JPH029917B2 - - Google Patents

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JPH029917B2
JPH029917B2 JP61038139A JP3813986A JPH029917B2 JP H029917 B2 JPH029917 B2 JP H029917B2 JP 61038139 A JP61038139 A JP 61038139A JP 3813986 A JP3813986 A JP 3813986A JP H029917 B2 JPH029917 B2 JP H029917B2
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gas
cutting
welding
torch
solenoid valve
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Maritsuku Jeraru
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Reeru Rikuitsudo SA Puuru Rechuudo E Rekusupurowatashion De Purosede Jioruju Kuroodo
Original Assignee
Reeru Rikuitsudo SA Puuru Rechuudo E Rekusupurowatashion De Purosede Jioruju Kuroodo
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Publication date
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Publication of JPH029917B2 publication Critical patent/JPH029917B2/ja
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36—Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/28—Cooling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3494—Means for controlling discharge parameters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に少くとも電極とノズルを有す
るトーチ、そのトーチへプラズマ発生ガスを供給
するガス供給装置及びプラズマ溶接または切断ア
ークを点弧、維持あるいは消弧するトーチへの電
気供給装置とよりなるプラズマ溶接または切断装
置に関する。
電極とノズルが水のような液体の流れによつて
冷却されるプラズマ・トーチを有する装置は、米
国特許第3242305号明細書によつて公知である。
このトーチは、トーチが休止しているとき、電極
はノズルに対し、またノズルの電気接点に対し可
動である。電圧がトーチに印加されると、冷却液
体はスプリングの圧縮及び電極とノズルの分離を
生じさせる水圧機構によつて水圧下におかれ、し
たがつてトーチが始動されるとき、アークの点弧
及びトーチ内へのプラズマ発生ガス注入が開始さ
れる。このトーチでは、冷却液体は、前記装置が
電圧を印加されている限りはガスの供給とは無関
係に循環する。
電極が螺進されノズルと接触状態にされ、次い
で螺退され、それから電極とノズル間の距離が所
望の値に調節されて、電極とノズルとを短絡する
ことによつて電極とノズル間にアークを点弧する
ことはフランス国特許第2385483号明細書によつ
て公知である。この特許明細書に開示されたトー
チは、電極とノズルの区域を循環する液体を用い
た冷却装置を有する。冷却液体のこの循環は、装
置に電圧が印加されているときに行われる。
電極とノズルとの間の短絡によるアークの点弧
