JP3136437U - ガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ラインや溶接作業を止めることなく、長時間連続して溶接することができるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルを提供する。
【解決手段】溶接トーチ本体に、溶接ワイヤーを送出するためのコンタクトチップを囲むように取り付けられるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルにおいて、溶接トーチ本体に取り付けられる基部ノズル４と、この基部ノズル４の先端に交換自在に取り付けられるフッ素樹脂製の先端ノズル５とから構成する。なお、先端ノズル５を基部ノズル４の先端に挿入して、先端ノズル５を基部ノズル４に取り付けるように構成することが好ましい。
【選択図】 図１

Description

ガスシールドアーク溶接をする際に用いられるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルに関するものである。

従来から、自動車部品等の組立の際に、ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接等のガスシールドアーク溶接が利用されている。特許文献１には、ガスシールドアーク溶接方法の技術が開示されている。ガスシールドアーク溶接に用いられる溶接トーチは、図２に示されるように、ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップ５０と、このコンタクトチップ５０を保持するチップホルダ５１と、コンタクトチップ５０を包容するように配設された筒状のシールドノズル５２と、シールドノズル５２をチップホルダ５１に取り付けるノズルホルダ５３とから構成されている。ガスシールドアーク溶接は、連続的に送り出されるソリッドワイヤーに、コンタクトチップ５１を介して大電流を流して、前記ソリッドワイヤーと被溶接部材との間でアークを発生させ（放電させ）、その際に発生する熱により、前記ソリッドワイヤーや被溶接部材を溶かして、被溶接部材を溶接する溶接方法である。溶接を行う際には、溶接箇所と空気とが接触することによるブローホールの発生を防止するために、チップホルダ２に形成されたガス供給口５１ａから、シールドノズル５２内にＣＯ^２やアルゴン等の不活性ガスを供給し、シールドノズル５２の先端から、溶接箇所に不活性ガスを供給して、溶接箇所と空気との接触を防ぐようにしている。このように、シールドノズル５２は、不活性ガスが拡散することを防止し、確実に溶接箇所に不活性ガスを供給するために、溶接トーチに取り付けられている。

溶接時には溶融金属の微粒子であるスパッタが発生して、溶接箇所から飛散する。そこで、従来では、鉄を溶接する場合には、シールドノズル５２を、鉄とは性質の異なる金属である銅や銅合金等で構成して、シールドノズル５２へのスパッタの付着を抑制していた。しかしながら、この場合であっても、スパッタがシールドノズル５２内に付着して蓄積していた。シールドノズル５２内に付着したスパッタが蓄積すると、シールドノズル５２内の不活性ガスの流れが悪くなり、溶接箇所にブローホールが発生してしまう。そこで、溶接ラインや溶接作業を止めて、作業者が定期的にシールドノズル５２内に付着したスパッタを除去していた。被溶接物や溶接条件によって異なるが、従来では３０分〜１時間の間隔で、作業者がシールドノズル５２内に付着したスパッタを除去していた。このように、シールドノズル５２内に付着したスパッタを除去するためには、溶接ラインや溶接作業を止める必要があり、生産効率が悪化してしまうという問題があった。
特開２００４−２４９３２３

本考案は上記のような溶接工程における問題点を解決し、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、長時間連続して溶接することができるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルを提供する。

上記課題を解決するためになされた本考案は、溶接トーチ本体に、溶接ワイヤーを送出するためのコンタクトチップを囲むように取り付けられるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルにおいて、溶接トーチ本体に取り付けられる基部ノズルと、この基部ノズルの先端に交換自在に取り付けられるフッ素樹脂製の先端ノズルとから構成したことを特徴とする。

なお、先端ノズルを基部ノズルの先端に挿入して、先端ノズルを基部ノズルに取り付けるように構成することが好ましい。

また、先端ノズルの外面及び基部ノズルの内面の断面形状を円形状とするとともに、先端ノズルの外径と基部ノズルの内径とを殆ど同一にすることが好ましい。

また、基部ノズルの先端に外周面と内周面とを連通する取付ネジ穴を形成し、この取付ネジ穴に取付ネジを螺着させて、先端ノズルを基部ノズルに固定することが好ましい。

溶接トーチ本体に、溶接ワイヤーを送出するためのコンタクトチップを囲むように取り付けられるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルにおいて、溶接トーチ本体に取り付けられる基部ノズルと、この基部ノズルの先端に交換自在に取り付けられるフッ素樹脂製の先端ノズルとから構成したので、フッ素樹脂と金属が溶解したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、フッ素樹脂の摩擦係数は極めて低いことから、先端ノズルにスパッタが付着することを完全に防止することが可能となる。このため、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、長時間連続して溶接することが可能となる。

なお、先端ノズルを基部ノズルの先端に挿入して、先端ノズルを基部ノズルに取り付けるように構成すると、作業者が交換する先端ノズルを引き抜くだけで、先端ノズルを取り外すことが可能となり、また、先端ノズルを基部ノズルの先端を挿入するだけで、先端ノズルを取り付けることが可能となり、先端ノズルの脱着作業が迅速となり、溶接ラインの停止時間や溶接作業の休止時間が短くなり、生産効率を向上させることが可能となる。

また、先端ノズルの外面及び基部ノズルの内面の断面形状を円形状とするとともに、先端ノズルの外径と基部ノズルの内径とを殆ど同一にすると、簡単な構造で、先端ノズルを基部ノズルに取り付ける構造を実現することが可能となる。

また、基部ノズルの先端に外周面と内周面とを連通する取付ネジ穴を形成し、この取付ネジ穴に取付ネジを螺着させて、先端ノズルを基部ノズルに固定する構造にすると、確実に先端ノズルを基部ノズルに固定することが可能となる。また、取付ネジを取付ネジ穴に螺着させるだけで、先端ノズルを基部ノズルに固定することができ、先端ノズルの脱着作業を迅速に行うことが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本考案のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルの好ましい実施の形態を示す。図１はガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。図１において、１はコンタクトチップ、２はチップホルダ、３はノズルホルダ、４は基部ノズル、５は先端ノズルである。本考案では、溶接トーチ本体は、チップホルダ２、ノズルホルダ３、コンタクトチップ１とから構成され、前記溶接トーチ本体に取り付けられるシールドノズルは、基部ノズル４と先端ノズル５とから構成されている。

コンタクトチップ１は、図１に示されるように、略砲弾形状をしている。コンタクトチップ１は、導電性に優れた、銅やクロム銅・ベリリウム銅等の銅合金で構成されている。コンタクトチップ１には、軸線方向に向かってワイヤー送出口１ａが貫通形成されている。コンタクトチップ１は、パイプ形状をしたチップホルダ２の先端に取り付けられている。

チップホルダ２は、導電性に優れた、銅や銅合金で構成されている。チップホルダ２の基端部分の外周面には、ネジ部２ａが螺刻されている。ノズルホルダ３は略円筒形状をしている。ノズルホルダ３の先端部分の外周面は、他の部分に比べて外径が小さくなっていて、取付部３ａとなっている。ノズルホルダ３の基端側の内周面には、ネジ部３ｂが螺刻されている。チップホルダ２がノズルホルダ３内に挿入されるように、ノズルホルダ３のネジ部３ｂとチップホルダ２のネジ部２ａとが螺合して、ノズルホルダ３がチップホルダ２に取り付けられている。

基部ノズル４は、円筒形状をしている。基部ノズル４は、本実施形態では、銅で構成されている。基部ノズル４の内径は、ノズルホルダ３の取付部３ａの外径よりも僅かに大きくなっている。ノズルホルダ３の取付部３ａを基部ノズル４に挿入するようにして、基部ノズル４がノズルホルダ３の取付部３ａに取り付けられている。この状態では、基部ノズル４は、チップホルダ２を囲むようになっている。

ノズルホルダ３を絶縁体であるベークライト等の樹脂等で構成することにより、チップホルダ２と、基部ノズル４を絶縁し、被溶接部材と基部ノズル４とが短絡することを防止している。なお、ノズルホルダ３を、絶縁体を金属部材で挟むように構成しても差し支えない。

先端ノズル５は、円筒形状をしている。先端ノズル５は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素樹脂製パイプで構成されている。先端ノズル５の外径は、基部ノズル４の内径と殆ど同じ寸法になっている。先端ノズル５の基端を、基部ノズル４の先端内に挿入することにより、先端ノズル５が基部ノズル４に取り付けられている。このように構成することにより、先端ノズル５は交換自在になっている。本実施形態では、先端ノズル５の内径は、基部ノズル４の外径よりも僅かに大きくなっているが、先端ノズル５はフッ素樹脂で構成されているので、先端ノズル５が僅かに内側に撓みながら、基部ノズル４の先端内に挿入され、先端ノズル５の外周面と、基部ノズル４に内周面とが密着して、先端ノズル５が基部ノズル４に対して、ぐらつかないようになっている。基部ノズル４の先端には、基部ノズル４の外周面と内周面とを連通する取付ネジ穴４ａが形成されている。この取付ネジ穴４ａに、取付ネジ６を螺着させて、取付ネジ６の先端で先端ノズル５の外周面を押圧することにより、先端ノズル５を基部ノズル４に固定している。あるいは、取付ネジ６のネジ部の先端形状を先鋭した形状のものにして、取付ネジ６のネジ部先端を、先端ノズル５にねじ込んで、先端ノズル５を基部ノズル４に固定することとしても差し支えない。

