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110，两接头之间被分支为两个流路(气管112和气管113)。 此外，在气管112中设置了气阀107，在气管113中气体流量调整器(相当于气体流量调整 部件)108与气阀107并联地设置。气体流量调整器108不会关闭而被开放使得始终能够通过保护气体。此外，气体 流量调整器108被预先调整为比气阀107开放时还少的气体流量。另外，焊接机5的气阀56和气体控制装置9的气阀107是电磁阀，根据控制信号 进行开关。气体量显示器115显示在气管111内的保护气体的当前的流量、或者从复位开始 的保护气体的流量的累积值。气体检查开关117是将气阀107和焊接机5的气阀56打开的开关。在后面叙述 细节。接着，说明气体控制装置9的动作。图4是用于说明焊接系统的动作的定时图。在焊接系统1中，气体控制装置9检测焊炬开关31的ON信号/OFF信号(焊接开 始信号和焊接停止信号)，从而对焊接机5的气阀56 (第1气阀)和气体控制装置9的气阀 107(第2气阀)的开关进行控制。如图4所示，若焊接系统的用户U为了开始焊接而按下焊炬开关31的按钮，则作 为指示焊接的开始的ON信号(焊接开始信号)被送到气体控制装置9。该焊接开始信号经 由气体控制装置9还送到焊接机5。若被输入信号(焊接开始信号)，则焊接机5打开气阀56。此外焊接机5通过定 时器电路(未图示)对提前送气期间进行计时，若计时结束则开始通电，从焊接电源57将 焊接电流提供给焊炬3。在焊接开始之前到提前送气结束为止的期间，气体控制装置9关闭气阀107。气体 流量调整器108被调整(限制)为比气阀107的开放时还少的气体流量并且在提前送气期 间需要的气体流量。若气阀56打开，则保护气体以通过气体流量调整器108而被限制的气体流量，从 储气瓶7提供给焊炬3。若从焊炬开关31输入焊接开始信号，则控制电路105开始从电流检测器106输入 的信号(电压)的监视。若从电流检测器106输入的信号(电压)成为相当于焊接电流的电压，则控制电 路105输出控制信号而打开气阀107。这样，由于没有气体流量调整器108对于气体流量的 限制，从而以焊接时需要的流量对焊炬3提供保护气体。另外，气阀56和气阀107的气体 流量在使用开始前被预先调整。若焊接系统的用户U为了停止焊接而释放焊炬开关31的按钮，则作为指示焊接的 停止的信号的OFF信号(焊接停止信号)被送到气体控制装置9。该焊接停止信号经由气 体控制装置9还送到焊接机5。 若被输入OFF信号(焊接停止信号)，则焊接机5停止从焊接电源57对焊炬3和 母材4提供的焊接电流(停止通电)。此外，开始启动定时器电路(未图示)，对预先设定的一定时间(事后送气期间)进行计时。若被输入来自焊炬开关31的焊接停止信号，则控制电路105输出控制信号而关闭 气阀107。这样，气体流量调整器108的气体流量被限制，从而以事后送气期间需要的流量 对焊炬3提供保护气体。此外，若在定时器电路中的一定时间的计时结束(事后送气结束)，则焊接机5关 闭气阀56，所以对焊炬3的保护气体的提供被停止。这样，在焊接系统1中，与没有设置气体控制装置9的情况相比，能够限制在提前 送气期间和事后送气期间中保护气体的消耗量。由于在提前送气期间和事后送气期间以比 焊接时少的流量提供保护气体也没有问题，所以能够防止保护气体的浪费的消耗，实现保 护气体的有效利用。此外，在焊接系统1中，通过如上那样构成，能够抑制突然放出的气体的产生量。在图1所示的以往的焊接机中，由于焊接结束之后在气体的管道内以高压的状态 残留气体，所以在焊接开始时的几秒间会浪费地放出设定流量的多倍的气体。以下，将其称 为突然放出的气体。由于该突然放出的气体的影响，焊接开始时的起弧被阻碍，产生电弧为 止花费时间，其对焊接面带来不好的影响，存在导致焊接质量的恶化的顾虑。但是在焊接系统1中，在气体流路中，在气阀56的储气瓶7 (气体提供源)侧将气 阀107与气阀56串联地设置，将气阀107和气体流量调整器108并联地配置。这样，在关 闭了气阀56之后，能够降低在气阀56和气体流量调整器108之间储存的保护气体的压力。 因此，与以往的焊接机相比，能够抑制突然放出的气体的产生量。