JP2003236669A

JP2003236669A - アーク放電を用いた溶接用電極棒先端の成形方法

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Publication number: JP2003236669A
Application number: JP2002039589A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Murata; 彰久村田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-26
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP3747002B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストの高騰を招くことなく、溶接用電極棒
の先端をその直径の大小に拘わらず最適な形状に簡単且
つ迅速に成形加工することができ、然も、溶接用電極棒
の先端表面を鏡面状に仕上げられるようにする。【解決手段】先端２ａ，４ａが夫々先細り状に形成さ
れた放電側電極棒２と加工側電極棒である溶接用電極棒
４とを先端２ａ，４ａ同士が対向する状態で一定の間隔
Ｌを空けて同一軸線上に配置し、不活性ガスＧの雰囲気
中で放電側電極棒２と溶接用電極棒４との間にプラズマ
アークを発生させて溶接用電極棒４の先端４ａをアーク
放電により溶融し、溶接用電極棒４の先端４ａの溶融部
分が表面張力の作用で半球状となった後、半球状の溶融
部分を凝固させることにより、溶接用電極棒４の先端４
ａをその表面が鏡面となった半球状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にＴＩＧ溶接や
プラズマアーク溶接等に用いるタングステン（純タング
ステンやトリアを少量添加したトリウム入りタングステ
ン等）、モリブデン、クロム銅等の溶接用電極棒の先端
を所定の形状に成形加工するための成形方法に係り、特
に、アーク放電により溶接用電極棒の先端をその表面が
鏡面となった半球状に成形加工するようにしたアーク放
電を用いた溶接用電極棒先端の成形方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従前の技術】一般に、ＴＩＧ溶接等に於いては、タン
グステンやモリブデン等の溶接用電極棒が用いられてお
り、その電源には直流及び交流が夫々使用されている。
又、電源に直流を使用した直流溶接には、溶接用電極棒
を直流溶接機の負極に接続して溶接を行う正極性（棒マ
イナス）と、溶接用電極棒を直流溶接機の正極に接続し
て溶接を行う逆極性（棒プラス）とがある。

【０００３】前記直流溶接に於いては、電子の衝撃を受
ける陽極の方が陰極よりも発熱が大きいため、正極性の
方が溶接用電極棒の消耗や変形が遅くなる反面、母材側
の溶け込みは深くなり、これに対して、逆極性では溶接
用電極棒の消耗や変形が早くなる反面、母材側の溶け込
みは浅くなる傾向にある。

【０００４】又、ＴＩＧ溶接等に用いる溶接用電極棒の
先端の形状は、溶接部の電流密度や電流分布、冷却効果
等と密接な関係があり、溶接作業の能率や溶接製品の品
質等に大きな影響を及ぼすものである。そのため、溶接
用電極棒２０の先端２０ａは、溶接する母材の材質、板
厚、継手形状及び溶接条件等に応じて適宜の形状、例え
ば先端２０ａをシャープな円錐形状にしたり、先端２０
ａをテーパ面と平坦面とから成る２段カット形の形状
（所謂裁頭円錐形状）にしたり、先端２０ａを研磨角度
の異なる二つのテーパ面から成る２段形状にしたり、或
いは先端２０ａをその表面が鏡面に研磨された半球状に
仕上げられている（図６（Ａ）〜図６（Ｄ）参照）。

【０００５】ところで、先端２０ａが所定の形状に仕上
げられた溶接用電極棒２０は、一定時間アーク放電され
ると、その先端２０ａが消耗・変形し、アークの電気的
特性や母材への熱輸送特性等に影響を与えて溶接に異常
を来たすことになる。特に、先端２０ａをシャープな円
錐形状にした溶接用電極棒２０については、溶接用電極
棒２０の先端２０ａに電界が集中し、イオンの衝突や局
所的な温度上昇により、激しいダメージを受け、顕著な
溶融状態と溶接用電極棒２０の先端２０ａの寸法の変化
が認められる。

