保护气体控制装置和焊接装置的制作方法.docx

保护气体控制装置和焊接装置的制作方法专利名称：保护气体控制装置和焊接装置的制作方法技术领域：本发明涉及控制对焊接机提供的保护气体的流量的保护气体控制装置和焊接装置背景技术：电弧焊接是利用电放电现象(电弧放电)，并相互连接相同的金属之间的焊接方 法在电弧焊接的开始时产生电弧，从而电极的温度急剧上升，在电弧焊接的结束之后消 弧，所以电极的温度缓慢下降这样，由于从电弧焊接的开始时到结束，电极为高温，所以 存在电极氧化从而导致焊接的质量下降或者产生焊接缺陷的可能性因此，为了保护电极 和防止焊接缺陷，普及着如下的气体保护电弧焊接在从电弧焊接的开始之前的提前送气 (pre flow)开始时到电弧灭弧之后的事后送气(after flow)结束时为止，用氩等的惰性气 体(称为保护气体(shield gas))将电极或焊接面从空气屏蔽(隔断)在气体保护电弧 焊接中，存在TIG焊接、MIG焊接、以及MAG焊接等说明以往的气体保护电弧焊接器的结构以及定时图图1A是包括本发明的实施 方式的气体控制装置的焊接系统的连接图，图1B是用于说明以往的焊接装置的动作的定 时图在图1中，作为一例而表示了 TIG焊接装置如图1A所示那样，焊接装置2由焊炬(TIG焊炬)3和焊接机5构成，并从储气瓶 7接受惰性气体(保护气体)的提供。

在储气瓶7中蓄积的保护气体(例如，氩气)经由气体软管23而提供给焊接机5 的气塞54焊接机5通过气阀(第1气阀)56来控制气体的提供此外，焊接机5从气塞 55经由气体软管18而对焊炬3的气塞35提供保护气体焊接机5的电源端子51和焊炬开关的端子34通过电缆11而连接焊接机5的 电源端子53和母材4通过电缆21而连接通过这样的连接，从焊接机5的焊接电源57对 焊炬3的电极32和母材4施加电压，在焊接时能够在电极32和母材4之间流过电流从而 产生电弧若按钮被按压，则焊炬3的焊炬开关31输出信号，若按钮被释放，则停止信号该 信号从端子33经由电缆22而输入到焊接机5的端子52如图1B所示那样，焊接机5在开始焊接时，若焊炬开关31被操作，从而输入用于 指示气阀56打开的信号，则控制单元58输出控制信号，打开气阀56 (开始提前送气)，并通 过定时器电路(未图示)对提前送气期间进行计时然后，若计时结束，则从焊接电源57 对焊炬3的电极32提供焊接电流此外，焊接机5若被输入用于指示气阀56关闭的信号， 则停止从焊接电源57提供的焊接电流，为了在事后送气结束时停止保护气体，所以通过定 时器电路(未图示)计时一定时间之后，关闭气阀56。

在进行图1A所示的气体保护电弧焊接的焊接装置中，以往，从提前送气开始时到 事后送气结束时为止，将一定量的保护气体提供给焊炬但是，无需将保护气体的提供量始终设为一定，没有能够有效地利用资源此外，由于浪费地使用保护气体，所以成本上升针对这样的问题，以往，提出了在事后送气时提供比焊接时更少量的气体的结构 (例如，参照专利文献1)专利文献1 (日本)特开昭52-015454号公报在专利文献1中记载的发明是通过检测焊炬开关的操作而延迟电磁阀的关闭，从 而抑制对于焊炬的保护气体的提供量但是，在这个结构中，在从提前送气开始时到事后送 气结束时为止的期间中，除了事后送气期间以外的其他期间或多个期间，难以综合性地抑 制保护气体的消耗量此外，在以往的方法中，由于与焊炬开关的操作联动地提供保护气 体，所以尽管对焊炬开关等进行操作也由于故障等的某种原因而没有流过焊接电流的情况 下，不能削减保护气体的消耗量发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种在多个期间综合性地抑制保护气体的消耗量 的保护气体控制装置和焊接装置1)在本发明中，在气体流路中，包括第2气阀，与焊接装置的第1气阀串联地设 置在气体提供源侧；以及气体流量调整部件，与第2气阀并联地配置，并且被调整为比所述 第2气阀打开时还少的气体流量。