此外，通过将连接焊接机5和气体控制装置9的气体软管17的内径设为比一般使 用的内径小，从而能够进一步抑制突然放出的气体的量。以下，说明其测量结果。突然放出的气体的测定是按照以下的条件进行。首先，焊接条件如下所述。将焊接电流设为DC50A，焊接时间为5秒，没有提前送 气。将焊接时的气体流量设为7升/分钟，将在气体控制装置9中的事后送气期间的气体 流量设为3升/分钟，将事后送气期间设为5秒，将焊接的停止时间设为7秒。在焊炬中使 用水冷式8m的TIG焊炬。此外，用于流量比较的条件如下所述。1. “仅焊接机的以往结构”作为气体的流路的气体软管使用了标准上使用的内径6mm的塑料软管。从储气瓶 到焊炬为止的气体软管的长度的合计为5m。2. “在焊接机连接了气体控制装置的结构”作为气体的流路的气体软管使用了标准上使用的内径6mm的塑料软管。从储气瓶 到焊炬为止的气体软管的长度的合计为5m。3. “在焊接机连接了气体控制装置的结构中变更管径”作为气体的流路的气体软管使用了标准上使用的内径6mm的塑料软管。从储气瓶 到焊炬为止的气体软管的长度的合计为5m。在上述1 3的条件中，对突然放出的气体测量了 25次的累积流量如下。条件1 40升，条件2 32升，条件3 27升。因此，通过对焊接机连接气体控制装置，与没有连接的 情况相比，能够抑制8升(20%)保护气体的突然放出。此外，通过对焊接机连接气体控制装置，减小气体软管的内径，从而与没有对焊接机连接气体控制装置并且没有变更气体软 管的内径的情况相比，能够抑制13升(32% )保护气体的突然放出。这从表示了气体流量的经时变化的曲线图也能够获知。图5是表示了气体流量的经时变化的曲线图。图5A表示条件2时，图5B与图5D 表示条件1时，图5C表示条件3时。此外，各个曲线图表示一次量的气体流量的经时变化。 根据图5A和图5B，可知通过对焊接机连接气体控制装置，从而与没有连接的情况相比，能 够抑制保护气体的突然放出的量。即，虽然气阀打开之后瞬间的突然放出的量没有变化，但 之后的突然放出的量骤减。用图5B所示的虚线包围的区域表示突然放出的气体的抑制量。此外，根据图5C和图5D，可知通过对焊接机连接气体控制装置，减小气体软管的 内径，与没有对焊接机连接气体控制装置，并且不变更气体软管的内径的情况相比，能够抑 制保护气体的突然放出的量。虽然气阀打开之后瞬间的突然放出的量没有变化，但之后的 突然放出的量骤减。用图5D所示的虚线包围的区域表示突然放出的气体的抑制量。这样，通过对焊接机连接气体控制装置，减小气体软管的内径，从而在抑制保护气 体的突然放出的量的方面存在较大效果，能够提高焊接的质量。此外，在上述的实验结果中，表示了气体软管的内径为6mm和4mm的情况，但实验 的结果确认了在使用了气体软管的内径为1mm 4mm的气体软管的情况下，与使用了气体 软管的内径为6mm的气体软管的情况相比，能够抑制突然放出的气体的产生量。因此，在连 接从储气瓶7到焊炬3为止的气体软管中，与标准上使用的内径6mm的气体软管相比，优选 使用内径1mm 内径4mm的气体软管。接着，在气体控制装置9中，可根据焊接电流值设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。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。如图6A所示，焊接时的合适的气体流量是根据要焊接的金属的种类和焊接电流 而决定。此外，根据焊接电流而决定产生的电弧的大小和电极的温度。因此，在提前送气期 间和事后送气期间提供的保护气体的流量也能够如图6A所示那样根据焊接电流决定。在气体控制装置9中，在事后送气期间，控制电路105根据通过电流检测器106检 测的焊接电流值，设定气体流量调整器108的气体流量，使得控制电路105中成为如图6A 的曲线所示的气体流量。这样，如图6B所示那样，能够根据焊接电流的大小，将在事后送气 期间提供的保护气体的流量设为合适的值。此外，在气体控制装置9中，预先输入焊接电流的设定值，或者从焊接机5取得焊 接电流的设定值的信息。这样，如图6B所示，即使在提前送气期间中，也能够将提供的保护 气体的流量设为合适的值。此外，通过第一次的焊接而取得焊接电流值，从而在第二次以后 的焊接中，即使在提前送气期间，也能够将提供的保护气体的流量设为合适的值。接着，若在焊接结束时母材的温度急剧地变化，则母材急剧溶化从而产生孤坑 (crater)状的焊接缺陷。为了防止产生该孤坑状的焊接缺陷，在焊接机中存在如下的焊接 机在焊接结束之后，将焊接电流下降至孤坑电流( <焊接电流)，能够进行在电弧消弧之 后将电流设为零的孤坑控制。在焊接机中，设定为进行该孤坑控制的情况下，将气体控制装 置9也设定为根据孤坑控制而动作，从而气体控制装置9根据该孤坑电流值来控制气体流量。另外，将提供孤坑电流的期间称为孤坑期间。图7是表示孤坑时和事后送气时的气体流量的变化的定时图。在没有设定孤坑控制的情况下，若从焊炬开关31输入ON信号，则焊接机5通过定 时器电路(未图示)对提前送气期间进行计时，若计时结束，则提供焊接电流，若输入OFF 信号，则停止(切断)电流。在设定了孤坑控制的情况下，若从焊炬开关31输入ON信号，则焊接机5提供初 始电流，打开气阀56。或者，若输入OFF信号，则提供焊接电流。此外，若再次输入0N信号 (焊接停止信号)，则提供孤坑电流，若再次输入OFF信号，则停止(切断)电流。此外，启 动定时器电路(未图示)对预先设定的一定时间(事后送气期间)进行计时。若定时器电 路的计时完成，则焊接机5关闭气阀56。在从焊炬开关31输入0N信号之后输入OFF信号，则气体控制装置9的控制电路 105打开气阀107。若检测出焊炬开关31被操作从而从焊炬开关31再次输入0N信号(焊 接停止信号)的情况，则控制电路105输出控制信号，从而关上气阀107。此外，若从焊炬开 关31输入焊接停止信号，则控制电路105开始从电流检测器106输入的信号(电压)的监 视。若从电流检测器106输入的信号(电压)成为相当于孤坑电流的电压，则控制电 路105输出控制信号从而将气体流量调整器108的气体流量变更为孤坑时的气体流量。此外，若从电流检测器106输入的信号(电压)成为相当于电流被停止的值(零) 的电压，则控制电路105输出控制信号从而将气体流量调整器108的气体流量变更为事后 送气时的气体流量。这样，不仅是提前送气期间和事后送气期间，还能够抑制孤坑期间的保护气体消 耗量。另外，孤坑电流被设定为100A以下的电流值的情况较多，由于孤坑电流为这样的小 电流，所以还能够将孤坑期间的气体流量与事后送气期间的气体流量设为相同。但是，这样 在每个期间变更气体流量，从而将孤坑焊接时的保护气体流量设定为3升/分钟 7升/ 分钟左右，则能够没有问题地抑制保护气体消耗量。接着，气体控制装置9能够延迟将气阀关闭的定时。图8是表示延迟电路的设置 位置的方框图和将气阀关闭的情况的定时图。如图8A所示那样，在气体控制装置9中，在焊接结束之后关闭气阀107的控制电 路105和气阀107之间设置延迟电路(相当于延迟部件)119，或者设定为将控制电路105 对气阀107输出控制信号的定时延迟。这样，如图8B所示那样，若焊接电流成为零，则不立 即将保护气体的流量变更为对应于事后送气期间的流量，能够延迟保护气体的减量的开始 时间。此外，由于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。这样，在电极的直径或焊接电流大的情况下将保护气体的减量的开始时间延迟特 别有效。在焊接电极比标准值还粗时或者焊接电流比标准值还大时，电极的温度也上升，需 要将冷却时间延长若干。在这样的情况下，通过将保护气体的减量的开始时间延迟，从而能 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。根据电极的直 径或者焊接电流的值，延迟时间例如被设定为0. 2秒 8秒左右较好。
接着，在气体控制装置9中，能够构成为在事后送气时，对气体流量调整器108缓 慢地减少气体流量。图9是在事后送气时逐渐减少保护气体的情况的定时图。如图9所示，控制电路105对气体流量调整器108输出控制信号，从而将气体流量 调整器108的气体流量缓慢地减少(逐渐减少)(参照图9D)，或者阶段性地减少(逐渐减 少)(参照图9E)。在焊接电流成为零之后的瞬间，焊炬3的电极是高温的，但是由于根据保 护气体来冷却所以温度缓慢地降低，所以能够伴随它来减少保护气体的流量(参照图9G、 图9H)。通过这样控制气体流量，能够高效率地进行电极的冷却和保护气体的消耗量的抑 制。接着，如上所述那样，在气体控制装置9中包括用于显示通过了气阀107的气体的 流量、或者累计了该气体的流量的值的气体量显示器115。气体量显示器115根据来自外部 的操作，能够将显示内容选择为当前的气体流量和从复位开始的气体流量的累积值的任一 个。此外，气体流量的累积值能够复位。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高。接着，如基于图3说明的那样，气体控制装置9包括气体检查开关117 (相当于操 作部件)。若被切换为0N，则气体检查开关117对控制电路105输出信号。该信号相当于 用于指示对电极提供的保护气体的调整的信号。若被输入该信号，则控制电路105对气阀 107、焊接机5的气阀56输出控制信号，打开两个气阀。此时，用户U能够手动或者操作操 作单元来调整气阀107或者气阀56的气体流量。此外，若被切换为OFF，则气体检查开关 117对控制电路105输出信号。该信号相当于用于指示对电极提供的保护气体的调整结束 的信号。若被输入该信号，则控制电路105对气阀107、焊接机5的气阀56输出控制信号， 关闭两个气阀。根据室内和室外的不同或风较强的天气等的进行焊接的环境，即使设定相同的焊 接电流，所需的气体量也会变化。例如，在风较强的状态下，还存在气体流动从而电极接触 到空气的顾虑，需要提供更多的气体。在图1所示的以往的结构中，由于在焊炬开关31为OFF的状态下，焊接机5的气 阀56成为关闭的状态，所以不会流过气体。因此，为了调整气体流量，将焊炬开关ON来调 整气体流量。焊接机包括为了防止危险而在焊炬开关成为ON之后经过一定时间(例如， 3秒)就停止电源的安全机构。因此，需要在该一定时间内进行气体流量的调整。但是，在 高处进行焊接作业的情况等，存在即使产生电弧安全的地方和储气瓶之间的距离较远的情 况，确认气体量烦杂。此外，存在尽管根据情况而不能充分地确认气体量，也会超过一定时 间的情况，必需将该作业重复数次。此外，存在在强风之中等环境比较恶劣的地方不能进行 焊接本身，所以在气体流量的调整时保护气体或电费或时间被浪费的情况。针对这样的问题，如上所述那样，气体控制装置9包括气体检查开关117，所以能 够容易进行气体量的调整。此外，在环境恶劣的情况下，用户U能够立即判断不能进行焊接 本身，所以能够防止保护气体或电费或时间被浪费。气体检查开关117可以设置在气体控制装置9的主体，也可以设置在远程控制器 中从而能够远程操作。此外，气阀56或气阀107或气体流量调整器108的气体流量也可以 通过远程控制器来调整。远程控制器和气体控制装置9主体可以通过红外线或电波进行通
12信。通过这样构成，即使在焊接开始时不移动到气体控制装置9所放置的地方，也能够容易 进行气体流量的调整。 在以上的说明中，说明了焊接机5和气体控制装置9为不同体的情况，但两个装置 可以构成为一体。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。如在图10 中所示的焊接机201那样，一体构成为焊接机具有气体控制装置的功能，从而能够减少气 体软管和电缆的使用。此外，能够用一个控制电路来控制装置整体。此外，由于装置成为一 个，所以容易处理。
权利要求
一种保护气体控制装置，控制对焊接装置提供的保护气体的流量，所述焊接装置包括焊炬，具有输出用于指示焊接的开始的焊接开始信号和指示焊接的停止的焊接停止信号的焊炬开关、以及从气体提供源被提供保护气体的电极；焊接电源，对所述电极提供电流，使得若输入所述焊接开始信号则开始通电而使电流上升到焊接电流值为止，以及若输入所述焊接停止信号则降低电流值而停止通电；以及第1气阀，在连接所述焊炬和所述气体提供源之间的气体流路中设置，在输入所述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，所述保护气体控制装置包括第2气阀，在所述气体流路中，在所述第1气阀的所述气体提供源侧串联地设置；气体流量调整部件，在所述气体流路中，与所述第2气阀并联地设置，并且被调整为比所述第2气阀打开时还少的气体流量；电流检测部件，检测对所述焊炬的电极提供的电流；以及控制部件，开关所述第2气阀，从而控制所述保护气体的流量，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，所述控制部件关闭所述第2气阀，在所述电流检测部件检测焊接电流的期间，所述控制部件打开所述第2气阀。
2.如权利要求1所述的保护气体控制装置，在输入焊接开始信号开始到所述电流检测部件检测出焊接电流为止的期间、以及输入 焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，所述控制部件根据所述电流检测部件检测 出的电流值，设定所述气体流量调整部件的气体流量。
3.如权利要求1所述的保护气体控制装置，在从输入焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，所述控制部件根据所述电流 检测部件检测出的电流值变化，逐渐减少所述气体流量调整部件的气体流量。
4.如权利要求1所述的保护气体控制装置，还包括 延迟部件，延迟关闭所述第2气阀的定时。
5.如权利要求4所述的保护气体控制装置，所述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。
6.如权利要求1所述的保护气体控制装置，在从输入焊接停止信号开始到经过一定时间为止的期间，所述控制部件随着时间的经 过而变更所述气体流量调整部件的气体流量。
7.如权利要求1所述的保护气体控制装置，包括显示器，用于显示通过了所述第2气阀的气体的流量、或者累计了该气体的流量的值。
8.如权利要求1所述的保护气体控制装置，连接所述气体提供源和所述焊炬之间的气体流路的直径为Imm至4mm。
9.一种焊接装置，包括焊炬，具有输出用于指示焊接的开始的焊接开始信号和指示焊接的停止的焊接停止信 号的焊炬开关、以及从气体提供源被提供保护气体的电极；焊接电源，对所述电极提供电流，使得若输入所述焊接开始信号则开始通电而使电流上升到焊接电流值为止，若输入所述焊接停止信号则降低电流值而停止通电； 第1气阀，在连接所述焊炬和所述气体提供源之间的气体流路中设置； 第2气阀，在所述气体流路中，在第1气阀的所述气体提供源侧串联地设置； 气体流量调整部件，在所述气体流路中，与所述第2气阀并联地设置，并且被调整为比 所述第2气阀打开时还少的气体流量； 电流检测部件，检测对所述焊炬的电极提供的电流；以及 控制部件，开关所述第1气阀和所述第2气阀，从而控制所述保护气体的流量， 在输入焊接开始信号为止的期间、以及从输入焊接停止信号开始到经过一定时间之后 的期间，所述控制部件关闭所述第1气阀和所述第2气阀，在从输入焊接开始信号开始到所述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，所述控制部件打开所述第1气阀并关 闭所述第2气阀，在所述电流检测部件检测焊接电流的期间，所述控制部件打开所述第1气阀和所述第 2气阀。
全文摘要
提供一种保护气体控制装置和焊接装置，在多个期间综合性地抑制保护气体的消耗量。在连接储气瓶(7)和焊炬(3)的保护气体的气体流路中，串联地连接焊接机的气阀(56)和气体控制装置(9)的气阀(107)。此外，与气阀(107)并联地连接被调整为比气阀(107)打开时还少的气体流量的气体流量调整器(108)。并且，进行以下控制在提前送气之前的期间和事后送气之后的期间，关闭气阀(56)和气阀(107)，在提前送气期间和孤坑期间以及事后送气期间，打开气阀(56)并关闭气阀(107)，在进行焊接的期间(提供焊接电流的期间)，打开气阀(56)和气阀(107)。这样，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。
文档编号G05D7/06GK101850458SQ20091014530
公开日2010年10月6日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年3月31日
发明者大桥正博, 森本猛 申请人:株式会社三社电机制作所