調整部７１は、ガス供給源６と第１ガス流路Ｇ１との間に介在している。第１ガス流路Ｇ１を流れる第１不活性ガスの量は、第１ガス調整部７１によって所望に調整される。 In this embodiment, the flow rate of the first inert gas introduced into the first gas inlet 221 is adjusted by the above-described first gas adjustment section 71 (see FIG. 1). The first gas adjustment section 71 is interposed between the gas supply source 6 and the first gas flow path G1. The amount of the first inert gas that flows through the first gas flow path G1 is adjusted as desired by the first gas adjustment section 71 .

本実施形態では、第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量の調整は、第１ガス調整部７１において第１ガス配管８１を流れる第１不活性ガスの流量を調整することにより行う。第１ガス調整部７１の構成はこれに限定されず、たとえば第１ガス調整部７１において第１不活性ガスのガス圧力や流速を調整することにより、第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量を調整してもよい。したがって、第１ガス調整部７１において第１不活性ガスのガス圧力あるいは流速を調整する場合においても、本発明の「第１ガス入口（２２１）に導入されるガス（第１不活性ガス）の流量を調整する」ことに含まれる。 In this embodiment, the adjustment of the flow rate of the first inert gas introduced into the first gas inlet 221 is performed by adjusting the flow rate of the first inert gas flowing through the first gas pipe 81 in the first gas adjustment section 71. done by The configuration of the first gas adjustment unit 71 is not limited to this. The inert gas flow rate may be adjusted. Therefore, even when the gas pressure or the flow velocity of the first inert gas is adjusted in the first gas adjustment unit 71, the "gas (first inert gas) introduced into the first gas inlet (221)" of the present invention is included in "Adjust the flow rate".

本実施形態において、第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量は、上述の第２ガス調整部７２（図１参照）により調整される。第２ガス調整部７２は、ガス供給源６と第２ガス流路Ｇ２との間に介在している。第２ガス流路Ｇ２を流れる第２不活性ガスの量は、第２ガス調整部７２によって所望に調整される。したがって、上述の第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量、および第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量は、それぞれ個別に調整することが可能である。第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量、および第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量は、それぞれ特に限定されない。第１ガス入口２２１に導入される第１不活性ガスの流量の一例を挙げると、５～１２Ｌ／ｍｉｎ程度である。第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量の一例を挙げると、５～１５Ｌ／ｍｉｎ程度である。 In this embodiment, the flow rate of the second inert gas introduced into the second gas inlet 211 is adjusted by the above-described second gas adjustment section 72 (see FIG. 1). The second gas adjustment section 72 is interposed between the gas supply source 6 and the second gas flow path G2. The amount of the second inert gas flowing through the second gas flow path G2 is adjusted as desired by the second gas adjustment section 72. As shown in FIG. Therefore, the flow rate of the first inert gas introduced into the first gas inlet 221 and the flow rate of the second inert gas introduced into the second gas inlet 211 can be individually adjusted. . The flow rate of the first inert gas introduced into the first gas inlet 221 and the flow rate of the second inert gas introduced into the second gas inlet 211 are not particularly limited. An example of the flow rate of the first inert gas introduced into the first gas inlet 221 is about 5 to 12 L/min. An example of the flow rate of the second inert gas introduced into the second gas inlet 211 is about 5 to 15 L/min.

本実施形態では、第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量の調整は、第２ガス調整部７２において第２ガス配管８２を流れる第２不活性ガスの流量を調整することにより行う。第２ガス調整部７２の構成はこれに限定されず、たとえば第２ガス調整部７２において第２不活性ガスのガス圧力や流速を調整することにより、第２ガス入口２１１に導入される第２不活性ガスの流量を調整してもよい。したがって、第２ガス調整部７２において第２不活性ガスのガス圧力あるいは流速を調整する場合においても、本発明の「第２ガス入口（２１１）に導入されるガス（第２不活性ガス）の流量を調整する」ことに含まれる。 In this embodiment, the flow rate of the second inert gas introduced into the second gas inlet 211 is adjusted by adjusting the flow rate of the second inert gas flowing through the second gas pipe 82 in the second gas adjusting section 72. done by The configuration of the second gas adjustment unit 72 is not limited to this. The inert gas flow rate may be adjusted. Therefore, even when the gas pressure or flow velocity of the second inert gas is adjusted in the second gas adjustment section 72, the "gas (second inert gas) introduced into the second gas inlet (211)" of the present invention is included in "Adjust the flow rate".

