JPH0222151Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶接中に磁気オシレートを行い、且つ
溶接中のシールドを向上させて狭開先TIG溶接を
高品質で行えるようにした狭開先TIG溶接トーチ
に関するものである。

従来の狭開先TIG溶接用トーチを第１図、第２
図に示す。第１図は一部破断正面図、第２図は側
面図であり、図中ａは狭開先TIG溶接用トーチ
（以下、単にトーチと云う）である。また、ｂは
タングステン電極固定ネジ、ｃは冷却水入口、ｄ
は冷却水出口、ｅはシールドガス入口、ｆはタン
グステン電極つかみチユーブ、ｇは冷却水導入
管、ｈは冷却水通路、ｉはシールドガス通路、ｊ
はタングステン電極、ｋは母材、ｌは溶接開先、
ｍはアーク、ｎは溶接不良部、ｏは溶融金属、ｐ
は溶接金属である。

このようなトーチａは、冷却水入口ｃより給水
され、冷却水導入管ｇより冷却水通路ｈを通り、
冷却水出口ｄより出ていく冷却水により冷却され
る。また、シールドガスはシールドガス入口ｅよ
り供給されシールドガス通路ｉを通つて狭開先
TIG溶接用トーチａの先端に供給される。タング
ステン電極ｊはタングステン電極つかみチユーブ
ｆ内に納められており、タングステン電極固定ネ
ジｂを狭開先TIG溶接トーチａ内に押し込み、こ
のタングステン電極つかみチユーブｆを押え付け
ることによりタングステン電極ｊは固定されてい
る。

このようなトーチａを用いて狭開先TIG溶接を
行うには第２図に示すように母材ｋ内の溶接開先
ｌ内にトーチａを入れ、電極ｊと母材ｋの間にア
ークｌを発生させる。すると母材ｋと溶接ワイヤ
（図示せず）がアークｌによつて溶けることによ
り溶融金属ｏを作り、それが冷えて固まり溶接金
属ｐとなることにより溶接することができる。

しかしながら、このような従来の溶接において
は、溶接電流が小さい場合や、タングステン電極
ｊの位置が開先ｌ中心をずれた場合には第２図に
示すように開先コーナー部に溶込不良部ｎが発生
し、溶接品質を低下させることがしばしばあつ
た。この溶込不良部ｎは、アークｍの向きを若干
開先コーナー部へ向ければ発生しなくなるのであ
るが、溶接開先ｌが狭いのと、トーチａの幅が溶
接開先ｌ幅に近いため、トーチａあるいはタング
ステン電極ｊを溶接開先ｌ幅方向に適時動かすこ
とが困難なため溶込不良部ｎをなくすには、非常
に高い溶接オペレーターの熟練が必要であつた。

本考案は上記の事情に鑑みて成されたもので、
トーチと、このトーチの先端部に取り付けられた
キヤツプと、交番磁界を発生する電磁石とを具備
し、前記トーチは、常磁性体材料およびこの常磁
性体材料の両側に位置する強磁性体材料を組み合
わせて形成され、かつシールドガス流通孔、冷却
水流通孔およびタングステン電極を有し、前記キ
ヤツプは、常磁性体材料およびこの常磁性体材料
の両側に位置する強磁性体材料を組み合わせて形
成され、かつ前記トーチのシールドガス流通孔に
連通するシールドガス整流孔および前記トーチの
冷却水流通孔に連通する冷却水流通孔を有し、前
記電磁石は強磁性体材料からなるアームを介して
前記トーチの強磁性体材料に接続した構成とし、
交番磁界により溶接トーチのアークをオシレート
して溶接部の溶融不良箇所発生が生じないように
し、これによりだれでも容易に高品質の狭開先
TIG溶接を行うことができるようにした狭開先
TIG溶接用トーチを提供することを目的とする。

すなわち本考案は狭開先用TIG溶接トーチにお
いて、下記に示す機能を持たせることにより溶接
中に磁気オシレートを行い、かつ、溶接中のシー
ルドを向上させ、狭開先TIG溶接を高品質に行な
えるようにする。

１ トーチの中央に常磁性体材料（例えば銅合金
等）を、またその両側に強磁性体材料（例えば
軟鋼等）を使用し、かつ、その強磁性体材料に
交番磁界をかけることにより、トーチ先端にそ
の交番磁界を導びき、これによりアークのオシ
レートを行うようにする。アークのオシレート
は交番磁界の周波数により変えることができる
のでこれにより狭開先内でトーチ先端のアーク
の方向を自由に変えることができる。

２ トーチ先端に水冷可能なシールドキヤツプを
取り付け、シールドキヤツプ内でシールドガス
流れを層流に整えることによりシールド効果を
上げると共に、シールドキヤツプの中央に常磁
性体材料を、両側に強磁性体材料を使用するこ
とによりトーチからの交番磁界をシールドキヤ
ツプ先端に導びくようにし、これによりアーク
のオシレートを行うことができるようにする。

３ シールドキヤツプは水冷されるようにし、溶
接中にも温度上昇を抑えることで絶縁テープの
使用および絶縁セラミツクスコーテイングの使
用を可能とすると共に、強磁性体材料の温度を
磁気変態点以下に保つことができ、アークまわ
りの空間に強力な磁界を安定してかけることが
できるようにする。

以下、本考案の一実施例について第３図を参照
しながら説明する。

第３図ａ、第３図ｂは本装置の構成を示す側面
図および正面図であり、また第３図ｃは底面図で
ある。図中２１はトーチ、２２ａはタングステン
固定ネジ、２２ｂはタングステン電極つかみチユ
ーブ、２２ｃはタングステン電極、２２ｄはアー
ク、２３ａは冷却水入口、２３ｂは冷却水出口、
２３ｃは冷却水導入管、２３ｄは冷却水通路、２
４ａはシールドガス入口、２４ｂはシールドガス
通路、２５ａはトーチ常磁性体材料部、２５ｂは
トーチ強磁性体材料部、２６ａは電磁石、２６ｂ
はアーム、２７ａはシール材、２７ｂはボルト、
２７ｃはシールドキヤツプ、２７ｄはキヤツプ冷
却水口、２７ｅはキヤツプ強磁性体材料部、２７
ｆはシールドガス整流口、２７ｇはキヤツプ常磁
性体材料部、２８ａは溶接開先、２８ｂは溶融金
属、２８ｃは溶接金属、２８ｄは母材である。

前記トーチ２１は、先端に方形筒状のシールド
キヤツプ２７ｃを持ち、かつ両者は中央部が常磁
性体材料２５ａおよび２７ｇで作られ、またその
両側部が強磁性体材料部２５ｂおよび２７ｅでで
きている。タングステン電極２２ｃはトーチ２１
の中央に設けられた孔内に配され、且つ、その基
端側外周にはタングステンつかみチユーブ２２ｂ
が被されていてタングステン固定ネジ２２ａによ
りタングステンつかみチユーブ２２ｂを抑え付け
ることによりトーチ２１に固定される。溶接部を
シールドするシールドガスＧはトーチ２１のシー
ルドガス入口２４ａより供給されトーチ２１内の
シールドガス通路２４ｂを通り先端のシールドキ
ヤツプ２７ｃ内のシールドガス整流口２７ｆで層
流となつた後に開先２８ａ内に放出される。冷却
水Ｗはトーチ２１の強磁性体材料部２５ｂに設け
られた冷却水入口２３ｂより供給され、その内部
両側に設けられた冷却水通路２３ｄ内に挿入され
た冷却水導入管２３ｃを通つてキヤツプ冷却水口
２７ｄに送られ、その後該冷却水導入管外周の冷
却水通路２３ｄを通つて、冷却水出口２３ｂより
出てゆくことによりトーチ２１を冷却している。
交番磁界はトーチ２１外側に設けられた電磁石２
６ａに適当な交流を流すことにより発生させ、強
磁性体材料でできたアーム２６ｂを通してトーチ
２１の強磁性体材料部２５ｂに導びかれ、さらに
シールドキヤツプ２７ｃの強磁性体材料部２７ｅ
に導びかれるようにしてある。

上記構造を持つ狭開先TIG溶接用トーチは電磁
石２６ａを付勢して交番磁界をかけながら溶接す
るとトーチ２１の先端から溶接金属２８ｃ間に発
生するアーク２２ｄまわりの空間に、溶接線方向
の磁場が発生するため、アーク２２ｄは電流方向
と磁場方向に対して直角方向すなわち溶接開先２
８ａの幅方向に力を受け、交番磁界の周波数に応
じてオシレートする。

このように交番磁界により、アークが溶接開先
の幅方向にオシレートするため溶接電流が小さい
場合やタングステン電極位置が、開先中心をはず
れても、開先コーナー部を溶かすことができ、こ
れにより溶込不良の発生を完全に抑えることが可
能となつた。また本装置はシールドキヤツプを水
冷にし、強磁性体材料部を冷却することができる
ようにしたため材料の磁気変態点以下に常に温度
を保つことができ、溶接中でも常に安定した磁界
をアーク発生空間に導びくことができる。更にシ
ールドキヤツプをトーチ先端に取り付けたことに
よりシールドガスをキヤツプ内で整流し層流とし
てアーク発生空間（開先内）に供給することがで
きるため、アークオシレートによつてもシールド
性能は低下せず、十分な溶接が可能となる。従つ
て、容易にだれでも良好な狭開先TIG溶接が行え
るようになる。また、シールドキヤツプを水冷と
しているため絶縁テープの使用および絶縁セラミ
ツクスコーテイングの使用が可能となり、良好な
絶縁構造を得ることができるようになつて、アー
クに対しより安定な磁界を与えることができるよ
うになつた。

従つて、これらのことからだれでも高品質の狭
開先TIG溶接を容易に行うことができるようにな
つた。

以上詳述したように本考案によれば溶融不良箇
所を生じることなく高品質の狭開先TIG溶接をだ
れでも容易に行うことのできる狭開先TIG溶接用
トーチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来装置の構成を説明するた
めの図、第３図ａは溶接母材を含む本装置の構成
を示す側面図、第３図ｂは本装置の構成を示す正
面図、第３図ｃはその底面図である。 ２１……トーチ、２２ａ……タングステン固定
ネジ、２２ｂ……タングステンチユーブ、２２ｃ
……タングステン電極、２２ｄ……アーク、２３
ａ……冷却水入口、２３ｂ……冷却水出口、２３
ｃ……冷却水導入管、２３ｄ……冷却水通路、２
４ａ……シールドガス入口、２４ｂ……シールド
ガス通路、２５ａ……トーチ常磁性体材料部、２
５ｂ……トーチ強磁性体材料部、２６ａ……電磁
石、２６ｂ……アーム、２７ａ……シール材、２
７ｂ……ボルト、２７ｃ……シールドキヤツプ、
２７ｄ……キヤツプ冷却水口、２７ｅ……キヤツ
プ強磁性体材料部、２７ｆ……シールドガス整流
口、２７ｇ……キヤツプ常磁性体材料部、２８ａ
……溶接開先、２８ｂ，２８ｃ……溶接金属、２
８ｄ……母材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 トーチと、このトーチの先端部に取り付けられ
   たキヤツプと、交番磁界を発生する電磁石とを具
   備し、 前記トーチは、常磁性体材料およびこの常磁性
   体材料の両側に位置する強磁性体材料を組み合わ
   せて形成され、かつシールドガス流通孔、冷却水
   流通孔およびタングステン電極を有し、 前記キヤツプは、常磁性体材料およびこの常磁
   性体材料の両側に位置する強磁性体材料を組み合
   わせて形成され、かつ前記トーチのシールドガス
   流通孔に連通するシールドガス整流孔および前記
   トーチの冷却水流通孔に連通する冷却水流通孔を
   有し、 前記電磁石は強磁性体材料からなるアームを介
   して前記トーチの強磁性体材料に接続されてなる
   ことを特徴とする狭開先TIG溶接用トーチ。