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JP3752465B2 - Fluid jet type sputter removal method and function provided with no wind space forming function - Google Patents
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JP3752465B2 - Fluid jet type sputter removal method and function provided with no wind space forming function - Google Patents

Fluid jet type sputter removal method and function provided with no wind space forming function Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強風環境下における無風空間を形成するための流体噴射ノズルにおいて、溶接作業中に自動的にスパッタを除去する流体噴射式スパッタ除去方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にアーク溶接分野において、風がある環境下で風の流れを阻止した空間を得る方法として、衝立や天幕などで遮蔽する方法、専用防風治具で遮蔽する方法、自動溶接装置のヘッド部に防風部材を取り付けて遮蔽する方法などがある。
何れの方法も単なる風の遮蔽機能としても不完全で、且つ溶接雰囲気を層流化して安定することは考慮されていない。
そこで発明者等は、この課題を解決する方法として、特願2001−13054号、特願2002-47585号を出願して、風の侵入を阻止する発明を行っている。
また、従来のスパッタ付着を防止する技術として、スパッタ付着防止液をノズルに塗布する方法、ノズルに付着したスパッタを定期的に除去する方法、スパッタが比較的付着し難いカーボンノズルを使用する方法があり、それぞれの方法を単独又は併用しているが、未だに完全に目的を達成できるものはない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記先願発明に新たに機能を付加し、強風環境下における無風空間を形成するための流体噴射ノズルにおいて、溶接作業中に自動的にスパッタを除去する流体噴射式スパッタ除去方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体噴射式スパッタ除去方法は、流体噴射ノズルの狭隘なスリット口からコアンダノズルの内壁に向けて高速超薄層バリア流体を噴射して、コアンダノズルの曲面に沿って高速超薄層バリア流体を流下させ、この高速超薄層バリア流体がコアンダノズルの曲面に沿って流れることによりコアンダノズルの内壁に高速超薄層バリア流体被覆層を形成すると共に、コアンダノズルに囲まれた内側流体を連れ回り旋回し、静圧・無風空間を上方に飛散する溶接時に発生したスパッタが、前記高速超薄層バリア流体に乗って下方に流下し、そしてコアンダノズルの外気導入穴から外気をコアンダノズルに囲まれた領域に自然流入し、コアンダノズルに沿って溶接母材まで誘引され、この外気の自然流入により溶接母材の周辺領域の圧力勾配が緩和され、周辺領域の減圧領域の大きな乱流が層流化されて高速超薄層バリア流体の随伴流としてスパッタを伴って溶接母材面に沿って外側に排出されるものである。
さらに、本発明の流体噴射式スパッタ除去装置は、溶接母材から上方に離隔した位置に設置された溶接トーチと、該溶接トーチを囲むように配設した円環状の流体噴射ノズルと、該流体噴射ノズルに隣接して配置され、下端がベルボトム状に末広がりに形成された円環状のコアンダノズルとからなるスパッタ除去装置において、
前記溶接トーチは、中心にトーチボディを有し、該トーチボディの周囲を囲むようにシールドガス通路を形成するシールドノズルとからなり、前記トーチボディは先端にコンタクトチップを固定し、該コンタクトチップ先端から突出する溶接ワイヤを備えており、
前記流体噴射ノズルは、上方に圧縮流体導入口を有する円環状の流体溜り室と、該流体溜り室内に充填された流体分散材と、前記流体溜り室下部から形成され、ノズル中心軸に対して放射状にコアンダノズル方向に斜め下向きに傾けて且つ、ノズル中心軸の放射状に対して周方向に傾けて噴射する流路を持った開口する狭隘なスリット口とからなり、
前記コアンダノズルは、前記流体噴射ノズルに隣接して円筒状に形成され、前記流体噴射ノズルのスリット口から噴射される圧縮流体がコアンダ効果によって衝突する個所からコアンダノズル内壁面にスパッタが付着されることなく排出すると共に、内側流体を連れ回り旋回するための高速薄層バリア流体を導くためにコンタクトチップ近傍までベルボトム状の曲面で下方に延長され、さらに下端周囲には外気導入穴を複数個形成しているものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の流体噴射式スパッタ除去装置の一実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本発明の流体噴射式スパッタ除去装置は、溶接母材1から上方に離隔した位置に設置された溶接トーチ2と、該溶接トーチ2を囲むように配設した円環状の流体噴射ノズル3と、該流体噴射ノズル3に隣接して配置され、下端がベルボトム状に末広がりに形成された円環状のコアンダノズル4とからなる。
前記溶接トーチ2は、中心にトーチボディ5を有し、該トーチボディ5の周囲を囲むようにシールドガス通路6を形成するシールドノズル7とからなり、前記トーチボディ5は先端にコンタクトチップ8を固定し、該コンタクトチップ8先端から突出する溶接ワイヤ9を備えている。
前記流体噴射ノズル3は、上方に圧縮流体導入口(図示せず)を有する円環状の流体溜り室10と、該流体溜り室10内に充填されたスチールウール状の流体分散材11と、前記流体溜り室10下部から形成され、ノズル中心軸に対して放射状にコアンダノズル4方向に斜め下向きに傾けて且つ、ノズル中心軸の放射状に対して周方向に傾け噴射する流路を持った開口する狭隘なスリット口12とからなる。
前記コアンダノズル4は、前記流体噴射ノズル3に隣接して円筒状に形成され、前記流体噴射ノズル3のスリット口12から噴射される圧縮流体がコアンダ効果を生じるように衝突する個所からコンタクトチップ8近傍までベルボトム状に末広がりの曲面で下方に延長され、さらに下端周囲には外気導入穴13を複数個形成している。
【0006】
次に、本発明の流体噴射式スパッタ除去装置の操作動作を図1に基いて説明する。
圧縮流体14を圧縮流体導入口(図示せず)から流体溜り室10に導入し、前記圧縮流体14をランダムな流路が得られる緻密なスチールウール状の流体分散材11で分散する。
前記流体分散材11で均一に分散された圧縮流体14を100μm以下の狭隘なスリット口12からコアンダノズル4の内壁に向けて高速超薄層バリア流体15を噴射して、コアンダノズル4の曲面に沿って高速超薄層バリア流体15が流下し、コアンダノズル4先端と溶接母材1間に大気16が溶接部17に侵入するのを阻止する円錐状の高速超薄層バリア流体15を形成する。
【0007】
高速流体である円錐状の高速超薄層バリア流体15が溶接母材1に衝突して外側に排出する時に、溶接母材1の周辺領域減圧領域18に大きな乱流19が発生する。
この大きな乱流19が高速超薄層バリア流体15の随伴流として層流化されて外側に排出されないために、バリア内側流体20も乱流になる。
そこで、外気21をコアンダノズル4の下端周囲に形成した外気導入穴13を経由して、高速超薄層バリア流体15のバリア流体内面22に沿って減圧領域18に自然流入させる。
外気21の自然流入により圧力勾配が緩和され、大きな乱流19が整流化されて高速超薄層バリア流体15の随伴流として溶接母材1面に沿って外側に排出される。
【0008】
高速超薄層バリア流体15内に発生する大きな乱流19を整流化する手段として、このように高速超薄層バリア流体15が溶接母材1に衝突して乱流19が形成される減圧領域18に外気21を自然流入して層流化する。
更に補完手段として、この乱流19発生の主原因となる高速超薄層バリア流体15を、逆に乱流19の発生を阻止する為のアクチュエータとして活用する。
即ち、高速超薄層バリア流体15の粘性伝達によって、高速超薄層バリア流体15に囲まれたバリア内側流体20を連れ回り旋回して整流化し、中心部に静圧・無風空間を形成する。
この静圧・無風空間内に溶接トーチ2を配設して、整流化されたシールドガス24を溶接部17に供給して高品質の溶接を行う。
【0009】
次に、この高速超薄層バリア流体15の流体噴射式スパッタ除去方法を説明する。
図1に示すように、前記流体噴射ノズル3の流体分散材11で均一に分散された圧縮流体14を100μm以下の狭隘なスリット口12からコアンダノズル4の内壁に向けて高速超薄層バリア流体15を噴射して、コアンダノズル4の曲面に沿って高速超薄層バリア流体15を流下させる。
この高速超薄層バリア流体15がコアンダノズル4の曲面に沿って流れることによりコアンダノズル4の内壁に高速超薄層バリア流体15層が形成され、溶接時に発生したスパッタ23は静圧・無風空間を上方に飛散するが、高速超薄層バリア流体15に乗って下方に流下する。
そして、前記コアンダノズル4の外気導入穴13から外気21は、コアンダ効果によって自然流入し、前記コアンダノズル4に沿って溶接母材1まで誘引される。
外気21の自然流入により圧力勾配が緩和され、大きな乱流19が整流化されて高速超薄層バリア流体15の随伴流としてスパッタ23を伴って溶接母材1面に沿って外側に排出される。
【0010】
前述の整流化効果の信頼性を高くする方法として、高速超薄層バリア流体15に囲まれたバリア内側流体20を旋回させることができる。
通常は高速超薄層バリア流体15自身を旋回流として、それに囲まれたバリア内側流体20を旋回する方法が考えられる。
しかしながら、この方法では流体噴射ノズル3のスリット口12が1mm未満と狭くなると、このスリット口12を旋回流として高速度で通過することが困難である。
そこで、流体噴射ノズル3の狭隘なスリット口12内に適当な傾き角度をもった誘導流路壁を設けて、高速超薄層バリア流体15の流れ方向をノズル中心軸の放射状に対して周方向に傾けて噴射する。
この高速超薄層バリア流体15の粘性伝達で、高速超薄層バリア流体15に囲まれたバリア内側流体20が連れ回り旋回される。
粘性率の小さい気体で伝達するので、高速超薄層バリア流体15に接する外周領域の旋回力が大きいが中心領域では旋回しない状態になる。
この現象によって、高速超薄層バリア流体15が溶接母材1に衝突して発生する大きな乱流19が強い旋回力で層流化されて高速超薄層バリア流体15の外側に排出されると共に中心領域には静圧・無風空間が形成される。
高速超薄層バリア流体15に囲まれた中心部に配設した溶接トーチ2から静圧・無風空間内にCO2,CO2+Ar,Ar,N2ガスなどのシールドガス24を供給して、この空間内で行う溶接方法は、風速が10m/sを超える強風環境下においても溶接部に大気が侵入しない高品質の溶接性能が保証できる。
因みに、高速超薄層バリア流体15自身は旋回しないので遠心力が働かず、高速超薄層バリア流体15自身の噴射幅の拡大が抑制される。
この効果で大きな乱流19の発生が抑制され、また推力の低下も低減することができる。
【0011】
【発明の効果】
本発明の流体噴射式スパッタ除去方法は、流体噴射ノズルの狭隘なスリット口からコアンダノズルの内壁に向けて高速超薄層バリア流体を噴射して、コアンダノズルの曲面に沿って高速超薄層バリア流体を流下させ、この高速超薄層バリア流体がコアンダノズルの曲面に沿って流れることによりコアンダノズルの内壁に高速超薄層バリア流体被覆層が形成され、静圧・無風空間を上方に飛散する溶接時に発生したスパッタが、高速超薄層バリア流体に乗って下方に流下することにより、溶接時に自動的にスパッタを除去することができる。
本発明の流体噴射式スパッタ除去装置は、風速が毎秒10mを超える強風環境下でも外気が侵入しない無風空間も併せて提供するもので、大気から遮断された環境内でシールドガスを充填する必要がある各種溶接方法及びその他多方面に応用できるし、また高速超薄層バリア流体を噴射することにより、高速超薄層バリア流体の周辺領域及び溶接母材の周辺領域に発生する乱流量を少なくする効果とバリア流体の速度減衰を抑制する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体噴射式スパッタ除去装置の概略を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
1 溶接母材
2 溶接トーチ
3 流体噴射ノズル
4 コアンダノズル
5 トーチボディ
6 シールドガス通路
7 シールドノズル
8 コンタクトチップ
9 溶接ワイヤ
10 流体溜り室
11 分散材
12 スリット口
13 外気導入穴
14 圧縮流体
15 高速超薄層バリア流体
16 大気
17 溶接部
18 減圧領域
19 乱流
20 バリア内側流体
21 外気
22 バリア流体内面
23 スパッタ
24 シールドガス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid ejection type sputter removal method and apparatus for automatically removing spatter during a welding operation in a fluid ejection nozzle for forming a windless space under a strong wind environment.
[0002]
[Prior art]
In general, in the arc welding field, as a method of obtaining a space that prevents the flow of wind in an environment with wind, a method of shielding with a screen or awning, a method of shielding with a dedicated windproof jig, a windproof on the head of an automatic welding device There is a method of attaching and shielding a member.
Neither method is incomplete as a simple wind shielding function, and it is not considered that the welding atmosphere is stabilized by laminating.
Therefore, the inventors have filed Japanese Patent Application Nos. 2001-13054 and 2002-47585 as a method for solving this problem, and have invented the invention to prevent the invasion of wind.
In addition, as a conventional technique for preventing spatter adhesion, there are a method of applying a spatter adhesion preventing liquid to the nozzle, a method of periodically removing spatter adhering to the nozzle, and a method of using a carbon nozzle that is relatively difficult to adhere spatter. Yes, each method is used alone or in combination, but there is still no one that can completely achieve the purpose.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention adds a new function to the above-mentioned prior invention, and in a fluid jet nozzle for forming a windless space under a strong wind environment, a fluid jet type sputter removal that automatically removes spatter during welding work. It is an object to provide a method and apparatus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The fluid jet spatter removal method of the present invention jets a high-speed ultra-thin layer barrier fluid from the narrow slit port of the fluid jet nozzle toward the inner wall of the Coanda nozzle, and performs a high-speed ultra-thin layer barrier along the curved surface of the Coanda nozzle. The fluid flows down, and the high-speed ultra-thin layer barrier fluid flows along the curved surface of the Coanda nozzle, thereby forming a high-speed ultra-thin layer barrier fluid coating layer on the inner wall of the Coanda nozzle, and the inner fluid surrounded by the Coanda nozzle. Spatter generated during welding that swirls around and splashes upward in the static pressure / non-wind space flows down on the high-speed ultra-thin layer barrier fluid, and the outside air enters the Coanda nozzle from the outside air introduction hole of the Coanda nozzle. Naturally flows into the enclosed area and is attracted to the weld base material along the Coanda nozzle, and this natural flow of outside air causes a pressure gradient in the peripheral area of the weld base material. It is the sum, but a large turbulence region of reduced pressure in the peripheral region are discharged to the outside along the welding base material surface with a sputter as accompanying flow of the laminar flow of high-speed ultra-thin barrier fluid.
Furthermore, the fluid ejection type sputter removal apparatus of the present invention includes a welding torch installed at a position spaced upward from the weld base material, an annular fluid ejection nozzle disposed so as to surround the welding torch, and the fluid In the sputter removal apparatus, which is arranged adjacent to the injection nozzle, and formed of an annular Coanda nozzle formed at the bottom end in a bell-bottom shape.
The welding torch includes a torch body in the center, composed of a Cie Rudonozuru to form a shielding gas passage so as to surround the periphery of the torch body, the torch body the contact tip is fixed to the distal end, said contact tip It has a welding wire protruding from the tip,
The fluid ejection nozzle is formed of an annular fluid reservoir chamber having a compressed fluid inlet at the upper side, a fluid dispersion material filled in the fluid reservoir chamber, and a lower portion of the fluid reservoir chamber, and is formed with respect to the central axis of the nozzle. It consists of a narrow slit opening that has a flow path that is inclined obliquely downward in the direction of the Coanda nozzle radially and inclined in the circumferential direction with respect to the radial shape of the central axis of the nozzle.
The Coanda nozzle is formed in a cylindrical shape adjacent to the fluid ejecting nozzle, and sputter adheres to the inner wall surface of the Coanda nozzle from the location where the compressed fluid ejected from the slit port of the fluid ejecting nozzle collides by the Coanda effect. In order to guide the high-speed thin-layer barrier fluid for swirling around with the inner fluid, it is extended downward with a bell-bottom-shaped curved surface to the vicinity of the contact tip, and a plurality of outside air introduction holes are formed around the lower end. It is what you are doing.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the fluid jet type sputter removing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the fluid jet spatter removing apparatus of the present invention includes a welding torch 2 installed at a position spaced upward from a welding base material 1, and an annular shape disposed so as to surround the welding torch 2. The fluid jet nozzle 3 and an annular Coanda nozzle 4 which is disposed adjacent to the fluid jet nozzle 3 and has a lower end formed in a bell-bottom shape.
The welding torch 2 includes a torch body 5 at the center and a shield nozzle 7 that forms a shield gas passage 6 so as to surround the torch body 5, and the torch body 5 has a contact tip 8 at the tip. A welding wire 9 that is fixed and protrudes from the tip of the contact tip 8 is provided.
The fluid ejection nozzle 3 includes an annular fluid reservoir chamber 10 having a compressed fluid inlet (not shown) above, a steel wool fluid dispersion material 11 filled in the fluid reservoir chamber 10, It formed from reservoir 10 the lower fluid, and is inclined obliquely downward in the Coanda nozzle four directions radially with respect to the nozzle center axis, an opening having a flow passage for injecting inclined in the circumferential direction with respect to the radial nozzle central axis And a narrow slit opening 12.
The Coanda nozzle 4 is formed in a cylindrical shape adjacent to the fluid ejecting nozzle 3, and the contact tip 8 from a location where the compressed fluid ejected from the slit port 12 of the fluid ejecting nozzle 3 collides to produce the Coanda effect. A bell-bottom-shaped curved surface is extended down to the vicinity, and a plurality of outside air introduction holes 13 are formed around the lower end.
[0006]
Next, the operation of the fluid ejection type sputter removing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The compressed fluid 14 is introduced into the fluid reservoir chamber 10 through a compressed fluid inlet (not shown), and the compressed fluid 14 is dispersed by a dense steel wool-like fluid dispersion material 11 from which a random flow path can be obtained.
The compressed fluid 14 uniformly dispersed by the fluid dispersion material 11 is sprayed from the narrow slit port 12 of 100 μm or less toward the inner wall of the Coanda nozzle 4 to spray a high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 on the curved surface of the Coanda nozzle 4. A high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 flows down along the tip, and a conical high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 is formed between the tip of the Coanda nozzle 4 and the weld base material 1 to prevent the atmosphere 16 from entering the welded portion 17. .
[0007]
When the conical high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 that is a high-speed fluid collides with the welding base material 1 and is discharged to the outside, a large turbulent flow 19 is generated in the decompression region 18 in the peripheral region of the welding base material 1.
Since this large turbulent flow 19 is laminarized as an accompanying flow of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 and is not discharged to the outside, the barrier inner fluid 20 also becomes turbulent.
Therefore, the outside air 21 is naturally introduced into the decompression region 18 along the barrier fluid inner surface 22 of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 via the outside air introduction hole 13 formed around the lower end of the Coanda nozzle 4.
Ri圧 force gradient by the natural influx of external air 21 is reduced, high turbulence 19 is discharged to the outside along the welding base material 1 side as accompanying flow of the rectified high-speed ultra-thin barrier fluid 15.
[0008]
As a means for rectifying the large turbulent flow 19 generated in the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15, the reduced pressure region in which the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 collides with the weld base material 1 to form the turbulent flow 19. The outside air 21 naturally flows into 18 and is laminarized.
Further, as a supplementary means, the high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 that is a main cause of the turbulent flow 19 is utilized as an actuator for preventing the turbulent flow 19 from being generated.
That is, by the viscous transmission of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15, the barrier inner fluid 20 surrounded by the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 is swirled and rectified to form a static pressure / no wind space in the center.
The welding torch 2 is disposed in the static pressure / non-wind space, and the rectified shield gas 24 is supplied to the welding portion 17 to perform high quality welding.
[0009]
Next, a fluid jet type sputter removal method for the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 will be described.
As shown in FIG. 1, the compressed fluid 14 uniformly dispersed by the fluid dispersion material 11 of the fluid jet nozzle 3 is directed from the narrow slit port 12 of 100 μm or less toward the inner wall of the Coanda nozzle 4 so as to be a high-speed ultrathin layer barrier fluid. 15 is sprayed to flow down the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 along the curved surface of the Coanda nozzle 4.
The high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 flows along the curved surface of the Coanda nozzle 4 to form 15 high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 on the inner wall of the Coanda nozzle 4, and the sputters 23 generated during welding generate static pressure / no wind space. Is scattered upward, but rides on the high-speed ultrathin barrier fluid 15 and flows downward.
The outside air 21 naturally flows from the outside air introduction hole 13 of the Coanda nozzle 4 due to the Coanda effect, and is attracted to the welding base material 1 along the Coanda nozzle 4.
Ri圧 force gradient by the natural influx of outside air 21 is relaxed, the outer high turbulence 19 along one side welding base material with a sputter 23 as accompanying flow of the rectified high-speed ultra-thin barrier fluid 15 Discharged.
[0010]
As a method for increasing the reliability of the rectification effect, the barrier inner fluid 20 surrounded by the high-speed ultrathin barrier fluid 15 can be swirled.
Usually, a method of turning the barrier inner fluid 20 surrounded by the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 itself as a swirling flow is conceivable.
However, in this method, when the slit port 12 of the fluid ejection nozzle 3 becomes narrower than 1 mm, it is difficult to pass the slit port 12 as a swirl flow at a high speed.
Therefore, a guide channel wall having an appropriate inclination angle is provided in the narrow slit port 12 of the fluid ejection nozzle 3 so that the flow direction of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 is circumferential with respect to the radial direction of the nozzle central axis. injecting tilt.
Due to the viscosity transmission of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15, the barrier inner fluid 20 surrounded by the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 is rotated.
Since the gas is transmitted with a small viscosity, the swirl force in the outer peripheral region in contact with the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 is large, but the swirl is not performed in the central region.
Due to this phenomenon, a large turbulent flow 19 generated by the collision of the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15 with the welding base material 1 is laminarized by a strong swirl force and discharged outside the high-speed ultrathin layer barrier fluid 15. A static pressure / no wind space is formed in the central region.
A shielding gas 24 such as CO2, CO2 + Ar, Ar, N2 gas, etc. is supplied from a welding torch 2 disposed in the center surrounded by the high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 into a static pressure / no wind space. The welding method performed inside can guarantee high-quality welding performance in which air does not enter the welded part even in a strong wind environment where the wind speed exceeds 10 m / s.
Incidentally, since the high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 itself does not rotate, centrifugal force does not work, and the expansion of the jet width of the high-speed ultra-thin layer barrier fluid 15 itself is suppressed.
Due to this effect, generation of a large turbulent flow 19 is suppressed, and a reduction in thrust can also be reduced.
[0011]
【The invention's effect】
The fluid jet spatter removal method of the present invention jets a high-speed ultra-thin layer barrier fluid from the narrow slit port of the fluid jet nozzle toward the inner wall of the Coanda nozzle, and performs a high-speed ultra-thin layer barrier along the curved surface of the Coanda nozzle. The fluid flows down, and the high-speed ultra-thin layer barrier fluid flows along the curved surface of the Coanda nozzle, so that a high-speed ultra-thin layer barrier fluid coating layer is formed on the inner wall of the Coanda nozzle and splashes upward in the static pressure / non-wind space. Spatter generated during welding flows down on the high-speed ultra-thin layer barrier fluid, so that spatter can be automatically removed during welding.
The fluid jet spatter removing apparatus of the present invention also provides a windless space where no outside air enters even under a strong wind environment where the wind speed exceeds 10 m / s, and it is necessary to fill the shield gas in an environment cut off from the atmosphere. It can be applied to various welding methods and other various fields, and by jetting the high-speed ultra-thin layer barrier fluid, the turbulent flow generated in the peripheral region of the high-speed ultra-thin layer barrier fluid and the peripheral region of the weld base metal is reduced. The effect and the effect which suppresses the velocity attenuation | damping of a barrier fluid are acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially omitted longitudinal sectional view showing an outline of a fluid ejection type sputter removing apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding base material 2 Welding torch 3 Fluid injection nozzle 4 Coanda nozzle 5 Torch body 6 Shield gas passage 7 Shield nozzle 8 Contact tip 9 Welding wire 10 Fluid reservoir 11 Dispersing material 12 Slit port 13 Outside air introduction hole 14 Compressed fluid 15 Super high speed Thin layer barrier fluid 16 Atmosphere 17 Welded portion 18 Depressurized region 19 Turbulent flow 20 Barrier inner fluid 21 Outside air 22 Barrier fluid inner surface 23 Spatter 24 Shielding gas

Claims (2)

流体噴射ノズルの狭隘なスリット口からコアンダノズルの内壁に向けて高速超薄層バリア流体を噴射して、コアンダノズルの曲面に沿って高速超薄層バリア流体を流下させ、この高速超薄層バリア流体がコアンダノズルの曲面に沿って流れることによりコアンダノズルの内壁に高速超薄層バリア流体被覆層を形成すると共に、コアンダノズルに囲まれた内側流体を連れ回り旋回し、静圧・無風空間を上方に飛散する溶接時に発生したスパッタが、前記高速超薄層バリア流体に乗って下方に流下し、そしてコアンダノズルの外気導入穴から外気をコアンダノズルに囲まれた領域に自然流入し、コアンダノズルに沿って溶接母材まで誘引され、この外気の自然流入により溶接母材の周辺領域の圧力勾配が緩和され、周辺領域の減圧領域の大きな乱流が層流化されて高速超薄層バリア流体の随伴流としてスパッタを伴って溶接母材面に沿って外側に排出されることを特徴とする流体噴射式スパッタ除去方法。  The high-speed ultra-thin layer barrier fluid is sprayed along the curved surface of the Coanda nozzle from the narrow slit port of the fluid jet nozzle toward the inner wall of the Coanda nozzle, and this high-speed ultra-thin layer barrier flows down. As the fluid flows along the curved surface of the Coanda nozzle, a high-speed ultra-thin barrier fluid coating layer is formed on the inner wall of the Coanda nozzle, and the inner fluid surrounded by the Coanda nozzle is swirled to create a static pressure and no wind space. Spatter generated during welding that scatters upward flows down on the high-speed ultra-thin layer barrier fluid, and naturally flows outside air from the outside air introduction hole of the Coanda nozzle into the area surrounded by the Coanda nozzle. Along the surface of the welded base metal. Fluid jet sputtering removing method but characterized in that it is discharged to the outside along the welding base material surface with a sputtered are laminar as accompanying flow of the high-speed ultra-thin barrier fluid. 溶接母材から上方に離隔した位置に設置された溶接トーチと、該溶接トーチを囲むように配設した円環状の流体噴射ノズルと、該流体噴射ノズルに隣接して配置され、下端がベルボトム状に末広がりに形成された円環状のコアンダノズルとからなるスパッタ除去装置において、
前記溶接トーチは、中心にトーチボディを有し、該トーチボディの周囲を囲むようにシールドガス通路を形成するシールドノズルとからなり、前記トーチボディは先端にコンタクトチップを固定し、該コンタクトチップ先端から突出する溶接ワイヤを備えており、
前記流体噴射ノズルは、上方に圧縮流体導入口を有する円環状の流体溜り室と、該流体溜り室内に充填された流体分散材と、前記流体溜り室下部から形成され、ノズル中心軸に対して放射状にコアンダノズル方向に斜め下向きに傾けて且つ、ノズル中心軸の放射状に対して周方向に傾けて噴射する流路を持った開口する狭隘なスリット口とからなり、
前記コアンダノズルは、前記流体噴射ノズルに隣接して円筒状に形成され、前記流体噴射ノズルのスリット口から噴射される圧縮流体がコアンダ効果によって衝突する個所からコアンダノズル内壁面にスパッタが付着されることなく排出すると共に、内側流体を連れ回り旋回するための高速薄層バリア流体を導くためにコンタクトチップ近傍までベルボトム状の曲面で下方に延長され、さらに下端周囲には外気導入穴を複数個形成していることを特徴とする流体噴射式スパッタ除去装置。
A welding torch installed at a position spaced upward from the welding base material, an annular fluid injection nozzle disposed so as to surround the welding torch, and arranged adjacent to the fluid injection nozzle, with a bell bottom shape at the lower end In the spatter removal apparatus consisting of an annular Coanda nozzle formed in a wide area at the end,
The welding torch includes a torch body in the center, composed of a Cie Rudonozuru to form a shielding gas passage so as to surround the periphery of the torch body, the torch body the contact tip is fixed to the distal end, said contact tip It has a welding wire protruding from the tip,
The fluid ejection nozzle is formed from an annular fluid reservoir chamber having a compressed fluid inlet at the top, a fluid dispersion material filled in the fluid reservoir chamber, and a lower portion of the fluid reservoir chamber, and is formed with respect to the central axis of the nozzle. It consists of a narrow slit opening that has a flow path that is inclined obliquely downward in the direction of the Coanda nozzle radially and inclined in the circumferential direction with respect to the radial shape of the central axis of the nozzle.
The Coanda nozzle is formed in a cylindrical shape adjacent to the fluid ejecting nozzle, and sputter adheres to the inner wall surface of the Coanda nozzle from a location where the compressed fluid ejected from the slit port of the fluid ejecting nozzle collides by the Coanda effect. In order to guide the high-speed thin-layer barrier fluid for swirling with the inner fluid, the bellows-shaped curved surface is extended downward to the vicinity of the contact tip, and a plurality of outside air introduction holes are formed around the lower end. A fluid ejection type sputter removal apparatus characterized by comprising:
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