JPS60247491A - 酸素プラズマ、エア−プラズマ切断用電極及び製造方法 - Google Patents
酸素プラズマ、エア−プラズマ切断用電極及び製造方法Info
- Publication number
- JPS60247491A JPS60247491A JP59103659A JP10365984A JPS60247491A JP S60247491 A JPS60247491 A JP S60247491A JP 59103659 A JP59103659 A JP 59103659A JP 10365984 A JP10365984 A JP 10365984A JP S60247491 A JPS60247491 A JP S60247491A
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- JP
- Japan
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- electrode
- plasma
- press
- air
- oxygen
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/005—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a refractory metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0205—Non-consumable electrodes; C-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3442—Cathodes with inserted tip
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマ切断用電極に係るものである。プラズ
マ切断は、電極のアーク放電により供給したガス、例え
ば慣用のものとしては窒素、アルゴン、酸素、エアーな
どをイオン化した高温高速のプラズマをノズルより噴出
せしめ、被加工材を溶断するものである。従って電極体
は極めて高い温度になり、融点を超えるので通常水又は
冷却用ガスなどにより冷却を行っている。
マ切断は、電極のアーク放電により供給したガス、例え
ば慣用のものとしては窒素、アルゴン、酸素、エアーな
どをイオン化した高温高速のプラズマをノズルより噴出
せしめ、被加工材を溶断するものである。従って電極体
は極めて高い温度になり、融点を超えるので通常水又は
冷却用ガスなどにより冷却を行っている。
最近、鋼材の切断などにおいては、電極部に供給しプラ
ズマ化をさせる動作ガスとして、酸素、エアーが用いら
れるようになり、溶断部に酸化反応を行わせ、溶断した
スラグの剥離を容易にする方法が広く用いられるように
なったが温度状態の電極部分の酸化が避けられず、ハフ
ニウム（原子番号７２：Ｈｆ）が用いられるようになる
までは酸素プラズマは電極部も消耗が著しく実用不可能
であった。エアープラズマについてはジルコニウム（原
子番号４０：Ｚｒ）電極でも対応可能である。
ズマ化をさせる動作ガスとして、酸素、エアーが用いら
れるようになり、溶断部に酸化反応を行わせ、溶断した
スラグの剥離を容易にする方法が広く用いられるように
なったが温度状態の電極部分の酸化が避けられず、ハフ
ニウム（原子番号７２：Ｈｆ）が用いられるようになる
までは酸素プラズマは電極部も消耗が著しく実用不可能
であった。エアープラズマについてはジルコニウム（原
子番号４０：Ｚｒ）電極でも対応可能である。
第１図はプラズマ切断機の目頭部の構造の実施例を示し
、図において１は電極体を示し、高電流を供給し、先端
にアークを発生させるものである。２はチップで、電極
体１の先端に生じたアークにより動作ガスをイオン化し
たプラズマを囲い、且つ、その前方にノズル３を設けて
発生したプラズマを絞って高温高速のプラズマ流４を作
る。
、図において１は電極体を示し、高電流を供給し、先端
にアークを発生させるものである。２はチップで、電極
体１の先端に生じたアークにより動作ガスをイオン化し
たプラズマを囲い、且つ、その前方にノズル３を設けて
発生したプラズマを絞って高温高速のプラズマ流４を作
る。
５は電極体１とチップ２との間に設けた絶縁体で電気的
に絶縁すると共に動作ガスの供給路６を通じて酸素、エ
アーなどの動作ガスを供給する役割をもつものである。
に絶縁すると共に動作ガスの供給路６を通じて酸素、エ
アーなどの動作ガスを供給する役割をもつものである。
通常絶縁体としては高温にも耐えうるセラミックスが用
いられ、且つ、供給ガスがチップ内部で旋回流７を作り
切断面の寸法性能を上げるように供給路６は電極の軸に
対して傾斜して設けである。
いられ、且つ、供給ガスがチップ内部で旋回流７を作り
切断面の寸法性能を上げるように供給路６は電極の軸に
対して傾斜して設けである。
８はチップ２の冷却用ジャケットでチップ２との間に冷
却水９の通路を形成し、ノズル３の冷却によりプラズマ
は周囲から冷却すると緊縮して高温になる性質、―ち熱
的ピンチ効果による高温高速化を図る目的をもつもので
ある。
却水９の通路を形成し、ノズル３の冷却によりプラズマ
は周囲から冷却すると緊縮して高温になる性質、―ち熱
的ピンチ効果による高温高速化を図る目的をもつもので
ある。
１０は切断材、１１は溶融、酸化したスラグを示す。
第２図は電極体１の詳細を示す図である。図において、
１２は電極の外筒部、１３は電極で１２の電極外筒部の
中央に取りつけられたものである。
１２は電極の外筒部、１３は電極で１２の電極外筒部の
中央に取りつけられたものである。
１４は電極の外筒部１２の内部の空隙部で電極１３を冷
却するための冷却水の通路を形成する部分である。
却するための冷却水の通路を形成する部分である。
１５は電極体１をプラズマ装置に螺合させるねじ部、１
６は冷却水のシールのための、例えばＯリング取付部分
を示す。
６は冷却水のシールのための、例えばＯリング取付部分
を示す。
１７は電極の外筒部１２と、電極１３の境界層である。
プラズマ電極体１の最も高温部に発生する特性があり、
常に電極体１の中心にプラズマを発生せしめるために、
電極の外筒部１２は熱伝導率が商＜、従って冷却効果の
高く、且つ、導電性の良好な銅などの金属が用いられる
。電極１３は電極の外筒部１２より高温になるように仕
組まれ、従って材質としては溶融点が高く、且つ酸化物
の溶融点が高い材質が用いられ、酸素プラズマに対して
はハフニウム、エアープラズマに対してはハフニウム及
びジルコニウムが用いられる。これらの金属の特性とし
て、前記熱伝導率は電極の外筒部１２の銅に比べて著し
く低い特性をもち、１つ、膨張係数は電極の外筒部１２
の銅に競べ３分の１である。
常に電極体１の中心にプラズマを発生せしめるために、
電極の外筒部１２は熱伝導率が商＜、従って冷却効果の
高く、且つ、導電性の良好な銅などの金属が用いられる
。電極１３は電極の外筒部１２より高温になるように仕
組まれ、従って材質としては溶融点が高く、且つ酸化物
の溶融点が高い材質が用いられ、酸素プラズマに対して
はハフニウム、エアープラズマに対してはハフニウム及
びジルコニウムが用いられる。これらの金属の特性とし
て、前記熱伝導率は電極の外筒部１２の銅に比べて著し
く低い特性をもち、１つ、膨張係数は電極の外筒部１２
の銅に競べ３分の１である。
苛酷な温度条件に対し、圧入による嵌合構造体では結合
部の境界層における冷却効果、導電性に問題があり、プ
ラズマ電極の寿命を縮めている。
部の境界層における冷却効果、導電性に問題があり、プ
ラズマ電極の寿命を縮めている。
本発明におていは、先に１７に示した電極の外筒部１２
と電極１３の間に境界層を設け、材料としてはニッケル
、クロームなどを挿入している。
と電極１３の間に境界層を設け、材料としてはニッケル
、クロームなどを挿入している。
この境界層の材質は、熱伝導率、導電率、膨張係数の何
れも電極の外筒部１２の銅よりも低（、劃１３の材料の
ハフニウム、ジルコニウムより高い特性をもち、温度上
昇による違和を緩和する役割をもつ。
れも電極の外筒部１２の銅よりも低（、劃１３の材料の
ハフニウム、ジルコニウムより高い特性をもち、温度上
昇による違和を緩和する役割をもつ。
又、硬度においては、公称ビッカース硬度において鋼：
５２に対し、ハフニウム：１５２、ジルコニウム＝１２
０と大差があり、電極体１の製造時に電極１３を電極の
外筒部１２に圧入するに際して、軟い材料に圧入すると
接触部に初めからかじりなどの欠陥を生じ、電極１３の
冷却効果、電気伝導性を阻害し耐久性を著しく損なう。
５２に対し、ハフニウム：１５２、ジルコニウム＝１２
０と大差があり、電極体１の製造時に電極１３を電極の
外筒部１２に圧入するに際して、軟い材料に圧入すると
接触部に初めからかじりなどの欠陥を生じ、電極１３の
冷却効果、電気伝導性を阻害し耐久性を著しく損なう。
本発明の実施に当たっては境界１１１１７の形成は電気
メッキ及び化学メッキなどのメッキ処理、溶射、蒸着な
どの方法により行うことができる。
メッキ及び化学メッキなどのメッキ処理、溶射、蒸着な
どの方法により行うことができる。
これらの方法を行うに際し、電極の外筒部１２の外面に
も層が形成されることもあるが、本件は電極体１の機能
を工場せしめる役割とは関係のないことである。
も層が形成されることもあるが、本件は電極体１の機能
を工場せしめる役割とは関係のないことである。
本発明によれば、電極体１の製造において電極の外筒部
１２と電極本体１３の間にニッケル、りロームなどの境
界層１７を作ることにより、電極１３を銅賞の電極の外
筒部１２に圧入するに際してかじりなどによる機能不良
の混入を防止しうると共に、プラズマ切断作業時におけ
る苛酷な温度条件下において、銅賞の電極の外筒部１２
と電極１３の熱及び電気特性の違和を緩和し、電極体ｌ
の寿命を延ばすことができ、実験データにおいては寿命
が約３０％向上した。
１２と電極本体１３の間にニッケル、りロームなどの境
界層１７を作ることにより、電極１３を銅賞の電極の外
筒部１２に圧入するに際してかじりなどによる機能不良
の混入を防止しうると共に、プラズマ切断作業時におけ
る苛酷な温度条件下において、銅賞の電極の外筒部１２
と電極１３の熱及び電気特性の違和を緩和し、電極体ｌ
の寿命を延ばすことができ、実験データにおいては寿命
が約３０％向上した。
近年、急速に鋼材加工分野で利用の拡大が図られている
酸素プラズマ、エアープラズマ工作法に寄与する所が大
である。
酸素プラズマ、エアープラズマ工作法に寄与する所が大
である。
第１図はプラズマ切断機の目頭部の構造図であり、第２
図は本発明である電極体１の断面図である。 １ 電極体 ２ チップ ３ ノズル ４ プラズマ流 ５ 絶縁体 ６ 供給路 ７ 旋回流 ８ 冷却用ジャケット ９ 冷却水 １０ 切断材 １１ スラグ １２ 電極の外筒部 １３ 電極 １４ 空隙部 １５ ねじ部 １６ シール材取付部 １７ 境界層 特許出願人 小池酸素工業株式会社
図は本発明である電極体１の断面図である。 １ 電極体 ２ チップ ３ ノズル ４ プラズマ流 ５ 絶縁体 ６ 供給路 ７ 旋回流 ８ 冷却用ジャケット ９ 冷却水 １０ 切断材 １１ スラグ １２ 電極の外筒部 １３ 電極 １４ 空隙部 １５ ねじ部 １６ シール材取付部 １７ 境界層 特許出願人 小池酸素工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１酸素又はエアーを動作ガスとするプラズマ切断装
置の電極体の構造において、銅賞の電極の本体部の電極
圧入部に予め熱及び電気特性において鋼と電極材の中間
に位し、且つ、銅よりも硬度の大なるニッケル、クロー
ムなどを電気メッキ及び化学メッキなどのメッキ処理又
は溶射、蒸着により境界層を形成せしめ、ハフニウム、
ジルコニウムよりなる電極を圧入したことを特徴とする
酸素プラズマ、エアープラズマ切断用電極。 （２） 酸素又はエアーを動作ガスとするプラズマ切断
装置の電極体の構造において、銅賞の電極の本体部の電
極圧入部に予め熱及び電気特性において銅と電極材の中
間に位し、且つ、銅よりも硬度の大なるニッケル、クロ
