JP2603837B2 - プラズマ切断方法 - Google Patents
プラズマ切断方法Info
- Publication number
- JP2603837B2 JP2603837B2 JP62293289A JP29328987A JP2603837B2 JP 2603837 B2 JP2603837 B2 JP 2603837B2 JP 62293289 A JP62293289 A JP 62293289A JP 29328987 A JP29328987 A JP 29328987A JP 2603837 B2 JP2603837 B2 JP 2603837B2
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- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- cut
- plasma
- gas
- dross
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼板などの被切断材を、プラズマトーチか
ら吹出すプラズマアークにより切断する方法に関する。
ら吹出すプラズマアークにより切断する方法に関する。
プラズマ切断は第３図に示すように、プラズマトーチ
10からプラズマアーク12を吹出して鋼板などの被切断材
14を切断する。第３図（ａ）は側面から見た図、（ｂ）
は進行方向後方から見た図であるが、一部は省略または
破断して、切断部が明示されるようにしている。矢印Ｆ
は切断方向（トーチ進行方向）を示す。破切断材14の板
厚が厚く、切断速度が速いと、プラズマアーク12は図示
のように最初は垂直に入るが、やがて傾き、最後は下向
き傾斜を強めてという経過を辿って被切断材を抜けるの
が一般的である。最初の垂直部分は、プラズマアーク焔
が垂直下方に噴出するからということと、この部分はア
ーク電流が流れて被切断材は電流加熱も受けるというこ
とに起因する。続く傾斜部分は、高温フレームによる加
熱のみで電流加熱はないということに起因する。板厚が
薄いまたは切断速度が遅いとプラズマアークは垂直のま
ゝ被切断材を貫通する。
10からプラズマアーク12を吹出して鋼板などの被切断材
14を切断する。第３図（ａ）は側面から見た図、（ｂ）
は進行方向後方から見た図であるが、一部は省略または
破断して、切断部が明示されるようにしている。矢印Ｆ
は切断方向（トーチ進行方向）を示す。破切断材14の板
厚が厚く、切断速度が速いと、プラズマアーク12は図示
のように最初は垂直に入るが、やがて傾き、最後は下向
き傾斜を強めてという経過を辿って被切断材を抜けるの
が一般的である。最初の垂直部分は、プラズマアーク焔
が垂直下方に噴出するからということと、この部分はア
ーク電流が流れて被切断材は電流加熱も受けるというこ
とに起因する。続く傾斜部分は、高温フレームによる加
熱のみで電流加熱はないということに起因する。板厚が
薄いまたは切断速度が遅いとプラズマアークは垂直のま
ゝ被切断材を貫通する。
被切断材を抜け出るプラズマアーク焔は切断速度が遅
いと第４図（ａ）のようにほゞ垂直下方になり、垂線か
らの傾斜角±θは大きくない。切断速度が非常に遅いと
傾斜角＋θ、即ち切断方向で前に傾くようになる。切断
速度が速いと第４図（ｂ）に示すように大きく後へ傾く
（−θが大）ようになる。
いと第４図（ａ）のようにほゞ垂直下方になり、垂線か
らの傾斜角±θは大きくない。切断速度が非常に遅いと
傾斜角＋θ、即ち切断方向で前に傾くようになる。切断
速度が速いと第４図（ｂ）に示すように大きく後へ傾く
（−θが大）ようになる。
プラズマアーク焔で被切断材は溶かされ、溶融金属は
吹き飛ばされ、かゝる状態がトーチの進行につれて前進
して切断が進行して行くが、溶融金属の一部が被切断材
の切断部下面に溜まり、やがて凝固する傾向がある。こ
の下面に溜り、やがて凝固する溶融金属をドロス（滓）
という。このドロス16は、被切断材を抜け出るプラズマ
アーク焔が第４図（ｂ）のように大きく後方へ傾くとき
に発生し、第４図（ａ）のようにほゞ垂直の時は発生し
ない。第３図（ｃ）は被切断材14の切断部を下面から見
た図であり、18はプラズマアーク焔12が被切断材を貫通
することにより開いた孔、20はプラズマアーク焔の被切
断部への入射位置を示す。
吹き飛ばされ、かゝる状態がトーチの進行につれて前進
して切断が進行して行くが、溶融金属の一部が被切断材
の切断部下面に溜まり、やがて凝固する傾向がある。こ
の下面に溜り、やがて凝固する溶融金属をドロス（滓）
という。このドロス16は、被切断材を抜け出るプラズマ
アーク焔が第４図（ｂ）のように大きく後方へ傾くとき
に発生し、第４図（ａ）のようにほゞ垂直の時は発生し
ない。第３図（ｃ）は被切断材14の切断部を下面から見
た図であり、18はプラズマアーク焔12が被切断材を貫通
することにより開いた孔、20はプラズマアーク焔の被切
断部への入射位置を示す。
溶融金属が切断部下面に溜まり、凝固するとき、切断
部両側の溶融金属が互いに結び付いて一体化する傾向が
あり、このようになると切断部下面はドロスで再結合す
ることになる。つまり切断したはずが、切断できず、再
結合を生じることになる。第３図（ｃ）は切断部下面が
ドロスで再結合した状態を示す。
部両側の溶融金属が互いに結び付いて一体化する傾向が
あり、このようになると切断部下面はドロスで再結合す
ることになる。つまり切断したはずが、切断できず、再
結合を生じることになる。第３図（ｃ）は切断部下面が
ドロスで再結合した状態を示す。
切断部下面がドロスで再結合しないようにするには板
厚を薄くすること及び切断速度を下げることであるが、
いずれもプラズマトーチの切断能力の低下につながる。
つまりドロスによる再結合がなければもっと厚い被切断
材をもっと高速に切断できるのに、これがあれば薄いも
のを低速で切断するしかない。
厚を薄くすること及び切断速度を下げることであるが、
いずれもプラズマトーチの切断能力の低下につながる。
つまりドロスによる再結合がなければもっと厚い被切断
材をもっと高速に切断できるのに、これがあれば薄いも
のを低速で切断するしかない。
酸素又は空気を動作ガスとしとプラズマ切断機では、
ドロスフリーであるのは板厚20〜25mm以下で、それ以上
ではドロスの付着が非常に多くなって殆ど実施されてい
ないのが現状である。
ドロスフリーであるのは板厚20〜25mm以下で、それ以上
ではドロスの付着が非常に多くなって殆ど実施されてい
ないのが現状である。
250A出力の酸素プラズマで切断機では、常温鋼板の切
断では最大切断板厚は40mmであり、高温（約700℃）鋼
板の最大切断板厚は55mmである。いずれの鋼板の切断の
場合でも30mm以上の板厚ではドロスの付着が非常に多
く、一旦切断してもドロスによる再結合で分離不可とな
る。
断では最大切断板厚は40mmであり、高温（約700℃）鋼
板の最大切断板厚は55mmである。いずれの鋼板の切断の
場合でも30mm以上の板厚ではドロスの付着が非常に多
く、一旦切断してもドロスによる再結合で分離不可とな
る。
酸素系及びアルゴン系各プラズマ切断機で、板厚15mm
以上の鋼板切断におけるドロス付着現象で共通に言える
ことは、ドロスフリー切断速度は最大切断速度の約70％
以下であり、これなら第４図（ａ）の如くなり、プラズ
マアーク焔の傾斜角θは±15゜範囲内、ドロスフリー、
である。θが−15゜を越えると、傾斜角にほゞ比例して
ドロス量が多くなり、第４図（ｂ）のようにθが−30゜
以上になるとドロス量が非常に多くなって切断部再結
合、分離切断不能になる。よって従来は、第４図（ａ）
の状態で切断を行なうのが一般的である。
以上の鋼板切断におけるドロス付着現象で共通に言える
ことは、ドロスフリー切断速度は最大切断速度の約70％
以下であり、これなら第４図（ａ）の如くなり、プラズ
マアーク焔の傾斜角θは±15゜範囲内、ドロスフリー、
である。θが−15゜を越えると、傾斜角にほゞ比例して
ドロス量が多くなり、第４図（ｂ）のようにθが−30゜
以上になるとドロス量が非常に多くなって切断部再結
合、分離切断不能になる。よって従来は、第４図（ａ）
の状態で切断を行なうのが一般的である。
本発明はかゝる点を改善し、ドロスを除去することに
より切断能力の向上を図ることを目的とするものであ
る。
より切断能力の向上を図ることを目的とするものであ
る。
本発明ではプラズマトーチの進行方向後方の切断線上
にアフターガスノズルを設け、該ノズルより高速ガス流
を噴出して、切断部下面に溜る溶融金属を吹き飛ばし、
ひいてはドロス付着、該ドロスによる切断部再結合を阻
止する。
にアフターガスノズルを設け、該ノズルより高速ガス流
を噴出して、切断部下面に溜る溶融金属を吹き飛ばし、
ひいてはドロス付着、該ドロスによる切断部再結合を阻
止する。
第１図は本発明の切断に用いるプラズマトーチの概要
を示す。28がアフターガスノズルであり、取付台24によ
りプラズマトーチ10に取付けられ、トーチ進行方向後方
にプラズマアーク12よりやゝ下って位置するようにされ
る。切断が円弧などの曲線に沿って行なわれる場合、ト
ーチ進行方向後方は該曲線に従って変るが、これに対応
すべく、アフターガスノズル28は取付台24によりトーチ
10に固定して該トーチ10をその中心軸を中心に回転可能
にする、またはトーチ10は回転せず、取付台24がトーチ
10の周囲に回転可能にする。22はアフターガスホース、
26はアフターガスノズル28の設定調整つまみである。ま
た30はアフターガス流を示す。
を示す。28がアフターガスノズルであり、取付台24によ
りプラズマトーチ10に取付けられ、トーチ進行方向後方
にプラズマアーク12よりやゝ下って位置するようにされ
る。切断が円弧などの曲線に沿って行なわれる場合、ト
ーチ進行方向後方は該曲線に従って変るが、これに対応
すべく、アフターガスノズル28は取付台24によりトーチ
10に固定して該トーチ10をその中心軸を中心に回転可能
