JP2002045970A - プラズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源 - Google Patents
プラズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源Info
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- JP2002045970A JP2002045970A JP2000239021A JP2000239021A JP2002045970A JP 2002045970 A JP2002045970 A JP 2002045970A JP 2000239021 A JP2000239021 A JP 2000239021A JP 2000239021 A JP2000239021 A JP 2000239021A JP 2002045970 A JP2002045970 A JP 2002045970A
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- arc
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パイロットガス流量を少量に設定した場合で
もプラズマアークを確実に発生させることができ、しか
も装置の重量および容積を小さくすることができるプラ
ズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源を提供
すること。 【解決手段】 プラズマアーク起動用のスイッチＳＷ２
にタイマＴＭのコイルＴＭＣを接続すると共に、タイマ
ＴＭの接点ＴＭｂを介して電磁弁２５のコイル２５Ｃを
接続する。そして、スイッチＳＷ２をオンしたときに
は、予めタイマＴＭに設定した時間だけ電磁弁２５を開
き、パイロットガスを増量する。
もプラズマアークを確実に発生させることができ、しか
も装置の重量および容積を小さくすることができるプラ
ズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源を提供
すること。 【解決手段】 プラズマアーク起動用のスイッチＳＷ２
にタイマＴＭのコイルＴＭＣを接続すると共に、タイマ
ＴＭの接点ＴＭｂを介して電磁弁２５のコイル２５Ｃを
接続する。そして、スイッチＳＷ２をオンしたときに
は、予めタイマＴＭに設定した時間だけ電磁弁２５を開
き、パイロットガスを増量する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱集中性が良く、
溶接、切断等に広く利用されているプラズマアークの発
生方法およびプラズマアーク電源に関する。
溶接、切断等に広く利用されているプラズマアークの発
生方法およびプラズマアーク電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のプラズマアーク溶接装置
の外部接続図である。
の外部接続図である。
【０００３】プラズマアーク溶接電源１には、パイロッ
トアーク電源３、アーク電源４、スタート用電源５およ
び高周波電源６が設けられている。パイロットアーク電
源３、アーク電源４およびスタート用電源５の出力電圧
は、それぞれ、９０Ｖ、６０〜８０Ｖ、１００〜１２０
Ｖである。パイロットアーク電源３、アーク電源４およ
びスタート用電源５のマイナス側は、高周波電源６の一
方のコイル６ａを介してプラズマトーチ２の電極７に接
続されている。パイロットアーク電源３のプラス側は抵
抗Ｒを介してノズル電極８に接続されている。アーク電
源４およびスタート用電源５のプラス側は母材９に接続
されている。
トアーク電源３、アーク電源４、スタート用電源５およ
び高周波電源６が設けられている。パイロットアーク電
源３、アーク電源４およびスタート用電源５の出力電圧
は、それぞれ、９０Ｖ、６０〜８０Ｖ、１００〜１２０
Ｖである。パイロットアーク電源３、アーク電源４およ
びスタート用電源５のマイナス側は、高周波電源６の一
方のコイル６ａを介してプラズマトーチ２の電極７に接
続されている。パイロットアーク電源３のプラス側は抵
抗Ｒを介してノズル電極８に接続されている。アーク電
源４およびスタート用電源５のプラス側は母材９に接続
されている。
【０００４】プラズマアーク溶接装置では、予め電極７
とノズル電極８との間隙１０にパイロットガスを供給し
ながら高周波電源６とパイロットアーク電源３を動作さ
せ、電極７とノズル電極８との間にパイロットアークを
発生させておく。なお、パイロットアークが発生した後
は、高周波電源６をオフする。また、溶接をするときに
は、ノズル電極８とシールドキャップ１１との間隙１２
にプラズマガスを供給しながらアーク電源４とスタート
用電源５を動作させ、この状態でパイロットアークを母
材９に近づけて、電極７と母材９との間にプラズマアー
ク（メインアーク）を発生させる。そして、プラズマア
ークを用いて溶接作業を行なう。なお、プラズマアーク
が発生した後は、スタート用電源５をオフする。
とノズル電極８との間隙１０にパイロットガスを供給し
ながら高周波電源６とパイロットアーク電源３を動作さ
せ、電極７とノズル電極８との間にパイロットアークを
発生させておく。なお、パイロットアークが発生した後
は、高周波電源６をオフする。また、溶接をするときに
は、ノズル電極８とシールドキャップ１１との間隙１２
にプラズマガスを供給しながらアーク電源４とスタート
用電源５を動作させ、この状態でパイロットアークを母
材９に近づけて、電極７と母材９との間にプラズマアー
ク（メインアーク）を発生させる。そして、プラズマア
ークを用いて溶接作業を行なう。なお、プラズマアーク
が発生した後は、スタート用電源５をオフする。
【０００５】図５は、パイロットアークの形状を示す図
である。
である。
【０００６】パイロットガス流量を０．５ｌ／ｍｉｎ以
上にすると、同図（ａ）に示すように、トーチ先端から
突出するプラズマ流（プラズマフレーム）の長いパイロ
ットアークが発生する。一方、パイロットガス流量を
０．２〜０．３ｌ／ｍｉｎにすると、同図（ｂ）に示す
ように、トーチ先端から突出するプラズマ流の短いパイ
ロットアークが発生することが多い。
上にすると、同図（ａ）に示すように、トーチ先端から
突出するプラズマ流（プラズマフレーム）の長いパイロ
ットアークが発生する。一方、パイロットガス流量を
０．２〜０．３ｌ／ｍｉｎにすると、同図（ｂ）に示す
ように、トーチ先端から突出するプラズマ流の短いパイ
ロットアークが発生することが多い。
【０００７】トーチ先端から突出するプラズマ流が長い
場合、トーチ先端を母材から離しておいてもプラズマア
ークが発生するので、トーチ先端の位置決めが容易であ
る。そこで、通常は、パイロットガス流量を０．５ｌ／
ｍｉｎ以上に設定する。
場合、トーチ先端を母材から離しておいてもプラズマア
ークが発生するので、トーチ先端の位置決めが容易であ
る。そこで、通常は、パイロットガス流量を０．５ｌ／
ｍｉｎ以上に設定する。
【０００８】しかし、被溶接材の板厚によっては、パイ
ロットガス流量を０．３ｌ／ｍｉｎ以下にしなければな
らない場合がある。トーチ先端から突出するプラズマ流
が短い場合、アーク電源４だけでは、トーチ先端を母材
から１〜２ｍｍに近づけてもプラズマアークに移行させ
ることができない場合があるが、スタート用電源５の電
圧を重畳することにより、トーチ先端と母材９との距離
を４〜５ｍｍ程度にしても、容易にプラズマアークを発
生させることができる。以下、上記の技術を、従来技術
の前者という。
ロットガス流量を０．３ｌ／ｍｉｎ以下にしなければな
らない場合がある。トーチ先端から突出するプラズマ流
が短い場合、アーク電源４だけでは、トーチ先端を母材
から１〜２ｍｍに近づけてもプラズマアークに移行させ
ることができない場合があるが、スタート用電源５の電
圧を重畳することにより、トーチ先端と母材９との距離
を４〜５ｍｍ程度にしても、容易にプラズマアークを発
生させることができる。以下、上記の技術を、従来技術
の前者という。
【０００９】また、特開昭６３−１９４８６７号公報
（以下、従来技術の後者という。）では、図４における
スタート用電源３を設けず、パイロットアーク発生時
に、所定の時間だけパイロットガス流量を増加すること
により、プラズマ流が長いパイロットアークを形成する
ようにしている。
（以下、従来技術の後者という。）では、図４における
スタート用電源３を設けず、パイロットアーク発生時
に、所定の時間だけパイロットガス流量を増加すること
により、プラズマ流が長いパイロットアークを形成する
ようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の前
者は、スタート用電源５を必要とするため、プラズマア
ーク電源の重量および容積が増加した。また、従来技術
の後者は、パイロットガス流量を０．２ｌ／ｍｉｎ未満
にして作業をする場合、プラズマアークをオフした際
に、パイロットアークが図５（ｂ）の形状になってしま
うことがあった。
者は、スタート用電源５を必要とするため、プラズマア
ーク電源の重量および容積が増加した。また、従来技術
の後者は、パイロットガス流量を０．２ｌ／ｍｉｎ未満
にして作業をする場合、プラズマアークをオフした際
に、パイロットアークが図５（ｂ）の形状になってしま
うことがあった。
【００１１】本発明の目的は、パイロットガス流量を少
量に設定した場合でもプラズマアークを確実に発生させ
ることができ、しかも装置の重量および容積を小さくす
ることができるプラズマアークの発生方法およびプラズ
マアーク電源を提供するにある。
量に設定した場合でもプラズマアークを確実に発生させ
ることができ、しかも装置の重量および容積を小さくす
ることができるプラズマアークの発生方法およびプラズ
マアーク電源を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、予め発生させたパイロットアー
クを利用してプラズマアークを発生させるプラズマアー
クの発生方法において、プラズマアークを発生させる時
には、パイロットガス量を所定時間増量することを特徴
とする。
め、請求項１の発明は、予め発生させたパイロットアー
クを利用してプラズマアークを発生させるプラズマアー
クの発生方法において、プラズマアークを発生させる時
には、パイロットガス量を所定時間増量することを特徴
とする。
【００１３】また、請求項２の発明は、予め発生させた
パイロットアークを利用してプラズマアークを発生させ
るプラズマアーク電源において、プラズマアークを発生
させる時には、パイロットガス量を所定時間増量するこ
とを特徴とする。
パイロットアークを利用してプラズマアークを発生させ
るプラズマアーク電源において、プラズマアークを発生
させる時には、パイロットガス量を所定時間増量するこ
とを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１５】図１は、本発明に係るプラズマガスのガス
系統図、図２は電磁弁の接続図である。なお、本発明に
係るプラズマアーク溶接装置の外部接続図は、図４にお
けるスタート用電源５を除いたものであるため、図示を
省略する。
系統図、図２は電磁弁の接続図である。なお、本発明に
係るプラズマアーク溶接装置の外部接続図は、図４にお
けるスタート用電源５を除いたものであるため、図示を
省略する。
【００１６】図１において、プラズマアーク電源１のパ
イロットガス入口２０と流量計２１の一方の端子を結ぶ
ガス通路には、絞り弁２２と電磁弁２３および絞り弁２
４と電磁弁２５が並列に配置されている。流量計２１の
他方の端子は、プラズマアーク電源１のパイロットガス
出口（プラズマトーチへの供給口）２６に接続されてい
る。
イロットガス入口２０と流量計２１の一方の端子を結ぶ
ガス通路には、絞り弁２２と電磁弁２３および絞り弁２
４と電磁弁２５が並列に配置されている。流量計２１の
他方の端子は、プラズマアーク電源１のパイロットガス
出口（プラズマトーチへの供給口）２６に接続されてい
る。
【００１７】図２において、一方の電源ライン３０に
は、パイロットアーク起動用のスイッチＳＷ１の一方の
端子と、プラズマアーク起動用のスイッチＳＷ２の一方
の端子が接続されている。スイッチＳＷ１の他方の端子
は、電磁弁２３のコイル２３Ｃを介して他方の電源ライ
ン３１に接続されている。スイッチＳＷ２の他方の端子
は、タイマＴＭのコイルＴＭＣの一方の端子およびタイ
マの接点ＴＭｂの一方の端子に接続されている。接点Ｔ
Ｍｂの他方の端子は電磁弁２５のコイル２５Ｃの一方の
端子に接続されている。そして、コイル２５Ｃの他方の
端子およびコイルＴＭＣの他方の端子は、他方の電源ラ
イン３１に接続されている。
は、パイロットアーク起動用のスイッチＳＷ１の一方の
端子と、プラズマアーク起動用のスイッチＳＷ２の一方
の端子が接続されている。スイッチＳＷ１の他方の端子
は、電磁弁２３のコイル２３Ｃを介して他方の電源ライ
ン３１に接続されている。スイッチＳＷ２の他方の端子
は、タイマＴＭのコイルＴＭＣの一方の端子およびタイ
マの接点ＴＭｂの一方の端子に接続されている。接点Ｔ
Ｍｂの他方の端子は電磁弁２５のコイル２５Ｃの一方の
端子に接続されている。そして、コイル２５Ｃの他方の
端子およびコイルＴＭＣの他方の端子は、他方の電源ラ
イン３１に接続されている。
【００１８】次に、本実施の形態の動作を説明する。
【００１９】図３は本発明の動作を示すタイムチャート
である。
である。
【００２０】スイッチＳＷ１を閉じると（時刻Ｔ１）、
電磁弁２３が開き、パイロットアーク電源３と高周波電
源６がオンする。パイロットアークが発生してパイロッ
ト電流が流れると（時刻Ｔ２）、高周波電源６はオフさ
れる。
電磁弁２３が開き、パイロットアーク電源３と高周波電
源６がオンする。パイロットアークが発生してパイロッ
ト電流が流れると（時刻Ｔ２）、高周波電源６はオフさ
れる。
【００２１】この状態でスイッチＳＷ２を閉じると（時
刻Ｔ３）、タイマＴＭがオンすることにより電磁弁２５
が開くと共にアーク電源４がオンする。そして、パイロ
ットガスの流量が増加することにより、プラズマアーク
が発生する（時刻Ｔ４）。タイマＴＭに設定された時間
が経過すると、接点ＴＭｂが開き、電磁弁２５はオフさ
れる（時刻Ｔ５）。所定の作業が終了した後、スイッチ
ＳＷ２を開くと（時刻Ｔ６）、アーク電源４がオフす
る。以下、時刻Ｔ３から時刻Ｔ６の動作を繰り返す。
刻Ｔ３）、タイマＴＭがオンすることにより電磁弁２５
が開くと共にアーク電源４がオンする。そして、パイロ
ットガスの流量が増加することにより、プラズマアーク
が発生する（時刻Ｔ４）。タイマＴＭに設定された時間
が経過すると、接点ＴＭｂが開き、電磁弁２５はオフさ
れる（時刻Ｔ５）。所定の作業が終了した後、スイッチ
ＳＷ２を開くと（時刻Ｔ６）、アーク電源４がオフす
る。以下、時刻Ｔ３から時刻Ｔ６の動作を繰り返す。
【００２２】ここで、例えば、板厚が０．８ｍｍのステ
ンレス板をプラズマアーク電流２０Ａで溶接する場合、
パイロットガス流量を０．１〜０．２ｌ／ｍｉｎ、電磁
弁２５により増加させるガス流量を１〜３ｌ／ｍｉｎ、
また、タイマＴＭに設定する時間を２〜３秒に設定する
と、トーチ先端と母材９との間隔を４ｍｍにしてもプラ
ズマアークを発生させることができる。
ンレス板をプラズマアーク電流２０Ａで溶接する場合、
パイロットガス流量を０．１〜０．２ｌ／ｍｉｎ、電磁
弁２５により増加させるガス流量を１〜３ｌ／ｍｉｎ、
また、タイマＴＭに設定する時間を２〜３秒に設定する
と、トーチ先端と母材９との間隔を４ｍｍにしてもプラ
ズマアークを発生させることができる。
【００２３】なお、本発明をスタート用電源を設けたプ
ラズマアーク電源に適用してもよいことは言うまでもな
い。
ラズマアーク電源に適用してもよいことは言うまでもな
い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め発生させたパイロットアークを利用してプラズマア
ークを発生させるプラズマアークの発生方法において、
プラズマアークを発生させる時には、パイロットガス量
を増量するから、パイロットアークが形成するプラズマ
流が短い場合でも確実にプラズマアークを発生させるこ
とができる。また、スタート用電源を必要としないか
ら、装置の重量および容積を小さくすることができる。
予め発生させたパイロットアークを利用してプラズマア
ークを発生させるプラズマアークの発生方法において、
プラズマアークを発生させる時には、パイロットガス量
を増量するから、パイロットアークが形成するプラズマ
流が短い場合でも確実にプラズマアークを発生させるこ
とができる。また、スタート用電源を必要としないか
ら、装置の重量および容積を小さくすることができる。
【図１】本発明に係るプラズマガスのガス系統図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る電磁弁の接続図である。
【図３】本発明の動作を示すタイムチャートである。
【図４】従来のプラズマアーク溶接装置の外部接続図で
ある。
ある。
【図５】パイロットアークの形状を示す図である。
２５ 電磁弁 ２５Ｃ 電磁弁のコイル ＳＷ２ スイッチ（プラズマアーク起動用） ＴＭ タイマ ＴＭｂ タイマＴＭの接点 ＴＭＣ タイマＴＭのコイル
Claims (2)
- 【請求項１】 予め発生させたパイロットアークを利用
してプラズマアークを発生させるプラズマアークの発生
方法において、プラズマアークを発生させる時には、パ
イロットガス量を所定時間増量することを特徴とするプ
ラズマアークの発生方法。 - 【請求項２】 予め発生させたパイロットアークを利用
してプラズマアークを発生させるプラズマアーク電源に
おいて、プラズマアークを発生させる時には、パイロッ
トガス量を所定時間増量することを特徴とするプラズマ
アーク電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000239021A JP2002045970A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | プラズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000239021A JP2002045970A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | プラズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002045970A true JP2002045970A (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18730633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000239021A Withdrawn JP2002045970A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | プラズマアークの発生方法およびプラズマアーク電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002045970A (ja) |
-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000239021A patent/JP2002045970A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |