JP2867158B2 - Plasma cutting method - Google Patents
Plasma cutting methodInfo
- Publication number
- JP2867158B2 JP2867158B2 JP33354889A JP33354889A JP2867158B2 JP 2867158 B2 JP2867158 B2 JP 2867158B2 JP 33354889 A JP33354889 A JP 33354889A JP 33354889 A JP33354889 A JP 33354889A JP 2867158 B2 JP2867158 B2 JP 2867158B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- gas
- cutting
- stainless steel
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワーク材、殊にステンレス材を切断するに
好適な、プラズマ切断方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma cutting method suitable for cutting a work material, particularly a stainless steel material.
従来、プラズマ切断では、作動ガスとして窒素やアル
ゴンが用いられるのが一般的である。ところが近時、酸
化雰囲気でも使用可能な電極（第１図又は第５図におけ
る符号１）が開発されるに至り、作動ガスとして酸素を
用いることが知られる。このように作動ガスを、窒素や
アルゴンから酸素に変えることにより、切断速度の向上
やドロス付着の低下を図ることができる利点がある。殊
にワーク材が軟鋼板であるとき、かかる利点は顕著であ
る。Conventionally, in plasma cutting, nitrogen or argon is generally used as a working gas. However, recently, an electrode (reference numeral 1 in FIG. 1 or 5) which can be used even in an oxidizing atmosphere has been developed, and it is known that oxygen is used as a working gas. As described above, by changing the working gas from nitrogen or argon to oxygen, there is an advantage that cutting speed can be improved and dross adhesion can be reduced. Such an advantage is remarkable especially when the work material is a mild steel plate.
上述のとおり、作動ガスとして酸素を用いると、他に
ない利点がある。ところがこの場合、スタンドオフの性
能が悪くなるという欠点がある。スタンドオフとは、ワ
ーク材の切断部の面と、酸素プラズマトーチとの距離を
指す。この欠点を、第５図を参照して説明する。作動ガ
スとして酸素を用いると、ノズル２から噴出した酸素プ
ラズマアーク３は、周囲の空気を巻き込むことにより、
その酸素プラズマアーク３の酸素純度が低下することに
より、スタンドオフが大きくなればなる程、酸素プラズ
マアーク３が拡散してゆく欠点がある。つまり、スタン
ドオフが大きくなるにつれ、切断能力は低下し、また、
ドロスの吹き飛ばし力の低下によるドロス付着が増大す
る。即ち切断品質の低下が顕著に現れるようになる。さ
らにワーク材がステンレス材であるとき、上記問題にさ
らに他の問題が加わる。これは、作動ガスとして酸素を
用いたとき、ステンレスの主要成分であるクロムが酸素
と酸化反応を起こし、その切断面に多量の酸化クロム層
を生成することである。酸化クロム層は硬質であり、か
つ、美観を損なうもの（黒色を呈する）であるため、こ
れを後工程により排除する必要がある。これは、切断品
質の低下は勿論のこと、加工コストの面から見ても、酸
素プラズマ切断方法の適用限界を示すものである。As described above, the use of oxygen as a working gas has a unique advantage. However, in this case, there is a disadvantage that the performance of the stand-off is deteriorated. The standoff refers to the distance between the surface of the cut portion of the work material and the oxygen plasma torch. This disadvantage will be described with reference to FIG. When oxygen is used as the working gas, the oxygen plasma arc 3 ejected from the nozzle 2 entrains the surrounding air,
There is a disadvantage that the oxygen plasma arc 3 is diffused as the standoff becomes larger due to a decrease in the oxygen purity of the oxygen plasma arc 3. In other words, as the standoff increases, the cutting ability decreases,
Dross adhesion increases due to a decrease in dross blowing power. That is, the cutting quality is significantly reduced. Further, when the work material is a stainless material, another problem is added to the above problem. This means that when oxygen is used as a working gas, chromium, which is a main component of stainless steel, undergoes an oxidation reaction with oxygen to form a large amount of chromium oxide layer on the cut surface. Since the chromium oxide layer is hard and impairs aesthetic appearance (shows black), it is necessary to remove this in a later step. This indicates the limit of application of the oxygen plasma cutting method from the viewpoint of not only the cutting quality but also the processing cost.
