JPH032587B2

JPH032587B2 -

Info

Publication number: JPH032587B2
Application number: JP12788385A
Authority: JP
Inventors: Shigetomo Matsui; Shigeru Nakayama; Koichi Okada
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1991-01-16
Also published as: JPS61286075A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はガスシールドアーク溶接用ノズルに
関するものであつて、特にその耐久性と溶接の作
業性とが改善されたガスシールドアーク溶接用ノ
ズルに係る。

（従来の技術及びその問題点）従来より用いられているガスシールドアーク溶
接用ノズルは、金属（銅）によつて一体に形成さ
れたもので、溶接トーチの先端部に螺着して使用
するものである。

このガスシールドアーク溶接用ノズルにおいて
は、使用中にノズル先端部が摩耗することが原因
となつて、溶接スパツタが付着し易くなり、スパ
ツタ除去のために溶接作業を中断したり、強固に
付着したスパツタの除去に多大の労力を要すると
いう欠点がある。しかも、付着したスパツタによ
つて溶接チツプとノズルの間がブリツジされ、溶
接作業中にノズルが被溶接物に接触することによ
つて、溶接チツプと被溶接物とがノズルを介して
短絡し、ノズルはもちろんのことトーチ本体まで
損傷してしまうという不具合を招いていた。この
ことは、機器の損傷による経済的損失という欠点
を招くと共に、作業者が、溶接作業中に、上記の
ような短絡現象を常に配慮しながら作業を行なわ
なければならないという心理的な圧迫を招く要因
ともなつている。

また、近年急速にその適用の拡大が進められて
いるロボツト等による自動溶接においても、長時
間にわたつて連続作業を行うという観点から、上
記のようなノズルへのスパツタの付着や、これに
伴う機器の損傷を防止するということは重要な技
術的課題の一つとなつている。

上記のような欠点を防止するために、ガスシー
ルドアーク溶接用ノズル全体をセラミツクス等の
非導電性材料によつて形成することも考えられる
が、セラミツクスは、周知のように、ノツチ等が
ある場合には破損し易い材料であるために、この
材料を用いて従来と同様な形状のガスシールドア
ーク溶接用ノズルを形成しても、これをそのまま
実用に供することはきわめて困難であると考えら
れる。

そこで本出願人は、先の出願（特願昭58−
200573号）にて、溶接トーチの先端部に支持リン
グを螺着すると共に、この支持リングの先端部に
係合突部を有する把持爪部を形成し、一方セラミ
ツクス製のノズル部材の一端外周部には凹溝を周
設し、上記凹溝内に係合突部を嵌入させることに
よつてノズル部材を溶接トーチに固定する構造の
溶接用ノズルを提案した。

この溶接用ノズルによれば上記欠点を解消し得
るものの、上記のような凹凸嵌合を利用する関係
上、ノズル部材に高い寸法精度が要求されるた
め、その機械加工に多大の時間を要し、その結
果、ノズル部材が高価なものになつてしまうとい
う欠点が生じている。

この発明は上記に鑑みなされたもので、その目
的は、スパツタが付着しにくく、またその剥離性
が良好で、上記のような短絡現象を防止すること
のでき、しかも安価に製造することのできるガス
シールドアーク溶接用ノズルを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明のガスシールドアーク溶接用ノ
ズルは、第１図に示すように、溶接トーチ１の先
端部に装着される支持リング２と、支持リング２
の先端側に装着される筒状のノズル部材３と、ノ
ズル部材３を支持リング２に固定するために支持
リング２とノズル部材３との外周部に配置される
保持リング４とを有している。上記ノズル部材３
はセラミツクス等の非導電性材料によつて形成さ
れたものであつて、その一端側に径方向外方への
突部８、例えばリングバネを有している。また上
記保持リング４はその内周部に上記突部８と係合
する係合面９を有している。また上記支持リング
２はその外周部に基端方向に向く段部１２を有し
ている。そして第２図のように、上記保持リング
４には、上記係合面９をを上記突部８に係合させ
た状態において、上記段部１２よりも基端側の位
置において径方向外方へと嵌入して上記段部１２
と係合する押圧変形部１３が形成され、この変形
部１３によつて、上記保持リング４が上記支持リ
ング２に固定され、この保持リング４によつてノ
ズル部材３を支持リング２に固定している。