にする、またはトーチ10は回転せず、取付台24がトーチ
10の周囲に回転可能にする。22はアフターガスホース、
26はアフターガスノズル28の設定調整つまみである。ま
た30はアフターガス流を示す。
アフターガスの種類としては原理的には何ガスでもよ
いが、実験によると被切断材の材質又は切断面品質によ
りガスの種類を変えた方がよい結果が得られる。例えば
軟鋼材には酸素ガスまたは空気を使用し、これを溶融金
属（この場合は溶融軟鋼）に吹付けて酸化反応を生じさ
せ、その反応熱を利用すると効率がよい（ドロスをよく
除去できる）。非鉄系材にはArガス、N2ガス、又は空気
を使用するが、Arガスが最も面品質がよい。
いが、実験によると被切断材の材質又は切断面品質によ
りガスの種類を変えた方がよい結果が得られる。例えば
軟鋼材には酸素ガスまたは空気を使用し、これを溶融金
属（この場合は溶融軟鋼）に吹付けて酸化反応を生じさ
せ、その反応熱を利用すると効率がよい（ドロスをよく
除去できる）。非鉄系材にはArガス、N2ガス、又は空気
を使用するが、Arガスが最も面品質がよい。
アフターガス吹付けの狙い位置は第２図に示すよう
に、プラズマアーク焔12が被切断材14の下面より抜けた
点より後方ｌの点とし、噴射角αは−10゜〜−15゜とし
て垂直ではなく後方へ傾くようにする。寸法ｌは切断速
度により多少異なり、速度が遅い場合は約８〜10mm、最
高切断速度付近では約12〜20mmとするのがよい。要は切
断部下面をブリッジするドロスを吹き飛ばすということ
であり、狙い位置は第３図（ｃ）のＡ点である。この位
置をプラズマアーク焔が被切断材を抜ける位置へ接近さ
せると、アフターガスでプラズマアーク焔及び又は加熱
部を冷却することになり好ましくない。アフターガス流
30は被切断材中ではプラズマアーク12から離しておく。
噴出角度αは実験によると−10゜〜−15゜程度が、最も
ドロス残存量が少ない。アフターガス流30を後方へ傾け
るのはプラズマアーク12を出来るだけ乱さないようにす
るためである。
に、プラズマアーク焔12が被切断材14の下面より抜けた
点より後方ｌの点とし、噴射角αは−10゜〜−15゜とし
て垂直ではなく後方へ傾くようにする。寸法ｌは切断速
度により多少異なり、速度が遅い場合は約８〜10mm、最
高切断速度付近では約12〜20mmとするのがよい。要は切
断部下面をブリッジするドロスを吹き飛ばすということ
であり、狙い位置は第３図（ｃ）のＡ点である。この位
置をプラズマアーク焔が被切断材を抜ける位置へ接近さ
せると、アフターガスでプラズマアーク焔及び又は加熱
部を冷却することになり好ましくない。アフターガス流
30は被切断材中ではプラズマアーク12から離しておく。
噴出角度αは実験によると−10゜〜−15゜程度が、最も
ドロス残存量が少ない。アフターガス流30を後方へ傾け
るのはプラズマアーク12を出来るだけ乱さないようにす
るためである。
アフターガスノズル28は第２図に矢印F1,F2で示すよ
うに切断方向で前方又は後方へも移動可能にして、板厚
対切断速度の関係により変るドラグイン遅れＤに応じて
距離ｌを最適に設定できるようにしておく。
うに切断方向で前方又は後方へも移動可能にして、板厚
対切断速度の関係により変るドラグイン遅れＤに応じて
距離ｌを最適に設定できるようにしておく。
プラズマトーチの後方切断線上にガス噴出ノズルを設
け、被切断材の切断部下面に付着するドロスを該ノズル
からのガスで吹き飛ばすようにすると、切断速度を上げ
る及び又は被切断材の板厚を大にすることができ、プラ
ズマトーチの切断能力を高めることができる。
け、被切断材の切断部下面に付着するドロスを該ノズル
からのガスで吹き飛ばすようにすると、切断速度を上げ
る及び又は被切断材の板厚を大にすることができ、プラ
ズマトーチの切断能力を高めることができる。
O2ガスによる、約700℃の高温材の、板厚50mmの鋼板
の、径50mmの円形切り抜き切断において、アフターガス
無しの従来のプラズマ切断では、切断速度が600mm/min
で切断はできたが、ドロスの付着が多く、約５回に１回
はドロスによる切断部再結合があり、切断材が抜け落ち
なかった。しかし、アフターガスを使用することによ
り、切断速度を900mm/minにしても切断可能になり、切
断材の抜け落ちミスは無くなった。
の、径50mmの円形切り抜き切断において、アフターガス
無しの従来のプラズマ切断では、切断速度が600mm/min
で切断はできたが、ドロスの付着が多く、約５回に１回
はドロスによる切断部再結合があり、切断材が抜け落ち
なかった。しかし、アフターガスを使用することによ
り、切断速度を900mm/minにしても切断可能になり、切
断材の抜け落ちミスは無くなった。
以上説明したように本発明によれば、切断部に生じる
ドロスをアフターガスで吹き飛ばすのでドロスによる切
断部再結合がなく、プラズマトーチの切断能力を高める
ことができる。
ドロスをアフターガスで吹き飛ばすのでドロスによる切
