JP3136631U - ガスシールドアーク溶接トーチ - Google Patents

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Abstract

【課題】シールドノズルを脱着しても破損することなく、また、低コストなガスシールドアーク溶接トーチを提供する。
【解決手段】ソリッドワイヤーが挿通されるコンタクトチップ1と、その先端にコンタクトチップ1を取り付け、コンタクトチップ1に電流を供給するパイプ状のチップホルダ2と、コンタクトチップ1を包容する筒状のシールドノズル5と、シールドノズル5の基端部をその先端に形成された取付部3aで取り付け、チップホルダ2に挿通された状態でチップホルダ2に取り付けられるノズルホルダ3とから構成されるガスシールドアーク溶接トーチにおいて、ノズルホルダ3の取付部3aの外周面及びシールドノズル5の基端部の内面の断面形状を円形状にして、シールドノズル5の基端部内にノズルホルダ3の取付部3aを挿入して、シールドノズル5をノズルホルダ3に脱着自在に取り付ける。
【選択図】 図1

Description

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に関するものである。
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CO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。
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を取り外して、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。
このため、シールドノズル52はノズルホルダ53から脱着自在になっている。従来では、ノズルホルダ53の先端の外周面にOLE_LINK1ネジ部53cOLE_LINK1を形成し、シールドノズル52の基部の内面に前記ネジ部53cと螺合するネジ部52aを形成し、シールドノズル52をノズルホルダ53から脱着自在な構造にしていた。一方で、シールドノズル52と被溶接部材との短絡を防止するために、シールドノズル52と、チップホルダ51とは絶縁する必要がある。シールドノズル52は、頻繁に脱着する必要があることから、ネジ部53cは強度が必要なため、チップホルダ51全体を樹脂等の絶縁部材で構成することはできなかた。そこで、従来では、図2に示されるように、ノズルホルダ53を、チップホルダ51に螺合する樹脂等の絶縁部材で構成された内側ノズルホルダ53aと、シールドノズル52を取り付ける真鍮製の外側ノズルホルダ53bとから構成し、チップホルダ51と外側ノズルホルダ53bとを絶縁するとともに、ネジ部53cの強度を担保していた。従来では、真鍮製の外側ノズルホルダ53bの内側に絶縁体である樹脂を流し込んで成形して、ノズルホルダ53を製造していたため、大変コスト高な製品となっていた。また、外側ノズルホルダ53bを樹脂に比べて強度のある真鍮で構成しても、シールドノズル52をノズルホルダ53aから頻繁に脱着するので、ノズルホルダ53のネジ部53が、破損するという問題があった。
特開2004−249323
本考案は上記のような問題点を解決し、シールドノズルを脱着しても破損することなく、また、低コストなガスシールドアーク溶接トーチを提供する。
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、ソリッドワイヤに電流を供給するコンタクトチップと、その先端に前記コンタクトチップを取り付け、前記コンタクトチップに電流を供給するパイプ状のチップホルダと、前記コンタクトチップ及びチップホルダを包容する筒状のシールドノズルと、前記シールドノズルの基端部をその先端に形成された取付部で取り付け、前記チップホルダに挿通された状態で前記チップホルダに取り付けられるノズルホルダとから構成されるガスシールドアーク溶接トーチにおいて、
ノズルホルダの取付部の外周面及びシールドノズルの基端部の内面の断面形状を円形状にして、シールドノズルの基端部内にノズルホルダの取付部を挿入して、シールドノズルをノズルホルダに脱着自在に取り付けたことを特徴とする。
なお、ノズルホルダの取付部及びシールドノズルの基端部の内周面の少なくとも一方に、圧縮弾性部材を取り付けることが好ましい。
また、圧縮弾性部材が、ノズルホルダの取付部に取り付けられるOリングであることが好ましい。
また、ノズルホルダを単一の材料で構成することが好ましい。
また、ノズルホルダを絶縁材で構成することが好ましい。
また、ノズルホルダをプラスチックで構成することが好ましい。
また、シールドノズルを金属パイプで構成することが好ましい。
また、シールドノズルをプラスチック製パイプで構成することが好ましい。
また、シールドノズルをフッ素樹脂製パイプで構成することが好ましい。
また、シールドノズルをフェノールホルムアルデヒド樹脂製パイプで構成することが好ましい。
また、シールドノズルをセラミックス製パイプで構成することが好ましい。
また、シールドノズルをカーボン製パイプで構成することが好ましい。
