JPH07266049A

JPH07266049A - 回動電極型溶接トーチのチップ

Info

Publication number: JPH07266049A
Application number: JP8224494A
Authority: JP
Inventors: Kobo Inoue; 弘法井上; Masakatsu Fukuda; 正勝福田; Takayuki Kono; 隆之河野; Hiroshi Iwabuchi; 寛岩渕; Masaru Matsumoto; 勝松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤ送給性の向上を図るとともに、溶接ス
パッタの付着による開先壁面との短絡の危険性を防止
し、耐久性のある回動電極型溶接トーチのチップを提供
する。【構成】チップ１１が互いに着脱自在な基部１２と先
端部１３とから成り、基部１２には軸芯方向に沿ってワ
イヤ径より大径の貫通孔１４が形成され、また先端部１
３の基部側には軸芯方向に沿って先端が丸味を帯びてテ
ーパー１７を有するワイヤ径より大径のテーパー孔１８
が途中まで穿設されるとともに先端側には軸芯方向に対
して適宜の角度を持たせたワイヤ径よりわずかに大きく
テーパー孔１８の先端に連通するワイヤ導出孔１９が形
成され、更に基部１２及び先端部１３の表面に絶縁コー
ティング層２２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は消耗電極式アーク溶接に
おけるウィービング方式の回動電極型溶接トーチのチッ
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、狭開先に対し消耗電極式アーク溶
接を行うにあたっては、狭開先壁面における満足な溶込
みを得るためにウィービング操作が行われる溶接トーチ
が用いられており、チップを軸芯周りに回動させてワイ
ヤをウィービングさせる回動電極型溶接トーチの先端に
取付けられるチップは、図７，図８縦断面図に示すよう
に、その軸芯より外方に偏芯したワイヤ導出孔を有して
いる。すなわち図７において、チップ１０１は軸芯から
直線状にワイヤ径よりわずかに大きな孔径を有するワイ
ヤ導出孔１０２が偏芯して貫通され、チップ１０１の基
端部にはワイヤの送給が容易となるようにテーパー１０
３による加工が施されており、この基端部の外周部には
取付け用のねじ１０４が設けられている。また図８にお
いて、チップ２０１はチップ２０１自体をも湾曲変形さ
せてワイヤ径よりわずかに大きな孔径を有するワイヤ導
出孔２０２を偏芯させており、チップ１０１と同様にそ
の基端部にはテーパー２０３による加工が施され、外周
部には取付け用のねじ２０４が設けられている。しかし
てこのようなチップ１０１，２０１は狭い幅の深い開先
を対象とするためチップ直径を極力小さくする必要があ
り、またワイヤ導出孔１０２，２０２の偏芯角度は開先
壁面に向けられるワイヤの角度に対応しており、ワイヤ
送給性を阻害しない範囲で偏芯角度を極力大きくした方
が狭開先特有の溶込み不良等の溶接欠陥を防止する効果
が大きい。

