JPS61176472A - Metal piercing method - Google Patents

Metal piercing method

Info

Publication number
JPS61176472A
JPS61176472A JP1716985A JP1716985A JPS61176472A JP S61176472 A JPS61176472 A JP S61176472A JP 1716985 A JP1716985 A JP 1716985A JP 1716985 A JP1716985 A JP 1716985A JP S61176472 A JPS61176472 A JP S61176472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
electrode
water
metal
drilling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1716985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6330109B2 (en
Inventor
Fumikazu Tateiwa
立岩 文数
Jitsuo Sakakibara
榊原 実雄
Takashi Sumitomo
住友 敬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP1716985A priority Critical patent/JPS61176472A/en
Publication of JPS61176472A publication Critical patent/JPS61176472A/en
Publication of JPS6330109B2 publication Critical patent/JPS6330109B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase a piercing efficiency by spouting on arc part the jet water of high pressure and high speed through the circular aperture of the hollow rod as well as using the continuously fed metal hollow rod as an electrode. CONSTITUTION:A hollow metal rod 1 is used as consumable electrode and the voltage is impressed from a power source 9 to the space with the material 2 to be pierced. On the other hand the jet water 5 of high pressure and high speed is fed to the circular aperture of the electrode 1 by a water feeding pump 10 and sent directly into the arc part. The molten metal and generated gas are discharged through a gap 6 by an arc 7. All the jet water 5 is therefore utilized effectively in the discharge of metal chip and generated gas. With this method the flow velocity of the jet waterstream 5 becomes constant irrespective of the piercing depth, and the piercing efficiency of the arc 7 is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は2通電可能なあらゆる金属の穿孔加工方法に関
するものである。従来、金属の穿孔加工方法として、薄
板の精密加工に対しては放電加工。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for perforating any metal capable of carrying two currents. Traditionally, electric discharge machining has been used for precision machining of thin plates as a metal drilling method.

超音波加工、電子ビーム及びレーザー加工等が開発され
また厚板を対象としてプラズマアーク加工。
Ultrasonic processing, electron beam processing, laser processing, etc. have been developed, and plasma arc processing is also available for thick plates.

酸素槍加工、消耗電極式アーク加工等が開発されている
。本発明は上記穿孔加工方法の内、消耗電極式アーク加
工法に属するものであり、穿孔速度が速く、特に厚板金
属の穿孔加工法として浸れた特性を有するものである。
Oxygen lance machining, consumable electrode type arc machining, etc. have been developed. The present invention belongs to the consumable electrode type arc processing method among the above-mentioned drilling methods, and has high drilling speed and excellent characteristics as a drilling method for thick plate metals in particular.

従来の技術 従来のこの種の穿孔加工法について第2図(a)。Conventional technology FIG. 2(a) shows a conventional drilling method of this type.

(b)を用いて説明する。第2図(a)においては、加
工用電極として中実ワイヤ(電極ワイヤ)lを使用し2
M極送給モータ8によって連続的に送給する。電極ワイ
ヤ1と被加工材2の間にWN2によって電圧を印加して
アーク7を発生させ。
This will be explained using (b). In Fig. 2(a), a solid wire (electrode wire) l is used as the processing electrode.
It is continuously fed by the M-pole feeding motor 8. A voltage is applied by WN2 between the electrode wire 1 and the workpiece 2 to generate an arc 7.

電極ワイヤ1及び被加工物2を同時に溶融させて通電チ
ップ3の外周に同心円状に設けられたスリット4から高
圧、高速のジェット水5を噴出し。
The electrode wire 1 and the workpiece 2 are melted at the same time, and high-pressure, high-speed jet water 5 is ejected from a slit 4 provided concentrically around the outer periphery of the current-carrying tip 3.

