JP5467693B2 - Narrowing nozzle and TIG welding torch using the same - Google Patents

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Description

本発明は、主にステンレス鋼板や電磁鋼板等の金属薄板の端部同士を突合せ溶接するTIG溶接に於いて使用されるTIG溶接用トーチに取り付けられる狭窄ノズル及びこれを用いたTIG溶接用トーチに係り、特に、タングステン電極棒の先端部周囲に狭窄ノズルを配設し、当該狭窄ノズルからアークの周囲に高速整流ガスを流すことによって、プラズマ気流の流れを速め、アークに作用する電磁力及び磁界を強化してアークのエネルギー密度、アークの指向性及び硬直性をそれぞれ高めて高速溶接を行えるようにし、また、アルゴンガスやヘリウム等のシールドガスによる溶接部のシールド効果の向上を図れて高品質な溶接を行えるようにし、更に、タングステン電極棒の交換時にタングステン電極棒を元の位置に簡単且つ正確に取り付けることができて再現性及び作業性の向上を図れるようにした狭窄ノズル及びこれを用いたTIG溶接用トーチに関するものである。   The present invention mainly relates to a narrowing nozzle attached to a TIG welding torch used in TIG welding in which ends of metal thin plates such as stainless steel plate and electromagnetic steel plate are butt welded to each other, and a TIG welding torch using the same. In particular, an electromagnetic force and a magnetic field acting on the arc are accelerated by disposing a constricting nozzle around the tip of the tungsten electrode rod and flowing a high-speed rectifying gas from the constricting nozzle around the arc, thereby accelerating the flow of the plasma air flow. Enhance the arc energy density, arc directivity and rigidity to enable high-speed welding, and improve the shielding effect of the welded part with shielding gas such as argon gas or helium. In addition, the tungsten electrode rod can be easily and accurately attached to the original position when replacing the tungsten electrode rod. Rukoto relates TIG welding torch using the constricting nozzle and the same to thereby improving the reproducibility and workability can.

一般に、TIG溶接法は、タングステン電極棒の周囲にアルゴンガス等のシールドガスを流してタングステン電極棒と被溶接物である母材との間にアーク(アークプラズマ)を発生させ、そのアークの熱で母材を溶融するようにしたものであり、金属材料を用いる製造現場では重要な接合技術として広く利用されている。   In general, in the TIG welding method, an arc (arc plasma) is generated between a tungsten electrode rod and a base material which is an object to be welded by flowing a shielding gas such as argon gas around the tungsten electrode rod, and the heat of the arc is generated. The base material is melted at the same time, and is widely used as an important joining technique in manufacturing sites using metal materials.

しかし、TIG溶接法は、他の溶接法(例えば、プラズマ溶接法やレーザー溶接法、電子ビーム溶接法)に比べて下記の(1)〜(5)に示すような問題がある。
(1)TIG溶接法は、プラズマ溶接法等の他の溶接法に比べて溶接能力や溶接強度が劣る。
(2)TIG溶接法は、タングステン電極棒やシールドガスとして使用するアルゴンガスが比較的高価であり、経費が嵩む。
(3)TIG溶接法は、溶接時にシールドガスが風の影響を受け易く、シールド効果が悪い。尚、シールド効果が悪いと、溶接2番部(溶接熱により母材部に生ずる熱影響部のことをいい、溶接熱によって急熱・急冷されて母材の組織が変化した部分)に黒っぽい焼けやビード表面に酸化膜が発生する。
(4)TIG溶接法は、小電流で溶接を行う際にアーク長を短くしないと、アークが不安定になる。
(5)TIG溶接法は、溶接速度を速くすると、溶接2番部にアンダーカット(へこみ)が発生する。
However, the TIG welding method has the following problems (1) to (5) as compared with other welding methods (for example, a plasma welding method, a laser welding method, and an electron beam welding method).
(1) The TIG welding method is inferior in welding ability and welding strength as compared with other welding methods such as a plasma welding method.
(2) In the TIG welding method, the tungsten electrode rod and the argon gas used as the shielding gas are relatively expensive, and the cost increases.
(3) In the TIG welding method, the shielding gas is easily affected by wind during welding, and the shielding effect is poor. If the shielding effect is poor, the second part of the weld (the heat-affected zone that occurs in the base metal due to welding heat, which is the part where the base metal structure has changed due to rapid heating / cooling due to welding heat) is burnt darkly. And an oxide film is generated on the bead surface.
(4) In the TIG welding method, if the arc length is not shortened when welding is performed with a small current, the arc becomes unstable.
(5) When the welding speed is increased in the TIG welding method, an undercut (dent) is generated in the second weld portion.

一方、TIG溶接法に用いるTIG溶接用トーチとしては、例えば、アルゴンガス等のシールドガスを放出するための筒状のシールドノズルを用いたTIG溶接用トーチ(特許文献1)や、前記シールドノズルとアークのエネルギー密度を高めるための狭窄ノズルとを用いたTIG溶接用トーチ(特許文献2)が知られている。   On the other hand, as the TIG welding torch used in the TIG welding method, for example, a TIG welding torch (Patent Document 1) using a cylindrical shield nozzle for releasing a shielding gas such as argon gas, the shield nozzle and the like A TIG welding torch (Patent Document 2) using a constricting nozzle for increasing the energy density of an arc is known.

図12はシールドノズルを用いた従来のTIG溶接用トーチの一例を示すものであり、当該TIG溶接用トーチは、トーチボディ20内にタングステン電極棒21を保持固定する電極コレット22を挿着すると共に、トーチボディ20の先端にアルゴンガス等のシールドガスGを放出するセラミック製のシールドノズル23を取り付けた構造になっており、トーチボディ20の内部を通して流入して来たシールドガスGをトーチボディ20の先端部に設けたフィルター等から成るガスレンズ24により層流化し、この層流化したシールドガスGをシールドノズル23から被溶接物である母材へ向って流し、シールドガスGの雰囲気中でタングステン電極棒21と母材との間にアーク(アークプラズマ)を発生させ、そのアークの熱で母材を溶融するようにしたものである。   FIG. 12 shows an example of a conventional TIG welding torch using a shield nozzle. The TIG welding torch is inserted with an electrode collet 22 for holding and fixing a tungsten electrode rod 21 in the torch body 20. The torch body 20 has a structure in which a ceramic shield nozzle 23 for releasing a shield gas G such as argon gas is attached to the tip of the torch body 20, and the shield gas G that has flowed in through the torch body 20 is supplied to the torch body 20. The laminar flow is performed by a gas lens 24 comprising a filter or the like provided at the tip of the gas, and the laminar flow of the shield gas G flows from the shield nozzle 23 toward the base material to be welded. An arc (arc plasma) is generated between the tungsten electrode rod 21 and the base material, and the base material is melted by the heat of the arc. It is obtained by way.

また、図13はシールドノズル23及び狭窄ノズル25を用いた従来のTIG溶接用トーチの一例を示すものであり、当該TIG溶接用トーチは、トーチボディ(図示省略)内にタングステン電極棒21を保持固定する電極コレット(図示省略)を挿着すると共に、トーチボディの先端にアルゴンガス等のシールドガスGを流すセラミック製のシールドノズル23を取り付け、更に、シールドノズル23の先端部にシールドノズル23よりも小径に形成された先窄まり状の狭窄ノズル25を取り付けた構造になっており、狭窄ノズル25からタングステン電極棒21と母材との間に発生したアーク(アークプラズマ)の周囲にシールドガスGを集中的に流し、シールドガスGによるサーマルピンチ効果によりアークのエネルギー密度を高めるようにしたものである。   FIG. 13 shows an example of a conventional TIG welding torch using a shield nozzle 23 and a constricting nozzle 25. The TIG welding torch holds a tungsten electrode rod 21 in a torch body (not shown). A fixed electrode collet (not shown) is inserted, and a ceramic shield nozzle 23 for flowing a shield gas G such as argon gas is attached to the tip of the torch body. Further, a shield nozzle 23 is attached to the tip of the shield nozzle 23 from the shield nozzle 23. Also, a constricted nozzle 25 having a small diameter is attached, and a shielding gas is formed around the arc (arc plasma) generated between the tungsten electrode rod 21 and the base material from the constricted nozzle 25. G is concentrated and the energy density of the arc is increased by the thermal pinch effect of the shielding gas G Those were Unishi.

しかしながら、シールドノズル23や狭窄ノズル25を用いた従来のTIG溶接用トーチに於いても、TIG溶接に於ける上述の如き問題を全て解決することは不可能であり、下記に示すような問題を抱えている。   However, even with the conventional TIG welding torch using the shield nozzle 23 and the constricting nozzle 25, it is impossible to solve all of the above problems in TIG welding. I have it.

例えば、シールドノズル23を用いたTIG溶接用トーチは、比較的内径の大きいシールドノズル23の先端からシールドガスGを拡散放出するだけであるため、アーク周辺のシールドガスGの濃度が低下し、エネルギー密度の高いアークが得られず、不安定なアークになっていた。そのため、溶接速度を遅くしなければならないうえ、アークの指向性等が悪いという問題があった。   For example, since the TIG welding torch using the shield nozzle 23 only diffuses and releases the shield gas G from the tip of the shield nozzle 23 having a relatively large inner diameter, the concentration of the shield gas G around the arc decreases, and the energy A high-density arc was not obtained, and the arc was unstable. For this reason, there is a problem that the welding speed must be slow and the directivity of the arc is poor.

また、シールドノズル23及び狭窄ノズル25を用いたTIG溶接用トーチは、狭窄ノズル25からアークの周囲へシールドガスGを集中的に流すので、アークのエネルギー密度がシールドノズル23のみを用いたTIG溶接用トーチに比較して高められるため、溶接速度を速くできてアークの指向性も良くなるが、反対にシールドガスGの放出範囲が狭められてシールド効果が悪くなり、溶接の品質が低下するという問題があった。
しかも、タングステン電極棒21を交換したときに、タングステン電極棒21を元の位置(狭窄ノズル25の中心位置)にセットし難く、再現性及び作業性に劣るという問題があった。
Further, the TIG welding torch using the shield nozzle 23 and the constriction nozzle 25 causes the shield gas G to flow intensively from the constriction nozzle 25 to the periphery of the arc, so that the energy density of the arc is TIG welding using only the shield nozzle 23. Because the welding speed can be increased and the directivity of the arc can be improved because it is increased compared with the torch for the use, but the discharge range of the shielding gas G is narrowed and the shielding effect is deteriorated, and the quality of welding is reduced. There was a problem.
Moreover, when the tungsten electrode rod 21 is replaced, it is difficult to set the tungsten electrode rod 21 to the original position (the center position of the constriction nozzle 25), and there is a problem that the reproducibility and workability are poor.

そのため、TIG溶接法に用いるTIG溶接用トーチに於いては、上述したTIG溶接法に於ける全ての問題を解決する新しいノズルを用いた溶接用トーチの開発が望まれている。   Therefore, in the TIG welding torch used in the TIG welding method, it is desired to develop a welding torch using a new nozzle that solves all the problems in the TIG welding method described above.

特許第3163559号公報Japanese Patent No. 3163559 特許第4327153号公報Japanese Patent No. 4327153

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、アークの周囲に高速整流ガスを流すことによって、プラズマ気流の流れを速め、アークに作用する電磁力及び磁界を強化してアークのエネルギー密度、アークの指向性及び硬直性をそれぞれ高めて高速溶接を行えるようにし、また、アルゴンガスやヘリウム等のシールドガスによる溶接部のシールド効果の向上を図れて高品質な溶接を行えるようにし、更に、タングステン電極棒の交換時にタングステン電極棒を元の位置に簡単且つ正確に取り付けることができて再現性及び作業性の向上を図れるようにした狭窄ノズル及びこれを用いたIG溶接用トーチを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to accelerate the flow of a plasma air flow by flowing a high-speed rectifying gas around the arc, and to generate an electromagnetic force and a magnetic field acting on the arc. Enhance the arc energy density, arc directivity and rigidity to enable high-speed welding, and improve the shielding effect of the welded part with shielding gas such as argon gas or helium. In addition, a narrowed nozzle that enables easy welding and can be easily and accurately attached to the original position when replacing the tungsten electrode rod, thereby improving reproducibility and workability. It is to provide a torch for IG welding.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1の発明は、トーチボディの先端部に配設したガスレンズによりトーチボディの内部を通って流入して来たシールドガスを層流化すると共に、層流化したシールドガスをトーチボディの先端部に配設した筒状のシールドノズルから被溶接物である母材Wへ向って放出し、シールドガスの雰囲気中でシールドノズルの中心位置に配設したタングステン電極棒と母材との間にアークを発生させ、そのアークの熱で母材を溶融するようにしたTIG溶接用トーチに取り付けられる狭窄ノズルに於いて、前記狭窄ノズルは、ガスレンズの先端面中央位置に着脱自在に取り付けられ、タングステン電極棒の先端部周囲にタングステン電極棒と同心状に配置されタングステン電極棒の先端部外周面との間に環状の高速ガス通路を形成する筒状のノズル本体と、ノズル本体の内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒をノズル本体の中心位置に保持するノズル本体の長手方向に沿う複数の位置決め用突条と、複数の位置決め用突条間に形成され、ノズル本体の長手方向に平行に延びて高速ガス通路内を流れるシールドガスを整流化する複数のガス整流溝とから成り、前記位置決め用突条及びガス整流溝をノズル本体の先端から離れた位置に形成すると共に、ノズル本体の先端と位置決め用突条及びガス整流溝との間に位置する高速ガス通路の内径を位置決め用突条及びガス整流溝の上流側の高速ガス通路の内径よりも大きく形成し、トーチボディから放出されるシールドガスの一部を前記高速ガス通路及び各ガス整流溝に流してシールドノズルから放出される層流化したシールドガスよりも速い高速整流ガスとすると共に、ガス整流溝を通過した高速整流ガスの流れを高速ガス通路の下流側部分で安定化し、この安定化した高速整流ガスをノズル本体の先端開口からアークの周囲に流す構成としたことに特徴がある。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the shield gas flowing in through the inside of the torch body is laminarized by a gas lens disposed at the tip of the torch body. The laminar shield gas is discharged from the cylindrical shield nozzle disposed at the tip of the torch body toward the base material W, which is the workpiece, and is placed at the center of the shield nozzle in the atmosphere of the shield gas. to generate an arc between the set tungsten electrode rod and the base material, in the constriction nozzle attached to the TIG welding torch so as to melt the base material in the heat of the arc, the constriction nozzle gas lens the distal end surface center detachably attached to the ring between the a tip portion around the tungsten electrode rod disposed tungsten electrode rod concentrically tip outer peripheral surface of the tungsten electrode rod A cylindrical nozzle body that forms a high-speed gas passage, and a nozzle body that is formed on the inner circumferential surface of the nozzle body so as to protrude at a predetermined interval in the circumferential direction and holds the tungsten electrode rod at the center position of the nozzle body. A plurality of positioning ridges along the longitudinal direction and a plurality of gas rectifying grooves formed between the plurality of positioning ridges and extending parallel to the longitudinal direction of the nozzle body and rectifying the shield gas flowing in the high-speed gas passage The positioning protrusion and the gas rectifying groove are formed at positions away from the tip of the nozzle body, and a high-speed gas passage located between the tip of the nozzle body and the positioning ridge and the gas rectifying groove is formed. An inner diameter is formed larger than the inner diameter of the high-speed gas passage upstream of the positioning protrusion and the gas rectifying groove, and a part of the shield gas discharged from the torch body is part of the high-speed gas passage and each gas rectifier. The high-speed rectification gas that is faster than the laminar shield gas discharged from the shield nozzle and stabilized, and the flow of the high-speed rectification gas that has passed through the gas rectification groove is stabilized at the downstream portion of the high-speed gas passage. It is characterized in that the converted high-speed rectified gas flows from the tip opening of the nozzle body around the arc.

本発明の請求項2の発明は、請求項1の発明に於いて、各ガス整流溝を、ノズル本体の先端開口から高速整流ガスをアークの周囲に均等に流すべくノズル本体の内周面に配置したことに特徴がある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the gas rectifying grooves are formed on the inner peripheral surface of the nozzle body so as to cause the high-speed rectified gas to flow evenly around the arc from the tip opening of the nozzle body. It is characterized by the arrangement .

本発明の請求項3の発明は、請求項1の発明に於いて、各ガス整流溝を、ノズル本体の先端開口から高速整流ガスをアークの周囲の相対する位置に多く流すべくノズル本体の内周面に配置したことに特徴がある。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention , in each gas rectifying groove, the high-speed rectified gas is allowed to flow in a large amount from the opening at the tip of the nozzle main body to the opposite positions around the arc. It is characterized by being arranged on the peripheral surface .

本発明の請求項4の発明は、筒状のトーチボディと、トーチボディ内へ上下動自在且つ回転自在にねじ込み挿着され、タングステン電極棒を着脱自在に保持する電極コレットと、電極コレットの上端部に取り付けられ、電極コレットを正逆回転させてトーチボディに対して上下動させるコレットハンドルと、トーチボディの下端部に着脱自在に取り付けられ、トーチボディの内部を通して流入して来たシールドガスを均質拡散させて層流化するガスレンズと、ガスレンズ又はトーチボディにタングステン電極棒の先端部を囲繞する状態で着脱自在に取り付けられ、ガスレンズにより層流化されたシールドガスをアークの周囲に放出する筒状のシールドノズルと、ガスレンズの先端面中央位置に着脱自在に取り付けられ、タングステン電極棒の先端部周囲に配設された請求項1〜請求項3に記載の何れかの狭窄ノズルとから構成したことに特徴がある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cylindrical torch body, an electrode collet that is screwed into the torch body so as to move up and down and rotate, and holds the tungsten electrode rod detachably, and an upper end of the electrode collet A collet handle that is attached to the body and rotates the electrode collet forward and backward relative to the torch body, and detachably attached to the lower end of the torch body. A gas lens that is uniformly diffused and stratified, and a gas lens or torch body that is detachably attached in a state surrounding the tip of the tungsten electrode rod, and a shield gas that is stratified by the gas lens around the arc A cylindrical shield nozzle that discharges, and a detachable attachment at the center position of the tip of the gas lens. Especially it consisted either of constriction nozzle according to claims 1 to 3 which is disposed around the end portion is characterized.

