JPH0222152Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は狭開先用MIG溶接トーチに関するも
のである。

第１図、第２図に従来の狭開先用MIG溶接ト
ーチを示す。

図において、ａは狭開先用MIG溶接トーチで
あり、ｂはそのワイヤ導入口、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は冷
却水通路、ｇは冷却水導入管、ｈはシールドガス
通路、ｉはセラミツクスキヤツプ、ｊはボルト、
ｋは溶接ワイヤ、ｌはアーク、ｍは溶接不良部、
ｎはワイヤリール、ｏはワイヤ送りローラ、ｐは
母材、ｑは溶接開先、ｒは溶融金属、ｓは溶接金
属を示す。

図に示すように、従来の狭開先用MIG溶接用
トーチ（以下、単にトーチと云う）ａは図の如く
ブロツク状でその中心に溶接用ワイヤ導入口ｂが
貫通して設けられ、また、トーチａにはその先端
部側に絶縁用のセラミツクスキヤツプｉがボルト
ｊにより固定されて設けられている。セラミツク
スキヤツプｉには前記溶接用ワイヤｋを外部に導
出できるように前記トーチａに連通して溶接用ワ
イヤ導入口b′が設けられ、また、前記冷却水通路
ｆはトーチａの基端側近傍からセラミツクスキヤ
ツプｉ近傍端部にかけてトーチａ内部に形成され
ており、この冷却水通路ｆ内に冷却水導入管ｇは
配設されている。また、前記シールドガス通路ｈ
はトーチａからセラミツクスキヤツプｉにかけて
その内部を貫通して形成されており、ここにシー
ルドガスを通してセラミツクスキヤツプｉの先端
より吹き出させることによりアークｌと溶融金属
ｒとを外気から保護する。

このような構成において、冷却水は冷却水入口
ｃよりトーチａ内に入り、冷却水導入管ｇを通つ
てトーチａの先端に送られ、冷却水通路ｆを通
り、冷却水出口ｄより出てゆき、トーチａの冷却
を行う。一方、シールドガスはシールドガス入口
ｅより入り、シールドガス通路ｈを通りトーチａ
先端から溶接開先ｑ内に供給される。

このトーチａを用いて狭開先MIG溶接を行う
場合、第２図に示すように、母材ｐ内の溶接開先
ｑ内にトーチａを入れ、ワイヤ導入口ｂより溶接
ワイヤｋを供給してその先端をセラミツクスキヤ
ツプｉの外方に突出させ、このワイヤと母材ｐと
の間に電流を供給してこれらの間にアークｌを発
生させ、そのアーク熱により溶接ワイヤｋと母材
ｐとを溶融させ、溶融金属ｒを作る。そして、こ
の溶融金属ｒが冷えて固まり、溶接金属ｓとなる
ことにより、溶接ができる。

この時溶接ワイヤｋは、ワイヤリールｎからワ
イヤ送りローラｏによりトーチａのワイヤ導入口
ｂに送られ、トーチａ内を通つて溶接開先ｑ内に
連続して供給される。

ところで、このような従来の狭開先MIG溶接
においては、溶接電流が小さい場合や、溶接ワイ
ヤｋ先端が溶接開先ｑの中心位置にない場合など
では、第２図に示すように、開先コーナー部に溶
込不良部ｍがしばしば発生する。この溶込不良部
ｍは、アークｌの向きを少し開先コーナー部へ向
ければ発生しなくなるが、溶接開先ｍが狭いのと
トーチａの幅が溶接開先ｑ幅に近いため、トーチ
ａを開先ｑ内でオシレートすることは非常に困難
であり、従つて溶込不良部ｍの無い溶接を行うに
は、非常に高い溶接オペレーターの熟練を要し
た。

本考案は上記の事情に鑑みて成されたものであ
り、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シールドガス通路、冷却水通
路および前記常磁性体材料を貫通する溶接ワイヤ
を挿通する溶接ワイヤ挿通孔を有し、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
れ前記トーチのシールドガス通路に連通するシー
ルドガス通路、前記トーチの冷却水通路に連通す
る冷却水通路および前記溶接ワイヤに給電を行う
コンタクトを有し、前記電磁石は強磁性体からな
るアームを介して前記トーチの各強磁性体材料に
接続するものとすることにより、狭開先内でのト
ーチ先端でのアークの方向を自由に変えることが
できるようにし、これによつて溶接不良の発生を
抑制できるとともに熟練を要さず、誰でも良好な
溶接を行うことのできるようにした狭開先用
MIG溶接トーチを提供することを目的とする。