【０００３】しかしながら、従来のチップ１０１にあっ
ては、その基端部から先端部に向かって斜めに直線上に
貫通するワイヤ導出孔１０２が設けられているので、チ
ップ１０１の直径が制限されることから偏芯角度に制限
が生じ、チップ１０１の回動によって生ずる円弧状の軌
跡の径も小さいままである。この円弧の径すなわちウィ
ービング幅を広くするためワイヤ突出長さを長くするこ
ともできるが、シールド不良等によりアークが不安定と
なって溶接欠陥を発生しやすいという欠点がある。また
製造にあたり細径ドリルを斜め方向に長く使うことが必
要で、ドリルが折損しやすいという問題もある。一方従
来のチップ２０１にあっては、チップ２０１自体を湾曲
変形させているので、製造上、偏芯角度が一定しないこ
とから、チップ２０１と開先壁面とが接触し短絡の危険
性が大きいという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、ワイヤ送給性の向上を
図るとともに、溶接スパッタの付着による開先壁面との
短絡の危険性を防止し、耐久性のある回動電極型溶接ト
ーチのチップを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、互
いに着脱自在な基部と先端部とから成り、上記基部には
軸芯方向に沿ってワイヤ径より大径の貫通孔が形成さ
れ、また上記先端部の基部側には軸芯方向に沿って先端
が丸味を帯びてテーパーを有するワイヤ径より大径のテ
ーパー孔が途中まで穿設されるとともに先端側には軸芯
方向に対して適宜の角度を持たせたワイヤ径よりわずか
に大きく上記テーパー孔の先端に連通するワイヤ導出孔
が形成され、更に上記基部及び先端部の表面に絶縁コー
ティング層が形成されたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明回動電極型溶接トーチのチップにおいて
は、基部にワイヤ径より大径の貫通孔が形成されるとと
もに先端部に大径のテーパー孔が形成されることで、狭
開先内で溶接を行う場合でも、ワイヤを簡単にしかも確
実に挿入することができ、チップ交換時にあってもワイ
ヤの狙い位置の再現精度が高くなってワイヤ送給性が良
好となる。またチップを互いに着脱自在な基部と先端部
とに分割したことで、加工が容易となり、比較的消耗し
やすい先端部のみを耐磨耗性に優れた材料として性能ア
ップが図れる。また基部と先端部を一体とする手段とし
て絶縁コーティング層を表面に形成させたことで、スパ
ッタの付着が減少し、狭開先溶接時のチップの耐久性向
上と短絡などの溶接不具合を防止できる。

【０００７】

【実施例】本発明回動電極型溶接トーチのチップの一実
施例を図面について説明すると、図１は本チップの縦断
面図、図２は同上の分解図、図３は本チップの製作要領
の説明図、図４は本チップを適用した回動電極型溶接ト
ーチの斜視図、図５は図４のＶ部の拡大断面図、図６は
図５のVI−VIに沿った断面図である。

【０００８】まず図１〜図３において、本実施例の回動
電極型溶接トーチのチップ１１は互いに着脱自在な基部
１２と先端部１３とから成っており、基部１２は貫通孔
１４が形成された円筒形状をなし、上部には後述するチ
ップ回転駆動軸３３（図４参照）に取付けるためのねじ
１５が形成され、下部には先端部１３を取付けるための
ねじ１６が形成されている。なお貫通孔１４は基部１２
の軸芯方向に沿ってワイヤ径より大きな径となってい
る。一方チップ１１の先端部１３は基部１２側から軸芯
方向に沿って先端が丸味を帯びてテーパーを有する図示
しないキリによって加工され、先端にテーパー１７を有
するワイヤ径より大きな径のテーパー孔１８が先端部１
３の途中まで穿設されている。また先端部１３の先端側
から軸芯方向に対して任意の角度を持たせたワイヤ径よ
りわずかに大きくテーパー孔１８の先端に連通するワイ
ヤ導出孔１９が形成されている。そして先端部１３のテ
ーパー孔１８の内周には基部１２のねじ１６と螺合する
ねじ２０が形成されている。

