JPH0683900B2 - Spatter adhesion prevention welding torch nozzle - Google Patents

Spatter adhesion prevention welding torch nozzle

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JPH0683900B2
JPH0683900B2 JP61138699A JP13869986A JPH0683900B2 JP H0683900 B2 JPH0683900 B2 JP H0683900B2 JP 61138699 A JP61138699 A JP 61138699A JP 13869986 A JP13869986 A JP 13869986A JP H0683900 B2 JPH0683900 B2 JP H0683900B2
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torch nozzle
spatter
welding
plating layer
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長利 浅野
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスシール式溶接装置のトーチノズルの改良
に係わり、更に詳しくは表面にスパッタ付着防止処理を
施したスパッタ付着防止型溶接用トーチノズルに関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to improvement of a torch nozzle of a gas seal welding apparatus, and more particularly to a spatter adhesion preventing welding torch nozzle having a surface subjected to spatter adhesion preventing treatment. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のガスシール式溶接用トーチノズルは、銅製ノズル
基材の表面にアルミニウム又はクロムを拡散浸透させて
被覆層を形成した所謂カロライジング処理及びクロマイ
ジング処理を施したもの、あるいは表面に硬質クロムめ
っきをしたものが提供されている。しかし、ノズルの先
端部にスパッタが付着して目詰まりが起こると、シール
ドガスの流出を阻害して溶着金属の中に空気が入って酸
化及び窒化現象による欠陥溶接が生じる。また本来は電
気絶縁されているトーチノズルと溶接棒がスパッタの付
着で短絡されスパークが発生して、該トーチノズルの表
面が損傷し、その損傷によって更にスパッタの付着を促
進させる。そこで、定期的に溶接作業を停止してスパッ
タの除去作業が必要となる。特に多数の溶接箇所を同時
に制御して溶接する自動溶接機においては、作業能率を
高める上で障害となっているトーチノズルの先端部への
スパッタの付着は解決すべき最大課題である。
Conventional gas-seal welding torch nozzles are so-called calorizing and chromizing treatments in which a coating layer is formed by diffusing and penetrating aluminum or chromium on the surface of a copper nozzle substrate, or hard chromium plating is applied to the surface. What you have done is provided. However, if spatter adheres to the tip of the nozzle and becomes clogged, the outflow of the shield gas is impeded and air enters the deposited metal, causing defect welding due to oxidation and nitriding phenomena. Further, the torch nozzle and the welding rod, which are originally electrically insulated, are short-circuited due to the adhesion of spatter to generate a spark, which damages the surface of the torch nozzle, and the damage further promotes the adhesion of spatter. Therefore, it is necessary to regularly stop the welding work and remove the spatter. Particularly in an automatic welding machine that controls and welds a large number of welding points at the same time, adhesion of spatter to the tip of the torch nozzle, which is an obstacle to improving work efficiency, is the greatest problem to be solved.

一方、先端部を耐熱性、滑動性に優れたセラミックスで
形成した溶接用トーチノズルも一部使用されているが、
スパッタの付着は比較的防止できるものの、高温で焼成
する等製造工程が複雑で高価である。
On the other hand, some welding torch nozzles whose tip is made of ceramics with excellent heat resistance and sliding property are also used.
Although spatter adhesion can be relatively prevented, the manufacturing process such as firing at high temperature is complicated and expensive.

従って、安価でしかもスパッタの付着が極度に少ないス
パッタ付着防止型溶接用トーチノズルの開発が望まれて
いた。
Therefore, it has been desired to develop a torch nozzle for welding, which is inexpensive and prevents spatter from adhering extremely, and which prevents spatter from adhering.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところ
は、従来の金属製ノズル基材に表面処理を施し、ノズル
表面の滑落性を向上させてスパッタの付着を極度に防止
し且つ付着しても自重により容易に剥離し得る安価で耐
久性の高いスパッタ付着防止型溶接用トーチノズルを提
供する点にある。
In view of the above situation, the present invention is to solve the problems by subjecting a conventional metal nozzle base material to a surface treatment to improve the slipperiness of the nozzle surface to prevent spatter from adhering to the extreme and adhering. Another point is to provide an inexpensive and highly durable spatter adhesion preventing welding torch nozzle that can be easily peeled off by its own weight.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、前述の問題解決のために、ガスシール式溶接
用の金属製トーチノズルの表面に、めっき処理にてニッ
ケルとフッ素系高分子化合物を共析した複合めっき層を
形成してなるスパッタ付着防止型溶接用トーチノズルを
構成した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a sputter deposition in which a composite plating layer in which nickel and a fluorinated polymer compound are co-deposited by plating is formed on the surface of a metal torch nozzle for gas seal welding. An anti-welding torch nozzle was constructed.

そして、ノズル表面に硬質クロムめっき処理して形成し
たクロム層の上に前記複合めっき層を形成することが好
ましい実施例である。ここで、前記フッ素系高分子化合
物として、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロト
リフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体か
ら選択した1種又は2種以上のものを用い、更に前記複
合めっき層の厚みを数μm〜30μmとしてなることが特
に好ましい。
It is a preferred embodiment that the composite plating layer is formed on the chrome layer formed by hard chrome plating on the nozzle surface. Here, as the fluorine-based polymer compound, one or more selected from polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer are used, Further, it is particularly preferable that the composite plating layer has a thickness of several μm to 30 μm.

〔作用〕[Action]

以上の如き内容からなる本発明のスパッタ付着防止型溶
接用トーチノズルは、金属製トーチノズルの表面に、め
っき処理にてニッケルとフッ素系高分子化合物を共析し
た複合めっき層を形成することで、フッ素系高分子化合
物の素材自体がもつ低摩擦性によって、アーク発生部か
ら飛散する溶融金属、即ちスパッタのノズル先端部への
付着を防止し且つ付着しても滑落性がよいので溶融金属
の自重により容易に剥離させることができるものであ
る。それにより、溶融金属のノズル先端部での滞留時間
が短くなり、該溶融金属からノズル先端部への熱の伝達
が少なく、その上熱伝導性の良い金属製ノズルを用い且
つ複合めっき層がニッケルをマトリックスとしてその中
にフッ素系高分子化合物が分散した状態であり熱伝導性
が比較的良いので、内部に流れるシールドガスにより、
また水冷を伴うトーチノズルでは冷却水により、速やか
に冷却されて熱が集中することがなく、該トーチノズル
の温度上昇も少なく、金属と比較して低温度で溶融する
フッ素系高分子化合物を有する複合めっき層の熱損傷も
少ないのである。
The spatter adhesion-preventive welding torch nozzle of the present invention having the above contents is a fluorine-containing metal torch nozzle, which is formed by forming a composite plating layer in which nickel and a fluorine-containing polymer compound are co-deposited by a plating treatment. Due to the low friction property of the polymer itself, the molten metal that scatters from the arc generation part, that is, spatter is prevented from adhering to the tip of the nozzle, and even if it adheres it has a good sliding property, so the self-weight of the molten metal It can be easily peeled off. As a result, the residence time of the molten metal at the nozzle tip portion is shortened, heat transfer from the molten metal to the nozzle tip portion is small, and furthermore, a metal nozzle having good thermal conductivity is used, and the composite plating layer is nickel. As a matrix, the fluorine-containing polymer compound is in a dispersed state and the thermal conductivity is relatively good, so due to the shielding gas flowing inside,
Further, in a torch nozzle accompanied by water cooling, the cooling water quickly cools the heat so that heat is not concentrated, the temperature rise in the torch nozzle is small, and the composite plating has a fluorine-containing polymer compound that melts at a lower temperature than metal. There is also less thermal damage to the layers.

〔実施例〕〔Example〕

次に添付図面に示した実施例に基づき更に本発明の詳細
を説明する。
Next, the details of the present invention will be described based on the embodiments shown in the accompanying drawings.

第1図は本発明に係わるスパッタ付着防止型溶接用トー
チノズルの使用状態を図式的に示した省略断面図であ
り、略円筒形の金属製トーチノズル1の中心部に、ノズ
ル先端部2方向へ順次送り出される溶接棒3を配し、該
溶接棒3の先端と溶接物4,4の接合部5間にアーク6を
発生させて、溶接棒3の先端部を溶融し、前記接合部5
の溶融部7に順次供給して溶接するものである。そし
て、前記トーチノズル1の内部からノズル先端部2方向
へ炭酸ガス、アルゴン及びヘリウム等のシールドガス8
を噴出することで、空気から前記アーク6及び溶融部7
を完全に遮断して、該溶融部7の酸化及び窒化による欠
陥溶接を防止するとともに、前記シールドガス8雰囲気
中で安定にアーク6を発生させている。この場合、アー
ク6の衝撃により前記溶融部7から溶融金属が飛散し、
即ちスパッタが発生して、前記ノズル先端部2の内外面
に該スパッタ9が衝突する現象が生じる。
FIG. 1 is an abbreviated cross-sectional view schematically showing a use state of a spatter adhesion preventing welding torch nozzle according to the present invention, in which a substantially cylindrical metal torch nozzle 1 has a central portion and a nozzle tip portion 2 in order. The welding rod 3 to be sent out is arranged, and an arc 6 is generated between the tip of the welding rod 3 and the joint portion 5 of the welded objects 4, 4 to melt the tip portion of the welding rod 3 to form the joint portion 5.
It is sequentially supplied to the melting part 7 and welded. Then, a shield gas 8 such as carbon dioxide gas, argon, helium, or the like is directed from the inside of the torch nozzle 1 toward the nozzle tip portion 2 direction.
The arc 6 and the melting part 7 are ejected from the air by
Is completely shut off to prevent defect welding due to oxidation and nitriding of the molten portion 7, and the arc 6 is stably generated in the atmosphere of the shield gas 8. In this case, the molten metal is scattered from the melting part 7 by the impact of the arc 6,
That is, a phenomenon occurs in which spatter occurs and the spatter 9 collides with the inner and outer surfaces of the nozzle tip portion 2.

そこで、本発明は、ガスシール式溶接用の金属製トーチ
ノズル1の表面に、めっき処理にてニッケルとフッ素系
高分子化合物を共析した複合めっき層16を形成し、スパ
ッタの付着を防止してなることを要旨としている。
Therefore, the present invention forms a composite plating layer 16 in which nickel and a fluoropolymer compound are co-deposited on the surface of the metal torch nozzle 1 for gas seal welding by plating to prevent adhesion of spatter. The main point is to become.

第2図(a)及び(b)は、金属製ノズル基材10にスパ
ッタ付着防止のための表面処理を施して得られた表面の
断面構造をそれぞれ示している。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) respectively show cross-sectional structures of the surface obtained by subjecting the metallic nozzle substrate 10 to a surface treatment for preventing spatter adhesion.

第1実施例 第2図(a)に示す如く、ニッケルめっき液中に、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチ
レン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体から選んだ1種又
は2種以上のもののフッ素系高分子化合物微粒子14を界
面活性剤で分散させためっき液を用いて、ノズル基材10
の表面にめっきを行ってニッケル15とフッ素系高分子化
合物微粒子14を共析させて複合めっき層16を形成する。
この複合めっき層16は、前記フッ素系高分子化合物微粒
子14がニッケル15中に点在分散した状態となり、その厚
さは数μm〜30μmに設定されている。また、複合めっ
き層16中のフッ素系高分子化合物微粒子14の含有量は、
10〜40体積%であり、更に好ましくは15〜25体積%にな
るように設定する。
First Example As shown in FIG. 2 (a), one kind selected from polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer in a nickel plating solution. Alternatively, the nozzle base material 10 is prepared by using a plating solution in which two or more kinds of fluorine-based polymer compound fine particles 14 are dispersed with a surfactant.
The surface of is plated and nickel 15 and fluorine-based polymer compound fine particles 14 are co-deposited to form a composite plating layer 16.
The composite plating layer 16 is in a state in which the fluorine-based polymer compound fine particles 14 are dispersed in nickel 15 and the thickness thereof is set to several μm to 30 μm. Further, the content of the fluorine-based polymer compound fine particles 14 in the composite plating layer 16,
It is set to 10 to 40% by volume, more preferably 15 to 25% by volume.

第2実施例 第2図(b)に示す如く、ノズル基材10の表面に硬質ク
ロムめっきを施してクロム層17を形成し、その上に前記
第2実施例で示したフッ素系高分子化合物微粒子14とニ
ッケル15の複合めっき層16を形成する。
Second Embodiment As shown in FIG. 2 (b), the surface of the nozzle substrate 10 is plated with hard chrome to form a chrome layer 17, and the fluorine-based polymer compound shown in the second embodiment is formed thereon. A composite plating layer 16 of fine particles 14 and nickel 15 is formed.

以上に述べた実施例の中で、特に第2実施例として示し
た金属製ノズル基材10の表面に硬質クロムめっきを行
い、その上にフッ素系高分子化合物微粒子14とニッケル
15の複合めっき層16を形成する表面処理を施したトーチ
ノズル1と、従来の金属製ノズル基材10の表面にクロマ
イジング処理、カロライジング処理及び硬質クロムめっ
き処理をそれぞれ施したトーチノズルとを比較実験した
結果を以下に述べる。
Among the examples described above, the surface of the metal nozzle substrate 10 shown as the second example is plated with hard chrome, and the fluorine-based polymer compound fine particles 14 and nickel are deposited on the surface.
A comparative experiment between a torch nozzle 1 that has been subjected to surface treatment to form 15 composite plating layers 16 and a torch nozzle that has been subjected to chromizing treatment, calorizing treatment and hard chrome plating treatment on the surface of a conventional metal nozzle substrate 10 respectively. The results are shown below.

第3〜7図は、同一の使用条件で、各トーチノズル1,…
のノズル先端部2へのスパッタ9の付着状態を比較した
外観図であり、第3〜5図の(a)は従来タイプのトー
チノズル1の側面図、(b)はノズル先端部2の拡大図
であり、第6,7図は本発明のトーチノズル1の側面図で
ある。
3 to 7 show the torch nozzles 1, ... Under the same use conditions.
6A and 6B are external views comparing the attachment states of the spatter 9 to the nozzle tip 2 of FIG. 3, FIGS. 3A to 5A are side views of the conventional torch nozzle 1, and FIG. 6 and 7 are side views of the torch nozzle 1 of the present invention.

サンプル 第3図(a),(b)は、銅製のノズル基材10の表面に
従来のクロマイジング処理を施したトーチノズルの使用
後の状態を示したものである。それによると、ノズル先
端部2とその内面にスパッタ9が強固に付着しており、
該トーチノズル1の冷却後でもスパッタ9は容易に剥離
せず、ペンチやニッパーでも全て除去することが困難で
あり、ノズル先端部2の表面状態もやや悪くなってい
る。
Samples FIGS. 3 (a) and 3 (b) show a state after using a torch nozzle in which the surface of a nozzle base material 10 made of copper has been subjected to a conventional chromizing treatment. According to this, the spatter 9 is firmly attached to the nozzle tip 2 and its inner surface,
Even after the torch nozzle 1 is cooled, the spatter 9 is not easily peeled off, and it is difficult to completely remove it with pliers or nippers, and the surface state of the nozzle tip portion 2 is slightly deteriorated.

サンプル 第4図(a),(b)は、銅製のノズル基材10の表面に
従来のカロライジング処理を施したトーチノズルの使用
後の状態を示したものである。それによると、サンプル
と同様にノズル先端部2とその内面にはスパッタ9が
付着しており、サンプルに比べてスパッタ9は剥離し
易いが、剥離した後のノズル先端部2の表面はノズル基
材10の銅が現れているとともに、トーチノズル1の表面
に無数の微細な凹部が生じており、表面処理が破壊され
たことを意味している。
Samples FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the state after use of a torch nozzle in which the surface of the nozzle base material 10 made of copper has been subjected to conventional calorizing treatment. According to this, the sputter 9 adheres to the nozzle tip 2 and its inner surface similarly to the sample, and the spatter 9 is easily peeled off compared to the sample, but the surface of the nozzle tip 2 after peeling is the nozzle base. The copper of the material 10 appears, and countless minute recesses are formed on the surface of the torch nozzle 1, which means that the surface treatment is destroyed.