具体的には狭開先用MIG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ア
ークの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MIG溶接を高品質に行
えるようにする。

すなわち、トーチの中央部に常磁性体材料（例
えば銅合金等）を、両側に強磁性体材料（例えば
軟鋼）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、それにより溶接アークのオシレート
を行い溶接不良が生じないようにする。また、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の流れを
層流に整えることによりシールド効果を上げると
共に、シールドキヤツプ内に溶接ワイヤのコンタ
クトチツプを取り付け、シールドキヤツプの水冷
により溶接中のコンタクトチツプの温度上昇を抑
えることによりコンタクトチツプの耐久性を向上
させ、さらに、シールドキヤツプの中央部に常磁
性体材料を、その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
ヤツプ先端に導びき、これにより溶接アークのオ
シレートを行う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、第４
図を参照しながら説明する。第３図ａおよびｂは
本考案による装置の構成を示す正面図及び底面
図、また、第４図は開先溶接状態を示す本装置の
側面図であり、図中、１はブロツク状の狭開先用
MIG溶接トーチ（以下、トーチと称する）であ
る。２ａはこのトーチ１に設けられた冷却水入
口、２ｂは冷却水出口、２ｃは冷却水通路であ
る。２ｄは冷却水導入管、３ａはワイヤ導入口、
３ｂは溶接ワイヤ、４ａはシールドガス入口、４
ｂはシールドガス通路、５ａは電磁石、５ｂはこ
の電磁石５ａの鉄心となるアームで、このアーム
５ｂには電磁石５ａが設けられている。６ａはト
ーチ常磁性体、６ｂはトーチ強磁性体、７ａはシ
ール材、７ｂはボルト、７ｃはコンタクトチツ
プ、７ｄはシールドキヤツプ、７ｅはキヤツプ冷
却水口、７ｆはキヤツプ強磁性体材料、７ｇシー
ルドガス整流口、７ｈはキヤツプ常磁性体材料、
８はアーク、９ａは母材、９ｂは溶接狭開先、９
ｃは溶融金属、９ｄは溶接金属である。トーチ１
は図の如くブロツク状でその中心に溶接用ワイヤ
導入口３ａが貫通して設けられ、また、トーチ１
にはその先端部側にシールドキヤツプ７ｄがボル
ト７ｂにより固定されて設けられている。シール
ドキヤツプ７ｄには前記溶接用ワイヤ３ｂに交流
電力を供給し、且つ外部に導出できるようにコン
タクトチツプ７ｃが設けられ、このコンタクトを
介してワイヤに電流を供給する。また、前記冷却
水通路２ｃはトーチ１からシールドキヤツプ７ｄ
にかけてその内部に形成されており、この冷却水
通路２ｃよりキヤツプ冷却水７ｅにかけてこの管
内に冷却水導入管２ｄは配設されている。また、
前記シールドガス通路４ｂはトーチ１からシール
ドキヤツプ７ｄにかけてその内部を貫通して形成
されており、またシールドキヤツプ７ｄにはシー
ルドガス整流口７ｇが貫通して設けられていて、
シールドガス通路４ｂにシールドガスを通してシ
ールドキヤツプ７ｄの先端より吹き出させること
によりアーク８と溶融金属９ｃとを外気から保護
する。

トーチ１およびシールドキヤツプ７ｄは、中央
部が常磁性体材料６ａおよび７ｈで作られてお
り、またそれぞれその両側が強磁性体材料６ｂお
よび７ｆでできている。上記溶接ワイヤ３ｂはワ
イヤリール（図示せず）に巻回されて設けられ、
このワイヤリールよりワイヤ送りローラ（図示せ
ず）にてトーチ１の上部のワイヤ導入口３ａに送
られ、トーチ１内中央の貫通を通つてシールドキ
ヤツプ７ｄ内に送られ、このシールドキヤツプ７
ｄ内に設けられた筒状のコンタクトチツプ７ｃを
通り、溶接開先９ｂ内に供給される。冷却水は、
トーチ１の正面に設けられた冷却水入口２ａより
トーチ１内に入り冷却水導入管２ｄ内を通つてシ
ールドキヤツプ７ｄのキヤツプ冷却水口７ｅに送
られ、その後、トーチ１の冷却水通路２ｃを通つ
て冷却水出口２ｂから排出される。また、シール
ドガスは、トーチ１の正面のシールドガス入口４
ａよりトーチ１内に導入され、トーチ１内のシー
ルドガス通路４ｂを通り、これに連通するように
形成されているシールドキヤツプ７ｄ内のシール
ドガス整流口７ｇ内で層流になつた後、シールド
キヤツプ７ｄより溶接開先９ｂ内に吹き出され、
外気を遮断する。電磁石５ａはトーチ１の正面の
強磁性体材料６ａ部分に設けられ、この電磁石５
ａに適当な交流を流すことにより交番磁界を発生
させ、強磁性体材料でできたアーム５ｂを通して
トーチ１の強磁性体材料６ｂに導びかれ、さらに
シールドキヤツプ７ｂの強磁性体材料７ｄに導び
かれる構成となつている。

