JPH0199796A - プラズマ電極材料 - Google Patents
プラズマ電極材料Info
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- JPH0199796A JPH0199796A JP25723587A JP25723587A JPH0199796A JP H0199796 A JPH0199796 A JP H0199796A JP 25723587 A JP25723587 A JP 25723587A JP 25723587 A JP25723587 A JP 25723587A JP H0199796 A JPH0199796 A JP H0199796A
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- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/222—Non-consumable electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラズマ切断のプラズマ電極材料に関する。
第３図及び第４図は従来のプラズマ切断トーチの構成・
作用を示す説明図であり、第３図はパイロットアーク発
生時の、第４図はプラズマアーク発生時の状態を夫々示
す。
作用を示す説明図であり、第３図はパイロットアーク発
生時の、第４図はプラズマアーク発生時の状態を夫々示
す。
図中１は先端部を漏斗状に絞り込んだノズルである。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１２を介して電極支持筒６が設けられ、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２が連
結されている。水冷外筒２には冷却水供給パイプ３及び
冷却水排出パイプ４が接続されている。電極支持筒６は
通電パイプ８の先端部に取付けられ、該電極支持筒６内
には電極冷却水導管９の先端部が挿入され、該電極支持
筒６の先端部にはタングステン、ハフニウム、ジルコニ
ウム等カラなる棒電極７が設置されている。ノズル１と
通電パイプ８との間には電気絶縁体で作られた連結管１
３が設けられ、該連結管１３と作動ガス旋回周兼内筒固
定環１２との間のノズル１部分には作動ガス供給パイプ
５が接続されている。
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１２を介して電極支持筒６が設けられ、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２が連
結されている。水冷外筒２には冷却水供給パイプ３及び
冷却水排出パイプ４が接続されている。電極支持筒６は
通電パイプ８の先端部に取付けられ、該電極支持筒６内
には電極冷却水導管９の先端部が挿入され、該電極支持
筒６の先端部にはタングステン、ハフニウム、ジルコニ
ウム等カラなる棒電極７が設置されている。ノズル１と
通電パイプ８との間には電気絶縁体で作られた連結管１
３が設けられ、該連結管１３と作動ガス旋回周兼内筒固
定環１２との間のノズル１部分には作動ガス供給パイプ
５が接続されている。
電極冷却水導管９には電極冷却水供給パイプ１０及び電
極冷却水排出パイプ１１が接続されている。ノズル１は
電線１８ｂ′を介してパイロットアーク電源１６に接続
され、通電パイプ８は電線＋８ａ″ｆ：介してプラズマ
電源１７に接続され、電線１８ ａ 、 １８ ａ’を
介してパイロットアーク電源１６に接続されている。ま
たプラズマ電源１７は電線１８ｂｉ介して被切断材１５
に接続されている。このようにして電極支持筒６と被切
断材１５との間で、プラズマアーク１４、（第４図参照
）パイロットプラズマ１４＆及びプラズマアーク（又は
アーク）１４ｂを発生するようになっている。なお、第
５図及び第４図中斜線矢印（→）は、冷却水の流れ方向
を示し、矢印（→）は、作動ガスの流れ方向を示してい
る。
極冷却水排出パイプ１１が接続されている。ノズル１は
電線１８ｂ′を介してパイロットアーク電源１６に接続
され、通電パイプ８は電線＋８ａ″ｆ：介してプラズマ
電源１７に接続され、電線１８ ａ 、 １８ ａ’を
介してパイロットアーク電源１６に接続されている。ま
たプラズマ電源１７は電線１８ｂｉ介して被切断材１５
に接続されている。このようにして電極支持筒６と被切
断材１５との間で、プラズマアーク１４、（第４図参照
）パイロットプラズマ１４＆及びプラズマアーク（又は
アーク）１４ｂを発生するようになっている。なお、第
５図及び第４図中斜線矢印（→）は、冷却水の流れ方向
を示し、矢印（→）は、作動ガスの流れ方向を示してい
る。
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３及び電極冷却水供給パイプ１０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）６と棒電極７の冷却を開始する。次に作動ガス供給
パイプ５からアルゴン、水素、酸素、空気及びそれ等の
