JPS5855866B2 - ア−クト−チ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非消耗性電極と被溶接物との間に形成される
アーク中に溶加ワイヤをアークの側面より供給し、アー
ク熱で該溶加ワイヤを溶融して溶接を行なう、いわゆる
ＴＩＧフィラ一方式のアークトーチの構造に関するもの
である。

ＴＩＧフィラ一方式は、溶加ワイヤを電極として溶接を
行なう、いわゆるＭＩＧ方式とくらべて、溶接アーク電
流値と、溶加ワイヤの溶融速度とを別個に制御できるこ
と、すなわち溶加ワイヤの溶融速度割合、および母材へ
の熱入力を別個に制御できること、そしてこのために母
材の初期連込み不良などの問題を解決できること、また
スパッタ等を起しにくいことなどの利点を有している。

第１図はＴＩＧフィラ一方式の概要を説明する図であり
、図中１はトーチ本体、２は非消耗性電極、３はアーク
、４はアーク３によって生じた被溶接物（母材）５の溶
融部、６はアーク３の側面より送給ガイド７を介して溶
融部４に送給される溶加ワイヤである。

このＴＩＧフィラ一方式に於ては、非消耗性電極の位置
、溶加ワイヤの送給される位置、および被溶接物との相
対位置、すなわち溶加ワイヤ６が溶融部４に対して適正
に送給されることが良好な溶接結果を得る為に重要であ
る。

この溶接法を自動で行なう場合は、トーチ１および送給
ガイド７を固定し、母材５を移動させて行なう。

送給ガイド７は、溶加ワイヤ６がアーク直下の溶融部４
Ｉこ送給されるよう調整して設置される。

この方式の欠点は、被溶接物（母材）５の溶接される部
分の精度、溶接の進行に伴って生じる母材金属の熱ひず
み等のため、溶加ワイヤ６が母材５の溶融部４からはず
れた位置ｌこ送給されることにある。

第２図に示すように、非消耗性電極２と母材５との間の
距離が犬となるとビード巾は小となり、ビード高さが高
くなり、かつビード形状は一定せず、さらに溶加ワイヤ
６がアークから受ける熱量が異って、溶加ワイヤ６の溶
融部への移行形態が変り、極端な場合には、溶加ワイヤ
６の溶融金属がスパッタとして飛散することがある。

この方式のもう一つの欠点はアーク発生部付近の占有空
間が大きいため、狭い個所を溶接することが困難なこと
である。

ＴＩＧフィラ一方式の以上述べたような欠点を排除する
方法として、溶加ワイヤ６を非消耗性電極２とほぼ平行
に送給することが考えられる。

溶加ワイヤ６を非消耗性電極２と直角の方向から送給す
ると溶加ワイヤ６の送給される位置が、母材溶融部より
はずれ易いこと、および狭い個所で溶接することが困難
なことは前述のとおりであるが、溶加ワイヤ６を非消耗
性電極２と平行に送給すると、前記のような不都合はな
い。

しかしながら、溶加ワイヤ６を非消耗性電極２と平行に
送給する方式に於ては、アーク電流値溶加ワイヤ６の材
質及びワイヤ径、ワイヤ送給量などの溶接条件、及び非
消耗性電極２と溶加ワイヤ６との間隙などによって溶加
ワイヤ６の溶滴移行形態は大きく異る。

理想的な溶接結果の得られる小粒子移行、接触移行形態
とするには非消耗性電極２とワイヤ６との間隙を溶接条
件によってそれぞれ調整することが必要である。

この調整がなされないときは、溶加ワイヤの溶融金属は
大粒子移行となってビード波目の荒い溶接結果となった
り、大きな粒子が非消耗性電極に溶着して溶接不能とな
ることもある。

本発明は以上の点を考慮して非消耗性電極と溶加ワイヤ
との間隙を任意に調節することができるアークトーチの
構造を提供するものである。

この種の一体化されたトーチとしては溶加ワイヤをトー
チノズルの外側より送給するものがあるが、これではト
ーチ先端部附近が比較的大きく、また溶加ワイヤと非消
耗性電極との間隙を調整する機構は、屈曲コンタクトチ
ップを用いているため、トーチ先端部附近がさらに大型
となり、狭い個所での溶接に適しない。

本発明はこの点にかんがみ、溶加ワイヤを同心状にはめ
込んだ２つのノズルの間隙を通して送給することにより
、トーチ先端部附近が小型で、且つ溶加ワイヤと非消耗
性電極との間隙を任意に調整できるトーチノズル構造と
なし、狭い個所での溶接を可能ならしめたものである。

以下、本発明の実施例を第３図について説明する。

第３図中、１はトーチ本体、２は非消耗性電極、３はア
ーク、４はアーク３によって生じた被溶接物５の溶融部
、８は溶加ワイヤ６の送給案内管であり、溶加ワイヤ６
をトーチ本体１より絶縁するための絶縁筒でもある。

９は第１ノズル、１０は第１のノズル９の外側にこれと
同心状に設けた第２のノズルであり、第１ノズル９の外
側および第２ノズル１０の内側はそれぞれ軸方向に平行
な部分ａ、ｂとテーパーを有する部分ｃ、ｄを形成して
いる。

第１ノズル９の内側先端部にはガス流１１を整流するた
めのガス整流治具１２が備えられている。

溶加ワイヤ６は、ワイヤ供給案内管８および第１ノズル
９と第２ノズル１０との間隙を通過して被溶接物の溶融
部４に供給される。

なお、第２ノズル１０の内側平行部ｂ、およびテーパ一
部ｄには、溶加ワイヤ６が通過するのに十分なスリット
が設けである。

次に、このトーチノズルの非消耗性電極２と溶加ワイヤ
６との間の間隙を調節する機構を説明する。

溶加ワイヤ６は、第１ノズル９の外側のテーパ一部ｃ１
および第２ノズル１０の内側のテーパ一部ｄとの間を通
過する際に、テーパ一部Ｃおよびｄとの間の間隙によっ
て、溶加ワイヤ６がテーパ一部に沿って曲げられる度合
が異なる。

この曲りの程度により非消耗性電極２の先端部と溶加ワ
イヤ６との間の間隙が異り、従って、テーパ一部Ｃおよ
びｄの間隙の調整により非消耗電極２と溶加ワイヤ６と
の間の間隙の調整が可能となる。

テーパ一部Ｃおよびｄの間の間隙を調整するには、テー
パ一部Ｃを第１ノズル９の中心軸と直角方向の横断面が
楕円形状になるように加工すれば良い。

次にこの理由について説明する。

第４図に第１ノズル９を示す。第４図Ａの左半分は外観
形状であり、平行部ａの外部形状は円筒形状であり、テ
ーパ一部Ｃの外部形状は楕円形状であり、その不連続部
は、テーパ一部Ｃが円錐形状でないために直線とならず
、ｅで示した様に曲線となる。

第４図Ｂは第４図Ａで示した第１ノズル９をＡ方向から
見た図であり、ａは平行部を示し、ｃｌは楕円形状の長
径部、ｃ２は楕円形状の短径部を示す。

溶加ワイヤ６が第１ノズル９のテーパ一部Ｃの長径部ｃ
１と、第２ノズル１０のテーパ一部ｄとの間を通過する
か、あるいは第１ノズル９のテーパ一部Ｃの短径部ｃ２
と、第２ノズル１０のテーパ一部ｄとの間を通過するか
により、溶加ワイヤ６のテーパ一部に於る曲げ程度が異
る。

この関係をさらに第５図を用いて説明する。

第５図Ａは、溶加ワイヤ６の通過部分に於る第１ノズル
９のテーパ一部Ｃが長径部ｃ１の場合の状態図であり、
溶加ワイヤ６は大きく曲げられ、非消耗性電極２と溶加
ワイヤ６との間隙寸法は最も短くなる。

第５図Ｂは、溶加ワイヤ６の通過部分に於る第１ノズル
９のテーパ一部Ｃが短径部ｃ２の場合の状態図であり、
溶加ワイヤ６の曲げは小さく、非消耗性電極２と溶加ワ
イヤ６との間隙寸法は最も長くなる。

なお溶加ワイヤ６の通過部分に於る第１ノズル９のテー
パ一部ｃが長径部ｃ１と短径部ｃ２との間に位置する場
合は、溶加ワイヤの曲げ程度は、第５図Ａと第５図Ｂと
の間の値を示す程度に曲げられることは明らかである。

