JP6009231B2 - Plasma welding torch and plasma welding equipment - Google Patents

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Description

本発明は、母材に対してプラズマアーク溶接を行うプラズマ溶接トーチおよびプラズマ溶接装置に関する。   The present invention relates to a plasma welding torch and a plasma welding apparatus for performing plasma arc welding on a base material.

従来、アルミニウム等の金属からなる母材をアーク溶接により接合するプラズマ溶接トーチが提案されている（たとえば特許文献１参照）。図４には、特許文献１に記載されるプラズマ溶接トーチの要部を示している。図４に示すプラズマ溶接トーチ９０は、ノズル９１と、非消耗式電極９２と、ノズル９１と非消耗式電極９２との間に形成されるガス流通部９３と、プラズマ貫通孔９４と、シールド貫通孔９５とを備えている。プラズマ貫通孔９４およびシールド貫通孔９５はそれぞれガス流通部９３に連通している。ガス流通部９３にはアルゴンガス等の不活性ガスＧが供給され、ガス流通部９３に供給された不活性ガスＧの一部はプラズマ貫通孔９４へと送られ、プラズマガスＰＧとして用いられる。プラズマガスＰＧが供給されることにより、非消耗式電極９２と母材９６との間にプラズマアークＰＡが発生する。同時に、ガス流通部９３に供給された不活性ガスＧの一部は、シールド貫通孔９５へと送られ、シールド貫通孔９５からシールドガスＳＧとして溶接方向前方の母材９６に対して噴出される。シールドガスＳＧは、プラズマアークＰＡと母材９６の被溶接部とが大気から遮蔽された状態を作り出す。母材９６の被溶接部にはプラズマアークＰＡによって溶融池が形成されている。シールドガスＳＧには、この溶融池の酸化を防止する役割がある。   Conventionally, a plasma welding torch has been proposed in which a base material made of a metal such as aluminum is joined by arc welding (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 4, the principal part of the plasma welding torch described in Patent Document 1 is shown. A plasma welding torch 90 shown in FIG. 4 includes a nozzle 91, a non-consumable electrode 92, a gas flow part 93 formed between the nozzle 91 and the non-consumable electrode 92, a plasma through hole 94, and a shield penetration. Hole 95. Each of the plasma through hole 94 and the shield through hole 95 communicates with the gas circulation part 93. An inert gas G such as argon gas is supplied to the gas flow part 93, and a part of the inert gas G supplied to the gas flow part 93 is sent to the plasma through hole 94 and used as the plasma gas PG. By supplying the plasma gas PG, a plasma arc PA is generated between the non-consumable electrode 92 and the base material 96. At the same time, a part of the inert gas G supplied to the gas circulation part 93 is sent to the shield through-hole 95 and is ejected from the shield through-hole 95 as a shield gas SG to the base material 96 in front of the welding direction. . The shield gas SG creates a state in which the plasma arc PA and the welded portion of the base material 96 are shielded from the atmosphere. A weld pool is formed in the welded portion of the base material 96 by the plasma arc PA. The shield gas SG has a role of preventing oxidation of the molten pool.

一方で、プラズマガスＰＧの流量は、プラズマアークＰＡの溶接能力に大きな影響を与える。プラズマガスＰＧの流量が十分ではない場合、溶融池の溶け込み深さを十分に確保することができなくなることがあった。このため、プラズマガスＰＧの流量が十分な値となるように調整することが望ましいが、上記の構成によればプラズマガスＰＧの流量を単独で調整するのが困難であった。   On the other hand, the flow rate of the plasma gas PG greatly affects the welding ability of the plasma arc PA. When the flow rate of the plasma gas PG is not sufficient, it may be impossible to ensure a sufficient penetration depth of the molten pool. For this reason, it is desirable to adjust the flow rate of the plasma gas PG to be a sufficient value, but according to the above configuration, it is difficult to adjust the flow rate of the plasma gas PG alone.

また、プラズマ溶接トーチ９０では、シールド貫通孔９５からシールドガスＳＧを溶接方向前方にのみ噴出している。このため、溶接方向後方に存在する溶融池が完全には遮蔽されない場合があった。このような場合、溶接品質の低下が懸念される。   Further, in the plasma welding torch 90, the shield gas SG is ejected from the shield through hole 95 only forward in the welding direction. For this reason, the molten pool which exists behind the welding direction may not be completely shielded. In such a case, there is a concern about deterioration in welding quality.

特開２０１１−１７７７４３号公報JP 2011-177743 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、非消耗式電極と母材との間に望ましい量のプラズマガスを供給可能であり、かつ、シールドガスを十分に供給可能であるプラズマ溶接トーチおよびプラズマ溶接装置を提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is capable of supplying a desired amount of plasma gas between a non-consumable electrode and a base material, and sufficiently supplying a shielding gas. It is an object of the present invention to provide a plasma welding torch and a plasma welding apparatus that are possible.

本発明の第１の側面によって提供されるプラズマ溶接トーチは、母材との間にプラズマアークを発生させる非消耗式電極と、上記母材に向けてプラズマガスおよびシールドガスを噴出するノズルと、上記プラズマガスを流通させるプラズマガス流路と、上記プラズマガス流路と隔てられており、かつ、上記シールドガスを流通させるシールドガス流路と、を備えており、上記ノズルは、上記非消耗式電極を収容する軸孔と、上記軸孔を囲むように形成された筒状本体とを有しており、上記プラズマガス流路は、上記筒状本体と上記非消耗式電極との間に設けられており、上記シールドガス流路は、上記筒状本体に形成されているとともに、上記母材に臨む複数の開口部と、各々が上記複数の開口部のいずれかに直接通じる複数の直線部とを有しており、上記直線部は、上記軸孔が延びる方向に沿って延びており、上記複数の直線部は、上記軸孔を囲むように配置されており、上記複数の開口部は、上記筒状本体の上記母材に臨む先端部の開口よりも上記母材から離間した位置に設けられており、上記プラズマガス流路を流通するプラズマガスの量、および、上記シールドガス流路を流通するシールドガスの量が個別に調整されることを特徴とする。 A plasma welding torch provided by the first aspect of the present invention includes a non-consumable electrode that generates a plasma arc between a base material, a nozzle that jets plasma gas and shield gas toward the base material, a plasma gas flow path to flow through the plasma gas, are separated and the plasma gas flow passage, and a shield gas flow path for flowing the shielding gas comprises a said nozzle, said non-depletable An axial hole for accommodating the electrode; and a cylindrical main body formed so as to surround the axial hole. The plasma gas flow path is provided between the cylindrical main body and the non-consumable electrode. The shield gas flow path is formed in the cylindrical main body, and has a plurality of openings facing the base material, and a plurality of linear portions each directly leading to one of the plurality of openings. And have The straight portion extends along a direction in which the shaft hole extends, the plurality of straight portions are disposed so as to surround the shaft hole, and the plurality of openings are formed in the cylindrical shape. The amount of the plasma gas that flows through the plasma gas flow path and the shield that flows through the shield gas flow path is provided at a position farther from the base material than the opening at the tip of the main body facing the base material The amount of gas is individually adjusted.

このような構成によれば、上記プラズマガス流路と上記シールドガス流路とが隔てられており、かつ、上記プラズマガス流路を流通するプラズマガスの量と上記シールドガス流路を流通するシールドガスの量とが個別に調整される。このため、たとえば、上記非消耗式電極と上記母材との間に供給するシールドガスの量を増減させた場合に、上記プラズマガスの量が意図せずに変化してしまうということは生じにくくなっている。逆に、プラズマガスの量を増減させた場合にシールドガスの量が変化することも生じにくくなっている。従って、本発明に基づく溶接トーチを用いれば、上記非消耗式電極と上記母材との間に望ましい量のプラズマガスを供給可能であり、かつ、シールドガスを十分に供給可能である。望ましい量のプラズマガスを供給し続けることにより、プラズマアークの制御をより容易とすることができる。   According to such a configuration, the plasma gas channel and the shield gas channel are separated from each other, and the amount of the plasma gas flowing through the plasma gas channel and the shield flowing through the shield gas channel are separated. The amount of gas is adjusted individually. For this reason, for example, when the amount of shielding gas supplied between the non-consumable electrode and the base material is increased or decreased, the amount of the plasma gas is unlikely to change unintentionally. It has become. Conversely, when the amount of plasma gas is increased or decreased, the amount of shield gas is less likely to change. Therefore, if the welding torch according to the present invention is used, a desired amount of plasma gas can be supplied between the non-consumable electrode and the base material, and a shielding gas can be sufficiently supplied. By continuing to supply a desired amount of plasma gas, the plasma arc can be controlled more easily.

本発明の第２の側面によって提供されるプラズマ溶接装置は、本発明の第１の側面によって提供されるプラズマ溶接トーチと、上記プラズマガス流路および上記シールドガス流路に連結されたガス供給手段と、上記ガス供給手段と上記プラズマガス流路との間に介在し、上記プラズマガス流路を流通するプラズマガスの量を調整するプラズマガス調整手段と、上記ガス供給手段と上記シールドガス流路との間に介在し、上記シールドガス流路を流通するシールドガスの量を調整するシールドガス調整手段と、を備えていることを特徴とする。   The plasma welding apparatus provided by the second aspect of the present invention includes a plasma welding torch provided by the first aspect of the present invention, and a gas supply means connected to the plasma gas flow path and the shield gas flow path. A plasma gas adjusting means that adjusts the amount of plasma gas that is interposed between the gas supply means and the plasma gas flow path and flows through the plasma gas flow path, and the gas supply means and the shield gas flow path. And a shielding gas adjusting means for adjusting the amount of shielding gas flowing through the shielding gas flow path.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明に基づくプラズマ溶接装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the plasma welding apparatus based on this invention. 図１に示すプラズマ溶接トーチの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the plasma welding torch shown in FIG. 図２に示すプラズマ溶接トーチの要部平面図である。It is a principal part top view of the plasma welding torch shown in FIG. 従来のプラズマ溶接トーチの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional plasma welding torch.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１には、本発明に基づくプラズマ溶接装置の一例を示している。図１に示すプラズマ溶接装置Ａは、プラズマ溶接トーチ１００、マニピュレータ２０、電源装置３０、Ａｒガス供給手段４１、Ｈｅガス供給手段４２、プラズマガス調整手段５１、シールドガス調整手段５２、ガス流路６１，６２，６３，６４、および、制御手段７０を備えている。図２および図３には、プラズマ溶接トーチ１００の要部を示している。プラズマ溶接装置Ａは、たとえばＡｌ−Ｍｇ合金の板が突き合わされた母材Ｗに対してプラズマ溶接を行うのに用いられる。図１に示すように、母材Ｗは電源装置３０に接続されている。   FIG. 1 shows an example of a plasma welding apparatus according to the present invention. A plasma welding apparatus A shown in FIG. 1 includes a plasma welding torch 100, a manipulator 20, a power supply device 30, an Ar gas supply means 41, a He gas supply means 42, a plasma gas adjustment means 51, a shield gas adjustment means 52, and a gas flow path 61. , 62, 63, 64 and control means 70 are provided. 2 and 3 show the main part of the plasma welding torch 100. FIG. The plasma welding apparatus A is used, for example, for performing plasma welding on a base material W on which plates of an Al—Mg alloy are abutted. As shown in FIG. 1, the base material W is connected to a power supply device 30.

図２に示すように、プラズマ溶接トーチ１００は、非消耗式電極１１と、ノズル１２と、プラズマガス流路１３と、シールドガス流路１４とを備えている。非消耗式電極１１は、たとえばタングステンからなる金属棒であり、母材Ｗとの間に交流アーク電圧を印加するための電極である。図１に示すように、非消耗式電極１１は、電源装置３０に接続されており、母材Ｗとの間に交流アーク電圧を印加した際には母材Ｗとの間にプラズマアークＰＡを発生させる。   As shown in FIG. 2, the plasma welding torch 100 includes a non-consumable electrode 11, a nozzle 12, a plasma gas channel 13, and a shield gas channel 14. The non-consumable electrode 11 is a metal rod made of tungsten, for example, and is an electrode for applying an AC arc voltage to the base material W. As shown in FIG. 1, the non-consumable electrode 11 is connected to a power supply device 30, and when an AC arc voltage is applied to the base material W, a plasma arc PA is applied to the base material W. generate.

ノズル１２は、非消耗式電極１１を収容する軸孔１２１と、軸孔１２１を囲むように形成された筒状本体１２２とを有している。軸孔１２１は、図２における上下方向に沿って延びるように形成されている。筒状本体１２２は、たとえば銅などの金属からなり、中空円筒状に形成されている。筒状本体１２２の母材Ｗに臨む先端部１２３には円形の開口１２４が形成されている。先端部１２３は図２中上下方向において母材Ｗに近い位置ほど径が小さくなるように形成されておる。このため、開口１２４の直径は、軸孔１２１の直径よりも小さくなっている。また、必要に応じて筒状本体１２２が水冷構造を有するようにしてもよい。   The nozzle 12 has a shaft hole 121 that accommodates the non-consumable electrode 11 and a cylindrical main body 122 that is formed so as to surround the shaft hole 121. The shaft hole 121 is formed so as to extend along the vertical direction in FIG. The cylindrical main body 122 is made of a metal such as copper, for example, and is formed in a hollow cylindrical shape. A circular opening 124 is formed at the distal end 123 facing the base material W of the cylindrical main body 122. The tip portion 123 is formed so that the diameter becomes smaller as the position is closer to the base material W in the vertical direction in FIG. For this reason, the diameter of the opening 124 is smaller than the diameter of the shaft hole 121. Moreover, you may make it the cylindrical main body 122 have a water cooling structure as needed.

図３は、ノズル１２の図２に表れている部分の上端を上方から見た図である。図３に示すように、非消耗式電極１１、軸孔１２１、および、筒状本体１２２は、同心円状に形成されている。   FIG. 3 is a view of the upper end of the portion of the nozzle 12 appearing in FIG. 2 as viewed from above. As shown in FIG. 3, the non-consumable electrode 11, the shaft hole 121, and the cylindrical main body 122 are formed concentrically.

プラズマガス流路１３は、筒状本体１２２と非消耗式電極１１との間に設けられている。プラズマガス流路１３にはプラズマガスＰＧが供給される。プラズマガスＰＧは、たとえばＡｒであり、その流量は０．５〜３．０Ｌ／分程度である。より具体的には、プラズマガスＰＧはＡｒ供給手段４１からガス流路６１，６２を介してプラズマガス流路１３に供給され、プラズマガス流路１３を流通する。このプラズマガスＰＧは、非消耗式電極１１を取り囲むように流れた後に開口１２４から噴出する。プラズマアークＰＡは、プラズマガスＰＧを媒体として発生する。   The plasma gas flow path 13 is provided between the cylindrical main body 122 and the non-consumable electrode 11. A plasma gas PG is supplied to the plasma gas channel 13. The plasma gas PG is, for example, Ar, and its flow rate is about 0.5 to 3.0 L / min. More specifically, the plasma gas PG is supplied from the Ar supply means 41 to the plasma gas flow path 13 via the gas flow paths 61 and 62 and flows through the plasma gas flow path 13. The plasma gas PG flows out of the opening 124 after flowing so as to surround the non-consumable electrode 11. The plasma arc PA is generated using the plasma gas PG as a medium.

