JP3560372B2

JP3560372B2 - アーク溶接用コンタクトチップ

Info

Publication number: JP3560372B2
Application number: JP29475294A
Authority: JP
Inventors: 芳一西
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH08150479A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアーク溶接用コンタクトチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接ワイヤーを送給しながらこれに給電して連続的に溶接作業を行なうために使用されるアーク溶接用コンタクトチップとして図５に示すような構造のものが公知である。
【０００３】
このアーク溶接用コンタクトチップ１０１は、その本体１０２の軸心部に軸方向に沿って溶接ワイヤー（以下単にワイヤーとも言う）通路穴１０３を直線状に貫通形成するとともに、その入口端側にラッパ状の導入部１０４を拡開形成した構造に形成されている。そして、上記のワイヤー通路穴１０３の内径はこれに挿通されるワイヤー１０５の外径より若干大径に形成し、該ワイヤー通路穴１０３内にワイヤー１０５を送給しつつかつ本体１０２に給電し、該本体１０２とワイヤー１０５との接触部によりワイヤー１０５に給電するようになっている。図中１０６は取付ネジ部である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワイヤーを供給しながら溶接する作業において安定した溶接作業を行なうためには、コンタクトチップの給電性能の向上とコンタクトチップ先端におけるワイヤーの振れ防止は重要な作業条件である。
【０００５】
しかし、従来の上記のコンタクトチップにおいては、巻きぐせがついたワイヤー１０５が直線状のワイヤー通路穴１０３内を通過するときに、そのワイヤー１０５の若干の屈曲部が本体１０２に接触することにより、この接触部を通じてワイヤー１０５に給電する給電方法をとっているため、ワイヤー１０５と本体１０２との隙間によりワイヤー１０５の本体１０２への接触状態が変化し、時として給電不安定によりアーク発生不良を起こしたり、あるいは電流値が不安定になって溶接不良を招く問題がある。
【０００６】
また全長が直線状でかつワイヤー１０５より大径のワイヤー通路穴１０３に巻きぐせがついたワイヤー１０５を挿通しているため、溶接用コンタクトチップ１０１の先端部（溶接側端）から突出するワイヤーの先端が振れやすく、そのため溶接作業開始や溶接作業中に溶接ビード形状が蛇行して、溶接継手部位置決め精度に適正さを欠く等の問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、アーク溶接用コンタクトチップへのワイヤーの接触状態の安定化による給電性能の向上とワイヤーの振れ防止を図り、上記の問題を解決するアーク溶接用コンタクトチップを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、体内に溶接ワイヤーを挿通するワイヤー挿通穴を有するアーク溶接用コンタクトチップにおいて、上記溶接ワイヤー挿通穴の道中に設けた大径の空間部（１０）と、該空間部（１０）に配置され、コンタクトチップ（１）の径方向に移動可能でかつ溶接ワイヤー通路穴（１６）を形成したスリーブ（１５）と、該スリーブ（１５）をチップ径方向に付勢する弾性体（１７）とを有し、上記スリーブ（１５）の前後部分の溶接ワイヤー挿通穴（１６）の径をコンタクトチップの先部における溶接ワイヤー挿通穴の径より大径に形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
溶接に際しては溶接ワイヤー（７）を溶接用コンタクトチップ（１）の溶接ワイヤー挿通穴（１４）、（５）、（６）に挿通するとともにその道中をスリーブ（１５）における溶接ワイヤー通路穴（１６）に挿通し、溶接用コンタクトチップ（１）に給電し、溶接用コンタクトチップ（１）の先端から突出した溶接ワイヤー（７）によりアーク溶接する。
