JPH0469030B2 - - Google Patents
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- JPH0469030B2 JPH0469030B2 JP58200577A JP20057783A JPH0469030B2 JP H0469030 B2 JPH0469030 B2 JP H0469030B2 JP 58200577 A JP58200577 A JP 58200577A JP 20057783 A JP20057783 A JP 20057783A JP H0469030 B2 JPH0469030 B2 JP H0469030B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
- B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
- B23K9/296—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using non-consumable electrodes
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、粉末を用いた肉盛溶接に使用され
るプラズマトーチの改良に関し、例えば自動車用
や船舶用のエンジンバルブのフエース面における
肉盛、その他各種の肉盛溶接に適用される粉末肉
盛溶接用プラズマトーチに関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an improvement of a plasma torch used for overlay welding using powder, and for example, for overlay welding on the face surface of engine valves for automobiles and ships. The present invention relates to a plasma torch for powder overlay welding which is applied to various other types of overlay welding.
（従来技術）
従来、例えば自動車用のエンジンバルブを製作
するに際しては、そのフエース面の耐熱および耐
摩耗性を高めるために肉盛り溶接を行うことが多
い。(Prior Art) Conventionally, when manufacturing engine valves for automobiles, for example, overlay welding is often performed to improve the heat resistance and wear resistance of the valve face.
この肉盛溶接においては、バルブ等の被肉盛材
に対する溶着が完全であること、および肉盛溶着
金属の成分が肉盛溶着前の肉盛材成分に近いこと
などが要求されるが、この肉盛溶接に際して粉末
を用いたプラズマ肉盛溶接を採用する試みも進ん
でいる。 In this overlay welding, it is required that the welding to the material to be overlaid, such as a valve, be complete, and that the composition of the overlay weld metal be close to that of the overlay material before overlay welding. Attempts are also underway to adopt plasma overlay welding using powder during overlay welding.
この際に使用される粉末肉盛溶接用プラズマト
ーチとしては、棒状電極と、前記棒状電極の囲り
に配設したトーチ内筒との間でプラズマ作動ガス
を供給すると共に、トーチの内部または外部より
プラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構
成のものがあり、プラズマアークによつて前記肉
盛溶接用粉末を溶解して被肉盛材表面に溶接肉盛
するものがあつた。 The plasma torch for powder overlay welding used in this case supplies plasma working gas between a rod-shaped electrode and a torch inner cylinder arranged around the rod-shaped electrode, and also supplies plasma working gas to the inside or outside of the torch. There is also a structure in which overlay welding powder is supplied into a plasma arc, and there is one in which the overlay welding powder is melted by the plasma arc and then welded overlay onto the surface of the overlay material.
そして、従来の粉末肉盛溶接用プラズマトーチ
では、棒状電極の上端部分をプラズマトーチ内筒
の上端部分と固定して保持し、棒状電極の下端部
分はストレート形状のプラズマ作動ガス流通路を
複数設けたスペーサによつて保持する構造として
いるものもあつた（特開昭58−42200号公報）が、
このようなストレート形状のプラズマ作動ガス流
通路を複数設けたスペーサを用いた場合には、プ
ラズマ作動ガス流通路を通過したのちのプラズマ
作動ガスにおいてその水平断面での流れが不均一
なものとなることとなることがあり、その結果、
電極先端に片減りを生じたり、粉末の流れや溶融
金属が不均一になつたりすることがあるという問
題点があつた。 In conventional plasma torches for powder overlay welding, the upper end of the rod-shaped electrode is fixed to the upper end of the inner cylinder of the plasma torch, and the lower end of the rod-shaped electrode is provided with multiple straight-shaped plasma working gas flow passages. Some had a structure in which they were held by spacers (Japanese Patent Laid-Open No. 58-42200), but
When using a spacer having multiple straight-shaped plasma working gas flow passages, the flow of the plasma working gas in the horizontal cross section after passing through the plasma working gas flow passages becomes non-uniform. As a result,
There were problems in that the tip of the electrode could become uneven, and the flow of powder and molten metal could become uneven.
（発名の目的）
この発明は、上述したような従来の問題点に着
目してなされたもので、棒状電極とプラズマトー
チ内筒とを完全な同心状態にすることが可能であ
り、また、プラズマ作動ガスの流れをその水平断
面において均一なものとすることが可能であり、
電極先端に片減りを生じたりすることがなく、安
定したプラズマアークを発生させることが可能で
あり、粉末の流れおよび溶融金属量が不均一にな
つたりすることがない粉末肉盛溶接用プラズマト
ーチを提供することを目的としている。(Purpose of the name) This invention was made by focusing on the conventional problems as described above, and it is possible to make the rod-shaped electrode and the plasma torch inner cylinder completely concentric, and also, It is possible to make the flow of plasma working gas uniform in its horizontal cross section,
A plasma torch for powder overlay welding that does not cause uneven wear on the electrode tip, can generate a stable plasma arc, and does not cause uneven powder flow or molten metal amount. is intended to provide.
（発明の構成）
この発明による粉末肉盛溶接用プラズマトーチ
は、棒状電極と、前記棒状電極の囲りに配設した
トーチ内筒との間でプラズマ作動ガスを供給する
と共に、トーチの内部または外部よりプラズマア
ーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成のプラズ
マトーチにおいて、前記棒状電極とトーチ内筒と
の間に、らせん形状をなすプラズマ作動ガス通過
孔を複数設けた電極保持兼用のプラズマ作動ガス
整流体を設けたことを特徴としている。(Structure of the Invention) A plasma torch for powder overlay welding according to the present invention supplies plasma working gas between a rod-shaped electrode and a torch inner cylinder arranged around the rod-shaped electrode, and also supplies plasma working gas to the inside of the torch or In a plasma torch configured to supply overlay welding powder from the outside into a plasma arc, a plurality of spiral-shaped plasma working gas passage holes are provided between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder, and the plasma also serves as an electrode holding. It is characterized by the provision of a working gas regulator.
この発明によるプラズマトーチの電極は、棒状
をなすものであり、例えば、タングステン等の高
融点金属（または合金）から形成されたものが使
用される。この場合、電極の全体をタングステン
等の高融点材料から形成することも可能である
が、プラズマアーク発生部分を上記高融点材料か
ら形成し、その他の部分は導電性水冷パイプなど
から形成することもできる。 The electrode of the plasma torch according to the present invention has a rod shape, and is made of, for example, a high melting point metal (or alloy) such as tungsten. In this case, it is possible to form the entire electrode from a high-melting point material such as tungsten, but it is also possible to form the plasma arc generation part from the above-mentioned high-melting point material and the other parts from a conductive water-cooled pipe. can.
トーチ内筒は、前記棒状電極を囲むように配設
したものであり、棒状電極とトーチ内筒との間で
プラズマ作動ガスを供給しうるようにしたもので
ある。そして、プラズマトーチの内部、たとえば
棒状電極の中心部分や、トーチ内筒の内外部分、
あるいはプラズマトーチの外部よりプラズマアー
ク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成を有するも
のである。この肉盛溶接用粉末は、肉盛用として
使用される例えば耐熱性合金や耐摩耗性合金など
を液体噴霧や気体噴霧等によつて粉末化したもの
が使用される。 The torch inner cylinder is arranged so as to surround the rod-shaped electrode, and is configured to supply plasma working gas between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder. The inside of the plasma torch, for example, the central part of the rod-shaped electrode, the inner and outer parts of the torch inner cylinder,
Alternatively, it has a configuration in which overlay welding powder is supplied into the plasma arc from outside the plasma torch. The powder for overlay welding is one obtained by pulverizing heat-resistant alloys, wear-resistant alloys, etc. used for overlay use, for example, by liquid spraying, gas spraying, or the like.
