JPH08215855A - アーク溶接用コンタクトチップ - Google Patents

アーク溶接用コンタクトチップ

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JPH08215855A
JPH08215855A JP2917195A JP2917195A JPH08215855A JP H08215855 A JPH08215855 A JP H08215855A JP 2917195 A JP2917195 A JP 2917195A JP 2917195 A JP2917195 A JP 2917195A JP H08215855 A JPH08215855 A JP H08215855A
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JP
Japan
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tip
metal member
cylindrical body
hole
ceramic
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Withdrawn
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JP2917195A
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English (en)
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Shinji Motomura
伸二 本村
Keiji Kawasaki
啓治 川崎
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ
7であって、その先端内部にセラミック製円筒体1を嵌
入してなるアーク溶接用コンタクトチップ。 【効果】 ガスシールドアーク溶接時における輻射熱
を、先端部の金属部材に受けさせ、先端部金属部材によ
り輻射熱を容易に放散でき、先端部穴部の摩耗を防止
し、長時間のガス溶接に耐用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、炭酸ガス等の不活性
ガスによってシールドするアーク溶接用トーチのコンタ
クトチップの先端部にセラミック部材を使用して性能を
向上させたアーク溶接用コンタクトチップに関する。
【0002】
【従来の技術】 図3は従来のガスシールドアーク溶接
用トーチの一例の断面概要図である。ここで、溶接用ト
ーチ8は、コンタクトチップ7と円筒状のノズル9とよ
りなり、コンタクトチップ7は支持部材10の内面に接
合したガスディフューザ11に接合されている。コンタ
クトチップ7の中心部には軸方向に穴13が貫通してお
り、溶接用芯線5はこの穴13を通ってトーチ8の先端
から外部に送り出される構造となっている。
【0003】 ガスディフューザ11には複数の穴14
が設けられており、CO2 等の不活性ガスはガスディフ
ューザ11の内部からこの穴14を経て、ノズル9とコ
ンタクトチップ7の間を通過してトーチ8の先端部から
噴出する。一方、コンタクトチップ7にはガスディフュ
ーザ11を介して、溶接用芯線5に電流が流されて溶接
が行われる。
【0004】 上記したコンタクトチップとしては従来
から金属製のものが用いられていたが、近年、金属製部
材の一部を耐摩耗性に優れたセラミックに置換えたもの
が数多く提案されるようになり、例えば、特開昭62−
38771号公報のように(図2参照)、金属製コンタ
クトチップ7の先端部にセラミック体12を取り付け、
消耗の大きいコンタクトチップ7の先端部穴面の摩耗を
防止したものが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 上記の如く、コンタ
クトチップ7の穴13の内面は、溶接用芯線5との接触
によって連続的に摩耗されるが、溶接用芯線5はコンタ
クトチップ7を貫通する前はカールしているため、特に
穴13の先端部は偏摩耗する。このため、比較的短時間
でコンタクトチップ7を交換することを余儀なくされて
おり、能率の低下を来すという問題があった。
【0006】 この欠点を改善するため、前記した特開
昭62−38771号公報のように、コンタクトチップ
の先端部にセラミックを用いたものも提案されている
が、確かに先端部の摩耗特性は向上されるが、長時間使
用すると、溶接時の輻射熱のため、セラミックと金属部
材との結合部が熱膨張係数の差により位置ズレなどの不
具合いを起こし、芯線がセラミック部分で溶着するとい
う欠点があった。また、セラミックと金属部材の結合部
の結合を確実にするためにセラミック体を長くすると、
溶接用芯線とコンタクトチップとが通電不良を起こす等
の問題があった。
【0007】 また、本発明者らの先願である特願平6
−53642では、セラミック製円筒部材を金属製コン
タクトチップの先端内部に装着した構造のコンタクトチ
ップを提案しているが、この構造ではコンタクトチップ
の基部金属部材の中心穴とセラミック製円筒部材の中心
穴との位置ずれが生じるおそれがあるため、芯線がセラ
ミック製円筒部材の入口で引っ掛かり、芯線の送りがで
きなくなるという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】 そこで本発明者らは、
