JPS62107865A - Ignition method for work plasma - Google Patents

Ignition method for work plasma

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JPS62107865A
JPS62107865A JP60248443A JP24844385A JPS62107865A JP S62107865 A JPS62107865 A JP S62107865A JP 60248443 A JP60248443 A JP 60248443A JP 24844385 A JP24844385 A JP 24844385A JP S62107865 A JPS62107865 A JP S62107865A
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plasma
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high frequency
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忠幸 大谷
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泰三 中村
Toru Saito
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Abstract

PURPOSE:To ignite an arc without impressing high frequency power source, to prevent the wear of an electrode and to prevent the generation of high frequency noises by forming an electric field between the main electrode and main nozzle and by injecting plasma for the cathode of the electric field. CONSTITUTION:A main electrode 2 and nozzle 3 are connected to non-transfer type plasma power source 1 and the plasma nozzle 13 for trigger of a plasma device 10 is fitted to the side wall of a nozzle holder 14. In case of the ignition the electric field for the main nozzle 3 from the main electrode 2 is formed when the power source 1 is turned on by feeding a shielding gas flow 8 and center gas flow 7. A main plasma is ignited between the main electrode 2 and main nozzle 3 when the trigger plasma is enclosed from the nozzle 13 to the main electrode 2 which is the cathode of this electric field. Consequently the ignition is stably performed without impressing the high frequency voltage, the wear of electrodes is prevented and the high frequency noise can be prevented.

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、切断、溶射等のプラズマ加工に
関し、特に、該プラズマ加工の加工用プラズマを点弧す
るプラズマ点弧方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to plasma processing such as plasma welding, cutting, thermal spraying, etc., and particularly relates to a plasma ignition method for igniting processing plasma for the plasma processing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラズマ加工には大別して、非消耗電極とプラズマノズ
ルの間にガスを高速で流しつつ高電流密度のアーク放電
を励起し、これにより発生するプラズマ流を被加工物に
噴き出す非移行型プラズマ加工と、非消耗電極と被加工
物の間に直接にアーク放電を励起する移行型プラズマ加
工および両者を複合させた複合型プラズマ加工の3形式
がある。
Plasma machining can be broadly divided into non-transfer plasma machining, in which gas is flowed at high speed between a non-consumable electrode and a plasma nozzle while exciting an arc discharge with high current density, and the resulting plasma flow is ejected onto the workpiece. There are three types of plasma processing: 1, transfer type plasma processing in which arc discharge is directly excited between the non-consumable electrode and the workpiece, and composite type plasma processing in which both are combined.

第5図に従来の非移行型プラズマ加工装置の構成を示し
、第6図に従来の移行型および複合型プラズマ加工装置
の構成を示す。
FIG. 5 shows the configuration of a conventional non-transfer type plasma processing apparatus, and FIG. 6 shows the configuration of conventional transfer type and combined type plasma processing apparatuses.

非移行形プラズマ加工装置は、非消耗電極式自然放電ア
ークを銅製等のプラズマノズルを用いて緊縮し、サーマ
ルピンチ効果を利用して高温プラズマ流を形成するもの
であり次の特徴がある。
Non-transfer type plasma processing equipment constricts a non-consumable electrode type natural discharge arc using a plasma nozzle made of copper or the like to form a high-temperature plasma flow using the thermal pinch effect, and has the following characteristics.

■自然放電アークよりも一桁高い高温度を容易に発生す
ることができる。
■It can easily generate high temperatures that are one order of magnitude higher than natural discharge arcs.

■熱の集中度が高い。■High concentration of heat.

■プラズマ流速を亜音速から超音速にわたって制御し得
る。
■Plasma flow velocity can be controlled from subsonic to supersonic speeds.

■色々な成分のガスを用いてプラズマを発生できる。■Plasma can be generated using gases with various components.

■プラズマトーチ自体で電気回路が形成されるため、被
加工物は導電性、非導電性のいずれでもよい。
■Since an electric circuit is formed in the plasma torch itself, the workpiece can be either conductive or non-conductive.

以上により非移行型プラズマは導電性材料、非導電材料
の溶接、切断、高融点材料の溶射(金属。
Based on the above, non-transferred plasma can be used for welding and cutting conductive and non-conductive materials, and thermal spraying of high melting point materials (metals, etc.).

セラミック、有機材料等)等の用途で広く普及している
It is widely used in applications such as ceramics, organic materials, etc.

