JP2009090355A - Contact tip, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
ガスシールドアーク溶接に用いられるコンタクトチップに関するものである。 The present invention relates to a contact tip used for gas shielded arc welding.
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4に示されるように、その先端から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。
Conventionally, gas assembly arc welding such as MAG welding and MIG welding has been used when assembling automobile parts and the like.
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50を介して電流を供給して、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。
In gas shielded arc welding, an electric current is supplied to a solid wire that is continuously fed through a
コンタクトチップ50は、その中心にソリッドワイヤーが送り出される送出孔50aが貫通形成されていて、銅や銅合金で構成されている。コンタクトチップ50の送出孔50a内面でソリッドワイヤーと接触させることにより、ソリッドワイヤーに電流を供給している。
The
従来では、コンタクトチップ50の送出孔50aをドリル加工により貫通形成していた。このため、送出孔50aの内面には、ドリル加工による送り目が形成されており、この送り目の方向が、ソリッドワイヤーの送出方向に対して、垂直方向となっていることから、ソリッドワイヤーを送出すると送出孔50aの送り目によりソリッドワイヤーが削られて、削り粉が発生し、送出孔50a内に詰まり、ソリッドワイヤーの送出抵抗が増大してしまい、ソリッドワイヤーの送出が不安定になってしまい、溶接品質が不安定になってしまうという問題があった。
Conventionally, the
そこで、ソリッドワイヤーの送出抵抗が大きくならないために、従来では、表1に示されるように送出孔50aとソリッドワイヤーとのクリアランスを大きく設定していた。
Therefore, in order to prevent the solid wire sending resistance from increasing, conventionally, as shown in Table 1, the clearance between the
ガスシールドアーク溶接時には、ソリッドワイヤーは、8m〜15m/分の速度でコンタクトチップ50の送出孔50aから送出される。ガスシールドアーク溶接時には、コンタクトチップ50は、送出されるソリッドワイヤーとの摩擦熱及び、溶接池の反射熱で軟化し、前述した比較的速い速度で、ソリッドワイヤーが送出孔50aから送出されるので、送出孔50aが摩耗してしまう。上記表1のように、送出孔50aとソリッドワイヤーとのクリアランスを大きく設定すると、送出孔50aがソリッドワイヤーの送出により摩耗して、前記クリアランスが、更に大きくなった場合には、コンタクトチップからソリッドワイヤーに通電しない時間が発生し、アークが不安定になってしまう。もし、アークが不安定になり、アーク長が長くなると、ソリッドワイヤーがコンタクトチップに溶着してしまうバーンバック現象が生じが生じてしまう。また、アークが不安定になると、スパッタの大きさと量が共に増大し、このスパッタを除去するための後処理に手間がかかってしまう。更に、前記クリアランスが大きくなると、溶接位置が狙い位置から外れてしまうという問題もある。
During gas shielded arc welding, the solid wire is delivered from the
このため従来では、送出孔50aの摩耗を防止するために、銅にクロムを添加し、溶体化焼鈍と析出硬化処理とからなる熱処理を行い、クロムを析出させて、コンタクトチップ50の硬度を上げていた。しかしながら、前記方法でコンタクトチップ50の硬度を上げると、電気抵抗が上昇して、電気伝導率が77〜80%(IACS)に低下してしまう。電気伝導率が低下すると、ソリッドワイヤーへの給電効率が悪化し、給電が不安定となるので、送出孔50aのソリッドワイヤーとの接触長を40mm以上にする必要があった。しかし、送出孔50aのソリッドワイヤーとの接触長を長く設定すると、送出孔50aとソリッドワイヤーとの送出抵抗が大きくなり、前述したようにソリッドワイヤーの送出が不安定になる問題が生じてしまう。
For this reason, conventionally, in order to prevent wear of the
本発明は、熱処理によりコンタクトチップの硬度を上げると、電気伝導率が低下するという問題点を解決し、電気伝導率及び硬度の高いコンタクトチップ及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problem that the electrical conductivity is lowered when the hardness of the contact tip is increased by heat treatment, and to provide a contact tip having a high electrical conductivity and hardness and a method for manufacturing the contact tip.
上記課題を解決するためになされた本発明は、連続的に供給されるソリッドワイヤーが挿通される送出孔を有し、前記送出孔の内面で前記ソリッドワイヤーと接触させて、電流を前記ソリッドワイヤーに供給するガスシールドアーク溶接のコンタクトチップであって、0.03〜0.7質量%のAgを含み、残部がCu及び不純物から構成されることを特徴とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a delivery hole through which a continuously supplied solid wire is inserted, and is brought into contact with the solid wire on the inner surface of the delivery hole so that a current is supplied to the solid wire. The contact tip of the gas shield arc welding supplied to the steel is characterized by containing 0.03 to 0.7% by mass of Ag and the balance being made of Cu and impurities.
なお、コンタクトチップに含有するOを、0.005〜0.1質量%にすることが好ましい。 In addition, it is preferable to make O contained in a contact chip 0.005-0.1 mass%.
また、ソリッドワイヤーの外径に対する送出孔の内径を、表2の寸法に設定することが好ましい。
また、電気伝導率(IACS)95%以上、硬度65HV以上にすることが好ましい。 Moreover, it is preferable to make it electrical conductivity (IACS) 95% or more and hardness 65HV or more.
また、送出孔を引き抜き加工により形成することが好ましい。 Moreover, it is preferable to form the delivery hole by drawing.
本発明のコンタクトチップを製造するのに最適な製造方法は、0.03〜0.7質量%のAgを含み、残部がCu及び不純物から構成される押出用ビレットに、熱間押し出し加工を行い外径を減少させるとともに、穿孔加工を行い貫通孔を形成して第1の中間材を形成し、この第1の中間材に、引き抜き加工を行い外径を減少させて第2の中間材を形成し、この第2の中間材に、最終引き抜き加工を行い送出孔を形成して第3の中間材を形成し、この第3の中間材に、切削加工を行い外形を形成することを特徴とする。 The optimum manufacturing method for manufacturing the contact tip of the present invention is to perform hot extrusion processing on an extrusion billet containing 0.03 to 0.7 mass% of Ag and the balance being made of Cu and impurities. While reducing the outer diameter, drilling is performed to form a through hole to form a first intermediate material, and the first intermediate material is drawn to reduce the outer diameter and the second intermediate material is And forming a third intermediate material by forming a delivery hole in the second intermediate material and forming a delivery hole, and cutting the third intermediate material to form an outer shape. And
なお、引き抜き加工、最終引き抜き加工、切削加工を、冷間加工により行い、且つ、全工程を通じて熱処理を行わず、電気伝導率(IACS)95%以上、硬度65HV以上にすることが好ましい。 Note that it is preferable that the drawing process, the final drawing process, and the cutting process are performed by cold working, and heat treatment is not performed through all the steps, and the electrical conductivity (IACS) is 95% or more and the hardness is 65 HV or more.
また、最終引き抜き加工を、送出孔の内径と同一の外径にした突出部が引き抜く方向側に突設された浮きプラグを第2の中間材の貫通孔に挿通して、前記第2の中間材を引き抜く浮きプラグ法により行うことが好ましい。 Further, a final plugging process is performed by inserting a floating plug projecting on the side in which the protruding portion having the same outer diameter as the inner diameter of the delivery hole is pulled out into the through hole of the second intermediate member, and It is preferable to carry out by a floating plug method for pulling out the material.
あるいは、最終引き抜き加工を、空引き法により行うことが好ましい。 Alternatively, the final drawing process is preferably performed by the empty drawing method.
本発明によれば、コンタクトチップに0.03〜0.7質量%のAgを含有させたので、コンタクトチップの軟化温度を高めることが可能となった。 According to the present invention, since 0.03 to 0.7% by mass of Ag is contained in the contact chip, the softening temperature of the contact chip can be increased.
なお、コンタクトチップに含有するOを、0.005〜0.1質量%にすると、コンタクトチップの水素脆化を防ぎつつ電気伝導率を向上させることが可能となる。 In addition, when O contained in a contact chip is 0.005-0.1 mass%, it becomes possible to improve electrical conductivity, preventing hydrogen embrittlement of a contact chip.
