JPH10128546A - アーク溶接用トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの増大を招来することなく、溶接性の
向上を図ることのできるアーク溶接用トーチを提供する
ことを解決課題とする。 【解決手段】 本発明では、トーチノズル２７の内周面
との間に酸化性ガスＳの噴射通路３０を画成するべく、
コンタクトチップ２２を囲繞する態様でこれらトーチノ
ズル２７およびコンタクトチップ２２の間に配置し、先
端面を前記トーチノズル２７の先端面よりも後退した位
置に占位させた内方ノズル２８を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガスアーク溶
接、ＭＩＧ（metal inert gas）溶接、ＴＩＧ（tungste
n inert gas）溶接、ＭＡＧ（metal active gas）溶
接、プラズマアーク溶接等のガスシールドアーク溶接に
適用するアーク溶接用トーチに関するもので、詳しく
は、電極とこの電極の周囲を囲繞する態様で配設したノ
ズルとを具備し、これら電極およびノズルの間に供給し
たシールドガスを先端部から噴射するようにしたアーク
溶接用トーチの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭酸ガスアーク溶接やＭＩＧ溶接等のガ
スシールドアーク溶接法においては、シールドガスによ
って溶接中にアークと溶融金属とを覆い、空気が溶接雰
囲気に侵入することを防止することによって溶接性の向
上を図るようにしている。

【０００３】通常、シールドガスとしては、炭酸ガス、
アルゴンガス等々が用いられており、図３に示すよう
に、電極１とこの電極１の周囲を囲繞する態様で配設し
たノズル２との間に供給された後、該ノズル２の先端部
から噴射されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶接作業を
行う環境としては、必ずしも良好であるとは限らない。
たとえば、屋外において溶接作業を行う場合には、室内
で溶接作業を行う場合に比べて風等の外的要因が多く、
溶接性に悪影響を及ぼす虞れがある。

【０００５】すなわち、風が強い環境にあっては、ノズ
ル２の先端部から噴射したシールドガスＳによって溶接
中にアークと溶融金属とを空気から遮断することが困難
となり、溶接性が低下する事態が発生する。

【０００６】このような事態を防止するためには、シー
ルドガスＳの流速を高めることが考えられる。

【０００７】しかしながら、図３に示したような従前の
アーク溶接用トーチにおいてシールドガスＳの流速を高
める場合には、その供給量を増大しなければならず、シ
ールドガスＳの消費量が著しく増大することになり、コ
スト的に不利となる。

【０００８】本発明は、上記実情に鑑みて、コストの増
大を招来することなく、溶接性の向上を図ることのでき
るアーク溶接用トーチを提供することを解決課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、電極とこの
電極の周囲を囲繞する態様で配設したノズルとを具備
し、これら電極およびノズルの間に供給したシールドガ
スを先端部から噴射するようにしたアーク溶接用トーチ
において、前記ノズルの内周面との間にシールドガスの
噴射通路を画成するべく、前記電極を囲繞する態様でこ
れらノズルおよび電極の間に配置し、先端面を前記ノズ
ルの先端面よりも後退した位置に占位させた内方ノズル
を設けている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係
るアーク溶接用トーチの一実施形態を概念的に示したも
のである。ここで例示する溶接トーチ１０は、炭酸ガス
や炭酸ガスとアルゴンとの混合ガス等の酸化性ガスＳを
シールドガスとしてＭＡＧ溶接を行う場合に適用するも
ので、図２に示すように、ガス案内チューブ１１の外周
面を介して多関節型ロボットアームＲのハンド部Ｈに装
着させている。

【００１１】ガス案内チューブ１１は、円筒状を成し、
その内部に円筒状のワイヤ案内チューブ１２を具備し、
かつその基端部にガス供給プラグ１３を保持していると
ともに、その先端部にチップ保持体１４を保持してい
る。

【００１２】ワイヤ案内チューブ１２は、その中心孔１
２ａ内において図示していないスプールに巻回した溶接
ワイヤ１５を案内するもので、外径が上記ガス案内チュ
ーブ１１の内径よりも僅かに細径で、かつ該ガス案内チ
ューブ１１よりも十分な長さを有している。

【００１３】ガス供給プラグ１３は、円筒状を成し、そ
の先端部内壁面を上記ガス案内チューブ１１の外壁に固
着するとともに、その基端部内壁面を上記ワイヤ案内チ
ューブ１２の外壁に固着しており、該ワイヤ案内チュー
ブ１２の外周部において上記ガス案内チューブ１１の基
端面よりもさらに基端側に位置する部位に環状のガス室
１６を構成している。

【００１４】図からも明らかなように、このガス供給プ
ラグ１３は、その周壁の一部に供給口１７を有してお
り、該供給口１７に連結したガス供給チューブ１８を通
じて上述したガス室１６を図示していないシールドガス
供給源に連通させている。

【００１５】チップ保持体１４は、上記ガス案内チュー
ブ１１とほぼ同一外径の円柱状を成し、その基端部中心
軸上に上記ワイヤ案内チューブ１２の外径よりも僅かに
太径のチューブ収容孔１９を有しているとともに、その
先端部中心軸上にチップ嵌合孔２０を有し、さらにこれ
らチューブ収容孔１９およびチップ嵌合孔２０の間の中
心軸上にワイヤ供給孔２１を有しており、チューブ収容
孔１９に上記ワイヤ案内チューブ１２を収容し、かつワ
イヤ供給孔２１に溶接ワイヤ１５を貫通させた状態でガ
ス案内チューブ１１の先端部に固着している。

【００１６】このチップ保持体１４には、その先端にコ
ンタクトチップ（電極）２２を配設しているとともに、
その基端外周部にノズルホルダ２３を配設し、さらにこ
れらコンタクトチップ２２およびノズルホルダ２３の間
に位置する外壁面に複数のガス吐出通路２４を開口させ
ている。

【００１７】コンタクトチップ２２は、その中心軸に貫
設したワイヤガイド孔２５を通じてワイヤ案内チューブ
１２の溶接ワイヤ１５を溶接部に案内し、かつ該溶接ワ
イヤ１５に電流を供給するためのもので、その基端部に
嵌合細径部２６を有しており、該嵌合細径部２６を上記
チップ嵌合孔２０に嵌合させ、かつ上記ワイヤガイド孔
２５に溶接ワイヤ１５を貫通させた状態で上記チップ保
持体１４に着脱可能に取り付けている。図からも明らか
なように、このコンタクトチップ２２は、その基端部が
上記チップ保持体１４の先端部とほぼ同一の外径に形成
されており、またその先端部が先端に向けて漸次外径の
減少するテーパ状に形成されている。

【００１８】ノズルホルダ２３は、円筒状を成し、かつ
その内壁面を介して上記チップ保持体１４の外壁面に螺
着したもので、その先端外周部にトーチノズル（ノズ
ル）２７を保持している。トーチノズル２７は、上記ノ
ズルホルダ２３とほぼ同一の外径で、かつ上記コンタク
トチップ２２の基端部外径よりも十分大きな内径を有し
た円筒状を成し、上記チップ保持体１４の先端部および
上記コンタクトチップ２２の周囲をそれぞれ囲繞する態
様で上記ノズルホルダ２３に螺合している。

【００１９】ガス吐出通路２４は、上記チューブ収容孔
１９の先端からチップ保持体１４の先端側に向けて放射
状に傾斜延在したもので、該チップ保持体１４のほぼ中
央となる外壁面に互いに等間隔となる態様で開口してい
る。

【００２０】また、上記溶接トーチ１０では、チップ保
持体１４の先端部外周に内方ノズル２８を保持させてい
る。内方ノズル２８は、その先端部が上記トーチノズル
２７の内径よりも僅かに小さい外径を有し、かつ上記コ
ンタクトチップ２２の外径よりも十分大きな内径を有し
た円筒状を成しており、基端部に形成した嵌着孔２９を
介してチップ保持体１４の先端部に取り付くことによっ
てコンタクトチップ２２の内周面との間に幅の狭い噴射
通路３０を画成している。

【００２１】図からも明らかなように、この内方ノズル
２８は、チップ保持体１４からの突出量が上記コンタク
トチップ２２よりも小さく、その先端面がトーチノズル
２７の先端面から距離ｄだけ奥方に占位し、またその中
央部に複数の連通孔３１を有している。連通孔３１は、
極小径のもので、上記内方ノズル２８の中心軸から該中
心軸に直交する態様で互いに放射状に延在しており、内
方ノズル２８の内部と上述した噴射通路３０とを相互に
連通している。

【００２２】なお、本実施形態では、図１中のＸ−Ｘ線
断面において、噴射通路３０の断面積Ｙと、内方ノズル
２８およびコンタクトチップ２２の間の開口断面積Ｚと
の比がＺ＝５Ｙとなるように内方ノズル２８を構成して
いる。