【００１０】
このときスリーブ（１５）に位置する部分の溶接ワイヤー（７）は、弾性体（１７）の押圧力によりスリーブ（１５）とともに溶接ワイヤー挿通穴（１４、５、６）の軸心より偏心するように押し曲げられる。そのため、その曲げの抗力により溶接用コンタクトチップ（１）の先部における小径の溶接ワイヤー挿通穴（６）に位置する部分の溶接ワイヤー（７）が溶接用コンタクトチップ（１）に強制的かつ安定的に一定の押圧力で接触させられる。したがって、給電性能が大幅に向上する。
【００１１】
また弾性体（１７）の押圧力によって溶接ワイヤー（７）を一方向に強制して押付ける作用が生じ、このため溶接用コンタクトチップ（１）内における溶接ワイヤー（７）の通過形状が常に一定の波形に維持できるので、溶接用コンタクトチップの先端部から出てくる溶接ワイヤー（７）は常に一定方向を保つことになる。これによって、溶接用コンタクトチップ（１）の先端部における溶接ワイヤー（７）の振れが防止され、溶接継手部位置決め精度が大幅に向上する。
【００１２】
【実施例】
次に図１に示す本発明の実施例について説明する。
１は溶接用コンタクトチップで、給電チップ２とチップアダプター３に分割して構成されている。
【００１３】
給電チップ２はその先部が縮径された砲弾型に形成されているとともに後部に雄ねじ４が刻設されている。更に該給電チップ２は導電性を有し、かつ耐摩耗性を向上するために分散強化銅合金を用いている。該給電チップ２の中心部には、その後部に位置して後部ワイヤー挿通穴５が前部に位置して前部ワイヤー挿通穴６が夫々給電チップ２の軸心に沿って直線的にかつ一連に形成されているとともに、その後部ワイヤー挿通穴５の後端が給電チップ２の後端に、また前部ワイヤー挿通穴６の前端が給電チップ２の先端２ａに夫々開口している。
【００１４】
更に上記前部ワイヤー挿通穴６の内径は挿通されるワイヤー７の外径より若干大径に形成され、後部ワイヤー挿通穴５の内径は前部ワイヤー挿通穴６の内径より大径で、後述するスリーブ１５の径方向の移動とともにワイヤー７が径方向に偏心移動することを許容する径に形成されている。
【００１５】
１例としてワイヤー７の直径が１．２ｍｍの場合において、溶接用コンタクトチップ１の長さＬ_１が４５ｍｍに、前部ワイヤー挿通穴６の長さＬ_２が１０ｍｍでその穴径が１．３ｍｍに、後部挿通穴５の穴径が２．７ｍｍに設定されている。尚ワイヤー７への給電は、通常溶接用コンタクトチップ１の先端から２〜３ｍｍの範囲で行なわれる。そのため前部ワイヤー挿通穴６は短尺が良いが、加工精度上から上記のように１０ｍｍに設定されている。
【００１６】
チップアダプタ３は導電性の金属で形成され、これにはその軸心と同心でかつ前端が開口する大径の穴８が形成され、その前部内面に雌ねじ９を形成して該雄ねじ９を上記給電チップ２の後部に形成した雄ねじ４に螺着して、該チップアダプタ３と給電チップ２が連結されている。上記穴８の後部は上記雌ねじ９が刻設されていない空間部１０となっており、該部が上記後部ワイヤー挿通穴５より大径のスリーブ収納部となっている。また該空間部１０は、該部に後述する弾性体１７が配置されるため、その弾性体１７が熱により機能低下しないように可能な限りコンタクトチップ１の入口側（図１において上部側）に設けられるものである。
【００１７】
該空間部１０の周方向の一部には、外部から空間部１０へ貫通する穴１１が形成されている。
チップアダプタ３の後部には、取付部１２が一体形成され、その外周面に取付用雄ねじ１３が刻設されている。該取付部１２の中心部には、その軸心と同心でかつ前端が上記空間部１０に連通し、後端が外部へ開口する入口側ワイヤー挿通穴１４が形成されている。１４ａは後端部をラッパ状に拡開形成した挿入口である。また、該入口側ワイヤー挿通穴１４は上記給電チップ２の後部ワイヤー挿通穴５と同径に形成されている。従って上記給電チップ２側の後部ワイヤー挿通穴５と先部ワイヤー挿通穴６及びチップアダプタ３側の空間部１０と入口側ワイヤ挿通穴１４が夫々同一直線Ｘ−Ｘを軸心として一連に形成されている。
【００１８】
