KR20000015753A - Manufacturing method of electrode for plasma arc cutting torch - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of an electrode for a plasma arc cutting torch is provided to easily mass-produce since a manufacturing process is simple and to save a manufacturing cost. CONSTITUTION: The electrode for the plasma arc cutting torch has the steps of:forming a hole(6) on the upper end of an electrode body(1); making a filler metal having a lower melting point than a middle metal(11), the electrode body and a radiative insert(3) into a power shape(12) or a proper shape fitting to the shape of the hole; processing the filler metal into a tube shape that both sides are punched or a tube shape which is some transformed and then heating; filling between the electrode body and the middle metal, the middle metal and the radioactive insert and the radioactive insert and the electrode body by gravity and a capillary tube event since the filler metal melts.

Description

플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법Manufacturing method of electrode for plasma arc cutting torch

본 발명은 기 출원된 특허 출원번호 98-31988호의 이용 발명으로 금속 및 비금속의 절단을 위하여 널리 사용되고 있는 플라즈마 절단용 토치의 전극에 관한 것으로서 더 상세하게는 개량된 수명을 가지는 전극의 제조 방법에 대한 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode of a plasma cutting torch, which is widely used for cutting metals and nonmetals by using the patent application No. 98-31988, which has been previously applied, and more particularly, to a method of manufacturing an electrode having an improved lifetime. A method for producing an electrode for plasma arc cutting torch.

일반적으로 금속을 절단하기 위하여 사용되는 열 절단에는 산소절단, 플라즈마 절단, 레이저 절단, 워터젯 절단 등 여러 가지가 있으며, 그 중에서 특히 플라즈마 절단은 타 절단 방법에 비하여 비교적 넓은 범위의 두께에 적용이 가능하기 때문에 조선, 건설, 등 산업 현장에서 상당히 널리 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 절단의 토치에는 통상적으로 전극이 포함되어 있는데 이 전극은 이송형 아크 방식으로 전극으로부터 작업물까지 연장되는 아크를 지속시킨다. 또한 가스의 소용돌이 와류로써 이 아크를 둘러싸는 것이 일반적이다.Generally, there are various kinds of thermal cutting used for cutting metal, such as oxygen cutting, plasma cutting, laser cutting, waterjet cutting, and especially, plasma cutting can be applied to a relatively wide range of thickness compared to other cutting methods. Therefore, it is widely used in industrial fields such as shipbuilding, construction, and so on. The torch of such plasma cutting typically includes an electrode that sustains an arc that extends from the electrode to the workpiece in a transfer arc manner. It is also common to surround this arc with a swirling vortex of gas.

그러나 플라즈마 절단은 절단시 발생하는 고열로 인하여 절단 토치 속에 있는 전극 등 부품의 소모가 많은데, 특히 공기, 산소, 혹은 산소혼합가스를 사용하는 플리즈마 절단의 경우에는 이러한 문제점이 심각하게 대두된다.However, plasma cutting consumes a lot of components such as electrodes in the cutting torch due to the high heat generated during the cutting. In particular, plasma cutting using air, oxygen, or oxygen mixed gas is a serious problem.

종래 전극 몸체(1)는 도 1에서와 같이 통상적으로 전열성 및 전도성이 양호한 구리 혹은 구리합금으로 만들어져 있으며, 구조는 둥근 파이프 형태로써, 한쪽 부분은 냉각수의 유입을 위하여 뚫려있는 전극 몸체의 개방 부분(9)이 형성되어 있으며, 다른 쪽 부분은 전극 몸체의 막힌 부분(5)의 구조로 구성되어진 것이 일반적이다.Conventionally, the electrode body 1 is made of copper or copper alloy, which is generally good in heat transferability and conductivity, as shown in FIG. 1, and has a round pipe shape, one of which is an open portion of the electrode body, which is drilled for inflow of cooling water. (9) is formed, and the other part is generally comprised by the structure of the blocked part 5 of an electrode body.

또한 전극 몸체의 막힌 부분(5) 가운데에는 전극 몸체(1)의 주재료인 구리 혹은 구리의 합금보다도 일 함수가 낮은 재료로 만들어진 방사인서트가 삽입되어있다. 일 함수는 전자 볼트로 측정되어지는 전위 단계로 정의되며, 전위단계에서는 주어진 온도에서 금속의 표면으로부터 열 이온이 방출된다. 아래의 표에서 볼 수 있는 바와 같이 일 함수가 4.46eV인 구리에 비하여 통상적으로 방사인서트(3)의 재료로 사용되는 하프늄, 지르코늄, 등은 일 함수가 낮기 때문에 전위가 작용될 때 방사인서트(3)에서 우선적으로 전자를 방출할 수 있다.In addition, a radial insert made of a material having a lower work function than that of copper or an alloy of copper, which is the main material of the electrode body 1, is inserted in the blocked portion 5 of the electrode body. The work function is defined as the dislocation step, measured in electron volts, in which thermal ions are released from the surface of the metal at a given temperature. As can be seen in the table below, hafnium, zirconium, and the like, which are commonly used as materials for the spin insert 3, have a low work function compared to copper having a work function of 4.46 eV. Can preferentially emit electrons.

아래에 도시한 표 1은 본 발명과 관련된 몇 가지 금속의 물성치를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the physical properties of some metals related to the present invention.

표 1Table 1

종 류Kinds 용융점(℃)Melting Point (℃) 일함수(eV)Work function (eV) 산화저항성Oxidation resistance silver 961961 4.734.73 저항성 크다High resistance gold 10631063 4.824.82 저항성 매우크다Resistance is very large 백금platinum 17491749 5.325.32 저항성 매우크다Resistance is very large 니켈nickel 14521452 5.05.0 저항성 양호Good resistance 하프늄hafnium 22072207 3.603.60 -- 텅스텐tungsten 33003300 4.544.54 -- 구리Copper 10831083 4.464.46 --

그러나 위에서 언급된 전극에서의 문제점은 방사인서트(3)에서 플라즈마 아크가 지속될 때 주위 분위기의 온도가 대단히 높아지며 이때플라즈마 가스에 포함되어 있는 산소는 고온에서 쉽게 방사인서트 주위의 전극 몸체(구리 혹은 구리합금)와 결합하여 산화물을 만들게 된다.However, the problem with the above-mentioned electrode is that the temperature of the ambient atmosphere becomes very high when the plasma arc is sustained in the spin insert 3, in which oxygen contained in the plasma gas is easily formed at the high temperature at the electrode body (copper or copper alloy) around the spin insert. ) To form an oxide.

그 결과 산화된 구리는 일 함수가 급격히 떨어져서 방사인서트(3)보다 우선적으로 아크를 지속시키는 현상이 발생하게 되고, 이 때 구리 산화물과 구리는 녹아서 도 2에 도시한 바와 같은 형상으로 소모되어져 원래 설계된 것보다 수명이 단축되고 전극의 조기 파손을 초래하게 되는 것이다.As a result, the oxidized copper has a sharp drop in work function, causing the arc to be sustained in preference to the spin insert 3, at which time copper oxide and copper are melted and consumed in a shape as shown in FIG. It will shorten the lifespan and lead to premature failure of the electrode.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 전극이 도 3과 같이 전극 몸체(3)와 방사인서트(3) 사이에 산화 저항성이 크고 전열성 및 전도성이 좋으며 일 함수가 방사인서트(3)보다 상대적으로 높은 재료(예를 들어 은, 금, 백금, 혹은 이들의 합금)로 중간 금속(2)을 만들어 삽입한 것이다. 이 중간 금속(2)은 방사인서트(3)와 전극 몸체(1)를 물리적으로 격리시키고 있으므로, 고온의 분위기에서 전극 몸체(1)의 산화를 어느 정도 방지해주게 된다. 또한 통상적으로 이 중간 금속(2)은 용융점은 전극 몸체(1)보다 낮기 때문에 먼저 용융되어 증발하면서 주위로부터 기화열을 빼앗아 가게되어 전극 몸체(1)를 냉각시키는 효과를 가져온다.The electrode developed to solve this problem is a material having a high oxidation resistance, good heat resistance and conductivity between the electrode body 3 and the spin insert 3 as shown in FIG. 3, and a higher work function than the spin insert 3. (For example, silver, gold, platinum, or an alloy thereof), the intermediate metal 2 is made and inserted. Since the intermediate metal 2 physically isolates the spinning insert 3 and the electrode body 1, the intermediate metal 2 prevents the oxidation of the electrode body 1 to some extent in a high temperature atmosphere. Also, since the melting point of the intermediate metal 2 is generally lower than that of the electrode body 1, the melting point is first melted and evaporated to take away the heat of vaporization from the surroundings, resulting in the effect of cooling the electrode body 1.

그밖에 이 중간금속(2)은 자체의 산화 저항성이 높아서, 구리 혹은 구리합금에서 빈번히 일어나는, 산화에 의한 일함수(Work Function)저하와 같은 문제가 없으며, 전열성 및 전도성이 좋으므로 냉각효과를 향상시켜서 전극수명의 연장에 상당한 효과를 기대할 수 있다.In addition, this intermediate metal (2) has a high resistance to oxidation thereof, and thus does not have a problem such as a decrease in work function due to oxidation, which frequently occurs in copper or copper alloys, and improves cooling effect due to good heat transfer and conductivity. By doing so, a significant effect on the extension of the electrode life can be expected.

그러나 이러한 전극을 만들기 위해서는 중간금속(2)을 전극 몸체(1)에 삽입하고, 그 가운데 다시 방사인서트(3)를 삽입해야 하는데, 단순한 기계적인 끼워 맞춤보다 야금학적인 결합이 되어야 전도성, 전열성 등을 높일 수 있음으로, 그 작업이 단순하지 않다.However, in order to make such an electrode, the intermediate metal (2) must be inserted into the electrode body (1), and the spin insert (3) is inserted again among them. By increasing it, the task is not simple.

이러한 이유로 기존의 많은 전극들은 제작상의 문제점으로 인하여 초기 설계되어진 기능을 충분히 발휘하지 못하거나, 제작경비가 너무 비싼 문제점이 있었다.For this reason, many existing electrodes do not fully exhibit the initial designed functions due to manufacturing problems, or the manufacturing cost is too expensive.

즉, 종래의 전극제조 방법의 한가지로서 제 4 도와 같이 전몸체의 막힌부분(5)에 방사인서트(3)가 들어갈 수 있는 충분히 큰 구멍(6)을 뚫고, 이 구멍(6)에 하프늄(Hf)혹은 지르코늄(Zr)을 재질로 하는 방사인서트(3)를 끼워 넣고, 그 주위에 용융된 중간금속(4)을 부어넣는 방법인데, 이런 방법은 야금학적인 결합력은 좋으나, 작업방법이 어렵고, 대량 생산에 제한이 따른다That is, as one of the conventional electrode manufacturing methods, as shown in Fig. 4, a large enough hole 6 into which the radial insert 3 can be inserted into the blocked portion 5 of the whole body is inserted, and hafnium (Hf) is inserted into the hole 6. Or insert the insert (3) made of zirconium (Zr) and pour the molten intermediate metal (4) around it, this method has a good metallurgical bonding strength, but the work method is difficult, and mass There is a limit to production

또한 방사인서트(3)와 전극 몸체(1)의 중심선을 일치시키는 것도 쉽지 않다.It is also difficult to match the centerline of the radiation insert 3 and the electrode body 1.

종래에 사용되던 또 다른 한가지 제조방법으로는, 제 5 도에서와 같이 방사인서트(3)를 한쪽 구멍이 막힌 튜브형 중간금속(7)에 끼우고 이것을 가시 전극몸체(1)의 구멍(6)에 끼워 넣는 방법이다.Another manufacturing method conventionally used, as shown in Fig. 5, inserts the radial insert 3 into the tubular intermediate metal 7 with one hole closed and inserts it into the hole 6 of the visible electrode body 1; How to put in.

이 제조방법에서도 전극몸체(1)와 막힌 튜브형 중간금속(7), 방사선인서트(3)가 서로 야금학적인 결합이 없이 기계적인 끼워 맞춤을 하는 경우에는 미세한 틈이 생기는 것은 피할 수 없다.Even in this manufacturing method, when the electrode body 1, the clogged tube-shaped intermediate metal 7, and the radiation insert 3 are mechanically fitted together without a metallurgical bond to each other, the formation of minute gaps is inevitable.

이 틈새는 전도성 및 전열성을 악화시키게 됨으로써 궁극적으로 전극의 수명을 단축시키는 원인으로 작용할 수 있기 때문이다.This gap can deteriorate the conductivity and heat transfer properties, which can ultimately shorten the life of the electrode.

또한 가능한 밀착도를 높이기 위해서는 각 부분에 고정밀 가공을 해야하므로 대량생산에 어려움이 있고 가격이 상승하는 것을 피할 수 없다.In addition, in order to increase the possible adhesion, high-precision machining must be performed on each part, which leads to difficulty in mass production and an inevitable increase in price.

이러한 방법 이외에, 만일 제 5 도와 같은 제작공정에서 전극몸체(1)와 막힌 튜브형 중간금속(7), 방사인서트(3) 사이를 야금학적으로 결합시키려 한다면 복잡한 다단계의 조립 공정이 필요하여 작업이 어려워지고, 대량생산에 제약이 따를 수 있으며, 가격의 상승을 피할 수 없을 것이다.In addition to this method, if the metallurgical coupling between the electrode body 1, the clogged tube-shaped intermediate metal 7, and the spin insert 3 is performed in the manufacturing process as shown in FIG. 5, a complicated multi-step assembly process is required and the work is difficult. May be limited, mass production will be limited, and price increases will be unavoidable.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전극몸체 및 방사인서트의 중심선 일치가 용이하고, 한 번만에 전극몸체사이를 야금학적으로 결합시킴으로써 제조공정이 간단하여 대량생산이 용이하고, 제작단가를 낮춰줄 수 있는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the center line of the electrode body and the radiation insert is easy to match, the metallurgical coupling between the electrode body at one time, the manufacturing process is simple, mass production is easy, and production cost It is to provide a method of manufacturing a plasma arc cutting torch electrode that can lower the.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 전극의 몸체에 충분한 크기 및 깊이를 가진 구멍을 뚫고, 우선 구멍에 파우더 형태 혹은 적절히 가공된( 예를 들어 원판모양 등)형태에 용가재를 삽입한 다음, 양쪽이 뚫린 튜브모양의 중간금속에 방사인서트를 삽입하고, 이것을 다시 전극몸체에 끼워 넣는 것과, 전극몸체에 튜브모양의 중간금속을 먼저 삽입하고, 방사인서트를 끼워 넣는 상태에서 결합된 전극을 노(爐)속에 넣고 용가제의 용융점보다는 높고, 튜브형태 중간금속의 용융점보다는 낮은 온도까지 가열하며 적절한 시간을 지속함으로써 용가제만을 용융시키는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention drills a hole having a sufficient size and depth in the body of the electrode, and then inserts the filler material in the form of a powder or appropriately processed (for example, a disk, etc.) in the hole, and then Insert the radial insert into the perforated tube-shaped intermediate metal, insert it into the electrode body again, insert the tube-shaped intermediate metal into the electrode body first, and then insert the combined electrode in the state of inserting the radial insert. It is achieved by providing a method of manufacturing an electrode for a plasma arc cutting torch that melts the solvent only by placing it in the furnace) and heating it to a temperature higher than the melting point of the solvent, lower than the melting point of the tube-shaped intermediate metal, and lasting an appropriate time.

도 1은 종래 중간 금속이 있는 산소 플라즈마 절단용 전극의 외형도1 is an external view of an electrode for cutting oxygen plasma with a conventional intermediate metal

도 2는 종래 중간 금속이 없는 전극의 소모된 형태도2 is a depleted form of an electrode without a conventional intermediate metal

도 3은 종래 중간 금속이 삽입된 전극의 단면 구조도3 is a cross-sectional structural view of a conventional intermediate metal inserted electrode

도 4는 종래 전극의 중간 금속 및 방사인서트를 조립하는 공정도Figure 4 is a process diagram of assembling the intermediate metal and the spin insert of the conventional electrode

도 5는 종래 전극의 중간 금속 및 방사인서트를 조립하는 또 다른 공정도Figure 5 is another process of assembling the intermediate metal and the spin insert of the conventional electrode

도 6은 본 발명 전극에 중간 금속 및 방사인서트를 조립하는 공정도Figure 6 is a process diagram for assembling the intermediate metal and the spin insert to the electrode of the present invention

도 7은 본 발명 전극에 중간 금속 및 방사인서트를 조립하는 또 다른 공정도Figure 7 is another process of assembling the intermediate metal and the spin insert to the electrode of the present invention

도 8은 본 발명 중간 금속의 사시도8 is a perspective view of the present invention intermediate metal

도 9는 본 발명에 따라 전극에 중간 금속과 방사인서트를 조립하는 다른 적용실예도Figure 9 is another application example of assembling the intermediate metal and the spin insert on the electrode in accordance with the present invention

도 10은 본 발명에 따라 전극 위에 용가제를 얹어 가열하는 전극제조 방식의 또 다른 적용 실시 예도10 is another application embodiment of the electrode manufacturing method for heating by placing a solvent on the electrode in accordance with the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