ームなどを電気メッキ及び化学メッキなどのメッキ処理
又は溶射、蒸着により境界層を形成せしめ、ハフニウム
、ジルコニウムよりなる電極を圧入したことを特徴とす
る酸素プラズマ、エアープラズマ切断用電極の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103659A JPS60247491A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 酸素プラズマ、エア−プラズマ切断用電極及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103659A JPS60247491A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 酸素プラズマ、エア−プラズマ切断用電極及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247491A true JPS60247491A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14359908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103659A Pending JPS60247491A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 酸素プラズマ、エア−プラズマ切断用電極及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247491A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0465109A2 (en) * | 1990-06-26 | 1992-01-08 | Daihen Corporation | Electrode for use in plasma arc working torch |
| US6268583B1 (en) | 1999-05-21 | 2001-07-31 | Komatsu Ltd. | Plasma torch of high cooling performance and components therefor |
| EP1202614A2 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | The Esab Group, Inc. | Electrode with brazed separator and method of making same |
| US6452130B1 (en) | 2000-10-24 | 2002-09-17 | The Esab Group, Inc. | Electrode with brazed separator and method of making same |
| US6483070B1 (en) | 2001-09-26 | 2002-11-19 | The Esab Group, Inc. | Electrode component thermal bonding |
| WO2023143817A1 (fr) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Akryvia | Électrode ameliorée pour une torche de coupage plasma |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3546422A (en) * | 1968-02-15 | 1970-12-08 | David Grigorievich Bykhovsky | Device for plasma arc treatment of materials |
| JPS50152949A (ja) * | 1974-05-28 | 1975-12-09 |
-
1984
- 1984-05-24 JP JP59103659A patent/JPS60247491A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3546422A (en) * | 1968-02-15 | 1970-12-08 | David Grigorievich Bykhovsky | Device for plasma arc treatment of materials |
| JPS50152949A (ja) * | 1974-05-28 | 1975-12-09 |
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| EP1202614A3 (en) * | 2000-10-24 | 2004-06-23 | The Esab Group, Inc. | Electrode with brazed separator and method of making same |
| US6483070B1 (en) | 2001-09-26 | 2002-11-19 | The Esab Group, Inc. | Electrode component thermal bonding |
| WO2023143817A1 (fr) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Akryvia | Électrode ameliorée pour une torche de coupage plasma |
| FR3132413A1 (fr) * | 2022-01-31 | 2023-08-04 | Akryvia | Électrode ameliorée pour une torche de coupage plasma |
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