JP2879551B2 - ティグ溶接機における電極取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イナートガスアー
ク溶接の一つであって、非消耗性のタングステン電極を
使用するティグ溶接機に関し、特に電極の磨滅などに対
応して迅速に取り替えることができる電極の取付構造に
関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】ティグ溶接機におけるタングステン電極
は、溶接トーチ内に固定して先端を一定寸法突出させ、
イナートガス（不活性ガス）を噴出させるガスシールド
の状態下において母材との間にアークを発生させ、母材
又は母材と溶加材を溶融して溶接を行う。ところが、タ
ングステン電極は使用するにしたがって酸化したり、母
材と短絡したり溶加材が付着して損傷を受ける。そのた
め、従来は、例えば自動溶接の途中で時々作業を中断し
て電極を取り外して研磨したり、新しい電極と取り替
え、取付状態とりわけワークと電極の隙間を一々正確に
調整して使用に供していた。

【０００３】これら電極の酸化や損傷に対応するため
に、溶接トーチの待機中などに先端部を研磨することに
よって、アークを安定的に発生させようとする方法（実
用新案登録第２５０７６３９号）や、コレットチャック
式のクランプによって電極を挟持し、電極の取り替えを
迅速に行えるようにする思想（特開平７−２９０２４８
号）などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タングステン電極を取
り外して改めて装着する従来の方法では、作業の長時間
の中断を余儀なくされ、例えクランプによって電極を挟
持し、着脱を迅速に行えるようにしたものであっても、
電極の突出寸法、すなわち電極とワークの間隙を正確に
調節する必要があり、取り替えに手数を要することに変
わりがない。また、電極を頻繁に研磨する方法では、電
極と母材の微妙な隙間に狂いを生じることになる。

【０００５】上記従来技術の欠点に鑑み、本発明はタン
グステン電極の取り替えをより迅速に行うことができる
とともに、自動溶接機のトーチに応用する場合は、取り
替えごとに電極の突出寸法を一々調整する必要がなく、
作業の中断時間が短くて能率的な溶接作業を行うことが
できる電極の取り付け構造を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るティグ溶接
機における電極取付構造は、電気的良導体で形成し溶接
電源に接続するとともに、前端に向けて開口する取付孔
１３を設け、側面から前記取付孔１３に向けて貫通する
イナートガス供給通路１０を形成したたトーチ本体２
と、トーチ本体２の取付孔１３に挿入自在であってトー
チ本体２と電気的に接続されるべく電気的良導体で形成
する電極カートリッジ１と、トーチ本体２の前端部に装
着することによって電極カートリッジ１を押圧固定する
耐熱絶縁体のキャップ１９で構成する。

【０００７】電極カートリッジ１は基端側壁面をテーパ
状とした絞り壁５を備えた筒状のカートリッジ本体３
と、先端から複数の切り込み８を設けたコレット筒７
と、カートリッジ本体３の基端部に螺着しコレット筒を
前方へ押圧する押圧ネジ９とで構成する。この電極カー
トリッジ１には、コレット筒及び絞り壁を遊貫通させて
先端が一定寸法突出ようにタングステン電極４を配置
し、押圧ネジ９によってコレット筒を先方へ押圧するこ
とによってタングステン電極４を電極カートリッジに固
定する。また、カートリッジ本体３の外周面にはトーチ
本体２のイナートガス供給通路１０に対向させて凹周溝
１５を形成するとともに、この凹周溝１５の一部に筒内
に貫通するガス通路１６を穿設し、トーチ本体のイナー
トガス供給通路１０から供給されるイナートガスを凹周
溝１５及びガス通路１６を経てカートリッジ本体内に誘
導し、絞り壁５に穿設したガス通路６からタングステン
電極４の先端部に向けて噴出させるようにする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明ティグ溶接機におけ
る電極取付構造の好ましい実施の形態を、添付の図面に
基づいて説明する。添付図面の図１は、カートリッジ式
であるタングステン電極取付部分の分解斜視図、図２は
電極カートリッジ１のみの縦断面図、図３は電極カート
リッジ１をトーチ本体２に装着した状態の縦断面図であ
る。

