JPH0710850Y2 - アークトーチ - Google Patents
アークトーチInfo
- Publication number
- JPH0710850Y2 JPH0710850Y2 JP1989146495U JP14649589U JPH0710850Y2 JP H0710850 Y2 JPH0710850 Y2 JP H0710850Y2 JP 1989146495 U JP1989146495 U JP 1989146495U JP 14649589 U JP14649589 U JP 14649589U JP H0710850 Y2 JPH0710850 Y2 JP H0710850Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- power
- welding wire
- welding
- platinum
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/122—Devices for guiding electrodes, e.g. guide tubes
- B23K9/123—Serving also as contacting devices supplying welding current to an electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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、アークトーチに関する。
アーク溶接用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。
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51-21081号公報）提案もなされてい
る。
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51-21081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。
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。
本考案は、給電チップの高温下耐摩耗性を向上するの
に、従来の耐熱性材で給電チップを作製するという思想
に代えて、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
することを目的とする。
に、従来の耐熱性材で給電チップを作製するという思想
に代えて、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
することを目的とする。
上記目的を達成するための本考案のアークトーチは給電
チップと溶接ワイヤを具備し、給電チップは、溶接ワイ
ヤへの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℃以上で負となる導電材で構成するとともに、
前記溶接ワイヤは純白金に対する熱起電力が０℃以上で
正となる導電材料で構成されている。
チップと溶接ワイヤを具備し、給電チップは、溶接ワイ
ヤへの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℃以上で負となる導電材で構成するとともに、
前記溶接ワイヤは純白金に対する熱起電力が０℃以上で
正となる導電材料で構成されている。
上記アークトーチでは、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。
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。
以下に、本考案に係るアークトーチの望ましい実施例
を、図面を参照して説明する。
を、図面を参照して説明する。
第１図において、アークトーチは、給電チップ１と溶接
ワイヤ２を具備する。給電チップ１の中心部を溶接ワイ
ヤ２が通り、送給ローラ８によって連続的に送り出され
て、母材５へ向かう。一方、アーク電源６から電力ケー
ブル７を通って給電チップ１に電流が供給され、この電
流はさらに給電面３から溶接ワイヤ２、アーク４、母材
５を通り、電力ケーブル７を経てアーク電源６に戻って
くる。アーク４で発生する熱によって溶接ワイヤ２が溶
融し、これが母材５に移行して溶接が行われる。
ワイヤ２を具備する。給電チップ１の中心部を溶接ワイ
ヤ２が通り、送給ローラ８によって連続的に送り出され
て、母材５へ向かう。一方、アーク電源６から電力ケー
ブル７を通って給電チップ１に電流が供給され、この電
流はさらに給電面３から溶接ワイヤ２、アーク４、母材
５を通り、電力ケーブル７を経てアーク電源６に戻って
くる。アーク４で発生する熱によって溶接ワイヤ２が溶
融し、これが母材５に移行して溶接が行われる。
溶接ワイヤ２の材質は、母材に合わせられ、たとえば
鉄、銅、アルミ等、純白金に対する熱起電力が０℃以上
で正となる導電材料が用いられる。給電チップ１の材料
として、純白金に対する熱起電力が０℃以上で負となる
導電材料が用いられる。このような導電材料には、たと
えば、コンスタンタン（Cu60％＋Ni40％）、ニッケル、
アルメル（Ni94％＋Al2％＋Si1％＋Fe0.5％＋Mn2.5％）
等がある。このような材料を用いると、電流が給電チッ
プ１から溶接ワイヤ２へ流れるので、両者の接点である
給電面３は、ペルチェ効果によって、熱起電力と溶接電
流の積として算出される熱量の吸収が行われるため、従
来よりも低温となり、摩耗が著しく減少する。
鉄、銅、アルミ等、純白金に対する熱起電力が０℃以上
で正となる導電材料が用いられる。給電チップ１の材料
として、純白金に対する熱起電力が０℃以上で負となる
導電材料が用いられる。このような導電材料には、たと
えば、コンスタンタン（Cu60％＋Ni40％）、ニッケル、
アルメル（Ni94％＋Al2％＋Si1％＋Fe0.5％＋Mn2.5％）
等がある。このような材料を用いると、電流が給電チッ
プ１から溶接ワイヤ２へ流れるので、両者の接点である
給電面３は、ペルチェ効果によって、熱起電力と溶接電
流の積として算出される熱量の吸収が行われるため、従
来よりも低温となり、摩耗が著しく減少する。
原理的にはワイヤ材の熱起電力より低い（第３図でワイ
ヤ材より下方）材料を給電チップ材にすればペルチェ効
果による給電面での熱量吸収効果が得られるが、熱起電
力の基準としてワイヤ材（鉄、銅、アルミ等）を用いず
白金を用いた理由は次の２つである。一つは白金を基準
にしておけば、第３図からわかるように、溶接ワイヤの
材質が鉄、銅、アルミの何れに変っても効果があり、こ
れらをまとめて説明するのに、熱起電力の分野で極く一
般的になっている白金を用いるのが便利であるからであ
る。もう一つの理由は、熱起電力がワイヤ（鉄、アル
ミ、銅）と白金との中間にある金属を考えた場合は大き
な効果が期待できず、しかも従来提案されている金属材
がその範囲に紛れ込んでくる可能性があるかもしれない
ので、紛らわしさを避けるためである。
ヤ材より下方）材料を給電チップ材にすればペルチェ効
果による給電面での熱量吸収効果が得られるが、熱起電
力の基準としてワイヤ材（鉄、銅、アルミ等）を用いず
白金を用いた理由は次の２つである。一つは白金を基準
にしておけば、第３図からわかるように、溶接ワイヤの
材質が鉄、銅、アルミの何れに変っても効果があり、こ
れらをまとめて説明するのに、熱起電力の分野で極く一
般的になっている白金を用いるのが便利であるからであ
る。もう一つの理由は、熱起電力がワイヤ（鉄、アル
ミ、銅）と白金との中間にある金属を考えた場合は大き
な効果が期待できず、しかも従来提案されている金属材
がその範囲に紛れ込んでくる可能性があるかもしれない
ので、紛らわしさを避けるためである。
上記導電材料は、第１図に示すように、給電チップ１全
体を構成していてもよいし、他の実施例として第４図に
示すように、少なくとも給電面３（給電チップ１と溶接
ワイヤ２との接触部として定義される）の一部を構成す
る如く、上記材料から成る給電チップ材1aを埋め込んだ
ものであってもよい。
体を構成していてもよいし、他の実施例として第４図に
示すように、少なくとも給電面３（給電チップ１と溶接
ワイヤ２との接触部として定義される）の一部を構成す
る如く、上記材料から成る給電チップ材1aを埋め込んだ
ものであってもよい。
第２図は、上記導電材料の材質選定の基準を示してい
る。第２図の熱電回路において、９は白金、10は給電チ
ップ材、11は高温接点、12a、12bは基準接点、13は電流
方向を示している。
る。第２図の熱電回路において、９は白金、10は給電チ
ップ材、11は高温接点、12a、12bは基準接点、13は電流
方向を示している。
第２図において、高温接点11の温度T1が仮に基準接点の
温度T0（０℃）と等しければ、基準接点12a、12b間の電
位差は０である。T1が温度上昇したときには、接点11の
白金側とチップ材側との間に電位差が生じ、基準接点12
aは正、基準接点12bは負となる。ここで、基準接点12
a、12b同志を接触させると電流が13の向きに流れる。こ
れは高温接点11の熱エネルギーが13の電流の電気エネル
ギーに変換されたことを意味し、高温接点11では吸熱作
用が生じる。この吸熱現象はペルチェ効果と呼ばれてい
る。
温度T0（０℃）と等しければ、基準接点12a、12b間の電
位差は０である。T1が温度上昇したときには、接点11の
白金側とチップ材側との間に電位差が生じ、基準接点12
aは正、基準接点12bは負となる。ここで、基準接点12
a、12b同志を接触させると電流が13の向きに流れる。こ
れは高温接点11の熱エネルギーが13の電流の電気エネル
ギーに変換されたことを意味し、高温接点11では吸熱作
用が生じる。この吸熱現象はペルチェ効果と呼ばれてい
る。
本考案はこのような吸熱現象（ペルチェ吸熱）を溶接の
分野に応用たものである。13のような向きの電流を外部
から強制的に流すと、高温接点11を積極的に冷却するこ
とができる。ここで、第２図の基本回路の電流の方向1
3、給電チップ材10、白金９を、それぞれ第１図のアー
ク電流の方向（電源６の端子の＋、−の符号により特定
される方向、すなわち、部材符号で云えば、７、１、
３、２、４、５、７と流れる方向）、給電チップ１、溶
接ワイヤ２に置き換えると、高温接点11に相当する給電
面３が冷却されることになる。上記が、給電面３を構成
する材料として、白金と熱電回路を構成して０℃以上で
負の熱起電力を生じる導電材料を用い、上記の方向に電
流を流す理由である。
分野に応用たものである。13のような向きの電流を外部
から強制的に流すと、高温接点11を積極的に冷却するこ
とができる。ここで、第２図の基本回路の電流の方向1
3、給電チップ材10、白金９を、それぞれ第１図のアー
ク電流の方向（電源６の端子の＋、−の符号により特定
される方向、すなわち、部材符号で云えば、７、１、
３、２、４、５、７と流れる方向）、給電チップ１、溶
接ワイヤ２に置き換えると、高温接点11に相当する給電
面３が冷却されることになる。上記が、給電面３を構成
する材料として、白金と熱電回路を構成して０℃以上で
負の熱起電力を生じる導電材料を用い、上記の方向に電
流を流す理由である。
第３図は各種材料の白金に対する熱起電力を示してい
る。白金は横軸そのものである。第２図の説明からわか
るように、第３図中の任意の２種の材料を組合せたとき
に、横軸より上の材料が溶接ワイヤに、下の材料が給電
チップに用いられることが適する。通常使用される溶接
ワイヤは鉄、銅、アルミであり、これらに対して、アル
メル、ニッケル、コンスタンタンは何れも給電チップに
適する。従来の給電チップには銅が使用されており、上
記溶接ワイヤに対して熱電効果が小さいばかりか、アル
ミに対しては発熱が生じる。クロメルのようにさらに上
方にある材質は、給電面での発熱が大となり、給電チッ
プ材としては不適正である。