また、ソリッドワイヤーの外径に対する送出孔の内径を、表3の寸法のように設定し、送出孔とソリッドワイヤーとのクリアランスを小さく設定すると、安定してソリッドワイヤーと送出孔を接触させることができ、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することができ、溶接不良を防ぐことが可能となる。このように、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となるので、送出孔とソリッドワイヤーとの接触長を短く設定することができ、送出孔とソリッドワイヤーとの送出抵抗を小さくすることができ、ソリッドワイヤーの送出が安定し、溶接品質を安定させることが可能となる。また、前記接触長を短く設定すると、コンコンタクトチップの全長を短くすることが可能となる。また、前記クリアランスを小さくすると、初めから前記クリアランスが大きい従来のコンタクトチップに比べて、交換時期のクリアランスになるまでの使用時間を大幅に延ばすこと可能となり、従来のコンタクトチップに比べて、交換時期のクリアランスになるまでの使用時間を大幅に延ばすこと可能となる。従来2時間でコンタクトチップを交換していたところ、本発明をコンタクトチップを使用すると、使用時間を約4〜6時間に延ばすことが可能となり、ユーザのコストを削減することが可能となり、省資源に寄与することが可能となる。 If the inner diameter of the delivery hole with respect to the outer diameter of the solid wire is set as shown in Table 3 and the clearance between the delivery hole and the solid wire is set small, the solid wire and the delivery hole can be brought into stable contact with each other. It is possible to stably supply current to the solid wire, and it is possible to prevent poor welding. As described above, since it is possible to stably supply current to the solid wire, the contact length between the delivery hole and the solid wire can be set short, and the delivery resistance between the delivery hole and the solid wire can be reduced. This makes it possible to stabilize the delivery of the solid wire and stabilize the welding quality. Moreover, if the contact length is set short, the total length of the contact chip can be shortened. In addition, when the clearance is reduced, it is possible to greatly extend the use time until the clearance at the replacement time is reached, compared with the conventional contact tip having a large clearance from the beginning. It becomes possible to greatly extend the use time until the clearance becomes. Conventionally, the contact tip was replaced in 2 hours. However, if the contact tip is used in the present invention, the usage time can be extended to about 4 to 6 hours, the cost of the user can be reduced, and the resource is saved. It becomes possible to contribute to.
また、コンタクトチップの電気伝導率(IACS)を95%以上にすると、ソリッドワイヤーに効率よく電流を供給することが可能となり、溶接不良を防ぐことが可能なる。また、効率良く電流をソリッドワイヤーに供給することができるので、コンタクトチップの全長を短くすることが可能となる。 Further, when the electrical conductivity (IACS) of the contact tip is 95% or more, it becomes possible to efficiently supply current to the solid wire, and it is possible to prevent poor welding. In addition, since the current can be efficiently supplied to the solid wire, the total length of the contact chip can be shortened.
また、コンタクトチップの硬度を65HV以上にすると、コンタクトチップの送出孔が、ソリッドワイヤーの送出により摩耗することを抑制することが可能となる。このため、送出孔とソリッドワイヤーとのクリアランスが大きくなりにくく、ソリッドワイヤーへの電流への供給が安定し、溶接品質を向上させることが可能となる。また、前記クリアランスが大きくなりにくいことから、溶接位置が、狙い位置から外れることを抑制することが可能となる。 Further, when the hardness of the contact tip is 65 HV or more, it is possible to suppress the contact tip delivery hole from being worn by the delivery of the solid wire. For this reason, the clearance between the delivery hole and the solid wire is difficult to increase, the supply of current to the solid wire is stable, and the welding quality can be improved. Further, since the clearance is difficult to increase, it is possible to suppress the welding position from deviating from the target position.
また、送出孔を引き抜き加工により形成することとすると、送出孔の内面の摺痕を、ソリッドワイヤーの送出方向と同一方向にすることができ、また、送出孔の内面を平滑にすることが可能となるので、ソリッドワイヤーの送出時に、ソリッドワイヤーが送出孔により、削られることを抑制することが可能となる。このため、ソリッドワイヤーが削られ、削り粉が送出孔に詰まることを防止することが可能となる。また、送出孔の内面が平滑であるので、ソリッドワイヤーの送出の安定し、送出孔とソリッドワイヤーとの接触が良好となり、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となり、溶接品質を向上させることが可能となる。 In addition, if the delivery hole is formed by drawing, the traces on the inner surface of the delivery hole can be made the same direction as the delivery direction of the solid wire, and the inner surface of the delivery hole can be smoothed. Therefore, when the solid wire is delivered, it is possible to prevent the solid wire from being cut by the delivery hole. For this reason, it becomes possible to prevent the solid wire from being cut and the cutting powder from clogging the delivery hole. In addition, since the inner surface of the delivery hole is smooth, the delivery of the solid wire is stable, the contact between the delivery hole and the solid wire is good, and it is possible to supply current to the solid wire stably, improving the welding quality. It becomes possible to improve.
