JPH01245971A - Method and device for oxygen plasma cutting - Google Patents

Method and device for oxygen plasma cutting

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JPH01245971A
JPH01245971A JP7299788A JP7299788A JPH01245971A JP H01245971 A JPH01245971 A JP H01245971A JP 7299788 A JP7299788 A JP 7299788A JP 7299788 A JP7299788 A JP 7299788A JP H01245971 A JPH01245971 A JP H01245971A
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main
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寺山 喜久夫
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新田 晃
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Abstract

PURPOSE:To reduce obstructions to other equipments by supplying a pilot power source from a main arc power source and regulating the power source output before starting the main arc and repeating its supply and stop for a specified period and stopping a pilot arc corresponding to the start of the main arc. CONSTITUTION:In oxygen plasma cutting, the pilot arc is generated between a main electrode 4 and a chip electrode 5. The main arc is generated between the main electrode 4 and a material 6 to be worked by the help of said arc to perform cutting. Here, a pilot arc current is supplied from the main arc power source. Before the main arc is stated, the stage to supply the output of the power source for the main arc for a period of 10ms-100ms and the stage to stop it for a period of 40ms-400ms are repeated. The pilot arc is stopped corresponding to the start of the main arc. A rectifier circuit 2, a switching circuit 3, an opening and closing means control circuit, etc., are used. By this method, the obstructions to other equipments can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野1 本発明は、カーボンを主原料としたチップ電極を用い、
酸素を切断ガスとして用いる酸素プラズマ切断方法およ
びその装置の改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field 1] The present invention uses a tip electrode made mainly of carbon,
The present invention relates to an oxygen plasma cutting method using oxygen as a cutting gas and improvements to the apparatus.

〔従来の技術] 切断ガスとして酸素を用いる酸素゛プラズマ切断におい
ては、チップの材質として従来一般のプラズマ切断に用
いられている銅よりもカーボンを用いた方がチップの寿
命が長くなることが知られている。このカーボンチップ
を用いた酸素プラズマ切断においてはチップが消耗して
先端のオリフィス部の直径が大になると切断性能が低下
し、切断面が不均一となったり極端な場合には切断不能
に陥いる。
[Prior Art] In oxygen plasma cutting, which uses oxygen as the cutting gas, it is known that the life of the tip will be longer if carbon is used as the tip material than copper, which is conventionally used in general plasma cutting. It is being In oxygen plasma cutting using this carbon tip, when the tip wears out and the diameter of the orifice at the tip increases, the cutting performance decreases, the cut surface becomes uneven, or in extreme cases, cutting becomes impossible. .

第5図は、カーボン製のチップ電極の消耗状況を一部断
面にて示す図であり、同図において101は主電極、1
02はチップ電極であり、いずれも切断用トーチに同心
的に組込まれている。チップ電極102は先端に小孔か
らなるオリフィス部102aを有しており、チップ電極
102と主電極101との間には作動ガスとして酸素が
供給されオリフィス部102aから高速で噴出する。こ
のチップ電極と主電極との間にはパイロットアーク用直
流電源103がスイッチ104および抵抗器105を介
して図示の極性に接続されている。105はパイロット
アークでありチップ電極102から主電極101へ向う
方向の電流である。このパイロットアーク電流は高速で
11出する作動ガスによって引伸ばされてチップ電極1
02の先端部付近に集中することになる。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the state of wear and tear of a carbon tip electrode; in the same figure, 101 is the main electrode;
Reference numeral 02 denotes tip electrodes, both of which are concentrically incorporated into the cutting torch. The tip electrode 102 has an orifice portion 102a consisting of a small hole at its tip, and oxygen is supplied as a working gas between the tip electrode 102 and the main electrode 101 and is ejected from the orifice portion 102a at high speed. A pilot arc DC power source 103 is connected between this tip electrode and the main electrode via a switch 104 and a resistor 105 with the polarity shown. 105 is a pilot arc, which is a current flowing in a direction from the tip electrode 102 to the main electrode 101. This pilot arc current is stretched by the working gas emitted at high speed to the tip electrode 1.
It will be concentrated near the tip of 02.