図９に示すように、第１ガス流路Ｇ１における非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３５との隙間は、第２ガス流路Ｇ２における内側ノズル３５と外側ノズル３６との隙間よりも小である。第１ガス流路Ｇ１において非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３５との最小隙間（第１最小隙間Ｌ１）は、たとえば０．５～１．５ｍｍ程度である。第２ガス流路Ｇ２において内側ノズル３５と外側ノズル３６との最小隙間（第２最小隙間Ｌ２）は、たとえば２～５ｍｍ程度である。第２最小隙間Ｌ２に対する第１最小隙間Ｌ１の割合について、第１最小隙間Ｌ１は、たとえば第２最小隙間Ｌ２の０．２～０．５倍であり、好ましくは第２最小隙間Ｌ２の０．２～０．３倍である。また、第１ガス流路Ｇ１の第１最小隙間Ｌ１を流れる第１不活性ガスの流速は、たとえば８～１８ｍ／ｓｅｃ程度である。 As shown in FIG. 9, the gap between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the inner nozzle 35 in the first gas flow path G1 is equal to the gap between the inner nozzle 35 and the outer nozzle 36 in the second gas flow path G2. is smaller than The minimum gap (first minimum gap L1) between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the inner nozzle 35 in the first gas flow path G1 is, for example, about 0.5 to 1.5 mm. A minimum gap (second minimum gap L2) between the inner nozzle 35 and the outer nozzle 36 in the second gas flow path G2 is, for example, about 2 to 5 mm. Regarding the ratio of the first minimum clearance L1 to the second minimum clearance L2, the first minimum clearance L1 is, for example, 0.2 to 0.5 times the second minimum clearance L2, and preferably 0.2 times the second minimum clearance L2. 2 to 0.3 times. Also, the flow velocity of the first inert gas flowing through the first minimum gap L1 of the first gas flow path G1 is, for example, about 8 to 18 m/sec.

次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施形態の溶接トーチＡ１は、軸線ＣＬ方向に延びる非消耗電極２５と、内側ノズル３５と、外側ノズル３６と、を備えている。内側ノズル３５は、非消耗電極２５の外側に同心円状に配置されており、非消耗電極２５と内側ノズル３５との間には、第１ガス流路Ｇ１が形成されている。外側ノズル３６は、内側ノズル３５の径方向外側に同心円状に配置されており、内側ノズル３５と外側ノズル３６との間には、第２ガス流路Ｇ２が形成されている。このような構成によれば、溶接作業時には、第１ガス流路Ｇ１を流れて内側ノズル３５の先端から噴出するガス（第１不活性ガス）がプラズマガスとして機能し、かつ第２ガス流路Ｇ２を流れて外側ノズル３６の先端から噴出するガス（第２不活性ガス）がシールドガスとして機能する。これにより、被溶接物９と非消耗電極２５先端との間に発生するアークが絞られ、エネルギ密度の高いアーク（プラズマアーク）を利用して溶接（プラズマ溶接）を行うことができる。 The welding torch A1 of this embodiment includes a non-consumable electrode 25 extending in the direction of the axis CL, an inner nozzle 35, and an outer nozzle 36. The inner nozzle 35 is concentrically arranged outside the non-consumable electrode 25 , and a first gas flow path G<b>1 is formed between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 35 . The outer nozzle 36 is concentrically arranged radially outward of the inner nozzle 35 , and a second gas flow path G<b>2 is formed between the inner nozzle 35 and the outer nozzle 36 . According to such a configuration, during the welding operation, the gas (first inert gas) flowing through the first gas flow path G1 and ejected from the tip of the inner nozzle 35 functions as plasma gas and also functions as the second gas flow path. The gas (second inert gas) that flows through G2 and jets out from the tip of the outer nozzle 36 functions as a shielding gas. As a result, the arc generated between the object to be welded 9 and the tip of the non-consumable electrode 25 is narrowed, and welding (plasma welding) can be performed using an arc (plasma arc) with high energy density.

