JPH0375272B2

JPH0375272B2 -

Info

Publication number: JPH0375272B2
Application number: JP57063241A
Authority: JP
Priority date: 1982-04-17
Filing date: 1982-04-17
Publication date: 1991-11-29
Also published as: JPS58181484A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は溶接装置に係り、特に開先幅が狭く
かつ深い部分でのTIG（タングステンイナートガ
ス）アーク溶接を行なうのに効果的な溶接トーチ
に関する。

＜従来の技術及びその問題点＞第１図は従来、一般に使用している水冷TIG溶
接トーチの典形的な構造を示す溶接トーチの断面
図である。

管路１，２を通つて流入出する冷却水Ｗと上部
で直接触れて冷却される金属製のトーチボデイ３
の内部には、先端部を２〜４分割の形でスリツト
を形成した円筒状の金属製コレツト４を入れ、コ
レツト４の中にはタングステン電極５を入れる。
コレツト４をトーチキヤツプ６によりトーチボデ
イ３の下方へ押しつけると、トーチボデイ３の下
部に形成したコレツト４を受ける面が円錐状にな
つているため、スリツトを有するコレツト４の先
端部は内側へ変形しようとし、結果としてタング
ステン電極５を締めつけ固着することになる。タ
ングステン電極５は、熱伝導が良い金属製のコレ
ツト４およびトーチボデイ３によつて密着固定さ
れているために、溶接中にタングステン電極５に
生じた熱はこれらを介して冷却水Ｗへと伝えら
れ、タングステン電極５は冷却されることにな
る。水冷TIG溶接トーチは一般にこのような電極
保持機構および水冷機構を有するが、更に不活性
ガス雰囲気中で溶接するために、電極保持機構を
囲む形で耐熱性のガスノズル７を取り付け、ガス
管路８よりアルゴンガスなどのシールガスＧを流
してノズル７より流出させている。

従来型の水冷式溶接トーチは以上の構造となつ
ているため、トーチ外径が20mmもしくはこれ以上
大きくなつている。従つてこの様なトーチを厚板
の突合せ溶接に適用しようとすると深い開先の底
部でアークを発生させるために開先内にトーチを
挿入するためだけで開先幅を大幅に広げなければ
ならず、作業能率が大幅に低下しかつ溶接部の信
頼性も低下するという問題がある。

そこで、ガスシール用のノズル７を細くした
り、あるいは開先外の母材表面の近傍に置いて多
量のシールドガスを流すことでシール効果を持た
せるなどの工夫もなされている。しかし、それ等
の場合でも、タングステン電極の固着保持を以上
の如き通常のコレツト方式によると、開先内に挿
入されるトーチ部分の外径はせいぜい10mm程度ま
でしか細くすることができない。

一方、火力発電用ボイラの現地での組立工事な
どでは、例えば厚さ70mm、外径780mmなどの厚肉
鋼管を固定したまま、全姿勢突き合せ溶接する場
合がある。従来は開先幅を十分広くとり被覆アー
ク溶接するのが通常であつたが、このような管の
溶接を自動化し、作業の安定性をまして品質向上
を図ると共に、狭開先化して作業能率も改善する
ことが望まれている。その具体化策の一つとし
て、１層１パス方式で狭開先TIG溶接することが
考えられるが、この場合開先両側壁に同時にTIG
アークが届き溶融させることが必要である。また
これと同時に溶融した金属の垂れ落ちを防ぐこと
も必要であり、その他の作業性なども勘案する
と、開先幅は７mm以下、できれば５〜６mm程度が
好ましいことが判明し、従来型の溶接トーチは全
く使用することができないものである。

＜発明の目的＞この発明の目的はトーチ全体を大幅に薄型化
し、狭くかつ深い開先部分でも容易に溶接するこ
とができるTIGアーク溶接トーチを提供すること
にある。

＜手段の概要＞要するにこの発明は、非消耗電極と、冷却水が
流入、流出する冷却水管と、シールドガス供給管
を有するTIGアーク溶接トーチにおいて、前記冷
却水管流入側管端部と、流出側管端部と前記シー
ルドガス供給管の端部とに接続され、かつこれら
を相互に近接させて固定保持する電極保持板を設
け、この電極保持板は非消耗電極、冷却水管、シ
ールドガス供給管のいずれの直径よりやゝ大の厚
みを持ち、また冷却水が流入し反転して流出する
穴、非消耗電極を通す穴、シールドガスを通す
穴、非消耗電極の穴と一部が重複する前記電極保
持板面に軸心を垂直にする留め金用穴を設け、該
留め金用穴に側面に一部切り欠けを持つ留め金具
を挿入することにより非消耗電極の着脱を可能に
する非消耗電極固定手段を設けたことを特長とす
るTIGアーク溶接トーチである。