サンプル 第5図(a),(b)は、銅製のノズル基材10の表面に
従来の硬質クロムめっきを施して、厚さ20μmのクロム
層を形成したトーチノズルの使用後の状態を示したもの
である。それによると、サンプルと同様にノズル先端
部2とその内面にスパッタ9が強固に付着しており、ま
たノズル先端部2が溶損し、スパッタ9の付着によって
該ノズル先端部2と溶接棒3とが短絡してスパークが発
生したことを意味し、トーチノズル1が高温になって側
面が熱により変色している。
Samples FIGS. 5 (a) and 5 (b) show a state after use of a torch nozzle in which a conventional hard chrome plating is applied to the surface of a nozzle base material 10 made of copper to form a chrome layer having a thickness of 20 μm. Is. According to this, similarly to the sample, the spatter 9 is firmly attached to the nozzle tip 2 and its inner surface, and the nozzle tip 2 is melted and damaged, and the spatter 9 adheres to the nozzle tip 2 and the welding rod 3. Means that a spark has occurred due to a short circuit, and the side surface of the torch nozzle 1 is discolored by heat due to high temperature.

サンプル 第6図は、銅製のノズル基材10の表面に本発明の第2実
施例で示した表面処理を施したトーチノズルの使用後の
状態を示したものである。この表面処理は、ノズル基材
10の表面に硬質クロムめっきを行い厚さ20μmのクロム
層17を形成し、その上にフッ素系高分子化合物微粒子14
とニッケル15を共析させて厚さ8μmの複合めっき層16
を形成し、また該複合めっき層16の前記フッ素系高分子
化合物微粒子14の含有量を約20体積%となして、金属め
っきの強度及び熱伝導性とフッ素系高分子化合物の低摩
擦性を備えたものである。それによると、使用後のノズ
ル先端部2の外面及び内面は、全くスパッタ9の付着が
なく使用前の光沢を保持し、処理した表面の劣化は全く
生じてない。尚、ノズル先端部2の内面には使用中にス
パッタ9が一時的に付着するが、ただちに該スパッタ9
の自重により容易に剥離した。
Sample FIG. 6 shows a state after the use of the torch nozzle in which the surface of the nozzle base material 10 made of copper has been subjected to the surface treatment shown in the second embodiment of the present invention. This surface treatment is a nozzle substrate
Hard chromium plating is performed on the surface of 10 to form a chromium layer 17 having a thickness of 20 μm, and fluorine-based polymer compound fine particles 14 are formed on the chromium layer 17.
And nickel 15 are codeposited to form a composite plating layer 16 with a thickness of 8 μm
And the content of the fluorine-based polymer compound fine particles 14 in the composite plating layer 16 is about 20% by volume, the strength and thermal conductivity of the metal plating and the low friction property of the fluorine-based polymer compound are obtained. Be prepared. According to this, the outer surface and the inner surface of the nozzle tip portion 2 after use have no adhesion of the spatter 9 and retain the gloss before use, and the treated surface is not deteriorated at all. It should be noted that the sputter 9 is temporarily adhered to the inner surface of the nozzle tip 2 during use, but the sputter 9 immediately
It easily peeled off due to its own weight.

サンプル 第7図は、複合めっき層16の厚さを15μmとした以外は
前記サンプルと同じ表面処理を施したトーチノズルの
使用後の状態を示したものである。それによると、使用
後のノズル先端部2の外面は、前記サンプルと同様に
全くスパッタ9の付着がなく、使用前の光沢を保持し、
処理した表面の劣化は殆ど生じてない。尚、ノズル先端
部2の内面には使用中にスパッタ9が一時的に付着する
が、やはりただちに該スパッタ9が自重により剥離す
る。しかし、前記サンプルと比較して剥離性はやや劣
り、更に内面の表面状態が僅かに劣化している。
Sample FIG. 7 shows a state after the use of the torch nozzle subjected to the same surface treatment as the sample except that the thickness of the composite plating layer 16 was 15 μm. According to it, the outer surface of the nozzle tip portion 2 after use has no adhesion of the spatter 9 at all like the above-mentioned sample, and retains the gloss before use,
Almost no degradation of the treated surface has occurred. It should be noted that the spatter 9 temporarily adheres to the inner surface of the nozzle tip portion 2 during use, but the sputter 9 also immediately peels off due to its own weight. However, the peelability is slightly inferior to that of the sample, and the surface condition of the inner surface is slightly deteriorated.

しかして、以上の各サンプルを同一条件で比較実験した
結果、サンプル〜に対応する従来の溶接用トーチノ
ズル1は、そのノズル先端部2にスパッタ9が強固に付
着し、該スパッタ9も容易に剥離しないばかりか、トー
チノズル1の表面状態も大きく劣化して使用前の状態を
止めてなく、更にノズル基材10の一部が露出したり、溶
損したりしており、付着したスパッタ9を除去しても再
度使用し得る表面状態ではなく、仮に再使用したとして
もスパッタ9の付着はより激しく短時間で使用できなく
なる。それに対し、サンプル及びに対応する本発明
の溶接用トーチノズル1は、ノズル先端部2に全くスパ
ッタ9が付着せず、また一時的に内面に付着しても該ス
パッタ9は自重により容易に剥離するだけであるので、
トーチノズル1へのスパッタ9、即ち溶融金属からの熱
伝達は少なく、即ち該トーチノズル1の温度上昇は少な
く、そのため表面の劣化も殆ど生じないのである。
Then, as a result of a comparative experiment of the above-mentioned respective samples under the same conditions, in the conventional welding torch nozzle 1 corresponding to the samples 1 to 3, the spatter 9 is firmly adhered to the nozzle tip portion 2 thereof, and the spatter 9 is easily peeled off. Not only that, but also the surface condition of the torch nozzle 1 is greatly deteriorated and the condition before use is not stopped, and further, a part of the nozzle base material 10 is exposed or melted and the adhered spatter 9 is removed. However, the surface condition is not such that it can be reused, and even if it is reused, the spatter 9 adheres more strongly and cannot be used in a short time. On the other hand, in the welding torch nozzle 1 of the present invention corresponding to the sample and, the spatter 9 is not attached to the nozzle tip portion 2 at all, and even if it is temporarily attached to the inner surface, the spatter 9 is easily peeled off by its own weight. Because only
The heat transfer from the sputter 9, that is, the molten metal, to the torch nozzle 1 is small, that is, the temperature rise of the torch nozzle 1 is small, and therefore the surface is hardly deteriorated.

