JP2003112261A - 溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップおよび溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 絶縁性材料からなる絶縁ガイドを給電チップ
の先端側に取り付けてワイヤ突き出し長さを長くし、も
って溶着効率の向上を図った溶極式ガスシールドアーク
溶接において、給電チップと溶接ワイヤとの間の電気的
接触状態を安定に維持してアーク状態を長期にわたって
安定に保持することができ、給電チップの交換頻度を大
幅に低減することができる溶接チップを提供する。 【解決手段】 給電チップ２と、絶縁ガイド３と、絶縁
ガイドを給電チップの先端側に保持するガイドホルダー
４からなる溶接チップにおいて、溶接ワイヤ径をＤ（ｍ
ｍ）とするとき、ワイヤ引き出し抵抗Ｆ（ｇ）を５００
×Ｄ≦Ｆ≦２５００×Ｄの範囲とすると共に、給電チッ
プ２の先端側に設けた複数のスリット溝２ｄの先端部幅
を０．２×Ｄ（ｍｍ）以下、給電チップ２と絶縁ガイド
３との間に形成される隙間を０．２×Ｄ（ｍｍ）以下と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガスやアルゴ
ンガス、あるいはこれらの混合ガスなどのシールドガス
で被包しながら、連続的に送給される溶接ワイヤと被溶
接材との間に発生させたアークのエネルギーによって溶
接を行う溶極式ガスシールドアーク溶接に用いる溶接チ
ップに係わり、特に溶着速度を向上させるべく、溶接ワ
イヤの突き出し長さを長くした場合の溶接ワイヤへの給
電技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような溶極式ガスシールドアーク
溶接は、比較的薄い板材の自動、半自動溶接に広く普及
しており、例えば自動車工業においては、溶接ロボット
を用いた車体足回り部品の溶接に適用されている。

【０００３】このような溶極式ガスシールドアーク溶接
において、溶接ワイヤの溶融量は溶接電流が大きいほど
多くなることから、ワイヤの溶着速度を向上させるには
電流を増すことが望ましい。しかし反面、電流の増大に
よって溶接母材の溶け込み深さが大きくなるため、薄板
の溶接においては溶け落ちの危険が増すことになる。そ
こで、セラミックス材料などの耐熱・絶縁性材料からな
る絶縁ガイドを溶接ワイヤに電流を供給する給電チップ
の先端側に取り付けることによって、溶接ワイヤを溶接
点に正確に導くと共に、チップ−母材間距離（ワイヤ突
き出し長さ）を通常よりも長く保持し、この間のワイヤ
のジュール発熱によって溶接電流を高めることなくワイ
ヤ溶融量を増大させ、被溶接材の溶け落ちを防止しなが
ら、同時に溶着速度を向上させることができるようにし
た溶接方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな溶接トーチにおいては、給電チップの先端側に絶縁
ガイドが位置することによって、溶接ワイヤの給電チッ
プとの接触点、すなわち給電点が一定せず、給電状態が
不安定となって安定なアークが得られないことが判明し
た。

【０００５】すなわち、絶縁ガイドを備えていない従来
の溶接トーチにおいては、給電チップに送り込まれた溶
接ワイヤは、その巻きぐせによって給電チップのワイヤ
挿通孔を通過した時点で自由曲がりを生じ、挿通孔の先
端部において給電チップと確実に接触することから、安
定な給電が可能になるのに対し、給電チップの先端側に
絶縁ガイドが存在することによって、溶接ワイヤは給電
チップの先端部では自由曲がりを生じることができず、
絶縁ガイドを通過した時点で初めて自由曲がりを生じる
こととなり、給電チップの先端部において給電チップと
接触することができなくなるために、給電位置が一定せ
ず、給電状態が不安定になりやすいことが確認された。
また、給電位置の変動によって給電チップ内面に局部溶
融や酸化層が生じるために消耗しやすく、給電チップの
製作当初は一応の寸法精度を備えていることから比較的
安定なアークが得られたとしても、耐久性に著しく劣る
場合がしばしば認められた。