106は作動ガスのうちパイロットアークによってイオ
ン化された部分であり、オリフィス部102aの外方ま
で伸びている。また同図(atは新品の状態のチップ電
極の断面を示しており、同図(blは切断に支障のない
程度の消耗状態のときの様子を示し、同図fc)は消耗
が進行して切断に支障が生じるほどになったときの状態
を示している。
106 is a portion of the working gas that is ionized by the pilot arc, and extends to the outside of the orifice portion 102a. In addition, the same figure (at shows the cross section of the tip electrode in a new state, the same figure (bl shows the state when it is worn out to the extent that it does not interfere with cutting, and the same figure fc) shows the state of the tip electrode when it is worn out to the extent that it does not interfere with cutting. This shows the condition when the cutting becomes difficult.

〔発明が解決しようとする課題1 上記のようにパイロットアークは、チップ電橋を陽極と
する電流であるのでチップ電極のアーク発生点は過熱さ
れ、カーボン分子が除々に昇華して消耗してゆくことに
なる。一方主アーク電流はチップ電極を全(流れないの
で主アーク電流によるチップ電極の消耗は発生しない。
[Problem to be solved by the invention 1 As mentioned above, the pilot arc is a current that uses the tip bridge as the anode, so the arc generation point of the tip electrode is overheated, and the carbon molecules gradually sublimate and are consumed. It turns out. On the other hand, the main arc current does not completely flow through the tip electrode, so the tip electrode is not consumed by the main arc current.

それ故、パイロットアーク電流による消耗を抑制するこ
とがチップ電極の長寿命化につながることになる。
Therefore, suppressing the wear caused by the pilot arc current will extend the life of the tip electrode.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、パイロットアーク電流を10〜100ms供
給する期間と40〜400ms  停止する期間とをく
りかえすようにして上記課題を解決するものであり、ま
た、この発明を実施するための装置として、主電源回路
にスイッチングによって出力を調整する方式の直流電源
を用いて、この直流電源からパイロットアーク用電力を
電流制限手段および必要時にのみ閉路するための開閉手
段を介して供給し、パイロットアーク時はこのスイッチ
ング回路の動作を0N−OFFすることによって上記パ
イロットアーク用電源とし、主アークの確立を検出して
主電源出力を所望の連続出力に切りかえるとともにパイ
ロットアーク回路を開閉手段によつて遮断する構成とし
た装置を提供したものである。
The present invention solves the above problems by repeating a period in which a pilot arc current is supplied for 10 to 100 ms and a period in which it is stopped for 40 to 400 ms. A DC power supply whose output is adjusted by switching is used in the circuit, and power for the pilot arc is supplied from this DC power supply through a current limiting means and an opening/closing means to close the circuit only when necessary. By turning the operation of the circuit 0N-OFF, the power source is used for the pilot arc, and when the establishment of the main arc is detected, the main power output is switched to the desired continuous output, and the pilot arc circuit is cut off by the opening/closing means. The equipment was provided.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、パイロットアークの供給、停止両期
間を上述のように定めることによってチップの消耗が少
なくかつ主アークへの移行および作業性が良好となる。
In the present invention, by determining both the supply and stop periods of the pilot arc as described above, the wear of the tip is small and the transition to the main arc and workability are improved.

またこのようなパイロットアーク用電流を供給するため
の電源として主アーク電流供給用の電源を共用すること
によって特別な電源装置を準備することを不要としたも
のである。
Further, by sharing the power source for supplying the main arc current as the power source for supplying such pilot arc current, it is not necessary to prepare a special power supply device.

〔実施例1 第1図は、本発明゛の酸素プラズマ切断方法を実施する
ための装置の例を示す接続図である。同図において、1
は商用交流電源であり単相または三相が用いられる。2
は商用交流電源1の出方を整流して直流出力を得る整流
回路、3は整流回路2の直流出力を所定の出力に調整す
るためのスイッチング回路であり、トランジスタチョッ
パ式シリ−スレキュt、−タ、Xイツチング用トランジ
スタと変圧器および変圧器の出方を整流平滑する回路と
を組合せてトランジスタの導通時間率を変化させること
によって出力を調整するフォーワードコンパか夕やイン
バータを用いたDC/DC変換回路などを用いることが
できる。4は主電極、5はチップ電極、6は被加工物で
あり、主電極4はスイッチング回路3の負出力端子に、
被加工物6はスイッチング回路3の正出力端子に直流リ
アクトル7を介して接続されている。またチップ電極5
はトランジスタや有接点リレーなどからなる開閉手段8
と抵抗器からなる電流制限手段9とを介してスイッチン
グ回路3の正出力端子に接続されている。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a connection diagram showing an example of an apparatus for carrying out the oxygen plasma cutting method of the present invention. In the same figure, 1
is a commercial AC power source and can be single-phase or three-phase. 2
3 is a rectifier circuit that rectifies the output of the commercial AC power supply 1 to obtain a DC output, and 3 is a switching circuit for adjusting the DC output of the rectifier circuit 2 to a predetermined output. A forward comparator that adjusts the output by changing the conduction time rate of the transistor by combining a switching transistor, a transformer, and a circuit that rectifies and smoothes the output of the transformer. A DC conversion circuit or the like can be used. 4 is a main electrode, 5 is a chip electrode, 6 is a workpiece, and the main electrode 4 is connected to the negative output terminal of the switching circuit 3.
The workpiece 6 is connected to the positive output terminal of the switching circuit 3 via a DC reactor 7. Also, the tip electrode 5
is the switching means 8 consisting of transistors, contact relays, etc.
It is connected to the positive output terminal of the switching circuit 3 via a current limiting means 9 consisting of a resistor and a resistor.

この開閉手段8にトランジスタを用いるときにはこのト
ランジスタをアナログ制御することによって導通する電
流を制限するようにして電流制限手段9を兼用してもよ
い。また、開閉手段の接続点は図示の他に直流り゛アク
トルアの外側でもよい。
When a transistor is used as the opening/closing means 8, the transistor may be analog-controlled to limit the conducting current, thereby also serving as the current limiting means 9. Further, the connection point of the opening/closing means may be located outside the DC actuator other than as shown in the drawings.

さらにこのチップ電極への電流供給回路の途中には高周
波発生器10の出力を重畳するためのカップリングコイ
ル11が直列に接続されており、また主電極4とこのカ
ップリングコイル11との間には高周波電圧をバイパス
するためのコンデンサ12が接続されている。13はダ
イオードであり、スイッチング回路3の出力を直流リア
クトル7とともに平滑する平滑回路を構成している。1
4はパルス幅制御回路であり、端子Cの入力がハイレベ
ルの期間中、端子Sへの入力電圧に応じたデユーティの
パルスを発生し、スイッチング回路3にON −OFF
信号を供給する。15は切断用の主アー・  り電流設
定回路であり、基準信号s2を出力する。
Furthermore, a coupling coil 11 for superimposing the output of the high frequency generator 10 is connected in series in the middle of the current supply circuit to this chip electrode, and between the main electrode 4 and this coupling coil 11. A capacitor 12 is connected to bypass the high frequency voltage. 13 is a diode, which together with the DC reactor 7 constitutes a smoothing circuit that smoothes the output of the switching circuit 3. 1
4 is a pulse width control circuit, which generates a pulse with a duty according to the input voltage to the terminal S while the input to the terminal C is at a high level, and turns the switching circuit 3 ON-OFF.
supply the signal. 15 is a main earth current setting circuit for disconnection, which outputs a reference signal s2.

16は主アーク電流検出回路であり、被加工物に供給さ
れる主アーク電流に対応した電圧信号s4を出力する。
A main arc current detection circuit 16 outputs a voltage signal s4 corresponding to the main arc current supplied to the workpiece.

17は比較器であり、基準信号s2と主アーク電流検出
回路の出力信号s4とを比較し、差信号をパルス幅制御
回路14に供給する回路である。18は主アーク電流が
所定値以上に達したときにこれを検出して主アークが1
立したことを検出する主アーク確立検出回路であり、基
準信号設定回路19の出力Isと主アーク電流検出回路
16の出力信号s4とを比較し、54)Isとなったと
きにハイレベル信号を出力する比較器が用いられる。
A comparator 17 is a circuit that compares the reference signal s2 and the output signal s4 of the main arc current detection circuit and supplies a difference signal to the pulse width control circuit 14. 18 detects when the main arc current reaches a predetermined value or more, and
54) This is a main arc establishment detection circuit that detects that the current has been established, and compares the output Is of the reference signal setting circuit 19 with the output signal s4 of the main arc current detection circuit 16, and outputs a high level signal when the output signal s4 reaches 54) Is. A comparator that outputs is used.

20はあらかじめ設定された周期とデユーティとによっ
てパルスを発生するモノマルチバイブレータである。2
1は起動指令回路であり、本装置の起動中ハイレベルと
なる信号s1を出力する。22.23はANDゲート、
24はORゲート、25.26は極性反転用インバータ
である。
20 is a mono-multivibrator that generates pulses with a preset period and duty. 2
Reference numeral 1 denotes a startup command circuit, which outputs a signal s1 that becomes high level during startup of the device. 22.23 is an AND gate,
24 is an OR gate, and 25 and 26 are inverters for polarity reversal.

第1図の実施例の動作を42図の線図とともに説明する
。第2図(a)は起動指令回路slの出力、(blはモ
ノマルチバイブレータ20の出力パルスS−1(c)は
主アーク確立検出回路18の出力s6、(dlは主アー
ク電流Io、(e)はANDゲート22の出力so、(
flは高周波発生回路10の出力S?、(―はANDゲ
ート23の出力sso、(h)はパイロットアーク電流
1pヲそれぞれ示している。なお第1図および第2図に
おいては作動ガスの供給状態は省略しである。
The operation of the embodiment of FIG. 1 will be explained with reference to the diagram of FIG. 42. FIG. 2(a) is the output of the starting command circuit sl, (bl is the output pulse S-1 of the mono-multivibrator 20, (c) is the output s6 of the main arc establishment detection circuit 18, (dl is the main arc current Io, e) is the output so of the AND gate 22, (
fl is the output S of the high frequency generation circuit 10? , (- indicates the output sso of the AND gate 23, and (h) indicates the pilot arc current 1p. Note that the supply state of the working gas is omitted in FIGS. 1 and 2.

第11図において1時刻1=11の以前、即ち作業者が
切断トーチの押ボタンを押すまでは起動指令回路21の
出力8gはローレベルであり、また主アーク電流Ioは
流れていないからI o(r sであり、したがって主
アーク確立検出回路18の出力s6もローレベルである
のでこれを反転したインバータ25.26の出力s6は
ハイレベルであり、これによって開閉手段8は閉じてい
る。時刻t = tiにおいて起動指令が出されると信
号s1はハイレベルとなり、ANDゲート22は面入力
信号81 * 86がハイレベルとなるために出力信号
がハイレベルとなり、冒周波発生器10が起動し高周波
電圧をカップリングコイル11を介してチップ電極5と
主電極4との間に印加する。一方起動信号S1がハイ、
レベルになっても主アーク確立検出回路18の出力s6
は未だローレベルであるのでANDゲート23はモノマ
ルチバイブレータ夕20の出力ハルス毎にハイレベルと
なる信号81Gを出力することになる。
In FIG. 11, before time 1=11, that is, until the operator presses the push button of the cutting torch, the output 8g of the start command circuit 21 is at a low level, and the main arc current Io is not flowing, so Io (rs, and therefore, the output s6 of the main arc establishment detection circuit 18 is also at a low level, so the output s6 of the inverter 25, 26 which inverts this is at a high level, and the opening/closing means 8 is closed. When the activation command is issued at t = ti, the signal s1 becomes high level, and the AND gate 22 outputs a high level because the surface input signals 81 * 86 become high level, and the high frequency wave generator 10 starts and generates high frequency. A voltage is applied between the tip electrode 5 and the main electrode 4 via the coupling coil 11. On the other hand, when the activation signal S1 is high,
The output s6 of the main arc establishment detection circuit 18 even if the
Since it is still at a low level, the AND gate 23 outputs a signal 81G which becomes high level every time the mono multivibrator 20 outputs a signal.