【００２３】上記のように構成した溶接トーチ１０は、
ロボットアームＲを適宜作動させることにより、コンタ
クトチップ２２の先端部が溶接部位に近接配置され、溶
接待機状態となる。

【００２４】この待機状態から実際の溶接作業を行う場
合には、溶接中において常時上述した図示していない酸
化性ガス供給源を作動させ、ガス供給チューブ１８を通
じてガス供給プラグ１３のガス室１６に酸化性ガスＳを
供給するようにする。

【００２５】ガス室１６に供給された酸化性ガスＳは、
ガス案内チューブ１１の内壁面とワイヤ案内チューブ１
２の外壁面との間に画成された空間およびチップ保持体
１４におけるチューブ収容孔１９の内壁面と上記ワイヤ
案内チューブ１２の外壁面との間に画成された空間を順
次通過した後、複数のガス吐出通路２４を通じてトーチ
ノズル２７の内部に吐出され、さらに噴射通路３０を通
じて溶接トーチ１０の先端部から外部に噴射されること
になる。

【００２６】このとき、酸化性ガスＳは、その供給量を
増大させることなく、幅の狭い噴射通路３０を通過する
際に流速が高められ、溶接トーチ１０の先端部から勢い
良く噴射されることになる。

【００２７】しかも、内方ノズル２８の先端面がトーチ
ノズル２７の先端面よりも奥方に占位しているため、噴
射通路３０を通じて溶接トーチ１０の先端部から噴射さ
れた酸化性ガスＳが中心部に向かうように噴射されるこ
とになり、外周への散乱が極めて少なくなる。

【００２８】したがって、上記溶接トーチ１０によれ
ば、風等の外的要因の多い屋外において溶接作業を行う
場合であっても、流速の高められた酸化性ガスＳによっ
て溶接中にアークと溶融金属とを空気から確実に遮断す
ることが可能となり、コストの増大を招来することな
く、溶接性の低下を防止することができるようになる。

【００２９】さらに、上記溶接トーチ１０によれば、噴
射通路３０を通過する際に連通孔３１を通じて内方ノズ
ル２８の内部にも少量の酸化性ガスＳを導入するように
し、該内方ノズル２８とトーチノズル２７との間からも
酸化性ガスＳを噴射させるようにしているため、溶接初
期においてアークが弱く、しかも溶接部の周囲に空気が
残存するような場合にも、該アークと溶融金属とを空気
から確実に遮断することが可能となり、溶接初期におけ
る溶接性の低下を招来する虞れもない。

【００３０】なお、上述した実施形態においては、酸化
性ガスをシールドガスとしてアーク溶接を行うＭＡＧ溶
接用トーチを例示しているが、本発明ではこれに限定さ
れない。たとえば、ＭＩＧ（metal inert gas）溶接の
ように、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスをシールド
ガスとしてアーク溶接を行うものにももちろん適用する
ことが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールドガスの供給量を増大させることなく、噴射通路
を通過する際にその流速を高め、ノズルの先端部から勢
い良く噴射させることができるため、風等の外的要因の
多い屋外において溶接作業を行う場合であっても、この
流速の高められたシールドガスによって溶接中にアーク
と溶融金属とを空気から確実に遮断することが可能とな
り、コストの増大を招来することなく、溶接性の低下を
防止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアーク溶接用トーチの一実施形態
を概念的に示した断面側面図である。

【図２】図１に示したアーク溶接用トーチを適用した溶
接設備の要部を概念的に示した斜視図である。

【図３】従来のアーク溶接用トーチを概念的に示した断
面側面図である。

【符号の説明】

１０…溶接トーチ ２２…コンタクトチップ ２７…トーチノズル ２８…内方ノズル ３０…噴射通路 ３１…連通孔 Ｓ…酸化性ガス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極とこの電極の周囲を囲繞する態様で
   配設したノズルとを具備し、これら電極およびノズルの
   間に供給したシールドガスを先端部から噴射するように
   したアーク溶接用トーチにおいて、 前記ノズルの内周面との間にシールドガスの噴射通路を
   画成するべく、前記電極を囲繞する態様でこれらノズル
   および電極の間に配置し、先端面を前記ノズルの先端面
   よりも後退した位置に占位させた内方ノズルを設けるこ
   とを特徴とするアーク溶接用トーチ。
2. 【請求項２】 前記内方ノズルに連通孔を穿設し、この
   連通孔を通じて前記噴射通路を通過するシールドガスを
   当該内方ノズルと前記電極との間に供給するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接用トーチ。