JP6591247B2 - プラズマアーク溶接方法およびプラズマアーク溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマアーク溶接を行うために改良されたプラズマアーク溶接方法およびプラズマアーク溶接装置に関するものである。

プラズマアーク溶接装置は、プラズマアークの熱を利用して母材を溶接又は切断する装置であって、プラズマアークを点弧させるプラズマトーチを備えている。このようなプラズマアーク溶接装置は、まず起動用電源が動作することによりプラズマトーチ内にパイロットアークと呼ばれる弱いアークを点弧させ、その後主電源が動作することにより母材とプラズマトーチの間にメインアークと呼ばれる強いアークを点弧させて、点弧したメインアークにより母材を溶接又は切断している。このような溶接又は切断の際には、母材の一部がメインアークの高熱により蒸発するため、母材の近傍に母材に係る金属蒸気が生じることになる。

例えば、特許文献１には、アークを点弧させるため電極と、前記電極の外側に空間を介して設けられた第１のプラズマノズルと、前記第１のプラズマノズルの外側に空間を介して設けられた第２のプラズマノズルとからなるプラズマトーチを備えたプラズマアーク溶接装置が開示されている。

この特許文献１において、プラズマアーク溶接装置のメインアークが点弧している状態では、メインアークが大きなアーク圧力を発生させ、発生したメインアークのアーク圧力が母材の近傍の金属蒸気を母材側に押し戻すため、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することを防止している。

特許第３０６６９９３号

しかしながら、メインアークが消弧すると、メインアークのアーク圧力が消失するため、残されたパイロットアークの微弱なアーク圧力のみでは母材の近傍に残留する金属蒸気の圧力に抗しきれず、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することがあった。このため、金属蒸気を構成する金属粒子が電極やプラズマノズルの表面に付着して、電極を酸化させたり、プラズマノズルを汚す場合が生じ、プラズマアーク溶接装置の保守・管理の手間が増大するとともに、プラズマアーク溶接装置の製品寿命が短くなるという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、金属蒸気による電極の酸化やプラズマノズルの汚れを低減することができるプラズマアーク溶接方法およびプラズマアーク溶接装置を提供することを目的とする。

本発明は、アークを点弧させるための電極と、前記電極の外側に空間を介して配置されたプラズマノズルとを設け、前記プラズマノズルの内側にプラズマガスを供給しながら、前記電極と前記プラズマノズルの間にパイロットアークを点弧させた後、前記電極と母材の間にメインアークを点弧させ、点弧したメインアークにより前記母材を溶接または切断するプラズマアーク溶接方法において、メインアークの消弧後に、前記プラズマノズルの内側に供給するプラズマガスの流量を増加させることにより、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を強めた後、パイロットアークを消弧し、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスを増加させる時間をメインアークの消弧時から２秒〜２０秒（但し、２秒を除く）の範囲内とすることを特徴とする。

これによれば、メインアークの消弧後において、プラズマノズルの内側に供給されるプラズマガスの流量を増加させることにより、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を強めることによって、母材の近傍に残留する金属蒸気を母材側に押し戻して、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することを阻止し、金属蒸気による電極の酸化やプラズマノズルの汚れを低減することができる。

また、前記プラズマノズルとして、外側に配置された第１のプラズマノズルと、内側に配置された第２のプラズマノズルとを少なくとも設け、前記第１のプラズマノズルと第２のプラズマノズルとの間に第１のプラズマガスを供給するとともに、前記第２のプラズマノズルと電極の間に第２のプラズマガスを供給し、メインアークの消弧後に、第１のプラズマガスおよび／または第２のプラズマガスの流量を増加させることにより、パイロットアークのアーク圧力を強めてもよい。この場合であっても、メインアークの消弧後において、プラズマノズルの内側に供給されるプラズマガスの流量を増加させることにより、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を強めることによって、母材の近傍に残留する金属蒸気を母材側に押し戻して、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することを阻止し、金属蒸気による電極の酸化やプラズマノズルの汚れを低減することができる。

また、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスの流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ〜３．０Ｌ／ｍｉｎの範囲内とするのが好ましい。これによれば、メインアークの消弧後に供給されるプラズマガスの流量が１．５Ｌ／ｍｉｎ以上であるため、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を確実に強めることができる。また、メインアークの消弧後に供給されるプラズマガスの流量が３．０Ｌ／ｍｉｎ以下であるため、供給されるプラズマガスの流量が多すぎてパイロットアークが消弧することを防止することができる。

また、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスを増加させる時間をメインアークの消弧時から２秒〜２０秒の範囲内とするのが好ましい。これによれば、プラズマガスの流量を増加させる時間が２秒間以上であるため、母材の近傍に残留する金属蒸気を母材側に押し戻して、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することを十分に阻止することができる。また、プラズマガスの流量を増加させる時間が２０秒間以下であるため、次の母材の溶接または切断を速やかに実行することができるとともに、プラズマガスの供給量を効率的に節約することができる。

さらに、本発明に係るプラズマアーク溶接装置は、上記のプラズマアーク溶接方法に用いられることを特徴とする。

本発明によれば、メインアークの消弧後において、プラズマノズルの内側に供給されるプラズマガスの流量を増加させることにより、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を強めることによって、母材の近傍に残留する金属蒸気を母材側に押し戻して、金属蒸気がプラズマノズルの内部に侵入することを阻止し、金属蒸気による電極の酸化やプラズマノズルの汚れを低減することができる。

このため、プラズマアーク溶接装置の保守・管理の手間が低減するとともに、プラズマアーク溶接装置の製品寿命が増大し、プラズマアーク溶接装置の保守・管理に掛かるコストを大きく低減することが可能となる。

第１の実施形態に係るプラズマアーク溶接装置のプラズマトーチを示す断面図である。 図１のプラズマアーク溶接装置のタイミングチャートである。 第２の実施形態に係るプラズマアーク溶接装置のプラズマトーチを示す断面図である。 図３のプラズマアーク溶接装置の効果を示す写真である。

＜第１の実施形態＞
次に、本発明に係るプラズマアーク溶接装置（以下、本装置１という）の第１の実施形態について図１〜図２を参照しつつ説明する。

本装置１は、図１に示すように、アークを点弧させるプラズマトーチ１０と、プラズマトーチ１０にプラズマガスを供給するプラズマガス供給部２０と、プラズマトーチ１０にシールドガスを供給するシールドガス供給部３０とを備えている。

なお、本装置１により溶接または切断される母材Ｍは、鉄、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、その他の合金からなる金属板、あるいはメッキ付きの金属板などであって、図示略の電源に接続されている。

前記プラズマトーチ１０は、プラズマトーチ１０の軸線方向に延びる電極１１と、電極１１の基端部を支持する電極支持部１２と、電極１１の径方向外側に空間１３１を介して配置されたプラズマノズルとしてのアノードチップノズル（ＡＴＨ）１３と、アノードチップノズル１３の径方向外側に空間１４１を介して配置されたシールドノズル１４とを備えている。

前記電極１１は、電圧が印加されるタングステン電極であり、図示略の電源にパイロットアークスイッチを介して接続されている。このため、図２に示すように、電源のパイロットアークスイッチをＯＮ状態にすると、パイロットアーク点弧時（ｔ０）からパイロットアーク消弧時（ｔ４）の間（ｔ０〜ｔ４）において、電極１１とアノードチップノズル１３との間に電圧が印加し、電極１１（先端部１１ａ）とアノードチップノズル１３（先端部１３ａ）の間にパイロットアークが点弧する。

また、前記電極１１は、図示略の電源にメインアークスイッチを介して接続されている。このため、図２に示すように、電源のメインアークスイッチをＯＮ状態にすると、メインアーク点弧時（ｔ１）からメインアーク消弧時（ｔ２）の間（ｔ１〜ｔ２）において、電極１１と母材Ｍとの間に電圧が印加し、電極１１とアノードチップノズル１３の間のパイロットアークが電極１１（先端部１１ａ）と母材Ｍの間に移るようにしてメインアークが点弧する。

前記電極支持部１２は、電極１１の周面を支持して、電極１１を図示略のトーチ本体に固定している絶縁性部材である。これにより、プラズマトーチ１０内における電極１１の位置ずれを防止し、また電極１１とアノードチップノズル１３の間や、電極１１と母材Ｍの間以外の箇所でアーク電圧が印加することを防止している。

