JPH0428698Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はガスシールドアーク溶接用トーチに係
り、特に溶接ワイヤを溶接電流の給電に先立つて
予熱せしめて、有利に溶接速度の向上及び溶込み
量の減少などを図り得るようにした、コンパクト
で且つ構造が簡素なガスシールドアーク溶接用ト
ーチに関するものである。

（背景技術） 従来から、溶接トーチの先端部に配した溶接用
給電チツプを通して溶接ワイヤを送出すると共
に、かかるワイヤに溶接電流を給電して、該ワイ
ヤと所定の母材との間にアークを発生させ、その
アークによつて母材を溶接する一方、この溶接用
給電チツプを取り囲む状態で設けた筒状のノズル
から、母材の所定の溶接個所に向かつて、炭酸ガ
ス（CO₂）やアルゴン等のシールドガスを噴出す
るようにしたガスシールドアーク溶接は、高い信
頼性を有し、また操作が簡便であること等から広
く用いられているが、特に近年においては、その
溶接速度向上の要求が、ますます強くなつてきて
いる。

ところで、かかる溶接速度向上のための手段と
しては、先ず、溶接電流または溶接ワイヤにおけ
る溶接用給電チツプからの突出し長さ若しくはそ
れらの双方を増大させることによつて、溶接電流
による抵抗発熱にて予熱される溶接ワイヤの熱容
量を上げ、その溶着量を増大させることが考えら
れるが、良く知られているように、溶接電流が大
きくなると、電磁アーク力が増大するために溶込
み深さが増し薄肉の溶接物の場合には溶け落ちて
しまうといつた問題が惹起されることとなるので
あり、一方溶接ワイヤの突出し長さが長くなる
と、アーク不安定を生じたり、溶接作業中にワイ
ヤに曲がりが生じて、溶接ビードが蛇行し易くな
るために、溶接品質が悪くなるといつた問題が惹
起されるのである。

そこで、他の手段として、かかる溶接ワイヤに
対して予熱電流を給電せしめて、該溶接ワイヤを
溶接電流の給電前に通電加熱（予熱）せしめるこ
とが考えられるが、このような手法を実施するに
際しては、溶接トーチの構造が大型化し、また複
雑となるために、未だ実用段階に至つていないの
が現状であつた。

（解決手段） ここにおいて、本考案は、上述の如き事情を背
景として為されたものであつて、その目的とする
ところは、溶接ワイヤを溶接電流の給電前に予熱
せしめることにより、溶接速度の向上や溶込み量
の減少などを図ることができるようにすると共
に、コンパクトで且つ構造が簡素なガスシールド
アーク溶接用トーチを提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本考案
の特徴とするところは、先端部に配した溶接用給
電チツプを通しで溶接ワイヤを送出すると共に、
該ワイヤに溶接電流を給電して、該ワイヤと所定
の母材との間にアークを発生させ、そのアークに
よつて該母材を溶接する一方、前記溶接用給電チ
ツプを取り囲む状態で設けた筒状のノズルから前
記母材の溶接個所に向かつてシールドガスを噴出
するようにした、前述の如きガスシールドアーク
溶接用トーチにおいて、その溶接用給電チツプの
基部側に、それぞれワイヤ給送孔を有する絶縁ブ
ツシユ及び予熱用給電チツプを順次直列に接続す
ると共に、該予熱用給電チツプに接続されてトー
チ基部側に所定長さで延びる第一の給電スリーブ
を設け、更に該第一の給電スリーブの径方向外側
に、絶縁スリーブを介して、前記溶接用給電チツ
プに接続される第二の給電スリーブを同心的に設
けて、該第二の給電スリーブを通じて前記溶接用
給電チツプに溶接電流を導くようにする一方、か
かる第一及び第二の給電スリーブを通じて前記予
熱用給電チツプ及び溶接用給電チツプに予熱電流
を導くことにより、前記予熱用給電チツプ並びに
絶縁ブツシユの孔内を経て前記溶接用給電チツプ
の孔内に給送される前記溶接ワイヤを、該予熱用
給電チツプと溶接用給電チツプとの間において通
電加熱せしめるようにしたことにある。

（考案の効果） 従つて、このような本考案に従う構造とされた
ガスシールドアーク溶接用トーチにあつては、溶
接用ワイヤが、溶接電流の給電に先立つて、予熱
用給電チツプと溶接用給電チツプとを介して給電
せしめられる予熱電流によつて通電加熱（予熱）
されることとなるところから、溶接電流や溶接ワ
イヤの突出し長さを増大させることなく、溶接ワ
イヤの熱容量を上げ、その溶着量を増大させるこ
とが可能となるのであり、それ故溶込み深さの増
大や溶接ビードの蛇行などによる溶接品質の低下
を招くことなく、溶接速度の向上が有利に達成さ
れ得ることとなるのである。

