JPH11207464A - ガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ - Google Patents

ガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ

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JPH11207464A
JPH11207464A JP9050198A JP9050198A JPH11207464A JP H11207464 A JPH11207464 A JP H11207464A JP 9050198 A JP9050198 A JP 9050198A JP 9050198 A JP9050198 A JP 9050198A JP H11207464 A JPH11207464 A JP H11207464A
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JP
Japan
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tip
melting point
contact tip
welding
coating
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Application number
JP9050198A
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English (en)
Inventor
Masaharu Yagi
雅治 八木
Nobuo Asada
延男 麻田
Yasuaki Terajima
庸晃 寺嶋
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Yashima Denki Co Ltd
Original Assignee
Yashima Denki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトチップの長寿命化を図ると共に、
溶接不良の低減、長時間連続作業の保証による生産性の
向上を可能とするガスシールドアーク溶接用コンタクト
チップを提供する。 【解決手段】 コンタクトチップ1の先端部1aの表面
は、鉄鋼材よりも融点の高い材料(例えばクロム)をコ
ーティングしてなる被膜5で覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスシールドアー
ク溶接に使用されるコンタクトチップに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスシールドアーク溶接は、大気を遮断
して特定のガス(CO2 ,Ar等)雰囲気中でアーク溶
接を行うものであり、それには図1(縦断面図)に示す
ようなコンタクトチップ1が使用される。コンタクトチ
ップ1は、通電の目的で使用される溶接ワイヤ(電極ワ
イヤ)を案内すると共に溶接ワイヤに溶接電流を供給す
る円筒形の導体であり、溶接トーチ本体(図示せず)の
先端部に着脱自在に接続される。コンタクトチップ1
は、基部に溶接トーチ本体の先端部に螺合されるネジ部
2と、内部に溶接ワイヤが挿通される細孔3と、先端部
1aに溶接ワイヤが突出する開口4とを有する。細孔3
は、溶接ワイヤの進入を容易にするためと、チップ1と
の導電性を確保するために、太径の導入部3aと、細径
の導電部3bと、導入部3aから導電部3bに連続する
テーパ部3cとからなる。このようなコンタクトチップ
1は、良導体を確保するために、一般的にクロム銅等の
銅系合金材料からなり、切削加工や転造加工で製作され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アーク
溶接本来の目的とする鉄鋼材の融点は1500℃程度で
あるのに対し、銅系合金材料の融点は1000℃程度と
鉄鋼材に比べて低いので、溶接加工時に飛散するスパッ
タと称する鋼材の溶滴により、コンタクトチップ1の先
端部1aの表面には、スパッタが容易に溶け込んだり付
着したりして、先端部1aの変形が進行する。
【0004】又、先端部1aの開口4(細孔3の導電部
3b)は、溶接ワイヤの径よりも極僅か(0.1〜0.
