KR200201855Y1 - 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 금속 및 비금속의 절단을 위하여 널리 사용되고있는 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조에 관한 것이다.

종래에는 냉각수유입을 위하여 나사개구부를 형성한 전극몸체의 폐쇄부에다 방사인서트삽입구멍을 형성하여 전기의 방사인서트삽입구멍에다 도3과 같이 방사인서트를 억지박음하여서 된 것이므로 아무리 방사인서트(2)와 전극몸체(1)를 정밀하게 가공한다 하더라도 가공의 정밀도에 한계가 있기 때문에 조립된 전극몸체(1)와 방사인서트(2) 사이에는 많은 공간이 존재하게 된다.

이러한 공간들은 전극의 저항을 증대시켜 열을 발생하여 전극의 수명을 짧아지게 하는 결정적인 원인이 된다.

또한 현실적으로 억지로 끼워 맞춤방법을 사용하면, 수마이크로미터 혹은 수십마이크로미터의 가공오차만 있다고 하더라도 이들 금속간의 접촉상태가 달라서 전기저항은 크게 번하고 이 결과로 플라즈마 아크의 형태가 바뀌어 절단품질 및 전극의 수명에 결정적인 영향을 미치게 된다.

이런 문제점으로 대부분의 억지 끼움으로 제작된 전극은 가격은 싸지만 수명이 짧고, 수명의 편차가 대단히 심하며, 전극저항에 따라 아크의 특성도 변하여 절단품질에 악영향을 준다.

또한 이 문제점을 개선하기 위해 최근에는 전극몸체(1)와 방사인서트(2) 사이에 아크의 안정성 및 전극수명을 개선할 목적으로 은(Ag), 은의 합금 혹은 백금등으로 된 중간금속을 끼워 제조하게 되는 바,

이는 제조공정이 복잡하고, 제조비,재료비,설비비가 많이 들어 전극몸체와 방사인서트를 균등한 두께로 양호하게 접합하기 위해서는 접합온도,시간,재질등의 관리가 대단히 어렵고 까다롭기 때문에 제작중에 불량률이 높고 가격이 비싼 문제가 따르게 되었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전극몸체(1)에 형성한 방사인서트삽입구멍(1')에다 중간부에 요환(201)이 형성된 방사인서트(2)를 끼우고 단조장치의 조(3)에 의하여 압착하여 전극몸체(2)는 방사인서트(2)의 요환(201)의 굴곡에 따라 거의 틈새가 없는 견고하게 밀착되게하여 열전도면적을 크게 함으로서 안정된 플라즈마아크에 의하여 절단효율을 향상시킬 수 있도록함과 아울러 아크발생도중 방사인서트(2)가 빠지거나 빨리 손상되는 것을 방지하여 사용수명을 오래유지시킬 수 있도록 한 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조{ELECTRODE STRUCTURE OF PLASMA ARC CUTTING TORCH}

본 고안은 금속 및 비금속의 절단을 위하여 널리 사용되고있는 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조에 관한 것으로서,

특징은, 전극몸체의 방사인서트삽입구멍에 방사인서트를 삽입하여 단조장치의 조(JAW)에 의하여 압착하여 전극몸체와 방사인서트를 견고히 밀착되게 함으로서 플라즈마아크를 안정되게하여 절단효율을 향상시킬 수 있도록함과 아울러 방사인서트가 빨리 손상되는 것을 방지하여 사용수명을 오래 유지시킬 수 있도록 한것이다.

일반적으로 금속을 절단하기 위하여 사용되는 열절단에는 산소절단,플라즈마절단,레이저절단등 여러가지가 있으며, 그 중에서 특히 플라즈마 절단은 다른 방법에 비하여 절단속도가 빠르고 경제적이기 때문에 조선,건설등 산업현장에서 널리 사용되고 있다.

이러한 플라즈마 절단의 토치에는 통상적으로 아크를 발생시키는 전극의 포함되어 있는데, 이것은 이송형 아크방식으로 전극으로부터 작업물까지 연장되는 아크를 지속시킨다.

또한 가스의 소용돌이 와류로써 이 아크를 둘러싸는 것이 일방적이다. 그러나 플라즈마 절단은 절단중에 발생하는 고열로 인하여 절단토치속에 있는 전극등 부품의 소모가 많으며, 특히, 공기,산소 흑은 산소혼합가스를 사용하는 플라즈마 절단의 경우에는 소모가 더욱 심하게 되는 바,

종래에는 냉각수유입을 위하여 나사개구부를 형성한 전극몸체의 폐쇄부에다 방사인서트삽입구멍을 형성하여 전기의 방사인서트삽입구멍에다 도3과 같이 방사인서트를 억지박음하여서 된 것이므로 아무리 방사인서트(2)와 전극몸체(1)를 정밀하게 가공한다 하더라도 가공의 정밀도에 한계가 있기 때문에 조립된 전극몸체(1)와 방사인서트(2) 사이에는 많은 공간이 존재하게 된다.

