JP2565328B2 - 粉末送給型プラズマト−チ - Google Patents
粉末送給型プラズマト−チInfo
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- JP2565328B2 JP2565328B2 JP62058179A JP5817987A JP2565328B2 JP 2565328 B2 JP2565328 B2 JP 2565328B2 JP 62058179 A JP62058179 A JP 62058179A JP 5817987 A JP5817987 A JP 5817987A JP 2565328 B2 JP2565328 B2 JP 2565328B2
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- Japan
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- powder
- plasma
- orifice
- plasma torch
- arc
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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、磁性粉末を溶加材とする肉盛りあるいは溶
射に使用する粉末送給型プラズマトーチに関する。
射に使用する粉末送給型プラズマトーチに関する。
プラズマアークを発生させて側部から供給される金属
粉末を溶融し、先端のオリフィスから放出して溶射、溶
接が行われている。そこで、第２図に従来例に係る溶接
用の粉末送給型プラズマトーチ（以下、プラズマトーチ
という）10を示すが、図に示すように中央部にタングス
テン電極11が配設されたアーク拘束ノズル12、このアー
ク拘束ノズル12と同心上に配設された粉末供給用ノズル
13及びシールドガス用ノズル14を設けて構成され、中央
部のタングステン電極11と母材15との間にプラズマアー
ク16を発生させると共に、アーク拘束ノズル12の外側か
ら金属粉末17を供給して溶融させ、母材15を溶接するよ
うになっていた。
粉末を溶融し、先端のオリフィスから放出して溶射、溶
接が行われている。そこで、第２図に従来例に係る溶接
用の粉末送給型プラズマトーチ（以下、プラズマトーチ
という）10を示すが、図に示すように中央部にタングス
テン電極11が配設されたアーク拘束ノズル12、このアー
ク拘束ノズル12と同心上に配設された粉末供給用ノズル
13及びシールドガス用ノズル14を設けて構成され、中央
部のタングステン電極11と母材15との間にプラズマアー
ク16を発生させると共に、アーク拘束ノズル12の外側か
ら金属粉末17を供給して溶融させ、母材15を溶接するよ
うになっていた。
ところが、上記従来例に係るプラズマトーチ10におい
ては、金属粉末をアルゴンガス等の不活性ガスの気流に
載せて搬送し、粉末供給用ノズル13の下部においてプラ
ズマアーク16の気流に混合していたが、上部からの気流
の速度が大きいため、一旦溶けた金属粉末17が水冷され
た粉末供給用ノズル13のオリフィス18の近傍に付着し、
この粉末が湯玉となって溶融金属中に落下したり、ある
いはオリフィス18を閉塞する場合があるので、定期的な
清掃を必要とし長時間の連続運転ができないという問題
点があった。
ては、金属粉末をアルゴンガス等の不活性ガスの気流に
載せて搬送し、粉末供給用ノズル13の下部においてプラ
ズマアーク16の気流に混合していたが、上部からの気流
の速度が大きいため、一旦溶けた金属粉末17が水冷され
た粉末供給用ノズル13のオリフィス18の近傍に付着し、
この粉末が湯玉となって溶融金属中に落下したり、ある
いはオリフィス18を閉塞する場合があるので、定期的な
清掃を必要とし長時間の連続運転ができないという問題
点があった。
特に使用する粉末の粒度が小さい場合、プラズマ気流
に押され易く、しかも容易に溶解するのでオリフィス18
の近傍に付着し易すく、この為、予め使用する金属粉末
の粒度に制限があるという問題点があった。
に押され易く、しかも容易に溶解するのでオリフィス18
の近傍に付着し易すく、この為、予め使用する金属粉末
の粒度に制限があるという問題点があった。
そして、このような問題点は上記の如く移行型のプラ
ズマ溶接（主として肉盛り）だけでなく金属粉末を供給
して非移行型プラズマを使用する溶射（場合によっては
