JPS6317030B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6317030B2
JPS6317030B2 JP55144336A JP14433680A JPS6317030B2 JP S6317030 B2 JPS6317030 B2 JP S6317030B2 JP 55144336 A JP55144336 A JP 55144336A JP 14433680 A JP14433680 A JP 14433680A JP S6317030 B2 JPS6317030 B2 JP S6317030B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
cut
cutting
cooling water
plasma
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.)
Expired
Application number
JP55144336A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5768269A (en
Inventor
Akyoshi Imanaga
Hironari Taguchi
Mitsuaki Haneda
Kotaro Yamamoto
Minoru Shimada
Kyoichi Ozaki
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.)
Hitachi Ltd
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Seiko Ltd
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 Hitachi Ltd, Hitachi Seiko Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP55144336A priority Critical patent/JPS5768269A/ja
Publication of JPS5768269A publication Critical patent/JPS5768269A/ja
Publication of JPS6317030B2 publication Critical patent/JPS6317030B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマアークを用いて材料を切断す
るプラズマ切断トーチに関するものである。
周知のようにプラズマ切断はガス切断では不可
能な非鉄金属を切断することが可能であり、非常
に便利な切断方法として広く普及している。例え
ば、特公昭47―9252号に示すプラズマジエツト切
断法は、プラズマアークの周囲より被切断材の切
り口へ水を噴射し、切り口の品質改善及び切断速
度の向上を図つたもので、有効な切断方法として
広く利用されている。この方法を適用した切断装
置は比較的容量の大きいもので(60〜200kW
級)、主として薄板よりも厚板の切断に適してい
て高速でかつ高品質の切断が可能である。このプ
ラズマジエツト切断法は被切断材の切り口の肩だ
れ防止および切断面の高品質化に対して十分に適
合しているが、プラズマ切断装置に組込まれるプ
ラズマ切断トーチにはつぎのような問題がある。
すなわち、(i)トーチ径が大きいから取扱いが不便
であり、特に手動切断には不適当である。(ii)高電
流のプラズマアークを発生するため、高負荷が加
わる電極およびノズルは直接水冷が不可欠であ
り、その部品の形状が複雑で、かつ高価である。
(iii)ノズル孔の周囲に設けた冷却水の流出通路(小
孔)は、被切断材に対面して露出しているため、
切断中の溶融金属の飛散による影響を受けて損傷
する恐れがあり、切断能力の低下を防ぐためにノ
ズルを保護する必要がある。(iv)また、この他に被
切断材の切り口へ噴射される冷却水の流量が多
く、切断現場が水浸しにならないように大規模な
排水設備を必要とする。
一方、近年では板厚が1mmから25mm程度までの
切断を対象として、手軽にトーチを持つて切断を
行うことができる小容量(3〜30kW級)のプラ
ズマ切断装置が実用化されつつある。そして、こ
の場合、装置に装備されるトーチは、水を流出さ
せずに作動ガスのみを噴射させてプラズマ切断す
るタイプである。しかしながら、この構造のトー
チでは、高品質の切断面を得ることができず、そ
の上、切断作業でトーチ先端部を傷め易いなどの
欠点を有していた。
本発明は上記に鑑みてなしたもので、小形軽量
で取扱い容易なプラズマ切断トーチを提供するこ
とを目的とする。
本発明は、プラズマアークの周囲から冷却水を
被切断材の切り口に供給し、水の蒸発潜熱を利用
して切り口上部を冷却しながら切断を行なうプラ
ズマ切断トーチにおいて、ノズルの外周部に絶縁
ガイドリングを介してノズルキヤツプをこのノズ
ル先端より突出して配置するとともに、このノズ
ルキヤツプ及び絶縁ガイドリングの内面と前記の
ノズル先端の外面との間に溝状に冷却水流出路を
プラズマアークに向けて形成し、この冷却水流出
路の先端から水あるいは噴霧および蒸気の混合流
体を噴出するように構成したものである。
以下本発明の実施例を図によつて説明する。第
1図において、1はトーチ本体、2はトーチ本体