2mm程度)に大きい径に設定されているため、開口4
及び開口4より幾分内側に入った部分(開口部)も溶融
及び摩耗により、徐々にその穴径が大きくなり、チップ
1と溶接ワイヤとの導電性の低下が進行する。このよう
な先端部1aの形状変化と開口4を含む開口部の穴径変
化によって、導電性が不安定となるばかりか、アークの
照射位置のズレや、シールドガスの流量不安定も発生
し、その結果、安定したアーク溶接施行が保証されなく
なり、溶接不良の多発という重大問題の要因となる。
【0005】コンタクトチップ1は通常は短期間で使用
不能となる消耗品であるから、溶接の不具合が顕著にな
った場合は新しいのと交換さえすれば、良好な溶接が回
復するが、無人化、ロボット化された生産現場では、チ
ップ交換のロスタイムによる生産性の低下も無視できな
い重大問題である。これは、溶接産業分野では、手溶接
から自動機による自動溶接に変わり、特にロボット化さ
れた無人自動溶接機が多用されて、コンタクトチップの
消耗による溶接不良の発生防止や、コンタクトチップ交
換のための自動機の停止ロスタイムの排除が重要課題と
なっているからである。
【0006】従って、本発明は、そのような問題点に着
目してなされたもので、コンタクトチップの長寿命化を
図ると共に、溶接不良の低減、長時間連続作業の保証に
よる生産性の向上を可能とするガスシールドアーク溶接
用コンタクトチップを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のガスシールドアーク溶接用コンタクトチッ
プは、コンタクトチップの少なくとも先端部の表面を、
鉄鋼材よりも融点の高い材料でコーティングしてなるこ
とを特徴とする。このコンタクトチップでは、チップの
先端部表面が鉄鋼材よりも融点の高い材料でコーティン
グされているため、溶接時に飛散するスパッタがチップ
の先端部表面に付着し難く、長時間にわたってメンテナ
ンスフリーでアーク溶接作業を行うことが可能となる。
これにより、コンタクトチップの消耗による溶接不良の
発生を防止でき、コンタクトチップ交換のための自動機
の停止ロスタイムを排除できる。
【0008】なお、本発明において、コーティングと
は、メッキ、塗装、電鋳、溶射、電着、蒸着等の方法に
よって金属(チップ)の表面をコーティング材の皮膜で
被覆することである。その方法として、電気メッキは、
物体(コーティング対象物であるチップ)の表面を電気
化学的に析出させたコーティング材の皮膜で被覆するも
のであり、化学メッキは、金属塩水溶液に物体を浸して
還元剤の作用によって物体表面をコーティング材で被覆
するものである。
【0009】塗装は、物体表面にコーティング材の塗膜
を形成するもので、単にコーティング材を塗るだけの塗
り(塗付け)も含む。電着は、解離可能な水溶性コーテ
ィング材中で物体を陽極(又は陰極)として陰極(又は
陽極)との間に直流電圧を印加し、電気泳動によって物
体表面に皮膜を形成するものである。
【0010】溶射は、燃焼又は電気エネルギーを用いて
コーティング材を加熱し、溶融又はそれに近い状態にし
たコーティング材を物体表面に吹き付けて皮膜を形成す
るものである。特に、プラズマ・ジェットによる炎溶射
は、8000〜15000℃付近の超高温が得られるの
で、あらゆるコーティング材を物体表面に吹き付けるこ
とができる。
【0011】蒸着(真空蒸着)は、真空内でコーティン
グ材を加熱して蒸発させ、その蒸発物を物体表面に被着
させることで皮膜を形成するものである。化学蒸着は、
コーティング材の蒸発物が高温に加熱された物体表面の
化学反応又は熱分解によって極めて薄い皮膜を生成する
ものである。電鋳は、鋳型の外面又は内面にコーティン
グ材を塗り、電解によって物体表面にコーティング材を
沈着させることで皮膜を形成するものである。
【0012】又、鉄鋼材の融点(1500℃程度)より
も融点の高い材料としては、タングステン(融点338
7℃)、タングステン系合金〔炭化タングステン(融点
2870℃)〕、モリブデン(融点2630℃)、モリ
ブデン系合金、チタン(融点1675℃)、チタン系合
金、クロム(融点1890℃)、クロム系合金〔炭化ク
ロム(融点1890℃)、酸化クロム(融点1990
℃)〕、アルミニウム系合金〔ホワイトアルミナ(融点
2030℃)〕、タンタル(融点3000℃)、セラミ
ック〔ジルコニア(融点2600℃)、ジルコン(融点
2200℃)〕、その他、が例示される。これらの材料
を前記コーティング方法の中から適宜選択した方法によ
りコーティングすればよい。