溶接）においても共通に生じる問題点であった。
ズマ溶接（主として肉盛り）だけでなく金属粉末を供給
して非移行型プラズマを使用する溶射（場合によっては
溶接）においても共通に生じる問題点であった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、粉
末金属がプラズマの出口であるオリフィスに付着するこ
とがなくて長時間の運転ができ、しかも粒径の小さい粉
末であっても充分使用することができる粉末送給型プラ
ズマトーチを提供することを目的とする。
末金属がプラズマの出口であるオリフィスに付着するこ
とがなくて長時間の運転ができ、しかも粒径の小さい粉
末であっても充分使用することができる粉末送給型プラ
ズマトーチを提供することを目的とする。
上記目的に沿う本発明に係る粉末送給型プラズマトー
チは、プラズマアークを発生させ側部から供給される磁
性粉末を溶融して下部のオリフィスから放出する粉末送
給型プラズマトーチにおいて、上記オリフィスの周囲に
上記プラズマアーク柱方向に磁場を発生するコイルを設
けると共に、上記オリフィスの周囲にその周囲からシー
ルドガスを整流部材を介して均等に噴射するシールド部
材を設けている。
チは、プラズマアークを発生させ側部から供給される磁
性粉末を溶融して下部のオリフィスから放出する粉末送
給型プラズマトーチにおいて、上記オリフィスの周囲に
上記プラズマアーク柱方向に磁場を発生するコイルを設
けると共に、上記オリフィスの周囲にその周囲からシー
ルドガスを整流部材を介して均等に噴射するシールド部
材を設けている。
ここで、粉末送給型プラズマトーチは溶接用あるいは
溶射用何れにも本発明は適用され、また、プラズマアー
クの接続は電極側をマイナス極にする正極性プラズマ、
電極側をプラス極とする逆極性プラズマあるいは主とし
て溶射等に使用される非移行型のプラズマであっても良
いが、移行型の正極性プラズマあるいは逆極性プラズマ
を使用する場合は、上記磁場の方向は電流の方向と逆方
向を向くようにするのが好ましい。
溶射用何れにも本発明は適用され、また、プラズマアー
クの接続は電極側をマイナス極にする正極性プラズマ、
電極側をプラス極とする逆極性プラズマあるいは主とし
て溶射等に使用される非移行型のプラズマであっても良
いが、移行型の正極性プラズマあるいは逆極性プラズマ
を使用する場合は、上記磁場の方向は電流の方向と逆方
向を向くようにするのが好ましい。
本発明に係る粉末送給型プラズマトーチは、金属粉末
に磁性体を使用し、該磁性粉末が放出されるオリフィス
に磁場を発生するコイルが設けられているので、磁性粉
末がプラズマ柱の内部に引き込まれて、確実にプラズマ
気流に乗った後、溶融状態にて放出されるので、オリフ
ィスの近傍に付着することがない。そして、気流の影響
を受けやすい粒度の小さい粉末であっても、プラズマ気
流に引き込むという作用を有する。
に磁性体を使用し、該磁性粉末が放出されるオリフィス
に磁場を発生するコイルが設けられているので、磁性粉
末がプラズマ柱の内部に引き込まれて、確実にプラズマ
気流に乗った後、溶融状態にて放出されるので、オリフ
ィスの近傍に付着することがない。そして、気流の影響
を受けやすい粒度の小さい粉末であっても、プラズマ気
流に引き込むという作用を有する。
また、オリフィスの周囲にはシールドガスを整流部材
を介して均等に噴射するシールド部材が設けられている
ので、オリフィスから噴射されるガス及び粉粒体に空気
が巻き込まれるのを防止する。
を介して均等に噴射するシールド部材が設けられている
ので、オリフィスから噴射されるガス及び粉粒体に空気
が巻き込まれるのを防止する。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化
した一実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
した一実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、第１図は本発明の一実施例に係る粉末送給型
プラズマトーチの一部切欠き側面図である。
プラズマトーチの一部切欠き側面図である。
第１図に示すように、本発明の一実施例に係る粉末送
給型プラズマトーチ20は、タングステン電極21がその中
央部に配設されたアーク拘束ノズル22と、該アーク拘束
ノズル22の外側に配設される粉末供給用ノズル23と、該
粉末供給用ノズル23の外側に螺合されるシールド部材24