上記したような従来技術の課題を解決するため種々検討
を行い、本発明に到達したものである。すなわち、本発
明によれば、ガスシールドアーク溶接用の金属製コンタ
クトチップであって、その先端内部にセラミック製円筒
体を嵌入してなることを特徴とするアーク溶接用コンタ
クトチップが提供される。
【0009】 本発明においては、金属製コンタクトチ
ップを先端部金属部材と基部金属部材とから形成し、セ
ラミック製円筒体が基部金属部材先端部に嵌入されてい
ることが、基部金属部材の中心穴とセラミック製円筒体
との位置ずれを小さくし、芯線のセラミック製円筒体入
口での引っ掛かりを防止する点から好ましく、また、セ
ラミック製円筒体の中心穴径d1 が基部金属部材の中心
穴径d0 、先端部金属部材の中心穴径d2 に対し、d0
≦d1 ≦d2 であり、かつd0 とd1 の同軸度が0.1
以下であることが、芯線の送りをスムーズにできること
から好ましい。さらに、d1 ≦1.05d0 、d2
1.05d1 であることが芯線の振れを押え、溶接の位
置精度を保持することができ、より好ましい。さらに、
セラミック製円筒体と先端部金属部材との間に0.1m
m〜1mmの隙間があることが、溶接時に生じる熱を先
端部金属部材を通じてセラミック製円筒体に伝えること
がなく、芯線の破損を防止する上から好ましい。
【0010】 なお、ここでいう嵌入とは、金属を常温
あるいは加熱して、その内側にセラミックを挿入するし
まりばめのことで、圧入、焼きばめ等を指す。嵌入する
セラミック製円筒体と金属部材の位置精度を高めるに
は、嵌入時のセラミックと金属の間にクリアランスを生
じない圧入を用いることが好ましい。
【0011】
【実施例】 以下、本発明を図示の実施例に基づき更に
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られる
ものではない。図1は本発明におけるコンタクトチップ
の一実施例を示す断面図、図2は図1の部分拡大図であ
る。図1に示すように、本発明のコンタクトチップ7
は、先端部金属部材2と基部金属部材4およびセラミッ
ク製円筒体1とからなる。それらの中心部には軸方向に
穴13a,13b,13cが貫通しており、各々の穴径
が、d0 (基部金属部材4の中心穴径)≦d1 (セラミ
ック製円筒体1の中心穴径)≦d2 (先端部金属部材2
の中心穴径)であり、かつd0 とd1 の同軸度が0.1
以下となるように配置されている。図3に示す溶接用芯
線5はこの穴13a,13b,13cに貫挿される。基
部金属部材4の先端には、耐摩耗性に優れたセラミック
製円筒体1が圧入され、さらに基部金属部材4と基部金
属部材2とが嵌合部6にて圧入され、これらの3部材が
一体化されている。
【0012】 本発明では、セラミック製円筒体1を、
コンタクトチップ7の基部金属部材4の先端部に圧入
し、さらに先端部金属部材2を圧入により基部金属部材
2と嵌合している。このように、セラミック製円筒体1
を圧入によりコンタクトチップ7の基部金属部材4の先
端部に内蔵し固定したので、セラミック製円筒体1の穴
13cと、基部金属部材4の穴13bとの同軸が確保さ
れている。また、圧入は各部材の加工等に手間がかから
ず、簡便に行なえるので経済性に優れる。さらに、セラ
ミック製円筒体1としては焼成状態のものを用いること
が好ましい。これは溶接用の芯線はφ1〜2mmと細
く、コンタクトチップ7の中心穴もこの程度の大きさと
なるため、セラミック製円筒体1の中心穴を焼結体で設
けたり、中心穴を基準にセラミック製円筒体1の外径を
加工したりして、セラミック製円筒体1の外径と中心穴
の同軸精度を良くすることが難しく、焼成前の状態で中
心穴を設け、これを焼成後そのまま用いることが、中心
穴の位置精度を最も高めることができるからである。さ
らに、先端部金属部材2及び基部金属部材4との摩擦力
が向上しより安定して固定できる。
【0013】 また、セラミック製円筒体1を装着する
位置としては、先端部金属部材2の先端3より軸方向に
3mm〜4mm内側であることが好ましい。3mm未満
では溶接時の熱がセラミック製円筒体1に伝わり、芯線
を破損させ、4mmを超えるとセラミック製円筒体1の
耐摩耗効果が薄れ、先端部金属部材2の先端3に偏摩耗
が発生する。
【0014】 セラミック製円筒体1の形状としては、
長さが1mm〜5mmであり、その中心穴径d1 が基部
金属部材4の中心穴径d0 に対し、d1 ≦d0 ×1.0
5、さらに先端部金属部材2の中心穴径d2 に対し、d
2 ≦d1 ×1.05であり、かつd0 ≦d1 ≦d2 であ
ることが好ましい。セラミック製円筒体1の長さが5m
mを超えると、穴の曲りが大きくなり、芯線の送りが悪
くなるとともに、圧入も難しく、一方1mm未満では圧
入による保持力が小さく、セラミック製円筒体1にずれ
が生じる。
【0015】 なお、図2に示すように、セラミック製
円筒体1の基部金属部材4に接する側、および先端部金
属部材2のセラミック製円筒体1の側は、芯線の通りを
よくするため、面取りをし直径を拡げておくことが好ま
しい。本発明のセラミック製円筒体1に使用するセラミ
ックの材質としては、窒化珪素、炭化珪素、サイアロン
のような材料を使用することが好ましい。
【0016】 以下、更に具体的な実施結果を説明す
る。 (実施例1) [チップの製作]窒化珪素粉末に所定量のバインダーを
添加・混合し、これから造粒した原料を用い、金型プレ
スにて直径5mm×長さ6mmの成形体を製作した。こ
れにボール盤にてφ 1.5mmの貫通穴および穴の入口
から1mmの部分にテーパ角5度の面取りを施した後、
焼成し、φ4mm×長さ5mmで中心にφ 1.3mmの
貫通穴を持つ窒化珪素製円筒体を得た。
【0017】 一方、φ15mm×長さ50mmのクロ
ム銅製棒の長手方向に直径1.3mmの貫通穴を設け、
一端にφ4mm(±0.05mm)×深さ3mmの穴を
加工した。またこの部位の外径は端部より長さ6mmの
部分を外径φ7mm(±0.03mm)に加工した。こ
のようにしてチップの基部側を製作した。さらに、φ1
5mm×長さ20mmのクロム銅製棒にφ1.3mmの
貫通穴を加工し、一端に内径φ7mm(±0.03m
m)×深さ6mmの穴を設け、かつこの穴の底面部より
さらにφ4.2mm×深さ2mmの穴を設けた。またこ
の穴側のφ1.3mm貫通穴の入口に長さ1mmでテー
パ角5度の面取り加工を施した。このようにしてチップ
の先端部側を製作した。
【0018】 治具にクロム銅製のチップ基部側および
窒化珪素製のセラミック製円筒体を取付け、プレス機に
より圧入した。さらにクロム銅製のチップ先端側を治具
に取付け、前記したセラミック圧入体の先端部に圧入し
た。即ち、セラミック製円筒体はクロム銅製のチップ基
部側先端に圧入され、かつチップ先端側をチップ基部側
の先端外周部に圧入した。圧入時、セラミック製円筒体
端面とチップ基部側穴部底面には隙間がないようにし、
チップ先端側穴部とセラミック製円筒体端面との間には
0.1mm程度の隙間ができるように調整した。
【0019】 このようにして得られたセラミック製円
筒体内在のクロム銅製チップ素材をNC旋盤にて所定形
状に加工し、基部側端部には溶接機取付け用のネジを加
工し、仕上げた。同様にして、セラミック製円筒体の長
さを2〜5mm、セラミック円筒体端面とチップ先端部
との隙間を0.1〜0.5mmに調整したチップを作製
した。
【0020】[溶接実機試験]製作したコンタクトチッ
プをダイヘン製350A溶接機にセットし、φ1.2m
mの溶接用芯線でCO2 ガスを流しながら、22V×2
30Aの溶接条件にて溶接長さ60cm/サイクルで1
00mの連続溶接試験を実施した。試験結果を表1に示
す。
【0021】
【表1】
【0022】(比較例1)実施例1と同様にして、セラ
ミック製円筒体の長さを1〜8mm、セラミック製円筒
体端面とチップ先端部との隙間を0〜0.7mmに調整
したチップを作製し、同様の溶接試験を実施した。試験
結果を表2に示した。
【0023】
【表2】
【0024】(比較例2)セラミック製円筒体をクロム
銅製チップの先端部に圧入し、ネジにてチップの基部側
に固定する方式のチップを製作し、実施例1と同様の溶
接試験を実施した。結果を表3に示した。
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のアーク
溶接用コンタクトチップによれば、ガスシールドアーク
溶接時における輻射熱を、先端部の金属部材に受けさ
せ、先端部金属部材によりその熱を容易に放散させるこ
とができ、しかも摩耗の激しい先端部のすぐ内側に耐摩
耗性に優れたセラミック製円筒体を装着しているので、
先端部穴部の摩耗を防止し、長時間のガス溶接にも耐用
することができる。さらに、セラミック製円筒体を圧入
によりコンタクトチップの先端部に内蔵し固定している
ので、コンタクトチップの穴との同軸が確保され、しか
も嵌入は各部材の加工等に手間がかからず、簡便に行な
えるので経済性に優れるという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明におけるコンタクトチップの一実施例
を示す断面図である。
【図2】 図1の部分拡大図である。
【図3】 従来のガスシールドアーク溶接用トーチの一
例の断面図である。
【符号の説明】
1 セラミック製円筒体、2 先端部金属部材、3 コ
ンタクトチップの先端、4 基部金属部材、5 溶接用
芯線、7 コンタクトチップ、8 ガスシールドアーク
溶接用トーチ、12 セラミック体、13 コンタクト
チップの穴。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスシールドアーク溶接用の金属製コン
    タクトチップであって、その先端内部にセラミック製円
    筒体を嵌入してなることを特徴とするアーク溶接用コン
    タクトチップ。
  2. 【請求項2】 先端部金属部材と基部金属部材とからな
    り、セラミック製円筒体が基部金属部材の先端部に嵌入
    されていることを特徴とする請求項1記載のアーク溶接
    用コンタクトチップ。
  3. 【請求項3】 セラミック製円筒体の中心穴径d1 が基
    部金属部材の中心穴径d0 、先端部金属部材の中心穴径
    2 に対し、d0 ≦d1 ≦d2 であり、かつd0とd1
    の同軸度が0.1以下であることを特徴とする請求項1
    または2記載のアーク溶接用コンタクトチップ。
  4. 【請求項4】 セラミック製円筒体と先端部金属部材と
    の間に0.1mm〜1mmの隙間が形成されていること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアーク溶
    接用コンタクトチップ。
JP2917195A 1995-02-17 1995-02-17 アーク溶接用コンタクトチップ Withdrawn JPH08215855A (ja)

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