る。白金は横軸そのものである。第２図の説明からわか
るように、第３図中の任意の２種の材料を組合せたとき
に、横軸より上の材料が溶接ワイヤに、下の材料が給電
チップに用いられることが適する。通常使用される溶接
ワイヤは鉄、銅、アルミであり、これらに対して、アル
メル、ニッケル、コンスタンタンは何れも給電チップに
適する。従来の給電チップには銅が使用されており、上
記溶接ワイヤに対して熱電効果が小さいばかりか、アル
ミに対しては発熱が生じる。クロメルのようにさらに上
方にある材質は、給電面での発熱が大となり、給電チッ
プ材としては不適正である。
本考案のアークトーチの給電チップ１の耐摩耗特性を、
従来の銅チップのそれと比較する試験を行った。試験条
件は、次の通りである。
従来の銅チップのそれと比較する試験を行った。試験条
件は、次の通りである。
（イ）試験条件 溶接材料（母材）:SPH、板厚3.2mm 溶接電流 :250A 溶接電圧 :25V イナートガス ：アルゴン80％、CO220％混合ガス スピード :1m/分 溶接施工時間 :4時間 （ロ）摩耗測定方法 第５図、第６図に示す如く、給電面３が摩耗することに
より、ワイヤ送給穴がチップ下端で一方向に拡がり、こ
の拡がった径Ｂを、新品のときの直径Ａから減算して、
Ｂ−Ａを摩耗量と特定した。なお、測定は顕微鏡で拡大
して行なった。
より、ワイヤ送給穴がチップ下端で一方向に拡がり、こ
の拡がった径Ｂを、新品のときの直径Ａから減算して、
Ｂ−Ａを摩耗量と特定した。なお、測定は顕微鏡で拡大
して行なった。
（ハ）測定結果 測定結果を表１に示す。
上記表より、コンスタンタン、アルメル、ニッケルを導
電材料として選定することにより、耐摩耗性が従来に比
べて45％以下に著しく低減されることがわかる。
電材料として選定することにより、耐摩耗性が従来に比
べて45％以下に著しく低減されることがわかる。
本考案によれば次の効果を得る。
（イ）アークトーチの、少なくとも給電面の一部を、純
白金に対する熱起電力が０℃以上で負となる導電材料で
形成するとともに、溶接ワイヤを純白金に対する熱起電
力が０℃以上で正となる導電材料で構成したため、給電
面に発生する熱量が吸収され、冷却が促進されて摩耗を
低減できる。
白金に対する熱起電力が０℃以上で負となる導電材料で
形成するとともに、溶接ワイヤを純白金に対する熱起電
力が０℃以上で正となる導電材料で構成したため、給電
面に発生する熱量が吸収され、冷却が促進されて摩耗を
低減できる。
（ロ）摩耗が低減されることによって、アークが長期間
安定し、溶接品質が向上する。
安定し、溶接品質が向上する。
（ハ）摩耗が低減されることによって、給電チップの交
換作業が低減し、設備の稼働率が向上する。
換作業が低減し、設備の稼働率が向上する。
（ニ）導電材料で給電チップ形状または給電面を形成で
きるので、従来の拡散浸透による合金層を形成したチッ
プに比べ工数が減じ、製作費を低減することができる。
きるので、従来の拡散浸透による合金層を形成したチッ
プに比べ工数が減じ、製作費を低減することができる。
第１図は本考案の一実施例に係るアークトーチの、給電
チップとその電流回路の系統図、 第２図は給電チップ材料選定のための熱電回路図、 第３図は各種材料の白金に対する熱起電力図、 第４図は本考案の他の実施例に係るアークトーチの、給
電チップの断面図、 第５図は摩耗量測定試験における摩耗後の給電チップの
断面図、 第６図は第５図の給電チップの底面図、 である。 １……給電チップ 1a……給電チップ材 ２……溶接ワイヤ ３……給電面 ４……アーク ５……母材 ６……溶接電源 ７……溶接ケーブル
チップとその電流回路の系統図、 第２図は給電チップ材料選定のための熱電回路図、 第３図は各種材料の白金に対する熱起電力図、 第４図は本考案の他の実施例に係るアークトーチの、給
電チップの断面図、 第５図は摩耗量測定試験における摩耗後の給電チップの
断面図、 第６図は第５図の給電チップの底面図、 である。 １……給電チップ 1a……給電チップ材 ２……溶接ワイヤ ３……給電面 ４……アーク ５……母材 ６……溶接電源 ７……溶接ケーブル
Claims (1)
- 【請求項１】給電チップと該給電チップと接触する溶接
ワイヤとを具備し、前記給電チップの、少なくとも給電
面の一部を、純白金に対する熱起電力が０℃以上で負と
なる導電材料で形成するとともに、前記溶接ワイヤを純
白金に対する熱起電力が０℃以上で正となる導電材料で
形成したことを特徴とするアークトーチ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989146495U JPH0710850Y2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | アークトーチ |
| GB9027265A GB2239204B (en) | 1989-12-21 | 1990-12-17 | Contact tip for arc welding |
| US07/630,812 US5101093A (en) | 1989-12-21 | 1990-12-20 | Contact tip for arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989146495U JPH0710850Y2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | アークトーチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385173U JPH0385173U (ja) | 1991-08-28 |
| JPH0710850Y2 true JPH0710850Y2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=15408919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989146495U Expired - Lifetime JPH0710850Y2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | アークトーチ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5101093A (ja) |