この種の非移行型プラズマ装置では、第5図を参照する
と、直流垂下特性を有する非移行型プラズマ電g1の陽
極側をプラズマトーチ20内のノズルホルダー14に装
着されたプラズマノズル3に接続し、陰極側を高周波電
源4を介してプラズマトーチ20内のタングステン電極
(非消耗電極)2に接続し、溶接用電源1.プラズマ点
弧用高周波電源4.タングステン電極2.プラズマノズ
ル3からなる非移行型プラズマ発生回路21を形成する
。9は高周波バイパスコンデンサである。シールドガス
として不活性ガスがシールドガス流路8を通してシール
ドキャンプ6内に送給される。
In this type of non-transfer type plasma device, as shown in FIG. , the cathode side is connected to the tungsten electrode (non-consumable electrode) 2 in the plasma torch 20 via the high frequency power source 4, and the welding power source 1. High frequency power source for plasma ignition 4. Tungsten electrode 2. A non-transfer type plasma generation circuit 21 consisting of a plasma nozzle 3 is formed. 9 is a high frequency bypass capacitor. Inert gas is fed into the shield camp 6 through the shield gas passage 8 as a shield gas.

同じく不活性ガスがセンターガスとしてセンターガス流
路7を通してプラズマノズル3内に送給される。これら
のシールドガスおよびセンターガスを送給した状態で高
周波電源4により、タングステン電極2とプラズマノズ
ル3の間に数千■以上の高周波電圧を印加して火花放電
を生じさせて絶縁破壊を起した後に、プラズマ電源1を
電極2とノズル3に印加して非移行型プラズマを点弧す
る。
Similarly, inert gas is fed into the plasma nozzle 3 through the center gas flow path 7 as a center gas. While these shielding gases and center gases were being supplied, a high frequency voltage of several thousand square meters or more was applied between the tungsten electrode 2 and the plasma nozzle 3 using the high frequency power source 4, causing spark discharge and dielectric breakdown. Afterwards, plasma power source 1 is applied to electrode 2 and nozzle 3 to ignite non-transfer type plasma.

移行型および複合型プラズマ装置では、第6図を参照す
ると、高周波電源4およびプラズマ電源1でまず電極2
とノズル3の間に非移行型プラズマを点弧し、次いで移
行型プラズマ電源22をオンにして電極2と母材5の間
に移行型プラズマを点弧する。通常移行型プラズマ点弧
後、非移行型プラズマをOFFにするが、移行型プラズ
マ点弧後も非移行型プラズマを点弧した状態で保持した
ものが複合型プラズマである。低電域プラズマの安定性
を確保する場合等において用いられる。
In the transfer type and composite type plasma devices, referring to FIG. 6, the high frequency power source 4 and the plasma power source 1 first
The non-transfer type plasma is ignited between the electrode 2 and the nozzle 3, and then the transfer type plasma power supply 22 is turned on to ignite the transfer type plasma between the electrode 2 and the base material 5. Normally, the non-transfer type plasma is turned off after the transfer type plasma is ignited, but a composite type plasma is one in which the non-transfer type plasma is maintained in an ignited state even after the transfer type plasma is ignited. It is used when ensuring the stability of low-voltage plasma.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前述の非移行型プラズマ装置(第5図)および移行型プ
ラズマ装置、あいは複合型プラズマ装置(第6図)のい
ずれにおいても、高周波電源4を用いて電極2−ノズル
3間にプラズマを点弧する。
In both the non-transfer type plasma device (Fig. 5), the transfer type plasma device, or the composite type plasma device (Fig. 6) described above, plasma is applied between the electrode 2 and the nozzle 3 using the high frequency power source 4. arc

このような高周波点弧法では、高周波(交流)であって
しかも放電電圧が大きいため、電磁的なノイズが大きく
、例えば溶接自動機器に組み込まれたマイクロコンピュ
ータをはじめとする各種周辺電子機器を誤動作成いは破
損することがあるので、電子機器に特別なノイズフィル
ターを用いるなど、特別な対策を施こす必要があった。
In this type of high-frequency ignition method, the high frequency (alternating current) and high discharge voltage generate large electromagnetic noise, which can cause various peripheral electronic devices, such as microcomputers built into automatic welding equipment, to malfunction. Since the components could be damaged, special measures had to be taken, such as using special noise filters on electronic equipment.

更に、高周波電源4がプラズマ電源1,22に接続され
ているので、溶接電源回路やトーチあるいは母材、もし
くはその近傍に計測機器を接続又は配設できないという
問題もある。
Furthermore, since the high frequency power source 4 is connected to the plasma power sources 1 and 22, there is also the problem that measuring equipment cannot be connected or disposed in the welding power source circuit, the torch, the base material, or in the vicinity thereof.

