JPH04266484A - アーク溶接用給電装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接ワイヤを用いるア
ーク溶接の給電装置に関し、とくに給電チップの摩耗を
減少させるようにした給電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】給電チップの材料には、安価で加工が容
易な銅が一般的に使用されている。ただし、銅チップで
は、大溶接電流、小接触面積による抵抗発熱により溶接
ワイヤと溶着するほど高温になり、耐摩耗性が小で、寿
命が短かい。また、給電チップの高温下における耐摩耗
性を向上させるために、硬い導電セラミックスで給電チ
ップを作製したり（実開昭６２−７７６７１号公報）、
給電チップの溶接ワイヤ摺動接触面に、耐酸化性のある
合金層を拡散浸透により形成する（実公昭５１−２１０
８１号公報）提案もなされている。しかし、導電セラミ
ックスの場合は脆いので高温使用下で亀裂が生じたり、
合金層の場合はチップ基体との熱膨張差によって剥離が
生じたりして、大きな耐摩耗向上効果は得られない。す
なわち、従来のような耐熱性の材料を適用する対策では
、実用化が困難であった。

【０００３】そこで、溶接電流が流れたときに吸熱作用
を生じる材料を給電チップに適用して、給電チップの溶
接ワイヤへの給電面自体の温度をさげて、給電チップの
摩耗を対策する技術が先に本出願人より提案されている
（実願平１−１４６４９５号）。この技術は、給電チッ
プの溶接ワイヤが接触する給電面の全部または一部が、
純白金に対する熱起電力が０°Ｃ以上で負となる導電材
で構成されている。したがって、溶接電流が給電チップ
から溶接ワイヤに流れるときに、給電面にペルチェ効果
による吸熱現象によって、熱起電力と電流の積として算
出される熱量の吸熱が行なわれ、給電面の温度が従来よ
りもさがり、摩耗が著しく低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような給電チップを用いた溶接は、特定の溶接電源を用
いた条件では顕著な効果が期待できるが、溶接電源が変
更になると、問題が生じる。すなわち、逆極性（溶接ト
ーチ側が正極で母材側が負極である場合）に合わせて給
電チップの材質を選択し、この給電チップを用いて正極
性（溶接トーチ側が負極で母材側が正極である場合）で
溶接を行なった場合には、溶接ワイヤと給電チップの接
触面（給電面）が異常に発熱し、一般的なクロム銅から
なる給電チップよりも摩耗が却って著しくなる。同様に
、正極性に合わせて給電チップの材質を選択し、この給
電チップを用いて逆極性で溶接を行なった場合には、上
述と同様に給電面が異常に発熱し、摩耗が著しくなると
いう問題が生じる。このように、従来技術では、特定の
溶接電源に対する給電チップの選択を適宜行ない、この
溶接電源と給電チップをペアで使用する場合は給電チッ
プの摩耗を著しく減少させることが可能であるが、給電
チップの材質に対する溶接電源の相性が悪いと、却って
給電チップの摩耗が悪化する。したがって、正極性溶接
、逆極性溶接、交流溶接のいずれの場合でも、給電チッ
プの摩耗を減少させることが望まれる。

【０００５】本発明は、上記の問題に着目し、正極性溶
接、逆極性溶接、交流溶接のいずれの場合でも、給電チ
ップの摩耗を低減することが可能なアーク溶接用給電装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係るアーク溶接用給電装置は、溶接ワイヤが接触される
給電チップの給電面を、該溶接ワイヤよりも熱起電力の
高い正極性給電部材と、該溶接ワイヤよりも熱起電力の
低い逆極性給電部材とから構成し、前記正極性給電部材
を、前記給電チップに向って流れる溶接電流の流れのみ
を阻止する第１の整流素子を介して溶接電源のトーチ出
力端子側に接続し、前記逆極性給電部材を、前記給電チ
ップに向って流れる溶接電流の流れのみを許容する第２
の整流素子を介して溶接電源のトーチ出力端子側に接続
したものから成る。

【０００７】

【作用】このように構成されたアーク溶接用給電装置に
おいては、給電チップの正極性給電部材は第１の整流素
子を介して溶接電源のトーチ出力端子側に接続されるの
で、溶接電源のトーチ出力端子側が正極（プラス）の時
だけ正極性給電部材に溶接電流が流れる。また、給電チ
ップの正極性給電部材は第２の整流素子を介して溶接電
源のトーチ出力端子側に接続されるので、溶接電源のト
ーチ出力端子側が負極（マイナス）の時だけ逆極性給電
部材に溶接電流が流れる。このように、第１、２の整流
素子によって給電面に発熱を生じさせる溶接電流の流れ
が阻止される。したがって、給電チップの各給電部材に
溶接電流が流れる時には吸熱作用のみが発生し、給電チ
ップの摩耗を減少させることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係るアーク溶接用給電装置
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１は
、本発明の一実施例を示している。図中、１は溶接電源
としての溶接トランスを示している。溶接トランス１は
、トーチ出力端子２と母材出力端子３とを有している。 一方、給電チップ４の中心部には、溶接ワイヤ５が挿通
されており、溶接ワイヤ５は送給ローラ（図示略）によ
って連続的に送り出され、母材６に向うようになってい
る。給電チップ４の溶接ワイヤ５と接触される給電面は
、正極性給電部材４ａと逆極性給電部材４ｂとから構成
されている。正極性給電部材４ａは、溶接ワイヤ５より
も熱起電力の高い材質、たとえばクロメルやモリブデン
等の材質からなっている。逆極性給電部材４ｂは、溶接
ワイヤ５よりも熱起電力の低い材質、たとえば純白金等
の材質からなっている。

