JPH08118072A - アーク加工用非消耗電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係るアーク加工用非消耗電極の製造
方法は、寿命が長く且つ消耗時間が安定したアーク加工
用非消耗電極の製造方法を提供することを目的としてい
る。 【構成】 作用インサート２の表面に金，金合金，銀，
銀合金からなるグループから選択された金属でメッキ層
３を形成し、ホルダー１の孔１ｃに前記作用インサート
２を嵌挿すると共に前記ホルダー１の孔１ｃの内壁とメ
ッキ層３との間に形成された間隙に金，金合金，銀，銀
合金からなるグループから選択された金属を加熱して溶
融させて充填し、その後冷却して前記ホルダー１と作用
インサート２との接触部に金属層を形成した構成である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は酸素プラズマ或いは空気
プラズマ等のプラズマアーク加工に用いられる非消耗電
極の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板，ステンレス鋼板等の被加工材に対
し切断，溶接等の加工を施す際に、酸素ガス，空気を含
む酸素ガスを５％以上含有したガス（以下『酸化系ガ
ス』という）を用いたプラズマアーク加工法を利用する
ことが行われている。酸化系ガスを用いたプラズマアー
ク加工法は、トーチの電極部において発生した超高温の
プラズマを酸化系ガスと共にノズルから超高速で被加工
材に向けて噴射することで、被加工材を溶融，酸化させ
ると共に溶融物及び酸化生成物を排除して切断するもの
である。この加工法は鉄系金属に適用した場合に、切断
面の高品質化，加工の高速化等を図ることが出来るため
有利である。

【０００３】プラズマアークを発生させるためのトーチ
は、該トーチの中心軸上に配設された銅または銅合金か
らなるホルダーにハフニウム，ジルコニウム等からなる
作用インサートを嵌合させて構成した電極と、電極の前
面であってトーチの中心軸上に配設されたノズルを有し
且つ電極と電気的に絶縁されたノズルキャップと、電極
とノズルキャップとで構成される空間に酸化系ガスを供
給する通路を有して構成されており、前記電極およびノ
ズルキャップは夫々強制冷却されているのが一般であ
る。

【０００４】上述したようにプラズマアーク加工法は種
々の利点を有する。しかしながら、作用インサートおよ
びホルダーが熱電子の放出に伴う温度上昇により溶融，
蒸発して短時間で消耗するという問題がある。

【０００５】ここで電極の消耗プロセスについて説明す
ると、プラズマアークの発生により作用インサートの先
端から熱電子が放出され高温状態となる。また動作ガス
として酸化系ガスを用いることにより作用インサートは
酸化し、熱電子の放出と酸化反応の相乗効果により作用
インサートの先端はより高温状態となり溶融，蒸発する
ことで消耗する。

【０００６】作用インサートの先端の消耗に伴ってプラ
ズマアークは電極の表面から内部に入り込み、ホルダー
を加熱する。ホルダーに対する冷却と入熱とのバランス
がくずれ、入熱量が臨界状態を越えるとホルダーが一気
に溶融し、これにより電極が消耗する。

【０００７】プラズマ加工用のトーチにおける電極の寿
命は長いことが好ましいが、一方では電極の消耗時間が
安定したものであることが要求されている。即ち、同一
仕様の電極における消耗時間がバラツキの無いものであ
ることが要求されている。

【０００８】これは従来、例えば数値制御式加工装置、
或いは倣い加工装置等の如き自動加工装置にプラズマ加
工用のトーチを搭載して被加工材に対し所定の加工を実
施する場合、予め電極の消耗時間を明確に判断すること
が出来ず、電極が消耗したことを検出してから交換作業
を実施するため、加工中で電極を交換することがあり、
オペレーターが加工装置から完全に手を離すことが出来
ないという問題があった。

【０００９】従って、電極の消耗時間が安定したもので
あれば、被加工材に対する加工を実施する際に予め電極
の交換時点を設定しておくことが可能となり、加工装置
の効率を向上させることが出来るという理由に基づくも
のである。

【００１０】電極の寿命を延長させ且つ安定させること
を目的として本件発明者等は種々の実験を行った結果、
以下の点が判明した。

【００１１】従来の酸化系ガス用電極を用い、冷却流
体によってホルダーを強制冷却した場合、図11に示すよ
うに、電極の消耗時間は冷却流体の温度が低い程延長さ
れる。このことは、電極、即ち作用インサートを冷却す
ることで電極の消耗時間を延長させることが可能である
ことを示している。従って、作用インサートとホルダー
との熱伝達効率を向上させることで、電極の消耗時間を
向上させることが出来る。

【００１２】作用インサートとホルダーとの間に金属
層を介在させた電極は、消耗時間を延長させることが出
来る。

【００１３】ホルダーと作用インサートとの間に介在
させる金属層の材料は、良好な熱伝導性と良好な導電性
を有することが必要である。

【００１４】ホルダーと金属層および作用インサート
と金属層との接触面に気泡や不純物が混入した場合、混
入の比率に応じて熱伝導性，導電性が阻害され電極の消
耗時間を安定させることが出来ない。また熱伝導性，導
電性は接触面の表面状態によっても影響される。

【００１５】電極の消耗時間を延長させ且つ安定させ
るためには、ホルダーをプラズマアークから遮蔽された
状態に維持することが必要である。

【００１６】上記〜から、電極の消耗時間を向上さ
せると共に安定させるためには、ホルダーと作用インサ
ートとの間に、自体の導電性および熱伝導性が良く、作
用インサートとホルダーに対する熱伝達性が良く、溶融
物或いは酸化物が熱伝導性および熱伝達性を阻害するこ
とが無く、蒸発潜熱が高く、母材の融点或いは酸化物の
融点が作用インサートおよびホルダーの融点よりも低い
材料からなる金属層を介在させることで、作用インサー
トに対する冷却効率を向上させると共にホルダーをプラ
ズマアークから遮蔽することが出来るとの結論を得た。

【００１７】上記結論に基づいて本出願人は特願平2-28
8464号に開示した技術を開発し、寿命が長く且つ安定し
た電極を製造するに至っている。この技術の代表的な構
成は、銅または銅合金からなるホルダーの前端面に形成
した孔にハフニウム，ハフニウム合金，ジルコニウム，
ジルコニウム合金のいずれかの金属からなる作用インサ
ートを嵌挿した後、前記ホルダーの孔の内壁と作用イン
サートの表面との間に形成された間隙に銀合金，金合金
の金属を溶融させて充填し、その後冷却して前記ホルダ
ーと作用インサートとの接触部に中間金属層を形成する
ように構成している。