本発明のコンタクトチップを製造するのに最適な製造方法は、0.03〜0.7質量%のAgを含み、残部がCu及び不純物から構成される押出用ビレットに、熱間押し出し加工を行い外径を減少させるとともに、穿孔加工を行い貫通孔を形成して第1の中間材を形成し、この第1の中間材に、引き抜き加工を行い外径を減少させて第2の中間材を形成し、この第2の中間材に、最終引き抜き加工を行い送出孔を形成して第3の中間材を形成し、この第3の中間材に、切削加工を行いコンタクトチップの外形を形成し、前記引き抜き加工、最終引き抜き加工、切削加工を、冷間加工により行い、且つ、全工程を通じて熱処理を行わないことを特徴とする。このため、電気伝導率を低下させることなく、硬度を上げることが可能となり、電気伝導率(IACS)95%以上、硬度65HV以上にすることが可能となった。 The optimum manufacturing method for manufacturing the contact tip of the present invention is to perform hot extrusion processing on an extrusion billet containing 0.03 to 0.7 mass% of Ag and the balance being made of Cu and impurities. While reducing the outer diameter, drilling is performed to form a through hole to form a first intermediate material, and the first intermediate material is drawn to reduce the outer diameter and the second intermediate material is Then, a final drawing process is performed on the second intermediate material to form a delivery hole to form a third intermediate material, and a cutting process is performed on the third intermediate material to form an outer shape of the contact chip. The drawing process, the final drawing process, and the cutting process are performed by cold working, and heat treatment is not performed throughout the entire process. For this reason, it is possible to increase the hardness without decreasing the electrical conductivity, and it is possible to achieve an electrical conductivity (IACS) of 95% or more and a hardness of 65 HV or more.
なお、最終引き抜き加工を、送出孔の内径と同一の外径にした突出部が引き抜く方向側に突設された浮きプラグを、第2の中間材の貫通孔に挿通して、前記第2の中間材を引き抜く浮きプラグ法により行うと、送出孔の内面の摺痕を、ソリッドワイヤーの送出方向と同一方向にすることができ、また、送出孔の内面を平滑にすることが可能となるので、ソリッドワイヤーの送出時に、ソリッドワイヤーが送出孔により、削られることを抑制することが可能となる。また、送出孔の内面が平滑であるので、送出孔とソリッドワイヤーとの接触が良好となり、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となる。また、ソリッドワイヤーの送出を安定させることが可能となる。 Note that the final drawing process is performed by inserting a floating plug projecting on the direction in which the projecting portion having the same outer diameter as the inner diameter of the delivery hole is withdrawn into the through hole of the second intermediate member, and If the floating plug method is used to pull out the intermediate material, the traces on the inner surface of the delivery hole can be made the same direction as the delivery direction of the solid wire, and the inner surface of the delivery hole can be made smooth. When the solid wire is delivered, it is possible to prevent the solid wire from being cut by the delivery hole. Further, since the inner surface of the delivery hole is smooth, the contact between the delivery hole and the solid wire becomes good, and it becomes possible to supply a current to the solid wire stably. In addition, it is possible to stabilize the delivery of the solid wire.
また、最終引き抜き加工を、空引き法により行うと、浮きプラグを使用しないので、浮きプラグの破損のリスクがなく、コンタクトチップの生産性を向上させることが可能となる。 Further, when the final drawing process is performed by the empty drawing method, since the floating plug is not used, there is no risk of breakage of the floating plug, and the productivity of the contact chip can be improved.
(コンタクトチップの構成)
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図1は本発明の実施の形態を示すコンタクトチップ1の説明図である。コンタクトトップ1の先端部分は、先端側に向かって外径が小さくなる略砲弾形状をしている。コンタクトチップ1には、軸線方向に連通する送出孔1aが貫通形成されている。この送出孔1aにソリッドワイヤーを挿通して、送出孔1aの内面でソリッドワイヤーを接触させて、ソリッドワイヤーに電流を供給するようにしている。コンタクトチップ1の基端部は、他の部分に比べて外径が小さくなっていて、当該部分にネジ山が螺刻されていて、取付部1bとなっている。
(Contact chip configuration)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a
送出孔1aの取付部1b側の端部には、外径が大きくなっている空洞部1cが形成されている。この空洞部1cは、ソリッドワイヤーの送出を良好にするための潤滑剤を入れるポケットの役割をしている。送出孔1aの空洞部1cに開放している部分は、空洞部1cに向かって徐々に内径が大きく形成されたテーパー部1dとなっている。
A
コンタクトチップ1の外表面には、面取り部1eが形成されている。この面取り部1eにスパナ等の工具を係合させて、取付部1bを、ガスシールドアーク溶接用トーチのチップホルダに螺入して、コンタクトチップ1を、チップホルダに取り付けるようにしている。ガスシールドアーク溶接時には、ソリッドワイヤーは、チップホルダ側から連続的に供給されるようになっている。
A chamfered
