JP2010104996A - Plasma electrode and plasma mig welding torch - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma MIG welding torch capable of obtaining beautiful weld beads. <P>SOLUTION: In the plasma MIG welding torch, a plasma electrode is installed coaxially with a power feed tip in which a welding wire is inserted. Plasma gas is supplied to a plasma nozzle surrounding the plasma electrode, with shield gas supplied to a shield nozzle surrounding the plasma nozzle. The plasma electrode is provided with a columnar shape having conductivity and is hollowly formed, with a wire insertion hole formed in the tip end face, and with a tip end face angle formed by the tip end face and a face orthogonal to the axial center. This tip end face angle is preliminarily determined at nearly the same angle as the drag angle of the plasma MIG welding torch. Consequently, if a workpiece is aluminum alloy, a cleaning width of plasma arc can be secured, preventing molten metal from being partly overheated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、良好な溶接ビードを得ることができるプラズマ電極及びプラズマミグ溶接トーチに関するものである。   The present invention relates to a plasma electrode and a plasma MIG welding torch capable of obtaining a good weld bead.

消耗電極として溶接ワイヤを送給しながらミグアークを発生させ、かつ、アルゴンガス等をプラズマガスとして用いて上記のミグアークを包含するプラズマアークを発生させるプラズマミグ溶接方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。図7は、従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5の構成図である。同図において、プラズマ溶接電源PSPは、プラズマ電極8と被溶接物16との間にプラズマアーク電流Iwp及びプラズマアーク電圧Vwpを出力する。トーチ本体23にねじ止めされたプラズマ電極8はプラズマノズル9に取り囲まれており、このプラズマノズル9内をプラズマガス12が高速に流れ、被溶接物16との間にプラズマアーク14が発生する。プラズマノズル9はプラズマアーク14と後述するミグアーク15とを熱的に拘束するためのものであり、直接又は間接水冷された導電性の部材である。   There has been proposed a plasma MIG welding method in which a MIG arc is generated while feeding a welding wire as a consumable electrode, and a plasma arc including the above MIG arc is generated using argon gas or the like as a plasma gas. (For example, refer to Patent Document 1). FIG. 7 is a configuration diagram of the plasma MIG welding torch 5 of the prior art. In the figure, the plasma welding power source PSP outputs a plasma arc current Iwp and a plasma arc voltage Vwp between the plasma electrode 8 and the workpiece 16. The plasma electrode 8 screwed to the torch body 23 is surrounded by a plasma nozzle 9, and the plasma gas 12 flows at high speed in the plasma nozzle 9, and a plasma arc 14 is generated between the workpiece 16 and the workpiece. The plasma nozzle 9 is for electrically constraining the plasma arc 14 and a MIG arc 15 described later, and is a conductive member that is directly or indirectly water-cooled.

プラズマノズル9はさらにシールドノズル10に取り囲まれており、このシールドノズル10内をシールドガス13が流れる。プラズマ電極8には、水冷銅電極、タングステン電極等が使用され、内部が中空構造になっている。同図では、プラズマアーク14は電極プラス極性で発生している。プラズマアーク14が電極マイナス極性でも良い。   The plasma nozzle 9 is further surrounded by a shield nozzle 10, and a shield gas 13 flows through the shield nozzle 10. As the plasma electrode 8, a water-cooled copper electrode, a tungsten electrode or the like is used, and the inside has a hollow structure. In the figure, the plasma arc 14 is generated with an electrode positive polarity. The plasma arc 14 may have an electrode negative polarity.

ミグ溶接電源PSMは、ワイヤ送給モータWMの回転を制御するワイヤ送給制御信号Fcを出力すると共に、給電チップ7と被溶接物16との間にミグアーク電流Iwm及びミグアーク電圧Vwmを出力する。給電チップ7は溶接ワイヤ17を挿通するための挿通孔が形成されており、プラズマ電極8内に同軸芯に設けられている。また、プラズマ電極8内にセンターガス11が流れている。   The MIG welding power source PSM outputs a wire feed control signal Fc that controls the rotation of the wire feed motor WM, and outputs a MIG arc current Iwm and a MIG arc voltage Vwm between the power feed tip 7 and the workpiece 16. The power supply tip 7 is formed with an insertion hole through which the welding wire 17 is inserted, and is provided coaxially in the plasma electrode 8. A center gas 11 flows in the plasma electrode 8.

溶接ワイヤ17は、ワイヤ送給モータWMに結合された送給ロール18によって送給される。溶接ワイヤ17は、上記の給電チップ7の挿通孔内で、内接触して給電されて送給され、被溶接物16との間にミグアーク15が発生する。このミグアーク15はプラズマアーク14に内包されて発生する。したがって、溶接ワイヤ17はプラズマアーク14、及びミグアーク15によって加熱されて溶滴移行する。ミグアーク15は電極プラス極性で発生している。溶接ワイヤ17の送給速度はFw[m/分]となる。   The welding wire 17 is fed by a feed roll 18 coupled to a wire feed motor WM. The welding wire 17 is fed in contact with the inside of the insertion hole of the power feed tip 7 to be fed and a mig arc 15 is generated between the welding wire 17 and the workpiece 16. The MIG arc 15 is generated by being included in the plasma arc 14. Therefore, the welding wire 17 is heated by the plasma arc 14 and the MIG arc 15 to transfer droplets. The MIG arc 15 is generated with an electrode positive polarity. The feeding speed of the welding wire 17 is Fw [m / min].

