JPH0442066Y2 - - Google Patents
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- JPH0442066Y2 JPH0442066Y2 JP1986161456U JP16145686U JPH0442066Y2 JP H0442066 Y2 JPH0442066 Y2 JP H0442066Y2 JP 1986161456 U JP1986161456 U JP 1986161456U JP 16145686 U JP16145686 U JP 16145686U JP H0442066 Y2 JPH0442066 Y2 JP H0442066Y2
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- JP
- Japan
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- melting point
- welding
- contact chip
- coating
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Arc Welding In General (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は溶接ワイヤを用いて溶接するアーク溶
接用コンタクトチツプ、特に高融点金属被覆のア
ーク溶接用コンタクトチツプに関する。
接用コンタクトチツプ、特に高融点金属被覆のア
ーク溶接用コンタクトチツプに関する。
消耗電極である溶接ワイヤを連続的に溶融する
ガスシールドアーク溶接、又はノンガスアーク溶
接方法では、溶接トーチの先端部に取付けられた
コンタクトチツプによつて溶接ワイヤに通電さ
れ、そのワイヤの先端と被溶接物との間にアーク
が発生して、そのアーク熱により溶接ワイヤが溶
けて、溶融金属となり、被溶接物に移行して溶着
する。その際、アークと溶融金属のまわりはシー
ルドガスによつて空気と遮断され、ポロシテイの
発生や溶融金属の酸化等が防止される。
ガスシールドアーク溶接、又はノンガスアーク溶
接方法では、溶接トーチの先端部に取付けられた
コンタクトチツプによつて溶接ワイヤに通電さ
れ、そのワイヤの先端と被溶接物との間にアーク
が発生して、そのアーク熱により溶接ワイヤが溶
けて、溶融金属となり、被溶接物に移行して溶着
する。その際、アークと溶融金属のまわりはシー
ルドガスによつて空気と遮断され、ポロシテイの
発生や溶融金属の酸化等が防止される。
上記アーク溶接方法の中で、ガスシールドアー
ク溶接方法は、被覆アーク溶接に比べ、能率が高
いため、自動又は、半自動溶接装置や溶接ロボツ
トに多く用いられている。
ク溶接方法は、被覆アーク溶接に比べ、能率が高
いため、自動又は、半自動溶接装置や溶接ロボツ
トに多く用いられている。
上記ガスシールドアーク溶接方法の中で、炭酸
ガス溶接はよく用いられる溶接方法であるが、溶
接中スパツターの発生が多く、これが溶接トーチ
先端部の、銅あるいは銅合金製コンタクトチツプ
の先端部や、シールドガスを供給するガスノズル
の先端部に付着し易い。
ガス溶接はよく用いられる溶接方法であるが、溶
接中スパツターの発生が多く、これが溶接トーチ
先端部の、銅あるいは銅合金製コンタクトチツプ
の先端部や、シールドガスを供給するガスノズル
の先端部に付着し易い。
スパツターがコンタクトチツプやガスノズルに
付着すると、シールドガスのスムーズな流れが妨
げられて、空気を巻き込み易くなり、ポロシテイ
発生の原因となる。
付着すると、シールドガスのスムーズな流れが妨
げられて、空気を巻き込み易くなり、ポロシテイ
発生の原因となる。
また、多量に付着したスパツターで、コンタク
トチツプとガスノズルがつながると、ガスノズル
が被溶接物に溶接した時にスパークを生じ、トー
チを焼損する恐れがある。
トチツプとガスノズルがつながると、ガスノズル
が被溶接物に溶接した時にスパークを生じ、トー
チを焼損する恐れがある。
更に、スパツターが、コンタクトチツプの先端
部から、孔内へあるいはガスノズル内のガス流路
を逆行し、コンタクトチツプ内に侵入してコンタ
クトチツプの孔内に付着すると、 ワイヤ詰りを
起こし、溶接中断となることがある。
部から、孔内へあるいはガスノズル内のガス流路
を逆行し、コンタクトチツプ内に侵入してコンタ
クトチツプの孔内に付着すると、 ワイヤ詰りを
起こし、溶接中断となることがある。
スパツターは溶接中に飛散する高温粒子で、溶
融スラグと溶融金属からなる。この溶融金属の温
度は1800〜2300℃の高温で、これがコンタクトチ
ツプとガスノズルに付着し易い。
融スラグと溶融金属からなる。この溶融金属の温
度は1800〜2300℃の高温で、これがコンタクトチ
ツプとガスノズルに付着し易い。
一方、スパツターが付着する要因には、冶金的
要因と物理的要因の２つがあつて、前者はスパツ
ターがコンタクトチツプに衝突して、その表面を
溶融し、合金層を形成して溶着するもので、スパ
ツターの温度が高い程、またコンタクトチツプの
温度が高い程、付着力が強く、除去しにくくな
る。後者は、コンタクトチツプの表面粗さに起因
する機械的付着で、コンタクトチツプの傷など、
表面が粗くなると付着し易くなる。
要因と物理的要因の２つがあつて、前者はスパツ
ターがコンタクトチツプに衝突して、その表面を
溶融し、合金層を形成して溶着するもので、スパ
ツターの温度が高い程、またコンタクトチツプの
温度が高い程、付着力が強く、除去しにくくな
る。後者は、コンタクトチツプの表面粗さに起因
する機械的付着で、コンタクトチツプの傷など、
表面が粗くなると付着し易くなる。
スパツターの付着を防止するため、従来、いろ
いろな改善策が提示された。
いろな改善策が提示された。
実開昭52−26630号公報に記載の如く、コンタ
クトチツプ基体先端部に、セラミツクス製チツプ
ガイドを固定する方式のコンタクトチツプが提案
され、また、実開昭57−82484号公報に記載の如
く、コンタクトチツプ基体の先端部分に、セラミ
ツクス製の先端チツプを結合したコンタクトチツ
プも提案されている。
クトチツプ基体先端部に、セラミツクス製チツプ
ガイドを固定する方式のコンタクトチツプが提案
され、また、実開昭57−82484号公報に記載の如
く、コンタクトチツプ基体の先端部分に、セラミ
ツクス製の先端チツプを結合したコンタクトチツ
プも提案されている。
これらセラミツクス製チツプは、銅合金製コン
タクトチツプ基体に比べ、熱膨張率が非常に小さ
いので、割れの問題が避けられなかつた。
タクトチツプ基体に比べ、熱膨張率が非常に小さ
いので、割れの問題が避けられなかつた。
次いで、実開昭61−77175号公報に記載の如く、
コンタクトチツプの内外、全表面に硬質セラミツ
クスの薄い層をコーデイングしたコンタクトチツ
プも提案されている。これには、セラミツクス被
覆が剥離し易いという問題があつた。
コンタクトチツプの内外、全表面に硬質セラミツ
クスの薄い層をコーデイングしたコンタクトチツ
プも提案されている。これには、セラミツクス被
覆が剥離し易いという問題があつた。
従来の、セラミツクスを被覆したコンタクトチ
ツプでは、被覆が剥離し易く、寿命が短くなると
いう問題があつた。
ツプでは、被覆が剥離し易く、寿命が短くなると
いう問題があつた。
本考案の目的は、この問題点を消除した、被覆
の剥離しにくい、寿命の長いコンタクトチツプを
提供することにある。
の剥離しにくい、寿命の長いコンタクトチツプを
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本考案の目的は、溶接ワイヤを通す孔を有し、
その孔内で溶接ワイヤに溶接電流を供給する銅な
いし銅合金製のアーク溶接用コンタクトチツプに
おいて、コンタクトチツプ基体の表面に融点2500
℃以上の高融点金属の被覆を有することを特徴と
する高融点金属被覆のアーク溶接用コンタクトチ
ツプを提供することにより達成される。
その孔内で溶接ワイヤに溶接電流を供給する銅な
いし銅合金製のアーク溶接用コンタクトチツプに
おいて、コンタクトチツプ基体の表面に融点2500
℃以上の高融点金属の被覆を有することを特徴と
する高融点金属被覆のアーク溶接用コンタクトチ
ツプを提供することにより達成される。
銅ないし銅合金製コンタクトチツプ基体の表面
全体に、融点2500℃以上の高融点金属の被覆を
CVD法、即ち化学蒸着法により蒸着させると、
蒸着した前記高融点金属がコンタクトチツプ基体
の表面層に拡散して、銅との合金層を形成し、そ
の結果、高融点金属の被覆の密着性が大巾に向上
するために、コンタクトチツプにスパツターが衝
突して、局部的な熱衝撃が繰返し与えられても、
高融点金属の被覆の剥離が生じにくい。
全体に、融点2500℃以上の高融点金属の被覆を
CVD法、即ち化学蒸着法により蒸着させると、
蒸着した前記高融点金属がコンタクトチツプ基体
の表面層に拡散して、銅との合金層を形成し、そ
の結果、高融点金属の被覆の密着性が大巾に向上
するために、コンタクトチツプにスパツターが衝
突して、局部的な熱衝撃が繰返し与えられても、
高融点金属の被覆の剥離が生じにくい。
実施例について、第１，２図により説明する。
アーク溶接用の１％クロム含有の銅合金製コン
タクトチツプ基体１ａの表面に、CVD法により、
高融点金属の被覆３、即ち、タングステン被覆を
14μmの厚さに被覆する。
タクトチツプ基体１ａの表面に、CVD法により、
高融点金属の被覆３、即ち、タングステン被覆を
14μmの厚さに被覆する。
このCVD法では、反応室内にコンタクトチツ
プ基体１ａを入れて、室内を430℃に昇温し、原
料ガスWF6とキヤリアガスH2を送り込んで、コ
ンタクトチツプ基体１ａの全表面に、タングステ
ン金属層を析出させる。その反応式は次式、即
ち、WF6＋3H2→Ｗ＋6HFで示される。
プ基体１ａを入れて、室内を430℃に昇温し、原
料ガスWF6とキヤリアガスH2を送り込んで、コ
ンタクトチツプ基体１ａの全表面に、タングステ
ン金属層を析出させる。その反応式は次式、即
ち、WF6＋3H2→Ｗ＋6HFで示される。
このようにして、製作したコンタクトチツプ１
をＡ試料とする。
をＡ試料とする。
次に比較試験片製作のため、上記と同じコンタ
クトチツプ基体の別体の全表面に、予め電気メツ
キ方法により厚さ1μmのニツケル層を付与した
後、上記Ａ試料と同じ方法で、タングステン金属
層を14μmの厚さに被覆したものをＢ試料とする。
また、全く被覆していない、上記と同じコンタク
トチツプ基体をＣ試料とする。
クトチツプ基体の別体の全表面に、予め電気メツ
キ方法により厚さ1μmのニツケル層を付与した
後、上記Ａ試料と同じ方法で、タングステン金属
層を14μmの厚さに被覆したものをＢ試料とする。
また、全く被覆していない、上記と同じコンタク
トチツプ基体をＣ試料とする。
上記のＡ、Ｂ、Ｃ試料について、比較試験を行
つた結果を下記に説明する。
つた結果を下記に説明する。
まず、被覆の剥離については、Ａ、Ｂ試料とも
に、被覆の剥離はほとんど生じなかつた。
に、被覆の剥離はほとんど生じなかつた。
その理由は、Ａ試料の場合、タングステン金属
がCVD法によりコンタクトチツプ表面に蒸着さ
れると、タングステン金属がコンタクトチツプ基
体表面に拡散して、銅との合金層を形成し、密着
性が大巾に増大したためである。
がCVD法によりコンタクトチツプ表面に蒸着さ
れると、タングステン金属がコンタクトチツプ基
体表面に拡散して、銅との合金層を形成し、密着
性が大巾に増大したためである。
試料Ｂの場合は、電気メツキにより付与された
中間層のニツケルが、銅とタングステンの双方に
対し、良好な密着性を有するためである。
中間層のニツケルが、銅とタングステンの双方に
対し、良好な密着性を有するためである。
次に、スパツターの付着については、Ａ、Ｂ試
料とのにＣ試料に比してスパツターの付着は大巾
に減少した。
料とのにＣ試料に比してスパツターの付着は大巾
に減少した。
その理由は、1800℃〜2300℃の高温のスパツタ
ーがコンタクトチツプ１に衝突しても、融点3370
℃のタングステン被覆３は溶融しないので、スパ
ツターがほとんど付着せず、また、剥離もほとん
ど生じないため、剥離個所のスパツター付着も起
きなかつたためである。
ーがコンタクトチツプ１に衝突しても、融点3370
℃のタングステン被覆３は溶融しないので、スパ
ツターがほとんど付着せず、また、剥離もほとん
ど生じないため、剥離個所のスパツター付着も起
きなかつたためである。
なお、コンタクトチツプ基体１ａの孔２の内部
にも、CVD法によりタングステンが被覆されて
いるため、コンタクトチツプ１の先端部から小粒
のスパツターが飛び込んでも付着しないため、ワ
イヤ詰りは半減した。
にも、CVD法によりタングステンが被覆されて
いるため、コンタクトチツプ１の先端部から小粒
のスパツターが飛び込んでも付着しないため、ワ
イヤ詰りは半減した。
次に、上記のＡ、Ｂ、Ｃ各試料について、寿命
テストを行つた結果を下記に説明する。
テストを行つた結果を下記に説明する。
寿命テストの試験方法は、炭酸ガス溶接のよ
り、溶接電流150Aで、10分間アークを出し、５
分間停止するサイクルを繰返し、途中、スパツタ
ーを除去しない方法とした。
り、溶接電流150Aで、10分間アークを出し、５
分間停止するサイクルを繰返し、途中、スパツタ
ーを除去しない方法とした。
また、本実施例でいう寿命とは、スパツター付
