(57)【要約】【課題】シールドノズルへのスパッタの付着を防止し、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、連続して溶接することができるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルを提供する。【解決手段】ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップ１を包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル５であって、シールドノズル５の母材表面にフッ素樹脂膜もしくはセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成する。【選択図】  図１
0003136632.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルであって、
母材表面にフッ素樹脂膜を形成したことを特徴とするガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
【請求項２】
フッ素樹脂膜は、ポリテトラフルオロエチレン６５〜８３質量部と、ポリイミド１７〜３５質量部とからなることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
【請求項３】
ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルであって、
母材表面にセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成したことを特徴とするガスシールドアーク溶接トーチ用シールドノズル。
【請求項４】
セラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体７０〜８０質量部と、セラミックス微粉末２０〜３０質量部とからなることを特徴とする請求項３に記載のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ガスシールドアーク溶接をする際に用いられるガスシールドアーク溶接トーチ用シールドノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品等の組立の際に、ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接等のガスシールドアーク溶接が利用されている。特許文献１には、ガスシールドアーク溶接方法の技術が開示されている。ガスシールドアーク溶接に用いられる溶接トーチは、図２に示されるように、ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップ５０と、このコンタクトチップ５０を保持するチップホルダ５１と、コンタクトチップ５０及びチップホルダ５１を包容するように配設された筒状のシールドノズル５２と、シールドノズル５２をチップホルダ５１に取り付けるノズルホルダ５３とから構成されている。ガスシールドアーク溶接は、連続的に送り出されるソリッドワイヤーに、コンタクトチップ５１を介して電流を流して、前記ソリッドワイヤーと被溶接部材との間でアークを発生させ（放電させ）、その際に発生する熱により、前記ソリッドワイヤーや被溶接部材を溶かして、被溶接部材を溶接する溶接方法である。溶接を行う際には、溶接箇所と空気とが接触することによるブローホールの発生を防止するために、チップホルダ５１に形成されたガス供給口５１ａから、シールドノズル５２内にＣＯ２やアルゴン等の不活性ガスを供給し、シールドノズル５２の先端から、溶接箇所に不活性ガスを供給して、溶接箇所と空気との接触を防ぐようにしている。このように、シールドノズル５２は、不活性ガスが拡散することを防止し、確実に溶接箇所に不活性ガスを供給するために、溶接トーチに取り付けられている。
【０００３】
溶接時には溶融金属の微粒子であるスパッタが発生して、溶接箇所から飛散する。そこで、従来では、鉄を溶接する場合には、シールドノズル５２を、鉄とは性質の異なる金属である銅や銅合金等で構成して、シールドノズル５２へのスパッタの付着を抑制していた。しかしながら、この場合であっても、スパッタがシールドノズル５２に衝突すると、シールドノズル５２
の表面に傷が付き、この傷が付いた部分にスパッタが付着して蓄積していた。シールドノズル５２内に付着したスパッタが蓄積すると、シールドノズル５２内の不活性ガスの流れが悪くなり、溶接箇所にブローホールが発生してしまう。そこで、溶接ラインや溶接作業を止めて、作業者が定期的にシールドノズル５２内に付着したスパッタを除去していた。被溶接物や溶接条件によって異なるが、従来では３０分〜１時間の間隔で、作業者がシールドノズル５２内に付着したスパッタを除去していた。このように、シールドノズル５２内に付着したスパッタを除去するためには、溶接ラインや溶接作業を止める必要があり、生産効率が悪化してしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２４９３２３
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は上記のような溶接工程における問題点を解決し、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、連続して溶接することができるガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた本考案は、ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルであって、母材表面にフッ素樹脂膜を形成したことを特徴とする。
【０００６】
なお、フッ素樹脂膜は、ポリテトラフルオロエチレン６５〜８３質量部と、ポリイミド１７〜３５質量部とからなることを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本考案は、ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルであって、母材表面にセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成したことを特徴とする。