に特によく適した構造をもつたトーチは、フラン
ス特許第2562748号明細書に提案されている。短
絡によるアークのこの点弧方法のさらに詳細は、
フランス特許第2556549号明細書を参照すること
によつて得られるであろう。この方法では、電極
とノズルを通常の作業に対応する互いにもつとも
離れた位置へ復帰させる弾性的復帰装置の作用に
抗して相互に接触するまで、軸線方向に電極とノ
ズルが可動であるように取付けられている。
したがつてノズルは、トーチが加工材料に当接
されたときに、電極と接触するようにトーチの本
体に滑動自在に取付けられる。トーチを離すこと
によつて、アークが電極とノズルとの間に発生
し、それによつて両部分の間にアークを点弧し維
持することが可能となり、前記アークトーチは溶
接または切断されるべき加工材料に移行される。
アークが消弧されると、プラズマ発生ガスは装
置に電圧が印加されている限り、トーチ内に噴射
され続ける。これは特に使用後のトーチの冷却を
可能にする。
プラズマ発生ガスは、またアークがなくとも同
様に噴射されるので、装置は余り経済的でない。
さらに、短絡によつてアークを点弧するときに、
これを達成するために大きな当接力を必要とする
ので、特に困難であることが発見されている。も
しも、切断されるべき加工材料が薄く、突出した
片持ち状態にある場合は、アークの点弧は極めて
困難になる。
この発明による装置はこの欠点を避けるもので
ある。このために、装置は、少くとも１個の電極
とノズルを含むトーチ、１個の電磁弁を備えトー
チにプラズマ発生ガスを供給するガス供給装置、
及びプラズマ溶接または切断アークを点弧、維持
あるいは消弧するトーチへの電気供給装置を含む
ガス冷却型プラズマ溶接または切断装置におい
て、ノズルが、通常の作業に対応する互いにもつ
とも離れた位置へ電極とノズルとを弾性的に復帰
させる手段の作用に抗して電極と接触するまで電
極に関して軸線方向に移動自在に取付けられ、さ
らに、一方はガス供給装置へ、他方は電磁弁用電
気制御装置へ接続された遅延装置を含み、前記遅
延装置は、トーチのアーク消弧に応答し、消弧か
ら所定遅延時間経過後に電磁弁を閉じさせ、それ
により少くともプラズマ発生ガスの流れを減少さ
せ、前記所定遅延時間内にトーチの冷却を達成す
るようにする。
一つの変形によると、前記遅延装置は所定時間
調節装置を備えている。
好ましくは、この発明による装置は、ガス供給
装置が、特にその開閉がプラズマ発生ガスの通路
を制御する１個の電磁弁を含み、電磁弁を制御す
る電気回路が遅延装置を介して電気供給装置に接
続されている。
このような解決は、特にスプリング型の装置
が、プラズマ発生ガスの供給をこの遅延時間の後
でしや断したとき、意図しない接触を避けるよう
に電極とノズルとを互いに離れて保持するために
設けられたときに充分に満足させる。
しかしながら、電極とノズルがプラズマ発生ガ
スそれ自体の流れによつて離れて保持されている
場合に、後者すなわちガスはトーチ本体内でその
座にノズルを押し付けることになる。プラズマ発
生ガスの流れのしや断は新しい問題を提起する。
トーチ本体内で移動可能であるノズルは、例え
ば、トーチの重量の影響によつて、トーチの空洞
内で摺動し、操作者の側の故意の作動なしでアー
ク点弧の進行を突発的に始めるのである。
この提起された二つの問題を同時に解決するた
めに、この発明は、電磁弁が、その開及び閉の位
置で、プラズマ発生ガスのそれぞれ別個な二つの
流れ、すなわちアークの点弧、維持段階に対応す
る第１の流れと、この第１の流れにより流量の少
ない第２の流れとを提供する第２の種類の電磁弁
であり、その第２の流れが、トーチの姿勢に関係
なくノズルと電極とを離しておくのに十分な弾性
的復帰装置となる装置も目的としている。
従つて、この発明の第２の実施例では、プラズ
マ・アークの消弧が、通常の流れから第２の種類
の電磁弁の小さい流れを作り、この小さい流れが
電極とノズルの冷却と、電極から離れた座に対し
てノズルを保持することの両方を行なう。
この発明のこの第２の実施例の変形によれば、
