(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔が形成されたガイドライナと、このガイドライナの外側に配置されて、このガイドライナの外側にシールドガス供給路を形成する管状の導電部材と、この導電部材を覆う絶縁外被とからなるトーチネックと、
トーチネックの自由端側に導電性のチップナットを介して取付けられる溶接用チップと、トーチネックの自由端側に絶縁性取付具を介して取付けられて、絶縁性取付具とチップナットとの間にて半径方向に噴出されるシールドガスを溶接用チップの先端方向に導くガスノズルとを備えた消耗性電極用アーク溶接トーチにおいて、
前記ガスノズルの内筒部に絶縁スリーブが収納され、
チップナットの前記絶縁性取付具側に絶縁スリーブに内接する長軸方向の複数の突起部が形成されると共に、これらの複数の突起部の間に溝が形成され、
かつチップナットの溶接用チップ側にはトーチネックのガイドライナに形成された溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔に連通する複数の貫通路が半径方向に形成されたことを特徴とする消耗性電極用アーク溶接トーチ。
【請求項２】
前記チップナットに形成される複数の貫通路は、チップナットに設けられた長軸方向の平行な平面部に各々半径方向に穿設されてなる請求項１に記載の消耗性電極用アーク溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドガスを使用して消耗性電極、すなわち溶接用ワイヤにより溶接するための消耗性電極用アーク溶接トーチに関する。
特に、ワイヤ被覆用ガスにより溶接用ワイヤを被覆しつつ溶接する消耗性電極用アーク溶接トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に銅もしくは銅合金、アルミニュウムもしくはアルミニュウム合金又はステンレス鋼等の溶接用ワイヤを用いて溶接する際には、溶接用ワイヤの表面に酸化皮膜が存在しないようにするために、ワイヤ被覆用ガスにより溶接用ワイヤを被覆しつつ溶接する消耗性電極用アーク溶接トーチが用いられている。
従来、例えば図５に示される消耗性電極用アーク溶接トーチが提言されている。すなわち、軸芯部に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するためのガイドライナ１と、ガイドライナ１の外側にシールドガス供給路を有する管状の導電部材２と、導電部材２を覆う絶縁外被３とによりトーチネック４が形成されている。
このトーチネック４の自由端側には導電性のチップナット５１を介して溶接用チップ６が取付けられている。
さらに、トーチネック４の自由端側には絶縁性取付具７を介してガスノズル５２が取付けられて、このガスノズル５２によりチップナット５１および溶接用チップ６が覆われている。
シールドガス供給路１２の端部側には半径方向に貫通する噴出口１３が設けられている。
【０００３】
上記により構成されるアーク溶接トーチにおいて、トーチネツク４の軸芯部の貫通孔１１に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが供給されるとともに、シールドガス供給路１２を経て噴出口１３よりシールドガスが供給され、かつ導電部材２およびチップナット５１を介して溶接用チップ６より溶接用ワイヤに給電されつつアーク溶接が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の構成では、噴出口１３より半径方向に噴出するシールドガスはガスノズル５２の内面５２１に当接し、この後Ｘ1 およびＸ2 方向に各々分散される。
Ｘ2 方向に分散されたシールドガスは、この後絶縁性取付具７の壁面に当接してＸ1 方向に反転して流される。このＸ1 方向に反転して流されるシールドガスが、半径方向に噴出するシールドガスを横切って更にＸ1 方向に流され、この流れと、ガスノズル５２の内面５２１に当接してＸ1 方向に分散された流れとが合流して複雑な流れとなる。すなわち、図６に示されるごとく、ガスノズル５２の内面５２１とチップナット５１の外面とに半径方向に反復して当接しつつＸ1 方向に流され、序々に半径方向の流れが減衰されて、噴出口１３からＸ1 方向に所望の間隔以上離れた後、シールドガスは層流となってＸ1 方向に流出される。
【０００５】
ところで、溶接時には溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが溶接用チップ６から被溶接部へと供給されるが、一般に溶接用チップ６の貫通孔の直径は溶接用ワイヤ径＋（０．２〜０．５）ｍｍ程度に形成されている。このため溶接時には溶接用ワイヤが溶接用チップ６の貫通孔内を半径方向に不規則に位置変位する。
一方、ワイヤ被覆用ガスおよびシールドガスの供給量Ｑ1 、Ｑ2 は、例えばＱ1 ／Ｑ2 ＝１／２０位の値に選定される。
【０００６】
例えば、図７に示されるごとく、溶接中に溶接用ワイヤが溶接用チップ６の貫通孔内のＹ2 方向の壁面に当接している場合、ワイヤ被覆用ガスは溶接用ワイヤと溶接用チップ６の貫通孔との間隙部からＹ1 方向に流出する。勿論、上記したごとく、シールドガスはガスノズル５２から層流となつてＸ1 方向に流出されるが、例えばＱ1 ／Ｑ2 ＝１／２０の場合、層流となつて流出されるシールドガスは円環状に分散されるため、ワイヤ被覆用ガスのＹ1 方向に流出する領域がシールドガスの円環状の、例えば５０度位の範囲であるものとすれば、この範囲におけるシールドガスの流量Ｑ21は、Ｑ21≒Ｑ2 ／７となる。勿論、Ｑ2 ＝２０Ｑ1 であるから、結局、Ｑ21＝Ｑ2 ／７＝２０Ｑ1 ／７≒３Ｑ1 となり、ワイヤ被覆用ガスのＹ1 方向に流出するシールドガスの円環状の領域が、ワイヤ被覆用ガスにより擾乱されて、結果としてシールドガスが乱流化される。
勿論、溶接時には溶接用ワイヤが溶接用チップ６の貫通孔内を円周方向に不規則に位置変位するため、シールドガスの乱流化される領域はガスノズル５２の円周方向に不規則に形成され、結果として所望とする良好な溶接部を得ることができない。
【０００７】
なお、ガスノズル５２においてシールドガスが層流化される間隔Ｌ1 と、ガスノズル５２の端部および被溶接物の間隔Ｌ2 との比は大きい程、層流化傾向にある。この点を勘案した場合、上記従来のトーチにおいては、ガスノズル５２の内面５２１とチップナット５１の外面とに半径方向に反復して当接する、いわゆる層流化を妨げる区間があり、ガスノズルの長さが層流化に有効に用いられておらず、上記のごとくシールドガスがワイヤ被覆用ガスにより擾乱され易いという懸念があつた。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ワイヤ被覆用ガスにより溶接用ワイヤを被覆するとともに安定したシールドガスの供給により所望とする良好な溶接部を得ることができる消耗性電極用アーク溶接トーチを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本第１の発明は、溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔が形成されたガイドライナと、このガイドライナの外側に配置されて、このガイドライナの外側にシールドガス供給路を形成する管状の導電部材と、この導電部材を覆う絶縁外被とからなるトーチネックと、
トーチネックの自由端側に導電性のチップナットを介して取付けられる溶接用チップと、トーチネックの自由端側に絶縁性取付具を介して取付けられて、絶縁性取付具とチップナットとの間にて半径方向に噴出されるシールドガスを溶接用チップの先端方向に導くガスノズルとを備えた消耗性電極用アーク溶接トーチにおいて、
前記ガスノズルの内筒部に絶縁スリーブが収納され、
チップナットの前記絶縁性取付具側に絶縁スリーブに内接する長軸方向の複数の突起部が形成されると共に、これらの複数の突起部の間に溝が形成され、
かつチップナットの溶接用チップ側にはトーチネックのガイドライナに形成された溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔に連通する複数の貫通路が半径方向に形成されたことを特徴とする消耗性電極用アーク溶接トーチである。
【００１０】
本第２の発明は、前記チップナットに形成される複数の貫通路は、チップナットに設けられた長軸方向の平行な平面部に各々半径方向に穿設されてなる第１の発明に記載の消耗性電極用アーク溶接トーチである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
図１乃至図４において、１は軸芯部に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔１１を有するガイドライナ、２はガイドライナ１の外側に配置された管状の導電部材で、この導電部材２の内側にはシールドガス供給路１２が形成されている。
３は導電部材２を覆う絶縁外被で、この絶縁外被３と、ガイドライナ１と、導電部材２とによりトーチネック４が形成されている。
６は導電性のチップナット５を介してトーチネック４の自由端側に取付けられた溶接用チップ、８は絶縁性取付具７を介してトーチネック４の自由端側に取付けられたガスノズル、９はガスノズル８の内筒部に収納された絶縁スリーブで、この絶縁スリーブ９はガスノズル８と共に絶縁性取付具７に着脱される。
なお、シールドガス供給路１２の端部側には半径方向に貫通する複数の噴出口１３が設けられている。
【００１５】
チツプナツト５のＸ2 方向の端部には、絶縁スリーブ９に内接する長軸方向の突起部５０１が形成されると共に、この突起部５０１の外周には長軸方向に延びる複数の溝５０２が形成されている。
さらに、チツプナツト５のＸ1 方向の端部側、すなわち溶接用チップ６側には、トーチネツク４のガイドライナ１に形成された貫通孔１１に連通する半径方向の複数の貫通路５０３が形成されている。
上記１乃至１３により消耗性電極用アーク溶接トーチが構成されている。
【００１６】
上記により構成されるアーク溶接トーチにおいて、トーチネツク４のガイドライナ１に形成された貫通孔１１に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが供給されるとともに、シールドガス供給路１２を経て噴出口１３よりシールドガスが供給され、かつ導電部材２およびチップナット５を介して溶接用チップ６より溶接用ワイヤに給電されつつアーク溶接が行われる。
【００１７】
すなわち、噴出口１３より半径方向に噴出するシールドガスは、絶縁スリーブ９の内面に当接し、この後Ｘ1 およびＸ2 方向に各々分散される。
このＸ1 方向の流れと、Ｘ2 方向に分散されて絶縁性取付具７の壁面に当接してＸ1 方向に反転される流れとが合流して、シールドガスの流れとなる。
【００１８】
ところで、噴出口１３の下流側、すなわちＸ1 方向側においては、チツプナツト５の長軸方向の突起部５０１が絶縁スリーブ９に内接し、かつこの突起部５０１の外周に長軸方向に延びる複数の溝５０２が形成されているため、シールドガスは長軸方向に延びる複数の溝５０２を通ってＸ1 方向に流される。
このように、シールドガスが長軸方向に延びる溝５０２を通過することにより、シールドガス流の分流化が図られる。すなわちシールドガスが溝５０２を通過することにより、トーチの半径方向に向かうシールドガス流が抑制されて、シールドガスが長軸方向の流れとなるように強制的に整流される。
このように、長軸方向に延びる溝５０２を通過したシールドガスは、絶縁スリーブ９およびガスノズル８内を層流化されつつＸ1 方向に流される。
【００１９】
勿論、溶接時には上記のごとくシールドガスが供給されるとともに、トーチネツク４のガイドライナ１に形成された貫通孔１１に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが供給されるが、このワイヤ被覆用ガスの大半が複数の貫通路５０３より絶縁スリーブ９の半径方向に流出する。
このワイヤ被覆用ガスは複数の貫通路５０３により分流されつつ、かつ定常状態で半径方向に流出する。
勿論、ワイヤ被覆用ガスの供給量Ｑ1 はシールドガスの供給量Ｑ2 の、例えば１／２０位に選定されるが、上記貫通路５０３の設置数に分散された、微量のワイヤ被覆用ガスが各々の貫通路５０３より流出する。
この微量のワイヤ被覆用ガスが絶縁スリーブ９の半径方向に流出しても、上記したように、長軸方向に延びる溝５０２を通過したシールドガスは、絶縁スリーブ９内を層流化されつつＸ1 方向に流されているため、このシールドガスの層流化状態が殆んど乱されない。
【００２０】
上記のごとく、シールドガスにワイヤ被覆用ガスが合流されたガス流は、絶縁スリーブ９およびガスノズル８内をＸ1 方向に層流化されつつ流される。
すなわち、被溶接部は層流化されたシールドガスにより被覆される。
なお、トーチネツク４のガイドライナ１に形成された貫通孔１１に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが供給されて、このワイヤ被覆用ガスの大半が複数の貫通路５０３より流出するが、トーチの貫通路５０３に至るまでの間に、溶接用ワイヤの外側面にワイヤ被覆用ガスの皮膜が形成されるため、溶接用ワイヤは、ワイヤ被覆用ガスの皮膜が外側面に形成された状態で被溶接部へと供給される。
上記のごとく、ワイヤ被覆用ガスの皮膜が外側面に形成された溶接用ワイヤが被溶接部へと供給され、かつ層流化されたシールドガスにより被溶接部が被覆されつつ溶接がおこなわれるため、所望とする良好な溶接部を得ることができる。
【００２１】
なお、チップナツト５に形成される複数の貫通路５０３は、例えば３または４個を放射状に形成することができる。
【００２２】
さらに、チップナツト５に形成される複数の貫通路５０３は、例えば図４に示されるごとく、チップナット５に設けられた長軸方向の平行な平面部５０４に各々半径方向に穿設することができる。
この平面部５０４に各々半径方向に貫通路５０３を穿設する作業が容易であり、かつこの平面部５０４をスパナ掛け部としてチップナット５を回動操作することができる。
【００２３】
勿論、ガスノズルの内筒部に絶縁スリーブが収納され、チップナットの絶縁性取付具側に形成された長軸方向の突起部が絶縁スリーブに内接されているため、溶接トーチ先端側に各部材を取り付けた際に、特にガスノズルが半径方向に有効に位置決めされる。
さらに、溶接作業の進行と共に、いわゆる溶接スパツタが飛来するが、チップナットは絶縁スリーブにより被覆されているため、ガスノズルとチップナットとが電気的に短絡する虞がない。
さらにまた、仮に溶接スパツタが付着した場合、図４に示されるごとく、ガスノズルおよび絶縁スリーブを取り外せば、付着した溶接スパツタの除去作業、特にチップナットの長軸方向に延びる複数の溝内の溶接スパツタの除去作業が外部より簡単に行うことができる。
【００２４】
さらに、適用する溶接用ワイヤをアルミニュウムもしくはアルミニュウム合金又はステンレス鋼とした溶接に好適である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本第１の発明に係る消耗性電極用アーク溶接トーチは、軸芯部に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するとともに、溶接用ワイヤ通路の外側にシールドガス供給路を有する、絶縁外被に覆われたトーチネックと、トーチネックの自由端側に導電性のチップナットを介して取付けられる溶接用チップと、トーチネックの自由端側に絶縁性取付具を介して取付けられて、絶縁性取付具とチップナット間に半径方向に噴出されるシールドガスを溶接用チップの先端方向に導くガスノズルとを備えた消耗性電極用アーク溶接トーチであって、
前記ガスノズルの内筒部に絶縁スリーブが収納され、チップナットの前記絶縁性取付具側に絶縁スリーブに内接する長軸方向の突起部が形成されると共に、この突起部の外周に長軸方向に延びる複数の溝が形成され、かつチップナットの溶接用チップ側にはトーチネックのガイドライナに形成された貫通孔に連通する複数の貫通路が形成されているため、
シールドガス供給路を経て噴出口より流出するシールドガスは、チップナットの突起部の外周に長軸方向に形成された複数の溝を通過することにより、トーチの半径方向に向かうシールドガス流が抑制されて、絶縁スリーブおよびガスノズル内を層流化されつつＸ1 方向に流される。
他方、ワイヤ被覆用ガスの大半が複数の貫通路より分流されつつ絶縁スリーブの半径方向に流出するが、この分散された微量のワイヤ被覆用ガスが、上記層流化されつつＸ1 方向に流されているシールドガスに合流しても、このシールドガスの層流状態が殆んど乱されない。
さらに、トーチネックのガイドライナに形成された貫通孔に溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスが供給されて、このワイヤ被覆用ガスの大半が複数の貫通路より流出するが、トーチの貫通路に至るまでの間に、溶接用ワイヤの外側面にワイヤ被覆用ガスの皮膜が形成されるため、溶接用ワイヤは、ワイヤ被覆用ガスの皮膜が外側面に形成された状態で被溶接部へと供給される。
すなわち、ワイヤ被覆用ガスにより溶接用ワイヤを被覆するとともに安定したシールドガスの供給により所望とする良好な溶接部を得ることができる。
勿論、ガスノズルの内筒部に絶縁スリーブが収納され、チップナットの絶縁性取付具側に形成された長軸方向の突起部が絶縁スリーブに内接されているため、溶接トーチ先端側に各部材を取り付けた際に、特にガスノズルが半径方向に有効に位置決めされる。
さらに、溶接作業の進行と共に、いわゆる溶接スパツタが飛来するが、チップナットは絶縁スリーブにより被覆されているため、ガスノズルとチップナットとが電気的に短絡する虞がない。
さらにまた、仮に溶接スパツタが付着した場合、ガスノズルおよび絶縁スリーブを取り外せば、付着した溶接スパツタの除去作業、特にチップナットの長軸方向に延びる複数の溝内の溶接スパツタの除去作業が外部より簡単に行うことができる。
【００２６】
なお、本第１の発明に係る消耗性電極用アーク溶接トーチにおいて、チップナツトに形成される複数の貫通路が、チップナットに設けられた長軸方向の平行な平面部に各々半径方向に穿設されていれば、この平面部に各々半径方向に貫通路を穿設する作業が容易であり、かつこの平面部をスパナ掛け部としてチップナットを回動操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の実施例を示す一部断面正面図
【図２】図１における要部部品を示す拡大断面図
【図３】図２における III−III 線断面拡大図
【図４】図１の使用状態説明図
【図５】従来例の要部を示す一部断面正面図
【図６】図５の状態を説明するための一部断面拡大図
【図７】図５の状態を説明するための一部断面拡大図
【符号の説明】
４  トーチネック
５  チップナット
６  溶接用チップ
７  絶縁性取付具
８  ガスノズル
９  絶縁スリーブ
１１  溶接用ワイヤおよびワイヤ被覆用ガスを案内するための貫通孔
１２  シールドガス供給路
１３  シールドガス供給路１２に連通する複数の噴出口
５０１  チップナット５に形成されて、絶縁スリーブに内接する長軸方向の突起部
５０２  チップナット５の突起部５０１の外周に形成された長軸方向に延びる複数の溝
５０３  貫通孔１１に連通する複数の貫通路
【図１】
0004128257.tif 000002
【図２】
0004128257.tif 000003
【図３】
0004128257.tif 000004
【図４】
0004128257.tif 000005
【図５】
0004128257.tif 000006
【図６】
0004128257.tif 000007
【図７】
0004128257.tif 000008