JP3075745B2 - 溶接用コンタクトチップ - Google Patents
溶接用コンタクトチップInfo
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Description
の改良に関する。
用される溶接用コンタクトチップは、通常、導電性材料
である銅合金によって形成された軸状部材の中心に、溶
接用ワイヤを通すためのワイヤ通路が形成されているも
のであり、このワイヤ通路内に溶接用ワイヤを挿通し、
該溶接用ワイヤを供給しながらその先端でアーク溶接を
行っている。
アーク溶接時の高温に晒されて損耗が激しく、しかもワ
イヤ通路内には溶接用ワイヤが送給されるため、ワイヤ
との摩擦によって先端開口部の通路形状が真円形から楕
円形へと変形する傾向となる。そしてこのようにワイヤ
通路の先端開口部が変形すると、溶接箇所に対する溶接
用ワイヤの供給が不安定となり、ワイヤ位置ずれが発生
して良好なアーク溶接が出来なくなるとともに、スパッ
タ等がワイヤ通路壁に付着しやすくなって溶接作業が不
可能になる。
技術が提案されており、例えば実開昭60−20372号とか
実開昭62−169774号に示されるように、損耗の激しい溶
接用コンタクトチップの先端部に、耐摩耗性材料からな
るリングを圧入あるいは封入するような技術とか、特開
昭61−115683号とか特開昭63−188477号に示されるよう
に、コンタクトチップの先端部表面にセラミックス製の
キャップを被せるような技術とか、特開平6−285645号
のように、コンタクトチップの表面に耐熱性樹脂コーテ
ィングを施すような技術とか、特開平5−261551号のよ
うにコンタクトチップの先端部を二重管構造にして内側
のワイヤ通路側をセラミックス管にするような技術と
か、特開平5−277742号とか特開平6−650号に示され
るように、全体を二重管構造にしたりするような技術が
知られている。
774号のように、溶接用コンタクトチップの先端部に耐
摩耗性材料を圧入したり封入するような技術は、リング
を圧入、封入した部分に割れ、ゆるみ等の不具合が発生
しやすくなるとともに、製造に手間がかかって加工性
(精度)も良好とはいえない等の問題があり、また、特
開昭61−115683号とか特開昭63−188477号のように、コ
ンタクトチップの先端部表面にセラミックス製のキャッ
プを被せたり、特開平6−285645号のように、コンタク
トチップの表面に耐熱性樹脂コーティングを施すような
技術は、コンタクトチップ表面へのスパッタの付着防止
の点から多少は有効なものの、ワイヤ通路の変形、摩耗
といった根本的な問題は改善することが出来ず、耐久性
の向上に限度があり実用的ではない。
号、特開平6−650号のように二重管構造にして、ワイ
ヤ通路の耐久性を高めるような技術は、製造が複雑で手
間がかかり、コスト高になるという問題があり実用化さ
れていなかった。
って、その目的は、構造が容易で且つ安価に製造出来、
しかも耐久性の良い実用的なコンタクトチップの提供を
目的とする。
とチップ先端部に分割してねじ込み方式で着脱可能と
し、チップ本体の材質を黄銅にし、またチップ先端部の
材質をクロム銅、ジルコニウムクロム銅、ベリリウム銅
のいずれかにして据込み加工で成形するとともに、チッ
プ先端部の後端側とチップ本体の先端側に、両者を結合
するためのネジ部と、ネジ部以外の接触面で接触し合う
接触面部を形成し、この接触面部の接触面積を、チップ
先端部の後面又はチップ本体の前面の全面積の10%以上
にし、また、チップ先端部の外周表面に、チップ先端部
をチップ本体にねじ込むための締付平坦部を形成し、且
つチップ先端部の先端面又はネジ部以外の外周面には前
記据込み加工と同時に成形される刻印が付されるように
したことを特徴としている。
割構成し、チップ本体の材質を黄銅とし、チップ先端
