KR100418119B1 - High performance materials cored plasma cutting torch tip - Google Patents

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KR100418119B1 KR10-2001-0031577A KR20010031577A KR100418119B1 KR 100418119 B1 KR100418119 B1 KR 100418119B1 KR 20010031577 A KR20010031577 A KR 20010031577A KR 100418119 B1 KR100418119 B1 KR 100418119B1
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김창주
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한국기계연구원
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma

Abstract

본 발명은 내구성 코아를 삽입한 플라즈마 절단기 토치 팁에 관한 것으로, 그 목적은 연속 절단시 마모가 극심하여 문제가 되는 부분인 팁(노즐)의 구멍부를 고온 내마모성을 가지며 양호한 도전성을 갖는 재료를 삽입하여 만드는 방법으로 절단기 토치로서의 기능과 효과에는 아무 문제가 없으면서 내구성을 향상시킨 팁을 제공하는데 있다.The present invention relates to a plasma cutter torch tip in which a durable core is inserted. The object of the present invention is to insert a hole having a high temperature abrasion resistance and good conductivity in a hole of a tip (nozzle), which is a problem caused by severe wear during continuous cutting. The method is to provide a tip that improves durability without any problem in function and effect as a cutter torch.

본 발명의 구성은 토치(Torch, 4)에 삽입되는 전극(Electrode, 3)과, 이 전극의 앞부분에 끼워지는 팁(Tip)(2)과 , 이 팁을 보호하는 쉴드 컵(Shield Cup, 1)으로 구성되는 플라즈마 절단기 토치에 있어서,The configuration of the present invention comprises an electrode 3 inserted into the torch 4, a tip 2 fitted to the front of the electrode, and a shield cup 1 protecting the tip. In the plasma cutting machine torch composed of

상기 플라즈마 절단기 토치용 팁 전방 구멍부에 고온 내구성 코아(5)를 삽입하여 구성한 것을 본 발명의 요지로 한다.It is a summary of the present invention that the high temperature durable core 5 is inserted into the plasma cutter torch tip front hole.

Description

내구성 코아를 삽입한 플라즈마 절단기 토치 팁{High performance materials cored plasma cutting torch tip}High performance materials cored plasma cutting torch tip

본 발명은 내구성 코아를 삽입한 플라즈마 절단기 토치 팁에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma cutter torch tip with a durable core inserted.

일반적으로 두꺼운 철판을 다양한 모양으로 정밀하게 절단시 플라즈마 절단기를 사용하는데, 이 플라즈마 절단기 토치의 기능부를 보면, 도 1에서와 같이 쉴드 컵(1), 전극(3), 팁(노즐)(2) 및 토치(4)로 구성되어 있으며, 팁(노즐)(2)의 구멍을 통하여 플라즈마 열이 공급된다.In general, a plasma cutting machine is used to precisely cut a thick steel plate into various shapes. Referring to a functional part of the plasma cutting machine torch, as shown in FIG. 1, a shield cup 1, an electrode 3, and a tip (nozzle) 2 are used. And a torch 4, and plasma heat is supplied through the hole of the tip (nozzle) 2.

상기 팁(노즐)의 소재는 지금까지는 열 및 전기전도성이 좋은 순동(Cu), 전도성은 다소 미흡하나 어느 정도의 경도가 높은 크롬동(CuCr)합금이 사용되고 있다.Until now, the tip (nozzle) has been used so far as copper and copper (Cu) having good thermal and electrical conductivity. However, a chromium copper (CuCr) alloy having a high degree of hardness is used.

한편, 현재의 플라즈마 절단기 토치가 당면한 문제점 중에서 강력한 플라즈마 열이 공급되는 통로인 팁(노즐) 구멍의 마모가 심해 피절단 물의 절단상태가 불안정하여 발생하는 불량이 많다는 점이다.On the other hand, among the problems faced by the current plasma cutter torch, there are many defects caused by unstable cutting of the cutting object due to severe wear of the tip (nozzle) hole, which is a passage through which strong plasma heat is supplied.

이를 막기 위해서는 팁(노즐)을 자주 교환해야하며 이는 결국 절단시간의 지연과 노즐의 다량소모로 절단비의 원가상승 요인이 되고 있다.In order to prevent this, the tip (nozzle) must be replaced frequently, which leads to a cost increase of the cutting cost due to a delay in cutting time and a large amount of nozzles.

그 예로서 적용하는 전류에 따라서 차이가 크지만, 일반적인 정격 전류 하에서 플라즈마 토치의 전극을 1 개 사용하는 동안에 팁(노즐)은 3 개 내지는 5 개 이상을 교환해야 하는 번거러움이 있어 절단작업의 능률에 큰 지장이 되고 있다.As an example, although the difference is large depending on the current applied, the tip (nozzle) has to be changed from three to five or more while using one electrode of the plasma torch under a general rated current. It is a big obstacle.

