JPH07204855A - サブマージアーク溶接用チップホルダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流、大入熱のサブマージアーク溶接時
に、溶接用ノズルおよび溶接用チップが溶解することな
く、優れた通電性とワイヤ送給性の得られる簡便な溶接
用チップホルダーを提供する。 【構成】 溶接用ノズルの先端部に溶接用チップを同心
状態に接続し、該ノズル先端部およびチップの外周には
冷却部材を設けた分割形チップホルダーが密接して取り
付けた構造であることを特徴とするサブマージアーク溶
接用チップホルダー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大入熱溶接、特に高電流
大入熱サブマージアーク溶接において安定した溶接を図
れるサブマージアーク溶接用チップホルダー（以下、チ
ップホルダーという。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にサブマージアーク溶接法は、母材
表面に粒状フラックスを盛り上げその中に溶接ワイヤを
送給ローラーを通し、通電ノズル先端部のコンタクトチ
ップ（以下チップという。）に接触して通電させて溶接
が行われる。

【０００３】近年、都市部において高層ビルの建築が盛
んになっている。これに伴って、ビルに使用する鉄骨の
鋼材は益々厚板が使用されている。鉄骨は４枚の鋼材の
角継手溶接を行い、ボックス柱に組み上げられている
が、その角継手溶接には、能率の点よりサブマージアー
ク溶接が採用されている。しかし、鋼材の厚板化に伴
い、より一層の高能率化を目的とし益々大入熱化が進ん
でいる。

【０００４】厚板の溶接では、太径ワイヤを用い高電流
かつ大入熱で高溶着量を得るので、通電発熱抵抗や溶接
の輻射熱によって溶接用チップおよび溶接用ノズルが高
温となり、通電性が悪くなって送給不良が生じたり、チ
ップおよびチップホルダーが溶解してワイヤが詰まって
溶接できなくなるなどの問題が起こり易い。この対策と
して、特開平５−７７０４８号公報にノズル内部若しく
は外部から冷却する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−７７０４８
号公報記載の水冷方法では、通電ノズルを内部若しくは
外部から水冷し、先端のチップはネジ部で接続された部
分を通り熱伝導によって冷却しているが、これでは冷却
効率が悪くチップ自身が冷却されにくい。また、チップ
自身に水路を設けると冷却効果は大きいが構造が複雑で
あるので、加工費が高くなり、消耗品でありながら高価
になる欠点がある。さらに、チップやチップホルダーの
焼き付きが生ずると、交換のためチップやチップホルダ
ーを取り外すことが必要であるが、焼き付いているた
め、取り外しが著しく困難となり、場合によってはトー
チ全体を取り替える必要も生じる。

【０００６】この発明は、大電流、大入熱のサブマージ
アーク溶接時に溶接用ノズルおよび溶接用チップが溶解
することなく優れた通電性とワイヤ送給性の得られる簡
便な溶接用チップホルダーを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、溶接用ノズルの先端部に溶接用チップを同心状態
に接続し、該ノズル先端部およびチップの外周には冷却
部材を設けた分割形チップホルダーを密接して取り付け
た構造であることを特徴とするサブマージアーク溶接用
チップホルダーにある。

【０００８】

【作用】以下、図面により本発明を説明する。図１は本
発明のサブマージアーク溶接用チップホルダー５の斜視
図例であり、２は冷却用パイプ、４は水冷板、６は溶接
用チップである。図２はチップホルダー５を溶接用ノズ
ル１に装着した状態を示す縦断面図例で、溶接用ノズル
１の先端部３を溶接用チップ６の後端外径と同径の凸出
構造とし、先端部３中程にチップ締め付け用突起７を取
り付ける。

【０００９】チップホルダー５は分割式で図３に示すよ
うに溶接用ノズル１の凸状部および溶接用チップ６の形
状に合った凹状構造とし、チップ締め付け用突起７に対
応し、かつ斜めに形成した溝８を有し、該溝８に突起７
を入れて回転させることにより溶接用チップ６を溶接用
ノズル１先端に押し付ける構造となっている。

【００１０】チップホルダー５の分割端部は、図４（図
２のＡ−Ａ′断面図）にあるようにテーパを有したあり
溝構造となっており、内部に水路２を有し、かつ、あり
溝を設けた水冷板４をチップホルダー５に挿入嵌合し、
溶接用ノズル１および溶接用チップ６にチップホルダー
５が締め付けて密接するように取り付けられる。

