JP6676864B2 - Apparatus for removing spatter from welding torch nozzle and method for removing spatter from welding torch nozzle - Google Patents
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Description
本発明は溶接トーチ用ノズルからスパッタを除去するための装置及びスパッタ除去方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for removing spatter from a welding torch nozzle.
従来のアーク溶接トーチ用ノズルは、ワイヤーの送給をガイドするコンタクトチップの周囲を被覆し、筒状絶縁ノズルがトーチの先端部分に螺着された構造を有していることが一般的である。ここで、溶接トーチ用ノズルの先端部には溶接中に発生するスパッタが付着するため、当該スパッタの付着が顕著になると、ノズル・チップを取り外してスパッタを除去するか、新品と交換する必要がある。 Conventional arc welding torch nozzles generally have a structure in which the periphery of a contact tip that guides the feeding of a wire is covered, and a cylindrical insulating nozzle is screwed to a tip portion of the torch. . Here, since spatter generated during welding adheres to the tip of the welding torch nozzle, if the spatter becomes noticeable, it is necessary to remove the nozzle tip to remove the spatter or replace it with a new one. is there.
ここで、ノズルからスパッタを除去する方法としては、スプレータイプ、浸漬タイプ及びペーストタイプ等の種々のスパッタ付着防止剤を頻繁に塗布したり、切削工具等を当接させて物理的に切削除去したりする方法等が知られている。しかしながら、溶接後はノズルが加熱されているため、当該ノズルを外して除去作業等を行うことは困難である。 Here, as a method of removing spatter from the nozzle, frequently apply various spatter adhesion preventive agents such as spray type, immersion type and paste type, or physically cut and remove by contacting a cutting tool or the like. And the like. However, since the nozzle is heated after welding, it is difficult to remove the nozzle and perform a removal operation or the like.
これに対し、例えば、特許文献１（特開２００３−７１５６６号公報）では、回転駆動機構で駆動される回転ヘッドと、当該回転ヘッドを囲繞する筒体と、当該筒体の内部に充填した小径の鋼球とからなり、回転ヘッドを筒体の内部で回転可能に位置させ、回転ヘッドの先端部分を複数の高弾性鋼線で構成してある溶接トーチ用ノズルのクリーニング装置、が開示されている。 On the other hand, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-71566), a rotary head driven by a rotary drive mechanism, a cylinder surrounding the rotary head, and a small diameter filled inside the cylinder are described. A cleaning device for a nozzle for a welding torch, comprising: a rotating head rotatably positioned inside a cylindrical body, and a tip end portion of the rotating head being constituted by a plurality of high-elasticity steel wires. I have.
上記特許文献１に記載のクリーニング装置においては、回転ヘッドを囲繞している筒体の内部に鋼球を充填するとともに回転ヘッドの先端部分をピアノ線等の高弾性鋼線で構成していることから、溶接トーチ用ノズルを筒体に突入させることで、高弾性鋼線で構成されている回転ヘッド先端部分がノズルでのガス通路部分に進入し、かつこの回転ヘッド先端部分の進入時に高弾性鋼線とともに鋼球もガス通路部分に進入することになる。したがって、回転ヘッドの回転により高弾性鋼線が遠心力で広がって、先窄まりテーパー状に形成されているガス通路内周面に接触したり、高弾性鋼線の回転に伴い連れ動かされる鋼球がガス通路内周面に衝突したりして、ガス通路内面に付着しているスパッタを除去することになる、としている。 In the cleaning device described in Patent Literature 1, the inside of the cylindrical body surrounding the rotary head is filled with steel balls, and the tip of the rotary head is formed of a high elastic steel wire such as a piano wire. From the welding torch nozzle into the cylinder, the tip of the rotary head made of high-elasticity steel wire enters the gas passage portion of the nozzle, and when the tip of the rotary head enters, the high elasticity The steel ball enters the gas passage together with the steel wire. Therefore, the high elastic steel wire is spread by centrifugal force due to the rotation of the rotary head, and comes into contact with the inner peripheral surface of the gas passage formed in a tapered and tapered shape, or the steel moved along with the rotation of the high elastic steel wire. It is stated that a sphere collides with the inner peripheral surface of the gas passage and spatter attached to the inner surface of the gas passage is removed.
しかしながら、上記特許文献１に開示されているクリーニング装置においては、鋼球によるスパッタ除去効果が十分ではなく、クリーニング後のノズルに関し、スパッタの再付着を抑制する効果も存在しない。 However, in the cleaning device disclosed in Patent Document 1, the effect of removing spatter by the steel ball is not sufficient, and there is no effect of suppressing reattachment of spatter on the nozzle after cleaning.
以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、溶接トーチの先端からノズルを取り外すことなく、当該ノズルに付着したスパッタ等を短時間で十分に除去することができ、更に、スパッタの再付着を効果的に抑制することができる、簡便な溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置及び溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法を提供することにある。 In view of the above problems in the prior art, an object of the present invention is to remove spatters and the like attached to the nozzle in a short time without removing the nozzle from the tip of the welding torch. An object of the present invention is to provide a simple apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle and a method for removing spatter from a welding torch nozzle, which can effectively suppress reattachment of spatter.