なお、図1において、aはソリッドワイヤーと送出孔1aとが接触する接触長であり、送出孔1aの全長から、テーパー部1dの長さを引いた寸法である。また、bはソリッドワイヤーが接触しない非接触長であり、挿入部1cとテーパー部1cの長さ寸法を足し合わせた寸法である。また、cはコンタクトチップ1の全長である。
In FIG. 1, a is a contact length where the solid wire and the
(コンタクトチップの組成)
以下、コンタクトチップ1の組成について説明をする。本発明のコンタクトチップ1の組成は、0.03〜0.7質量%の銀(Ag)を含み、残部が銅(Cu)及び不純物から構成される銅合金である。このように、銅に微量の銀を含有させると、溶融した上記銅合金が凝固する際に、銀が析出する析出強化により、硬度が高くなる。コンタクトチップ1の硬度が高くなる一方で、銅に含有させる銀の電気伝導率は、あらゆる金属のなかで最も高いので、コンタクトチップ1の電気伝導率を低下させることなく、コンタクトチップ1の硬度を高くすることが可能となる。本発明のコンタクトチップ1は、後述する製造方法により、コンタクトチップ1の硬度65HV(ビッカース硬さ)以上で、電気伝導率は95%以上(IACS:International Annealed Copper Standardの略、国際焼きなまし銅線標準ともいう)となっている。
(Composition of contact chip)
Hereinafter, the composition of the
なお、銅に微量の銀を含有させると、コンタクトチップ1の軟化温度を高い値に向上させることが可能となる。銀の含有量が、0.03質量%未満では、コンタクトチップの軟化温度を十分に向上させることができない。一方で、銀を0.7質量%を超えて銅に含有させると、電気伝導率が低下してしまう。そこで、本発明では、銀の含有量を0.03〜0.7質量%に設定することとした。
In addition, when a trace amount silver is contained in copper, it becomes possible to improve the softening temperature of the
一般的に銅地金(電気銅やタフピッチ銅)には、不純物として少量の酸素が含有している。銅合金に微量の酸素(O)が含有していると、電気伝導率が向上する。一方で、銅合金に過剰の酸素が含有していると、電気伝導率が悪化する。銅合金に対する酸素の質量%が、0.05質量%までは、電気伝導率が向上するが、銅合金に対する酸素の質量%が、0.05%を超えると、電気伝導率が悪化する。また、銅合金に過剰の酸素が含有していると、コンタクトチップ1が水素脆化することもある。このため、コンタクトチップ1に含有する酸素量を0.005〜0.01質量%に調整することが好ましい。つまり、本発明のコンタクトチップ1の望ましい組成は、0.03〜0.7質量%のAg及び0.005〜0.1質量%のOを含み、残部がCu及び不可避的不純物から構成される銅合金であることが好ましい。
In general, copper ingots (electrocopper and tough pitch copper) contain a small amount of oxygen as impurities. When a trace amount of oxygen (O) is contained in the copper alloy, the electrical conductivity is improved. On the other hand, if the copper alloy contains excessive oxygen, the electrical conductivity deteriorates. The electrical conductivity is improved when the mass% of oxygen with respect to the copper alloy is up to 0.05 mass%, but the electrical conductivity is deteriorated when the mass% of oxygen with respect to the copper alloy exceeds 0.05%. Further, if the copper alloy contains excessive oxygen, the
(コンタクトチップの製造方法)
以下、本発明のコンタクトチップ1の製造方法について説明をする。上記組成の銅合金材料を溶解して、外径が300〜600mmの鋳塊を得る。この鋳塊に切削加工を行い、外径が250mmから550mmの押出用ビレットを形成する。
(Contact chip manufacturing method)
Hereinafter, the manufacturing method of the
この押出用ビレットを、熱間(上記銅合金の再結晶温度以上の温度、本実施形態では約900℃)により、穿孔加工及び押し出し加工を行い、軸線方向に貫通する貫通穴を形成するとともに外径を減少さて、外径が80〜50mmで管状の第1の中間材を形成する。なお、前記穿孔加工は、互いに傾斜した圧延ロールで、被加工物を挟み込み、プラグを押し付けて穿孔するマンネスマン・ピアサーにより行うことが好ましいが、これに限定されない。 This extrusion billet is subjected to drilling and extrusion by hot (a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of the copper alloy, approximately 900 ° C. in this embodiment) to form a through hole penetrating in the axial direction and The diameter is reduced to form a tubular first intermediate material having an outer diameter of 80 to 50 mm. The piercing process is preferably performed by Mannesmann Piercer, in which a workpiece is sandwiched between rolling rolls inclined with respect to each other, and a plug is pressed to perform piercing, but is not limited thereto.
更に、この第1の中間材を、被加工物の外径より小さい内径の挿通孔が形成されたダイに挿通して引き抜き(この加工法を以下、引き抜き加工とする)、外径を減少させて、外径が7〜15mmで管状の第2の中間材を形成する。なお、第2の中間材を形成する引き抜き加工は、上記銅合金の再結晶温度以下の冷間引き抜き加工により行う。このように冷間引き抜き加工を行うと、転位密度が増殖し変形抵抗が大きくなって硬度が増す。 Further, the first intermediate material is drawn through a die in which an insertion hole having an inner diameter smaller than the outer diameter of the workpiece is formed (this processing method is hereinafter referred to as a drawing process) to reduce the outer diameter. Thus, a tubular second intermediate material having an outer diameter of 7 to 15 mm is formed. The drawing process for forming the second intermediate material is performed by cold drawing below the recrystallization temperature of the copper alloy. When cold drawing is performed in this way, dislocation density increases, deformation resistance increases, and hardness increases.
なお、一度に外径を減少させると、破断する恐れがあるため、冷間引き抜き加工は、複数段階に分けて行うことが好ましい。冷間引き抜き加工には、マンドレル法、浮きプラグ法、空引き法が含まれる。なお、マンドレル法は、ダイの挿通孔の内径よりも小さい外径のマンドレルを被加工物に挿通し、被加工物をマンドレルとダイの間に挟み込んで引き抜く加工法である。また、浮きプラグ法は、ダイの挿通孔の内径よりも大きい外径の浮きプラグを被加工物に挿通した状態で、被加工物をダイの挿通孔に挿通して引き抜く加工法である。また、空引き法は、前記マンドレルや浮きプラグを使用することなく、被加工物をダイの挿通孔に挿通して引き抜く加工法である。冷間引き抜き加工を、マンドレル法もしくは浮きプラグ法により行うと、被加工物の貫通孔が、前記マンドレルもしくは浮きプラグの外表面と摺れて(この加工法をバニシ加工という)、前記貫通孔の内表面の荒さが小さくなり、表面が平滑になる。このことをバニシ効果という。また、冷間引き抜き加工を、マンドレル法もしくは浮きプラグ法により行うと、貫通孔の軸線方向と同一方向の、微少な摺痕が形成される。 Note that, if the outer diameter is reduced at a time, there is a risk of breakage. Therefore, the cold drawing process is preferably performed in a plurality of stages. The cold drawing process includes a mandrel method, a floating plug method, and an empty drawing method. The mandrel method is a processing method in which a mandrel having an outer diameter smaller than the inner diameter of the insertion hole of the die is inserted into the workpiece, and the workpiece is sandwiched between the mandrel and the die and pulled out. The floating plug method is a processing method in which a workpiece is inserted through a die insertion hole and pulled out while a floating plug having an outer diameter larger than the inner diameter of the die insertion hole is inserted into the workpiece. In addition, the emptying method is a processing method in which a workpiece is inserted and extracted through an insertion hole of a die without using the mandrel or the floating plug. When the cold drawing process is performed by the mandrel method or the floating plug method, the through hole of the workpiece slides with the outer surface of the mandrel or the floating plug (this processing method is called burnishing), and the through hole The roughness of the inner surface is reduced and the surface becomes smooth. This is called the burnishing effect. In addition, when the cold drawing process is performed by the mandrel method or the floating plug method, a minute slide mark is formed in the same direction as the axial direction of the through hole.
次に、第2の中間材に、最終引き抜き加工を行い、送出孔1aを形成して第3の中間材を形成する。
Next, a final drawing process is performed on the second intermediate material to form a
1.0mm以上の内径の送出孔1aを形成する場合には、最終引き抜き加工は、浮きプラグ法により行う。図2に、最終引き抜き加工における浮きプラグ法の説明図を示し、以下説明をする。ダイ21には、第2の中間材の外径よりも小さい内径の挿通孔21aが形成されている。22は浮きプラグであり、本体部22aと突出部22bとから構成されている。本体部22aは、断面形状が円の略円柱形状をしている。本体部22aの外径は、ダイ21の挿通孔21aの内径よりも大きく、第2の中間材の内径よりの小さくなっている。突出部22bは、断面形状が円の略円柱形状をしていて、中心軸が本体部22aの中心軸と同一になるように、本体部21aの先端側(つまり引き抜く方向側に)突設している。突出部22bの外径は、ダイ21の挿通孔21aの内径よりも小さくなっている。突出部22bの外径を、送出孔1aの内径と同一の寸法にしている。なお、本実施形態の浮きプラグ22は、本体部22aと突設部22bとを接続する、円錐台形状の接続部22cが形成されている。突設部22bを引き抜く方向側にして、浮きプラグ22を第2の中間材の貫通孔に挿通し、第2の中間材をダイ21の挿通孔21aに挿通して引き抜く。この状態では、引き抜き加工中の第2の中間材は、浮きプラグ22の突出部22bと、ダイ21の挿通孔21aとの間に挟まれた状態で引き抜かれるので、第3の中間材の内径は、浮きプラグ22の突出部22bの外径と同一の外径となり、挿通孔1aが形成される。また、第3の中間材の外径は、ダイ21の挿通孔21aの内径と同一の寸法となる。前述したように、浮きプラグ法で冷間引き抜き加工で行うと、第3の中間材の挿通孔1aは、バニシ効果により、内表面が平滑になる。
When forming the
1.0mm未満の内径の送出孔1aを形成する場合には、最終引き抜き加工は、空引き法により行うことが好ましい。図3に、最終引き抜き加工における空引き法の説明図を示し、以下説明をする。ダイ25には、第2の中間材の外径よりも小さい内径の挿通孔25aが形成されている。第2の中間材を、ダイ25の挿通孔25aに挿通して引き抜くと外径が減少し、外径の寸法がダイ25の挿通孔25aの内径と同一となり、また、内径が減少して挿通孔1aが形成されて第3の中間材が形成される。
When the
もし、1.0mm未満の送出孔1aを形成する場合に、最終引き抜き加工を浮きプラグ法で行うと、浮きプラグ22の突出部22aの外径が小さくなることから、突出部22bが破損し易く、生産性が悪化する。このため、1.0mm未満の送出孔1aを形成する場合には、空引き法で最終引き抜き加工を行うこととした。なお、生産性の悪化が許容できる場合には、1.0mm未満の送出孔1aを形成する場合であっても、最終引き抜き加工を前述した浮きプラグ法により行うこととしても差し支えない。
If the
なお、最終引き抜き加工を空引き法で行う場合には、第2の中間材を形成する冷間引き抜き加工の少なくとも一工程は、浮きプラグ法もしくはマンドレル法で行うことにしている。前述したように、浮きプラグ法もしくはマンドレル法で冷間引き抜き加工で行うと、第2の中間材の貫通孔は、バニシ効果により、内表面が平滑になり、最終引き抜き加工を空引き法で行った場合であっても、第3の中間材の貫通孔の内表面の性状は維持され、平滑な状態が維持される。 When the final drawing process is performed by the empty drawing method, at least one step of the cold drawing process for forming the second intermediate material is performed by the floating plug method or the mandrel method. As described above, when cold drawing is performed by the floating plug method or mandrel method, the inner surface of the through hole of the second intermediate material becomes smooth due to the burnishing effect, and the final drawing process is performed by the empty drawing method. Even if it is a case, the property of the inner surface of the through-hole of the 3rd intermediate material is maintained, and a smooth state is maintained.
最終引き抜き加工も、冷間加工で行うので、転位が増殖して加工硬化により銅合金の硬度が上昇する。 Since the final drawing process is also performed by cold working, dislocations multiply and the hardness of the copper alloy increases due to work hardening.
第3の中間材に、切削加工を行い、先端部1a、取付部1b、空洞部1c、テーパー部1d、面取り部1eを形成して、コンタクトチップ1が完成する。勿論、前記切削加工は、冷間加工である。
Cutting is performed on the third intermediate material to form the
本発明では、全工程を通じて溶体化処理や析出硬化処理等の熱処理を行わず、第2の中間材を形成する引き抜き加工及び第3の中間材を形成する最終引き抜き加工、コンタクトチップ1の外形を形成する切削加工を、上記銅合金の再結晶温度以下の冷間加工で行い、硬度を上昇させることにした。このため、電気伝導率が低下することがなく、コンタクトチップ1の硬度を65HV以上するとともに、電気伝導率(IACS)を95%以上にすることが可能となった。
In the present invention, the heat treatment such as solution treatment and precipitation hardening treatment is not performed through all the steps, the drawing process for forming the second intermediate material, the final drawing process for forming the third intermediate material, and the outer shape of the
また、本発明では、引き抜き加工(最終引き抜き加工を含む)により、送出孔1aを形成することとしたので、送出孔1aの内面の摺痕を、ソリッドワイヤーの送出方向と同一方向にすることができ、また、送出孔1aの内面を平滑にすることが可能となるので、ソリッドワイヤーの送出時に、ソリッドワイヤーが送出孔1aにより、削られることを抑制することが可能となる。このため、ソリッドワイヤーが削られ、削り粉が送出孔に詰まることを防止することが可能となる。また、送出孔1aの内面が平滑であるので、ソリッドワイヤーの送出の安定し、送出孔1aとソリッドワイヤーとの接触が良好となり、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することができる。また、送出孔1aの内面の摺痕を、ソリッドワイヤーの送出方向と同一方向にし、送出孔1aの内面を平滑にしたので、ソリッドワイヤーの送出抵抗を低下させることが可能となり、次に説明するように、送出孔1aとソリッドワイヤーとのクリアランスを小さくすることが可能となる。
Further, in the present invention, since the
本発明では、送出孔1aとソリッドワイヤーとのクリアランスを、表4に示されるように小さく設定している。
In the present invention, the clearance between the
このように、本発明では、送出孔1aとソリッドワイヤーとのクリアランスを小さく設定したので、常時、ソリッドワイヤーとコンタクトチップとを接触させることができ、安定して、コンタクトチップ1からソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となる。このように、安定して、コンタクトチップ1からソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となるので、ソリッドワイヤーと送出孔1aとの接触長aを短く設定することが可能となる。このため、送出孔1aとソリッドワイヤーとの送出抵抗が小さくなり、ソリッドワイヤーの送出が安定する。また、前記接触長aを短く設定することが可能となるので、コンタクトチップ1の全長cを短くすることが可能となる。なお、本実施形態では、接触長aは、5mm〜23mmであり、これに対応する全長cは13mm〜25mmとなる。
As described above, in the present invention, since the clearance between the
このように、本発明では、銅に微量の銀を含有させ、全工程を通じて熱処理を行わず、引き抜き加工及び最終引き抜き加工、切削加工を、再結晶温度以下の冷間加工で行うことにより電気伝導率低下させずに硬度を高くし、更に、送出孔1aとソリッドワイヤーとのクリアランスを小さく設定したので、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することが可能となった。このように、安定してソリッドワイヤーに電流を供給することができるので、コンタクトチップ1供給する電流を小さくしても、ガスシールドアーク溶接を行うことができることから、安定してスプレー移行状態で溶接することができ、このため、スパッタ粒も小さくなり、溶接品質を向上させることが可能となった。
As described above, in the present invention, a small amount of silver is contained in copper, and heat treatment is not performed throughout the entire process. Electrical drawing is performed by performing drawing, final drawing, and cutting by cold working below the recrystallization temperature. Since the hardness was increased without reducing the rate and the clearance between the
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発明を説明したが、本発明は、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発明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コンタクトチップ及びコンタクトチップの製造方法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。 Although the present invention has been described above in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. The contact chip and the method of manufacturing the contact chip are also included in the technical scope without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. It must be understood as a thing.
1 コンタクトチップ
1a 送出孔
1b 取付部
1c 空洞部
1d テーパー部
1e 面取り部
21 ダイ(浮きプラグ法)
21a 挿通孔
22 浮きプラグ
22a 本体部
22b 突出部
22c 接続部
25 ダイ(空引き法)
25a 挿通孔
50 コンタクトチップ
50a ソリッド送出孔
51 チップホルダ
52 シールドノズル
53 ノズルホルダ
a 接触長
b 非接触長
c 全長
DESCRIPTION OF
Claims (9)
0.03〜0.7質量%のAgを含み、残部がCu及び不純物から構成されることを特徴とするコンタクトチップ。 A contact tip for gas shielded arc welding, which has a delivery hole through which a continuously supplied solid wire is inserted, contacts the solid wire on the inner surface of the delivery hole, and supplies current to the solid wire. ,
A contact chip comprising 0.03 to 0.7% by mass of Ag, the balance being composed of Cu and impurities.
0.03〜0.7質量%のAg及び0.005〜0.1質量%のOを含み、残部がCu及び不可避的不純物から構成されることを特徴とするコンタクトチップ。 A contact tip for gas shielded arc welding, which has a delivery hole through which a continuously supplied solid wire is inserted, contacts the solid wire on the inner surface of the delivery hole, and supplies current to the solid wire. ,
A contact chip comprising 0.03 to 0.7% by mass of Ag and 0.005 to 0.1% by mass of O, the balance being composed of Cu and inevitable impurities.
0.03〜0.7質量%のAgを含み、残部がCu及び不純物から構成される押出用ビレットに、熱間押し出し加工を行い外径を減少させるとともに、穿孔加工を行い貫通孔を形成して第1の中間材を形成し、この第1の中間材に、引き抜き加工を行い外径を減少させて第2の中間材を形成し、この第2の中間材に、最終引き抜き加工を行い送出孔を形成して第3の中間材を形成し、この第3の中間材に、切削加工を行い外形を形成することを特徴とするコンタクトチップの製造方法。 A method for manufacturing a contact tip for gas shielded arc welding, which has a delivery hole through which a continuously supplied solid wire is inserted, contacts the solid wire on the inner surface of the delivery hole, and supplies current to the solid wire Because
Extrusion billet containing 0.03 to 0.7 mass% Ag and the balance consisting of Cu and impurities is hot-extruded to reduce the outer diameter and drilling to form through holes Forming a first intermediate material, drawing the first intermediate material to reduce the outer diameter to form a second intermediate material, and subjecting the second intermediate material to a final drawing process. A method of manufacturing a contact chip, comprising forming a delivery hole to form a third intermediate material, and cutting the third intermediate material to form an outer shape.
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