【００１１】溶接用ノズル１および溶接用チップ６が水
冷板４によって締め付けられたチップホルダー５に密接
して取り付けられているので、大電流、大入熱の溶接に
おいても溶接用ノズル１および溶接用チップ６が冷却さ
れ、通電発熱抵抗や溶接の輻射熱によって通電性が悪く
なることなく、また、溶解することがない。従って、優
れた通電性とワイヤ送給性が得られる。さらに分割式の
構造であるので取り付け取り外しが簡便である。

【００１２】なお、チップホルダー５の構造としては、
図５に示すように片側を開閉式の分割構造として、あり
溝付の水冷板４を片側だけに付けて水冷しても、図６に
示すように、片側あるいは両側をネジ止め方式としても
良い。水冷は図６に示すようにチップホルダー５内に水
路を設けても、チップホルダー外部に直接水冷パイプを
ろう接した構造としても良い。

【００１３】また、チップ６を締め付ける構造としては
溶接用チップ６や溶接用ノズル１が焼き付きや溶解する
ことがないので、溶接用ノズル先端部３およびチップホ
ルダー５の内部をネジ方式としても良い。チップホルダ
ー５および水冷板４の材質は熱伝導性の良い銅または銅
合金が好ましい。

【００１４】

【実施例】図７に示す開先形状のＳＭ４９０Ｂ鋼（板厚
ｔ５０mm、開先角度θ３５°、ルートフェイスａ２mm、
長さ３０００mm）に、ＪＩＳ Ｚ３３５２で規定される
ＦＳ−ＢＴ１該当の鉄粉系ボンドフラックス（粒度１２
×１００mesh）とＪＩＳＺ３３５１で規定されるＹＳ−
Ｓ１該当のワイヤ（ワイヤ径６．４mm）とを組み合わせ
て下記の条件で繰り返し３回溶接した。 Ｌ極 １９００Ａ ３６Ｖ ２０cm/min Ｔ極 １５００Ａ ５０Ｖ ここで、Ｌ極は先行電極、Ｔ極は後行電極である。

【００１５】溶接中アークの安定性と溶接用チップおよ
び溶接用ノズルの溶解の有無を調べた。それらの結果を
表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表中、No．１およびNo．２が本発明例で、
No．１は図１の溶接用ノズルおよび溶接用チップを、内
部に水路を設け、あり溝を有する水冷銅板でチップホル
ダーを密接して取り付けて水冷、No．２は図６の片側を
開閉式の分割構造としたチップホルダーの他の側をネジ
で締め付け溶接用チップおよび溶接用ノズルに密接し、
水冷はチップホルダー内に水路を設けて実施した例であ
る。これらはいずれも溶接時に優れた通電性が得られア
ークが安定し、溶接用ノズルおよび溶接用チップの溶解
もなく極めて満足な結果であった。

【００１８】比較例中、No．３はノズル内部を水冷する
構造であるのでチップ先端が赤熱してアークがやや不安
定となり、チップが１回溶解した。No．４は水冷をして
いないので通電抵抗発熱や溶接の輻射熱によって溶接用
チップおよび溶接用ノズルが高温となり通電性が悪くな
ってアークが不安定となった。また溶接用チップが３回
溶解して溶接が中断した。

【００１９】

【発明の効果】この発明のサブマージアーク溶接用チッ
プホルダーによれば、大電流、大入熱の溶接においても
溶接用ノズルおよび溶接用チップが冷却されるので、通
電発熱抵抗や溶接の輻射熱によって通電性が悪くなるこ
となく、また溶解することがない。従って、優れた通電
性とワイヤ送給性が得られる。さらに分割式の構造であ
るので取り付け取り外しが簡便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例のサブマージアーク溶接用チップホル
ダーの斜視図例である。

【図２】図１のチップホルダーを溶接用ノズルに装着し
た状態の断面図である。

【図３】図１のチップホルダーを分割した正面図であ
る。

【図４】図２のＡ−Ａ′断面図である。

【図５】本発明の別のサブマージアーク溶接用チップホ
ルダーを示す斜視図である。

【図６】本発明の別のサブマージアーク溶接用チップホ
ルダーを示す斜視図である。

【図７】本発明の実施例に使用した試験板の開先形状を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 溶接用ノズル ２ 冷却用パイプ ３ 溶接用ノズル先端 ４ 水冷板 ５ チップホルダー ６ 溶接用チップ ７ 突起 ８ 溝 ９ 突出構造 ｔ 板厚 ａ ルートフェイス θ 開先角度 Ｗ ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接用通電ノズルの先端部に溶接用チッ
   プを同心状態に接続し、該ノズル先端部およびチップの
   外周には冷却部材を設けた分割形チップホルダーを密接
   して取り付けた構造であることを特徴とするサブマージ
   アーク溶接用チップホルダー。