1の中央に絶縁体3を介して挿入された電極、4
はトーチ本体1の先端部に装着されたノズル、5
はノズル4に電極3と対向するように設けられた
ノズル孔、6は絶縁締結リング16を介してトー
チ本体1に固定されたノズルキヤツプで、このノ
ズルキヤツプ6の先端内部には絶縁ガイドリング
17がノズル4の外周部を包囲するように挿入さ
れている。また、ノズルキヤツプ6の先端部はノ
ズル先端より突き出すように設けられている。ト
ーチ本体1にはトーチ本体自身を水冷するための
冷却水が流れる冷却水循環路12の他に、ノズル
4の外周部の冷却水流出路8b,8cに連通する
別系統の冷却水通路8aが設けられている。
冷却水流出路8cは電極2より発生するプラズ
マアーク19に向けて配置され、たとえば第2図
a,bに示すように、絶縁材の内周面に設けた小
溝17aによつて形成することができ、また第3
図a,bに示すノズルの外周面に溝4aを設けて
もよい。14はトーチ本体1およびノズル4内へ
供給される作動ガスで、この作動ガスとしては例
えばAr(アルゴン)ガス、Ar+H2(水素)、N2
(窒素)ガス、Ar+H2など使用される。図中に
は矢印のように作動ガス14を電極2に対して平
行に流しているが、旋回させて流すこともでき
る。7a,7bは冷却水9および作動ガス14の
漏れを防止するためのOリングである。15は電
極2とノズル4との間に形成された作動ガス通
路、18は被切断材、18aは被切断材の切り
口、20は電極2および被切断材18に接続され
た電源である。
次にこのような構成からなる本実施例の作用に
ついて説明する。
被切断材18はノズル4内に供給した作動ガス
14の雰囲気内で、被切断材18と電源2との間
に発生したプラズマアーク19によつて切り口1
8aで切断される。この際、流水管10より冷却
水通路8aに供給された冷却水9はノズル4外周
部に形成した冷却水流出路8b,8cを経てノズ
ル孔5の周囲に放出される。前記冷却水流出路8
b,8cを冷却水が流通するときに作動ガス14
とプラズマアーク19の超高温の気流によつて噴
霧化、蒸気化し、水と噴霧および蒸気の混合流体
がプラズマアーク19の周囲を包み込むように作
用し、サーマルピンチ効果によつてプラズマアー
ク19のエネルギー密度を高める。この作用と共
に、高温化された噴霧、蒸気流体が被切断材18
の切り口18aへ有効に作用し、切り口18aの
肩だれ防止、熱影響の縮少および酸化防止など高
品質の切断面がえられる。また、水シールドによ
つて溶融金属が飛散するのを低減すると共に、ガ
スおよびヒユームの発生を減少させることができ
る。
そしてさらに、ノズルキヤツプ6は絶縁締結リ
ング16とノズル4の外周部に挿入した絶縁ガイ
ドリング17によつて電気的に絶縁されているた
め、トーチ先端すなわちノズルキヤツプ6の先端
部を被切断材18に接触させたままでも切断作業
を行なうことができ、このため手動切断による作
業性が大幅に向上する。すなわち絶縁締結リング
16は、トーチ本体1及びノズル4とノズルキヤ
ツプ6とを電気的に絶縁することと、そのノズル
キヤツプ6をトーチ本体1に締結する役目を持つ
ている。しかも切断作業中はアークの長さが一定
に保持されているので、均一で良質な切断面を得
ることができる。ノズル4はノズルキヤツプ6の
内部にあるため、溶融金属の飛散および付着など
の影響を受けないばかりでなく、冷却水が蒸気化
されてノズル4の外周部の冷却効率を高めるので
冷却もよい。また同様にノズルキヤツプ6は水、
噴霧および蒸気の混合流体の膜で覆われて十分に
冷却されるので、アーク熱および溶融金属による
損傷を受ける恐れがない。ノズルキヤツプ6は耐
食性および熱伝導性の金属材料で作ればよい。ま
たこのノズルキヤツプ先端部の突き出しはあまり
長すぎると、切断開始の際にプラズマアーク19
が被切断材18に移行しにくくなるので、適正範
囲内の寸法にすることが好ましく、たとえば5mm
以内であればプラズマアーク19の移行に影響を
きたすことはない。
冷却水が放出する冷却水流出路8cは、ノズル
4とそのノズルの外周に配置したノズルキヤツプ
6との間に小さいスキ間を設けて円周囲に形成す
ることもできるが、第2図a,bおよび第3図
a,bに示すように、絶縁ガイドリング17の内
周面あるいはノズル4の外周面に設けた小溝によ
つて形成すると、流出面積が均等化、縮小化され
て、冷却水流出路8cから冷却水が放出される際
に、噴霧の片寄りや間欠的な蒸気の発生がなくな
る。すなわち絶縁ガイドリング17はトーチ本体
1及びノズル4とノズルキヤツプ6との電気的絶
縁の他に、プラズマアーク19及び被切断材の切
り口18aに向けて冷却水9(または噴霧及び蒸
気の混合流体)を均等、かつ安定に噴出させるた
めの冷却水流出路形成の役目を持つている。第2
図a,bに示すように、絶縁ガイドリングの内周
面に均等角の小溝17aを形成することにより、
冷却水の流出面積の均等化、縮小化が図れる。こ
れによつて冷却水が少量でも片寄りの放出現象や
噴霧化、蒸気化の間欠現象の発生が防止でき、水
と噴霧及び蒸気の混合流体を均一にプラズマアー
クの周囲を包み込むように作用させると共に、被
切断材の切り口に有効、かつ安定に作用,反応さ
せることができる。このため少量の冷却水でも均
一で安定に噴霧および蒸気の混合流体を噴出する
ことができ、切断面品質の均一化および向上がは
かれる。
第4図は本発明のトーチを用いて、ステンレス
鋼およびアルミニウムの板材を切断した結果の施