部の材質をクロム銅、ジルコニウムクロム銅、ベリリウ
ム銅のいずれかにすることで、トータルコストを低減さ
せることが出来るという知見に基づいてなされたもので
ある。
ータルコストは、製造単価のみならず、耐久性(交換頻
度)が相互に絡み合って決定され、例えば耐久性が向上
して交換頻度が少なくなれば、多少単価が高くてもトー
タルコストを少なく出来るが、本発明の溶接コンタクト
チップの場合は、耐久性を2倍以上に向上させることが
出来、しかも製造コストの低減も図られてトータルコス
トを飛躍的に向上させることが出来る。
較べて大きいチップ本体に、軟質材料である黄銅(真
鍮)を適用する場合に、その効果が顕著であり、材料費
を安く抑えることが出来る同時に、穴明け加工等の加工
が容易なため加工費を安く抑えることが出来る。しか
も、比較的長いワイヤ通路を形成するため軟質材料に穴
明け加工すれば、硬質材料に穴明けすることに較べて加
工精度が良く、ワイヤを円滑にガイドすることが出来
る。
銅、ジルコニウムクロム銅、ベリリウム銅のいずれかに
することで、チップ先端部の耐摩耗性の向上を図ること
が出来、また比較的小さいチップ先端部だけに硬質材料
を適用すれば、材料費が抑制され、また加工費も抑える
ことが出来る。しかもワイヤ通路の長さが短いため、硬
い材料であっても穴明け加工等の加工精度を確保出来、
ワイヤ通過時の摩耗抵抗を減らすことが出来る。
着脱自在にし、特に熱的損耗の激しいチップ先端部が損
耗した時に、チップ先端部だけを交換できるようにすれ
ば効率的である。
プ本体の前面とチップ先端部の後面の接触面積が10%以
下になると、チップ本体とチップ先端部の熱伝導性が悪
くなって、溶接時にチップ先端部の冷却効果が損なわ
れ、通電性にも悪影響を及ぼすため、この接触面部の接
触面積を全面積に対して10%以上にする。
じ込むための締付平坦部を形成し、レンチ等の先端で挟
み込んで締め付ける際に利用するようにすれば、装着や
取り外し作業を楽に行うことが出来る。
パ部を形成すれば、溶接時に発生するスパッタ等を付着
しにくくすることが出来、またチップ先端部に刻印を付
すようにすれば、例えばチップ先端部を据込み加工で成
形するような際に、据込み作業と同時に刻印することが
可能となり、刻印作業の手間が省ける。
構成例を示す全体斜視図 第6図は接触面部をネジ穴底面と雄ネジ部端面に形成
した構成例を示す説明図 第7図はチップ本体とチップ先端部をテーパ圧入方式
にした構成例の説明図 発明を実施するための最良の形態 本発明の実施の形態について説明する。
プは、チップ本体1とチップ先端部2とに分割構成さ
れ、このチップ本体1とチップ先端部2とを結合するこ
とにより一体となし、溶接用コンタクトチップを構成す
るようにしている。そして、自動アーク溶接あるいは半
自動アーク溶接に伴い、損耗の激しいチップ先端部2の
みを交換可能にしている。
に沿ってワイヤ通路3aを備えた比較的大型の穴明き軸状
部品であり、チップ本体1の前面側中央部には、ワイヤ
通路3aに連通するネジ穴4が形成されている。そして、
チップ本体1の後面側には、溶接用コンタクトチップを
不図示のトーチ等に取り付けるための取り付け部9が雄
ネジ部として形成されている。
から後方に突出する雄ネジ部5を備えた比較的小型の部
品であり、軸心に沿ってワイヤ通路3bが形成されるとと
もに、前記後面から突出する雄ネジ部5が前記チップ本
体1の前面側のネジ穴4に螺合自在とされている。
のネジ穴4に螺合させて捩じ込むと、チップ本体1の前
面側の接触面部6が、チップ先端部2の後面側の接触面
部7に接触して結合されるようにしており、この接触面
部6、7を通してチップ本体1とチップ先端部2間の熱
伝導性、通電性を確保するようにしている。ここで、チ
ップ本体1の接触面部6は、チップ本体1の前面部分か
らネジ穴4の部分を除いた残余の部分であり、チップ先