【０００９】また先端部１３の先端は２Ｒ程度に丸味を
持たせた構造とし、基部１２と先端部１３を螺合させた
後、図３に示すように、ワイヤ導出孔１９にマスキング
用ワイヤ２１を挿入し、基部１２と先端部１３の表面に
対して絶縁コーティング層２２を施す。この絶縁コーテ
ィング層２２のコーティング材としては、例えば初層２
３に金属粉末（Ｎｉ−Ａｌ系又はＮｉ−Ｃｒ系）を、２
層目２４は金属とセラミックスの混合粉末（金属７５
％，セラミックス２５％）を、３層目２５は金属とセラ
ミックスの混合粉末（金属５０％，セラミックス５０
％）を、４層目２６は金属とセラミックスの混合粉末
（金属２５％，セラミックス７５％）を、最終層２７は
セラミックス（Ａｌ₂Ｏ₃ １００％）をそれぞれ使用
する。これは、導電率の良いチップ１１の金属表面に対
して、絶縁物の接着性を確保するとともに高温にさらさ
れるチップ１１の絶縁コーティング層２２の剥離や割れ
を防止するものである。なんとなれば、チップ１１に直
接Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックスをコーティングした場
合、金属とセラミックスの熱膨張差によって剥離，割
れ，欠落が生ずるからである。なお絶縁コーティング層
２２は、図３に示すように、コーティング用ジグ２８に
チップ１１と螺合させチップ１１表面にショットブラス
トを施した後、コーティング用ジグ２８を図示しないモ
ーターで回転させながらプラズマ溶射にて施工し、基部
１２と先端部１３を絶縁コーティング層２２によって一
体とする。

【００１０】なおこのチップ１１における諸寸法を例示
すると、ワイヤ径φ＝1.2 mmのステンレス用コアードワ
イヤを対象とした場合、基部１２の貫通孔１４は直径φ
＝2.0 〜3.0 mmのキリを用いて形成し、また先端部１３
のテーパー孔１８は基部１２側には先端にＲ＝0.5 〜1.
0 mmでテーパー角度５°〜１０°，直径φ＝2.0 〜3.0
mmのキリを用いて有底状の穴を形成する。そして先端側
には軸芯から偏芯させて任意の角度例えば５°〜２０°
をもってワイヤ導出孔１９を形成しテーパー孔１８と連
通させる。この場合ワイヤ導出孔１９の直径はφ＝2.0
〜2.5 mmに形成し、またチップ１１の先端部１３先端は
Ｒ＝2.0 〜3.0 mmの丸味を持たせる加工を施す。更に材
料について付言すれば、チップ１１はＣｕ−Ｗを用いる
が、Ｂｅ−Ｃｕ，Ａｇ−Ｗ等の耐磨耗性を有する比較的
導電率の良い好適な合金材料にて形成することができ
る。そしてチップ１１は基部１２と先端部１３とで同一
の材料を用いる必要はなく、比較的消耗しやすい先端部
１３のみに耐磨耗性に優れた材料を用い基部１２には安
価な材料を用いることで、チップ１１のコストを低くす
ることもできる。

【００１１】次に図４〜図６において、このチップ１１
が適用される回動電極型溶接トーチを説明すると、３１
はチップ１１に送給されるワイヤ、３２はトーチ本体、
３３は先端にチップ１１を取付けトーチ本体３２に嵌合
したチップ回転駆動軸で歯車３４及び回転円板３５と連
結されている。回転円板３５にはフォトマイクロセンサ
ー３６の光を通す孔又は溝が設けられており、フォトマ
イクロセンサー３６は支持台３７にチップ回転角度が調
整可能であるように固定されトーチ本体３２に取付けら
れている。３８はチップ回転駆動用のモーター３９と直
結した歯車であって、歯車３４と噛み合っている。従っ
てモーター３９の駆動により歯車３８，３４を介してチ
ップ回転駆動軸３３が回動され、この場合の回動角度は
回転円板３５に対するフォトマイクロセンサー３６によ
る相対位置にて調整される。また４０はシールドガス供
給管で、シールドガス導入管４１から供給されたシール
ドガスはトーチ本体３２先端のシールドノズル４２から
噴出する。４３はトーチ水冷用の冷却水入口で、給水管
４４及び排水管４５を通り冷却水出口４６から排水され
る。

【００１２】しかしてこのような回動電極型溶接トーチ
のチップ１１のウィービング作動においては、図５及び
図６に示すように、モーター３９の回転により歯車３
８，３４を介してチップ回転駆動軸３３が適宜の角度回
動すると、チップ１１が回動しワイヤ３１が３１ａの位
置に変化し、すなわちチップ１１の先端に送給されるワ
イヤ３１が任意の角度で穿設されたワイヤ導出孔１９か
ら開先４７の壁面と前層の溶接金属のなす角度に向けて
送給され、チップ回転駆動軸３３を適宜の角度で回動，
反転することによりワイヤ３１も先端は円弧又は半円弧
を描いてウィービングを行う。