此外，包括电流检测部件，检测对焊接装置的焊炬的电 极提供的电流；以及控制部件，开关第2气阀，从而控制保护气体的流量焊接装置的第1 气阀在输入焊接开始信号时打开，在输入所述焊接停止信号时在一定时间之后关闭在所 述电流检测部件检测出焊接电流为止的期间以及焊接停止信号输入之后的期间，控制部件 关闭第2气阀此外，在电流检测部件检测焊接电流的期间，打开第2气阀通过这样的结 构，在提前送气期间和事后送气期间，对焊炬提供通过气体流量调整部件而被调整为比第2 气阀打开时还少的气体流量的保护气体因此，在提前送气期间和事后送气期间能够抑制 保护气体的消耗量此外，由于气体流量通过气体流量调整部件被抑制，所以能够降低焊接 之后在气体流路中蓄积的保护气体的压力，能够抑制在焊接开始时产生的突然放出的气体 的产生量2)在本发明中，在从输入焊接开始信号开始到电流检测部件检测出焊接电流为 止的期间、以及从输入焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，控制部件根据电流 检测部件检测出的电流值，设定气体流量调整部件的气体流量根据要焊接的金属的种类 或焊接电流而决定焊接时的合适的气体流量，可根据焊接电流的值而决定在提前送气期间 和事后送气期间提供的保护气体的流量。

因此，能够将在提前送气期间和事后送气期间提 供的保护气体的流量设为合适的值3)在本发明中，在从输入焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，控制部 件根据所述电流检测部件检测出的电流值变化，变更气体流量调整部件的气体流量由于 在孤坑期间提供比焊接电流小的电流值，所以可根据该孤坑电流而抑制孤坑期间的保护气 体消耗量4)在本发明中，还包括延迟部件，延迟关闭第2气阀的定时由于关闭第2气 阀是在焊接电流的提供之后，但是在焊接之后的瞬间电极是加热的，所以在用保护气体来 冷却电极时，优选气体流量多在这个结构中，焊接电流成为0时不会马上关闭第2气阀而5将保护气体的流量变更为与事后送气期间对应的流量，能够延迟保护气体的减量的开始时 间此外，在焊接结束之后的瞬间某种程度量的保护气体接触到电极，所以能够冷却电极， 进而在之后减少保护气体的流量从而能够抑制消耗量5)在本发明中，延迟部件根据电极的直径或者焊接电流的值，延迟关闭所述第2 气阀的定时在焊接电极比标准值粗时或者焊接电流比标准值大时，电极的温度也上升，需 要将冷却时间延长若干在这个结构中，根据电极的直径或者焊接电流的值来延迟保护气 体的减量的开始时间，所以能够可靠地冷却电极，此外，之后还能够减少保护气体的流量从 而抑制消耗量。

6)在本发明中，在从输入焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，控制部 件随着时间的经过逐渐减少气体流量调整部件的气体流量在焊接电流被停止之后的瞬 间，焊炬3的电极是高温的，但是由于通过保护气体来冷却所以温度缓慢地降低，所以可据 此来减少保护气体的流量在这个结构中，通过逐渐减少气体流量，能够有效地进行电极的 冷却和保护气体的消耗量的抑制7)在本发明中，包括显示器，用于显示通过了第2气阀的气体的流量、或者累计 了该气体的流量的值通过具有这样的显示器，可以一边看着显示器的显示，一边容易地调 整气体流量此外，通过显示当前的气体流量和累计使用量，保护气体的节约意识能够提尚o(8)在本发明中，连接储气瓶和焊炬之间的气体流路的直径为1mm至4mm将气体 流路的内径通过比标准的内径6mm还小的内径1mm 4mm的气体流路来连接储气瓶和焊炬 之间，从而能够减少在气体流路中蓄积的保护气体的压力，因此能够抑制突然放出的气体的产生量根据本发明，能够在多个期间中综合性地抑制保护气体的消耗量图1A是包括本发明的实施方式的气体控制装置的焊接系统的连接图、图1B是用 于说明以往的焊接装置的动作的定时图图2是包括本发明的实施方式的气体控制装置的焊接系统的连接图。