混合ガス等の作動ガスを作動ガス供給パイプ５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１２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源
１６を作動させ、第３図に示す如く、棒電極７とノズル
１との間に小電流のパイロットアーク１４ａ’ｉ発生さ
せる。このパイロットアーク１４ａによって発生する熱
によりノズル１の先端に供給され念作動ガスは旋回プラ
ズマ流とな９、パイロットプラズマ１４ｂとしてノズル
１０から下方へ伸びて行く。このパイロットプラズマ１
４ｂが被切断材１５に接触し九後、パイロットアーク電
源１６金切り、同時にプラズマ電源１７を作動させ、ア
ーク１４ａ金棒電極７と被切断材１５との間に移行させ
て大電流（１００〜２５０Ａ）を流す。これによジプラ
ズマアーク１４が発生し、被切断材１５を切断する。
却水供給パイプ３及び電極冷却水供給パイプ１０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）６と棒電極７の冷却を開始する。次に作動ガス供給
パイプ５からアルゴン、水素、酸素、空気及びそれ等の
混合ガス等の作動ガスを作動ガス供給パイプ５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１２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源
１６を作動させ、第３図に示す如く、棒電極７とノズル
１との間に小電流のパイロットアーク１４ａ’ｉ発生さ
せる。このパイロットアーク１４ａによって発生する熱
によりノズル１の先端に供給され念作動ガスは旋回プラ
ズマ流とな９、パイロットプラズマ１４ｂとしてノズル
１０から下方へ伸びて行く。このパイロットプラズマ１
４ｂが被切断材１５に接触し九後、パイロットアーク電
源１６金切り、同時にプラズマ電源１７を作動させ、ア
ーク１４ａ金棒電極７と被切断材１５との間に移行させ
て大電流（１００〜２５０Ａ）を流す。これによジプラ
ズマアーク１４が発生し、被切断材１５を切断する。
従来のプラズマ切断トーチの電極材料はハフニウム（Ｈ
ｆ）あるいはジルコ、ニクム（Ｚｒ）の純金属、あるい
は両金属の合金で構成されており、かつ、プラズマアー
ク発生側の後部を直接水で冷却し電極材の温度上昇を抑
える構造になっており、電極寿命を長くする対策が取ら
れている。
ｆ）あるいはジルコ、ニクム（Ｚｒ）の純金属、あるい
は両金属の合金で構成されており、かつ、プラズマアー
ク発生側の後部を直接水で冷却し電極材の温度上昇を抑
える構造になっており、電極寿命を長くする対策が取ら
れている。
しかしながら、プラズマアーク電流が大きくなりかつ、
作動ガスに酸素を使うと、電極材温度が上昇し、作動ガ
スによる酸化反応がはげしくなり、電極寿命が著しく短
かくなる。このため、実機の切断作業では、電極交換頻
度が高く、作業能事が悪いばかりか、消耗品としての電
極コストが非常に高いものになっていた。
作動ガスに酸素を使うと、電極材温度が上昇し、作動ガ
スによる酸化反応がはげしくなり、電極寿命が著しく短
かくなる。このため、実機の切断作業では、電極交換頻
度が高く、作業能事が悪いばかりか、消耗品としての電
極コストが非常に高いものになっていた。
本発明は、かかる点にかんがみてなされ友ものであジ、
電極材の寿命を長くして切断作業にる消耗品コストヲ大
幅に低減させることができるプラズマ切断用電極材料を
提供するものである。
電極材の寿命を長くして切断作業にる消耗品コストヲ大
幅に低減させることができるプラズマ切断用電極材料を
提供するものである。
本発明はＨｆ又はＺｒ金属よりなる電極材料中に
■ Ｙ 、 Ｓｒ 、 Ｂａ及び希土類元素よりなる群
■ Ｙ 、 Ｓｒ 、 Ｂａ及び希土類元素の酸化物よ
りなる群 ■ Ｙ 、 Ｓｒ 、 Ｂａ及び希土類の硼酸化物より
なる群 のうちの成分を１種又は２種以上含有させてなることを
特徴とするトランスファー型プラズマ切断トーチ用電極
材料である。
■ Ｙ 、 Ｓｒ 、 Ｂａ及び希土類元素の酸化物よ
りなる群 ■ Ｙ 、 Ｓｒ 、 Ｂａ及び希土類の硼酸化物より
なる群 のうちの成分を１種又は２種以上含有させてなることを
特徴とするトランスファー型プラズマ切断トーチ用電極
材料である。
上述の元素の酸化物は、電子放出材料の表面に凝集し、
その材料の電子放出能を増大させる。
その材料の電子放出能を増大させる。
すなわち、これら元素の酸化物が電極材料のアーク発生
部に凝集すると、電極材料の仕事関数を低下させ、アー
ク発生点の温度が低いままで安定して多量の電子放出が
可能となる。よって電極材の温度は低下し、寿命は長く
なる。
部に凝集すると、電極材料の仕事関数を低下させ、アー
ク発生点の温度が低いままで安定して多量の電子放出が
可能となる。よって電極材の温度は低下し、寿命は長く
なる。
一方、前記元素ｔｉｔｔ極材に添加すると、プラズマ発
生点で作動ガスと反応し、酸化物となジ、同様の効果が
期待できる。
生点で作動ガスと反応し、酸化物となジ、同様の効果が
期待できる。
本発明の一実施例を、第１図及び第２図を用いて説明す
る。また、プラズマ切断トーチの構造・名称・作用は従
来と同様のため説明全省略する。
る。また、プラズマ切断トーチの構造・名称・作用は従