溶融した金属を強制的に排除して穿孔する。しかし、こ
の方法によれば、該ジェット水5は電極ワイヤ1と穿孔
された孔の隙間6を通してアーク発生箇所すなわち溶融
金属部に送給されるため、被加工材表面から送給される
ジェット水と孔の底部から表面方向へ排出される金属流
及び発生ガス流の方向が逆方向となり、穿孔深さが深く
なると。
Drill holes by forcibly removing molten metal. However, according to this method, the jet water 5 is fed to the arc generation location, that is, the molten metal part, through the gap 6 between the electrode wire 1 and the drilled hole, so the jet water 5 is fed from the surface of the workpiece. When the direction of the metal flow and the generated gas flow discharged from the bottom of the hole toward the surface becomes opposite, and the drilling depth becomes deeper.

溶融金属流及び発生ガス流とジェット水流が隙間6内で
衝突し溶融金属の排出が抑制され、厚板を穿孔すること
はできない。
The molten metal flow, the generated gas flow, and the jet water flow collide within the gap 6, and the discharge of the molten metal is suppressed, making it impossible to perforate the thick plate.

第2図(b)は上記の問題点を解決する一手段として開
発されたものである。すなわち、消耗電極1として金属
帯板を使用し、これを連続的に供給すると共に、揺動あ
るいは、180度の反復回転を与えることによって、電
極1と穿孔された孔との隙間6を大きくシ、水の流通を
改善している。
FIG. 2(b) was developed as a means to solve the above problem. That is, a metal strip plate is used as the consumable electrode 1, and the gap 6 between the electrode 1 and the drilled hole is enlarged by continuously supplying it and by giving it rocking or repeated rotation of 180 degrees. , improving water circulation.

また、高圧、高速のジェット水の噴出口4を一方向とす
ることにより該ジェット水は隙間6を通ってアーク発生
部7に達し、溶融した金属と共に水の流入側と反対側の
隙間6aを通して流入方向と逆方向に流れ溶融金属を排
出する。この方法によって該ジェット水の流れる方向は
一方向となり第1図(a)の問題点は解決される。
Also, by setting the jet water spout 4 of high pressure and high speed in one direction, the jet water passes through the gap 6 and reaches the arc generating part 7, and passes along with the molten metal through the gap 6a on the opposite side to the water inflow side. It flows in the opposite direction to the inflow direction and discharges the molten metal. With this method, the jet water flows in one direction, which solves the problem shown in FIG. 1(a).

発明が解決しようとする問題点 上記穿孔方法の欠点は、第1に該ジェット水噴出口4が
被穿孔材2の表面上に設けられており。
Problems to be Solved by the Invention The drawbacks of the above-described drilling method are that the jet water outlet 4 is provided on the surface of the material 2 to be drilled.

該ジェット水の大部分は該表面に衝突して反射し。Most of the jet water hits the surface and is reflected.

隙間6を通して流入し溶融金属の排出に寄与する割合が
小さいことである。第2に穿孔深さが大になる程該ジェ
ット水の流速が低下し、溶融金属の排出能力が低下する
ことである。第3に揺動あるいは180度の反復回転を
行ったとしても、該ジェット水の流入する隙間6は電極
の動きによって変化し、流入する水量が変化してアーク
発生点における流速が変化することである。第4に排出
途中の金属屑は、穿孔された面と揺動または回転する電
極との間に入りこみ、この間で短絡してアークを発生す
る。このため、一度穿孔された面が再び溶融されると共
に電極帯板の一部も溶融し、孔径が不規則となる。第5
にアーク発生点7においては、アーク熱により水が分解
し水蒸気及びガスを発生する。これらのガスは、電極周
辺で全方向に放出され、ジェット水5の流入を妨害する
と共に、ガスはアーク発生部近傍に滞留する。このガス
は2本来水の分解によって生じたものであり爆発を伴っ
て燃焼する性質のものである。穿孔深さが深くなると発
生したガスの爆発的燃焼が多発し。
The ratio of the molten metal flowing through the gap 6 and contributing to the discharge is small. Second, as the drilling depth increases, the flow rate of the jet water decreases, and the ability to discharge molten metal decreases. Thirdly, even if rocking or repeated rotation of 180 degrees is performed, the gap 6 into which the jet water flows changes due to the movement of the electrode, and the amount of water flowing in changes, causing the flow velocity at the arc generation point to change. be. Fourthly, metal debris that is being discharged gets stuck between the perforated surface and the swinging or rotating electrode, causing a short circuit between them and generating an arc. For this reason, the surface where the holes were once perforated is melted again, and a portion of the electrode strip is also melted, resulting in irregular hole diameters. Fifth
At the arc generation point 7, water is decomposed by the arc heat to generate water vapor and gas. These gases are emitted in all directions around the electrodes, obstruct the inflow of jet water 5, and at the same time remain in the vicinity of the arc generating part. This gas is originally produced by the decomposition of water and has the property of combusting with an explosion. As the drilling depth increases, explosive combustion of the generated gas occurs frequently.

