JPH1058147A - プラズマアーク溶接用トーチ - Google Patents
プラズマアーク溶接用トーチInfo
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- JPH1058147A JPH1058147A JP8214530A JP21453096A JPH1058147A JP H1058147 A JPH1058147 A JP H1058147A JP 8214530 A JP8214530 A JP 8214530A JP 21453096 A JP21453096 A JP 21453096A JP H1058147 A JPH1058147 A JP H1058147A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリーズアークの発生限界電流値の高いプラズ
マアーク溶接用トーチを提供する。 【解決手段】タングステン電極が配置されたプラズマア
ーク拘束用の第１ノズルとシールドガス供給用の第２ノ
ズルとの間に、第１ノズルの被溶接材料と対向する表面
上に不活性ガスの高速気流層を形成させる第３ノズルを
介設する。 【効果】大電流による高速プラズマ溶接が可能となる。
マアーク溶接用トーチを提供する。 【解決手段】タングステン電極が配置されたプラズマア
ーク拘束用の第１ノズルとシールドガス供給用の第２ノ
ズルとの間に、第１ノズルの被溶接材料と対向する表面
上に不活性ガスの高速気流層を形成させる第３ノズルを
介設する。 【効果】大電流による高速プラズマ溶接が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマアーク溶
接用トーチに係わり、より詳しくは、シリーズアーク防
止性能に優れたプラズマアーク溶接用トーチに関する。
接用トーチに係わり、より詳しくは、シリーズアーク防
止性能に優れたプラズマアーク溶接用トーチに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、プラズマアーク溶接は、図４に示
すようなトーチを用い、次のようにして行われている。
すようなトーチを用い、次のようにして行われている。
【０００３】すなわち、タングステン製の電極１と、内
部に冷却水ＣＷの循環通路２ｂを有する水冷構造の銅な
どからなる金属製の第１ノズル２との間にパイロットア
ークを飛ばし、このパイロットアーク中に純ＡｒやＡｒ
とＨ2 の混合ガスなどの動作ガスＤＧを流してプラズマ
アークを発生させる。
部に冷却水ＣＷの循環通路２ｂを有する水冷構造の銅な
どからなる金属製の第１ノズル２との間にパイロットア
ークを飛ばし、このパイロットアーク中に純ＡｒやＡｒ
とＨ2 の混合ガスなどの動作ガスＤＧを流してプラズマ
アークを発生させる。
【０００４】そして、このプラズマアークを第１ノズル
２の先端に穿設された小口径のオリフィス２ａで絞るこ
とによりサーマルピンチ効果を与えてエネルギー密度を
高めた本アークとし、この本アークを被溶接材料（いず
れも図示省略）に到達させて溶融溶接する。
２の先端に穿設された小口径のオリフィス２ａで絞るこ
とによりサーマルピンチ効果を与えてエネルギー密度を
高めた本アークとし、この本アークを被溶接材料（いず
れも図示省略）に到達させて溶融溶接する。
【０００５】この時、第１ノズル２の外側に軸心を一致
させて配置された第２ノズル３からＡｒやＨｅあるいは
Ｎ2 などのシールドガスＳＧを流して溶接部を大気から
シールドする。
させて配置された第２ノズル３からＡｒやＨｅあるいは
Ｎ2 などのシールドガスＳＧを流して溶接部を大気から
シールドする。
【０００６】上記の第１ノズル２は、通常、図４に示す
ように、基端ノズル部材２０ａと連結ノズル部材２０ｂ
とノズル本体２０ｃとの３つの部材で構成されており、
ノズル本体２０ｃが損傷した場合、その交換ができるよ
うになっている。
ように、基端ノズル部材２０ａと連結ノズル部材２０ｂ
とノズル本体２０ｃとの３つの部材で構成されており、
ノズル本体２０ｃが損傷した場合、その交換ができるよ
うになっている。
【０００７】すなわち、第１ノズル２を構成する基端ノ
ズル部材２０ａは、円筒体の肉厚中央の同心円上に軸長
方向に貫通する冷却水ＣＷの循環通路２ｂが複数個穿設
されており、その先端部内面には段部が、外面には雄ね
じが形成されている。
ズル部材２０ａは、円筒体の肉厚中央の同心円上に軸長
方向に貫通する冷却水ＣＷの循環通路２ｂが複数個穿設
されており、その先端部内面には段部が、外面には雄ね