シールドガス流路１４は、プラズマガス流路１３と隔てられており、かつ、シールドガスＳＧを流通させるように筒状本体１２２に形成されている。図２に示すように、シールドガス流路１４は、母材Ｗに臨む開口部１４１と、開口部１４１に直接通じる直線部１４２とを有している。直線部１４２は、軸孔１２１が延びる方向（図２中上下方向）に沿って延びている。   The shield gas flow path 14 is separated from the plasma gas flow path 13 and is formed in the cylindrical main body 122 so as to circulate the shield gas SG. As shown in FIG. 2, the shield gas flow path 14 has an opening 141 that faces the base material W and a straight portion 142 that directly communicates with the opening 141. The straight portion 142 extends along the direction in which the shaft hole 121 extends (the vertical direction in FIG. 2).

本実施形態では、開口部１４１は１２個設けられており、直線部１４２は、各々が複数の開口部１４１のいずれかに直接通じるように複数設けられている。図３に示すように、複数の直線部１４２は、軸孔１２１を囲むように配置されている。具体的には、１２個の直線部１４２は、軸孔１２１の同心円の円Ｃの周方向に沿って３０°ごとに配列されている。   In the present embodiment, twelve openings 141 are provided, and a plurality of linear portions 142 are provided so that each of them directly communicates with one of the plurality of openings 141. As shown in FIG. 3, the plurality of linear portions 142 are arranged so as to surround the shaft hole 121. Specifically, the twelve linear portions 142 are arranged every 30 ° along the circumferential direction of the concentric circle C of the shaft hole 121.

シールドガスＳＧは、たとえば３０％Ａｒ−７０％Ｈｅの混合ガスであり、その流量は１５Ｌ／分程度である。シールドガスＳＧのうちＡｒガスはＡｒガス供給手段４１からガス流路６１，６４を介してシールドガス流路１４に供給される。また、シールドガスＳＧのうちＨｅガスは、Ｈｅガス供給手段４２からガス流路６３，６４を介してシールドガス流路１４に供給される。このシールドガスＳＧは、シールドガス流路１４の直線部１４２を流通し、開口部１４１から噴出し、プラズマガスＰＧおよびプラズマアークＰＡを緊縮させる機能を果たす。   The shield gas SG is, for example, a mixed gas of 30% Ar-70% He, and its flow rate is about 15 L / min. Ar gas in the shield gas SG is supplied from the Ar gas supply means 41 to the shield gas channel 14 via the gas channels 61 and 64. Further, the He gas in the shield gas SG is supplied from the He gas supply means 42 to the shield gas channel 14 via the gas channels 63 and 64. The shield gas SG circulates through the straight portion 142 of the shield gas flow path 14 and is ejected from the opening 141 to fulfill the function of contracting the plasma gas PG and the plasma arc PA.

マニピュレータ２０は、プラズマ溶接トーチ１００を母材Ｗに対して移動させるためのものである。   The manipulator 20 is for moving the plasma welding torch 100 relative to the base material W.

Ａｒガス供給手段４１は、たとえばＡｒガスが封入されたガスボンベであり、図１に示すように、ガス流路６１に連結されている。ガス流路６１は二手に分かれており、一方はプラズマガス調整手段５１、もう一方はシールドガス調整手段５２に連結されている。   The Ar gas supply means 41 is, for example, a gas cylinder filled with Ar gas, and is connected to a gas flow path 61 as shown in FIG. The gas flow path 61 is divided into two hands, one connected to the plasma gas adjusting means 51 and the other connected to the shield gas adjusting means 52.

Ｈｅガス供給手段４２は、たとえばＨｅガスが封入されたガスボンベであり、ガス流路６３に連結されている。ガス流路６３は、シールドガス調整手段５２に連結されている。Ａｒガス供給手段４１およびＨｅガス供給手段４２は本発明の請求項で言うガス供給手段に相当する。   The He gas supply means 42 is, for example, a gas cylinder filled with He gas, and is connected to the gas flow path 63. The gas flow path 63 is connected to the shield gas adjusting means 52. The Ar gas supply means 41 and the He gas supply means 42 correspond to the gas supply means in the claims of the present invention.