高周波電源4を用いるのに代えて、電極2を摺動式にし
、プラズマ電源1の無負荷電圧を印加した状態で、電極
2をノズル3に一度接触させ、引き雛すことにより、ア
ークを発生させる接触点弧も考えられるが、これにおい
ては接触アーク発生時に流れる過度電流が大きいので電
極2およびノズル3の消耗が激しく寿命が短くなる。
Instead of using the high-frequency power source 4, the electrode 2 is of a sliding type, and while the no-load voltage of the plasma power source 1 is applied, the electrode 2 is brought into contact with the nozzle 3 once and pulled, thereby generating an arc. Contact ignition is also considered, but in this case, the transient current that flows when contact arc occurs is large, so the electrode 2 and nozzle 3 are severely worn out and their lifespan is shortened.

本発明は非消耗電極にプラズマ点弧に起因する損耗を与
えることがなく、しかも電磁的ノイズが小さいプラズマ
点弧法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma ignition method that does not cause wear and tear on non-consumable electrodes due to plasma ignition and has low electromagnetic noise.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明においては、非消耗性電極とプラズマノズルの間
に電場を形成して、この電場の陰極に向けてトリガプラ
ズマを注入する。
In the present invention, an electric field is formed between a non-consumable electrode and a plasma nozzle, and a triggered plasma is injected toward the cathode of this electric field.

〔作用〕[Effect]

これによれば、注入されたトリガープラズマ中の正イオ
ンが電場で加速され陰極に衝突することによって、陰極
の一部を高温にするため、非移行型プラズマ電g1の無
負荷電圧で容易に非消耗電極とプラズマノズルの間にプ
ラズマ(メインプラズマ:加工用プラズマ)が発生する
。トリガープラズマはメインプラズマ点弧に対し、まさ
にトリガーとして作用するものであり、低電流(10A
程度)・短時間(1秒以内)の注入で十分である。
According to this, positive ions in the injected trigger plasma are accelerated by an electric field and collide with the cathode, thereby raising a part of the cathode to a high temperature. Plasma (main plasma: processing plasma) is generated between the consumable electrode and the plasma nozzle. Trigger plasma acts exactly as a trigger for main plasma ignition, and has a low current (10A).
・A short time (within 1 second) is sufficient.

またトリガープラズマの点弧に関してはこれを高周波点
弧法を用いて、あるいは接触点弧法で発生させてもメイ
ンプラズマ電源回路1とは別体のユニットとしてトリガ
プラズマ回路を容易にノイズシールドし得るので、発生
する電磁ノイズのレベルが極く低くなり、メインプラズ
マ電源回路に電子制御機器や計測装置の接続、配設が容
易になる。
Regarding ignition of the trigger plasma, even if it is generated using a high frequency ignition method or a contact ignition method, the trigger plasma circuit can be easily noise-shielded as a separate unit from the main plasma power supply circuit 1. Therefore, the level of electromagnetic noise generated is extremely low, and it becomes easy to connect and install electronic control equipment and measuring devices to the main plasma power supply circuit.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明を一態様で実施する装置構成を示す。こ
の装置構成は非移行型プラズマ発生装置のものである。
FIG. 1 shows an apparatus configuration for carrying out one embodiment of the present invention. This device configuration is that of a non-transfer type plasma generation device.

第1図において、第5図と同じ要素又は類似の要素には
同じ符号を付した。その分のここでの説明は省略する。
In FIG. 1, the same or similar elements as in FIG. 5 are given the same reference numerals. The explanation of this part will be omitted here.

本発明の実施のために変えられた部分を説明すると、主
ノズル3の装着されたノズルホルダー14の側壁に円形
の穴が開けられ、この六にトリガー用プラズマノズル(
副ノズル)13が装着されており、非消耗電極2の側面
に対向している。トリガープラズマを発生するプラズマ
装置10が副ノズル13とその内部のタングステン電極
(副電極)12に接続されている。この例では副電極1
2が陰極、副ノズル13が陽極である。副ノズル13は
ノズルホルダー14と一体接続であり、加工用プラズマ
電源1に関しても陽極である。
To explain the parts that have been changed to implement the present invention, a circular hole is made in the side wall of the nozzle holder 14 to which the main nozzle 3 is attached, and a trigger plasma nozzle (
A sub nozzle) 13 is attached and faces the side surface of the non-consumable electrode 2. A plasma device 10 that generates trigger plasma is connected to a sub-nozzle 13 and a tungsten electrode (sub-electrode) 12 therein. In this example, sub-electrode 1
2 is a cathode, and the sub nozzle 13 is an anode. The sub nozzle 13 is integrally connected to the nozzle holder 14, and also serves as an anode for the processing plasma power source 1.