そして、本考案に係るガスシールドアーク溶接
用トーチにあつては、それら予熱用給電チツプや
溶接用給電チツプに導かれる予熱電流並びに溶接
電流が、トーチ本体内において互いに同心的に配
された、所定長さでトーチ基部側に延びる第一及
び第二の給電スリーブを介して、導かれるように
なつているところから、トーチのコンパクト化及
び構造の簡素化が極めて有利に図られ得るのであ
る。

（実施例） 以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案の一実施例について、図面を参照しつ
つ、詳細に説明することとする。

先ず、第１図には、本考案に従う構造とされた
ガスシールドアーク溶接用トーチの縦断面図が示
されている。この図において、１０は、銅合金等
の導電性材料にて形成され、トーチ先端部に配さ
れた溶接用給電チツプであり、それぞれ溶接用ワ
イヤの送出孔１２を有する基部１４と先端部１６
とが、同心的に且つ取り外し可能に螺合せしめら
れることによつて、構成されている。

そして、この溶接用給電チツプ１０の基部側に
は、ワイヤ給送孔１８を有する略厚肉円筒形状の
絶縁ブツシユ２０と、同じくワイヤ給送孔２２を
有する略厚肉円筒形状の予熱用給電チツプ２４と
が、それぞれのワイヤ送出孔乃至は給送孔１２，
１８，２２が連通せしめられてなる状態で、直列
形態をもつて順次配列、接続されている。

ここにおいて、本実施例にあつては、溶接用給
電チツプ１０における基部１４及び先端部１６に
設けられたワイヤ送出孔１２，１２は、それぞ
れ、その部材中心軸から所定距離（α）だけ偏心
した位置において形成されており、そしてそれら
基部１４と先端部１６とが、それぞれのワイヤ送
出孔１２，１２が同心上に連通せしめられるよう
に螺合されることによつて溶接用給電チツプ１０
が構成されている。そして、それによつて、第２
図に示されている如く、かかる溶接用給電チツプ
１０のワイヤ送出孔１２に対して、絶縁ブツシユ
２０のワイヤ給送孔１８が所定距離：αだけ偏心
せしめられた状態で配設されているのであり、以
て該絶縁ブツシユ２０のワイヤ給送孔１８内を経
て給送される溶接用ワイヤ５４における、溶接用
給電チツプ１０のワイヤ給送孔１２内面に対する
接触が安定して行なわれ得るようになつているの
である。なお、この偏心距離：αは、使用される
溶接用ワイヤ５４の外径等に応じて設定されるも
のであるが、絶縁ブツシユ２０のワイヤ給送孔１
８内周面が、溶接用給電チツプ１０のワイヤ送出
孔１２内周面に対して、偏心方向に僅かに突出せ
しめられるように設定されることとなる。

また、ここで用いられる絶縁ブツシユ２０に
は、溶接の際に予熱された溶接用ワイヤ或いはア
ーク等によ相当な熱及び熱衝撃を受けると共に、
その給送孔１８内を溶接用ワイヤが連続的に給送
されることとなるところから、優れた耐熱性、耐
熱衝撃性及び耐摩耗性が要求される。そこで、か
かる絶縁ブツシユ２０の形成材料としては、セラ
ミツクスの中でも特にSi₃N₄を主成分とするもの
が好適に採用され、例えばSi₃N₄からなるセラミ
ツクス材料の他、かかるSi₃N₄にAl₂O₃、SiO₂、
ZrO₂、MgO、Y₂O₃、CeO₂、La₂O₃、BN或いは
AlN等の他のセラミツクス材料の少量を配合し
たもの等が用いられることとなる。なお、このよ
うなSi₃N₄を主成分とするセラミツクス体の、高
温下における電気絶縁性については、そのデータ
が一般に知られていないが、かかるセラミツクス
体が、1000〜1200℃の高温下においても、充分な
る電気絶縁性を有していることは、本考案者らに
よつて確認されているところである。

一方、予熱用給電チツプ２４は、導電性材料に
て形成されており、そのワイヤ給送孔２２が前記
絶縁ブツシユ２０のワイヤ給送孔１８と同心的に
接続されている。また、この予熱用給電チツプ２
４には、第１図に示されている如く、その基部側
端部に対して第一の給電スリーブ２６が螺合され
ている。この第一の給電スリーブ２６は、図示さ
れているように、或る程度の長さをもつてトーチ
基部側に延びており、その内孔２８が予熱用給電
チツプ２４のワイヤ給送孔２２に対して直列に且
つ同心的に接続されている。

