JPH04274881A - プラズマ切断トーチ - Google Patents
プラズマ切断トーチInfo
- Publication number
- JPH04274881A JPH04274881A JP3037466A JP3746691A JPH04274881A JP H04274881 A JPH04274881 A JP H04274881A JP 3037466 A JP3037466 A JP 3037466A JP 3746691 A JP3746691 A JP 3746691A JP H04274881 A JPH04274881 A JP H04274881A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- cathode material
- tip
- diameter
- working gas
- Prior art date
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- Granted
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、作動ガスを用いるプラ
ズマ切断トーチに関するものである。
ズマ切断トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の作動ガスを用いるプラズマ切断装
置を図３に示す。
置を図３に示す。
【０００３】図３において、２０はプラズマ切断トーチ
、２１は作動ガスを圧縮してプラズマ切断トーチ２０に
送るコンプレッサ、２２は作動ガスの二次圧を一定値に
調整するレギュレータ、２３はプラズマ切断トーチ２０
にパワーを供給するための切断用電源、２４は母材２５
と切断用電源２３を接続する接地ケーブル、２６は給水
ポンプである。
、２１は作動ガスを圧縮してプラズマ切断トーチ２０に
送るコンプレッサ、２２は作動ガスの二次圧を一定値に
調整するレギュレータ、２３はプラズマ切断トーチ２０
にパワーを供給するための切断用電源、２４は母材２５
と切断用電源２３を接続する接地ケーブル、２６は給水
ポンプである。
【０００４】切断用電源２３からは、電線を内蔵しかつ
冷却水の排水を行う排水ホース３１と、冷却水をトーチ
に送る給水ホース３２と、作動ガスを送るガスホース３
３と、アークスタートを良好にするための高周波を乗せ
るパイロットケーブル３４と、スイッチケーブル３５が
束ねて延出され、その先端部にプラズマ切断トーチ２０
が取付けられている。
冷却水の排水を行う排水ホース３１と、冷却水をトーチ
に送る給水ホース３２と、作動ガスを送るガスホース３
３と、アークスタートを良好にするための高周波を乗せ
るパイロットケーブル３４と、スイッチケーブル３５が
束ねて延出され、その先端部にプラズマ切断トーチ２０
が取付けられている。
【０００５】このプラズマ切断トーチ２０の先端部の構
造例を図４、図５に示す。
造例を図４、図５に示す。
【０００６】図４、図５において、筒状の本体金具４１
の先端部に中空の電極４２が螺合して取付けられ、その
螺合部に電極４２の内部からの漏れを防止するＯリング
４３が介装されている。４４は本体金具４１及び電極４
２の軸芯部に挿入された導入管であり、作動ガス又は冷
却水を電極４２内に導く。
の先端部に中空の電極４２が螺合して取付けられ、その
螺合部に電極４２の内部からの漏れを防止するＯリング
４３が介装されている。４４は本体金具４１及び電極４
２の軸芯部に挿入された導入管であり、作動ガス又は冷
却水を電極４２内に導く。
【０００７】電極４２の先端にはジルコニウム、ハフニ
ウム等の陰極材料４５が埋め込まれている。この陰極材
料４５の先端径ΦＡと後端径ΦＢは同等に製作されてい
る。
ウム等の陰極材料４５が埋め込まれている。この陰極材
料４５の先端径ΦＡと後端径ΦＢは同等に製作されてい
る。
【０００８】４６はプラズマアークを絞って母材２５に
供給する銅もしくは銅合金から成るチップ、４７は本体
金具４１と電極４２の後部に外嵌するとともに、電極４
２の先端部を間隙を設けて取り囲むように配置された絶
縁材から成るオリフィスであり、その先端部にチップ４
６が取付けられて電極４２とチップ４６は電気的に絶縁
されている。又、オリフィス４７の先端部には、このオ
リフィス４７と電極４２の間の間隙に向けて開口する小
径の穴４８が形成されている。
供給する銅もしくは銅合金から成るチップ、４７は本体
金具４１と電極４２の後部に外嵌するとともに、電極４
２の先端部を間隙を設けて取り囲むように配置された絶
縁材から成るオリフィスであり、その先端部にチップ４
６が取付けられて電極４２とチップ４６は電気的に絶縁
されている。又、オリフィス４７の先端部には、このオ
リフィス４７と電極４２の間の間隙に向けて開口する小
径の穴４８が形成されている。
【０００９】オリフィス４７の外側は作動ガス供給空間
５０を形成するとともに導電部の外部露出を防止する絶
縁材から成るノズル４９にて包囲されている。このノズ
ル４９の先端はチップ４６に接合されている。５１は作
動ガス供給空間５０に供給される作動ガス、５２は導入
管４４を通して電極４２内に供給され、導入管４４の外
側を通して排出される作動ガスまたは冷却水である。
