JPS63248539A - プラズマト−チの製造方法 - Google Patents
プラズマト−チの製造方法Info
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- JPS63248539A JPS63248539A JP8264287A JP8264287A JPS63248539A JP S63248539 A JPS63248539 A JP S63248539A JP 8264287 A JP8264287 A JP 8264287A JP 8264287 A JP8264287 A JP 8264287A JP S63248539 A JPS63248539 A JP S63248539A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、プラズマトーチの製造方法の改良に関する。
[従来の技術]
従来、プラズマトーチとしては、例えば第4図及び第5
図に示すものが知られている。
図に示すものが知られている。
図中の1は、先端部を漏斗状に絞り込んだノズルである
。このノズル1内には、絶縁体で作られた作動ガス旋回
周兼内筒固定環2を介して電極支持筒3が設けられてい
る。前記ノズル1の外周面には、ノズル1と水密構造に
して水冷外筒4が連結されている。この水冷外筒4には
、冷却水供給パイプ5及び冷却水排出バイブロが接続さ
れている。電極支持筒3は、通電パイプ7の先端部に取
付けられている。電極支持筒3内には、電極冷却水導管
8の先端部が挿入されている。電極支持筒3の先端部に
は、タングステン、ハフニウム、ジルコニムなどからな
る棒電極9が形成されている。
。このノズル1内には、絶縁体で作られた作動ガス旋回
周兼内筒固定環2を介して電極支持筒3が設けられてい
る。前記ノズル1の外周面には、ノズル1と水密構造に
して水冷外筒4が連結されている。この水冷外筒4には
、冷却水供給パイプ5及び冷却水排出バイブロが接続さ
れている。電極支持筒3は、通電パイプ7の先端部に取
付けられている。電極支持筒3内には、電極冷却水導管
8の先端部が挿入されている。電極支持筒3の先端部に
は、タングステン、ハフニウム、ジルコニムなどからな
る棒電極9が形成されている。
前記ノズル1と通電パイプ7との間には、電気絶縁体で
作られた連結管10が設けられている。この連結管10
と作動ガス旋回周兼内筒固定環2との間のノズル1部分
には、作動ガス供給パイプ11が接続されている。前記
電極冷却水導管8には、電極冷却水供給パイプ12及び
電極冷却水排出パイプ13が接続されている。前記ノズ
ル1は、電線14を介してパイロットアーク電源15に
接続されている。前記通電パイプ7は、電線16を介し
てプラズマ電源17に接続され、電線16゜18を介し
てパイロットアーク電源15に接続されている。プラズ
マ電源15は、電線19を介して被切断材20に接続さ
れている。しかして、電極支持筒3と被切断材20との
間で、プラズマアーク21.パイロットプラズマ22及
びプラズマアーク(又はアーク)23を発生するように
なっている。なお、第4図及び第5図中矢印(→)は、
冷却水の流れ方向を示し、斜線矢印(→)は作動ガスの
流れ方向を示している。
作られた連結管10が設けられている。この連結管10
と作動ガス旋回周兼内筒固定環2との間のノズル1部分
には、作動ガス供給パイプ11が接続されている。前記
電極冷却水導管8には、電極冷却水供給パイプ12及び
電極冷却水排出パイプ13が接続されている。前記ノズ
ル1は、電線14を介してパイロットアーク電源15に
接続されている。前記通電パイプ7は、電線16を介し
てプラズマ電源17に接続され、電線16゜18を介し
てパイロットアーク電源15に接続されている。プラズ
マ電源15は、電線19を介して被切断材20に接続さ
れている。しかして、電極支持筒3と被切断材20との
間で、プラズマアーク21.パイロットプラズマ22及
びプラズマアーク(又はアーク)23を発生するように
なっている。なお、第4図及び第5図中矢印(→)は、
冷却水の流れ方向を示し、斜線矢印(→)は作動ガスの
流れ方向を示している。
しかして、プラズマアークを発生させる前にまず冷却水
をノズル冷却水供給パイプ5及び電極冷却水パイプ12
からプラズマトーチ内に入れ、ノズル1及び電極支持筒
(チップ)3と棒電極9の冷却を開始する。次に、作動
ガス供給パイプ11からアルゴン、水素、酸素、空気及
びそれ等の混合ガスを作動ガス供給パイプ11からトー
チ内に入れ、ノズル1の先端から放出する。この時作動
ガスは、作動ガス旋回周兼内筒固定環2により旋回流と