本発明者は上記目的を達成すべく、簡便かつ効率的なスパッタの除去方法等について鋭意研究を重ねた結果、セラミックス製ボールとスパッタ付着防止剤とを充填した容器に、溶接作業直後の加熱されたノズルを浸漬させることが極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。 The present inventor has conducted intensive studies on a simple and efficient spatter removal method and the like to achieve the above object.As a result, the container filled with ceramic balls and the spatter adhesion inhibitor was heated immediately after the welding operation. It has been found that it is extremely effective to immerse the nozzle in the present invention, and arrived at the present invention.
即ち、本発明は、
混合容器と、
セラミックス製ボールと、
スパッタ付着防止剤と、
を有し、
前記スパッタ付着防止剤は、
水溶性洗浄剤と、
耐熱コーティング剤と、
防錆剤と、
を含み、
前記混合容器に複数の前記セラミックス製ボールと前記スパッタ付着防止剤とが充填されていること、
を特徴とする溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置を提供する。
That is, the present invention
A mixing container,
Ceramic balls,
A spatter adhesion inhibitor,
Has,
The sputter adhesion inhibitor,
A water-soluble cleaning agent,
Heat-resistant coating agent,
Rust inhibitor,
Including
The mixing container is filled with a plurality of the ceramic balls and the spatter adhesion inhibitor,
A spatter removing device for a welding torch nozzle is provided.
混合容器に充填されるセラミックス製ボールの数は、当該混合容器の内容積と当該セラミックス製ボールの直径によって適宜決定することができ、ノズルのスパッタを除去したい領域を十分に浸漬できる数のセラミックス製ボールとスパッタ付着防止剤を混合容器内に充填すればよい。 The number of ceramic balls to be filled in the mixing container can be appropriately determined according to the internal volume of the mixing container and the diameter of the ceramic balls, and the number of ceramic balls that can sufficiently immerse the area of the nozzle from which spatter is to be removed is desired. What is necessary is just to fill the mixing container with the ball and the spatter adhesion preventing agent.
溶接作業によって高温となった溶接トーチ用ノズルの先端部を、セラミックス製ボールとスパッタ付着防止剤が充填された混合容器中に浸漬すると、スパッタ付着防止剤に含まれる水溶液が沸騰・膨張し、大きな圧力が発生する。本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置においては、当該圧力によって回転したセラミックス製ボールがノズルに激しく衝突することで、スパッタを効率的に除去することができる。 When the tip of the welding torch nozzle, which has become hot due to the welding operation, is immersed in a mixing vessel filled with ceramic balls and an anti-spatter agent, the aqueous solution contained in the anti-spatter agent boils and expands. Pressure develops. In the apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, the spatter can be efficiently removed by violently colliding the ceramic ball rotated by the pressure with the nozzle.
また、混合容器に充填されたスパッタ付着防止剤は水溶性洗浄剤、耐熱コーティング剤及び防錆剤を含んでおり、ノズルは水溶性洗浄剤で洗浄されると共に、ノズルからの入熱により当該ノズル表面に耐熱コーティング被膜が形成される。更に、防錆剤等を含むスパッタ付着防止剤はセラミックス製ボールによる研磨・切削性を向上させることに加え、良好な潤滑性によってセラミックス製ボールの回転を促進し、スパッタ除去効果及びスパッタ付着防止効果を増大させる。 The spatter adhesion inhibitor filled in the mixing container contains a water-soluble cleaning agent, a heat-resistant coating agent, and a rust inhibitor. The nozzle is washed with the water-soluble cleaning agent, and the nozzle is heated by heat input from the nozzle. A heat-resistant coating film is formed on the surface. In addition to the anti-sputtering agent including rust preventive, etc., in addition to improving the grinding and cutting properties of the ceramic ball, the lubricating property promotes the rotation of the ceramic ball, and has the effect of removing spatter and preventing spatter adhesion. Increase.
また、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置においては、前記混合容器に多孔質性の前記セラミックス製ボール（多孔質性ボール）と緻密性の前記セラミックス製ボール（緻密性ボール）とが混合されて充填されていること、が好ましい。 In the apparatus for removing spatter from a nozzle for a welding torch according to the present invention, the mixing vessel includes a mixture of the porous ceramic ball (porous ball) and the dense ceramic ball (dense ball). Is preferably filled.
多孔質性ボールの内部には水溶液が充填されることから、加熱された溶接トーチ用ノズルの先端部を浸漬することで当該水溶液が沸騰・膨張し、セラミックス製ボールが激しく回転しながらランダムな方向に噴射される。即ち、多孔質性のセラミックス製ボールを用いることで、スパッタの除去効果を増大させることができる。 Since the inside of the porous ball is filled with the aqueous solution, the aqueous solution boils and expands by immersing the tip of the heated welding torch nozzle, and the ceramic ball rotates in a random direction while vigorously rotating. Injected to. That is, by using a porous ceramic ball, the effect of removing spatter can be increased.
ここで、混合容器に充填するセラミックス製ボールにおいては、多孔質性ボールの割合が５５〜６０質量％であること、が好ましい。多孔質性ボールの割合を５５質量％以上とすることで、十分なスパッタ除去効果を発現することができる。一方で、多孔質性ボールは緻密性ボールと比較すると破損しやすいが、多孔質性ボールの割合を６０質量％以下とすることで、スパッタ除去装置の長期信頼性を担保することができる。 Here, in the ceramic balls filled in the mixing container, the proportion of the porous balls is preferably 55 to 60% by mass. By setting the proportion of the porous balls to 55% by mass or more, a sufficient spatter removal effect can be exhibited. On the other hand, the porous ball is easily broken as compared with the dense ball, but by setting the proportion of the porous ball to 60% by mass or less, long-term reliability of the sputter removing apparatus can be secured.
