JPH02277761A

JPH02277761A - プラズマ溶射装置

Info

Publication number: JPH02277761A
Application number: JP1097390A
Authority: JP
Inventors: Akio Fujii; 明夫藤井; Kengo Furuya; 健吾古谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-11-14
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JP3005902B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、プラズマ溶射装置に関し、さらに詳しく述べ
れば、簡単な構造の溶射用ガンを備えたプラズマ溶射装
置に関するものである。

（従来の技術）プラズマアーク熱を利用して溶融した溶加材を母材に吹
き付けて母材表面に溶射皮膜を形成する溶射装置には、
非消耗式と消耗式の工形式がある。

非消耗式は、二つの非消耗電極の間にプラズマアークを
発生させ、金属材料や非金属材料を溶融させる装置が一
般的で、プラズマガスとしてアルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガス、あるいはこれらに数％の水素などを混合し
たガスが用いられている。一方、消耗式は電極の一方に
溶射用金属ワイヤを用い、プラズマアークの周辺を水冷
電極で拘束し、さらに溶融した金属を圧縮空気で冷却す
る装置が実用に供せられている。

これらのプラズマ溶射装置は、プラズマガスとして高価
な不活性ガスを必要とし、溶射用ガンの構造も複雑にな
る。

従来の消耗式プラズマ溶射装置について、第２図により
説明する。同図は従来のプラズマ溶射装置の構成図で、
要部拡大断面図で示した溶射用ガン１と、上記の溶射用
ガンと配線および配管が接続された装置本体２とから構
成されている。また、上記の溶射用ガンは、先端にガス
噴射口３ａを有する水冷電極５が外周に嵌合された絶縁
材から形成された電極保持具４の内部にタングステンの
非消耗電極３を収容したノズルと、上記のガス噴射口３
ａの前方に集まるような環状の圧縮空気噴射口６ａを形
成し、上記の水冷電極５を取り巻くように配置した圧縮
空気溜り６を収納し、消耗電極となる溶射用金属ワイヤ
７に通電する通電用保持器８を前方の環状延長部９ａに
装着したガン本体９とから構成されている。

装置本体２は、上記の水冷電極５と抵抗１０を介して、
また、非消耗電極３とは直接接続する配線１１、および
上記の抵抗１０の前から分岐し、上記の通電用保持器８
と接続する配線１２によって上記の溶射用ガン１と電気
的に接続され、さらに、上記の水冷電極５に冷却水を循
環する配管１３、ノズルにプラズマガスを供給する配管
１４および圧縮空気溜り６に圧縮空気を供給する配管１
５で溶射用ガン１と機械的に接続されている。

上記の溶射用金属ワイヤ７はコイル状態で供給され、電
極となる先端の消耗に従って一対の供給ローラ１６で自
動的に補給される。

このように構成されたプラズマ溶射装置の動作を説明す
る。まず、非消耗電極３と水冷電ｔＪｉ！、５の間に抵
抗１０を介して直流電圧を印加し、パイロットアークを
発生させた後１次に、溶射用金属ワイヤ７と非消耗電極
３との間にプラズマアーク１７を発生させると同時に、
プラズマガス１８を発生させる。溶射用金属ワイヤ７は
、溶融金属流１９となって母材２０の表面に溶射される
。さらに、溶融金属流１９を冷却するために、圧縮空気
２１を吹き付ける。

なお、上記の電極保持具４は、水冷電極５との熱の絶縁
とプラズマガス１８の整流の役目を果たす。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の構成では、高価な不活性ガスを使
用するため、施工費が高いばかりでなく、溶射用ガンの
構造が複雑で高価になるという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するもので、高価な不活性ガ
スを必要としない、構造の簡単な溶射用ガンを用いるプ
ラズマ溶射装置を堤供するものである。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するため、プラズマガスとして圧縮空
気を、また、非消耗電極材料としてハフニウムを用いる
ものである。

（作　用）上記の構成により、非消耗電極として高温酸化雰囲気中
で消耗の少な”いハフニウムの電極が用いられるので、
プラズマガスとして空気を使用することが可能となる。

また、冷却用の圧縮空気が利用できるので、溶射用ガン
の構造が簡単となる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図により説明する。

同図において、本実施例が第２図に示した従来例と異な
る点は、溶射用ガン１が、先端にガス噴射口２２ａを設
けたソリッド電極２２の内部にハフニウム製の非消耗電
Ｉ］ｉＳを収容し、さらに、上記のソリッド電極２２の
外周に圧縮空気噴射用の環状噴射筒口２３を嵌合したノ
ズルと、前面の下部に形成した支持腕部９１に通電用保
持器８を、また、上部に上記のノズルをそれぞれ装着し
たガン本体９とから構成された点と、上記の溶射用ガン
１と装置本体２を接続する配管が、圧縮空気を供給する
配管１５のみとなった点である。その他は変わらないの
で、同じ構成部品には同一符号を付して、その説明を省
略する。

このように構成されたプラズマ溶射装置の動作を説明す
る。

まず、非消耗電極３とソリッド電極２２に直流電圧を印
加し、非消耗電極３の先端とソリッド電極２２のガス噴
射口２２ａとの間にパイロットアークを発生させた後、
溶射用金属ワイヤ７との間にプラズマアーク１７を発生
させる。同時に、ソリッド電極２２に圧縮空気を供給し
、そのガス噴射口２２ａからプラズマガス１８として噴
出させる。溶射用金属ワイヤ７は、溶融して溶融金属流
１９となり、母材２０の表面に吹き付けられる。

また、必要に応じて環状噴射筒口２３から圧縮空気２１
を噴射させ、溶融金属流１９を冷却するとともに整形す
る。なお、環状噴射筒口２３は、従来通り圧縮空気溜り
６を設けてもよく、また、導電物で構成し、ソリッド電
極２２を兼ねてもよい。

また、非消耗電極３．パイロットアーク発生用のソリッ
ド電極２２および環状噴射筒口２３は、必要に応じて直
接あるいは間接的に冷却水により冷却することもある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、非消耗電極材料
としてハフニウムを用いれば、プラズマガスとして安価
な圧縮空気が利用でき、溶射用ガンの構造および構成が
簡単になるとともに、ランニングコストを大幅に低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は共に溶射用金属ワイヤを一方の電
極とするプラズマ溶射装置の構成図で、前者は本発明に
よる実施例を、後者は従来例をそれぞれ示す。１・・・溶射用ガン、　２・・・装置本体、　３・・・
非消耗電極、　３ａ、２２ａ・・・ガス噴射口、４・・
・電極保持具、　５・・・水冷電極、　６・・・圧縮空
気溜り、　　６ａ・・・圧縮空気噴射口。７・・・溶射用金属ワイヤ、　８・・・通電用保持器、
　９・・・ガン本体、　　９ａ・・・環状延長部、９ｂ
・・・支持腕部、１０・・・抵抗、　１１．１２・・・
配線、　　１３，１４．１５・・・配管、１６・・・供
給ローラ、１７・・・プラズマアーク、１８・・・プラ
ズマガス、　１９・・・溶融金属流、２０・・・母材。２１・・・圧縮空気、２２・・・ソリッド電極、　２３
・・・環状噴射筒口。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図第２図１と１−・洛壓掲ヤ゛ン　　　　　２・−芸へ蔓々」祭　　
　　３・・・非璃胱１１ケア・−濤！（亙１１４ソイ■
　　　　　　８・・・過亀制像ルー１５　　　９・・・
力ン］（参９ｂ・・・良詩預セきｐ　　　　　　　１０
・・・］吟−Ｊ九　　　　　　ＩＩ、＋２・・・に頗た
１５・・　配管　　　　　　＋６・・・４ｙ！Ｘ余腸υ
−ラ　　　　　１７−・プラズマアーク旧・・・プラス
゛′マカ゛又　　１９・・・洛西ζ夜膜ら嵐　　　　２
０・・・＃材２１・・・たＭ墾パ九　　　２２・・・ソ
リツー＠ｈ　　　　　２２ａ−力゛スリ１１口２３・・
（駅−ＩＨ−を蜀口３ａ・・・　力゛ス噴肘υ ６・・・ｐＬ綿望ｌ！Ａ溜〕９０°゛°纜状妨を抑４・・・電椿体將Ｘ５・・・水冷電極６０・・・【鳴祝典噴射口１３．１４．１５・・・乞皆

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非消耗電極としてハフニウム製電極を、他の電極
として溶射用金属ワイヤをそれぞれ用い、両方の電極間
にプラズマアークを発生させ、同時に供給する圧縮空気
をプラズマガス化し、上記の溶射用金属ワイヤを溶融さ
せた溶融金属を母材に吹き付けることを特徴とするプラ
ズマ溶射装置。
（２）溶融金属を冷却するために、プラズマアークの外
周に圧縮空気を流すように構成された請求項（１）記載
のプラズマ溶射装置。