なり、ノズル先端に供給される。次にパイロットアーク
電′m15を作動させ、第5図に示す如く、棒電極9と
ノズル1との間に小電流のパイロットアーク23を発生
させる。このパイロットアーク23によって発生する熱
によりノズル1の先端に供給された作動ガスは旋回プラ
ズマ流となり、パイロットプラズマ22としてノズル口
から下方へ伸びて行く。このパイロットプラズマ22が
被切断材20に接触したのち、パイロットアーク電源1
5を切り、同時にプラズマ電源17を作動させ、アーク
23を棒電極9と被切断材20との間に移行させて大電
流<ioo〜25OA)を流す。これによりプラズマア
ーク21が発生し、被切断材20を切断する。
をノズル冷却水供給パイプ5及び電極冷却水パイプ12
からプラズマトーチ内に入れ、ノズル1及び電極支持筒
(チップ)3と棒電極9の冷却を開始する。次に、作動
ガス供給パイプ11からアルゴン、水素、酸素、空気及
びそれ等の混合ガスを作動ガス供給パイプ11からトー
チ内に入れ、ノズル1の先端から放出する。この時作動
ガスは、作動ガス旋回周兼内筒固定環2により旋回流と
なり、ノズル先端に供給される。次にパイロットアーク
電′m15を作動させ、第5図に示す如く、棒電極9と
ノズル1との間に小電流のパイロットアーク23を発生
させる。このパイロットアーク23によって発生する熱
によりノズル1の先端に供給された作動ガスは旋回プラ
ズマ流となり、パイロットプラズマ22としてノズル口
から下方へ伸びて行く。このパイロットプラズマ22が
被切断材20に接触したのち、パイロットアーク電源1
5を切り、同時にプラズマ電源17を作動させ、アーク
23を棒電極9と被切断材20との間に移行させて大電
流<ioo〜25OA)を流す。これによりプラズマア
ーク21が発生し、被切断材20を切断する。
ところで、従来装置においては、棒電極9は第2図に示
す如く作製される。
す如く作製される。
■まず、第2図(a)の金属棒31を機械加工して所定
の形状の電極支持筒3を作る(第2図(b)図示)。
の形状の電極支持筒3を作る(第2図(b)図示)。
■次に、第2図(C)図示のかしめ用治具32a、32
bを用いて棒電極9となる電極材9aを前記電極支持筒
2内に圧入し、所定の棒電極9を得る(第2図(d)図
示)。
bを用いて棒電極9となる電極材9aを前記電極支持筒
2内に圧入し、所定の棒電極9を得る(第2図(d)図
示)。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、従来装置によれば、電極材9aを電極支
持筒3に圧入する際電極支持筒3と電極材9aが密着す
るが、最終的に第6図の写真の模式図に示す如く電極支
持筒3と棒電極9との密着する所がビヤダル状に変形し
、両者間の密着性が悪い。その結果、棒電極9の冷却効
率が極めて悪くなり、棒電極9の温度が昇温して溶融飛
散速度が早くなる。従って、棒電極9の消耗が激しくな
り、電極寿命が短くなる。
持筒3に圧入する際電極支持筒3と電極材9aが密着す
るが、最終的に第6図の写真の模式図に示す如く電極支
持筒3と棒電極9との密着する所がビヤダル状に変形し
、両者間の密着性が悪い。その結果、棒電極9の冷却効
率が極めて悪くなり、棒電極9の温度が昇温して溶融飛
散速度が早くなる。従って、棒電極9の消耗が激しくな
り、電極寿命が短くなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電極寿命を
長くして切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得
るプラズマトーチの製造方法を提供することを目的とす
る。
長くして切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得
るプラズマトーチの製造方法を提供することを目的とす
る。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、電極支持筒の中心部に棒電極を配設し、該電
極支持筒と同軸になるように設けられ、かつ前記棒電極
の先端に向かって漏斗状に絞り込まれた外筒ノズルを有
し、前記棒電極と被切断材との間にプラズマアークを発
生させて該被切断材を切断するプラズマトーチにおいて
、電極支持筒となる金属棒に棒電極となる電極材が圧入
される圧入孔を開ける工程と、この圧入孔の内径よりも
大きい外径を持つ電極材を前記圧入孔の中に冷間で圧入
するか又は前記金属棒を加熱し熱間で圧入する工程と、
前記1M材の外径よりも若干大きいリング状かしめ治具
で電極材の圧入側から該電極材周囲の金属棒を加圧して
かしめる工程と、前記゛金属棒を機械加工して電極支持
筒を製作する工程とを具備することを要旨とする。
極支持筒と同軸になるように設けられ、かつ前記棒電極
の先端に向かって漏斗状に絞り込まれた外筒ノズルを有
し、前記棒電極と被切断材との間にプラズマアークを発
生させて該被切断材を切断するプラズマトーチにおいて
、電極支持筒となる金属棒に棒電極となる電極材が圧入
される圧入孔を開ける工程と、この圧入孔の内径よりも
大きい外径を持つ電極材を前記圧入孔の中に冷間で圧入
するか又は前記金属棒を加熱し熱間で圧入する工程と、
前記1M材の外径よりも若干大きいリング状かしめ治具
で電極材の圧入側から該電極材周囲の金属棒を加圧して
かしめる工程と、前記゛金属棒を機械加工して電極支持
筒を製作する工程とを具備することを要旨とする。
[作用コ
本発明によれば、
(イ)、圧入用治具を用いて電極材を圧入孔に圧入する
ため、電極材の周囲の金属棒に圧縮弾性応力が残留する
。従って、両者の密着性は極めて良くなり、これにより
機械加工後の棒電極と電極支持筒の密着性が、従来のよ
うにビアダル状になることなく極めて良好になる。
ため、電極材の周囲の金属棒に圧縮弾性応力が残留する
。従って、両者の密着性は極めて良くなり、これにより
機械加工後の棒電極と電極支持筒の密着性が、従来のよ
うにビアダル状になることなく極めて良好になる。
(ロ)、特に、第1図(C1)の如く、圧入孔のある金
属棒を加熱膨張させ、圧入用治具を用いて電極材を圧入
孔に圧入する場合には、焼きばめ効果が発揮され、棒電
極と電極支持筒の密着性は更に改善される。
属棒を加熱膨張させ、圧入用治具を用いて電極材を圧入
孔に圧入する場合には、焼きばめ効果が発揮され、棒電
極と電極支持筒の密着性は更に改善される。
(ハ)、かしめ治具により電極材の圧入側から該電極材
周囲の金属棒を加圧してかしめるため、電極材の先端部
に圧縮力が付加され、先端部の密着性が改善される。従
って、機械加工後の棒電極と電極支持筒の密着性が、極
めて良好になる。
周囲の金属棒を加圧してかしめるため、電極材の先端部
に圧縮力が付加され、先端部の密着性が改善される。従
って、機械加工後の棒電極と電極支持筒の密着性が、極
めて良好になる。
(ニ)、上述した如く棒電極と電極支持筒の密着性が良
いため、棒電極の冷却が極めて効率よく行われ、棒電極
のアーク発生点と冷却水接触点との温度勾配を急峻にで
きる。しかして、棒電極の消耗はアーク発生の点での棒
電極の酸化飛散作用によるが、アーク発生中酸素は棒電
極のアーク発生点よりも深部にまで拡散する。従って、
この深部への酸素の拡散速度が早いと、棒電極の消耗が
激しくなるが、冷却効率が向上すると棒電極の温度が下
がり、酸素の拡散速度を低下させることで棒電極の消耗
を低減できる。
いため、棒電極の冷却が極めて効率よく行われ、棒電極
のアーク発生点と冷却水接触点との温度勾配を急峻にで
きる。しかして、棒電極の消耗はアーク発生の点での棒
電極の酸化飛散作用によるが、アーク発生中酸素は棒電
極のアーク発生点よりも深部にまで拡散する。従って、
この深部への酸素の拡散速度が早いと、棒電極の消耗が
激しくなるが、冷却効率が向上すると棒電極の温度が下
がり、酸素の拡散速度を低下させることで棒電極の消耗
を低減できる。
[実施例]
以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
なお、本発明に係るプラズマトーチは従■まず、電極支
持筒となる金属棒31(第1図(a)図示)に、電極材
が挿入される圧入孔33を開けたく第1図(b)図示)
。
持筒となる金属棒31(第1図(a)図示)に、電極材
が挿入される圧入孔33を開けたく第1図(b)図示)
。
■次に、前記圧入孔33の内径よりも大きい外径を持つ
電極材9aを、圧入用治具34を用いて前記圧入孔33
の中に冷間で圧入した(第1図(C1)図示)。なお、
冷間で圧入する代りに、圧入孔33のある金属棒31を
ヒータ36(又はガス炎)で加熱膨張させ、圧入用治具
34を用いて電極材9aを圧入孔33に圧入してもよい
(第1図(C2)図示)。
電極材9aを、圧入用治具34を用いて前記圧入孔33
の中に冷間で圧入した(第1図(C1)図示)。なお、
冷間で圧入する代りに、圧入孔33のある金属棒31を
ヒータ36(又はガス炎)で加熱膨張させ、圧入用治具
34を用いて電極材9aを圧入孔33に圧入してもよい
(第1図(C2)図示)。
■つづいて、前記電極材9aの外径よりも若干大きいリ
ング状かしめ治具35により、電極材9aの圧入側(図
中下側)から該電極材周囲の金属棒31を加圧してかし
