JPS5950967A - プラズマジエツトト−チ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマジェットにより鋼管内面を再溶融し上
砂化層を形成し或はプラズマジェットによって溶接を行
なうプラズマジェットトーチ装置に関する。

鋼管を継いで流体を通す場合、鋼管内面の継目部分が流
体に侵され易い。そこで両管の端部内面に予め硬化処理
を施した後、鋼管を接続することが行なわれている。

本出願人はり、前、鋼管の端部内面をプラズマジェット
により再溶融し良好な硬化層を得る方法を提案した（特
願昭５６−１９２０９号）。

ところが、」二記出願の場合、プラズマジェットによる
高熱が管内に籠り、トーチが外面から熱に侵されて早期
の内に使用不能になる問題があった。

本願はプラズマジェットトーチにはプラズマジェットを
収束させピンチ効果によって温度」二昇を画るために、
トーチの先端側に冷却水を強制循環させていることに着
目し、この冷却水を強制循環させるために必要な冷却機
付強制循環装置を利用して、トーチに被せたウオークジ
ャケットケースに冷却水を強制循環させることにより、
管内でのプラズマジェットトーチの使用時に管内に籠る
熱からトーチ全体を保護出来、トーチの寿命を大幅に延
長出来るプラズマジェットトーチ装置を提供することを
目ｒ白とする。

以下図面に示す実施例に基つき本発明を具体的に説明す
る。

第１図は一対の受台＋５＋　＋５１１に跨がって水平に
且つ回転可能に支持された鋼管（５０）に対し、該鋼管
（５０）の一端内面に対向して支持台（３）に支持せし
めたプラズマジェットトーチ（２）を臨まぜ、プラズマ
ジェットによって鋼管内面を再溶融して硬化層を形成す
る状況を示している。

受台（５）上には鋼管（２））を支え１日りつ該鋼管を
１．　Ｏ０〜４００７分で回転させる駆動ローラ（５２
）が配備されている。

トーチ支持台（３）は鋼管に対して接近離間可能に配備
した公知のマニプレータ（４）と、該マニプレータ（４
）の昇降可能な腕板（４１）上に配備されたウィービン
グ装置（６）と、該ウィービング装置（６）」二に配備
されサーボユニット（７１１により昇降する上下位置自
動修正装置（７）とで構成される。

ウィービング装置（６）は腕（４１）上に水平方向に摺
動可能に配備された移動台（６１）をシリンダ或はラッ
ク七ピニオンの組合せから成る往復装置（６２）に連繋
したもので、トーチ（２）を管軸方向に２回／秒の割で
往復動、させる。

」−下位置自動修正装置（７）はトーチ（２）の先端と
管内面の距離が変わると電圧が変化することを利用して
本器内部と可変安定化電源による基準電圧と比較動増幅
を行ない、トーチ（２）の支持アーム（２１）をウィー
ビング装置（６）上のスライドベース（７２）に沿って
サーポユニッ）　（７ｎによって上下動せしめ、管内面
のプラズマジェットを噴射すべき部位とプラズマジェッ
トトーチとの距離を一定にし電圧を一定に保つものであ
る。

前記マニピュレータ（４）の腕（４１）上には溶接用の
ワイヤー（９）を巻いたドラム（９１）が回転自由に支
持されており、又、上下位置自動降圧装置（７）上には
ワイヤー送給装置（９２）が配備されており、該送給装
置によって前記ワイヤドラム（９１）から引き出したワ
イヤー（９）を導管（９３）を介してトーチ（２）の先
端近傍に送り込まれる。

導管＋９３）の先端部は後記するウォータジャケットケ
ース（１）の外壁に設けた１１石さ微調節装置（８目こ
連繋されている。

トーチ（２）はノズル（−１が３２〜６　ｒｔｍ＋φで
あって第６図に示す如くノズル１」の周囲には環状の氷
室（２１８＞か形成されている。

Ｌ記トーチ（２）は第２図の如く中空筺体状のウォータ
ジャケットケース（１）に収容されて０る。

」１記ジャケットケース（１）は−に下位置自動修正装
置（７）の昇降板（７２）に固定されたシャケ・７ト本
体（１１）と該ジャケット本体（１１）に蝶番（１３）
により開閉可能番こ取もけられた蓋体（１２）とで構成
される。尚ジ４・ケ・ント本体（１１）及び盆体（１２
）は何れもアルミニ・・−１・製である。

ジャケット本体（１１）には底部に１・−チ（２）先端
力（臨出する貞通孔（１４）が開設され、１」、つ底壁
（１５）は２重構造となって氷室（１６）を形成してい
る。

又、前記昇降板Ｃｌ２１には水配管用のへ・ンダー（７
３１を配備し、該ヘッダーｆｆ３）からジャケット本体
（１１）及び蓋体（１渇の内壁にアルミニュームパイプ
０ηが配管されている。

ジャケット本体（１１）側のパイプ（１ηは第４図の如
く該本体（１１）の側壁内面を蛇行し底部の氷室（１６
）に繋がり、再び氷室（１６）から立ち上ってヘッダー
（７３）に連通している。

孟体（Ｉ２）側のパイプ（１７）は第５図の如く側壁内
面と天井壁とを蛇行しており、着脱可能な可撓性パイプ
（１８）を介してヘッダー（７３）に連通している。

ジャケット本体（１１）には第３図の如くワイヤー（９
）の突出し高さ微調節装置（８）が配備されている。

微調節装置（８）はジャケット本体（１１）の側壁に突
設した平行板＋８１１　＋８１ｉ間にネジ軸（８２）を
回転自由に枢止し、前記ワイヤー（９）を案内する導管
（９２）の先端部を支持した支持ブロック（８３）をネ
ジ軸（８２）に螺合したもので、ネジ軸（８２）上端の
つまみ（８４）を回転しネジ推力によって支持ブロック
（８３）従って導管（９３）の先端を−１−下に微調節
する。

支持ブロック（８３１には回転止め（図示せず）が係合
し、ネジ軸（８２１の回転に支持ブロック（８３）が追
従することはない。

ウォータジャケットケース（１）及びトーチ（２）には
冷却水循環装置（３１）が連繋される。

冷却水循環装置（３１＋はフレオンガス式冷凍４４　（
３２１とウォータジャケットケース（１）のヘッダー（
７３）及びトーチ（２）の氷室（２］ａ）に夫々流入管
（３４）　（３４ａ）を流出惰（３３１（３３ａ）から
成る循環管路（３５）　（３５ａ　）を連通させたもの
である。

１・−チ（２）への循環管路（３５）はプラズマ溶接機
本体（３Ｇ）を経由して該溶接機本体（３Ｇ）の冷却を
も画る様に構成されている。

然して鋼管（５０）を回転させながらウィービング装置
（６）によってトーチ（２）を鋼管（５０）の軸方向に
移動させつつプラズマジェットを噴射する。この時同時
にワイヤー送給装置（９２）によってワイヤー（９）を
トーチ（２）に送り管内面とワイヤーとを同１１、（Ｊ
に溶融しつつ′ツイヤーの溶融金属を管内面に噴射する
。

、ｔｌｊ４　？ｊＪω）の回転速度は１００〜４００　
ｒｙｖｎ　／分と低速であり、トーチの軸方向のウィー
ビングは２回／秒と高速であるから県営内面は第７図に
示す如く密なるピッチの鋸歯状の線を描く様にプラズマ
ジェットによって杓溶融され、管内面の溶融金属とワイ
ヤーの溶融金属とが融合し凝固後は溶融前よりも硬度が
増し且つ硬度が一定する。

更に管内面が溶融して引巣、気泡等が消えるために肉厚
が薄くなる問題はワイヤーの溶融金属が補充されること
により解決される。

又、鋼管内面が真円でない場合、或は局部的に凹凸があ
った場合、」１下位置自動修正装置（７）によってトー
チ（２）の高さはプラズマジェットが当たるべき肯の部
位表字に一定距離に保たれ、従って電圧が一定するから
再溶融による硬化層の厚みは一定となる。

更に本発明の特徴は、トーチ（２）がウォータジャケッ
トケース（１）に包囲されているため、プラズマジェッ
トの熱が管中に籠ってもトーチ（２）は高熱から保護さ
れ、トーチの寿命が大幅に延長する点である。

鋼管（５０）が１回転する迄トーチのウィービングを繰
り返せば、鋼管の端部内面が管端から必要長さ分だけ、
一定深さの硬化層が形成出来る。

本発明は」１記の如く、プラズマジェットトーチ（２）
を冷却水が循環するウメータシャゲットケース（］）に
収谷して管内に籠るプラズマジェッｉ・の高熱から保護
したため、トーチの寿命を大幅に延長出来る優れた効果
を有す。

４　図面の１．・Ｉｊ　、ｌｉな説明 第１図はＩ・〜子装置の正面図、第２図はトーチ装置１
１′の・要部正面図、第３図は第］図ＩＩＩ　−ＩＩＩ
線に沿う断面図、第４図はジャケット本体の′、４１面
図、第５図は諮体の♀１面図、第６図はトーチの斜面図
、第７図は溶融順序を示した説明図である。

（１）・・・・・・ウォータジャケットケース（２）・
・・・・トーチ　　　　（３）・・・・・・トーチ支持
台（３１）・・・・・・冷却水循環装置 −Ｍ“

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　トーチ支持台に支持されたプラズマジェットト−チ
   と、該トーチを収容するつ」−クジャケットケースと、
   トーチ及びウォータジャケットケースに循環管路で連繋
   され冷却水を強制循環せしめる冷却水循環装置とで）ｌ
   ）ｌＩｊ成されたプラズマジェットトーチ装置。 ■　ウォータジャケットケースは、底部にトーチの先端
   が嵌まる貫通孔を有し且つ」二面が開１」シたケース主
   体に蓋体が開閉可能に取付けられて形成されている特許
   請求の範囲第１項に記載のプラズマジェットトーチ装置
   。