JPH05198387A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH05198387A JPH05198387A JP4007807A JP780792A JPH05198387A JP H05198387 A JPH05198387 A JP H05198387A JP 4007807 A JP4007807 A JP 4007807A JP 780792 A JP780792 A JP 780792A JP H05198387 A JPH05198387 A JP H05198387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- plasma torch
- temperature
- phase diffusion
- solid phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマトーチ本体と電極との間の熱伝導
率、機械強度を向上し、プラズマトーチの大電流化、長
寿命化を可能とすること。 【構成】 アーク発生用の電極を有するプラズマトーチ
において、プラズマトーチ本体と電極との取り付け構造
を固相拡散接合とすること。
率、機械強度を向上し、プラズマトーチの大電流化、長
寿命化を可能とすること。 【構成】 アーク発生用の電極を有するプラズマトーチ
において、プラズマトーチ本体と電極との取り付け構造
を固相拡散接合とすること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアーク発生用の電極を有
するプラズマトーチに関するものであり、特に電極の取
り付け構造に関する。本発明が対象とするプラズマトー
チは一般に物体のプラズマ加熱、プラズマ処理等に利用
するために用いられる。
するプラズマトーチに関するものであり、特に電極の取
り付け構造に関する。本発明が対象とするプラズマトー
チは一般に物体のプラズマ加熱、プラズマ処理等に利用
するために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来の電極の取り付け構造については、
特公昭５６−４３５２号公報に記載されているように、
主に電極をプラズマトーチ本体にねじ込んだ構造ないし
はろう付けした構造が採用されていた。なお、図２に電
極１を本体３にろう付けすることで取り付けている例を
示す。８がろう付け部を示している。
特公昭５６−４３５２号公報に記載されているように、
主に電極をプラズマトーチ本体にねじ込んだ構造ないし
はろう付けした構造が採用されていた。なお、図２に電
極１を本体３にろう付けすることで取り付けている例を
示す。８がろう付け部を示している。
【０００３】一般にプラズマトーチの電極は、アーク発
生時高温のアークからの伝熱により電極材料の融点近く
まで温度が上昇する。通常、電極材料として酸化物を数
％添加したタングステン材料が採用されているが、この
とき電極は３０００℃程度にまで加熱されている。電極
は高温に加熱されるため昇華や溶融などにより損耗して
いく。損耗を低減するため、通常電極は水冷されてい
る。
生時高温のアークからの伝熱により電極材料の融点近く
まで温度が上昇する。通常、電極材料として酸化物を数
％添加したタングステン材料が採用されているが、この
とき電極は３０００℃程度にまで加熱されている。電極
は高温に加熱されるため昇華や溶融などにより損耗して
いく。損耗を低減するため、通常電極は水冷されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電極をねじ
込みにより本体に取り付けた場合、ねじ部に間隙ができ
るため、電極と本体との熱伝導が悪く、電極の冷却能力
が低いので、電極の損耗が激しく、電極の寿命が短くな
り、プラズマトーチの大電流化や長寿命化の妨げとな
る。
込みにより本体に取り付けた場合、ねじ部に間隙ができ
るため、電極と本体との熱伝導が悪く、電極の冷却能力
が低いので、電極の損耗が激しく、電極の寿命が短くな
り、プラズマトーチの大電流化や長寿命化の妨げとな
る。
【０００５】また、電極をろう付けにより本体に取り付
けた場合は、ろう材の連続の使用温度上限は耐熱ろうと
して知られているニッケルろう（ＢＮｉ）でも６４５℃
程度でしかないため、電極の加熱に伴いろう付け部が劣
化し、熱伝導性や接合強度が低下する。このため、電極
の冷却能力が低下したり、接合強度が悪化するため、電
極の損耗を加速し電極の寿命を短くしたり、電極が本体
から脱落したりするため、プラズマトーチの大電流化や
長寿命化の妨げとなる。本発明は、プラズマトーチ本体
と電極との間の熱伝導率、機械強度を向上し、プラズマ
トーチの大電流化、長寿命化を可能とすることを目的と
する。
けた場合は、ろう材の連続の使用温度上限は耐熱ろうと
して知られているニッケルろう（ＢＮｉ）でも６４５℃
程度でしかないため、電極の加熱に伴いろう付け部が劣
化し、熱伝導性や接合強度が低下する。このため、電極
の冷却能力が低下したり、接合強度が悪化するため、電
極の損耗を加速し電極の寿命を短くしたり、電極が本体