第２の種類の電磁弁の第２の流れ（小さい方）が
電極とノズルを正しく冷却するのに不充分な場合
に特に応用できるものであるが、それは遅延装置
が第２の種類の電磁弁の制御回路と電気的供給装
置との間に挿入され、常時開となつているガス供
給装置は、装置に電圧が印加されているときは第
２の種類の電磁弁のガスの第１の流れによつての
トーチの冷却を確実にするようにし、アークが消
弧したときは第２の種類の電磁弁の第２の流れに
よつて電極とノズルとの間隔を保持するようにし
ている。
この発明の好ましい実施例によれが、遅延のな
い通常の電磁弁と、調整された放流を有し、遅延
を備えた第２の種類の電磁弁の両方が用いられ、
これらの二つの電磁弁はガス源とプラズマ・トー
チとの間のプラズマ発生ガス供給回路内に直列に
接続されている。
第１の種類の電磁弁に遅延を用いるとき、ある
いは遅延を備えた第２の種類の電磁弁を用いると
き、そのガス流が、溶接または切断の段階中のト
ーチのガス流と同一である遅延時間にも、使用者
がトーチを再作動することを望むかも知れないこ
とに注目すべきである。しかしながら、短絡を生
じさせるためにトーチに及ぼす力は、ガス流なし
で、あるいは少ないガス流で始動する時より非常
に大きい。それで、トーチの点火は極めて困難で
あり、特に片持ち状態にある薄い板には極めて困
難であることが判つた。
一般的に言つて、先行する溶接または切断作業
（以下「切断作業」と略称する。）の後でこの型の
トーチを用いる場合に二つの問題が起る： 先行する切断作業の時間が短い場合、あるいは
使用者がトーチを正しく始動させるために困難に
遭遇した場合には、トーチの温度はあまり上昇し
ない。そこで、使用者は必要があれば、直ちにト
ーチの新しい始動と新しい切断作業を再開するこ
とができなければならない。
反対に、先行する切断作業の時間が極めて長い
場合には、トーチの劣化を避けるために、新しい
切断作業を再開する前にトーチを冷却することが
必要であることが一般に判つている。
これらの二つの問題を同時に解決するために、
この発明は好ましい実施例による二つの変更例を
提示する： 第１は、遅延が２種類の時間、すなわちトーチ
の短かい使用に対応する短かい（あるいは零）時
間と、トーチの長い使用に対応する長い時間をも
つ場合である。これらの時間は装置とその利用に
応じて決定される。
第２は、使用時間にかかわりなく、最大しきい
値までトーチの使用時間に応じて遅延が連続的に
変化する場合である。むしろ、この遅延は先行す
る切断段階の時間が所定の値より小さい場合には
零の時間をもつであろう。トーチの使用がある時
間を超えると、遅延の時間はこのトーチに用いら
れる構造と材料に応じて実験的に決定された最大
値を超過することなしに、先行する切断作業の時
間の函数となるだろう。この最大時間はこのトー
チに用いられるガスを供給するための周囲温度の
程度の値までノズルの温度を下げることを可能に
するものである。温度の持続時間を決定する函数
は、むしろ指数型函数であろう。
上記した二つの変更例では、対応する電気回路
は、遅延の時間を決定するように、切断作業の開
始によつて始められるコンデンサーの充電およ
び／または放電を用いるのが望ましいであろう。
これら二つの変更例に必要な装置は、予め定めら
れた時間を調節するための装置の一部である。
この発明のより良好な理解は、図面を参照して
限定しない例として示される次の実施例の説明か
ら得られるであろう。
第１図は、この発明による装置を示し、これは
トーチ１を有する。トーチ１は、電極２とノズル
３によつて構成され、ノズル３は、（電極２に対
して絶縁された）トーチ本体４の中に、摺動可能
に取付けられる。装置はさらに、トーチのための
ガス供給装置G.M.、トーチのための電気供給装
置E.C.M.および遅延装置C.G.M.を有し、このC.
G.M.は、一方において、ガス供給装置G.M.に連
結され、他方において、トーチのための電気供給
装置E.C.M.に連結される。トーチ１は、ここで、
溶接または切断すべき加工物７から僅かの距離に
あるとして図示される。トーチ１の電気供給源は
