JPH01249272A - 溶接用非消耗電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＴＩＧ溶接（タングステン電極不活性ガスアー
ク溶接）などのようにタングステン製などの非消耗電極
を使用し、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で、アー
ク発生電極とは別の溶加棒又は溶加ワイヤを使用して行
う溶接法に使用する電極トーチに関し、特に使用中にお
ける電極先端部の消耗、変形による溶接中断とそれに伴
う溶接再開のための研磨などの準備時間を顕著に低減す
ることを可能にする溶接用非消耗電極の構造に関するも
のである。

〔従来の技術］ ＴＩＧ溶接は溶融点が高く溶接アーク部の高温でも消耗
が極めて少なく、しかも熱電子を放出し易いタングステ
ンやタングステンをベースとしトリウムなどを添加した
非消耗電極を使用し、溶接トーチ先端部をアルゴンなど
の不活性ガス雰囲気で保護しながら、アーク発生用の前
記の非消耗電極とは別に、被溶接材に応じた添加棒やワ
イヤーを溶融させて溶接を行うため自動化が行い易いた
め各種の溶接作業に広く使用されている。

現在までＴＩＧ溶接に使用されているトーチは第２図（
Ａ）　、　（Ｂ）に示すような構造のものである。

図中の参照符号１は従来技術によるＴＩＧ溶接用の非消
耗電極であり、図の下端の先細にされた部分が溶接のた
めのアークを発生する部分で、その先端から図でＬ方に
向った所でコレット２により把持され、その外側の符号
３はコレントポデイであり、コレット２の下端の２〜４
個所程度の縦割リスロット７を設けられたテーバ部［第
２図（Ｂ）］　を支えるための内部テーバを付けられ、
前記コレット２に対し長手方向に延在し、前記コレット
２の外周との間に細長い環状空隙を画成してアルゴンな
どの不活性ガスを供給する通路の外壁を構成すると共に
溶接電源の一方の極に接続される。

コレットボディ３の外周は絶縁カバー４で包囲され、そ
の下側端にはコレットボディ３のド端よりさらに下方に
垂下して電極１の外周を包囲すると共に供給される不活
性ガスを側方から囲む空隙９を画成するシールドカップ
６がネジ止めなどにより接続されている。

図で電極ｌの全長のほぼ３分の１以上に相当する部分は
、コレット２の上端より抜は出して上方に突出し、コレ
ット２の上端には電極ｌの下端の突出長を調整した後コ
レットボディ３の先端の内側テーパ孔部と共働して締付
は固定するためのネジと、溶接トーチ全体を覆う役目を
兼ねるキャップ５がフレアトポデイ３の上端のネジ孔に
ねじ込まれている。キャップ５とコレットボディとの間
にはＯリング９°が設けられている。

このような溶接トーチを使用する溶接作業を第２図を参
照して説明する。電極１の突出長を調整した後キャップ
５を締め付けると、コレット２の先端部がコレットボデ
ィ３の下端のテーパ孔部に押し当てられ半径方向に弾性
変形する結果、７１！極を、締め付ける。　不活性ガス
を流入口８から流入させると、シールドカップ６内に導
かれ、溶接部及び電極部に流出しそれらの部分を被覆し
酸化防止が可能となる８“はガス流出口である。コレッ
トボディ３またはコレット２を通じ、給電することによ
り、電極ｌよりアークを発生、持続させ、溶接等の作業
を行う。

〔発明が解決しようとする課題］ 先行技術による消耗電極トーチでは、電極ｌの先端から
コレット２までの距離が長いため、コレット２による冷
却効果が高められない、そのため電極先端部が高温とな
り、消耗し易い。

従って、′ｒＭ、極消耗全消耗するためには、電極先端
部の冷却効果を高める必要がある。

このような点から、本発明はＴＩＧ溶接に使用する非消
耗電極形トーチの寿命適長を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 未発明の溶接トーチでは先端からアークを発生させるタ
ングステンなどの電極を保持するコレットの外周に、コ
レットと一体に電極を繰り出すためのスライダを配置し
、このスライダの外周と最外周の絶縁カバーとの中間に
二重壁構造で冷却水を循環させ得る水冷シャケ−、トの
役目を果す水冷電極（周囲電極）を配置することにより
中心電極の先端部付近な積極的に冷却するようにし、中
心電極の先端部は溶融して半球状になっても水冷の効果
により溶融はそれ以」二進行せず半球状を保ちその後の
急激な消耗を防止するようにして課題を解決した。