行例を示したもので、板厚と切断速度との関係で
ある。作動ガスにはArガスよりも高エネルギー
密度のプラズマアークが発生するAr+N2ガスお
よびAr+H2ガスを使用(流量30/min)した。
冷却水量はアーク電流値に比例して変えている
が、50c.c./min前後の一定水量にしてもよい。一
方、冷却水を必要以上に流しすぎると、被切断材
の切り口が過度に冷却されて切断能力の低下ある
いは切断現場の水浸しを招く恐れがある。したが
つて適正量の冷却水を流出管より供給することに
よつて、ノズルの外周部に設けた冷却水流出路か
らプラズマ気流とアーク熱で高温になつた水と噴
霧と蒸気の混合流体を被切断材の切り口に噴出さ
せて効果的に作用および反応させることができ
る。アーク電流を大きくすると切断能力が向上す
ることは言うまでもないが、特に薄板に対して
は、小孔径のノズルを用いて小電流のアークで切
断を行なうと、熱影響が非常に小さく、しかも切
り口にドロスの付着しない高品質の切断面が得ら
れた。
以上説明したように小型なトーチで構造が簡単
になり、かつ取扱いが容易でしかもトーチ先端を
被切断材に接触させたままでも手軽に切断作業を
行うことができるから非常に便利である。ノズル
やノズルキヤツプは水、噴霧および蒸気の混合流
体の膜で覆われて十分に冷却されるので、アーク
熱および溶融金属による損傷を受けにくく寿命も
長い。また切断については水の作用および反応に
よつて被切断材の切り口の肩だれ防止、熱影響の
減少および酸化低減の高品質の切断面が得られ
る。さらに切断による溶融金属の飛散を低減させ
ると共に、ガスおよびヒユームの発生を減少させ
ることにより作業現場の環境改善をはかることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプラズマ切断トーチの一実施
例を示す縦断面図、第2図a,bは同実施例の絶
縁ガイドリングの平面図および縦断面図、第3図
a,bは同実施例のノズルの一部を切断して示す
正面図および上面図、第4図は本発明の施行例を
示す図である。 1…トーチ本体、2…電極、4…ノズル、6…
ノズルキヤツプ、8a…冷却水通路、8b,8c
…冷却水流出路、12…冷却水循環路、15…切
断ガス通路、17…絶縁ガイドリング、18…被
切断材、18a…切り口、19…プラズマアー
ク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 プラズマアークの周囲から冷却水を被切断材
    の切り口に供給し、水の蒸気潜熱を利用して切り
    口上部を冷却しながら切断を行うプラズマ切断ト
    ーチにおいて、ノズルの外周部に絶縁ガイドリン
    グを介してノズルキヤツプを該ノズル先端より突
    出して配置するとともに、該ノズルキヤツプ及び
    絶縁ガイドリングの内面と前記ノズル先端の外面
    との間に溝状に冷却水流出路をプラズマアークに
    向けて形成し、この冷却水流出路の先端から水あ
    るいは噴霧および蒸気の混合流体を噴出するよう
    に構成したことを特徴とするプラズマ切断トー
    チ。
JP55144336A 1980-10-17 1980-10-17 Plasma cutting torch Granted JPS5768269A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55144336A JPS5768269A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Plasma cutting torch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55144336A JPS5768269A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Plasma cutting torch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5768269A JPS5768269A (en) 1982-04-26
JPS6317030B2 true JPS6317030B2 (ja) 1988-04-12

Family

ID=15359735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55144336A Granted JPS5768269A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Plasma cutting torch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5768269A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124365A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 小池酸素工業株式会社 プラズマ切断トーチに沿わせて水流を供給する装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8800767A (nl) * 1988-03-28 1989-10-16 Philips Nv Plasmatoorts.
SE529053C2 (sv) 2005-07-08 2007-04-17 Plasma Surgical Invest Ltd Plasmaalstrande anordning, plasmakirurgisk anordning och användning av en plasmakirurgisk anordning
KR100795583B1 (ko) 2006-08-04 2008-01-21 인하대학교 산학협력단 플라즈마를 이용하여 탄화수소 계열의 연료를 처리하기 위한 토치장치
US9089319B2 (en) 2010-07-22 2015-07-28 Plasma Surgical Investments Limited Volumetrically oscillating plasma flows
TWI581671B (zh) * 2013-11-05 2017-05-01 Plasma torch device
CN107931804B (zh) * 2017-12-28 2020-03-24 广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院) 一种注水等离子切割金属方法
EP4205515A2 (en) 2020-08-28 2023-07-05 Plasma Surgical Investments Limited Systems, methods, and devices for generating predominantly radially expanded plasma flow
CN114535765B (zh) * 2022-01-25 2024-05-17 常州九圣焊割设备股份有限公司 等离子弧割炬

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53123349A (en) * 1977-04-04 1978-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasm cutting method and plasma torch

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53123349A (en) * 1977-04-04 1978-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasm cutting method and plasma torch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124365A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 小池酸素工業株式会社 プラズマ切断トーチに沿わせて水流を供給する装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5768269A (en) 1982-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0357833B2 (ja)
EP0703302B1 (en) A method for depositing a coating onto a substrate by means of thermal spraying and an apparatus for carrying out said method
RU118821U1 (ru) Защитный колпачок мундштука и держатель защитного колпачка мундштука, а также электродуговая плазменная горелка с таким колпачком и/или с таким держателем колпачка
US4777343A (en) Plasma arc apparatus
CN112975122B (zh) 焊接气保护装置、激光填丝焊接系统及焊接方法
JPS6317030B2 (ja)
JP2004514560A (ja) 設定可能なノズルバッフル装置および方法
JPS6258828B2 (ja)
CA1138941A (en) Manual torches for tig welding with rotatable electrode
US3515839A (en) Plasma torch
CN112647037A (zh) 一种四阴极等离子喷涂喷枪装置
JPS6116226B2 (ja)
JP3138578B2 (ja) 多電極プラズマジェットトーチ
CN106825869B (zh) 氩弧焊枪及具有该氩弧焊枪的装置
US3317704A (en) Electric arc torches
CN111112804B (zh) 一种极限水冷深熔氩弧焊枪
JP3005902B2 (ja) プラズマ溶射装置
RU213469U1 (ru) Плазмотрон для аддитивного выращивания
CN1221036A (zh) 一种轧辊与矫直辊表面淬火的方法及淬火设备
JPS5849306B2 (ja) プラズマ溶射ト−チ
JPS6247630B2 (ja)
CN218135687U (zh) 一种用于镍板激光焊接的气体保护装置
JP2857247B2 (ja) プラズマトーチにおけるプラズマ作動ガス供給方法
JPS632230Y2 (ja)
JPH07303971A (ja) プラズマスポット溶接用トーチ