と、上記粉末供給用ノズル23の下部のオリフィス25の外
側に巻着されているコイル26とを有して構成されてい
る。以下これらについて詳しく説明する。
給型プラズマトーチ20は、タングステン電極21がその中
央部に配設されたアーク拘束ノズル22と、該アーク拘束
ノズル22の外側に配設される粉末供給用ノズル23と、該
粉末供給用ノズル23の外側に螺合されるシールド部材24
と、上記粉末供給用ノズル23の下部のオリフィス25の外
側に巻着されているコイル26とを有して構成されてい
る。以下これらについて詳しく説明する。
上記アーク拘束ノズル22は銅あるいは銅合金によって
なり、上部には不活性ガスの一例であるアルゴンガスの
供給パイプ27が接続され、下部は円錐台状となってその
先端にはオリフィス28が形成されている。このアーク拘
束ノズル22を囲繞して銅または銅合金からなる粉末供給
用ノズル23が設けられているが、該粉末供給用ノズル23
の上部の両側には粉末供給用パイプ23a、23bが設けられ
てアルゴンガスと共に磁性粉末の一例である高速度鋼粉
末（あるいはステライト粉末）が供給されるようになっ
ている。この粉末供給用ノズル23の下部は上記アーク拘
束ノズル22の外周に沿って円錐状になっていると共に、
先端部のオリフィス25の側周部は斜め上部から取付けら
れたパイプ30によって冷却水が供給されている。
なり、上部には不活性ガスの一例であるアルゴンガスの
供給パイプ27が接続され、下部は円錐台状となってその
先端にはオリフィス28が形成されている。このアーク拘
束ノズル22を囲繞して銅または銅合金からなる粉末供給
用ノズル23が設けられているが、該粉末供給用ノズル23
の上部の両側には粉末供給用パイプ23a、23bが設けられ
てアルゴンガスと共に磁性粉末の一例である高速度鋼粉
末（あるいはステライト粉末）が供給されるようになっ
ている。この粉末供給用ノズル23の下部は上記アーク拘
束ノズル22の外周に沿って円錐状になっていると共に、
先端部のオリフィス25の側周部は斜め上部から取付けら
れたパイプ30によって冷却水が供給されている。
この粉末供給用ノズル23の下部外側は円筒状となっ
て、この円筒部31には絶縁電線からなるコイル26が巻着
され、その端部は該粉末供給用ノズル23の斜め上部に設
けられたノズル32から出て、図示しない電源に接続され
るようになっている。そして上記円筒部31の上部には雄
ネジ33が形成されシールド部材24を構成する円板34が螺
着している。
て、この円筒部31には絶縁電線からなるコイル26が巻着
され、その端部は該粉末供給用ノズル23の斜め上部に設
けられたノズル32から出て、図示しない電源に接続され
るようになっている。そして上記円筒部31の上部には雄
ネジ33が形成されシールド部材24を構成する円板34が螺
着している。
この円板34の下部には円錐台状の鍔35が形成されてい
ると共に、その外側には同じく円錐台状のシールドガス
カバー36が取付けられてパイプ37によって供給されるア
ルゴンガスの通路37aを形成しているが、該通路37aには
上記パイプ37から供給されるアルゴンガスを均等に流す
為のステンレスの鋼からなる整流部材38がリング状に設
けられている。
ると共に、その外側には同じく円錐台状のシールドガス
カバー36が取付けられてパイプ37によって供給されるア
ルゴンガスの通路37aを形成しているが、該通路37aには
上記パイプ37から供給されるアルゴンガスを均等に流す
為のステンレスの鋼からなる整流部材38がリング状に設
けられている。
一方、上記円板34の上面には円錐台状のカバー39が取
付けられて、溶接部から飛散するスパッター等から該粉
末送給型プラズマトーチ20の保護を行っている。
付けられて、溶接部から飛散するスパッター等から該粉
末送給型プラズマトーチ20の保護を行っている。
続いて、上記粉末送給型プラズマトーチ20の使用方法
及びその作用につき更に詳しく説明すると、まず供給パ
イプ27からアルゴンガスを供給してアーク拘束ノズル22
の内部を充満し下部のオリフィス28から放出させた状態
で、タングステン電極21と下部のアーク拘束ノズル22と
の間にパイロットアークを発生させた後、パイプ37から
適当量のアルゴンガスを供給して充分にシールドし、図
示しない母材との間に正極性のメインアークを発生させ
る。次に、コイル26に下方がＮ極になるように電流を流
した状態で、粉末供給用パイプ23a、23bから図示しない
粉体送給装置によって磁性粉末の一例である高速度鋼粉
