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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JP
Japan
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plasma
nozzle
gas
hydrogen
frequency
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JP61088076A
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English (en)
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JPS62244574A (ja
Inventor
Etsuo Nakano
Akira Kojo
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Koike Sanso Kogyo KK
Original Assignee
Koike Sanso Kogyo KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36Circuit arrangements
    • HELECTRICITY
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    • H05H1/24Generating plasma
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    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • 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。
<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。
<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。
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。
<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。
<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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP61088076A 1986-04-18 1986-04-18 プラズマ加工方法及びその装置 Granted JPS62244574A (ja)

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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

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JPS62244574A JPS62244574A (ja) 1987-10-24
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