基部ノズル４と先端ノズル５とから構成されるシールドノズルにより、チップホルダ２及びコンタクトチップ３は囲まれている。コンタクトチップ１の先端は、先端ノズル５から突出している。チップホルダ２の基端には、複数の不活性ガス供給口２ｂが形成されていて、溶接時には、チップホルダ２内にＣＯ^２やアルゴン等の不活性ガスを供給して、この不活性ガスが不活性ガス供給口２ｂからシールドノズル内に供給するようにしている。このように、コンタクトチップ１囲むシールドノズルを溶接トーチ本体に取り付けることにより、不活性ガスを拡散させずに、確実に溶接箇所に供給するようにしている。

チップホルダ２及びコンタクトチップ１のワイヤー送出口１ａ内に、ソリッドワイヤーが挿通されて、溶接時には、ソリッドワイヤーがコンタクトチップ１のワイヤー送出口１ａから順次送出されるようになっている。

（本考案の作用）
ガスシールドアーク溶接をすると、溶融金属の微粒子であるスパッタが溶接箇所から飛散し、先端ノズル５の内周面や外周面と衝突する。しかし、本考案の先端ノズル５は、フッ素樹脂製パイプであり、金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、フッ素樹脂の摩擦係数は極めて低いことから、スパッタが全く先端ノズル５に付着することはない。

本考案の先端ノズル５はフッ素樹脂製パイプで構成されているので、スパッタが先端ノズル５に衝突すると、衝突した部分が僅かに溶解する。スパッタは、先端ノズル５の特に先端に多く衝突する。溶接をし続けると、先端ノズル５の先端部分が溶解して変形してしまう。具体的には、先端ノズル５の先端が、溶解することにより膨らんだ状態になる。先端ノズル５の先端部分が変形すると、不活性ガスの溶接箇所への供給が不安定になり、ブローホールが発生してしまう。このため、先端ノズル５の先端が変形した場合には、先端ノズル５の先端を約３ｍｍ切除して、先端ノズル５の先端形状を変形していない状態に整えることにしている。なお、先端ノズル５の先端を複数回切除することにより、先端ノズル５が短くなった場合には、先端ノズル５を新しい先端ノズル５に交換するようにしている。

従来のシールドノズルは、銅等で構成されていて、所定時間（約３０分から１時間）ごとに溶接ラインを停止して、作業者がシールドノズル内に付着したスパッタを除去していた。本考案に使用される先端ノズル５は、前述したように、フッ素樹脂製パイプであり、先端が変形するので、所定時間ごとに溶接ラインを停止して、先端ノズル５の先端を切除して形状を整える必要がある。しかし、本考案のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルを使用した場合の先端ノズル５の先端を切除して形状を整える時間の間隔は、従来のシールドノズルを使用して、シールドノズル内に付着したスパッタを除去する時間の間隔に比べて、同じ溶接条件において約５倍となり、長時間連続して溶接することが可能となった。このため、溶接ラインを停止する頻度が、従来に比べて極端に少なくなり、生産性を飛躍的に向上させることが可能となった。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本考案を説明したが、本考案は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる考案の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

ガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。 従来のガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。

符号の説明

１ コンタクトチップ
１ａ ワイヤー送出口
２ チップホルダ
２ａ ネジ部
２ｂ ガス供給口
３ ノズルホルダ
３ａ 取付部
３ｂ ネジ部
４ 基部ノズル
４ａ 取付ネジ穴
５ 先端ノズル
６ 取付ネジ
５０ コンタクトチップ
５１ チップホルダ
５１ａ ガス供給口
５２ シールドノズル
５３ ノズルホルダ

Claims (4)

1. 溶接トーチ本体に、溶接ワイヤーを送出するためのコンタクトチップを囲むように取り付けられるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルにおいて、
   溶接トーチ本体に取り付けられる基部ノズルと、この基部ノズルの先端に交換自在に取り付けられるフッ素樹脂製の先端ノズルとから構成したことを特徴とするガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
2. 先端ノズルを基部ノズルの先端に挿入して、先端ノズルを基部ノズルに取り付けるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
3. 先端ノズルの外面及び基部ノズルの内面の断面形状を円形状とするとともに、先端ノズルの外径と基部ノズルの内径とを殆ど同一にしたことを特徴とする請求項２に記載のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
4. 基部ノズルの先端に外周面と内周面とを連通する取付ネジ穴を形成し、この取付ネジ穴に取付ネジを螺着させて、先端ノズルを基部ノズルに固定したことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。

Images