本発明は、上記従来の問題点に着目し、先ずステンレ
ス材について、その切断面に酸化クロムを生成せしめる
ことなく切断が可能なプラズマ切断方法を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma cutting method capable of cutting a stainless steel material without generating chromium oxide on a cut surface of the stainless steel material, focusing on the above conventional problems.
上記目的を達成するため、本発明に係わるプラズマ切
断方法は、プラズマにてワークを切断するプラズマ切断
方法において、ステンレス材を切断するときに、酸素を
作動ガスとして噴出すると共に、この酸素の周囲に還元
ガスをシールドガスとして噴出し、ステンレス材を切断
することを特徴としている。In order to achieve the above object, a plasma cutting method according to the present invention is characterized in that, in a plasma cutting method for cutting a workpiece with plasma, when cutting a stainless steel material, oxygen is ejected as a working gas, and around the oxygen. It is characterized in that a reducing gas is jetted as a shielding gas to cut stainless steel.
上記構成であれば、酸素プラズマによる酸化雰囲気に
対し、周囲から還元ガスが噴出しているため、この還元
ガスにより還元雰囲気が生じるようになる。このため、
ワークの切断面に酸化抑制作用が働くようになる。つま
り、ワーク材がステンレス材である場合、該切断面にお
いて、酸化クロムが生成されることがなくなる。他の作
用は、第１図を参照して説明する。水素ガス６は、酸素
プラズマアーク3aと、ワーク４の切断部とに対し、これ
らを外気からシールドする作用をもたらす。このシール
ド効果は、単なる水素ガス流にのみよるものでなく、水
素ガスと酸素プラズマとの界面において発生する高温水
蒸気によるところが大きく、これにより該酸素プラズマ
アークをより非拡散方向へ拘束するものと推定される。In the above configuration, since the reducing gas is ejected from the surroundings to the oxidizing atmosphere by the oxygen plasma, the reducing gas generates the reducing atmosphere. For this reason,
Oxidation suppressing action acts on the cut surface of the work. That is, when the work material is a stainless material, chromium oxide is not generated on the cut surface. Other functions will be described with reference to FIG. The hydrogen gas 6 has an effect of shielding the oxygen plasma arc 3a and the cut portion of the work 4 from outside air. This shielding effect is not limited to the mere flow of hydrogen gas, but is largely due to the high-temperature water vapor generated at the interface between the hydrogen gas and the oxygen plasma, thereby presumably constraining the oxygen plasma arc in a more non-diffusion direction. Is done.
以下実施例を説明する。第１図は、本実施例を使用す
るプラズマトーチの主要部分の拡大断面図である。先ず
このプラズマトーチの構成について、同図を参照して説
明する。プラズマトーチは、酸素ガスO2を先端から噴出
する噴出口21を備えるノズル２と、水素ガスH2を導入す
る通路51とこの水素ガスH2の出口である複数個の噴出口
52とを備えるキャップ５とから大略構成されている。詳
しくは、前記複数個の水素ガス噴出口52が前記酸素ガス
噴出口21の外周に略円周上に配置されるように、前記キ
ャップ５が前記ノズル２に外嵌されている。かかる構成
において、本実施例は、同図に示されるように、ワーク
材（本例ではステンレス材）４に対し、ノズル２の先端
の酸素ガス噴出口21から作動ガスO2を噴出すると共に、
この作動ガスO2の周囲に、キャップ５の先端の複数個の
各水素ガス噴出口52から水素ガスH2を噴出し、ワーク材
４を切断している。上記実施例によれば、水素ガスH
2が、ワーク材４への酸素プラズマアーク3a及びステン
レス材４の切断部を外気からシールドするようになるの
で、たとえスタンドオフが長くなっても、酸素プラズマ
アーク3aの拡散を防ぐようになる。上記実施例の効果
を、下記の実験例で説明する。An embodiment will be described below. FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of a plasma torch using the present embodiment. First, the configuration of the plasma torch will be described with reference to FIG. Plasma torch, a nozzle 2 comprises a spout 21 for jetting an oxygen gas O 2 from the tip, a plurality of ejection ports is an outlet of the passage 51 and the hydrogen gas H 2 for introducing hydrogen gas H 2
52 and a cap 5 having the same. More specifically, the cap 5 is externally fitted to the nozzle 2 such that the plurality of hydrogen gas outlets 52 are disposed substantially on the outer circumference of the oxygen gas outlet 21. In this configuration, as shown in the figure, in this embodiment, the working gas O 2 is ejected from the oxygen gas ejection port 21 at the tip of the nozzle 2 to the work material (stainless steel material in this example) 4.