前記アノードチップノズル１３は、電極１１の周囲を囲む略円筒状の導電性部材であって、電極１１との間に所定の空間１３１が設けられており、後述するように該空間１３１にプラズマガスが供給される。

また、前記アノードチップノズル１３は、電極１１と同じ図示略の電源に接続され、上述したように、図２に示すように、電源のパイロットアークスイッチをＯＮ状態にすると、パイロットアーク点弧時（ｔ０）からパイロットアーク消弧時（ｔ４）の間（ｔ０〜ｔ４）において、電極１１との間で電圧が印加して、パイロットアークが点弧する。

また、前記アノードチップノズル１３は、先端部１３ａおいて側壁が軸方向に傾斜した絞りが設けられている。このため、メインアーク点弧時（ｔ１）からメインアーク消弧時（ｔ２）の間（ｔ１〜ｔ２）において、アノードチップノズル１３の先端部１３ａからプラズマガスが母材Ｍの溶接または切断箇所に向けて集中的に吹き出されるため、電極１１と母材Ｍとの間で点弧したメインアークを母材Ｍの溶接または切断の箇所に集中させることができる。

前記シールドノズル１４は、アノードチップノズル１３の周囲を囲む略円筒状部材であって、アノードチップノズル１３との間に所定の空間１４１が設けられており、後述するように該空間１４１にシールドガスが供給される。

また、前記シールドノズル１４は、先端部１４ａおいて側壁が軸方向に傾斜した絞りが設けられている。このため、シールドノズル１４の先端部１４ａからプラズマガスが母材Ｍの溶接または切断箇所に向けて吹き出されるため、母材Ｍの溶接または切断の箇所をシールドガスの雰囲気により保護することができる。

前記プラズマガス供給部２０は、電極１１とアノードチップノズル１３の間に設けられる空間１３１に所定流量のアルゴン（Ａｒ）からなるプラズマガスを供給する。

具体的に説明すると、前記プラズマガス供給部２０は、パイロットアーク点弧時（ｔ０）からメインアーク消弧時（ｔ２）の間（ｔ０〜ｔ２）において、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ａのプラズマガスを供給管２１を介して供給する。

また、前記プラズマガス供給部２０は、メインアーク消弧時（ｔ２）から所定時間（ｔ２〜ｔ３）において、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ｂ（＞流量Ａ）のプラズマガスを供給する。このように、前記プラズマガス供給部２０は、メインアークの消弧後に、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に供給されるプラズマガスの流量Ｂをメインアークの消弧前のプラズマガスの流量Ａより増加させることにより、電極１１とアノードチップノズル１３の間のパイロットアークのアーク圧力を強める。

なお、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、該プラズマガスの流量Ｂを１．５Ｌ／ｍｉｎ〜３．０Ｌ／ｍｉｎの範囲内とするのが好ましい。これによれば、メインアークの消弧後に供給されるプラズマガスの流量Ｂが１．５Ｌ／ｍｉｎ以上であるため、アノードチップノズル１３の内側のパイロットアークのアーク圧力を確実に強めることができる。また、メインアークの消弧後に供給されるプラズマガスの流量Ｂが３．０Ｌ／ｍｉｎ以下であるため、供給されるプラズマガスの流量Ｂが多すぎてパイロットアークが消弧することを防止することができる。

また、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、該プラズマガスを増加させる時間（ｔ２〜ｔ３）をメインアークの消弧時（ｔ２）から２秒〜２０秒の範囲内とするのが好ましい。これによれば、プラズマガスの流量を増加させる時間（ｔ２〜ｔ３）が２秒間以上であるため、母材Ｍの近傍に残留する金属蒸気を母材Ｍ側に押し戻して、金属蒸気がアノードチップノズル１３の内部に侵入することを十分に阻止することができる。また、プラズマガスの流量を増加させる時間（ｔ２〜ｔ３）が２０秒間以下であるため、次の母材Ｍの溶接または切断を速やかに実行することができるとともに、プラズマガスの供給量を効率的に節約することができる。

