JPH0343944B2 - - Google Patents
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- JPH0343944B2 JPH0343944B2 JP61088076A JP8807686A JPH0343944B2 JP H0343944 B2 JPH0343944 B2 JP H0343944B2 JP 61088076 A JP61088076 A JP 61088076A JP 8807686 A JP8807686 A JP 8807686A JP H0343944 B2 JPH0343944 B2 JP H0343944B2
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- 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
- H05H1/36—Circuit arrangements
-
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
本発明はプラスチツク等の非導電性材のプラズ
マ溶接又は切断に使用される非移行式プラズマ装
置の加工方法及びその装置に関するものである。
マ溶接又は切断に使用される非移行式プラズマ装
置の加工方法及びその装置に関するものである。
<従来の技術>
プラズマ加工装置としては金属材等の導電性材
と溶接又は切断(以上加工と総称する)する為に
プラズマトーチの電極と導電性材との間でプラズ
マアークを発生させて加工する移行式と、プラズ
マトーチ自体の内部の電極とノズル間で電気回路
を作つてプラズマアークを発生させて加工をする
非移行式とがあり、この後者の場合にはプラスチ
ツク、セラミツク、布、紙等の非導電性材を切断
し得る利点がある。
と溶接又は切断(以上加工と総称する)する為に
プラズマトーチの電極と導電性材との間でプラズ
マアークを発生させて加工する移行式と、プラズ
マトーチ自体の内部の電極とノズル間で電気回路
を作つてプラズマアークを発生させて加工をする
非移行式とがあり、この後者の場合にはプラスチ
ツク、セラミツク、布、紙等の非導電性材を切断
し得る利点がある。
<発明が解決しようとする問題点>
然るに前述のものの内、特に非移行式プラズマ
加工装置に於いては、プラズマ電流、プラズマガ
ス電流、プラズマガスの混合比、プラズマアーク
の噴出ノズル口径等の諸条件が若干変化しただけ
で、プラズマ電流の周波数が変化してしまい、こ
れに伴つてプラズマアークの長さが同調して長く
なつたり、短くなつたりして不安定になり、加工
に悪影響を及ぼす欠点があつた。
加工装置に於いては、プラズマ電流、プラズマガ
ス電流、プラズマガスの混合比、プラズマアーク
の噴出ノズル口径等の諸条件が若干変化しただけ
で、プラズマ電流の周波数が変化してしまい、こ
れに伴つてプラズマアークの長さが同調して長く
なつたり、短くなつたりして不安定になり、加工
に悪影響を及ぼす欠点があつた。
本発明は従来のこれ等の欠点に鑑み開発された
全く新規な技術であつて、特に非移行式プラズマ
加工に於いて、プラズマ電流の周波数が変化しな
いように固定制御し、プラズマアークを安定せし
めて高品質の加工を実施出来るようにした全く新
規な技術に関するものである。
全く新規な技術であつて、特に非移行式プラズマ
加工に於いて、プラズマ電流の周波数が変化しな
いように固定制御し、プラズマアークを安定せし
めて高品質の加工を実施出来るようにした全く新
規な技術に関するものである。
<問題点を解決するための手段>
本発明は、プラズマ装置によつてプラズマ加工
する方法に於いて、プラズマガスを水素とアルゴ
ンとの混合ガスにすると共に、その水素のアルゴ
ンに対する比率を5〜20VOL%とし、更にプラ
ズマ電源の定電流回路を、半導体のスイツチング
素子で構成された、例えばトランジスタを用いた
インバータ回路とし、プラズマ電流をトランジス
タのスイツチングにより10〜30kHzの範囲で常に
同じ周波数になるように制御したことを特徴とし
たプラズマ加工方法及びその装置に関するもので
ある。
する方法に於いて、プラズマガスを水素とアルゴ
ンとの混合ガスにすると共に、その水素のアルゴ
ンに対する比率を5〜20VOL%とし、更にプラ
ズマ電源の定電流回路を、半導体のスイツチング
素子で構成された、例えばトランジスタを用いた
インバータ回路とし、プラズマ電流をトランジス
タのスイツチングにより10〜30kHzの範囲で常に
同じ周波数になるように制御したことを特徴とし
たプラズマ加工方法及びその装置に関するもので
ある。
<作用>
本発明に係る加工方法及び装置に於いては上述
の如く、プラズマ電流の周波数を10〜30KHzの範
囲で固定制御し、かつプラズマガスをアルゴンと
水素との混合ガスとすると共に該水素の混合比を
5〜20VOL%としたので、ノズルより噴出され
た水素ガスが空気中で長時間燃焼し、これによつ
て高温で長くしかも安定したプラズマアークを平
時平均して得ることが出来、これによつて加工作
業の中断或いは粗悪な切断面の発生等を防止する
ことが出来る。
の如く、プラズマ電流の周波数を10〜30KHzの範
囲で固定制御し、かつプラズマガスをアルゴンと
水素との混合ガスとすると共に該水素の混合比を
5〜20VOL%としたので、ノズルより噴出され
た水素ガスが空気中で長時間燃焼し、これによつ
て高温で長くしかも安定したプラズマアークを平
時平均して得ることが出来、これによつて加工作
業の中断或いは粗悪な切断面の発生等を防止する
ことが出来る。
<実施例>
図により本発明に係る方法を実施する為の装置
について説明すると次の通りである。
について説明すると次の通りである。
第1図に於いて、本発明に係る装置は非移行式
プラズマトーチAとプラズマ電源Bとこれ等を連
結するトーチホースCとより構成されている。
プラズマトーチAとプラズマ電源Bとこれ等を連
結するトーチホースCとより構成されている。
このトーチAは第2図に示す如く、導電性の良
い材質で作られた中央部のパイプ1がトーチの先
端の電極3に接続されている。パイプ1の外方に
はこのパイプ1と絶縁体で絶縁された導電性の良
いパイプ2が設けられ、かつこのパイプ2は前記
電極3の周りに設けられたノズル5に接続されて
いる。パイプ1とパイプ2との間にはガス通路4
が設けられ、このガス通路4に供給されたプラズ
マガスは該通路4の先端に設けられたガス整流器
6を通り、更に電極3とノズル5との間を通過し
た後で大気に噴出されるように構成されている。
次に8はノズル5の周りに設けられた水冷チヤン
バーであつて、冷却水入口7より供給された冷却
水はこの水冷チヤンバー8を通つて冷却水出口9
より流出し得る如く構成されている。
い材質で作られた中央部のパイプ1がトーチの先
端の電極3に接続されている。パイプ1の外方に
はこのパイプ1と絶縁体で絶縁された導電性の良
いパイプ2が設けられ、かつこのパイプ2は前記
電極3の周りに設けられたノズル5に接続されて
いる。パイプ1とパイプ2との間にはガス通路4
が設けられ、このガス通路4に供給されたプラズ
マガスは該通路4の先端に設けられたガス整流器
6を通り、更に電極3とノズル5との間を通過し
た後で大気に噴出されるように構成されている。
次に8はノズル5の周りに設けられた水冷チヤン
バーであつて、冷却水入口7より供給された冷却
水はこの水冷チヤンバー8を通つて冷却水出口9
より流出し得る如く構成されている。
上述の装置に於いて、電源BをONにして電極
3とノズル5間でプラズマアークを発生させる
と、ノズル5で冷却されサーマルピンチ効果によ
つて中心に集中したプラズマガスは高速でプラズ
マ化されながらノズル5より被加工材に噴出さ
れ、被加工材を溶接又は切断加工することが出来
る。
3とノズル5間でプラズマアークを発生させる
と、ノズル5で冷却されサーマルピンチ効果によ
つて中心に集中したプラズマガスは高速でプラズ
マ化されながらノズル5より被加工材に噴出さ
れ、被加工材を溶接又は切断加工することが出来
る。
本発明に於いては第3図に示す如く、プラズマ
ガスをアルゴン(Ar:原子番号18)と水素
(H:原子番号1)との混合ガスとし、そのアル
ゴンと水素との混合比を87:13とし、プラズマ電
流を0.1〜40アンペアまでの範囲に設定すると共
にプラズマ電源周波数(Hz)を10〜30KHzの範囲
とし、かつプラズマガス流量を60/H、前記ノ
ズルの口径を0.5mm、プラズマ電流を20Aとして、
プラズマ電源の周波数(Hz)を10〜30KHzの範囲
で変動させて実験した処、この範囲内に於いては
全体として安定した長さの長いプラズマアークを
得ることが出来た。特に図に示す如く、プラズマ
電流の周波数が15KHzの時が最も長いアークを得
ることが出来た。
ガスをアルゴン(Ar:原子番号18)と水素
(H:原子番号1)との混合ガスとし、そのアル
ゴンと水素との混合比を87:13とし、プラズマ電
流を0.1〜40アンペアまでの範囲に設定すると共
にプラズマ電源周波数(Hz)を10〜30KHzの範囲
とし、かつプラズマガス流量を60/H、前記ノ
ズルの口径を0.5mm、プラズマ電流を20Aとして、
プラズマ電源の周波数(Hz)を10〜30KHzの範囲
で変動させて実験した処、この範囲内に於いては
全体として安定した長さの長いプラズマアークを
得ることが出来た。特に図に示す如く、プラズマ
電流の周波数が15KHzの時が最も長いアークを得
ることが出来た。
更にプラズマガスを構成する水素のアルゴンに
対する比率を色々変えて実験した処、その比率が
5〜20VOL%とした場合に極めて有効であるこ
とが判明した。
対する比率を色々変えて実験した処、その比率が
5〜20VOL%とした場合に極めて有効であるこ
とが判明した。
即ち、アルゴンに対する水素の比率を5〜
20VOL%とした場合にはノズルより噴出された
水素ガスが空気中で長時間に亘つて燃焼し、これ
によつて高温度の長いプラズマアークを得ること
が出来る。
20VOL%とした場合にはノズルより噴出された
水素ガスが空気中で長時間に亘つて燃焼し、これ
によつて高温度の長いプラズマアークを得ること
が出来る。
上述の範囲より水素の比率が大きい場合には温
度が高くなり過ぎて電極及びノズルを著しく消耗
させる欠点があり、一方で水素の比率が小さい場
合には効果が無いことが実験的に判明した。
度が高くなり過ぎて電極及びノズルを著しく消耗
させる欠点があり、一方で水素の比率が小さい場
合には効果が無いことが実験的に判明した。
上述の条件で板厚20mmのプラスチツク板を切断
した処、極めて高品質の切断が可能であつた。
した処、極めて高品質の切断が可能であつた。
<発明の効果>
本発明に於いては上述の装置を用いかつ水素の
アルゴンに対する比率を5〜20VOL%とした混
合ガスをプラズマガスとして使用し、更にプラズ
マ電流の周波数を10〜30KHzの範囲で固定制御し
たので、常に長さの長いプラズマアークを安定し
た状態で得ることが出来、これによつて加工作業
を極めてスムーズに実施することが出来、作業の
中断や粗悪な切断面の発生等を防止出来る等の特
徴を有するものである。
アルゴンに対する比率を5〜20VOL%とした混
合ガスをプラズマガスとして使用し、更にプラズ
マ電流の周波数を10〜30KHzの範囲で固定制御し
たので、常に長さの長いプラズマアークを安定し
た状態で得ることが出来、これによつて加工作業
を極めてスムーズに実施することが出来、作業の
中断や粗悪な切断面の発生等を防止出来る等の特
徴を有するものである。
第1図は本装置の外観図、第2図はそのトーチ
の要部の断面図、第3図はプラズマ電源の周波数
とプラズマアークの長さの関係を示すグラフであ
る。 Aはプラズマトーチ、Bは電源、1,2はパイ
プ、3は電極、4はガス通路、5はノズル、6は
ガス整流機、8は水冷チヤンバーである。
の要部の断面図、第3図はプラズマ電源の周波数
とプラズマアークの長さの関係を示すグラフであ
る。 Aはプラズマトーチ、Bは電源、1,2はパイ
プ、3は電極、4はガス通路、5はノズル、6は
ガス整流機、8は水冷チヤンバーである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 プラズマ装置によつてプラズマ加工する方法
に於いて、プラズマガスを水素とアルゴンとの混
合ガスにすると共に、その水素のアルゴンに対す
る比率を5〜20VOL%とし、更にプラズマ電流
の周波数を10〜30KHzの範囲で制御したことを特
徴としたプラズマ加工方法。 2 プラズマ電極、ノズル、ノズルの冷却チヤン
バー、プラズマ電源を含むプラズマ加工装置に於
いて、スイツチング素子によつて構成された定電
流回路を設け、前記定電流回路によりプラズマガ
ス混合比、プラズマガス流量、ノズルの口径等の
条件が変化してもプラズマ電流の周波数を10〜
30KHzの範囲で固定制御し得るよう構成したこと
を特徴としたプラズマ加工装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61088076A JPS62244574A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | プラズマ加工方法及びその装置 |
US07/040,565 US4803405A (en) | 1986-04-18 | 1987-04-16 | Plasma processing apparatus and method |
DE19873713057 DE3713057A1 (de) | 1986-04-18 | 1987-04-16 | Verfahren zum starten sowie zum durchfuehren einer plasmabehandlung und plasmabehandlungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61088076A JPS62244574A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | プラズマ加工方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62244574A JPS62244574A (ja) | 1987-10-24 |
JPH0343944B2 true JPH0343944B2 (ja) | 1991-07-04 |
Family
ID=13932770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61088076A Granted JPS62244574A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | プラズマ加工方法及びその装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4803405A (ja) |
JP (1) | JPS62244574A (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02248397A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-04 | Onoda Cement Co Ltd | ダイヤモンドの製造装置および製造方法 |
JP2688717B2 (ja) * | 1989-07-07 | 1997-12-10 | 新日本製鐵株式会社 | 移行式プラズマ溶接法 |
US5288971A (en) * | 1991-08-09 | 1994-02-22 | Advanced Energy Industries, Inc. | System for igniting a plasma for thin film processing |
US5773788A (en) * | 1996-09-03 | 1998-06-30 | Hypertherm, Inc. | Gas mixtures for plasma arc torch cutting and marking systems |
JP2002533868A (ja) | 1997-10-14 | 2002-10-08 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | 早い電圧増加によるプラズマ点火を目的としたシステム |
DE10010126C2 (de) * | 2000-03-03 | 2002-10-10 | Cobes Gmbh Nachrichten Und Dat | Verfahren und Vorrichtung zum Plasmabehandeln der Oberfläche von Substraten durch Ionenbeschuß |
US7666317B2 (en) | 2005-01-31 | 2010-02-23 | MAC Aerospace Industries, Inc. | Methods and systems for disinfecting potable water supplies |
US9949356B2 (en) | 2012-07-11 | 2018-04-17 | Lincoln Global, Inc. | Electrode for a plasma arc cutting torch |
SG11201607731QA (en) | 2014-03-19 | 2016-11-29 | Taiyo Nippon Sanso Corp | Non-transferred plasma arc system, conversion adapter kit, and non-transferred plasma arc torch |
JP6539039B2 (ja) | 2014-12-08 | 2019-07-03 | 大陽日酸株式会社 | 溶接装置及びプラズマ溶接方法 |
CN214322143U (zh) * | 2020-12-24 | 2021-10-01 | 江苏博迁新材料股份有限公司 | 一种大功率等离子弧枪阴极结构 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3949266A (en) * | 1972-06-05 | 1976-04-06 | Metco, Inc. | Circuit means for automatically establishing an arc in a plasma flame spraying gun |
FR2232395B1 (ja) * | 1973-06-06 | 1976-05-28 | Soudure Autogene Francaise | |
US4055741A (en) * | 1975-12-08 | 1977-10-25 | David Grigorievich Bykhovsky | Plasma arc torch |
US4060088A (en) * | 1976-01-16 | 1977-11-29 | Valleylab, Inc. | Electrosurgical method and apparatus for establishing an electrical discharge in an inert gas flow |
JPS551017A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-07 | Hiroshi Tanida | Torch for generating transfer type plasma jet |
JPS5532317A (en) * | 1978-08-28 | 1980-03-07 | Asahi Chemical Ind | High frequency magnetic field coupling arc plasma reactor |
DE2842693C2 (de) * | 1978-09-30 | 1982-04-15 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zum Unterwasser-Plasmaschneiden von Werkstücken, insbesondere Baustahl |
US4341941A (en) * | 1979-03-01 | 1982-07-27 | Rikagaku Kenkyusho | Method of operating a plasma generating apparatus |
JPS5768270A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-26 | Hitachi Ltd | Control method for plasma cutting |
US4663567A (en) * | 1985-10-28 | 1987-05-05 | Physics International Company | Generation of stable linear plasmas |
US4663515A (en) * | 1985-11-04 | 1987-05-05 | Thermal Dynamics Corporation | Plasma-arc torch interlock with flow sensing |
-
1986
- 1986-04-18 JP JP61088076A patent/JPS62244574A/ja active Granted
-
1987
- 1987-04-16 US US07/040,565 patent/US4803405A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62244574A (ja) | 1987-10-24 |
US4803405A (en) | 1989-02-07 |
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