图3是气体控制装置的控制系统的方框图图4是用于说明焊接系统的动作的定时图图5A D是表示了气体流量的经时变化的曲线图图6A是表示直流TIG焊接时的一般的焊接电流和氩气的流量、提前送气期间和事 后送气期间的氩气的流量的关系的曲线图，图6B是从提前送气时到事后送气时的定时图图7是表示孤坑时以及事后送气时的气体流量的变化的定时图图8A是表示延迟电路的设置位置的方框图，图8B是关闭气阀的情况的定时图图9是在事后送气时逐渐减少保护气体时的定时图图10是表示包括气体控制装置的功能的焊接机的结构的图标号说明1......焊接系统、2......焊接装置、3......焊炬、5......焊接机、7......储气瓶、9......气体控制装置具体实施例方式本发明适用于进行气体保护电弧焊接，并作为保护气体而使用惰性气体的焊接 机、以及连接到该焊接机的气体控制装置以下的说明中，将进行TIG焊接的装置为一个例 子进行说明图2是包括本发明的实施方式的保护气体控制装置的焊接系统的连接图焊接系统1是在图1A所示的焊接装置2连接了保护气体控制装置(以下，简称为 气体控制装置)9的系统焊接系统1包括由焊炬3和焊接机5构成的焊接装置2、作为 惰性气体提供源的储气瓶7、以及气体控制装置9。

焊接机5的电源端子51和焊炬开关的端子34通过电缆11而连接焊接机5的 电源端子53和气体控制装置9的端子91通过电缆12而连接气体控制装置9的端子92 和母材4通过电缆13而连接通过这样的连接，从焊接机5的焊接电源57对焊炬3的电 极32和母材4施加电压，在焊接时能够在电极32和母材4之间产生电弧焊炬3的焊炬开关31是如下所述那样的开关若按钮被按压，则开关关闭从而产 生信号，若按钮被释放，则开关打开从而停止信号的产生焊炬开关31输出对应于操作的 信号，该信号从端子33经由电缆14而输入到气体控制装置9的端子94气体控制装置9 的控制电路105进行与输入到端子94的信号对应的处理，并且从端子93输出该信号从 端子93输出的信号经由电缆15而输入到焊接机5的端子52在焊接机5，根据从端子52 输入的信号，控制单元58对气阀56进行开关存储在储气瓶7的保护气体(例如，氩气)经由气体软管16而提供给气体控制装 置9的气塞(gas plug)96气体控制装置9将通过气阀107或气体流量调整器108调整了 流量的保护气体，从气塞97经由气体软管17而提供给焊接机5的气塞54焊接机5通过 气阀56(相当于第1气阀)控制气体的提供。

此外，焊接机5从气塞55经由气体软管18 而对焊炬3的气塞35提供保护气体另外，气体控制装置9的端子95是用于与外部电源(例如，AC220V电源)连接的端子接着，说明气体控制装置9的控制系统的结构图3是气体控制装置的控制系统 的方框图气体控制装置9包括电源开关101、滤波器102、指示灯103、变压器104、控制电 路(相当于控制部件)105、电流检测器(相当于电流检测部件)106、气阀107 (相当于第2 气阀)、气体流量调整器108、分支接头109、分支接头110、气体量显示器115、以及气体检查 开关117若电源开关101关闭，则从连接到端子95 (端子95A和端子95B)的外部电源(未 图示)提供电力，并经由变压器104对控制电路105提供电力另外，端子95E是接地端子在控制电路105中，输入从焊炬开关31经由端子94(端子94A和端子94B)而输 入的信号(0N/0FF信号)，或者对流过焊炬3和母材4的电流进行检测后由电流检测器106 输出的信号(电压值)控制电路105根据输入的信号，对气阀107进行开关，或者通过对 气体流量调整器108进行控制从而调整保护气体的流量控制电路105将从焊炬开关31 经由端子94(端子94A和端子94B)而输入的信号(0N/0FF信号)，经由连接到端子93的电缆15而输出到焊接机5。

气塞96和气塞97通过气管(气体流路)111连接在气塞96和气塞97之间设 置了分支接头109和分支接头110，两接。