JP5448060B2 - Consumable electrode gas shield arc welding torch - Google Patents
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Description
本発明は、改良された消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに関するものである。 The present invention relates to an improved consumable electrode gas shielded arc welding torch.
今日、溶接の作業能率を向上させるために、溶接用ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。この場合、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ(以下、溶接トーチという)が取り付けられ、ワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤが溶接トーチに送給されて、電力及びシールドガスが溶接トーチに供給されて溶接が行われる。 Today, in order to improve the work efficiency of welding, it is widely performed to automate welding using a welding robot. In this case, a consumable electrode gas shielded arc welding torch (hereinafter referred to as a welding torch) is attached to the wrist of the manipulator of the articulated robot, and a welding wire wound around a wire reel is fed to the welding torch for electric power and shielding. Gas is supplied to the welding torch for welding.
溶接トーチに送給される溶接ワイヤは、通常、ワイヤリールに巻かれているために曲がり癖がついている。この溶接ワイヤの曲がり癖は一定ではないために、溶接トーチの先端に取り付けた給電チップから送出される溶接ワイヤの先端位置を、所望の溶接狙い位置に一致させることが困難である。 Since the welding wire fed to the welding torch is usually wound around a wire reel, the welding wire is bent. Since the bending curve of the welding wire is not constant, it is difficult to match the tip position of the welding wire sent from the power feed tip attached to the tip of the welding torch to the desired welding target position.
また、溶接トーチの先端に取り付けた給電チップに、溶接ワイヤが内接触することによって溶接ワイヤに電力が供給されるが、溶接ワイヤの曲がりが一定でなければ、溶接ワイヤと給電チップとの接触点が一定にならない。この結果、溶接ワイヤと給電チップとの接触点から溶接ワイヤの先端部までの長さが変動する。この変動によって溶接ワイヤの突出し長さ部分の抵抗発熱が変動して、溶接ワイヤの溶融量が変化し、その結果、アーク長が変動して均一な溶接ビードを形成することができない。 In addition, power is supplied to the welding wire when the welding wire comes into internal contact with the power supply tip attached to the tip of the welding torch. If the bending of the welding wire is not constant, the contact point between the welding wire and the power supply tip Is not constant. As a result, the length from the contact point between the welding wire and the power feed tip to the tip of the welding wire varies. Due to this variation, the resistance heat generation of the protruding length portion of the welding wire varies, and the amount of melting of the welding wire varies. As a result, the arc length varies and a uniform weld bead cannot be formed.
そこで、上述した課題を解決するために、下記の強制加圧給電トーチが提案されている。図4は、従来技術の溶接トーチの断面図である。同図において、溶接ワイヤの送給方向をX1とし、その逆方向をX2とする。溶接トーチ1のトーチボディ2の先端部(X1方向)に、第1チップボディ3a及び第2チップボディ3bから成るチップボディ3が取り付けられ、このチップボディ3の先端部にチップホルダ4が取り付けられている。このチップホルダ4の先端部にはセラミックから成る耐熱部材5が設けられている。これらのトーチボディ2、チップボディ3、チップホルダ4、耐熱部材5は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されている。また、上述した耐熱部材5は、溶接ワイヤがチップホルダ4のワイヤ挿通孔に接触したとき、溶接ワイヤに給電することを防止している。
Therefore, in order to solve the above-described problems, the following forced pressurizing power supply torch has been proposed. FIG. 4 is a cross-sectional view of a prior art welding torch. In the figure, the feeding direction of the welding wire is X1, and the opposite direction is X2. A
スプリング6がトーチボディ2の内部に設けられている。加圧シャフト7がチップボディ3の内部に設けられて、加圧シャフト7の基端部(X2方向)がスプリング6の先端部に当接している。これらのスプリング6及び加圧シャフト7は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されている。図示を省略したワイヤ送給装置から送給された溶接ワイヤをガイドするワイヤガイドライナ14の先端部が、スプリング6内を挿通して、加圧シャフト7の基端部に挿入されている。
A
給電チップ8は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されていて、給電チップ8の基端部(X2方向)が第2のチップボディ3bの先端部に挿入されて、加圧シャフト7の先端部に当接していて、給電チップ8の先端部(X1方向)がチップホルダ4に挿入されている。即ち、給電チップ8は、加圧シャフト7とチップホルダ4とで押圧されている。また、この給電チップ8は、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割り9が形成されていて、給電チップ8の側面で縦すり割り9の基端部近傍の肉厚を薄くして、給電チップ8が曲がり易くしている。
The
また、給電チップ8の側面には、チップホルダ4の基端部に形成された傾斜面と当接するテーパ形状10が形成されている。このために、上述したように縦すり割り9が形成されているので、給電チップ8の先端部をチップホルダ4に挿入して、加圧シャフト7とチップホルダ4とで給電チップ8を押圧すると、給電チップ8のワイヤ挿通孔9の先端部が縮径して、ワイヤ挿通孔の内面が、溶接ワイヤを加圧して給電する。
Further, a