（作用）上記のようにノズル部材３を用い、このノズル
部材３をセラミツクス等の非導電性材料にて形成
してあるので、スパツタは付着しにくく、その剥
離性も良好なものとなり、またチツプと被溶接物
との短絡現象を防止することが可能となり、ガス
シールドアーク溶接用ノズルの耐久性を向上する
ことが可能となる。しかもノズル部材３を被溶接
部材に接触させた状態で溶接を行うことが可能と
なるので、風の影響によるシールド不良を防止で
き、かつアーク長を常に一定に保持できることに
なり、このため溶接作業能率を向上することが可
能となる。

さらに、上記のような構造を採用したため、ノ
ズル部材３に高い寸法精度が要求されることがな
く、ノズル部材３ひいては溶接用ノズル全体を安
価に提供することが可能となる。またこの場合、
支持リング２と保持手段４とは、ノズル部材３の
突部８に保持手段４の係合面９を係合させた状態
で互いに固定されているので、支持リング２、ノ
ズル部材３及び保持手段４の全体を一個の部品と
して取り扱うことができることとなり、ノズル交
換作業等に便利である。

また上記のように保持リング４に押圧変形部１
３を形成することによつて、保持リング４を支持
リング２に固定すると共に、ノズル部材３を固定
するようにしてあるので、スポツト溶接等による
上記固定作業を容易に行え、しかもノズル部材３
を確実に固定することが可能となる。

（実施例）次ぎにこの発明のガスシールドアーク溶接用ノ
ズルの具体的な実施例につき図面を参照しつつ詳
細に説明する。

第１図及び第２図において、１は溶接トーチで
あつて、その先端部には支持リング２が螺着され
る。この支持リング２の先端部には筒状のノズル
部材３が装着されると共に、支持リング２の外周
部には保持リング４が固着されている。

上記支持リングは２は、その基端側の内周部に
ねじ部５が設けられており、このねじ部５が溶接
トーチ１の先端部に螺着されている。また上記支
持リング２の先端部には、その軸方向へ向かう支
持段部６が形成されており、この支持段部６内に
上記ノズル部材３の一端側が嵌入されている。な
おこの支持段部６は、場合によつてはその形成を
省略し、支持リング２の先端面に、ノズル部材３
の端面を当接させた状態で保持するようにしても
よい。また上記支持リング２の基端側の位置に
は、凹溝１４が周設されているが、この凹溝１４
は、基端方向に向く段部１２を形成するためのも
のである。なおこの段部１２の役割については、
後述する。

上記ノズル部材３は、筒状の部材であつて、そ
の両端部近傍における外周部には凹溝７，７がそ
れぞれ周設されている。そしてこのうち一方の凹
部７内にはリングバネ８が嵌入されており、この
リングバネ８が後記する係合面の係合する突部と
なされている。このノズル部材３を形成するに
は、セラミツクス等の非導電性材料を用いる訳で
あるが、中でもSi₃N₄及びそれを主体とするセラ
ミツクスは、高温強度、耐摩耗性及び耐熱衝撃性
のすぐれた材料であり、ノズル部材３の材料とし
て特に好ましいものであることを確認している。
なお、上記Si₃N₄等と共に、Al₂O₃製のノズル部
材３を用いたテストも行つたが、スパツタ付着
量、スパツタの剥離性ともに、Si₃N₄等製のノズ
ル部材３がはるかに優れていることを確認した。

上記保持リング４は、その先端部の内周面にテ
ーパ状の係合面９を形成されている。この係合面
９は、その先端側ほど径方向内方へと傾斜するよ
うに形成されたものであつて、上記したリングバ
ネ８と係合する部分となる。

