JP2004082179A

JP2004082179A - アーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュおよびそれを用いたアーク溶接用コンタクトチップ

Info

Publication number: JP2004082179A
Application number: JP2002248714A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsumoto; 松本　昌昭; Koichi Nagayama; 永山　弘一
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】長期間にわたって安定した溶接が可能なアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュおよびそれを用いたアーク溶接用コンタクトチップを提供する。
【解決手段】コンタクトチップ本体２と、コンタクトチップ本体２の先端部に装着されるガイドブッシュ３とを具備し、ガイドブッシュ３が抵抗値５００Ω以下の硬質部材９からなるアーク溶接用コンタクトチップ１のためのガイドブッシュ３を作製する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク溶接用コンタクトチップおよびガイドブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアーク溶接用コンタクトチップは、銅、クロム銅合金などからなり、溶接用ワイヤを押し出すための中心孔を有している。そして、溶接用ワイヤを押し出す時の摩擦により、アーク溶接用コンタクトチップの中心孔部および先端部が摩耗して拡大し、自動溶接工程では溶接の芯ズレを発生するため、特開２００２−１１５７８号公報ではコンタクトチップ本体２の先端に耐摩耗性に優れた窒化珪素セラミックスからなるガイドブッシュを装着したアーク溶接用コンタクトチップが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示す特開２００２−１１５７８号公報に記載されたガイドブッシュ２３を備えたアーク溶接用コンタクトチップ２１では、ガイドブッシュ２３に連結するコンタクトチップ本体２２の中心孔部分２２ａが摩耗してしまい、アーク放電に関与する電極の状態が変化して、ワイヤへの電流供給が不安定になる結果、放電されるアークの状態が変動して安定した溶接が行えないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、長期間にわたって安定した溶接が可能なアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュおよびそれを用いたアーク溶接用コンタクトチップを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に対しガイドブッシュの特性について検討した結果、ガイドブッシュを抵抗値が５００Ω以下の硬質部材にて形成することによって、硬質部材そのものをアーク放電の電極として機能させることができる結果、コンタクトチップ本体の中心孔部分が摩耗した場合でもアーク放電の状態を変化させることなく安定して良好なアーク溶接が可能となることを知見した。
【０００６】
すなわち、本発明のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュは、コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着されるガイドブッシュとを具備するものであって、前記ガイドブッシュが抵抗値５００Ω以下の硬質部材からなることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記硬質部材が、チタンまたは珪素の炭化物、窒化物および炭窒化物または炭化珪素の群から選ばれる少なくとも１種を１０〜５０重量％含有する窒化珪素質セラミックスまたはアルミナ質セラミックスからなることが望ましい。
【０００８】
また、前記チタンの炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種が前記セラミックス内に針状結晶として分散していること、前記セラミックスの主結晶粒子の平均粒径が０．１〜２μｍであることが望ましい。
【０００９】
さらに、前記硬質部材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であること、前記ガイドブッシュの熱膨張係数が５×１０^−６／℃以上であることが望ましい。
【００１０】
また、本発明のアーク溶接用コンタクトチップは、コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着された前記ガイドブッシュとを具備するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のアーク溶接用コンタクトチップおよびガイドブッシュについて、アーク溶接用コンタクトチップの一例についての概略断面図である図１およびガイドブッシュの模式図である図２を基に説明する。
【００１２】
図１によれば、アーク溶接用コンタクトチップ１は、コンタクトチップ本体２と、コンタクトチップ本体２の先端部に装着されたガイドブッシュ３とからなる。また、コンタクトチップ本体２は、例えば銅または銅合金等の導体からなり、中心に溶接用ワイヤ５を供給し、ワイヤ５の径よりもわずかに大きな径の中心孔４を有するとともに、先端部に装着されるガイドブッシュ３がかしめられた状態となっている。
【００１３】
また、図１のガイドブッシュ３は例えば断面が概略五角形の環状部材からなり、内壁３ａの後端側がテーパ面７となっている。なお、テーパ面７はコンタクトチップ１の後端側に向かって拡径している。
【００１４】
本発明によれば、ガイドブッシュ３が抵抗値５００Ω以下、特に１００Ω以下、さらに１０Ω以下、さらには１Ω以下の硬質部材９からなることが大きな特徴であり、これによって、ガイドブッシュ３そのものをアーク放電の電極として機能させることができることから、長時間の使用によってコンタクトチップ本体２の中心孔４が摩耗によって寸法が変化した場合であっても放電されるアークの状態に変動を生じることなく、安定して良好なアーク放電および溶接が可能となる。なお、本発明におけるガイドブッシュ３の抵抗値とはガイドブッシュ３の内壁面の先端と後端に端子を当てて測定した抵抗値を指す。
【００１５】
ここで、硬質部材９はコンタクトチップ本体２よりも高硬度な部材であればよいが、特にＪＩＳＲ１４３１に基づくビッカース硬度が１０００以上、特に１３００の高硬度部材からなることが望ましく、例えば、アルミナ、窒化珪素、六方晶窒化硼素、炭化珪素および窒化アルミニウムの群から選ばれるセラミックスや、超硬合金、サーメットのいずれか、特に耐熱衝撃性、溶着性、耐摩耗性およびコストの点で、アルミナまたは窒化珪素質セラミックスからなることが望ましい。
【００１６】
また、導電性、硬度向上の点で、硬質部材９がチタンまたは珪素の炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種、特に導電性の点でチタンの炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種を１０〜５０重量％、特に２０〜３０重量％の割合で含有するアルミナまたは窒化珪素質セラミックスからなることが望ましい。
【００１７】
さらに、硬質部材９の導電性、靭性、強度向上の点で、前記チタンまたは珪素の炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種が前記セラミックス内に針状結晶として分散していることが望ましい。なお、本発明における針状結晶とは硬質部材９の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）において観察される粒子（結晶）の長軸（最長長さ）と短軸（長軸と垂直な垂線の長さ）との比の平均値が２以上のものを指す。
【００１８】
また、本発明によれば、前記セラミックスの主結晶粒子の平均粒径が０．１〜３μｍであることが耐摩耗性を高める点で望ましい。
【００１９】
さらに、ガイドブッシュ３の放熱性を高めてガイドブッシュ３の耐久性を高めるためには、前記セラミックスの熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。
【００２０】
さらにまた、熱サイクルによってコンタクトチップ本体２とガイドブッシュ３との間に熱疲労が生じることを防止してコンタクトチップ１の長寿命化を図る上では、ガイドブッシュ２の熱膨張係数が５×１０^−６／℃以上、特に７×１０^−６／℃以上であることが望ましい。
【００２１】
また、ガイドブッシュ３の内壁３ａの軸方向長さは、０．５〜４ｍｍであることが望ましく、これによって、ガイドブッシュ３の内壁面３ａに安定した電圧を供給することができる。
【００２２】
さらに、図１、２によれば、ガイドブッシュ３を強固に固定するために内壁３ａの後端側はテーパ角θ＝１０〜８０°のテーパ７を形成し、かつガイドブッシュ３の先端面の外周角部１２にＣ面またはＲ面の面取りを施してコンタクトチップ本体２にてかしめた構造としている。
【００２３】
また、ガイドブッシュ３の内壁面３ａの径を、コンタクトチップ本体２の中心孔４の径とが同じであることが望ましく、これによって、コンタクトチップ本体２の中心孔４部分が摩耗してかすが出ること、およびワイヤ５表面がガイドブッシュ３の内壁３ａにて局所的にこすれてワイヤかすが出ることを防止することができる。
【００２４】
【実施例】
（実施例）
平均粒径０．２μｍのＡｌ_２Ｏ_３粉末に対して、焼結助剤として平均粒径１μｍのＹｂ_２Ｏ_３粉末と、平均粒径０．７μｍのＴｉＯ_２粉末と平均粒径１μｍのＣｏ_３Ｏ_４粉末と平均粒径０．５μｍのＭｇＯ粉末を所定量と、直径１μｍφ、長さ２０μｍ（アスペクト比２０のＴｉＣウイスカを２５重量％添加、混合し、所定形状に成形、焼成してアルミナ質焼結体からなるガイドブッシュを作製した。なお、テスターを用いてガイドブッシュの表面に端子間隔１ｍｍで端子を押し当てて抵抗値を測定したところ０．９Ωであった。また、ガイドブッシュの寸法は外周長さ３ｍｍ、内壁面の長さ１．５ｍｍ、テーパ角３０°とした。
【００２５】
得られたガイドブッシュを銅製のコンタクトチップ本体の先端に図１のように取り付けたコンタクトチップの中心孔に溶接用のワイヤを貫通させてアーク溶接を行ったところ良好に溶接でき、また、１０時間以上使用した後も良好に溶接できた。
【００２６】
（比較例）
実施例のガイドブッシュの原料において、ＴｉＣウイスカを添加せず作製したアルミナ質セラミックス（抵抗値＞１０^１１Ω・ｍ）をガイドブッシュとして使ったところ、ワイヤを５時間程度使用した頃にはアークの状態が変化して溶接条件（アーク電流）を変えなければならなくなった。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、抵抗値が５００Ω以下の硬質部材からなるガイドブッシュを用いることによって、ガイドブッシュそのものをアーク放電の電極として機能させることができる結果、コンタクトチップ本体の中心孔部分が摩耗した場合でもアーク放電の状態を変化させることなく安定して良好なアーク溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガイドブッシュを含むアーク溶接用コンタクトチップの概略断面図である。
【図２】図１のコンタクトチップのガイドブッシュの模式図である。
【図３】従来のアーク溶接用コンタクトチップの概略断面図である。
【符号の説明】
１　　　アーク溶接用コンタクトチップ
２　　　コンタクトチップ本体
３　　　ガイドブッシュ
３ａ　　内壁面
４　　　中心孔
５　　　ワイヤ
７　　　テーパ面
９　　　硬質部材
１２　　面取り面

Claims

コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着されるガイドブッシュとを具備するアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュであって、前記ガイドブッシュが抵抗値５００Ω以下の硬質部材からなることを特徴とするアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
前記硬質部材が、チタンまたは珪素の炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種を１０〜５０重量％含有する窒化珪素質セラミックスまたはアルミナ質セラミックスからな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のためのガイドブッシュ。
前記チタンまたは珪素の炭化物、窒化物および炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種が前記セラミックス内に針状結晶として分散していることを特徴とする請求項２記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
前記セラミックスの主結晶粒子の平均粒径が０．１〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
前記硬質部材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上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のためのガイドブッシュ。
前記ガイドブッシュの熱膨張係数が５×１０^−６／℃以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着された請求項１乃至６のいずれか記載のガイドブッシュと、を具備することを特徴とするアーク溶接用コンタクトチップ。