JPH0199783A - プラズマアークトーチ - Google Patents
プラズマアークトーチInfo
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
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〉
本発明は、プラズマアークにより被加工物を加工するた
めのプラズマアークトーチに関する。
めのプラズマアークトーチに関する。
〈従来の技術〉
一般に、プラズマアークトーチにおいては、加工用の電
極と被加工物との間に電力を供給すると共に、空気、酸
素、窒素等の適宜のプラズマアーク形成用流体をプラズ
マ用のオリフィス部材から噴射させてプラズマジェット
を発生させ、このプラズマジェットにより被加工物の加
工を行っている。
極と被加工物との間に電力を供給すると共に、空気、酸
素、窒素等の適宜のプラズマアーク形成用流体をプラズ
マ用のオリフィス部材から噴射させてプラズマジェット
を発生させ、このプラズマジェットにより被加工物の加
工を行っている。
従来、この種のトーチは、第２図に示されるごとく、夫
々銅製の廟工用の電極１とプラズマ用のオリフィス部材
３′とを相互に電気絶縁的に配設し、まず、加工に先だ
って、電極１とオリフィス部材３′とに電力を供給して
、いわゆるパイロットアークを発生させ、この後、第３
図に示されるごとく加工時に電極１と被加工物４との間
に電力を供給して電極１と被加工物４との間にメインア
ークを発生させている。この場合、パイロットアークの
発生と相前後して適宜の作動ガスが電極１とオリフィス
部材３′との間に供給され、この作動ガスにより挟挿さ
れたメインアークをオリフィス部材３′のプラズマ流噴
出孔から被加工物側に噴出させつつ、プラズマアーク加
工が行われている。勿論、パイロットアークの発生を確
実に行うために給電回路に適宜の高周波発生装置が併設
されている。また、メインアークの発生後は、パイロッ
トアーク用の給電は停止されている。
々銅製の廟工用の電極１とプラズマ用のオリフィス部材
３′とを相互に電気絶縁的に配設し、まず、加工に先だ
って、電極１とオリフィス部材３′とに電力を供給して
、いわゆるパイロットアークを発生させ、この後、第３
図に示されるごとく加工時に電極１と被加工物４との間
に電力を供給して電極１と被加工物４との間にメインア
ークを発生させている。この場合、パイロットアークの
発生と相前後して適宜の作動ガスが電極１とオリフィス
部材３′との間に供給され、この作動ガスにより挟挿さ
れたメインアークをオリフィス部材３′のプラズマ流噴
出孔から被加工物側に噴出させつつ、プラズマアーク加
工が行われている。勿論、パイロットアークの発生を確
実に行うために給電回路に適宜の高周波発生装置が併設
されている。また、メインアークの発生後は、パイロッ
トアーク用の給電は停止されている。
ところで、加工時には電極１と被加工物４との間に高電
圧を印加してプラズマアークを維持させているため、オ
リフィス部材３′と被加工物４とが極めて接近した場合
、電極１及びオリフィス部材３′への給電を遮断してい
るにも拘わらず、電極１とオリフィス部材３′との間や
オリフィス部材３′と被加工物４との間に不測のアーク
、いわゆるダブルアークが発生する。このようにオリフ
ィス部材３′を介してダブルアークが発生すると銅製の
オリフィス部材３′が過度に消耗する。
圧を印加してプラズマアークを維持させているため、オ
リフィス部材３′と被加工物４とが極めて接近した場合
、電極１及びオリフィス部材３′への給電を遮断してい
るにも拘わらず、電極１とオリフィス部材３′との間や
オリフィス部材３′と被加工物４との間に不測のアーク
、いわゆるダブルアークが発生する。このようにオリフ
ィス部材３′を介してダブルアークが発生すると銅製の
オリフィス部材３′が過度に消耗する。
これに対処するため、例えば、第４図（ａ）に示される
ごとく銅製のオリフィス部材３′の先端にセラミックス
１１をコーティングしたり、第４図（ｂ）に示されるご
とく銅製のオリフィス部材３′の内面および先端面に高
融点金属層１２を配設したりして、銅製のオリフィス部
材３′の高寿命化を図っていた。
ごとく銅製のオリフィス部材３′の先端にセラミックス
１１をコーティングしたり、第４図（ｂ）に示されるご
とく銅製のオリフィス部材３′の内面および先端面に高
融点金属層１２を配設したりして、銅製のオリフィス部
材３′の高寿命化を図っていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが、上記第４図（ａ）、（ｂ）のトーチでは、反
復使用により、あるいは、トーチ先端部に衝撃力が作用
する不慮の事態により、セラミックス１１や高融点金属
層１２が欠落して使用に耐えなくなるという欠点があっ
た。勿論この場合、新規なものと取替えなければならな
いが、上記のごとく高寿命化を図ったプラズマ用の銅製
のオリフィス部材３′は高価であるため、加工のための
ランニングコストが高騰するという欠点があった。
復使用により、あるいは、トーチ先端部に衝撃力が作用
する不慮の事態により、セラミックス１１や高融点金属
層１２が欠落して使用に耐えなくなるという欠点があっ
た。勿論この場合、新規なものと取替えなければならな
いが、上記のごとく高寿命化を図ったプラズマ用の銅製
のオリフィス部材３′は高価であるため、加工のための
ランニングコストが高騰するという欠点があった。
く問題店を解決するための手段〉
本発明に係るプラズマアークトーチは、加工用の電極と
プラズマ用のオリフィス部材との間にパイロットアーク
を発生させ、加工時に該電極と被加工物との間にプラズ
マアークを発生させるプラズマアークトーチにおいて、
前記オリフィス部材を機械的炭素材により形成したこと
を特徴とする。
プラズマ用のオリフィス部材との間にパイロットアーク
を発生させ、加工時に該電極と被加工物との間にプラズ
マアークを発生させるプラズマアークトーチにおいて、
前記オリフィス部材を機械的炭素材により形成したこと
を特徴とする。
く作 用〉
機械的炭素材により形成したプラズマ用のオリフィス部
材は弱導電材であるが、このオリフィス部材と加工用の
電極との間に電力を供給することによりパイロットアー
クが発生する。加工時に電極と被加工物との間に電力を
供給すると、パイロットアークの存在により電極と被加
工物との間にメインアーク、すなわちプラズマアークが
発生する。メインアーク発生後、パイロットアーク用の
給電が停止された状態でブラにマアーク加工が行われる
が、実際の加工時にオリフィス部材と被加工物とが接近
しても、オリフィス部材は上記のごとく弱導電材である
ため、従来のごとく銅製のオリフィス部材を用いたとき
に比べてダブルアークが発生し難い。
材は弱導電材であるが、このオリフィス部材と加工用の
電極との間に電力を供給することによりパイロットアー
クが発生する。加工時に電極と被加工物との間に電力を
供給すると、パイロットアークの存在により電極と被加
工物との間にメインアーク、すなわちプラズマアークが
発生する。メインアーク発生後、パイロットアーク用の
給電が停止された状態でブラにマアーク加工が行われる
が、実際の加工時にオリフィス部材と被加工物とが接近
しても、オリフィス部材は上記のごとく弱導電材である
ため、従来のごとく銅製のオリフィス部材を用いたとき
に比べてダブルアークが発生し難い。
さらに、プラズマアークによる加工が遂行されるに伴な
って、序々に加工用の電極が溶融する。
って、序々に加工用の電極が溶融する。
銅製のオリフィス部材の場合には、このオリフィス部材
の内面に電極の溶融物が付着して、ダブルアーク誘発の
一因となっていたが、機械的炭素材により形成したオリ
フィス部材の場合には、このオリフィス部材に電極の溶
融物が付着し難く、かつこのオリフィス部材の内面部に
は適宜の作動ガスが流通されているため、電極の溶融物
はオリフィス部材の内面に付着することなく作動ガスと
共にトーチの外部に流出する。従って、本発明のトーチ
は、銅製のオリフィス部材を用いる従来のものに比べて
、更にダブルアークの発生が抑制される。
の内面に電極の溶融物が付着して、ダブルアーク誘発の
一因となっていたが、機械的炭素材により形成したオリ
フィス部材の場合には、このオリフィス部材に電極の溶
融物が付着し難く、かつこのオリフィス部材の内面部に
は適宜の作動ガスが流通されているため、電極の溶融物
はオリフィス部材の内面に付着することなく作動ガスと
共にトーチの外部に流出する。従って、本発明のトーチ
は、銅製のオリフィス部材を用いる従来のものに比べて
、更にダブルアークの発生が抑制される。
さらにまた、機械的炭素材よりなるオリフィス部材を用
いた場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材より
セラミックスまたは高融点金属層が欠落するという事態
は皆無となり、トーチの補修周期が長くなると共にオリ
フィス部材、すなわちトーチの製作費が安価となるため
、プラズマアーク加工のためのランニングコストが低廉
化する。
いた場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材より
セラミックスまたは高融点金属層が欠落するという事態
は皆無となり、トーチの補修周期が長くなると共にオリ
フィス部材、すなわちトーチの製作費が安価となるため
、プラズマアーク加工のためのランニングコストが低廉
化する。
〈実施例〉
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図において、１は図示しないトーチ本体の軸芯端部
に支持された銅又は銅合金よりなる加工用の電極で、電
極１の長寿命化を図るために、従来公知のごとく、先端
部に高融点の挿入体２が設けられている。３は機械的炭
素材により形成されたプラズマ用のオリフィス部材であ
る。なお、機械的炭素材とは、微品質炭素や天然黒鉛な
どを原料とし、樹脂あるいはタールピッチなどを添加し
て、成形と焼成または焼結とを行ったものである。
に支持された銅又は銅合金よりなる加工用の電極で、電
極１の長寿命化を図るために、従来公知のごとく、先端
部に高融点の挿入体２が設けられている。３は機械的炭
素材により形成されたプラズマ用のオリフィス部材であ
る。なお、機械的炭素材とは、微品質炭素や天然黒鉛な
どを原料とし、樹脂あるいはタールピッチなどを添加し
て、成形と焼成または焼結とを行ったものである。
勿論、焼成または焼結後、必要に応じて切削、寸法仕上
げ等の適宜の加工が施されることもある。
げ等の適宜の加工が施されることもある。
この機械的炭素材は、炭素質、炭素黒鉛質、天然黒鉛質
、電気黒鉛質あるいは金属黒鉛質と呼称されているが、
炭素質も人造黒鉛の一種であると考えた場合、この機械
的炭素材は、いわゆる天然黒鉛と人造黒鉛とに大別する
ことができる。なお、近来特に断わらないかぎり、黒鉛
−人造黒鉛として把握されているが、例えば、プラズマ
用のオリフィス部材３を、炭素黒鉛質の人造黒鉛により
形成した。
、電気黒鉛質あるいは金属黒鉛質と呼称されているが、
炭素質も人造黒鉛の一種であると考えた場合、この機械
的炭素材は、いわゆる天然黒鉛と人造黒鉛とに大別する
ことができる。なお、近来特に断わらないかぎり、黒鉛
−人造黒鉛として把握されているが、例えば、プラズマ
用のオリフィス部材３を、炭素黒鉛質の人造黒鉛により
形成した。
上記のごとく、オリフィス部材３を黒鉛により形成する
が、それ以外は従来と同様である。
が、それ以外は従来と同様である。
すなわち、電極１とオリフィス部材３との間に適宜の作
動ガスを供給し、電極１とオリフィス部材３との間に電
力を供給してパイロットアークを発生させ、加工時に、
電極１と被加工物４との間に電力を供給してメインアー
クを発生させ、かつメインアークの発生後はパイロット
アーク用の給電を停止させる。
動ガスを供給し、電極１とオリフィス部材３との間に電
力を供給してパイロットアークを発生させ、加工時に、
電極１と被加工物４との間に電力を供給してメインアー
クを発生させ、かつメインアークの発生後はパイロット
アーク用の給電を停止させる。
なお、黒鉛により形成されたオリフィス部材３は弱導電
材であるため、パイロットアークの発生について懸念さ
れるかもしれないが、従来と同様に高周波発生装置が用
いられているため、確実にパイロットアークが発生する
。
材であるため、パイロットアークの発生について懸念さ
れるかもしれないが、従来と同様に高周波発生装置が用
いられているため、確実にパイロットアークが発生する
。
ところで、実際の加工時にオリフィス部材３と被加工物
４とが接近しても、黒鉛の電気比抵抗値は銅の場合の約
５５０倍位であるため、このオリフィス部材３を使用し
たときには、従来のごとく銅製のオリフィス部材３′を
用いたときに比べてダブルアークの発生するという事態
が激減する。
４とが接近しても、黒鉛の電気比抵抗値は銅の場合の約
５５０倍位であるため、このオリフィス部材３を使用し
たときには、従来のごとく銅製のオリフィス部材３′を
用いたときに比べてダブルアークの発生するという事態
が激減する。
さらに、゛加工の進行と共に電極１が溶融しても、この
溶融物は黒鉛よりなるオリフィス部材３に付着し難いた
め作動ガスと共にトーチの外部に流出する。すなわち、
黒鉛よりなるオリフィス部材３を用いた場合、従来ダブ
ルアーク誘発の一因となっていた、銅製のオリフィス部
材３′の内面への溶融物の付着状態が生起しないため、
更にダブルアークの発生が抑制される。勿論、オリフィ
ス部材３の先端側にも被加工物が付着し難いため、従来
のごとく銅製のオリフィス部材３′の先端側で、溶融し
た金属と被加工物との間で生起していたスパークが発生
する虞れはなく、高寿命に使用できる。
溶融物は黒鉛よりなるオリフィス部材３に付着し難いた
め作動ガスと共にトーチの外部に流出する。すなわち、
黒鉛よりなるオリフィス部材３を用いた場合、従来ダブ
ルアーク誘発の一因となっていた、銅製のオリフィス部
材３′の内面への溶融物の付着状態が生起しないため、
更にダブルアークの発生が抑制される。勿論、オリフィ
ス部材３の先端側にも被加工物が付着し難いため、従来
のごとく銅製のオリフィス部材３′の先端側で、溶融し
た金属と被加工物との間で生起していたスパークが発生
する虞れはなく、高寿命に使用できる。
さらに、機械的炭素材よりなるオリフィス部材３を用い
た場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材３′よ
りセラミックス１１または高融点金属層１２が欠落する
という事態は皆無となり、トーチの補修周期が長くなる
と共にオリフィス部材、すなわちトーチの製作費が安価
となるため、プラズマアーク加工のためのランニングコ
ストが低廉化する。
た場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材３′よ
りセラミックス１１または高融点金属層１２が欠落する
という事態は皆無となり、トーチの補修周期が長くなる
と共にオリフィス部材、すなわちトーチの製作費が安価
となるため、プラズマアーク加工のためのランニングコ
ストが低廉化する。
なお、オリフィス部材３を金属黒鉛質の人造黒鉛により
形成することができる。この場合、原料の一部として鉄
、銅、アルミニウム、銀等の適宜の金属を用いるが、金
属の含有率が大きくなるにつれてプラズマ用のオリフィ
ス部材３としての電気比抵抗値が小さくなるため゛、ダ
ブルアークの抑制に着目すれば金属含有率の小さいほど
好ましい。
形成することができる。この場合、原料の一部として鉄
、銅、アルミニウム、銀等の適宜の金属を用いるが、金
属の含有率が大きくなるにつれてプラズマ用のオリフィ
ス部材３としての電気比抵抗値が小さくなるため゛、ダ
ブルアークの抑制に着目すれば金属含有率の小さいほど
好ましい。
この電気比抵抗値は使用する金属の種類とその含有率と
に左右されるため定性的に断言することは困難であるが
、例えば、銅の含有率が１５％の人造黒鉛によりオリフ
ィス部材３を形成した場合、このオリフィス部材の電気
比抵抗値は銅製のオリフィス部材３′の約１０倍位であ
るため、一応のダブルアーク抑制の効果を奏することが
できる。
に左右されるため定性的に断言することは困難であるが
、例えば、銅の含有率が１５％の人造黒鉛によりオリフ
ィス部材３を形成した場合、このオリフィス部材の電気
比抵抗値は銅製のオリフィス部材３′の約１０倍位であ
るため、一応のダブルアーク抑制の効果を奏することが
できる。
さらに、オリフィス部材３を人造黒鉛により形成すれば
材料の入手が容易である。しかも耐衝撃性を有するため
、オリフィス部材３を他の部材に当接させても容易に破
損することはなく、従って安価で、かつ長寿命に使用す
ることができる。なお、オリフィス部材３を天然黒鉛に
より形成すれば、比較的脆いためオリフィス部材３およ
びトーチを丁寧に取扱う必要がある。
材料の入手が容易である。しかも耐衝撃性を有するため
、オリフィス部材３を他の部材に当接させても容易に破
損することはなく、従って安価で、かつ長寿命に使用す
ることができる。なお、オリフィス部材３を天然黒鉛に
より形成すれば、比較的脆いためオリフィス部材３およ
びトーチを丁寧に取扱う必要がある。
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、プラズマ用のオリフィス
部材が機械的炭素材により形成されているため、実際の
加工時にオリフィス部材と被加工物とが接近しても、従
来のごとく銅製のオリフィス部材を用いたときに比べて
ダブルアークが発生し難く、かつ、従来ダブルアーク誘
発の一因となっていた、銅製のオリフィス部材の内面へ
の溶融物の付着状態が生起しないため、更にダブルアー
クの発生が抑制される。
部材が機械的炭素材により形成されているため、実際の
加工時にオリフィス部材と被加工物とが接近しても、従
来のごとく銅製のオリフィス部材を用いたときに比べて
ダブルアークが発生し難く、かつ、従来ダブルアーク誘
発の一因となっていた、銅製のオリフィス部材の内面へ
の溶融物の付着状態が生起しないため、更にダブルアー
クの発生が抑制される。
さらに、機械的炭素材よりなるオリフィス部材を用いた
場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材よりセラ
ミックスまたは高融点金属層が欠落するという事態は皆
無となり、トーチの補修周期が長くなると共にオリフィ
ス部材、すなわちトーチの製作費が安価となるため、プ
ラズマアーク加工のためのランニングコストが低廉化す
る。
場合には、従来のごとく銅製のオリフィス部材よりセラ
ミックスまたは高融点金属層が欠落するという事態は皆
無となり、トーチの補修周期が長くなると共にオリフィ
ス部材、すなわちトーチの製作費が安価となるため、プ
ラズマアーク加工のためのランニングコストが低廉化す
る。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図および
第３図は夫々、本発明の対象とするプラズマアーク加工
の状態説明図、第４図（ａ）および第４図（ｂ）は夫々
、従来例を示す縦断面図である。 １・・・・・・加工用の電極。
第３図は夫々、本発明の対象とするプラズマアーク加工
の状態説明図、第４図（ａ）および第４図（ｂ）は夫々
、従来例を示す縦断面図である。 １・・・・・・加工用の電極。
Claims (1)
- １、加工用の電極とプラズマ用のオリフィス部材との間
にパイロットアークを発生させ、加工時に該電極と被加
工物との間にプラズマアークを発生させるプラズマアー
クトーチにおいて、前記オリフィス部材は機械的炭素材
により形成されてなるプラズマアークトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25688987A JPH0199783A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | プラズマアークトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25688987A JPH0199783A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | プラズマアークトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199783A true JPH0199783A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17298820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25688987A Pending JPH0199783A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | プラズマアークトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199783A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370865U (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-17 | ||
| JPH0370864U (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-17 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924919A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 放電加工装置 |
| JPS61271800A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | 株式会社ダイヘン | プラズマア−クト−チ |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP25688987A patent/JPH0199783A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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