| JP (1) | JPH0710850Y2 (ja) |
| GB (1) | GB2239204B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5384444A (en) * | 1992-12-23 | 1995-01-24 | Basix Technologies Ltd. | Sleeve forming wire passageway around pickup |
| US5319175A (en) * | 1992-12-23 | 1994-06-07 | Basix Industries Ltd. | Apparatus for transferring electrical current to and from a moving wire |
| US5430268A (en) * | 1992-12-23 | 1995-07-04 | Basix Technologies Ltd. | Method and apparatus for adjusting and replacing EDM components from the guide assembly working end |
| US5380973A (en) * | 1992-12-23 | 1995-01-10 | Basix Technologies Ltd. | Current pickup indexing apparatus |
| JP4676698B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2011-04-27 | エムアイジー ファースト プロプライアティー リミテッド | 改良した消耗電極アーク溶接 |
| JP5344112B2 (ja) * | 2007-09-07 | 2013-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | アーク溶接用トーチ |
| US9321116B2 (en) | 2009-03-05 | 2016-04-26 | United Technologies Corporation | Cold metal transfer gas metal arc welding apparatus and method of operation |
| US9193005B2 (en) | 2011-11-02 | 2015-11-24 | Illinois Tool Works Inc. | Contact tip with contoured bore |
| CN112171031A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-05 | 常州特尔玛枪嘴有限公司 | 一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5121081A (ja) * | 1974-08-10 | 1976-02-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Barikihoshokinoojusuru fukusudaino ekiatsukudosochino ryuryoseigyosochi |
| JPS5231923A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-10 | Toshiba Corp | Contact chip |
| SU872099A1 (ru) * | 1979-12-14 | 1981-10-15 | За нитель ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свнд-ву 22)3а влено 14.12.79 | Токоподвод щий наконечник к горелкам дл электродуговой сварки |
| JPS61143770A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-01 | Canon Inc | 静電荷像現像用トナ− |
| JPS6277671A (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-09 | Ricoh Co Ltd | べた書きかな漢字変換装置 |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP1989146495U patent/JPH0710850Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-17 GB GB9027265A patent/GB2239204B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-20 US US07/630,812 patent/US5101093A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0385173U (ja) | 1991-08-28 |
| GB9027265D0 (en) | 1991-02-06 |
| GB2239204B (en) | 1993-08-25 |
| GB2239204A (en) | 1991-06-26 |
| US5101093A (en) | 1992-03-31 |
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