JPH0833983A - アーク溶接用コンタクトチップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期に亘って均一な溶接結果が得られ、し
かも迅速かつ安価に製作することができるアーク溶接用
コンタクトチップを提供すること。 【構成】 軸芯部に消耗性電極の通孔を有するアーク
溶接用コンタクトチップ３において、軟質の導電性金属
により形成されたチップ本体部材１と、該チップ本体部
材１の先端側に配置されて、硬質の銅合金により形成さ
れた給電用の先端部材２との夫々の端部を、コンタクト
チップの長軸方向に冷間圧接することを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接トーチにより消耗
性電極ワイヤを送給しつつ溶接する、溶接作業に用いら
れるアーク溶接用コンタクトチップ及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に消耗性電極ワイヤを使用するアー
ク溶接作業においては、溶接トーチに装着したコンタク
トチップの軸芯部に貫通孔を設け、この貫通孔に電極ワ
イヤを挿通させつつコンタクトチップから給電を行なっ
ている。ところで、給電時には、電極ワイヤとコンタク
トチップとの接触部分が高温となり、コンタクトチップ
の貫通孔が電極ワイヤの送給によって摩耗する傾向にあ
る。このようにコンタクトチップの電極通孔が摩耗した
場合、電極ワイヤへの給電状態が変化するため、均一な
溶接結果が得られなくなる。

【０００３】これに対処するため、従来、例えば図８
（Ａ）に示されるごとく、チップ本体部１´と中子部２
´とでコンタクトチップ３´を構成して、軸芯部に電極
ワイヤ送給用の貫通孔１０１と、一端部に、図示しない
溶接トーチに装着するためのネジ部１０２とを設けたチ
ップ本体部１´を、比較的軟質の銅あるいは銅合金によ
り形成し、このチップ本体部１´の他端部に軸方向の凹
部１０６を形成している。さらに中子部２´は軸芯部に
貫通孔２０１を有し、耐熱および耐摩耗性に優れた硬質
の導電性金属により形成されていて、この中子部２´を
チップ本体部１´の凹部１０６に遊入し、この後、チッ
プ本体部１´を外部から半径方向に押圧する、いわゆる
スエージング加工により、中子部２´が凹部１０６に圧
接されている。

【０００４】さらに、従来、図８（Ｂ）および図８
（Ｃ）に示される構造のものが提案されている。すなわ
ち、図８（Ｂ）に示されるごとく硬質材よりなる中子部
２´の外部に円周溝２０２を設けたり、図８（Ｃ）に示
されるごとく、中子部２´に段部２０３を設けて、コン
タクトチップ３´としてのスエージング加工を施したと
きに、上記円周溝２０２または段部２０３と、軟質材よ
りなるチップ本体部１´とを係合させて係止させてい
る。

【０００５】なお、図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）に示され
るコンタクトチップ３´としてのスエージング加工時に
は、図８（Ｄ）に示されるごとく、中子部２´に比較的
内径の大きい貫通孔２０１を設け、この中子部２´をチ
ップ本体部１´の凹部１０６に遊入した状態で、中子部
２´およびチップ本体部１´の夫々の貫通孔２０１，１
０１に、所望とする電極ワイヤの直径よりも僅かに大き
い直径をした硬線５０を挿通し、チップ本体部１´の外
部から半径方向にスエージングダイス５１乃至５４を押
圧して、スエージング加工が行なわれている。

【０００６】さらにまた、従来、電極ワイヤの通孔を有
する耐磨耗性部材が、チップ本体部の先端部に、焼きば
め、接着又はロー付により装着されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示されるごとく、チップ本体部１´の凹部１０６と中子
部２´とを、いわゆるスエージング加工により係止させ
ると以下のような問題がある。すなわち、溶接電流は、
チップ本体部１´→中子部２´→電極ワイヤへと給電さ
れるが、特に溶接時には、コンタクトチップの先端部が
アーク熱にさらされることと相俟って、電極ワイヤへの
給電部、すなわち接触部分およびその近傍が高温とな
る。ところで、チップ本体部１´と中子部２´との係止
部に着目すれば、硬質の中子部２´の熱膨張率に対し
て、チップ本体部１´の熱膨脹率が大であるため、すな
わち、中子部２´を包持するチップ本体部１´の熱膨張
率が大きいため、上記のごとく給電部が高温になれば、
図８（Ａ）に示されるものにおいては、チップ本体部１
´と中子部２´との係止部の係止状態がルーズになる。