【００１８】また他の技術の代表的な構成は、銀合金，
金合金の金属をパイプ状に形成し、前記パイプにハフニ
ウム，ハフニウム合金，ジルコニウム，ジルコニウム合
金のいずれかの金属からなる作用インサートを嵌合し、
銅または銅合金からなるホルダーの前端面に形成された
孔に前記作用インサートを嵌合したパイプを嵌挿した
後、全体を加熱して前記パイプとホルダーおよび作用イ
ンサートとの接触面を夫々拡散結合させることで前記ホ
ルダーと作用インサートとの間に中間金属層を形成する
ように構成している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術においても全く問題がない訳ではない。即ち、上記技
術によってホルダーと作用インサートとの間に中間金属
層を形成する場合、作用インサートの表面が大気中の空
気に晒されて表面酸化物が付着した状態で中間金属層が
形成されるといった問題がある。また上記技術では作用
インサートの表面に金属層が緻密にかつ連続面で確実に
接触することが困難であり接触面に気泡や不純物が混入
するおそれがある。

【００２０】作用インサートの表面と金属層との接触面
に気泡や酸化物等の不純物が入り込んだ場合には作用イ
ンサートの表面と金属層とに不連続な面が形成され、こ
れによって作用インサートと金属層との間の熱伝導率が
低減すると共に不安定になり、電極の寿命が低減すると
共に消耗時間が不安定になるという問題がある。

【００２１】本発明の目的は上記課題を解決するもので
あって、寿命が長く且つ消耗時間が安定したアーク加工
用非消耗電極の製造方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアーク加工
用非消耗電極の製造方法は、酸化系ガスを使用するアー
ク加工用非消耗電極の製造方法であって、ホルダーの前
端面に所定の径を有する孔を形成し、前記孔よりも小さ
い径を有する作用インサートの表面に金，金合金，銀，
銀合金からなるグループから選択された金属で前記孔よ
りも小さい径となるようにメッキ層を形成した後、前記
ホルダーの孔に前記表面にメッキ層を形成した作用イン
サートを嵌挿し、前記ホルダーの孔の内壁と前記メッキ
層の表面との間に形成された間隙に金，金合金，銀，銀
合金からなるグループから選択された金属を加熱して溶
融させて充填し、その後冷却して前記ホルダーと作用イ
ンサートとの接触部に金属層を形成することを特徴とす
るものである。

【００２３】また本発明に係るアーク加工用非消耗電極
の製造方法は、酸化系ガスを使用するアーク加工用非消
耗電極の製造方法であって、ホルダーの前端面に所定の
径を有する孔を形成し、前記孔よりも小さい径を有する
作用インサートの表面に金，金合金，銀，銀合金からな
るグループから選択された金属で前記孔よりも小さい径
となるようにメッキ層を形成し、金，金合金，銀，銀合
金からなるグループから選択された金属によって前記ホ
ルダーの孔よりも小さい外径と前記メッキ層の外径より
も大きい内径を有するパイプを形成した後、前記パイプ
に前記表面にメッキ層を形成した作用インサートを嵌合
し、更に前記作用インサートを嵌合したパイプを前記ホ
ルダーの前端面に形成された孔に嵌挿し、その後加熱し
て前記パイプとホルダーと作用インサートとメッキ層の
各接触面を夫々拡散結合させることを特徴とするもので
ある。

【００２４】また前記作用インサートの表面に銀または
銀合金によってメッキ層を形成する場合において、先ず
作用インサートの表面に金または金合金によって第１の
メッキ層を形成した後、更に前記第１のメッキ層の表面
に銅または銅合金によって第２のメッキ層を形成し、更
に前記第２のメッキ層の表面に銀または銀合金によって
第３のメッキ層を形成して構成したことを特徴とするも
のである。

【００２５】上記作用インサートの表面にメッキ層を形
成する代表的な手段は、作用インサートの表面に金メッ
キを形成する場合、先ず、作用インサートの素材をフ
ッ化水素酸水溶液，硫酸，シアン化カリウム或いはシア
ン化ナトリウムに順次浸して表面洗浄を行い、その後水
洗いをした後、放置して自然乾燥させる。次に表面洗
浄された前記作用インサートをシアン化金を主成分とす
る金メッキ浴（該金メッキ浴は常時攪拌される）に浸し
て作用インサートの表面にバレル金メッキ法を実施し、
その後水洗いした後、放置して自然乾燥させる。

【００２６】また、作用インサートの表面に銀メッキを
形成する場合、前記〜を実施した後、金メッキさ
れた作用インサートを硫酸銅を主成分とする銅メッキ浴
に浸して作用インサートを陰極とし、銅メッキ浴を陽極
として電気メッキ法によって銅メッキを実施する。その
後水洗いした後、放置して自然乾燥させる。次に銅メ
ッキされた前記作用インサートをシアン化銀を主成分と
する銀メッキ浴に浸して作用インサートを陰極とし、銀
メッキ浴を陽極として電気メッキ法によって銀メッキを
実施する。その後水洗いした後、放置して自然乾燥させ
る。

【００２７】

【作用】上記手段によって酸化系ガスを使用するアーク
加工用非消耗電極（以下単に『電極』という。）を製造
すれば、電極の消耗時間を延長させることが出来、且つ
消耗時間を安定させることが出来る。

【００２８】即ち、上記電極において、ホルダーを構成
する銅の融点は1083℃であり、作用インサートを構成す
るハフニウムの融点は2207℃，ジルコニウムの融点は18
57℃である。これに対し銀の融点は 960.5℃，金の融点
は1063℃である。また熱伝導性，導電性は銀，銅，金の
順序で夫々良導体であることが知られている。

【００２９】従って、作用インサートの表面に形成する
メッキ層、およびホルダーと作用インサートの表面に形
成したメッキ層との間に設ける金属層を金，金合金，
銀，銀合金からなるグループから選択された金属で構成
することでホルダー，金属層，メッキ層，作用インサー
ト間の熱伝達効率を向上させることが出来るものであ
る。

【００３０】作用インサートの表面に上記メッキ法によ
ってメッキ層を形成したことで作用インサートの表面と
メッキ層との接触面に気泡や酸化物等の不純物が混入さ
れることがなく、作用インサートの表面に前記メッキ層
が緻密に且つ均一に形成され、作用インサートとメッキ
層との接触面が完全な連続面で形成される。従って熱伝
達効率を向上させると共に安定させることが出来る。

【００３１】即ち、上記メッキ法によれば、作用インサ
ートの素材をフッ化水素酸水溶液，硫酸，シアン化カリ
ウム或いはシアン化ナトリウムに順次浸して表面洗浄す
ることによって作用インサートの表面に形成された表面
酸化膜や表面に付着した不純物等を除去することが出来
る。

【００３２】作用インサートの素材をフッ化水素酸水溶
液等によって表面洗浄した場合、作用インサートの中腹
部が痩せる場合があるが、バレル金メッキ法によって痩
せた部分に金メッキの層が補填される。従って、金メッ
キされた作用インサートは全体として均一な径に形成さ
れる。

【００３３】作用インサートが特にハフニウム，ハフニ
ウム合金で構成された場合、この作用インサートの表面
に直接銀メッキを行うことが困難である。従って、ハフ
ニウムの表面に先ず上述のようにして金メッキを行い、
該金メッキの表面に銅メッキを行った後、該銅メッキの
表面に銀メッキを行うことで銀メッキされた作用インサ
ートを得ることが出来る。

【００３４】またこの場合、銅メッキを介在させたこと
でホルダーとメッキ層との間に拡散結合によって金属層
を形成する際にホルダーの銅とメッキ層の銅とが融合し
易く、ホルダーとメッキ層と金属層と作用インサートと
の拡散結合性を向上させると共に熱伝導率を向上させる
ことが出来るという利点がある。

【００３５】作用インサートの表面に銀メッキを形成す
る場合、上述のように金メッキを形成した作用インサー
トの表面に電気メッキ法によって銅メッキ，銀メッキを
順次形成するので緻密で均一なメッキ層を形成すること
が可能である。

【００３６】またメッキ層と金属層とを同じ金属で構成
した場合には両者が融合し易く、熱伝導率を向上させる
ことが出来るという利点がある。

【００３７】ここでプラズマアークの発生により作用イ
ンサートの先端から熱電子が放射され、該先端部分が局
部的に高温となった場合、この熱は上述のように熱伝達
効率の向上且つ安定化を図るように構成したことによっ
て作用インサートからメッキ層，金属層を介してホルダ
ー全体に良好に伝達され、作用インサートの過度の昇温
を防止し、これにより、作用インサートの消耗を低減且
つ安定化することが出来る。また、ホルダー全体が一様
に昇温することで該ホルダーの局部的な溶融を防止する
ことが出来る。

【００３８】また前記熱電子の放射に伴い、作用インサ
ートの先端が溶融，蒸発して消耗することで、プラズマ
アークの発生点が徐々に電極内部に侵入し、作用インサ
ートとホルダーとの間に段差が生ずる。このとき、前記
メッキ層，金属層も溶融して作用インサートとホルダー
との間に生じた段差部におけるホルダーの表面に沿って
流動し、該表面に前記メッキ層，金属層の溶融した金属
による溶融層を形成する。そして前記層によってホルダ
ーをプラズマアークから遮蔽することで、ホルダーの局
部的な溶融を防止することが出来る。

【００３９】また前述の作用インサート先端からの熱電
子の放出に伴い、前記メッキ層，金属層が溶融，流動し
てホルダーの表面に溶融層を形成することから、金属層
とホルダーとの接触面に空隙が形成されていた場合であ
っても、この空隙を埋めることが出来る。従って、作用
インサートとホルダーとの熱伝達効率を両者の表面状態
に影響されることなく安定させることが出来る。また前
記メッキ層，金属層が蒸発する際の蒸発潜熱によって、
作用インサート先端における局部的な熱を吸収すること
が出来る。

【００４０】従って、上述の如く熱電子の放出に伴う作
用インサート全体の熱をメッキ層，金属層を介してホル
ダーに伝達すると共に、作用インサート先端の局部的な
熱をメッキ層，金属層を構成する金，金合金，銀，銀合
金の蒸発潜熱によって吸収することで、電極の消耗時間
を延長させると共に安定させることが出来るものであ
る。

【００４１】またホルダーと作用インサートの表面に形
成したメッキ層との間に金属層を介在させる場合、該金
属層，ホルダー，メッキ層，作用インサートを拡散結合
させて介在させることによって、ホルダーと金属層、お
よび金属層とメッキ層との夫々の接触面に空隙が形成さ
れる虞が無い。このため、電極における熱伝達性，導電
性を向上させることが出来る。

【００４２】前記金属層，メッキ層を金，金合金，銀，
銀合金のグループから選択された金属によって構成した
ことで、酸化系ガス雰囲気中でも溶融，流動，蒸発等の
物理的な挙動を安定して発揮させることが出来る。

【００４３】即ち、銀は通常の酸化系ガス雰囲気中では
酸化されず、オゾンによって酸化される。従って、プラ
ズマアークを発生することによって酸化銀が生成するこ
とがある。しかし、高温域における酸化銀は銀と酸素と
に分解されるため、溶融，流動等の挙動は安定したもの
となる。また金も通常の酸化系ガス雰囲気中では酸化し
ないため、溶融，流動等の挙動は安定したものとなる。

【００４４】また前記金属層，メッキ層を銀合金，金合
金で構成する場合において、該銀合金，金合金の主成分
を銀又は金および銅とすることによって、ホルダーおよ
び作用インサートとの拡散結合性を向上させると共に熱
伝導率を向上させることが出来る。

【００４５】また銀合金にパラジウムを４％以上含有さ
せることによって、溶融温度を上昇させると共に含有率
に応じて溶融温度を制御することが出来る。また金合金
にニッケルを２％以上含有させることによって、溶融温
度を上昇させると共に含有率に応じて溶融温度を制御す
ることが出来る。

【００４６】

【実施例】以下上記手段を適用したアーク加工用非消耗
電極の製造方法についての一実施例を具体的に説明す
る。図１（ａ）は本発明に係るアーク加工用非消耗電極
の製造方法によって製造された電極の断面説明図、図１
（ｂ）は電極の正面説明図、図２は作用インサートの表
面にメッキ層を形成する工程を示す工程説明図、図３
（ａ）は作用インサートの表面に金メッキ層を形成した
場合の縦断面図、図３（ｂ）は作用インサートの表面に
金メッキ層を形成した場合の横断面図、図３（ｃ）は作
用インサートに銀メッキ層を形成した場合の縦断面図、
図３（ｄ）は作用インサートに銀メッキ層を形成した場
合の横断面図、図４（ａ）はバレル金メッキ法を実施す
る装置の模式図、図４（ｂ）は電気メッキ法を実施する
装置の模式図、図５（ａ），（ｂ）は金属層の形成方法
を示す第１実施例の説明図、図６（ａ），（ｂ）は金属
層の形成方法を示す第２実施例の説明図、図７は切断加
工を実施する際の模式説明図、図８（ａ），（ｂ）は電
極が消耗する過程を示す説明図、図９（ａ），（ｂ）は
作用インサートがホルダーの中心軸に対して偏心して構
成された電極を示す説明図、図10は電極の寿命を説明す
る図である。

