JPS6133780A - ガスシ−ルドア−ク溶接用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はガスシールドアーク溶接用ノズルに関するも
のであって、特にその耐久性と溶接の作業性とが改善さ
れたガスシールドアーク溶接用ノズルに係る。

（従来の技術） 従来より用いられているガスシールドアーク溶接用ノズ
ルは、金属（銅）によって一体に形成されたもので、溶
接トーチの先端部に螺着して使用するものである。

（発明が解決しようとする問題点） このガスシールドアーク溶接用ノズルにおいては、使用
中にノズル先端部が摩耗することが原因となって、溶接
スパッタが付着し易くなり、スパッタ除去のために溶接
作業を中断したり、強固に付着したスパッタの除去に多
大の労力を要するという欠点がある。しかも、付着した
スパッタによって溶接チップとノズルとの間がブリッジ
され、溶接作業中にノズルが被溶接物に接触することに
よって、溶接チップと被溶接物とがノズルを介して短絡
し、ノズルはもちろんのことトーチ本体まで損傷してし
まうという不具合を招いていた。このことは、機器の損
傷による経済的損失という欠点を招くと共に、作業者が
、溶接作業中に、上記のような短絡現象を常に配慮しな
がら作業を行なわなければならないという心理的な圧迫
を招く要因ともなっている。

また、近年急速にその適用の拡大が進められているロボ
ット等による自動溶接においても、長時間にわたって連
続作業を行うという観点から、上記のようなノズルへの
スパッタの付着や、これに伴う機器の損傷を防止すると
いうことは重要な技術的課題の一つとなっている。

上記のような欠点を防止するために、ガスシールドアー
ク溶接用ノズル全体をセラミック等の非導電性材料によ
って形成することも考えられるが、セラミックは、周知
のように、ノツチ等がある場　　　□合には破損し易い
材料であるために、この材料を用いて従来と同様な形状
のガスシールドアーク溶接用ノズルを形成しても、これ
をそのまま実用に供することはきわめて困難であると考
えられる。

そこで本出願人は、先の出願（特願昭５８−２００５７
３号）にて、溶接トーチの先端部に支持リングを螺着す
ると共に、この支持リングの先端部に係合突部を有する
把持爪部を形成し、一方セラミックス製のノズル部材の
一端外周部には凹溝を周設し、上記凹溝内に係合突部を
嵌入させることによってノズル部材を溶接トーチに固定
する構造の溶接用ノズルを提案した。

この溶接用ノズルによれば上記欠点を解消し得るものの
、上記のような凹凸嵌合を利用する関係上、ノズル部材
に高い寸法精度が要求されるため、その機械加工に多大
の時間を要し、その結果、ノズル部材が高価なものにな
ってしまうという欠点が生じている。

この発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、ス
パッタが付着しにくく、またその剥離性が良好で、上記
のような短絡現象を防止することのでき、しかも安価に
製造することのできるガスシールドアーク溶接用ノズル
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的に沿うこの発明のガスシールドアーク溶接用ノ
ズルは、溶接トーチの先端部に装着される支持リングと
、支持リングの先端側に装着される筒状のノズル部材と
、ノズル部材を支持リングに固定するための保持手段と
を有し、上記ノズル部材はセラミックス等の非導電性材
料によって形成されたものであって、その一端側には凹
溝が周設されると共に、この凹溝内に弾性リングを嵌入
することにより径方向外方への突部が形成され、上記保
持手段は上記突部と係合する係合面が形成され、さらに
上記支持リングと保持手段との間には、上記突部に係合
する係合面を溶接トーチ側へと押動するための押動機構
が設けられていることを特徴とするものとなる。

（作用） 上記のようにノズル部材を用い、このノズル部材をセラ
ミック等の非導電性材料にて形成しであるので、スパッ
タは付着しにくく、その剥離性も良好なものとなり、ま
たチップと被溶接物との間の短絡現象を防止することが
可能となり、ガスシールドアーク溶接用ノズルの耐久性
を向上することが可能となる。しかもノズル部材を被溶
接部材に接触させた状態で溶接を行うことが可能となる
ので、風の影響によるシールド不良を防止でき、かつア
ーク長を常に一定に保持できることになるので、溶接作
業能率を向上することが可能となる。

しかも、上記のような構造を採用したため、ノズル部材
に高い寸法精度が要求されることがなく、ノズル部材ひ
いては溶接用ノズル全体を安価に提供することが可能と
なる。

