JPS6262115A - ガスシ−ルドア−ク溶接機における溶接ト−チ部 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はガスシールドアーク溶接機における溶接トー
チ部に関し、特にスパッタの付着防止を意図して改良し
た溶接トーチ部に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ＣＯ２やアルゴンガス或いはそれ等の混合ガスにより溶
接部をシールドしながらアーク溶接を行うガスシールド
アーク溶接において、溶接時に発生するスパッタ（飛散
溶解金属粒）が溶接トーチ部に衝突付着し、これが作業
能率を低下させ、或いは又溶接品質の低下を招く原因に
なっていることは従来周知である。この溶接トーチ部Ｂ
の構成は第２図に示すように溶接ワイヤｌａの供給挿通
孔を有するコンタクトチップｌと、さらにその外周にシ
ールドガス２ｂの流出間隙２ａを保って被挿されるノズ
ル２とからなり、それぞれトーチ本体Ａの先端部に着脱
自在に取付けられているが、これ等に対するスパッタ３
の付着量が増大すると上記シールドガスの流れは、悪く
なり溶接部Ｃにおけるガスシールド性を損うため、溶接
ビードの外観不良や溶着不良などの溶接品質の低下を招
くことになる。又これが著しい場合には溶接作業を続行
すること自体不能となるため作業を中断して付着スパツ
タの掻落しを行わなばならず、或いは又トーチ部の部品
交換を行わねばならないという作業上、極めて非能率な
問題を抱えていた。又省力化に伴い近年益々需要の高ま
りつつある溶接作業の自動化を進めるにしても、このス
パッタ付着の間ｉは未解決のまま残されており、生産計
画上、作業能率やコスト面の追及に大きな障害となって
いることは事実である。

このスパッタの付着を防止するための一般的な方法とし
ては、例えばマシン油やスパッタ付着防止材等をトーチ
部に塗布しながら作業するなどの方法であるが、スパッ
タが飛散する高温の溶接雰囲気下においては効果の持続
性に乏しく、精々数分の溶接作業でスパッタの付着が進
行し、掻落し作業をしなければならなくなるといりのが
実情である。又このようなことからスパッタの発生の少
ない溶接装置若しくは溶接方式の開発も行われてはいる
が、これもその発生自体が零になる訳ではないから作業
の進行に伴いトーチ部にスパッタが付着累積していくの
は避けられず、従って溶接作業を中断しその除去作業を
行わねばならない点、上記従来法と左程変りはない。さ
らに他の方法としてはトーチ部の構成をその材質面から
考慮し、スパッタの付着が少−なく、かつ１０００数百
°Ｃという溶融金属状態にあるスパッタの熱的衝撃に耐
え得るような祠質のもの、例えば上記溶融金属温度より
も遥かに高い融点をもつセラミックスのような高融点、
耐熱衝撃性を有する材料を使用し、上記トーチ部のうち
、比較的成形可能なノズル部を構成するということ等も
試みられている。しかしノズルをこのようにしてもスパ
ッタの付着を全くなくすことは出来ないため、その除去
作業を要することには変りないが、ただ付着スパッタを
除去する作業自体はその他従来のものよりも比較的容易
に行えるという程度のものである。従ってこの方法もト
ーチ部におけるスパッタの付着を防止し、それによって
溶接作業能率の飛躍的向上を図るという点では未だ解決
の道に至っていない。

〔発明の目的〕

この発明は上述のようなことに着目してなされたちので
、その目的とするところはこの種ガスシールドアーク溶
接機における溶接１・−チ部、即ちコンタクトチップ及
びノズルをスパッタの付着が生じないように構成し、こ
の種スパッタ付着に関する問題を根本的に解消したもの
で、これによって付着スパッタ除去のための作業の中断
もなく溶接作業を長時間継続的に行うことが出来ると共
に、當に最適なガスシールド雰囲気下において品質良θ
了な溶接を行うことが出来るようにした溶接トーチ部を
提供することにある。

〔発明の概要〕

」二連の１］的を達成するためこの発明においては、溶
接ｌ・−チ部の少なくとも表面部を耐熱性合成樹脂層て
（１］１成することを特徴とするものであり、この１１
ｊ４熱性合成樹脂とはスパツクが飛散する溶接作業温度
下において軟化することなく、かつスパックの衝突によ
る熱的衝撃によって分解しガス化するもの、即ちポリフ
ッ化エチレン系樹脂若しくはこれと同様の特性を何する
耐熱性合成樹脂が好適である。

即ち１・−チ部を構成する上記耐熱性樹脂は、高温の溶
接雰囲気下で軟化することなくその表面形状を保つが、
溶接部から飛散する高温度のスパッタが衝突するとその
熱的衝撃により被衝突面部は瞬間的に熱分解して住かな
焼成物と共に高温高圧のガスを発生し、融着しようとす
るスパッタを離散させその付着を阻止する。また溶融金
属特有の表面張力により略球状をなして飛散するスパッ
タは、トーチ部表面に衝突して変形するが、融着を許さ
ない」二足樹脂衝突面には止どまれないため、衝突時の
反発力によって跳返り落下する。すなわちスパッタの熱
的衝撃によって分解、焼成等の変化を生じない前述の金
属ないしはセラミックス製１・−チ部等においては、衝
突したスパッタか照面に潰れて張付き、瞬時に熱を奪わ
れて付着固化するのに対し、上記耐熱性合成樹脂により
構成される」二２１・−チ部においては、その衝突面部
が熱分解を起こして自ら消耗するという動的変化を遂げ
ることにより、スパッタの取付く余地を与えず、従って
トーチ部に対する付着固化は殆ど完全に阻止される。