１５は上記空間部１０内に収納されたスリーブで、その中心部にワイヤー通路穴１６を前後方向に貫通形成した円筒状に形成されている。該スリーブ１５の前後方向長（軸方向長）は、空間部１０の同方向長より若干短尺に形成されている。またスリーブ１５の外径は空間１０の内径より小径に形成され、該スリーブ１５が径方向に移動してそのワイヤー通路穴１６が上記前部ワイヤー挿通穴６の軸心すなわち、直線Ｘ−Ｘに対して偏心移動できるようになっている。
【００１９】
上記のようにスリーブ１５を円筒形に形成したのは、円筒状の空間部１０内に配置されたスリーブ１５が、空間部１０の径方向に移動して、その移動距離を最大にできる形状は円筒形だからである。このように形成することにより、限られた狭小空間１０の中でスリーブ１５の偏心量を最大にでき、溶接用コンタクトチップの大型化を防止できる。更に円筒形にするとその機械加工が容易だからである。
【００２０】
またスリーブ１５の軸方向の両端には鍔１５ａ、１５ｂが形成されている。該両鍔１５ａ、１５ｂにより該スリーブ１５の両端径をワイヤー挿通穴５、１４の内径より大径に形成し、スリーブ１５がワイヤー挿通穴５、１４内に入り込まないようにしてある。また、この両鍔１５ａ、１５ｂ間に後述する弾性体１７の一端が嵌合して、弾性体１７との係合を常時良好に維持するようになっている。
【００２１】
１７は弾性体で図の実施例ではコイルスプリングを使用しており、上記穴１１から収納され、その一端を上記スリーブ１５の外周面に接触させ、他端をチップアダプタ３の外面に嵌合配置したストッパーリング１８の内面に接触させて設置されている。該弾性体１７は所定の圧縮状態で収納され、スリーブ１５を溶接用コンタクトチップ１の径方向に一定の力で押圧している。
【００２２】
尚、上記スリーブ１５は、そのワイヤー通路穴１６を偏心位置へ付勢しつつそのワイヤー通路穴１６にワイヤーを挿通して摺動させることからそのスリーブ１５の摩擦抵抗が大きくなるため、高い耐摩耗性が要求される。そのため該スリーブ１５は特殊綱の焼入れ材あるいはベリリウム銅とすることが好ましい。
【００２３】
また、上記弾性体１７は、ステンレス製スプリングやピアノ線スプリング等の金属製スプリングを使用することができ、必ずしも導電体である必要はない。更に該弾性体１７の押圧力は給電性能の向上とワイヤー振れ防止が達成できる範囲で決定すれば良いが、１例として上記のように溶接用コンタクトチップ１の長さＬ_１が４５ｍｍ、前部ワイヤー挿通穴６の長さＬ_２が１０ｍｍでその穴径が１．３ｍｍ、ワイヤー径が１．２ｍｍにおいて、引出し抵抗が２５０ｇ付与されるように設定することが好ましい。
【００２４】
また、上記ストッパーリング１８は必ずしも導電材料である必要はない。
上記溶接用コンタクトチップ１は図３に示すように、その取付用雄ねじ１３を介して溶接トーチ本体１９に具備され、上記ワイヤー７はワイヤーパック２０から巻き戻されて溶接トーチ本体１９内を通り、図１に示すように入口側ワイヤー挿通穴１４、スリーブ１５のワイヤー通路穴１６、後部ワイヤー挿通穴５及び前部ワイヤー挿通穴６を通って給電チップ２の先端２ａから突出される。また給電は、図３に示すように、電源部２１から溶接トーチ本体１９と被溶接部材２２に配線され、溶接トーチ本体１９からの電流がチップアダプタ３を通じて給電チップ２へ流れ、該給電チップ２とワイヤー７との接触部からワイヤー７へ給電されるようになっている。
【００２５】
次に上記実施例の作用について説明する。
図３に示すようにワイヤーパック２０に巻かれたワイヤー７を巻き戻しつつ送り出し、溶接用コンタクトチップ１の先端から突出するワイヤー７の先端を被溶接部材２２に近接させ、電源２１から給電チップ２と被溶接部材２２に給電してアーク溶接を行う。尚、図３においては図面を簡略化するため、ガスシール機構の図示を省略してある。
【００２６】
この溶接時において、溶接用コンタクトチップ１内に設けられたスリーブ１５は弾性体１７の押圧力により溶接用コンタクトチップ１の径方向に押圧され、そのスリーブ１５のワイヤー通路穴１６の軸心はコンタクトチップ１の軸心すなわち給電チップ２の前部ワイヤー挿通穴６の軸心Ｘ−Ｘから径方向に偏心させられる。
【００２７】
そのため、スリーブ１５のワイヤー通路穴１６に位置するワイヤー７はスリーブ１５の前後に大径の後部ワイヤー挿通穴６と大径の入口側ワイヤー挿通穴１４が存在することによって、前部ワイヤー挿通穴６の軸心Ｘ−Ｘから強制的に偏心移動させられる。