（実施例） 次ぎにこの発明のガスシールドアーク溶接用ノズルの具
体的な実施例につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、１は溶接トーチであって、その先端部
には支持リング２が螺着されており、この支持リング２
の先端部には筒状のノズル部材３が装着されると共に、
支持リング２の外周部には保持手段としての保持リング
４が螺着されている。

上記支持リング２は、その内周部及び外周部にそれぞれ
ねじ部５．６が設けられており、内周ねじ部５が溶接ト
ーチ１の先端部に螺着されている。

また上記支持リング２の先端部には、その軸方向へ向か
う段部７が形成されており、この段部７内に上記ノズル
部材３の一端側が嵌入されている。

上記ノズル部材３は、筒状の部材であって、その両端部
近傍における外周部には凹溝８．８がそれぞれ周設され
ている。そしてこのうち一方の凹部８内にはリングバネ
９が嵌入されており、このリングバネ９が後記する係合
面の係合する突部となされている。このノズル部材３を
形成するには、セラミック等の非導電性材料を用いる訳
であるが、中でもＳｉ３Ｎ＋及びそれを主体とするセラ
ミックスは、高温強度、耐摩耗性及び耐熱衝撃性のすぐ
れた材料であり、ノズル部材３用の材料として特に好ま
しいものであることを確認している。なお、上記５ｉＪ
４等と共に、へ１ユＯヨ製のノズル部材３を用いたテス
トも行ったが、スパッタ付着量、スパッタの剥離性とも
に、Ｓｉ３Ｎ４等製のノズル部材３がはるかに優れてい
ることを確認した。

上記保持リング４は、その基部内周に、上記支持リング
２の外周部に設けたねじ部と螺合し得るねじ部１０が設
けられており、またその先端部には径方向内方への突部
が形成され、この突部の内側面が上記リングバネ９と係
合し得る係合面１１となされている。

なお、上記支持リング２及び保持リング４を形成する材
料としては、種々のものを用いることが可能であるが、
加工性が良好でしかも溶接トーチ本体側からノズル部材
３を有効に冷却し得る程度に熱伝導が良好であるという
点において、銅、黄銅等の銅系材料が特に適している。

上記ガスシールドアーク溶接用ノズルは、次のような手
順で組立てる。まず支持リング２の内周ねじ部５を溶接
トーチ１の先端部に螺着すると共に、支持リング２の先
端部に設けられた段部７内にノズル部材３の一端部を嵌
入する。そしてこの状態で支持リング２の外周ねじ部６
に保持リング４を螺着する。この場合、保持リング４を
回転させると、保持リング４はトーチ１側へと移動し、
これに伴って係合面１１もトーチｌ側へと移動する。そ
して係合面１１がノズル部材３のリングバネ９に接触し
、この状態からさらに保持リング４を回転させると、ノ
ズル部材３はリングバネ９を介してトーチ１側へと押圧
され、支持リング２の段部７内にて押圧された状態で保
持されることになる。

上記のような溶接用ノズルにおいては、その先端部にセ
ラミックス製のノズル部材３を配置しであるので、スパ
ックが付着しにくく、また付着しても剥離製が良好であ
り、さらにチップと被溶接物との間の短絡現象を防止す
ることができ、溶接用ノズルの耐久性を向上することが
可能となる。

しかもノズル部材を被溶接部材に接触させた状態で溶接
を行うことが可能となるので、風の影響によるシールド
不良を防止でき、かつアーク長を常に一定に保持できる
ことになるので、溶接作業能率を向上することが可能と
なる。

また上記のような取着構造を採用したために、従来のよ
うにノズル部材３に高い寸法精度が要求されることがな
く、機械加工が容易となり、ノズル部材３、ひいては溶
接用ノズルを安価に提供することが可能となる。

第２図には支持リング２と保持リング４との変更例を示
す。すなわち上記実施例においては、両リング２．４の
ねじ部６．１０を螺合することにより係合面１１と移動
させる構造を示したが、この実施例においては支持リン
グ２の外周部に突部１２を設け、−力保持リング４には
上記突部１２の嵌入するガイド溝１３を設けである。こ
の場合にも上記実施例と同様にノズル部材３を保持する
ことが可能である。なおガイド溝１３は、同図において
実線で示すように傾斜して設ける場合もあるし、また同
図において破線で示す溝１３ａのように直線状に形成す
ることもある。また場合によっては、図示しないが、突
部１２にバネを取着し、バネの弾力性を利用してノズル
部材３を保持するような構造を採用することもある。