The surrounding of the working gas O 2, the hydrogen gas H 2 was ejected from a plurality of each of the hydrogen gas ports 52 at the tip of the cap 5, and cutting the workpiece material 4. According to the above embodiment, the hydrogen gas H
2 shields the oxygen plasma arc 3a to the work material 4 and the cut portion of the stainless steel material 4 from the outside air, so that the diffusion of the oxygen plasma arc 3a is prevented even if the standoff becomes long. The effects of the above embodiment will be described with reference to the following experimental examples.
実験例 実験は、従来の酸素プラズマ切断方法（以下、従来例
とする）と、本実施例の水素シールドによる酸素プラズ
マ切断方法（以下、実施例とする）とのそれぞれについ
て、第２図に示すように、板厚3mmのステンレス材（SUS
304）に対し、切断電流37A及び切断速度750mm/分によ
り、切断を行ったものである。従来例と実施例との切断
済みステンレス材４を、その端面Ｘから所定距離（図示
Ｉ−Ｉ）で切断し、光学顕微鏡（×100倍）とカメラと
を用い、各々のステンレス母材表面Ｘと切断面Ｙとの金
属組織写真を撮影した。これら写真を第３図と第４図と
に示す。第３図は実施例に基づく切断面の金属組織を示
す図面に代わる写真であり、他方第４図は従来例に基づ
く切断面の金属組織を示す図面に代わる写真である。第
４図の従来例によれば、ステンレス材４の切断面Ｙ（図
示右側）に、10μｍ〜40μｍの黒色の酸化クロムＣが生
成されており、ステンレス材Ｘの本来の金属光沢は認め
られない。これに対し、第３図の実施例によれば、ステ
ンレス材４の切断面Ｙ（図示右側）に、酸化クロムＣは
全く生成されておらず、ステンレス材Ｘの本来の金属光
沢をその切断面Ｙにも維持している。即ち、この実験例
によれば、酸化クロムＣを生成することなく、ステンレ
ス材を切断することができる。換言すれば、従来のよう
に、酸化クロムＣ除去の後工程を省くことが可能とな
る。他の効果は、水素ガスのシールド効果により、仮に
スタンドオフが長くなっても、酸素プラズマアークの拡
散が抑制されるということである。換言すれば、大きな
スタンドオフであっても、プラズマトーチが吹き上げた
ドロスによって損傷する機会も少なくなるということで
あり、酸素プラズマトーチの耐用寿命を延長せしめるこ
とができるようになる。かかる効果は、ステンレス材以
外の他のワーク材に対しても同様のことが言える。Experimental Example Experiments are shown in FIG. 2 for each of the conventional oxygen plasma cutting method (hereinafter, referred to as a conventional example) and the oxygen plasma cutting method using a hydrogen shield of the present example (hereinafter, referred to as an example). As shown in the figure, a 3mm thick stainless steel (SUS
304) was cut at a cutting current of 37 A and a cutting speed of 750 mm / min. The cut stainless steel material 4 of the conventional example and the example is cut at a predetermined distance (II in the drawing) from the end face X, and each stainless steel base material surface X is cut using an optical microscope (× 100) and a camera. And a metal structure photograph of the cut surface Y were taken. These photographs are shown in FIG. 3 and FIG. FIG. 3 is a photograph replacing the drawing showing the metallographic structure of the cut surface based on the embodiment, while FIG. 4 is a photograph replacing the drawing showing the metallographic structure of the cut surface based on the conventional example. According to the