この例では、シールドガス流路8にシールドガスを、セ
ンターガス流路7にセンターガスを、更に、トリガープ
ラズマ発生用のガス(例えば不活性ガス)を副ノズル1
3に供給し、非移行型プラズマ電源1をオンにして主電
極lと主ノズル3の間に、主ノズル3から主電極2に向
かう電場を形成する。すなわち副ノズル13は主ノズル
3と接続されているので、換言すると、副ノズル13と
主電極2の間に、副ノズル13から主電極2に向かう電
場を形成する。
In this example, shield gas is supplied to the shield gas passage 8, center gas is supplied to the center gas passage 7, and gas for trigger plasma generation (for example, inert gas) is supplied to the sub nozzle 1.
3, the non-transfer type plasma power source 1 is turned on, and an electric field directed from the main nozzle 3 toward the main electrode 2 is formed between the main electrode 1 and the main nozzle 3. That is, since the sub nozzle 13 is connected to the main nozzle 3, in other words, an electric field directed from the sub nozzle 13 toward the main electrode 2 is formed between the sub nozzle 13 and the main electrode 2.

この状態でトリガープラズマ装置10をオンにし、トリ
ガープラズマを発生させる。発生したトリガープラズマ
は、トリガープラズマ発生用のガス(例えば不活性ガス
)が副ノズル13に供給されているのでこれにより、主
電極2に向けて高速で移動する。このとき、主電極2−
副ノズル13間の電場内に注入されたトリガープラズマ
中の正イオンは電場で加速され、主電極2に衝突し、衝
突部の湿度を上昇させるので、電源1の無負荷電圧でメ
インプラズマが主電極2−主ノズル3間に点弧する。
In this state, the trigger plasma device 10 is turned on to generate trigger plasma. The generated trigger plasma moves toward the main electrode 2 at high speed because a trigger plasma generation gas (for example, an inert gas) is supplied to the sub nozzle 13. At this time, main electrode 2-
The positive ions in the trigger plasma injected into the electric field between the sub nozzles 13 are accelerated by the electric field and collide with the main electrode 2, increasing the humidity in the collision area. Ignition occurs between the electrode 2 and the main nozzle 3.

このプラズマ点弧方法によると、非移行型プラズマ発生
回路21内には、高周波電源等のプラズマ点?A機構を
もたず外的トリガーでメインプラズマが点弧するため、
メインプラズマ点弧前後の電磁的ノイズおよび過渡電流
変動が小さく、また電源1には点弧回路が接続されてい
ないので、非移行型プラズマ発生回路21に電流、電圧
計測機器等を接続できる。したがって自動制御機器の接
続や併設が容易である。
According to this plasma ignition method, there is a plasma point such as a high frequency power supply in the non-transfer type plasma generation circuit 21. Since it does not have an A mechanism and the main plasma is ignited by an external trigger,
Since electromagnetic noise and transient current fluctuations before and after ignition of the main plasma are small, and since an ignition circuit is not connected to the power source 1, current and voltage measurement equipment, etc. can be connected to the non-transfer type plasma generation circuit 21. Therefore, it is easy to connect and install automatic control equipment.

また本発明によれば、トリガープラズマ発生回路18の
能力として最大10A程度の低電流トリガープラズマを
発生させ、0.1秒程度の短時間注入するだけで非移行
型プラズマの点弧には十分であり、しかもトリガープラ
ズマを発生させるために必要な使用ガスはプラズマガス
のみでシールドガスが不要なため、副ノズル13の超小
型化が可能である。さらに、副電極12と副ノズル13
との放電ギヤングおよび各々の形状、材質を放電しやす
い状態に任意設定できるので、たとえば、放電ギャップ
を0.1mm程度の微少設定をしたならばたとえ高周波
電源等を用いてトリガープラズマを点弧するとしても低
レベルの電圧(100OV程度)でも十分であり、発生
する電磁ノイズは軽微である。
Further, according to the present invention, the trigger plasma generation circuit 18 has the ability to generate a low current trigger plasma of about 10 A at maximum, and injection for a short time of about 0.1 seconds is sufficient to ignite non-transfer type plasma. Moreover, since the gas required to generate the trigger plasma is only the plasma gas and no shielding gas is required, the sub nozzle 13 can be made ultra-small. Furthermore, a sub-electrode 12 and a sub-nozzle 13
Since the discharge gap and each shape and material can be arbitrarily set to facilitate discharge, for example, if the discharge gap is set to a minute value of about 0.1 mm, even if a high frequency power source is used to ignite the trigger plasma. However, a low level voltage (approximately 100 OV) is sufficient, and the electromagnetic noise generated is slight.