末をアルゴンガスにミックスして送り込む。
及びその作用につき更に詳しく説明すると、まず供給パ
イプ27からアルゴンガスを供給してアーク拘束ノズル22
の内部を充満し下部のオリフィス28から放出させた状態
で、タングステン電極21と下部のアーク拘束ノズル22と
の間にパイロットアークを発生させた後、パイプ37から
適当量のアルゴンガスを供給して充分にシールドし、図
示しない母材との間に正極性のメインアークを発生させ
る。次に、コイル26に下方がＮ極になるように電流を流
した状態で、粉末供給用パイプ23a、23bから図示しない
粉体送給装置によって磁性粉末の一例である高速度鋼粉
末をアルゴンガスにミックスして送り込む。
このようにして供給された高速度鋼粉末は上記コイル
26によって発生する磁場によって、プラズマ柱の方に引
き込まれ、プラズマアークによって急速に溶解され下方
に移行するが、一旦溶解すると高速度鋼粉末は非磁性体
となるので、コイル26の磁場に影響されることなく放出
されるプラズマアークに乗って母材の上に移行される。
また、このプラズマアークによって母材表面が溶融され
高速度鋼が肉盛りされることになる。
26によって発生する磁場によって、プラズマ柱の方に引
き込まれ、プラズマアークによって急速に溶解され下方
に移行するが、一旦溶解すると高速度鋼粉末は非磁性体
となるので、コイル26の磁場に影響されることなく放出
されるプラズマアークに乗って母材の上に移行される。
また、このプラズマアークによって母材表面が溶融され
高速度鋼が肉盛りされることになる。
ここで、パイプ30によって冷却水が供給されているの
で、粉末供給用ノズル23の下部及びコイル26は充分冷却
されているものである。
で、粉末供給用ノズル23の下部及びコイル26は充分冷却
されているものである。
上記実施例においては、磁性粉末の一例として鉄ベー
スの高速度鋼粉末を使用したが、コバルトベースあるい
はニッケルベースの磁性粉末またはセラミック粉末であ
るフェライト粉末を使用しても本発明は適用されるもの
である。
スの高速度鋼粉末を使用したが、コバルトベースあるい
はニッケルベースの磁性粉末またはセラミック粉末であ
るフェライト粉末を使用しても本発明は適用されるもの
である。
本発明に係る粉末送給型プラズマトーチは以上の説明
からも明らかなように、磁性粉末を溶融して放出する粉
末送給型プラズマトーチのオリフィスの周囲に上記プラ
ズマアークの軸方向に磁場を発生するコイルを設けてい
るので、これによって磁性粉末が中央のプラズマ柱の方
に吸引され、従って、オリフィスの近傍に磁性粉末が付
着することもない。また、オリフィスの周囲にシールド
ガスを均等に流す整流部材を介してシールド部材を設け
ているので、オリフィスから噴射される粉体を含むプラ
ズマ流に空気を巻き込むことがない。
からも明らかなように、磁性粉末を溶融して放出する粉
末送給型プラズマトーチのオリフィスの周囲に上記プラ
ズマアークの軸方向に磁場を発生するコイルを設けてい
るので、これによって磁性粉末が中央のプラズマ柱の方
に吸引され、従って、オリフィスの近傍に磁性粉末が付
着することもない。また、オリフィスの周囲にシールド
ガスを均等に流す整流部材を介してシールド部材を設け
ているので、オリフィスから噴射される粉体を含むプラ
ズマ流に空気を巻き込むことがない。
従って、溶接あるいは溶射中にトーチ内部の掃除をす
る必要がないので長期間の連続運転をすることができる
と共に、周囲の空気を巻き込まない状態で清浄な高温状
態の磁性粉末を噴射できる。
る必要がないので長期間の連続運転をすることができる
と共に、周囲の空気を巻き込まない状態で清浄な高温状
態の磁性粉末を噴射できる。
特に、該粉末送給型プラズマトーチを溶接に使用した
場合は、溶接中に上記付着した金属粉末が溶けて湯玉と
なって溶融金属中に落下することも無く、このため表面
が均一な溶接が行われることになる。
場合は、溶接中に上記付着した金属粉末が溶けて湯玉と
なって溶融金属中に落下することも無く、このため表面
が均一な溶接が行われることになる。
第１図は本発明の一実施例に係る粉末送給型プラズマト
ーチの一部切欠き側面図、第２図は従来例に係る粉末送
給型プラズマトーチの一部省略断面図である。 〔符号の説明〕 20……粉末送給型プラズマトーチ、21……タングステン
電極、22……アーク拘束ノズル、23……粉末供給用ノズ
ル、24……シールド部材、25、28……オリフィス、26…
…コイル、28……整流部材
ーチの一部切欠き側面図、第２図は従来例に係る粉末送