この結果、パルス幅制御回路14もモノマルチバイブレ
ータ20の出力パルス毎に起動することになる。このと
き主アーク電流は流れていないので検出器16の出力S
4は零であり、このために比較器17の出力は主アーク
電流設定器15の出力1rがそのまま出力されることに
なりパルス幅制御回路14は最大出力となるようにスイ
ッチング回路3に駆動信号s6をモノマルチバイブレー
タ20の出力パルス毎に供給することになる。この結果
主電極4七、被加工物6およびチップ電極5との間には
パルス状の電圧が印加されることになる。チップ電極5
と主電極4との間には前述のように高周波電圧が印加さ
れて火花放電が発生しているので、スイッチング回路3
からパルス状の電圧が供給される毎にこの火花放電の助
けによって放電し・パイロットアークとなる。このパイ
ロットアークは電流制限手段9によって数アンペアない
し数10アンペア程度の比較的小さな電流に制限される
As a result, the pulse width control circuit 14 is also activated for each output pulse of the mono-multivibrator 20. At this time, the main arc current is not flowing, so the output S of the detector 16
4 is zero, and therefore the output of the comparator 17 is the output 1r of the main arc current setting device 15 as it is, and the pulse width control circuit 14 sends a drive signal to the switching circuit 3 so as to obtain the maximum output. s6 is supplied for each output pulse of the mono-multivibrator 20. As a result, a pulsed voltage is applied between the main electrode 47, the workpiece 6, and the tip electrode 5. Chip electrode 5
As described above, a high frequency voltage is applied between the main electrode 4 and the switching circuit 3 to generate a spark discharge.
Every time a pulse voltage is supplied from the spark discharge, it discharges and becomes a pilot arc. This pilot arc is limited by the current limiting means 9 to a relatively small current of about several amperes to several tens of amperes.

この状態で切断トーチ(主電極とチップ電極)を被加工
物に近づけると、パイロットアークによってイオン化さ
れた作動ガスが主電極と被加工物との間の絶縁を破って
主アーク放電に移行する。第2図において時刻t =t
zに主アークに移行したとすると主アーク電流!0は急
速に増加し、時刻t=ハイレベルとなる。この信号S6
がハイレベルに変化することによってANDゲート23
の面入力信号はモノマルチバイブレータ20の出力状態
にかかわらずハイレベルとなるのでパルス幅制御回路1
4は連続して動作することになる。このときパルス幅制
御回路14は主アーク電流検出回路18の出か 力か千アーク電流設定回路15の設定値s2に対応する
ようにスイッチング回路3に対する駆動信号のパルス幅
を決定するように動作する。一方、主ベルとなり、パイ
ロットアーク回路の開閉手段8は開路となり、同様にA
NDゲート22の一方の入力信号もローレベルとなるの
で高周波発生器10もその動作を停止するのでパイロッ
トアークは停止することになる。時刻t=t4において
切断を終了すべく起動指令回路21の出力81をローレ
ベルにするとANDゲート22および23の出力がロー
レベルとなってパルス幅制御回路14はその動作を停止
する。また高周波発生器も停止状態を保ち、時刻1=1
.以前の状態に戻る。
When the cutting torch (main electrode and tip electrode) is brought close to the workpiece in this state, the working gas ionized by the pilot arc breaks the insulation between the main electrode and the workpiece and shifts to main arc discharge. In Fig. 2, time t = t
If it shifts to the main arc at z, then the main arc current! 0 increases rapidly and becomes a high level at time t. This signal S6
changes to high level, AND gate 23
Since the plane input signal is at a high level regardless of the output state of the mono multivibrator 20, the pulse width control circuit 1
4 will operate continuously. At this time, the pulse width control circuit 14 operates to determine the pulse width of the drive signal to the switching circuit 3 in accordance with the output of the main arc current detection circuit 18 or the set value s2 of the thousand arc current setting circuit 15. . On the other hand, it becomes the main bell, and the opening/closing means 8 of the pilot arc circuit becomes open, and similarly A
Since one input signal of the ND gate 22 also becomes low level, the high frequency generator 10 also stops its operation, so the pilot arc stops. At time t=t4, when the output 81 of the start command circuit 21 is set to a low level in order to finish cutting, the outputs of the AND gates 22 and 23 are set to a low level, and the pulse width control circuit 14 stops its operation. In addition, the high frequency generator also remains in a stopped state, and time 1 = 1
.. Return to previous state.

なお第1図においては、起動指令から主アークが確立す
るまでの間は高周波発生器10は連続して出力を発生し
ていたが、この高周波は、パイロットアークを点弧する
ためのものであるので、パイロットアーク用電源出力と
同期して間歇的に供給してもよい。このようにするには
第1図中に点線で示したように、モノマルチバイブレー
タ20の出力をANDゲート22の入力にも加えるとよ
い。
In FIG. 1, the high frequency generator 10 continuously generates an output from the start command until the main arc is established, but this high frequency is for igniting the pilot arc. Therefore, it may be supplied intermittently in synchronization with the pilot arc power output. In order to do this, it is preferable to add the output of the mono-multivibrator 20 to the input of the AND gate 22, as indicated by the dotted line in FIG.