本発明の請求項1の狭窄ノズルは、タングステン電極棒の先端部周囲にタングステン電極棒と同心状に配置され、タングステン電極棒の先端部外周面との間に環状の高速ガス通路を形成する筒状のノズル本体と、ノズル本体の内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒をノズル本体の中心位置に保持するノズル本体の長手方向に沿う複数の位置決め用突条と、複数の位置決め用突条間に形成され、ノズル本体の長手方向に平行に延びて高速ガス通路内を流れるシールドガスを整流化する複数のガス整流溝とから成り、トーチボディから放出されるシールドガスの一部を前記高速ガス通路に流してシールドノズルから放出される層流化したシールドガスよりも速い高速整流ガスとし、当該高速整流ガスをノズル本体の先端開口からアークの周囲に流す構成としているため、次のような優れた効果を奏することができる。
(1)即ち、本発明の請求項1の狭窄ノズルは、シールドガスの一部をシールドノズルから放出される層流化したシールドガスよりも速い高速整流ガスとし、この高速整流ガスをアークの周囲に流す構成としているため、タングステン電極棒側から被溶接物である母材側へ向って流れるプラズマ気流の速さが従来の速さ(約100m/sec)の2倍〜3倍の速さ(約200〜300m/sec)に達し、アークに作用する電磁力及び磁界が強化され、アークのエネルギー密度、アークの指向性及び硬直性がそれぞれ高められて安定したアークが得られる。
その結果、本発明の請求項1の狭窄ノズルは、溶接速度を従来の溶接速度に比較して5倍〜20倍速い溶接速度(1000mm/min〜7000mm/min)とすることができて高速溶接を行えるうえ、ビード幅が裏表とも均一で且つビードの波形の間隔が等間隔に形成されて高品質の安定した溶接を行える。
(2)本発明の請求項1の狭窄ノズルは、シールドガスを高速整流ガスにして流すと共に、高速溶接が可能となるため、溶接時にシールドガスが風の影響を受けることがなく、また、熱影響部の急熱・急冷によって結晶の粗大化を抑止し、溶接金属の曲げ延性も向上する。
(3)本発明の請求項1の狭窄ノズルは、高速のプラズマ気流により溶融金属内に発生する金属蒸気(不純物)の溶融金属への再付着・混入を防止でき、高品質な溶接を行える。
(4)本発明の請求項1の狭窄ノズルは、ノズル本体によりシールドガスを絞って高速整流ガスとして放出しているため、シールドガスの使用量が少なくて済み、コストの低減を図れる。
(5)本発明の請求項1の狭窄ノズルは、ノズル本体の内周面にタングステン電極棒をノズル本体の中心位置に保持する複数の位置決め用突条を突出形成しているため、タングステン電極棒の交換時にタングステン電極棒を元の位置(狭窄ノズルの中心位置)に正確且つ確実にセットすることができ、タングステン電極棒の取り付け位置の再現性を向上できて作業性も良くなる。
The constricting nozzle according to claim 1 of the present invention is a cylinder which is arranged concentrically with the tungsten electrode rod around the tip portion of the tungsten electrode rod and forms an annular high-speed gas passage between the outer peripheral surface of the tip portion of the tungsten electrode rod. And a plurality of positioning members along the longitudinal direction of the nozzle body, which are formed on the inner peripheral surface of the nozzle body so as to protrude at a predetermined interval in the circumferential direction and hold the tungsten electrode rod at the center position of the nozzle body It is formed between a ridge and a plurality of gas rectifying grooves formed between a plurality of positioning ridges and extending parallel to the longitudinal direction of the nozzle body to rectify the shield gas flowing in the high-speed gas passage. A part of the shield gas to be flowed through the high-speed gas passage is used as a high-speed rectification gas faster than the laminarized shield gas discharged from the shield nozzle, and the high-speed rectification gas is used as the nozzle Because you are configured to flow from the body of the tip opening around the arc, it is possible to achieve excellent effects as follows.
(1) That is, the narrowing nozzle of claim 1 of the present invention uses a part of the shielding gas as a high-speed rectifying gas faster than the laminarized shielding gas discharged from the shielding nozzle, and this high-speed rectifying gas is used around the arc. Therefore, the speed of the plasma airflow flowing from the tungsten electrode rod side toward the base material side to be welded is twice to three times the conventional speed (about 100 m / sec) ( About 200 to 300 m / sec), the electromagnetic force and the magnetic field acting on the arc are strengthened, and the arc energy density, the arc directivity and the rigidity are increased, and a stable arc is obtained.
As a result, the constriction nozzle according to claim 1 of the present invention can increase the welding speed 5 to 20 times faster than the conventional welding speed (1000 mm / min to 7000 mm / min) and can perform high-speed welding. In addition, the bead width is uniform on both the front and back surfaces, and the bead waveform is equally spaced, so that high-quality and stable welding can be performed.
(2) The constricting nozzle according to claim 1 of the present invention allows the shield gas to flow with a high-speed rectifying gas and allows high-speed welding, so that the shield gas is not affected by wind during welding, and heat Rapid heating / cooling of the affected area suppresses crystal coarsening and improves the bending ductility of the weld metal.
(3) The constricting nozzle according to claim 1 of the present invention can prevent re-adhesion / mixing of metal vapor (impurities) generated in the molten metal into the molten metal by a high-speed plasma stream, and can perform high-quality welding.
(4) Since the constricted nozzle according to claim 1 of the present invention squeezes the shielding gas from the nozzle body and discharges it as a high-speed rectified gas, the amount of shielding gas used is small, and the cost can be reduced.
(5) The narrowing nozzle according to claim 1 of the present invention has a plurality of positioning protrusions protruding from the inner peripheral surface of the nozzle body to hold the tungsten electrode bar at the center position of the nozzle body. At the time of replacement, the tungsten electrode rod can be accurately and reliably set to the original position (center position of the narrowing nozzle), the reproducibility of the attachment position of the tungsten electrode rod can be improved, and the workability is also improved.

また、本発明の請求項1の狭窄ノズルは、位置決め用突条及びガス整流溝をノズル本体の先端から離れた位置に形成し、また、ノズル本体の先端と位置決め用突条及びガス整流溝との間に位置する高速ガス通路の内径を位置決め用突条及びガス整流溝の上流側の高速ガス通路の内径よりも大きく形成しているため、ガス整流溝を通過した高速整流ガスの流れが高速ガス通路の下流側部分で安定化し、乱流の発生が防止される。
その結果、高品質の安定した溶接を確実且つ良好に行える。
The narrowing nozzle according to claim 1 of the present invention is such that the positioning protrusion and the gas rectifying groove are formed at positions away from the tip of the nozzle body, and the tip of the nozzle body, the positioning protrusion and the gas rectifying groove, Because the inner diameter of the high-speed gas passage located between them is larger than the inner diameter of the high-speed gas passage on the upstream side of the positioning protrusion and the gas rectification groove, the flow of the high-speed rectification gas passing through the gas rectification groove is high-speed Stabilization occurs in the downstream portion of the gas passage, and turbulence is prevented.
As a result, high-quality and stable welding can be performed reliably and satisfactorily.

更に、本発明の請求項2の発明は、各ガス整流溝を、ノズル本体の先端開口から高速整流ガスをアークの周囲に均等に流すべくノズル本体の内周面に配置する構成としているため、タングステン電極棒側から母材側へ向って流れるプラズマ気流が均等に流れることになり、真円度の高い横断面形状が円形のアークを形成することができ、溶接中のアークが安定することになる。 Furthermore, the invention of claim 2 of the present invention is configured such that each gas rectifying groove is arranged on the inner peripheral surface of the nozzle body so that the high-speed rectifying gas flows evenly around the arc from the tip opening of the nozzle body. The plasma airflow that flows from the tungsten electrode rod side to the base metal side will flow evenly, a circular shape with a high roundness cross section can be formed, and the arc during welding will be stable Become.

更に、本発明の請求項3の発明は、各ガス整流溝を、ノズル本体の先端開口から高速整流ガスをアークの周囲の相対する位置に多く流すべくノズル本体の内周面に配置する構成としているため、横断面形状が楕円形状で且つエネルギー密度の高いアークを形成することができる。
このように、横断面形状が楕円形状のアークを形成した場合、予熱効果が上がって溶け込みが大きくなると共に、裏波も出易くなる。
Furthermore, the invention of claim 3 of the present invention is configured such that each gas rectifying groove is arranged on the inner peripheral surface of the nozzle body so that a large amount of the high-speed rectifying gas flows from the opening at the tip of the nozzle body to the opposite positions around the arc. Therefore, it is possible to form an arc having an elliptical cross section and a high energy density.
As described above, when an arc having an elliptical cross-sectional shape is formed, the preheating effect is increased, the penetration is increased, and a back wave is easily generated.

本発明の請求項4のTIG溶接用トーチは、上記した狭窄ノズルを備えているため、上述した各効果を奏することができる。
しかも、このTIG溶接用トーチは、狭窄ノズルからアークの周囲に流す高速整流ガスとその外側にシールドノズルから流す層流化したシールドガスとにより二重にシールするようになっているため、シールド効果が高められて溶融池への空気の進入を確実に遮断することができ、表面ビードの酸化皮膜が少なく、ビード表面に光沢のある溶接を行えると共に、タングステン電極棒の寿命が長くなる。
Since the TIG welding torch according to the fourth aspect of the present invention includes the above-described narrowing nozzle, the above-described effects can be achieved.
Moreover, this TIG welding torch is designed to double seal with a high-speed rectifying gas that flows from the constriction nozzle around the arc and a laminarized shielding gas that flows from the shielding nozzle to the outside of the TIG welding torch. As a result, the ingress of air into the molten pool can be surely blocked, the surface bead has less oxide film, glossy welding can be performed on the bead surface, and the life of the tungsten electrode rod is extended.

また、本発明の請求項4のTIG溶接用トーチは、狭窄ノズルをガスレンズの先端面中央位置に着脱自在に取り付ける構成としているため、狭窄ノズルが焼損したり、或いはタングステン電極棒を直径の異なるタングステン電極棒に交換したりする場合でも、狭窄ノズルを簡単に交換することができ、至極便利である。 Further, the TIG welding torch according to claim 4 of the present invention is configured so that the stenosis nozzle is detachably attached to the center position of the front end surface of the gas lens, so that the stenosis nozzle burns out or the tungsten electrode rod has a different diameter. Even when the electrode is replaced with a tungsten electrode rod, the constricting nozzle can be easily replaced, which is extremely convenient.

