JPS6182975A - プラズマア−クの起動方法 - Google Patents
プラズマア−クの起動方法Info
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- JPS6182975A JPS6182975A JP17798184A JP17798184A JPS6182975A JP S6182975 A JPS6182975 A JP S6182975A JP 17798184 A JP17798184 A JP 17798184A JP 17798184 A JP17798184 A JP 17798184A JP S6182975 A JPS6182975 A JP S6182975A
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- plasma
- plasma arc
- flow rate
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- working gas
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- 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
- H05H1/36—Circuit arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、プラズマ溶接、溶断、熱処理等のプラズマ加
工におけるプラズマアークの効率的な起動方法に関する
。
工におけるプラズマアークの効率的な起動方法に関する
。
（従来の技術とその問題点）
以下プラズマ溶接を例にとって説明する。一般にプラズ
マアーク溶接方法ではアークの起動時に高周波放電によ
り電極−ノズル間にパイロットアークを発生させ、これ
に伴うノズルからの噴出プラズマ（プラズマジェット）
の導電性を利用して、電極−母材間にプラズマアークを
発生させて溶接を開始する。従来、プラズマアークを電
極−母材間に発生させる手段としては、 ■トーチのノズル部分にプラズマジェットを発生させて
からトーチ自身を母材に接近させ、プラズマジェットを
母材に接触させて電極−母材間にプラズマアークを発生
させ、しかる後トーチを母材から適宜距離だけ離す。
マアーク溶接方法ではアークの起動時に高周波放電によ
り電極−ノズル間にパイロットアークを発生させ、これ
に伴うノズルからの噴出プラズマ（プラズマジェット）
の導電性を利用して、電極−母材間にプラズマアークを
発生させて溶接を開始する。従来、プラズマアークを電
極−母材間に発生させる手段としては、 ■トーチのノズル部分にプラズマジェットを発生させて
からトーチ自身を母材に接近させ、プラズマジェットを
母材に接触させて電極−母材間にプラズマアークを発生
させ、しかる後トーチを母材から適宜距離だけ離す。
■パイロットアーク電流を大にしてプラズマジェット長
を伸長させ母材に接触させる（特開昭５５−９７８７４
）。
を伸長させ母材に接触させる（特開昭５５−９７８７４
）。
■発生したプラズマジェットの外周に制御ガスを層流状
態で流し、これによりプラズマジェット長を伸長させ母
材に接触させる（特開昭４９−１１７４３）。
態で流し、これによりプラズマジェット長を伸長させ母
材に接触させる（特開昭４９−１１７４３）。
等があるがいずれも実際的ではない。すなわち■はトー
チと母材間との距離を可変にする必要があり、従って装
置が複雑で操作に手間どるという欠点があり、■、■は
トーチと母材間の距離は一定でよいが、■ではノズル内
の温度上昇に主に貢献するだけで肝心のプラズマジェッ
ト長は目的を達する程伸びず、■ではノズル外の気圧は
ノズル内の気圧より低下してプラズマが引き出され、プ
ラズマジェットが伸びるのである程度の効果はあるもの
の、確実性に欠ける欠点があり、又制御ガス用の通路を
トーチに設けなければならないのでトーチは作動ガス用
、制御ガス用、シールドガス用の３通蕗を備えることに
なり、構造が複雑になる。
チと母材間との距離を可変にする必要があり、従って装
置が複雑で操作に手間どるという欠点があり、■、■は
トーチと母材間の距離は一定でよいが、■ではノズル内
の温度上昇に主に貢献するだけで肝心のプラズマジェッ
ト長は目的を達する程伸びず、■ではノズル外の気圧は
ノズル内の気圧より低下してプラズマが引き出され、プ
ラズマジェットが伸びるのである程度の効果はあるもの
の、確実性に欠ける欠点があり、又制御ガス用の通路を
トーチに設けなければならないのでトーチは作動ガス用
