長寿半割れ型給電チップ
株式会社最新レーザ技術研究センター

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この製品について

長寿の半割れ型給電チップ
■開発の背景自動車産業では実ライン自動車産業では実ラインでのアーク溶接の主流はガスシールドのミグ (MIG) /マグ (MAG) 溶接が主流となっており、ロボット溶接が多く採用されている。ここ10数年間でアーク溶接電源の大きな進歩により、インバータ電源、デジタル電源と進歩し、スパッタの発生が著しく低減した。

すなわち、フローニアス社のCMT溶接法、ダイヘンのシンクロフィードGMA溶接法、パナソニックのMTS-CO2溶接法およびSP-MAG溶接法、JFEEスチール社開発のJ-STAR溶接法などを採用することで、短絡時の発生スパッタを低減している。ガスシールドアーク溶接では用いるシールドの成分により毎分0.2g以下にすることもできる。溶接電源、溶接ワイヤおよびシールドガスなどの観点からスパッタの低減を図られてきた。

しかし、給電チップの開発についてはこの40年間に、革新的な大きな進歩はなかった。チップ形状も図1に示すような銅合金製の一体型のもので、構造の変化が少なく、一部コーティングを改良したものや、強制加圧給電型ノズルに用いるコレットチップがある程度である。ロボット溶接ではその寿命が2時間～8時間程度のものである。長時間溶接すると、図2に示すように、円形の穴が摩耗により楕円形に変形して、頻繁に取り換えをする必要がある。

このようにチップの摩耗が進むと溶接ワイヤの狙い位置が大きくズレ、溶接欠陥を生むことになる。1.2mm径のワイヤに対して、穴の径が、約0.2mmとか0.3mmの拡大があった場合に、チップの交換を余儀なくされる。

■半割れ型チップの給電機構と構造従来型チップの問題点を解決する方法として、図4に示すようなバネによる強制加圧給電方式の半割れ型給電チップを開発した。チップ台の中にあるチップ受台をバネで押すと、点Aで半割れチップの根本を下方に押すことになり、結果として、点Bを支点として回転モーメントが働いて、チップ先端の点Cでワイヤ中心方向に強制的にチップが押さえられ、ワイヤへの給電がスムーズに起こる。チップの溝内面が両チップで0.4mmまですり減っても給電が可能である。

半割れ型給電チップの特性
■チップ給電位置とワイヤのジュール加熱半割れ型給電チップの給電位置はチップ先端のみであり、その点からジュール発熱が生じる。