KR20000018178A - 토오치용 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

인서트재로 하프늄을 사용한 토오치용 전극 및 그 제조방법에 있어서, 구리에 열을 가해 슬리이브재를 녹이면서 제조함으로써 인서트재와 슬이이브재를 먼저 접합후 구리와 2차 접합하는 종래법에 비하여 공정이 용이하고 슬리이브재가 얇은 피막으로 형성되므로 경제적인 잇점도 갖고 있다.

Description

토오치용 전극 및 그 제조방법{A TORCH ELECTRODE AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 토오치용 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 구리에 열을 가해 슬리이브재를 녹이면서 이 슬리브재가 인서트재와 구리 사이에 녹아 들어가 일체화됨으로써, 인서트재와 슬리이브재를 먼저 접합후 다시 구리와 2차 접합하는 종래법에 비해 작업공정이 용이하고 매우 경제적인 것이 특징인 새로운 토오치용 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 금속의 절단, 용접 등에 이용되고 있는 전기아아크나 플라즈마아아크 토오치 등에서 사용되고 있는 전극은 구리(Cu) 또는 구리합금 등의 열전도율이 큰 재료로 구성되어 있고, 전극의 전방에는 방사용 인서트가 위치하며, 이 방사 인서트는 전위차가 작용되는 순간에 즉시 전자를 방출시키기에 적합한 비교적 낮은 일함수(Work Function)를 갖는 금속재료로 이루어져 있다. 예컨데 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금이 바람직하며, 이 가운데 텅스텐은 가공성이 불량하여 하프늄 등으로 대체되고 있지만 일부 특정분야에서는 텅스텐이 이용되고 있는 경우도 있어서 텅스텐과 구리, 하프늄 또는 지르코늄과 구리 등의 구성을 하고 있고, 방사인서트를 둘러싸는 슬리이브재는 산화물형성이 어려운 은(Ag)과 같은 금속성분이 바람직하다.

이러한 구성의 전극은 여러가지 형태로 제조되고 있는데, 예를 들면 수입품 등에서 주로 볼 수 있는 ESAB방법으로 인서트재인 하프늄과 슬리이브재로서의 은을 먼저 접합(열간)한 후 다시 모재인 구리와 2차 접합(냉간)하는데 열간에서는 우선 하프늄을 가공한 후 하프늄 둘레에 은을 녹여 접합하고 구리를 열에 의해 구멍을 키운후 하프늄과 은이 접합된 상태로 끼워넣는 방식이 근간을 이루고 있다.

그러나 이런 전극의 경우 하프늄 외부에 소정의 은을 씌운 후 끼워넣는 방식이라서 제조공정이 복잡함은 물론 슬리이브재인 은성분이 두껍게 형성되어 불필요한 비용부담을 주고 있을 뿐 아니라, 토오치에 연결하여 사용하는 경우 산소나 공기에 의한 산화아아크가스가 구리를 급속히 산화시켜 일함수가 떨어지고 그 결과 인서트를 둘러싼 구리성분이 인서트보다 더 먼저 파손시킴으로써 전극자체의 수명을 단축시키는 결정적 요인으로 작용하고 있다.

따라서, 본 발명에서는 구리에 열을 가해 곧바로 하프늄과 구리 사이에 은을 끼워넣는 간편한 방법을 채택함으로써 공정을 단순화시키고 제조단가를 낮추며 전극자체의 수명을 연장시킬 수 있는 새로운 형태의 토오치용 전극 및 이 전극을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

도 1 은 본 발명의 토오치용 전극의 단면도

도 2 는 도 1 의 A부분의 확대도

* 도면에 대한 주요부분에 대한 설명 *

1 : 구리 2 : 은

3 : 하프늄 4 : 전극

이하, 본 발명은 도면을 통해 좀더 상세히 설명한다.

본 발명의 전극을 이루는 구성성분은 일반적인 토오치용 전극, 예컨데 플라즈마 아아크 토오치용 전극 등에서 볼 수 있는 하프늄과 은 그리고 구리이다.

도 1 에는 본 발명의 토오치용 전극의 단면도가 도시되어 있고, 도 2 에는 도 1 의 A부분을 확대 설명한 확대도가 나타나 있다.

도면에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 토오치용 전극(4)는 무산소동인 구리(1)의 전방에서 인서트재인 하프늄(3)의 둘레를 슬리이브재인 은(2)이 얇게 둘러싸고 있다.

여기서, 제조공정을 살펴보면, 우선 무산소동으로서의 구리(1)에 열을 가하고 이로인해 슬리이브재로서의 은(2)이 녹으면서 하프늄과 구리 사이에 은(2)이 녹아 들어가 일체화 형성되는데 이때 은(2)의 두께는 0.03∼0.1m/m가 바람직하며, 이 범위를 벗어나면 불필요한 비용상승을 초래할 뿐 아니라 전기전도율 향상 등의 슬리이브재로서의 역할이 줄어든다.

이상의 본 발명의 토오치 전극 및 그 제조방법에 따르면, 구리에 열을 가해 곧바로 하프늄과 구리 사이에 슬리이브재로서의 은을 끼워넣는 간편한 방법을 채택함으로써, 제조공정을 단순화시키고 제조단가를 낮추며 전극 자체의 수명을 연장시킬 수 있는 새로운 형태의 토오치용 전극 및 그 제조방법이 제공되게 된다.

따라서, 본 발명의 토오치용 전극 및 그 제조방법을 이용하면 토오치, 특히 플라즈마아아크 토오치에 사용되는 전극을 보다 간편하고 저렴하게 얻을 수 있으며, 슬리이브재의 불필요한 사용을 줄임으로서 경제적 효과는 물론 전극 자체의 수명도 연장시킬 수 있는 전혀 새로운 토오치용 전극을 얻을 수 있어 관련분야에서의 여러가지 응용이 기대된다.

Claims (2)

1. 모재인 구리(1)에 하프늄(3)과 은(2)을 성형하여 구성된 토오치용 전극을 제조하는 방법에 있어서,

   무산소동의 구리(1)에 열을 가하여 슬리이브재인 은(2)를 구리(1)과 인서트재인 하프늄(3) 사이에 융착 접합시켜 상기 은(2)의 두께를 0.03∼0.1m/m로 성형하는 것을 특징으로 하는 토오치용 전극의 제조방법.
2. 제 1 항에 의하여 얻어지는 토오치용 전극.