から脱落したりするため、プラズマトーチの大電流化や
長寿命化の妨げとなる。本発明は、プラズマトーチ本体
と電極との間の熱伝導率、機械強度を向上し、プラズマ
トーチの大電流化、長寿命化を可能とすることを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明では、アーク発生用の電極をプラズマトーチ
本体に接合したプラズマトーチにおいて、電極をプラズ
マトーチ本体に固相拡散接合で取り付けたことを特徴と
するプラズマトーチを考案した。
め、本発明では、アーク発生用の電極をプラズマトーチ
本体に接合したプラズマトーチにおいて、電極をプラズ
マトーチ本体に固相拡散接合で取り付けたことを特徴と
するプラズマトーチを考案した。
【０００７】
【作用】固相拡散接合は、加熱加圧などにより、材料間
での原子の固相拡散を起こすことによる接合形態であ
る。固相拡散接合とした場合、電極とプラズマトーチ本
体は、材料間の原子レベルの結合により接合されるた
め、ねじ込みやろう付けに比べて熱伝導性がよく、連続
使用温度の上限もプラズマトーチ本体の融点近くとな
る。また、取り付け部分の機械的強度も本体の強度と同
等までに向上する。
での原子の固相拡散を起こすことによる接合形態であ
る。固相拡散接合とした場合、電極とプラズマトーチ本
体は、材料間の原子レベルの結合により接合されるた
め、ねじ込みやろう付けに比べて熱伝導性がよく、連続
使用温度の上限もプラズマトーチ本体の融点近くとな
る。また、取り付け部分の機械的強度も本体の強度と同
等までに向上する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１において、電極冷却水流路４に通水することで
水冷された本体３に電極１を固相拡散接合７にて取り付
ける。
る。図１において、電極冷却水流路４に通水することで
水冷された本体３に電極１を固相拡散接合７にて取り付
ける。
【０００９】固相拡散接合にて取り付けるためには、た
とえばＨＩＰ法（熱間等方圧接合方法）で高圧高温処理
によって接合させればよい。ＨＩＰ処理を行うＨＩＰ装
置は、圧力容器の内部に抵抗加熱炉が内蔵された構造で
あり、ＡｒやＮ2 などの圧媒ガスにより加圧し、加熱電
力を供給して炉内を高温にすることで被処理物を高圧高
温処理を行う。ＨＩＰ処理を利用すると、電極材料とし
て酸化物入りタングステン、本体として銅を用いた場
合、酸化物入りタングステンと銅をインサート金属なし
で直接に固相拡散接合することが可能となる。処理条件
としては、処理温度１０００℃、処理圧力１０００気
圧、処理時間２時間で、酸化物入りタングステンと銅と
が固相拡散接合する。なお、ＨＩＰ法では材料の変形が
少なく、最終形状に近い複雑なものでも、寸法矯正など
の後加工の必要もなく作ることができるので有効であ
る。
とえばＨＩＰ法（熱間等方圧接合方法）で高圧高温処理
によって接合させればよい。ＨＩＰ処理を行うＨＩＰ装
置は、圧力容器の内部に抵抗加熱炉が内蔵された構造で
あり、ＡｒやＮ2 などの圧媒ガスにより加圧し、加熱電
力を供給して炉内を高温にすることで被処理物を高圧高
温処理を行う。ＨＩＰ処理を利用すると、電極材料とし
て酸化物入りタングステン、本体として銅を用いた場
合、酸化物入りタングステンと銅をインサート金属なし
で直接に固相拡散接合することが可能となる。処理条件
としては、処理温度１０００℃、処理圧力１０００気
圧、処理時間２時間で、酸化物入りタングステンと銅と
が固相拡散接合する。なお、ＨＩＰ法では材料の変形が
少なく、最終形状に近い複雑なものでも、寸法矯正など
の後加工の必要もなく作ることができるので有効であ
る。
【００１０】ＨＩＰ法以外の固相拡散接合の方法として
は、ホットプレス法が挙げられる。ホットプレス法は、
加熱炉内に異種の金属を接触した状態で設置し、高温下
で該金属の接触面を互いに押しつけるように加圧するこ
とで固相拡散接合する方法である。ホットプレス法にお
いては、処理温度１０００℃、処理圧力２０kg／mm2 、
処理時間２時間で、酸化物入りタングステンと銅とが固
相拡散接合する。なお、ホットプレス法では、接合する
金属の形状は、接合面に対し垂直な方向に短い方が加圧
し易いので、電極と短い銅片をホットプレスにて拡散接
合した後、該銅片を加工しトーチ本体に溶接するという
方法が有効である。
は、ホットプレス法が挙げられる。ホットプレス法は、
加熱炉内に異種の金属を接触した状態で設置し、高温下
で該金属の接触面を互いに押しつけるように加圧するこ
とで固相拡散接合する方法である。ホットプレス法にお
いては、処理温度１０００℃、処理圧力２０kg／mm2 、
処理時間２時間で、酸化物入りタングステンと銅とが固
相拡散接合する。なお、ホットプレス法では、接合する
金属の形状は、接合面に対し垂直な方向に短い方が加圧
し易いので、電極と短い銅片をホットプレスにて拡散接
合した後、該銅片を加工しトーチ本体に溶接するという
方法が有効である。
【００１１】
【発明の効果】上記の通り、本発明によれば電極と本体
との接合部の熱伝導性が従来の電極取り付け構造よりも
高いので、電極の冷却能力が高くでき、電極の損耗を軽
減でき、プラズマトーチの長寿命化、大電流化が可能と
なる。また、電極を本体へろう付けした取付け構造と比
較して、接合部の連続使用温度の上限も高くなるため、
電極が高温に過熱された状態でも、接合部の機械的強度
の低下による電極の脱落が防止できるので、プラズマト
ーチの長寿命化、大電流化が可能となる。
との接合部の熱伝導性が従来の電極取り付け構造よりも
高いので、電極の冷却能力が高くでき、電極の損耗を軽
減でき、プラズマトーチの長寿命化、大電流化が可能と
なる。また、電極を本体へろう付けした取付け構造と比
較して、接合部の連続使用温度の上限も高くなるため、
電極が高温に過熱された状態でも、接合部の機械的強度
の低下による電極の脱落が防止できるので、プラズマト
ーチの長寿命化、大電流化が可能となる。
【図１】本発明の固相拡散接合にて電極を取り付けたプ
ラズマトーチの先端部の構造の一例の概略断面図であ
る。
ラズマトーチの先端部の構造の一例の概略断面図であ
る。
【図２】従来の電極の取り付け法のひとつであるろう付
けにより取り付けをしたプラズマトーチ先端部の概略断
面図である。
けにより取り付けをしたプラズマトーチ先端部の概略断
面図である。
１ 電極 ２ ノズル ３ 本体 ４ 電極冷却水流路 ５ ノズル冷却水流路 ６ 作動ガス流路 ７ 固相拡散接合部 ８ ろう付け部
Claims (1)
- 【請求項１】 アーク発生用の電極をプラズマトーチ
本体に接合したプラズマトーチにおいて、電極をプラズ
マトーチ本体に固相拡散接合で取り付けたことを特徴と
するプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007807A JPH05198387A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007807A JPH05198387A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | プラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198387A true JPH05198387A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11675890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007807A Withdrawn JPH05198387A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | プラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198387A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003033862A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-02-04 | Nippon Steel Corp | 溶鋼加熱用プラズマトーチ |
| KR101696872B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2017-01-17 | 동양엠더블유주식회사 | 플라즈마 용사 시스템의 플라즈마건 장치 및 이를 구비한 플라즈마 용사 시스템 |
| KR20190131308A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 한국기계연구원 | 플라즈마 연료 개질기 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4007807A patent/JPH05198387A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003033862A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-02-04 | Nippon Steel Corp | 溶鋼加熱用プラズマトーチ |
| JP4653348B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2011-03-16 | 新日本製鐵株式会社 | 溶鋼加熱用プラズマトーチ |
| KR101696872B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2017-01-17 | 동양엠더블유주식회사 | 플라즈마 용사 시스템의 플라즈마건 장치 및 이를 구비한 플라즈마 용사 시스템 |
| KR20190131308A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 한국기계연구원 | 플라즈마 연료 개질기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |