JP2017209701A - Welding torch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールドガスで溶接部を保護しつつ母材を溶接するガスシールドアーク溶接装置に関し、特に先端からシールドガスが流出する溶接トーチに関する。 The present invention relates to a gas shielded arc welding apparatus that welds a base material while protecting a welded portion with a shielding gas, and more particularly to a welding torch from which a shielding gas flows out from the tip.
従来から、溶接部を大気から保護するシールドガスとしてアルゴン等の不活性ガスや、不活性ガスと炭酸ガスの混合ガスを用いてアーク溶接を行うガスシールドアーク溶接装置が広く使用されている。このガスシールドアーク溶接装置の溶接トーチは、例えば特許文献１に開示されているように、溶接トーチの先端側に円筒状のノズルと、そのノズルの先端側の開口部から突出した棒状体の電極を備え、ノズルの開口部からシールドガスを流出させながら母材の溶接を行う。 Conventionally, gas shielded arc welding apparatuses that perform arc welding using an inert gas such as argon or a mixed gas of inert gas and carbon dioxide as a shielding gas for protecting the weld from the atmosphere have been widely used. A welding torch of this gas shielded arc welding apparatus is, for example, as disclosed in Patent Document 1, a cylindrical nozzle on the tip side of the welding torch, and a rod-like electrode projecting from an opening on the tip side of the nozzle The base material is welded while the shielding gas is allowed to flow out from the opening of the nozzle.
特許文献１の溶接トーチは、電極に対してシールドガス流に偏りを発生させ、溶接トーチを水平にした状態で母材の溶融池が重力により下方に下がらないようにガス流で支えながら溶接可能なように構成されている。 The welding torch of Patent Document 1 generates a bias in the shield gas flow with respect to the electrode, and can be welded while supporting the gas weld so that the molten pool of the base material does not fall downward due to gravity when the welding torch is horizontal. It is configured as follows.
ところで、ガスシールドアーク溶接装置を用いて、例えば不活性ガスと炭酸ガスの混合ガスをシールドガスとしてＭＡＧ溶接によりすみ肉溶接を行う場合、母材の溶接部に対して溶接トーチを傾けて所定のトーチ角度及びアーク長を維持しながら溶接部に沿って溶接トーチを移動させて溶接する。このとき溶接材に含まれるＳｉやＭｎ等が、シールドガスに引き込まれた大気中の酸素と溶融池内で反応することにより溶接部に析出してスラグを生成する。 By the way, when performing fillet welding by MAG welding using, for example, a mixed gas of an inert gas and carbon dioxide gas as a shielding gas using a gas shielded arc welding apparatus, the welding torch is tilted with respect to the welded portion of the base material to obtain a predetermined value. While maintaining the torch angle and arc length, welding is performed by moving the welding torch along the weld. At this time, Si, Mn, and the like contained in the welding material react with oxygen in the atmosphere drawn into the shielding gas in the molten pool to precipitate in the weld and generate slag.
溶接が行われた母材の表面は、防錆を目的とした電着塗膜により被覆される。このとき、スラグの上には電着塗膜が堆積し難いため、スラグが生成されると母材を完全に覆うことができない。このスラグに起因した電着塗膜の欠陥が、発錆の原因の１つとなっているが、例えば先端の内径が１９ｍｍ程度の太いノズルを有する溶接トーチを使用することによりスラグの発生を抑えられることが分かっている。 The surface of the base material subjected to welding is covered with an electrodeposition coating film for the purpose of rust prevention. At this time, since the electrodeposition coating film is difficult to deposit on the slag, the base material cannot be completely covered when the slag is generated. The defect of the electrodeposition coating film caused by this slag is one of the causes of rusting. For example, the use of a welding torch having a thick nozzle having an inner diameter of the tip of about 19 mm can suppress the generation of slag. I know that.
しかし、車両部材等、複雑な形状の母材を溶接する場合には、良好な作業性を確保するため、例えばノズル先端の内径が１３ｍｍ程度の細いノズルを有する溶接トーチが用いられる。このような細いノズルの溶接トーチは、シールドガスにより溶接部を大気から十分に保護することができず、大気中の酸素が溶接部に届き易いため、溶接部にスラグが生成され易く、電着塗膜の欠陥が増加し、発錆が増えるという問題がある。 However, when welding a base material having a complicated shape such as a vehicle member, a welding torch having a thin nozzle having an inner diameter of about 13 mm at the nozzle tip is used, for example, in order to ensure good workability. Such a thin nozzle welding torch cannot sufficiently protect the welded part from the atmosphere by the shielding gas, and oxygen in the atmosphere tends to reach the welded part. There are problems that defects in the coating film increase and rusting increases.