上記構造を持つトーチ１を用いて交番磁界をか
けながら溶接を行うと、アーク８まわりの空間に
溶接線方向に配した強磁性体材料６ｂ，７ｆを通
して該溶接線方向の磁場が発生するため、アーク
８は電流方向と磁場方向に対して垂直方向すなわ
ち溶接開先９ｂ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。

そのため、溶接ワイヤ位置が開先中心からずれ
ていても開先コーナー部を溶かすことができ、溶
込不良の発生を完全に抑えることができる。ま
た、シールドキヤツプを水冷するので、これによ
りシールドキヤツプの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るため、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。従つて、良好なオシレートが可能とな
る。また、シールドキヤツプをトーチ先端に取り
付ける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、アークをオシレートして
もシールド性能は低下せず十分な溶接が可能とな
る。更にまた、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つたばかりでな
く、シールドキヤツプ内のコンタクトチツプの温
度上昇を抑えることができ、コンタクトチツプの
耐久性が向上し、これにより装置の信頼性を向上
させることができる。

以上、詳述したように本考案は、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
れシールドガス通路、冷却水通路および前記常磁
性体材料を貫通する溶接ワイヤを挿通する溶接ワ
イヤ挿通孔を有し、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前記トーチのシ
ールドガス通路に連通するシールドガス通路、前
記トーチの冷却水通路に連通する冷却水通路およ
び前記溶接ワイヤに給電を行うコンタクトを有
し、前記電磁石は強磁性体からなるアームを介し
て前記トーチの各強磁性体材料に接続するものと
したことにより、狭開先内でのトーチ先端でのア
ークの方向を自由に変えることができるようにな
り、これによつて溶接不良の発生が抑制できると
ともに溶接部には層流化したシールドガスを吹き
付けてシールドするようにしたので熟練を要せ
ず、誰でも良好な溶接を行うことのできるように
なるなどの特徴を有する狭開先用MIG溶接トー
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
めの正面図及び側面図、第３図ａおよびｂは本考
案装置の構成を示す一部断面正面図および底面
図、第４図は本装置の溶接状態を説明するための
側面図である。 １……ブロツク状の狭開先用MIG溶接トーチ、
２ａ……冷却水入口、２ｂ……冷却水出口、２ｃ
……冷却水通路、２ｄ……冷却水導入管、３ａ…
…ワイヤ導入口、３ｂ……溶接ワイヤ、４ａ……
シールドガス入口、４ｂ……シールドガス通路、
５ａ……電磁石、５ｂ……アーム、６ａ……トー
チ常磁性体、６ｂ……トーチ強磁性体、７ａ……
シール材、７ｂ……ボルト、７ｃ……コンタクト
チツプ、７ｄ……シールドキヤツプ、７ｅ……キ
ヤツプ冷却水口、７ｆ……キヤツプ強磁性体材
料、７ｇ……シールドガス整流口、７ｈ……キヤ
ツプ常磁性体材料、８……アーク、９ａ……母
材、９ｂ……溶接狭開先、９ｄ……溶接金属。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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
   合わせて形成されシールドガス通路、冷却水通路
   および前記常磁性体材料を貫通する溶接ワイヤを
   挿通する溶接ワイヤ挿通孔を有し、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
   前記トーチのシールドガス通路に連通するシール
   ドガス通路、前記トーチの冷却水通路に連通する
   冷却水通路および前記溶接ワイヤに給電を行うコ
   ンタクトを有し、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各強磁性体材料
   に接続されてなる狭開先用MIG溶接トーチ。