センターガス11とプラズマガス12とが、狭いプラズマノズル9を通過することによって圧力が高められ、プラズマアーク14とミグアーク15との熱的拘束を強め、集中性が高められる。  When the center gas 11 and the plasma gas 12 pass through the narrow plasma nozzle 9, the pressure is increased, the thermal constraint between the plasma arc 14 and the MIG arc 15 is strengthened, and the concentration is increased.

図8は、従来技術のプラズマ電極を示す図であり、同図(A)は断面図であり、同図(B)は先端側から見た底面図である。同図に示すように、従来のプラズマ電極の先端面8aと軸芯1とが形成する角度θ1は直角に形成されている。また、プラズマ電極8の基端部には、ねじ部26が形成されている。   8A and 8B are diagrams showing a conventional plasma electrode, where FIG. 8A is a cross-sectional view, and FIG. 8B is a bottom view as seen from the front end side. As shown in the figure, the angle θ1 formed by the tip surface 8a of the conventional plasma electrode and the shaft core 1 is formed at a right angle. Further, a screw portion 26 is formed at the base end portion of the plasma electrode 8.

実開昭62−10964号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-10964

一般的な継ぎ手溶接の場合、溶接ビードを水平にして、シールド性を向上させるために、図9に示すように、プラズマミグ溶接トーチは前進角を設けて溶接する。この角度は一般的に10〜15度である。図9は、従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5を使用して、前進角を設けて溶接を行う状態を示す図であり、図10は、アークを発生させた状態を示す図である。図9及び図10において、図7に示した従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5と同機能に同符号を付して説明を省略する。   In the case of general joint welding, in order to improve the shielding performance by leveling the welding bead, the plasma MIG welding torch is welded with a forward angle as shown in FIG. This angle is generally 10-15 degrees. FIG. 9 is a view showing a state in which welding is performed with a forward angle provided by using the plasma MIG welding torch 5 of the prior art, and FIG. 10 is a view showing a state in which an arc is generated. 9 and 10, the same functions as those of the conventional plasma MIG welding torch 5 shown in FIG.

図9に示すように、プラズマミグ溶接トーチ5に前進角αを設けた場合、プラズマ電極8の先端部と被溶接物との距離を、溶接進行方向側とその反対側とで比較すると、前進角αを設けているために、溶接進行方向側の距離L1が、その反対側の距離L2よりも長くなる。この状態でミグアーク15及びプラズマアーク14を発生させると、溶接進行方向の反対側のプラズマ電極8の先端部と被溶接物との距離L2の方が、距離L1よりも短いために電圧勾配が高くなり、プラズマアーク14が発生し易くなる。この結果、図10に示すように、溶接進行方向側とその反対側とで、プラズマ密度が異なったプラズマアーク14が発生する。   As shown in FIG. 9, when the advance angle α is provided in the plasma MIG welding torch 5, the distance between the tip of the plasma electrode 8 and the workpiece is compared between the welding progress direction side and the opposite side. Since α is provided, the distance L1 on the welding progress direction side is longer than the distance L2 on the opposite side. When the MIG arc 15 and the plasma arc 14 are generated in this state, the distance L2 between the tip of the plasma electrode 8 opposite to the welding progress direction and the work piece is shorter than the distance L1, and therefore the voltage gradient is high. Therefore, the plasma arc 14 is easily generated. As a result, as shown in FIG. 10, plasma arcs 14 having different plasma densities are generated on the welding progress direction side and the opposite side.

この結果、被溶接物がアルミニウム合金の場合、前進角αを設けたとき、プラズマアーク14が溶接進行方向の反対側へ集中するために、クリーニング作用が働かず、酸化皮膜を破壊することができない。また、プラズマアーク14のエネルギーが溶接ビードの一方に集中されるので、溶融金属を過熱してビード外観が白色になり、美観を損ねることになる。また、被溶接物16が軟鋼やステンレスの鉄系材料の場合、凸ビードやハンピングビードが形成され、溶接ビード表面の滑らかさが失われるという不具合を有する。   As a result, when the work piece is an aluminum alloy, when the advance angle α is provided, the plasma arc 14 is concentrated on the opposite side of the welding progress direction, so that the cleaning action does not work and the oxide film cannot be destroyed. . Moreover, since the energy of the plasma arc 14 is concentrated on one side of the weld bead, the molten metal is overheated, the bead appearance becomes white, and the appearance is impaired. Further, when the workpiece 16 is an iron-based material such as mild steel or stainless steel, a convex bead or a humping bead is formed, and the weld bead surface is not smooth.

