JPH0312252A - プラズマワイヤ溶射用トーチ - Google Patents

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、溶射ワイヤにプラズマを移行させて行なうプ
ラズマ溶射に用いる、プラズマワイヤ溶射用トーチに関
するものである。

［従来の技術］ この種のプラズマワイヤ溶射は、溶射ワイヤを送給しつ
つ、この溶射ワイヤにプラズマを移行させ、これを細粒
化して被加工物に向けて吹きつけ溶射皮膜を形成させる
。

第一１図および第２図は、これに用いるこの種のプラズ
マワイヤ溶射用トーチを示すものであり、通常のプラズ
マ加工トーチに、ワイヤ溶射ユニット部を付加した形態
したものとしている。モしてＨはトーチヘッド部であり
、トーチ本体部１．ワイヤ溶射ユニット部２からなり、
ワイヤ溶射ユニット部２は、ユニット本体２１に取着し
たワイヤ送給ガイド部３．アトマイジングエア供給部４
から構成している。また、Ｂはトーチボディ、Ｓはトー
チスイッチ、Ｃはトーチケーブルのそれぞれである。な
お、Ｗは溶射ワイヤであり、Ｐはプラズマアークである
。そして、あとでも述べる電極１３を陰極として溶射ワ
イヤＷを陽極とする直流型Ｒ（図示せず）の出力により
、窒素ガスなどの雰囲気中で、プラズマアークＰを発生
させ、溶射ワイヤＷを送給しつつプラズマ溶射を行なっ
ていく。Ａは、アトマイジングエアである。

ところで、従来のプラズマワイヤ溶射用トーチにおいて
は、プラズマアークに対する、溶射ワイヤの指向性を調
整しうる機構のものはなく、適宜選択した位置に固定し
ていた。第２図は、便宜上この種のプラズマワイヤ溶射
用トーチとして、殻内なものとして説明したが、ここで
は従来例として、特にこの発明と係わりのある部分につ
いて説明を行なう。

第２図において、ワイヤ送給ガイド部３は、ガイド本体
３１と、その先端に取着するワイヤチップ３３とからな
り、ユニット本体２１に、互いのねじ部２１ａ、３１ａ
により螺合させ支持したものである。

この場合、螺合により支持したものであるが、いずれに
しても、従来のプラズマワイヤ溶射用トーチにおいては
、プラズマアークに対する、溶射ワイヤの指向性を調整
しうる機構のものはなく、適宜選択した位置に固定して
いた。

ところが、溶射ワイヤの指向性、すなわち、チップオリ
フィスの中心に向けての水平方向の位置、あるいは、水
平方向の位置およびプラズマ溶射方向の高さ位置の、そ
゛れぞれの方向に調整機能を有することが、溶射皮膜粒
子の細粒化に重要な役割を果し、また溶射ワイヤの材質
あるいはワイヤの線径などの種類により、これらの調整
がプラズマエネルギーにもおおきな影響を及ぼすことな
どが分かってきた。

従って、従来のプラズマワイヤ溶射用トーチでは、これ
らの問題に対処しえるものではなく、より高度な溶射技
術を駆使することは、望むべくもなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、プラズマワイヤ溶射において、ワイヤ癖によ
る狙い位置の変化、またワイヤチップのワイヤ孔の摩耗
による狙い位置のずれ、さらには溶射ワイヤの材質の相
違、あるいはワイヤの線径などの相違などにも対応しえ
て、これらの溶射皮膜粒子の粗粒化、またプラズマエネ
ルギーに及ぼす影響などの問題に対して、より効果的に
プラズマワイヤ溶射を行ないうるプラズマワイヤ溶射用
トーチを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、従来技術の問題点を解決するために、第１に
溶射ワイヤにプラズマを移行させて行なうプラズマワイ
ヤ溶射用トーチにおいて、溶射ワイヤを案内するワイヤ
送給ガイド部を、少なくとも、チップオリフィスの中心
に向けての、水平方向の位置を調整しうるガイド調整機
構を備えたことを特徴としている０本発明の第２は、溶
射ワイヤにプラズマを移行させて行なうプラズマワイヤ
溶射用トーチにおいて、溶射ワイヤを案内するワイヤ送
給ガイド部を、少なくとも、チップオリフィスの中心に
向けての水平方向の位置、およびプラズマ溶射方向の高
さ方向の位置の、それぞれの方向に調整しうるガイド調
整機構を備えたことを特徴としたことである。

［作用］ 本発明のプラズマワイヤ溶射用トーチは、このトーチの
溶射ワイヤを案内するワイヤ送給ガイド部に、チップオ
リフィスの中心に向けての、水平方向の位置を調整しう
るガイド調整機構を備えたものであり、また溶射ワイヤ
を案内するワイヤ送給ガイド部に、チップオリフィスの
中心に向けての水平方向の位置、およびプラズマ溶射方
向の高さ方向の位置の、それぞれの方向に調整しうるガ
イド調！！機構を備えたものであるから、プラズマアー
クに対する、溶射ワイヤの指向性を調整しえて、高度な
溶射技術にも対応しうるものである。

［発明の実施例コ 次に、本発明の実施例について、第１図ないし第８図を
用いて説明を行なう。なお、先に述べた第１図、第２図
と変わらない部分については、同符号を用いる。

トーチヘッド部Ｈは、第３図、第４図に示すように、ト
ーチ本体部１．ワイヤ溶射ユニット部２から構成してい
る。

トーチ本体部ｌは、トーチボディＢの先端部分および、
電極ホルダ１１．ガス供給管１２．電極１３、ガスデイ
ストリビユータ１４．チップホルダ１５．プラズマチッ
プ１日、ニアリング１７から構成している。そして電極
ホルダ１】は、ガスデイストリビユータ１４を外嵌して
、そのおねじ部１１ａでトーチボディＢ内に捩じ込んで
螺着している。チップホルダ１５は、ガスデイストリビ
ユータ１４の段差部１４ａを内嵌するかたちで、やはり
トーチボディＢ内に、そのおねじ部１５ａで螺合する。

なお１２は、電極ホルダ１１と同心的に一体としたガス
供給管である。また電極１３は、そのおねじ部１３ａで
電極ホルダ１１の先端部に、ガス供給管１２を内挿する
ように取着し、プラズマチップ１６は、そのおねじ部１
６ａで、チップホルダ１５のめねじ部１５ｂに螺着させ
る。

１６ｂは、チップオリフィスである。

ワイヤ溶射ユニット部２は、絶縁体２４をユニット本体
２２に内嵌するかたちで、ユニット本体２２または２３
のおねじ部２２ａに、締付リング２６をそのめねじ部２
６ａで取付ける。そして、絶縁体２４の円孔部２４ａの
一部を、トーチ本体部ｌのトーチボディＢの段差部Ｂａ
に嵌合させ、ニアリング１７をそのめねじ部１７ａで、
チップホルダ１５のおねじ部１５ｃに螺合支持させる。

ワイヤ送給ガイド部３は、ガイド本体３２とガイド本体
３２の先端に取着したワイヤチップ３３とから構成して
いるが、このワイヤ送給ガイド部３の、ユニット本体２
２，２３への装着についてはあとで述べる。

アトマイジングエア供給部４は、エア供給口金４１と、
これと連結するエアホース４２とからなり、エア供給口
金４１で、そのおねじ部４１ａの部分で、ユニット本体
２２の口金ねじ部２２ｂに取着している。そして、先に
述べた絶縁体２４には、エア溝２４ｂが設けてあり、こ
れと連接する円孔部２４ａの周囲に貫通して設けたエア
噴出孔２４ｃに通じている。

次に、本発明の要部である、ワイヤ送給ガイド部の調整
機構について説明を行なう。

本発明の第１は、第５図（Ａ）に示すように、ワイヤ送
給ガイド部３のワイヤチップ３３から、プラズマアーク
Ｐに向けて、すなわち、プラズマチップ１６のチップオ
リフィス１６ｂに向けて、送給する溶射ワイヤＷを、狙
い位置の０点からのずれから矢印方向に修正しうるよう
に、プラズマチップ１６の、チップオリフィス１６ｂの
中心に向けての、プラズマチップ１６０表面に対する水
平方向の位置を変えろるようにしたことである。

本発明の第２は、第Ｓ図（Ａ）で説明した発明に加えて
、第５図（Ｂ）に示すように、ワイヤ送給ガイド部３の
ワイヤチップ３３から、プラズマアークＰに向けての、
すなわち、プラズマチップ１６のチップオリフィス１６
ｂに向けて送給する溶射ワイヤＷを、プラズマアークＰ
の溶射方向の矢印方向で示す高さ方向の位置をも、変え
うるようにしたことである。

このように、本発明のプラズマワイヤ溶射用トーチは、
溶射ワイヤの送給方向に対して、水平方向のみ、さらに
、水平方向および高さ方向の位置をも変えろるｙｉ整機
構を設けたことにある。

次に、本発明の具体例について述べる。まず、水平方向
のＷ＠整機構の第１の具体例を、第６図に示す。これは
、ワイヤ送給ガイド部３の水平方向の狙い位置の調整機
構を、ワイヤ溶射ユニット部２に設けた絶縁体２４に代
えて、偏心させた絶縁体２５としたことである。溝部２
５ｂを含む外形をそのままに、円孔部２５ａをエア噴出
孔２５ｃとともに偏心させ、その円孔部２４ａをトーチ
ボディＢの段差部Ｂａに嵌合させている。従って、この
絶縁体２５を用い、溶射ワイヤＷの水平方向の狙い位置
を変えるときは、ワイヤ送給ガイド部３は、ユニット本
体２１にはそのままで、締付はリング２６を弛め、絶縁
体２５を回して調整することになる。絶縁体２５を回す
ことにより、チップオリフィス１６ｂを含むトーチ本体
部ｌと、ワイヤ送給ガイド部を装着するワイヤ溶射ユニ
ット部２との相対関係が変わり、溶射ワイヤＷの水平方
向の狙い位置が変わることとなる。第７図は、ワイヤ送
給ガイド部３の、水平方向の狙い位置の調整機構を、ガ
イド本体３２を支持する支持体５を、一方のボルト穴を
弧状の長穴５ａとして、ユニット本体２２の切り欠は部
２２ｂに、固定ボルト７で支持したことである。なお、
５ｂは他方のボルト穴である。ガイド本体３２は、これ
をを挿通ずる支持体５に割溝５Ｃを設け、この割溝５０
に取着した締付ボルト５ｄで着脱するようにしている。

そして、長大５ａを利用して、溶射ワイヤＷの水平方向
の狙い位置の向きを変える。第８図は、水平方向に加え
て高さ方向の位置をも変えるための調整機構の具体例で
ある。この場合、ワイヤ送給ガイド部３は、この支持体
６にガイド本体３１を挿通させ、ロックナラ）６ａ、６
ｂで螺合支持している。そして支持体６を、支軸１０ａ
を介して受は台１０に回動および回動後固定可能に支持
し、受は台１０の下部に設けたねじ体８で、ユニット本
体２３の切り欠は部２３ｃに設けた、めねじ部２３ｄに
螺合させ、固定ナツト９でユニット本体２３に固定する
。そして、固定ナツト９を弛め、受は台１０を回動する
ことにより、水平方向の狙い位置の調整を行なう。また
、支持体６を支軸１０ａを介して高さ方向の狙い位置の
調整を行なう。

なお、第７図、第８図の実施例では説明しなかフたが、
絶縁体としては、偏心していない絶縁体２４１を用いる
ものとする。

以上に述べたように、本発明のプラズマワイヤ溶射用ト
ーチは、溶射ワイヤの狙い方向、つまりワイヤ送給ガイ
ド部の水平方向、または水平方向と高さ方向の調整機構
を備えたものであり、実施例に限らず、それぞれのその
組合せは自由である。

〔発明の効果］ 本発明のプラズマワイヤ溶射用トーチは、溶射ワイヤを
案内するワイヤ送給ガイド部を、チップオリフィスの中
心に向けての水平方向の位置、またはチップオリフィス
の中心に向けての水平方向の位置、およびプラズマ溶射
方向の高さ狙い位置の、それぞれの方向に調整しうるガ
イド調整機構によって、ワイヤ溶射ユニット部に装着し
たものであるから、ワイヤ癖による狙い位置の変化、さ
らにはワイヤチップのワイヤ孔の摩耗による狙い位置の
ずれなどにも対応しえるものであり、これらのことから
、溶射皮膜粒子の細粒化などの問題、また溶射ワイヤの
材質の相違、あるいはワイヤの線径などの相違など、こ
れらのプラズマエネルギーに及ぼす影響などの問題に対
して、より効果的ζごプラズマワイヤ溶射を行ないうる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この種のプラズマワイヤ溶射用トーチの外観
斜視図である。第２図は、第１図の要部拡大断面図であ
り、従来例の説明図ともした。第３図、第４図は、本発
明の分解斜視図である。第６図は、本発明の詳細な説明
するための説明図である。第６図は、本発明の第１の具
体例であり、要部拡大断面図である。第７図は、同じく
本発明の第１の具体例であり、要部の拡大斜視図である
。 第８図は、本発明の第２の具体例であり、要部の拡大斜
視図である。 １・・・・・・トーチ本体部　２・・・・・・ワイヤ溶
射ユニット部　２１，２２．２３・・・・・・ユニット
本体　２４゜２５・・・・・・絶縁体　２６・・・・・
・締付リング　３・・・・・・ワイヤ送給ガイド部　３
１．３２・・・・・・ガイド本体４・・・・・・アトマ
イジングエア供給部　５，６・・・・・・支持体　７・
・・・・・固定ボルト　８・・・・・・ねじ体　９・・
・・・・固定ナツト　１０・・・・・・受は台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶射ワイヤにプラズマを移行させて行なうプラズ
   マワイヤ溶射用トーチにおいてへ溶射ワイヤを案内する
   ワイヤ送給ガイド部を、少なくとも、チップオリフィス
   の中心に向けての、水平方向の位置を調整しうるガイド
   調整機構を備えたことを特徴とするプラズマワイヤ溶射
   用トーチ。
2. （２）溶射ワイヤにプラズマを移行させて行なうプラズ
   マワイヤ溶射用トーチにおいて、溶射ワイヤを案内する
   ワイヤ送給ガイド部を、少なくとも、チップオリフィス
   の中心に向けての水平方向の位置、およびプラズマ溶射
   方向の高さ方向の位置の、それぞれの方向に調整しうる
   ガイド調整機構を備えたことを特徴とするプラズマワイ
   ヤ溶射用トーチ。