이러한 공간들은 전극의 저항을 증대시켜 열을 발생하여 전극의 수명을 짧아지게 하는 결정적인 원인이 된다.

또한 현실적으로 억지로 끼워 맞춤방법을 사용하면, 수마이크로미터 혹은 수십마이크로미터의 가공오차만 있다고 하더라도 이들 금속간의 접촉상태가 달라서 전기저항은 크게 변하고 이 결과로 플라즈마 아크의 형태가 바뀌어 절단품질 및 전극의 수명에 결정적인 영향을 미치게 된다.

또한 이 문제점을 개선하기 위해 최근에는 전극몸체(1)와 방사인서트(2) 사이에 아크의 안정성 및 전극수명을 개선할 목적으로 은(Ag), 은의 합금 혹은 백금등으로 된 중간금속을 끼워 제조하게 되는 바,

이는 제조공정이 복잡하고, 제조비,재료비,설비비가 많이 들어 전극몸체와 방사인서트를 균등한 두께로 양호하게 접합하기 위해서는 접합온도,시간,재질등의 관리가 대단히 어렵고 까다롭기 때문에 제작중에 불량률이 높고 가격이 비싼 문제가 따르게 되었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전극몸체(1)에 형성한 방사인서트삽입구멍(1')에다 중간부에 요환(201)이 형성된 방사인서트(2)를 끼우고 단조장치의 조(3)에 의하여 압착하여 전극몸체(2)는 방사인서트(2)의 요환(201)의 굴곡에 따라 거의 틈새가 없는 견고하게 밀착되게하여 열전도면적을 크게 함으로서 안정된 플라즈마아크에 의하여 절단효율을 향상시킬 수 있도록함과 아울러 아크발생도중 방사인서트(2)가 빠지거나 빨리 손상되는 것을 방지하여 사용수명을 오래유지시킬 수 있도록 한 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조를 제공할 수 있도록 한 것이다.

도1은 본 고안의 사시도

도2는 본 고안의 단면도

도3은 종래 제품의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전극몸체

1' : 방사인서트삽입구멍

101 : 나사개방부

102 : 폐쇄부

2 : 방사인서트

201 : 요환

도1은 본 고안의 사시도이고

도2는 본 고안의 단면도로서,

냉각수를 유입하기 위한 나사개방부(101)를 형성한 구리로 된 전극몸체(1)의 폐쇄부(102)에 방사인서트삽입구멍(11)을 형성하여 전기의 방사인서트삽입구멍(1' )에다 방사인서트(2)를 고정하여서 된 것에 있어서,

방사인서트(2)에는 요환(201)을 형성하여 방사인서트삽입구멍(1')에 끼워 단조하여 방사인서트(2)와 전극몸체(1) 사이에 틈이 생기지 않도록 견고하게 밀착시켜서 된 것이다.

미설명부호 3은 전극몸체(1)의 폐쇄부(102)를 단조(압착)하기 위한 단조장치의 조(JAW)이다.

이와 같은 본 고안은 전극몸체(1)의 방사인서트삽입구멍(1')에 요환(201)을 형성한 방사인서트(2)를 끼워 단조장치의 조(3)에 의하여 압축시 연성,전성이 양호한 구리 및 구리합금으로 된 전극몸체(1)는 방사인서트(2)의 요환(201)의 굴곡에 따라 유연하게 압입되어 종래 제품에 비하여 거의 틈새가 없는 견고하게 밀착됨과 아울러 열전도면적이 크지게되어 안정된 플라즈마아크에 의해 금속의 절단효율이 향상케되며 또한 아크발생도중 방사인서트(2)가 빠지거나 빨리 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 본 고안은 전극몸체(1)의 방사인서트삽입구멍(1')에다 요환(201)을 형성한 방사인서트(2)를 끼워 압축하여 전극몸체(2)를 방사인서트(2)의 요환(201)의 굴곡을 따라 거의 틈새가 없이 견고하게 고정하였기 때문에,

이에 따라 열전도면적도 크게되어 안정된 플라즈마아크에 의해 금속의 절단효율이 향상됨과 아울러 아크발생도중 방사인서트(2)가 빠지거나 빨리 손상되는 것이 방지케됨으로 사용수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉각수를 유입하기 위한 나사개방부(101)를 형성한 구리로 된 전극몸체(1)의 폐쇄부(102)에 방사인서트삽입구멍(1')을 형성하여 전기의 방사인서트삽입구멍(1')에다 방사인서트(2)를 고정하여서 된 것에 있어서, 방사인서트(2)에는 요환(201)을 형성하여 방사인서트삽입구멍(1')에 끼워 단조하여 방사인서트(2)와 전극몸체(1) 사이에 틈이 생기지 않도록 견고하게 밀착시켜서 된 금속절단용 플라즈마 아크토치전극의 구조.