給型プラズマトーチの一部省略断面図である。 〔符号の説明〕 20……粉末送給型プラズマトーチ、21……タングステン
電極、22……アーク拘束ノズル、23……粉末供給用ノズ
ル、24……シールド部材、25、28……オリフィス、26…
…コイル、28……整流部材
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマアークを発生させ側部から供給さ
れる磁性粉末を溶融して下部のオリフィスから放出する
粉末送給型プラズマトーチにおいて、上記オリフィスの
周囲に上記プラズマアーク柱方向に磁場を発生するコイ
ルを設けると共に、上記オリフィスの周囲にその周囲か
らシールドガスを整流部材を介して均等に噴射するシー
ルド部材を設けたことを特徴とする粉末送給型プラズマ
トーチ。 - 【請求項２】プラズマアークは正極性プラズマからな
り、コイルによる磁場はプラズマの放出方向に向いてい
る特許請求の範囲第１項記載の粉末送給型プラズマトー
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058179A JP2565328B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 粉末送給型プラズマト−チ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058179A JP2565328B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 粉末送給型プラズマト−チ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224877A JPS63224877A (ja) | 1988-09-19 |
| JP2565328B2 true JP2565328B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=13076778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058179A Expired - Lifetime JP2565328B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 粉末送給型プラズマト−チ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565328B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2521840Y2 (ja) * | 1992-09-01 | 1997-01-08 | マツモト機械株式会社 | プラズマアーク粉末肉盛溶接トーチ |
| EP2829327B1 (de) * | 2013-07-26 | 2017-11-29 | Oerlikon Metco AG, Wohlen | Verfahren zur Reinigung eines Brenners einer Plasmabeschichtungsanlage und Plasmabeschichtungsanlage |
| CN104668743B (zh) * | 2014-12-25 | 2016-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种利用tig焊接方法实现等离子弧焊接的装置 |
| CN113909646B (zh) * | 2021-11-03 | 2023-03-10 | 北京石油化工学院 | 一种同轴送粉tig焊接装置及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343769A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | Kubota Ltd | 粉体プラズマ肉盛方法 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP62058179A patent/JP2565328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63224877A (ja) | 1988-09-19 |
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