JP2002035942A - プラズマ粉体溶接用トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分配通路よりの放熱効果を高め、粉体がこび
り付くのを防止する。 【解決手段】 中心に上下方向を向く電極１０が挿通さ
れたトーチ本体６と、トーチ本体６の下端に着脱可能に
装着されたノズルチップ７とを有し、トーチ本体６に設
けた上下方向を向く複数の粉体供給通路１３と、ノズル
チップ７に設けた、下端が中心部に向かって開口する斜
上下方向を向く複数の粉体吐出孔８とを、それらの間に
形成した環状をなす分配通路１６を介して互いに連通さ
せてなるプラズマ粉体溶接用トーチ５において、環状を
なす分配通路１６を、トーチ本体６における下端面に、
供給通路１３の下端と吐出孔８の上端とに連通するよう
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンバ
ルブの弁フェース部に、耐摩耗性の合金を盛金する際に
使用されるプラズマ粉体溶接用トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンバルブの弁フェース部は、弁座
と繰り返し激しく衝接するので、その部分に、例えばス
テライト等のコバルト基合金を盛金して、耐摩耗性を向
上させることがある。

【０００３】図３は、上記盛金の要領を示すもので、軸
線をほぼ３５°傾斜させた回転台(１)の上部のワーク受
台(２)と、その上方に軸線を整合させて設けたワーク押
え(３)との間に、エンジンバルブ(以下ワークという)
(４)を、その傘部(4a)がワーク受台(２)の上面に当接す
るようにして挾持したのち、弁フェース部(4b)に形成し
た環状溝(4c)の直上に、プラズマ粉体溶接装置のトーチ
(５)を、垂直として位置させる。

【０００４】ついで、回転台(１)によりワーク(４)を緩
速で回転させつつ、トーチ本体(６)の下端に取付けたノ
ズルチップ(７)における斜上下方向を向く複数の吐出孔
(８)より、溶接粉体である合金粉末(９)を吐出させると
ともに、環状溝(4c)に向かって、トーチ本体(６)の中心
に挿通した電極(10)よりプラズマアーク(11)を発生させ
る。この状態で、ワーク(４)を１回転させれば、環状溝
(4c)の全周に盛金(12)が施される。

【０００５】このような盛金に用いられる従来のトーチ
(５)において、合金粉末(９)は、トーチ本体(６)内の複
数の供給通路(13)より、ノズルチップ(７)の上面に形成
された凹環状の分配通路(14)に送り込まれ、この分配通
路(14)より、ノズルチップ(７)の各吐出孔(８)に供給さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記盛金時に発生する
溶接熱は、ノズルチップ(７)を介してトーチ本体(６)に
伝達され、その中を循環している冷却水(15)中に放熱さ
れるが、冷却水(15)より離れているノズルチップ(７)の
冷却効率は悪く、かなりの高温となる。

【０００７】特に、熱負荷の大きいノズルチップ(７)の
上面に凹環状の分配通路(14)が形成されていると、その
部分の表面積が大となって加熱され易くなるため、合金
粉末(９)がこびり付くようになる。このようになると、
合金粉末(９)の流れが妨げられるため、ノズルチップ
(７)はさらに加熱され、吐出孔(８)が熱変形して内径が
小さくなったり、目詰まりを起こすなどして、合金粉末
(９)の吐出量が減少して盛金(溶接)不良を発生させるこ
とがある。

【０００８】これを防止するために、従来は、ノズルチ
ップを頻繁に取外して清掃したり、定期的に交換してい
るが、その作業が面倒であるとともに、不経済であっ
た。また、その間、溶接作業を中断しなければならず、
生産性の低下を来していた。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、分配通路よりの放熱効果を高めることにより、粉
体のこびり付きや吐出孔が熱変形するのを防止し、もっ
て、粉体を支障なく吐出させて溶接不良の生じるのをな
くすとともに、ノズルチップの清掃や交換の頻度を最小
限として、生産性を大幅に高めうるようにした、プラズ
マ粉体溶接用トーチを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) 中心に上下方向を向く電極が挿通されたトーチ本
体と、トーチ本体の下端に着脱可能に装着されたノズル
チップとを有し、前記トーチ本体に設けた上下方向を向
く複数の粉体供給通路と、前記ノズルチップに設けた、
下端が中心部に向かって開口する斜上下方向を向く複数
の粉体吐出孔とを、それらの間に形成した環状をなす分
配通路を介して互いに連通させてなるプラズマ粉体溶接
用トーチにおいて、前記環状をなす分配通路を、トーチ
本体における下端面に、供給通路の下端と吐出孔の上端
とに連通するように設ける。

【００１１】(２) 前項において、分配通路の内面を凹
凸面とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。なお、図３に示す従来例と同様の
部材には、同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明を
省略する。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施形態を示すも
ので、従来例と異なるのは、合金粉末(９)の分配通路(1
6)をトーチ本体(６)側に設けた点にある。すなわち、ト
ーチ本体(６)の下端に取外し可能に取付けられたノズル
チップ(７)には、複数の吐出孔(８)のみとし、トーチ本
体(６)におけるノズルチップ(７)と当接する下端面に、
上向き凹環状をなす分配通路(16)を、トーチ本体(６)の
供給通路(13)の下端と、ノズルチップ(７)の吐出孔(８)
の上端とに連通するように設けてある。

【００１４】このように、分配通路(16)をトーチ本体
(６)側に設けると、表面積の大きな分配通路(16)が高温
となるノズルチップ(７)より遠ざかり、かつ冷却水(15)
の通路と近付くことになるため、その部分の放熱効果が
従来のものより高まる。

【００１５】従って、分配通路(16)に合金粉末(９)がこ
びり付いて滞留したり、ノズルチップ(７)が加熱されて
吐出孔(８)が熱変形を起こし、合金粉末(９)の吐出量が
減少するなどの恐れはなく、溶接不良を発生させること
がなくなる。

【００１６】また、ノズルチップ(７)の清掃や交換の頻
度も小さくなるため、溶接装置の稼働率が向上し、生産
性が大幅に高まる。

【００１７】図２は、本発明の第２の実施形態を要部を
拡大して示すもので、トーチ本体(６)側に設けた分配通
路(16)の内面全体を、例えば鋸歯状又は波形の凹凸面と
してある。

【００１８】このようにすると、分配通路(16)の内面の
表面積が増大するため、放熱効果がより高まり、ノズル
チップ(７)が熱変形する恐れはさらに小さくなる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、従来ノズ
ルチップ側に設けられていた分配通路を、熱負荷の小さ
いトーチ本体側に設けたことにより、分配通路の放熱性
がよくなり、それに粉体がこびり付くのが防止される。
その結果、ノズルチップの吐出孔が熱変形するなどし
て、粉体の吐出量が減少して、溶接不良を生じさせるこ
とがなくなる。また、ノズルチップの清掃や交換の頻度
も小さくなるので、生産性が高まる。

【００２０】請求項２記載の発明によれば、分配通路の
内面の表面積が増大するので、放熱効果がより高まり、
ノズルチップが熱変形する恐れはさらに小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す要部の縦断正面
図である。

【図２】同じく、第２の実施形態を示す要部の拡大縦断
面図である。

【図３】従来のトーチとそれによるエンジンバルブ弁フ
ェース部への盛金例を示す一部切欠縦断正面図である。

【符号の説明】

(５)トーチ (６)トーチ本体 (７)ノズルチップ (８)粉体吐出孔 (９)合金粉末(粉体) (10)電極 (11)プラズマアーク (12)盛金 (13)粉体供給通路 (15)冷却水 (16)分配通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に上下方向を向く電極が挿通された
   トーチ本体と、トーチ本体の下端に着脱可能に装着され
   たノズルチップとを有し、前記トーチ本体に設けた上下
   方向を向く複数の粉体供給通路と、前記ノズルチップに
   設けた、下端が中心部に向かって開口する斜上下方向を
   向く複数の粉体吐出孔とを、それらの間に形成した環状
   をなす分配通路を介して互いに連通させてなるプラズマ
   粉体溶接用トーチにおいて、前記環状をなす分配通路
   を、トーチ本体における下端面に、供給通路の下端と吐
   出孔の上端とに連通するように設けたことを特徴とする
   プラズマ粉体溶接用トーチ。
2. 【請求項２】 分配通路の内面を凹凸面としてなる請求
   項１記載のプラズマ粉体溶接用トーチ。