JPH0455064A - プラズマアーク加工用電極およびその製造方法 - Google Patents
プラズマアーク加工用電極およびその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ズマアーク加工用トーチに使用される電極およびその製
造方法に関する。
るものであって、1は流体により冷却されるプラズマ電
極で、この電極1は、銅又は銅合金よりなる中空状の電
極基材2と、この電極基材2の先端凹部に装着されたハ
フニウムやジルコニウム等の高融点の挿入体3とにより
構成されている。4は電極1を支持する導電材料よりな
る電極支持部材、5は電極支持部材4の外部に設けられ
た絶縁スリーブ、6は絶縁スリーブ5の外部に設けられ
た導電材料からなるチップ支持部材で、上記4乃至6に
よりトーチボディ7が構成されている。8はチップ支持
部材6の先端に支持された中空のチップで、先端中央部
にプラズマ流噴出孔801が穿設されている。9は絶縁
カップ、10は冷却水の案内管で、供給ホース11より
流入された冷却水は電極1を直接冷却した後、矢印の通
路を経て排水ホース12よりトーチの外部に流出される
。
供給すると共に、空気、酸素、窒素等の適宜のプラズマ
アーク形成用流体Gをチップ8のプラズマ噴出孔801
より噴射させてプラズマジェットを発生させ、このプラ
ズマジェットにより被加工物の加工を行っている。
ものであって、挿入体3を電極基材2に装着するにあた
って、円錐形の穴56が設けられた圧着具55を矢印で
示すように電極1の先端側から基部側に向って軸線方向
に加圧して、電極基材2の先端部を狭窄して挿入体3を
固着している。
を軸線方向に加圧することにより、電極基材2の内部の
冷却孔203が内側に変形して冷却用流体の通路が確保
されなくなる。このため挿入体3の冷却効率が極めて悪
くなり、プラズマ加工中に挿入体3の温度が異常に上昇
し、挿入体3の消耗が激しくなり、電極寿命が短くなる
という欠点があった。
1を電極支持部材4に着脱するために平行な工具係止面
13を設ける必要があるが、この工具係止面13は電極
基材2に挿入体3を挿着した後機械加工により切削して
いたため、電極1が高価になっていた。
プラズマアーク加工用電極およびその製造方法を提供す
ることにある。
冷却される銅又は銅合金よりなる電極基材の先端凹部に
高融点の挿入体を装着してなるプラズマアーク加工用電
極において、前記先端凹部に前記挿入体を挿入し、前記
電極基材の端部外周を少なくとも1組の平行な圧着面を
有する2以上の圧着具により中心方向に圧着し、かつ前
記電極基材の先端部と前記挿入体とが面一となるよう機
械加工し、圧着後の平行な圧着面を電極着脱用の工具係
止面としてなることを特徴とする。
A)乃至CD)および第3図(A)乃至(C)において
、3は所定の寸法に形成されたハフニウム又はジルコニ
ウムなどの高融点の挿入体で、この挿入体3の直径をd
とした場合、銅又は銅合金よりなる電極基材2に穿設す
る先端凹部201の直径はd−△dと僅かに小さく形成
されていて、第1図(B)に示されるごとくこの先端凹
部201に挿入体3を打込んで嵌着する。この後、第1
図(C)に示されるごとく圧着具51.52により電極
基材2の端部外周を、挿入体3の周囲及びその近傍で冷
却孔203の底面に至らない範囲を中心方向に圧着する
。
を中心方向に圧着する場合に使用される圧着具51.5
2の変形例を示すX−X断面図であって、図に示される
ごとく、圧着時に電極1の外面に少なくとも1組の平行
な圧着面14を形成し、この平行な圧着面14を電極着
脱用の工具係止面として利用する。
が電極1の先端部に突出する。この突出部202が形成
されたままの電極1をプラスマアーク加工に使用した場
合、電極面におけるアーク発生点が、上記突出部202
上をはいまわるため、反って電極寿命が短くなる。この
ため、第2図(F)に示されるごとく、圧着後に次工程
として上記突出部202をバイト切削あるいはグライン
ダー加工などの機械加工により削除して、電極基材2の
先端部と挿入体3とが面一となるように形成される。
形成されているため、電極面におけるアーク発生点は挿
入体3上となり、所望の状態でプラズマ加工が行なわれ
る。
52により挿入体の周囲及びその近傍で冷却孔の底面に
至らない範囲を中心方向に圧着するため、電極内部の冷
却孔203が内側に変形することがなく冷却用流体の通
路が確保されるので、挿入体を所望の状態に冷却するこ
とができる。このため挿入体の消耗が低減されて、電極
寿命が長くなる。
させるため、圧着後の工具係止面加工工程を省くことが
でき、安価に電極1を製作することができる。
A)乃至(F)において、3は所定の寸法に形成された
高融点の挿入体で、例えばこの挿入体3は、直径が1〜
3關、長さが3〜5關の円柱状に形成されている。まず
、電解脱脂およびフッ化水素酸浸漬などの前処理により
、挿入体3の表面の脱脂と酸化被膜の除去とを行なう。
く、挿入体3の表面にニッケルメッキ41を施す。
ルの電気メッキを施す。この場合、ウッドストライクニ
ッケルメッキの電流密度を1〜10A−dm−2、好ま
しくは2〜4A−dm−2、電気メッキ時間を10〜1
5分とすることにより、ウッドストライクニッケルメッ
キ41の適正厚さ0゜1〜20μmが得られた。この後
、第2図(C)に示されるごとく、挿入体3の表面に適
宜に銀メッキ42を施す。このようにしてニッケルの電
気メッキと銀メッキとを順次に施した挿入体3の直径を
dとした場合、銅又は銅合金よりなる電極基材2に穿設
する先端凹部201の直径はd+Δdと僅かに大きく形
成されていて、この先端凹部201に挿入体3を遊入す
る。この後、第2図(E)及び第3図(A、)に示され
るごとく、圧着具51゜52により電極基材2の端部外
周を中心方向に圧着する。圧着状態は第1の実施例の場
合と同様である。また、アーク発生点を挿入体3上とす
るために圧着後の電極先端部の突出部203を削除する
ことも第1の実施例の場合と同様である。
メッキが挿入体3に施されるため、ニッケルメッキ41
とハフニウムよりなる高融点の挿入体3との密着性が良
好となり、メッキを施した挿入体3を電極基材2の先端
凹部201内に圧着する工程を行なうまでの間に、挿入
体3のメッキ部に不慮の外力が作用してメッキが剥れて
しまうという事態は殆ど生起することはなく、かつニッ
ケルメッキ41と挿入体3との密着性が良好なため、電
極基材2の端部外周を中心方向に押圧しても、メッキが
挿入体3から剥離することがなく、従って電極基材2の
先端凹部201に挿入体3を確実に圧着することができ
る。即ちプラズマ電極1を容易に、かつ確実に製作する
ことができる。
極基材2の先端凹部201に圧着されているため、電極
1が加熱されても圧着時の拘束力により挿入体3が保持
され、挿入体3が離脱することはなく、また、ニッケル
メッキ41は酸化物を実質的に生成しないため、プラズ
マ加工中に挿入体3に発生する熱は、ニッケルメッキ4
1→銀メッキ42→電極基材2へと迅速に伝達されて、
電極基材を冷却する冷却流体により順次電極外へと取出
されるので、電極が所定の状態以上に過熱されることが
ない。従って電極寿命が従来に比して長くなる。
圧着面14を工具係止面として利用できる。
しては、ウッドストライク浴が最適である。これにも拘
らず、メッキ速度や挿入体に対するニッケルメッキの密
着性の点などの成る程度の条件低下を許容するものとす
れば、スルファミン酸浴やワット浴などの適宜の電気メ
ッキとすることもできる。
銀メッキを施せば、熱伝導および価格などの点で最良で
あるが、金、白金あるいはロジウムなどのいわゆる貴金
属のメッキとすることができる。
漬して挿入体に亜鉛メッキを施し、次いで溶融鎖中に浸
漬して挿入体に銀メッキを施し、この亜鉛メッキと銀メ
ッキとを施した挿入体を電極基材の先端凹部に銀により
ロー接することが提言されているが、この場合、亜鉛メ
ッキの表面には酸化被膜が形成され、この酸化被覆によ
り亜鉛から銀への熱伝導が悪いため、挿入体の熱が電極
基材に迅速に伝達されず、結果として電極の使用寿命が
思った程も改善されていない。
フニウムを用いた従来の電極の場合を点線で示し、また
本発明の第2の実施例に相当する電極の場合を実線で示
している。第4図から理解できるように、水弟2の実施
例に相当する電極は、従来の電極の使用限界、即ち電極
寿命に比べて2倍上も長くなった。
2の効果は、圧着具により挿入体の周囲およびその近傍
で冷却孔の底面に至らない範囲を中心方向に圧着するた
め、電極内部の冷却孔が内側に変形することがなく冷却
用流体の通路が確保されるので、挿入体を所望の状態に
冷却することができ、このため挿入体の消耗が低減され
て、電極寿命が長くなることである。
ため、この平行な圧着面を電極着脱用の工具係止面とし
て利用することができるので、圧着後の工具係止面加工
工程を省くことができ、安価に電極を製作することがで
きる。
実質的に生成しないニッケルの電気メッキおよび銀メッ
キが順次に挿入体に施されるため、挿入体に発生する熱
はメッキ部を介して電極基材に迅速に伝達されて挿入体
が有効に冷却されることにより、電極が所定の状態以上
に過熱されることがなく、電極寿命が長くなることであ
る。
2図(F)は、本発明のプラズマアーク加工用電極の夫
々異なる製造状態を説明するための縦断面図、第3図(
A)乃至第3図(C)は第1図(C)及びjI2図(E
)のX−X断面図であって、夫々異なる実施例を示す図
、第4図は電極寿命を示す図であって、実線は本発明の
請求項3及び4の場合を、点線は従来の場合を示す図、
第5図は一般的なプラズマアーク加工トーチの要部断面
図、第6図(A)、(B)は夫々従来のプラズマアーク
加工用電極の製造状態を説明するための縦断面図及び電
極の外形図である。 第 図(B) 第 第 図(C) 図(D)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、流体により冷却される銅又は銅合金よりなる電極基
材の先端凹部に高融点の挿入体を装着してなるプラズマ
アーク加工用電極において、前記先端凹部に前記挿入体
を挿入し、前記電極基材の端部外周を少なくとも1組の
平行な圧着面を有する2以上の圧着具により中心方向に
圧着し、かつ前記電極基材の先端部と前記挿入体とが面
一となるよう機械加工し、圧着後の平行な圧着面を電極
着脱用の工具係止面としてなるプラズマアーク加工用電
極。 2、流体により冷却される銅又は銅合金よりなる電極基
材の先端凹部に高融点の挿入体を装着してなるプラズマ
アーク加工用電極において、前記先端凹部に前記挿入体
を挿入し、前記電極基材の端部外周を少なくとも1組の
平行な圧着面を有する2以上の圧着具により中心方向に
圧着し、かつ前記電極基材の先端部と前記挿入体とが面
一となるよう機械加工し、圧着後の平行な圧着面を電極
着脱用の工具係止面としてなるプラズマアーク加工用電
極の製造方法。 3、流体により冷却される銅又は銅合金よりなる電極基
材の先端凹部に高融点の挿入体を装着してなるプラズマ
アーク加工用電極において、前記挿入体にニッケルの電
気メッキと貴金属のメッキとを順次施し、前記先端凹部
の直径を、前記メッキされた挿入体の直径よりも僅かに
大きく形成し、前記先端凹部に前記挿入体を挿入し、前
記電極基材の端部外周を少なくとも1組の平行な圧着面
を有する2以上の圧着具により中心方向に圧着し、かつ
前記電極基材の先端部と前記挿入体とが面一となるよう
機械加工し、圧着後の平行な圧着面を電極着脱用の工具
係止面としてなるプラズマアーク加工用電極。 4、流体により冷却される銅又は銅合金よりなる電極基
材の先端凹部に高融点の挿入体を装着してなるプラズマ
アーク加工用電極において、前記挿入体にニッケルの電
気メッキと貴金属のメッキとを順次施し、前記先端凹部
の直径を、前記メッキされた挿入体の直径よりも僅かに
大きく形成し、前記先端凹部に前記挿入体を挿入し、前
記電極基材の端部外周を少なくとも1組の平行な圧着面
を有する2以上の圧着具により中心方向に圧着し、かつ
前記電極基材の先端部と前記挿入体とが面一となるよう
機械加工し、圧着後の平行な圧着面を電極着脱用の工具
係止面としてなるプラズマアーク加工用電極の製造方法
。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2167980A JP3008447B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | プラズマアーク加工用電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2167980A JP3008447B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | プラズマアーク加工用電極およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0455064A true JPH0455064A (ja) | 1992-02-21 |
JP3008447B2 JP3008447B2 (ja) | 2000-02-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2167980A Expired - Lifetime JP3008447B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | プラズマアーク加工用電極およびその製造方法 |
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-
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- 1990-06-26 JP JP2167980A patent/JP3008447B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JP3008447B2 (ja) | 2000-02-14 |
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