プラズマガス調整手段５１は、たとえば電動弁であり、Ａｒガス供給手段４１とプラズマガス流路１３との間に介在し、プラズマガス流路１３を流通するプラズマガスＰＧの量を調整するものである。具体的には、プラズマガス調整手段５１は、ガス流路６１とガス流路６２との間に設けられており、ガス流路６２はプラズマガス流路１３に連結されている。   The plasma gas adjusting means 51 is, for example, an electric valve, and is interposed between the Ar gas supply means 41 and the plasma gas flow path 13 and adjusts the amount of the plasma gas PG flowing through the plasma gas flow path 13. . Specifically, the plasma gas adjusting means 51 is provided between the gas channel 61 and the gas channel 62, and the gas channel 62 is connected to the plasma gas channel 13.

シールドガス調整手段５２は、たとえば電動弁であり、Ａｒガス供給手段４１およびＨｅガス供給手段４２と、シールドガス流路１４との間に介在し、シールドガス流路１４を流通するシールドガスＳＧの量を調整するものである。具体的には、シールドガス調整手段５２は、ガス流路６１，６３，６４に連結されており、ガス流路６１およびガス流路６３から流れてきたＡｒガスおよびＨｅガスの流量を調整し、シールドガスＳＧとしてガス流路６４へ送り出す。ガス流路６４は、シールドガス流路１４に連結されている。   The shield gas adjusting means 52 is, for example, an electric valve, and is interposed between the Ar gas supply means 41 and the He gas supply means 42 and the shield gas flow path 14, and is used for the shield gas SG flowing through the shield gas flow path 14. The amount is adjusted. Specifically, the shield gas adjusting means 52 is connected to the gas flow paths 61, 63, 64, and adjusts the flow rates of Ar gas and He gas flowing from the gas flow path 61 and the gas flow path 63, It sends out to the gas flow path 64 as shield gas SG. The gas flow path 64 is connected to the shield gas flow path 14.

制御手段７０は、図示しないマイクロコンピュータおよびメモリを有している。制御手段７０は、非消耗式電極１１と母材Ｗとの間の電圧の制御や、プラズマガス調整手段５１およびシールドガス調整手段５２の弁の開閉の制御を行う。制御手段７０は、プラズマガス調整手段５１の弁の開閉と、シールドガス調整手段５２の弁の開閉とを別々に制御する。このため、プラズマ溶接トーチ１００においては、プラズマガス流路１３を流通するプラズマガスＰＧの量、および、シールドガス流路１４を流通するシールドガスＳＧの量が個別に調整される。   The control means 70 has a microcomputer and a memory (not shown). The control means 70 controls the voltage between the non-consumable electrode 11 and the base material W, and controls the opening and closing of the valves of the plasma gas adjusting means 51 and the shield gas adjusting means 52. The control means 70 separately controls the opening / closing of the valve of the plasma gas adjusting means 51 and the opening / closing of the valve of the shield gas adjusting means 52. For this reason, in the plasma welding torch 100, the amount of the plasma gas PG flowing through the plasma gas flow channel 13 and the amount of the shield gas SG flowing through the shield gas flow channel 14 are individually adjusted.

次に、プラズマ溶接トーチ１００およびプラズマ溶接装置Ａの作用について説明する。   Next, operations of the plasma welding torch 100 and the plasma welding apparatus A will be described.