定常的な穿孔は不可能となる。Regular drilling becomes impossible.

問題を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決し厚板の穿孔を可能にし
たものである。第1図は2本発明におけろ実施構成例を
示したものである。消耗電極として中空棒1を使用し、
被穿孔材2との間に電源9によって電圧を印加する。該
中空電極棒を送給し。
Means for Solving the Problems The present invention solves the above-mentioned problems and makes it possible to drill holes in planks. FIG. 1 shows two embodiments of the present invention. Using hollow rod 1 as a consumable electrode,
A voltage is applied between the drilled material 2 and the drilled material 2 by a power source 9. Feed the hollow electrode rod.

該被穿孔材との接触によってアーク7を発生し。An arc 7 is generated by contact with the material to be drilled.

該中空電極棒及び被穿孔材を溶融することは従来の方法
と同様である。一方、高圧、高速のジェット水5は送水
ポンプ10によって中空棒の内孔11を通って送給され
、アーク発生箇所へ直接送給され、該アーク7によって
溶融した金属及び発生ガスを排除し、該中空電極棒と穿
孔された孔の隙間6を通して金属屑及び発生ガスを排出
する。送給された該ジェット水はすべてが金属屑及び発
生ガスの排除及び排出に有効に利用される。また。
Melting the hollow electrode rod and the material to be drilled is similar to the conventional method. On the other hand, high-pressure, high-speed jet water 5 is fed by a water pump 10 through the inner hole 11 of the hollow rod, and is directly fed to the location where the arc occurs, and the arc 7 eliminates the molten metal and generated gas. Metal debris and generated gas are discharged through the gap 6 between the hollow electrode rod and the drilled hole. All of the supplied jet water is effectively used for removing and discharging metal debris and generated gas. Also.

該送水ポンプとして定流量型の送水ポンプ(例えばプラ
ンジャー型送水ポンプ)を使用することにより、中空棒
の長さが異なる場合も、深穴を穿孔する場合も一定流量
の水が供給され、常に一定速度の水流によって金属屑及
び発生ガスを排出することができる。
By using a constant flow type water pump (for example, a plunger type water pump) as the water pump, a constant flow of water is supplied regardless of whether the length of the hollow rod is different or when drilling a deep hole. Metal debris and generated gas can be discharged by a constant velocity water stream.

水流と共に排出された金属屑は被穿孔材表面に堆積し、
穿孔能率を悪化させろ原因となる。この堆積を防止する
ため、該被穿孔材表面にほぼ平行に水の噴出口12を設
け、これより水を噴出することによって排出された金属
屑を飛散させることが効゛果的である。
Metal debris discharged with the water flow accumulates on the surface of the drilled material,
This will cause deterioration of drilling efficiency. In order to prevent this accumulation, it is effective to provide a water spout 12 approximately parallel to the surface of the material to be drilled, and to spray water from the water spout 12 to scatter the discharged metal debris.

