JP3291072B2 - プラズマ用電極の製造方法 - Google Patents

プラズマ用電極の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ溶接あるいはプ
ラズマ切断に使用されるプラズマ用電極の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】空気や酸素などの酸化性ガスを作動ガス
として使用すると、電極は酸化されて寿命が短くなる。
そこで、図２に示すように、ハフニウム、ジルコニウム
等の電極材１と銅または銅合金の電極ホルダ２とを組み
合わせてプラズマ用電極としている。なお、電極材１の
直径は１．６〜２ｍｍ、長さは５〜７ｍｍであリ、使用
するときには、電極ホルダ２の外周を冷却水またはエア
で冷却する。◆以下、図３により従来のプラズマ用電極
の製造方法を説明する。◆同図（ａ）は、予め電極ホル
ダ２の中央に形成する穴３の径を電極材１の径よりも僅
かに小さくしておき、円柱状の電極材１を穴３に圧入す
るものである。また、同図（ｂ）は、予め電極ホルダ２
に形成する穴３の径を電極材１の径よりも僅かに大きく
しておき、円柱状の電極材１を穴３に配置した後電極ホ
ルダ２の外周を治具５で押え、両者を加圧することによ
り、電極ホルダ２と電極材１を一体にかしめるものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の前
者は、電極材１の端部４の加工が不完全であると、圧入
時に穴３の内面が削られ、発生した切り屑が穴３の奥に
溜って電極材１の侵入を阻害する。そこで、加圧する力
を大きくすると電極材１が変形した。また、従来技術の
後者は、製作が容易であるが、電極ホルダ２が電極材１
を保持する力が一定にならず、使用中に電極材１が電極
ホルダ２から脱落することがあった。また、電極材１と
電極ホルダ２の密着度が低いため、電極材１の熱が電極
ホルダ２に効率良く伝わらず、寿命が短かった。本発明
の目的は、上記した課題を解決し、製作が容易で、寿命
が長いプラズマ用電極の製造方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、円柱状
の電極材の下面を平坦に、また上面を円錐状に形成し、
電極ホルダには断面が電極材の径よりも僅かに小さく、
頂部が電極材の頂角よりも僅かに小さい円錐状で、端面
から頂点までの距離が電極材の全長よりも短い穴を形成
し、電極材上面の楔作用により、電極ホルダに設けた穴
の頂部を円錐状の上面に合わせて変形させながら、電極
材の底面が電極ホルダの端面と同一面になるまで、電極
材を電極ホルダに設けた穴に圧入することにより解決さ
れる。
【０００５】
【作用】電極材の上面は円錐状に形成されているから、
電極材を電極ホルダに圧入する際、切り屑が発生するこ
とはない。また、穴の径を電極材の径よりも僅かに小さ
くしたから、電極材の側面は電極ホルダに十分に接触
し、さらに、いわゆる楔作用により、電極材の上面が電
極ホルダの頂部を上面に合わせて押し広げ、上面と電極
ホルダの頂部とが全面にわたって接触する結果、電極材
の熱が電極ホルダに効率良く伝わる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明によるプラズマ用電極の製造工
程の一実施例を示すものである。同図において、１０は
材質がハフニウムの円柱状の電極材で、下面１１を平坦
に、また上面１２を頂角θ1の円錐状に形成してある。
また、電極材１１の直径はＤ、全長はＬである。２０は
材質が銅または銅合金の電極ホルダで、端面２１の中央
には穴２２が形成してある。ここで、穴２２のの直径は
ｄで、頂部２３は頂角θ2の円錐状に形成し、深さはｌ
である。なお、直径Ｄは直径ｄより０．０２〜０．１ｍ
ｍ大きい。また，頂角θ1は１３５度、頂角θ2は１１８
度である。さらに、全長Ｌは深さはｌよりも０．５〜
１．０ｍｍ長い。そして、上面１２が頂部２３と接触す
る位置に電極材１０を配置し（ａ）、下面１１を加圧し
て穴２２に圧入し（ｂ）、下面１１と端面２１とが同一
の面になったら加圧を解除する（ｃ）。 そして、下記の
条件で本発明による電極と従来の電極を比較した。 実験条件 電極材：材質ハフニウム，直径１．６ｍｍ，全長７ｍｍ プラズマアーク電流：５０Ａ 作動ガス：エア、エア流量１０ｌ／ｍｉｎ 冷却方法：エアによる冷却、エア流量１００ｌ／ｍｉｎ アーク発生条件：６分アーク発生、４分休止の繰返し アーク発生時間：６０分 その結果、本発明による電極は従来の電極に比較して消
耗量の絶対量およびそのばらつきが小さいことを確認で
きた。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラズマ用電極の寿命を長くできるという効果がある。ま
た、製作が容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラズマ用電極の製造工程を示す
図。
【図２】プラズマ用電極を示す図。
【図３】従来のプラズマ用電極の製造工程を示す図。
【符号の説明】
１，１０ 電極材 ２，２０ 電極ホルダ ３，２２ 穴 １１ 下面 １２ 上面 ２１ 端面 ２３ 頂部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】円柱状の電極材の下面を平坦に、また上面
    を円錐状に形成し、 電極ホルダには断面が電極材の径よりも僅かに小さく、
    頂部が電極材の頂角よりも僅かに小さい円錐状で、端面
    から頂点までの距離が電極材の全長よりも短い穴を形成
    し、電極材上面の楔作用により、 電極ホルダに設けた穴の頂
    部を円錐状の上面に合わせて変形させながら、電極材の
    底面が電極ホルダの端面と同一面になるまで、電極材を
    電極ホルダに設けた穴に圧入することを特徴とするプラ
    ズマ用電極の製造方法。
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