このようにしたときの動作を第3図に示す。第3(h> 図において(a)〜欅は第2図における(a)〜(hl
にそれにそれぞれ対応している。第3図telおよび(
flに示すように高周波発生器はモノマルチバイブレー
タ20の出力信号がハイレベルになっている期間中のみ
動作する。この結果、高周波電圧は必要な期間のみ発生
するようになる。なおこの高周波電圧は少なくともパイ
ロットアーク電流を流す期間は連続して供給している理
由は函速で流通する作動ガスにパイロットアークが吹き
消されることが発生するがこのようなときにも直ちに再
点弧するように考慮したためである。
The operation in this case is shown in FIG. In Figure 3 (h>), (a) to Keyaki are (a) to (hl) in Figure 2.
correspond to each of them. Figure 3 tel and (
As shown in fl, the high frequency generator operates only during the period when the output signal of the mono multivibrator 20 is at a high level. As a result, the high frequency voltage is generated only during the necessary period. The reason why this high-frequency voltage is continuously supplied at least during the period when the pilot arc current is flowing is that the pilot arc may be blown out by the working gas flowing at the box speed, but even in such cases, it is immediately re-ignited. This is because the arc was taken into account.

次に第1図の装置を用いて、パイロットアークの継続時
間を種々変更して流したときのチップ電極の消耗量を測
定した結果を表1に示す。
Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the amount of wear on the tip electrode was measured when the duration of the pilot arc was varied in various ways. The results are shown in Table 1.

実験条件: パイロットアーク電流のピーク値  20A発生朗間:
5秒間発生、10秒間停止 方 チップ電極:材質 等隼性カーボン オリフィス部直径 1.3顛φ 作動ガス:酸素 201!/分 上記条件でパイロットアークのみを50回くりかえし発
生させた後にチップ電極のオリフィス部先端直径φ鱈お
よび直径拡大部深さl!謂を測定し賊 た。(第4図参4)l1表1にはまた、チップ電極の消
耗以外の現象としてパイロットアークから主アークへの
移行の容易さを同時に考慮して、評価欄に△・・・町、
○・・・良、◎・・・良好、X・・・不可の各表示をし
である。これよりパイロットアークの供給時間が10〜
100msで休止時間が40〜400msが使用可能範
囲であり、これらの中でも表1に太線で示した供給時間
20〜60msで休止時間60〜200msが優れてお
り、さらには供給時間20〜40ms.休止時間80〜
100msの範囲が消耗量も少なくかつ主アークへの移
行も良好になる範囲であることがわかった。なお、表1
にも示したが、供給時間が10ms以下ではパイロット
アークによってイオン化されるガスの量が少なく主アー
クへの移行が困難であり、供給時間が10ms12L上
でも休止時間が400msを超えると主アークのスター
トに時間遅れが存在する感じが強くなって作業性が悪く
なる。また供給時間が100msを超えるとチップ電極
の消耗量が多くなり、連続してパイロットアークを供給
する従来方法との差が少な(なり十分な効果が得られな
い。
Experimental conditions: Peak value of pilot arc current 20A generation time:
Starts for 5 seconds, stops for 10 seconds Tip electrode: Material: Carbon orifice Diameter: 1.3mm φ Working gas: Oxygen 201! /min After generating only the pilot arc 50 times under the above conditions, the tip diameter of the orifice part of the tip electrode is φ and the depth of the enlarged diameter part is l! The so-called thieves were measured. (See Figure 4 4) l1 Table 1 also takes into consideration the ease of transition from pilot arc to main arc as a phenomenon other than wear and tear of the tip electrode, and includes △...machi,
○...good, ◎...good, X...unsatisfactory. From this, the pilot arc supply time is 10~
100ms and a pause time of 40 to 400ms are usable ranges, and among these, a supply time of 20 to 60ms and a pause time of 60 to 200ms, as shown by the bold line in Table 1, are excellent, and even more, a supply time of 20 to 40ms. Downtime 80~
It was found that a range of 100 ms is a range in which the amount of consumption is small and the transition to the main arc is also good. In addition, Table 1
As shown in the above, if the supply time is less than 10ms, the amount of gas ionized by the pilot arc is small and it is difficult to transition to the main arc, and even if the supply time is 10ms or more than 12L, if the pause time exceeds 400ms, the main arc will not start. There is a strong feeling that there is a time delay, and work efficiency deteriorates. Furthermore, if the supply time exceeds 100 ms, the amount of wear of the tip electrode increases, and there is little difference from the conventional method of continuously supplying a pilot arc (as a result, a sufficient effect cannot be obtained).