【０００９】図２は、各種材料の熱起電力の特性を示し
ており、図に示すようにクロメル、モリブデンは鉄系金
属である溶接ワイヤよりも熱起電力が大となっている。 逆に白金は溶接ワイヤよりも熱起電力が小となっている
。給電チップ４の正極性給電部材４ａと逆極性給電部材
４ｂは、直接接触しないように絶縁体を介して一体とす
ることが望ましいが、両者が接触しても接触面の抵抗に
よって溶接電流の分流の影響は僅かであり、実質的にこ
の影響は無視できる。

【００１０】給電チップ４の正極性給電部材４ａは、第
１の整流素子７が介装された電力ケーブル９を介して溶
接トランス１のトーチ出力端子２に接続されている。第
１の整流素子７は、溶接トランス１のトーチ出力端子２
から給電チップ４に向って流れる溶接電流の流れのみを
阻止する機能を有している。第２の整流素子８は、溶接
トランス１のトーチ出力端子２から給電チップ４に向っ
て流れる溶接電流の流れのみを許容する機能を有してい
る。つまり、第２の整流素子８は、溶接トランス１の母
材出力端子３から電力ケーブル１１を介して給電チップ
４に向う溶接電流の流れのみを阻止する機能を有する。 第１の整流素子７と第２の整流素子８は、同一機能を有
するものであり、単に使用する際の接続方向を互いに逆
向きにしたものである。第１の整流素子７と第２の整流
素子８は、たとえば大容量のダイオードから構成される
。

【００１１】本実施例では、溶接トランス１のトーチ出
力端子２と接続される電力ケーブル９の途中に、第２の
整流素子８が介装された電力ケーブル１０を接続するよ
うにしたが、それぞれの電力ケーブル１０をトーチ出力
端子２と接続する構成としてもよい。また、第１の整流
素子７と第２の整流素子８は、各電力ケーブル９、１０
の途中に介装される構成としたが、この第１、第２の整
流素子７、８を溶接トーチ内または溶接トランス１内に
組込む構成としてもよい。

【００１２】つぎに、上記のアーク溶接用給電装置にお
ける作用について説明する。まず、逆極性による溶接の
場合について説明する。逆極性の場合は、給電チップ４
が正極（プラス）側とされ、母材６が負極（マイナス）
側とされる。この場合は、溶接電流は実線で示す矢印Ａ
方向に流れ、アーク１５の発生によって溶接ワイヤ５が
溶融され、母材６の接合部が溶接される。ここで、給電
チップ４の正極性給電部材４ａに溶接電流が流れないの
は、第１の整流素子７によって溶接電流の流れが阻止さ
れるからである。したがって、逆極性の場合は、第２の
整流素子８が介装された電力ケーブル１０のみを介して
給電チップ４の逆極性給電部材４ｂに溶接電流が流れ、
この溶接電流は逆極性給電部材４ｂの給電面を介して溶
接ワイヤ５に流れる。これにより、逆極性給電部材４ｂ
の給電面と溶接ワイヤ５との間においてはペルチェ効果
による吸熱作用が生じる。

【００１３】正極性の場合は、給電チップ４が負極（マ
イナス）側とされ、母材６が正極（プラス）側とされる
。この場合は、溶接電流は破線で示す矢印Ｂ方向に流れ
、アーク１５の発生によって溶接ワイヤ５が溶融され、
母材６の接合部が溶接される。ここで、給電チップ４の
逆極性給電部材４ｂに溶接電流が流れないのは、第２の
整流素子８によって溶接電流の流れが阻止されるからで
ある。したがって、正極性の場合は、第１の整流素子７
が介装された電力ケーブル９のみを介して給電チップ４
の正極性給電部材４ａに溶接電流が流れ、この溶接電流
は正極性給電部材４ａの給電面を介して溶接ワイヤ５に
流れる。これにより、正極性給電部材４ａの給電面と溶
接ワイヤ５との間においてはペルチェ効果による吸熱作
用が生じる。なお、交流溶接の場合は、正極性と逆極性
とが周期的に変化する場合と同じことになり、この場合
も、問題となる溶接電流の流れは阻止され、上述と同様
に正極性給電部材４ａおよび逆極性給電部材４ｂのいず
れにおいても、吸熱作用が得られる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアー
ク溶接用給電装置によるときは、給電チップの給電面を
正極性給電部材と逆極性給電部材とから構成し、第１の
整流素子および第２の整流素子によって正、逆性給電部
材を流れる溶接電流の流れ方向を規制するようにしたの
で、正極性溶接、逆極性溶接、交流溶接のいずれの場合
でも、給電チップの各正、逆性給電部材の給電面と溶接
ワイヤとの間に吸熱作用を生じさせることができる。し
たがって、給電面における発熱による給電チップの摩耗
を大幅に減少させることができ、給電チップの交換頻度
を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアーク溶接用給電装置
の系統図である。

【図２】各種材料の熱起電力を示す特性図である。

【符号の説明】

１　　溶接電源（溶接トランス） ２　　トーチ出力端子 ４　　給電チップ ４ａ　　正極性給電部材 ４ｂ　　逆極性給電部材 ５　　溶接ワイヤ ６　　母材 ７　　第１の整流素子 ８　　第２の整流素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶接ワイヤが接触される給電チップの
   給電面を、該溶接ワイヤよりも熱起電力の高い正極性給
   電部材と、該溶接ワイヤよりも熱起電力の低い逆極性給
   電部材とから構成し、前記正極性給電部材を、前記給電
   チップに向って流れる溶接電流の流れのみを阻止する第
   １の整流素子を介して溶接電源のトーチ出力端子側に接
   続し、前記逆極性給電部材を、前記給電チップに向って
   流れる溶接電流の流れのみを許容する第２の整流素子を
   介して溶接電源のトーチ出力端子側に接続したことを特
   徴とするアーク溶接用給電装置。