また穿孔径を一定とし、穿孔面を改善するには。Also, to keep the hole diameter constant and improve the hole surface.

排出過程の金属屑による短絡を防止することが重要であ
り、この対策として中空棒に薄い絶縁被膜を形成するこ
とが有効である。しかし2通電チッブ3による給電が不
可能となるため、中空電極の長さに制限が生ずる。深い
穿孔を行う場合には棒の取り替えによって穿孔を継続す
ることができる。
It is important to prevent short circuits caused by metal debris during the discharge process, and an effective countermeasure to this is to form a thin insulating coating on the hollow rod. However, since power cannot be supplied by the two-current supply chip 3, the length of the hollow electrode is limited. When drilling deep holes, drilling can be continued by changing the rod.

作用 該アークにより溶融した金属は速やかに排除されるため
、該溶融金属屑は微粉となり、排出過程において該隙間
6内で該中空電極棒と被穿孔材の両者に接触し、この間
で短絡によるアークを発生することも少ないため、穿孔
径は比較的一定し。
Effect: Since the metal melted by the arc is quickly removed, the molten metal scraps become fine powder, and during the discharge process, they come into contact with both the hollow electrode rod and the material to be drilled within the gap 6, and an arc due to a short circuit occurs between them. Since this occurs infrequently, the perforation diameter remains relatively constant.

穿孔面の精度も改善される。また2発生したガスも速や
かに排出されるため、滞留して爆発的燃焼現象を示すこ
ともない。
The accuracy of the drilling surface is also improved. Furthermore, since the generated gas is quickly exhausted, it does not stagnate and cause an explosive combustion phenomenon.

本発明は上記のように、アーク発生点に直接水を送給し
、アーク近傍におけるジェット水流の流速が穿孔深さに
かかわらず一定していることを最大の特徴としている。
As described above, the main feature of the present invention is that water is directly supplied to the point where the arc occurs, and the flow velocity of the jet water flow near the arc is constant regardless of the drilling depth.

これは、水噴流とアークの相互作用を明らかにするとい
う基礎的研究の積み重ねによって、初めて開発された技
術なのである。
This is the first technology developed through repeated basic research to clarify the interaction between water jets and arcs.

すなわち、消耗電極と被加工材間で短絡または絶縁破壊
によってアークが発生し、その熱によって両者は溶融す
るが、ここに水流が作用すると。
In other words, an arc is generated due to a short circuit or dielectric breakdown between the consumable electrode and the workpiece, and the resulting heat melts both, but when a water flow acts on this arc.

水の運動量によって溶融金属が除去されると同時に、電
位傾度の上昇によってアークも消孤する。
The momentum of the water removes the molten metal, and at the same time the arc is extinguished by the increase in potential gradient.

消耗電極の送給によって、アークは再点弧し、同様の経
過で消孤する周期を繰り返しながら穿孔が進行する。作
用する水の流速が遅い場合、溶融金属の排除能力が低下
すると共に、アークの持続時間も長(,1回のアーク発
生で溶融除去されろ金属量も増加する。このためアーク
の発生周期が長くなりアークは不安定となる。
By feeding the consumable electrode, the arc is re-ignited and the arc is extinguished in a similar manner, repeating the cycle as the drilling progresses. When the flow rate of the acting water is slow, the ability to remove molten metal decreases, and the duration of the arc increases (the amount of metal that is melted and removed in one arc occurrence also increases. Therefore, the cycle of arc generation decreases). As the arc becomes longer, the arc becomes unstable.

一方、水の流速が十分に速い場合には、溶融金属は速や
かに排除されろため、1回のアーク発生で溶融する金属
量は減少し、アーク発生頻度は高まる。アーク電流は低
く2周期が短くなるため。
On the other hand, if the water flow rate is sufficiently high, the molten metal will be quickly removed, so the amount of metal melted in one arc will decrease, and the frequency of arc occurrence will increase. This is because the arc current is low and the two cycles are short.

アークの安定性も良好となる。The stability of the arc is also improved.

上述のように、穿孔において孔の深さにかかわらず一定
のアーク現象を得るには、アークに作用する水流を常に
一定条件に保つことが重要であり。
As mentioned above, in order to obtain a constant arc phenomenon during drilling regardless of the depth of the hole, it is important to always maintain the water flow acting on the arc under a constant condition.

これを達成するためには、アーク発生点近傍から水を噴
出することが最も効果的であることは明らかである。
It is clear that the most effective way to achieve this is to eject water from near the arc generation point.

中空電極棒1と被穿孔材2の穿孔面との隙間6の広さは
アーク電圧の選定によって調整できる。
The width of the gap 6 between the hollow electrode rod 1 and the perforated surface of the perforated material 2 can be adjusted by selecting the arc voltage.

すなわち、アーク電圧を、高くすることによって該隙間
は広がり水及び金属屑の排出抵抗が小さくなるため、深
穴の穿孔時には特に有効である。
That is, by increasing the arc voltage, the gap widens and the resistance to discharge water and metal debris becomes smaller, which is particularly effective when drilling deep holes.

電源9としては、直i*、交流いずれの電源も使用可能
であるが、直流逆極性による穿孔効率が最も優れている
As the power source 9, either a direct i* power source or an alternating current power source can be used, but the perforation efficiency with direct current reverse polarity is the best.

実施例 末法による実施例を第3図Aに示す。これは外径8φ、
内径3φの中空棒を消耗電極とし、被穿孔材として軟鋼
を使用し、アーク電流700A。
An example according to the final example method is shown in FIG. 3A. This has an outer diameter of 8φ,
A hollow rod with an inner diameter of 3φ was used as the consumable electrode, mild steel was used as the material to be drilled, and the arc current was 700A.

ジェット水流量10 Jl / m i nを使用した
場合の穿孔特性を示したものである。穿孔深さが増加し
ても、穿孔能率の低下は少なく、深穴の穿孔が可能であ
る。
This figure shows the perforation characteristics when a jet water flow rate of 10 Jl/min is used. Even if the drilling depth increases, there is little decrease in drilling efficiency, and deep holes can be drilled.

発明の効果 比較のため、軟鋼帯板電極(10mmX2mm)の揺動
法による穿孔結果を同図Bに示している。
For comparison of the effects of the invention, Figure B shows the results of drilling a mild steel strip electrode (10 mm x 2 mm) using the rocking method.

Aと同一電流、同一水流を使用しているが、穿孔能率が
悪く、穿孔深さの飽和傾向が認められろ。
Although the same current and water flow as in A were used, the drilling efficiency was poor and there was a tendency for the drilling depth to saturate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の実施例を示す概観構成図。 第2図は従来の消耗電極式穿孔法を示す概略図。 第3図はこの発明の穿孔性能の1例を示す図である。 図において、1−・穿孔用消耗電極、2・・被加工材、
3・・・通電チップ、4・・・ジェット水流用スリット
、5・・ジェット水、6 ・穿孔された孔と消耗電極間
の隙間、7・・アーク、8・・・電極送給モータ。 9・・電源、10・・・送水ポンプ、11・・・中空棒
の内孔、12・・・水の噴出口 表為1− 計21調(b)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a conventional consumable electrode drilling method. FIG. 3 is a diagram showing an example of the drilling performance of the present invention. In the figure, 1-- consumable electrode for drilling, 2-- workpiece material,
3... Current-carrying tip, 4... Slit for jet water flow, 5... Jet water, 6 - Gap between drilled hole and consumable electrode, 7... Arc, 8... Electrode feeding motor. 9...Power supply, 10...Water pump, 11...Inner hole of hollow rod, 12...Water spout 1-Total 21 tone (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、連続送給する金属中空棒を電極とし、被穿孔材と電
極間に連続的にアークを発生させ、中空棒電極及び被穿
孔材を溶融し、中空棒の内孔を通して中空棒先端からア
ーク部に高圧、高速のジェット水を噴出することによっ
て、溶融金属並びに発生ガスを排除しつつ連続的に穿孔
することを特徴とする穿孔加工方法。 2、被穿孔材表面の穿孔開口部周辺への溶融金属の堆積
防止を目的とした水の噴出口を設けた特許請求範囲1に
記載の穿孔加工方法。 3、絶縁性を有する被覆を中空棒外面に塗布した中空棒
による特許請求範囲1に記載の金属の穿孔加工方法。
[Claims] 1. Using a continuously fed metal hollow rod as an electrode, an arc is continuously generated between the material to be perforated and the electrode, and the hollow rod electrode and the material to be perforated are melted, and the inner hole of the hollow rod is melted. A drilling method characterized by continuously drilling holes while eliminating molten metal and generated gas by jetting high-pressure, high-speed jet water from the tip of a hollow rod to an arc portion through a hollow rod. 2. The drilling method according to claim 1, wherein a water spout is provided for the purpose of preventing deposition of molten metal around the drilling opening on the surface of the material to be drilled. 3. The metal drilling method according to claim 1, using a hollow rod whose outer surface is coated with an insulating coating.
JP1716985A 1985-01-30 1985-01-30 Metal piercing method Granted JPS61176472A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1716985A JPS61176472A (en) 1985-01-30 1985-01-30 Metal piercing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1716985A JPS61176472A (en) 1985-01-30 1985-01-30 Metal piercing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61176472A true JPS61176472A (en) 1986-08-08
JPS6330109B2 JPS6330109B2 (en) 1988-06-16

Family

ID=11936451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1716985A Granted JPS61176472A (en) 1985-01-30 1985-01-30 Metal piercing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61176472A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275532A (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Seiko Instruments Inc Timepiece

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275532A (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Seiko Instruments Inc Timepiece

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6330109B2 (en) 1988-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5464962A (en) Electrode for a plasma arc torch
JP2532957B2 (en) Plasma arc torch and cutting method
WO1994012308A1 (en) Plasma torch
TW434074B (en) Controlled plasma arc cutting
Makenzi et al. A review of flushing techniques used in electrical discharge machining
US3148263A (en) Plasma-jet torch apparatus and method relating to increasing the life of the downstream electrode
Ahmed et al. On the design and application of hybrid electrical discharge and arc machining process for enhancing drilling performance in Inconel 718
KR100262551B1 (en) Plasma torch
CA2330069A1 (en) Method and apparatus for improving plasma arc consumable life
JPS61176472A (en) Metal piercing method
JPH09239622A (en) Aerial electric dischage machining method
Nemchinsky Cyclic erosion of a cathode in high-pressure arcs
JPH11138265A (en) Dc pulsed mag welding method and its equipment
JP2006102828A (en) Method and apparatus for gaseous electric discharge machining
JP2804378B2 (en) Centering stone of plasma torch
Ramesh et al. Machining Characteristics of HSS & Titanium Using Electro Discharge Sawing and Wire–Electrodischarge Machining
JPH03174980A (en) Plasma torch
US6686557B1 (en) Nonflammable ternary gas mix for high pressure plasmas
JP3189678B2 (en) Nozzle for plasma arc welding and plasma arc welding method
JPH025528B2 (en)
JPH08112674A (en) Method for cutting off non-conductive body
JPH1085975A (en) Laser beam machining method
Tanuku et al. Electro Discharge Sawing---vis–a–vis Electrodischarge Machining
Jiang et al. Observation of Arc Column Movement in inner-Flushing EDM
Bach et al. Plasma cutting in atmosphere and under water

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term