本実施形態の溶接トーチＡ１において、内側ノズル３５は、着脱可能に取り付けられている。このため、図４、図５、図９に示した内側ノズル３５が取り付けられた状態では、上述のようにプラズマ溶接を行うことが可能である。一方、図１０、図１１は、内側ノズル３５を取り外した状態を示す。内側ノズル３５が取り外された状態では、溶接作業時において、たとえば第１ガス流路Ｇ１へのガス（第１不活性ガス）の供給を停止し、第２ガス流路Ｇ２にのみガス（第２不活性ガス）を供給する。ここで、第２ガス流路Ｇ２を流れて外側ノズル３６の先端から噴出するガス（第２不活性ガス）がシールドガスとして機能する。したがって、内側ノズル３５が取り外された状態では、溶接用ガスとしてシールドガスのみを使用したＴＩＧ溶接を行うことができる。このように、本実施形態の溶接トーチＡ１によれば、内側ノズル３５が取り付けられた状態で溶接（プラズマ溶接）を行う第１溶接状態と、内側ノズル３５が取り外された状態で溶接（ＴＩＧ溶接）を行う第２溶接状態と、に切り替え可能である。したがって、溶接トーチＡ１によれば、ＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて兼用することが可能であり、ＴＩＧ溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて溶接作業を行う場合において、溶接トーチＡ１およびこれを備えた溶接システムＢ１の導入コストを削減することができる。 In the welding torch A1 of this embodiment, the inner nozzle 35 is detachably attached. Therefore, with the inner nozzle 35 shown in FIGS. 4, 5 and 9 attached, plasma welding can be performed as described above. 10 and 11 show the state in which the inner nozzle 35 is removed. When the inner nozzle 35 is removed, the supply of gas (first inert gas) to, for example, the first gas flow path G1 is stopped during the welding operation, and gas (second inert gas) is supplied only to the second gas flow path G2. inert gas). Here, the gas (second inert gas) flowing through the second gas flow path G2 and ejected from the tip of the outer nozzle 36 functions as a shielding gas. Therefore, with the inner nozzle 35 removed, TIG welding can be performed using only the shield gas as the welding gas. Thus, according to the welding torch A1 of the present embodiment, the first welding state in which welding (plasma welding) is performed with the inner nozzle 35 attached and the welding (TIG welding) with the inner nozzle 35 removed ) and a second welding state in which Therefore, according to the welding torch A1, it is possible to use both the TIG welding method and the plasma welding method separately, and when welding work is performed by selectively using the TIG welding method and the plasma welding method, the welding torch A1 and the welding torch A1 can be used together. The introduction cost of the welding system B1 provided can be reduced.

内側ノズル３５の先端は、外側ノズル３６の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出している。内側ノズル３５の先端が外側ノズル３６の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出する突出長さＰ２は、０～５ｍｍの範囲である。このような構成によれば、内側ノズル３５を取り外す際、たとえば内側ノズル３５のうち外側ノズル３６の先端から突出する先端部分を工具等で掴んでねじ部３５１が緩む方向に回すことにより、内側ノズル３５を取り外すことができる。内側ノズル３５を取り付ける場合、上記の内側ノズル３５を取り外す手順と逆の手順を行う。即ち、内側ノズル３５の先端部分を工具等で掴み、コレットボディ３０のねじ部３０１にねじ部３５１を締め込む方向に回すことにより、内側ノズル３５を取り付けることができる。したがって、内側ノズル３５の取り外し作業および取り付け作業が行い易く、内側ノズル３５の着脱時の作業性に優れる。 The tip of the inner nozzle 35 protrudes from the tip of the outer nozzle 36 to one side in the direction of the axis CL. A projection length P2 by which the tip of the inner nozzle 35 protrudes from the tip of the outer nozzle 36 to one side in the direction of the axis CL is in the range of 0 to 5 mm. According to such a configuration, when removing the inner nozzle 35, for example, the tip portion of the inner nozzle 35 protruding from the tip of the outer nozzle 36 is grasped with a tool or the like and turned in the direction in which the threaded portion 351 is loosened. 35 can be removed. When installing the inner nozzle 35, the procedure for removing the inner nozzle 35 is reversed. That is, the inner nozzle 35 can be attached by grasping the tip portion of the inner nozzle 35 with a tool or the like and turning the threaded portion 351 into the threaded portion 301 of the collet body 30 in the direction of tightening. Therefore, the work of removing and attaching the inner nozzle 35 can be easily performed, and the workability at the time of attaching and detaching the inner nozzle 35 is excellent.