着、あるいは摩擦により、コンタクトチツプ内で
溶接ワイヤに給電する位置が変動して不安定とな
り、溶接電流が急激に低下し始める、全溶接時間
を指している。
着、あるいは摩擦により、コンタクトチツプ内で
溶接ワイヤに給電する位置が変動して不安定とな
り、溶接電流が急激に低下し始める、全溶接時間
を指している。
試験結果については、第２図に示すように、試
料Ｃの寿命が約100分であるのに対し、試料Ａは
約500分、試料Ｂは約800分と大巾に寿命が延長し
た。また、試料Ａ、Ｂの寿命は、実開昭61−
77175号公報に記載されている、セラミツクス
TiN被覆のコンタクトチツプの、同一条件によ
る寿命テスト結果が約230分であることと比較し
ても、大巾な寿命向上となつている。
料Ｃの寿命が約100分であるのに対し、試料Ａは
約500分、試料Ｂは約800分と大巾に寿命が延長し
た。また、試料Ａ、Ｂの寿命は、実開昭61−
77175号公報に記載されている、セラミツクス
TiN被覆のコンタクトチツプの、同一条件によ
る寿命テスト結果が約230分であることと比較し
ても、大巾な寿命向上となつている。
試料Ａ、Ｂの寿命が、試料Ｃに比らべ大巾に向
上した主な理由は、夫々、前述のタングステン被
覆３が剥離を生じにくくなつたことによる。
上した主な理由は、夫々、前述のタングステン被
覆３が剥離を生じにくくなつたことによる。
また、試料Ａ、Ｂのタングステン被覆の場合の
方が、前記セラミツクスTiN被覆の場合に比べ、
寿命が大巾に向上した主な理由は、CVD法によ
り蒸着したセラミツクスが、コンタクトチツプ基
体の表面層に拡散しないのに対し、タングステン
被覆の場合はタングステン金属が蒸着すると、コ
ンタクトチツプ基体、あるいは、ニツケル中間層
内を拡散して、合金層を形成し、良好な密着性を
有するためである。
方が、前記セラミツクスTiN被覆の場合に比べ、
寿命が大巾に向上した主な理由は、CVD法によ
り蒸着したセラミツクスが、コンタクトチツプ基
体の表面層に拡散しないのに対し、タングステン
被覆の場合はタングステン金属が蒸着すると、コ
ンタクトチツプ基体、あるいは、ニツケル中間層
内を拡散して、合金層を形成し、良好な密着性を
有するためである。
なお、密着性を表す一方法として、接着面に垂
直な方向の引張り強さが用いられる。CVD法に
よる被覆は非常に薄いため、引張り試験を行う適
当な方法がなく、引張強さは明らかでないが、厚
い被覆を付けられるプラズマ溶射での比較試験結
果では、引張り強さが、合金層を形成しないセラ
ミツクス被覆の場合に100〜200Kg／cm2であるのに
対し、合金層を形成する金属被覆の場合は400〜
500Kg／cm2と高いことが知られているので、CVD
法においても、合金層を形成しないセラミツクス
被覆の場合に比べ、合金層を形成する高融点金属
被覆の場合の方が、引張り強さが大巾に優れてい
ると考えられる。
直な方向の引張り強さが用いられる。CVD法に
よる被覆は非常に薄いため、引張り試験を行う適
当な方法がなく、引張強さは明らかでないが、厚
い被覆を付けられるプラズマ溶射での比較試験結
果では、引張り強さが、合金層を形成しないセラ
ミツクス被覆の場合に100〜200Kg／cm2であるのに
対し、合金層を形成する金属被覆の場合は400〜
500Kg／cm2と高いことが知られているので、CVD
法においても、合金層を形成しないセラミツクス
被覆の場合に比べ、合金層を形成する高融点金属
被覆の場合の方が、引張り強さが大巾に優れてい
ると考えられる。
上記結果を基にして、溶接機の稼働率を比較す
ると、自動溶接機20台を擁するロボツト自動マシ
ン工程について、ロボツト作業効率を50％、即ち
１直８時間中４時間溶接するとした場合の比較結
果は、コンタクトチツプの寿命が、１本当り、従
来方法では被溶接物100台であつたものが、本考
案により200台と、約２倍に増加し、ワイヤ詰り
の発生については、ロボツト20台全体で１直当
り、従来方法では４本であつたが、本考案により
２本へと半減して、溶接機の稼働率が大巾に向上
した。
ると、自動溶接機20台を擁するロボツト自動マシ
ン工程について、ロボツト作業効率を50％、即ち
１直８時間中４時間溶接するとした場合の比較結
果は、コンタクトチツプの寿命が、１本当り、従
来方法では被溶接物100台であつたものが、本考
案により200台と、約２倍に増加し、ワイヤ詰り
の発生については、ロボツト20台全体で１直当
り、従来方法では４本であつたが、本考案により
２本へと半減して、溶接機の稼働率が大巾に向上
した。