また、前述のようにトーチノズル1の表面にスパッタ9
が殆ど付着せず、該トーチノズル1の温度上昇も少ない
ので、ノズル基材10として熱伝導性が特に良い銅を用い
なくても、単価の安い鉄を用いることも可能である。
尚、サンプルとを比較すれば、前記複合めっき層16
の厚みが薄い方のサンプルが若干優れていることがわ
かるが、これは複合めっき層16からクロム層を介してノ
ズル基材10への熱伝導性が良いためであると推測され
る。前記複合めっき層16の厚みをより厚くしても、めっ
き液を多く使用するだけでスパッタ9の付着防止効果は
それに見合っただけ向上しないので、その上限は厚さ30
μm程度であり、一方厚さが数μm以下では複合めっき
層16の強度が弱く、めっき処理における厚みの制御も難
しくて実用的でない。従って、複合めっき層16は、数μ
m〜30μmの厚さで形成することが好ましいのである。
In addition, as described above, the spatter 9 is formed on the surface of the torch nozzle 1.
However, since the temperature of the torch nozzle 1 hardly rises, it is possible to use iron having a low unit price without using copper, which has particularly high thermal conductivity, as the nozzle base material 10.
In addition, comparing with the sample, the composite plating layer 16
It can be seen that the sample having a smaller thickness is slightly superior, but it is presumed that this is because the thermal conductivity from the composite plating layer 16 to the nozzle base material 10 via the chromium layer is good. Even if the thickness of the composite plating layer 16 is made thicker, the effect of preventing the spatter 9 from adhering is not improved correspondingly only by using a large amount of plating solution.
On the other hand, when the thickness is about several μm or less, the strength of the composite plating layer 16 is weak and it is difficult to control the thickness in the plating process, which is not practical. Therefore, the composite plating layer 16 is several μ
It is preferable to form it with a thickness of m to 30 μm.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上にしてなる本発明のスパッタ付着防止型溶接用トー
チノズルによれば、ガスシール式溶接用の金属製トーチ
ノズルの表面に、めっき処理にてニッケルとフッ素系高
分子化合物を共析した複合めっき層を形成してなるの
で、フッ素系高分子化合物の素材自体のもつ低摩擦性に
よってトーチノズルの表面を、溶融金属、即ちスパッタ
の滑落性が高い状態にすることができ、それによりアー
ク発生部から飛散するスパッタのノズル先端部への付着
を防止し且つ一時的に付着してもスパッタの自重により
容易に剥離することができる。しかも、スパッタのノズ
ル先端部での滞留時間が短いので、該スパッタからノズ
ル先端部への熱の伝達が少なく、更に熱伝導性の良い金
属製ノズルを用い且つ複合めっき層がニッケルをマトリ
ックスとしてその中にフッ素系高分子化合物が分散した
状態であり熱伝導性が比較的良いので、熱が金属製ノズ
ルを伝達して拡散し易くて熱の集中がなく、即ち該トー
チノズルの温度上昇も少なく、それによって金属と比較
して低温度で溶融するフッ素系高分子化合物を有する複
合めっき層の熱損傷も最小限に抑制でき、耐久性の向上
が図れるのである。
According to the spatter adhesion-preventing welding torch nozzle of the present invention as described above, the surface of the metal torch nozzle for gas seal welding is provided with a composite plating layer in which nickel and a fluoropolymer compound are co-deposited by plating. Since it is formed, the surface of the torch nozzle can be made to have a high slidability of molten metal, that is, spatter due to the low friction property of the fluorine-based polymer material itself, and as a result, it is scattered from the arc generation part. It is possible to prevent the spatter from adhering to the tip portion of the nozzle, and even if it is temporarily adhering, it can be easily peeled off due to the weight of the spatter. Moreover, since the residence time of the sputter at the nozzle tip is short, heat transfer from the sputter to the nozzle tip is small, and a metal nozzle having good thermal conductivity is used, and the composite plating layer uses nickel as a matrix. Since the fluorine-containing polymer compound is dispersed in the inside and the thermal conductivity is relatively good, heat is easily transmitted through the metal nozzle and diffused so that heat is not concentrated, that is, the temperature rise of the torch nozzle is small, As a result, thermal damage to the composite plating layer having a fluorine-containing polymer compound that melts at a lower temperature than that of metal can be suppressed to a minimum, and durability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のスパッタ付着防止型溶接用トーチノズ
ルの使用状態を図式的に示した省略断面図、第2図
(a)及び(b)はトーチノズルの表面処理状態を図式
的に示した部分断面図、第3図から第7図は各種表面処