【０００９】トーチは手持ち式のものであってもよい
が、図３はワークの溶接部分の形状に沿って移動するよ
うに制御される溶接ヘッド１１に装着された自動溶接機
用のトーチを示している。トーチ本体２は全体を電気的
な良導体、すなわち金属製とし、基端部に溶接電流ケー
ブル１２を接続するとともに、先端側から円形の取付孔
１３を設け、この取付孔１３にタングステン電極の電極
カートリッジ１を装着している。また、トーチ本体２に
は、上方から取付孔１３に向けてイナートガス供給通路
１０を穿設し、アルゴンなどの不活性ガスがイナートガ
スとして供給されるようにしてある。

【００１０】電極カートリッジ１は、図１及び図２に示
すように、金属製で略円筒形のカートリッジ本体３の中
心部に、中心線に沿って遊動できる状態のタングステン
電極４を配置し、このタングステン電極４が任意遊動位
置において固定できるようにしている。すなわち、円筒
形のカートリッジ本体３内部に絞り壁５を設け、その中
心にタングステン電極４が遊嵌合する程度の貫通孔１４
を設けるとともに、絞り壁５の基端側壁面をテーパ状と
し、貫通孔１４に先端を尖らせた円柱状のタングステン
電極を遊貫通させる。

【００１１】タングステン電極４には、先端から基端方
向に向けて軸方向に複数の切り込み８，８を設けた円筒
状のコレット筒７を装着し、該コレット筒７の基端がカ
ートリッジ本体３の基端部に螺着される押圧ネジ９によ
って先方へ押し出されるようにする。しかして、タング
ステン電極４にコレット筒７を装着し、タングステン電
極４の先端がカートリッジ本体の先端から一定寸法突出
する状態で押圧ネジ９を締め付けると、コレット筒７の
先端が絞り壁５のテーパ面に押圧されて内方に撓み、タ
ングステン電極４がその位置でしっかりと固定される。

【００１２】カートリッジ本体３の外周面には、トーチ
本体２に装着したときに、前記トーチ本体に設けたイナ
ートガス供給通路１０と対向することになる位置に一定
幅の凹周溝１５を設け、該凹周溝１５部分において周壁
面を穿設した１又は複数の貫通孔としてガス通路１６を
形成している。また、カートリッジ本体３内の絞り壁５
には、基端側から先方側に貫通する複数のガス通路６，
６を等間隔に設けている。これにより、トーチ本体２に
設けたイナートガス通路１０に供給された不活性ガスで
あるイナートガスは、ガス通路１６からカートリッジ本
体３内に導入され、カートリッジ本体３内に導入され、
ガス通路６，６からタングステン電極４の先端部に向け
て噴出される。

【００１３】図示例では、カートリッジ本体３の前端部
にワイヤメッシュ１７を装着し、スナップリングなどの
止め輪１８で固定してある。このワイヤメッシュ１７
は、図１においては一枚で記載しているが、図２におい
ては二枚重ねとして記載している。この、ワイヤメッシ
ュ１７はガス通路６から噴出したイナートガスの流れの
偏りや乱流を回避し、タングステン電極４の先端部、す
なわちワークや溶加材の溶融部分の雰囲気を、完全に不
活性とする上において有効である。

【００１４】以上述べた電極カートリッジ１をトーチ本
体２に装着するには、電極カートリッジ１をトーチ本体
２の取付孔１３に挿入した後、取付孔１３の開口端部分
にキャップ１９を螺着して電極カートリッジ１の先端部
分を押圧して固定する。取付孔１３の開口端部分に、螺
着その他の固定手段で電極カートリッジ１を押圧固定す
るキャップ１９は、セラミックなど耐熱性絶縁体で形成
し、電極カートリッジ１やトーチ本体２がワークと接近
もしくは接触するのを防止するガードとしても機能する
ものである。

【００１５】なお、図示例のキャップ１９は、先端部に
やや細径の短筒部１９ａを形成するとともに、電極カー
トリッジ１との間に前記ワイヤメッシュ１７とは別のワ
イヤメッシュ２０を装着している。ワイヤメッシュ２０
によって、ワイヤメッシュ１７の機能を助長し、イナー
トガスの流れをよりなめらかなものとし、溶融部分を完
全な不活性なガス雰囲気とするとともに、短筒部１９ａ
はイナートガスの流れをできるだけタングステン電極４
の先端部、すなわちワークや溶加材の溶融部に集中させ
るガスノズルとして機能する。

【００１６】本発明に係る電極取付構造では、溶接作業
先立ってカートリッジ本体３からのタングステン電極４
の突出寸法を一定とした複数の電極カートリッジ１を準
備しておく。溶接作業を長時間継続していくと、タング
ステン電極４先端部の消耗や損傷が避けられず、やがて
アークの発生状況に変化を生じる。この時点で、一旦溶
接作業を中断し、別に準備した電極カートリッジ１を装
着すると、最初に設定した最適の溶接条件を再現し、直
ちに溶接作業を再開することができることになる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の本発明ティグ溶接機にお
ける電極取付構造によれば、従来溶接作業中に長時間の
中断を余儀なくされていた、困難なタングステン電極の
取り替え作業を、簡単かつ迅速に行うことができ、電極
の取り替え、調整にともなう作業の中断時間を極めて短
時間とし、高品位の溶接を能率的に行うことができる。
特に、自動溶接の場合、電極先端とワークの間隔を正確
に一定の条件に維持することが、高品位で一定した溶接
を行う上において重要な点であるが、本発明では、作業
に先立って、先端からのタングステン電極の突出寸法を
一定とした電極カートリッジを準備しておき、電極カー
トリッジを取り替えるだけで、当初設定した最適の条件
を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電極取付構造の分解斜視図、

【図２】電極カートリッジの縦断面図、

【図３】図２の電極カートリッジをトーチ本体に装着し
た状態の縦断面図。

【符号の説明】

１…電極カートリッジ、 ２…トーチ本体、 ３…カー
トリッジ本体、 ４…タングステン電極、 ５…絞り
壁、 ６…ガス通路、 ７…コレット筒、 ８…切り込
み、 ９…押圧ネジ、 １０…イナートガス供給通路、
１１…溶接ヘッド、 １２…溶接電流ケーブル、 １
３…取付孔、 １４…取付孔、 １５…凹周溝、 １６
…ガス通路、 １７，２０…ワイヤメッシュ、 １８…
止め輪、１９…キャップ、 １９ａ…短筒部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−89577（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138356（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−52176（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−197256（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−141972（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−17371（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 9/29 B23K 9/167 B23K 35/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的良導体で形成し溶接電源に接続する
   とともに、前端に向けて開口する取付孔１３を設け、側
   面から前記取付孔１３に向けて貫通するイナートガス供
   給通路１０を形成したトーチ本体２と、該トーチ本体２
   の取付孔１３に挿入自在であってトーチ本体２と電気的
   に接続されるべく電気的良導体で形成する電極カートリ
   ッジ１と、トーチ本体２の前端部に装着することによっ
   て取付孔１３に挿入した電極カートリッジを押圧固定す
   る耐熱絶縁体のキャップ１９で構成し、 上記電極カートリッジ１は基端側壁面をテーパ状とした
   絞り壁５を備えた筒状のカートリッジ本体３と、先端か
   ら複数の切り込み８を設けたコレット筒７と、カートリ
   ッジ本体３の基端部に螺着しコレット筒を前方へ押圧す
   る押圧ネジ９とで構成し、該押圧ネジ９によってコレッ
   ト筒を先方へ押圧することによってコレット筒及び絞り
   壁を遊貫通させたタングステン電極４を電極カートリッ
   ジに固定するとともに、 前記カートリッジ本体３の外周面に、前記トーチ本体２
   のイナートガス供給通路１０に対向させて凹周溝１５を
   形成し、該凹周溝１５の一部に筒内に貫通するガス通路
   １６を穿設し、トーチ本体のイナートガス供給通路１０
   から供給されるイナートガスを凹周溝１５及びガス通路
   １６を経てカートリッジ本体内に誘導し、絞り壁５に穿
   設したガス通路６からタングステン電極４の先端部に向
   けて噴出させるようにしたことを特徴とするティグ溶接
   機における電極取付構造。