また、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置においては、前記セラミックス製ボールの直径が１〜４ｍｍであること、が好ましい。セラミックス製ボールの直径を１ｍｍ以上とすることで、スパッタ等の汚れが付着したノズルに対する十分な除去効果（研磨及び研削）を発現することができ、４ｍｍ以下とすることで、セラミックス製ボールとノズルとの接触面積を十分に確保することができる。 In the apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, it is preferable that the diameter of the ceramic ball is 1 to 4 mm. By setting the diameter of the ceramic ball to 1 mm or more, a sufficient removal effect (polishing and grinding) for a nozzle to which dirt such as spatter adheres can be exhibited. And a sufficient contact area with the substrate.
ここで、内径が１２〜２２ｍｍのノズルに対しては、直径が略３ｍｍのセラミックス製ボールを用いることが好ましく、内径が１２ｍｍ未満の細径ノズルやテーパーノズルに対しては、直径が略２ｍｍのセラミックス製ボールを用いることが好ましく、内径が２２ｍｍより大きい太径ノズルに対しては、直径が略４ｍｍのセラミックス製ボールを用いることが好ましい。各内径のノズルに対してこれらの直径を有するセラミックス製ボールを用いることで、ノズル内に入り込んだセラミックス製ボールが円滑に移動することができ、スパッタ等を効率的に除去することができる。 Here, it is preferable to use a ceramic ball having a diameter of about 3 mm for a nozzle having an inner diameter of 12 to 22 mm, and to use a ceramic ball having a diameter of about 2 mm for a small-diameter nozzle or a tapered nozzle having an inner diameter of less than 12 mm. It is preferable to use a ceramic ball, and for a large-diameter nozzle having an inner diameter larger than 22 mm, it is preferable to use a ceramic ball having a diameter of approximately 4 mm. By using ceramic balls having these diameters for the nozzles of each inner diameter, the ceramic balls that have entered the nozzles can move smoothly, and spatter and the like can be efficiently removed.
更に、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置においては、前記セラミックス製ボールの主成分がアルミナであること、が好ましい。セラミックス製ボールの材質は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のセラミックス材を用いることができるが、主成分をアルミナとすることで、切削性能及び耐久性等のスパッタ除去装置に要求される特性を全て充足することができる。加えて、緻密性及び多孔質性等のバリエーションを、容易に採用することができる。 Further, in the apparatus for removing spatter from a nozzle for a welding torch of the present invention, it is preferable that the main component of the ceramic ball is alumina. The material of the ceramic ball is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and various conventionally known ceramic materials can be used. However, by using alumina as a main component, cutting performance and durability are improved. All of the characteristics required for the sputter removal apparatus. In addition, variations such as denseness and porosity can be easily adopted.
また、本発明は、
上記本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置を用い、
溶接作業直後の溶接トーチ用ノズルを前記スパッタ除去装置に浸漬させること、
を特徴とする溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法、も提供する。
Also, the present invention
Using the welding torch nozzle spatter removal device of the present invention,
Immersing the welding torch nozzle immediately after the welding operation in the spatter removing device,
The present invention also provides a method for removing spatter from a nozzle for a welding torch, characterized in that:
上述のとおり、溶接作業後の溶接トーチ用ノズルの先端部は高温状態となっており、スパッタ等が付着したノズルを取り外すことが困難である。これに対し、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法は当該高温状態を積極的に利用したものであり、ノズルを取り外すことなくスパッタ等を除去することができる。 As described above, the tip of the welding torch nozzle after the welding operation is in a high temperature state, and it is difficult to remove the nozzle to which spatter or the like has adhered. On the other hand, the method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention actively utilizes the high temperature state, and can remove spatter and the like without removing the nozzle.
具体的には、溶接トーチ用ノズルの先端部を、セラミックス製ボールとスパッタ付着防止剤が充填された混合容器中に浸漬すると、スパッタ付着防止剤に含まれる水溶液が沸騰・膨張し、大きな圧力が発生する。本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては、当該圧力によって高速回転・移動するセラミックス製ボールがスパッタ付着部に衝突することにより、極めて効果的に当該スパッタを除去することができる。 Specifically, when the tip of the welding torch nozzle is immersed in a mixing vessel filled with ceramic balls and a spatter adhesion inhibitor, the aqueous solution contained in the spatter adhesion inhibitor boils and expands, and a large pressure is applied. Occur. In the method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, the spatter can be removed very effectively by colliding a ceramic ball that rotates and moves at a high speed by the pressure with the sputter adhesion portion.
加えて、ノズルは水溶性洗浄剤で洗浄された後、ノズルからの入熱により当該ノズル表面に耐熱コーティング被膜が形成されることから、その後の使用におけるノズルへのスパッタの付着を抑制することができる。 In addition, after the nozzle is washed with a water-soluble cleaning agent, heat input from the nozzle forms a heat-resistant coating film on the surface of the nozzle, thereby suppressing spatter adherence to the nozzle during subsequent use. it can.
本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては、前記溶接作業にロボット溶接を用い、前記溶接作業に引き続き、前記浸漬を一連の動作としてロボットに予め教示させること、が好ましい。溶接トーチ用ノズルの先端部を定期的にスパッタ除去装置に浸漬させることで、常に良好な状態のノズルで溶接作業を遂行することができる。また、当該動作を予めロボットに教示させておくことで、溶接作業及びスパッタ除去作業を自動化することができる。 In the method for removing spatter from a nozzle for a welding torch according to the present invention, it is preferable that robot welding is used for the welding operation, and the robot is taught in advance as a series of operations following the welding operation. By regularly immersing the tip of the welding torch nozzle in the spatter removing device, the welding operation can always be performed with the nozzle in a good state. In addition, by instructing the robot to perform the operation in advance, the welding operation and the spatter removing operation can be automated.
本発明によれば、溶接トーチの先端からノズルを取り外すことなく、当該ノズルに付着したスパッタ等を短時間で十分に除去することができ、更に、スパッタの再付着を効果的に抑制することができる、簡便な溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置及び溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, without removing a nozzle from the front-end | tip of a welding torch, spatter etc. which adhered to the said nozzle can be sufficiently removed in a short time, Furthermore, reattachment of spatter can be suppressed effectively. It is possible to provide a simple and easy method for removing spatter from a welding torch nozzle and a method for removing spatter from a welding torch nozzle.
以下、図面を参照しながら本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置及び溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法の代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。 Hereinafter, typical embodiments of a welding torch nozzle spatter removing apparatus and a welding torch nozzle spatter removing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. is not. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference characters, and redundant description may be omitted. Further, since the drawings are for conceptually explaining the present invention, dimensions of components shown and ratios thereof may be different from actual ones.
（１）溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置
図１は本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置の概略斜視図である。スパッタ除去装置１は、混合容器２と、セラミックス製ボール４と、スパッタ付着防止剤６と、を有しており、セラミックス製ボール４とスパッタ付着防止剤６とが混合容器２に充填されている。
(1) Apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle FIG. 1 is a schematic perspective view of an apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention. The spatter removing apparatus 1 has a mixing vessel 2, a ceramic ball 4, and a spatter adhesion inhibitor 6, and the ceramic ball 4 and the spatter adhesion inhibitor 6 are filled in the mixing vessel 2. .
混合容器２の形状及びサイズは溶接トーチ用ノズルの先端部を十分に浸漬することができる限りにおいて特に限定されないが、例えば、内径が８〜１０ｃｍ、高さが８〜１０ｃｍの円筒形とすることができる。 The shape and size of the mixing vessel 2 are not particularly limited as long as the tip of the welding torch nozzle can be sufficiently immersed. For example, a cylindrical shape having an inner diameter of 8 to 10 cm and a height of 8 to 10 cm is used. Can be.
また、混合容器２の材質は強度、耐食性、耐熱性、耐久性、重量及びコスト等の観点から適宜決定すればよいが、絶縁性の樹脂やステンレス鋼を用いることが好ましい。 The material of the mixing container 2 may be appropriately determined from the viewpoint of strength, corrosion resistance, heat resistance, durability, weight, cost, and the like, but it is preferable to use an insulating resin or stainless steel.
セラミックス製ボール４とスパッタ付着防止剤６の充填量は、溶接トーチ用ノズルの先端部を十分に浸漬できる程度とすればよい。ここで、例えば、混合容器２として内径が９ｃｍで高さが９ｃｍの円筒形容器を用いる場合、セラミックス製ボール４を８００ｇとスパッタ付着防止剤６を１００ｃｃ充填すればよい。 The filling amount of the ceramic ball 4 and the spatter adhesion preventing agent 6 may be such that the tip of the welding torch nozzle can be sufficiently immersed. Here, for example, when a cylindrical container having an inner diameter of 9 cm and a height of 9 cm is used as the mixing container 2, 800 g of the ceramic ball 4 and 100 cc of the spatter adhesion inhibitor 6 may be filled.
セラミックス製ボール４は多孔質性のセラミックス製ボール（多孔質性ボール）と緻密性のセラミックス製ボール（緻密性ボール）とが混合されていることが好ましく、多孔質性ボールの割合が５５〜６０質量％であること、がより好ましい。多孔質性ボールの割合を５５質量％以上とすることで、十分なスパッタ除去効果を発現することができる。一方で、多孔質性ボールは緻密性ボールと比較すると破損しやすいが、多孔質性ボールの割合を６０質量％以下とすることで、スパッタ除去装置１の長期信頼性を担保することができる。 The ceramic ball 4 is preferably a mixture of a porous ceramic ball (porous ball) and a dense ceramic ball (dense ball), and the ratio of the porous ball is 55-60. It is more preferable that the content is mass%. By setting the proportion of the porous balls to 55% by mass or more, a sufficient spatter removal effect can be exhibited. On the other hand, the porous ball is easily broken as compared with the dense ball, but by setting the proportion of the porous ball to 60% by mass or less, long-term reliability of the sputter removing apparatus 1 can be secured.
また、セラミックス製ボール４の直径は１〜４ｍｍであることが好ましい。セラミックス製ボール４の直径を１ｍｍ以上とすることで、スパッタ等の汚れが付着したノズルに対する十分な除去効果（研磨及び研削）を発現することができ、４ｍｍ以下とすることで、セラミックス製ボールとノズルとの接触面積を十分に確保することができる。 The diameter of the ceramic ball 4 is preferably 1 to 4 mm. By setting the diameter of the ceramic ball 4 to 1 mm or more, a sufficient removal effect (polishing and grinding) for a nozzle to which dirt such as spatter adheres can be exhibited. A sufficient contact area with the nozzle can be secured.
ここで、内径が１２〜２２ｍｍのノズルに対しては、直径が略３ｍｍのセラミックス製ボール４を用いることが好ましく、内径が１２ｍｍ未満の細径ノズルやテーパーノズルに対しては、直径が略２ｍｍのセラミックス製ボール４を用いることが好ましく、内径が２２ｍｍより大きい太径ノズルに対しては、直径が略４ｍｍのセラミックス製ボール４を用いることが好ましい。各内径のノズルに対してこれらの直径を有するセラミックス製ボールを用いることで、ノズル内に入り込んだセラミックス製ボールが円滑に移動することができ、スパッタ等を効率的に除去することができる。 Here, it is preferable to use a ceramic ball 4 having a diameter of about 3 mm for a nozzle having an inner diameter of 12 to 22 mm, and to have a diameter of about 2 mm for a small diameter nozzle or a tapered nozzle having an inner diameter of less than 12 mm. It is preferable to use the ceramic ball 4 having a diameter of about 4 mm for a large-diameter nozzle having an inner diameter larger than 22 mm. By using ceramic balls having these diameters for the nozzles of each inner diameter, the ceramic balls that have entered the nozzles can move smoothly, and spatter and the like can be efficiently removed.
セラミックス製ボール４の主成分はアルミナであることが好ましい。セラミックス製ボール４の材質は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のセラミックス材を用いることができるが、主成分をアルミナとすることで、切削性能及び耐久性等のスパッタ除去装置１に要求される特性を全て充足することができる。加えて、緻密性及び多孔質性等のバリエーションを、容易に採用することができる。 The main component of the ceramic ball 4 is preferably alumina. The material of the ceramic ball 4 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various types of conventionally known ceramic materials can be used. , Etc., all of the characteristics required for the sputter removal apparatus 1 can be satisfied. In addition, variations such as denseness and porosity can be easily adopted.
セラミックス製ボール４につき、スパッタ除去効果の観点から、種々の材質及び形状を有するセラミックス製ボールの混合比を最適化した一例として、多孔質性アルミナ製ボール：５５〜６０質量％（一般切削用）、研磨剤を粘土質結合剤で焼成結合させたボール：３５〜３０質量％（軽切削用）、緻密性アルミナ製ボール：１０質量％（研磨用）、を混合したものを好適に用いることができる。 As an example of optimizing the mixing ratio of ceramic balls having various materials and shapes with respect to the ceramic ball 4 from the viewpoint of spatter removal effect, a porous alumina ball: 55 to 60% by mass (for general cutting) It is preferable to use a mixture of 35 to 30% by mass (for light cutting) and a ball made of dense alumina: 10% by mass (for polishing) in which an abrasive is bonded by firing with a clayey binder. it can.
スパッタ付着防止剤６には、水溶性洗浄剤、耐熱コーティング剤及び防錆剤が含まれている。これら各成分の含有量は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、所望するスパッタの除去効果や再付着抑制効果等によって適宜決定すればよい。ここで、好適に用いることができるスパッタ付着防止剤６の成分及びその含有量としては、「界面活性剤ノニオン系植物油・ヒマシ油／水溶液：５５質量％、イソプロパノールアミン水溶液：１５質量％、防錆剤水溶液：１５質量％、防腐剤：１質量％、ぺインタブル耐熱油剤水溶液：１４％」を例示することができる。 The spatter adhesion inhibitor 6 contains a water-soluble cleaning agent, a heat-resistant coating agent, and a rust inhibitor. The content of each of these components is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and may be appropriately determined depending on a desired effect of removing spatter, an effect of suppressing reattachment, and the like. Here, the components and the content of the spatter adhesion inhibitor 6, which can be suitably used, are as follows: "surfactant nonionic vegetable oil / castor oil / water solution: 55% by mass, isopropanolamine aqueous solution: 15% by mass, rust prevention Aqueous solution: 15% by mass, preservative: 1% by mass, {integrable heat-resistant oil solution: 14%].
水溶性洗浄剤はノズルを洗浄する効果を有し、耐熱性コーティング剤によってノズル表面に耐熱コーティング被膜が形成される。更に、防錆剤等を含むスパッタ付着防止剤はセラミックス製ボールによる研磨・切削性を向上させると共に、良好な潤滑性によってセラミックス製ボールの回転を促進し、スパッタ除去効果及びスパッタ付着防止効果を増大させる。 The water-soluble cleaning agent has an effect of cleaning the nozzle, and a heat-resistant coating film is formed on the nozzle surface by the heat-resistant coating agent. In addition, anti-sputtering agents, including rust preventives, improve the grinding and cutting performance of ceramic balls, and promote the rotation of ceramic balls with good lubricity, increasing spatter removal effects and spatter adhesion prevention effects. Let it.
（２）溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法
本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法は、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置を用いてノズルに付着したスパッタ等の汚れを除去するものである。溶接作業直後のノズルをスパッタ除去装置１に浸漬させることで、当該ノズルに付着したスパッタ等を効率的に除去することができる。
(2) Method for Removing Spatter from Welding Torch Nozzle The method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention uses the apparatus for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention to remove dirt such as spatter adhered to the nozzle. It is. By immersing the nozzle immediately after the welding operation in the spatter removing device 1, spatter or the like attached to the nozzle can be efficiently removed.
上述のとおり、溶接作業後のノズルは高温状態となっており、スパッタ等が付着したノズルを取り外すことが困難である。これに対し、本発明の溶接トーチのスパッタ除去方法においては、当該高温状態を積極的に利用し、ノズルを取り外すことなくスパッタ等を除去することができる。 As described above, the nozzle after the welding operation is in a high temperature state, and it is difficult to remove the nozzle to which spatter or the like has adhered. On the other hand, in the method for removing spatter from a welding torch of the present invention, the spatter or the like can be removed without removing the nozzle by positively utilizing the high temperature state.
具体的には、溶接トーチ用ノズルの先端部を、セラミックス製ボール４とスパッタ付着防止剤６が充填された混合容器２中に浸漬すると、スパッタ付着防止剤６に含まれる水溶液が沸騰・膨張し、大きな圧力が発生する。本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては、当該圧力によって高速回転・移動するセラミックス製ボール４がノズルのスパッタ付着部に衝突することにより、極めて効果的に当該スパッタを除去することができる。 Specifically, when the tip of the welding torch nozzle is immersed in the mixing vessel 2 filled with the ceramic ball 4 and the spatter adhesion inhibitor 6, the aqueous solution contained in the spatter adhesion inhibitor 6 boils and expands. , Generates large pressure. In the method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, the spatter can be removed very effectively by causing the ceramic ball 4 rotating and moving at a high speed by the pressure to collide with the spatter attachment portion of the nozzle. .
加えて、ノズルは水溶性洗浄剤で洗浄された後、ノズルからの入熱により当該ノズル表面に耐熱コーティング被膜が形成されることから、その後の使用におけるノズルへのスパッタの付着を抑制することができる。更に、ノズルは冷却されることから、常温に近い状態のノズルを用いて次の溶接作業を遂行することができる。 In addition, after the nozzle is washed with a water-soluble cleaning agent, heat input from the nozzle forms a heat-resistant coating film on the surface of the nozzle, thereby suppressing spatter adherence to the nozzle during subsequent use. it can. Further, since the nozzle is cooled, the next welding operation can be performed using the nozzle in a state close to normal temperature.
また、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては、溶接作業にロボット溶接を用い、溶接作業に引き続き、スパッタ除去装置１へのノズルの浸漬を一連の動作としてロボットに予め教示させること、が好ましい。溶接トーチ用ノズルの先端部を定期的にスパッタ除去装置１に浸漬させることで、常に良好な状態のノズルで溶接作業を遂行することができる。また、当該動作を予めロボットに教示させておくことで、溶接作業及びスパッタ除去作業を自動化することができる。 In the method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, robot welding is used for the welding operation, and the robot is taught in advance as a series of operations for immersing the nozzle in the spatter removing device 1 following the welding operation. Is preferred. By regularly immersing the tip of the welding torch nozzle in the spatter removing device 1, the welding operation can always be performed with the nozzle in a good state. In addition, by instructing the robot to perform the operation in advance, the welding operation and the spatter removing operation can be automated.
セラミックス製ボール４の消耗は少ないが、ノズルから除去したスパッタが蓄積されるため、月に一度程度はマグネットを用いて当該スパッタを取り除くことが好ましい。また、ノズルへの付着や蒸発等によってスパッタ付着防止剤６が減少した場合は、適宜補給することが好ましい。 Although the consumption of the ceramic balls 4 is small, spatters removed from the nozzles accumulate. Therefore, it is preferable to use a magnet to remove the spatters about once a month. When the spatter adhesion preventing agent 6 decreases due to adhesion to the nozzle, evaporation, or the like, it is preferable to appropriately supply the agent.
なお、近年ロボット溶接向けに多く使用されているスパッタ付着防止装置やリーマ式ノズルクリーナーは細径ノズルやテーパーノズルに使用することが困難であるが、本発明のスパッタ除去装置１を用いることで、これらのノズルに付着したスパッタも容易に除去することができる。加えて、スパッタ除去装置１は小型かつ軽量であることから、容易に移動させることができる。 In addition, it is difficult to use a spatter adhesion preventing device and a reamer type nozzle cleaner which are often used for robot welding in recent years for a small-diameter nozzle and a taper nozzle, but by using the spatter removing device 1 of the present invention, Sputters attached to these nozzles can also be easily removed. In addition, since the spatter removing device 1 is small and lightweight, it can be easily moved.
ロボット溶接に関して従来の方法でスパッタ除去等を行う場合、例えば、１０分間の連続溶接後に１回のクリーニングを実施するのが一般的である。この場合、当該クリーニング（スパッタ付着防止剤の塗布及びスパッタの除去）に要する時間は３〜５分である。これに対し、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては、ノズルをスパッタ除去装置１に数秒間浸漬するのみで同等以上の効果を発揮するため、工程時間を大幅に削減することができる。 When performing spatter removal by a conventional method for robot welding, for example, it is common to perform one cleaning after continuous welding for 10 minutes, for example. In this case, the time required for the cleaning (application of the spatter adhesion preventing agent and removal of the spatter) is 3 to 5 minutes. On the other hand, in the method for removing spatter from a welding torch nozzle according to the present invention, the same or more effect is exhibited only by immersing the nozzle in the spatter removing device 1 for several seconds, so that the process time can be greatly reduced. .
