JPH0366069B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0366069B2 JPH0366069B2 JP12696287A JP12696287A JPH0366069B2 JP H0366069 B2 JPH0366069 B2 JP H0366069B2 JP 12696287 A JP12696287 A JP 12696287A JP 12696287 A JP12696287 A JP 12696287A JP H0366069 B2 JPH0366069 B2 JP H0366069B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torch
- plasma
- power source
- torches
- plasma processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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、複数のプラズマ加工トーチに選択的
にプラズマジエツト、或いはプラズマアークを発
生し得るプラズマ加工装置に関する。
にプラズマジエツト、或いはプラズマアークを発
生し得るプラズマ加工装置に関する。
プラズマアーク又はプラズマジエツトはアルミ
ニウムやステンレス等の非鉄金属の他、一般鋼材
の切断或いは溶接などに多用されている。一台の
プラズマ加工装置で選択的にプラズマジエツトを
発生したり、プラズマアークを発生する場合に
は、第3図に示すように、プラズマ加工トーチ
(以下トーチという)1のスリーブ1a、被加工
材2と主電源3との間にスイツチ4′,5′を夫々
接続し、これらスイツチを開閉してプラズマジエ
ツトとプラズマアークを選択して発生させてい
た。なお、6はトーチ1の起動時にそのスリーブ
1aとカソード電極1b間にアークを形成するた
めの通常の起動用電源である。この装置の電気面
での動作についてもう少し詳しく説明すると、先
ず高周波発生器とパイロツト電源とからなる起動
用電源6を動作させ、トーチ1のスリーブ1aと
カソード電極1bとの間にアークを発生させる。
次に主電源3を起動させ、スイツチ4′を閉じる
ことによりトーチ1のスリーブ1aとカソード電
極1b間にパイロツトアークが発生する。そして
主電源3の電流量を調整し、かつトーチ1を流れ
るプラズマガスの流量を調整することにより、所
望のプラズマジエツトが発生する。プラズマジエ
ツトに代えてプラズマアークを発生させたい場合
には、スイツチ5′を閉じると共にスイツチ4′を
開けばよい。
ニウムやステンレス等の非鉄金属の他、一般鋼材
の切断或いは溶接などに多用されている。一台の
プラズマ加工装置で選択的にプラズマジエツトを
発生したり、プラズマアークを発生する場合に
は、第3図に示すように、プラズマ加工トーチ
(以下トーチという)1のスリーブ1a、被加工
材2と主電源3との間にスイツチ4′,5′を夫々
接続し、これらスイツチを開閉してプラズマジエ
ツトとプラズマアークを選択して発生させてい
た。なお、6はトーチ1の起動時にそのスリーブ
1aとカソード電極1b間にアークを形成するた
めの通常の起動用電源である。この装置の電気面
での動作についてもう少し詳しく説明すると、先
ず高周波発生器とパイロツト電源とからなる起動
用電源6を動作させ、トーチ1のスリーブ1aと
カソード電極1bとの間にアークを発生させる。
次に主電源3を起動させ、スイツチ4′を閉じる
ことによりトーチ1のスリーブ1aとカソード電
極1b間にパイロツトアークが発生する。そして
主電源3の電流量を調整し、かつトーチ1を流れ
るプラズマガスの流量を調整することにより、所
望のプラズマジエツトが発生する。プラズマジエ
ツトに代えてプラズマアークを発生させたい場合
には、スイツチ5′を閉じると共にスイツチ4′を
開けばよい。
このようにトーチを単体で溶接、或いは切断に
用いる場合は従来例のとおりで良いが、複数のト
ーチにプラズマアーク或いはプラズマジエツトを
同時に発生させて同一の被加工材、又は別々の被
加工材を加工する場合には次のような問題点が生
じる。
用いる場合は従来例のとおりで良いが、複数のト
ーチにプラズマアーク或いはプラズマジエツトを
同時に発生させて同一の被加工材、又は別々の被
加工材を加工する場合には次のような問題点が生
じる。
(1) 先ず、トーチ毎に夫々専用の主電源、起動用
電源を備えることは、装置全体の価格を上昇さ
せると共に大型重量化する。特にトーチが十数
個乃至は数十個の場合にはこれらの欠点は実用
上極めて大きなものとなる。また、これら電源
と各トーチとを接続するワイヤの数も非常に多
くなり、加工作業上支障を来すことも多い。
電源を備えることは、装置全体の価格を上昇さ
せると共に大型重量化する。特にトーチが十数
個乃至は数十個の場合にはこれらの欠点は実用
上極めて大きなものとなる。また、これら電源
と各トーチとを接続するワイヤの数も非常に多
くなり、加工作業上支障を来すことも多い。
(2) 従つて、複数のトーチで一台の主電源及び起
動用電源を共用する構成が考えられるが、各ト
ーチのプラズマジエツト或いはプラズマアーク
の状態は非常に不安定なので絶えず変動してお
り、各トーチから発生するプラズマジエツト又
はプラズマアークのエネルギをほぼ等しく制御
し難い。また、各トーチから発生するプラズマ
ジエツト又はプラズマアークのエネルギをほぼ
等しく、或いは所定の割合になるように制御で
きたとしても、各トーチ間の電位、或いは被加
工材の電位が問題となり、複数のトーチで一台
の電源を共用する構成の装置は実用化されてお
らず、斯かる構成ではプラズマジエツトとプラ
ズマアークを問題なく切替えるという具体的な
構成の提案は皆無である。
動用電源を共用する構成が考えられるが、各ト
ーチのプラズマジエツト或いはプラズマアーク
の状態は非常に不安定なので絶えず変動してお
り、各トーチから発生するプラズマジエツト又
はプラズマアークのエネルギをほぼ等しく制御
し難い。また、各トーチから発生するプラズマ
ジエツト又はプラズマアークのエネルギをほぼ
等しく、或いは所定の割合になるように制御で
きたとしても、各トーチ間の電位、或いは被加
工材の電位が問題となり、複数のトーチで一台
の電源を共用する構成の装置は実用化されてお
らず、斯かる構成ではプラズマジエツトとプラ
ズマアークを問題なく切替えるという具体的な
構成の提案は皆無である。
この装置は、正の出力端子が被加工部材に接続
されると共に、負の出力端子が各スイツチ素子を
介して複数のトーチのカソード電極に接続され得
る第1の電源と、正の出力端子が前記トーチのス
リーブに接続されると共に、負の出力端子が夫々
の半導体スイツチ素子を介して前記トーチのカソ
ード電極に接続され得る第2の電源とを備えてい
る。
されると共に、負の出力端子が各スイツチ素子を
介して複数のトーチのカソード電極に接続され得
る第1の電源と、正の出力端子が前記トーチのス
リーブに接続されると共に、負の出力端子が夫々
の半導体スイツチ素子を介して前記トーチのカソ
ード電極に接続され得る第2の電源とを備えてい
る。
このように構成しているので、半導体スイツチ
素子のインピーダンスを制御することにより各ト
ーチから発生するプラズマジエツト或いはプラズ
マアークのエネルギを等しく、又は所定の割合に
なるよう制御できることは勿論のこと、トーチの
スリーブ同士、被加工材同士の電位をほぼ等しく
できるので、トーチ同士が接触することがあつて
も事故に至らず、また被加工材をアースから絶縁
する必要もなく、このことは大面積の単一の被加
工材を複数のトーチで加工できることを示してい
る。
素子のインピーダンスを制御することにより各ト
ーチから発生するプラズマジエツト或いはプラズ
マアークのエネルギを等しく、又は所定の割合に
なるよう制御できることは勿論のこと、トーチの
スリーブ同士、被加工材同士の電位をほぼ等しく
できるので、トーチ同士が接触することがあつて
も事故に至らず、また被加工材をアースから絶縁
する必要もなく、このことは大面積の単一の被加
工材を複数のトーチで加工できることを示してい
る。
第1図により本発明の一実施例について説明す
ると、3A,3Bは夫々プラズマアーク用電源、
プラズマジエツト用電源であり、電源3Aの正、
負端子は夫々導線9A,9Bに接続され、電源3
Bの正、負端子は夫々導線10A,10Bに接続
されている。導線9Aには各被加工材2A,2
B,……,2Nが接続され、導線10Aには各ト
ーチ1A,1B,……,1Nのスリーブが接続さ
れる。ブラズマジエツト用電源3Bの負端子に接
続された導線10Bには、夫々の抵抗7A,7
B,……,7N、及びトランジスタのような半導
体スイツチ素子4A,4B,……,4Nを直列に
した接続体を介して、各トーチ1A,1B,…
…,1Nのカソード電極が接続される。プラズマ
アーク用電源3Aの負端子に接続された導線9B
には、抵抗8A,8B,……,8N及びトランジ
スタのような半導体スイツチ素子5A,5B,…
…,5Nを直列にした接続体を介して、各トーチ
1A,1B,……,1Nのカソード電極が接続さ
れる。
ると、3A,3Bは夫々プラズマアーク用電源、
プラズマジエツト用電源であり、電源3Aの正、
負端子は夫々導線9A,9Bに接続され、電源3
Bの正、負端子は夫々導線10A,10Bに接続
されている。導線9Aには各被加工材2A,2
B,……,2Nが接続され、導線10Aには各ト
ーチ1A,1B,……,1Nのスリーブが接続さ
れる。ブラズマジエツト用電源3Bの負端子に接
続された導線10Bには、夫々の抵抗7A,7
B,……,7N、及びトランジスタのような半導
体スイツチ素子4A,4B,……,4Nを直列に