溶接トーチＡ１は、第１ガス流路Ｇ１に通じる第１ガス入口２２１と、第２ガス流路Ｇ２に通じる第２ガス入口２１１と、を有する。第１ガス入口２２１に導入されるガス（第１不活性ガス）の流量、および第２ガス入口２１１に導入されるガス（第２不活性ガス）の流量は、それぞれ個別に調整される。このような構成によれば、内側ノズル３５が取り付けられた状態で溶接（プラズマ溶接）を行う際、第２不活性ガス（シールドガス）の流量を調整する場合にも、第１不活性ガス（プラズマガス）の流量が意図せずに変化することはなく、第１不活性ガスの流量を好ましい値にすることが可能である。また、内側ノズル３５を取り外された状態で溶接（ＴＩＧ溶接）を行う際には、第１ガス入口２２１へのガス（第１不活性ガス）の供給を停止して第１ガス流路Ｇ１にガスが流れないようにしつつ、第２不活性ガス（シールドガス）の流量を調整することが可能である。 The welding torch A1 has a first gas inlet 221 leading to the first gas flow path G1 and a second gas inlet 211 leading to the second gas flow path G2. The flow rate of the gas (first inert gas) introduced into the first gas inlet 221 and the flow rate of the gas (second inert gas) introduced into the second gas inlet 211 are individually adjusted. According to such a configuration, when performing welding (plasma welding) with the inner nozzle 35 attached, even when adjusting the flow rate of the second inert gas (shielding gas), the first inert gas ( The flow rate of the plasma gas) does not change unintentionally, and it is possible to set the flow rate of the first inert gas to a preferred value. When performing welding (TIG welding) with the inner nozzle 35 removed, the supply of gas (first inert gas) to the first gas inlet 221 is stopped and It is possible to adjust the flow rate of the second inert gas (shield gas) while preventing the gas from flowing.

内側ノズル３５は、コレットボディ３０に対して軸線ＣＬ方向の一方側に着脱可能に取り付けられる。このような構成によれば、たとえばコレットボディ３０について内側ノズル３５を取り付けるための変更を加えればよく、他の部材（トーチボディ２０、コレット２９等）についてはＴＩＧトーチ用の部材を流用することが可能である。 The inner nozzle 35 is detachably attached to one side of the collet body 30 in the direction of the axis CL. According to such a configuration, for example, the collet body 30 may be modified to attach the inner nozzle 35, and the other members (torch body 20, collet 29, etc.) may be the same as those for the TIG torch. It is possible.

トーチボディ２０（第１筒状部材２２およびブロック部材２１）には、第１ガス入口２２１および第２ガス入口２１１が設けられている。トーチボディ２０は、コレットボディ３０に対して軸線ＣＬ方向における他方側に配置されており、コレットボディ３０を支持している。また、上述のように、内側ノズル３５は、コレットボディ３０に対して軸線ＣＬ方向の一方側に着脱可能に取り付けられる。このような構成によれば、内側ノズル３５がコレットボディ３０から取り外された状態（図に示した第２溶接状態）においても、第２ガス入口２１１につながる第２ガス流路Ｇ２は、トーチボディ２０の内部を経て外側ノズル３６の内側まで通じている。これにより、内側ノズル３５が取り外された状態で溶接を行う第２溶接状態において、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２の双方にガスを供給することが可能である。このように、第２溶接状態において第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２の双方にガスを供給すれば、外側ノズル３６の先端の開口３６２から噴出するガスの流量を効率よく増やすことが可能である。また、図１に示す場合と異なり、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に互いに異なる種類のガスを供給してもよい。第２溶接状態において第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に互いに異なる種類のガスを流すと、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２それぞれを通過した上記異なる種類のガスが外側ノズル３６の内側において混合され、当該混合ガスを外側ノズル３６先端の開口３６２から噴出することができる。したがって、本実施形態によれば、内側ノズル３５が取り外された状態で行う第２溶接状態において、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２への様々なガス供給態様が可能である。 A first gas inlet 221 and a second gas inlet 211 are provided in the torch body 20 (the first cylindrical member 22 and the block member 21). The torch body 20 is arranged on the other side of the collet body 30 in the direction of the axis CL and supports the collet body 30 . Further, as described above, the inner nozzle 35 is detachably attached to one side of the collet body 30 in the direction of the axis CL. According to such a configuration, even when the inner nozzle 35 is removed from the collet body 30 (the second welding state shown in the figure), the second gas flow path G2 leading to the second gas inlet 211 is connected to the torch body. 20 to the inside of the outer nozzle 36 . Accordingly, in the second welding state in which welding is performed with the inner nozzle 35 removed, gas can be supplied to both the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2. In this manner, by supplying gas to both the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 in the second welding state, the flow rate of the gas ejected from the opening 362 at the tip of the outer nozzle 36 can be efficiently increased. is possible. Also, unlike the case shown in FIG. 1, different types of gases may be supplied to the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2. In the second welding state, when different types of gases are caused to flow through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2, the different types of gases passing through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 are are mixed inside the outer nozzle 36 , and the mixed gas can be ejected from the opening 362 at the tip of the outer nozzle 36 . Therefore, according to this embodiment, in the second welding state performed with the inner nozzle 35 removed, various gas supply modes to the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 are possible.