【０００６】従って、溶接用電極棒２０の先端２０ａの
形状としては、常に安定なアーク放電を維持するために
形状が変化しないと云うことが重要である。そのため、
溶接用電極棒２０の先端２０ａの形状は、図６（Ｄ）に
示す如く、電界の集中による電極先端の消耗を低減し、
電界が均一になるようにした半球状に形成することが好
ましい。より好ましくは、溶接用電極棒の先端の形状
は、電界の集中による電極先端の消耗を低減し、電界が
均一になるように等電位面型を形成した双曲線関数形状
に形成することが最も好ましい（図示省略）。溶接用電
極棒の先端の形状を双曲線関数形状とした溶接用電極棒
については、５０回溶接後に於いても先端の溶融、形状
変化が全く認められない。これは溶接用電極棒先端のア
ーク放出点が等電位面であるため、電界が均一にかか
り、アーク放電が安定していると予測される。

【０００７】又、先端２０ａを半球状とした溶接用電極
棒２０、例えば、先端を半径０．０８ｍｍ〜０．１ｍｍ
の半球状とした直径０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のＴＩ
Ｇ溶接用のタングステン電極棒にあっては、半球状の先
端の表面をテーパ面の表面よりも平滑な面に研磨し、所
謂鏡面状の表面とするのが望ましい。何故なら、半球状
の先端の表面を鏡面状とすることにより、アークの発生
が一層容易になると共に、アークの指向性や安定性が大
幅に向上するからである。このような理由から、溶接用
電極棒２０の長寿命化を図るためには、溶接用電極棒２
０の先端２０ａをその表面が鏡面となった半球状に形成
することが最もふさわしいと考えられる。

【０００８】而して、上述した溶接用電極棒２０の先端
２０ａの成形加工は、例えば特開平７−２７６２１１号
公報や特開２００１−７１２４８号公報等に開示された
専用の電極棒研磨機を用いて行われている。これらの電
極棒研磨機は、図示していないが、何れもケース内に収
納したモータの駆動軸に所定の粒度の研磨盤を取り付
け、溶接用電極棒２０の先端部を高速回転する研磨盤の
研磨面へ接触させることによって、溶接用電極棒２０の
先端２０ａを所定の形状に研磨加工するようにしてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上述した専
用の電極棒研磨機を用いた溶接用電極棒２０の先端２０
ａの成形加工方法に於いては、次のような問題が発生し
ている。即ち、電極棒研磨機の研磨盤の研磨面が摩耗し
た場合には、溶接用電極棒２０の先端２０ａを所定の形
状に研磨加工することが困難になるため、研磨盤の切れ
味を回復するドレッシング（目立て）が必要になり、コ
スト高になると云う問題がある。特に、研磨盤には、通
常ダイヤモンドホイールを使用しているため、簡単にド
レッシングができないうえ、コストもより一層高くな
る。又、研磨盤の研磨面に対して溶接用電極棒２０の傾
斜角度が常に一定の電極棒研磨機を用いて溶接用電極棒
２０の先端２０ａの研磨加工を行うと、溶接条件等が変
わって溶接用電極棒２０の先端２０ａの角度を変える必
要が生じたときには、研磨盤を他の形状の研磨盤（例え
ば研磨面がテーパ状になった研磨盤）に交換する必要が
あり、研磨作業を能率良く迅速に行えないことになる。
然も、溶接用電極棒２０の先端２０ａを任意の角度に研
磨加工するには、交換用の研磨盤を多量に保持する必要
があり、経済性に欠けると云う問題がある。更に、大径
の溶接用電極棒２０を研磨加工する場合には、研磨盤の
研磨面の幅（半径方向の幅）が比較的狭いため、溶接用
電極棒２０の先端２０ａを完全な円錐形状に研磨加工す
ることが困難となり、電極棒研磨機は大径の溶接用電極
棒２０の研磨加工には不向きである。そのうえ、電極棒
研磨機による研磨加工では、溶接用電極棒２０の先端部
を円錐状に研削してその表面を鏡面状に研磨するのにか
なりの時間を要すると云う問題がある。

【００１０】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたものであり、その目的は、コストの高騰を招くこと
なく、溶接用電極棒の先端をその直径の大小に拘わらず
最適な形状に簡単且つ迅速に成形加工することができ、
然も、溶接用電極棒の先端表面を簡単に鏡面状に仕上げ
られるようにしたアーク放電を用いた溶接用電極棒先端
の成形方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の発明は、先端が夫々先細り状に
形成された放電側電極棒と溶接用電極棒とを先端同士が
対向する状態で一定の間隔を空けて同一軸線上に配置
し、不活性ガスの雰囲気中で放電側電極棒と溶接用電極
棒との間にプラズマアークを発生させて溶接用電極棒の
先端をアーク放電により溶融し、溶接用電極棒の先端の
溶融部分が表面張力の作用で半球状となった後、半球状
の溶融部分を凝固させることにより、溶接用電極棒の先
端をその表面が鏡面となった半球状に形成するようにし
たことに特徴がある。

【００１２】又、本発明の請求項２の発明は、溶接用電
極棒の先細り状の先端をシャープな円錐状又は裁頭円錐
状に形成し、不活性ガスの雰囲気中で溶接用電極棒の先
端をアーク放電により溶融し、溶接用電極棒の先端の溶
融部分が表面張力の作用で半球状となった後、半球状の
溶融部分を凝固させることにより、溶接用電極棒の先端
をその表面が鏡面となった半球状に形成するようにした
ことに特徴がある。

【００１３】更に、本発明の請求項３の発明は、放電側
電極棒の先細り状の先端をシャープな円錐状又は表面が
鏡面となった半球状とし、当該放電側電極棒と溶接用電
極棒との間でアーク放電を行うようにしたことに特徴が
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の方法を実施
するための溶接用電極棒４先端４ａの成形装置１を示
し、当該成形装置１は、放電側電極棒２を保持するトー
チ構造の放電側電極棒ホルダー３と、加工側電極棒であ
る溶接用電極棒４を保持する円盤構造の加工側電極棒ホ
ルダー５と、加工側電極棒ホルダー５に保持された溶接
用電極棒４の先端４ａの位置決めを行う位置決め盤６
と、放電側電極棒ホルダー３及び加工側電極棒ホルダー
５に夫々接続された直流電源７等から構成されており、
先端２ａ，４ａが夫々先細り状に形成された放電側電極
棒２の先端２ａと溶接用電極棒４の先端４ａとの間隔Ｌ
を一定の間隔Ｌに調整し、不活性ガスＧの雰囲気中で両
電極棒２，４間にプラズマアークを発生させて溶接用電
極棒４の先端４ａをアーク放電により溶融し、溶接用電
極棒４の先端４ａの溶融部分が表面張力の作用で半球状
となった後、半球状の溶融部分を凝固させることによ
り、溶接用電極棒４の先端４ａをその表面が鏡面となっ
た半球状に形成することができるようになっている。こ
の成形装置１のアークスタート方式には、外部高周波に
よるアークスタート方式や高圧電源の印加によるアーク
スタート方式が採用されている。

【００１５】前記放電側電極棒ホルダー３は、先端２ａ
が先細り状に形成された放電側電極棒２を保持すると共
に、プラズマアークを発生させる際に不活性ガスＧを流
出する構造となっており、従来公知のＴＩＧ溶接用トー
チと同様構造に構成されている。即ち、放電側電極棒ホ
ルダー３は、図１に示す如く、絶縁材製のトーチボディ
８内に放電側電極棒２を保持する銅製のコレット９が着
脱自在に挿着されていると共に、トーチボディ８の先端
にアルゴンやヘリウム等の不活性ガスＧを流出するガス
ノズル１０が取り付けられており、ガスノズル１０側が
上を向く鉛直姿勢で固定側部材（図示省略）に支持固定
されている。従って、放電側電極棒ホルダー３に保持さ
れた放電側電極棒２は、その先端２ａが上を向く鉛直姿
勢となる。又、放電側電極棒２は、その先端２ａがガス
ノズル１０から数ｍｍ突出した状態で放電側電極棒ホル
ダー３に保持されている。

【００１６】尚、放電側電極棒２には、純タングステン
電極棒や各種酸化物入りのタングステン電極棒（例えば
ＴｈＯ₂を１．７％〜２．２％添加したトリウム入りタ
ングステン電極棒やＬａ₂Ｏ₃を１．７％〜２．２％添加
したランタン入りタングステン電極棒、Ｃｅ₂Ｏ₃を１．
８％〜２．２％添加したセリウム入りタングステン電極
棒等）が使用されており、その先端２ａはアークが集中
するようにシャープな円錐状又はアーク放電が安定して
消耗や変形が極めて少なくなる表面が鏡面状となった半
球状に夫々形成されている。

【００１７】この実施の形態に於いては、放電側電極棒
２には、先端２ａがシャープな円錐形状で且つその角度
θが１０°〜２０°程度に設定された直径が１．０ｍｍ
〜３．０ｍｍのランタン入りタングステン電極棒が使用
されている。このランタン入りタングステン電極棒は、
各種電極棒の中でも長寿命化を図れる電極棒である。

【００１８】前記加工側電極棒ホルダー５は、先端４ａ
が先細り状に形成された加工側電極棒である溶接用電極
棒４を鉛直姿勢で且つ放電側電極棒２の軸線上に位置す
るように保持するものであり、固定側部材に載置したプ
ラスチック等の絶縁材製の支柱１１に水平回転可能に支
持されていると共に、所定の位置でその回転が止められ
るようになっている。即ち、加工側電極棒ホルダー５
は、図１乃至図３に示す如く、導電性の部材（銅材）に
より円盤状に形成されており、支柱１１に形成した支持
穴１１ａに回転自在に挿入される円柱状の軸部５ａと、
軸部５ａの上端に連設され、外周縁部に夫々内径の異な
る複数の電極棒挿通孔５ｂを形成した厚肉の円盤部５ｃ
と、円盤部５ｃの外周面に形成され、各電極棒挿通孔５
ｂに夫々連通する雌ネジ穴５ｄと、各雌ネジ穴５ｄに螺
挿され、電極棒挿通孔５ｂに挿通された溶接用電極棒４
を円盤部５ｃへ固定する固定用ネジ１２とから成る。
又、円盤部５ｃに形成した各電極棒挿通孔５ｂは、同一
円周上に等角度毎に形成されており、加工側電極棒ホル
ダー５を水平回転させたときに各電極棒挿通孔５ｂの中
心線が放電側電極棒ホルダー３に保持された放電側電極
棒２の軸線に夫々合致するようになっている。

【００１９】この実施の形態に於いては、各電極棒挿通
孔５ｂは、円盤部５ｃの外周縁部に４５°毎に八つ形成
されており、その内径は０．６ｍｍ、１．１ｍｍ、１．
３ｍｍ、１．７ｍｍ、２．１ｍｍ、２．５ｍｍ、３．３
ｍｍ、４．１ｍｍに夫々設定されている。又、各電極棒
挿通孔５ｂの内径は、溶接用電極棒４の外径よりも０．
１ｍｍ大きめに設定されており、溶接用電極棒４を摺動
自在に保持できるようになっている。

【００２０】そして、加工側電極棒ホルダー５は、支柱
１１と加工側電極棒ホルダー５との間に設けた係止機構
１３によって、支柱１１に対して間欠的に回転し且つ各
電極棒挿通孔５ｂの中心線が放電側電極棒ホルダー３に
保持された放電側電極棒２の軸線に合致する位置でその
回転が止められるようになっている。

【００２１】前記係止機構１３は、図２に示す如く、加
工側電極棒ホルダー５の軸部５ａ外周面に４５°間隔毎
に形成された係止穴５ｅと、支柱１１にその半径方向へ
挿着された筒体１３ａと、筒体１３ａ内に移動自在に収
納保持され、支柱１１の支持穴１１ａ内に突出して係止
穴５ｅへ係止可能なボール１３ｂと、ボール１３ｂを支
柱１１の支持穴１１ａ内へ突出するように押圧附勢する
スプリング１３ｃと、スプリング１３ｃの弾性力を調整
する調整ネジ１３ｄとから構成されており、ボール１３
ｂを加工側電極棒ホルダー５の軸部５ａの係止穴５ｅへ
係止させることによって、加工側電極棒ホルダー５の回
転を止められるようになっている。この係止機構１３の
スプリング１３ｃの附勢力や係止穴５ｅの深さ等は、ボ
ール１３ｂが係止穴５ｅに係止されている状態であって
も、加工側電極棒ホルダー５を一定以上の回転力で回転
させれば、ボール１３ｂと係止穴５ｅとの係止が外れて
加工側電極棒ホルダー５を回転させることができるよう
に夫々設定されている。又、加工側電極棒ホルダー５
は、係止機構１３によってその回転が止められたときに
支柱１１に螺挿した固定用ボルト１４により支柱１１側
へ強固に固定されるようになっている。このとき、放電
側電極棒２に対向する位置にある加工側電極棒ホルダー
５の電極棒挿通孔５ｂの中心線は、放電側電極棒２の軸
線と一致していることは勿論である。

【００２２】尚、溶接用電極棒４には、ＴＩＧ溶接やプ
ラズマアーク溶接等に用いる純タングステン電極棒や各
種酸化物入りのタングステン電極棒（例えばＴｈＯ₂を
１．７％〜２．２％添加したトリウム入りタングステン
電極棒やＬａ₂Ｏ₃を１．７％〜２．２％添加したランタ
ン入りタングステン電極棒、Ｃｅ₂Ｏ₃を１．８％〜２．
２％添加したセリウム入りタングステン電極棒等）が使
用されており、その先端４ａは図４（Ａ）に示すように
予めシャープな円錐状又は裁頭円錐状に夫々形成されて
いる。

【００２３】この実施の形態に於いては、溶接用電極棒
４には、先端４ａがシャープな円錐形状又は裁頭円錐形
状で且つ先端の角度θが１０°〜６０°程度に設定され
た直径が０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６
ｍｍ、２．０ｍｍ、２．４ｍｍ、３．２ｍｍ又は４．０
ｍｍのランタン入りタングステン電極棒が使用されてい
る。

【００２４】前記位置決め盤６は、加工側電極棒ホルダ
ー５に保持された溶接用電極棒４の先端４ａの位置決め
を行うものであり、加工側電極棒ホルダー５の円盤部５
ｃの下方位置に配置されている。この位置決め盤６は、
その上面が平滑な位置決め面６ａに形成されており、加
工側電極棒ホルダー５の電極挿通孔５ｂに摺動自在に挿
通した溶接用電極棒４の先端４ａを位置決め面６ａに当
接させ、この状態で固定用ネジ１２により溶接用電極棒
４を加工側電極棒ホルダー５に固定保持することによっ
て、加工側電極棒ホルダー５の円盤部５ｃ下面から突出
する溶接用電極棒４の先端４ａの位置決めを行うことが
できる。これによって、放電側電極棒ホルダー３に保持
された放電側電極棒２の先端２ａと加工側電極棒ホルダ
ー５に保持された溶接用電極棒４の先端４ａとの間隔Ｌ
をアーク放電に適した間隔Ｌにすることができる。

【００２５】この実施の形態に於いては、放電側電極棒
２の先端２ａと溶接用電極棒４の先端４ａとの間隔Ｌを
０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ（より好ましくは０．５ｍｍ〜
０．７ｍｍ）に調整できるように位置決め盤６の位置決
め面６ａの高さが設定されている。

【００２６】前記直流電源７は、放電側電極棒２と溶接
用電極棒４との間にアーク放電を発生されるためのもの
であり、この直流電源７には従来公知の直流ＴＩＧ溶接
機の電源が用いられている。更に、直流電源７の陰極に
は放電側電極棒ホルダー３のコレット９が、又、陽極に
は加工側電極棒ホルダー５が夫々接続されている。従っ
て、この成形装置１に於いては、その極性が直流正極性
となっている。この直流正極性は、安定したアークが得
られると共に、制御が容易である。

【００２７】尚、前記成形装置１に於いて、電流の強さ
や電圧の強さ等は、使用する放電側電極棒２等の直径や
材質、形状等に応じて異なり、最適なアーク放電が得ら
れるように夫々設定されている。例えば、放電側電極棒
２に直径が１．０ｍｍ〜４．０ｍｍのランタン入りタン
グステン電極棒やトリウム入り電極棒を使用した場合に
はその電流が１０Ａ〜２００Ａに設定されている。又、
電圧は、１２Ｖ〜２５Ｖに設定されている。更に、アー
ク放電時間は、０．１秒〜１０秒に設定されている。

【００２８】次に、上述した溶接用電極棒４の成形装置
１を用いて溶接用電極棒４の先端４ａを成形加工する場
合について説明する。尚、放電側電極棒ホルダー３に
は、予め先端２ａをシャープな円錐状又は先端をその表
面が鏡面となった半球状に形成した放電側電極棒２（ラ
ンタン入りタングステン電極棒又はトリウム入りタング
ステン電極棒）が保持されている。この放電側電極棒２
の先端２ａは、鉛直姿勢で固定支持された放電側電極棒
ホルダー３のガスノズル１０から一定の長さだけ突出し
ている。又、電流及び電圧の強さ、不活性ガスＧの供給
量、放電側電極棒２の直径や材質等の諸条件は、溶接用
電極棒４の先端４ａ形状、材質、直径等に応じて最適の
条件下に設定されていることは勿論である。

【００２９】先ず、成形加工すべき溶接用電極棒４をそ
の先端４ａが下を向く姿勢で加工側電極棒ホルダー５の
所定の電極棒挿通孔５ｂに挿通し、溶接用電極棒４の先
端４ａを位置決め盤６の位置決め面６ａに当接させて溶
接用電極棒４の先端４ａの位置決めを行った後、固定用
ネジ１２を締め込んで溶接用電極棒４を加工側電極棒ホ
ルダー５に固定する。このとき、位置決め盤６を用いて
溶接用電極棒４の先端４ａの位置決めを行っているた
め、溶接用電極棒４の先端４ａの正確に行え、放電側電
極棒２の先端２ａと溶接用電極棒４の先端４ａとの間隙
が所定の間隔Ｌになるように確実に調整される。尚、加
工側溶接棒ホルダー５に保持される溶接用電極棒４の先
端４ａは、図４（Ａ）に示す如く、予めシャープな円錐
形状又は裁頭円錐形状に夫々形成されている。

【００３０】次に、加工側電極棒ホルダー５に保持され
た溶接用電極棒４が放電側電極棒２に対向するように加
工側電極棒ホルダー５を回転させる。このとき、加工側
電極棒ホルダー５は、係止機構１３によって溶接用電極
棒４と放電側電極棒２とが同一軸線上に位置する状態で
その回転が停止される。この状態で固定用ボルト１４に
より加工側電極棒ホルダー５を支柱１１へ回転不能に固
定する。このとき、放電側電極棒２の先端２ａと溶接用
電極棒４の先端４ａとの間隙は、溶接用電極棒４の先端
４ａが予め位置決めされていることとも相俟って、良好
なアーク放電を生起させるのに最適な間隔Ｌとなる。

【００３１】その後、放電側電極棒ホルダー３のガスノ
ズル１０からアルゴンやヘリウム等の不活性ガスＧを流
しつつ直流電源７（直流ＴＩＧ溶接機）を操作して放電
側電極棒２と溶接用電極棒４との間に電圧を印加する。
そうすると、電圧の印加により不活性ガスＧの雰囲気中
で放電側電極棒２の先端２ａと溶接用電極棒４の先端４
ａとの間にアークが発生し、このアーク放電によって極
性がプラス側である溶接用電極棒４の先端が溶融する。

【００３２】そして、溶接用電極棒４の先端４ａがアー
ク放電により溶融し、溶接用電極棒４の先端４ａの溶融
部分が表面張力の作用で半球状となったら、アーク放電
を止めて溶接用電極棒４の先端４ａの溶融部分を凝固さ
せる。これにより、溶接用電極棒４の先端４ａは、その
表面が分子配列の揃った鏡面となった半球状に形成され
ることになる。このとき、溶接用電極棒４の先端４ａが
シャープな円錐状に形成されている場合には、溶接用電
極棒４の先端は極小さな半球状となり、又、溶接用電極
棒４の先端４ａが裁頭円錐状に形成されている場合に
は、溶接用電極棒４の先端４ａは裁頭円錐状の大きさに
応じて異なる大きさの半球状となり、先端をシャープな
円錐状に形成した溶接用電極棒４に比較して少し大きめ
の半球状となる（図４（Ｂ）参照）。

【００３３】このようにして、先端４ａが鏡面となった
半球状に形成された溶接用電極棒４は、アーク放電が安
定して先端の消耗や変形が殆どなくなり、長寿命化を達
成することができる。

【００３４】尚、上述した溶接用電極棒４の成形方法に
於いては、放電側電極棒２をその先端２ａが上を向く鉛
直姿勢で配置すると共に、放電側電極棒２の上方位置に
溶接用電極棒４をその先端４ａが下を向く鉛直姿勢で放
電側電極棒２の軸線上に配置し、この状態で溶接用電極
棒４の先端４ａをアーク放電により成形加工するように
したが、他の溶接用電極棒４の成形方法に於いては、放
電側電極棒２をその先端２ａが下を向く鉛直姿勢で配置
すると共に、放電側電極棒２の下方位置に溶接用電極棒
４をその先端４ａが上を向く鉛直姿勢で放電側電極棒２
の軸線上に配置し、この状態で両方電極棒２，４間にア
ークを発生させて溶接用電極棒４の先端４ａをアーク放
電により溶融し、溶接用電極棒４の先端４ａの溶融部分
が表面張力の作用で半球状となった後、半球状の溶融部
分を凝固させることにより、溶接用電極棒４の先端４ａ
をその表面が鏡面となった半球状に形成するようにする
ようにしても良い。

【００３５】前記成形方法に於いては、図５に示す成形
装置１を用いて溶接用電極棒４の先端４ａを成形加工す
る。即ち、図５に示す成形装置１は、放電側電極棒２を
保持するトーチ構造の放電側電極棒ホルダー３と、加工
側電極棒である溶接用電極棒４を保持する円盤構造の加
工側電極棒ホルダー５と、加工側電極棒ホルダー５に保
持された溶接用電極棒４の先端の位置決めを行う位置決
め盤６と、放電側電極棒ホルダー３及び加工側電極棒ホ
ルダー５に夫々接続された直流電源７等から構成されて
おり、図１に示す成形装置１と同様構造に構成されてい
る。尚、図１に示す成形装置１と同一の部材及び部位に
は同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
この成形方法も、上述した成形方法と同様の作用効果を
奏することができる。

【００３６】又、上述した溶接用電極棒４の各成形方法
に於いては、放電側電極棒２と溶接用電極棒４とをその
先端２ａ，４ａ同士が対向するように鉛直姿勢で且つ同
一軸線上に配置し、この状態で溶接用電極棒４の先端４
ａをアーク放電により成形加工するようにしたが、他の
成形方法に於いては、放電側電極棒２と溶接用電極棒４
とをその先端２ａ，４ａ同士が対向するように水平姿勢
で且つ同一軸線上に配置し、この状態で溶接用電極棒４
の先端４ａをアーク放電により成形加工するようにして
も良い。この成形方法も、上述した各成形方法と同様の
作用効果を奏することができる。

【００３７】

【発明の効果】上述の通り、本発明の溶接用電極棒先端
の成形方法は、アーク放電を用いて溶接用電極棒の先端
をその表面が鏡面となった半球状に成形加工するように
しているため、従来のように専用の電極棒研磨機を用い
た溶接用電極棒の成形加工のように研磨盤の切れ味を回
復するドレッシング（目立て）を必要としたり、或いは
交換用の高価な研磨盤を多量に保持したりする必要がな
く、コストの高騰を招くことなしに溶接用電極棒の先端
を成形加工するとことができる。又、本発明の溶接用電
極棒先端の成形方法は、従来のように電極棒研磨機を用
いた溶接用電極棒の成形加工のように溶接用電極棒の先
端の形状を変えるのに研磨盤を交換したりする必要がな
く、成形加工を能率良く迅速に行えることになる。更
に、本発明の溶接用電極棒先端の成形方法は、アーク放
電を用いて溶接用電極棒の先端を成形加工するようにし
ているため、大径の溶接用電極棒を成形加工する場合で
も、簡単且つ良好に成形加工することできると共に、溶
接用電極棒の先端をその直径の大小に拘わらず最適な形
状（半球状）に簡単且つ迅速に成形加工することができ
る。そのうえ、本発明の溶接用電極棒先端の成形方法
は、溶接用電極棒の先端をアーク放電により溶融し、溶
融部分をその表面張力を利用して半球状にした後、溶融
部分を凝固させることによって半球状に形成するように
しているため、溶接用電極棒の先端の表面を簡単に鏡面
状に仕上げることができる。加えて、本発明の溶接用電
極棒先端の成形方法は、溶接用電極棒の先細り状の先端
をシャープな円錐状又は裁頭円錐状に形成してその先端
をアーク放電により溶融し、溶接用電極棒の先端の溶融
部分が表面張力の作用で半球状となった後、溶融部分を
凝固させることにより、溶接用電極棒の先端をその表面
が鏡面となった半球状に形成するようにしているため、
溶接用電極棒の先端を任意の大きさの半球状に簡単且つ
容易に成形加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアーク放電を用いた溶接用電極棒先端
の成形方法を実施するための成形装置の一部切欠概略正
面図である。

【図２】成形装置の溶接用電極棒ホルダー部分の拡大縦
断面図である。

【図３】成形装置の溶接用電極棒ホルダーの拡大平面図
である。

【図４】溶接用電極棒の先端部を示し、（Ａ）は成形加
工前の溶接用電極棒先端部の拡大正面図、（Ｂ）は本発
明の成形方法により成形加工した溶接用電極棒先端部の
拡大正面図である。

【図５】本発明の他の成形方法を実施するための成形装
置の一部切欠概略正面図である。

【図６】電極棒研磨機を用いて先端を所定の形状に研磨
加工した溶接用電極棒先端部の拡大正面図である。

【符号の簡単な説明】

１は成形装置、２は放電側電極棒、２ａは放電側電極棒
の先端、４は溶接用電極棒、４ａは溶接用電極棒の先
端、Ｇは不活性ガス、Ｌは放電側電極棒の先端と溶接用
電極棒の先端との間隔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端（２ａ），（４ａ）が夫々先細り状
に形成された放電側電極棒（２）と溶接用電極棒（４）
とを先端（２ａ），（４ａ）同士が対向する状態で一定
の間隔（Ｌ）を空けて同一軸線上に配置し、不活性ガス
（Ｇ）の雰囲気中で放電側電極棒（２）と溶接用電極棒
（４）との間にプラズマアークを発生させて溶接用電極
棒（４）の先端（４ａ）をアーク放電により溶融し、溶
接用電極棒（４）の先端（４ａ）の溶融部分が表面張力
の作用で半球状となった後、半球状の溶融部分を凝固さ
せることにより、溶接用電極棒（４）の先端（４ａ）を
その表面が鏡面となった半球状に形成するようにしたこ
とを特徴とするアーク放電を用いた溶接用電極棒先端の
成形方法。
【請求項２】溶接用電極棒（４）の先細り状の先端
（４ａ）をシャープな円錐状又は裁頭円錐状に形成し、
不活性ガス（Ｇ）の雰囲気中で溶接用電極棒（４）の先
端（４ａ）をアーク放電により溶融し、溶接用電極棒
（４）の先端（４ａ）の溶融部分が表面張力の作用で半
球状となった後、半球状の溶融部分を凝固させることに
より、溶接用電極棒（４）の先端（４ａ）をその表面が
鏡面となった半球状に形成するようにしたことを特徴と
する請求項１に記載のアーク放電を用いた溶接用電極棒
先端の成形方法。
【請求項３】放電側電極棒（２）の先細り状の先端
（４ａ）をシャープな円錐状又は表面が鏡面となった半
球状とし、当該放電側電極棒（２）と溶接用電極棒
（４）との間でアーク放電を行うようにしたことを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載のアーク放電を用い
た溶接用電極棒先端の成形方法。