【0013】又、銅系合金よりも耐摩耗性の高い材料と
しては、セラミックス、ステンレス鋼等がある。これら
の材料をコーティングする方法も、前記方法の中から適
宜選択すればよい。更に、本発明のガスシールドアーク
溶接は、通常のアーク溶接の他に、アークスポット溶接
を含むものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。但し、コンタクトチップの基本構造は、
従来のものと変わらないので、以下では特徴のある部分
を中心に説明する。図1に示すような形態でクロム銅製
のコンタクトチップ1の先端部1aの拡大断面図を図2
に示す。ここでは、コンタクトチップ1の先端部1aの
表面が、鉄鋼材の融点よりも高い融点を持つ前例の材料
(例えばクロム)をコーティングしてなる被膜5で覆わ
れている。但し、図2では、被膜5を分かり易くするた
めに厚めに示されているが、被膜5の実際の膜厚は10
〜20μm程度である。
【0015】チップ1の先端部1aの表面に高融点の被
膜5を施すことで、溶接時に飛散するスパッタ(鋼材の
溶滴)が先端部1aに溶け込んだり付着し難くなり、ス
パッタによる先端部1aの変形進度が大幅に低下する。
又、開口4を含む幾分内側に入った部分(開口部)も、
スパッタの影響を受け難くなり、開口部の穴径が溶融及
び摩耗により大きくなり難く、チップ1と溶接ワイヤと
の導電性の低下進度も顕著に低下する。これにより、つ
まり先端部1aの形状変化と開口4の穴径変化が極力抑
制されることにより、導電性が長時間にわたって安定
し、アークの照射位置の正確さが維持され、シールドガ
スの流量も安定する。その結果、安定したアーク溶接施
行が保証され、溶接不良も殆ど起こらなくなる。
【0016】図3では、被膜5に加えて、先端部1aの
開口4から幾分内側に入った部分(開口部)に、例えば
クロムからなる筒状部材6が埋め込まれている。筒状部
材6の表面(内壁面)は、細孔3の導電部3bの内壁面
と面一であるため、細孔3に溶接ワイヤを挿通する際
に、溶接ワイヤが筒状部材6に引っ掛かるようなことは
なく、溶接ワイヤを導電部3bにスムーズに挿通するこ
とができる。開口4を含む開口部に筒状部材6を設ける
ことで、開口部がスパッタの影響を更に受け難くなり、
開口部の穴径変化がより一層発生し難くなる。
【0017】又、コンタクトチップ1の基部側(ネジ部
2側)の拡大断面図を図4に示す。ここでは、細孔3の
テーパ部3cの内壁面が、銅系合金よりも耐摩耗性の高
い前例の材料(例えばセラミックス)をコーティングし
てなる被膜7で覆われている。この被膜7も、見易くす
るために厚めに示されているが、被膜7の膜厚は実際に
は10〜20μm程度である。
【0018】テーパ部3cの内壁面に耐摩耗性の被膜7
を施しておくことで、コンタクトチップ1の耐久性が増
す。即ち、溶接ワイヤを導入部3aからテーパ部3cを
通って導電部3bに挿入するときに、溶接ワイヤの先端
がテーパ部3cに当たることが多く、テーパ部3cの内
壁が摩滅し易い。このため、被膜7の存在により摩滅を
抑えることができ、チップ1を長寿命化することが可能
となる。
【0019】図5では、被膜7の代わりに耐摩耗性のリ
ング状部材8がテーパ部3cの内壁面に設けられ、リン
グ状部材8の一部がテーパ部3cに若干突出している。
図6では、耐摩耗性のテーパ状部材9がテーパ部3cの
内壁面に埋め込まれ、その表面(内壁面)が導入部3a
及び導電部3bの表面(内壁面)と面一である。このリ
ング状部材8やテーパ状部材9も、被膜7と同等の作用
効果が得られる。
【0020】次に、図2のようにチップ1の先端部1a
の表面に高融点の被膜5を施したコンタクトチップと、
被膜5を施さないクロム銅製の露出面のままの従来のコ
ンタクトチップとを、同一のテスト条件でガスシールド
アーク溶接に使用して、スパッタの付着量と良好な溶接
施行可能時間(使用可能時間)との相関関係を図7にグ
ラフで示す。このグラフから明らかなように、従来のチ
ップでは、スパッタの付着量から約250分が使用可能
な限界時間であるのに対し、実施形態のチップでは、約
1500分まで使用可能時間が延び、それだけ長時間に
わたりメンテナンスフリーで溶接可能であることが分か
る。
【0021】従って、前記したように、スパッタの付着
量が大幅に改善され、その結果として溶接不良の発生が
低減するのみならず、チップ交換の頻度が1回/日で済
み、交換ロスタイムに起因する生産性の低下も改善され
て、24時間連続の無人化・ロボット化溶接作業が可能
となる。なお、上記実施形態では、高融点の被膜5は、
チップ1の先端部1aのみに施してあるが、ネジ部2付
近まで施しても構わない。又、耐摩耗性の被膜7、リン
グ状部材8及びテーパ状部材9は、細孔3のテーパ部3
cのみに設けてあるが、被膜7の場合は、導入部3aに
も設けても構わない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載のコンタクトチップによれば、溶接時に飛散するス
パッタがチップの先端部表面に付着し難く、長時間にわ
たってメンテナンスフリーでアーク溶接作業を行うこと
が可能となるため、コンタクトチップの消耗による溶接
不良の発生を防止でき、コンタクトチップ交換のための
自動機の停止ロスタイムを排除でき、生産性を高めるこ
とが可能となる。
【0023】請求項2及び請求項3の構成によれば、コ
ンタクトチップの耐久性が増し、より一層の長寿命化が
可能となる。請求項4の構成によれば、スパッタによる
先端開口部の溶融や摩耗を更に効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガスシールドアーク溶接用コンタクトチップの
縦断面図である。
【図2】同コンタクトチップの先端部の実施形態に係る
構造の一例を示す拡大断面図である。
【図3】同コンタクトチップの先端部の実施形態に係る
構造の別例を示す拡大断面図である。
【図4】同コンタクトチップの基部側の実施形態に係る
構造の一例を示す拡大断面図である。
【図5】同コンタクトチップの基部側の実施形態に係る
構造の別例を示す拡大断面図である。
【図6】同コンタクトチップの基部側の実施形態に係る
構造の更に別例を示す拡大断面図である。
【図7】図2の先端部構造を持つ実施形態のコンタクト
チップと従来のコンタクトチップとにおけるスパッタ付
着量と使用可能時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 コンタクトチップ 1a 先端部 2 ネジ部 3 細孔 3a 導入部 3b 導電部 3c テーパ部 4 開口 5 高融点の被膜 6 高融点の筒状部材 7 耐摩耗性の被膜 8 耐摩耗性のリング状部材 9 耐摩耗性のテーパ状部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンタクトチップの少なくとも先端部の表
    面を、鉄鋼材よりも融点の高い材料でコーティングして
    なることを特徴とするガスシールドアーク溶接用コンタ
    クトチップ。
  2. 【請求項2】前記コンタクトチップ内部に貫通状に形成
    された溶接ワイヤの挿通孔のうち、ワイヤとの導通部分
    以外の部分の内壁面を、銅系合金よりも耐摩耗性の高い
    材料でコーティングしたことを特徴とする請求項1記載
    のガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ。
  3. 【請求項3】前記コンタクトチップ内部に貫通状に形成
    された溶接ワイヤの挿通孔のうち、ワイヤとの導通部分
    以外の部分の内壁面に、銅系合金よりも耐摩耗性の高い
    材料からなる部材を設けたことを特徴とする請求項1記
    載のガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ。
  4. 【請求項4】前記コンタクトチップ内部の先端開口部
    に、鉄鋼材よりも融点の高い材料からなる部材を設けた
    ことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載
    のガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ。
  5. 【請求項5】前記鉄鋼材よりも融点の高い材料は、タン
    グステン、タングステン系合金、モリブデン、モリブデ
    ン系合金、チタン、チタン系合金、クロム、クロム系合
    金、アルミニウム系合金、タンタル、セラミックから選
    ばれる1種であることを特徴とする請求項1、請求項
    2、請求項3又は請求項4記載のガスシールドアーク溶
    接用コンタクトチップ。
JP9050198A 1997-11-19 1998-04-03 ガスシールドアーク溶接用コンタクトチップ Pending JPH11207464A (ja)

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