【００４７】図１（ａ），（ｂ）に示す電極Ａは、銅ま
たは銅合金からなるホルダー１と、このホルダー１の中
心軸上であって該ホルダー１の前端側（図１（ａ）にお
ける下側）に形成された前端面１ａ側から嵌挿されたハ
フニウム，ハフニウム合金，ジルコニウム，ジルコニウ
ム合金等の金属によって構成された作用インサート２
と、前記作用インサート２の表面には後述する金，金合
金，銀，銀合金からなるグループから選択された金属に
よってメッキ層３が形成され、ホルダー１と前記メッキ
層３との接触部に配置された金，金合金，銀，銀合金か
ら選択された金属からなる金属層４とによって構成され
ている。尚、図１（ａ），（ｂ）は前記メッキ層３と金
属層４とが同じ金属で構成された場合を示し、金属層４
の形成時にメッキ層３と金属層４とが融合して一体的な
層に形成されている。

【００４８】前記ホルダー１には該ホルダー１の後端側
（図１（ａ）における上側）から比較的大きな径を有す
る孔１ｂが形成されている。この孔１ｂは冷却流体の通
路となるものであり、図７に示して後述するように電極
Ａをトーチ５に取り付けたとき、該トーチ５に設けられ
た導管６によって冷却流体を流通させるように構成して
いる。

【００４９】またホルダー１の中心軸上であって前端面
１ａ側には表面にメッキ層３を形成した作用インサート
２を挿入して金属層４を形成するための孔１ｃが形成さ
れている。この孔１ｃは、後述する作用インサート２の
表面に形成されたメッキ層３の直径および長さと、ホル
ダー１とメッキ層３との間に形成される金属層４の厚さ
に対応した直径と深さを持って形成される。この孔１ｃ
の寸法は厳密に管理されることが必要である。

【００５０】またホルダー１の中心軸上であって孔１ｂ
の前端面１ａと対向する位置には突起部１ｄが形成され
ている。この突起部１ｄは冷却流体と接触するホルダー
１の表面積を大きくすることで、ホルダー１に対する冷
却効率を向上させる機能を有する。前記作用インサート
２は電極Ａの加工能力に応じた寸法を有する円筒状に形
成されている。この作用インサート２は電極Ａによりプ
ラズマアークを発生させる際の発生点となるものであ
る。

【００５１】作用インサート２の表面には金，金合金，
銀，銀合金から選択された金属によってメッキ層３が形
成される。以下、このメッキ層３を形成する際の手順に
ついて説明する。図２に示すように、先ず、所定の大き
さの作用インサート２をフッ化水素酸水溶液等に浸して
表面洗浄を行う。この場合、詳しくはフッ化水素酸水溶
液に浸した後、水洗いを行って硫酸に浸し、更に水洗い
を行ってシアン化カリウム或いはシアン化ナトリウムに
浸した後、水洗いを行って放置し、自然乾燥させる。こ
の工程によって作用インサート２の素材の表面に付着し
た不純物や表面酸化膜が除去される。

【００５２】次に洗浄された作用インサート２に金メッ
キを行う場合、バレル金メッキ法を適用することが好ま
しい。これは前述のフッ化水素酸水溶液等に浸して作用
インサート２の表面洗浄を行った際に、図３に示すよう
に作用インサート２の中腹部が痩せる場合がある。ここ
で金メッキを電気メッキ法によって形成した場合には作
用インサート２の表面に金メッキが均一の厚さに形成さ
れるため作用インサート２の中腹部が痩せたままの状態
で金メッキ層が形成され、ホルダー１の孔１ｃの内壁と
金メッキ層との離隔間隔が深さによって異なり、後に金
属層４を形成する際に金メッキ層と金属層４との接触状
態が不均一になるという問題がある。

【００５３】バレル金メッキ法を用いた場合には、図３
に示すように洗浄後の作用インサート２の中腹部の痩せ
た部分に厚い金メッキ層３ａが補填され、金メッキ層３
ａが形成された作用インサート２は全体として均一な径
を有して形成される。

【００５４】前記バレル金メッキ法は図４（ａ）に示す
ようにメッキ浴槽内に設けた攪拌機によって攪拌される
シアン化金を主成分とする金メッキ浴に作用インサート
２を浸し、図３（ａ），（ｂ）に示すように前記作用イ
ンサート２の表面に金メッキ層３ａを形成した後、金メ
ッキ層３ａが形成された作用インサート２を水洗いした
後放置して自然乾燥させるように構成したものである。

【００５５】また、作用インサート２に銀メッキを行う
場合、図２に示すように、先ず、前述のようにバレル金
メッキ法によって作用インサート２の表面に金メッキ層
３ａを形成した後、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、
前記金メッキ層３ａの表面に更に銅メッキ層３ｂを形成
し、更に前記銅メッキ層３ｂの表面に銀メッキ層３ｃを
形成する。特に作用インサート２がハフニウム，ハフニ
ウム合金で構成された場合にはハフニウムの表面に直接
銀メッキが出来ないのでこの方法を適用すれば確実に銀
メッキが形成出来、有利である。

【００５６】上述の銅メッキ層３ｂおよび銀メッキ層３
ｃを形成する場合には、図４（ｂ）に示すように、硫酸
銅を主成分とする銅メッキ浴またはシアン化銀を主成分
とする銀メッキ浴に作用インサート２の表面に金メッキ
層３ａ、或いは更に銅メッキ層３ｂを形成した該作用イ
ンサート２を浸すと共に、該作用インサート２を直流電
源の陰極に接続し、且つ銅メッキ浴または銀メッキ浴を
陽極に接続して電気分解によって銅メッキ層３ｂ或いは
銀メッキ層３ｃを形成する。

【００５７】即ち、上述のバレル金メッキ法によって作
用インサート２の表面に金メッキ層３ａを形成した後、
図４（ｂ）に示したメッキ浴槽に硫酸銅を主成分とする
銅メッキ浴を構成し、該銅メッキ浴に作用インサート２
を浸すと共に該作用インサート２に陰極を接続し、銅メ
ッキ浴に陽極を接続して直流電流を流し、作用インサー
ト２の表面に形成された金メッキ層３ａの表面に銅メッ
キ層３ｂを形成する。そして水洗いを行った後、銅メッ
キ層３ｂが形成された作用インサート２を放置して自然
乾燥させる。

【００５８】次に、同様にして図４（ｂ）に示したメッ
キ浴槽にシアン化銀を主成分とする銀メッキ浴を構成
し、該銀メッキ浴に前記作用インサート２を浸すと共に
該作用インサート２に陰極を接続し、銀メッキ浴に陽極
を接続して直流電流を流し、作用インサート２の表面に
形成された銅メッキ層３ｂの表面に銀メッキ層３ｃを形
成する。そして水洗いを行った後、銀メッキ層３ｃが形
成された作用インサート２を放置して自然乾燥させる。