じが形成されている。
【０００８】また、ノズル本体２０ｃは、先細テーパ状
の円筒体であり、その先端部の外周には、外郭形状が二
段テーパの裁頭円錐状で、中心部に小口径のオリフィス
２ａを備えるフランジ部分２０ｄが形成されている。
の円筒体であり、その先端部の外周には、外郭形状が二
段テーパの裁頭円錐状で、中心部に小口径のオリフィス
２ａを備えるフランジ部分２０ｄが形成されている。
【０００９】さらに、連結ノズル部材２０ｂは、その先
端部に上記ノズル本体２０ｃのフランジ部分２０ｄの基
端側のテーパ面に密接する先細テーパが形成された円筒
体で、その基端部の内面には雌ねじが形成されている。
端部に上記ノズル本体２０ｃのフランジ部分２０ｄの基
端側のテーパ面に密接する先細テーパが形成された円筒
体で、その基端部の内面には雌ねじが形成されている。
【００１０】そして、ノズル本体２０ｃの基端部を基端
ノズル部材２０ａの先端部内面の段部に気密に内嵌挿入
した後、連結ノズル部材２０ｂを基端ノズル部材２０ａ
に対して外嵌螺合締結することで一体化し、これにより
第１ノズル２を構成するようになっている。
ノズル部材２０ａの先端部内面の段部に気密に内嵌挿入
した後、連結ノズル部材２０ｂを基端ノズル部材２０ａ
に対して外嵌螺合締結することで一体化し、これにより
第１ノズル２を構成するようになっている。
【００１１】なお、第２ノズル３は、図示省略するが、
その基端部において連結ノズル部材２０ｂと同様機構に
より、着脱自在となっている。
その基端部において連結ノズル部材２０ｂと同様機構に
より、着脱自在となっている。
【００１２】このプラズマアーク溶接法の特徴は、プラ
ズマアークの熱集中性を利用した溶接法で、片面貫通溶
接が可能な点であるが、溶接速度を速くすると、溶接部
の表裏面にアンダカットや溶融金属の余盛量不足などの
溶接欠陥が発生する。
ズマアークの熱集中性を利用した溶接法で、片面貫通溶
接が可能な点であるが、溶接速度を速くすると、溶接部
の表裏面にアンダカットや溶融金属の余盛量不足などの
溶接欠陥が発生する。
【００１３】また、一般に、プラズマアーク溶接法で
は、電流値を高めるか、あるいは小口径のオリフィス２
ａの口径を小さくするなどしてプラズマアークのエネル
ギー密度を高めることで高速溶接が可能になる。
は、電流値を高めるか、あるいは小口径のオリフィス２
ａの口径を小さくするなどしてプラズマアークのエネル
ギー密度を高めることで高速溶接が可能になる。
【００１４】しかし、電流値を高めたり小口径のオリフ
ィス２ａの口径を小さくすると、電極１からアーク電流
が分離し、分離したアーク電流が第１ノズル２（ノズル
本体２０ｃ）を通って被溶接材料に流れ、第１ノズル２
と被溶接材料との間に本アークとは別のアークが発生す
るという、いわゆるシリーズアークと称される異常放電
現象が生じる。
ィス２ａの口径を小さくすると、電極１からアーク電流
が分離し、分離したアーク電流が第１ノズル２（ノズル
本体２０ｃ）を通って被溶接材料に流れ、第１ノズル２
と被溶接材料との間に本アークとは別のアークが発生す
るという、いわゆるシリーズアークと称される異常放電
現象が生じる。
【００１５】そして、溶接時に上記の異常放電現象が生
じると、本アークであるプラズマアークが緊縮アークと
しての機能を失い、溶接ビードの蛇行やキーホール形成
が困難になるなどして高速溶接を行なうことができなく
なる。
じると、本アークであるプラズマアークが緊縮アークと
しての機能を失い、溶接ビードの蛇行やキーホール形成
が困難になるなどして高速溶接を行なうことができなく
なる。
【００１６】このため、従来から上記の異常放電現象を
防止する種々の方法が開発されており、例えば特開昭６
３−５８８２号公報には、磁場を利用して本アークの発
生方向を安定させ、かつ第１ノズルから出た後の本アー
ク径が大きくなるのを抑制することで異常放電現象、す
なわちシリーズアークの発生を防止するようにした方法
が提案されている。
防止する種々の方法が開発されており、例えば特開昭６
３−５８８２号公報には、磁場を利用して本アークの発
生方向を安定させ、かつ第１ノズルから出た後の本アー
ク径が大きくなるのを抑制することで異常放電現象、す
なわちシリーズアークの発生を防止するようにした方法
が提案されている。
【００１７】しかし、上記特開昭６３−５８８２号公報
に示される方法では、より高速の溶接を行うべく、高電
流値化やオリフィス口径の小径化を図った場合、シリー
ズアークが発生するのを確実に防ぐことができないとい
う欠点があった。
に示される方法では、より高速の溶接を行うべく、高電