【０００８】
なお、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体７０〜８０質量部と、セラミックス微粉末２０〜３０質量部とからなることが好ましい。
【考案の効果】
【０００９】
ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルの母材表面にフッ素樹脂膜を形成したので、フッ素樹脂と金属が溶解したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、フッ素樹脂膜の摩擦係数は極めて低いことから、先端ノズルにスパッタが付着することを完全に防止することが可能となる。このため、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、長時間連続して溶接することが可能となる。
【００１０】
ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤーに電流を供給するコンタクトチップを包容するように配設された筒状のガスシールドアーク溶接トーチのシールドノズルの母材表面にセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成したので、フッ素樹脂と金属が溶解したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜の摩擦係数は極めて低いことから、先端ノズルにスパッタが付着することを完全に防止することが可能となる。このため、溶接ラインや溶接作業を止めることなく、長時間連続して溶接することが可能となる。また、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂の耐熱温度は、３５０℃と高く高温であってもセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜が破壊されることはないので、シールドノズルが高温に曝される環境下であっても使用することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
（全体の構成）
以下に、図面を参照しつつ本考案のガスシールドアーク溶接トーチの好ましい実施の形態を示す。図１はガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。図１において、１はコンタクトチップ、２はチップホルダ、３はノズルホルダ、４はＯリング、５はシールドノズルである。
【００１２】
コンタクトチップ１は、図１に示されるように、略砲弾形状をしている。コンタクトチップ１は、導電性に優れた、銅やクロム銅・ベリリウム銅等の銅合金で構成されている。コンタクトチップ１には、軸線方向に向かってワイヤー送出口１ａが貫通形成されている。コンタクトチップ１は、パイプ状をしたチップホルダ２の先端に取り付けられている。
【００１３】
チップホルダ２は、導電性に優れた、銅やクロム銅・ベリリウム銅等の銅合金で構成されている。チップホルダ２の基端部分の外周面には、ネジ部２ａが螺刻されている。
【００１４】
ノズルホルダ３は略円筒形状をしている。ノズルホルダ３の先端部分は取付部３ａとなっている。取付部３ａの外周面の断面形状は円形状となっている。取付部３ａの外周面は、他の部分に比べて外径が小さくなっている。取付部３ａには、Ｏリング取付溝３ｃが全周に渡って凹陥形成されている。Ｏリング取付溝３ｃには、Ｏリング４が取付られている。Ｏリング４は合成ゴム等の弾性圧縮性のある材質で構成されている。なお、本実施形態では、Ｏリング４は、高温に強いシリコンゴムで構成されている。
【００１５】
ノズルホルダ３の基端側の内周面には、ネジ部３ｂが螺刻されている。チップホルダ２がノズルホルダ３内に挿入され、ノズルホルダ３のネジ部３ｂとチップホルダ２のネジ部２ａとが螺合して、ノズルホルダ３がチップホルダ２に取り付けられている。
【００１６】
シールドノズル５は、円筒形状をしている。シールドノズル５の内径とノズルホルダ３の取付部３ａの外径は殆ど同一寸法になっている。ノズルホルダ３の取付部３ａをシールドノズル５の基部内に挿入するようにして、シールドノズル５がノズルホルダ３の取付部３ａに取り付けられている。この状態では、シールドノズル５は、コンタクトチップ１及びチップホルダ２を包容するようになっている。このように構成することにより、シールドノズル５は、ノズルホルダ３に対して脱着自在になっている。シールドノズル５の表面には、後で詳細に説明する、フッ素樹脂膜もしくはセラミックス微粉末フッ素樹脂膜が形成されている。
【００１７】
ノズルホルダ３の取付部３ａにはＯリング４が取り付けられているので、シールドノズル５をノズルホルダ３に取り付ける際に、Ｏリング４が圧縮され、このＯリング４がシールドノズル５の内面を外側に押圧するので、シールドノズル５がノズルホルダ３から落下することがない。
【００１８】
コンタクトチップ１の先端は、シールドノズル５から突出している。チップホルダ２の基端には、複数の不活性ガス供給口２ｂが形成されていて、溶接時には、チップホルダ２内にＣＯ２やアルゴン等の不活性ガスを供給して、この不活性ガスが不活性ガス供給口２ｂからシールドノズル５内に供給するようにしている。このように、コンタクトチップ１を包容するシールドノズル５を設けることにより、不活性ガスを拡散させずに、確実に溶接箇所に供給するようにしている。
【００１９】
チップホルダ２及びコンタクトチップ１のワイヤー送出口１ａ内に、ソリッドワイヤーが挿通されて、溶接時には、ソリッドワイヤーがコンタクトチップ１のワイヤー送出口１ａから順次送出されるようになっている。コンタクトチップ１にはチップホルダ２から電流が供給され、ソリッドワイヤーとコンタクトチップ１のワイヤー送出孔１ａが接触することにより、ソリッドワイヤーに電流を供給している。
【００２０】
（シールドノズルのフッ素樹脂膜）
以下、シールドノズル５の母材表面に形成されたフッ素樹脂膜について説明をする。この実施形態では、シールドノズル５の母材は、銅、ステンレス、アルミニウム等の金属製の円管である。シールドノズル５の母材表面、特に先端部分の内外表面には、被膜厚さ２０μｍ〜３５μｍのフッ素樹脂膜が形成されている。なお、フッ素樹脂には、テトラフルオロエチレンが含まれる。なお、本考案のフッ素樹脂膜には、フッ素樹脂と非フッ素系有機ポリマーとからなる組成物が含まれ、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）６５〜８３質量部と、ポリイミド１７〜３５質量部とからなるフッ素樹脂膜が、シールドノズル５の母材表面に形成されている。
【００２１】
以下、シールドノズル５の母材表面に、フッ素樹脂膜を形成する方法について説明をする。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）６５〜８３質量部と、ポリイミド１７〜３５質量部とからなる液に、シールドノズル５の母材を浸ける。その後、１００℃〜１５０℃の温度を４０分〜１時間保って焼き付け処理を行い、シールドノズル５の母材表面に、フッ素樹脂膜を形成する。
【００２２】
フッ素樹脂と金属が溶解したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、フッ素樹脂の摩擦係数は極めて低いことから、先端ノズルにスパッタが付着することを完全に防止することが可能となる。
【００２３】
（シールドノズルのセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜）
以下、シールドノズル５の母材表面に形成されたセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜について説明をする。この実施形態では、シールドノズル５の母材は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の円管である。シールドノズル５の母材表面、特に先端部分の内外表面には、被膜厚さ２０μｍ〜３５μｍのセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜が形成されている。なお、フッ素樹脂には、テトラフルオロエチレンが含まれる。なお、セラミックスには、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が含まれる。本実施形態では、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）７０〜８０質量部と、セラミックス微粉末２０〜３０質量部とからなるセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜が、シールドノズル５の母材表面に形成されている。
【００２４】
以下、シールドノズル５の母材表面に、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成する方法について説明をする。テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）７０〜８０質量部と、セラミックス微粉末２０〜３０質量部とからなる微粉末を、シールドノズル５の母材に吹き付ける。その後、３８０℃〜４００℃の温度を１時間〜１時間２０分保って焼き付け処理を行い、シールドノズル５の母材表面に、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜を形成する。
【００２５】
セラミックス微粉末含有フッ素樹脂と金属が溶解したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、また、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂の摩擦係数は極めて低いことから、先端ノズルにスパッタが付着することを完全に防止することが可能となる。また、セラミックス微粉末含有フッ素樹脂の耐熱温度は、３５０℃と高く（フッ素樹脂の耐熱温度は２５０℃）、高温であってもセラミックス微粉末含有フッ素樹脂膜が破壊されることはなく、シールドノズル５が高温に曝される環境下であっても使用することができる。
【００２６】
なお、シールドノズル５の母材は、プラスチック製パイプやセラミックス製パイプであっても差し支えない。また、プラスチックには、樹脂、エラストマー、ゴムが含まれる。
【００２７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本考案を説明したが、本考案は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる考案の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うガスシールドアーク溶接トーチ用シールドノズルもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。  
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本考案のガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。
【図２】従来のガスシールドアーク溶接トーチの説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      コンタクトチップ
１ａ    ワイヤー送出口
２      チップホルダ
２ａ    ネジ部
２ｂ    ガス供給口
３      ノズルホルダ
３ａ    取付部
３ｂ    ネジ部
３ｃ    Ｏリング取付溝
４      Ｏリング
５      シールドノズル
５０      コンタクトチップ
５１      チップホルダ
５１ａ    ガス供給口
５２      シールドノズル
５２ａ    ネジ部
５３      ノズルホルダ
【図１】
0003136632.tif 000003
【図２】
0003136632.tif 000004