本発明の第1の実施形態に係る狭窄ノズルを用いたTIG溶接用トーチの外観形状を示し、(A)はTIG溶接用トーチの正面図、(B)はTIG溶接用トーチの側面図である。The external appearance shape of the torch for TIG welding using the constriction nozzle which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown, (A) is a front view of the torch for TIG welding, (B) is a side view of the torch for TIG welding. . 同じくTIG溶接用トーチの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the torch for TIG welding similarly. 同じくTIG溶接用トーチの要部の拡大縦断面図である。It is an enlarged vertical sectional view of the principal part of the torch for TIG welding similarly. 図3のイ−イ線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 3. 狭窄ノズルの拡大縦断面図である。It is an expansion longitudinal cross-sectional view of a constriction nozzle. 図5のロ−ロ線断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line of FIG. アークに作用する力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the force which acts on an arc. 従来の狭窄ノズルを用いたTIG溶接用トーチと本発明の狭窄ノズルを用いたTIG溶接用トーチを使用して同じ溶接条件下でステンレス鋼板を突合せ溶接し、その溶接部分をエリクセン試験したものであり、(A)は従来の狭窄ノズルを用いて溶接したステンレス鋼板の溶接部分の拡大斜視図、(B)は本発明の狭窄ノズルを用いて溶接したステンレス鋼板の溶接部分の拡大斜視図である。A stainless steel plate was butt welded under the same welding conditions using a conventional TIG welding torch using a constricting nozzle and a TIG welding torch using a constricting nozzle of the present invention, and the welded part was subjected to an Ericksen test. (A) is an expansion perspective view of the welding part of the stainless steel plate welded using the conventional narrowing nozzle, (B) is an expansion perspective view of the welding part of the stainless steel plate welded using the narrowing nozzle of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る狭窄ノズルを用いたTIG溶接用トーチの要部の拡大縦断面図である。It is an expanded longitudinal cross-sectional view of the principal part of the torch for TIG welding using the constriction nozzle which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図9のハ−ハ線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along the line ha-ha in FIG. 9. 図9及び図10に示す狭窄ノズルの原理を示す説明図であり、(A)は強いプラズマ気流が流れている状態の説明図、(B)は弱いプラズマ気流が流れている状態の説明図、(C)は図9及び図10に示す狭窄ノズルを用いた場合のアークの横断面形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the constriction nozzle shown to FIG.9 and FIG.10, (A) is explanatory drawing of the state in which the strong plasma airflow is flowing, (B) is explanatory drawing of the state in which the weak plasma airflow is flowing, (C) is explanatory drawing which shows the cross-sectional shape of the arc at the time of using the constriction nozzle shown in FIG.9 and FIG.10. シールドノズルのみを用いた従来のTIG溶接用トーチの要部の拡大縦断面図である。It is an expanded longitudinal cross-sectional view of the principal part of the conventional TIG welding torch using only a shield nozzle. シールドノズル及び従来の狭窄ノズル用いたTIG溶接用トーチの要部の拡大縦断面図である。It is an expanded longitudinal cross-sectional view of the principal part of the torch for TIG welding using a shield nozzle and the conventional constriction nozzle.

図1〜図6は本発明の第1の実施形態に係る狭窄ノズル及びこれを用いたTIG溶接用トーチを示し、当該TIG溶接用トーチは、主にステンレス鋼板や電磁鋼板等の金属薄板の端部同士を突合せ溶接する際に用いるものであり、内部にアルゴンガスやヘリウム等のシールドガスGを通す筒状のトーチボディ1と、トーチボディ1内へ上方側から上下動自在且つ回転自在にねじ込み挿着され、タングステン電極棒2を着脱自在に保持する電極コレット3と、電極コレット3の上端部に取り付けられ、電極コレット3を正逆回転させてトーチボディ1に対して上下動させるコレットハンドル4と、トーチボディ1の下端部に着脱自在に取り付けられ、トーチボディ1の内部を通して流入して来たシールドガスGを均質拡散させて層流化するガスレンズ5と、ガスレンズ5又はトーチボディ1にタングステン電極棒2の先端部を囲繞する状態で着脱自在に取り付けられ、ガスレンズ5により層流化されたシールドガスGをアークaの周囲に放出する筒状のシールドノズル6と、タングステン電極棒2の先端部周囲に配設された狭窄ノズル7とから構成されている。   1 to 6 show a constricting nozzle according to a first embodiment of the present invention and a TIG welding torch using the same, and the TIG welding torch is mainly an end of a thin metal plate such as a stainless steel plate or an electromagnetic steel plate. Used when butt welding the parts, a cylindrical torch body 1 through which a shielding gas G such as argon gas or helium is passed, and a screw that is vertically movable and rotatable from above into the torch body 1 An electrode collet 3 that is inserted and holds the tungsten electrode rod 2 in a detachable manner, and a collet handle 4 that is attached to the upper end of the electrode collet 3 and moves the electrode collet 3 up and down relative to the torch body 1 by rotating forward and backward. And a gas that is detachably attached to the lower end of the torch body 1 and diffuses the shield gas G flowing in through the inside of the torch body 1 into a laminar flow. The gas 5 and the torch body 1 are removably attached to the tip of the tungsten electrode rod 2 so as to surround the tip of the tungsten electrode rod 2, and the shield gas G laminarized by the gas lens 5 is discharged around the arc a. It is composed of a cylindrical shield nozzle 6 and a constricting nozzle 7 disposed around the tip of the tungsten electrode rod 2.

尚、図1及び図2に於いて、8はトーチボディ1の上端部外周面に形成され、電極コレット3の昇降量を示すネジ目盛、9はコレットハンドル4の下端部外周面に形成され、コレットハンドル4の回転量を示すネジ目盛、10はトーチボディ1に設けられ、電極コレット3に適宜の回動抵抗を与えて電極コレット3を調整位置に保持する加圧調整ネジ、11はトーチボディ1に固定された電極・メインガス管接続金具、12はトーチボディ1とコレットハンドル4との間をシールするOリング、13はトーチボディ1とガスレンズ5との間に介設したガスシール用のゴムリング、14はトーチボディ1とシールドノズル6との間に介設したプラスチック製の調整リングである。   1 and 2, 8 is formed on the outer peripheral surface of the upper end portion of the torch body 1, a screw scale indicating the lifting amount of the electrode collet 3, and 9 is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the collet handle 4. A screw scale 10 indicating the amount of rotation of the collet handle 4 is provided on the torch body 1, a pressure adjusting screw for applying an appropriate rotation resistance to the electrode collet 3 to hold the electrode collet 3 in an adjustment position, and 11 a torch body. 1 is an electrode / main gas pipe fitting fixed to 1, 12 is an O-ring for sealing between the torch body 1 and the collet handle 4, and 13 is for gas sealing interposed between the torch body 1 and the gas lens 5. The rubber ring 14 is a plastic adjustment ring interposed between the torch body 1 and the shield nozzle 6.

前記トーチボディ1は、図1及び図2に示す如く、アルミ合金等の金属材により形成された角筒部及び角筒部の上端に連設された円筒部とから成り、角筒部の周壁には、電極・メインガス管接続金具11と加圧調整ネジ10が挿入固定されている。
また、トーチボディ1の上端部開口の内周面には、タングステン電極棒2を保持する電極コレット3が上下動自在に螺挿される雌ネジ1aが形成され、トーチボディ1の下端部開口の内周面には、シールドガスGを層流化するガスレンズ5が着脱自在に螺着される雌ネジ1bが形成されている。
尚、電極・メインガス管接続金具11には、図示していないが、メインガス供給管及びパワーケーブルがそれぞれ接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the torch body 1 includes a rectangular tube portion formed of a metal material such as an aluminum alloy and a cylindrical portion continuously provided at the upper end of the rectangular tube portion, and a peripheral wall of the rectangular tube portion. The electrode / main gas pipe connection fitting 11 and the pressure adjusting screw 10 are inserted and fixed.
Further, a female screw 1a into which an electrode collet 3 holding the tungsten electrode rod 2 is screwed up and down is formed on the inner peripheral surface of the upper end opening of the torch body 1. On the peripheral surface, a female screw 1b is formed on which a gas lens 5 for laminating the shield gas G is detachably screwed.
The electrode / main gas pipe connection fitting 11 is connected to a main gas supply pipe and a power cable, which are not shown.

前記電極コレット3は、図2に示す如く、先端部に半割り状のチャック部を備えた細長い筒状に形成され、外周面の一部にトーチボディ1の上端部側の雌ネジ1aに上下動自在に螺着される雄ネジ3aを形成した銅製のコレット本体3′と、コレット本体3′のチャック部に着脱自在に螺着され、チャック部を締め付けてコレット本体3′に挿通されたタングステン電極棒2を固定する銅製の筒状の固定具3″とから構成されている。
この電極コレット3は、トーチボディ1内へ上方側から螺挿されており、コレット本体3′の上端部に固定したコレットハンドル4を回転させることによりトーチボディ1内で上下動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the electrode collet 3 is formed in a long and narrow cylindrical shape having a halved chuck portion at the tip, and the upper and lower female screws 1a on the upper end portion side of the torch body 1 are vertically A copper collet body 3 ′ having a male screw 3 a that is movably screwed, and tungsten that is detachably screwed to the chuck portion of the collet body 3 ′, and is inserted into the collet body 3 ′ by tightening the chuck portion. It is comprised from the copper cylindrical fixing tool 3 '' which fixes the electrode rod 2. As shown in FIG.
The electrode collet 3 is screwed into the torch body 1 from above, and moves up and down in the torch body 1 by rotating the collet handle 4 fixed to the upper end of the collet body 3 '. Yes.

前記ガスレンズ5は、トーチボディ1の下端部に着脱自在に取り付けられる銅材製の筒状構造のホルダー5′と、ホルダー5′に取り付けた金属製のフィルター5″とから成る。   The gas lens 5 includes a holder 5 'having a cylindrical structure made of copper and detachably attached to the lower end of the torch body 1, and a metal filter 5 "attached to the holder 5'.