来と同様のため説明全省略する。
第１図はハフニウム（Ｈｒ）とＨｆヲ基本成分とした本
発明電極材料の電極寿命を示す。また第２図１はジルコ
ニウム（Ｚｒ）とＺｒを基本成分とした本発明電極材料
の電極寿命を示す。
発明電極材料の電極寿命を示す。また第２図１はジルコ
ニウム（Ｚｒ）とＺｒを基本成分とした本発明電極材料
の電極寿命を示す。
第１図及び第２図に示す様に、本発明電極材料は従来の
Ｈｆ及びＺｒ材料に比べ、同等もしくは２倍程度まで寿
命が伸びることがわかる。
Ｈｆ及びＺｒ材料に比べ、同等もしくは２倍程度まで寿
命が伸びることがわかる。
ここに示した材料は、基本成分（Ｉ（ｆ及びＺｒ）に仕
事関数低下材料を２〜３％添加しｔものであるが、本発
明はこの量に限るものではない。
事関数低下材料を２〜３％添加しｔものであるが、本発
明はこの量に限るものではない。
本発明電極材料を使用することにより、プラズマ切断電
極の寿命が伸び、切断効率が向上すると共に、電極の消
耗品コストが低下し、高能率切断が可能となつ友。
極の寿命が伸び、切断効率が向上すると共に、電極の消
耗品コストが低下し、高能率切断が可能となつ友。
第１図ｉ ＨｒとＨｒを基本成分とした本発明電極材の
プラズマ切断寿命を示す図、 第２図；Ｚｒとｚｒ ２基本成分とした本発明電極材の
プラズマ切断寿命を示す図、 第３図；プラズマ切断トーチの構造（パイロットアーク
発生時）′！ｉ−示す図、 第４図；プラズマ切断トーチの構造（プラズマアーク発
生時）を示す図。
プラズマ切断寿命を示す図、 第２図；Ｚｒとｚｒ ２基本成分とした本発明電極材の
プラズマ切断寿命を示す図、 第３図；プラズマ切断トーチの構造（パイロットアーク
発生時）′！ｉ−示す図、 第４図；プラズマ切断トーチの構造（プラズマアーク発
生時）を示す図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｈｆ又はＺｒ金属よりなる電極材料中に （１）Ｙ、Ｓｒ、Ｂａ及び希土類元素よりなる群（２）
Ｙ、Ｓｒ、Ｂａ及び希土類元素の酸化物よりなる群 （３）Ｙ、Ｓｒ、Ｂａ及び希土類の硼酸化物よりなる群 のうちの成分を１種又は２種以上含有させてなることを
特徴とするトランスファー型プラズマ切断トーチ用電極
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257235A JP2521307B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | プラズマ電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257235A JP2521307B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | プラズマ電極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199796A true JPH0199796A (ja) | 1989-04-18 |
| JP2521307B2 JP2521307B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=17303559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62257235A Expired - Lifetime JP2521307B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | プラズマ電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2521307B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2625234B2 (ja) | 1990-04-11 | 1997-07-02 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ電極材料 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS498622A (ja) * | 1972-05-31 | 1974-01-25 | ||
| JPS50152949A (ja) * | 1974-05-28 | 1975-12-09 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62257235A patent/JP2521307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS498622A (ja) * | 1972-05-31 | 1974-01-25 | ||
| JPS50152949A (ja) * | 1974-05-28 | 1975-12-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2521307B2 (ja) | 1996-08-07 |
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