【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１トーチ内で２本の消耗電極（以下、ワイヤという）を送給して溶接する消耗電極ガスシールドアーク溶接方法に使用する溶接トーチの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種溶接構造物の建造において、薄板高速溶接又は厚板高溶着溶接を行うことによって作業能率の向上を図っているが、さらに向上させるために、図４に示すように、１本のトーチから２本のワイヤを送給する消耗電極ガスシールドアーク溶接方法いわゆる２電極アーク溶接方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図４は、２電極アーク溶接方法を説明するための図である。
【０００３】
同図において、先行チップＡ４及び後行チップＢ４と被溶接物２との間に、図示を省略した先行ワイヤ用溶接電源装置及び後行ワイヤ用溶接電源装置から電力をそれぞれ供給し、先行チップＡ４及び後行チップＢ４から送給される先行ワイヤ先端Ａ１ａ及び後行ワイヤ先端Ｂ１ａから先行アークＡ３及び後行アークＢ３がそれぞれ発生している。ノズル１０は先行チップＡ４及び後行チップＢ４を取囲み、ノズル１０の内部にシールドガス１１が噴出される。
【０００４】
図４において、先行ワイヤ先端Ａ１ａから発生している先行アークＡ３によって形成される溶融池７の溶融金属が表面張力によって後方へ流れていこうとするが、後行ワイヤ先端Ｂ１ａから発生している後行アークＢ３のアーク力がこの後方へ流れようとする溶融金属を先行ワイヤ先端Ａ１ａから発生する先行アークＡ３の真下へ押し戻して、各溶接位置における溶融金属量を均一にしている。
【０００５】
上述した２電極アーク溶接方法は、従来の１電極による溶接方法と比較して、溶接速度を２倍程度向上させることができる。また、被溶接物がギャップを有するときに、そのギャップを溶融金属で埋めることができる、いわゆる架橋性が優れている。従って、薄板の重ねすみ肉溶接において、ギャップ裕度を広くすることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−２２５１６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した２電極アーク溶接方法において、高溶着溶接を行う場合、１時間当り２０ｋｇ以上の溶融金属を必要とするために、先行ワイヤ及び後行ワイヤに通電する電流をそれぞれ４００Ａ程度の高い電流にする必要がある。このような場合、溶接ワイヤの送給速度が高速であるので、アーク長が短くなる傾向があり、短絡が発生し易く、スパッタが多く発生し易くなる。
【０００８】
そこで、高い電流を通電する代わりに、ワイヤの給電チップ先端からワイヤが突出している長さであるワイヤの突出し長さを長くして、ジュール熱によってワイヤの溶融を促進させる方法がある。
しかし、突出し長さが２５ｍｍ以上になると、例えばノズルの長さが同じである場合、シールドが不十分になり、溶接ビードにブローホールが発生して溶接欠陥になる。また、ノズルを長くしてシールド効果を向上させようとしても、ワイヤの被溶接物に対する溶接狙い位置が安定しないために、溶接不良になる。
【０００９】
本発明は、幅広の溶接ビードを形成することができ、溶接速度を高めることができ、さらに、エネルギ効率を改善することができる消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
軸芯部に溶接ワイヤ挿通孔が形成されてそれぞれが電気的に絶縁されて１本の溶接トーチに並べて設けられた２本のチップボディと、前記チップボディの先端にそれぞれ取付けられた２本の給電チップと、前記２本の給電チップを取囲んだノズルとを備え、前記ノズルの内部にシールドガスを供給し、溶接ワイヤが前記給電チップに内接する給電位置で前記溶接ワイヤに電力を供給して前記溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させる消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチにおいて、前記２本の給電チップを略溶接方向の前後に設けたときに後方に位置する給電チップの前記給電位置を前方に位置する給電チップの前記給電位置よりも前記被溶接物に対して高く設定したことを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
前記後方に位置する給電チップを前記前方に位置する給電チップよりも前記被溶接物に対して高い位置に設けて、前記後方に位置する給電チップの前記給電位置を前記前方に位置する給電チップの前記給電位置よりも前記被溶接物に対して高く設定したことを特徴とする請求項１記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、
溶接ワイヤ挿通孔が形成され前記溶接ワイヤを案内する絶縁部材を前記後方に位置する給電チップの先端に設けたことを特徴とする請求項２記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１は、本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチを示す図である。同図において、被溶接物２に対する後行チップ６の給電位置を先行チップ５の給電位置よりも高くするために、先行チップ５は従来の給電チップを使用し、後行チップ６は、図２に示す構造のチップを使用している。図２は、本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチの後行チップの構造を示す図である。
図１において、トーチボディ１８に先行チップボディ１２と後行チップボディ１４とが並べて設けられている。先行チップボディ１２の先端に先行給電チップ１３が取付けられている。先行ワイヤ１９が先行チップボディ１２と先行給電チップ１３とを挿通して、図示を省略した先行溶接用電源装置から先行ワイヤ１９と被溶接物２との間に電力が供給されて、先行アーク２１が発生する。先行チップ５は、先行チップボディ１２と先行給電チップ１３とから成る。
【００１４】
後行チップボディ１４の先端に後行給電チップ１５が取付けられ、後行給電チップ１５の先端に後行ワイヤ２０を案内するための絶縁部材１６が設けられ、この絶縁部材１６をアーク熱から保護するために金属性のキャップ１７をかぶせている。後行ワイヤ２０が後行チップボディ１４と後行給電チップ１５とを挿通して、図示を省略した後行溶接用電源装置から後行ワイヤ２０と被溶接物２との間に電力が供給されて、後行アーク２２が発生する。後行チップ６は、後行チップボディ１４と後行給電チップ１５と絶縁部材１６とキャップ１７とから成る。ノズル９が先行チップ５及び後行チップ６を取囲んでいる。
【００１５】
先行チップ５に使用する従来技術チップと後行チップ６との構造の違いを図３を用いて説明する。図３は、本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチの先行チップ５に使用する従来技術チップと後行チップ６とを比較する図であり、同図（Ａ）は、先行チップ５に使用する従来技術チップを示す図であり、同図（Ｂ）は、後行チップ６を示す図である。同図において、図１と同じ機能に同符号を付して説明を省略する。
【００１６】
図３（Ａ）に示すように、先行チップ５においては、給電位置である先行給電チップ先端１３ａから被溶接物２までの距離が先行チップ有効突出し長さＬ１である。従って、先行チップ先端１３ａから先行アーク２１までの長さである先行給電チップアーク間距離Ｌ２でしか先行ワイヤ１９に対してジュール加熱を行えない。
これに対して、図３（Ｂ）に示すように、 後行チップ６においては、給電位置が従来技術チップ５よりも高くなっている。その結果、給電位置である後行給電チップ先端１５ａから被溶接物２までの距離が後行チップ有効突出し長さＬ３である。従って、後行給電チップ先端１５ａからアーク２２までの長さである後行給電チップアーク間距離Ｌ４が、先行チップ５よりもかなり長くなり、後行ワイヤ２０のジュール加熱が促進される。そのために、先行チップ５に通電する電流と同じ電流を通電しても、後行ワイヤ２０の溶融速度を増加させることができる。つまり、単位長さ当りの後行ワイヤ２０を先行チップよりも少ない電流で溶融させることができ、エネルギ効率が良い。
【００１７】
図１に示したように、先行チップ５には従来技術チップを使用する理由を説明する。２電極アーク溶接トーチを用いて高速溶接を行うときの先行ワイヤ１９の役割は、被溶接物２に溝を掘る、いわゆるガウジングを行い、溶融金属の溶け込み場所を確保し、十分な溶融金属をガウジングした場所に送り込むことである。
また、後行ワイヤ２０の役割は、先行ワイヤ１９によって形成された溶融金属が溶接方向に対して後方に流れてくるのをせき止めて、湯だまりを形成することである。さらに、溶融金属を継ぎ足して、溶接ビードの成形性を改善することである。
【００１８】
図３（Ｂ）に示した後行チップ６は、後行チップ有効突出し長さＬ３が長くなり、ジュール加熱が促進され、単位長さ当りの後行ワイヤ２０を従来技術チップよりも少ない電流で溶融させることができる。つまり、同じワイヤの溶融量を得ても電流が少し減少している。従って、先行アーク２２のアーク力が小さくなるので、ガウジングを十分に行うことができない。そこで、先行チップ５には従来技術チップを使用し、後行チップ６に図３（Ｂ）に示したチップを使用して、溶接のエネルギ効率を改善して、溶け込み特性を確保することができる。
【００１９】
なお、発明者の実験によれば、被溶接物２に対する後行チップ６の給電位置を先行チップ５の給電位置よりも１ｃｍ〜２ｃｍ高く設定することによって、適切な溶接ビードを形成することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、軸芯部に溶接ワイヤ挿通孔が形成されてそれぞれが電気的に絶縁されて１本の溶接トーチに並べて設けられた２本のチップボディと、前記チップボディの先端にそれぞれ取付けられた２本の給電チップと、前記２本の給電チップを取囲んだノズルとを備え、前記ノズルの内部にシールドガスを供給し、溶接ワイヤが前記給電チップに内接する給電位置で前記溶接ワイヤに電力を供給して前記溶接ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させる消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチにおいて、前記２本の給電チップを略溶接方向の前後に設けたときに後方に位置する給電チップの前記給電位置を前方に位置する給電チップの前記給電位置よりも前記被溶接物に対して高く設定した。
従って、幅広の溶接ビードを形成することができ、溶接速度を高めることができる。さらに、エネルギ効率を改善することができるので、従来技術よりも省電力での溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチを示す図である。
【図２】本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチの後行チップの構造を示す図である。
【図３】本発明の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチの先行チップ５に使用する従来技術チップと後行チップ６とを比較する図である。
【図４】２電極アーク溶接方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２ 被溶接物
５ 先行チップ
６ 後行チップ
７ 溶融池
９ （本発明の）ノズル
１０ （従来技術の）ノズル
１１ シールドガス
１２ 先行チップボディ
１３ 先行給電チップ
１３ａ 先行給電チップ先端
１４ 後行チップボディ
１５ 後行給電チップ
１５ａ 後行給電チップ先端
１６ 絶縁部材
１７ キャップ
１８ トーチボディ
１９ 先行ワイヤ
２０ 後行ワイヤ
２１ 先行アーク
２２ 後行アーク
Ａ１ａ 先行ワイヤ先端
Ａ３ 先行アーク
Ａ４ 先行チップ
Ｂ１ａ 後行ワイヤ先端
Ｂ３ 後行アーク
Ｂ４ 後行チップ
Ｌ１ 先行チップ有効突出し長さ
Ｌ２ 先行給電チップアーク間距離
Ｌ３ 後行チップ有効突出し長さ
Ｌ４ 後行給電チップアーク間距離[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a welding torch used in a consumable electrode gas shielded arc welding method in which two consumable electrodes (hereinafter, referred to as wires) are fed and welded in one torch.
[0002]
[Prior art]
In the construction of various types of welded structures, work efficiency has been improved by performing thin plate high-speed welding or thick plate high-welding welding. In order to further improve the efficiency, as shown in FIG. A so-called two-electrode arc welding method has been proposed, which is a consumable electrode gas shielded arc welding method for feeding a wire (see, for example, Patent Document 1). FIG. 4 is a diagram for explaining a two-electrode arc welding method.
[0003]
In the same figure, electric power is supplied from a leading wire welding power supply device and a trailing wire welding power supply device (not shown) between the leading chip A4 and the trailing chip B4 and the workpiece 2, respectively. The leading arc A3 and the trailing arc B3 are generated from the leading wire tip A1a and the trailing wire tip B1a fed from the trailing tip B4, respectively. The nozzle 10 surrounds the preceding chip A4 and the following chip B4, and the shielding gas 11 is jetted into the nozzle 10.
[0004]
In FIG. 4, the molten metal in the molten pool 7 formed by the preceding arc A3 generated from the leading wire tip A1a tends to flow backward due to surface tension, but after the molten metal has been generated from the trailing wire tip B1a. The arc force of the row arc B3 pushes the molten metal which is about to flow backward to just below the preceding arc A3 generated from the leading end A1a of the wire to uniform the amount of molten metal at each welding position.
[0005]
The two-electrode arc welding method described above can improve the welding speed by about twice as compared with the conventional one-electrode welding method. Further, when the workpiece has a gap, the gap can be filled with the molten metal, that is, the so-called crosslinkability is excellent. Therefore, the gap allowance can be increased in lap fillet welding of thin plates.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-225168
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described two-electrode arc welding method, when performing high welding welding, the molten metal of 20 kg or more per hour is required. There is a need. In such a case, since the feeding speed of the welding wire is high, the arc length tends to be short, and a short circuit is likely to occur, and a large amount of spatter is likely to occur.
[0008]
Therefore, instead of applying a high current, there is a method in which the length of the wire, which is the length of the wire projecting from the tip of the wire feeding tip, is increased to promote the melting of the wire by Joule heat.
However, when the protrusion length is 25 mm or more, for example, when the nozzle length is the same, the shield becomes insufficient, and a blow hole is generated in the weld bead, resulting in a welding defect. Further, even if the shield effect is improved by lengthening the nozzle, the welding target position of the wire with respect to the work to be welded is not stable, resulting in poor welding.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a consumable electrode gas shielded arc welding torch capable of forming a wide welding bead, increasing a welding speed, and improving energy efficiency.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is:
Welding wire insertion holes are formed in the shaft core, each is electrically insulated, and two tip bodies are provided side by side on one welding torch, and two tip bodies respectively attached to the tip of the tip body. A power supply tip and a nozzle surrounding the two power supply tips, a shield gas is supplied to the inside of the nozzle, and power is supplied to the welding wire at a power supply position where the welding wire is inscribed in the power supply tip. In a consumable electrode gas shielded arc welding torch for generating an arc between the welding wire and the workpiece, the power feeding tip positioned rearward when the two power feeding tips are provided substantially in front and behind in the welding direction. A consumable electrode gas shield arc welding torch, wherein a power supply position is set higher for the workpiece than the power supply position of a power supply tip located forward. .
[0011]
The invention described in claim 2 is
The power supply tip located on the rear side is provided at a position higher than the power supply tip located on the front side with respect to the workpiece, and the power supply position of the power supply tip located on the rear side of the power supply tip located on the front side The consumable electrode gas shield arc welding torch according to claim 1, wherein the power supply position is set higher for the workpiece.
[0012]
The invention according to claim 3 is:
The consumable electrode gas shield arc welding torch according to claim 2, characterized in that a welding wire insertion hole is formed and an insulating member for guiding the welding wire is provided at a tip of the power supply tip located at the rear.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a consumable electrode gas shielded arc welding torch of the present invention. In the figure, in order to make the feeding position of the trailing tip 6 to the workpiece 2 higher than the feeding position of the leading tip 5, the leading tip 5 uses a conventional feeding tip, and the trailing tip 6 is the same as that of FIG. A chip having the structure shown in FIG. FIG. 2 is a view showing a structure of a trailing tip of a consumable electrode gas shielded arc welding torch of the present invention.
In FIG. 1, a leading chip body 12 and a trailing tip body 14 are provided side by side on a torch body 18. A leading power supply chip 13 is attached to the leading end of the leading chip body 12. The leading wire 19 penetrates the leading tip body 12 and the leading feed tip 13, and power is supplied between the leading wire 19 and the workpiece 2 from the leading welding power supply device (not shown), thereby leading the leading arc 21. Occurs. The leading chip 5 includes a leading chip body 12 and a leading power supply chip 13.
[0014]
A trailing power supply tip 15 is attached to the tip of the trailing tip body 14, and an insulating member 16 for guiding the trailing wire 20 is provided at the tip of the trailing power tip 15, and protects the insulating member 16 from arc heat. In this case, a metal cap 17 is attached. The trailing wire 20 passes through the trailing tip body 14 and the trailing power supply tip 15, and power is supplied between the trailing wire 20 and the workpiece 2 from a trailing welding power supply device (not shown). As a result, a trailing arc 22 is generated. The following chip 6 includes a following chip body 14, a following power supply chip 15, an insulating member 16, and a cap 17. A nozzle 9 surrounds the leading chip 5 and the trailing chip 6.
[0015]
The difference in structure between the prior art chip used for the preceding chip 5 and the following chip 6 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram comparing the prior art tip used for the leading tip 5 of the consumable electrode gas shielded arc welding torch of the present invention with the trailing tip 6, and FIG. It is a figure which shows a prior art chip, and the same figure (B) is a figure which shows the succeeding chip 6. FIG. In the figure, the same functions as those in FIG.
[0016]
As shown in FIG. 3A, in the leading tip 5, the distance from the leading end 13a of the leading feeding tip, which is the feeding position, to the workpiece 2 is the leading tip effective protrusion length L1. Therefore, Joule heating can be performed on the leading wire 19 only at the distance L2 between the leading feeding tip arc and the length from the leading tip 13a to the leading arc 21.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the power supply position of the subsequent chip 6 is higher than that of the conventional chip 5. As a result, the distance from the leading end 15a of the trailing feeding tip, which is the feeding position, to the workpiece 2 is the trailing tip effective protrusion length L3. Accordingly, the distance L4 between the trailing power supply tip arc, which is the length from the leading end 15a of the trailing power supply tip to the arc 22, becomes considerably longer than that of the preceding tip 5, and the joule heating of the trailing wire 20 is promoted. Therefore, even if the same current as the current applied to the preceding chip 5 is applied, the melting speed of the succeeding wire 20 can be increased. That is, the following wire 20 per unit length can be melted with a smaller current than the preceding chip, and the energy efficiency is good.
[0017]
As shown in FIG. 1, the reason for using the prior art chip as the preceding chip 5 will be described. The role of the leading wire 19 when performing high-speed welding using a two-electrode arc welding torch is to perform a so-called gouging, which digs a groove in the workpiece 2, secures a place where the molten metal melts in, and a sufficient amount of the molten metal is gouged. It is to send to the place where it was done.
Further, the role of the trailing wire 20 is to stop the molten metal formed by the leading wire 19 from flowing backward in the welding direction and form a pool. Another object is to improve the formability of the weld bead by adding molten metal.
[0018]
The trailing chip 6 shown in FIG. 3B has a longer trailing chip effective protrusion length L3, which promotes Joule heating, and allows the trailing wire 20 per unit length to run with less current than the prior art chip. Can be melted. That is, even if the same amount of melting of the wire is obtained, the current slightly decreases. Therefore, the arcing force of the preceding arc 22 becomes small, so that gouging cannot be performed sufficiently. Therefore, the prior art chip 5 is used as the prior art chip, and the succeeding chip 6 is used as the chip shown in FIG. 3B to improve the energy efficiency of welding and secure the penetration characteristics. .
[0019]
According to the experiment of the inventor, an appropriate welding bead can be formed by setting the feeding position of the trailing tip 6 to the workpiece 2 by 1 cm to 2 cm higher than the feeding position of the preceding tip 5. .
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, two tip bodies each having a welding wire insertion hole formed in a shaft core portion and electrically insulated from each other and provided side by side on a single welding torch, and attached to the tip ends of the tip bodies, respectively. And a nozzle surrounding the two power supply tips, supplying a shielding gas to the inside of the nozzle, and supplying a welding gas to the welding wire at a power supply position where the welding wire is inscribed in the power supply tip. In a consumable electrode gas shielded arc welding torch for supplying electric power to generate an arc between the welding wire and the work to be welded, the two power supply tips are located rearward when provided substantially in front and behind in a welding direction. The power supply position of the power supply tip is set higher than the power supply position of the power supply tip located forward with respect to the workpiece.
Therefore, a wide welding bead can be formed, and the welding speed can be increased. Further, since energy efficiency can be improved, welding can be performed with lower power consumption than in the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a consumable electrode gas shielded arc welding torch of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a structure of a trailing tip of a consumable electrode gas shielded arc welding torch according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram comparing a prior art tip used as a leading tip 5 and a trailing tip 6 of the consumable electrode gas shielded arc welding torch of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a two-electrode arc welding method.
[Explanation of symbols]
2 Workpiece 5 Leading Tip 6 Trailing Tip 7 Weld Pool 9 Nozzle 10 (of the Present Invention) Nozzle 11 Shielding Gas 12 Leading Tip Body 13 Leading Feeding Tip 13a Leading Tip 14a Trailing Tip Body 15 Trailing power supply tip 15a Trailing power tip tip 16 Insulating member 17 Cap 18 Torch body 19 Leading wire 20 Trailing wire 21 Trailing arc A1a Leading wire tip A3 Leading arc A4 Leading chip B1a Trailing wire tip B3 Trailing Arc B4 Trailing tip L1 Leading tip effective protrusion length L2 Distance between leading feed tip arcs L3 Trailing tip effective protrusion length L4 Distance between trailing feed tip arcs