이에 대한 대책으로 강도와 경도가 높은 재료인 크롬동 합금으로 제조하여 사용되고 있으나, 가격에 비하여 내구성에는 큰 효과가 없다.As a countermeasure against this, chromium copper alloy, which is a material having high strength and hardness, has been used, but it has no significant effect on durability compared to the price.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연속 절단시 마모가 극심하여 문제가 되는 부분인 팁(노즐)의 구멍부를 고온 내마모성을 가지며 양호한 도전성을 갖는 재료를 삽입하여 만드는 방법으로 절단기 토치로서의 기능과 효과에는 아무 문제가 없으면서 내구성을 향상시킨 팁을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is a cutter torch by inserting a material having a high temperature abrasion resistance and good conductivity to the hole of the tip (nozzle), which is a problem due to abrasion during continuous cutting Its function and effect is to provide a tip that improves durability without any problem.

도 1은 일반적인 플라즈마 절단기 토치의 구성에 관한 개략도이고,1 is a schematic diagram of a configuration of a general plasma cutter torch,

도 2는 본 발명 내구성 코아를 삽입한 플라즈마 절단기 토치 팁(노즐)의 장착을 보인 단면예시도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the mounting of the plasma cutting machine torch tip (nozzle) in which the durable core is inserted.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(1) : 쉴드 컵(Shield Cup)(1): Shield Cup

(2) : 팁(Tip) 또는 노즐(Nozzle)(2): Tip or nozzle

(3) : 전극(Electrode)(3): Electrode

(4) : 토치(Torch)(4): Torch

(5) : 코아(Core)(5): Core

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 토치(Torch, 4)에 삽입되는 전극(Electrode, 3)과, 이 전극의 앞부분에 끼워지는 팁(Tip)(2)과, 이 팁을 보호하는 쉴드 컵(Shield Cup, 1)으로 구성되는 플라즈마 절단기 토치에 있어서,The present invention, which achieves the object as described above and solves the conventional drawbacks, includes an electrode (Electrode) 3 inserted into the torch 4 and a tip fitted to the front of the electrode. (2) and a plasma cutter torch composed of a shield cup (Shield Cup) 1 protecting the tip,

상기 플라즈마 절단기 토치용 팁 전방 구멍부에 고온 내구성 코아를 삽입하여 구성한 것을 특징으로 한다.And a high temperature durable core inserted into the tip front hole of the plasma cutter torch.

상기 고온 내구성 코아의 재질은 텅스텐동, 텅스텐은, 구리나 은을 도금하여 도전률을 향상시킨 내열합금, 내열강으로 이루어진 군중에서 선택된 하나의 재료로 만든다. 여기에 사용되는 재료는 일반적인 합금 및 재료를 사용한다.The material of the high temperature durable core is tungsten copper, tungsten is made of one material selected from the group consisting of heat-resistant alloys and heat-resistant steels which are plated with copper or silver to improve conductivity. The material used here uses common alloys and materials.

상기 토치용 팁 전방 구멍부에 삽입되는 코아는 하부가 턱진 단면이나, 상부가 턱진 단면이나, 경사진 단면을 가지도록 가공된 코아중에서 선택된 하나를 사용하여 브레이징 등으로 접합시키거나 접합부에 경사를 주어 삽입한다.The core inserted into the tip front hole for the torch may be brazed or inclined to the joint by using one selected from among the core processed to have a lower cross section, a upper cross section, or an inclined cross section. Insert it.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 플라즈마 절단 토치의 구조를 도시하고 있는데, 토치(Torch, 4)에 삽입되는 전극(Electrode, 3)과, 이 전극의 앞부분에 끼워지는 팁(Tip)(또는 노즐(Nozzle))(2)과 , 이 팁을 보호하는 쉴드 컵(Shield Cup, 1)으로 구성되고,1 shows a structure of a general plasma cutting torch, which includes an electrode 3 inserted into a torch 4 and a tip (or nozzle) fitted to a front of the electrode ( 2) and Shield Cup (1) to protect this tip,

도 2는 본 발명 내구성 코아를 여러 가지 모양으로 삽입하는 도면으로 그 삽입방법은 1) 팁(노즐)의 구멍부를 내구성 소재로 만든 턱이진 코아를 가지고 위에서 박는 방법과, 2) 팁(노즐)의 구멍부를 내구성 소재로 만든 턱이진 코아를 가지고 안에서 박는 방법과, 3) 팁(노즐)의 구멍부를 내구성 소재로 만든 경사진 코아를 가지고 안에서 박는 방법 등을 사용하여 결합한다.Figure 2 is a view of inserting the durable core of the present invention in various shapes, the insertion method of 1) a method of driving from the top of the hole (tip) with a jaw core made of durable material, and 2) the tip (nozzle) Combine the hole with the jaw core made of durable material, and 3) the inside of the tip (nozzle) with the inclined core made of durable material.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.Hereinafter is a preferred embodiment of the present invention.