又、メインプラズマ点弧用トリガープラズマは低電流で
短時間の使用しか必要としないため、副電極12および
副ノズル13の損耗はほぼ無視できる。
Further, since the trigger plasma for igniting the main plasma needs to be used only for a short time with a low current, wear and tear on the sub-electrode 12 and the sub-nozzle 13 can be almost ignored.

次に、第1図に示したトリガープラズマ装置10および
トリガープラズマ発生回路18の点弧方法について第2
図および第3図を参照して説明する。
Next, a second explanation will be given regarding the ignition method of the trigger plasma device 10 and the trigger plasma generation circuit 18 shown in FIG.
This will be explained with reference to the figures and FIG.

第2図は接触点弧方法を実施するトリガープラズマ発生
回路を示す。第2図において11は直流垂下特性を有す
るプラズマ電源であり、その陰極側に副電極I2を、陽
極側に副ノズル13をそれぞれ接続し、プラズマ電源1
1.副″?!i極12.副ノズル13からなるトリガー
プラズマ発生回路18を形成している。
FIG. 2 shows a triggered plasma generation circuit implementing the contact ignition method. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a plasma power source having DC drooping characteristics, and a sub-electrode I2 is connected to its cathode side, and a sub-nozzle 13 is connected to its anode side.
1. A trigger plasma generation circuit 18 consisting of a sub"?!i pole 12 and a sub nozzle 13 is formed.

副ノズル13内に1−リガープラズマガスを送給してい
る状態で、プラズマ電源11をオンにし、無負荷電圧を
印加したままの状態で副電極12を手動、電動、バイメ
タル、バネしかけ等の手段を用いて副ノズル13に接触
、短絡させ、短絡過渡電流を流した後に副電極12を副
ノズル13から引き離し、l−リガープラズマを点弧さ
せようとするものである。従来のメインプラズマの接触
点弧法では短絡時の過大電流による主電極2先端部の損
耗が問題となるが、トリガープラズマにおいてはもとも
と低電流(最大10A程度)であるため副電極先端部の
損耗は極めて軽微である。また、例え少々損耗したとし
てもトリガープラズマさえ点弧すれば十分であり、非移
行型プラズマ発生回路21と無関係なため、溶接上の問
題とならない。
While the 1-rigger plasma gas is being supplied into the sub nozzle 13, the plasma power source 11 is turned on, and while the no-load voltage is applied, the sub electrode 12 is connected manually, electrically, bimetally, spring-loaded, etc. The purpose is to contact and short-circuit the sub-nozzle 13 using a means to cause a short-circuit transient current to flow, and then separate the sub-electrode 12 from the sub-nozzle 13 to ignite the l-riger plasma. In the conventional contact ignition method for main plasma, there is a problem of wear and tear on the tip of the main electrode 2 due to excessive current during a short circuit, but in trigger plasma, since the current is originally low (maximum 10A), the tip of the sub electrode is worn out. is extremely minor. Moreover, even if it is slightly worn out, it is sufficient to ignite the trigger plasma, and since it is unrelated to the non-transfer type plasma generation circuit 21, it does not cause a problem in welding.

第3図は高周波点弧方法を用いたトリガープラズマ発生
回路18を示すブロック図である。11は直流垂下特性
を有するプラズマ電源で、その陰極側に高周波電源14
を介して副電極12を接続し、陽極側に副ノズル13を
接続している。尚、15は高周波バイパスコンデンサで
ある。トリガープラズマ電源11.副電極12.副ノズ
ル13゜高周波電源14.高周波バイパスコンデンサ1
5でトリガープラズマ発生回路18を形成している。
FIG. 3 is a block diagram showing a triggered plasma generation circuit 18 using a high frequency ignition method. 11 is a plasma power supply having DC drooping characteristics, and a high frequency power supply 14 is connected to the cathode side of the plasma power supply 11.
A sub-electrode 12 is connected through the anode, and a sub-nozzle 13 is connected to the anode side. Note that 15 is a high frequency bypass capacitor. Trigger plasma power supply 11. Sub-electrode 12. Sub-nozzle 13° High frequency power supply 14. High frequency bypass capacitor 1
5 forms a trigger plasma generation circuit 18.

この回路は、高周波電源14により副電極12と副ノズ
ル13との間に高周波電圧を印加し、火花放電を生じさ
せて、絶縁破壊を起こした後に、プラズマ電源11で電
流を供給してトリガープラズマ点弧を行うものである。
In this circuit, a high frequency voltage is applied between a sub-electrode 12 and a sub-nozzle 13 by a high-frequency power source 14 to cause a spark discharge to cause dielectric breakdown, and then a current is supplied by a plasma power source 11 to trigger plasma. This is for ignition.

ただし、副ノズル13と副電極12との放電ギャップは
0.]、mm程度の微小設定も可能であるため、その場
合には高周波電源14の出力電圧は最大子■程度もあれ
ば十分であり、これに起因して発生する高周波ノイズの
レベルも低いものである。
However, the discharge gap between the sub nozzle 13 and the sub electrode 12 is 0. ], it is also possible to make minute settings on the order of mm, so in that case it is sufficient that the output voltage of the high frequency power supply 14 is about the maximum value, and the level of high frequency noise generated due to this is also low. be.

従って、トリガープラズマ発生回路18をシールドI6
でおおい、ノイズフィルター17を介して外部電源と接
続することにより、高周波ノイズを容易に且つ完全に抑
えることができる。
Therefore, the trigger plasma generation circuit 18 is shielded by I6.
By connecting it to an external power source through the noise filter 17, high frequency noise can be easily and completely suppressed.

尚、トリガープラズマを発生するためのトリガー用の高
周波電源14は、プラズマ電源11の陰極側に接続する
必要はなく、副電極12.副ノズル13.高周波電源1
4.高周波バイパスコンデンサ15で回路が形成される
ならば、どこに配置してもよい。
Note that the trigger high frequency power source 14 for generating trigger plasma does not need to be connected to the cathode side of the plasma power source 11, and is connected to the sub-electrode 12. Sub-nozzle 13. High frequency power supply 1
4. As long as a circuit is formed using the high frequency bypass capacitor 15, it may be placed anywhere.

第3図ではトリガープラズマ発生回路180点弧に高周
波電源14により発生する高周波電圧を用いたが、同程
度の電圧を供給できる電源であればトリガープラズマ発
生回路18に組み込むことが可能である。実際にコンデ
ンサ電源によるコンデンサ放電或いは通電遮断時に発生
するサージ電圧を利用しても同様にトリガープラズマを
点弧することが可能である。
In FIG. 3, the high frequency voltage generated by the high frequency power supply 14 is used to ignite the trigger plasma generation circuit 180, but any power supply capable of supplying the same voltage can be incorporated into the trigger plasma generation circuit 18. It is also possible to ignite the trigger plasma in the same way by actually utilizing a capacitor discharge from a capacitor power supply or a surge voltage generated when current is cut off.

第3図に示すトリガープラズマ発生回路18を用いた実
施例を次に説明する。
Next, an embodiment using the triggered plasma generation circuit 18 shown in FIG. 3 will be described.

トリガープラズマ発生回路18(第3図):電源11の
無負荷電圧:100V。
Trigger plasma generation circuit 18 (Fig. 3): No-load voltage of power supply 11: 100V.

トリガープラズマ電流:lOA。Trigger plasma current: lOA.

プラズマガス流量: 3 Q /mj、n Ar。Plasma gas flow rate: 3Q/mj, nAr.

Ds=1.0mm+ Lj==1.0mm、 Lp=1
.2mm。
Ds=1.0mm+Lj==1.0mm, Lp=1
.. 2mm.

d s :  1.Omm。ds: 1. Omm.

メインプラズマ発生回路21 (第1図)ニア1jil
!lの無負荷電圧:100V。
Main plasma generation circuit 21 (Figure 1) Near 1jil
! l no-load voltage: 100V.

設定電流:50A。Setting current: 50A.

センターガス流量: 1.OQ/min Ar。Center gas flow rate: 1. OQ/min Ar.

シールドガス流量: 20Q/min Ar。Shielding gas flow rate: 20Q/min Ar.