本発明は、美麗な溶接ビードを得ることができるプラズマ電極及びプラズマミグ溶接トーチを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a plasma electrode and a plasma MIG welding torch capable of obtaining a beautiful welding bead.

第1の発明は、
軸芯に形成されたワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが挿通されて給電する給電チップと、
この給電チップと同軸芯に設けられたプラズマ電極と、
このプラズマ電極を取り囲み、プラズマガスが供給されるプラズマノズルと、
このプラズマノズルを取り囲み、シールドガスが供給されるシールドノズルとを備えたプラズマミグ溶接トーチのプラズマ電極において、
前記プラズマ電極が導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて、先端面にワイヤ挿通孔が形成され、その先端面と前記軸芯に直角方向の面とで先端面角度が形成され、
この先端面角度が、前記プラズマミグ溶接トーチの前進角と略等しいことを特徴とするプラズマ電極である。
The first invention is
A power supply tip for supplying power by inserting a welding wire into a wire insertion hole formed in the shaft core;
A plasma electrode provided coaxially with the feeding chip;
A plasma nozzle that surrounds the plasma electrode and is supplied with plasma gas;
In the plasma electrode of the plasma MIG welding torch that includes the shield nozzle that surrounds the plasma nozzle and is supplied with a shield gas,
The plasma electrode has a cylindrical shape having conductivity, is formed hollow so that the power feed tip can be inserted from a base end portion, a wire insertion hole is formed in a distal end surface, and is perpendicular to the distal end surface and the shaft core. The tip surface angle is formed with the direction surface,
The tip electrode angle is a plasma electrode characterized by being substantially equal to the advance angle of the plasma MIG welding torch.

第2の発明は、
軸芯に形成されたワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが挿通されて給電する給電チップと、
この給電チップと同軸芯に設けられたプラズマ電極と、
このプラズマ電極を取り囲み、プラズマガスが供給されるプラズマノズルと、
このプラズマノズルを取り囲み、シールドガスが供給されるシールドノズルとを備えたプラズマミグ溶接トーチのプラズマ電極において、
前記プラズマ電極が導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて、先端面にワイヤ挿通孔が形成され、その先端面と前記軸芯に直角方向の面とで先端面角度が形成され、
この先端面角度が(180度−前記プラズマミグ溶接トーチの後退角)と略等しいことを特徴とするプラズマ電極である。
The second invention is
A power supply tip for supplying power by inserting a welding wire into a wire insertion hole formed in the shaft core;
A plasma electrode provided coaxially with the feeding chip;
A plasma nozzle that surrounds the plasma electrode and is supplied with plasma gas;
In the plasma electrode of the plasma MIG welding torch that includes the shield nozzle that surrounds the plasma nozzle and is supplied with a shield gas,
The plasma electrode has a cylindrical shape having conductivity, is formed hollow so that the power feed tip can be inserted from a base end portion, a wire insertion hole is formed in a distal end surface, and is perpendicular to the distal end surface and the shaft core. The tip surface angle is formed with the direction surface,
This tip surface angle is approximately equal to (180 degrees-receding angle of the plasma MIG welding torch).

第3の発明は、
第1の発明又は第2の発明に記載のプラズマ電極を備えたことを特徴とするプラズマミグ溶接トーチである。
The third invention is
A plasma MIG welding torch comprising the plasma electrode according to the first invention or the second invention.

本発明のプラズマ電極及びプラズマミグ溶接トーチは、プラズマアークが溶接進行方向の反対側へ集中しないので、美麗な溶接ビードを得ることができる。   The plasma electrode and the plasma MIG welding torch of the present invention can obtain a beautiful weld bead because the plasma arc does not concentrate on the opposite side of the welding progress direction.

[実施の形態1]
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、本発明のプラズマ電極の6面図を示す図であり、同図(A)は正面図を示し、同図(B)は背面図を示し、同図(C)は左側面図を示し、同図(D)は右側面図を示し、同図(E)は平面図を示し、同図(F)は底面図を示している。同図において、プラズマ電極3は、銅合金等からなる導電性を有する円柱形状で、基端部(図1のX2方向)から給電チップが挿入されるように中空に形成されて、先端面3aにワイヤ挿通孔が形成されている。また、図5に示した従来のプラズマ電極と比較して、プラズマ電極の先端面3aと軸芯1に直角方向の面4とで角度θ2が形成されている。この角度θ2は、後述するように、プラズマミグ溶接トーチ6の前進角又は後退角に対応して予め決定されている。また、プラズマ電極3の基端部の側面には、従来のプラズマ電極8のねじ部26が形成されておらず、その代わりに二つの突起部25、25が形成されていて、この突起部25、25が図2で後述するトーチ本体24に挿入されたときに、トーチ本体24に引っ掛かりプラズマ電極3が固定される。
[Embodiment 1]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a six-sided view of the plasma electrode of the present invention, wherein FIG. 1 (A) shows a front view, FIG. 1 (B) shows a rear view, and FIG. 1 (C) shows a left side view. (D) shows a right side view, (E) shows a plan view, and (F) shows a bottom view. In the figure, a plasma electrode 3 is a cylindrical column having conductivity and made of a copper alloy or the like, and is formed hollow so that a power feed tip is inserted from a base end portion (X2 direction in FIG. 1), and a distal end surface 3a. The wire insertion hole is formed in. Further, as compared with the conventional plasma electrode shown in FIG. 5, an angle θ <b> 2 is formed by the tip surface 3 a of the plasma electrode and the surface 4 perpendicular to the axis 1. As will be described later, this angle θ2 is determined in advance corresponding to the advancing angle or the receding angle of the plasma MIG welding torch 6. Further, the threaded portion 26 of the conventional plasma electrode 8 is not formed on the side surface of the base end portion of the plasma electrode 3, and instead, two projecting portions 25, 25 are formed. 25 are inserted into the torch body 24 described later with reference to FIG. 2, the plasma electrode 3 is fixed by being caught by the torch body 24.