した接続体を介して、各トーチ1A,1B,…
…,1Nのカソード電極が接続される。プラズマ
アーク用電源3Aの負端子に接続された導線9B
には、抵抗8A,8B,……,8N及びトランジ
スタのような半導体スイツチ素子5A,5B,…
…,5Nを直列にした接続体を介して、各トーチ
1A,1B,……,1Nのカソード電極が接続さ
れる。
次に、このプラズマ加工装置の電気的な動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
プラズマジエツトを発生したい場合には、半導
体スイツチ5A,5B,……,5Nをすべて開い
た(オフ)状態にしておき、半導体スイツチ4
A,4B,……,4Nを閉じる。これに伴い電源
3Bの電圧がトーチ1A,1B,……,1Nのス
リーブとカソード電極間に印加され、この間にア
ークが発生することによりプラズマジエツトが形
成される。プラズマジエツトは不安定であるの
で、各トーチ1A,1B,……,1Nを均一かつ
安定化するため、夫々半導体スイツチ4A,4
B,……,4Nを制御してそれらのインピーダン
スを調整してもよい。このとき抵抗7A,7B,
……,7Nは電流検出用抵抗として用いられ、抵
抗7A,7B,……,7Nを流れる電流がほぼ等
しくなるよう、半導体スイツチ4A,4B,…
…,4Nのインピーダンスが夫々制御される。
体スイツチ5A,5B,……,5Nをすべて開い
た(オフ)状態にしておき、半導体スイツチ4
A,4B,……,4Nを閉じる。これに伴い電源
3Bの電圧がトーチ1A,1B,……,1Nのス
リーブとカソード電極間に印加され、この間にア
ークが発生することによりプラズマジエツトが形
成される。プラズマジエツトは不安定であるの
で、各トーチ1A,1B,……,1Nを均一かつ
安定化するため、夫々半導体スイツチ4A,4
B,……,4Nを制御してそれらのインピーダン
スを調整してもよい。このとき抵抗7A,7B,
……,7Nは電流検出用抵抗として用いられ、抵
抗7A,7B,……,7Nを流れる電流がほぼ等
しくなるよう、半導体スイツチ4A,4B,…
…,4Nのインピーダンスが夫々制御される。
次にプラズマアークを各トーチ1A,1B,…
…,1Nとこれらに夫々対応する被加工材2A,
2B,……,2N間に発生させたい場合には、半
導体スイツチ5A,5B,……,5Nを閉じ、し
かる後に半導体スイツチ4A,4B,……,4N
を開く。このようにすることにより各トーチ1
A,1B,……,1Nのカソード電極とスリーブ
間に発生していたアーク放電は、夫々のカソード
電極とこれらに夫々対応する被加工材2A,2
B,……,2Nとの間に移行し、プラズマアーク
が形成される。ここで各トーチにより発生するプ
ラズマ・アークは一般に極めて不安定であるの
で、プラズマジエツトの場合と同様に、半導体ス
イツチ5A,5B,……,5Nのインピーダンス
を制御して、抵抗8A,8B,……,8Nを流れ
る電流をほぼ等しく調整することにより、各トー
チから発生されるプラズマアークをほぼ等しくす
ることが出来る。
…,1Nとこれらに夫々対応する被加工材2A,
2B,……,2N間に発生させたい場合には、半
導体スイツチ5A,5B,……,5Nを閉じ、し
かる後に半導体スイツチ4A,4B,……,4N
を開く。このようにすることにより各トーチ1
A,1B,……,1Nのカソード電極とスリーブ
間に発生していたアーク放電は、夫々のカソード
電極とこれらに夫々対応する被加工材2A,2
B,……,2Nとの間に移行し、プラズマアーク
が形成される。ここで各トーチにより発生するプ
ラズマ・アークは一般に極めて不安定であるの
で、プラズマジエツトの場合と同様に、半導体ス
イツチ5A,5B,……,5Nのインピーダンス
を制御して、抵抗8A,8B,……,8Nを流れ
る電流をほぼ等しく調整することにより、各トー
チから発生されるプラズマアークをほぼ等しくす
ることが出来る。
さてここで、各トーチ1A,1B,……,1N
のスリーブはすべて直接導線10Aに接続されて
いるので、プラズマジエツトの発生中、半導体ス
イツチ4A,4B,……,4Nのインピーダンス
がかなり大幅に異なつたり、或いはいずれかが開
放の状態にあつても、各トーチのスリーブは常に
同一電位にあり、従つてトーチ1A,1B,…
…,1Nのいずれかが接触しても電気的な短路の
問題を生じることはなく、トーチ1A,1B,…
…,1Nを接触した状態で配置もできる。また同
様に、被加工材2A,2B,……,2Nのすべて
が導線9Aに直接接続されているので、半導体ス
イツチ5A,5B,……,5Nのインピーダンス
がかなり異なつたり、或いはそのいずれかが開放
状態にあつても、被加工材2A,2B,……2N
はすべて常に同電位にある。従つて、大面積の単
一の被加工材を複数のトーチで加工したり、或い
は接続状態におかれた夫々の被加工材を独立して
夫々のトーチで加工することが出来る。
のスリーブはすべて直接導線10Aに接続されて