La=1mm、 Lb=5111m、 Lc=10mm
La=1mm, Lb=5111m, Lc=10mm
.

d m=2.4n+m、 Dm=1.0mma以上の条
件で0.1秒間トリガープラズマを注入して連続100
回繰り返して、メインプラズマの点弧を試みた。いずれ
の場合も極めて安定にメインプラズマが点弧した。しか
も、主電極2.主ノズル3.副電極12.副ノズル13
に損耗は認められなかった。また、高周波発生時におけ
る外部電源の電圧変動はほとんど認められず、さらにこ
のとき使用していた計測機器或いは制御装置はマイクロ
コンピュータ内蔵型のものであったが、高周波ノイズに
よる誤動作は発生しなかった。
Inject trigger plasma for 0.1 seconds under the conditions of d m = 2.4n + m, Dm = 1.0 mm or more, and inject 100 times continuously.
I tried to ignite the main plasma several times. In both cases, the main plasma was ignited extremely stably. Moreover, the main electrode 2. Main nozzle 3. Sub-electrode 12. Sub nozzle 13
No wear and tear was observed. In addition, there was almost no voltage fluctuation of the external power supply when high frequency was generated, and although the measuring equipment or control device used at this time was a built-in microcomputer type, no malfunctions due to high frequency noise occurred. .

以上においては非移行型プラズマの点弧について説明し
たが、移行型プラズマ或いは複合型プラズマ(第6図:
従来例)の場合も、主電極2と主ノズル3間にメインプ
ラズマを点弧するまでの過程は、前述の非移行型プラズ
マの場合と同様である。そこで第6図に示す従来の移行
型プラズマ発生装置を、第4図に示すように本発明を実
施する形に改良し、これ(第4図)においてトリガープ
ラズマ発生装置10を前述と同様に第3図に示すトリガ
ープラズマ発生回路とし、前述と同じ条件で、0.1秒
間トリガープラズマを注入して連続100回繰り返し、
メインプラズマの点弧を試みた。いずれの場合も極めて
安定にメインプラズマが点弧した。しかも、主電極2.
主ノズル3.副電極12、副ノズル13に損耗は認めら
れなかった。また、高周波発生時における外部電源の電
圧変動はほとんど認められず、さらにこのとき使用して
いた計測機器或いは制御装置はマイクロコンピュータ内
蔵型のものであったが、高周波ノイズによる誤動作は発
生しなかった。
In the above, ignition of non-transfer type plasma has been explained, but ignition of non-transfer type plasma or composite type plasma (Fig. 6:
In the case of the conventional example), the process up to ignition of the main plasma between the main electrode 2 and the main nozzle 3 is the same as in the case of the non-transfer type plasma described above. Therefore, the conventional transfer type plasma generator shown in FIG. 6 was improved to implement the present invention as shown in FIG. 4, and in this (FIG. 4) the trigger plasma generator 10 was changed to Using the trigger plasma generation circuit shown in Figure 3, under the same conditions as above, trigger plasma was injected for 0.1 seconds and repeated 100 times.
An attempt was made to ignite the main plasma. In both cases, the main plasma was ignited extremely stably. Moreover, the main electrode 2.
Main nozzle 3. No wear was observed on the sub-electrode 12 and sub-nozzle 13. In addition, there was almost no voltage fluctuation of the external power supply when high frequency was generated, and although the measuring equipment or control device used at this time was a built-in microcomputer type, no malfunctions due to high frequency noise occurred. .

なお、以上の説明はプラズマ溶接用のプラズマトーチに
関してのものであるが、プラズマ切断。
Note that the above explanation relates to a plasma torch for plasma welding, but it does not apply to plasma cutting.

プラズマ溶射等その他の、同様な加工用プラズマを発生
するプラズマ加工においてもプラズマ点弧の原理は同じ
であり、同様に本発明を実施し得る。
The principle of plasma ignition is the same in other plasma processing that generates similar plasma for processing, such as plasma spraying, and the present invention can be implemented in the same manner.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明によれば、溶接用。 As detailed above, according to the present invention, a welding device is used.

切断用、溶射用等の非移行型。移行型および複合型プラ
ズマの点弧において、加工用プラズマ発生回路に高周波
電源等の、高パワーノイズ発生原因となる手段を用いる
必要がないので、マイクロコンピュータ等の電子機器を
用いた測定、制御装置に格別に負担が高いノイズ対策を
施す必要がない。
Non-migration type for cutting, thermal spraying, etc. In ignition of transfer type and composite type plasmas, it is not necessary to use means that cause high power noise generation, such as a high frequency power supply, in the processing plasma generation circuit, so measurement and control equipment using electronic equipment such as microcomputers is required. There is no need to take noise countermeasures that are particularly burdensome.