本発明の目的は、良好な作業性の確保のために溶接トーチのノズルを細くしても、スラグの発生を抑制可能な溶接トーチを提供することである。 An object of the present invention is to provide a welding torch capable of suppressing the generation of slag even if the nozzle of the welding torch is thinned to ensure good workability.
請求項１の発明の溶接トーチは、トーチ本体と、このトーチ本体に基端側が支持された円筒状のノズルと、このノズルの内部に配置され且つ前記トーチ本体に基端側が支持されたコンタクトチップと、前記ノズルと前記コンタクトチップの間にシールドガスを流す為のガス通路を備えた溶接トーチであって、前記ノズルの先端部は先端に近づくほど内径が拡大する内径拡大部を備え、前記コンタクトチップは、溶接材であるワイヤを摺動可能に支持するワイヤ通路と、コンタクトチップの先端部に先端に近づくほど外径が拡大する外径拡大部を備えたことを特徴としている。 The welding torch according to the first aspect of the present invention includes a torch body, a cylindrical nozzle having a proximal end supported by the torch body, and a contact tip disposed inside the nozzle and supported by the torch body. And a welding torch having a gas passage for flowing a shielding gas between the nozzle and the contact tip, wherein the tip of the nozzle includes an inner diameter enlarged portion whose inner diameter increases toward the tip, and the contact The tip is characterized in that it has a wire passage for slidably supporting a wire as a welding material, and an outer diameter expanding portion whose outer diameter increases toward the tip of the contact tip.
この構成により、ノズル内周面とコンタクトチップ外周面で形成されるガス通路の先端部分が溶接トーチの径方向外方に向かうように形成され、シールドガス流が径方向外方に向かって広がるので、溶接部に届く大気中の酸素を低限してスラグの生成を抑制することができる。 With this configuration, the tip end portion of the gas passage formed by the inner peripheral surface of the nozzle and the outer peripheral surface of the contact tip is formed so as to go outward in the radial direction of the welding torch, and the shield gas flow spreads outward in the radial direction. The generation of slag can be suppressed by limiting the oxygen in the atmosphere reaching the weld.
請求項２の発明の溶接トーチは、請求項１の発明において、前記外径拡大部の基端から先端までの長さが１．０ｍｍ〜２．６ｍｍであって、前記外径拡大部の先端の外径と前記外径拡大部が無い場合のコンタクトチップの先端の外径の差に相当する外径拡大長が０．６ｍｍ〜１．２ｍｍであることを特徴としている。 A welding torch according to a second aspect of the present invention is the welding torch according to the first aspect of the present invention, wherein the length from the proximal end to the distal end of the outer diameter enlarged portion is 1.0 mm to 2.6 mm, and the distal end of the outer diameter enlarged portion The outer diameter expansion length corresponding to the difference between the outer diameter of the contact tip and the outer diameter of the tip of the contact tip when there is no outer diameter expansion portion is 0.6 mm to 1.2 mm.
この構成により、シールドガス流が溶接トーチの径方向外方に適正に広がるようにすることができ、溶接部に届く大気中の酸素を低減することができる。 With this configuration, the shield gas flow can be appropriately spread outward in the radial direction of the welding torch, and oxygen in the atmosphere reaching the weld can be reduced.
請求項３の発明の溶接トーチは、請求項１または２の発明において、前記内径拡大部は、前記ガス通路の径方向幅を一定に維持するように形成されたことを特徴としている。 A welding torch according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the inner diameter enlarged portion is formed so as to maintain a constant radial width of the gas passage.
この構成により、ガス通路の径方向幅が変化しないので、溶接トーチの先端から流出するまでシールドガスの流速の変化を抑えることができ、従来の溶接条件を変更することなくシールドガス流が溶接トーチの径方向外方へ広がるようにして、溶接部に届く大気中の酸素を低減することができる。 With this configuration, since the radial width of the gas passage does not change, the change in the flow velocity of the shield gas can be suppressed until it flows out from the tip of the welding torch, and the shield gas flow can be maintained without changing the conventional welding conditions. It is possible to reduce oxygen in the atmosphere reaching the welded portion by spreading outward in the radial direction.
請求項４の発明の溶接トーチは、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記溶接トーチは、トーチ角度が２８°〜３２°に維持されることを特徴としている。 A welding torch according to a fourth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to third aspects, the welding torch is maintained at a torch angle of 28 ° to 32 °.
この構成により、溶接時のシールドガスの流出方向を適正にしてシールドガス流が溶接トーチの径方向外方へ広がるようにし、溶接部に届く大気中の酸素を低減することができる。 With this configuration, the outflow direction of the shield gas during welding is made appropriate so that the shield gas flow spreads outward in the radial direction of the welding torch, and oxygen in the atmosphere reaching the welded portion can be reduced.