、制御ガス用、シールドガス用の３通蕗を備えることに
なり、構造が複雑になる。
第４図（ａｌ、 （ｂｌはプラズマジェットの形成状態
を示した図でｆａ）図はアークＰの陽極点がノズル３の
挾搾部にある良好な状態のパイロットアークＰの場合で
この場合プラズマジェットＪの伸びも良い。
を示した図でｆａ）図はアークＰの陽極点がノズル３の
挾搾部にある良好な状態のパイロットアークＰの場合で
この場合プラズマジェットＪの伸びも良い。
ところが（ｂｌ図のようにノズル３の消耗等でアークＰ
′の陽極点がノズル３の内部の引っ込んだ位置に移るこ
とがしばしばあり、このような場合にはプラズマジェッ
トＪ′も引っ込んだ伸びの悪い状態となる・プラズマジ
エ・ノドが（ｂ）図の状態を呈すると上記手段■、■は
ほとんど効果がない。このように従来のプラズマアーク
の起動方法はいずれも簡易性、確実性に欠けていた。
′の陽極点がノズル３の内部の引っ込んだ位置に移るこ
とがしばしばあり、このような場合にはプラズマジェッ
トＪ′も引っ込んだ伸びの悪い状態となる・プラズマジ
エ・ノドが（ｂ）図の状態を呈すると上記手段■、■は
ほとんど効果がない。このように従来のプラズマアーク
の起動方法はいずれも簡易性、確実性に欠けていた。
（発明の目的）
本発明は上記従来の欠点を解消するものであり、始動時
にノズル先端に発生した短小のプラズマジェットをノズ
ル前方に押し出し、確実に電極−母材間にプラズマアー
クを発生させる方法を提供することを目的とする。
にノズル先端に発生した短小のプラズマジェットをノズ
ル前方に押し出し、確実に電極−母材間にプラズマアー
クを発生させる方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段・作用）この目的を達成
する本発明のプラズマアークの起動方法の要旨とすると
ころは、起動時の作動ガス流量を加工時よりも大にして
プラズマジェット長を伸ばし、母材に接触させ、電極−
母材間にプラズマアークを発生させることにある。以下
プラズマ溶接を例にとって説明する。通常、溶接中の定
常状態における作動ガス流量は溶接条件によって決定さ
れ、その流量は多くの場合少流量（例えば０．２〜１．
０１ ／ｍｉｎ ）であり、この流量ではプラズマジェ
ットをノズル先端かられずかに突出させるだけの圧力し
か得られない。本発明ではアーク起動時にプラズマジェ
ットがノズル先端より充分長く伸びるように作動ガス流
量を起動時のみ多く （例えば１．５〜３． ＯＡ ／
ｍｉｎ、：１．５ｉ！／ｌｌｌ１ｎに満たないとプラズ
マジェットの押し出し効果がス流量は溶接時の作動ガス
流量の２倍以上が好ましい。すなわち一時的に多量の作
動ガスを流すことにより、該ガスの圧力で強制的にプラ
ズマジェットはノズルから強く噴出する。これによりプ
ラズマジェットが伸びてその先端が母材と接触し、プラ
ズマアークの起動がなされる。そしてプラズマアークが
発生したら直ちに作動ガス流量を少なくし定常時の流量
に戻す。この場合作動ガス流量が定常時の流量になる迄
の時間溶接電流を定常時より小電流にして母材を溶融し
ないようにしておくことが望ましく、これにより溶融部
をプラズマジェットで吹きとばす不都合を防止できる。
する本発明のプラズマアークの起動方法の要旨とすると
ころは、起動時の作動ガス流量を加工時よりも大にして
プラズマジェット長を伸ばし、母材に接触させ、電極−
母材間にプラズマアークを発生させることにある。以下
プラズマ溶接を例にとって説明する。通常、溶接中の定
常状態における作動ガス流量は溶接条件によって決定さ
れ、その流量は多くの場合少流量（例えば０．２〜１．
０１ ／ｍｉｎ ）であり、この流量ではプラズマジェ
ットをノズル先端かられずかに突出させるだけの圧力し
か得られない。本発明ではアーク起動時にプラズマジェ
ットがノズル先端より充分長く伸びるように作動ガス流
量を起動時のみ多く （例えば１．５〜３． ＯＡ ／
ｍｉｎ、：１．５ｉ！／ｌｌｌ１ｎに満たないとプラズ
マジェットの押し出し効果がス流量は溶接時の作動ガス
流量の２倍以上が好ましい。すなわち一時的に多量の作
動ガスを流すことにより、該ガスの圧力で強制的にプラ
ズマジェットはノズルから強く噴出する。これによりプ
ラズマジェットが伸びてその先端が母材と接触し、プラ
ズマアークの起動がなされる。そしてプラズマアークが
発生したら直ちに作動ガス流量を少なくし定常時の流量
に戻す。この場合作動ガス流量が定常時の流量になる迄
の時間溶接電流を定常時より小電流にして母材を溶融し
ないようにしておくことが望ましく、これにより溶融部
をプラズマジェットで吹きとばす不都合を防止できる。
このような本発明のプラズマアークの起動方法によれば
始動時のプラズマジェットの形成状態（第４図に示した
）にかかわらず確実にプラズマジェットが伸びてプラズ
マアークを起動させることができる。すなわち第４図（
ｂ）め状態であっても作動ガス流量の圧力でパイロット
アークの陽極点はノズル狭搾部に移行し、第４図（ａｌ
の状態の良好なプラズマジェットが形成され、しかる後
プラズマジェットの充分なる伸長が始まるからである。
始動時のプラズマジェットの形成状態（第４図に示した
）にかかわらず確実にプラズマジェットが伸びてプラズ
マアークを起動させることができる。すなわち第４図（
ｂ）め状態であっても作動ガス流量の圧力でパイロット
アークの陽極点はノズル狭搾部に移行し、第４図（ａｌ
の状態の良好なプラズマジェットが形成され、しかる後
プラズマジェットの充分なる伸長が始まるからである。
（実施例）
次に本発明を図面に示す具体例により説明する。
第１図は本発明に係るプラズマアーク溶接機の具体例を
示す図で、第２図はその電気回路図、第３図はタイムチ
ャートである。第１図において１１はプラズマアークト
ーチで、該トーチ１１は電極１、電極１を絶縁部を介し
て支持し、作動ガスの通路となる内筒２、内筒２先端に
取付けられた水冷構造の挾搾ノズル３、シールドガス用
の外筒４からなる。５，６はそれぞれ作動ガス入口、シ
ールドガス入口を示す。電極１と挾搾ノズル３はパイロ
ットアーク用型ｔＡ９に接続され、また電極１と母材８
は溶接電源１０に接続される。１８は溶接電流検出器を
示す。２２は作動ガス供給制御部で、電磁弁１４、流量
調整弁１２と電磁弁１５、流量調整弁１３を備え、これ
らが並列に作動ガス入口５と作動ガスボンへ（図示せず
）の間に設けられている。
示す図で、第２図はその電気回路図、第３図はタイムチ
ャートである。第１図において１１はプラズマアークト
ーチで、該トーチ１１は電極１、電極１を絶縁部を介し
て支持し、作動ガスの通路となる内筒２、内筒２先端に
取付けられた水冷構造の挾搾ノズル３、シールドガス用
の外筒４からなる。５，６はそれぞれ作動ガス入口、シ
ールドガス入口を示す。電極１と挾搾ノズル３はパイロ
ットアーク用型ｔＡ９に接続され、また電極１と母材８
は溶接電源１０に接続される。１８は溶接電流検出器を
示す。２２は作動ガス供給制御部で、電磁弁１４、流量
調整弁１２と電磁弁１５、流量調整弁１３を備え、これ
らが並列に作動ガス入口５と作動ガスボンへ（図示せず
）の間に設けられている。
溶接時においては作動ガスは電磁弁１４側を通り、流量
調整弁１２によって調整される流量でトーチ１１内へと
流入する。この流量は少流量例えば０．７１ ／ ｍｉ
ｎであり、プラズマアークを起動することはできない。
調整弁１２によって調整される流量でトーチ１１内へと
流入する。この流量は少流量例えば０．７１ ／ ｍｉ
ｎであり、プラズマアークを起動することはできない。
そこで起動時のみ電磁弁１５も電磁弁１４に併わせで開
き、一時的に多量例えば２．ＯＩ！ ／ ｍｉｎの作動
ガスをトーチ１１内へ流入させる。これにより前述のよ
うにプラズマジェ・７トが伸びて母材に接触しプラズマ
アークが発生して溶接開始となる。
き、一時的に多量例えば２．ＯＩ！ ／ ｍｉｎの作動
ガスをトーチ１１内へ流入させる。これにより前述のよ
うにプラズマジェ・７トが伸びて母材に接触しプラズマ
アークが発生して溶接開始となる。
第２図の電気回路、第３図のタイムチャートにより、こ
の溶接動作をさらに説明する。第２図においてＸ、Ｔ、
５ＯＬ１．５ＯＬ２はリレー詳しくはそのコイルで、Ｓ
ＱＬ ＋は電磁弁１４の開閉を、またＳＱＬ ２は電磁
弁１５の開閉を行なう。
の溶接動作をさらに説明する。第２図においてＸ、Ｔ、
５ＯＬ１．５ＯＬ２はリレー詳しくはそのコイルで、Ｓ
ＱＬ ＋は電磁弁１４の開閉を、またＳＱＬ ２は電磁
弁１５の開閉を行なう。
ＸＩ、Ｘ２はリレーＸの接点、Ａ１．Ａ２は溶接電流検
出器１８の接点、ＳＴは始動スイッチ、ＳＰはｆ亭止入
イノチ、ＭＳはメインスイッチである。
出器１８の接点、ＳＴは始動スイッチ、ＳＰはｆ亭止入
イノチ、ＭＳはメインスイッチである。
第３図でＳＴは起動釦の動作タイミングを示し、Ｆはト
ーチ１へ供給されるガスの流量のまた■は溶接電流の各
時間変化を示す。
ーチ１へ供給されるガスの流量のまた■は溶接電流の各
時間変化を示す。
作業者がメインスイッチＭＳを閉じるとリレー５ＯＬ１
が付勢されて電磁弁１４が開き、流量調整弁１２によっ
て決まる少流量（Ｆｗ）の作動ガスがトーチ１１内へ流
れ始める（第３図ａ時点）。
が付勢されて電磁弁１４が開き、流量調整弁１２によっ