本実施形態によれば、プラズマガスＰＧの量と、シールドガスＳＧの量とが個別に調整され、かつ、別々の経路で供給される。このため、たとえば、シールドガスＳＧの量を増減させる調整を行った場合にも、プラズマガスＰＧの量が意図せずに変化してしまうことはなく、プラズマガスＰＧの量を望ましい値とすることが可能である。逆にプラズマガスＰＧの量を調整した場合でも、シールドガスＳＧの量は変化しない。すなわち、プラズマ溶接トーチ１００およびプラズマ溶接装置Ａによれば、非消耗式電極１１と母材Ｗとの間に望ましい量のプラズマガスＰＧを供給可能であり、かつ、シールドガスＳＧを十分に供給可能である。プラズマガスＰＧの量を意図したように設定することができるため、プラズマアークＰＡの制御がより容易となる。   According to the present embodiment, the amount of the plasma gas PG and the amount of the shield gas SG are individually adjusted and supplied through separate paths. For this reason, for example, even when adjustment is performed to increase or decrease the amount of the shield gas SG, the amount of the plasma gas PG does not change unintentionally, and the amount of the plasma gas PG is set to a desired value. Is possible. Conversely, even when the amount of plasma gas PG is adjusted, the amount of shield gas SG does not change. That is, according to the plasma welding torch 100 and the plasma welding apparatus A, a desired amount of the plasma gas PG can be supplied between the non-consumable electrode 11 and the base material W, and the shield gas SG can be sufficiently supplied. It is. Since the amount of the plasma gas PG can be set as intended, the control of the plasma arc PA becomes easier.

本実施形態では、図３に示すように、シールドガス流路１４は、プラズマガス流路１３を囲む円Ｃの周方向に沿って均等に配置されている。このため、シールドガスＳＧはプラズマガスＰＧをより確実に封じ込めることが可能であり、プラズマガスＰＧおよびプラズマアークＰＡを緊縮させる機能をより適切に果たすことができる。また、従来のプラズマ溶接トーチ９０（図４参照）では、シールドガスＳＧを前方にしか噴出していなかったために溶融池の遮蔽が不完全であったが、本実施形態の構成であれば、溶融池の遮蔽をより適切に行うことができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the shield gas passages 14 are evenly arranged along the circumferential direction of a circle C surrounding the plasma gas passages 13. For this reason, the shield gas SG can more reliably contain the plasma gas PG, and can more appropriately perform the function of contracting the plasma gas PG and the plasma arc PA. Further, in the conventional plasma welding torch 90 (see FIG. 4), the shielding of the molten pool was incomplete because the shielding gas SG was jetted only forward. The pond can be shielded more appropriately.

本発明に係るプラズマ溶接トーチおよびプラズマ溶接装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るプラズマ溶接トーチおよびプラズマ溶接装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The plasma welding torch and the plasma welding apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the plasma welding torch and the plasma welding apparatus according to the present invention can be modified in various ways.

シールドガス流路１４の開口部１４１および直線部１４２の個数や配置は上述した実施形態に限定されず、プラズマアークＰＡを緊縮させるとともに、溶融池の遮蔽が可能な構成であればよい。たとえば、開口部１４１の形状は円形に限らず、円Ｃの円周に沿う円弧状に形成されていてもよい。   The number and arrangement of the openings 141 and the straight portions 142 of the shield gas flow path 14 are not limited to the above-described embodiment, and any configuration may be used as long as the plasma arc PA is contracted and the molten pool can be shielded. For example, the shape of the opening 141 is not limited to a circle, and may be formed in an arc shape along the circumference of the circle C.

Ａ プラズマ溶接装置
Ｃ 円
Ｗ 母材
ＰＡ プラズマアーク
ＰＧ プラズマガス
ＳＧ シールドガス
１００ プラズマ溶接トーチ
１１ 非消耗式電極
１２ ノズル
１２１ 軸孔
１２２ 筒状本体
１２３ 先端部
１２４ 開口
１３ プラズマガス流路
１４ シールドガス流路
１４１ 開口部
１４２ 直線部
２０ マニピュレータ
３０ 電源装置
４１ Ａｒガス供給手段
４２ Ｈｅガス供給手段
５１ プラズマガス調整手段
５２ シールドガス調整手段
６１，６２，６３，６４ ガス流路
７０ 制御手段 A Plasma welding apparatus C Circle W Base material PA Plasma arc PG Plasma gas SG Shielding gas 100 Plasma welding torch 11 Non-consumable electrode 12 Nozzle 121 Shaft hole 122 Cylindrical main body 123 Tip part 124 Opening 13 Plasma gas flow path 14 Shielding gas flow Path 141 Opening 142 Straight line 20 Manipulator 30 Power supply 41 Ar gas supply means 42 He gas supply means 51 Plasma gas adjustment means 52 Shield gas adjustment means 61, 62, 63, 64 Gas flow path 70 Control means

Claims (2)

母材との間にプラズマアークを発生させる非消耗式電極と、
上記母材に向けてプラズマガスおよびシールドガスを噴出するノズルと、
上記プラズマガスを流通させるプラズマガス流路と、
上記プラズマガス流路と隔てられており、かつ、上記シールドガスを流通させるシールドガス流路と、
を備えており、
上記ノズルは、上記非消耗式電極を収容する軸孔と、上記軸孔を囲むように形成された筒状本体とを有しており、
上記プラズマガス流路は、上記筒状本体と上記非消耗式電極との間に設けられており、
上記シールドガス流路は、上記筒状本体に形成されているとともに、上記母材に臨む複数の開口部と、各々が上記複数の開口部のいずれかに直接通じる複数の直線部とを有しており、
上記直線部は、上記軸孔が延びる方向に沿って延びており、
上記複数の直線部は、上記軸孔を囲むように配置されており、
上記複数の開口部は、上記筒状本体の上記母材に臨む先端部の開口よりも上記母材から離間した位置に設けられており、
上記プラズマガス流路を流通するプラズマガスの量、および、上記シールドガス流路を流通するシールドガスの量が個別に調整されることを特徴とする、プラズマ溶接トーチ。 A non-consumable electrode that generates a plasma arc between the base material and
A nozzle for ejecting plasma gas and shielding gas toward the base material;
A plasma gas flow path for circulating the plasma gas;
A shield gas flow channel that is separated from the plasma gas flow channel and allows the shield gas to flow;
With
The nozzle has a shaft hole that accommodates the non-consumable electrode, and a cylindrical body that is formed so as to surround the shaft hole.
The plasma gas flow path is provided between the cylindrical body and the non-consumable electrode,
The shield gas flow path is formed in the cylindrical main body, and has a plurality of openings facing the base material, and a plurality of straight portions each directly leading to one of the plurality of openings. And
The linear portion extends along a direction in which the shaft hole extends,
The plurality of linear portions are arranged so as to surround the shaft hole,
The plurality of openings are provided at a position separated from the base material than the opening of the tip portion facing the base material of the cylindrical main body,
The plasma welding torch characterized in that the amount of plasma gas flowing through the plasma gas flow path and the amount of shield gas flowing through the shield gas flow path are individually adjusted. 請求項１に記載のプラズマ溶接トーチと、
上記プラズマガス流路および上記シールドガス流路に連結されたガス供給手段と、
上記ガス供給手段と上記プラズマガス流路との間に介在し、上記プラズマガス流路を流通するプラズマガスの量を調整するプラズマガス調整手段と、
上記ガス供給手段と上記シールドガス流路との間に介在し、上記シールドガス流路を流通するシールドガスの量を調整するシールドガス調整手段と、
を備えていることを特徴とする、プラズマ溶接装置。 A plasma welding torch according to claim 1;
A gas supply means connected to the plasma gas flow path and the shield gas flow path;
A plasma gas adjusting means for adjusting the amount of plasma gas interposed between the gas supply means and the plasma gas flow path and flowing through the plasma gas flow path;
A shield gas adjusting means that is interposed between the gas supply means and the shield gas flow path and adjusts the amount of shield gas flowing through the shield gas flow path;
A plasma welding apparatus comprising:
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