理を施したトーチノズルの使用後におけるスパッタ付着
状態を示したもので、第3図(a)は従来のカロマイジ
ング処理したトーチノズルのスパッタ付着状態を示した
側面図、第3図(b)は第3図(a)のトーチノズル先
端部の拡大斜視図、第4図(a)は従来のクロライジン
グ処理したトーチノズルのスパッタ付着状態を示した側
面図、第4図(b)は第4図(a)のトーチノズル先端
部の拡大斜視図、第5図(a)は従来の硬質クロムめっ
き処理したトーチノズルのスパッタ付着状態を示した側
面図、第5図(b)は第5図(a)のトーチノズル先端
部の拡大斜視図、第6図及び第7図は本発明の表面処理
したトーチノズルの使用後のスパッタ付着状態を示した
もので、第6図はノズル基材表面に厚さ20μmのクロム
層を形成しその上に厚さ8μmの複合めっき層を形成し
たトーチノズルの側面図、第7図はノズル基材表面に厚
さ20μmのクロム層を形成しその上に厚さ15μmの複合
めっき層を形成したトーチノズルの側面図である。 1:トーチノズル、2:ノズル先端部、3:溶接棒、4:溶接
物、5:接合部、6:アーク、7:溶融部、8:シールドガス、
9:スパッタ、10:ノズル基材、14:フッ素系高分子化合物
微粒子、15:ニッケル、16:複合めっき層、17:クロム
層。
FIG. 1 is an abbreviated sectional view schematically showing a use state of a torch nozzle for preventing spatter adhesion welding of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are portions schematically showing a surface treatment state of the torch nozzle. Cross-sectional views, FIGS. 3 to 7 show the sputter adhesion state after use of a torch nozzle subjected to various surface treatments, and FIG. 3 (a) shows the spatter adhesion state of a conventional torch nozzle subjected to a calorizing treatment. FIG. 3B is an enlarged perspective view of the tip portion of the torch nozzle of FIG. 3A, and FIG. 4A is a side view showing a spatter adhesion state of a conventional torch nozzle subjected to chlorizing treatment. FIG. 4 (b) is an enlarged perspective view of the tip portion of the torch nozzle of FIG. 4 (a), and FIG. 5 (a) is a side view showing the spatter adhesion state of a conventional hard chrome-plated torch nozzle. (B) is FIG. 5 (a) is an enlarged perspective view of the tip portion of the torch nozzle, FIGS. 6 and 7 show the sputter adhesion state after the use of the surface-treated torch nozzle of the present invention, and FIG. 6 shows the nozzle substrate surface. Fig. 7 is a side view of a torch nozzle in which a 20µm thick chromium layer is formed on top of which a 8µm thick composite plating layer is formed, and Fig. 7 shows a 20µm thick chromium layer formed on the nozzle base material surface. It is a side view of a torch nozzle in which a composite plating layer having a thickness of 15 μm is formed. 1: Torch nozzle, 2: Nozzle tip part, 3: Welding rod, 4: Welded product, 5: Joined part, 6: Arc, 7: Molten part, 8: Shield gas,
9: Sputter, 10: Nozzle base material, 14: Fluorine-based polymer compound fine particles, 15: Nickel, 16: Composite plating layer, 17: Chrome layer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスシール式溶接用の金属製トーチノズル
の表面に、めっき処理にてニッケルとフッ素系高分子化
合物を共析した複合めっき層を形成してなることを特徴
とするスパッタ付着防止型溶接用トーチノズル。
1. A spatter adhesion-preventing type, characterized in that a composite plating layer in which nickel and a fluorine-containing polymer compound are co-deposited by plating is formed on the surface of a metal torch nozzle for gas seal welding. Welding torch nozzle.
【請求項2】ノズル表面に硬質クロムめっき処理して形
成したクロム層の上に前記複合めっき層を形成してなる
特許請求の範囲第1項記載のスパッタ付着防止型溶接用
トーチノズル。
2. A torch nozzle for spatter adhesion prevention welding according to claim 1, wherein the composite plating layer is formed on a chrome layer formed by hard chrome plating on the nozzle surface.
【請求項3】前記フッ素系高分子化合物として、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン共重合体から選択した1種又
は2種以上のものを用いてなる特許請求の範囲第1項又
は第2項記載のスパッタ付着防止型溶接用トーチノズ
ル。
3. As the fluorine-based polymer compound, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-
The spatter adhesion preventing welding torch nozzle according to claim 1 or 2, which comprises one or more selected from hexafluoropropylene copolymers.
【請求項4】前記複合めっき層の厚みを数μm〜30μm
としてなる特許請求の範囲第1項又は第2項記載のスパ
ッタ付着防止型溶接用トーチノズル。
4. The thickness of the composite plating layer is several μm to 30 μm.
The spatter adhesion preventing welding torch nozzle according to claim 1 or 2.
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