本発明の溶接トーチによれば、良好な作業性の確保のために溶接トーチのノズルを細くした場合でも、溶接部に至る大気中の酸素を低減してスラグの発生を抑制することができる。 According to the welding torch of the present invention, even when the nozzle of the welding torch is thinned to ensure good workability, the generation of slag can be suppressed by reducing the oxygen in the atmosphere reaching the weld.
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described based on examples.
最初に、本発明の溶接トーチ１について図１に基づいて説明する。
図１に示すように、溶接トーチ１は、トーチ本体２と、基端部がトーチ本体２に支持された円筒状のノズル３と、基端部がトーチ本体２に支持されノズル３の内部に配置された棒状体のコンタクトチップ４を備え、ノズル３の内周面とコンタクトチップ４の外周面の間にトーチ本体２側から供給されるシールドガスをノズル３の先端から流出させることができるガス通路が形成されている。シールドガスは図示しないガス供給装置から流量を調節して供給される。溶接トーチ本体２は、ロボットアームに装着可能に構成されていてもよく、作業者が手に持って溶接可能なように構成されていてもよい。
First, the welding torch 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the welding torch 1 includes a torch body 2, a cylindrical nozzle 3 whose base end is supported by the torch body 2, and a base end supported by the torch body 2 and inside the nozzle 3. A gas that has a rod-shaped contact chip 4 arranged and can flow out from the tip of the nozzle 3 a shielding gas supplied from the torch body 2 side between the inner peripheral surface of the nozzle 3 and the outer peripheral surface of the contact chip 4. A passage is formed. The shield gas is supplied by adjusting the flow rate from a gas supply device (not shown). The welding torch body 2 may be configured to be attachable to a robot arm, or may be configured to be welded by an operator.
次に、コンタクトチップ４について説明する。
コンタクトチップ４は棒状体であり、図示は省略するが、その基端側がトーチ本体２に例えば螺合により着脱可能なように形成されている。コンタクトチップ４の内部には、電極と溶接材を兼ねるワイヤを挿通させ摺動可能に支持するワイヤ通路５が設けられている。溶接時には、図示しないワイヤ送給装置から送られるワイヤがトーチ本体側からワイヤ通路５に挿通され、図示しない電源から供給される電流がコンタクトチップ４を介してワイヤ通路５に支持したワイヤに伝導可能に構成されている。
Next, the contact chip 4 will be described.
The contact chip 4 is a rod-like body, and although not shown, the base end side is formed so as to be detachable from the torch body 2 by, for example, screwing. Inside the contact tip 4, there is provided a wire passage 5 through which a wire serving as an electrode and a welding material is inserted and slidably supported. At the time of welding, a wire sent from a wire feeding device (not shown) is inserted into the wire passage 5 from the torch body side, and a current supplied from a power source (not shown) can be conducted to the wire supported on the wire passage 5 via the contact tip 4. It is configured.
コンタクトチップ４は、基端と先端の間の途中位置から先端に近づくほど外径が縮小するように形成されている。コンタクトチップ４の先端部分には、所定の外径拡大長だけ先端の外径が大きい外径拡大部６が形成されている。この外径拡大長は、外径拡大部６の先端の外径と外径拡大部６が無い場合のコンタクトチップ４の先端の外径の差に相当し、その差は０．６ｍｍ〜１．２ｍｍである。また、外径拡大部６の基端は先端から１．０ｍｍ〜２．６ｍｍの距離に位置する。尚、前記途中位置と外径拡大部６の基端の間の一部が一定の外径を有するように形成されてもよく、コンタクトチップ４の基端から外径拡大部６の基端まで一定の外径を有するように形成されていてもよい。 The contact chip 4 is formed such that the outer diameter decreases as the distance from the intermediate position between the proximal end and the distal end approaches the distal end. The tip portion of the contact chip 4 is formed with an outer diameter enlarged portion 6 whose tip outer diameter is larger by a predetermined outer diameter enlarged length. This outer diameter enlargement length corresponds to the difference between the outer diameter of the tip of the outer diameter enlargement portion 6 and the outer diameter of the tip of the contact tip 4 when the outer diameter enlargement portion 6 is not present, and the difference is 0.6 mm to 1. 2 mm. Further, the base end of the outer diameter enlarged portion 6 is located at a distance of 1.0 mm to 2.6 mm from the tip. A part between the intermediate position and the base end of the outer diameter enlarged portion 6 may be formed to have a constant outer diameter, from the base end of the contact tip 4 to the base end of the outer diameter enlarged portion 6. You may form so that it may have a fixed outer diameter.
次に、ノズル３について説明する。
ノズル３は円筒状であり、図示は省略するが、その基端側がトーチ本体２に例えば螺合により着脱可能なように形成されている。ノズル３の先端部分には、先端に近づくほど内径が拡大する内径拡大部７が形成されている。内径拡大部７の先端の内径は、内径拡大部７が無い場合のノズル３の先端の内径より例えば０．６ｍｍ〜１．２ｍｍ大きく、内径拡大部７の基端は先端から１．０ｍｍ〜２．６ｍｍの距離に位置し、コンタクトチップ４の外径拡大部６に対応してこれらの寸法が決定される。
Next, the nozzle 3 will be described.