【００１３】かくしてこのようなチップ１１によれば、
チップ１１を基部１２と先端部１３の２分割としたこと
で、加工が容易となり、またワイヤ導出孔１９に至る過
程がテーパー１７であるため、ワイヤ３１の狙い位置の
再現精度が高くかつ送給性の向上が図れ、更にチップ１
１先端側から任意の角度でワイヤ導出孔１９を穿設でき
るため、チップ１１の交換時においても開先の壁面に対
する適正アーク位置を容易に保持することができるとと
もに溶込み不良等の溶接欠陥発生を防止することができ
る。なおワイヤ導出孔１９をチップ１１の途中で軸芯よ
り外方に任意に屈曲させる構造としたので、ワイヤ３１
は強制的に曲げられスプリングバックによって常にワイ
ヤ導出孔１９の壁面に接触し安定した給電を行うことが
できる。更にまたチップ１１を基部１２と先端部１３の
２分割とし比較的消耗しやすい先端部１３のみに耐磨耗
性に優れた材料を用いることも可能であり、チップ１１
の寿命等の性能面で加工コストの低減を図ることができ
る。なおまた基部１２と先端部１３を一体とし先端部１
３に丸味を持たせたので、絶縁コーティング層２２の剥
離や割れを防止できるとともにスパッタの付着が減少
し、スパッタが付着したとしても短絡の危険性を防止で
きる。

【００１４】

【発明の効果】要するに本発明によれば、互いに着脱自
在な基部と先端部とから成り、上記基部には軸芯方向に
沿ってワイヤ径より大径の貫通孔が形成され、また上記
先端部の基部側には軸芯方向に沿って先端が丸味を帯び
てテーパーを有するワイヤ径より大径のテーパー孔が途
中まで穿設されるとともに先端側には軸芯方向に対して
適宜の角度を持たせたワイヤ径よりわずかに大きく上記
テーパー孔の光端に連通するワイヤ導出孔が形成され、
更に上記基部及び先端部の表面に絶縁コーティング層が
形成されたことにより、ワイヤ送給性の向上を図るとと
もに、溶接スパッタの付着による開先壁面との短絡の危
険性を防止し、耐久性のある回動電極型溶接トーチのチ
ップを得るから、本発明は産業上極めて有益なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明回動電極型溶接トーチのチップの一実施
例の縦断面図である。

【図２】同上の分解図である。

【図３】本チップの製作要領の説明図である。

【図４】本チップを適用した回動電極型溶接トーチの斜
視図である。

【図５】図４のＶ部の拡大断面図である。

【図６】図５のVI−VIに沿った断面図である。

【図７】従来のチップの縦断面図である。

【図８】従来の他のチップの縦断面図である。

【符号の説明】

11 チップ 12 基部 13 先端部 14 貫通孔 17 テーパー 18 テーパー孔 19 ワイヤ導出孔 22 絶縁コーティング層 31 ワイヤ 32 トーチ本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩渕寛長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者松本勝長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに着脱自在な基部と先端部とから成
り、上記基部には軸芯方向に沿ってワイヤ径より大径の
貫通孔が形成され、また上記先端部の基部側には軸芯方
向に沿って先端が丸味を帯びてテーパーを有するワイヤ
径より大径のテーパー孔が途中まで穿設されるとともに
先端側には軸芯方向に対して適宜の角度を持たせたワイ
ヤ径よりわずかに大きく上記テーパー孔の先端に連通す
るワイヤ導出孔が形成され、更に上記基部及び先端部の
表面に絶縁コーティング層が形成されたことを特徴とす
る回動電極型溶接トーチのチップ。