プラズマ電極3の基端部の側面にねじ部が形成される代わりに二つの突起部25、25が形成されている理由は、本発明のプラズマ電極を、プラズマミグ溶接トーチの後述するトーチ本体に、溶接方向に対して決められた方向に取り付ける必要があるためである。   The reason why the two projecting portions 25 and 25 are formed instead of the threaded portion on the side surface of the base end portion of the plasma electrode 3 is that the plasma electrode of the present invention is attached to the torch body described later of the plasma MIG welding torch. It is because it is necessary to attach in the direction decided with respect to the welding direction.

図2は、本発明の実施の形態1のプラズマミグ溶接トーチの断面図及びアークの発生状態を示す図であり、前進角で溶接が行われる場合を示している。同図において、図7に示した従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5と同機能に同符号を付して説明を省略する。一般的な継ぎ手溶接の場合,溶接ビードを水平にして,シールド性を向上させるために、プラズマミグ溶接トーチ6は前進角αを形成して溶接する。一般的に、この前進角αは、10〜15度である。例えば先進角αが10度の場合、図1に示したように、プラズマ電極の先端面3aの角度θ2を、この前進角10度と等しい角度になるように形成されている。このように形成すると、プラズマ電極の先端面3aと被溶接物16の表面とが平行になり、プラズマ電極の先端面3aと被溶接物16との距離が、溶接進行方向側L3とその反対側L4とで同じ距離になる。この結果、ミグアーク15の周りに対称的なプラズマアーク14を発生させることができ、溶接進行方向側とその反対側とで、プラズマ電極3と被溶接物16の間の電位勾配が同じになるので、プラズマ密度も同じになる。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma MIG welding torch according to the first embodiment of the present invention and a diagram showing an arc generation state, and shows a case where welding is performed at an advance angle. In the figure, the same functions as those of the plasma MIG welding torch 5 of the prior art shown in FIG. In the case of general joint welding, the plasma MIG welding torch 6 is welded by forming an advancing angle α in order to improve the shielding performance by leveling the welding bead. In general, the advancing angle α is 10 to 15 degrees. For example, when the advanced angle α is 10 degrees, the angle θ2 of the tip surface 3a of the plasma electrode is formed to be equal to the forward angle 10 degrees as shown in FIG. When formed in this way, the front end surface 3a of the plasma electrode and the surface of the workpiece 16 are parallel to each other, and the distance between the front end surface 3a of the plasma electrode and the workpiece 16 is the welding progress direction side L3 and the opposite side. It becomes the same distance with L4. As a result, a symmetric plasma arc 14 can be generated around the MIG arc 15, and the potential gradient between the plasma electrode 3 and the workpiece 16 is the same on the welding progress direction side and the opposite side. The plasma density will be the same.

この結果、被溶接物16がアルミニウム合金の場合、プラズマアーク14が溶接進行方向の反対側へ集中することがなくなるので、プラズマアーク14のクリーニング幅を確保することができる。また、プラズマアーク14のエネルギーが溶接ビードの一方に集中することがなく、溶融金属が部分的に過熱される現象も回避することができるので、美麗な溶接ビードを得ることができる。また、被溶接物16が軟鋼やステンレスの鉄系材料の場合でも、凸ビードやハンピングビードが形成されることのない、表面が滑らかで美麗な溶接ビードを得ることができる。   As a result, when the workpiece 16 is an aluminum alloy, the plasma arc 14 does not concentrate on the opposite side of the welding direction, so that the cleaning width of the plasma arc 14 can be ensured. In addition, since the energy of the plasma arc 14 is not concentrated on one of the weld beads and the phenomenon that the molten metal is partially overheated can be avoided, a beautiful weld bead can be obtained. Further, even when the workpiece 16 is an iron-based material such as mild steel or stainless steel, it is possible to obtain a weld bead having a smooth surface and without forming a convex bead or a humping bead.