なお、上記支持リング２及び保持リング４を形
成する材料としては、種々のものを用いることが
可能であるが、加工性が良好でしかも溶接トーチ
本体側からノズル部材３を有効に冷却し得る程度
に熱伝導が良好であるという点において、銅、黄
銅等の銅系材料が特に適している。

上記ガスシールドアーク溶接用ノズルは、次の
ような手順で組立てる。まず支持リング２の先端
部に設けられた支持段部６内にノズル部材３の一
端部を嵌入する。そしてこの状態で支持リング２
の外周部に保持リング４を嵌入する。そして保持
リング４の係合面９をリングバネ８に係合させる
と共に、保持リング４を支持リング２側へと押動
し、ノズル部材３の基端部を支持リング２の支持
段部６に押し付けた状態において、上記凹溝１４
の位置において上記保持リング４の外周部の相対
向する位置を径方向の内方へと押圧し、押圧変形
部１３，１３を形成するのである。この押圧変形
作業は、スポツト溶接によるのが好ましいが、そ
れは、上記保持リング４の支持リング２への固定
が、上記押圧変形部１３の段部１２への係合と、
上記スポツト溶接による溶着との両者によつて行
えることとなり、上記ノズル部材３の確実な固定
が行えるためである。なお上記押圧変形部１３
は、上記スポツト溶接法以外の方法によつても形
成可能であるし、形成する変形部１３の数も任意
である。そして上記のように支持リング２、ノズ
ル部材３及び保持リング４の全体が固定されたも
のを、溶接トーチ１に取着して使用するのであ
る。

上記のような溶接用ノズルにおいては、その先
端部にセラミツクス製のノズル部材３を配置して
あるので、スパツクが付着しにくく、また付着し
ても剥離製が良好であり、さらにチツプと被溶接
物との間の短絡現象を防止することができ、溶接
用ノズルの耐久性を向上することが可能となる。
しかもノズル部材を被溶接部材に接触させた状態
で溶接を行うことが可能となるので、風の影響に
よるシールド不良を防止でき、かつアーク長を常
に一定に保持できることになるので、溶接作業能
率を向上することが可能となる。

また上記のような取着構造を採用したために、
従来のようにノズル部材３に高い寸法精度が要求
されることがなく、機械加工が容易となり、ノズ
ル部材３、ひいては溶接用ノズルを安価に提供す
ることが可能となる。また上記のように各リング
２，４及びノズル部材３を一体的に固着してある
ので、全体を１個の部品として取り扱うことが可
能となり、作業上便利である。

また上記のように、保持リング４に押圧変形部
１３を形成することによつて保持リング４を支持
リング２に固定すると共に、ノズル部材３を固定
するようにしてあるので、スポツト溶接等による
上記固定作業を容易に行え、しかもノズル部材３
を確実に固定することが可能となる。

第３図ないし第６図に段部１２の形成構造の変
更例を示す。第３図は支持リング２の基端側に径
小部１５を設けることにより段部１２を形成した
例を、第４図は断面円弧状の凹溝１６を周設する
ことにより段部１２を形成した例を、第５図は段
部１２をテーパ状に形成した例を、また第６図は
支持リング２の外周部に突部１７を周設すること
によつて段部１２を形成した例をそれぞれ示して
いる。なおこの段部１２の形成構造は上記に限定
されるものではなく、要は押圧変形部１３の抜け
出しを防止し得るものであればよい。また上記の
ように支持リング２の全周にわたつて段部１２を
形成したのは、支持リング２の加工を容易にする
ためであつて、押圧変形部１３を設ける位置にの
み段部１２を形成してもよい。

第７図にアーク溶接用ノズルの他の実施例を示
す。この実施例においては、ノズル部材３の基端
部と支持リング２の段部６との間に、シリコンゴ
ム、板バネ等の弾性体１０を介設し、この弾性体
１０によつて上記ノズル部材３の支持をより一層
確実に行うと共に、各部寸法誤差をこの弾性体１
０つて吸収し得るようにしたものである。なお他
の部分は上記第１実施例と同様であるため、同一
の部分に同一の符合を付してその説明を省略す
る。なお上記各実施例においては、リングバネを
用いて突部８を形成する例を示しているが、これ
はノズル部材３の加工を容易化するためであつ
て、場合によつては、第８図に示すように、ノズ
ル部材３に一体的に突部８を形成することもあ
る。また第９図に示すようにノズル部材３の外周
部をテーパ状に形成し、このテーパ状の外周部を
突部８として利用することもできるし、第１０図
に示すようにノズル部材３の一端部に、テーパ部
１１を有する突部８を一体的に形成してもよい。
さらに上記における係合面９はいずれもテーパ状
に形成してあるが、これはノズル部材３をその周
囲から径方向内方へも押圧することにより、その
軸心位置を定めるためであつて、上記係合面９
を、ノズル部材３の軸心と直交する平面に形成す
ることも勿論可能である。

（発明の効果）この発明のガスシールドアーク溶接用ノズルに
おいては、上記のようにノズル部材としてセラミ
ツクス等の非導電性材料を用いたものであるた
め、スパツタが付着しにくく、その剥離性も良好
なものとなり、またチツプと被溶接物との間の短
絡現象を防止することが可能となり、その結果、
ガスシールドアーク溶接用ノズルの耐久性を向上
することが可能となる。しかも上記のように非導
電性材料を用いていることから、ノズル部材を被
溶接部材に接触させた状態で溶接を行うことが可
能となるので、風の影響によるシールド不良を防
止でき、かつアーク長を常に一定に保持できるこ
とになるので、溶接作業能率を向上することが可
能となる。なお、この発明のガスシールドアーク
溶接用ノズルの平均耐用期間は、従来のノズルの
数倍以上に達することを確認している。

またノズル部材側の突部に保持リング側の係合
面を係合させ、この状態で支持リングと保持リン
グとを固定する構造であるため、ノズル部材には
従来のように高い寸法精度が要求されることには
なく、機械加工が容易となり、そのためノズル部
材、ひいては溶接用ノズルを安価に提供すること
が可能となる。しかもこの場合、支持リング、ノ
ズル部材及び保持リングが互いに固定されている
ために、その全体を１個の部品として取り扱える
ことになり、ノズル交換作業等に便利である。

また上記のように、保持リングに押圧変形部を
形成することによつて、保持リングを支持リング
に固定すると共に、ノズル部材を固定するように
してあるので、スポツト溶接等による上記固定作
業を容易に行え、しかもノズル部材を確実に固定
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のガスシールドアーク溶接用
ノズルの一実施例の一部切欠分解斜視図、第２図
はその中央縦断面図、第３図ないし第６図はそれ
ぞれ段部の形成構造の変更例を示す断面図、第７
図は上記ノズルの変更例を示す要部の縦断面図、
第８図ないし第１０図はそれぞれ突部の変更例を
示す要部の縦断面図である。１……溶接トーチ、２……支持リング、３……
ノズル部材、４……保持リング、７……凹溝、８
……突部、９……係合面、１２……段部、１３…
…押圧変形部。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶接トーチの先端部に装着される支持リング
と、支持リングの先端側に装着される筒状のノズ
ル部材と、上記ノズル部材を支持リングに固定す
るため支持リングとノズル部材との外周部に配置
される保持リングとを有し、上記ノズル部材はセ
ラミツクス等の非導電性材料によつて形成された
ものであつて、その一端側には径方向外方への突
部を有し、上記保持リングはその内周部に上記突
部と係合する係合面を有し、また上記支持リング
はその外周部に基端方向に向く段部を有し、さら
に上記保持リングには、上記係合面を上記突部に
係合させた状態において、上記段部よりも基端側
の位置において径方向内方へと嵌入して上記段部
と係合する押圧変形部が形成され、この変形部に
よつて上記保持リングが上記支持リングに固定さ
れていることを特徴とするガスシールドアーク溶
接用ノズル。