ノズルホルダの取付部の外周面及びシールドノズルの基端部の内面の断面形状を円形状にして、シールドノズルの基端部内にノズルホルダの取付部を挿入して、シールドノズルをノズルホルダに脱着自在に取り付けたので、従来に比べて、シールドノズル及びノズルホルダにネジ部を形成していないので、シールドノズルの脱着により、シールドノズル及びノズルホルダの取付部分の破損を防止し、長期間使用することが可能となった。また、作業者がシールドノズルを引き抜くだけで、シールドノズルを取り外すことができ、シールドノズルにノズルホルダの取付部の先端を挿入するだけで、シールドノズルを取り付けることができるので、シールドノズルの脱着作業が容易となり、シールドノズルの交換作業を迅速に行うことが可能となった。このため、溶接ラインの停止時間や溶接作業の休止時間が短くなり、生産効率を向上させることが可能となった。また、従来のように、ノズルホルダにネジ部を形成する必要がないことから、ノズルホルダを単一の材料で形成することが可能となり、低コストなガスシールドアーク溶接トーチを提供することが可能となった。また、ノズルホルダの取付部の外周面が円形状であるので、市販の金属製やプラスチック製のパイプを使用することが可能となり、消耗部品であるシールドノズルのコストが低くなり、ランニングコストを削減することが可能となった。また、シールドノズル及びノズルホルダにネジ部を形成する必要がないので、シールドノズルの外径寸法を小さくすることができ、狭い箇所にもシールドノズルを入れることができ、溶接し易くなった。
なお、ノズルホルダの取付部及びシールドノズルの基端部の内周面の少なくとも一方に、圧縮弾性部材を取り付けると、シールドノズルがノズルホルダから落下することを防止することが可能となる。
また、圧縮弾性部材を、ノズルホルダの取付部に取り付けられるOリングにすると、Oリングは安価であることから、Oリングが消耗して、交換する場合であっても、ランニングコストが高くならない。
また、ノズルホルダを単一の材料で構成すると、ノズルホルダの製造コストが低くなり、低コストなガスシールドアーク溶接トーチを提供することが可能となる。
また、ノズルホルダを絶縁材で構成すると、シールドノズルとチップホルダとを絶縁することにより、シールドノズルと被溶接部材との短絡を防止することが可能となる。
また、ノズルホルダをプラスチックで構成すると、シールドノズルとチップホルダとを絶縁することができ、また、安価に製造することが可能となる。
また、シールドノズルを金属パイプで構成すると、熱により溶損することがないので、コンタクトチップに大電流を供給して溶接し、熱が発生する溶接条件であっても使用することが可能となる。
また、シールドノズルをプラスチック製パイプで構成すると、プラスチックは金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であることから、シールドノズルにスパッタが付着することを防止することが可能となる。
また、シールドノズルをフッ素樹脂製パイプで構成すると、樹脂は金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であり、フッ素樹脂の摩擦係数は低いことから、シールド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、シールドノズルをフェノールホルムアルデヒド樹脂製パイプで構成すると、樹脂は金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であることから、シールドノズルにスパッタが付着することを防止することが可能となる。
また、シールドノズルをセラミックス製パイプで構成すると、コンタクトチップに大電流を供給して溶接し、熱が発生する場合であっても、溶損することがない。また、セラミックは硬いので、スパッタがシールドノズルに衝突しても、傷が付かず、スパッタが蓄積することを防止することが可能となる。
また、シールドノズルをカーボン製パイプで構成すること、スパッタがシールドノズル表面に当接しても、シールドノズルの表面が燃えてスパッタが落下するので、スパッタがシールドノズル表面に付着することがない。また、熱により溶損することがないので、コンタクトチップに大電流を供給して溶接し、熱が発生する溶接条件であっても使用することが可能となる。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本考案では、ノズルホルダ3の取付部3aの外周面及びシールドノズル5の基端部の内周面の断面形状を円形状にして、シールドノズル5の基端部内にノズルホルダ3の取付部3aを挿入して、シールドノズル5をノズルホルダ3に取り付けたので、従来のように、ノズルホルダにネジ部を形成する必要がないことから、ノズルホルダ3を単一の材料で形成することが可能となる。
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CO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。
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。
(第1の実施形態)
第1の実施形態は、シールドノズル5を銅やアルミニウム等の金属製パイプで構成した実施形態である。シールドノズル5を金属パイプで構成した場合には、シールドノズル5と被溶接部材とが電気的に短絡することを防止するために、ノズルホルダ3をプラスチックやセラミックス等の絶縁部材で構成している。なお、前記プラスチックには、樹脂、エラストマー、ゴムが含まれ、前記樹脂には、フェノールホルムアルデヒド樹脂(ベークライト)や、ポリアセタール(ジュラコン(登録商標))が含まれる。ノズルホルダ3をプラスチックで構成すると、プラスチックと金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であることから、ノズルホルダ3にスパッタが付着することを防止することが可能となる。
本考案では、ノズルホルダ3の取付部3aの外周面及びシールドノズル5の基端部の内周面の断面形状を円形状にして、シールドノズル5の基端部内にノズルホルダ3の取付部3aを挿入して、シールドノズル5をノズルホルダ3に取り付ける構造にしたので、ユーザが市販の金属製パイプを任意の長さに切断して、シールドノズル5として使用することが可能となる。
また、従来では、シールドノズルの基部の内面にネジ部を形成する必要があったことから、シールドノズルの肉厚を厚くする必要があったが、本考案では、シールドノズル5の基部の内面にネジ部を形成する必要がないことから、シールドノズル5を薄くすることが可能となる。このため、シールドノズル5の先端の外径を、絞り加工により、細くすることが可能となる。このように、シールドノズル5の先端の外径を細くしたシールドノズル5を使用すると、従来ではシールドノズル5が干渉してまう被溶接部材であっても、干渉することなく溶接することが可能となる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、シールドノズル5をプラスチック製パイプで構成した実施形態である。なお、前記プラスチックは耐熱製を有することが好ましく、前記プラスチックには、樹脂、エラストマー、ゴムが含まれ、樹脂にはポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素樹脂やフェノールホルムアルデヒド樹脂(ベークライト)、シリコン樹脂等が含まれる。第2の実施形態では、シールドノズル5をプラスチック製パイプで構成したので、プラスチックと金属が溶融したスパッタとは全く性質の異なる材質であることから、シールドノズル5にスパッタが付着することを防止することが可能となる。更に、シールドノズル5を、フッ素樹脂やシリコン樹脂製のパイプで構成すると、フッ素樹脂やシリコン樹脂は、摩擦係数が低いことから、シールドノズル5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。なお、シールドノズル5をプラスチック製パイプで構成した場合には、プラスチック製パイプは絶縁体であるので、ノズルホルダ3をアルミニウム等の金属で構成することとしても差し支えない。
本考案では、ノズルホルダ3の取付部3aの外周面及びシールドノズル5の基端部の内周面の断面形状を円形状にして、シールドノズル5の基端部内にノズルホルダ3の取付部3aを挿入して、シールドノズル5をノズルホルダ3に取り付ける構造にしたので、ユーザが市販のプラスチック製パイプを任意の長さに切断して、シールドノズル5として使用することが可能となる。
スパッタが、シールドノズル5の先端と衝突すると、シールドノズル5の先端部分が僅かに溶解する。長時間溶接を行い、シールドノズル5の先端部分が変形すると、不活性ガスの溶接箇所への流れが不均一になり、ブローホールが発生してしまう。このように、シールドノズル5の先端が変形した場合には、ユーザが先端部分を少し(約3mm)切除することにより、不活性ガスの流れを整えることができ、シールドノズル5を再利用することが可能となる。
(第3の実施形態)
第2の実施形態は、シールドノズル5をセラミックス製パイプで構成した実施形態である。セラミックスにはSiやAlが含まれる。シールドノズル5セラミックスで構成すると、金属が溶融したスパッタとセラミックスとは全く性質の異なる材質であることから、シールドノズル5にスパッタが付着することを防止することが可能となる。また、セラミックは硬いので、スパッタがシールドノズルに衝突しても、傷が付かず、スパッタが蓄積することを防止することが可能となる。更に、セラミックスは、耐熱温度が高いため、高温に曝される環境であっても使用することができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態は、シールドノズル5をカーボン製パイプで構成した実施形態である。シールドノズル5をカーボン製パイプで構成すると、スパッタがシールドノズル5表面に当接しても、シールドノズルの表面が燃えてスパッタが落下するので、スパッタがシールドノズル5表面に付着することがない。
(溶接条件に応じた使用方法)
ノズルホルダ3を絶縁材料で構成した場合には、溶接条件に応じて、シールドノズル5を、金属製パイプ、プラスチック製パイプ、セラミックス製パイプ、カーボン製パイプを任意に選択することができる。本考案では、ノズルホルダ3の取付部3aの外周面及びシールドノズル5の基端部の内周面の断面形状を円形状にして、シールドノズル5の基端部内にノズルホルダ3の取付部3aを挿入して、シールドノズル5をノズルホルダ3に取り付ける構造にしたので、作業者がシールドノズル5を引き抜くだけで、シールドノズル5を取り外すことが可能となり、また、シールドノズル5にノズルホルダ3の取付部3aの先端を挿入するだけで、シールドノズル5を取り付けることができ、シールドノズル5の脱着作業が大変容易である。シールドノズル5の交換を容易に行うことが可能である。