発明者らの実験では、被溶接物がアルミにウム合金の場合、ミグアーク電流を280A、ミグアーク電圧を28V、プラズマアーク電流を50A、プラズマアーク電圧を400V、溶接ワイヤの直径を1.2mm、溶接ワイヤの送給速度を13m/分とし、プラズマミグ溶接トーチの前進角及びプラズマ電極の先端面の角度を10度として、プラズマミグ溶接を行った。この結果、美麗な溶接ビードを得ることができた。   In the experiments by the inventors, when the work piece is aluminum and an aluminum alloy, the MIG arc current is 280 A, the MIG arc voltage is 28 V, the plasma arc current is 50 A, the plasma arc voltage is 400 V, the diameter of the welding wire is 1.2 mm, and the welding is performed. Plasma MIG welding was performed by setting the wire feed speed to 13 m / min, the advancing angle of the plasma MIG welding torch and the angle of the tip surface of the plasma electrode to 10 degrees. As a result, a beautiful weld bead could be obtained.

また、被溶接物が鉄系材料の場合に、ミグアーク電流を60A、ミグアーク電圧を22V、プラズマアーク電流を100A、プラズマアーク電圧を35V、溶接ワイヤの直径を1.2mm、溶接ワイヤの送給速度を7m/分とし、プラズマミグ溶接トーチの前進角及びプラズマ電極の先端面の角度を10度として、プラズマミグ溶接を行った。この結果、美麗な溶接ビードを得ることができた。   Also, when the workpiece is an iron-based material, the MIG arc current is 60A, the MIG arc voltage is 22V, the plasma arc current is 100A, the plasma arc voltage is 35V, the diameter of the welding wire is 1.2mm, and the welding wire feeding speed The plasma MIG welding was carried out with the advancing angle of the plasma MIG welding torch and the angle of the tip surface of the plasma electrode being 10 degrees. As a result, a beautiful weld bead could be obtained.

さらに、プラズマミグ溶接トーチの前進角αを20度として、図5(B)で後述するように、プラズマ電極の先端面20aの角度θ2を20度として、その他の溶接条件を上記と同様にしてプラズマミグ溶接を行った結果、美麗な溶接ビードを得ることができた。   Further, the advancing angle α of the plasma MIG welding torch is set to 20 degrees, and as will be described later with reference to FIG. 5B, the angle θ2 of the front end surface 20a of the plasma electrode is set to 20 degrees. As a result of welding, a beautiful weld bead was obtained.

また、さらなる発明者らの実験によると、図3に示すように、プラズマ電極の先端面3aの角度θ2が10度の場合(図5(A)に示したプラズマ電極)、前進角αが5度〜15度までの範囲のプラズマミグ溶接に適用することができた。また、プラズマ電極の先端面20aの角度θ2が20度の場合(図5(B)に示したプラズマ電極)、前進角αが15度〜25度までの範囲のプラズマミグ溶接に適用することができた。図3は、本発明のプラズマ電極の先端面角度が10度と20度とのときに、適用できるプラズマミグ溶接トーチの前進角αとの関係を示す図である。同図に示すように、先端面角度θ2が10度のプラズマ電極一つで、一般的な前進角10〜15度のプラズマミグ溶接に適用することができる。さらに、先端面角度θ2が10度と20度の二種類のプラズマ電極を用意することによって、前進角5〜25度の広範囲のプラズマミグ溶接に適用することができる。   According to further experiments by the inventors, as shown in FIG. 3, when the angle θ2 of the tip surface 3a of the plasma electrode is 10 degrees (the plasma electrode shown in FIG. 5A), the advance angle α is 5 It could be applied to plasma MIG welding in the range of up to 15 degrees. In addition, when the angle θ2 of the tip surface 20a of the plasma electrode is 20 degrees (the plasma electrode shown in FIG. 5B), it can be applied to plasma MIG welding in which the advance angle α is in the range of 15 degrees to 25 degrees. It was. FIG. 3 is a diagram showing the relationship with the advance angle α of the plasma MIG welding torch that can be applied when the tip surface angle of the plasma electrode of the present invention is 10 degrees and 20 degrees. As shown in the figure, one plasma electrode having a tip surface angle θ2 of 10 degrees can be applied to general plasma MIG welding with a forward angle of 10 to 15 degrees. Furthermore, by preparing two types of plasma electrodes having a tip surface angle θ2 of 10 degrees and 20 degrees, it can be applied to a wide range of plasma MIG welding with a forward angle of 5 to 25 degrees.

図3では、先端面角度が10度と20度との2種類のプラズマ電極を用意した場合を示したが、これは1例であって、先端面角度をより細かく決定しても良い。   Although FIG. 3 shows the case where two types of plasma electrodes having a tip surface angle of 10 degrees and 20 degrees are prepared, this is an example, and the tip surface angle may be determined more finely.

[実施の形態2]
本発明のプラズマミグ溶接トーチにおいて、プラズマミグ溶接トーチ6が前進角αを設けた場合は述べたが、後退角を設けた場合についても同様に適用することができる。図4は、本発明の実施の形態2のプラズマミグ溶接トーチの断面図及びアークの発生状態を示す図であり、後退角で溶接が行われる場合を示している。同図において、図7に示した従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5と同機能に同符号を付して説明を省略する。一般的に、プラズマミグ溶接トーチの後退角βは、10〜15度である。例えば後退角βが10度の場合、図5(C)で後述するように、プラズマ電極の先端面21aの角度θ2を、(180度−後退角10度)=170度の角度に形成されている。このように形成すると、実施の形態1と同様に、プラズマ電極の先端面21aと被溶接物16の表面とが平行になり、ミグアーク15の周りに対称的なプラズマアーク14を発生させることができ、溶接進行方向側とその反対側とで、プラズマ電極3と被溶接物16の間の電位勾配が同じになるので、プラズマ密度も同じになる。
[Embodiment 2]
In the plasma MIG welding torch of the present invention, the case where the plasma MIG welding torch 6 has the advancing angle α has been described, but the present invention can be similarly applied to the case where the receding angle is provided. FIG. 4 is a cross-sectional view of the plasma MIG welding torch according to the second embodiment of the present invention and a diagram showing an arc generation state, and shows a case where welding is performed at a receding angle. In the figure, the same functions as those of the conventional plasma MIG welding torch 5 shown in FIG. Generally, the receding angle β of the plasma MIG welding torch is 10 to 15 degrees. For example, when the receding angle β is 10 degrees, as will be described later with reference to FIG. 5C, the angle θ2 of the tip surface 21a of the plasma electrode is formed so that (180 degrees−retracting angle 10 degrees) = 170 degrees. Yes. When formed in this manner, the tip surface 21a of the plasma electrode and the surface of the workpiece 16 are parallel to each other as in the first embodiment, and a symmetrical plasma arc 14 can be generated around the MIG arc 15. Since the potential gradient between the plasma electrode 3 and the workpiece 16 is the same on the welding direction side and the opposite side, the plasma density is also the same.

この結果、被溶接物16がアルミニウム合金の場合、プラズマアーク14のクリーニング幅を確保することができる。また、プラズマアーク14のエネルギーが溶接ビードの一方に集中することがなく、溶融金属が部分的に過熱される現象も回避することができるので、美麗な溶接ビードを得ることができる。また、被溶接物16が軟鋼やステンレスの鉄系材料の場合でも、表面が滑らかで美麗な溶接ビードを得ることができる。   As a result, when the workpiece 16 is an aluminum alloy, the cleaning width of the plasma arc 14 can be secured. In addition, since the energy of the plasma arc 14 is not concentrated on one of the weld beads and the phenomenon that the molten metal is partially overheated can be avoided, a beautiful weld bead can be obtained. Even when the workpiece 16 is an iron-based material such as mild steel or stainless steel, a weld bead having a smooth surface and a beautiful surface can be obtained.

さらに、プラズマミグ溶接トーチの後退角βを20度として、図5(D)で後述するように、プラズマ電極の先端面22aの角度θ2を(180度−後退角20度)=160度として、その他の溶接条件を上記と同様にしてプラズマミグ溶接を行った結果、美麗な溶接ビードを得ることができた。図5は、本発明のプラズマ電極を示す図であって、同図(A)は前進角αが10度の場合に対応して、先端面角度θ2を10度に形成したものである。同図(B)は前進角αが20度の場合に対応して、先端面角度θ2を20度に形成したものである。同図(C)は後退角βが10度の場合に対応して、先端面角度θ2を170度に形成したものである。同図(D)は後退角βが20度の場合に対応して、先端面角度θ2を160度に形成したものである。   Further, the receding angle β of the plasma MIG welding torch is set to 20 degrees, and the angle θ2 of the tip surface 22a of the plasma electrode is set to (180 degrees−retreating angle 20 degrees) = 160 degrees as described later with reference to FIG. As a result of performing plasma MIG welding in the same manner as described above, a beautiful weld bead could be obtained. FIG. 5 is a view showing the plasma electrode of the present invention, and FIG. 5A shows that the tip surface angle θ2 is formed at 10 degrees corresponding to the case where the advance angle α is 10 degrees. FIG. 5B shows the case where the front end face angle θ2 is formed at 20 degrees corresponding to the case where the advance angle α is 20 degrees. FIG. 5C shows the case where the tip end face angle θ2 is formed at 170 degrees corresponding to the case where the receding angle β is 10 degrees. FIG. 4D shows that the tip surface angle θ2 is formed at 160 degrees corresponding to the case where the receding angle β is 20 degrees.