さらに、棒状電極とトーチ内筒との間には、ら
せん形状をなすプラズマ作動ガス通過孔を設けた
電極保持兼用のプラズマ作動ガス整流体を設けて
いる。このプラズマ作動ガス整流体は、金属ある
いはセラミツクスなどから構成され、プラズマ作
動ガス通過孔はらせん形状をなすものが使用さ
れ、プラズマ作動ガスの流れをらせん形状に整流
して水平断面において均一な流れとする役割を持
つている同時に、棒状電極をトーチ内筒と同心状
態で保持する役割を持つている。 Further, between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder, there is provided a plasma working gas rectifier which also serves as an electrode support and is provided with a spiral plasma working gas passage hole. This plasma working gas rectifier is made of metal or ceramics, etc., and the plasma working gas passage hole has a spiral shape, rectifying the flow of the plasma working gas in a spiral shape and making it a uniform flow in the horizontal cross section. At the same time, it also has the role of holding the rod-shaped electrode concentrically with the torch inner cylinder.
（実施例）
第１図および第２図はこの発明による粉末肉盛
溶接用プラズマトーチの実施例を示す図であつ
て、このプラズマトーチ１は、図示しない電源の
陰極側と接続した棒状電極２を中心に備え、この
棒状電極２と同心状に且つ間隔をおいてトーチ内
筒３が配設してある。このトーチ内筒３は図示例
の場合、その下端にチツプ４を備えていてねじ止
めされているが、これらを一体化したものであつ
ても良い。そして、トーチ内筒３およびチツプ４
内には冷却水通路５が設けてあると共に、棒状電
極２とトーチ内筒３との間でプラズマ作動ガス流
通路６が形成してあり、さらにこの棒状電極２と
トーチ内筒３との間には、第２図にも示すよう
に、らせん形状をなすプラズマ作動ガス通過孔７
を複数設けたプラズマ作動ガス整流体８が配設し
てある。このプラズマ作動ガス整流体８は、周方
向に等間隔で設けた複数のらせん形状をなすプラ
ズマ作動ガス通過孔７によつて、上部から矢印方
向に供給されたプラズマ作動ガスの流れをらせん
形状にして整流し水平断面においてプラズマ作動
ガスの流れが均一化されるようにするはたらきを
もつている。また、このプラズマ作動ガス整流体
８は、棒状電極２の保持体としてもはたらくもの
であつて、棒状電極２を常にトーチ内筒３と同心
状態に保持し、棒状電極２に片減りを生じるのを
防ぐようにしている。(Embodiment) FIGS. 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a plasma torch for powder overlay welding according to the present invention. is provided at the center, and an inner torch cylinder 3 is disposed concentrically with and spaced apart from the rod-shaped electrode 2. In the illustrated example, the torch inner cylinder 3 is provided with a tip 4 at its lower end and is screwed, but these may be integrated. Then, the torch inner cylinder 3 and the tip 4
A cooling water passage 5 is provided therein, and a plasma working gas flow passage 6 is formed between the rod-shaped electrode 2 and the torch inner cylinder 3. As shown in FIG. 2, there is a plasma working gas passage hole 7 in a spiral shape.
A plasma working gas rectifier 8 having a plurality of plasma working gas regulators is provided. This plasma working gas flow regulator 8 has a plurality of helical plasma working gas passage holes 7 provided at equal intervals in the circumferential direction, so that the flow of the plasma working gas supplied from the top in the direction of the arrow is shaped into a spiral shape. It has the function of rectifying the plasma working gas to make the flow uniform in the horizontal section. The plasma working gas rectifier 8 also serves as a holder for the rod-shaped electrode 2, and keeps the rod-shaped electrode 2 concentric with the torch inner cylinder 3, thereby preventing uneven wear of the rod-shaped electrode 2. I try to prevent this.
さらに、トーチ内筒３の外周部には間隔をおい
てトーチ外筒１１が配設してあり、このトーチ外
筒１１の下端部分にノズル孔１２が形成してある
と共に、トーチ内筒３とトーチ外筒１１との間で
粉末供給路１３が形成してあり、肉盛溶接用の粉
末１４が供給できるようになつている。また、ト
ーチ外筒１１のノズル部分にも冷却水通路１５が
形成してある。さらに、トーチ外筒１１の下端部
分にはノズル孔１２と同心状にガスレンズ１６が
設けてあり、シールドガス供給路１７から供給さ
れるシールドガスがプラズマアークの周囲を濃淡
なく均一にシールドするようにしてある。 Furthermore, a torch outer cylinder 11 is arranged at intervals on the outer circumference of the torch inner cylinder 3, and a nozzle hole 12 is formed in the lower end portion of the torch outer cylinder 11. A powder supply path 13 is formed between the torch outer cylinder 11 and powder 14 for overlay welding can be supplied. A cooling water passage 15 is also formed in the nozzle portion of the torch outer cylinder 11. Further, a gas lens 16 is provided at the lower end of the torch outer cylinder 11 concentrically with the nozzle hole 12, so that the shielding gas supplied from the shielding gas supply path 17 uniformly shields the periphery of the plasma arc. It is set as.
粉末肉盛溶接に際しては、図示しない電源の陰
極側を棒状電極２に接続すると共に、同電源の陽
極側を図示しない被肉盛材に接続し、棒状電極２
と被肉盛材との間でプラズマアークを発生させる
と同時に、粉末１４をプラズマアーク中に供給し
て溶融させた状態として前記被肉盛材の表面で溶
着させる。 During powder overlay welding, the cathode side of a power source (not shown) is connected to the rod-shaped electrode 2, and the anode side of the same power source is connected to the material to be overlaid (not shown), and the rod-shaped electrode 2
At the same time, a plasma arc is generated between the material to be welded and the powder 14 is supplied into the plasma arc and melted and welded on the surface of the material to be welded.
このとき、棒状電極２とトーチ内筒３との間に
は、らせん形状をなすプラズマ作動ガス通過孔７
を複数設けたプラズマ作動ガス整流体８が設けて
あるため、プラズマ作動ガスは、当該整流体８の
プラズマ作動ガス通過孔７を通過したあとらせん
形状となるため、プラズマ作動ガスはその水平断
面において濃淡のない均一化されたものとなり、
プラズマ作動ガスの整流性を高め、粉末１４の供
給を水平断面において均一化し、棒状電極２の片
減りを防止し、良好な粉末肉盛溶接を行うことが
できるようになると共に、らせん形状で流れるプ
ラズマ作動ガスによる棒状電極２に対する冷却作
用がより強いものとなる。 At this time, between the rod-shaped electrode 2 and the torch inner cylinder 3, there is a plasma working gas passage hole 7 having a spiral shape.
Since the plasma working gas rectifier 8 with a plurality of It becomes uniform with no shading,
This improves the rectification of the plasma working gas, makes the supply of the powder 14 uniform in the horizontal cross section, prevents the rod-shaped electrode 2 from wearing out unevenly, makes it possible to perform good powder overlay welding, and allows the powder to flow in a spiral shape. The cooling effect of the plasma working gas on the rod-shaped electrode 2 becomes stronger.
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明による粉末
肉盛溶接用プラズマトーチでは、棒状電極と、前
記棒状電極の囲りに配設したトーチ内筒との間で
プラズマ作動ガスを供給すると共に、トーチの内
部または外部よりプラズマアーク中に肉盛溶接用
粉末を供給する構成のプラズマトーチにおいて、
前記棒状電極とトーチ内筒との間に、らせん形状
をなすプラズマ作動ガス通過孔を複数設けた電極
保持兼用のプラズマ作動ガス整流体を設けるよう
にしたから、棒状電極とプラズマトーチ内筒とを
完全な同心状態にすることが可能であり、プラズ
マ作動ガス整流体を通過した後のプラズマ作動ガ
スの流れをらせん形状のものとすることによつて
その水平断面において濃淡のない均一なものとす
ることができ、電極に対する冷却作用がより大き
なものになると共に、電極先端に片減りを生じた
りすることがなく、安定した状態でプラズマアー
クを発生させることが可能であり、粉末の流れが
不均一になつたり、溶着金属量にばらつきを生じ
たり、母材の溶け込み深さが過大なものとなつた
りすることなく品質のよい肉盛溶接を行うことが
可能であるという非常に優れた効果を有してい
る。(Effects of the Invention) As explained above, in the plasma torch for powder overlay welding according to the present invention, plasma working gas is supplied between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder arranged around the rod-shaped electrode. In addition, in a plasma torch configured to supply overlay welding powder into the plasma arc from the inside or outside of the torch,
Between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder, there is provided a plasma working gas rectifier that also serves as an electrode support and has a plurality of spiral-shaped plasma working gas passage holes. It is possible to create a completely concentric state, and by making the flow of plasma working gas in a spiral shape after passing through the plasma working gas rectifier, it becomes uniform with no density in the horizontal cross section. This makes it possible to have a greater cooling effect on the electrode, as well as to generate a plasma arc in a stable state without causing uneven wear on the tip of the electrode, and to prevent uneven powder flow. It has an extremely excellent effect in that it is possible to perform high-quality overlay welding without causing damage, variations in the amount of deposited metal, or excessive penetration depth of the base metal. are doing.
第１図はこの発明の一実施例による粉末肉盛溶
接用プラズマトーチの縦断面図、第２図は第１図
に示すプラズマ作動ガス整流体の斜視図である。
１……粉末肉盛溶接用プラズマトーチ、２……
棒状電極、３……トーチ内筒、６……プラズマ作
動ガス流通路、７……プラズマ作動ガス通過孔、
８……プラズマ作動ガス整流体、１４……肉盛溶
接用粉末。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a plasma torch for powder overlay welding according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the plasma working gas flow regulator shown in FIG. 1. 1... Plasma torch for powder overlay welding, 2...
Rod-shaped electrode, 3...Torch inner cylinder, 6...Plasma working gas flow path, 7...Plasma working gas passage hole,
8...Plasma working gas flow regulator, 14...Powder for overlay welding.
Claims (1)
トーチ内筒との間でプラズマ作動ガスを供給する
と共に、トーチの内部または外部よりプラズマア
ーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成のプラズ
マトーチにおいて、前記棒状電極とトーチ内筒と
の間に、らせん形状をなすプラズマ作動ガス通過
孔を複数設けた電極保持兼用のプラズマ作動ガス
整流体を設けたことを特徴とする粉末肉盛溶接用
プラズマトーチ。1 A configuration configured to supply plasma working gas between a rod-shaped electrode and a torch inner cylinder arranged around the rod-shaped electrode, and to supply overlay welding powder into the plasma arc from inside or outside the torch. Powder overlay welding in a plasma torch, characterized in that a plasma working gas flow regulator for holding the electrode and having a plurality of helical plasma working gas passage holes is provided between the rod-shaped electrode and the torch inner cylinder. plasma torch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20057783A JPS6092085A (en) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | Plasma torch for powder build up welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20057783A JPS6092085A (en) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | Plasma torch for powder build up welding |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7084238A Division JPH0839260A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Powder cladding by welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092085A JPS6092085A (en) | 1985-05-23 |
| JPH0469030B2 true JPH0469030B2 (en) | 1992-11-05 |
Family
ID=16426645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20057783A Granted JPS6092085A (en) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | Plasma torch for powder build up welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092085A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE102009031453A1 (en) | 2009-07-02 | 2011-01-05 | Werner Beuerlein | Mold with deaerator |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127839A (en) * | 1973-04-11 | 1974-12-06 | ||
| JPS5842200A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | Plasma torch |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP20057783A patent/JPS6092085A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127839A (en) * | 1973-04-11 | 1974-12-06 | ||
| JPS5842200A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | 大同特殊鋼株式会社 | Plasma torch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6092085A (en) | 1985-05-23 |
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