(1) : 전극 몸체 (2) : 중간 금속(1): electrode body (2): intermediate metal

(3) : 방사인서트 (4) : 용융된 중간 금속(3): spin insert (4): molten intermediate metal

(5) : 전극 몸체의 막힌 부분 (6) : 구멍(5): blocked portion of the electrode body (6): hole

(7) : 한쪽이 막힌 튜브형태의 중간 금속 (8) : 기존 전극의 소모형태(7): Intermediate metal in the form of a tube with one side blocked (8): Consumption of conventional electrodes

(9) : 전극 몸체의 개방 부분(9): open part of the electrode body

(11) : 양쪽이 뚫린 튜브 형태의 중간 금속(11): intermediate metal in the form of a tube with both sides open

(12) : 파우더 형태의 용가제(12): Solvent in powder form

(13) : 구멍 형상에 맞는 적절한 모양의 용가제(13): Solvent of appropriate shape for hole shape

(14) : 한쪽 구멍이 막힌 튜브형의 용가제(14): tubular solvent with one hole blocked

(15) : 튜브형 중간 금속을 사용할 경우의 조립 모습(15): Assembly view when using tubular intermediate metal

(16) : 원통형 중간 금속을 사용할 경우의 조립 모습(16): Assembly state when using cylindrical intermediate metal

(17) : 노내에서 가영하기 위해 전극 위에 용가제를 얹은 모습(17): Solvent placed on electrode to run in furnace

(18) : 방사인서트 구멍을 내기 위한 드릴(18) Drills for drilling inserts

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

도 6에 도시하는 바와 같이 전극의 몸체에 충분한 크기 및 깊이를 가진 구멍(6)을 뚫고, 우선 구멍(6)에 파우더 형태(12)혹은 적절히 가공된( 예를 들어 원판모양 등)형태에 용가재(13)를 삽입한 다음, 양쪽이 뚫린 튜브모양의 중간금속(11)에 방사인서트(3)를 삽입하여, 이것을 다시 전극몸체에 끼워 넣는다.As shown in FIG. 6, a hole 6 having a sufficient size and depth is drilled in the body of the electrode, and the filler material is first formed into a powder form 12 or an appropriately processed form (for example, a disc or the like) in the hole 6. After inserting (13), the radial insert 3 is inserted into the tube-shaped intermediate metal 11 on both sides, and it is inserted into the electrode body again.

혹은 작업상 편의에 따라 전극몸체(1)애 튜브모양의 중간금속(11)을 먼저 삽입하고, 방사인서트(3)를 끼워 넣을 수 있다.Alternatively, the intermediate metal 11 in the shape of a tube in the electrode body 1 may be inserted first and then the radial insert 3 may be inserted in accordance with working convenience.

이렇게 결합되어진 전극을 노(爐)속에 넣고 용가제(12)(13)의 용융점보다는 높고, 튜브형태 중간금속(11)의 용융점보다는 낮은 온도까지 가열하며 적절한 시간을 지속한다.The electrode thus joined is placed in a furnace and heated to a temperature higher than the melting point of the solubilizers 12 and 13 and lower than the melting point of the tubular intermediate metal 11, and the appropriate time is maintained.

이때, 용가제(12)(13)는 용융되어 일정한 시간을 노(爐)속에서 지속되는 동안, 중력 및 모세관현상에 의하여 방사인서트와 중간금속, 중간금속과 전극몸채 및 전극몸체와 방사인서트 사이를 빈틈없이 메우게 된다.At this time, the filler 12 (13) is melted and maintained for a certain time in the furnace, the gravity between the radial insert and the intermediate metal, the intermediate metal and the electrode body and the electrode body and the spin insert by the capillary phenomenon Will be filled up.

이렇게 일정시간이 지속된 이후에 냉각되어지면, 이 금속들 사이에 든 용가제가 굳으면 야금학적인 결합이 이루어지게 되는 것이다.When this is cooled after a certain period of time, the metallurgical bonds are formed when the solvents between these metals harden.

이때 용가제가 보다 확실하게 틈을 메꿔 주도록 하기 위해서는 노(爐)속에서 튜브형 중간 금속(11)및 방사인서트(3)를 전극몸체(1) 방향으로 적당한 압력으로 지속적으로 눌러줌으로써, 용가제가 쉽게 금속들의 틈새로 스며들 수 있게 하는 것이다.At this time, in order to fill the gap more reliably, the solvent is easily made of metal by continuously pressing the tubular intermediate metal 11 and the radial insert 3 at an appropriate pressure in the direction of the electrode body 1 in the furnace. It is to be able to seep into the gap of the field.