また、前記プラズマガス供給部２０は、メインアーク消弧時（ｔ２）から所定時間（ｔ２〜ｔ３）経過後、パイロットアーク消弧時（ｔ４）までの間（ｔ３〜ｔ４）において、再び、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ａのプラズマガスを供給して、ブラズマガスの流量を減少させる。

前記シールドガス供給部３０は、母材Ｍの溶接または切断の際に、アノードチップノズル１３とシールドノズル１４の間に設けられる空間１４１にアルゴン（Ａｒ）からなるシールドガスを供給管３１を介して供給する。

本装置１の動作について図１および図２を参照して説明する。

まず、パイロットアーク点弧時（ｔ０）において、前記プラズマガス供給部２０は、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ａのプラズマガスを供給する。また、それと同時に、パイロットアークスイッチをＯＮ状態にすると、電極１１とアノードチップノズル１３の間に電圧が印加し、電極１１とアノードチップノズル１３の間にパイロットアークが点弧する。

次に、メインアーク点弧時（ｔ１）において、メインアークスイッチをＯＮ状態にすると、電極１１と母材Ｍの間に電圧が印加して、電極１１とアノードチップノズル１３の間のパイロットアークが電極１１と母材Ｍの間に移るようにしてメインアークが点弧し、該メインアークにより母材Ｍを溶接または切断する。このとき、前記プラズマガス供給部２０は、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ａのプラズマガスを引き続き供給する。

このように、前記プラズマガス供給部２０は、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１にプラズマガスの流量Ａを供給するのみだが、メインアークが点弧している状態では、メインアークが大きなアーク圧力を発生させ、発生したメインアークのアーク圧力が母材Ｍの近傍に発生する金属蒸気を母材Ｍ側に押し戻すため、金属蒸気がアノードチップノズル１３の内部に侵入することを阻止している。

次に、メインアーク消弧時（ｔ２）において、メインアークスイッチをＯＦＦ状態にすると、電極１１と母材Ｍの間に電圧が印加しなくなり、電極１１と母材Ｍの間のメインアークが消弧する。このとき、電極１１とアノードチップノズル１４の間の電圧は維持されており、電極１１とアノードチップノズル１４の間のパイロットアークは点弧している。また、それと同時に、前記プラズマガス供給部２０は、メインアーク消弧時（ｔ２）の所定時間（ｔ２〜ｔ３）において、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ｂ（＞流量Ａ）のプラズマガスを供給する。

このように、前記プラズマガス供給部２０は、メインアークの消弧後に、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に供給されるプラズマガスの流量Ｂをメインアークの消弧前のプラズマガスの流量Ａより増加させることにより、電極１１とアノードチップノズル１３の間のパイロットアークのアーク圧力を強める。これによって、母材Ｍの近傍に残留する金属蒸気を母材Ｍ側に押し戻して、金属蒸気がアノードチップノズル１３の内部に侵入することを阻止し、金属蒸気による電極１１の酸化やアノードチップノズル１３の汚れを低減することができる。

次に、前記プラズマガス供給部２０は、メインアーク消弧時（ｔ２）から所定時間（ｔ２〜ｔ３）経過後、再び、電極１１とアノードチップノズル１３の間の空間１３１に流量Ａのプラズマガスを供給して、プラズマガスの流量を減少させる。この段階に至っては、母材Ｍの近傍に残留する金属蒸気はほとんど消滅しているため、プラズマガスの流量を減少させても、金属蒸気がアーノルドノズル１３の内部に入ることはない。

最後に、パイロットアーク消弧時（ｔ４）において、パイロットアークスイッチをＯＦＦ状態にすると、電極１１とアノードチップノズル１３の間に電圧が印加しなくなり、電極１１とアノードチップノズル１３の間のパイロットアークが消弧する。

なお、本実施形態では、メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスの流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ〜３．０Ｌ／ｍｉｎの範囲内とする場合について説明したが、プラズマガスの総流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ〜３．０Ｌ／ｍｉｎの範囲外の流量としてもよい。ただ、好ましくは、プラズガスの流量を０．５Ｌ／ｍｉｎ〜５．０Ｌ／ｍｉｎの範囲内とするのがよい。

また、メインアークの消弧後にプラズマガスの総流量を増加させるに際して、プラズマガスを増加させる時間（ｔ２〜ｔ３）をメインアークの消弧時（ｔ２）から２秒〜２０秒の範囲内とする場合について説明したが、２秒〜２０秒の範囲外の時間としてもよい。ただ、好ましくは、プラズマガスを増加させる時間を０．５秒〜６０秒とするのがよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係るプラズマアーク溶接装置の第２の実施形態について図２〜図４を参照しつつ説明する。なお、以下では上記の実施形態と異なる構成についてのみ説明することとし、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略することとする。

本実施形態の前記プラズマノズル１３は、図３に示すように、外側に配置された第１のプラズマノズルとしてのアノードチップノズル（ＡＴＨ）１３と、内側に配置された第２のプラズマノズルとしてのカソードスリーブチップノズル（ＣＴＨ）１５とからなる。

また、前記プラズマガス供給部２０は、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間に設けられた空間１３１に第１のプラズマガスを供給管２１ａを介して供給する第１のプラズマガス供給部２０ａと、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１の間に設けられた空間１５１に第２のプラズマガス（一般にセンターガスとも呼ばれる）を供給管２１ｂを介して供給する第２のプラズマガス供給部２０ｂとからなる。

本装置１’の動作について図２および図３を参照して説明する。

まず、パイロットアーク点弧時（ｔ０）において、前記プラズマガス供給部２０（２０ａ、２０ｂ）は、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１と、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１に総流量Ａのプラズマガスを供給する。また、それと同時に、パイロットアークスイッチをＯＮ状態にすると、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間に電圧が印加し、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間にパイロットアークが点弧する。

次に、メインアーク点弧時（ｔ１）において、メインアークスイッチをＯＮ状態にすると、カソードスリーブチップノズル１５とアノードチップノズル１３の間に電圧が印加して、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間のパイロットアークを移すようにしてアノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間にパイロットアークを点弧する。そして、電極１１と母材Ｍの間に電圧が印加して、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間のパイロットアークを移すようにして電極１１と母材Ｍとの間にメインアークを点弧する。また、前記プラズマガス供給部２０（２０ａ、２０ｂ）は、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１と、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１に総流量Ａのプラズマガスを引き続き供給する。

次に、メインアーク消弧時（ｔ２）において、メインアークスイッチをＯＦＦ状態にすると、電極１１と母材Ｍの間に電圧が印加しなくなり、電極１１と母材Ｍの間のメインアークが消弧する。このとき、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間の電圧は維持されており、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間のパイロットアークは点弧している。また、それと同時に、前記プラズマガス供給部２０は、メインアーク消弧時（ｔ２）の所定時間（ｔ２〜ｔ３）において、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１と、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１に総流量Ｂ（＞総流量Ａ）のプラズマガスを供給する。

このように、前記プラズマガス供給部２０は、メインアークの消弧後に、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１と、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１の総流量Ｂをメインアークの消弧前のプラズマガスの総流量Ａより増加させることにより、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間のパイロットアークのアーク圧力を強める。これによって、母材Ｍの近傍に残留する金属蒸気を母材Ｍ側に押し戻して、金属蒸気がアノードチップノズル１３やカソードスリーブチップノズル１５の内部に侵入することを阻止し、金属蒸気による電極１１の酸化やアノードチップノズル１３やカソードスリーブチップノズル１５の汚れを低減することができる。

次に、前記プラズマガス供給部２０（２０ａ、２０ｂ）は、メインアーク消弧時（ｔ２）から所定時間（ｔ２〜ｔ３）経過後、再び、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１と、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１に総流量Ａのプラズマガスを供給して、プラズマガスの流量を減少させる。

最後に、パイロットアーク消弧時（ｔ４）において、パイロットアークスイッチをＯＦＦ状態にすると、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間に電圧が印加しなくなり、電極１１とカソードスリーブチップノズル１５の間のパイロットアークが消弧する。

なお、本実施形態では、メインアーク消弧後において、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１に供給する第１のプラズマガスと、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１の間の空間１５１に供給する第２のプラズマガスの総流量を増加させるものとしたが、いずれか一方のプラズマガスのみの流量を増加させてもよい。

（実施例）
本実施例では、以下のような溶接条件において、メインアーク消弧後に、アノードチップノズル１３とカソードスリーブチップノズル１５の間の空間１３１に供給する第１のプラズマガスと、カソードスリーブチップノズル１５と電極１１との間の空間１５１に供給する第２のプラズマガスの総流量Ｂを２．０Ｌ／ｍｉｎとし、プラズマガスの総流量Ｂを増加させる時間（ｔ２〜ｔ３）をメインアーク消弧時から５秒とした。

・第１のプラズマガス流量：アルゴン ０．３Ｌ／ｍｉｎ
・第２のプラズマガス流量：アルゴン ０．２Ｌ／ｍｉｎ
・シールドガス流量：アルゴン １５Ｌ／ｍｉｎ
・メインアーク電流：１６０Ａ
・溶接速度：３０−１００ｃｍ／ｍｉｎ
・母材：亜鉛めっき鋼板

図４は、上段に溶接前におけるアノードチップノズル１３、カソードスリーブチップノズル１５、電極１１の状態を示し、中段に溶接後（従来方法）におけるアノードチップノズル１３、カソードスリーブチップノズル１５、電極１１の状態を示し、下段に溶接後（新発明）におけるアノードチップノズル１３、カソードスリーブチップノズル１５、電極１１の状態を示す。

従来の溶接方法では、図４の中段に示すように、電極１１の酸化や、アノードチップノズル１３およびカソードスリーブチップノズル１５の汚れが目立った状態となっている。これに対し、本発明の溶接方法では、図４の下段に示すように、電極１１の酸化や、アノードチップノズル１３およびカソードスリーブチップノズル１５の汚れが低減していることが確認できる。

なお、上記各実施形態では、前記プラズマノズルが一ないし二重の場合について説明したが、３重以上の構成であってもよい。

また、前記電極１１が、タングステン電極である場合について説明したが、その他の材料からなる電極であってもよい。

また、プラズマガスが、アルゴン（Ａｒ）からなるプラズマガスである場合について説明したが、アルゴン（Ａｒ）以外のプラズマガスであってもよい。また、シールドガスも、同様にアルゴン（Ａｒ）以外の不活性ガスであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１…プラズマアーク溶接装置
１０…プラズマトーチ
１１…電極
１２…電極支持部
１３…プラズマノズル
１４…シールドノズル
２０…プラズマガス供給部
３０…シールドガス供給部
Ｍ…母材

Claims (4)

1. アークを点弧させるための電極と、前記電極の外側に空間を介して配置されたプラズマノズルとを設け、
   前記プラズマノズルの内側にプラズマガスを供給しながら、前記電極と前記プラズマノズルの間にパイロットアークを点弧させた後、前記電極と母材の間にメインアークを点弧させ、点弧したメインアークにより前記母材を溶接または切断するプラズマアーク溶接方法において、
   メインアークの消弧後に、前記プラズマノズルの内側に供給するプラズマガスの流量を増加させることにより、プラズマノズルの内側のパイロットアークのアーク圧力を強めた後、パイロットアークを消弧し、
   メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスを増加させる時間をメインアークの消弧時から２秒〜２０秒（但し、２秒を除く）の範囲内とすることを特徴とするプラズマアーク溶接方法。
2. 前記プラズマノズルとして、外側に配置された第１のプラズマノズルと、内側に配置された第２のプラズマノズルとを少なくとも設け、
   前記第１のプラズマノズルと第２のプラズマノズルとの間に第１のプラズマガスを供給するとともに、前記第２のプラズマノズルと電極の間に第２のプラズマガスを供給し、
   メインアークの消弧後に、第１のプラズマガスおよび／または第２のプラズマガスの流量を増加させることにより、パイロットアークのアーク圧力を強める請求項１に記載のプラズマアーク溶接方法。
3. メインアークの消弧後にプラズマガスの流量を増加させるに際して、プラズマガスの流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ〜３．０Ｌ／ｍｉｎの範囲内とする請求項１または請求項２に記載のプラズマアーク溶接方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラズマアーク溶接方法に用いられることを特徴とするプラズマアーク溶接装置。