また、さらなる発明者らの実験によると、図6に示すように、プラズマ電極の先端面の角度θ2が170度の場合(図5(C)に示したプラズマ電極)、後退角βが5度〜15度までの範囲のプラズマミグ溶接に適用することができた。また、プラズマ電極の先端面の角度θ2が160度の場合(図5(D)に示したプラズマ電極)、後退角βが15度〜25度までの範囲のプラズマミグ溶接に適用することができた。図6は、本発明のプラズマ電極の先端面角度が170度と160度のときに適用できる、プラズマミグ溶接トーチの後退角βとの関係を示す図である。同図に示すように、先端面角度θ2が170度のプラズマ電極一つで、一般的な後退角10〜15度のプラズマミグ溶接に適用することができる。さらに、先端面角度θ2が170度と160度の二種類のプラズマ電極を用意することによって、後退角5〜25度の広範囲のプラズマミグ溶接に適用することができる。   According to further experiments by the inventors, as shown in FIG. 6, when the angle θ2 of the plasma electrode tip surface is 170 degrees (the plasma electrode shown in FIG. 5C), the receding angle β is 5 degrees. It could be applied to plasma MIG welding up to -15 degrees. In addition, when the angle θ2 of the tip surface of the plasma electrode is 160 degrees (plasma electrode shown in FIG. 5D), the receding angle β can be applied to plasma MIG welding in the range of 15 degrees to 25 degrees. . FIG. 6 is a diagram showing the relationship with the receding angle β of the plasma MIG welding torch which can be applied when the tip surface angle of the plasma electrode of the present invention is 170 degrees and 160 degrees. As shown in the figure, one plasma electrode having a tip surface angle θ2 of 170 degrees can be applied to general plasma MIG welding with a receding angle of 10 to 15 degrees. Furthermore, by preparing two types of plasma electrodes having a tip surface angle θ2 of 170 degrees and 160 degrees, it can be applied to a wide range of plasma MIG welding with a receding angle of 5 to 25 degrees.

図6では、先端面角度が170度と160度との2種類のプラズマ電極を用意した場合を示したが、これは1例であって、先端面角度をより細かく決定しても良い。   Although FIG. 6 shows a case where two types of plasma electrodes having a tip surface angle of 170 degrees and 160 degrees are prepared, this is an example, and the tip surface angle may be determined more finely.

本発明のプラズマ電極の6面図を示す図である。It is a figure which shows the 6th surface figure of the plasma electrode of this invention. 本発明の実施の形態1のプラズマミグ溶接トーチの断面図及びアークの発生状態を示す図である。It is sectional drawing of the plasma MIG welding torch of Embodiment 1 of this invention, and a figure which shows the generation | occurrence | production state of an arc. 本発明のプラズマ電極の先端面角度が10度と20度とのときに、適用できるプラズマミグ溶接トーチの前進角αとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with the advance angle (alpha) of the plasma MIG welding torch applicable when the front end surface angle of the plasma electrode of this invention is 10 degree | times and 20 degree | times. 本発明の実施の形態2のプラズマミグ溶接トーチの断面図及びアークの発生状態を示す図である。It is sectional drawing of the plasma MIG welding torch of Embodiment 2 of this invention, and a figure which shows the generation | occurrence | production state of an arc. 本発明のプラズマ電極を示す図である。It is a figure which shows the plasma electrode of this invention. 本発明のプラズマ電極の先端面角度が170度と160度とのときに、適用できるプラズマミグ溶接トーチの後退角βとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with receding angle (beta) of the plasma MIG welding torch applicable when the front end surface angle of the plasma electrode of this invention is 170 degree | times and 160 degree | times. 従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5の構成図である。It is a block diagram of the plasma MIG welding torch 5 of a prior art. 従来技術のプラズマ電極を示す図である。It is a figure which shows the plasma electrode of a prior art. 従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5を使用して、前進角を設けて溶接を行う状態を示す図である。It is a figure which shows the state which provides advancing angle and welds using the plasma MIG welding torch 5 of a prior art. 従来技術のプラズマミグ溶接トーチ5を使用して、アークを発生させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which generated the arc using the plasma MIG welding torch 5 of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸芯
2 プラズマ電極
2a プラズマ電極の先端面
3 プラズマ電極
3a プラズマ電極の先端面
4 軸芯1に直角方向の面
5 プラズマミグ溶接トーチ
6 プラズマミグ溶接トーチ
7 給電チップ
8 プラズマ電極
8a プラズマ電極の先端面
9 プラズマノズル
10 シールドノズル
11 センターガス
12 プラズマガス
13 シールドガス
14 プラズマアーク
15 ミグアーク
16 被溶接物
17 溶接ワイヤ
18 送給ロール
20 プラズマ電極
20a プラズマ電極の先端面
21 プラズマ電極
21a プラズマ電極の先端面
22 プラズマ電極
22a プラズマ電極の先端面
23 トーチ本体
24 トーチ本体
25 突起部
26 ねじ部
27 プラズマミグ溶接トーチ
Fc ワイヤ送給制御信号
Fw 溶接ワイヤ17の送給速度
Iwm ミグアーク電流
Iwp プラズマアーク電流
L1 溶接進行方向側の距離
L2 溶接進行方向の反対側の距離
L3 溶接進行方向側の距離
L4 溶接進行方向の反対側の距離
PSM ミグ溶接電源
PSP プラズマ溶接電源
Vwm ミグアーク電圧
Vwp プラズマアーク電圧
WM ワイヤ送給モータ
α プラズマミグ溶接トーチの前進角
θ1 プラズマ電極の先端面8aと軸芯1とが形成する角度
θ2 プラズマ電極の先端面と軸芯1に直角方向の面4とで形成される角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axis core 2 Plasma electrode 2a Plasma electrode tip surface 3 Plasma electrode 3a Plasma electrode tip surface 4 Surface perpendicular to axis 1 5 Plasma MIG welding torch 6 Plasma MIG welding torch 7 Feed tip 8 Plasma electrode 8a Plasma electrode tip surface 9 Plasma nozzle 10 Shield nozzle 11 Center gas 12 Plasma gas 13 Shield gas 14 Plasma arc 15 MIG arc 16 Workpiece 17 Welding wire 18 Feed roll 20 Plasma electrode 20a Plasma electrode tip surface 21 Plasma electrode 21a Plasma electrode tip surface 22 Plasma electrode 22a Plasma electrode tip 23 Torch body 24 Torch body 25 Protrusion 26 Screw part 27 Plasma MIG welding torch Fc Wire feed control signal Fw Welding wire 17 feed speed Iwm Mig arc current Iwp Plasma arc power Flow L1 Welding direction distance L2 Welding direction distance L3 Welding direction direction distance L4 Welding direction direction distance PSM Mig welding power source PSP Plasma welding power source Vwm Mig arc voltage Vwp Plasma arc voltage WM Wire Feed motor α Advance angle θ1 of plasma MIG welding torch Angle θ2 formed by tip surface 8a of plasma electrode and shaft core 1 Angle formed by tip surface of plasma electrode and surface 4 perpendicular to shaft core 1