【０００６】また、給電チップの先端部に十字スリット
を設け、軸方向に沿ったスリット溝により給電チップの
給電部に半径方向の変形能を持たせることによって、溶
接ワイヤと給電チップとの接触状態がより安定なものと
なることが見出されたが、アーク側から絶縁ガイドを介
して侵入する溶接ヒュームなどを主体とする異物が侵入
し、ワイヤ送給側からは溶接ワイヤのめっきかすなどが
侵入してスリット溝に堆積し、スリット溝幅の収縮を阻
害して給電チップの変形能がなくなってワイヤに対する
押圧力が低下し、結果として給電チップの耐久性が著し
く損なわれる現象が見出され、これらの問題点を解消し
て、良好な給電性を長期にわたって確保し、安定な溶接
を可能にすることが絶縁ガイドによってワイヤ突き出し
長さを長く保持して溶着効率を向上させるようにした上
記溶極式ガスシールドアーク溶接装置における課題とな
っていた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、溶接ワイヤの突き出し部分の
ジュール発熱によって溶着速度の向上を図った従来の溶
極式ガスシールドアーク溶接装置における上記課題に鑑
みてなされたものであって、絶縁ガイドを給電チップの
先端側に取り付けた場合においても、給電チップと溶接
ワイヤとの間の電気的接触状態、すなわち給電状態を安
定に維持してアーク状態を長期にわたって安定に保持す
ることができ、給電チップの交換頻度を大幅に低減する
ことができる溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チッ
プと、このような溶接チップを備えた溶極式ガスシール
ドアーク溶接装置、さらにはこのような溶接チップを用
いた溶極式ガスシールドアーク溶接方法を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
の達成に向けて、給電チップの先端部形状や寸法、さら
には加工方法、加工精度などについて鋭意検討を重ねた
結果、長期にわたって安定なアーク状態を確保するため
の条件として、溶接ワイヤのチップからの引き出し抵抗
や、溶接フュームやめっきかすなどが給電チップのスリ
ット溝内への侵入を阻止するためのスリット溝幅と、給
電チップと絶縁ガイド間の隙間との関係を把握し、本発
明を完成するに到った。

【０００９】本発明は、このような知見に基づくもので
あって、本発明に係わる第１の溶極式ガスシールドアー
ク溶接用溶接チップは、溶接トーチ本体の先端部に着脱
可能に連結され、中心部に形成されたワイヤ挿通孔を通
過する溶接ワイヤに電流を供給する給電チップと、給電
チップの先端側に位置して、給電チップを通過した溶接
ワイヤを被溶接材に向けて案内すると共に、溶接ワイヤ
の給電チップからの突き出し長さを長く保持する絶縁ガ
イドと、給電チップの先端部に着脱可能に連結され、絶
縁ガイドを給電チップの先端側に保持するガイドホルダ
ーからなる溶接チップであって、前記給電チップは、絶
縁ガイド側端部に軸方向に沿った複数のスリット溝を有
し、溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき、当該スリッ
ト溝の先端部幅Ｗが０．２×Ｄ（ｍｍ）以下に成形して
あると共に、ワイヤ引き出し抵抗Ｆ（ｇ）が５００×Ｄ
≦Ｆ≦２５００×Ｄであり、前記絶縁ガイドが当該給電
チップに対して、溶接フュームが侵入しない程度に近接
または密着している構成としたことを特徴としており、
当該溶接チップの好適形態においては、給電チップと絶
縁ガイドとの間に形成される隙間Ｇが０．２×Ｄ（ｍ
ｍ）以下である構成としたことを特徴としており、溶極
式ガスシールドアーク溶接用溶接チップにおけるこのよ
うな構成を前述した従来の課題を解決するための手段と
している。

【００１０】また、本発明に係わる第２の溶極式ガスシ
ールドアーク溶接用溶接チップは、スリット溝を設けた
給電チップの先端部に板ばねを装着することにより溶接
ワイヤに対するグリップ力を確保するようにしたもので
あって、溶接トーチ本体の先端部に着脱可能に連結さ
れ、中心部に形成されたワイヤ挿通孔を通過する溶接ワ
イヤに電流を供給する給電チップと、給電チップの先端
側に位置して、給電チップを通過した溶接ワイヤを被溶
接材に向けて案内すると共に、溶接ワイヤの給電チップ
からの突き出し長さを長く保持する絶縁ガイドと、給電
チップの先端部に着脱可能に連結され、絶縁ガイドを給
電チップの先端側に保持するガイドホルダーからなる溶
接チップであって、前記給電チップは、絶縁ガイド側端
部に軸方向に沿った複数のスリット溝を有し、溶接ワイ
ヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき、当該スリット溝の先端部
幅Ｗが外周部に設けた板ばねによって０．３×Ｄ（ｍ
ｍ）以下に付勢されていると共に、ワイヤ引き出し抵抗
Ｆ（ｇ）が１００×Ｄ≦Ｆ≦２０００×Ｄであり、前記
絶縁ガイドが当該給電チップに対して、溶接フュームが
侵入しない程度に近接または密着している構成とし、当
該溶接チップの好適形態においては、給電チップと絶縁
ガイドとの間に形成される隙間Ｇが０．１×Ｄ（ｍｍ）
以下である構成とし、溶極式ガスシールドアーク溶接用
溶接チップにおけるこのような構成を前述した従来の課
題を解決するための手段としたことを特徴としている。

【００１１】本発明に係わる溶極式ガスシールドアーク
溶接用溶接チップの他の好適形態としては、給電チップ
のワイヤ挿通孔が、絶縁ガイド側に位置して溶接ワイヤ
径にほぼ等しい内径を有する小径部と、反絶縁ガイド側
に位置して前記小径部よりも大きい内径を有する大径部
からなる２段構造を備えていると共に、大径部が前記ス
リット溝の基端部にまで達していることを特徴としてい
る。

【００１２】そして、本発明に係わる溶極式ガスシール
ドアーク溶接装置は、上記構造の溶接チップを備えてい
る構成としたことを特徴としており、本発明に係わる溶
極式ガスシールドアーク溶接方法においては、上記構造
の溶接チップを用いて、溶接ワイヤの給電チップからの
突き出し長さ１０ｍｍあたりの溶接ワイヤの芯振れを溶
接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき０．５×Ｄｍｍ以内
に抑える構成としたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１（ａ）および（ｂ）は、本発
明に係わる溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップ
の一実施形態を示し、図に示す溶接チップ１は、銅系合
金からなる給電チップ２と、例えば炭化珪素などのセラ
ミックス材料からなる絶縁ガイド３と、例えば適当な金
属材料からなる中空状をなし、前記絶縁ガイド３を給電
チップ２の先端側に保持するガイドホルダー４から主に
構成され、給電チップ２は、図中左側端部に形成された
雄ねじ部２ａにおいて図示しない溶接トーチ本体の先端
部に着脱自在に連結されると共に、図中右側の雄ねじ部
２ｂにおいて、絶縁ガイド３を収納したガイドホルダー
４を着脱自在に連結するようになっている。

【００１４】給電チップ２は、その軸芯部に図示しない
溶接ワイヤを通すワイヤ挿通孔２ｃが形成されていると
共に、図中右側先端部には、図２（ａ）および（ｂ）に
拡大して示すように、スリット溝加工を十字型に施すこ
とによって４本のスリット溝２ｄが放射状に形成した
後、その周囲に鍛圧成形を施すことにより先端部におけ
る溝幅Ｗを窄め、素材の弾性力によってワイヤ挿通孔２
ｃを通過する溶接ワイヤを押圧し、ワイヤに適度の引き
出し抵抗Ｆが与えられるようになっている。

【００１５】本発明に係わる溶極式ガスシールドアーク
溶接用溶接チップ１においては、溶接ワイヤ径をＤ（ｍ
ｍ）とするとき、ワイヤの引き出し抵抗Ｆを５００×Ｄ
〜２５００×Ｄ（ｇ）の範囲とすることによって給電チ
ップ２と溶接ワイヤとの間の電気的な接触、すなわち給
電状態が確実なものとなり、アーク状態を長期にわたっ
て安定に維持することができ、耐久性が向上することに
なる。

【００１６】また、本発明に係わる溶接チップ１におい
ては、溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき、給電チッ
プ２の先端部における前記溝幅Ｗを０．２×Ｄ（ｍｍ）
以下となるように成形するとともに、絶縁ガイド３との
間に形成される隙間Ｇ（図２参照）を、例えば０．２×
Ｄ（ｍｍ）以下として、溶接フュームが侵入しない程度
に近接ないし密着させることによって、前記スリット溝
部２ｄにフュームが堆積するようなことがなくなり、溶
接ワイヤに対する給電チップ２の押圧力が長期にわたっ
て保持されることから、アーク状態が長期間安定に維持
され、給電チップ２および溶接チップ１の耐久性が向上
することになる。

【００１７】図３（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わ
る溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップの他の形
態例を示すものであって、図に示す溶接チップ１は、同
様に給電チップ２と、絶縁ガイド３と、ガイドホルダー
４から構成されるものであるが、同様にスリット溝２ｄ
を形成した給電チップ２の先端部に、Ｃ形に成形された
板ばね５が嵌合されており、当該板ばね５の弾性反発力
によって溶接ワイヤに対する押圧力を確保し、ワイヤに
適度の引き出し抵抗Ｆを与えるようになっている。した
がって、給電チップ２の先端部に可撓性を与えるため
に、図１に示した給電チップ１に較べて、スリット溝２
ｄの切り込み深さを深くすると共に、スリット溝２ｄの
基端側にいわゆる肉ぬすみを形成して細径部２ｆとして
ある。

【００１８】このような板ばね５を設けた溶極式ガスシ
ールドアーク溶接用溶接チップ１においては、溶接ワイ
ヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき、ワイヤの引き出し抵抗Ｆ
を１００×Ｄ〜２０００×Ｄ（ｇ）の範囲に調整するこ
とによって、給電チップ２と溶接ワイヤとの間の電気的
な接触、すなわち給電状態が実なものとなり、アーク状
態を長期にわたって安定に維持することができるように
なる。

【００１９】また、給電チップ２の先端部を板ばね５に
よって付勢し、先端部における溝幅Ｗを０．３×Ｄ（ｍ
ｍ）以下となるようにするとともに、絶縁ガイド３との
間に形成される隙間Ｇ（図２参照）を、例えば０．１×
Ｄ（ｍｍ）以下として、溶接フュームが侵入しない程度
に近接または密着させることによって、前記スリット溝
部２ｄへのフュームの堆積がなくなり、給電チップ２の
先端部が板ばね５によって自由に変形するようになるこ
とから、溶接ワイヤに対する給電チップ２の押圧力が長
期にわたって保持され、アーク状態が長期間安定に維持
されることになる。

【００２０】図４は、本発明に係わる溶接用チップ１に
おける給電チップ２のさらに他の形態例を示すものであ
って、当該給電チップ２においては、軸心部に形成され
たワイヤ挿通孔２ｃが、溶接ワイヤ径にほぼ等しい内径
を有する小径部２ｇと、これよりも大きい内径を有する
大径部２ｈからなる２段構造を備えている。

【００２１】すなわち、小径部２ｇは、給電チップの先
端側（絶縁ガイド側）に位置し、当該小径部２ｇにスリ
ット溝２ｄが形成されており、図中左側の溶接ワイヤの
供給側が大径部２ｈとなっている。そして、大径部２ｈ
は、スリット溝２ｄの基端部にまで達しており、スリッ
ト溝２ｄ内に開口している。したがって、ワイヤ挿通孔
２ｃをこのような２段構造とすることによって、めっき
かすのような異物が溶接ワイヤと共に給電チップ２のワ
イヤ挿通孔２ｃに入って来たとしても、スリット溝２ｄ
から容易に排出され、給電部である給電チップ２の先端
部にまで侵入することがなくなるので、送給詰まりがな
くなり、安定な溶接状態が維持されることになる。

【００２２】このような溶接チップ１は、一般の溶極式
ガスシールドアーク溶接装置に組込むことができ、これ
によってワイヤ突き出し長さを長く保持して溶着速度を
高めることができ、しかも溶接ワイヤへの電流供給を安
定なものとして長期間安定な溶接を可能にし、溶接チッ
プの交換頻度が大幅に低減することになる。

【００２３】さらに、このような溶接チップ１を溶極式
ガスシールドアーク溶接に適用することによって、当該
溶接チップ１から連続的に送り出される溶接ワイヤ先端
部の芯振れを給電チップ２からのワイヤ突き出し長さ
（ワイヤエクステンション）１０ｍｍあたり、溶接ワイ
ヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき０．５×Ｄｍｍ以内に抑え
るようにすることができ、もって溶接の位置ずれや溶接
ビードの蛇行がなくなり、溶接部の外観や寸法精度が格
段に向上することになる。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。

【００２５】実施例１ 図１に示した溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チッ
プ１において、給電チップ２のワイヤ挿通孔２ｃとして
内径１．３０ｍｍの基準孔を形成したのち、その先端部
に深さ６ｍｍの十字スリット加工を施し、円周方向に４
本のスリット溝２ｄを形成した。さらに、先端部を鍛圧
することによって、スリット溝２ｄの先端部における溝
幅Ｗが０．２０ｍｍとなるように成形した。このとき、
当該給電チップ２に１．２ｍｍ径の溶接ワイヤを通して
ワイヤ引き出し抵抗Ｆをばね秤を用いて測定したとこ
ろ、１５００ｇであった。

【００２６】そして、このようにして得られた給電チッ
プ２を絶縁ガイド３およびガイドホルダー４と共に、絶
縁ガイド３に密着するように図示しないパルスマグ溶接
装置に組み込み、ＪＩＳ ＹＧＷ１５に相当するワイヤ
径１．２ｍｍの溶接ワイヤを用いて、所定サイクルで溶
接を繰返し、溶接チップの耐久性を先端部にスリット溝
が形成されていない給電チップの場合と比較した。溶接
条件については、溶接電流２５０Ａ、電圧３１Ｖ、速度
８０ｃｍ／ｍｉｎとし、Ａｒ−２０％ＣＯ_２のシールド
ガスを使用して、水冷ドラム上にビードオンパイプ溶接
を２分間行った後、３０秒休止するというサイクルを繰
返し、繰返し回数と溶接電流の振れ幅の関係を求め、電
流の振れ幅が１５Ａ以内であれば合格、これを超えると
不合格として耐久性を評価した。このとき、絶縁ガイド
３としては、長さ１０ｍｍのものを用い、溶接ワイヤの
給電チップ２からの突き出し長さを２５ｍｍとした。こ
の結果を図５に示す。

【００２７】図５から明らかなように、給電チップの先
端部にスリット溝加工がなされていない場合には、４０
回程度の繰返しによって溶接電流の振れ幅が大きくな
り、安定なアークが得られなくなるのに対し、スリット
溝加工を施した本発明溶接チップの場合には３００回を
超える繰返し溶接に耐えることが判明し、スリット溝加
工の有効性が確認された。

【００２８】実施例２ 上記のような給電チップ２を作製するに際して、ワイヤ
挿通孔２ｃを図４に示したような２段構造とし、大径部
２ｈ（ワイヤ供給側）の内径を１．６０ｍｍ、小径部２
ｇ（絶縁ガイド側）の内径を１．３０ｍｍにそれぞれ形
成した。そして、その先端部に上記実施例と同様の十字
スリット加工および鍛圧加工を施した後、同様の耐久溶
接試験を実施した。その結果を図６に示す。

【００２９】図６から明らかなように、１．３０ｍｍ径
のストレート孔からなるワイヤ挿通孔２ｃを備えた上記
実施例に係わる給電チップ２においては、溶接繰返し回
数が３００回を超えたあたりで、アーク状態が急激に不
安定になるのに対して、２段孔加工を施した当該実施例
に係わる給電チップ２においては５００回を超えるまで
安定な溶接が可能であることが確認された。

【００３０】実施例３ スリット溝２ｄの形成後に実施する給電チップ先端部の
鍛圧加工の程度を変化させることによって、溶接ワイヤ
の引き出し抵抗Ｆを種々に変化させた給電チップ２を作
製し、これら給電チップを用いて上記実施例と同様の耐
久溶接試験を実施した。図７は、繰返し数３００回のと
きの溶接電流振れ幅を各給電チップのワイヤの引き出し
抵抗Ｆ（ｇ）で整理した結果を示すものである。なお、
ワイヤの引き出し抵抗Ｆ（ｇ）は、ワイヤ径Ｄ（ｍｍ）
との積で表してある。

【００３１】また、同様に作製した給電チップ２を用い
ると共に、給電チップ２と絶縁ガイド３との間に形成さ
れる隙間Ｇ（図２参照）を種々に変化させて同様の耐久
溶接試験を実施し、長期間安定な溶接を行うための給電
チップ先端部におけるスリット溝幅Ｗ（ｍｍ）と上記隙
間Ｇ（ｍｍ）の範囲、すなわち繰返し数３００回のとき
の溶接電流振れ幅が１５Ａ以内となるＷとＧの領域につ
いて調査した。その結果を図８に示す。なお、この場合
も、スリット溝幅Ｗ（ｍｍ）と隙間Ｇ（ｍｍ）をワイヤ
径Ｄ（ｍｍ）との積として整理した。

【００３２】さらに、ワイヤ径０．８ｍｍおよび１．６
ｍｍについても、上記同様の耐久溶接試験を実施し、同
様に整理した結果を図９ないし図１２に示す。なお、ワ
イヤ径０．８ｍｍについては、給電チップ２のワイヤ挿
通孔２ｃの基準孔径を０．８０ｍｍとすると共に、溶接
電流１１０Ａ、電圧１８．５Ｖ、溶接速度８０ｃｍ／ｍ
ｉｎの条件を採用し、アーク安定性の評価基準として
は、溶接電流の振れ幅が１０Ａ以内であれば合格とし
た。また、同様に長さ１０ｍｍの絶縁ガイドを使用し
て、ワイヤ突き出し長さを２２ｍｍとした。そして、ワ
イヤ径１．６ｍｍの場合については、給電チップ２のワ
イヤ挿通孔２ｃの基準孔径を１．７０ｍｍとすると共
に、溶接条件として、溶接電流２８０Ａ、電圧３３Ｖ、
溶接速度８０ｃｍ／ｍｉｎの条件を採用し、アーク安定
性の評価基準としての溶接電流の振れ幅を１．２ｍｍの
場合と同様に１５Ａとした。また、給電チップ２からの
ワイヤ突き出し長さは、長さ２０ｍｍの絶縁ガイド３を
使用することにより３８ｍｍとした。

【００３３】これらの図から明らかなように、給電チッ
プ２の先端部に板ばね５を設けない場合には、溶接ワイ
ヤの引き出し抵抗Ｆを５００×Ｄ（ｇ）から２５００×
Ｄ（ｇ）の範囲に調整することによって、いずれのワイ
ヤ径においても溶接電流の振れ幅が小さく安定なものと
なり、安定な溶接を長期間行うことができることが確認
された。また、給電チップ２の先端部におけるスリット
溝幅Ｗが大きくなると、スリット溝２ｄとの摩擦によっ
てワイヤの送給性が阻害されたり、ワイヤとの接触面積
が過小になったりする結果、給電耐久性が劣化する傾向
が認められ、また、給電チップ２と絶縁ガイド３との間
に形成される隙間Ｇが大きくなると、アーク側から溶接
フュームなどが侵入してワイヤに対する押圧力が確保で
きなくなることから、長期間アークを安定に保持できな
くことが判明し、Ｗ≦０．２×Ｄ（ｍｍ）、Ｇ≦０．２
×Ｄ（ｍｍ）の領域において、良好な耐久性が得られる
ことが確認された。

【００３４】実施例４ 図３に示した溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チッ
プ１を作製するにあたり、給電チップ２のワイヤ挿通孔
２ｃとして、１．２ｍｍ、０．８ｍｍおよび１．６ｍｍ
の各溶接ワイヤ径に応じた内径の基準孔を上記実施例と
同様に形成したのち、その先端部に深さ１２ｍｍの十字
スリット加工を施し、円周方向に４本のスリット溝２ｄ
を形成した。そして、板ばね５の装着に先立って、種々
の程度の鍛圧加工を施したり、板ばね５の強度を変化さ
せたりすることによって溶接ワイヤの引き出し抵抗Ｆを
種々に変化させた板ばね付きの給電チップ２を作製し、
これら給電チップを用いて上記実施例と同様の耐久溶接
試験を実施した。そして、得られた結果を上記実施例３
と同様の要領で整理することによって、図１３〜図１８
に示すグラフが得られた。なお、各ワイヤ径における溶
接接条件や、安定性の評価基準は実施例３と全く同じと
した。

【００３５】これらの図から明らかなように、先端部に
板ばね５を嵌合した給電チップ２の場合には、給電チッ
プ２のワイヤとの接触部位（給電部）が摩耗したとして
も、板ばね５の弾性力によって良好な接触状態が保持さ
れることから、適正範囲に多少のずれが生じるものの、
基本的に上記実施例３（板ばねなし）と同様な傾向が認
められ、ワイヤの引き出し抵抗Ｆについては、１００×
Ｄ（ｇ）から２０００×Ｄ（ｇ）の範囲において、給電
チップ先端部のスリット溝幅Ｗ、および絶縁ガイド３と
の隙間Ｇについては、Ｗ≦０．３×Ｄ（ｍｍ）、Ｇ≦
０．１×Ｄ（ｍｍ）の範囲において良好な耐久性が得ら
れることが確認された。

【００３６】実施例５ 本発明に係わる溶接チップを使用して、溶接ワイヤ径
０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍについて、上記実
施例３（板ばねなし）および実施例４（板ばねあり）と
同様のドラム溶接耐久性試験を行い、溶接開始前と、繰
返し回数１００回、あるいは３００回終了後の溶接ワイ
ヤの芯振れについて、絶縁ガイドのない従来タイプの溶
接チップを用いた場合と比較調査した。なお、溶接ワイ
ヤの芯振れは、ワイヤ突き出し長さを１５０ｍｍと故意
に長くとり、方眼紙上に定点パンチを行うターゲット試
験により評価し、突き出し長さ１０ｍｍあたりの芯振れ
量、すなわち測定値の１／１５に換算した。また、芯振
れについては、ワイヤ径Ｄ（ｍｍ）の１／２、すなわち
ワイヤ径が０．８ｍｍの場合には０．４ｍｍ、１．２ｍ
ｍの場合には０．６ｍｍ、１．６ｍｍの場合には０．８
ｍｍ以内のものを合格（○印）、これを超えるものを不
合格（×印）と判定した。

【００３７】このとき使用した各溶接チップについて
は、スリット溝の先端部幅Ｗがワイヤ径０．８ｍｍ，
１．２ｍｍ，１．６ｍｍの順に、０．１０ｍｍ，０．２
０ｍｍ，０．３０ｍｍ、ワイヤ引き出し抵抗Ｆがこの順
に、１０００ｇ，１５００ｇ，２０００ｇにそれぞれ調
整されたものを用いた。また、給電チップと絶縁ガイド
間の隙間Ｇについては、いずれも０ｍｍ（密着）とし
た。なお、絶縁ガイドの長さについては、上記実施例と
同様に、ワイヤ径０．８ｍｍおよび１．２ｍｍの場合に
は１０ｍｍ、１．６ｍｍについては２０ｍｍのものを用
いた。芯振れ量の測定結果を表１に示す