流値化やオリフィス口径の小径化を図った場合、シリー
ズアークが発生するのを確実に防ぐことができないとい
う欠点があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実情
に鑑みなてされたもので、その課題は、高電流値化や小
口径のオリフィス径の小径化による高エネルギー密度プ
ラズマアーク発生時においても、確実にシリーズアーク
の発生を防止し得るプラズマアーク溶接用トーチを提供
することにある。
に鑑みなてされたもので、その課題は、高電流値化や小
口径のオリフィス径の小径化による高エネルギー密度プ
ラズマアーク発生時においても、確実にシリーズアーク
の発生を防止し得るプラズマアーク溶接用トーチを提供
することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次のプ
ラズマアーク溶接用トーチにある。
ラズマアーク溶接用トーチにある。
【００２０】中心部にタングステン電極が配置される一
方、先端部に動作ガスの噴出孔を有するプラズマアーク
拘束用の第１ノズルと、この第１ノズルと同軸で第１ノ
ズルの外周に配置されたシールドガス供給用の第２ノズ
ルを備えるプラズマアーク溶接用トーチであって、前記
第１ノズルと第２ノズルとの間にその軸心を一致させて
設けられ、第１ノズルの被溶接材料と対向する表面上に
不活性ガスの高速気流層を形成させる第３ノズルを備え
ることを特徴とするプラズマアーク溶接用トーチ。
方、先端部に動作ガスの噴出孔を有するプラズマアーク
拘束用の第１ノズルと、この第１ノズルと同軸で第１ノ
ズルの外周に配置されたシールドガス供給用の第２ノズ
ルを備えるプラズマアーク溶接用トーチであって、前記
第１ノズルと第２ノズルとの間にその軸心を一致させて
設けられ、第１ノズルの被溶接材料と対向する表面上に
不活性ガスの高速気流層を形成させる第３ノズルを備え
ることを特徴とするプラズマアーク溶接用トーチ。
【００２１】本発明者らは、シリーズアークの発生原因
を究明すべく種々実験を行った。その結果、次のことを
知見し、本発明をなすにいたった。
を究明すべく種々実験を行った。その結果、次のことを
知見し、本発明をなすにいたった。
【００２２】すなわち、小口径のオリフィスを有する第
１ノズルの先端部表面上にノズル外周からノズル軸心に
向かう不活性ガスの高速気流層を形成させ、第１ノズル
の先端部表面近傍の放電空間に被溶接材料の溶接部から
発生する金属蒸気や酸素などの不純ガス、および第２ノ
ズルから供給されたシールドガスが滞留しないようにす
ると、シリーズアークが発生するのを確実に防止し得る
ことを知見した。
１ノズルの先端部表面上にノズル外周からノズル軸心に
向かう不活性ガスの高速気流層を形成させ、第１ノズル
の先端部表面近傍の放電空間に被溶接材料の溶接部から
発生する金属蒸気や酸素などの不純ガス、および第２ノ
ズルから供給されたシールドガスが滞留しないようにす
ると、シリーズアークが発生するのを確実に防止し得る
ことを知見した。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマアーク溶
接用トーチについて、図１および図２を参照して詳細に
説明する。
接用トーチについて、図１および図２を参照して詳細に
説明する。
【００２４】図１は本発明に係わるプラズマアーク溶接
用トーチの一例を示す模式的縦断面図、図２はその要部
の拡大縦断面図であり、従来のトーチと同様部材は同一
符号を付して示してある。
用トーチの一例を示す模式的縦断面図、図２はその要部
の拡大縦断面図であり、従来のトーチと同様部材は同一
符号を付して示してある。
【００２５】図１に示すように、本発明のトーチは、プ
ラズマアークの拘束用である第１ノズル２と、シールド
ガス供給用である第２ノズル３との間に、これら両ノズ
ルの軸心にその軸心を一致させて配置された円筒状の第
３ノズル４を備えている。
ラズマアークの拘束用である第１ノズル２と、シールド
ガス供給用である第２ノズル３との間に、これら両ノズ
ルの軸心にその軸心を一致させて配置された円筒状の第
３ノズル４を備えている。
【００２６】第３ノズル４は、その先端部の形状が先細
テーパ状に形成されており、第１ノズル２を構成する連
結ノズル部材２０ｂと密接することのないノズル本体２
０ｃのフランジ部分２０ｄの先端側テーパ面との間に微
小間隙ｇ（図２参照）を画成するようになっている。
テーパ状に形成されており、第１ノズル２を構成する連
結ノズル部材２０ｂと密接することのないノズル本体２