The nozzle 3 has a cylindrical shape, and although not shown, the base end side is formed so as to be detachable from the torch body 2 by, for example, screwing. An inner diameter enlarged portion 7 whose inner diameter increases as it approaches the tip is formed at the tip of the nozzle 3. The inner diameter of the tip of the inner diameter enlarged portion 7 is, for example, 0.6 mm to 1.2 mm larger than the inner diameter of the tip of the nozzle 3 without the inner diameter enlarged portion 7, and the base end of the inner diameter enlarged portion 7 is 1.0 mm to 2 mm from the tip. These dimensions are determined corresponding to the outer diameter enlarged portion 6 of the contact chip 4 at a distance of 6 mm.
ノズル３の外径は、コンタクトチップ４の途中位置に対応する位置から先端に近づくほど縮小するように形成され、ノズル３の先端側の内径は、上記途中位置に対応する位置から内径拡大部７の基端まで、コンタクトチップ４の外周面と一定の間隔を維持しながら先端に近づくほど縮小するように形成されている。尚、ノズル３は基端から先端まで一定の外径で形成されていてもよく、ノズル３の基端から内径拡大部７の基端まで、一定の外径に沿って一定の内径で形成されていてもよい。 The outer diameter of the nozzle 3 is formed so as to decrease from the position corresponding to the midway position of the contact tip 4 toward the tip, and the inner diameter of the nozzle 3 on the tip side is increased from the position corresponding to the midway position to the inner diameter enlarged portion 7. The base end of the contact chip 4 is formed so as to be reduced toward the tip while maintaining a certain distance from the outer peripheral surface of the contact chip 4. The nozzle 3 may be formed with a constant outer diameter from the proximal end to the distal end, and is formed with a constant inner diameter along the constant outer diameter from the proximal end of the nozzle 3 to the proximal end of the inner diameter enlarged portion 7. It may be.
次に、ノズル３の内周面とコンタクトチップ４の外周面の間に形成されるガス通路について説明する。
ガス通路は、トーチ本体２側から供給されるシールドガスがノズル３の先端から流出可能なように形成されている。また、ガス通路の先端部分は、ノズル３の内径拡大部５とコンタクトチップ４の外径拡大部７が径方向幅を一定に維持するように形成され、この先端部分でガスの流速の変動が少なくなるように構成されている。
Next, the gas passage formed between the inner peripheral surface of the nozzle 3 and the outer peripheral surface of the contact tip 4 will be described.
The gas passage is formed so that the shield gas supplied from the torch body 2 side can flow out from the tip of the nozzle 3. Further, the distal end portion of the gas passage is formed so that the inner diameter enlarged portion 5 of the nozzle 3 and the outer diameter enlarged portion 7 of the contact tip 4 maintain a constant radial width, and the gas flow velocity fluctuations at the tip portion are maintained. It is comprised so that it may decrease.
次に、従来の溶接トーチ１１について図２に基づいて説明する。
図２に示すように、従来の溶接トーチ１１は、トーチ本体１２、ノズル１３、コンタクトチップ１４を備え、本発明の溶接トーチ１の外径拡大部６、及び内径拡大部７を備えていないものに相当する。コンタクトチップ１４の先端の外径は６ｍｍ、基端の外径は９ｍｍ、ノズル１３の先端の内径は１３ｍｍ、基端の内径は１６ｍｍである。コンタクトチップ１４の外周面とノズル１３の内周面の間に径方向幅が一定のガス通路が形成され、コンタクトチップ１４には、ワイヤ通路１５が設けられている。
Next, a conventional welding torch 11 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the conventional welding torch 11 includes a torch body 12, a nozzle 13, and a contact tip 14, and does not include the outer diameter enlarged portion 6 and the inner diameter enlarged portion 7 of the welding torch 1 of the present invention. It corresponds to. The outer diameter of the tip of the contact tip 14 is 6 mm, the outer diameter of the proximal end is 9 mm, the inner diameter of the distal end of the nozzle 13 is 13 mm, and the inner diameter of the proximal end is 16 mm. A gas passage having a constant radial width is formed between the outer peripheral surface of the contact tip 14 and the inner peripheral surface of the nozzle 13, and a wire passage 15 is provided in the contact tip 14.
