JPS635875A - プラズマト−チの点孤方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はプラズマトーチの点弧方法に関する。

（従来の技術） プラズマトーチの電極と被熱物間に移行形（トランスフ
ァタイプ）のメインアークを形成させ、このメインアー
クにより被熱物の溶接、切断、溶解、溶射、表面処理等
の各種加工をおこなう方法が、最近広く採用されるよう
になった。この場合、たとえばコンベア等により連続的
に搬送されてくる被熱物にメインアークを点弧させるた
め、プラズマトーチにおいては断続的にメインアークの
点弧をおこなう必要がある。このメインアークの点弧は
、第１図に示すようなプラズマトーチ１の電極２とノズ
ル３の間にパイロットアークＰを点弧した状態で、プラ
ズマガスＧを流すとともに被熱物Ｗと電極２＠にメイン
アーク電源７の電圧を印加して、電極２と被熱物Ｗ間に
メインアークＭを形成することによりおこなわれる。そ
してこのメインアークＭの点弧に必要なパイロットアー
クＰの形成法としては、メインアークＭの点弧より小時
間前に、高周波電源６の高周波出力とパイロットアーク
電源５の直流出力とを重畳して電極２とノズル３間に付
与して点弧し、メインアーク点弧後に消弧する方法と、
パイロットアークＰは連続的に点弧状態としておき、メ
インアークＭのみ点弧、消弧を繰返すようにする方法と
がある。

（発明が解決しようとする問題点） ところが上記のメインアークＭに同期させてパイロット
アークＰを断続的に点弧する方法によると、高周波電１
ＩＩ６によるひんばんな高周波放電により他の制御機器
や弱電装置に電波障害等の悪影響を及ぼし、またメイン
アーク消弧時には電極２は全く加熱されないため、再点
弧時に冷えた電極２に熱ショックが加わり、電極２の欠
落事故をおこすことがあった。

またパイロットアークＰを連続的に点弧状態としておく
方法の場合は、プラズマガスＧの流口変動などによりパ
イロットアークＰがノズル３の下端から出入し、この出
入により変動するパイロットアークＰの放熱量がメイン
アークＭの熱量に重畳して被熱物Ｗに与えられる結果、
被熱物の加熱温度管理が厳密に要求される薄肉溶接など
における溶接不良をひ、きおこす原因となっていた。

この発明は上記従来の問題点を解決するもので、ひんば
んな高周波放電が不要で、パイロットアークによる被熱
物への熱影響がほとんどなく、さらに電極の冷却も防止
できるプラズマトーチの点弧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） しかしてこの発明のプラズマトーチの点弧方法は、プラ
ズマトーチの電極と被熱物間に移行形のメインアークを
断続的に形成するプラズマトーチの点弧方法において、
メインアークが点弧したらパイロットアークを消弧し、
該メインアークの消弧直前に電極とノズル間にパイロッ
トアーク電源電圧を印加することによりパイロットアー
クを点弧し、該パイロットアークにより次回のメインア
ークの点弧をおこなうことを特徴とするプラズマトーチ
の点弧方法である。

（作用） 前記目的を達成するため発明者が種々研究を重ねた結果
、第２図に示すように電極２と被熱物Ｗ間にメインアー
クＭが点弧している状態においては、電極２からノズル
３の下端部を経て被熱物Ｗに至るメインアークＭの周囲
には、プラズマガスＧが電離状態となった導電性を有す
る電離雰囲気層８が形成されていることが見出された。

従ってメインアークＭの消弧前にパイロットアーク電源
５による直流電圧のみを電極２とノズル３間に印加する
ことにより、高周波電源６の高周波出力によって電極２
とノズル３間の絶縁性を破壊することなしに、パイロッ
トアークＰを点弧することができるのである。またメイ
ンアークＭの点弧後パイロットアークＰを消弧すること
により、パイロットアークＰの放熱量が被熱物Ｗに熱影
響を与えることが防止される。またメインアークＭの消
弧から次に再点弧に至る間は、パイロットアークＰが点
弧しており、電極２の冷却を防止する。

（実施例） 以下第１図乃至第４図によりこの発明の一実施例を説明
する。

図中、１はプラズマトーチで、２はタングステン等から
成る電極、３はこの′Ｒ穫が嵌装された筒状のノズルで
１．４はノズル内部に形成した冷却水流通路である。電
極２とノズル３間には、パイロットアーク電源５、高周
波電源６、パイロツトア−り用スイッチＳ１が接続され
ている。また電極２と被熱物Ｗ間には、メインアーク電
源７およびメインアーク用スイッチＳ２が接続されてい
る。