いるので、プラズマジエツトの発生中、半導体ス
イツチ4A,4B,……,4Nのインピーダンス
がかなり大幅に異なつたり、或いはいずれかが開
放の状態にあつても、各トーチのスリーブは常に
同一電位にあり、従つてトーチ1A,1B,…
…,1Nのいずれかが接触しても電気的な短路の
問題を生じることはなく、トーチ1A,1B,…
…,1Nを接触した状態で配置もできる。また同
様に、被加工材2A,2B,……,2Nのすべて
が導線9Aに直接接続されているので、半導体ス
イツチ5A,5B,……,5Nのインピーダンス
がかなり異なつたり、或いはそのいずれかが開放
状態にあつても、被加工材2A,2B,……2N
はすべて常に同電位にある。従つて、大面積の単
一の被加工材を複数のトーチで加工したり、或い
は接続状態におかれた夫々の被加工材を独立して
夫々のトーチで加工することが出来る。
次に第2図により本発明の別の一実施例を説明
すると、この実施例ではカソード電極を囲む内側
のスリーブとその外側のスリーブとを有するトー
チを用いており、このトーチは良く知られている
ので説明は省く。このプラズマ加工装置は、第1
図に示したような装置を2組備え、夫々の組が起
動用の電源11のみを共用している。この起動用
の電源11は共通の導線12A,12B及び夫々
順次切り換えられるスイツチ13A1,13B1,
……,13N1,13A2,13B2,……,13N2
を介して各トーチ1A1,1B1,……,1N1及び
1A2,1B2,……,1N2のカソード電極と内側
のスリーブ間に接続され、それらの間にアーク放
電を発生させ、維持するのに必要な電力を与え
る。電源11を作動させ、各トーチの内側のスリ
ーブとカソード電極間にアーク放電を発生させた
後、半導体スイツチ4A1,4B1,……,4N1及
び4A2,4B2,……,4N2を閉じることによ
り、外側のスリーブとカソード電極間にアーク放
電を発生させることが出来る。電源容量が切換え
られるよう電源3B1,3B2を構成しておくこと
により、外側のスリーブとカソード電極間のアー
ク放電をプラズマジエツトとしては、或いはパイ
ロツトアークとして利用できる。各トーチと各被
加工材間にプラズマアークを発生させたい場合に
は、前記実施例と同様に、半導体スイツチ5A1
〜5N1及び5A2〜5N2を閉じ、しかる後に半導
体スイツチ4A1〜4N1及び4A2〜4N2を開く。
すると、この実施例ではカソード電極を囲む内側
のスリーブとその外側のスリーブとを有するトー
チを用いており、このトーチは良く知られている
ので説明は省く。このプラズマ加工装置は、第1
図に示したような装置を2組備え、夫々の組が起
動用の電源11のみを共用している。この起動用
の電源11は共通の導線12A,12B及び夫々
順次切り換えられるスイツチ13A1,13B1,
……,13N1,13A2,13B2,……,13N2
を介して各トーチ1A1,1B1,……,1N1及び
1A2,1B2,……,1N2のカソード電極と内側
のスリーブ間に接続され、それらの間にアーク放
電を発生させ、維持するのに必要な電力を与え
る。電源11を作動させ、各トーチの内側のスリ
ーブとカソード電極間にアーク放電を発生させた
後、半導体スイツチ4A1,4B1,……,4N1及
び4A2,4B2,……,4N2を閉じることによ
り、外側のスリーブとカソード電極間にアーク放
電を発生させることが出来る。電源容量が切換え
られるよう電源3B1,3B2を構成しておくこと
により、外側のスリーブとカソード電極間のアー
ク放電をプラズマジエツトとしては、或いはパイ
ロツトアークとして利用できる。各トーチと各被
加工材間にプラズマアークを発生させたい場合に
は、前記実施例と同様に、半導体スイツチ5A1
〜5N1及び5A2〜5N2を閉じ、しかる後に半導
体スイツチ4A1〜4N1及び4A2〜4N2を開く。
以上述べたように本発明によれば、電源を共用
する複数のトーチによつて安定でほぼ均等のプラ
ズマジエツト、プラズマアークのいずれでも選択
的に発生することが出来、しかも各トーチの最外
側のスリーブを常時すべて同電位に維持できると
共に、被加工材も常時すべて同電位に保持できる
ので、トーチ間の電気的短絡事故を生じることが
なく、同一被加工材を複数のトーチで同時に加工
できるなど多大な効果を奏する。
する複数のトーチによつて安定でほぼ均等のプラ
ズマジエツト、プラズマアークのいずれでも選択
的に発生することが出来、しかも各トーチの最外
側のスリーブを常時すべて同電位に維持できると
共に、被加工材も常時すべて同電位に保持できる
ので、トーチ間の電気的短絡事故を生じることが
なく、同一被加工材を複数のトーチで同時に加工
できるなど多大な効果を奏する。
第1図及び第2図は夫々本発明に係るプラズマ
加工装置の別々の一実施例を示す図、第3図は従
来例を示す図である。 1A1〜1N1,1A2〜1N2……トーチ、2A1
〜2N1,2A2〜2N2……被加工材、3A1,3
A23B1,3B211……電源、4A1〜4N1,4
A2〜4N2,5A1〜5N1,5A2〜5N2……半導
体スイツチ、7A1〜7N1,7A2〜7N2,8A1
〜8N1,8A2〜8N2……抵抗。
加工装置の別々の一実施例を示す図、第3図は従
来例を示す図である。 1A1〜1N1,1A2〜1N2……トーチ、2A1
〜2N1,2A2〜2N2……被加工材、3A1,3
A23B1,3B211……電源、4A1〜4N1,4
A2〜4N2,5A1〜5N1,5A2〜5N2……半導
体スイツチ、7A1〜7N1,7A2〜7N2,8A1
〜8N1,8A2〜8N2……抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数のプラズマ加工トーチと、 正の出力端子が被加工部材に接続されると共
に、負の出力端子が各半導体スイツチ素子を介し
て前記複数のプラズマ加工トーチのカソード電極
に接続され得る第1の電源と、 正の出力端子が前記プラズマ加工トーチの最外
側に位置するスリーブに接続されると共に、負の
出力端子が夫々の半導体スイツチ素子を介して前
記プラズマ加工トーチのカソード電極に接続され
得る第2の電源と、 を備え、前記各プラズマ加工トーチの最外側に位
置するスリーブ同士、及び前記被加工部材同士
夫々をほぼ同電位にしたことを特徴とするプラズ
マ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12696287A JPS63295065A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | プラズマ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12696287A JPS63295065A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | プラズマ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63295065A JPS63295065A (ja) | 1988-12-01 |
| JPH0366069B2 true JPH0366069B2 (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=14948207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12696287A Granted JPS63295065A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | プラズマ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63295065A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6090646A (en) | 1993-05-26 | 2000-07-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing semiconductor device |
| KR100355938B1 (ko) * | 1993-05-26 | 2002-12-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치제작방법 |
| KR100186886B1 (ko) * | 1993-05-26 | 1999-04-15 | 야마자끼 승페이 | 반도체장치 제작방법 |
| US6501094B1 (en) | 1997-06-11 | 2002-12-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising a bottom gate type thin film transistor |
| US6566681B2 (en) | 2001-07-19 | 2003-05-20 | International Business Machines Corporation | Apparatus for assisting backside focused ion beam device modification |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP12696287A patent/JPS63295065A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63295065A (ja) | 1988-12-01 |
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