非消耗電極２５の先端は軸線ＣＬ方向において内側ノズル３５の先端と一致する、あるいは内側ノズル３５の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に少し突出している。非消耗電極２５の先端が内側ノズル３５の先端から軸線ＣＬ方向の一方側に突出する突出長さＰ１は、０～２ｍｍの範囲である。このような非消耗電極２５の先端位置によれば、非消耗電極２５と内側ノズル３５との隙間については、内側ノズル３５の軸線ＣＬ方向の中間から先端近傍に至る範囲において略一定に狭く保たれる。したがって、非消耗電極２５の周囲を流れる高速気流の第１不活性ガスは、内側ノズル３５先端の開口３５２から、流速が殆ど低下せずに噴出する。これにより、亜鉛めっき鋼板などの低溶融金属よりなる被溶接物９を溶接する場合においても、非消耗電極２５の周囲を流れた高速気流の第１不活性ガスによって、溶接時に生じたヒューム等が吹き飛ばされる。したがって、非消耗電極２５先端や内側ノズル３５先端へのヒューム等の付着を防止することができる。 The tip of the non-consumable electrode 25 coincides with the tip of the inner nozzle 35 in the direction of the axis CL, or slightly protrudes from the tip of the inner nozzle 35 to one side in the direction of the axis CL. A projection length P1 by which the tip of the non-consumable electrode 25 protrudes from the tip of the inner nozzle 35 to one side in the direction of the axis CL is in the range of 0 to 2 mm. According to the position of the tip of the non-consumable electrode 25, the gap between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 35 is kept substantially constant and narrow in the range from the middle of the inner nozzle 35 in the direction of the axis CL to the vicinity of the tip. be Therefore, the high-speed first inert gas flowing around the non-consumable electrode 25 is ejected from the opening 352 at the tip of the inner nozzle 35 with almost no decrease in flow velocity. As a result, even when welding a work piece 9 made of a low-melting metal such as a galvanized steel sheet, the fumes and the like generated during welding are removed by the high-speed flow of the first inert gas flowing around the non-consumable electrode 25. Blown away. Therefore, it is possible to prevent fumes and the like from adhering to the tip of the non-consumable electrode 25 and the tip of the inner nozzle 35 .

溶接トーチＡ１において、第１ガス流路Ｇ１における非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３５との最小隙間（第１最小隙間Ｌ１）は、第２ガス流路Ｇ２における内側ノズル３５と外側ノズル３６との最小隙間（第２最小隙間Ｌ２）の０．２～０．５倍である。このように第２最小隙間Ｌ２に対する第１最小隙間Ｌ１の割合が小さくされていると、非消耗電極２５と内側ノズル３５との間を流れる第１不活性ガスの流速を効率よく速めることが可能である。したがって、非消耗電極２５先端や内側ノズル３５先端へのヒューム等の付着が適切に防止されるとともに被溶接物９と非消耗電極２５との間に生ずるアーク（プラズマアーク）が緊縮され、当該アークの集中性がより高まる。 In the welding torch A1, the minimum gap (first minimum gap L1) between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the inner nozzle 35 in the first gas flow path G1 is the same as the inner nozzle 35 in the second gas flow path G2. It is 0.2 to 0.5 times the minimum clearance (second minimum clearance L2) with the outer nozzle . When the ratio of the first minimum gap L1 to the second minimum gap L2 is thus small, it is possible to efficiently increase the flow velocity of the first inert gas flowing between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 35. is. Therefore, the adhesion of fumes and the like to the tip of the non-consumable electrode 25 and the tip of the inner nozzle 35 is appropriately prevented, and the arc (plasma arc) generated between the workpiece 9 and the non-consumable electrode 25 is constricted and the arc is more focused.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. subsumed in