オリフィス11が第1チップボディ3aの下方に設けられて、ノズル12がチップホルダ4とオリフィス11とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィス11の噴出孔を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。第1チップボディ3aの周りに絶縁ブッシュ13が設けられている。(例えば、特許文献1参照。)。
An orifice 11 is provided below the first tip body 3 a, and a
以下、動作を説明する。図示を省略したワイヤ送給装置から送給された溶接ワイヤが、ワイヤガイドライナ14によってガイドされて、スプリング6、加圧シャフト7、給電チップ8及びチップホルダ4を挿通する。そして、スプリング6が加圧シャフト7を押圧して、この加圧シャフト7とチップホルダ4とで給電チップ8を押圧する。このとき、この給電チップ8には、縦すり割り9が形成されているので、給電チップ8のワイヤ挿通孔の内面が、溶接ワイヤを加圧し給電する。
The operation will be described below. A welding wire fed from a wire feeding device (not shown) is guided by the
また、トーチボディ2に供給された電力が、チップボディ3を流れて、チップホルダ4に流れて給電チップ8へ電力が供給され、溶接ワイヤに供給される。シールドガスがオリフィス11の噴出孔を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。
Further, the electric power supplied to the
上述した従来技術の溶接トーチ1は、溶接ワイヤがチップホルダ4のワイヤ挿通孔に接触したとき、溶接ワイヤに給電することを防止するために、チップホルダ4の先端部にセラミックから成る耐熱部材5が設けられている。この結果、給電チップ8のみで溶接ワイヤに給電されるので、給電点が安定して、適切な溶接ビードを形成することができた。しかし、アークがセラミックから成る耐熱部材5に接触したり、ワイヤが燃え上がると、セラミックは溶着し易く、また、熱で割れてしまうという不具合があった。また、溶接中に割れたセラミックの破片が被溶接物に混入して溶接不良が発生することがあった。
In the
本発明は、チップホルダの先端部にセラミックから成る耐熱部材を設けずに、チップホルダで溶接ワイヤに給電する溶接トーチを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a welding torch that supplies power to a welding wire with a chip holder without providing a heat-resistant member made of ceramic at the tip of the chip holder.
第1の発明は、
トーチボディと、
このトーチボディの先端部に取り付けられたチップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられて、先端部にセラミックから成る耐熱部材を設けずに、全てが金属で形成されて、基端部側から内部に中空部が形成されて、先端部にワイヤ挿通孔が形成されて、このワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが接触して給電されるチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部が前記チップホルダの前記中空部に挿入されて、先端部側面にテーパ形状が形成され、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されて、先端部からこのワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成され、この縦すり割りの基端部側面の肉厚を薄くした矯正用チップと、
前記トーチボディの内部に設けられたスプリングとを備え、
前記スプリングのバネ力によって前記矯正用チップの前記テーパ形状が前記チップホルダの基端部に押圧されて、前記矯正用チップのワイヤ挿通孔が縮径して前記溶接ワイヤを加圧したときに、前記矯正用チップの先端部と前記チップホルダのワイヤ挿通孔が形成された先端部内面との間に距離が形成されるように前記テーパ形状が形成され、
前記溶接ワイヤが前記矯正用チップのワイヤ挿通孔と前記チップホルダのワイヤ挿通孔とで接触し、前記溶接ワイヤが前記矯正用チップのワイヤ挿通孔で矯正されて、前記チップホルダのワイヤ挿通孔で給電されることを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
The first invention is
Torch body,
A tip body attached to the tip of the torch body;
Attached to the tip of the chip body, without providing a heat-resistant member made of ceramic at the tip, all is made of metal, a hollow part is formed inside from the base end side, and a wire is formed at the tip A chip holder in which an insertion hole is formed and a welding wire comes into contact with the wire insertion hole and is fed;
Provided between the tip portion of the tip body and the tip holder, the tip portion is inserted into the hollow portion of the tip holder, a tapered shape is formed on the side surface of the tip portion, and a wire insertion hole in the shaft core portion Is formed, a vertical slit extending from the distal end portion along the wire insertion hole is formed, and a correction tip having a reduced thickness on the side surface of the base end portion of the vertical slit, and
A spring provided inside the torch body,
When the taper shape of the correction tip is pressed against the proximal end portion of the tip holder by the spring force of the spring, the wire insertion hole of the correction tip is reduced in diameter and pressurizes the welding wire. The taper shape is formed so that a distance is formed between the tip of the correction tip and the inner surface of the tip of the tip holder where the wire insertion hole is formed,
The welding wire comes into contact with the wire insertion hole of the correction tip and the wire insertion hole of the tip holder, the welding wire is corrected with the wire insertion hole of the correction tip, and the wire insertion hole of the tip holder A consumable electrode gas shielded arc welding torch that is supplied with power.
