JPH01133676A - Plasma cutting method - Google Patents
Plasma cutting methodInfo
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- JPH01133676A JPH01133676A JP29328987A JP29328987A JPH01133676A JP H01133676 A JPH01133676 A JP H01133676A JP 29328987 A JP29328987 A JP 29328987A JP 29328987 A JP29328987 A JP 29328987A JP H01133676 A JPH01133676 A JP H01133676A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for cutting a material to be cut, such as a steel plate, using a plasma arc blown out from a plasma torch.
プラズマ切断は第3図に示すように、プラズマトーチ1
0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は切断方向くトーチ進行方向)を示す。被切断材1
4の板厚が厚(、切断速度が速いと、プラズマアーク1
2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(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
垂直のま一被切断材を貫通する。Plasma cutting is performed using plasma torch 1 as shown in Figure 3.
A plasma arc 12 is blown out from zero to cut a material to be cut 14 such as a steel plate. Figure 3(a) is a side view, (
b) is a view seen from the rear in the direction of travel, with some parts omitted or broken to clearly show the cut portions. Arrow F indicates the cutting direction (torch advancing direction). Material to be cut 1
If the plate thickness of 4 is thick (and the cutting speed is fast, the plasma arc 1
As shown in the figure, the blade 2 generally enters the material to be cut vertically at first, but then gradually slopes, and finally passes through the material to be cut with an increasingly downward slope. The first vertical portion is caused by the fact that the plasma arc flame is ejected vertically downward, and also by the fact that the arc current flows in this portion and the material to be cut is also heated by the current. (The sloping part is due to the fact that there is no electric current heating, only heating by the high temperature flame. If the plate thickness is thin or the cutting speed is slow, the plasma arc will penetrate vertically through the material to be cut.)
被切断材を抜は出るプラズマアーク焔は切断速度が遅い
と第4図(a)のようにはり垂直下方になり、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
斜角は十〇、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頌<
(−θが大)ようになる。If the cutting speed is slow, the plasma arc flame that exits the material to be cut will be vertically downward as shown in Figure 4 (a), and the angle of inclination ±θ from the perpendicular is not large; if the cutting speed is very slow, it will be tilted. The corner will be tilted forward in the cutting direction. If the cutting speed is high, the cutting speed will move significantly backwards as shown in Figure 4 (b).
(-θ is large).
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\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、被切断材を抜は出るプラズマ
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)のようには\゛垂直時は発生し
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
焔の被切断材への入射位置を示す。The material to be cut is melted by the plasma arc flame, the molten metal is blown away, and the heated state advances as the torch advances and the cutting progresses. It tends to accumulate and eventually solidify. The molten metal that collects on the bottom surface and eventually solidifies is called dross. This dross 16 is generated when the plasma arc flame that pulls out the material to be cut is tilted greatly backwards as shown in Figure 4 (b), and as shown in Figure 4 (a), dross 16 is generated when it is vertical. do not. FIG. 3(C) is a view of the cut part of the material to be cut 14 viewed from below, where 18 is a hole opened by the plasma arc flame 12 penetrating the material to be cut, and 20 is the hole to be cut by the plasma arc flame. Indicates the position of incidence on the material.
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。When the molten metal collects on the underside of the cut and solidifies, the molten metal on both sides of the cut tends to bind together and become a single body, causing the underside of the cut to recombine with dross. In other words, although it should have been cut, it cannot be cut and recombination occurs.
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。FIG. 3(C) shows a state in which the lower surfaces of the cuts have been recombined with dross.
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(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。In order to prevent recombination due to dross on the lower surface of the cut, it is necessary to reduce the thickness of the plate and reduce the cutting speed, but both of these will lead to a decrease in the cutting ability of the plasma torch.In other words, if there is no recombination due to dross, If you had it, you would be able to cut thicker materials at a higher speed, but if you had this, you would only be able to cut thinner materials at a slower speed.
酸素又は空気を動作ガスとしたプラズマ切断機では、ド
ロスフリーであるのは板厚20〜25鶴以下で、それ以
上ではドロスの付着が非常に多くなって殆んど実施され
ていないのが現状である。Plasma cutting machines that use oxygen or air as the operating gas are dross-free only when the thickness of the plate is 20 to 25 mm or less, and if the thickness is larger than that, the amount of dross attached is so large that it is almost never used. It is.