conventional example shown in FIG. 4, black chromium oxide C of 10 μm to 40 μm is generated on the cut surface Y (right side in the drawing) of the stainless steel material 4, and the original metallic luster of the stainless steel material X is not recognized. . On the other hand, according to the embodiment shown in FIG. 3, no chromium oxide C was generated on the cut surface Y (right side in the figure) of the stainless steel material 4 and the original metallic luster of the stainless steel material X was changed to the cut surface Y. Y maintains it. That is, according to this experimental example, the stainless steel material can be cut without generating chromium oxide C. In other words, it is possible to omit a post-step of removing chromium oxide C as in the related art. Another effect is that the diffusion effect of the oxygen plasma arc is suppressed even if the standoff becomes long due to the shielding effect of the hydrogen gas. In other words, even with a large stand-off, the chance of the plasma torch being damaged by the dross blown up is reduced, and the useful life of the oxygen plasma torch can be extended. The same effect can be said for other work materials other than the stainless steel material.
以上説明したように、本発明に係わるプラズマ切断方
法は、作動ガスを噴出すると共に、この作動ガスの周囲
に還元ガスを噴出し、ワーク材を切断するように構成し
たため、次に掲げる効果を奏する。As described above, the plasma cutting method according to the present invention ejects the working gas and ejects the reducing gas around the working gas to cut the work material, so that the following effects can be obtained. .
（１）ワーク材がステンレス材であっても、還元雰囲気
が生成されるので、その切断面に酸化クロムが生成しな
くなる。このため、良好な切断面が得られる。さらに従
来のように、酸化クロムを除去する後工程は不要とな
る。(1) Even if the work material is a stainless material, a reducing atmosphere is generated, so that chromium oxide is not generated on the cut surface. Therefore, a good cut surface can be obtained. Further, a post-process for removing chromium oxide is not required as in the related art.
（２）ワーク材全般において、還元ガスが酸素プラズマ
アークをシールドするため、酸素プラズマアークが拡散
し難くなる。この結果、スタンドオフを大きくとること
ができる。換言すれば、スタンドオフを大きくとること
により、プラズマトーチの破損原因となるドロスの付着
を減少せしめることができる。従って、プラズマトーチ
の耐用寿命を延長せしめることができる。(2) Since the reducing gas shields the oxygen plasma arc in the entire work material, the oxygen plasma arc is hardly diffused. As a result, the standoff can be increased. In other words, by increasing the standoff, it is possible to reduce the adhesion of dross, which causes damage to the plasma torch. Therefore, the useful life of the plasma torch can be extended.
第１図は本実施例を使用するプラズマトーチの主要部分
の拡大断面図、第２図は実験例におけるワーク切断状況
を説明する図、第３図は実験例における実施例に基づく
切断面の金属組織を示す図面に代わる写真、第４図は実
験例における従来例に基づく切断面の金属組織を示す図
面に代わる写真、第５図は従来の酸素プラズマ切断方法
において発生する酸素プラズマアークの拡散状況を説明
する図である。 １……電極、２……ノズル、21……酸素ガス噴出口、
３、3a……酸素プラズマアーク４……ワーク、５……キ
ャップ、51……水素ガス通路、52……水素ガス噴出口、
O2……酸素ガス、H2……水素ガス、Ｘ……ステンレス母
材表面、Ｙ……切断面FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a plasma torch using the present embodiment, FIG. 2 is a view for explaining a cutting state of a workpiece in an experimental example, and FIG. A photograph replacing the drawing showing the structure, FIG. 4 is a photograph replacing the drawing showing the metal structure of the cut surface based on the conventional example in the experimental example, and FIG. 5 is a diffusion state of the oxygen plasma arc generated by the conventional oxygen plasma cutting method. FIG. 1 ... electrode, 2 ... nozzle, 21 ... oxygen gas spout,
3, 3a ... oxygen plasma arc 4 ... work 5, ... cap, 51 ... hydrogen gas passage, 52 ... hydrogen gas ejection port,
O 2 … oxygen gas, H 2 … hydrogen gas, X… stainless steel base material surface, Y… cut surface
Claims (1)
断方法において、ステンレス材を切断するときに、酸素
を作動ガスとして噴出すると共に、この酸素の周囲に還
元ガスをシールドガスとして噴出し、ステンレス材を切
断することを特徴とするプラズマ切断方法。In a plasma cutting method for cutting a workpiece by plasma, when cutting a stainless steel material, oxygen is ejected as a working gas and a reducing gas is jetted around the oxygen as a shielding gas. A plasma cutting method, characterized by cutting a plasma.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33354889A JP2867158B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Plasma cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33354889A JP2867158B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Plasma cutting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03193273A JPH03193273A (en) | 1991-08-23 |
| JP2867158B2 true JP2867158B2 (en) | 1999-03-08 |
Family
ID=18267282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33354889A Expired - Fee Related JP2867158B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Plasma cutting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867158B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5380976A (en) † | 1992-12-11 | 1995-01-10 | Hypertherm, Inc. | Process for high quality plasma arc and laser cutting of stainless steel and aluminum |
| JPH06226451A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Komatsu Ltd | Method and device for plasma cutting |
| JP4685377B2 (en) * | 2004-07-05 | 2011-05-18 | コマツ産機株式会社 | Plasma cutting device |
| JP4423438B2 (en) * | 2007-06-21 | 2010-03-03 | 小池酸素工業株式会社 | Plasma cutting method |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP33354889A patent/JP2867158B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03193273A (en) | 1991-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1893004B1 (en) | Contoured shield orifice for a plasma arc torch | |
| EP0202077B1 (en) | Single torch-type plasma spray coating method and apparatus therefor | |
| JP3285174B2 (en) | Plasma cutting method and apparatus | |
| US20070235429A1 (en) | Braze-welding of steel workpieces with copper wire and oxidizing gas mixture | |
| GB2191434A (en) | Methods of cutting metallic workpieces by laser | |
| JPH10216979A (en) | Laser bean machining head | |
| JP2867158B2 (en) | Plasma cutting method | |
| SE508596C2 (en) | Method of brazing by plasma | |
| JPH081326A (en) | Under water working device | |
| JPS61229491A (en) | Processing head for laser welding | |
| JPH0199790A (en) | Laser beam cutting method for material easy to stick dross | |
| JPS59229282A (en) | Plasma cutting method with oxygen curtain | |
| JPH11104879A (en) | Cutting nozzle with laser beam and cutting method with laser beam | |
| JPS6258828B2 (en) | ||
| JPH0360595B2 (en) | ||
| JPH0544797B2 (en) | ||
| JPH06344171A (en) | Method of welding alloy steel and nonalloy steel with co2 continuous laser under protection gas | |
| EP2172297B1 (en) | Plasma cutting method | |
| JP2005021932A (en) | Laser cutting method, and laser cutting device | |
| JP2000312973A (en) | Plasma cutting method, device and plasma torch | |
| JPH1058147A (en) | Torch for plasma arc welding | |
| US5257732A (en) | Laminar barrier inert fluid shield apparatus | |
| JPH1052758A (en) | Powder plasma cladding by welding method and its equipment | |
| JPS6243793B2 (en) | ||
| JPH034445Y2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |