JPH0839260A - 粉末肉盛溶接方法 - Google Patents
粉末肉盛溶接方法Info
- Publication number
- JPH0839260A JPH0839260A JP7084238A JP8423895A JPH0839260A JP H0839260 A JPH0839260 A JP H0839260A JP 7084238 A JP7084238 A JP 7084238A JP 8423895 A JP8423895 A JP 8423895A JP H0839260 A JPH0839260 A JP H0839260A
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- Japan
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- plasma
- torch
- powder
- working gas
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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って、肉盛溶接用粉末の
流れおよび溶融金属量が不均一になったりすることがな
く、広がりが小さい良好なる肉盛溶接層を得ることが可
能である粉末肉盛溶接方法を提供することを目的として
いる。 【構成】 棒状電極２と棒状電極２の囲りに配設したト
ーチ内筒３との間でプラズマ作動ガスを供給すると共
に、トーチ内筒３とトーチ内筒３の外側に設けたトーチ
外筒１１との間から肉盛溶接用粉末１４を供給する粉末
肉盛溶接用プラズマトーチ１を用い、プラズマ作動ガス
の流れをプラズマトーチ１内でらせん形状に整流し、ら
せん形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスがアーク
加熱されて生じたプラズマアーク中に該プラズマアーク
の側方から肉盛溶接用粉末１４を供給する。
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って、肉盛溶接用粉末の
流れおよび溶融金属量が不均一になったりすることがな
く、広がりが小さい良好なる肉盛溶接層を得ることが可
能である粉末肉盛溶接方法を提供することを目的として
いる。 【構成】 棒状電極２と棒状電極２の囲りに配設したト
ーチ内筒３との間でプラズマ作動ガスを供給すると共
に、トーチ内筒３とトーチ内筒３の外側に設けたトーチ
外筒１１との間から肉盛溶接用粉末１４を供給する粉末
肉盛溶接用プラズマトーチ１を用い、プラズマ作動ガス
の流れをプラズマトーチ１内でらせん形状に整流し、ら
せん形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスがアーク
加熱されて生じたプラズマアーク中に該プラズマアーク
の側方から肉盛溶接用粉末１４を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末を用いた肉盛溶
接を行うのに好適な粉末肉盛溶接方法に関し、例えば自
動車用や船舶用のエンジンバルブのフェース面における
肉盛、その他各種の肉盛溶接に適用される粉末肉盛溶接
方法に関するものである。
接を行うのに好適な粉末肉盛溶接方法に関し、例えば自
動車用や船舶用のエンジンバルブのフェース面における
肉盛、その他各種の肉盛溶接に適用される粉末肉盛溶接
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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、そのフェース面の耐熱および耐
摩耗性を高めるために肉盛溶接を行うことが多い。
を製作するに際しては、そのフェース面の耐熱および耐
摩耗性を高めるために肉盛溶接を行うことが多い。
【０００３】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。
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。
【０００４】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
ズマアークによっ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った。
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
ズマアークによっ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った。
【０００５】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
ーサによって保持する構造としているものもあった（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
を用いた粉末肉盛溶接用プラズマトーチを用いて粉末肉
盛溶接を行った場合には、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量が
不均一になったりすることがあるという問題点があっ
た。
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
ーサによって保持する構造としているものもあった（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
を用いた粉末肉盛溶接用プラズマトーチを用いて粉末肉
盛溶接を行った場合には、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量が
不均一になったりすることがあるという問題点があっ
た。
【０００６】
【発明の目的】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、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っ
て、肉盛溶接用粉末の流れおよび溶融金属量が不均一に
なったりすることがなく、広がりが小さい良好なる肉盛
溶接層を得ることが可能である粉末肉盛溶接方法を提供
することを目的としている。
点に着目してなされたもので、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っ
て、肉盛溶接用粉末の流れおよび溶融金属量が不均一に
なったりすることがなく、広がりが小さい良好なる肉盛
溶接層を得ることが可能である粉末肉盛溶接方法を提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明による粉末肉盛
溶接方法は、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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設けたトーチ
外筒との間から肉盛溶接用粉末を供給する粉末肉盛溶接
用プラズマトーチを用い、前記プラズマ作動ガスの流れ
を前記プラズマトーチ内でらせん形状に整流し、らせん
形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスがアーク加熱
されて生じたプラズマアーク中に該プラズマアークの側
方から前記肉盛溶接用粉末を供給する構成としたことを
特徴としている。
溶接方法は、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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設けたトーチ
外筒との間から肉盛溶接用粉末を供給する粉末肉盛溶接
用プラズマトーチを用い、前記プラズマ作動ガスの流れ
を前記プラズマトーチ内でらせん形状に整流し、らせん
形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスがアーク加熱
されて生じたプラズマアーク中に該プラズマアークの側
方から前記肉盛溶接用粉末を供給する構成としたことを
特徴としている。
【０００８】この発明による粉末肉盛溶接方法で用いら
れ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。
れ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。
【０００９】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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設けたトー
チ外筒との間には、プラズマアーク中に肉盛溶接用粉末
を供給するための粉末供給路を形成した構成を有するも
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
気体噴霧等によって粉末化したものが使用される。
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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設けたトー
チ外筒との間には、プラズマアーク中に肉盛溶接用粉末
を供給するための粉末供給路を形成した構成を有するも
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
気体噴霧等によって粉末化したものが使用される。
【００１０】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ることに
よって、プラズマ作動ガスの流れをプラズマトーチの内
部でらせん形状に整流するようにしている。このプラズ
マ作動ガス整流体は、金属あるいはセラミックスなどか
ら構成され、プラズマ作動ガス通過孔はらせん形状をな
すものとしてプラズマ作動ガスの流れをらせん形状に整
流できるようにしたものが使用され、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っていると同時に、棒状電極をトー
チ内筒と同心状態で保持する役割を持っている。
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ることに
よって、プラズマ作動ガスの流れをプラズマトーチの内
部でらせん形状に整流するようにしている。このプラズ
マ作動ガス整流体は、金属あるいはセラミックスなどか
ら構成され、プラズマ作動ガス通過孔はらせん形状をな
すものとしてプラズマ作動ガスの流れをらせん形状に整
流できるようにしたものが使用され、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っていると同時に、棒状電極をトー
チ内筒と同心状態で保持する役割を持っている。
【００１１】
【実施例】図１および図２はこの発明による粉末肉盛溶
接方法の実施例を示す図であって、この粉末肉盛溶接方
法において用いられるプラズマトーチ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と同心状にか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
下端にチップ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っても良い。そして、トーチ
内筒３およびチップ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、図２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によって、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っ
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って、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。
接方法の実施例を示す図であって、この粉末肉盛溶接方
法において用いられるプラズマトーチ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と同心状にか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
下端にチップ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っても良い。そして、トーチ
内筒３およびチップ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、図２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によって、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っ
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って、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。
【００１２】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、肉盛溶接用粉末１４が供給できるよう
になっている。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１
１の下端部分にはノズル孔１２と同心状にガスレンズ１
６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。
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、肉盛溶接用粉末１４が供給できるよう
になっている。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１
１の下端部分にはノズル孔１２と同心状にガスレンズ１
６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。
【００１３】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、肉盛
溶接用粉末１４をプラズマアーク中にその側方から供給
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。
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、肉盛
溶接用粉末１４をプラズマアーク中にその側方から供給
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。
【００１４】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って流れる
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。
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って流れる
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。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る粉末肉盛溶接方法は、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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設け
たトーチ外筒との間から肉盛溶接用粉末を供給する粉末
肉盛溶接用プラズマトーチを用い、前記プラズマ作動ガ
スの流れを前記プラズマトーチ内でらせん形状に整流
し、らせん形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスが
アーク加熱されて生じたプラズマアーク中に該プラズマ
アークの側方から前記肉盛溶接用粉末を供給するように
したから、棒状電極とトーチ内筒との間で供給されるプ
ラズマ作動ガスの流れがらせん形状であるものとするこ
とによっ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、肉盛溶接用粉末の流れが不均一にな
ったり、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っ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
効果がもたらされる。
る粉末肉盛溶接方法は、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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設け
たトーチ外筒との間から肉盛溶接用粉末を供給する粉末
肉盛溶接用プラズマトーチを用い、前記プラズマ作動ガ
スの流れを前記プラズマトーチ内でらせん形状に整流
し、らせん形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスが
アーク加熱されて生じたプラズマアーク中に該プラズマ
アークの側方から前記肉盛溶接用粉末を供給するように
したから、棒状電極とトーチ内筒との間で供給されるプ
ラズマ作動ガスの流れがらせん形状であるものとするこ
とによっ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、肉盛溶接用粉末の流れが不均一にな
ったり、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っ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
効果がもたらされる。
【図１】この発明による粉末肉盛溶接方法の一実施例に
おいて用いられる粉末肉盛溶接用プラズマトーチの縦断
面図である。
おいて用いられる粉末肉盛溶接用プラズマトーチの縦断
面図である。
【図２】図１に示すプラズマ作動ガス整流体の斜視図で
ある。
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 １１ トーチ外筒 １４ 肉盛溶接用粉末
Claims (1)
- 【請求項１】 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、トーチ内筒と前記トーチ内筒の外側に設けたトーチ
外筒との間から肉盛溶接用粉末を供給する粉末肉盛溶接
用プラズマトーチを用い、前記プラズマ作動ガスの流れ
を前記プラズマトーチ内でらせん形状に整流し、らせん
形状に整流されて流れるプラズマ作動ガスがアーク加熱
されて生じたプラズマアーク中に該プラズマアークの側
方から前記肉盛溶接用粉末を供給することを特徴とする
粉末肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084238A JPH0839260A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 粉末肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084238A JPH0839260A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 粉末肉盛溶接方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20057783A Division JPS6092085A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 粉末肉盛溶接用プラズマト−チ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0839260A true JPH0839260A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=13824894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7084238A Pending JPH0839260A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 粉末肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0839260A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003530679A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-10-14 | テトロニクス リミテッド | ツイン・プラズマ・トーチ装置 |
| JP2005056647A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Haiden Kenkyusho:Kk | プラズマ発生方法及びプラズマ発生装置 |
| JP2015084290A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 立山マシン株式会社 | 大気圧プラズマ発生装置 |
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| JPS52147536A (en) * | 1976-06-02 | 1977-12-08 | Akimichi Koide | Plasma arc torch |
| JPS555125A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Plasma arc build-up welding method by powder metals or other |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7084238A patent/JPH0839260A/ja active Pending
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