Claims (3)

軸芯に形成されたワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが挿通されて給電する給電チップと、
この給電チップと同軸芯に設けられたプラズマ電極と、
このプラズマ電極を取り囲み、プラズマガスが供給されるプラズマノズルと、
このプラズマノズルを取り囲み、シールドガスが供給されるシールドノズルとを備えたプラズマミグ溶接トーチのプラズマ電極において、
前記プラズマ電極が導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて、先端面にワイヤ挿通孔が形成され、その先端面と前記軸芯に直角方向の面とで先端面角度が形成され、
この先端面角度が、前記プラズマミグ溶接トーチの前進角と略等しいことを特徴とするプラズマ電極。
A power supply tip for supplying power by inserting a welding wire into a wire insertion hole formed in the shaft core;
A plasma electrode provided coaxially with the feeding chip;
A plasma nozzle that surrounds the plasma electrode and is supplied with plasma gas;
In the plasma electrode of the plasma MIG welding torch that includes the shield nozzle that surrounds the plasma nozzle and is supplied with a shield gas,
The plasma electrode has a cylindrical shape having conductivity, is formed hollow so that the power feed tip can be inserted from a base end portion, a wire insertion hole is formed in a distal end surface, and is perpendicular to the distal end surface and the shaft core. The tip surface angle is formed with the direction surface,
The plasma electrode according to claim 1, wherein the tip surface angle is substantially equal to the advance angle of the plasma MIG welding torch.
軸芯に形成されたワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが挿通されて給電する給電チップと、
この給電チップと同軸芯に設けられたプラズマ電極と、
このプラズマ電極を取り囲み、プラズマガスが供給されるプラズマノズルと、
このプラズマノズルを取り囲み、シールドガスが供給されるシールドノズルとを備えたプラズマミグ溶接トーチのプラズマ電極において、
前記プラズマ電極が導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて、先端面にワイヤ挿通孔が形成され、その先端面と前記軸芯に直角方向の面とで先端面角度が形成され、
この先端面角度が(180度−前記プラズマミグ溶接トーチの後退角)と略等しいことを特徴とするプラズマ電極。
A power supply tip for supplying power by inserting a welding wire into a wire insertion hole formed in the shaft core;
A plasma electrode provided coaxially with the feeding chip;
A plasma nozzle that surrounds the plasma electrode and is supplied with plasma gas;
In the plasma electrode of the plasma MIG welding torch that includes the shield nozzle that surrounds the plasma nozzle and is supplied with a shield gas,
The plasma electrode has a cylindrical shape having conductivity, is formed hollow so that the power feed tip can be inserted from a base end portion, a wire insertion hole is formed in a distal end surface, and is perpendicular to the distal end surface and the shaft core. The tip surface angle is formed with the direction surface,
The plasma electrode characterized in that the tip surface angle is substantially equal to (180 degrees-receding angle of the plasma MIG welding torch).
請求項1又は2記載のプラズマ電極を備えたことを特徴とするプラズマミグ溶接トーチ。   A plasma MIG welding torch comprising the plasma electrode according to claim 1.
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