上記構成の装置を用い、先ずプラズマアークによる複数
被熱物の溶接等の一連の作業の開始時には、第３図に示
すようにパイロットアーク用スイッチＳ１を閉じてパイ
ロットアーク電源５の直流電圧を電極２とノズル３間に
印加するとともに、従来法と同様に高周波電源６を小時
間ｔ０だけ動作させて高周波出力Ｈを重畳し、パイロッ
トアークＰを点弧させる。この点弧後メインアーク用ス
イッチＳ２を閉じてメインアークＭを点弧させ、この点
弧から小時間１．（たとえば０〜２秒）後に、パイロッ
トアーク用スイッチＳ１を開いてパイロットアークＰを
消弧する。メインアークＭにより被熱物Ｗの溶接等をお
こない、このメインアークＭの消弧より小時間ｔ２　（
たとえば１〜５秒）前の時点で、パイロットアーク用ス
イッチＳ１を閉じる。なおこのとき高周波電源６は動作
させない。これによってパイロットアーク電源５の直流
電圧Ｖ、が電極２とノズル３間に印加されるが・第２図
に示すようにメインアークＭの周囲には、前記作用の項
で述べた電離雰囲気層８が形成されているので、直ちに
パイロットアークＰが点弧し、１個の被熱物Ｗの溶接終
了等によりメインアーク用スイッチＳ２を開いてメイン
アークＭを消弧しても、パイロットアークＰの点弧状態
が維持される。次の被熱物Ｗのアーク照射位置への到来
および該被熱物とメインアーク電源７との接続終了等に
より、メインアーク用スイッチＳ２を閉じれば、パイロ
ットアークＰは点弧状態なので、メインアークＭは直ち
に点弧する。この点弧後、パイロットアークの消弧、メ
インアーク消弧直前のパイロットアークの点弧等を前記
と同様にして繰返すことにより、プラズマトーチ１の電
極２と被熱物Ｗ間にメインアークＭを断続して形成し、
このメインアークＭにより被熱物Ｗの加工をおこなうの
である。なお上記工程における各スイッチＳ１、Ｓ２お
よび高周波電源６の作動は、タイマを用いた公知の制御
回路によりおこなう。

上記工程におけるパイロットアークＰの点弧に必要なパ
イロットアーク用電源５の出力電圧Ｖ。

の最小値は、メインアークＭの電流の大小により変化し
、メインアークＭの電流が大きい場合は低い出力電圧Ｖ
、により点弧することができる。これはメインアーク電
流が大きい場合、電離雰囲気層８の電離度が促進される
ためと思われる。第４図は同一プラズマトーチを用いて
メインアーク電流を変化させた場合の、パイロットアー
クが点弧可能な点弧電圧（最小点弧電圧）の測定値の一
例を示す。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、パイロットアー
クはメインアーク点弧中のほとんどの時間消弧している
ので、パイロットアークによる被熱物への熱影響が゛は
とんどない。またメインアークの周囲に形成される電離
雰囲気層を利用してパイロットアークの点弧をおこない
、高周波電源による高周波放電は作業開始の初回点弧時
のみおこなうだけでよいので、電波障害などの悪影響を
大巾に低減化できる。さらに電極は、メインアーク消弧
時においてもパイロットアークにより加熱されるので、
電極の冷却が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法に用いるプラズマトーチの一例を
示す系統図、第２図は第１図のプラズマトーチの要部断
面図、第３図はこの発明の一実施例を示すタイムチャー
ト、第４図は同じくパイロットアーク点弧電圧とメイン
アーク電流の相関関係を示す線図である。 １・・・プラズマトーチ、２・・・電極、３・・・ノズ
ル、５・・・パイロットアーク電源、７・・・メインア
ーク電源、８・・・電離雰囲気層、Ｗ・・・被熱物、Ｐ
・・・パイロットアーク、Ｍ・・・メインアーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラズマトーチの電極と被熱物間に移行形のメインアー
   クを断続的に形成するプラズマトーチの点弧方法におい
   て、メインアークが点弧したらパイロットアークを消弧
   し、該メインアークの消弧直前に電極とノズル間にパイ
   ロットアーク電源電圧を印加することによりパイロット
   アークを点弧し、該パイロットアークにより次回のメイ
   ンアークの点弧をおこなうことを特徴とするプラズマト
   ーチの点弧方法。