例えば、コンタクトチップ1に低電流を供給して溶接する場合には、熱が比較的発生しないことから、シールドノズル5をプラスチック製にすることができる。前述したように、シールドノズル5をプラスチック製にすると、シールドノズル5にスパッタが付着することを防止することが可能となる。
また、コンタクトチップ1に大電流を供給して溶接する場合には、熱が発生することから、シールドノズル5を、溶損しない金属製パイプやセラミックス製パイプ、カーボン製パイプに交換して対応する。
また、シールドノズル5が被溶接部材と干渉する場合には、前述したように、シールドノズル5の先端の外径を絞り加工により細くした金属製パイプのシールドノズル5に交換することにより、被溶接部材と干渉シールドノズル5の干渉を回避することが可能となる。
なお、本実施形態では、シールドノズル5のノズルホルダ3からの落下を防止するために、ノズルホルダ3の取付部3aにOリング4を取り付けた構造にしているが、ノズルホルダ3の取付部3a及びシールドノズル5の基端部の内面に、ゴム等の圧縮弾性部材を取り付けて、シールドノズル5のノズルホルダ3からの落下を防止する構造としても差し支えない。
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。
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。 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
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
53a 内側ノズルホルダ
53b 外側ノズルホルダ
53c ネジ部

Claims (12)

  1. ソリッドワイヤーが挿通され、ソリッドワイヤに電流を供給するコンタクトチップと、その先端に前記コンタクトチップを取り付け、前記コンタクトチップに電流を供給するパイプ状のチップホルダと、前記コンタクトチップ及びチップホルダを包容する筒状のシールドノズルと、前記シールドノズルの基端部をその先端に形成された取付部で取り付け、前記チップホルダに挿通された状態で前記チップホルダに取り付けられるノズルホルダとから構成されるガスシールドアーク溶接トーチにおいて、
    ノズルホルダの取付部の外周面及びシールドノズルの基端部の内面の断面形状を円形状にし、シールドノズルの基端部内にノズルホルダの取付部を挿入して、シールドノズルをノズルホルダに脱着自在に取り付けたことを特徴とするガスシールドアーク溶接トーチ。
  2. ノズルホルダの取付部及びシールドノズルの基端部の内周面の少なくとも一方に、圧縮弾性部材を取り付けた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。
  3. 圧縮弾性部材が、ノズルホルダの取付部に取り付けられるOリングであることを特徴とする請求項2に記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  4. ノズルホルダを単一の材料で構成したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  5. ノズルホルダを絶縁材で構成したことを特徴とする請求項4に記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  6. ノズルホルダをプラスチックで構成したことを特徴とする請求項5に記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  7. シールドノズルを金属パイプで構成したことを特徴する請求項4又は請求項5のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  8. シールドノズルをプラスチック製パイプで構成したことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  9. シールドノズルをフッ素樹脂製パイプで構成したことを特徴とする請求項8に記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  10. シールドノズルをフェノールホルムアルデヒド樹脂製パイプで構成したことを特徴とする請求項8に記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  11. シールドノズルをセラミックス製パイプで構成したことを特徴とする請求項1〜6にいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
  12. シールドノズルをカーボン製パイプで構成したことを特徴とする請求項1〜6にいずれかに記載のガスシールドアーク溶接トーチ。
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