【００３８】

【表１】

【００３９】表１に示した結果から明らかなように、従
来タイプの溶接チップを用いた比較例の場合には、繰返
し１００回の溶接を終えた時点で、判定ラインである
０．５×Ｄを既に大幅に超えているのに対して、本発明
の溶接チップを用いた場合には、絶縁ガイドの摩耗がほ
とんどないため、板ばねの有無に拘らず溶接ワイヤの芯
振れ量にほとんど変化が生じないことが確認された。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップにおいて
は、溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき、ワイヤの引
き出し抵抗Ｆが５００×Ｄ〜２５００×Ｄ（ｇ）の範囲
に調整され、しかも給電チップ先端部におけるスリット
溝幅Ｗが０．２×Ｄ（ｍｍ）以下に成形してあるととも
に、絶縁ガイドとの隙間Ｇが、例えば０．２×Ｄ（ｍ
ｍ）以下であって、溶接フュームが侵入しない程度に近
接ないし密着していることから、給電チップと溶接ワイ
ヤとの間の電気的な接触が確実なものとなると共に、溶
接フュームのスリット溝への堆積を防止して、アーク状
態を長期にわたって安定に維持することができ、耐久性
の向上が可能になるという極めて優れた効果がもたらさ
れる。

【００４１】また、本発明に係わる他の溶極式ガスシー
ルドアーク溶接用溶接チップにおいては、給電チップの
先端部に板ばねを備え、ワイヤの引き出し抵抗Ｆが１０
０×Ｄ〜２０００×Ｄ（ｇ）の範囲に調整され、絶給電
チップ先端部におけるスリット溝幅Ｗが０．３×Ｄ（ｍ
ｍ）以下で、絶縁ガイドとの隙間Ｇが、例えば０．１×
Ｄ（ｍｍ）以下であって、溶接フュームが侵入しない程
度に近接ないし密着していることから、同様に給電チッ
プと溶接ワイヤとの間の給電状態を確実なものとし、ス
リット溝部へのフューム堆積を防止することができ、ア
ーク状態を長期にわたって安定に維持して、耐久性の向
上させることができる。

【００４２】また、本発明に係わる溶接用チップの好適
形態においては、給電チップをワイヤ挿通孔を大径部と
小径部からなる２段構造とし、しかも大径部を給電チッ
プのスリット溝の基端部にまで延長させるようにしてい
ることから、めっきかすのような異物が溶接ワイヤと共
にワイヤ挿通孔に流入したとしても、スリット溝から容
易に排出することができ、給電部である給電チップ先端
部にまで侵入することがなくなるので、ワイヤの送給詰
まりを未然に防止して安定な溶接状態が長期間維持する
ことができる。

【００４３】本発明に係わる溶極式ガスシールドアーク
溶接装置は、上記溶接チップを備えたものであるから、
溶接ワイヤへの給電を安定化して安定な溶接を継続する
ことができ、溶接チップの交換頻度を大幅に低減するこ
とができるという優れた効果がもたらすものである。

【００４４】さらに、本発明に係わる溶極式ガスシール
ドアーク溶接方法においては、上記溶接チップを使用す
ることによって、当該溶接チップから連続的に送り出さ
れる溶接ワイヤ先端部の芯振れを給電チップ２からのワ
イヤ突き出し長さ（ワイヤエクステンション）１０ｍｍ
あたり、ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき０．５×Ｄｍ
ｍ以内に抑えるようにしているので、溶接の位置ずれや
溶接ビードの蛇行を防止して、溶接部の外観の寸法精度
を大幅に向上させることができるという優れた効果がも
たらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明に係わる溶極式ガ
スシールドアーク溶接用溶接チップの一形態例を示す分
解図および断面図である。

【図２】（ａ） 図１に示した溶接チップにおける給電
チップおよび絶縁ガイドの拡大説明図である。 （ｂ） 図２（ａ）に示した給電チップの先端部の端面
図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は本発明に係わる溶極式ガ
スシールドアーク溶接用溶接チップの他の形態例を示す
分解図および断面図である。

【図４】給電チップのさらに他の形態例を示す断面図で
ある。

【図５】スリット溝加工を施した給電チップと施してな
い給電チップの耐久性を比較して示すグラフである。

【図６】ストレート孔からなるワイヤ挿通孔を有する給
電チップと２段構造のワイヤ挿通孔を有する給電チップ
の耐久性を比較して示すグラフである。

【図７】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出し
抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径１．２ｍｍ−
板ばねなし）。

【図８】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット溝
幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフである
（ワイヤ径１．２ｍｍ−板ばねなし）。

【図９】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出し
抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径０．８ｍｍ−
板ばねなし）。

【図１０】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット
溝幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフであ
る（ワイヤ径０．８ｍｍ−板ばねなし）。

【図１１】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出
し抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径１．６ｍｍ
−板ばねなし）。

【図１２】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット
溝幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフであ
る（ワイヤ径１．６ｍｍ−板ばねなし）。

【図１３】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出
し抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径１．２ｍｍ
−板ばねあり）。

【図１４】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット
溝幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフであ
る（ワイヤ径１．２ｍｍ−板ばねあり）。

【図１５】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出
し抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径０．８ｍｍ
−板ばねあり）。

【図１６】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット
溝幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフであ
る（ワイヤ径０．８ｍｍ−板ばねあり）。

【図１７】給電チップの耐久性におよぼすワイヤ引き出
し抵抗の影響を示すグラフである（ワイヤ径１．６ｍｍ
−板ばねあり）。

【図１８】耐久性が良好な給電チップ先端部のスリット
溝幅Ｗと絶縁ガイドとの隙間Ｇの領域を示すグラフであ
る（ワイヤ径１．６ｍｍ−板ばねあり）。

【符号の説明】

１ 溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップ ２ 給電チップ ２ｃ ワイヤ挿通孔 ２ｄ スリット溝 ２ｇ 大径部 ２ｈ 小径部 ３ 絶縁ガイド ４ ガイドホルダー ５ 板ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上仲 明朗 愛知県名古屋市南区大同町２−30 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 塚原 康行 愛知県名古屋市南区大同町２−30 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 鈴木 宏明 愛知県名古屋市南区大同町２−30 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 香川 馨一郎 愛知県名古屋市名東区松井町275 Ｆターム(参考） 4E001 LH03 MB02 MC02 MC03 MC04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接トーチ本体の先端部に着脱可能に連
   結され、中心部に形成されたワイヤ挿通孔を通過する溶
   接ワイヤに電流を供給する給電チップと、 給電チップの先端側に位置して、給電チップを通過した
   溶接ワイヤを被溶接材に向けて案内すると共に、溶接ワ
   イヤの給電チップからの突き出し長さを長く保持する絶
   縁ガイドと、 給電チップの先端部に着脱可能に連結され、絶縁ガイド
   を給電チップの先端側に保持するガイドホルダーからな
   る溶接チップであって、 前記給電チップは、絶縁ガイド側端部に軸方向に沿った
   複数のスリット溝を有し、溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）と
   するとき、当該スリット溝の先端部幅Ｗが０．２×Ｄ
   （ｍｍ）以下に成形してあると共に、ワイヤ引き出し抵
   抗Ｆ（ｇ）が５００×Ｄ≦Ｆ≦２５００×Ｄであり、前
   記絶縁ガイドが当該給電チップに対して、溶接フューム
   が侵入しない程度に近接または密着していることを特徴
   とする溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チップ。
2. 【請求項２】 給電チップと絶縁ガイドとの間に形成さ
   れる隙間Ｇが０．２×Ｄ（ｍｍ）以下であることを特徴
   とする請求項１記載の溶極式ガスシールドアーク溶接用
   溶接チップ。
3. 【請求項３】 溶接トーチ本体の先端部に着脱可能に連
   結され、中心部に形成されたワイヤ挿通孔を通過する溶
   接ワイヤに電流を供給する給電チップと、 給電チップの先端側に位置して、給電チップを通過した
   溶接ワイヤを被溶接材に向けて案内すると共に、溶接ワ
   イヤの給電チップからの突き出し長さを長く保持する絶
   縁ガイドと、 給電チップの先端部に着脱可能に連結され、絶縁ガイド
   を給電チップの先端側に保持するガイドホルダーからな
   る溶接チップであって、 前記給電チップは、絶縁ガイド側端部に軸方向に沿った
   複数のスリット溝を有し、溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）と
   するとき、当該スリット溝の先端部幅Ｗが外周部に設け
   た板ばねによって０．３×Ｄ（ｍｍ）以下に付勢されて
   いると共に、ワイヤ引き出し抵抗Ｆ（ｇ）が１００×Ｄ
   ≦Ｆ≦２０００×Ｄであり、前記絶縁ガイドが当該給電
   チップに対して、溶接フュームが侵入しない程度に近接
   または密着していることを特徴とする溶極式ガスシール
   ドアーク溶接用溶接チップ。
4. 【請求項４】 給電チップと絶縁ガイドとの間に形成さ
   れる隙間Ｇが０．１×Ｄ（ｍｍ）以下であることを特徴
   とする請求項３記載の溶極式ガスシールドアーク溶接用
   溶接チップ。
5. 【請求項５】 給電チップのワイヤ挿通孔が、絶縁ガイ
   ド側に位置して溶接ワイヤ径にほぼ等しい内径を有する
   小径部と、反絶縁ガイド側に位置して前記小径部よりも
   大きい内径を有する大径部からなる２段構造を備えてい
   ると共に、大径部が前記スリット溝の基端部にまで達し
   ていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
   れかに記載の溶極式ガスシールドアーク溶接用溶接チッ
   プ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の溶接チップを備えたことを特徴とする溶極式ガスシ
   ールドアーク溶接装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の溶接チップを用いて、溶接ワイヤの給電チップから
   の突き出し長さ１０ｍｍあたりの溶接ワイヤの芯振れを
   溶接ワイヤ径をＤ（ｍｍ）とするとき０．５×Ｄｍｍ以
   内に抑えることを特徴とする溶極式ガスシールドアーク
   溶接方法。