断部再結合がなく、プラズマトーチの切断能力を高める
ことができる。
またアフターガスをプラズマアーク焔が被切断材下面
から抜ける点より後方の点を狙ってかつ後方へ傾けて吹
付けるので、アフターガスがプラズマアークを乱す、ま
たプラズマアーク及び又は加熱部を冷却する、ことがな
くなる、という利点が得られる。
から抜ける点より後方の点を狙ってかつ後方へ傾けて吹
付けるので、アフターガスがプラズマアークを乱す、ま
たプラズマアーク及び又は加熱部を冷却する、ことがな
くなる、という利点が得られる。
第１図および第２図は本発明で用いるトーチの説明図、 第３図および第４図は従来のプラズマ切断の説明図であ
る。 第１図で14は被切断材、10はプラズマトーチ、12はプラ
ズマアーク、28はアフターガスノズルである。
る。 第１図で14は被切断材、10はプラズマトーチ、12はプラ
ズマアーク、28はアフターガスノズルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−35155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−64165（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−111268（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−74114（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】被切断材をプラズマトーチから吹出すプラ
ズマアークにより切断する方法において、 プラズマトーチの進行方向後方の切断線上にアフターガ
スノズルを設けて、アフターガスを、プラズマアーク焔
が被切断材下面から抜ける点より後方の点を狙ってかつ
噴射角を−10゜〜−15゜として後方へ傾けて吹付けて、 プラズマ切断時に被切断材の切断部下面に付着するドロ
スを前記アフターガスノズルからの高速ガス流により吹
き飛ばしながらプラズマトーチを進めて被切断材を切断
することを特徴とするプラズマ切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293289A JP2603837B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | プラズマ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293289A JP2603837B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | プラズマ切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133676A JPH01133676A (ja) | 1989-05-25 |
| JP2603837B2 true JP2603837B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=17792907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293289A Expired - Lifetime JP2603837B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | プラズマ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603837B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60327816D1 (de) | 2003-12-15 | 2009-07-09 | Bandai Co | Münzeneinführungseinrichtung |
| JP6348877B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2018-06-27 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 熱切断装置及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5964165A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 水中プラズマ切断方法 |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62293289A patent/JP2603837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133676A (ja) | 1989-05-25 |
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