具体的には、ホルダー5′は、図2及び図3に示す如く、中心部にガス通路5aを形成した筒状体に形成されており、上端部外周面には、トーチボディ1の下端部側の雌ネジ1bに着脱自在に螺着される雄ネジ5bが形成され、また、下端部には、外周面にシールドノズル6が着脱自在に螺着される雄ネジ5cを形成した筒状の保持筒部5dと、保持筒部5dの中心に位置してその内周面に狭窄ノズル7が着脱自在に螺着される雌ネジ5eを形成した支持筒部5fとがそれぞれ形成されている。
更に、ホルダー5′の保持筒部5dと支持筒部5fとの間の空間は、環状のガス室5gとなっており、支持筒部5fの基端部近傍に形成した複数のガス流通孔5h及びホルダー5′のガス通路5aを介してトーチボディ1内に連通されている。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the holder 5 ′ is formed in a cylindrical body in which a gas passage 5 a is formed at the center, and the lower end portion of the torch body 1 is formed on the outer peripheral surface of the upper end portion. A male screw 5b that is detachably screwed to the female screw 1b on the side is formed, and a cylindrical screw having a male screw 5c that is detachably screwed to the outer peripheral surface is formed at the lower end portion. A holding cylinder part 5d and a supporting cylinder part 5f formed with an internal thread 5e, which is positioned at the center of the holding cylinder part 5d and in which the narrowing nozzle 7 is detachably screwed, are formed.
Further, the space between the holding cylinder part 5d and the support cylinder part 5f of the holder 5 'is an annular gas chamber 5g, and a plurality of gas flow holes 5h formed in the vicinity of the base end part of the support cylinder part 5f. And communicated with the inside of the torch body 1 through the gas passage 5a of the holder 5 '.

一方、フィルター5″は、環状に打ち抜かれた金網を複数枚積層することにより形成されており、その内周縁部をホルダー5′の支持筒部5fに、また、その外周縁部をホルダー5′の保持筒部5dに嵌め込むことによりホルダー5′に取り付けられている。
このフィルター5″には、600メッシュのステンレス鋼製の金網3枚と300メッシュのステンレス鋼製の金網2枚を組み合せたものが使用されている。
On the other hand, the filter 5 ″ is formed by laminating a plurality of annularly punched wire meshes, and its inner peripheral edge is the support cylinder 5f of the holder 5 ′ and its outer peripheral is the holder 5 ′. It is attached to the holder 5 'by being fitted into the holding cylinder portion 5d.
The filter 5 ″ is a combination of three 600 mesh stainless steel wire meshes and two 300 mesh stainless steel wire meshes.

前記シールドノズル6は、図2及び図3に示す如く、セラッミク材により先端部が絞られた筒状に形成されており、その内周面の一部には、ガスレンズ5の保持筒部5dの雄ネジ5cに着脱自在に螺着される雌ネジ6aが形成されている。
このシールドノズル6は、その雌ネジ6aをガスレンズ5の保持筒部5dの雄ネジ5cにねじ込むことによりガスレンズ5の外周面に取り付けられており、ガスレンズ5のフィルター5″を通過して層流化されたシールドガスGをタングステン電極棒2の先端部周囲に放出するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the shield nozzle 6 is formed in a cylindrical shape whose tip is narrowed by a ceramic material, and a holding cylindrical portion 5d of the gas lens 5 is formed on a part of the inner peripheral surface thereof. A female screw 6a that is detachably screwed to the male screw 5c is formed.
The shield nozzle 6 is attached to the outer peripheral surface of the gas lens 5 by screwing the female screw 6a into the male screw 5c of the holding cylinder portion 5d of the gas lens 5, and passes through the filter 5 ″ of the gas lens 5. A laminar shield gas G is discharged around the tip of the tungsten electrode rod 2.

前記狭窄ノズル7は、図2及び図3に示す如く、タングステン電極棒2の先端部周囲に配設されてタングステン電極棒2の先端部との間に環状の高速ガス通路7dを形成するものであり、トーチボディ1内からガスレンズ5のホルダー5′のガス通路5a内に流れるシールドガスGの一部を前記高速ガス通路7d内に流してシールドノズル6から狭窄ノズル7の周囲に流れる層流化したシールドガスGよりも速い高速整流ガスG3とし、当該高速整流ガスG3をアークaの周囲に流すようにしたものである。   2 and 3, the narrowing nozzle 7 is disposed around the tip of the tungsten electrode rod 2 and forms an annular high-speed gas passage 7d between the tip of the tungsten electrode rod 2. As shown in FIG. Yes, a part of the shield gas G flowing from the torch body 1 into the gas passage 5a of the holder 5 'of the gas lens 5 flows into the high-speed gas passage 7d and flows from the shield nozzle 6 around the constriction nozzle 7 The high-speed rectifying gas G3 is faster than the shield gas G, and the high-speed rectifying gas G3 flows around the arc a.

即ち、前記狭窄ノズル7は、電導性及び強度性等に優れた銅材(ベリリウム銅)により筒状体に形成されており、図2〜図6に示す如く、タングステン電極棒2の先端部周囲にタングステン電極棒2と同心状に配置され、タングステン電極棒2の先端部外周面との間に環状の高速ガス通路7dを形成する筒状のノズル本体7aと、ノズル本体7aの内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒2をノズル本体7aの中心位置に保持するノズル本体7aの長手方向に沿う複数の位置決め用突条7bと、複数の位置決め用突条7b間に形成され、ノズル本体7aの長手方向に平行に延びて高速ガス通路7d内を流れるシールドガスGを整流化する複数のガス整流溝7cとから成る。   That is, the constriction nozzle 7 is formed in a cylindrical body from a copper material (beryllium copper) excellent in electrical conductivity and strength. As shown in FIGS. 2 to 6, the periphery of the tip of the tungsten electrode rod 2 is formed. Are arranged concentrically with the tungsten electrode rod 2 and form an annular high-speed gas passage 7d between the tip end outer peripheral surface of the tungsten electrode rod 2 and an inner peripheral surface of the nozzle main body 7a. A plurality of positioning protrusions 7b along the longitudinal direction of the nozzle body 7a, which are formed to protrude in the circumferential direction at predetermined intervals and hold the tungsten electrode rod 2 at the center position of the nozzle body 7a, and a plurality of positioning protrusions It consists of a plurality of gas rectifying grooves 7c formed between the strips 7b and extending parallel to the longitudinal direction of the nozzle body 7a to rectify the shield gas G flowing in the high-speed gas passage 7d.

具体的には、ノズル本体7aは、先端部(下端部)外周面が先細り状に形成されており、その基端部(上端部)外周面には、ガスレンズ5のホルダー5′の支持筒部5fに着脱自在に螺着される雄ネジ7eが形成されている。
このノズル本体7aは、その雄ネジ7eを支持筒部5fにねじ込むことによりガスレンズ5の先端面中央位置に取り付けられる。このとき、ノズル本体7aは、タングステン電極棒2の先端部周囲にタングステン電極棒2及びシールドノズル6と同心状に配置されてタングステン電極棒2の先端部外周面との間に環状の高速ガス通路7dを形成する。
Specifically, the nozzle body 7a has a distal end (lower end) outer peripheral surface tapered, and a base end (upper end) outer peripheral surface has a support tube for the holder 5 'of the gas lens 5. A male screw 7e that is detachably screwed to the portion 5f is formed.
The nozzle body 7a is attached to the center position of the front end surface of the gas lens 5 by screwing the male screw 7e into the support cylinder portion 5f. At this time, the nozzle main body 7a is arranged concentrically with the tungsten electrode rod 2 and the shield nozzle 6 around the tip portion of the tungsten electrode rod 2, and is an annular high-speed gas passage between the tip electrode outer peripheral surface. 7d is formed.

また、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cは、それぞれノズル本体7aの内周面の円周方向へ等角度ごとに配置されており、ノズル本体7aの先端開口から高速整流ガスG3をアークaの周囲に均等に流せるようになっている。   Further, the positioning protrusions 7b and the gas rectifying grooves 7c are arranged at equal angles in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the nozzle body 7a, respectively, and the high-speed rectified gas G3 is supplied to the arc a from the tip opening of the nozzle body 7a. It can be made to flow evenly around.

更に、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cは、ノズル本体7aの先端から離れた位置に形成され、また、ノズル本体7aの先端と位置決め用突条7b及びガス整流溝7cとの間に位置する高速ガス通路7dの内径は、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cの上流側の高速ガス通路7dの内径よりも大きく形成されている。
その結果、高速ガス通路7d内に流入したシールドガスGは、ガス整流溝7cを通過して整流化されて高速整流ガスG3となり、高速ガス通路7dの下流側部分で安定化してからノズル本体7aの先端開口から放出されることになる。
Further, the positioning protrusion 7b and the gas rectifying groove 7c are formed at positions away from the tip of the nozzle body 7a, and are positioned between the tip of the nozzle body 7a and the positioning ridge 7b and the gas rectifying groove 7c. The inner diameter of the high-speed gas passage 7d is larger than the inner diameter of the high-speed gas passage 7d on the upstream side of the positioning protrusion 7b and the gas rectifying groove 7c.
As a result, the shield gas G that has flowed into the high-speed gas passage 7d passes through the gas rectifying groove 7c and is rectified to become the high-speed rectified gas G3. After stabilization at the downstream portion of the high-speed gas passage 7d, the nozzle body 7a It is discharged from the tip opening.