変圧器１０であつて、これの一次巻線１１は、２
本の導線１２および１３によつて、かつ自動制御
スイツチ１５を介して、主電源１４に接続され
る。前記スイツチ１５は、変圧器１０の下流に配
置することもできる。二次巻線１６は、電流を整
流ブリツジ１７に供給し、その負端子１８は、導
線１９を介して、トーチ１の電極２に接続され、
その正端子２０は、導線２１を介して、誘導コイ
ル２３の端子２２に接続される。これの他の端子
２４は、導線２５を介して、処理すべき加工物７
に接続される。補助の制御回路３０は、極めて低
い電圧の安全変圧器３１を包含し、その一次巻線
３２は、手動スイツチ３４を介して、スイツチ１
５の上流側で主電源１４に接続される。変圧器３
１の二次巻線３３の端子は、補助制御回路３０へ
の電力供給を示すランプ４０と、リレー接点４３
と直列の主スイツチ１５の制御コイル４２を有す
る制御回路４１と、電磁弁V1の励起コイル４４
とに、並列に接続され、このコイル４４は、空圧
−電気−機械形式（サーモカツプルなど）または
電子形式（アークの停止によつて作動される単安
定回路）の遅延装置８６と、直列に接続される。
このユニツト（４４および８６）は、ここでは、
遅延装置C.G.M.を形成する。遅延装置８６は、
制御コイル１４２が励起されたときに閉じる装置
である。コイル１４２がもはや励起されていない
ときには、予め定められた時間ののちに、装置８
６が開く。
変圧器３１の二次巻線３３の端子４５はまた、
一つの回路を介して加工物７に接続され、この回
路は、主変圧器１０の巻線に配置されて温度が異
常に上昇したときに開く熱接点４６と、トーチの
ガス供給路に配置されてガス圧の効果で閉じる接
点４７と、インピーダンス４９（並列のコンデン
サ５０および抵抗５１）に接続された励起コイル
４８とを直列に包含する。このコイル４８は、励
起されたときに、接点４３の閉作動を制御し、全
体はダイオード５２を介して、誘導コイル２３の
端子２４に接続される。負端子１８は、ダイオー
ド５３を介して、変圧器３１の二次巻線３３の他
の端子に接続される。さらに、誘導コイル２３の
端子２２は、抵抗５６を有する導線５５を介し
て、変圧器３１の二次巻線３３に接続される。
この実施例で用いられる第１の種類の電磁弁
V1は、ガス供給路（および図示なしの主ガス供
給弁）とともに、ガス供給手段G.M.を構成する。
この装置の作動は、次の通りである。
操作者は、補助回路３０のスイツチ３４を閉じ
主プラズマ発生用ガス供給弁を開き、これは、極
めて低い電圧の変圧器３１に電力を供給しかつ指
示ランプ４０を点灯する効果を有する。主スイツ
チ１５は、まだその開位置にある。
アークが、電極２、ノズル３と加工物７との相
互接触によつて形成される。補助回路３０は、変
圧器３１によつて、安全接点４６，４７および、
コイル４８の接点４３を閉じさせ、それによりコ
イル４２，１４２を励起させる短絡２−３−７を
介して励起されるコイル４８に給電し、コイル１
４２の励起は接点８６を閉じさせてコイル４４を
励起するので、その結果電磁弁V1が開となり、
プラズマ発生ガスは、通路５００，５０１を通つ
てトーチに到達し、その中に流入する。同様にコ
イル４２の励起は主変圧器１０の供給接点１５を
閉じさせるので、装置に主電圧が印加され、ノズ
ル３から電極２を離すことによつて電極２と加工
物７との間に溶接または切断アークが点弧され、
したがつて溶接または切断電流が確立されてアー
クが維持される。
コイル４８の励起は、溶接電流または切断電流
の存在に依存する誘導コイル２３の端子２２−２
４における電圧によつて維持され、この電圧は、
導線５５、抵抗５６、安全接点４６，４７および
一方向要素５２を介するコイル４８への電力の供
給を確保する。操作者が手元のスイツチをオフに
することによつて、装置への電流供給が絶たれて
溶接アークは停止する。すなわちコイル４８はも
はや励起されず、接点４３は開き、コイル４２も
非励起状態になつて接点１５が開くのである。同
時に、コイル１４２も非励起状態になり、リレー
８６を遅延された休止の状態になし、コイルが、