０ｃのフランジ部分２０ｄの先端側テーパ面との間に微
小間隙ｇ（図２参照）を画成するようになっている。
【００２７】このように、第１ノズル２と第２ノズル３
との間に第３ノズル４を配置したトーチを用い、第３ノ
ズル４に純Ａｒや純Ｈｅなどの不活性ガスを供給し、第
１ノズル２を構成するノズル本体２０ｃの図示しない被
溶接材料と対向する表面上に不活性ガスの高速気流層を
形成させる場合は、シリーズアークの発生をより確実に
防ぐことができる。
との間に第３ノズル４を配置したトーチを用い、第３ノ
ズル４に純Ａｒや純Ｈｅなどの不活性ガスを供給し、第
１ノズル２を構成するノズル本体２０ｃの図示しない被
溶接材料と対向する表面上に不活性ガスの高速気流層を
形成させる場合は、シリーズアークの発生をより確実に
防ぐことができる。
【００２８】その理由は、次によると推定される。すな
わち、プラズマアーク溶接時には、その放電空間に被溶
接材料の溶融金属部分から発生した金属蒸気や酸素など
の不純ガスおよび第２ノズル３から供給された低濃度の
シールドガスが混入する。そのうち、低濃度のシールド
ガスは、高温状態下で容易に電離する。
わち、プラズマアーク溶接時には、その放電空間に被溶
接材料の溶融金属部分から発生した金属蒸気や酸素など
の不純ガスおよび第２ノズル３から供給された低濃度の
シールドガスが混入する。そのうち、低濃度のシールド
ガスは、高温状態下で容易に電離する。
【００２９】従って、従来のトーチでは、第１ノズル２
を構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と対向する表
面上に、電離した金属蒸気や低濃度のシールドガスおよ
びＯ2 などの不純ガスが常時滞留する結果、シリーズア
ークが発生しやすくなる。
を構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と対向する表
面上に、電離した金属蒸気や低濃度のシールドガスおよ
びＯ2 などの不純ガスが常時滞留する結果、シリーズア
ークが発生しやすくなる。
【００３０】これに対し、本発明のノズルでは、第３ノ
ズル４から多量の不活性ガスを供給して第１ノズル２を
構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と対向する表面
上に高速気流層を形成させる。このため、ノズル本体２
０ｃの被溶接材料と対向する表面上には、金属蒸気と低
濃度のシールドガスが滞留することがなく、これらが電
離した放電空間の存在しない絶縁層が常時形成される結
果、シリーズアークが発生しなくなるものと推定され
る。
ズル４から多量の不活性ガスを供給して第１ノズル２を
構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と対向する表面
上に高速気流層を形成させる。このため、ノズル本体２
０ｃの被溶接材料と対向する表面上には、金属蒸気と低
濃度のシールドガスが滞留することがなく、これらが電
離した放電空間の存在しない絶縁層が常時形成される結
果、シリーズアークが発生しなくなるものと推定され
る。
【００３１】なお、第３ノズル４の先端部の形状は、第
１ノズル２を構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と
対向する表面上に高速気流層を形成させ得ればどのよう
な形状でもよく、特に制限されない。しかし、その効果
を最大限に発揮させるためには、次に述べる形状寸法に
するのが好ましい。
１ノズル２を構成するノズル本体２０ｃの被溶接材料と
対向する表面上に高速気流層を形成させ得ればどのよう
な形状でもよく、特に制限されない。しかし、その効果
を最大限に発揮させるためには、次に述べる形状寸法に
するのが好ましい。
【００３２】すなわち、その先端部のテーパ角度θは、
第１ノズル２のノズル本体２０ｃの先端部に形成された
フランジ部分２０ｄの先端側の外面テーパ角度と同じと
し、両者間の微小間隙ｇを０．５ｍｍ程度とするのが好
ましい。
第１ノズル２のノズル本体２０ｃの先端部に形成された
フランジ部分２０ｄの先端側の外面テーパ角度と同じと
し、両者間の微小間隙ｇを０．５ｍｍ程度とするのが好
ましい。
【００３３】また、その先端部の内径ｄは、例えば第１
ノズル２のオリフィス２ａの口径ａが２〜４ｍｍで、先
端の外径ｂが５ｍｍ程度の場合、ノズル本体２０ｃのフ
ランジ部分２０ｄの先端側テーパ部の最大径ｃよりも４
〜６ｍｍ程度小さい径とするのが好ましい。
ノズル２のオリフィス２ａの口径ａが２〜４ｍｍで、先