【００５９】上述のようにして作用インサート２の表面
に金メッキ層３ａ、更に該金メッキ層３ａの表面に銅メ
ッキ層３ｂ、更に該銅メッキ層３ｂの表面に銀メッキ層
３ｃを順次形成することができる。これ等各メッキ層３
は夫々略１μｍ〜２μｍの厚さで形成されるものであ
る。

【００６０】上記電気メッキ法によって金メッキ層３ａ
の表面に銅メッキ層３ｂを形成し、更に銅メッキ層３ｂ
の表面に銀メッキ層３ｃを形成した場合、図３（ｃ），
（ｄ）に示すように金メッキ層３ａの表面に均一な厚さ
で銅メッキ層３ｂが形成され、更に、前記銅メッキ層３
ｂの表面に均一な厚さで銀メッキ層３ｃを形成すること
が出来、前述のバレル金メッキ法によって全体として均
一な径を有して金メッキ層３ａが形成されることから、
銀メッキ層３ｃも同様に全体として均一な径を有して形
成される。従って、後に金属層４を形成する際にメッキ
層３と金属層４との接触状態が均一に出来、熱伝達効率
を向上させると共に安定させることが出来る。

【００６１】金属層４は、作用インサート２の表面に形
成したメッキ層３とホルダー１を電気的および熱的に結
合する機能を有しており、作用インサート２と図示しな
い直流電源とを図７に示すトーチ５を介して接続すると
共に、作用インサート２で発生した熱をホルダー１に伝
達することで作用インサート２を冷却するためのもので
ある。

【００６２】また金属層４はメッキ層３と共に作用イン
サート２からの熱電子の放出による昇温によって溶融し
てホルダー１と作用インサート２との間に流動し、ホル
ダー１をプラズマアークから遮蔽すると共に、蒸発する
際の潜熱によって作用インサート２から局部的に熱を吸
収する機能を有するものである。

【００６３】金属層４としては、詳しくは後述するが、
ホルダー１の孔１ｃの内面と作用インサート２の表面に
形成したメッキ層３の外周面の間に金，金合金，銀，銀
合金の中から選択された金属を加熱して溶融し、これを
注入して冷却し、固定させて構成することが出来る。

【００６４】また作用インサート２の表面に形成したメ
ッキ層３の外径に応じた内径とホルダー１の孔１ｃの径
に応じた外径を有し、且つ金，金合金，銀，銀合金の中
から選択された金属で構成したパイプ４ａにメッキ層３
を形成した作用インサート２を嵌合し、更にホルダー１
の孔１ｃに前記作用インサート２を嵌合したパイプ４ａ
を嵌挿した後、加熱して該パイプ４ａを溶融しその後、
冷却して固定させて構成することが出来る。

【００６５】上述のように構成した場合、金属層４とメ
ッキ層３、および金属層４とホルダー１、およびメッキ
層３と作用インサート２を夫々拡散結合させることが可
能であり、ホルダー１に形成した孔１ｃの表面と作用イ
ンサート２の表面との間の接触面に空隙を形成すること
なく一体的に接合し、これにより、熱伝導性，導電性を
向上させると共に安定させることが出来、電極全体の熱
伝達効率を向上させると共に、孔１ｃおよび作用インサ
ート２の表面粗度に影響されることのない消耗時間の安
定した電極を得ることが可能となる。

【００６６】本発明者等が実形成した実験の結果、金属
層４の厚さとしては０．０１ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲で
設定することが好ましいことが判明している。これ以下
の厚さであると、ホルダー１とプラズマアークとの遮蔽
および蒸発潜熱による熱の吸収機能を有効に発揮するこ
とが出来ず、またこれ以上の厚さであると、プラズマア
ークの放電中に金属層４全体が溶融してホルダー１から
作用インサート２が脱落する虞がある。

【００６７】メッキ層３，金属層４の材料としては、良
好な熱伝導性，導電性を有すると共に、溶融温度がホル
ダー１を構成する銅または銅合金および作用インサート
２を構成するハフニウム，ハフニウム合金，ジルコニウ
ム，ジルコニウム合金の溶融温度よりも低くなければな
らず、また電極Ａは量産品であり、比較的価格の安いこ
とが要求されるため、入手し易いものでなければならな
い。このような条件に適合する材料として、金，金合
金，銀，銀合金を用いている。

【００６８】即ち、前述した実験結果から、作用インサ
ート２，メッキ層３および金属層４が消耗し、ホルダー
１が露出するおそれがあるとき、溶融したメッキ層３，
金属層４の金属がホルダー１の表面に沿って流動して該
表面に溶融金属層を形成することが可能であれば、ホル
ダー１の局部的な溶融を防止することが可能となり、且
つホルダー１と金属層４との接触面に空隙が形成されて
いる場合であっても、この空隙に溶融金属が流れ込んで
熱伝導性を向上させることが可能となり、従って、電極
Ａの消耗時間を延長させると共に安定させることが可能
であるとの結論に基づいて、酸化系ガス雰囲気中および
高温雰囲気中での安定性、材料の入手の容易さ、加工の
容易さ等を検討して選定したものである。

【００６９】金，金合金，銀，銀合金の溶融温度はホル
ダー１を構成する銅または銅合金および作用インサート
２を構成するハフニウム，ハフニウム合金，ジルコニウ
ム，ジルコニウム合金の溶融温度よりも低く、また銀，
金は酸化系ガス雰囲気中で酸化することがなく、更にプ
ラズマアークの発生によって酸化銀が生成したとして
も、この酸化銀は高温雰囲気中で銀と酸素に分解され、
また酸化金が生成したとしても、この酸化金は高温雰囲
気中では金と酸素に分解される。従って、前記金，金合
金，銀，銀合金は酸化系ガス雰囲気および高温雰囲気に
おける挙動が安定したものである。

【００７０】前記銀合金，金合金としては銅系の合金が
好ましい。これは合金中に含有される銅がホルダー１を
構成する銅または銅合金および作用インサート２を構成
するハフニウム，ハフニウム合金，ジルコニウム，ジル
コニウム合金との拡散結合性が良好であるためである。
従ってメッキ層３に銅メッキ層３ｂを含んで構成すると
好ましい。

【００７１】実験の結果、銀合金としては主成分とし
て、銀５０％〜９５％，銅５％以上含有したものであれ
ば目的を達成することが可能であった。また銀の含有率
が５０％以下である場合には銅の含有率を増大させるこ
とが必要であった。例えば、銀の含有率が２４％である
場合には銅の含有率を３５％以上にする必要があり、ま
た銀の含有率が４０％である場合には銅の含有率を１０
％に設定することで目的を達成することが出来た。

【００７２】従って、銀合金としては主成分として銀２
４％〜９５％，銅５％〜７６％を含むものであれば目的
を達成することが可能である。また銀合金として、銀−
銅系合金にパラジウムを４％〜３５％含有させること
で、該合金の溶融温度を上昇させることが可能であり、
且つこの含有率を適宜設定することで、銀合金の溶融温
度を適宜設定することが可能である。

【００７３】また金合金としては、主成分として金８０
％乃至９０％，銅５％を含むものであれば目的を達成す
ることが可能であった。また金の含有率を３０％とした
場合には銅の含有率を２０％以上に設定することが必要
であった。従って金合金としては主成分として金３０％
〜９５％，銅５％〜７０％を含むものであれば目的を達
成することが可能である。

【００７４】また金合金として、金−銅系合金にニッケ
ルを２％乃至２０％含有させることで、該合金の溶融温
度を上昇させることが可能であり、且つこの含有率を適
宜設定することで、金合金の溶融温度を適宜設定するこ
とが可能である。金属層４を構成する銀合金，金合金は
夫々上記の如き成分と含有率を持って構成される。しか
し亜鉛，カドミウム，錫，リチウム，鉛等が含有されて
も性能上ほとんど影響のないことを確認している。

【００７５】次に上記の如き電極Ａを製造するための金
属層４を形成する第１の方法について図５（ａ），
（ｂ）を用いて詳細に説明する。電極を製造する際に
は、予め該電極の加工能力が設定される。そして設定さ
れた加工能力に応じて作用インサート２の寸法が決定さ
れる。この作用インサート２の寸法と前述したメッキ層
３および金属層４の厚さとによって、ホルダー１に形成
される孔１ｃの寸法が設定され、これにより、同図に示
すホルダー１が製作される。ここで作用インサート２が
ハフニウムで構成された場合について説明する。

【００７６】前記ホルダー１の孔１ｃにメッキ層３を形
成した作用インサート２が嵌挿され、これ等はメッキ層
３，金属層４の材料として用いられる金属の溶融温度以
上であって、且つ銅の溶融温度以下に加熱される。また
金属層４の材料として用いられる金属、例えば銀合金
は、溶融した状態で容器８に収容されており、ホルダー
１にメッキ層３を形成した作用インサート２を嵌挿した
後、ホルダー１とメッキ層３との間に形成された間隙に
充填される。このとき、溶融した銀合金は孔１ｃおよび
メッキ層３の表面に沿って流動し、これ等の表面の粗度
に係わらず、空隙を生ずることなく充填される。尚、金
属層４を銀合金で構成した場合にはメッキ層３も同じ銀
合金で構成すれば好ましい。他の金属の場合も同様であ
る。

【００７７】そして溶融した銀合金を充填した後、全体
を冷却することでホルダー１と作用インサート２の間に
金属層４を形成した電極Ａを製造することが可能であ
る。溶融した銀合金は冷却過程で銅，ハフニウム中に拡
散し、この結果、ホルダー１，作用インサート２，メッ
キ層３が金属層４を介して一体的に結合される。

【００７８】従って、ホルダー１と金属層４、および金
属層４とメッキ層３、およびメッキ層３と作用インサー
ト２の接触面は空隙を形成することなく夫々強固に密着
し、この密着状態は孔１ｃ，メッキ層３の表面粗度に影
響されることがない。特に作用インサート２とメッキ層
３との接触面には気泡や不純物の混入がなく緻密な連続
面で形成されており、更にメッキ層３と金属層４とが同
じ金属で構成された場合には融合度が高く完全に密着さ
せることが出来る。

【００７９】このため、個々の電極における熱伝達効率
を高く且つ安定したバラツキのないものとすることが可
能となり、従って、電極の寿命を延長すると共に消耗時
間を安定させることが可能となる。前記方法において、
ホルダー１の孔１ｃに予め溶融した金属層４の材料を充
填しておき、その後、孔１ｃにメッキ層３を形成した作
用インサート２を嵌挿した後、全体を冷却しても良い。

【００８０】図６（ａ），（ｂ）は電極Ａを製造するた
めの金属層４を形成する第２の方法の説明図である。図
において、ホルダー１、およびメッキ層３を形成した作
用インサート２は前述の場合と同様に製作されている。
金属層４を構成するめの金属、例えば銀合金は、予め作
用インサート２の表面に形成したメッキ層３の外径と略
等しい内径を有し且つ所定の厚さを持ったパイプ４ａで
構成されている。ここでメッキ層３は銀合金で構成され
るものとする。

【００８１】そして前記メッキ層３を形成した作用イン
サート２をパイプ４ａに嵌合し、このパイプ４ａをホル
ダー１の孔１ｃに嵌挿した後、電極Ａ全体を銀合金の溶
融温度に加熱すると、メッキ層３，パイプ４ａの銀合金
が溶融し、銅，ハフニウムと拡散結合することで、ホル
ダー１，作用インサート２，メッキ層３，パイプ４ａを
夫々の接触面に空隙が生じることなく一体的に結合させ
ることが可能である。

【００８２】上記方法によって製造された電極Ａは、ホ
ルダー１，パイプ４ａ，メッキ層３，作用インサート２
が夫々拡散結合して一体化されているため、個々の電極
における熱伝達効率のバラツキがなく安定した熱伝達を
行うことが可能である。このため、電極の消耗時間を安
定させると共に延長させることが可能となる。

【００８３】また上記方法において、銀，銅，ハフニウ
ム等は酸化するおそれがある。従って金属層４，メッキ
層３を構成する材料に対する加熱，溶融およびホルダー
１，作用インサート２に対する加熱を、ガス加熱或いは
高周波加熱等の酸化雰囲気中で行う場合には、夫々の酸
化を防止するために、珪素等のフラックスを用いること
が必要である。このため、前記加熱は真空炉，不活性ガ
ス炉等の非酸化雰囲気中で行うことが有利である。また
前記電極Ａの各製造方法において金属層４，メッキ層３
の材料として銀合金を用いて説明したが、他の銀，金，
金合金を用いる場合や、作用インサート２を他のハフニ
ウム合金，ジルコニウム，ジルコニウム合金で構成した
場合も上述と同様の方法で電極Ａを製造することが出来
る。

【００８４】次に上述の方法で製造した電極Ａを用いて
鋼板９に対する切断加工を実施する場合について図７を
用いて説明する。電極Ａはトーチ５の電極台10にネジ等
の手段によって着脱可能に装着される。このとき、電極
Ａに形成した孔１ｂに冷却流体を流通させるための導管
６が嵌合し、該導管６に冷却水を流通させることで、電
極Ａを構成するホルダー１を直接冷却し得るように構成
している。

【００８５】トーチ５の先端にはノズルキャップ11が着
脱可能に装着されており、このノズルキャップ11の内側
にノズル12が配置されている。このノズルキャップ11お
よびノズル12は電極Ａを冷却した冷却水によって冷却さ
れている。また電極Ａとノズル12とで形成される空間に
酸化系ガスを供給するための通孔13が設けられている。

【００８６】上記構成において、図示しない直流電源の
陰極側を作用インサート２と接続すると共に、陽極側を
鋼板９と接続して直流電圧を印加し、且つ通孔13を介し
て酸化系ガスを供給すると、ノズル12によって高電流密
度に絞られたプラズマアーク７と酸化系ガスが鋼板９に
向かって噴射され、鋼板９の表面を溶融すると共に酸化
させ、溶融金属および酸化溶融物を鋼板９から除去する
ことで、該鋼板９を切断することが可能となる。

【００８７】次に電極Ａにおける消耗プロセスについて
図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。上述したよう
に、酸化系ガス雰囲気中で作用インサート２の先端から
熱電子が放出されると、この先端部分は局部的に超高温
（6000℃〜7000℃）となる。尚、作用インサート２にお
ける熱電子の放出部分は、作用インサート２の表面であ
って且つ中心部分であると考えられている。

【００８８】前記熱により作用インサート２を構成する
金属は溶融し且つ蒸発する。このとき、作用インサート
２の先端で発生する熱は作用インサート２全体に伝達さ
れる。そしてホルダー１を強制冷却することによって、
該ホルダー１，金属層４，メッキ層３を介して作用イン
サート２を冷却することが可能となる。

【００８９】図８（ａ）に示すように、作用インサート
２の先端における金属の蒸発により、該先端部分にクレ
ーター１ｅが発生する。クレーター１ｅに対応する位置
にあるメッキ層３，金属層４は作用インサート２から発
生する熱により溶融および蒸発する。このとき、メッキ
層３，金属層４を構成する材料として金，金合金，銀，
銀合金のいずれを用いた場合であっても、これ等の融点
がホルダー１を構成する銅または銅合金の融点よりも低
いことからホルダー１が溶融点に達する以前にメッキ層
３，金属層４が溶融するものである。

【００９０】またメッキ層３，金属層４が蒸発する際の
蒸発潜熱により、作用インサート２の先端部分における
熱を吸収することが可能であり、従って、クレーター１
ｅに対応する部分のホルダー１の昇温を抑制することが
可能となる。

【００９１】電極Ａの稼働時間が増加すると、図８
（ｂ）に示すようにクレーター１ｅが成長して熱電子の
放出点が電極Ａの内部に侵入する。このようなクレータ
ー１ｅの成長過程において、作用インサート２は定常的
に溶融し且つ蒸発し、メッキ層３，金属層４も溶融し且
つ蒸発する。このとき、メッキ層３，金属層４の溶融金
属はホルダー１に形成した孔１ｃの表面に沿って流動
し、これにより、ホルダー１のプラズマアーク７と対応
する面、即ち孔１ｃの表面に溶融金属層14が形成され
る。そして前記溶融金属層14によって、ホルダー１をプ
ラズマアーク７に直接さらすことなく遮蔽することが可
能である。

【００９２】前記溶融金属層14はクレーター１ｅの成長
に伴ってメッキ層３，金属層４が連続的に溶融すること
から、溶融金属が定常的に供給され、常に略一定の厚さ
に維持される。そして溶融金属層14とホルダー１との接
触面を介して熱がホルダー１に伝達されると共に、溶融
金属層14のプラズマアーク７と対向する面からは連続的
に溶融した金属の蒸発が行われて熱を吸収することが可
能となる。このためプラズマアーク７の発生時における
電極の温度分布を定常状態とすることが可能である。

【００９３】上述の如く、クレーター１ｅの成長に伴っ
て熱電子の放出点が電極Ａの内部に侵入したとき、ホル
ダー１のプラズマアーク７と対向する面にメッキ層３，
金属層４の溶融金属層14が形成されることで、ホルダー
１が直接プラズマアーク７にさらされることを防止する
と共に温度分布を定常状態とすることが可能であり、こ
れにより、電極Ａの消耗時間を延長させると共に安定さ
せることが可能となる。

【００９４】図９（ａ），（ｂ）は作用インサート２が
ホルダー１の中心軸に対して偏心して構成された電極Ｂ
の説明図である。金，金合金，銀，銀合金のいずれかの
金属を溶融し、該溶融金属を作用インサート２の表面に
形成したメッキ層３とホルダー１との間に注入して電極
を構成する場合に、上記の如き電極Ｂが構成されること
がある。

【００９５】図に示す電極Ｂは、ホルダー１の孔１ｃの
内壁と作用インサート２の表面に形成したメッキ層３が
直接接触している。このような電極Ｂであっても、作用
インサート２とホルダー１との間にメッキ層３が介在す
ることになり、作用インサート２とホルダー１が直接接
触することを防止できる。従って作用インサート２の先
端から熱電子を放射した場合に、ホルダー１が直接プラ
ズマアーク７にさらされて溶融するおそれがない。

【００９６】図10は前述したメッキ層３を形成した電極
Ａと、メッキ層３を形成することなく金属層４のみが形
成された従来の電極Ｃとを略同じ仕様で夫々複数製造さ
れた電極を用い、定電流電源によってアーク電流値が 3
60Ａの連続アークを形成して前記両電極の使用可能時間
を測定し、電極の寿命とばらつきの関係をグラフにした
ものである。

【００９７】図10の縦軸は使用可能時間を示す。電極の
消耗量は該電極の先端に発生する窪みの深さを測定する
ことで計測することが出来る。電極が破壊された時、該
電極の先端には 2.0mm〜 2.5mmの窪みが生じている。従
って、電極が破壊されたときの窪み深さに達する以前の
窪み深さ（例えば破壊時の窪み深さの80％〜90％）を適
宜設定することで、電極が寿命に達したことを認識する
ための消耗限界値を設定することが出来る。

【００９８】図10に示すようにメッキ層３を形成しない
従来の電極Ｃでは最高寿命時間が 120分であり、最低寿
命時間が50分であった。即ち、電極Ｃにおける寿命時間
のばらつきは70分の範囲で広く分布しており、電極の消
耗時間が不安定となって電極の寿命品質に対する信頼性
が低い。

【００９９】またメッキ層３を形成した電極Ａでは最高
寿命時間が従来の電極Ｃと同じ 120分であり、最低寿命
時間が 100分であった。即ち、電極Ａにおける寿命時間
のばらつきは20分の範囲に集中して分布し、電極の消耗
時間が安定して電極の寿命品質に対する信頼性が向上す
ることが判明した。

【０１００】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
アーク加工用非消耗電極の製造方法によれば、作用イン
サートの表面に金，金合金，銀，銀合金のグループから
選択された金属によってメッキ層を形成すると共に該メ
ッキ層とホルダーとの間に金，金合金，銀，銀合金のグ
ループから選択された金属からなる金属層を介在させる
ことで熱伝達効率を向上させると共に安定させることが
出来る。

【０１０１】また作用インサートが消耗した場合にホル
ダーのプラズマアークと対向する面にメッキ層，金属層
が溶融した溶融金属層が形成されることで、ホルダーが
プラズマアークに直接さらされることを防止することが
出来る。このため、動作ガスとして酸化系ガスを用いた
場合であっても、電極の消耗時間を延長させると共に安
定させることが出来る。

【０１０２】また作用インサートの表面にメッキ層を形
成することで作用インサートとメッキ層の間に気泡や酸
化物等の不純物が混入することがなく、緻密で連続した
接触面を形成することが出来、熱伝導率を向上させると
共に安定させて電極の寿命を延長させると共に安定させ
ることが出来る。従って電極の寿命品質に対する信頼性
を向上させることが出来る。

【０１０３】また作用インサートの表面にメッキ層を形
成したことで作用インサートと金属層との間のロウ付け
加工が容易となり、ロウ付けコストを低減できる。また
メッキ層と金属層とを同じ金属で構成した場合には両者
の融合が容易である。

【０１０４】またホルダーとメッキ層との間に形成され
る間隔に溶融させた金属層の材料を充填することで、ホ
ルダー，金属層，メッキ層，作用インサートにおける夫
々の接触面に空隙の生じる虞がない。このためホルダー
に形成した孔および作用インサートの面粗度に影響され
ることなく、安定した熱伝導を行うことが出来る電極を
得ることが出来る。従って、異なる電極或いは生産ロッ
トの異なる電極であっても消耗時間のバラツキをなくし
て安定させると共に、消耗時間を延長させることが出来
る。

【０１０５】また金属層を構成する材料をパイプ状に形
成し、このパイプにメッキ層を形成した作用インサート
を嵌合すると共にホルダーに形成した孔に嵌挿して全体
を加熱することで、ホルダーとパイプ、パイプとメッキ
層、メッキ層と作用インサートの夫々の接触面を拡散結
合させることが出来る。このため、安定した熱伝導を行
うことが出来る電極を得ることが出来る。従って、異な
る電極或いは生産ロットの異なる電極であっても消耗時
間のバラツキをなくして安定させると共に、消耗時間を
延長させることが出来る。

【０１０６】また電極の消耗時間がホルダーの孔および
作用インサートの表面粗度に影響されないため、これ等
の面粗度が大きくとも良い。このため、孔，作用インサ
ートの加工精度を低減させることが出来る。従って、生
産コストを低減させることが出来る等の特徴を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は電極の断面説明図、（ｂ）は電極の正
面説明図である。

【図２】作用インサートの表面にメッキ層を形成する工
程を示す工程説明図である。

【図３】（ａ）は作用インサートの表面に金メッキ層を
形成した場合の縦断面図、（ｂ）は作用インサートの表
面に金メッキ層を形成した場合の横断面図、（ｃ）は作
用インサートに銀メッキ層を形成した場合の縦断面図、
（ｄ）は作用インサートに銀メッキ層を形成した場合の
横断面図である。

【図４】（ａ）はバレル金メッキ法を実形成するる装置
の模式図、（ｂ）は電気メッキ法を実形成するる装置の
模式図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は金属層の形成方法を示す第１
実施例の説明図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は金属層の形成方法を示す第２
実施例の説明図である。

【図７】切断加工を実施する際の模式説明図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は電極が消耗する過程を示す説
明図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は作用インサートがホルダーの
中心軸に対して偏心して構成された電極を示す説明図で
ある。

【図10】電極の寿命を説明する図である。

【図11】冷却流体の温度と電極の消耗時間との関係を示
す図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ…電極、１…ホルダー、１ａ…前端面、１
ｂ，１ｃ…孔、１ｄ…突起部、１ｅ…クレーター、２…
作用インサート、３…メッキ層、３ａ…金メッキ層、３
ｂ…銅メッキ層、３ｃ…銀メッキ層、４…金属層、４ａ
…パイプ、５…トーチ、６…導管、７…プラズマアー
ク、８…容器、９…鋼板、10…電極台、11…ノズルキャ
ップ、12…ノズル、13…通孔、14…溶融金属層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化系ガスを使用するアーク加工用非消
   耗電極の製造方法であって、ホルダーの前端面に所定の
   径を有する孔を形成し、前記孔よりも小さい径を有する
   作用インサートの表面に金，金合金，銀，銀合金からな
   るグループから選択された金属で前記孔よりも小さい径
   となるようにメッキ層を形成した後、前記ホルダーの孔
   に前記表面にメッキ層を形成した作用インサートを嵌挿
   し、前記ホルダーの孔の内壁と前記メッキ層の表面との
   間に形成された間隙に金，金合金，銀，銀合金からなる
   グループから選択された金属を加熱して溶融させて充填
   し、その後冷却して前記ホルダーと作用インサートとの
   接触部に金属層を形成することを特徴としたアーク加工
   用非消耗電極の製造方法。
2. 【請求項２】 酸化系ガスを使用するアーク加工用非消
   耗電極の製造方法であって、ホルダーの前端面に所定の
   径を有する孔を形成し、前記孔よりも小さい径を有する
   作用インサートの表面に金，金合金，銀，銀合金からな
   るグループから選択された金属で前記孔よりも小さい径
   となるようにメッキ層を形成し、金，金合金，銀，銀合
   金からなるグループから選択された金属によって前記ホ
   ルダーの孔よりも小さい外径と前記メッキ層の外径より
   も大きい内径を有するパイプを形成した後、前記パイプ
   に前記表面にメッキ層を形成した作用インサートを嵌合
   し、更に前記作用インサートを嵌合したパイプを前記ホ
   ルダーの前端面に形成された孔に嵌挿し、その後加熱し
   て前記パイプとホルダーと作用インサートとメッキ層の
   各接触面を夫々拡散結合させることを特徴としたアーク
   加工用非消耗電極の製造方法。
3. 【請求項３】 前記作用インサートの表面に銀または銀
   合金によってメッキ層を形成する場合において、先ず作
   用インサートの表面に金または金合金によって第１のメ
   ッキ層を形成した後、更に前記第１のメッキ層の表面に
   銅または銅合金によって第２のメッキ層を形成し、更に
   前記第２のメッキ層の表面に銀または銀合金によって第
   ３のメッキ層を形成して構成したことを特徴とした請求
   項１または請求項２記載のアーク加工用非消耗電極の製
   造方法。