第2の発明は、
第1の発明に記載のチップホルダが、その先端部に凹部が形成されて、
銅タングステン又は銀タングステンから成り、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成された導電部材が前記凹部に挿入されて圧着されたことを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
The second invention is
In the tip holder according to the first invention, a concave portion is formed at the tip,
A consumable electrode gas shielded arc welding torch characterized in that a conductive member made of copper tungsten or silver tungsten and having a wire insertion hole formed in an axial core portion is inserted into the concave portion and crimped.
本発明の溶接トーチは、矯正用チップによって溶接ワイヤの曲がり癖を矯正して、チップホルダのワイヤ挿通孔によって溶接ワイヤに給電していて、従来技術のように、チップホルダの先端部にセラミックから成る耐熱部材が設けられていないので、アークがセラミックに接触したり、ワイヤが燃え上がってセラミックが溶着したり、熱で割れることがない。また、溶接中に割れたセラミックの破片が被溶接物に混入して溶接不良が発生することもない。 The welding torch according to the present invention corrects the bending wrinkles of the welding wire with a straightening tip and supplies power to the welding wire through the wire insertion hole of the tip holder. Since the heat-resistant member is not provided, the arc does not contact the ceramic, the wire burns up, the ceramic is welded, and the heat does not break. Also, there is no possibility of welding failure due to ceramic fragments cracked during welding mixed into the workpiece.
[実施の形態1]
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態1の溶接トーチの断面図であり、図2は、本発明の実施の形態1の溶接トーチの分解断面図である。図1及び2において、溶接トーチ20のチップホルダ21は、第2チップボディ3bの先端部に取り付けられて、全てが銅合金等の導電性を有して熱伝導性の良い金属で形成されて、基端部側(X2方向)から内部に、後述する矯正用チップ23の先端部が挿入される中空部が形成されて、先端部にワイヤ挿通孔が形成されて、このチップホルダ21のワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが接触して給電される。チップホルダ21の基端部には、後述する矯正用チップ23のテーパ形状24が当接する傾斜面22が形成されている。
[Embodiment 1]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described based on examples with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a welding torch according to
矯正用チップ23は、図4に示した従来技術の溶接トーチ1の給電チップ8と同構造である。そのために、この矯正用チップ23は、給電チップ8と同様に溶接ワイヤに給電することは可能であるが、通常、被溶接物に近い方から電流が流れるので、溶接ワイヤへの給電は、チップホルダ21によって給電される。この矯正用チップ23は、溶接ワイヤの曲がり癖を矯正するために使用される。矯正用チップ23の先端部と前記チップホルダ2のワイヤ挿通孔が形成された先端部内面との間に距離が形成されるが、スプリング6のバネ力によって矯正用チップ23のテーパ形状24がチップホルダ21の基端部に形成された傾斜面22に押圧されて、矯正用チップ23のワイヤ挿通孔が縮径して溶接ワイヤを加圧したときに、上記の距離が形成されるようにテーパ形状24が形成されている。その他の機能については、図4に示した従来技術の溶接トーチ1と同機能に同符号を付して、説明を省略する。
The straightening
以下、動作を説明する。図1及び2において、図示を省略したワイヤ送給装置から送給された溶接ワイヤが、ワイヤガイドライナ14によってガイドされて、スプリング6、加圧シャフト7、矯正用チップ23及びチップホルダ21を挿通する。そして、スプリング6のバネ力によって加圧シャフト7が矯正用チップ23を押圧することによって、矯正用チップ23のテーパ形状24がチップホルダ21の傾斜面22に押圧される。このとき矯正用チップ23には、縦すり割り25が形成されているので、矯正用チップ23のワイヤ挿通孔の内面が、溶接ワイヤを加圧して曲がり癖を矯正する。
The operation will be described below. 1 and 2, a welding wire fed from a wire feeding device (not shown) is guided by a
また、トーチボディ2に供給された電力が、チップボディ3を流れて、チップホルダ21に流れて、ワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが接触して給電される。このとき、チップホルダ21から矯正用チップ23へも電力が供給されて、溶接ワイヤに供給されようとするが、通常、被溶接物に近い方から電流が流れる。従って、溶接ワイヤへの給電は、チップホルダ21によって給電されるので、溶接ワイヤへの給電点は安定している。シールドガスがオリフィス11の噴出孔を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。