５０を形成するとともに導電部の外部露出を防止する絶
縁材から成るノズル４９にて包囲されている。このノズ
ル４９の先端はチップ４６に接合されている。５１は作
動ガス供給空間５０に供給される作動ガス、５２は導入
管４４を通して電極４２内に供給され、導入管４４の外
側を通して排出される作動ガスまたは冷却水である。
【００１０】図４においては、陰極材料４５はその先端
面を除いて全面が電極４２を構成する銅又は銅合金にて
包囲されており、図５においては、陰極材料４５が電極
４２の先端部を貫通して中空部内に臨み、その外周面が
銅又は銅合金にて包囲されている。図４、図５において
は共に陰極材料４５の先端径ΦＡと後端径ΦＢが同等に
製作されている。
面を除いて全面が電極４２を構成する銅又は銅合金にて
包囲されており、図５においては、陰極材料４５が電極
４２の先端部を貫通して中空部内に臨み、その外周面が
銅又は銅合金にて包囲されている。図４、図５において
は共に陰極材料４５の先端径ΦＡと後端径ΦＢが同等に
製作されている。
【００１１】このように、陰極材料４５の全体を包囲す
る銅又は銅合金を作動ガス又は冷却水で冷却し、若しく
は陰極材料４５の一部を直接冷却することによって、プ
ラズマアークの緊縮を行って陰極材料４５の寿命の長期
化を図り、プラズマ切断におけるプラズマアークの実働
時間の長期化を図っていた。
る銅又は銅合金を作動ガス又は冷却水で冷却し、若しく
は陰極材料４５の一部を直接冷却することによって、プ
ラズマアークの緊縮を行って陰極材料４５の寿命の長期
化を図り、プラズマ切断におけるプラズマアークの実働
時間の長期化を図っていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
電極４２の先端に埋め込まれた陰極材料４５の先端径Φ
Ａと後端径ΦＢが同等であるため、プラズマアーク発生
による熱の影響で陰極材料４５と電極４２の銅又は銅合
金との熱膨張係数の違いから緩みを発生し、熱伝導が悪
くなって冷却効果が低下し、寿命が短くなるという問題
があった、さらに、場合によっては作動ガス又は冷却水
５２の圧力により陰極材料４５を抜け落とし、チップ４
６の損傷を招き、ひいては感電する危険性があった。
電極４２の先端に埋め込まれた陰極材料４５の先端径Φ
Ａと後端径ΦＢが同等であるため、プラズマアーク発生
による熱の影響で陰極材料４５と電極４２の銅又は銅合
金との熱膨張係数の違いから緩みを発生し、熱伝導が悪
くなって冷却効果が低下し、寿命が短くなるという問題
があった、さらに、場合によっては作動ガス又は冷却水
５２の圧力により陰極材料４５を抜け落とし、チップ４
６の損傷を招き、ひいては感電する危険性があった。
【００１３】本発明は上記従来の問題点に鑑み、陰極材
料の冷却効果を高めるとともに抜け落ちを防止し、陰極
材料の寿命を向上し、プラズマアークの実働時間の長期
化を図ったプラズマ切断トーチを提供することを目的と
する。
料の冷却効果を高めるとともに抜け落ちを防止し、陰極
材料の寿命を向上し、プラズマアークの実働時間の長期
化を図ったプラズマ切断トーチを提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ切断ト
ーチは、筒状の本体金具の先端に銅又は銅合金から成る
中空の電極を取付け、これら本体金具と電極内に作動ガ
ス又は冷却水の導入管を挿入し、電極の外周部にプラズ
マ流を緊縮するチップとオリフィスを設け、電極先端中
央部に電子放射面を形成する陰極材料を装着し、この陰
極材料はその先端径を１として後端径を１．２〜２．０
に設定し、かつ陰極材料の外周面の全面を電極にて包囲
したことを特徴とする。
ーチは、筒状の本体金具の先端に銅又は銅合金から成る
中空の電極を取付け、これら本体金具と電極内に作動ガ
ス又は冷却水の導入管を挿入し、電極の外周部にプラズ
マ流を緊縮するチップとオリフィスを設け、電極先端中
央部に電子放射面を形成する陰極材料を装着し、この陰
極材料はその先端径を１として後端径を１．２〜２．０
に設定し、かつ陰極材料の外周面の全面を電極にて包囲
したことを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明によれば、陰極材料の先端径を１として
後端径を１．２〜２．０に設定し、陰極材料を先端に向
けてテーパ状にしたことにより、プラズマアークの熱を
受けたときに陰極材料と銅又は銅合金との熱膨張差によ
り発生する緩みを防止できて冷却効果の低下を防止でき
るとともに、陰極材料の抜け落ちがなくなるため、長時
間にわたって安定した切断ができる。又、陰極材料はそ
の後端から先端に向けて径が小さくなっているので電子
の指向性が向上し、陰極点を常に電極中心に保たせるこ
とができる。以上の作用から、プラズマアークの集中性
を良くし、長期にわたって安定した切断性及び品質を保
つことができる。
後端径を１．２〜２．０に設定し、陰極材料を先端に向
けてテーパ状にしたことにより、プラズマアークの熱を
受けたときに陰極材料と銅又は銅合金との熱膨張差によ
り発生する緩みを防止できて冷却効果の低下を防止でき
るとともに、陰極材料の抜け落ちがなくなるため、長時
間にわたって安定した切断ができる。又、陰極材料はそ
の後端から先端に向けて径が小さくなっているので電子
の指向性が向上し、陰極点を常に電極中心に保たせるこ
とができる。以上の作用から、プラズマアークの集中性
を良くし、長期にわたって安定した切断性及び品質を保
つことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例のプラズマ切断トー
チを図１、図２を参照しながら説明する。尚、プラズマ
切断装置の全体構成は従来例として図３に示したものと
同じであり、その説明を援用する。
チを図１、図２を参照しながら説明する。尚、プラズマ
切断装置の全体構成は従来例として図３に示したものと
同じであり、その説明を援用する。
【００１７】図１は、プラズマ切断トーチ２０の先端部
の構成を示す。図１において、筒状の本体金具１の先端
部に中空の電極２が螺合して取付けられ、その螺合部に
電極２の内部からの漏れを防止するＯリング３が介装さ
れている。４は、本体金具１及び電極２の軸芯部に挿入
された導入管であり、作動ガス又は冷却水を電極２内に
導いて電極２を冷却する。電極２の先端にはジルコニウ
ム、ハフニウム等の陰極材料５が埋め込まれている。
の構成を示す。図１において、筒状の本体金具１の先端
部に中空の電極２が螺合して取付けられ、その螺合部に
電極２の内部からの漏れを防止するＯリング３が介装さ
れている。４は、本体金具１及び電極２の軸芯部に挿入
された導入管であり、作動ガス又は冷却水を電極２内に
導いて電極２を冷却する。電極２の先端にはジルコニウ
ム、ハフニウム等の陰極材料５が埋め込まれている。
【００１８】この陰極材料５は、その先端径をΦＡとし
、後端径をΦＢとして、ΦＡ＝１に対してΦＢ＝１．２
〜２．０に設定されている。
、後端径をΦＢとして、ΦＡ＝１に対してΦＢ＝１．２
〜２．０に設定されている。
【００１９】６はプラズマアークを絞って母材２５に供
給する銅もしくは銅合金から成るチップ、７は本体金具
１と電極２の後部に外嵌するとともに、電極２の先端部
を間隙を設けて取り囲むように配置された絶縁材から成
るオリフィスであり、その先端部にチップ６が取付けら
れて電極２とチップ６は電気的に絶縁されている。又、
オリフィス７の先端部には、このオリフィス７と電極２
の間の間隙に向けて開口する小径の穴８が形成されてい
る。
給する銅もしくは銅合金から成るチップ、７は本体金具
１と電極２の後部に外嵌するとともに、電極２の先端部
を間隙を設けて取り囲むように配置された絶縁材から成
るオリフィスであり、その先端部にチップ６が取付けら
れて電極２とチップ６は電気的に絶縁されている。又、
オリフィス７の先端部には、このオリフィス７と電極２
の間の間隙に向けて開口する小径の穴８が形成されてい
る。
【００２０】オリフィス７の外側は作動ガス供給空間１
０を形成するとともに導電部の外部露出を防止する絶縁
材から成るノズル９にて包囲されている。このノズル９
の先端はチップ６に接合されている。
０を形成するとともに導電部の外部露出を防止する絶縁
材から成るノズル９にて包囲されている。このノズル９
の先端はチップ６に接合されている。
【００２１】１１は作動ガス供給空間１０に供給される
作動ガス、１２は導入管４を通して電極２内に供給され
、導入管４の外側を通して排出される作動ガスまたは冷
却水である。
作動ガス、１２は導入管４を通して電極２内に供給され
、導入管４の外側を通して排出される作動ガスまたは冷
却水である。
【００２２】以上の構成によると、プラズマアークの熱
を受けたときに陰極材料５と電極２の銅又は銅合金との
熱膨張係数の差により発生する緩みは、陰極材料５が常
に作動ガス又は冷却水１２の圧力によって電極２に押し
当てられているため生じることはなく、十分な冷却効果
が確保されるとともに陰極材料５の抜け落ちがなくなり
、その結果長時間にわたって安定した切断ができる。 又、陰極材料５はその後端から先端に向けてテーパして
いるので電子の指向性が向上し、陰極点を常に電極中心
に保たせることができ、プラズマアークの集中性を良く
できる。かくして、長期にわたって安定した切断性及び
切断品質を保つことができる。
を受けたときに陰極材料５と電極２の銅又は銅合金との
熱膨張係数の差により発生する緩みは、陰極材料５が常
に作動ガス又は冷却水１２の圧力によって電極２に押し
当てられているため生じることはなく、十分な冷却効果
が確保されるとともに陰極材料５の抜け落ちがなくなり
、その結果長時間にわたって安定した切断ができる。 又、陰極材料５はその後端から先端に向けてテーパして
いるので電子の指向性が向上し、陰極点を常に電極中心
に保たせることができ、プラズマアークの集中性を良く
できる。かくして、長期にわたって安定した切断性及び
切断品質を保つことができる。
【００２３】図２に、本発明の実施例の具体例と比較の
ための従来例について、切断寿命特性の一例である電極
消耗特性を示す。縦軸に電極消耗長Δｈ、横軸にアーク
実働時間を示している。破線及び一点鎖線は従来例の場
合を示し、実線は本発明の各実施例を示す。図２から明
らかなように本発明によると長期間にわたって安定した
切断を行うことができる。
ための従来例について、切断寿命特性の一例である電極
消耗特性を示す。縦軸に電極消耗長Δｈ、横軸にアーク
実働時間を示している。破線及び一点鎖線は従来例の場
合を示し、実線は本発明の各実施例を示す。図２から明
らかなように本発明によると長期間にわたって安定した
切断を行うことができる。
【００２４】なお、切断条件は、電流を１０５Ａ、母材
は２５ｍｍ厚のＳＰＨ材、母材−チップ間隔を５ｍｍ、
チップ内作動ガス流量を５０ ｌ／ｍｉｎ 、切断速度
を３０ｃｍ／ｍｉｎとした。
は２５ｍｍ厚のＳＰＨ材、母材−チップ間隔を５ｍｍ、
チップ内作動ガス流量を５０ ｌ／ｍｉｎ 、切断速度
を３０ｃｍ／ｍｉｎとした。
【００２５】
【発明の効果】本発明のプラズマ切断トーチによれば、
電極の陰極材料の径を、先端径１に対して後端径を１．
２〜２．０に設定したことにより、陰極材料と電極の銅
又は銅合金との熱膨張差による緩みを防止して冷却効果
の低下を防止できるとともに抜け落ちを防止でき、さら
に電子の指向性も向上することができ、長時間プラズマ
切断を継続することができるようになり、プラズマ切断
の自動化及び切断品質の長期安定化を図ることができる
。
電極の陰極材料の径を、先端径１に対して後端径を１．
２〜２．０に設定したことにより、陰極材料と電極の銅
又は銅合金との熱膨張差による緩みを防止して冷却効果
の低下を防止できるとともに抜け落ちを防止でき、さら
に電子の指向性も向上することができ、長時間プラズマ
切断を継続することができるようになり、プラズマ切断
の自動化及び切断品質の長期安定化を図ることができる
。
【図１】本発明の一実施例のプラズマ切断トーチの要部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】本発明の実施例と従来例におけるアーク実働時
間に対する電極消耗長の特性を示すグラフである。
間に対する電極消耗長の特性を示すグラフである。
【図３】プラズマ切断装置の斜視図である。
【図４】従来例のプラズマ切断トーチの要部の断面図で
ある。
ある。
【図５】別の従来例のプラズマ切断トーチの要部の断面
図である。
図である。
１ 本体金具
２ 電極
４ 導入管
５ 陰極材料
６ チップ
７ オリフィス
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状の本体金具の先端に銅又は銅合金
から成る中空の電極を取付け、これら本体金具と電極内
に作動ガス又は冷却水の導入管を挿入し、電極の外周部
にプラズマ流を緊縮するチップとオリフィスを設け、電
極先端中央部に電子放射面を形成する陰極材料を装着し
、この陰極材料はその先端径を１として後端径を１．２
〜２．０に設定し、かつ陰極材料の外周面の全面を電極
にて包囲したことを特徴とするプラズマ切断トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037466A JPH0822465B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | プラズマ切断トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037466A JPH0822465B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | プラズマ切断トーチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04274881A true JPH04274881A (ja) | 1992-09-30 |
| JPH0822465B2 JPH0822465B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12498303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037466A Expired - Lifetime JPH0822465B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | プラズマ切断トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822465B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654470U (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-26 | 新日本製鐵株式会社 | プラズマトーチの電極 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3037466A patent/JPH0822465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654470U (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-26 | 新日本製鐵株式会社 | プラズマトーチの電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0822465B2 (ja) | 1996-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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