［実施例］ 第１図（Ａ）は、本発明の好適な１実施例で、長手軸線
の左半分を断面図で示す正面図である。

図中の符号１はタングステンなどの高融点金属で作られ
アークを形成するための熱電子を発生させる非消耗性の
中心電極である。符号２は中心電極ｌを保持するための
コレットであり、その先端は部分拡大図である８１図（
Ｂ）に示されているように、スリット７により半径方向
に収縮できるように二叉にされている。

コレット２の先端はテーバ状にされてスライダ１７の底
部内面のテーバに係合しその外周はスライダ１７に密接
してキャップ１３を時計回り方向に回転させることによ
り、コレット２は電極１に対して繰り出される。

スライダ１７の外周には、１８．１９．および２０の３
部材が一体に接続されて２重壁構造を形成して水冷ジャ
ケットを兼ねる水冷電極１０が構成され注水０１８を経
由して冷却水が注入される。　水冷゛電極１０は熱伝導
率が高くイオンポテンシャルの高い銅などで構成され、
しかも水冷されているので熱電子はほとんど発生しない
、水冷電極１０の外壁２０の外周には絶縁ボディ１１が
装着され、そのほぼ下半部は外１３２０との間に不活性
ガスを電極１の下半部の周辺に導く細長い環状通路１５
を画成するようになっている。

［作用］ スライダ１７上部のキャップ１３を回すとネジ作用によ
りキャップ１３は軸方向下方に進みコレット２の一ヒ端
は軸方向下方に押圧されてスライダ１７の先端のテーパ
孔に当り、コレット２はその先端部が割られているため
、直径が小となる方向に弾性変形し、電極ｌを固定する
。１８．１９．２０は一体とされた二重パイプ構造にな
っていて、水冷される。

その先端部は中心電極と接触することにより、それを間
接的に水冷する。中心電極は例えば直径がｌａ＋ｍのよ
うに径の細いものを選定する。

端子へ給電し、母材との間にアークを発生、持続させ溶
接を行うと、電極先端部は、細径であるために、溶融は
進行せずその形を保持する、従って、以後電極の急激な
消耗はない。

蒸発による消耗に対しては、ハンドル１２を回すことに
よりスライダごと中心電極が繰り出されるため、充分に
補充することが可能である。

アークを形成するための熱電子は、イオン化ポテンシャ
ルの高い、しかも水冷された銅製の水冷電極の１９から
はほとんど発生せず、専ら中心電極から発生する。交流
溶接において電極側が正極となり母材からの電子衝撃を
受けて発熱するモードでは、水冷電極も正極として作用
し得るため、電極の発熱を抑制することが可能である。

また電極先端が半球状になっても、直径がｌ■程度であ
るため、アークの安定性に対する影響は少なく連続溶接
時間を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）と（Ｂ）は本発明のＴＩＧ溶接用非消耗電
極トーチの好適実施例を示す平断面正面図で、第２図は
従来技術による非消耗電極トーチの概略正面図である。 図面中の符号 １：溶接アーク電極、２：コレット、７：スリット、９
：不活性ガスを囲む空隙、ｌＯ：水冷ｘａｊ、１１：絶
縁ボディ、１２：ハンドル、１３：キャップ、１４：端
子、１５：ガスの瑠状通常、１８：注水口、１７：スラ
イダ、１８、【９．２０：水冷電極構成部材。 代理人　弁理士　後　藤　武　夫 代理人　弁理士　斎　藤　春　弥 代理人　弁理±　１藩　禾　　　礒 （Ａ）　　　第１図 １：溶接アーク電極　　　　　１３：キャ・ノブ２：コ
レツト　　　　　　　　１４：端子７：スリット　　　
　　　　　１５：ガスの環状通路９：不活性ガスを囲む
空隙　　１６：注水口１０：水冷電極　　　　　　　　
１７：スライダ１１：絶縁ボディ　　　１８．１９．２
０　：水冷電極構成部材１２°ハンドル （Ａ） 第２図 （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接トーチの長手軸上に延在してアークを発生させる中
   心電極と、この中心電極を保持するコレットと、このコ
   レットをその外周において把持してコレットと一体に繰
   り出されるスライダと、このスライダの外周に密着して
   前記スライダの前方端を超えて前記中心電極の先端部の
   直前にまで延在し、二重壁構造とされて前記中心電極の
   先端部付近を冷却する水冷ジャケットを構成する水冷電
   極と、この水冷電極の外周に沿って配置され前記中心電
   極の先端からほぼ中央部を覆う部分が不活性ガスの通路
   となる環状空隙を画成する絶縁ボディとを有しているＴ
   ＩＧ溶接用非消耗電極。