更に、不水溶性のスパッタ付着防止剤を高温のノズルに塗布すると油煙が発生し、当該油煙による作業環境の悪化等が問題となるが、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法においては当該油煙が発生しないことから、作業環境を改善することができる。 Further, when the water-insoluble spatter adhesion preventive agent is applied to a high-temperature nozzle, oil fumes are generated, and the working environment is deteriorated by the oil fumes. Since no oil smoke is generated, the working environment can be improved.
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。 As described above, the representative embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited thereto, and various design changes are possible, and all of the design changes are included in the technical scope of the present invention. It is.
≪実施例１≫
（株）ダイヘン製の溶接機を用い、板厚６〜１９ｍｍの鋼板に対して略２０分の溶接作業を行った。なお、溶接電流を２５０〜２７０Ａ、溶接電圧を２５Ｖとし、φ１．２ｍｍの溶接ワイヤーを使用した。また、溶接トーチ用ノズルの内径は１９ｍｍとし、ＣＯ２・Ａｒ混合ガスをシールドガスとして２０Ｌ／分の流量でフローさせた。当該溶接作業直後に、高温状態の溶接トーチ用ノズルを溶接トーチに接続したままスパッタ除去装置に５秒間浸漬し、当該ノズルのスパッタ付着状況を目視にて観察した。
<< Example 1 >>
Using a welding machine manufactured by Daihen Co., Ltd., welding work was performed on a steel plate having a thickness of 6 to 19 mm for approximately 20 minutes. The welding current was 250 to 270 A, the welding voltage was 25 V, and a φ1.2 mm welding wire was used. The inner diameter of the welding torch nozzle was 19 mm, and the gas was flowed at a flow rate of 20 L / min using a CO 2 · Ar mixed gas as a shielding gas. Immediately after the welding operation, the welding torch nozzle in a high temperature state was immersed in the spatter removing device for 5 seconds while being connected to the welding torch, and the spatter adhesion state of the nozzle was visually observed.
ここで、スパッタ除去装置には、円筒状のステンレス鋼製容器（内径：９ｃｍ、高さ：９ｃｍ）に直径３ｍｍのセラミックス製ボールとスパッタ付着防止剤を充填したものを使用した。セラミックス製ボールは、多孔質性アルミナ製ボール：６０質量％、研磨剤を粘土質結合剤で焼成結合させたボール：３０質量％、緻密性アルミナ製ボール：１０質量％、を混合した。 Here, as the spatter removing apparatus, a cylindrical stainless steel container (inner diameter: 9 cm, height: 9 cm) filled with ceramic balls having a diameter of 3 mm and a spatter adhesion inhibitor was used. As the ceramic ball, a porous alumina ball: 60% by mass, a ball obtained by sintering an abrasive with a clay binder: 30% by mass, and a dense alumina ball: 10% by mass were mixed.
また、スパッタ付着防止剤の成分及びその含有量は、界面活性剤ノニオン系植物油・ヒマシ油／水溶液：５５質量％、イソプロパノールアミン水溶液：１５質量％、防錆剤水溶液：１５質量％、防腐剤：１質量％、ぺインタブル耐熱油剤水溶液：１４％、とした。 The components of the spatter adhesion preventive agent and the content thereof are as follows: surfactant nonionic vegetable oil / castor oil / water solution: 55% by mass, isopropanolamine aqueous solution: 15% by mass, rust inhibitor aqueous solution: 15% by mass, preservative: 1% by mass, ぺ intable heat-resistant oil solution aqueous solution: 14%.
スパッタ除去作業後のノズルにはスパッタの付着は認められなかった。なお、「溶接作業及びスパッタ除去作業」を１ストロークとし、３ストローク後のノズルには、先端部分の４カ所にスパッタが付着していたが、スパッタ除去作業（浸漬）を追加で２回行ったところ、当該スパッタは完全に除去された。スパッタ作業前後のノズルの概観写真を図２に示す。 No spatter adhered to the nozzle after the spatter removal operation. The “welding work and spatter removal work” was defined as one stroke, and spatter was attached to the nozzle at four locations at the tip after three strokes, but the spatter removal work (immersion) was additionally performed twice. However, the sputter was completely removed. FIG. 2 shows an overview photograph of the nozzle before and after the sputtering operation.
≪実施例２≫
パナソニック（株）製の溶接機を用いてシールドガスをＣＯ２ガス（流量：２０Ｌ／分）とし、略１８分の溶接作業（１分間の溶接作業６回を１工程とし、連続３工程）を行ったこと以外は実施例１と同様にして、溶接作業及びスパッタ除去作業を行った。スパッタ除去作業後のノズルを目視で確認したところ、スパッタの付着は認められなかった。
<< Example 2 >>
Using a welding machine manufactured by Panasonic Corporation, the shielding gas is changed to CO 2 gas (flow rate: 20 L / min), and the welding operation for approximately 18 minutes (six welding operations per minute is regarded as one step, and three consecutive steps). A welding operation and a spatter removing operation were performed in the same manner as in Example 1 except that the operation was performed. When the nozzle after the spatter removal operation was visually checked, no spatter was found to adhere.
≪実施例３≫
パナソニック（株）製の溶接機を用いてシールドガスをＣＯ２ガス（流量：２５Ｌ／分）とし、溶接電圧３５Ｖにて略２５分の溶接作業（円筒頭部に仮止めされたナット２５個の溶接）を行ったこと以外は実施例１と同様にして、溶接作業及びスパッタ除去作業を行った。スパッタ除去作業後のノズルを目視で確認したところ、スパッタの付着は認められなかった。加えて、「溶接作業及びスパッタ除去作業」を１ストロークとし、４ストローク後のノズルにもスパッタの付着は認められなかった。
Example 3
Using a welding machine manufactured by Panasonic Corporation, the shielding gas was changed to CO 2 gas (flow rate: 25 L / min), and welding was performed for about 25 minutes at a welding voltage of 35 V (25 nuts temporarily fixed to the cylinder head). A welding operation and a spatter removing operation were performed in the same manner as in Example 1 except that welding) was performed. When the nozzle after the spatter removal operation was visually checked, no spatter was found to adhere. In addition, the “welding operation and spatter removal operation” were defined as one stroke, and no spatter was observed on the nozzle after four strokes.
≪実施例４≫
板厚９ｍｍの鋼板を被溶接材、ノズル内径を１６ｍｍ、溶接電流を３００Ａ、溶接電圧を３２Ｖ、溶接速度を３００ｍｍ／分とし、シールドガスにＣＯ２ガス（流量：１５Ｌ／分）を用いて１５０ｍｍの溶接を施した。３ラインの溶接後にスパッタ除去作業を行い、溶接の合計時間が６分間となるまで作業を継続した。スパッタ除去作業中の概観写真を図３に示す。当該作業後のノズルを目視で確認したところ、スパッタの付着は認められなかった。なお、用いたスパッタ除去装置は実施例１と同様である。
Example 4
A 9 mm thick steel plate is a material to be welded, the nozzle inner diameter is 16 mm, the welding current is 300 A, the welding voltage is 32 V, the welding speed is 300 mm / min, and 150 mm using CO 2 gas (flow rate: 15 L / min) as a shielding gas. Was welded. After the three lines were welded, a spatter removing operation was performed, and the operation was continued until the total welding time reached 6 minutes. FIG. 3 shows an overview photograph during the spatter removal operation. When the nozzle after the operation was visually checked, no spatter was found to adhere. The used sputter removing apparatus is the same as in the first embodiment.
以上の結果から、本発明の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置及び溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法を用いることで、溶接トーチの先端からノズルを取り外すことなく、短時間で当該ノズルに付着したスパッタ等を十分に除去することができ、更に、スパッタの再付着を効果的に抑制することができることが分かる。 From the above results, by using the apparatus for removing spatter of a welding torch nozzle and the method for removing spatter of a welding torch nozzle of the present invention, spatter adhered to the nozzle in a short time without removing the nozzle from the tip of the welding torch. It can be seen that these can be sufficiently removed, and that reattachment of spatter can be effectively suppressed.
１・・・スパッタ除去装置、
２・・・混合容器、
４・・・セラミックス製ボール、
６・・・スパッタ付着防止剤。
1 ... sputter removal device
2 ... mixing container,
4 ・ ・ ・ Ceramic ball,
6 ... Spatter adhesion inhibitor.
Claims (6)
セラミックス製ボールと、
スパッタ付着防止剤と、
を有し、
前記スパッタ付着防止剤は、
水溶性洗浄剤と、
耐熱コーティング剤と、
防錆剤と、
を含み、
前記セラミックス製ボールは、
多孔質性のセラミックス製ボール（多孔質性ボール）と、
緻密性のセラミックス製ボール（緻密性ボール）と、
を含み、
前記混合容器に複数の前記セラミックス製ボールと前記スパッタ付着防止剤とが充填されていること、
を特徴とする溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置。 A mixing container,
Ceramic balls,
A spatter adhesion inhibitor,
Has,
The sputter adhesion inhibitor,
A water-soluble cleaning agent,
Heat-resistant coating agent,
Rust inhibitor,
Including
The ceramic ball,
A porous ceramic ball (porous ball),
A dense ceramic ball (dense ball),
Including
The mixing container is filled with a plurality of the ceramic balls and the spatter adhesion inhibitor,
A spatter removal device for a welding torch nozzle.
を特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置。 The ceramic ball has a diameter of 1 to 4 mm,
The apparatus for removing spatter from a nozzle for a welding torch according to claim 1 or 2, wherein:
を特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去装置。 The main component of the ceramic ball is alumina,
The spatter removing device for a nozzle for a welding torch according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
溶接作業直後の溶接トーチ用ノズルを前記スパッタ除去装置に浸漬させること、
を特徴とする溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法。 Using a spatter removing device for a welding torch nozzle according to any one of claims 1 to 4,
Immersing the welding torch nozzle immediately after the welding operation in the spatter removing device,
A method for removing spatter from a welding torch nozzle.
前記溶接作業に引き続き、前記浸漬を一連の動作としてロボットに予め教示させること、
を特徴とする請求項５に記載の溶接トーチ用ノズルのスパッタ除去方法。 Using robot welding for the welding work,
Following the welding operation, the robot is pre-taught the dipping as a series of operations,
The method for removing spatter from a nozzle for a welding torch according to claim 5, characterized in that:
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