第３図には保持リング４のさらに他の変更例を示す。こ
の場合の保持リング４は、支持リング２の外周部に回転
自在に支持された筒状部材１４と、この筒状部材１４の
先端内周に螺着されたリング片１５とより成るもので、
筒状部材１４又はリング片１５を回転させることにより
、ねじを介してリング片１５をトーチ１側へと移動させ
るような構造のものである。

第４図には保持リング４の変更例を示すが、この保持リ
ング４においては、係合面１１がテーパ状に形成されて
いる。このように係合面１１をテーバ状にすることによ
り、リングバネ９、すなわちノズル部材３は軸方向のみ
ならず、径方向内方にも押圧、保持されることになるの
で、ノズル部材３をより一層確実に保持することが可能
となる。

なお、ノズル部材３を上記のように径方向内方へも押圧
、保持するのは、ノズル部材３に一体的に突部を形成す
ると共に、この突部と保持リングの係合面とを共にテー
パ状に形成することによっても可能である。

第５図には保持リング４の変更例を示す。この場合の保
持リング４は、第３図において示したものと同様に、筒
状部材１４とリング片１５とより成るもので、上記リン
グ片の先端内周側にテーバ面１６を形成し、このテーバ
面１６によってノズル部材３を軸方向と径方向内方とに
押圧、保持するような構造のものである。

なお、上記第１実施例におけるノズル部材３には、両端
部近傍にて２条の凹ａ８．８を設けであるが、これはア
ークに近い一端部が摩耗した際に、ノズル部材３を反転
し、再度使用し得るようにするためで、一端部にのみ凹
溝８を設けて実施することももちろん可能である。

以上にこの発明のガスシールドアーク溶接用ノズルの一
実施例の説明をしたが、この発明のガスシールドアーク
溶接用ノズルは上記実施例に限られるものではなく、種
々変更して実施することが可能である。例えば上記にお
いては、ノズル部材をセラミックスにより一体的に形成
した例を示しているが、第６図に示すように金属製筒体
１９の内外に溶射等によってセラミックス層２０を形成
したノズル部材を用いることもある。

（発明の効果） この発明のガスシールドアーク溶接用ノズルは上記のよ
うに構成されたものであり、したがってこの発明のガス
シールドアーク溶接用ノズルによれば、スパッタが付着
しにくく、その剥離性も良好なものとなり、またチップ
と被溶接物との間の短絡現象を防止することが可能とな
り、その結果、ガスシールドアーク溶接用ノズルの耐久
性を向上することが可能となる。しかもノズル部材を被
溶接部材に接触させた状態で溶接を行うことが可能とな
るので、風の影響によるシールド不良を防止でき、かつ
アーク長を常に一定に保持できることになるので、溶接
作業能率を向上することが可能となる。なお、この発明
のガスシールドアーク溶接用ノズルの平均耐用期間は、
従来のノズルの数倍以上に達することを確認している。

しかも、ノズル部材には従来のように高い寸法精度が要
求されることにはないため、機械加工が容易となり、そ
のためノズル部材、ひいては溶接用ノズルを安価に提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のガスシールドアーク溶接用ノズルの
一実施例の中央縦断面図、第２図ｆａ）　ｆｆ１）は支
持リングと保持リングの変更例を示す部分断面図、第３
図は保持リングの他の変更例を示す要部の縦断面図、第
４図は保持リングのさらに他の変更例を示す要部の縦断
面図、第５図は保持リングの変更例を示す要部の縦断面
図、第６図はノズル部材の変更例を示す部分断面図であ
る。 １・・・溶接トーチ、２・・・支持リング、３・・・ノ
ズル部材、４・・・保持リング、６・・・ねじ部、８・
・・凹溝、９・・・リングバネ、１０・・・ねじ部、１
１・・・係合面 特許出願人　　　　　　川崎重工業株式会社第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶接トーチの先端部に装着される支持リングと、支
   持リングの先端側に装着される筒状のノズル部材と、ノ
   ズル部材を支持リングに固定するための保持手段とを有
   し、上記ノズル部材はセラミックス等の非導電性材料に
   よって形成されたものであって、その一端側には凹溝が
   周設されると共に、この凹溝内に弾性リングを嵌入する
   ことにより径方向外方への突部が形成され、上記保持手
   段は上記突部と係合する係合面が形成され、さらに上記
   支持リングと保持手段との間には、上記突部に係合する
   係合面を溶接トーチ側へと押動するための押動機構が設
   けられていることを特徴とするガスシールドアーク溶接
   用ノズル。