JPH0780648A - 溶接用給電チップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温下での耐摩耗性に優れ、導電性も良好
で、スパッタ付着の少ないチップを提供する。 【構成】 重量％で、Ａｌ：５０〜７０％、Ｃｕ：３０
〜５０％、Ｂｅ：２〜５％を含有し、残部が不可避不純
物からなり、かつ常温において２５０〜４００のビッカ
ース硬さを有することを特徴とする溶接用給電チップ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスシールドアーク溶
接、エレクトロスラグ溶接、エレクトロガス溶接等の消
耗電極式アーク溶接用トーチに使用する溶接用給電チッ
プに係わり、特に耐摩耗性に優れた溶接用給電チップに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】消耗電極式アーク溶接では、溶接用給電
チップ（以下、チップという）は消耗電極（以下、ワイ
ヤという）をその中央に設けたワイヤ通孔を経て溶接部
にガイドの役目を果たすとともに溶接電流を安定してワ
イヤへ供給する給電の役目も果たしている。ところが、
従来のチップは比較的軟質な金属のためワイヤの送給速
度が早く、かつチップ内面の給電点の部分が高温になる
ため、ワイヤと接触するワイヤ通孔の部分が著しく摩耗
する。そのため、チップがワイヤのガイドの役目を果た
せず、また摩耗によって給電状態が悪化して、アーク不
安定を引き起こし、ブローホール等の溶接欠陥を発生さ
せる。

【０００３】そこで、耐摩耗性を改善する手段として、
例えば特開平１−１８１９８０号公報記載の如くチップ
中子部を特殊な銅合金等で構成しているものとか、特開
平２−８０４９２号公報記載の如く、銅、銅合金マトリ
ックス金属に特殊な微粉末を分散して被膜を構成させた
チップで、耐摩耗性、耐スパッタ性能を得る方法、ま
た、特開昭６１−８２９８３号公報記載の如く、表面に
導電性セラミックスで構成したチップ先端部に特殊金属
を埋込んだもの、さらには特開平１−２５９１５８号公
報記載の如く、電極チップの先端部セラミックス製パイ
プを埋込み、表面に特殊加工で金属、窒化物、炭化物の
薄膜を形成して耐久性を向上させる方法が提案されてい
る。しかし、これらの方法によっても前述の問題点を完
全に解決することはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は高温下での耐
摩耗性に優れ、しかも導電性も良好で、スパッタ付着も
少ないチップを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量％
（以下％と記す）で、Ａｌを５０〜７０％、Ｃｕを３０
〜５０％、Ｂｅを２〜５％を含有し、残部が不可避不純
物からなり、かつ常温において２５０〜４００のビッカ
ース硬さを有することを特徴とする溶接用給電チップに
ある。

【０００６】

【作用】本発明者等は、各種成分の材質によるチップの
耐摩耗性について種々検討を重ねた結果、Ａｌを５０〜
７０％、Ｃｕを３０〜５０％、Ｂｅを２〜５％の範囲で
含有し、かつ常温におけるビッカース硬さを２５０〜４
００の範囲に制御することにより、高温下での耐摩耗性
に優れ、しかも導電性も良好で、スパッタ付着も少な
く、さらに、製作工程時の切削加工の簡略化によるコス
ト低減が図れるチップを完成したものである。

【０００７】以下に本発明チップの構成成分限定理由に
ついて詳細に説明する。まず、Ａｌを５０〜７０％添加
するのは、チップの冷却効果を図るとともに導電性並び
に硬度確保のためである。５０％未満では溶接時にチッ
プが受ける輻射熱の放散、すなわち、チップによる冷却
効果が期待できず、そのためチップへのスパッタ付着も
多くなり、給電状態が悪化して、アーク不安定を引き起
こし、ブローホール等の溶接欠陥を発生させる。一方７
０％を超えるとチップの硬さが過度に低くなり、耐摩耗
性が確保できないので、Ａｌは重量％で５０〜７０％に
限定した。

【０００８】次に、Ｃｕは、３０％未満では導電性の確
保とチップとしての硬さ維持ができず、十分な耐摩耗性
が得られない。一方５０％を超えると熱伝導率が低下し
て、チップの熱が放散しずらくなるとともに、電気抵抗
が増し給電状態の悪化をもたらすため、Ｃｕは３０〜５
０％に限定した。

【０００９】また、ＢｅはＡｌと同様な性能を持ち、特
にチップの硬度確保のため添加するもので、２％未満で
は、チップの硬さが低くなり、初期の耐摩耗性が確保で
きない。一方５％を超えると、硬度が過度に高くなりす
ぎ、ワイヤと接触するワイヤ通孔部を精度良く加工する
ことが難しく、生産性の劣化をもたらすとともに組織中
に金属間化合物が生じて脆くなる。したがって、Ｂｅは
２〜５％に限定した。

【００１０】さらに、チップの硬さをビッカース硬さで
２５０〜４００に限定したのは、ビッカース硬さが２５
０未満では、チップとして高温下で十分な耐摩耗性が得
られない。その一方ビッカース硬さが４００を超える
と、硬度が過度に高くなりすぎ口径１．２mmφ等の細径
ワイヤ通孔径を高精度で加工することが非常に難しく、
歩留まり不良等の生産性の悪化および切削具損傷の度合
いが高い等でコスト的に実用化が難しい。

【００１１】また、硬度が高いということが必ずしも十
分な耐摩耗性が得られるというものでなく、チップの構
成成分を上記範囲に限定し、さらにチップの硬さをビッ
カース硬さで２５０〜４００に限定することで、高温下
での耐摩耗性に優れ、しかも導電性も良好で、スパッタ
付着も少ないチップが得られる。なお、適当な温度での
時効硬化処理を行って本発明の硬度を得ても耐摩耗性の
観点から何等問題はない。図１にチップの断面図を示
す。図中、２が出口側先端部、３がワイヤ通孔、４がワ
イヤである。

【００１２】

【実施例】表１に示す組成からなるチップ（断面形状：
図１）に１．２４mmφのワイヤ通孔径を加工し、溶接ワ
イヤとしてＪＩＳ Ｚ ３３１３ ＹＧＷ１１の公称ワ
イヤ径１．２mmφを用い、表２に示す溶接条件で溶接を
行った。この溶接条件で溶接ワイヤを２０kg消費させた
後のワイヤ通孔径の摩耗度合い、スパッタ付着状況およ
びワイヤ給電状況を各チップについて調査し、その結果
を表３に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【表３】

【００１６】表３のNo．１〜４は本発明例、No．５〜８
は比較例である。この表から明らかなように、本発明例
に係わるNo．１〜４のチップによれば、長時間溶接でも
ワイヤ通孔径の摩耗量が非常に小さく、優れた耐摩耗性
が得られるとともにスパッタ付着が少なく、安定したワ
イヤ送給および給電が維持され、良好な結果を示すこと
が明らかである。

【００１７】一方、比較例No．５のチップは、従来から
用いられている１００％Ｃｕチップで、硬さが本発明限
定範囲を大きく下回っているため耐摩耗性が著しく悪
く、ワイヤの狙い位置が一定せずワイヤのふらつきが発
生、また、Ａｌの添加がないため冷却効果も得られずス
パッタ付着が多かった。

【００１８】No．６のチップは、Ａｌが本発明の限定範
囲を超え、Ｃｕが本発明の限定範囲を下回り、Ｂｅの添
加がないもので、No．８のチップは、No．６のチップに
Ｂｅを本発明の限定範囲を下回る１．２％程度添加した
チップで、いずれも硬さが本発明限定範囲を下回ってい
るため、耐摩耗性が劣り、スパッタ付着が多く、安定し
たワイヤ送給および給電が維持されなかった。

【００１９】さらに、No．７のチップは、Ａｌが本発明
の限定範囲を大きく下回り、ＣｕとＢｅが本発明の限定
範囲を大きく超えているため、硬さが本発明限定範囲を
大幅に上回り、チップ製作時の切削加工において、チッ
プに細かいヒビ割れが入った。それでも、さらに加工を
進めワイヤ通孔径をドリル加工すると肉厚の薄いところ
が欠け落ちてしまい、完全な完成品が作製できず、溶接
試験に供せなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の溶接用給電チップによれば、高
温下での耐摩耗性に極めて優れ、しかも導電性も良い特
徴を持っているため、チップの寿命を大幅に向上させ、
安定したワイヤ送給や給電の維持、さらにはスパッタ付
着等による溶接作業時のトラブルを低減させることがで
きる。これは、高品質・高性能な溶接部を得られるとと
もにランニングコストの低減が図れ、溶接の高能率化や
省力化に本発明は大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶接用給電チップの断面図を示す。

【符号の説明】

１ 溶接用給電チップ ２ 出口側先端部 ３ ワイヤ通孔 ４ ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ａｌ：５０〜７０％、 Ｃｕ：３０〜５０％、 Ｂｅ：２〜５％ を含有し、残部が不可避不純物からなり、かつ常温にお
   いて２５０〜４００のビッカース硬さを有することを特
   徴とする溶接用給電チップ。