尚、この実施の形態に於いては、使用するタングステン電極棒2の直径は、1.6mmに設定されている。
また、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cは、図4及び図6に示す如く、ノズル本体7aの内周面に60°ごとに六つずつ形成されており、位置決め用突条7bの横断面形状は、位置決め用突条7bの頂面が円弧状になったほぼ台形状に形成されていると共に、ガス整流溝7cの横断面形状は、U字状に形成されている。
更に、狭窄ノズル7の全長は18mmに、直径の最も大きい部分の外径は6mmに、ノズル本体7aの基端部側の内径は2.7mmに、ノズル本体7aの先端部側の内径は3.0mmに、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cの長さは約2mmに、ガス整流溝7cの幅は0.5mmに、ガス整流溝7cの深さは0.75mmに、対向する二つの位置決め用突条7b間の差し渡し距離は1.7mmに、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cの形成位置はノズル本体7aの先端から3mmの位置になるようにそれぞれ設定されている。
そして、対向する二つの位置決め用突条7b間の差し渡し距離は、タングステン電極棒2を摺動自在に保持できるようにタングステン電極棒2の外径よりも0.1mm大きめに設定されている。
In this embodiment, the diameter of the tungsten electrode rod 2 to be used is set to 1.6 mm.
Further, as shown in FIGS. 4 and 6, six positioning protrusions 7b and gas rectifying grooves 7c are formed on the inner peripheral surface of the nozzle body 7a every sixty degrees, and cross the positioning protrusions 7b. The surface shape is formed in a substantially trapezoidal shape in which the top surface of the positioning protrusion 7b is arcuate, and the cross-sectional shape of the gas rectifying groove 7c is formed in a U shape.
Further, the total length of the constricting nozzle 7 is 18 mm, the outer diameter of the largest diameter portion is 6 mm, the inner diameter of the nozzle body 7 a on the proximal end side is 2.7 mm, and the inner diameter of the nozzle body 7 a on the distal end side is 3 mm. The length of the positioning protrusion 7b and the gas rectifying groove 7c is about 2 mm, the width of the gas rectifying groove 7c is 0.5 mm, and the depth of the gas rectifying groove 7c is 0.75 mm. The passing distance between the two positioning protrusions 7b is set to 1.7 mm, and the formation positions of the positioning protrusions 7b and the gas rectifying grooves 7c are set to be 3 mm from the tip of the nozzle body 7a.
The distance between the two opposing positioning protrusions 7b is set to be 0.1 mm larger than the outer diameter of the tungsten electrode rod 2 so that the tungsten electrode rod 2 can be slidably held.

次に、上述した狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチの作用について説明する。
先ず、タングステン電極棒2を保持固定した電極コレット3をトーチボディ1内に挿着し、タングステン電極棒2の円錐状の先端が狭窄ノズル7の先端から僅かに突出した状態になるようにタングステン電極棒2の突出長さを設定する。
Next, the effect | action of the torch for TIG welding using the narrowing nozzle 7 mentioned above is demonstrated.
First, the electrode collet 3 holding and fixing the tungsten electrode rod 2 is inserted into the torch body 1, and the tungsten electrode rod 2 is in a state of slightly protruding from the tip of the constriction nozzle 7. The protruding length of the bar 2 is set.

次に、セッティングされた被溶接物である母材WをTIG溶接用トーチのタングステン電極棒2の下方へ位置させるか、或いはTIG溶接用トーチを保持する保持装置(図示省略)を調整してタングステン電極棒2の先端を母材Wの溶接個所近傍へ位置させた後、コレットハンドル4を回転操作してタングステン電極棒2の先端と母材Wとの距離を設定値に調整する。   Next, the base material W, which is the set workpiece, is positioned below the tungsten electrode rod 2 of the TIG welding torch, or the holding device (not shown) for holding the TIG welding torch is adjusted to adjust the tungsten. After the tip of the electrode rod 2 is positioned in the vicinity of the welding location of the base material W, the collet handle 4 is rotated to adjust the distance between the tip of the tungsten electrode rod 2 and the base material W to a set value.

尚、溶接電流、アークaの長さ、溶接速度、シールドガスGの供給量、タングステン電極棒2の先端形状等の溶接条件は、母材Wの材質、板厚等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。   The welding conditions such as the welding current, the length of the arc a, the welding speed, the supply amount of the shielding gas G, and the tip shape of the tungsten electrode rod 2 are optimum conditions depending on the material of the base material W, the plate thickness, etc. Of course, it is set to.

TIG溶接用トーチ及び母材Wのセッティングが終了すれば、TIG溶接用トーチのシールドノズル6及び狭窄ノズル7からアルゴンガス等のシールドガスGを母材Wへ向って流しつつ、電源(図示省略)を操作してタングステン電極棒2と母材Wとの間に電圧を印加してシールドガスGの雰囲気中でタングステン電極棒2の先端と母材Wとの間にアークaを発生させる。
この実施の形態では、前記溶接は、電源に直流を使用し、タングステン電極棒2を直流溶接機の負極に接続して溶接を行う正極性(棒マイナス)となっている。
When the setting of the TIG welding torch and the base material W is completed, a power source (not shown) is supplied while flowing a shielding gas G such as argon gas from the shielding nozzle 6 and the narrowing nozzle 7 of the TIG welding torch toward the base material W. Is applied to apply a voltage between the tungsten electrode bar 2 and the base material W to generate an arc a between the tip of the tungsten electrode bar 2 and the base material W in the atmosphere of the shield gas G.
In this embodiment, the welding has a positive polarity (rod minus) in which direct current is used as a power source and welding is performed by connecting the tungsten electrode rod 2 to the negative electrode of the direct current welding machine.

トーチボディ1内へ供給されたシールドガスGは、ガスレンズ5のホルダー5′のガス通路5a内を流下し、その一部が複数のガス流通孔5hから環状のガス室5g内に流入し、また、残りがガス通路5aから狭窄ノズル7の高速ガス通路7d内に流入する。   The shield gas G supplied into the torch body 1 flows down in the gas passage 5a of the holder 5 'of the gas lens 5, and a part thereof flows into the annular gas chamber 5g from the plurality of gas flow holes 5h. The remainder flows from the gas passage 5a into the high-speed gas passage 7d of the constriction nozzle 7.

環状のガス室5gに流入したシールドガスGは、フィルター5″を通過して均質拡散され、層流ガスG1となってシールドノズル6からアークaの周囲に放出される。
また、高速ガス通路7dに流入したシールドガスGは、その速度を増して高速ガスG2となると共に、複数のガス整流溝7cを通過することにより整流され、高速整流ガスG3となってノズル本体7aの先端開口からアークaの周囲に放出される。
The shield gas G that has flowed into the annular gas chamber 5g passes through the filter 5 ″, is homogeneously diffused, becomes a laminar gas G1, and is discharged from the shield nozzle 6 around the arc a.
The shield gas G that has flowed into the high-speed gas passage 7d is increased in speed to become the high-speed gas G2, and is rectified by passing through the plurality of gas rectification grooves 7c to become the high-speed rectification gas G3. Is emitted from the front end opening to the periphery of the arc a.

尚、ガス整流溝7cを通過した高速整流ガスG3は、位置決め用突条7b及び複数のガス整流溝7cがノズル本体7aの先端から離れた位置に形成されているため、高速ガス通路7dの下流側部分で安定化し、安定した状態でノズル本体7aの先端開口から放出される。   The high-speed rectified gas G3 that has passed through the gas rectifying groove 7c is located downstream of the high-speed gas passage 7d because the positioning protrusion 7b and the plurality of gas rectifying grooves 7c are formed at positions away from the tip of the nozzle body 7a. It stabilizes at the side part and is discharged from the tip opening of the nozzle body 7a in a stable state.

そして、タングステン電極棒2の先端と母材Wとの間に発生したアークaは、図7に示す如く、タングステン電極棒2から母材Wへ向って広がっているため、アークaの内部圧力はタングステン電極棒2の方が母材Wよりも高くなっている。
その結果、シールドガスGの一部がアークa内に引き込まれ、プラズマ気流Pと呼ばれる高速のガス流が発生する。このプラズマ気流Pは、母材Wの溶け込み形成に大きく影響し、また、アークaの指向性及び硬直性(アークaがその形状を保持する性質)にも影響を与えるものであり、その速度が速くなればなる程、アークaの指向性及び硬直性を高めることができる。
また、発生したアークaは、狭窄ノズル7から放出される高速整流ガスG3によるサーマルピンチ効果により絞られてエネルギー密度の高い安定したアークaとなる。
Then, since the arc a generated between the tip of the tungsten electrode rod 2 and the base material W spreads from the tungsten electrode rod 2 toward the base material W as shown in FIG. 7, the internal pressure of the arc a is The tungsten electrode rod 2 is higher than the base material W.
As a result, part of the shield gas G is drawn into the arc a, and a high-speed gas flow called a plasma airflow P is generated. This plasma air flow P has a great influence on the penetration formation of the base material W, and also affects the directivity and rigidity of the arc a (the property that the arc a retains its shape), and its velocity is As the speed increases, the directivity and rigidity of the arc a can be increased.
Further, the generated arc a is narrowed down by a thermal pinch effect by the high-speed rectifying gas G3 discharged from the constricting nozzle 7, and becomes a stable arc a having a high energy density.

安定したアークaが発生したら、TIG溶接用トーチを所定の速度で母材Wの溶接個所に沿って走行移動させる。そうすると、タングステン電極棒2の先端と母材Wとの間に発生したアークaの熱によって母材Wの溶接個所が溶融して接合される。   When the stable arc a is generated, the TIG welding torch is moved and moved along the welded portion of the base material W at a predetermined speed. Then, the welded portion of the base material W is melted and joined by the heat of the arc a generated between the tip of the tungsten electrode rod 2 and the base material W.

