JPH032384Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、プラズマ肉盛溶接用トーチに係り、
特にトーチ頭部（ノズル）より外側においてプラ
ズマアーク中に供給される粉末材料の拡がりを小
さくし得るように構成したプラズマ肉盛溶接用ト
ーチに関するものである。

従来から、アーク放電を利用したプラズマを発
生せしめ、そしてこのプラズマを金属の溶接や加
工に用いようとする各種の手法が開発されている
が、そのようなプラズマ発生方式の中でも、電極
と母材との間にアークを飛ばす移送アーク式と呼
ばれる手法の範疇に属するPTA溶接法（Plasma
Transferred Arc Welding）が近年注目を浴び
るようになつた。このPTA溶接法では、溶接操
作に主として移送型のアークを用いるのである
が、また非移送型のアークをも利用して行なうよ
うになつており、このような移送型並びに非移送
型のアークを利用することによつて、母材の溶け
込み量が制御できる等の利点を有している。

そして、このようなPTA溶接手法には、大別
して、母材に肉盛されるべき粉末材料を内部でプ
ラズマアーク内に送り込む形式のトーチと、トー
チ外部においてプラズマアーク内に所定の粉末材
料を供給するタイプのトーチとが用いられている
が、前者のトーチにあつては、発生するプラズマ
アーク内に粉末材料を送り込み、そしてかかるプ
ラズマアークを絞つて前方に噴出せしめる外筒の
ノズル部分に高度の耐熱性が要求され、またその
ような耐熱要求特性の故に、アーク発生電流を
精々250A程度と低めに抑える必要があるという
問題を内在しており、更にまた部品点数も多くな
る問題もあるが、後者のトーチにあつては、この
ような問題は何等存在しない利点がある。

すなわち、粉末材料を、トーチ頭部より外側に
おいて、プラズマアーク中に供給するようにした
トーチは、例えば特開昭53−54134号公報等にお
いて明らかにされ、また第１図に略図的に示すよ
うに、電極（一般にはタングステン電極）２を収
容した中空のトーチ本体４を有し、また該トーチ
本体４の先端部に設けられたトーチ頭部（ノズル
部）６に、母材に肉盛されるべき粉末材料を給送
せしめる粉末給送路８が傾斜して設けられている
のである。そして、電極２の先端に発生するアー
クを、トーチ本体４内を通じて供給される作動ガ
スのノズル孔１０からの噴出によつて、プラズマ
アーク１２に変換せしめ、そしてかかるプラズマ
アーク１２内に、粉末給送路８を通じて搬送ガス
とともに給送される粉末材料を送り込み、該プラ
ズマアーク１２の高熱によつてそれを溶融せしめ
て、所定の母材上に供給するようにしているので
ある。

しかしながら、このような従来のトーチにおい
ては、トーチ頭部６の前端面１４に開口せしめら
れる粉末給送路８の供給口１６は、かかる粉末給
送路８が一般に円形断面とされているところか
ら、第２図に示されるように楕円形状を呈するよ
うになるのであり、このため粉末給送路８を通じ
て供給される粉末材料が供給口１６部分において
外方に拡がり、プラズマアーク１２内には粉末材
料が有効に送り込まれ得ず、それによつて粉末材
料の溶接歩留りが低くなるという問題があつたの
である。

ここにおいて、本考案はかかる事情に鑑みて為
されたものであつて、その目的とするところは、
トーチ頭部の外側においてプラズマアーク中に吹
き込まれる粉末材料の拡がりを効果的に狭く為し
得て、その溶接歩留りを高め得るように構成した
プラズマ肉盛溶接用トーチをを提供することにあ
る。

そして、本考案は、かかる目的を達成するため
に、所定の部材に肉盛されるべき粉末材料が、プ
ラズマアークを噴出せしめるトーチ頭部より外側
において、該プラズマアーク中に供給されるよう
にした型式のトーチにおいて、該トーチ頭部の前
端面に開口せしめられる前記粉末材料の供給口
を、略真円形の開口形状に形成したのである。

そして、このように粉末材料の供給口を略真円
形の開口形状としたことにより、従来のトーチに
おける楕円形状の場合に比べて、そこからプラズ
マアーク中に吹き込まれる粉末材料の拡がりを効
果的に狭く為し得ることとなつたのであり、また
これによつてかかる粉末材料の溶接歩留りも向上
せしめられ得ることとなつたのである。

以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案のいくつかの実施例を図面に基づいて
詳細に説明することとする。なお、第１図に示し
た従来のトーチと同様な部分は、同様な機能乃至
は作用を有するものであるところから、ここでは
同一の符号を付して具体的な説明を省略すること
とする。

先ず、第３図、第４図に示す本考案の一実施例
においては、トーチ頭部６のノズル孔１０の回り
に、傾斜した壁面１８を有するすりばち型の凹所
２０が設けられている。そして、かかる凹所２０
の傾斜壁面１８に、粉末給送路８が、その軸心が
該傾斜壁面１８に対して垂直となるように、開口
せしめられて、略真円形の開口部である供給口２
２が形成されているのである。

従つて、かかる構成によれば、すりばち型の凹
所２０の略中心部に位置するノズル孔１０から噴
出せしめられるプラズマアーク１２に対して吹き
込まれる粉末材料の供給口２２は、略真円形の開
口形状において、かかるプラズマアーク１２に対
してより一層対向する状態となり、そして該供給
口２２の最も狭い開口面積である真円形状の故
に、そこから搬送ガスと共に吹き込まれる粉末材
料は、その拡がりが効果的に小さくされ得て、こ
れによりプラズマアーク１２中への粉末材料の供
給を有効に行い、以てかかる粉末材料の溶接歩留
りをより一層向上せしめ得ることとなつたのであ
る。

また、第５図に示す本考案の他の実施例におい
ては、前例とは異なり、トーチ頭部６の前端面１
４がノズル孔１０の軸心に対して直角となる一平
面にて形成されており、そしてかかる平面１４内
に開口させられる粉末材料の粉末給送路２４が、
第６図に仮想で示されるように所定の楕円形状に
形成されており、このような楕円形状の粉末給送
路２４が一平面である前端面１４に対して傾斜し
て交わるように構成せしめられることにより、該
前端面１４内に開口する供給口２６が第６図に実
線で示されるような略真円形の開口形状をなすよ
うに構成されているのである。このような構造に
おいても、供給口２６は略真円形の開口形状とさ
れているため、そこから噴き出される粉末材料の
拡がりは可及的に小さく抑制せしめられ、以てそ
の溶接歩留りの向上が達成されるのである。

更に、第７図に示される本考案の更に別の実施
例にあつては、トーチ頭部６にノズル孔１０に向
かつて傾斜した傾斜穴２８が設けられており、該
傾斜穴２８にパイプ３０が嵌装せしめられるとと
もに、該パイプ３０の先端部がその軸心に対して
直角な平面にて切り落とされることによつて、略
真円形の開口形状を為す供給口３２が形成されて
おり、またかかる粉末給送路を為すパイプ３０の
先端部が、ノズル孔１０の軸心に対して直角な一
平面となる前端面１４からわずかに突き出した状
態で配置されているのである。このような構造に
あつても、粉末給送路であるパイプ３０の先端の
供給口３２が略真円形状となつているところか
ら、該パイプ３０を通じて吹き込まれる粉末材料
はその拡がりが効果的に抑制されて、ノズル孔１
０から噴出せしめられるプラズマアーク１２内に
有効に吹き込まれることとなり、以てかかる粉末
材料の溶接歩留りが著しく向上せしめられ得るの
である。

以上、本考案の二，三の実施例について詳しく
説明してきたが、本考案はそれらの具体例のみに
限定して解釈されるものでは決してなく、本考案
の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更・修正・改良等を加え
ることが可能である。例えば、最先に説明した本
考案の実施例にあつては、ノズル孔の回りに凹所
が設けられた構造を採用しているが、またトーチ
頭部の前端面に開口する粉末材料の供給口の回り
を高めて突部と為し、略真円形状の開口形状を形
成しても、何等差支えないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトーチ頭部外側における粉末材料の供
給方式の従来のトーチを概略的に示す断面図、第
２図はその供給口の形状及び粉末給送路の形状を
示す略図であり、第３図は本考案に係るプラズマ
肉盛溶接用トーチの一例を示す概略断面図、第４
図はその粉末給送路の供給口部分の拡大説明図で
ある。第５図は本考案の他の実施例を示す第３図
に相当する図、第６図はその粉末給送路の穴形状
並びに供給口の形状を示す略図であり、第７図は
本考案の更に他の一実施例を示すトーチ頭部の粉
末材料の供給口並びにノズル孔部分を拡大して示
す断面部分図である。 ２：電極、４：トーチ本体、６：トーチ頭部、
８：粉末給送路、１０：ノズル孔、１２：プラズ
マアーク、１４：前端面、１８：傾斜壁面、２
０：凹所、２２，２６，３２：供給口、２４：粉
末給送路、２８：傾斜穴、３０：パイプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 所定の部材に肉盛されるべき粉末材料が、プ
   ラズマアークを噴出せしめるトーチ頭部より外
   側において、該プラズマアーク中に供給される
   ようにした型式のトーチにおいて、該トーチ頭
   部の前端面に開口せしめられる前記粉末材料の
   供給口を、略真円形の開口形状に形成したこと
   を特徴とするプラズマ肉盛溶接用トーチ。 (2) 前記粉末材料の供給口が、前記トーチ頭部に
   設けられたプラズマアークを噴出するノズル孔
   の回りに形成された凹所の傾斜壁面に形成さ
   れ、且つ該供給口の軸心が該壁面に対して略垂
   直となるようにすることにより、略真円形の開
   口部が形成されるようにしたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のトーチ。 (3) 前記トーチ頭部の前端面が、プラズマアーク
   を噴出するノズル孔の軸心に対して直角となる
   一平面にて形成されると共に、該平面内に開口
   させられる前記粉末材料の供給口が、該平面に
   対して傾斜して交わる楕円形断面の通路によつ
   て形成され、略真円形の開口形状を為す実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のトーチ。