또한 노(爐)의 분위기는 진공 상태로하여 용융된 용가제 내에 존재할 수 있는 기포를 제거할 수 있도록 하는 것이 유효하다.Moreover, it is effective to make the atmosphere of a furnace into a vacuum so that the bubble which may exist in a molten solubilizer can be removed.

냉각된 이후에는 전극의 방사인서트(3)와 중간금속(2) 주위를 마무리 가공해 주어야 보다 양호한 품질을 얻을 수 있다.After cooling, better finish should be obtained around the spin insert 3 and the intermediate metal 2 of the electrode.

이때 사용되는 용가재는 파우더 형태(12)이거나 전극몸체(1)의 구멍(6) 형상에 따라 적절한 형태(13)로 가공하는 것이 좋고, 용융점은 중간금속(11)보다는 낮아야 하는데, 일반적으로 구리 28%, 니켈0.5%, 은 71.5%로 구성된 것이 효과적이지만, 필요에 따라 적절한 조성비로 바꾸어질 수 있다.In this case, it is preferable that the filler metal used is a powder form 12 or a suitable form 13 according to the shape of the hole 6 of the electrode body 1, and the melting point should be lower than that of the intermediate metal 11, and generally copper 28 The composition consisting of%, 0.5% nickel and 71.5% silver is effective, but can be changed to an appropriate composition ratio as necessary.

또 다른 제조공법은 도 10의 (15)와 같이 전극의 몸체(1)에 방사인서트(3)및 중간금속(11)이 들어갈 수 있는 충분한 크기 및 길이를 가진 구멍(6)을 뚫고, 중간금속과 방사인서트를 끼운 다음, 도 10의 (17)과 같이 전극몸체(1)의 믹힌부분(5)이 위로 향하게 하고, 그곳에 충분한 양의 용가제(13)를 얹어놓은 상태로 진공로 안에서 가열시킨다.Another manufacturing method is to drill a hole 6 having a sufficient size and length to allow the radial insert 3 and the intermediate metal 11 to enter the body 1 of the electrode as shown in FIG. And inserting the spin insert, the mixed portion 5 of the electrode body 1 faces upward as shown in (17) of FIG. 10, and is heated in a vacuum furnace with a sufficient amount of the solvent 13 placed thereon. .

이 떼 노(爐)내의 온도는 용가제(13)의 용융점보다 약 20-50℃ 정도 높게 설정하므로써 전극몸체, 중간금속 및 방사인서트 등 전극의 다른부분은 용융되지 않고 용가제(13)만 용융될 수 있는 온도까지 가열한 다음 냉각시킨다.The temperature in the furnace is set about 20-50 ° C. higher than the melting point of the solvent 13 so that only the solvent 13 is melted without melting other parts of the electrode such as the electrode body, the intermediate metal, and the spin insert. Heat to a possible temperature and then cool.

노(爐)내에서 전극의 막힌 부분(5)위에 얹혀있는 용융된 용가제(13)는 유동성이 좋아지면, 모세관 형상 및 중력의 작용에 의해서 중간금속(11)과 전극몸체(1)및 중간금속(11)과 방사인서트(3) 사이의 틈을 따라 아래로 스며들게 됨으로써, 이들 금속간의 완전한 야금학적인 결합이 일어나게 된다.The molten solubilizer 13, which is placed on the blocked portion 5 of the electrode in the furnace, when the fluidity is improved, the intermediate metal 11, the electrode body 1, and the intermediate portion are formed by the action of capillary shape and gravity. By penetrating down along the gap between the metal 11 and the spin insert 3, a complete metallurgical coupling between these metals occurs.

이때, 모세관 현상 및 중력의 효과를 극대화하기 위해서는 중간금속(2)과 전극몸체(1)및 중간금속(2)과 방사인서트(3) 사이의 간격이 각각 0.1-0.5㎜정도가 되는 것이 좋다.At this time, in order to maximize the effect of the capillary phenomenon and gravity, the interval between the intermediate metal (2) and the electrode body (1) and the intermediate metal (2) and the radial insert (3) is preferably about 0.1-0.5 mm.

또한 방사인서트(3)의 하부에 충분히 용가제가 스며들지 않을 경우에는 방사인서트를 삽입하기 이전에 구멍(6)안에 소량의 용가제를 미리 삽입함으로써, 방사인서트(3)하부에 발생할 수 있는 용가제 부족현상을 해결할 수 있다.In addition, when the solvent is not sufficiently penetrated into the lower part of the spin insert 3, a small amount of the solvent may be generated in the hole 6 before inserting the spin insert, so that the solvent may occur under the spin insert 3 Can solve the shortage.

