JPH0636991B2 - プラズマア−ク切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、１つの直流電源装置を共用して接触、非接触
切断方式によるプラズマ切断を選択的に行うようにした
プラズマアーク切断装置に関する。

従来の技術 従来のプラズマアーク切断装置としては、電極と被切断
材との間にプラズマアークを飛ばして被切断材を切断す
る移行式（トランスファ式）、電極とノズルとの間に飛
ばしたプラズマアークを作動ガスの噴射圧によって被切
断材側に噴射させて被切断材を切断する非移行式（ノン
トランスファ式）があるが、今日では、移行式の改良と
して、新たにプラズマトーチを被切断材に接触させて起
動させる方式も開発されており、接触方式と呼ばれてい
る。

発明が解決しょうとする問題点 本発明は、移行式のプラズマアーク切断装置の改良に係
るもので、その解決しょうとする技術的課題は、プラズ
マトーチを被切断材に接触して起動させる接触式、プラ
ズマトーチを被切断材より浮かせた状態に保持して起動
させる非接触式の２つ切断方式を１つの直流電源を共用
して行い得えるようにすることにある。

問題点を解決するための手段 本発明では、上記した技術的課題は以下の手段によって
解決される。

１）直流電源装置を垂下特性を含む定電流特性を有した
ものに構成すること、 ２）直流電源装置の被切断材側出力端子とノズルとの間
に、電流制限抵抗を接続した接点手段を設けて、この接
点手段の切り換え開閉操作により、電極とノズル間に電
圧を印加し得るパイロットアーク発生用電路を形成でき
るように構成すること、 発明の作用及び効果 本発明装置によれば、ノズルと電極間及び被切断材と電
極間にバイパスコンデンサを設けているので、接点手段
の接点を閉じてパイロットアーク発生用電路が形成され
た時には、パイロットアーク電路内に設けた電流制限抵
抗をバイパスしてアークの起動を容易にして、電極とノ
ズルとの間に電圧が印加できるので、電極とノズルとの
間にパイロットアークを飛ばせて起動でき、更にプラズ
マトーチを被切断材に接近させて被切断材にアークを移
行させて、プラズマトーチを被切断材より浮かせた状態
に維持して被切断材を切断できる。

また、接点手段の接点を開いてパイロットアーク発生用
電路が開かれた時には、接点手段に加わる高周波電圧を
バイパスして接点の保護を図りながら、プラズマトーチ
を被切断材に接触させ、電極と被切断材間に直接アーク
プラズマを飛ばせて起動できるので、そのままプラズマ
トーチを被切断材に接触保持して被切断材を切断でき
る。

したがって、本発明装置によれば、接点手段の切り換え
開閉操作により１つの直流電源を共用して、接触，非接
触方式のプラズマ切断が可能となるので、被切断材に応
じて最適な方式が選択でき、それぞれの利点を活かした
切断方式が可能となる。

発明の実施例 以下に、添付図を参照しながら本発明装置の一実施例を
説明する。

第１図は、本発明装置の概略構成を示す系統図である。

図において、Ｔはプラズマチーチ、１は電極、２はプラ
ズマアークを拘束するためのノズル、３は定電流あるい
は垂下特性を有した直流電源装置、４は切断作業時に発
生するプラズマアーク、５は被切断材、６はプラズマア
ークの起動時に重畳させる高周波電流を発生する高周波
発生装置、９はシールドカップ、１４ａ，１４ｂは直流
電源装置３の電源電圧を供給するための接続ケーブルで
あり、１４ａは被切断材５に通じ、１４ｂは電極１に通
じている。

一方、７はパイロットアーク発生用電路を形成するため
に設けた接点手段であり、この接点手段７にはパイロッ
トアーク発生時に電路に流れる電流を抑制するため電流
制限抵抗８が直列に接続されている。

本発明装置においては、直流電源装置３としては垂下特
性を含む定電流特性を有したものがアークを安定に維持
するため採用されるが、高周波インバータなどで構成す
ると、小型で軽量化が図れる。

また、本発明装置は、作動ガスによる熱的ピンチ効果を
利用して電極と被切断材間に発生させたプラズマアーク
（高温プラズマ流）を拘束し、このアークプラズマを溶
断熱源に用いて被切断材を切断するものであり、作動ガ
スとしては通常の圧縮エアーが使用できる。

第２図は、本発明装置の構成をより具体的に示す回路図
である。

図においては、第１１図に対応する部分に同一の符号を
もって示してある。

直流電源装置３は、インバータ駆動部を省略して示して
あり、変圧器の２次側にダイオードブッリジを設けて発
生した出力を全波整流している。

また、１３は直流リアクトル、１０は電流検出手段であ
り、プラズマアーク発生時に生じる切断電流を検出して
高周波発生装置６の作動を停止する信号を出力すると共
に、プラズマアーク４が生じた後は主回路に流れる電流
を電圧信号に変換して直流電源の出力を定電流制御する
ためのフィードバック制御信号を出力している。

８は接点手段７は直列に接続した電流制限抵抗であり、
抵抗素子とコンデンサより成る回路１１はプラズマアー
クの起動時における直流リアクトル１３による電流の立
ち上がりの遅れを補償するための補償回路である。

第２図の実施例回路では、ノズル２と電極１間及び、被
切断材５と電極１間にバイパスコンデンサ１２…を設け
ているが、このようなバイパスコンデンサを設けると、
パイロットアーク発生用電路形成時には、パイロットア
ーク電路内に設けた電流制限抵抗をバイパスして、アー
クの起動を容易にする一方、パイロットアーク発生用電
路が形成されない時には、接点手段７に加わる高周波電
圧をバイパスして接点の保護を図る他、機器の誤動作を
防止するために有益である。

次に本発明装置の操作手順と動作について説明する。

本発明装置においては、接点手段７の接点を閉じれば、
パイロットアーク発生用電路が形成され電極１とノズル
２間に電圧が印加されるので、高周波発生装置６を駆動
して、電極１とノズル２間に高周波放電を先導させてパ
イロットアークを発生させる。

パイロットアークが生じた後は、プラズマトーチＴを被
切断材５に接近させ、生じたアークをノズル２から被切
断材５側に移行させて、プラズマアーク４を発生させ、
その後はプラズマトーチＴを被切断材５の上面に浮かせ
た状態に保持しながら、被切断材５を任意の形状に切断
する。

また、接点手段７の接点を開けば、電極１とノズル２と
の間には電圧が印加されず、パイロットアーク発生用電
路は形成されないので、プラズマトーチＴを被切断材５
に接触させてから、高周波発生装置６を駆動して、電極
１と被切断材５との間に高周波放電を先導させて直接プ
ラズマアーク４を発生させて、トーチＴを移動させなが
ら被切断材５を切断する。

上記のいずれの方式を採用する場合も、高周波発生装置
６は、高周波障害の発生を防止するためプラズマアーク
４が発生し安定化した時点でその駆動を停止することが
望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の概略構成を示す系統図、第２図
はその具体的構成を示す回路図を示している。 （符号の説明） 図において、Ｔはプラズマトーチ、１は電極、２はノズ
ル、３は直流電源装置、４はプラズマアーク、５は被切
断材、６は高周波発生装置、７は接点手段、８は電流制
限抵抗、１２はバイパスコンデンサ、１４ａ，１４ｂは
接続ケーブルを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電流装置のマイナス側出力端子を高周
   波発生装置を接続した電極にプラス側出力端子を被切断
   材に接続したプラズマアーク切断装置において、 被切断材とノズルとの間に電流制限抵抗を接続した切換
   接点手段を設けると共に、ノズルと被切断材との間及び
   被切断材と電極との間に、高周波電流をバイパスさせる
   バイパスコンデンサを設け、上記切換接点手段の切り換
   え開閉操作により、電極とノズルとの間に電圧を印加し
   得るパイロットアーク発生用電路を形成できるように構
   成して、ノズルと被切断材との接触切断方式と非接触切
   断方式の両方式に上記直流電源装置を共用できるように
   したことを特徴とするプラズマアーク切断装置。