次に、従来の溶接トーチ１１の溶接時におけるシールドガス流について、図３に基づいて説明する。
図３は、板厚２ｍｍの母材９ａを板厚２ｍｍの母材９ｂに重ねて母材９ａの端部と母材９ｂを溶接する重ね継手のすみ肉溶接において、シールドガス流の解析結果に基づいてシールドガス流を模式的に表した要部断面図である。ワイヤ２１のコンタクトチップ１４先端からの突出長は１０ｍｍ、トーチ角は３０°、シールドガスの流量は２０Ｌ／秒（流速５ｍ／秒に相当する）、アーク長は１０ｍｍである。
Next, the shield gas flow during welding of the conventional welding torch 11 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows an analysis result of shield gas flow in fillet welding of a lap joint in which a base material 9a having a thickness of 2 mm is overlapped on a base material 9b having a thickness of 2 mm and an end portion of the base material 9a and the base material 9b are welded. It is principal part sectional drawing which represented the shield gas flow typically based on. The protruding length of the wire 21 from the tip of the contact tip 14 is 10 mm, the torch angle is 30 °, the flow rate of the shielding gas is 20 L / sec (corresponding to a flow rate of 5 m / sec), and the arc length is 10 mm.
図３に示すように、母材９ｂ側の径方向内側のシールドガス流Ｇ１１は、ワイヤ２１に近づいて溶接部１０に向かい、溶接部１０に衝突して方向を変え溶接部１０から遠ざかる。このとき、ワイヤ２１に近づいたシールドガスは、アークに引き込まれて電離すると共に数十倍（流速２００ｍ／秒程度）に加速されて溶接部１０に向かって流れている。一方、径方向外側のシールドガス流Ｇ１５は、母材９ｂに近づくにつれて溶接部１０に向かう方向から徐々に径方向外方に向きを変え、母材９ｂと衝突して溶接部１０から遠ざかる。このとき、シールドガスは大気流Ａ１１，Ａ１２に示すように大気を引き込みながら流れ、この引き込まれた大気の一部、例えば引き込まれた大気に含まれる酸素Ｍ１１，Ｍ１２や図示しない窒素等が、シールドガス流内を径方向内方に拡散していく。尚、シールドガス流と大気が接するところでは大気の一部がシールドガス流内に拡散するものであり、その拡散経路は図示の経路に限られるものではない。 As shown in FIG. 3, the radially inner shield gas flow G <b> 11 on the base material 9 b side approaches the welding portion 10, collides with the welding portion 10, changes its direction, and moves away from the welding portion 10. At this time, the shielding gas approaching the wire 21 is drawn into the arc and ionized, and is accelerated several tens of times (flow rate of about 200 m / second) and flows toward the welded portion 10. On the other hand, the radially outer shield gas flow G15 gradually changes in the radial direction from the direction toward the welded portion 10 as it approaches the base material 9b, collides with the base material 9b, and moves away from the welded portion 10. At this time, the shielding gas flows while drawing the atmosphere as shown in the atmospheric flows A11 and A12, and a part of the drawn atmosphere, for example, oxygen M11 and M12 contained in the drawn atmosphere, nitrogen (not shown), etc. are shielded. The gas flow diffuses radially inward. It should be noted that a part of the atmosphere diffuses into the shield gas flow where the shield gas flow contacts the atmosphere, and the diffusion path is not limited to the illustrated path.
径方向内側のシールドガス流Ｇ１１と径方向外側のシールドガス流Ｇ１５の間のシールドガス流Ｇ１２〜Ｇ１４は、周囲のシールドガス流の方向の変化や流速の差等により、溶接部１０の近傍に局所的な渦流である滞留部１８を形成している。シールドガス流に引き込まれ径方向内側に拡散した大気の一部は、シールドガスと共に滞留部１８や溶接部１０に到達する。従って、シールドガス流に引き込まれた大気に含まれる酸素Ｍ１１，Ｍ１２が滞留部１８や溶接部１０に到達する。 The shield gas flows G12 to G14 between the radially inner shield gas flow G11 and the radially outer shield gas flow G15 are in the vicinity of the weld 10 due to a change in the direction of the surrounding shield gas flow, a difference in flow velocity, or the like. A staying portion 18 that is a local vortex is formed. A part of the atmosphere drawn into the shield gas flow and diffused radially inward reaches the staying portion 18 and the welded portion 10 together with the shield gas. Accordingly, oxygen M11 and M12 contained in the atmosphere drawn into the shield gas flow reaches the staying portion 18 and the welded portion 10.
次に、本発明の溶接トーチ１の溶接時におけるシールドガス流について、図４に基づいて説明する。
従来の溶接トーチ１１の場合と同様に、図４は板厚２ｍｍの母材９ａを板厚２ｍｍの母材９ｂに重ねて母材９ａの端部と母材９ｂを溶接する重ね継手のすみ肉溶接において、シールドガス流の解析結果に基づいてシールドガス流を模式的に表した要部断面図である。ワイヤ２１のコンタクトチップ４先端からの突出長は１０ｍｍ、トーチ角は３０°、シールドガスの流量は２０Ｌ／秒（流速５ｍ／秒に相当する）、アーク長は１０ｍｍである。また、外径拡大部６の先端の外径は７ｍｍ（外径拡大長１ｍｍ）、外径拡大部６の先端と基端の距離は２ｍｍ、内径拡大部７の先端の内径は１４ｍｍ、内径拡大部７の先端と基端の距離は２ｍｍ、コンタクトチップ４の基端の外径は９ｍｍ、ノズル基端の内径は１６ｍｍである。即ち、従来の溶接トーチ１１と比べて、コンタクトチップ４の先端の外径が１ｍｍ大きくなるように外径拡大部６が形成され、ノズル３の先端の内径が１ｍｍ大きくなるように内径拡大部７が形成されている。
Next, the shield gas flow during welding of the welding torch 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
As in the case of the conventional welding torch 11, FIG. 4 shows a fillet of a lap joint in which a base material 9a having a thickness of 2 mm is overlapped with a base material 9b having a thickness of 2 mm and the end of the base material 9a is welded to the base material 9b. In welding, it is principal part sectional drawing which represented the shield gas flow typically based on the analysis result of the shield gas flow. The protruding length of the wire 21 from the tip of the contact tip 4 is 10 mm, the torch angle is 30 °, the flow rate of the shielding gas is 20 L / sec (corresponding to a flow rate of 5 m / sec), and the arc length is 10 mm. The outer diameter of the outer diameter expanding portion 6 has an outer diameter of 7 mm (outer diameter expanding length 1 mm), the distance between the distal end and the base end of the outer diameter expanding portion 6 is 2 mm, the inner diameter of the inner diameter expanding portion 7 is 14 mm, and the inner diameter is increased. The distance between the distal end and the proximal end of the portion 7 is 2 mm, the outer diameter of the proximal end of the contact chip 4 is 9 mm, and the inner diameter of the nozzle proximal end is 16 mm. That is, as compared with the conventional welding torch 11, the outer diameter enlarged portion 6 is formed so that the outer diameter of the tip of the contact tip 4 is 1 mm larger, and the inner diameter enlarged portion 7 so that the inner diameter of the tip of the nozzle 3 is larger by 1 mm. Is formed.
図４に示すように、母材９ｂ側の径方向内側のシールドガス流Ｇ１は、ワイヤ２１に近づいて溶接部１０に向かい、溶接部１０に衝突して方向を変え溶接部１０から遠ざかる。このとき、ワイヤ２１に近づいたシールドガスは、アークに取り込まれて電離すると共に数十倍（流速２００ｍ／秒程度）に加速されて溶接部１０に向かって流れている。一方、径方向外側のシールドガス流Ｇ５は、母材９ｂに近づくにつれて径方向外方に向かい、溶接部１０から遠ざかる。このときシールドガスは、大気流Ａ１，Ａ２に示すように大気を引き込みながら流れ、この引き込まれた大気の一部、例えば引き込まれた大気に含まれる酸素Ｍ１，Ｍ２や図示しない窒素等がシールドガス流内を径方向内方に拡散していく。尚、シールドガス流と大気が接するところでは大気の一部がシールドガス流内に拡散するものであり、その拡散経路は図示の経路に限られるものではない。 As shown in FIG. 4, the radially inner shield gas flow G <b> 1 on the base material 9 b side approaches the welding portion 10, collides with the welding portion 10, changes its direction, and moves away from the welding portion 10. At this time, the shield gas approaching the wire 21 is taken in by the arc and ionized, and is accelerated several tens of times (flow rate of about 200 m / second) and flows toward the welded portion 10. On the other hand, the radially outer shield gas flow G5 moves outward in the radial direction and moves away from the welded portion 10 as it approaches the base material 9b. At this time, the shielding gas flows while drawing the atmosphere as shown in the atmospheric flows A1 and A2, and a part of the drawn atmosphere, for example, oxygen M1 and M2 contained in the drawn atmosphere, nitrogen (not shown), or the like is contained in the shielding gas. It diffuses inward in the radial direction. It should be noted that a part of the atmosphere diffuses into the shield gas flow where the shield gas flow contacts the atmosphere, and the diffusion path is not limited to the illustrated path.
径方向内側のシールドガス流Ｇ１と径方向外側のシールドガス流Ｇ５の間のシールドガス流Ｇ２〜Ｇ４は、周囲のシールドガスの流れる方向の変化や流速の差等により、溶接部１０の近傍に局所的な渦流である滞留部８を形成しているが、従来の溶接トーチ１１の場合（図３参照）と比較してシールドガスが径方向外方に広がって流れている。そのため、従来の溶接トーチ１１と比較して、シールドガス流に引き込まれた大気に含まれる酸素Ｍ１，Ｍ２がシールドガス流を径方向内方に拡散しても、滞留部８や溶接部１０に到達し難くなっている。 The shield gas flows G2 to G4 between the radially inner shield gas flow G1 and the radially outer shield gas flow G5 are in the vicinity of the weld 10 due to a change in the flow direction of the surrounding shield gas or a difference in flow velocity. Although the stay part 8 which is a local eddy current is formed, the shield gas flows in a radially outward direction compared to the case of the conventional welding torch 11 (see FIG. 3). Therefore, compared with the conventional welding torch 11, even if oxygen M1, M2 contained in the atmosphere drawn into the shield gas flow diffuses the shield gas flow radially inward, the stay portion 8 and the welded portion 10 It is hard to reach.
次に、シールドガス流内の溶接部１０近傍の酸素濃度について説明する。酸素濃度の解析は、溶接部１０とワイヤ２１の間におけるワイヤ２１と同軸の直径８ｍｍの円柱状領域で実施している。 Next, the oxygen concentration near the weld 10 in the shield gas flow will be described. The analysis of the oxygen concentration is performed in a cylindrical region having a diameter of 8 mm coaxial with the wire 21 between the welded portion 10 and the wire 21.
図５に示すように、○で示す従来の溶接トーチ１１において酸素濃度が最低になるシールドガス流量２０Ｌ／秒で、●で示す本発明の溶接トーチ１における酸素濃度が従来の溶接トーチ１１の約半分に低減されている。溶接部１０近傍の酸素濃度が低減されたことにより溶接部１０に到達する酸素が低減されるので、ワイヤ２１に含まれるＭｎやＳｉ等と反応して生成されるスラグの析出が減少する。 As shown in FIG. 5, the oxygen concentration in the welding torch 1 of the present invention indicated by ● is about that of the conventional welding torch 11 at a shielding gas flow rate of 20 L / sec. Reduced in half. Since the oxygen concentration in the vicinity of the weld 10 is reduced, the oxygen reaching the weld 10 is reduced, so that the precipitation of slag generated by reaction with Mn, Si, etc. contained in the wire 21 is reduced.
図６は、外径拡大長と、溶接部１０近傍の酸素濃度との関係を示す。シールドガス流量を２０Ｌ／秒、外径拡大部の先端と基端の間の距離を２ｍｍとし、○で示す外径の差０ｍｍが従来の溶接トーチ１１のコンタクトチップ１４に相当する。図６に●で示すように外径拡大長を大きくしていくと、外径拡大長が１ｍｍ近傍で酸素濃度は最小となる。このとき、ノズル３の内径拡大部５はガス通路の径方向幅を一定に保つように形成されている。 FIG. 6 shows the relationship between the outer diameter expansion length and the oxygen concentration in the vicinity of the weld 10. The shield gas flow rate is 20 L / second, the distance between the distal end and the proximal end of the outer diameter enlarged portion is 2 mm, and the outer diameter difference 0 mm indicated by ◯ corresponds to the contact tip 14 of the conventional welding torch 11. When the outer diameter expansion length is increased as indicated by ● in FIG. 6, the oxygen concentration becomes the minimum when the outer diameter expansion length is around 1 mm. At this time, the inner diameter enlarged portion 5 of the nozzle 3 is formed so as to keep the radial width of the gas passage constant.
図７は、コンタクトチップ４の外径拡大部７の先端と基端の間の距離と、溶接部１０近傍の酸素濃度との関係を示す。シールドガス流量を２０Ｌ／秒、外径拡大長を１ｍｍとするが、○で示す先端と基端の距離が０ｍｍの場合は従来の溶接トーチ１１のコンタクトチップ１４に相当するものとしている。図７に●で示すように先端と基端の距離を大きくしていくと、距離が２ｍｍ近傍で酸素濃度が最小となる。このとき、ノズル３の内径拡大部５はガス通路の径方向幅を一定に保つように形成されている。 FIG. 7 shows the relationship between the distance between the distal end and the proximal end of the outer diameter enlarged portion 7 of the contact tip 4 and the oxygen concentration in the vicinity of the welded portion 10. The shield gas flow rate is 20 L / sec and the outer diameter expansion length is 1 mm. However, when the distance between the tip and the base end indicated by ○ is 0 mm, it corresponds to the contact tip 14 of the conventional welding torch 11. When the distance between the distal end and the proximal end is increased as indicated by ● in FIG. 7, the oxygen concentration is minimized when the distance is in the vicinity of 2 mm. At this time, the inner diameter enlarged portion 5 of the nozzle 3 is formed so as to keep the radial width of the gas passage constant.
図６、図７に示すように、外径拡大部７の寸法により溶接部１０近傍の酸素濃度は変化するが、従来の溶接トーチ１１よりスラグの生成を抑えるためには、酸素濃度を従来の溶接トーチ１１より低くする必要がある。従って、シールドガス流量２０Ｌ／秒の場合に本発明の溶接トーチ１は、外径拡大長を０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲、先端と基端の距離を１．０ｍｍ〜２．６ｍｍの範囲内で形成することにより、従来の溶接トーチと比べて酸素濃度を低減できる。 As shown in FIGS. 6 and 7, the oxygen concentration in the vicinity of the welded portion 10 varies depending on the size of the outer diameter enlarged portion 7, but in order to suppress the generation of slag from the conventional welding torch 11, the oxygen concentration is reduced to the conventional value. It is necessary to make it lower than the welding torch 11. Therefore, when the shield gas flow rate is 20 L / sec, the welding torch 1 of the present invention has an outer diameter expansion length in the range of 0.6 mm to 1.2 mm and a distance between the tip and the base end in the range of 1.0 mm to 2.6 mm. By forming in, it can reduce oxygen concentration compared with the conventional welding torch.
次に、本発明の溶接トーチ１の作用、効果について説明する。
本発明の溶接トーチ１は、作業性を良好にするためにノズル３を細く形成した場合でも、ノズル３の内径拡大部７及びコンタクトチップ４の外径拡大部６によりシールドガス流が溶接トーチ１の径方向外方に向かって広がるようにすることによって、シールドガスにより大気から取り込まれ溶接部１０に到達する酸素を低減可能であり、溶接部１０に生成するスラグを低減することができる。従って、本発明の溶接トーチ１により溶接した母材を被覆する電着塗膜の欠陥を低減することができ、電着塗膜の欠陥を起点とした発錆を低減することができる。
Next, the operation and effect of the welding torch 1 of the present invention will be described.
In the welding torch 1 of the present invention, even when the nozzle 3 is formed thin in order to improve the workability, the shield gas flow is caused by the inner diameter enlarged portion 7 of the nozzle 3 and the outer diameter enlarged portion 6 of the contact tip 4. It is possible to reduce oxygen that is taken in from the atmosphere by the shielding gas and reaches the welded portion 10, and slag generated in the welded portion 10 can be reduced. Therefore, the defect of the electrodeposition coating film which coat | covers the base material welded with the welding torch 1 of this invention can be reduced, and the rusting which originated in the defect of the electrodeposition coating film can be reduced.
その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。 In addition, those skilled in the art can implement the present invention in a form in which various modifications are added to the above-described embodiment or a combination of the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. The form is included.
１ 溶接トーチ
２ トーチ本体
３ ノズル
４ コンタクトチップ
５ ワイヤ通路
６ 外径拡大部
７ 内径拡大部
８ 滞留部
９ａ，９ｂ 母材
１０ 溶接部
１１ 従来の溶接トーチ
１２ トーチ本体
１３ ノズル
１４ コンタクトチップ
１５ ワイヤ通路
２１ ワイヤ
Ｇ１〜Ｇ５，Ｇ１１〜Ｇ１５ シールドガス流
Ａ１，Ａ２，Ａ１１，Ａ１２ 大気流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding torch 2 Torch main body 3 Nozzle 4 Contact tip 5 Wire passage 6 Outer diameter expansion part 7 Inner diameter expansion part 8 Retention part 9a, 9b Base material 10 Welding part 11 Conventional welding torch 12 Torch main body 13 Nozzle 14 Contact tip 15 Wire path 21 Wire G1-G5, G11-G15 Shield gas flow A1, A2, A11, A12 Large air flow
Claims (4)
前記ノズルの先端部は先端に近づくほど内径が拡大する内径拡大部を備え、
前記コンタクトチップは、溶接材であるワイヤを摺動可能に支持するワイヤ通路と、コンタクトチップの先端部に先端に近づくほど外径が拡大する外径拡大部を備えたことを特徴とする溶接トーチ。 A torch body, a cylindrical nozzle having a proximal end supported by the torch body, a contact tip disposed inside the nozzle and supported by the torch body, and between the nozzle and the contact tip A welding torch with a gas passage for flowing shielding gas through
The tip of the nozzle includes an inner diameter enlarged portion that increases in inner diameter as it approaches the tip.
The contact tip includes a wire passage that slidably supports a wire that is a welding material, and an outer diameter enlarged portion that increases in outer diameter toward the tip of the contact tip and approaches the tip. .
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4990624U (en) * | 1972-11-28 | 1974-08-06 | ||
| JPS57134279A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-19 | Toyota Motor Corp | Torch for welding |
| JPS6122272U (en) * | 1984-07-09 | 1986-02-08 | 豊文 犬飼 | Nozzle structure of inert gas arc welding torch |
| JPS62207585A (en) * | 1986-03-05 | 1987-09-11 | Suzuki Motor Co Ltd | Chip for arc welding |
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