【０００８】さらに、例えば、半自動アーク溶接作業に
おいて、作業者に把持された溶接トーチは、溶接後に被
溶接物上あるいは作業台上に乱暴に放置されているのが
実情であって、特に溶接終了時には上記のごとくチップ
本体部１´と中子部２´との係止状態がルーズになって
いるため、溶接トーチの放置に伴なう衝撃力が付加され
ると、図８（Ａ）に示されるコンタクトチップ３´にお
いては、チップ本体部１´と中止部２´との係止部のル
ーズ化が助長される。これにより、中子部２´がチップ
本体部１´に対して長軸方向に、あるいは回転方向に僅
かにずれて、中子部２´とチップ本体部１´との当接状
態が微妙に変化する。溶接作業においては、溶接開始か
ら溶接終了までを一サイクルとした溶接作業を繰返して
いるが、この繰返し溶接作業を行なうに伴なって、上記
中子部２´とチップ本体部１´とのずれ量が大となり、
チップ本体部１´から中子部２´への給電状態が、初期
状態に対して変化するため、均一な溶接結果が得られな
かった。 勿論、溶接作業を繰返すことにより、チップ
本体部１´と中止部２´との係止部のルーズ化が増々助
長されて、極端な場合には、中子部２´がチップ本体部
１´から離脱して、溶接作業が不能の状態となり、頻繁
にコンタクトチップ３´を取り替えているため、結果と
してコンタクトチップ３´が高価なものとなっていた。

【０００９】また、電極ワイヤの通孔を有する耐磨耗性
部材が、チップ本体部の先端部に、焼きばめ、接着又は
ロー付により装着されたコンタクトチップにおいても、
前記したごとく、コンタクトチップの先端部が高温とな
って、耐磨耗性部材とチップ本体部との熱膨張係数が異
なることと相俟って、前記したごとく耐磨耗性部材とチ
ップ本体部との装着部に衝撃力が作用するため、耐磨耗
性部材の装着状態が解除されて、耐磨耗性部材がチップ
本体部から離脱し、溶接作業が不能の状態となり、頻繁
にコンタクトチップを取り替えているため、結果として
コンタクトチップが高価なものとなっていた。

【００１０】さらにまた、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）
に示されるものにおいては、加工しにくい硬質の中子部
２´に、上記のごとくの円周溝２０２や段部２０３の加
工を施す作業に手間取るため、結果としてコンタクトチ
ップが高価なものとなっていた。

【００１１】他方、図８（Ｄ）に示されるスエージング
加工の主とした目的は、中子部２´の貫通孔２０１を硬
線５０になじませることにある。ところで、スエージン
グダイス５１乃至５４により軟質のチップ本体部１´を
介して、硬質の中子部２´を押圧するため、中子部２´
の貫通孔２０１が硬線５０になじむ前に軟質のチップ本
体部１´が変形、すなわちチップ本体部１´の長軸方向
に変形する。このため、所望とする形状のコンタクトチ
ップを製作するためには、軟質であるチップ本体部１´
の材質、硬質である中子部２´の材質および所望とする
コンタクトチップ３´の形状により、ダイスの材質，加
圧力および押圧時間と押圧中止時間との周期などのスエ
ージング条件を都度模索して、最適値を選定しているの
が現状である。このため、スエージング装置の導入およ
び条件選定に時間がかかり、結果としてコンタクトチッ
プ３´が高価となるという問題がある。

【００１２】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、迅速かつ安価に製作することができ、
しかも長期に亘って均一な溶接結果が得られるコンタク
トチップおよびその製造方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、軸芯部に
消耗性電極の通孔を有するアーク溶接用コンタクトチッ
プに適用される。その特徴とするところは、軟質の導電
性金属により形成されたチップ本体部材と、該チップ本
体部材の先端側に配置されて、硬質の銅合金により形成
された給電用の先端部材との夫々の端部を、コンタクト
チップの長軸方向に冷間圧接したことである。第２の発
明は、第１の発明において、先端部材がクローム銅又は
クローム銅合金により形成されたことを特徴としてい
る。第３の発明は、軸芯部に消耗性電極の通孔を有する
アーク溶接用コンタクトチップの製造方法に適用され
る。その特徴とするところは、軟質の導電性金属により
形成されたチップ本体部材と、該チップ本体部材の先端
側に配置されて、硬質の銅合金により形成された給電用
の先端部材とを相対向する一対のチャツクにより支持
し、該チャツクに支持されたチップ本体部材および先端
部材の夫々の端部をコンタクトチップの長軸方向に突合
わせ、該突合わせ端部を押圧させつつ冷間圧接すること
である。第４の発明は、第３の発明において、チップ本
体部材および先端部材の突合わせ端部とは反対側の夫々
の端部が、前記チャツクまたは前記チャツクの取付部材
によりコンタクトチップの長軸方向に支持されてなるこ
とを特徴としている。第５の発明は、第３又は第４の発
明において、チップ本体部材および先端部材を支持する
一対のチャツクのうち、少なくとも一方のチャツクが、
コンタクトチップの長軸方向に移動自在に支持され、か
つ該チャツクの長軸方向の押圧位置を規制するストッパ
ー機構を配設したことを特徴としている。第６の発明
は、第３乃至５の発明において、先端部材がクローム銅
又はクローム銅合金により形成されたことを特徴として
いる。第７の発明は、第３乃至６の発明において、チッ
プ本体部材の冷間圧接される端部に、軸方向のへこみ部
が形成されることを特徴としている。第８の発明は、第
３乃至７の発明において、先端部材の冷間圧接される端
部に、軸方向のへこみ部が形成されることを特徴として
いる。第９の発明は、第３乃至８の発明において、先端
部材が、冷間圧接をする前に鍛造法により加工されるこ
とを特徴としている。第１０の発明は、第３乃至９の発
明において、チップ本体部材が、冷間圧接をする前に鍛
造法または切削法により加工されることを特徴としてい
る。第１１の発明は、第３乃至９の発明において、先端
部材が、冷間圧接をする前に鍛造法により加工され、か
つ、チップ本体部材が、冷間圧接を行なった後に、鍛造
法又は切削法により加工されることを特徴としている。
第１２の発明は、第３乃至１１の発明において、冷間圧
接後、チップ本体部材の端部側から電極通孔の冷間圧接
部に至るドリル加工を行なうことを特徴としている。第
１３の発明は、第３乃至８の発明において、冷間圧接
後、先端部材およびチップ本体部材の加工を行なうこと
を特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明に係るアーク溶接用コンタクトチップお
よびその製造方法においては、軟質の導電性金属により
形成されたチップ本体部材と、該チップ本体部材の先端
側に配置されて、硬質の銅合金により形成された給電用
の先端部材との夫々の端部が、コンタクトチップの長軸
方向に冷間圧接される。すなわち、給電用の先端部材が
硬質の銅合金により形成され、かつチップ本体部材が軟
質の導電性金属により形成されていて、この先端部材お
よびチップ本体部材は、いわゆる異質金属であるが、常
温で接合箇所を強く圧縮して、接合面を局部的に塑性変
形させて圧接する、いわゆる冷間圧接によれば、この異
質金属よりなる先端部材およびチップ本体部材が確実に
固着される。このように、異質金属よりなるチップ本体
部材および先端部材が冷間圧接により、確実に一体的に
固着されるとともに、本コンタクトチップを使用してア
ーク溶接作業を行なうときに先端部材が高温状態となっ
ても、チップ本体部材と先端部材との固着状態が変化す
ることはなく、従ってアーク溶接作業の開始後から終了
時まで一定の状態で電極ワイヤに給電を行なうことがで
きる。勿論、低廉な設備である冷間圧接装置によりアー
ク溶接用コンタクトチップが製作されるが、チップ本体
および先端部材の冷間圧接される断面積が小さいことと
相俟って、冷間圧接装置の機械的に位置決めされた相対
向するチャックにより支持されたチップ本体部材と先端
部材とを冷間圧接するため、チップ本体部材と先端部材
とが同軸に一体的に固着される。なお、本発明に係るア
ーク溶接用コンタクトチップにおいては、チップ本体お
よび先端部材の冷間圧接された接合箇所の硬度が、冷間
圧接による加工硬化による効果により大きくなるため、
軸芯部に電極ワイヤを挿通させて使用するアーク溶接用
コンタクトチップとすれば、高寿命化を図ることができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図１において、１は軟質の導電性金属により形
成されるチップ本体部材で、例えばこのチップ本体部材
１は、転造あるいは、いわゆるスエージング加工を含む
鍛造により、貫通孔１０１，取付用ネジ部１０２，スパ
ナ掛け用平行部１０３，先端テーパ部１０４，貫通孔１
０１に電極ワイヤを案内するためのテーパ孔１０５およ
びチップ本体部材１の先端部の軸方向のへこみ部４が夫
々適宜に形成されている。２はチップ本体部材１よりも
硬質の銅合金により形成され、貫通孔２０１が形成され
た耐磨耗性を有する良導電性の先端部材で、例えば、こ
の先端部材２は柱状材、あるいは管状材の貫通孔内に、
所望の外径，例えば使用する電極ワイヤ径よりも０．１
mm乃至０．３mm程度大きい外径をした硬線を挿通し、こ
の先端部材２の外部より、いわゆるスエージング加工を
施して、先端部材２の貫通孔２０１を硬線になじませた
後、先端部材２が所望の長さに切断されている。あるい
はまた、所望の長さに予め形成した管状の先端部材２に
上記スエージング加工を施すこともできる。図１（Ａ）
に示される、チップ本体部材１および先端部材２は、夫
々の端部が押圧されて、電極ワイヤの送給方向、すなわ
ち後述するコンタクトチップ３の長軸方向に冷間圧接さ
れて、図１（Ｂ）に示されるごとく一体的に接合され
る。