＜実施例＞以下この発明の一実施例を図面により説明す
る。

第２図および第３図において、１０はトーチ固
定部材であり、１１，１２はこの固定部材１０を
挿通して配置した冷却水管、１３，１４はシール
用ガスを通過させるシールドガス供給管（以下単
にガス管と称す）である。これらの各管の先端部
には電極保持板１５が設けてあり、前記トーチ固
定部材に冷却水管１１，１２、ガス管１３，１４
およびこの電極保持板１５によつて本体９が形成
される。すなわち電極保持板１５はトーチ本体９
の一部を形成するのでシールドガス供給管の端
部、冷却水流入側管端部、流出側管端部に接続支
持され、かつアーク形成のための通電も行なわれ
ている。電極保持板１５の板厚中心部には、冷却
水通路（穴）１６および非消耗電極たるタングス
テン電極１７、先端部近傍にシール用ガスが流出
するように設けられたシールドガス路（穴）１
８，１９およびタングステン電極１７を挿入でき
るようにした電極用穴２０がそれぞれ設けられて
いる。更に、電極保持板１５には、電極板面に垂
直にしかつこの穴２０と一部重複する様にして留
め金用穴２１が設けてあり、この穴２１に対して
側面を一部切り欠けしたプラグ状の留め金２２を
挿入しタングステン電極１７を電極保持板１７に
固定する。

第４図および第５図は留め金２２の一例を示す
ものである。第４図、第５図に示すごとく留め金
２２は側面の一部に切り欠き部２６を有する薄厚
で平面視図が円形に近い形状をしており、ネジ回
し等で回転し非消耗電極を締めつけ固定するよう
に溝２５が形成してある。タングステン電極１７
の取り付けに当つては先ず留め金２２の切り欠き
部２６が電極用穴２０側に位置するように留め金
２２を穴２１に挿入し、次いで電極１７を穴２０
に挿入して所定の位置に配置したならばネジ回し
等によつて留め金２２を第２図で左廻りに回し、
円周部２７で電極１７を押圧して同電極を固定す
る。これにより電極１７が抜け出そうとしてもま
すます強く保持されることゝなる。この留め金２
２も厚さは電極保持板の厚さと同じあるいはそれ
より少し薄い部材で構成されている。即ち電極保
持板の厚さは冷却水管１１，１２やガス管１３，
１４非消耗電極の直径より大きい寸法の厚みをも
つている。実際に狭開先内でアーク溶接するとき
には、トーチと開先側壁との短絡を防止する必要
があり、また高周波アークスタート時に電極１７
の先端以外のところでアークが生じないようにす
る必要がある。このためトーチ本体９の外周には
図示しない耐熱、絶縁性の被覆、例えば粘着性ガ
ラステープによる被覆を形成しておく。

発明者等は上述の構成のトーチを試作し次の如
き結果を得た。

すなわち直径2.4mmのタングステン電極１７を
厚さ3.5mmの鋼板製の電極保持板１５に対し円状
部分の径が６mmの留め金２２を用いて固着し、厚
さ0.5mm、外径３mmの銅管を用いて水冷とガス供
給を行ない、厚さ0.18mmのガラステープを１〜２
回巻きつけることで電気的絶縁性を確保した。結
果、トーチは厚さ約4.2mmとなり、幅５mmの深開
先内でアーク電流140〜250Aとして、１層１パス
方式で安定した溶接を行うことができた。

第６図は他の実施例を示すもので、図において
電極保持板１５の下端縁に対して同保持板から下
部に突出したタングステン電極１７を保持するよ
うホルダー部１５ａが連設してある。これにより
冷却水による冷却効果を高めると共に同電極１７
の保持をより強固にする。

＜発明の効果＞この発明を実施することにより溶接トーチの厚
さを非消耗電極の外径より僅かに厚い程度の薄型
に形成でき、しかもトーチ本体の一部を形成する
冷却水管、シールドガス供給管の長さによりトー
チ全体を長く形成することも自由に行なえるので
狭くかつ深い開先にした厚板を容易に一パスで溶
接することができる。

また、電極に近接して冷却水路を形成すること
ができるので冷却効率が良く大電流のTIGアーク
溶接も容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水冷TIG溶接トーチの一例を示
す構造図、第２図はこの発明の一実施例にかゝる
溶接トーチの正面図、第３図は同トーチの側面
図、第４図はこの発明にかゝる溶接トーチに用い
る留め金の平面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線に
よる断面図、第６図はこの発明の実施にかゝる溶
接トーチの他の実施例の電極保持板を示す図面で
ある。９……トーチ本体、１０……トーチ固定部材、
１１，１２……冷却水管、１３，１４……ガス
管、１５……電極保持板、１５ａ……ホルダー
部、１７……タングステン電極、２１……留め金
用穴、２２……留め金。

Claims

【特許請求の範囲】

１非消耗電極と、冷却水が流入、流出する冷却
水管と、シールドガス供給管を有するTIGアーク
溶接トーチにおいて、前記冷却水管流入側管端部
と、流出側管端部と、前記シールドガス供給管の
端部とに接続され、かつこれらを相互に近接させ
て固定保持する電極保持板を設け、この電極保持
板は非消耗電極、冷却水管、シールドガス供給管
のいずれの直径よりやゝ大の厚みを持ち、また冷
却水が流入し反転して流出する穴、非消耗電極を
通す穴、シールドガスを通す穴、非消耗電極を通
す穴と一部が重複する前記電極保持板面にその軸
心を垂直にする留め金用穴を設け、該留め金用穴
に側面に一部切り欠けを持つ留め金を挿入するこ
とにより非消耗電極の着脱を可能にする非消耗電
極固定手段を設けたことを特徴とするTIGアーク
溶接トーチ。