(실시예)(Example)

팁(노즐)의 전체적인 몸통은 기존의 순동으로 제작한 후, 팁(노즐)의 구멍부는 내구성 재료를 가공한 코아(5)를 삽입하며, 연속 절단시 프라즈마 열에 의한 팽창이나 열류의 압력 등에 의해 코아가 빠지지 않도록 브레이징 등으로 접합시키거나 접합부에 경사를 주어 삽입되도록 한다.The entire body of the tip (nozzle) is made of conventional pure copper, and then the hole of the tip (nozzle) is inserted with a core (5) made of durable material, and during continuous cutting, the core is swelled due to expansion due to plasma heat or heat pressure. Joining is done by brazing or the like so as not to fall out.

이렇게 하여 제조한 노즐의 사용수명은 기존의 일반 순동이나 크롬동 합금 노즐에 비하여 크게 개선되었으며, 절단기의 용량을 나타내는 수치로서 80 amper용 팁(노즐)으로서 100 amper까지 사용이 가능하였으며, 기존의 순동 팁(노즐)이 30 분을 사용함에 비하여 100 분 이상으로 사용수명을 연장할 수 있었으며 연속 절단한 실험결과를 보면 다음의 표 1과 같다.The service life of the nozzles manufactured in this way was greatly improved compared to conventional copper or chrome copper alloy nozzles. It is a numerical value that shows the capacity of the cutter. It was possible to use up to 100 amper as a tip (nozzle) for 80 amper. The tip (nozzle) was able to extend the service life of more than 100 minutes compared to using 30 minutes, and the results of the continuous cutting experiment are shown in Table 1 below.

표 1. 연속 절단작업에 의한 팁(노즐)의 사용시간Table 1. Usage time of tip (nozzle) by continuous cutting

구분division 몸통재질Body material 코아재질Core material 경도(Hv)Hardness (Hv) 전류(amp)Amp 사용시간(분)Hours of use (minutes) 기존-1Existing-1 순 동Pure copper 순 동Pure copper 123123 100100 25 - 3025-30 기존-2Existing-2 순 동Pure copper 크롬동Chrome copper 154154 100100 35 - 5035-50 발명-1Invention-1 순 동Pure copper 텅스텐동Tungsten copper 215215 120120 120 - 150120-150 발명-2Invention-2 순 동Pure copper 텅스텐은Tungsten silver 196196 120120 100 - 150100-150

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같은 본 발명 팁(노즐)의 사용수명은 기존의 일반 순동이나 크롬동 합금 노즐에 비하여 크게 개선되었으며, 절단기의 용량을 나타내는 수치로서 80 amper용 노즐로서 120 amper까지 사용이 가능하였으며, 기존의 순동 노즐이 30 분을 사용함에 비하여 100 분 이상으로 사용수명을 개선할 수 있다는 장점이 있다.The service life of the tip (nozzle) of the present invention as described above is greatly improved compared to the conventional pure copper or chromium copper alloy nozzles, and the value indicating the capacity of the cutter was available as a nozzle for 80 amper up to 120 amper, Compared to 30 minutes of pure copper nozzles, the service life of the copper nozzle can be improved by more than 100 minutes.

Claims (3)

토치(4)에 삽입되는 전극(3)과, 이 전극의 앞부분에 끼워지는 팁(2)과 , 이 팁을 보호하는 쉴드 컵(1)으로 구성되는 플라즈마 절단기 토치에 있어서,In the plasma cutter torch comprising an electrode 3 inserted into the torch 4, a tip 2 fitted to the front of the electrode, and a shield cup 1 protecting the tip, 상기 플라즈마 절단기 토치용 팁 전방 구멍부에 고온 내구성 코아(5)를 삽입하여 구성하되,By inserting a high temperature durable core (5) in the tip front hole for the plasma cutter torch, 상기 고온 내구성 코아의 재질은 텅스텐동, 텅스텐은, 구리나 은을 도금하여 도전률을 향상시킨 내열합금, 내열강으로 이루어진 군중에서 선택된 하나의 재료로 구성하고,The material of the high temperature durable core is tungsten copper, tungsten is composed of one material selected from the group consisting of a heat-resistant alloy and heat-resistant steel plated copper or silver to improve the conductivity, 상기 토치용 팁 전방 구멍부에 삽입되는 코아의 결합구조는 하부가 턱진 단면 또는 상부가 턱진 단면을 갖도록 가공되어 이와 대응하게 가공된 팁 구멍부 가공면과 브레이징으로 접합시킨 구조나, 경사진 단면을 가지도록 가공된 코아를 이와 대응하게 가공된 팁 구멍부 접합부에 박히도록 삽입한 구조중 선택된 하나로 구성한 것을 특징으로 하는 내구성 코아를 삽입한 플라즈마 절단기 토치 팁.The coupling structure of the core inserted into the tip front hole for the torch may be brazed with a tip hole portion processed surface that has been processed to have a lower jaw cross section or an upper jaw cross section, or a slanted cross section. A plasma cutter torch tip having a durable core inserted therein, wherein the core processed to have the core is configured to be selected from among the structures inserted into the corresponding tip hole joints. 삭제delete 삭제delete
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