(57)【要約】【課題】ガスシールド消耗電極式アーク溶接において、所定時間以上の溶接で先端部が変質し、電極ワイヤ貫通孔の口径が所定以上大きくなった使用済みの電極チップを再生する電極チップ再生方法及び装置を提供すること。【解決手段】ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生装置であって、電極チップ１の外形下部が嵌合する凹部１１ａを有する下型１１と、該電極チップの外形上部が嵌合する凹部１２ａを有する上型１２を具備するプレスを備え、該プレスの下型１１の凹部１１ａに電極ワイヤ貫通孔に電極ワイヤと略同径の矯正芯金２を貫通させた使用済みの電極チップ１を載置し、上型で該電極チップ１を加圧してその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部軸方向に電極ワイヤが貫通する電極ワイヤ貫通孔が形成された電極チップを備えたガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法であって、
所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の電極ワイヤ貫通孔の口径が大きくなった前記電極チップに前記電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させ、該矯正芯金が貫通させた電極チップをプレスにてその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正することを特徴とするガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法。
【請求項２】
請求項１記載のガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法において、
前記電極チップの外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正する前に、該電極チップの少なくとも先端部の変質部を切削又は研磨して除去することを特徴とするガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法。
【請求項３】
中心部軸方向に電極ワイヤが貫通する電極ワイヤ貫通孔が形成された電極チップを備えたガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生装置であって、
前記電極チップの外形下部が嵌合する凹部を有する下型と、該電極チップの外形上部が嵌合する凹部を有する上型を具備するプレスを備え、該プレスの下型の凹部に所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の口径が大きくなった電極ワイヤ貫通孔に前記電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させた前記電極チップを載置し、前記上型で該電極チップを加圧してその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正することを特徴とすガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールガスに炭酸（ＣＯ2）ガス等を用いるシールド消耗電極式アーク溶接装置において、所定時間以上のアーク溶接に使用し電極ワイヤ貫通孔の先端部の口径が大きくなった使用済み電極チップの電極ワイヤ貫通孔の口径を圧縮し、使用前の口径に矯正して電極チップを再生するガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスシールドアーク溶接は、図１に示すように、ガスノズル１０１と、該ガスノズル１０１の中心部に配置され中心部軸方向に電極ワイヤ１０３が貫通する電極ワイヤ貫通孔が形成された円柱状の電極チップ１０２を備え、ガスノズル１０１から電極ワイヤ１０３の外周部に炭酸ガスやアルゴン等のシールドガス１０４を噴射し、該シールドガス１０４中で電極ワイヤ１０３と母材１０６の間にアーク１０５を発生させ、該アーク１０５の高温により電極ワイヤ１０３を溶融させ、溶融池１０７を形成しながら、溶接金属層１０８を形成して溶接する溶接法である。そして溶接による電極ワイヤ１０３の消耗分は供給ローラ１０９により送り出している。
【０００３】
上記ガスシールドアーク溶接法において、アーク溶接を所定時間以上行なうと、電極チップ１０２の先端部が図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アーク１０５の高温で変質して変質部１０２ｂを形成すると共に、電極ワイヤ貫通孔１０２ａの先端部の口径ｄ２が初期の口径（電極ワイヤ１０３の外径と略同じ）ｄ１より大きくなり、電極ワイヤ１０３の先端部が振れて位置決めできないという問題があり、位置精度の良い溶接ができないという問題がある。そこで、従来は所定回数のアーク溶接を行ない、電極チップ１０２の先端部が変質し電極ワイヤ貫通孔１０２ａの先端部口径ｄ２が所定以上大きくなり、図２（ａ）に示すように電極チップ１０２の中心線１１０から変位するようになったら、電極チップ１０２を新しいものと交換している。即ち、従来のガスシールドアーク溶接法においては、電極チップ１０２は使い捨てであった。なお、図２（ａ）使用済電極チップの側面図、図２（ｂ）は側断面図である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ１０２を構成する材料には、通常クロム銅等の高価な銅合金を使用している。そのため、電極チップ１０２を使い捨てにすると、高価な銅合金が無駄となり、溶接コストを上昇させるという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、所定時間以上の溶接を行いその先端部が変質し、電極ワイヤ貫通孔の先端部の口径が所定以上大きくなった電極チップの該電極ワイヤ貫通孔の口径を矯正して使用前の口径に戻し、電極チップを再度溶接に使用できるようにすることができるガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、中心部軸方向に電極ワイヤが貫通する電極ワイヤ貫通孔が形成された電極チップを備えたガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法であって、所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の電極ワイヤ貫通孔の口径が大きくなった前記電極チップに前記電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させ、該矯正芯金が貫通させた電極チップをプレスにてその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生方法において、前記電極チップの外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正する前に、該電極チップの少なくとも先端部の変質部を切削又は研磨して除去することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、中心部軸方向に電極ワイヤが貫通する電極ワイヤ貫通孔が形成された円柱状の電極チップを備えたガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップ再生装置であって、前記電極チップの外形下部が嵌合する凹部を有する下型と、該電極チップの外形上部が嵌合する凹部を有する上型を具備するプレスを備え、該プレスの下型の凹部に所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の口径が大きくなった電極ワイヤ貫通孔に前記電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させた前記電極チップを載置し、前記上型で該電極チップを加圧してその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願請求項１に記載の発明によれば、所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の電極ワイヤ貫通孔の口径が大きくなった電極チップに電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させ、プレスにてその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正するので、これまで使い捨てであった電極チップを再生し、新品と同等な性能を有する再生電極チップとして複数回使用できるから、溶接コストを下げることができると共に、電極チップ構成材料の有効利用ができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、電極チップの外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正する前に、該電極チップの少なくとも先端部の変質部を切削又は研磨して除去するので、先端に変質部の無い電極チップとして再生できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、電極チップの外形下部が嵌合する凹部を有する下型と、該電極チップの外形上部が嵌合する凹部を有する上型を具備するプレスを備え、該プレスの下型の凹部に所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の口径が大きくなった電極ワイヤ貫通孔に電極ワイヤと略同径の矯正芯金を貫通させた電極チップを載置し、上型で該電極チップを加圧してその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔の内径を矯正するので、使用済みの電極チップを新品と同等の機能を有する再生電極チップとして再生する電極チップ再生装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図３は本発明に係る電極チップ再生装置の構成例を示す図で、図３（ａ）は側面図（プレス部は断面で示す）で、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。本電極チップ再生装置１０は下型１１と上型１２を具備し、下型１１は装置台１３の上に配置され、上型１２は加圧台１４に取り付けられる。１５はガイドプレート、１６はサポート駒、１７はガイド、１８はバックアッププレートである。下型１１には電極チップ１の径方向外形下部の一部が嵌合する凹部１１ａが形成されており、上型１２は電極チップ１の径方向外形上部の一部が嵌合する凹部１２ａが形成されている。
【００１３】
上記構成の電極チップ再生装置を用いて図４に示す使用済み電極チップの再生について説明する。図示するように、使用済み電極チップ１は所定時間アーク溶接に使用し、先端に変質部１ｂが形成され、電極ワイヤ貫通孔１ａの先端部分の口径が大きくなっている。ここでは切削又は研磨により先端部の変質部１ｂ（約０．２ｍｍ）を除去している。電極チップ１は先端から所定寸法Ｌ１までテーパ−状部１ｃに形成され、それから後端までの寸法Ｌ２の部分は円柱状部１ｄに形成されている。また、電極チップ１の後部には後に詳述するように、該電極チップ１をガス供給管の先端に装着するためのネジ部１ｅが設けられている。なお、使用済み電極チップ１を酸等の薬液で洗浄しその表面に形成された変質膜を除去してもよい。
【００１４】
電極チップ１の電極ワイヤ貫通孔１ａは、矯正芯金２が挿入されている。該矯正芯金２は円柱状でその外径は、電極ワイヤ３（図６参照）の外径と略同じ寸法で、剛性の大きい材料（例えば、鋼材等）で構成されている。電極チップ再生装置１０の下型１１の凹部１１ａと上型１２の凹部１２ａにはそれぞれ電極チップ１のテーパ−状部１ｃ外形の一部が嵌合するようになっている。下型１１の凹部１１ａに電極ワイヤ貫通孔１ａに矯正芯金２を挿入した電極チップ１をその先端をガイドプレート１５に当接させて載置した場合、円柱状部１ｄがサポート駒１６で支持され、ネジ部１ｅの端部はバックアッププレート１８に当接する。
【００１５】
上記のように下型１１の凹部１１ａに電極ワイヤ貫通孔１ａに矯正芯金２を挿入した電極チップ１を載置した状態で、上型１２を下降させその凹部１２ａを電極チップ１のテーパ−状部１ｃに当接させ、更に加圧装置（図示せず）で加圧することにより、電極チップ１の外周は径方向に圧縮され、電極ワイヤ貫通孔１ａの内面は矯正芯金２の外周面に当接し、電極ワイヤ貫通孔１ａの内径が矯正される。この矯正芯金２は剛性の大きい材料で構成されるから、電極チップ１の外周が径方向に圧縮され、電極ワイヤ貫通孔１ａの内面が矯正芯金２の外周面を加圧しても、この加圧力で圧縮され長手方向に延びることはない。なお、この加圧に際し、電極チップ１のテーパー状部１ｃは、バックアッププレート１８の方向へ逃げようとするが、この逃げはバックアッププレート１８で阻止される。
【００１６】
図５は上記のようにして再生された電極チップ１を示す図で、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は側断面図である。図５（ｂ）に示すように、電極チップ１の電極ワイヤ貫通孔１ａの口径（内径）は矯正させ、先端部の口径も後端部の口径も共に、電極チップ１の使用前の口径ｄ１となる。また、先端の変質部１ｂを切削又は研磨して除去するため、その分電極チップ１の長さが短くなり、後に詳述するように、ガスノズル先端と電極チップ１先端との距離が変化するので、その変化を補正するため、除去した変質部１ｂの厚さｄ３と同じ厚さｄ３のワッシャ４を電極チップ１の後端に取付ける。
【００１７】
図６は図５に示す再生した電極チップ１を使用するガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の溶接ヘッド部の構成例を示す図である。図示するように、溶接ヘッド部２０は円筒のガスノズル２１を備えている。該ガスノズル２１の後端内周面にはネジ溝２１ａが形成され、該ネジ溝２１ａをガス供給管２２のヘッド部２３の外周に形成したネジ溝２３ａに螺合させることにより、ガスノズル２１をガス供給管２２のヘッド部２３に装着させることができる。ガス供給管２２のヘッド部２３の中央先端部には、電極チップ１のネジ部１ｅが螺合するネジ溝２３ｄが形成されており、該ネジ溝２３ｄにネジ部１ｅをねじ込んで電極チップ１をガス供給管２２のヘッド部２３に装着する。
【００１８】
ガス供給管２２内のガス供給孔２２ａには電極ワイヤ３が貫通しており、該電極ワイヤ３はヘッド部２３の貫通孔２３ｂ、電極チップ１の電極ワイヤ貫通孔１ａを通ってその先端が突出し、更にガスノズル２１の先端から所定寸法突出している。ガス供給管２２のヘッド部２３には一端がガス供給管２２内のガス供給孔２２ａに開口し他端がガスノズル２１内に開口する複数のガス流路２３ｃが設けられている。ガス供給管２２内のガス供給孔２２ａを通って供給されるＣＯ2ガスは、矢印に示すようにヘッド部２３に設けた複数のガス流路２３ｃを通ってガスノズル２１内の電極ワイヤ３の回りに放出され、更にガスノズル２１の先端から電極ワイヤ３を囲むように流れる（図１参照）。
【００１９】
上記の電極チップ１は一度の再生により、その先端の変質部１ｂが０．２ｍｍ程度切削又は研磨により削除される結果、その分電極チップ１の全長の長さが短くなり、ガスノズル２１先端と電極チップ１先端の距離Ｌ３がその分長くなる。ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の溶接ヘッド部においては、ガスノズル２１先端と電極チップ１先端の距離Ｌ３は重要な要素であり、この距離Ｌ３を一定に保つ必要がある。そこで、ここでは、変質部１ｂの削除に相当する厚さ（約０．２ｍｍ）のワッシャ４をガス供給管２２のヘッド部２３と電極チップ１との間に介在させ、距離Ｌ３が一定になるようにする。即ち、再生回数が１回の場合は１枚のワッシャ４を、再生回数が２回の場合は２枚のワッシャ４というように、再生回数に応じた枚数のワッシャ４を介在させることにより、ガスノズル２１先端と電極チップ１先端の距離Ｌ３を一定に保つことができる。
【００２０】
上記のように所定時間以上のアーク溶接に使用し先端部の電極ワイヤ貫通孔１ａの口径が大きくなった電極チップ１の該電極ワイヤ貫通孔１ａに電極ワイヤ３と略同径の矯正芯金２を貫通させ、下型１１及び上型１２を具備するプレスにてその外周を径方向に圧縮して電極ワイヤ貫通孔１ａの内径を矯正するので、これまで使い捨てであった電極チップ１を再生し、複数回使用できるので、ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の電極チップのコストを大幅に下げることができる。例えば単価１００円の電極チップ１を再生して複数回使用することにより、５０円以下とすることができ、大幅にコストダウンが可能となる。
【００２１】
なお、上記実施形態例では、図４に示すように、テーパー状部１ｃと円柱状部１ｄから構成される電極チップ１としたが、電極チップ１はこの形状に限定されるものではなく、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、円柱状部１ｄからテーパー状部１ｃに亘って平坦面１ｆを設けた構成のものでもよい。また、全体が円柱状でその後端部にネジ部１ｅを形成したものでもよい。
【００２２】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では、シールドガスにＣＯ2ガスを使用する炭酸ガスアーク溶接を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、シールドガスとしてアルゴン等の不活性ガス（数％程度のＣＯ2、Ｏ2を混合したものを含む）用いるＭＩＧ溶接、シールドガスとしてＣＯ2ガスとアルゴン等の不活性ガスを適当な割合で混合したガスを用いるＧＭＡ溶接における電極チップであっても再生することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の概略構成例を示す図である。
【図２】ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の使用済み電極チップの構成例を示す図で、図２（ａ）側面図、図２（ｂ）側断面図である。
【図３】本発明に係る電極チップ再生装置の構成例を示す図で、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図４】使用済み電極チップの電極ワイヤ貫通孔に矯正芯金を挿入した状態を示す側断面図である。
【図５】本発明に係る電極チップ再生方法で再生した電極チップの構成例を示す図で、図５（ａ）側面図、図５（ｂ）側断面図である。
【図６】本発明に係る電極チップ再生方法で再生した電極チップを用いるガスシールド消耗電極式アーク溶接装置の溶接ヘッドの構成例を示す側断面図である。
【図７】ガスシールド消耗電極式アーク溶接装置に用いる他の電極チップの構成例を示す図である。
【００２４】
１      電極チップ
１ａ    電極ワイヤ貫通孔
１ｂ    変質部
１ｃ    テーパ状部
１ｄ    円柱状部
１ｅ    ネジ部
１ｆ    平坦面
２      矯正芯金
３      電極ワイヤ
４      ワッシャ
１０    電極チップ再生装置
１１    下型
１２    上型
１３    装置台
１４    加圧台
１５    ガイドプレート
１６    サポート駒
１７    ガイド
１８    バッアッププレート
２０    溶接ヘッド部
２１    ガスノズル
２２    ガス供給管
２３    ヘッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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