もはや電力を供給されていない電磁弁V1を閉じ
させる。一般に、電磁弁V1の閉弁による遅延時
間は、５秒と15秒の間で変化する。この時間は、
経験的にトーチの特性およびその使用に従つて決
定され、その時間だけ、引きつづきガスが流され
てトーチを冷却する。
さらに、装置は、操作者とは無関係に、ガス圧
の不在（接点４７の開）の際に、または変圧器１
４が異常に熱くなつた場合（接点４６の開）に、
作動を中止することは注意すべきである。点検回
路（ランプ６０および一方向要素６１）は、ガス
供給の正しい状態および変圧器１０の非加熱を、
光学的に示す。さらに、一方向要素６３に直列に
接続されたランプ６２は、コイル４２およびその
接点１５が良好な状態にあることを光学的に示
す。
望ましくは、ランプ６２は、サーモカツプルス
イツチ６４に直列に接続され、故にこのランプ６
２は、正規の作動で弱く点灯し、作動の停止によ
つて消灯する。他方において、変圧器１０の二次
巻線１６の端子における高い無負荷電圧の存在に
よつてコイル４２または接点１５に欠陥が生じた
場合に、ランプ６２が閃光するであろう。望まし
くは、音響生成装置６５が、ランプ６２に並列に
接続される。
第２図は、第１図の装置の変型を示し、ここで
は、第１図のものと同じ要素は、同じ符号で示
す。この変型において、コイル４４は補助制御回
路３０の一部分である。
遅延手段C.G.M.は、ここでは、時間遅延スイ
ツチ８５に直列に接続されたコイル８４によつて
制御される二つの流れを有する第２の種類の電磁
弁V′1によつて形成される。相互連結されていな
いコイル８４および遅延スイツチ８５の端部は、
コイル４４および変圧器３１の二次巻線３３の端
子に、並列に接続される。
コイル８４の励起によつて開となる電磁弁V′1
の第１の流れは、装置の通常の流れに対応し、こ
の流れは、少くとも通常の開閉弁である電磁弁
VSの開の時の流れと等しい。後記するように、
アークの停止から所定時間後に開となる遅延スイ
ツチ８５によつてコイル８４が非励起となり、電
磁弁V′1は閉の位置へ作動するが、この際電磁弁
V′1は完全に閉とはならず、第１の流れに比して
少量である第２の流れが通過できる通路を残して
いる。かくして調整された量のガス漏洩を可能と
しているのである。ガスのこの調整された漏洩
は、ノズルと電極を離して維持するのに、すなわ
ち可動なノズルをトーチ本体１内の座に対して維
持するのに充分な値である。トーチの構造によつ
て、この第２の流れの値は実験的に決定され、弁
V′1はその第２の位置で前記の流れを得るような
方法で選択または調節される。
第２図に示された装置は、遅延装置C.G.M.に
関する点を除いて第１図の装置の仕方と各点で全
く同一の仕方で作動する。
操作者が補助回路３０のスイツチ３４を閉ざす
と、これは極めて低い電圧の変換器３１に電流を
供給し、指示ランプ４０を点灯し、電磁弁VSの
コイル４４を励起し、それにより電磁弁が開く。
電磁弁V′1が調整された漏洩位置に閉鎖され、ト
ーチ１におけるプラズマ発生ガスの第２の流れを
可能にする。
溶接または切断アークが、前と同じように形成
される。アークの確立は電磁弁V′1を第１の流れ
の位置へ開放させる。操作者によるアークの停止
（アーク電流の中断）によつて、コイル４８は非
励起になり、接点４３が開き、これはまたコイル
４２と１４２を非励起とする。接点１５が開き、
遅延スイツチ８５もまた所定の時間後に開き、電
磁弁V′1を第１の流れ位置からその第２の流れ位
置または調整された漏洩位置へ変化させる。所定
時間中、プラズマ発生ガスの流れがその最大値に
維持され、それによりトーチを速かに冷却するこ
とができる。それ故、第２図に示された変型は、
リレー８５の予め定められた一定の遅延に対応す
る。
もちろん、この実施例では、電磁弁VSとその
コイル４４は、その電磁弁は単に電気的プラズマ
発生ガス供給弁の作用を有しているだけであるか
ら、省略されてもよい。
冷却のために必要なガス流が極めて大きなもの
でない場合に特に適用できるこの発明の変形で
は、第２図におけるコイル１４２と遅延回路C.G.
M.の遅延スイツチ８５を省略することもできる。
このようにして、操作者が溶接アークを停止する
と、これはコイル８４を介して、電磁弁V′1をそ
の小さい流れ位置に変化させ、この小さい流れ
は、一方ではノズルを電極から離れた位置にある
その座上に維持するのに充分で、他方ではトーチ
の電極および／またはノズルを冷却するのに充分
である。この最後の変型では、したがつて時間遅
延装置C.G.M.が、電磁弁V′1を第１の流れ位置か
ら第２流れ位置に変化させるための装置となる。
好ましくは、第２の流れ（調整された漏洩）は
プラズマアークの点弧・維持と、トーチの充分な
冷却の両方を同時に可能にできないようなもので
ある。
第３図はこの発明による装置の第２の変型を示
し、先行する切断段階の時間に応じて連続した状
態で変化する遅延装置を含む。第３図に示された
回路は、コイル１４２の接点と遅延の変化を可能
にする回路１７９の接点を除いて、第２図の回路
と同様である。第２図の遅延接点８５は、簡単な
接点８５および接点８５と直列に接続された第２
の接点１８５とによつて置き換えられている。こ
の接点１８５は、以下で了解されるようにコイル
２４２によつて制御される。
変圧器３１の二次巻線３３の端子に対して、整
流ブリツジＰの入力接続子に回路１７９が接続さ
れており、ブリツジの負および正の出力部が、一
方では、コンデンサC1の端子に、他方では、ゼ
ナー・ダイオードZ1と直列の抵抗器R1に接続さ
れる。ゼナー電圧に等しい値の安定電圧Ｖを出す
ダイオードZ1の端子に、接点１４３の第１の端部
が接続され、その他端はコンデンサC2と直列に
接続された抵抗器R2に接続され、コンデンサC2
の負の板は地面に接続されている。またこのダイ
オードZ1の端子には分割ブリツジR4−R5が接続
され、その中点（電圧VC）は比較増幅器A1の負
の入力に接続され、後者の正の入力は抵抗器R2
とコンデンサーC2の共通の点（電圧VA）に接続
され、この共通点は抵抗器R3を介して地面に接
続され、それによつて（必要に応じて）コンデン
サーC2の放電を可能にする。比較増幅器A1は電
圧Ｖで供給され、一方A1の出力（電圧VB）は抵
抗器R6を通してトランジスターT1のベースに接
続され、そのエミツターは地面に接続される（整
流ブリツジＰの負極）。T1のベースはまた、抵抗
器R7を介して接地される。T1のコレクターは、
接点１８５の開閉を制御するコイル２４２を介し
て極化され、ダイオードD1はコレクターからR1
とC1の共通点で選択された正の供給側へ導体方
向にコイル２４２と並列に接続されている。
第３図に示された装置の作動は、第４図を参照
することによつて良く理解される。第４図は、図
面の上部の曲線には時間ｔに応じた電圧VAの変
化を、図面の下部の曲線には切断時間ｔに応じた
遅延時間△ｔを示している。
切断回路は、第２図に示されたような同じ方法
で始まる。コイル１４２が励起されると、接点８
５が閉鎖される。そしてこれは切断時間中、ガス
の「大きい流れ」となる。瞬間t0まで、比較増幅
器A1の負の入力における電圧は正の入力の電圧
より高いので、トランジスターT1が遮断され、
コイル２４２は励起されない。スイツチ１８５が
開く。切断作用が停止すると、接点８５もまた開
かれ、コイル８４の非励起となり、弁V′1は直ち
に「小さい流れ」位置に変る。
切断作用の時間がt0より大きくなるのに充分な
程に長い時に、比較増幅器A1の正の入力におけ
る電圧VAは、A1の負の入力における分割ブリツ
ジR4，R5によつて固定された電圧より高くなる。
これは伝導性となるトランジスターT1のベース
における正の電圧となり、コイル２４２が励起さ
れると、これは接点１８５を閉止させる。もし、
切断作業が瞬間t1で停止されると、コイル１４２
が非励起となり、接点８５が開かれる。閉止がコ
イル４８の励起（第２図の説明参照）によつて行
われる接点１４３が開くと、これは抵抗器R3を
介してコンデンサC2の放電を引き起こす。時間
△ｔの後で、コンデンサC2の端子の電圧は再び
VCと等しくなり、コイル２４２が非励起となる
と、それは接点１８５の開放およびコイル８４の
非励起をもたらす。コイル８４が励起されている
ときに「大きい流れ」位置にあつた弁V′1は、そ
のとき「小さい流れ」位置に変化する。
さらに、第４図は、もしも切断作業が瞬間t2ま
たはt3で停止すると時間△t2、△t3の遅延△ｔが
得られる。切断作業の時間が、コンデンサが充分
充電されるようなものであると（板間の電圧Ｖ）、
遅延の時間△ｔは大体一定となる（△t2は大体△
t3に等しい）。
第５図はこの発明の装置の第３の変型を示して
おり、二つの遅延時間を有する。切断作業の時間
が所定値より小さくなると、遅延は、調節可能な
所定値の短い時間となる。この短い時間は一般に
無視できる。切断作業の時間がこの所定値より大
きくなると（長い時間の切断）、遅延は第２の、
あるいは調節できる所定値を取り、前の値より大
きい。しかしながら、実際は最長の遅延時間は普
通数秒を越えない。
第５図の回路は第３図のものと大体同一であ
る。しかし、次の差異がある。接点１８５がそれ
と並列の遅延接点３８５で置き換えられ、トラン
ジスタのコレクタ側T1のコイル２４２を通る供
給電流は、接点２８５を介して行われ、その開閉
は、接点８５の開閉もさせるコイル１４２の励
起、非励起によつて制御される。
第５図に示された回路は、次のように作動す
る。切断作業が開始される瞬間t0に、コイル１４
２は励起され、接点８５が閉じられ、それが弁
V′1に大きいガス流を通過させる。切断が瞬間t1
の前に停止されると（第４図参照）、コイル２４
２は非励起となり接点３８５は開かれたままであ
る。切断の停止が接点８５を開とするので、大き
いガス流も停止され、小さいガス流が弁V′1を通
過する。したがつて、この場合には遅延はない。
他方において、切断作業が瞬間t1の後で停止さ
れると、状況は全く異なつてくる。コイル１４２
が励起されたとき、瞬間t0に接点２８５が閉じら
れるので、瞬間t1から、比較器A1が変化し、コイ
ル２４２が励起される。たとえば切断が瞬間t3に
停止されると（第４図）、コイル１４２が非励起
となり、これは一方において接点８５を開に、他
方において接点２８５を開にする。後者の開は、
接点３８５の遅延された開をもたらすコイル２４
２の非励起を生じさせる。このようにして切断作
業後の弁V′1およびノズルでの大きいガス流が維
持され、この大きなガス流の時間は、遅延スイツ
チ３８５の遅延値と等しい。前記のように、この
値は、一般に数秒を超えない。
当業者が、たとえば切断作業の開始および終了
によるトリガーデジタル信号で作動する論理回路
（論理ゲート、計算機、等）の使用、または遅延
リレー（特に第５図の変形について）の使用によ
つて特許請求の範囲で定められた本発明の範囲か
ら離れることなしにいろいろなやり方で第３図お
よび第５図に示されたものを変形できることは理
解されるであろう。特に、デジタル論理回路を用
いて、線形関数、多項関数…にしたがつて所望の
形を与えるようなやり方で曲線△ｔ＝ｆ（ｔ）
（例：第４図）を修正することは可能である。可
変な遅延の目的は、先行する切断作業のトーチ温
度で直接定まる冷却時間を提供することである。
この目的のために、トーチの加熱曲線が切断時間
に応じて実験的にプロツトされ（トーチの与えら
れた点、たとえば電極の付近で）、実質的に同一
曲線が可変な遅延について再現され得る。
２種類の流れを達成するのに、電磁弁V′1に導
く二つの別個の供給回路を有する２種類のガスを
使用することが可能であり、各回路は第１の流れ
から第２の流れへ、そしてその逆に弁を切換える
のに同調して制御されるが、一般には二つの流れ
に同一ガスを使用するのが、より単純であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の装置の説明図、第２図は、
本発明の装置の一つの変形の説明図、第３図は、
先行する切断段階の時間に応じて連続的に変化す
る遅延を有する本発明の装置の第２の変形、第４
図は、第３図に示された変形の作動を示す曲線、
第５図は、２種類の遅延時間を有する第３の変形
の説明図である。 １：トーチ、２：電極、３：ノズル、４：トー
チ本体、７：加工物、１０：変圧器、１４：電
源、１５：スイツチ、１７：整流ブリツジ、３
０：補助制御回路、３１：低電圧変圧器、３４：
手動スイツチ、５００，５０１：ガス通路、
V1：第１の種類の電磁弁、V′1：第２の種類の電
磁弁、VS：開閉弁、G.M.：ガス供給装置、E.C.
M.：電気供給装置、C.G.M.：遅延装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１個の電極とノズルを含むトーチ、
    １個の電磁弁を備えトーチにプラズマ発生ガスを
    供給するガス供給装置、及びプラズマ溶接または
    切断アークを点弧、維持あるいは消弧するトーチ
    への電気供給装置を含むガス冷却型プラズマ溶接
    または切断装置において、ノズルが、通常の作業
    に対応する互いにもつとも離れた位置へ電極とノ
    ズルとを弾性的に復帰させる手段の作用を抗して
    電極と接触するまで電極に関して軸線方向に移動
    自在に取付けられ、さらに、一方はガス供給装置
    へ、他方は電磁弁用電気制御装置へ接続された遅
    延装置を含み、前記遅延装置は、トーチのアーク
    消弧に応答し、消弧から所定遅延時間経過後に電
    磁弁を閉じさせ、それにより少くともプラズマ発
    生ガスの流れを減少させることを特徴とする装
    置。 ２ 前記遅延装置が、所定時間調節装置を含んで
    いる特許請求の範囲第１項記載のガス冷却型プラ
    ズマ溶接または切断装置。 ３ 前記所定時間調節装置が、先行する溶接また
    は切断時間によつて遅延を決定する特許請求の範
    囲第２項記載のガス冷却型プラズマ溶接または切
    断装置。 ４ 前記電磁弁が、その閉位置でプラズマ発生ガ
    スの流れを停止する第１の種類の電磁弁である特
    許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
    載のガス冷却型プラズマ溶接または切断装置。 ５ 前記電磁弁が、その開及び閉の位置で、プラ
    ズマ発生ガスのそれぞれ別個な二つの流れ、すな
    わちアークの点弧、維持段階に対応する第１の流
    れと、前記第１の流れより流量の少ない第２の流
    れとを提供する第２の種類の電磁弁であり、前記
    第２の流れが、トーチの姿勢に関係なくノズルと
    電極とを離しておくのに十分な前記弾性的復帰装
    置となる特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
    ずれかに記載のガス冷却型プラズマ溶接または切
    断装置。 ６ 前記所定時間調節装置が、溶接または切断作
    業時間測定装置、前記溶接または切断作業時間と
    所定値との比較装置及び前記溶接または切断作業
    時間が前記所定値より小さいときは溶接または切
    断作業終了後直ちに大量のガス供給を中断させる
    装置を含む特許請求の範囲第２項ないし第５項の
    いずれかに記載のガス冷却型プラズマ溶接または
    切断装置。 ７ 前記所定時間調節装置が、先行する溶接また
    は切断作業時間が前記所定値より大きいかそれと
    等しいときは、溶接または切断作業終了時から所
    定時間後に大量のガス供給を中断させる装置を含
    む特許請求の範囲第６項記載のガス冷却型プラズ
    マ溶接または切断装置。 ８ 前記所定時間調節装置が、溶接または切断作
    業時間によつて定まる作業終了からの所定時間経
    過後に大量のガス供給を中断させる装置を含む特
    許請求の範囲第６項記載のガス冷却型プラズマ溶
    接または切断装置。 ９ 前記所定遅延時間が、溶接または切断作業終
    了時のトーチ温度によつて定められる特許請求の
    範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載のガス
    冷却型プラズマ溶接または切断装置。
JP61038139A 1985-02-22 1986-02-22 ガス冷却型プラズマ溶接または切断装置 Granted JPS61222678A (ja)

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FR8502554 1985-02-22

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