(57)【要約】【課題】長期間にわたって安定した溶接が可能なアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュおよびそれを用いたアーク溶接用コンタクトチップを提供する。【解決手段】コンタクトチップ本体２と、コンタクトチップ本体２の先端部に装着されるガイドブッシュ３とを具備し、ガイドブッシュ３が基体９の表面に、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ｃＢＮ、ダイヤモンドの群から選ばれる少なくとも１種からなり、抵抗値が５００Ω以下の硬質被覆膜１０を形成した部材からなるアーク溶接用コンタクトチップ１のためのガイドブッシュ３を作製する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着されるガイドブッシュとを具備するアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュであって、前記ガイドブッシュが基体の表面に、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ｃＢＮ、ダイヤモンドの群から選ばれる少なくとも１種からなり、抵抗値が５００Ω以下の硬質被覆膜を形成した部材からなることを特徴とするアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
【請求項２】
前記硬質被覆膜が、（ＭＩｚＭＩＩ１−ｚ）（ＣｘＮｙ）（ただし、ＭＩはＴｉ、Ｖ、ＣｒおよびＴａの群から選ばれる少なくとも１種、ＭＩＩはＡｌおよび／またはＳｉ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０．２≦ｚ≦１）で表される硬質材料からなることを特徴とする請求項１記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
【請求項３】
前記硬質被覆膜の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１または２記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
【請求項４】
前記硬質被覆膜を複数層形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
【請求項５】
前記ガイドブッシュの熱膨張係数が５×１０−６／℃以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュ。
【請求項６】
コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着された請求項１乃至５のいずれか記載のガイドブッシュと、を具備することを特徴とするアーク溶接用コンタクトチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク溶接用コンタクトチップおよびガイドブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアーク溶接用コンタクトチップは、銅、クロム銅合金などからなり、溶接用ワイヤを押し出すための中心孔を有している。そして、溶接用ワイヤを押し出す時の摩擦により、アーク溶接用コンタクトチップの中心孔部および先端部が摩耗して拡大し、自動溶接工程では溶接の芯ズレを発生するため、特開２００２−１１５７８号公報ではコンタクトチップ本体２の先端に耐摩耗性に優れた窒化珪素セラミックスからなるガイドブッシュを装着したアーク溶接用コンタクトチップが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示す特開２００２−１１５７８号公報に記載されたガイドブッシュ２０を備えたアーク溶接用コンタクトチップ２１では、ガイドブッシュ２０に連結するコンタクトチップ本体２２の中心孔部分２２ａが摩耗してしまい、アーク放電に関与する電極の状態が変化して、ワイヤへの電流供給が不安定になる結果、放電されるアークの状態が変動して安定した溶接が行えないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、長期間にわたって安定した溶接が可能なアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュおよびそれを用いたアーク溶接用コンタクトチップを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に対しガイドブッシュの特性について検討した結果、ガイドブッシュの表面に抵抗値が５００Ω以下の硬質被覆膜を配設することによって、ガイドブッシュそのものをアーク放電の電極として機能させることができる結果、コンタクトチップ本体の中心孔部分が摩耗した場合でもアーク放電の状態を変化させることなく安定して良好なアーク溶接が可能となることを知見した。