Further, the electric power supplied to the
この結果、上述したように、本発明の実施の形態1の溶接トーチは、矯正用チップ23によって溶接ワイヤの曲がり癖を矯正して、チップホルダ21のワイヤ挿通孔によって溶接ワイヤに給電していて、従来技術のように、チップホルダ21の先端部にセラミックから成る耐熱部材5が設けられていないので、アークがセラミックに接触したり、ワイヤが燃え上がってセラミックが溶着したり、熱で割れることがない。また、溶接中に割れたセラミックの破片が被溶接物に混入して溶接不良が発生することもない。
As a result, as described above, the welding torch according to the first embodiment of the present invention corrects the bending wrinkles of the welding wire with the
また、従来技術の溶接トーチ1のチップホルダ4に設けられたセラミックの製作工程は、一般的に焼結した後は無加工のままとなるため、耐熱部材の寸法誤差が大きく、ワイヤ挿通孔の寸法精度を高くすることができなかった。さらに、従来技術の溶接トーチ1のチップホルダ4の先端部にセラミックから成る耐熱部材5を埋め込んで圧着を行うために、耐熱部材5のワイヤ挿通孔がチップホルダ4の軸芯からずれることがあり、被溶接物に対する溶接ワイヤの先端位置の狙いの精度を高めることが困難であった。
Moreover, since the ceramic manufacturing process provided in the tip holder 4 of the
これに対して本発明の実施の形態1の溶接トーチ20は、チップホルダ21をすべて同一素材で形成することによって、ワイヤ挿通孔の加工精度を向上させることができるので、被溶接物に対する溶接ワイヤの先端の狙い位置のずれを低減することができる。特に、溶接ワイヤとしてペールパックに収納されたパックワイヤを使用する場合、螺旋状の曲がり癖が大きく付いていて、曲がり癖が一定でないので、本発明の実施の形態1の溶接トーチ20を使用することによって、溶接ワイヤの先端の狙い位置のずれを低減することができ、高品質な溶接ビードを形成することができる。また、矯正用チップ23で溶接ワイヤを矯正しているために、チップホルダ21へのワイヤ挿通孔の接触が緩やかとなるために、ワイヤ挿通孔の摩耗が抑えられ、チップホルダ21の寿命をさらに伸ばすことができる。また、使用済みのチップホルダ21を廃却するときに、従来技術のような耐熱部材5を分別する必要がない。
On the other hand, the
なお、本発明の実施の形態1の溶接トーチ20は、上述したチップホルダ21を銅合金で形成する代わりに、チップホルダ21の全てをカーボンで形成しても良い。この場合、溶接時のスパッタがチップホルダ21に付着することを低減することができる。
In addition, the
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の形態2の溶接トーチのチップホルダの断面図である。同図において、溶接トーチ30のチップホルダ31の先端部に凹部32が形成されて、この凹部32に銅タングステン又は銀タングステン等の耐熱性を有し、耐摩耗性を有する素材で形成された導電部材33が挿入されて圧着されている。この導電部材33は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されている。本発明の実施の形態2の溶接トーチ30は、図1に示した本発明の実施の形態1の溶接トーチ20のチップホルダ21のみを図3に示したチップホルダ31に代えた機能と同じであるので、チップホルダ31以外の機能の説明は省略する。また、本発明の実施の形態2の溶接トーチ30の動作も本発明の実施の形態1の溶接トーチ20の動作と同様であるので、説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a sectional view of the tip holder of the welding torch according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a
この結果、本発明の実施の形態2の溶接トーチ30は、本発明の実施の形態1の溶接トーチ20と同様に、チップホルダ31の先端部にセラミックから成る耐熱部材5が設けられていないので、アークがセラミックに接触したり、ワイヤが燃え上がってセラミックが溶着したり、熱で割れることがない。また、溶接中に割れたセラミックの破片が被溶接物に混入して溶接不良が発生することもない。
As a result, the welding torch 30 according to the second embodiment of the present invention is not provided with the heat-
また、矯正用チップ23で溶接ワイヤを矯正しているために、チップホルダ31へのワイヤ挿通孔の接触が緩やかとなるために摩耗が抑えられ、チップホルダ31の寿命をさらに伸ばすことができる。また、チップホルダ31の先端部に耐熱性を有し、耐摩耗性を有する素材で形成された導電部材33が挿入されて圧着されているので、本発明の実施の形態1の溶接トーチ20よりもさらにチップホルダ31の寿命をさらに伸ばすことができる。
Further, since the welding wire is straightened by the straightening
1 溶接トーチ
2 トーチボディ
3 チップボディ
3a 第1チップボディ
3b 第2チップボディ
4 チップホルダ
5 耐熱部材
6 スプリング
7 加圧シャフト
8 給電チップ
9 ワイヤ挿通孔
10 テーパ形状
11 オリフィス
12 ノズル
13 絶縁ブッシュ
14 ワイヤガイドライナ
20 溶接トーチ
21 チップホルダ
22 傾斜面
23 矯正用チップ
24 テーパ形状
25 縦すり割り
30 溶接トーチ
31 チップホルダ
32 凹部
33 導電部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