【００２８】
このワイヤー７の偏心移動により、そのワイヤー７における前部ワイヤー挿通穴６の先端２ａに位置する部分は給電チップ２に強制的にかつ安定的に一定の押圧力で接触する。そのため、その接触力が高水準で安定して行われ、給電チップ１からワイヤー７への給電性が常時安定し、ワイヤー７に供給された電流の波形を安定化できる。
【００２９】
また、弾性体１７の押圧力によってワイヤー７を一方向へ強制して押し付ける作用が生じ、このため溶接用コンタクトチップ１内におけるワイヤー７の通過形状が常に一定の波形に維持されるので、溶接用コンタクトチップ１の先端部（ワイヤー導出部である給電チップ２の先端２ａ）から出てくるワイヤー７は常に一定方向を保つことになる。そのため、溶接用コンタクトチップ１の先端部におけるワイヤー７の振れが確実に防止され、ビード形状の蛇行もなくなり、その結果、溶接継手部位置決め精度も大幅に向上する。
【００３０】
次に前記図５に示す従来構造の溶接用コンタクトチップ１０１と下記の構造による本発明の溶接用コンタクトチップ１を使用してアーク溶接を実施した結果を示す。
【００３１】
本発明の溶接用コンタクトチップにおける長さＬ_１を４５ｍｍとし、弾性体であるコイルスプリングの線径を０．４５ｍｍ、その自由高さを５．０ｍｍ、コイル中心径を３．０ｍｍ、有効巻数を３．０、材質をピアノ線とし、スリーブ１５を特殊綱焼き入材又はベリリウム銅材でそのワイヤー通路穴１６の穴径を１．３ｍｍとし、スリーブ１５におけるワイヤー引出し抵抗を２５０ｇとした。尚、その他の寸法は上記の寸法とした。
【００３２】
尚、溶接条件は次の通りである。
電流３００Ａ、電圧３０Ｖ、溶接速度１．０ｍ／分、ワイヤー径１．２ｍｍ
このときの本発明における電流波形は図４（ａ）に示す状態となり、従来例のものにおける電流波形は図４（ｂ）に示す状態であった。
【００３３】
この図４から明らかなように本発明の溶接用コンタクトチップにおいては（ａ）の如く、電流波形が安定し、バラツキも小さい。これに対し、従来のものにおいては（ｂ）の如く電流波形のバラツキがあり電流値も不安定かつバラツキも大きい。
【００３４】
また、ワイヤー７の振れについて、本発明のものは振れがなく溶接継手部位置決め精度が良好であった。これに対し、従来例のものにおいては、ワイヤーの振れが発生し、溶接継手部位置決め精度がよくなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上のようであるから本発明によれば供給される溶接ワイヤーが巻きぐせのついたものであっても、その溶接ワイヤーの給電効果が従来に比べて向上し、溶接アークの発生及び電流値が安定する。
【００３６】
また、溶接用コンタクトチップの先端部から突出する溶接ワイヤーの振れも防止でき、溶接継手部位置決め精度の向上を図ることができる。
以上のことから溶接品質の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接用コンタクトチップの実施例を示す縦断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の溶接用コンタクトチップを備えたアーク溶接装置の略図。
【図４】電流波形を示すもので（ａ）は本発明のものによる波形、（ｂ）は従来のものによる波形を示す。
【図５】従来の溶接用コンタクトチップを示す縦断面図。
【符号の説明】
１…溶接用コンタクトチップ２…給電チップ３…チップアダプタ
５，６，１４…溶接ワイヤー挿通穴１０…空間部１５…スリーブ
１６…溶接ワイヤー通路穴１７…弾性体

Claims

体内に溶接ワイヤーを挿通するワイヤー挿通穴を有するアーク溶接用コンタクトチップにおいて、上記溶接ワイヤー挿通穴の道中に設けた大径の空間部と、該空間部に配置され、コンタクトチップの径方向に移動可能でかつ溶接ワイヤー通路穴を形成したスリーブと、該スリーブをチップ径方向に付勢する弾性体とを有し、上記スリーブの前後部分の溶接ワイヤー挿通穴の径をコンタクトチップの先部における溶接ワイヤー挿通穴の径より大径に形成したことを特徴とするアーク溶接用コンタクトチップ。