端の外径ｂが５ｍｍ程度の場合、ノズル本体２０ｃのフ
ランジ部分２０ｄの先端側テーパ部の最大径ｃよりも４
〜６ｍｍ程度小さい径とするのが好ましい。
【００３４】一方、第３ノズル４に供給するガスとして
は、純Ｈｅや純ＡｒおよびＡｒとＨｅの混合ガスのうち
いずれのガスを供給してもよいが、より確実な絶縁層を
形成させるためには、純Ａｒに比べて高温で電離しにく
い純Ｈｅを供給するのがより好ましい。また、上記微小
間隙ｇから噴射させるガス流量としては、１５〜２５Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ程度とするのが好まし
い。
は、純Ｈｅや純ＡｒおよびＡｒとＨｅの混合ガスのうち
いずれのガスを供給してもよいが、より確実な絶縁層を
形成させるためには、純Ａｒに比べて高温で電離しにく
い純Ｈｅを供給するのがより好ましい。また、上記微小
間隙ｇから噴射させるガス流量としては、１５〜２５Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ程度とするのが好まし
い。
【００３５】第１ノズル２を構成する各部材は、通常、
熱伝導性の高いＣｕ製とされるが、ノズル本体２０ｃに
ついてはＡｇやＡｕなどの貴金属製としてもよく、連結
ノズル部材２０ｂについては外的影響（Ｏ2 、金属蒸
気）をほとんど受けることがないのでステンレス鋼製と
してもよい。
熱伝導性の高いＣｕ製とされるが、ノズル本体２０ｃに
ついてはＡｇやＡｕなどの貴金属製としてもよく、連結
ノズル部材２０ｂについては外的影響（Ｏ2 、金属蒸
気）をほとんど受けることがないのでステンレス鋼製と
してもよい。
【００３６】また、第２ノズル３は、通常、セラミック
ス製とされる。さらに、第３ノズル４は、第１ノズル２
と同様に熱伝導性の高いＣｕ製とするのが好ましいが、
その口径ｄを大きくする場合には溶損性の観点から非導
電体であるセラミックス製とするのが好ましい。
ス製とされる。さらに、第３ノズル４は、第１ノズル２
と同様に熱伝導性の高いＣｕ製とするのが好ましいが、
その口径ｄを大きくする場合には溶損性の観点から非導
電体であるセラミックス製とするのが好ましい。
【００３７】なお、図示例の第１ノズル２は３つの部材
からなるが、これらの３つの部材を一体物として成形し
たものであってもかまわない。
からなるが、これらの３つの部材を一体物として成形し
たものであってもかまわない。
【００３８】
【実施例】外径３４ｍｍ、肉厚３ｍｍのＳＵＳ３０４の
ステンレス溶接鋼管を、最大電流が５００Ａの移行式プ
ラズマ溶接機を用い、溶接速度２．０ｍ／ｍｉｎで溶接
製管するに当たり、図４に示す構成の従来トーチと図１
に示す構成の本発明トーチを使用した場合におけるシリ
ーズアークの発生限界電流値を調べ、シリーズアークが
発生した場合を「●」、発生しなかった場合を「○」で
評価した。
ステンレス溶接鋼管を、最大電流が５００Ａの移行式プ
ラズマ溶接機を用い、溶接速度２．０ｍ／ｍｉｎで溶接
製管するに当たり、図４に示す構成の従来トーチと図１
に示す構成の本発明トーチを使用した場合におけるシリ
ーズアークの発生限界電流値を調べ、シリーズアークが
発生した場合を「●」、発生しなかった場合を「○」で
評価した。
【００３９】なお、従来トーチおよび本発明トーチとし
ては、先端の外径ｂが５ｍｍ、先端側テーパ部の最大径
ｃが２０ｍｍで、そのテーパ角度が３５°であり、オリ
フィス２ａの口径ａを種々変化（１．６ｍｍ、２．０ｍ
ｍ、２．４ｍｍ、３．２ｍｍ）させたＣｕ製のノズル本
体２０ｃと、外径が４．８ｍｍのタングステン製の電極
１を備える４種類の第１ノズル２を有するものを用い
た。また、本発明のトーチを構成する第３ノズル４とし
ては、先端部のテーパ角度θが３５°、内径ｄが１４ｍ
ｍであり、微小間隙ｇを０．５ｍｍとしたものを用い
た。
ては、先端の外径ｂが５ｍｍ、先端側テーパ部の最大径
ｃが２０ｍｍで、そのテーパ角度が３５°であり、オリ
フィス２ａの口径ａを種々変化（１．６ｍｍ、２．０ｍ
ｍ、２．４ｍｍ、３．２ｍｍ）させたＣｕ製のノズル本
体２０ｃと、外径が４．８ｍｍのタングステン製の電極
１を備える４種類の第１ノズル２を有するものを用い
た。また、本発明のトーチを構成する第３ノズル４とし
ては、先端部のテーパ角度θが３５°、内径ｄが１４ｍ
ｍであり、微小間隙ｇを０．５ｍｍとしたものを用い
た。
【００４０】そして、従来トーチおよび本発明トーチと
も、オリフィス２ａの口径ａの大きさの如何にかかわら
ず、第１ノズル２から動作ガスＤＧとしてＡｒとＨ2 と