しかも主電極を主ノズルに接触させ引き離す接触点弧法
と異なり、非接触式であるため主電極の損耗もない。ま
た非移行型プラズマ発生回路および移行型プラズマ発生
回路に点弧用高電圧が重畳しないので、電圧、電流検出
手段を非移行型プラズマ発生回路および移行型プラズマ
発生回路に接続しこの検出手段に計測機器等を接続し得
るし、計測機器等にノイズ電流を生じないのでその破損
のおそれもない。
Furthermore, unlike the contact ignition method in which the main electrode is brought into contact with the main nozzle and then separated, there is no wear and tear on the main electrode because it is a non-contact type. In addition, since the high voltage for ignition is not superimposed on the non-transfer type plasma generation circuit and the transfer type plasma generation circuit, voltage and current detection means are connected to the non-transition type plasma generation circuit and the transfer type plasma generation circuit, and the voltage and current detection means are connected to this detection means. It is possible to connect equipment, etc., and there is no risk of damage to measuring equipment, etc. since no noise current is generated.

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

第1図は本発明を一態様で実施する溶接用非移行型プラ
ズマトーチの構成概要を示すブロック図、第2図は第1
図に示すトリガープラズマ発生回路18の一例構成を示
すブロック図、第3図はトリガープラズマ発生回路18
の他の一例を示すブロック図である。第4図は本発明を
もう1つの態様で実施する溶接用移行型プラズマトーチ
の構成概要を示すブロック図である。 第5図は従来の溶接用移行型プラズマトーチの構成概要
を示すブロック図、第6図は従来の溶接用移行型プラズ
マトーチの構成概要を示すブロック図である。 1:非移行型プラズマ電源 2:主電極        3:主ノズル4ニメインプ
ラズマ魚弧用高周波電源 5:母材(被加工材)    6:シールドキヤツプ7
:センターガス流    8:シールドガス流9:高周
波バイパスコンデンサ 10ニドリガープラズマ発生装置 11ニドリガープラズマ電源 12:副電極       】3:副ノズル14二ノズ
ルホルダー 18ニドリガ一プラズマ発生回路 20=溶接用プラズマトーチ 21:非移行型プラズマ発生回路 22:移行型プラズマ電源 23:移行型プラズマ発生回路
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a non-transfer type plasma torch for welding that implements one embodiment of the present invention, and FIG.
A block diagram showing an example configuration of the trigger plasma generation circuit 18 shown in the figure, FIG.
It is a block diagram which shows another example. FIG. 4 is a block diagram showing a general configuration of a welding transition type plasma torch that implements another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the configuration of a conventional transition type plasma torch for welding, and FIG. 6 is a block diagram showing an outline of the configuration of a conventional transition type plasma torch for welding. 1: Non-transfer type plasma power source 2: Main electrode 3: Main nozzle 4 High frequency power source for main plasma arc 5: Base material (work material) 6: Shield cap 7
: Center gas flow 8: Shield gas flow 9: High frequency bypass capacitor 10 Nidoriger plasma generator 11 Nidoriger plasma power supply 12: Sub-electrode ] 3: Sub-nozzle 14 Two-nozzle holder 18 Nidoriga-plasma generation circuit 20 = Plasma torch for welding 21: Non-transfer type plasma generation circuit 22: Transfer type plasma power supply 23: Transfer type plasma generation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 非消耗電極とプラズマノズル又は母材の間に加工用プラ
ズマを形成するプラズマ加工において:前記非消耗電極
とプラズマノズルの間に電場を形成し、この電場を形成
する陰極に向けてトリガプラズマを注入して前記加工用
プラズマを形成することを特徴とする加工プラズマの点
弧方法。
In plasma processing in which processing plasma is formed between a non-consumable electrode and a plasma nozzle or a base material: an electric field is formed between the non-consumable electrode and the plasma nozzle, and trigger plasma is injected toward the cathode that forms this electric field. 1. A method for igniting processing plasma, comprising: forming the processing plasma.
JP60248443A 1985-04-27 1985-11-06 Ignition method for work plasma Granted JPS62107865A (en)

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CA000507487A CA1266892A (en) 1985-04-27 1986-04-24 Method of igniting arcs
DE8686303147T DE3683530D1 (en) 1985-04-27 1986-04-25 ARC IGNITION PROCEDURE.
EP86303147A EP0200499B2 (en) 1985-04-27 1986-04-25 Method of igniting arcs
US06/855,650 US4767907A (en) 1985-04-27 1986-04-25 Method of igniting arcs by projection of ignition-plasma to the cathode

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JPH036868B2 JPH036868B2 (en) 1991-01-31

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015183215A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 日産自動車株式会社 Thermal spray method and thermal spray apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015183215A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 日産自動車株式会社 Thermal spray method and thermal spray apparatus

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