또한 위에서 언급된 여려가지 전극 제조공법에서, 튜브형 중간금속(11)을 사용하여 제작하는 방법 이외에, 속이 막혀있는 원통형 중간금속(19)을 사용할 수도 있는데, 도 10의 (16)에서와 같이 전극몸체(1)에 중간금속(19)이 들어갈 정도의 구멍을 뚫고 중간금속을 끼운 다음, 드릴(18) 등의 기계장치로 방사인서트(3)가 들어갈 수 있는 구멍을 가공하여, 방사인서트(3)를 끼우는 방법을 사용할 수도 있다.In addition, in the various electrode manufacturing methods mentioned above, in addition to the method using the tubular intermediate metal 11, it is also possible to use a hollow cylindrical intermediate metal 19, the electrode body as shown in (16) of FIG. Drill a hole in which the intermediate metal 19 enters into (1), insert the intermediate metal, and then machine a hole into which the spin insert 3 can enter by a machine such as a drill 18, and then insert the spin insert (3). You can also use the method of inserting.

이외에도 제조 공정상의 좀더 확실한 야금학적 결합을 위하여 금, 은, 백금 등으로 방사인서트(3)를 도금한 다음 상기의 제조방법을 사용할 수도 있다.In addition to the metallurgical bonding in the manufacturing process for the metallurgical insert (3) may be plated with gold, silver, platinum, etc., and then the above manufacturing method may be used.

그러므로 본 발명은 우선 전극몸체 및 방사인서트의 중심선 일치가 용이하고, 한 번만에 전극몸체 사이를 야금학적으로 결합시킴으로써 제조공정이 간단하여 대량생산이 용이하고, 제작단가를 낮춰줄 수 있음과, 또 다른 한가지 실시방법으로써, 전극몸체에 구멍을 뚫고, 파우더 형태 혹은 적절한 형상의 용가제를 삽입하는 공정까지는 앞서의 발명과 같으나, 중간 금속이 없이 전극몸체에 바로 방사인서트를 삽입하고 노(爐)에서 용가제를 용융시켜서 방사인서트와 전극 몸체를 직접적으로 결합시키는 방법을 사용할 수도 있는데, 이렇게 제조된 전극은 제작공법이 단순화시킴과 동시에 가격을 최소화 할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.Therefore, the present invention is easy to coincide with the center line of the electrode body and the radiation insert, and the metallurgical coupling between the electrode body at one time, the manufacturing process is simple, mass production is easy, and the manufacturing cost can be lowered, and In another embodiment, the process of drilling a hole in the electrode body and inserting a solvent in the form of a powder or an appropriate shape is the same as in the above invention, but inserts a spin insert directly into the electrode body without an intermediate metal, and then It is also possible to use a method of directly bonding the spin insert and the electrode body by melting the solubilizing agent. The electrode thus manufactured is a very useful invention to simplify the manufacturing process and minimize the cost.

Claims (6)