て決まる少流量（Ｆｗ）の作動ガスがトーチ１１内へ流
れ始める（第３図ａ時点）。
次に始動スイッチＳＴを閉じるとＭＳ、ＳＴ、ＳＰの経
路でリレーＸが付勢されて自己保持用接点Ｘ１を閉じ、
また接点Ｘ２を閉じる。接点Ｘ２が閉じるとこの段階で
は溶接電流検出器１８の常時閉接点Ａ＋が閉じているの
で該接点を介してリレＳＱＬ ２が付勢され電磁弁１５
が開いて流量調整弁１３によって決まる流量の作動ガス
が流れ、電磁弁１４を流れる作動ガスに合わさって多量
（Ｆｓ）の作動ガスがトーチ１１内に流れる（第３図す
時点）。流量Ｆｓの作動ガスがトーチ１１へ流れるとプ
ラズマジェット７が伸びてやがて母材８に接触しプラズ
マアークが発生する、すなわちスタート電流（Ｉｓ）が
流れ始める（第３図Ｃ時点）。スター１−電流が流れ始
めると溶接電流検出器１８により接点Ａ１が開いてリレ
ーＳＱＬ ２を消勢させ、これにより電磁弁１５が閉じ
てトーチ１１へ流入する作動ガス流量が減少する。同時
に溶接電流検出器１８の常時開接点Ａ２が閉じ、溶接電
流立上りタイミング用のタイマーＴが付勢される。タイ
マーＴの設定時間ｔは作動ガス流量が起動時の大流量Ｆ
ｓから溶接時の流量ＦＷに移行するまでの時間であり該
時間ｔの経過後、図示しない溶接電流制御回路が動作し
て所定値ｒｗへの溶接電流の増大を開始する（第３図ｄ
時点）。
路でリレーＸが付勢されて自己保持用接点Ｘ１を閉じ、
また接点Ｘ２を閉じる。接点Ｘ２が閉じるとこの段階で
は溶接電流検出器１８の常時閉接点Ａ＋が閉じているの
で該接点を介してリレＳＱＬ ２が付勢され電磁弁１５
が開いて流量調整弁１３によって決まる流量の作動ガス
が流れ、電磁弁１４を流れる作動ガスに合わさって多量
（Ｆｓ）の作動ガスがトーチ１１内に流れる（第３図す
時点）。流量Ｆｓの作動ガスがトーチ１１へ流れるとプ
ラズマジェット７が伸びてやがて母材８に接触しプラズ
マアークが発生する、すなわちスタート電流（Ｉｓ）が
流れ始める（第３図Ｃ時点）。スター１−電流が流れ始
めると溶接電流検出器１８により接点Ａ１が開いてリレ
ーＳＱＬ ２を消勢させ、これにより電磁弁１５が閉じ
てトーチ１１へ流入する作動ガス流量が減少する。同時
に溶接電流検出器１８の常時開接点Ａ２が閉じ、溶接電
流立上りタイミング用のタイマーＴが付勢される。タイ
マーＴの設定時間ｔは作動ガス流量が起動時の大流量Ｆ
ｓから溶接時の流量ＦＷに移行するまでの時間であり該
時間ｔの経過後、図示しない溶接電流制御回路が動作し
て所定値ｒｗへの溶接電流の増大を開始する（第３図ｄ
時点）。
このようにタイムラグを設けて／ｇ接電流ＩＷを流すの
は、前記の如く作動ガスが多量に流れている状態でただ
ちに所定の溶接電流ＩＷを流すと母材の溶融部分が吹き
飛ばされるので、これを防止するためである。
は、前記の如く作動ガスが多量に流れている状態でただ
ちに所定の溶接電流ＩＷを流すと母材の溶融部分が吹き
飛ばされるので、これを防止するためである。
（発明の効果）
以上のとうり本発明によれば起動時における作動ガス流
量を加工時よりも大きくするという簡単な操作で、ノズ
ル先端に発生したプラズマジェットをノズル前方に強く
押し出して母材に接触させ、これにより確実に電極−母
材間にプラズマアークを起動させることができる。
量を加工時よりも大きくするという簡単な操作で、ノズ
ル先端に発生したプラズマジェットをノズル前方に強く
押し出して母材に接触させ、これにより確実に電極−母
材間にプラズマアークを起動させることができる。
第１図は本発明に係るプラズマアーク溶接機の具体例を
示す図、第２図はその電気回路図、第３図はタイムチャ
ート図、第４図はプラズマジェットの形成状態を示す図
である。 １・・・電極、 ９・・・パイロットアーク用電源、１
０・・・溶接電源、 １１・・・プラズマアークトー
チ、２２・・・作動ガス供給制御部 出 願 人 本田技研工業株式会社 出 願 人 日鐵溶接工業株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第１図 第３図 第４図
示す図、第２図はその電気回路図、第３図はタイムチャ
ート図、第４図はプラズマジェットの形成状態を示す図
である。 １・・・電極、 ９・・・パイロットアーク用電源、１
０・・・溶接電源、 １１・・・プラズマアークトー
チ、２２・・・作動ガス供給制御部 出 願 人 本田技研工業株式会社 出 願 人 日鐵溶接工業株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第１図 第３図 第４図
Claims (1)
- 起動時の作動ガス流量を加工時よりも大にしてプラズマ