【００１６】例えば、図４乃至図６において、冷間圧接
装置１０の機台１１には、第１のチャック１２が取付け
られている。１３はガイド部材１４により直線的に移動
自在に支持された移動台で、この移動台１３は適宜の駆
動機構１５により第１のチャック１２に対して、接近お
よび離間するように動かされる。例えば、固定台１６に
対して回転自在に支持された回転軸１７が、油圧あるい
は圧縮空気などの流体圧回転機あるいは電動機などの回
転駆動機１９により回転伝達部材１８を介して回転され
る。回転軸１７にはボールネジ２０が形成されていて、
このボールネジ２０が、移動台１３に固定されたボール
ナット２１と係合されている。上記１６乃至２１によ
り、移動台１３用の上記駆動機構１５が構成されてい
る。２２は移動台１３に取付けられた第２のチャック
で、第１および第２のチャック１２，２２の爪１２１，
１２２，…，２２１，２２２，…，は、いわゆる工作機
械のチャックと同様に半径方向に拡縮自在である。な
お、２３は、例えば移動台１３に当接するストッパー部
材で、このストッパー部材２３の位置を適宜に調整する
ことにより、移動台１３のＸ₁ 方向の位置が設定され
る。なお、１２５，２２５は、エア抜き用の孔であっ
て、冷間圧接時にチップ本体部材１および先端部材２の
内圧を周囲の圧力と同一に保つためのものである。

【００１７】上記冷間圧接装置１０の第１および第２の
チャック１２，２２に、前記したチップ本体部材１およ
び先端部材２を夫々相対的に対向させて固定し、駆動機
構１５により移動台１３を第１のチャック１２側に移動
させて、第２のチャック２２に把持された、例えば先端
部材２をチップ本体部材１に押圧し、所定時間後、移動
台１３をＸ₂ 方向に離間させて冷間圧接を完了する。な
お、ガイド部材１４により直線的に移動自在に支持され
た移動台１３の駆動機構１５としては、周知の機構、例
えば油圧や圧縮空気により往復動される、いわゆる流体
圧シリンダーのシリンダーロットおよびシリンダーと、
固定台１６および移動台１３とを相対的に支持したり、
あるいは、いわゆるラック−ピニオン機構のラックおよ
びピニオンと、固定台１６および移動台１３とを相対的
に支持したりすることができる。勿論、大きい駆動力を
得るためには、油圧による駆動機構、特に油圧シリンダ
ーを用いた直動駆動機構が最適である。上記冷間圧接に
より、図１（Ｂ）に示すごとく、チップ本体部材１と先
端部材２とが溶接されてアーク溶接用コンタクトチップ
３が形成される。

【００１８】なお、冷間圧接の形態としては、予じめ適
宜に位置を調整したストッパー部材２３に移動台１３を
当接させ、この後、所定時間後に移動台１３をＸ₂ 方向
に離間させるものとすれば、チップ本体部材１および先
端部材２の寸法、特に長軸方向の寸法が一定に形成され
ている場合に、一定状態の圧接部を確実に得ることがで
きる。他方、ストッパー部材２３を使用せずに、第１お
よび第２のチャック１２，２２に支持されたチップ本体
部材１および先端部材２の端部を当接させたときの移動
台１３の位置を基準とし、この後、駆動機構１５により
Ｘ₁ 方向に移動される移動台１３が、所定量移動したこ
とを適宜の検出手段で検出した場合に、移動台１３をＸ
₂ 方向に離間させて圧接を完了するように制御すれば、
チップ本体部材１および先端部材２の寸法、特に長軸方
向の寸法にバラツキがあっても、一定状態の圧接部を確
実に得ることができる。

【００１９】なお、上記に拘わらず移動台１３の押圧状
態を押し切り状態とすることができる。すなわち、チッ
プ本体部材１および先端部材２の材質が後述する表１の
組合せ番号乃至のいずれかに特定され、かつ適用す
る電極ワイヤの直径が、例えば、１．０mmと特定された
場合、チップ本体部材１および先端部材２の各部も適宜
の寸法に特定されるが、このようにチップ本体部材１お
よび先端部材２の各部の寸法および材質が特定された場
合、移動台１３をＸ₁ 方向に位置規制することなく移動
させて、チップ本体部材１および先端部材２が押圧した
ままの状態で冷間圧接を行っても、冷間圧接時の押圧力
が近似していれば、上記冷間圧接を繰返すことにより所
望状態のアーク溶接用コンタクトチップ３を得ることが
できる。このため、往復動する移動台１３を上記した駆
動機を有する直動駆動機構により駆動させることができ
るが、往復動する移動台１３を手動駆動機構、例えば、
トグル機構により作動させて押圧力を得るようにするこ
とができる。

【００２０】ところで、アーク溶接に用いられる消耗性
電極ワイヤの直径は、例えば０．４〜２．０mm位であっ
て、適用する電極ワイヤの直径によって先端部材２の外
径は幾分バラツクが、この先端部材２の外径は、概略値
としては４〜８mm位のものが適宜に選定される。例え
ば、電極ワイヤの直径が１．０又は１．２mmのときに
は、先端部材２の外径は５〜６mm位のものが好適であ
る。

【００２１】上記冷間圧接における、チップ本体部材１
および先端部材２の夫々の材質の組合せを表１に示す。
なお表１に示される銅としては、無酸素銅、タフピッチ
銅およびリン脱酸銅を総称している。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記冷間圧接においては、前記したごと
く、先端部材２の外径は高々８mm程度であるため、表１
における組合せ番号乃至のものは実質的に１乃至３
秒位で冷間圧接を行なうことができた。

【００２４】ところで、冷間圧接装置は、例えば図４に
示されるごとく、第１のチャック１２に対向して、移動
台１３に支持された第２のチャック２２を直線的に移動
させる駆動機構１５とにより構成された、極めて簡単な
構造であるため、他の溶接装置に比べて設備費が安価と
なる。

【００２５】例えば、電子ビーム溶接装置であれば、電
子ビーム発生装置，電子ビームを制御するための各種の
集束コイル機構、真空室および各種の電気的・機械的制
御装置などが必要であるため、設備費が極めて高価とな
る。

【００２６】またレーザー溶接装置であれば、レーザ用
の電源機、レーザ発振器、レーザ共振器、各種の光学伝
送装置およびレーザトーチなどが必要であるため、電子
ビーム溶接装置と同様に、設備費が極めて高価となる。

【００２７】さらに、アーク溶接装置を適用する場合、
本発明の対象とするコンタクトチップの材質は非鉄金属
であって、しかも断面が小径であるため、いわゆるＴＩ
Ｇアーク溶接装置が該当する。この場合、ＴＩＧ溶接電
源機、ＴＩＧ溶接トーチおよび給電用・アース用のケー
ブル類などが必要であるため、冷間圧接装置よりも高価
である。しかも消耗品としてのＴＩＧ溶接用のシールド
ガスおよびＴＩＧ溶接電極の夫々の状況を監視しつつ適
宜に補充する必要があり、ＴＩＧアーク溶接装置で溶接
するものとすれば、コンタクトチップの製作費が、結果
的には冷間圧接のときよりも割高となる。

【００２８】さらに電気抵抗溶接装置であれば、装置が
高価となるばかりではなく、重くてカサ高い電気抵抗溶
接電源機が作業の邪魔であり、しかも高圧受電設備を必
要とする。このため、電気抵抗溶接装置で溶接するもの
とすれば、コンタクトチップの製作費が、結果的には冷
間圧接のときよりも割高となる。

【００２９】なお、表１における組合せ番号乃至の
ものについて、アーク溶接、レーザー溶接、電子ビーム
溶接および回転・押圧による摩擦溶接を行なったが、い
ずれの場合も、いわゆる実用的に製品化できる程度の溶
接部が得られなかった。すなわち、給電用の先端部材が
硬質の銅合金により形成され、かつチップ本体部材が軟
質の導電性金属により形成されているため、硬質の銅合
金よりなる先端部材を溶接に適する程度に溶融させた場
合に、軟質の導電性金属よりなるチップ本体部材が溶融
し過ぎた状態となって、これらの溶接部が、いわゆるグ
チャグチャになり、実用化することができなかった。

【００３０】以上のごとく、本発明に係るアーク溶接用
コンタクトチップおよびその製造方法においては、軟質
の導電性金属により形成されたチップ本体部材と、該チ
ップ本体部材の先端側に配置されて、硬質の銅合金によ
り形成された給電用の先端部材との夫々の端部がコンタ
クトチップの長軸方向に冷間圧接される。このため、異
質金属よりなるチップ本体部材と先端部材とが、冷間圧
接により確実に一体的に固着される。

【００３１】さらに、冷間圧接装置の機械的に位置決め
されて、相対向するチャックにより支持したチップ本体
部材と先端部材とを冷間圧接するため、チップ本体部材
と先端部材とが同軸に一体的に固着される。

【００３２】勿論、本発明に係るアーク溶接用コンタク
トチップを使用してアーク溶接作業を行なうときには、
先端部材が高温状態となっても、チップ本体部材と先端
部材との固着状態が変化することはないため、アーク溶
接作業の開始時から終了時まで、一定の状態で電極ワイ
ヤに給電を行なうことができる。従って均一な溶接結果
が得られる。

【００３３】さらに、本発明に係るアーク溶接用コンタ
クトチップにおいては、チップ本体および先端部材の冷
間圧接された接合箇所の硬度が、冷間圧接による加工硬
化による効果により大きくなるため、軸芯部に電極ワイ
ヤを挿通させて使用するアーク溶接用コンタクトチップ
とすれば、高寿命化を図ることができる。

【００３４】しかも、本発明に係るアーク溶接用コンタ
クトチップにおいては、チップ本体部材および先端部材
の冷間圧接される断面積が小さいため、チップ本体部材
と先端部材との冷間圧接作業が極めて短時間で、即ち迅
速に遂行される。さらに、上記したごとく、冷間圧接装
置は、他の溶接装置よりも低廉な設備であるため、アー
ク溶接用コンタクトチップを安価に製作することができ
る。

【００３５】また、先端部材が硬質の銅合金により形成
され、かつチップ本体部材が先端部材よりも軟質の導電
性金属により形成されていて、電極ワイヤに接触しつつ
給電する先端部材は硬質の銅合金であるため、先端部材
の摩耗が少なく、経年的にアーク溶接用コンタクトチッ
プを使用することができ、かつ先端部は電極ワイヤの通
孔を有する柱状に形成するだけでよいため、硬質の銅合
金であっても、比較的容易に先端部材を製作することが
できると共に、溶接トーチに取付けるためのネジ部やス
パナ掛け部など、従来必要としている加工を行なうの
は、先端部材よりも軟質で、しかも安価な導電性金属よ
りなるチップ本体部材であるため、チップ本体部材を容
易に、かつ安価に製作でき、このため、全体としてアー
ク溶接用コンタクトチップを迅速かつ安価に製作するこ
とができる。

【００３６】さらに、先端部材がクローム銅またはクロ
ーム銅合金により形成されていれば、電極ワイヤに対す
るアーク溶接電流の給電が効率よく行なわれるととも
に、耐磨耗性がよいため、経年的にアーク溶接用コンタ
クトチップを使用することができる。

【００３７】ところで、冷間圧接において、チップ本体
部材および先端部材のいずれか一方あるいは両方の、冷
間圧接される端部に、軸方向のへこみ部が形成されてい
れば、冷間圧接時には、電極ワイヤの通孔側の軟化部分
が、軸方向のへこみ部にすえ込まれた状態となって、電
極ワイヤの通孔への冷間圧接による、いわゆるバリの発
生が可及的に減少する。このため、冷間圧接後の加工を
行なわなくとも、電極ワイヤの送給に支障のないコンタ
クトチップを製作できることが考えられる。勿論、上記
軸方向のへこみ部は、加工が容易な軟質材よりなるチッ
プ本体部材に設けるとよい。

【００３８】なお、上記軸方向のへこみ部をチップ本体
部材と先端部材との両方に設ければ、軟化部分のすえ込
み量を増加することができ、従って、溶融量の多い、よ
り強固な冷間圧接を行なうことができる。

【００３９】勿論、軸方向のへこみ部の形状は自在に選
定することができるが、例えば、図２に示されるごと
く、段状の軸方向のへこみ部４やテーパー状の軸方向の
へこみ部４を、チップ本体部材１および先端部材２の夫
々の端部に設けたり、あるいはチップ本体部材１または
先端部材２の端部に設けることができる。

【００４０】さらにまた、先端部材が、冷間圧接をする
前に、鍛造法により加工されるものとすれば、先端部材
の軸芯部に挿通した硬線に、先端部材の貫通穴がなじむ
ように鍛造、すなわちスエージング加工する場合に、硬
質材よりなる先端部材を直接ダイスにより押圧すること
ができるため、先端部材に、正確に硬線になじんだ通孔
を形成することができ、しかも容易に製作することがで
きる。このように先端部材の通孔は、正確に硬線になじ
んで加工硬化されるため、耐磨耗性が増大し、かつこの
通孔の表面が滑らかとなるため、電極ワイヤとの接触摩
擦抵抗が減少して、電極ワイヤの送給性が良好となる。

【００４１】さらに、チップ本体部材が、冷間圧接をす
る前に、鍛造法あるいは適宜の切削法により加工される
ものとすれば、チップ本体部材の製作を容易に行なうこ
とができる。勿論、チップ本体部材を鍛造法により加工
するものとすれば、切削法による加工に比べて安価で、
迅速かつ容易にチップ本体部材を製作することができ
る。

【００４２】さらにまた、先端部材が、冷間圧接をする
前に、鍛造法により加工され、かつ、チップ本体部材が
冷間圧接を行なった後、鍛造法または切削法により加工
されるものとすれば、チップ本体部材の加工時には、硬
質材である先端部材をクランプしつつ、すなわち、先端
部材を基準として、軟質材であるチップ本体部材を加工
することができるため、チップ本体部材の加工を正確に
行なうことができる。

【００４３】なお、先端部材が冷間圧接をする前に鍛造
法により加工されている場合、チップ本体部材の電極ワ
イヤの通孔の加工が上記冷間圧接の前後に行なわれるか
否かを問わず、冷間圧接後に、図３に示されるごとく、
チップ本体部材の端部側から電極通孔の冷間圧接部に至
るドリル加工を行なえば、安定して電極ワイヤを送給す
ることができる。

【００４４】勿論、冷間圧接を行なった後に、先端部材
およびチップ本体部材の加工を行なう場合、夫々の部材
を冷間圧接するときに比べて加工が面倒となるが、先端
部材のスエージング加工時には、硬質材である先端部材
を直接ダイスにより押力することができるため、正確に
硬線になじんだ通孔を先端部材に、確実にしかも容易に
製作することができるとともに、硬質材である先端部材
を基準として、軟質材料であるチップ本体部材が加工で
きるため、チップ本体部材と先端部材とよりなるコンタ
クトチップを正確に加工することができる。

【００４５】なお、表１に示されるチップ本体部材１お
よび先端部材２の夫々の材質の組合せにおいて、組合せ
番号；のものが経年的に使用でき、最も有効である。
即ち、組合せ番号がからになるほど有効である。

【００４６】さらに、図７は図５の変形例を示す図であ
って、図５と同一のものには同一の符号を付してある
が、それらの説明は割愛する。図７に示されるごとく、
例えば、チャック１２の取付部材１２６には軸芯部に貫
通孔１２７が配設されていて、先端部材２の貫通孔２０
１とほぼ同径の硬線２５が、図示のごとく挿通した状態
で冷間圧接が行なわれる。勿論、冷間圧接後に硬線２５
が取除かれる。このように硬線２５が、少なくとも先端
部材２の貫通孔２０１に挿入された状態で冷間圧接を行
なえば、電極ワイヤの通孔側に冷間圧接による軟化部分
が生じても、電極ワイヤの通路が確保される。

【００４７】また、図５および図７に示されるごとく、
チップ本体部材および先端部材の突合わせ端部とは反対
側の夫々の端部が、チャツクの取付部材によりコンタク
トチップの長軸方向に支持されていれば、チップ本体部
材および先端部材はチャツクの取付部材に当接しつつ、
チップ本体部材および先端部材の夫々の突合端部が長軸
方向に圧接される。すなわち、チャック１２，２２の拘
束力を比較的小さくした、簡単な機構としても、チップ
本体部材および先端部材は軸方向に滑ることなく確実に
冷間圧接することができる。従って、チャック１２，２
２を安価に製作することができる。

【００４８】なお、チップ本体部材および先端部材の夫
々の端部をＸ方向に拘束する支持部分を夫々のチャック
１２，２２の爪１２１，１２２，…，…，２２１，２２
２，…，…に設けることができる。勿論、チップ本体部
材および先端部材の夫々の端部をＸ方向に拘束する支持
部分を、チャツクの取付部材およびチャツクのいずれか
に選択的に設けることができる。

【００４９】さらにまた、半径方向に拡縮自在な第１お
よび第２のチャック１２，２２の爪は、夫々２個以上で
あればよく、かつ、第１および第２のチャック１２，２
２の爪には、把持力を増大させるために、チャック面部
にギザギザや刻み目を設けることができる。

【００５０】なお、例えば、図５に示されるごとく、チ
ップ本体部材１の貫通孔１０１の直径が、適用するワイ
ヤの直径よりも可及的に大きい場合、例えば、適用する
ワイヤの直径の２倍以上の場合には、ワイヤを案内する
ためのテーパ孔１０５を割愛することができる。

【００５１】さらにまた、冷間圧接は大気中とすること
ができるが、真空中あるいは不活性ガス雰囲気で冷間圧
接を行えば、接合箇所の保護が所望の状態で行なわれる
ため、より良質な接合箇所を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るアーク溶接用コンタクトチップおよびその製造方法
は、軟質の導電性金属により形成されたチップ本体部材
と、該チップ本体部材の先端側に配置されて、硬質の銅
合金により形成された給電用の先端部材との夫々の端部
が、コンタクトチップの長軸方向に冷間圧接されるた
め、異質金属よりなる先端部材およびチップ本体部材が
冷間圧接により、確実に一体的に固着され、しかも冷間
圧接装置の機械的に位置決めされて、相対向するチャッ
クにより支持されたチップ本体部材と先端部材とが冷間
圧接されるため、チップ本体部材と先端部材とが同軸に
一体的に固着され、かつチップ本体部材および先端部材
の冷間圧接される断面積が小さいため、チップ本体部材
と先端部材との冷間圧接作業が極めて短時間で、即ち迅
速に遂行される。

【００５３】勿論、本発明に係るアーク溶接用コンタク
トチップを使用してアーク溶接作業を行なうときには、
先端部材が高温状態となっても、チップ本体部材と先端
部材との固着状態が変化することはないため、アーク溶
接作業の開始時から終了時まで、一定の状態で電極ワイ
ヤに給電を行なうことができる。従って均一な溶接結果
が得られる。

【００５４】さらにまた、本発明に係るアーク溶接用コ
ンタクトチップにおいては、チップ本体および先端部材
の冷間圧接された接合箇所の硬度が、冷間圧接による加
工硬化による効果により大きくなるため、軸芯部に電極
ワイヤを挿通させて使用するアーク溶接用コンタクトチ
ップとすれば、高寿命化を図ることができる。

【００５５】しかも、上記したごとく、冷間圧接装置
は、他の溶接装置よりも低廉な設備であることと相俟っ
て、先端部材が硬質の銅合金により形成され、かつチッ
プ本体部材が先端部材よりも軟質の導電性金属により形
成されていれば、電極ワイヤに接触しつつ給電する先端
部材が硬質の銅合金であるため、先端部材の摩耗が少な
く、経年的にアーク溶接用コンタクトチップを使用する
ことができ、かつ先端部は電極ワイヤの通孔を有する柱
状に形成するだけでよいため、加工が困難な硬質の銅合
金であっても、先端部材を比較的容易に製作することが
できると共に、溶接トーチに取付けるためのネジ部やス
パナ掛け部など、従来必要としている加工を行なうの
は、先端部材よりも軟質で、しかも安価な導電性金属よ
りなるチップ本体部材であるため、チップ本体部材を容
易に、かつ安価に製作でき、従って、全体としてアーク
溶接用コンタクトチップを迅速かつ安価に製作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す一部断面正面図

【図２】本発明の他の実施例を示す一部断面正面図

【図３】本発明の更に他の実施例を示す断面図

【図４】本発明に好適な冷間圧接装置を示す一部断面正
面図

【図５】図４のチャック部相当の縦断面拡大図

【図６】図５の側面図

【図７】本発明の他の実施例の要部を示す図であって、
図５に相当する縦断面拡大図

【図８】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ チップ本体部材 ２ 先端部材 ３ アーク溶接用コンタクトチップ ４ 軸方向のへこみ部 １０１ 消耗性電極ワイヤの通孔 ２０１ 消耗性電極ワイヤの通孔

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸芯部に消耗性電極の通孔を有するアー
   ク溶接用コンタクトチップにおいて、軟質の導電性金属
   により形成されたチップ本体部材と、該チップ本体部材
   の先端側に配置されて、硬質の銅合金により形成された
   給電用の先端部材との夫々の端部を、コンタクトチップ
   の長軸方向に冷間圧接してなるアーク溶接用コンタクト
   チップ。
2. 【請求項２】 前記先端部材はクローム銅又はクローム
   銅合金により形成されてなる請求項１記載のアーク溶接
   用コンタクトチップ。
3. 【請求項３】 軸芯部に消耗性電極の通孔を有するアー
   ク溶接用コンタクトチップの製造方法において、軟質の
   導電性金属により形成されたチップ本体部材と、該チッ
   プ本体部材の先端側に配置されて、硬質の銅合金により
   形成された給電用の先端部材とを相対向する一対のチャ
   ツクにより支持し、該チャツクに支持されたチップ本体
   部材および先端部材の夫々の端部をコンタクトチップの
   長軸方向に突合わせ、該突合わせ端部を押圧させつつ冷
   間圧接することを特徴とするアーク溶接用コンタクトチ
   ップの製造方法。
4. 【請求項４】 前記チップ本体部材および先端部材の突
   合わせ端部とは反対側の夫々の端部が、前記チャツクま
   たは前記チャツクの取付部材によりコンタクトチップの
   長軸方向に支持されてなる請求項３記載のアーク溶接用
   コンタクトチップの製造方法。
5. 【請求項５】 前記チップ本体部材および先端部材を支
   持する一対のチャツクのうち、少なくとも一方のチャツ
   クは、コンタクトチップの長軸方向に移動自在に支持さ
   れ、かつ該チャツクの長軸方向の押圧位置を規制するス
   トッパー機構を配設してなる請求項３又は４に記載のア
   ーク溶接用コンタクトチップの製造方法。
6. 【請求項６】 前記先端部材はクローム銅又はクローム
   銅合金により形成されてなる請求項３乃至５のいずれか
   に記載のアーク溶接用コンタクトチップの製造方法。
7. 【請求項７】 前記チップ本体部材の冷間圧接される端
   部に、軸方向のへこみ部が形成されてなる請求項３乃至
   ６のいずれかに記載のアーク溶接用コンタクトチップの
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記先端部材の冷間圧接される端部に、
   軸方向のへこみ部が形成されてなる請求項３乃至７のい
   ずれかに記載のアーク溶接用コンタクトチップの製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記先端部材は、冷間圧接をする前に鍛
   造法により加工されてなる請求項３乃至８のいずれかに
   記載のアーク溶接用コンタクトチップの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記チップ本体部材は、冷間圧接をす
    る前に鍛造法または切削法により加工されてなる請求項
    ３乃至９のいずれかに記載のアーク溶接用コンタクトチ
    ップの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記先端部材は、冷間圧接をする前に
    鍛造法により加工され、かつ、前記チップ本体部材は、
    冷間圧接を行なった後に、鍛造法又は切削法により加工
    されてなる請求項３乃至９のいずれかに記載のアーク溶
    接用コンタクトチップの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記冷間圧接後、チップ本体部材の端
    部側から電極通孔の冷間圧接部に至るドリル加工を行な
    う請求項３乃至１１のいずれかに記載のアーク溶接用コ
    ンタクトチップの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記冷間圧接後、先端部材およびチッ
    プ本体部材の加工を行なう請求項３乃至８のいずれかに
    記載のアーク溶接用コンタクトチップの製造方法。