さらに、この第一の給電スリーブ２６の基部側
端部には、トーチの後部本体を構成する厚肉円筒
形状の筒体３２が一体的に取り付けられている。
この筒体３２には、その外周面上に第一の電極端
子３０が設けられており、該第一の電極端子３０
から入力される電流が、上記第一の給電スリーブ
２６を通じて前記予熱用給電チツプ２４に導かれ
るようになつている。また、その内孔３４が第一
の給電スリーブ２６の内孔２８に対して連通され
ていることによつて、前記予熱用給電チツプ２４
及び絶縁ブツシユ２０のワイヤ給送孔２２，１８
を介して、溶接用給電チツプ１０のワイヤ送出孔
１２先端部から送出せしめられる溶接用ワイヤ５
４が、筒体３２及び第一の給電スリーブ２６の内
孔３４，２８を通じて給送せしめられるようにな
つているのである。

更にまた、第一の給電スリーブ２６に径方向外
方には、その全外周面を覆うように配された絶縁
スリーブ３６を介して、第二の給電スリーブ３８
が同心的に設けられている。この第二の給電スリ
ーブ３８は、その先端側端部が、前記溶接用給電
チツプ１０の基部１４に螺合、接続されていると
共に、その基部側の外周面上には、外周面に第二
の電極端子４０を備えた外筒４３が固着されてお
り、該外筒４３の第二の電極端子４０から入力さ
れる電流が、該第二の給電スリーブ３８を通じて
前記溶接用給電チツプ１０に導かれるようになつ
ている。

一方、これら第二の給電スリーブ３８と外筒４
３との間には、円筒状の密閉空間４２が形成され
ている。また、かかる外筒４３は、その基部側に
おいて、前記密閉空間４２に対するシールドガス
供給口としてのニツプル４４を有していると共
に、先端側には該密閉空間４２内に供給されたシ
ールドガスを外部に吐出するための連通孔４５を
複数個備えている。

また、かかる外筒４３の外周面には、絶縁物た
るインシユレータ４６を介して、取付筒体４８
が、止ネジ５０によつて固着されており、この取
付筒体４８の先端側に、ノズル筒体５２が螺着さ
れていることによつて、該ノズル筒体５２が前記
溶接用給電チツプ１０を取り囲む状態で、その周
囲に位置せしめられている。そして、上記密閉空
間４２内から連通孔４５を介して吐出されるシー
ルドガスが、第二の給電スリーブ３８とノズル筒
体５２との間に形成された筒状空間５６を経て、
ノズル筒体５２の先端部からトーチ外部の溶接箇
所に向かつて噴出されるようになつているのであ
る。なお、第１図中、４７は、シールドガス通路
の気密性を確保するためのＯ−リングである。

従つて、上述の如き構造とされた、本実施例に
おけるガスシールドアーク溶接用トーチにあつて
は、第二の電極端子４０に対して溶接用電源を接
続せしめて溶接用給電チツプ１０に溶接用電流を
導く一方、第一の電極端子３０と第二の電極端子
４０とに対して予熱用電源を接続せしめて、予熱
用給電チツプ２４及び溶接用給電チツプ１０に予
熱用電流を導くことによつて、トーチ内部を給送
せしめられる溶接用ワイヤ５４が、溶接電流の給
電前に、予熱用給電チツプ２４と溶接用給電チツ
プ１０との間において通電加熱（予熱）せしめら
れることとなるのであり、それによつて溶着量が
増大され、以て溶接速度の向上およびそれに伴う
生産性の向上が有利に達成され得ることとなるの
である。なお、かかる予熱用電流量は、溶接速度
や溶接電流量などの溶接条件に応じて、適宜設定
されるものであるが、一般に、溶接用ワイヤを赤
熱状態にまで加熱すると、その強度および剛性が
低下して給送が困難となることから、適切な操作
において、そのような溶接用ワイヤの赤熱状態ま
での加熱は避けるべきである。

また、かかる溶接用トーチいあつては、溶接速
度の向上のために、溶接用ワイヤの突出長さや溶
接電流の増加を伴うものではないことから、溶込
み深さの増大や溶接ビードの蛇行などによる溶接
品質の低下を招くようなことがなく、薄板の溶接
に際しても冷金による補助をすることなく行なう
ことが可能となるのである。

そして、このような溶接用トーチにおいては、
溶接用ワイヤ５４に対して予熱用電流並びに溶接
用電流を給電せしめる予熱用給電チツプ２４及び
溶接用給電チツプ１０に導かれる予熱電流並びに
溶接電流が、互いに同心的に配された、所定長さ
でトーチ基部側に延びる第一及び第二の給電スリ
ーブ２６，３８を介して導かれるようになつてい
るところから、トーチのコンパクト化、軽量化及
び構造の簡素化が極めて有利に図られ得るのであ
る。

また、本実施例における溶接用トーチにあつて
は、前述の如く、絶縁ブツシユ２０が溶接用給電
チツプ１０に対して、それらのワイヤ給送孔乃至
は送出孔１８，１２が、互いに所定距離偏心せし
められた状態で、配されているところから、溶接
用ワイヤ５４に対する溶接用給電チツプ１０の接
触点の所定部位への保持が効果的に為され得るの
であり、それ故溶接電流の給電不良に伴うアーク
の不安定化が極めて有効に防止され得、より良好
な溶接品質を安定して得ることができるのであ
る。

以上、本考案に従う構造とされたガスシールド
アーク溶接用トーチの一実施例について、詳細に
説明してきたが、これは文字通りの例示であつ
て、本考案はかかる具体例にのみ限定して解釈さ
れるものではない。

例えば、前記実施例における溶接用トーチにお
ける溶接用給電チツプ１０は、基部１４と先端部
１６とが取り外し可能に螺合せしめられてなる構
造とされていたが、それらを一体的構造と為すこ
とも可能である。尤も、このような分割構造とす
ることによつて、かかる溶接用トーチの先端部
に、スパツタ等の影響を受けてワイヤの溶着等の
障害が発生したときの対処性が良好となるのであ
る。

また、前記実施例における溶接用トーチにあつ
ては、絶縁ブツシユ２０と溶接用給電チツプ１０
とが、それらのワイヤ給送孔乃至は送出孔１８，
１２が所定距離偏心された状態で配されていた
が、該絶縁ブツシユ２０を、そのワイヤ給送孔１
８が予熱用給電チツプ２４のワイヤ給送孔２２に
対しても偏心された状態で配するようにしても良
く、それによつて溶接ワイヤに対する予熱用電流
の給電の安定化が有効に図られ得ることとなる。
尤も、本考案においては、このうよな絶縁ブツシ
ユ２０の溶接用給電チツプ１０或いは予熱用給電
チツプ２４に対する偏心は、必須の要件ではな
い。

さらに、前記実施例における溶接用トーチにあ
つては、第一及び第二の給電スリーブ２６，３８
に対する予熱電流及び溶接電流の給電が、それぞ
れ、第一及び第二の電極端子３０，４０を介して
為される構造とされていたが、その給電構造は限
定されるものではない。

その他、一々列挙はしないが、本考案は当業者
の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良当を
加えた態様において実施され得るものであり、そ
のような実施態様が、本考案の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、何れも本考案の範囲内に含まれる
ものであることは、言うまでもないところであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例たるガスシールドア
ーク溶接用トーチを示す縦断面図であり、第２図
はかかる溶接用トーチの要部を拡大して示す断面
説明図である。 １０……溶接用給電チツプ、１２……ワイヤ送
出孔、１８，２２……ワイヤ給送孔、２０……絶
縁ブツシユ、２４……予熱用給電チツプ、２６…
…第一の給電スリーブ、２８……内孔、３６……
絶縁スリーブ、３８……第二の給電スリーブ、５
２……ノズル筒体、５４……溶接用ワイヤ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 先端部に配した溶接用給電チツプを通じて溶
   接ワイヤを送出すると共に、該ワイヤに溶接電
   流を給電して、該ワイヤと所定の母材との間に
   アークを発生させ、そのアークによつて該母材
   を溶接する一方、前記溶接用給電チツプを取り
   囲む状態で設けた筒状のノズルから前記母材の
   溶接個所に向かつてシールドガスを噴出するよ
   うにしたガスシールドアーク溶接用トーチにお
   いて、 前記溶接用給電チツプの基部側に、それぞれ
   ワイヤ給送孔を有する絶縁ブツシユ及び予熱用
   給電チツプを順次直列に接続すると共に、該予
   熱用給電チツプに接続されてトーチ基部側に所
   定長さで延びる第一の給電スリーブを設け、更
   に該第一の給電スリーブの径方向外側に、絶縁
   スリーブを介して、前記溶接用給電チツプに接
   続される第二の給電スリーブを同心的に設け
   て、該第二の給電スリーブを通じて前記溶接用
   給電チツプに溶接電流を導くようにする一方、
   かかる第一及び第二の給電スリーブを通じて前
   記予熱用給電チツプ及び溶接用給電チツプに予
   熱電流を導くことにより、前記予熱用給電チツ
   プ並びに絶縁ブツシユの孔内を経て前記溶接用
   給電チツプの孔内に給送される前記溶接ワイヤ
   を、該予熱用給電チツプと溶接用給電チツプと
   の間において通電加熱せしめるようにしたこと
   を特徴とするガスシールドアーク溶接用トー
   チ。 (2) 前記溶接用給電チツプと予熱用給電チツプと
   の間に設けられる絶縁ブツシユが、そのワイヤ
   給送孔が該溶接用給電チツプにおけるワイヤ送
   出孔に対して偏心せしめられた状態において、
   配設されていることを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のガスシールドアーク溶
   接用トーチ。