端部2の接触面部7は、チップ先端部2の後面部分から
雄ネジ部5の部分を除いた残余の部分としているが、こ
れら接触面部6、7は、後述する第6図のように、チッ
プ本体1のネジ穴4の穴底面mと、チップ先端部2の雄
ネジ部5の後端面nとし、雄ネジ部5を螺合させる際、
穴底面mと後端面nを密着させて螺合させるようにして
も良い。そしてこれら接触面部6(又はm)、7(又は
n)は、熱伝導性、及び確実な導電性を得るため、それ
ぞれチップ本体1の前面、又はチップ先端部2の後面の
全面積の10%以上になるようにされている。
ネジと雌ネジは逆にしても良く、更に、両者の着脱方式
は、ネジ込み方式以外に、例えば第7図に示すように、
テーパ圧入方式にしても良い。
チップ先端部2の雄ネジ部5をチップ本体1のネジ穴4
に捩じ込んだ際、両者のワイヤ通路3a、3bの中心合せが
正確に行われるようにしており、ワイヤ通路3a、3b内を
送給される溶接ワイヤの通過が円滑に行われるようにし
ている。そして、チップ先端部2のワイヤ通路3bの後端
側には、後方に向けて通路面積が広がって開口する拡開
テーパ部8bが形成されるとともに、チップ本体1のワイ
ヤ通路3aの後端側にも、後方に向けて通路面積が広がっ
て開口する拡開テーパ部8aが形成され、チップ本体1の
後端側からワイヤを挿通させる時、ワイヤの先端が同部
を円滑に通過するようにしている。
に捩じ込む際、確実に締め付けることが出来るように、
チップ本体1の表面に工具差込み用の締付平坦部10aを
形成するとともに、チップ先端部2の表面にも締付平坦
部10bを形成している。そして、これら締付平坦部10a、
10bをレンチ等の先端で挟みこんで締め付けることが出
来るようにしている。
黄銅、又は銅、又はアルミニウム、又はクロム銅、又は
ジルコニウム銅、又はジルコニウムクロム銅、りん青銅
のいずれかとし、チップ先端部2の材質を、銅、又はク
ロム銅、又はジルコニウムクロム銅、又はジルコニウム
銅、又は銀タングステン、又は銅タングステン、又はア
ルミナ分散銅、又はベリリウム銅、又はニッケルベリリ
ウム銅のいずれかとしている。
た結果、耐久性と製造費用との関係からトータルコスト
の低減させるのに有効であった材質の組合わせであり、
従来の一体型溶接コンタクトチップと比較した耐久性試
験の結果の抜粋及び単価の関係を示す表の一例は次の表
1の通りである。
各チップ本体1、チップ先端部2の単価の関係から、一
日換算単価(単価を耐久日数で割ったもの)を求める
と、従来の一体型のコンタクトチップの場合は、クロム
銅の場合で約120円程度、ジルコニウムクロム銅の場合
で約150円程度となるが、本案のように分割型にする場
合は、チップ本体1とチップ先端部2を組合わせたトー
タルコストを、従来の一体型の120円程度と同等か又は
それより安くすることが出来る。
(真鍮)にし、チップ先端部2をクロム銅、又はジルコ
ニウムクロム銅にする組合わせであり、この場合の一日
換算単価は54〜55円であり、従来の2倍以上にすること
が出来る。
チップ先端部2側の通路径を、ワイヤ径に対して1.03〜
1.50倍の範囲にし、また、チップ先端部2のワイヤ通路
3bの径は、ワイヤ径に対して1.03〜1.25倍にしている。
ップ先端部2のワイヤ通路径を各種組合わせて実験した
結果、判明したことであり、この実験結果を抜粋した一
例は次の表2の通りである。
1.03以下にすると、ワイヤを挿通させるのが困難とな
り、1.50以上にすると通電性の確保が不十分となって好
ましくないことが判明した。
工する場合は、チップ先端部2側の通路径を1.03〜1.50
倍にし、入口側(第2図の取り付け部9側)の通路径を
それより広げても良いことが判った。これは、ワイヤ通
路径を1.2mm以下の細い径に一律に加工しようとする
と、加工上難しい問題が生じるからであり、この場合
は、入口側の径の広いワイヤ通路は、ワイヤ通路全長の
1/3〜4/5程度の長さ範囲に形成する。
ヤ径の1.03以下にすると、ワイヤを通すのが困難とな
り、1.25以上にすると溶接ポイントの位置ずれが発生し
やすくなって正確な溶接が出来なくなる可能性が高まる
ことが判明した。
ヤ通路径は、チップ本体1のワイヤ通路径がワイヤ径の
1.05〜1.30倍の範囲で、且つチップ先端部2のワイヤ通
路径がワイヤ径の1.05〜1.15倍の範囲であった。
20mmとしている。
損耗、溶着等の不具合がチップ本体1のワイヤ通路3内
まで波及しがちになることに加えて、チップ先端部2の
長さが短くなって加工性、取扱性が悪くなり、また、ワ
イヤ通路3bの長さsを20mm以上にすると、ワイヤ通路3b
の加工に精密度を出すのが困難になり、更にチップ先端
部2が大型化してコスト的にも不利になるからである。
尚、この中でも一番効率的な長さは5〜15mmであること
が判った。
6の面積(第6図の場合はmの面積)は、チップ本体1
前面の全面積の10%以上としている。これは、10%以下
にした場合は、熱伝導性が不良になってチップ先端部2
の冷却が円滑に行われなくなることに加えて、通電不良
が生じやすくなるのに対して、10%以上にすると、かか
る不具合が生じなくなるからである。因みに、このチッ
プ本体1の接触面部6(m)の接触面積の関係は、チッ
プ先端部2でも同様であり、チップ先端部7の前面の接
触面部7(第6図の場合はn)の面積が、チップ先端部
2前面の全面積の10%以上である。
第3図に示すようにフラットでも良いが、第5図に示す
ように、ほぼ全域にアール部rを形成するかテーパ部に
すると一層良い。そしてこのように先端面にアール部r
又はテーパ部を形成することで、溶接時に発生するスパ
ッタ等が跳ね返されて付着しにくくなり、ガス流の乱れ
等による溶接品質の低下が抑制される。
外表面にニッケルメッキ、ハードクロムメッキ、その他
耐熱性各種金属メッキ(電気又は無電解メッキ)等のメ
ッキ処理、また、耐熱性の樹脂(例えばテフロン等)・
窒化物・炭化物・プラズマ・CVD・PVD(例えばアルミナ
セラミックス等)の被膜処理を行うようにしても良い。
刻印iを付すようにしても良い。この刻印iは、例えば
製造会社、製造番号、物品番号等で印字であり、このよ
うに先端面等に刻印iを付するようにすることで、チッ
プ先端部2を据込み加工で成形する際、据込み作業と同
様に打刻することが出来る。このため、従来のように別
途刻印付与工程を設け、この刻印付与工程で打刻してい
るような作業の手間を簡略化することが出来、ひいては
製造コストの低減に繋がる。
面丸形の他、十二角形、六角形、四角形、五角形、二面
幅を形成したもの等、自由である。
ンタクトチップの耐久性と溶接品質を飛躍的に向上さ
せ、トータルコストを大幅に低減させることが出来る。
Claims (1)
- 【請求項1】中心部に溶接用ワイヤのワイヤ通路を有す
る溶接用コンタクトチップをチップ本体とチップ先端部
に分割してねじ込み方式で着脱可能とし、前記チップ本
体の材質を黄銅にし、またチップ先端部の材質をクロム
銅、ジルコニウムクロム銅、ベリリウム銅のいずれかに
して据込み加工で成形するとともに、前記チップ先端部
の後端側とチップ本体の先端側に、両者を結合するため
のネジ部と、ネジ部以外の接触面で接触し合う接触面部
を形成し、この接触面部の接触面積を、チップ先端部の
後面又はチップ本体の前面の全面積の10%以上にし、ま
た、チップ先端部の外周表面に、チップ先端部をチップ
本体にねじ込むための締付平坦部を形成し、且つチップ
先端部の先端面の周縁部にはアール又はテーパ部を形成
し、更にチップ先端部の先端面又はネジ部以外の外周面
には前記据込み加工と同時に成形される刻印が付される
ことを特徴とする溶接用コンタクトチップ。
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