上述した狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチは、狭窄ノズル7によりシールドガスGの一部をシールドノズル6から放出される層流化したシールドガスGよりも速い高速整流ガスG3とし、この高速整流ガスG3をアークaの周囲に流す構成としているため、タングステン電極棒2側から被溶接物である母材W側へ向って流れるプラズマ気流Pの速さが従来の速さ(約100m/sec)の2倍〜3倍の速さ(約200〜300m/sec)に達する。また、アークaに作用する磁界及び中心軸方向の電磁力が強化され、アークaのエネルギー密度、アークaの指向性及び硬直性をそれぞれ高めることができ、安定したアークaが得られる。
その結果、前記TIG溶接用トーチを使用すれば、溶接速度を従来の溶接速度に比較して5倍〜20倍速い溶接速度(1000mm/min〜7000mm/min)とすることができて高速溶接を行えるうえ、ビード幅が裏表とも均一で且つビードの波形の間隔が等間隔で形成されて高品質の安定した溶接を行える。
The TIG welding torch using the stenosis nozzle 7 described above converts a part of the shield gas G by the stenosis nozzle 7 into a high-speed rectifying gas G3 that is faster than the laminarized shield gas G discharged from the shield nozzle 6. Since the rectifying gas G3 is configured to flow around the arc a, the speed of the plasma airflow P flowing from the tungsten electrode rod 2 side toward the base material W side to be welded is the conventional speed (about 100 m / sec). ) To twice as fast as 3 times (about 200 to 300 m / sec). Further, the magnetic field acting on the arc a and the electromagnetic force in the central axis direction are strengthened, and the energy density of the arc a, the directivity and the rigidity of the arc a can be increased, and a stable arc a can be obtained.
As a result, if the TIG welding torch is used, the welding speed can be increased to 5 to 20 times faster than the conventional welding speed (1000 mm / min to 7000 mm / min), and high-speed welding can be performed. In addition, the bead width is uniform on both sides and the bead corrugation is formed at equal intervals, so that high-quality and stable welding can be performed.

また、前記TIG溶接用トーチは、狭窄ノズル7からシールドガスGを高速整流ガスG3にして流すと共に、高速溶接が可能となるため、溶接時にシールドガスGが風の影響を受けることがなく、熱影響部の急熱・急冷によって結晶の粗大化を抑止し、溶接金属の曲げ延性も向上する。
更に、このTIG溶接用トーチは、高速のプラズマ気流Pにより溶融金属内に発生する金属蒸気(不純物)の溶融金属への再付着・混入を防止でき、高品質な溶接を行える。
そのうえ、このTIG溶接用トーチは、アークaの周囲に流す高速整流ガスG3とその外側に流す層流化したシールドガスGとにより二重にシールするようになっているため、シールド効果が高められて溶融池への空気の進入を確実に遮断することができ、表面ビードの酸化皮膜が少なく、ビード表面に光沢のある溶接を行えると共に、タングステン電極棒2の寿命が長くなる。
加えて、このTIG溶接用トーチは、狭窄ノズル7によりシールドガスGを絞って高速整流ガスG3として放出しているため、シールドガスGの使用量が少なくて済み、コストの低減を図れる。
また、このTIG溶接用トーチは、位置決め用突条7b及びガス整流溝7cをそれぞれノズル本体7aの内周面の円周方向へ等角度ごとに配置し、ノズル本体7aの先端から高速整流ガスG3をアークaの周囲に均等に流す構成としているため、タングステン電極棒2から母材W側へ向って流れるプラズマ気流Pが均等に流れることになり、真円度の高い横断面形状が円形のアークaを形成することができ、溶接中のアークaが安定することになる。
Further, the TIG welding torch allows the shield gas G to flow from the constriction nozzle 7 as a high-speed rectifying gas G3 and enables high-speed welding, so that the shield gas G is not affected by wind during welding, and heat Rapid heating / cooling of the affected area suppresses crystal coarsening and improves the bending ductility of the weld metal.
Furthermore, the TIG welding torch can prevent re-adhesion / mixing of metal vapor (impurities) generated in the molten metal by the high-speed plasma airflow P into the molten metal, and can perform high-quality welding.
In addition, since the TIG welding torch is sealed twice by the high-speed rectifying gas G3 flowing around the arc a and the laminarized shielding gas G flowing outside the arc a, the shielding effect is enhanced. Thus, the ingress of air into the molten pool can be reliably blocked, the surface bead has a small oxide film, glossy welding can be performed on the bead surface, and the life of the tungsten electrode rod 2 is extended.
In addition, since this TIG welding torch squeezes the shielding gas G by the constricting nozzle 7 and discharges it as the high-speed rectifying gas G3, the amount of the shielding gas G used is small, and the cost can be reduced.
Further, in this TIG welding torch, the positioning protrusion 7b and the gas rectifying groove 7c are arranged at equal angles in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the nozzle body 7a, respectively, and the high-speed rectifying gas G3 is provided from the tip of the nozzle body 7a. Since the plasma air flow P flowing from the tungsten electrode rod 2 toward the base material W flows uniformly, the cross-sectional shape having a high roundness is a circular arc. a can be formed, and the arc a during welding is stabilized.

下記の表1は冒頭で述べたシールドノズル23のみを用いた従来のTIG溶接用トーチと、シールドノズル23及び狭窄ノズル25を用いた従来のTIG溶接用トーチと、本発明の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチの効果を比較した表である。
表1からも明らかなように、本発明の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチは、アークaの指向性、溶接速度、シールド効果、溶接品質等に於いて何れも従来のシールドノズル23や狭窄ノズル25を用いたTIG溶接用トーチに比較して全ての面で優れた効果を発揮することができる。
Table 1 below uses the conventional TIG welding torch using only the shield nozzle 23 described at the beginning, the conventional TIG welding torch using the shield nozzle 23 and the narrowing nozzle 25, and the narrowing nozzle 7 of the present invention. It is the table | surface which compared the effect of the torch for TIG welding which had.
As can be seen from Table 1, the TIG welding torch using the constricting nozzle 7 of the present invention has a conventional shield nozzle 23 or the like in the directivity of arc a, welding speed, shielding effect, welding quality, etc. Compared with the TIG welding torch using the constricting nozzle 25, it is possible to exhibit excellent effects in all aspects.

また、図8は従来の狭窄ノズル25を用いたTIG溶接用トーチと本発明の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチとを使用して同じ溶接条件下でステンレス鋼板を突合せ溶接し、その溶接部分をエリクセン試験したものであり、図8の(A)は従来の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチを使用して突合せ溶接したステンレス鋼板の溶接部を示し、また、(B)は本発明の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチを使用して突合せ溶接したステンレス鋼板の溶接部を示すものである。
図8の写真から明らかなように、従来の狭窄ノズル25を用いたTIG溶接用トーチに於いては、溶接部に亀裂が生じているが、本発明の狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチに於いては、亀裂が生じておらず、従来のものよりも強度的に優れた突合せ溶接を行えることが判る。
FIG. 8 shows a butt welding of a stainless steel plate under the same welding conditions using a conventional TIG welding torch using a narrowing nozzle 25 and a TIG welding torch using a narrowing nozzle 7 of the present invention. FIG. 8A shows a welded portion of a stainless steel plate butt welded using a TIG welding torch using a conventional constricting nozzle 7, and FIG. 8B shows this part. The welding part of the stainless steel plate butt-welded using the torch for TIG welding using the constriction nozzle 7 of invention is shown.
As apparent from the photograph of FIG. 8, in the TIG welding torch using the conventional constricting nozzle 25, cracks are formed in the welded portion, but the TIG welding torch using the constricting nozzle 7 of the present invention. In this case, it can be seen that there is no crack, and that butt welding superior in strength to the conventional one can be performed.

更に、図9及び図10は本発明の第2の実施形態に係る狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチの要部を示し、当該狭窄ノズル7は、各ガス整流溝7cを、ノズル本体7aの先端開口から高速整流ガスG3をアークaの周囲の相対する位置に多く流せるようにノズル本体7aの内周面に配置したものである。   9 and 10 show the main part of a TIG welding torch using the constricting nozzle 7 according to the second embodiment of the present invention, and the constricting nozzle 7 defines each gas rectifying groove 7c with a nozzle body 7a. The high-speed rectified gas G3 is arranged on the inner peripheral surface of the nozzle body 7a so that a large amount of the high-speed rectified gas G3 can flow from the front end opening to the opposite positions around the arc a.

即ち、この狭窄ノズル7は、図10に示す如く、二つの位置決め用突条7b及びガス整流溝7cをそれぞれノズル本体7aの内周面の円周方向へ180°ごとに配置し、ノズル本体7aの先端から高速整流ガスG3をアークaの周囲の相対する位置に多く流し、その他の個所には高速整流ガスG3を少なめに流す構成としたものである。   That is, as shown in FIG. 10, the constricting nozzle 7 has two positioning protrusions 7b and gas rectifying grooves 7c arranged at 180 ° intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the nozzle body 7a. A large amount of the high-speed rectification gas G3 is allowed to flow from the tip of the gas to the opposite positions around the arc a, and a small amount of the high-speed rectification gas G3 is allowed to flow to other locations.

前記狭窄ノズル7を用いたTIG溶接用トーチは、図11(A)〜(C)に示す如く、アークaの円周方向に90°ごとにプラズマ気流Pの強い個所と弱い個所が交互に形成されるため、横断面形状が楕円状で且つエネルギー密度の高いアークaを形成することができる。
このように、横断面形状が楕円状のアークaを形成した場合、予熱効果が上がって溶け込みが大きくなると共に、裏波も出易くなる。然も、電流を上げても良好な溶接を行える。
As shown in FIGS. 11A to 11C, the TIG welding torch using the constricting nozzle 7 alternately forms strong and weak portions of the plasma air flow P every 90 ° in the circumferential direction of the arc a. Therefore, it is possible to form an arc a having an elliptical cross section and a high energy density.
As described above, when the arc a having an elliptical cross-sectional shape is formed, the preheating effect is improved, the penetration is increased, and a back wave is easily generated. However, good welding can be performed even if the current is increased.

尚、狭窄ノズル7の位置決め用突条7b及びガス整流溝7cの数、横断面形状、大きさ、位置関係等は、上記各実施の形態のものに限定されるものではなく、アークaの周囲に高速整流ガスG3を流すことができれば、その数、横断面形状、大きさ、位置関係等は、適宜変更可能であることは勿論である。   Note that the number, the cross-sectional shape, the size, the positional relationship, etc. of the positioning protrusions 7b and the gas rectifying grooves 7c of the constricting nozzle 7 are not limited to those of the above embodiments, but around the arc a. Of course, the number, the cross-sectional shape, the size, the positional relationship, and the like can be changed as appropriate as long as the high-speed rectified gas G3 can be flown through.

1はトーチボディ、2はタングステン電極棒、3は電極コレット、4はコレットハンドル、5はガスレンズ、6はシールドノズル、7は狭窄ノズル、7aはノズル本体、7bは位置決め用突条、7cはガス整流溝、7dは高速ガス通路、aはアーク、Gはシールドガス、G1は層流ガス、G2は高速ガス、G3は高速整流ガス、Wは母材。   1 is a torch body, 2 is a tungsten electrode rod, 3 is an electrode collet, 4 is a collet handle, 5 is a gas lens, 6 is a shield nozzle, 7 is a constricting nozzle, 7a is a nozzle body, 7b is a positioning protrusion, 7c is Gas rectifying groove, 7d is a high-speed gas passage, a is an arc, G is a shielding gas, G1 is a laminar flow gas, G2 is a high-speed gas, G3 is a high-speed rectifying gas, and W is a base material.

Claims (4)

トーチボディ(1)の先端部に配設したガスレンズ(5)によりトーチボディ(1)の内部を通って流入して来たシールドガス(G)を層流化すると共に、層流化したシールドガス(G)をトーチボディ(1)の先端部に配設した筒状のシールドノズル(6)から被溶接物である母材Wへ向って放出し、シールドガス(G)の雰囲気中でシールドノズル(6)の中心位置に配設したタングステン電極棒(2)と母材(W)との間にアーク(a)を発生させ、そのアーク(a)の熱で母材(W)を溶融するようにしたTIG溶接用トーチに取り付けられる狭窄ノズル(7)に於いて、前記狭窄ノズル(7)は、ガスレンズ(5)の先端面中央位置に着脱自在に取り付けられ、タングステン電極棒(2)の先端部周囲にタングステン電極棒(2)と同心状に配置されタングステン電極棒(2)の先端部外周面との間に環状の高速ガス通路(7d)を形成する筒状のノズル本体(7a)と、ノズル本体(7a)の内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒(2)をノズル本体(7a)の中心位置に保持するノズル本体(7a)の長手方向に沿う複数の位置決め用突条(7b)と、複数の位置決め用突条(7b)間に形成され、ノズル本体(7a)の長手方向に平行に延びて高速ガス通路(7d)内を流れるシールドガス(G)を整流化する複数のガス整流溝(7c)とから成り、前記位置決め用突条(7b)及びガス整流溝(7c)をノズル本体(7a)の先端から離れた位置に形成すると共に、ノズル本体(7a)の先端と位置決め用突条(7b)及びガス整流溝(7c)との間に位置する高速ガス通路(7d)の内径を位置決め用突条(7b)及びガス整流溝(7c)の上流側の高速ガス通路(7d)の内径よりも大きく形成し、トーチボディ(1)から放出されるシールドガス(G)の一部を前記高速ガス通路(7d)及び各ガス整流溝(7c)に流してシールドノズル(6)から放出される層流化したシールドガス(G)よりも速い高速整流ガス(G3)とすると共に、ガス整流溝(7c)を通過した高速整流ガス(G3)の流れを高速ガス通路(7d)の下流側部分で安定化し、この安定化した高速整流ガス(G3)をノズル本体(7a)の先端開口からアーク(a)の周囲に流す構成としたことを特徴とする狭窄ノズル。 The shield gas (G) flowing in through the inside of the torch body (1) is stratified by the gas lens (5) disposed at the tip of the torch body (1), and the stratified shield is formed. The gas (G) is discharged from the cylindrical shield nozzle (6) disposed at the tip of the torch body (1) toward the base material W as the work piece, and shielded in the atmosphere of the shield gas (G). An arc (a) is generated between the tungsten electrode rod (2) disposed at the center position of the nozzle (6) and the base material (W), and the base material (W) is melted by the heat of the arc (a). In the stenosis nozzle (7) attached to the TIG welding torch configured as described above, the stenosis nozzle (7) is detachably attached to the center position of the front end surface of the gas lens (5), and the tungsten electrode rod (2 ) Around the tip of the tungsten electrode rod (2) A tubular nozzle body forming an annular high-speed gas passage (7d) between the concentrically disposed tip outer peripheral surface of the tungsten electrode rod (2) (7a), the inner circumference of the nozzle body (7a) A plurality of positioning protrusions along the longitudinal direction of the nozzle body (7a) that are formed on the surface so as to protrude at a predetermined interval in the circumferential direction and hold the tungsten electrode rod (2) at the center position of the nozzle body (7a). (7b) and a plurality of positioning protrusions (7b), and rectifies the shield gas (G) that flows parallel to the longitudinal direction of the nozzle body (7a) and flows in the high-speed gas passage (7d). The positioning ridge (7b) and the gas rectifying groove (7c) are formed at positions away from the tip of the nozzle body (7a). Tip and positioning ridge (7b) and The inner diameter of the high-speed gas passage (7d) located between the gas rectifying groove (7c) is larger than the inner diameter of the high-speed gas passage (7d) on the upstream side of the positioning ridge (7b) and the gas rectifying groove (7c). A part of the shield gas (G) that is formed and discharged from the torch body (1) flows through the high-speed gas passage (7d) and the gas rectifying grooves (7c) and is discharged from the shield nozzle (6). High-speed rectifying gas (G3) that is faster than the shield gas (G), and the flow of the high-speed rectifying gas (G3) that has passed through the gas rectifying groove (7c) is stabilized in the downstream portion of the high-speed gas passage (7d) The constricted nozzle is characterized in that the stabilized high-speed rectifying gas (G3) flows from the tip opening of the nozzle body (7a) around the arc (a). 各ガス整流溝(7c)を、ノズル本体(7a)の先端開口から高速整流ガス(G3)をアーク(a)の周囲に均等に流すべくノズル本体(7a)の内周面に配置したことを特徴とする請求項1に記載の狭窄ノズル。 The fact that each gas rectifying groove (7c) is arranged on the inner peripheral surface of the nozzle body (7a) so that the high-speed rectifying gas (G3) flows evenly around the arc (a) from the opening at the tip of the nozzle body (7a). The constriction nozzle according to claim 1 , wherein 各ガス整流溝(7c)を、ノズル本体(7a)の先端開口から高速整流ガス(G3)をアーク(a)の周囲の相対する位置に多く流すべくノズル本体(7a)の内周面に配置したことを特徴とする請求項1に記載の狭窄ノズル。 The gas rectifying grooves (7c) are arranged on the inner peripheral surface of the nozzle body (7a) so that the high-speed rectified gas (G3) flows from the opening at the front end of the nozzle body (7a) to the opposite positions around the arc (a). The constriction nozzle according to claim 1 , wherein 筒状のトーチボディ(1)と、トーチボディ(1)内へ上下動自在且つ回転自在にねじ込み挿着され、タングステン電極棒(2)を着脱自在に保持する電極コレット(3)と、電極コレット(3)の上端部に取り付けられ、電極コレット(3)を正逆回転させてトーチボディ(1)に対して上下動させるコレットハンドル(4)と、トーチボディ(1)の下端部に着脱自在に取り付けられ、トーチボディ(1)の内部を通して流入して来たシールドガス(G)を均質拡散させて層流化するガスレンズ(5)と、ガスレンズ(5)又はトーチボディ(1)にタングステン電極棒(2)の先端部を囲繞する状態で着脱自在に取り付けられ、ガスレンズ(5)により層流化されたシールドガス(G)をアーク(a)の周囲に放出する筒状のシールドノズル(6)と、ガスレンズ(5)の先端面中央位置に着脱自在に取り付けられ、タングステン電極棒(2)の先端部周囲に配設された請求項1〜請求項3に記載の何れかの狭窄ノズル(7)とから構成したことを特徴とするTIG溶接用トーチ。A cylindrical torch body (1), an electrode collet (3) that is screwed into and inserted into the torch body (1) so as to be movable up and down and rotatable, and detachably holds the tungsten electrode rod (2), and an electrode collet A collet handle (4) attached to the upper end of (3) and rotating up and down with respect to the torch body (1) by rotating the electrode collet (3) forward and backward, and detachably attached to the lower end of the torch body (1) Attached to the gas lens (5) for uniformly diffusing the shield gas (G) flowing in through the inside of the torch body (1) into a laminar flow, and the gas lens (5) or the torch body (1) A cylindrical shield that is detachably attached in a state surrounding the tip of the tungsten electrode rod (2), and discharges the shield gas (G) laminarized by the gas lens (5) around the arc (a). The slip (6) and any one of claims 1 to 3, wherein the gas lens (5) is detachably attached to the center of the tip surface of the gas lens (5) and disposed around the tip of the tungsten electrode rod (2). TIG welding torch characterized by comprising a narrowing nozzle (7).
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