表1 〔発明の効果1 上記の通り、本発明においては、カーボン製チップ電極
を用いて酸素プラズマ切断を行うに際して、最もチップ
電極の消耗の少ないパイロットアーク電流を採用したの
で、従来方法にくらべて通常の使用状態では1o@以上
もチップの寿命を延ばすことができた。またパイロット
アーク電流はその平均値および実効値が大幅に減少する
ことから電流容量を低減できるばかりではなく1回路の
構成部品の長寿命化が得られるものである。さらに高周
波電圧の供給をパイロットアーク用電力のON −OF
Fに同期して0N−OFFするときは高周波電流による
他機器への障δが減少するものである。
Table 1 [Effects of the Invention 1] As mentioned above, in the present invention, when performing oxygen plasma cutting using a carbon tip electrode, the pilot arc current that causes the least amount of wear on the tip electrode is adopted, so compared to the conventional method. Under normal usage conditions, the life of the chip could be extended by more than 1 o@. Further, since the average value and effective value of the pilot arc current are significantly reduced, not only the current capacity can be reduced, but also the life of the components of one circuit can be extended. Furthermore, the supply of high-frequency voltage is turned on and off when the power for the pilot arc is turned on and off.
When turning ON-OFF in synchronization with F, interference δ to other equipment due to high frequency current is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の酸素プラズマ切断方法を実施するた
めの装置の実施例を示す接続図、第2図は第1図の装置
の動作を説明するための線図、第3図は第1図において
点線部分を設けたときの動作を説明するための線図、第
4図は第1図の実施例によってチップ電極の消耗量を測
定したときの測定部分を説明するための線図、第5図は
従来の酸素プラズマ切断装置におけるチップ電極の消耗
の様子を説明するための図である。 1・・・交流電源、2・・・整流回路、3・・・スイッ
チング回路、4・・・主電極、5・・・チップ電極、6
・・・被加工物、7・・・直流リアクトル、8・・・開
閉手段、9・・・電流制限手段、10・・・高周波発生
器、11・・・カップリングコイル、12・・・コンデ
ンサ、13・・・ダイオード、14・・・パルス幅制御
回路、15・・・主アーク電流設定回路、16・・・主
アーク電流検出回路、17・・・比較器、18・・・主
アーク確立検出回路、19・・・基準信号設定回路、2
0・・・モノマルチバイブレータ、21・・・起動指令
回路 代理人 弁理士  中  井   宏
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the apparatus for carrying out the oxygen plasma cutting method of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 1 is a diagram for explaining the operation when the dotted line portion is provided; FIG. 4 is a diagram for explaining the measurement portion when the amount of consumption of the tip electrode is measured by the embodiment of FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining how a tip electrode wears out in a conventional oxygen plasma cutting device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... AC power supply, 2... Rectifier circuit, 3... Switching circuit, 4... Main electrode, 5... Chip electrode, 6
. . . Workpiece, 7. DC reactor, 8. Switching means, 9. Current limiting means, 10. High frequency generator, 11. Coupling coil, 12. Capacitor. , 13... Diode, 14... Pulse width control circuit, 15... Main arc current setting circuit, 16... Main arc current detection circuit, 17... Comparator, 18... Main arc establishment Detection circuit, 19... Reference signal setting circuit, 2
0...Mono multivibrator, 21...Start command circuit Agent: Hiroshi Nakai, patent attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、主電極とカーボンを主原料とするチップ電極との間
にパイロットアークを発生させ、前記パイロットアーク
の助けによつて前記主電極と被加工物との間に主アーク
を発生させて被加工物を切断するようにした切断ガスに
酸素を主成分として用いる酸素プラズマ切断方法に おいて、前記パイロットアーク電流を前記主アーク用電
源から供給し、かつ主アークのスタート前は前記主アー
ク用電源の出力を調整することにより10ms〜100
msの期間供給する段階と40ms〜400msの期間
停止する段階とをくりかえし、主アークのスタートに応
動して前記パイロツトアークを停止することを特徴とす
る酸素プラズマ切断方法 2、主電極とカーボンを主原料とするチップ電極との間
にパイロットアークを発生させ、前記パイロットアーク
の助けによつて前記主電極と被加工物との間に主アーク
を発生させて被加工物を切断するようにした切断ガスに
酸素を主成分として用いる酸素プラズマ切断装置に おいて (a)商用交流電源を整流して直流電力を得る整流回路
と、 (b)前記整流回路の出力をスイッチングにより所定の
出力に調整するスイッチング回路と、(c)前記スイッ
チング回路の負出力端子と前記主電極との間を接続する
手段、正出力端子と被加工物との間を接続する手段およ
び前記正出力端子と前記チップ電極との間を開閉手段と
電流制限手段とを介して接続する手段と、 (d)前記開閉手段を起動指令により閉路し、主アーク
の確立に応動して開路するための開閉手段制御回路 (e)前記スイッチング回路を駆動するためのパルス幅
制御回路と、 (f)前記パルス幅制御回路に対して主アーク電流が所
定値に達するまでは所定の周期とデューティとに基づい
て断続した起動信号を供給し、主アーク電流が所定値に
達した後は出力電流を設定値に保つように基準信号と出
力電流検出信号との差信号を供給するための出力電流制
御回路と、 を具備した酸素プラズマ切断装置。 3、前記パイロットアークを点弧させるための高周波電
圧を前記開閉手段の閉路に連動して前記パイロットアー
ク電流の供給回路に重畳する高周波電圧供給回路を具備
した請求項第2項に記載の酸素プラズマ切断装置。 4、前記パイロットアーク電流の供給回路に前記パイロ
ットアークを点弧させるための高周波電圧を前記開閉手
段の閉路期間中前記出力電流制御回路からの断続するパ
ルス幅制御回路起動信号に連動して断続的に重畳する高
周波電圧供給回路を具備した請求項第2項に記載の酸素
プラズマ切断装置。
[Claims] 1. A pilot arc is generated between the main electrode and a tip electrode whose main material is carbon, and with the help of the pilot arc, a main arc is generated between the main electrode and the workpiece. In an oxygen plasma cutting method using oxygen as a main component in a cutting gas that generates a 10ms to 100ms by adjusting the output of the main arc power supply.
Oxygen plasma cutting method 2, characterized in that the step of supplying for a period of ms and the step of stopping for a period of 40 ms to 400 ms are repeated, and the pilot arc is stopped in response to the start of the main arc. Cutting in which a pilot arc is generated between a tip electrode used as a raw material, and with the help of the pilot arc, a main arc is generated between the main electrode and a workpiece to cut the workpiece. An oxygen plasma cutting device that uses oxygen as a main component of the gas includes (a) a rectifier circuit that rectifies a commercial AC power source to obtain DC power; and (b) a switching circuit that adjusts the output of the rectifier circuit to a predetermined output by switching. and (c) means for connecting between the negative output terminal of the switching circuit and the main electrode, means for connecting between the positive output terminal and the workpiece, and between the positive output terminal and the tip electrode. means for connecting the switching means and the current limiting means via the switching means; (d) a switching means control circuit for closing the switching means in response to an activation command and opening the circuit in response to establishment of a main arc; (e) the switching means; a pulse width control circuit for driving the circuit; (f) supplying an intermittent starting signal to the pulse width control circuit based on a predetermined cycle and duty until the main arc current reaches a predetermined value; An oxygen plasma cutting device comprising: an output current control circuit for supplying a difference signal between a reference signal and an output current detection signal so as to maintain the output current at the set value after the main arc current reaches a predetermined value. 3. The oxygen plasma according to claim 2, further comprising a high-frequency voltage supply circuit that superimposes a high-frequency voltage for igniting the pilot arc on the pilot arc current supply circuit in conjunction with the closing of the switching means. Cutting device. 4. Applying a high frequency voltage for igniting the pilot arc to the pilot arc current supply circuit intermittently in conjunction with an intermittent pulse width control circuit activation signal from the output current control circuit during the closing period of the switching means. The oxygen plasma cutting apparatus according to claim 2, further comprising a high frequency voltage supply circuit superimposed on the oxygen plasma cutting apparatus.
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