ジェット長を伸ばし、母材に接触させ、電極−母材間に
プラズマアークを発生させることを特徴とするプラズマ
アークの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17798184A JPS6182975A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | プラズマア−クの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17798184A JPS6182975A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | プラズマア−クの起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182975A true JPS6182975A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH037471B2 JPH037471B2 (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=16040447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17798184A Granted JPS6182975A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | プラズマア−クの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180051384A (ko) | 2016-11-07 | 2018-05-16 | 가부시키가이샤 다이헨 | 플라스마 아크 용접의 아크 스타트 제어 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49111851A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-24 | ||
| JPS508701A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-01-29 | ||
| JPS5332853A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-28 | Kobe Steel Ltd | Arc welding |
| JPS53125250A (en) * | 1977-04-08 | 1978-11-01 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Arc start method in automatic welding machine |
| JPS5550975A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-14 | Toyota Motor Corp | Plasma arc welding starting method |
| JPS5684940A (en) * | 1979-11-15 | 1981-07-10 | Mitsuboshi Belting Ltd | Bonding technique for vulcanized synthetic rubber waterproof sheet |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP17798184A patent/JPS6182975A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49111851A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-24 | ||
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180051384A (ko) | 2016-11-07 | 2018-05-16 | 가부시키가이샤 다이헨 | 플라스마 아크 용접의 아크 스타트 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037471B2 (ja) | 1991-02-01 |
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