전극몸체(1)와 방사인서트(3) 사이에 중간금속(11)을 갖는 플라즈마 전극의 제작에 있어서;In the fabrication of a plasma electrode having an intermediate metal (11) between the electrode body (1) and the radiation insert (3); 상기 전극 몸체(1) 상단부에 적절한 크기의 구멍(6)을 형성시키고, 여기에 용융점이 중간금속(11), 전극몸체(1) 및 방사인서트(3)보다 낮은 용가제를 파우더 형태(12)혹은 구멍(6)의 형상에 맞는 적절한 형태(13)로 만들어 삽입키는 것과, 양측이 뚫린 튜브형태 혹은 다소 변형된 튜뷰형태로 가공한 후, 노(爐)에서 가열하는 것과, 이들 용가제가 용융되어 중력 및 모세관 현상에 의하여 전극몸체(1) 및 중간금속(11),중간금속(11) 및 방사인서트(3), 그리고 방사인서트(3)와 전극몸체(1) 사이를 빈틈없이 채워줌으로써 야금학적인 결합을 하는 것으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.A hole 6 having an appropriate size is formed in the upper end of the electrode body 1, and the melting point of the lower melting point than the intermediate metal 11, the electrode body 1 and the spin insert 3 is formed in powder form 12. Or by inserting it into an appropriate shape (13) suitable for the shape of the hole (6), processing it in the form of a tube with two sides or a slightly deformed tube, and then heating it in a furnace, and melting these solvents. Metallurgy by filling the electrode body (1) and the intermediate metal (11), the intermediate metal (11) and the radiating insert (3), and the radiating insert (3) and the electrode body (1) by gravity and capillary action A method of manufacturing an electrode for a plasma arc cutting torch, characterized in that consisting of a coupling. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 제 1항의 제작공정을 가지나, 중간 금속(11)이 없어, 더욱 간단한 제작 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.The manufacturing method of the electrode for plasma arc cutting torch which has the manufacturing process of Claim 1, but has no intermediate metal (11), and has a simpler manufacturing process. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 가열 노(爐)의 분위기를 진공으로 함으로써, 용융된 용가제에 기포가 포함되지 않게 하고, 충분한 시간을 지속함으로써 중력 및 모세관 현상 등에 의해 용가제가 전극몸체(1), 방사인서트(3), 중간금속(11)에 균일하게 채워질 수 있도록 함을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.By setting the atmosphere of the heating furnace to vacuum, no bubbles are contained in the molten solvent, and a sufficient time is maintained, so that the solvent is caused by gravity, capillary action, etc. Method for producing an electrode for plasma arc cutting torch, characterized in that to be uniformly filled in the metal (11). 용가제는 파우더(12) 혹은 전극몸체(1)의 구멍(6) 형상에 따른 임의의 형태(13)로 되어있으며, 전극몸체(1), 중간금속(11)및 방사인서트(3)의 용융점보다 적어도 100℃이상 낮은 온도에서 용융되게 함으로써, 다른 재질에 영향을 최소화한 상태에서 용융되어 전극몸체(1), 방사인서트(3), 중간금속(11)을 동시에 야금학적으로 결합시키는 방법을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.The solubilizer is in the form of powder (12) or any shape (13) according to the shape of the hole (6) of the electrode body (1), the melting point of the electrode body (1), the intermediate metal (11) and the spin insert (3) By melting at a temperature lower than at least 100 ℃ more, it is melted in a state of minimizing the influence on other materials to metallurgically combine the electrode body (1), the spin insert (3), the intermediate metal (11) at the same time A method for producing an electrode for plasma arc cutting torch. 용가제(12)(13)의 성분은 구리(28%), 은(81.5%) 및 니켈(0.5%)로 하거나 혹은, 필요에 따라 적절히 변경된 비율로 함으로써, 용융점이 방사인서트(3), 중간 금속(11), 전극몸체(1)보다 낮아, 노 속에서 가장 낮은 온도에서 녹아서, 전극몸체(1), 중간금속(11),방사인서트(3)를 야금학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.The components of the solubilizers 12 and 13 are copper (28%), silver (81.5%) and nickel (0.5%), or the ratios appropriately changed as necessary, so that the melting point is the spin insert 3 and the middle. The metal (11), lower than the electrode body (1), melting at the lowest temperature in the furnace, characterized in that the electrode body (1), the intermediate metal (11), the radiation insert (3) metallurgically combine Method for producing an electrode for arc cutting torch. 전극몸체(1)에 중간금속이 삽입될 수 있는 구멍(6)을 형성하고, 튜브형(11)혹은 원통형 중간금속(19)을 먼저 삽입하고, 중간 금속(11)의 구멍에 방사인서트(3)를 삽입하는 것과,(원통형 중간금속을 사용할 경우는 방사인서트(3)를 삽입하기 이전에 중간금속(2) 및 전극몸체(1)에 드릴(18)로 방사인서트가 들어갈 구멍(6)을 형성시켜야 한다.) 전극의 막힌부분(5) 위에 용가제(13)를 얹어 진공로(眞空瀘)내에서 가열함으로써, 용융된 용가제가 모세관현상 및 중력 등에 의하여 전극몸체(1), 중간금속(11)및 방사인서트(3)사이의 틈에 스며들어 이들을 서로 야금학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 절단 토치용 전극의 제조방법.A hole 6 into which the intermediate metal can be inserted is formed in the electrode body 1, the tubular 11 or the cylindrical intermediate metal 19 is first inserted, and the radial insert 3 is inserted into the hole of the intermediate metal 11. And inserting a hole (6) into the intermediate metal (2) and the electrode body (1) into the drill insert (18) before inserting the radial insert (3). By placing the solvent 13 on the clogged portion 5 of the electrode and heating it in a vacuum furnace, the molten solvent is dissolved in the electrode body 1 and the intermediate metal 11 by capillary action and gravity. ) And a method of manufacturing an electrode for a plasma arc cutting torch, which penetrates into a gap between the spin insert (3) and bonds them metallurgically with each other.
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