上記実施形態において、溶接トーチＡ１に形成された第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に不活性ガスを流す場合について説明したが、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に流すガスの種類は特に限定されない。また、上記実施形態では、単一のガス供給源６から、ガス種は同一であるがガスの供給状態（流量等）を異ならせたガス（第１不活性ガスおよび第２不活性ガス）を第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に流す場合について説明したが、これに限定されない。第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に互いに異なる種類のガスを流してもよい。なお、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に流すガスとしては、上記実施形態に例示した不活性ガスに限定されない。 In the above embodiment, the case where the inert gas flows through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 formed in the welding torch A1 has been described. There are no particular restrictions on the type of gas that flows into the . Further, in the above-described embodiment, the gases (the first inert gas and the second inert gas) having the same gas type but different gas supply states (flow rates, etc.) are supplied from the single gas supply source 6. Although the case where the gas flows through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 has been described, the present invention is not limited to this. Different types of gases may flow through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2. The gas to be flowed through the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 is not limited to the inert gas exemplified in the above embodiment.

上記実施形態では、内側ノズル３５が取り外された状態で行う第２溶接状態において、第２ガス流路Ｇ２のみにガスを流す場合について説明したが、これに限定されない。第２溶接状態において、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２双方にガスを流してもよく、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２へのガスの供給態様は、種々選択可能である。 In the above embodiment, the case where the gas is allowed to flow only through the second gas flow path G2 in the second welding state performed with the inner nozzle 35 removed has been described, but the present invention is not limited to this. In the second welding state, gas may flow through both the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2, and the manner of supplying the gas to the first gas flow path G1 and the second gas flow path G2 may vary. It is selectable.

Ａ１：溶接トーチ、２０：トーチボディ、２１１：第２ガス入口、２２１：第１ガス入口、２５：非消耗電極、３０：コレットボディ、３５：内側ノズル、３６：外側ノズル、Ｇ１：第１ガス流路、Ｇ２：第２ガス流路、ＣＬ：軸線、Ｐ１：突出長さ、Ｐ２：突出長さ、Ｌ１：第１最小隙間、Ｌ２：第２最小隙間 A1: welding torch, 20: torch body, 211: second gas inlet, 221: first gas inlet, 25: non-consumable electrode, 30: collet body, 35: inner nozzle, 36: outer nozzle, G1: first gas Flow path, G2: second gas flow path, CL: axis, P1: projection length, P2: projection length, L1: first minimum clearance, L2: second minimum clearance

Claims

an axially extending non-consumable electrode;
an inner nozzle that is concentrically arranged radially outwardly of the non-consumable electrode and that is detachable;
an outer nozzle arranged radially outwardly and concentrically with respect to the inner nozzle;
A first gas flow path is formed between the non-consumable electrode and the inner nozzle,
A second gas flow path is formed between the inner nozzle and the outer nozzle,
A welding torch switchable between a first welding state in which welding is performed with the inner nozzle attached and a second welding state in which welding is performed with the inner nozzle removed.

a first gas inlet communicating with the first gas flow path;
a second gas inlet communicating with the second gas flow path;
2. The welding torch of claim 1, wherein a flow rate of gas introduced into said first gas inlet and a flow rate of gas introduced into said second gas inlet are each independently adjusted.

comprising a collet body holding the non-consumable electrode;
The welding torch according to claim 2, wherein the inner nozzle is detachably attached to one side of the collet body in the axial direction.

a torch body arranged on the other side in the axial direction with respect to the collet body and supporting the collet body;
4. The welding torch of claim 3, wherein said torch body has said first gas inlet and said second gas inlet.