めた く第1図(d)図示)。
ング状かしめ治具35により、電極材9aの圧入側(図
中下側)から該電極材周囲の金属棒31を加圧してかし
めた く第1図(d)図示)。
■更に、前記金属棒31及び電極材9aを機械加工して
電極支持筒3及び棒電極9を製作した(第1図(e)図
示)。
電極支持筒3及び棒電極9を製作した(第1図(e)図
示)。
上記実施例によれば、以下に述べる効果を有する。
(イ)6圧入用治具34を用いて電極材9aを圧入孔3
3に圧入するため、電極材9aの周囲の金属棒31に圧
縮弾性応力が残留する。従って、両者の密着性は極めて
良くなり、これにより機械加工後の棒電極9と電極支持
筒3の密着性が、従来のようにビアダル状になることな
く極めて良好になる。第7図は、この状態を示す写真の
模式図である。
3に圧入するため、電極材9aの周囲の金属棒31に圧
縮弾性応力が残留する。従って、両者の密着性は極めて
良くなり、これにより機械加工後の棒電極9と電極支持
筒3の密着性が、従来のようにビアダル状になることな
く極めて良好になる。第7図は、この状態を示す写真の
模式図である。
(ロ)、特に、第1図(C1)の如く、圧入孔33のあ
る金属棒31を加熱膨張させ、圧入用治具34を用いて
電極材9aを圧入孔33に圧入する場合には、焼きばめ
孔かが発揮され、棒電極9と電極支持筒3の密着性は更
に改善される。
る金属棒31を加熱膨張させ、圧入用治具34を用いて
電極材9aを圧入孔33に圧入する場合には、焼きばめ
孔かが発揮され、棒電極9と電極支持筒3の密着性は更
に改善される。
(ハ)、第1図(d)でかしめ治具35により電極材9
aの圧入側から該電極材周囲の金属棒31を加圧してか
しめるため、電極材9aの先端部に圧縮力が付加され、
先端部の密着性が改善される。従って、機械加工後の棒
電極9と電極支持筒3の密着性が、極めて良好になる。
aの圧入側から該電極材周囲の金属棒31を加圧してか
しめるため、電極材9aの先端部に圧縮力が付加され、
先端部の密着性が改善される。従って、機械加工後の棒
電極9と電極支持筒3の密着性が、極めて良好になる。
(ニ)、上述した如く棒電極9と電極支持筒3の密着性
が良いため、棒電極9の冷却が極めて効率よく行われ、
棒電極9のアーク発生点と冷却水接触点との勾配を急峻
にできる。しかして、棒電極9の消耗はアーク発生の点
での棒電極の酸化飛散作用によるが、アーク発生中酸素
は棒電極9のアーク発生点よりも深部にまで拡散する。
が良いため、棒電極9の冷却が極めて効率よく行われ、
棒電極9のアーク発生点と冷却水接触点との勾配を急峻
にできる。しかして、棒電極9の消耗はアーク発生の点
での棒電極の酸化飛散作用によるが、アーク発生中酸素
は棒電極9のアーク発生点よりも深部にまで拡散する。
従って、この深部への酸素の拡散速度が早いと、棒電極
9の消耗が激しくなるが、冷却効率が向上すると棒電極
9の温度が下がり、酸素の拡散速度を低下させることで
棒電極9の消耗を低減できる。
9の消耗が激しくなるが、冷却効率が向上すると棒電極
9の温度が下がり、酸素の拡散速度を低下させることで
棒電極9の消耗を低減できる。
[発明の効果コ
以上詳述した如く本発明によれば、電極寿命を長くして
切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得るプラズ
マトーチの製造方法を提供できる。
切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得るプラズ
マトーチの製造方法を提供できる。
第1図は本発明の一実施例に係るプラズマトーチの製造
方法を工程順に示す断面図、第2図は従来のプラズマト
ーチの製造方法を工程順に示す断面図、第3図は従来法
及び本発明法による電極寿命の特性図、第4図及び第5
図は夫々従来のプラズマトーチの断面図、第6図は従来
法による棒電極及び電極支持筒の断面図の写真の模式図
、第7図は本発明による棒電極及び電極支持筒の断面の
写真の模式図である。 1・・・外筒ノズル、2・・・旋回周兼内筒固定環、3
・・・電極支持筒、4・・・水冷外筒、5・・・冷却水
供給パイプ、6・・・冷却水排出パイプ、7・・・通電
パイプ、8・・・電極冷却水導管、9・・・棒電極、1
0・・・連結管、11・・・作動ガス供給パイプ、12
・・・電極冷却水供給パイプ、13・・・電極冷却水排
出パイプ、15・・・パイロットアーク電源、17・・
・プラズマ電源、19・・・プラズマ電源、20・・・
被切断材、21.23・・・プラズマアーク、22・・
・パイロットプラズマ、31・・・金属棒、33・・・
圧入孔、34・・・かしめ用治具、35・・・リング状