そしてこの発明の耐熱性合成樹脂として好適なポリフッ
化エチレン樹脂は、四フッ化エチレン。

三フッ化エチレン樹脂等であり、又この発明の耐熱性合
成樹脂として適用可能なその他の樹脂としては、例えば
ポリイミド樹脂、或いはさらにメラミン、フェノール樹
脂等もスパッタ付着防止に有効である。すなわちこれ等
は通常では溶融軟化するような高温下においても軟化す
ることなく、例えば４００℃の温度下においても硬度が
僅かに下がる程度でその形状を保つことが出来、従って
通常２５０〜４００℃程度の溶接温度雰囲気下において
充分使用に耐えることができる。又１０００数百度に及
ぶ溶融金属状態のスパッタの衝突により生じる消耗量も
極めて仔かな痕跡を示す程度であり、従って溶接トーチ
部に上記樹脂のコーティング層を施す場合には、以下の
実施例に示すごとく例えば０．１ないし０．３ｍｍ程度
の厚さでもかなり苛酷な溶接条件下において前記従来品
に比し遥かに長時間の溶接に耐え、かつスパッタの付着
を殆ど見ることなく作業を続行できることが確認された
。

〔発明の実施例〕

以下この発明を具体的な実施例について説明する。

実施例１゜ 第１図に示すように溶接トーチ部Ｂを構成する金属性の
コンタクトチップ１およびノズル２の表面部、即ち溶接
部Ｃに臨みスパッタ３が飛散衝突する部分の表面部に厚
さＯ，１ｍｍの四フッ化エチレン樹脂のコーチイブ層４
を施す。上記トーチ部Ｂを使用して行う溶接作業は、溶
接ワイヤ径１．［ｉｍｍ。

溶接電流４２０Ａ、溶接電圧４１Ｖによる自動溶接であ
り、溶接母材である直径１５００ｍｍ、厚さ３２關のロ
ードローラ車輪と厚さ１６ｍｍのリブ板をポジショナ−
による自動溶接にて両面をそれぞれ２層盛溶接し、その
１層目は溶接速度４００ｍｍ／分、２層目は２００ｍｍ
／分の速度で行った。そしてこの方法により４個の車輪
をそれぞれ溶接し、全溶接長７５，４０１、実質溶接時
間は延べ４時間４８分を要した。

しかして上記溶接作業によれば、そのロードローラ車輪
表裏各２層盛で４個の車輪の溶接を終えた段階において
もなお、コンタクトチップ及びノズルの樹脂コーティン
グ層にはいずれもスパッタの付着は見られず、又その表
面における消耗も目視では認められなかった。

実施例２゜ 溶接Ｉ・−チ部であるコンタクトチップ１およびノズル
２の表面部に前記実施例と同様の四フッ化エチレン樹脂
のコーチイブ層３を施したトーチ部を使用し、溶接ワイ
ヤ径１．２ｍｍ、溶接電流２８ＯＡ。

溶接電圧２８Ｖで、溶接母材として鉄板２５ｔ　Ｘ　１
０１０００Ｘ１０００のロードローラの基板上に３２・
５０・７５關厚相当の各種部品８個を全て２層盛の手溶
接を行った。この溶接作業は、全溶接長１０ｍ、溶接平
均速度２００ｍｍ／分で１基板の溶接時１１５０分を要
し、其の基板６枚で約６時間溶接したが、コンタクトチ
ップ及びノズルコーティング層のいずれにもスパッタの
付着並びに表面の消耗は殆ど認められなかった。

〔発明の効果〕

以上述べたように溶接トーチ部におけるコンタクトチッ
プ及びノズル部の少なくとも表面部をポリフッ化エチレ
ン樹脂のような耐熱性合成樹脂層で構成することにより
、高温の溶接雰囲気下においても軟化することなくその
表面形状を保持すると共に、衝突するスパッタの熱的衝
撃により分解してガス化し、スパッタが融着しようとす
る衝突面部を自ら消耗させてスパッタを脱落離散させる
ようにしたもので、これによって溶接トーチ部における
スパッタ付着の問題を根本的に解消し、付着スパッタの
除去による作業の中断もなく溶接作業を長時間にわたっ
て継続的に行えると共に、常に正常なガスシールド雰囲
気′下において品質良好な溶接を行うことが出来るとい
う大きな利点を有する。又上述のごとき溶接トーチ部の
改善は、この種ガスシールド溶接の自動化において常に
障害となっていた作業能率やコスト問題を大幅に解決出
来る点、その実用的効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるコーティング層を施
した溶接トーチ部の縦断正面図で、第２図は従来の溶接
トーチ部の構成を示す縦断正面図である。 Ａ、・トーチ本体、Ｂ・・・溶接トーチ部、Ｃ・・・溶
接部、１・・・コンタクトチップ、１ａ・・・溶接ワイ
ヤ、２９．ノズル、２ａ・・・ガス流出間隙、２ｂ・・
・シールドガス、３　・・スパッタ、４・・・コテイン
グ層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 し 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接トーチ本体の先端部に位置し、コンタクトチ
   ップとノズルとからなる溶接トーチ部において、上記ト
   ーチ部の少なくとも溶接スパッタが衝突する表面部を耐
   熱性合成樹脂層で構成したことを特徴とするガスシール
   ドアーク溶接機における溶接トーチ部。
2. （２）上記溶接トーチ部の表面部を構成する上記耐熱性
   合成樹脂が、ポリフッ化エチレン樹脂であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の溶接トーチ部。