250A出力の酸素プラズマ切断機では、常温鋼板の切
断では最大切断板厚は40mであり、高温(約700℃
)鋼板の最大切断板厚は55n+である。いずれの鋼板
の切断の場合でも30w以上の板厚ではドロスの付着が
非常に多く、−旦切断してもドロスによる再結合で分離
不可となる。With an oxygen plasma cutting machine with an output of 250A, the maximum cutting thickness is 40m when cutting steel plates at room temperature, and the maximum thickness is 40m when cutting steel plates at room temperature.
) The maximum cutting thickness of the steel plate is 55n+. In the case of cutting any steel plate, if the plate thickness is 30W or more, there is a large amount of dross attached, and even if the steel plate is cut, it cannot be separated due to recombination due to the dross.
酸素系及びアルゴン系各プラズマ切断機で、板厚15鰭
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が一15°を越えると、傾斜角にほり比
例してドロス量が多(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。The common thing about the dross adhesion phenomenon when cutting steel plates with a thickness of 15 fins or more with oxygen-based and argon-based plasma cutting machines is that the dross-free cutting speed is approximately 70% of the maximum cutting speed.
% or less, and if this is the case as shown in Figure 4(a), the inclination angle θ of the plasma arc flame is within the range of ±15°, dross-free.If θ exceeds 115°, the inclination angle will crack. The amount of dross increases proportionally, and when θ becomes -30° or more as shown in FIG. Generally, cutting is performed in the state shown in FIG. 4(a).
本発明はか−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。The present invention aims to improve the above-mentioned problems and improve the cutting ability by removing dross.
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。In the present invention, an aftergas nozzle is provided on the cutting line at the rear in the direction of movement of the plasma torch, and a high-speed gas flow is ejected from the nozzle to blow away the molten metal that accumulates on the lower surface of the cut, resulting in dross adhesion and recombination of the cut part by the dross. to prevent
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、1・−チ進行方
向後方にプラズマアーク12よりや−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。2
2はアフターガスホース、26はアフターガスノズル2
8の設定調整つまみである。FIG. 1 shows an outline of a plasma torch used for cutting according to the present invention. Reference numeral 28 denotes an aftergas nozzle, which is attached to the plasma torch 10 by a mounting base 24 and positioned slightly below the plasma arc 12 at the rear in the traveling direction. When cutting is performed along a curve such as a circular arc, the direction of torch movement rearward changes according to the curve.
to the torch 10 to allow the torch 10 to rotate about its central axis, or the torch 10 does not rotate and the mount 24 allows the mount 24 to rotate about the torch 10. 2
2 is after gas hose, 26 is after gas nozzle 2
8 setting adjustment knob.
また30はアフターガス流を示す。Further, 30 indicates an aftergas flow.
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。In principle, any type of aftergas may be used, but experiments have shown that better results can be obtained by changing the type of gas depending on the material of the material to be cut or the quality of the cut surface. For example, for mild steel materials, it is efficient to use oxygen gas or air and spray it onto the molten metal (molten mild steel in this case) to cause an oxidation reaction and use the heat of the reaction (dross can be removed well) . Ar gas, N2 gas, or air is used for non-ferrous materials, but Ar gas has the best surface quality.
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、噴出角αは一10°〜−15°
として垂直ではな(後方へ傾くようにする。寸法lば切
断速度により多小異なり、速度が遅い場合は約8〜10
m、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。The target position for aftergas spraying is as shown in Figure 2.
A point l behind the point where the plasma arc flame 12 passes through the lower surface of the workpiece 14, and the ejection angle α is -10° to -15°.
It should not be vertical (it should be tilted backwards).The dimension l will vary depending on the cutting speed, and if the speed is slow, it will be about 8 to 10 mm.
m, preferably about 12 to 20 mm near the maximum cutting speed. The point is to blow away the dross bridging the lower surface of the cut, and the target position is point A in Figure 3(C). If this position approaches the position where the plasma arc flame passes through the material to be cut, the plasma arc flame and/or the heating section will be cooled by the aftergas, which is not preferable. The aftergas flow 30 generates a plasma arc 12 in the material to be cut.
Keep it away from you. According to the experiment, the ejection angle α is -10”
The amount of residual dross is the lowest at about -15°. The purpose of tilting the aftergas flow 30 backward is to avoid disturbing the plasma arc 12 as much as possible.
アフターガスノズル28は第2図に矢印F+。The aftergas nozzle 28 is indicated by arrow F+ in FIG.
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ゲイン遅
れDに応じて距離βを最適に設定できるようにしてお(
。As shown by F2, it is possible to move forward or backward in the cutting direction, so that the distance β can be optimally set according to the drag gain delay D that changes depending on the relationship between plate thickness and cutting speed (
.
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。If a gas jet nozzle is installed on the rear cutting line of the plasma torch and the gas from the nozzle blows off the dross that adheres to the lower surface of the cut material, it is possible to increase the cutting speed and/or increase the thickness of the material to be cut. The cutting ability of the plasma torch can be increased.
02ガスによる、約700℃の高温材の、板厚50鶴の
鋼板の、径5011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6
00 m/win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、
切断材が抜は落ちなかった。しかし、アフターガスを使
用することにより、切断速度を900 w/ minに
しても切断可能になり、切断材の抜は落ちミスは無くな
った。When cutting a 5011 diameter circular cutout of a 50mm thick steel plate made of high temperature material at approximately 700°C using 02 gas, conventional plasma cutting without aftergas requires a cutting speed of 6.
Although the cutting was possible at 00 m/win, there was a lot of dross attached, and about 1 in 5 cuts the cut part was reattached due to dross.
The cut material did not fall off when pulled out. However, by using aftergas, cutting was possible even at a cutting speed of 900 w/min, and there were no errors in the removal of the cut material.
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。As explained above, according to the present invention, since the dross generated at the cut portion is blown away by the aftergas, there is no recombination of the cut portion due to dross, and the cutting ability of the plasma torch can be improved.
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、lO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。
出 願 人 日鐵溶接工業株式会社
代理人弁理士 青 柳 稔
仄
12図FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams of a torch used in the present invention, and FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of conventional plasma cutting. In Fig. 1, 14 is the material to be cut, lO is the plasma torch, and 12
28 is a plasma arc, and 28 is an aftergas nozzle. Applicant: Nippon Steel Welding Industry Co., Ltd. Representative Patent Attorney Minoru Aoyagi 12
Claims (1)
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、 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。[Claims] In a method of cutting a material to be cut using a plasma arc blown out from a plasma torch, an aftergas nozzle is provided on the cutting line at the rear in the direction of movement of the plasma torch, and the aftergas nozzle is provided on the lower surface of the material to be cut during plasma cutting. A plasma cutting method characterized in that a material to be cut is cut by advancing a plasma torch while blowing away attached dross by a high-speed gas flow from the aftergas nozzle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293289A JP2603837B2 (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Plasma cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293289A JP2603837B2 (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Plasma cutting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133676A true JPH01133676A (en) | 1989-05-25 |
| JP2603837B2 JP2603837B2 (en) | 1997-04-23 |
Family
ID=17792907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293289A Expired - Lifetime JP2603837B2 (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Plasma cutting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603837B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7682229B2 (en) | 2003-12-15 | 2010-03-23 | Bandai Co., Ltd. | Coin insertion device |
| JP2016215255A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Thermal cutting device and method |
| CN116713575A (en) * | 2023-06-30 | 2023-09-08 | 中国长江电力股份有限公司 | Plasma cutting method for steel structure of runner chamber of large axial flow propeller unit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5964165A (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Underwater plasma cutting method |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62293289A patent/JP2603837B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5964165A (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Underwater plasma cutting method |
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| JP2016215255A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Thermal cutting device and method |
| CN116713575A (en) * | 2023-06-30 | 2023-09-08 | 中国长江电力股份有限公司 | Plasma cutting method for steel structure of runner chamber of large axial flow propeller unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2603837B2 (en) | 1997-04-23 |
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