即ち、第４図Ｂに於て、第１ノズル９を９０゜回転させ
ると、第１ノズル９のテーパ一部Ｃと第２ノズル１０の
テーパ一部ｄとの間隔を第１ノズル９の長径部ｃ１と短
径部ｃ２との差の間隔だけ自由に変えることができるこ
とがわかる。

もちろん９００以上回転させても、第４図Ｂから明らか
なように長径部ｃ１と短径部ｃ２との差の間隙以上には
変えることはできない。

したがって第１ノズル９のテーパ一部Ｃと第２ノズル１
０のテーパ一部ｄとの間隙を最大長径部ｃ１と短径部Ｃ
２との差の間隙まで、第１ノズル９を最大９０°まで調
整することにより変えることができ、このため溶加ワイ
ヤ６の曲げの程度を調整することができる。

第１ノズル９および第２ノズル１０は耐熱性のすぐれた
セラミック等で構成されることが望ましく、これらは一
体化されてトーチ本体１にユニオンナット１３で取り付
けられる。

以上述べた様に本発明のアークトーチは非消耗性電極２
と、これに対向して設置された被溶接物５との間にアー
ク３を発生させ、該アーク３によって生じた被溶接物の
溶融部４に溶加ワイヤ６を送給して溶融溶着を行なうア
ーク溶接装置に於て用いられるものであり、第１および
第２のノズル９．１０により構威し、第１ノズル９の外
側および第２ノズル１０の内側に、それぞれ軸方向に平
行な部分ａ、ｂと、テーパー状の部分ｃ、ｄを設け、前
記第１ノズル９の外側に前記第２ノズル１０を同心状に
はめ込み、第１ノズルと第２ノズルとの間に溶加ワイヤ
６を通過させる空隙を形成し、且つ、前記第１ノズルの
テーパー状部分Ｃを第１ノズルの中心軸と直角方向の横
断面が楕円形状になるようにし、前記非消耗性電極２と
溶加ワイヤ６との間隙を調整することを可能ならしめた
ものであり、地下に述べる様な効果を有する。

すなわち、 （１） 溶加ワイヤの被溶接物に送給される位置が、
非消耗性電極と被溶接物間の距離が変った場合でも、溶
融部に対して一定しておりこのために安定した溶接を行
なうことができる。

（２）トーチノズルの部分がコンパクトに一体化される
ので、ＴＩＧフイラトーチを狭い個所で使用することを
可能ならしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアークトーチ構成図、第２図はそのアー
クトーチの使用説明図、第３図は本発明のアークトーチ
の一構成例を示す断面図、第４図Ａは同アークトーチに
おける第１ノズルの要部拡大断面図、第４図Ｂはその平
面図、第５図Ａ１第５図Ｂは同アークトーチの要部拡大
断面図である。 １・・・・・・トーチ本体、２・・・・・・非消耗性電
極、３・・・・・・アーク、４・・・・・・溶融部、５
・・・・・・母材、６・・・・・・溶加ワイヤ、８・・
・・・・送給案内管、９・・・・・・第１ノズル、１０
・・・・・・第２ノズル、１１・・・・・・ガス流路、
１２・・・・・・ガス整流治具、ａ、ｂ・・・・・・平
行部、ｃ、ｄ・・・・・・テーパ一部、ｃｌ、ｃ２・・
・・・・楕円形状部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非消耗性電極とこれに対向して設置された被溶接物
   との間にアークを発生させ、そのアークにより生じた被
   溶接物の溶接部に溶加ワイヤを送給して溶隔溶接を行な
   うことができるようＩこ構成するとともに、前記非消耗
   性電極の外周に第１ノズルおよび第２ノズルを同心状に
   配置し、前記第１ノズルの外側および前記第２ノズルの
   内側にそれぞれ設けた軸方向に平行な部分とテーパー状
   の部分を対向させ、前記第１ノズルと前記第２ノズルの
   間に前記溶加ワイヤを通過させるための間隙を形成し、
   前記第１ノズルのテーパ一部分をその中心軸と直角方向
   の横断面を楕円形状となして前記非消耗性電極と前記溶
   加ワイヤとの間隙を調整することができるように構成し
   たことを特徴とするアークトーチ。