このトーチボディの先端部に取り付けられたチップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられて、先端部にセラミックから成る耐熱部材を設けずに、全てが金属で形成されて、基端部側から内部に中空部が形成されて、先端部にワイヤ挿通孔が形成されて、このワイヤ挿通孔に溶接ワイヤが接触して給電されるチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部が前記チップホルダの前記中空部に挿入されて、先端部側面にテーパ形状が形成され、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されて、先端部からこのワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成され、この縦すり割りの基端部側面の肉厚を薄くした矯正用チップと、
前記トーチボディの内部に設けられたスプリングとを備え、
前記スプリングのバネ力によって前記矯正用チップの前記テーパ形状が前記チップホルダの基端部に押圧されて、前記矯正用チップのワイヤ挿通孔が縮径して前記溶接ワイヤを加圧したときに、前記矯正用チップの先端部と前記チップホルダのワイヤ挿通孔が形成された先端部内面との間に距離が形成されるように前記テーパ形状が形成され、
前記溶接ワイヤが前記矯正用チップのワイヤ挿通孔と前記チップホルダのワイヤ挿通孔とで接触し、前記溶接ワイヤが前記矯正用チップのワイヤ挿通孔で矯正されて、前記チップホルダのワイヤ挿通孔で給電されることを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。 Torch body,
A tip body attached to the tip of the torch body;
Attached to the tip of the chip body, without providing a heat-resistant member made of ceramic at the tip, all is made of metal, a hollow part is formed inside from the base end side, and a wire is formed at the tip A chip holder in which an insertion hole is formed and a welding wire comes into contact with the wire insertion hole and is fed;
Provided between the tip portion of the tip body and the tip holder, the tip portion is inserted into the hollow portion of the tip holder, a tapered shape is formed on the side surface of the tip portion, and a wire insertion hole in the shaft core portion Is formed, a vertical slit extending from the distal end portion along the wire insertion hole is formed, and a correction tip having a reduced thickness on the side surface of the base end portion of the vertical slit, and
A spring provided inside the torch body,
When the taper shape of the correction tip is pressed against the proximal end portion of the tip holder by the spring force of the spring, the wire insertion hole of the correction tip is reduced in diameter and pressurizes the welding wire. The taper shape is formed so that a distance is formed between the tip of the correction tip and the inner surface of the tip of the tip holder where the wire insertion hole is formed,
The welding wire comes into contact with the wire insertion hole of the correction tip and the wire insertion hole of the tip holder, the welding wire is corrected with the wire insertion hole of the correction tip, and the wire insertion hole of the tip holder A consumable electrode gas shielded arc welding torch characterized by being fed.
銅タングステン又は銀タングステンから成り、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成された導電部材が前記凹部に挿入されて圧着されたことを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。 The chip holder according to claim 1, wherein a concave portion is formed at a tip portion thereof,
A consumable electrode gas shield arc welding torch characterized in that a conductive member made of copper tungsten or silver tungsten and having a wire insertion hole formed in an axial core portion is inserted into the concave portion and crimped.
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