かしめ治具、36・・・ヒータ。
方法を工程順に示す断面図、第2図は従来のプラズマト
ーチの製造方法を工程順に示す断面図、第3図は従来法
及び本発明法による電極寿命の特性図、第4図及び第5
図は夫々従来のプラズマトーチの断面図、第6図は従来
法による棒電極及び電極支持筒の断面図の写真の模式図
、第7図は本発明による棒電極及び電極支持筒の断面の
写真の模式図である。 1・・・外筒ノズル、2・・・旋回周兼内筒固定環、3
・・・電極支持筒、4・・・水冷外筒、5・・・冷却水
供給パイプ、6・・・冷却水排出パイプ、7・・・通電
パイプ、8・・・電極冷却水導管、9・・・棒電極、1
0・・・連結管、11・・・作動ガス供給パイプ、12
・・・電極冷却水供給パイプ、13・・・電極冷却水排
出パイプ、15・・・パイロットアーク電源、17・・
・プラズマ電源、19・・・プラズマ電源、20・・・
被切断材、21.23・・・プラズマアーク、22・・
・パイロットプラズマ、31・・・金属棒、33・・・
圧入孔、34・・・かしめ用治具、35・・・リング状
かしめ治具、36・・・ヒータ。
Claims (1)
- 電極支持筒の中心部に棒電極を配設し、該電極支持筒と
同軸になるように設けられ、かつ前記棒電極の先端に向
かって漏斗状に絞り込まれた外筒ノズルを有し、前記棒
電極と被切断材との間にプラズマアークを発生させて該
被切断材を切断するプラズマトーチの製造方法において
、電極支持筒となる金属棒に棒電極となる電極材が圧入
される圧入孔を開ける工程と、この圧入孔の内径よりも
大きい外径を持つ電極材を前記圧入孔の中に冷間で圧入
するか又は前記金属棒を加熱し熱間で圧入する工程と、
前記電極材の外径よりも若干大きいリング状かしめ治具
で電極材の圧入側から該電極材周囲の金属棒を加圧して
かしめる工程と、前記金属棒を機械加工して電極支持筒
を製作する工程とを具備することを特徴とするプラズマ
トーチの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8264287A JPS63248539A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | プラズマト−チの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8264287A JPS63248539A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | プラズマト−チの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63248539A true JPS63248539A (ja) | 1988-10-14 |
Family
ID=13780081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8264287A Pending JPS63248539A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | プラズマト−チの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63248539A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015523219A (ja) * | 2012-07-31 | 2015-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | タングステン不活性ガス溶接 |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP8264287A patent/JPS63248539A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015523219A (ja) * | 2012-07-31 | 2015-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | タングステン不活性ガス溶接 |
US10166625B2 (en) | 2012-07-31 | 2019-01-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Torch for tungsten inert gas welding |
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