【０００６】
すなわち、本発明のアーク溶接用コンタクトチップのためのガイドブッシュは、コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着されるガイドブッシュとを具備するものであって、前記ガイドブッシュが基体の表面に、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ｃＢＮ、ダイヤモンドの群から選ばれる少なくとも１種からなり、体積固有抵抗値が５００Ω以下の硬質被覆膜を形成した部材からなることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記硬質被覆膜が、（ＭＩｚＭＩＩ１−ｚ）（ＣｘＮｙ）（ただし、ＭＩはＴｉ、Ｖ、ＣｒおよびＴａの群から選ばれる少なくとも１種、ＭＩＩはＡｌおよび／またはＳｉ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０．２≦ｚ≦１）で表される硬質材料からなることが望ましい。
【０００８】
また、前記硬質被覆膜の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であること、前記ガイドブッシュの熱膨張係数が５×１０−６／℃以上であることが望ましい。
【０００９】
また、前記硬質被覆膜は複数層形成してもよい。
【００１０】
さらに、本発明のアーク溶接用コンタクトチップは、コンタクトチップ本体と、該コンタクトチップ本体の先端部に装着された前記ガイドブッシュとを具備するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のアーク溶接用コンタクトチップおよびガイドブッシュについて、アーク溶接用コンタクトチップの一例についての概略断面図である図１およびガイドブッシュの模式図である図２を基に説明する。
【００１２】
図１によれば、アーク溶接用コンタクトチップ１は、コンタクトチップ本体２と、コンタクトチップ本体２の先端部に装着されたガイドブッシュ３とからなる。また、コンタクトチップ本体２は、例えば銅または銅合金等の導体からなり、中心に溶接用ワイヤ５を供給し、ワイヤ５の径よりもわずかに大きな径の中心孔４を有するとともに、先端部に装着されるガイドブッシュ３がかしめられた状態となっている。
【００１３】
また、図１のガイドブッシュ３は例えば断面が概略五角形の環状部材からなり、内壁３ａの後端側がテーパ面７となっている。なお、テーパ面７はコンタクトチップ１の後端側に向かって拡径している。
【００１４】
本発明によれば、ガイドブッシュ３が基体９の表面に、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、ｃＢＮ、ダイヤモンドの群から選ばれる少なくとも１種からなり、抵抗値が５００Ω以下、特に１００Ω以下、さらには１０Ω以下の硬質被覆膜１０を形成した部材からなることが大きな特徴であり、これによって、ガイドブッシュ３そのものをアーク放電の電極として機能させることができることから、長時間の使用によってコンタクトチップ本体２の中心孔４が摩耗によって寸法が変化した場合であっても放電されるアークの状態に変動を生じることなく、安定して良好なアーク放電および溶接が可能となる。なお、本発明におけるガイドブッシュ３の抵抗値とはガイドブッシュ３の内壁面の先端と後端に端子を当てて測定した抵抗値を指す。
【００１５】
ここで、硬質被覆膜１０はコンタクトチップ本体２よりも高硬度な部材であればよいが、特にＪＩＳＲ１４３１に基づくビッカース硬度が１０００ＧＰａ以上、特に１３００ＧＰａ以上の高硬度部材からなることが望ましく、特に、ガイドブッシュ３の耐熱性、耐溶着性、耐摩耗性の点では、硬質被覆膜１０が（ＭＩｚＭＩＩ１−ｚ）（ＣｘＮｙ）（ただし、ＭＩはＴｉ、Ｖ、ＣｒおよびＴａの群から選ばれる少なくとも１種、ＭＩＩはＡｌおよび／またはＳｉ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０．２≦ｚ≦１）で表される硬質材料、特にＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉｚＡｌ１−ｚＮ（ただし、０．２≦ｚ≦１）からなることが望ましい。また、基体９と硬質被覆膜１０との間に上述した硬質材料またはＡｌ２Ｏ３等からなる中間膜（図示せず）を形成してもよい。
【００１６】
一方、ガイドブッシュ３の基体９はコンタクトチップ本体２と同じ材質からなるものであってもよいが、ガイドブッシュ３の塑性変形による摩耗を防止するためにはコンタクトチップ本体２１よりも高硬度部材からなることが望ましく、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ｃＢＮ、ＳｉＣおよびＡｌＮの群から選ばれるセラミックスや、超硬合金、サーメット、ダイヤモンドのいずれか、特に耐熱衝撃性およびコストの点で、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４および超硬合金のいずれかからなることが望ましい。
【００１７】
また、硬質被覆膜１０は基体９の少なくとも内壁３ａ表面に形成されればよいが、図２に示すように基体９の全面を覆うものであってももちろんよい。なお、基体９表面に硬質被覆膜１０を形成する方法としては、接着剤を用いて基体９表面に硬質被覆膜１０を接着してもよいが、均質性および付着力向上の点でＣＶＤ法やＰＶＤ法等の公知の薄膜形成法によってコーティングする方法を採用することが望ましい。
【００１８】
さらに、ガイドブッシュ３の放熱性を高めてガイドブッシュ３の耐久性を高めるためには、硬質被覆膜１０の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。
【００１９】
さらにまた、熱サイクルによってコンタクトチップ本体２とガイドブッシュ３との間に熱疲労が生じることを防止してコンタクトチップ１の長寿命化を図る上では、ガイドブッシュ３の熱膨張係数が５×１０−６／℃以上であることが望ましい。
【００２０】
また、ガイドブッシュ３の内壁３ａの軸方向長さは、０．５〜４ｍｍであることが望ましく、これによって、ガイドブッシュ３の内壁面３ａに安定した電圧を供給することができる。
【００２１】
また、図１、２によれば、ガイドブッシュ３を強固に固定するために内壁３ａの後端側はテーパ角θ＝１０〜８０°のテーパ７を形成し、かつガイドブッシュ３の先端面の外周角部１２にＣ面またはＲ面の面取りを施してコンタクトチップ本体２にてかしめた構造としている。
【００２２】
また、ガイドブッシュ３の内壁面３ａの径を、コンタクトチップ本体２の中心孔４の径とが同じであることが望ましく、これによって、コンタクトチップ本体２の中心孔４部分が摩耗してかすが出ること、およびワイヤ５表面がガイドブッシュ３の内壁３ａにて局所的にこすれてワイヤかすが出ることを防止することができる。
【００２３】
【実施例】
（実施例）
平均粒径２μｍのＳｉ３Ｎ４粉末に焼結助剤としてＹ２Ｏ３粉末とＭｇＯ粉末を添加、混合し、所定形状に成形、焼成してＳｉ３Ｎ４焼結体からなるガイドブッシュの基体を作製した。得られた基体の表面にＰＶＤ法を用いてＴｉＡｌＮを３μｍ−ＴｉＮを１μｍからなる硬質被覆膜をコーティングしガイドブッシュを得た。なお、テスターを用いてガイドブッシュの表面（先端と後端）に端子を押し当てて抵抗値を測定したところ０．３Ωであった。また、ガイドブッシュの寸法は外周長さ３ｍｍ、内壁面の長さ１．５ｍｍ、テーパ角３０°とした。
【００２４】
得られたガイドブッシュを銅製のコンタクトチップ本体の先端に図１のように取り付けたコンタクトチップの中心孔に溶接用のワイヤを貫通させてアーク溶接を行ったところ良好に溶接でき、また、１０時間以上使用しても良好に溶接できた。
【００２５】
（比較例）
実施例のガイドブッシュの硬質被覆膜を形成せず、基体そのもの（体積固有抵抗値＞１０１１Ω・ｍ）をガイドブッシュとして使ったところ、５時間程度使用した頃にはアークの状態が変化して溶接条件（アーク電流）を変えなければならなくなった。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、基体表面に抵抗値が５００Ω以下の硬質被覆膜を配設したガイドブッシュを用いることによって、ガイドブッシュそのものをアーク放電の電極として機能させることができる結果、アーク溶接用コンタクトチップ用のガイドブッシュを用いることによって、ガイドブッシュそのものをアーク放電の電極として機能させることができる結果、コンタクトチップ本体の中心孔部分が摩耗した場合でもアーク放電の状態を変化させることなく安定して良好なアーク溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガイドブッシュを含むアーク溶接用コンタクトチップの概略断面図である。
【図２】図１のコンタクトチップのガイドブッシュの模式図である。
【図３】従来のアーク溶接用コンタクトチップの概略断面図である。
【符号の説明】
１　　　アーク溶接用コンタクトチップ
２　　　コンタクトチップ本体
３　　　ガイドブッシュ
３ａ　　内壁面
４　　　中心孔
５　　　ワイヤ
７　　　テーパ面
９　　　基体
１０　　硬質被覆膜
１２　　面取り面
【図１】
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【図２】
2004082180.tif 000004
【図３】
2004082180.tif 000005