なお、本実施例では、高融点金属としてタング
ステンの場合を説明したが、融点3000℃のタンタ
ル、2620℃のモリブデンの場合も、また、夫々の
上記高融点金属間の合金の場合も、同様な効果が
得られる。
ステンの場合を説明したが、融点3000℃のタンタ
ル、2620℃のモリブデンの場合も、また、夫々の
上記高融点金属間の合金の場合も、同様な効果が
得られる。
銅ないし銅合金製コンタクトチツプ基体の表面
に、融点2500℃以上の高融点金属の被覆を設ける
ことにより、高温のスパツターが衝突して、局部
的熱衝撃が繰返し与えられても、被覆が剥離しに
くく、従つて剥離個所にスパツターがほとんど付
着せず、かつ、高融点金属の被覆が溶融しないた
めにスパツターの付着が更に少なくなるので、全
体としてコンタクトチツプの寿命が大巾に向上す
る。
に、融点2500℃以上の高融点金属の被覆を設ける
ことにより、高温のスパツターが衝突して、局部
的熱衝撃が繰返し与えられても、被覆が剥離しに
くく、従つて剥離個所にスパツターがほとんど付
着せず、かつ、高融点金属の被覆が溶融しないた
めにスパツターの付着が更に少なくなるので、全
体としてコンタクトチツプの寿命が大巾に向上す
る。
第１図は本考案による、高融点金属被覆のコン
タクトチツプの断面図、第２図はコンタクトチツ
プの寿命のテストの結果比較図を示す。 １……コンタクトチツプ、１ａ……コンタクト
チツプ基体、２……孔、３……高融点金属の被
覆。
タクトチツプの断面図、第２図はコンタクトチツ
プの寿命のテストの結果比較図を示す。 １……コンタクトチツプ、１ａ……コンタクト
チツプ基体、２……孔、３……高融点金属の被
覆。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 溶接ワイヤを通す孔を有し、その孔内で溶接
ワイヤに溶接電流を供給する銅ないし銅合金製
のアーク溶接用コンタクトチツプにおいて、コ
ンタクトチツプ基体の表面に融点2500℃以上の
高融点金属の被覆を有することを特徴とする高
融点金属被覆のアーク溶接用コンタクトチツ
プ。 ２ コンタクトチツプ基体と高融点金属の被覆と
の中間に、基体及び被覆の金属それぞれと密着
のよい他の金属層を有することを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項に記載の高融点金
属被覆のアーク溶接用コンタクトチツプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986161456U JPH0442066Y2 (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986161456U JPH0442066Y2 (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366577U JPS6366577U (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0442066Y2 true JPH0442066Y2 (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=31087785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986161456U Expired JPH0442066Y2 (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442066Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4619810B2 (ja) | 2005-02-15 | 2011-01-26 | 富士重工業株式会社 | アーク溶接用ガスノズル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5514845Y2 (ja) * | 1974-08-01 | 1980-04-04 |
-
1986
- 1986-10-21 JP JP1986161456U patent/JPH0442066Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366577U (ja) | 1988-05-02 |
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