を体積比で９：１の割合で混合したガスを０．３３Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ・ｍｍ2 一定の流速で供
給した。
も、オリフィス２ａの口径ａの大きさの如何にかかわら
ず、第１ノズル２から動作ガスＤＧとしてＡｒとＨ2 と
を体積比で９：１の割合で混合したガスを０．３３Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ・ｍｍ2 一定の流速で供
給した。
【００４１】一方、従来のトーチについては、第２ノズ
ル３からＡｒとＨｅの２種類のシールドガスＳＧを１５
Ｎ（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給し
た。これに対し、本発明のトーチについては、第２ノズ
ル３からＡｒ１種類のみのシールドガスＳＧを１５Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給すると
ともに、第３ノズル４からＡｒとＨｅの２種類のガスを
１５Ｎ（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給
した。なお、スタンドオフは、いずれの場合も２ｍｍ一
定とした。
ル３からＡｒとＨｅの２種類のシールドガスＳＧを１５
Ｎ（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給し
た。これに対し、本発明のトーチについては、第２ノズ
ル３からＡｒ１種類のみのシールドガスＳＧを１５Ｎ
（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給すると
ともに、第３ノズル４からＡｒとＨｅの２種類のガスを
１５Ｎ（ノルマル）リットル／ｍｉｎ一定の流速で供給
した。なお、スタンドオフは、いずれの場合も２ｍｍ一
定とした。
【００４２】従来のトーチを用いた場合の結果を表１
に、また本発明のトーチを用いた場合の結果を表２に示
すとともに、これらの結果をまとめて図３に示した。
に、また本発明のトーチを用いた場合の結果を表２に示
すとともに、これらの結果をまとめて図３に示した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】表１、表２および図３に示す結果から明ら
かなように、本発明のトーチを用いた場合には、シリー
ズアークの発生限界電流が大幅に高くなている。特に、
第１ノズル２のオリフィス２ａの口径ａが大きい場合、
その効果が顕著である。
かなように、本発明のトーチを用いた場合には、シリー
ズアークの発生限界電流が大幅に高くなている。特に、
第１ノズル２のオリフィス２ａの口径ａが大きい場合、
その効果が顕著である。
【００４６】なお、従来のトーチでは、第２ノズル３か
ら供給するシールドガスＳＧの種類によるシリーズアー
クの発生限界電流値にほとんど差がないのに対し、本発
明のトーチでは、第３ノズル４から供給するガス種によ
ってシリーズアークの発生限界電流値が大きく異なって
いる。これは、第１ノズル２の被溶接材料と対向する表
面上に金属蒸気が滞留存在する場合には、シリーズアー
クの発生有無が金属蒸気の電離に律速され、金属蒸気が
滞留存在しない場合には、ガス固有の電離度に律速され
るためと推定される。
ら供給するシールドガスＳＧの種類によるシリーズアー
クの発生限界電流値にほとんど差がないのに対し、本発
明のトーチでは、第３ノズル４から供給するガス種によ
ってシリーズアークの発生限界電流値が大きく異なって
いる。これは、第１ノズル２の被溶接材料と対向する表
面上に金属蒸気が滞留存在する場合には、シリーズアー
クの発生有無が金属蒸気の電離に律速され、金属蒸気が
滞留存在しない場合には、ガス固有の電離度に律速され
るためと推定される。
【００４７】
【発明の効果】本発明のトーチによれば、シリーズアー
クの発生限界電流を大幅に高くすることができ、大電流
による高速プラズマ溶接が可能となる。
クの発生限界電流を大幅に高くすることができ、大電流
による高速プラズマ溶接が可能となる。
【図１】本発明のプラズマアーク溶接用トーチの一例を
示す模式的縦断面図である。
示す模式的縦断面図である。
【図２】本発明のプラズマアーク溶接用トーチの要部を
示す拡大縦断面図である。
示す拡大縦断面図である。
【図３】実施例結果を示す図である。
【図４】従来のプラズマアーク溶接用トーチの一例を示
す模式的縦断面図である。
す模式的縦断面図である。
１：電極、 ２：第１ノズル、 ２ａ：オリフィス、 ２ｂ：冷却水の循環通路、 ２０ａ：基端ノズル部材、 ２０ｂ：連結ノズル部材、 ２０ｃ：ノズル本体、 ２０ｄ：フランジ部分、 ３：第２ノズル、 ４：第３ノズル。
Claims (1)
- 【請求項１】中心部にタングステン電極が配置される一
方、先端部に動作ガスの噴出孔を有するプラズマアーク
拘束用の第１ノズルと、この第１ノズルと同軸で第１ノ
ズルの外周に配置されたシールドガス供給用の第２ノズ
ルを備えるプラズマアーク溶接用トーチであって、前記
第１ノズルと第２ノズルとの間にその軸心を一致させて
設けられ、第１ノズルの被溶接材料と対向する表面上に
不活性ガスの高速気流層を形成させる第３ノズルを備え
ることを特徴とするプラズマアーク溶接用トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214530A JPH1058147A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | プラズマアーク溶接用トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214530A JPH1058147A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | プラズマアーク溶接用トーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058147A true JPH1058147A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16657262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8214530A Pending JPH1058147A (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | プラズマアーク溶接用トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1058147A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229641A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Daihen Corp | プラズマミグ溶接方法 |
| JP2009178727A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Toshiba Corp | 金属製容器製造方法および溶接装置 |
| KR101236742B1 (ko) * | 2010-10-21 | 2013-02-25 | 삼성중공업 주식회사 | 다중 가스 실드 토치 |
| WO2013108797A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 本田技研工業株式会社 | アーク溶接方法及びプラズマトーチ |
-
1996
- 1996-08-14 JP JP8214530A patent/JPH1058147A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229641A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Daihen Corp | プラズマミグ溶接方法 |
| JP2009178727A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Toshiba Corp | 金属製容器製造方法および溶接装置 |
| KR101236742B1 (ko) * | 2010-10-21 | 2013-02-25 | 삼성중공업 주식회사 | 다중 가스 실드 토치 |
| WO2013108797A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 本田技研工業株式会社 | アーク溶接方法及びプラズマトーチ |
| JPWO2013108797A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2015-05-11 | 本田技研工業株式会社 | アーク溶接方法及びプラズマトーチ |
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